JP6873821B2 - 汚泥処理システムおよび汚泥処理方法 - Google Patents
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Description
前記消化槽は、有機性廃棄物を消化処理して消化汚泥およびバイオガスを得る。
前記MAP生成槽は、前記消化汚泥または可溶化処理した前記消化汚泥とマグネシウム源とを撹拌混合してリン酸マグネシウムアンモニウム(MAP)および脱リン処理物を得る。
前記二酸化炭素散気装置は、前記MAP生成槽内の前記消化汚泥または可溶化処理した前記消化汚泥に二酸化炭素を散気する。
マグネシウム源供給装置は、前記MAP生成槽にマグネシウム源を供給する。
図1は、本実施形態の汚泥処理システムを示す図である。
本実施形態の汚泥処理システム100は、消化槽1と、MAP生成槽2と、二酸化炭素散気装置4と、マグネシウム源供給装置5と、を備える。
また、汚泥処理システム100は、図1に示すように、脱水装置3と、pH計6と、凝集剤供給装置7と、を備えていてもよい。
消化槽1は、消化汚泥送泥ラインを介してMAP生成槽2と接続されている。また、消化槽1は、図示略のバイオガス送気ラインを介して、消化槽1外へバイオガスを排出できるようになっている。
二酸化炭素散気装置4は、二酸化炭素送気ラインを介してMAP生成槽2と接続されている。
マグネシウム源供給装置5は、マグネシウム源供給ラインを介してMAP生成槽2と接続されている。
以下、各工程について説明する。
消化汚泥における水分以外の成分は、嫌気性微生物が分解しきれなかった有機性廃棄物(有機物)の残渣および嫌気性微生物である。
消化汚泥に二酸化炭素を散気し続けても消化汚泥のpHが略7まで低下しないのは、消化処理により生じた二酸化炭素が消化汚泥にすでに溶存しており、この消化汚泥に二酸化炭素を散気してもある程度の量の二酸化炭素しか溶解しないためだと考えられる。
上述したように二酸化炭素を散気した消化汚泥のpHは、MAPが晶析せず、種晶であるマグネシウム源を成長させる形でMAPが生成される過飽和領域のpHである。そのため、種晶となるマグネシウム源と消化汚泥とを撹拌混合すると、消化汚泥中のリン酸およびアンモニアは、微細なMAPとして多量に晶析することはないが、種晶であるマグネシウム源を成長させる形でMAPの結晶となる。
脱水工程では、凝集剤供給装置7から、脱水装置3内の脱リン処理物に凝集剤を添加する。脱リン汚泥に凝集剤が添加されると、脱リン汚泥中の固形物が高分子化される。
MAP生成槽2内の消化汚泥にマグネシウム源を添加するタイミングは、タイマーによって時間を計測して、ある一定時間経過後に手動で添加してもよく、MAP生成槽2内の消化汚泥のpHを計測して、消化汚泥のpHが低下したことを確認してから手動で添加してもよく、これらのいずれかを制御装置により自動で行ってもよい。
図2に示す本実施形態の汚泥処理システム200は、第1の実施形態の汚泥処理システム100と同様に、消化槽1と、MAP生成槽2と、二酸化炭素散気装置4と、マグネシウム源供給装置5と、を備える。
また、本実施形態の汚泥処理システム200は、消化槽1とMAP生成槽2との間に、可溶化処理槽8を備える。
また、本実施形態の汚泥処理システム200は、図2に示すように、脱水装置3と、pH計6と、凝集剤供給装置7と、を備えていてもよい。図2に示す汚泥処理システム200の構成要素のうち、第1の実施形態の汚泥処理システム100の構成要素と同一の構成要素には、図1と同一の符号を付してその説明を省略する。
以下、それぞれの工程のうち、第1の実施形態と同じものについては、説明を省略または簡略する。
消化槽1で生じた消化汚泥は、消化汚泥送泥ラインを介して可溶化処理槽8に送られる。
可溶化処理された消化汚泥は、可溶化処理物送泥ラインを介してMAP生成槽2に送られる。
また、二酸化炭素を散気することにより消化汚泥のpHを低下しているため、薬剤によってpHを調整した場合と比べて、容易に過飽和領域のpHとすることができる。
図3に示す本実施形態の汚泥処理システム300は、第1の実施形態の汚泥処理システム100と同様に、消化槽1と、MAP生成槽2と、二酸化炭素散気装置4と、マグネシウム源供給装置5と、を備える。
また、本実施形態の汚泥処理システム300は、可溶化処理槽8と、送泥手段10と、返送手段11と、を備えている。
また、本実施形態の汚泥処理システム300は、図3に示すように、脱水装置3と、pH計6と、凝集剤供給装置7と、を備えていてもよい。図3に示す汚泥処理システム300の構成要素のうち、第1の実施形態の汚泥処理システム100の構成要素と同一の構成要素には、図1と同一の符号を付してその説明を省略する。
可溶化処理槽8は、送泥手段10を介して消化槽1と接続されている。また、可溶化処理槽8は、返送手段11を介して消化槽1に接続されている。
以下、それぞれの工程のうち、第1の実施形態と同じものについては、説明を省略または簡略する。なお、本実施形態では、消化槽1からMAP生成槽2に送られる汚泥を消化汚泥と記載する。すなわち、消化槽1により、有機性廃棄物を消化処理して生じた汚泥と、可溶化処理した消化汚泥を消化処理して生じた汚泥とを、消化汚泥と記載する。
消化槽1で生じた消化汚泥の一部は、消化汚泥送泥ラインを介してMAP生成槽2に送られる。消化汚泥の残部は、送泥手段10によって可溶化処理槽8に送られる。
また、二酸化炭素を散気することにより消化汚泥のpHを低下しているため、薬剤によってpHを調整した場合と比べて、容易に過飽和領域のpHとすることができる。
消化汚泥に二酸化炭素を散気して、二酸化炭素の散気時間と消化汚泥のpHとの関係を、以下の方法により調べた。
pHが異なる3種の消化汚泥に二酸化炭素を散気して、それぞれの消化汚泥のpHの経時変化を観察した。二酸化炭素を散気する前の消化汚泥のpHはそれぞれ、7.5、7.6、8.1であった。また、比較のため、水道水に二酸化炭素を散気して、水道水のpHの経時変化を観察した。二酸化炭素を散気する前の水道水のpHは、7.2であった。
結果を図4に示す。なお、図4は、消化汚泥および水道水のpHと、二酸化炭素散気時間との関係を示す図である。
二酸化炭素を散気してpHを低下した消化汚泥を用いて、MAP法によるリンの回収率・除去を行った場合のリンの回収率・除去率について、以下の方法により調べた。
図5は、消化汚泥中のリン酸態リン濃度(PO4 3−−P)と撹拌時間との関係を示す図である。図5について、以下に詳細に説明する。
なお、本実施例では、実施例1−1において、二酸化炭素を30分間散気して、pHを7.0まで低下した消化汚泥を対象とした。この消化汚泥は、リン酸態リン濃度(PO4 3−−P)が200mg/Lであり、アンモニア態窒素濃度(NH4 +−N)が700mg/Lであった。
Claims (8)
- 有機性廃棄物を消化処理して消化汚泥を得る消化槽と、
前記消化汚泥または可溶化処理した前記消化汚泥、並びにマグネシウム源を混合して、MAPおよび脱リン処理物を得るMAP生成槽と、
前記MAP生成槽にマグネシウム源を供給するマグネシウム源供給装置と、
前記MAP生成槽内の前記消化汚泥または可溶化処理した前記消化汚泥に二酸化炭素を散気する二酸化炭素散気装置と、を備え、
前記MAP生成槽において、前記消化汚泥または可溶化処理した前記消化汚泥に二酸化炭素を散気してからマグネシウム源を供給するように動作する汚泥処理システム。 - 前記脱リン処理物を脱水して脱水汚泥および脱離液を得る脱水装置と、
前記脱水装置内の前記脱リン処理物に凝集剤を添加する凝集剤供給装置と、
を備える請求項1に記載の汚泥処理システム。 - 前記消化槽と前記MAP生成槽との間に、前記消化汚泥を可溶化処理する可溶化処理槽を備える請求項1または請求項2に記載の汚泥処理システム。
- 前記消化汚泥を可溶化処理する可溶化処理槽と、
前記消化槽から前記消化汚泥を前記可溶化処理槽に送る送泥手段と、
前記可溶化処理槽から可溶化処理した前記消化汚泥を前記消化槽に送る返送手段と、
を備える請求項1または請求項2に記載の汚泥処理システム。 - 有機性廃棄物を消化処理して消化汚泥を得る消化処理工程と、
前記消化汚泥または可溶化処理した前記消化汚泥に二酸化炭素を散気した後、前記消化汚泥または可溶化処理した前記消化汚泥とマグネシウム源とを撹拌混合してMAPおよび脱リン処理物を得るMAP生成工程と、
備える汚泥処理方法。 - 前記脱リン処理物に凝集剤を添加した後、脱水して脱水汚泥および脱離液を得る脱水工程を備える請求項5に記載の汚泥処理方法。
- 前記消化処理工程の後に、前記消化処理工程で生じた前記消化汚泥を可溶化処理する可溶化処理工程を備える請求項5または請求項6に記載の汚泥処理方法。
- 前記消化処理工程で生じた前記消化汚泥の一部を可溶化処理する可溶化処理工程と、
可溶化処理した前記消化汚泥を前記消化処理工程に返送する返送工程と、
を備える請求項5または請求項6に記載の汚泥処理方法。
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