JP2000279997A - 汚泥処理方法及び汚泥処理システム - Google Patents
汚泥処理方法及び汚泥処理システムInfo
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Abstract
排水中のアンモニウムイオン濃度が非常に低いという問
題を解決する。 【解決手段】 有機性汚水の生物処理工程から発生する
余剰汚泥を濃縮・脱水した脱水汚泥を、発酵槽10にお
いて発酵させ、発酵によって乾燥した汚泥を溶融炉13
にて溶融する汚泥処理方法において、前記発酵槽10か
らの回収水と、前記溶融工程において発生する排煙処理
排水及び集塵機排水とを混合してリン回収槽へ供給し、
リン回収槽内でリン酸マグネシウムアンモニウムにして
リンを回収する。
Description
汚泥処理等に代表される生物処理工程から発生する余剰
活性汚泥等の有機性汚泥を溶融によって処理する技術に
関し、汚泥処理工程からリンを除去する新規な技術に関
する。
し、減量化、有効利用を図る従来型の汚泥処理システム
では、汚泥溶融炉により発生するスラグは、プロセス外
における処理に委ねられるとともに、この汚泥溶融炉か
ら発生する排煙処理排水及び集塵機排水(この2つを混
合したものを、以後「混合排水」と呼ぶ)は、再び生物
処理工程へ返送されていた。この混合排水には、溶融の
際に汚泥中から揮散するリン酸が含まれる。
ては、リン酸が排煙処理排水及び集塵機排水の中に回収
され、この混合排水が再び生物処理工程へ返送されるた
め、一連の工程からリンが除去されず、リンがプロセス
内に蓄積するという問題があった。
て、従来から、リン酸マグネシウムアンモニウムにして
分離・回収する方法が知られている。この方法は、リン
酸イオン、マグネシウムイオン、アンモニアイオンを、
アルカリ性条件下で各1モルずつ反応させてリン酸マグ
ネシウムアンモニウムを生成し、これを水溶液から分離
して回収するものであり、リン酸回収率を上げるには、
過剰のマグネシウムイオンとアンモニウムイオンが必要
になる。
リン酸マグネシウムアンモニウムにして混合排水中のリ
ンを回収することが考えられるが、混合排水中には、通
常、水酸化マグネシウム水溶液による排煙処理を伴うた
めマグネシウムイオンは十分に含まれているが、アンモ
ニウムイオンがほとんど含まれておらず、外部よりアン
モニウムイオンを添加しないとリン酸マグネシウムアン
モニウムが生成できず、リンの回収は不可能である。
で、混合排水中のリンを回収するにあたり、混合排水中
のアンモニウムイオン濃度が非常に低いという問題を解
決することを目的とする。また、本発明は、発酵の過程
で生成する、アンモニウムイオンを高濃度に含む回収水
を有効に利用することを他の目的とする。
に、本願出願人は、発酵槽から回収される回収水のアン
モニウムイオン濃度が非常に高いことに注目し、この回
収水を混合排水と混合することにより、リンをリン酸マ
グネシウムアンモニウムの形態で分離・回収することが
できることを見出し、本願を完成した。即ち、リン回収
工程を含む本願構成を採用することにより、リン回収槽
において十分なアンモニウムイオン濃度を達成すること
ができる。本願構成としては、請求項1及び請求項3に
記載されている様に、 (1) 脱水汚泥を発酵させる発酵槽を設け、発酵熱に
よって溶融炉に供給するにふさわしい含水率まで汚泥の
含水率を下げるとともに、発酵槽から蒸発してくる水分
を回収する。この汚泥発酵槽からは、アンモニアイオン
濃度の高い回収水が得られる。 (2) 適度な含水率まで下がった汚泥を溶融炉へ供給
し、汚泥を溶融する。 (3) 溶融炉から発生する排煙を、水酸化マグネシウ
ム水溶液で処理し、粉塵を集塵機によって処理する。こ
の排煙を処理する排煙処理装置からの排煙処理排水及び
集塵機からの集塵排水は、リン及びマグネシウムを含有
する。 (4) (1)及び(3)の工程で得られる水を、リン
回収槽へ供給し、リン酸マグネシウムアンモニウムの形
態でリンを回収する。 (5) (4)の工程の処理水を生物処理工程へ返送す
る。 以上の工程により、外部からアンモニウムイオンを添加
することなくリンを回収できるプロセスを得ることがで
きる。また、これにより、発酵槽からの回収水を有効利
用することも可能になる。ここで、リンの回収のみを目
的とする場合は、上記(5)の工程を省略してもよい。
ここで、(1)〜(4)に示す工程を備えた、有機性汚
水の生物処理工程から発生する余剰汚泥を濃縮・脱水し
た脱水汚泥を、発酵槽において発酵させ、発酵によって
乾燥した汚泥を溶融炉にて溶融する汚泥処理システムを
構成するには、請求項4に記載されているように、前記
発酵槽からの回収水と、前記溶融工程において発生する
排煙処理排水及び集塵機排水とを混合してリン回収槽へ
供給し、リン回収槽内でリン酸マグネシウムアンモニウ
ムにしてリンを回収する構成をとればよい。さらに、こ
のようなシステム構成を取る場合に、請求項6に記載さ
れているように、前記リン回収槽から出るリン除去水を
前記生物処理工程へ返送する構成とすると、リン除去水
の有効利用を図ることができる。
加えて、請求項2のように、脱水工程から出る脱離水を
もリン回収槽へ供給することにより、リンの除去をより
有効に達成することが可能になる。この方法を採用する
場合は、請求項5に記載されているように、リン回収槽
へ、発酵槽からの回収水と、排煙処理排水及び集塵機排
水に加え、脱水処理工程から出る脱離水も供給する構成
とすることで、請求項2の方法を実施できる。
のフロー図を用いて詳細に説明する。本汚泥処理工程
は、脱水汚泥の乾燥工程に、汚泥の好気発酵による乾燥
を採用し、この工程によって乾燥した乾燥汚泥を溶融炉
にて溶融する汚泥処理方法で、発酵工程から得られるア
ンモニウムイオンを高濃度に含む回収水と溶融工程から
得られる混合排水をともにリン回収槽へ供給し、リン回
収槽においてリン酸マグネシウムアンモニウムの形態で
リンを分離・回収する工程よりなるものである。 (1) 有機性汚水生物処理工程 本工程は、外部より流入する有機性汚水1と、脱水槽7
から出る脱離水8と、リン回収槽15からのリン除去水
16を、生物処理槽2において活性汚泥法によって処理
する工程である。本工程で処理されたスラリは、流出ス
ラリ3として、汚泥沈降槽4へ全量送られる。 (2) 汚泥沈降工程 本工程は、生物処理槽2において処理された流出スラリ
3を受け入れ、重力沈降によって処理水5と濃縮汚泥6
に分離する工程である。本工程において分離された処理
水5は、処理水として外部へ放出される。また、本工程
において分離された濃縮汚泥6は、汚泥脱水槽7へ送ら
れる。 (3) 汚泥脱水工程 本工程H、汚泥沈降槽4において分離された、含水率9
6〜99%の濃縮汚泥6を受け入れ、遠心、またはフィ
ルタープレスなどの方法いより、含水率75〜80%の
脱水汚泥9と、脱離水8に分離する工程である。本工程
で分離された脱離水8は、生物処理槽2へ返送され、再
び生物処理を施される。また、本工程で分離された脱水
汚泥9は、汚泥発酵槽10へ送られる。 (4) 汚泥発酵工程 本工程は、汚泥脱水槽7において分離された、含水率7
5〜80%の脱水汚泥9と、本工程から出る含水率38
〜43%の乾燥汚泥12を混合し、含水率を55〜65
%に調整したあと、強制通気により汚泥を発酵させる工
程である。発酵により、汚泥は80〜90℃に発熱し、
これにより水分が蒸発する。蒸発した水分は、冷却して
回収し、回収水11となる。回収水11は、リン回収槽
15へ送られる。発酵後の汚泥は、含水率38〜43%
の乾燥汚泥となり、一部は汚泥発酵槽10へ返送され、
残りは汚泥溶融炉13へ送られる。 (5) 汚泥溶融工程 本工程は、汚泥発酵槽10において、含水率38〜43
%に乾燥された乾燥汚泥12のうち、再び汚泥発酵槽1
0へ返送されるものを除いた乾燥汚泥12を受け入れ、
1500℃以上の温度で溶融し、スラグ15として排出
する。排出されたスラグ15はさまざまな形態で有効利
用される。また、溶融の工程で排出されるガスは、排煙
処理工程で水酸化マグネシウム水溶液により洗浄され、
また、粉塵は集塵機によって捕獲され、集塵機排水の中
に入って排出される。この工程で出る混合排水14は、
リン回収槽15へ送られる。 (6) リン回収工程 本工程は、汚泥発酵槽10から得られる回収水11と、
汚泥溶融炉13から得られる混合排水14を受け入れ、
リン酸マグネシウムアンモニウム17の形態で、水溶液
中のリンを回収する工程である。回収されたリン酸マグ
ネシウムアンモニウム17は、肥料として有効利用され
る。また、リンを除去したリン除去水16は、有機性汚
水1とともに生物処理槽2へ返送され、再び生物処理が
施される。以上のような工程により、有機性汚水、及び
有機性汚泥の処理工程から有効にリンを分離するととも
に、リンを回収し、有効利用することができることを、
本発明は見出した。上記リン回収工程(6)において、
汚泥脱水工程(3)から得られる脱離水8をもリン回収
槽15に供給することにより、一連の処理工程からリン
をより効果的に除去することができる。
含水率55%の汚泥を50リットル(30kg)調製
し、これに強制通気することにより好気発酵させたとこ
ろ、回収水が7.5リットル得られたが、その水質は、
表1の通りであった。以下、リットルをLにて記載す
る。
の通りであった。
回収水:混合排水=1:10の割合で混合した後、10
分間振とうし、10分間静置した後の上清の水質を分析
したところ、リン濃度は4.0(mg/L)に減少し
た。 〔比較例〕比較のために、表2の成分の人工混合排水の
みについて同様の実験を実施したところ、リン濃度は3
6(mg/L)であった。
と混合してリンの回収をおこなう、最も好ましい例を示
したが、リンの回収をおこなうという意味からは、必ず
しも、混合排水を使用する必要はなく、排煙処理排水、
集塵機排水のいずれか一方のみと、回収水とを混合する
場合にあっても、リンの部分的な除去は可能となる。本
願にあっては、このような形態を採用してもよい。
から出る回収水を有効に使いながら、汚泥の溶融工程か
ら排出される混合排水中のリンを有効に分離・回収する
ことができる。
図を示す
Claims (6)
- 【請求項1】 有機性汚水の生物処理工程から発生する
余剰汚泥を濃縮・脱水した脱水汚泥を、発酵槽において
発酵させ、発酵によって乾燥した汚泥を溶融炉にて溶融
する汚泥処理方法において、 前記発酵槽からの回収水と、前記溶融工程において発生
するマグネシウムを含む排煙処理排水もしくは集塵機排
水、あるいは排煙処理排水及び集塵機排水の両方とを混
合してリン回収槽へ供給し、リン回収槽内でリン酸マグ
ネシウムアンモニウムにしてリンを回収する汚泥処理方
法。 - 【請求項2】 リン回収槽へ、発酵槽からの回収水と、
排煙処理排水及び集塵機排水に加え、脱水処理工程から
出る脱離水も供給する請求項1に記載の汚泥処理方法。 - 【請求項3】 前記リン回収槽から出るリン除去水を前
記生物処理工程へ返送する請求項1または2記載の汚泥
処理方法。 - 【請求項4】 有機性汚水の生物処理工程から発生する
余剰汚泥を濃縮・脱水した脱水汚泥を、発酵槽において
発酵させ、発酵によって乾燥した汚泥を溶融炉にて溶融
する汚泥処理システムにおいて、 前記発酵槽からの回収水と、前記溶融工程において発生
するマグネシウムを含む排煙処理排水もしくは集塵機排
水、あるいは排煙処理排水及び集塵機排水の両方とを混
合してリン回収槽へ供給し、リン回収槽内でリン酸マグ
ネシウムアンモニウムにしてリンを回収する汚泥処理シ
ステム。 - 【請求項5】 リン回収槽へ、発酵槽からの回収水と、
排煙処理排水及び集塵機排水に加え、脱水処理工程から
出る脱離水も供給する請求項4に記載の汚泥処理システ
ム。 - 【請求項6】 前記リン回収槽から出るリン除去水を前
記生物処理工程へ返送する請求項4または5記載の汚泥
処理システム。
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JP08632599A JP3792065B2 (ja) | 1999-03-29 | 1999-03-29 | 汚泥処理方法及び汚泥処理システム |
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1999
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