JP2002079299A

JP2002079299A - 含アンモニア廃棄物の処理方法

Info

Publication number: JP2002079299A
Application number: JP2000320010A
Authority: JP
Inventors: Toru Eito; 徹栄藤; Masatoshi Tamai; 正俊玉井; Naoyuki Uejima; 直幸上島; Naoki Ogawa; 尚樹小川; Takeshi Matsuo; 健松尾; Toshio Hirata; 俊雄平田; Itsuki Nakayasu; 厳中安
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1999-10-19
Filing date: 2000-10-19
Publication date: 2002-03-19

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、畜産廃棄物のアンモニアを効率的
に捕集し、有効に再利用を図ることの出来る畜産廃棄物
処理方法を提供することを目的とする。【解決手段】前記課題を解決するために、含アンモニ
ア廃棄物中の炭素化合物をメタンガスに還元して炭素化
合物の含有率が低下した廃棄物を得るメタン発酵工程
と；前記炭素化合物の含有率が低下した廃棄物から固形
分を分離して液状廃棄物を得る固液分離工程と；生物を
利用して前記液状廃棄物を分解処理して被生物処理液を
得る生物処理工程と；を備えた含アンモニア廃棄物の処
理方法において、前記生物処理工程の前段に、前記液状
廃棄物からアンモニアを除去するためのアンモニア除去
工程をさらに備えたことを特徴とする処理方法を提供す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、含アンモニア廃棄
物、とりわけ家畜糞および家畜尿等の畜産廃棄物の処理
方法に係り、特にメタン発酵工程でメタン発酵させた後
の畜産廃棄物の固液分離工程より排出される排水の処理
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の畜産廃棄物処理方法における固液
分離工程より排出される排水中には、（１）アンモニ
ア、硝酸および有機物等の窒素含有成分および（２）リ
ンが含有されており、これらの窒素、リン成分は、富栄
養化等の防止の為に排水中の排出濃度を規制されてい
る。

【０００３】このため、従来技術では排水中の窒素成分
を除去する目的で、生物を用いた生物反応を利用して、
硝酸態窒素、アンモニア態窒素および有機体窒素をガス
状態の窒素まで分解して大気中へ放散させている。

【０００４】かかる従来の畜産廃棄物処理方法の概要を
図９に基づいて説明するに、畜産農家等より収集された
家畜糞１および家畜尿２は混合された後、メタン発酵工
程３へと導入され、メタン発酵によりメタンガス６が発
生する。そして該メタン発酵工程３から発生したメタン
ガス６は、硫化水素を含有するため、脱硫工程７にてア
ルカリ８により洗浄され、精製メタンガス９を得る。

【０００５】一方、前記メタン発酵工程３でメタン発酵
後の液状化された廃棄物は固液分離工程４に導入され
て、固形分と液分を分離する。

【０００６】固形分は次の堆肥化（コンポスト化）工程
５へと送られ、堆肥（コンポスト）１０となり有効利用
される。

【０００７】又、固液分離工程４で分離された排水は、
生物処理工程１３へと送られ、排水中に含まれるＢＯＤ
成分、ＣＯＤ成分、及びアンモニア等の窒素成分をバク
テリア等の生物を利用して分解処理し、大きなプール状
の水槽に排水を送り空気曝気しながら排水中の窒素等の
規制物質を排水規制値になるまで除去する。

【０００８】なお、生物処理工程１３では生物の活動に
必要な酸、アルカリ、メタノール等を添加され、又該生
物処理工程１３からの排水は、リン除去工程１５へと導
かれ、リンを除去後、処理排水１６として放流される。

【０００９】従って前記生物処理工程１３は、生物を利
用した窒素除去装置（以後生物窒素除去装置と略す）で
あり、かかる処理工程は図１０に示すように、一次脱窒
工程１３Ａ、一次酸化工程１３Ｂ、及びそのフィードバ
ック経路１３Ｆ、二次脱窒工程１３Ｃ、二次酸化工程１
３Ｄからなるが、生物による以下に示す［脱窒反応］と
［酸化反応］による各反応が比較的緩慢なため、大きな
設置スペースを必要としていた。

【００１０】［脱窒反応］ＮＯ_３ ⁻＋０．３３ＣＨ_３ＯＨ→ＮＯ_２ ⁻＋０．６７Ｈ
_２ＯＮＯ_２ ⁻＋０．５ＣＨ_３ＯＨ→０．５Ｎ_２＋０．５ＣＯ
_２＋０．５Ｈ_２Ｏ＋ＯＨ ⁻ ［酸化反応］ＮＨ_４ ^＋＋１．５Ｏ_２→２Ｈ^＋＋Ｈ_２Ｏ＋ＮＯ_２ ⁻ ＮＯ_２ ⁻＋０．５Ｏ_２→ＮＯ_３ ⁻ 上記の脱窒反応において硝酸（ＮＯ_３ ⁻）を還元するた
めに、生物への水素供与体としてメタノール（ＣＨ_３Ｏ
Ｈ）を通常添加しているが、畜産排水中には多量のＢＯ
Ｄ成分を含有することから、このＢＯＤ成分を水素供与
体として有効利用できる。このため図１０に示すよう
に、脱窒工程１３Ａ後に酸化反応工程を実施する。ま
た、酸化反応工程処理液中には硝酸（ＮＯ_３ ⁻）を含有
するため、再度二次脱窒１３Ｃ、二次酸化工程１３Ｄを
経て、一連の生物窒素除去工程を行う。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】従って、前記従来技術
においては窒素成分は最終的には窒素（Ｎ２）ガスとし
て大気へ放出されるために、前記生物処理工程中に得ら
れる比較的高価なアンモニアを有効利用することができ
なかったが、近年、資源の有効利用が求めらてきてお
り、このアンモニアを有効に再利用することが切望され
ていた。

【００１２】一方、リン除去に関しては１００ｍｇ／Ｌ
以下の比較的低濃度においては、ポリ塩化アルミニウム
（ＰＡＣ）等の凝集剤を用いて、凝集沈殿法により除去
が行われているが、リン濃度が高くなるにしたがって添
加する凝集剤量が増大し、且つそれに伴う凝集汚泥量も
増大するといった課題を有している。

【００１３】本発明はかかる技術的課題に鑑み、前記ア
ンモニアを効率的に補集し、有効に再利用を図るととも
に、その運転コストの低減、更には前記畜産廃棄物処理
方法より硫安や堆肥等の副製品を効果的に且つ高品質に
得ることの出来る畜産廃棄物処理方法を提供することを
目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明はかかる課題を解
決するために、含アンモニア廃棄物中の炭素化合物をメ
タンガスに還元して炭素化合物の含有率が低下した廃棄
物を得るメタン発酵工程と；前記炭素化合物の含有率が
低下した廃棄物から固形分を分離して液状廃棄物を得る
固液分離工程と；生物を利用して前記液状廃棄物を分解
処理して被生物処理液を得る生物処理工程と；を備えた
含アンモニア廃棄物の処理方法において、前記生物処理
工程の前段に、前記液状廃棄物からアンモニアを除去す
るためのアンモニア除去工程をさらに備えたことを特徴
とする処理方法を提供する。

【００１５】本発明によれば、「含アンモニア廃棄物」
から窒素成分を除去することができる。本発明を適用し
得る「含アンモニア廃棄物」は、典型的には、畜産廃棄
物であり得るが、これに限定されない。

【００１６】そして請求項２記載の発明において、該ア
ンモニア除去工程が、液状廃棄物をアルカリでｐＨ調整
した後昇温させ、その揮発分を冷却凝縮させるアンモニ
ア蒸留工程であると特定しているが、本発明は物理的手
段及び／又は化学的手段により前記アンモニアを分離除
去する工程であれば、これのみに限定されない。従っ
て、特に限定しない限り、「アンモニア除去工程」に
は、アンモニア蒸留工程のみならず、エアストリッピン
グ工程や減圧脱気工程も含まれる。

【００１７】かかる発明によれば、畜産廃棄物をメタン
発酵工程でメタン発酵後の固液分離工程から発生する排
水を処理する生物処理工程の前段に、アンモニア蒸留工
程を介装したために、高濃度のアンモニアを含有する畜
産廃棄物からの排水の処理において、生物処理工程の前
段階でアンモニア蒸留塔にて大部分のアンモニアを分
離、除去することができ、これにより、次工程の生物処
理工程の負荷を軽減し、生物処理装置容量および運転費
を低減することが可能となる。

【００１８】請求項３記載の発明は、前記メタン発酵工
程で得られたメタンガスに、アルカリを添加して硫化水
素等の吸収を行う脱硫工程を設けるとともに、該脱硫工
程で使用された使用済みアルカリ（廃アルカリ）を前記
アンモニア蒸留工程のｐＨ調整用アルカリとして用いた
事を特徴とする。

【００１９】かかる発明によれば、アンモニア蒸留塔の
ｐＨ調整として用いるアルカリとして、メタンガス精製
のための脱硫工程の廃アルカリを供給することにより、
系外より持ち込むアルカリの量が低減し、さらなる運転
費低減が可能となる。

【００２０】請求項４記載の発明は、脱硫工程で使用さ
れた使用済みアルカリを前記アンモニア蒸留工程のｐＨ
調整用アルカリとして用いたことを特徴とする。

【００２１】かかる発明によれば、脱硫工程で使用され
た使用済みアルカリをアンモニア蒸留工程のｐＨ調整用
アルカリとして再利用できるので使用するアルカリを節
約できる。

【００２２】請求項５記載の発明は、前記メタン発酵工
程で得られたメタンガスを燃焼させて熱エネルギを得、
該熱エネルギを、前記アンモニア蒸留工程における液状
廃棄物の昇温用エネルギに直接若しくは間接的に利用し
た事を特徴とする。

【００２３】尚、前記利用手段は水や蒸気、ブライン等
を用いて間接的に利用するのが一般的である。かかる発
明によれば、系外より独立した熱エネルギを持ち込むこ
となくアンモニア蒸留が可能となるために、さらなる運
転費低減が可能となる。

【００２４】請求項６記載の発明は、前記アンモニア蒸
留工程で分離したアンモニア水に硫酸を添加して硫安液
を生成する硫安生成工程を設けたことを特徴とする。

【００２５】かかる発明によれば、前記アンモニア蒸留
工程で分離したアンモニア水を廃棄することなく、硫酸
を添加して硫安を生成することにより、その硫安溶液を
肥料として利用できるため、経済性をさらに高めること
が可能である。

【００２６】請求項７記載の発明は、前記アンモニア蒸
留工程で分離したアンモニア水に硫酸を添加して硫安液
を生成した後、高温ガスとの熱接触により乾燥し、粉末
硫安を生成する硫安製造工程を設けたことを特徴とす
る。

【００２７】かかる発明によれば、前記硫安が粉末化さ
れているために、商業的価値が一層高まる。

【００２８】請求項８記載の発明は、前記固液分離工程
で分離された固形分より堆肥（コンポスト）を精製する
工程と、前記アンモニア蒸留工程で分離したアンモニア
水に硫酸を添加して硫安を精製する硫安生成工程とを具
え、該硫安生成工程で生成した硫安溶液を前記堆肥（コ
ンポスト）に混合することを特徴とする。

【００２９】かかる発明によれば、前記硫安溶液を堆肥
（コンポスト）に混合することにより、堆肥（コンポス
ト）中の窒素含有量を増大させ、付加価値を高めること
が可能となる。

【００３０】請求項９記載の発明は、前記アンモニア蒸
留工程で分離したアンモニア水に硫酸を添加して硫安を
生成する硫安製造工程を具え、該硫安製造時に必要な硫
酸の少なくとも一部に、アンモニア蒸留塔等の析出成分
洗浄の為に用いる硫酸を回収して使用することを特徴と
する。

【００３１】かかる発明によれば、アンモニア蒸留塔等
の析出成分洗浄の為に用いる硫酸が再度硫安製造のため
に用いることが出来るために、硫酸の効率的利用と運転
コストの低減につながる。

【００３２】請求項１０記載の発明は、前記生物処理工
程で使用すべき活性汚泥を回収するための活性汚泥回収
工程をさらに備えたことを特徴とする。

【００３３】かかる発明によれば、活性汚泥の作用によ
り畜産廃棄物に含まれる有機物を効率的に分解すること
ができる。

【００３４】請求項１１記載の発明は、前記生物処理工
程の後段に、前記被生物処理液からアンモニアを除去す
るためのアンモニア除去工程をさらに備えたことを特徴
とする。

【００３５】かかる方法によれば、生物処理工程におい
て硝酸態窒素が産生されないので、生物処理工程から脱
窒工程を省くことができる。

【００３６】請求項１２記載の発明は、請求項１１記載
の発明に活性汚泥回収工程を加えたことを特徴とする。

【００３７】かかる発明によれば、脱窒工程を省くこと
ができ、且つ活性汚泥の作用により畜産廃棄物に含まれ
る有機物を効率的に分解することができる。

【００３８】請求項１３記載の発明は、生物処理工程
が、ｐＨ４以上６．３以下の酸性下で行われることを特
徴とする。

【００３９】かかる発明によれば、硝酸菌の硝化作用を
抑制して硝酸態窒素の産生を抑えることにより、生物処
理工程から脱窒工程を省くことが可能となる。

【００４０】請求項１４記載の発明は、生物処理工程に
チオ尿素が添加されることを特徴とする。

【００４１】かかる発明によれば、硝酸菌の硝化作用を
抑制して硝酸態窒素の産生を抑えることにより、生物処
理工程から脱窒工程を省くことが可能となる。

【００４２】請求項１５記載の発明は、前記液状廃棄物
からリン化合物を回収するためのリン回収工程をさらに
備えたことを特徴とする。

【００４３】かかる発明によれば、畜産廃棄物中のリン
を有効に利用することが可能となるとともに、前記生物
処理工程への負荷が軽減されるために、生物処理装置の
容量および運転費を低減することができる。また、アン
モニア蒸留工程をリン回収工程の後段に設置すれば、ア
ンモニア蒸留工程で必要とされるｐＨ調整用のアルカリ
を減らし、又は不要とすることができる。

【００４４】請求項１６記載の発明は、前記リン回収工
程によって回収されたリン化合物を前記堆肥に添加する
ことを特徴とする。

【００４５】かかる発明によれば、畜産廃棄物中のリン
は堆肥の成分として有効に利用することが可能となると
ともに、前記生物処理工程への負荷が軽減されるため
に、生物処理装置の容量および運転費を低減することが
できる。また、アンモニア蒸留工程をリン回収工程の後
段に設置すれば、アンモニア蒸留工程で必要とされるｐ
Ｈ調整用のアルカリを減らし、又は不要とすることがで
きる。

【００４６】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図に示した実施例
を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載され
る構成部品の寸法、形状、その相対配置などは特に特定
的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定
する趣旨ではなく単なる説明例に過ぎない。

【００４７】［実施例１］図１は本発明の第１実施例に
係る畜産廃棄物処理方法で、図９に示した従来の畜産廃
棄物処理方法との違いを中心に説明する。

【００４８】本実施工程では、固液分離工程４で分離さ
れた排水を生物処理工程１３へ直接送ることなく、その
排水経路４Ａ中に固液分離工程４から発生する排水処理
のための方法として、アンモニア蒸留工程１１を介装
し、該アンモニア蒸留工程１１で大部分のアンモニアを
分離した後、その処理水を、前記従来方法と同様に生物
処理工程１３、リン除去工程１５へと導かれて排水処理
が行われるように構成している。なお、アンモニア蒸留
工程１１では液状廃棄物のｐＨ調整のためのアルカリ１
２を供給する。

【００４９】図２は図１に示したアンモニア蒸留工程の
具体的なフロー図を示す。

【００５０】図において、固液分離工程４から導入され
た原水２１は、最初に原水槽２２に供給、貯留され、こ
こでｐＨ計２４の指示値に従い所定のｐＨとなるように
アルカリ液槽２３からアルカリを注入する。アルカリと
しては、カセイソーダあるいは水酸化マグネシウム、酸
化マグネシウム等のアルカリであれば種類を問わない。

【００５１】ｐＨ調整された原水槽２２の液は熱交換器
２５にてアンモニア蒸留塔２６からの処理水と熱交換さ
れることにより昇温され、熱回収される。その後原水槽
２２の液はアンモニア蒸留塔２６へと導かれ、アンモニ
ア等の揮発性成分はアンモニア蒸留塔２６上部から蒸気
状態で流出し、冷却器２９にて冷却、凝縮されアンモニ
ア水液槽３０に濃縮アンモニア水として貯留される。な
お、冷却、凝縮されたアンモニアの一部はアンモニア濃
度制御のためにアンモニア蒸留塔２６へ一部還流され
る。

【００５２】アンモニア水液槽３０に蓄えられた濃縮ア
ンモニア水は、回収アンモニア水３１として有効利用先
へと搬出される。

【００５３】一方、アンモニア蒸留塔２６の塔下部には
蒸気加熱器２７が設置され、蒸気２８により加熱してア
ンモニア液を蒸発させる。又アンモニア蒸留塔２６下部
から得られるアンモニア濃度の低くなった処理水（排
水）は、熱交換器２５にて冷却され排水受槽３２へと導
かれる。排水受槽３２に貯留された排水は次工程の生物
処理工程（生物窒素除去装置１３）へと送られる。

【００５４】図１１及び図１２に示されているように、
生物処理工程１３は、典型的には、脱窒工程６１、硝化
酸化工程６２、硝化酸化工程を好気条件に保つための曝
気工程６３、生物処理工程による処理を繰り返し行うた
めの循環工程６４、及び生物処理工程で使用される活性
汚泥を回収するための沈殿工程６５又は濾過工程６８を
備える。

【００５５】脱窒工程６１には、汚水中の硝酸態窒素を
分子状窒素に還元し得る脱窒菌が収容されている。脱窒
菌は、担体に固相するか、及び／又は活性汚泥中に分散
含有させればよい。担体に固定する場合には、固定床及
び／又は流動床式を使用し得る。流動床式を使用する場
合には、担体を攪拌するための攪拌手段を使用してもよ
い。

【００５６】多数の細菌を固定するために、担体には、
孔径が約数十〜数百μｍで、サイズ約数ｍｍ〜１ｃｍ程
度の多孔質担体を用いることが好ましいが、孔径及びサ
イズともに、これらに限定されない。

【００５７】担体に細菌を固定する方法としては、担体
結合法、包括法を含む任意の技術を使用し得る。担体の
形状は、球状、板状、紐状、フィルム状等任意の形状で
あり得る。

【００５８】本発明の方法に使用し得る脱窒菌には、Ｐ
ａｒａｃｏｃｃｕｓｄｅｎｉｔｒｉｆｉｃａｎｓ，
Ｐｓｅｕｄｏ−ｍｏｎａｓｄｅｎｉｔｒｉｆｉｃａｎ
ｓ，Ｍｉｃｒｏｃｏｃｃｕｓｄｅｎｉｔｒｉｆｉｃａ
ｎｓ等が含まれるが、これらに限定されない。

【００５９】脱窒工程６１で処理された排水中の硝酸態
窒素は分子状窒素に還元され、気相中に排出される。

【００６０】脱窒工程で脱窒処理された排水は、硝化酸
化工程６２に送液される。

【００６１】アンモニア処理工程で処理されなかったア
ンモニアは、硝化酸化工程６２において硝化菌により硝
酸態窒素に変換される。従って、下記の実施例４のごと
く、アンモニア蒸留工程１１から生物処理工程１３にア
ンモニアを一部リークせしめる場合には、硝化菌は必須
であるが、前記活性汚泥中には硝化菌が含まれているの
で、通常は硝化菌を添加する必要はない。

【００６２】硝化酸化工程６２で使用し得る硝化菌に
は、ニトロソモナス属（Ｎｉｔｒｏｓｏｍｏｎａｓｓ
ｐ．）を含む亜硝酸菌とニトロバクター属（Ｎｉｔｏｒ
ｏｂａｃｔｅｒｓｐ．）が含まれるが、これらに限定
されない。

【００６３】硝化酸化工程６２においては、前記活性汚
泥は、散気式曝気手段や機械攪拌式曝気手段などで曝気
されるので、活性汚泥中の好気性細菌の作用により排水
中の有機物の酸化も同時に行われる。

【００６４】硝化酸化工程６２でのＢＯＤ負荷は、活性
汚泥１ｋｇ当り１日に０．１〜０．２ｋｇに設定するこ
とが好ましく、総窒素負荷に対するＢＯＤ負荷の比は、
１０以上に設定することが好ましい。

【００６５】硝化酸化工程６２を継続的に実施すると硝
化により排水のｐＨが低下するが、ｐＨが７よりも小さ
くなると硝化反応が遅くなるので、硝化酸化工程６２で
は、アルカリを添加することが必要である。

【００６６】なお、図１１及び図１２では、脱窒工程６
１の後段で硝化酸化工程６２が行われているが、脱窒工
程の前段で硝化酸化工程を行ってもよい。この場合に
は、脱窒工程に、還元剤としてメタノールを注入するこ
とが必要となる。

【００６７】硝化酸化工程６２によって、アンモニアと
有機物が酸化された後、処理水は、生物処理工程１３で
再び処理を行うための循環工程６４に供される。脱窒工
程６１に戻された処理水の中には、硝化酸化工程６２で
使用された硝化菌によって産生された硝酸態窒素及び脱
窒工程６１における一度目の処理では処理されなかった
未処理の硝酸態窒素が残存しているので、脱窒工程６１
によって、さらに脱窒処理され分子状窒素にまで還元さ
れる。

【００６８】処理水の循環回数は、排水中の総窒素量、
脱窒工程６１への返送比、流量等に応じて、５回以上、
より好ましくは１０回以上、さらに好ましくは１５回以
上であり得る。

【００６９】生物処理工程１３で処理された後、処理水
は、生物処理工程中で使用される活性汚泥を回収するた
めに、沈殿工程に送液することが好ましい。但し、活性
汚泥濃度を一定に保つために、活性汚泥の一部は、余剰
活性汚泥６７として排出しなければならない。活性汚泥
の残部は、返送活性汚泥６６として脱窒工程６１に返送
して再利用する。

【００７０】図１２のように、沈澱工程６５に代えて濾
過工程６８を使用すれば、処理設備のサイズを小さくで
きるので、さらに好ましい。濾過工程６８は、５μｍ以
下、好ましくは１μｍ以下の孔径を有する濾過膜を用い
て行われる。

【００７１】従ってかかる実施例によれば、従来の畜産
廃棄物処理方法における固液分離工程から発生する排水
を処理するために、新たにアンモニア蒸留工程を増設す
ることにより、高濃度のアンモニアを含有する家畜廃棄
物をメタン発酵工程でメタン発酵させ、固液分離工程で
固形分を分離した後の前記畜産廃棄物排水の処理におい
て、アンモニア蒸留塔にて大部分のアンモニアを分離、
除去することにより、次工程の生物処理工程の負荷を軽
減し、生物処理装置容量および運転費を低減することが
出来る。

【００７２】具体的には図９の従来技術と本実施例とを
比較すると、生物処理工程で必要な窒素負荷容量が１０
０％であったのが２５％程度に低減させることが出来、
運転費が従来技術に比較して９０％程度に抑制できる。

【００７３】［実施例２］実施例２は、図１に示すよう
に、従来の畜産廃棄物処理法における固液分離工程４か
ら発生する排水を処理するために、生物処理工程１３の
前段に、新たにアンモニア蒸留工程１１を増設した点
は、実施例１と同様であるが、本実施例は特にアンモニ
ア蒸留工程１１で回収したアンモニア水と硫酸から硫安
水を生成するようにしたものである。

【００７４】本実施例の構成を図３のアンモニア蒸留塔
の具体的構成図に基づいて説明する。

【００７５】本実施例ではアンモニア水液槽３０に蓄え
られた濃縮アンモニア水３１を、硫安液槽４２へ導き、
ここで硫酸を添加することにより下記の反応にて硫安を
生成する。

【００７６】２ＮＨ_４ＯＨ＋Ｈ_２ＳＯ_４→（ＮＨ_４）_２
ＳＯ_４＋２Ｈ_２Ｏなお、硫安液槽４２での硫酸４１添加
量は、ｐＨ計４３の指示に従い自動的に供給される。

【００７７】そして硫安液槽４２で回収した硫安液４４
は利用先へと搬出される。

【００７８】かかる実施例によれば、高濃度のアンモニ
アを含有する家畜廃棄物からの排水の処理において、ア
ンモニア蒸留塔工程にて大部分のアンモニアを分離する
ことにより、次工程の生物処理工程１３の負荷を軽減
し、生物処理工程容量および運転費を低減することを可
能とするとともに、分離した回収アンモニア水３１に硫
酸４１を添加して硫安液４４を生成することにより、そ
の硫安溶液を肥料として利用できるため、経済性をさら
に高めることが可能である。

【００７９】具体的には図９の従来技術と本実施例とを
比較すると、生物処理工程１３で必要な窒素負荷容量が
１００％であったのが２５％程度に低減させることが出
来る点は前記実施例と同様であるが、本実施例は運転費
が従来技術に比較して液体硫安の回収メリットを考慮す
ると、５０％と半減し、液体硫安は肥料として利用可能
である。

【００８０】尚、前記液体硫安は図４に示す粉末硫安製
造工程を用いて粉末状に固体化してもよい。

【００８１】図４において、図３の硫安液槽４２で回収
した硫安液４４は硫安水１として、硫安液槽５２に供給
される。硫安液槽５２からの液はドライヤ５６に供給さ
れ、ドライヤ５６にて空気５３および燃料５５の燃料に
より熱風炉５４で発生した高温ガスと接触し乾燥する。
乾燥した硫安粉末はバグフィルタ５７等にて固体分を分
離され、分離された固体は硫安ホッパ５９に貯留され
る。貯溜された粉末硫安６０は利用先へと送られる。一
方、バグフィルタ５７を出た排ガスは大気へ排出され
る。

【００８２】かかる実施例において、アンモニア蒸留塔
にて、処理排水より分離したアンモニア水に硫酸を添加
して硫安溶液を生成し、それから粉末硫安を製造するこ
とにより、粉末肥料として利用できるため、経済性をさ
らに高めることが可能である。

【００８３】具体的には本実施例は従来技術に比較して
固体硫安の回収メリットを考慮すると、運転費が略６０
％と大幅に低減し、且つ固体硫安は液体硫安より更に肥
料としての有効利用が可能である。

【００８４】尚、前記いずれの実施例も、図１の畜産廃
棄物処理方法のみならず、後述する図７、図８の実施例
にも適用可能である。

【００８５】［実施例３］実施例３は、図１に示すよう
に、従来の畜産廃棄物処理方法における固液分離工程４
から発生する排水を処理するために、生物処理工程１３
の前段に、新たにアンモニア蒸留工程１１を増設した点
は、前記実施例と同様であるが、本実施例は特にアンモ
ニア蒸留塔２６への供給アルカリ１２として、メタンガ
ス６精製のための脱硫工程７で使用した廃アルカリ１７
を再利用するものである。

【００８６】図７は本発明の第３実施例に係る畜産廃棄
物処方法で、図１に示した第１実施例の畜産廃棄物処理
方法に付加した点を中心に説明する。

【００８７】図７において、メタン発酵工程３から発生
したメタンガス６は、硫化水素を含有するため、脱硫工
程７にてアルカリ８により洗浄され、精製メタンガス９
を得る。

【００８８】そして前記メタンガス６中の硫化水素除去
を目的とする脱硫工程７では硫化水素の吸収薬剤として
アルカリ８を添加する。アルカリとしては、カセイソー
ダあるいは水酸化マグネシウム、酸化マグネシウム等の
アルカリであれば種類を問わない。この使用済アルカリ
（廃アルカリ）１７はまだ十分にアルカリとして機能す
る。

【００８９】このため、この使用済アルカリ１７を有効
利用する為、図２に示したアンモニア蒸留塔２６へのア
ルカリ１７として、脱硫工程７からの廃アルカリ１７を
回収して再利用する。

【００９０】即ち図２、図３のアンモニア蒸留工程では
固液分離工程より排水された原水２１は、原水槽２２に
供給、貯留され、ここでｐＨ計２４の指示値に従い所定
のｐＨとなるようにアルカリ液槽２３からアルカリを注
入する。一般的には、アンモニア蒸留塔操作ｐＨとして
通常１０以上を選定するが、ｐＨの増加にしたがって必
要なアルカリ量の増大を招く為、ｐＨを５〜１０までの
領域に制御することにより、アルカリ必要量を減少させ
る。従ってｐＨ５〜１０までのアルカリ制御であれば前
記した使用済アルカリ（廃アルカリ）１７で十分であ
る。

【００９１】かかる実施例によれば、第１実施例の効果
に加えて、アンモニア蒸留塔のｐＨ調整として用いるア
ルカリとして、メタンガス精製のための脱硫工程の廃ア
ルカリを使用することにより、さらなる運転費低減を可
能とする。

【００９２】具体的には図９の従来技術と本実施例とを
比較すると、生物処理工程１３で必要な窒素負荷容量が
１００％であったのが２５％程度に低減させることが出
来た点は前記実施例と同様であるが、本実施例はアンモ
ニア蒸留塔２６のｐＨ調整として用いるアルカリが実質
的に不要になるために、その運転コストが略８０％と２
割程度低減している。

【００９３】［実施例４］本実施例では、被処理水中の
アンモニアをアンモニア蒸留工程で完全に除去せず、生
物処理工程中の硝化反応に過度の負荷を与えない量のア
ンモニアを生物処理工程にリークせしめることにより、
使用するアルカリの量をさらに低減し得る方法につい
て、図１を参照しながら説明する。

【００９４】本実施例の方法では、まず、実施例１〜３
の方法と同様に、家畜糞１および家畜尿２をメタン発酵
工程３、固液分離工程４による処理に供する。続いて、
固液分離工程４で得られた排水は、アンモニア蒸留工程
１１に送液される。

【００９５】実施例１及び実施例３で説明したように、
アンモニアの除去を促進するために、アンモニア蒸留工
程１１には、アルカリが添加されるが、本実施例の方法
では、アンモニア蒸留工程１１の後段にて実施される生
物処理工程１３の処理能力を全く阻害しないアンモニア
濃度（５０ｐｐｍ以下）を達成するのに必要な量の２／
３〜１／３の量のアルカリを添加する。

【００９６】従って、本実施例の方法においては、アン
モニア蒸留工程１１からは１００ｐｐｍ以上５００ｐｐ
ｍ以下、より好ましくは２００ｐｐｍ以上４００ｐｐｍ
以下、さらに好ましくは２５０ｐｐｍ以上３００ｐｐｍ
以下の濃度のアンモニアがリークする。

【００９７】固液分離工程４からアンモニア蒸留工程１
１に送液される排水中のアンモニア濃度は、通常１００
０ｐｐｍ以上であり、１５００ｐｐｍを超えることも少
なくないので、本実施例の方法では、前記排水中に含ま
れるアンモニアの約１／２０〜１／２を生物処理工程１
３にリークさせることになる。

【００９８】アンモニア濃度が１５００ｐｐｍ程度の排
水をアンモニア蒸留工程１１で処理する場合、処理水の
アンモニア濃度を５０ｐｐｍまで減少するためには、５
〜６ｋｇ／ｍ^３のカセイソーダをアンモニア蒸留工程１
１に加えて、被処理水のｐＨを１０以上にしなければな
らない。これに対して、処理水のアンモニア濃度を１０
０ｐｐｍにする場合にはアンモニア蒸留工程１１に３ｋ
ｇ／ｍ^３のカセイソーダを加えれば足りる。さらに、３
００ｐｐｍにする場合には、２ｋｇ／ｍ^３のカセイソー
ダで足り、被処理水のｐＨは８．５〜９．０に留まる。

【００９９】アルカリ除去工程に添加するアルカリの量
を減らした時には、アンモニアの除去効率は、温度によ
って大きな影響を受け、アルカリ除去工程の温度が高い
ほどアンモニアの除去効率は上がる。それ故、アルカリ
除去工程に添加するアルカリの量を減らしつつ、生物処
理工程１３に実質的な負荷を与えない濃度のアンモニア
をリークさせるためには、アルカリ除去工程としてアン
モニア蒸留工程を使用しなければならない。他のアルカ
リ除去工程、例えば、エアストリッピング工程、減圧脱
気工程は、本実施例の方法に適用できないことに注意し
なければならない。

【０１００】アンモニア蒸留工程１１に添加すべきアル
カリは、アンモニウムイオンより強塩基性のアルカリで
あることが好ましく、カセイソーダ、水酸化マグネシウ
ム、酸化マグネシウムであり得るが、これらに限定され
ない。

【０１０１】生物処理工程１３への窒素負荷量０．３ｋ
ｇ／ｍ^３・日に設定して、本実施例の方法を実施すれ
ば、最終的に全窒素濃度を６０ｐｐｍ以下にすることが
可能であり、大量のアルカリを要する図２の従来法と同
等の結果を得ることができる。

【０１０２】なお、本実施例では図１を参照して、本方
法を説明したが、該方法は、生物処理工程の前段にアン
モニア蒸留工程を備えた任意の方法に適用できる。

【０１０３】以上のように、本実施例の発明によれば、
生物処理工程の処理能力を保持しつつ、アルカリの使用
量を約１／３〜１／２に低減させることが可能となる。

【０１０４】［実施例５］実施例５は、図１に示すよう
に、従来の畜産廃棄物処理法における固液分離工程４か
ら発生する排水を処理するために、生物処理工程１３の
前段に、新たにアンモニア蒸留工程１１を増設した点
は、前記実施例と同様であるが、本実施例は特に、アン
モニア蒸留塔２６へ供給する蒸気源としてメタン発酵工
程３から発生するメタンを燃焼させ生じる蒸気を有効活
用するものである。

【０１０５】図８は本発明の第４実施例に係る畜産廃棄
物処理方法で、図１に示した第１実施例の畜産廃棄物処
理方法に付加した点を中心に説明する。

【０１０６】図８において、メタン発酵工程３から発生
したメタンガス６は、硫化水素を含有するため、脱硫工
程７にてアルカリ８により洗浄され、精製メタンガス９
を得る点は前記従来技術と同様であるが、本実施例はア
ンモニア蒸留塔１１に用いる蒸気源として脱硫工程７で
精製したメタンを燃焼させるボイラ１９から発生する蒸
気２８を用いてアンモニアの蒸留を行わせる。

【０１０７】即ち図２において、アンモニア蒸留塔２６
の塔下部には蒸気加熱器２７が設置され、蒸気２８によ
り加熱してアンモニア液を蒸発させる。蒸気２８は、先
に示した図８のメタンを燃料とするボイラ１９から蒸気
２８を利用する。

【０１０８】かかる実施例によれば、第１実施例の効果
に加えて、アンモニア蒸留塔への蒸気源としてメタン発
酵工程３から発生するメタンガス６を燃焼させることに
より生じる蒸気を有効利用することにより、さらなる運
転費低減を可能とする。

【０１０９】具体的には図９の従来技術と本実施例とを
比較すると、生物処理工程で必要な窒素負荷容量が１０
０％であったのが２５％程度に低減させることが出来た
点は前記実施例と同様であるが、本実施例はアンモニア
蒸留塔の蒸気加熱器２７に供給する蒸気加熱燃料が実質
的に不要若しくは大幅に低減するために、その運転コス
トが略５０％と半減している。

【０１１０】［実施例６］実施例６は、図３に示す第２
実施例と同様に、従来の畜産廃棄物処理法における固液
分離工程から発生する排水を処理するために、生物処理
工程の前段に、新たにアンモニア蒸留工程を増設し且つ
アンモニア蒸留工程で回収したアンモニア水と硫酸から
硫安水を生成させ有効利用する点は、前記第２実施例と
同様であるが、本実施例は特に上記の硫安製造時に用い
る硫酸の一部として、アンモニア蒸留工程において、析
出成分の洗浄のために用いる硫酸を回収して、有効利用
するものである。

【０１１１】本実施例の構成を図５のアンモニア蒸留塔
の具体的構成図に基づいて説明する。

【０１１２】本実施例ではアンモニア水液槽３０に蓄え
られた濃縮アンモニア水３１を、硫安液槽４２へ導き、
ここで硫酸４１を添加することにより硫安４４を生成す
る点までは前記実施例と同様であるが、固液分離工程４
により分離された畜産排水の原水２１中には便等に含ま
れるカルシウム等の析出成分を含む為、これらの析出成
分は熱交換器２５やアンモニア蒸留塔２６等にて一部析
出する。

【０１１３】このため、定期的に硫酸４５を原水槽２２
から熱交換器２５上流の経路に供給することにより、各
機器の洗浄を行う。洗浄後の回収硫酸４６は、アンモニ
ア蒸留塔２６底部より熱交換器２５を通って排水経路に
導かれるために、該排水経路より前述の硫安液槽４２へ
導くことにより有効な利用が図れる。

【０１１４】かかる実施例によれば、アンモニア蒸留塔
にて分離したアンモニア水３１に硫酸４１を添加して硫
安を生成することにより、その硫安溶液４４を肥料とし
て利用できるため、経済性をさらに高めることが可能で
あるとともに、該硫安製造時に必要な硫酸の一部とし
て、アンモニア蒸留塔等の析出成分洗浄の為に用いる硫
酸を回収し、有効利用することにより硫安生成の経済性
をさらに高めることができる。

【０１１５】［実施例７］実施例７は、図３に示す第２
実施例と同様に、従来の畜産廃棄物処理法における固液
分離工程から発生する排水を処理するために、生物処理
工程の前段に、新たにアンモニア蒸留工程を増設し且つ
アンモニア蒸留工程で回収したアンモニア水と硫酸から
硫安水を生成させ有効利用する点は、実施例２と同様で
あるが、本実施例は特に前記硫安水を堆肥（コンポス
ト）に混合することにより、堆肥（コンポスト）中の窒
素含有量を増大させ、堆肥（コンポスト）の付加価値を
高めるものである。

【０１１６】図６は本発明の実施例７に係る畜産廃棄物
処理方法で、図１に示した第１実施例の畜産廃棄物処理
方法に付加した点を中心に説明する。

【０１１７】図６において、メタン発酵工程３から発生
したメタンガス６は、硫化水素を含有するため、脱硫工
程７にてアルカリ８により洗浄され、精製メタンガス９
を得る。

【０１１８】そして前記メタンガス６中の硫化水素除去
を目的とする脱硫工程７では硫化水素の吸収薬剤として
アルカリ８を添加する。

【０１１９】また、図３に示すアンモニア蒸留塔工程１
１にて回収した硫安水１７は、堆肥化（コンポスト化）
工程５にて生成した堆肥（コンポスト）１０に混合する
ことにより、堆肥（コンポスト）中の窒素成分含有率を
増加させる事が出来る。

【０１２０】従ってかかる実施例によれば、アンモニア
蒸留塔にて分離したアンモニア水に硫酸を添加して硫安
を生成し、その硫安溶液を堆肥（コンポスト）に混合す
ることにより、堆肥（コンポスト）中の窒素含有量を増
大させ、付加価値を高めることを可能とすることができ
る。

【０１２１】本実施例は従来技術に比較してコンポスト
の付加価値を考慮すると、運転費が略５０％と大幅に低
減し、且つ生成堆肥（コンポスト）の性状は従来瀕の窒
素含有量が低品位であったのに比較して窒素含有量生成
硫安の添加により窒素含有量が増加し高品位の堆肥にな
る。

【０１２２】［実施例８］本実施例では、硝化菌のアン
モニア酸化作用を阻害することによって、処理水中のア
ンモニアが生物処理工程中で酸化されるのを抑制し、生
物処理工程の後段で一括してアンモニアを除去する方法
について、図１及び図１３を参照しながら説明する。

【０１２３】該方法によれば、生物処理工程において硝
酸態窒素が産生されないので、生物処理工程から脱窒工
程を省くことができる。

【０１２４】本実施例の方法においても、まず、上記各
実施例の方法と同様に、家畜糞１および家畜尿２をメタ
ン発酵工程３、固液分離工程４による処理に供する。

【０１２５】上記各実施例では、固液分離工程４で得ら
れた排水は、アンモニア蒸留工程１１に送液されたが、
本方法では、アンモニア蒸留工程１１ではなく、酸化工
程６９に送液される。

【０１２６】酸化工程６９では、前記排水中の有機物を
酸化分解し得る細菌を含有する活性汚泥を使用する。こ
れらの細菌は、高濃度のアンモニアにも耐性を有するの
で、アンモニアが除去されていない排水を直接導入して
も、有機物を酸化分解する能力及び有機態窒素をアンモ
ニアに代謝する能力を維持している。

【０１２７】一方、活性汚泥中には、アンモニア態窒素
を酸化して硝酸態窒素を産生する硝化菌も含まれている
ので、硝化菌の酸化作用を阻害しなければ、排水中に含
まれているアンモニア態窒素から硝化態窒素が多量に産
生され、脱窒工程が必要となる。それ故、脱窒工程を省
略するためには、活性汚泥中の硝酸菌の硝化作用を抑制
する必要がある。

【０１２８】硝酸菌は酸性下では硝化作用が抑制される
ので、酸化工程６９ではｐＨが４〜６．３の酸性になる
ように、硝酸以外の酸を加えればよい。また、酸に代え
て、又は酸とともに、硝化菌の硝化反応の阻害剤である
チオ尿素を添加してもよい。チオ尿素は１〜５ｐｐｍ添
加すれば、硝化反応がほぼ完全に阻害される。

【０１２９】それ故、酸化工程６９からは、主としてア
ンモニア態窒素を含む水が得られる。このため、本実施
例の方法においては、硝酸態窒素を分子状窒素に還元す
るための脱窒工程が不要であり、脱窒反応の促進に必須
である還元剤（メタノール等）を添加する必要がない。

【０１３０】酸化工程６９で処理された水は、沈澱工程
６５に送られる。該工程では、処理水中に流出した活性
汚泥を固液分離する。該工程で分離された活性汚泥の一
部は排出され、残部は酸化工程６９に返送される。

【０１３１】実施例１で記載したように、沈澱工程６５
に代えて、濾過工程６８を用いれば、該方法を実施する
ためのシステムのサイズを小さくすることができるので
有利である（図１４参照）。

【０１３２】主としてアンモニアを含む処理水は、酸化
工程６９又は沈澱工程６５から、さらにｐＨ調整工程２
２に送られる。該工程では、アルカリを添加することに
より、アンモニウムイオンの形態で存在しているアンモ
ニア態窒素をアンモニアの形態に転換する。

【０１３３】本実施例の方法では、脱窒反応を用いず
に、アンモニア蒸留工程１１によって、排水中の窒素成
分を一括して除去する。このため、前記処理水が２００
０ｐｐｍ以上のアンモニア態窒素を含有する場合には、
最終的に得られる浄化水中に５０ｐｐｍ以下のアンモニ
アしか含まれないように、ｐＨ調整工程において、前記
処理水のｐＨを１０以上の強いアルカリにすることが必
要である。

【０１３４】ｐＨ調整工程で塩基性にした後、アンモニ
アを含む前記処理水は、アンモニア蒸留工程１１に送ら
れる。

【０１３５】アンモニア蒸留工程１１に代えて、他の任
意の種類のアンモニア除去工程を使用することもでき
る。

【０１３６】本実施例の方法では、脱窒工程を省略し得
るので、該工程で必要とされる還元剤を用いる必要がな
い。本実施例も従来法と同等の結果を与える。

【０１３７】［実施例９］本実施例では、図９に示した
従来の方法における固液分離工程４から発生する排水処
理のための設備として、新たにリン回収工程７０および
アンモニア蒸留工程１１を増設した方法を説明する。

【０１３８】図１５に示されているように、アンモニア
蒸留工程１１で処理されたアンモニア蒸留工程処理水
は、従来の方法と同様に生物処理工程１３、リン除去工
程１５へと導かれ処理が行われる。このように生物処理
工程の前段に、リン除去工程及びアンモニア蒸留工程を
設置すれば、生物処理工程への負荷を軽減し、生物処理
装置容量を約７５％，運転費を約２０％低減することが
できる。また、アンモニア蒸留工程をリン回収工程の後
段に設置すれば、アンモニア蒸留工程で必要とされるｐ
Ｈ調整用のアルカリは微量となり、あるいは不要とな
る。

【０１３９】なお、リン回収工程７０で回収した回収リ
ン化合物７２及びアンモニア蒸留工程１１で回収したア
ンモニア等は、堆肥化（コンポスト化）工程５で生成し
た堆肥（コンポスト）１０に混合することにより、堆肥
（コンポスト）１０中のリン、窒素成分含有率を増加さ
せる用途に使用しても資源回収の観点から有効である。

【０１４０】以下、図１５に示されているリン回収工程
７０、アンモニア蒸留工程１１の具体的なフローを示し
た図１６を参照しながら本実施例の方法について説明す
る。

【０１４１】上流からの原水２１は、原水槽２２に供
給、貯留され、ここでｐＨ計２４の指示値に従い所定の
ｐＨとなるようにアルカリ液槽２３からアルカリを注入
する。アルカリとしては、マグネシウム化合物（水酸化
マグネシウム、酸化マグネシウム、塩化マグネシウム
等）の水溶液、ナトリウム化合物（苛性ソーダ、炭酸ソ
ーダ等）の水溶液、あるいはその両方が使用される。

【０１４２】ｐＨ調整された原水槽２２の液は、リン回
収槽７３に導かれリン、マグネシウム化合物を生成す
る。生成したリン、マグネシウム化合物は固体状である
ため、リン回収槽７３内下部に沈降し、系外へと排出す
る。

【０１４３】一方、リン成分の減少した原水は、その
後、熱交換器２５を出た液はアンモニア蒸留搭２６上部
から蒸気状態で流出し、冷却器２９にて冷却、凝縮され
アンモニア水液槽３０に濃縮アンモニア水として貯留さ
れる。なお、冷却、凝縮されたアンモニアの一部はアン
モニア濃度制御のためにアンモニア蒸留搭２６へ一部還
流される。

【０１４４】従来アンモニア蒸留においては、事前にｐ
Ｈ調整を行うが、本発明では上流のリン回収工程７０で
所定のｐＨに調整するため、新たなアルカリ等のｐＨ調
整剤の使用量を減らすことができ、ある場合には不要と
なる。

【０１４５】アンモニア水液槽３０に蓄えられた濃縮ア
ンモニア水は、回収アンモニア水３１として有効利用先
へと搬出される。

【０１４６】一方、アンモニア蒸留搭２６の搭下部には
蒸気加熱器２７が設置され、蒸気２８により加熱して液
を蒸発させる。アンモニア蒸留搭２６下部から得られる
アンモニア濃度の低くなった液は、前述の熱交換器２５
にて冷却され排水受槽３２へと導かれる。排水受槽３２
に貯留された排水は次工程の生物処理工程１３へと送ら
れる。

【０１４７】なお、本実施例では、回収リン化合物と回
収アンモニアを堆肥に混合する態様を説明したが、図１
７に示されているように、回収リン化合物と回収アンモ
ニアは堆肥に混合せずに他の用途に供してもよい。

【０１４８】［実施例１０］図１８に示されているよう
に、本実施例では、図９に示した従来の方法における固
液分離工程４から発生する排水処理のための設備とし
て、新たにリン回収工程７０およびアンモニア蒸留工程
１１が増設され、さらにアンモニア蒸留工程１１で得ら
れたアンモニア蒸留工程処理水から硫安を生成するため
の硫安生成工程を備えた方法を説明する。

【０１４９】図１８のように、生物処理工程の前段に、
リン除去工程及びアンモニア蒸留工程を設置すれば、生
物処理工程への負荷を軽減し、生物処理装置容量を約７
５％，運転費を約２０％低減することができる。また、
アンモニア蒸留工程をリン回収工程の後段に設置すれ
ば、アンモニア蒸留工程で必要とされるｐＨ調整用のア
ルカリは微量となり、あるいは不要となるリン回収工程
７０で回収した回収リン化合物７２およびアンモニア蒸
留工程１１及び硫安生成工程で回収した硫安は、堆肥化
（コンポスト化）工程５で生成した堆肥（コンポスト
化）１０に混合することにより、堆肥（コンポスト）１
０中のリン、窒素成分含有率を増加させる用途に使用し
ても資源回収の観点から有効である。

【０１５０】以下、図１８に示されているリン回収工程
７０とアンモニア蒸留工程１１の具体的なフローを示し
た図１９を参照しながら、本実施例の方法について説明
する。

【０１５１】上流からの原水２１は、原水槽２２に供
給、貯留され、ここでｐＨ計２４の指示値に従い所定の
ｐＨとなるようにアルカリ液槽２３からアルカリを注入
する。アルカリとしては、マグネシウム化合物（水酸化
マグネシウム、酸化マグネシウム、塩化マグネシウム
等）の水溶液、ナトリウム化合物（苛性ソーダ、炭酸ソ
ーダ等）の水溶液、あるいはその両方が使用される。

【０１５２】ｐＨ調整された原水槽２２の液は、リン回
収槽７３に導かれリン、マグネシウム化合物を生成す
る。生成したリン、マグネシウム化合物は固体状である
ため、リン回収槽７３内下部に沈降し、系外へと排出す
る。

【０１５３】一方、リン成分の減少した原水は、その
後、熱交換器２５を出た液はアンモニア蒸留搭２６上部
から蒸気状態で流出し、冷却器２９にて冷却、凝縮され
アンモニア水液槽３０に濃縮アンモニア水として貯留さ
れる。なお、冷却、凝縮されたアンモニアの一部はアン
モニア濃度制御のためにアンモニア蒸留搭２６へ一部還
流される。

【０１５４】従来アンモニア蒸留においては、事前にｐ
Ｈ調整を行うが、本発明では上流のリン回収工程７０で
所定のｐＨに調整するため、新たなアルカリ等のｐＨ調
整剤の使用量を減らすことができ、ある場合には不要と
なる。

【０１５５】アンモニア水液槽３０に蓄えられた濃縮ア
ンモニア水は、硫安液槽４２へと導かれ、ここで硫酸４
５を添加することにより下記の反応にて硫安を生成す
る。

【０１５６】２ＮＨ_４ＯＨ＋Ｈ_２ＳＯ_４ → （Ｎ
Ｈ_４）_２ＳＯ_４＋２Ｈ_２Ｏなお、硫安液槽４２での硫酸４５の添加量は、硫安液槽
４２内に設置したｐＨ計４３の指示に従い自動的に供給
される。回収した硫安液４４は利用先へと搬出される。

【０１５７】一方、アンモニア蒸留搭２６の搭下部には
蒸気加熱器２７が設置され、蒸気２８により加熱して液
を蒸発させる。アンモニア蒸留搭２６下部から得られる
アンモニア濃度の低くなった液は、前述の熱交換器２５
にて冷却され排水受槽３２へと導かれる。排水受槽３２
に貯留された排水は次工程の生物処理工程１３へと送ら
れる。

【０１５８】なお、本実施例では、回収リン化合物と回
収硫安を堆肥に混合する態様を説明したが、図２０に示
されているように、回収リン化合物と回収硫安は堆肥に
混合せずに他の用途に供してもよい。

【０１５９】

【発明の効果】以上記載のごとく請求項１及び２記載の
本発明によれば、生物処理工程の前段階でアンモニア蒸
留塔にて大部分のアンモニアを分離、除去することがで
き、これにより、次工程の生物処理工程の負荷を軽減
し、生物処理装置容量および運転費を低減することが可
能となる。

【０１６０】請求項３記載の発明によれば、アンモニア
蒸留塔のｐＨ調整として用いるアルカリとして、メタン
ガス精製のための脱硫工程の廃アルカリを供給すること
により、系外より持ち込むアルカリの量が低減し、さら
なる運転費低減が可能となる。

【０１６１】請求項４記載の発明によれば、アンモニア
蒸留塔のｐＨ調整として用いるアルカリとして、メタン
ガス精製のための脱硫工程の廃アルカリを供給すること
により、系外より持ち込むアルカリの量が低減し、さら
なる運転費低減が可能となる。

【０１６２】請求項５記載の発明によれば、系外より独
立した熱エネルギを持ち込むことなくアンモニア蒸留が
可能となるために、さらなる運転費低減が可能となる。

【０１６３】請求項６記載の発明によれば、前記アンモ
ニア蒸留工程で分離したアンモニア水を廃棄することな
く、硫酸を添加して硫安を生成することにより、その硫
安溶液を肥料として利用できるため、経済性をさらに高
めることが可能である。

【０１６４】請求項７記載の発明によれば、前記硫安が
粉末化されているために、商業的価値が一層高まる。

【０１６５】請求項８記載の発明によれば、前記硫安溶
液を堆肥（コンポスト）に混合することにより、堆肥
（コンポスト）中の窒素含有量を増大させ、付加価値を
高めることが可能となる。

【０１６６】請求項９記載の発明によれば、アンモニア
蒸留塔等の析出成分洗浄の為に用いる硫酸が再度硫安製
造のために用いることが出来るために、硫酸の効率的利
用と運転コストの低減につながる。

【０１６７】請求項１０記載の発明によれば、活性汚泥
の作用により畜産廃棄物に含まれる有機物を効率的に分
解することができる。

【０１６８】請求項１１記載の発明によれば、生物処理
工程において硝酸態窒素が産生されないので、生物処理
工程から脱窒工程を省くことができる。

【０１６９】請求項１２記載の発明によれば、脱窒工程
を省くことができ、且つ活性汚泥の作用により畜産廃棄
物に含まれる有機物を効率的に分解することができる。

【０１７０】請求項１３記載の発明によれば、硝酸菌の
硝化作用を抑制して硝酸態窒素の産生を抑えることによ
り、生物処理工程から脱窒工程を省くことができる。

【０１７１】請求項１４記載の発明によれば、硝酸菌の
硝化作用を抑制して硝酸態窒素の産生を抑えることによ
り、生物処理工程から脱窒工程を省くことができる。

【０１７２】請求項１５記載の発明によれば、畜産廃棄
物中のリンを有効に利用することが可能となるととも
に、前記生物処理工程への負荷が軽減されるために、生
物処理装置の容量および運転費を低減することができ
る。また、アンモニア蒸留工程をリン回収工程の後段に
設置すれば、アンモニア蒸留工程で必要とされるｐＨ調
整用のアルカリを減らし、又は不要とすることができ
る。

【０１７３】請求項１６記載の発明によれば、畜産廃棄
物中のリンは堆肥の成分として有効に利用することが可
能となるとともに、前記生物処理工程への負荷が軽減さ
れるために、生物処理装置の容量および運転費を低減す
ることができる。また、アンモニア蒸留工程をリン回収
工程の後段に設置すれば、アンモニア蒸留工程で必要と
されるｐＨ調整用のアルカリを減らし、又は不要とする
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る畜産廃棄物処理方法
の全体構成図。

【図２】図１に示したアンモニア蒸留工程の具体的な構
成を示すフロー図。

【図３】図２のアンモニア蒸留塔に硫安製造工程が付加
されてなる本発明の第２実施例に係るアンモニア蒸留塔
を示す図。

【図４】本発明の第２実施例の変形例に係り前記液体硫
安を粉末化する粉末硫安製造工程の具体的な構成を示す
フロー図。

【図５】図３のアンモニア蒸留塔の具体的構成における
硫安製造時に用いる硫酸の一部として、アンモニア蒸留
工程において、析出成分の洗浄のために用いる硫酸を回
収して、有効利用していることを特徴とする、本発明の
第５実施例に係る畜産廃棄物処理方法を示す図。

【図６】アンモニア蒸留塔工程にて回収した硫安水が、
堆肥化（コンポスト化）工程にて生成した堆肥（コンポ
スト）に混合されることを特徴とする本発明の第６実施
例に係る畜産廃棄物処理方法を示す図。

【図７】アンモニア蒸留工程に使用するアルカリに脱硫
工程で使用した廃アルカリを用いていることを特徴とす
る本発明の第３実施例に係る畜産廃棄物処理方法を示す
図。

【図８】図１に示した第１実施例の畜産廃棄物処理方法
に脱硫工程７で精製したメタンを燃焼させるボイラ１９
が付加されてなる本発明の第４実施例に係る畜産廃棄物
処理方法を示す図。

【図９】従来技術に係る畜産廃棄物処理方法の全体構成
図。

【図１０】畜産廃棄物処理方法に用いる生物処理工程の
基本概念図。

【図１１】本発明の含アンモニア廃棄物の処理方法にお
けるアンモニア除去工程と生物処理工程の詳細図。

【図１２】本発明の含アンモニア廃棄物の処理方法にお
けるアンモニア除去工程と生物処理工程の詳細図。

【図１３】実施例８の方法の詳細図。

【図１４】実施例８の方法の詳細図。

【図１５】実施例９の方法の全体構成図。

【図１６】実施例９の方法の詳細なフロー図。

【図１７】実施例９の方法の他の態様を示した図。

【図１８】実施例１０の方法の全体構成図。

【図１９】実施例１０の方法の詳細なフロー図。

【図２０】実施例１０の方法の他の態様を示した図。

【符号の説明】

１家畜糞２家畜尿３メタン発酵工程４固液分離工程５堆肥化（コンポスト化）工程６メタンガス７脱硫工程８アルカリ９精製メタンガス１０堆肥（コンポスト）１１アンモニア蒸留工程１２アルカリ１３生物処理工程１４酸、アルカリ、メタノール等１５リン除去工程１６処理排水１７廃アルカリ１９ボイラ２１原水２２原水槽２３アルカリ液槽２４ｐＨ計２５熱交換器２６アンモニア蒸留塔２７蒸気加熱器２８蒸気２９冷却器３０アンモニア水液槽３１回収アンモニア水３２排水受槽４１硫酸４２硫安液槽４３ｐＨ計４４硫安液４５硫酸４６回収硫酸４７回収硫安５１硫安水５２硫安液槽５３空気５４熱風炉５５燃料５６ドライヤ５７バグフィルタ５８廃棄５９硫安ホッパ６０粉末硫安６１脱窒工程６２硝化酸化工程６３曝気工程６４循環工程６５沈澱工程６６返送活性汚泥６７余剰活性汚泥６８濾過工程６９酸化工程７０リン回収工程７１アルカリ７２回収リン化合物７３リン回収槽

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｃ０２Ｆ 1/58 Ｃ０２Ｆ 1/58 Ｒ 3/34 １０１ 3/34 １０１Ａ１０１ＤＣ０５Ｃ 3/00 Ｃ０５Ｃ 3/00 Ｃ０５Ｇ 1/00 Ｃ０５Ｇ 1/00 ＮＤＣ１０Ｌ 3/06 ＺＡＢ (Ｃ０５Ｇ 1/00 Ｎ //(Ｃ０５Ｇ 1/00 Ｃ０５Ｆ 3:00）Ｃ０５Ｆ 3:00） (Ｃ０５Ｇ 1/00 Ｄ (Ｃ０５Ｇ 1/00 Ｃ０５Ｆ 3:00）Ｃ０５Ｆ 3:00）Ｃ１０Ｌ 3/00 ＺＡＢＡ (72)発明者上島直幸兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目１番１号三菱重工業株式会社高砂研究所内 (72)発明者小川尚樹兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目１番１号三菱重工業株式会社高砂研究所内 (72)発明者松尾健兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番１号三菱重工業株式会社神戸造船所内 (72)発明者平田俊雄兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目８番19号高菱エンジニアリング株式会社内 (72)発明者中安厳兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目８番19号高菱エンジニアリング株式会社内Ｆターム(参考） 4D038 AA08 AA10 AB48 BB01 BB02 BB09 BB13 BB17 BB19 4D040 BB05 BB12 BB24 BB25 BB33 BB42 BB91 4D059 AA01 BA12 BA34 BE31 BE42 BE49 CA07 CA21 CA25 CA27 CA28 CC01 4D076 AA01 AA22 BA05 BA09 CC11 DA02 DA25 DA28 DA36 FA02 FA04 FA11 FA18 FA19 HA09 HA20 JA04 4H061 AA02 BB10 BB21 CC36 CC47 FF07 GG18 GG19 GG41 GG54 LL22

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】含アンモニア廃棄物中の炭素化合物をメ
タンガスに還元して炭素化合物の含有率が低下した廃棄
物を得るメタン発酵工程と；前記炭素化合物の含有率が
低下した廃棄物から固形分を分離して液状廃棄物を得る
固液分離工程と；生物を利用して前記液状廃棄物を分解
処理して被生物処理液を得る生物処理工程と；を備えた
含アンモニア廃棄物の処理方法において、前記生物処理工程の前段に、前記液状廃棄物からアンモ
ニアを除去するためのアンモニア除去工程をさらに備え
たことを特徴とする処理方法。
【請求項２】前記アンモニア除去工程がアンモニア蒸
留工程である請求項１に記載の方法。
【請求項３】前記メタン発酵工程で得られたメタンガ
スにアルカリを添加して硫化水素の吸収を行う脱硫工程
をさらに備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載
の方法。
【請求項４】前記脱硫工程で使用された使用済みアル
カリを前記アンモニア蒸留工程のｐＨ調整用アルカリと
して用いたことを特徴とする請求項３記載の方法。
【請求項５】前記液状廃棄物の昇温用エネルギに、前
記メタン発酵工程で得られたメタンガスの燃焼によって
生じた熱エネルギを直接又は間接的に利用したことを特
徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項６】前記アンモニア蒸留工程において前記液
状廃棄物から分離されたアンモニア水に硫酸を添加して
硫安液を生成せしめる硫安生成工程をさらに備えたこと
を特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項７】前記硫安液を高温ガスとの熱接触により
乾燥させ、粉末硫安を生成せしめる硫安製造工程をさら
に備えたことを特徴とする請求項６記載の方法。
【請求項８】前記固液分離工程において分離された固
形分より堆肥を精製する堆肥精製工程をさらに備え、前
記硫安液を前記堆肥に混合することを特徴とする請求項
６又は７に記載の方法。
【請求項９】前記硫安製造工程において、アンモニア
蒸留塔の析出成分洗浄の為に用いた硫酸を回収して再利
用することを特徴とする請求項６〜８の何れか１項に記
載の方法。
【請求項１０】前記生物処理工程で使用すべき活性汚
泥を回収するための活性汚泥回収工程をさらに備えたこ
とを特徴とする請求項１〜９の何れか１項に記載の方
法。
【請求項１１】含アンモニア廃棄物中の炭素化合物を
メタンガスに還元して炭素含有量が減少した廃棄物を得
るメタン発酵工程と；前記炭素含有量が減少した廃棄物
から固形分を分離することにより液状廃棄物を得る固液
分離工程と；生物を利用して、前記液状廃棄物を分解処
理することにより被生物処理液を得る生物処理工程と；
を備えた含アンモニア廃棄物の処理方法において、前記生物処理工程の後段に、前記被生物処理液からアン
モニアを除去するためのアンモニア除去工程をさらに備
えたことを特徴とする処理方法。
【請求項１２】前記生物処理工程で使用すべき活性汚
泥を回収するための活性汚泥回収工程をさらに備えたこ
とを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】前記生物処理工程が、ｐＨ４以上６．
３以下の酸性下で行われることを特徴とする請求項１１
又は１２に記載の方法。
【請求項１４】前記生物処理工程においてチオ尿素が
添加されることを特徴とする請求項１１〜１３の何れか
１項に記載の方法。
【請求項１５】前記液状廃棄物からリン化合物を回収
するためのリン回収工程をさらに備えたことを特徴とす
る請求項１〜１４の何れか１項に記載の方法。
【請求項１６】前記リン回収工程によって回収された
リン化合物を前記堆肥に添加することを特徴とする請求
項８、９、１０、及び１５の何れか１項に記載の方法。