JP2002273493A - 有機性固形物処理システム - Google Patents
有機性固形物処理システムInfo
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
- Y02E50/30—Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel
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- Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)
- Treatment Of Sludge (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 超臨界水処理とメタン発酵を効果的に組み合
わせ、メタン発酵槽の大型化なく、インコネル６２５を
用いずに超臨界処理槽の形成が可能で、燃料費等の運転
費や耐久性の問題を解消出来る有機性固形物の処理シス
テムの提供。 【解決手段】 臨界点以上の高温、高圧水処理領域で
有機性固形物（汚泥）を処理する第１の超臨界水処理系
４０と、有機性固形物をメタンと炭酸ガスに分解する第
２のメタン発酵処理系２０とを具え、２つの処理系を並
列配置し、第１の処理系が窒素若しくは窒素化合物が分
解困難な温度域の場合は超臨界水処理系の出口水を硝化
脱窒する窒素処理系２２とよりなる。生成メタンガスを
利用して駆動された発電機２７の排気ガス２８を超臨界
処理系の反応器４に導入する汚泥等の加熱器３０を設け
る。
わせ、メタン発酵槽の大型化なく、インコネル６２５を
用いずに超臨界処理槽の形成が可能で、燃料費等の運転
費や耐久性の問題を解消出来る有機性固形物の処理シス
テムの提供。 【解決手段】 臨界点以上の高温、高圧水処理領域で
有機性固形物（汚泥）を処理する第１の超臨界水処理系
４０と、有機性固形物をメタンと炭酸ガスに分解する第
２のメタン発酵処理系２０とを具え、２つの処理系を並
列配置し、第１の処理系が窒素若しくは窒素化合物が分
解困難な温度域の場合は超臨界水処理系の出口水を硝化
脱窒する窒素処理系２２とよりなる。生成メタンガスを
利用して駆動された発電機２７の排気ガス２８を超臨界
処理系の反応器４に導入する汚泥等の加熱器３０を設け
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、下水等や工場排
水、し尿処理施設等の有機性排水に生物処理を施して該
排水に含有するＢＯＤ、ＣＯＤ又はＳＳ等の汚濁物質を
除去した後、これらの生物処理により生じる余剰汚泥を
高温、高圧の超臨界状態の反応器（高温高圧処理槽）内
で有機物を含む廃棄物を水酸化処理する超臨界水酸化処
理を行う汚泥処理システムに関する。
水、し尿処理施設等の有機性排水に生物処理を施して該
排水に含有するＢＯＤ、ＣＯＤ又はＳＳ等の汚濁物質を
除去した後、これらの生物処理により生じる余剰汚泥を
高温、高圧の超臨界状態の反応器（高温高圧処理槽）内
で有機物を含む廃棄物を水酸化処理する超臨界水酸化処
理を行う汚泥処理システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、下水等や工場排水、し尿処理
施設等の有機性排水に生物処理を施して該排水に含有す
るＢＯＤ、ＣＯＤ又はＳＳ等の汚濁物質を除去する技術
は公知であり、かかる処理方法を簡単に説明すると、活
性汚泥処理系の曝気槽に被処理液下水汚泥や工場排水、
返送汚泥及び加熱処理汚泥を導入し、曝気槽内の活性汚
泥と混合して好気性生物処理を行なう。混合液は固液分
離部で処理水と汚泥とを分離し、該分離汚泥の一部は返
送汚泥として曝気槽に返送して好気性生物処理を行な
う。また、前記生物処理槽に返送されない余剰汚泥は、
メタン発酵することによりメタンガスに転換して有用回
収する。
施設等の有機性排水に生物処理を施して該排水に含有す
るＢＯＤ、ＣＯＤ又はＳＳ等の汚濁物質を除去する技術
は公知であり、かかる処理方法を簡単に説明すると、活
性汚泥処理系の曝気槽に被処理液下水汚泥や工場排水、
返送汚泥及び加熱処理汚泥を導入し、曝気槽内の活性汚
泥と混合して好気性生物処理を行なう。混合液は固液分
離部で処理水と汚泥とを分離し、該分離汚泥の一部は返
送汚泥として曝気槽に返送して好気性生物処理を行な
う。また、前記生物処理槽に返送されない余剰汚泥は、
メタン発酵することによりメタンガスに転換して有用回
収する。
【０００３】かかるメタン発酵システムは、固液分離装
置で処理水と分離された余剰汚泥を混合槽にて略１日程
度貯溜した後、該余剰汚泥をメタン発酵槽に導入してメ
タン発酵させて、メタンガスを回収するシステムであ
る。
置で処理水と分離された余剰汚泥を混合槽にて略１日程
度貯溜した後、該余剰汚泥をメタン発酵槽に導入してメ
タン発酵させて、メタンガスを回収するシステムであ
る。
【０００４】一方、近年最終廃棄量の少ない効率的な下
水汚泥処理として、有機物が完全分解でき、かつ窒素、
リン分の除去が可能で、ＮＯｘやＳＯｘ等の有害物質を
生成しない有機性固形物の処理として、超臨界水処理が
提案されている。
水汚泥処理として、有機物が完全分解でき、かつ窒素、
リン分の除去が可能で、ＮＯｘやＳＯｘ等の有害物質を
生成しない有機性固形物の処理として、超臨界水処理が
提案されている。
【０００５】超臨界水とは、臨界点（温度３７４℃、圧
力２２ＭＰａ）以上の温度、圧力状態にある高温、高圧
の水のことであり、液体と気体の中間の性質をもち、液
体と気体の両方の特徴を併せもつ流動体で以下の特徴を
もつ。 炭化水素とほぼ同等の誘電率をもつため、炭化水素
類を溶解する。 気体と同様の挙動をとるため、酸素や窒素のような
ガスを溶解する。 超臨界水の存在下では有機物と酸化剤が十分に混合
されるため、酸化に適した条件を形成する。 流動性が良く、超臨界水中の反応において拡散律速
となることがない。 これらの特徴により、超臨界状態のいわゆる超臨界水
は、有機物に対する優れた溶媒特性を示す。このため、
超臨界水に酸化源を添加して有機物を処理する超臨界水
酸化処理方法は、有機物の酸化分解処理において迅速、
かつ分解処理達成率が高い方法であり、特開平１−３８
５３２号において汚泥や廃棄物等の有機物を参加する方
法として公知である。
力２２ＭＰａ）以上の温度、圧力状態にある高温、高圧
の水のことであり、液体と気体の中間の性質をもち、液
体と気体の両方の特徴を併せもつ流動体で以下の特徴を
もつ。 炭化水素とほぼ同等の誘電率をもつため、炭化水素
類を溶解する。 気体と同様の挙動をとるため、酸素や窒素のような
ガスを溶解する。 超臨界水の存在下では有機物と酸化剤が十分に混合
されるため、酸化に適した条件を形成する。 流動性が良く、超臨界水中の反応において拡散律速
となることがない。 これらの特徴により、超臨界状態のいわゆる超臨界水
は、有機物に対する優れた溶媒特性を示す。このため、
超臨界水に酸化源を添加して有機物を処理する超臨界水
酸化処理方法は、有機物の酸化分解処理において迅速、
かつ分解処理達成率が高い方法であり、特開平１−３８
５３２号において汚泥や廃棄物等の有機物を参加する方
法として公知である。
【０００６】しかしながら、かかる超臨界処理技術にお
いても、いくつかの問題がある。その第１が温度の問題
である。下水汚泥等の有機性固形物中に含有する窒素若
しくは窒素化合物は分解が非常に困難であるため、超臨
界領域で処理しようとする場合、炭素等の有機物は４０
０℃以上でほぼ完全分解するのに対し、窒素分において
は反応温度を５５０℃以上、反応圧力を２５ＭＰａと超
臨界水領域の中でもかなり厳しい条件下で行なわなけれ
ばならない。
いても、いくつかの問題がある。その第１が温度の問題
である。下水汚泥等の有機性固形物中に含有する窒素若
しくは窒素化合物は分解が非常に困難であるため、超臨
界領域で処理しようとする場合、炭素等の有機物は４０
０℃以上でほぼ完全分解するのに対し、窒素分において
は反応温度を５５０℃以上、反応圧力を２５ＭＰａと超
臨界水領域の中でもかなり厳しい条件下で行なわなけれ
ばならない。
【０００７】前記条件を満たす材質として現状は高温高
圧に耐え得るニッケル合金のインコネル６２５を用いて
いるが、これは非常に高価であり、かつ腐蝕が激しいこ
とから、実験室規模の装置に留まり実機化に向けて長期
耐久性が問題となる。又、前記条件下においては、反応
槽内の温度を保つための燃料費等のランニングコストが
嵩むという問題も残る。
圧に耐え得るニッケル合金のインコネル６２５を用いて
いるが、これは非常に高価であり、かつ腐蝕が激しいこ
とから、実験室規模の装置に留まり実機化に向けて長期
耐久性が問題となる。又、前記条件下においては、反応
槽内の温度を保つための燃料費等のランニングコストが
嵩むという問題も残る。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる技術的
課題に鑑み、超臨界水処理とメタン発酵（ガス発酵）を
効果的に組み合わせて、メタン発酵槽も大型化すること
なく、インコネル６２５を用いずに超臨界処理槽の形成
が可能で、燃料費等のランニングコストや耐久性の問題
を解消することの出来る有機性固形物の処理システムを
提供することを目的とする。
課題に鑑み、超臨界水処理とメタン発酵（ガス発酵）を
効果的に組み合わせて、メタン発酵槽も大型化すること
なく、インコネル６２５を用いずに超臨界処理槽の形成
が可能で、燃料費等のランニングコストや耐久性の問題
を解消することの出来る有機性固形物の処理システムを
提供することを目的とする。
【０００９】
【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、本発明は、超臨界水処理系と、メタン発
酵処理系を並列に配置したことを要旨とする。即ち、請
求項１記載の発明は、 臨界点（温度３７４℃、圧力２
２ＭＰａ）以上の温度、圧力状態にある高温、高圧水処
理領域で有機性固形物を処理する超臨界水処理からなる
第１の処理系と、有機性固形物を可溶化菌により低級脂
肪酸やアルコール類に分解し、更に酸生成菌等の働きに
より有機酸に変化させる液化工程と、該液化工程により
生成された有機酸ををメタンと炭酸ガスに分解するメタ
ン発酵（ガス発酵）工程とからなるメタン発酵処理系で
ある第２の処理系とを具え、前記２つの処理系を並列に
配置し、夫々の処理系に並行して汚泥を投入するととも
に、前記第２の処理系のメタン発酵工程で生成されたメ
タンガスを利用して駆動されたガスタービン等の駆動負
荷の排気ガスを利用して前記第１の処理系に導入される
汚泥等の加熱を行う加熱手段が設けられたことを特徴と
する。
決するために、本発明は、超臨界水処理系と、メタン発
酵処理系を並列に配置したことを要旨とする。即ち、請
求項１記載の発明は、 臨界点（温度３７４℃、圧力２
２ＭＰａ）以上の温度、圧力状態にある高温、高圧水処
理領域で有機性固形物を処理する超臨界水処理からなる
第１の処理系と、有機性固形物を可溶化菌により低級脂
肪酸やアルコール類に分解し、更に酸生成菌等の働きに
より有機酸に変化させる液化工程と、該液化工程により
生成された有機酸ををメタンと炭酸ガスに分解するメタ
ン発酵（ガス発酵）工程とからなるメタン発酵処理系で
ある第２の処理系とを具え、前記２つの処理系を並列に
配置し、夫々の処理系に並行して汚泥を投入するととも
に、前記第２の処理系のメタン発酵工程で生成されたメ
タンガスを利用して駆動されたガスタービン等の駆動負
荷の排気ガスを利用して前記第１の処理系に導入される
汚泥等の加熱を行う加熱手段が設けられたことを特徴と
する。
【００１０】かかる発明によれば、前記汚泥を温度３７
４℃以上で、且つ圧力を２２ＭＰａ以上にするには、一
般に超臨界設備より排出される高温高圧処理水との熱交
換で行われるが、これのみでは足りずプロパン等の燃焼
器の熱エネルギを利用しており、燃料等のランニングコ
ストが大になる。そこで本発明は前記第２の処理系のメ
タン発酵工程で生成されたメタンガスを利用してガスタ
ービン等を駆動し、発電等のコジェネレーションに利用
するとともに、該ガスタービン等の駆動負荷の排気ガス
を利用して前記第１の処理系に導入される汚泥等に、高
温高圧処理水との熱交換の加熱で足らなかった熱エネル
ギを補給する。
４℃以上で、且つ圧力を２２ＭＰａ以上にするには、一
般に超臨界設備より排出される高温高圧処理水との熱交
換で行われるが、これのみでは足りずプロパン等の燃焼
器の熱エネルギを利用しており、燃料等のランニングコ
ストが大になる。そこで本発明は前記第２の処理系のメ
タン発酵工程で生成されたメタンガスを利用してガスタ
ービン等を駆動し、発電等のコジェネレーションに利用
するとともに、該ガスタービン等の駆動負荷の排気ガス
を利用して前記第１の処理系に導入される汚泥等に、高
温高圧処理水との熱交換の加熱で足らなかった熱エネル
ギを補給する。
【００１１】従ってメタン発酵等の第２の処理系は、高
温高圧処理水との熱交換の加熱で足らなかった熱エネル
ギを補給するメタンガスが得られればよいために、その
汚泥投入量を、第１の処理系の汚泥投入量の１／３以下
にするのがよい。これによりメタン発酵槽の大型化が避
けられる。
温高圧処理水との熱交換の加熱で足らなかった熱エネル
ギを補給するメタンガスが得られればよいために、その
汚泥投入量を、第１の処理系の汚泥投入量の１／３以下
にするのがよい。これによりメタン発酵槽の大型化が避
けられる。
【００１２】又前記メタン発酵の第２の処理系で排出さ
れた排水、スラリ等の固液排出分を第１の処理系に導入
して超臨界処理を行えば、排水、スラリ等の固液排出分
の焼却や埋め立ての必要がなくなり、埋め立て地不足の
問題や焼却設備から排出する有害物質等の処理負荷の増
大などの問題から開放され、最終廃棄量の少ない効率的
な汚泥処理システムを得ることが出来る。
れた排水、スラリ等の固液排出分を第１の処理系に導入
して超臨界処理を行えば、排水、スラリ等の固液排出分
の焼却や埋め立ての必要がなくなり、埋め立て地不足の
問題や焼却設備から排出する有害物質等の処理負荷の増
大などの問題から開放され、最終廃棄量の少ない効率的
な汚泥処理システムを得ることが出来る。
【００１３】請求項４記載の発明は、前記第１の処理系
の温度域が窒素若しくは窒素化合物が分解困難な略３８
０〜６００℃の超臨界水領域で行われる処理系である場
合に、該第１の処理系の排水を気液分離器で分離後、窒
素若しくは窒素化合物を含む排水を生物的、物理的若し
くは化学的方法で窒素分除去を行う窒素分処理系を、前
記第１の処理系の出口側に設けたことを要旨としてい
る。
の温度域が窒素若しくは窒素化合物が分解困難な略３８
０〜６００℃の超臨界水領域で行われる処理系である場
合に、該第１の処理系の排水を気液分離器で分離後、窒
素若しくは窒素化合物を含む排水を生物的、物理的若し
くは化学的方法で窒素分除去を行う窒素分処理系を、前
記第１の処理系の出口側に設けたことを要旨としてい
る。
【００１４】かかる発明によれば超臨界水領域を６００
℃以上にしなくても、臨界圧力以上かつ窒素若しくは窒
素化合物が分解困難な例えば４００〜５５０℃の超臨界
水温度域として反応場の条件を緩和でき、またインコネ
ル６２５を用いなくてもハステロイｃ−２７６等の耐蝕
金属を用いても装置の腐蝕を最低限に抑えて装置の耐久
性が得られるとともに、その分燃料費や動力費等のラン
ニングコストの低減が可能となる。又反応しきれない窒
素分等は該第１の処理系の排水中に含まれるために該第
１の処理系の排水を気液分離器で分離後、生物的、物理
的若しくは化学的方法で窒素分除去を行う窒素分処理系
で処理される。
℃以上にしなくても、臨界圧力以上かつ窒素若しくは窒
素化合物が分解困難な例えば４００〜５５０℃の超臨界
水温度域として反応場の条件を緩和でき、またインコネ
ル６２５を用いなくてもハステロイｃ−２７６等の耐蝕
金属を用いても装置の腐蝕を最低限に抑えて装置の耐久
性が得られるとともに、その分燃料費や動力費等のラン
ニングコストの低減が可能となる。又反応しきれない窒
素分等は該第１の処理系の排水中に含まれるために該第
１の処理系の排水を気液分離器で分離後、生物的、物理
的若しくは化学的方法で窒素分除去を行う窒素分処理系
で処理される。
【００１５】
【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。図１は超臨
界水処理系と、メタン発酵処理系を並列に配置した本発
明の第１実施形態にかかる汚泥処理フローの全体概略構
成図である。
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。図１は超臨
界水処理系と、メタン発酵処理系を並列に配置した本発
明の第１実施形態にかかる汚泥処理フローの全体概略構
成図である。
【００１６】図１において、１は下水や工場排水等の汚
泥で、該汚泥１はポンプ２ａ及びポンプ２ｄにより超臨
界水処理系４０と、メタン発酵処理系２０に夫々分配供
給される。その分配比率は超臨界水処理系４０が３以
上、メタン発酵処理系２０が１以下である。次に超臨界
水処理系４０について説明する。分配された汚泥は、熱
交換器１２に供給され、該熱交換器３で昇温された後反
応器４に導かれる。また、熱交換器３に導入された消石
灰（Ｃａ（ＯＨ）２）等の添加剤８、過酸化水素、酸素
等の酸化剤７は前記汚泥と同様にポンプ２ｂ、２ｃによ
り熱交換器３を経て前記反応器４に供給され、該反応器
４内における反応を促進させる。
泥で、該汚泥１はポンプ２ａ及びポンプ２ｄにより超臨
界水処理系４０と、メタン発酵処理系２０に夫々分配供
給される。その分配比率は超臨界水処理系４０が３以
上、メタン発酵処理系２０が１以下である。次に超臨界
水処理系４０について説明する。分配された汚泥は、熱
交換器１２に供給され、該熱交換器３で昇温された後反
応器４に導かれる。また、熱交換器３に導入された消石
灰（Ｃａ（ＯＨ）２）等の添加剤８、過酸化水素、酸素
等の酸化剤７は前記汚泥と同様にポンプ２ｂ、２ｃによ
り熱交換器３を経て前記反応器４に供給され、該反応器
４内における反応を促進させる。
【００１７】前記反応器４は超臨界水領域、好ましくは
圧力が略２５ＭＰａ、温度が略４００〜５５０℃に維持
され、該反応器４に導かれた前記汚泥１に含有する窒素
若しくはこれらの化合物を除く有機性固形物は該反応器
４内での酸化反応によりほぼ完全に分離される。即ち、
前記反応器４において、前記有機性固形物は二酸化炭
素、水等に分解されるとともに、窒素分はアンモニウム
イオンを、また、上記超臨界水領域で不溶化する前記濃
縮汚泥中の無機物質は、不溶性の無機塩として処理水と
ともに排出される。又前記二酸化炭素は消石灰（Ｃａ
（ＯＨ）２）と反応してＣａＣＯ３を生成し、固化する
圧力が略２５ＭＰａ、温度が略４００〜５５０℃に維持
され、該反応器４に導かれた前記汚泥１に含有する窒素
若しくはこれらの化合物を除く有機性固形物は該反応器
４内での酸化反応によりほぼ完全に分離される。即ち、
前記反応器４において、前記有機性固形物は二酸化炭
素、水等に分解されるとともに、窒素分はアンモニウム
イオンを、また、上記超臨界水領域で不溶化する前記濃
縮汚泥中の無機物質は、不溶性の無機塩として処理水と
ともに排出される。又前記二酸化炭素は消石灰（Ｃａ
（ＯＨ）２）と反応してＣａＣＯ３を生成し、固化する
【００１８】かかる処理水や不溶性の無機塩及びＣａＣ
Ｏ３は圧力が略２５ＭＰａ、温度が略４００〜５５０℃
に維持された状態で、セラミックフィルタ若しくはサイ
クロン等から構成される固形物分離器５に送られ、無機
塩、灰分及びＣａＣＯ３が分離される。無機塩、灰分及
びＣａＣＯ３が分離された後の処理水は高温、高圧の状
態で排出されるため、前記熱交換器３で前記汚泥１、添
加剤８、酸化剤７との熱交換により減温され、高圧分離
器、低圧分離器等の気液分離器９により減圧された後、
排ガス１９はそのまま排出される。前記有機性固形物に
含有されるＮＯｘ、ＳＯｘ、有機塩素化合物等の難溶性
有害物質は前記反応器４にて超臨界水領域で分解処理さ
れ無害化するため、排ガス１０は清浄なガスとして排出
され、系外に排出されても何ら問題は生じない。
Ｏ３は圧力が略２５ＭＰａ、温度が略４００〜５５０℃
に維持された状態で、セラミックフィルタ若しくはサイ
クロン等から構成される固形物分離器５に送られ、無機
塩、灰分及びＣａＣＯ３が分離される。無機塩、灰分及
びＣａＣＯ３が分離された後の処理水は高温、高圧の状
態で排出されるため、前記熱交換器３で前記汚泥１、添
加剤８、酸化剤７との熱交換により減温され、高圧分離
器、低圧分離器等の気液分離器９により減圧された後、
排ガス１９はそのまま排出される。前記有機性固形物に
含有されるＮＯｘ、ＳＯｘ、有機塩素化合物等の難溶性
有害物質は前記反応器４にて超臨界水領域で分解処理さ
れ無害化するため、排ガス１０は清浄なガスとして排出
され、系外に排出されても何ら問題は生じない。
【００１９】前記気液分離器９で分離された処理水はア
ンモニウムイオン等の窒素分を含むために、これらの物
質は富栄養化現象の要因であり処理水から除去する必要
がある。そこで前記した生物的処理法等の硝化脱窒工程
２２に投入して脱窒処理させて、該処理水より窒素分を
分離除去した後、無害化した排水として系外へ排出、若
しくは再利用する。このような硝化脱窒工程２２は物理
学的方法では、多成分除去法では、電気透析法、イオン
交換法、逆浸透膜法、蒸留法が、そして選択的除去法で
はアンモニアストリッピング法、ゼオライト吸着法、不
連続塩素除去法などがある。生物学的方法には、アンモ
ニア態窒素の硝酸窒素の酸化を目的とした硝化法と、か
かる亜硝酸や硝酸態窒素を還元して窒素として除去する
硝化脱窒法がある。
ンモニウムイオン等の窒素分を含むために、これらの物
質は富栄養化現象の要因であり処理水から除去する必要
がある。そこで前記した生物的処理法等の硝化脱窒工程
２２に投入して脱窒処理させて、該処理水より窒素分を
分離除去した後、無害化した排水として系外へ排出、若
しくは再利用する。このような硝化脱窒工程２２は物理
学的方法では、多成分除去法では、電気透析法、イオン
交換法、逆浸透膜法、蒸留法が、そして選択的除去法で
はアンモニアストリッピング法、ゼオライト吸着法、不
連続塩素除去法などがある。生物学的方法には、アンモ
ニア態窒素の硝酸窒素の酸化を目的とした硝化法と、か
かる亜硝酸や硝酸態窒素を還元して窒素として除去する
硝化脱窒法がある。
【００２０】次にメタン発酵処理系２０について説明す
る。前記分配された汚泥は、可溶化菌により低級脂肪酸
やアルコール類に分解する可溶化工程と、更に酸生成菌
等の働きにより有機酸に変化させる液化工程と、該液化
工程により生成された有機酸ををメタンと炭酸ガスに分
解するメタン発酵工程とからなる。
る。前記分配された汚泥は、可溶化菌により低級脂肪酸
やアルコール類に分解する可溶化工程と、更に酸生成菌
等の働きにより有機酸に変化させる液化工程と、該液化
工程により生成された有機酸ををメタンと炭酸ガスに分
解するメタン発酵工程とからなる。
【００２１】そして前記メタン発酵工程で生成したメタ
ンガス２５は、ガスタービン２６の燃焼ガスとして用い
て該タービン２６を駆動して発電機２７等のコジェネレ
ーションに利用するとともに、該ガスタービンの排気ガ
ス２８を通路３２より超臨界処理系４０の熱交換器３の
下流の反応器４入口側に設けた加熱器３０に導入して前
記反応器４に導入される汚泥等に、高温高圧処理水との
熱交換の加熱で足らなかった熱エネルギを補給して４０
０〜５５０℃を維持する。
ンガス２５は、ガスタービン２６の燃焼ガスとして用い
て該タービン２６を駆動して発電機２７等のコジェネレ
ーションに利用するとともに、該ガスタービンの排気ガ
ス２８を通路３２より超臨界処理系４０の熱交換器３の
下流の反応器４入口側に設けた加熱器３０に導入して前
記反応器４に導入される汚泥等に、高温高圧処理水との
熱交換の加熱で足らなかった熱エネルギを補給して４０
０〜５５０℃を維持する。
【００２２】又前記メタン発酵処理系２０のメタン発酵
槽で排出された排水やスラリ等の固液排出分２３は超臨
界処理系４０のポンプ２ａ出口側に導入して超臨界処理
を行えば、スラリ等の固液排出分２３の焼却や埋め立て
の必要がなくなり、埋め立て地不足の問題や焼却設備か
ら排出する有害物質等の処理負荷の増大などの問題から
開放され、最終廃棄量の少ない効率的な汚泥処理システ
ムを得ることが出来る。
槽で排出された排水やスラリ等の固液排出分２３は超臨
界処理系４０のポンプ２ａ出口側に導入して超臨界処理
を行えば、スラリ等の固液排出分２３の焼却や埋め立て
の必要がなくなり、埋め立て地不足の問題や焼却設備か
ら排出する有害物質等の処理負荷の増大などの問題から
開放され、最終廃棄量の少ない効率的な汚泥処理システ
ムを得ることが出来る。
【００２３】かかる実施形態発明によればメタン発酵処
理系２０と硝化脱窒系を効果的に利用して超臨界処理を
行うために、超臨界水領域を６００℃以上にしなくて
も、臨界圧力以上かつ窒素若しくは窒素化合物が分解困
難な例えば４００〜５５０℃の超臨界水温度域として反
応場の条件を緩和でき、またインコネル６２５を用いな
くてもハステロイｃ−２７６等の耐蝕金属を用いても装
置の腐蝕を最低限に抑えて装置の耐久性が得られるとと
もに、その分燃料費や動力費等のランニングコストの低
減が可能となる。
理系２０と硝化脱窒系を効果的に利用して超臨界処理を
行うために、超臨界水領域を６００℃以上にしなくて
も、臨界圧力以上かつ窒素若しくは窒素化合物が分解困
難な例えば４００〜５５０℃の超臨界水温度域として反
応場の条件を緩和でき、またインコネル６２５を用いな
くてもハステロイｃ−２７６等の耐蝕金属を用いても装
置の腐蝕を最低限に抑えて装置の耐久性が得られるとと
もに、その分燃料費や動力費等のランニングコストの低
減が可能となる。
【００２４】
【発明の効果】以上記載のごとく本発明によれば、超臨
界水処理とメタン発酵や硝化脱窒等の窒素分除去工程を
効果的に組み合わせて、メタン発酵槽も大型化すること
なく、インコネル６２５を用いずに超臨界処理槽の形成
が可能で、燃料費等のランニングコストや耐久性の問題
を解消することの出来る有機性固形物の処理システムを
得ることが出来る。等の種々の箸効を有す。
界水処理とメタン発酵や硝化脱窒等の窒素分除去工程を
効果的に組み合わせて、メタン発酵槽も大型化すること
なく、インコネル６２５を用いずに超臨界処理槽の形成
が可能で、燃料費等のランニングコストや耐久性の問題
を解消することの出来る有機性固形物の処理システムを
得ることが出来る。等の種々の箸効を有す。
【図１】 図１は超臨界水処理系と、メタン発酵処理系
を並列に配置した本発明の第１実施形態にかかる汚泥処
理フローの全体概略構成図である。
を並列に配置した本発明の第１実施形態にかかる汚泥処
理フローの全体概略構成図である。
１ 汚泥 ３ 熱交換器 ４ 反応器 ９ 気液分離器 １１ 排水 ２０ メタン発酵処理系 ２２ 窒素処理系（硝化脱窒工程） ２３ 排水、スラリ等の固液排出分 ２５ メタンガス ２６ ガスタービン ２７ 発電機 ３０ 加熱器 ４０ 超臨界処理系
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉田 季男 横浜市中区錦町12番地 三菱重工業株式会 社横浜製作所内 (72)発明者 笹谷 史郎 横浜市中区錦町12番地 三菱重工業株式会 社横浜製作所内 (72)発明者 堀田 俊和 横浜市中区錦町12番地 三菱重工業株式会 社横浜製作所内 Ｆターム(参考） 4D040 BB52 4D059 BA12 BA21 BA22 BC01 BC02 BC05 CA07 CA10 CA22 CA28 DA05 DA44
Claims (4)
- 【請求項１】 臨界点（温度３７４℃、圧力２２ＭＰ
ａ）以上の温度、圧力状態にある高温、高圧水処理領域
で有機性固形物を処理する第１の処理系と有機性固形物
をメタン発酵するメタン発酵工程からなる第２の処理系
とを具え、 前記２つの処理系を並列に配置し、夫々の処理系に並行
して汚泥を投入するとともに、前記第２の処理系のメタ
ン発酵工程で生成されたメタンガスを利用して駆動され
た駆動負荷の排気ガスを利用して前記第１の処理系に導
入される汚泥等の加熱を行う加熱手段が設けられたこと
を特徴とする有機性固形物処理システム。 - 【請求項２】 第２の処理系の有機性固形物（汚泥）投
入量を、第１の処理系の有機性固形物（汚泥）投入量の
１／３以下にすることを特徴とする請求項１記載の有機
性固形物処理システム。 - 【請求項３】 前記第２の処理系で排出された排水、ス
ラリ等の固液排出分を第１の処理系に導入することを特
徴とする請求項１記載の有機性固形物処理システム。 - 【請求項４】 前記第１の処理系の温度域が窒素若しく
は窒素化合物が分解困難な略３８０〜６００℃の超臨界
水領域で行われる処理系である場合に、該第１の処理系
の、窒素若しくは窒素化合物を含む排水を生物的、物理
的若しくは化学的方法で窒素除去を行う窒素分処理系
を、第１の処理系の出口側に設けたことを特徴とする請
求項１記載の有機性固形物の処理システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001086149A JP4671520B2 (ja) | 2001-03-23 | 2001-03-23 | 有機性固形物処理システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001086149A JP4671520B2 (ja) | 2001-03-23 | 2001-03-23 | 有機性固形物処理システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002273493A true JP2002273493A (ja) | 2002-09-24 |
| JP4671520B2 JP4671520B2 (ja) | 2011-04-20 |
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ID=18941567
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001086149A Expired - Lifetime JP4671520B2 (ja) | 2001-03-23 | 2001-03-23 | 有機性固形物処理システム |
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|---|---|
| JP (1) | JP4671520B2 (ja) |
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| JP3303905B2 (ja) * | 1997-02-27 | 2002-07-22 | 株式会社荏原製作所 | 家畜糞尿の嫌気性消化処理法 |
-
2001
- 2001-03-23 JP JP2001086149A patent/JP4671520B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| JP2009101293A (ja) * | 2007-10-23 | 2009-05-14 | Toshiba Corp | 汚泥処理システム |
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| JP4671520B2 (ja) | 2011-04-20 |
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