JP2004058047A - 有機性廃液の処理方法および処理装置 - Google Patents

有機性廃液の処理方法および処理装置 Download PDF

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Abstract

【課題】有機性廃液に含まれる固形成分の溶解性を高め、有機物のメタンへの変換率を向上させ、処分すべき汚泥の発生量を低減する。また、有機性廃液に含まれる固形成分から、リンを効率よく溶出させ回収する。
【解決手段】有機性廃液に、オゾン処理を行ない、引き続きアルカリ処理を行ない、アルカリ処理後の有機性廃液を嫌気性消化槽に導入して嫌気性消化を行なう有機性廃液の処理方法。オゾン処理および引き続くアルカリ処理の代わりに、過酸化水素存在下でオゾン処理を行なってもよい。また、紫外線照射下でオゾン処理を行なってもよい。処理後の有機性廃液を溶液と固形物に分離し、分離した溶液からリンを回収するとよい。
【選択図】　　　　図１１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機性廃液の処理方法および処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
食品製造プロセス等からの廃液、下廃水処理で排出される有機汚泥、人畜のし尿など、スラリー状の高濃度有機性廃液の処理には、メタンを生成しエネルギーとして再利用できる嫌気性消化処理がある。しかし、現状嫌気性消化処理には、処理に長時間を要する、流入廃液中の固形物の溶解率が約５０％と低くメタンガスへの変換率も５０％程度と低い、という欠点がある。
【０００３】
嫌気性消化において有機性廃液中の固形物の溶解性を増大させ、メタンガスへの変換を向上させる方法として、特許文献１には、嫌気性消化槽から引き抜いた消化汚泥をオゾン処理または高圧パルス放電処理により改質し、この処理汚泥を嫌気性消化槽に戻す処理方法が記載されている。また、特許文献２では、嫌気性消化槽から引き抜いた消化汚泥を固液分離したのち濃縮し、溶菌酵素生産微生物による処理およびアルカリ条件下でのオゾン処理を行なって、嫌気性消化槽に戻している。
【０００４】
また、近年、リンの採掘年数に限界があることが明らかとなり、リン資源の再利用が重要視されている。有機性廃液、特に下廃水処理の有機汚泥にはリンが比較的高濃度で含まれており、有機汚泥からリンを回収する試みが、たとえば非特許文献１に開示されている。ここでは、下水処理場の活性汚泥を７０〜９０℃で最大１２０分間加熱処理することにより、活性汚泥中のリン成分を液相中に溶出させた結果が開示されている。
【０００５】
ところで、嫌気性消化槽内の汚泥は、種々の微生物や有機ポリマーなどが高度に密集し汚泥フロックを形成しているが、前記のオゾンを用いた従来技術では、消化汚泥中の固形物に対し直接オゾン処理を行なっているため、オゾンがこの汚泥フロックの内部にまで浸透できず、オゾンは汚泥固形物の表面とのみ反応することになる。その結果、このようなオゾン処理単独では、消化汚泥に含まれる難溶解性物質の改質、すなわち易溶解性物質への変換が不十分となり、汚泥固形物の溶解性増大およびメタンガスへの変換効率向上の効果が十分に得られないという問題があった。
【０００６】
また、前記従来技術において、オゾン処理によって固形物を分散させ、オゾンを固形物の内部の難分解性物質と反応させることも可能ではあるが、オゾンのみで固形物の分散と改質を行なおうとすると、その分オゾン消費量が増加してしまい、難溶解性物質の改質すなわち易溶解物質への変換を達成するために大量のオゾンが必要となり、効率的な処理とならず、運転費用が高くなってしまうという問題があった。
【０００７】
また、特許文献２では、オゾンよりも反応性の高いラジカルを生成させることを目的として、アルカリ条件下で汚泥のオゾン処理を行なっているが、このように、アルカリ条件下ではオゾンが非常に速い速度で分解してラジカルに変化するため、オゾンによる効果はまったく得られなくなる。さらに、オゾンの分解にともなって生成したラジカルは非常に高い反応性を有するため、単にアルカリ条件下でオゾン処理を行なうだけでは、ラジカルは汚泥中の固形成分と反応するよりも、汚泥中の溶解成分（すでに溶解している有機物）と速く反応してしまう。そのため、汚泥の固形成分を溶解させるために生成したはずのラジカルが無効に消費されてしまい、汚泥固形成分の溶解効果は得られ難くなり、あえてこのようなアルカリ条件下で汚泥可溶化の効果を得るには、オゾンを大量に注入しなければならない。
【０００８】
また、前記のオゾンを用いた従来技術では、汚泥の溶解性を向上させるためだけに汚泥のオゾン処理を行なっており、このオゾン処理において、汚泥中に含まれるリンを液相中に溶出させる効果はもとよりリンを回収するための方法や装置についてはまったく示されていない。一方、下水汚泥からのリン回収に関する従来技術では、加熱処理によって汚泥中のリン成分を液相中に溶出させているが、この加熱処理もリン溶出のためだけに行なわれており、汚泥を加熱処理することによるエネルギー回収等リン溶出以外の効果はまったく示されていない。したがって、汚泥からエネルギーとリンを同時に回収するための効率的な処理方法および処理装置は全く存在しないという問題があった。
【０００９】
【特許文献１】
特開平９−２０６７８５号公報
【特許文献２】
特開２００１−１７９２８５号公報
【非特許文献１】
「バイオレメディエーション技術を活用する汚染環境の修復−リン資源の循環再利用のためのバイオテクノロジー−」，環境科学会誌，１９９９年，第１２巻，第４号，ｐ．４３３−４４１
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明は、有機性廃液、有機性汚泥または嫌気性消化汚泥に含まれる固形成分の溶解性を増大させ、有機性廃液中や消化汚泥中の有機物のメタンガスへの変換率を向上させ、処分すべき汚泥の発生量を低減することのできる処理方法および処理装置を提供することを目的とする。また、有機物をメタンガスへと変換すると同時に、リンを有機性廃液、有機性汚泥または嫌気性消化汚泥に含まれる固形成分から溶出させ、回収することのできるエネルギー・資源同時回収型の処理方法および処理装置を提供することを目的とする。すなわち、少ないエネルギーおよびコストで効率的に汚泥の溶解性を向上させ、エネルギー回収率の増大と処分汚泥量の低減を実現するとともに、リンを溶出させ資源として回収することのできる処理方法および処理装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、有機性廃液にオゾン処理を行ない、引き続きアルカリ処理を行ない、該アルカリ処理後の有機性廃液を嫌気性消化槽に導入して嫌気性消化を行なう有機性廃液の処理方法に関する。
【００１２】
また本発明は、有機性廃液に過酸化水素存在下でオゾン処理を行ない、該オゾン処理後の有機性廃液を嫌気性消化槽に導入して嫌気性消化を行なう有機性廃液の処理方法に関する。
【００１３】
さらに本発明は、有機性廃液に紫外線照射下でのオゾン処理を行ない、該オゾン処理後の有機性廃液を嫌気性消化槽に導入して嫌気性消化を行なう有機性廃液の処理方法に関する。
【００１４】
また本発明は、有機性廃液にオゾン処理を行なう処理装置と、該オゾン処理装置で処理した有機性廃液にアルカリ処理を行なう処理装置と、該アルカリ処理装置で処理した有機性廃液を嫌気性消化する嫌気性消化槽とを備える有機性廃液の処理装置に関する。
【００１５】
さらに本発明は、有機性廃液に過酸化水素共存下でオゾン処理を行なう処理装置と、該オゾン処理装置で処理した有機性廃液を嫌気性消化する嫌気性消化槽とを備える有機性廃液の処理装置に関する。
【００１６】
また本発明は、有機性廃液に紫外線照射下でオゾン処理を行なう処理装置と、該オゾン処理装置で処理した有機性廃液を嫌気性消化する嫌気性消化槽とを備える有機性廃液の処理装置に関する。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付の図面を参照しつつ説明するが、本発明がこれら実施の形態に限定されるわけではない。
【００１８】
実施の形態１
本発明による有機性廃液の処理装置およびそれを用いた有機性廃液の処理方法について説明する。
【００１９】
図１１は、本発明の一実施の形態における有機性廃液の処理装置について、その構成の概略および処理の流れを示した図である。
【００２０】
図１１に示すように、嫌気性消化槽１と有機性廃液導入路２のあいだに、オゾン処理槽９、アルカリ処理槽１２および固液分離槽１７が設けられている。オゾン処理槽９には、オゾンガス注入路１１を介してオゾン発生器１０が接続されている。またアルカリ処理槽１２には、アルカリ液導入路１４を介してアルカリ液保持槽１３が接続され、アルカリ液導入路１４にはアルカリ液導入ポンプ１５が設置されている。オゾン処理槽９とアルカリ処理槽１２はオゾン処理液排出路１６によって、アルカリ処理槽１２と固液分離槽１７はアルカリ処理液排出路１８によって、固液分離槽１７と嫌気性消化槽１は処理廃液導入路１９によって、それぞれ接続されている。
【００２１】
また、固液分離槽１７とリン回収槽２４が、リン含有処理水排出路２０によって接続されており、リン回収槽２４はリン回収後処理水導入路２６を介して嫌気性消化槽１に接続されている。リン含有処理水排出路２０には凝集剤導入路２３が接続され、凝集剤導入路２３の他端は凝集剤保持槽２１へと接続されている。
さらに、凝集剤導入路２３には凝集剤導入ポンプ２２が設置されている。また、リン回収槽２４にはリン回収路２５が接続されている。
【００２２】
さらに、嫌気性消化槽１は消化汚泥排出路３を介して固液分離槽４に接続され、固液分離槽４には濃縮汚泥排出路５および処理水排出路８が接続されている。
濃縮汚泥排出路５は汚泥廃棄路６と汚泥返送路７に分岐し、汚泥返送路７は嫌気性消化槽１に接続されている。また、嫌気性消化槽１には消化ガス排出路２７が接続されている。
【００２３】
つぎに本実施の形態の処理装置の動作について説明する。
【００２４】
下水処理場の初沈汚泥と余剰汚泥を混合した有機汚泥を、有機性廃液として有機性廃液導入路２からオゾン処理槽９に導入し、オゾン発生器１０で発生させたオゾンガスをオゾンガス注入路１１を通してオゾン処理槽９に注入して、有機汚泥のオゾン処理を行なう。オゾン処理におけるオゾン注入率は、０．０１〜０．１０ｇ−Ｏ３／ｇ−ＳＳが好ましく、とくに０．０３〜０．０７ｇ−Ｏ３／ｇ−ＳＳ程度が好ましい。オゾン注入率が０．０１ｇ−Ｏ３／ｇ−ＳＳより少ないと、有機性廃液中の有機物を充分に改質できずメタンガスへの変換効率を向上させることができない。また、汚泥中のリンを溶出させることもできない。一方、オゾン注入率が０．１０ｇ−Ｏ３／ｇ−ＳＳを超えると、高いメタンガスへの変換効率およびリン溶出量を確保できるものの、大幅な効率向上にはつながらず経済的にコスト高となる。
【００２５】
オゾン処理後の有機汚泥をオゾン処理液排出路１６を介してアルカリ処理槽１２に送る。アルカリ液導入ポンプ１５を動作させ、アルカリ液保持槽１３に保持された水酸化ナトリウム溶液を、アルカリ液導入路１４を通してアルカリ処理槽１２に導入し、有機汚泥のアルカリ処理を行なう。アルカリ処理は、ｐＨ９〜１３の範囲で、５〜３０分程度行なうのが好ましい。ｐＨが９よりも低いと、有機性廃液中の有機物を充分に改質できずメタンガスへの変換効率を向上させることができない。また、汚泥中のリンを溶出させることもできない。一方、ｐＨを１３よりも高くした場合、高いメタンガスへの変換効率およびリン溶出量を確保できるものの、大幅な効率向上にはつながらず経済的にコスト高となる。また、処理時間が５分よりも短いと、有機性廃液中の有機物を充分に改質できずメタンガスへの変換効率を向上させることができない。また、汚泥中のリンを溶出させることもできない。処理時間が３０分よりも長い場合、高いメタンガスへの変換効率およびリン溶出量を確保できるものの、大幅な効率向上にはつながらず経済的にコスト高となる。
【００２６】
このアルカリ処理した有機汚泥を、アルカリ処理液排出路１８を通して固液分離槽１７へと送り、固液分離槽１７で固形成分と溶解成分に分ける。なお、ここでの「固形成分」とは有機汚泥の固形物を多く含む溶液のことを、「溶解成分」とは有機汚泥の固形分を含まない溶液のことをそれぞれ表し、以下もこの表し方を用いる。分離後の固形成分を処理廃液導入路１９から嫌気性消化槽１に導入し、微生物によって有機汚泥の消化を行なう。一方、リンを多く含む分離後の溶解成分を、リン含有処理水排出路２０を通してリン回収槽２４に送る。この際、凝集剤導入ポンプ２２を動作させ、凝集剤保持槽２１に保持した炭酸カルシウム溶液を、凝集剤導入路２３を通してリン含有処理水排出路２０へと供給し、リン含有処理水排出路２０を通るリン含有処理水に、炭酸カルシウム溶液を導入する。
リン回収槽２４では析出したリン酸カルシウムを分離し、リン回収路２５から引き抜くとともに、リンを含まない処理水をリン回収後処理水導入路２６を通して嫌気性消化槽１に導入する。
【００２７】
嫌気性消化槽１内の汚泥を消化汚泥排出路３から排出し、固液分離槽４で固形成分と溶解成分に分け、溶解成分を処理水排出路８から、固形成分を濃縮汚泥排出路５からそれぞれ排出する。
【００２８】
濃縮汚泥排出路５中の固形成分を汚泥廃棄路６から系外に排出するとともに、一部を汚泥返送路７を介して嫌気性消化槽１に返送する。また、嫌気性消化槽１で発生する消化ガスを、消化ガス排出路２７によって排出する。
【００２９】
このように有機汚泥に対し、まずオゾン処理を行ない、引き続きアルカリを行なう併用処理によって、オゾンの強い酸化作用とアルカリの有機物分解作用の相乗効果、すなわち、アルカリ処理の前段にオゾン処理を行ない汚泥表面を酸化することでアルカリ処理の有機物分解作用をより高く引き出すことができるという効果によって有機汚泥の固形成分中の繊維質や細胞壁などの難溶解性物質を改質し、消化槽内の汚泥によって溶解されやすい易溶解性物質へと変換することができる。このためオゾン処理あるいはアルカリ処理を単独で用いた場合、およびこれらの単純な和に比べ、有機汚泥中の固形成分の溶解性を増大でき、汚泥のメタンへの変換率を大幅に向上できる。また、これに対応して、処分すべき汚泥の発生量も大幅に低減できる。
【００３０】
同時に、オゾンの強い酸化作用とアルカリの有機物分解作用の相乗効果、すなわち、アルカリ処理の前段にオゾン処理を行ない汚泥表面を酸化することでアルカリ処理の有機物分解作用をより高く引き出すことができるという効果によって細胞壁の分解がより進むため、有機汚泥中の固形成分中に含有されるリンを固形成分外へと高い効率で溶出させることができ、これを凝集剤を用いて固形状のリンとし、再利用可能なリンとして回収することができる。したがって、エネルギー、リン同時回収型の有機汚泥の処理が可能となる。
【００３１】
なお、本実施の形態では、嫌気性消化槽へ導入する有機汚泥の全てをオゾンおよびアルカリ処理したが、導入する有機汚泥の一部にオゾンおよびアルカリ処理を行ない、残りは処理を行なわずに嫌気性消化槽へ導入するようにしてもよい。
【００３２】
また、本実施の形態では、嫌気性消化槽へと導入される有機汚泥を処理対象の有機性廃液としたが、後述のとおり、嫌気性消化槽から引き抜いた消化汚泥を処理対象の有機性廃液としてもよいし、嫌気性消化槽の消化汚泥を固液分離して得た濃縮汚泥を処理対象の有機性廃液としてもよい。あるいは、これらの混合物を対象に本発明の処理を行なってもよい。
【００３３】
実施の形態２
本発明のほかの実施の形態における有機性廃液の処理装置およびそれを用いた有機性廃液の処理方法について説明する。
【００３４】
図１２は本実施の形態の有機性廃液の処理装置について、その構成の概略および処理の流れを示した図である。図１２に示した本実施の形態の処理装置は、図１１に示した前記実施の形態１の処理装置において、リン回収に関する部分を除いた構成となっている。すなわち、図１１に示した処理装置から、固液分離槽１７、処理廃液導入路１９、リン含有処理水排出路２０、凝集剤保持槽２１、凝集剤導入ポンプ２２、凝集剤導入路２３、リン回収槽２４、リン回収路２５、リン回収後処理水導入路２６が除かれており、アルカリ処理液排出路１８は嫌気性消化槽１へと接続されている。それ以外は図１１に示した実施の形態１の処理装置と同様の構成である。
【００３５】
つぎに本実施の形態の処理装置の動作について説明する。
【００３６】
下水処理場の初沈汚泥と余剰汚泥を混合した有機汚泥を、有機性廃液として有機性廃液導入路２からオゾン処理槽９に導入し、オゾン発生器１０で発生させたオゾンガスをオゾンガス注入路１１を通してオゾン処理槽９に注入して、有機汚泥のオゾン処理を行なう。
【００３７】
オゾン処理後の有機汚泥をオゾン処理液排出路１６を介してアルカリ処理槽１２に送る。アルカリ液導入ポンプ１５を動作させ、アルカリ液保持槽１３に保持された水酸化ナトリウム溶液を、アルカリ液導入路１４を通してアルカリ処理槽１２に導入し、有機汚泥のアルカリ処理を行なう。
【００３８】
このアルカリ処理した有機汚泥を、アルカリ処理液排出路１８を通して嫌気性消化槽１に導入する。嫌気性消化槽１で微生物によって有機汚泥を消化した後、嫌気性消化槽１内の汚泥を消化汚泥排出路３から排出し、固液分離槽４で固形成分と溶解成分に分け、溶解成分を処理水排出路８から、固形成分は濃縮汚泥排出路５からそれぞれ排出する。
【００３９】
濃縮汚泥排出路５中の固形成分を汚泥廃棄路６から系外に排出するとともに、一部は汚泥返送路７を介して嫌気性消化槽１に返送する。また、嫌気性消化槽１で発生する消化ガスは消化ガス排出路２７によって排出する。
【００４０】
本実施の形態は、有機汚泥中のリン含有量が少ない場合などに、汚泥からのエネルギー回収を優先して行なう場合の例である。このように有機汚泥に対し、まずオゾン処理を行ない、引き続きアルカリを行なう併用処理によって、オゾンの強い酸化作用とアルカリの有機物分解作用の相乗効果、すなわち、アルカリ処理の前段にオゾン処理を行ない汚泥表面を酸化することでアルカリ処理の有機物分解作用をより高く引き出すことができるという効果によって有機汚泥の固形成分中の繊維質や細胞壁などの難溶解性物質を改質し、消化槽内の汚泥によって溶解されやすい易溶解性物質へと変換することができる。このためオゾン処理あるいはアルカリ処理を単独で用いた場合、およびこれらの単純な和に比べ、有機汚泥中の固形成分の溶解性を増大でき、汚泥のメタンへの変換率を大幅に向上できる。また、これに対応して、処分すべき汚泥の発生量も大幅に低減できる。
【００４１】
なお、本実施の形態では、嫌気性消化槽へ導入する有機汚泥の全てをオゾンおよびアルカリ処理したが、導入する有機汚泥の一部にオゾンおよびアルカリ処理を行ない、残りは処理を行なわずに嫌気性消化槽へ導入するようにしてもよい。
【００４２】
実施の形態３
本発明のほかの実施の形態における有機性廃液の処理装置およびそれを用いた有機性廃液の処理方法について説明する。前記実施の形態１では、流入する有機性廃液に対してオゾン処理および引き続くアルカリ処理を行なったが、本実施の形態では、嫌気性消化槽から引き抜いた消化汚泥に対して、オゾン処理および引き続くアルカリ処理を行なう。
【００４３】
図１３は本実施の形態の有機性廃液の処理装置について、その構成の概略と処理の流れを示した図である。図１３に示すように、嫌気性消化槽１には有機性廃液導入路２が接続されている。嫌気性消化槽１には消化汚泥引抜き路３４が接続され、消化汚泥引抜き路３４のもう一端はオゾン処理槽９に接続されている。さらに、オゾン処理槽９は、オゾン処理液排出路１６を介してアルカリ処理槽１２に接続され、アルカリ処理槽１２は、アルカリ処理液排出路１８を介して固液分離槽１７に接続されている。オゾン処理槽９には、オゾンガス注入路１１を介してオゾン発生器１０が、アルカリ処理槽１２には、アルカリ液導入路１４を介してアルカリ液保持槽１３が、それぞれ接続されている。アルカリ液導入路１４にはアルカリ液導入ポンプ１５が設置されている。また、固液分離槽１７と嫌気性消化槽１は、処理廃液導入路１９によって接続されている。
【００４４】
さらに、固液分離槽１７とリン回収槽２４は、リン含有処理水排出路２０によって接続されており、リン回収槽２４はリン回収後処理水導入路２６を介して嫌気性消化槽１に接続されている。リン含有処理水排出路２０には凝集剤導入路２３が接続され、凝集剤導入路２３のもう一端は凝集剤保持槽２１と接続されている。さらに、凝集剤導入路２３には、凝集剤導入ポンプ２２が設置されている。
また、リン回収槽２４にはリン回収路２５が接続されている。
【００４５】
また、嫌気性消化槽１には消化汚泥排出路３を介して固液分離槽４が接続され、固液分離槽４には濃縮汚泥排出路５および処理水排出路８が接続されている。
濃縮汚泥排出路５は汚泥廃棄路６と汚泥返送路７に分岐し、汚泥返送路７は嫌気性消化槽１に接続されている。さらに、嫌気性消化槽１には消化ガス排出路２７が接続されている。
【００４６】
つぎに本実施の形態の処理装置の動作について説明する。
【００４７】
下水処理場の初沈汚泥と余剰汚泥を混合した有機汚泥を、有機性廃液として有機性廃液導入路２から嫌気性消化槽１に導入する。嫌気性消化槽１で微生物によって有機汚泥を消化した後、嫌気性消化槽１内の汚泥を消化汚泥排出路３から排出し、固液分離槽４で固形成分と溶解成分に分け、溶解成分を処理水排出路８から、固形成分を濃縮汚泥排出路５からそれぞれ排出する。
【００４８】
濃縮汚泥排出路５中の固形成分を汚泥廃棄路６から系外に排出するとともに、一部を汚泥返送路７を介して嫌気性消化槽１に返送する。また、嫌気性消化槽１で発生する消化ガスを消化ガス排出路２７によって排出する。
【００４９】
この嫌気性消化の過程において、嫌気性消化槽１の消化汚泥を消化汚泥引抜き路３４を通してオゾン処理槽９に導入し、同時にオゾン発生器１０で発生させたオゾンガスをオゾンガス注入路１１を通してオゾン処理槽９に注入し、消化汚泥のオゾン処理を行なう。
【００５０】
オゾン処理後の消化汚泥を、オゾン処理液排出路１６を介してアルカリ処理槽１２に送る。アルカリ液導入ポンプ１５を動作させ、アルカリ液保持槽１３に保持された水酸化ナトリウム溶液をアルカリ液導入路１４を通してアルカリ処理槽１２に導入し、消化汚泥のアルカリ処理を行なう。
【００５１】
このアルカリ処理後の消化汚泥を、アルカリ処理液排出路１８を通して固液分離槽１７に送り、固液分離槽１７で固形成分と溶解成分に分ける。分離後の固形成分を処理廃液導入路１９から嫌気性消化槽１に導入し、微生物によって消化汚泥を分解する。一方、リンを多く含む分離後の溶解成分は、リン含有処理水排出路２０を通ってリン回収槽２４に送られる。この際、凝集剤導入ポンプ２２を動作させ、凝集剤保持槽２１に保持した炭酸カルシウム溶液を凝集剤導入路２３を介してリン含有処理水排出路２０に導入し、リン含有処理水排出路２０を通るリン含有処理水に炭酸カルシウム溶液を混合させる。リン回収槽２４では、析出したリン酸カルシウムを分離しリン回収路２５から引き抜くとともに、リンを含まない処理水をリン回収後処理水導入路２６を通して嫌気性消化槽１に導入する。
【００５２】
このように消化汚泥に対し、まずオゾン処理を行ない、引き続きアルカリを行なう併用処理によって、オゾンの強い酸化作用とアルカリの有機物分解作用の相乗効果、すなわち、アルカリ処理の前段にオゾン処理を行ない汚泥表面を酸化することでアルカリ処理の有機物分解作用をより高く引き出すことができるという効果によって消化汚泥の固形成分中の繊維質や細胞壁などの難溶解性物質を改質し、消化槽内の汚泥によって溶解されやすい易溶解性物質へと変換することができる。このためオゾン処理あるいはアルカリ処理を単独で用いた場合、およびこれらの単純な和に比べ、消化汚泥中の固形成分の溶解性を増大でき、汚泥のメタンへの変換率を大幅に向上できる。また、これに対応して、処分すべき汚泥の発生量も大幅に低減できる。
【００５３】
同時に、オゾンの強い酸化作用とアルカリの有機物分解作用の相乗効果、すなわち、アルカリ処理の前段にオゾン処理を行ない汚泥表面を酸化することでアルカリ処理の有機物分解作用をより高く引き出すことができるという効果によって細胞壁の分解がより進むため、消化汚泥中の固形成分中に含有されるリンを固形成分外へと高い効率で溶出させることができ、これを凝集剤を用いて固形状のリンとし、再利用可能なリンとして回収することができる。したがって、エネルギー、リン同時回収型の消化汚泥の処理が可能となる。
【００５４】
また、嫌気性消化槽の消化汚泥中には、生物によって溶解し難い難溶解性物質が多く蓄積している。したがって、本実施の形態のように、嫌気性消化槽から消化汚泥の一部を引き抜き、引き抜いた消化汚泥中の固形物質を改質処理して易溶解性物質へ変換することによって、より効果的にエネルギー回収を進めることが可能となる。
【００５５】
実施の形態４
本発明のほかの実施の形態における有機性廃液の処理装置およびそれを用いた有機性廃液の処理について説明する。
【００５６】
図１４は本実施の形態の有機性廃液の処理装置について、その構成の概略および処理の流れを示した図である。図１４に示した本実施の形態の処理装置は、図１３に示した前記実施の形態３の処理装置において、リン回収に関する部分を除いた構成となっている。すなわち、図１３に示した処理装置から、固液分離槽１７、処理廃液導入路１９、リン含有処理水排出路２０、凝集剤保持槽２１、凝集剤導入ポンプ２２、凝集剤導入路２３、リン回収槽２４、リン回収路２５、リン回収後処理水導入路２６が除かれており、アルカリ処理液排出路１８は嫌気性消化槽１へと接続されている。それ以外は図１３に示した実施の形態３の処理装置と同様の構成である。
【００５７】
つぎに本実施の形態の処理装置の動作について説明する。
【００５８】
下水処理場の初沈汚泥と余剰汚泥を混合した有機汚泥を、有機性廃液として有機性廃液導入路２から嫌気性消化槽１に導入する。嫌気性消化槽１で微生物によって有機汚泥を消化した後、嫌気性消化槽１内の汚泥を消化汚泥排出路３から排出し、固液分離槽４で固形成分と溶解成分に分け、溶解成分を処理水排出路８から、固形成分を濃縮汚泥排出路５からそれぞれ排出する。
【００５９】
濃縮汚泥排出路５中の固形成分を汚泥廃棄路６から系外に排出するとともに、一部は汚泥返送路７を介して嫌気性消化槽１に返送する。また、嫌気性消化槽１で発生する消化ガスを、消化ガス排出路２７によって排出する。
【００６０】
この嫌気性消化の過程において、嫌気性消化槽１の消化汚泥を消化汚泥引抜き路３４を通してオゾン処理槽９に導入し、同時にオゾン発生器１０で発生させたオゾンガスをオゾンガス注入路１１を通してオゾン処理槽９に注入し、消化汚泥のオゾン処理を行なう。
【００６１】
オゾン処理後の消化汚泥を、オゾン処理液排出路１６を介してアルカリ処理槽１２に送る。アルカリ液導入ポンプ１５を動作させ、アルカリ液保持槽１３に保持された水酸化ナトリウム溶液をアルカリ液導入路１４を通してアルカリ処理槽１２に導入し、消化汚泥のアルカリ処理を行なう。
【００６２】
このアルカリ処理後の消化汚泥を、アルカリ処理液排出路１８を通して嫌気性消化槽１に導入し、微生物によって消化汚泥を分解する。
【００６３】
本実施の形態は、消化汚泥中のリン含有量が少ない場合などに、汚泥からのエネルギー回収を優先して行なう場合の例である。このように消化汚泥に対し、まずオゾン処理を行ない、引き続きアルカリを行なう併用処理によって、オゾンの強い酸化作用とアルカリの有機物分解作用の相乗効果、すなわち、アルカリ処理の前段にオゾン処理を行ない汚泥表面を酸化することでアルカリ処理の有機物分解作用をより高く引き出すことができるという効果によって消化汚泥の固形成分中の繊維質や細胞壁などの難溶解性物質を改質し、消化槽内の汚泥によって溶解されやすい易溶解性物質へと変換することができる。このためオゾン処理あるいはアルカリ処理を単独で用いた場合、およびこれらの単純な和に比べ、消化汚泥中の固形成分の溶解性を増大でき、汚泥のメタンへの変換率を大幅に向上できる。また、これに対応して、処分すべき汚泥の発生量も大幅に低減できる。
【００６４】
また、嫌気性消化槽の消化汚泥中には、生物によって溶解し難い難溶解性物質が多く蓄積している。したがって、本実施の形態のように、嫌気性消化槽から消化汚泥の一部を引き抜き、引き抜いた消化汚泥中の固形物質を改質処理して易溶解性物質へ変換することによって、より効果的にエネルギー回収を進めることが可能となる。
【００６５】
実施の形態５
本発明のほかの実施の形態における有機性廃液の処理装置およびそれを用いた有機性廃液の処理について説明する。前記実施の形態１では、流入する有機性廃液に対してオゾン処理および引き続くアルカリ処理を行ない、前記実施の形態３では、嫌気性消化槽から引き抜いた消化汚泥に対してオゾン処理および引き続くアルカリ処理を行なったが、本実施の形態では、嫌気性消化槽の消化汚泥を固液分離して得た濃縮汚泥に対し、オゾン処理および引き続くアルカリ処理を行なう。
【００６６】
図１５は本実施の形態の有機性廃液の処理装置について、構成の概略と処理の流れを示した図である。図１５に示すように、嫌気性消化槽１には有機性廃液導入路２が接続されている。嫌気性消化槽１は消化汚泥排出路３を介して固液分離槽４に接続され、固液分離槽４には濃縮汚泥排出路５および処理水排出路８が接続されている。濃縮汚泥排出路５は汚泥廃棄路６と汚泥返送路７に分岐し、汚泥返送路７はオゾン処理槽９に接続されている。さらに、オゾン処理槽９は、オゾン処理液排出路１６を介してアルカリ処理槽１２に接続され、アルカリ処理槽１２は、アルカリ処理液排出路１８を介して固液分離槽１７に接続されている。固液分離槽１７は、処理廃液導入路１９を介して嫌気性消化槽１に接続されるとともに、リン含有処理水排出路２０を介してリン回収槽２４に接続されている。リン回収槽２４は、リン回収後処理水導入路２６を介して嫌気性消化槽１に接続されている。また、嫌気性消化槽１には消化ガス排出路２７が接続されている。
【００６７】
また、オゾン処理槽９には、オゾンガス注入路１１を介してオゾン発生器１０が接続され、アルカリ処理槽１２には、アルカリ液導入路１４を介してアルカリ液保持槽１３が接続されている。アルカリ液導入路１４には、アルカリ液導入ポンプ１５が設置されている。固液分離槽１７とリン回収槽２４はリン含有処理水排出路２０によって接続されているが、このリン含有処理水排出路２０には、凝集剤導入路２３を介して凝集剤保持槽２１が接続されている。なお、凝集剤導入路２３には凝集剤導入ポンプ２２が設置されている。また、リン回収槽２４にはリン回収路２５が接続されている。
【００６８】
つぎに本実施の形態の処理装置の動作について説明する。
【００６９】
下水処理場の初沈汚泥と余剰汚泥を混合した有機汚泥を、有機性廃液として有機性廃液導入路２から嫌気性消化槽１に導入する。嫌気性消化槽１で微生物によって有機汚泥を消化した後、嫌気性消化槽１内の汚泥を消化汚泥排出路３から排出し、固液分離槽４で固形成分と溶解成分に分け、溶解成分を処理水排出路８から、固形成分を濃縮汚泥排出路５からそれぞれ排出する。
【００７０】
濃縮汚泥排出路５中の固形成分を汚泥廃棄路６から系外に排出するとともに、一部を汚泥返送路７を介してオゾン処理槽９に送る。また、嫌気性消化槽１で発生する消化ガスを、消化ガス排出路２７によって排出する。
【００７１】
汚泥返送路７を介してオゾン処理槽９に導入された濃縮汚泥に対し、オゾン発生器１０で発生させたオゾンガスをオゾンガス注入路１１を通して注入し、オゾン処理槽９内で濃縮汚泥のオゾン処理を行なう。
【００７２】
オゾン処理後の濃縮汚泥を、オゾン処理液排出路１６を介してアルカリ処理槽１２に送る。アルカリ液導入ポンプ１５を動作させ、アルカリ液保持槽１３に保持された水酸化ナトリウム溶液をアルカリ液導入路１４を通してアルカリ処理槽１２に導入し、濃縮汚泥のアルカリ処理を行なう。
【００７３】
このアルカリ処理後の濃縮汚泥を、アルカリ処理液排出路１８を通して固液分離槽１７に送り、固液分離槽１７で固形成分と溶解成分に分ける。分離後の固形成分を処理廃液導入路１９から嫌気性消化槽１に導入し、微生物によって濃縮汚泥を消化する。一方、リンを多く含む分離後の溶解成分を、リン含有処理水排出路２０を通ってリン回収槽２４に送る。この際、凝集剤導入ポンプ２２を動作させ、リン含有処理水排出路２０を通るリン含有処理水に凝集剤保持槽２１に保持した炭酸カルシウム溶液を供給し、混合させる。リン回収槽２４で析出したリン酸カルシウムを分離し、リン回収路２５から引き抜くとともに、リンを含まない処理水をリン回収後処理水導入路２６を通して嫌気性消化槽１に導入する。
【００７４】
このように、濃縮した消化汚泥に対し、まずオゾン処理を行ない、引き続きアルカリを行なう併用処理によって、オゾンの強い酸化作用とアルカリの有機物分解作用の相乗効果、すなわち、アルカリ処理の前段にオゾン処理を行ない汚泥表面を酸化することでアルカリ処理の有機物分解作用をより高く引き出すことができるという効果によって濃縮汚泥の固形成分中の繊維質や細胞壁などの難溶解性物質を改質し、消化槽内の汚泥によって溶解されやすい易溶解性物質へと変換することができる。このためオゾン処理あるいはアルカリ処理を単独でおこなった場合、およびこれらの単純な和に比べ、濃縮汚泥中の固形成分の溶解性を増大させることができ、汚泥のメタンへの変換率を大幅に向上させることができる。また、これに対応して、処分すべき汚泥の発生量も大幅に低減できる。
【００７５】
同時に、オゾンの強い酸化作用とアルカリの有機物分解作用の相乗効果、すなわち、アルカリ処理の前段にオゾン処理を行ない汚泥表面を酸化することでアルカリ処理の有機物分解作用をより高く引き出すことができるという効果によって細胞壁の分解がより進むため、濃縮汚泥中の固形成分中に含有されるリンを固形成分外へと高い効率で溶出でき、これを凝集剤を用いて固形状のリンとし、再利用可能なリンとして回収することができる。したがって、エネルギー、リン同時回収型の有機汚泥の処理が可能となる。
【００７６】
また、嫌気性消化槽の消化汚泥中には生物によって溶解し難い難溶解性物質が多く蓄積している。したがって、本実施の形態のように、嫌気性消化槽内の汚泥を濃縮し、濃縮した消化汚泥中の固形物質を改質処理して易溶解性物質へ変換することによって、より効果的にエネルギー回収を進めることが可能となる。
【００７７】
なお、本実施の形態では、嫌気性消化槽へと返送する消化汚泥の全てをオゾンおよびアルカリ処理したが、返送する消化汚泥の一部にオゾンおよびアルカリ処理を行ない、残りの部分については処理を行なわずに嫌気性消化槽へと返送するようにしてもよい。
【００７８】
実施の形態６
本発明のほかの実施の形態における有機性廃液の処理装置およびそれを用いた有機性廃液の処理ついて説明する。
【００７９】
図１６は本実施の形態の有機性廃液の処理装置について、その構成の概略および処理の流れを示した図である。図１６に示した本実施の形態の処理装置は、図１５に示した前記実施の形態５の処理装置において、リン回収に関する部分を除いた構成となっている。すなわち、図１５に示した処理装置から、固液分離槽１７、処理廃液導入路１９、リン含有処理水排出路２０、凝集剤保持槽２１、凝集剤導入ポンプ２２、凝集剤導入路２３、リン回収槽２４、リン回収路２５、リン回収後処理水導入路２６が除かれており、アルカリ処理液排出路１８は嫌気性消化槽１へと接続されている。それ以外は図１５に示した実施の形態５の処理装置と同様の構成である。
【００８０】
つぎに本実施の形態の処理装置の動作について説明する。
【００８１】
下水処理場の初沈汚泥と余剰汚泥を混合した有機汚泥を、有機性廃液として有機性廃液導入路２から嫌気性消化槽１に導入する。嫌気性消化槽１で微生物によって有機汚泥を消化した後、嫌気性消化槽１内の汚泥を消化汚泥排出路３から排出し、固液分離槽４で固形成分と溶解成分に分け、溶解成分を処理水排出路８から、固形成分を濃縮汚泥排出路５からそれぞれ排出する。
【００８２】
濃縮汚泥排出路５中の固形成分を汚泥廃棄路６から系外に排出するとともに、一部は汚泥返送路７を介してオゾン処理槽９に送る。また、嫌気性消化槽１で発生する消化ガスを、消化ガス排出路２７によって排出する。
【００８３】
汚泥返送路７を介してオゾン処理槽９に送られた濃縮汚泥に対し、オゾン発生器１０で発生させたオゾンガスをオゾンガス注入路１１を通して注入し、オゾン処理槽９内で濃縮汚泥のオゾン処理を行なう。
【００８４】
オゾン処理後の濃縮汚泥を、オゾン処理液排出路１６を介してアルカリ処理槽１２に送る。アルカリ液導入ポンプ１５を動作させ、アルカリ液保持槽１３に保持された水酸化ナトリウム溶液をアルカリ液導入路１４を通してアルカリ処理槽１２に導入し、濃縮汚泥のアルカリ処理を行なう。
【００８５】
このアルカリ処理後の濃縮汚泥を、アルカリ処理液排出路１８を通して嫌気性消化槽１に導入し、微生物によって濃縮汚泥を消化する。
【００８６】
本実施の形態は、濃縮汚泥中のリン含有量が少ない場合などに、汚泥からのエネルギー回収を優先して行なう場合の例である。このように、濃縮した消化汚泥に対し、まずオゾン処理を行ない、引き続きアルカリを行なう併用処理によって、オゾンの強い酸化作用とアルカリの有機物分解作用の相乗効果、すなわち、アルカリ処理の前段にオゾン処理を行ない汚泥表面を酸化することでアルカリ処理の有機物分解作用をより高く引き出すことができるという効果によって濃縮汚泥の固形成分中の繊維質や細胞壁などの難溶解性物質を改質し、消化槽内の汚泥によって溶解されやすい易溶解性物質へと変換することができる。このためオゾン処理あるいはアルカリ処理を単独でおこなった場合、およびこれらの単純な和に比べ、濃縮汚泥中の固形成分の溶解性を増大させることができ、汚泥のメタンへの変換率を大幅に向上させることができる。また、これに対応して、処分すべき汚泥の発生量も大幅に低減できる。
【００８７】
また、嫌気性消化槽の消化汚泥中には、生物によって溶解し難い難溶解性物質が多く蓄積している。したがって、本実施の形態のように、嫌気性消化槽内の汚泥を濃縮し、濃縮した消化汚泥中の固形物質を処理して易溶解性物質へ変換することによって、より効果的にエネルギー回収を進めることが可能となる。
【００８８】
なお、本実施の形態では、嫌気性消化槽へと返送する消化汚泥の全てをオゾンおよびアルカリ処理したが、返送する消化汚泥の一部にオゾンおよびアルカリ処理を行ない、残りの部分については処理を行なわずに嫌気性消化槽へと返送するようにしてもよい。
【００８９】
実施の形態７
本発明のほかの実施の形態における有機性廃液の処理装置およびそれを用いた有機性廃液の処理方法について説明する。
【００９０】
図１７は、本実施の形態の有機性廃液の処理装置について、構成の概略および処理の流れを示した図である。図１７に示す本実施の形態の処理装置は、図１１に示した実施の形態１の処理装置において、処理廃液導入路１９とリン回収後処理水導入路２６がｐＨ調整装置４１に接続されており、ｐＨ調整装置４１はｐＨ調整後廃液導入路４２を介して嫌気性消化槽１に接続されている。それ以外は図１１に示した実施の形態１の処理装置と同様の構成である。
【００９１】
つぎに本実施の形態の処理装置の動作について説明する。
【００９２】
実施の形態１と同様、下水処理場の初沈汚泥と余剰汚泥を混合した有機汚泥を有機性廃液導入路２からオゾン処理槽９に導入し、有機汚泥のオゾン処理を行なう。続いてアルカリ処理槽１２に導入してアルカリ処理を行ない固液分離槽１７で固形成分と溶解成分に分ける。分離後の溶解成分に凝集剤導入ポンプ２２によって炭酸カルシウム溶液を混合し、析出したリン酸カルシウムをリン回収路２５から引き抜く。固液分離槽１７で分離した固形成分、およびリン回収後の処理水をそれぞれ、処理廃液導入路１９、リン回収後処理水導入路２６を通してｐＨ調整装置４１に導入する。ｐＨ調整装置４１では送られてきた分離後の固形成分とリン回収後処理水の混合物のｐＨを測定し、塩酸を加えてｐＨを中性に、好ましくは６〜８になるよう調整する。次いで、ｐＨ調整装置４１でｐＨを調整された混合物をｐＨ調整後廃液導入路４２を通して嫌気性消化槽１に導入する。その他は実施の形態１と同様である。
【００９３】
本実施の形態のように、有機汚泥に対し、まずオゾン処理を行ない、引き続きアルカリを行なう併用処理によって、オゾンの強い酸化作用とアルカリの有機物分解作用の相乗効果、すなわち、アルカリ処理の前段にオゾン処理を行ない汚泥表面を酸化することでアルカリ処理の有機物分解作用をより高く引き出すことができるという効果によって有機汚泥の固形成分中の繊維質や細胞壁などの難溶解性物質を改質し、消化槽内の汚泥によって溶解されやすい易溶解性物質へと変換することができる。同時にこの相乗効果によって細胞壁の分解がより進むため、有機汚泥中の固形成分中に含有されるリンを固形成分外へと高い効率で溶出させることができる。このため、オゾン処理あるいはアルカリ処理を単独で用いた場合、およびこれらの処理の単純な和とくらべ、汚泥の溶解量およびメタンへの変換量を大幅に増大することができ、同時にリンの溶出量を増大することができる。
【００９４】
また、アルカリ処理した後に固液分離槽で分離した固形成分にはアルカリ処理時に添加した水酸化ナトリウムが残存しｐＨが高い場合があり、これをそのまま嫌気性消化槽に導入するとｐＨの急激な変化から嫌気性消化槽の運転が不安定になるおそれがある。また、リン回収後の溶液には処理によって汚泥から溶出した多くの有機物が含まれているため、これを消化槽に導入しメタンへ変換することが有効であるが、このｐＨは上記の分離後の固形成分以上に高く、これをそのまま嫌気性消化槽に導入すると、嫌気性消化槽の安定な運転を阻害する可能性がある。よって、分離後の固形物、およびリン回収後の溶液に塩酸などの酸を添加してｐＨを中性付近に調整し、その後に嫌気性消化槽に導入することで、ｐＨの変化を回避し、嫌気性消化槽の安定な運転を実現できる。
【００９５】
したがって、嫌気性消化槽へ導入する有機汚泥をオゾン処理した後にアルカリ処理し、分離後の固形成分およびリン回収後の処理水のｐＨを中性に調整した後、嫌気性消化槽に導入することによって、エネルギー、リン同時回収型のより安定かつ効率的な有機汚泥の処理が可能となる。
【００９６】
なお、本実施の形態では分離後の固形成分と、リン回収後の処理水を混合し、この混合物のｐＨを調整したが、これに限るものでなく、分離後の固形成分と、リン回収後の処理水のそれぞれを別々にｐＨ調整し、調整後、これらを嫌気性消化槽に導入してもよい。また、本実施の形態では分離後の固形成分と、リン回収後の処理水を混合し、これら両方のｐＨを調整したが、嫌気性消化槽への影響の大きさに応じて、分離後の固形成分、リン回収後の処理水のいずれか一方のみにｐＨ調整を行なってもよい。
【００９７】
実施の形態８
本発明のほかの実施の形態における有機性廃液の処理装置およびそれを用いた有機性廃液の処理方法について説明する。
【００９８】
図１８は本実施の形態の有機性廃液の処理装置について、その構成の概略および処理の流れを示した図である。図１８に示した本実施の形態の処理装置は、図１７に示した前記実施の形態７の処理装置において、リン回収に関する部分を除いた構成となっている。すなわち、図１７に示した処理装置から、固液分離槽１７、処理廃液導入路１９、リン含有処理水排出路２０、凝集剤保持槽２１、凝集剤導入ポンプ２２、凝集剤導入路２３、リン回収槽２４、リン回収路２５、リン回収後処理水導入路２６が除かれており、アルカリ処理液排出路１８はｐＨ調整装置４１へと接続されている。それ以外は図１７に示した実施の形態７の処理装置と同様の構成である。
【００９９】
つぎに本実施の形態の処理装置の動作について説明する。
【０１００】
実施の形態７と同様、下水処理場の初沈汚泥と余剰汚泥を混合した有機汚泥を有機性廃液導入路２からオゾン処理槽９に導入し、有機汚泥のオゾン処理を行なった後、アルカリ処理槽１２に導入してアルカリ処理を行なう。このアルカリ処理後の有機汚泥をアルカリ処理液排出路１８を通してｐＨ調整装置４１に導入する。ｐＨ調整装置４１では処理後の有機汚泥のｐＨを測定し、塩酸を加えてｐＨの値を６〜８になるよう調整する。次いで、ｐＨ調整装置４１でｐＨを調整された有機汚泥をｐＨ調整後廃液導入路４２を通して嫌気性消化槽１に導入する。その他は実施の形態７と同様である。
【０１０１】
本実施の形態は、有機汚泥中のリン含有量が少ない場合などに、有機汚泥からのエネルギー回収を優先して行なう場合の例である。本実施の形態のように、有機汚泥に対し、まずオゾン処理を行ない、引き続きアルカリを行なう併用処理によって、オゾンの強い酸化作用とアルカリの有機物分解作用の相乗効果、すなわち、アルカリ処理の前段にオゾン処理を行ない汚泥表面を酸化することでアルカリ処理の有機物分解作用をより高く引き出すことができるという効果によって有機汚泥の固形成分中の繊維質や細胞壁などの難溶解性物質を改質し、消化槽内の汚泥によって溶解されやすい易溶解性物質へと変換することができる。このためオゾン処理あるいはアルカリ処理を単独で行なった場合、およびこれらの単純な和に比べ、有機汚泥中の固形成分の溶解性を増大でき、有機汚泥のメタンへの変換率を大幅に向上できる。また、これに対応して、処分すべき汚泥の発生量も大幅に低減できる。
【０１０２】
また、アルカリ処理した後の有機汚泥にはアルカリ処理時に添加した水酸化ナトリウムが残存しｐＨが高い場合があり、これをそのまま嫌気性消化槽に導入するとｐＨの急激な変化から嫌気性消化槽の運転が不安定になるおそれがある。よって、アルカリ処理後の有機汚泥に塩酸などの酸を添加してｐＨを中性付近に調整し、その後に嫌気性消化槽に導入することで、ｐＨの変化を回避し、嫌気性消化槽の安定な運転を実現できる。
【０１０３】
実施の形態９
本発明のほかの実施の形態における有機性廃液の処理装置およびそれを用いた有機性廃液の処理方法について説明する。前記実施の形態７では、流入する有機性廃液に対してオゾン処理および引き続くアルカリ処理を行ない、ｐＨ調整を行なったのちに嫌気性消化槽に導入したが、本実施の形態では、嫌気性消化槽から引き抜いた消化汚泥に対して、オゾン処理および引き続くアルカリ処理を行ない、ｐＨ調整を行なったのちに嫌気性消化槽に導入する。
【０１０４】
図１９は、本実施の形態の有機性廃液の処理装置について、構成の概略および処理の流れを示した図である。図１９に示す本実施の形態の処理装置は、図１３に示した実施の形態３の処理装置において、処理廃液導入路１９とリン回収後処理水導入路２６がｐＨ調整装置４１に接続されており、ｐＨ調整装置４１はｐＨ調整後廃液導入路４２を介して嫌気性消化槽１に接続されている。それ以外は図１３に示した実施の形態３の処理装置と同様の構成である。
【０１０５】
つぎに本実施の形態の処理装置の動作について説明する。
【０１０６】
実施の形態３と同様、下水処理場の初沈汚泥と余剰汚泥を混合した有機汚泥を嫌気性消化槽１に導入し嫌気性消化槽１で微生物によって有機汚泥を消化する。
この嫌気性消化の過程において、嫌気性消化槽１の消化汚泥を消化汚泥引抜き路３４を通してオゾン処理槽９に導入し、消化汚泥のオゾン処理を行なう。続いてアルカリ処理槽１２に導入してアルカリ処理を行ない固液分離槽１７で固形成分と溶解成分に分ける。分離後の溶解成分に凝集剤導入ポンプ２２によって炭酸カルシウム溶液を混合し、析出したリン酸カルシウムをリン回収路２５から引き抜く。固液分離槽１７で分離した固形成分、およびリン回収後の処理水をそれぞれ、処理廃液導入路１９、リン回収後処理水導入路２６を通してｐＨ調整装置４１に導入する。ｐＨ調整装置４１では送られてきた分離後の固形成分とリン回収後処理水の混合物のｐＨを測定し、塩酸を加えてｐＨの値を６〜８になるよう調整する。次いで、ｐＨ調整装置４１でｐＨを調整された混合物をｐＨ調整後廃液導入路４２を通して嫌気性消化槽１に導入する。その他は実施の形態３と同様である。
【０１０７】
本実施の形態のように、嫌気性消化槽の消化汚泥に対し、まずオゾン処理を行ない、引き続きアルカリを行なう併用処理によって、オゾンの強い酸化作用とアルカリの有機物分解作用の相乗効果、すなわち、アルカリ処理の前段にオゾン処理を行ない汚泥表面を酸化することでアルカリ処理の有機物分解作用をより高く引き出すことができるという効果によって消化汚泥の固形成分中の繊維質や細胞壁などの難溶解性物質を改質し、消化槽内の汚泥によって溶解されやすい易溶解性物質へと変換することができる。同時にこの相乗効果によって細胞壁の分解がより進むため、消化汚泥中の固形成分中に含有されるリンを固形成分外へと高い効率で溶出させることができる。このため、オゾン処理あるいはアルカリ処理を単独で用いた場合、およびこれらの処理の単純な和とくらべ、汚泥の溶解量およびメタンへの変換量を大幅に増大することができ、同時にリンの溶出量を増大することができる。
【０１０８】
また、アルカリ処理した後に固液分離槽で分離した固形成分にはアルカリ処理時に添加した水酸化ナトリウムが残存しｐＨが高い場合があり、これをそのまま嫌気性消化槽に導入するとｐＨの急激な変化から嫌気性消化槽の運転が不安定になるおそれがある。また、リン回収後の溶液には処理によって汚泥から溶出した多くの有機物が含まれているため、これを消化槽に導入しメタンへ変換することが有効であるが、このｐＨは上記の分離後の固形成分以上に高く、これをそのまま嫌気性消化槽に導入すると、嫌気性消化槽の安定な運転を阻害する可能性がある。よって、分離後の固形物、およびリン回収後の溶液に塩酸などの酸を添加してｐＨを中性付近に調整し、その後に嫌気性消化槽に導入することで、ｐＨの変化を回避し、嫌気性消化槽の安定な運転を実現できる。
【０１０９】
したがって、嫌気性消化槽の消化汚泥をオゾン処理した後にアルカリ処理し、分離後の固形成分およびリン回収後の処理水のｐＨを中性に調整して嫌気性消化槽に導入することによって、エネルギー、リン同時回収型のより安定かつ効率的な有機汚泥の処理が可能となる。
【０１１０】
なお、本実施の形態では分離後の固形成分と、リン回収後の処理水を混合し、この混合物のｐＨを調整したが、これに限るものでなく、分離後の固形成分と、リン回収後の処理水のそれぞれを別々にｐＨ調整し、調整後、これらを嫌気性消化槽に導入してもよい。また、本実施の形態では分離後の固形成分と、リン回収後の処理水を混合し、これら両方のｐＨを調整したが、嫌気性消化槽への影響の大きさに応じて、分離後の固形成分、リン回収後の処理水のいずれか一方のみにｐＨ調整を行なってもよい。
【０１１１】
実施の形態１０
本発明のほかの実施の形態における有機性廃液の処理装置およびそれを用いた有機性廃液の処理方法について説明する。
【０１１２】
図２０は本実施の形態の有機性廃液の処理装置について、その構成の概略および処理の流れを示した図である。図２０に示した本実施の形態の処理装置は、図１９に示した前記実施の形態９の処理装置において、リン回収に関する部分を除いた構成となっている。すなわち、図１９に示した処理装置から、固液分離槽１７、処理廃液導入路１９、リン含有処理水排出路２０、凝集剤保持槽２１、凝集剤導入ポンプ２２、凝集剤導入路２３、リン回収槽２４、リン回収路２５、リン回収後処理水導入路２６が除かれており、アルカリ処理液排出路１８はｐＨ調整装置４１へと接続されている。それ以外は図１９に示した実施の形態９の処理装置と同様の構成である。
【０１１３】
つぎに本実施の形態の処理装置の動作について説明する。
【０１１４】
実施の形態９と同様、下水処理場の初沈汚泥と余剰汚泥を混合した有機汚泥を嫌気性消化槽１に導入し嫌気性消化槽１で微生物によって有機汚泥を消化する。
この嫌気性消化の過程において、嫌気性消化槽１の消化汚泥を消化汚泥引抜き路３４を通してオゾン処理槽９に導入し、消化汚泥のオゾン処理を行なった後、アルカリ処理槽１２に導入してアルカリ処理を行なう。このアルカリ処理後の消化汚泥をアルカリ処理液排出路１８を通してｐＨ調整装置４１に導入する。ｐＨ調整装置４１では処理後の消化汚泥のｐＨを測定し、塩酸を加えてｐＨの値を６〜８になるよう調整する。次いで、ｐＨ調整装置４１でｐＨを調整された消化汚泥をｐＨ調整後廃液導入路４２を通して嫌気性消化槽１に導入する。その他は実施の形態９と同様である。
【０１１５】
本実施の形態は、有機汚泥中のリン含有量が少ない場合などに、有機汚泥からのエネルギー回収を優先して行なう場合の例である。本実施の形態のように、嫌気性消化槽の消化汚泥に対し、まずオゾン処理を行ない、引き続きアルカリを行なう併用処理によって、オゾンの強い酸化作用とアルカリの有機物分解作用の相乗効果、すなわち、アルカリ処理の前段にオゾン処理を行ない汚泥表面を酸化することでアルカリ処理の有機物分解作用をより高く引き出すことができるという効果によって消化汚泥の固形成分中の繊維質や細胞壁などの難溶解性物質を改質し、消化槽内の汚泥によって溶解されやすい易溶解性物質へと変換することができる。このためオゾン処理あるいはアルカリ処理を単独で行なった場合、およびこれらの単純な和に比べ、消化汚泥中の固形成分の溶解性を増大でき、汚泥のメタンへの変換率を大幅に向上できる。また、これに対応して、処分すべき汚泥の発生量も大幅に低減できる。
【０１１６】
また、アルカリ処理した後の消化汚泥にはアルカリ処理時に添加した水酸化ナトリウムが残存しｐＨが高い場合があり、これをそのまま嫌気性消化槽に導入するとｐＨの急激な変化から嫌気性消化槽の運転が不安定になるおそれがある。よって、アルカリ処理後の消化汚泥に塩酸などの酸を添加してｐＨを中性付近に調整し、その後に嫌気性消化槽に導入することで、ｐＨの変化を回避し、嫌気性消化槽の安定な運転を実現できる。
【０１１７】
実施の形態１１
本発明のほかの実施の形態における有機性廃液の処理装置およびそれを用いた有機性廃液の処理方法について説明する。前記実施の形態７では、流入する有機性廃液に対してオゾン処理および引き続くアルカリ処理を行ない、ｐＨ調整を行なったのちに嫌気性消化槽に導入し、前記実施の形態９では、嫌気性消化槽から引き抜いた消化汚泥に対してオゾン処理および引き続くアルカリ処理を行ない、ｐＨ調整を行なったのちに嫌気性消化槽に導入したが、本実施の形態では、嫌気性消化槽の消化汚泥を固液分離した濃縮汚泥に対し、オゾン処理および引き続くアルカリ処理を行ない、ｐＨ調整を行なったのちに嫌気性消化槽に導入する。
【０１１８】
図２１は、本実施の形態の有機性廃液の処理装置について、構成の概略および処理の流れを示した図である。図２１に示す本実施の形態の処理装置は、図１５に示した実施の形態５の処理装置において、処理廃液導入路１９とリン回収後処理水導入路２６がｐＨ調整装置４１に接続されており、ｐＨ調整装置４１はｐＨ調整後廃液導入路４２を介して嫌気性消化槽１に接続されている。それ以外は図１５に示した実施の形態５の処理装置と同様の構成である。
【０１１９】
つぎに本実施の形態の処理装置の動作について説明する。
【０１２０】
実施の形態５と同様、下水処理場の初沈汚泥と余剰汚泥を混合した有機汚泥を嫌気性消化槽１に導入し嫌気性消化槽１で微生物によって有機汚泥を消化する。
この嫌気性消化の過程において、濃縮汚泥排出路５中の濃縮汚泥の一部を汚泥廃棄路６から系外に排出するとともに、濃縮汚泥排出路５中の濃縮汚泥の一部を汚泥返送路７を通してオゾン処理槽９に導入し、濃縮汚泥のオゾン処理を行なう。続いてアルカリ処理槽１２に導入してアルカリ処理を行ない固液分離槽１７で固形成分と溶解成分に分ける。分離後の溶解成分に凝集剤導入ポンプ２２によって炭酸カルシウム溶液を混合し、析出したリン酸カルシウムをリン回収路２５から引き抜く。固液分離槽１７で分離した固形成分、およびリン回収後の処理水をそれぞれ、処理廃液導入路１９、リン回収後処理水導入路２６を通してｐＨ調整装置４１に導入する。ｐＨ調整装置４１では送られてきた分離後の固形成分とリン回収後処理水の混合物のｐＨを測定し、塩酸を加えてｐＨの値を６〜８になるよう調整する。次いで、ｐＨ調整装置４１でｐＨを調整された混合物をｐＨ調整後廃液導入路４２を通して嫌気性消化槽１に導入する。その他は実施の形態５と同様である。
【０１２１】
本実施の形態のように、嫌気性消化槽の消化汚泥を濃縮した濃縮汚泥に対し、まずオゾン処理を行ない、引き続きアルカリを行なう併用処理によって、オゾンの強い酸化作用とアルカリの有機物分解作用の相乗効果、すなわち、アルカリ処理の前段にオゾン処理を行ない汚泥表面を酸化することでアルカリ処理の有機物分解作用をより高く引き出すことができるという効果によって濃縮汚泥の固形成分中の繊維質や細胞壁などの難溶解性物質を改質し、消化槽内の汚泥によって溶解されやすい易溶解性物質へと変換することができる。同時にこの相乗効果によって細胞壁の分解がより進むため、濃縮汚泥中の固形成分中に含有されるリンを固形成分外へと高い効率で溶出させることができる。このため、オゾン処理あるいはアルカリ処理を単独で用いた場合、およびこれらの処理の単純な和とくらべ、汚泥の溶解量およびメタンへの変換量を大幅に増大することができ、同時にリンの溶出量を増大することができる。
【０１２２】
また、アルカリ処理した後に固液分離槽で分離した固形成分にはアルカリ処理時に添加した水酸化ナトリウムが残存しｐＨが高い場合があり、これをそのまま嫌気性消化槽に導入するとｐＨの急激な変化から嫌気性消化槽の運転が不安定になるおそれがある。また、リン回収後の溶液には処理によって汚泥から溶出した多くの有機物が含まれているため、これを消化槽に導入しメタンへ変換することが有効であるが、このｐＨは上記の分離後の固形成分以上に高く、これをそのまま嫌気性消化槽に導入すると、嫌気性消化槽の安定な運転を阻害する可能性がある。よって、分離後の固形物、およびリン回収後の溶液に塩酸などの酸を添加してｐＨを中性付近に調整し、その後に嫌気性消化槽に導入することで、ｐＨの変化を回避し、嫌気性消化槽の安定な運転を実現できる。
【０１２３】
したがって、嫌気性消化槽の消化汚泥を濃縮した濃縮汚泥をオゾン処理した後にアルカリ処理し、分離後の固形成分およびリン回収後の処理水のｐＨを中性に調整して嫌気性消化槽に導入することによって、エネルギー、リン同時回収型のより安定かつ効率的な有機汚泥の処理が可能となる。
【０１２４】
なお、本実施の形態では分離後の固形成分と、リン回収後の処理水を混合し、この混合物のｐＨを調整したが、これに限るものでなく、分離後の固形成分と、リン回収後の処理水のそれぞれを別々にｐＨ調整し、調整後、これらを嫌気性消化槽に導入してもよい。また、本実施の形態では分離後の固形成分と、リン回収後の処理水を混合し、これら両方のｐＨを調整したが、嫌気性消化槽への影響の大きさに応じて、分離後の固形成分、リン回収後の処理水のいずれか一方のみにｐＨ調整を行なってもよい。
【０１２５】
実施の形態１２
本発明のほかの実施の形態における有機性廃液の処理装置およびそれを用いた有機性廃液の処理方法について説明する。
【０１２６】
図２２は本実施の形態の有機性廃液の処理装置について、その構成の概略および処理の流れを示した図である。図２２に示した本実施の形態の処理装置は、図２１に示した前記実施の形態１１の処理装置において、リン回収に関する部分を除いた構成となっている。すなわち、図２１に示した処理装置から、固液分離槽１７、処理廃液導入路１９、リン含有処理水排出路２０、凝集剤保持槽２１、凝集剤導入ポンプ２２、凝集剤導入路２３、リン回収槽２４、リン回収路２５、リン回収後処理水導入路２６が除かれており、アルカリ処理液排出路１８はｐＨ調整装置４１へと接続されている。それ以外は図２１に示した実施の形態１１の処理装置と同様の構成である。
【０１２７】
つぎに本実施の形態の処理装置の動作について説明する。
【０１２８】
実施の形態１１と同様、下水処理場の初沈汚泥と余剰汚泥を混合した有機汚泥を嫌気性消化槽１に導入し嫌気性消化槽１で微生物によって有機汚泥を消化する。この嫌気性消化の過程において、濃縮汚泥排出路５中の濃縮汚泥の一部を汚泥廃棄路６から系外に排出するとともに、濃縮汚泥排出路５中の濃縮汚泥の一部を汚泥返送路７を通してオゾン処理槽９に導入し、濃縮汚泥のオゾン処理を行なった後、アルカリ処理槽１２に導入してアルカリ処理を行なう。このアルカリ処理後の有機汚泥をアルカリ処理液排出路１８を通してｐＨ調整装置４１に導入する。ｐＨ調整装置４１では処理後の有機汚泥のｐＨを測定し、塩酸を加えてｐＨの値を６〜８になるよう調整する。次いで、ｐＨ調整装置４１でｐＨを調整された有機汚泥をｐＨ調整後廃液導入路４２を通して嫌気性消化槽１に導入する。その他は実施の形態１１と同様である。
【０１２９】
本実施の形態は、有機汚泥中のリン含有量が少ない場合などに、有機汚泥からのエネルギー回収を優先して行なう場合の例である。本実施の形態のように、嫌気性消化槽の消化汚泥を濃縮した濃縮汚泥に対し、まずオゾン処理を行ない、引き続きアルカリを行なう併用処理によって、オゾンの強い酸化作用とアルカリの有機物分解作用の相乗効果、すなわち、アルカリ処理の前段にオゾン処理を行ない汚泥表面を酸化することでアルカリ処理の有機物分解作用をより高く引き出すことができるという効果によって濃縮汚泥の固形成分中の繊維質や細胞壁などの難溶解性物質を改質し、消化槽内の汚泥によって溶解されやすい易溶解性物質へと変換することができる。このためオゾン処理あるいはアルカリ処理を単独で行なった場合、およびこれらの単純な和に比べ、濃縮汚泥中の固形成分の溶解性を増大でき、汚泥のメタンへの変換率を大幅に向上できる。また、これに対応して、処分すべき汚泥の発生量も大幅に低減できる。
【０１３０】
また、アルカリ処理した後の濃縮汚泥にはアルカリ処理時に添加した水酸化ナトリウムが残存しｐＨが高い場合があり、これをそのまま嫌気性消化槽に導入するとｐＨの急激な変化から嫌気性消化槽の運転が不安定になるおそれがある。よって、アルカリ処理後の濃縮汚泥に塩酸などの酸を添加してｐＨを中性付近に調整し、その後に嫌気性消化槽に導入することで、ｐＨの変化を回避し、嫌気性消化槽の安定な運転を実現できる。
【０１３１】
実施の形態１３
本発明のほかの実施の形態における有機性廃液の処理装置およびそれを用いた有機性廃液の処理方法について説明する。
【０１３２】
図２３は、本実施の形態の有機性廃液の処理装置について、構成の概略および処理の流れを示した図である。図２３に示す本実施の形態の処理装置は、図１１に示した実施の形態１の処理装置において、処理廃液導入路１９の途中に、洗浄水保持槽４７と接続した洗浄水導入路４４が接続され、この処理廃液導入路１９は汚泥脱水装置４３と接続している。また、汚泥脱水装置４３は洗浄廃液導入路４６を介して嫌気性消化槽１に接続されている。また、汚泥脱水装置４３には脱離水排出路４５が接続されている。一方、リン回収後処理水導入路２６はイオン交換装置４８と接続され、イオン交換装置４８はイオン交換処理水導入路４９を嫌気性消化槽１に介して接続されている。それ以外は図１１に示した実施の形態１の処理装置と同様の構成である。
【０１３３】
つぎに本実施の形態の処理装置の動作について説明する。
【０１３４】
実施の形態１と同様、下水処理場の初沈汚泥と余剰汚泥を混合した有機汚泥を有機性廃液導入路２からオゾン処理槽９に導入し、有機汚泥のオゾン処理を行なう。続いてアルカリ処理槽１２に導入してアルカリ処理を行ない固液分離槽１７で固形成分と溶解成分に分ける。分離後の固形成分を処理廃液導入路１９を通して、汚泥脱水装置４３へ送る。この送る過程で、洗浄水導入路４４から洗浄水保持槽４７に保持した下水二次処理水を導入し固形成分と混合させながら汚泥脱水装置４３へ送った後、汚泥脱水装置４３で混合物を脱水し、固形成分中に含まれていた溶解性のイオン等と固形成分を分離し、固形成分の洗浄を行なう。この脱水操作によって洗浄された後の固形成分を洗浄廃液導入路４６を通して嫌気性消化槽１へ送るとともに、脱水後の脱離水を脱離水排出路４５から排出する。一方、リン回収後の処理水をリン回収後処理水導入路２６を通してイオン交換装置４８に送り、イオン交換装置４８でリン回収後処理水中のイオンを除去した後、イオン交換処理水導入路４９を通して嫌気性消化槽１へ送る。その他は実施の形態１と同様である。
【０１３５】
本実施の形態のように、有機汚泥に対し、まずオゾン処理を行ない、引き続きアルカリを行なう併用処理によって、オゾンの強い酸化作用とアルカリの有機物分解作用の相乗効果、すなわち、アルカリ処理の前段にオゾン処理を行ない汚泥表面を酸化することでアルカリ処理の有機物分解作用をより高く引き出すことができるという効果によって有機汚泥の固形成分中の繊維質や細胞壁などの難溶解性物質を改質し、消化槽内の汚泥によって溶解されやすい易溶解性物質へと変換することができる。同時にこの相乗効果によって細胞壁の分解がより進むため、有機汚泥中の固形成分中に含有されるリンを固形成分外へと高い効率で溶出させることができる。このため、オゾン処理あるいはアルカリ処理を単独で用いた場合、およびこれらの処理の単純な和とくらべ、汚泥の溶解量およびメタンへの変換量を大幅に増大することができ、同時にリンの溶出量を増大することができる。
【０１３６】
また、アルカリ処理した後に固液分離槽で分離した固形成分にはアルカリ処理時に添加した水酸化ナトリウムが残存する場合があり、ナトリウムイオンが消化微生物に対する阻害作用を有することから、これをそのまま嫌気性消化槽に導入すると嫌気性消化槽の運転が不安定になるおそれがある。また、リン回収後の溶液には処理によって汚泥から溶出した多くの有機物が含まれているため、これを消化槽に導入しメタンへ変換することが有効であるが、この処理水のナトリウムイオンの濃度は上記の分離後の固形成分以上に高く、これをそのまま嫌気性消化槽に導入すると、嫌気性消化槽の安定な運転を阻害する可能性がある。よって、分離後の固形物を洗浄する、リン回収後の処理水をイオン交換処理することで、これらに含まれるナトリウムイオンを除いた後に嫌気性消化槽に導入することで、ナトリウムイオンによる微生物活性阻害を回避し、嫌気性消化槽の安定な運転を実現できる。
【０１３７】
したがって、嫌気性消化槽へ導入する有機汚泥をオゾン処理した後にアルカリ処理し、分離後の固形成分およびリン回収後の処理水に含まれるナトリウムイオンを除去して嫌気性消化槽に導入することによって、エネルギー、リン同時回収型のより安定かつ効率的な有機汚泥の処理が可能となる。
【０１３８】
なお、本実施の形態では含まれるナトリウムイオンの除去に洗浄やイオン交換を用いたがこれに限るものではなく、逆浸透膜などイオンを除去できるものであれば用いることができる。また、本実施の形態では分離後の固形成分と、リン回収後の処理水の両方についてイオン除去を行なったが、嫌気性消化槽への影響の大きさに応じて、分離後の固形成分、リン回収後の処理水のいずれか一方のみにイオン除去を行なってもよい。
【０１３９】
また、本実施の形態では、イオンを除去した固形成分、およびリン回収後の処理水を直接嫌気性消化槽に導入したが、実施の形態７のようにこれらのｐＨを中性付近に調整した後に嫌気性消化槽に導入するようにしても、同等またはそれ以上の効果が得られる。また、固形成分、および処理水中のイオンを除去する前段でそれぞれのｐＨを調整し、その後イオンを除去して嫌気性消化槽に導入するようにしてもよい。
【０１４０】
また、本実施の形態では洗浄水として下水二次処理水を用いたが、水道水、下水放流水、雨水などを用いてもかまわない。
【０１４１】
実施の形態１４
本発明のほかの実施の形態における有機性廃液の処理装置およびそれを用いた有機性廃液の処理方法について説明する。
【０１４２】
図２４は本実施の形態の有機性廃液の処理装置について、その構成の概略および処理の流れを示した図である。図２４に示した本実施の形態の処理装置は、図２３に示した前記実施の形態１３の処理装置において、リン回収に関する部分を除いた構成となっている。すなわち、図２３に示した処理装置から、固液分離槽１７、処理廃液導入路１９、リン含有処理水排出路２０、凝集剤保持槽２１、凝集剤導入ポンプ２２、凝集剤導入路２３、リン回収槽２４、リン回収路２５、リン回収後処理水導入路２６が除かれており、アルカリ処理液排出路１８の途中には、洗浄水保持槽４７と接続した洗浄水導入路４４が接続され、このアルカリ処理液排出路１８は汚泥脱水装置４３と接続している。それ以外は図２３に示した実施の形態１３の処理装置と同様の構成である。
【０１４３】
つぎに本実施の形態の処理装置の動作について説明する。
【０１４４】
実施の形態１３と同様、下水処理場の初沈汚泥と余剰汚泥を混合した有機汚泥を有機性廃液導入路２からオゾン処理槽９に導入し、有機汚泥のオゾン処理を行なった後、アルカリ処理槽１２に導入してアルカリ処理を行なう。このアルカリ処理後の有機汚泥をアルカリ処理液排出路１８を通して、汚泥脱水装置４３へ送る。この送る過程で、洗浄水導入路４４から洗浄水保持槽４７に保持した下水二次処理水を導入し固形成分と混合させながら汚泥脱水装置４３へ送った後、汚泥脱水装置４３で混合物を脱水し、固形成分中に含まれていた溶解性のイオン等と固形成分を分離する。この脱水操作によって洗浄された後の固形成分を洗浄廃液導入路４６を通して嫌気性消化槽１へ送るとともに、脱水後の脱離水を脱離水排出路４５から排出する。その他は実施の形態１３と同様である。
【０１４５】
本実施の形態は、有機汚泥中のリン含有量が少ない場合などに、汚泥からのエネルギー回収を優先して行なう場合の例である。実施の形態１で示したように有機汚泥に対し、まずオゾン処理を行ない、引き続きアルカリを行なう併用処理によって、オゾンの強い酸化作用とアルカリの有機物分解作用の相乗効果、すなわち、アルカリ処理の前段にオゾン処理を行ない汚泥表面を酸化することでアルカリ処理の有機物分解作用をより高く引き出すことができるという効果によって有機汚泥の固形成分中の繊維質や細胞壁などの難溶解性物質を改質し、消化槽内の汚泥によって溶解されやすい易溶解性物質へと変換することができる。このためオゾン処理あるいはアルカリ処理を単独で行なった場合、およびこれらの単純な和に比べ、有機汚泥中の固形成分の溶解量を増大でき、有機汚泥のメタンへの変換量を大幅に向上できる。また、これに対応して、処分すべき汚泥の発生量も大幅に低減できる。
【０１４６】
また、アルカリ処理した後の有機汚泥にはアルカリ処理時に添加した水酸化ナトリウムが残存する場合があり、ナトリウムイオンが消化微生物に対する阻害作用を有することから、これをそのまま嫌気性消化槽に導入すると嫌気性消化槽の運転が不安定になるおそれがある。よって、アルカリ処理後の有機汚泥を洗浄して含まれるナトリウムイオンを除き、その後に嫌気性消化槽に導入することで、ナトリウムイオンによる微生物活性阻害を回避し、嫌気性消化槽の安定な運転を実現できる。
【０１４７】
また、本実施の形態では、イオンを除去した有機汚泥を直接嫌気性消化槽に導入したが、実施の形態８のように、これのｐＨを中性付近に調整した後に嫌気性消化槽に導入するようにしても、同等またはそれ以上の効果が得られる。また、有機汚泥のイオンを除去する前段でｐＨを調整し、その後イオンを除去して嫌気性消化槽に導入するようにしてもよい。
【０１４８】
また、本実施の形態では洗浄水として下水二次処理水を用いたが、水道水、下水放流水、雨水などを用いてもかまわない。
【０１４９】
実施の形態１５
本発明のほかの実施の形態における有機性廃液の処理装置およびそれを用いた有機性廃液の処理方法について説明する。前記実施の形態１３では、流入する有機性廃液に対してオゾン処理および引き続くアルカリ処理を行ない、さらに嫌気性消化阻害物質を除いたのちに嫌気性消化槽に導入したが、本実施の形態では、嫌気性消化槽から引き抜いた消化汚泥に対して、オゾン処理および引き続くアルカリ処理を行ない、さらに嫌気性消化阻害物質を除いたのちに嫌気性消化槽に導入する。
【０１５０】
図２５は、本実施の形態の有機性廃液の処理装置について、構成の概略および処理の流れを示した図である。図２５に示す本実施の形態の処理装置は、図１３に示した実施の形態３の処理装置において、処理廃液導入路１９の途中には、洗浄水保持槽４７と接続した洗浄水導入路４４が接続され、この処理廃液導入路１９は汚泥脱水装置４３と接続している。また、汚泥脱水装置４３は洗浄廃液導入路４６を介して嫌気性消化槽１に接続されている。また、汚泥脱水装置４３には脱離水排出路４５が接続されている。一方、リン回収後処理水導入路２６はイオン交換装置４８と接続され、イオン交換装置４８はイオン交換処理水導入路４９を介して嫌気性消化槽１に接続されている。それ以外は図１３に示した実施の形態３の処理装置と同様の構成である。
【０１５１】
つぎに本実施の形態の処理装置の動作について説明する。
【０１５２】
実施の形態３と同様、下水処理場の初沈汚泥と余剰汚泥を混合した有機汚泥を嫌気性消化槽１に導入し嫌気性消化槽１で微生物によって有機汚泥を消化する。
この嫌気性消化の過程において、嫌気性消化槽１の消化汚泥を消化汚泥引抜き路３４を通してオゾン処理槽９に導入し、消化汚泥のオゾン処理を行なう。続いてアルカリ処理槽１２に導入してアルカリ処理を行ない固液分離槽１７で固形成分と溶解成分に分ける。分離後の固形成分を処理廃液導入路１９を通して、汚泥脱水装置４３へ送る。この送る過程で、洗浄水導入路４４から洗浄水保持槽４７に保持した下水二次処理水を導入し固形成分と混合させながら汚泥脱水装置４３へ送った後、汚泥脱水装置４３で混合物を脱水し、固形成分中に含まれていた溶解性のイオン等と固形成分を分離する。この脱水操作によって洗浄された後の固形成分を洗浄廃液導入路４６を通して嫌気性消化槽１へ送るとともに、脱水後の脱離水を脱離水排出路４５から排出する。一方、分離後の溶解成分に凝集剤導入ポンプ２２によって炭酸カルシウム溶液を混合し、析出したリン酸カルシウムをリン回収路２５から引き抜く。リン回収後の処理水をリン回収後処理水導入路２６を通してイオン交換装置４８に送り、イオン交換装置４８でリン回収後処理水中のイオンを除去した後、イオン交換処理水導入路４９を通して嫌気性消化槽１へ送る。その他は実施の形態３と同様である。
【０１５３】
本実施の形態のように、嫌気性消化槽の消化汚泥に対し、まずオゾン処理を行ない、引き続きアルカリを行なう併用処理によって、オゾンの強い酸化作用とアルカリの有機物分解作用の相乗効果、すなわち、アルカリ処理の前段にオゾン処理を行ない汚泥表面を酸化することでアルカリ処理の有機物分解作用をより高く引き出すことができるという効果によって消化汚泥の固形成分中の繊維質や細胞壁などの難溶解性物質を改質し、消化槽内の汚泥によって溶解されやすい易溶解性物質へと変換することができる。同時にこの相乗効果によって細胞壁の分解がより進むため、消化汚泥中の固形成分中に含有されるリンを固形成分外へと高い効率で溶出させることができる。このため、オゾン処理あるいはアルカリ処理を単独で用いた場合、およびこれらの処理の単純な和とくらべ、汚泥の溶解量およびメタンへの変換量を大幅に増大することができ、同時にリンの溶出量を増大することができる。
【０１５４】
また、アルカリ処理した後に固液分離槽で分離した固形成分にはアルカリ処理時に添加した水酸化ナトリウムが残存する場合があり、ナトリウムイオンが消化微生物に対する阻害作用を有することから、これをそのまま嫌気性消化槽に導入すると嫌気性消化槽の運転が不安定になるおそれがある。また、リン回収後の溶液には処理によって汚泥から溶出した多くの有機物が含まれているため、これを消化槽に導入しメタンへ変換することが有効であるが、この処理水のナトリウムイオンの濃度は上記の分離後の固形成分以上に高く、これをそのまま嫌気性消化槽に導入すると、嫌気性消化槽の安定な運転を阻害する可能性がある。よって、分離後の固形物を洗浄する、リン回収後の処理水をイオン交換処理することで、これらに含まれるナトリウムイオンを除いた後に嫌気性消化槽に導入することで、ナトリウムイオンによる微生物活性阻害を回避し、嫌気性消化槽の安定な運転を実現できる。
【０１５５】
したがって、嫌気性消化槽の消化汚泥をオゾン処理した後にアルカリ処理し、分離後の固形成分およびリン回収後の処理水に含まれるナトリウムイオンを除去して嫌気性消化槽に導入することによって、エネルギー、リン同時回収型のより安定かつ効率的な有機汚泥の処理が可能となる。
【０１５６】
なお、本実施の形態では含まれるナトリウムイオンの除去に洗浄やイオン交換を用いたがこれに限るものではなく、逆浸透膜などイオンを除去できるものであれば用いることができる。また、本実施の形態では分離後の固形成分と、リン回収後の処理水の両方についてイオン除去を行なったが、嫌気性消化槽への影響の大きさに応じて、分離後の固形成分、リン回収後の処理水のいずれか一方のみにイオン除去を行なってもよい。
【０１５７】
また、本実施の形態では、イオンを除去した固形成分、およびリン回収後の処理水を直接嫌気性消化槽に導入したが、実施の形態９のようにこれらのｐＨを中性付近に調整した後に嫌気性消化槽に導入するようにしても、同等またはそれ以上の効果が得られる。また、固形成分、および処理水中のイオンを除去する前段でそれぞれのｐＨを調整し、その後イオンを除去して嫌気性消化槽に導入するようにしてもよい。
【０１５８】
また、本実施の形態では洗浄水として下水二次処理水を用いたが、水道水、下水放流水、雨水などを用いてもかまわない。
【０１５９】
実施の形態１６
本発明のほかの実施の形態における有機性廃液の処理装置およびそれを用いた有機性廃液の処理方法について説明する。
【０１６０】
図２６は本実施の形態の有機性廃液の処理装置について、その構成の概略および処理の流れを示した図である。図２６に示した本実施の形態の処理装置は、図２５に示した前記実施の形態１５の処理装置において、リン回収に関する部分を除いた構成となっている。すなわち、図２５に示した処理装置から、固液分離槽１７、処理廃液導入路１９、リン含有処理水排出路２０、凝集剤保持槽２１、凝集剤導入ポンプ２２、凝集剤導入路２３、リン回収槽２４、リン回収路２５、リン回収後処理水導入路２６が除かれており、アルカリ処理液排出路１８の途中には、洗浄水保持槽４７と接続した洗浄水導入路４４が接続され、このアルカリ処理液排出路１８は汚泥脱水装置４３と接続している。それ以外は図２５に示した実施の形態１５の処理装置と同様の構成である。
【０１６１】
つぎに本実施の形態の処理装置の動作について説明する。
【０１６２】
実施の形態１５と同様、下水処理場の初沈汚泥と余剰汚泥を混合した有機汚泥を嫌気性消化槽１に導入し嫌気性消化槽１で微生物によって有機汚泥を消化する。この嫌気性消化の過程において、嫌気性消化槽１の消化汚泥を消化汚泥引抜き路３４を通してオゾン処理槽９に導入し、消化汚泥のオゾン処理を行なった後、アルカリ処理槽１２に導入してアルカリ処理を行なう。このアルカリ処理後の消化汚泥をアルカリ処理液排出路１８を通して、汚泥脱水装置４３へ送る。この送る過程で、洗浄水導入路４４から洗浄水保持槽４７に保持した下水二次処理水を導入し固形成分と混合させながら汚泥脱水装置４３へ送った後、汚泥脱水装置４３で混合物を脱水し、固形成分中に含まれていた溶解性のイオン等と固形成分を分離する。この脱水操作によって洗浄された後の固形成分を洗浄廃液導入路４６を通して嫌気性消化槽１へ送るとともに、脱水後の脱離水を脱離水排出路４５から排出する。その他は実施の形態１５と同様である。
【０１６３】
本実施の形態は、消化汚泥中のリン含有量が少ない場合などに、汚泥からのエネルギー回収を優先して行なう場合の例である。本実施の形態のように、消化汚泥に対し、まずオゾン処理を行ない、引き続きアルカリを行なう併用処理によって、オゾンの強い酸化作用とアルカリの有機物分解作用の相乗効果、すなわち、アルカリ処理の前段にオゾン処理を行ない汚泥表面を酸化することでアルカリ処理の有機物分解作用をより高く引き出すことができるという効果によって消化汚泥の固形成分中の繊維質や細胞壁などの難溶解性物質を改質し、消化槽内の汚泥によって溶解されやすい易溶解性物質へと変換することができる。このためオゾン処理あるいはアルカリ処理を単独で行なった場合、およびこれらの単純な和に比べ、消化汚泥中の固形成分の溶解量を増大でき、汚泥のメタンへの変換量を大幅に向上できる。また、これに対応して、処分すべき汚泥の発生量も大幅に低減できる。
【０１６４】
また、アルカリ処理した後の消化汚泥にはアルカリ処理時に添加した水酸化ナトリウムが残存する場合があり、ナトリウムイオンが消化微生物に対する阻害作用を有することから、これをそのまま嫌気性消化槽に導入すると嫌気性消化槽の運転が不安定になるおそれがある。よって、アルカリ処理後の消化汚泥を洗浄して含まれるナトリウムイオンを除き、その後に嫌気性消化槽に導入することで、ナトリウムイオンによる微生物活性阻害を回避し、嫌気性消化槽の安定な運転を実現できる。
【０１６５】
また、本実施の形態では、イオンを除去した消化汚泥を直接嫌気性消化槽に導入したが、実施の形態１０のように、これのｐＨを中性付近に調整した後に嫌気性消化槽に導入するようにしても、同等またはそれ以上の効果が得られる。また、消化汚泥のイオンを除去する前段でｐＨを調整し、その後イオンを除去して嫌気性消化槽に導入するようにしてもよい。
【０１６６】
また、本実施の形態では洗浄水として下水二次処理水を用いたが、水道水、下水放流水、雨水などを用いてもかまわない。
【０１６７】
実施の形態１７
本発明のほかの実施の形態における有機性廃液の処理装置およびそれを用いた有機性廃液の処理方法について説明する。前記実施の形態１３では、流入する有機性廃液に対してオゾン処理および引き続くアルカリ処理を行ない、さらに嫌気性消化阻害物質を除いたのちに嫌気性消化槽に導入し、前記実施の形態１５では、嫌気性消化槽から引き抜いた消化汚泥に対してオゾン処理および引き続くアルカリ処理を行ない、さらに嫌気性消化阻害物質を除いたのちに嫌気性消化槽に導入したが、本実施の形態では、嫌気性消化槽の消化汚泥を固液分離した濃縮汚泥に対して、オゾン処理および引き続くアルカリ処理を行ない、さらに嫌気性消化阻害物質を除いたのちに嫌気性消化槽に導入する。
【０１６８】
図２７は、本実施の形態の有機性廃液の処理装置について、構成の概略および処理の流れを示した図である。図２７に示す本実施の形態の処理装置は、図１５に示した実施の形態５の処理装置において、処理廃液導入路１９の途中には、洗浄水保持槽４７と接続した洗浄水導入路４４が接続され、この処理廃液導入路１９は汚泥脱水装置４３と接続している。また、汚泥脱水装置４３は洗浄廃液導入路４６を介して嫌気性消化槽１に接続されている。また、汚泥脱水装置４３には脱離水排出路４５が接続されている。一方、リン回収後処理水導入路２６はイオン交換装置４８と接続され、イオン交換装置４８はイオン交換処理水導入路４９を嫌気性消化槽１に介して接続されている。それ以外は図１５に示した実施の形態５の処理装置と同様の構成である。
【０１６９】
つぎに本実施の形態の処理装置の動作について説明する。
【０１７０】
実施の形態５と同様、下水処理場の初沈汚泥と余剰汚泥を混合した有機汚泥を嫌気性消化槽１に導入し嫌気性消化槽１で微生物によって有機汚泥を消化する。
この嫌気性消化の過程において、濃縮汚泥排出路５中の濃縮汚泥の一部を汚泥廃棄路６から系外に排出するとともに、濃縮汚泥排出路５中の濃縮汚泥の一部を汚泥返送路７を通してオゾン処理槽９に導入し、濃縮汚泥のオゾン処理を行なう。
続いてアルカリ処理槽１２に導入してアルカリ処理を行ない固液分離槽１７で固形成分と溶解成分に分ける。分離後の固形成分を処理廃液導入路１９を通して、汚泥脱水装置４３へ送る。この送る過程で、洗浄水導入路４４から洗浄水保持槽４７に保持した下水二次処理水を導入し固形成分と混合させながら汚泥脱水装置４３へ送った後、汚泥脱水装置４３で混合物を脱水し、固形成分中に含まれていた溶解性のイオン等と固形成分を分離する。この脱水操作によって洗浄された後の固形成分を洗浄廃液導入路４６を通して嫌気性消化槽１へ送るとともに、脱水後の脱離水を脱離水排出路４５から排出する。一方、分離後の溶解成分に凝集剤導入ポンプ２２によって炭酸カルシウム溶液を混合し、析出したリン酸カルシウムをリン回収路２５から引き抜く。リン回収後の処理水をリン回収後処理水導入路２６を通してイオン交換装置４８に送り、イオン交換装置４８でリン回収後処理水中のイオンを除去した後、イオン交換処理水導入路４９を通して嫌気性消化槽１へ送る。その他は実施の形態５と同様である。
【０１７１】
本実施の形態のように、嫌気性消化槽の消化汚泥を濃縮した濃縮汚泥に対し、まずオゾン処理を行ない、引き続きアルカリを行なう併用処理によって、オゾンの強い酸化作用とアルカリの有機物分解作用の相乗効果、すなわち、アルカリ処理の前段にオゾン処理を行ない汚泥表面を酸化することでアルカリ処理の有機物分解作用をより高く引き出すことができるという効果によって濃縮汚泥の固形成分中の繊維質や細胞壁などの難溶解性物質を改質し、消化槽内の汚泥によって溶解されやすい易溶解性物質へと変換することができる。同時にこの相乗効果によって細胞壁の分解がより進むため、濃縮汚泥中の固形成分中に含有されるリンを固形成分外へと高い効率で溶出させることができる。このため、オゾン処理あるいはアルカリ処理を単独で用いた場合、およびこれらの処理の単純な和とくらべ、汚泥の溶解量およびメタンへの変換量を大幅に増大することができ、同時にリンの溶出量を増大することができる。
【０１７２】
また、アルカリ処理した後に固液分離槽で分離した固形成分にはアルカリ処理時に添加した水酸化ナトリウムが残存する場合があり、ナトリウムイオンが消化微生物に対する阻害作用を有することから、これをそのまま嫌気性消化槽に導入すると嫌気性消化槽の運転が不安定になるおそれがある。また、リン回収後の溶液には処理によって汚泥から溶出した多くの有機物が含まれているため、これを消化槽に導入しメタンへ変換することが有効であるが、この処理水のナトリウムイオンの濃度は上記の分離後の固形成分以上に高く、これをそのまま嫌気性消化槽に導入すると、嫌気性消化槽の安定な運転を阻害する可能性がある。よって、分離後の固形物を洗浄する、リン回収後の処理水をイオン交換処理することで、これらに含まれるナトリウムイオンを除いた後に嫌気性消化槽に導入することで、ナトリウムイオンによる微生物活性阻害を回避し、嫌気性消化槽の安定な運転を実現できる。
【０１７３】
したがって、嫌気性消化槽の消化汚泥を濃縮した濃縮汚泥をオゾン処理した後にアルカリ処理し、分離後の固形成分およびリン回収後の処理水に含まれるナトリウムイオンを除去して嫌気性消化槽に導入することによって、エネルギー、リン同時回収型のより安定かつ効率的な有機汚泥の処理が可能となる。
【０１７４】
なお、本実施の形態では含まれるナトリウムイオンの除去に洗浄やイオン交換を用いたがこれに限るものではなく、逆浸透膜などイオンを除去できるものであれば用いることができる。また、本実施の形態では分離後の固形成分と、リン回収後の処理水の両方についてイオン除去を行なったが、嫌気性消化槽への影響の大きさに応じて、分離後の固形成分、リン回収後の処理水のいずれか一方のみにイオン除去を行なってもよい。
【０１７５】
また、本実施の形態では、イオンを除去した固形成分、およびリン回収後の処理水を直接嫌気性消化槽に導入したが、実施の形態９のようにこれらのｐＨを中性付近に調整した後に嫌気性消化槽に導入するようにしても、同等またはそれ以上の効果が得られる。また、固形成分、および処理水中のイオンを除去する前段でそれぞれのｐＨを調整し、その後イオンを除去して嫌気性消化槽に導入するようにしてもよい。
【０１７６】
また、本実施の形態では洗浄水として下水二次処理水を用いたが、水道水、下水放流水、雨水などを用いてもかまわない。
【０１７７】
実施の形態１８
本発明のほかの実施の形態における有機性廃液の処理装置およびそれを用いた有機性廃液の処理方法について説明する。
【０１７８】
図２８は本実施の形態の有機性廃液の処理装置について、その構成の概略および処理の流れを示した図である。図２８に示した本実施の形態の処理装置は、図２７に示した前記実施の形態１７の処理装置において、リン回収に関する部分を除いた構成となっている。すなわち、図２７に示した処理装置から、固液分離槽１７、処理廃液導入路１９、リン含有処理水排出路２０、凝集剤保持槽２１、凝集剤導入ポンプ２２、凝集剤導入路２３、リン回収槽２４、リン回収路２５、リン回収後処理水導入路２６が除かれており、アルカリ処理液排出路１８の途中には、洗浄水保持槽４７と接続した洗浄水導入路４４が接続され、このアルカリ処理液排出路１８は汚泥脱水装置４３と接続している。それ以外は図２７に示した実施の形態１７の処理装置と同様の構成である。
【０１７９】
つぎに本実施の形態の処理装置の動作について説明する。
【０１８０】
実施の形態１７と同様、下水処理場の初沈汚泥と余剰汚泥を混合した有機汚泥を嫌気性消化槽１に導入し嫌気性消化槽１で微生物によって有機汚泥を消化する。この嫌気性消化の過程において、濃縮汚泥排出路５中の濃縮汚泥の一部を汚泥廃棄路６から系外に排出するとともに、濃縮汚泥排出路５中の濃縮汚泥の一部を汚泥返送路７を通してオゾン処理槽９に導入し、有機汚泥のオゾン処理を行なった後、アルカリ処理槽１２に導入してアルカリ処理を行なう。このアルカリ処理後の有機汚泥をアルカリ処理液排出路１８を通して、汚泥脱水装置４３へ送る。
この送る過程で、洗浄水導入路４４から洗浄水保持槽４７に保持した下水二次処理水を導入し固形成分と混合させながら汚泥脱水装置４３へ送った後、汚泥脱水装置４３で混合物を脱水し、固形成分中に含まれていた溶解性のイオン等と固形成分を分離する。この脱水操作によって洗浄された後の固形成分を洗浄廃液導入路４６を通して嫌気性消化槽１へ送るとともに、脱水後の脱離水を脱離水排出路４５から排出する。その他は実施の形態１７と同様である。
【０１８１】
本実施の形態は、濃縮汚泥中のリン含有量が少ない場合などに、汚泥からのエネルギー回収を優先して行なう場合の例である。本実施の形態のように、消化汚泥を濃縮した濃縮汚泥に対し、まずオゾン処理を行ない、引き続きアルカリを行なう併用処理によって、オゾンの強い酸化作用とアルカリの有機物分解作用の相乗効果、すなわち、アルカリ処理の前段にオゾン処理を行ない汚泥表面を酸化することでアルカリ処理の有機物分解作用をより高く引き出すことができるという効果によって濃縮汚泥の固形成分中の繊維質や細胞壁などの難溶解性物質を改質し、消化槽内の汚泥によって溶解されやすい易溶解性物質へと変換することができる。このためオゾン処理あるいはアルカリ処理を単独で行なった場合、およびこれらの単純な和に比べ、濃縮汚泥中の固形成分の溶解量を増大でき、汚泥のメタンへの変換量を大幅に向上できる。また、これに対応して、処分すべき汚泥の発生量も大幅に低減できる。
【０１８２】
また、アルカリ処理した後の濃縮汚泥にはアルカリ処理時に添加した水酸化ナトリウムが残存する場合があり、ナトリウムイオンが消化微生物に対する阻害作用を有することから、これをそのまま嫌気性消化槽に導入すると嫌気性消化槽の運転が不安定になるおそれがある。よって、アルカリ処理後の濃縮汚泥を洗浄して含まれるナトリウムイオンを除き、その後に嫌気性消化槽に導入することで、ナトリウムイオンによる微生物活性阻害を回避し、嫌気性消化槽の安定な運転を実現できる。
【０１８３】
また、本実施の形態では、イオンを除去した濃縮汚泥を直接嫌気性消化槽に導入したが、実施の形態１０のように、これのｐＨを中性付近に調整した後に嫌気性消化槽に導入するようにしても、同等またはそれ以上の効果が得られる。また、濃縮汚泥のイオンを除去する前段でｐＨを調整し、その後イオンを除去して嫌気性消化槽に導入するようにしてもよい。
【０１８４】
また、本実施の形態では洗浄水として下水二次処理水を用いたが、水道水、下水放流水、雨水などを用いてもかまわない。
【０１８５】
実施の形態１９
本発明のほかの実施の形態における有機性廃液の処理装置およびそれを用いた有機性廃液の処理方法について説明する。
【０１８６】
図２９は、本実施の形態の有機性廃液の処理装置について、構成の概略および処理の流れを示した図である。図２９に示す本実施の形態の処理装置は、図１１に示した実施の形態１の処理装置において、処理廃液導入路１９とリン回収後処理水導入路２６が希釈槽５２に接続されており、希釈槽５２は希釈後廃液導入路５３を介して嫌気性消化槽１に接続されている。また、希釈槽５２には希釈水保持槽５０と接続した希釈水導入路５１が接続され、それ以外は図１１に示した実施の形態１の処理装置と同様の構成である。
【０１８７】
つぎに本実施の形態の処理装置の動作について説明する。
【０１８８】
実施の形態１と同様、下水処理場の初沈汚泥と余剰汚泥を混合した有機汚泥を有機性廃液導入路２からオゾン処理槽９に導入し、有機汚泥のオゾン処理を行なう。続いてアルカリ処理槽１２に導入してアルカリ処理を行ない固液分離槽１７で固形成分と溶解成分に分ける。分離後の溶解成分に凝集剤導入ポンプ２２によって炭酸カルシウム溶液を混合し、析出したリン酸カルシウムをリン回収路２５から引き抜く。固液分離槽１７で分離した固形成分、およびリン回収後の処理水をそれぞれ、処理廃液導入路１９、リン回収後処理水導入路２６を通して希釈槽５２に導入する。希釈槽５２では送られてきた分離後の固形成分とリン回収後処理水の混合物に、希釈水導入路５１から希釈水保持槽５０に保持した下水二次処理水を導入して希釈し、混合物中に含まれていた溶解性のイオン濃度を低下させる。次いで、希釈槽５２で希釈された混合物を希釈後廃液導入路５３を通して嫌気性消化槽１に導入する。その他は実施の形態１と同様である。
【０１８９】
本実施の形態のように、有機汚泥に対し、まずオゾン処理を行ない、引き続きアルカリを行なう併用処理によって、オゾンの強い酸化作用とアルカリの有機物分解作用の相乗効果、すなわち、アルカリ処理の前段にオゾン処理を行ない汚泥表面を酸化することでアルカリ処理の有機物分解作用をより高く引き出すことができるという効果によって有機汚泥の固形成分中の繊維質や細胞壁などの難溶解性物質を改質し、消化槽内の汚泥によって溶解されやすい易溶解性物質へと変換することができる。同時にこの相乗効果によって細胞壁の分解がより進むため、有機汚泥中の固形成分中に含有されるリンを固形成分外へと高い効率で溶出させることができる。このため、オゾン処理あるいはアルカリ処理を単独で用いた場合、およびこれらの処理の単純な和とくらべ、汚泥の溶解量およびメタンへの変換量を大幅に増大することができ、同時にリンの溶出量を増大することができる。
【０１９０】
また、アルカリ処理した後に固液分離槽で分離した固形成分にはアルカリ処理時に添加した水酸化ナトリウムが残存する場合があり、ナトリウムイオンが消化微生物に対する阻害作用を有することから、これをそのまま嫌気性消化槽に導入すると嫌気性消化槽の運転が不安定になるおそれがある。また、リン回収後の溶液には処理によって汚泥から溶出した多くの有機物が含まれているため、これを消化槽に導入しメタンへ変換することが有効であるが、この処理水のナトリウムイオンの濃度は上記の分離後の固形成分以上に高く、これをそのまま嫌気性消化槽に導入すると、嫌気性消化槽の安定な運転を阻害する可能性がある。よって、分離後の固形物、およびリン回収後の溶液に下水二次処理水を混合しナトリウムイオン濃度を低減し、その後に嫌気性消化槽に導入することで、ナトリウムイオンによる微生物活性阻害を回避し、嫌気性消化槽の安定な運転を実現できる。
【０１９１】
したがって、嫌気性消化槽へ導入する有機汚泥をオゾン処理した後にアルカリ処理し、分離後の固形成分およびリン回収後の処理水に含まれるナトリウムイオン濃度を低減して嫌気性消化槽に導入することによって、エネルギー、リン同時回収型のより安定かつ効率的な有機汚泥の処理が可能となる。
【０１９２】
なお、本実施の形態では分離後の固形成分と、リン回収後の処理水を混合し、この混合物を希釈してナトリウムイオン濃度を低減したが、これに限るものでなく、分離後の固形成分と、リン回収後の処理水のそれぞれを別々に希釈し、イオン濃度を低減した後、これらを嫌気性消化槽に導入してもよい。また、本実施の形態では分離後の固形成分と、リン回収後の処理水を混合し、これら両方に希釈したが、嫌気性消化槽への影響の大きさに応じて、分離後の固形成分、リン回収後の処理水のいずれか一方のみに希釈を行なってもよい。
【０１９３】
また、本実施の形態では、希釈した固形成分、リン回収後の処理水を直接嫌気性消化槽に導入したが、実施の形態７のようにこれらのｐＨを中性付近に調整した後に嫌気性消化槽に導入するようにしても、同等またはそれ以上の効果が得られる。また、固形成分、および処理水中のイオン濃度を低減する前段でそれぞれのｐＨを調整し、その後、希釈してイオン濃度を低減して嫌気性消化槽に導入するようにしてもよい。
【０１９４】
また、本実施の形態では希釈水として下水二次処理水を用いたが、水道水、下水放流水、雨水などを用いてもかまわない。
【０１９５】
実施の形態２０
本発明のほかの実施の形態における有機性廃液の処理装置およびそれを用いた有機性廃液の処理方法について説明する。
【０１９６】
図３０は本実施の形態の有機性廃液の処理装置について、その構成の概略および処理の流れを示した図である。図３０に示した本実施の形態の処理装置は、図２９に示した前記実施の形態１９の処理装置において、リン回収に関する部分を除いた構成となっている。すなわち、図２９に示した処理装置から、固液分離槽１７、処理廃液導入路１９、リン含有処理水排出路２０、凝集剤保持槽２１、凝集剤導入ポンプ２２、凝集剤導入路２３、リン回収槽２４、リン回収路２５、リン回収後処理水導入路２６が除かれており、アルカリ処理液排出路１８は希釈槽５２へと接続されている。それ以外は図２９に示した実施の形態１９の処理装置と同様の構成である。
【０１９７】
つぎに本実施の形態の処理装置の動作について説明する。
【０１９８】
実施の形態１９と同様、下水処理場の初沈汚泥と余剰汚泥を混合した有機汚泥を有機性廃液導入路２からオゾン処理槽９に導入し、有機汚泥のオゾン処理を行なった後、アルカリ処理槽１２に導入してアルカリ処理を行なう。このアルカリ処理後の有機汚泥をアルカリ処理液排出路１８を通して希釈槽５２に導入する。
希釈槽５２では処理後の有機汚泥に希釈水導入路５１から希釈水保持槽５０に保持した下水二次処理水を導入して希釈し、混合物中に含まれていた溶解性のイオン濃度を低下させる。次いで、希釈槽５２で希釈された混合物を希釈後廃液導入路５３を通して嫌気性消化槽１に導入する。その他は実施の形態１９と同様である。
【０１９９】
本実施の形態は、有機汚泥中のリン含有量が少ない場合などに、汚泥からのエネルギー回収を優先して行なう場合の例である。本実施の形態のように、有機汚泥に対し、まずオゾン処理を行ない、引き続きアルカリを行なう併用処理によって、オゾンの強い酸化作用とアルカリの有機物分解作用の相乗効果、すなわち、アルカリ処理の前段にオゾン処理を行ない汚泥表面を酸化することでアルカリ処理の有機物分解作用をより高く引き出すことができるという効果によって有機汚泥の固形成分中の繊維質や細胞壁などの難溶解性物質を改質し、消化槽内の汚泥によって溶解されやすい易溶解性物質へと変換することができる。このためオゾン処理あるいはアルカリ処理を単独で行なった場合、およびこれらの単純な和に比べ、有機汚泥中の固形成分の溶解量を増大でき、有機汚泥のメタンへの変換量を大幅に向上できる。また、これに対応して、処分すべき汚泥の発生量も大幅に低減できる。
【０２００】
また、アルカリ処理した有機汚泥にはアルカリ処理時に添加した水酸化ナトリウムが残存する場合があり、ナトリウムイオンが消化微生物に対する阻害作用を有することから、これをそのまま嫌気性消化槽に導入すると嫌気性消化槽の運転が不安定になるおそれがある。よって、アルカリ処理後の有機汚泥に下水二次処理水を混合しナトリウムイオン濃度を低減し、その後に嫌気性消化槽に導入することで、ナトリウムイオンによる微生物活性阻害を回避し、嫌気性消化槽の安定な運転を実現できる。
【０２０１】
また、本実施の形態では、希釈した有機汚泥を直接嫌気性消化槽に導入したが、実施の形態８のようにこれのｐＨを中性付近に調整した後に嫌気性消化槽に導入するようにしても、同等またはそれ以上の効果が得られる。また、有機汚泥を希釈する前段でｐＨを調整し、その後、希釈してイオン濃度を低減して嫌気性消化槽に導入するようにしてもよい。
【０２０２】
また、本実施の形態では希釈水として下水二次処理水を用いたが、水道水、下水放流水、雨水などを用いてもかまわない。
【０２０３】
実施の形態２１
本発明のほかの実施の形態における有機性廃液の処理装置およびそれを用いた有機性廃液の処理方法について説明する。前記実施の形態１９では、流入する有機性廃液に対してオゾン処理および引き続くアルカリ処理を行ない、さらに嫌気性消化阻害物質の濃度を低減したのちに嫌気性消化槽に導入したが、本実施の形態では、嫌気性消化槽から引き抜いた消化汚泥に対して、オゾン処理および引き続くアルカリ処理を行ない、さらに嫌気性消化阻害物質の濃度を低減したのちに嫌気性消化槽に導入する。
【０２０４】
図３１は、本実施の形態の有機性廃液の処理装置について、構成の概略および処理の流れを示した図である。図３１に示す本実施の形態の処理装置は、図１３に示した実施の形態３の処理装置において、処理廃液導入路１９とリン回収後処理水導入路２６が希釈槽５２に接続されており、希釈槽５２は希釈後廃液導入路５３を介して嫌気性消化槽１に接続されている。また、希釈槽５２には希釈水保持槽５０と接続した希釈水導入路５１が接続され、それ以外は図１３に示した実施の形態３の処理装置と同様の構成である。
【０２０５】
つぎに本実施の形態の処理装置の動作について説明する。
【０２０６】
実施の形態３と同様、下水処理場の初沈汚泥と余剰汚泥を混合した有機汚泥を嫌気性消化槽１に導入し嫌気性消化槽１で微生物によって有機汚泥を消化する。
この嫌気性消化の過程において、嫌気性消化槽１の消化汚泥を消化汚泥引抜き路３４を通してオゾン処理槽９に導入し、消化汚泥のオゾン処理を行なう。続いてアルカリ処理槽１２に導入してアルカリ処理を行ない固液分離槽１７で固形成分と溶解成分に分ける。分離後の溶解成分に凝集剤導入ポンプ２２によって炭酸カルシウム溶液を混合し、析出したリン酸カルシウムをリン回収路２５から引き抜く。固液分離槽１７で分離した固形成分、およびリン回収後の処理水をそれぞれ、処理廃液導入路１９、リン回収後処理水導入路２６通して希釈槽５２に導入する。希釈槽５２では送られてきた分離後の固形成分とリン回収後処理水の混合物に、希釈水導入路５１から希釈水保持槽５０に保持した下水二次処理水を導入して希釈し、混合物中に含まれていた溶解性のイオン濃度を低下させる。次いで、希釈槽５２で希釈された混合物を希釈後廃液導入路５３を通して嫌気性消化槽１に導入する。その他は実施の形態３と同様である。
【０２０７】
本実施の形態のように、嫌気性消化槽の消化汚泥に対し、まずオゾン処理を行ない、引き続きアルカリを行なう併用処理によって、オゾンの強い酸化作用とアルカリの有機物分解作用の相乗効果、すなわち、アルカリ処理の前段にオゾン処理を行ない汚泥表面を酸化することでアルカリ処理の有機物分解作用をより高く引き出すことができるという効果によって消化汚泥の固形成分中の繊維質や細胞壁などの難溶解性物質を改質し、消化槽内の汚泥によって溶解されやすい易溶解性物質へと変換することができる。同時にこの相乗効果によって細胞壁の分解がより進むため、消化汚泥中の固形成分中に含有されるリンを固形成分外へと高い効率で溶出させることができる。このため、オゾン処理あるいはアルカリ処理を単独で用いた場合、およびこれらの処理の単純な和とくらべ、汚泥の溶解量およびメタンへの変換量を大幅に増大することができ、同時にリンの溶出量を増大することができる。
【０２０８】
また、アルカリ処理した後に固液分離槽で分離した固形成分にはアルカリ処理時に添加した水酸化ナトリウムが残存する場合があり、ナトリウムイオンが消化微生物に対する阻害作用を有することから、これをそのまま嫌気性消化槽に導入すると嫌気性消化槽の運転が不安定になるおそれがある。また、リン回収後の溶液には処理によって汚泥から溶出した多くの有機物が含まれているため、これを消化槽に導入しメタンへ変換することが有効であるが、この処理水のナトリウムイオンの濃度は上記の分離後の固形成分以上に高く、これをそのまま嫌気性消化槽に導入すると、嫌気性消化槽の安定な運転を阻害する可能性がある。よって、分離後の固形物、およびリン回収後の溶液に下水二次処理水を混合しナトリウムイオン濃度を低減し、その後に嫌気性消化槽に導入することで、ナトリウムイオンによる微生物活性阻害を回避し、嫌気性消化槽の安定な運転を実現できる。
【０２０９】
したがって、嫌気性消化槽の消化汚泥をオゾン処理した後にアルカリ処理し、分離後の固形成分およびリン回収後の処理水に含まれるナトリウムイオン濃度を低減して嫌気性消化槽に導入することによって、エネルギー、リン同時回収型のより安定かつ効率的な有機汚泥の処理が可能となる。
【０２１０】
なお、本実施の形態では分離後の固形成分と、リン回収後の処理水を混合し、この混合物を希釈してナトリウムイオン濃度を低減したが、これに限るものでなく、分離後の固形成分と、リン回収後の処理水のそれぞれを別々に希釈し、イオン濃度を低減した後、これらを嫌気性消化槽に導入してもよい。また、本実施の形態では分離後の固形成分と、リン回収後の処理水を混合し、これら両方に希釈したが、嫌気性消化槽への影響の大きさに応じて、分離後の固形成分、リン回収後の処理水のいずれか一方のみに希釈を行なってもよい。
【０２１１】
また、本実施の形態では、希釈した固形成分、リン回収後の処理水を直接嫌気性消化槽に導入したが、実施の形態９のようにこれらのｐＨを中性付近に調整した後に嫌気性消化槽に導入するようにしても、同等またはそれ以上の効果が得られる。また、固形成分、および処理水中のイオン濃度を低減する前段でそれぞれのｐＨを調整し、その後、希釈してイオン濃度を低減して嫌気性消化槽に導入するようにしてもよい。
【０２１２】
また、本実施の形態では希釈水として下水二次処理水を用いたが、水道水、下水放流水、雨水などを用いてもかまわない。
【０２１３】
実施の形態２２
本発明のほかの実施の形態における有機性廃液の処理装置およびそれを用いた有機性廃液の処理方法について説明する。
【０２１４】
図３２は本実施の形態の有機性廃液の処理装置について、その構成の概略および処理の流れを示した図である。図３２に示した本実施の形態の処理装置は、図３１に示した前記実施の形態２１の処理装置において、リン回収に関する部分を除いた構成となっている。すなわち、図３１に示した処理装置から、固液分離槽１７、処理廃液導入路１９、リン含有処理水排出路２０、凝集剤保持槽２１、凝集剤導入ポンプ２２、凝集剤導入路２３、リン回収槽２４、リン回収路２５、リン回収後処理水導入路２６が除かれており、アルカリ処理液排出路１８は希釈槽５２へと接続されている。それ以外は図３１に示した実施の形態２１の処理装置と同様の構成である。
【０２１５】
つぎに本実施の形態の処理装置の動作について説明する。
【０２１６】
実施の形態２１と同様、下水処理場の初沈汚泥と余剰汚泥を混合した有機汚泥を嫌気性消化槽１に導入し嫌気性消化槽１で微生物によって有機汚泥を消化する。この嫌気性消化の過程において、嫌気性消化槽１の消化汚泥を消化汚泥引抜き路３４を通してオゾン処理槽９に導入し、消化汚泥のオゾン処理を行なった後、アルカリ処理槽１２に導入してアルカリ処理を行なう。このアルカリ処理後の消化汚泥をアルカリ処理液排出路１８を通して希釈槽５２に導入する。希釈槽５２では処理後の消化汚泥に希釈水導入路５１から希釈水保持槽５０に保持した下水二次処理水を導入して希釈し、混合物中に含まれていた溶解性のイオン濃度を低下させる。次いで、希釈槽５２で希釈された消化汚泥を希釈後廃液導入路５３を通して嫌気性消化槽１に導入する。その他は実施の形態２１と同様である。
【０２１７】
本実施の形態は、消化汚泥中のリン含有量が少ない場合などに、汚泥からのエネルギー回収を優先して行なう場合の例である。本実施の形態のように、嫌気性消化槽の消化汚泥に対し、まずオゾン処理を行ない、引き続きアルカリを行なう併用処理によって、オゾンの強い酸化作用とアルカリの有機物分解作用の相乗効果、すなわち、アルカリ処理の前段にオゾン処理を行ない汚泥表面を酸化することでアルカリ処理の有機物分解作用をより高く引き出すことができるという効果によって消化汚泥の固形成分中の繊維質や細胞壁などの難溶解性物質を改質し、消化槽内の汚泥によって溶解されやすい易溶解性物質へと変換することができる。このためオゾン処理あるいはアルカリ処理を単独で行なった場合、およびこれらの単純な和に比べ、消化汚泥中の固形成分の溶解量を増大でき、汚泥のメタンへの変換量を大幅に向上できる。また、これに対応して、処分すべき汚泥の発生量も大幅に低減できる。
【０２１８】
また、アルカリ処理した消化汚泥にはアルカリ処理時に添加した水酸化ナトリウムが残存する場合があり、ナトリウムイオンが消化微生物に対する阻害作用を有することから、これをそのまま嫌気性消化槽に導入すると嫌気性消化槽の運転が不安定になるおそれがある。よって、アルカリ処理後の消化汚泥に下水二次処理水を混合しナトリウムイオン濃度を低減し、その後に嫌気性消化槽に導入することで、ナトリウムイオンによる微生物活性阻害を回避し、嫌気性消化槽の安定な運転を実現できる。
【０２１９】
また、本実施の形態では、希釈した消化汚泥を直接嫌気性消化槽に導入したが、実施の形態１０のようにこれのｐＨを中性付近に調整した後に嫌気性消化槽に導入するようにしても、同等またはそれ以上の効果が得られる。また、消化汚泥を希釈する前段でｐＨを調整し、その後、希釈してイオン濃度を低減して嫌気性消化槽に導入するようにしてもよい。
【０２２０】
また、本実施の形態では希釈水として下水二次処理水を用いたが、水道水、下水放流水、雨水などを用いてもかまわない。
【０２２１】
実施の形態２３
本発明のほかの実施の形態における有機性廃液の処理装置およびそれを用いた有機性廃液の処理方法について説明する。前記実施の形態１９では、流入する有機性廃液に対してオゾン処理および引き続くアルカリ処理を行ない、さらに嫌気性消化阻害物質の濃度を低減したのちに嫌気性消化槽に導入し、前記実施の形態２１では、嫌気性消化槽から引き抜いた消化汚泥に対してオゾン処理および引き続くアルカリ処理を行ない、さらに嫌気性消化阻害物質の濃度を低減したのちに嫌気性消化槽に導入したが、本実施の形態では、嫌気性消化槽の消化汚泥を固液分離して得た濃縮汚泥に対して、オゾン処理および引き続くアルカリ処理を行ない、さらに嫌気性消化阻害物質の濃度を低減したのちに嫌気性消化槽に導入する。
【０２２２】
図３３は、本実施の形態の有機性廃液の処理装置について、構成の概略および処理の流れを示した図である。図３３に示す本実施の形態の処理装置は、図１５に示した実施の形態５の処理装置において、処理廃液導入路１９とリン回収後処理水導入路２６が希釈槽５２に接続されており、希釈槽５２は希釈後廃液導入路５３を介して嫌気性消化槽１に接続されている。また、希釈槽５２には希釈水保持槽５０と接続した希釈水導入路５１が接続され、それ以外は図１５に示した実施の形態５の処理装置と同様の構成である。
【０２２３】
つぎに本実施の形態の処理装置の動作について説明する。
【０２２４】
実施の形態５と同様、下水処理場の初沈汚泥と余剰汚泥を混合した有機汚泥を嫌気性消化槽１に導入し嫌気性消化槽１で微生物によって有機汚泥を消化する。
この嫌気性消化の過程において、濃縮汚泥排出路５中の濃縮汚泥の一部を汚泥廃棄路６から系外に排出するとともに、濃縮汚泥排出路５中の濃縮汚泥の一部を汚泥返送路７を通してオゾン処理槽９に導入し、濃縮汚泥のオゾン処理を行なう。
続いてアルカリ処理槽１２に導入してアルカリ処理を行ない固液分離槽１７で固形成分と溶解成分に分ける。分離後の溶解成分に凝集剤導入ポンプ２２によって炭酸カルシウム溶液を混合し、析出したリン酸カルシウムをリン回収路２５から引き抜く。固液分離槽１７で分離した固形成分、およびリン回収後の処理水をそれぞれ、処理廃液導入路１９、リン回収後処理水導入路２６を通して希釈槽５２に導入する。希釈槽５２では送られてきた分離後の固形成分とリン回収後処理水の混合物に、希釈水導入路５１から希釈水保持槽５０に保持した下水二次処理水を導入して希釈し、混合物中に含まれていた溶解性のイオン濃度を低下させる。
次いで、希釈槽５２で希釈された混合物を希釈後廃液導入路５３を通して嫌気性消化槽１に導入する。その他は実施の形態５と同様である。
【０２２５】
本実施の形態のように、嫌気性消化槽の消化汚泥を濃縮した濃縮汚泥に対し、まずオゾン処理を行ない、引き続きアルカリを行なう併用処理によって、オゾンの強い酸化作用とアルカリの有機物分解作用の相乗効果、すなわち、アルカリ処理の前段にオゾン処理を行ない汚泥表面を酸化することでアルカリ処理の有機物分解作用をより高く引き出すことができるという効果によって濃縮汚泥の固形成分中の繊維質や細胞壁などの難溶解性物質を改質し、消化槽内の汚泥によって溶解されやすい易溶解性物質へと変換することができる。同時にこの相乗効果によって細胞壁の分解がより進むため、濃縮汚泥中の固形成分中に含有されるリンを固形成分外へと高い効率で溶出させることができる。このため、オゾン処理あるいはアルカリ処理を単独で用いた場合、およびこれらの処理の単純な和とくらべ、汚泥の溶解量およびメタンへの変換量を大幅に増大することができ、同時にリンの溶出量を増大することができる。
【０２２６】
また、アルカリ処理した後に固液分離槽で分離した固形成分にはアルカリ処理時に添加した水酸化ナトリウムが残存する場合があり、ナトリウムイオンが消化微生物に対する阻害作用を有することから、これをそのまま嫌気性消化槽に導入すると嫌気性消化槽の運転が不安定になるおそれがある。また、リン回収後の溶液には処理によって汚泥から溶出した多くの有機物が含まれているため、これを消化槽に導入しメタンへ変換することが有効であるが、この処理水のナトリウムイオンの濃度は上記の分離後の固形成分以上に高く、これをそのまま嫌気性消化槽に導入すると、嫌気性消化槽の安定な運転を阻害する可能性がある。よって、分離後の固形物、およびリン回収後の溶液に下水二次処理水を混合しナトリウムイオン濃度を低減し、その後に嫌気性消化槽に導入することで、ナトリウムイオンによる微生物活性阻害を回避し、嫌気性消化槽の安定な運転を実現できる。
【０２２７】
したがって、嫌気性消化槽の消化汚泥を濃縮した濃縮汚泥をオゾン処理した後にアルカリ処理し、分離後の固形成分およびリン回収後の処理水に含まれるナトリウムイオン濃度を低減して嫌気性消化槽に導入することによって、エネルギー、リン同時回収型のより安定かつ効率的な有機汚泥の処理が可能となる。
【０２２８】
なお、本実施の形態では分離後の固形成分と、リン回収後の処理水を混合し、この混合物を希釈してナトリウムイオン濃度を低減したが、これに限るものでなく、分離後の固形成分と、リン回収後の処理水のそれぞれを別々に希釈し、イオン濃度を低減した後、これらを嫌気性消化槽に導入してもよい。また、本実施の形態では分離後の固形成分と、リン回収後の処理水を混合し、これら両方に希釈したが、嫌気性消化槽への影響の大きさに応じて、分離後の固形成分、リン回収後の処理水のいずれか一方のみに希釈を行なってもよい。
【０２２９】
また、本実施の形態では、希釈した固形成分、リン回収後の処理水を直接嫌気性消化槽に導入したが、実施の形態１１のようにこれらのｐＨを中性付近に調整した後に嫌気性消化槽に導入するようにしても、同等またはそれ以上の効果が得られる。また、固形成分、および処理水中のイオン濃度を低減する前段でそれぞれのｐＨを調整し、その後、希釈してイオン濃度を低減して嫌気性消化槽に導入するようにしてもよい。
【０２３０】
また、本実施の形態では希釈水として下水二次処理水を用いたが、水道水、下水放流水、雨水などを用いてもかまわない。
【０２３１】
実施の形態２４
本発明のほかの実施の形態における有機性廃液の処理装置およびそれを用いた有機性廃液の処理方法について説明する。
【０２３２】
図３４は本実施の形態の有機性廃液の処理装置について、その構成の概略および処理の流れを示した図である。図３４に示した本実施の形態の処理装置は、図３３に示した前記実施の形態２３の処理装置において、リン回収に関する部分を除いた構成となっている。すなわち、図３３に示した処理装置から、固液分離槽１７、処理廃液導入路１９、リン含有処理水排出路２０、凝集剤保持槽２１、凝集剤導入ポンプ２２、凝集剤導入路２３、リン回収槽２４、リン回収路２５、リン回収後処理水導入路２６が除かれており、アルカリ処理液排出路１８は希釈槽５２へと接続されている。それ以外は図３３に示した実施の形態２３の処理装置と同様の構成である。
【０２３３】
つぎに本実施の形態の処理装置の動作について説明する。
【０２３４】
実施の形態２３と同様、下水処理場の初沈汚泥と余剰汚泥を混合した有機汚泥を嫌気性消化槽１に導入し嫌気性消化槽１で微生物によって有機汚泥を消化する。この嫌気性消化の過程において、濃縮汚泥排出路５中の濃縮汚泥の一部を汚泥廃棄路６から系外に排出するとともに、濃縮汚泥排出路５中の濃縮汚泥の一部を汚泥返送路７を通してオゾン処理槽９に導入し、濃縮汚泥のオゾン処理を行なった後、アルカリ処理槽１２に導入してアルカリ処理を行なう。このアルカリ処理後の有機汚泥をアルカリ処理液排出路１８を通して希釈槽５２に導入する。希釈槽５２では処理後の消化汚泥に希釈水導入路５１から希釈水保持槽５０に保持した下水二次処理水を導入して希釈し、混合物中に含まれていた溶解性のイオン濃度を低下させる。次いで、希釈槽５２で希釈された消化汚泥を希釈後廃液導入路５３を通して嫌気性消化槽１に導入する。その他は実施の形態２３と同様である。
【０２３５】
本実施の形態は、濃縮汚泥中のリン含有量が少ない場合などに、汚泥からのエネルギー回収を優先して行なう場合の例である。本実施の形態のように、嫌気性消化槽の消化汚泥を濃縮した濃縮汚泥に対し、まずオゾン処理を行ない、引き続きアルカリを行なう併用処理によって、オゾンの強い酸化作用とアルカリの有機物分解作用の相乗効果、すなわち、アルカリ処理の前段にオゾン処理を行ない汚泥表面を酸化することでアルカリ処理の有機物分解作用をより高く引き出すことができるという効果によって濃縮汚泥の固形成分中の繊維質や細胞壁などの難溶解性物質を改質し、消化槽内の汚泥によって溶解されやすい易溶解性物質へと変換することができる。このためオゾン処理あるいはアルカリ処理を単独で行なった場合、およびこれらの単純な和に比べ、濃縮汚泥中の固形成分の溶解性を増大でき、汚泥のメタンへの変換率を大幅に向上できる。また、これに対応して、処分すべき汚泥の発生量も大幅に低減できる。
【０２３６】
また、アルカリ処理した濃縮汚泥にはアルカリ処理時に添加した水酸化ナトリウムが残存する場合があり、ナトリウムイオンが消化微生物に対する阻害作用を有することから、これをそのまま嫌気性消化槽に導入すると嫌気性消化槽の運転が不安定になるおそれがある。よって、アルカリ処理後の消化汚泥に下水二次処理水を混合しナトリウムイオン濃度を低減し、その後に嫌気性消化槽に導入することで、ナトリウムイオンによる微生物活性阻害を回避し、嫌気性消化槽の安定な運転を実現できる。
【０２３７】
また、本実施の形態では、希釈した濃縮汚泥を直接嫌気性消化槽に導入したが、実施の形態１２のようにこれのｐＨを中性付近に調整した後に嫌気性消化槽に導入するようにしても、同等またはそれ以上の効果が得られる。また、濃縮汚泥を希釈する前段でｐＨを調整し、その後、希釈してイオン濃度を低減して嫌気性消化槽に導入するようにしてもよい。
【０２３８】
また、本実施の形態では希釈水として下水二次処理水を用いたが、水道水、下水放流水、雨水などを用いてもかまわない。
【０２３９】
実施の形態２５
本発明のほかの実施の形態における有機性廃液の処理装置、およびそれを用いた有機性廃液の処理方法について説明する。
【０２４０】
図３５は、本実施の形態の有機性廃液の処理装置について、構成の概略および処理の流れを示した図である。図３５に示すように、嫌気性消化槽１と有機性廃液導入路２のあいだに、オゾン処理槽９および固液分離槽１７が設けられている。オゾン処理槽９には、オゾンガス注入路１１を介してオゾン発生器１０が接続されている。また、オゾン処理槽９には、過酸化水素液導入路３０を介して過酸化水素保持槽２８が接続され、過酸化水素液導入路３０には過酸化水素導入ポンプ２９が設置されている。オゾン処理槽９と固液分離槽１７はオゾン処理液排出路３１によって、固液分離槽１７と嫌気性消化槽１は処理廃液導入路１９によって、それぞれ接続されている。
【０２４１】
また、固液分離槽１７とリン回収槽２４が、リン含有処理水排出路２０によって接続されており、リン回収槽２４はリン回収後処理水導入路２６を介して嫌気性消化槽１に接続されている。リン含有処理水排出路２０には凝集剤導入路２３が接続され、凝集剤導入路２３のもう一端は、凝集剤保持槽２１に接続されている。さらに、凝集剤導入路２３には、凝集剤導入ポンプ２２が設置されている。
【０２４２】
嫌気性消化槽１には、消化汚泥排出路３を介して固液分離槽４が接続され、固液分離槽４には濃縮汚泥排出路５および処理水排出路８が接続されている。濃縮汚泥排出路５は、汚泥廃棄路６と汚泥返送路７に分岐し、汚泥返送路７は嫌気性消化槽１に接続されている。また、嫌気性消化槽１には消化ガス排出路２７が接続されている。
【０２４３】
つぎに本実施の形態の処理装置の動作について説明する。
【０２４４】
下水処理場の初沈汚泥と余剰汚泥を混合した有機汚泥を、有機性廃液として有機性廃液導入路２からオゾン処理槽９に導入し、オゾン発生器１０で発生させたオゾンガスをオゾンガス注入路１１を通してオゾン処理槽９に注入し、有機汚泥のオゾン処理を行なう。
【０２４５】
このとき、同時に過酸化水素導入ポンプ２９を動作させ過酸化水素保持槽２８に保持された過酸化水素を、過酸化水素液導入路３０を通してオゾン処理槽９に導入し、過酸化水素存在下で有機汚泥のオゾン処理を行なう。
【０２４６】
過酸化水素は、添加後の濃度が２０〜１００ｍｇ／Ｌとなるように加えるのが好ましい。添加後の濃度が２０ｍｇ／Ｌよりも低いと、有機性廃液中の有機物を充分に改質できずメタンガスへの変換効率を向上させることができない。また、汚泥中のリンを溶出させることもできない。一方、添加後の濃度が１００ｍｇ／Ｌよりも高い場合、高いメタンガスへの変換効率およびリン溶出量を確保できるものの、大幅な効率向上にはつながらず経済的にコスト高となる。
【０２４７】
また、オゾン処理におけるオゾン注入率は、０．０１〜０．１０ｇ−Ｏ３／ｇ−ＳＳが好ましく、とくに０．０３〜０．０７ｇ−Ｏ３／ｇ−ＳＳ程度が好ましい。オゾン注入率が０．０１ｇ−Ｏ３／ｇ−ＳＳより少ないと、有機性廃液中の有機物を充分に改質できずメタンガスへの変換効率を向上させることができない。また、汚泥中のリンを溶出させることもできない。一方、オゾン注入率が０．１０ｇ−Ｏ３／ｇ−ＳＳを超えると、高いメタンガスへの変換効率およびリン溶出量を確保できるものの、大幅な効率向上にはつながらず経済的にコスト高となる。
【０２４８】
この過酸化水素存在下でオゾン処理した有機汚泥を、オゾン処理液排出路３１を通して固液分離槽１７に送り、固形成分と溶解成分に分ける。固形成分を処理廃液導入路１９から嫌気性消化槽１に導入し、微生物によって有機汚泥を消化する。一方、リンを多く含む溶解成分は、リン含有処理水排出路２０を通ってリン回収槽２４に送られる。この際、凝集剤導入ポンプ２２を動作させ、凝集剤保持槽２１に保持した炭酸カルシウム溶液を凝集剤導入路２３を通してリン含有処理水排出路２０に供給し、リン含有処理水排出路２０を通るリン含有処理水に混合させる。リン回収槽２４では、析出したリン酸カルシウムを分離しリン回収路２５から引き抜くとともに、リンを含まない処理水は、リン回収後処理水導入路２６を通して嫌気性消化槽１に導入される。
【０２４９】
嫌気性消化槽１内の汚泥を消化汚泥排出路３から排出し、固液分離槽４で固形成分と溶解成分に分け、溶解成分は処理水排出路８から、固形成分は濃縮汚泥排出路５からそれぞれ排出する。濃縮汚泥排出路５中の固形成分を汚泥廃棄路６から系外に排出するとともに、一部は汚泥返送路７を介して嫌気性消化槽１に返送する。また、嫌気性消化槽１で発生する消化ガスは、消化ガス排出路２７によって排出する。
【０２５０】
このように、有機汚泥に対し過酸化水素存在下でオゾン処理を行なうことによって、オゾンよりもさらに強い酸化・分解作用を有するＯＨラジカルなどのラジカル種が生成し、このラジカルの作用によって有機汚泥の固形成分中の繊維質や細胞壁などの難溶解性物質を改質し、消化槽内の汚泥によって溶解されやすい易溶解性物質へと変換することができる。このためオゾン処理や過酸化水素の添加を単独で行なった場合に比べ、有機汚泥中の固形成分の溶解性を増大させることができ、有機汚泥のメタンへの変換率を大幅に向上させることができる。また、これに対応して、処分すべき汚泥の発生量も大幅に低減できる。
【０２５１】
さらに、ラジカル作用によって細胞壁の分解がより進むため、有機汚泥中の固形成分中に含有されるリンを固形成分外に高い効率で溶出でき、これを凝集剤を用いて固形状のリンとし、再利用可能なリンとして回収できる。したがって、エネルギー、資源同時回収型の有機汚泥の処理が可能となる。
【０２５２】
実施の形態２６
本発明のほかの実施の形態における有機性廃液の処理装置、およびそれを用いた有機性廃液の処理方法について説明する。
【０２５３】
図３６は、本実施の形態の有機性廃液の処理装置について、構成の概略および処理の流れを示した図である。図３６に示した本実施の形態の処理装置は、図３５に示した実施の形態２５の処理装置において、リン回収に関する部分を除いた構成となっている。すなわち、図３５に示した処理装置から、リン回収槽２４、固液分離槽１７、凝集剤保持槽２１などが除かれており、オゾン処理槽９がオゾン処理液排出路３１によって嫌気性消化槽１に接続されている。
【０２５４】
つぎに本実施の形態の処理装置の動作について説明する。
【０２５５】
下水処理場の初沈汚泥と余剰汚泥を混合した有機汚泥を、有機性廃液として有機性廃液導入路２からオゾン処理槽９に導入する。オゾン発生器１０で発生させたオゾンガスをオゾンガス注入路１１を通してオゾン処理槽９に注入し、有機汚泥のオゾン処理を行なう。
【０２５６】
このとき、同時に過酸化水素導入ポンプ２９を動作させ、過酸化水素保持槽２８に保持された過酸化水素を、過酸化水素液導入路３０を通してオゾン処理槽９に導入し、過酸化水素存在下で有機汚泥のオゾン処理を行なう。
【０２５７】
この過酸化水素存在下でオゾン処理した有機汚泥を、オゾン処理液排出路３１を通して嫌気性消化槽１に導入し、微生物によって有機汚泥を消化する。
【０２５８】
嫌気性消化槽１内の汚泥を消化汚泥排出路３から排出し、固液分離槽４で固形成分と溶解成分に分け、溶解成分は処理水排出路８から、固形成分は濃縮汚泥排出路５からそれぞれ排出する。
【０２５９】
濃縮汚泥排出路５中の固形成分を汚泥廃棄路６から系外に排出するとともに、一部は汚泥返送路７を介して嫌気性消化槽１に返送する。また、嫌気性消化槽１で発生する消化ガスは消化ガス排出路２７によって排出する。
【０２６０】
本実施の形態は、有機汚泥中のリン含有量が少ない場合などに、有機汚泥からのエネルギー回収を優先して行なう場合の例である。このように、有機汚泥に対し過酸化水素存在下でオゾン処理を行なうことにより、ラジカル種の非常に強い酸化作用によって有機汚泥の固形成分中の繊維質や細胞壁などの難溶解性物質を改質し、消化槽内の汚泥によって溶解されやすい易溶解性物質へと変換することができる。このため、オゾン処理や過酸化水素の添加を単独で行なった場合に比べ、有機汚泥中の固形成分の溶解性を増大させることができ、有機汚泥のメタンへの変換率を大幅に向上させることができる。また、これに対応して、処分すべき汚泥の発生量も大幅に低減できる。
【０２６１】
実施の形態２７
本発明のほかの実施の形態における有機性廃液の処理装置、およびそれを用いた有機性廃液の処理方法について説明する。前記実施の形態２５では、流入する有機性廃液に対して過酸化水素存在下でオゾン処理を行なったが、本実施の形態では、嫌気性消化槽から引き抜いた消化汚泥に対して、過酸化水素存在下でオゾン処理を行なう。
【０２６２】
図３７は、本実施の形態の有機性廃液の処理装置について、構成の概略および処理の流れを示した図である。図３７に示すように、嫌気性消化槽１には有機性廃液導入路２が接続されている。嫌気性消化槽１には消化汚泥引抜き路３４が接続され、消化汚泥引抜き路３４の他端にはにはオゾン処理槽９が接続されている。オゾン処理槽９は、オゾン処理液排出路３１によって固液分離槽１７に接続され、固液分離槽１７は、処理廃液導入路１９によって嫌気性消化槽１に接続されている。また、固液分離槽１７は、リン含有処理水排出路２０によってリン回収槽２４に接続され、リン回収槽２４はリン回収後処理水導入路２６を介して嫌気性消化槽１に接続されている。
【０２６３】
さらに、オゾン処理槽９には、オゾンガス注入路１１を介してオゾン発生器１０が接続され、過酸化水素液導入路３０を介して過酸化水素保持槽２８が接続されている。過酸化水素液導入路３０には、過酸化水素導入ポンプ２９が設置されている。
【０２６４】
また、固液分離槽１７とリン回収槽２４はリン含有処理水排出路２０によって接続されているが、このリン含有処理水排出路２０には凝集剤導入路２３を介して凝集剤保持槽２１が接続されている。なお、凝集剤導入路２３には、凝集剤導入ポンプ２２が設置されている。
【０２６５】
さらに、嫌気性消化槽１には、消化汚泥排出路３を介して固液分離槽４が接続され、固液分離槽４には、濃縮汚泥排出路５および処理水排出路８が接続されている。濃縮汚泥排出路５は汚泥廃棄路６と汚泥返送路７に分岐し、汚泥返送路７は嫌気性消化槽１に接続されている。また、嫌気性消化槽１には消化ガス排出路２７が接続されている。
【０２６６】
つぎに本実施の形態の処理装置の動作について説明する。
【０２６７】
下水処理場の初沈汚泥と余剰汚泥を混合した有機汚泥を、有機性廃液として有機性廃液導入路２から嫌気性消化槽１に導入する。嫌気性消化槽１で微生物によって有機汚泥を消化した後、嫌気性消化槽１内の汚泥を消化汚泥排出路３から排出し、固液分離槽４で固形成分と溶解成分に分け、溶解成分は処理水排出路８から、固形成分は濃縮汚泥排出路５からそれぞれ排出する。
【０２６８】
濃縮汚泥排出路５中の固形成分を汚泥廃棄路６から系外に排出するとともに、一部は汚泥返送路７を介して嫌気性消化槽１に返送する。また、嫌気性消化槽１で発生する消化ガスは消化ガス排出路２７によって排出する。
【０２６９】
この嫌気性消化の過程で、嫌気性消化槽１の消化汚泥を消化汚泥引抜き路３４を通してオゾン処理槽９に導入し、オゾン発生器１０で発生させたオゾンガスをオゾンガス注入路１１を通してオゾン処理槽９に注入し、消化汚泥のオゾン処理を行なう。このとき、同時に過酸化水素導入ポンプ２９を動作させ、過酸化水素保持槽２８に保持された過酸化水素を、過酸化水素液導入路３０を通してオゾン処理槽９に導入し、過酸化水素存在下で消化汚泥のオゾン処理を行なう。
【０２７０】
この過酸化水素存在下でオゾン処理した消化汚泥を、オゾン処理液排出路３１を通して固液分離槽１７に送り、固液分離槽１７で固形成分と溶解成分に分ける。固形成分を処理廃液導入路１９から嫌気性消化槽１に導入し、微生物によって消化汚泥を分解する。一方、リンを多く含む溶解成分は、リン含有処理水排出路２０を通ってリン回収槽２４に送られる。この際、凝集剤導入ポンプ２２を動作させ、凝集剤保持槽２１に保持した炭酸カルシウム溶液を凝集剤導入路２３を通してリン含有処理水排出路２０を通るリン含有処理水に供給、混合させる。リン回収槽２４では、析出したリン酸カルシウムを分離しリン回収路２５から引き抜くとともに、リンを含まない処理水は、リン回収後処理水導入路２６を通して嫌気性消化槽１に導入される。
【０２７１】
このように消化汚泥に対し、過酸化水素存在下でオゾン処理を行なうことにより、オゾンよりもさらに強い酸化・分解作用を有するＯＨラジカルなどのラジカル種が生成し、このラジカルの作用によって消化汚泥の固形成分中の繊維質や細胞壁などの難溶解性物質を改質し、消化槽内の汚泥によって溶解されやすい易溶解性物質へと変換することができる。このため、オゾン処理や過酸化水素の添加を単独で行なった場合に比べ、消化汚泥中の固形成分の溶解性を増大させることができ、汚泥のメタンへの変換率を大幅に向上させることができる。また、これに対応して、処分すべき汚泥の発生量も大幅に低減できる。
【０２７２】
さらに、ラジカル作用によって細胞壁の分解がより進むため、消化汚泥中の固形成分中に含有されるリンを固形成分外に高い効率で溶出でき、これを凝集剤を用いて固形状のリンとし、再利用可能なリンとして回収することができる。したがって、エネルギー、資源同時回収型の消化汚泥の処理が可能となる。
【０２７３】
また、嫌気性消化槽の消化汚泥中には、生物によって溶解し難い難溶解性物質が多く蓄積している。したがって、本実施の形態のように、嫌気性消化槽から汚泥を引き抜き、引き抜いた消化汚泥中の固形物質を改質処理して易溶解性物質へ変換することによって、より効果的にエネルギー回収を進めることが可能となる。
【０２７４】
実施の形態２８
本発明のほかの実施の形態における有機性廃液の処理装置、およびそれを用いた有機性廃液の処理方法について説明する。
【０２７５】
図３８は、本実施の形態の有機性廃液の処理装置について、その構成の概略および処理の流れを示した図である。図３８に示した本実施の形態の処理装置は、図３７に示した実施の形態２７の処理装置において、リン回収に関する部分を除いた構成となっている。すなわち、図３７に示した処理装置から、リン回収槽２４、固液分離槽１７、凝集剤保持槽２１などが除かれており、オゾン処理槽９がオゾン処理液排出路３１によって嫌気性消化槽１に接続されている。
【０２７６】
つぎに本実施の形態の処理装置の動作について説明する。
【０２７７】
下水処理場の初沈汚泥と余剰汚泥を混合した有機汚泥を、有機性廃液として有機性廃液導入路２から嫌気性消化槽１に導入する。嫌気性消化槽１で微生物によって有機汚泥を消化した後、嫌気性消化槽１内の汚泥を消化汚泥排出路３から排出し、固液分離槽４で固形成分と溶解成分に分ける。溶解成分は処理水排出路８から、固形成分は濃縮汚泥排出路５からそれぞれ排出する。
【０２７８】
濃縮汚泥排出路５中の固形成分を汚泥廃棄路６から系外に排出するとともに、一部は汚泥返送路７を介して嫌気性消化槽１に返送する。また、嫌気性消化槽１で発生する消化ガスは消化ガス排出路２７によって排出する。
【０２７９】
この嫌気性消化の過程において、嫌気性消化槽１の消化汚泥を消化汚泥引抜き路３４を通してオゾン処理槽９に導入し、オゾン発生器１０で発生させたオゾンガスをオゾンガス注入路１１を通してオゾン処理槽９に注入し、消化汚泥のオゾン処理を行なう。このとき、同時に過酸化水素導入ポンプ２９を動作させ、過酸化水素保持槽２８に保持された過酸化水素を、過酸化水素液導入路３０を通してオゾン処理槽９に導入し、過酸化水素存在下で消化汚泥のオゾン処理を行なう。
【０２８０】
この過酸化水素存在下でオゾン処理した消化汚泥を、オゾン処理液排出路３１を通して嫌気性消化槽１に導入し、微生物によって消化汚泥を分解する。
【０２８１】
本実施の形態は、消化汚泥中のリン含有量が少ない場合などに、汚泥からのエネルギー回収を優先して行なう場合の例である。このように、消化汚泥に対し過酸化水素存在下でオゾン処理を行なうことにより、オゾンよりもさらに強い酸化・分解作用を有するＯＨラジカルなどのラジカル種が生成し、このラジカルの作用によって消化汚泥の固形成分中の繊維質や細胞壁などの難溶解性物質を改質し、消化槽内の汚泥によって溶解されやすい易溶解性物質へと変換することができる。このため、オゾン処理や過酸化水素の添加を単独で行なった場合に比べ、消化汚泥中の固形成分の溶解性を増大させることができ、汚泥のメタンへの変換率を大幅に向上させることができる。また、これに対応して、処分すべき汚泥の発生量も大幅に低減できる。
【０２８２】
また、嫌気性消化槽の消化汚泥中には、生物によって溶解し難い難溶解性物質が多く蓄積している。したがって、本実施の形態のように、嫌気性消化槽から汚泥を引き抜き、引き抜いた消化汚泥中の固形物質を改質処理して易溶解性物質へ変換することによって、より効果的にエネルギー回収を進めることが可能となる。
【０２８３】
実施の形態２９
本発明のほかの実施の形態における有機性廃液の処理装置、およびそれを用いた有機性廃液の処理方法について説明する。前記実施の形態２５では、流入する有機性廃液に対して過酸化水素存在下でオゾン処理を行ない、前記実施の形態２７では、嫌気性消化槽から引き抜いた消化汚泥に対して、過酸化水素存在下でオゾン処理を行なったが、本実施の形態では、嫌気性消化槽の消化汚泥を固液分離して得た濃縮汚泥に対して、過酸化水素存在下でオゾン処理を行なう。
【０２８４】
図３９は、本実施の形態の有機性廃液の処理装置について、構成の概略および処理の流れを示した図である。図３９に示すように、嫌気性消化槽１には有機性廃液導入路２が接続されている。嫌気性消化槽１には消化汚泥排出路３を介して固液分離槽４が接続され、固液分離槽４には濃縮汚泥排出路５および処理水排出路８が接続されている。濃縮汚泥排出路５は汚泥廃棄路６と汚泥返送路７に分岐し、汚泥返送路７はオゾン処理層９に接続されている。オゾン処理槽９は、オゾン処理液排出路３１によって固液分離槽１７に接続され、固液分離槽１７は、処理廃液導入路１９によって嫌気性消化槽１に接続されている。また、固液分離槽１７は、リン含有処理水排出路２０によってリン回収槽２４に接続され、リン回収槽２４は、リン回収後処理水導入路２６を介して嫌気性消化槽１に接続されている。さらに、嫌気性消化槽１には消化ガス排出路２７が接続されている。
【０２８５】
オゾン処理槽９には、オゾンガス注入路１１を介してオゾン発生器１０が接続している。また、オゾン処理槽９には、過酸化水素液導入路３０を介して過酸化水素保持槽２８が接続されており、過酸化水素液導入路３０には過酸化水素導入ポンプ２９が設置されている。
【０２８６】
固液分離槽１７とリン回収槽２４はリン含有処理水排出路２０によって接続されているが、このリン含有処理水排出路２０には、凝集剤導入路２３を介して凝集剤保持槽２１が接続されている。凝集剤導入路２３には、凝集剤導入ポンプ２２が設置されている。
【０２８７】
つぎに本実施の形態の処理装置の動作について説明する。
【０２８８】
下水処理場の初沈汚泥と余剰汚泥を混合した有機汚泥を、有機性廃液として有機性廃液導入路２から嫌気性消化槽１に導入する。嫌気性消化槽１で微生物によって有機汚泥を消化した後、嫌気性消化槽１内の汚泥を消化汚泥排出路３から排出し、固液分離槽４で固形成分と溶解成分に分ける。溶解成分は処理水排出路８から、固形成分は濃縮汚泥排出路５からそれぞれ排出する。
【０２８９】
濃縮汚泥排出路５中の固形成分を汚泥廃棄路６から系外に排出するとともに、一部は汚泥返送路７を介してオゾン処理槽９に送る。また、嫌気性消化槽１で発生する消化ガスは消化ガス排出路２７によって排出する。
【０２９０】
汚泥返送路７を介してオゾン処理層９に送られた濃縮汚泥に対し、オゾン発生器１０で発生させたオゾンガスをオゾンガス注入路１１を通してオゾン処理槽９に注入し、オゾン処理槽９にて濃縮汚泥のオゾン処理を行なう。このとき、同時に過酸化水素導入ポンプ２９を動作させ、過酸化水素保持槽２８に保持された過酸化水素を、過酸化水素液導入路３０を通してオゾン処理槽９に導入し、過酸化水素存在下で濃縮汚泥のオゾン処理を行なう。
【０２９１】
この過酸化水素存在下でオゾン処理した濃縮汚泥を、オゾン処理液排出路３１を通して固液分離槽１７に送り、固液分離槽１７で固形成分と溶解成分に分ける。固形成分は処理廃液導入路１９から嫌気性消化槽１に導入し、微生物によって濃縮汚泥を分解する。一方、リンを多く含む溶解成分は、リン含有処理水排出路２０を通ってリン回収槽２４に送られる。この際、凝集剤導入ポンプ２２を動作させ、凝集剤保持槽２１に保持した炭酸カルシウム溶液を凝集剤導入路２３を通してリン含有処理水排出路２０に供給し、リン含有処理水排出路２０を通るリン含有処理水に混合させる。リン回収槽２４では、析出したリン酸カルシウムを分離しリン回収路２５から引き抜くとともに、リンを含まない処理水はリン回収後処理水導入路２６を通して嫌気性消化槽１に導入される。
【０２９２】
このように、濃縮した消化汚泥に対し過酸化水素存在下でオゾン処理を行なうことにより、オゾンよりもさらに強い酸化・分解作用を有するＯＨラジカルなどのラジカル種が生成し、このラジカルの作用によってによって濃縮汚泥の固形成分中の繊維質や細胞壁などの難溶解性物質を改質し、消化槽内の汚泥によって溶解されやすい易溶解性物質へと変換することができる。このためオゾン処理や過酸化水素の添加を単独で行なった場合に比べ、濃縮汚泥中の固形成分の溶解性を増大でき、汚泥のメタンへの変換率を大幅に向上できる。また、これに対応して、処分すべき汚泥の発生量も大幅に低減できる。
【０２９３】
さらに、ラジカル作用によって細胞壁の分解がより進むため、消化汚泥中の固形成分中に含有されるリンを固形成分外に高い効率で溶出でき、これを凝集剤を用いて固形状のリンとし、再利用可能なリンとして回収できる。したがって、エネルギー、資源同時回収型の消化汚泥の処理が可能となる。
【０２９４】
また、嫌気性消化槽の消化汚泥中には、生物によって溶解し難い難溶解性物質が多く蓄積している。したがって、本実施の形態のように、嫌気性消化槽内の汚泥を濃縮し、濃縮した消化汚泥中の固形物質を改質処理して易溶解性物質へ変換することによって、より効果的にエネルギー回収を進めることが可能となる。
【０２９５】
実施の形態３０
本発明のほかの実施の形態における有機性廃液の処理装置、およびそれを用いた有機性廃液の処理方法について説明する。
【０２９６】
図４０は、本実施の形態の有機性廃液の処理装置について、構成の概略および処理の流れを示した図である。図４０に示した本実施の形態の処理装置は、図３９に示した実施の形態２９の処理装置において、リン回収に関する部分を除いた構成となっている。すなわち、図３９に示した処理装置から、リン回収槽２４、固液分離槽１７、凝集剤保持槽２１などが除かれており、オゾン処理槽９がオゾン処理液排出路３１によって嫌気性消化槽１に接続されている。
【０２９７】
つぎに本実施の形態の処理装置の動作について説明する。
【０２９８】
下水処理場の初沈汚泥と余剰汚泥を混合した有機汚泥を、有機性廃液として有機性廃液導入路２から嫌気性消化槽１に導入する。嫌気性消化槽１で微生物によって有機汚泥を消化した後、嫌気性消化槽１内の汚泥を消化汚泥排出路３から排出し、固液分離槽４で固形成分と溶解成分に分ける。溶解成分は処理水排出路８から、固形成分は濃縮汚泥排出路５からそれぞれ排出する。
【０２９９】
濃縮汚泥排出路５中の固形成分を汚泥廃棄路６から系外に排出するとともに、一部は汚泥返送路７を介してオゾン処理槽９に送る。また、嫌気性消化槽１で発生する消化ガスは消化ガス排出路２７によって排出する。
【０３００】
汚泥返送路７を介してオゾン処理槽９に送られた濃縮汚泥に対し、オゾン発生器１０で発生させたオゾンガスをオゾンガス注入路１１を通してオゾン処理槽９に注入し、オゾン処理槽９にて濃縮汚泥のオゾン処理を行なう。このとき、同時に過酸化水素導入ポンプ２９を動作させ、過酸化水素保持槽２８に保持された過酸化水素を過酸化水素液導入路３０を通してオゾン処理槽９に導入し、過酸化水素存在下で濃縮汚泥のオゾン処理を行なう。
【０３０１】
この過酸化水素存在下でオゾン処理した濃縮汚泥を、オゾン処理液排出路３１を通して嫌気性消化槽１に導入し、微生物によって濃縮汚泥を分解する。
【０３０２】
本実施の形態は、濃縮汚泥中のリン含有量が少ない場合などに、汚泥からのエネルギー回収を優先して行なう場合の例である。このように、濃縮した消化汚泥に対し過酸化水素存在下でオゾン処理を行なうことにより、オゾンよりもさらに強い酸化・分解作用を有するＯＨラジカルなどのラジカル種が生成し、このラジカルの作用によって濃縮汚泥の固形成分中の繊維質や細胞壁などの難溶解性物質を改質し、消化槽内の汚泥によって溶解されやすい易溶解性物質へと変換することができる。このため、オゾン処理や過酸化水素の添加を単独で行なった場合に比べ、濃縮汚泥中の固形成分の溶解性を増大でき、汚泥のメタンへの変換率を大幅に向上できる。また、これに対応して、処分すべき汚泥の発生量も大幅に低減できる。
【０３０３】
また、嫌気性消化槽の消化汚泥中には、生物によって溶解し難い難溶解性物質が多く蓄積している。したがって、本実施の形態のように、嫌気性消化槽内の消化汚泥を濃縮し、濃縮した消化汚泥中の固形物質を改質処理して易溶解性物質へ変換することによって、より効果的にエネルギー回収を進めることが可能となる。
【０３０４】
実施の形態３１
本発明のほかの実施の形態における有機性廃液の処理装置、およびそれを用いた有機性廃液の処理方法について説明する。
【０３０５】
図４１は、本実施の形態の有機性廃液の処理装置について、その構成および処理の流れを示した図である。図４１に示すように、嫌気性消化槽１と有機性廃液導入路２の間にはオゾン処理槽９および固液分離槽１７が設けられている。オゾン処理槽９には、オゾンガス注入路１１を介してオゾン発生器１０が接続されている。このオゾン処理槽９の上面は、透明窓などにより紫外光を照射できる構造になっており、紫外線照射装置３２が設置されている。
【０３０６】
また、固液分離槽１７とリン回収槽２４は、リン含有処理水排出路２０によって接続されており、リン回収槽２４はリン回収後処理水導入路２６を介して嫌気性消化槽１に接続されている。リン含有処理水排出路２０には凝集剤導入路２３が接続され、凝集剤導入路２３の他端は凝集剤保持槽２１に接続されている。さらに、凝集剤導入路２３には凝集剤導入ポンプ２２が設置されている。
【０３０７】
また、嫌気性消化槽１には消化汚泥排出路３を介して固液分離槽４が接続され、固液分離槽４には濃縮汚泥排出路５および処理水排出路８が接続されている。
濃縮汚泥排出路５は汚泥廃棄路６と汚泥返送路７に分岐し、汚泥返送路７は嫌気性消化槽１に接続されている。また、嫌気性消化槽１には消化ガス排出路２７が接続されている。
【０３０８】
つぎに本実施の形態の処理装置の動作について説明する。
【０３０９】
下水処理場の初沈汚泥と余剰汚泥を混合した有機汚泥を、有機性廃液として有機性廃液導入路２からオゾン処理槽９に導入し、オゾン発生器１０で発生させたオゾンガスをオゾンガス注入路１１を通してオゾン処理槽９に注入し、有機汚泥のオゾン処理を行なう。
【０３１０】
このとき、同時に紫外線照射装置３２によりオゾン処理槽９の中の有機汚泥に紫外線を照射し、紫外線照射下で有機汚泥のオゾン処理を行なう。
【０３１１】
紫外線照射においては、波長１８０〜３００ｎｍ、出力５．０〜２００Ｗの紫外線を、５〜３０分程度照射することが好ましい。波長が１８０ｎｍよりも短いと、高いメタンガスへの変換効率およびリン溶出量を確保できるものの、大幅な効率向上にはつながらず経済的にコスト高となる。波長が３００ｎｍよりも長いと、有機性廃液中の有機物を充分に改質できずメタンガスへの変換効率を向上させることができない。また、汚泥中のリンを溶出させることもできない。また、出力が５．０Ｗよりも小さいと、有機性廃液中の有機物を充分に改質できずメタンガスへの変換効率を向上させることができない。また、汚泥中のリンを溶出させることもできない。出力が２００Ｗよりも大きい場合、高いメタンガスへの変換効率およびリン溶出量を確保できるものの、大幅な効率向上にはつながらず経済的にコスト高となる。さらに、照射時間が５分よりも短いと、有機性廃液中の有機物を充分に改質できずメタンガスへの変換効率を向上させることができない。また、汚泥中のリンを溶出させることもできない。照射時間が３０分よりも長い場合、高いメタンガスへの変換効率およびリン溶出量を確保できるものの、大幅な効率向上にはつながらず経済的にコスト高となる。
【０３１２】
また、オゾン処理におけるオゾン注入率は、０．０１〜０．１０ｇ−Ｏ３／ｇ−ＳＳが好ましく、とくに０．０３〜０．０７ｇ−Ｏ３／ｇ−ＳＳ程度が好ましい。オゾン注入率が０．０１ｇ−Ｏ３／ｇ−ＳＳより少ないと、有機性廃液中の有機物を充分に改質できずメタンガスへの変換効率を向上させることができない。また、汚泥中のリンを溶出させることもできない。一方、オゾン注入率が０．１０ｇ−Ｏ３／ｇ−ＳＳを超えると、高いメタンガスへの変換効率およびリン溶出量を確保できるものの、大幅な効率向上にはつながらず経済的にコスト高となる。
【０３１３】
この紫外線照射下でオゾン処理した有機汚泥を、オゾン処理液排出路３１を通して固液分離槽１７に送り、固液分離槽１７で固形成分と溶解成分に分ける。固形成分を処理廃液導入路１９から嫌気性消化槽１に導入し、微生物によって有機汚泥を消化する。一方、リンを多く含む溶解成分は、リン含有処理水排出路２０を通ってリン回収槽２４に送られる。この際、凝集剤導入ポンプ２２を動作させ、凝集剤保持槽２１に保持した炭酸カルシウム溶液を凝集剤導入路２３を通してリン含有処理水排出路２０に供給し、リン含有処理水排出路２０を通るリン含有処理水に混合させる。リン回収槽２４では、析出したリン酸カルシウムを分離しリン回収路２５から引き抜くとともに、リンを含まない処理水は、リン回収後処理水導入路２６を通して嫌気性消化槽１に導入する。
【０３１４】
また、嫌気性消化槽１内の汚泥を消化汚泥排出路３から排出し、固液分離槽４で固形成分と溶解成分に分け、溶解成分は処理水排出路８から、固形成分は濃縮汚泥排出路５からそれぞれ排出する。
【０３１５】
濃縮汚泥排出路５中の固形成分を汚泥廃棄路６から系外に排出するとともに、一部は汚泥返送路７を介して嫌気性消化槽１に返送する。また、嫌気性消化槽１で発生する消化ガスは消化ガス排出路２７によって排出する。
【０３１６】
このように、有機汚泥に対し紫外線照射下でオゾン処理を行なうことにより、オゾンよりもさらに強い酸化・分解作用を有するＯＨラジカルなどのラジカル種が生成し、このラジカルの作用によって有機汚泥の固形成分中の繊維質や細胞壁などの難溶解性物質を改質し、消化槽内の汚泥によって溶解されやすい易溶解性物質へと変換することができる。このためオゾン処理や紫外線照射を単独で行なう場合に比べ、有機汚泥中の固形成分の溶解性を増大でき、有機汚泥のメタンへの変換率を大幅に向上できる。また、これに対応して、処分すべき汚泥の発生量も大幅に低減できる。
【０３１７】
さらに、ラジカル作用によって細胞壁の分解がより進むため、有機汚泥中の固形成分中に含有されるリンを固形成分外に高い効率で溶出でき、これを凝集剤を用いて固形状のリンとし、再利用可能なリンとして回収できる。したがって、エネルギー、資源同時回収型の有機汚泥の処理が可能となる。
【０３１８】
実施の形態３２
本発明のほかの実施の形態における有機性廃液の処理装置、およびそれを用いた有機性廃液の処理方法について説明する。
【０３１９】
図４２は、本実施の形態の有機性廃液の処理装置について、その構成および処理の流れを示した図である。図４２に示した本実施の形態の処理装置は、図４１に示した実施の形態３１の処理装置において、リン回収に関する部分を除いた構成となっている。すなわち、図２３に示した処理装置から、リン回収槽２４、固液分離槽１７、凝集剤保持槽２１などが除かれており、オゾン処理槽９がオゾン処理液排出路３１によって嫌気性消化槽１に接続されている。
【０３２０】
つぎに本実施の形態の処理装置の動作について説明する。
【０３２１】
下水処理場の初沈汚泥と余剰汚泥を混合した有機汚泥を、有機性廃液として有機性廃液導入路２からオゾン処理槽９に導入し、オゾン発生器１０で発生させたオゾンガスをオゾンガス注入路１１を通してオゾン処理槽９に注入し、有機汚泥のオゾン処理を行なう。
【０３２２】
このとき、同時に紫外線照射装置３２によりオゾン処理槽９の中の有機汚泥に紫外線を照射し、紫外線照射下で有機汚泥のオゾン処理を行なう。
【０３２３】
この紫外線照射下でオゾン処理した有機汚泥を、オゾン処理液排出路３１を通して嫌気性消化槽１に導入し、微生物によって有機汚泥を消化する。また、嫌気性消化槽１内の汚泥を消化汚泥排出路３から排出し、固液分離槽４で固形成分と溶解成分に分け、溶解成分は処理水排出路８から、固形成分は濃縮汚泥排出路５からそれぞれ排出する。
【０３２４】
濃縮汚泥排出路５中の固形成分を汚泥廃棄路６から系外に排出するとともに、一部は汚泥返送路７を介して嫌気性消化槽１に返送する。また、嫌気性消化槽１で発生する消化ガスは消化ガス排出路２７によって排出する。
【０３２５】
本実施の形態は、有機汚泥中のリン含有量が少ない場合などに、有機汚泥からのエネルギー回収を優先して行なう場合の例である。このように、有機汚泥に対し紫外線照射下でオゾン処理を行なうことにより、ラジカル種の非常に強い酸化作用によって有機汚泥の固形成分中の繊維質や細胞壁などの難溶解性物質を改質し、消化槽内の汚泥によって溶解されやすい易溶解性物質へと変換することができる。このためオゾン処理や紫外線照射を単独で行なった場合に比べ、有機汚泥中の固形成分の溶解性を増大でき、有機汚泥のメタンへの変換率を大幅に向上できる。また、これに対応して、処分すべき汚泥の発生量も大幅に低減できる。
【０３２６】
実施の形態３３
本発明のほかの実施の形態における有機性廃液の処理装置、およびそれを用いた有機性廃液の処理方法について説明する。前記実施の形態３１では、流入する有機性廃液に対して紫外線照射下でオゾン処理を行なったが、本実施の形態では、嫌気性消化槽から引き抜いた消化汚泥に対して、紫外線照射下でオゾン処理を行なう。
【０３２７】
図４３は、本実施の形態の有機性廃液の処理装置について、その構成と処理の流れを示した図である。図４３に示すように、嫌気性消化槽１には有機性廃液導入路２が接続されている。嫌気性消化槽１には消化汚泥引抜き路３４が接続され、その他端はオゾン処理槽９へと接続されている。オゾン処理槽９は、オゾン処理液排出路３１によって固液分離槽１７に接続され、固液分離槽１７は、処理廃液導入路１９によって嫌気性消化槽１に接続されている。また、固液分離槽１７は、リン含有処理水排出路２０によってリン回収槽２４に接続され、リン回収槽２４はリン回収後処理水導入路２６を介して嫌気性消化槽１に接続されている。
【０３２８】
オゾン処理槽９には、オゾンガス注入路１１を介してオゾン発生器１０が接続している。また、このオゾン処理槽９の上面は、透明窓などにより紫外光を照射できる構造になっており、紫外線照射装置３２が設置されている。
【０３２９】
固液分離槽１７とリン回収槽２４は、リン含有処理水排出路２０によって接続されているが、このリン含有処理水排出路２０には凝集剤導入路２３を介して凝集剤保持槽２１が接続されている。凝集剤導入路２３には、凝集剤導入ポンプ２２が設置されている。
【０３３０】
さらに、嫌気性消化槽１には消化汚泥排出路３を介して固液分離槽４が接続され、固液分離槽４には濃縮汚泥排出路５および処理水排出路８が接続されている。濃縮汚泥排出路５は汚泥廃棄路６と汚泥返送路７に分岐し、汚泥返送路７は嫌気性消化槽１に接続されている。また、嫌気性消化槽１には消化ガス排出路２７が接続されている。
【０３３１】
つぎに本実施の形態の処理装置の動作について説明する。
【０３３２】
下水処理場の初沈汚泥と余剰汚泥を混合した有機汚泥を、有機性廃液として有機性廃液導入路２から嫌気性消化槽１に導入する。嫌気性消化槽１で微生物によって有機汚泥を消化した後、嫌気性消化槽１内の汚泥を消化汚泥排出路３から排出し、固液分離槽４で固形成分と溶解成分に分ける。溶解成分は処理水排出路８から、固形成分は濃縮汚泥排出路５からそれぞれ排出する。
【０３３３】
濃縮汚泥排出路５中の固形成分を汚泥廃棄路６から系外に排出するとともに、一部は汚泥返送路７を介して嫌気性消化槽１に返送する。また、嫌気性消化槽１で発生する消化ガスは、消化ガス排出路２７によって排出する。
【０３３４】
この嫌気性消化の過程において、嫌気性消化槽１の消化汚泥を消化汚泥引抜き路３４を通してオゾン処理槽９に導入し、オゾン発生器１０で発生させたオゾンガスをオゾンガス注入路１１を通してオゾン処理槽９に注入し、消化汚泥のオゾン処理を行なう。このとき、同時に紫外線照射装置３２によりオゾン処理槽９の中の消化汚泥に紫外線を照射し、紫外線照射下で消化汚泥のオゾン処理を行なう。
【０３３５】
この紫外線照射下でオゾン処理した消化汚泥を、オゾン処理液排出路３１を通して固液分離槽１７に送り、固液分離槽１７で固形成分と溶解成分に分ける。固形成分は、処理廃液導入路１９から嫌気性消化槽１に導入し、微生物によって消化汚泥を分解する。一方、リンを多く含む溶解成分は、リン含有処理水排出路２０を通ってリン回収槽２４に送られる。この際、凝集剤導入ポンプ２２を動作させ、凝集剤保持槽２１に保持した炭酸カルシウム溶液を凝集剤導入路２３を通してリン含有処理水排出路２０に供給し、リン含有処理水排出路２０を通るリン含有処理水に混合させる。リン回収槽２４では、析出したリン酸カルシウムを分離しリン回収路２５から引き抜くとともに、リンを含まない処理水はリン回収後処理水導入路２６を通して嫌気性消化槽１に導入される。
【０３３６】
このように、消化汚泥に対し紫外線照射下でオゾン処理を行なうことにより、オゾンよりもさらに強い酸化・分解作用を有するＯＨラジカルなどのラジカル種が生成し、このラジカルの作用によって消化汚泥の固形成分中の繊維質や細胞壁などの難溶解性物質を改質し、消化槽内の汚泥によって溶解されやすい易溶解性物質へと変換することができる。このためオゾン処理や紫外線照射を単独で行なった場合に比べ、消化汚泥中の固形成分の溶解性を増大でき、汚泥のメタンへの変換率を大幅に向上できる。また、これに対応して、処分すべき汚泥の発生量も大幅に低減できる。
【０３３７】
さらに、ラジカル作用によって細胞壁の分解がより進むため、消化汚泥中の固形成分中に含有されるリンを固形成分外に高い効率で溶出でき、これを凝集剤を用いて固形状のリンとし、再利用可能なリンとして回収できる。したがって、エネルギー、資源同時回収型の消化汚泥の処理が可能となる。
【０３３８】
また、嫌気性消化槽の消化汚泥中には、生物によって溶解し難い難溶解性物質が多く蓄積している。したがって、本実施の形態のように、嫌気性消化槽内の汚泥を引き抜き、引き抜いた消化汚泥中の固形物質を改質処理して易溶解性物質へ変換することによって、より効果的にエネルギー回収を進めることが可能となる。
【０３３９】
実施の形態３４
本発明のほかの実施の形態における有機性廃液の処理装置、およびそれを用いた有機性廃液の処理方法について説明する。
【０３４０】
図４４は、本実施の形態の有機性廃液の処理装置について、その構成および処理の流れを示した図である。図４４に示した本実施の形態の処理装置は、図４３に示した実施の形態３３の処理装置において、リン回収に関する部分を除いた構成となっている。すなわち、図４３に示した処理装置から、リン回収槽２４、固液分離槽１７、凝集剤保持槽２１などが除かれており、オゾン処理槽９がオゾン処理液排出路３１によって嫌気性消化槽１に接続されている。
【０３４１】
つぎに本実施の形態の処理装置の動作について説明する。
【０３４２】
下水処理場の初沈汚泥と余剰汚泥を混合した有機汚泥を、有機性廃液として有機性廃液導入路２から嫌気性消化槽１に導入する。嫌気性消化槽１で微生物によって有機汚泥を消化した後、嫌気性消化槽１内の汚泥を消化汚泥排出路３から排出し、固液分離槽４で固形成分と溶解成分に分ける。溶解成分は処理水排出路８から、固形成分は濃縮汚泥排出路５からそれぞれ排出する。
【０３４３】
濃縮汚泥排出路５中の固形成分を汚泥廃棄路６から系外に排出するとともに、一部は汚泥返送路７を介して嫌気性消化槽１に返送する。また、嫌気性消化槽１で発生する消化ガスは消化ガス排出路２７によって排出する。
【０３４４】
この嫌気性消化の過程において、嫌気性消化槽１の消化汚泥を消化汚泥引抜き路３４を通してオゾン処理槽９に導入し、オゾン発生器１０で発生させたオゾンガスをオゾンガス注入路１１を通してオゾン処理槽９に注入し、消化汚泥のオゾン処理を行なう。このとき、同時に紫外線照射装置３２によりオゾン処理槽９の中の消化汚泥に紫外線を照射し、紫外線照射下で消化汚泥のオゾン処理を行なう。
【０３４５】
この紫外線照射下でオゾン処理した消化汚泥を、オゾン処理液排出路３１を通して嫌気性消化槽１に導入し、微生物によって消化汚泥を分解する。
【０３４６】
本実施の形態は、消化汚泥中のリン含有量が少ない場合などに、汚泥からのエネルギー回収を優先して行なう場合の例である。このように、消化汚泥に対し紫外線照射下でオゾン処理を行なうことにより、オゾンよりもさらに強い酸化・分解作用を有するＯＨラジカルなどのラジカル種が生成し、このラジカルの作用によって消化汚泥の固形成分中の繊維質や細胞壁などの難溶解性物質を改質し、消化槽内の汚泥によって溶解されやすい易溶解性物質へと変換することができる。
このためオゾン処理や紫外線照射を単独で行なった場合に比べ、消化汚泥中の固形成分の溶解性を増大でき、汚泥のメタンへの変換率を大幅に向上できる。また、これに対応し、処分すべき汚泥の発生量も大幅に低減できる。
【０３４７】
また、嫌気性消化槽の消化汚泥中には、生物によって溶解し難い難溶解性物質が多く蓄積している。したがって、本実施の形態のように、嫌気性消化槽内の消化汚泥を引き抜き、引き抜いた消化汚泥中の固形物質を改質処理して易溶解性物質へ変換することによって、より効果的にエネルギー回収を進めることが可能となる。
【０３４８】
実施の形態３５
本発明のほかの実施の形態における有機性廃液の処理装置、およびそれを用いた有機性廃液の処理方法について説明する。前記実施の形態３１では、流入する有機性廃液に対して紫外線照射下でオゾン処理を行ない、前記実施の形態３３では、嫌気性消化槽から引き抜いた消化汚泥に対して紫外線照射下でオゾン処理を行なったが、本実施の形態では、嫌気性消化槽の消化汚泥を固液分離して得た濃縮汚泥に対して、紫外線照射下でオゾン処理を行なう。
【０３４９】
図４５は、本実施の形態の有機性廃液の処理装置について、その構成および処理の流れを示した図である。図４５に示すように、嫌気性消化槽１には有機性廃液導入路２が接続されている。嫌気性消化槽１には、消化汚泥排出路３を介して固液分離槽４が接続され、固液分離槽４には濃縮汚泥排出路５および処理水排出路８が接続されている。濃縮汚泥排出路５は汚泥廃棄路６と汚泥返送路７に分岐し、汚泥返送路７はオゾン処理層９に接続されている。また、嫌気性消化槽１には消化ガス排出路２７が接続している。
【０３５０】
オゾン処理槽９は、オゾン処理液排出路３１によって固液分離槽１７に接続され、固液分離槽１７は、処理廃液導入路１９によって嫌気性消化槽１に接続されている。また、固液分離槽１７は、リン含有処理水排出路２０によってリン回収槽２４に接続され、リン回収槽２４は、リン回収後処理水導入路２６を介して嫌気性消化槽１に接続されている。
【０３５１】
また、オゾン処理槽９にはオゾンガス注入路１１を介してオゾン発生器１０が接続している。このオゾン処理槽９の上面は、透明窓などにより紫外光を透過できる構造になっており、紫外線照射装置３２が設置されている。
【０３５２】
また、固液分離槽１７とリン回収槽２４はリン含有処理水排出路２０によって接続されているが、このリン含有処理水排出路２０には、凝集剤導入路２３を介して凝集剤保持槽２１が接続されている。また、凝集剤導入路２３には凝集剤導入ポンプ２２が設置されている。
【０３５３】
つぎに本実施の形態の処理装置の動作について説明する。
【０３５４】
下水処理場の初沈汚泥と余剰汚泥を混合した有機汚泥を、有機性廃液として有機性廃液導入路２から嫌気性消化槽１に導入する。嫌気性消化槽１で微生物によって有機汚泥を消化した後、嫌気性消化槽１内の汚泥を消化汚泥排出路３から排出し、固液分離槽４で固形成分と溶解成分に分ける。溶解成分は処理水排出路８から、固形成分は濃縮汚泥排出路５からそれぞれ排出する。
【０３５５】
濃縮汚泥排出路５中の固形成分を汚泥廃棄路６から系外に排出するとともに、一部は汚泥返送路７を介してオゾン処理槽９に送る。また、嫌気性消化槽１で発生する消化ガスは消化ガス排出路２７によって排出する。
【０３５６】
汚泥返送路７を介してオゾン処理槽９に送られた濃縮汚泥に対し、オゾン発生器１０で発生させたオゾンガスをオゾンガス注入路１１を通してオゾン処理槽９に注入し、オゾン処理槽９内で濃縮汚泥のオゾン処理を行なう。このとき、同時に紫外線照射装置３２によりオゾン処理槽９の中の消化汚泥に紫外線を照射し、紫外線照射下で濃縮汚泥のオゾン処理を行なう。
【０３５７】
この紫外線照射下でオゾン処理した濃縮汚泥を、オゾン処理液排出路３１を通して固液分離槽１７に送り、固液分離槽１７で固形成分と溶解成分に分ける。固形成分は処理廃液導入路１９から嫌気性消化槽１に導入し、微生物によって濃縮汚泥を分解する。一方、リンを多く含む溶解成分は、リン含有処理水排出路２０を通ってリン回収槽２４に送られる。この際、凝集剤導入ポンプ２２を動作させ、凝集剤保持槽２１に保持した炭酸カルシウム溶液をリン含有処理水排出路２０に供給し、リン含有処理水排出路２０を通るリン含有処理水に混合させる。リン回収槽２４では、析出したリン酸カルシウムを分離しリン回収路２５から引き抜くとともに、リンを含まない処理水はリン回収後処理水導入路２６を通して嫌気性消化槽１に導入される。
【０３５８】
このように、濃縮した消化汚泥に対し紫外線照射下でオゾン処理を行なうことによって、オゾンよりもさらに強い酸化・分解作用を有するＯＨラジカルなどのラジカル種が生成し、このラジカルの作用によって濃縮汚泥の固形成分中の繊維質や細胞壁などの難溶解性物質を改質し、消化槽内の汚泥によって溶解されやすい易溶解性物質へと変換することができる。このためオゾン処理あるいは紫外線照射を単独で行なった場合に比べ、濃縮汚泥中の固形成分の溶解性を増大でき、汚泥のメタンへの変換率を大幅に向上できる。また、これに対応し、処分すべき汚泥の発生量も大幅に低減できる。
【０３５９】
さらに、ラジカル作用によって細胞壁の分解がより進むため、濃縮汚泥中の固形成分中に含有されるリンを固形成分外に高い効率で溶出でき、これを凝集剤を用いて固形状のリンとし、再利用可能なリンとして回収できる。したがって、エネルギー、資源同時回収型の消化汚泥の処理が可能となる。
【０３６０】
また、嫌気性消化槽の消化汚泥中には、生物によって溶解し難い難溶解性物質が多く蓄積している。したがって、本実施の形態のように、嫌気性消化槽内の消化汚泥を濃縮し、濃縮した消化汚泥中の固形物質を改質処理して易溶解性物質へ変換することによって、より効果的にエネルギー回収を進めることが可能となる。
【０３６１】
実施の形態３６
本発明のほかの実施の形態における有機性廃液の処理装置、およびそれを用いた有機性廃液の処理方法について説明する。
【０３６２】
図４６は、本実施の形態の有機性廃液の処理装置について、その構成および処理の流れを示した図である。図４６に示した本実施の形態の処理装置は、図４５に示した実施の形態３５の処理装置において、リン回収に関する部分を除いた構成となっている。すなわち、図４５に示した処理装置から、リン回収槽２４、固液分離槽１７、凝集剤保持槽２１などが除かれており、オゾン処理槽９がオゾン処理液排出路３１によって嫌気性消化槽１に接続されている。
【０３６３】
つぎに本実施の形態の処理装置の動作について説明する。
【０３６４】
下水処理場の初沈汚泥と余剰汚泥を混合した有機汚泥を、有機性廃液として有機性廃液導入路２から嫌気性消化槽１に導入する。嫌気性消化槽１で微生物によって有機汚泥を消化した後、嫌気性消化槽１内の汚泥を消化汚泥排出路３から排出し、固液分離槽４で固形成分と溶解成分に分ける。溶解成分は処理水排出路８から、固形成分は濃縮汚泥排出路５からそれぞれ排出する。
【０３６５】
濃縮汚泥排出路５中の固形成分を汚泥廃棄路６から系外に排出するとともに、一部は汚泥返送路７を介してオゾン処理槽９に送る。また、嫌気性消化槽１で発生する消化ガスは消化ガス排出路２７によって排出する。
【０３６６】
汚泥返送路７を介してオゾン処理槽９へと送られた濃縮汚泥に対し、オゾン発生器１０で発生させたオゾンガスをオゾンガス注入路１１を通してオゾン処理槽９に注入して、オゾン処理槽９内で濃縮汚泥のオゾン処理を行なう。このとき、同時に紫外線照射装置３２によりオゾン処理槽９の中の濃縮汚泥に紫外線を照射し、紫外線照射下で濃縮汚泥のオゾン処理を行なう。
【０３６７】
この紫外線照射下でオゾン処理した濃縮汚泥を、オゾン処理液排出路３１を通して嫌気性消化槽１に導入し、微生物によって濃縮汚泥を消化する。
【０３６８】
本実施の形態は、濃縮汚泥中のリン含有量が少ない場合などに、汚泥からエネルギー回収を優先して行なう場合の例である。このように、濃縮した汚泥に対し紫外線照射下でオゾン処理を行なうことにより、オゾンよりもさらに強い酸化・分解作用を有するＯＨラジカルなどのラジカル種が生成し、このラジカルの作用によって濃縮汚泥の固形成分中の繊維質や細胞壁などの難溶解性物質を改質し、消化槽内の汚泥によって溶解されやすい易溶解性物質へと変換することができる。このため、オゾン処理あるいは紫外線照射を単独で行なった場合に比べ、濃縮汚泥中の固形成分の溶解性を増大でき、汚泥のメタンへの変換率を大幅に向上できる。また、これに対応し、処分すべき汚泥の発生量も大幅に低減できる。
【０３６９】
また、嫌気性消化槽の消化汚泥中には、生物によって溶解し難い難溶解性物質が多く蓄積している。したがって、本実施の形態のように、嫌気性消化槽内の消化汚泥を濃縮し、濃縮した消化汚泥中の固形物質を改質処理して易溶解性物質へ変換することによって、より効果的にエネルギー回収を進めることが可能となる。
【０３７０】
実施の形態３７
後述の実施例、および実施の形態１から３６においては、有機性廃液の嫌気性消化を１つの嫌気性消化槽で行なっているが、本発明はこれらに限られるものではない。たとえば、有機性廃液の嫌気性消化を、酸生成槽で溶解および酸生成を行なった後にメタン生成槽でメタン発酵を行なうように２槽で分けて行なう場合についても、本発明の処理装置および処理方法が適用可能であり、難溶解性物質の効率的な改質、リン回収率の向上など、同様の効果を得ることができる。
【０３７１】
とくに、前記実施の形態３、４、９、１０、１５、１６、２１、２２、２７、２８、３３、３４では嫌気性消化槽の消化汚泥を引き抜いて処理を行なったが、嫌気性消化を、酸生成槽で溶解および酸生成を行なった後にメタン生成槽でメタン発酵を行なうように２槽で行なう場合には、酸生成槽の汚泥を引き抜き同様の処理を行なうことで、同等またはそれ以上の効果が得られる。また、前記実施の形態５、６、１１、１２、１７、１８、２３、２４、２９、３０、３５、３６では嫌気性消化槽の消化汚泥を濃縮した濃縮汚泥の処理を行なったが、嫌気性消化を、酸生成槽で溶解および酸生成を行なった後にメタン生成槽でメタン発酵を行なうように２槽で行なう場合には、酸生成槽の汚泥を濃縮し、この濃縮した汚泥に同様の処理を行なうことで、同等またはそれ以上の効果が得られる。
【０３７２】
実施の形態３８
後述の実施例、および実施の形態１、３、５、７、９、１１、１３、１５、１７、１９、２１、２３、２５、２７、２９、３１、３３、３５においては溶出したリン回収に凝集剤として炭酸カルシウムを用いたが、これに限るものではなく、炭酸水素カルシウムなどほかのカルシウムを含む物質でも同等の効果が得られ、ＰＡＣ（ポリ塩化アルミニウム）などの一般的な凝集剤を用いてもよい。また、前記実施の形態では溶出したリンの回収方法として凝集剤を用いたが、これに限るものではなく、晶析法などの別のリン固形化方法を用いることもできる。
【０３７３】
また、これら実施の形態においては、リン回収後の液をリン回収後処理水導入路２６を用いて嫌気性消化槽に戻したが、これに限るものではなく、リン回収後の液を嫌気性消化槽に戻さず、別途処理を行なってもかまわない。
【０３７４】
実施の形態３９
後述の実施例、および前記実施の形態においては有機性廃液として下水処理場の初沈汚泥と余剰汚泥を混合したものを用いたが、これに限るものではなく、下水処理場の初沈汚泥、余剰汚泥、生ごみ、食品残渣、畜産糞尿、し尿、工場廃液、またはこれらの混合物など有機物濃度が高い汚泥、廃棄物、廃液に対して同等またはそれ以上の効果が得られる。
【０３７５】
また、後述の実施例、および実施の形態１〜３６においては、アルカリ処理に水酸化ナトリウムを用いたがこれに限るものではなく、水酸化カリウム等他のアルカリ性の薬剤を用いてもよい。
【０３７６】
実施の形態４０
前記実施の形態３１〜３６においては、紫外線を照射窓などによりオゾン処理槽の上面から照射したが、これに限るものではなく、オゾン処理槽の側面、下面に同様の照射窓などを設け紫外線を照射することができる。また、これらの実施の形態では紫外線照射装置をオゾン処理槽の外部に配置したがこれに限るものではなく、紫外線照射装置をオゾン処理槽内部に設置するようにしても、同等またはそれ以上の効果が得られる。
【０３７７】
【実施例】
実施例１〜３および比較例１〜３
下水処理場の余剰汚泥に対して、まずオゾン処理を行ない、その後さらにアルカリ処理を行なった。オゾン処理ではオゾン注入率を０．０５ｇ−Ｏ３／ｇ−ＳＳとし、アルカリ処理では水酸化ナトリウムを添加しｐＨ１２で１０分の保持を行なった。有効容積３．０Ｌの培養ビンにＴＳ濃度約２５，０００ｍｇ／Ｌの嫌気性消化汚泥を１．０Ｌ投入し、ここに、ｐＨを中性付近に調整しＴＳ濃度を約２５，０００ｍｇ／Ｌに調整した前記処理汚泥（オゾン処理とアルカリ処理を行なった汚泥）１．０Ｌを混合した。このようにして調製したＴＳ濃度約２５，０００ｍｇ／Ｌの混合汚泥２．０Ｌを、５０℃で嫌気状態に保ち消化処理を行なった（実施例１）。
【０３７８】
また、比較のため、同じ余剰汚泥に対して、オゾン処理のみ（アルカリ処理なし）およびアルカリ処理のみ（オゾン処理なし）を行なった。オゾン処理ではオゾン注入率を０．０５ｇ−Ｏ３／ｇ−ＳＳとし、アルカリ処理ではｐＨ１２で１０分の保持を行なった。有効容積３．０Ｌの培養ビンにＴＳ濃度約２５，０００ｍｇ／Ｌの嫌気性消化汚泥を１．０Ｌ投入し、さらにｐＨを中性付近に調整しＴＳ濃度を約２５，０００ｍｇ／Ｌに調整した前記各処理汚泥（オゾン処理のみを行なった汚泥、またはアルカリ処理のみを行なった汚泥）１．０Ｌを混合した。
このようにして調製したＴＳ濃度約２５，０００ｍｇ／Ｌの混合汚泥２．０Ｌを５０℃で嫌気状態に保ち消化処理を行なった（比較例１および２）。
【０３７９】
また、アルカリ処理時のｐＨが消化処理に及ぼす影響を調べるため、オゾン処理とアルカリ処理を行なった汚泥をｐＨの調整を行なわずに嫌気性消化汚泥と混合し、５０℃で嫌気状態に保ち消化処理を行なった（実施例２）。
【０３８０】
さらに、アルカリ処理時に添加したナトリウムイオンの影響を調べるため、オゾン処理とアルカリ処理を行なった汚泥を遠心分離を行ない、沈殿物を純水に再度懸濁させる操作を２回行い、処理汚泥を洗浄した。この洗浄後の汚泥を上記の他の処理汚泥同様、ｐＨを中性付近に調整した後、嫌気性消化汚泥と混合し５０℃で嫌気状態に保ち消化処理を行なった（実施例３）。
【０３８１】
また、対照実験として、オゾン処理およびアルカリ処理のいずれの処理も行なっていないＴＳ濃度約２５，０００ｍｇ／Ｌの嫌気性消化汚泥２．０Ｌについても、同様に５０℃で嫌気状態に保ち消化処理を行なった（比較例３）。
【０３８２】
【表１】
Figure 2004058047
【０３８３】
本実験におけるＴＳ濃度の経日変化を図１に、消化ガスの発生量（積算量）を図２に示す。図１および図２において、白丸はいずれの処理も行なわなかった場合（比較例１）、白四角はアルカリ処理のみを行なった場合（比較例２）、白三角はオゾン処理のみを行なった場合（比較例１）、黒丸はオゾン処理とアルカリ処理とを行ないｐＨ調整を行なった場合（実施例１）、黒四角はオゾン処理とアルカリ処理とを行ないｐＨ調整を行なわなかった場合（実施例２）、白ひし形はオゾン処理とアルカリ処理とを行ないその後洗浄した場合（実施例３）について、ＴＳ濃度の経日変化および積算の消化ガス発生量をあらわしている。
【０３８４】
図１に示すように、時間の経過とともに汚泥中の固形物の溶解がすすみ、ＴＳ濃度は低下していく。また、オゾン処理あるいはアルカリ処理を行なうことにより、固形物の溶解がより促進され、ＴＳ濃度の低下の度合いは大きくなる。さらに、オゾン処理とアルカリ処理とを併用する本発明の改質処理を行なえば、さらに固形物の溶解が促進され、ＴＳ濃度の低減効果が著しく大きくなることがわかる。
【０３８５】
たとえば、１５日間でのＴＳ濃度の低下は、オゾン処理のみを行なった場合では約３，０００ｍｇ／Ｌ、アルカリ処理のみを行なった場合では約１，５００ｍｇ／Ｌであるのに対し、オゾン処理とアルカリ処理とを併用した場合におけるＴＳ濃度の低下は約８，０００ｍｇ／Ｌとなり、オゾン処理単独とアルカリ処理単独との単純な和では得られない大幅に大きなＴＳ濃度の低減が得られている。
【０３８６】
また、オゾン処理とアルカリ処理を併用した場合でも、処理後ｐＨを調整しなかった場合は、ｐＨ調整を行なった場合に比べＴＳ濃度の低下は約１／２と小さくなった。アルカリ処理時の高いｐＨは嫌気性消化の微生物活性を阻害する可能性があるため、オゾン処理とアルカリ処理を併用した処理のＴＳ濃度低減すなわち汚泥溶解効果をより確実に得るためには、ｐＨを中性付近に調整した後、嫌気性消化へ導入することが有効であることがわかった。
【０３８７】
さらに、オゾン処理とアルカリ処理を併用した場合でも、処理後洗浄した汚泥のほうが未洗浄に比べＴＳ濃度の低下の効果はさらに大きくなった。アルカリ処理時に添加したナトリウムイオンは嫌気性消化の微生物活性を阻害する可能性があるため、オゾン処理とアルカリ処理を併用した処理のＴＳ濃度低減すなわち汚泥溶解効果をより高く得るためには、添加したナトリウムイオンを洗浄などで除去もしくはその濃度を低減した後、嫌気性消化へ導入することが有効であることがわかった。
【０３８８】
また、図２から明らかなように、オゾン処理とアルカリ処理とを併用した場合の消化ガス発生量は、オゾン処理単独やアルカリ処理単独での消化ガス発生量よりも大きい。また、オゾン処理とアルカリ処理とを併用した場合の消化ガス発生量は、オゾン処理単独でのガス発生量とアルカリ処理単独での消化ガス発生量の和よりもさらに大きくなっており、両処理の併用に相乗効果があることがわかる。また、洗浄を行なった汚泥では未洗浄に比べ消化ガス発生量が大きく、洗浄によってナトリウムイオンを除去した効果が顕著であった。
【０３８９】
また、オゾンとアルカリの併用処理、オゾン処理、アルカリ処理を行なった直後の汚泥の遠心分離を行ない、上澄み液中のリン濃度を測定した。結果を図３に示す。オゾン処理とアルカリ処理とを併用した場合のリン濃度は、オゾン処理単独あるいはアルカリ処理単独でのリン濃度よりも大幅に大きくなった。また、オゾン処理とアルカリ処理とを併用した場合のリン濃度は、オゾン処理単独およびアルカリ処理単独でのリン濃度の和よりもさらに大きくなっており、両処理の併用による相乗効果が見られる。また、このようにリンが溶出した上澄み液に炭酸カルシウム溶液を混合して攪拌すると溶液中のリンをリン酸カルシウムとして析出することができ、さらに遠心分離を行なうことで固形状のリンとして回収できた。このときのリン回収量はオゾン処理とアルカリ処理とを併用した場合に最も大きかった。
【０３９０】
また、このリンを回収した後の溶液中のナトリウムイオンをイオン交換によって除去した後、上記のオゾン処理とアルカリ処理の併用処理を行なった汚泥を洗浄したものと混合し、ｐＨ、ＴＳ濃度を調整し、上記と同様の実験を行なったところ、ＴＳ濃度低下については洗浄汚泥と同様の効果が、消化ガス発生量については洗浄汚泥よりもさらに高い消化ガス発生量を得ることができた。
【０３９１】
これらの結果より、オゾン処理後さらにアルカリ処理をする本発明の処理方法は、汚泥中の固形成分の低減すなわち溶解、および消化ガスの発生を促進させる効果が大であり、さらに、汚泥中のリンを溶出、回収する効果も大きいことがわかった。また、このように処理した汚泥を嫌気性消化する場合、ｐＨを中性付近に調整すること、アルカリ処理時に添加したナトリウムイオンを除去することによってさらに大きな効果を確保できることがわかった。さらに、リン回収後の溶液についてもイオン除去、ｐＨ調整を行ない嫌気性消化することでリンと同時に溶出した有機物をメタンに変換でき、消化ガス発生量を増大できることがわかった。
【０３９２】
ところで、オゾン処理におけるオゾン注入率は、０．０１〜０．１０ｇ−Ｏ３／ｇ−ＳＳが好ましく、とくに０．０３〜０．０７ｇ−Ｏ３／ｇ−ＳＳ程度が好ましい。オゾン注入率が０．０１ｇ−Ｏ３／ｇ−ＳＳより少ないと、有機性廃液中の有機物を充分に改質できずメタンガスへの変換効率を向上させることができない。また、汚泥中のリンを溶出させることもできない。一方、オゾン注入率が０．１０ｇ−Ｏ３／ｇ−ＳＳを超えると、高いメタンガスへの変換効率およびリン溶出量を確保できるものの、大幅な効率向上にはつながらず経済的にコスト高となる。
【０３９３】
また、アルカリ処理は、ｐＨ９〜１３の範囲で、５〜３０分程度行なうのが好ましい。ｐＨが９よりも低いと、有機性廃液中の有機物を充分に改質できずメタンガスへの変換効率を向上させることができない。また、汚泥中のリンを溶出させることもできない。一方、ｐＨを１３よりも高くした場合、高いメタンガスへの変換効率およびリン溶出量を確保できるものの、大幅な効率向上にはつながらず経済的にコスト高となる。また、処理時間が５分よりも短いと、有機性廃液中の有機物を充分に改質できずメタンガスへの変換効率を向上させることができない。また、汚泥中のリンを溶出させることもできない。処理時間が３０分よりも長い場合、高いメタンガスへの変換効率およびリン溶出量を確保できるものの、大幅な効率向上にはつながらず経済的にコスト高となる。
【０３９４】
実施例４および比較例４〜６
下水処理場の余剰汚泥に対して、まず過酸化水素を添加し、その後すばやくオゾン処理を行なった。過酸化水素は添加後の濃度が２０〜１００ｍｇ／Ｌとなるように加え、オゾン処理ではオゾン注入率を０．０５ｇ−Ｏ３／ｇ−ＳＳとした。有効容積３．０Ｌの培養ビンにＴＳ濃度約２５，０００ｍｇ／Ｌの嫌気性消化汚泥を１．０Ｌ投入し、ここに、ＴＳ濃度を約２５，０００ｍｇ／Ｌに調整した前記処理汚泥（過酸化水素添加後にオゾン処理を行なった汚泥）１．０Ｌを混合した。このようにして調製したＴＳ濃度約２５，０００ｍｇ／Ｌの混合汚泥２．０Ｌを、５０℃で嫌気状態に保ち消化処理を行なった（実施例４）。
【０３９５】
また、比較のため、同じ余剰汚泥に対して、過酸化水素の添加のみ（オゾン処理なし）およびオゾン処理のみ（過酸化水素を添加せず）をおこなった。過酸化水素の添加は、添加後の濃度が２０〜１００ｍｇ／Ｌとなるように行ない、オゾン処理では、オゾン注入率を０．０５ｇ−Ｏ３／ｇ−ＳＳとした。有効容積３．０Ｌの培養ビンにＴＳ濃度約２５，０００ｍｇ／Ｌの嫌気性消化汚泥を１．０Ｌ投入し、さらにｐＨを中性付近に調整しＴＳ濃度を約２５，０００ｍｇ／Ｌに調整した前記各処理汚泥（過酸化水素の添加のみを行なった汚泥、またはオゾン処理のみを行なった汚泥）１．０Ｌを混合した。このようにして調製したＴＳ濃度約２５，０００ｍｇ／Ｌの混合汚泥２．０Ｌを、５０℃で嫌気状態に保ち消化処理を行なった（比較例４および５）。
【０３９６】
また、対照実験として、オゾン処理および過酸化水素の添加のいずれも行なっていないＴＳ濃度約２５，０００ｍｇ／Ｌの嫌気性消化汚泥２．０Ｌについても、同様に５０℃で嫌気状態に保ち消化処理を行なった（比較例６）。
【０３９７】
【表２】
Figure 2004058047
【０３９８】
本実験におけるＴＳ濃度の経日変化を図４に、消化ガスの発生量（積算量）を図５に示す。図４および図５において、白丸はいずれの処理も行なわなかった場合（比較例６）、白四角は過酸化水素の添加のみを行なった場合（比較例４）、白三角はオゾン処理のみを行なった場合（比較例５）、黒丸は過酸化水素の添加とオゾン処理とを行なった場合（実施例４）について、ＴＳ濃度の経日変化および積算の消化ガス発生量をあらわしている。
【０３９９】
図４に示すように、時間の時間の経過とともに汚泥中の固形物の溶解がすすみ、ＴＳ濃度は低下する。過酸化水素の添加やオゾン処理を行なうことにより、固形物の溶解がより促進され、ＴＳ濃度の低下の度合いは大きくなる。さらに、過酸化水素の添加後すぐにオゾン処理を行なう、すなわち過酸化水素存在下でオゾン処理を行なう本発明の改質処理によれば、固形物の溶解がさらに促進され、ＴＳ濃度の低減効果は著しく大きくなる。
【０４００】
たとえば、１５日間でのＴＳ濃度の低下は、過酸化水素の添加のみを行なった場合では約１，３００ｍｇ／Ｌ、オゾン処理のみを行なった場合では約３，０００ｍｇ／Ｌであるのに対し、過酸化水素の添加直後にオゾン処理を行なう併用処理においては約９，０００ｍｇ／Ｌであり、過酸化水素の添加およびオゾン処理をそれぞれ単独でおこなった場合の和よりも大幅に大きなＴＳ濃度の低減が得られた。
【０４０１】
また、本実験における消化ガス発生量（積算量）は図５に示すとおりであり、過酸化水素の添加とオゾン処理とを併用した場合の消化ガス発生量は、過酸化水素の添加のみ、あるいはオゾン処理のみの場合の消化ガス発生量よりも大きい。
また、過酸化水素の添加とオゾン処理とを併用した場合の消化ガス発生量は、過酸化水素の添加のみの場合のガス発生量とオゾン処理のみの場合の消化ガス発生量の和よりもさらに大きくなっており、併用による相乗効果が確認できる。
【０４０２】
また、過酸化水素共存下でのオゾン処理、オゾン処理のみまたは過酸化水素処理のみを行なった直後の汚泥の遠心分離を行ない、上澄み液中のリン濃度を測定したところ、結果は図６に示すようになった。過酸化水素存在下でオゾン処理をおこなった場合のリン濃度は、過酸化水素の添加のみを行なった場合のリン濃度、あるいはオゾン処理のみを行なった場合のリン濃度よりもはるかに大であり、両者の和とくらべても大幅に大きくなっている。また、このようにリンが溶出した上澄み液に炭酸カルシウム溶液を混合して攪拌すると溶液中のリンをリン酸カルシウムとして析出することができ、さらに遠心分離を行なうことで固形状のリンとして回収できた。このときのリン回収量は過酸化水素共存下でのオゾン処理の場合に最も大きかった。
【０４０３】
これらの結果より、過酸化水素存在下でオゾン処理を行なう本発明の処理方法は、汚泥中の固形成分の低減すなわち溶解、および消化ガスの発生を促進させる効果が大であり、さらに汚泥中のリンを溶出、回収する効果も大きいことがわかった。
【０４０４】
ところで、前述のとおり、過酸化水素は、添加後の濃度が２０〜１００ｍｇ／Ｌとなるように加えるのが好ましい。添加後の濃度が２０ｍｇ／Ｌよりも低いと、有機性廃液中の有機物を充分に改質できずメタンガスへの変換効率を向上させることができない。また、汚泥中のリンを溶出させることもできない。一方、添加後の濃度が１００ｍｇ／Ｌよりも高い場合、高いメタンガスへの変換効率およびリン溶出量を確保できるものの、大幅な効率向上にはつながらず経済的にコスト高となる。
【０４０５】
また、すでに述べたように、オゾン処理におけるオゾン注入率は、０．０１〜０．１０ｇ−Ｏ３／ｇ−ＳＳが好ましく、とくに０．０３〜０．０７ｇ−Ｏ３／ｇ−ＳＳ程度が好ましい。オゾン注入率が０．０１ｇ−Ｏ３／ｇ−ＳＳより少ないと、有機性廃液中の有機物を充分に改質できずメタンガスへの変換効率を向上させることができない。また、汚泥中のリンを溶出させることもできない。一方、オゾン注入率が０．１０ｇ−Ｏ３／ｇ−ＳＳを超えると、高いメタンガスへの変換効率およびリン溶出量を確保できるものの、大幅な効率向上にはつながらず経済的にコスト高となる。
【０４０６】
実施例５および比較例７〜９
下水処理場の余剰汚泥に対して、紫外線を照射し、同時にオゾン処理を行なった。紫外線照射は、波長２６０ｎｍ、出力１００Ｗの紫外線ランプを３０分間照射することにより行ない、オゾン処理ではオゾン注入率を０．０５ｇ−Ｏ３／ｇ−ＳＳとした。有効容積３．０Ｌの培養ビンにＴＳ濃度約２５，０００ｍｇ／Ｌの嫌気性消化汚泥を１．０Ｌ投入し、ここに、ＴＳ濃度を約２５，０００ｍｇ／Ｌに調整した前記処理汚泥（紫外線照射とオゾン処理とを行なった汚泥）１．０Ｌを混合した。このようにして調製したＴＳ濃度約２５，０００ｍｇ／Ｌの混合汚泥２．０Ｌを、５０℃で嫌気状態に保ち消化処理を行なった（実施例５）。
【０４０７】
また、比較のため、同じ余剰汚泥に対して、紫外線照射のみ（オゾン処理なし）およびオゾン処理のみ（紫外線照射なし）を行なった。紫外線照射は、波長２６０ｎｍ、出力１００Ｗの紫外線ランプを３０分間照射することにより行ない、オゾン処理ではオゾン注入率を０．０５ｇ−Ｏ３／ｇ−ＳＳとした。有効容積３．０Ｌの培養ビンにＴＳ濃度約２５，０００ｍｇ／Ｌの嫌気性消化汚泥を１．０Ｌ投入し、さらにＴＳ濃度を約２５，０００ｍｇ／Ｌに調整した前記各処理汚泥（紫外線照射のみを行なった汚泥、またはオゾン処理のみを行なった汚泥）１．０Ｌを混合した。このようにして調製したＴＳ濃度約２５，０００ｍｇ／Ｌの混合汚泥２．０Ｌを、５０℃で嫌気状態に保ち消化処理を行なった（比較例７および８）。
【０４０８】
また、対照実験として、紫外線照射およびオゾン処理のいずれの処理も行なっていないＴＳ濃度約２５，０００ｍｇ／Ｌの嫌気性消化汚泥２．０Ｌについても、同様に５０℃で嫌気状態に保ち消化処理を行なった（比較例９）。
【０４０９】
【表３】
Figure 2004058047
【０４１０】
本実験におけるＴＳ濃度の経日変化を図７に、消化ガスの発生量（積算量）を図８に示す。示す。図７および図８において、白丸はいずれの処理も行なわなかった場合（比較例９）、白四角は紫外線照射のみを行なった場合（比較例７）、白三角はオゾン処理のみを行なった場合（比較例８）、黒丸は紫外線照射と同時にオゾン処理を行なった場合（実施例５）について、ＴＳ濃度の経日変化および積算の消化ガス発生量をあらわしている。
【０４１１】
図７に示すように、時間の経過とともに汚泥中の固形物の溶解がすすみ、ＴＳ濃度が低下する。また、紫外線照射処理やオゾン処理を行なうことにより、固形物の溶解が促進され、ＴＳ濃度の低下の度合いは大きくなる。さらに、紫外線照射下でオゾン処理を行なう本発明の改質処理によれば、固形物の溶解はさらに促進され、ＴＳ濃度の低減効果が著しく大きくなった。
【０４１２】
たとえば、１５日間でのＴＳ濃度の低下は、紫外線照射のみを行なった場合では約８００ｍｇ／Ｌ、オゾン処理のみを行なった場合では約３，０００ｍｇ／Ｌであるのに対し、紫外線照射下でオゾン処理を行なう併用処理の場合には約７，０００ｍｇ／Ｌとなり、紫外線照射単独とオゾン処理単独との単純な和では得られない大幅に大きな濃度の低減が得られた。
【０４１３】
また、このときの消化ガス発生量（積算量）は図８に示すとおりであり、紫外線照射下でオゾン処理を行なう併用処理でのガス発生量は、紫外線照射単独あるいはオゾン処理単独でのガス発生量よりも大幅に大きく、両者の和とくらべてもより大きくなっている。
【０４１４】
また、紫外線照射下でのオゾン処理、オゾン処理、紫外線照射処理を行なった直後の汚泥の遠心分離を行ない、上澄み液中のリン濃度を測定したところ、結果は図９に示すようになった。紫外線照射下でオゾン処理を行なう併用処理でのリン濃度は、紫外線照射単独あるいはオゾン処理単独の場合のリン濃度よりもはるかに大きく、両者の和とくらべても大幅に大きくなっている。また、このようにリンが溶出した上澄み液に炭酸カルシウム溶液を混合して攪拌すると溶液中のリンをリン酸カルシウムとして析出することができ、さらに遠心分離を行なうことで固形状のリンとして回収できた。このときのリン回収量は紫外線照射下でのオゾン処理の場合に最も大きかった。
【０４１５】
これらの結果より、紫外線照射下でオゾン処理を行なう本発明の処理方式は、汚泥中の固形成分の低減すなわち溶解、および消化ガスの発生を促進する効果が大きく、さらに汚泥中のリンを溶出させる効果も大きいことがわかった。
【０４１６】
ところで、紫外線処理においては、波長１８０〜３００ｎｍ、出力５．０〜２００Ｗの紫外線を、５〜３０分程度照射することが好ましい。波長が１８０ｎｍよりも短いと、高いメタンガスへの変換効率およびリン溶出量を確保できるものの、大幅な効率向上にはつながらず経済的にコスト高となる。波長が３００ｎｍよりも長いと、有機性廃液中の有機物を充分に改質できずメタンガスへの変換効率を向上させることができない。また、汚泥中のリンを溶出させることもできない。また、出力が５．０Ｗよりも小さいと、有機性廃液中の有機物を充分に改質できずメタンガスへの変換効率を向上させることができない。また、汚泥中のリンを溶出させることもできない。出力が２００Ｗよりも大きい場合、高いメタンガスへの変換効率およびリン溶出量を確保できるものの、大幅な効率向上にはつながらず経済的にコスト高となる。さらに、照射時間が５分よりも短いと、有機性廃液中の有機物を充分に改質できずメタンガスへの変換効率を向上させることができない。また、汚泥中のリンを溶出させることもできない。照射時間が３０分よりも長い場合、高いメタンガスへの変換効率およびリン溶出量を確保できるものの、大幅な効率向上にはつながらず経済的にコスト高となる。
【０４１７】
また、すでに述べたように、オゾン処理におけるオゾン注入率は、０．０１〜０．１０ｇ−Ｏ３／ｇ−ＳＳが好ましく、とくに０．０３〜０．０７ｇ−Ｏ３／ｇ−ＳＳ程度が好ましい。オゾン注入率が０．０１ｇ−Ｏ３／ｇ−ＳＳより少ないと、有機性廃液中の有機物を充分に改質できずメタンガスへの変換効率を向上させることができない。また、汚泥中のリンを溶出させることもできない。一方、オゾン注入率が０．１０ｇ−Ｏ３／ｇ−ＳＳを超えると、高いメタンガスへの変換効率およびリン溶出量を確保できるものの、大幅な効率向上にはつながらず経済的にコスト高となる。
【０４１８】
実施例６〜９および比較例１０
前記実施例１〜５では、実験の期間中、培養ビンへの汚泥の追加や、培養ビンからの汚泥の引き抜きは行なっていない。しかし、現実の汚泥処理プラントにおいては、汚泥の投入と引き抜きとが継続的に行なわれている。そこで、連続的に下水処理場の余剰汚泥を投入して消化を行なう連続処理実験を実施した。
【０４１９】
有効容積５．０Ｌの培養ビンを５本用意し、それぞれにＴＳ濃度約２５，０００ｍｇ／Ｌの嫌気性消化汚泥を４．０Ｌ投入し、５０℃で嫌気性消化を行なった。５本の培養ビンには、改質処理を行なった余剰汚泥をＴＳ濃度約２５，０００ｍｇ／Ｌに調整し、１日に１回、それぞれ０．８Ｌ、０．４Ｌ、０．２６Ｌ、０．２Ｌ、０．１３Ｌずつ投入した。なお、培養ビン内の汚泥の量を一定とするため、余剰汚泥を投入する直前に、投入する量と同量の汚泥を培養ビンから引き抜いている。この投入および引き抜きの実験操作により、余剰汚泥の各培養ビンにおける滞留時間はそれぞれ、５日、１０日、１５日、２０日、３０日となる。
【０４２０】
また、余剰汚泥の改質処理は、オゾン処理後アルカリ処理（実施例６）、過酸化水素存在下でのオゾン処理（実施例７）、または紫外線照射下でのオゾン処理（実施例８）とし、各処理の条件はそれぞれ前記実施例１、４および５と同様とした。なお、対照実験として改質処理汚泥の代わりに未処理の余剰汚泥を投入する実験も行なった（比較例１０）。また、オゾン処理後アルカリ処理（前記実験１）については洗浄を行なった汚泥についても行なった（実施例９）。
【０４２１】
【表４】
Figure 2004058047
【０４２２】
これら未処理も含め４種の改質処理についてそれぞれ、所定量の投入と引き抜きとを行いつつ嫌気性消化をおこなう連続実験を３ヵ月継続し、投入した全汚泥中の総ＴＳ量と溶解されずに残ったＴＳの総量から、嫌気性消化によって消化した固形物の割合、すなわちＴＳ低減率を求めた。
【０４２３】
図１０に、投入余剰汚泥の培養ビン内での滞留時間とＴＳ低減率の関係を示す。図１０において、白丸は余剰汚泥に改質処理を加えなかった場合（比較例１０）、黒四角は余剰汚泥にオゾン処理およびアルカリ処理を行なった場合（実施例６）、黒丸は余剰汚泥に過酸化水素の添加とオゾン処理とを行なった場合（実施例７）、黒三角は余剰汚泥に紫外線照射下でオゾン処理を行なった場合（実施例８）、白ひし形は余剰汚泥にオゾン処理およびアルカリ処理を行ない、さらに洗浄した場合（実施例９）を、それぞれあらわしている。
【０４２４】
図１０からわかるように、未処理の余剰汚泥では、滞留時間１０日ではほとんど固形成分の低減は起こらず、滞留時間３０日の場合でようやくＴＳ低減率約５０％となった。これに対し、本発明の改質処理、すなわちオゾン処理とその後のアルカリ処理、過酸化水素存在下でのオゾン処理あるいは紫外線照射下でのオゾン処理を行なった汚泥では、いずれも滞留時間１０日でもＴＳ低減が起こり、滞留時間１０日で２０〜６０％のＴＳ低減率が得られた。また、滞留時間３０日ではいずれの改質処理も、８０％程度の高いＴＳ低減率が得られた。また、オゾン処理後アルカリ処理では洗浄を行なったほうが未洗浄に比べＴＳ低減が速く起こり、かつ、滞留時間３０日でのＴＳ低減率も高く得られた。
【０４２５】
本実験の結果から、これら本発明の改質処理によって余剰汚泥の消化を短時間で行なうことができ、ＴＳ低減率も高くできることがわかった。
【０４２６】
【発明の効果】
本発明によれば、流入する有機性廃液、嫌気性消化を行なう槽から引き抜いた消化汚泥、嫌気性消化を行なう槽の消化汚泥を固液分離した濃縮汚泥の少なくともひとつ、あるいはこれらの混合物に対し、オゾン処理を行ない、引き続きアルカリ処理を行なうことにより、汚泥の溶解量およびメタンへの変換量を大幅に増大することができる。また、これに対応して、処分すべき汚泥の発生量も大幅に低減できる。
【０４２７】
また、アルカリ処理後にｐＨの調整を行なう、あるいはアルカリ処理後に嫌気性消化阻害物質の濃度を低減させることにより、嫌気性消化槽内の微生物の活性阻害を回避し、汚泥の溶解量の増大、メタンへの変換量の増大、処分すべき汚泥量の低減といった効果を、より確実、安定に得ることができる。
【０４２８】
また本発明によれば、流入する有機性廃液、嫌気性消化を行なう槽から引き抜いた消化汚泥、嫌気性消化を行なう槽の消化汚泥を固液分離した濃縮汚泥の少なくともひとつ、あるいはこれらの混合物に対し、オゾン処理を行ない、引き続きアルカリ処理を行なうことにより、汚泥の溶解量およびメタンへの変換量だけでなく、同時に汚泥からのリン溶出量を大幅に増大することができる。さらに、溶出したリンを凝集、膜分離によって再利用可能なリンとして回収することができ、汚泥からのエネルギーとリンの同時回収が達成できる。
【０４２９】
また、アルカリ処理後にｐＨの調整を行なう、あるいはアルカリ処理後に嫌気性消化阻害物質の濃度を低減させることにより、嫌気性消化槽内の微生物の活性阻害を回避し、リン溶出量の増大およびエネルギーとリンの同時回収といった効果を、より確実、安定に得ることができる。
【０４３０】
また本発明によれば、流入する有機性廃液、嫌気性消化を行なう槽から引き抜いた消化汚泥、嫌気性消化を行なう槽の消化汚泥を固液分離した濃縮汚泥の少なくともひとつ、あるいはこれらの混合物に対し、過酸化水素存在下でオゾン処理を行なうことにより、汚泥の溶解量およびメタンへの変換量を大幅に増大することができる。また、これに対応して、処分すべき汚泥の発生量も大幅に低減できる。
【０４３１】
さらに本発明によれば、流入する有機性廃液、嫌気性消化を行なう槽から引き抜いた消化汚泥、嫌気性消化を行なう槽の消化汚泥を固液分離した濃縮汚泥の少なくともひとつ、あるいはこれらの混合物に対し、過酸化水素存在下でオゾン処理を行なうことにより、汚泥の溶解量およびメタンへの変換量だけでなく、同時に汚泥からのリン溶出量を大幅に増大することができる。さらに、溶出したリンを凝集、膜分離によって再利用可能なリンとして回収することができ、汚泥からのエネルギーとリンの同時回収が達成できる。
【０４３２】
また本発明によれば、流入する有機性廃液、嫌気性消化を行なう槽から引き抜いた消化汚泥、嫌気性消化を行なう槽の消化汚泥を固液分離した濃縮汚泥の少なくともひとつ、あるいはこれらの混合物に対し、紫外線照射下でのオゾン処理を行なうことにより、汚泥の溶解量およびメタンへの変換量を大幅に増大することができる。また、これに対応して、処分すべき汚泥の発生量も大幅に低減できる。
【０４３３】
さらに本発明によれば、流入する有機性廃液、嫌気性消化を行なう槽から引き抜いた消化汚泥、嫌気性消化を行なう槽の消化汚泥を固液分離した濃縮汚泥の少なくともひとつ、あるいはこれらの混合物に対し、紫外線照射下でのオゾン処理を行なうことにより、汚泥の溶解量およびメタンへの変換量だけでなく、同時に汚泥からのリン溶出量を大幅に増大することができる。さらに、溶出したリンを凝集、膜分離によって再利用可能なリンとして回収することができ、汚泥からのエネルギーとリンの同時回収が達成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の有機性廃液処理方法について、経過時間とＴＳ濃度の関係を示した図である。
【図２】本発明の有機性廃液処理方法について、経過時間と消化ガス発生量の関係を示した図である。
【図３】本発明の有機性廃液処理方法について、溶出リン濃度を示した図である。
【図４】本発明の有機性廃液処理方法について、経過時間とＴＳ濃度の関係を示した図である。
【図５】本発明の有機性廃液処理方法について、経過時間と消化ガス発生量の関係を示した図である。
【図６】本発明の有機性廃液処理方法について、溶出リン濃度を示した図である。
【図７】本発明の有機性廃液処理方法について、経過時間とＴＳ濃度の関係を示した図である。
【図８】本発明の有機性廃液処理方法について、経過時間と消化ガス発生量の関係を示した図である。
【図９】本発明の有機性廃液処理方法について、溶出リン濃度を示した図である。
【図１０】本発明の有機性廃液処理方法について、汚泥滞留時間とＴＳ低減率の関係を示した図である。
【図１１】本発明の一実施の形態の有機性廃液処理装置について、その構成および処理の流れを示した図である。
【図１２】本発明の別の実施の形態の有機性廃液処理装置について、その構成および処理の流れを示した図である。
【図１３】本発明の別の実施の形態の有機性廃液処理装置について、その構成および処理の流れを示した図である。
【図１４】本発明の別の実施の形態の有機性廃液処理装置について、その構成および処理の流れを示した図である。
【図１５】本発明の別の実施の形態の有機性廃液処理装置について、その構成および処理の流れを示した図である。
【図１６】本発明の別の実施の形態の有機性廃液処理装置について、その構成および処理の流れを示した図である。
【図１７】本発明の別の実施の形態の有機性廃液処理装置について、その構成および処理の流れを示した図である。
【図１８】本発明の別の実施の形態の有機性廃液処理装置について、その構成および処理の流れを示した図である。
【図１９】本発明の別の実施の形態の有機性廃液処理装置について、その構成および処理の流れを示した図である。
【図２０】本発明の別の実施の形態の有機性廃液処理装置について、その構成および処理の流れを示した図である。
【図２１】本発明の別の実施の形態の有機性廃液処理装置について、その構成および処理の流れを示した図である。
【図２２】本発明の別の実施の形態の有機性廃液処理装置について、その構成および処理の流れを示した図である。
【図２３】本発明の別の実施の形態の有機性廃液処理装置について、その構成および処理の流れを示した図である。
【図２４】本発明の別の実施の形態の有機性廃液処理装置について、その構成および処理の流れを示した図である。
【図２５】本発明の別の実施の形態の有機性廃液処理装置について、その構成および処理の流れを示した図である。
【図２６】本発明の別の実施の形態の有機性廃液処理装置について、その構成および処理の流れを示した図である。
【図２７】本発明の別の実施の形態の有機性廃液処理装置について、その構成および処理の流れを示した図である。
【図２８】本発明の別の実施の形態の有機性廃液処理装置について、その構成および処理の流れを示した図である。
【図２９】本発明の別の実施の形態の有機性廃液処理装置について、その構成および処理の流れを示した図である。
【図３０】本発明の別の実施の形態の有機性廃液処理装置について、その構成および処理の流れを示した図である。
【図３１】本発明の別の実施の形態の有機性廃液処理装置について、その構成および処理の流れを示した図である。
【図３２】本発明の別の実施の形態の有機性廃液処理装置について、その構成および処理の流れを示した図である。
【図３３】本発明の別の実施の形態の有機性廃液処理装置について、その構成および処理の流れを示した図である。
【図３４】本発明の別の実施の形態の有機性廃液処理装置について、その構成および処理の流れを示した図である。
【図３５】本発明の別の実施の形態の有機性廃液処理装置について、その構成および処理の流れを示した図である。
【図３６】本発明の別の実施の形態の有機性廃液処理装置について、その構成および処理の流れを示した図である。
【図３７】本発明の別の実施の形態の有機性廃液処理装置について、その構成および処理の流れを示した図である。
【図３８】本発明の別の実施の形態の有機性廃液処理装置について、その構成および処理の流れを示した図である。
【図３９】本発明の別の実施の形態の有機性廃液処理装置について、その構成および処理の流れを示した図である。
【図４０】本発明の別の実施の形態の有機性廃液処理装置について、その構成および処理の流れを示した図である。
【図４１】本発明の別の実施の形態の有機性廃液処理装置について、その構成および処理の流れを示した図である。
【図４２】本発明の別の実施の形態の有機性廃液処理装置について、その構成および処理の流れを示した図である。
【図４３】本発明の別の実施の形態の有機性廃液処理装置について、その構成および処理の流れを示した図である。
【図４４】本発明の別の実施の形態の有機性廃液処理装置について、その構成および処理の流れを示した図である。
【図４５】本発明の別の実施の形態の有機性廃液処理装置について、その構成および処理の流れを示した図である。
【図４６】本発明の別の実施の形態の有機性廃液処理装置について、その構成および処理の流れを示した図である。
【符号の説明】
１　嫌気性消化槽、２　有機性廃液導入路、３　消化汚泥排出路、４　固液分離槽、５　濃縮汚泥排出路、６　汚泥廃棄路、７　汚泥返送路、８　処理水排出路、９　オゾン処理槽、１０　オゾン発生器、１１　オゾンガス注入路、１２　アルカリ処理槽、１３　アルカリ液保持槽、１４　アルカリ液導入路、１５　アルカリ液導入ポンプ、１６　オゾン処理液排出路、１７　固液分離槽、１８　アルカリ処理液排出路、１９　処理廃液導入路、２０　リン含有処理水排出路、　２１　凝集剤保持槽、２２　凝集剤導入ポンプ、２３　凝集剤導入路、２４　リン回収槽、２５　リン回収路、２６　リン回収後処理水導入路、２７　消化ガス排出路、２８　過酸化水素保持槽、２９　過酸化水素導入ポンプ、３０　過酸化水素液導入路、３１　オゾン処理液排出路、３２　紫外線照射装置、３４　消化汚泥引抜き路、４１　ｐＨ調整装置、４２　ｐＨ調整後廃液導入路、４３　汚泥脱水装置、４４　洗浄水導入路、４５　脱離水排出路、４６　洗浄廃液導入路、４７　洗浄水保持槽、４８　イオン交換装置、４９　イオン交換処理水導入路、５０　希釈水保持槽、５１　希釈水導入路、５２　希釈槽、５３　希釈後廃液導入路。

Claims (20)

  1. 有機性廃液に、オゾン処理を行ない、引き続きアルカリ処理を行ない、該アルカリ処理後の有機性廃液を嫌気性消化槽に導入して嫌気性消化を行なう有機性廃液の処理方法。
  2. アルカリ処理後の有機性廃液のｐＨを中性に調整した後、嫌気性消化槽に導入する請求項１記載の有機性廃液の処理方法。
  3. アルカリ処理後の有機性廃液に含まれる嫌気性消化阻害物質の濃度を低減した後、嫌気性消化槽に導入する請求項１または２記載の有機性廃液の処理方法。
  4. アルカリ処理後の有機性廃液を溶液と固形物に分離し、分離した固形物を嫌気性消化槽に導入し、分離した溶液からリンを回収する請求項１記載の有機性廃液の処理方法。
  5. 前記分離した固形物およびリン回収後の溶液のいずれかまたは両方のｐＨを中性に調整した後、嫌気性消化槽に導入する請求項４記載の有機性廃液の処理方法。
  6. 前記分離した固形物およびリン回収後の溶液のいずれかまたは両方の中の嫌気性消化阻害物質の濃度を低減した後、嫌気性消化槽に導入する請求項４または５記載の有機性廃液の処理方法。
  7. 有機性廃液に、過酸化水素存在下でオゾン処理を行ない、該オゾン処理後の有機性廃液を嫌気性消化槽に導入して嫌気性消化を行なう有機性廃液の処理方法。
  8. オゾン処理後の有機性廃液を溶液と固形物に分離し、分離した固形物を嫌気性消化槽に導入し、分離した溶液からリンを回収する請求項７記載の有機性廃液の処理方法。
  9. 有機性廃液に、紫外線照射下でのオゾン処理を行ない、該オゾン処理後の有機性廃液を嫌気性消化槽に導入して嫌気性消化を行なう有機性廃液の処理方法。
  10. オゾン処理後の有機性廃液を溶液と固形物に分離し、分離した固形物を嫌気性消化槽に導入し、分離した溶液からリンを回収する請求項９記載の有機性廃液の処理方法。
  11. 有機性廃液にオゾン処理を行なう処理装置と、該オゾン処理装置で処理した有機性廃液にアルカリ処理を行なう処理装置と、該アルカリ処理装置で処理した有機性廃液を嫌気性消化する嫌気性消化槽とを備える有機性廃液の処理装置。
  12. アルカリ処理装置と嫌気性消化槽との間に、有機性廃液のｐＨを中性に調整する調整装置を備える請求項１１記載の有機性廃液の処理装置。
  13. アルカリ処理装置と嫌気性消化槽との間に、有機性廃液中の嫌気性消化阻害物質の濃度を低減する低減装置を備える請求項１１または１２記載の有機性廃液の処理装置。
  14. アルカリ処理装置と嫌気性消化槽との間に、有機性廃液を固形物と溶液に分離する分離装置を備え、さらに該分離装置で分離した溶液からリンを回収するリン回収装置を備える請求項１１記載の有機性廃液の処理装置。
  15. 分離装置と嫌気性消化槽との間および／またはリン回収装置と嫌気性消化槽との間に、前記分離した固形物および／または前記リン回収後の溶液のｐＨを中性に調整する調整装置を備える請求項１４記載の有機性廃液の処理装置。
  16. 分離装置と嫌気性消化槽との間および／またはリン回収装置と嫌気性消化槽との間に、前記分離した固形物および／または前記リン回収後の溶液の中の嫌気性消化阻害物質の濃度を低減する低減装置を備える請求項１４または１５記載の有機性廃液の処理装置。
  17. 有機性廃液に過酸化水素共存下でオゾン処理を行なう処理装置と、該オゾン処理装置で処理した有機性廃液を嫌気性消化する嫌気性消化槽とを備える有機性廃液の処理装置。
  18. オゾン処理装置と嫌気性消化槽との間に、有機性廃液を固形物と溶液に分離する分離装置を備え、さらに該分離装置で分離した溶液からリンを回収するリン回収装置を備える請求項１７記載の有機性廃液の処理装置。
  19. 有機性廃液に紫外線照射下でオゾン処理を行なう処理装置と、該オゾン処理装置で処理した有機性廃液を嫌気性消化する嫌気性消化槽とを備える有機性廃液の処理装置。
  20. オゾン処理装置と嫌気性消化槽との間に、有機性廃液を固形物と溶液に分離する分離装置を備え、さらに該分離装置で分離した溶液からリンを回収するリン回収装置を備える請求項１９記載の有機性廃液の処理装置。
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