JP2006224005A

JP2006224005A - 排水処理システム

Info

Publication number: JP2006224005A
Application number: JP2005041737A
Authority: JP
Inventors: Takashi Ohama; 隆司大濱; Suekazu Yamada; 末和山田; Tatsuo Kume; 辰雄久米; Yuji Nakanishi; 裕士中西
Original assignee: Osaka Gas Co Ltd
Current assignee: Osaka Gas Co Ltd
Priority date: 2005-02-18
Filing date: 2005-02-18
Publication date: 2006-08-31
Anticipated expiration: 2025-02-18
Also published as: JP4901109B2

Abstract

【課題】油脂成分を含む排水からメタンガスを効率よく発生させる排水処理システムを提供すること。
【解決手段】処理すべき排水２を油脂成分と水成分とに分離するための油脂分離槽６と、分離油脂８をメタン発酵処理するための第１のメタン発酵処理系１０と、分離水１２をメタン発酵させるための第２のメタン発酵処理系１４とを具備する排水処理システム。第１のメタン発酵処理系１０は、分離油脂８を可溶化する可溶化槽３０と、可溶化物をメタン発酵処理する第１のメタン発酵処理槽３２とを備え、第２のメタン発酵処理系１４は、分離水１２を酸敗処理するための酸敗処理槽２２と、酸酸敗物をメタン発酵処理する第２のメタン発酵処理槽８６とを備える。第２のメタン発酵処理槽８６は、酸敗物を嫌気性発酵処理する上向流嫌気性汚泥床槽１２０から構成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、メタン発酵処理槽を備えた排水処理システムに関する。

水産加工工場、食品加工工場、製油工場などの工場から排出される工業排水には多量の動植物性油脂成分が含まれており、このような油脂含有排水を浄化する公知の方法として、排水を油脂成分と水成分とに分離し、油脂成分は乾燥後焼却し、水成分は活性汚泥法にて好気性微生物によって分解処理して処理水にする方法が用いられている。また、他の方法として、油脂含有排水に油分解菌を添加して油脂成分を可溶化し、油脂成分と水成分との懸濁液を活性汚泥法にて分解処理して処理水にする方法が用いられている。

しかし、エネルギー資源が不足し、再利用が行われている現在では、そのような工業排水に含まれる動植物性油脂成分を資源として利用することが望まれており、その方法として油脂成分からメタンガスを得る処理方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この方法では、油脂含有排水から分離した油脂成分を固形有機性廃棄物と混合し、加温して油脂成分を可溶化した後に、メタン生成菌を添加してメタン発酵処理することによって、メタンガスを生成している。

特開２００２−１０２８２８号公報

上述した排水処理方法では、排水の油脂成分を分離し、この分離油脂をメタン発酵処理して発生したメタンガスをエネルギーとして利用することができるが、工業排水から油脂成分が分離されて残った分離水や油脂成分との懸濁液は、活性汚泥法にて好気的に微生物分解して処理水として放流されており、工業排水をエネルギー資源として充分に利用していない。また、活性汚泥法では、微生物分解処理に必要な電力量が多いことから電力量の削減が望まれており、更に処理後に発生する活性汚泥の量も多く、この余剰活性汚泥の産廃処理も問題となっている。このようなことから活性汚泥法を用いず、且つ工業排水から効率よくエネルギー資源を得ることができる排水処理システムの実現が望まれている。

本発明の目的は、油脂成分を含む排水からエネルギー資源としてのメタンガスを効率よく発生させることができる排水処理システムを提供することである。

本発明の請求項１に記載の排水処理システムは、処理すべき排水を油脂成分と水成分とに分離するための油脂分離槽と、前記油脂分離槽にて分離された分離油脂をメタン発酵処理するための第１のメタン発酵処理系と、前記油脂分離槽にて分離された分離水をメタン発酵させるための第２のメタン発酵処理系と、を具備する排水処理システムであって、
前記第１のメタン発酵処理系は、分離油脂を可溶化するための可溶化槽と、前記可溶化槽にて可溶化された可溶化物をメタン発酵処理する第１のメタン発酵処理槽と、を備え、
前記第２のメタン発酵処理系は、分離水を酸敗処理するための酸敗処理槽と、前記酸敗処理槽にて酸敗処理された酸敗物をメタン発酵処理する第２のメタン発酵処理槽と、を備えることを特徴とする。

また、本発明の請求項２に記載の排水処理システムは、前記第２のメタン発酵処理槽が、前記酸敗物を嫌気性発酵処理する上向流嫌気性汚泥床槽であることを特徴とする。
また、本発明の請求項３に記載の排水処理システムは、前記第１のメタン発酵処理系の前記第１のメタン発酵処理槽の下流側と前記第２のメタン発酵処理系の前記酸敗槽とが処理残渣送給ラインを介して接続され、前記第１のメタン発酵処理槽にてメタン発酵処理された処理残渣が前記処理残渣送給ラインを通して前記酸敗槽に送給されることを特徴とする。

また、本発明の請求項４に記載の排水処理システムは、処理すべき排水を前記油脂分離槽に供給する排水供給ラインには、前記第２のメタン発酵処理系の前記酸敗槽に接続される分岐排水供給ラインが設けられ、処理すべき排水の一部が前記分岐排水供給ラインを通して前記酸敗槽に供給されることを特徴とする。

また、本発明の請求項５に記載の排水処理システムは、前記油脂分離槽、前記第１のメタン発酵処理系及び前記第２のメタン発酵処理系は車輌に搭載可能に構成されていることを特徴とする。

本発明の請求項１に記載の排水処理システムによれば、油脂分離槽と、第１のメタン発酵処理系と、第２のメタン発酵処理系とが設けられている。油脂分離槽では、処理すべき排水が油脂成分と水成分とに分離され、分離された分離油脂が第１のメタン発酵処理系に、また分離された分離水が第２のメタン発酵処理系に送られるので、第１のメタン発酵処理系にて分離油脂がメタン発酵処理され、また第２メタン発酵処理系にて分離水がメタン発酵処理され、かくして、油脂成分を含む排水から効率よくメタンガスを発生させ、発生したメタンガスをエネルギーとして利用することができる。また、第１のメタン発酵処理系は、可溶化槽と第１のメタン発酵処理槽とを備えているので、分離油脂は可溶化槽にて可溶化された後に第１のメタン発酵処理槽にてメタン発酵処理され、分離油脂を所要の通りにメタン発酵処理することができる。また、第２のメタン発酵処理系は、酸敗槽と第２のメタン発酵処理槽とを備えているので、分離水は酸敗槽にて酸敗処理された後に第２のメタン発酵処理槽にてメタン発酵処理され、分離水を所要の通りにメタン発酵処理することができる。

また、本発明の請求項２に記載の排水処理システムによれば、第２のメタン発酵処理槽が、酸敗物を嫌気性発酵処理する上向流嫌気性汚泥床槽であるので、この上向流嫌気性汚泥床槽によって、分離水を酸敗処理した酸敗物をメタン発酵処理してメタンガスを発生させることができる。上向流嫌気性汚泥床槽とは、メタン生成菌などの嫌気性微生物をグラニュール状に造粒化した微生物群を用いて、排水中に含まれる有機物をメタンガスと二酸化炭素に分解するものであり、油脂分離槽によって排水から油脂成分を分離除去した分離水（酸敗水）をこの上向流嫌気性汚泥床槽にてメタン発酵処理するので、微生物群の分解能力を低下させることなく、安定してメタン発酵処理を行うことができる。また、発酵処理に嫌気性微生物を用いるので、槽内に酸素を供給する曝気処理を行う必要が無く、これに関連する装置及び動力が不要となるとともに、発酵処理に必要な電力量を削減することができる。

また、本発明の請求項３に記載の排水処理システムによれば、第１のメタン発酵処理槽の下流側と第２のメタン発酵処理系の酸敗槽とが処理残渣送給ラインを介して接続されているので、第１のメタン発酵処理槽でメタン発酵処理された処理残渣が処理残渣送給ラインを通して酸敗槽に送給され、分離水とともに酸敗処理して第２のメタン発酵処理槽にてメタン発酵処理され、このように処理することによって、第１のメタン発酵処理槽から生じる処理残渣からもメタンガスを得ることができるとともに、この処理残渣の最終的な廃棄量を非常に少なくすることができる。

また、本発明の請求項４に記載の排水処理システムによれば、処理すべき排水を油脂分離槽に供給する排水供給ラインに、酸敗槽に接続される分岐排水供給ラインが設けられているので、処理すべき排水の一部が分岐排水供給ラインを通して、即ち油脂分離槽を通らずに酸敗槽に供給され、この酸敗槽にて分離水に混合されて酸敗処理される。このように処理することよって、第２のメタン発酵処理系（例えば、上向流嫌気性汚泥床槽）のメタン発酵処理を維持しながら排水の処理量を多くすることができる。尚、分岐排水供給ラインを通して供給する排水の量は、処理すべき排水の種類によって異なるが、排水供給ラインを通して供給される排水の３０％以下であるのが望ましく、３０％を超えると、第２のメタン発酵処理系で処理する分離水に含まれる油脂成分が過剰となり、第２のメタン発酵処理槽における発酵が活性化されず、メタン発酵の効率が低下する。

また、本発明の請求項５に記載の排水処理システムによれば、油脂分離槽、第１のメタン発酵処理系及び第２のメタン発酵処理系が車輌に搭載可能に構成されているので、これらを搭載した車輌を走行させることによって、排水処理システムを所望の場所に移動させ、処理すべき排水をその場でメタン発酵処理することができる。これによって、例えば、排水処理システムの処理条件などを検討する際に、この排水処理システムを用いて実際に処理すべき排水を処理し、この処理結果から確認することができる。

従来、排水処理システムを設置する場合は、一般的には、予め処理すべき排水をサンプリングして排水に含まれる有機物の量や成分組成を調べ、設置しようとする排水処理システムで効率よく処理できるかを確認しているが、有機物の含有量や成分組成率は、年間を通して一定でなく、加工工場で加工、洗浄等が行われる季節や時間によって、又は加工等される物などによって変化することが多く、そのために、連続処理状態での排水の有機物含有量や成分組成の変化に対応した処理をを行えるかどうかを判断することが困難である。そこで、このような排水処理システムを車輌に搭載可能とすることによって、処理すべき排水が発生する現場に排水処理システムを移動させて試験的に設置し、排水を連続的に運転して処理することによって、この排水処理システムの処理条件などを確認することができる。

以下、添付図面を参照して、本発明に従う排水処理システムの一実施形態について説明する。
図１は、本発明に従う排水処理システムの一例を簡略的に示すシステム図である。図１において、図示の排水処理システムは、水産加工工場や食品加工工場などから排出される処理すべき排水２が収容される収容槽４と、収容槽４からの排水２が送給される油脂分離槽６と、油脂分離槽６で分離された分離油脂８をメタン発酵処理するための第１のメタン発酵処理系１０と、油脂分離槽６で分離された分離水１２をメタン発酵処理するための第２のメタン発酵処理系１４と、第１のメタン発酵処理系１０及び第２のメタン発酵処理系１４から得られたメタンガスによって駆動される駆動装置１６と、を具備しており、この排水システムは水産加工工場、食品加工工場などに設置され、そこから排出される油脂成分を含む排水を処理するために用いられる。

収容槽４には、収容された排水２を油脂分離槽６に供給するための排水供給ライン１８が接続され、排水供給ライン１８には排水供給ポンプ２０が配設され、この排水供給ポンプ２０の作用によって、収容槽４内の処理すべき排水が油脂分離槽６に供給される。排水供給ライン１８には排水２の一部を第２のメタン発酵処理系１４に、具体的には後述する酸敗槽２２に供給するための分岐排水供給ライン２４が設けられている。排水供給ライン１８から分岐排水供給ライン２４が分岐する分岐点には、排水流量調整弁２６が設けられており、この排水流量調整弁２６によって、収容槽４から油脂分離槽６に供給される排水のうち第２メタン発酵処理系１４に流れる分岐流量が調整される。例えば、排水２中の油脂成分量が多い場合には、排水供給ライン１８を流れる排水流量の５〜２０％程度を第２のメタン発酵処理系１４に供給することができ、排水２中の油脂成分量が少ない場合には、排水流量の２０〜３０％程度を第２のメタン発酵処理系１４に供給することができ、第２のメタン発酵処理系１４におけるメタン発酵が安定して行われるように、最大でもこの排水流量の３０％以下であるのが望ましい。油脂分離槽６には、油脂分離手段２５が設けられており、この油脂分離手段２５は、例えば、排水の水成分を濾過することによって油脂成分を分離する油脂分離膜や、油脂成分と水成分の比重差による自然浮上法を利用した油水分離槽などから構成される。このような油脂分離手段２５によって排水２が油脂成分と水成分とに分離され、油脂分離槽６内では油脂成分として分離油脂８が上層に、水成分として分離水１２が下層に分離される。

次に、分離油脂をメタン発酵処理するための第１のメタン発酵処理系１０について説明する。図示の第１のメタン発酵処理系１０は、油脂分離槽６からの分離油脂８が送給される分離油脂槽２７と、分離油脂８を貯留する油脂貯留槽２８と、分離油脂８を可溶化処理する可溶化槽３０と、可溶化槽３０で可溶化処理された可溶化物をメタン発酵処理する第１のメタン発酵処理槽３２と、を備えている。

油脂分離槽６と分離油脂槽２７とは分離油脂送給ライン３６を介して接続され、この分離油脂送給ライン３６の上流側は、油脂分離槽６の上部に接続されている。分離油脂送給ライン３６には分離油脂送給ポンプ３８が配設され、この分離油脂送給ポンプ３８の作用によって、油脂分離槽６の上層に分離された分離油脂８が分離油脂送給ライン３６を通して分離油脂槽２７に供給され、かく送給された分離油脂８が分離油脂槽２７に一時的に貯留される。

分離油脂槽２７と油脂貯留槽２８とは油脂送給ライン４０を介して接続されている。この油脂送給ライン４０には油脂送給ポンプ４２が配設され、この油脂送給ポンプ４２の作用によって、分離油脂槽２７内に貯留された分離油脂が油脂送給ライン４０を通して油脂貯留槽２７に送給される。油脂貯留槽２８内には、貯留された分離油脂を攪拌するための攪拌羽根４４が設けられており、攪拌羽根４４はモータ４６によって回転駆動され、油脂貯留槽２８内の油脂が撹拌羽根４４によって撹拌される。この油脂貯留槽２８には、第２のメタン発酵処理系１４、具体的には汚泥残渣槽９０（後述する）の汚泥残渣の一部が送給され、第２のメタン発酵処理系１４にて発生する汚泥が油脂貯留槽２８に加えられて分離油脂とともに後述するようにメタン発酵処理される。また、この油脂貯留槽２８には、外部から生ゴミなどの有機廃棄物を加えて分離油脂とともに後述するようにメタン発酵処理するようにしてもよい。

油脂貯留槽２８と可溶化槽３０とは貯留油脂送給ライン４８を介して接続され、この貯留油脂送給ライン４８に貯留油脂送給ポンプ５０が配設され、この貯留油脂送給ポンプ５０を稼働させることによって、油脂貯留槽２８内の貯留油脂（分離油脂）が貯留油脂送給ライン４８を通して可溶化槽３０に送給される。可溶化槽３０内には、投入された油脂を攪拌するための攪拌羽根５２が設けられており、攪拌羽根５２はモータ５４によって回転駆動され、可溶化槽３０内の油脂がこの攪拌羽根５２によって攪拌される。また、可溶化槽３０内には、加熱ヒータ５６が設けられており、この加熱ヒータ５６によって可溶化槽３０内は可溶化処理に適した所定温度、例えば５０〜６０℃の温度に保持される。尚、攪拌羽根５２に代えて、可溶化槽３０の底部に油脂循環ポンプを設けるようにしてもよい。この油脂循環ポンプを作動させることによって、貯留油脂を吸引するとともに排出して槽内の貯留油脂が循環して攪拌される。また、加熱ヒータ５６に代えて、可溶化槽３０の底部に蒸気吹込み口を設けるようにしてもよい。この蒸気吹込み口から貯留油脂に高温の蒸気が直接吹き込まれ、これによって貯留油脂が加熱されて可溶化処理に適した温度にされる。

可溶化槽３０と第１のメタン発酵処理槽３２とは可溶化物送給ライン５８を介して接続され、この可溶化送給ライン５８には可溶化物送給ポンプ６０が配設されており、この可溶化物送給ポンプ６０を稼働させることによって、可溶化槽３０内の可溶化物（有機酸）が第１のメタン発酵処理槽３２に送給される。

第１のメタン発酵処理槽３２内には、加熱ヒータ６６が設けられており、この加熱ヒータ６６によって第１のメタン発酵処理槽３２内がメタン発酵処理に適した所定温度、例えば５０〜６０℃に保持され、この第１のメタン発酵処理槽３２にて可溶化された油脂（有機酸）のメタン発酵処理が行われる。

第１のメタン発酵処理槽３２の下部には処理残渣送給ライン６８が設けられ、この処理残渣送給ライン６８が第２のメタン発酵処理系１４、具体的には酸敗槽２２（後述する）に接続されている。処理残渣送給ライン６８には、処理残渣送給ポンプ７０が配設されており、この処理残渣送給ポンプ７０を稼働させることによって、第１のメタン発酵処理槽３２でメタン発酵処理が行われた後に残存する処理残渣が第２のメタン発酵処理系１４に送給される。

第１のメタン発酵処理槽３２の上部には第１のメタンガス回収ライン７４が接続されており、第１のメタン発酵処理槽３２内で発生したメタンガスは、矢印７７に示すように第１のメタンガス回収ライン７４を通って回収される。第１のメタンガス回収ライン７４には、第１のガスメータ３４が配設されており、第１のガスメータ３４は第１のメタンガス回収ライン７４を通して流れるメタンガスの流量、換言すると第１のメタン発酵処理槽７６にて発生するメタンガスの発生量を測定する。

次に、油脂分離槽６にて分離された分離水をメタン発酵処理するための第２のメタン発酵処理系１４について説明する。第２のメタン発酵処理系１４は、分離水１２を酸敗処理するための酸敗槽２２と、酸敗槽２２からの酸敗水を中和するための中和槽１０６と、中和槽１０６で中和された中和物を一時的に貯留するための中継槽８４と、中継槽８４に貯留された中和物をメタン発酵処理するための第２のメタン発酵処理槽８６と、第２のメタン発酵処理槽８６でメタン発酵処理した後に残留する汚泥残渣を回収するための汚泥残渣槽９０と、を備えている。

酸敗槽２２には、油脂分離槽６から分離水１２を送給するための分離水送給ライン９２が接続され、この分離水送給ライン９２の上流側は、油脂分離槽６の下部に接続されている。分離水送給ライン９２には分離水送給ポンプ９４が配設されており、この分離水送給ポンプ９４を稼働させることによって、油脂分離槽６の下層に分離された分離水１２が分離水送給ライン９２を通して酸敗槽２２に送給される。この酸敗槽２２には、排水供給ライン１８から分岐された分岐排水供給ライン２４が接続され、上述したように油脂分離槽６に送給される排水２の一部が排水流調整弁２６及び分岐排水供給ライン２４を通して酸敗槽２２に供給される。また、酸敗槽２２には、上述したように、第１のメタン発酵処理槽３２からの処理残渣供給ライン６８が接続され、第１のメタン発酵処理槽３２に残留する処理残渣７２が処理残渣供給ライン６８を通して酸敗槽２２に供給される。

酸敗槽２２では、油脂分離槽６からの分離水１２、収容槽４からの排水２の一部及び第１のメタン発酵処理槽３２からの処理残渣７２が混合され、これら混合物に対する酸敗処理が行われる。尚、図示していないが、酸敗槽２２には、必要に応じてこれらを攪拌するための攪拌羽根及びモータが設けられる。

酸敗槽２２と中和槽１０６とは酸敗物送給ライン１０２を介して接続され、この酸敗物送給ライン１０２には酸敗物送給ポンプ１０４が配設されており、この酸敗物送給ポンプ１０４を稼働させることによって、酸敗槽２２内の酸敗物が中和槽１０６に送給される。

この中和槽１０６の上部にはｐＨ調整剤投入口１１０が設けられており、このｐＨ調整剤投入口１１０から中和槽１０６内にｐＨ調整剤１１２、例えば苛性ソーダが投入され、中和槽１０６に送給された酸敗物が中和処理される。

中和槽１０６と中継槽８４とは、中和物送給ライン１１６を介して接続され、この中和物送給ライン１１６には、中和物送給ポンプ１１８が配設されており、この中和物送給ポンプ１１８を稼働させることによって、中和槽１０６にて中和処理された中和物（分離水）が中継槽８４に送給される。この中継槽８４は、中和処理された中和物（分離水）を一時的に貯留するために設けられる。尚、この中継槽８４は省略することもできる。

中継槽８４と第２のメタン発酵処理槽８６とは処理物送給ライン１２２を介して接続され、この処理物送給ライン１２２は処理物送給ポンプ１２８が配設され、この処理物送給ポンプ１２８の作用によって、中継槽８４内に貯留された処理物（中和物）が処理物送給ライン１２２を通して第２のメタン発酵処理槽８６に送給される。

第２のメタン発酵処理槽８６は、上向流嫌気性汚泥床槽１２０から構成される。この上向流嫌気性汚泥床槽１２０の底部には、複数の噴出ノズル１２６を有する噴出部材１２４が配設され、処理物送給ライン１２２がこの噴出部材１２４に接続され、処理物送給ライン１２２を通して送給される処理物が噴出部材１２４の噴出ノズル１２６から上向きに噴出される。

この上向流嫌気性汚泥床槽１２０内には、メタン生成菌などの嫌気性微生物を造粒化した微生物群１３０が投入される。微生物群１３０は造粒化されているので、その自重によって上向流嫌気性汚泥床槽１２０内を下方に沈降するように流れる一方、処理物は噴出部材１２４の噴出ノズル１２６から上向きに噴出されて上方に流れ、上方に流れる処理物と沈降する微生物群１３０とが、その相反する流れによって十分攪拌され、これによって処理物のメタン発酵処理が安定的に効率よく行われる。

上向流嫌気性汚泥床槽１２０内の上部には、発生したメタンガスを槽内中央に誘導するための誘導部材１３４と、誘導されたメタンガスを捕集するための捕集部材１３６とが設けられており、発生したメタンガス１３２が上向流嫌気性汚泥床槽１２０内の捕集部材１３６内に捕集される。

上向流嫌気性汚泥床槽１２０の頂部（捕集部材１３６によって規定される捕集空間）には第２のメタンガス回収ライン１３８が接続され、上向流嫌気性汚泥床槽１２０からのメタンガスは矢印１４０に示すように第２メタンガス回収ライン１３８を通して回収される。この第２のメタンガス回収ライン１３８には第２のガスメータ８８が配設され、第２のガスメータ８８は、第２のメタンガス回収ライン１３８を流れるメタンガスの流量、換言すると第２のメタン発酵処理槽８４にて発生したメタンガスの発生量を計測する。

第１のメタン発酵処理系１０の第１のメタンガス回収ライン７４及び第２のメタン発酵処理系１４の第２のメタンガス回収ライン１３８はメタンガス送給ライン８０に接続され、このメタンガス供給ライン８０が駆動装置１６に接続され、第１のメタン発酵処理系１０にて発生したメタンガス及び第２のメタン発酵処理系１４にて発生したメタンガスがメタンガス送給ライン８０を通して駆動装置１６に供給される。メタンガス送給ライン８０には脱硫装置７８が配設され、脱硫装置７８にてメタンガスに含まれた硫黄成分が除去され、かく硫黄成分が除去されたメタンガスが駆動装置１６に供給される。駆動装置１６は、例えばガスエンジン、ガスボイラ、ガスタービン発電機などであり、油脂成分を含む排水をメタン発酵して得られたメタンガスが駆動装置１６で燃料ガスとして利用される。

また、上向流嫌気性汚泥床槽１２０の上部には汚泥回収ライン１４２が接続され、この汚泥回収ライン１４２が汚泥残渣槽９０に接続されている。汚泥回収ライン１４２には、汚泥に含まれるゴミなどの不純物を除去するためのスクリーン装置１４４が配設され、スクリーン装置１４４の下流側に汚泥回収ポンプ１４６が配設されている。この汚泥回収ポンプ１４６の作用によって、上向流嫌気性汚泥床槽１２０の汚泥が、浄化水とともに汚泥回収ライン１４２を通して、スクリーン装置１４４によってゴミなどの不純物が除去されて汚泥残渣槽９０に送給される。

汚泥残渣槽９０では好気性微生物により汚泥残渣が浄化処理される。汚泥残渣槽９０の上部には第２の浄化水ライン１５８が接続され、この第２の浄化水ライン１５８には浄化水ポンプ１６０が配設され、この浄化水ポンプ１６０の作用によって、汚泥残渣槽９０にて浄化処理された浄化水（放流基準を満たすようになった浄化水）が第２の浄化水ライン１５８を通して例えば下水に排水される。尚、汚泥回収ライン１４２を通る汚泥を含む浄化水が放流基準を満たす場合は、汚泥残渣槽９０を介さず、直接下水等に放流される。

汚泥残渣槽９０の下部には、汚泥残渣を第１のメタン発酵処理系１０、具体的には油脂貯留槽２８に送給するための汚泥残渣送給ライン１５４が接続されており、この汚泥残渣送給ライン１５４の他端側は、油脂送給ライン４０に接続されている。汚泥残渣送給ライン１５４には、汚泥残渣送給ポンプ１５６が配設され、この汚泥残渣送給ポンプ１５６の作用によって、汚泥残渣槽９０に残留する汚泥残渣が汚泥残渣送給ライン１５４及び油脂送給ライン４０を通して油脂貯留槽２８に送給される。この汚泥残渣送給ライン１５４を油脂貯留槽２８に接続し、汚泥残渣槽９０からの汚泥残渣を油脂貯留槽２８に直接的に送給するようにしてもよい。尚、汚泥残渣槽９０にて大量の汚泥残渣が発生する場合、この汚泥残渣の一部を油脂貯留槽２８に送給し、残りの汚泥残渣を汚泥残渣槽９０から回収して肥料などとして利用するようにしてもよい。

次に、上述した排水回収システムの排水処理について説明する。収容槽４に収容された排水２は、排水供給ライン１８を通して油脂分離槽６に送給され、油脂分離手段２５によって分離油脂８と分離水１２とに分離される。分離油脂８は、第１のメタン発酵処理系１０に送給されてメタン発酵処理され、分離水１２は、第２のメタン発酵処理系１４に送給されてメタン発酵処理される。油脂分離槽６にて分離された分離油脂は、分離油脂送給ライン３６、分離油脂槽２７及び油脂送給ライン４０を通して油脂貯留槽２８に送給される。油脂貯留槽２８では、分離油脂８が２〜５日間程度滞留、攪拌され、これによって分離油脂８に含まれる微生物によって油脂成分が幾分分解される。この油脂貯留槽２８には、汚泥残渣槽９０からの汚泥残渣が汚泥残渣送給ライン１５４を通して送給され、この汚泥残渣が油脂貯留槽２８内の油脂と混合され、第２のメタン発酵処理系１４にて発生する汚泥残渣は、排水中の分離油脂とともに第１のメタン発酵処理系１０によりメタン発酵処理され、このように第２のメタン発酵処理系１４から発生する汚泥残渣もメタン発酵に利用するので、メタンガスをより多く発生させることができる。

油脂貯留槽２８の貯留油脂は、貯留油脂送給ライン４０を通して可溶化槽３０に送給される。可溶化槽３０内では、加熱ヒータ５６によって所定温度、例えば５０〜６０℃に保持されており、このような温度状態で油脂成分の可溶化処理を効率よく行うことができる。油脂成分の可溶化は、一般的に用いられる方法で行えばよく、例えば、油脂分解菌などの微生物を利用して油脂を低分子化する（例えば酢酸分子レベル程度まで下げる）ことによって行われる。可溶化処理のためには貯留油脂循環装置（図示せず）などが適宜設けられ、また必要に応じて栄養塩などが添加されて可溶化が効率よく行われる。油脂の可溶化処理は、このようにして数時間から５日間程度行われる。

可溶化槽３０の可溶化物は、可溶化物送給ライン５８を通して第１のメタン発酵処理槽３２に送給される。第１のメタン発酵処理槽３２内は、加熱ヒータ６６によって所定温度、例えば５０〜６０℃に保持されており、可溶化物にメタン生成菌などの嫌気性微生物が添加され、７〜１５日間程度攪拌しながら滞留させて可溶化物に対するメタン発酵処理が行われる。

第１のメタン発酵処理槽３２にて発生したメタンガスは第１のメタンガス回収ライン７４、メタンガス送給ライン８及び脱硫装置７８を通して駆動装置１６に送給され、この駆動装置１６でエネルギーとして消費される。また、油脂分離槽６にて分離された分離水１２は、分離水送給ライン９２を通して酸敗槽２２に送給される。また、この酸敗槽２２には、排水送給ライン１８から分岐された分岐排水供給ライン２４を通して収容槽４からの排水２が供給され、更に、第１のメタン発酵処理槽３２からの処理残渣が処理残渣送給ライン６８を通して送給され、油脂分離槽６からの分離水、収容槽４からの排水及び第１のメタン発酵処理槽３２からの処理残渣が混合され、これらに対する酸敗処理が行われる。第１のメタン発酵処理槽３２にて発生する処理残渣を第２のメタン発酵処理系１４に送給してメタン発酵処理することによって、より多くのメタンガスを発生させることができる。また、収容槽４からの排水の一部を油脂分離槽６を通さずに直接的に第２のメタン発酵処理系１４に送給しているので、この排水処理システムにおける排水の処理能力を高めてより多くの排水のメタン発酵処理を行うことができる。

この酸敗槽２２における酸敗処理は、例えば発酵菌、酢酸化菌などの微生物発酵を利用し、混合液中に含まれる有機物を低分子化する（例えば酢酸分子レベル程度まで下げる）ことによって行われ、酸敗処理後の酸敗水１００は酸性（ｐＨ４〜５）を示すようになる。このような酸敗処理は、例えば室温で、１〜２日程度行われる。

酸敗槽２２にて酸敗処理されたの酸敗物１００は、酸敗物送給ライン１０２を通して中和槽１０６に送給される。中和槽１０６では、ｐＨ調整剤１１２が、酸敗水１００を中和（ｐＨ７〜７．５）するよう所要量が投入され、酸敗物に対する中和処理が行われる。このように中和するのは、第２のメタン発酵処理槽８６において嫌気性微生物によるメタン発酵処理を効率よく行うためである。

中和槽１０６にて中和処理された中和物（処理物）は、処理物送給ライン１１６，１２２及び中継槽８４を通して第２のメタン発酵処理槽８６としての上向流嫌気性汚泥床槽１２０に送給される。上向流嫌気性汚泥床槽１２０では、メタン生成菌などの嫌気性の微生物群１３０によって処理物に対するメタン発酵処理が行われる。

上向流嫌気性汚泥床槽１２０にて発生したメタンガスは、第２のメタンガス回収ライン１３８、メタンガス送給ライン８０及び脱硫装置７８を通して駆動装置１６に供給され、第１のメタン発酵処理系１０にて発生されたメタンガスとともにエネルギーとして駆動装置１６で消費される。一方、上向流嫌気性汚泥床槽１２０では、メタン発酵処理によって処理物が浄化され、有機物が除去された浄化水はＢＯＤ（生物化学的酸素要求量）及びＣＯＤ（化学的酸素要求量）が充分に改善され、この浄化水とともに汚泥が汚泥回収ライン１４２を通し、スクリーン装置１４４でゴミなどの不純物が除去されて汚泥残渣槽９０に送給される。

汚泥残渣槽９０では好気性微生物の活性により汚泥の浄化処理が行われ、浄化された浄化水は、第２の浄化水ライン１５８を通して下水などに放流される。尚、汚泥回収ライン１４２を通る汚泥を含む浄化水が放流基準を満たす場合は、汚泥残渣槽９０を介さず、直接下水等に放流される。

このようにして、排水中の油脂成分は第１のメタン発酵処理系１０（第１のメタン発酵処理槽３２）にて、また排水中の水成分は第２のメタン発酵処理系１４（第２のメタン発酵処理槽８６としての上向流嫌気性汚泥床槽１２０）にてメタン発酵処理が行われるので、排水から効率よく、多量のメタンガスを生成させることができる。

上述した実施形態では、収容槽４、油脂分離槽６、第１のメタン発酵処理系１０及び第２のメタン発酵処理系１４を水産加工工場などに設置しているが、これら構成要素を一台又は複数台の車輌に搭載するように構成することもできる。例えば、２台の車輌に搭載する場合、油脂分離槽６及び第１のメタン発酵処理系１０を一方の車輌に搭載し、第２のメタン発酵処理系１４を他方の車輌に搭載するようにすることができる。このように車載することによって、所望の処理現場まで移動し、工場から排出される排水を現場で排水処理することができ、固定的に設置される排水処理システムの運転条件などの確認試験を容易に行うことができる。

以上、本発明に従う排水処理システムの一実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されず、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形乃至修正が可能である。

例えば、上述した実施形態では、可溶化槽３０の上流側に油脂貯留槽２８を設けているが、この油脂貯留槽２８を省略するようにしてもよい。

本発明に従う排水処理システムの一例を簡略的に示す簡略図である。

符号の説明

６油脂分離槽
１０第１のメタン発酵処理系
１４第２のメタン発酵処理系
２２酸敗槽
２８油脂貯留槽
３０可溶化槽
３２第１のメタン発酵処理槽
８６第２のメタン発酵処理槽
９０汚泥残渣槽
１０６中和槽
１２０上向流嫌気性汚泥床槽

Claims

処理すべき排水を油脂成分と水成分とに分離するための油脂分離槽と、前記油脂分離槽にて分離された分離油脂をメタン発酵処理するための第１のメタン発酵処理系と、前記油脂分離槽にて分離された分離水をメタン発酵させるための第２のメタン発酵処理系と、を具備する排水処理システムであって、
前記第１のメタン発酵処理系は、分離油脂を可溶化するための可溶化槽と、前記可溶化槽にて可溶化された可溶化物をメタン発酵処理する第１のメタン発酵処理槽と、を備え、
前記第２のメタン発酵処理系は、分離水を酸敗処理するための酸敗処理槽と、前記酸敗処理槽にて酸敗処理された酸敗物をメタン発酵処理する第２のメタン発酵処理槽と、を備えることを特徴とする排水処理システム。
前記第２のメタン発酵処理槽が、前記酸敗物を嫌気性発酵処理する上向流嫌気性汚泥床槽であることを特徴とする請求項１に記載の排水処理システム。
前記第１のメタン発酵処理系の前記第１のメタン発酵処理槽の下流側と前記第２のメタン発酵処理系の前記酸敗槽とが処理残渣送給ラインを介して接続され、前記第１のメタン発酵処理槽にてメタン発酵処理された処理残渣が前記処理残渣送給ラインを通して前記酸敗槽に送給されることを特徴とする請求項１又は２に記載の排水処理システム。
処理すべき排水を前記油脂分離槽に供給する排水供給ラインには、前記第２のメタン発酵処理系の前記酸敗槽に接続される分岐排水供給ラインが設けられ、処理すべき排水の一部が前記分岐排水供給ラインを通して前記酸敗槽に供給されることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の排水処理システム。
前記油脂分離槽、前記第１のメタン発酵処理系及び前記第２のメタン発酵処理系は車輌に搭載可能に構成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の排水処理システム。