JP2006326438A - Apparatus and method for treating sludge - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an apparatus for treating sludge, the running cost of which is reduced by improving the throughput capacity when waste sludge is digested biologically and dispensing with large-scale equipment and to provide a method for treating sludge. <P>SOLUTION: The apparatus for treating sludge is used for biologically digesting the sludge generated at a waste water treatment step of cleaning organic waste water by biological treatment. A pretreatment unit 2 for pretreating a sludge-mixed liquid containing the sludge to assist the biological digestion of the sludge by a microbe is arranged on the preceding stage of a digestion tank 7 for housing the sludge-mixed liquid containing the sludge and digesting the housed sludge biologically by the microbe. A magnetic separation unit 8 for throwing a magnetic material in the sludge-mixed liquid so that the sludge-mixed liquid is separated into magnetized sludge and treated liquid by solid-liquid separation is arranged incidentally to the digestion tank 7. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、下水、産業排水、生活排水などの有機排水を生物学的処理によって浄化する排水処理工程において生じた汚泥を生物学的に消化する汚泥処理装置及び汚泥処理方法に関する。   The present invention relates to a sludge treatment apparatus and a sludge treatment method for biologically digesting sludge generated in a wastewater treatment process for purifying organic wastewater such as sewage, industrial wastewater, and domestic wastewater by biological treatment.

一般的に、有機排水の処理には、標準活性汚泥法で代表される生物学的処理法が広く利用されている。この活性汚泥法では、曝気槽などの生物処理槽において、有機排水に含まれている有機物を微生物により酸化分解するものであり、その処理工程では微生物が増殖して余剰汚泥が多量に発生する。この余剰汚泥は、濃縮後、脱水処理を経て、焼却、廃棄あるいはリサイクル処理されるのが一般的である。また、場合によっては、濃縮後の脱水処理前に、嫌気性あるいは好気性消化により生物学的な減量化処理がなされている。   In general, a biological treatment method represented by a standard activated sludge method is widely used for the treatment of organic waste water. In this activated sludge method, organic matter contained in organic wastewater is oxidatively decomposed by microorganisms in a biological treatment tank such as an aeration tank. In the treatment process, microorganisms grow and a large amount of excess sludge is generated. The excess sludge is generally concentrated, then dehydrated, and then incinerated, discarded or recycled. Moreover, depending on the case, the biological weight reduction process is made | formed by the anaerobic or aerobic digestion before the dehydration process after concentration.

この有機排水の処理では、例えば、磁気分離を利用することにより汚泥のより一層の減量化を図っている。この磁気分離は以下の要領でもって行われる。まず、汚泥混合液に磁性体を投入することにより、その磁性体を汚泥に付着させて磁化汚泥を生成する。前述の磁気分離装置では、磁気を帯びたローラを回転させ、そのローラによって磁化汚泥のみを磁気吸着して掻取板によってローラから掻き取ることにより汚泥混合液を磁化汚泥と処理液に分離し、生物処理槽内の汚泥を高濃度にすることにより、自己消化を促し、減量化を実現している(例えば、特許文献1,2参照)。
特開昭57−135091号公報 特開平8−52487号公報
In this treatment of organic wastewater, for example, sludge is further reduced by using magnetic separation. This magnetic separation is performed as follows. First, by introducing a magnetic material into the sludge mixed liquid, the magnetic material is attached to the sludge to generate magnetized sludge. In the magnetic separation device described above, a magnetized roller is rotated, only the magnetized sludge is magnetically adsorbed by the roller, and the scraped plate is scraped off from the roller to separate the sludge mixed liquid into magnetized sludge and treatment liquid, By increasing the concentration of sludge in the biological treatment tank, self-digestion is promoted and weight reduction is achieved (for example, see Patent Documents 1 and 2).
Japanese Patent Laid-Open No. 57-135091 JP-A-8-52487

ところで、前述した有機排水の処理工程で多量に発生した余剰汚泥を焼却するには、大量の熱エネルギーが必要なことや有害物質の発生が問題視されており、また、余剰汚泥を廃棄するには、埋立地の確保が深刻化している等、近年、余剰汚泥の処理が大きな課題となっている。   By the way, in order to incinerate surplus sludge generated in a large amount in the above-mentioned organic wastewater treatment process, a large amount of heat energy is required and the generation of harmful substances is regarded as a problem. Also, surplus sludge is discarded. In recent years, the disposal of surplus sludge has become a major issue, such as securing landfill sites.

また、余剰汚泥を濃縮後に脱水処理する場合には、減量化処理を経た場合に比べて、脱水機に供与する汚泥量が多く、脱水機の運転に要する費用が必然的に多大となっていた。このため、余剰汚泥の濃縮後の脱水処理前に、嫌気性あるいは好気性消化により生物学的な減量化処理を施すことが好ましいが、この場合でも以下のような問題があった。   In addition, when the dewatering process is performed after the excess sludge is concentrated, the amount of sludge provided to the dehydrator is larger than that after the reduction process, and the cost required for the operation of the dehydrator is inevitably large. . For this reason, it is preferable to perform biological weight reduction treatment by anaerobic or aerobic digestion before the dehydration treatment after the excess sludge is concentrated, but even in this case, there are the following problems.

まず、嫌気性消化による処理では、エネルギー回収は可能であるが、設備の規模が大きくなるという問題があり、また、好気性消化による処理では、曝気が必要となり、そのためのランニングコストが多大になるという問題があった。また、磁気分離により汚泥の減量化を実現しているが、更なる汚泥の大幅な減量化という課題があった。   First, energy recovery is possible in the treatment by anaerobic digestion, but there is a problem that the scale of the facility becomes large, and in the treatment by aerobic digestion, aeration is necessary, and the running cost for that is large. There was a problem. Moreover, although sludge reduction has been realized by magnetic separation, there has been a problem of further drastic reduction of sludge.

そこで、本発明は前述の問題点に鑑みて提案されたもので、その目的とするところは、余剰汚泥の生物学的消化における処理能力を向上させ、大掛かりな設備を必要とすることなく、ランニングコストの低減化を容易に図り得る汚泥処理装置及び汚泥処理方法を提供することにある。   Therefore, the present invention has been proposed in view of the above-mentioned problems, and its purpose is to improve the processing capacity in biological digestion of surplus sludge, without requiring large-scale equipment and running. An object is to provide a sludge treatment apparatus and a sludge treatment method capable of easily reducing the cost.

前述の目的を達成するための技術的手段として、本発明に係る汚泥処理装置は、有機排水を生物学的処理によって浄化する排水処理工程において生じた汚泥を生物学的に消化する汚泥処理装置において、前記汚泥を含有する汚泥混合液を収容してその汚泥を微生物により生物学的に消化する消化槽の前段に、微生物による汚泥の生物学的消化を補助する前処理を行う前処理装置を配設すると共に、前記汚泥混合液に磁性体を投入することによりその汚泥混合液を磁化汚泥と処理液に固液分離する磁気分離装置を前記消化槽に付設したことを特徴とする。また、本発明に係る汚泥処理方法は、有機排水を生物学的処理によって浄化する排水処理工程において生じた汚泥を生物学的に消化する汚泥処理方法において、前記汚泥を微生物により生物学的に消化する消化槽の前段で、微生物による汚泥の生物学的消化を補助する前処理を行い、その後、前記消化槽内の汚泥混合液に磁性体を投入することにより、前記汚泥混合液を磁化汚泥と処理液に磁気分離することを特徴とする。なお、前述した消化槽での生物学的消化は、好気性消化あるいは嫌気性消化のいずれであっても適用可能である。   As a technical means for achieving the above-mentioned object, the sludge treatment apparatus according to the present invention is a sludge treatment apparatus for biologically digesting sludge generated in a wastewater treatment process for purifying organic wastewater by biological treatment. In addition, a pre-treatment device for pre-treatment for assisting biological digestion of sludge by microorganisms is disposed in the previous stage of the digestion tank that contains the sludge mixed liquid containing the sludge and biologically digests the sludge by microorganisms. In addition, a magnetic separation device for solid-liquid separating the sludge mixed liquid into magnetized sludge and treatment liquid by introducing a magnetic material into the sludge mixed liquid is provided in the digestion tank. The sludge treatment method according to the present invention is a sludge treatment method for biologically digesting sludge generated in a wastewater treatment process for purifying organic wastewater by biological treatment, wherein the sludge is biologically digested by microorganisms. Pretreatment for assisting biological digestion of sludge by microorganisms in the first stage of the digesting tank, and then introducing a magnetic substance into the sludge mixed liquid in the digestive tank, thereby making the sludge mixed liquid and magnetized sludge It is characterized by magnetic separation into a treatment liquid. The biological digestion in the digestion tank described above can be applied to either aerobic digestion or anaerobic digestion.

本発明では、有機排水を生物学的処理によって浄化する排水処理工程において生じた汚泥を生物学的に消化する汚泥処理工程において、消化槽に磁気分離装置を付設してその消化槽内の汚泥混合液に磁性体を投入することにより、その汚泥混合液を磁化汚泥と処理液に磁気分離により固液分離することで汚泥を高濃度に濃縮することができる。このため、難分解性物質の分解が促進されると共に自己消化も促進され、汚泥の生物学的消化における処理能力を向上させることができる。   In the present invention, in a sludge treatment process for biologically digesting sludge generated in a wastewater treatment process for purifying organic wastewater by biological treatment, a magnetic separator is attached to the digestion tank, and sludge mixing in the digestion tank is performed. By introducing a magnetic material into the liquid, the sludge can be concentrated to a high concentration by solid-liquid separation of the sludge mixed liquid into magnetized sludge and treatment liquid by magnetic separation. For this reason, decomposition | disassembly of a hardly decomposable substance is accelerated | stimulated and self-digestion is also accelerated | stimulated and the processing capacity in the biological digestion of sludge can be improved.

また、本発明では、前述した汚泥処理工程において、消化槽の前段に前処理装置を配設し、微生物による汚泥の生物学的消化を補助する前処理を行うことにより、後段の生物学的消化を促進させることができる。この前処理としては、例えば、汚泥をアルカリ溶液により可溶化し、その可溶化汚泥を好アルカリ性微生物により消化する処理がある。この消化処理は、好気性雰囲気下あるいは嫌気性雰囲気下のいずれであってもよい。また、場合によっては、可溶化汚泥を好アルカリ性微生物により消化した上でその消化汚泥を中和するようにしてもよい。消化汚泥を中和する場合には、嫌気性微生物の酸発酵を利用することが好ましいが、硫酸や塩酸などの中和用薬剤を使用することも可能である。   Further, in the present invention, in the above-described sludge treatment step, a pretreatment device is disposed in the front stage of the digestion tank, and a pretreatment for assisting biological digestion of sludge by microorganisms is performed, so that biological digestion in the latter stage is performed. Can be promoted. As the pretreatment, for example, there is a treatment in which sludge is solubilized with an alkaline solution and the solubilized sludge is digested with an alkalophilic microorganism. This digestion treatment may be performed in an aerobic atmosphere or an anaerobic atmosphere. In some cases, the digested sludge may be neutralized after digesting the solubilized sludge with an alkalophilic microorganism. When neutralizing digested sludge, it is preferable to use acid fermentation of anaerobic microorganisms, but it is also possible to use neutralizing agents such as sulfuric acid and hydrochloric acid.

前処理として、アルカリ可溶化、好アルカリ性微生物による好気性消化、および嫌気性微生物の酸発酵による中和からなる一連のアルカリ処理を実施した場合、汚泥混合液のpH調整が不要となり、また、中和用薬剤を使用する必要もなくなる。なお、前処理としては、アルカリ処理以外に、加熱、超音波、物理的破砕、酸処理、酵素処理、生物処理またはそれらの組み合わせ処理が可能である。   When a series of alkaline treatments consisting of alkali solubilization, aerobic digestion by alkaline microorganisms, and neutralization by acid fermentation of anaerobic microorganisms are carried out as pretreatment, pH adjustment of the sludge mixture is not necessary. There is no need to use Japanese medicines. As the pretreatment, in addition to the alkali treatment, heating, ultrasonic waves, physical crushing, acid treatment, enzyme treatment, biological treatment, or a combination treatment thereof can be performed.

本発明によれば、有機排水を生物学的処理によって浄化する排水処理工程において生じた汚泥を生物学的に消化する汚泥処理工程において、消化槽に磁気分離装置を付設してその消化槽内の汚泥混合液に磁性体を投入することにより、その汚泥混合液を磁化汚泥と処理液に磁気分離により固液分離することで汚泥を高濃度に濃縮することができるので、難分解性物質の分解が促進されると共に自己消化も促進されるため、汚泥の生物学的消化における処理能力を向上させることができる。その結果、磁性体を投入せず高濃度に濃縮されない微生物による生物学的消化のみに比べて、更なる汚泥の減量化を容易に実現することができ、設備のコンパクト化、ランニングコストの低減が容易に図れる。   According to the present invention, in a sludge treatment process for biologically digesting sludge generated in a wastewater treatment process for purifying organic wastewater by biological treatment, a magnetic separation device is attached to the digestion tank, By introducing a magnetic substance into the sludge mixture, the sludge can be concentrated at a high concentration by solid-liquid separation of the sludge mixture into magnetized sludge and treatment liquid. Is promoted and self-digestion is also promoted, so that the treatment capacity in biological digestion of sludge can be improved. As a result, it is possible to easily reduce the amount of sludge, compared to only biological digestion by microorganisms that are not concentrated at high concentration without introducing magnetic material, reducing the equipment size and running costs. Easy to plan.

また、例えば、汚泥をアルカリ処理により可溶化し、その可溶化汚泥を好アルカリ性微生物により好気性消化した上で、その消化汚泥を嫌気性微生物の酸発酵により中和する前処理装置を消化槽の前段に設けた場合、アルカリ可溶化、好アルカリ性微生物による好気性消化、および嫌気性微生物の酸発酵による中和からなる一連の前処理を実施することで、汚泥混合液のpH調整が不要となって処理の簡便性が図れ、また、中和用薬剤を使用しないことから、薬剤などのランニングコストを大幅に削減できる。   Further, for example, a pretreatment device that solubilizes sludge by alkali treatment, aerobically digests the solubilized sludge with an aerobic microorganism, and neutralizes the digested sludge by acid fermentation of anaerobic microorganisms. When provided in the previous stage, it is not necessary to adjust the pH of the sludge mixture by carrying out a series of pretreatments consisting of alkali solubilization, aerobic digestion by alkaliphilic microorganisms, and neutralization by acid fermentation of anaerobic microorganisms. Therefore, the processing cost can be simplified, and since the neutralizing agent is not used, the running cost of the agent can be greatly reduced.

図1および図2は本発明に係る汚泥処理装置の実施形態で、この汚泥処理装置は、有機排水を生物学的処理によって浄化する排水処理工程において生じた汚泥を生物学的に消化する汚泥処理工程に設置される。ここで、前述した「汚泥」とは、余剰汚泥、生汚泥あるいは混合汚泥の有機物を主体とする固形物を意味する。   1 and 2 show an embodiment of a sludge treatment apparatus according to the present invention, which is a sludge treatment for biologically digesting sludge generated in a wastewater treatment process for purifying organic wastewater by biological treatment. Installed in the process. Here, the above-mentioned “sludge” means a solid matter mainly composed of organic matter such as excess sludge, raw sludge or mixed sludge.

各実施形態における汚泥処理装置では、図1および図2に示すように汚泥を含有する汚泥混合液を収容した消化槽7により、その汚泥を汚泥捕食菌としての微生物により生物学的に消化する。この消化槽7に磁気分離装置8を付設する。磁気分離装置8は、汚泥混合液に磁性体を投入することにより生成された磁化汚泥混合液を磁化汚泥と処理液に固液分離する機能を発揮する。   In the sludge treatment apparatus in each embodiment, as shown in FIGS. 1 and 2, the sludge is biologically digested by microorganisms as sludge predatory fungi in a digestion tank 7 containing a sludge mixed solution containing sludge. A magnetic separation device 8 is attached to the digestion tank 7. The magnetic separation device 8 exhibits a function of solid-liquid separating the magnetized sludge mixed liquid generated by introducing a magnetic material into the sludge mixed liquid into magnetized sludge and a processing liquid.

前述の消化槽7での消化処理には、曝気を行う好気性消化と曝気を行わない嫌気性消化があり、好気性消化の場合、磁気分離装置8により分離された処理液は、後段の沈殿槽12でさらに沈降分離され、清澄な処理水として排出される。沈殿槽12で沈降分離された消化汚泥は返送消化汚泥として好気性消化槽7に返送され、一部は余剰消化汚泥として沈殿槽12から引き抜かれる。また、嫌気性消化の場合、濃縮された汚泥混合液は、脱水機13へ導入されて脱水処理される。   The digestion process in the digestion tank 7 includes aerobic digestion in which aeration is performed and anaerobic digestion in which aeration is not performed. In the case of aerobic digestion, the treatment liquid separated by the magnetic separation device 8 is precipitated in the latter stage. It is further settled and separated in the tank 12 and discharged as clear treated water. The digested sludge settled and separated in the settling tank 12 is returned to the aerobic digester 7 as return digested sludge, and a part thereof is withdrawn from the settling tank 12 as excess digested sludge. In the case of anaerobic digestion, the concentrated sludge mixed solution is introduced into the dehydrator 13 and dehydrated.

この汚泥処理装置では、消化槽7に磁気分離装置8を付設したことにより、磁化汚泥混合液を磁化汚泥と処理液に固液分離することで汚泥を高濃度に濃縮する。このように汚泥が高濃度に濃縮されるため、難分解性物質の分解が促進されると共に自己消化も促進され、汚泥の生物学的消化における処理能力を向上させることができる。   In this sludge treatment apparatus, the magnetic separation device 8 is attached to the digestion tank 7, so that the sludge is concentrated to a high concentration by solid-liquid separation of the magnetized sludge mixed liquid into the magnetized sludge and the treatment liquid. Thus, since sludge is concentrated in high concentration, decomposition | disassembly of a hardly decomposable substance is accelerated | stimulated and self-digestion is also accelerated | stimulated, and the processing capability in biological digestion of sludge can be improved.

この実施形態における好気性消化法の場合、汚泥濃度が高く維持されるので、従来における好気性消化法よりも消化槽7がコンパクトになる。さらに、消化槽7からの流出汚泥濃度を低く抑えることができる上、磁化汚泥が磁性体を含んでいることから比重が大きくなり沈降速度が向上するため、後段の沈殿槽12も飛躍的にコンパクトになる。   In the case of the aerobic digestion method in this embodiment, since the sludge concentration is maintained high, the digester tank 7 becomes more compact than the conventional aerobic digestion method. Furthermore, the concentration of the sludge discharged from the digestion tank 7 can be kept low, and since the magnetic sludge contains a magnetic material, the specific gravity increases and the settling speed is improved, so that the subsequent settling tank 12 is also dramatically compact. become.

また、この実施形態における嫌気性消化法の場合、濃縮分離された後の処理液中の固形物濃度が低くなるので、処理液の透視度が増すと共に、後段に何らかの処理プロセスが必要な場合でも、そのプロセスへの固形物負荷を低減することができる。   Further, in the case of the anaerobic digestion method in this embodiment, the concentration of solids in the processing liquid after being concentrated and separated is lowered, so that the transparency of the processing liquid is increased and even if some processing process is required in the subsequent stage. , The solids load on the process can be reduced.

なお、この汚泥処理工程では、汚泥をアルカリ処理により可溶化し、その可溶化汚泥を好アルカリ性微生物により好気性消化した上で、その消化汚泥を嫌気性微生物の酸発酵により中和する前処理装置2を消化槽7の前段に設ける。このようにアルカリ可溶化、好アルカリ性微生物による好気性消化、および嫌気性微生物の酸発酵による中和からなる一連の前処理を実施することにより、汚泥混合液のpH調整が不要となり、また、中和用薬剤を使用する必要もなくなる。   In this sludge treatment process, the sludge is solubilized by alkali treatment, and the solubilized sludge is aerobically digested by an aerobic microorganism and then the digested sludge is neutralized by acid fermentation of anaerobic microorganisms. 2 is provided in the front stage of the digestion tank 7. Thus, by carrying out a series of pretreatments consisting of alkali solubilization, aerobic digestion by alkaliphilic microorganisms, and neutralization by acid fermentation of anaerobic microorganisms, pH adjustment of the sludge mixed liquid becomes unnecessary, and There is no need to use Japanese medicines.

図1は、アルカリ処理による前処理および好気性消化を実施する汚泥処理装置を例示する。排水処理工程では、排水原水は生物処理槽1へ供給され、その生物処理槽1で処理された排水は排水処理水として放流される。この排水処理工程における排水の浄化に伴って生物処理槽1から発生する汚泥は、排水処理工程において生じた汚泥を生物学的に消化する汚泥処理工程に設置された汚泥処理装置へ供給される。   FIG. 1 illustrates a sludge treatment apparatus that performs pretreatment by alkaline treatment and aerobic digestion. In the wastewater treatment process, the raw wastewater is supplied to the biological treatment tank 1 and the wastewater treated in the biological treatment tank 1 is discharged as wastewater treated water. The sludge generated from the biological treatment tank 1 along with the purification of the wastewater in the wastewater treatment process is supplied to a sludge treatment apparatus installed in the sludge treatment process for biologically digesting the sludge generated in the wastewater treatment process.

汚泥処理工程では、排水処理工程の生物処理槽1から発生した汚泥が前処理装置2に供給される。前処理装置2は、可溶化槽3、消化槽4、沈殿槽5および中和槽6で構成されている。この前処理装置2では、まず、可溶化槽3で、生物処理槽1から発生した汚泥を水酸化ナトリウム等のアルカリ溶液を投入することにより可溶化し、その可溶化汚泥を消化槽4にて好アルカリ性微生物により好気性消化する。そして、その消化汚泥を沈殿槽5にて沈殿させ、消化汚泥の一部を消化槽4に返送すると共に余剰汚泥を排出する。消化汚泥の残部は中和槽6にて嫌気性微生物による酸発酵で中和される。   In the sludge treatment process, the sludge generated from the biological treatment tank 1 in the wastewater treatment process is supplied to the pretreatment device 2. The pretreatment device 2 includes a solubilization tank 3, a digestion tank 4, a precipitation tank 5, and a neutralization tank 6. In this pretreatment device 2, first, in the solubilization tank 3, the sludge generated from the biological treatment tank 1 is solubilized by introducing an alkaline solution such as sodium hydroxide, and the solubilized sludge is digested in the digestion tank 4. Aerobic digestion by alkaliphilic microorganisms. Then, the digested sludge is precipitated in the sedimentation tank 5, and a part of the digested sludge is returned to the digestion tank 4 and the excess sludge is discharged. The remainder of the digested sludge is neutralized in the neutralization tank 6 by acid fermentation with anaerobic microorganisms.

前述の前処理装置2により濃縮化された汚泥は、好気性消化を実行する消化槽7へ供給される。この消化槽7では好気性消化が実行されることから、曝気ブロア10および散気装置11が設けられている。消化槽7内の汚泥混合液には、磁性体供給装置9から磁性体が供給され、その磁性体の一部が汚泥に付着して磁化汚泥となる。この消化槽7では、磁気分離装置8により、磁化汚泥混合液を磁化汚泥と処理液に固液分離することで汚泥を高濃度に濃縮する。   The sludge concentrated by the above-mentioned pretreatment device 2 is supplied to a digestion tank 7 that performs aerobic digestion. Since aerobic digestion is performed in this digestion tank 7, an aeration blower 10 and an air diffuser 11 are provided. A magnetic material is supplied from the magnetic material supply device 9 to the sludge mixed solution in the digestion tank 7, and a part of the magnetic material adheres to the sludge and becomes magnetized sludge. In this digestion tank 7, the magnetic sludge is concentrated to a high concentration by solid-liquid separation of the magnetized sludge mixed liquid into magnetized sludge and treatment liquid by the magnetic separation device 8.

このように汚泥が高濃度に濃縮されるため、難分解性物質の分解が促進されると共に自己消化も促進され、汚泥の生物学的消化における処理能力が向上する。磁気分離装置8は、磁気を帯びたローラを回転させ、そのローラによって磁化汚泥のみを磁気吸着して掻取板によってローラから掻き取ることにより磁化汚泥混合液から分離する。この磁気分離装置8により磁化汚泥混合液から分離された処理液を沈殿槽12へ供給する。沈殿槽12では、処理液をさらに沈降分離し、清澄な処理水を排出し、沈降分離された消化汚泥を消化槽7に返送すると共に一部の消化汚泥を余剰汚泥として引き抜く。   Thus, since sludge is concentrated in high concentration, decomposition | disassembly of a hardly decomposable substance is accelerated | stimulated and autolysis is also accelerated | stimulated, and the processing capacity in biological digestion of sludge improves. The magnetic separation device 8 rotates a magnetized roller, magnetically adsorbs only the magnetized sludge with the roller, and scrapes it off the roller with a scraping plate to separate it from the magnetized sludge mixed liquid. The treatment liquid separated from the magnetized sludge mixed liquid by the magnetic separation device 8 is supplied to the precipitation tank 12. In the sedimentation tank 12, the treatment liquid is further settled and separated, the clear treated water is discharged, the digested sludge separated and separated is returned to the digestion tank 7, and a part of the digested sludge is extracted as surplus sludge.

この好気性消化での磁気分離の有無による処理性能の比較を下表に示す。この処理性能の比較では、食品工場排水を好気的に生物処理して発生した汚泥(化学的酸素要求量COD=12000[mg/L]、固形物濃度SS=12000[mg/L]、処理流量=12[L/日]、固形物負荷=144[g/日])に対して、前処理〔NaOHでpH=12でアルカリ可溶化(HRT=3[h]、40℃)、好アルカリ性微生物による好気性消化(水理学的滞留時間HRT=24[h]、35℃)、および嫌気性微生物の酸発酵による中和(HRT=50[h]、35℃)〕を行ったものについて、磁気分離付き好気性消化(SS濃度MLSS=20000[mg/L]、HRT=12[h])を行った。   The following table shows a comparison of treatment performance with and without magnetic separation in aerobic digestion. In this comparison of treatment performance, sludge generated by aerobic biological treatment of food factory wastewater (chemical oxygen demand COD = 12000 [mg / L], solid matter concentration SS = 12000 [mg / L], treatment Flow rate = 12 [L / day], solid load = 144 [g / day]), pretreatment [solubilized with NaOH at pH = 12 (HRT = 3 [h], 40 ° C), alkaliphilicity For aerobic digestion by microorganisms (hydraulic residence time HRT = 24 [h], 35 ° C. and neutralization by acid fermentation of anaerobic microorganisms (HRT = 50 [h], 35 ° C.)] Aerobic digestion with magnetic separation (SS concentration MLSS = 20000 [mg / L], HRT = 12 [h]) was performed.

Figure 2006326438
Figure 2006326438

上表からも明らかなように、磁気分離しない場合、発生汚泥量が48[g/日]であったのに対して、磁気分離した場合、発生汚泥量が25[g/日]となって大幅に減少し、汚泥の減量化が実現されている。   As is apparent from the above table, when magnetic separation is not performed, the amount of generated sludge was 48 [g / day], whereas when magnetically separated, the amount of generated sludge was 25 [g / day]. Significantly reduced, sludge reduction has been realized.

図2は、アルカリ処理による前処理および嫌気性消化を実施する汚泥処理装置を例示する。前述の好気性消化を実施する汚泥処理装置(図1参照)で説明したように、排水原水が生物処理槽1へ供給され、その生物処理槽1で処理された排水が排水処理水として放流される排水処理工程において、その生物処理槽1から発生する汚泥は、排水処理工程において生じた汚泥を生物学的に消化する汚泥処理工程に設置された汚泥処理装置へ供給される。   FIG. 2 illustrates a sludge treatment apparatus that performs pretreatment by alkaline treatment and anaerobic digestion. As described in the above-described sludge treatment apparatus (see FIG. 1) for performing the aerobic digestion, the wastewater raw water is supplied to the biological treatment tank 1, and the wastewater treated in the biological treatment tank 1 is discharged as wastewater treated water. In the wastewater treatment process, the sludge generated from the biological treatment tank 1 is supplied to a sludge treatment apparatus installed in the sludge treatment process for biologically digesting the sludge produced in the wastewater treatment process.

汚泥処理工程では、排水処理工程の生物処理槽1から発生した汚泥が前処理装置2に供給される。前処理装置2と磁気分離装置8は、前述の好気性消化を実施する汚泥処理装置(図1参照)で説明したものと同様であるため、重複説明は省略する。   In the sludge treatment process, the sludge generated from the biological treatment tank 1 in the wastewater treatment process is supplied to the pretreatment device 2. Since the pretreatment device 2 and the magnetic separation device 8 are the same as those described in the sludge treatment device (see FIG. 1) that performs the aerobic digestion described above, duplicate description is omitted.

前述の前処理装置2により濃縮化された汚泥は、嫌気性消化を実行する消化槽7へ供給される。消化槽7内の汚泥混合液には、磁性体供給装置9から磁性体が供給され、その磁性体の一部が汚泥に付着して磁化汚泥となる。この消化槽7では、磁気分離装置8により、磁化汚泥混合液を磁化汚泥と処理液に固液分離することで汚泥を高濃度に濃縮する。このように汚泥が高濃度に濃縮されるため、難分解性物質の分解が促進されると共に自己消化も促進され、汚泥の生物学的消化における処理能力が向上する。磁気分離装置8により磁化汚泥混合液から分離された処理液は排出され、濃縮された汚泥混合液は脱水機13に供給され、脱水処理された磁化汚泥と処理液がそれぞれ排出される。   The sludge concentrated by the pretreatment device 2 described above is supplied to a digestion tank 7 that performs anaerobic digestion. A magnetic material is supplied from the magnetic material supply device 9 to the sludge mixed solution in the digestion tank 7, and a part of the magnetic material adheres to the sludge and becomes magnetized sludge. In this digestion tank 7, the magnetic sludge is concentrated to a high concentration by solid-liquid separation of the magnetized sludge mixed liquid into magnetized sludge and treatment liquid by the magnetic separation device 8. Thus, since sludge is concentrated in high concentration, decomposition | disassembly of a hardly decomposable substance is accelerated | stimulated and autolysis is also accelerated | stimulated, and the processing capacity in biological digestion of sludge improves. The treatment liquid separated from the magnetized sludge mixed liquid by the magnetic separation device 8 is discharged, the concentrated sludge mixed liquid is supplied to the dehydrator 13, and the dehydrated magnetized sludge and the processed liquid are discharged respectively.

この嫌気性消化での磁気分離の有無による処理性能の比較を下表に示す。この処理性能の比較では、食品工場排水を好気的に生物処理して発生した汚泥(COD=12000[mg/L]、SS=12000[mg/L]、処理流量=12[L/日]、固形物負荷=144[g/日])に対して、前処理〔NaOHでpH=12でアルカリ可溶化(HRT=3[h]、40℃)、好アルカリ性微生物による好気性消化(HRT=24[h]、35℃)、および嫌気性微生物の酸発酵による中和(HRT=50[h]、35℃)〕を行ったものについて、磁気分離付き嫌気性消化(MLSS=30000[mg/L]、HRT=30[h])を行った。   The table below shows a comparison of treatment performance with and without magnetic separation in anaerobic digestion. In this comparison of treatment performance, sludge generated by aerobic biological treatment of food factory wastewater (COD = 12000 [mg / L], SS = 12000 [mg / L], treatment flow rate = 12 [L / day] , Solid load = 144 [g / day]), pretreatment [NaOH, pH = 12, alkali solubilization (HRT = 3 [h], 40 ° C.), aerobic digestion (HRT = 24 [h], 35 ° C.) and neutralization by acid fermentation of anaerobic microorganisms (HRT = 50 [h], 35 ° C.)] anaerobic digestion with magnetic separation (MLSS = 30000 [mg / L], HRT = 30 [h]).

Figure 2006326438
Figure 2006326438

上表からも明らかなように、磁気分離しない場合、発生汚泥量が210[g/日]であったのに対して、磁気分離した場合、発生汚泥量が105[g/日]となって大幅に減少し、汚泥の減量化が実現されている。   As is clear from the above table, the amount of generated sludge was 210 [g / day] without magnetic separation, whereas the amount of generated sludge was 105 [g / day] when magnetically separated. Significantly reduced, sludge reduction has been realized.

本発明に係る汚泥処理装置の実施形態で、好気性消化を行った場合の概略構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the schematic structural example at the time of performing aerobic digestion in embodiment of the sludge processing apparatus which concerns on this invention. 本発明の他の実施形態で、嫌気性消化を行った場合の概略構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the schematic structural example at the time of performing anaerobic digestion in other embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

2 前処理装置
7 消化槽
8 磁気分離装置
2 Pretreatment equipment 7 Digestion tank 8 Magnetic separation equipment

Claims (10)

有機排水を生物学的処理によって浄化する排水処理工程において生じた汚泥を生物学的に消化する汚泥処理装置において、前記汚泥を含有する汚泥混合液を収容してその汚泥を微生物により生物学的に消化する消化槽の前段に、微生物による汚泥の生物学的消化を補助する前処理を行う前処理装置を配設すると共に、前記汚泥混合液に磁性体を投入することによりその汚泥混合液を磁化汚泥と処理液に固液分離する磁気分離装置を前記消化槽に付設したことを特徴とする汚泥処理装置。   In a sludge treatment apparatus for biologically digesting sludge generated in a wastewater treatment process for purifying organic wastewater by biological treatment, the sludge mixed liquid containing the sludge is accommodated and the sludge is biologically treated by microorganisms. A pretreatment device that performs pretreatment to assist biological digestion of sludge by microorganisms is arranged in the front stage of the digester to be digested, and the sludge mixture is magnetized by introducing a magnetic substance into the sludge mixture. A sludge treatment apparatus characterized in that a magnetic separation device for solid-liquid separation into sludge and treatment liquid is attached to the digestion tank. 前記前処理装置は、汚泥をアルカリ溶液により可溶化し、その可溶化汚泥を好アルカリ性微生物により消化する請求項1に記載の汚泥処理装置。   The sludge treatment apparatus according to claim 1, wherein the pretreatment apparatus solubilizes sludge with an alkaline solution and digests the solubilized sludge with an alkalophilic microorganism. 前記前処理装置は、前記可溶化汚泥を好アルカリ性微生物により消化した上で、その消化汚泥を中和する請求項2に記載の汚泥処理装置。   The sludge treatment apparatus according to claim 2, wherein the pretreatment apparatus neutralizes the solubilized sludge after digesting the solubilized sludge with an alkalophilic microorganism. 前記前処理装置は、前記消化汚泥を嫌気性微生物の酸発酵により中和する請求項3に記載の汚泥処理装置。   The sludge treatment apparatus according to claim 3, wherein the pretreatment device neutralizes the digested sludge by acid fermentation of anaerobic microorganisms. 前記消化槽での生物学的消化は、好気性消化あるいは嫌気性消化のいずれかである請求項1〜4のいずれか一項に記載の汚泥処理装置。   The sludge treatment apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the biological digestion in the digestion tank is either aerobic digestion or anaerobic digestion. 有機排水を生物学的処理によって浄化する排水処理工程において生じた汚泥を生物学的に消化する汚泥処理方法において、前記汚泥を微生物により生物学的に消化する消化槽の前段で、微生物による汚泥の生物学的消化を補助する前処理を行い、その後、前記消化槽内の汚泥混合液に磁性体を投入することにより、前記汚泥混合液を磁化汚泥と処理液に磁気分離することを特徴とする汚泥処理方法。   In a sludge treatment method for biologically digesting sludge generated in a wastewater treatment process for purifying organic wastewater by biological treatment, the sludge produced by microorganisms is disposed at a stage preceding a digestion tank for biologically digesting the sludge by microorganisms. A pretreatment for assisting biological digestion is performed, and then the sludge mixed solution is magnetically separated into a magnetized sludge and a processing solution by introducing a magnetic substance into the sludge mixed solution in the digestion tank. Sludge treatment method. 前記前処理は、汚泥をアルカリ溶液により可溶化し、その可溶化汚泥を好アルカリ性微生物により消化する請求項6に記載の汚泥処理方法。   The sludge treatment method according to claim 6, wherein in the pretreatment, the sludge is solubilized with an alkaline solution, and the solubilized sludge is digested with an alkalophilic microorganism. 前記前処理は、前記可溶化汚泥を好アルカリ性微生物により消化した上で、その消化汚泥を中和する請求項7に記載の汚泥処理方法。   The said pretreatment is the sludge treatment method of Claim 7 which neutralizes the digested sludge after digesting the solubilized sludge with an alkalophilic microorganism. 前記前処理は、前記消化汚泥を嫌気性微生物の酸発酵により中和する請求項8に記載の汚泥処理方法。   The sludge treatment method according to claim 8, wherein the pretreatment neutralizes the digested sludge by acid fermentation of anaerobic microorganisms. 前記消化槽での生物学的消化は、好気性消化あるいは嫌気性消化のいずれかである請求項6〜9のいずれか一項に記載の汚泥処理方法。   The sludge treatment method according to any one of claims 6 to 9, wherein the biological digestion in the digester is either aerobic digestion or anaerobic digestion.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2009183936A (en) * 2007-11-16 2009-08-20 Apv Systems Ltd Method and apparatus for preparing material for microbiological fermentation
KR101468519B1 (en) * 2013-06-25 2014-12-03 채명수 Sewage sludge dewatering equipment
KR20190050475A (en) 2017-11-03 2019-05-13 한국과학기술연구원 Sludge decomposition system and operating method of the same

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