JP2007514517A - 嫌気性汚泥消化方法及び消化装置 - Google Patents

Abstract

本発明方法は、乾燥物質に関する濃度が４０グラム／リットル未満の新鮮汚泥溶融物を消化装置（２００）の上流部へ導入する工程と、汚泥薄層を消化装置内に維持する工程と、排水を汚泥層の上及び全域で殆ど水平に循環させる工程と、排水を汚泥消化の溶解性生成物質と同時に消化装置から取り出す工程とから成る。消化装置のキュベット（２０１）は排水流に対する横壁により区分（２１８ａ〜２１８ｄ）に分割される。横壁はその下側部分に連通開口（２１６）を備える。

Description

本発明は下水排水処理からの汚泥の嫌気性消化方法、排水を含む一次汚泥の嫌気性消化装置、並びにかかる消化装置を主に含む処理場に関する。

例えば家庭排水等の下水排水処理からの汚泥の嫌気性消化は、この汚泥に含まれる大量の有機物質を除去することが可能であるように、かなりの細胞破壊力を伴う加水分解及びメタン発酵から成る。

汚泥は例えば生下水の沈殿から生じる。消化装置の出口において、一方で消化済み汚泥が、他方において排水と共に得られる。これら２部分は次に、多くの付加的な処理を別々に受ける。

非特許文献１は、横壁により幾つかの連続隔室に分割されるタンクを含む嫌気性汚泥消化装置を示している。横壁はタンクの上端に達していない。第１上流隔室では、底部において処理される汚泥が供給管を通り投入され、処理済み排水が排出管を通して最下流隔室から排出される。

中間横壁は汚泥及び排水が上流隔室から下流隔室へ移動するのを可能にする開口を底部に備える。
米国特許第６６７３２４３号明細書

他方では、その他の横壁はいずれも底開口を有していない。一方で排水流は上昇及び落下を交互に行い、他方では汚泥は隔室内で堆積するが消化された後には下流へ流れることができないことになる。従って消化装置の効果が著しく減少してしまう。

本発明はこれらの問題点を解決することを目的とする。

この目的のために、第一態様において、本発明は汚泥の嫌気性消化方法に関する。本方法は、
一次汚泥流を嫌気性汚泥消化装置の上流部へ投入する工程と、一次汚泥は排水を含むと共に４０グラム／リットル未満の乾燥物質濃度を有し、
消化装置における汚泥層を０．６メートル未満の厚さに維持する工程と、汚泥は嫌気性消化によって変換され、
排水を前記消化装置内の少なくとも消化装置の有用部において、前記汚泥層の上及び中を殆ど水平に、消化装置の上流部から下流部へ向けて循環させると共に、消化装置から汚泥溶融性生成物質を排出するべく消化装置から排水を排出させる工程と、
汚泥を消化装置から排出させる工程と
を含む。

従って、乾燥物質の加水分解による消化の開始時点から、形成された溶融性構成材料は汚泥層から抜き取られる。このようにして、タンク内において汚泥消化が阻止され又は少なくとも緩慢になる現象が抑制され、或いは著しく減少させられる。従ってこの消化は好適な速度で連続して実施されると共に、消化装置における汚泥の必要な貯留が極めて減少
させられる。

本発明のある実施形態によれば、０．５メートル未満の厚さを備えた汚泥層が消化装置で維持される。例えば、一次汚泥は２０グラム／リットル未満の乾燥物質濃度を有する。
第２態様によれば、本発明は排水を含む一次汚泥の嫌気性消化装置に関し、先に説明したような方法を実施することを目的とする。

消化装置は殆ど水平な底部を備えたタンクと、タンクへ一次汚泥を供給するための管と、消化済み汚泥をタンクから排出するための管と備える。タンクは排水の流れを横断するように位置決めされる少なくとも１個の壁を備え、壁はタンクは一次汚泥供給管が流入する最上流隔室と、排水排出管が流出する最下流隔室とを有するように、上流隔室及び下流隔室を画定する。

本発明によれば、壁はその底部に上流隔室を下流隔室と連結する開口を有し、タンクの底部に保持された汚泥層の上及び中において、最上流隔室から最下流隔室への殆ど水平方向への汚泥の通過及び排水の循環が可能になる。

排水内の浮遊物質が１個の隔室から別の隔室へ溢れ出るように、横壁はタンクの底部からタンクの高さよりも低い高さまで延在する。
例えば、消化装置は少なくとも２個の横壁を備え、各壁はタンク内には少なくとも３個の連続する隔室が画定されるように底部に連結開口を有する。

最後に、第３態様によれば、本発明は少なくとも１個の上記消化装置を備えた下水廃水処理場に関する。

本発明の更なる特徴については、添付の図面を参照して為された以下の本発明の実施形態の説明から理解され得る。
最初に図１及び図２を参照すると、排水を含む一次汚泥の処理を目的とした本発明に係る消化装置２００を示す。この汚泥は、例えば沈殿工程から生じた下水排水の一次処理の結果生じる。

消化装置２００は軸２０２を備えたタンク２０１を含む。軸２０２はここでは「長手方向」という用語を定義するために使用される。以下の説明は、殆ど円柱楕円形状を備えたタンク２０１に関して為される。しかしながら、タンクは殆ど矩形の垂直断面をも有し得る。従って、（水平面上において）極めて幅が広いタンクが提供され得る一方で、軽量化が維持される。

以下に示すように、３個の主開口及び１個又は複数の検査トラップを除いてタンク２０１は密封され、メタン発酵を可能にするべく酸素の不在が確実にされる。タンク２０１は（円柱の直径と一致する）５０〜７０センチメートルの相対的に低い高さと、２〜３メートルの長さを備える。例えば、タンクは２５０〜３００リットル、例えば２７０リットルの容積を有し得る。矩形断面を備えたタンクの場合には、容積はその幅に応じて増加し、数千リットルにも到達し得る。

軸２０２が殆ど水平となるようにタンク２０１は位置決めされる。タンク２０１は底部２０３及び蓋壁２０４を画定する殆ど円柱状の側壁、並びに殆ど円板形状とされた上流端壁２０５及び下流端壁２０６から構成される。

一次汚泥が供給管によって消化装置２００へ流入するように、開口が上流壁２０５の上
端に形成される。供給管２０７はタンク２０１の内部へ、短い長さだけ殆ど軸２０２と平行に延在し、次に垂直に下方へ例えば約１０センチメートルの長さだけ延在しており、タンク２０１の内部であって上流壁２０５の付近において、タンク２０１の底部２０３へ向けて開口する肘部２０８が形成される。供給管２０７の開口は、タンク２０１内における排水の液面よりも上又は下にあってよい。

下流壁２０６は殆ど中間点より上に、排出管２０９によって排水が消化装置２００から排出されるのを可能にする開口を有する。
排出管２０９はタンク２０１の内部において、短い長さだけ殆ど軸２０２と平行に延在し、次に垂直に下方へ例えば約１０センチメートルの長さだけ延在しており、タンク２０１の内部であって下流壁２０６の付近において、タンク２０１の底部２０３へ向けて開口し、サイフォン形状の入口を形成する肘部２０８が形成される。サイフォン形状の入口は、タンク２０１の底部２０３及びタンク２０１内に保持されている排水の液面の間の殆ど中間点に位置しており、浮遊物質又は底部２０３に留まっている物質が流出しないようにされている。

タンク２０１の蓋壁２０４は少なくとも１個の検査トラップ、図示する本発明の実施形態では３個の検査トラップを備え得る。メタン消化により生成されたガスの試料採取装置がまた、蓋壁２０４に接続され得る。

最後に、消化済み汚泥を排出するための孔がタンク２０１の底部２０３において、下流壁２０６の付近に形成される。この孔は排出管２１２を切断する手段が設けられた状態で、汚泥の排出管２１２に連結される。

消化装置２００はまた３個の横壁、即ち上流２１３ａ、中間２１３ｂ及び下流２１３ｃを夫々備える。本発明の他の予見可能な実施形態によれば、消化装置は夫々の場合で要求される例えば１〜６個等の様々な数の横壁を備えていてもよい。

壁２１３ａ、２１３ｂ及び２１３ｃは殆ど同じ形状、即ち円板の一部のような形状を有する。壁の環状外郭２１４は底部２０３からタンクの高さよりも低い位置まで、タンク２０１の内部形状と一致しており、その結果、各壁２１３ａ、２１３ｂ及び２１３ｃはタンク２０１の幅全体に沿って延在する。壁２１３ａ、２１３ｂ及び２１３ｃはまた、殆ど平坦且つ水平であり、タンク２０１の底部２０３からタンク２０１の高さの４０〜７０パーセントである所定距離の所に位置する上縁２１５を有する。例えば、壁の高さは略２０〜４０センチメートル、主に３０センチメートルである。

結合開口２１６は殆ど円板形状であり、各壁２１３ａ、２１３ｂ及び２１３ｃの底部に形成される。開口２１６は殆ど環状の上縁２１７を備えると共に、タンク２０１の底部２０３から横壁２１３ａ、２１３ｂ及び２１３ｃの高さの３０〜６０パーセントの高さまで延在する。例えば、開口２１６は約１０〜１５センチメートルの高さまで延在する。

各横壁２１３ａ、２１３ｂ及び２１３ｃは上流隔室及び下流隔室を画定し、その結果、消化装置２００のタンク２０１は長手方向に４個の隔室２１８ａ，２１８ｂ，２１８ｃ及び２１８ｄ、即ち
一次汚泥供給管２０７が例えば上端において流入する最上流隔室２１８ａと、
２個の連続中間隔室２１８ｂ，２１８ｃと、
排水排出管２０９が流出する最下流隔室２１８ｄと
に分割される。

壁２１３ａ、２１３ｂ及び２１３ｃは各隔室２１８ａ〜２１８ｄにおける浮遊物質の凝
集により形成された汚泥を保持するのを可能にする一方で、過剰な浮遊物質は溢れ出ることにより、上流隔室から下流隔室へ、又はその逆に移動する。

隔室の軸方向長さは同様であってもよく、或いは異なっていてもよい。図示する例では、最初の３個の隔室２１８ａ，２１８ｂ及び２１８ｃは殆ど同一の長さを有する一方で、最下流隔室２１８はより短く、他の隔室の約半分の長さとされている。

隔室の数及び消化装置の全長は縮小されてもよく、反対に処理を微細化するために増加させられてもよい。
以下は消化装置２００の作動を説明する。

排水を含む一次汚泥は供給管から消化装置２００のタンク２０１に投入される。
「一次汚泥」はここでは、２５グラム／リットル未満、更には２０グラム／リットル未満の相対的に低濃度の乾燥物質を有する汚泥のことを言うために使われる。とりわけ、５〜１０グラム／リットルの濃度を備えた汚泥を消化装置へ投入することが可能である。更に低濃度でも可能であるが、本工程があまり費用効果的でなくなる（より大きな消化装置容積、より大量のポンプ流等）。

この汚泥は沈殿工程の結果として生じたものであってもよく、従ってなお明らかに排水を含む。或いは、主に一つの処理位置から別の処理位置への汚泥の移送を容易にするために、予め濃縮させられた汚泥（１０〜１５パーセントの乾燥物質濃度）であってもよい。

この場合、濃縮汚泥は本工程に適合する乾燥物質濃度を得るべく、希釈排水、例えば消化装置へ投入される前の沈殿下水排水から生じた沈殿排水によって希釈される。
汚泥はタンク２０１の底部２０３に、例えば０．５メートル未満、更には０．３メートル未満の安定薄層状をなして沈殿する。特定の実施形態では、汚泥層の厚さは０．２メートル未満であってもよい。図１及び図２に示すように、排水の液面２１９はタンク２０１内で維持される。排水の液面２１９は、排水管２０９の上端及び壁２１３ａ，２１３ｂ及び２１３ｃの上縁２１５と殆ど同じ高さである。

汚泥は消化装置２００の内部で徐々に分解される。汚泥は消化されるにつれて溶解すると共に、横壁２１３ａ〜２１３ｃに形成された結合開口２１６を通り連続する隔室２１８ａ〜２１８ｄを移動する。

排水については、少なくともタンク２０１の有用な部分、即ち供給及び排出部分を除いた部分内を軸２０２と殆ど平行に流れ、そこで排水は位置的に供給管２０７からタンクの底部２０３へ向かう下方への方向、及びタンクの底部２０３から排出管２０９へ向かう上方への方向に夫々流れる。

従って排水はタンク２０１の底部２０３及び開口２１６の上縁２１７の間において、開口２１６を通り殆ど水平方向に循環し、また最上流隔室２１８ａから最下流隔室２１８ｄへ向けて流れる。このように流れる間に、排水は汚泥層の上方及び汚泥層の中を循環する。このようにして、一方で排水は汚泥の消化によって生じた溶解性生成物質を運び、他方では排水は汚泥を更に下流にある隔室へ向けて移動させる。

排水及び溶融性生成物質は次に排出管２０９を通りタンク２０１から排出されると共に、必要に応じて別の処理ユニットへ輸送される。
最下流隔室２１８ｄに収容された消化済み汚泥は、適当なポンプ装置の助力を得て簡単な重力の作用によって、排出管２１２を通り排出される。排出工程は部分的に実行されても或いは完全に実効されてもよく、また定期的（消化装置の周期的な排出）であるか或い
は例えば毎日の周期的又は連続的な排出から構成されてもよい。或いは、タンク２０１は汚泥排出管を装備しておらず、従って汚泥は一時的に消化装置２００内に蓄積されると共に、トラップ２１１から周期的に排出される。

本発明に係る消化装置は、溶解又はガス化により汚泥内の少なくとも４０パーセントから９０パーセントを越える乾燥物質を除去することを可能し、またこれは、消化装置の温度が１０°Ｃよりも高く維持される限り消化装置を加熱する必要がなく、５から１５日の間汚泥を消化装置内に貯留させて行われる。消化装置が（例えば２０〜３５°Ｃの温度まで）加熱されるならば、消化装置の性能が向上するので、より短い貯留期間が可能になる。

これらの状況において、消化済み汚泥の濃度は、５０パーセントから１０パーセントを下回る汚泥だけが残るので、大きく促進される。
このような方法は、汚泥が消化装置に入れられる前に濃縮される従来技術の方法と比較され得る。汚泥内の約３０パーセントの乾燥物質を除去するために、例えば相対的に厚層状での汚泥の貯留は一般的に１２から４０日の間であり、消化装置は２５〜３５°Ｃに加熱されなければならない。

続いて、下水排水処理場４６を図３を参照して説明する。
生下水はその浮遊物質の大部分を除去する等のために、供給管１０７を通り一次沈殿タンク１００へ移動させられる。

一次沈殿タンク１００は沈殿済み排水の排出管１０９と、沈殿によって生じた汚泥を排出する手段とを備える。排出管１０９は供給管４によって、排水の入口においてフィルタ１又は平行に作動する幾つかのフィルタ１から成る濾過装置３４に連結される。

一次沈殿によって生じた汚泥は、一次汚泥を消化装置２００へ供給する管２０７に連結される排出管１１１等の排出手段を介して、消化装置へ向けて排出される。
排水排出管２０９は、一次沈殿タンク１００において沈殿させられる排水の供給入口に連結される。消化済み汚泥の排出出口は、排出管２１２を介して汚泥濃縮装置４８の入口へ連結される。

汚泥濃縮装置４８は、場合により消化装置２００から排水を排出する管２０９を介して、一次沈殿タンク１００において沈殿させられる排水の供給入口に連結される廃水出口４９を備える。

汚泥濃縮装置４８はまた、濃縮汚泥出口５０を備える。この汚泥は、土壌の肥沃化のために使用されることを視野に入れて、引き続き適当に調整及び処理され得る。この汚泥はまた、ポンプ又は焼却ユニットへ送られ得る。

フィルタ１又は濾過装置３４によって濾過された排水は、排出管１５から排出される。フィルタ１が濾過される排水内に含まれた浮遊物質を貯留させることが可能であるならば、濾過済み排水は直接排除される。反対の場合では、濾過された排水は二次沈殿タンク５１の入口へ向けて送られる。

フィルタ１はまた、バイオマスが排出管２４から排出されるのを可能にする取り出し出口を備える。排出管２４は二次沈殿タンク５１の入口、又はプラントが二次沈殿タンクを装備していない時には一次沈殿タンク１００内で沈殿させられる排水の供給入口、又は消化装置２００への一次汚泥供給入口へ連結されてもよい。

二次沈殿タンク５１は沈殿によって生じた汚泥の排出手段を備え、排出手段は管２０９へ流入する一次沈殿タンク１００内で沈殿させられる排水の供給入口へ排出管５２を介して連結され、或いは消化装置２００への一次汚泥供給入口に連結される。この汚泥の一部はまた、バイオマスを所望レベルに維持するべく、フィルタ１の上部へ送り戻され得る。

また、二次沈殿タンク５１は沈殿済み排水の排出管５３を備える。
図４〜図６に示す本発明のある実施形態において、一次沈殿タンク１００及び／又は二次沈殿タンク５１は一般的な定義において、
底部１０３を備えると共に、排水流方向に関連して下水排水供給管１０７が流入する上流部と、沈殿済み排水排出管１０９が流出する下流部とを有するタンク１０１と、
タンク１０１内に配置され、少なくとも１個の沈殿パネル１１４，１１４’の上面により形成される沈殿面とを含み、沈殿パネルは排水流方向と殆ど平行な中間平面を有すると共に、排水流を横断する平面に準じて、且つこの横断面の垂直線の直角投影に関連して角度（，）で傾斜させられる。

少なくとも１個の沈殿パネルの第１アセンブリは１５度から６０度の間の第１角度（）で傾斜させられ、少なくとも１個の沈殿パンセル少なくとも１個の第２アセンブリは１５度から６０度の間の第２角度（）、即ち角度（，）で傾斜させられる。排水がタンクへ流入する時に、汚泥が沈殿面上に沈殿し、次にタンクの底部へ向けて滑動するように、パネルの表面仕上げ及び摩擦係数が選択される。パネル上面上に収集された汚泥が重力の作用によってタンク１０１の底部１０３へ向けて落下するように、少なくとも１個の汚泥排出路１１７が２個のアセンブリのパネル間に設けられる。

タンク１０１は殆ど円柱状であり、軸１０２が水平であるように埋め込まれると共に、４個の開口を除き密封される。
上流端壁１０５に形成され、沈殿させられる排水の入口開口。供給管１０７は上流方向へ向けて開口する肘部１０８によってタンクまで延在する。

下流端壁１０６に形成され、沈殿済み排水の排出開口。サイフォン形壁１１９は浮遊物質をタンク内部に保持するように設けられる開口１２０を装備する。
蓋壁１０４の検査トラップ１１０。

場合により、排出管１１１に連結され、遮断手段１１２をも設けられた、沈殿によって生じた汚泥を排出するための孔。或いは、排出手段はタンク１０１内に沈められた押し上げポンプ又はタンク１０１の上端まで戻るように上昇させられると共に吸引ポンプに連結される吸引管。

タンクは、タンクの垂直、長手中間面１１３に対して対称的に配置される２個のパネルアセンブリを備える。
この第１アセンブリ（左側）は殆ど平行であり、垂直方向に積み重ねられ、且つ約３０センチメートルの殆ど一定の距離Ｌ１によって相互に離間させられている５枚のパネル１１４ａ〜１１４ｅを備える。パネル１１４ａ〜１１４ｅはタンクの殆ど垂直な側壁から垂直面１１３へ向けて約４５度の角度（）で、上から下まで傾斜させられている。

パネル１１４はタンクの底部１０３からの距離に応じて異なる幅ｌを有するが、（排水流と平行な）長さＬは殆ど同一である。パネル１１４は、沈殿によって生じた汚泥が堆積するための空間を形成するように、約１０センチメートルの水平方向距離Ｌ２だけタンク１０１の垂直側壁から離間させられており、浮遊物質がその間を通過させられる。最後に、パネルの上端はタンク内部における排水の液面１１６を超えた距離ｄのところに位置させられる。

第２アセンブリ（右側）は垂直面１１３に対して第１アセンブリと対称的であると共に、５枚のパネル１１４’ａから１１４’ｄを備える。第１及び第２パネルアセンブリ間の水平方向離間距離は、パネルで収集された汚泥が底部へ向けて落下し、タンク１０１の底部１０３の中心部分へ向けられ且つ収集されるように、約３０センチメートルとされる。

パネル１１４，１１４’のタンク１０１への支持及び取り付け手段１１８は、それらパネルの上流端及び下流端の付近に配置される。
本発明のある実施形態によれば、沈殿タンク１００は排水流方向に関連して、少なくともパネルの第１列１１４及び第２列１１４’を備えており、第２列は第１列よりも下流に位置決めされる。これらの列は各々、汚泥の排出を更に改善するように、少なくとも１枚のパネルから形成される少なくとも第１及び第２アセンブリを備える。

図７に示す本発明のある実施形態において、フィルタ１は一般的な定義に従って反応室２を備える。反応室２内では、濾過される排水の流れは底部から上へ流れるように構成される。反応室２は、
底部において濾過される排水の入口３及び酸化ガスの入口６と、
蓋部において濾過済み排水の出口１４と、
固形物質の粒子層を備えて支持体及びその支持体の表面に積み重ねられるバイオモスを形成する濾過手段１８とを備える。濾過手段１８は濾過される排水の濃度よりも低い濃度を有すると共に、濾過される排水の入口３及び濾過済み排水の出口１４の間に配置される。

反応室２は間に段を形成する少なくとも３個の積み重ね隔室に細分され、少なくとも２個の壁１９ａ，１９ｂ，１９ｃには開口が設けられており、開口は反応室内部に以下のものを形成するべく濾過手段１８を保持するように設けられる。

少なくとも２個の濾過段２０ａ，２０ｂ，２０ｃと、
上側出口段１７及び上側出口段１７から流出する濾過済み排水の出口１４。
各濾過段２０ａ，２０ｂ，２０ｃにはそれ自体の濾過手段１８の層が設けられると共に、底部には余剰バイオモスを取り出すための出口２２ａ，２２ｂ，２２ｃを備える。各濾過段２０ａ，２０ｂ，２０ｃにおける濾過手段の量及び濃度は、取り出しモードにおいて、余剰バイオモスの回収が可能であるように、取り出し出口２２ａ，２２ｂが流出する少なくとも下側段、即ち段２０ａ，２０ｂの底部分が濾過手段を装備していないようにされる。

反応室２は垂直方向の主軸Ｘを画定する。濾過される排水の入口３はゲート５を備えた供給管４に連結されると共に、酸化ガス入口６はゲート８を備えた供給管７に連結される。本発明の一実施形態によれば、２個の入口３，６は反応室２の底壁９に形成されると共に、反応室の側壁１１の一部及び排水及び酸化ガスが浸透可能な上内壁１２によって区切られる入口隔室１０へ流入する。

濾過済み排水の出口１４はゲート１６を備えた排出管１５に連結されると共に、反応室の上側出口段１７から流出する。
反応室２は格子１９ａ，１９ｂ，１９ｃによって濾過段を形成する積み重ね隔室に細分される。上側出口段１７は反応室の上壁２１及び反対側に配置される上壁１９ｃの間に形成され、濾過手段を装備していない。

各濾過段２０ａ，２０ｂ，２０ｃは底部に余剰バイオモスを取り出すための出口２２ａ，２ｂ，２２ｃを備える。出口２２ａ，２２ｂ，２２ｃはゲート２５を装備した排出管２
４に連結される。隔室２３ａ，２３ｂ，２３ｃは余剰バイオモスの回収のために設けられてもよい。

濾過手段１８は少なくともある隔室内で、取り出しモードにおいて濾過手段を装備していない自由底空間３１を形成するべく浮遊するように構成される。格子１９ａ，１９ｂ，１９ｃは濾過手段１８を固定するのを可能にする。余剰バイオモス量を検知する機器２６が設けられてもよい。

フィルタ１は濾過済み排水を返流する手段２７を備える。手段２７はポンプ２９に連結され、濾過済み排水の少なくとも一部を更に処理するための管２８を備える。
濾過段階の間に、排水及びガスは上側方向へ種々の濾過段を通り循環する。濾過済み排水は管１５を通り排出されると共に、バイオモスは支持体上に残される。排水及び／又はガスの供給は連続的に、又は断続的に行われる。

洗浄段階の間に、選択された段の余剰バイオモスは、反応室２内に収容された排水の下方への流れによって、関連する取り出し管２４を介して回収される。

本発明に係る消化装置の中央縦垂直平面に沿った概略断面図。 同断面に沿って見た図１の消化装置の概略斜視図。 主に沈殿槽、フィルタ又は濾過装置及び嫌気性汚泥消化装置を含む本発明に係る処理場、及び前記処理場における下水排水の処理方法の工程を示す概略図。 本発明のある実施形態に係る処理場の沈殿槽を示す概略断面図。 図４の沈殿槽を示すＡ−Ａ線における断面図。 図４の沈殿槽を示す図５のＢ−Ｂ線における断面図。 本発明のある実施形態に係る処理場のフィルタを示す概略縦断面図。

Claims (25)

1. 下水排水の処理によって生じた汚泥の嫌気性消化方法であって、
   一次汚泥流を嫌気性汚泥消化装置（２００）の上流部へ投入する工程と、該一次汚泥は排水を含むと共に４０グラム／リットル未満の乾燥物質濃度を有し、
   前記消化装置（２００）における汚泥層を０．６メートル未満の厚さに維持する工程と、該汚泥は嫌気性消化によって変換され、
   前記排水を前記消化装置（２００）内の少なくとも該消化装置の有用部において、前記汚泥層の上及び中を通り殆ど水平に該消化装置の上流部から下流部へ向けて循環させると共に、該消化装置から汚泥消化の溶融性生成物質を排出するべく該消化装置（２００）から該排水を排出させる工程と、
   前記消化装置（２００）から汚泥を排出する工程と
   を含むことを特徴とする方法。
2. ０．５メートル未満の厚さを備えた前記汚泥層が前記消化装置（２００）で維持されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記一次汚泥は２０グラム／リットル未満の乾燥物質濃度を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
4. 前記消化装置に投入される一次汚泥は、希釈排水を使用して予め濃度調整を行った希釈汚泥によって得られることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の方法。
5. 前記希釈排水は下水排水の沈殿によって生じた排水であることを特徴とする請求項４に記載の方法。
6. 前記消化装置（２００）は２０〜３５°Ｃの間の温度となるように加熱されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の方法。
7. 前記消化済み汚泥は前記消化装置（２００）の周期的排出工程によって排出されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の方法。
8. 前記消化済み汚泥は前記消化装置（２００）の底下流端における周期的又は連続的な取り出し工程によって排出されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の方法。
9. 排水を収容し、請求項１乃至８のいずれかに係る方法を実行する嫌気性汚泥消化装置であって、消化装置（２００）は殆ど水平な底部（２０３）を備えたタンク（２０１）と、該タンクへ一次汚泥を供給するための管（２０７）と、排水をタンクから取り出すための管（２０７）と、消化済みの汚泥を該タンクから排出する手段（２１２）とを備え、該タンクは前記排水の流れを横断する少なくとも１個の壁（２１３ａ，２１３ｂ，２１３ｃ）を備え、該壁は上流隔室（２１８ａ，２１８ｂ，２１８ｃ）及び下流隔室（２１８ｂ，２１８ｃ，２１８ｄ）を画定し、その結果該タンクは一次汚泥供給管（２０７）が流入する最上流隔室（２１８ａ）と、排水排出管（２０９）が流出する最下流隔室（２１８ｄ）とを有しており、該壁（２１３ａ，２１３ｂ，２１３ｃ）は、該タンクの底部に保持された汚泥層の上及び中において、前記最上流隔室（２１８ａ）から前記最下流隔室（２１８ｄ）への殆ど水平方向への前記汚泥の通過及び前記排水の循環を可能にするべく、その底部に前記上流隔室を前記下流隔室と連結する開口（２１６）を有することを特徴とする嫌気性汚泥消化装置。
10. 前記排水内の浮遊物質が１個の隔室（２１８ａ，２１８ｂ，２１８ｃ，２１８ｄ）から別の隔室へ溢れ出るのを可能にするべく、前記横壁（２１３ａ，２１３ｂ，２１３ｃ）は前記タンクの底部（２０３）から該タンク（２０１）の高さよりも低い高さまで延在することを特徴とする請求項９に記載の消化装置。
11. 前記横壁（２１３ａ，２１３ｂ，２１３ｃ）は前記タンクの底部（２０３）から該タンク（２０１）の高さの４０パーセントから７０パーセントの間の高さまで延在することを特徴とする請求項１０に記載の消化装置。
12. 前記連結開口（２１６）は前記タンク（２０１）の底部（２０３）から前記横壁（２１３ａ，２１３ｂ，２１３ｃ）の高さの３０パーセントから６０パーセントの間の高さまで延在することを特徴とする請求項９乃至１１のいずれか一項に記載の消化装置。
13. 前記連結開口（２１６）は殆ど環状の上縁（２１７）を有することを特徴とする請求項９乃至１２のいずれか一項に記載の消化装置。
14. 前記横壁（２１３ａ，２１３ｂ，２１３ｃ）は前記タンクの全長中に延在することを特徴とする請求項９乃至１３のいずれか一項に記載の消化装置。
15. 前記タンク（２０１）は殆ど円柱状であると共に、殆ど水平な軸（２０２）を有することを特徴とする請求項９乃至１４のいずれか一項に記載の消化装置。
16. 前記消化装置は少なくとも２個の横壁（２１３ａ，２１３ｂ，２１３ｃ）を備え、各横壁はその底部に、前記タンク（２０１）に少なくとも３個の連続隔室（２１８ａ，２１８ｂ，２１８ｃ，２１８ｄ）を画定するように連結開口（２１６）を有することを特徴とする請求項９乃至１５のいずれか一項に記載の消化装置。
17. 前記供給管（２０７）は前記タンク（２０１）の最上流隔室（２１８ａ）の上端へ流入することを特徴とする請求項１乃至１６のいずれか一項に記載の消化装置。
18. 前記排出管（２０９）は前記タンクの底部（２０３）及び該タンク（２０１）内部の排水液面（２１９）の間の殆ど中間に配置されるサイフォン形入口（２１０）を備えることを特徴とする請求項１乃至１７のいずれか一項に記載の消化装置。
19. 前記消化済み汚泥を排出させる手段は前記タンク（２０１）の底部に形成される排出孔と、該排出孔に連結される前記汚泥排出用管（２１２）とを備えることを特徴とする請求項１乃至１８のいずれか一項に記載の消化装置。
20. 下水排水の処理場であって、該処理場は少なくとも１個の請求項１乃至１９のいずれか一項に記載の消化装置（２００）を備え、該処理場はまた下水排水が供給される一次沈殿タンク（１００）を備え、該一次沈殿タンク（１００）は該消化装置（２００）へ該一次汚泥を供給する前記管（２０７）に連結され、沈殿から生じた汚泥を排出させる手段（１１１）と、沈殿後の排水を排出する管（１０９）とを備えることを特徴とする処理場。
21. 前記一次沈殿タンク（１００）は、
    底部（１０３）を備えると共に、排水流方向に関連して前記下水排水供給管（１０７）が流入する上流部と沈殿済み排水排出管（１０９）から流出する下流部とを有するタンク（１０１）と、
    前記タンク（１０１）に設けられ、少なくとも１個の沈殿パネル（１１４，１１４’）の上面により形成される沈殿面とを含み、該パネルは前記排水流の方向と殆ど平行である
    と共に、該排水流を横断する平面に準じ且つ該横断面の垂直線の直角投影に関連して角度（，）だけ傾斜させられた中間面を有し、
    少なくとも１枚の沈殿パネル（１１４，１１４ａ，１１４ｂ，１１４ｃ，１１４ｄ，１１４ｅ）の第１アセンブリは１５度から６０度の間の第１角度（）で傾斜させられると共に、少なくとも１個の沈殿パネル（１１４’，１１４’ａ，１１４’ｂ，１１４’ｃ，１１４’ｄ，１１４’ｅ）の少なくとも１個の第２アセンブリは１５度から６０度の間の第２角度（）、即ち角度（，）で傾斜させられ、該パネルの表面仕上げ及び摩擦係数は前記排水が前記タンクへ流入する時に前記汚泥が前記沈殿面上に沈殿し、次に前記タンクの底部へ向けて滑動するように選択され、該パネルの上面上に収集された汚泥が重力の作用によって該タンク（１０１）の底部（１０３）へ向けて落下させられ得るように、前記汚泥の少なくとも１個の排出路（１１７）が２個のアセンブリのパネル間に設けられる
    ことを特徴とする請求項２０に記載の処理場。
22. 前記処理場はまたフィルタ（１）を含み、該フィルタは、
    沈殿済みの排水を排出する管（１０９）に連結される、濾過される排水の入口（３）と、
    濾過済み排水の出口（１４）と、
    余剰バイオモスを取り出す出口（２２ａ，２２ｂ，２２ｃ）とを備える
    ことを特徴とする請求項２０又は２１に記載の処理場。
23. 前記フィルタは反応室（２）を備え、該反応室内において、濾過される排水流は前記底部から上へ流れるように構成され、該反応室（２）は、
    底部において、濾過される排水の入口（３）及び酸化ガスの入口（３）と、
    上端において、濾過済み排水の出口（１４）と、
    固形物質の粒子層を備える濾過手段（８）とを含み、該固形物質の粒子層は支持体及び該支持体の表面に積み重ねられるバイオモスを形成し、該濾過手段（８）は前記濾過される排水の濃度よりも低い濃度を有すると共に、該濾過される排水の入口（３）及び前記濾過済み排水の出口（１４）の間に配置され、
    前記反応室（２）は間に段を形成する少なくとも３個の積み重ね隔室に細分され、少なくとも２個の壁（１９ａ，１９ｂ，１９ｃ）には開口が設けられ、該開口は前記濾過手段（１８）を固定するように設けられており、該反応室（２）の内部に、
    少なくとも２個の濾過段（２０ａ，２０ｂ，２０ｃ）と、
    上側出口段（１７）及び、上側出口段（１７）から流出する濾過済み排水の出口（１４）とを形成し、
    各濾過段（２０ａ，２０ｂ，２０ｃ）にはそれ自体の濾過手段（１８）の層が設けられると共に、底部において余剰バイオモスを取り出す出口（２２ａ，２２ｂ，２２ｃ）を備え、各濾過段（２０ａ，２０ｂ，２０ｃ）における前記濾過手段（１８）の量及び濃度は、前記余剰バイオモスの回収が可能となるように、取り出しモードにおいて、取り出し出口が流出する少なくとも下側段、即ち段（２０ａ，２０ｂ）の下側部分が濾過手段を装備しないように定められる
    ことを特徴とする請求項２２に記載の処理場。
24. 前記処理場は二次沈殿層（５１）をも備えており、該二次沈殿槽は、
    前記フィルタ（１）の取り出し出口（２２ａ，２２ｂ，２２ｃ）に連結される、沈殿される排水の入口と、
    前記沈殿済み排水の出口と、
    沈殿によって生じた前記汚泥の排出手段とを含む
    ことを特徴とする請求項２２又は２３に記載の処理場。
25. 前記処理場は汚泥濃縮装置（４８）を備え、該汚泥濃縮装置は、
    前記消化済み汚泥を前記消化装置（２００）から排出させる出口に連結される入口と、
    前記濃縮汚泥の出口と、
    前記第１沈殿タンク（１００）において沈殿させられる排水の供給入口に連結される廃水出口とを含む
    ことを特徴とする請求項２０乃至２４のいずれか一項に記載の処理場。

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