JP2008018309A - Apparatus for treating sludge - Google Patents
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Description
本発明は、水処理工程において発生した汚泥をキャビテーション処理とオゾン反応を用いて改質し、廃棄汚泥量の減量を図る汚泥処理装置に関する。 The present invention relates to a sludge treatment apparatus for modifying sludge generated in a water treatment process using cavitation treatment and ozone reaction to reduce the amount of waste sludge.
汚水の処理法として、活性汚泥法は処理能力が高いため下水処理等の各分野で広く利用されている。この浄化原理は、微生物が排水中の有機物を餌として分解・除去する作用によるため、処理の結果として余剰汚泥が発生する。発生した汚泥は、全産業廃棄物の中で占める割合が高く、また最終処分場の残余容量が極めて少ないこともあり、多大なコスト負担となっている。このような状況から余剰汚泥をできるだけ少なくすることが望まれており、各種手段を用いた汚泥減量法の導入が検討されつつある。
従来の技術では、余剰汚泥の一部を加圧噴射処理した後、オゾンを利用して改質することにより生物分解性を高め、それを再び生物反応槽へ戻すことで生物酸化し、余剰汚泥量を減量させている。(例えば、特許文献1参照)
この時の汚泥改質処理の装置は、図3のようになっている。図3は従来の汚泥処理を示す説明図である。図において、1は生物反応槽、2は最終沈殿池、3は汚泥処理装置、4は加圧噴射装置、7オゾン反応槽、8はオゾン発生器、9は散気管、10は循環ポンプである。加圧噴射装置4は、高圧ポンプ5とリアクタ6からなる。
最終沈殿池2から引き抜かれた一部の汚泥は、加圧噴射装置4の高圧ポンプ5によって加圧され、リアクタ6に噴射されて加圧噴射処理される。加圧噴射処理により、活性汚泥フロックが分散するので、オゾン反応効率を上昇させることができ、オゾンの発生量を低減させることができる。加圧噴射処理された汚泥は、オゾン反応槽7に供給される。オゾン発生器8により生成したオゾン化ガスは、オゾン反応槽7の底部に設置された散気管9により槽内に供給され、汚泥と気液混合される。オゾン処理された改質汚泥は、この後、生物反応槽1に戻されるといったものである。この時、活性汚泥中のMLSS成分は大部分が生物由来の有機物であることから、加圧噴射による物理的作用により、活性汚泥フロックを分散させる。その後、酸化力の強いオゾンの化学的作用により、生物体を構成する細胞壁や細胞膜が破壊され、細胞中から有機酸や糖などが放出される。こうした作用により汚泥は生物分解性が高くなり、生物反応槽に戻ると無機物にまで分解され汚泥が無くなる。
またこのような装置は余剰汚泥の嫌気性消化プロセスを経てメタンガスを生成し、これをバイオマス資源として有効に利用することを目的とした設備において、メタンガスの生成を促進するための手段としても検討されている。
In the conventional technology, after part of the excess sludge is pressurized and sprayed, it is reformed using ozone to improve biodegradability, and it is returned to the bioreactor to biooxidize and surplus sludge. The amount is reduced. (For example, see Patent Document 1)
The sludge reforming apparatus at this time is as shown in FIG. FIG. 3 is an explanatory view showing a conventional sludge treatment. In the figure, 1 is a biological reaction tank, 2 is a final sedimentation tank, 3 is a sludge treatment device, 4 is a pressure injection device, 7 is an ozone reaction tank, 8 is an ozone generator, 9 is an air diffuser, and 10 is a circulation pump. . The pressure injection device 4 includes a high-pressure pump 5 and a reactor 6.
A part of the sludge extracted from the
Such a device is also considered as a means to promote the production of methane gas in facilities intended to produce methane gas through anaerobic digestion process of surplus sludge and effectively use it as biomass resources. ing.
ところが、従来の汚水処理は、加圧噴射装置を通過した後、オゾン反応槽へ流入する構造となっているため、物理的可溶化性能が不十分であるという問題があった。すなわち、流入した余剰汚泥が物理的に可溶化されるのは、加圧噴射装置を通過する時のみであり、活性汚泥フロックの分散が不十分なままでオゾン処理が行われていると考えられるためである。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、キャビテーション循環処理滞留槽をオゾン反応槽の前段に設置することにより、十分な汚泥の分散を図り、オゾン処理反応効率が高く、かつ汚泥の改質効果の大きい汚泥処理装置を提供することを目的とする。
However, the conventional sewage treatment has a structure in which the physical solubilization performance is insufficient because it has a structure of flowing into the ozone reaction tank after passing through the pressure injection device. That is, the surplus sludge that flows in is physically solubilized only when it passes through the pressure injection device, and it is considered that the ozone treatment is performed with insufficient dispersion of the activated sludge flocs. Because.
The present invention has been made in view of such problems, and by installing a cavitation circulation treatment retention tank in front of the ozone reaction tank, sufficient sludge dispersion is achieved, and the ozone treatment reaction efficiency is high, and It aims at providing the sludge processing apparatus with the big reforming effect of sludge.
上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成したものである。
請求項1に記載の発明は、最終沈殿池から引き抜かれた有機性の被処理汚泥中にオゾン発生器から導入したオゾンを注入・溶解するオゾン溶解手段と、溶解したオゾンと処理対象有機物を一定時間反応させ、かつ未溶解オゾンガスを処理汚泥と分離するオゾン反応槽とを有し、前記被処理汚泥を改質する汚泥処理装置において、前記オゾン反応槽の前段に汚泥を滞留させる滞留槽と、前記滞留槽中の汚泥を導入し加圧ポンプとキャビテーション発生器によりキャビテーションを発生させ前記滞留槽に循環させる第1循環ラインと、前記オゾン反応槽の後段から、分岐された処理汚泥を前記滞留槽の前段へ循環させる第2循環ラインとを設けたものである。
請求項2に記載の発明は、オゾン溶解手段をエジェクター方式としたものである。
請求項3に記載の発明は、前記オゾン反応槽と前記滞留槽とを同一構造物とし、内部仕切りにより区分したものである。
請求項4に記載の発明は、前記オゾン反応槽に、前記オゾン反応槽からの汚泥を加圧する加圧ポンプとオゾンの溶解を行う前記オゾン溶解手段とによる第3循環ラインを設けたものである。
In order to solve the above problems, the present invention is configured as follows.
According to the first aspect of the present invention, ozone dissolving means for injecting and dissolving ozone introduced from an ozone generator into organic treated sludge drawn out from the final sedimentation basin, dissolved ozone and organic matter to be treated are fixed. In a sludge treatment apparatus that reacts for a time and separates undissolved ozone gas from treated sludge, and reforms the treated sludge, a retention tank that retains sludge in the previous stage of the ozone reaction tank; A first circulation line for introducing the sludge in the staying tank, generating cavitation by a pressure pump and a cavitation generator and circulating the sludge to the staying tank, and the treatment sludge branched from the subsequent stage of the ozone reaction tank, And a second circulation line for circulation to the previous stage.
The invention described in
According to a third aspect of the present invention, the ozone reaction tank and the retention tank have the same structure and are separated by an internal partition.
According to a fourth aspect of the present invention, the ozone reaction tank is provided with a third circulation line including a pressure pump for pressurizing sludge from the ozone reaction tank and the ozone dissolving means for dissolving ozone. .
請求項1記載の発明によると、滞留槽に第1循環ラインを設けたので、キャビテーション発生器の内部において高い真空度が得られ、汚泥を含む液体中に強力な物理的強度を持つキャビテーションが発生する。この時、キャビテーションによって発生する泡の崩壊時の衝撃力によって、その空間を通過する汚泥細胞が破砕されて細かく分解されるとともに、粘性が低下する。キャビテーション処理は、滞留槽を介して循環的に行われ、十分に汚泥細胞が細かく分解される。また、第2循環ラインを設けることで、オゾン処理後の汚泥を再度キャビテーション処理することができ、相乗効果が得られる。
請求項2記載の発明によると、エジェクターを設けることによりオゾンが注入・混合されて、汚泥とオゾンの接触・反応が起こり、オゾンの強力な化学的酸化作用により汚泥が改質される。この時、前段のキャビテーション処理により汚泥が細かく分解されているため、オゾンの接触効率が上昇し、汚泥改質効果が改善される。
請求項3記載の発明によると、オゾン反応槽と滞留槽とを同一構造物とし、内部仕切りにより区分したので、同一槽内で各処理が行われることになり、その相乗効果を得ることができる。
請求項4記載の発明によると、オゾン溶解手段を配置した第3循環ラインを設けたので、
キャビテーション処理、オゾン処理の循環回数を個別に設定することができるので、対象とする汚泥に適した処理条件をきめ細かく設定することができる。
According to the invention described in
According to the second aspect of the present invention, by providing an ejector, ozone is injected and mixed to cause contact and reaction between sludge and ozone, and the sludge is reformed by the strong chemical oxidation action of ozone. At this time, since sludge is finely decomposed by the previous cavitation treatment, the contact efficiency of ozone is increased and the sludge reforming effect is improved.
According to the invention described in
According to invention of Claim 4, since the 3rd circulation line which has arranged ozone dissolution means was provided,
Since the number of circulations of the cavitation treatment and the ozone treatment can be individually set, it is possible to finely set the treatment conditions suitable for the target sludge.
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施例を示す汚泥処理装置の概略図である。図において、11はキャビテーションが注入された汚泥を循環させ滞留させる滞留槽、12は循環ポンプ13とキャビテーション発生器14からなり発生させたキャビテーションを滞留槽11に供給する第1循環ラインである。16はエジェクター、7はオゾン反応槽、19はオゾン反応槽7から分岐された汚泥を滞留槽1に還流する第2循環ラインである。20は循環ポンプ、15は加圧ポンプ、18は排オゾン分解装置である。なお、同じ機能のものは、同じ符号を付しているため、前出のものは説明を省略する。
本発明が特許文献1と異なる部分は、汚泥を滞留させる滞留槽と、加圧ポンプとキャビテーション発生器とからなるキャビテーションの循環処理ラインと、オゾン反応槽の後段から滞留槽の前段へのオゾン・キャビテーション循環ラインとを設けた点である。
FIG. 1 is a schematic view of a sludge treatment apparatus showing an embodiment of the present invention. In the figure, 11 is a staying tank for circulating and retaining sludge into which cavitation has been injected, and 12 is a first circulation line for supplying the staying tank 11 with cavitation generated by a
The present invention is different from
次に、本実施例の動作について説明する。
(1)まず、被処理汚泥が滞留槽11へ引き込まれる。そこで循環ポンプ13により、加圧された被処理汚泥はキャビテーション発生器14に導入される。キャビテーション発生器14の内部は、オリフィス構造となっており、被処理汚泥がその小口径部分を通過する際に真空状態となるためにキャビテーションが発生する。この時、フロック状に結合された汚泥や繊維状構造の成分は、キャビテーションによって発生する泡の崩壊時の衝撃力により細分化され均等化される。同時に汚泥の細胞壁や細胞膜も破壊されて細胞内の酵素が外部に溶出し可溶化され、液の粘度も低下する。この操作を第1循環ライン12と滞留槽11とで繰返し行うことにより、後段におけるオゾン注入の被処理汚泥の接触面積が増加し、反応効率が上昇する。ここで、キャビテーション発生器14の前後の最適な差圧は、被処理汚泥の性状や粘度により異なるため対象とする条件に応じて0.1〜1.5MPaの範囲内とする。
(2)次に、被処理汚泥はエジェクター16に導入されて、オゾン発生器8から供給されるオゾン化ガスと混合される。ここで、強力な酸化力を持つオゾンと接触し化学的な作用を受けて易生物分解性物質に分解される。エジェクター16の前後の最適な差圧は、0.05〜0.2MPaの範囲内に設定することで効率の良い運転ができる。
(3)その後、汚泥はオゾン反応槽7に導入される。ここで、排オゾンガスとの気液分離が行われ、排オゾンガスは排オゾン分解装置18によって無害化される。
また、加圧ポンプの運転出力を制御することによりキャビテーションの強度を変化させることができる。
Next, the operation of this embodiment will be described.
(1) First, the treated sludge is drawn into the retention tank 11. Then, the treated sludge pressurized by the
(2) Next, the treated sludge is introduced into the
(3) Thereafter, the sludge is introduced into the
Moreover, the intensity of cavitation can be changed by controlling the operation output of the pressurizing pump.
図2は本発明の実施例2を示す汚泥改質装置の説明図である。
図において、17は複合槽、21は第3循環ライン、22は循環ポンプである。
複合槽17は滞留槽17aとオゾン反応槽17bとを同一構造物とし、内部仕切りにより区分したものである。そして、エジェクター16と循環ポンプ22により第3循環ライン21を構成している。複合槽17の滞留槽17aとオゾン反応槽17bの機能は、実施例1の滞留槽11、オゾン反応槽7と同じであり、その他の構成も実施例1(図1)と同じである。
複合槽17内の仕切り板の前段の滞留槽17aにおいて、キャビテーション循環処理が行われ、押出し流れ構造によって押出された後段のオゾン反応槽17bでエジェクター16によるオゾン注入処理、排オゾンガスと汚泥の気液分離処理が行われ、排オゾンガスは排オゾン分解装置18によって無害化される。
FIG. 2 is an explanatory view of a sludge reforming
In the figure, 17 is a composite tank, 21 is a third circulation line, and 22 is a circulation pump.
The composite tank 17 has a
Cavitation circulation processing is performed in the
本発明の汚泥処理装置は効率的に有機汚泥を改質し、生物分解性が高まるため、公共下水や、化学工場や食品工場など産業排水等の有機物除去のための微生物を利用した汚水処理全般において、汚泥の嫌気性消化プロセスを経てメタンガスを生成し、これをバイオマス資源として有効に利用することやそれに伴う汚泥の減量化を目的とした設備への導入も適用できる。 The sludge treatment apparatus of the present invention efficiently reforms organic sludge and enhances biodegradability, so it is possible to treat sewage in general using microorganisms for removing organic matter such as public sewage and industrial wastewater such as chemical and food factories. In addition, methane gas is produced through an anaerobic digestion process of sludge, and this can be used effectively as a biomass resource and introduced into facilities for the purpose of reducing sludge associated therewith.
1 生物反応槽
2 最終沈殿池
3 汚泥処理装置
4 加圧噴射装置
5 高圧ポンプ
6 リアクタ
7 オゾン反応槽
8 オゾン発生器
9 散気管
10、13、20、22循環ポンプ
11 滞留槽
12 第1循環ライン
14 キャビテーション発生器
15 加圧ポンプ
16 エジェクター
17 複合槽
17a 滞留槽
17b オゾン反応槽
18 排オゾン分解装置
19 第2循環ライン
21 第3循環ライン
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記オゾン反応槽の前段に汚泥を滞留させる滞留槽と、前記滞留槽中の汚泥を導入し加圧ポンプとキャビテーション発生器によりキャビテーションを発生させ前記滞留槽に循環させる第1循環ラインと、前記オゾン反応槽の後段から、分岐された処理汚泥を前記滞留槽の前段へ循環させる第2循環ラインとを設けたことを特徴とする汚泥処理装置。 An ozone dissolution means that injects and dissolves ozone introduced from the ozone generator into the organic treated sludge extracted from the final sedimentation basin, reacts the dissolved ozone with the organic matter to be treated for a certain period of time, and generates undissolved ozone gas. In the sludge treatment apparatus which has an ozone reaction tank separated from the treated sludge and reforms the treated sludge,
A retention tank that retains sludge in the previous stage of the ozone reaction tank; a first circulation line that introduces sludge in the retention tank and generates cavitation by a pressure pump and a cavitation generator; A sludge treatment apparatus comprising a second circulation line for circulating the treated sludge branched from the rear stage of the reaction tank to the front stage of the staying tank.
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