JP2015051419A - 有機性排水処理システム - Google Patents
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Abstract
【課題】 低水温時においても嫌気処理リアクタの処理性能を維持することが可能な排水処理システムを提供する。
【解決手段】 実施形態に係る有機性排水処理システムは、初期沈殿池、嫌気性リアクタ、好気性リアクタ、好気性リアクタの固形分と初期沈殿池の固形分とを嫌気処理する汚泥消化槽、嫌気性リアクタと汚泥消化槽で発生したバイオガスから硫化水素を除去する脱硫装置、脱硫されたバイオガスを燃焼するボイラー、ボイラーからの熱エネルギーを汚泥消化槽に送る第1の加温ライン、及び第1の加温ラインから分岐され、余剰の熱エネルギーを嫌気リアクタに送る第2の加温ラインを有する。
【選択図】図1
Description
該初期沈殿池の液体分を嫌気性微生物により処理する嫌気性リアクタ、
該嫌気性リアクタの液体分を好気性微生物により処理し、処理水を得る好気性リアクタ、
該好気性リアクタの固形分を回収する汚泥回収層、
該汚泥回収層の汚泥と、該初期沈殿池の固形分とを嫌気性微生物により処理する汚泥消化槽、
該嫌気性リアクタと該汚泥消化槽で発生したバイオガスから硫化水素を除去する脱硫装置、
脱硫されたバイオガスを燃焼するボイラー、
該ボイラーからの熱エネルギーを該汚泥消化槽に送る第1の加温ライン、及び
該第1の加温ラインから分岐され、該熱エネルギーの一部分を該嫌気リアクタに供給する第2の加温ラインを具備することを特徴とする有機性排水処理システムを提供する。
(構成)
図1に、第1の実施形態に係る有機性排水処理システムの構成を表す概略図を示す。
有機性排水(原水)は初期沈殿池1にて、固形分と液分に分離される。嫌気リアクタ2として例えば上向流式嫌気汚泥床(UASB)型のリアクタを使用することができる。液分は嫌気リアクタ2の下部に導入され、液中の有機物は、嫌気微生物が集積した嫌気汚泥床に存在する嫌気微生物の働きにより、低分子化され、メタンと二酸化炭素に分解される。嫌気リアクタ2において、未分解で残存した液中の有機物は後段の好気リアクタ3で好気微生物の働きにより、二酸化炭素まで酸化分解され、液中から除去される。
(1)初期沈殿池1で固形分を分離し、嫌気微生物による分解性が特に低い固形分のみを汚泥消化槽5に送り、汚泥消化槽5を30〜35℃に加温して分解することにより、トータルシステムでのバイオガスエネルギー回収量を多くできる。加温には、液量×比熱分の加温エネルギーがいるため、加温水量が少ない方がよく、固形分のみを濃縮して、加温し、エネルギー回収する方が効率がよい。
実施形態にかかる排水処理システムに、初沈汚泥、余剰汚泥を濃縮する図示しない濃縮設備をさらに設けることができる。この濃縮設備は、例えば、ライン18の余剰汚泥がライン17の初沈汚泥に合流する位置と、汚泥消化槽5との間に設けることができる。濃縮設備にて濃縮した汚泥は汚泥消化槽5に導入し、上澄み液は例えばライン16の脱離液に合流させて初期沈殿池1に返送することができる。汚泥消化槽5の汚泥投入量を減らすことにより、汚泥消化槽5の加温に必要なエネルギーが小さくなるため、エネルギー回収効率が向上する。
(第2の実施形態)
(構成)
図2に、第2の実施形態に係る排水処理システムの構成を表す概略図を示す。
硫黄脱窒リアクタ20には、ライン19により嫌気リアクタ2の処理水が下部より導入されるとともに、好気リアクタ2の処理水の循環液が下部より導入される。好気リアクタ2では有機性排水中の窒素成分が酸化され、硝化菌の働きにより、亜硝酸性窒素または硝酸性窒素に酸化される。この酸化された亜硝酸性窒素ならびに硝酸性窒素は、処理水槽4からライン23により硫黄脱窒リアクタ20下部に導入される。
5HS−+8NO3 −+3H+→5SO4 2−+4N2+4H2O…(1)
上記式(1)に示すように、硫黄脱窒リアクタ20では、バイオガス中の硫化水素が溶解して生成する硫化水素イオン(HS−)と好気リアクタで窒素分が酸化されて生成する硝酸性窒素(NO3 −)を硫黄脱窒菌が使い、硫化水素を硫酸イオン(SO4 −)に、硝酸性窒素を窒素ガスに転換することにより、バイオガス中の硫化水素の脱硫と液中の窒素の除去を同時に行うことができる。
(1)有機物の除去に加え、窒素除去が可能となる。
実施形態にかかる排水処理システム102において、硫黄脱窒リアクタ20として、液を下部から上にながす上向流式のみならず、例えば、液を上部から散水し、下部からバイオガスを通気する対向流型を使用することができる。
図3に、第3の実施形態にかかる排水処理システムを表す概略図を示す。
図4に、第3の実施形態にかかる排水処理システムにおける嫌気リアクタの温度制御を行うためのフローチャートを示す。
(1) 嫌気リアクタの水温が20℃以上に維持されることにより、有機物の処理性能が安定する。
流入させた下水のBOD及びSSの平均値は、各々、以下の通りである。
SS 184 mg/l
このグラフに示すように、嫌気リアクタの水温が20℃以上に維持されることにより、処理水のBODが5 mg/l以下となり、有機物の処理性能が安定することがわかる。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
Claims (5)
- 有機性排水を固液分離するための初期沈殿池、
該初期沈殿池の液体分を嫌気性微生物により処理する嫌気性リアクタ、
該嫌気性リアクタの液体分を好気性微生物により処理し、処理水を得る好気性リアクタ、
該好気性リアクタの固形分を回収する汚泥回収層、
該汚泥回収層の汚泥と、該初期沈殿池の固形分とを嫌気性微生物により処理する汚泥消化槽、
該嫌気性リアクタと該汚泥消化槽で発生したバイオガスから硫化水素を除去する脱硫装置、
脱硫されたバイオガスを燃焼するボイラー、
該ボイラーからの熱エネルギーを該汚泥消化槽に送る第1の加温ライン、及び
該第1の加温ラインから分岐され、該熱エネルギーの一部分を該嫌気リアクタに供給する第2の加温ラインを具備することを特徴とする有機性排水処理システム。 - 前記好気性リアクタと接続され、該好気性リアクタからの処理水を収容する処理水槽、
該処理水槽に接続され、該処理水槽の処理水の一部を導入し、圧縮して熱エネルギーを回収するヒートポンプ、及び
該ヒートポンプにて得られた熱エネルギーを、前記嫌気リアクタに送る第3の加熱ラインをさらに具備する請求項1に記載の有機性排水処理システム。 - 前記汚泥消化槽の温度は30〜35℃に調節されている請求項1または2に記載の有機性排水処理システム。
- 前記嫌気リアクタと前記好気リアクタの間に硫黄脱窒リアクタをさらに具備し、該硫黄脱窒リアクタに、前記嫌気リアクタの液体分と前記好気リアクタの液体分とを導入して循環させると共に、前記嫌気リアクタ及び前記汚泥消化槽からのバイオガスを通気して、バイオガスの脱硫と液体中の窒素除去を行うことを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の有機性排水処理システム。
- 嫌気リアクタの水温は20℃以上25℃以下に調節されていることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載の有機性排水処理システム。
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