JP2020059000A - Digestion tank with integrated solubilizer - Google Patents
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Description
本発明は、下水汚泥の消化処理において、汚泥の可溶化装置を内蔵し、消化効率を向上させた消化タンクに関する。 The present invention relates to a digestion tank having a sludge solubilization device built therein for improving digestion efficiency in digestion of sewage sludge.
従来、下水処理施設で発生する汚泥を処理する方法として、消化タンク内で嫌気性細菌によって有機物を分解し、減容化する処理が行われている。特許文献1には、濃縮汚泥を汚泥可溶化装置で可溶化し、消化槽へ供給することで、消化処理を効率的に行う技術が開示されている。 Conventionally, as a method of treating sludge generated in a sewage treatment facility, a treatment of decomposing organic substances by anaerobic bacteria in a digestion tank to reduce the volume is performed. Patent Document 1 discloses a technique for efficiently performing digestion treatment by solubilizing concentrated sludge by a sludge solubilizing device and supplying the solubilized sludge to a digestion tank.
また、特許文献2には、余剰汚泥処理槽の上部に回転する上部ディスクと、固定した下部ディスクを配置し、上部ディスクと下部ディスクの間に余剰汚泥を供給し、ディスクの回転によって余剰汚泥を磨砕する余剰汚泥処理装置を、活性汚泥法に用いる技術が開示されている。 Further, in Patent Document 2, an upper disc that rotates on top of a surplus sludge treatment tank and a fixed lower disc are arranged, the excess sludge is supplied between the upper disc and the lower disc, and the excess sludge is removed by rotation of the disc. A technique of using an excess sludge treatment device for grinding in an activated sludge method is disclosed.
余剰汚泥は初沈汚泥(生汚泥)に比べて易分解性の有機物の含有量が少ないため、メタン発酵特性が悪い。また、余剰汚泥は微生物細胞など難分解性セルロースやたんぱく質を主成分としており、分解に時間を要するため、初沈汚泥に比べてエネルギー回収効果が低い。さらに、余剰汚泥は消化効率が悪く、減容化に時間がかかっていた。
特許文献1のように、消化処理を行う前に可溶化装置により可溶化を行うことで、消化効率を向上させることもできるが、可溶化装置に加えて可溶化された汚泥を供給する動力、管路を必要とし、処理場によっては全ての設備を整えることが困難であった。
Excess sludge contains less easily decomposable organic matter than initial sludge (raw sludge), and therefore has poor methane fermentation characteristics. In addition, surplus sludge is mainly composed of hardly decomposable cellulose such as microbial cells and protein, and it takes a long time to decompose, so the energy recovery effect is lower than that of the first sludge. Furthermore, the excess sludge had poor digestion efficiency, and it took time to reduce the volume.
Although the digestion efficiency can be improved by performing solubilization with a solubilizer before performing the digestion treatment as in Patent Document 1, the power for supplying the solubilized sludge in addition to the solubilizer, It required a pipeline, and it was difficult to prepare all the equipment at some treatment plants.
特許文献2の余剰汚泥処理装置では、ディスクの間で磨砕処理された余剰汚泥は、ディスク間から流れ出ると余剰汚泥処理槽の下部へ排出される。よって、余剰汚泥がディスク間で磨砕処理される時間が短く、十分な粉砕が行えなかった。 In the surplus sludge treatment device of Patent Document 2, the surplus sludge ground between the discs is discharged to the lower part of the surplus sludge treatment tank when flowing out from between the discs. Therefore, the time for the excess sludge to be ground between the disks was short, and sufficient grinding could not be performed.
本発明は、消化タンク内で余剰汚泥を一時的に貯留しつつ可溶化処理を行うことで、余剰汚泥を可溶化する可溶化装置一体型消化タンクを提供することを目的とする。 It is an object of the present invention to provide a solubilizer-integrated digestion tank that solubilizes excess sludge by performing solubilization treatment while temporarily storing excess sludge in the digestion tank.
下水処理場で発生した汚泥が供給される可溶化室と、可溶化室から供給した汚泥を消化処理する消化室と、備える消化タンクにおいて、可溶化室は、消化タンク上部に配置した可溶化装置と、可溶化装置を収容するケーシングと、ケーシング上部に備えた開口と、を備えることで、汚泥の消化効率は向上し、消化ガスの発生量が増える。 In a digestion tank equipped with a solubilization chamber to which sludge generated in a sewage treatment plant is supplied and a digestion chamber to digest the sludge supplied from the solubilization chamber, the solubilization chamber is a solubilization device arranged above the digestion tank. By providing the casing for accommodating the solubilizer and the opening provided at the upper part of the casing, the digestion efficiency of sludge is improved and the amount of digested gas generated is increased.
前記可溶化装置は、モータと連動する回転ディスクであることで、回転によるせん断力、及びキャビテーションによって汚泥を可溶化できる。 Since the solubilization device is a rotary disk that works in conjunction with a motor, it can solubilize sludge by shearing force due to rotation and cavitation.
前記回転ディスクに対向する固定ディスクを可溶化室に備えることで、回転ディスクと固定ディスク間で汚泥がすり潰され、可溶化が促進される。 By providing the fixed disk facing the rotary disk in the solubilization chamber, sludge is crushed between the rotary disk and the fixed disk, and solubilization is promoted.
前記固定ディスクの中央には固定ディスクを貫通する通孔を有することで、ディスク間を汚泥が循環し、さらに可溶化される。 Since the fixed disk has a through hole penetrating the fixed disk, sludge circulates between the disks and is further solubilized.
前記固定ディスクの通孔に、汚泥を供給する汚泥供給管を連結することで、汚泥をディスク間に確実に供給して可溶化できる。 By connecting a sludge supply pipe for supplying sludge to the through hole of the fixed disk, the sludge can be reliably supplied between the disks and solubilized.
前記ケーシングは、消化タンクの側壁及び上壁と、側壁から突設した底板と、底板から立設した越流堰で構成することで、汚泥がケーシング内に滞留する時間を延ばすことができる。 By configuring the casing by the side wall and the upper wall of the digestion tank, the bottom plate protruding from the side wall, and the overflow weir standing upright from the bottom plate, it is possible to extend the time for the sludge to stay in the casing.
前記可溶化室に接続して余剰汚泥を供給する汚泥供給管と、前記消化室に接続して初沈汚泥を供給する配管と、を備えることで、消化効率の悪い余剰汚泥のみを効率よく可溶化することができる。 By providing a sludge supply pipe connected to the solubilization chamber to supply excess sludge and a pipe connected to the digestion chamber to supply initial sludge, only excess sludge with poor digestion efficiency can be efficiently supplied. It can be solubilized.
本発明によれば、消化タンクの上部に可溶化室を設け、消化タンクに供給された直後の汚泥を一時的に貯留すると共に可溶化を行うことで、汚泥の消化効率は向上し消化ガスの発生量も増える。
可溶化装置を使用することで、流体のせん断力、及びキャビテーションによって汚泥を可溶化でき、大がかりな可溶化装置を用いる必要が無い。
回転ディスクと対向する固定ディスクを配置することで、ディスク間で汚泥がすり潰され、可溶化が促進される。
消化タンク内で可溶化室と消化室に区画することで、余剰汚泥を可溶化室に供給し、初沈汚泥を消化室に供給し、消化効率の悪い余剰汚泥のみを効率よく可溶化することができる。
According to the present invention, a solubilization chamber is provided in the upper part of the digestion tank, and the sludge immediately after being supplied to the digestion tank is temporarily stored and solubilized. The amount of generation also increases.
By using the solubilizer, the sludge can be solubilized by the shearing force of the fluid and cavitation, and it is not necessary to use a large-scale solubilizer.
By disposing the fixed disc facing the rotating disc, sludge is crushed between the discs and solubilization is promoted.
By dividing the digestion tank into a solubilization chamber and a digestion chamber, excess sludge can be supplied to the solubilization chamber, first settled sludge can be supplied to the digestion chamber, and only excess sludge with poor digestion efficiency can be efficiently solubilized. You can
図1は本発明に係る下水処理場におけるフロー図である。
下水処理場に流入した流入水は最初沈殿池1で沈降分離され、沈降した汚泥は初沈汚泥として消化タンク2に送られる。最初沈殿池で比重の軽い固形分及び液分は反応タンク3に送られ、曝気処理される。反応タンク3で曝気処理により微生物が繁殖し、それらは処理水として最終沈殿池4に送られる。最終沈殿池4では重力分離を行い、沈降した汚泥は余剰汚泥として消化タンク2に送られる。最終沈殿池4の上澄水は必要に応じて高度処理を施し河川等に放流する。消化タンク2に送られた初沈汚泥、余剰汚泥は消化処理される。消化タンク2で発生した消化汚泥は脱水機5へ送り、水分を分離し処理される。必用に応じて、それぞれの工程で汚泥を濃縮してもよい。
FIG. 1 is a flow chart of a sewage treatment plant according to the present invention.
The inflow water that has flowed into the sewage treatment plant is first settled and separated in the settling tank 1, and the settled sludge is sent to the digestion tank 2 as the first settling sludge. First, the solid content and the liquid content having a low specific gravity are sent to the
図2は本発明に係る消化タンクの断面図である。
図3は本発明に係る可溶化装置の断面図である。
本発明の消化タンク2は、上部に可溶化室6、下部に消化室7を備え、可溶化室6には可溶化装置8が収容される。
FIG. 2 is a sectional view of the digestion tank according to the present invention.
FIG. 3 is a sectional view of a solubilizing device according to the present invention.
The digestion tank 2 of the present invention is provided with a solubilization chamber 6 in the upper part and a digestion chamber 7 in the lower part, and the solubilization chamber 6 houses a solubilization device 8.
可溶化室6は可溶化装置8を囲むケーシング9で形成され、図3では、消化タンク2の側壁10及び上壁11の一部と、側壁10から突設する底板12と、底板12から立設する越流堰13とでケーシング9を構成する。越流堰13の上端は消化タンク2の上壁11近傍まで延設し、越流堰13の上端と上壁11の間には可溶化室6に流入した余剰汚泥が消化室7へ越流する開口14を有する。 The solubilization chamber 6 is formed by a casing 9 that surrounds the solubilization device 8. In FIG. 3, a part of the side wall 10 and the upper wall 11 of the digestion tank 2, a bottom plate 12 protruding from the side wall 10, and a bottom plate 12 are provided. The casing 9 is configured with the overflow weir 13 to be installed. The upper end of the overflow weir 13 extends to the vicinity of the upper wall 11 of the digestion tank 2, and the excess sludge flowing into the solubilization chamber 6 overflows into the digestion chamber 7 between the upper end of the overflow weir 13 and the upper wall 11. Has an opening 14 for
ケーシング9を構成する消化タンク2の側壁10、又は可溶化室6上部の上壁11には、余剰汚泥を供給する汚泥供給管15を接続し、可溶化室6に余剰汚泥を供給する。余剰汚泥は可溶化室6で一時的に貯留され、汚泥の液位が越流堰13の高さを越えると開口14から消化室7に越流する。
可溶化室6内に、上壁11から下方へ突設する隔壁16を設けて越流堰13との間に流路を形成することで、汚泥の滞留時間を延ばすことができる。
A sludge supply pipe 15 for supplying excess sludge is connected to the side wall 10 of the digestion tank 2 constituting the casing 9 or the upper wall 11 of the upper part of the solubilization chamber 6 to supply the excess sludge to the solubilization chamber 6. The excess sludge is temporarily stored in the solubilization chamber 6, and when the liquid level of the sludge exceeds the height of the overflow weir 13, it overflows from the opening 14 into the digestion chamber 7.
By providing a partition wall 16 protruding downward from the upper wall 11 in the solubilization chamber 6 and forming a flow path with the overflow weir 13, the retention time of sludge can be extended.
越流堰13から越流した汚泥は消化タンク2下部の消化室7に流入し、消化処理が行われる。
消化室7を構成する側壁10、又は消化室7の上壁11に初沈汚泥を供給する配管17を接続する。初沈汚泥は消化効率が良いため、可溶化室6で可溶化を行わなくてもよい。
消化タンク2の下部には消化汚泥の排出管18を備え、消化汚泥を次工程へ送る。
The sludge overflowed from the overflow weir 13 flows into the digestion chamber 7 below the digestion tank 2 and is subjected to digestion treatment.
A pipe 17 for supplying initial sludge is connected to the side wall 10 constituting the digestion chamber 7 or the upper wall 11 of the digestion chamber 7. Since the initial settled sludge has good digestion efficiency, it is not necessary to solubilize it in the solubilization chamber 6.
A digestion
また、消化タンク2の側壁10をケーシング9として用いない場合、上壁11から垂下したケーシング9で可溶化装置8を囲むことで可溶化室6を形成することもできる。ケーシング9の上部に開口14を設けることで、開口14を備えるケーシング9の一部が越流堰13としての役割を果たす。 When the side wall 10 of the digestion tank 2 is not used as the casing 9, the solubilizing chamber 6 can be formed by surrounding the solubilizing device 8 with the casing 9 hanging from the upper wall 11. By providing the opening 14 on the upper portion of the casing 9, a part of the casing 9 having the opening 14 serves as the overflow weir 13.
可溶化装置8の処理量によっては、消化タンク2に可溶化室6を複数備え、可溶化装置8も複数配置してもよい。 Depending on the throughput of the solubilization device 8, the digestion tank 2 may be provided with a plurality of solubilization chambers 6 and a plurality of solubilization devices 8 may be arranged.
本発明の可溶化装置8は汚泥をすり潰して可溶化するもので、モータ19に接続した回転ディスク20と、可溶化室6に固定した固定ディスク21とで構成される。
回転ディスク20は、上壁11に載置したモータ19から下方へ延設した駆動軸22と連結し、可溶化室6で回転する。固定ディスク21は、底板12に立設した架台23で支持し、回転ディスク20に対向して下方近傍に設置する。
回転ディスク20と固定ディスク21は5mm〜30mmの隙間を有することが望ましい。
回転ディスク20と固定ディスク21の表面は滑面、又は微小な凹凸を備える。
The solubilizing device 8 of the present invention crushes sludge to solubilize it, and includes a rotating disk 20 connected to a motor 19 and a fixed disk 21 fixed to the solubilizing chamber 6.
The rotating disk 20 is connected to the
It is desirable that the rotating disk 20 and the fixed disk 21 have a gap of 5 mm to 30 mm.
The surfaces of the rotary disk 20 and the fixed disk 21 have smooth surfaces or fine irregularities.
固定ディスク21は中央に汚泥吸入のための通孔24を有し、回転ディスク20の回転により、固定ディスク21下方から回転ディスク20と固定ディスク21の間に汚泥が吸入され、回転ディスク20の外周から排出される。
回転ディスク20の回転によるせん断力及びキャビテーションで汚泥が破砕され、回転ディスク20と固定ディスク21間では汚泥がすり潰される。よって、汚泥中の微生物の細胞膜が破壊され、可溶化される。ディスク間から排出された汚泥は、可溶化室6で滞留すると共に回転ディスク20の回転により攪拌され、回転ディスク20周辺でもせん断力及びキャビテーションの効果が得られる。
The fixed disk 21 has a through hole 24 for sucking sludge in the center, and when the rotary disk 20 rotates, sludge is sucked from below the fixed disk 21 between the rotary disk 20 and the fixed disk 21, and the outer circumference of the rotary disk 20. Emitted from.
The sludge is crushed by the shearing force and cavitation caused by the rotation of the rotary disk 20, and the sludge is ground between the rotary disk 20 and the fixed disk 21. Therefore, the cell membrane of the microorganism in the sludge is destroyed and solubilized. The sludge discharged from between the discs stays in the solubilization chamber 6 and is agitated by the rotation of the rotary disc 20, so that the shearing force and the cavitation effect can be obtained around the rotary disc 20.
可溶化室6に供給された汚泥は可溶化装置8で可溶化されつつ滞留し、汚泥の供給により可溶化室6の液位が越流堰13を越えると、可溶化された汚泥が開口14から消化室7に越流する。 The sludge supplied to the solubilization chamber 6 stays while being solubilized by the solubilization device 8, and when the liquid level of the solubilization chamber 6 exceeds the overflow weir 13 by the supply of the sludge, the solubilized sludge is opened. Overflow into digestion room 7.
回転ディスク20、固定ディスク21を垂直に設置してもよく、その場合はモータ19を側壁10側に設け、駆動軸22を水平に延設することで回転ディスク20に接続する。
The rotating disk 20 and the fixed disk 21 may be installed vertically. In that case, the motor 19 is provided on the side wall 10 side, and the
なお、汚泥濃度が高い場合は可溶化率が高いことから、固定ディスク21を設けなくとも、回転ディスク20の回転によるせん断力及びキャビテーション効果のみで十分な可溶化ができる。 Since the solubilization rate is high when the sludge concentration is high, sufficient solubilization can be achieved only by the shearing force and the cavitation effect due to the rotation of the rotary disk 20 without providing the fixed disk 21.
図4は、本発明の実施例1に係る可溶化装置の断面図である。
回転ディスク20と固定ディスク21は、向かい合う面に凹部25を設け、臼状とする。
固定ディスク21の通孔24に汚泥供給管15を接続し、ディスク間から汚泥を供給する。固定ディスク21は底板12に載置し、汚泥供給管15は消化室7から底板12を貫通して固定ディスク21の通孔24に接続する。
本実施例1ではディスクを利用した可溶化装置を用いるが、高圧ジェットや熱による可溶化装置など、公知の可溶化装置を利用できる。
FIG. 4 is a cross-sectional view of the solubilization device according to the first embodiment of the present invention.
The rotary disk 20 and the fixed disk 21 are formed in a mortar shape by providing
The sludge supply pipe 15 is connected to the through hole 24 of the fixed disk 21 to supply the sludge between the disks. The fixed disk 21 is placed on the bottom plate 12, and the sludge supply pipe 15 penetrates the bottom plate 12 from the digestion chamber 7 and is connected to the through hole 24 of the fixed disk 21.
In Example 1, a solubilizer using a disk is used, but a known solubilizer such as a high-pressure jet or a heat solubilizer can be used.
図5は、本発明の実施例2に係る消化タンクの断面図である。
可溶化室6は、消化タンク2の外に備えてもよく、図5(a)のように消化タンク2の上壁11にケーシング9を載置する、又は図5(b)のように消化タンク2の側壁10にケーシング9を設置することができる。
ケーシング9上部に開口14を設け、開口14から越流した汚泥を消化タンク2の消化室7に供給する。ケーシング9の開口14は越流堰13の役割を果たす。
FIG. 5: is sectional drawing of the digestion tank which concerns on Example 2 of this invention.
The solubilization chamber 6 may be provided outside the digestion tank 2, and the casing 9 is placed on the upper wall 11 of the digestion tank 2 as shown in FIG. 5 (a), or as shown in FIG. 5 (b). A casing 9 can be installed on the side wall 10 of the tank 2.
An opening 14 is provided above the casing 9, and the sludge overflowing from the opening 14 is supplied to the digestion chamber 7 of the digestion tank 2. The opening 14 of the casing 9 serves as an overflow weir 13.
また、本実施の形態では余剰汚泥を可溶化室6に供給しているが、可溶化室6に供給する汚泥は余剰汚泥のみでなく、余剰汚泥と初沈汚泥を混合した混合生汚泥、消化タンク2から循環させた消化汚泥など、汚泥処理における可溶化が必要な汚泥を供給して可溶化することができる。 Although excess sludge is supplied to the solubilization chamber 6 in the present embodiment, the sludge to be supplied to the solubilization chamber 6 is not limited to excess sludge, but mixed raw sludge in which excess sludge and first-sludge are mixed and digested. It is possible to supply and solubilize sludge that needs to be solubilized in sludge treatment, such as digested sludge circulated from the tank 2.
2 消化タンク
6 可溶化室
7 消化室
8 可溶化装置
9 ケーシング
10 側壁
11 上壁
12 底板
13 越流堰
14 開口
15 汚泥供給管
17 配管
19 モータ
20 回転ディスク
21 固定ディスク
24 通孔
2 Digestion tank 6 Solubilization chamber 7 Digestion chamber 8 Solubilization device 9 Casing 10 Side wall 11 Upper wall 12 Bottom plate 13 Overflow weir 14 Opening 15 Sludge supply pipe 17 Piping 19 Motor 20 Rotating disk 21 Fixed disk 24 Through hole
Claims (7)
可溶化室(6)は、
消化タンク(2)上部に配置した可溶化装置(8)と、
可溶化装置(8)を収容するケーシング(9)と、
ケーシング(9)上部に備えた開口(14)と、を備える
ことを特徴とする可溶化装置一体型消化タンク。 In a digestion tank (2) provided with a solubilization chamber (6) to which sludge generated in a sewage treatment plant is supplied, and a digestion chamber (7) for digesting the sludge supplied from the solubilization chamber (6),
The solubilization chamber (6) is
A solubilization device (8) arranged on the upper part of the digestion tank (2),
A casing (9) containing a solubilizer (8),
A digestion tank integrated with a solubilizing device, comprising: an opening (14) provided in an upper portion of a casing (9).
モータ(19)と連動する回転ディスク(20)である
ことを特徴とする請求項1に記載の可溶化装置一体型消化タンク。 The solubilizer (8) is
The solubilizer-integrated digestion tank according to claim 1, wherein the digestion tank is a rotating disk (20) that is interlocked with a motor (19).
ことを特徴とする請求項2に記載の可溶化装置一体型消化タンク。 The digestion tank integrated with a solubilizer according to claim 2, wherein a fixed disk (21) facing the rotating disk (20) is provided in the solubilization chamber (6).
ことを特徴とする請求項3に記載の可溶化装置一体型消化タンク。 The solubilizer-integrated digestion tank according to claim 3, wherein a through hole (24) is formed at a center of the fixed disk (21) so as to pass through the fixed disk (21).
ことを特徴とする請求項4に記載の可溶化装置一体型消化タンク。 The digestion tank integrated with a solubilizer according to claim 4, wherein a sludge supply pipe (15) for supplying sludge is connected to the through hole (21) of the fixed disk (21).
消化タンク(2)の側壁(10)及び上壁(11)と、側壁(10)から突設した底板(12)と、底板(12)から立設した越流堰(13)で構成する
ことを特徴とする請求項1乃至請求項5の何れか一項に記載の可溶化装置一体型消化タンク。 The casing (9) is
It is composed of a side wall (10) and an upper wall (11) of the digestion tank (2), a bottom plate (12) protruding from the side wall (10), and an overflow weir (13) standing from the bottom plate (12). The digestive tank integrated with a solubilizer according to any one of claims 1 to 5.
前記消化室(7)に接続して初沈汚泥を供給する配管(17)と、を備える
ことを特徴とする請求項1乃至請求項6の何れか一項に記載の可溶化装置一体型消化タンク。 A sludge supply pipe (15) which is connected to the solubilization chamber (6) and supplies excess sludge;
The solubilizer-integrated digestion system according to any one of claims 1 to 6, further comprising: a pipe (17) that is connected to the digestion chamber (7) and supplies the initial sludge. tank.
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