JP2023090456A - Sewage sludge fermentation raw material and sewage sludge treatment method - Google Patents

Sewage sludge fermentation raw material and sewage sludge treatment method Download PDF

Info

Publication number
JP2023090456A
JP2023090456A JP2021205419A JP2021205419A JP2023090456A JP 2023090456 A JP2023090456 A JP 2023090456A JP 2021205419 A JP2021205419 A JP 2021205419A JP 2021205419 A JP2021205419 A JP 2021205419A JP 2023090456 A JP2023090456 A JP 2023090456A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sewage sludge
mass
fermentation
raw material
parts
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2021205419A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
知昭 鷲尾
Tomoaki Washio
明宏 古賀
Akihiro Koga
英二 丸屋
Eiji Maruya
秀俊 磯貝
Hidetoshi Isogai
裕之 宮下
Hiroyuki Miyashita
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Ube Cement Corp
Original Assignee
Mitsubishi Ube Cement Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Ube Cement Corp filed Critical Mitsubishi Ube Cement Corp
Priority to JP2021205419A priority Critical patent/JP2023090456A/en
Publication of JP2023090456A publication Critical patent/JP2023090456A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/20Sludge processing

Abstract

To provide a fermentation raw material that can stably progress aerobic fermentation and stably ferment sewage sludge without depending on the type of sewage sludge or the type of nutrient source material.SOLUTION: A sewage sludge fermentation raw material for aerobic fermentation includes sewage sludge and a nutrient source. The raw material contains 3.5 or more and 130 or less mass parts of crude fat and crude protein derived from the nutrient source per 100 mass parts of sewage sludge based on the total of the crude oil and the crude protein. It is preferable that the raw material contains 0.07 or more and 104 or less mass parts of the crude oil derived from the nutrient source per 100 mass parts of the sewage sludge. It is also preferable that the raw material contains 0.7 or more and 127 or less mass parts of the crude protein derived from the nutrient source per 100 mass parts of the sewage sludge.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、下水汚泥を好気発酵させるための原料及び下水汚泥の処理方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a raw material for aerobic fermentation of sewage sludge and a method for treating sewage sludge.

下水汚泥は、有機物及び水を含む泥状の物質であり、生活活動に伴う下水処理の過程で不可避的に排出されるものである。下水汚泥は、その排出量が下水処理量の増加に伴って増えており、都市ゴミと同様に、その処理が問題となっている。下水汚泥を処理するために、例えば該汚泥を焼却処理して、その際に生じた熱をエネルギー源として利用する試みが行われているが、更なる効率的な焼却処理を行うために、下水汚泥の含水率を下げることが望まれている。 Sewage sludge is a muddy substance containing organic matter and water, and is inevitably discharged during the process of sewage treatment associated with living activities. The discharge amount of sewage sludge is increasing along with the increase in the amount of sewage treatment, and its disposal has become a problem like urban garbage. In order to treat sewage sludge, for example, attempts have been made to incinerate the sludge and use the heat generated at that time as an energy source. It is desired to lower the moisture content of sludge.

下水汚泥の含水率を安価に低下させる技術として、下水汚泥を好気発酵させる技術が知られている。例えば、特許文献1~3には、脱水効率の向上や減容化等のために、有機汚泥と有機質資材とを混合して発酵する方法が開示されている。 As a technique for inexpensively lowering the water content of sewage sludge, a technique for aerobic fermentation of sewage sludge is known. For example, Patent Literatures 1 to 3 disclose a method of mixing and fermenting organic sludge and organic materials in order to improve dehydration efficiency and reduce volume.

特開平11-079873号公報JP-A-11-079873 特開2005-111374号公報JP 2005-111374 A 特開2009-274908号公報JP 2009-274908 A

一般的に、好気発酵を安定的に行うためには、処理対象物に含まれる微生物の栄養源となる栄養素及び含水率、pH、通気量などの各種条件の最適化が必要である。下水処理の過程でメタン発酵を経た消化汚泥などの、微生物の栄養源となる栄養素の含有量が少ない下水汚泥を対象に好気発酵処理を行う場合、栄養素の不足に起因して微生物の活動が低調となり、対象物の好気発酵処理が十分に行えないことがある。 In general, in order to stably carry out aerobic fermentation, it is necessary to optimize various conditions such as nutrients that serve as nutrients for microorganisms contained in the object to be treated, moisture content, pH, and aeration rate. When aerobic fermentation treatment is performed on sewage sludge with low nutrient content, such as digested sludge that has undergone methane fermentation in the process of sewage treatment, microbial activity is inhibited due to lack of nutrients. It becomes sluggish and the aerobic fermentation treatment of the object may not be performed sufficiently.

このような微生物の活動が低調となった発酵系の好気発酵状態を改善する方法として、特許文献1~3では、栄養素を豊富に含む資材(以下「栄養源」又は「栄養源資材」ともいう。)を添加している。しかし、好気発酵処理の対象物として下水汚泥を使用する場合、下水汚泥の種類、並びに、添加する栄養源資材の種類及び添加量によっては、下水汚泥に含まれる微生物に適した栄養素が不足して、良好な好気発酵状態の維持が困難となる場合がある。したがって、好気発酵を良好に進行させるためには、使用する下水汚泥及び資材ごとに適切な材料設計を行うことが重要であった。 As a method for improving the aerobic fermentation state of a fermentation system in which the activity of such microorganisms has become sluggish, Patent Documents 1 to 3 disclose materials rich in nutrients (hereinafter also referred to as "nutrient sources" or "nutrient source materials"). ) is added. However, when sewage sludge is used as the object of aerobic fermentation treatment, nutrients suitable for microorganisms contained in sewage sludge may be insufficient depending on the type of sewage sludge and the type and amount of nutrient material added. Therefore, it may be difficult to maintain good conditions for aerobic fermentation. Therefore, in order to promote good aerobic fermentation, it is important to design appropriate materials for each sewage sludge and material used.

下水汚泥発酵原料の材料設計においては、従来、実設備又は大容量の発酵槽からなる試験装置で試験されており、大量の試料が必要且つ時間を要するという問題があった。更に、近年、下水汚泥の発酵処理は全国各地に展開され始め、使用される下水汚泥や資材についても、近隣地域で入手が容易なものを選択することが推奨されていることから、使用される資材の種類は多岐にわたっている。そのため、栄養源資材の種類が異なる場合でも、好気発酵が良好に進行する下水汚泥発酵原料の材料配合が求められていた。 In the material design of raw materials for fermentation of sewage sludge, conventionally, tests have been conducted using test equipment consisting of actual facilities or large-capacity fermenters, and there has been the problem that a large amount of samples are required and time is required. Furthermore, in recent years, the fermentation process of sewage sludge has begun to be deployed all over the country, and it is recommended that the sewage sludge and materials to be used be those that are easily available in neighboring areas. There are many types of materials. Therefore, even when the types of nutrient source materials are different, there has been a demand for a material blend of sewage sludge fermentation raw materials that allows aerobic fermentation to proceed satisfactorily.

したがって本発明の課題は、下水汚泥に添加する栄養源資材の種類によらず、安定的に発酵促進できる下水汚泥発酵原料を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a raw material for fermentation of sewage sludge that can stably promote fermentation regardless of the type of nutrient material added to sewage sludge.

本発明者は、前記の課題を解決すべく鋭意検討した結果、下水汚泥に添加する栄養源に含まれる成分の中でも、粗脂肪及び粗蛋白の合計量によって、下水汚泥の発酵性が大きく変化することを見出した。本発明者はこれらの知見に基づき、下水汚泥に対し、栄養源に由来する粗脂肪及び粗蛋白の合計量が所定の範囲となるように、栄養源を下水汚泥へ添加することで、使用する栄養源の種類によらず、発酵対象物である下水汚泥の発酵が安定して促進されることを見出し、本発明を成すに至った。 As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors found that among the components contained in the nutrients added to the sewage sludge, the total amount of crude fat and crude protein greatly changes the fermentability of the sewage sludge. I found out. Based on these findings, the present inventors added a nutrient source to sewage sludge so that the total amount of crude fat and crude protein derived from the nutrient source is within a predetermined range. The inventors have found that the fermentation of sewage sludge, which is a fermentation target, is stably promoted regardless of the type of nutrient source, and have completed the present invention.

すなわち本発明は、下水汚泥と栄養源とを含む好気発酵処理用の下水汚泥発酵原料であって、
前記下水汚泥100質量部に対して、前記栄養源に由来する粗脂肪及び粗蛋白を、それらの合計量で3.5質量部以上130質量部以下含む、好気発酵処理用の下水汚泥発酵原料を提供するものである。
That is, the present invention is a sewage sludge fermentation raw material for aerobic fermentation treatment containing sewage sludge and a nutrient source,
Sewage sludge fermentation raw material for aerobic fermentation treatment, containing 3.5 parts by mass or more and 130 parts by mass or less of crude fat and crude protein derived from the nutrient source with respect to 100 parts by mass of the sewage sludge It provides

また本発明は、下水汚泥及び栄養源を含む下水汚泥発酵原料を好気発酵させて、該下水汚泥を処理する工程を備え、
前記下水汚泥100質量部に対して、前記栄養源に由来する粗脂肪及び粗蛋白を、それらの合計量で3.5質量部以上130質量部以下含む前記下水汚泥発酵原料を用いる、下水汚泥の処理方法を提供するものである。
In addition, the present invention comprises a step of aerobic fermentation of a sewage sludge fermentation raw material containing sewage sludge and a nutrient source to treat the sewage sludge,
Using the sewage sludge fermentation raw material containing 3.5 parts by mass or more and 130 parts by mass or less of crude fat and crude protein derived from the nutrient source with respect to 100 parts by mass of the sewage sludge. A processing method is provided.

本発明によれば、下水汚泥に栄養源資材を特定量添加するという簡便な操作のみで、好気発酵を安定的に進行させることができ、下水汚泥の種類や栄養源資材の種類によらず、下水汚泥を安定して発酵させることができる。更に、セメント工場のような工業地域や、下水処理場のような下水汚泥の発生元において、性状の異なる複数の下水汚泥及び栄養源資材を利用し、簡便且つ安定的に発酵処理することができ、資源の有効利用に繋げることができる。 According to the present invention, aerobic fermentation can be stably progressed only by a simple operation of adding a specific amount of nutrient material to sewage sludge, regardless of the type of sewage sludge or the type of nutrient material. , can stably ferment sewage sludge. Furthermore, in industrial areas such as cement factories and sources of sewage sludge such as sewage treatment plants, a plurality of sewage sludges with different properties and nutrient source materials can be used to easily and stably ferment. , can lead to effective use of resources.

図1は、密閉式縦型発酵槽の一実施形態を模式的に示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing one embodiment of a closed vertical fermenter. 図2(a)は、実施例及び比較例における好気発酵評価に用いた発酵容器の外観及び寸法を示す模式的な斜視図であり、図2(b)は温度測定時における各部材の配置位置を模式的に示した断面図である。FIG. 2(a) is a schematic perspective view showing the appearance and dimensions of a fermentation vessel used for aerobic fermentation evaluation in Examples and Comparative Examples, and FIG. 2(b) is an arrangement of each member during temperature measurement. It is a sectional view showing a position typically.

本発明の好適な実施形態を以下に説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。 Preferred embodiments of the invention are described below. In addition, this invention is not limited to the following embodiment.

本発明の下水汚泥発酵原料は、その材料として、下水汚泥と、栄養源とを含む。この下水汚泥発酵原料は、下水汚泥の好気発酵処理に好適に用いられるものである。 The sewage sludge fermentation raw material of the present invention contains sewage sludge and a nutrient source as its materials. This sewage sludge fermentation raw material is suitably used for the aerobic fermentation treatment of sewage sludge.

本発明に用いられる下水汚泥は、下水処理の過程で生じる廃棄物であり、有機物、無機物及び水を含む泥状の物質である。下水汚泥は、典型的には、活性汚泥法方式の排水処理設備から排出される余剰汚泥を脱水したものである。このような下水汚泥としては、例えば下水処理場で発生する一般下水汚泥、し尿処理施設で発生するし尿汚泥及び浄化槽汚泥などが挙げられ、これらを単独で又は組み合わせて用いることができる。下水汚泥は、未消化汚泥としてそのまま用いてもよく、あるいは、消化汚泥などの下水汚泥の自己発酵処理物を用いてもよい。本発明によれば、微生物の栄養源となる栄養素が少ない消化汚泥であっても、好気発酵を十分に行うことができるという利点がある。
下水汚泥の含水率は特に限定されないが、例えば、50質量%以上90質量%以下程度であり、好ましくは50質量%以上85質量%以下である。下水汚泥の種類は、その含水率、消化の有無、及び脱水処理方法の少なくとも一つに基づいて選別することができる。
The sewage sludge used in the present invention is waste generated in the course of sewage treatment, and is a muddy substance containing organic matter, inorganic matter and water. Sewage sludge is typically obtained by dewatering surplus sludge discharged from an activated sludge process wastewater treatment facility. Examples of such sewage sludge include general sewage sludge generated at sewage treatment plants, night soil sludge generated at night soil treatment facilities, and septic tank sludge, and these can be used alone or in combination. Sewage sludge may be used as it is as undigested sludge, or self-fermented sewage sludge such as digested sludge may be used. According to the present invention, there is an advantage that aerobic fermentation can be sufficiently performed even with digested sludge that is low in nutrients that serve as a nutrient source for microorganisms.
Although the water content of the sewage sludge is not particularly limited, it is, for example, approximately 50% by mass or more and 90% by mass or less, preferably 50% by mass or more and 85% by mass or less. The type of sewage sludge can be selected based on at least one of its moisture content, whether it has been digested, and how it has been dewatered.

本発明に用いられる栄養源は、粗脂肪及び粗蛋白を含むものである。一般的に、好気性微生物の栄養源としては、分解速度が速いものから、粗糖分、粗蛋白、粗脂肪、及び粗繊維などが挙げられるところ、本発明の下水汚泥発酵原料の好気発酵においては、好気性微生物による分解速度が中程度の粗脂肪及び粗蛋白の合計量が所定量となるように下水汚泥に栄養源資材を添加することで、好気発酵が安定的に進行することを見出した。また、好気性微生物の栄養源として用いられる資材には、粗脂肪及び粗蛋白を比較的多く含むものが多いことから入手が容易であるという利点もある。 Nutrient sources used in the present invention include crude fat and crude protein. Generally, nutrient sources for aerobic microorganisms include raw sugar, crude protein, crude fat, crude fiber, etc. from those having a high decomposition rate. is that aerobic fermentation proceeds stably by adding nutrient source material to sewage sludge so that the total amount of crude fat and crude protein, which are decomposed at a moderate rate by aerobic microorganisms, reaches a predetermined amount. Found it. In addition, many of the materials used as a nutrient source for aerobic microorganisms contain relatively large amounts of crude fat and crude protein, and therefore have the advantage of being readily available.

粗脂肪とは、食品や飼料などに含まれる脂溶性物質のことである。粗脂肪には、純粋な脂肪以外に、脂肪に溶解しているビタミンや他の成分も含まれる。栄養源に含まれる粗脂肪の含量は、ソックスレー抽出法により、求めることができる。ソックスレー抽出法は、脂肪が水には溶けず、有機溶媒によく溶ける性質を利用したもので、試料をエーテルで処理して試料中の脂肪をエーテル内に溶出させ、ろ過回収した溶液からエーテルを蒸発させることにより、残留する脂肪分を秤量する方法である。 Crude fat is a fat-soluble substance contained in foods, feeds, and the like. Crude fat includes not only pure fat but also vitamins and other ingredients dissolved in fat. The content of crude fat contained in the nutrient source can be determined by the Soxhlet extraction method. The Soxhlet extraction method takes advantage of the fact that lipids are insoluble in water but soluble in organic solvents. It is a method of weighing the remaining fat content by evaporation.

一方、粗蛋白とは、食品や飼料などに含まれる蛋白質のことである。粗蛋白には、アミノ酸やアミン類が含まれる。粗蛋白の含量は、試料を熱濃硫酸で酸化分解し、アンモニアやアミノ基をすべてアンモニウムイオンに変換し、その量を定量して求めた窒素量に、窒素換算係数とよばれる蛋白質の窒素含量の逆数を乗じて求める。 On the other hand, crude protein is protein contained in foods, feeds, and the like. Crude protein contains amino acids and amines. The content of crude protein is determined by oxidatively decomposing the sample with hot concentrated sulfuric acid, converting all ammonia and amino groups into ammonium ions, and quantifying the amount of nitrogen. Multiply by the reciprocal of .

本発明の下水汚泥発酵原料は、前記栄養源に由来する粗脂肪及び粗蛋白をそれらの合計量で、下水汚泥100質量部に対して、3.5質量部以上130質量部以下含むことが好ましく、4.0質量部以上80質量部以下含むことがより好ましく、4.5質量部以上50質量部以下含むことが更に好ましい。 The sewage sludge fermentation raw material of the present invention preferably contains 3.5 parts by mass or more and 130 parts by mass or less of the total amount of crude fat and crude protein derived from the nutrient source with respect to 100 parts by mass of sewage sludge. , 4.0 to 80 parts by mass, more preferably 4.5 to 50 parts by mass.

本発明の下水汚泥発酵原料に栄養源由来の粗脂肪及び粗蛋白を特定量で含有させることによって、好気発酵が安定的に進行する理由を、本発明者は以下のように推測している。
栄養源に含まれる粗脂肪及び粗蛋白は、下水汚泥中に存在する微生物の好適な栄養素となる。この場合、下水汚泥に対して、粗脂肪及び粗蛋白の合計量を特定範囲の量、すなわち上述のとおり、下水汚泥100質量部に対して好ましくは3.5質量部以上130質量部以下の範囲で含有させると、微生物への栄養素の供給量が必要十分となり、好気発酵が安定的に進行するものと考えられる。下水汚泥の量に対して粗脂肪及び粗蛋白の配合量が少なすぎると、微生物への栄養素の供給量が不足し、また下水汚泥と栄養源の混合不良が起こりやすい。下水汚泥の量に対して粗脂肪及び粗蛋白の配合量が過度に多くなると、下水汚泥の処理量が低下し、また発酵原料中の微生物量が不足して好気発酵が安定的に行えなくなる可能性がある。
The present inventors speculate as follows why the aerobic fermentation is stably progressed by allowing the sewage sludge fermentation raw material of the present invention to contain a specific amount of crude fat and crude protein derived from a nutrient source. .
Crude fat and crude protein contained in the nutrient source are suitable nutrients for microorganisms present in sewage sludge. In this case, the total amount of crude fat and crude protein is added to the sewage sludge in a specific range, that is, as described above, preferably 3.5 parts by mass or more and 130 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of sewage sludge It is considered that the necessary and sufficient supply of nutrients to the microorganisms is obtained when the aerobic fermentation proceeds stably. If the blending amount of crude fat and crude protein is too small relative to the amount of sewage sludge, the amount of nutrients supplied to microorganisms is insufficient, and poor mixing of sewage sludge and nutrients tends to occur. If the blending amount of crude fat and crude protein is excessively large relative to the amount of sewage sludge, the amount of sewage sludge treated will decrease, and the amount of microorganisms in the fermentation raw material will be insufficient, making it impossible to stably carry out aerobic fermentation. there is a possibility.

下水汚泥に対する粗脂肪及び粗蛋白の合計量の好ましい範囲は上述のとおりであることころ、下水汚泥に対する粗脂肪及び粗蛋白の量それぞれの好ましい範囲は以下のとおりである。
粗脂肪に関しては、本発明の下水汚泥発酵原料は、栄養源に由来する粗脂肪を、下水汚泥100質量部に対して0.07質量部以上104質量部以下含むことが好ましく、0.28質量部以上50質量部以下含むことが更に好ましく、0.56質量部以上25質量部以下含むことが一層好ましい。粗脂肪の量をこの範囲に設定することで、微生物に対する栄養素の供給量が必要十分となるので好ましい。
一方、粗蛋白に関しては、本発明の下水汚泥発酵原料は、栄養源に由来する粗蛋白を、下水汚泥100質量部に対して0.7質量部以上127質量部以下含むことが好ましく、1.4質量部以上74質量部以下含むことが更に好ましく、2.2質量部以上44質量部以下含むことが一層好ましい。粗蛋白の量をこの範囲に設定することで、微生物に対する栄養素の供給量が必要十分となるので好ましい。
The preferred ranges for the total amount of crude fat and crude protein relative to sewage sludge are as described above, while the respective preferred ranges for the amounts of crude fat and crude protein relative to sewage sludge are as follows.
Regarding crude fat, the sewage sludge fermentation raw material of the present invention preferably contains 0.07 parts by mass or more and 104 parts by mass or less of crude fat derived from a nutrient source with respect to 100 parts by mass of sewage sludge, and 0.28 mass parts. Part or more and 50 mass parts or less is more preferable, and 0.56 mass part or more and 25 mass parts or less is even more preferable. By setting the amount of crude fat within this range, the amount of nutrients supplied to microorganisms becomes necessary and sufficient, which is preferable.
On the other hand, with respect to crude protein, the sewage sludge fermentation raw material of the present invention preferably contains 0.7 parts by mass or more and 127 parts by mass or less of crude protein derived from a nutrient source with respect to 100 parts by mass of sewage sludge. More preferably 4 parts by mass or more and 74 parts by mass or less, and even more preferably 2.2 parts by mass or more and 44 parts by mass or less. By setting the amount of crude protein within this range, the amount of nutrients supplied to microorganisms becomes necessary and sufficient, which is preferable.

粗脂肪及び粗蛋白を含む栄養源としては、例えば食品、飼料、食品汚泥、廃白土、肉骨粉、廃食油、生ごみ、し尿、家禽や家畜などの糞、種汚泥等が挙げられる。これらの栄養源は一種を単独で又は二種以上を組み合わせて用いることができる。これらのうち、特に栄養価が高いこと、並びに粗脂肪及び粗蛋白の合計量を上述の範囲に設定しやすいことから、栄養源として、米糠、おから及び油粕からなる群より選ばれる1種以上を用いることが好ましい。油粕としては、例えば菜種、胡麻、綿実、大豆及びとうもろこしなどから油を搾り取った残渣を用いることが好ましい。 Nutrient sources containing crude fat and crude protein include, for example, food, feed, food sludge, waste white clay, meat and bone meal, waste cooking oil, garbage, night soil, feces of poultry and livestock, and seed sludge. These nutrient sources can be used singly or in combination of two or more. Among these, one or more selected from the group consisting of rice bran, bean curd refuse and oil cake as a nutrient source because it has particularly high nutritional value and the total amount of crude fat and crude protein can be easily set within the above range. is preferably used. As oil cake, it is preferable to use residue obtained by squeezing oil from, for example, rapeseed, sesame, cottonseed, soybean and corn.

本発明で用いられる栄養源は、該栄養源100質量部に対して粗脂肪を1質量部以上20質量部以下含むことが、下水汚泥中の好気性微生物による分解速度が最適となるように、好気発酵に十分な量の粗脂肪を供給できる観点から好ましい。この利点を一層顕著なものとする観点から、栄養源は、該栄養源100質量部に対して粗脂肪を3質量部以上17.5質量部以下含むことが更に好ましく、5質量部以上15質量部以下含むことが一層好ましい。 The nutrient source used in the present invention contains 1 part by mass or more and 20 parts by mass or less of crude fat with respect to 100 parts by mass of the nutrient source so that the decomposition rate by aerobic microorganisms in sewage sludge is optimal. It is preferable from the viewpoint of supplying a sufficient amount of crude fat for aerobic fermentation. From the viewpoint of making this advantage more remarkable, the nutrient source further preferably contains 3 parts by mass or more and 17.5 parts by mass or less of crude fat with respect to 100 parts by mass of the nutrient source, and 5 parts by mass or more and 15 parts by mass. It is more preferable to include less than or equal to

一方、本発明で用いられる栄養源は、該栄養源100質量部に対して粗蛋白を5質量部以上45質量部以下含むことが、下水汚泥発酵原料中の好気性微生物による分解速度が最適となるように、好気発酵に十分な量の粗蛋白を供給できる観点から好ましい。この利点を一層顕著なものとする観点から、栄養源は、該栄養源100質量部に対して粗蛋白を10質量部以上40質量部以下含むことが更に好ましく、15質量部以上35質量部以下含むことが一層好ましい。 On the other hand, the nutrient source used in the present invention contains 5 parts by mass or more and 45 parts by mass or less of crude protein with respect to 100 parts by mass of the nutrient source. It is preferable from the viewpoint of being able to supply a sufficient amount of crude protein for aerobic fermentation. From the viewpoint of making this advantage more remarkable, the nutrient source further preferably contains 10 parts by mass or more and 40 parts by mass or less of crude protein relative to 100 parts by mass of the nutrient source, and more preferably 15 parts by mass or more and 35 parts by mass or less. It is more preferable to include

本発明で用いられる栄養源に含まれる粗脂肪と粗蛋白との比率は、質量比で表して、粗脂肪/粗蛋白の値が0.02以上4以下であることが、好気性微生物の栄養源としてのバランスの観点から好ましい。この利点を一層顕著なものとする観点から、栄養源における粗脂肪/粗蛋白の質量比は、0.075以上1.75以下であることが更に好ましく、0.14以上1以下であることが一層好ましい。 The ratio of crude fat and crude protein contained in the nutrient source used in the present invention is expressed as a mass ratio, and the value of crude fat/crude protein is 0.02 or more and 4 or less. It is preferable from the viewpoint of balance as a source. From the viewpoint of making this advantage more remarkable, the mass ratio of crude fat/crude protein in the nutrient source is more preferably 0.075 or more and 1.75 or less, and more preferably 0.14 or more and 1 or less. More preferred.

本発明で用いられる栄養源は、粗脂肪及び粗蛋白の量が上述した値であれば特段限定されるものではないが、栄養源はその強熱減量が90質量%以上であることが好ましく、95質量%以上であることがより好ましい。栄養源の強熱減量は、該栄養源に含まれる有機成分の量を反映しており、このような強熱減量を有する栄養源を用いることによって、好気発酵を更に促進させることができ、下水汚泥の発酵処理を効率よく行うことができる。栄養源の強熱減量は、JIS R 5202:2015「セメントの化学分析方法」により測定される。 The nutrient source used in the present invention is not particularly limited as long as the amounts of crude fat and crude protein are the values described above, but the nutrient loss on ignition is preferably 90% by mass or more, It is more preferably 95% by mass or more. The ignition loss of a nutrient source reflects the amount of organic components contained in the nutrient source, and by using a nutrient source having such an ignition loss, aerobic fermentation can be further promoted, Fermentation treatment of sewage sludge can be efficiently performed. The ignition loss of the nutrient source is measured according to JIS R 5202:2015 "Method for chemical analysis of cement".

また本発明で用いられる栄養源は、その固形分発熱量が4000kcal/kg以上であるものを用いることが好ましく、4300kcal/kg以上であるものを用いることが更に好ましく、4500kcal/kg以上であるものを用いることが一層好ましい。この固形分発熱量は、栄養源一種あたりの発熱量である。一般的に、固形分発熱量が高いことは、好気発酵の進行に有用な栄養成分の一つである有機分が多く含まれていることを意味するので、このような発熱量を有する栄養源を用いることによって、好気発酵を更に促進させることができ、下水汚泥の発酵処理を効率よく行うことができる。このような発熱量を有する栄養源としては、例えば米糠、おから、油粕などが挙げられる。 The nutrient source used in the present invention preferably has a solid content calorific value of 4000 kcal/kg or more, more preferably 4300 kcal/kg or more, and more preferably 4500 kcal/kg or more. is more preferably used. This solid content calorific value is the calorific value per nutrient source. In general, a high solid content calorific value means that it contains a large amount of organic matter, which is one of the nutrient components useful for the progress of aerobic fermentation. By using the source, aerobic fermentation can be further promoted, and sewage sludge can be efficiently fermented. Nutrient sources having such a calorific value include, for example, rice bran, bean curd refuse, and oil cake.

更に本発明で用いられる栄養源は、その含水率が10質量%以下であることが好ましく、7.5質量%以下であることがより好ましく、5質量%以下であることが更に好ましい。このような含水率を有する栄養源を用いることによって、該栄養源を下水汚泥と混合した場合に、混合物の粘性や付着性の増加が抑制され、通気性を良好に保つことができる。その結果、好気発酵を安定して行うことができる。
栄養源の含水率の下限値は、下水汚泥に混合した場合の粘性や付着性の観点から決定される。この観点から、栄養源の含水率の下限値は0.1質量%以上であることが好ましく、0.5質量%以上であることが更に好ましく、1質量%以上であることが一層好ましい。
栄養源の含水率は、飼料分析法に準拠し、135℃で2時間乾燥後の重量減少より測定される。
Furthermore, the nutrient source used in the present invention preferably has a moisture content of 10% by mass or less, more preferably 7.5% by mass or less, and even more preferably 5% by mass or less. By using a nutrient source having such a water content, when the nutrient source is mixed with sewage sludge, an increase in viscosity and adhesiveness of the mixture can be suppressed, and good air permeability can be maintained. As a result, aerobic fermentation can be stably performed.
The lower limit of the water content of the nutrient source is determined from the viewpoint of viscosity and adhesion when mixed with sewage sludge. From this point of view, the lower limit of the moisture content of the nutrient source is preferably 0.1% by mass or more, more preferably 0.5% by mass or more, and even more preferably 1% by mass or more.
The moisture content of a nutrient source is measured by weight loss after drying at 135°C for 2 hours in accordance with the Feed Analysis Method.

本発明で用いられる栄養源は、採取された直後の含水状態のものをそのまま用いることができ、あるいは、乾燥させたものを用いることもできる。含水状態の栄養源は、一般的な方法で乾燥させることができ、例えば、熱風対流式乾燥器による強制乾燥や、天日による自然乾燥などにより乾燥させることができる。上述した含水率は、栄養源を下水汚泥と混合するときの値である。 The nutrient source used in the present invention can be used as it is in a water-containing state immediately after collection, or can be used after being dried. The hydrated nutrient source can be dried by a common method, for example, forced drying using a hot air convection dryer or natural drying in the sun. The water content mentioned above is the value when the nutrient source is mixed with the sewage sludge.

本発明の下水汚泥発酵原料は、下水汚泥及び栄養源のみから構成されていてもよい。あるいは、これらに加えて、下水汚泥及び栄養源以外の他の資材(以下、これを単に「資材」ともいう。)を更に含むことも好ましい。 The sewage sludge fermentation raw material of the present invention may be composed only of sewage sludge and nutrients. Alternatively, in addition to these, it is also preferable to further contain materials other than sewage sludge and nutrients (hereinafter also simply referred to as "materials").

資材としては、例えば、下水汚泥発酵原料を発酵に供する際に安定的な好気発酵を促すための材料が挙げられる。具体的には、下水汚泥の含水率を低減させたり、下水汚泥発酵原料の発酵時における通気性を向上させたり、好気発酵に寄与する多種多様の微生物を供給したり、する等を目的とした材料が挙げられる。 Materials include, for example, materials for promoting stable aerobic fermentation when the sewage sludge fermentation raw material is subjected to fermentation. Specifically, the purpose is to reduce the water content of sewage sludge, improve the aeration of sewage sludge fermentation raw materials during fermentation, and supply a wide variety of microorganisms that contribute to aerobic fermentation. materials

特に、下水汚泥発酵原料の通気性を向上させて下水汚泥の好気発酵を促すための資材として、下水汚泥発酵原料は通気助材を更に含むことが好ましい。通気助材を含むことによって、下水汚泥発酵原料の圧密の状態に依存せず、下水汚泥発酵原料の通気性を簡便に改善することができ、下水汚泥の好気発酵を安定的に行うことができる。特に、例えば後述する縦型発酵槽を用いて好気発酵する場合、下水汚泥発酵原料の堆積に起因して発酵槽内の下水汚泥が圧密され、下水汚泥の好気発酵が進行しづらくなるところ、通気助材を含むことによって、過度の圧密状態となることを更に抑制しつつ通気性を更に確保することができ、下水汚泥の好気発酵を安定的且つ効果的に進行させることができる点で有利である。 In particular, the sewage sludge fermentation raw material preferably further contains an aeration aid as a material for improving the air permeability of the sewage sludge fermentation raw material and promoting aerobic fermentation of the sewage sludge. By including the aeration aid, the aeration of the sewage sludge fermentation raw material can be easily improved without depending on the consolidation state of the sewage sludge fermentation raw material, and the aerobic fermentation of the sewage sludge can be stably performed. can. In particular, for example, when aerobic fermentation is performed using a vertical fermentation tank described later, the sewage sludge in the fermentation tank is compacted due to the accumulation of sewage sludge fermentation raw materials, making it difficult for the aerobic fermentation of the sewage sludge to proceed. , By including the aeration aid, it is possible to further ensure aeration while further suppressing excessive compaction, and to allow the aerobic fermentation of sewage sludge to proceed stably and effectively. is advantageous.

通気助材としては、例えば、稲わら、もみがら、草木又はこれらの乾燥物若しくは破砕物などの有機系通気助材や、パーライト、ゼオライト、珪藻土、若しくはフライアッシュ等の石炭灰などの無機系通気助材等が挙げられる。これらの材料は単独で又は組み合わせて用いることができる。 Examples of ventilation aids include organic ventilation aids such as rice straw, rice husks, plants, or their dried or crushed materials, and inorganic ventilation aids such as perlite, zeolite, diatomaceous earth, or coal ash such as fly ash. Auxiliary materials, etc. are mentioned. These materials can be used alone or in combination.

下水汚泥発酵原料が通気助材を更に含む場合、下水汚泥発酵原料における通気助材の含有量は、下水汚泥100質量部に対して、好ましくは5質量部以上50質量部以下、より好ましくは5質量部以上30質量部以下、更に好ましくは5質量部以上15質量部以下である。このとき、基準となる下水汚泥及び通気助材の質量はいずれも含水状態での質量とする。通気助材を複数種含む場合、通気助材の含有量は総量に基づく。このような範囲にあることによって、発酵開始から終了までの長い期間にわたって、下水汚泥発酵原料が過度の圧密状態となることを抑制しつつ通気性を均一に確保することができ、下水汚泥の好気発酵を安定的且つ効果的に進行させることができる。 When the sewage sludge fermentation raw material further contains an aeration aid, the content of the aeration aid in the sewage sludge fermentation raw material is preferably 5 parts by mass or more and 50 parts by mass or less, more preferably 5 parts by mass or less per 100 parts by mass of sewage sludge. It is more than 30 parts by mass and more preferably more than 5 parts by mass and less than 15 parts by mass. At this time, the reference masses of the sewage sludge and the ventilation aid are both in the state of containing water. When multiple types of ventilation aids are included, the content of the ventilation aids is based on the total amount. By being in such a range, it is possible to ensure uniform air permeability while suppressing excessive consolidation of the sewage sludge fermentation raw material over a long period from the start to the end of fermentation, which is favorable for sewage sludge. Air fermentation can be progressed stably and effectively.

発酵初期の時点から好気発酵を安定的に進行させるために十分な水分量を確保する観点から、下水汚泥発酵原料全体の含水率は、30質量%以上90質量%以下であることが好ましく、40質量%以上85質量%以下であることがより好ましい。含水率は、例えば市販のハロゲン水分計を用いて、120℃の加熱温度で乾燥したときの乾燥前後の質量の差に基づいて測定することができる。またこれに代えて、JIS A 1203「土の含水比試験方法」に準じて測定することができる。下水汚泥発酵原料の含水率は、例えば、含水率が高い下水汚泥と、乾燥状態の栄養源とを用いるなどして、所望の含水率となるように原材料を選択したり、原材料又は下水汚泥発酵原料に対して、水を添加したりすることによって適宜調整することができる。 From the viewpoint of ensuring a sufficient amount of water to stably progress aerobic fermentation from the initial stage of fermentation, the water content of the entire sewage sludge fermentation raw material is preferably 30% by mass or more and 90% by mass or less. It is more preferably 40% by mass or more and 85% by mass or less. The moisture content can be measured, for example, using a commercially available halogen moisture meter based on the difference in mass before and after drying at a heating temperature of 120°C. Alternatively, it can be measured in accordance with JIS A 1203 "Testing Method for Moisture Content of Soil". The water content of the raw material for sewage sludge fermentation is selected so that the raw material has a desired water content, for example, by using sewage sludge with a high water content and a nutrient source in a dry state. It can be appropriately adjusted by adding water to the raw material.

このような材料を含む下水汚泥発酵原料は、例えば下水汚泥及び栄養源と、必要に応じて各種資材とを混合するか又は堆積させて、混合物又は堆積物として製造することができる。詳細には、下水汚泥及び栄養源と、必要に応じて各種資材とを混合して下水汚泥発酵原料を得る方法、又は、屋内若しくは屋外で、各材料を任意の順序で堆積させた堆積物として下水汚泥発酵原料を得る方法等が挙げられる。あるいは、材料のうちいずれかを発酵槽等の容器に供給し、次いで他の材料を任意の順序で該容器内に供給して、該容器内で各原料を交互に若しくはランダムに堆積させた堆積物とし、これをそのままで、又はこれに加えて、該堆積物を発酵槽等の容器内で混合した混合物として、下水汚泥発酵原料を得る方法が挙げられる。 A sewage sludge fermentation raw material containing such materials can be produced as a mixture or sediment by, for example, mixing or sedimenting sewage sludge and a nutrient source and, if necessary, various materials. Specifically, sewage sludge and nutrient sources are mixed with various materials as necessary to obtain sewage sludge fermentation raw materials, or indoors or outdoors as a sediment in which each material is deposited in any order A method of obtaining a raw material for fermentation of sewage sludge, and the like. Alternatively, one of the materials is supplied to a container such as a fermenter, and then the other materials are supplied into the container in any order, and each raw material is deposited alternately or randomly within the container. A method of obtaining a raw material for fermentation of sewage sludge as a substance, as it is, or as a mixture in which the sediment is mixed in a container such as a fermenter.

上述の下水汚泥発酵原料は、堆積物及び混合物のいずれの形態であっても、下水汚泥の好気発酵処理の用途に適したものとなる。下水汚泥発酵原料は、これをそのまま屋外又は屋内に配するか、あるいはこれを堆積物又は混合物として容器内に収容して、下水汚泥の好気発酵処理を行うことができる。 The sewage sludge fermentation feedstock described above is suitable for use in the aerobic fermentation treatment of sewage sludge, whether in sediment or mixture form. The sewage sludge fermentation raw material can be placed outdoors or indoors as it is, or it can be stored in a container as a sediment or mixture to perform an aerobic fermentation treatment of sewage sludge.

詳細には、下水汚泥発酵原料は、これを堆肥舎内に堆積させたり、これを開放系又は密閉系の発酵槽に収容したりして、下水汚泥を好気発酵させることができる。下水汚泥発酵原料を発酵槽に供給して好気発酵処理に供する場合、発酵槽内の撹拌設備の有無あるいは撹拌方法は問わず、発酵初期から長期間にわたり安定的に好気発酵を行い、下水汚泥を効率よく処理することができる。悪臭などの周囲環境への悪影響を低減する観点から、下水汚泥発酵原料中の下水汚泥を好気発酵処理させる場合、密閉系の発酵槽内で好気発酵させることが好ましい。密閉系とは、好気発酵時において外部環境からの空気の侵入や発酵槽内から発生した発酵ガスの外部への流出が制御された反応系を指し、開放系とは、空気やガスなどの気体の侵入及び流出が何ら制御されていない反応系を指す。 Specifically, the raw material for sewage sludge fermentation can be deposited in a compost house or placed in an open or closed fermentation tank for aerobic fermentation of sewage sludge. When sewage sludge fermentation raw materials are supplied to a fermenter and subjected to aerobic fermentation treatment, aerobic fermentation is stably performed from the beginning of fermentation for a long period of time regardless of the presence or absence of agitation equipment in the fermenter or the agitation method. Sludge can be treated efficiently. From the viewpoint of reducing adverse effects on the surrounding environment such as offensive odors, when the sewage sludge in the sewage sludge fermentation raw material is subjected to the aerobic fermentation treatment, it is preferable to carry out the aerobic fermentation in a closed fermentation tank. A closed system refers to a reaction system in which the intrusion of air from the external environment and the outflow of fermentation gas generated from the fermentation tank to the outside are controlled during aerobic fermentation. Refers to a reaction system in which gas ingress and egress are not controlled in any way.

特に、本発明の下水汚泥発酵原料は、密閉可能且つ縦型の発酵槽(以下、これを「密閉式縦型発酵槽」ともいう。)を用いて、密閉状態で好気発酵させて下水汚泥を発酵処理する場合に、成分の配合や通気量等の環境条件を発酵状態に応じて都度変更しなくとも、下水汚泥の好気発酵を長期間にわたり安定的に進行させることができるので好適である。つまり、下水汚泥を発酵処理する方法として、下水汚泥及び栄養源と、必要に応じて資材とを任意の順序で密閉式縦型発酵槽内に供給するか、あるいはこれらの原料を含む混合物を密閉式縦型発酵槽内に供給して、好気発酵させる工程を有することが好ましく、当該工程は密閉系で行われることが更に好ましい。密閉式縦型発酵槽は、該発酵槽内を撹拌する撹拌設備を備えて、発酵槽内に供給された各原料を連続的に又は断続的に撹拌してもよい。 In particular, the sewage sludge fermentation raw material of the present invention is aerobicly fermented in a sealed vertical fermentation tank (hereinafter also referred to as a "closed vertical fermentation tank") to produce sewage sludge. When fermenting, the aerobic fermentation of sewage sludge can be stably progressed over a long period of time without changing the environmental conditions such as the composition of ingredients and the amount of aeration according to the fermentation state. be. That is, as a method of fermenting sewage sludge, sewage sludge, nutrients, and materials as necessary are supplied in an arbitrary order into a closed vertical fermenter, or a mixture containing these raw materials is closed. It is preferable to have a step of supplying into a type vertical fermenter and subjecting it to aerobic fermentation, and more preferably, the step is performed in a closed system. The closed vertical fermenter may be equipped with stirring equipment for stirring the inside of the fermenter, and may continuously or intermittently stir the raw materials supplied into the fermenter.

図1には、本発明の下水汚泥発酵原料を発酵処理に好適に用いられる密閉式縦型発酵槽の一実施形態が示されている。密閉式縦型発酵槽10は、設置面に対して鉛直方向に延びており、下水汚泥及び栄養源と、必要に応じて資材の混合物を収容可能な筒状の槽部20を有し、その上部に、該混合物を槽部20に投入可能な投入口30と、該槽部20の下部に、好気発酵処理された下水汚泥発酵原料を槽部20外へ排出可能な排出口40とを備えている。投入口30及び排出口40はともに開閉可能又は脱着可能な蓋状部材(図示せず)が設けられ、該蓋状部材を投入口30及び排出口40に装着することによって、発酵槽10における槽部20を密閉可能に構成されている。つまり、密閉式縦型発酵槽10は密閉系で下水汚泥の好気発酵を行って、下水汚泥を処理することができるものである。 FIG. 1 shows one embodiment of a closed vertical fermenter in which the sewage sludge fermentation raw material of the present invention is suitably used for fermentation. The closed vertical fermentation tank 10 extends in the vertical direction with respect to the installation surface, and has a cylindrical tank part 20 that can accommodate a mixture of sewage sludge and nutrients and, if necessary, materials. An input port 30 capable of inputting the mixture into the tank portion 20 is provided at the upper portion, and an outlet port 40 capable of discharging the aerobic fermentation-treated sewage sludge fermentation raw material to the outside of the tank portion 20 is provided at the lower portion of the tank portion 20. I have. Both the input port 30 and the discharge port 40 are provided with openable and detachable lid-like members (not shown). It is configured such that the portion 20 can be sealed. In other words, the closed vertical fermentation tank 10 is a closed system capable of performing aerobic fermentation of sewage sludge to treat the sewage sludge.

好気発酵効率をより向上させる観点から、密閉式縦型発酵槽10は、例えば槽部20の外周面に断熱材を配する等の方法によって、断熱構造を有していることが好ましい。また、密閉式縦型発酵槽10は、発酵槽内の原材料を混合して、成分の存在状態や通気性を均一にするための撹拌設備50を備えていることも好ましい。
図1に示す撹拌設備50は、例えば槽部20内に設けられた撹拌翼51と、該撹拌翼51に接続された撹拌軸52と、槽部20外に設けられたモータ(図示せず)とを備えている。撹拌翼51は、撹拌軸52を介して槽部20外に設けられたモータに接続されており、モータを駆動源として一定方向に回転するようになっている。撹拌設備50を更に備えることによって、反応系内の通気性を高めて、下水汚泥発酵原料の好気発酵効率を一層向上させることができる。
From the viewpoint of further improving aerobic fermentation efficiency, the closed vertical fermentation tank 10 preferably has a heat insulating structure, for example, by placing a heat insulating material on the outer peripheral surface of the tank portion 20 . In addition, the closed vertical fermenter 10 is preferably equipped with a stirring facility 50 for mixing the raw materials in the fermenter to uniformize the state of existence of the ingredients and the air permeability.
The stirring equipment 50 shown in FIG. 1 includes, for example, a stirring blade 51 provided in the tank portion 20, a stirring shaft 52 connected to the stirring blade 51, and a motor (not shown) provided outside the tank portion 20. and The stirring blade 51 is connected to a motor provided outside the tank section 20 via a stirring shaft 52, and rotates in a certain direction using the motor as a drive source. By further providing the agitating equipment 50, the air permeability in the reaction system can be increased, and the aerobic fermentation efficiency of the sewage sludge fermentation raw material can be further improved.

また、密閉式縦型発酵槽10は、空気や酸素などの酸素含有気体を発酵槽内に供給するための空気流通設備60と、槽部20内の気体を槽部20外へ排気可能な排気口70とを備えていることも好ましい。これによって、反応系内外の空気やガスの流通を適切に制御して、特に密閉系において、好気発酵をより効率的に促進させることができる。 In addition, the closed vertical fermentation tank 10 includes an air circulation device 60 for supplying oxygen-containing gas such as air and oxygen into the fermentation tank, and an exhaust that can exhaust the gas in the tank part 20 to the outside of the tank part 20. A mouth 70 is also preferably provided. As a result, the circulation of air and gas inside and outside the reaction system can be appropriately controlled, and aerobic fermentation can be promoted more efficiently, especially in a closed system.

図1に示す形態では、酸素含有気体Fは、槽部20外に設けられた空気流通設備60から、好ましくは中空の撹拌軸52及び撹拌翼51の各内部を介して、撹拌翼51の鉛直方向下方側に供給できるようになっている。撹拌翼51の鉛直方向下方側には、酸素含有気体Fを流通可能な気体流通孔(図示せず)を複数備えていることも好ましい。槽部20内に存在する酸素含有気体及び好気発酵によって生じたガスは、排気口70を介して、排気空気として槽部20の上部から排気される。 In the form shown in FIG. 1, the oxygen-containing gas F is supplied from the air circulation equipment 60 provided outside the tank section 20, preferably through the hollow stirring shaft 52 and the stirring blades 51, in the vertical direction of the stirring blades 51. It is designed so that it can be supplied downward in the direction. It is also preferable that a plurality of gas flow holes (not shown) through which the oxygen-containing gas F can flow are provided below the stirring blade 51 in the vertical direction. Oxygen-containing gas present in the tank section 20 and gas generated by aerobic fermentation are discharged from the upper portion of the tank section 20 as exhaust air through the exhaust port 70 .

酸素含有気体の供給を発酵槽の全体に行いやすくして、下水汚泥の好気発酵効率を高める観点から、酸素含有気体Fは槽部20の鉛直方向下方側から供給され、且つ、酸素含有気体F及びガスは、槽部20の鉛直方向上方側から排気されることが好ましい。下水汚泥発酵原料は、投入口30から連続的又は断続的に発酵槽における槽部20内に投入し、下水汚泥発酵原料を発酵槽内で2週間程度好気発酵させ、その後、発酵した下水汚泥発酵原料を汚泥発酵物として排出口から排出する。 From the viewpoint of making it easier to supply the oxygen-containing gas to the entire fermentation tank and increasing the efficiency of aerobic fermentation of sewage sludge, the oxygen-containing gas F is supplied from the bottom side in the vertical direction of the tank part 20, and the oxygen-containing gas The F and gas are preferably exhausted from the vertically upper side of the tank section 20 . The sewage sludge fermentation raw material is continuously or intermittently fed into the tank part 20 of the fermentation tank from the inlet 30, and the sewage sludge fermentation raw material is aerobicly fermented in the fermentation tank for about two weeks, and then the fermented sewage sludge. The raw material for fermentation is discharged from the outlet as fermented sludge.

下水汚泥発酵原料を好気発酵に供することで生成される汚泥発酵物は、例えば肥料、土壌改良材、園芸用土壌等の緑農地材料、セメントクリンカ原料、固形燃料等の用途に用いることができ、資源の有効利用が可能となる。特に、汚泥発酵物は、これを石灰石などの原料と混合してセメントクリンカ原料として使用することが、生成された汚泥発酵物の有効使用量を増加させて資源の有効利用に一層寄与できる点から好ましい。また、この汚泥発酵物は、下水汚泥発酵原料の調製にあたって、本発明の栄養助材として再利用することも可能であり、この点でも資源の有効利用に寄与する。 Fermented sludge produced by subjecting sewage sludge fermented raw materials to aerobic fermentation can be used for applications such as fertilizers, soil conditioners, green agricultural land materials such as horticultural soil, cement clinker raw materials, and solid fuels. , the effective use of resources becomes possible. In particular, the fermented sludge can be mixed with a raw material such as limestone and used as a raw material for cement clinker. preferable. In addition, this fermented sludge can be reused as a nutritional supplement of the present invention in the preparation of sewage sludge fermented raw materials, which also contributes to effective utilization of resources.

上述の説明から明らかなとおり、本明細書は、下水汚泥発酵原料だけでなく、下水汚泥発酵原料の製造方法、並びに下水汚泥発酵原料を用いた下水汚泥の処理方法も開示する。
下水汚泥の処理方法は、下水汚泥及び栄養源を含む下水汚泥発酵原料を好気発酵させて、該下水汚泥を処理する工程を備えるものである。本処理方法に用いられる下水汚泥発酵原料に含まれる下水汚泥及び栄養源、並びに必要に応じて含まれる各種資材の種類及びその含有量に関しては、上述した説明が適宜適用される。
As evident from the above description, the present specification discloses not only the sewage sludge fermentable material, but also the method of producing the sewage sludge fermentative material and the method of treating the sewage sludge using the sewage sludge fermentative material.
A method for treating sewage sludge comprises a step of aerobic fermentation of sewage sludge and sewage sludge fermentation raw materials containing nutrients to treat the sewage sludge. Regarding the sewage sludge and the nutrient source contained in the sewage sludge fermentation raw material used in the present treatment method, and the types and contents of various materials contained as necessary, the above explanations are appropriately applied.

以下、実施例により本発明を更に詳細に説明する。本発明の範囲は、かかる実施例に制限されない。以下に示す原料における含水率の測定は、ハロゲン水分計(アズワン株式会社製HM1105)を用いて120℃の加熱温度で乾燥したときの質量差から算出した。また、以下に示す発熱量は、固形分発熱量を示す。 EXAMPLES The present invention will be described in more detail below with reference to examples. The scope of the invention is not limited to such examples. The moisture content of the raw materials shown below was calculated from the difference in mass when dried at a heating temperature of 120° C. using a halogen moisture meter (HM1105 manufactured by AS ONE Corporation). Further, the calorific value shown below indicates the solid content calorific value.

〔実施例1~6及び比較例1~2〕
[下水汚泥発酵原料の調製]
栄養源として米糠を用いた場合について説明する。以下の(1)及び(2)に示す下水汚泥及び米糠を以下の表1に示す含有割合でそれぞれ混合して、含水率が45.9質量%~80.7質量%の下水汚泥発酵原料を調製した。
[Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 2]
[Preparation of sewage sludge fermentation raw material]
A case of using rice bran as a nutrient source will be described. The sewage sludge and rice bran shown in the following (1) and (2) are mixed at the content ratios shown in Table 1 below to obtain a sewage sludge fermentation raw material with a water content of 45.9% by mass to 80.7% by mass. prepared.

(1)下水汚泥:下水処理場から入手した消化汚泥(含水率84.4質量%)
(2)米糠:粗脂肪14.2質量%、粗蛋白11.9質量%、含水率7.4質量%、強熱減量92.2質量%、発熱量4669kcal/kg
(1) Sewage sludge: Digested sludge obtained from a sewage treatment plant (water content 84.4% by mass)
(2) Rice bran: crude fat 14.2% by mass, crude protein 11.9% by mass, water content 7.4% by mass, ignition loss 92.2% by mass, calorific value 4669 kcal/kg

[好気発酵試験]
実施例及び比較例の下水汚泥発酵原料を好気発酵処理に供して、下水汚泥の好気発酵の進行度合を試料の温度変化として評価した。発酵容器として500mL容量のポリビーカーと、該ビーカーの側面及び底面を覆う簡易断熱容器を用いた。これらの配置位置及び寸法は、図2(a)に示すとおりとした。各実施例及び比較例の下水汚泥発酵原料を、ポリビーカーへ約400mLずつ収容し、試料を調製した。
[Aerobic fermentation test]
The sewage sludge fermentation raw materials of Examples and Comparative Examples were subjected to an aerobic fermentation treatment, and the degree of progress of the aerobic fermentation of the sewage sludge was evaluated as the temperature change of the sample. A poly beaker with a volume of 500 mL and a simple heat-insulating container covering the sides and bottom of the beaker were used as the fermentation vessel. These arrangement positions and dimensions were as shown in FIG. 2(a). About 400 mL of the sewage sludge fermentation raw material of each example and comparative example was placed in a poly beaker to prepare a sample.

次いで、各試料を収容したポリビーカーを図2(b)に示すように断熱容器に設置し、ポリビーカー内の試料中心部にT型熱電対(株式会社チノー製)を挿入した。熱電対にデータロガーを接続し、試料の温度を連続的に計測可能な状態で好気発酵に供した。これらの実験は20℃に設定した室内で8日間行った。
好気発酵の進行度合は、測定された最高温度で評価した。最高温度が高いほど、下水汚泥の好気発酵が安定的に進行していることを意味する。下水汚泥を安定的に好気発酵処理する観点から、ピーク温度が38℃以上を合格とした。結果を以下の表1に示す。
Next, the poly beaker containing each sample was placed in a heat-insulating container as shown in FIG. A data logger was connected to the thermocouple and subjected to aerobic fermentation in a state in which the temperature of the sample could be continuously measured. These experiments were performed in a room set at 20°C for 8 days.
The degree of progress of aerobic fermentation was evaluated by the maximum temperature measured. A higher maximum temperature means that aerobic fermentation of sewage sludge is progressing stably. From the viewpoint of stable aerobic fermentation treatment of sewage sludge, samples with a peak temperature of 38°C or higher were accepted. The results are shown in Table 1 below.

Figure 2023090456000002
Figure 2023090456000002

表1に示すように、下水汚泥に対して栄養源由来の粗脂肪及び粗蛋白の合計量が所定の範囲となるように、米糠を添加した実施例1~6の下水汚泥発酵原料は、各比較例と比較してピーク温度が高かった。この理由は、下水汚泥に栄養源由来の粗脂肪及び粗蛋白を所定量混合することにより、発酵に必要な栄養源が十分に供給されたためと考えられる。以上より、実施例の下水汚泥発酵原料は、下水汚泥に特定の材料を特定量添加するという簡便な操作で、安定的に下水汚泥の好気発酵を進行させることができる。 As shown in Table 1, the sewage sludge fermentation raw materials of Examples 1 to 6 to which rice bran was added so that the total amount of crude fat and crude protein derived from nutrients was within a predetermined range with respect to sewage sludge, each The peak temperature was higher than that of the comparative example. The reason for this is considered to be that the nutrients necessary for fermentation were sufficiently supplied by mixing predetermined amounts of crude fat and crude protein derived from nutrients into the sewage sludge. As described above, the raw material for fermentation of sewage sludge in the example can stably progress aerobic fermentation of sewage sludge by a simple operation of adding a specific amount of a specific material to sewage sludge.

〔実施例7~11及び比較例3~5〕
[下水汚泥発酵原料の調製]
栄養源としておからを用いた場合について説明する。上述の下水汚泥(1)に、以下の(3)に示すおからを、以下の表2に示す含有割合でそれぞれ混合して、含水率が42.6質量%~84.0質量%の下水汚泥発酵原料を調製した。
[Examples 7 to 11 and Comparative Examples 3 to 5]
[Preparation of sewage sludge fermentation raw material]
A case of using bean curd refuse as a nutrient source will be described. The above-mentioned sewage sludge (1) is mixed with the okara shown in the following (3) at the content ratio shown in Table 2 below, and sewage with a water content of 42.6% by mass to 84.0% by mass. A sludge fermentation raw material was prepared.

(3)おから:粗脂肪10.5質量%、粗蛋白31.6質量%、含水率0.8質量%、強熱減量95.8質量%、発熱量4623kcal/kg (3) Okara: crude fat 10.5% by mass, crude protein 31.6% by mass, moisture content 0.8% by mass, ignition loss 95.8% by mass, calorific value 4623 kcal/kg

[好気発酵試験]
上述の実施例1と同様の方法で、各下水汚泥発酵原料の好気発酵の進行度合を評価した。下水汚泥を安定的に好気発酵処理する観点から、ピーク温度が38℃以上を合格とした。結果を以下の表2に示す。
[Aerobic fermentation test]
The progress of aerobic fermentation of each sewage sludge fermentation raw material was evaluated in the same manner as in Example 1 above. From the viewpoint of stable aerobic fermentation treatment of sewage sludge, samples with a peak temperature of 38°C or higher were accepted. The results are shown in Table 2 below.

Figure 2023090456000003
Figure 2023090456000003

表2に示すように、栄養源としておからを添加した場合でも、下水汚泥に対する栄養源由来の粗脂肪及び粗蛋白の合計量を所定の範囲とした実施例7~11の下水汚泥発酵原料は、各比較例と比較してピーク温度が高かった。この理由は、下水汚泥に栄養源由来の粗脂肪及び粗蛋白を所定量混合することにより、発酵に必要な栄養源が十分に供給されたためと考えられる。以上より、実施例の下水汚泥発酵原料は、下水汚泥に特定の材料を特定量添加するという簡便な操作で、安定的に下水汚泥の好気発酵を進行させることができる。 As shown in Table 2, even when bean curd refuse was added as a nutrient source, the sewage sludge fermented raw materials of Examples 7 to 11 in which the total amount of crude fat and crude protein derived from the nutrient source relative to the sewage sludge was within a predetermined range , the peak temperature was higher than that of each comparative example. The reason for this is considered to be that the nutrients necessary for fermentation were sufficiently supplied by mixing predetermined amounts of crude fat and crude protein derived from nutrients into the sewage sludge. As described above, the raw material for fermentation of sewage sludge in the example can stably progress aerobic fermentation of sewage sludge by a simple operation of adding a specific amount of a specific material to sewage sludge.

〔実施例12~17及び比較例6~7〕
[下水汚泥発酵原料の調製]
栄養源として油粕を用いた場合について説明する。上述の下水汚泥(1)に、以下の(4)に示す油粕を、以下の表3に示す含有割合でそれぞれ混合して、含水率が46.2質量%~83.3質量%の下水汚泥発酵原料を調製した。
[Examples 12 to 17 and Comparative Examples 6 to 7]
[Preparation of sewage sludge fermentation raw material]
A case where oil cake is used as a nutrient source will be described. The above-mentioned sewage sludge (1) is mixed with the oil cake shown in the following (4) at the content ratio shown in Table 3 below, and the water content is 46.2% by mass to 83.3% by mass. Sewage sludge. A fermentation raw material was prepared.

(4)油粕:菜種油の抽出残渣(粗脂肪3.2質量%、粗蛋白36.8質量%、含水率8.0質量%、強熱減量93.6質量%、発熱量4821kcal/kg) (4) Oil cake: rapeseed oil extraction residue (crude fat 3.2% by mass, crude protein 36.8% by mass, water content 8.0% by mass, ignition loss 93.6% by mass, calorific value 4821 kcal/kg)

[好気発酵試験]
上述の実施例1と同様の方法で、各下水汚泥発酵原料の好気発酵の進行度合を評価した。下水汚泥を安定的に好気発酵処理する観点から、ピーク温度が38℃以上を合格とした。結果を以下の表3に示す。
[Aerobic fermentation test]
The progress of aerobic fermentation of each sewage sludge fermentation raw material was evaluated in the same manner as in Example 1 above. From the viewpoint of stable aerobic fermentation treatment of sewage sludge, samples with a peak temperature of 38°C or higher were accepted. The results are shown in Table 3 below.

Figure 2023090456000004
Figure 2023090456000004

表3に示すように、栄養源として油粕を添加した場合でも、下水汚泥に対する栄養源由来の粗脂肪及び粗蛋白の合計量を所定の範囲とした実施例12~17の下水汚泥発酵原料は、各比較例と比較してピーク温度が高かった。この理由は、下水汚泥に栄養源由来の粗脂肪及び粗蛋白を所定量混合することにより、発酵に必要な栄養源が十分に供給されたためと考えられる。以上より、実施例の下水汚泥発酵原料は、下水汚泥に特定の材料を特定量添加するという簡便な操作で、安定的に下水汚泥の好気発酵を進行させることができる。 As shown in Table 3, even when oil cake was added as a nutrient source, the sewage sludge fermentation raw materials of Examples 12 to 17 in which the total amount of crude fat and crude protein derived from the nutrient source with respect to the sewage sludge was within a predetermined range, The peak temperature was higher than that of each comparative example. The reason for this is considered to be that the nutrients necessary for fermentation were sufficiently supplied by mixing predetermined amounts of crude fat and crude protein derived from nutrients into the sewage sludge. As described above, the raw material for fermentation of sewage sludge in the example can stably progress aerobic fermentation of sewage sludge by a simple operation of adding a specific amount of a specific material to sewage sludge.

10 密閉式縦型発酵槽
20 槽部
30 投入口
40 排出口
51 撹拌翼
52 撹拌軸
60 空気流通設備
70 排気口
10 closed vertical fermentation tank 20 tank part 30 inlet 40 outlet 51 stirring blade 52 stirring shaft 60 air distribution equipment 70 exhaust port

Claims (9)

下水汚泥と栄養源とを含む好気発酵処理用の下水汚泥発酵原料であって、
前記下水汚泥100質量部に対して、前記栄養源に由来する粗脂肪及び粗蛋白を、それらの合計量で3.5質量部以上130質量部以下含む、好気発酵処理用の下水汚泥発酵原料。
A sewage sludge fermentation raw material for aerobic fermentation treatment comprising sewage sludge and a nutrient source,
Sewage sludge fermentation raw material for aerobic fermentation treatment, containing 3.5 parts by mass or more and 130 parts by mass or less of crude fat and crude protein derived from the nutrient source with respect to 100 parts by mass of the sewage sludge .
前記栄養源に由来する粗脂肪を、前記下水汚泥100質量部に対して0.07質量部以上104質量部以下含む、請求項1に記載の下水汚泥発酵原料。 The raw material for fermentation of sewage sludge according to claim 1, comprising 0.07 parts by mass or more and 104 parts by mass or less of crude fat derived from the nutrient source with respect to 100 parts by mass of the sewage sludge. 前記栄養源に由来する粗蛋白を、前記下水汚泥100質量部に対して0.7質量部以上127質量部以下含む、請求項1又は2に記載の下水汚泥発酵原料。 The raw material for fermentation of sewage sludge according to claim 1 or 2, comprising 0.7 parts by mass or more and 127 parts by mass or less of crude protein derived from the nutrient source with respect to 100 parts by mass of the sewage sludge. 前記栄養源は、該栄養源100質量部に対して粗脂肪を1質量部以上20質量部以下含む、請求項1ないし3のいずれか一項に記載の下水汚泥発酵原料。 The raw material for fermentation of sewage sludge according to any one of claims 1 to 3, wherein the nutrient source contains 1 part by mass or more and 20 parts by mass or less of crude fat with respect to 100 parts by mass of the nutrient source. 前記栄養源は、該栄養源100質量部に対して粗蛋白を5質量部以上45質量部以下含む、請求項1ないし4のいずれか一項に記載の下水汚泥発酵原料。 The raw material for fermentation of sewage sludge according to any one of claims 1 to 4, wherein the nutrient source contains 5 parts by mass or more and 45 parts by mass or less of crude protein with respect to 100 parts by mass of the nutrient source. 前記栄養源は米糠、おから及び油粕からなる群より選ばれる1種以上である、請求項1ないし5のいずれか一項に記載の下水汚泥発酵原料。 The raw material for fermentation of sewage sludge according to any one of claims 1 to 5, wherein said nutrient source is one or more selected from the group consisting of rice bran, bean curd refuse and oil cake. 通気助材を更に含む、請求項1ないし6のいずれか一項に記載の下水汚泥発酵原料。 7. The raw material for fermentation of sewage sludge according to any one of claims 1 to 6, further comprising an aeration aid. 下水汚泥及び栄養源を含む下水汚泥発酵原料を好気発酵させて、該下水汚泥を処理する工程を備え、
前記下水汚泥100質量部に対して、前記栄養源に由来する粗脂肪及び粗蛋白を、それらの合計量で3.5質量部以上130質量部以下含む前記下水汚泥発酵原料を用いる、下水汚泥の処理方法。
A step of aerobic fermentation of sewage sludge fermentation raw materials containing sewage sludge and nutrients to treat the sewage sludge,
Using the sewage sludge fermentation raw material containing 3.5 parts by mass or more and 130 parts by mass or less of crude fat and crude protein derived from the nutrient source with respect to 100 parts by mass of the sewage sludge. Processing method.
前記下水汚泥発酵原料を密閉式且つ縦型の発酵槽内で好気発酵させる、請求項8に記載の下水汚泥の処理方法。 9. The method for treating sewage sludge according to claim 8, wherein the sewage sludge fermentation raw material is aerobicly fermented in a closed vertical fermentation tank.
JP2021205419A 2021-12-17 2021-12-17 Sewage sludge fermentation raw material and sewage sludge treatment method Pending JP2023090456A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021205419A JP2023090456A (en) 2021-12-17 2021-12-17 Sewage sludge fermentation raw material and sewage sludge treatment method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021205419A JP2023090456A (en) 2021-12-17 2021-12-17 Sewage sludge fermentation raw material and sewage sludge treatment method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2023090456A true JP2023090456A (en) 2023-06-29

Family

ID=86936918

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021205419A Pending JP2023090456A (en) 2021-12-17 2021-12-17 Sewage sludge fermentation raw material and sewage sludge treatment method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2023090456A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101045399B1 (en) A manufacturing method and system of the organic fertilizer made of the mucks and the human wastes
Chibueze et al. The production of biogas using cow dung and food waste
JPWO2012093529A1 (en) Method for producing high-calorie fermented product
US20150101375A1 (en) Anaerobic digestion system for household organic wastes
CN106866299B (en) Method for treating excess sludge, compost product and application
Czekała et al. Sustainable management and recycling of anaerobic digestate solid fraction by composting: A review
Sangodoyin et al. Aerobic composting of cassava peels using cow dung, sewage sludge and poultry manure as supplements
CN102515886A (en) Process for producing biological bacterial fertilizer by taking domestic sewage plant dewatered sludge as raw material
CN104725087A (en) Environment-friendly and harmless novel technology for producing organic fertilizers by utilizing agricultural wastes
Nutongkaew et al. Physicochemical and biochemical changes during composting of different mixing ratios of biogas sludge with palm oil mill wastes and biogas effluent
CN102344232A (en) Method for producing biogas and organic fertilizer by dry fermentation of livestock and poultry feces
CN108329144A (en) A kind of preparation method of Beer Sludge biological nutritive agent
CN106673924A (en) Chicken manure fermented organic fertilizer
JP2023090456A (en) Sewage sludge fermentation raw material and sewage sludge treatment method
US20220186164A1 (en) Methods and apparatuses for processing poultry litter
CN101357816A (en) Micro organism rapid dried sludge dewatered sludge technological process and treatment product
CN105695033B (en) The manufacturing method of sewage sludge biomass fuel
JP7278133B2 (en) Sewage sludge fermentation raw material
JP2023089513A (en) Sewage sludge fermentation raw material and sewage sludge treatment method
JP7478053B2 (en) Sewage sludge fermentation raw material
KR101444870B1 (en) Fabricating machine and its method of which organic effluent from bio gas plants can be used for liquid fertilizer
JP2023090421A (en) Sewage sludge fermentation raw material and sewage sludge treatment method
JP7437175B2 (en) Sewage sludge fermentation raw material
JP2022057443A (en) Sewage sludge fermentation raw materials and sewage sludge treatment method
JP2023057261A (en) Sewage sludge fermentation raw material, and method of processing sewage sludge

Legal Events

Date Code Title Description
A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712

Effective date: 20220613