JP2023149241A - Wastewater treatment device, and wastewater treatment method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、排水処理装置及び排水処理方法に関するものである。特に、本発明は、嫌気処理を伴う排水処理装置及び排水処理方法に関するものである。 The present invention relates to a wastewater treatment device and a wastewater treatment method. In particular, the present invention relates to a wastewater treatment device and a wastewater treatment method that involve anaerobic treatment.
一般に、有機物を含む排水を処理する方法として、種々の微生物を利用した生物処理が知られている。生物処理には、好気処理と嫌気処理の大きく分けて2種類の方法がある。このうち嫌気処理は、更にメタン発酵処理と脱窒処理の大きく分けて2種類の方法がある。このうち、メタン発酵処理は余剰汚泥がほとんど発生しないことなど、導入に係るメリットが高いことが挙げられる。 Biological treatment using various microorganisms is generally known as a method for treating wastewater containing organic matter. There are two main types of biological treatment: aerobic treatment and anaerobic treatment. Among these, anaerobic treatment can be broadly divided into two types: methane fermentation treatment and denitrification treatment. Among these, methane fermentation treatment has many advantages, such as almost no surplus sludge being generated.
メタン発酵処理は、嫌気的な環境下における嫌気性微生物の働きにより、排水中の有機物をメタンと二酸化炭素に分解する嫌気処理であり、処理コストや生成ガスの有用性の観点から、嫌気処理として広く用いられている。 Methane fermentation treatment is an anaerobic treatment that decomposes organic matter in wastewater into methane and carbon dioxide through the action of anaerobic microorganisms in an anaerobic environment. Widely used.
メタン発酵処理には、排水中の有機物に酸生成菌を接触させて酸を生成させる酸生成工程と、酸が生成した処理液にメタン生成菌を接触させてメタンを生成させるメタン生成工程が含まれる。酸生成工程とメタン生成工程はそれぞれ好適な進行条件が異なるため、別々の処理槽(酸生成槽及びメタン発酵槽)で処理を行う二相式が広く行われている。 Methane fermentation treatment includes an acid production process in which acid-producing bacteria are brought into contact with organic matter in wastewater to produce acid, and a methane production process in which methane-producing bacteria are brought into contact with the acid-generated treatment liquid to produce methane. It will be done. Since the acid production step and the methane production step have different suitable progress conditions, a two-phase system in which the processes are performed in separate treatment tanks (an acid production tank and a methane fermentation tank) is widely used.
例えば、特許文献1には、有機物を含む排水の嫌気処理として、酸生成槽とメタン発酵槽を備えた嫌気処理装置が記載されている。また、特許文献1には、酸生成槽における酸生成工程と、メタン発酵槽におけるメタン生成工程と、メタン生成工程の処理水の一部を酸生成工程に返送する返送工程とを含む嫌気処理方法において、酸生成工程における被処理液を曝気することで脱炭酸を行い、pH調整用のアルカリ使用量を削減できるということが記載されている。 For example, Patent Document 1 describes an anaerobic treatment device including an acid generation tank and a methane fermentation tank for anaerobic treatment of wastewater containing organic matter. Further, Patent Document 1 describes an anaerobic treatment method including an acid generation step in an acid generation tank, a methane generation step in a methane fermentation tank, and a return step of returning a part of the treated water of the methane generation step to the acid generation step. , it is described that by aerating the liquid to be treated in the acid generation step, decarboxylation can be performed and the amount of alkali used for pH adjustment can be reduced.
特許文献1に記載されるように、嫌気処理において、曝気による脱炭酸を行うことで、pH調整用のアルカリ使用量を低減させることは知られている。
一方、特許文献1に記載される嫌気処理では、酸生成槽で曝気を行うため、排水の処理量や処理負荷量が低減した場合、過曝気状態となり、酸生成菌やメタン生成菌の活性低下につながるということが懸念される。また、特許文献1に記載される嫌気処理では、酸生成槽において発生する有用なバイオガスに対し、曝気による気体が混入することになり、バイオガスとしての回収率が低下することになる。
As described in Patent Document 1, it is known that in anaerobic treatment, the amount of alkali used for pH adjustment can be reduced by performing decarboxylation through aeration.
On the other hand, in the anaerobic treatment described in Patent Document 1, aeration is performed in an acid generation tank, so if the amount of wastewater treated or the amount of treatment load is reduced, an overaerated state will occur, resulting in a decrease in the activity of acid-producing bacteria and methanogens. There are concerns that this could lead to Furthermore, in the anaerobic treatment described in Patent Document 1, gases from aeration are mixed into the useful biogas generated in the acid generation tank, resulting in a decrease in the recovery rate as biogas.
本発明の課題は、嫌気処理を伴う排水処理において、pH調整用のアルカリ使用量を低減するとともに、排水処理効率の低下及び処理過程で発生する有用なバイオガスの回収率低下を抑制することができる排水処理装置及び排水処理方法を提供することである。 The problem of the present invention is to reduce the amount of alkali used for pH adjustment in wastewater treatment involving anaerobic treatment, and to suppress a decrease in wastewater treatment efficiency and a decrease in the recovery rate of useful biogas generated during the treatment process. It is an object of the present invention to provide a wastewater treatment device and a method for treating wastewater.
本発明者は、上記の課題について鋭意検討した結果、嫌気処理において、処理対象となる原水を導入した脱炭酸槽で脱炭酸を行った後、酸生成処理及びメタン生成を伴う嫌気処理を行うとともに、嫌気処理後の処理水を脱炭酸槽に返送することで、pH調整用のアルカリ使用量の低減に加え、排水処理効率の低下及び処理過程で発生する有用なバイオガスの回収率低下の抑制が可能となることを見出して、本発明を完成した。
すなわち、本発明は、以下の排水処理装置及び排水処理方法である。
As a result of intensive study on the above-mentioned issues, the present inventor has determined that in anaerobic treatment, after decarboxylation is performed in a decarboxylation tank into which raw water to be treated is introduced, anaerobic treatment accompanied by acid generation treatment and methane generation is performed. By returning the treated water after anaerobic treatment to the decarbonation tank, in addition to reducing the amount of alkali used for pH adjustment, it also suppresses a decrease in wastewater treatment efficiency and a decrease in the recovery rate of useful biogas generated during the treatment process. The present invention was completed by discovering that this is possible.
That is, the present invention provides the following wastewater treatment apparatus and wastewater treatment method.
上記課題を解決するための本発明の排水処理装置は、脱炭酸処理を行う脱炭酸槽と、酸生成槽と、酸生成槽の後段で嫌気処理を行う反応部と、を備え、脱炭酸槽に原水が導入され、反応部で嫌気処理された後の処理水は脱炭酸槽に返送されるという特徴を有する。
本発明の排水処理装置は、脱炭酸槽と酸生成槽を分けることで、酸生成槽においては脱炭酸処理を行う必要がなくなる。これにより、酸生成槽における脱炭酸処理によって生じる過曝気による処理効率の低下や、酸生成槽で発生した有用なバイオガスの回収率低下を抑制することが可能となる。また、酸生成槽の前段に脱炭酸槽を設けることにより、脱炭酸槽から酸生成槽に導入される被処理水は、二酸化炭素以外の気体(特に酸素)についても脱気された状態となる。ここで、酸生成処理は嫌気条件下で進行する反応であるから、脱炭酸槽を酸生成槽の前段に配することで、酸生成槽に導入される被処理水の酸生成処理効率を向上させることが可能となる。
そして、反応部で嫌気処理された後の処理水には、嫌気処理で発生した二酸化炭素が溶存しており、この処理水を脱炭酸槽に返送することで、脱炭酸槽では薬品を用いることなく、pHを低下させることができる。このとき、脱炭酸槽ではpHを下げた状態で脱炭酸処理を行うことで、脱炭酸処理効率を高めることが可能となる。また、嫌気処理後の処理水を脱炭酸槽におけるpH調整剤として利用することにより、処理水に対するpH調整用の薬品(アルカリ)使用量を低減させることが可能となる。
A wastewater treatment device of the present invention for solving the above problems includes a decarboxylation tank that performs decarboxylation treatment, an acid generation tank, and a reaction section that performs anaerobic treatment downstream of the acid generation tank. Raw water is introduced into the reactor, and after being subjected to anaerobic treatment in the reaction section, the treated water is returned to the decarbonation tank.
In the wastewater treatment apparatus of the present invention, by separating the decarboxylation tank and the acid generation tank, there is no need to perform decarboxylation treatment in the acid generation tank. This makes it possible to suppress a decrease in treatment efficiency due to overaeration caused by decarboxylation in the acid generation tank and a decrease in the recovery rate of useful biogas generated in the acid generation tank. Additionally, by providing a decarboxylation tank before the acid generation tank, the water to be treated that is introduced from the decarboxylation tank to the acid generation tank is deaerated from gases other than carbon dioxide (especially oxygen). . Since the acid production process is a reaction that proceeds under anaerobic conditions, placing the decarboxylation tank before the acid production tank improves the acid production efficiency of the water to be treated that is introduced into the acid production tank. It becomes possible to do so.
The treated water after anaerobic treatment in the reaction section contains dissolved carbon dioxide generated during the anaerobic treatment, and by returning this treated water to the decarbonation tank, chemicals can be used in the decarbonation tank. pH can be lowered. At this time, by performing the decarboxylation treatment with the pH lowered in the decarboxylation tank, it is possible to improve the decarboxylation treatment efficiency. Furthermore, by using the treated water after anaerobic treatment as a pH adjuster in the decarbonation tank, it is possible to reduce the amount of chemicals (alkali) used for adjusting the pH of the treated water.
また、本発明の排水処理装置の一実施態様としては、脱炭酸槽は、脱炭酸処理と併せて酸生成処理を行うという特徴を有する。
この特徴によれば、先に脱炭酸槽で脱炭酸処理及び酸生成処理を行うことで、後段の酸生成槽に導入される被処理水中の脱気と併せ、塩酸などの強酸を添加することなく、後段の酸生成槽に導入される被処理水のpHを、酸生成処理に適したpH(弱酸性)とすることが可能となる。これにより、導入される原水のpHによらず、pH調整に使用する薬品使用量を低減させた上で、酸生成槽における酸生成処理を促進することが可能となり、排水処理効率及びバイオガス回収率を向上させることが可能となる。
Further, in one embodiment of the wastewater treatment apparatus of the present invention, the decarboxylation tank is characterized in that it performs acid generation treatment in conjunction with decarboxylation treatment.
According to this feature, by first performing decarboxylation treatment and acid generation treatment in the decarboxylation tank, strong acids such as hydrochloric acid can be added in addition to degassing the water to be treated that is introduced into the acid generation tank in the subsequent stage. Therefore, it is possible to set the pH of the water to be treated, which is introduced into the subsequent acid generation tank, to a pH (weakly acidic) suitable for acid generation treatment. This makes it possible to reduce the amount of chemicals used for pH adjustment, regardless of the pH of the raw water introduced, and to promote acid generation treatment in the acid generation tank, improving wastewater treatment efficiency and biogas recovery. This makes it possible to improve the rate.
また、本発明の排水処理装置の一実施態様としては、脱炭酸槽は、加温手段を備えるという特徴を有する。
この特徴によれば、脱炭酸槽における脱炭酸処理効率を高めることが可能となる。また、脱炭酸槽において酸生成処理を行う場合、脱炭酸処理効率を高めることに加え、酸生成処理の促進を図ることも可能となる。
Moreover, one embodiment of the wastewater treatment apparatus of the present invention is characterized in that the decarboxylation tank is equipped with a heating means.
According to this feature, it becomes possible to increase the decarboxylation processing efficiency in the decarboxylation tank. Furthermore, when acid generation treatment is performed in the decarboxylation tank, in addition to increasing the decarboxylation treatment efficiency, it is also possible to promote the acid generation treatment.
また、本発明の排水処理装置の一実施態様としては、反応部で嫌気処理された後の処理水は、前記脱炭酸槽の上部から返送されるという特徴を有する。
この特徴によれば、二酸化炭素を含む処理水を槽上部から脱炭酸槽に導入することで、落水の衝撃で脱気を行うことができる。これにより、曝気等、駆動装置を使用する脱炭酸処理に比べ、省エネルギー化を図ることが可能となる。
Furthermore, an embodiment of the wastewater treatment apparatus of the present invention is characterized in that the treated water that has been subjected to anaerobic treatment in the reaction section is returned from the upper part of the decarbonation tank.
According to this feature, by introducing treated water containing carbon dioxide into the decarbonation tank from the top of the tank, deaeration can be performed by the impact of falling water. This makes it possible to save energy compared to decarbonation treatment using a drive device such as aeration.
また、上記課題を解決するための本発明の排水処理方法としては、脱炭酸処理を行う脱炭酸ステップと、酸生成ステップと、酸生成ステップの後段で嫌気処理を行う反応ステップと、を備え、脱炭酸ステップには原水が導入され、反応ステップ後の処理水は脱炭酸ステップに返送されるという特徴を有する。
本発明の排水処理方法は、脱炭酸ステップと酸生成ステップを分けることで、酸生成ステップで発生した有用なバイオガスの回収率低下を抑制することが可能となる。また、酸生成ステップの前段に脱炭酸ステップを設けることにより、酸生成ステップにおける被処理水の酸生成処理効率を向上させることが可能となる。
そして、反応ステップ後の処理水を脱炭酸ステップに返送することで、脱炭酸ステップでは薬品を用いることなく、pHを低下させた状態で脱炭酸処理が可能となり、脱炭酸処理効率を高めることができる。また、反応ステップ後の処理水が脱炭酸ステップにおけるpH調整剤として作用することで、反応ステップで生じる処理水に対するpH調整用の薬品(アルカリ)使用量を低減させることが可能となる。
Further, the wastewater treatment method of the present invention for solving the above problems includes a decarboxylation step for performing decarboxylation treatment, an acid generation step, and a reaction step for performing anaerobic treatment after the acid generation step, Raw water is introduced into the decarboxylation step, and the treated water after the reaction step is returned to the decarboxylation step.
In the wastewater treatment method of the present invention, by separating the decarboxylation step and the acid generation step, it is possible to suppress a decrease in the recovery rate of useful biogas generated in the acid generation step. Further, by providing the decarboxylation step before the acid generation step, it is possible to improve the acid generation treatment efficiency of the water to be treated in the acid generation step.
By returning the treated water after the reaction step to the decarboxylation step, decarboxylation can be performed in a state where the pH is lowered without using chemicals in the decarboxylation step, increasing the decarboxylation efficiency. can. Furthermore, since the treated water after the reaction step acts as a pH adjuster in the decarboxylation step, it is possible to reduce the amount of chemicals (alkali) used for adjusting the pH of the treated water generated in the reaction step.
本発明によれば、嫌気処理を伴う排水処理において、pH調整用のアルカリ使用量を低減するとともに、排水処理効率の低下及び処理過程で発生する有用なバイオガスの回収率低下を抑制することができる排水処理装置及び排水処理方法を提供することができる。 According to the present invention, in wastewater treatment involving anaerobic treatment, it is possible to reduce the amount of alkali used for pH adjustment, and to suppress a decrease in wastewater treatment efficiency and a decrease in the recovery rate of useful biogas generated in the treatment process. It is possible to provide a wastewater treatment device and a method for treating wastewater.
本発明の処理対象である排水(以下、「原水」と呼ぶ)は、嫌気処理が可能な物質(有機物)を含有するものであれば特に限定されない。具体的な原水の例としては、例えば、食品工場、化学工場、紙パルプ工場等の各種工場から排出される工業排水や、下水などの生活排水などが挙げられる。 The wastewater to be treated in the present invention (hereinafter referred to as "raw water") is not particularly limited as long as it contains substances (organic substances) that can be treated anaerobically. Specific examples of raw water include industrial wastewater discharged from various factories such as food factories, chemical factories, and pulp and paper factories, and domestic wastewater such as sewage.
以下、図面を参照しつつ、本発明に係る排水処理装置及び排水処理方法の実施態様を詳細に説明する。本発明における排水処理方法については、本発明に係る排水処理装置の作動の説明に置き換えるものとする。
なお、実施態様に記載する排水処理装置及び排水処理方法については、本発明に係る排水処理装置及び本発明に係る排水処理装置を用いた排水処理方法を説明するために例示したにすぎず、これに限定されるものではない。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of a wastewater treatment device and a wastewater treatment method according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Regarding the wastewater treatment method in the present invention, the description of the operation of the wastewater treatment device according to the present invention shall be substituted.
Note that the wastewater treatment apparatus and wastewater treatment method described in the embodiments are merely exemplified to explain the wastewater treatment apparatus according to the present invention and the wastewater treatment method using the wastewater treatment apparatus according to the present invention. It is not limited to.
[第1の実施態様]
図1は、本発明の第1の実施態様の排水処理装置の概略説明図である。
本実施態様における排水処理装置1Aは、図1に示すように、原水W0を導入する脱炭酸槽2と、脱炭酸槽2からの被処理水W1を酸生成処理する酸生成槽3と、酸生成槽3からの被処理水W2を嫌気処理する反応部4を備えている。さらに、脱炭酸槽2に対して原水W0を導入するための導入配管であるラインL1と、脱炭酸槽2から排出された被処理水W1を酸生成槽3に導入するラインL2と、酸生成槽3から排出された被処理水W2を反応部4に導入するラインL3と、反応部4で処理された処理水W3の一部を脱炭酸槽2に返送するための返送配管であるラインL4と、反応部4から排出される処理水W3を系外に排出するための排出配管であるラインL5を有している。なお、図1中の太線の矢印は水の流れを示すものである。
[First embodiment]
FIG. 1 is a schematic explanatory diagram of a wastewater treatment apparatus according to a first embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 1, the wastewater treatment apparatus 1A in this embodiment includes a decarbonation tank 2 into which raw water W0 is introduced, an acid generation tank 3 which performs acid generation treatment on the water W1 to be treated from the decarbonation tank 2, and It is equipped with a reaction section 4 that performs anaerobic treatment on the water to be treated W2 from the generation tank 3. Furthermore, a line L1 which is an introduction pipe for introducing raw water W0 into the decarbonation tank 2, a line L2 which introduces the water to be treated W1 discharged from the decarbonation tank 2 into the acid generation tank 3, and an acid generation A line L3 that introduces the treated water W2 discharged from the tank 3 into the reaction section 4, and a line L4 that is a return piping for returning a part of the treated water W3 treated in the reaction section 4 to the decarbonation tank 2. and a line L5 which is a discharge pipe for discharging treated water W3 discharged from the reaction section 4 to the outside of the system. Note that the thick arrows in FIG. 1 indicate the flow of water.
本実施態様における排水処理装置1Aは、ラインL1を介して原水W0が導入される脱炭酸槽2から始まり、酸生成槽3、反応部4の順に排水処理を行っていくものである。また、反応部4で処理された処理水W3の一部はラインL4を介して脱炭酸槽2に返送され、脱炭酸槽2では原水W0と処理水W3の混合液に対する脱炭酸処理を行うこととなる。 The wastewater treatment apparatus 1A in this embodiment starts from the decarbonation tank 2 into which raw water W0 is introduced via the line L1, and then processes the wastewater in the order of the acid generation tank 3 and the reaction section 4. Further, a part of the treated water W3 treated in the reaction section 4 is returned to the decarbonation tank 2 via the line L4, and in the decarbonation tank 2, the mixed liquid of the raw water W0 and the treated water W3 is decarboxylated. becomes.
脱炭酸槽2は、原水W0及び反応部4から返送された処理水W3に含まれる二酸化炭素を除去する脱炭酸処理(脱炭酸ステップ)を行うための槽である。図1に示すように、脱炭酸槽2には、原水W0の供給源からラインL1を介して原水W0が導入されるとともに、ラインL4を介して反応部4で処理された処理水W3が導入される。
なお、図1では、ラインL1とラインL4は個々独立したものが示されているが、これに限定されるものではない。例えば、ラインL1とラインL4とを合流させ、この合流させた配管内で原水W0と処理水W3を混合し、混合液として脱炭酸槽2に導入するものとしてもよい。
The decarboxylation tank 2 is a tank for performing a decarboxylation process (decarboxylation step) for removing carbon dioxide contained in the raw water W0 and the treated water W3 returned from the reaction section 4. As shown in FIG. 1, raw water W0 is introduced into the decarbonation tank 2 from a source of raw water W0 through a line L1, and treated water W3 that has been treated in the reaction section 4 is introduced through a line L4. be done.
Note that although the lines L1 and L4 are shown as being independent in FIG. 1, the line L1 and the line L4 are not limited to this. For example, the line L1 and the line L4 may be merged, and the raw water W0 and the treated water W3 may be mixed in the merged pipe and introduced into the decarbonation tank 2 as a mixed liquid.
脱炭酸槽2で行う脱炭酸処理に係る具体的な手段については特に限定されない。本実施態様における脱炭酸手段21の一例としては、例えば、図1に示すように、散気管22と、散気管22に気体を供給するブロワ23とを備える曝気機構を設けることが挙げられる。また、脱炭酸手段21の他の例としては、脱炭酸槽2内に撹拌機構を設けることや、脱炭酸槽2内を減圧する減圧機構を設けることなどが挙げられる。
この脱炭酸手段21により、脱炭酸槽2内の原水W0及び処理水W3に対し曝気処理を行うことで、溶存二酸化炭素を槽外に排出することが可能となる。
このとき、脱炭酸槽2内から排出されるガスについては、二酸化炭素のほか、原水W0あるいは処理水W3由来の臭気性ガスが含まれるため、脱炭酸槽2から排出されるガスについては脱臭設備へ移送し、脱臭処理を行うことが好ましい。
There are no particular limitations on the specific means for the decarboxylation treatment performed in the decarboxylation tank 2. As an example of the decarboxylation means 21 in this embodiment, for example, as shown in FIG. 1, an aeration mechanism including an aeration pipe 22 and a blower 23 that supplies gas to the aeration pipe 22 may be provided. Further, other examples of the decarboxylation means 21 include providing a stirring mechanism in the decarboxylation tank 2, and providing a pressure reducing mechanism for reducing the pressure inside the decarboxylation tank 2.
This decarbonation means 21 performs aeration treatment on the raw water W0 and treated water W3 in the decarbonation tank 2, thereby making it possible to discharge dissolved carbon dioxide to the outside of the tank.
At this time, the gas discharged from the decarbonation tank 2 contains carbon dioxide as well as odorous gases derived from the raw water W0 or the treated water W3. It is preferable to transfer it to a deodorizing treatment.
本実施態様における脱炭酸槽2には、反応部4からラインL4を介して処理水W3が供給されるが、後述するように、処理水W3には嫌気処理で用いた菌体(酸生成菌やメタン生成菌等の嫌気性細菌)が含まれている。
このため、特に、原水W0のpHがアルカリ側である場合、脱炭酸槽2内では原水W0と酸生成菌を含む処理水W3が混合されることで酸生成反応が進行する。
この酸生成反応により脱炭酸槽2内の溶液のpHを酸性寄りとすることで、曝気による脱炭酸効率を高めることが可能となるとともに、後段の酸生成槽3における酸生成処理についても処理効率を高めることが可能となる。
そして、脱炭酸槽2で処理された被処理水W1は、ラインL2を介して酸生成槽3に導入される。
The decarboxylation tank 2 in this embodiment is supplied with the treated water W3 from the reaction section 4 via the line L4, but as described later, the treated water W3 is supplied with bacterial bodies (acid-producing bacteria and anaerobic bacteria such as methanogens).
Therefore, especially when the pH of the raw water W0 is on the alkaline side, the acid production reaction progresses in the decarbonation tank 2 by mixing the raw water W0 and the treated water W3 containing acid-producing bacteria.
By making the pH of the solution in the decarboxylation tank 2 more acidic through this acid production reaction, it is possible to increase the decarboxylation efficiency by aeration, and the acid production process in the acid production tank 3 in the subsequent stage can also be made more efficient. It becomes possible to increase the
The water to be treated W1 treated in the decarbonation tank 2 is then introduced into the acid generation tank 3 via the line L2.
ここで、原水W0に含まれる主成分が高濃度の低級アルコールや有機酸であり、酸生成菌による分解対象が少ない場合や、原水W0のpHが酸性である場合においては、脱炭酸槽2で行う処理は、脱炭酸手段21による脱炭酸処理のみで十分なものとなる。 Here, if the main components contained in the raw water W0 are high-concentration lower alcohols or organic acids, and there are few targets for decomposition by acid-producing bacteria, or if the pH of the raw water W0 is acidic, decarboxylation tank 2 is used. The decarboxylation process performed by the decarboxylation means 21 alone is sufficient.
一方、原水W0に含まれる主成分が多糖類、蛋白質などの高分子有機物であり、酸生成菌による分解対象が多い場合や、原水W0のpHがアルカリ性である場合においては、脱炭酸槽2で行う処理は、脱炭酸処理と併せて酸生成処理を行うことが好ましい。後述するように、酸生成槽3における処理では、処理対象の溶液(被処理水W1)のpHは弱酸性であることが好ましい。このため、脱炭酸槽2において、一部の成分が酸生成処理されることにより、塩酸などの強酸を添加することなく、被処理水W1のpHを酸性寄りとすることが可能となり、後段の酸生成槽3における酸生成処理を促進することが可能となる。また、脱炭酸槽2において、酸生成処理を一部進行させることにより、酸生成槽3による酸生成処理と併せて、原水W0に対する排水処理効率を向上させることが可能となる。 On the other hand, when the main components contained in raw water W0 are high molecular weight organic substances such as polysaccharides and proteins, and there are many targets for decomposition by acid-producing bacteria, or when the pH of raw water W0 is alkaline, decarboxylation tank 2 is used. As for the treatment to be performed, it is preferable to perform an acid generation treatment in conjunction with a decarboxylation treatment. As will be described later, in the treatment in the acid generation tank 3, it is preferable that the pH of the solution to be treated (the water to be treated W1) is weakly acidic. Therefore, in the decarboxylation tank 2, some of the components are subjected to acid generation treatment, making it possible to make the pH of the water to be treated W1 more acidic without adding strong acids such as hydrochloric acid. It becomes possible to accelerate the acid generation process in the acid generation tank 3. In addition, by partially proceeding with the acid production process in the decarbonation tank 2, together with the acid production process in the acid production tank 3, it becomes possible to improve the wastewater treatment efficiency for the raw water W0.
脱炭酸槽2における酸生成処理については、系外から酸生成菌を脱炭酸槽2に添加することで行うものとしてもよいが、処理水W3に含まれる菌体を用いて酸生成処理を行うことが挙げられる。具体的には、脱炭酸槽2に対し、酸生成菌が必要とする栄養源を添加する手段を設けることや、脱炭酸槽2内を嫌気性ないし微好気性雰囲気下とするため、散気管22から導入する気体として酸素を含まないものを用いるか、曝気以外の脱炭酸手段21を用いることなどが挙げられる。 The acid production process in the decarboxylation tank 2 may be performed by adding acid-producing bacteria to the decarboxylation tank 2 from outside the system, but the acid production process is performed using bacterial bodies contained in the treated water W3. This can be mentioned. Specifically, the decarboxylation tank 2 is provided with a means for adding nutrients required by acid-producing bacteria, and an aeration pipe is installed to create an anaerobic or microaerobic atmosphere inside the decarboxylation tank 2. Examples include using a gas that does not contain oxygen as the gas introduced from 22, or using decarbonation means 21 other than aeration.
このとき、脱炭酸槽2における酸生成処理は、原水W0のpHを中性化ないしは弱酸性化することができるものであればよく、原水W0に対する酸生成処理を完全に進行させるものではない。このため、脱炭酸槽2における溶液(原水W0及び処理水W3)の滞留時間は、酸生成槽3における溶液(被処理水W1)の滞留時間よりも短くなるように設定することが好ましい。より具体的には、脱炭酸槽2の容積を酸生成槽3の容積よりも小さくすることや、脱炭酸槽2に導入する溶液の流入量が、酸生成槽3に導入する溶液の流入量よりも少なくなるように、各ラインL1~L3における流量調節を行うことなどが挙げられる。 At this time, the acid generation treatment in the decarboxylation tank 2 may be any process that can neutralize or slightly acidify the pH of the raw water W0, and does not completely advance the acid generation treatment on the raw water W0. For this reason, the residence time of the solution (raw water W0 and treated water W3) in the decarbonation tank 2 is preferably set to be shorter than the residence time of the solution (to-be-treated water W1) in the acid generation tank 3. More specifically, the volume of the decarboxylation tank 2 is made smaller than the volume of the acid generation tank 3, and the amount of solution introduced into the decarboxylation tank 2 is made smaller than the amount of solution introduced into the acid generation tank 3. For example, the flow rate may be adjusted in each of the lines L1 to L3 so that the flow rate becomes less than the above.
また、本実施態様における脱炭酸槽2は、さらに付帯する各種設備を設けることができる。例えば、脱炭酸槽2は、内部の水温調整手段を設けることが挙げられる。
特に、脱炭酸槽2には、加温手段を設けることが好ましい。加温手段としては、脱炭酸槽2内の溶液(原水W0及び処理水W3)の温度上昇が可能なものであればよく、具体的な構造については特に限定されず、脱炭酸槽2の内外どちらに設けるものであってもよい。これにより、脱炭酸槽2における脱炭酸処理効率を高めることが可能となる。また、加温手段として温度制御(温度調整)機能を備え、脱炭酸槽2内を酸生成処理に適した温度に維持することで、脱炭酸処理効率の向上と併せて、脱炭酸槽2における酸生成処理を促進させることが可能となる。なお、加温手段自体も脱炭酸手段21として機能するが、上述した他の脱炭酸手段21と組み合わせることで、脱炭酸処理効率の向上をより一層図ることが可能となる。
Moreover, the decarbonation tank 2 in this embodiment can further be provided with various accompanying equipment. For example, the decarbonation tank 2 may be provided with an internal water temperature adjusting means.
In particular, it is preferable that the decarboxylation tank 2 is provided with a heating means. The heating means may be anything that can raise the temperature of the solution (raw water W0 and treated water W3) in the decarboxylation tank 2, and the specific structure is not particularly limited. It may be provided on either side. Thereby, it becomes possible to improve the decarboxylation processing efficiency in the decarboxylation tank 2. In addition, by providing a temperature control (temperature adjustment) function as a heating means and maintaining the inside of the decarboxylation tank 2 at a temperature suitable for acid generation treatment, the decarboxylation process efficiency is improved and the inside of the decarboxylation tank 2 is It becomes possible to accelerate acid generation treatment. Note that the heating means itself also functions as the decarboxylation means 21, but by combining it with the other decarboxylation means 21 described above, it becomes possible to further improve the decarboxylation processing efficiency.
酸生成槽3は、溶存酸素のない嫌気性雰囲気下で、通性嫌気性細菌である酸生成菌によって被処理水W1中の有機物を分解し、有機酸を生成する酸生成処理(酸生成ステップ)を行うための槽である。図1に示すように、ラインL2を介して被処理水W1が酸生成槽3に供給される。酸生成槽3では、内部に収容する酸生成菌により、被処理水W1中に含まれる成分の分解が行われる。なお、酸生成槽3は、密閉系とし、嫌気的環境を維持することが望まれる。
酸生成処理による分解の一例としては、例えば、被処理水W1に含まれる多糖類、蛋白質などの高分子有機物が、単糖類、アミノ酸、低級脂肪酸などの低分子有機物に分解され(加水分解)、更にこの低分子有機物が低級アルコール、酢酸、水素、メタン、二酸化炭素等に分解されるもの(酸発酵)が挙げられる。
The acid generation tank 3 performs acid generation treatment (acid generation step) in which organic matter in the water to be treated W1 is decomposed by acid generation bacteria, which are facultative anaerobic bacteria, to generate organic acids in an anaerobic atmosphere without dissolved oxygen. ). As shown in FIG. 1, water to be treated W1 is supplied to the acid generation tank 3 via a line L2. In the acid-producing tank 3, the components contained in the water to be treated W1 are decomposed by the acid-producing bacteria housed therein. Note that it is desirable that the acid generation tank 3 be a closed system and maintain an anaerobic environment.
As an example of decomposition by acid generation treatment, for example, high-molecular organic substances such as polysaccharides and proteins contained in the water to be treated W1 are decomposed into low-molecular organic substances such as monosaccharides, amino acids, and lower fatty acids (hydrolysis), Further examples include those in which this low-molecular organic substance is decomposed into lower alcohols, acetic acid, hydrogen, methane, carbon dioxide, etc. (acid fermentation).
酸生成処理後の被処理水W2は、ラインL3を介し酸生成槽3から排出され、反応部4に導入される。また、酸生成処理により発生するバイオガスG1は、ラインL6を介して酸生成槽3外に排出される。このとき、酸生成槽3から排出されるバイオガスG1(主に水素、メタン)を有効活用するために、ラインL6はバイオガスG1(水素、メタン)の回収、精製及び貯留を行う手段に接続することが好ましい。 The water to be treated W2 after the acid generation treatment is discharged from the acid generation tank 3 via the line L3 and introduced into the reaction section 4. Moreover, the biogas G1 generated by the acid generation process is discharged to the outside of the acid generation tank 3 via the line L6. At this time, in order to effectively utilize the biogas G1 (mainly hydrogen and methane) discharged from the acid generation tank 3, the line L6 is connected to a means for collecting, refining and storing the biogas G1 (hydrogen and methane). It is preferable to do so.
酸生成槽3内に収容される酸生成菌としては、系外から酸生成菌を酸生成槽3に添加するものとしてもよいが、後述する反応部4内の嫌気性微生物層Mから一部を採取して用いることが挙げられる。より具体的には、処理水W3に含まれる菌体を用いて酸生成処理を行うことが挙げられる。本実施態様においては、脱炭酸槽2に導入される処理水W3に含まれる菌体は、そのまま被処理水W1にも含まれた状態で酸生成槽3に供給されるため、この菌体を利用することができる。また、反応部4と酸生成槽3を接続するラインを設け、処理水W3の一部を酸生成槽3に供給するものとしてもよい。 The acid-producing bacteria accommodated in the acid-producing tank 3 may be added to the acid-producing tank 3 from outside the system. One example is collecting and using. More specifically, acid production treatment may be performed using bacterial cells contained in the treated water W3. In this embodiment, the bacterial cells contained in the treated water W3 introduced into the decarboxylation tank 2 are supplied to the acid generation tank 3 while being contained in the water to be treated W1 as they are. can be used. Alternatively, a line connecting the reaction section 4 and the acid generation tank 3 may be provided to supply a portion of the treated water W3 to the acid generation tank 3.
本実施態様における酸生成槽3は、さらに付帯する各種設備を設けることができる。例えば、酸生成槽3は、内部の水温調整手段、酸生成菌が必要とする栄養源である窒素、リン、コバルト及びニッケル等の金属類を添加する手段を備えたものとしてもよい。また、酸生成槽3において、酸生成菌を保持した担体を用いるものとしてもよい。 The acid generation tank 3 in this embodiment can further be provided with various accompanying equipment. For example, the acid generation tank 3 may be equipped with an internal water temperature adjustment means and a means for adding metals such as nitrogen, phosphorus, cobalt, and nickel, which are nutrients required by acid-producing bacteria. Further, in the acid-producing tank 3, a carrier holding acid-producing bacteria may be used.
反応部4は、酸生成槽3で処理された被処理水W2を嫌気処理する反応ステップを行うためのものである。図1に示すように、反応部4は、メタン発酵槽41と、メタン発酵槽41内の上部に、バイオガスG2(主にメタン)、処理水W3及び固体分を分離する分離装置42を備えている。 The reaction section 4 is for performing a reaction step of anaerobically treating the water to be treated W2 treated in the acid generation tank 3. As shown in FIG. 1, the reaction section 4 includes a methane fermentation tank 41 and a separation device 42 in the upper part of the methane fermentation tank 41 that separates biogas G2 (mainly methane), treated water W3, and solids. ing.
メタン発酵槽41は、酸生成槽3で処理された被処理水W2に含まれる炭素源からメタンを生成するメタン発酵処理を行うためのものである。メタン発酵処理は、浮遊法、固定床法、流動床法、UASB法、EGSB法等によりメタン発酵槽41内に保持されたメタン生成菌によって、溶存酸素のない嫌気性雰囲気で行う嫌気処理の一種である。なお、メタン発酵槽41は、密閉系とし、嫌気的環境を維持することが必須である。
メタン発酵処理における反応の一例としては、有機物(主に酢酸)をメタン及び二酸化炭素に分解することや、二酸化炭素と水素からメタンを生成することが挙げられる。このとき生成するメタンは、分離装置42によりバイオガスG2として分離・回収されるが、二酸化炭素については高い割合で処理水W3中に溶存することになる。
The methane fermentation tank 41 is for performing a methane fermentation process that generates methane from the carbon source contained in the water to be treated W2 treated in the acid generation tank 3. Methane fermentation treatment is a type of anaerobic treatment performed in an anaerobic atmosphere free of dissolved oxygen using methane-producing bacteria maintained in the methane fermentation tank 41 by a floating method, fixed bed method, fluidized bed method, UASB method, EGSB method, etc. It is. Note that it is essential that the methane fermentation tank 41 be a closed system and maintain an anaerobic environment.
Examples of reactions in methane fermentation include decomposing organic matter (mainly acetic acid) into methane and carbon dioxide, and generating methane from carbon dioxide and hydrogen. Methane generated at this time is separated and recovered as biogas G2 by the separator 42, but a high proportion of carbon dioxide will be dissolved in the treated water W3.
メタン発酵槽41内に保持されるメタン生成菌としては、特に限定されない。例えば、単離された微生物を用いるものであってもよく、他の嫌気処理設備等からの種汚泥を用いるものであってもよい。また、原水W0(被処理水W2)中に含まれる嫌気性微生物を活用するものであってもよい。 The methane-producing bacteria held in the methane fermentation tank 41 are not particularly limited. For example, isolated microorganisms may be used, or seed sludge from other anaerobic treatment equipment may be used. Alternatively, anaerobic microorganisms contained in the raw water W0 (water to be treated W2) may be utilized.
メタン生成菌からなる層(嫌気性微生物層M)を形成するメタン生成菌の形態としては、特に限定されないが、例えばグラニュールと呼ばれる直径0.3~3mm程度の微生物の造粒物を用いるものとすることが挙げられる。グラニュールは、自己固定化作用(Self-immobilization)を利用した微生物塊であり、高い菌体濃度を維持することが可能である。したがって、グラニュールを用いることで、メタン生成菌を高濃度に維持した嫌気性微生物層Mがメタン発酵槽41内に形成される。
また、嫌気性微生物層Mとしては、グラニュール層に代えて、メタン生成菌を保持した担体からなる担体層を用いるものとしてもよい。
The form of the methanogens that form the layer consisting of methanogens (anaerobic microorganism layer M) is not particularly limited, but for example, granules of microorganisms with a diameter of about 0.3 to 3 mm called granules are used. One example is that. Granules are microbial clusters that utilize self-immobilization and are capable of maintaining a high bacterial cell concentration. Therefore, by using the granules, an anaerobic microorganism layer M in which methane-producing bacteria are maintained at a high concentration is formed in the methane fermentation tank 41.
Moreover, as the anaerobic microorganism layer M, a carrier layer made of a carrier holding methanogens may be used instead of the granule layer.
分離装置42により分離したバイオガスG2(メタン)、処理水W3及び固体分については、それぞれを回収又は再利用するための手段を設けることが好ましい。例えば、メタンについては、バイオガスG2として有効活用するために、ラインL7を介して回収、精製及び貯留を行う手段に移送されることが好ましい。また、処理水W3については、ラインL5を介して系外に排出される以外に、ラインL4を介して脱炭酸槽2に返送し、脱炭酸槽2内の原水W0のpH調整及び処理水W3自体のpH調整を行うものとする。また、固体分は、メタン生成菌を含むため、系外に流出しないよう分離装置42を使用してメタン発酵槽41内に保持させることが好ましい。なお、固体分の一部を脱炭酸槽2あるいは酸生成槽3に供給し、酸生成菌の種汚泥として利用するものとしてもよい。 It is preferable to provide means for recovering or reusing the biogas G2 (methane), treated water W3, and solids separated by the separation device 42, respectively. For example, in order to effectively utilize methane as biogas G2, it is preferable that methane be transferred to means for recovery, purification, and storage via line L7. Furthermore, in addition to being discharged outside the system via line L5, treated water W3 is returned to decarbonation tank 2 via line L4 to adjust the pH of raw water W0 in decarbonation tank 2, and to adjust the pH of raw water W0 in decarbonation tank 2. The pH of the product itself shall be adjusted. Further, since the solid content contains methane-producing bacteria, it is preferable to use a separation device 42 to keep it in the methane fermentation tank 41 so that it does not flow out of the system. Note that a part of the solid content may be supplied to the decarboxylation tank 2 or the acid production tank 3 and used as seed sludge for acid production bacteria.
本実施態様における反応部4は、さらに付帯する各種設備を設けることができる。例えば、反応部4は、内部の水温調整手段、メタン生成菌が必要とする栄養源である窒素、リン、コバルト及びニッケル等の金属類を添加する手段を備えたものとしてもよい。 The reaction section 4 in this embodiment can further be provided with various accompanying equipment. For example, the reaction section 4 may be equipped with an internal water temperature adjustment means and a means for adding metals such as nitrogen, phosphorus, cobalt, and nickel, which are nutrient sources required by methanogens.
本実施態様の排水処理装置1Aにおいては、脱炭酸槽2と酸生成槽3とを分離し、反応部4で嫌気処理された後の処理水W3を脱炭酸槽2に返送して原水W0と混合させることで、pH調整用の薬品を用いることなく、排水処理を行う各槽(脱炭酸槽2、酸生成槽3、メタン発酵槽41)において一定程度のpH調整を行うことが可能となる。
一方、酸生成処理及びメタン生成処理には、処理に適したpH範囲が存在することが知られており、排水処理効率をより一層向上させるために、酸生成槽3及びメタン発酵槽41に、pHを測定する手段(pH計)及びpH調整用の薬品(pH調整剤)を添加する手段を設け、酸生成槽3及びメタン発酵槽41内のpH調整を行うものとしてもよい。なお、pH調整剤としては、酸、アルカリともに公知の物質を用いるものとする。
In the wastewater treatment device 1A of this embodiment, the decarboxylation tank 2 and the acid generation tank 3 are separated, and the treated water W3 that has been anaerobically treated in the reaction section 4 is returned to the decarbonation tank 2 to form raw water W0. By mixing, it becomes possible to adjust the pH to a certain degree in each tank that performs wastewater treatment (decarbonation tank 2, acid generation tank 3, methane fermentation tank 41) without using chemicals for pH adjustment. .
On the other hand, it is known that there is a pH range suitable for acid generation treatment and methane generation treatment, and in order to further improve wastewater treatment efficiency, the acid generation tank 3 and methane fermentation tank 41 are The pH inside the acid generation tank 3 and the methane fermentation tank 41 may be adjusted by providing a means for measuring pH (pH meter) and a means for adding a pH adjusting chemical (pH adjuster). Note that as the pH adjuster, known substances such as acids and alkalis are used.
このとき、脱炭酸槽2から酸生成槽3に導入される被処理水W1については、酸生成処理に適した弱酸性とする必要がある一方、酸生成槽3からメタン発酵槽41に導入される被処理水W2については、メタン生成処理に適した中性とする必要がある。
上述したように、脱炭酸槽2で処理された被処理水W1については、原水W0の性質によってはpH調整剤を用いることなく弱酸性化することが容易であるため、脱炭酸槽2における被処理水W1に対してはpH調整剤の使用量を格段に少なくするか、あるいはpH調整剤を使用しないものとすることができる。一方、酸生成槽3からメタン発酵槽41に導入される被処理水W2については、酸生成処理により酸が発生するため、被処理水W2のpHは低下することになる。そのため、メタン生成処理に適した中性化を行うために、酸生成槽3にはpH調整剤としてアルカリを添加する手段を設けることが好ましい。このとき、脱炭酸槽2で酸生成処理の一部を進行させておくことで、酸生成槽3におけるpH低下を抑制し、被処理水W2を中性化するためのpH調整剤の使用量を低減させることが可能となる。
At this time, the water to be treated W1 introduced from the decarboxylation tank 2 to the acid production tank 3 needs to be weakly acidic to be suitable for acid production treatment. The water to be treated W2 needs to be neutral enough to be suitable for methane generation treatment.
As mentioned above, the water W1 to be treated in the decarbonation tank 2 can be easily made weakly acidic without using a pH adjuster depending on the nature of the raw water W0. For the treated water W1, the amount of pH adjuster used can be significantly reduced or no pH adjuster can be used. On the other hand, regarding the water to be treated W2 introduced from the acid generation tank 3 to the methane fermentation tank 41, acid is generated by the acid generation treatment, so the pH of the water to be treated W2 is lowered. Therefore, in order to perform neutralization suitable for methane generation treatment, it is preferable to provide the acid generation tank 3 with means for adding an alkali as a pH adjuster. At this time, by allowing part of the acid generation treatment to proceed in the decarboxylation tank 2, the amount of pH adjuster used is to suppress the pH drop in the acid generation tank 3 and neutralize the water to be treated W2. It becomes possible to reduce the
以上のように、本実施態様の排水処理装置1A及びこの排水処理装置1Aを用いた排水処理方法により、脱炭酸槽2と酸生成槽3を分けた処理を行うことで、酸生成槽3においては脱炭酸処理を行う必要がなくなる。これにより、酸生成槽における脱炭酸処理によって生じる過曝気による処理効率の低下や、酸生成槽で発生した有用なバイオガスの回収率低下を抑制することが可能となる。ここで、酸生成処理は微好気及び嫌気条件下で進行する反応であるから、脱炭酸槽2を酸生成槽3の前段に配することで、酸生成槽3に導入される被処理水W1の適度な溶存酸素が酸生成処理効率を向上させ、バイオガスG1の回収率を高めることが可能となる。 As described above, with the wastewater treatment device 1A of this embodiment and the wastewater treatment method using this wastewater treatment device 1A, by performing separate treatment in the decarboxylation tank 2 and the acid generation tank 3, the acid generation tank 3 There is no need to perform decarboxylation treatment. This makes it possible to suppress a decrease in treatment efficiency due to overaeration caused by decarboxylation in the acid generation tank and a decrease in the recovery rate of useful biogas generated in the acid generation tank. Here, since the acid generation treatment is a reaction that proceeds under microaerobic and anaerobic conditions, by arranging the decarboxylation tank 2 before the acid generation tank 3, the water to be treated that is introduced into the acid generation tank 3 is Appropriate dissolved oxygen in W1 improves acid generation treatment efficiency, making it possible to increase the recovery rate of biogas G1.
[第2の実施態様]
図2は、本発明の第2の実施態様の排水処理装置1Bの概略説明図である。
本実施態様に係る排水処理装置1Bは、図2に示すように、脱炭酸手段21として、反応部4(メタン発酵槽41)から脱炭酸槽2へ処理水W3を返送する返送配管(ラインL4)を、脱炭酸槽2の上部に接続し、処理水W3を脱炭酸槽2の上部から脱炭酸槽2内に導入するものである。
なお、本実施態様における排水処理装置1Bの構成のうち、第1の実施態様の排水処理装置1Aの構成と同じものについては、説明を省略する。
[Second embodiment]
FIG. 2 is a schematic explanatory diagram of a wastewater treatment apparatus 1B according to a second embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 2, the wastewater treatment device 1B according to this embodiment includes a return pipe (line L4) that returns treated water W3 from the reaction section 4 (methane fermentation tank 41) to the decarboxylation tank 2 as the decarboxylation means 21. ) is connected to the upper part of the decarboxylation tank 2, and the treated water W3 is introduced into the decarboxylation tank 2 from the upper part of the decarboxylation tank 2.
Note that, among the configurations of the wastewater treatment device 1B in this embodiment, descriptions of those that are the same as the configurations of the wastewater treatment device 1A in the first embodiment will be omitted.
本実施態様の排水処理装置1Bは、脱炭酸手段21として、反応部4で嫌気処理された後の処理水W3を脱炭酸槽2に返送する返送配管(ラインL4)が脱炭酸槽2と接続する位置を、脱炭酸槽2の上部とすることで、ラインL4を介して処理水W3を脱炭酸槽2内部に落水させたときの衝撃で脱炭酸(脱気)を行うものである。これにより、曝気等、駆動装置を使用する脱炭酸処理に比べ、省エネルギー化を図ることが可能となる。 In the wastewater treatment device 1B of this embodiment, a return pipe (line L4) for returning treated water W3 that has been subjected to anaerobic treatment in the reaction section 4 to the decarbonation tank 2 is connected to the decarbonation tank 2 as the decarboxylation means 21. By setting the position at the upper part of the decarbonation tank 2, decarbonation (deaeration) is performed by the impact when the treated water W3 is dropped into the decarbonation tank 2 through the line L4. This makes it possible to save energy compared to decarbonation treatment using a drive device such as aeration.
本実施態様の脱炭酸手段21として、返送配管(ラインL4)と脱炭酸槽2の接続箇所については、脱炭酸槽2の上部であればよく、例えば、脱炭酸槽2の天井部あるいは脱炭酸槽2の側面上部が挙げられる。
また、脱炭酸槽2と接続するラインL4の配管形状や、開口部形状及び開口部の開口方向については、処理水W3が脱炭酸槽2内に落水する際、脱炭酸(脱気)を可能とするのに十分な衝撃を付与することができるものであればよく、具体的な構造については特に限定されない。例えば、ラインL4は、いわゆる滝落としを可能とする構造を有することが挙げられる。
As for the decarboxylation means 21 of this embodiment, the connection point between the return pipe (line L4) and the decarboxylation tank 2 may be the upper part of the decarboxylation tank 2, for example, the ceiling of the decarboxylation tank 2 or the decarboxylation tank 2. An example is the upper side of tank 2.
In addition, regarding the piping shape, opening shape, and opening direction of the line L4 that connects to the decarbonation tank 2, when the treated water W3 falls into the decarbonation tank 2, decarbonation (deaeration) is possible. There are no particular limitations on the specific structure, as long as it can apply a sufficient impact to achieve this. For example, the line L4 may have a structure that allows what is called a waterfall drop.
また、本実施態様における脱炭酸手段21としては、ラインL4の配置による滝落としを行うことに加え、更に脱炭酸効率を高めるための機構を設けるものとしてもよい。
図3は、本実施態様における排水処理装置1Bの別態様を示す概略説明図である。
図3に示すように、排水処理装置1Bの別態様としては、ラインL4上に空気導入部24を設けることが挙げられる。
空気導入部24としては、処理水W3に対して強制的に空気を供給するための加圧空気導入手段を設け、処理水W3に加圧空気を加えることで、処理水W3がラインL4から脱炭酸槽2に導入(放出)された際に、処理水W3に加えられていた圧力が開放されることで脱炭酸効果を高めることが挙げられる。
なお、空気導入部24としては、処理水W3に対して加圧空気を強制的に供給することに限定されるものではない。空気導入部24の他の例としては、ラインL4の一部を絞るとともに、空気の吸込口を設けることで、ラインL4内を流れる流体(処理水W3)の速度を増加させる、いわゆるアスピレーターとして機能する構造を有するものとすることが挙げられる。これにより、ポンプなどの動力を用いることなく、ラインL4から脱炭酸槽2に導入(放出)する処理水W3の流入速度を増加させるとともに、処理水W3に対して更に空気を溶存させることができ、落水による衝撃に伴う脱炭酸効果をより一層高めることが可能となる。
Moreover, as the decarboxylation means 21 in this embodiment, in addition to performing waterfall dropping by the arrangement of the line L4, a mechanism for further increasing the decarboxylation efficiency may be provided.
FIG. 3 is a schematic explanatory diagram showing another aspect of the wastewater treatment device 1B in this embodiment.
As shown in FIG. 3, another aspect of the wastewater treatment device 1B is to provide an air introduction section 24 on the line L4.
The air introduction section 24 is provided with pressurized air introduction means for forcibly supplying air to the treated water W3, and by adding pressurized air to the treated water W3, the treated water W3 is removed from the line L4. When introduced (discharged) into the carbonation tank 2, the pressure applied to the treated water W3 is released, thereby increasing the decarboxylation effect.
Note that the air introduction section 24 is not limited to forcibly supplying pressurized air to the treated water W3. Another example of the air introduction section 24 is to restrict a part of the line L4 and provide an air suction port, thereby functioning as a so-called aspirator that increases the speed of the fluid (treated water W3) flowing within the line L4. For example, it may have a structure that As a result, the inflow speed of the treated water W3 introduced (discharged) from the line L4 to the decarbonation tank 2 can be increased without using power such as a pump, and it is possible to further dissolve air in the treated water W3. , it becomes possible to further enhance the decarboxylation effect caused by the impact of falling into water.
また、本実施態様における脱炭酸手段21としては、処理水W3が脱炭酸槽2内を落水する途中で接触する構造体を設けるものとしてもよい。これにより、処理水W3に対しては、落水の衝撃に加え、構造体と接触することによる衝撃も加わることになり、脱炭酸効率を高めることが可能となる。 Further, the decarboxylation means 21 in this embodiment may be provided with a structure with which the treated water W3 comes into contact while falling through the decarbonation tank 2. As a result, in addition to the impact of falling water, the treated water W3 is also subjected to impact due to contact with the structure, making it possible to improve decarboxylation efficiency.
以上のように、本実施態様における排水処理装置1B及びこの排水処理装置1Bを用いた排水処理方法では、脱炭酸処理において駆動装置を特に必要としないため、排水処理装置1B全体としての省エネルギー化を図ることが可能となる。 As described above, the wastewater treatment device 1B in this embodiment and the wastewater treatment method using this wastewater treatment device 1B do not particularly require a drive device in the decarbonation process, so that energy saving of the wastewater treatment device 1B as a whole can be achieved. It becomes possible to achieve this goal.
なお、上述した実施態様は排水処理装置及び排水処理方法の一例を示すものである。本発明に係る排水処理装置及び排水処理方法は、上述した実施態様に限られるものではなく、請求項に記載した要旨を変更しない範囲で、上述した実施態様に係る排水処理装置及び排水処理方法を変形してもよい。 In addition, the embodiment mentioned above shows an example of a wastewater treatment apparatus and a wastewater treatment method. The wastewater treatment device and the wastewater treatment method according to the present invention are not limited to the embodiments described above, and the wastewater treatment device and the wastewater treatment method according to the embodiments described above are applicable without changing the gist of the claims. May be deformed.
例えば、本実施態様で示した脱炭酸手段を複数組み合わせるものとしてもよい。これにより、脱炭酸槽における脱炭酸処理効率を高めることが可能となる。 For example, a plurality of decarboxylation means shown in this embodiment may be combined. This makes it possible to increase the decarboxylation treatment efficiency in the decarboxylation tank.
本発明の排水処理装置及び排水処理方法は、有機物を含む排水の嫌気処理に対し、好適に利用される。 The wastewater treatment device and wastewater treatment method of the present invention are suitably used for anaerobic treatment of wastewater containing organic matter.
1A,1B 排水処理装置、2 脱炭酸槽、21 脱炭酸手段、22 散気管、23 ブロワ、24 空気導入部、3 酸生成槽、4 反応部、41 メタン発酵槽、42 分離装置、L1~L7 ライン、G1,G2 バイオガス、M 嫌気性微生物層、W0 原水、W1,W2 被処理水、W3 処理水 1A, 1B wastewater treatment device, 2 decarboxylation tank, 21 decarboxylation means, 22 aeration pipe, 23 blower, 24 air introduction section, 3 acid generation tank, 4 reaction section, 41 methane fermentation tank, 42 separation device, L1 to L7 Line, G1, G2 Biogas, M Anaerobic microbial layer, W0 Raw water, W1, W2 Treated water, W3 Treated water
Claims (5)
酸生成槽と、
前記酸生成槽の後段で嫌気処理を行う反応部と、を備え、
前記脱炭酸槽に原水が導入され、前記反応部で嫌気処理された後の処理水は前記脱炭酸槽に返送されることを特徴とする、排水処理装置。 A decarboxylation tank that performs decarboxylation treatment,
an acid generation tank;
a reaction section that performs anaerobic treatment downstream of the acid generation tank;
A wastewater treatment device, characterized in that raw water is introduced into the decarbonation tank, and treated water after being subjected to anaerobic treatment in the reaction section is returned to the decarbonation tank.
酸生成ステップと、
前記酸生成ステップの後段で嫌気処理を行う反応ステップと、を備え、
前記脱炭酸ステップには原水が導入され、前記反応ステップ後の処理水は前記脱炭酸ステップに返送されることを特徴とする、排水処理方法。
a decarboxylation step for performing decarboxylation;
an acid generation step;
a reaction step of performing anaerobic treatment after the acid generation step,
A wastewater treatment method, characterized in that raw water is introduced into the decarboxylation step, and the treated water after the reaction step is returned to the decarboxylation step.
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