JP3215740B2 - 嫌気性消化装置における汚泥供給方法 - Google Patents

嫌気性消化装置における汚泥供給方法

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JP3215740B2
JP3215740B2 JP02961593A JP2961593A JP3215740B2 JP 3215740 B2 JP3215740 B2 JP 3215740B2 JP 02961593 A JP02961593 A JP 02961593A JP 2961593 A JP2961593 A JP 2961593A JP 3215740 B2 JP3215740 B2 JP 3215740B2
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治 妹尾
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    • Y02E50/30Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel

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  • Treatment Of Sludge (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、下水汚泥等の有機性汚
泥を生物学的に嫌気性消化処理する嫌気性消化装置にお
ける汚泥供給方法に関する。
【0002】
【従来の技術】有機性汚泥を嫌気性消化装置により効率
的に処理するためには、消化槽における汚泥の温度を生
物活性が効果的に維持される所定の温度に制御する必要
がある。因みに、中温発酵処理では30〜40℃、好ま
しくは35〜38℃、高温発酵処理では45〜55℃、
好ましくは47〜50℃に制御されて処理される。
【0003】季節による外気温の変動等に左右されずに
前記処理温度を維持するためには、消化槽内に加温管を
装備、又は消化槽外に温水/汚泥熱交換器を設けて消化
槽内汚泥を循環流通させて温水との熱交換により加温し
たり、直接消化槽内の汚泥中に蒸気を吹き込んで加温す
る。
【0004】従来、汚泥の加熱源である温水及び蒸気
は、一般的に併設されている消化ガス発電設備より回収
した温水又は蒸気が用いられるが、冬季等の著しい外気
温の低下や高温発酵処理等では、前記加熱源のみでは熱
量が不足するため、通常は別途に温水ボイラが併設さ
れ、複数段の温水/汚泥熱交換器により、温度の維持が
図られている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来は、前記の通り温
水ボイラを別途に設置し、嫌気性消化処理により生成し
た消化ガスの一部を消費して対応しているため、発電用
の燃料ガスとして充分有効利用が図られておらず、又設
備費や設備設置面積等も過大となっている。
【0006】又加熱源として、消化槽から抜き出される
消化汚泥と消化槽に供給される供給汚泥とを熱交換して
消化汚泥が保持している熱量を回収利用する方法も考え
られているが、従来の装置及び運転制御方法では、使用
される汚泥/汚泥熱交換器での汚泥滞留が防止できず閉
塞しやすいことや、圧力損失の増大により汚泥供給ポン
プ等の選定に問題を生じていたため実施されていなかっ
た。
【0007】従って本発明は、嫌気性消化処理により生
成された消化ガスの充分な有効利用が図れ、また、設備
費の低廉化や設備設置面積の縮小化を可能とすることが
でき、従来のように汚泥による汚泥/汚泥熱交換器の閉
塞や圧力損失の増大を来すことなく消化汚泥の保持熱量
の回収を図ることができる嫌気性消化装置における汚泥
供給方法を提供する目的で成されたものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の本発明の要旨は、消化槽に供給される供給汚泥と、消
化槽から抜き出される消化汚泥とを熱交換して供給汚泥
を昇温する汚泥/汚泥熱交換器を設けると共に、消化汚
泥を抜出流路から汚泥/汚泥熱交換器前段の汚泥供給流
路に循環する循環流路を設けたことを特徴とする有機性
汚泥の嫌気性消化装置である。
【0009】汚泥供給槽から消化槽に供給される供給汚
泥と、消化槽から抜き出される消化汚泥とを熱交換して
供給汚泥を昇温する汚泥/汚泥熱交換器が設けられると
共に、汚泥/汚泥熱交換器前段の汚泥の供給流路に消化
汚泥の抜出流路から消化汚泥を循環する循環流路が設け
られた嫌気性消化装置にあって、消化槽が複数設けられ
た嫌気性消化装置により有機性汚泥を嫌気性消化処理す
る方法において、同一の消化槽における汚泥の分配供給
操作と消化汚泥の抜き出し操作とを時間差を持って行
い、且つ前記夫々の操作が所定の時間間隔で順次各消化
槽に移行するよう夫々の消化槽に接続した汚泥供給流路
及び消化汚泥抜出流路に夫々具備した投入弁及び引抜弁
を開閉制御すると共に、汚泥供給槽からの汚泥の供給停
止時に、消化汚泥が循環流路を経て汚泥/汚泥熱交換器
前段の汚泥供給流路に供給されるよう循環流路に具備し
た循環弁を開弁制御することを特徴とする嫌気性消化装
置における汚泥供給方法である。
【0010】
【作用】汚泥移送ポンプにより移送される供給汚泥は、
汚泥/汚泥熱交換器で消化汚泥と熱交換し消化汚泥の保
持熱量により加温される。昇温された供給汚泥は分配器
により所定の時間間隔で夫々の消化槽に分配供給され
る。
【0011】汚泥が各消化槽に順次供給され一巡した
後、再び最初の消化槽へ汚泥供給が行われるが、その直
前に、供給された汚泥と略同量及び同時間消化汚泥の抜
き出し操作が行われ、この操作が各消化槽で順次繰り返
される。
【0012】これにより消化装置全体としては、汚泥の
供給と消化汚泥の抜き出しとが同時且つ同量行われるこ
とになり、生成した消化ガス側の圧力変動を惹起するこ
とがないため、消化ガス利用における操作が極めて容易
となる。
【0013】又汚泥供給槽における液量が一定量まで低
下すると、汚泥移送ポンプが停止されて汚泥供給を停止
するが、同時に消化汚泥の循環弁が開弁制御され、消化
汚泥が汚泥/汚泥熱交換器前段の汚泥供給流路に循環さ
れるため、汚泥が滞留することなく常に流通し、熱交換
器の閉塞や圧力損失の増加を来す恐れがない。
【0014】尚前記において汚泥/汚泥熱交換器による
消化汚泥の熱量回収のみでは、消化槽内の生物活性を維
持する温度にまで昇温することができないため、通常は
汚泥中に直接蒸気を吹き込んだり、又は温水/汚泥熱交
換器を付設して更に汚泥を加温する必要がある。
【0015】
【実施例】以下本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。図1は本発明の一実施例の要部に係わる系統図であ
る。1は消化槽であり、処理する有機性汚泥の量により
任意の基数設けられが、2槽以上設けるのが好ましく、
本実施例では1a〜1dの4槽設けている。
【0016】2は供給汚泥と消化汚泥とを熱交換して消
化汚泥の保持する熱量により供給汚泥を昇温する汚泥/
汚泥熱交換器であり、スパイラル型熱交換器が好ましい
が、汚泥の停滞域を形成しない形状の熱交換器であれば
用いることができる。
【0017】3は汚泥を複数の消化槽1a〜1dへ分配
供給する分配器で、各消化槽1への投入を制御する投入
弁10を具備した汚泥の分配供給流路15が分岐して各
消化槽1a〜1dに接続している。
【0018】4は処理される有機性汚泥を貯留する汚泥
供給槽、5は消化処理された消化汚泥を貯留する消化汚
泥貯留槽であり、汚泥供給槽4には液面計20が付設さ
れ、更に液面計20からの出力信号に基づいて汚泥移送
ポンプ6の運転開始、停止、及び循環弁12、移送弁1
3の開閉等の制御を行う制御装置21が設けられてい
る。
【0019】又6は汚泥供給槽4から汚泥を消化槽1へ
移送する移送ポンプ、7は消化槽1から消化汚泥を抜き
出し消化汚泥貯留槽5へ移送する消化汚泥ポンプであ
る。
【0020】14は汚泥供給槽4から汚泥/汚泥熱交換
器2を経て分配器3に接続した汚泥供給流路、15は分
配器3から分岐し投入弁10a〜10dを具備して夫々
の消化槽1a〜1dに接続した汚泥の分配供給流路、1
6は消化槽1a〜1dから消化汚泥を抜き出す引抜弁1
1a〜11dを具備し消化汚泥貯留槽5に接続した消化
汚泥の抜出流路である。
【0021】又17は循環弁12を具備し消化汚泥の抜
出流路16から汚泥/汚泥熱交換器2前段の汚泥供給流
路14に接続する循環流路で、汚泥供給が停止した時
に、消化汚泥を汚泥/汚泥熱交換器2に循環して汚泥の
滞留を防止する。
【0022】尚前記循環流路17は汚泥/汚泥熱交換器
2より後段の抜出流路16から分岐して設けるのが好ま
しいが、前段の抜出流路16から分岐して設けてもよ
い。18は消化処理により生成された消化ガスをガスホ
ルダ−に移送する消化ガス流路である。
【0023】尚図示はしていないが、汚泥/汚泥熱交換
器2のみでは消化槽内汚泥の温度を維持するのは不可能
なため、本実施例装置には、温水/汚泥熱交換器が付設
されているが、汚泥中に蒸気を直接吹き込んで汚泥を加
温する工程てもよい。
【0024】更に、前記加温用の温水は、従来一般的に
併設される消化ガス発電設備から回収するのが好ましい
が、温水又は蒸気は温水ボイラ等を併設して製造するよ
うにしてもよい。
【0025】次に、前記構成の嫌気性消化装置により下
水汚泥等の有機性汚泥を消化処理する作用について述べ
る。処理される有機性汚泥は、一旦汚泥供給槽4に一定
の液量になるまで貯留される。
【0026】汚泥供給槽4の汚泥量が一定量に達した
後、汚泥は移送ポンプ6により抜き出され、供給流路1
4を流通して汚泥/汚泥熱交換器2に供給され、熱交換
器2内を流通する間に消化汚泥と熱交換され、消化汚泥
の保持する熱量により加温される。
【0027】昇温された汚泥は、更に分配器3を介して
投入弁10a、10b、10c、10dにより制御され
て、所定の時間間隔で夫々の分配供給流路15から、消
化槽1a、1b、1c、1dに順次分配供給される。
【0028】消化槽1に供給された汚泥は槽内滞留汚泥
と均一混合されて嫌気性処理されるが、前記の加熱のみ
では、季節による外気温変動等に影響され、常に生物活
性が維持される温度に維持することはできないため、付
設された温水/汚泥熱交換器に循環されることにより、
更に加熱される。
【0029】尚前記生物活性が維持される温度とは、中
温発酵処理では30〜40℃、好ましくは35〜38
℃、高温発酵処理では45〜55℃、好ましくは47〜
50℃である。
【0030】汚泥が各消化槽1a〜1dに順次供給され
一巡した後、再び最初の消化槽1aへ汚泥供給が行われ
るが、その直前に、引抜弁11aが開弁され、消化汚泥
ポンプ7により、供給された汚泥と略同量及び同時間消
化汚泥の抜き出し操作が行われる。
【0031】消化汚泥ポンプ7により抜き出された消化
汚泥は、流出流路16を流通し、汚泥/汚泥熱交換器2
を経て供給汚泥と熱交換され、更に消化汚泥貯留槽5に
送られ貯留された後、図示しない後段の固液分離装置等
の汚泥処理装置により処理される。
【0032】前記操作が各消化槽1a〜1dに渡って順
次繰り返されることにより、消化装置全体としては、汚
泥の供給と消化汚泥の抜き出しとが同時且つ同量行われ
ることになり、生成した消化ガス側の圧力変動を惹起す
ることがないため、消化ガス利用における操作が極めて
容易となる。
【0033】又汚泥供給槽4における液量が一定量まで
低下すると、汚泥移送ポンプが停止されて汚泥供給が停
止されるが、同時に消化汚泥の循環弁12が開弁制御さ
れ、消化汚泥が汚泥/汚泥熱交換器2前段の汚泥供給流
路14に循環されるため、汚泥が汚泥/汚泥熱交換器2
内で滞留することなく常に流通し、熱交換器の閉塞や圧
力損失の増加を来す恐れがない。
【0034】前記汚泥移送ポンプ6の運転、停止及び循
環弁12、移送弁13の開閉弁制御等は、汚泥供給槽4
に付設された液面計20の出力信号に基づいて制御装置
21により行われる。
【0035】又供給汚泥の投入弁10及び消化汚泥の引
抜弁11の開閉弁制御は、通常事前に設定された時間間
隔に基づいてタイマ−制御によりおこなわれる。
【0036】
【発明の効果】本発明の嫌気性消化装置における汚泥供
給方法は次の効果が得られる。イ)消化汚泥が保持する
熱量が回収されて、消化槽に供給される汚泥の昇温に利
用されるため、消化槽内汚泥の温度維持は、併設される
消化ガス発電設備から回収される温水のみでも可能とな
り、消化ガスの有効利用が更に図れると共に、温水ボイ
ラの別途設置が特に必要なくなり、設備費の低廉化及び
設備設置面積の縮小化が図れる。
【0037】ロ)汚泥/汚泥熱交換器の汚泥流通流路内
で汚泥の滞留域が惹起しないため、汚泥による閉塞や圧
力損失の増大の恐れがない。
【0038】ハ)同一消化槽で汚泥の供給と消化汚泥の
抜き出しとが重複しないため、未処理汚泥がショ−トパ
スすることがなく、又前記供給と抜き出しとが消化装置
全体でみると、同時且つ同一量で行われるため、消化ガ
ス側で圧力変動が生じる恐れがなく、消化ガス利用にお
ける操作が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の要部に係わる系統図
【符号の説明】
1:消化槽 2:汚泥/汚泥熱交換器 3:分配器 4:汚泥供給槽 5:消化汚泥貯留槽 6:汚泥移送ポンプ 7:消化汚泥ポンプ 10:投入弁 11:引抜弁 12:循環弁 13:移送弁 14:供給流路 15:分配供給流路 16:抜出流路 17:循環流路 20:液面計 21:制御装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C02F 11/00 - 11/20

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】汚泥供給槽から消化槽に供給される供給汚
    泥と、消化槽から抜き出される消化汚泥とを熱交換して
    供給汚泥を昇温する汚泥/汚泥熱交換器が設けられると
    共に、汚泥/汚泥熱交換器前段の汚泥の供給流路に消化
    汚泥の抜出流路から消化汚泥を循環する循環流路が設け
    られた嫌気性消化装置にあって、消化槽が複数設けられ
    た嫌気性消化装置により有機性汚泥を嫌気性消化処理す
    る方法において、同一の消化槽における汚泥の分配供給
    操作と消化汚泥の抜き出し操作とを時間差を持って行
    い、且つ前記夫々の操作が所定の時間間隔で順次各消化
    槽に移行するよう夫々の消化槽に接続した汚泥供給流路
    及び消化汚泥抜出流路に夫々具備した投入弁及び引抜弁
    を開閉制御すると共に、汚泥供給槽からの汚泥の供給停
    止時に、消化汚泥が循環流路を経て汚泥/汚泥熱交換器
    前段の汚泥供給流路に供給されるよう循環流路に具備し
    た循環弁を開弁制御することを特徴とする嫌気性消化装
    置における汚泥供給方法。
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