JP6649769B2 - 有機物処理システム及び有機物処理方法 - Google Patents
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Description
図1は、第1の実施形態の有機物処理システム1の構成例を示す図である。以下、有機物処理システム1が下水道管路から取り込んだ汚水を処理する場合を例として、有機物処理システム1の構成及び動作を説明する。汚水には、糞尿を含む各種の有機物が含まれている。有機物処理システム1は、汚水に含まれている有機物を効率的に処理し、従来よりも多くのメタンガスを発生させることができる。
上記の説明においては、揮発性ガス除去槽15において、可溶化汚泥からアンモニアを取り出すことにより窒素を除去する例について説明したが、他の方法によりアンモニアを取り出してもよい。例えば、最初沈殿槽11及び最終沈殿槽13において生成された汚泥にアルカリ性溶液を加えることで発生するアンモニアを取り出すことにより、窒素を除去してもよい。また、可溶化槽14において汚泥とアルカリ性物質とを撹拌することにより発生するアンモニアを取り出してもよい。
上記の説明においては、揮発性ガス除去槽15においてアンモニアを除去することにより窒素を除去した後に硫化物除去槽16において硫黄化合物を除去することにより硫黄を除去する例について説明したが、窒素及び硫黄を除去する順序はこれに限らず、硫黄を先に除去してもよい。この場合、可溶化槽14で生成された可溶化汚泥に塩化第一鉄が投入することで生成される硫化鉄を取り出すことにより硫黄を除去する。その後、硫黄が除去された可溶化汚泥を撹拌してアンモニアを取り出すことにより窒素を除去することができる。
第1の実施形態においては、可溶化槽14にアルカリを投入し、遷移元素化合物である塩化第一鉄を硫化物除去槽16に投入したが、アルカリ性物質及び遷移元素化合物を投入するタイミングは、これに限らない。第2の実施形態においては、他の槽においてもアルカリ性物質及び遷移元素化合物を投入する点で、第1の実施形態と異なる。
最初沈殿槽21で沈殿する初沈汚泥、及び最終沈殿槽23で沈殿する終沈汚泥を、生ごみや動物の糞尿等とともに、第1有機物としてアルカリ混合槽24に導入する。アルカリ混合槽24に第1有機物を導入した後にアルカリ性物質及び遷移元素化合物と撹拌すると、金属の硫化物が沈殿し、揮発性ガスが発生する。
本実施形態の有機物処理システム2を用いて、下水道汚泥を処理した。サンプル脱水汚泥の含水率は80%であったが、含水率0%の乾燥汚泥に換算すると、乾燥汚泥1kg(約1L)あたり、図3に示す量の窒素及び硫黄が存在した。すなわち、総窒素は64,500(mg/L)であり、アンモニア態窒素は21,700(mg/L)であり、総硫黄は、1.28%であった。
以上説明したように、本実施形態に係る有機物処理システム1又は有機物処理システム2において有機物処理方法を実施することにより、汚泥に含まれる有機物から窒素及び硫黄を除去した後に、嫌気性消化工程を実施することができる。したがって、嫌気性消化工程において用いられる嫌気性微生物の活動が制限されたり死滅したりすることを防止できるので、メタンガスの発生効率を高めることができる。また、有機物から硫黄を除去した後に嫌気性消化工程を実施することにより、硫化水素の含有量が極めて少ない良質なバイオガスを得ることもできる。
11・・・最初沈殿槽
12・・・エアレーションタンク
13・・・最終沈殿槽
14・・・可溶化槽
15・・・揮発性ガス除去槽
16・・・硫化物除去槽
17・・・嫌気発酵槽
18・・・発電機
21・・・最初沈殿槽
22・・・エアレーションタンク
23・・・最終沈殿槽
24・・・アルカリ混合槽
25・・・有機物可溶化槽
26・・・揮発性ガス除去槽
27・・・硫化物除去槽
28・・・嫌気発酵槽
Claims (3)
- 窒素及び硫黄を含む汚泥を、アルカリ性物質及び遷移元素化合物と混合することによりpHが11以上14以下に調整した後に100℃以上350℃以下の温度に加熱して前記汚泥をアルカリ加水分解することにより、前記汚泥が水に溶解した状態の可溶化汚泥を生成する混合手段と、
前記混合手段において汚泥を加熱した後に、前記混合手段において前記アルカリ性物質及び前記遷移元素化合物と前記汚泥とを混合することで発生した揮発性ガスを除去することで、前記汚泥に含まれる窒素を除去する揮発性ガス除去手段と、
前記混合手段において汚泥を加熱した後に、前記混合手段において前記アルカリ性物質及び前記遷移元素化合物と前記汚泥とを混合することで発生した硫黄化合物を除去することで、前記汚泥に含まれる硫黄を除去する硫化物除去手段と、
窒素及び硫黄が除去された後の汚泥を嫌気性微生物に消化させる嫌気消化手段と、
を有する有機物処理システム。 - 前記揮発性ガス除去手段は、前記可溶化汚泥をフラッシュすることにより発生するアンモニアを除去するアンモニア除去手段を有する、
請求項1に記載の有機物処理システム。 - 窒素及び硫黄を含む汚泥を、アルカリ性物質及び遷移元素化合物と混合することによりpHが11以上14以下に調整した後に100℃以上350℃以下の温度に加熱して前記汚泥をアルカリ加水分解することにより、前記汚泥が水に溶解した状態の可溶化汚泥を生成するステップと、
前記汚泥を加熱した後に、前記混合手段において前記アルカリ性物質及び前記遷移元素化合物と前記汚泥とを混合することで発生した揮発性ガスを除去することで、前記汚泥に含まれる窒素を除去するステップと、
前記汚泥を加熱した後に、前記混合手段において前記アルカリ性物質及び前記遷移元素化合物と前記汚泥とを混合することで発生した硫黄化合物を除去することで、前記汚泥に含まれる硫黄を除去するステップと、
窒素及び硫黄が除去された後の汚泥を嫌気性微生物に消化させるステップと、
を有する有機物処理方法。
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