JP6653636B2 - Ozone treatment apparatus and sludge treatment method - Google Patents
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Description
本発明は、オゾン処理装置及び汚泥処理方法に関する。 The present invention relates to an ozone treatment device and a sludge treatment method.
下水処理設備において生ずる有機汚泥としては、下水の一次処理の際に生ずる初沈汚泥、下水の二次処理の際に生ずる余剰汚泥、及び、これらの汚泥が消化処理されて生ずる消化汚泥などがある。特許文献1は、汚泥含有液にオゾン処理とアルカリ処理を施す方法を開示している。これにより、汚泥の分解を促進してリンの回収率を向上するとともに、汚泥の減容化を図っている。
Examples of the organic sludge generated in the sewage treatment equipment include initial sludge generated during the primary treatment of sewage, excess sludge generated during the secondary treatment of sewage, and digested sludge generated by digesting these sludges. .
汚泥を含む汚泥含有液の処理においては、汚泥を十分に分解すること、並びに、汚泥含有液から汚泥及びその分解物を高い精度で効率よく分離することが求められる。しかしながら、特許文献1に記載されるような従来の汚泥処理では、汚泥の分解を十分に進行させることが困難であった。このため、汚泥を十分に分解して、汚泥含有液から汚泥及びその分解物を得ることが可能な技術を確立することが求められている。
In the treatment of a sludge-containing liquid containing sludge, it is required to sufficiently decompose the sludge, and to efficiently separate sludge and its decomposition products from the sludge-containing liquid with high accuracy. However, in the conventional sludge treatment as described in
そこで、本発明は、一つの側面において、汚泥を十分に分解して汚泥を減容化するとともに、汚泥及びその分解物と水とを高い精度で分離することが可能なオゾン処理装置を提供することを目的とする。また、本発明は、別の側面において、汚泥を十分に分解して汚泥を減容化するとともに、汚泥及びその分解物と水とを高い精度で分離することが可能な汚泥処理方法を提供することを目的とする。 Thus, the present invention provides, in one aspect, an ozone treatment apparatus capable of sufficiently decomposing sludge to reduce the volume of sludge and separating the sludge and its decomposition product from water with high accuracy. The purpose is to: In another aspect, the present invention provides a sludge treatment method capable of sufficiently decomposing sludge to reduce the volume of sludge and separating the sludge and its decomposed product from water with high accuracy. The purpose is to:
本発明は、一つの側面において、汚泥含有液をオゾンで処理して汚泥の分解物を含む泡層と水を含む液層とに分離する反応槽を備えるオゾン処理装置であって、泡層の内部に汚泥含有液を供給する液供給部と、泡層の下側の液層の内部にオゾンを含むガスを供給するガス供給部と、を備えており、ガス供給部は、汚泥含有液の汚泥に含まれる浮遊物質1gに対するオゾンの供給量が30mg以上、且つ、反応槽のガス空塔速度が0.0035m/秒以上になるようにガスを供給する、オゾン処理装置を提供する。 The present invention, in one aspect, is an ozone treatment apparatus provided with a reaction tank that treats a sludge-containing liquid with ozone to separate a foam layer containing a decomposition product of sludge and a liquid layer containing water. A liquid supply unit for supplying a sludge-containing liquid therein, and a gas supply unit for supplying a gas containing ozone to a liquid layer below the foam layer, wherein the gas supply unit supplies the sludge-containing liquid. Provided is an ozone treatment apparatus that supplies gas such that the supply amount of ozone to 1 g of suspended matter contained in sludge is 30 mg or more and the gas superficial velocity of a reaction tank is 0.0035 m / sec or more.
上述のオゾン処理装置の反応槽では、液供給部が、汚泥の分解物を含む泡層の内部に汚泥含有液を供給する。泡層の内部に供給された汚泥含有液は泡層の泡の表面を伝って下方に流下する。一方、ガス供給部から液層の内部に供給されるガスに含まれるオゾンの一部は、液層に含まれる汚泥と反応し、オゾンの他部は液層を上昇して泡層に移動する。このとき、泡層に移動したオゾンの大部分は、泡の本体及びその表面に付着する水に溶存している。泡本体及びその表面上において、この溶存オゾンが、汚泥含有液に含まれる汚泥と効率よく反応して分解物を生成する。このように、泡層の泡本体及びその表面上において、汚泥含有液に含まれる汚泥とオゾンとが効率よく接触できることから、汚泥とオゾンとの反応が十分に進行し、汚泥を十分に分解できる。 In the reaction tank of the above-described ozone treatment apparatus, the liquid supply unit supplies the sludge-containing liquid to the inside of the foam layer containing the decomposition product of the sludge. The sludge-containing liquid supplied inside the foam layer flows down along the foam surface of the foam layer. On the other hand, a part of the ozone contained in the gas supplied from the gas supply unit to the inside of the liquid layer reacts with the sludge contained in the liquid layer, and the other part of the ozone moves up the liquid layer and moves to the foam layer. . At this time, most of the ozone transferred to the foam layer is dissolved in the water attached to the foam body and its surface. On the foam body and its surface, the dissolved ozone efficiently reacts with the sludge contained in the sludge-containing liquid to generate a decomposition product. Thus, on the foam body of the foam layer and on the surface thereof, the sludge contained in the sludge-containing liquid and the ozone can be efficiently contacted, so that the reaction between the sludge and the ozone sufficiently proceeds, and the sludge can be sufficiently decomposed. .
泡層の中に供給された汚泥含有液に含まれる汚泥、及び汚泥が分解して生成した分解物は、液架橋力等の作用によって汚泥の分解物を含む泡に付着し、泡本体とともに泡層を上昇して反応槽の上部から排出される。一方、汚泥含有液に含まれる水は、比重が大きいうえに泡との付着力も汚泥及びその分解物ほど大きくないことから、下方に流下して液層に入る。 The sludge contained in the sludge-containing liquid supplied into the foam layer and the decomposed products generated by decomposing the sludge adhere to the foam containing the decomposed products of the sludge by the action of liquid crosslinking, etc., and foam together with the foam body. The bed rises and is discharged from the top of the reactor. On the other hand, the water contained in the sludge-containing liquid has a large specific gravity and does not have as high an adhesive force with the foam as sludge and its decomposed product, so that it flows down and enters the liquid layer.
上記ガス供給部は、汚泥含有液の汚泥に含まれる浮遊物質1gに対するオゾンの供給量が30mg以上、且つ、反応槽内の空塔速度が0.0035m/秒以上になるようにガスを供給する。これによって、汚泥を十分に分解して汚泥を減容化するとともに、汚泥及びその分解物と水とを十分に高い精度で分離することができる。 The gas supply unit supplies the gas such that the supply amount of ozone to 1 g of suspended matter contained in the sludge of the sludge-containing liquid is 30 mg or more, and the superficial velocity in the reaction tank is 0.0035 m / sec or more. . Thereby, the sludge can be sufficiently decomposed to reduce the volume of the sludge, and the sludge and its decomposition product can be separated from water with sufficiently high accuracy.
上記液供給部は、反応槽の内部全体の高さをHとし、反応槽の内底を基準としたときに、反応槽に貯留した汚泥含有液の液面よりも高く、且つ、0.2H〜0.7Hの間の位置において汚泥含有液を供給することが好ましい。これによって、汚泥の分解率と、汚泥及びその分解物と水との分離精度を、十分に高い水準で両立することができる。 The liquid supply section is higher than the liquid level of the sludge-containing liquid stored in the reaction tank when the height of the entire inside of the reaction tank is H, and the liquid bottom is 0.2 H, based on the inner bottom of the reaction tank. It is preferable to supply the sludge-containing liquid at a position between .about.0.7H. As a result, the sludge decomposition rate and the separation accuracy between sludge and its decomposition products and water can be achieved at a sufficiently high level.
上記オゾン処理装置は、泡層の圧力を測定する圧力測定部と、圧力測定部で測定された圧力に基づいて、液供給部から供給される汚泥含有液の供給流量、ガス供給部からのガスの供給流量、及び反応槽からのドレンの排出流量の少なくとも一つを調節する制御部と、を備えていてもよい。 The ozone treatment apparatus includes a pressure measurement unit that measures the pressure of the foam layer, and a supply flow rate of the sludge-containing liquid supplied from the liquid supply unit based on the pressure measured by the pressure measurement unit. And a control unit for adjusting at least one of the supply flow rate of water and the discharge flow rate of drain from the reaction tank.
圧力測定部は、泡層の圧力が測定できるように、汚泥含有液の液面よりも高い位置に設置されている。泡層における圧力は、ガス供給部からのオゾンを含むガスの供給圧力、泡層の高さ、及び、汚泥含有液の液面高さ等に依存する。これらの値は、オゾンと汚泥との反応に影響を与える。したがって、制御部が、汚泥含有液の供給流量、ガスの供給流量、及び反応槽からのドレンの排出流量の少なくとも一つを調節することによって、泡層の圧力を所定範囲に調整することができる。これによって、汚泥の分解効率を所定の範囲に維持することができる。 The pressure measurement unit is installed at a position higher than the liquid level of the sludge-containing liquid so that the pressure of the foam layer can be measured. The pressure in the foam layer depends on the supply pressure of the gas containing ozone from the gas supply unit, the height of the foam layer, the liquid level of the sludge-containing liquid, and the like. These values affect the reaction between ozone and sludge. Therefore, the control unit can adjust the pressure of the foam layer to a predetermined range by adjusting at least one of the supply flow rate of the sludge-containing liquid, the supply flow rate of the gas, and the discharge flow rate of the drain from the reaction tank. . Thereby, the sludge decomposition efficiency can be maintained in a predetermined range.
上記オゾン処理装置は、泡層の圧力を測定する圧力測定部と、上記反応槽に接続され、上記反応槽から排出される泡を撹拌器で撹拌して破泡する消泡槽と、消泡槽に消泡剤を供給する消泡剤供給部を備えていてもよい。この場合、上記制御部は、圧力測定部で測定された圧力に基づいて、汚泥含有液の供給流量、ガスの供給流量、反応槽からのドレンの排出流量、撹拌器の回転数、及び、消泡剤供給部からの消泡剤の供給流量の少なくとも一つを調節するように構成されてもよい。 The ozone treatment apparatus includes a pressure measurement unit configured to measure a pressure of a foam layer, a defoaming tank connected to the reaction tank, and configured to stir and break bubbles discharged from the reaction tank with a stirrer, The tank may be provided with a defoaming agent supply unit for supplying the defoaming agent. In this case, the control unit controls the supply flow rate of the sludge-containing liquid, the supply flow rate of the gas, the discharge flow rate of the drain from the reaction tank, the rotation speed of the stirrer, and the power consumption based on the pressure measured by the pressure measurement unit. It may be configured to adjust at least one of the supply flow rates of the antifoaming agent from the foaming agent supply unit.
消泡槽を備える場合、泡層における圧力は、ガス供給部からのオゾンを含むガスの供給圧力、泡層の高さ、及び汚泥含有液の液面高さの値に加えて、消泡槽における汚泥と排ガスの分離速度にも依存する。したがって、制御部が、圧力測定部で測定された圧力に基づいて、液供給部から供給される汚泥含有液の供給流量、ガス供給部からのガスの供給流量、反応槽からのドレンの排出流量、撹拌器の回転数、及び、消泡剤供給部からの消泡剤の供給流量の少なくとも一つを調節することによって、泡層の圧力を所定範囲に調整することができる。これによって、消泡槽を備える場合であっても、汚泥の分解率を所定の範囲に維持することができる。 When a defoaming tank is provided, the pressure in the foam layer is determined in addition to the supply pressure of the gas containing ozone from the gas supply unit, the height of the foam layer, and the level of the sludge-containing liquid. Also depends on the separation speed of sludge and exhaust gas. Therefore, the control unit controls the supply flow rate of the sludge-containing liquid supplied from the liquid supply unit, the supply flow rate of the gas from the gas supply unit, and the discharge flow rate of the drain from the reaction tank based on the pressure measured by the pressure measurement unit. By adjusting at least one of the rotation speed of the stirrer and the supply flow rate of the antifoaming agent from the antifoaming agent supply unit, the pressure of the foam layer can be adjusted to a predetermined range. Thus, even when the defoaming tank is provided, the sludge decomposition rate can be maintained in a predetermined range.
上記ガス供給部は、オゾン及び酸素を含むオゾン含有ガスと、オゾンを含有しないガスとを混合する混合部と、混合部よりも下流側に、多孔質材で構成され、液層にガスを供給する散気体と、を有することが好ましい。これによって、オゾンの供給量と空塔速度を、高い自由度で調節することができる。したがって、汚泥含有液の供給流量、又は汚泥含有液の性状が変化しても、汚泥の分解率と、汚泥及びその分解物と水との分離精度を、高い水準に維持することができる。また、散気体から微細な泡状のガスが供給されることとなるため、液層におけるガスと液体との接触面積を大きくすることができる。さらに、泡層における泡も全体的に小さくなることから、泡全体の表面積が大きくなって、汚泥含有液と溶存オゾンとの接触効率を一層高くすることができる。 The gas supply unit includes a mixing unit that mixes an ozone-containing gas containing ozone and oxygen and a gas that does not contain ozone, and a porous material downstream of the mixing unit, and supplies a gas to the liquid layer. It is preferable to have a gas diffused. Thereby, the supply amount of ozone and the superficial velocity can be adjusted with a high degree of freedom. Therefore, even when the supply flow rate of the sludge-containing liquid or the properties of the sludge-containing liquid changes, the sludge decomposition rate and the accuracy of separating sludge and its decomposition products from water can be maintained at a high level. Further, since a fine bubble-like gas is supplied from the diffused gas, the contact area between the gas and the liquid in the liquid layer can be increased. Furthermore, since the foam in the foam layer is also reduced as a whole, the surface area of the entire foam is increased, and the contact efficiency between the sludge-containing liquid and the dissolved ozone can be further increased.
本発明は、別の側面において、反応槽において、汚泥含有液をオゾンで処理して汚泥の分解物を含む泡層と水を含む液層とに分離する汚泥処理方法であって、泡層の内部に、汚泥含有液を供給する液供給工程と、泡層の下側の前記液層の中に、オゾンを含むガスを、汚泥含有液の汚泥に含まれる浮遊物質1gに対するオゾンの供給量が30mg以上、且つ、前記ガスの空塔速度が0.0035m/秒以上になるように供給するガス供給工程と、を有する、汚泥処理方法を提供する。 The present invention, in another aspect, is a sludge treatment method in which a sludge-containing liquid is treated with ozone in a reaction tank to separate a foam layer containing a decomposition product of sludge and a liquid layer containing water. Inside, a liquid supply step of supplying a sludge-containing liquid, and in the liquid layer below the foam layer, a gas containing ozone is supplied, and the supply amount of ozone to 1 g of suspended matter contained in the sludge of the sludge-containing liquid is reduced. A gas supply step of supplying the gas at a rate of 30 mg or more and the superficial velocity of the gas at 0.0035 m / sec or more.
上述の汚泥処理方法では、泡層の内部に汚泥含有液を供給する。泡層の内部に供給された汚泥含有液は泡層の泡の表面を伝って下方に流下する。一方、液層の内部に供給されるオゾンを含むガスは、液層を上昇して泡層に移動する。このとき、泡層に移動したオゾンの大部分は、泡の本体及びその表面に付着する水に溶存している。泡本体及びその表面上において、この溶存オゾンが、汚泥含有液に含まれる汚泥と効率よく反応して分解物を生成する。このように、泡層の泡本体及びその表面上において、汚泥含有液と溶存オゾンとが効率よく接触できることから、汚泥とオゾンとの反応が十分に進行し、汚泥を十分に分解できる。 In the above-described sludge treatment method, the sludge-containing liquid is supplied into the foam layer. The sludge-containing liquid supplied inside the foam layer flows down along the foam surface of the foam layer. On the other hand, the gas containing ozone supplied into the liquid layer moves up the liquid layer and moves to the foam layer. At this time, most of the ozone transferred to the foam layer is dissolved in the water attached to the foam body and its surface. On the foam body and its surface, the dissolved ozone efficiently reacts with the sludge contained in the sludge-containing liquid to generate a decomposition product. As described above, since the sludge-containing liquid and the dissolved ozone can efficiently come into contact with each other on the foam body and the surface of the foam layer, the reaction between the sludge and the ozone sufficiently proceeds, and the sludge can be sufficiently decomposed.
また、泡層の中に供給された汚泥含有液に含まれる汚泥、及び汚泥が分解して生成した分解物は、液架橋力等の作用によって汚泥の分解物を含む泡に付着し、泡本体とともに泡層を上昇して反応槽の上部から排出される。一方、汚泥含有液に含まれる水は、比重が大きいうえに泡本体との付着力も汚泥及びその分解物ほど大きくないことから、下方に流下して液層に入る。このようにして、汚泥及びその分解物と水とを高い精度で分離することができる。 In addition, the sludge contained in the sludge-containing liquid supplied into the foam layer and the decomposed products generated by decomposing the sludge adhere to the foam containing the decomposed products of the sludge by the action of liquid cross-linking force, etc. At the same time, the foam layer rises and is discharged from the upper part of the reaction tank. On the other hand, the water contained in the sludge-containing liquid has a large specific gravity and does not have as large an adhesive force with the foam body as sludge and its decomposed product, so that it flows down and enters the liquid layer. In this way, sludge and its decomposed products and water can be separated with high accuracy.
そして、ガス供給工程では、オゾンを含むガスを、汚泥含有液の汚泥に含まれる浮遊物質1gに対するオゾンの供給量が30mg以上、且つ、反応槽内の空塔速度が0.0035m/秒以上になるように供給している。これによって、汚泥を十分に分解して汚泥を減容化するとともに、汚泥及びその分解物と水とを十分に高い精度で分離することができる。 Then, in the gas supply step, the ozone-containing gas is supplied such that the supply amount of ozone to 1 g of suspended matter contained in the sludge of the sludge-containing liquid is 30 mg or more, and the superficial velocity in the reaction tank is 0.0035 m / sec or more. It is supplied to be. Thereby, the sludge can be sufficiently decomposed to reduce the volume of the sludge, and the sludge and its decomposition product can be separated from water with sufficiently high accuracy.
上記液供給工程では、反応槽の内部全体の高さをHとし、反応槽の内底を基準としたときに、0.2H〜0.7Hの間の位置において汚泥含有液を供給することが好ましい。これによって、汚泥の分解率と、汚泥及びその分解物と水との分離精度を、十分に高い水準で両立することができる。 In the liquid supply step, the sludge-containing liquid may be supplied at a position between 0.2H and 0.7H when the height of the entire inside of the reaction tank is H and the inner bottom of the reaction tank is used as a reference. preferable. As a result, the sludge decomposition rate and the separation accuracy between sludge and its decomposition products and water can be achieved at a sufficiently high level.
上述の汚泥処理方法は、泡層の圧力を測定する圧力測定工程と、圧力測定工程で測定された圧力に基づいて、汚泥含有液の供給流量、ガスの供給流量、及び反応槽からのドレンの排出流量の少なくとも一つを調節する調節工程と、を有していてもよい。泡層における圧力は、ガス供給工程におけるオゾンを含むガスの供給圧力、泡層の高さ、及び、汚泥含有液の液面高さ等に依存する。これらの値は、オゾンと汚泥との反応に影響を与える。したがって、汚泥含有液の供給流量、ガスの供給流量、及び反応槽からのドレンの排出流量の少なくとも一つを調節する調節工程を有することによって、泡層の圧力を所定範囲に調整することができる。これによって、高い精度で汚泥の分解率を所定の範囲に維持することができる。 The above-described sludge treatment method includes a pressure measurement step of measuring the pressure of the foam layer, and a supply flow rate of the sludge-containing liquid, a supply flow rate of the gas, and a drainage from the reaction tank based on the pressure measured in the pressure measurement step. An adjusting step of adjusting at least one of the discharge flow rates. The pressure in the bubble layer depends on the supply pressure of the gas containing ozone in the gas supply step, the height of the bubble layer, the liquid level of the sludge-containing liquid, and the like. These values affect the reaction between ozone and sludge. Therefore, the pressure of the foam layer can be adjusted to a predetermined range by having an adjusting step of adjusting at least one of the supply flow rate of the sludge-containing liquid, the supply flow rate of the gas, and the discharge flow rate of the drain from the reaction tank. . This makes it possible to maintain the sludge decomposition rate within a predetermined range with high accuracy.
上述の汚泥処理方法は、泡層の圧力を測定する圧力測定工程と、反応槽に接続された消泡槽において、反応槽から排出される泡を撹拌器で撹拌して破泡する撹拌工程と、消泡槽に消泡剤を供給する消泡剤供給工程と、を有し、圧力測定工程で測定された圧力に基づいて、汚泥含有液の供給流量、ガスの供給流量、反応槽からのドレンの排出流量、撹拌器の回転数、及び、消泡剤の供給流量の少なくとも一つを調節する調節工程を有していてもよい。 The above-described sludge treatment method includes a pressure measurement step of measuring the pressure of the foam layer, and a stirring step of breaking bubbles by stirring bubbles discharged from the reaction tank with a stirrer in a defoaming tank connected to the reaction tank. A defoaming agent supplying step of supplying an antifoaming agent to the defoaming tank, and based on the pressure measured in the pressure measuring step, a supply flow rate of the sludge-containing liquid, a supply flow rate of the gas, The method may include an adjusting step of adjusting at least one of the discharge flow rate of the drain, the rotation speed of the stirrer, and the supply flow rate of the defoaming agent.
消泡槽を備える場合、泡層における圧力は、ガス供給部からのオゾンを含むガスの供給圧力、泡層の高さ、及び汚泥含有液の液面高さの値に加えて、消泡槽における汚泥と排ガスの分離速度にも依存する。したがって、圧力測定工程で測定された圧力に基づいて、汚泥含有液の供給流量、ガスの供給流量、反応槽からのドレンの排出流量、撹拌器の回転数、及び、消泡剤の供給流量の少なくとも一つを調節することによって、泡層の圧力を所定範囲に調整することができる。これによって、消泡槽を備える場合であっても、高い精度で汚泥の分解率を所定の範囲に維持することができる。 When a defoaming tank is provided, the pressure in the foam layer is determined in addition to the supply pressure of the gas containing ozone from the gas supply unit, the height of the foam layer, and the level of the sludge-containing liquid. Also depends on the separation speed of sludge and exhaust gas. Therefore, based on the pressure measured in the pressure measurement step, the supply flow rate of the sludge-containing liquid, the supply flow rate of the gas, the discharge flow rate of the drain from the reaction tank, the rotation speed of the stirrer, and the supply flow rate of the defoamer By adjusting at least one, the pressure of the foam layer can be adjusted to a predetermined range. Thereby, even when the defoaming tank is provided, the sludge decomposition rate can be maintained within a predetermined range with high accuracy.
上記ガス供給工程の前に、オゾン及び酸素を含むオゾン含有ガスと、オゾンを含有しないガスとを混合する混合工程を有することが好ましい。これによって、オゾンの供給量と空塔速度を、高い自由度で調節することができる。したがって、汚泥含有液の供給流量、又は汚泥含有液の性状が変化しても、汚泥の分解率と、汚泥及びその分解物と水との分離精度を、高い水準に維持することができる。 Preferably, before the gas supply step, a mixing step of mixing an ozone-containing gas containing ozone and oxygen and a gas not containing ozone is provided. Thereby, the supply amount of ozone and the superficial velocity can be adjusted with a high degree of freedom. Therefore, even when the supply flow rate of the sludge-containing liquid or the properties of the sludge-containing liquid changes, the sludge decomposition rate and the accuracy of separating sludge and its decomposition products from water can be maintained at a high level.
本発明によれば、一つの側面において、汚泥を十分に分解して汚泥を減容化するとともに、汚泥及びその分解物と水とを高い精度で分離することが可能なオゾン処理装置を提供することができる。また、本発明は、別の側面において、汚泥を十分に分解して汚泥を減容化するとともに、汚泥及びその分解物と水とを高い精度で分離することが可能な汚泥処理方法を提供することができる。 According to the present invention, in one aspect, there is provided an ozone treatment apparatus capable of sufficiently decomposing sludge to reduce the volume of sludge and separating the sludge and its decomposition product from water with high accuracy. be able to. In another aspect, the present invention provides a sludge treatment method capable of sufficiently decomposing sludge to reduce the volume of sludge and separating the sludge and its decomposed product from water with high accuracy. be able to.
以下、場合により図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。ただし、以下の実施形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明を以下の内容に限定する趣旨ではない。各図面において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一符号を用い、場合により重複する説明は省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings as necessary. However, the following embodiments are exemplifications for describing the present invention, and are not intended to limit the present invention to the following contents. In the drawings, the same reference numerals are used for the same elements or elements having the same functions, and duplicate description is omitted as the case may be.
図1は、オゾン処理装置の一実施形態を示す図である。オゾン処理装置100は、反応槽10と反応槽10の下流側に設けられる消泡槽30とを備える。反応槽10には、汚泥と水とを含有する汚泥含有液を反応槽10に供給する液供給部12が接続されている。消泡槽30には、消泡槽30に消泡剤を供給する消泡剤供給部33が接続されている。反応槽10の下部には水を含有するドレンからなる液層40が形成されている。反応槽10の上部には、複数の泡21を含む泡層20が形成されている。また、反応槽10には泡層20の圧力を測定する圧力測定部15が設置されている。オゾン処理装置100の内容、及び、オゾン処理装置100を用いた汚泥処理方法を以下に説明する。
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of the ozone treatment apparatus. The
ガス供給部50は、反応槽10の液層40の内部にオゾンを含むガスを供給する(ガス供給工程)。ガス供給部50は、オゾン発生部56と、空気供給部58と、混合部55と、配管部54と、散気体52とを備える。オゾン発生部56としては、通常のオゾナイザー等を用いることができる。空気供給部58は、通常のエアーポンプ等を用いることができる。なお、空気供給部58を備えることは必須ではなく、空気供給部58備えていなくてもよいし、空気供給部58に代えて窒素等の不活性ガスを供給する供給部を備えていてもよい。
The
混合部55では、オゾン発生部56で発生したオゾン含有ガスと、空気供給部58から供給される空気とを配合して、液層40の内部に供給されるガス51が調製される(混合工程)。このような混合部55を有することによって、反応槽10のガス空塔速度と反応槽10へのオゾン供給量(オゾン原単位)とを、それぞれ個別に調節することができる。したがって、汚泥含有液の供給流量、又は汚泥含有液の性状が変化しても、汚泥の分解率と、汚泥及びその分解物と水との分離精度を、十分に高い水準に維持することができる。
In the
混合部55で調製されたオゾンを含むガス51は、配管部54を流通して、配管部54の先端に取り付けられた散気体52に供給される。散気体52は、セラミック等の多孔質材で構成される。汚泥をオゾンで分解して生成する分解物は粘性を有する。このため、ガス供給部50からガス51を供給することによって、液層40の上に泡21が形成される。散気体52からオゾンを含むガス51を供給することによって、液層40に微細な泡状のガス51が供給される。これによって、ガスと液層40の水を含むドレンとの接触面積を大きくすることができる。ガス供給部50からのガス51中のオゾンの濃度は、例えば、20〜150mg−O3/Lであってもよく、50〜120mg−O3/Lであってもよい。
The
液層40にオゾンを含むガス51を供給することによって、オゾンと液層40に含まれる汚泥とを効率よく反応させることができる。ガス供給部50から供給されるガスの泡を微細にすれば、泡層20における泡21も小さくすることができる。これによって、泡21の全体の表面積が大きくなって、汚泥含有液とオゾンとの接触効率を一層高くすることができる。
By supplying the
汚泥含有液は、例えば、下水処理場で発生する汚泥水であり、水と汚泥を含有する。汚泥含有液における水及び汚泥の含有量は、例えば、それぞれ30〜80重量%及び20〜70質量%である。汚泥には、例えば、浮遊物質(SS)、及び、液体状である有機物(蒸発残留物:TDS)が含まれる。浮遊物質(SS)は、無機物及び揮発性有機物(VSS分)を含有する。 The sludge-containing liquid is, for example, sludge water generated in a sewage treatment plant, and contains water and sludge. The contents of water and sludge in the sludge-containing liquid are, for example, 30 to 80% by weight and 20 to 70% by weight, respectively. Sludge includes, for example, suspended solids (SS) and liquid organic substances (evaporation residues: TDS). Suspended substances (SS) contain inorganic substances and volatile organic substances (VSS content).
浮遊物質(SS)の濃度は、JIS K0102:2013の「14.1 懸濁物質」に準拠して測定することができる。具体的には、汚泥含有液を1μmメッシュのフィルターでろ過し、残留物を105〜110℃で乾燥して測定される。蒸発残留物(TDS)の濃度は、JIS K0102:2013の「14.2 全蒸発残留物」に準拠して測定することができる。揮発性有機物(VSS)は、浮遊物質(SS)を600℃±25℃で0.5時間加熱したときに消失するもの(消失物)である。揮発性有機物(VSS)の濃度は、上述の加熱条件で加熱して得られた試料を用いて、JIS K0102:2013の「14.懸濁物質及び蒸発残留物」及び「14.1 懸濁物質」に準拠して測定することができる。 The concentration of suspended solids (SS) can be measured according to JIS K0102: 2013 “14.1 Suspended solids”. Specifically, the sludge-containing liquid is filtered through a 1 μm mesh filter, and the residue is dried at 105 to 110 ° C. for measurement. The concentration of the evaporation residue (TDS) can be measured according to JIS K0102: 2013 “14.2 Total evaporation residue”. Volatile organic matter (VSS) disappears when the suspended substance (SS) is heated at 600 ° C. ± 25 ° C. for 0.5 hour (disappeared matter). The concentration of the volatile organic substance (VSS) was determined by using a sample obtained by heating under the above-mentioned heating conditions, using JIS K0102: 2013, “14. Suspended substances and evaporation residues” and “14.1 Suspended substances”. Can be measured in accordance with
反応槽10では、汚泥含有液に含まれる揮発性有機物(VSS)がオゾンと反応して、汚泥の分解物である蒸発残留物(TDS)を生成する。すなわち、揮発性有機物(VSS)がオゾンと反応すると、揮発性有機物(VSS)である細胞の細胞壁が分解され、蒸発残留物(TDS)が生成する。このような反応によって、反応槽10で、浮遊物質(SS)を減らして汚泥を減容化することができる。
In the
反応槽10では、汚泥の分解を十分に進行させることができる。汚泥の分解が進行すると、以下の式(1)及び式(3)で算出される全VSS分解率及びTDS溶出率が高くなる。本実施形態では、全VSS分解率を、20重量%以上、好ましくは25重量%以上にすることができる。本実施形態では、TDS溶出率を、20重量%以上、好ましくは25重量%以上にすることができる。
In the
反応槽10では、汚泥含有液から浮遊物質を効率よく分離することができる。汚泥及びその分解物と、水を含むドレンとの分離精度が良くなると、以下の式(2)で算出されるSS移送率が大きくなる。本実施形態では、SS移送率を85重量%以上、好ましくは87重量%以上にすることができる。
In the
全VSS分解率(重量%)=[TDS16+TDS18−TDS12]×100/VSS12 …(1)
SS移送率(重量%)=[SS16+TDS16−TDS12×泡流量/汚泥含有液の流量]×100/SS12 …(2)
TDS溶出率(重量%)=[TDS16−TDS12×泡流量/汚泥含有液の流量)]×100/VSS12 …(3)
Total VSS decomposition rate (% by weight) = [TDS 16 + TDS 18 −TDS 12 ] × 100 / VSS 12 (1)
SS transfer rate (wt%) = [SS 16 + TDS 16 -
TDS elution rate (% by weight) = [TDS 16 −TDS 12 × bubble flow rate / flow rate of sludge-containing liquid)] × 100 / VSS 12 (3)
式(1),式(2)及び式(3)中、TDS16は反応槽10の上部から排出される泡に含まれるTDSの単位時間当たりの流量であり、TDS12は反応槽10に供給される汚泥含有液に含まれるTDSの単位時間当たりの流量である。TDS18は、反応槽10の底部から排出されるドレンに含まれるTDSの単位時間当たりの流量である。VSS12は反応槽10に供給される汚泥含有液に含まれるVSSの単位時間当たりの流量である。SS16は反応槽10の上部から排出される泡に含まれるSSの単位時間当たりの流量であり、SS12は反応槽10に供給される汚泥含有液に含まれるSSの単位時間当たりの流量である。「泡流量」は、反応槽10の上部から排出される泡の単位時間当たりの流量であり、「汚泥含有液の流量」は、反応槽10に供給される汚泥含有液の単位時間当たりの流量である。なお、いずれの流量も重量基準の流量である。
In the formulas (1), (2) and (3), TDS 16 is a flow rate per unit time of TDS contained in foam discharged from the upper part of the
ガス供給部50は、全VSS分解率を十分に高くする観点から、汚泥含有液の汚泥に含まれる浮遊物質1gに対して30mg以上のオゾンを含むガスを供給することが好ましく、40mg以上のオゾンを含むガスを供給することがより好ましい。ガス供給部50は、汚泥処理コストを低減する観点から、汚泥含有液の汚泥に含まれる浮遊物質1gに対して200mg以下のオゾンを含むガスを供給することが好ましく、100mg以下のオゾンを含むガスを供給することがより好ましく、68mg以下のオゾンを含むガスを供給することがさらに好ましい。
From the viewpoint of sufficiently increasing the total VSS decomposition rate, the
汚泥含有液の汚泥に含まれる浮遊物質1gに対してガス供給部50から供給されるガスに含まれるオゾンの量を、本明細書では「オゾン原単位」(mg−O3/g−SS)と称する。全VSS分解率の向上と汚泥処理コストを低減とを両立する観点から、オゾン原単位は、好ましくは30〜200mg−O3/g−SSであり、より好ましくは40〜100mg−O3/g−SSであり、さらに好ましくは40〜68mg−O3/g−SSである。
In the present specification, the amount of ozone contained in the gas supplied from the
図2は、反応槽10の内部及び外部において、ガス供給部50の先端に取り付けられている散気体52を上面視したときの図である。反応槽10の内部には、配管部54の先端が反応槽10の中央部分を横断するように挿入されている。略円筒形状を有し、配管部54の側部から反応槽10の側面に向かって延在する複数の散気体52は、配管部54の両側に所定の間隔で並んで設けられている。このように、散気体52を複数並べて設けることによって、オゾンを含むガスと液層40に含まれる汚泥とを十分に接触させることができる。
FIG. 2 is a diagram when the diffused
液層40のドレンは、浮遊物質(SS)の分解に伴って粘性が増加する。このため、反応槽10内における流通性も確保する必要がある。液層40の流通を円滑にするとともに、オゾンと液層40に含まれる汚泥とを十分に接触させる観点から、図2のように上面視した図面において、反応槽10に対する散気体52の面積比率は好ましくは15〜50%であり、より好ましくは20〜40%であり、さらに好ましくは30〜40%である。
The viscosity of the drain in the
図1に戻り、ガス供給部50は、反応槽10の内部全体の高さをHとし、反応槽10の内底10aを基準としたときに、0.2Hよりも低い位置においてガスを供給する。すなわち、散気体52の上端の高さh0は、0.2Hよりも低くなっている。このように、ガス供給部50からのオゾンを含むガスを、反応槽10の低い位置において供給することによって、反応槽10内における泡層20と液層40の界面の高さを十分に低くすることができる。したがって、反応槽10において、液層40に対する泡層20の高さを十分に大きくすることができる。このような観点から、ガス供給部50は、内底10aを基準としたときに、0.15Hよりも低い位置においてガスを供給するように構成されることが好ましく、0.1Hよりも低い位置においてガスを供給するように構成されることがより好ましい。
Returning to FIG. 1, the
反応槽10におけるガス空塔速度は、SS移送率を十分に高くする観点から、好ましくは0.0035m/秒以上であり、より好ましくは、0.0037m/秒以上である。一方、全VSS分解率を十分に高く維持する観点から、ガス空塔速度は、好ましくは0.009m/秒以下であり、より好ましくは0.008m/秒以下である。なお、本明細書におけるガス空塔速度は、ガス供給部50から供給される供給ガス流量を、反応槽10の断面積で割って求めることができる。なお、反応槽10の径が高さ方向に沿って異なる場合、断面積は、反応槽10の内容積を反応槽の内部全体の高さHで割って求めることができる。
The gas superficial velocity in the
反応槽10において、液層40に対する泡層20の体積比は、例えば2〜8であってもよく、3〜7であってもよい。この体積割合が小さくなり過ぎると、泡層20において汚泥の分解及び濃縮が十分に進行せず、消泡槽30に流出する水分量が増加する傾向にある。一方、この体積割合が大きくなり過ぎると、液層40において、オゾンと汚泥との反応が十分に進行せず、配管18から排出されるドレンに同伴する汚泥の量が増加する傾向にある。
In the
液供給部12は、反応槽10に形成される泡層20の内部に汚泥含有液を供給する(液供給工程)。すなわち、液供給部12は、泡層20の内部に汚泥含有液が供給可能な構造であればよい。
The
図3は、反応槽10の内部及び外部において、液供給部12を下面視したときの図である。液供給部12の先端には、複数に分岐されてなる分岐管12Aが設けられている。複数の分岐管12Aは、互いに平行であり、反応槽10の一方の側面を貫通し、水平方向に所定間隔で並ぶようにして、反応槽10の他方の側面に向かって延在している。分岐管12Aのそれぞれは、反応槽10の内部をほぼ横断するように配置されている。分岐管12Aは、汚泥含有液を下方に向かって供給する供給口12aを有する。図3に示すように、液供給部12は、汚泥含有液の供給口12aを複数有することによって、汚泥含有液に含まれる汚泥と、泡21に含まれるオゾンとの接触を一層良好にすることができる。
FIG. 3 is a diagram when the
反応槽10の内部を上から又は下から見たときに、図2に示す散気体52と図3に示す分岐管12Aは、それぞれの延在方向(長手方向)が平行になるように配置されることが好ましい。これによって、反応槽10内の位置による汚泥の分解のばらつきを十分に抑制することができる。
When the inside of the
液供給部12は、図3の形状のものに限定されない。別の幾つかの実施形態では、液供給部12は、分岐せずにその先端部が消泡槽30の径方向中心部に配置されて、先端部に設けられた開口から汚泥含有液を吐出するような構造であってもよい。
The
液供給部12の高さh2は、反応槽10の内部全体の高さをHとし、反応槽10の内底10aを基準としたときに、0.2H〜0.7Hの範囲内であることが好ましく、0.25H〜0.6Hの範囲内であることがより好ましい。すなわち、液供給部12から反応槽10の上端10bまでの高さh3は、0.3H〜0.8Hの範囲内であることが好ましく、0.4H〜0.75Hの範囲内であることが好ましい。これによって、全VSS分解率とSS移送率を十分に高い水準で両立することができる。
The height h 2 of the
泡層20と液層40との界面の高さh1は、反応槽10の内部全体の高さをHとし、反応槽10の内底10aを基準としたときに、0.15H〜0.4Hの範囲内であることが好ましく、好ましくは0.2H〜0.3Hの範囲内であることがより好ましい。このような高さh1とすることによって、汚泥の分解率と、汚泥及びその分解物と水との分離精度を高く維持しつつ、オゾンを含むガスの液層40中への分散性を良好にすることができる。また、液層40に含まれる汚泥を十分に分解することができる。
The height h 1 of the interface between the
泡層20と液層40との界面から液供給部12の下端までの高さh4は、反応槽10の内部全体の高さをHとしたときに、0.1H〜0.4Hの範囲内であることが好ましく、0.15〜0.3Hの範囲内であることがより好ましい。これによって、全VSS分解率とSS移送率を十分に高い水準で両立することができる。
図4は、泡層20に含まれる泡21の断面を拡大して示す模式図である。図4(A)及び図4(B)に示すとおり、泡21は、泡本体22と、泡本体22の周囲に付着する汚泥粒子24と、汚泥粒子24が分解して生成する分解物26と、泡本体22の周囲に付着する水28とを有する。泡本体22は、ガス供給部50から液層40に供給されたオゾンを含むガスを、汚泥に含まれる液状の有機物及び汚泥の分解物が取り囲んで形成される。汚泥粒子24は、例えばSSであり、分解物26は例えばTDSである。分解物26は、オゾンと汚泥粒子24との反応によって生成するものであり、生成後に泡本体22と一体化してもよい。
FIG. 4 is a schematic diagram showing an enlarged cross section of the
泡本体22の表面上には、水28が付着している。水28は、泡本体22とともに泡層20内を上昇する。水28及び泡本体22中には、オゾンが溶存している。泡21の表面を伝って流下する汚泥含有液に含まれる汚泥粒子24の少なくとも一部は、泡本体22の表面上に付着する。反応槽10の泡層20では、泡本体22の表面上において、溶存オゾンと汚泥粒子24とが効率よく接触できるため、汚泥粒子24の分解反応が十分に進行する。また、泡本体22の表面上に付着した汚泥粒子24は、泡層20を上昇する間にも、溶存オゾンと反応する。これによって、泡層20の上方に向かって分解物26の濃度が増加する。
図4(A)は、図4(B)よりも高い位置における泡層20の泡21を示している。泡21が泡層20を上昇するにつれて、泡本体22に付着していた水28が、重力の作用によって降下する。一方、汚泥粒子24及び分解物26は、液架橋力及び表面張力等の作用によって、泡本体22の表面に付着したまま泡本体22とともに上昇する。このため、図4(A)及び図4(B)に示すとおり、泡層20の位置が高くなるほど、水28が減少し、汚泥粒子24及び分解物26の濃度が増加する。このようにして泡層20において、汚泥粒子24及び分解物26が濃縮され、汚泥及びその分解物と水とを高い精度で分離することができる。
FIG. 4A shows the
図1に示すとおり、反応槽10の上部と消泡槽30の上部は、配管16で連結されている。泡21は、反応槽10の上部に接続された配管16によって、反応槽10から排出され、消泡槽30に導入される。消泡槽30は、撹拌軸と撹拌軸に取り付けられた撹拌翼とを有し、撹拌軸を中心に回転可能に構成される撹拌器32を備える。
As shown in FIG. 1, the upper part of the
消泡槽30では、撹拌器32を作動させるとともに消泡剤供給部33から消泡剤を供給して泡21を破泡し、濃縮物29を得る。このような撹拌器32及び消泡剤供給部33を備えることによって、オゾン処理装置100全体のサイズをコンパクトにすることができる。また、撹拌によって、泡21に含まれる汚泥粒子24と溶存オゾンとの反応を促進することができる。得られた濃縮物29は図示しない配管等によって外部に排出される。なお、撹拌器32及び消泡剤供給部33を備えることは必須ではなく、どちらか一方を備えるものであってもよい。
In the
消泡槽30には、オゾンを含むガスを供給するガス供給部34が連結されている。ガス供給部34は、ガス供給部50と同様に先端に多孔質材からなる散気体を有していてもよい。ガス供給部34からオゾンを含むガスを供給しながら、撹拌器32で泡21を撹拌することによって、泡21に含まれる汚泥粒子24とオゾンとを反応させることができる。
A
オゾン処理装置100は、消泡槽30を備えることによって、反応槽10における泡層20の専有体積を小さくすることができる。したがって、反応槽10の小型化を図ることができる。また、汚泥処理の工程を短縮することができる。ただし、消泡槽30を設けることは必須ではない。
The
反応槽10の底部には、ドレンを排出する配管18が連結されている。汚泥含有液に含まれる水を含有するドレンは、配管18によって反応槽10から排出される。反応槽10では、汚泥及びその分解物を濃縮して上部の配管16から排出していることから、ドレンにおける汚泥及びその分解物の濃度を十分に低減することができる。配管18からのドレンの排出流量を調節することによって、反応槽10の液層40と泡層20の界面の高さh1を制御することができる。ドレンは、例えば、下水処理場の水処理装置に送られてもよい。
A
液層40は、安定して泡21を生成する観点から、水に加えて汚泥及びその分解物を含有することが好ましい。ただし、液層40における汚泥及びその分解物の濃度が高くなり過ぎると、配管18から排出されるドレンにおける汚泥及びその分解物の濃度が上昇する傾向にある。このため、ドレンにおける汚泥及びその分解物の濃度を低減しつつ、安定して泡層20を形成する観点から、液層40の粘度を所定の範囲とすることが好ましい。
The
液層40の粘度は、例えば、1〜10cPであってもよく、1〜5cPであってもよい。液層40の粘度を上述の範囲に維持することによって、反応槽10に供給される汚泥含有液の性状が変動しても、反応槽10を十分に安定的に継続して稼働させることができる。泡層20の粘度は、液層40の粘度よりも高いことが好ましく、例えば5〜80cPであってもよい。
The viscosity of the
液層40の粘度は、液供給部12から供給される汚泥含有液の供給流量を調節することによって制御することができる。例えば、液層40の粘度が目標範囲を下回りそうな場合には、液供給部12からの汚泥含有液の供給流量を増加する。これによって、液層40に流下する汚泥の量が増加して、液層40の粘度が上昇する。一方、液層40の粘度が目標範囲を上回りそうな場合には、液供給部12からの汚泥含有液の供給流量を減少する。これによって、液層40に流下する汚泥の量が減少して、液層40の粘度が下降する。
The viscosity of the
液層40の粘度の測定結果に基づいて、汚泥含有液の供給流量を制御する制御部を設けてもよい。このような制御部を設けることによって、汚泥含有液の性状が変動しても、反応槽10を十分に安定的に継続して稼働させることができる。液層40に粘度を測定するオンライン分析器を設けて、汚泥含有液の供給流量を自動で制御してもよい。また、液層40のサンプリングを適宜行って、サンプルの粘度測定を行い、測定結果に基づいて、必要に応じて汚泥含有液の供給流量を手動で制御してもよい。
A control unit that controls the supply flow rate of the sludge-containing liquid may be provided based on the measurement result of the viscosity of the
図5は、反応槽10の圧力を制御する制御システムの構成図である。圧力測定部15は、反応槽10において泡層20が形成されている高さに設置されている。圧力測定部15はその検出部が泡層20に挿入されているため、泡層20における圧力を測定することができる(圧力測定工程)。なお、本実施形態では、反応槽10に一つの圧力測定部15が設けられているが、圧力測定部15は複数設けられていてもよい。これによって、泡層20の異なる高さにおける圧力を測定し、反応槽10における汚泥分解処理の状況をより詳細に把握することができる。
FIG. 5 is a configuration diagram of a control system that controls the pressure of the
圧力測定部15で測定される泡層20の圧力は、ガス供給部50から供給されるガスの圧力のみならず、泡層20を形成する泡21に付着している汚泥粒子24と分解物26と水28の量にも依存する。泡21に付着している汚泥粒子24と分解物26と水28の量が多くなると、これらに働く重力によって泡層20の圧力が増加する。また、泡層20の圧力は泡層20に形成される泡21の数にも依存する。泡層20における泡21の数が多くなると、泡21に付着する汚泥粒子24と分解物26と水28の量も増加し、泡層20の圧力も増加する。泡層20の圧力は、消泡槽30における泡21の破泡速度にも依存する。消泡槽30における泡21の破泡速度が遅くなると、背圧が反応槽10にかかるため反応槽10に生成した泡層20の圧力が上昇する。
The pressure of the
圧力測定部15で測定される圧力P1は、泡21の密度ρbubbleと圧力測定部15の取り付け位置から配管16上面までの高さh5と消泡槽30の内部圧力P2を用いて、P1=ρbubble×h5+P2と表すことができる。ここで、消泡槽30の内部圧力P2は破泡が安定的に行われている場合には、一定の圧力を示す。また、泡21の密度は泡に付着した汚泥粒子24の量に依存する。これより、泡21に付着した汚泥粒子24の量は、ρbubble=(P1−P2)/h5の式で算出される泡21の密度ρbubbleを基にして把握することができる。従って、圧力測定部15で測定される圧力が下がり過ぎると、泡21への汚泥粒子24の付着量が減少していることになり、全VSS分解率とSS移送率が低下する傾向にある。
Pressure P1 measured by the
このような観点から泡21の密度ρbubbleは、0.16kg/m3以上であることが好ましく、0.20kg/m3以上であることがより好ましい。消泡槽30の内部圧力P2は消泡槽30の後段の機器圧力損失等により異なるため、設備運用開始前に適宜測定を行うことが好ましい。消泡槽30の内部圧力P2が所定の圧力を超える場合には、撹拌器32の回転数を上昇させる、又は、消泡剤供給部33からの消泡剤供給量を増やすことで消泡槽30の運転状況を安定させることができる。
This perspective density [rho bubble foam 21 is preferably at 0.16 kg / m 3 or more, more preferably 0.20 kg / m 3 or more. Since the internal pressure P2 of the
圧力測定部15を用いて泡層20の圧力を測定し、その値をもとに反応槽10を制御すれば、泡層20の圧力変動を抑制し安定な汚泥処理が実施できる。図5に示すように圧力測定部15で測定された圧力の測定は、信号線92を介して制御部90に送られる。制御部90は、入力される圧力の測定値に応じて各調節部を調節する。制御部90は、圧力の目標範囲と測定値とを比較し、圧力調整の要否を判断するように構成されてもよい。ガス供給部50においてオゾンを含むガスの流量を調節するガス流量調節部50A、液供給部12において汚泥含有液の供給流量を調節する流量調節部12B、反応槽10から排出されるドレンの排出流量を調節するドレン排出流量調節部18A、消泡槽30において泡21を破泡する撹拌器32の回転数を調節する回転数調節部32A、及び、消泡剤の注入量を調節する消泡剤流量調節部33Aと信号の送受信が可能なように、信号線94A,94B,94C,94D,及び94Eによってそれぞれ接続されている。制御部90には、これらの信号線を介して、それぞれの調節部から、オゾンを含むガスの流量、ドレンの排出流量、撹拌器32の回転数、消泡剤の供給流量の値が入力されるように構成されてもよい。
If the pressure of the
制御部90が反応槽10の泡層20の圧力の調整が必要であると判断した場合、ガス流量調節部50A、流量調節部12B、ドレン排出流量調節部18A、回転数調節部32A、及び、消泡剤流量調節部33Aの少なくとも一つの調節部に対して制御部90は制御信号を送信する。制御部90は、例えば、各調節部における目標設定値と測定値の乖離が最も大きい調節部を選択して制御信号を送信する。なお、制御方法はこのような実施形態に限定されない。
When the
制御信号を受信した調節部は、オゾンを含むガスの流量、汚泥含有液の供給流量、ドレンの排出流量、撹拌器32の回転数、及び消泡剤の注入量から選ばれる少なくとも一つの運転条件を調節する(調節工程)。運転条件を調節することによって、泡層20の圧力が調整される。これによって、泡層20の圧力が所定の範囲に調整される。圧力を所定の範囲に調整することによって、泡層20における泡21の上昇速度、泡層20と液層40との界面の高さh1、配管18から排出されるドレンの流量等を安定的に維持することができる。これによって、泡21に付着した汚泥粒子24の量を推測することが可能になるとともに、反応槽10における汚泥粒子24から分解物26への分解を所定の範囲内で安定的に行うことができる。なお、このような制御部90及び各調節部を設けることは必須ではない。
The control unit receiving the control signal performs at least one operation condition selected from the flow rate of the gas containing ozone, the supply flow rate of the sludge-containing liquid, the discharge flow rate of the drain, the rotation speed of the
図6は、別の実施形態におけるオゾン処理装置に備えられる反応槽10Aの斜視図である。反応槽10Aの内部は、区画板14によって複数の部屋に区画されている。このように、反応槽10Aの内部を複数の部屋に区画することによって、反応槽10Aをスケールアップした場合であっても、泡層20の形成が円滑に進行し、汚泥の分解、及び、汚泥及びその分解物と水との分離精度を、高い水準で両立することができる。反応槽10Aの場合、液供給部12は、各部屋における泡層20に汚泥含有液を供給し、ガス供給部50は、各部屋における液層40にオゾンを含むガスを供給する。区画板14は、液層40のドレン及び/又は泡層20の泡21が、隣接する部屋間を流通可能にする開口を有していてもよい。このような流通を可能にするため、区画板14は、例えばメッシュ状であってもよい。
FIG. 6 is a perspective view of a
図7は、オゾン処理装置100が適用される汚泥処理システムの一例を示す図である。汚泥処理システム1は、例えば下水処理場に適用される。汚泥処理システム1は、下水を処理する水処理装置80と、水処理装置80で生じた汚泥含有液を処理して、汚泥を減容化するオゾン処理装置100及び消化発酵装置70と、汚泥の脱水及び乾燥を行う汚泥処理装置60と備える。
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a sludge treatment system to which the
オゾン処理装置100において、汚泥含有液に含まれる汚泥を分解しつつ、汚泥及びその分解物と水とを分離することによって、下水から効率よく固体燃料及びリン肥料を生産することができる。オゾン処理装置100で得られた濃縮物29は、消化発酵装置70に供給して、メタンを製造してもよい。オゾン処理装置100で得られた水を含むドレンは、水処理装置80に供給してもよい。なお、オゾン処理装置100の用途は、図6の汚泥処理システム1に限定されるものではなく、汚泥含有液を処理する種々のシステムに適用することができる。
In the
本実施形態の汚泥処理方法は、反応槽10において、汚泥含有液をオゾンで処理して汚泥の分解物を含む泡層20と水を含む液層40とに分離する汚泥処理方法であって、オゾン及び酸素を含むオゾン含有ガスと、オゾンを含有しないガスとを混合する混合工程と、泡層20の内部に、汚泥含有液を供給する液供給工程と、泡層20の下側の液層40の中に、オゾンを含むガスを、汚泥含有液の汚泥に含まれる浮遊物質1gに対するオゾンの供給量が30mg以上、且つ、ガスの空塔速度が0.0035m/秒以上になるように供給するガス供給工程と、を有する。各工程は、上述のオゾン処理装置100についての説明に基づいて行うことができる。各工程の前後、又は同時に、別の任意の工程を行ってもよい。
The sludge treatment method of the present embodiment is a sludge treatment method in which a sludge-containing liquid is treated with ozone in a
例えば、図5に示すような制御システムを用いて、泡層20の圧力を測定する圧力測定工程と、反応槽10に接続された消泡槽30において、反応槽10から排出される泡を撹拌器で撹拌して破泡する撹拌工程と、消泡槽30に消泡剤供給部33から消泡剤を供給する消泡剤供給工程と、を有していてもよい。この場合、圧力測定工程で測定された圧力に基づいて、汚泥含有液の供給流量、ガスの供給流量、反応槽10からのドレンの排出流量、撹拌器32の回転数、及び、消泡剤の供給流量の少なくとも一つを調節する調節工程を有することが好ましい。これによって、泡層の圧力を所定範囲に調整することが可能となり、高い精度で汚泥の分解率を所定の範囲に維持することができる
For example, using a control system as shown in FIG. 5, the pressure measurement step of measuring the pressure of the
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に何ら限定されるものではない。例えば、本発明のオゾン処理装置は、オゾン含有ガスと、オゾンを含有しないガスとを混合する混合部を備えることは必須ではない。また、本発明の汚泥処理方法は、混合工程を備えることは必須ではなく、混合工程を経ていないオゾン含有ガスを、ガス供給工程で液層40の内部に供給してもよい。
The embodiments of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to the above embodiments. For example, it is not essential for the ozone treatment apparatus of the present invention to include a mixing unit that mixes an ozone-containing gas and a gas that does not contain ozone. The sludge treatment method of the present invention does not necessarily include a mixing step, and an ozone-containing gas that has not been subjected to the mixing step may be supplied to the inside of the
以下の実施例及び比較例を参照して発明の内容を詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではない。 The content of the present invention will be described in detail with reference to the following examples and comparative examples, but the present invention is not limited to the following examples.
(実施例1)
図1に示すようなオゾン処理装置に、下水の水処理装置から発生した汚泥含有液を供給してオゾン処理を行った。反応槽10の仕様は以下のとおりであった。
<反応槽10の仕様>
・反応槽10の内部全体の高さH:2.2m
・ガス供給部50の高さh0(散気体52の上端高さ):0.19m
・図2のように上面視した場合の反応槽10に対する散気体52の面積比率:36%
(Example 1)
The sludge-containing liquid generated from the sewage water treatment device was supplied to the ozone treatment device as shown in FIG. 1 to perform ozone treatment. The specifications of the
<Specifications of
-Height H of the whole inside of the reaction tank 10: 2.2 m
The height h 0 of the gas supply unit 50 (the height of the upper end of the diffused gas 52): 0.19 m
The area ratio of the diffused
汚泥含有液は、泡層20の内部に供給した。ガス供給部50からは、オゾンを含む酸素ガスと空気の混合ガスを反応槽10に供給した。反応槽10の上部に接続された配管16から泡を、反応槽10の下部に接続された配管18からドレンを連続的に排出した。ドレンの排出流量を調節して、反応槽10の内底10aを基準とする、液層40と泡層20との界面の高さh1を調整した。図1に示す高さh2〜h4は、表1に示すとおりであった。
The sludge-containing liquid was supplied into the
液層40と泡層20の界面の高さは、反応槽10の底部からのドレンの排出流量を調節することによって制御した。汚泥処理時において、反応槽10に供給される汚泥含有液、反応槽10の底部から排出されるドレン、及び反応槽10の上部から排出される泡のサンプリングを行った。
The height of the interface between the
サンプリングした汚泥含有液に含まれる浮遊物質(SS)の濃度を測定し、測定された濃度と汚泥含有液の供給流量から、単位時間当たりの浮遊物質の供給量を求めた。そして、浮遊物質(SS)の供給量に対する、オゾンの供給量(mg)の比、すなわちオゾン原単位[mg−O3/g−SS]を求めた。また、汚泥含有液に含まれる蒸発残留物(TDS)の濃度を測定した。 The concentration of suspended solids (SS) contained in the sampled sludge-containing liquid was measured, and the supply amount of suspended solids per unit time was determined from the measured concentration and the supply flow rate of the sludge-containing liquid. Then, for the supply amount of suspended solids (SS), the ratio of the supply amount of ozone (mg), i.e. to determine the ozone consumption rate [mg-O 3 / g- SS]. Further, the concentration of the evaporation residue (TDS) contained in the sludge-containing liquid was measured.
サンプリングしたドレンの蒸発残留物(TDS)の濃度、並びに、サンプリングした泡の浮遊物質(SS)、蒸発残留物(TDS)及び揮発性有機物(VSS)の濃度を測定した。これらの測定値から、上記式(1)及び式(2)によって、全VSS分解率及びSS移送率を算出した。 The concentration of the sampled evaporation residue (TDS) of the drain, and the concentrations of the suspended solids (SS), evaporation residue (TDS) and volatile organic matter (VSS) of the sampled foam were measured. From these measured values, the total VSS decomposition rate and the SS transfer rate were calculated by the above equations (1) and (2).
オゾン原単位、ガス空塔速度及び汚泥含有液の供給流量を変更して汚泥処理を行い、運転が安定化した後、同様のサンプリングを行い、オゾン原単位、SS移送率及び全VSS分解率を算出した。これらの算出結果と、汚泥処理の条件を合わせて表1、表2及び表3に示す。 The sludge treatment is performed by changing the basic unit of ozone, the gas superficial velocity and the supply flow rate of the sludge-containing liquid. After the operation is stabilized, the same sampling is performed, and the basic unit of ozone, SS transfer rate and total VSS decomposition rate are determined. Calculated. Tables 1, 2 and 3 show the results of these calculations and the sludge treatment conditions.
表1〜表3に示す実施例1−1〜1−14のいずれの運転条件においても、全VSS分解率は20重量%以上であり、且つ、SS移送率は60重量%以上であった。このように、実施例1−1〜1−14では、汚泥含有液に含まれる汚泥を十分に分解しつつ、汚泥含有液から高い精度で汚泥及びその分解物を分離することができた。 Under any of the operating conditions of Examples 1-1 to 1-14 shown in Tables 1 to 3, the total VSS decomposition rate was 20% by weight or more, and the SS transfer rate was 60% by weight or more. Thus, in Examples 1-1 to 1-14, while sufficiently decomposing the sludge contained in the sludge-containing liquid, the sludge and its decomposed products could be separated from the sludge-containing liquid with high accuracy.
図8は、表1〜表3に示す実施例1−1〜1−14のうち、汚泥含有液の供給流量が同等であり、且つ汚泥含有液中の浮遊物質の濃度が同等である実施例1−1〜1−4のデータをプロットしたグラフである。図8中、白丸のデータは、夏場に汚泥処理を行った実施例1−4のデータであり、黒丸のデータは冬場に汚泥処理を行ったデータである。気候による変動はみられるものの、オゾン原単位と全VSS分解率には良好な相関が認められた。この結果から、オゾン原単位を大きくすることによって、全VSS分解率を高くできることが確認された。図8に示す結果から、浮遊物質(SS)1gに対して、オゾンを30mg以上供給することによって、全VSS分解率を20重量%以上にすることができることがわかる。 FIG. 8 is an example in which the supply flow rate of the sludge-containing liquid is equal and the concentrations of the suspended solids in the sludge-containing liquid are equal among the examples 1-1 to 1-14 shown in Tables 1 to 3. It is the graph which plotted the data of 1-1 to 1-4. In FIG. 8, data in white circles is data of Example 1-4 in which sludge treatment was performed in summer, and data in black circles is data in which sludge treatment was performed in winter. Despite variations due to climate, a good correlation was found between the basic unit of ozone and the total VSS decomposition rate. From these results, it was confirmed that the total VSS decomposition rate can be increased by increasing the basic unit of ozone. From the results shown in FIG. 8, it is understood that the total VSS decomposition rate can be increased to 20% by weight or more by supplying 30 mg or more of ozone to 1 g of the suspended substance (SS).
図9は、表1〜表3に示す実施例1−1〜1−14のうち、ガス空塔速度による影響を調べるために、ガス空塔速度を変更した実施例1−10〜1−14のデータをプロットしたグラフである(他の条件はほぼ一定とした)。ガス空塔速度とSS移送率には良好な相関性が認められた。ガス空塔速度を大きくすることによって、SS移送率を高くできることが確認された。図9に示す結果から、ガス空塔速度を0.035m/秒以上にすることによって、SS移送率を80重量%以上にできることがわかる。 FIG. 9 shows Examples 1-10 to 1-14 in which the gas superficial velocity was changed among Examples 1-1 to 1-14 shown in Tables 1 to 3 in order to investigate the influence of the gas superficial velocity. Is a graph in which the data of the above are plotted (the other conditions were almost constant). Good correlation was found between the gas superficial velocity and the SS transfer rate. It was confirmed that the SS transfer rate could be increased by increasing the gas superficial velocity. From the results shown in FIG. 9, it is understood that the SS transfer rate can be increased to 80% by weight or more by setting the gas superficial velocity to 0.035 m / sec or more.
汚泥含有液の供給流量、オゾン原単位及びガス空塔速度がほぼ同じである、実施例1−7と実施例1−8の対比から、h4を大きくし、h1を小さくすれば、全VSS分解率が低くなり、SS移送率が高くできることが確認された。このように、泡層20と液層40の界面の高さh1を変えることによって、全VSS分解率とSS移送率の値を調整することができる。
Supply flow rate of the sludge-containing liquid, ozone intensity and gas superficial velocity is approximately the same, the comparison of Example 1-7 Example 1-8, to increase the h 4, by reducing the h 1, the total It was confirmed that the VSS decomposition rate was reduced and the SS transfer rate could be increased. Thus, by varying the height h 1 of the
(実施例2)
実施例1とはサイズの異なる反応槽を用いて、下水の水処理装置から発生した汚泥含有液を供給して、以下の条件でオゾン処理を行った。
<オゾン処理の条件>
・反応槽10の内部全体の高さH:3.44m
・ガス供給部50の高さh0(散気体52の上端高さ):0.15m
・液層40の高さh1:0.69m
・液供給部12の高さh2:1.9m
(Example 2)
Using a reaction tank having a size different from that of Example 1, the sludge-containing liquid generated from the sewage water treatment apparatus was supplied, and ozone treatment was performed under the following conditions.
<Conditions for ozone treatment>
-Height H of the whole inside of the reaction tank 10: 3.44m
The height h 0 of the gas supply unit 50 (the height of the upper end of the diffused gas 52): 0.15 m
The height of the-
・ Height h 2 of liquid supply unit 12: 1.9 m
表4、表5及び表6に示すとおり、異なる条件において、汚泥処理を行った。そして、実施例2と同様にして、各条件における全VSS分解率及びSS移送率を算出した。また、各条件において、下記計算式(I)及び計算式(II)の値を算出した。これらの結果を表4、表5及び表6に示す。なお、表4、表5及び表6、並びに式(II)における、泡の排出流量は、反応槽10の上部から流出する泡を液体に換算したときの流量である。
As shown in Tables 4, 5, and 6, sludge treatment was performed under different conditions. Then, in the same manner as in Example 2, the total VSS decomposition rate and the SS transfer rate under each condition were calculated. In each condition, the values of the following formulas (I) and (II) were calculated. The results are shown in Tables 4, 5 and 6. In addition, the discharge flow rate of the bubbles in Tables 4, 5, and 6, and the formula (II) is a flow rate when the bubbles flowing out from the upper part of the
反応槽単位断面積当たりの汚泥含有液の供給流量(L/m2/分)×汚泥含有液中のSS濃度(重量%)/100/ガス空塔速度(m/秒)/h4(m) … (I)
オゾン原単位(mg−O3/g−SS)×[(h3+h4)(m)/ガス空塔速度(m/秒)]×[(h3+h4)(m)/反応槽単位断面積当たりの泡の排出流量(L/m2/分)] … (II)
Supply flow rate of sludge-containing liquid per unit cross-sectional area of reactor (L / m 2 / min) × SS concentration in sludge-containing liquid (% by weight) / 100 / gas superficial velocity (m / sec) / h 4 (m )… (I)
Ozone intensity (mg-O 3 / g- SS) × [(
表4〜表6に示す実施例2−1〜2−14のいずれの運転条件においても、全VSS分解率は20重量%以上であり、且つ、SS移送率は60重量%以上であった。このように、実施例2−1〜2−14では、汚泥含有液に含まれる汚泥を十分に分解しつつ、汚泥含有液から効率よく汚泥及びその分解物を分離することができた。 Under any of the operating conditions of Examples 2-1 to 2-14 shown in Tables 4 to 6, the total VSS decomposition rate was 20% by weight or more, and the SS transfer rate was 60% by weight or more. Thus, in Examples 2-1 to 2-14, sludge and its decomposed products could be efficiently separated from the sludge-containing liquid while sufficiently decomposing the sludge contained in the sludge-containing liquid.
図10は、横軸を計算式(I)の値、縦軸をSS移送率として、実施例2−1〜2−14のデータをプロットしたグラフである。図10にプロットされている各点の符号は、表4,5,6の「図中の識別番号」に対応している。計算式(I)とSS移送率は良好な相関があることが確認された。計算式(I)の分母には、ガス空塔速度が含まれている。したがって、ガス空塔速度を大きくすれば、SS移送率が高くなる傾向にあることが確認された。 FIG. 10 is a graph in which the data of Examples 2-1 to 2-14 are plotted, with the horizontal axis representing the value of the formula (I) and the vertical axis representing the SS transfer rate. The signs of the points plotted in FIG. 10 correspond to “identification numbers in the figure” in Tables 4, 5, and 6. It was confirmed that the formula (I) and the SS transfer rate had a good correlation. The denominator of the formula (I) includes the gas superficial velocity. Therefore, it was confirmed that as the gas superficial velocity increased, the SS transfer rate tended to increase.
図10において、(1),(2),(7)の点は、汚泥含有液の供給流量が約7500L/分のときの結果である。(3),(4)の点は、汚泥含有液の供給流量が約6000L/分のときの結果である。(5)の点は、汚泥含有液の供給流量が約4500L/分のときの結果である。(6)の点は、汚泥含有液の供給流量が約4100L/分のときの結果である。これらの結果から、汚泥含有液の供給流量によらず、式(I)の値を小さくすることによって、SS移送率を大きくできることが確認された。 In FIG. 10, points (1), (2) and (7) are the results when the supply flow rate of the sludge-containing liquid is about 7500 L / min. Points (3) and (4) are the results when the supply flow rate of the sludge-containing liquid is about 6000 L / min. Point (5) is the result when the supply flow rate of the sludge-containing liquid is about 4500 L / min. Point (6) is the result when the supply flow rate of the sludge-containing liquid is about 4100 L / min. From these results, it was confirmed that the SS transfer rate could be increased by reducing the value of the formula (I) regardless of the supply flow rate of the sludge-containing liquid.
図11は、横軸を以下の計算式(II)の値、縦軸を全VSS分解率として、実施例2−1〜2−14のデータをプロットしたグラフである。これらの結果から、計算式(II)を大きくすることによって、全VSS分解率が高くなる傾向にあることが確認された。計算式(II)には、分母にガス空塔速度が、分子にオゾン原単位が含まれている。このことから、オゾン原単位を大きくすれば全VSS分解率が高くなる傾向にあるが、ガス空塔速度も大きくすると全VSS分解率が低くなる傾向にあることが分かる。 FIG. 11 is a graph in which the data of Examples 2-1 to 2-14 are plotted, with the horizontal axis representing the value of the following formula (II) and the vertical axis representing the total VSS decomposition rate. From these results, it was confirmed that the total VSS decomposition rate tends to increase by increasing the calculation formula (II). The calculation formula (II) includes the gas superficial velocity in the denominator and the unit of ozone in the numerator. From this fact, it can be understood that the total VSS decomposition rate tends to increase as the unit of ozone increases, but the total VSS decomposition rate tends to decrease as the gas superficial velocity increases.
図12は、横軸をオゾン原単位、縦軸を全VSS分解率として、実施例2−1〜2−14のデータをプロットしたグラフである。これらの結果からも、オゾン原単位を大きくすれば全VSS分解率が高くなる傾向にあることが分かる。 FIG. 12 is a graph plotting the data of Examples 2-1 to 2-14, with the horizontal axis representing the basic unit of ozone and the vertical axis representing the total VSS decomposition rate. From these results, it can be seen that increasing the basic unit of ozone tends to increase the total VSS decomposition rate.
図10、図11及び図12の結果から、SS移送率と全VSS分解率の両方を所定の目標値よりも高くするためには、例えば、まず、図10に基づき、汚泥含有液の供給流量に応じて、SS移送率の目標値を満足するためのガス空塔速度の下限を設定する。その後、当該下限を満たす範囲で、図11及び図12に基づいて、全VSS分解率の目標値を満足できるようなガス空塔速度とオゾン原単位を設定する。これによって、汚泥処理においてSS移送率と全VSS分解率の両方を所定の目標値よりも高くすることができる。 From the results of FIG. 10, FIG. 11 and FIG. 12, in order to make both the SS transfer rate and the total VSS decomposition rate higher than the predetermined target values, for example, first, based on FIG. , The lower limit of the gas superficial velocity for satisfying the target value of the SS transfer rate is set. Thereafter, within the range that satisfies the lower limit, based on FIGS. 11 and 12, the gas superficial velocity and the basic unit of ozone are set so as to satisfy the target value of the total VSS decomposition rate. Thereby, in the sludge treatment, both the SS transfer rate and the total VSS decomposition rate can be made higher than a predetermined target value.
1…汚泥処理システム、10,10A…反応槽、10a…内底、10b…上端、12…液供給部、12A…分岐管、12B…流量調節部、12a…供給口、14…区画板、15…圧力測定部、16,18…配管、18A…ドレン排出流量調節部、20…泡層、21…泡、22…泡本体、24…汚泥粒子、26…分解物、28…水、29…濃縮物、30…消泡槽、32…撹拌器、32A…回転数調節部、33…消泡剤供給部、33A…消泡剤流量調節部、34…ガス供給部、40…液層、50…ガス供給部、50A…ガス流量調節部、51…ガス、52…散気体、54…配管部、55…混合部、56…オゾン発生部、58…空気供給部、60…汚泥処理装置、70…消化発酵装置、80…水処理装置、90…制御部、92,94A,94B,94C,94D,94E…信号線、100…オゾン処理装置。
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記泡層の内部に前記汚泥含有液を供給する液供給部と、
前記泡層の下側の前記液層の内部にオゾンを含むガスを供給するガス供給部と、
前記泡層の圧力を測定する圧力測定部と、
前記圧力測定部で測定された圧力に基づいて、前記液供給部から供給される前記汚泥含有液の供給流量、前記ガス供給部からの前記ガスの供給流量、及び前記反応槽からのドレンの排出流量の少なくとも一つを調節する制御部と、を備えており、
前記ガス供給部は、前記汚泥含有液の前記汚泥に含まれる浮遊物質1gに対するオゾンの供給量が30mg以上、且つ、前記反応槽のガス空塔速度が0.0035m/秒以上になるように前記ガスを供給する、オゾン処理装置。 An ozone treatment apparatus comprising a reaction tank for treating a sludge-containing liquid with ozone to separate a foam layer containing a decomposition product of sludge and a liquid layer containing water,
A liquid supply unit that supplies the sludge-containing liquid inside the foam layer,
A gas supply unit that supplies a gas containing ozone to the inside of the liquid layer below the foam layer,
A pressure measuring unit for measuring the pressure of the foam layer,
Based on the pressure measured by the pressure measuring unit, the supply flow rate of the sludge-containing liquid supplied from the liquid supply unit, the supply flow rate of the gas from the gas supply unit, and the discharge of drain from the reaction tank A control unit for adjusting at least one of the flow rates ,
The gas supply unit is configured such that the supply amount of ozone to 1 g of suspended matter contained in the sludge of the sludge-containing liquid is 30 mg or more, and the gas superficial velocity of the reaction tank is 0.0035 m / sec or more. An ozone treatment device that supplies gas .
前記泡層の内部に前記汚泥含有液を供給する液供給部と、
前記泡層の下側の前記液層の内部にオゾンを含むガスを供給するガス供給部と、
前記泡層の圧力を測定する圧力測定部と、
前記反応槽に接続され、前記反応槽から排出される泡を撹拌器で撹拌して破泡する消泡槽と、
前記消泡槽に消泡剤を供給する消泡剤供給部と、
前記圧力測定部で測定された圧力に基づいて、前記液供給部から供給される前記汚泥含有液の供給流量、前記ガス供給部からの前記ガスの供給流量、及び前記反応槽からのドレンの排出流量の少なくとも一つを調節する制御部と、を備えており、
前記ガス供給部は、前記汚泥含有液の前記汚泥に含まれる浮遊物質1gに対するオゾンの供給量が30mg以上、且つ、前記反応槽のガス空塔速度が0.0035m/秒以上になるように前記ガスを供給する、オゾン処理装置。 An ozone treatment apparatus comprising a reaction tank for treating a sludge-containing liquid with ozone to separate a foam layer containing a decomposition product of sludge and a liquid layer containing water,
A liquid supply unit that supplies the sludge-containing liquid inside the foam layer,
A gas supply unit that supplies a gas containing ozone to the inside of the liquid layer below the foam layer,
A pressure measuring unit for measuring the pressure of the foam layer,
A defoaming tank connected to the reaction tank and agitating foam discharged from the reaction tank with a stirrer to break bubbles.
An antifoaming agent supply unit that supplies an antifoaming agent to the antifoaming tank ,
Based on the pressure measured by the pressure measuring unit, the supply flow rate of the sludge-containing liquid supplied from the liquid supply unit, the supply flow rate of the gas from the gas supply unit, and the discharge of drain from the reaction tank A control unit for adjusting at least one of the flow rates ,
The gas supply unit is configured such that the supply amount of ozone to 1 g of the suspended substance contained in the sludge of the sludge-containing liquid is 30 mg or more, and the gas superficial velocity of the reaction tank is 0.0035 m / sec or more. An ozone treatment device that supplies gas .
オゾン及び酸素を含むオゾン含有ガスと、オゾンを含有しないガスとを混合する混合部と、
前記混合部よりも下流側に、多孔質材で構成され、前記液層に前記ガスを供給する散気体と、を有する、請求項1〜3のいずれか一項に記載のオゾン処理装置。 The gas supply unit,
A mixing section for mixing an ozone-containing gas containing ozone and oxygen, and a gas not containing ozone,
The ozone treatment apparatus according to any one of claims 1 to 3 , further comprising, on the downstream side of the mixing section, a gas diffuser configured of a porous material and supplying the gas to the liquid layer.
前記泡層の内部に、前記汚泥含有液を供給する液供給工程と、
前記泡層の下側の前記液層の中に、オゾンを含むガスを、前記汚泥含有液の前記汚泥に含まれる浮遊物質1gに対するオゾンの供給量が30mg以上、且つ、前記ガスの空塔速度が0.0035m/秒以上になるように供給するガス供給工程と、
前記泡層の圧力を測定する圧力測定工程と、
前記圧力測定工程で測定された圧力に基づいて、前記汚泥含有液の供給流量、前記ガスの供給流量、及び前記反応槽からのドレンの排出流量の少なくとも一つを調節する調節工程と、を有する、汚泥処理方法。 A sludge treatment method in which a sludge-containing liquid is treated with ozone in a reaction tank to separate a foam layer containing a decomposition product of sludge and a liquid layer containing water,
A liquid supply step of supplying the sludge-containing liquid inside the foam layer,
In the liquid layer below the foam layer, the gas containing ozone is supplied at a supply rate of 30 mg or more per 1 g of suspended matter contained in the sludge of the sludge-containing liquid, and the superficial velocity of the gas A gas supply step of supplying the gas so as to be 0.0035 m / sec or more ;
A pressure measurement step of measuring the pressure of the foam layer,
An adjusting step of adjusting at least one of a supply flow rate of the sludge-containing liquid, a supply flow rate of the gas, and a discharge flow rate of drain from the reaction tank based on the pressure measured in the pressure measurement step. , Sludge treatment method.
前記泡層の内部に、前記汚泥含有液を供給する液供給工程と、
前記泡層の下側の前記液層の中に、オゾンを含むガスを、前記汚泥含有液の前記汚泥に含まれる浮遊物質1gに対するオゾンの供給量が30mg以上、且つ、前記ガスの空塔速度が0.0035m/秒以上になるように供給するガス供給工程と、
前記泡層の圧力を測定する圧力測定工程と、
前記反応槽に接続された消泡槽において、前記反応槽から排出される泡を撹拌器で撹拌して破泡する撹拌工程と、
前記消泡槽に消泡剤を供給する消泡剤供給工程と、
前記圧力測定工程で測定された圧力に基づいて、前記汚泥含有液の供給流量、前記ガスの供給流量、前記反応槽からのドレンの排出流量、前記撹拌器の回転数、及び、前記消泡剤の供給流量の少なくとも一つを調節する調節工程と、を有する、汚泥処理方法。 A sludge treatment method in which a sludge-containing liquid is treated with ozone in a reaction tank to separate a foam layer containing a decomposition product of sludge and a liquid layer containing water,
A liquid supply step of supplying the sludge-containing liquid inside the foam layer,
In the liquid layer below the foam layer, a gas containing ozone is supplied. The supply amount of ozone to the suspended substance 1 g contained in the sludge of the sludge-containing liquid is 30 mg or more, and the superficial velocity of the gas A gas supply step of supplying the gas so as to be 0.0035 m / sec or more;
A pressure measurement step of measuring the pressure of the foam layer,
In a defoaming tank connected to the reaction tank, a stirring step of stirring the foam discharged from the reaction tank with a stirrer to break bubbles,
An antifoaming agent supplying step of supplying an antifoaming agent to the defoaming tank,
Based on the pressure measured in the pressure measuring step, the supply flow rate of the sludge-containing liquid, the supply flow rate of the gas, the discharge flow rate of the drain from the reaction tank, the rotation speed of the stirrer, and the defoaming agent Adjusting the at least one of the supply flow rates of the sludge.
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