JP6858326B2 - 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。
る。その結果、エアレーションタンク12においては、有機物を細胞内に取り込んで増殖した好気性微生物と、好気消化されなかった有機物から主に構成される汚泥が生成される。エアレーションタンク12において生成された汚泥は、最終沈殿槽13へと送られる。
従来法で使用される完全混合型消化槽や卵形消化槽等では汚泥が30日間位滞留するため、消化槽の容積が非常に大きくなる。また、一般的に行われている中温菌を用いる方法では消化槽内部の温度を37℃位に維持するが、この時、外部からの加熱のため、発生したバイオガスの2/3位を熱源として使用する。
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。
上記の説明においては、最初沈殿槽11及び最終沈殿槽13において沈殿した汚泥を、そのまま可溶化槽14に導入したが、有機物処理システム1は、最初沈殿槽11及び最終沈殿槽13と可溶化槽14との間に、最初沈殿槽11及び最終沈殿槽13において沈殿した汚泥を脱水する脱水手段をさらに有してもよい。有機物処理システム1が脱水手段を有することにより、汚泥の容量を減少させることができるので、嫌気性発酵槽17をさらに小型化することが可能になる。
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/kg)であり、アンモニア態窒素は21,700(mg/kg)であり、総硫黄は、12,800mg/kg)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、EGSB型発酵槽、UASB型発酵槽、嫌気性固定床式発酵槽又は嫌気性流動床式発酵槽を用いて、凝集化した嫌気性微生物により下水汚泥を分解するための嫌気性発酵工程を実施することができる。したがって、従来の嫌気性発酵槽に比べて嫌気性発酵槽17を小型化することができる。
また、小型化した嫌気性発酵槽で可溶化汚泥を消化する時、内部の温度を維持するために、発生したバイオガスの熱源により加熱する必要がないので、大量のバイオガスを外部に供給することが可能となる。
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・・・嫌気性発酵槽
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・・・可溶化槽
26・・・揮発性ガス除去槽
27・・・硫化物除去槽
28・・・嫌気性発酵槽
Claims (7)
- 有機性廃棄物を取得する汚泥取得手段と、
前記汚泥取得手段が取得した前記有機性廃棄物にアルカリ性物質を混合してpHを10以上14以下にした後に、100℃以上350℃以下の温度になるように加熱することにより、前記有機性廃棄物を可溶化して可溶化有機性廃棄物を生成する可溶化手段と、
pHが10以上14以下であり、かつ温度が100℃以上350℃以下の前記可溶化有機性廃棄物を霧状にフラッシュすることにより発生するアンモニア及び二酸化硫黄を除去する揮発性ガス除去手段と、
凝集化した嫌気性微生物に、前記アンモニア及び前記二酸化硫黄を除去した後の前記可溶化有機性廃棄物を消化させる嫌気性発酵手段と、
を有する有機物処理システム。 - 前記可溶化手段が前記有機性廃棄物を可溶化する前に、前記汚泥取得手段が取得した前記有機性廃棄物を
脱水する脱水手段をさらに有する、
請求項1に記載の有機物処理システム。 - 前記可溶化有機性廃棄物を固液分離する固液分離手段をさらに有し、
前記嫌気性発酵手段は、前記固液分離手段により固形物が除去された後の分離後有機性廃棄物可溶化液を前記嫌気性微生物に消化させる、
請求項1又は2に記載の有機物処理システム。 - 前記固液分離手段は、50℃以上の温度の前記分離後有機性廃棄物可溶化液を生成する、
請求項3に記載の有機物処理システム。 - 前記固液分離手段は、固形物濃度が500mg/L以下の前記分離後有機性廃棄物可溶化液を生成する、
請求項3又は4に記載の有機物処理システム。 - 有機性廃棄物を取得する工程と、
取得した前記有機性廃棄物にアルカリ性物質を混合してpHを10以上14以下にした後に、100℃以上350℃以下の温度になるように加熱することにより、前記有機性廃棄物を可溶化して可溶化有機性廃棄物を生成する工程と、
pHが10以上14以下であり、かつ温度が100℃以上350℃以下の前記可溶化有機性廃棄物を霧状にフラッシュすることにより発生するアンモニア及び二酸化硫黄を除去する工程と、
凝集化した嫌気性微生物に、前記アンモニア及び前記二酸化硫黄を除去した後の前記可溶化有機性廃棄物を消化させる工程と、
を有する有機物処理方法。 - 前記可溶化有機性廃棄物を生成する工程と、前記可溶化有機性廃棄物を消化させる工程との間に、前記可溶化有機性廃棄物を生成する工程において生成した前記可溶化有機性廃棄物を固液分離させる工程をさらに有する、
請求項6に記載の有機物処理方法。
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