JP7101858B1 - 汚泥減容化装置 - Google Patents
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Abstract
Description
しかし、投入エネルギーコストが、減容化により得られる削減コストを上回ることが多く、十分なメリットが得られる技術は普及していない。
また、上記の熱、電気、アルカリや次亜塩素酸などの薬品を用いる技術とは異なった汚泥の減容化手法も提案されている。
脱窒槽(1)と、硝化槽(2)と、硝化槽通過後の汚泥を固液分離する固液分離手段(3)と、
前記固液分離手段(3)で分離された汚泥を前記脱窒槽(1)に返送汚泥ライン(7)を介して返送する返送汚泥ポンプ(6)と、を備え、
前記返送汚泥ライン(7)に、外部空気を取り込むことなく、返送する返送汚泥のみを取り込み、該取り込まれた返送汚泥中の一部の微生物の細胞壁を破壊して可溶化する噴流ノズル(9)を設置し、
前記噴流ノズル(9)は、汚泥入口(92)と、該汚泥入口(92)に連通する膨出空間である空洞部(94)と、該空洞部(94)に連通する細い筒状空筒部(96)と、該筒状空筒部(96)の先端(97)とを有し、
前記汚泥入口(92)より返送汚泥ポンプ(6)を介して導入された返送汚泥は、前記空洞部(94)に送られて圧縮が促進され、
前記圧縮された汚泥が前記筒状空筒部(96)に送られる際に、汚泥中の微生物に剪断力が働くと共に、
さらに前記筒状空筒部(96)の先端(97)から、前記返送汚泥ライン(7)の配管に送られる際にも汚泥中の微生物に剪断力が働き、
前記汚泥中の微生物に働く剪断力により、微生物の細胞壁を破壊して可溶化することを特徴とする汚泥減容化装置。
(請求項2)
脱窒槽(1)と、硝化槽(2)と、硝化槽通過後の汚泥を固液分離する固液分離手段(3)と、
前記固液分離手段(3)で分離された汚泥を前記脱窒槽(1)に返送汚泥ライン(7)を介して返送する返送汚泥ポンプ(6)と、
前記硝化槽(2)から前記脱窒槽(1)に循環液を移送する循環液移送ライン(8)を介して循環液を移送する循環液移送ポンプとを備え、
前記循環移送ライン(8)に、外部空気を取り込むことなく、前記循環液のみを取り込み、該取り込まれた循環液中の一部の微生物の細胞壁を破壊して可溶化する噴流ノズル(9)を設置し、
前記循環液移送ライン(8)に設置した前記噴流ノズル(9)は、汚泥入口(92)と、該汚泥入口(92)に連通する膨出空間である空洞部(94)と、該空洞部(94)に連通する細い筒状空筒部(96)と、該筒状空筒部(96)の先端(97)とを有し、
前記汚泥入口(92)より循環液移送ポンプを介して導入された高圧の循環液汚泥は、前記空洞部(94)に送られて圧縮が促進され、
前記圧縮された汚泥が、前記筒状空筒部(96)に送られる際に、汚泥中の微生物に剪断力が働くと共に、
さらに前記筒状空筒部(96)の先端(97)から、前記循環液移送ライン(8)の配管に送られる際にも汚泥中の微生物に剪断力が働き、
前記汚泥中の微生物に働く剪断力により、微生物の細胞壁を破壊して可溶化することを特徴とする汚泥減容化装置。
(請求項3)
前記硝化槽(2)から前記脱窒槽(1)に循環液を移送する循環液移送ライン(8)を介して循環液を移送する循環液移送ポンプとを備え、
前記循環液移送ライン(8)に、外部空気を取り込むことなく、前記循環液のみを取り込み、該取り込まれた循環液中の一部の微生物の細胞壁を破壊して可溶化する噴流ノズルを設置し、
前記循環液移送ライン(8)に設置した前記噴流ノズル(9)は、汚泥入口(92)と、該汚泥入口(92)に連通する膨出空間である空洞部(94)と、該空洞部(94)に連通する細い筒状空筒部(96)と、該筒状空筒部(96)の先端(97)とを有し、
前記汚泥入口(92)より循環液移送ポンプを介して導入された高圧の循環液汚泥は、前記空洞部(94)に送られて圧縮が促進され、
前記圧縮された汚泥が、前記筒状空筒部(96)に送られる際に、汚泥中の微生物に剪断力が働くと共に、
さらに前記筒状空筒部(96)の先端(97)から、前記循環液移送ライン(8)の配管に送られる際にも汚泥中の微生物に剪断力が働き、
前記汚泥中の微生物に働く剪断力により、微生物の細胞壁を破壊して可溶化することを特徴とする請求項1記載の汚泥減容化装置。
(請求項4)
前記空洞部(94)に送られる汚泥の圧力は、0.05~0.25MPaの範囲であることを特徴とする請求項1、2又は3記載の汚泥減容化装置。
(請求項5)
前記硝化槽(2)と前記固液分離手段(3)の間に、二次脱窒槽(4)を備えることを特徴とする請求項1~4の何れかに記載の汚泥減容化装置。
(請求項6)
汚泥再生処理を含むし尿処理施設に適用されることを特徴とする請求項1~5の何れかに記載の汚泥減容化装置。
図1は、本発明の汚泥減容化装置の好ましい実施形態を示すブロック図である。
A方式:「標準脱窒素処理方式」…脱窒素槽⇒硝化槽⇒二次脱窒素槽⇒再曝気槽⇒沈殿槽による処理方式
B方式:「高負荷脱窒素処理方式」…脱窒素槽⇒硝化槽⇒二次脱窒素槽⇒再曝気槽⇒沈殿槽による処理方式
C方式:「膜分離高負荷膜脱窒素処理方式」…脱窒素槽⇒硝化槽⇒二次脱窒素槽⇒膜分離槽による処理方式
図3は、本発明の装置の作用を説明する図であり、図3の(A)は、汚泥の減容化が何ゆえに要請されるかについて説明する。
本発明における汚泥の減容化率は、5~30%の範囲が好ましく、より好ましくは、10~20%の範囲である。
図2に示す噴流ノズルを用いて、微生物(汚泥)の可溶化試験を行った結果を説明する。
試験における汚泥(SS)の減少量は、表3の通りであった。
一般的に、汚泥の可溶化効果がある場合は、処理によって汚泥(SS)が減少し、溶解性のCODが増加する。
BOD(COD)1kgは、メタノール0.86kgに相当する。これは濃度100%の場合であるが、50%の場合は1.72kgとなる。
また、表4における「増加COD量」は、「1.バッチ試験データ」に基づき、「返送汚泥量」は、表1で示した比率に基づく。
また、「減容化汚泥量」は、「1.バッチ試験データ」に基づく。
更に、余剰汚泥発生量は、減容化処理をしない場合に発生する量とする。
可溶化した汚泥がその後に再合成されない場合は、表5のようになるが、実際は一部のBOD(COD)や窒素成分が再び菌体となる。
BODと汚泥生成量の関係は以下の式で表される。
(BODと汚泥生成量の関係式)
ΔS=aLr-bSa
脱窒におけるメタノール消費量と菌体合成の関係は以下の式で表される。
NO3 -+1.08CH3OH+H+→0.065C5H7NO2+0.47N2↑+0.76CO2+2.44H2O
汚泥再合成量も含めた最終的な汚泥減容化率は、表7の通りである。
以上のラボ試験では、汚泥中の固形物(SS)が7%減少した。
また、ノズル設置による返送汚泥ポンプ電流値の上昇は、1~2%と非常に小さく、ランニングコストの上昇は、電流値上昇分の電気代のみであった。
2:硝化槽
3:沈殿槽
4:二次脱窒槽
5:再曝気槽
6:返送汚泥ポンプ
7:返送汚泥ライン
8:循環液移送ライン
9:噴流ノズル
90:内筒
91:外筒
92:汚泥入口
93:先端部
94:空洞部
95:後端部
96:筒状空筒部
97:先端
Claims (6)
- 脱窒槽(1)と、硝化槽(2)と、硝化槽通過後の汚泥を固液分離する固液分離手段(3)と、
前記固液分離手段(3)で分離された汚泥を前記脱窒槽(1)に返送汚泥ライン(7)を介して返送する返送汚泥ポンプ(6)と、を備え、
前記返送汚泥ライン(7)に、外部空気を取り込むことなく、返送する返送汚泥のみを取り込み、該取り込まれた返送汚泥中の一部の微生物の細胞壁を破壊して可溶化する噴流ノズル(9)を設置し、
前記噴流ノズル(9)は、汚泥入口(92)と、該汚泥入口(92)に連通する膨出空間である空洞部(94)と、該空洞部(94)に連通する細い筒状空筒部(96)と、該筒状空筒部(96)の先端(97)とを有し、
前記汚泥入口(92)より返送汚泥ポンプ(6)を介して導入された返送汚泥は、前記空洞部(94)に送られて圧縮が促進され、
前記圧縮された汚泥が前記筒状空筒部(96)に送られる際に、汚泥中の微生物に剪断力が働くと共に、
さらに前記筒状空筒部(96)の先端(97)から、前記返送汚泥ライン(7)の配管に送られる際にも汚泥中の微生物に剪断力が働き、
前記汚泥中の微生物に働く剪断力により、微生物の細胞壁を破壊して可溶化することを特徴とする汚泥減容化装置。 - 脱窒槽(1)と、硝化槽(2)と、硝化槽通過後の汚泥を固液分離する固液分離手段(3)と、
前記固液分離手段(3)で分離された汚泥を前記脱窒槽(1)に返送汚泥ライン(7)を介して返送する返送汚泥ポンプ(6)と、
前記硝化槽(2)から前記脱窒槽(1)に循環液を移送する循環液移送ライン(8)を介して循環液を移送する循環液移送ポンプとを備え、
前記循環移送ライン(8)に、外部空気を取り込むことなく、前記循環液のみを取り込み、該取り込まれた循環液中の一部の微生物の細胞壁を破壊して可溶化する噴流ノズル(9)を設置し、
前記循環液移送ライン(8)に設置した前記噴流ノズル(9)は、汚泥入口(92)と、該汚泥入口(92)に連通する膨出空間である空洞部(94)と、該空洞部(94)に連通する細い筒状空筒部(96)と、該筒状空筒部(96)の先端(97)とを有し、
前記汚泥入口(92)より循環液移送ポンプを介して導入された高圧の循環液汚泥は、前記空洞部(94)に送られて圧縮が促進され、
前記圧縮された汚泥が、前記筒状空筒部(96)に送られる際に、汚泥中の微生物に剪断力が働くと共に、
さらに前記筒状空筒部(96)の先端(97)から、前記循環液移送ライン(8)の配管に送られる際にも汚泥中の微生物に剪断力が働き、
前記汚泥中の微生物に働く剪断力により、微生物の細胞壁を破壊して可溶化することを特徴とする汚泥減容化装置。 - 前記硝化槽(2)から前記脱窒槽(1)に循環液を移送する循環液移送ライン(8)を介して循環液を移送する循環液移送ポンプとを備え、
前記循環液移送ライン(8)に、外部空気を取り込むことなく、前記循環液のみを取り込み、該取り込まれた循環液中の一部の微生物の細胞壁を破壊して可溶化する噴流ノズルを設置し、
前記循環液移送ライン(8)に設置した前記噴流ノズル(9)は、汚泥入口(92)と、該汚泥入口(92)に連通する膨出空間である空洞部(94)と、該空洞部(94)に連通する細い筒状空筒部(96)と、該筒状空筒部(96)の先端(97)とを有し、
前記汚泥入口(92)より循環液移送ポンプを介して導入された高圧の循環液汚泥は、前記空洞部(94)に送られて圧縮が促進され、
前記圧縮された汚泥が、前記筒状空筒部(96)に送られる際に、汚泥中の微生物に剪断力が働くと共に、
さらに前記筒状空筒部(96)の先端(97)から、前記循環液移送ライン(8)の配管に送られる際にも汚泥中の微生物に剪断力が働き、
前記汚泥中の微生物に働く剪断力により、微生物の細胞壁を破壊して可溶化することを特徴とする請求項1記載の汚泥減容化装置。 - 前記空洞部(94)に送られる汚泥の圧力は、0.05~0.25MPaの範囲であることを特徴とする請求項1、2又は3記載の汚泥減容化装置。
- 前記硝化槽(2)と前記固液分離手段(3)の間に、二次脱窒槽(4)を備えることを特徴とする請求項1~4の何れかに記載の汚泥減容化装置。
- 汚泥再生処理を含むし尿処理施設に適用されることを特徴とする請求項1~5の何れかに記載の汚泥減容化装置。
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