JP7202211B2 - 有機性廃液の処理方法及び有機性廃液の処理システム - Google Patents
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Description
すなわち、本発明は、以下の有機性廃液の処理方法及び有機性廃液の処理システムである。
特に、中小規模の工場や事業場など、下水排除基準に適合しない有機性廃液が少量発生する場合、有機性廃液を工場や事業場自体で処理する必要がなく、処理コストを大幅に削減することが可能となる。また、バイオマスとして着目されていなかった有機性廃液について、新たな再生可能資源としての利用を促進することができ、循環型社会の促進及び有機性廃液の排出側のCSR(Corporate Social Responsibility)に貢献することができる。
この特徴によれば、有機性廃液を下水処理設備に投入し、バイオマスとして利用する際に、効率よくエネルギー回収をすることが可能となる。
この特徴によれば、消化設備に有機性廃液を投入することで、有機性廃液が汚泥により希釈され、消化処理に適した形で有機性廃液の処理を進行させることが可能となる。
本発明の有機性廃液の処理システムは、下水排除基準に適合しない有機性廃液を、下水道(下水管渠)を介さずに下水処理場に輸送して、直接下水処理設備に投入することで、有機性廃液の処理と有機性廃液のバイオマス利用を可能とする。また、中小規模の工場や事業場など、下水排除基準に適合しない有機性廃液が少量発生する場合、有機性廃液を処理するための設備を工場や事業場自体に備える必要がなく、処理コストを大幅に削減することが可能となる。
この特徴によれば、消化設備に有機性廃液を投入することで、有機性廃液が汚泥により希釈され、消化処理に適した形で有機性廃液の処理を進行させることが可能となる。また、従来の生ごみなどの固形物バイオマスのように、破砕や選別等の前処理設備を設ける必要がなく、メタン発酵後の残渣の量が少ないため、設備投資や運転に係るコストを低減させることができる。
なお、実施態様に記載する有機性廃液の処理方法及び有機性廃液の処理システムについては、本発明に係る有機性廃液の処理方法及び有機性廃液の処理システムを説明するために例示したにすぎず、これに限定されるものではない。
(有機性廃液の処理システム)
図1は、本発明の第1の実施態様における有機性廃液の処理システムを示す概略説明図である。
本実施態様に係る有機性廃液の処理システム1aは、図1に示すように、有機性廃液Wが発生する発生源10、有機性廃液の輸送手段20、下水処理場30の下水処理設備31を備えるものである。
本実施態様の有機性廃液の処理システム1aにおいて、発生源10で発生した有機性廃液Wを、輸送手段20により回収する。回収された有機性廃液Wは、輸送手段20により下水処理場30に輸送された後、有機性廃液Wを処理する下水処理設備31に投入される。図1において、実線で示された矢印は、有機性廃液Wの移動の流れを示すものである。
表1及び表2に、下水道法施行令(平成27年11月19日施行)に基づく下水排除基準の一部を示す。なお、表1は、下水道法施行令第9条の4に基づく下水排除基準を示すものであり、表2は、下水道法施行令第9条の5に基づく下水排除基準を示すものである。
したがって、本発明の有機性廃液Wに係る下水排除基準については、本発明を適用する自治体が採用している規定に基づくものとすることが好ましい。なお、法改正等により下水排除基準が変更になった場合、本発明における有機性廃液Wに係る下水排除基準についても、法改正等に準じて変更されるものとする。
有機性廃液Wをバイオマスとして有効利用するには、有機性廃液W中に高濃度の有機物が含まれていること及び含まれる有機物が易分解性であることが好ましい。このような有機物の例としては、糖類やデンプンなどが挙げられる。また、有機性廃液W中の有機物濃度は、BODの下水排除基準以上であればよく、例えば、BODが600mg/L以上であることが好ましい。また、より好ましくはBODが5000mg/L以上、更に好ましくはBODが50000mg/L以上である。BODが高いほど、下水処理設備31において処理した際に取り出すことのできるエネルギーが大きくなるという利点がある。
したがって、本発明における有機性廃液Wは、高濃度の易分解性有機物を含み、BODのみが下水排除基準に適合しない有機性廃液Wであることが最も好ましい。
なお、後述するように、有機性廃液Wは下水処理設備31に投入されることで、結果として希釈される。したがって、BODのみではなく、BOD以外のパラメータ(pH、窒素、リン等)について下水排除基準に適合しない有機性廃液Wも、本発明の有機性廃液Wに含まれるものである。
輸送手段20は、有機性廃液Wを回収し、輸送することができるものであればよく、特に限定されない。例えば、図1に示すように、貯留槽11から有機性廃液Wを回収、貯留するポンプ21a、タンク21bを備えた輸送車両21が挙げられる。また、有機性廃液Wが入った容器12を積み込むための荷台21cを備えた輸送車両21などが挙げられる。なお、輸送車両21以外に、水上航行する移動体(船舶など)や飛行体などを用いるものとしてもよく、陸路輸送に限定されるものではない。
また、輸送手段20の他の例としては、発生源10と下水処理設備31を直接配管で接続し、下水道(下水管渠)によらず有機性廃液Wを回収、輸送するものが挙げられる。
図2に示すように、消化設備31a以外のその他の下水処理設備としては、例えば、水処理プロセスに用いる下水処理設備として、最初沈殿池31b、反応槽31c、最後沈殿池31d、消毒槽31eなどが挙げられる。また、汚泥処理プロセスに用いる下水処理設備として、濃縮設備31f、脱水設備31g、焼却設備31hなどが挙げられる。さらに、消化ガス発電プロセスに用いる下水処理設備として、脱硫装置31i、ガスホルダ31j、発電設備31kなどが挙げられる。
なお、回収したエネルギーのうち、電気エネルギーは下水処理場30内の各種設備で使用し、熱エネルギーは消化設備31aの加温に使用することができる。また、回収したエネルギーを下水処理場30外で利用するものであってもよい。
本実施態様の有機性廃液WはBODが高く、本来、通常の消化処理は困難である。しかし、下水処理場30の消化設備31aの処理容積に対して、発生源10で回収して投入する有機性廃液Wの量は、数%~10%程度、多くとも20%程度であり、有機性廃液W中の高濃度の有機物は消化設備31a内で希釈されることになる。したがって、BODの高い有機性廃液Wであっても嫌気性消化処理を進行させることが可能である。
また、濃縮設備31fに有機性廃液Wを投入し、濃縮設備31f内で有機性廃液Wの希釈を行った後、消化設備31aに導入するものとしてもよい。この場合も同様に、BODの高い有機性廃液Wの嫌気性消化処理を進行させることが可能となる。
なお、図3には示していないが、消化ガスの一部を、焼却設備31hの燃料とするものであってもよい。また、発電設備31kからの電気エネルギー及び熱エネルギーは、下水処理場30外で利用されるものであってもよい。
図5は、本発明の第2の実施態様における有機性廃液の処理システムを示す概略説明図である。また、図6は、本発明の第2の実施態様における有機性廃液の処理システムの廃液回収手段の別態様を示す概略説明図である。
第2の実施態様に係る有機性廃液の処理システム1bは、図5及び図6に示すように、発生源10において、下水道放流ができる水質の廃水W1と、下水道放流ができない水質の廃液W2(有機性廃液Wに相当)を区別して回収する廃液回収手段40を設けるものである。なお、第1の実施態様の構成と同じものについては、説明を省略する。
発生源10において廃水が発生する箇所は1つとは限らない。また、発生した廃水が必ず有機性廃液Wであるとも限らない。例えば、発生源10が糖類の入った調味液を用いる工場であった場合、調味液の廃液は下水道放流ができない水質の廃液W2(有機性廃液W)であるが、調味液に浸漬する前の原料(野菜、肉、梅など)を洗浄した廃水は下水道放流ができる水質の廃水W1であり、有機性廃液Wではない。
これらの廃水W1及び廃液W2を混合し、1つにまとめた結果、下水排除基準に適合しない有機性廃液Wになる場合であっても、有機性廃液W中のBODは低下しており、バイオマスとして活用する際に回収できるエネルギーが減少してしまう。また、下水処理設備31に投入する有機性廃液Wの量は少量であることが好ましいことから、廃水W1と廃液W2を混合することで、不要に有機性廃液Wの量を増やすことは好ましくない。
したがって、廃液回収手段40により、廃液W2のみを回収することで、BODが高く、かつ少量の有機性廃液Wを下水処理設備31に投入することができ、有機性廃液Wをバイオマスとして活用する際にエネルギー回収の高効率化が可能となる。
例えば、図5に示すように、廃液W2の発生箇所が特定可能な場合、特定した箇所に貯留タンク41を備えて廃液W2を貯留し、輸送手段20により回収、輸送するものが挙げられる。
また、例えば、図6に示すように、発生源10の廃水ライン42上にBOD計43と切り換え部44により切り換え可能な分岐回収ライン45を設け、BOD計43が下水排除基準の基準値以上を示した場合、切り替え部44により廃水ライン42を分岐回収ライン45に切り換え、分岐回収ライン45により廃液W2として輸送手段20により回収、輸送するものが挙げられる。また、BOD計43以外の下水排除基準に係るパラメータを測定する測定器を設け、測定結果によって切り換え部44を切り換えるものとしてもよい。
図7は、本発明の第3の実施態様における有機性廃液の処理システムを示す概略説明図である。
第3の実施態様に係る有機性廃液の処理システム1cは、図7に示すように、第1の実施態様に係る有機性廃液の処理システム1aにおいて、有機性廃液Wの回収、輸送のタイミングに係る連絡や有機性廃液Wの発生量に係る情報を集約して管理する情報管理部50を設けるものである。
例えば、発生源10や下水処理場30からの連絡を受け付け、連絡内容に基づいて輸送手段20の移動経路を設定し、輸送手段20の運転員に通知を行うものが挙げられる。なお、連絡手段及び通知手段は特に限定されず、電話、メールやSNSなどの情報端末を用いたもの等、公知の技術を用いることができる。
また、発生源10に有機性廃液Wの発生量に係る情報を得るための検出器51を設け、検出器51の検出結果を情報管理部50に集約し、輸送手段20の移動経路の設定及び輸送手段20の運転員への通知を行うものが挙げられる。検出器51は、有機性廃液Wを貯留する貯留槽11に設けられ、具体例としては、水位計やBOD計などが挙げられる。これにより、発生源10からの連絡を待つ必要がなく、事前に輸送手段20の移動経路を設定することができ、効率よく有機性廃液Wの回収を行うことができる。また、検出器51の代わりに、発生源10の稼働状態を示す情報(消費電力量、稼働スケジュール等)を情報管理部50に集約するものであってもよい。これにより、新たな設備投資が不要となる。
特に、中小規模の工場や事業場から発生する下水排除基準に適合しない有機性廃液の処理、及び下水処理設備における有機性廃液のバイオマスとしての活用において好適に利用されるものである。
Claims (6)
- 下水排除基準に適合する廃水と、下水排除基準に適合しない有機性廃液とを区別し、前記下水排除基準に適合しない有機性廃液を回収する工程と、
前記下水排除基準に適合しない有機性廃液を下水処理場に輸送する工程と、
前記有機性廃液を処理する下水処理設備に投入する工程とを備えることを特徴とする、有機性廃液の処理方法。 - 前記下水排除基準に適合する廃水は、下水道に放流することを特徴とする、請求項1に記載の有機性廃液の処理方法。
- 前記有機性廃液は、生物化学的酸素要求量(BOD)が下水排除基準に適合しないことを特徴とする、請求項1又は2に記載の有機性廃液の処理方法。
- 前記有機性廃液は、前記下水処理設備の消化設備に投入することを特徴とする、請求項1~3のいずれかに記載の有機性廃液の処理方法。
- 下水排除基準に適合する廃水と、下水排除基準に適合しない有機性廃液とを区別し、前記下水排除基準に適合しない有機性廃液を回収する廃液回収手段と、
前記下水排除基準に適合しない有機性廃液を下水処理場に輸送する輸送手段と、
前記有機性廃液を処理する下水処理設備とを備えることを特徴とする、有機性廃液の処理システム。 - 前記有機性廃液は、前記下水処理設備の消化設備に投入することを特徴とする、請求項5に記載の有機性廃液の処理システム。
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