JP7246339B2 - Method and apparatus for treating organic waste liquid - Google Patents

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Description

本発明は、有機性廃液の処理方法及び装置に関し、特に、少なくともマグネシウムイオンを含む有機性廃液の処理方法及び装置に関する。 The present invention relates to a method and apparatus for treating organic waste liquid, and more particularly to a method and apparatus for treating organic waste liquid containing at least magnesium ions.

有機性廃液をメタン発酵処理する方法は、運転コストが低いこと、メタン発酵処理後の消化汚泥が生物学的に安定していること、メタン発酵処理で得られる消化ガス(メタンガス)をエネルギーとして利用できることなど、多くのメリットがある。そのため、近年では厨芥、残飯、食品及び飲料品の製造残渣、下水汚泥、有機性の排水処理汚泥、家畜糞尿などの有機性廃液を対象としたメタン発酵設備の需要が増加している。 The method of methane fermentation treatment of organic waste liquid has low operating costs, the biological stability of digested sludge after methane fermentation treatment, and the use of digestion gas (methane gas) obtained from methane fermentation treatment as energy. There are many advantages such as being able to Therefore, in recent years, the demand for methane fermentation equipment for organic waste liquids such as kitchen waste, leftover food, food and beverage manufacturing residue, sewage sludge, organic wastewater treatment sludge, and livestock manure is increasing.

メタン発酵設備において、メタン発酵槽内は還元雰囲気であり、アンモニウムイオン(NH )、リン酸イオン(PO 3-)が溶液中に溶出しやすい環境にある。このため、メタン発酵槽内のマグネシウムイオン(Mg2+)の濃度が高いと、以下の化学平衡反応により、リン酸マグネシウムアンモニウム(以下「MAP」という。)の結晶が析出する。
Mg2++NH +HPO 2-+5HO+OH⇔Mg(NH)(PO)・6H
メタン発酵設備においては、メタン発酵槽の他、メタン発酵槽内消化液が滞留又は循環する系統にMAP由来のスケールが発生する事例がしばしば見られる。スケールは、消化液の引抜ポンプの閉塞やメタン発酵槽撹拌機の故障につながるため、定期的に設備の運転を停止して除去する必要があった。スケールが著しい場合には、メタン発酵槽内の消化液を全量排出して、槽内を清掃する必要が出てくることもある。その場合、膨大な消化液の処分費用がかかる。更に消化液の排出・清掃・再立上げまで、長期にわたり設備の稼動を停止する必要がでてくる。更には、メタン発酵設備の稼働停止中は廃棄物の処理を外部に委託する必要があるため、費用面の負担も大きかった。
In the methane fermentation facility, the inside of the methane fermentation tank is in a reducing atmosphere, which is an environment in which ammonium ions (NH 4 + ) and phosphate ions (PO 4 3− ) are easily eluted into the solution. Therefore, when the concentration of magnesium ions (Mg 2+ ) in the methane fermentation tank is high, crystals of magnesium ammonium phosphate (hereinafter referred to as “MAP”) precipitate due to the following chemical equilibrium reaction.
Mg 2+ +NH 4 + +HPO 4 2− +5H 2 O+OH ⇔Mg(NH 4 )(PO 4 ).6H 2 O
In methane fermentation equipment, cases of MAP-derived scale are often seen in the methane fermentation tank as well as in the system in which the digestive fluid in the methane fermentation tank stays or circulates. Since scale leads to clogging of the digestive juice extraction pump and failure of the methane fermentation tank agitator, it was necessary to periodically stop the operation of the equipment and remove it. If the scale is significant, it may be necessary to discharge all the digestive fluid in the methane fermentation tank and clean the inside of the tank. In that case, disposal costs for a huge amount of digestive fluid are required. Furthermore, it becomes necessary to stop the operation of the facility for a long period of time until the digestive juice is discharged, cleaned, and restarted. Furthermore, since it is necessary to outsource waste treatment while the methane fermentation equipment is out of operation, the cost burden is also large.

MAP由来のスケール対策に関しては、過去にも幾つかの技術が提案されている。たとえば、特開2003-117306号公報には、液中から特定イオンを除去する方法の一つとして晶析法が用いられてきたことが記載されている。そして、嫌気性消化汚泥の脱水ろ液など、液中にリン酸イオン、アンモニウムイオンを含有している排水では、マグネシウムを添加してMAPの結晶を析出させることが記載されている。当該公報の実施例においては、メタン発酵の処理水がリン、アンモニアを含有しており、マグネシウムとアルカリを供給することでリン酸マグネシウムアンモニウム(MAP)を結晶化させ、脱リン処理したことが記載されている。 Several techniques have been proposed in the past for MAP-derived scale countermeasures. For example, Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2003-117306 describes that a crystallization method has been used as one method for removing specific ions from liquid. In addition, it is described that magnesium is added to precipitate MAP crystals in wastewater containing phosphate ions and ammonium ions, such as the dehydrated filtrate of anaerobic digestion sludge. In the example of the publication, it is described that the treated water of methane fermentation contains phosphorus and ammonia, and magnesium ammonium phosphate (MAP) is crystallized by supplying magnesium and alkali, and dephosphorization treatment is performed. It is

再公表WO2006/078012号公報には、有機性廃液を嫌気性消化して発生した消化汚泥を配管輸送する際の配管内のスケールを防止する方法において、該消化汚泥に、マグネシウム化合物を添加することでMAPを晶析させる晶析工程と、該消化汚泥からし渣を除去するし渣の除去工程とで処理し、前記晶析工程とし渣の除去工程を経た該消化汚泥からMAPを含む微粒子を分離し、該微粒子が除去された消化汚泥を配管輸送することを特徴とする配管内のスケール防止方法が記載されている。また、このとき、曝気処理や減圧処理などを併用すると、脱炭酸してpHが上昇し、より効率的にMAPを析出させることができると記載されている。 Republished WO 2006/078012 describes a method for preventing scale in piping when transporting digested sludge generated by anaerobic digestion of an organic waste liquid by adding a magnesium compound to the digested sludge. and a screen residue removal step of removing screen residue from the digested sludge, and fine particles containing MAP are removed from the digested sludge that has undergone the crystallization step and the residue removal step. A method for preventing scale in pipes is described, which is characterized in that the digested sludge from which the fine particles have been removed is transported by pipes. In addition, it is described that if aeration treatment, depressurization treatment, or the like is used in combination at this time, decarboxylation is performed to raise the pH, and MAP can be precipitated more efficiently.

特開2017-217640号公報には、メタン発酵処理後の消化液をMAP晶析装置に導入してMAPを晶析させて、MAP粒子を除去した後の消化液をメタン発酵槽に返送すること、消化液にMgを添加しないこと、MAP晶析装置からメタン発酵槽に返送途中の消化液に有機酸を添加してpHを下げること、によりMAP由来のスケール発生リスクを低減することが記載されている。 In JP-A-2017-217640, the digestive liquid after methane fermentation treatment is introduced into a MAP crystallizer to crystallize MAP, and the digestive liquid after removing MAP particles is returned to the methane fermentation tank. , reducing the risk of MAP-derived scale formation by not adding Mg to the digestive juice and adding an organic acid to the digestive juice on the way back from the MAP crystallizer to the methane fermentation tank to lower the pH. ing.

特開2019-181388号公報には、メタン発酵装置からの消化液をMAP晶析装置に供給し、MAPを晶析させた後、サイクロンに供給して消化液中のMAP粒子を分離し、この分離液にpH低下剤又はリン除去剤を添加して膜分離装置に供給し、膜ろ過濃縮消化液をメタン発酵装置に返送することで、被処理水の水質変動に関係なくMAPの生成を抑制でき、膜の損傷又は閉塞を抑制できることが記載されている。 In JP-A-2019-181388, a digestive juice from a methane fermentation apparatus is supplied to a MAP crystallizer to crystallize MAP, and then supplied to a cyclone to separate MAP particles in the digestive juice. By adding a pH-lowering agent or a phosphorus-removing agent to the separated liquid and supplying it to the membrane separator, and returning the membrane-filtered concentrated digestive liquid to the methane fermentation apparatus, the generation of MAP is suppressed regardless of changes in the quality of the water to be treated. It is described that it can prevent damage or obstruction of the membrane.

特開2003-117306号公報JP-A-2003-117306 再公表WO2006/078012号公報Republished WO2006/078012 特開2017-217640号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2017-217640 特開2019-181388号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2019-181388

従来提案されている方法では、マグネシウムイオンを含む有機性廃液をpHが7~8であるメタン発酵槽内にて嫌気性消化させる際に、有機性廃液中に含まれているか又は嫌気性微生物の栄養源として供給される有機性リンに由来するリン酸イオン、有機性窒素に由来するアンモニウムイオンがマグネシウムイオンと反応して、リン酸マグネシウムアンモニウム(MAP)として晶析することを回避することができず、メタン発酵設備全体のスケール発生防止が十分ではなく、また薬剤添加によるコストの増加など改善の余地がある。 In the conventionally proposed method, when an organic waste liquid containing magnesium ions is anaerobicly digested in a methane fermentation tank having a pH of 7 to 8, the amount of anaerobic microorganisms contained in the organic waste liquid or Phosphate ions derived from organic phosphorus and ammonium ions derived from organic nitrogen, which are supplied as nutrients, react with magnesium ions to avoid crystallization as magnesium ammonium phosphate (MAP). However, the prevention of scale formation in the entire methane fermentation facility is not sufficient, and there is room for improvement such as the increase in cost due to the addition of chemicals.

また、高負荷条件下でメタン発酵処理を行う場合には、メタン発酵処理前の有機性廃液を酸発酵処理又は可溶化処理するなどして、メタン発酵処理を安定させることが必要となる。酸発酵処理後の有機性廃液のpHは3~5と低下するため、メタン発酵処理に必要なpH7~8とするために有機性廃液へのアルカリの添加が必要となり、コストが増加する。 Moreover, when performing methane fermentation treatment under high load conditions, it is necessary to stabilize the methane fermentation treatment by subjecting the organic waste liquid before the methane fermentation treatment to acid fermentation treatment or solubilization treatment. Since the pH of the organic waste liquid after the acid fermentation treatment is lowered to 3 to 5, it is necessary to add alkali to the organic waste liquid in order to obtain the pH of 7 to 8 required for the methane fermentation treatment, which increases the cost.

本発明は、薬剤の添加によるコスト増を低減し、MAPを形成しやすい有機性廃液の嫌気性発酵処理設備におけるスケール発生を防止する技術を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a technique for reducing the cost increase due to the addition of chemicals and preventing the formation of scale in anaerobic fermentation treatment facilities for organic waste liquids that tend to form MAP.

本発明者らは、嫌気性処理する前に、少なくともマグネシウムイオンを含む有機性廃液の全量をMAP晶析処理してMAP粒子を除去することにより、嫌気性処理装置に導入されるマグネシウムイオンを低減させ、嫌気性処理装置内でのMAP晶析を抑制することができること、及び嫌気性処理前に行うMAP晶析処理時に有機性廃液を曝気することによりMAP晶析装置内での酸発酵又はメタン発酵を抑制してMAP晶析及び成長を促進することができることを知見し、本発明を完成するに至った。 The present inventors reduced the amount of magnesium ions introduced into the anaerobic treatment apparatus by removing MAP particles by subjecting the entire amount of organic waste liquid containing at least magnesium ions to MAP crystallization before anaerobic treatment. It is possible to suppress MAP crystallization in the anaerobic treatment device, and to aerate the organic waste liquid during the MAP crystallization treatment performed before the anaerobic treatment, so that acid fermentation or methane in the MAP crystallizer The inventors have found that fermentation can be suppressed to promote MAP crystallization and growth, and have completed the present invention.

本発明は、下記の有機性廃液の処理方法及び処理装置を提供する。
[1]少なくともマグネシウムイオンを含む有機性廃液の全量を、嫌気性処理前に、MAP種晶を含有するMAP晶析装置に導入し、曝気しながら酸発酵又はメタン発酵を抑制し、MAP粒子を晶析させるMAP晶析工程と、
前記MAP晶析工程にて晶析したMAP粒子を分離してMAP除去処理物を得るMAP粒子除去工程と、
前記MAP粒子除去工程にて得られるMAP除去処理物を嫌気性処理装置へ導入し、嫌気性処理する嫌気性処理工程と、を含み
嫌気性処理後の消化液の少なくとも一部を、アルカリ源として前記MAP晶析装置へ返送する、有機性廃液の処理方法。
[2]前記MAP晶析工程において、少なくともマグネシウムを含む有機性廃液の酸化還元電位(銀/塩化銀電極を基準とした酸化還元電位)が-400mV以上になるように曝気することを特徴とする上記[1]に記載の有機性廃液の処理方法。
[3]前記MAP晶析工程において、少なくともマグネシウムを含む有機性廃液のpHが7以上9以下となるように、曝気量及び/又は消化液の返送量を調整することを特徴とする上記[1]又は[1]に記載の有機性廃液の処理方法。
[4]前記MAP晶析工程において、曝気は、MAP晶析装置内にエアリフト方式で空気を導入することにより行う、上記[1]~[1]のいずれか一項に記載の有機性廃液の処理方法。
[5]曝気装置を具備し、嫌気性処理前の少なくともマグネシウムイオンを含む有機性廃液の全量を受容してMAP粒子を晶析させるMAP晶析装置と、
当該MAP晶析装置からのMAP除去処理物を受容して、嫌気性処理する嫌気性処理装置と、
当該MAP晶析装置から当該嫌気性処理装置へ、MAP除去処理物を送るMAP除去処理物導入ラインと、
当該嫌気性処理装置からの消化液の少なくとも一部を前記MAP晶析装置へ返送する消化液返送ラインと、
当該嫌気性処理装置からの消化液の残部を系外へ抜き出す消化液排出ラインと、
を具備する有機性廃液の処理装置。
[6]前記曝気装置は、導入空気量を設定する制御部を具備するエアリフトであることを特徴とする上記[5]に記載の有機性廃液の処理装置。
The present invention provides the following organic waste liquid treatment method and treatment apparatus.
[1] Before anaerobic treatment, the entire amount of organic waste liquid containing at least magnesium ions is introduced into a MAP crystallizer containing MAP seed crystals, and acid fermentation or methane fermentation is suppressed while aeration is performed to remove MAP particles. A MAP crystallization step for crystallization;
a MAP particle removal step for obtaining a MAP-removed product by separating the MAP particles crystallized in the MAP crystallization step;
an anaerobic treatment step of introducing the MAP-removed product obtained in the MAP particle removal step into an anaerobic treatment apparatus and subjecting it to anaerobic treatment; A method for treating an organic waste liquid to be returned to the MAP crystallizer.
[2] In the MAP crystallization step, the organic waste liquid containing at least magnesium is aerated so that the oxidation-reduction potential (the oxidation-reduction potential based on the silver/silver chloride electrode) becomes -400 mV or higher. The method for treating an organic waste liquid according to the above [1].
[3] The above [1], wherein in the MAP crystallization step, the amount of aeration and/or the return amount of the digestive juice is adjusted so that the pH of the organic waste liquid containing at least magnesium is 7 or more and 9 or less. ] or the method for treating an organic waste liquid according to [1].
[4] The organic waste liquid according to any one of [1] to [1] above, wherein in the MAP crystallization step, aeration is performed by introducing air into the MAP crystallizer by an air lift method. Processing method.
[5] A MAP crystallizer equipped with an aerator for receiving the entire amount of organic waste liquid containing at least magnesium ions before anaerobic treatment and crystallizing MAP particles;
an anaerobic treatment device that receives the MAP-removed product from the MAP crystallizer and performs anaerobic treatment;
a MAP-removed material introduction line for sending the MAP-removed material from the MAP crystallizer to the anaerobic treatment apparatus;
a digestive liquid return line for returning at least part of the digestive liquid from the anaerobic treatment device to the MAP crystallizer;
a digestive fluid discharge line for extracting the rest of the digestive fluid from the anaerobic treatment apparatus to the outside of the system;
An organic waste liquid treatment apparatus comprising:
[6] The organic waste liquid treatment apparatus according to [5], wherein the aeration device is an air lift having a controller for setting the amount of introduced air.

[定義]
本願において、「有機性廃液」とは、厨芥、残飯、食品及び飲料品などの製造残渣の固形分を多く含むスラリー状の有機性廃棄物、下水汚泥や有機性排水処理汚泥などの有機性汚泥、家畜糞尿、し尿、下水、並びに食品及び飲料品の製造排水などの有機性排水を含む総称として用いる。本発明でMAP晶析処理に供する「有機性廃液」は、固形物濃度が高すぎると、MAP晶析槽におけるMAP晶析が進行しにくく、MAP晶析槽の配管を閉塞させるおそれがあるため、固形物濃度を20v/v%以下とすることが好ましい。本願において、SS(浮遊物質)などの固形物濃度が0v/v%以上4v/v%以下の有機性廃液を特に「有機性排水」と称することもある。
[definition]
In the present application, "organic liquid waste" refers to slurry-like organic waste containing a large amount of solid content from manufacturing residues such as kitchen waste, leftover food, food and beverages, and organic sludge such as sewage sludge and organic wastewater treatment sludge. , livestock manure, manure, sewage, and organic wastewater such as food and beverage manufacturing wastewater. If the "organic waste liquid" to be subjected to the MAP crystallization treatment in the present invention has an excessively high concentration of solid matter, MAP crystallization in the MAP crystallization tank will be difficult to proceed, and there is a risk of clogging the piping of the MAP crystallization tank. , the solid concentration is preferably 20 v/v% or less. In the present application, an organic waste liquid having a solid matter concentration of 0 v/v % or more and 4 v/v % or less such as SS (suspended solids) may be particularly referred to as "organic waste water".

本願において「消化液」とは、固形分を多く含むスラリー状の有機性廃棄物や汚泥を嫌気性消化した消化汚泥、有機性排水を嫌気性処理した嫌気性処理水を含む総称として用いる。 In the present application, the term “digestive juice” is used as a general term including digested sludge obtained by anaerobic digestion of slurry-like organic waste and sludge containing a large amount of solids, and anaerobic treated water obtained by anaerobic treatment of organic wastewater.

また、本願において「微細MAP」又は「微細なMAP」とは、MAP種晶表面上で成長せずに0.05mm未満程度の微細な粒子状のまま存在しているMAP粒子を意味する。 In the present application, "fine MAP" or "fine MAP" means MAP particles that remain in the form of fine particles of less than 0.05 mm without growing on the surface of the MAP seed crystal.

本発明によれば、従来法で必要であった薬剤の添加によるコスト増を低減し、MAPを形成しやすい有機性廃液の嫌気性発酵処理設備におけるスケール発生を防止することができる。 According to the present invention, it is possible to reduce the increase in cost due to the addition of chemicals required in the conventional method, and to prevent scale formation in anaerobic fermentation treatment facilities for organic waste liquids that tend to form MAP.

嫌気性処理前の有機性廃液をMAP晶析処理して、有機性廃液からマグネシウムイオンを除去した後に嫌気性処理装置に導入するため、嫌気性処理装置内で有機性窒素由来のアンモニウムイオン及び有機性リン由来のリン酸イオンが発生しても、マグネシウムイオンが欠乏していることになり、スケールの原因となるMAP晶析を防止することができる。 Since the organic waste liquid before anaerobic treatment is subjected to MAP crystallization treatment to remove magnesium ions from the organic waste liquid and then introduced into the anaerobic treatment apparatus, ammonium ions derived from organic nitrogen and organic Even if phosphate ions derived from polyphosphorus are generated, magnesium ions are deficient, and MAP crystallization, which causes scale, can be prevented.

嫌気性処理前の有機性廃液のMAP晶析処理は曝気しながら行うため、MAP晶析装置内での酸発酵及びメタン発酵が抑制され、MAP晶析処理後の嫌気性処理時のメタン発生量の低下を防止することができる。また、MAP晶析装置内でのメタン発酵が抑制されることにより、MAP晶析処理時に危険性のある可燃性ガスの発生及び漏洩を防止することができる。 Since the MAP crystallization treatment of organic waste liquid before anaerobic treatment is performed while aerating, acid fermentation and methane fermentation in the MAP crystallizer are suppressed, and the amount of methane generated during anaerobic treatment after MAP crystallization treatment is suppressed. can be prevented from decreasing. In addition, by suppressing methane fermentation in the MAP crystallizer, it is possible to prevent the generation and leakage of dangerous combustible gas during the MAP crystallization process.

嫌気性処理後の消化液をアルカリ源としてMAP晶析処理装置に導入することで、MAP晶析処理に必要な多量のアルカリ源を賄うことができ、薬剤添加に伴うコストを削減することができる。 By introducing the digestive fluid after the anaerobic treatment as an alkali source into the MAP crystallization apparatus, it is possible to cover the large amount of alkali source required for the MAP crystallization treatment and reduce the cost associated with the addition of chemicals. .

嫌気性処理前の有機性廃液をMAP晶析処理することにより、有機性廃液由来のマグネシウムイオンを除去し、嫌気性処理装置内でのスケール発生を抑制すると共に、リン源として有用なMAPとして回収することができる。 By subjecting the organic waste liquid to MAP crystallization treatment before anaerobic treatment, magnesium ions derived from the organic waste liquid are removed, scale generation is suppressed in the anaerobic treatment apparatus, and MAP is recovered as a useful phosphorus source. can do.

本発明の有機性廃液の処理方法を実施するための装置構成の一例の概略図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic diagram of an example of an apparatus configuration for carrying out the organic waste liquid treatment method of the present invention. 図1のMAP晶析装置10のエアリフト管11a部分の拡大説明図。FIG. 2 is an enlarged explanatory view of the air lift tube 11a portion of the MAP crystallizer 10 of FIG. 1; 本発明の有機性廃液の処理方法を実施するための装置構成の別の一例の概略図。FIG. 2 is a schematic diagram of another example of an apparatus configuration for carrying out the method for treating an organic waste liquid of the present invention.

実施形態embodiment

以下、添付図面を参照しながら本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
図1に、本発明の有機性廃液の処理方法を実施するための装置構成の一例の概略を示す。
The present invention will be specifically described below with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited thereto.
FIG. 1 shows an outline of an example of an apparatus configuration for carrying out the method for treating an organic waste liquid of the present invention.

本発明の有機性廃液の処理装置は、曝気装置11を具備し、嫌気性処理前の少なくともマグネシウムイオンを含む有機性廃液の全量を受容してMAP粒子を晶析させるMAP晶析装置10と、
MAP晶析装置10からのMAP除去処理物を受容して、嫌気性処理する嫌気性処理装置20と、
MAP晶析装置10から嫌気性処理装置20へ、MAP除去処理物を送るMAP除去処理物導入ライン13f及び23と、
嫌気性処理装置20からの消化液の少なくとも一部をMAP晶析装置10へ返送する消化液返送ライン21と、
嫌気性処理装置20からの消化液の残部を系外へ抜き出す消化液排出ライン22と、
を具備する。
The apparatus for treating an organic waste liquid of the present invention comprises an aerator 11, a MAP crystallizer 10 for receiving the entire amount of an organic waste liquid containing at least magnesium ions before anaerobic treatment and crystallizing MAP particles;
an anaerobic treatment device 20 that receives the MAP-removed product from the MAP crystallizer 10 and performs anaerobic treatment;
MAP-removed material introduction lines 13f and 23 for sending the MAP-removed material from the MAP crystallizer 10 to the anaerobic treatment apparatus 20;
a digestive liquid return line 21 for returning at least part of the digestive liquid from the anaerobic treatment device 20 to the MAP crystallizer 10;
a digestive fluid discharge line 22 for extracting the rest of the digestive fluid from the anaerobic treatment device 20 to the outside of the system;
Equipped with

図1に示す処理装置において、MAP晶析装置10は、有機性廃液からMAPを晶析させる晶析リアクタ12と、晶析リアクタ12内で形成される粗大なMAP粒子を回収する液体サイクロン13aと、晶析リアクタ内で形成される微細なMAP粒子を晶析リアクタ12へ返送する液体サイクロン13bと、を具備する。 In the processing apparatus shown in FIG. 1, the MAP crystallizer 10 includes a crystallization reactor 12 that crystallizes MAP from an organic waste liquid, and a hydrocyclone 13a that collects coarse MAP particles formed in the crystallization reactor 12. , a hydrocyclone 13 b for returning fine MAP particles formed in the crystallization reactor to the crystallization reactor 12 .

晶析リアクタ12は、下部に逆円錐形部分を有する円筒形であり、下部の逆円錐形の頂点となる底部には円筒形の引き抜き部12aが形成されている。引き抜き部12aには、引き抜いたMAP粒子を含むスラリーを液体サイクロン13に送るMAP送液ライン15と、曝気装置として機能するエアリフト管11aが接続されている。引き抜き部12aは、晶析リアクタ12内で沈降するMAP粒子を含む有機性廃液を引き抜くと共に、曝気装置11からの空気の導入部としても機能する。晶析リアクタ12内で形成されたMAP粒子は、晶析リアクタ12の下部の逆円錐形部分の壁面を旋回流を起こしながら下降し、比重の重いMAP粒子が遠心力の働きで下方の壁面側に濃縮され、底部の引き抜き部12aに沈降する。濃縮されたMAP粒子を含む有機性廃液は、ポンプの圧送によってMAP送液ライン15を介して液体サイクロン13a及び13bに導入される。エアリフト管11aは、図2に拡大して示すように、下部から空気を吹き込み、空気の浮力で引き抜き部12aからの有機性廃液を上昇させ、上部のエアチャンバ11bで気液分離し、分離した有機性廃液を返送ライン11cを介して晶析リアクタ12に戻す。エアリフト管11aには、空気供給源11eに接続され、送風機11f、風量調整弁11g及び逆止弁11hを有する空気供給管11dが接続されている。pH計及びORP計(Ag/AgCl電極)により、晶析リアクタ12内の有機性廃液のpH及びORPを測定した結果に基づいてORPが-400mV以上となるように、風量調整弁11gを作動させて曝気量を調整することができる。 The crystallization reactor 12 has a cylindrical shape with an inverted conical portion at the bottom, and a cylindrical draw-out portion 12a is formed at the bottom, which is the apex of the inverted conical shape at the bottom. Connected to the drawing part 12a are a MAP liquid feed line 15 for sending the slurry containing the drawn MAP particles to the liquid cyclone 13 and an air lift pipe 11a functioning as an aerator. The withdrawal part 12 a withdraws the organic waste liquid containing MAP particles that settles in the crystallization reactor 12 and also functions as an introduction part for air from the aeration device 11 . The MAP particles formed in the crystallization reactor 12 descend on the wall surface of the inverted conical portion at the bottom of the crystallization reactor 12 while causing a swirling flow, and the MAP particles with high specific gravity move downward toward the wall surface due to the action of centrifugal force. and settles in the bottom withdrawal 12a. An organic waste liquid containing concentrated MAP particles is introduced into hydrocyclones 13a and 13b via MAP liquid feed line 15 by pumping. As shown in an enlarged view in FIG. 2, the air lift pipe 11a blows air from the lower part, raises the organic waste liquid from the withdrawal part 12a by the buoyancy of the air, and separates the gas and liquid in the upper air chamber 11b. The organic effluent is returned to crystallization reactor 12 via return line 11c. The air lift pipe 11a is connected to an air supply pipe 11d which is connected to an air supply source 11e and has a blower 11f, an air volume control valve 11g and a check valve 11h. Based on the results of measuring the pH and ORP of the organic waste liquid in the crystallization reactor 12 using a pH meter and an ORP meter (Ag/AgCl electrodes), the air volume control valve 11g was operated so that the ORP was −400 mV or higher. can be used to adjust the amount of aeration.

晶析リアクタ12の上部には、有機性廃液導入ライン14、消化液返送ライン21、排出管13d、溢流上昇管13e、エアリフト管の返送ライン11cがそれぞれ接続されている。有機性廃液と消化液とが晶析リアクタ12に導入される前に混合されるとMAP粒子が生成される可能性があるため、消化液返送ライン21は、有機性廃液導入ライン14とは別個にMAP晶析リアクタ12に接続されていることが必要である。有機性廃液導入ライン14を介して、有機性廃液が晶析リアクタ12に導入される。消化液返送ライン21を介して、後述する嫌気性処理装置20からの消化液が晶析リアクタ12に返送される。排出管13dを介して、液体サイクロン13bからの微細なMAP粒子が晶析リアクタ12に返送される。溢流上昇管13eを介して、液体サイクロン13aで分離された微細なMAP粒子を含む溢流が晶析リアクタ12に返送される。 An organic waste liquid introduction line 14, a digestive liquid return line 21, a discharge pipe 13d, an overflow riser pipe 13e, and an air lift pipe return line 11c are connected to the upper portion of the crystallization reactor 12, respectively. The digestive liquid return line 21 is separate from the organic waste liquid introduction line 14 because MAP particles may be generated if the organic liquid waste and the digestive liquid are mixed before being introduced into the crystallization reactor 12. must be connected to the MAP crystallization reactor 12 at . An organic waste liquid is introduced into the crystallization reactor 12 via an organic waste liquid introduction line 14 . The digestive liquid from the anaerobic treatment device 20 (to be described later) is returned to the crystallization reactor 12 via the digestive liquid return line 21 . Fine MAP particles from the hydrocyclone 13b are returned to the crystallization reactor 12 via the discharge pipe 13d. Via the overflow riser 13e, the overflow containing fine MAP particles separated in the hydrocyclone 13a is returned to the crystallization reactor 12.

液体サイクロン13a及び13bは、逆円錐形であり、逆円錐形の頂点である底部にMAP粒子の排出管13c及び13d、上部に溢流上昇管13e及び13f、側部に晶析リアクタ12からのMAP粒子を含む有機性廃液を流入させる流入管13g及び13hがそれぞれ接続されている。液体サイクロン13a及び13bには、晶析リアクタ12からのMAPを含む有機性廃液が導入され、液体サイクロン13a及び13b内部の逆円錐形の壁面を旋回流を起こしながら下降し、比重の重いMAP粒子は遠心力の働きでより下方の壁面側に濃縮され、排出管13c及び13bから連続的あるいは間欠的に抜き出される。MAP粒子が除去された有機性廃液は、溢流上昇管13e及び13fを介して取り出される。液体サイクロン13aでは、粗大なMAP粒子が排出管13cから抜き出され、微細なMAP粒子を含む有機性廃液は溢流上昇管13eを介して晶析リアクタ12に返送される。液体サイクロン13bでは、微細なMAP粒子が排出管13dを介して晶析リアクタ12に返送され、微細なMAP粒子も除去されたMAP除去処理物が溢流上昇管13fを介して、酸発酵槽又は貯留槽30、もしくは嫌気性処理装置20に送られる。液体サイクロン13aと13bで大きさの異なるMAP粒子を回収するために、MAP晶析処理の初期段階では、晶析リアクタ12の引き抜き部12aからの有機性廃液の全量を液体サイクロン13bに導入し、晶析リアクタ12内でMAP粒子の成長が進行し粗大なMAP粒子が形成された段階で、晶析リアクタ12の引き抜き部12aからのスラリーの一部又は全量を液体サイクロン13aに導入するように流路を切り換える。流路の切り替えは、切り替えバルブ(図示せず)など通常の流路切り換え手段を用いて行うことができる。 The hydrocyclones 13a and 13b are of inverted cone shape, with MAP particle discharge pipes 13c and 13d at the bottom, which is the apex of the inverted cone, overflow risers 13e and 13f at the top, and discharge from the crystallization reactor 12 at the sides. Inflow pipes 13g and 13h for inflowing organic waste liquid containing MAP particles are connected respectively. The organic waste liquid containing MAP from the crystallization reactor 12 is introduced into the hydrocyclones 13a and 13b, descends on the inverted conical walls inside the hydrocyclones 13a and 13b while causing a swirling flow, and MAP particles with a heavy specific gravity are produced. is concentrated on the lower wall surface side by the action of centrifugal force, and is continuously or intermittently extracted from the discharge pipes 13c and 13b. Organic effluent from which MAP particles have been removed is removed via overflow risers 13e and 13f. In the hydrocyclone 13a, coarse MAP particles are withdrawn through a discharge pipe 13c, and organic waste liquid containing fine MAP particles is returned to the crystallization reactor 12 via an overflow riser pipe 13e. In the hydrocyclone 13b, the fine MAP particles are returned to the crystallization reactor 12 through the discharge pipe 13d, and the MAP-removed material from which the fine MAP particles have also been removed passes through the overflow riser pipe 13f to the acid fermentation tank or It is sent to the storage tank 30 or the anaerobic treatment device 20 . In order to recover MAP particles of different sizes in the hydrocyclones 13a and 13b, in the initial stage of the MAP crystallization process, the entire amount of the organic waste liquid from the withdrawal section 12a of the crystallization reactor 12 is introduced into the hydrocyclone 13b, At the stage when the MAP particles grow in the crystallization reactor 12 and coarse MAP particles are formed, part or all of the slurry from the withdrawal section 12a of the crystallization reactor 12 is introduced into the hydrocyclone 13a. switch roads. The switching of the flow path can be performed using a normal flow path switching means such as a switching valve (not shown).

図1に示す処理装置において、嫌気性処理装置20はメタン発酵槽である。メタン発酵槽としては、完全混合型メタン発酵槽、担体充填型メタン発酵槽、高負荷型メタン発酵装置など当該技術分野で通常用いられるメタン発酵槽を用いることができる。ただし、本発明の処理装置におけるメタン発酵槽は、MAP晶析装置10でMAP粒子を除去したMAP除去処理物を導入してメタン発酵処理に供するためにMAP除去処理物導入ライン23と、メタン発酵後の消化液の少なくとも一部をMAP晶析装置に返送するための消化液排出ライン21と、消化液の残部を抜き出す消化液排出ライン22と、を具備する。 In the treatment apparatus shown in FIG. 1, the anaerobic treatment apparatus 20 is a methane fermentation tank. As the methane fermenter, a methane fermenter commonly used in the technical field, such as a complete mixing methane fermenter, a carrier-filled methane fermenter, and a high-load methane fermenter can be used. However, the methane fermentation tank in the treatment apparatus of the present invention includes a MAP-removed product introduction line 23 for introducing the MAP-removed product from which MAP particles have been removed by the MAP crystallizer 10 and subjecting it to methane fermentation treatment, and a methane fermentation It comprises a digestive juice discharge line 21 for returning at least part of the digestive juice to the MAP crystallizer and a digestive juice discharge line 22 for extracting the rest of the digestive juice.

図1に示す処理装置は、MAP晶析装置10と嫌気性処理装置(メタン発酵槽)20との間に、酸発酵槽又は貯留槽30をさらに設けている。酸発酵槽又は貯留槽は当該技術分野で通常用いられる酸発酵槽又は貯留槽を制限なく用いることができる。酸発酵槽を設けることにより、嫌気性消化汚泥を減量化できる。貯留槽を設けることにより、MAP除去処理物を嫌気性処理に供する前に希釈して、嫌気性処理装置に導入されるMAP除去処理物中のマグネシウムイオンをさらに低濃度とすることができる。 The processing apparatus shown in FIG. 1 further includes an acid fermentation tank or storage tank 30 between the MAP crystallizer 10 and the anaerobic treatment apparatus (methane fermenter) 20 . Acid fermenters or reservoirs commonly used in the art can be used without limitation. By providing an acid fermentation tank, the amount of anaerobic digestion sludge can be reduced. By providing the storage tank, the MAP-removed material can be diluted before being subjected to the anaerobic treatment, and the concentration of magnesium ions in the MAP-removed material introduced into the anaerobic treatment apparatus can be further reduced.

図3に、本発明の有機性廃液の処理方法を実施するための装置構成の別の一例の概略を示す。
本発明の有機性廃液の処理装置は、曝気装置111を具備し、嫌気性処理前の少なくともマグネシウムイオンを含む有機性廃液の全量を受容してMAP粒子を晶析させるMAP晶析装置110と、
MAP晶析装置110からのMAP除去処理物を受容して、嫌気性処理する嫌気性処理装置120と、
嫌気性処理装置120からの消化液の少なくとも一部をMAP晶析装置110へ返送する消化液返送ライン121と、
嫌気性処理装置120からの消化液の残部を抜き出す消化液排出ライン122と、
を具備する。
FIG. 3 shows an outline of another example of the configuration of an apparatus for carrying out the method for treating an organic waste liquid of the present invention.
The organic waste liquid treatment apparatus of the present invention comprises an aerator 111, a MAP crystallizer 110 for receiving the total amount of organic waste liquid containing at least magnesium ions before anaerobic treatment and crystallizing MAP particles;
an anaerobic treatment device 120 that receives the MAP-removed product from the MAP crystallizer 110 and performs anaerobic treatment;
a digestive fluid return line 121 for returning at least part of the digestive fluid from the anaerobic treatment device 120 to the MAP crystallizer 110;
a digestive juice discharge line 122 for extracting the rest of the digestive juice from the anaerobic treatment device 120;
Equipped with

図3に示す処理装置において、MAP晶析装置110は、第一晶析リアクター112と、第二晶析リアクター113と、を具備する。第一晶析リアクター112の下部に、有機性廃液を導入する有機性廃液導入ライン114a及び空気を導入する曝気ライン111aがそれぞれ接続されている。第二晶析リアクター113の下部に、有機性廃液を導入する有機性廃液導入ライン114b及び空気を導入する曝気ライン111bがそれぞれ接続されている。 In the processing apparatus shown in FIG. 3, the MAP crystallizer 110 comprises a first crystallization reactor 112 and a second crystallization reactor 113 . An organic waste liquid introduction line 114a for introducing an organic waste liquid and an aeration line 111a for introducing air are connected to the lower portion of the first crystallization reactor 112, respectively. An organic waste liquid introduction line 114b for introducing an organic waste liquid and an aeration line 111b for introducing air are connected to the lower portion of the second crystallization reactor 113, respectively.

第一晶析リアクター112は、下部の晶析反応部112aと上部の固液分離部112bを有する。固液分離部112bには、内筒117が設けられている。固液分離部112bには、MAP除去処理物を溢流させるMAP除去処理物排出ライン118が接続されている。固液分離部112bの下部には逆円錐形となる縮径部が形成されている。晶析反応部112aは、固液分離部112bの縮径部の最小径を直径とする円筒形状であり、晶析反応部112aの下部は逆円錐形に形成され、逆円錐形の頂点にはMAP粒子を排出する排出管112cが接続されている。有機性廃液導入ライン114aを介して第一晶析リアクター112の晶析反応部112aに導入された有機性廃液は、曝気ライン111aから導入される空気により曝気されながらMAP粒子を形成する。MAP粒子を含むスラリー状の有機性廃液は、気泡の上昇に伴って固液分離部112bの内筒117に向かって上昇する。比重の重いMAP粒子は逆円錐形の壁面を旋回流を起こしながら下降し、遠心力の働きでより下方の壁面側に濃縮され、排出管112cから連続的あるいは間欠的に抜き出される。比重の軽い微細なMAP粒子は、気泡に伴われて上昇する。晶析反応部112aよりも径の広い固液分離部112bに入ると上昇速度が低下するため、微細なMAP粒子は気泡に伴われて内筒117に入り、内筒117の内部に滞留する。粗大なMAP粒子は第一晶析リアクター112の下部の排出管112cから回収され、微細なMAP粒子は第一晶析リアクター112の上部の内筒117内で流動することになり、第一晶析リアクター112内で形成されたMAP粒子は、有機性廃液と分離される。MAP粒子と分離された有機性廃液は、MAP除去処理物排出ライン118から抜き出されて、嫌気性処理装置120へ送られる。 The first crystallization reactor 112 has a lower crystallization reaction section 112a and an upper solid-liquid separation section 112b. An inner cylinder 117 is provided in the solid-liquid separation section 112b. A MAP-removed material discharge line 118 for overflowing the MAP-removed material is connected to the solid-liquid separation section 112b. A reduced-diameter portion having an inverted conical shape is formed in the lower portion of the solid-liquid separation portion 112b. The crystallization reaction part 112a has a cylindrical shape with a diameter equal to the minimum diameter of the diameter-reduced part of the solid-liquid separation part 112b. A discharge pipe 112c for discharging MAP particles is connected. The organic waste liquid introduced into the crystallization reaction section 112a of the first crystallization reactor 112 through the organic waste liquid introduction line 114a is aerated by the air introduced from the aeration line 111a to form MAP particles. The slurry-like organic waste liquid containing MAP particles rises toward the inner cylinder 117 of the solid-liquid separation section 112b as the bubbles rise. MAP particles with a high specific gravity descend while causing a swirling flow on the wall surface of the inverted cone, are concentrated on the lower wall surface side by the action of centrifugal force, and are continuously or intermittently extracted from the discharge pipe 112c. Fine MAP particles with a low specific gravity rise with air bubbles. When entering the solid-liquid separation section 112b, which has a larger diameter than the crystallization reaction section 112a, the rising speed decreases, so the fine MAP particles enter the inner cylinder 117 along with the air bubbles and stay inside the inner cylinder 117. Coarse MAP particles are recovered from the discharge pipe 112c at the bottom of the first crystallization reactor 112, and fine MAP particles flow inside the inner cylinder 117 at the top of the first crystallization reactor 112, and the first crystallization MAP particles formed in reactor 112 are separated from the organic effluent. The MAP particles and the separated organic waste liquid are withdrawn from the MAP-removed material discharge line 118 and sent to the anaerobic treatment apparatus 120 .

第二晶析リアクター113は、下部に逆円錐形の縮径部を有する円筒である。第二晶析リアクター113の逆円錐形の縮径部の上には、後述する嫌気性処理装置120からの消化液の少なくとも一部を返送する消化液返送ライン121が接続されている。第二晶析リアクター113の逆円錐形の縮径部の上方には、エアリフト管119が設けられている。エアリフト管119は、第一晶析リアクター112の内筒117と接続されていて、内筒117内部で流動している微細なMAP粒子を第二晶析リアクター113に送り、また第二晶析リアクター113内で成長した粗大なMAP粒子を第一晶析リアクター112に送る。第二晶析リアクター113内での上昇空気量が少なく気泡がエアリフト管119に入らない条件下では、密度差により第一晶析リアクター112の内筒117から微細なMAP粒子が第二晶析リアクター113に自然流下する。一方、第二晶析リアクター113内で粗大なMAP粒子が形成された場合には、上昇空気量を多くしてエアリフト管119を介して粗大なMAP粒子を第一晶析リアクター112にエアリフトで送る。第二晶析リアクター113の上部には、第二晶析リアクター113からの溢流を第一晶析リアクター112に送る溢流管118aが接続されている。 The second crystallization reactor 113 is a cylinder with an inverted cone-shaped reduced diameter section at the bottom. A digestive liquid return line 121 for returning at least a part of the digestive liquid from the anaerobic treatment device 120 described later is connected to the top of the reverse conical reduced diameter portion of the second crystallization reactor 113 . An air lift pipe 119 is provided above the reduced-diameter portion of the second crystallization reactor 113 having an inverted conical shape. The airlift pipe 119 is connected to the inner cylinder 117 of the first crystallization reactor 112, and sends the fine MAP particles flowing inside the inner cylinder 117 to the second crystallization reactor 113, and also to the second crystallization reactor. Coarse MAP particles grown in 113 are sent to a first crystallization reactor 112 . Under the condition that the amount of rising air in the second crystallization reactor 113 is small and bubbles do not enter the air lift tube 119, fine MAP particles are ejected from the inner cylinder 117 of the first crystallization reactor 112 into the second crystallization reactor due to the density difference. Free flow to 113. On the other hand, when coarse MAP particles are formed in the second crystallization reactor 113, the amount of rising air is increased to send the coarse MAP particles to the first crystallization reactor 112 by airlift through the airlift pipe 119. . An overflow pipe 118 a is connected to the upper portion of the second crystallization reactor 113 to send the overflow from the second crystallization reactor 113 to the first crystallization reactor 112 .

図3に示すMAP晶析装置110において、第一晶析リアクター112及び第二晶析リアクター113内の有機性廃液のORP(Ag/AgCl電極)が-400mV以上となるように、曝気装置111の曝気量を調整する。曝気量の調整は、曝気装置111からの空気の導入量の調整及び第一晶析リアクター112又は第二晶析リアクター113への空気の導入の切り換えによって行うことができる。 In the MAP crystallizer 110 shown in FIG. Adjust the amount of aeration. The amount of aeration can be adjusted by adjusting the amount of air introduced from the aerator 111 and switching the introduction of air to the first crystallization reactor 112 or the second crystallization reactor 113 .

図3に示す処理装置において、嫌気性処理装置120はメタン発酵槽である。メタン発酵槽としては、UASB型メタン発酵槽、担体充填型メタン発酵槽、高負荷型メタン発酵装置など当該技術分野で通常用いられるメタン発酵槽を用いることができる。ただし、本発明の処理装置におけるメタン発酵槽は、MAP晶析装置110でMAP粒子を除去したMAP除去処理物を導入してメタン発酵処理に供するためにMAP除去処理物導入ライン123を具備する。メタン発酵後の消化液は、貯留槽140に貯留された後、消化液排出ライン121を介して少なくとも一部をMAP晶析装置120の第二晶析リアクター113の下部に返送し、消化液排出ライン122を介して消化液の残部を抜き出す。 In the treatment apparatus shown in FIG. 3, the anaerobic treatment apparatus 120 is a methane fermentation tank. As the methane fermentation tank, a methane fermentation tank commonly used in the technical field, such as a UASB-type methane fermentation tank, a carrier-filled methane fermentation tank, or a high-load methane fermentation apparatus, can be used. However, the methane fermentation tank in the treatment apparatus of the present invention is equipped with a MAP-removed product introduction line 123 for introducing the MAP-removed product from which MAP particles have been removed by the MAP crystallizer 110 and subjecting it to methane fermentation treatment. After the digestive juice after methane fermentation is stored in the storage tank 140, at least part of it is returned to the lower part of the second crystallization reactor 113 of the MAP crystallizer 120 through the digestive juice discharge line 121, and the digestive juice is discharged. Withdraw the remainder of the digestive fluid via line 122 .

図3に示す処理装置は、MAP晶析装置110と嫌気性処理装置(メタン発酵槽)120との間に、酸発酵槽130をさらに設けている。酸発酵槽は当該技術分野で通常用いられる酸発酵槽を制限なく用いることができる。酸発酵槽を設けることにより、嫌気性消化汚泥を減量化できる。 The treatment apparatus shown in FIG. 3 further includes an acid fermentation tank 130 between the MAP crystallizer 110 and the anaerobic treatment apparatus (methane fermentation tank) 120 . As the acid fermenter, any acid fermenter commonly used in the art can be used without limitation. By providing an acid fermentation tank, the amount of anaerobic digestion sludge can be reduced.

本発明の処理装置において用いるMAP晶析装置、嫌気性処理装置は上述の例示に限定されず、当該技術分野で一般に用いられている装置を任意に組み合わせて用いることができる。 The MAP crystallizer and the anaerobic treatment apparatus used in the treatment apparatus of the present invention are not limited to the above examples, and any apparatus commonly used in the technical field can be used in combination.

本発明の有機性廃液の処理方法は、(1)少なくともマグネシウムイオンを含む有機性廃液の全量を、嫌気性処理前に、MAP種晶を含有するMAP晶析装置に導入し、曝気しながら酸発酵又はメタン発酵を抑制し、MAP粒子を晶析させるMAP晶析工程と、(2)前記MAP晶析工程にて晶析したMAP粒子を分離してMAP除去処理物を得るMAP粒子除去工程と、(3)前記MAP粒子除去工程にて得られるMAP除去処理物を嫌気性処理装置へ導入し、嫌気性処理する嫌気性処理工程と、を含む。MAP晶析工程において必要なアルカリ源は、嫌気性処理後の消化液の少なくとも一部を、MAP晶析装置へ返送することにより供給する。 The organic waste liquid treatment method of the present invention includes: (1) The entire amount of an organic waste liquid containing at least magnesium ions is introduced into a MAP crystallizer containing MAP seed crystals before anaerobic treatment, and acidified with aeration. (2) a MAP particle removal step of separating the MAP particles crystallized in the MAP crystallization step to obtain a MAP-removed product; and (3) an anaerobic treatment step of introducing the MAP-removed product obtained in the MAP particle removal step into an anaerobic treatment apparatus and subjecting it to anaerobic treatment. The alkalinity source required in the MAP crystallization step is supplied by returning at least part of the digested liquid after the anaerobic treatment to the MAP crystallizer.

通常、有機性廃液の嫌気性処理には嫌気性微生物の栄養源として有機性窒素や有機性リンを添加するため、有機性窒素由来のアンモニウムイオン、有機性リン由来のリン酸イオンが生成され、有機性廃液中のマグネシウムイオンと反応して、リン酸マグネシウムアンモニウム(MAP)が晶析し、MAPは嫌気性処理装置内でスケールとして蓄積される。本発明の処理方法においては、嫌気性処理の前に、有機性廃液をMAP晶析装置に導入してMAPを晶析させ、有機性廃液中のマグネシウムイオンを除去するので、嫌気性処理装置内に多量のマグネシウムイオンが導入されず、嫌気性微生物の栄養源として窒素やリンが添加されてもMAPの晶析を防止することができる。 In the anaerobic treatment of organic waste liquids, organic nitrogen and organic phosphorus are usually added as nutrients for anaerobic microorganisms, so ammonium ions derived from organic nitrogen and phosphate ions derived from organic phosphorus are generated. It reacts with magnesium ions in the organic waste liquid to crystallize magnesium ammonium phosphate (MAP), and MAP accumulates as scale in the anaerobic treatment apparatus. In the treatment method of the present invention, before the anaerobic treatment, the organic waste liquid is introduced into the MAP crystallizer to crystallize MAP, and the magnesium ions in the organic waste liquid are removed. A large amount of magnesium ions are not introduced into the granules, and crystallization of MAP can be prevented even when nitrogen or phosphorus is added as a nutrient source for anaerobic microorganisms.

本発明の処理方法は、少なくともマグネシウムイオンを含む有機性廃液を処理対象とする。例えば、厨芥、残飯、食品及び飲料品などの製造残渣のように固形分を多く含むスラリー状の有機性廃液、下水汚泥や有機性排水処理汚泥などの有機性汚泥、家畜糞尿、し尿、下水、並びに食品及び飲料品の製造排水などの有機性排水を処理対象とすることができる。固形物を多く含む製造残渣などの有機性廃棄物は、MAP晶析処理前に、沈降分離装置又は分離スクリーン等を用いて大きな固形分を除去するか、希釈処理や可溶化処理することで流動性を有するスラリー状の有機性廃液にすることができる。 The treatment method of the present invention treats an organic waste liquid containing at least magnesium ions. For example, slurry-like organic waste liquid containing a large amount of solids such as kitchen waste, leftover food, manufacturing residue such as food and beverages, organic sludge such as sewage sludge and organic wastewater treatment sludge, livestock manure, night soil, sewage, And organic wastewater such as manufacturing wastewater of foods and beverages can be treated. Organic waste such as manufacturing residue containing a large amount of solids can be made to flow by removing large solids using a sedimentation separator or separation screen, or by diluting or solubilizing before MAP crystallization. It can be made into a slurry-like organic waste liquid having properties.

本発明において、嫌気性処理前にMAP晶析装置に導入され、MAP晶析処理に供される有機性廃液は、少なくともマグネシウムイオンを含む。MAPを形成するためには、リン酸イオン及びアンモニウムイオンの存在が必要であるが、これらは有機性廃液中に含まれているか、又は嫌気性処理工程から返送される消化汚泥中に含まれている。嫌気性処理装置に導入されるMAP除去処理物中に含まれるマグネシウムイオンをできる限り少量とするために、MAP晶析工程において有機性廃液中に含まれているマグネシウムイオンのほぼ全量をMAPとして晶析させて除去することが好ましい。このため、リン酸イオン又はアンモニウムイオンがマグネシウムイオンとの化学量論比よりも少量であり、マグネシウムイオンが残留するおそれがある場合には、MAP晶析装置にリン酸イオン又はアンモニウムイオンを添加することが好ましい。嫌気性処理後の消化液には、嫌気性微生物の栄養源として添加された有機性リン及び有機性窒素に由来するリン酸イオン及びアンモニウムイオンが含まれている。本発明において、嫌気性処理後の消化液をMAP晶析工程に返送することにより、MAP晶析に必要なリン酸イオン及びアンモニウムイオンも供給することができる。 In the present invention, the organic waste liquid introduced into the MAP crystallizer before the anaerobic treatment and subjected to the MAP crystallization treatment contains at least magnesium ions. The presence of phosphate ions and ammonium ions is required for the formation of MAP, and these are contained in organic effluents or in digested sludge returned from anaerobic treatment processes. there is In order to minimize the amount of magnesium ions contained in the MAP-removed material introduced into the anaerobic treatment apparatus, almost all of the magnesium ions contained in the organic waste liquid are crystallized as MAP in the MAP crystallization step. It is preferably removed by analysis. Therefore, if the amount of phosphate ions or ammonium ions is less than the stoichiometric ratio with magnesium ions and there is a risk that magnesium ions will remain, phosphate ions or ammonium ions are added to the MAP crystallizer. is preferred. The digestive fluid after anaerobic treatment contains phosphate ions and ammonium ions derived from organic phosphorus and organic nitrogen added as nutrients for anaerobic microorganisms. In the present invention, the phosphate ions and ammonium ions required for MAP crystallization can also be supplied by returning the digestive fluid after the anaerobic treatment to the MAP crystallization step.

MAP晶析工程において、酸発酵又はメタン発酵が進行すると、有機性廃液のpHが酸性域まで低下し、MAP晶析及び成長が阻害される。このため、MAP晶析工程は、有機性廃液のpHを中性域乃至弱アルカリ域(7.0以上9.0以下、好ましくは7.5以上8.5以下)に維持することが必要である。本発明において、嫌気性処理後の消化液にはアルカリ成分が多量に含まれているため、MAP晶析工程に返送することにより、従来の方法では別途添加することが必要であったアルカリ薬剤を不要とすることができる。 In the MAP crystallization step, when acid fermentation or methane fermentation progresses, the pH of the organic waste liquid drops to an acidic range, inhibiting MAP crystallization and growth. Therefore, in the MAP crystallization step, it is necessary to maintain the pH of the organic waste liquid in a neutral range to a weakly alkaline range (7.0 or more and 9.0 or less, preferably 7.5 or more and 8.5 or less). be. In the present invention, since the digestive fluid after the anaerobic treatment contains a large amount of alkaline components, by returning it to the MAP crystallization process, the alkaline chemicals that had to be added separately in the conventional method can be eliminated. can be made unnecessary.

酸発酵又はメタン発酵は、嫌気性雰囲気において進行する。本発明においては、嫌気性処理前の有機性排水をMAP晶析処理に供するため、酸発酵又はメタン発酵が進行しやすい有機性成分を多量に含む。しかし、酸発酵の進行はMAP晶析を阻害し、メタン発酵の進行は可燃性ガスを発生させ、可燃性ガスがMAP晶析槽から漏洩する危険がある。本発明においては、MAP晶析工程における酸発酵又はメタン発酵の進行を抑制するために、MAP晶析装置内を曝気して、酸発酵又はメタン発酵が進行する嫌気性雰囲気となることを防止することが必要である。好ましくは、MAP晶析工程における有機性廃液の酸化還元電位(銀/塩化銀電極を基準とした酸化還元電位)が-400mV以上となるように曝気する。ただし、MAP晶析工程を一般的な好気性雰囲気で行うことまでは必要ではなく、酸化還元電位(銀/塩化銀電極を基準とした酸化還元電位)が好ましくは-400mV以上+100mV以下、より好ましくは-200mV以上+50mV以下、特に好ましくは-100mV以上0mV以下となるように曝気すればよい。過剰の曝気は、有機性廃液に脱炭酸を生じさせて過度にpHが上昇して微細なMAP粒子を生成させ、またアンモニアや硫化水素等の臭気成分を揮散させ、さらに、好気性雰囲気下では硝化反応が進行してpHが低下するという問題も生じるので好ましくない。酸化還元電位を測定して、上記範囲内に規制するように曝気量を制御することが望ましい。MAP晶析装置の容量1mで1時間の処理に必要な曝気量として、たとえば0.5m/(m・hr)以上2m/(m・hr)以下、より好ましくは0.8m/(m・hr)以上1.2m/(m・hr)以下である。曝気は、MAP晶析装置の下部から空気を導入して、MAP晶析装置内を気泡を上昇させるエアリフト方式で行うことが好ましい。また、曝気量を制御するために、好ましくは導入空気量を設定する制御部(たとえば流量調整バルブ、インバータによるブロア制御など)を具備するエアリフトを用いて空気を導入することができる。酸化還元電位の測定値に基づいて導入空気量を自動制御する制御部を有するエアリフトを用いることがより好ましい。 Acid fermentation or methane fermentation proceeds in an anaerobic atmosphere. In the present invention, since the organic waste water before the anaerobic treatment is subjected to the MAP crystallization treatment, it contains a large amount of organic components that facilitate acid fermentation or methane fermentation. However, progress of acid fermentation inhibits MAP crystallization, progress of methane fermentation generates combustible gas, and there is a danger that combustible gas may leak from the MAP crystallizer. In the present invention, in order to suppress the progress of acid fermentation or methane fermentation in the MAP crystallization process, the inside of the MAP crystallizer is aerated to prevent the anaerobic atmosphere in which acid fermentation or methane fermentation proceeds. It is necessary. Preferably, the organic waste liquid in the MAP crystallization step is aerated so that the oxidation-reduction potential (the oxidation-reduction potential based on the silver/silver chloride electrode) becomes -400 mV or higher. However, it is not necessary to carry out the MAP crystallization step in a general aerobic atmosphere, and the oxidation-reduction potential (oxidation-reduction potential based on silver/silver chloride electrode) is preferably −400 mV or more and +100 mV or less, more preferably. is -200 mV or more and +50 mV or less, particularly preferably -100 mV or more and 0 mV or less. Excessive aeration decarboxylates the organic waste liquid, excessively raises the pH, generates fine MAP particles, and volatilizes odorous components such as ammonia and hydrogen sulfide. This is not preferable because the nitrification reaction progresses and the pH is lowered. It is desirable to measure the oxidation-reduction potential and control the amount of aeration so as to keep it within the above range. The amount of aeration required for one-hour treatment with a MAP crystallizer having a capacity of 1 m 3 is, for example, 0.5 m 3 /(m 3 hr) or more and 2 m 3 /(m 3 hr) or less, more preferably 0.8 m. 3 /(m 3 ·hr) or more and 1.2 m 3 /(m 3 ·hr) or less. Aeration is preferably carried out by an air lift method in which air is introduced from the lower part of the MAP crystallizer to raise air bubbles inside the MAP crystallizer. Also, in order to control the amount of aeration, air can be introduced using an air lift preferably equipped with a control section (for example, a flow control valve, blower control by an inverter, etc.) for setting the amount of introduced air. It is more preferable to use an air lift having a controller that automatically controls the amount of introduced air based on the measured value of the oxidation-reduction potential.

MAP晶析工程は、MAP種晶を含有するMAP晶析装置で行われる。「MAP種晶」とは、その表面でMAP粒子を成長させる粗大なMAP粒子である。MAP種晶としては、先行する処理時に形成されたMAP粒子を用いてもよいし、図3に示すように別の晶析リアクターで析出したMAP粒子を用いてもよいし、リン鉱石、ドロマイト、骨炭、活性炭、珪砂、ケイ酸カルシウムなどの粉末又は粒状物でもよい。MAP種晶の表面にMAPを晶析させて成長させるため、MAP種晶は0.05mm以上5.0mm以下の粒径を有することが好ましい。たとえば、固形分を含むスラリー状の有機性廃液をMAP晶析装置に導入する場合には、MAP種晶の粒径は0.1mm以上0.5mm以下の大きさであることが好ましく、有機性排水などの液状の有機性廃液をMAP晶析装置に導入する場合には、MAP種晶の粒径は1mm以上5mm以下が好ましい。 The MAP crystallization process is performed in a MAP crystallizer containing MAP seeds. A "MAP seed" is a coarse MAP particle on which the MAP particle grows. As the MAP seed crystals, MAP particles formed during the preceding treatment may be used, MAP particles precipitated in a separate crystallization reactor as shown in FIG. 3 may be used, phosphate rock, dolomite, Powders or granules such as bone charcoal, activated carbon, silica sand, and calcium silicate may also be used. In order to crystallize and grow MAP on the surface of the MAP seed crystal, the MAP seed crystal preferably has a grain size of 0.05 mm or more and 5.0 mm or less. For example, when a slurry-like organic waste liquid containing solids is introduced into a MAP crystallizer, the particle size of the MAP seed crystal is preferably 0.1 mm or more and 0.5 mm or less. When a liquid organic waste liquid such as waste water is introduced into the MAP crystallizer, the grain size of the MAP seed crystal is preferably 1 mm or more and 5 mm or less.

MAP晶析装置内のMAP種晶の充填量は、MAP種晶の表面で大きなMAP粒子にまで成長させるために、固形分を含むスラリー状の有機性廃液の場合は3w/v%以上6w/v%以下が好ましく、有機性排水などの液状の有機性廃液の場合は40w/v%以上50w/v%以下が好ましい。 The amount of MAP seed crystals packed in the MAP crystallizer is 3 w/v% or more and 6 w/v% or more in the case of a slurry-like organic waste liquid containing solids in order to grow large MAP particles on the surface of the MAP seed crystals. v % or less is preferable, and in the case of liquid organic waste liquid such as organic waste water, 40 w/v % or more and 50 w/v % or less is preferable.

次に、晶析したMAP粒子を分離して、MAP粒子を除去したMAP除去処理物を嫌気性処理装置に導入する。ここで、MAP除去処理物とは、粗大なMAP粒子を除去した後の液体又は微細なMAP粒子をごく僅かに含むスラリーである。微細なMAP粒子は分離しにくく、処理物中に残留して嫌気性処理装置に導入される可能性があるため、MAP粒子は、MAP種晶の表面で0.05mm以上3mm以下、好ましくは0.1mm以上0.5mm以下まで成長させることが望ましい。 Next, the crystallized MAP particles are separated, and the MAP-removed product from which the MAP particles are removed is introduced into the anaerobic treatment apparatus. Here, the MAP-removed product is a liquid after removing coarse MAP particles or a slurry containing a very small amount of fine MAP particles. Since fine MAP particles are difficult to separate and may remain in the treated material and be introduced into the anaerobic treatment apparatus, the MAP particles should be 0.05 mm or more and 3 mm or less, preferably 0 mm or less, on the surface of the MAP seed crystal. It is desirable to grow the thickness from 1 mm to 0.5 mm.

MAP粒子を除去したMAP除去処理物は、嫌気性処理装置内にて嫌気性処理され、嫌気性消化汚泥と消化液を生成する。通常、消化液は嫌気性処理装置から系外へ抜き出され、嫌気性消化汚泥は脱水処理される。本発明においては、アルカリ成分を多量に含む消化液の一部をアルカリ源としてMAP晶析処理装置に返送することで、MAP晶析装置内の有機性廃液をMAP晶析に必要なpH7.0以上、好ましくはpH7.0以上9.0以下、より好ましくは、pH7.5以上8.5以下に調整することができる。pHが7.0を下回ると晶析が進みにくくなるだけでなく、液中に存在する硫化水素が揮散して周囲環境が悪化したり、同じく液中に存在する有機酸等の揮散による有機成分の損失が生じやすくなるといった問題がある。一方、pHが9.0を超えると、微細MAPが生成しやすくなるだけでなく、液中に存在するアンモニアが揮散して周囲環境が悪化するといった問題がある。なお、有機性廃液のアルカリ分の状態は、アルカリ度の増減でみると状態をより正確に判定できる。アルカリ度は、M-アルカリ度として、1000~10000mg/Lに調整することが好ましい。 The MAP-removed material from which the MAP particles have been removed is anaerobicly treated in an anaerobic treatment apparatus to produce anaerobic digestion sludge and digestive juice. Normally, the digestive juice is withdrawn from the anaerobic treatment apparatus, and the anaerobic digestion sludge is dehydrated. In the present invention, a portion of the digestive fluid containing a large amount of alkaline components is returned to the MAP crystallizer as an alkali source, thereby reducing the organic waste liquid in the MAP crystallizer to pH 7.0, which is necessary for MAP crystallization. As described above, the pH can be adjusted to preferably 7.0 or more and 9.0 or less, more preferably 7.5 or more and 8.5 or less. If the pH is less than 7.0, not only does crystallization become difficult to progress, hydrogen sulfide present in the liquid volatilizes, deteriorating the surrounding environment, and organic components such as organic acids also present in the liquid volatilize. loss is likely to occur. On the other hand, if the pH exceeds 9.0, not only is fine MAP likely to be generated, but ammonia present in the liquid volatilizes, resulting in a deterioration of the surrounding environment. The state of the alkalinity of the organic waste liquid can be determined more accurately by looking at the increase or decrease in alkalinity. The alkalinity is preferably adjusted to 1000 to 10000 mg/L as M-alkalinity.

MAP晶析処理に必要なアルカリ源を供給するため、消化液の返送量は、MAP晶析装置内の有機性廃液1体積部に対して、3体積部以上10体積部以下とすることで、外部からのアルカリ薬剤の添加を不要とすることができる。たとえば、固形分の多い有機性廃液をMAP処理装置に導入する場合には、有機性廃液1体積部あたり4.0体積部以上10.0体積部以下、好ましくは4.5体積部以上6.0体積部以下の消化液を返送することが望ましく、固形分の少ない有機性排水をMAP処理装置に導入する場合には、有機性排水1体積部あたり3.0体積部以上7.0体積部以下、好ましくは4.0体積部以上5.0体積部以下の消化液を返送することが望ましい。消化液の返送量が過剰となる場合には、MAP晶析装置内でアンモニアが揮散したり、晶析が進みすぎてMAP種晶表面に析出せずに微細なMAP粒子が析出して回収が困難になるので好ましくない。 In order to supply the alkalinity source necessary for the MAP crystallization process, the return amount of the digestive liquid is 3 parts by volume or more and 10 parts by volume or less with respect to 1 part by volume of the organic waste liquid in the MAP crystallizer. Addition of an alkaline chemical from the outside can be made unnecessary. For example, when an organic waste liquid containing a large amount of solids is introduced into the MAP treatment apparatus, the amount of the organic waste liquid is 4.0 to 10.0 parts by volume, preferably 4.5 to 10.0 parts by volume. It is desirable to return 0 parts by volume or less of the digestive juice, and when introducing organic wastewater with a low solid content into the MAP treatment apparatus, 3.0 parts by volume or more and 7.0 parts by volume per 1 part by volume of organic wastewater Thereafter, it is desirable to return preferably 4.0 to 5.0 volume parts of the digestive juice. If the amount of digestive liquid returned is excessive, ammonia volatilizes in the MAP crystallizer, or crystallization progresses too much, and fine MAP particles are precipitated instead of being precipitated on the surface of the MAP seed crystals, resulting in poor recovery. I don't like it because it makes it difficult.

[比較例1]
約3,000m/年の廃棄物が発生している食品加工工場にて発生する有機性廃棄物(COD:100,000g/m、リン酸イオン:650g/m、マグネシウムイオン:400g/m、ケルダール窒素:8,400g/m、pH:3.7程度)を異物除去後に加水して有機性廃液を調製した後、容量20mの酸発酵槽を経由して、容量200mの嫌気性処理装置(メタン発酵槽)に導入し、MAP晶析装置へ導入しない従来の方法で行っている処理を説明する。
[Comparative Example 1]
Organic waste (COD: 100,000 g/m 3 , phosphate ions : 650 g/m 3 , magnesium ions: 400 g/ m 3 , Kjeldahl nitrogen: 8,400 g/m 3 , pH: about 3.7) is added after removing foreign matter to prepare an organic waste liquid, which is then passed through an acid fermentation tank with a capacity of 20 m 3 to a capacity of 200 m 3 . anaerobic treatment equipment (methane fermentation tank) and not the MAP crystallizer.

有機性廃液は酸発酵槽にて固形分5%の液に調整される。このとき、酸発酵槽中の窒素分は平均4.5kg/m、リンは600g/m、マグネシウムは200g/m程度である。酸発酵槽では、有機性廃液の加水分解が進んで有機酸が生成し、pHは約4以下にまで低下した。 The organic waste liquid is adjusted to a solid content of 5% in an acid fermentation tank. At this time, the average nitrogen content in the acid fermentation tank is 4.5 kg/m 3 , the phosphorus content is 600 g/m 3 , and the magnesium content is about 200 g/m 3 . In the acid fermenter, hydrolysis of the organic wastewater proceeded to produce organic acids, and the pH dropped to about 4 or less.

酸発酵槽を経た有機性廃液は、メタン発酵槽に導入され、メタン発酵菌の作用によってメタンと炭酸ガスとに分解される。このとき、有機酸がガスに変換されて除去され、有機物に含まれるタンパク質の分解によってアンモニアが生成されるため、メタン発酵槽内のpHは約7~8に上昇した。 The organic waste liquid that has passed through the acid fermentation tank is introduced into the methane fermentation tank and decomposed into methane and carbon dioxide by the action of methane fermentation bacteria. At this time, the organic acid was converted to gas and removed, and the decomposition of the protein contained in the organic matter produced ammonia, so that the pH in the methane fermentation tank increased to about 7-8.

本食品加工工場からの有機性廃液には、窒素とリンとマグネシウムが含まれており、メタン発酵槽内でMAPが生成し、メタン発酵槽内の液面付近や、消化液の引き抜き管周辺にスケールが発生した。スケールの発生によりメタン発酵槽撹拌機の故障や、配管の閉塞、メタン発酵槽内への砂状のMAP結晶の堆積などの問題が起こった。スケールの発生が進行すれば、容量200mの嫌気性処理装置(メタン発酵槽)を空にして浚渫、薬品洗浄した後、さらに2か月以上に及ぶメタン発酵菌の馴致、再立ち上げが必要となり、有機性廃液の稼働を数ヶ月間にわたり停止しなければならなくなる。 The organic liquid waste from this food processing plant contains nitrogen, phosphorus, and magnesium. scale has occurred. Problems such as failure of the agitator in the methane fermentation tank, clogging of pipes, and deposition of sandy MAP crystals in the methane fermentation tank occurred due to scale generation. If scale generation progresses, after emptying the anaerobic treatment equipment (methane fermentation tank) with a capacity of 200m3 , dredging and cleaning with chemicals, it will be necessary to acclimate the methane fermentation bacteria for more than 2 months and restart. As a result, the operation of the organic waste liquid must be stopped for several months.

[実施例1]
比較例1の食品加工工場からの有機性廃液を本発明の処理方法で処理する例を説明する。
[Example 1]
An example of treating an organic waste liquid from a food processing plant in Comparative Example 1 by the treatment method of the present invention will be described.

本実施例で使用する処理装置は、図1に示す構成を有する。MAP晶析装置として、図2に示すエアリフト管を具備するMAP晶析装置を用いた。
まず、上記食品加工工場からの有機性廃棄物の異物を除去した後に加水して調製した有機性廃液(COD:約50,000g/m、リン酸イオン:約375g/m、マグネシウムイオン:約200g/m、ケルダール窒素:約4,200g/m、pH:3.7程度)を25mのMAP晶析装置に導入した。消化液返送ライン21を介して嫌気性処理装置(メタン発酵槽)20から消化液をMAP晶析装置10に導入した。消化液の導入量は、MAP晶析装置内の有機性廃液のpHに応じて調整した。具体的には、MAP晶析装置内の有機性廃液に、エアリフト管11aから空気を導入して、有機性廃液の酸化還元電位(AgCl/Ag電極)が‐400mV以上になるように曝気しながら、有機性廃液のpHが7.5程度まで上昇するように消化液を導入し、酸発酵及びメタン発酵の進行を抑制した。MAP晶析装置からは、炭酸ガス、硫化水素、アンモニア等を含むガスが発生した。このガスは、食品加工工場内の脱臭設備にて処理し、揮散を防いだ。
The processing apparatus used in this embodiment has the configuration shown in FIG. As a MAP crystallizer, a MAP crystallizer equipped with an air lift tube shown in FIG. 2 was used.
First, an organic waste liquid (COD: about 50,000 g/m 3 , phosphate ions: about 375 g/m 3 , magnesium ions: about 200 g/m 3 , Kjeldahl nitrogen: about 4,200 g/m 3 , pH: about 3.7) was introduced into a 25 m 3 MAP crystallizer. A digestive liquid was introduced into the MAP crystallizer 10 from an anaerobic treatment apparatus (methane fermentation tank) 20 via a digestive liquid return line 21 . The amount of the digestive liquid introduced was adjusted according to the pH of the organic waste liquid in the MAP crystallizer. Specifically, air is introduced into the organic waste liquid in the MAP crystallizer from the air lift tube 11a, and aeration is performed so that the oxidation-reduction potential (AgCl/Ag electrode) of the organic waste liquid becomes -400 mV or higher. , the digestive juice was introduced so that the pH of the organic wastewater rose to about 7.5, and the progress of acid fermentation and methane fermentation was suppressed. Gases containing carbon dioxide, hydrogen sulfide, ammonia, etc. were generated from the MAP crystallizer. This gas was treated with deodorizing equipment in the food processing factory to prevent volatilization.

MAP晶析装置にて晶析するMAP粒子をMAP晶析装置から抜き出し、MAP除去処理物を約20m容量の原料槽へ投入し、アンモニアによるメタン発酵の阻害を抑制するため、水を添加して希釈した。希釈後のMAP除去処理物を200m容量の嫌気性処理装置(メタン発酵槽)へ導入し、嫌気性処理を行った。 The MAP particles to be crystallized in the MAP crystallizer are extracted from the MAP crystallizer, the MAP-removed product is put into a raw material tank with a capacity of about 20 m3 , and water is added to suppress the inhibition of methane fermentation by ammonia. diluted with The MAP-removed product after dilution was introduced into an anaerobic treatment apparatus (methane fermentation tank) with a capacity of 200 m 3 and subjected to anaerobic treatment.

以上によって、スケール発生による処理停止を起こすことなく本設備を安定的に稼働することでき、1日あたり約360mのバイオガスが発生した。またMAP晶析装置内への空気の導入により、MAP晶析装置から可燃性ガスが発生することなく、安全に運転することができた。 As described above, the facility could be operated stably without stopping treatment due to scale generation, and about 360 m 3 of biogas was generated per day. In addition, by introducing air into the MAP crystallizer, the MAP crystallizer could be operated safely without generating combustible gas.

MAP晶析装置内でのMAP晶析及び除去後のMAP除去処理物中のリン酸イオンは50mg/L、マグネシウムイオンは40mg/Lであった。リン酸イオン濃度とマグネシウムイオン濃度が低く、MAP晶析反応が平衡に達したため、嫌気性処理装置内で、さらなるMAP晶析は生じなかったと考えられる。 After crystallization and removal of MAP in the MAP crystallizer, phosphate ions and magnesium ions in the MAP-removed product were 50 mg/L and 40 mg/L, respectively. It is believed that no further MAP crystallization occurred in the anaerobic treatment unit because the phosphate ion and magnesium ion concentrations were low and the MAP crystallization reaction reached equilibrium.

MAP晶析装置内の酸化還元電位(AgCl/Ag電極)を-400mV以上にするために要した曝気量は1.0m/(m・h)、MAP晶析装置内の有機性廃液のpHを7.5程度まで上昇させるために要した消化液の量は有機性廃液16.5m/日に対して66m/日であった。 The amount of aeration required to raise the oxidation-reduction potential (AgCl/Ag electrode) in the MAP crystallizer to −400 mV or higher was 1.0 m 3 /(m 3 ·h). The amount of digestive juice required to raise the pH to about 7.5 was 66 m 3 /day for 16.5 m 3 /day of organic waste liquid.

MAP晶析装置において、外部からマグネシウム源などの薬剤を添加することなく、1日あたり約40kgのMAP粒子を回収することができた。回収したMAP粒子は、肥料として有効利用することができた。 About 40 kg of MAP particles per day could be recovered in the MAP crystallizer without adding external agents such as a magnesium source. The recovered MAP particles could be effectively used as fertilizer.

[比較例2]
有機性廃液の90v/v%を嫌気性処理の前にMAP晶析装置に導入し、残りの有機性廃液の10v/v%を最初に嫌気性処理装置に導入した点を除いて、実施例1と同じ条件で処理したところ、MAP晶析装置内の有機性廃液の酸化還元電位(AgCl/Ag電極)を-400mV以上にするために要した曝気量は1.0m/(m・h)、有機性廃液のpHを7.5程度まで上昇させるために要した消化液の量は60m/日であった。MAP晶析装置内でのMAP晶析及び除去後のMAP除去処理物中のリン酸イオンは50mg/L、マグネシウムイオンは40mg/Lであったが、有機性廃液の10v/v%を直接嫌気性処理装置に導入したため、MAP除去処理物中のマグネシウムイオン40mg/Lに加えて有機性廃液中のマグネシウムイオン(200mg/L)が嫌気性処理装置に導入されたことになり、その結果、MAP晶析反応が進行し、嫌気性処理装置(メタン発酵槽)内での微細MAPが晶析してスケールの発生が見られた。
[Comparative Example 2]
Example 1, except that 90 v/v% of the organic effluent was introduced into the MAP crystallizer prior to the anaerobic treatment, and 10 v/v% of the remaining organic effluent was initially introduced into the anaerobic treatment unit. When treated under the same conditions as in 1, the amount of aeration required to raise the oxidation-reduction potential (AgCl/Ag electrode) of the organic waste liquid in the MAP crystallizer to -400 mV or more was 1.0 m 3 /(m 3 · h), the amount of digestive liquid required to raise the pH of the organic waste liquid to about 7.5 was 60 m 3 /day. After crystallization and removal of MAP in the MAP crystallizer, the phosphate ions and magnesium ions in the MAP-removed product were 50 mg/L and 40 mg/L, respectively. Since it was introduced into the anaerobic treatment apparatus, magnesium ions (200 mg/L) in the organic waste liquid were introduced into the anaerobic treatment apparatus in addition to 40 mg/L of magnesium ions in the MAP-removed material. As the crystallization reaction progressed, fine MAP was crystallized in the anaerobic treatment apparatus (methane fermentation tank) and scale was observed.

[比較例3]
曝気量を調節せずにMAP晶析装置を運転した以外は実施例1と同じ条件で処理したところ、MAP晶析装置内の有機性廃液の酸化還元電位(Ag/AgCl電極)は-450mV程度であって‐400mVを下回り、酸発酵が進行してpH6.7に低下し、pH7.0以上を維持できなくなった。その結果MAPが晶析せず、嫌気性処理装置に導入されるマグネシウムイオンは150mg/L程度となり、低減することができなかった。マグネシウムイオン濃度が高いため、嫌気性処理装置内にて、リン酸イオン及びアンモニウムイオンとの反応が進み、MAP晶析によるスケールの発生が見られた。
[Comparative Example 3]
When the treatment was carried out under the same conditions as in Example 1 except that the MAP crystallizer was operated without adjusting the aeration amount, the oxidation-reduction potential (Ag/AgCl electrode) of the organic waste liquid in the MAP crystallizer was about -450 mV. and fell below -400 mV, acid fermentation progressed and the pH dropped to 6.7, and it became impossible to maintain pH 7.0 or higher. As a result, MAP was not crystallized, and the amount of magnesium ions introduced into the anaerobic treatment apparatus was about 150 mg/L, which could not be reduced. Since the magnesium ion concentration was high, the reaction with phosphate ions and ammonium ions proceeded in the anaerobic treatment apparatus, and scale was observed due to MAP crystallization.

10、110:MAP晶析装置
20、120:嫌気性処理装置(メタン発酵槽)
30、130:酸発酵槽
11、111:曝気装置(エアリフト方式)
11a、119:エアリフト管
13f、23、118、123:MAP除去処理物導入ライン
21、121:消化液返送ライン
22、122:消化液排出ライン
10, 110: MAP crystallizer 20, 120: Anaerobic treatment device (methane fermentation tank)
30, 130: acid fermentation tanks 11, 111: aeration equipment (air lift system)
11a, 119: air lift pipes 13f, 23, 118, 123: MAP-removed product introduction lines 21, 121: digestive fluid return lines 22, 122: digestive fluid discharge lines

Claims (9)

少なくともマグネシウムイオンを含む有機性廃液の全量を、嫌気性処理前に、MAP種晶を含有するMAP晶析装置に導入し、曝気しながら酸発酵又はメタン発酵を抑制し、MAP粒子を晶析させるMAP晶析工程と、
前記MAP晶析工程にて晶析したMAP粒子を分離してMAP除去処理物を得るMAP粒子除去工程と、
前記MAP粒子除去工程にて得られるMAP除去処理物を嫌気性処理装置へ導入し、嫌気性処理する嫌気性処理工程と、を含み
嫌気性処理後の消化汚泥の少なくとも一部を、アルカリ源として前記MAP晶析装置へ返送する、有機性廃液の処理方法。
Before the anaerobic treatment, the entire amount of organic waste liquid containing at least magnesium ions is introduced into a MAP crystallizer containing MAP seed crystals to suppress acid fermentation or methane fermentation while aerating to crystallize MAP particles. a MAP crystallization step;
a MAP particle removal step for obtaining a MAP-removed product by separating the MAP particles crystallized in the MAP crystallization step;
an anaerobic treatment step of introducing the MAP-removed product obtained in the MAP particle removal step into an anaerobic treatment apparatus and subjecting it to anaerobic treatment; using at least a portion of digested sludge after anaerobic treatment as an alkali source A method for treating an organic waste liquid to be returned to the MAP crystallizer.
前記MAP晶析工程において、少なくともマグネシウムを含む有機性廃液の酸化還元電位(銀/塩化銀電極を基準とした酸化還元電位)が-400mV以上になるように曝気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。 2. Aeration is performed in the MAP crystallization step so that the organic waste liquid containing at least magnesium has an oxidation-reduction potential (an oxidation-reduction potential based on a silver/silver chloride electrode) of −400 mV or more. The method for treating the organic waste liquid according to 1. 前記MAP晶析工程において、少なくともマグネシウムを含む有機性廃液のpHが7以上9以下となるように、曝気量及び/又は消化汚泥の返送量を調整する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。 3. The amount of aeration and/or the return amount of digested sludge is adjusted in the MAP crystallization step so that the organic waste liquid containing at least magnesium has a pH of 7 or more and 9 or less. A method for treating an organic waste liquid as described. 前記MAP晶析工程において、曝気は、MAP晶析装置内にエアリフト方式で空気を導入することにより行う、請求項1~3のいずれか一項に記載の有機性廃液の処理方法。 4. The method for treating an organic waste liquid according to claim 1, wherein in the MAP crystallization step, aeration is performed by introducing air into the MAP crystallizer by an air lift method. 前記嫌気性処理後の消化汚泥の少なくとも一部を、アルカリ源として前記MAP晶析装置へ返送する際に、前記MAP晶析装置に導入する前に前記消化汚泥を前記有機性廃液と混合させないことを特徴とする、請求項1~4のいずれか一項に記載の有機性廃液の処理方法。When at least part of the digested sludge after the anaerobic treatment is returned to the MAP crystallizer as an alkalinity source, the digested sludge is not mixed with the organic waste liquid before being introduced into the MAP crystallizer. The method for treating an organic waste liquid according to any one of claims 1 to 4, characterized by: 前記MAP晶析装置に返送する前記消化汚泥は、MAP晶析装置内の有機性廃液1体積部に対して、3体積部以上10体積部以下とすることを特徴とする請求項1~5のいずれか一項に記載の有機性廃液の処理方法。Claims 1 to 5, characterized in that the digested sludge returned to the MAP crystallizer is 3 parts by volume or more and 10 parts by volume or less with respect to 1 part by volume of the organic waste liquid in the MAP crystallizer. The method for treating an organic waste liquid according to any one of the items. 曝気装置を具備し、嫌気性処理前の少なくともマグネシウムイオンを含む有機性廃液の全量を受容してMAP粒子を晶析させるMAP晶析装置と、
当該MAP晶析装置からのMAP除去処理物を受容して、嫌気性処理する嫌気性処理装置と、
当該MAP晶析装置から当該嫌気性処理装置へ、MAP除去処理物を送るMAP除去処理物導入ラインと、
当該嫌気性処理装置からの消化汚泥の少なくとも一部を前記MAP晶析装置へ返送する消化汚泥返送ラインと、
当該嫌気性処理装置からの消化汚泥の残部を系外へ抜き出す消化汚泥排出ラインと、
を具備する有機性廃液の処理装置。
a MAP crystallizer equipped with an aerator, receiving the entire amount of organic waste liquid containing at least magnesium ions before anaerobic treatment, and crystallizing MAP particles;
an anaerobic treatment device that receives the MAP-removed product from the MAP crystallizer and performs anaerobic treatment;
a MAP-removed material introduction line for sending the MAP-removed material from the MAP crystallizer to the anaerobic treatment apparatus;
a digested sludge return line for returning at least part of the digested sludge from the anaerobic treatment device to the MAP crystallizer;
A digested sludge discharge line for extracting the rest of the digested sludge from the anaerobic treatment apparatus to the outside of the system;
An organic waste liquid treatment apparatus comprising:
前記曝気装置は、導入空気量を設定する制御部を具備するエアリフトであることを特徴とする請求項に記載の有機性廃液の処理装置。 8. The apparatus for treating organic waste liquid according to claim 7 , wherein the aeration device is an air lift having a controller for setting the amount of introduced air. 前記消化汚泥返送ラインは、前記有機性廃液を前記MAP晶析装置に供給するラインとは別個に設けられていることを特徴とする請求項7又は8に記載の有機性廃液の処理装置。9. The organic waste liquid treatment apparatus according to claim 7, wherein said digested sludge return line is provided separately from a line for supplying said organic waste liquid to said MAP crystallizer.
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