JPH0135720B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、し尿処理方法に関するものである。

現在までに知られているし尿処理プロセスのな
かで最も秀れたものとして評価されているのは、
生物学的硝化脱窒素工程を主体として凝集沈殿、
ろ過、オゾン酸化、活性炭処理、殺菌工程を直列
的に組み合わせたプロセスである。

しかしながら、本発明者が総合的視点からこの
プロセスを技術評価した結果、次のような大きな
問題点がまだ解決されていないことを認識するに
至つた。

生物学的硝化工程において高濃度のNH₃−
Ｎ（アンモニア性窒素）をNOx−Ｎ（硝酸性窒
素）に酸化するのに必要な酸素供給動力すなわ
ちエアレーシヨン動力が多大である。即ち、し
尿処理量100Kl／日において、生物学的硝化槽
に酸素を供給するための曝気ブロワーの所要動
力は100〜120Kwであるので、し尿１Klあたり
のブロワー電気料金は480〜580円／Kl・し尿と
いう高額になる。

生物学的硝化脱窒素処理によつて除去されな
い非生物分解性COD、色度、リン酸などを除
去するために凝集沈殿などの凝集固液分離操作
を必要とするため、硫酸ばん土などの凝集剤を
多量に必要とし、資源多消費型であるほか難脱
水性の凝集沈殿汚泥が多量に発生する。この結
果、汚泥の処理・処分が難点となると同時に多
大の経費を要する。

さらに、凝集処理でも除去できない低分子量
のCOD、色度成分を除去するためにオゾン処
理、活性炭処理を行う必要があるが、この経費
も500〜600円／Kl・し尿と高額を要する。

生物学的硝化脱窒素工程から発生する余剰生
物汚泥の脱水、乾燥、焼却処理に必要な脱水助
剤、燃料に多大のコストを要する。

本発明は、現在最も合理的なプロセスとして評
価されているものでも、以上のような本質的な問
題点が未解決になつていることに強い問題意識を
もち検討を重ねた結果、以上のような問題点を解
決できる本発明を完成した。

本発明の効果は驚くべきものと言つても過言で
はなく、従来プロセスの生物学的硝化脱窒素工
程、凝集固液分離、砂過、オゾン処理、活性炭
処理、殺菌処理がすべて不要になり、しかも処理
水質は従来プロセスより秀れており維持管理費も
大いに節減される。

すなわち本発明は、し尿を嫌気性消化処理し、
その消化脱離液を好気性微生物の共存下でエアレ
ーシヨンしたのち固液分離し、その分離水を蒸発
濃縮処理し、さらに該蒸発濃縮処理における蒸発
水蒸気の凝縮水をアンモニアストリツピング工程
に供給することを特徴とするし尿処理方法であ
る。

以下に、本発明の一実施例を図面を参照しなが
ら説明する。

除渣し尿（浄化槽汚泥が混入していてもよい）
１は嫌気性消化工程２においてメタン発酵され、
消化ガス３と消化残物４になる。余剰消化汚泥５
は無薬注で脱水工程６により脱水される。

消化残物４は、遠心濃縮機などの固液分離部７
において消化脱離液８と返送用消化汚泥９に分離
される。返送用消化汚泥９は、メタン発酵を促進
させるために嫌気性消化工程２にリサイクルされ
る。消化脱離液８中のBODは、し尿１中のBOD
成分の90％程度がメタン発酵によつて消化ガス３
に転換されているため、1000〜1500mg／と低濃
度に減少している。しかしし尿１中の、アンモニ
ア性窒素（NH₃−Ｎ）は全く減少せずに消化脱
離液８中に流出してくる。

しかして、消化脱離液８中の少量の残留溶解性
BODを除去するために、好気性微生物共存のエ
アレーシヨンタンク１０にて無希釈曝気する。従
来プロセスのようにNH₃−Ｎを生物学的に硝化
する必要はないので、曝気動力は生物学的硝化脱
窒プロセスのそれの1/10以下で充分であり著しく
省エネルギー的である。エアレーシヨンタンク１
０からの流出液は固液分離部１１にて微生物フロ
ツク、SSなどが分離されたのち、分離水１５は
蒸気圧縮蒸発法による蒸発濃縮処理工程１２に流
入してゆく。

一方、固液分離部１１にて分離された汚泥の大
部分はエアレーシヨンタンク１０への返送汚泥１
３となり、余剰生物汚泥１４は嫌気性消化工程２
にリサイクルされ、再びメタン発酵に資せられ
る。

しかして、前記分離水１５（多量のNH₃−Ｎ、
非生物分解性COD、色度、リン酸を含んでいる）
は蒸発濃縮処理工程１２にて蒸発処理され、蒸発
水蒸気１６が蒸気圧縮機１７において圧縮昇温さ
れたのち再び間接加熱部１８の加熱源として再利
用され、自身は凝縮され凝縮水１９となる。凝縮
水１９は蒸留水なのでSS、色度、リン酸は全く
検出されず、CODも数mg／と極めて少ないが、
アンモニアは水蒸気と共に揮散するので、凝縮水
１９中に2000mg／程度共存する。しかし、凝縮
水１９のＭアルカリ度はゼロであり水温も80℃程
度と高いため、アンモニアストリツピング工程２
０において極めて容易にストリツプ除去され、超
高度処理水２１が得られる。２２はストリツプ用
空気、２３はストリツプ排出ガスである。

このように、本発明の最大の技術的ポイント
は、し尿の消化脱離液を直接アンモニアストリツ
ピング工程に流入させるのではなく、消化脱離液
を予めエアレーシヨンしてから蒸発濃縮し、該蒸
発水蒸気の凝縮水をアンモニアストリツプ処理す
ることにある。

従来例にみられるし尿の嫌気性消化脱離液を直
接アンモニアストリツプするという方式は、次の
ような重大欠点があり実用化に完全に失敗してい
る。

すなわち、 消化脱離液のアルカリ度が約10000mg／と
極めて高濃度であるため、PH緩衝性が非常に大
きい。この結果、アンモニアストリツプに必要
なPH11以上にするためのアルカリ剤（Ca
（OH）₂、NaOHなど）所要量が数万mg／と
膨大になるためコストが極めて高額となる。

消化脱離液の水温が30℃程度にすぎないた
め、アンモニアストリツプに多量の空気量を要
する（アンモニアストリツプを行うのには高水
温であるほど効果的に行われる）。

凝集沈殿、オゾン処理、活性炭処理が省略で
きない。

これに対し、本発明には従来のストリツピング
法の上記、、の問題点が全くないという本
質的相違がある。

しかして、ストリツプ排出ガス２３はアンモニ
ア含有空気であるため、このまま大気中に放出す
ると大気汚染、悪臭公害を招くため直火燃焼炉２
４あるいは触媒燃焼炉に供給してNH₃を燃焼さ
せてN₂ガスに酸化する。ここで発生する燃焼排
ガス２５は100℃以上の高温度であるため、乾燥
用熱源として利用する。

図中２６は消化汚泥脱水物５′の乾燥工程、２
７は蒸発濃縮物の乾燥工程であるが、このように
ストリツプ排出ガスの燃焼排ガス２５によつて汚
泥を乾燥することにより実質的に汚泥乾燥用燃料
を著しく節減できる。

なお、蒸発濃縮処理工程１２は蒸気圧縮蒸発法
の代りに多重効用蒸発法、単効用蒸発法であつて
もよく、これらを併用してもよいが省エネルギー
的には蒸気圧縮蒸発法が最も秀れている。

以上のような本発明によれば次のような重要な
効果があり、著しい省エネルギー、省資源効果が
発揮される。

BOD成分はエアレーシヨンすることなくメ
タンガスに転換させる一方、多量の曝気動力を
必要とする生物学的硝化工程が全く不要なの
で、曝気動力が従来プロセスの1/10以下です
む。

凝集分離、オゾン処理、砂過、活性炭処理
および殺菌工程が完全に不要であるためプロセ
スが著しく簡潔化され、かつ処理水質は極めて
秀れたものとなる。

凝集汚泥が発生しない。また、嫌気性消化工
程とエアレーシヨン工程からの生物汚泥の発生
量も少ない。しかも、消化汚泥は無薬注で脱水
できるので汚泥処理工程が著しく合理化でき
る。

アンモニアストリツピング工程に流入する液
はアンモニア含有蒸留水であり、それ自身のPH
も高く、またアルカリ度成分に起因するPH緩衝
性が全くないため、少量のアルカリの添加によ
つて容易に高PHにすることができ、しかも蒸発
濃縮処理工程からの凝縮水であるため高温であ
る。この結果、少量の空気によつて理想的条件
のもとで効果的にアンモニアストリツプが行わ
れる。

【図面の簡単な説明】

図面は、本発明の一実施例のフローシートであ
る。 １……し尿、２……嫌気性消化工程、６……脱
水工程、７，１１……消化分離部、１０……エア
レーシヨンタンク、１２……蒸発濃縮処理工程、
１７……蒸気圧縮機、２０……アンモニアストリ
ツピング工程、２４……直火燃焼炉、２６，２７
……乾燥工程。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ し尿を嫌気性消化処理し、その消化脱離液を
   好気性微生物の共存下でエアレーシヨンしたのち
   固液分離し、その分離水を蒸発濃縮処理せしめる
   と共に、さらに該蒸発濃縮処理における蒸発水蒸
   気の凝縮水をアンモニアストリツピング工程に供
   給することを特徴とするし尿処理方法。 ２ 前記蒸発濃縮処理工程が、蒸気圧縮蒸発法及
   び／又は多重効用蒸発法によるものである特許請
   求の範囲第１項記載の方法。 ３ 前記アンモニアストリツピング工程からの排
   出ガスを燃焼せしめると共に、該燃焼排ガスによ
   つて、前記嫌気性消化処理工程からの余剰消化汚
   泥及び／又は前記蒸発濃縮処理工程からの濃縮物
   を乾燥せしめる特許請求の範囲第第１項又は第２
   項記載の方法。