JPH0671297A - 有機性汚泥の処理方法 - Google Patents

有機性汚泥の処理方法

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JPH0671297A
JPH0671297A JP4216922A JP21692292A JPH0671297A JP H0671297 A JPH0671297 A JP H0671297A JP 4216922 A JP4216922 A JP 4216922A JP 21692292 A JP21692292 A JP 21692292A JP H0671297 A JPH0671297 A JP H0671297A
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智亮 稲垣
Atsushi Miyata
篤 宮田
Shigehiro Suzuki
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    • Y02E50/30Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel

Abstract

(57)【要約】 【目的】 消化脱離液中のリンや窒素を除去し、水処理
系の負荷を軽減させ、また消化脱離液中のリンや窒素を
有価物として回収することができる有機性汚泥の処理方
法を提供すること。 【構成】 有機性汚泥を熱アルカリ処理し、pH 7.3〜9.
2 のアルカリ領域で嫌気性消化処理を行った後、除去を
目的とする成分に応じてMg2+、NH4 + 、PO4 3- のうちの
1又は2を加えてストラバイト等のリン酸マグネシウム
アンモニウム塩を結晶させ、これを固液分離処理するこ
とにより消化脱離液中のリン又は窒素の除去を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、有機性汚泥の処理方法
に関するものであり、特に消化脱離液中のリンや窒素を
除去することができる有機性汚泥の処理方法に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】有機性汚泥の嫌気性消化処理法は、埋め
立て時の安定化、無害化、減容化、脱水性の向上等の処
理性の向上と、有価資源としてのメタンガスの回収が可
能であり、有用な処理法として下水処理等に採用されて
いる。このような有機性汚泥の嫌気性消化処理法の一つ
の方法として、消化処理温度中温(37 ℃) で嫌気性消化
を行う嫌気性消化槽の前段に、有機性汚泥に熱をかける
とともにアルカリを添加して可溶性を促進させる熱アル
カリ処理槽を設ける方法がある。この方法は消化率が高
くメタンの回収量が多い特長を持っている。
【0003】従来は、このようにして熱アルカリ処理及
び嫌気性消化された有機性汚泥に対して固液分離を行
い、濃縮汚泥と消化脱離液とに分離し、消化脱離液はそ
のまま水処理系へと返流していた。しかしこの消化脱離
液中にはリンや窒素が大量に含まれており、水処理系の
負荷を増大させるという問題があった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明の第1の目的
は、熱アルカリ処理及び嫌気性消化された有機性汚泥を
固液分離して得られた消化脱離液中のリンや窒素を除去
し、水処理系の負荷を軽減させることができる有機性汚
泥の処理方法を提供することである。本発明の第2の目
的は、上記の消化脱離液中のリンや窒素を有価物である
リン酸マグネシウムアンモニウム塩として回収すること
ができる有機性汚泥の処理方法を提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めになされた第1の発明は、有機性汚泥をアルカリ処理
又は熱アルカリ処理し、処理後の有機性汚泥をpH 7.3〜
9.2 のアルカリ領域で嫌気性消化処理を行った後、消化
汚泥に除去を目的とする成分に応じてMg2+、NH 4 + 、PO
4 3- のうちの1又は2を加えてリン酸マグネシウムアン
モニウム塩を結晶させ、これを固液分離処理することに
より消化脱離液中のリン又は窒素の除去を行うことを特
徴とするものである。
【0006】また第2の発明は、有機性汚泥をアルカリ
処理又は熱アルカリ処理し、処理後の有機性汚泥をpH
7.3〜9.2 のアルカリ領域で嫌気性消化処理を行った
後、消化汚泥を濃縮消化汚泥と消化脱離液に固液分離
し、消化脱離液に除去を目的とする成分に応じてMg2+
NH4 + 、PO4 3- のうちの1又は2を加えてリン酸マグネ
シウムアンモニウム塩を結晶させ、これを固液分離処理
することによりリン酸マグネシウムアンモニウム塩の回
収と消化脱離液中のリン又は窒素の除去とを行うことを
特徴とするものである。
【0007】
【実施例】以下にこれらの発明を実施例とともに詳細に
説明する。 〔第1の発明の実施例〕図1は第1の発明の実施例を示
すフローシートであり、1はアルカリ貯留槽、2は熱ア
ルカリ処理槽、3はpH調整槽、4は嫌気性消化槽、5は
混和槽、6は固液分離槽である。
【0008】有機性汚泥はまず熱アルカリ処理槽2に投
入され、pHが7.5 〜12.5程度になるようにアルカリ貯留
槽1からアルカリが添加されるとともに、有機性汚泥の
温度が50〜100 ℃になるように加温される。これにより
有機性汚泥は可溶化され、次工程の嫌気性消化を受けや
すくなる。可溶化された有機性汚泥は次にpH調整槽3へ
送られ、アルカリ貯留槽1からのアルカリと酸貯留槽7
からの酸とによって、pH 7.3〜9.2 のアルカリ領域に調
整される。
【0009】このようにpH調整された有機性汚泥は、次
に返送汚泥とともに嫌気性消化槽4へ送られる。なお、
返送汚泥との混合により嫌気性消化槽4内のpHが 7.3〜
9.2となる場合には、pH調整槽3によるpH調整は不要で
ある。嫌気性消化槽4では20〜60℃の温度で嫌気性消化
が行われ、メタンガスを含む消化ガスはガスホルダー9
に貯留される。嫌気性消化槽4から出た消化汚泥は混和
槽5に送られるが、その流量は流量計14で測定され、ま
たpH、Mg2+、NH4 + -N、PO4 3- -Pの濃度は自動測定機15
により測定される。また当然のことながら、熱アルカリ
処理をする必要のない易溶解性の有機性汚泥について
は、熱をかけないアルカリ処理を行うかあるいは熱アル
カリ処理槽2を省略し嫌気性消化槽4内のpHを 7.3〜9.
2 として嫌気性消化処理してもよい。
【0010】なお、本発明において嫌気性消化槽4内の
pHを 7.3〜9.2 としたのは、これよりもpHが低いと有機
性汚泥を十分に可溶化できないうえ、後述するように後
工程におけるリン酸マグネシウムアンモニウム塩を結晶
させることができないためである。またこれよりもpHが
高くなると、嫌気性消化において阻害が生じるためであ
る。
【0011】次に、測定された流量、Mg2+、NH4 + -N、
PO4 3- -Pの濃度に基づいて、混和槽5において消化汚泥
にMg2+、NH4 + 、PO4 3- のうちの1又は2を加える。本
発明においては、ストラバイトに代表されるリン酸マグ
ネシウムアンモニウム塩を結晶させることによってリン
や窒素を除去するため、リン(PO4 3- -P)を除去したい
場合には、ストラバイト等を結晶させるうえで不足する
Mg2+やNH4 + を必要に応じて添加し、窒素(NH4 + -N)
を除去したい場合には、ストラバイト等を結晶させるう
えで不足するMg2+やPO4 3- を必要に応じて添加する。な
おこれらの添加は、Mg2+貯留槽8と、PO4 3- 貯留槽12
と、NH4 + 貯留槽13から行われる。
【0012】なお、ストラバイトはMgNH4PO4・6H2Oの結
晶であり、マグネシウム、窒素、リンの分子比が1:
1:1である。このため、消化汚泥中にこの分子比を満
足するうえで不足しているMg2+、NH4 + 、PO4 3- の何れ
かを加えると、 Mg2++NH4 + +HPO4 2-+OH- +6H2O→MgNH4PO4・6H2O+H2O の反応により混和槽5中でストラバイトの結晶が生成さ
れる。
【0013】このストラバイトは、図3に示すようにア
ルカリ領域において溶解度が急激に低下し、結晶として
析出する性質を持っている。しかし本発明においては、
前記したように嫌気性消化槽4内のpHが 7.3〜9.2 とさ
れ、また混和槽5内のpHも 7.3〜9.2 に保たれているた
め、アルカリを添加しなくてもストラバイトの結晶が効
率良く生成される。
【0014】このようにしてストラバイト等のリン酸マ
グネシウムアンモニウム塩の結晶を含んだ液は固液分離
槽6において固液分離され、消化脱離液とリン酸マグネ
シウムアンモニウム塩の結晶を含む濃縮消化汚泥とに分
離される。そのうち、リン酸マグネシウムアンモニウム
塩の結晶を含む濃縮消化汚泥は返送汚泥として嫌気性消
化槽4へ返送され、また一部はリン酸マグネシウムアン
モニウム塩の結晶化を促進させる種結晶として混和槽5
へ返送される。
【0015】この結果、消化脱離液中に含有されるリン
や窒素の濃度は大幅に減少し、水処理工程の負担が軽減
される。例えば、リンの除去を目的として試験を行った
結果は表1の通りとなった。
【0016】
【表1】
【0017】表1に示したように、pHが 7.3〜9.2 の本
発明の範囲内にある試料2、3においてはストラバイト
の結晶化率が高く、また試料2では88.8%の、また試料
3では94.6%のリンを除去することができる。これに対
してpHが本発明の範囲を外れた試料1では結晶化率が低
く、またリンの除去率も61.1%に止まる。なお、pHがこ
れよりも大きくなると、結晶化率やリンの除去率は向上
すると考えられるが、嫌気性消化において阻害が生じ、
消化がうまく行われない。
【0018】〔第2の発明の実施例〕図2は第2の発明
の実施例を示すフローシートである。この第2の発明で
は嫌気性消化槽4を出た消化汚泥は固液分離槽6に送ら
れ、濃縮消化汚泥と消化脱離液とに分離される。この消
化脱離液は流量計14を通り、自動測定機15によりpH、Mg
2+、NH4 + -N、PO4 3- -Pの濃度を測定されて混和槽5に
送られる。混和槽5では除去を目的とする成分に応じ
て、これらの測定値に対応させてMg2+、NH4 + 、PO4 3-
のうちの1又は2を加える。例えばリン(PO4 3--P)を
除去したい場合には、ストラバイト等を結晶させるうえ
で不足するMg2+やNH4 + を必要に応じて添加し、窒素
(NH4 + -N)を除去したい場合には、ストラバイト等を
結晶させるうえで不足するMg2+やPO4 3- を必要に応じて
添加する。この場合にも、本発明ではアルカリを添加す
る必要のないことは前記の第1の発明と同様である。
【0019】このようにしてストラバイト等のリン酸マ
グネシウムアンモニウム塩の結晶を含んだ液は固液分離
槽11において固液分離され、リン酸マグネシウムアンモ
ニウム塩が回収される。回収されたリン酸マグネシウム
アンモニウム塩の一部は結晶化を促進させる種結晶とし
て混和槽5に返送される。この第2の発明によれば、肥
料等として有用なリン酸マグネシウムアンモニウム塩を
汚泥と分離させた状態で回収することができる利点があ
る。
【0020】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれば
次の通りの優れた作用効果を得ることができる。 本発明によれば、ストラバトイトのようなリン酸マ
グネシウムアンモニウム塩を結晶として析出させること
により、消化脱離液中のリンや窒素を高い除去率で除去
することができ、水処理系の負荷を軽減させることがで
きる。 またストラバトイトの結晶はアルカリ性において生
成されるものであるが、本発明ではアルカリ処理又は熱
アルカリ処理によって消化汚泥はアルカリ性であるた
め、アルカリを添加する必要がない。 第2の発明によれば、消化脱離液中のリンや窒素を
高い除去率で除去することができることは勿論、有用な
リン酸マグネシウムアンモニウム塩を回収することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の発明の実施例を示すフローシートであ
る。
【図2】第2の発明の実施例を示すフローシートであ
る。
【図3】pHとストラバイトの溶解度との関係を示すグラ
フである。
【符号の説明】
1 アルカリ貯留槽 2 熱アルカリ処理槽 3 pH調整槽 4 嫌気性消化槽 5 混和槽 6 固液分離槽 7 酸貯留槽 8 Mg2+貯留槽 9 ガスホルダー 11 固液分離槽11 12 PO4 3- 貯留槽 13 NH4 + 貯留槽 14 流量計 15 自動測定機

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 有機性汚泥をアルカリ処理又は熱アルカ
    リ処理し、処理後の有機性汚泥をpH 7.3〜9.2 のアルカ
    リ領域で嫌気性消化処理を行った後、消化汚泥に除去を
    目的とする成分に応じてMg2+、NH4 + 、PO4 3- のうちの
    1又は2を加えてリン酸マグネシウムアンモニウム塩を
    結晶させ、これを固液分離処理することにより消化脱離
    液中のリン又は窒素の除去を行うことを特徴とする有機
    性汚泥の処理方法。
  2. 【請求項2】 有機性汚泥をアルカリ処理又は熱アルカ
    リ処理し、処理後の有機性汚泥をpH 7.3〜9.2 のアルカ
    リ領域で嫌気性消化処理を行った後、消化汚泥を濃縮消
    化汚泥と消化脱離液に固液分離し、消化脱離液に除去を
    目的とする成分に応じてMg2+、NH4 + 、PO4 3- のうちの
    1又は2を加えてリン酸マグネシウムアンモニウム塩を
    結晶させ、これを固液分離処理することによりリン酸マ
    グネシウムアンモニウム塩の回収と消化脱離液中のリン
    又は窒素の除去とを行うことを特徴とする有機性汚泥の
    処理方法。
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EP19930302610 EP0564298B1 (en) 1992-04-01 1993-04-01 Method for treating organic sludge
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