JPS58205591A - 有機性廃液の処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、し尿などの有機性廃液の処理方法、詳しくは
、処理プロセスの著しい簡素化、合理化及び省資源・省
エネルギー効果が得られる処理方法に関するものである
。

以下本発明を、有機性廃液の代表例どして、し尿を例に
とって説明する。

現在最も進歩したし尿処理プロセスとして評価されてい
るプロセスは、し尿に希釈水を添加して生物処理したの
ち活性汚泥を固液分離し、生物処理水を凝集沈殿、砂ろ
過、オゾン処理、活性炭処理するという方法である５、
ところが、この代表的プロセスを厳しい視点から評価し
てみると、次のような重大な問題点が本質的に内在して
いることを、本発明者は認識するに至−）た。

すなわち、 ■　凝集沈殿工程に無機凝集剤（硫酸アルミニウム、塩
化第２鉄など）、および高分子凝集剤の添加を必要とす
る。しかも、凝集汚泥が生成し、その処理・処分のため
にさらに汚泥脱水助剤、機械脱水機を必要とする。

（リ　−オゾン処理にはオゾン発生のため多量の電力を
必要とし、また、活性炭処理には高価な活性炭を多量に
必要とする。

（■　生物処理工程から発生する余剰生物汚泥の処理に
カチオンポリマーなどの高価な脱水助剤を必要とするほ
か、含水率８０−程度の脱水ケーキを乾燥・焼却するた
めに重油などの貴重なエネルギー源を多量に消費する。

０）数多くの単位操作が直列的に並んでおり、プロセス
が複雑である１、 これら、本発明者が認識した問題点は極めて重要なもの
であるにもかかわらず従来は、良好な処理水質を得るた
めには当然必要な事項であると考えられていたのが実状
である。

本発明者は、このような認識にもとづき全く新しい視点
から検討を進め、従来の処理プロセスのもつ諸欠点を合
理的に解決できる新規・有効なプロセスを完成するに至
った。

すなわち本発明は、有機性廃液を生物処理したのち、少
なくとも該生物処理水を、多重効用式又は蒸気圧縮式の
間接加熱蒸発工程にて蒸発処理することを特徴とする有
機性廃液の処理方法である。

本発明の技術思想の骨子は有機性廃液を生物処理したの
ち、該生物処理液を多重効用缶又は蒸気圧縮式蒸発缶に
よる蒸発工程によって蒸発１２．該蒸発水蒸気の凝縮水
を処理水となすというプロセスにあり、有機性廃液を生
物処理せずに直接蒸発する方法では本発明の効果は全く
得られない。

以Ｆに本発明の一実施態様を図面を参照しながら、し尿
処理を例にとって説明する。

し尿１は、希釈水を加えることなく生物学的硝化脱窒素
Ｔ程２に流入し、ＢＯＤおよび窒素などが除去される。

この生物学的硝化脱窒素工程２には、し尿中のＢＯＤ成
分を脱窒素菌の有機炭素源として利用する硝化液循環方
式、ステップ流入方式、好気性膜窒素方式、回分方式な
どを採用するのが省資源の見地からみて極めて好ましい
。

しかして、生物学的硝化脱室１ｉ：］二４’（ｉ　２　
ｆｉ・「、の派出スラリーの一部３は、遠心濃縮機など
の固液分離工程４にて固液分離さね、濃縮汚泥５．は生
物学的碩化脱窒素工程２に返送される。一方、流出スラ
リーの残部３′は固液分離工程鳴の分離液５′と混合さ
れ密閉型間接加熱式の蒸発乾燥４１！６（内部はほぼ常
圧）に流入してゆく　このように蒸発乾燥槽６への流入
スラリ　７を４物学的硝化脱窒素１稈２にふいて発生Ｃ
る余剰活性汚泥ど生物処理水すなわち上記分離ｇ５’と
の混合スラリーと［１，余剰活性汚泥の蒸発ψ燥と生物
処理水の蒸発処理を同時に竹なうことが特に好ましい２
、 なお、流出スラリ　３′を流出スラリ　３と　緒に固液
分離工程４に導き、得られる余剰活性汚泥は別途手段に
より処■［、分離液５′のみを１−記蒸発工程で処理す
る、Ｌうにしでもよい。

Ｌ記流入スラリ　７のｌド編は生物学的硝化脱窒素工稈
２において倣・′ト物の酸比熱に土、ｃ４０Ｕ程度に昇
温され−Ｃいるが、この温度のままさらに水蒸気の凝縮
水８によって熱交換器９において８０℃程度に予熱され
る。このように、し尿などの有機性廃液を純希釈で件・
物処理し、その俳生物酸化熱（例えばし尿Ｉぽから４０
０００　ｋｃａｌの微生物酸化熱が発生する）を不動利
用することにより、十記蒸発］−程の著しい省エネルギ
ー化が達成できる１、１−記蒸発乾燥Ｎ！６内には中空
回転ドラム１０が設けられており、その内部には加熱用
の水蒸気１１が供給される。流入スラリー７は中空回転
ドラム１０の外表面に薄膜状に付着し、その回転につれ
て水分が蒸発し、スラリー中の固形物が乾燥される。

乾燥物１２はスクレーパー１３によ−、てドラム表面か
らはく離され、貯留部１４に落丁したのち、ロータリー
パルプなどの排出機構を介して槽外に排出される。

−Ｊ、流入スラリー７から蒸発した水蒸気は管１５から
排出され、蒸気圧縮機１６に流入し、圧ｍ昇温された水
蒸気１１は再び中空回転ドラム１ｏ内部に流入し、０口
熱源として利用される。尚、１７は蒸発乾燥槽６のスタ
ートアップ用の水蒸気である。また、中空回転ドラム１
０内部では水蒸気が凝縮［１２、凝縮水８となるが、こ
れは１００℃弱の温度をも−、ているので、前述したよ
うに流入スラリー７の予熱に利用されたのち処理水８′
となって放流される４、上記乾燥物１２はボイラー焼却
炉１８にて焼却されるが、このとき発生する熱によって
水蒸気なつくり、これをスタートアップ用の水蒸気１７
など、流入スラリー７の蒸発乾燥用熱源として併用する
のも合理的である。また、図示していないが蒸発乾燥槽
６を複数基設け、一方の蒸発乾燥槽内圧力を他方のそれ
よりも低く設定し、高圧側からの排出水蒸気を低圧側の
中空回転ドラム内に供給する多重効用缶を採用してもよ
い。

なお、本発明におい−（は、し尿などの有機性廃液を生
物処理したのち蒸発処理するので、処理場内から排出さ
れる雑排水を混入させると蒸発対象水量が増加するので
、別途処理するのが好ましい。

また、蒸発乾燥槽６内の圧力は、上記のようにほぼ常圧
とするのも好ましく、こうすると流入スラリー７からの
水蒸気の温度は約１００℃となり、大腸−などの病原菌
が自動的に殺菌されてしまうθ）で、従来のような塩素
滅菌工程が不要になる。従つ”Ｃ１従来問題となってい
たトリ・・ロメタンの生成番まあり得ない 以上述べたように本発明によれば、次のような顕著な効
果が得られ従来プロセスの種々の問題点を極めて合理的
に解決することができる。

■□し尿などの有機性廃液中には有機酸とアンモニアが
含まれていることが多いため、本発明（二よらず原液を
面接蒸発処理すると、発生水蒸気の凝縮水中に多量のＢ
ＯＤ及びアンモニア臭気成分が含まれることになる。従
って、蒸発槽からの臭気のリーク対策に細心の考慮を要
するほか凝縮水をさらに生物処理する必要があり、しか
もアンモニア性窒素を除去するためには多量のメタノー
ル、酢酸などの高価な有機炭素源を添加しないと生物学
的膜窒素処理が困難となる。

これに対し本発明によれば、し尿などについてはあらか
じめ生ｉ学的硝化脱窒素処理によりＢＯＩ）、アノモニ
ア性窒素、臭気成分を除去したのち生物処理液を蒸気圧
縮式又は多重効用蒸発法によって蒸発乾燥処理するので
、発生水蒸気の凝縮水中にはＬＳＯ［）、ノ′７七−ア
性窒輩、臭気成分がなく無色・透明の蒸留水なみの水質
が得られる。また蒸発乾燥槽からの臭気成分のりりも問
題にならない１゜ Ｑ）　この結果、従来プロセスでは不μ■欠とな−３°
Ｃいた生物処理液の凝集沈殿、砂Ｃ過、オゾン処理、活
性炭処理のすべＣの工程が不要になり、しかも従来プロ
セスの処理水質よりもはるかに秀れた処理水質が得られ
る１、従って、プロセスが著シ、＜簡潔化され、さらに
凝集剤の添加、オゾン発生電力、活性炭のすべＣが不要
になる。。

■　さらに、従来プロセスにおける余剰活性汚泥と凝集
沈殿汚泥の機械脱水機（＝よる脱水処理工程が不要にな
るので、脱水助剤の冷加が不要になり、機械脱水機の設
置も不要になる。

（０凝集沈殿（浮旧）処理を行えば必ｊ′凝集汚泥が発
生し、その処理・処分が必然的に必要になるが、凝集汚
泥は脱水性が非常に恋く大きな問題になっている。これ
に対し本発明では、凝集処理］程が全く不要なため、凝
集汚泥そのものが発ｋ１．しｒｒいのＣ１このような問
題は起り得ない４、 （５）　　従来プロセスにおいては処理水のＣ０Ｉ）、
色度成分は凝集処理工程では完全に除去することができ
Ｊｌ、そのためオゾン処理、活性炭処ｆ！ｉ］−程が不
ｊｉＪ欠となるが、本発明では生物処理液を蒸発処理す
るので、処理水は完全に無色で、ＣＯＤも極めて少ない
。

（）い　従来プロセメの汚泥処理工程−Ｃは、余剰活性
汚泥と凝集沈殿汚泥との混合γり泥にカチＡノポリーノ
−などの脱水助剤を添加して、ベル）・プレスなどの機
械脱水機で脱水しＣいるため、脱水ケ一への含水率が８
０−程度と咎めで商＜、また脱水ケーキ中に水酸化アル
ミニウムなどの無機物が共存するので脱水ケーキの発熱
量が低い。

従って、脱水ケーキの乾燥・焼却に多ｍ：（通常２００
　ｔ　〜３００　ｔ／１ｏｎ−Ｄ、８　）の補助燃料を
必要とする。

これに対し本発明では、凝集沈殿汚泥が発生せず、また
機械脱水工程が不要であり、乾燥物の水分を容易に低ド
させるテと、ができ、自燃領域にある乾燥物を得ること
ができるので、焼却処理時６二重油などの補助燃料を一
切必要としない。

■　傘来のし尿処理水の塩素イオン鹸度は３００〜３０
００　％’ｌと高いため、山林、田畑のかんがい用水に
することは困難であったが、本発明の処理水は蒸留水に
近いため塩素イオン濃度は数ｐｐｍ程度にすぎない。し
たがって、かんがい用水（二容易に使用することができ
る。

（８）従来、懸濁固形物を多縦に含んだスラＩＪ−は蒸
発濃縮が進むに−）れ懸濁固形物が伝熱面（二付着する
ため適用できないと考えられ、海水など懸！固形物をほ
とんど含まない種々の溶液に対してのみ適用されていた
蒸気接縮式又は多重効用蒸発法を本発明はスラリー状ρ
ものに対しても容易に適用できるようＥＩ失したので、
スラリーの極めて省エネルギー的な蒸発乾燥処理が可能
となる。

以上の如く本発明は省資源、省エネルギー効果が大きく
プロセスも非常に簡潔であり、処理水質も極めて良好で
あるなど、従来プロセスに比べ多大の利点を有するもの
である。

次に本発明の実施例について記す。

実施例 神奈川県某し尿処理場に搬入されるし尿を、処理量１０
０４４３の規模で硝化液循環生物学内税窒素プロセスに
より無希釈処理した。無希釈処理の結果、硝化槽の発泡
が激しかったが、消泡用水を添加することは処理水量の
増加と水温の低下を招くため行なわなかった。このため
、発泡対策としては消泡機（泡の界面に回転翼を設けて
破泡するもの）を設けることによって解決した。

上記生物処理工程ノＭ　Ｌ　Ｓ　Ｓ　ハ２００００〜２
５０００　ｍ１ｆ／ｌ、滞留日数は７日間とした。この
結果、微生物酸化熱により生物処理槽内すなわち生物処
理液の・）（”Ｈｌ、 水温は４０°〜４２℃に維持された。また、余剰生物汚
泥の発生量は５．３〜６．５　ｔ／（ｔ　−ＩＪＲ）で
あった。生物処理液の水質はアンモニア性窒素はトレー
ス〜８ＮＩＡ。

溶解性ＢＯＤ　５〜１１１１１１．／ｌ、溶解性リン酸
イオン５５０〜６８０１１９／ｌ　、　ＣＯＤ晩４（）
Ｏ〜４Ｑ岬、・ｔ、色度２５００−３０００　であ？た
。

次（：、余剰生物汚泥を生物処理液に混合したスラリ７
を密閉槽型の直径５００．のドラムドライヤーに供給し
、ドラムの部表面にスラリーを薄膜状に付着させて蒸発
乾燥させ、水分６ｏ−の乾燥物とした。乾燥物はスクレ
ー／クーでドラムカ箋ら＃まく離し、ロー　タリーパル
プを介して槽外に排出し、実験規模の廃熱ボイラ付流動
床焼却炉にて焼却し六−３゜乾燥物の低位発熱量は４８
００　ｋｃａｔ／ｈｅ・ＤＢと＾く、また水分６０　％
という低水分のため容易シニ自蛤り、た３、一方、密閉
槽型ドラムドライヤーにおいてスラリー＝から蒸発した
水蒸気を、ロータリコンプレ・ツヤ−にて圧力１．５ｋ
ｌｆｙ−まで圧縮したのち再びト°ラム内部に供給した
３、この結果、スラリー中の水分を１１Ｏｎ　蒸発させ
るのに必要なロータリコンブし・ソサ−の動力は２０・
〜３０ｋｗｂと極めて少なか）だ、１ドラム内で水蒸気
から凝縮した凝縮水（水１ＩＡＩ＋１０℃弱）は熱交換
器に流入せしめ、凝縮水の保有熱量を温度３５°〜４５
℃の供給スラリーの予熱に利用し、温度７５℃に加温し
上記ドラムドライヤー５＝供給した１゜ Ｆ記凝縮水は処理水として放流されるが、その水質はＦ
表のように、し駅の鋸希釈処理水とし°で極めて秀れた
ものであった。

処理水の水質 以上の処理においては薬品、燃料は全く不要であり電力
のみが必要であった１、また、し尿ＩＩ＜／、処理に要
する電力価格は１０００’″１〜１３００’″Ｉであり
、従来プロセスのランニングコストの実Ｍ　３ｓｏｏ”
４５００’“”／ｋｔに比べ大幅な節減が可能であ・・
た。

【図面の簡単な説明】

図面は、本発明の実施態様をボすフロ・−／　トである
。 １・・し尿、２・・・生物学的硝化脱窒素工程、３．３
′・・・流出スラリー、４・・・固液分離工程、５・・
・濃縮汚泥、５′・・・分離液、６・・・蒸発乾燥槽、
７・・流入スラリー、８・・・凝縮水、８′・・・処理
水、９・・・熱交換器、１０・・・中空回転ドラム、１
１　、１７・・・水蒸気。 １２・・・乾燥物、１３・・・スクレーパー、１４・・
貯留部、１５・・管、１６・・・蒸気圧縮機、１８・・
・ボイラー焼却炉。 特許出願人　荏原インフィルコ株式会社代理人弁理士　
端　　山　　五　　− 同　　弁理士　干　　出　　　　　捻 ト続補Ｉｆ（＋’Ｆ 昭和６γ年ｌＯ月　６１１ １、゛３許庁長官　若杉和夫殿 １、・１１件の表示　　昭和５７年　特　軒　願オａａ
ｏｏｏ　壮２、発　明　の名称　　　　有機性廃液の処
理方法３、補（１・をする者 ・Ｉ；イＩ１．！：の関係　　　　特許出願人ｆ１　所
Ｌ　ｌ、＋４１ｉ１ｉ　） ＋１１ｊ）ｌ、／、伯：）（ｏ４ｏ）　　荏原インフィ
ルコ株式会社４、代理人 補　　　　　ＩＦ４１ 本願明細誓中 ｔ　特ｆｌｆ請求の範囲の欄を別紙のとふ・り創ＩＦ、
　する、。 ２、＠４員、第３１−ｆ〜第６行を次のとおりｉＪ　＋
）−タる。 ［すなわち本発明は、有機性廃液を生物処理したのち、
少なくとも該生物処理水を、蒸気圧縮法および／または
多重効用法による間接加熱式蒸発１桟ｅこて蒸発処理し
、該＃余水蒸気の凝縮水を１ｌＶｉＪ記有機性廃欣の処
理水とｌ′すことを特徴とする有機性Ｓａの処理方法で
ある。」 以　　ト ％許精求の範囲 ｔ４磯性廃液を生物処理したのち、少なくとも処理方法
。 、、　’　、：：ｔ：：：：：：″、、７８、＊＊’ｅ
＋＋＊＊ｗ＊ｙｉ＜。２添卯せずに竹なわれふものであ
る特許請求の範囲＠１項又は第２項記載の方法。 ４、　前記＃発工程への供給液が、前記生物処理工程で
の生物処理水と余剰生物汚泥との混合液である％ｆ＋請
氷の範囲第１川、第２項又は第３項記載の方法。 ５、　前記＃発工輻が、その加熱源として、該蒸発工程
から排出される乾燥物を焼却工程で焼却して得られる燃
焼生成熱量を利用して行なわれるものである％斤請＊の
範囲第１狽、第２瑣、第３項又は第４墳記載の方法。 以　　Ｌ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、有機性廃液を生物処理したのち、少なくとも該生物
   処理水を、多重効用式又は蒸気圧縮式の間接加熱蒸発工
   程にて蒸発処理することを特徴とする有機性廃液の処理
   方法。 ２、　前記生物処理が、生物学的硝化脱窒素処理である
   特許請求の範囲第１項記載のｈ法、。 ３　前記生物処理が、有機性廃液に希釈水を添加せずに
   行なわれるものである特許請求の範囲第１項又は第２項
   記載の方法。 ４、　前記蒸発工程への供給液が、前記生物処理工程で
   の生物処理水と余剰生物汚泥との混合液である特許請求
   の範囲＠１項、＠２項又は第３項記載の方法。 ５、前記−発工程が、その加熱源としＣ，該蒸発工程か
   ら排出される乾燥物を焼却工程で焼却して得られる燃焼
   生成熱量を利用して行なわれるものである特許請求の範
   囲第１項、第２、＊、第３項又は第４項記載の方法。