JPS5919599A

JPS5919599A - 嫌気性消化方法

Info

Publication number: JPS5919599A
Application number: JP57127660A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Shibazaki; 柴崎　和夫; Ryosuke Miura; 良輔三浦; Itaru Takase; 高瀬　格; Yukio Toya; 遠矢　幸男
Original assignee: Toshiba Corp; Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1982-07-23
Filing date: 1982-07-23
Publication date: 1984-02-01

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】〔発明の技術分野〕本発明は下水処理場などで発生する有機性汚泥を処理す
る嫌気性消化方法に係シ、消化槽に添加する活性炭量の
制御に関する。

〔発明の技術的背景およびその問題点〕下水処理プロセ
スで発生する下水汚泥などの有機性汚泥を処理する方法
として、嫌気性消化法は広く行なわれている。近年、エ
ネルギー情勢の悪化によシ嫌気性消化法は特に注目され
るようになってきた。これは次の理由によるものと考え
られる。（１）好気性処理のような曝気が不必要である
ので、ランニングコストが安い。（１１）副産物として
、メタンを主成分とする消化ガスが多量に得られる。

嫌気性消化処理は、有１幾性汚泥中の炭水化物、脂肪、
クンバク質を主に揮発性有機酸に分解する液化段階と、
揮発性有機酸を主にメタンと炭酸ガスに分解するガス化
段階との二段階の反応から梠成されていると考えられる
。ここで、液化反応を行なわせる細菌を酸生成菌ガス化
反応金行なわせる細菌をメタン菌と呼ぶ。

上述した二段階の反応のうち、ガス化段階が律速段階で
ちると考えられる。これは、消化槽内で揮発性有機酸の
蓄積が時折観察されること、メタン菌の増殖速度は酸生
成菌のそれと比較して約１．’１０程度であること、等
の理由による。

第１図に嫌気性消化プロセスの基本的なフローを示す。

有機性汚泥は管路１を介しで、第−消化槽２に投入され
る。ここで有機性汚泥全１５〜２０日間程度滞留させ、
前述した液化、ガス化反応により、最終的にメタン、炭
酸ガス等に分解させる。第一消化槽２では、細菌の活性
を高く維持させるために３０〜４０’Ｏ程度に加温して
いる（加温装置の図示は省略）。また投入された有槻性
汚泥と細菌を均一に分布させるために、機械攪拌を行っ
たυあるいは発生した消化ガスをプロワ−などで吹き込
む気体攪拌等を行っている（攪拌装置の図示は省略）。

消化処理が終了した消化汚泥は移送管３を介して第二消
化槽４へ送る。第二消化槽４は主に消化汚泥を沈降濃縮
する。このため、加温装置、攪拌装置は通常設置されな
い。第二消化槽４にて分離された上澄液は管路５を介し
て、河川などに放流されるか、あるいは水処理プロセス
へ還流される。下方に留った濃縮された消化汚泥は管路
６を介して次の汚泥処理工程へ送られる。第一消化槽２
、第二消化槽４から発生した消化ガスは、管路７を介し
てガスタンク８に一旦貯留した後、第一消化槽２の加温
用エネルギー等に使用する。

仁のような嫌気性消化プロセスでは、第一消化槽４内の
汚泥混合液中に含まれる硫酸塩などの硫黄化合物やタン
パク中の硫黄は酸化・還元反応によって硫化水素となる
。硫化水素は、メタン菌の活性を低下さぜることか確か
められておシ、多量に発生する場合はガス化反応を著し
く阻害する。

このため処理が不能になることもあった。

嫌気性消化処理に悪影響を及はす硫化水素を除去する方
法として、従来水酸化第二鉄などの鉄塩を消化槽に添加
することが知られている。この従来法は次に示す反応に
より硫化鉄として硫化水素を除去する方法である。

しかし、このような従来方法には次のような次点があっ
た。

（１）通常、数十〜数百ｐｐｍの鉄塩を必要とし、これ
らの鉄塩が、水処理、汚泥処理システムから排出される
ため、環境を汚染する。また硫化鉄は、空気に触れると
容易に三価の鉄塩に変化し、赤褐色を呈するので、美観
上も好ましくない。さらにこの時に硫化水素を発生する
ので、水洗等の処理設備が必要であり、蓑だ水洗水は酸
性ケ呈するのでＰＨ訓整が必要であった。

（１１）過剰に鉄塩７ｃ添加すると、鉄塩が消化処理を
阻害し、処理効率を逆に低下させる。従って、その添加
量の調節は非常にやっかいであった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、肋便にしかも（礪境汚染などの間軸を
生じさぜずに硫化水素を除去し、効率よく安定に嫌気性
消化処理を行ない得る嫌気性を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明による嫌夕（性情化方法は、有（ぺ性ｌり泥が投
入される消化傍白に、粉末活性炭ヲ鮎加すると共に、こ
の消化槽から生じる消化ガス中の硫化水素濃度を測定し
、この測定値を粉末活性炭による硫化水素濃度の低減限
界値またはその近くの値に設定した目標値と比較し、こ
の目標値より測定値が犬であればその偏差に応じて粉末
活性炭の６９加量を調節することを特徴としたものであ
る。

〔発明の実施例〕

まず始めに、本発明の基本原理を説明する。木兄間者ら
は、１ず以下に述べる試験を行ない、硫化水素の除去効
率、消化効率に対する活（＜ｊ−炭の効果について調べ
た。

都市下水処理場の濃縮汚泥を用いて、連続消化試験を行
なった。この試験は、粉末活性炭の添加、水酸化第二＠
′１：の添加、無深加のそれぞれの場合について行なっ
た。図２．３に試験結果を示した。

これらの図において、硫化水素濃度、消化ガス発生量は
定常状態での平均値である。

とわらの試験から、次のようなことが確かめられた。

（＋）　　水酸化第二ぞ１、を添加した場合、第２図で
示すように硫化水素を完全に除去することが可能で消化
ガス発生１（消化効率）を向上できる。しかし過剰に添
加すると、従来確かめられ、かつ第３図で示すように、
消化効率は逆に低下する。

（１１）水酸化第二鉄より粉末活ゼｌｉｔ、：を添加し
た場合の方が、第３図で示すように消化効率は向上する
。

（ｉり　　粉末活性炭の添加量の増加につれて、消化効
２♀は向上する。また粉末活性炭の添加量に対して、そ
れ以上添加しても消化効率はあまり同上しない屈曲点が
ある。

（ｌｖ）　　＋！ｌｉｉ、化水素の除去については、記
２図で示すように粉末活・洗炭よシも水酸化第二Ｖ、の
方が効果がある。粉末活性炭の場合、それ以上添加して
も除去効果がち凍り向上しない屈曲点がある。この屈曲
点を粉末活性炭による硫化水素４Ａ度の低減限界と呼ぶ
。

（Ｖ）　　ｌ述した（ｉｉｉ）　、（ｉ）の屈曲点（ｄ
はぼ同程度の添加」五である。

以上の試験結果から、従来の水酸化第二鉄の添加より粉
末活性炭の添加の方が、消化効率の向上には効果がある
ことが判った。また粉末活性炭の経済的な添加量は前述
した硫化水素４Ａの屈曲点付近で示されるので、硫化水
Ｓａ度がこの屈曲点付近の濃度すなわち、前述した粉末
活性炭による硫化水素濃度の低減限界値になるように、
粉末活性炭添加量を調節すれば良いことが判った。

硫化水素の除去効果は低いにもがかわらず、水酸化第二
・Ｖ、より粉末活性炭の方が消化効率を向上できたのは
、次のような理由によるものと４１Ｆ？則される。即し
、メタン菌の多くは同角・１生であるため、同系できる
「場所」にンチェ）全力えることにより、菌体濃度全高
めることができる。活性炭は多孔性物質であるので、硫
化鉄よりも有効である。

さらに、活性炭は揮発性イｊ磯酸ケ吸Ａイして反応サイ
トでのその濃Ｋを高め、ガス化反応速度を篩めるものと
推１１川される。

以下第４図に示す一実施例に基づい′Ｃ１本発明をより
具体的に説明する。図中第１図とト−・１−要素につい
ては同−題号で表わす。

図において、９は汚ｉ己庶度ｊｌ、ｌｏはγ）１ｃ量泪
で、第一消化槽２への汚泥投入ダ１７１に設けられ、投
入されるンり泥の濃度、流ｊ４；、ｆｃ測定する。１４
は硫苗メークあるいはガスクロマトグラフ（検出器はＩ
”ＰＤ　）等による測定器で、第一消化槽２からのガス
管路７に設けられ、そこを流通する硫化水素濃度を測定
する。１５は粉末活性炭添加用の管路で、第一消化槽２
内に配設されており、またその中間部には添加属調整弁
１６を持つ。

１１は演算装置で、汚泥濃度泪９および流ｈ１計１０の
測定値を入力し、これらを乗算することによりｒＫ−消
化佛２に投入される有、瀘性汚泥の１丁量を演算する。

１２ｆ′！、比、較演ｑ、器で、前記演算装置１１から
出力される投入汚泥重量値および、測定器１４から出力
される硫化水累濃Ｊの測定値７入力する。この比較波ｑ
、器１２には、予め硫化水素譲７＆の目標値と、投入汚
泥の単位型ｔｌシの粉末活性炭添置を予め設定しておく
。そして硫化水素濃度の測定値をその目標値と比較し、
その比較結果に基づき、投入汚泥重量に和尚する粉末活
性炭の添加）ｌを演算によυ求める。１３は調節器で、
比し漏算巡１２の出力に応じて、前記調節弁１６の開度
を制御し、第一消化槽２への粉末活性炭添加量を調節す
る。

上記偽成において、汚泥投入管１から第一消化槽２に投
入される有機性汚泥の重量′ｆｃ演ｑ装置１１で演算し
、その値を比較演算器１２に出力する。比較汐算器１２
には管路７に設値された測定器１４によって第一消化槽
２から生じる消化ガス中の硫化水素４Ａの測定値が入力
される。この硫化水素濃度の測定値は予め設定された硫
化水素濃度の目像値と比較される。測定器１４からの測
定値が目標値以下の場合は、第２図から明らかのように
粉末活性炭の添加量が充分なので、第一消化槽へ投入す
る有機性汚泥のキ位重量当りの粉末活性炭添加、肚を予
め定めである設定値とする。一方、測定器１４がもの出
力が硫化水素濃度の目標値より大きい場合には、その偏
差に応じて増加さぜる粉末活性炭添加Ｍｌ　を演ηする
。その頷ｑ一式の一例を次に示す。

△Ｗ＝ｌぐ　（Ｃ−ＳＶ） Δ〜へ′二投入有機性汚泥の中位爪ボ、当りに増加させ
る粉末活性炭添加ルＣ；硫化水素濃度の測定１１ｂＳＶ；硫化水素濃度の目標値に；定数ここで、硫化水素濃度の目標値および粉末活性炭添加量
の設定値は、前述した屈曲点付近に定めることが望まし
い。なお、これらの屈曲点は投入する有機性汚泥の性状
、特に硫酸イオン濃度、タンパク含有率によシ著るしく
変化するので、予備試験によって個々の処理場で決める
ことが望ましい。比較演算器１２の出力は調節器１３に
供給され第一消化槽へ添加する粉末活性炭量を調節する
。

〔発明の効果〕

、以上説明したように本発明によれば、硫化水素による
悪影響を取り除くことができ、またニラチェの増加、揮
発性有機酸の吸着による反応サイトでの高層変化によｐ
１効率の良い安定した嫌気性消化処理をイ１ない得る。

さらに、上澄み液、消化汚泥混合液の脱色、脱臭効果も
期待できる他、脱水工程でのｒ過助剤的な効果、焼却工
程での袖助燃刺的な効果も期待できる等多大な効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は一般的な嫌気性消化処理プロセスを示す図、第
２図、第３図は本発明全説明するための図で、粉末活性
炭、水酸化第二鉄添加率と平均硫化水素濃度および平均
消化ガス発生量との関係図、第４図は本発明による嫌気
性消化方法の一実施例を実行するだめのプロセスを示す
図である。 ■・・・汚泥投入管、２・・・第一消化槽、３・・・移
送管４・・・第二消化槽、５・・・管路、６・・・管路
７・・・管路、８・・・ガスタンク、９・・・汚泥濃度
計１０・・・流量側、１１・・・演算器、１２・・比較
演算器】３・・調節器、１４・・・値化水素測定器１５
・・粉末活性炭添加用管路、１６・・・潤節弁（７３１
７）　　代理人　弁理士　則　近　憲　佑　（ぽか１名
）第１図第２図第３図

Claims

【特許請求の範囲】

有機性汚泥が投入される消化槽内に、粉末活性炭を添加
すると共に、この消化槽から生じる消化ガス中の硫化水
素濃度を測定し、この測定値を、粉末活性炭による硫化
水素濃度の低減限界値またはその近くの値に設定した目
標値と比較し、この目標値より測定値が犬であればその
偏差に応じて粉末活性炭の添加量を調節することを特徴
とする嫌気性消化方法。