JPS5992092A - 有機性廃水の処理方法 - 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】 本発明は下水２し尿などの有機性廃水およびＪ＞ａ水処
理に伴なって発生する汚泥の処理方法に門ずるものであ
る。

以下、有機性廃水の代表例として下水を例にとって説明
する。

従来の代表的な下水処理プロセスは、下水を最初沈殿池
を経由させたのち活性汚泥処理し、最初沈殿池から排出
される汚泥（生汚泥と呼ばれる）と上記活性汚泥処理工
程から排出される汚泥（余剰汚泥と呼ばれる）の両者を
直接又は嫌気性消化処理したのち脱水助剤を添加して脱
水し、脱水ケーキを乾燥・焼却するというプロセスであ
る。

しかしながら、この従来プロセスは次のよつ７Ｚ重大な
欠点をもっており、エネルギーを極めて多量に消費する
プロセスとなっているのが実状である。

σ）活性汚泥処理のだめの曝気プロワ−の消費エネルギ
ーが非常に多く、下水処理場全体で使用する電力の５０
多以上を占めている。

■　汚泥脱水ケーキの乾燥・焼却処理に多量の補助燃料
（重油など）を必要としている。従来の実績では、重油
を乾燥固形物（Ｄ、Ｓ）　１　ｔｏｎあたり２００〜３
００ｔと多量の重油を消費しているのが本発明は、この
ような省エネルギー的見地−にの重大な欠点を新規な発
想によって完全に解決することができるプロセスを提供
するものである。

すなわち本発明は、有機性廃水を曝気プロワ−によりエ
アレーションして生物処理する方法において、少なくと
も該生物処理工程から発生する有機性汚泥を脱水機によ
り処理して得た脱水ケーキを前記曝気プロワ−の吐出側
に接続配備した密閉可能な容器に供給し、前記曝気プロ
ワ−の吐出空気により通気乾燥すると共に前記容器から
の流出空気を前記生物処理工程に供給する一方、前記通
気乾燥による乾燥物を焼却処理することを特徴とする有
機性廃水の処理方法である。

次に、本発明の一実施態様葡下水処理を例にとりあげて
図面を参照しながら説明する。

下水Ｉは最初沈殿池２を通ったのち、活性汚泥処理工程
の曝気槽（エアレーションタンク）３にて生物処理され
、次いで最終沈殿池４で固液分離され処理水５となる。

生汚泥６と余剰汚泥７は汚泥濃縮工程８（浮上濃縮、遠
心濃縮、沈降濃縮など）で濃縮されたのち、種々の汚泥
改質法（例えばＦｅＣｌ３　、ポリマーなどの脱水助剤
の添加、熱処理。

凍結融解、微粉炭添加などの各法）によって脱水性が改
善され、機械脱水工程９（フィルタプレスまたはスクリ
ュープレスが最も好適である）にて含水率５０〜６０％
程度に脱水され脱水ケーキ１０を得る。

この脱水ケーキ１０を適尚な粒径（０，３〜２ｃｍ程度
が好適）の粒状又は塊状に調整して、曝気槽３の曝気プ
ロワ−１１の吐出側と曝気槽３内の散気部】４を結ぶ曝
気空気管路系内に設けた脱水ケーキ１０の通気乾燥部１
５内に供給する。

この通気乾燥部１５は本発明の技術的ポイントの一つで
あり、脱水ケーキ１０を曝気プロワ−１１の吐出空気１
３によって通気乾燥し、該通気乾燥部１５からの流出空
気１６を曝気槽３に供給するものである。

プロワ−吐出空気１３の温度は、熱力学の断熱圧縮の理
論から明らかなように、曝気槽３の散気水深を５ｍとす
るとおよそ８０℃にも達し膨大な熱エネルギーを保有す
るのであるが、従来は曝気プロワ−吐出空気は単に曝気
槽のエアレーションという単一の目的にしか利用されて
いなかったのであシ、このことはごく当然のこととして
認８敵されており何らの疑問ももたれていなかった。

これに対し本発明は、曝気プロワ−の吐出空気に脱水ケ
ーキの乾燥およびエアレーションという複合機能を発揮
させることに成功したものである。

脱水ケーキ１０の通気乾燥部１５の構造は、吐出空気１
３の流入・流出口および脱水ケーキ１ｏの供給・排出口
以外は容器内圧力が大気圧以」二に保持される密閉型と
しておくことが重要であり、さもないと通気乾燥部１５
がら空気のリークを招くことになるので好ましくない。

しかして、通気乾燥部１５にて脱水ケーキ１０が所定時
間滞留する過程で脱水ケーキ１ｏは吐出空気１３の熱エ
ネルギーによって効果的に乾燥され含水率数チの乾燥物
１７となる。

一方、通気乾燥部１５からの流出空気１６は曝気イ・ｌ
１１３に供給され、生物処理用のエアレーションに防用
される。なお、散気部１４の空気吐出孔の口径を大きく
すれば散気部１４がダス］・によって目詰まりするおそ
れはない。ただし、流出空気１６をサーｒクロン（図示
せず）などの除しん工程を経由させてから曝気槽３に供
給してもよｈことは言うまでもない。

しかして、乾燥物１７は極めて低水分になっているので
焼却工程１８又は熱分解工程（以後、両者を含む意味と
して焼却工程と略記する）にて容易に熱的に分解され、
灰などの残渣１９と燃焼生成ガスなどの熱エネルギー２
０に変換される。

焼却工程１８として最も好適なのはボイラー焼却炉−ｃ
ｔｂｂ、熱エネルギー２０をスチームの形態でとシ出し
、スチームタービン２１で動力２２又は電力に変換して
曝気ブロワ−１１、８１４＋Ｊ２脱水工程９その他の動
力消費工程の駆動エネルギーとする。

このようなエネルギー回収が可能なのは、本発明では補
助燃料（重油など）又は熱エネルギー２０を利用するこ
となく脱水ケーキ１０を極めて低水分の乾燥物１７とす
ることができるため、汚泥自身をボイラーの固形燃料と
することができ、しかも発生熱エネルギーのほぼ全量を
スチームタービン２１などの動力変換工程に供給できる
だめである。なお、動力変換工程はスチームタービン２
１に限ラスフロンタービン、油・フロンタービンなト任
意のタイプを使用できる。また、焼却工程】８及び上記
動力変換工程からはそれぞれかなりの量の排熱２０′お
よび２３がでるので、これを脱水ケーキ１０の乾燥用熱
源として吐出空気１３の保有エネルギーと併用すること
も効果的でろる。

以上のようなエネルギー回収を最も効率的に遂行するの
に機緘脱水工程９の脱水機種の選定は重要でありフィル
タプレス、スクリュープレスよりも原理的に脱水効果の
劣る遠心脱水機、真空脱水機、ベルトプレスを採用する
ことは推奨できない。

すなわち、これらの機種よりも強大な圧力のかけられる
圧搾機構付フィルタプレス又はスクリュープレスによっ
て機械的に可能な限ｐ脱水し低水分の脱水ケーキ（６５
チ以−ドが好ましい）を得るようにするのが好ましい。

もしも遠心脱水機を採用すると脱水ケーキ含水率が８０
〜８５チとなり、乾燥物１７を自燃させることは可能で
あっても回収する熱エネルギー２０および回収動力が減
少することになる。もっとも遠心脱水機、ベルトプレス
などの脱水機を使用しても本発明の効果が失われるわけ
ではない。

なお、スチームタービン２１からの排気の排熱２３の利
用方法の具体例としては、通気乾燥部１５または吐出空
気１３を間接的に加熱するようにするのが好適である。

図中、１５′は加熱用のジャケットである。

以上のような本発明によって、次の如き重要効果が得ら
れる。

■　曝気ブロワ−吐出空気のもつ熱エネルギーを汚泥の
乾燥に利用するので重油などの補助燃料をいっさい用い
ることなく有機性廃水処理工程から発生する汚泥を乾燥
・焼却でき、省エネルギー効果が大きい。

■　しかも、有機性廃水処理によって発生する有機性汚
泥自身からエネルギーを回収し、エアレーション動力を
生みだすことができ、省エネルギー＼のみならず創エネ
ルギーが可能になる。

このことは有機性廃水中のＢＯＤ成分などの有機汚濁物
質そのものによって有機性廃水それ自身を処理できると
いう驚くべき効果を意味する。

■　従来の乾燥法では乾燥機から排出される乾燥排ガス
中のダスト及び悪臭の除去工程を設けることが必須要件
となるが、本発明では脱水ケーキの乾燥部から排出され
る排ガスはもともと曝気用の空気であるため、自動的に
ダスト及び臭気は有機性廃水の曝気槽内に供給され、こ
こで除しんおよび脱臭が行われる。この結果、格別の除
しん工程及び脱臭工程が不要となるので除しん及び脱臭
のだめの装置建設費および維持費が不要と々る。

■　曝気ブロワ−吐出空気を直接脱水ケーキ充填部内に
通気するため熱交換器が不要であること、および従来脱
水ケーキのホッパーとして利用されているものを本発明
の脱水り゛−キ充填部としてホッパーを兼ねて使用する
ことができるので、乾燥のだめの特別な装置が不要とな
り乾燥工程の建設費を著しく節減できる。

■　乾燥が進行している間膜水ケーキ充填容器内はブロ
ワ−吐出圧（大気圧よシも高圧例なっている）と等しい
加圧条件下にあるので、乾燥が終了し乾燥物の取り出し
口を開放するだけで空気圧によって乾燥物が自動的に押
し出される。

このため、乾燥物取り出し用のスクリューコンベヤーな
どの特別な機械が不要となり実用上の効果が大きい。

次に、本発明の実施例について記す。

実施例 し尿処理１４ｏｏｋｔ／日の某し尿処理場では、し尿を
生物学的硝化脱窒素プロセスで処理している。

この生物処理工程の曝気槽の散気水深は５．５ｍであシ
、孔径１０ＩＩＩＪ＋の気泡吐出部をもつスタティック
エアレータ−で曝気を行なっている。

曝気ブロワ−の吐出空気量は４００　Ｎｎ？／ｍ　ｉｎ
、吐出空気温度は８０〜８５℃である。含水率６５％の
し渣と生物処理工程から発生する余剰汚泥をフィルタプ
レス又はスクリュープレスで脱水した含水率６２％の脱
水ケーキを粒径５鑓程度にしたのち、ブロワ−吐出空気
管路に設けた脱水ケーキ充填部に充填しブロワ−吐出空
気を通気せしめた。

し渣および脱水ケーキの発生量は乾燥固形物（Ｄ。

Ｓ、）として約８．０　ｔｏｎ　Ｄ、８／日でアラた。

脱水ケーキ充填部の容積は５０　ｎｌとし、発生脱水ケ
ーキの１日分を貯留し回分的に脱水ケーキを通気乾燥せ
しめた。すなわち、脱水ケーキ発生針１日分貯留→１日
通気乾燥→乾燥物取り出しどいリサイクルを繰返した。

得られた乾燥物の含水率は５〜６多であり、乾燥物の低
位発熱量は３０００〜３１００　ｋ−４７％・乾燥物で
あった。この結果、乾燥物は排熱ボイラー付流動層焼却
炉の燃料として使用できた。排熱ボイラーからのスチー
ム発生量は約２５０００ＫＱ１日であった。このスチー
ムを曝気プロワ−を直結しだ復水型スチームタービンに
供給した結果、生物処理工程の曝気空気量４００　Ｎｎ
？／ｍｉｎ、の４８％にあたる１９４　Ｎｎ／／ｍｉｎ
。

を生産することが可能となり、エアレーション動力の著
しい節減が達成できた。

【図面の簡単な説明】

図面は、本発明の一実施態様を示すフローシートである
。 １・・・下水、２・・・最初沈殿池、３・・・曝気槽、
４・・・最終沈殿池、５・・・処理水、６・・・生汚泥
、７・・・余剰汚泥、８・・・汚泥儂縮工程、９・・・
機械脱水工程、１０・・・脱水ケーキ、１１・・・曝気
プロワ−１１３・・・吐出空気、１４・・・散気部、１
５・・・通気乾燥部、１５′・・・ジャケント、１６・
・・流出空気、１７・・・乾燥物、１８・・・焼却工程
、１９・・・残ｍ、２０・・・熱エネルギー、２０’、
２３・・・排熱、２１・・・スチームタービン、２２・
・・動力。 特許出願人　　荏原インフィルコ株式会社代理人弁理士
　千　　１）　　　　稔 −コＺｘ−一一 手続補正書 昭和５８年１１月１０日 特許庁長官若杉和夫殿 １、事件の表示 昭和５７年　特　許　願第２０１１１７号２・　発ＢＡ
０名称　　　　有機性廃水の処理方法３、補正をする者 事イ′１との関係　　　　　特許出願人住所（居所） 氏名（名称）　　　（０４０＞　　荏原インフィルコ株
式会社４、代理人 ６、補正により増加する発明の数 ７、補正の対象　明細書二″゛“１”’ＪＩｆｆ＋１’
ｆｉｌ！Ｕｃ’）Ｉｌ’ｊ３、発明の詳細な説明 ８、補正の内容　　別紙の通り 袖　　　　　正　　　　　曹 本願明細誉中 １、　特許請求の範囲を別紙のように訂正する。 ２、第４頁第５行〜第１４行を次のようにＫＪ正する。 ［すなわち本発明は、有機性廃水を曝気ブロワ−により
エアレーションして生物処理する方法において、少な（
とも該生物処理工程から発生する有機性汚泥を脱水機に
より処理し′″Ｃ得た脱水ケーキを前記曝気プロワ−の
吐出側に接続配備した密閉可能な祭器に供給し。 前Ｉｒ２曝気ブロワ−の吐出空気により通気乾燥すると
共に前記祭器からの流出空気を前記生物処理工程に供給
することを％徴とする有機性廃水の処理方法である。」 ６、　第６貞第１４行と第１５行との曲に次の文を加入
する。 「　なお、空気をコンプレッサーによって空気中の酸素
以外のＮ、ガス、ＣＯ，ガスをモレキュラーシープによ
って成層除去する吸着塔に供給して一濃度酸素ガスを製
造し、これをエアレーション工程に利用する、′いわゆ
る酸素曝気法においては、空気コンプレッサ一部におい
て圧縮熱が発生するので、この圧縮熱を利用して汚泥を
乾燥したのち、温度降下した空気を高＠度酸素ガス発生
用の前記吸着塔に供給すればよいことはいう寡でもない
。つまり、エアレーションには空気、＃素のいずれでも
本発明の目的を連成−す−ることかできる。」４、　第
７頁第１６行とガ３１７行との間に次の文を加入する。 「　また、乾燥物を熱分解（ガス化）し、発生ガスをガ
スエンジンに供給し、動力、電力に変換すると共にガス
エンジンの排ガスの保有熱を汚泥の乾燥に併用する方法
も有利な一方法である。」 ５、第８貞第１０行と第１１行との間に次の文を加入す
る。 ［なお、ブロワ−に代りコンプレッサーなどの空気圧縮
機を利用してもよく、本発明では曝気ブロワ−の吐出空
気とは空気圧縮機からの吐出空気も含む意味に用いてい
る。」６、　第１１自第１０行と第１１行との１■に次
の文を加入する。 「■　従来の熱風乾燥機では熱風を供給するためのファ
ンが必要であるが１本発明では曝気プロワ−吐出空気の
流れと圧力を利用するので、ファンが不要となり、さら
に省エネルキ効果がある。」 以上 特許請求の範囲 １．　有機性廃水を曝気ブロワ−によりエアレーション
して生物処理する方法において、少なくとも該生物処理
工程から発生する有機性汚泥を脱水機により処理して得
た脱水ケーキを前記ｌ暴気ブロワ−の吐出側に接続配備
した密閉可能な容器に供給し、前記曝気ブロワ−の吐出
空気により通気乾燥すると共に前記容器からの流出空気
を前記生物処理工程に供給することを特徴とする有機性
廃水の処理方法。 ６、　前記焼却処理工程で発生する熱エネルギーを電力
又は動力に変換し、これを前記曝気ブロワ−２前記脱水
機などの電力、＃！ｈカ消費工程に利用する特許請求の
範囲第１項又は第２項記載の方法。 一生ユ　前記脱水機として圧搾機構付フィルタプレスを
使用する特ｔｆＦ請求の範囲第１項記載の方法。 ｌ　前記脱水機としてスクリュープレスを便用する特許
請求の範囲第１項記載の方法。 ！　前記焼却処理工程で発生する熱エネルギーを前記通
気乾燥工程に利用する特♂Ｆ＋Ｔｔ旨求の軸回第ス項記
載の方法。 土　前記焼却処理工程をボイラー焼却炉により行う特許
請求の範囲第２項、第３項又は第６狽記載の方法。 人　前記ボイラー焼却炉で発生ずるスチームをスチーム
タービンに供給して動力に変換し、その排出スチームを
曲目己通気乾燥工栓に利用する７１．Ｊ杆趙求のψｎ囲
第７項記載の方法。 以　　」二

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ］　有機性廃水を曝気ブロワ−によりエアレーションし
   て生物処理する方法において、少なくとも該生物処理工
   程から発生する有機性汚泥を脱水機により処理して得た
   脱水ケーキを前記曝気ブロワ−の吐出側に接続配備した
   密閉可能な容器に供給し、前記曝気ブロワ−の吐出空気
   により通気乾燥すると共に前記容器からの流出空気を前
   記生物処理工程に供給する一方、前記通気乾燥による乾
   燥物を焼却処理することを特徴とする有機性廃水の処理
   方法。 ２　前記焼却処理工程で発生する熱エネルギーを動力に
   変換し、これを前記曝気ツーロワー。 前記脱水機のいずれか少なくとも一方の駆動用に利用す
   る特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３、　前記脱水機として圧搾機構付フィルタプレスを使
   用する特許請求の範囲第１項記載の方法。 ４、　前記脱水機としてスク９ュープレスケ１中川する
   特許請求の範囲第１項記載の方θミ。 ５　前記焼却処理工程で発生する熱エネルギーを前記通
   気乾燥工程に利用１する特許請求の範囲囲第１項記載の
   方法。 ６　前記焼却処理工程をボイラー焼却炉により行う特許
   請求の範囲第２項又ｔｉｔ弟５項記載の方法。 ７、　前記ボイラー焼却炉で発生ずるスチームをスチー
   ムタービンに供給して動力に変換し、その排出スチーム
   を前記通気乾燥工程に利用する特許請求の範囲第６−項
   記載の方法。