JPS60216899A - 嫌気性消化法 - 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、下水処理場、工場排水処理場などで発生する
有機質汚泥を嫌気性消化タンクによりメタン発酵（消化
）させる嫌気性消化法に関するものである。

家庭および産業廃棄物中の有機物質を嫌気性微生物によ
りメタン発酵させて、メタン含有ガス（以下メタンガス
という。）を回収する方法は、省エネルギーの立場から
、ますますｘｉ性が増している。

従来の嫌気性消化工程を、第２図に示した工程図により
説明する。

汚水（１）を最初沈殿池（２）に導入して生汚泥を分１
［た後、エヤレーションタンク（３）で曝気しつつ好気
性微生物により分解し、最終沈殿池（４）で、余剰汚泥
（分離した汚泥から、最初沈殿池へ返送した汚泥を差引
いた汚泥）を抜出し、上澄液を外部に送シ出す。

一方、最初沈殿池（２）から引抜かれた生汚泥（５）お
よび最終沈殿池（４）で生じ・九余剰汚泥（６）を濃縮
タンク（７）に送９、沈殿分離し濃縮タンク（７）の底
に溜った汚泥を嫌気性汚泥消化タンク（以下消化タンク
という。）（８）に投入する。投入された汚泥は中温３
５±０．５°Ｃに保たれ、嫌気性微生物により分解され
、低発熱量（５０００〜５５００　ｋｃａｌ／Ｎｄ）の
メタンガスを発生し、それに見合うだけ汚泥量が減り、
かつ安定化される。

消化タンク（８）でメタンガスの発生がほとんどなくな
った消夏と汚泥は消化タンク（８）の底から汚泥管（９
）で引抜かれ、他設備例えば脱水処理場（図示せず）へ
送られる。

消化タンク（８）で発生したメタンガスは、ガスタンク
０１）に貯えられ、消化夕／り加温用、汚泥焼却用、そ
の他、熱原、動力源などに用いられる。

上記した従来法の最大の欠点は、消化タンク（８）内の
温度が３５°Ｃ前後の温度を使用しているため、反応速
度が遅く、約３０日の消化日数が必要で、そのため、タ
ンク容積が大′きくなり、建設費、占地面積が大で、ま
た、表面積が大きいととに起因する放熱が大きいことで
ある。

本発明の目的は、余剰汚泥のみを、約５３℃において、
高温消化（メタン発酵）シ、かつ、被処理汚泥の濃度を
４チ以上に濃縮することによシ、消化反応速度を大にし
た嫌気性消化法を提供することである。

本発明の池の目的は、余剰汚泥の消化に適し九曙気性消
化法を提供することである。

本発明者らは、従来消化しにくいと考えられている余剰
汚泥の消化方法について、研究を行い、次の結果を得た
。

実験条件としては、（１）内容Ｍ３ｇの消化タンクを用
い、０）連続投入方式で、（２）分流式下水処理場から
生じた余剰汚泥を用い、■投入汚泥濃Ｉｌｌ　５０．５
　ｆ／ｌ　、　有機物ｆｌＮＫ　３１．４　ｆ／ｌ　、
！−Ｌテ；　（Ｖ）消化温度、５：ｌＯ，５°Ｃ（高温
消化温度）、ａｓ±ｏ、ｓｏＣ（中温消化温度）の場合
の比較を行った。

汚泥投入方法は、投入前に消化タンク内を充分に攪拌均
一化した後、消化汚泥を引抜き、その後直ちに１日分の
汚泥を投入するセミパッチ方式を用いた。汚泥の投入状
況を第１表に示した。

嫌気性消化の反応速度は、単位容積あたシの有機物負荷
（ｋｌ；Ｉ／ｄ、日〕、有機物分解率、ガス発生率〔〆
／＃汚泥〕、ガス発生倍率〔発生ガス（ｄ）／液（ｓ／
）　）などで表わすことができる。

これらのパラメーターを用いて、本発明者らの行った実
験結果によ・ると、余剰汚泥（好気性菌体を主体とし、
Ｃ／Ｎ比が約５）はメタン菌によシ分解を受け難く、投
入有機物ｉｋｇａたｉのガス発生率は、有機物負荷１．
０　（＃／ｄ、日〕の場合Ｋ　３２０　（１１／に９　
）、３　Ｃ１４／ｖｌ、日〕の場合１７Ｇ（１７＃　）
であって、反応速度が遅く有機物負荷の影憚を受け易い
。

（表示してないが、最初沈殿池から生じた生汚泥は、発
生源によって異なるが、一般にＣ／Ｎ比：ｌＯで、メタ
ン菌により分解を受け易く、有機物当たり、有１幾物負
荷３〔＃／ゴ、日〕　の場合、約５５０（ｌ／＃）、負
荷４．ｓ（＃／ｍ’日〕の場合４ｏｏ　（１ｌＡｑ　）
　であって、負荷を大にしても、ガス発生率は大である
。）。

次に、第２表に、余剰汚泥を高温消化した場合と、中温
処理した場合に分け、実験した結果を示す。

第２表の結果から、余剰汚泥は、高温消化を行うことＫ
より、中温消化の場合に比べて、極めて単時間に、有機
物が分解することがわかる。余剰汚泥が高温消化によシ
、消化の反応速度が著しく増し、ガス発生量が増すこと
は、従来知られていない。

なお、対比のために、最初沈殿池から生じた生汚泥を中
温消化した場合の実験結果を第３表に示す。この結果は
、生汚泥のみを、消化すれば、中温消化でも、消化反応
速度が凧めて速いことを示す。

第２表に示した実験結果を元にして、本発明では、余剰
汚泥の高温消化を行うのであ名が、さらに、消化タンク
を小型化するために汚泥濃度を４〜６チまで濃縮するの
である。汚泥を濃縮すれば、はぼ、その濃度に逆比例し
てその容積が減少するのであって、消化日数が同じであ
れば、はぼ、被処理余剰汚泥の容積に比例して、消化タ
ンクの内容積を減らし得るのである。

したがって、高温消化と被処理余剰汚泥の高濃度化を併
用して、始めて、消化タンクと小型化することができ、
この小型化により建設費の低下、熱損失の減少が可能に
なる。

次に、第１図を用いて、本発明を具体的に説明する。

汚水の活性汚泥法による処理については、第２図に示し
た従来法と同じとする。

余剰汚泥（６）は濃縮タンク（２）で水分９８．５％（
重量基準、以下同じ。）に濃縮され゛た後、遠心濃縮機
（１４に送られ、水ｌ；＋９．ｉ〜９５％に減じ、汚泥
貯槽ａ→に貯えられる。汚泥貯槽Ｑ時の汚泥は送泥ポン
プ（１・で引抜かれ、熱交奥器（直接または間接式）（
ロ）を通過中に、消化タンク（ホ）の脱離液管ａ１を通
り導かれた約５３′Ｃの脱離液と熱交換し、約３３°Ｃ
まで加温され、さらに、温水ボイラＱ’Ｊ　（発生メタ
ンガスを燃料に１吏用しているが、他の燃料を用いても
よい。）からの約９０℃の温水と接し、約５７℃に７７
Ｄ熱された後、消化タンク（ホ）に投入される。一方、
熱交換器Ｑηを通って冷却された脱離液は管（ｔｌから
、下水処理場に返送され、浄化される。また、温水は約
７０℃に温度降下し、中温消化の熱交典型（ハ）に導か
れる。

余剰汚泥は、消化タンク（ホ）内で、温度５３±０．５
”Ｃに保たれ、有機物負荷１．５〜３．ｓ（＃／ＷＩ日
）滞留する間に有機物が嫌気性微生物により分解され、
メタン含有量が約６５容量％（中温消化法では６０〜６
５容量チ）゛、低位発熱量的５６００　（ｋｃａｌ／Ｎ
ｎ／）のメタンガスを、ガス発生倍数的−１０程度発生
し、ガスタンクＱＥ）に貯えられ、メタンガスは温水ボ
イラ９値の燃料として、または他の目的に、使用される
。消化タンク（ホ）の構造が、いわゆる嫌気性濾床型タ
ンクであれば、消化反応速度がさらに速くなる。消化タ
ンク（ホ）の消化汚泥は、タンク底から汚泥管（９）を
経て引抜かれ、汚泥貯槽ＱＤに貯えられた浸、脱水工場
に送られる。

一方、最初沈殿池（２）を出た生汚泥（５）は濃縮タン
ク＠に送られ、水分９５〜９６チに濃縮された後、送泥
ポンプ（ホ）で、中温消化タンク（８）入口の熱交換器
−に送られる。−の中で、消化タンク（８）から管αＱ
を通って導かれた約３５℃の脱離液と熱交換した濃縮生
汚泥は、例えば、１８℃まで加温され、さらに、高温消
化用熱交換器αηからの約７０℃の温水と熱交換して約
３７°Ｃとなシ、中温消化タンク（８）に投入される。

熱交換された脱離液は、管…を通り、下水処理場の水処
理設備に返送され、浄化される。また、温水（ホ）は、
温度約５０℃となり、温水タンク（ホ）に導かれ、送水
ポンプ■で、温水ボイラ（ホ）に圧入される。

生汚泥は約３５°Ｃに保たれた消化タンク（８）内で、
攪拌機（図示せず）によシ攪拌されながら、有機物負荷
３〜５〔＃／＃１′日〕のもとで、消化日数的ｌθ日（
生汚泥と余剰汚泥を混合した場合には、約３０日）滞留
し、有機物が嫌気性微生物によシ分解され、メタン含有
量６０〜６５容、１％、゛低位発熱量５１３０〜５６０
０　ｋｃａｌ　／Ｎｔｐｌ　（７）　メｌ’　７　ｉｆ
　スを、ガス発生倍数約１６．７程度発生し、ガスタン
ク（ロ）に貯えられる。消化タンク（８）の構・青が、
濾床型タンクであれば、消化反応速度はさらに速くなる
。消化タンク（８）の消化汚泥は、タンク底から引抜か
れ、汚泥貯槽６！υに貯えられた後、高温消化汚泥と共
に、または単独に脱水工場に送られ、処理される。

上述のように、本発明は、下水処理場で発生する余剰汚
泥を高温消化し、また、生汚泥を中温消化することによ
シ、従来法に比べて、高電荷のもとで、消化率を高くす
ることができ、ガス発生量が増し、消化タンクが小型に
なるなどの卓抜した効果を奏するものである。

第　１　表 第　３　表

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明実施の１例を示す工程図、第２図は、
従来法の１例を示す工程図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、汚水の活性汚泥性処理により生じた余剰汚泥を、４
   〜６重量優に濃縮した後、約５３℃で、嫌気性微生物に
   よる消化を行うことを特徴とする嫌気性消化法。 Ｚ　汚水の活性汚泥性処理によシ生じた、生汚泥を、別
   に約３５°Ｃにおいて消化を行う特許請求の範囲第１項
   記載の嫌気性消化法。