明 細 書 Specification
有機性廃液の嫌気性消化処理装置 Anaerobic digester for organic waste liquid
発明の分野 Field of the invention
[0001] 本発明は、有機性廃液を嫌気性消化する装置に関する。 The present invention relates to an apparatus for anaerobic digestion of an organic waste liquid.
背景技術 Background art
[0002] 有機性汚泥、し尿、食品工場廃水等のスラリー状の高濃度有機性汚泥を嫌気性微 生物の存在下に消化処理して減量ィ匕する方法は、古くから行われている。従来の嫌 気性消化処理法は、 10日間以上という長時間の滞留時間を必要とするにもかかわら ず、その消化率 (有機成分の除去率)は 35— 50%に留まり、汚泥の減量率が低い。 [0002] A method of digesting organic sludge such as organic sludge, human waste, wastewater from food factories, etc., in the presence of anaerobic microorganisms to reduce the weight of the slurry has been used for a long time. Although the conventional anaerobic digestion method requires a long residence time of 10 days or more, its digestibility (removal rate of organic components) is only 35-50%, and the sludge reduction rate is low. Low.
[0003] 特開平 9— 206785号公報には、有機性廃液を嫌気性消化槽において嫌気性消化 処理した後、消化汚泥を固液分離して分離液を処理水として放流し、分離汚泥 (濃 縮汚泥)を嫌気性消化槽に返送し、また、消化汚泥の一部をオゾン処理することによ り改質して嫌気性消化槽に返送する有機性廃液の嫌気性消化方法が記載されてい る。この方法では、消化汚泥を固液分離して分離汚泥を嫌気性消化槽 1に返送する ことにより嫌気性微生物の滞留時間を確保すると共に、消化汚泥の他の一部をォゾ ン処理して易生物分解性に改質した後嫌気性消化槽に返送することにより、嫌気性 微生物の基質として再び分解させて、消化率 (汚泥の減量率)を高めることができる。 [0003] Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-206785 discloses that an organic waste liquid is subjected to an anaerobic digestion treatment in an anaerobic digestion tank, and then the digested sludge is separated into solid and liquid, and the separated liquid is discharged as treated water. It describes a method for anaerobic digestion of organic waste liquid in which (condensed sludge) is returned to the anaerobic digestion tank, and part of the digested sludge is reformed by ozone treatment and returned to the anaerobic digestion tank. You. In this method, the digested sludge is separated into solid and liquid, and the separated sludge is returned to the anaerobic digestion tank 1 to secure the residence time of the anaerobic microorganisms. By returning to the anaerobic digestion tank after being modified to readily biodegradable, it can be decomposed again as a substrate for anaerobic microorganisms and the digestibility (sludge reduction rate) can be increased.
[0004] この方法では、嫌気性微生物の滞留時間を長く維持しながらオゾン処理により改質 する消化汚泥 (嫌気性微生物を含む消化汚泥)の量を多くするために、嫌気性消化 槽内の汚泥濃度を、従来の一過式の嫌気性消化法での 1一 2%に対して 4一 8%に まで高めて運転する必要がある。 [0004] In this method, in order to increase the amount of digested sludge (digested sludge containing anaerobic microorganisms) to be reformed by ozone treatment while maintaining the residence time of anaerobic microorganisms for a long time, the sludge in the anaerobic digestion tank is required. It is necessary to increase the concentration to 4.8% compared to 112% in conventional transient anaerobic digestion.
[0005] この方法において、消化汚泥の固液分離には、通常、遠心濃縮機が用いられる。 [0005] In this method, a centrifugal concentrator is usually used for solid-liquid separation of digested sludge.
消化汚泥の遠心濃縮を効率的に行うためには、消化汚泥の濃縮倍率を高ぐ例えば 2倍以上として運転することが好ましい。濃縮倍率が低いと、ある量の分離液を得るの に必要な遠心濃縮機の処理量が著しく増加するため、より大型の濃縮機が必要とな つたり、濃縮機の運転時間を長くする必要があったり、凝集剤がより多く必要になった りする。
[0006] 濃縮機による濃縮を所望の濃縮倍率に調整するには、高度の運転技術を要し、ま た条件変動があると安定して所望の濃度に濃縮することができない。濃縮機による濃 縮は、濃縮機の性能に見合った高濃度倍率で行うことが好ま U、。 In order to efficiently perform centrifugal concentration of digested sludge, it is preferable to operate the digested sludge at a higher concentration ratio, for example, 2 times or more. When the concentration ratio is low, the processing amount of the centrifugal concentrator required to obtain a certain amount of the separated liquid significantly increases, so that a larger concentrator is required or the operation time of the concentrator needs to be extended. Or require more flocculant. [0006] Adjustment of concentration by a concentrator to a desired concentration ratio requires a high level of operation technology, and if there is a change in conditions, concentration cannot be performed stably to a desired concentration. Concentration by the concentrator is preferably performed at a high concentration ratio that matches the performance of the concentrator.
[0007] 消化汚泥は比較的濃縮され易いため、濃縮により TS濃度 10%以上の高濃度汚泥 を得ることができる。 [0007] Since digested sludge is relatively easily concentrated, high concentration sludge with a TS concentration of 10% or more can be obtained by concentration.
[0008] 濃縮倍率を高くして濃縮汚泥の濃度を高めると、汚泥の粘性は汚泥濃度に対して 指数関数的に増加するため、濃縮汚泥の粘性が著しく増力 tlしてしまう。その結果、濃 縮汚泥を嫌気性消化槽に返送することが困難になったり、濃縮汚泥移送のためのポ ンプとして動力(吐出圧)の大きいものが必要となったり、返送した濃縮汚泥を嫌気性 消化槽内で十分に分散させることができなくなり、消化処理の効率が低下する。 [0008] When the concentration of the concentrated sludge is increased by increasing the concentration ratio, the viscosity of the sludge increases exponentially with respect to the sludge concentration, so that the viscosity of the concentrated sludge significantly increases tl. As a result, it becomes difficult to return the concentrated sludge to the anaerobic digestion tank, a pump with a large power (discharge pressure) is required as a pump for transferring the concentrated sludge, or the returned concentrated sludge is anaerobic. The ability to disperse sufficiently in the digestion tank makes the digestion efficiency lower.
[0009] 消化汚泥の可溶化処理を併用する方法では、前述の如ぐ嫌気性消化槽内の汚 泥濃度を 4一 8%と通常の嫌気性消化法の場合よりも高めて運転する必要がある。嫌 気性消化槽内の汚泥濃度を 4一 8%にまで高めた場合、濃縮倍率を例えば 2倍以上 に高くすると、濃縮汚泥の濃度は 8— 16%以上と非常に高いものとなる結果、濃縮汚 泥の粘性は著しく高いものとなり、濃縮汚泥の嫌気性消化槽への返送、返送された 濃縮汚泥の嫌気性消化槽内での分散はより一層困難となる。 [0009] In the method using digestive sludge solubilization in combination, it is necessary to increase the sludge concentration in the anaerobic digestion tank to 418%, which is higher than in the normal anaerobic digestion method, as described above. is there. When the sludge concentration in the anaerobic digestion tank is increased to 418%, if the concentration ratio is increased to, for example, 2 times or more, the concentration of the concentrated sludge becomes very high, 8-16% or more. The viscosity of the sludge becomes extremely high, and it becomes more difficult to return the concentrated sludge to the anaerobic digestion tank and to disperse the returned concentrated sludge in the anaerobic digestion tank.
[0010] 嫌気性消化槽の消化汚泥中には硫ィヒ物や二価の鉄、マンガンなど還元性の無機 物が含まれている。消化汚泥をオゾン処理により改質する際、難分解性の有機成分 の改質に用いられるべきオゾンが、これらの還元性無機物の酸ィ匕に消費される。 [0010] Digested sludge in the anaerobic digestion tank contains reducing inorganic substances such as sulfuric acid, divalent iron and manganese. When reforming digested sludge by ozone treatment, ozone to be used for reforming hardly decomposable organic components is consumed for oxidizing these reducing inorganic substances.
[0011] 消化汚泥中の有機成分は、改質及び消化の循環処理により分解、減量されるのに 対し、汚泥中の無機成分は減量されないため、嫌気性消化槽内に蓄積し、汚泥濃度 を上昇させる。汚泥濃度が上昇すると汚泥の粘性が高まり、嫌気性消化槽の攪拌、 消化汚泥の改質、固液分離などに支障が生じる。そのため、嫌気性消化槽内の汚泥 濃度を一定範囲に維持するように、嫌気性消化槽内の汚泥を引き抜いて汚泥を排出 する。その際、分解されない無機成分だけでなぐ本来分解されうる有機成分まで系 外に排出することになり、消化率 (汚泥の減量率)が向上しない。 [0011] Organic components in digested sludge are decomposed and reduced by the circulating treatment of reforming and digestion, whereas inorganic components in sludge are not reduced. Therefore, they accumulate in the anaerobic digestion tank and reduce the sludge concentration. To raise. When the sludge concentration increases, the viscosity of the sludge increases, which causes problems such as stirring the anaerobic digestion tank, reforming the digested sludge, and solid-liquid separation. Therefore, the sludge in the anaerobic digestion tank is pulled out and discharged to maintain the sludge concentration in the anaerobic digestion tank within a certain range. At that time, organic components that can be originally decomposed, not only inorganic components that are not decomposed, are discharged out of the system, and the digestibility (sludge reduction rate) does not improve.
発明の概要 Summary of the Invention
[0012] 本発明は、汚泥の減量率を高くすることができる有機性廃液の嫌気性消化処理装
置を提供することを目的とする。 [0012] The present invention provides an apparatus for anaerobic digestion of organic waste liquid capable of increasing the sludge loss rate. The purpose is to provide a device.
[0013] 本発明の有機性廃液の嫌気性消化処理装置は、有機性廃液を嫌気性消化する嫌 気性消化槽と、該嫌気性消化槽力 抜き出した消化汚泥を可溶ィヒする可溶ィヒ手段と 、該可溶化手段からの可溶化汚泥を前記嫌気性消化槽に返送する返送手段と、該 嫌気性消化槽から排出される消化汚泥を濃縮する固液分離手段 (以下「濃縮機」と 称す場合がある。)と、該固液分離手段からの濃縮汚泥を前記嫌気性消化槽へ返送 する移送ポンプを有する配管と、該移送ポンプ又は該移送ポンプのサクシヨン側にお Vヽて、濃縮汚泥に液体を添加する液供給手段とを有する。 [0013] The anaerobic digestion treatment apparatus for organic waste liquid of the present invention includes an anaerobic digester for anaerobic digestion of organic waste liquid, and a solubilizer for dissolving the digested sludge extracted from the anaerobic digester. E means, return means for returning the solubilized sludge from the solubilization means to the anaerobic digestion tank, and solid-liquid separation means for concentrating the digested sludge discharged from the anaerobic digestion tank (hereinafter referred to as "concentrator"). And a pipe having a transfer pump for returning the concentrated sludge from the solid-liquid separation means to the anaerobic digestion tank, and V on the transfer pump or on the suction side of the transfer pump. A liquid supply means for adding a liquid to the concentrated sludge.
[0014] 「汚泥の可溶化」とは、微生物によって資化されにくい汚泥中の物質や汚泥細胞を 変性'破壊して、微生物によって資化されやすい形態にすることを指す。 [0014] "Solubilization of sludge" refers to denaturation and destruction of sludge substances and sludge cells that are hardly assimilated by microorganisms to form a form that can be easily assimilated by microorganisms.
[0015] 本発明の有機性廃液の嫌気性消化処理装置では、消化汚泥の可溶ィ匕及び可溶 化汚泥の返送と、消化汚泥の濃縮及び濃縮汚泥の返送とを行って嫌気性消化処理 する。粘性の著しく高い濃縮汚泥が可溶化汚泥等で濃度調整された後、嫌気性消 化槽に返送される。返送された汚泥は、嫌気性消化槽内で十分に分散され、効率的 に消化され、汚泥が著しく減量される。 The apparatus for anaerobic digestion of organic waste liquid of the present invention performs anaerobic digestion treatment by performing solubilization of digested sludge and return of solubilized sludge, concentration of digested sludge and return of concentrated sludge. I do. The concentrated sludge with extremely high viscosity is adjusted in concentration with solubilized sludge and returned to the anaerobic digestion tank. The returned sludge is sufficiently dispersed in the anaerobic digestion tank, digested efficiently, and the sludge is significantly reduced.
[0016] 本発明では、消化汚泥を濃縮し、濃縮汚泥を嫌気性消化槽に返送することにより、 HRT (水理学的滞留時間)はそのままで、嫌気性消化槽の SRT (固形物滞留時間) を長く確保して高 、消化効率及び減量率を得ることができる。消化汚泥を可溶化して 易生物分解性とし、可溶化汚泥を嫌気性消化槽に返送することにより、汚泥の減量 率をより一層高めることができる。 In the present invention, the digested sludge is concentrated, and the concentrated sludge is returned to the anaerobic digestion tank, so that the SRT (solid residence time) of the anaerobic digestion tank is maintained without changing the HRT (hydraulic residence time). , The digestion efficiency and the weight loss rate can be obtained. By solubilizing the digested sludge to make it easily biodegradable and returning the solubilized sludge to the anaerobic digestion tank, the sludge loss rate can be further increased.
[0017] 消化汚泥の可溶ィ匕を行う嫌気性消化槽内の汚泥濃度は高く設定される。この比較 的高濃度の消化汚泥を濃縮して得られる濃縮汚泥は、ペースト状な!、し粘性の非常 に高い液状であり、ポンプで移送するにはポンプ吐出圧が極めて大きくなる。高粘性 の濃縮汚泥は嫌気性消化槽内で分散し 1 、このことが消化効率の低下につながる [0017] The sludge concentration in the anaerobic digestion tank in which the digested sludge is soluble is set high. The concentrated sludge obtained by concentrating this relatively high concentration of digested sludge is a paste-like and very viscous liquid, and the pump discharge pressure becomes extremely large when pumped. The highly viscous concentrated sludge disperses in the anaerobic digestion tank 1, which reduces digestion efficiency
。前述の如ぐポンプでの移送可能な程度に適度に濃縮を行うことは困難であり、濃 縮機の効率も悪くなる。 . As described above, it is difficult to perform appropriate concentration to such an extent that it can be transferred by a pump, and the efficiency of the concentrator also deteriorates.
[0018] 本発明では、ポンプによる移送性を考慮することなく消化汚泥を濃縮し、得られた 高粘性の濃縮汚泥に液体を混合することによりポンプ移送が容易な濃度に希釈して
濃度調整する。 [0018] In the present invention, the digested sludge is concentrated without considering the transferability by the pump, and the obtained highly viscous concentrated sludge is mixed with a liquid to dilute the concentrated sludge to a concentration that can be easily transferred by the pump. Adjust the density.
[0019] 本発明にお 、て、この濃縮汚泥の濃度調整は、移送ポンプ又は移送ポンプのサク シヨン側で行われ、濃縮汚泥は移送ポンプにより容易に移送され得る。 In the present invention, the concentration of the concentrated sludge is adjusted on the transfer pump or on the suction side of the transfer pump, and the concentrated sludge can be easily transferred by the transfer pump.
[0020] 本発明では、濃縮汚泥を移送ポンプ又は移送ポンプのサクシヨン側でポンプ移送 に適当な濃度に濃度調整して効率的に嫌気性消化槽に返送すると共に、嫌気性消 化槽においてこの返送汚泥を均一に分散させて効率的な嫌気性消化処理を行うこと ができる。 [0020] In the present invention, the concentrated sludge is adjusted to a concentration suitable for pump transfer by the transfer pump or the suction side of the transfer pump, and is efficiently returned to the anaerobic digestion tank. It is possible to disperse the sludge uniformly and perform efficient anaerobic digestion treatment.
[0021] 消化汚泥を濃縮してアンモニアを含む分離液を系外に引き抜き、濃縮汚泥をアン モユアの少な 、他の廃液で希釈して嫌気性消化槽に返送することによって、有機物 負荷を下げることなぐ嫌気性消化処理を行うことができる。 [0021] To reduce the organic matter load by concentrating the digested sludge, extracting the separated liquid containing ammonia out of the system, diluting the concentrated sludge with other waste liquid containing a small amount of ammonia, and returning the diluted sludge to the anaerobic digestion tank. An anaerobic digestion treatment can be performed.
図面の簡単な説明 Brief Description of Drawings
[0022] [図 1]本発明の有機性廃液の嫌気性消化処理装置の実施の形態を示す系統図であ る。 FIG. 1 is a system diagram showing an embodiment of an apparatus for anaerobic digestion of organic waste liquid of the present invention.
[図 2]本発明の有機性廃液の嫌気性消化処理装置の他の実施の形態を示す系統図 である。 FIG. 2 is a system diagram showing another embodiment of the organic waste liquid anaerobic digestion treatment apparatus of the present invention.
[図 3]実施例 1における嫌気性消化槽内の汚泥濃度及び消化率の経時変化を示す グラフである。 FIG. 3 is a graph showing the time-dependent changes in sludge concentration and digestibility in an anaerobic digestion tank in Example 1.
[図 4]比較例 1における嫌気性消化槽内の汚泥濃度及び消化率の経時変化を示す グラフである。 FIG. 4 is a graph showing time-dependent changes in sludge concentration and digestibility in an anaerobic digestion tank in Comparative Example 1.
[図 5]実施例 2における嫌気性消化槽内の汚泥濃度及び消化率の経時変化を示す グラフである。 FIG. 5 is a graph showing the change over time in the sludge concentration and digestibility in the anaerobic digestion tank in Example 2.
[図 6]実験例 2で求めた供給汚泥の TVSZTS比と排出汚泥 (濃縮汚泥と上澄汚泥( 濃縮分離液) )の TVSZTS比との関係を示すグラフである。 FIG. 6 is a graph showing the relationship between the TVSZTS ratio of feed sludge and the TVSZTS ratio of discharged sludge (concentrated sludge and supernatant sludge (concentrated separated liquid)) determined in Experimental Example 2.
好ましレ、形態の詳細な説明 Preferred description, detailed description of the form
[0023] 本発明の有機性廃液の嫌気性消化処理装置の一形態によれば、濃縮汚泥の濃度 調整のための希釈用液体として、可溶化汚泥を用いる。これにより、より一層効率的 な処理を行われる。即ち、可溶ィ匕処理により汚泥の粘性が低下するため、可溶化汚 泥は、濃縮汚泥の希釈に有効である。この場合には、希釈用液体自体も処理対象で
あるので、消化効率が向上する。希釈用液体として水を加えた場合には、消化効率 を高めるべく再度濃縮が必要になるが、可溶ィ匕汚泥を使用すれば濃縮の必要もなく なる。可溶化汚泥と濃縮汚泥とは前もって混合された後嫌気性消化槽に返送される ことにより、可溶ィ匕汚泥と濃縮汚泥とがより均一に混合、分散され消化が促進される。 According to one embodiment of the apparatus for anaerobic digestion of organic waste liquid of the present invention, solubilized sludge is used as a diluting liquid for adjusting the concentration of concentrated sludge. As a result, more efficient processing is performed. That is, since the viscosity of the sludge is reduced by the solubilizing treatment, the solubilized sludge is effective for diluting the concentrated sludge. In this case, the dilution liquid itself is also a target for processing. As such, digestion efficiency is improved. When water is added as the diluting liquid, it is necessary to concentrate again to increase digestion efficiency. However, if the soluble sludge is used, the concentration becomes unnecessary. After the solubilized sludge and the concentrated sludge are mixed in advance and returned to the anaerobic digestion tank, the solubilized sludge and the concentrated sludge are more uniformly mixed and dispersed to promote digestion.
[0024] 本発明の有機性廃液の嫌気性消化処理装置の他の一形態によれば、可溶化処理 手段が酸ィ匕処理手段である。この酸化処理により、消化汚泥を効率的に可溶化する ことができる。 [0024] According to another embodiment of the apparatus for anaerobic digestion of organic waste liquid of the present invention, the solubilizing means is an oxidizing means. By this oxidation treatment, digested sludge can be efficiently solubilized.
[0025] 本発明の有機性廃液の嫌気性消化処理装置の別の一形態によれば、酸化処理手 段に導入する消化汚泥を予め曝気手段で曝気する。これにより、消化汚泥中に含ま れる還元性無機物を酸化し、例えば、後段の酸化処理手段としてのオゾン処理手段 において、オゾン力この還元性無機物の酸ィ匕に消費されることを防止し、オゾンの利 用率を高め、可溶ィ匕処理効率を高めることができる。 [0025] According to another embodiment of the apparatus for anaerobic digestion of organic waste liquid of the present invention, digested sludge introduced into the oxidation treatment means is previously aerated by aeration means. Thereby, the reducing inorganic substance contained in the digested sludge is oxidized, and for example, in the ozone treatment means as the oxidation treatment means in the subsequent stage, the ozone force is prevented from being consumed by the oxidation of the reducing inorganic substance, and And the efficiency of the fusible treatment can be increased.
[0026] 本発明の有機性廃液の嫌気性消化処理装置のさらに別の形態によれば、可溶ィ匕 手段としてオゾン処理手段を採用する。オゾン処理後の可溶ィ匕汚泥は粘度が小さ 、 ため、流動性を確保しつつ、均一な状態で嫌気性消化槽に返送することができる。そ して、均一状態で嫌気性消化槽に返送するので、嫌気性消化槽での消化効率が上 がる。可溶化のために、過マンガン酸カリウムなどの薬剤を添加する場合には系内に 二酸ィ匕マンガン等が残留し、また、薬注設備が必要となるが、オゾンは、消費された 後は酸素となるため系内に残らず、薬注設備も不要である。 [0026] According to still another embodiment of the apparatus for anaerobic digestion of organic waste liquid of the present invention, an ozone treatment means is adopted as the soluble means. Since the viscosity of the ozone-treated soluble dashi sludge is small, it can be returned to the anaerobic digestion tank in a uniform state while ensuring fluidity. Since it is returned to the anaerobic digestion tank in a uniform state, the digestion efficiency in the anaerobic digestion tank increases. When a drug such as potassium permanganate is added for solubilization, manganese diacid and the like remain in the system, and a chemical injection facility is required. Is converted to oxygen and does not remain in the system, and no chemical injection equipment is required.
[0027] 本発明の有機性廃液の嫌気性消化処理装置のさらに別の形態によれば、消化汚 泥に凝集剤を添加することなく遠心濃縮して得られた濃縮汚泥を系外に排出する。こ れにより、有機成分に比べて比重の大きい無機成分を優先的に系外へ排出すること ができ、系内の無機成分の蓄積を防止して消化効率を高めることができる。また、無 機成分を多く含む汚泥は脱水性に優れることから、含水率の低!、脱水ケーキを得る ことができ、その容量の低減で運搬、処分等の取り扱い性が良好となる。 [0027] According to still another embodiment of the organic waste liquid anaerobic digestion treatment apparatus of the present invention, the concentrated sludge obtained by centrifugally concentrating the digested sludge without adding a flocculant is discharged out of the system. . As a result, the inorganic component having a higher specific gravity than the organic component can be preferentially discharged out of the system, and the accumulation of the inorganic component in the system can be prevented to increase the digestion efficiency. In addition, sludge containing a large amount of inorganic components is excellent in dewatering properties, so that a low water content can be obtained and a dewatered cake can be obtained.
[0028] 以下に図面を参照して本発明の有機性廃液の嫌気性消化処理装置の実施の形態 を詳細に説明する。 Hereinafter, an embodiment of an apparatus for anaerobic digestion of organic waste liquid of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0029] 図 1, 2は本発明の有機性廃液の嫌気性消化処理装置の実施の形態を示す系統
図である。図 1, 2において、同一機能を奏する部材には、同一符号を付してある。 FIGS. 1 and 2 show a system showing an embodiment of an apparatus for anaerobic digestion of organic waste liquid of the present invention. FIG. In FIGS. 1 and 2, members having the same functions are denoted by the same reference numerals.
[0030] [図 1の有機性廃液の嫌気性消化処理装置] [0030] [Anaerobic digestion treatment apparatus for organic waste liquid in FIG. 1]
図 1にお ヽて、有機性汚泥 (有機性廃液)は嫌気性消化槽 1に導入され嫌気性消 化処理される。この嫌気性消化槽 1の消化汚泥の一部を引き抜き、濃縮機 2で濃縮 する。嫌気性消化槽 1の他の一部を引き抜いて、可溶ィ匕手段としてのオゾン処理装 置 5で可溶化する。可溶化汚泥の少なくとも一部は混合槽 3に送給し、残部は嫌気性 消化槽 1に返送する。濃縮機 2で濃縮された濃縮汚泥は混合槽 3に送給してオゾン 処理装置 5からの可溶ィ匕汚泥と混合して濃度調整し、ポンプ移送に好適な濃度に希 釈した汚泥を移送ポンプ 4により嫌気性消化槽 1に返送する。 In FIG. 1, organic sludge (organic waste liquid) is introduced into an anaerobic digestion tank 1 and subjected to an anaerobic digestion treatment. A part of the digested sludge in the anaerobic digester 1 is withdrawn and concentrated by the concentrator 2. Another part of the anaerobic digestion tank 1 is withdrawn and solubilized by an ozone treatment device 5 as a solubilizing means. At least a part of the solubilized sludge is sent to the mixing tank 3, and the rest is returned to the anaerobic digestion tank 1. The concentrated sludge concentrated by the concentrator 2 is fed to the mixing tank 3 and mixed with the soluble slime from the ozone treatment device 5 to adjust the concentration, and the sludge diluted to a concentration suitable for pump transfer is transferred. Returned to anaerobic digestion tank 1 by pump 4.
[0031] 処理の対象となる有機性廃液は、嫌気性消化処理によって減量化される有機物を 含有する廃液であり、固形物を含むスラリー状のものでも、固形物を含まない液状の ものでも良い。難生物分解性の有機物、無機物、セルロース、紙、綿、ウール、布、し 尿中の固形物などが含有されていても良い。有機性廃液としては下水、下水初沈汚 泥、し尿、浄化槽汚泥、食品工場の排水や残渣、ビール廃酵母、その他の産業廃液 、これらの廃液を処理した際に生じる余剰汚泥等の有機性汚泥が挙げられる。 [0031] The organic waste liquid to be treated is a waste liquid containing an organic substance which is reduced by the anaerobic digestion treatment, and may be a slurry containing a solid or a liquid containing no solid. . It may contain organic substances, inorganic substances, cellulose, paper, cotton, wool, cloth, and solids in human waste that are hardly biodegradable. Organic waste liquids include sewage, primary sewage sludge, human waste, septic tank sludge, wastewater and residues from food factories, beer waste yeast, other industrial waste liquids, and excess sludge generated when processing these waste liquids. Is mentioned.
[0032] 嫌気性消化槽 1では、嫌気性微生物を含む汚泥の存在下に、有機性廃液をメタン 発酵させて処理する。嫌気性微生物を含む汚泥は酸生成菌とメタン生成菌を含む。 嫌気性消化工程において有機性物質は嫌気性微生物により液化→低分子化→有 機酸生成→メタン生成のステップによりメタンガスに転換され、処理される。 [0032] In the anaerobic digestion tank 1, an organic waste liquid is subjected to methane fermentation in the presence of sludge containing anaerobic microorganisms for treatment. Sludge containing anaerobic microorganisms includes acid-producing bacteria and methanogens. In the anaerobic digestion process, organic substances are converted to methane gas by anaerobic microorganisms in the steps of liquefaction → low molecular weight → organic acid generation → methane generation and processed.
[0033] 嫌気性消化の条件としては、 35°C付近に最適温度がある中温メタン生成菌、及び 55°C付近に最適温度を有する高温メタン生成菌が増殖するいずれの温度条件も可 能である。中温メタン生成菌は増殖が遅いため SRTを長くする、即ち、嫌気性消化 槽を大きくする必要があるが、比較的低温での処理が可能なため加温及び保温のた めの設備を簡易にすることができる。これに対し、高温メタン生成菌の場合は加温及 び保温の設備が必要になるが、増殖が速いため SRTが短くて良ぐ嫌気性消化槽を /J、さくすることができる。 [0033] The conditions of anaerobic digestion can be any temperature conditions under which medium-temperature methanogens having an optimum temperature around 35 ° C and high-temperature methanogens having an optimum temperature near 55 ° C grow. is there. Since medium-temperature methanogens grow slowly, it is necessary to lengthen the SRT, that is, to enlarge the anaerobic digestion tank.However, since the treatment can be performed at a relatively low temperature, the equipment for heating and keeping the heat simple. can do. On the other hand, in the case of high-temperature methanogens, heating and warming facilities are required, but because of rapid growth, an anaerobic digestion tank with a short and good SRT can be reduced to / J.
[0034] 中温メタン生成菌を主体とする場合は嫌気性消化槽での汚泥の SRTは 10日以上 、好ましくは 15— 50日程度必要である。これに対して高温メタン生成菌を主体とする
場合は前記範囲よりも短い SRT (2日以上)とすることも可能である。 When the mesophilic methanogen is mainly used, the SRT of the sludge in the anaerobic digestion tank needs to be 10 days or more, preferably about 15 to 50 days. On the other hand, mainly high temperature methanogens In this case, it is possible to set the SRT shorter than the above range (2 days or more).
[0035] 有機物負荷は 0. 2-3. Okg-TVS/m3-日、好ましくは 0. 4-0. 8kg— TVS/m 3·日、嫌気性消化槽内の TS濃度は 1一 10%、好ましくは 3— 6%、温度は 30— 38°C 又は 45— 60°Cの条件で嫌気性消化処理を行うことができる。 [0035] The organic matter load is 0.2 to 2-3. Okg-TVS / m 3 -day, preferably 0.4 to 0.8 kg—TVS / m 3 · day, and the TS concentration in the anaerobic digestion tank is 1 to 10 The anaerobic digestion treatment can be performed under the conditions of%, preferably 3-6%, and the temperature is 30-38 ° C or 45-60 ° C.
[0036] 消化汚泥を濃縮するための濃縮機 2としては、消化汚泥を固液分離して濃縮するこ とができるものであれば良ぐ遠心濃縮機、浮上濃縮機、スクリュープレス濃縮機、濾 布型濃縮機、沈殿槽、膜分離装置、濾過装置などの固液分離装置を用いることもで きるが、これに限定されない。 [0036] As the concentrator 2 for condensing digested sludge, a centrifugal concentrator, a flotation concentrator, a screw press concentrator, and a filter that can separate and condense digested sludge by solid-liquid separation can be used. A solid-liquid separation device such as a cloth-type concentrator, a sedimentation tank, a membrane separation device, and a filtration device can also be used, but is not limited thereto.
[0037] この消化汚泥の濃縮に当っては、消化汚泥に凝集剤、好ましくは高分子凝集剤を 添加して消化汚泥中の SS分を凝集させることにより、濃縮倍率を高め、清澄な分離 液を得ることができる。凝集剤としては消化汚泥の濃縮、脱水に一般的に用いられる 公知のものが適用できるが、添加量が少なくて済むことからカチオン系の高分子凝集 剤が良い。高分子凝集剤は、水道水、工業用水、下水二次処理水等に好ましくは 0 . 2-0. 4重量%程度の濃度に溶解して添加され、その添加率は消化汚泥の SS当 たり 0. 05-1. 5重量%とすることが好ましい。消化汚泥に凝集剤を添加する場合、 凝集剤は消化汚泥の移送ラインに注入しても良ぐ濃縮機に添加しても良ぐまた、 別途凝集槽を設けて凝集処理しても良 ヽ。 In concentrating the digested sludge, a coagulant, preferably a polymer coagulant, is added to the digested sludge to coagulate the SS content in the digested sludge, thereby increasing the concentration ratio and increasing the clarity of the separated liquid. Can be obtained. As the flocculant, a known flocculant generally used for concentration and dehydration of digested sludge can be used, but a cationic polymer flocculant is preferable because the amount of addition is small. The polymer flocculant is preferably dissolved in tap water, industrial water, secondary sewage water, etc. at a concentration of about 0.2-0.4% by weight and added at a rate of SS per digested sludge. 0.05-1.5% by weight is preferred. When a coagulant is added to digested sludge, the coagulant can be injected into the digestion sludge transfer line or added to the concentrator, or it can be coagulated by installing a separate coagulation tank.
[0038] 濃縮機 2における消化汚泥の濃縮の程度は、用いる濃縮機の性能にもよる力 通 常 TS (固形物)濃度 3— 6%程度の消化汚泥を、 8— 20%程度のペースト状ないし 高粘性の液状に濃縮するのが好まし 、。 [0038] The degree of concentration of the digested sludge in the concentrator 2 depends on the performance of the concentrator used. Normally, the digested sludge having a TS (solid matter) concentration of about 3 to 6% is converted into a paste form of about 8 to 20%. Or it is preferred to concentrate to a highly viscous liquid.
[0039] 濃縮機 2からの濃縮汚泥は、必要に応じてその一部を引抜汚泥 (余剰汚泥)として 系外に排出し、脱水、焼却、埋め立て、コンポストィ匕等の処分を行っても良い。排出 する引抜汚泥の粘性が高い場合には、希釈用液体で薄めて排出すると、排出ポンプ の動力が少なくて済む。この希釈用液体としては処理水 (濃縮機 2の分離液)や他の 有機性廃液の生物処理水等を用いることができる。 [0039] If necessary, the concentrated sludge from the concentrator 2 may be partially discharged to the system as drawn sludge (excess sludge), and may be subjected to dehydration, incineration, landfill, composting, and other disposal. . If the sludge to be discharged has high viscosity, diluting it with a diluting liquid and discharging it will require less power for the discharge pump. As the diluting liquid, treated water (separated liquid of the concentrator 2), biologically treated water of other organic waste liquid, or the like can be used.
[0040] この汚泥の引き抜きは、嫌気性消化槽 1の汚泥 (TS)濃度を 3— 10%に維持するよ うに行うのが好ましい。 [0040] It is preferable that the sludge is extracted such that the sludge (TS) concentration in the anaerobic digestion tank 1 is maintained at 3 to 10%.
[0041] 引抜汚泥は嫌気性消化槽 1から直接排出してもよい。
[0042] 濃縮機 2の濃縮分離液は処理水としてそのまま下水道等へ放流することができるが 、好気性生物処理、その他の後処理を行った後放流しても良い。 [0041] The extracted sludge may be directly discharged from the anaerobic digestion tank 1. [0042] The concentrated separated liquid of the concentrator 2 can be discharged as it is as treated water to a sewer or the like, but may be discharged after aerobic biological treatment or other post-treatment.
[0043] この濃縮分離液にはアンモニア、リンなどが高濃度に含まれるため、その移送配管 中にリン酸マグネシウムアンモ-ゥム (MAP)の結晶などが析出し、配管を閉塞させる ことがある。この場合には、濃縮分離液に水道水、工業用水、下水二次処理水などを 導入することによってそれらの濃度を下げ、析出を防ぐことができる。 [0043] Since the concentrated separated solution contains ammonia, phosphorus, and the like at a high concentration, crystals of magnesium phosphate (MAP) and the like may precipitate in the transfer pipe, and may block the pipe. . In this case, by introducing tap water, industrial water, sewage secondary treatment water, or the like into the concentrated separated liquid, the concentration thereof can be reduced and precipitation can be prevented.
[0044] オゾン処理装置 5では、嫌気性消化槽 1からの消化汚泥をオゾンと接触させること により可溶ィ匕する。このオゾン処理装置 5におけるオゾンとの接触方法としては、ォゾ ン処理槽に消化汚泥を導入してオゾンを吹き込む方法、機械攪拌による方法、充填 層を利用する方法などが採用できる。オゾンとしてはオゾンィ匕酸素、オゾン化空気な どのオゾン含有ガスの他、オゾン含有水などが使用でき、オゾンの使用量は通常ォゾ ン処理される消化汚泥の VSSあたり 0. 01-0. 08g— O Zg— VSS、好ましくは 0. 0 [0044] In the ozone treatment apparatus 5, the digested sludge from the anaerobic digestion tank 1 is made soluble by bringing it into contact with ozone. As a method of contacting with ozone in the ozone treatment apparatus 5, a method of introducing digested sludge into the ozone treatment tank and blowing ozone, a method of mechanical stirring, a method of using a packed bed, and the like can be adopted. As ozone, in addition to ozone-containing gas such as ozone water and ozonized air, ozone-containing water can be used. The amount of ozone used is usually 0.01-0.08 g per VSS of digested sludge that is ozonized. — O Zg— VSS, preferably 0.0
3 Three
2—0. 05g-O Zg— VSSである。 2-0. 05g-O Zg- VSS.
3 Three
[0045] オゾン処理を行うことにより、消化汚泥中の菌体は死滅し、その他の有機物と共に 易生物分解性に改質される。その際、汚泥の粘性が著しく低下する。オゾン処理装 置 5で可溶化された可溶ィ匕汚泥は一部又は全部が混合槽 3に送給され、残部(可溶 化汚泥の一部を混合槽 3に送給する場合)は嫌気性消化槽 1に返送される。 [0045] By performing the ozone treatment, the cells in the digested sludge are killed, and the digested sludge is reformed to be easily biodegradable together with other organic substances. At that time, the viscosity of the sludge is significantly reduced. Part or all of the soluble solubilized sludge solubilized by the ozone treatment device 5 is sent to the mixing tank 3, and the rest (when a part of the solubilized sludge is sent to the mixing tank 3) is anaerobic. Returned to sexual digester 1.
[0046] 混合槽 3では、濃縮機 2からの濃縮汚泥にオゾン処理装置 5からの可溶化汚泥を添 加して濃度調整する。この濃縮汚泥の濃度調整に用いる希釈用液体としては、可溶 化汚泥の他、消化汚泥、原汚泥の有機性汚泥 (有機性廃液)、処理水 (濃縮機 2の分 離液)、工業用水、上水、下水二次処理水、その他、他系統の廃液や生物処理水等 を用いることもできるが、好ましくは可溶ィ匕汚泥を用いる。濃縮汚泥の TS濃度は通常 8— 20%であり著しく高粘性であるが、可溶ィ匕汚泥の TS濃度は通常 3— 6%である 上に、可溶ィ匕処理により更に粘性が低下しているため、このような可溶ィ匕汚泥により、 濃度汚泥を効率的に希釈することができる。 In the mixing tank 3, the concentration of the concentrated sludge from the concentrator 2 is adjusted by adding the solubilized sludge from the ozone treatment device 5. The diluting liquid used for adjusting the concentration of the concentrated sludge includes, in addition to the solubilized sludge, digested sludge, organic sludge of raw sludge (organic waste liquid), treated water (separation liquid of the concentrator 2), and industrial water. Water, secondary effluent from sewage, wastewater from other systems, biologically treated water, etc. can also be used, but preferably soluble slime is used. The concentration of TS in concentrated sludge is usually 8-20%, which is extremely high viscosity. However, the concentration of TS in fusible slime is usually 3-6%, and the viscosity is further reduced by fusible treatment. Therefore, the concentration sludge can be efficiently diluted by such a soluble dani sludge.
[0047] 濃縮汚泥の濃度調整には、必ずしも混合槽を設ける必要はなぐ濃縮汚泥の移送 配管にぉ 、て、移送ポンプのサクシヨン側或いは移送ポンプに希釈用液体を注入す るのみでも良い。しかし、濃縮汚泥の粘性が高い場合には、図 1に示す如ぐ混合槽
3を設け、機械的に混合することが好ましい。この混合手段としては、撹拌機、ガスの 吹き込み、スタティックミキサー等を用いることができる。 To adjust the concentration of the concentrated sludge, it is only necessary to inject the diluting liquid into the suction side of the transfer pump or the transfer pump immediately before the transfer pipe for the concentrated sludge without necessarily providing a mixing tank. However, if the viscosity of the concentrated sludge is high, It is preferable to provide 3 and mix mechanically. As the mixing means, a stirrer, gas blowing, a static mixer, or the like can be used.
[0048] 濃縮汚泥の濃度調整のための混合槽 3の滞留時間は 1分一 6時間程度で良いため 、混合槽 3の容積は小さくて足りる。また、濃縮汚泥を直接嫌気性消化槽に投入して 消化汚泥や原汚泥と混合する場合に比べ、この混合槽 3における混合のために必要 な動力は著しく小さくて済む。 [0048] Since the residence time of the mixing tank 3 for adjusting the concentration of the concentrated sludge may be about 1 minute to 6 hours, the volume of the mixing tank 3 may be small. Also, the power required for mixing in the mixing tank 3 is extremely small as compared with the case where the concentrated sludge is directly introduced into the anaerobic digestion tank and mixed with the digested sludge and the raw sludge.
[0049] 濃縮汚泥の濃度調整の程度は、例えば一段のモノポンプで円滑に移送が行える程 度で良ぐ一般的には移送ポンプ 4の吐出圧が 0. 4MPa以下となるように、 TS濃度 で 6— 12%、例えば 8%程度に濃縮することが好ましい。 [0049] The concentration of the concentrated sludge is adjusted, for example, to such an extent that it can be smoothly transferred by a single-stage monopump. Generally, the TS concentration is adjusted so that the discharge pressure of the transfer pump 4 becomes 0.4 MPa or less. It is preferable to concentrate to 6-12%, for example, about 8%.
[0050] 図 1の装置では、濃縮機 2で濃縮された濃縮汚泥が混合槽 3に投下され、この濃縮 汚泥が可溶化汚泥によって濃度調整される。このようにして濃度調整された汚泥は 移送ポンプ 4により効率的に嫌気性消化槽 1に返送することができ、また、嫌気性消 化槽 1内で容易に分散することにより、効率的に嫌気性消化処理される。 [0050] In the apparatus of Fig. 1, the concentrated sludge concentrated by the concentrator 2 is dropped into the mixing tank 3, and the concentration of the concentrated sludge is adjusted by the solubilized sludge. The sludge whose concentration has been adjusted in this manner can be efficiently returned to the anaerobic digestion tank 1 by the transfer pump 4, and can be efficiently dispersed in the anaerobic digestion tank 1 for efficient anaerobic digestion. Sexually digested.
[0051] 濃度調整後の汚泥の移送のための移送ポンプ 4としては特に制限はないが、モノ ポンプ、ホースポンプ等を用いることができる。 [0051] The transfer pump 4 for transferring the sludge after the concentration adjustment is not particularly limited, and a mono pump, a hose pump, or the like can be used.
[0052] 嫌気性消化槽 1内の消化汚泥の一部を引き抜いて濃縮機 2で濃縮し、濃縮汚泥を 濃度調整して嫌気性消化槽 1に返送することにより、 HRTを変えることなく SRTを長 くすることができ、これにより汚泥減量率を低減することができる。 [0052] By extracting a part of the digested sludge in the anaerobic digester 1 and concentrating it with the concentrator 2, adjusting the concentration of the concentrated sludge and returning it to the anaerobic digester 1, the SRT can be changed without changing the HRT. It can be lengthened, which can reduce the sludge loss rate.
[0053] 濃縮のための嫌気性消化槽 1からの消化汚泥の引き抜き量は特に制限はないが、 嫌気性消化槽 1内の保有汚泥の 1Z30— 1Z10程度を引き抜いて、濃縮、濃度調 整した後循環させることにより、 SRTを、このような汚泥循環を行わない場合の少なく とも 3倍程度以上に延長することができ、難生物分解性の有機性廃液であっても、汚 泥の減量ィ匕を促進させることができる。 [0053] The amount of digested sludge withdrawn from the anaerobic digestion tank 1 for concentration is not particularly limited, but about 1Z30-1Z10 of the sludge retained in the anaerobic digestion tank 1 is extracted, and the concentration and concentration are adjusted. By post-circulation, the SRT can be extended at least about three times or more than in the case where such sludge circulation is not performed, and even if the organic waste liquid is hardly biodegradable, the sludge can be reduced. The dagger can be promoted.
[0054] また、可溶ィ匕のために嫌気性消化槽 1から引き抜く消化汚泥量は、可溶ィ匕による減 量効果を十分確保するために、消化汚泥中に含まれる有機固形物 (VSS)の量とし て、嫌気性消化槽 1に導入される有機固形物 (VSS)量の 1Z3— 5倍、好ましくは 1 Z2— 2倍に相当する量とするのが好ましい。一日当たりに可溶ィ匕処理する消化汚泥 量は嫌気性消化槽 1の全保有有機固形物 (VSS)量の 1Z10以下、好ましくは 1Z1
00-1/15,より好ましくは 1Z50— 1Z30に相当する量とするのが好ましい。一日 当たりの可溶ィ匕処理量をこのような量にすることにより、嫌気性消化処理に必要な微 生物量を嫌気性消化槽 1で保持することができ、嫌気性消化処理の効率を高く保つ ことができる。 [0054] The amount of digested sludge withdrawn from the anaerobic digestion tank 1 for fusible dung is controlled by the amount of organic solids (VSS ) Is preferably set to an amount corresponding to 1Z3 to 5 times, preferably 1Z2 to 2 times the amount of the organic solids (VSS) introduced into the anaerobic digestion tank 1. The amount of digested sludge to be dissolved per day is 1Z10 or less, preferably 1Z1, of the total amount of organic solids (VSS) in the anaerobic digestion tank 1. It is preferable to set the amount to 00-1 / 15, more preferably 1Z50-1Z30. By setting the amount of the soluble dialysis treatment per day to such an amount, the amount of microorganisms required for the anaerobic digestion treatment can be held in the anaerobic digestion tank 1, and the efficiency of the anaerobic digestion treatment can be improved. Can be kept high.
[0055] 図 1では、可溶化手段としてオゾン処理装置を用いているが、可溶化処理は、何ら オゾン処理装置に限定されず、汚泥細胞を変性、破壊して微生物によって資化され やす 、形態に可溶ィ匕することができるものであれば良 、。汚泥の可溶化方法として 知られている各種の方法が採用されることができる。オゾン処理;過酸化水素等の酸 化力の強い酸化剤や、酸、アルカリなどによる化学的処理;超音波処理、ミルによる 磨砕のような物理的処理;熱的処理等の各種の方法が単独で或いは 2種以上を組み 合わせて採用されることができる。 [0055] In Fig. 1, an ozone treatment device is used as a solubilizing means, but the solubilization treatment is not limited to the ozone treatment device at all, and sludge cells are denatured and destroyed and are easily assimilated by microorganisms. Anything that can be soluble in water is acceptable. Various methods known as a method for solubilizing sludge can be employed. Various methods such as ozone treatment; chemical treatment with strong oxidizing agents such as hydrogen peroxide, or acids and alkalis; physical treatment such as ultrasonic treatment and milling with a mill; and thermal treatment It can be employed alone or in combination of two or more.
[0056] 可溶化処理は、嫌気性消化槽から引き抜いた消化汚泥に対して行う他、この消化 汚泥を濃縮して得られた濃縮汚泥の一部又は全部に対して行っても良い。 [0056] The solubilization treatment may be performed on digested sludge extracted from the anaerobic digestion tank, or may be performed on a part or all of the concentrated sludge obtained by concentrating the digested sludge.
[0057] 濃縮機や混合槽は、大気と遮断した状態で運転するのが好ましぐ例えば、濃縮機 を密閉状態にして濃縮することにより、汚泥と酸素との接触を制限すると、嫌気性菌 を生力したまま嫌気性消化槽に返送でき、嫌気性消化槽の生菌数保持、増加が容 易となり、消化効率を向上させることができる。 [0057] It is preferable to operate the concentrator and the mixing tank in a state where the air is shut off from the atmosphere. For example, if the concentrator is closed to condense and restrict the contact between sludge and oxygen, anaerobic bacteria Can be returned to the anaerobic digestion tank with vigor, and the viable cell count in the anaerobic digestion tank can be easily maintained and increased, and the digestion efficiency can be improved.
[0058] 嫌気性消化槽で発生する消化ガス (メタンガス)を有効利用して、消化槽の加温や 、可溶化手段や濃縮機等に必要な動力の一部又は全部を賄うことも好ましい。 [0058] It is also preferable to use the digestion gas (methane gas) generated in the anaerobic digestion tank effectively to cover the heating of the digestion tank and a part or all of the power required for the solubilizing means and the concentrator.
[0059] [図 2の有機性廃液の嫌気性消化処理装置] [0059] [Anaerobic digestion treatment apparatus for organic waste liquid in FIG. 2]
図 2の有機性廃液の嫌気性消化処理装置は、混合槽 3を省略し、オゾン処理装置 5からの可溶ィ匕汚泥を移送ポンプ 4のサクシヨン側に注入して濃縮機 2からの濃縮汚 泥と混合する。オゾン処理装置 5の前段に前曝気槽 6を設け、消化汚泥を予め前曝 気槽 6で曝気処理した後オゾン処理する。嫌気性消化槽 1の消化汚泥を引き抜き遠 心濃縮機 7で濃縮し、濃縮汚泥を引抜汚泥として系外へ排出し、分離液を移送ボン プ 4のサクシヨン側に注入する。その他は、図 1の有機性廃液の嫌気性消化処理装 置と同様の構成とされて 、る。 In the anaerobic digestion treatment apparatus for organic waste liquid shown in FIG. 2, the mixing tank 3 is omitted, and the soluble slime from the ozone treatment apparatus 5 is injected into the suction side of the transfer pump 4 to concentrate the sewage sludge from the concentrator 2. Mix with mud. A pre-aeration tank 6 is provided upstream of the ozone treatment apparatus 5, and digested sludge is subjected to an aeration treatment in the pre-aeration tank 6 before ozone treatment. The digested sludge in the anaerobic digestion tank 1 is drawn out, concentrated by the centrifugal concentrator 7, the concentrated sludge is discharged out of the system as drawn sludge, and the separated liquid is injected into the transfer pump 4 on the suction side. Other configurations are the same as those of the apparatus for anaerobic digestion of organic waste liquid shown in FIG.
[0060] 前曝気槽 6の処理条件としては、消化汚泥中の還元性無機物の空気酸化を効率
良く行わせる観点から、曝気空気を 0. 2-1. 0m3Zm3'minの条件で吹き込み、滞 留時間 5分一 8時間程度で曝気処理することが好ま 、。前曝気槽 6をオゾン処理装 置 5の前段に設けることにより、消化汚泥中の還元性無機物を予め酸ィ匕処理し、ォゾ ン処理装置 5でのオゾン処理による汚泥の可溶ィ匕効率を高めることができる。 [0060] The treatment conditions of the pre-aeration tank 6 include the efficiency of air oxidation of reducing inorganic substances in digested sludge. From the viewpoint of good performance, it is preferable that aeration air is blown in at a condition of 0.2-1.0 m 3 Zm 3 'min, and aeration treatment is performed for a residence time of about 5 minutes to 8 hours. By providing the pre-aeration tank 6 in front of the ozone treatment device 5, the reducing inorganic substances in the digested sludge are subjected to oxidation treatment in advance, and the ozone treatment in the ozone treatment device 5 allows the sludge to be dissolved by the ozone treatment. Can be increased.
[0061] この前曝気槽 6の曝気空気として、オゾン処理装置 5からの排ォゾンガスを用いると 、排ガスを有効利用して消化汚泥中の還元性無機物の酸ィ匕をより一層効率的に行う ことができる。オゾンとしてオゾンィ匕酸素を用いた場合には、排ガスの酸素濃度が高 いため、効果的である。 [0061] When the ozone gas discharged from the ozone treatment device 5 is used as the aeration air in the preaeration tank 6, the exhaust gas can be effectively used to more efficiently oxidize the reducing inorganic substances in the digested sludge. Can be. The use of ozone ozone as the ozone is effective because the oxygen concentration of the exhaust gas is high.
[0062] 前曝気槽 6を設けることにより、オゾン処理装置 5におけるオゾン使用量を低減する ことができ、例えば、オゾン処理装置 5に導入される消化汚泥に対して 0. 01-0. 04 kg— O Zkg— VSSとして、汚泥を効率的に可溶ィ匕処理することが可能となる。 [0062] By providing the pre-aeration tank 6, the amount of ozone used in the ozone treatment device 5 can be reduced. For example, the digestion sludge introduced into the ozone treatment device 5 is 0.01-0.04 kg. — O Zkg— As a VSS, sludge can be treated efficiently.
3 Three
[0063] 遠心濃縮機 7へは、嫌気性消化槽 1内の汚泥濃度を前述の好適範囲に維持するた めの必要量の消化汚泥が、凝集剤が添加されることなく導入され、遠心濃縮される。 この凝集剤無添加の消化汚泥を遠心濃縮することにより、消化汚泥中の無機成分が 優先的に濃縮される。この濃縮汚泥を系外へ引き抜くことにより、無機成分を優先的 に系外へ排出し、系内の無機成分の蓄積を防止して消化効率を高めることができる [0063] Into the centrifugal concentrator 7, the required amount of digested sludge for maintaining the sludge concentration in the anaerobic digestion tank 1 in the above-mentioned preferred range is introduced without adding a flocculant, and the centrifugal concentrator is introduced. Is done. By centrifugally concentrating the digested sludge without the coagulant, the inorganic components in the digested sludge are preferentially concentrated. By extracting this concentrated sludge to the outside of the system, inorganic components can be preferentially discharged to the outside of the system, preventing accumulation of inorganic components in the system and improving digestion efficiency.
[0064] この引抜汚泥は、脱水、焼却、埋め立て、コンポスト化等で処分される。なお、この 引抜汚泥は無機成分含有量が多ぐ脱水性に優れ、含水率の低い脱水ケーキとなる ため、取り扱いに有利である。 [0064] The extracted sludge is disposed of by dehydration, incineration, landfill, composting, or the like. The extracted sludge has a high content of inorganic components, is excellent in dehydration properties, and is a dewatered cake having a low moisture content, which is advantageous in handling.
[0065] 図 2の有機性廃液の嫌気性消化処理装置にぉ 、て、その他の処理条件や、代替し 得る手段等は、図 1の有機性廃液の嫌気性消化処理装置について前述した説明と 同様である。 In addition to the organic waste liquid anaerobic digestion treatment apparatus shown in FIG. 2, other processing conditions and alternative means are the same as those described for the organic waste liquid anaerobic digestion treatment apparatus shown in FIG. The same is true.
実施例 Example
[0066] 以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to Examples and Comparative Examples.
[0067] 下水の初沈汚泥と余剰汚泥を 35°Cの下、一過式で嫌気性消化した。嫌気性消化 槽の容積 ίま 1, 100m3, TVS負荷 ίま 0. 65kg/m3-曰、 HRTiま 45曰(1曰当たりの 投入汚泥量は 24. 4m3) o投入汚泥濃度 (TS濃度。以下同様) 3. 5% (TVSZTS比
83%)〖こ対し、消化汚泥濃度は 1. 6% (TVS ZTS比 73%)であり、消化率 (TVSの 減量率)は 60%であった。この嫌気性消化槽による嫌気性消化処理に当たり、嫌気 性消化槽内汚泥を固液分離して濃縮汚泥を返送することによって汚泥滞留時間を 増加させると共に、槽内汚泥を可溶化処理して返送することにより、減量率を高める ことを試み、固液分離手段として遠心濃縮機を用いた。また、可溶化手段としてォゾ ン処理装置を用いた。 [0067] The sewage primary sludge and excess sludge were anaerobically digested in a transient manner at 35 ° C. Anaerobic digestion tank capacity ί 1,100m 3 , TVS load ί 0.65kg / m 3- HRTi 45 (input amount of sludge is 24.4m 3 ) o Input sludge concentration (TS 3.5% (compared to TVSZTS) On the other hand, the digested sludge concentration was 1.6% (73% of TVS ZTS), and the digestibility (TVS weight loss rate) was 60%. In the anaerobic digestion treatment in this anaerobic digestion tank, the sludge in the anaerobic digestion tank is solid-liquid separated and the concentrated sludge is returned to increase the sludge residence time, and the sludge in the tank is solubilized and returned. Thus, an attempt was made to increase the weight loss rate, and a centrifugal concentrator was used as a solid-liquid separation means. In addition, an ozone treatment device was used as a solubilizing means.
[0068] 槽内汚泥を 1. 0m3Zhrでオゾン処理装置に送り、オゾン使用量 0. 03kg— O /kg [0068] The sludge in the tank is sent to the ozone treatment apparatus at 1.0 m 3 Zhr, and the amount of ozone used is 0.03 kg—O / kg.
3 VSSとなるようにオゾンと反応させた。また、投入汚泥量の 15%に相当する 3. 7m3 の槽内汚泥を引き抜き、残り 85%に相当する分を、槽内汚泥を遠心濃縮した際の分 離液として系外に排出した。遠心濃縮は、槽内汚泥を 2. 0m3Zhrで遠心濃縮機に 供給して、遠心強度 2, 100G、差速 15min— 1のもと、 0. 2重量%に溶解したカチォ ン系高分子凝集剤を SS当たり 0. 6重量%添加しながら行った。このとき、濃縮汚泥 濃度は 12%、 SS回収率は 95%以上であった。遠心濃縮機から濃縮汚泥受槽 (混合 槽)に排出された濃縮汚泥をモノポンプで嫌気性消化槽に返送しょうとしたところ、モ ノポンプの圧力が 0. 8MPaに達し、ポンプがトリップしてしまい、汚泥を返送すること ができなかった。 Reaction with ozone was performed to obtain 3 VSS. Further, pulling the intracisternal sludge 3. 7m 3, which corresponds to 15% of the charged amount of sludge, the amount corresponding to 85% the rest was discharged intracisternal sludge out of the system as a partial syneresis when the centrifugal concentration. For centrifugal concentration, the sludge in the tank is fed to the centrifugal concentrator at 2.0 m 3 Zhr, and the cation-based polymer dissolved in 0.2% by weight at a centrifugal strength of 2,100 G and a differential speed of 15 min- 1 The test was performed while adding a flocculant at 0.6% by weight per SS. At this time, the concentrated sludge concentration was 12%, and the SS recovery rate was 95% or more. When trying to return the concentrated sludge discharged from the centrifugal concentrator to the concentrated sludge receiving tank (mixing tank) to the anaerobic digestion tank with a monopump, the pressure of the monopump reached 0.8 MPa and the pump tripped, causing the sludge to slip. Could not be returned.
[0069] そこで、以下の実施例及び比較例の処理を行った。 Therefore, the processing of the following examples and comparative examples was performed.
[0070] 実施例 1 Example 1
濃縮汚泥を混合槽に投入すると共に、この混合槽にオゾン処理により可溶ィ匕した汚 泥の一部を導入して、攪拌機で緩やかに攪拌しながら混合したところ、混合槽内の 汚泥濃度は 3. 6%となり、モノポンプの圧力は 0. 12MPaにまで低下したため、速や 力に嫌気性消化槽に返送することができた。 The concentrated sludge was put into the mixing tank, and a part of the sludge that had been dissolved by the ozone treatment was introduced into the mixing tank and mixed with gentle stirring using a stirrer. Since the pressure was 3.6%, the pressure of the monopump dropped to 0.12MPa, it was possible to quickly return to the anaerobic digestion tank.
[0071] このような運転を 1年間継続したときの嫌気性消化槽内の汚泥濃度、及び固形分の 収支及び消化ガスの発生量から求めた消化率の推移を図 3に示す。図 3に示される ように、運転開始 5ヶ月目以降、槽内の TVS濃度は 2. 3%前後で推移するようになり 、 80%以上の消化率が継続して得られた。槽内汚泥濃度が 4. 6%まで増加したの に応じてオゾン処理汚泥と混合後の濃縮汚泥濃度は 7. 2%にまで増加した力 モノ ポンプの圧力は 0. 3MPa以下で、無理なく返送することができた。
[0072] 比較例 1 [0071] Fig. 3 shows the changes in the sludge concentration in the anaerobic digestion tank and the digestibility obtained from the solid content balance and the amount of digested gas generated when such operation was continued for one year. As shown in FIG. 3, after 5 months from the start of operation, the TVS concentration in the tank changed around 2.3%, and a digestibility of 80% or more was continuously obtained. As the sludge concentration in the tank increased to 4.6%, the concentrated sludge concentration after mixing with the ozone-treated sludge increased to 7.2% Power The pressure of the mono pump was 0.3MPa or less, and it was sent back without difficulty We were able to. Comparative Example 1
モノポンプで圧送できる程度に圧力を下げるため、遠心濃縮の条件を変更した。遠 心強度を 1, OOOGまで下げ、凝集剤添加率を 0. 2重量%まで下げたところ、濃縮汚 泥濃度は 7%程度となり、モノポンプの圧力は 0. 3MPaまで低下し、嫌気性消化槽 に返送することができるようになった。しかし、このときの SS回収率は 70%であり、分 離液側に汚泥が流出した。 The conditions for centrifugal concentration were changed to reduce the pressure so that it could be pumped by a monopump. When the centrifugal strength was reduced to 1, OOOG and the coagulant addition rate was reduced to 0.2% by weight, the concentrated sludge concentration was reduced to about 7%, the pressure of the monopump was reduced to 0.3 MPa, and the anaerobic digester was reduced. Can now be sent back. However, the SS recovery rate at this time was 70%, and sludge flowed to the separation liquid side.
[0073] このような運転を 1年間継続したときの嫌気性消化槽内汚泥濃度、及び消化率の推 移を図 4に示す。図 4に示されるように、 SS回収率が低かったため、運転を継続して も槽内汚泥濃度を高めることができず、消化率を 70%以上に高めることはできなかつ た。 [0073] Fig. 4 shows the transition of the sludge concentration in the anaerobic digestion tank and the digestibility when such operation was continued for one year. As shown in Fig. 4, the SS recovery rate was low, so the sludge concentration in the tank could not be increased even if the operation was continued, and the digestibility could not be increased to 70% or more.
[0074] 実施例 2 Example 2
嫌気性消化槽カ の消化汚泥を 4. 0m3Zhrで遠心濃縮し、下水二次処理水を 1. 0m3/hrで混合槽に導入し、攪拌機で緩やかに攪拌して混合したこと以外は実施例 1と同様に処理を行ったところ、濃縮汚泥返送用のモノポンプの圧力は 0. 2MPaに まで低下し、嫌気性消化槽に速やかに返送することができた。 Except that the digested sludge from the anaerobic digester was centrifugally concentrated at 4.0 m 3 Zhr, the secondary sewage water was introduced into the mixing tank at 1.0 m 3 / hr, and mixed gently with a stirrer. When the treatment was performed in the same manner as in Example 1, the pressure of the monopump for returning the concentrated sludge was reduced to 0.2 MPa, and the sludge could be immediately returned to the anaerobic digestion tank.
[0075] このような運転を継続したときの嫌気性消化槽内汚泥濃度、及び消化率の推移を 図 5に示す。図 5に示されるように、運転開始 5ヶ月後に槽内 TS濃度が 3. 7%を超え るようになると、遠心濃縮機の固形物負荷量が高くなりすぎて運転することができなく なった。そこで、槽内汚泥の引き抜き量を投入汚泥量の 25%に相当する 6m3Z日に 増加させたところ、槽内 TS濃度は 3. 7%前後で推移し、運転を継続することができ、 消化率は 78%まで向上した。 [0075] Fig. 5 shows changes in the sludge concentration in the anaerobic digestion tank and the digestibility when such operation is continued. As shown in Fig. 5, when the TS concentration in the tank exceeded 3.7% after 5 months from the start of operation, the solids load of the centrifugal concentrator became too high and it became impossible to operate. . Therefore, was increased to 6 m 3 Z date corresponding withdrawal of intracisternal sludge 25% of the input amount of sludge, intracisternal TS concentration remained 3. about 7%, it is possible to continue the operation, Digestibility increased to 78%.
[0076] 以下に、オゾン処理による可溶化効果と、凝集剤無添加での遠心濃縮による無機 成分の優先的排出効果を示すテストを挙げる。 Hereinafter, tests showing the solubilizing effect by ozone treatment and the preferential discharge effect of inorganic components by centrifugal concentration without addition of a flocculant will be described.
[0077] テスト 1 [0077] Test 1
消化汚泥をオゾン反応率 0. 03kg— O Zkg— VSSでオゾン処理したときの、オゾン Ozone reaction rate of digested sludge after ozone treatment of 0.03 kg—O Zkg—VSS
3 Three
処理前後の汚泥の性状を調べ、結果を表 1に示した。 The properties of the sludge before and after the treatment were examined, and the results are shown in Table 1.
[0078] [表 1]
オゾン処理前後の消化汚泥の性状
[0078] [Table 1] Properties of digested sludge before and after ozone treatment
[0079] 表 1より明らかなように、オゾン処理の前後で、 TS、 VS、全 COD 濃度は殆ど変ら [0079] As is clear from Table 1, the TS, VS, and total COD concentrations were almost the same before and after ozone treatment.
Cr Cr
なかったが、 SS、 VSS濃度はオゾン処理前に比べ 1割弱減少し、溶解性 COD 、全 However, the concentration of SS and VSS decreased slightly less than 10% compared to before ozone treatment,
Cr Cr
BOD濃度が増加した。この結果から、オゾン処理により、汚泥中の VSS成分の一部 が可溶ィ匕して溶解性成分に転換され、生物分解されやすくなつたことが分かる。 BOD concentration increased. From this result, it is understood that a part of the VSS component in the sludge was converted to a soluble component by the ozone treatment and was easily biodegraded.
[0080] テスト 2 [0080] Test 2
消化汚泥 (TS5%)に、高分子凝集剤として下水二次処理水に 0. 2重量%濃度に 溶解したポリメタクリル酸エステル系ポリマーを、 SS当たり 0. 5重量%添加してデカン タ型遠心濃縮機に 4m3/hrで供給し、遠心強度 2100Gで遠心濃縮した場合、得ら れる濃縮汚泥と濃縮分離液の濃度 (TS)及び量は表 2に示す通りであった。 To a digested sludge (TS5%), a polymethacrylic acid ester-based polymer dissolved in sewage secondary treatment water at a concentration of 0.2% by weight as a polymer flocculant was added at 0.5% by weight per SS, and decanter centrifugation When supplied to the concentrator at 4 m 3 / hr and centrifugally concentrated at a centrifugal strength of 2100 G, the concentration (TS) and amount of the obtained concentrated sludge and concentrated separated liquid were as shown in Table 2.
[0081] また、この消化汚泥を凝集剤無添加で同条件で遠心濃縮した場合、得られる濃縮 汚泥と濃縮分離液の濃度 (TS)及び量は表 2に示す通りであった。 When this digested sludge was centrifugally concentrated under the same conditions without adding a flocculant, the concentrations (TS) and amounts of the obtained concentrated sludge and the concentrated separated solution were as shown in Table 2.
[0082] [表 2] 凝集剤の添加の有無による濃縮汚泥と濃縮分離液の対比
次に、濃度の異なる数種類の消化汚泥について、凝集剤無添加で上記と同様にし て遠心濃縮を行 、、遠心濃縮機への供給汚泥の TVSZTS比と排出汚泥 (濃縮汚 泥と上澄汚泥 (濃縮分離液) )の TVSZTS比との関係を調べ、結果を図 6に示した。
[0084] 図 6より明らかなように、濃縮汚泥の TVSZTS比は供給汚泥の TVSZTS比より 0 . 02-0. 04低くなつているの〖こ対し、上澄汚泥では 0. 03程度高くなつていた。この 結果から、濃縮汚泥側に無機成分が優先的に濃縮されたことが分力る。 [Table 2] Comparison of concentrated sludge and concentrated separated liquid with and without addition of flocculant Next, several types of digested sludge having different concentrations are centrifuged and concentrated in the same manner as described above without adding a coagulant, and the TVSZTS ratio of the sludge supplied to the centrifugal concentrator and the discharged sludge (concentrated sludge and supernatant sludge ( The relationship between the concentrated separation solution)) and the TVSZTS ratio was examined, and the results are shown in FIG. [0084] As is clear from Fig. 6, the TVSZTS ratio of the concentrated sludge is 0.02-0. 04 lower than the TVSZTS ratio of the supplied sludge, whereas the TVSZTS ratio of the supernatant sludge is about 0.03 higher. Was. This result indicates that inorganic components were preferentially concentrated on the concentrated sludge side.
[0085] 各々の濃縮汚泥及び供給汚泥をそれぞれベルトプレス脱水機で同条件 (濾過速度 、濾布圧、凝集剤添加率)の下、脱水したところ、得られた脱水ケーキの含水率はい ずれも、濃縮汚泥の脱水ケーキの方が供給汚泥の脱水ケーキより 5%程度低くなつ ており、同じ固形物量で比較した場合、濃縮汚泥の脱水ケーキでは、供給汚泥の脱 水ケーキに比べて脱水ケーキ量は 15— 20%減少した。この結果から、凝集剤無添 加の遠心濃縮で得られた無機成分含有量の多い濃縮汚泥は脱水性に優れることが 明らかである。
[0085] Each of the concentrated sludge and the supplied sludge was dewatered with a belt press dehydrator under the same conditions (filtration speed, filter cloth pressure, coagulant addition rate). The dewatered cake of the concentrated sludge is about 5% lower than the dewatered cake of the supplied sludge, and when compared with the same amount of solid matter, the dewatered cake of the concentrated sludge has a smaller dewatered cake amount than the dewatered cake of the supplied sludge. Decreased by 15-20%. From this result, it is clear that concentrated sludge with a high content of inorganic components obtained by centrifugal concentration without adding a flocculant has excellent dewatering properties.