WO2007083456A1

WO2007083456A1 - 有機性廃液の嫌気性消化処理方法及び装置

Info

Publication number: WO2007083456A1
Application number: PCT/JP2006/324474
Authority: WO
Inventors: Kazuya Komatsu; Hidenari Yasui
Original assignee: Kurita Water Industries Ltd.
Priority date: 2006-01-20
Filing date: 2006-12-07
Publication date: 2007-07-26
Also published as: TW200732258A; TWI414489B

Abstract

　高い有機物負荷においても、加温エネルギーや凝集剤使用量を増加させることなく、有機成分を減量化することができるとともに、メタンガス回収量を多くすることができる有機性廃液の嫌気性処理装置が提供される。有機性汚泥（有機性廃液）は高温消化槽１に導入され、４５～９５°Cにて嫌気性消化処理される。この高温消化槽１の消化汚泥が中温消化槽２に導入され、２５～４０°Cにて嫌気性消化処理される。この中温消化槽２の消化汚泥の一部を引き抜き、固液分離装置３で濃縮する。固液分離装置３からの液分は系外に取り出される。濃縮された汚泥の一部は、返送配管４を介して中温消化槽２へ返送される。また、中温消化槽２からの消化汚泥の一部を配管５で引き抜いて、改質装置６で改質する。改質汚泥は、返送配管７を介して高温嫌気性消化槽１に返送する。

Description

有機性廃液の嫌気性消化処理方法及び装置

発明の分野

[0001] 本発明は、有機性廃液を嫌気性消化する方法及び装置に係り、特に、有機性廃液の消化効率を高めてメタンガスの回収量を多くすることができる有機性廃液の嫌気性消化処理方法及び装置に関する。

発明の背景

[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、る。

[0003] このような嫌気性消化処理においては、未分解物質及び嫌気性微生物を主体とする汚泥 (消化汚泥）が生成する。この消化汚泥は、従来は機械脱水した後、焼却、埋立等により処理されている。

[0004] 嫌気性消化処理により生成する汚泥を減量化し、有機性廃液からメタンガスをより多く回収することができる装置として、特開平 9-206785号には、消化汚泥をオゾン処理により改質した後、この改質汚泥を嫌気性消化槽に返送する嫌気性消化処理装置が記載されている。この装置は消化汚泥をオゾン処理して易生物分解性に改質した後、嫌気性消化槽に戻して嫌気性微生物の基質としてさらに分解するものであり、汚泥を減量ィ匕し、有機性廃液からメタンガスをより多く回収するのに有効な装置である。

[0005] しかし、この装置を、下水汚泥の嫌気性消化処理などで広く用いられて!/、る嫌気性消化槽内を 30〜38°Cに加温して行う中温嫌気性消化で用いた場合、オゾン処理により改質された汚泥の消化速度が低いため、汚泥をより減量ィ匕して有機性排液からのメタンガスの回収率を高めるには改質する汚泥量を増やす必要があり、オゾン使用量の増加に繋がっていた。

[0006] また、この装置を、中温消化よりも消化速度の高い、嫌気性消化槽内を 45〜60°Cに加温して行う高温嫌気性消化で用、た場合には、オゾン使用量は中温消化に比べ低減されるが、改質汚泥に由来する一部のタンパク、糖などが高温微生物の産生する酵素では分解されなヽため、槽内で生物分解されなヽ溶解性有機成分が中温消化よりも著しく高濃度で放出されてしまい、固形有機成分は減量されるもののメタンガス回収率は高められないという問題があった。また、これらコロイド状の溶解性有機成分により、消化汚泥の固液分離性が悪化し、凝集剤の使用量が著しく増加するとともに、分離液が排出される後段の水処理への負荷が著しく増加するという問題があつた。

[0007] 上記特開平 9— 206785号公報では、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。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オ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、メタンガスの回収量を多くすることができる。

[0008] 上記特開平 9— 206785号公報の装置では、メタンガスの回収率を高めるために、嫌気性消化槽での汚泥の滞留時間を保って嫌気性消化処理の効率を低下させないようにしながら、改質処理する汚泥量を増加させる必要がある。そのためには、消化汚泥の一部を固液分離し、分離液を処理水として排出するとともに分離された高濃度汚泥 (濃縮汚泥)を嫌気性消化槽に返送するように構成し、嫌気性消化槽の汚泥保持量及び汚泥濃度を高く保つ必要がある。従って、嫌気性消化槽の有機物負荷が高くなるほど改質処理する汚泥量を増力 tlさせる必要があり、槽内汚泥濃度を高くする必要がある。

[0009] しかし、嫌気性消化槽の汚泥濃度が高くなると槽内液の粘性が急激に増加するため、嫌気性消化槽内が充分に撹拌混合されなくなり、嫌気性消化の効率が低下してしまう。そのため、同号公報の装置での嫌気性消化槽において、下水汚泥の嫌気性消化処理などで広く採用されている 30〜38°Cに加温して嫌気性消化する中温嫌気性消化を行うようにした場合には、槽内汚泥濃度を好ましくは 5〜6%以下に維持するように、消化槽力消化汚泥を余剰汚泥として適宜引き抜く必要がある。このため、嫌気性消化槽の有機物負荷が高くなると、引き抜き汚泥量が多くなり、有機成分の減量及びメタンガスの回収に制約が加えられる。

[0010] 特開 2001— 205289号には、有機性廃液を生物処理槽において処理した後、処理液を固液分離して分離水は処理水として放流し、分離汚泥は生物処理槽に返送する際に、その一部または全部を可溶ィ匕処理して力返送する有機性廃液の処理方法において、遠心力を利用して、有機性浮遊物質の割合の低い汚泥と、有機性浮遊物質の割合の高い汚泥に分画し、有機性浮遊物質の割合の低い汚泥を系外に排出するとともに、有機性浮遊物質の割合の高い汚泥を生物処理槽に返送することを特徴とする有機性廃液の処理方法が記載されている。この方法では、生物処理槽内の汚泥に蓄積する無機性物質を優先的に系外に排出することができるため、生物処理槽内の汚泥の有機性物質の割合をほとんど低下させずに廃液の処理能力を維持しつつ、発生する余剰汚泥の量を安定して減少させることができる。

特許文献 1：特開平 9 - 206785号公報

特許文献 2：特開 2001— 205289号公報

発明の概要

[0011] 本発明は、高い有機物負荷においても、有機成分を十分に減量化することができるとともに、メタンガス回収量を多くすることができる有機性廃液の嫌気性処理装置を提供することを目的とする。

[0012] 本発明は、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にお!、て、嫌気性消化槽に蓄積する無機物をより効率的に系外に排出することにより、高い有機物負荷においても、有機成分を十分に減量ィ匕することができるとともに、メタンガス回収量を多くすることができる有機性廃液の嫌気性処理装置を提供することを別の目的とする。

[0013] 第 1アスペクト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、該嫌気性消化槽カの消化汚泥の一部を改質する改質手段と、該改質手段からの改質汚泥を前記嫌気性消化槽に返送する改質汚泥返送手段と、該嫌気性消化槽からの消化汚泥を濃縮する固液分離手段と、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濃縮汚泥返送手段と、を有する有機性廃液の嫌気性消化処理装置において、該嫌気性消化槽は、処理温度 45〜95 °Cの高温消化槽と、該高温消化槽の流出液が導入される処理温度 25〜40°Cの中温消化槽の少なくとも 2槽を有しており、該中温消化槽からの消化汚泥の少なくとも一部が前記固液分離手段に導入されることを特徴とするものである。

[0014] 第 2アスペクト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、該嫌気性消化槽カの消化汚泥の一部を改質する改質手段と、該改質手段からの改質汚泥を前記嫌気性消化槽に返送する改質汚泥返送手段と、該嫌気性消化槽からの消化汚泥を濃縮する固液分離手段と、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濃縮汚泥返送手段と、前記嫌気性消化槽からの消化汚泥の一部または全部を有機性浮遊物質の割合の低い汚泥と、有機性浮遊物質の割合の高ゝ汚泥とに分画し、有機性浮遊物質の割合の低!、汚泥を系外に排出する汚泥分画手段と、該汚泥分画手段で分画された有機性浮遊物質の割合の高い高有機性浮遊物質汚泥を嫌気性消化槽に返送する高有機性浮遊物質汚泥返送手段と、を有する有機性廃液の嫌気性消化処理装置において、該嫌気性消化槽は、処理温度 45〜95°Cの高温消化槽と、該高温消化槽の流出液が導入される処理温度 25〜40°Cの中温消化槽との少なくとも 2槽を有しており、該中温消化槽からの消化汚泥の少なくとも一部が前記固液分離手段に導入されることを特徴とするちのである。

[0015] なお、本発明において、「汚泥の改質」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。

[0016] 第 1及び第 2アスペクトにおいて、前記固液分離手段からの濃縮汚泥の少なくとも一部を前記中温消化槽に返送してもよい。

[0017] 第 1及び第 2アスペクトおいて、前記中温消化槽から引き抜いた消化汚泥を前記改質手段に導入して改質してもよい。

[0018] 第 1及び第 2アスペクトにおいて、前記改質手段からの改質汚泥の少なくとも一部を前記高温消化槽に返送してもよ、。

[0019] 第 1及び第 2アスペクトにおいて、前記有機性廃液の少なくとも一部を前記中温消化槽に導入してもよい。

[0020] 第 1及び第 2アスペクトにおいて、前記有機性廃液の少なくとも一部を前記固液分離手段に導入してもよい。

[0021] 第 1及び第 2アスペクトにおいて、前記固液分離手段で固液分離される消化汚泥に凝集剤を添加する手段を備えてもょヽ。

[0022] 第 1及び第 2アスペクトにおいて、前記改質手段による改質処理がオゾン処理であつてもよい。

[0023] 第 2アスペクトにおいて、前記汚泥分画装置には前記高温消化槽からの汚泥の一部を導入してもよい。

[0024] 第 2アスペクトにおいて、前記汚泥分画装置には前記中温消化槽からの汚泥の一部を導入してもよい。

[0025] 第 2アスペクトにおいて、前記汚泥分画装置には前記中温消化槽からの汚泥の一部を導入してもよい。

[0026] 第 3アスペクトの有機性廃液の嫌気性消化処理方法は、有機性廃液を嫌気性消化槽で嫌気性消化し、該嫌気性消化槽からの消化汚泥を改質手段で改質し、該改質手段力の改質汚泥を前記嫌気性消化槽に返送し、該嫌気性消化槽カの消化汚泥の一部を固液分離手段で濃縮し、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有機性廃液の嫌気性消化処理方法にお!、て、該嫌気性消化槽は、処理温度 45〜95°Cの高温消化槽と、該高温消化槽の流出液が導入される処理温度 25〜40°Cの中温消化槽の少なくとも 2槽を有しており、該中温消化槽からの消化汚泥の少なくとも一部を前記固液分離手段に導入することを特徴とするものである

[0027] 第 4アスペクトの有機性廃液の嫌気性消化処理方法は、有機性廃液を嫌気性消化槽で嫌気性消化し、該嫌気性消化槽カの消化汚泥の一部を改質手段で改質し、該改質手段力の改質汚泥を前記嫌気性消化槽に返送し、該嫌気性消化槽カの消化汚泥を固液分離手段で濃縮し、該固液分離手段力の濃縮汚泥を前記嫌気性消化槽へ返送し、前記嫌気性消化槽からの消化汚泥の一部または全部を有機性浮遊物質の割合の低い汚泥と、有機性浮遊物質の割合の高い汚泥とに分画し、有機性浮遊物質の割合の低い汚泥を系外に排出するとともに、有機性浮遊物質の割合の高ヽ汚泥を嫌気性消化槽に返送する有機性廃液の嫌気性消化処理方法にぉ、て、該嫌気性消化槽は、処理温度 45〜95°Cの高温消化槽と、該高温消化槽の流出液が導入される処理温度 25〜40°Cの中温消化槽との少なくとも 2槽を有しており、該中温消化槽からの消化汚泥の少なくとも一部を前記固液分離手段に導入することを特徴とするものである。

図面の簡単な説明

[図 1]第 1アスペクト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 2]第 1アスペクト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 3]第 1アスペクト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 4]第 1アスペクト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 5]第 1アスペクト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 6]第 1アスペクト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 7]第 1アスペクト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 8]第 1アスペクト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 9]第 1アスペクト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 10]第 1アスペクト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 11]第 1アスペクト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 12]第 1アスペクト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 13]図 13a, 13b及び 13cは実施例 1及び比較例 1, 2の結果を示すグラフである。

[図 14]実施例 1及び比較例 1 , 2の消化ガス量の経時変化を示すグラフである。

[図 15]図 15a, 15b, 15cは実施例 2〜4の結果を示すグラフである。

[図 16]第 2アスペクト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 17]第 2アスペクト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 18]第 2アスペクト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 19]第 2アスペクト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 20]第 2アスペクト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 21]第 2アスペクト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 22]第 2アスペクト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 23]第 2アスペクト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 24]比較例 3, 4の有機性廃液の嫌気性消化処理装置を示す系統図である。詳細な説明

嫌気性消化槽では、嫌気性微生物を含む汚泥の存在下に、有機性廃液力 Sメタン発酵処理される。本発明の第 1〜第 4アスペクトでは、この嫌気性消化槽を、処理温度 4 5〜95°Cの高温消化槽と、高温消化槽の流出液が導入される処理温度 25〜40°C の中温消化槽の少なくとも 2槽で構成している。廃液中の有機成分は、高温消化槽及び中温消化槽のそれぞれにおいて、 55°C付近に最適温度がある高温嫌気性微生物、 35°C付近に最適温度がある中温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る。

[0030] 高温消化槽では、前記のとおり、中温消化よりも速やかに固形有機成分の分解が進むものの、コロイド状の溶解性有機成分として多くが残留する。これらコロイド状の有機成分は、中温微生物によって分解可能であるため、高温消化槽の流出液を中温消化槽に導入することにより、残留した溶解性有機成分もメタンガスに転換される。従って、本発明によると、高温消化槽において高い消化速度で固形有機成分を分解し、中温消化槽にお!、てメタンガスへの転換を進めることができる。

[0031] このようにして、本発明の第 1〜第 4アスペクトの有機性廃液の嫌気性消化処理方法及び装置によれば、嫌気性消化処理の効率が高められ、従来より高い有機物負荷においても、加温エネルギーや凝集剤使用量を増加させずに、有機成分を大幅に減量ィ匕するとともにメタンガスを大量に回収することもできる。

[0032] なお、本発明では有機性廃液の少なくとも一部を、高温消化槽、中温消化槽のいずれか、または両方に導入することができるが、中温消化槽に導入することが好ましい。

[0033] また、本発明では有機性廃液の少なくとも一部を固液分離手段に導入してもよい。

このようにした場合には、中温消化槽からの消化汚泥が有機性廃液によって希釈されることにより、凝集剤が効きやすくなる。また、固液分離手段での処理汚泥量を少なくすることができる。この固液分離手段による固液分離は、有機性廃液を処理系に導入する際に、消化槽の液位を一定に保つ (溢れな！/ヽようにする）ために行われるものであり、導入する有機性廃液と同体積の分離水（固液分離処理水)を該固液分離手段から系外に排出する必要がある。一般に、有機性廃液の SS濃度は消化汚泥の SS濃度よりも低い。そのため、有機性廃液と消化汚泥の混合液を固液分離して分離水を有機性廃液導入量と同体積だけ取り出す場合の方が、消化汚泥のみを固液分離して分離水を有機性廃液導入量と同体積だけ取り出す場合に比べて、固液分離手段で処理する汚泥量は少なくて済む。これにより、固液分離手段として、より小型の装置を採用することが可能となる。また、処理する汚泥量が少なくて済むことから、省エネルギー化にも資する。

[0034] 第 3、第 4アスペクトでは、高温消化槽又は中温消化槽からの汚泥の一部を、重力沈降、遠心分離などにより、有機性浮遊物質の割合の低い汚泥と、有機性浮遊物質の高、汚泥に分画し、有機性浮遊物質の割合の高、汚泥を嫌気性消化槽に返送し、有機性浮遊物質の割合の低!、汚泥を系外に排出する。

[0035] 一般的に、汚泥を構成する有機物の主成分である微生物の密度は 1. OgZm³よりわずかに大きい程度であるのに対して、無機分の主成分である土砂成分の SiOや A

2

1 Oの密度は 2〜4gZm³程度である。従って、消化汚泥を遠心分離器に導入し高

2 3

速回転による遠心力を利用して、微生物に対して土砂成分などの割合が高く有機性浮遊物質の割合の低!、汚泥と、その逆で有機性浮遊物質の割合の高!、汚泥に分画することができる。

[0036] このようにして得られた有機性浮遊物質の割合の低!、汚泥は系外へ排出することにより、嫌気性消化槽に無機物が蓄積することが防止される。また、有機性浮遊物質の割合の

高い汚泥を嫌気性消化槽に返送する。これにより、有機性浮遊物質の割合の高い消化汚泥が該嫌気性消化槽内において効率よく消化され、余剰汚泥が十分に減量されると共に、メタンガスが大量に回収される。

[0037] このようにして、本発明の有機性廃液の嫌気性消化処理方法及び装置によれば、嫌気性消化処理の効率が高められ、従来より高い有機物負荷においても、加温エネルギーや凝集剤使用量を増加させずに、有機成分を大幅に減量化するとともにメタンガスを大量に回収することもできる。

[0038] 汚泥分画装置に導入する消化汚泥は、高温消化槽、中温消化槽のいずれから、または両方力引き抜いたものであってよい。高温消化槽では改質された中温消化槽の汚泥が処理されることから、汚泥の有機性浮遊物質の割合は、一般に中温より低い。従って、高温消化槽の汚泥を分画処理した場合には、より有機性浮遊物質の割合の低い汚泥が得られやすぐ後段の脱水処理におけるケーキの含水率が低下して処分すべきケーキ量を減少させることができる。一方、中温消化槽では、高温消化槽で残留する溶解性有機成分力 Sメタンガスに転換し除去されているため、後段の脱水処理における凝集剤の必要量を、高温消化汚泥を分画処理した場合に比べ少なくすることができる。

[0039] 汚泥分画装置により分画された有機性浮遊物質の割合の高い汚泥は、汚泥を引き抜いた消化槽に返送するのが好ましいが、高温消化槽、中温消化槽のいずれか、または両方に返送してもよい。

[0040] また、汚泥分画装置として前記固液分離装置を用い、固液分離を行うときと、汚泥分画を行うときとに分けた運転を行ってもよい

[0041] 以下に図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。

[0042] 図 1〜12はそれぞれ第 1アスペクトの有機性廃液の嫌気性消化処理装置及び第 2 アスペクトの有機性廃液の嫌気性消化処理方法の実施の形態を示す系統図である。図 16〜24は第 3アスペクトの有機性廃液の嫌気性消化処理装置及び第 4ァスぺクトの有機性廃液の嫌気性消化処理方法の実施の形態を示す系統図である。図 1〜1 2, 16〜24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。

[0043] [図 1の有機性廃液の嫌気性消化処理装置]

図 1において、有機性汚泥 (有機性廃液）は高温消化槽 1に導入され、 45〜95°C にて嫌気性消化処理される。この高温消化槽 1の消化汚泥が中温消化槽 2に導入され、 25〜40°Cにて嫌気性消化処理される。この中温消化槽 2の消化汚泥の一部を引き抜き、固液分離装置 3で濃縮する。固液分離装置 3からの液分は系外に取り出される。濃縮された汚泥の一部は、返送配管 4を介して中温消化槽 2へ返送される。

[0044] また、中温消化槽 2からの消化汚泥の一部を配管 5で引き抜いて、改質装置 6で改質する。改質汚泥は、返送配管 7を介して高温嫌気性消化槽 1に返送する。なお、中温消化槽 2から配管 5へ引き抜いた汚泥の一部は、必要に応じ余剰消化汚泥として系外に引き抜かれる。この余剰消化汚泥の引き抜きは、消化槽 1, 2の汚泥 (TS)濃度を 3〜10%に維持するように行うのが好ま、。

[0045] [図 2〜4の有機性廃液の嫌気性消化処理装置]

図 2では有機性廃液は中温消化槽 2に供給され、高温消化槽 1には改質装置 6からの改質汚泥のみが導入されている。その他の構成は図 1と同様であり、同一符号は同一部分を示している。

[0046] 図 3では、有機性廃液は高温消化槽 1と中温消化槽 2の双方に供給され、図 4では有機性廃液は固液分離装置 3に供給されている。その他の構成は図 1と同様であり、同一符号は同一部分を示している。

[0047] [図 5〜8の有機性廃液の嫌気性消化処理装置]

図 5〜8では、固液分離装置 3からの濃縮汚泥はいずれも高温消化槽 1に返送されている。

[0048] 図 5〜8はそれぞれ図 1〜4に対応するものであり、図 5では有機性廃液を高温消化槽 1に導入し、図 6では有機性廃液を中温消化槽 2に導入し、図 7では有機性廃液を高温消化槽 1及び中温消化槽 2に導入し、図 8では有機性廃液を固液分離装置 3に導入している。

[0049] その他の構成は図 1〜4と同一である。

[0050] [図 9〜 12の有機性廃液の嫌気性消化処理装置]

図 9〜12では、固液分離装置 3からの濃縮汚泥は、配管 4から分岐する配管 4a, 4 bを介して高温消化槽 1及び中温消化槽 2の双方に返送されている。

[0051] 図 9〜12はそれぞれ図 1〜4に対応するものであり、図 9では有機性廃液を高温消化槽 1に導入し、図 10では有機性廃液を中温消化槽 2に導入し、図 11では有機性廃液を高温消化槽 1及び中温消化槽 2に導入し、図 12では有機性廃液を固液分離装置 3に導入している。

[0052] その他の構成は図 1〜4と同一である。

[0053] [図 16の有機性廃液の嫌気性消化処理装置]

図 16において、有機性汚泥 (有機性廃液）は高温消化槽 1に導入され、 45〜95°C にて嫌気性消化処理される。この高温消化槽 1の消化汚泥の一部が中温消化槽 2に導入され、 25〜40°Cにて嫌気性消化処理される。この中温消化槽 2の消化汚泥の一部を引き抜き、固液分離装置 3で濃縮する。固液分離装置 3からの液分は系外に取り出される。濃縮された汚泥は、返送配管 4を介して中温消化槽 2へ返送される。

[0054] また、中温消化槽 2からの消化汚泥の一部を配管 5で引き抜いて、改質装置 6で改質する。改質汚泥は、返送配管 7を介して高温嫌気性消化槽 1に返送する。

[0055] この実施の形態では、高温消化槽 1からの消化汚泥の残部を配管 9を介して汚泥分画装置 10に導入し、重力沈降、遠心分離などにより、有機性浮遊物質の割合の低い汚泥と、有機性浮遊物質の高い汚泥に分画する。そして、有機性浮遊物質の割合の高い汚泥を配管 11, 7を介して高温消化槽 1に返送し、有機性遊物質の割合の低い汚泥を系外に排出する。なお、汚泥は配管 11のみを介して高温消化槽 1へ返送されてもよい。この汚泥分画装置 10としては、分画効果の点で遠心分離装置が好ましい。

[0056] 前述の通り、汚泥を構成する有機物の主成分である微生物の密度は 1. OgZm³よりわずかに大きい程度であるのに対して、無機分の主成分である土砂成分の SiOや

2

Al Oの密度は 2〜4gZm³程度であり、汚泥分画装置 10によって、微生物に対して

2 3

土砂成分などの割合が高く有機性浮遊物質の割合の低、汚泥と、その逆で有機性浮遊物質の割合の高い汚泥に分画することができる。

[0057] 汚泥分画装置 10として遠心分離装置を用いる場合、遠心分離装置における処理流量、処理時間やかける遠心力については、導入する汚泥の濃度や無機物の割合などによって適宜設定するものであり、特に限定されない。また、回分式でも連続式でもよい。

[0058] 高温消化槽 1では改質された中温消化槽の汚泥が処理されることから、汚泥の有機性浮遊物質の割合は、一般に中温消化槽 2より低い。従って、この実施の形態のように高温消化槽 1の汚泥を分画処理した場合には、より有機性浮遊物質の割合の低い汚泥が得られやすぐ後段の脱水処理におけるケーキの含水率が低下して処分すべきケーキ量を減少させることができる。

[0059] なお、汚泥分画装置 10により分画された有機性浮遊物質の割合の高い汚泥は、汚泥を引き抜いた高温消化槽 1に返送するのが好ましいが、高温消化槽 1、中温消化槽 2の両方に返送してもよヽ。

[0060] 汚泥分画装置 10で分画された有機性浮遊物質の割合の低い汚泥は、配管 12を介して余剰消化汚泥として系外に引き抜かれる。この余剰消化汚泥の引き抜きは、消化槽 1, 2の汚泥 (TS)濃度を 2〜12%特に 4〜8%に維持するように行うのが好ましい。

[0061] [図 17〜 19の有機性廃液の嫌気性消化処理装置]

図 17では有機性廃液は中温消化槽 2に供給され、高温消化槽 1には改質装置 6からの改質汚泥と、汚泥分画装置 10からの高有機性浮遊物質汚泥のみが導入されている。その他の構成は図 16と同様であり、同一符号は同一部分を示している。

[0062] 図 18では、有機性廃液は中温消化槽 2と固液分離装置 3の双方に供給され、図 19 では有機性廃液は固液分離装置 3に供給されている。その他の構成は図 16と同様であり、同一符号は同一部分を示している。

[0063] [図 20〜23の有機性廃液の嫌気性消化処理装置]

図 20〜23では、中温消化槽 2から改質装置 6に送られる中温消化汚泥の一部が汚泥分画装置 10に導入されている。この汚泥分画装置 10で分画された高温有機性浮遊物質汚泥は、配管 11, 4を介して中温消化槽 4に返送されている。

[0064] 図 20〜23はそれぞれ図 16〜19に対応するものであり、図 20では有機性廃液を高温消化槽 1に導入し、図 21では有機性廃液を中温消化槽 2に導入し、図 22では有機性廃液を中温消化槽 2及び固液分離装置 3の双方に導入し、図 23では有機性廃液を固液分離装置 3に導入している。

[0065] その他の構成は図 16〜20と同一である。

[0066] 一般に、中温消化槽 2では、高温消化槽 1で残留する溶解性有機成分がメタンガスに転換し除去されている。従って、中温消化槽 2からの消化汚泥の一部を分画して汚泥分画装置 10に送ることにより、固液分離装置 3での脱水処理における凝集剤の必要量を、高温消化槽 1から汚泥を汚泥分画装置 10に送って分画処理する場合に比ベ少なくすることができる。

[0067] 汚泥分画装置により分画された有機性浮遊物質の割合の高い汚泥は、汚泥を引き抜いた中温消化槽 2に返送するのが好ましいが、高温消化槽、中温消化槽の両方に返送してちょい。

[0068] [さらに別の有機性廃液の嫌気性消化処理装置]

図示は省略するが、本発明では、固液分離装置 3からの濃縮汚泥は、高温消化槽 1に返送されてもよぐ高温消化槽 1及び中温消化槽 2の双方に返送されてもよい。 [0069] また、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、改質手段等に必要な動力の一部又は全部を賄うことも好ましい。

[0070] [処理対象廃液]

本発明にお！ヽて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。また、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。このような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。

[0071] [消化槽 1, 2の構成]

高温消化槽 1及び中温消化槽 2では、嫌気性微生物を含む汚泥の存在下に、このような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。

[0072] 高温消化槽 1では、 55°C付近に最適温度がある高温メタン生成菌が主として保持され、中温消化槽 2では 35°C付近に最適温度を有する中温メタン生成菌が主として保持されている。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を/ J、さくすることができる。

[0073] 高温消化槽 1は、蒸気の吹き込み、温水の導入、熱交換器への汚泥の循環などにより槽内が前記温度になるように加温される。中温消化槽は、通常、高温消化槽の流出液と前記有機性廃液の導入により、槽内温度を前述の値に保つことができるが、加温、または冷却してもよい。

[0074] 嫌気性消化槽での汚泥滞留時間（SRT)は、高温消化槽 1で 5日以上、好ましくは 10〜30日であり、中温消化槽 2では 10日以上、好ましくは 15〜50日である。各嫌気性消ィ匕槽 1, 2内の SS濃度は 20, 000〜120, 000mgZL(2〜12%)、好ましくは 40, 000〜80, 000mgZL(4〜8%)である。

[0075] なお、 SRTを長くすればするほど汚泥の分解率は高くなるが、槽の容量が大きくなつてしまう。消化槽内 SS濃度を高くすればするほど同じ滞留時間でも改質処理される汚泥量が増え、分解率が高まるが、槽内の撹拌混合、汚泥の固液分離が難しくなる。

[0076] [固液分離装置 3の構成]

消化汚泥を濃縮するための固液分離装置 3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分離装置、浮上分離装置、沈殿槽、膜分離装置、濾過装置などを用いることができるが、遠心分離装置が好ましい。

[0077] なお、固液分離装置 3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。

[0078] [中温消化槽 2から固液分離装置 3へ引き抜く消化汚泥の 1日当りの引き抜き量] 中温消化槽 2から固液分離装置 3へ引き抜く消化汚泥の 1日当りの引き抜き量は、中温消化槽 2内の保有汚泥の 1Z60〜1Z10特に 1Z30〜1Z10程度が好ましい

[0079] [凝集剤の添加]

本発明では、中温消化槽 2からの消化汚泥に凝集剤、好ましくは高分子凝集剤を添加してから固液分離装置 3に導入してもよい。このように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、固液分離装置 3での濃縮倍率を高め、清澄な分離液を得ることができる。また、固液分離装置 3からの固形分の系外流出を抑えて汚泥有機成分の減量、メタンガスへの転換を促進することができる。

[0080] なお、高温消化槽で残留する溶解性有機成分は固液分離に必要となる凝集剤添加量を増加させるが、中温消化槽においてこれらの溶解性有機成分カタンガスに転換し除去される。そのため、凝集剤添加量をそれほど多くすることなぐ中温消化槽 2からの消化汚泥を良好に凝集処理することができる。

[0081] この凝集処理の効果を高めるために、固液分離装置 3の前段に混合槽を設け、この混合槽において、又はこの混合槽に流入する消化汚泥に対して、凝集剤を添カロするようにしてちょい。

[0082] 凝集剤としては、有機系、無機系のいずれか、またはそれら両方を用いてもよいが、添加量が少なくてよいこと、消化槽内で分解されて蓄積しにくいことから有機系の高分子凝集剤、特にカチオン性、または両性高分子凝集剤が好ましい。

[0083] 固液分離装置 3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、し高粘性の液状に濃縮する程度であることが好まし、。

[0084] 固液分離装置 3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。

[0085] 固液分離した際の濃縮汚泥は、第 1〜8図のように高温消化槽 1、中温消化槽 2のいずれか、または第 9〜12図のように両方に返送することができる力第 1〜4, 16〜 23図のように中温消化槽 2に返送するのが好ましい。中温消化槽 2に返送することによって、中温消化槽 2の汚泥滞留時間を長くし、増殖が遅い中温嫌気性微生物を槽内に維持することができる。

[0086] 第 3、第 4アスペクトの場合は、第 20〜23図のように、中温消化槽 2に返送される濃縮消化汚泥に対し、汚泥分画装置力の高温有機性浮遊物質汚泥を混合して中温消化槽に返送することが好ましいが、両各を別々に中温消化槽 2に導入するようにしてもよい。

[0087] 濃縮汚泥を前記有機性廃液や後述する改質汚泥、嫌気性消化槽の消化汚泥、上水、ェ水、その他有機性廃液の生物処理水などと混合した後、嫌気性消化槽に返送してちよい。

[0088] 中温消化槽 2から取り出されて固液分離装置 3に送られる消化汚泥を、第 3, 7, 18 , 22図のようにこの装置 (嫌気性消化処理装置）に供給される有機性廃液の一部、または第 4, 8, 12, 19, 23図のようにこの装置に供給される有機性廃液の全部と混合して希釈した後、固液分離を行い、有機性廃液中の固形分を含んだ濃縮汚泥を嫌気性消化槽に返送してもよい。消化汚泥が有機性廃液によって希釈されることにより、凝集剤が効きやすくなるほか、固液分離装置 3での処理汚泥量を少なくすることができる。

[0089] 第 1、第 2アスペクトでは、消化槽 1, 2での無機成分や難生物分解性有機成分の蓄積を防ぐため、嫌気性消化槽の消化汚泥 (例えば図示の通り中温消化槽 2の消化汚泥)又は前記固液分離装置 3の濃縮汚泥の一部を余剰消化汚泥として排出し、脱水、焼却、埋立等の処分を行ってもよい。この場合も、図示の通り、中温消化槽 2の消化汚泥を排出するのが好ましい。これにより、脱水を行う際の凝集剤添加率を少なくするとともに、脱水分離液の水質を良好に保つことができる。

[0090] 第 3、第 4アスペクトでは、消化槽 1, 2での無機成分や難生物分解性有機成分の蓄積を防ぐため、汚泥分画装置 10の低有機性浮遊物質汚泥を系外に排出しているが、必要に応じ高温消化槽 1または中温消化槽 2の消化汚泥、固液分離装置 3の濃縮汚泥の一部を余剰消化汚泥として排出し、脱水、焼却、埋立等の処分を行ってもよい。

[0091] [改質装置 6の構成]

改質装置 6では、消化槽 1又は 2から引き抜いた嫌気性消化汚泥をオゾン処理、熱処理、ミルによる破砕、酸 Zアルカリ処理などによって改質する。このような改質処理を行うことにより、嫌気性消化汚泥中の菌体は死滅し、その他の難分解性有機成分とともに易生物分解性に改質される。これら易生物分解性成分が嫌気性消化槽で消化されることで、処理系からより多くの有機成分が減量され、メタンガスが回収されるようになる。

[0092] 改質装置としてオゾン処理装置を採用した場合、このオゾン処理装置では、中温消化槽 2からの消化汚泥をオゾンと接触させることにより改質する。このオゾン処理装置におけるオゾンとの接触方法としては、オ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。ォゾンとしてはオゾン化酸素、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オゾン処理される消化汚泥の VSSあたり 0. 01〜0. 08g-O /g-VSS,好ましくは 0. 02〜0. 05g— O Zg— VSSである。ォゾン処理の pHは 4〜 10が好ましい。

[0093] なお、オゾン使用量を多くすればするほど分解性は向上する力徐々に頭打ちになるため（倍にすれば倍分解するものではない）、 0. 02-0. 05g-O Zg— VSSが

3

効率的である。改質処理する汚泥量を多くすればするほど生物分解を受ける餌が増えるが、同時に餌を分解する微生物量が減るため、トータルで見た汚泥の分解率はある範囲にピークがある。また、分解汚泥量あたりのオゾン消費量は、改質処理量が少な、ほど少なくて済むことから、多少分解率が下がっても改質処理量を少なくした方が効率的な場合がある。

[0094] 本発明では、改質する消化汚泥は高温消化槽、中温消化槽の、ずれから、または両方から引き抜いてよいが、中温消化槽 2から引き抜くのが好ましい。中温消化槽 2 では高温消化槽 1で残留する溶解性有機成分が分解されて、生物分解性の有機成分がより少なくなつており、難分解性の有機成分、微生物菌体の改質を効率的に行うことができる。

[0095] 改質した後の汚泥も高温消化槽 1、中温消化槽 2のいずれか、または両方に返送してもよいが、各図の通り、高温消化槽 1に返送するのが好ましい。高温消化槽 1に返送することによって、改質した汚泥の分解を中温よりも消化速度の高い高温消化で速やかに行うことができる。

[0096] また、改質のために中温消化槽 2から引き抜く消化汚泥量は、改質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、中温消化槽 2に導入される有機固形物 (VSS)量の 1Z3〜5倍、好ましくは 1Z2〜2倍に相当する量とするのが好ましい。

[0097] また、一日当たりに改質処理する消化汚泥量は高温消化槽 1及び中温消化槽 2の全保有有機固形物 (VSS)量の 1Z10以下、好ましくは 1Z100〜1Z15、より好ましくは 1Z50〜1Z30に相当する量とするのが好ましい。一日当たりの改質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消化槽 1, 2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。

[0098] なお、本発明にお、て、改質処理は、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い形態に改質することができるものであれば良ぐオゾン処理の他、例えば過酸ィ匕水素等の酸ィ匕力の強い酸化剤や、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を単独で或いは 2種以上を組み合わせて採用することができる。

[0099] 第 1、第 2アスペクトの場合、改質処理は、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。

[0100] 第 3、第 4アスペクトの場合、改質処理は、嫌気性消化槽力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や、汚泥分画装置から消化槽に返送される有機性浮遊物質の割合の高い汚泥の一部又は全部、またはこれらの混合汚泥に対して行っても良、。

実施例

[0101] 以下に実施例及び比較例を挙げて本発明を第 1及び第 2アスペクトより具体的に説明する。

[0102] [実施例 1]

有機性廃液として、下水処理場より採取した混合生汚泥 (平均 TVS濃度 30gZL) を、第 1図の装置 (高温消化槽 1及び中温消化槽 2の容積は各々 1. 5L。固液分離装置 3は遠心分離機。）を用い、下記条件にて処理した。

[0103] 消化槽 1, 2の種汚泥として、それぞれ下水処理場の嫌気性消化槽力採取した高温消化汚泥、中温消化汚泥を用いた。

[0104] 約 6ヶ月間運転したところ、槽内濃度はほぼ一定で推移するようになり、系が定常に達したと考えられた。その後の 6ヶ月間における TVS成分の収支を第 13a図に示す。

[0105] 高温消化槽 1の温度： 55°C

中温消化槽 2の温度： 35°C

投入汚泥量： lOOmLZday (全量を高温消化槽 1に投入）

改質装置 6：オゾン処理装置

オゾン濃度： 150mg/NL

オゾン処理汚泥量： 60mL/dav オゾン反応率： 0. 03g-O /g-TVS

3

固液分離：中温消化槽 2から引き抜いた汚泥に 0. 1%に溶解したカチオンポリマ一を、遠心分離後の上澄液の SS濃度が 2, OOOmgZL以下となるように表 1に示す添加率にて添カ卩し、 3, OOOrpmで 10分間遠心分離した後、汚泥の約半分の液量の上澄液を系外に排出した (2倍濃縮)。残り (濃縮汚泥）は中温消化槽 2に戻した。

消化汚泥の引き抜き：中温消化槽 2の TVS濃度力超えないように中温消化槽 2から適宜引き抜いた。この引き抜き量に合わせて、消化槽内の液量が一定であるように、固液分離時の上澄液の排出量を調整した。

[0106] [比較例 1]

図 5の装置 (投入汚泥を高温消化槽 1に投入、固液分離後の濃縮汚泥を高温消化槽 1に返送)で、消化槽 1, 2をいずれも 35°Cに維持した。その他の条件は実施例 1と同一とした。

[0107] [比較例 2]

比較例 1において、消化槽 1, 2をいずれも 55°Cに維持した。その他の条件は実施例 1と同一とした。

[0108] 各消化槽 1, 2の種汚泥として、下水処理場より採取した消化汚泥を用い、約 6ヶ月運転した後の、系が定常に達したと見られる約 6ヶ月間における TVS成分の収支を図 13a, 13b, 13cに示す。

[0109] 消化率（1 引抜汚泥量 Z投入汚泥量） X 100%は、比較例 1で 80%、比較例 2で 92%である。比較例 2では引抜汚泥量が比較例 1の 40%に減少した力分離液から系外に排出された TVS成分を考慮したガス化率では、比較例 1で 72%、比較例 2で 74%と差はわずかであった。これに対し、実施例 1では、消化率が 92%であったうえに、ガス化率も 83%に向上した。図 14のガス発生量の推移に示すように、本実施例では、消化ガス量が比較例 1, 2より約 15%増加した。

[0110] また、固液分離時の凝集剤添加率の平均値は、比較例 1の 1. OgZg— TVSに対し、比較例 2では 2. 5g/g— TVSに増加させる必要があった力実施例 1では比較例 1と同等の 1. OgZg— TVSであった。

[0111] [実施例 2] 第 2図の装置を用い、有機性廃液の全量を中温消化槽 2に供給するようにした他は実施例 1と同一条件にて同一の有機性廃液 (混合生汚泥)を処理した。有機性廃液の中温消化槽 2への供給量は、実施例 1における高温消化槽 1への供給量と同じ 10 OmLZdayである。

[0112] [実施例 3]

第 3図の装置を用い、有機性廃液の 1Z2量を高温消化槽 1に供給し、 1Z2量を中温消化槽 2に供給するようにした他は実施例 1と同一条件にて同一の有機性廃液（混合生汚泥)を処理した。高温消化槽 1及び中温消化槽 2への有機性廃液の供給量は、それぞれ 50mLZdayである。

[0113] [実施例 4]

第 4図の装置を用い、有機性廃液の全量を固液分離装置 3に供給するようにした他は実施例 1と同一条件にて同一の有機性廃液 (混合生汚泥)を処理した。有機性廃液の固液分離装置 3への供給量は、実施例 1における高温消化槽 1への供給量と同じ 100mL/dayである。

[0114] 実施例 2〜4における投入汚泥と未消化汚泥（引抜及び分離液)の関係を第 15a, 15b, 15c図に示す。また、期間中の固液分離時の処理汚泥量、凝集剤添加率、凝集剤使用量の平均値を表 1に示す。

[0115] [表 1]

固液分離時の処理汚泥量、凝集剤添加率、凝集剤使用量の平均値

[0116] [考察]

実施例 2〜4では、いずれも、実施例 1と同様に、消化率（1—引抜汚泥量/投入汚泥量）が 90〜93%に、分離液から系外に排出された TVS成分を考慮したガス化率が 8 2〜83%に向上し、消化ガス量が比較例 1, 2よりも約 15%増加した。

[0117] 表 1の通り、実施例 3では、実施例 1, 2に比べ、低い凝集剤添加率で清澄な分離液を得ることができ、凝集剤使用量を 15%減らすことができた。

[0118] 実施例 4では、消化汚泥と有機性廃液 (混合生汚泥)とを混合して固液分離装置 3 にて固液分離を行うようにしている。このため、固液分離装置 3で固液分離処理する汚泥量が少なくなると共に、凝集剤の効きがよくなる。このため、凝集剤添加率を低くしても同等の凝集効果を得ることができるようになり、凝集剤使用量を実施例 1, 2より

46%減らすことができた。

[0119] 以下に実施例及び比較例を挙げて本発明の第 3、第 4アスペクトをより具体的に説明する。

[0120] [実施例 5]

有機性廃液として、下水処理場より採取した混合生汚泥 (平均 TS濃度 40gZL、 T VSZTS比 0. 83)を、第 16図の装置 (高温消化槽 1及び中温消化槽 2の容積は各々0. 9m³。固液分離装置 3は遠心分離機。）を用い、下記条件にて処理した。

[0121] 消化槽 1, 2の種汚泥として、それぞれ下水処理場の嫌気性消化槽力採取した高温消化汚泥、中温消化汚泥を用いた。

[0122] 約 6ヶ月間運転したところ、槽内濃度はほぼ一定で推移するようになり、系が定常に達したと考えられた。その後の 6ヶ月間における運転実績を表 2に示す。

[0123] 高温消化槽 1の温度： 53°C

中温消化槽 2の温度： 37°C

投入汚泥量: 60LZday (高温消化槽 1及び中温消化槽 2に半量ずつ投入）改質装置 6：オゾン処理装置

オゾン濃度： 150mg/NL

オゾン処理汚泥量： 36L/day

オゾン反応率： 0. 03g-O /g-TVS 固液分離：中温消化槽 2から引き抜いた汚泥に 0. 2%に溶解したカチオンポリマ一を、遠心分離後の上澄液の SS濃度が 1, OOOmgZL以下となるように添加し、遠心力 2, OOOGで約 2. 5倍に遠心分離した。この分離液を系外に排出した。残り（濃縮汚泥）は中温消化槽 2に戻した。

[0124] 消化汚泥の引き抜き：中温消化槽 2の TS濃度が 6%超えないように汚泥分画装置 10の濃縮汚泥 (低有機性浮遊物質汚泥)を配管 12から適宜引き抜いた。

[0125] 引き抜き汚泥の脱水：引き抜いた汚泥を下水二次処理水で 5倍に希釈したものに対し、 0. 2%に溶解したカチオンポリマーを適宜添カ卩して、面圧 9. 8kPa、圧搾時間 5minの条件での圧搾脱水試験に供し、脱水ケーキの含水率を求めた。

[0126] [実施例 6]

第 23図の装置を用い、中温消化槽 2からの消化汚泥の一部を汚泥分画装置 (実施例 5と同一の遠心分離機。遠心減量及び濃縮倍率と同一） 10で分画し、濃縮汚泥（高温有機性浮遊物質汚泥)を中温消化槽 2に供給するようにした他は実施例 5と同一条件にて同一の有機性廃液 (混合生汚泥)を処理した。

[0127] [比較例 3]

図 24の装置 (汚泥分画装置 10からの高温有機性浮遊物質汚泥と、固液分離後の濃縮汚泥をそれぞれ消化槽 1Aに返送。それ以外のフローは第 20図と同一。）で、消化槽 1A, 2Aをいずれも 37°Cに維持した。その他の条件は実施例 5と同一とした。

[0128] [比較例 4]

比較例 3において、消化槽 1, 2をいずれも 53°Cに維持した。その他の条件は実施例 5と同一とした。

[0129] 各消化槽 1, 2の種汚泥として、下水処理場より採取した消化汚泥を用い、約 6ヶ月運転した後の、系が定常に達したと見られる約 6ヶ月間における運転実績を表 2に示す。

[0130] なお、表 2における消化率は、（1—引抜汚泥量 Z投入汚泥量） X 100%である。

[0131] [表 2]

[0132] [考察]

表 2の通り、実施例 5、 6では、比較例 3に比べ、少ないオゾン使用量で、高い消化率、メタンガス化率が得られ、また、比較例 4に比べ、固液分離時や脱水時に低い凝集剤添加率で、高レ、メタンガス化率が得られた。

[0133] 上記の各実施の形態はいずれも本発明の一例であり、本発明は上記の各実施の形態に限定されるものではな、。

なお、本出願は、 2006年 1月 20日付で出願された日本特許出願（特願 2006— 0 12783)、 2006年 6月 28日付で出願された日本特許出願 (特願 2006— 178364) 及び 2006年 8月 22日付で出願された日本特許出願 (特願 2006— 225578)に基づいており、その全体が引用により援用される。

Claims

請求の範囲

[1] 有機性廃液を嫌気性消化する嫌気性消化槽と、

該嫌気性消化槽からの消化汚泥の一部を改質する改質手段と、

該改質手段からの改質汚泥を前記嫌気性消化槽に返送する改質汚泥返送手段と該嫌気性消化槽からの消化汚泥を濃縮する固液分離手段と、

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濃縮汚泥返送手段と、

を有する有機性廃液の嫌気性消化処理装置にぉヽて、

該嫌気性消化槽は、処理温度 45〜95°Cの高温消化槽と、該高温消化槽の流出液が導入される処理温度 25〜40°Cの中温消化槽の少なくとも 2槽を有しており、該中温消化槽カの消化汚泥の少なくとも一部が前記固液分離手段に導入されることを特徴とする有機性廃液の嫌気性消化処理装置。

[2] 請求項 1において、前記固液分離手段からの濃縮汚泥の少なくとも一部を前記中温消化槽に返送することを特徴とする有機性廃液の嫌気性消化処理装置。

[3] 請求項 1において、前記中温消化槽から引き抜いた消化汚泥を前記改質手段に導入して改質することを特徴とする有機性廃液の嫌気性消化処理装置。

[4] 請求項 1にお、て、前記改質手段からの改質汚泥の少なくとも一部を前記高温消化槽に返送することを特徴とする有機性廃液の嫌気性消化処理装置。

[5] 請求項 1において、前記有機性廃液の少なくとも一部を前記中温消化槽に導入することを特徴とする有機性廃液の嫌気性消化処理装置。

[6] 請求項 1において、前記有機性廃液の少なくとも一部を前記固液分離手段に導入することを特徴とする有機性廃液の嫌気性消化処理装置。

[7] 請求項 1において、前記固液分離手段で固液分離される消化汚泥に凝集剤を添加する手段を備えたことを特徴とする有機性廃液の嫌気性消化処理装置。

[8] 請求項 1にお、て、前記改質手段による改質処理がオゾン処理であることを特徴とする有機性廃液の嫌気性消化処理装置。

[9] 請求項 1にお、て、さらに、前記嫌気性消化槽カもの消化汚泥の一部または全部を有機性浮遊物質の割合の低!、汚泥と、有機性浮遊物質の割合の高、汚泥とに分画し、有機性浮遊物質の割合の低!、汚泥を系外に排出する汚泥分画手段と、該汚泥分画手段で分画された有機性浮遊物質の割合の高い高有機性浮遊物質汚泥を嫌気性消化槽に返送する高有機性浮遊物質汚泥返送手段と、

を有することを特徴とする有機性廃液の嫌気性消化処理装置。

[10] 請求項 9において、前記汚泥分画装置には前記高温消化槽からの汚泥の一部を導入することを特徴とする有機性廃液の嫌気性消化処理装置。

[11] 請求項 9において、前記汚泥分画装置には前記中温消化槽からの汚泥の一部を導入することを特徴とする有機性廃液の嫌気性消化処理装置。

[12] 請求項 9において、前記汚泥分画装置が、遠心力を利用して有機性浮遊物質の割合の低、汚泥と有機性浮遊物質の割合の高、汚泥に分画する装置であることを特徴とする有機性廃液の嫌気性消化処理装置。

[13] 有機性廃液を嫌気性消化槽で嫌気性消化し、

該嫌気性消化槽カの消化汚泥の一部を改質手段で改質し、

該改質手段からの改質汚泥を前記嫌気性消化槽に返送し、

該嫌気性消化槽カの消化汚泥を固液分離手段で濃縮し、

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有機性廃液の嫌気性消化処理方法にぉ、て、

該嫌気性消化槽は、処理温度 45〜95°Cの高温消化槽と、該高温消化槽の流出液が導入される処理温度 25〜40°Cの中温消化槽の少なくとも 2槽を有しており、該中温消化槽カの消化汚泥の少なくとも一部を前記固液分離手段に導入することを特徴とする有機性廃液の嫌気性消化処理方法。

[14] 請求項 13において、前記嫌気性消化槽カもの消化汚泥の一部または全部を有機性浮遊物質の割合の低!、汚泥と、有機性浮遊物質の割合の高、汚泥とに分画し、有機性浮遊物質の割合の低い汚泥を系外に排出するとともに、有機性浮遊物質の割合の高い汚泥を嫌気性消化槽に返送することを特徴とする有機性廃液の嫌気性消化処理方法。