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公開番号2024053843
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-16
出願番号2022160295
出願日2022-10-04
発明の名称排水処理方法及び排水処理装置
出願人水ing株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類C02F 11/04 20060101AFI20240409BHJP(水,廃水,下水または汚泥の処理)
要約【課題】従来の汚泥可溶化技術におけるコスト、オゾン発生器、臭気、分離水の色度などの問題を解決して、汚泥の脱水性を改善し、メタンガス生成速度及びメタン転換率を向上させることができる嫌気性処理を含む排水処理方法及び装置を提供する。
【解決手段】生物処理後に発生する余剰汚泥を嫌気性消化処理する嫌気性消化処理工程15と、嫌気性消化処理後の汚泥を脱水処理する脱水工程16と、を含む排水処理方法であって、嫌気性消化処理工程15の前に、30mg/L以上600mg/L以下の鉄及び1mg/L以上150mg/L以下の亜硝酸性窒素(NO₂-N)の存在下で、酸を添加してpHを5以下に調整し、10℃以上25℃以下で、余剰汚泥中の微生物の細胞外高分子物質を細分化して易分解化汚泥を得る前処理工程14を含むことを特徴とする排水処理方法。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
生物処理後に発生する余剰汚泥を嫌気性消化処理する嫌気性消化処理工程と、嫌気性消化処理後の汚泥を脱水処理する脱水工程と、を含む排水処理方法であって、
当該嫌気性消化処理工程の前に、３０ｍｇ／Ｌ以上６００ｍｇ／Ｌ以下の鉄及び１ｍｇ／Ｌ以上１５０ｍｇ／Ｌ以下の亜硝酸性窒素（ＮＯ
２
－Ｎ）の存在下で、酸を添加してｐＨを５以下に調整し、１０℃以上２５℃以下で、当該余剰汚泥中の微生物の細胞外高分子物質を細分化して易分解化汚泥を得る前処理工程を含むことを特徴とする排水処理方法。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記前処理工程にて、前記余剰汚泥に亜硝酸性窒素（ＮＯ
２
－Ｎ）及び／又は鉄を添加することを特徴とする請求項１に記載の排水処理方法。
【請求項３】
前記前処理工程の前に、前記余剰汚泥を濃縮する余剰汚泥濃縮工程を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の排水処理方法。
【請求項４】
排水を汚泥と分離水とに分離する固液分離工程と、当該固液分離工程からの分離水を生物処理する生物処理工程と、当該固液分離工程からの分離汚泥を濃縮する分離汚泥濃縮工程と、前記嫌気性消化処理工程の前に、当該分離汚泥濃縮工程からの濃縮汚泥と前記前処理工程からの易分解化汚泥とを混合する汚泥混合工程を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の排水処理方法。
【請求項５】
前記脱水工程からの分離液に含まれるアンモニア性窒素を酸化させて、亜硝酸性窒素（ＮＯ
２
－Ｎ）を生成させる亜硝酸性窒素（ＮＯ
２
－Ｎ）生成工程をさらに含み、
前記前処理工程に、前記亜硝酸性窒素（ＮＯ
２
－Ｎ）生成工程からの亜硝酸を添加することを特徴とする請求項１又は２に記載の排水処理方法。
【請求項６】
排水処理装置であって、
生物処理後の余剰汚泥を、３０ｍｇ／Ｌ以上６００ｍｇ／Ｌ以下の鉄及び１ｍｇ／Ｌ以上１５０ｍｇ／Ｌ以下の亜硝酸性窒素（ＮＯ
２
－Ｎ）の存在下で、酸を添加してｐＨを５以下に調整し、１０℃以上２５℃以下で、微生物の細胞外高分子物質を細分化して易分解化汚泥を得る前処理槽と、
当該前処理槽からの易分解化汚泥を嫌気性消化処理する嫌気性消化槽と、
当該嫌気性消化槽からの汚泥を脱水処理する脱水機と、
を備えることを特徴とする嫌気性消化処理装置。
【請求項７】
前記前処理槽の前段に、前記余剰汚泥を濃縮する余剰汚泥濃縮槽をさらに備えることを特徴とする請求項６に記載の排水処理装置。
【請求項８】
排水を分離汚泥と分離水とに固液分離する第１の固液分離手段と、
当該第１の固液分離手段からの分離水を生物処理する生物処理槽と、
当該第１の固液分離手段からの分離汚泥を濃縮する分離汚泥濃縮槽と、
前記嫌気性処理装置の前段に、当該分離汚泥濃縮槽からの濃縮汚泥と、前記前処理槽からの易分解化汚泥とを混合する汚泥濃縮混合槽と、をさらに含むことを特徴とする請求項６又は７に記載の排水処理装置。
【請求項９】
前記脱水機からの分離液に含まれるアンモニア性窒素を酸化させて、亜硝酸性窒素（ＮＯ
２
－Ｎ）を生成させる亜硝酸性窒素生成槽をさらに含み、
前記前処理槽に、前記亜硝酸性窒素生成槽からの亜硝酸性窒素（ＮＯ
２
－Ｎ）を添加することを特徴とする請求項６又は７に記載の排水処理装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、排水処理方法及び装置に関し、特に汚泥の脱水性を改善し、メタンガス生成速度及びメタン転換率を向上させることができる嫌気性処理を含む排水処理方法及び装置に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
汚泥減容化を図るため、メタン発酵槽に導入する汚泥を可溶化する方法が用いられている。汚泥の可溶化技術としては、マイクロ波、オゾン、熱、超音波、アルカリ処理などを利用する方法が知られている。
【０００３】
たとえば、特開２００９－２５５０８８号公報（特許文献１）には、オゾンを利用する可溶化処理において、オゾン処理化された余剰汚泥を圧縮空気により撹拌し、生物処理槽に送り戻す熟成槽と、熟成槽で発生するオゾンを含む気体からオゾンを吸着する脱オゾン槽を備える余剰汚泥可溶化装置により、少ないオゾンの消費量で十分に可溶化してから生物処理槽に戻すことによって、実質的に全ての余剰汚泥を生物分解することが開示されている。
【０００４】
特開２０１６－２２１４９１号公報（特許文献２）には、汚泥をｐＨ１１以上のアルカリ性雰囲気で４０℃以上１００℃以下に加熱することにより汚泥を可溶化処理した後に、嫌気性生物処理することにより、可溶化汚泥の分解によるメタンガスを発生させ、嫌気処理におけるメタンガス発生量を向上させることが開示されている。
【０００５】
特開２０１２－１８３５１０号公報（特許文献３）には、嫌気性消化汚泥をｐＨ５～７、５０℃～９０℃にて高温可溶化菌又は超高温可溶化菌の作用により可溶化して、可溶化有機性廃棄物と可溶化の際に発生したＨ
２
を含むガスを嫌気性消化処理することにより、水素、メタンガスの増収及び有機性廃棄物の残渣の減容化率の向上を図ることが開示されている。
【０００６】
特開２０１１－５３５９号公報（特許文献４）には、生物処理後の余剰汚泥を可溶化した後に再び生物処理に戻す処理方法において、生物処理後の余剰汚泥を噴射する噴射ノズル内で超音波処理を行い、超音波処理されている汚泥を噴射ノズルから液滴状に加圧噴射することにより、従来の超音波処理において生じていた噴射ノズル孔内での目詰まりを防止し、より高いキャビテーション効果により可溶化が促進されることが開示されている。
【０００７】
しかし、従来の方法にはコストやオゾン発生器の問題、臭気、分離水の色度などに課題があり、実用的には普及していない。また、アルカリ処理では、汚泥脱水性の悪化や分離水の色度などに課題がある。
【０００８】
高温処理及びオゾン処理の際に問題となるエネルギー使用量及び稼働コストを改善し、アルカリ処理の際に問題となる処理水の色度及び汚泥の脱水性を改善する方法として、ＯＳＡプロセスが提案されている。たとえば、特開２０２０―１４２１６８号公報（特許文献５）には、生物処理後の汚泥の一部を嫌気槽に導入して、鉄の存在下で微曝気処理して汚泥を分解し再基質化させた後に、活性汚泥槽に返送して再び生物処理する方法が開示されている。特許文献５に記載のＯＳＡプロセスは、従来のＯＳＡプロセスよりは滞留時間が短縮でき、嫌気槽も小型化できているが、他の処理方法と比較するとやはり滞留時間が長く、嫌気槽も大きいという問題が残る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
特開２００９－２５５０８８号公報
特開２０１６－２２１４９１号公報
特開２０１２－１８３５１０号公報
特開２０１１－５３５９号公報
特開２０２０―１４２１６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、従来の汚泥可溶化技術におけるコスト、オゾン発生器、臭気、分離水の色度などの問題を解決して、汚泥の脱水性を改善し、メタンガス生成速度及びメタン転換率を向上させることができる嫌気性処理を含む排水処理方法及び装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
（【００１１】以降は省略されています）

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