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公開番号2024053849
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-16
出願番号2022160308
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 11/00 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、余剰汚泥に無機酸を添加してpHを5以下に調整し、50℃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、当該余剰汚泥に、無機酸を添加してｐＨを５以下に調整し、５０℃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】
前記前処理工程において、易分解化汚泥は、［（処理後Ｓ－ＣＯＤ
Ｃｒ
）－（処理前Ｓ－ＣＯＤ
Ｃｒ
）］／処理前ＣＯＤ
Ｃｒ
で求められる可溶化度が１０％未満であ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】
前記前処理工程における滞留時間は０．０１時間以上２４時間以下であ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４】
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さらに含み、
前記前処理工程において、濃縮された余剰汚泥を処理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５】
排水を汚泥と分離水とに固液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さらに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６】
前記嫌気性消化処理工程からのバイオガス中の臭気成分を生物脱硫処理して得られる無機酸、及び／又は排水処理施設内で発生する臭気ガスを生物脱臭処理して得られる無機酸を前記前処理工程に供給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７】
排水処理装置であって、
生物処理槽からの余剰汚泥に、無機酸を添加してｐＨを５以下に調整し、５０℃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８】
前記前処理槽は、ラインミキサーであることを特徴とする請求項７に記載の嫌気性消化処理装置。
【請求項９】
前記前処理槽の前段に、生物処理槽からの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７又は８に記載の嫌気性消化処理装置。
【請求項１０】
さらに、排水を分離水と分離汚泥とに固液分離する固液分離手段が生物処理槽の前段に設けられており、
当該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、
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、が当該固液分離手段と前記嫌気性消化処理槽との間に設けられていることを特徴とする請求項７又は８に記載の排水処理装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
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２０１６－１１７０６６号公報（特許文献４）には、汚泥濃度４～１２％の汚泥濃縮物を３０～６０℃、ＨＲＴ１～３日の条件で可溶化および酸発酵処理した後にメタン発酵処理する嫌気性処理方法が開示されている。
【０００７】
特開２００４－２７５８１３号公報（特許文献５）には、汚泥に酸を加えｐＨが５以下になるように調整し、６０℃以上に加熱処理する酸加熱法を適用した後、嫌気性消化処理を行う汚泥の処理方法が開示されている。
【０００８】
特開昭５６－１６７００号公報（特許文献６）には、余剰汚泥を５０～１００℃で３～２４時間加熱する前処理を行って絶対嫌気性菌の活性を抑制した後、最初沈殿池引き抜き汚泥と混合して、酸生成工程及びガス生成工程からなる２相式嫌気性消化方法により処理する下水汚泥の嫌気性消化方法が開示されている。前処理としては、ｐＨ４以下で３～２４時間の酸処理であってもよいことが記載されている。本公報には、酸生成工程を備える２相式（酸処理→酸生成→嫌気性消化）を前提としているため、前処理において達成すべき汚泥の可溶化の程度が小さく、前処理の時間を短縮できることが開示されているが、酸処理後に酸生成を行わずに直接、酸処理→嫌気性消化の場合には達成すべき汚泥の可溶化の程度が大きくなり、前処理の時間は長期化すると考えられる。
【０００９】
特開２００７－３３０８８１号公報（特許文献７）には、破砕した生ごみと汚泥濃縮装置からの濃縮分離液の一部と余剰汚泥とを可溶化槽に導入して、ｐＨ低下を緩衝させて３０～６０℃で１～４８時間の滞留時間で処理して、可溶化槽でのバイオガスの発生を抑止し、可溶化生ごみを得て、後段のメタン発酵槽にて可溶化生ごみをメタン発酵処理してバイオガスを発生させることが記載されている。
【００１０】
特開昭５２―５９６０号公報（特許文献８）には、ｐＨ３．５以下、６０℃以上１６０℃以下、１分以上１０分以内で行う酸加熱前処理を行った後、嫌気性条件下の液化槽にて一定温度で数日間保持する嫌気性消化方法が記載されている。
（【００１１】以降は省略されています）

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