(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
貯留槽より有機汚泥の原水を定量移送する手段と、
凝集剤を供給する手段と、
前記原水と前記凝集剤とを混合して凝集反応させる手段と、
該凝集反応手段によって得られる凝集汚泥を脱水する手段と、
該脱水手段によって得られる脱水ケーキを連続的に次工程に受け渡しする通路に設けた、少なくともいずれか一方が閉状態である２段階のシャッタ手段と、
該シャッタ手段を介して投入される脱水ケーキを微生物媒体により酸化分解し減量する有機汚泥処理手段と、
該有機汚泥処理手段にて発生する臭気を微生物媒体により無臭化する脱臭手段とからなることを特徴とする有機汚泥処理システム。
【請求項２】
前記脱臭手段が、有機汚泥処理手段にて発生する臭気を下部から取り入れることを特徴とする請求項１記載の有機汚泥処理システム。
【請求項３】
前記有機汚泥処理手段は、縦方向の撹拌軸を有し且つ微生物媒体を充填した処理槽の上部より前記脱水ケーキを投入して微生物媒体と撹拌混合するものであって、前記攪拌軸に螺旋状の攪拌ラセンを形成して、脱水ケーキと微生物媒体を底部より上方に押上げると共に、攪拌軸の下端部に取付けた掻き寄せ棒により攪拌軸側に掻き寄せることを特徴とする請求項１又は２記載の有機汚泥処理システム。
【請求項４】
前記脱水手段及び前記有機汚泥処理手段でそれぞれ排出される排水を前記貯留槽に還流することを特徴とする請求項１、２又は３記載の有機汚泥処理システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、たとえば農漁村集落終末汚泥処理に好適な有機汚泥処理システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、環境問題が大きくクローズアップされ、わが国だけでなく地球規模での検討が叫ばれている問題の一つとなっている。
ところで、人間が生活していくうえで、莫大な量の有機性汚物が発生することは避けがたい事実である。したがって、この有機性の汚物を有害な廃棄物を出さずにいかにして効率よく処理するのかが最大の課題である。
【０００３】
しかしながら、従来の有機性汚物の処理方法は、バキュームによる排出処分により貯留された汚物を焼却或いはそのまま海、川等に投棄している場合が大部分である。しかしながら、海、川等の汚染の原因となったり、本来有機土壌肥料として還元できるはずの有機物資源を廃棄してしまっていることになり、環境保護の観点からも好ましくない事態が生じているのが現状である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来の問題に鑑みなされたもので、その目的とするところは、有害な廃棄物や悪臭を出さずに有機汚泥を効率よく最終処理でき、たとえば比較的中小規模の農漁村集落終末汚泥処理に好適な有機汚泥処理システムを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明に係る有機汚泥処理システムは、貯留槽より有機汚泥の原水を定量移送する手段と、
凝集剤を供給する手段と、
前記原水と前記凝集剤とを混合して凝集反応させる手段と、
該凝集反応手段によって得られる凝集汚泥を脱水する手段と、
該脱水手段によって得られる脱水ケーキを連続的に次工程に受け渡しする通路に設けた、少なくともいずれか一方が閉状態である２段階のシャッタ手段と、
該シャッタ手段を介して投入される脱水ケーキを微生物媒体により酸化分解し減量する有機汚泥処理手段と、
該有機汚泥処理手段にて発生する臭気を微生物媒体により無臭化する脱臭手段とからなることを特徴とする。
また、本発明に係る有機汚泥処理システムは、前記脱臭手段が、有機汚泥処理手段にて発生する臭気を下部から取り入れることを特徴とする。
また、本発明に係る有機汚泥処理システムは、前記有機汚泥処理手段が、縦方向の撹拌軸を有し且つ微生物媒体を充填した処理槽の上部より前記脱水ケーキを投入して微生物媒体と撹拌混合するものであって、前記攪拌軸に螺旋状の攪拌ラセンを形成して、脱水ケーキと微生物媒体を底部より上方に押上げると共に、攪拌軸の下端部に取付けた掻き寄せ棒により攪拌軸側に掻き寄せることを特徴とする。
さらに、本発明に係る有機汚泥処理システムは、前記脱水手段及び前記有機汚泥処理手段でそれぞれ排出される排水を前記貯留槽に還流することを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明に係る有機汚泥処理システムのフローチャートであり、有機汚泥貯留槽から凝集反応手段に至る過程を示し、図２は同じくフローチャートであり、脱水手段から脱臭手段に至る過程を示している。
【０００７】
貯留槽１は処理すべき余剰汚泥を貯留するもので、例えば農漁村集落より回収された汚泥を貯留する。該貯留槽１は、余剰汚泥貯留槽１Ａと余剰汚泥濃縮貯留槽１Ｂとからなり、余剰汚泥貯留槽１Ａ内に設置した原水ポンプ２Ａは余剰汚泥貯留槽１Ａ内の汚泥をクッションタンク３に導入するためのものであり、例えば１日２回、１２時間毎にポンプアップする。また、余剰汚泥濃縮貯留槽１Ｂ内に設置した原水ポンプ２Ｂは余剰汚泥濃縮貯留槽１Ｂ内の汚泥を余剰汚泥貯留槽１Ａ内に導入するためのものである。
【０００８】
撹拌機４付のクッションタンク３は、必要処理量の汚泥を本処理システムに計量導入するためのタンクで、貯留槽１より移送されてきた汚泥の一部は余剰汚泥濃縮貯留槽１Ｂに戻しながら溢れないようにして、常に一定量を送れるようにしている。汚泥供給ポンプ５は、クッションタンク３より二連式凝集反応槽１２へ汚泥を定量供給するためのポンプである。
凝集剤タンク９は、高分子カチオン系凝集剤を収容し、撹拌機１１で随時撹拌しつつ、注入ポンプ１０により凝集反応槽１２内に凝集剤を定量供給する。また、凝集補助剤タンク６は、高分子アニオン系凝集剤を収容し、撹拌機８で随時撹拌しつつ、注入ポンプ７により凝集反応槽１２内に凝集剤を定量供給する。
【０００９】
二連式凝集反応槽１２では、移送されてきた汚泥原水とこれに注入されたカチオン系及びアニオン系の凝集剤とを撹拌機１３Ａ，１３Ｂで混合撹拌することにより凝集反応させ、より大きいフロック（水分を含んだ凝集汚泥）を形成させる。汚泥原水に対して通常５０〜３００ｐｐｍ程度の添加量で凝集剤を添加する。このように、移送されてきた汚泥原水に凝集剤を混合して固液分離を促進し大きいフロックを形成させることで、次の脱水工程での脱水効果を高めることができる。
【００１０】
次に、上記凝集反応槽１２内の凝集汚泥は、スクリュープレス脱水機１４に導入される。ここで、洗浄水タンク１５よりポンプ１６で洗浄水を適量混合しながら、凝集汚泥の脱水を行う。この脱水によって、含水率９９％程度のフロックから含水率８５％程度の脱水ケーキが生成される。生成された脱水ケーキは、２段階のシャッタ手段を備えた通路３７を通って有機汚泥処理装置１７に投入され、ここで微生物媒体により酸化分解され減量される。この有機汚泥処理装置１７にて発生する臭気は脱臭装置２０に導入し、ここで微生物媒体により無臭化して大気中に放出する。なお、上記脱水時に排出される濾液及び有機汚泥処理装置１７と脱臭装置２０より排出されるドレインは余剰汚泥処理槽の脱離液槽へ還流され、系外へは排出されない。
【００１１】
ここで、上記のシャッタ手段について説明する。
上述したように、スクリュープレス脱水機１４により生成された脱水ケーキは、２段階のシャッタ手段を備えた通路３７を通って有機汚泥処理装置１７に投入される。この通路３７の上部には第１のシャッタ手段３６、通路３７の下端には第２のシャッタ手段２４を備えている。第１のシャッタ手段３６はスクリュープレス脱水機１４の出口と連結し、第２のシャッタ手段２４は有機汚泥処理装置１７の上部投入口と連結している。
第１のシャッタ手段３６は、スクリュープレス脱水機１４により生成された脱水ケーキが一定量貯留したことをその自重により検出して開放するように構成している。そして、脱水ケーキが通路３７内に送り込まれると第１のシャッタ手段３６は再び閉じる。なお、第１のシャッタ手段３６は一定時間毎に開放するように構成してもよい。一方、第２のシャッタ手段２４は、第１のシャッタ手段３６が開いてから所定時間経過後に開放する。第２のシャッタ手段２４が開くことにより、通路３７内の脱水ケーキは有機汚泥処理装置１７に投入される。なお、第２のシャッタ手段２４は通路３７内にある脱水ケーキの自重を検出して開放するようにし、第１のシャッタ手段３６と特に連動させないような構成としてもよい。
【００１２】
次に、上述の有機汚泥処理装置１７及び脱臭装置２０についてさらに詳しく説明する。
図３は有機汚泥処理装置１７の内部構造を示す断面図である。
同図に示すとおり、有機汚泥処理装置１７は、その処理槽の中心に縦軸の撹拌軸２２、つまり撹拌軸２２を垂直に設置し、撹拌軸２２には螺旋状の撹拌ラセン２３を形成している。撹拌軸２２の下端部には、撹拌ラセン２３の外径より長い掻寄せ棒２７を水平に取付け、これに掻寄せ板を斜めに固定している。処理槽上部の撹拌軸から少し離れた位置には前述の脱水ケーキを投入する投入口となる第２のシャッタ手段２４を配し、さらに処理槽上部を貫通する散水管２５と排気管２６を取付けている。
また、処理槽の底部には、排水管２８と給気管２９を埋設し、給気管２９の端には加温装置１９を介して給気ブロア１８を連結し、排水管２８はそのまま排水ドレンに連結している。
【００１３】
次に、上記有機汚泥処理装置１７の作用を説明する。
処理槽内に、あらかじめ高温好気性微生物を培養した木質細片からなる微生物媒体Ｇをほぼ８分目から９分目に達するまで充填している。処理槽上部の投入口より投入された有機汚泥の脱水ケーキは、撹拌ラセン２３によって微生物媒体Ｇと撹拌混合される。木質細片はその組織に無数の細孔を有し、高温好気性微生物はその細孔に寄留してコロニーを形成し、有機汚泥Ｗに接して所定の温度湿度状態に置かれると、木質細片から出て有機汚泥Ｗを腐食し、発酵してガスと水分に分解して減量化する。
【００１４】
なお、混合された有機汚泥Ｗと微生物媒体Ｇは、撹拌ラセン２３により底の方から上方へ押上げられ、撹拌ラセン２３と処理槽内壁との間を徐々に下降し、下方の掻寄せ棒２７により中心の撹拌軸２２側に掻寄せられて再度撹拌ラセン２３により上方に押上げられていく。こうして有機汚泥Ｗと微生物媒体Ｇは処理槽内で均一に混合され、効率的に減量化が進む。
【００１５】
また、微生物媒体Ｇの高温好気性微生物の活動を促進させるため、図示しない温湿度センサの検出値に基づき、散水管２５、給気ブロア１８、加温装置１９の運転を制御し、処理槽内の温度湿度を所定の範囲、例えば温度３０℃以上、湿度４０〜５５％で活発に活動する菌を採用した場合はこのような温湿度範囲に調整する。
【００１６】
上述のように、脱水ケーキを２段階のシャッタ手段を設けた通路３７を通して有機汚泥処理装置１７内に投入するようにしているため、連続的に処理を行う場合でも、外気が処理槽内に直接取り込まれることがなく、給気ブロア１８と排気ファン２１による処理槽内の給気と排気のバランスの調整や、処理槽内の温湿度の調整が安定した状態で行えるので、減量化処理の効率アップを図ることが出来る。もし、処理槽の脱水ケーキの投入口が外気に対してオープンだと、外気の取入量や外気の温湿度の影響を受けるため、処理槽内の給気と排気のバランスや温湿度の調整がしにくくなるという不具合が生じる。また、１段階のシャッタ手段を設けた場合、ほとんど連続的に汚泥を投入して汚泥処理を行うときは、ほとんどオープン状態と同じであり同様の不具合が生じる。
【００１７】
そして、処理槽内にて発生する臭気は、排気管２６を通って脱臭装置２０に導かれる。
図４は上記脱臭装置２０の内部構造を示す断面図である。
すなわち、脱臭装置２０は、手前から通気室Ａ、第１脱臭室Ｃ、通気室Ｄ、第２脱臭室Ｆの順に４つの部屋を並列に形成している。
通気室Ａと第１脱臭室Ｃとの間及び通気室Ｄと第２脱臭室Ｆとの間は天井から第１の仕切板３０及び第３の仕切板３２をそれぞれ設けてこれらを仕切るとともに底部は連通し、第１脱臭室Ｃ及び第２脱臭室Ｆの底部にはそれぞれ多孔床板３３、３４を設置している。また、第１脱臭室Ｃと通気室Ｄとの間は床面から垂直に第２の仕切板３１を立設してこれらを仕切るとともに上部を連通している。第１脱臭室Ｃ及び第２脱臭室Ｆの床下はそれぞれ排水受皿Ｂ、Ｅを形成している。
そして、第１脱臭室Ｃと第２脱臭室Ｆ内には、あらかじめ低温嫌気性微生物を培養した木質細片からなる微生物媒体を所定の高さまで充填しておく。
【００１８】
本脱臭装置の特徴は、上記のごとく脱臭室を並列して２段に配置するとともに、後段の第２脱臭室Ｆの平面積を前段の第１脱臭室Ｃの平面積よりも大きくなるように構成し、さらに前述の有機汚泥処理装置１７から排出する排気を最初に通気室Ａの上部取入口３５より装置内へ取り入れるように構成したことである。
【００１９】
このような構成において、有機汚泥処理装置１７の処理槽から排出される臭気を帯びた排気は、脱臭装置２０の取入口３５へ直接入り、排気ファン２１で吸引することで、通気室Ａ、排水受皿Ｂ、第１脱臭室Ｃ、通気室Ｄ、排水受皿Ｅ、第２脱臭室Ｆ内を順に通過していく。すなわち、この排気は通気室Ａを通過し、排水受皿Ｂを経由し、多孔床板３３を通過して、第１脱臭室Ｃの下部から入り第１脱臭室Ｃの微生物媒体中を下方から上方に通過していく。この過程で排気中の臭気は一部分解される。
次いで、この排気は通気室Ｄを通過し、排水受皿Ｅを経由し、多孔床板３４を通過して第２脱臭室Ｆに移り、第２脱臭室Ｆの微生物媒体中を下方から上方に通過していく。残存臭気はこの段階で分解され、臭気を取り除いた排気となって排気口から機外へ排出される。
【００２０】
第１脱臭室Ｃ及び第２脱臭室Ｆでは、それぞれ下部から排気を取り入れ、上方に排出するようにしている。排気が脱臭室内を上方から下方に抜けるようにする構成では、微生物媒体密度が大となって通気抵抗が大きくなる虞があるが、上記構成ではこのような欠点を解消できる。
【００２１】
以上のような有機汚泥処理システムは、有害な廃棄物や悪臭を出さずに有機汚泥を効率よく最終処理できる。そして、有機汚泥は酸化分解により減量化され、その結果物は土中に還元して有機土壌肥料として利用でき、有機物資源のリサイクルを実現できる。なお、上述の有機汚泥処理装置１７及び脱臭装置２０の内部構成については、その一例を図３及び図４に示したものであり、本発明の有機汚泥処理システムにおいて、これらの構成に勿論限定されるわけではない。
【００２２】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明に係る有機汚泥処理システムによれば、有害な廃棄物や悪臭を出さずに有機汚泥を効率よく最終処理できるとともに、最終処理した物は有機土壌肥料として利用でき、有機物資源のリサイクルを実現できるので、深刻化しつつある環境問題を解決する一方策ともなりうるものである。このような有機汚泥処理システムは、たとえば比較的中小規模の農漁村集落終末汚泥処理に好適である。
【００２３】
また、本発明に係る有機汚泥処理システムによれば、上記脱水手段によって得られる脱水ケーキを連続的に次工程に受け渡しする通路に設けた、少なくともいずれか一方が閉状態である２段階のシャッタ手段を備えた通路を通って有機汚泥処理手段に投入することにより、連続処理を行っても、いずれかのシャッタ手段が閉まって外気が処理槽内に直接取り込まれないので、有機汚泥処理槽内の給気と排気のバランスや温湿度の調整を安定させ、処理効率の向上を図れる。
【００２４】
また、排気が脱臭室内を上方から下方に抜けるようにする構成では、微生物媒体密度が大となって通気抵抗が大きくなる虞があるが、請求項２の発明では、臭気を下部から取り入れて微生物媒体により無臭化するので、このような欠点を解消できる。
また、本発明に係る有機汚泥処理システムによれば、有機汚泥処理手段が、縦方向の撹拌軸を有し且つ微生物媒体を充填した処理槽の上部より脱水ケーキを投入して微生物媒体と撹拌混合するものであって、前記攪拌軸に螺旋状の攪拌ラセンを形成して、脱水ケーキと微生物媒体を底部より上方に押上げると共に、攪拌軸の下端部に取付けた掻き寄せ棒により攪拌軸側に掻き寄せるので、処理槽内で有機汚泥と微生物媒体が均一に混合され、効率的な減量化を進められる。
【００２５】
さらに、本発明に係る有機汚泥処理システムによれば、脱水手段及び有機汚泥処理手段でそれぞれ排出される排水を貯留槽に還流することで、クローズドシステムを構成し、有機汚泥処理のより完全化を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る有機汚泥処理システムのフローチャートであり、有機汚泥貯留槽から凝集反応手段に至る過程を示す。
【図２】同じくフローチャートであり、脱水手段から脱臭手段に至る過程を示す。
【図３】有機汚泥処理装置の内部構造を示す断面図である。
【図４】脱臭装置の内部構造を示す断面図である。
【符号の説明】
１  貯留槽
１Ａ  余剰汚泥貯留槽
１Ｂ  余剰汚泥濃縮貯留槽
２Ａ，２Ｂ  原水ポンプ
３  クッションタンク
４  攪拌機
５  汚泥供給ポンプ
６  凝集補助剤タンク
７、１０  凝集剤ポンプ
８、１１  攪拌機
９  凝集剤タンク
１２  二連式凝集反応槽
１３Ａ，１３Ｂ  攪拌機
１４  スクリュープレス脱水機
１５  洗浄水タンク
１６  洗浄水ポンプ
１７  有機汚泥処理装置
１８  給気ブロア
１９  加温装置
２０  脱臭装置
２１  排気ファン
２２  攪拌軸
２３  攪拌ラセン
２４  第２のシャッタ手段
２５  散水管
２６  排気管
２７  掻寄せ棒
２８  排水管
２９  給気管
３５  排気取入口
３６  第１のシャッタ手段
３７  通路
【図１】
0003611502.tif 000002
【図２】
0003611502.tif 000003
【図３】
0003611502.tif 000004
【図４】
0003611502.tif 000005