(57)【要約】【課題】嫌気性消化処理の効率を高めることにより、従来より高い有機物負荷においても、また、嫌気性消化槽への無機物の蓄積を防ぐことにより、無機成分の多い有機性排液の処理においても、有機成分を大幅に減量化し、メタンガスを大量に回収する。【解決手段】有機性排液を嫌気性消化処理する嫌気性消化槽１と、嫌気性消化槽１の消化処理液を固液分離し、分離液の少なくとも一部を系外へ排出する固液分離手段３と、固液分離手段３で分離された濃縮汚泥を嫌気性消化槽１に返送する汚泥返送手段と、嫌気性消化槽１で生成する消化汚泥を改質処理する汚泥改質手段４と、汚泥改質手段４の改質汚泥を嫌気性消化槽１に返送する改質汚泥返送手段とを備える嫌気性消化装置。嫌気性消化槽１の処理温度は４５〜６０℃であり、消化処理液を希釈水と混合して無機成分を水中に溶出させた後固液分離手段３に送給する無機成分溶出手段２を有する。【選択図】図１
2006075730.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機性排液を嫌気性消化処理する嫌気性消化槽と、
該嫌気性消化槽の消化処理液を固液分離し、分離液の少なくとも一部を系外へ排出する固液分離手段と、
該固液分離手段で分離された濃縮汚泥を前記嫌気性消化槽に返送する汚泥返送手段と、
前記嫌気性消化槽で生成する消化汚泥を改質処理する汚泥改質手段と、
該汚泥改質手段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
を備える嫌気性消化装置において、
前記嫌気性消化槽の処理温度が４５〜６０℃であり、
前記消化処理液を希釈水と混合して無機成分を水中に溶出させた後前記固液分離手段に送給する無機成分溶出手段を有することを特徴とする嫌気性処理装置。
【請求項２】
請求項１において、前記無機成分溶出手段が、前記嫌気性消化槽の流出液を希釈水と混合攪拌して水中に無機成分を溶出させる希釈処理槽と、該希釈処理槽の流出液を前記固液分離手段へ送給する希釈液送給手段とを含むことを特徴とする嫌気性処理装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記希釈水の一部又は全部が前記有機性排液であることを特徴とする嫌気性処理装置。
【請求項４】
請求項１において、前記無機成分溶出手段が前記嫌気性消化槽を含み、該嫌気性消化槽中で無機成分の溶出が行われることを特徴とする嫌気性処理装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項において、前記嫌気性消化槽内の消化汚泥及び／又は前記固液分離手段で分離された濃縮汚泥の一部を、前記有機性排液が発生する生物処理系に返送して生物処理することを特徴とする嫌気性処理装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１項において、前記汚泥改質手段がオゾン処理手段であることを特徴とする嫌気性処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機性排液を、嫌気性微生物を含む汚泥の存在下でメタン発酵により処理する嫌気性消化装置に係り、特に嫌気性消化により、有機成分を大幅に減量化すると共により多くのメタンガスを回収することができる嫌気性処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機性汚泥、し尿、食品排水等のスラリー状の高濃度有機性排液を、嫌気性微生物の存在下にメタン発酵によって処理する嫌気性消化方法は、排液の処理と同時に排液から有効利用可能なメタンガスを回収できる方法として、古くから行われている方法である。
【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。従来、生成した汚泥は機械脱水した後、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容化し、有機性排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号公報には、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、有機性排液からより多くのメタンガスを回収するのに有効な装置である。
【０００５】
この装置では、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、固形物の系外流出を抑え、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。
【０００６】
しかし、このように、固液分離した濃縮汚泥を嫌気性消化槽に返送する装置では、次のような課題があった。
（１）  嫌気性消化槽内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、下水汚泥の嫌気性消化処理などで広く用いられている、嫌気性消化槽内を３０〜３８℃に加温して行う中温嫌気性消化処理では、槽内の汚泥濃度をある範囲（５〜６％以下）で維持するように消化汚泥を余剰汚泥として適宜引き抜く必要があり、嫌気性消化槽の有機物負荷が高くなるほど有機成分の減量、メタンガスの回収が制限される。
（２）  汚泥中の有機成分は減量され、メタンガスとして回収されるのに対して、無機成分は消化により液中に移行するものの、有機成分のように分解されることはなく、液中に溶解したごく一部を除き、大部分の無機成分は嫌気性消化槽内で再析出する。汚泥を固液分離して分離液を系外に排出、濃縮汚泥を嫌気性消化槽に返送すると、無機成分は嫌気性消化槽に蓄積し、汚泥濃度を上昇させる。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、嫌気性消化槽の汚泥濃度をある範囲（５〜６％以下）で維持するように消化汚泥を余剰汚泥として適宜引き抜く必要がある。そして、この無機成分の蓄積を防ぐための汚泥の引き抜きにより、本来なら減量されメタンガスとして回収されるはずの有機成分が引き抜き汚泥中に含まれて系外へ排出され、このために有機成分の減量及びメタンガスの回収が制限される。
【特許文献１】特開平９−２０６７８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記従来の課題を解決し、嫌気性消化処理の効率を高めることにより、従来より高い有機物負荷においても、また、嫌気性消化槽への無機物の蓄積を防ぐことにより、無機成分の多い有機性排液の処理においても、有機成分を大幅に減量化し、メタンガスを大量に回収することができる嫌気性処理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】
【０００８】
本発明（請求項１）の嫌気性処理装置は、有機性排液を嫌気性消化処理する嫌気性消化槽と、該嫌気性消化槽の消化処理液を固液分離し、分離液の少なくとも一部を系外へ排出する固液分離手段と、該固液分離手段で分離された濃縮汚泥を前記嫌気性消化槽に返送する汚泥返送手段と、前記嫌気性消化槽で生成する消化汚泥を改質処理する汚泥改質手段と、該汚泥改質手段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を備える嫌気性消化装置において、前記嫌気性消化槽の処理温度が４５〜６０℃であり、前記消化処理液を希釈水と混合して無機成分を水中に溶出させた後前記固液分離手段に送給する無機成分溶出手段を有することを特徴とする。
【０００９】
請求項２の嫌気性処理装置は、請求項１において、前記無機成分溶出手段が、前記嫌気性消化槽の流出液を希釈水と混合攪拌して水中に無機成分を溶出させる希釈処理槽と、該希釈処理槽の流出液を前記固液分離手段へ送給する希釈液送給手段とを含むことを特徴とする。
【００１０】
請求項３の嫌気性処理装置は、請求項１又は２において、前記希釈水の一部又は全部が前記有機性排液であることを特徴とする。
【００１１】
請求項４の嫌気性処理装置は、請求項１において、前記無機成分溶出手段が前記嫌気性消化槽を含み、該嫌気性消化槽中で無機成分の溶出が行われることを特徴とする。
【００１２】
請求項５の嫌気性処理装置は、請求項１ないし４のいずれか１項において、前記嫌気性消化槽内の消化汚泥及び／又は前記固液分離手段で分離された濃縮汚泥の一部を、前記有機性排液が発生する生物処理系に返送して生物処理することを特徴とする。
【００１３】
請求項６の嫌気性処理装置は、請求項１ないし５のいずれか１項において、前記汚泥改質手段がオゾン処理手段であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の嫌気性処理装置によれば、５５℃付近に最適温度を有する高温メタン生成菌が増殖する４５〜６０℃で消化処理を行うことにより、高い負荷での処理が可能となり、また、汚泥の粘性を低くして高い汚泥濃度条件でも撹拌混合の問題なく円滑に消化処理することが可能となる。
【００１５】
即ち、３５℃付近に最適温度を有する中温メタン生成菌は増殖が遅いため嫌気性消化槽の滞留時間（ＳＲＴ）を長く、汚泥濃度を高くする必要があるが、高温メタン生成菌であれば、増殖が速いため滞留時間が短くてよく、汚泥濃度を低くすることができる。従って、槽内汚泥濃度が一定の条件で比較すればより高い有機物負荷に対しても処理が可能となる。また、汚泥の粘性は温度が高いほど低くなることから、本発明による高温消化処理では中温消化処理より高い濃度でも撹拌混合の問題なく処理することができる。
【００１６】
また、本発明の嫌気性処理装置によれば、嫌気性消化槽内に蓄積する汚泥中の無機成分をより多く分離液に移行させて系外に排出することによって、汚泥の引き抜き量を低減し、汚泥中の有機成分を大幅に減量化すると共にメタンガスの回収率を高めることができる。
【００１７】
即ち、無機成分溶出手段で消化処理液を希釈水と混合して無機成分を水中に溶出させることにより、無機成分を固液分離手段の分離液中に移行させて系外へ排出することができる。このため、無機成分の蓄積防止のために汚泥を引き抜く必要はなくなり、汚泥引き抜き量を低減ないし汚泥の引き抜きを不要として、系内の汚泥中の有機成分を大幅に減量化することができる。また、メタンガスの回収率を高めることもできる。
【００１８】
この無機成分溶出手段としては、嫌気性消化槽の流出液を希釈水と混合攪拌して水中に無機成分を溶出させる希釈処理槽を用い、この希釈処理槽の流出液を固液分離手段へ送給することが好ましく、このような希釈処理槽で消化処理液と希釈水とを所定の時間十分に混合攪拌して無機成分を水中に溶出させることができる。
【００１９】
この場合、希釈水として有機性排液を用いることにより、希釈水として系内に導入される水量を減らし、嫌気性消化槽の加温に要する熱量を低減することができる。
【００２０】
また、嫌気性消化槽を無機成分溶出手段とすることもでき、この場合には、嫌気性消化槽に希釈水を導入したり、予め希釈するなどした低濃度の有機性排液を嫌気性消化槽に導入すれば良い。
【００２１】
本発明においては、嫌気性消化槽内の消化汚泥及び／又は固液分離手段で分離された濃縮汚泥の一部を、有機性排液が発生する生物処理系に返送して生物処理することにより、より一層嫌気性処理装置内の無機成分の蓄積を防止すると共に汚泥減量化効果を高めることができる。
【００２２】
また、汚泥改質手段としてはオゾン処理手段が好ましく、オゾン処理により、嫌気性消化槽で生成する消化汚泥を効率的に改質することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下に本発明の嫌気性処理装置の実施の形態を詳細に説明する。
【００２４】
本発明において処理の対象となる有機性排液は、嫌気性消化処理によって処理される有機物を含有する排液（汚泥を含む）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よい。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よい。このような有機性排液としては下水、下水初沈汚泥、し尿、浄化槽汚泥、食品工場排水、ビール廃酵母、その他の産業排液、これらの排液を処理した際に生じる余剰汚泥等の汚泥が挙げられる。
【００２５】
嫌気性消化槽は嫌気性微生物を含む汚泥の存在下に、上記有機性排液をメタン発酵させる槽である。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。嫌気性消化槽において有機成分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る。
【００２６】
本発明においては、メタン発酵の条件として５５℃付近に最適温度を有する高温メタン生成菌が増殖する温度条件である４５〜６０℃を採用する。
【００２７】
前述の如く、３５℃付近に最適温度を有する中温メタン生成菌は増殖が遅いため嫌気性消化槽の滞留時間を長く、汚泥濃度を高くする必要があるが、高温メタン生成菌であれば、増殖が速いため滞留時間が短くてよく、汚泥濃度を低くすることができる。従って、槽内汚泥濃度が一定の条件で比較すればより高い有機物負荷に対しても処理が可能となる。また、汚泥の粘性は温度が高いほど低くなることから、本発明による高温消化処理では中温消化処理より高い濃度でも撹拌混合の問題なく処理することができる。
【００２８】
嫌気性消化槽での汚泥の滞留時間は５日以上、好ましくは１５〜５０日であり、有機物負荷は０．５〜３．０ｋｇ−ＶＳＳ／ｍ３・日、嫌気性消化槽内のＳＳ濃度は２０，０００〜１２０，０００ｍｇ／Ｌ（２〜１２％）、好ましくは４０，０００〜１００，０００ｍｇ／Ｌ（４〜１０％）で嫌気性消化処理することができる。
【００２９】
無機成分溶出手段としての希釈処理槽は、嫌気性消化槽の消化汚泥を希釈水と攪拌混合して無機成分を水中に溶出させる槽である。希釈水としては上水、工水、有機性排液の生物処理水などを用いることもできるが、本発明においては、嫌気性消化槽へ導入される有機性排液の一部又は全部を用いてもよい。希釈処理槽の滞留時間は３０分〜２日とすることが好ましい。希釈処理槽の滞留時間が短か過ぎると無機成分を十分に水中に溶出させることができない。滞留時間は過度に長くても、それ以上の無機成分の溶出効果は得られず、槽容量、処理効率の面で不利である。
【００３０】
このように希釈処理槽において、消化汚泥を希釈水と攪拌混合して希釈することによって、消化汚泥中に炭酸塩、リン酸塩、水酸化物などの形態で存在する無機化合物がそれらの物質の溶解度に合わせて水中に溶解してくる。
【００３１】
本発明においては、この無機成分溶出手段として嫌気性消化槽を用いることもできる。この場合、嫌気性消化槽に希釈水を有機性排液と混合して（即ち、有機性排液を希釈して）或いは有機性排液とは別に導入するほかに、従来の一過式の嫌気性消化処理では、嫌気性消化槽の滞留時間を長くすること、及び、嫌気性消化槽の加温に要する熱量を削減することを目的として、有機性排液を前もって濃縮して嫌気性消化槽に導入することが行われていたが、このような濃縮を行わずに希薄排液のまま、例えばＳＳ濃度３，０００〜２０，０００ｍｇ／Ｌで嫌気性消化槽に導入してもよい。この方法では、嫌気性消化槽の加温に要する熱量は増加するが、希釈処理槽を別途設ける場合に比べ、希釈水との混合攪拌時間を長くすることができ、無機成分の溶出を充分に進めることができる。
【００３２】
固液分離手段は、希釈処理槽又は嫌気性消化槽の流出液を固液分離し、分離液を処理水として排出すると共に分離汚泥（濃縮汚泥）を排出し、汚泥返送手段により嫌気性処理槽に返送する装置であり、本発明の嫌気性処理装置では、希釈処理槽又は嫌気性消化槽で水中に溶解した無機成分は、固液分離手段の分離液中に含まれて系外に排出される。この固液分離手段としては、遠心分離装置（遠心濃縮装置）、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。
【００３３】
嫌気性処理槽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、この濃縮汚泥の一部又は、嫌気性消化槽の消化汚泥の一部を余剰汚泥として排出し、脱水、焼却、埋立等の処分を行ってもよい。また、固液分離手段で分離された分離液は処理水としてそのまま下水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よい。
【００３４】
なお、嫌気性消化槽で処理される有機性排液が他の有機性排液を生物処理した際に生じる余剰汚泥などの場合には、嫌気性消化槽から排出する余剰汚泥の一部又は全部を当該生物処理系に導入することもできる。この場合、余剰汚泥の導入箇所は、曝気槽などの生物反応槽でもよいし、その前後の固液分離槽（沈殿槽）でもよい。生物処理系では余剰汚泥中の無機成分が希釈され、一部が溶解して生物処理水中に含まれて系外に排出されるほか、一部の有機成分は生物処理されて、残部が再び嫌気性処理装置の嫌気性消化槽に導入されることになるため、脱水、焼却、埋め立て等で処分される余剰汚泥の排出量を減少させることができる。
【００３５】
汚泥改質手段は、上記嫌気性消化槽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／アルカリ処理など、好ましくはオゾン処理により易生物分解性に改質する手段である。消化汚泥を改質して嫌気性消化槽に返送することにより、改質汚泥を更に分解して汚泥を高度に減量化することができる。
【００３６】
汚泥改質処理としてのオゾン処理は嫌気性消化汚泥をオゾンと接触させることにより行う。オゾンの使用量はオゾン処理する嫌気性消化汚泥の有機固形物（ＶＳＳ）あたり、０．０１〜０．０８ｇ−Ｏ３／ｇ−ＶＳＳ、好ましくは０．０２〜０．０５ｇ−Ｏ３／ｇ−ＶＳＳである。また、嫌気性消化汚泥だけでなく、嫌気性消化槽で処理される有機性排液の一部又は全部をオゾン処理してもよい。このようなオゾン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、その他の有機物と共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、より多くのメタンガスが回収されるようになる。
【００３７】
嫌気性消化槽から引き抜いて改質処理する嫌気性消化汚泥の量は嫌気性微生物による充分な分解効率を維持するため、嫌気性消化汚泥中に含まれる有機固形物（ＶＳＳ）の量として、嫌気性消化槽へ導入される有機固形物（ＶＳＳ）量の１／３〜５倍、好ましくは１／２〜３倍に相当する範囲とするのが好ましい。また、一日当たりにオゾン処理する嫌気性消化汚泥の量は嫌気性消化槽の全保有汚泥量の１／１５〜１／１００に相当する量とするのが好ましい。一日当たりのオゾン処理汚泥量を上記の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内に十分に保持することができ、処理効率を高く保つことができる。
【００３８】
次に、図面を参照して本発明の嫌気性処理装置の好適な実施の形態をより詳細に説明する。
【００３９】
図１〜５は本発明の嫌気性処理装置の実施の形態を示す系統図である。図１〜５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。
【００４０】
図１の嫌気性処理装置は、有機性排液の一部を希釈水として用いるものであり、配管１１より導入される有機性排液の一部は配管１２より希釈処理槽２に送給され、残部が嫌気性消化槽１に導入される。嫌気性消化槽１では、４５〜６０℃の高温消化処理により、高負荷にて円滑に消化処理を行うことができる。嫌気性消化槽１からの消化汚泥は配管１３より希釈処理槽２に導入され、希釈水である有機性排液と十分に攪拌、混合され、希釈混合液は配管１６より固液分離手段３に送給されて固液分離され、分離液は系外へ排出される。この分離液中には、希釈処理槽２における希釈混合により、消化汚泥中の無機成分が溶解しており、無機成分が分離液中に溶解して系外へ排出されることにより、系内での無機成分の蓄積は防止される。
【００４１】
固液分離手段３の分離汚泥（濃縮汚泥）は配管１８より嫌気性消化槽１に返送される。なお、濃縮汚泥の一部は必要に応じて配管１９より余剰汚泥として系外へ排出される。汚泥の引き抜きは、嫌気性消化槽１から配管１５を経て直接行っても良い。
【００４２】
嫌気性消化槽１の消化汚泥は配管１４よりその一部が引き抜かれ、オゾン反応槽４等の汚泥改質手段で改質された後配管２１，１８を経て嫌気性消化槽１に返送される。５はオゾン発生器であり、オゾン化空気等を配管２０よりオゾン反応槽４に送給する。
【００４３】
このように、有機性排液の一部を希釈水として用いる場合、希釈処理槽２に送給する有機性排液量と嫌気性消化槽１に直接導入する有機性排液量との比には特に制限はなく、任意の比率を採用することができるが、消化汚泥中の無機成分を効率的に溶解させるために、希釈処理槽２に導入される消化汚泥に対して同量以上、例えば２〜１０倍の有機性排液を希釈処理槽２に導入するようにすることが好ましい。
【００４４】
図２の嫌気性処理装置は、有機性排液とは別に上水、工水、有機性排液の生物処理水等の希釈水を用いるものであり、有機性排液はその全量が配管１１より嫌気性消化槽１に導入され、希釈水は配管２２より希釈処理槽２に導入される。
【００４５】
この場合においても、消化汚泥中の無機成分を効率的に溶解させるために、希釈水はその種類（水質）によっても異なるが、希釈処理槽２に導入される消化汚泥に対して同量以上、例えば２〜１０倍を希釈処理槽２に導入するようにすることが好ましい。
【００４６】
図３の嫌気性処理装置は、有機性排液を希釈水としてその全量を配管１２より希釈処理槽２に導入するものであり、この場合においても、有機性排液を含む希釈混合液が固液分離手段３で固液分離され、分離汚泥が嫌気性消化槽１に返送されるため、消化汚泥中の無機成分の溶解と共に、有機性排液の嫌気性消化処理を支障なく行うことができる。
【００４７】
この図３の嫌気性処理装置においても、図１の嫌気性処理装置と同様に、消化汚泥中の無機成分を効率的に溶解させるために、希釈処理槽２に導入される消化汚泥に対して同量以上、例えば２〜１０倍の有機性排液を希釈処理槽２に導入するようにすることが好ましい。
【００４８】
図４の嫌気性処理装置は、図３において、更に別途上水、工水、有機性排液の生物処理水等の希釈水を配管２２より希釈処理槽２に導入するものである。この場合においても、希釈処理槽２に導入される有機性排液と希釈水との合計が希釈処理槽２に導入される消化汚泥に対して同量以上、例えば２〜１０倍となるようにすることが好ましい。
【００４９】
図２、図４の嫌気性処理装置のように、系外から水質の良好な希釈水を導入することにより、消化汚泥中の無機成分の溶解を促進することができる。一方、有機性排液を希釈水として用いた場合には系外から希釈水を導入する手間とコストが省かれ、また、有機性排液中の繊維分が消化汚泥に混合して含まれることで、固液分離手段３における汚泥の沈降性、脱水性が改善されるという効果を得ることができ、好ましい。
【００５０】
図５は、嫌気性消化槽１を希釈処理槽とし、嫌気性消化処理による余剰汚泥の一部を有機性排液が発生する生物処理系に返送して処理する実施の形態を示すものである。
【００５１】
図５において、原水は配管３１より生物処理槽（曝気槽）６に導入されて生物処理され、処理水は配管３２より沈殿槽に導入され固液分離される。沈殿槽の上澄水は配管３３より処理水として系外へ排出され、分離汚泥の一部は配管３４より生物処理槽６に返送され、残部は有機性排液として配管１１より嫌気性消化槽１に導入される。この嫌気性消化槽１には、沈殿槽７からの分離汚泥が濃縮されることなく導入され、嫌気性消化処理と共に、無機成分の溶出が行われる。なお、この嫌気性消化槽１に別途希釈水を導入しても良い。この嫌気性消化槽１の処理水は配管１３Ａより固液分離手段３に送給されて固液分離処理される。また、配管１５からの余剰汚泥のうちの一部が配管３５より配管３１に返送され、原水と共に生物処理槽６で処理される。
【００５２】
図１〜５の嫌気性処理装置は、本発明の嫌気性処理装置の実施の形態の一例であって、本発明はその要旨を超えない限り、何ら図示のものに限定されるものではない。例えば、図１の嫌気性処理装置において、希釈処理槽２に更に別途系外から希釈水を導入しても良い。また、有機性排液又はその他の希釈水と嫌気性消化槽１からの消化汚泥とは配管内で合流させた後、希釈処理槽２で所定の滞留時間攪拌混合しても良い。また、図１〜４の装置において、図５に示す如く余剰汚泥の一部を生物処理槽６に戻すようにしても良い。また、余剰汚泥は沈殿槽７に返送しても良い。
【実施例】
【００５３】
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。
【００５４】
実施例１
下水処理場の嫌気性消化汚泥を遠心濃縮機で濃縮したものを種汚泥（ＳＳ濃度９８ｇ／Ｌ、ＶＳＳ／ＳＳ比０．６１）として、図２に示す嫌気性処理装置により、９０日間、混合生汚泥の嫌気性消化処理を行った。
【００５５】
投入した混合生汚泥は、下水処理場の最初沈殿汚泥及び余剰汚泥（ＳＳ濃度３２ｇ／Ｌ、ＶＳＳ／ＳＳ比０．８０、投入量６０Ｌ／ｄａｙ）であり、その全量を嫌気性消化槽１へ導入した。また、希釈処理槽（容積１５０Ｌ）２には、下水二次処理水１８０Ｌ／ｄａｙを希釈水として導入し、嫌気性消化槽１から引き抜いた消化汚泥１２０Ｌ／ｄａｙと混合した。希釈処理槽２の滞留時間は２時間とした。また、嫌気性消化槽１からは４０Ｌ／ｄａｙで汚泥を引き抜き、容積２０Ｌのジャー型オゾン反応槽４内でオゾン濃度１４０ｇ−Ｏ３／Ｎｍ３のオゾン化空気と反応させてオゾン処理した（オゾン反応率０．０３５ｇ−Ｏ３／ｇ−ＴＶＳ）。この嫌気性消化槽（容積１ｍ３、ＶＳＳ負荷１．５ｋｇ−ＶＳＳ／ｍ３・日）１は温度５５℃で、槽内ＳＳ濃度１００ｇ／Ｌを維持するように適宜汚泥を系外に引き抜いた。この嫌気性消化槽１の水理学的滞留時間は１７日である。
【００５６】
希釈処理槽２の希釈混合液は固液分離手段（遠心濃縮機）３で２，０００Ｇの条件で遠心濃縮し、その分離液２３５〜２４０Ｌ／ｄａｙを系外へ排出し、濃縮汚泥を嫌気性消化槽１に返送することにより嫌気性消化槽１の液量を一定に維持した。
【００５７】
比較例１
希釈処理槽を設けず、嫌気性消化槽１の消化汚泥をそのまま固液分離手段（遠心濃縮機）３で遠心濃縮し、その分離液５５〜６０Ｌ／ｄａｙを系外に排出し、残りの濃縮汚泥を嫌気性消化槽１に返送するようにして嫌気性消化槽１の液量を一定に維持したこと以外は同様にして処理を行った。
【００５８】
比較例２
実施例１において、嫌気性消化槽１の温度を３５℃としたこと以外は同様にして処理を行った。
【００５９】
比較例３
実施例１において、嫌気性消化槽の温度を３５℃とし、槽内ＳＳ濃度８０ｇ／Ｌを維持するように適宜汚泥を引き抜いたこと以外は同様にして処理を行った。
【００６０】
上記の実施例１及び比較例１〜３の処理期間中に発生したメタンガスの積算量を図６に、排出汚泥の積算量を図７に示した。
【００６１】
図６より明らかなように、実施例１及び比較例１では、メタンガス量は比較例２の１．６倍、比較例３の１．２倍に増加した。処理期間中のメタンガス化率の平均値は、比較例２，３の６４％、８３％に対し、実施例１及び比較例１では９５％に達した。
【００６２】
なお、処理期間中、嫌気性消化槽に塩化リチウムを投入し、リチウムをトレーサーとして槽内の混合状態を求めたところ、実施例１及び比較例１，３では嫌気性消化槽内のデッドスペースが１０％以下であったのに対し、比較例２では６５％に達しており、比較例２では、汚泥濃度１０％での中温消化のために、汚泥の粘性が高くなりすぎて嫌気性消化槽内の混合が不十分となり、有機成分の分解率が低下していることが確認された。
【００６３】
また、図７より、実施例１では、投入汚泥中の無機成分を分離液に溶解させて系外に排出することにより、比較例１に比べ、排出汚泥量をおよそ半分に減少させることができることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の嫌気性処理装置の実施の形態を示す系統図である。
【図２】本発明の嫌気性処理装置の他の実施の形態を示す系統図である。
【図３】本発明の嫌気性処理装置の別の実施の形態を示す系統図である。
【図４】本発明の嫌気性処理装置の異なる実施の形態を示す系統図である。
【図５】本発明の嫌気性処理装置の異なる実施の形態を示す系統図である。
【図６】実施例１及び比較例１〜３における、生成したメタンガスの積算量を示すグラフである。
【図７】実施例１及び比較例１における、排出汚泥の積算量を示すグラフである。
【符号の説明】
【００６５】
１  嫌気性消化槽
２  希釈処理槽
３  固液分離手段
４  オゾン反応槽
５  オゾン発生器
６  生物処理槽
７  沈殿槽
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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