(57)【要約】      （修正有）【課題】硝化脱窒によって発生するＳＳを含有するメタン排水を、後の排出ガス冷却用の噴霧処理に使うことができるメタン廃水の処理方法を提供する。【解決手段】廃棄物のうち高含水率の廃棄物のメタン発酵処理１により生じたメタン排水を硝化処理および脱窒素処理２して排水中のアンモニア態窒素の濃度を低減し、得られた処理水を、該高含水率廃棄物以外の廃棄物を焼却または溶融により処理する際に生じる排ガスの冷却に供するにあたり、硝化処理および脱窒素処理からなる硝化脱窒工程の前段および後段でＳＳ除去処理を行ってメタン排水中のＳＳの濃度を低減する。【選択図】図１
2011050856.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃棄物のうち高含水率の廃棄物のメタン発酵処理により生じたメタン排水を硝化処理および脱窒素処理して排水中のアンモニア態窒素の濃度を低減し、得られた処理水を、該高含水率廃棄物以外の廃棄物を焼却または溶融により処理する際に生じる排ガスの冷却に供するにあたり、硝化処理および脱窒素処理からなる硝化脱窒工程の前段および後段でSS除去処理を行ってメタン排水中のSSの濃度を低減することを特徴とするメタン排水の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃棄物中の生ごみや木質などの高含水率の廃棄物をメタン発酵設備で処理した際に排出される液（以下、メタン排水とする）の処理技術に属する。
【背景技術】
【０００２】
メタン発酵処理は、廃棄物の処理方法の一つとして位置付けられ、通常は廃棄物中の生ごみや木質を対象として実施される。このプロセスでは、生ごみや木質から発生するメタンを発電機の燃料として利用することで、高い発電効率でエネルギー回収を行うことができる。また、環境省は、メタン発酵施設に対し、建設費の1/2（ただし、メタン発生量が一日当たり30００m3以上、発生率がl０００kgの廃棄物当たり150m3であることが条件である）の交付金を拠出する制度を設けており、メタン発酵処理はバイオマス有効利用の面からも注目される技術である。
【０００３】
しかしながら、メタン排水は有機物質や窒素などを高濃度に含有しており、特に地方都市では処理水を河川に放流するために厳しい水質基準が設けられていることが多く、高度な排水処理装置が要求される。高度な排水処理とは、硝化、脱窒素、二次脱窒素、再曝気、凝集沈殿、混和、砂濾過、活性炭処理、滅菌などの各処理工程を必要とし、例えばlm3の処理水中のＢＯＤ、全窒素、浮遊固形物（以下、「SS」とする）の各成分の濃度が0.01kg以下に、また1m3中の処理水中のCOD濃度が0.02kg以下になるようにしなくてはならない。そのため、排水処理に関する設備の建設費用と維持管理費用が高くなり、メタン発酵処理の普及が妨げられている。
【０００４】
そこで本発明者らは、先に、メタン排水に対し硝化脱窒などのアンモニア態窒素除去操作を施して1m3の排水中のアンモニウムイオン量を0.1kg以下にすると共に、アンモニア態窒素除去操作の前または後に凝集沈殿などのSS除去操作を施した処理水を焼却または溶融処理工程からの排出ガスを冷却するプロセスにおける噴霧水として利用する方法を提案した（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特願2008-070686号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の工程の中で、特にアンモニア態窒素除去操作を硝化脱窒によって行う場合には、通常のメタン排水に1m3当たり5〜10kgのSSが含まれており、さらに硝化脱窒工程において汚泥が発生することによって処理水中のSS濃度が増加するため、特許文献１の図５のように、SS除去工程が硝化脱窒の後段のみに設けられていると、硝化槽からの引抜き汚泥量が増加して処理水が減少し、結果として処理効率が低下する。また硝化脱窒の前段のみにSS除去工程が設けられている場合は、処理中に水は硝化脱窒によって発生するSSが含有されるために後の排出ガス冷却用の噴霧処理に使えないという問題点があった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
そこで発明者らは、上記の点に鑑みて検討を重ねた結果、メタン排水の処理水を、焼却または溶融処理からの排出ガスの冷却水として供する場合において、排水処理の工程でアンモニア態窒素除去操作として硝化脱窒を行う場合には、その前段と後段のどちらにもSS除去工程を設けることによって、硝化脱窒工程の処理効率を高めるとともに、後の噴霧処理においてノズルの閉塞などの問題を起こさない程度のSS濃度の処理水を作り出せることを発明した。
【０００８】
本発明は、廃棄物のうち高含水率の廃棄物のメタン発酵処理により生じたメタン排水を硝化処理および脱窒素処理して排水中のアンモニア態窒素の濃度を低減し、得られた処理水を、該高含水率廃棄物以外の廃棄物を焼却または溶融により処理する際に生じる排ガスの冷却に供するにあたり、硝化処理および脱窒素処理からなる硝化脱窒工程の前段および後段でSS除去処理を行ってメタン排水中のSSの濃度を低減することを特徴とするメタン排水の処理方法である。
【０００９】
本発明において、「廃棄物」は、廃棄物の処理および清掃に関する法律に定義される一般廃棄物と一部の産業廃棄物を意味し、より具体的には、焼却または溶融処理およびメタン発酵処理可能な、例えば、生ごみ、木質、し尿、家畜糞尿、食品加工廃棄物、海産物加工廃棄物、プラスチック、工場廃棄物等が挙げられ、特にメタン発酵で処理される高含水率の廃棄物の代表例は生ごみや木質などである。
【００１０】
硝化脱窒工程は、アンモニア態窒素を硝酸態窒素に変換する硝化処理と、硝酸を窒素ガスに変える脱窒素処理とからなる。アンモニア態窒素の濃度は排水１ｍ３中好ましくは０．１ｋｇ以下に低減される。
【００１１】
SS除去処理は、凝集沈殿処理、遠心脱水処理、膜処理などで行われ、これによりメタン排水中のSSの濃度が低減される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の方法によれば、硝化脱窒工程の前段および後段の両方で十分なSS除去を行うことができ、かつ、メタン排水を硝化脱窒によって発生するSSを含有するために後の排出ガス冷却用の噴霧処理に廃水を使うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施例を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明によるメタン排水の処理方法を、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１６】
まず、廃棄物は、図示しない分別工程により、高含水率の廃棄物と、高含水率でない廃棄物に分別される。分別された生ごみ等の高含水率廃棄物は、メタン発酵工程を行うメタン発酵施設（１）に供せられる。メタン発酵工程では、メタン発酵菌により高含水率を有する廃棄物がメタン発酵されて、メタン、二酸化炭素等のガスが発生する。生じたメタン等のガスは、メタン発酵施設（１）から抜き出され、図示しない発電機用ガス精製用の装置に供給される。
【００１７】
一方、メタン発酵施設（１）で生じたメタン排水は、前段SS除去施設（４）に送られ、ここで凝集沈殿または遠心脱水によりメタン排水のSS濃度は許容上限値以下に低減される。ついで、メタン排水は前段SS除去施設（４）から硝化脱窒施設（２）に送られ、ここでメタン排水はアンモニア態窒素を硝酸態窒素に変換する硝化処理と、硝酸を窒素ガスに変える脱窒素処理とに付され、アンモニア態窒素の濃度は排水１ｍ３中０．１ｋｇ以下に低減される。ついで、メタン排水は、硝化脱窒施設（２）から後段SS除去施設（５）に送られ、ここで凝集沈殿または膜分離によりメタン排水のSS濃度は許容上限値以下に低減される。後段SS除去施設（５）で得られた処理水は、該高含水率廃棄物以外の廃棄物を焼却または溶融により処理する際に生じる排ガスの冷却に供するために、貯留槽（３）に蓄えられる。処理水のSS濃度は上述のように低減されるので、これを排ガス冷却のために噴霧する際にSSがノズル閉塞などを起こす恐れがない。なお、SS除去施設（５）において膜分離を行う場合には、膜を硝化槽内に設置しても差し支えない。
【００１８】
本発明によるメタン排水の処理方法を、表１に示す条件下で実施した。その結果を表２に示す。
【００１９】
表２中のケース１のように、硝化脱窒処理の前段にSS除去工程を設けず、後段で凝集沈殿処理を行う場合には、硝化槽内のSS濃度が許容上限値を上回るため装置の運転が不可能となり、所望の処理水を得ることができない。
【００２０】
表２中のケース２のように、硝化脱窒素処理の前段にはSS除去工程を設けず、後段で膜処理を行う場合には、硝化槽内のSS濃度は許容上限値を下回るため、遅転が可能となり、さらにノズルの閉塞等の制約からガス冷却水として利用できるSS濃度の許容上限値を下回るため、処理水をガス冷却に使用できるが、硝化槽からの引抜き汚泥量が増加するために流入水量の0.6倍の処理水量しか採取できないという問題点がある。
【００２１】
表２中のケース３のように、硝化脱窒処理の前段でSS除去工程として凝集沈殿または遠心脱水処理を行い、後段には凝集沈殿処理工程を設けない場合には、硝化脱窒処理工程で発生したSSの濃度が硝化槽内の許容上限値を下回るため、装置の運転が可能であるが、ノズルの閉塞等の制約からガス冷却水として利用できるSS濃度の許容上限値を上回るため、処理水をガス冷却に使用できない。
【００２２】
表２中のケース４のように、硝化脱窒処理の前でSS除去工程として凝集沈殿または遠心脱水処理を行い、後段で凝集沈殿処理を行う場合には、硝化脱窒処理工程で発生したSSの濃度が硝化槽内の許容上限値を下回るため、装置の運転が可能であり、さらにノズルの閉塞等の制約からガス冷却水として利用できるSS濃度の許容上限値を下回るため、処理水をガス冷却に使用でき、流入水量の0.8倍の処理水量を採取できる。
【００２３】
表２中のケース５のように、硝化脱窒処理の前段でSS除去工程として凝集沈殿または遠心服水処理を行い、後段で膜処理を行う場合には、硝化脱窒処理工程で発生したSSの濃度が硝化槽内の許容上限値を下回るため、装置の運転が可能であり、さらにノズルの閉塞等の制約からガス冷却水として利用できるSS濃度の許容上限値を下回るため、処理水をガス冷却に使用でき、流入水量の0.96倍の処理水量を採取できる。
【００２４】
以上のことから、硝化脱窒工程の前段と後段の両方でSS除去処理を行うことによって、排ガス冷却水として使用できる処理水の水質を確保し、流入水量の0.8倍以上に相当する量を確保できる。
【表１】
2011050856.tif 000003
【表２】
2011050856.tif 000004
【符号の説明】
【００２５】
（１）    メタン発酵施設
（２）    硝化脱窒施設
（３）    貯留槽
（４）    前段SS除去施設
（５）    後段SS除去施設
【図１】
2011050856.tif 000005