(57)【要約】【課題】  微生物燃料電池の内部が汚泥によって閉塞することを防ぐ有機性廃液処理装置、有機性廃液処理方法及び返送配管を提供する。【解決手段】  有機性廃液処理装置１００は、有機性廃液の嫌気性処理を行う廃液貯留槽１から流入した有機性廃液を濃縮汚泥と上澄液とに固液分離する固液分離槽２と、イオン交換膜５５によって隔てられた陰極槽５２及び陽極槽５４を有し、上澄液に含まれる有機物を、微生物を用いて分解する微生物燃料電池５と、固液分離槽２と微生物燃料電池５とを連通し、上澄液を固液分離槽２から微生物燃料電池５へと送る上澄液送液配管６と、固液分離槽２と微生物燃料電池５とを連通し、微生物燃料電池５によって上澄液中の有機物が分解された処理液である上澄処理液を微生物燃料電池５から固液分離槽２へと返送する上澄処理液返送配管７と、を備える。【選択図】  図１
2019186032.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機性廃液の嫌気性処理を行う廃液貯留槽から流入した前記有機性廃液を濃縮汚泥と上澄液とに固液分離する固液分離槽と、
イオン交換膜によって隔てられた陰極槽及び陽極槽を有し、前記上澄液に含まれる有機物を、微生物を用いて分解する微生物燃料電池と、
前記固液分離槽と前記微生物燃料電池とを連通し、前記上澄液を前記固液分離槽から前記微生物燃料電池へと送る上澄液送液配管と、
前記固液分離槽と前記微生物燃料電池とを連通し、前記微生物燃料電池によって前記上澄液中の有機物が分解された処理液である上澄処理液を前記微生物燃料電池から固液分離槽へと返送する上澄処理液返送配管と、
を備える有機性廃液処理装置。
【請求項２】
前記有機性廃液を貯留する前記廃液貯留槽と、
前記廃液貯留槽と前記固液分離槽とを連通し、前記濃縮汚泥を前記固液分離槽から前記廃液貯留槽へと返送する濃縮汚泥返送配管と、
を備える請求項１に記載の有機性廃液処理装置。
【請求項３】
前記固液分離槽内に設けられ、前記濃縮汚泥と前記上澄液との界面を検出する界面検出器と、
前記界面検出器が前記界面を検出した場合に、前記上澄処理液は前記上澄処理液返送配管を介して前記微生物燃料電池から前記固液分離槽へと返送され、前記濃縮汚泥は前記濃縮汚泥返送配管を介して前記固液分離槽から前記廃液貯留槽へと返送されるよう制御するコントローラと、
を備える請求項２に記載の有機性廃液処理装置。
【請求項４】
前記廃液貯留槽内に設けられ、前記廃液貯留槽内の前記有機性廃液の浮遊物質濃度を測定する浮遊物質濃度センサを備え、
前記コントローラは、前記浮遊物質濃度が閾値未満の場合に、前記上澄処理液の前記上澄処理液返送配管を介した前記微生物燃料電池から前記固液分離槽への返送が停止され、前記濃縮汚泥の前記濃縮汚泥返送配管を介した前記固液分離槽から前記廃液貯留槽への返送が停止されるよう制御することを特徴とする請求項３に記載の有機性廃液処理装置。
【請求項５】
前記上澄液送液配管又は前記上澄処理液返送配管の少なくとも一方には、前記微生物燃料電池から前記固液分離槽へと前記上澄処理液を返送するポンプが設けられ、前記濃縮汚泥返送配管には、前記固液分離槽から前記廃液貯留槽へと前記濃縮汚泥を返送するポンプが設けられたことを特徴とする請求項３または請求項４に記載の有機性廃液処理装置。
【請求項６】
前記上澄処理液返送配管に設けられたポンプは、前記浮遊物質濃度が閾値未満の場合に前記上澄処理液の返送を停止し、前記濃縮汚泥返送配管に設けられたポンプは、前記浮遊物質濃度が閾値未満の場合に、前記濃縮汚泥の返送を停止することを特徴とする請求項５に記載の有機性廃液処理装置。
【請求項７】
前記濃縮汚泥返送配管に接続され、前記濃縮汚泥返送配管を介して前記廃液貯留槽へと返送される前記濃縮汚泥の一部を引き抜く濃縮汚泥排出配管と、
前記コントローラは、前記界面検出器が前記界面を検出した場合に、前記濃縮汚泥返送配管を介して前記廃液貯留槽へと返送される前記濃縮汚泥の一部が、前記濃縮汚泥排出配管を介して引き抜かれるよう制御することを特徴とする請求項３に記載の有機性廃液処理装置。
【請求項８】
前記濃縮汚泥排出配管は、前記濃縮汚泥返送配管を介して前記廃液貯留槽へと返送される前記濃縮汚泥の一部を引き抜くポンプが設けられたことを特徴とする請求項７に記載の有機性廃液処理装置。
【請求項９】
前記濃縮汚泥返送配管の途中に設けられ、前記濃縮汚泥の嫌気性処理を行う嫌気性消化槽を備え、
前記濃縮汚泥返送配管は、
前記固液分離槽と前記嫌気性消化槽とを連通し、前記濃縮汚泥を前記固液分離槽から前記嫌気性消化槽へと送る濃縮汚泥送液配管と、
前記嫌気性消化槽に接続され、前記嫌気性消化槽での嫌気性処理によって前記濃縮汚泥よりも分子量が小さい低分子有機物に分解された汚泥である消化汚泥を引き抜く消化汚泥排出配管と、
前記廃液貯留槽と前記消化汚泥排出配管とに接続され、前記消化汚泥排出配管によって引き抜かれた前記消化汚泥の一部を前記廃液貯留槽へと返送する消化汚泥返送配管と、
を有する請求項２に記載の有機性廃液処理装置。
【請求項１０】
前記固液分離槽内に設けられ、前記濃縮汚泥と前記上澄液との界面を検出する界面検出器と、
前記界面検出器が、前記界面を検出した場合に、前記濃縮汚泥は、前記濃縮汚泥送液配管を介して前記固液分離槽から前記嫌気性消化槽へと送られ、前記消化汚泥は、前記消化汚泥排出配管を介して前記嫌気性消化槽から引き抜かれ、前記消化汚泥排出配管によって引き抜かれた前記消化汚泥の一部は、前記消化汚泥返送配管を介して前記固液分離槽へと返送されるよう制御するコントローラと、
を備える請求項９に記載の有機性廃液処理装置。
【請求項１１】
前記濃縮汚泥送液配管には、前記固液分離槽から前記嫌気性消化槽へと前記濃縮汚泥を送るポンプが設けられ、前記消化汚泥排出配管には、前記嫌気性消化槽から前記消化汚泥を引き抜くポンプが設けられ、前記消化汚泥返送配管には、前記消化汚泥の一部を返送するポンプが設けられたことを特徴とする請求項１０に記載の有機性廃液処理装置。
【請求項１２】
前記微生物燃料電池は、前記微生物燃料電池を構成する前記イオン交換膜によって隔てられた前記陰極槽及び前記陽極槽を、複数積層させた積層構造とすることを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の有機性廃液処理装置。
【請求項１３】
固液分離槽が、有機性廃液の嫌気性処理を行う廃液貯留槽から流入した有機性廃液を上澄液と濃縮汚泥とに固液分離するステップと、
微生物燃料電池が、前記上澄液に含まれる有機物を分解するステップと、
上澄処理液返送配管を介して、前記微生物燃料電池から前記固液分離槽へ前記微生物燃料電池によって有機物が分解された処理液である上澄処理液が返送され、上澄液送液配管を介して、前記固液分離槽から前記微生物燃料電池へ前記上澄液が送られるステップと、
を備える有機性廃液処理方法。
【請求項１４】
前記廃液貯留槽が、前記有機性廃液を貯留し、前記有機性廃液の嫌気性処理を実行するステップと、
前記固液分離槽から前記廃液貯留槽へ前記濃縮汚泥が返送されるステップと、
を備える請求項１３に記載の有機性廃液処理方法。
【請求項１５】
有機性廃液の嫌気性処理を行う廃液貯留槽から流入した前記有機性廃液を濃縮汚泥と上澄液とに固液分離する固液分離槽とイオン交換膜によって隔てられた陰極槽及び陽極槽を有し、前記上澄液に含まれる有機物を微生物を用いて分解する微生物燃料電池とを連通し、前記微生物燃料電池によって前記上澄液中の有機物が分解された処理液である上澄処理液を前記微生物燃料電池から固液分離槽へと返送する返送配管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機性廃液処理装置、有機性廃液処理方法及び返送配管に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、微生物による酸化還元反応を利用して発電を行う微生物燃料電池の開発が進められている。微生物燃料電池は、微生物が有機物または無機物等の基質を酸化分解する過程で生じた電子を、最終電子受容体として電極を用いて集電する装置である。そして、微生物燃料電池は、汚泥の発生が少なく、さらにエネルギー消費が少ない特徴を有する。
【０００３】
特許文献１に記載の微生物燃料電池システムは、嫌気槽と微生物燃料電池槽との間に、沈殿槽と汚泥返送管と、汚泥返送ポンプとを備え、汚泥返送管は、沈殿槽と嫌気槽との間を連通しており、沈殿槽において分離された汚泥の嫌気槽への返送を行う。汚泥返送管には、汚泥返送ポンプが備えられており、汚泥返送ポンプが稼働されることによって、沈殿槽において廃水から除去された余剰汚泥が、嫌気槽に返送され、余剰汚泥を嫌気性処理に再利用する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−３１７７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の微生物燃料電池システムでは、廃水に含まれる基質が微生物燃料電池内の発電微生物によって酸化分解された処理水を排水し、沈殿槽において分離された汚泥を嫌気槽へと返送しているため、嫌気槽に貯留された汚泥を含む排水に含まれる汚泥の浮遊物質濃度（ＳＳ（Ｓｕｓｐｅｎｄｅｄ  Ｓｏｌｉｄｓ）濃度）が高くなる。したがって、特許文献１に記載の汚泥返流水の処理装置では、微生物燃料電池に高濃度の汚泥が流入し、微生物燃料電池の内部が汚泥によって閉塞するおそれがある。
【０００６】
本発明は、汚泥による微生物燃料電池の閉塞を改善するために行われたものであり、微生物燃料電池の内部が汚泥によって閉塞することを防ぐ有機性廃液処理装置、有機性廃液処理方法及び返送配管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】
【０００７】
本発明に係る有機性廃液処理装置は、有機性廃液の嫌気性処理を行う廃液貯留槽から流入した有機性廃液を濃縮汚泥と上澄液とに固液分離する固液分離槽と、イオン交換膜によって隔てられた陰極槽及び陽極槽を有し、上澄液に含まれる有機物を、微生物を用いて分解する微生物燃料電池と、固液分離槽と微生物燃料電池とを連通し、上澄液を固液分離槽から微生物燃料電池へと送る上澄液送液配管と、固液分離槽と微生物燃料電池とを連通し、微生物燃料電池によって上澄液中の有機物が分解された処理液である上澄処理液を微生物燃料電池から固液分離槽へと返送する上澄処理液返送配管と、を備える。
【０００８】
本発明に係る有機性廃液処理方法は、固液分離槽が、有機性廃液の嫌気性処理を行う廃液貯留槽から流入した有機性廃液を上澄液と濃縮汚泥とに固液分離するステップと、微生物燃料電池が、上澄液に含まれる有機物を分解するステップと、上澄処理液返送配管を介して、微生物燃料電池から固液分離槽へ微生物燃料電池によって有機物が分解された処理液である上澄処理液が返送され、上澄液送液配管を介して、固液分離槽から微生物燃料電池へ上澄液が送られるステップと、を備える。
【０００９】
本発明に係る返送配管は、有機性廃液の嫌気性処理を行う廃液貯留槽から流入した有機性廃液を濃縮汚泥と上澄液とに固液分離する固液分離槽とイオン交換膜によって隔てられた陰極槽及び陽極槽を有し、上澄液に含まれる有機物を微生物を用いて分解する微生物燃料電池とを連通し、微生物燃料電池によって上澄液中の有機物が分解された処理液である上澄処理液を微生物燃料電池から固液分離槽へと返送する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る有機性廃液処理装置は、微生物燃料電池に高濃度の汚泥が流入することを防ぎ、微生物燃料電池内部の閉塞を防止することができる。
【００１１】
本発明に係る有機性廃液処理方法は、微生物燃料電池に高濃度の汚泥が流入することを防ぎ、微生物燃料電池内部の閉塞を防止することができる。
【００１２】
本発明に係る返送配管は、微生物燃料電池に高濃度の汚泥が流入することを防ぎ、微生物燃料電池内部の閉塞を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態１に係る有機性廃液処理装置の構成の一例を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る有機性廃液処理装置の微生物燃料電池の構成の一例を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る有機性廃液処理装置の制御フロー図である。
【図４】本発明の実施の形態２に係る有機性廃液処理装置の構成の一例を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態２に係る有機性廃液処理装置の積層構造燃料電池の構成の一例を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態３に係る有機性廃液処理装置の構成の一例を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態４に係る有機性廃液処理装置の構成の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、添付図面を参照して、本願が開示する有機性廃液処理装置、有機性廃液処理方法及び返送配管に係る実施の形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施の形態は一例であり、これらの実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１５】
実施の形態１．
図１は、本実施の形態１に係る有機性廃液処理装置１００の構成の一例を示す図である。図１に示すように、有機性廃液処理装置１００は、汚泥を含む有機性廃液を貯留し、有機性廃液の嫌気性処理を行う廃液貯留槽１及び有機性廃液を濃縮汚泥と上澄液とに固液分離する固液分離槽２を有する。また、有機性廃液処理装置１００は、廃液貯留槽１と固液分離槽２とを連通する廃液送液配管３、固液分離槽２と廃液貯留槽１とを連通する濃縮汚泥返送配管４及び上澄液中の低分子有機物を分解する微生物燃料電池５を有する。また、有機性廃液処理装置１００は、固液分離槽２と微生物燃料電池５とを連通する上澄液送液配管６、微生物燃料電池５と固液分離槽２とを連通する上澄処理液返送配管７及び濃縮汚泥及び上澄処理液の返送を制御するコントローラ８と、を有する。
【００１６】
廃液貯留槽１は、汚泥を含む有機性廃液を貯留する貯留槽である。有機性廃液は、例えば、生活排水、工場排水、事業場排水等の汚水、側溝等から雨水管を通じて集水される雨水、又は、これらが合流した状態の混合排水のような下水等である。
【００１７】
廃液貯留槽１は、有機性廃液の嫌気性処理を行う処理槽である。嫌気性処理とは、酸素のない嫌気性環境下で生育する嫌気性微生物の代謝作用により、汚泥を分解する生物処理方法である。
【００１８】
廃液貯留槽１には、嫌気性微生物を含む汚泥が保持され、廃液貯留槽１の雰囲気は、低遊離酸素条件ないし無遊離酸素条件に維持される。廃液貯留槽１では、嫌気性処理によって有機性廃液中の汚泥を、汚泥よりも分子量が小さい低分子有機物に分解処理することで、有機性廃液中の汚泥が減容される。
【００１９】
廃液貯留槽１に貯留された有機性廃液は、廃液送液配管３を介して固液分離槽２へと流入する。なお、廃液貯留槽１と固液分離槽２とを１つの槽として仕切ることによって、オーバーフローにより廃液貯留槽１から固液分離槽２へと有機性廃液が流入する構成とすることもできる。
【００２０】
固液分離槽２では、重力沈降によって、廃液貯留槽１から送られた有機性廃液の固液分離を行う。重力沈降による固液分離によって、汚泥濃度が増加した有機性廃液は、濃縮汚泥として固液分離槽２の底部に溜まり、汚泥濃度が減少した有機性廃液は、上澄液として固液分離槽２の上部に溜まる。また、固液分離槽２は、内部に傾斜坂または傾斜管を設置することによって、有機性廃液中の汚泥の沈殿効率を向上させることが可能である。
なお、固液分離槽２による固液分離は、有機性廃液を完全に個体と液体とに分離しなくともよい。
【００２１】
固液分離槽２の底部に沈殿した濃縮汚泥は、濃縮汚泥返送配管４を介して廃液貯留槽１へと返送される。上澄液は、固液分離槽２から上澄液送液配管６を介して微生物燃料電池５へと送られる。
【００２２】
廃液貯留槽１と固液分離槽２の底部とは、濃縮汚泥返送配管４によって連通される。濃縮汚泥返送配管４の廃液貯留槽１への接続箇所は、適用する有機性廃液処理装置に応じて決定されるが、濃縮汚泥返送配管４は廃液貯留槽１の底部に接続されることが望ましい。濃縮汚泥返送配管４には、濃縮汚泥返送ポンプ４１が備えられる。固液分離槽２の底部に沈殿した濃縮汚泥は、濃縮汚泥返送ポンプ４１の稼働によって廃液貯留槽１へと返送される。
【００２３】
微生物燃料電池５は、固液分離槽２の上部と接続された空気の侵入が遮断された上澄液送液配管６によって固液分離槽２と連通する。また、微生物燃料電池５は、固液分離槽２の上部と接続された空気の侵入が遮断された上澄処理液返送配管７によって固液分離槽２と連通する。上澄液送液配管６は、固液分離槽２との接続箇所が固液分離槽２の有機性廃液の水面下となるように接続される。また、上澄処理液返送配管７は、固液分離槽２との接続箇所が固液分離槽２の有機性廃液の水面下となるように接続される。
【００２４】
微生物燃料電池５は、固液分離槽２から上澄液送液配管６を介して微生物燃料電池５へと送られた上澄液中に含まれる低分子有機物を、微生物によって分解させ、低分子有機物の分解の過程で生じた電子を集電して電力回収を行う。微生物燃料電池５によって低分子有機物が分解された上澄液は、上澄処理液として上澄処理液返送配管７を介して固液分離槽２へと返送される。
【００２５】
上澄処理液返送配管７には、上澄処理液返送ポンプ７１が備えられる。 上澄処理液返送ポンプ７１の稼働によって、上澄処理液が固液分離槽２へと返送される。また、微生物燃料電池５は、空気の侵入が遮断された上澄液送液配管６を介して固液分離槽２と連通しているため、上澄処理液返送ポンプ７１によって固液分離槽２へと返送される上澄処理液と同量の上澄液が、固液分離槽２から上澄液送液配管６を介して微生物燃料電池５へと送られる。
また、図１には、上澄処理液返送配管７が上澄処理液返送ポンプ７１を有する構成を示したが、上澄液送液配管６が上澄処理液返送ポンプ７１を有する構成とすることもできる。また、上澄処理液返送ポンプが上澄液送液配管６及び上澄処理液返送配管７のいずれにも備えられ、上澄液送液配管６及び上澄処理液返送配管７に備えられた上澄処理液返送ポンプによって、上澄処理液返送ポンプ７１の機能を有する構成とすることもできる。
【００２６】
図２は、微生物燃料電池５の構成の一例を示す図である。図２に示すように、微生物燃料電池５は、負電極５１が設けられた陰極槽５２と、正電極５３が設けられた陽極槽５４とから構成される。陰極槽５２と陽極槽５４とは、イオン交換膜５５によって隔てられる。また、負電極５１と正電極５３とは、外部抵抗５６によって接続され化学電池を形成する。陽極槽５４は、陽極槽５４に空気を吹き込む空気供給部５７を備える。負電極５１及び正電極５３は、導電性基材であり、例えば、カーボンクロス、カーボンフェルト又はカーボンペーパ等の炭素繊維によって構成される。
【００２７】
陰極槽５２は、上澄液送液配管６によって固液分離槽２と連通している。さらに、陰極槽５２は、上澄処理液返送配管７によって固液分離槽２と連通している。固液分離槽２内の上澄液は、固液分離槽２から上澄液送液配管６を介して陰極槽５２へと送られる。上澄液送液配管６を介して陰極槽５２へと送られた上澄液中に含まれる低分子有機物は、陰極槽５２の負電極５１に付着している微生物によって、二酸化炭素と水素イオンとに分解される。陰極槽５２で発生した水素イオンは、イオン交換膜５５を通過して陽極槽５４へ移動する。上澄液中の低分子有機物を分解した後の処理液は、上澄処理液として上澄処理液返送配管７を介して固液分離槽２へ返送される。
【００２８】
上澄液中に含まれる低分子有機物は、陰極槽５２内の微生物によって分解され除去される。陰極槽５２内の微生物は、例えば、細胞外における電子伝達能を有するＳｈｅｗａｎｅｌｌａ属又はＧｅｏｂａｃｔｅｒ属等に分類される微生物であり、負電極５１に貼り付きバイオフィルムを形成する。
【００２９】
陰極槽５２において微生物が低分子有機物を分解する過程で生じた電子は、負電極５１に受け渡され、外部抵抗５６を通じて陽極槽５４へ伝達される。陽極槽５４には、空気供給部５７によって分子状酸素が導入される。分子状酸素は、正電極５３上で、電子及びイオン交換膜５５を通過した水素イオンと結合することによって水分子へと変化する。
【００３０】
これらの一連の反応によって、負電極５１及び正電極５３の間で電子の移動が行われ、電気エネルギーが発生することになる。
【００３１】
廃液貯留槽１は、廃液貯留槽１内に貯留された有機性廃液のＳＳ濃度を測定するための浮遊物質濃度センサ１１を有する。浮遊物質濃度センサ１１は、レーザー光発光による散乱光比較方式又は赤外線散乱光測定方式により、光学的に廃液貯留槽１内に貯留された有機性廃液のＳＳ濃度を測定する。
なお、廃液貯留槽１内に貯留された有機性廃液のＳＳ濃度を測定は、浮遊物質濃度センサ１１によるＳＳ濃度の測定に限るものではなく、別の公知の方法を適用可能であることは言うまでもない。
【００３２】
浮遊物質濃度センサ１１は、廃液貯留槽１内に貯留された有機性廃液のＳＳ濃度を測定する。浮遊物質濃度センサ１１は、廃液貯留槽１内に貯留された有機性廃液のＳＳ濃度の測定値が閾値未満となった場合に、有機性廃液の汚泥減容が十分に行われたと判断し、閾値検出信号をコントローラ８へ出力する。
なお、ＳＳ濃度の閾値は、適用する有機性廃液処理装置に応じて決定される値であり、例えば、浮遊物質濃度センサ１１は、ＳＳ濃度が５０％未満の場合に閾値検出信号をコントローラ８へ出力する。
【００３３】
固液分離槽２は、固液分離槽２の有機性廃液中にセンサを有する界面検出器２１を備える。界面検出器２１は、濃縮汚泥と上澄液との界面ができているかを判定する。具体的には、界面検出器２１は、有機性廃液中のセンサから超音波を発信して、界面で反射し受信するまでの時間から沈降状態を算出する。界面検出器２１は、濃縮汚泥と上澄液との界面を検出すると、界面検出信号をコントローラ８へ出力する。
なお、界面検出器２１は、超音波によって界面を計測する検出器に限るものではなく、例えば、マイクロ波、レーザー又は放射線等を用いて界面を測定する検出器を用いることもできる。
【００３４】
コントローラ８は、濃縮汚泥返送ポンプ４１及び上澄処理液返送ポンプ７１の稼働を制御する。コントローラ８は、浮遊物質濃度センサ１１、界面検出器２１、濃縮汚泥返送ポンプ４１及び上澄処理液返送ポンプ７１と接続されている。
【００３５】
コントローラ８は、界面検出信号を受信すると濃縮汚泥返送ポンプ４１及び上澄処理液返送ポンプ７１の稼働を開始させるための稼働信号を濃縮汚泥返送ポンプ４１及び上澄処理液返送ポンプ７１へ出力する。
【００３６】
また、コントローラ８は、閾値検出信号を受信すると濃縮汚泥返送ポンプ４１及び上澄処理液返送ポンプ７１の稼働を停止させるための稼働停止信号を濃縮汚泥返送ポンプ４１及び上澄処理液返送ポンプ７１へ出力する。
【００３７】
濃縮汚泥返送ポンプ４１は、稼働信号を受信すると稼働を開始する。濃縮汚泥返送配管４を介して固液分離槽２から廃液貯留槽１に濃縮汚泥が返送されると、廃液貯留槽１に返送された濃縮汚泥と同量の有機性廃液が、廃液送液配管３を介して廃液貯留槽１から固液分離槽２へと流入する。
なお、濃縮汚泥返送ポンプ４１による固液分離槽２から廃液貯留槽１への濃縮汚泥の返送速度は、廃液貯留槽１への濃縮汚泥の返送によって固液分離槽２へと流入する有機性廃液が固液分離槽２内の固液分離を妨げない速度である。
【００３８】
上澄処理液返送ポンプ７１は、稼働信号を受信すると稼働を開始する。微生物燃料電池５は、空気の侵入が遮断された上澄液送液配管６を介して固液分離槽２と連通しているため、上澄処理液返送ポンプ７１を介して微生物燃料電池５から固液分離槽２へと返送される上澄処理液と同量の上澄液が、上澄液送液配管６を介して微生物燃料電池５へと送られる。
なお、上澄処理液返送ポンプ７１による微生物燃料電池５から固液分離槽２ヘの上澄処理液の返送速度は、上澄処理液の返送によって固液分離槽２内の固液分離を妨げない速度である。
【００３９】
濃縮汚泥返送ポンプ４１及び上澄処理液返送ポンプ７１は、稼働停止信号を受信すると稼働を停止する。廃液貯留槽１内に貯留された有機性廃液は、濃縮汚泥返送ポンプ４１及び上澄処理液返送ポンプ７１の停止後に引き抜かれる。引き抜かれた有機性廃液は、汚泥処理系へと送られる。その後、廃液貯留槽１は、新たに汚泥を含む有機性廃液を貯留する。
【００４０】
処理装置毎に廃液貯留槽１内に貯留された有機性廃液のＳＳ濃度を低減することのできる処理能力は決まっている。そのため、有機性廃液処理装置１００は、浮遊物質濃度センサ１１を用いて、廃液貯留槽１内に貯留された有機性廃液のＳＳ濃度を測定することによって、処理装置が有する処理能力を超える汚泥減容処理が行われることを防ぐことができる。
【００４１】
有機性廃液処理装置１００は、廃液貯留槽１と固液分離槽２との間で、有機性廃液を循環させ、廃液貯留槽１内の嫌気性微生物による嫌気性処理によって有機性廃液に含まれる汚泥を分解処理することで、有機性廃液の汚泥が減容する。しかし、廃液貯留槽１による嫌気性処理では、廃液貯留槽１内の有機性廃液中の低分子有機物を分解できないため、有機性廃液に含まれる汚泥の分解処理が止まってしまう。
【００４２】
有機性廃液処理装置１００は、廃液貯留槽１による嫌気性処理のみでは分解することのできない低分子有機物を、微生物燃料電池５によって減少させるため、廃液貯留槽１内の嫌気性微生物による嫌気性処理を止めることなく有機性廃液の汚泥を減容することができる。
従って、有機性廃液処理装置１００は、廃液貯留槽１での嫌気性処理によって有機性廃液の汚泥を減容することができる。
【００４３】
また、微生物燃料電池５で処理された上澄処理液は、浮遊物質を含む低分子有機物が分解されているため、固液分離槽２内に返送されたとしても、固液分離槽２内の有機性廃液のＳＳ濃度を上昇させることはない。従って、有機性廃液処理装置１００は、微生物燃料電池５に高濃度の汚泥が流入することを防ぎ、微生物燃料電池５内部の閉塞を防止することができる。
【００４４】
図３は、実施の形態１に係る有機性廃液処理装置１００の制御フロー図である。有機性廃液処理装置１００の有機性廃液処理方法について、図３に示す制御フロー図を用いて説明する。
【００４５】
ステップＳ１では、廃液貯留槽１に有機性廃液を貯留し、廃液貯留槽１において有機性廃液の嫌気性処理を開始する。
【００４６】
ステップＳ２では、固液分離槽２に有機性廃液が流入し、固液分離槽２において有機性廃液の固液分離を開始する。
【００４７】
ステップＳ３では、界面検出器２１は、濃縮汚泥と上澄液との界面ができているかを判定する。界面検出器２１は、界面を検出した場合に、コントローラ８へと界面検出信号を出力する。界面検出器２１によって、界面が検出された場合はステップＳ３へと進み、界面が検出されていない場合は再度ステップＳ２の処理を行う。
【００４８】
ステップＳ４では、コントローラ８は、界面検出信号を受信すると濃縮汚泥返送ポンプ４１及び上澄処理液返送ポンプ７１へと稼働信号を出力する。濃縮汚泥返送ポンプ４１及び上澄処理液返送ポンプ７１は、稼働信号を受信すると稼働を開始する。濃縮汚泥返送ポンプ４１の稼働によって、固液分離槽２内の濃縮汚泥は廃液貯留槽１へと返送される。廃液貯留槽１に返送された有機性廃液を含む濃縮汚泥の体積分の有機性廃液が、廃液貯留槽１から固液分離槽２へと廃液送液配管３を介して流入する。
また、上澄処理液返送ポンプ７１の稼働によって、上澄処理液が固液分離槽２へと返送される。上澄処理液返送ポンプ７１によって固液分離槽２へと返送される上澄処理液と同量の上澄液が、固液分離槽２から上澄液送液配管６を介して微生物燃料電池５へと送られる。なお、上澄処理液返送ポンプ７１の稼働開始時は、微生物燃料電池５内に予め貯留された上澄処理液を固液分離槽２へと返送する。
【００４９】
ステップＳ５では、浮遊物質濃度センサ１１は、廃液貯留槽１内の有機性廃液のＳＳ濃度を測定する。浮遊物質濃度センサ１１は、廃液貯留槽１内の有機性廃液のＳＳ濃度の測定値が閾値未満の場合に、コントローラ８へと閾値検出信号を出力する。
浮遊物質濃度センサ１１による測定の結果、廃液貯留槽１内の有機性廃液のＳＳ濃度の測定値が閾値未満の場合は、ステップＳへと進み、閾値以上の場合は、再度ステップＳ５の処理を行う。
【００５０】
ステップＳ６では、コントローラ８は、閾値検出信号を受信すると濃縮汚泥返送ポンプ４１及び上澄処理液返送ポンプ７１へと稼働停止信号を出力する。濃縮汚泥返送ポンプ４１及び上澄処理液返送ポンプ７１は、稼働停止信号を受信すると稼働を停止する。
【００５１】
ステップＳ７では、廃液貯留槽１内に貯留された有機性廃液は、引き抜かれる。ステップＳ８では、廃液貯留槽１は、新たに汚泥を含む有機性廃液を貯留し、嫌気性処理を開始する。ステップＳ８の処理後にステップＳ３へと戻る。
【００５２】
有機性廃液は、水分と固形物（主に有機物）から構成される。そのため、固液分離槽から上澄液を引き抜く処理によって、上澄液に含まれる有機物とともに、有機性廃液中の多くの水分が失われる。この処理を繰り返すと、有機性廃液中の有機物が減少する量よりも多くの水分が失われ、相対的に有機性廃液中の固形物の比率が高くなる。つまり、有機性廃液のＳＳ濃度が上昇する。
【００５３】
特許文献１に記載の微生物燃料電池システムでは、汚泥を含む有機性廃液を、固液分離槽を用いて上澄液と濃縮汚泥に分離している。特許文献１に記載の微生物燃料電池システムでは、上澄液は、微生物燃料電池を用いて有機物を除去して残渣液として排水し、濃縮汚泥は、廃液貯留槽へと返送しているため、廃液貯留槽に貯留された有機性廃液に含まれるＳＳ濃度が高くなる。
【００５４】
汚泥が沈降して固形物同士の距離が近くなると、固形物間の相互干渉によって沈降速度が遅くなる濃縮沈降が生じる。濃縮沈降は、有機性溶液のＳＳ濃度が高い場合にも生じる。また、有機性廃液中の水分が減少しているため、有機性廃液が十分に固液分離せず、固液分離槽で得られる上澄液が少なくなる。
【００５５】
したがって、固液分離槽にＳＳ濃度の高い有機性廃液が流入すると、沈降速度が遅くなり、上澄液と濃縮汚泥の分離性が低下し、固液分離槽における上澄液の液量が減少し、微生物燃料電池に高濃度の汚泥が流入する。微生物燃料電池に高濃度の汚泥が流入すると、微生物燃料電池内部に高濃度の汚泥が蓄積して、微生物燃料電池内部の圧力が上昇するため、微生物燃料電池の構成部材が破損してしまう。
【００５６】
実施の形態１に係る有機性廃液処理装置は、有機性廃液の嫌気性処理を行う廃液貯留槽から流入した有機性廃液を濃縮汚泥と上澄液とに固液分離する固液分離槽と、イオン交換膜によって隔てられた陰極槽及び陽極槽を有し、上澄液に含まれる有機物を、微生物を用いて分解する微生物燃料電池と、固液分離槽と微生物燃料電池とを連通し、上澄液を固液分離槽から微生物燃料電池へと送る上澄液送液配管と、固液分離槽と微生物燃料電池とを連通し、微生物燃料電池によって上澄液中の有機物が分解された処理液である上澄処理液を微生物燃料電池から固液分離槽へと返送する上澄処理液返送配管と、を備える。
【００５７】
また、実施の形態１に係る有機性廃液処理装置は、有機性廃液を貯留する廃液貯留槽と、廃液貯留槽と固液分離槽とを連通し、濃縮汚泥を固液分離槽から廃液貯留槽へと返送する濃縮汚泥返送配管と、を備える。
【００５８】
以上の構成によって、実施の形態１に係る有機性廃液処理装置１００は、微生物燃料電池５によって低分子有機物が分解され除去された上澄処理液を固液分離槽２へと返送し、固液分離槽２内の有機性廃液の汚泥濃度の上昇を防ぐ。従って、微生物燃料電池５に高濃度の汚泥が流入することを防ぎ、微生物燃料電池５内部の閉塞を防止することができる。また、実施の形態１に係る有機性廃液処理装置１００は、微生物燃料電池５内部に高濃度の汚泥が蓄積することにより、微生物燃料電池内部の圧力が上昇するために生じる構成部材の破損を防ぐことができる。
【００５９】
また、実施の形態１に係る有機性廃液処理装置は、固液分離槽内に設けられ、濃縮汚泥と上澄液との界面を検出する界面検出器と、界面検出器が界面を検出した場合に、上澄処理液は上澄処理液返送配管を介して微生物燃料電池から固液分離槽へと返送され、濃縮汚泥は濃縮汚泥返送配管を介して固液分離槽から廃液貯留槽へと返送されるよう制御するコントローラと、を備える。
【００６０】
また、実施の形態１に係る有機性廃液処理装置は、上澄液送液配管又は上澄処理液返送配管の少なくとも一方には、微生物燃料電池から固液分離槽へと上澄処理液を返送するポンプが設けられ、濃縮汚泥返送配管には、固液分離槽から廃液貯留槽へと濃縮汚泥を返送するポンプが設けられたことを特徴とする。
【００６１】
以上の構成によって、実施の形態１に係る有機性廃液処理装置１００は、有機性廃液が上澄液と濃縮汚泥とに分離した際に処理を開始でき、微生物燃料電池５内部の閉塞を防止することができる。
【００６２】
また、実施の形態１に係る有機性廃液処理装置は、廃液貯留槽内に設けられ、廃液貯留槽内の有機性廃液の浮遊物質濃度を測定する浮遊物質濃度センサを備え、コントローラは、浮遊物質濃度が閾値未満の場合に、上澄処理液の上澄処理液返送配管を介した微生物燃料電池から固液分離槽への返送が停止され、濃縮汚泥の濃縮汚泥返送配管を介した固液分離槽から廃液貯留槽への返送が停止されるよう制御することを特徴とする。
【００６３】
また、実施の形態１に係る有機性廃液処理装置は、上澄処理液返送配管に設けられたポンプは、稼働停止信号を受信すると上澄処理液の返送を停止させ、濃縮汚泥返送配管に設けられたポンプは、稼働停止信号を受信すると濃縮汚泥の返送を停止させることを特徴とする。
【００６４】
以上の構成によって、実施の形態１に係る有機性廃液処理装置１００は、有機性廃液処理装置の処理能力を超える汚泥減容処理が行われることを防ぐことができる。
【００６５】
実施の形態１に係る有機性廃液処理方法は、固液分離槽が、有機性廃液の嫌気性処理を行う廃液貯留槽から流入した有機性廃液を上澄液と濃縮汚泥とに固液分離するステップと、微生物燃料電池が、上澄液に含まれる有機物を分解するステップと、上澄処理液返送配管を介して、微生物燃料電池から固液分離槽へ微生物燃料電池によって有機物が分解された処理液である上澄処理液が返送され、上澄液送液配管を介して、固液分離槽から微生物燃料電池へ上澄液が送られるステップと、を備える。
【００６６】
また、実施の形態１に係る有機性廃液処理方法は、廃液貯留槽が、有機性廃液を貯留し、有機性廃液の嫌気性処理を実行するステップと、固液分離槽から廃液貯留槽へ濃縮汚泥が返送されるステップと、を備える。
【００６７】
以上の構成によって、実施の形態１に係る有機性廃液処理方法は、微生物燃料電池５によって有機物が分解され除去された上澄処理液を固液分離槽２へと返送し、固液分離槽２内の有機性廃液の汚泥濃度の上昇を防ぐ。その結果、微生物燃料電池５に高濃度の汚泥が流入することを防ぎ、微生物燃料電池５内部の閉塞を防止することができる。また、実施の形態１に係る有機性廃液処理方法は、微生物燃料電池５内部に高濃度の汚泥が蓄積することにより、微生物燃料電池内部の圧力が上昇するために生じる微生物燃料電池の構成部材の破損を防ぐことができる。
【００６８】
実施の形態１に係る返送配管は、有機性廃液の嫌気性処理を行う廃液貯留槽から流入した有機性廃液を濃縮汚泥と上澄液とに固液分離する固液分離槽とイオン交換膜によって隔てられた陰極槽及び陽極槽を有し、上澄液に含まれる有機物を微生物を用いて分解する微生物燃料電池とを連通し、微生物燃料電池によって上澄液中の有機物が分解された処理液である上澄処理液を微生物燃料電池から固液分離槽へと返送する。
【００６９】
実施の形態２．
本発明の実施の形態２に係る有機性廃液処理装置２００の構成について説明する。なお、実施の形態１と同一または対応する構成については、その説明を省略し、構成の異なる部分のみを説明する。
【００７０】
図４は、本実施の形態２に係る有機性廃液処理装置２００の構成の一例を示す図である。図４に示すように、有機性廃液処理装置２００は、実施の形態１に記載の微生物燃料電池５を積層した積層構造燃料電池５０を用いる。
【００７１】
図５は、積層構造燃料電池５０の構成の一例を示す図である。図５に示すように、積層構造燃料電池５０は、イオン交換膜５５で隔てられた陰極槽５２と陽極槽５４とが複数積層されている。積層構造燃料電池５０の各陰極槽５２は、上澄液送液配管６によって固液分離槽２と連通している。また、積層構造燃料電池５０の各陰極槽５２は、上澄処理液返送配管７によって固液分離槽２と連通している。固液分離槽２内の上澄液は、上澄処理液返送ポンプ７１の稼働によって、上澄液送液配管６から各陰極槽５２へと送られる。各陰極槽５２内の微生物によって、上澄液中の低分子有機物を分解した後の処理液は、上澄処理液として上澄処理液返送配管７を介して固液分離槽２へ返送される。
【００７２】
積層構造燃料電池は複数の陰極槽を有するため、陰極槽内の微生物の量が増加する。従って、積層構造燃料電池は、微生物燃料電池よりも上澄液中に含まれる低分子有機物を分解する効率が向上する。
【００７３】
しかし、積層構造燃料電池は、陰極槽と陽極槽とを複数積層した微生物燃料電池であるため、有機性廃液処理装置が大型化する。また、有機性廃液処理装置を大型化せずに積層構造燃料電池を用いると、実施の形態１の微生物燃料電池と同等の大きさの積層構造燃料電池を用いる必要があり、積層構造燃料電池は、陰極槽と陽極槽とを複数積層するため、実施の形態１の微生物燃料電池に比べて積層構造燃料電池の流路が狭くなるため汚泥物質が詰まりやすくなる。
【００７４】
実施の形態２に係る有機性廃液処理装置２００は、積層構造燃料電池５０によって低分子有機物が分解され除去された上澄処理液を固液分離槽２へと返送し、固液分離槽２内の有機性廃液の汚泥濃度の上昇を防ぐ。その結果、有機性廃液処理装置２００は、微生物燃料電池５に高濃度の汚泥が流入することを防ぎ、積層構造燃料電池５０内部の閉塞を防止することができる。従って、有機性廃液処理装置２００は、有機性廃液処理装置を大型化することなく、積層構造燃料電池を用いることができ、上澄液中に含まれる低分子有機物を分解する効率を向上させることができる。そのため、有機性廃液処理装置２００は、廃液貯留槽１による嫌気性処理のみでは分解することのできない低分子有機物を効率よく減少させることができる。従って、有機性廃液処理装置１００は、廃液貯留槽１での嫌気性処理によって有機性廃液の汚泥を減容することができる。
【００７５】
実施の形態２に係る有機性廃液処理装置は、微生物燃料電池を構成するイオン交換膜によって隔てられた陰極槽及び陽極槽を、複数積層させた積層構造とすることを特徴とする。
【００７６】
以上の構成によって、実施の形態２に係る有機性廃液処理装置２００は、有機性廃液処理装置を大型化することなく、積層構造燃料電池を用いることができ、有機性廃液中に含まれる低分子有機物を分解する効率を向上させることができる。
【００７７】
実施の形態３．
本発明の実施の形態３に係る有機性廃液処理装置３００の構成について説明する。なお、実施の形態１、２と同一または対応する構成については、その説明を省略し、構成の異なる部分のみを説明する。
【００７８】
図６は、有機性廃液処理装置３００の構成の一例を示す図である。図６に示すように、有機性廃液処理装置３００は、濃縮汚泥返送配管４の途中に嫌気性処理を行う嫌気性消化槽３０１を有する。嫌気性消化槽３０１には、嫌気性微生物を含む汚泥が保持され、嫌気性消化槽３０１の雰囲気は、低遊離酸素条件ないし無遊離酸素条件に維持される。嫌気性消化槽３０１では、嫌気性微生物によって濃縮汚泥の嫌気性処理を実行し、低分子化する。
実施の形態３に係る有機性廃液処理装置３００では、有機性廃液中に含まれる汚泥を廃液貯留槽１及び嫌気性消化槽３０１での嫌気性処理によって減容し、消化汚泥として汚泥処理系へ排出する。消化汚泥とは、有機性廃液中に含まれる汚泥が、嫌気性処理によって汚泥よりも分子量が小さい低分子有機物に分解された汚泥である。有機性廃液処理装置３００は、汚泥処理系へと排出した消化汚泥と同量の有機性廃液が新たに廃液貯留槽１へと流入するため、各ポンプの稼働を停止することなく連続して汚泥の減容処理を実効することができる。
【００７９】
濃縮汚泥返送配管４は、濃縮汚泥送液配管３０２、消化汚泥排出配管３０３及び消化汚泥返送配管３０４によって構成されている。
【００８０】
嫌気性消化槽３０１には、空気の侵入が遮断された配管である濃縮汚泥送液配管３０２及び消化汚泥排出配管３０３が接続されている。
【００８１】
濃縮汚泥送液配管３０２は、固液分離槽２と嫌気性消化槽３０１とを連通している。濃縮汚泥送液配管３０２には、固液分離槽２内の濃縮汚泥を嫌気性消化槽３０１へと送るための濃縮汚泥送液ポンプ３２１が備えられる。
【００８２】
消化汚泥排出配管３０３は、嫌気性消化槽３０１内の消化汚泥を引き抜き、排出するための消化汚泥排出ポンプ３３１を備える。消化汚泥排出配管３０３によって排出された消化汚泥は、汚泥処理系へと送られる。
【００８３】
消化汚泥排出配管３０３には、嫌気性消化槽３０１内から引き抜いた消化汚泥の一部を廃液貯留槽１へと返送する消化汚泥返送配管３０４が接続されている。消化汚泥返送配管３０４には、消化汚泥を廃液貯留槽１へと返送するための消化汚泥返送ポンプ３４１が備えられる。
なお、消化汚泥返送配管によって廃液貯留槽へと返送される消化汚泥の量は、適用する有機性廃液処理装置の処理能力に応じて決定される値であり、例えば、嫌気性消化槽内から引き抜いた消化汚泥の２〜５％程度の量である。
【００８４】
界面検出器２１は、濃縮汚泥と上澄液との界面を検出すると、コントローラ８へと界面検出信号を出力する。
【００８５】
コントローラ８は、界面検出信号を受信すると、濃縮汚泥送液ポンプ３２１、上澄処理液返送ポンプ７１、消化汚泥排出ポンプ３３１及び消化汚泥返送ポンプ３４１へと稼働を開始するための稼働信号を出力する。
【００８６】
濃縮汚泥送液ポンプ３２１は、稼働信号を受信すると嫌気性消化槽３０１へ濃縮汚泥を送る。上澄処理液返送ポンプ７１は、稼働信号を受信すると固液分離槽２へ上澄処理液を返送する。消化汚泥排出ポンプ３３１は、稼働信号を受信すると嫌気性消化槽３０１から消化汚泥を排出する。消化汚泥返送ポンプ３４１は、稼働信号を受信すると消化汚泥排出配管３０３から排出される消化汚泥の一部を廃液貯留槽１へと返送する。
【００８７】
有機性廃液処理装置３００は、嫌気性消化槽３０１に貯留された消化汚泥の液量を一定に保つため、濃縮汚泥送液配管３０２によって嫌気性消化槽３０１に送られる濃縮汚泥の量と、消化汚泥排出配管３０３によって引き抜かれる消化汚泥の量とが等しくなるように濃縮汚泥送液ポンプ３２１及び消化汚泥排出ポンプ３３１を稼働させる。
【００８８】
有機性廃液処理装置３００は、嫌気性消化槽３０１から引き抜かれた消化汚泥が十分に低分子化されていない場合があるため、消化汚泥排出配管３０３によって引き抜かれた消化汚泥の一部を、消化汚泥返送配管３０４によって廃液貯留槽１へと返送する。
【００８９】
有機性廃液処理装置３００は、汚泥処理系へと送られた消化汚泥と同量の有機性廃液を、新たに廃液貯留槽１へと流入させ貯留する。消化汚泥返送配管３０４による消化汚泥の返送によって、廃液貯留槽１に返送された消化汚泥の体積分の有機性廃液が、廃液貯留槽１から固液分離槽２へと廃液送液配管３を介して流入する。
【００９０】
有機性廃液処理装置３００は、濃縮汚泥送液配管３０２を介して嫌気性消化槽３０１へと送られた濃縮汚泥を嫌気性消化槽３０１中の嫌気性消化細菌が低分子有機物に分解する。これにより、汚泥が減容し、有機性廃液中の低分子有機物が増加する。嫌気性消化槽３０１内に貯留された消化汚泥は、消化汚泥排出配管３０３を介して引き抜かれる。消化汚泥排出配管３０３によって引き抜かれた有機性廃液及び消化汚泥の一部は、消化汚泥返送配管３０４によって廃液貯留槽１へと返送される。廃液貯留槽１へ返送された消化汚泥は、廃液貯留槽１内の汚泥を含む有機性廃液と混合される。廃液貯留槽１内の汚泥を含む有機性廃液は、廃液貯留槽１中の嫌気性消化細菌によって分解され、汚泥が減容し、低分子有機物が増加する。廃液貯留槽１内の有機性廃液は、廃液送液配管３を介して固液分離槽２へと送られ、濃縮汚泥と上澄液とに分離される。上澄液には、廃液貯留槽１及び嫌気性消化槽３０１で低分子化された有機物が含まれる。上澄液が上澄液送液配管を介して微生物燃料電池５に流入すると、微生物燃料電池５内の微生物によって低分子有機物が分解される。微生物燃料電池５によって低分子有機物が減少した上澄処理液は、上澄処理液返送配管７を介して固液分離槽２へと返送される。
【００９１】
有機性廃液処理装置３００は、廃液貯留槽１と固液分離槽２と嫌気性消化槽３０１との間で、有機性廃液を循環させることで、汚泥を減容する。また、有機性廃液処理装置３００は、廃液貯留槽１及び嫌気性消化槽３０１による嫌気性処理のみでは分解することのできない低分子有機物を、微生物燃料電池５によって減少させるため、廃液貯留槽１及び嫌気性消化槽３０１内の嫌気性微生物による嫌気性処理を止めることなく有機性廃液の汚泥を減容することができる。
従って、有機性廃液処理装置３００は、廃液貯留槽１及び嫌気性消化槽３０１での嫌気性処理によって有機性廃液の汚泥を減容することができる。
【００９２】
また、有機性廃液処理装置３００は、廃液貯留槽１及び嫌気性消化槽３０１によって有機性廃液中の汚泥を減容し、濃縮汚泥を消化汚泥として汚泥処理系へ排出する。有機性廃液処理装置３００は、汚泥処理系へと排出した消化汚泥と同量の有機性廃液が新たに廃液貯留槽１へと流入するため、各ポンプの稼働を停止することなく連続して汚泥の減容処理を実効することができる。また、有機性廃液処理装置３００は、各ポンプの稼働を停止する必要がないため、廃液貯留槽１内の有機性廃液のＳＳ濃度を測定する浮遊物質濃度センサ１１が不要になる。
【００９３】
実施の形態３に係る有機性廃液処理装置は、濃縮汚泥返送配管の途中に設けられ、濃縮汚泥の嫌気性処理を行う嫌気性消化槽を備え、濃縮汚泥返送配管は、固液分離槽と嫌気性消化槽とを連通し、濃縮汚泥を固液分離槽から嫌気性消化槽へと送る濃縮汚泥送液配管と、嫌気性消化槽に接続され、嫌気性消化槽での嫌気性処理によって濃縮汚泥よりも分子量が小さい低分子有機物に分解された汚泥である消化汚泥を引き抜く消化汚泥排出配管と、廃液貯留槽と消化汚泥排出配管とに接続され、消化汚泥排出配管によって引き抜かれた消化汚泥の一部を廃液貯留槽へと返送する消化汚泥返送配管と、を有する。
【００９４】
以上の構成によって、有機性廃液処理装置３００は、各ポンプの稼働を停止することなく連続して汚泥の減容処理を実効することができる。
【００９５】
また、実施の形態３に係る有機性廃液処理装置は、固液分離槽内に設けられ、濃縮汚泥と上澄液との界面を検出する界面検出器と、界面検出器が、界面を検出した場合に、濃縮汚泥は、濃縮汚泥送液配管を介して固液分離槽から嫌気性消化槽へと送られ、消化汚泥は、消化汚泥排出配管を介して嫌気性消化槽から引き抜かれ、消化汚泥排出配管によって引き抜かれた消化汚泥の一部は、消化汚泥返送配管を介して固液分離槽へと返送されるよう制御するコントローラと、を備える。
【００９６】
また、実施の形態３に係る有機性廃液処理装置は、濃縮汚泥送液配管には、固液分離槽から嫌気性消化槽へと濃縮汚泥を送るポンプが設けられ、消化汚泥排出配管には、嫌気性消化槽から消化汚泥を引き抜くポンプが設けられ、消化汚泥返送配管には、消化汚泥の一部を返送するポンプが設けられたことを特徴とする。
【００９７】
以上の構成によって、有機性廃液処理装置３００は、各ポンプの稼働を停止することなく連続して汚泥の減容処理を実効することができる。
【００９８】
実施の形態４．
本発明の実施の形態４に係る有機性廃液処理装置４００の構成について説明する。なお、実施の形態１、２、３と同一または対応する構成については、その説明を省略し、構成の異なる部分のみを説明する。
【００９９】
図７は、有機性廃液処理装置４００の構成の一例を示す図である。図７に示すように、有機性廃液処理装置４００は、濃縮汚泥排出配管４０１を有する。
実施の形態４に係る有機性廃液処理装置４００では、濃縮汚泥返送配管４を介して廃液貯留槽１へと返送される濃縮汚泥の一部を、濃縮汚泥排出配管４０１を介して引き抜き汚泥処理系へ排出する。有機性廃液処理装置４００は、汚泥処理系へと排出した濃縮汚泥と同量の有機性廃液が新たに廃液貯留槽１へと流入するため、各ポンプの稼働を停止することなく連続して汚泥の減容処理を実効することができる。
【０１００】
濃縮汚泥返送配管４には、濃縮汚泥排出配管４０１が接続されている。濃縮汚泥排出配管４０１は、固液分離槽２内から引き抜いた濃縮汚泥の一部を引き抜き、排出するための汚泥排出ポンプ４１１を備える。濃縮汚泥排出配管４０１によって排出された濃縮汚泥は、汚泥処理系へと送られる。
【０１０１】
コントローラ８は、濃縮汚泥返送ポンプ４１、上澄処理液返送ポンプ７１及び汚泥排出ポンプ４１１を制御する。コントローラ８は、界面検出器２１、濃縮汚泥返送ポンプ４１、上澄処理液返送ポンプ７１及び汚泥排出ポンプ４１１と接続されている。
【０１０２】
コントローラ８は、界面検出信号を受信すると濃縮汚泥返送ポンプ４１、上澄処理液返送ポンプ７１及び汚泥排出ポンプ４１１の稼働を開始させるための稼働信号を濃縮汚泥返送ポンプ４１、上澄処理液返送ポンプ７１及び汚泥排出ポンプ４１１へ出力する。
【０１０３】
汚泥排出ポンプ４１１は、稼働信号を受信すると稼働を開始する。
【０１０４】
有機性廃液処理装置４００は、廃液貯留槽１と固液分離槽２との間で、有機性廃液を循環させ、廃液貯留槽１内の嫌気性微生物による嫌気性処理によって有機性廃液に含まれる汚泥を分解処理し、分解処理された汚泥の一部を引き抜き、汚泥処理系へと排出する。
【０１０５】
また、有機性廃液処理装置４００は、嫌気性消化槽、並びに、嫌気性消化槽から消化汚泥を返送するための配管及びポンプが不要であるため、装置等のコストを削減することができる。
【０１０６】
実施の形態４に係る有機性廃液処理装置４００では、濃縮汚泥返送配管に接続され、濃縮汚泥返送配管を介して廃液貯留槽へと返送される濃縮汚泥の一部を引き抜く濃縮汚泥排出配管と、コントローラは、界面検出器が界面を検出した場合に、濃縮汚泥返送配管を介して廃液貯留槽へと返送される濃縮汚泥の一部が、濃縮汚泥排出配管を介して引き抜かれるよう制御することを特徴とする。
【０１０７】
また、実施の形態４に係る有機性廃液処理装置４００では、濃縮汚泥排出配管は、濃縮汚泥返送配管を介して廃液貯留槽へと返送される濃縮汚泥の一部を引き抜くポンプが設けられたことを特徴とする。
【０１０８】
以上の構成によって、有機性廃液処理装置４００は、各ポンプの稼働を停止することなく連続して汚泥の減容処理を実効することができる。
【０１０９】
本発明は、実施の形態１ないし４で説明した形状に限定されるものでなく、発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせることや、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
【符号の説明】
【０１１０】
１００，２００，３００，４００  有機性廃液処理装置、
１  廃液貯留槽、２  固液分離槽、３  廃液送液配管、４  濃縮汚泥返送配管、
５  微生物燃料電池、６  上澄液送液配管、７  上澄処理液返送配管、
１１  浮遊物質濃度センサ、
２１  界面検出器、
４１  濃縮汚泥返送ポンプ、
５１  負電極、５２  陰極槽、５３  正電極、５４  陽極槽、５５  イオン交換膜、
５６  外部抵抗、５７  空気供給部、
７１  上澄処理液返送ポンプ、
３０１  嫌気性消化槽、３０２  濃縮汚泥送液配管、３０３  消化汚泥排出配管、
３０４  消化汚泥返送配管、
３２１  濃縮汚泥送液ポンプ、
３３１  消化汚泥排出ポンプ、
３４１  消化汚泥返送ポンプ、
４０１  濃縮汚泥排出配管、
４１１  汚泥排出ポンプ。
【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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