(57)【要約】【課題】排水処理と廃棄物の発酵処理とを効果的にリンクさせて、効率よく排水の浄化処理と廃棄物のメタンガス化とを図ることのできる排水及び廃棄物の処理装置を提供する。【解決手段】排水及び廃棄物の処理装置１０は、工場から排出される排水を処理する排水処理ライン２１と、工場から排出される有機性廃棄物を発酵させてメタンガスを取り出す廃棄物発酵処理ライン２２とを備え、排水処理ライン２１は、嫌気槽１２と好気槽１３と硝化液循環経路１４及び沈殿池１５とを備える。廃棄物発酵処理ライン２２は、有機性廃棄物を可溶化する可溶化槽１６と、可溶化した有機性廃棄物をメタン発酵処理するメタン発酵処理槽１７とを備えるとともに、メタン発酵処理槽１７から抜き出した消化液を嫌気槽１３に導入する消化液導入経路２５と、沈殿池１５から抜き出した余剰汚泥を可溶化槽１６に導入する余剰汚泥導入経路２４とを設けている。【選択図】図１
2008029903.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
工場から排出される排水を処理する排水処理ラインと、工場から排出される有機性廃棄物を発酵させてメタンガスを取り出す廃棄物発酵処理ラインとを備え、前記排水処理ラインは、嫌気槽と好気槽と硝化液循環経路及び沈殿池とを備え、前記廃棄物発酵処理ラインは、前記有機性廃棄物を可溶化する可溶化手段と、可溶化した有機性廃棄物をメタン発酵処理するメタン発酵処理槽とを備えるとともに、前記メタン発酵処理槽から抜き出した消化液を前記嫌気槽に導入する消化液導入経路と、前記沈殿池から抜き出した余剰汚泥を前記可溶化手段に導入する余剰汚泥導入経路とを設けたことを特徴とする排水及び廃棄物の処理装置。
【請求項２】
前記可溶化手段から導出した可溶化汚泥の一部を前記嫌気槽に導入する汚泥導入経路を設けたことを特徴とする請求項１記載の排水及び廃棄物の処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排水及び廃棄物の処理装置に係り、詳しくは、食品工場から排出される排水と有機性廃棄物とを処理してメタンガスを取り出す排水及び廃棄物の処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、廃棄物ゼロエミッションへの取り組みに伴い、有機性廃棄物から熱エネルギーとして利用できるメタンガスを取り出す廃棄物メタンガス化装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、従来、工場から排出される排水を処理する排水処理装置として、好気槽と嫌気槽と沈殿池とを備えた硝化液循環方式の排水処理装置が広く用いられている（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開２００６−７５７３５号公報
【特許文献２】特開２００１−２０５２９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来、工場から排出される排水と有機性廃棄物とは、上述の排水処理装置と廃棄物メタンガス化装置とをそれぞれ用いて、それぞれのラインで別々に処理されていた。排水処理ラインの場合、例えば食品工場から排出される排水を処理する際には、窒素及びリンが不足する場合が多く、窒素やリンを別途添加する必要があった。また、廃棄物メタンガス化装置では、メタン発酵処理槽では除去できないアンモニア性窒素等の窒素成分を除去するために、メタン発酵処理槽の後段に硝化脱窒装置を設ける必要があった。
【０００４】
そこで本発明は、排水処理と廃棄物の発酵処理とを効果的にリンクさせて、効率よく排水の浄化処理と廃棄物のメタンガス化とを図ることのできる排水及び廃棄物の処理装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明の排水及び廃棄物の処理装置は、工場から排出される排水を処理する排水処理ラインと、工場から排出される有機性廃棄物を発酵させてメタンガスを取り出す廃棄物発酵処理ラインとを備え、前記排水処理ラインは、嫌気槽と好気槽と硝化液循環経路及び沈殿池とを備え、前記廃棄物発酵処理ラインは、前記有機性廃棄物を可溶化する可溶化手段と、可溶化した有機性廃棄物をメタン発酵処理するメタン発酵処理槽とを備えるとともに、前記メタン発酵処理槽から抜き出した消化液を前記嫌気槽に導入する消化液導入経路と、前記沈殿池から抜き出した余剰汚泥を前記可溶化手段に導入する余剰汚泥導入経路とを設けたことを特徴とし、前記可溶化手段から導出した可溶化汚泥の一部を前記嫌気槽に導入する汚泥導入経路を設けると好適である。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の排水及び廃棄物の処理装置によれば、メタン発酵処理槽からの消化液を消化液導入経路によって嫌気槽に導入することにより、排水を生物処理する際に不足しがちな窒素やリンを前記消化液から導入できるので、外部から窒素やリンを添加する必要が無く、あるいは最小限に抑えることができ、コストの低減化を図ることができる。
【０００７】
また、メタン発酵処理槽で除去できないアンモニア性窒素を、消化液導入経路によって嫌気槽に導入し、排水処理ラインで硝化脱窒することができるので、従来のように発酵槽の後段に硝化脱窒装置を別に設ける必要がなくなる。
【０００８】
さらに、余剰汚泥導入経路によって、沈殿池からの余剰汚泥を可溶化槽に導入し、固形性の有機性廃棄物と合わせて可溶化した後にメタン発酵処理槽に導入ることにより、メタンガスの発生量を増加させることができる。
【０００９】
また、汚泥導入経路を設け、生物分解性の良好な有機物が高濃度で含まれている可溶化した汚泥を嫌気槽に導入することにより、メタノール等の水素供与体を添加する必要がなくなり、コストの低減化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１は、本発明の排水及び廃棄物の処理装置の第１形態例を示す系統図で、この排水及び廃棄物の処理装置１０は、工場１１から排出される排水を処理する排水処理ライン２１と、工場１１から排出される有機性廃棄物を発酵処理してメタンガスを発生させる廃棄物発酵処理ライン２２とを備えている。
【００１１】
排水処理ライン２１は、活性汚泥を利用した嫌気・好気循環法を適用したもので、前段に嫌気槽１２が、後段に散気装置により曝気を行う好気槽１３が設けられるとともに、好気槽１３の硝化液を嫌気槽１２に循環させる硝化液循環経路１４が設けられている。また、好気槽１３の後段には沈殿池１５が設けられている。
【００１２】
廃棄物発酵処理ライン２２は、可溶化槽１６とメタン発酵処理槽１７とが設けられ、メタン発酵処理槽１７の後段に設けられた消化ガス供給ライン２３には、脱硫装置１８と貯留タンク１９とが設けられている。
【００１３】
工場から排出された排水は、嫌気槽１２で、活性汚泥中に生息する脱窒菌の働きにより、好気槽１３から硝化液循環経路１４を介して循環される硝化液中の硝酸性窒素を窒素ガスに転換・除去し、好気槽１３では、活性汚泥中に生息する硝化菌の働きにより排水中のアンモニア性窒素を硝酸性窒素に酸化させるとともに、有機物を活性汚泥で分解し、その一部を沈殿池１５に送る。沈殿池１５では、好気槽１３からの混合液を固液分離して上澄水を放流し、余剰汚泥を余剰汚泥導入経路２４を介して可溶化槽１６に導入する。
【００１４】
工場から排出される有機性廃棄物は、可溶化槽１６に導入され、前記余剰汚泥導入経路２４を介して導入される余剰汚泥とともに可溶化され、可溶化汚泥は、前記メタン発酵処理槽１７に投入される。可溶化は、周知の様々な手段で行われ、オゾンやアルカリを添加したり、高温、高圧下で高アルカリを添加する化学処理や、超音波による低分子化やミル破砕等の物理処理や、高温菌や酵素を利用する生物処理等を適用することができる。メタン発酵処理槽１７では、可溶化汚泥が、メタン生成菌等の働きによってメタンと二酸化炭素とを主成分とする消化ガスに分解される。メタン発酵処理槽１７で除去できないアンモニア窒素等の窒素成分を含んだ消化液は、メタン発酵処理槽１７から抜き出されて、消化液導入経路２５を介して嫌気槽１２に導入され、消化汚泥は脱水工程に導入される。消化ガスは、脱硫装置１８で脱硫され、貯留タンク１９に貯留されエネルギー利用される。
【００１５】
上述のような排水及び廃棄物の処理装置１０の、排水処理ライン２１では、好気槽１３で、排水中に含まれるアンモニア性窒素と、消化液導入経路２５を介して導入されるメタン発酵処理槽１７からの消化液中のアンモニア性窒素分の両者が硝化される。硝化液は、硝化液循環経路１４を介して嫌気槽１２に循環され、排水中の有機物を利用して脱窒される。排水中の有機物は、まず最初に嫌気槽１２で除去され、残存分が好気槽１３で酸化されることから、好気槽１３での曝気風量を削減することが可能となる。
【００１６】
好気槽１３では、微生物によって、有機物及びアンモニア性窒素の酸化が行われるが、生物処理を行う上で、窒素及びリンの存在が不可欠である。特に食品工場からの排水は、窒素やリンが不足する場合が多く、従来では、別途窒素やリンを好気槽に添加することがあったが、本形態例では、メタン発酵処理槽１７で溶出した窒素及びリンを嫌気槽１２に戻すことにより、窒素やリンの添加量を最低限に抑え、もしくは添加する必要がなくなる。
【００１７】
嫌気槽１２，好気槽１３で行われる硝化脱窒処理は、生物の代謝を利用することから、システム全体で発生する窒素成分を脱窒するために水素供与体が必要となるが、この水素供与体として排水中の有機物を利用することから、有機物が不足した場合においても、酸素供与体としてのメタノールの添加量を最低限に抑えることができる。
【００１８】
図２は本発明の排水及び廃棄物の処理装置の第２形態例を示す系統図で、第１形態例と同一の構成要素には同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。本形態例の排水及び廃棄物の処理装置３０では、前記可溶化槽１６から排出した可溶化汚泥の一部を前記嫌気槽１２に導入する可溶化汚泥導入経路２６が設けられている。前記可溶化汚泥中には、生物分解性の良好な有機物が高濃度で含まれていることから、これを嫌気槽１２に導入することによって、脱窒時の水素供与体として利用することができる。また、好気槽１３からの硝酸態窒素量に応じて可溶化槽１６から導入する可溶化汚泥の量を設定すれば、脱窒時に反応槽１２にメタノール等の有価物を添加する必要がなくなる。
【００１９】
なお、本発明の排水処理ラインは、工場排水を処理するものに限らず、下水を処理するものにも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１形態例を示す排水及び廃棄物の処理装置を示す系統図である。
【図２】本発明の第２形態例を示す排水及び廃棄物の処理装置を示す系統図である。
【符号の説明】
【００２１】
１０…排水及び廃棄物の処理装置、１１…工場、１２…嫌気槽、１３…好気槽、１４…硝化液循環経路、１５…沈殿池、１６…可溶化槽、１７…メタン発酵処理槽、１８…脱硫装置、１９…貯留タンク、２１…排水処理ライン、２２…廃棄物発酵処理ライン、２３…消化ガス供給ライン、２４…余剰汚泥導入経路、２５…消化液導入経路、２６…可溶化汚泥導入経路
【図１】
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【図２】
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