(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機性汚泥を発酵処理する発酵槽と、前記発酵槽に加温空気を供給する加温送風機構と、前記発酵槽から排出される臭気ガス及び水蒸気を含む被処理ガスと脱臭処理液とを気液接触して脱臭処理する脱臭装置とを備えている発酵脱臭システムであって、
前記脱臭装置から排気された被処理ガスの少なくとも一部を冷却することなく前記加温送風機構に循環供給する循環供給路を備えている発酵脱臭システム。
【請求項２】
前記脱臭装置は、前記発酵槽から排出される臭気ガス及び水蒸気を含む被処理ガスを案内する給気部と、脱臭処理液を供給する給液部と、前記給気部から案内された脱臭対象ガスを前記給液部から供給された脱臭処理液に圧入して脱臭処理する気液混合部と、前記気液混合部で脱臭処理に用いられた脱臭処理液を排出する排液部と、前記気液混合部で脱臭された被処理ガスを排気する排気部と、を備えて構成されている請求項１記載の発酵脱臭システム。
【請求項３】
し尿または浄化槽汚泥の液分を生物処理する硝化脱窒素処理槽を備え、
前記硝化脱窒素処理槽で循環供給される活性汚泥を脱臭処理液として前記給液部に供給する給液路と、排液部から排出された脱臭処理後の活性汚泥を前記硝化脱窒素処理槽に返送する返送路を備えて構成されている請求項２記載の発酵脱臭システム。
【請求項４】
前記脱臭装置は、脱臭処理液に鉄系無機凝集剤を添加する凝集剤供給機構を備えている請求項３記載の発酵脱臭システム。
【請求項５】
有機性汚泥を発酵槽内で発酵処理する発酵工程と前記発酵工程に加温空気を供給する加温送風工程と、前記発酵工程で発生する臭気ガス及び水蒸気を含む被処理ガスと脱臭処理液とを気液接触して脱臭処理する脱臭工程とを備えている発酵脱臭方法であって、
前記脱臭工程で排気された被処理ガスの少なくとも一部を冷却することなく前記加温送風工程に循環供給する循環供給工程を備えている発酵脱臭方法。
【請求項６】
前記脱臭工程は、前記発酵工程で発生する臭気ガス及び水蒸気を含む被処理ガスを給気部に案内する給気工程と、脱臭処理液を供給する給液工程と、前記給気工程で案内された脱臭対象ガスと前記給液工程で供給された脱臭処理液とを気液混合して脱臭処理する気液混合工程と、前記気液混合工程で脱臭処理に用いられた脱臭処理液を排出する排液工程と、前記気液混合工程で脱臭された被処理ガスを排気する排気工程と、を備えて構成されている請求項５記載の発酵脱臭方法。
【請求項７】
し尿または浄化槽汚泥の液分を生物処理する硝化脱窒素処理工程を備え、
前記給液工程は前記硝化脱窒素処理工程で循環供給される返送汚泥を脱臭処理液として給液路を介して給液する工程であり、前記排液工程は前記気液混合工程で脱臭処理に用いられた脱臭処理液を前記硝化脱窒素処理工程に返送路を介して返送する工程である請求項６記載の発酵脱臭方法。
【請求項８】
前記脱臭工程は、脱臭処理液に鉄系無機凝集剤を添加する凝集剤供給工程を備えている請求項７記載の発酵脱臭方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機性汚泥を発酵処理する発酵槽と前記発酵槽に加温空気を供給する加温送風機構とを備えた発酵設備と、前記発酵槽から排出される臭気ガスを脱臭する脱臭装置とを備えている発酵脱臭システム及び発酵脱臭方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
し尿または浄化槽汚泥等の有機性廃棄物を浄化処理するし尿処理場には、微生物の働きで浄化する生物処理設備が構築され、生物処理設備で発生した余剰汚泥等は、発酵設備に投入されて発酵処理された後に堆肥として有効に利用されている。
【０００３】
発酵対象となる有機性汚泥には、し尿または浄化槽汚泥の液分を生物処理する生物処理槽で生じた余剰汚泥や、し尿・浄化槽汚泥の固形分が含まれるため、発酵槽ではアンモニア等の臭気ガスや水蒸気が多量に発生する。
【０００４】
特許文献１には、脱水汚泥、厨芥等の有機性廃棄物に散気させながら発酵させる発酵槽内に、少なくとも飽和湿度以下の大気を通気させ、前記発酵槽内で発生した水分等とともに前記散気分と通気分とからなる臭気を外部排出させる堆肥化装置の臭気処理方法が開示されている。
【０００５】
当該臭気処理方法は、前記堆肥化装置より排出された臭気が、前記発酵槽内で散気による好気化条件下で発酵することにより発熱し、該発熱により蒸発した水分と粉塵を含んだ発熱臭気であって、該発熱臭気を活性汚泥との気液接触を図るために設置された液接触塔にて除塵と脱臭をなした後、更に該水分含有臭気を凝縮塔により前記水分を凝縮して、飽和湿度以下にして外部排出させ、一部を前記発酵槽の通気側に返送する返送ラインを具えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３５１０５３９公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１に開示された臭気処理方法では、液接触塔を通過した４０〜５０℃の臭気ガスを凝縮塔で凝縮して１５〜２５℃に冷却した後に返送ラインを介して発酵槽の通気側に返送するように構成されていたため、臭気ガスの保有熱が無駄に捨てられており、エネルギー効率の観点で改良の余地があった。
【０００８】
本発明の目的は、上述した問題点に鑑み、脱臭効果が高く且つエネルギー効率の良い発酵脱臭システム及び発酵脱臭方法を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述の目的を達成するため、本発明による発酵脱臭システムの第一の特徴構成は、特許請求の範囲の書類の請求項１に記載した通り、有機性汚泥を発酵処理する発酵槽と、前記発酵槽に加温空気を供給する加温送風機構と、前記発酵槽から排出される臭気ガス及び水蒸気を含む被処理ガスと脱臭処理液とを気液接触して脱臭処理する脱臭装置とを備えている発酵脱臭システムであって、前記脱臭装置から排気された被処理ガスの少なくとも一部を冷却することなく前記加温送風機構に循環供給する循環供給路を備えている点にある。
【００１０】
加温送風機構によって加温された空気が発酵槽に供給されることによって、発酵槽が良好な温度に制御され、発酵効率を向上させることができるようになる。発酵槽で発生した臭気ガスが水蒸気とともに加温空気によって槽外に搬送され、脱臭装置で臭気成分が除去される。脱臭装置から排気された後、冷却されることなく一部が加温送風機構に循環供給され、加温送風機構によって加温された後に発酵槽に供給される。
【００１１】
つまり、加温空気を循環供給することによって発酵槽系外に排出され、脱臭塔などで処理される臭気の総量を大きく軽減できるとともに、循環供給された空気は温度が大幅に下がることがなく４０〜５０℃程度で加温送風機構を介して発酵槽に供給されるので、発酵槽内で生じる水蒸気を十分に槽外に取り出すことができるようになり、加温送風機構等に要するエネルギーコストが常温の空気を加熱する場合に比べて大幅に低減でき、脱臭のための薬品コストも低減できるようになる。
【００１２】
尚、従来のように凝縮器を設ける必要もないので設備コストも低減できるようになる。また、脱臭対象ガスに含まれる粉塵が気液混合部で脱臭処理液に効率よく捕捉されるので、空気の循環供給路に粉塵が付着して閉塞を招くような虞も無い。これらの臭気ガス及び粉塵を捕捉した脱臭処理液は排液部から排出され、給液部から新たな脱臭処理液が供給され、同様の処理が繰り返される。
【００１３】
同第二の特徴構成は、同請求項２に記載した通り、上述の第一の特徴構成に加えて、前記脱臭装置は、前記発酵槽から排出される臭気ガス及び水蒸気を含む被処理ガスを案内する給気部と、脱臭処理液を供給する給液部と、前記給気部から案内された脱臭対象ガスを前記給液部から供給された脱臭処理液に圧入して脱臭処理する気液混合部と、前記気液混合部で脱臭処理に用いられた脱臭処理液を排出する排液部と、前記気液混合部で脱臭された被処理ガスを排気する排気部と、を備えて構成されている点にある。
【００１４】
発酵槽から排出される臭気ガス及び水蒸気を含む被処理ガスが給気部から脱臭処理液に圧入されることにより高効率に気液混合されるので、脱臭処理液が噴霧された充填剤に臭気ガスを通過させる充填剤式液接触塔や、脱臭処理液がスプレー状に噴霧された空間に臭気ガスを通過させるスプレー式液接触塔等と比較して、優れた粉塵の除去効果及び水分の除去効果が発揮される。
【００１５】
同第三の特徴構成は、同請求項３に記載した通り、上述の第二の特徴構成に加えて、し尿または浄化槽汚泥の液分を生物処理する硝化脱窒素処理槽を備え、前記硝化脱窒素処理槽で循環供給される活性汚泥を脱臭処理液として前記給液部に供給する給液路と、排液部から排出された脱臭処理後の活性汚泥を前記硝化脱窒素処理槽に返送する返送路を備えて構成されている点にある。
【００１６】
上述の構成によれば、第一または第二の特徴構成による作用効果に加えて以下の作用効果が奏されるようになる。微生物を用いた硝化脱窒素処理槽で硝化及び脱窒素処理された後のアンモニア濃度の低い返送汚泥や硝化循環液が脱臭処理液として給液部に供給されるので、脱臭対象ガスに含まれるアンモニア成分が脱臭処理液に十分に溶解されるようになる。その後、脱臭処理液は硝化脱窒素処理設備に循環供給されて硝化脱窒素処理されるので、脱臭処理液にアンモニアが溶解していても本来的に適切に硝化及び脱窒素処理される。しかも、脱臭装置で熱交換され加温された脱臭処理液である返送汚泥や硝化循環液が硝化脱窒素処理槽に返送されるので、硝化脱窒素処理槽が良好な温度に調整され、特に冬季に硝化脱窒素効率が大きく向上するようになる。
【００１７】
同第四の特徴構成は、同請求項４に記載した通り、上述の第三の特徴構成に加えて、前記脱臭装置は、脱臭処理液に鉄系無機凝集剤を添加する凝集剤供給機構を備えている点にある。
【００１８】
脱臭対象ガスに含まれる硫黄系臭気ガスが、給液部から供給された脱臭処理液と気液混合部で気液混合される際、凝集剤供給機構によって添加された鉄系無機凝集剤と反応して、不溶性の硫化鉄または硫黄としてガス中から液側に析出するので、脱臭処理液中にトラップされる。
【００１９】
尚、凝集剤供給機構によって脱臭処理液に添加される鉄系無機凝集剤として、硝化脱窒素処理された後の余剰汚泥の固液分離液に添加された余剰の鉄系無機凝集剤を含む凝集汚泥を用いることも可能で、その場合には脱臭処理装置専用の鉄系無機凝集剤を準備する必要がなく、ランニングコストをさらに低減できるようになる。
【００２０】
本発明による発酵脱臭方法の第一の特徴構成は、同請求項５に記載した通り、有機性汚泥を発酵槽内で発酵処理する発酵工程と前記発酵工程に加温空気を供給する加温送風工程と、前記発酵工程で発生する臭気ガス及び水蒸気を含む被処理ガスと脱臭処理液とを気液接触して脱臭処理する脱臭工程とを備えている発酵脱臭方法であって、前記脱臭工程で排気された被処理ガスの少なくとも一部を冷却することなく前記加温送風工程に循環供給する循環供給工程を備えている点にある。
【００２１】
同第二の特徴構成は、同請求項６に記載した通り、上述の第一の特徴構成に加えて、前記脱臭工程は、前記発酵工程で発生する臭気ガス及び水蒸気を含む被処理ガスを給気部に案内する給気工程と、脱臭処理液を供給する給液工程と、前記給気工程で案内された脱臭対象ガスと前記給液工程で供給された脱臭処理液とを気液混合して脱臭処理する気液混合工程と、前記気液混合工程で脱臭処理に用いられた脱臭処理液を排出する排液工程と、前記気液混合工程で脱臭された被処理ガスを排気する排気工程と、を備えて構成されている点にある。
【００２２】
同第三の特徴構成は、同請求項７に記載した通り、上述の第二の特徴構成に加えて、し尿または浄化槽汚泥の液分を生物処理する硝化脱窒素処理工程を備え、前記給液工程は前記硝化脱窒素処理工程で循環供給される返送汚泥を脱臭処理液として給液路を介して給液する工程であり、前記排液工程は前記気液混合工程で脱臭処理に用いられた脱臭処理液を前記硝化脱窒素処理工程に返送路を介して返送する工程である点にある。
【００２３】
同第四の特徴構成は、同請求項７に記載した通り、上述の第三の特徴構成に加えて、前記脱臭工程は、脱臭処理液に鉄系無機凝集剤を添加する凝集剤供給工程を備えている点にある。
【発明の効果】
【００２４】
以上説明した通り、本発明によれば、脱臭効果が高く且つエネルギー効率の良い発酵脱臭システム及び発酵脱臭方法を提供することができるようになった。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明による発酵設備の説明図
【図２】脱臭装置の説明図
【図３】本発明による発酵脱臭システムの説明図
【図４】発酵脱臭システムが組み込まれたし尿処理設備の説明図
【図５】別実施形態を示した脱臭装置の説明図
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明による発酵脱臭システム及び発酵脱臭方法を説明する。
図３に示すように、発酵脱臭システム１００は、汚泥搬送機構３１と、複数台の発酵槽１０と、各発酵槽１０に加温空気を供給する加温送風機構２０と、コンポスト搬送機構３２を備えた発酵設備３０と、発酵設備３０から排出される臭気ガスを脱臭する脱臭装置５０とを備えている。
【００２７】
原料となる有機性汚泥が汚泥搬送機構３１によって各発酵槽１０に搬送供給され、各発酵槽１０で発酵処理されたコンポストがコンポスト搬送機構３２によって集積され、袋詰めされた後に出荷される。有機性汚泥として、し尿または浄化槽汚泥の液分を生物処理する硝化脱窒素処理工程で生じた余剰汚泥、またはし尿・浄化槽汚泥の固形分が好適に用いられる。
【００２８】
各発酵槽１０には、発酵槽１０の上方から加温空気を供給するブロワーファン２１及びヒータ２２を備えた上部加温送風機構と、発酵槽１０の下方から加温空気を供給するブロワーファン２３及びヒータ２４を備えた下部加温送風機構との２系統の加温送風機構２０が設けられている。
【００２９】
加温送風機構２０によって各発酵槽１０に供給された加温空気は、各発酵槽１０内で発生した臭気ガスや水蒸気さらには粉塵を伴って各発酵槽１０の上部に備えた排気口から誘引ファン２５によって槽外に吸引され、脱臭装置５０に送られる。
【００３０】
脱臭装置５０に投入された加温空気は、脱臭装置５０内部で脱臭されるとともに粉塵等が除去された後に脱臭装置５０から排気され、排気された加温空気の一部は循環供給路２８を介して上部加温送風機構に循環供給され、残りは中濃度脱臭塔でさらに脱臭される。
【００３１】
図１には、発酵槽１０の詳細が示されている。発酵槽１０は天井面が平坦で底部が断面弧状に形成された半円筒形状に構成され、水平軸心に沿って複数の撹拌羽根１３が放射状に設けられたモータ駆動の回転軸１２が設けられている。
【００３２】
基端側天井部には汚泥投入口１４及び給気口１５が設けられ、他端側天井部には排気口１８が設けられている。基端側底部には回転軸１２の軸心方向に沿って発酵促進用の加温空気を供給する複数の給気口１６が設けられ、他端側底部に発酵処理が完了したコンポストを排出するコンポスト排出口１７が設けられている。
【００３３】
下部加温送風機構に備えたブロワーファン２３によって吸引され、ヒータ２４によって６０℃から８０℃に加温された空気が発酵処理中に発酵槽１０に供給されるとともに回転軸１２が回転駆動され、発酵処理が完了すると下部加温送風機構からの加温空気の供給は停止される。
【００３４】
汚泥投入口１４から発酵槽１０内に投入された有機性汚泥は、発酵槽１０内部で撹拌羽根１３によって撹拌されつつ、給気口１６から供給された加温空気によって加熱される。発酵槽１０内部では汚泥に含まれる水分が蒸発するとともに供給された酸素によって好気発酵処理が促進され、高温の発酵温度で安定した発酵処理が維持されるようになる。
【００３５】
上部加温送風機構に備えたブロワーファン２１から供給される空気がヒータ２２によって７０℃から８０℃に加温された後に、給気口１５から発酵槽１０内に供給される。
【００３６】
上部加温送風機構から供給される加温空気は、主に発酵槽１０で生じたアンモニアや硫黄系の臭気ガスを脱臭装置５０に向けて搬送するとともに、有機性汚泥から水蒸気として水分を除去するために用いられ、発酵槽１０内部で臭気ガス、水蒸気及び粉塵を伴った約５０℃から６０℃に低下した加温空気が脱臭装置５０に投入される。
【００３７】
脱臭装置５０で気液接触して脱臭され、４０℃から５０℃に減温された被処理ガスの一部が循環供給路２８を介して上部加温送風機構に循環供給され、残りが中濃度脱臭塔８０及び活性炭吸着塔９０を経て大気開放される。
【００３８】
循環供給路２８を介して循環供給された４０℃から５０℃の加温空気は、上部加温送風機構によって外気と混合された後にヒータ２２によって７０℃から８０℃に加温されて再び発酵槽１０に供給される。
【００３９】
発酵槽１０から排気され脱臭装置５０で減温された湿潤状態の空気であっても、循環供給路２８を介して循環されてヒータ２２によって加熱されることにより飽和水蒸気圧が上昇するため、発酵槽１０内で生じる水蒸気を槽外に効率的に持ち出すことができるようになる。
【００４０】
つまり、脱臭装置５０から排気された加温空気の一部を発酵槽１０に循環供給することによって、発酵槽に給気される加温空気量の総量を軽減できるようになるとともに、循環供給された空気は加温送風機構で加温され飽和水蒸気圧が高い状態となって発酵槽に供給されるので、加温送風機構等に要するエネルギーコストが常温の空気を加熱する場合に比べて大きく低減でき、加温空気量の総量の低減によって脱臭のための次亜塩素酸ソーダ等の薬品コストも低減できるようになり、薬品コストやエネルギーコストなどのランニングコストは約１／２に低減できるようになる。
【００４１】
図２には脱臭装置５０が示されている。所謂スクラバー方式の脱臭処理装置５０で、発酵槽１０から排出される臭気ガス及び水蒸気を含む被処理ガスを案内する給気部５２と、脱臭処理液を供給する給液部５４と、給気部５２から案内された脱臭対象ガスを給液部５４から供給された脱臭処理液に圧入することにより気液混合して脱臭処理する気液混合部５８ｂ，５８ｄと、気液混合部５８ｂ，５８ｄで脱臭処理に用いられた脱臭処理液を排出する排液部５５と、気液混合部５８ｂ，５８ｄで脱臭された被処理ガスを排気する排気部５３とを備えている。図中、符号５６は、メンテナンス時などに脱臭処理液を装置内から排出するためのドレンバルブである。
【００４２】
脱臭装置５０は、上壁５１ａ、左側壁５１ｂ、右側壁５１ｃ、底壁５１ｄ、表壁(図示せず)及び裏壁(図示せず)で覆われ、内部空間は仕切壁５９ａ，５９ｂ，５９ｃ，５９ｄで区画されている。
【００４３】
仕切壁５９ａ，５９ｂ，５９ｃ，５９ｄの下端と底壁５１ｄとの間にそれぞれ連通路５７ａ，５７ｂ，５７ｃ，５７ｄが形成され、仕切壁５９ｂと上壁５１ａとの間に連通路５７ｅが形成されている。
【００４４】
給液部５４から供給された脱臭処理液は、連通路５７ａ，５７ｂ，５７ｃ，５７ｄを流れて、堰５９ｅを溢流して排液部５５から流出する。給気部５２から流入した加温空気である被処理ガスは、その直下の流入空間５８ａを下方に流れて脱臭処理液との気液境界面に到達し、気液境界面を押し下げて仕切壁５９ａを越えて気液混合部５８ｂに流入する。
【００４５】
このとき、気液混合部５８ｂでは、被処理ガスによって小さな水滴となって巻き上げられた脱臭処理液と被処理ガスとの接触が促進されて効率的に気液混合され、被処理ガス中の臭気成分、水蒸気、微粒子が脱臭処理液に捕捉されると同時に被処理ガスの保有温度が脱臭処理液との接触によって１０℃程度低下する。
【００４６】
さらに、気液混合部５８ｂの上方空間に上昇した被処理ガスは連通路５７ｅを通過して、再度その直下の流入空間５８ｃを下方に流れて脱臭処理液との気液境界面に到達し、気液境界面を押し下げて仕切壁５９ｃを越えて気液混合部５８ｄに流入し、気液混合部５８ｂと同様にして気液混合部５８ｄでも被処理ガス中の臭気成分、水蒸気、微粒子が脱臭処理液に捕捉される。
【００４７】
気液混合部５８ｄの上方空間に上昇した被処理ガスは、連通路５８ｅを通過して気液分離部６０に流入し、メッシュや波板等で構成されたミストセパレーター５９ｆと接触して、脱臭処理液や水分等のミストが分離された後に、排気部５３から排気される。
【００４８】
仕切壁５９ａの下端が仕切壁５９ｃの下端よりも低くなるように設定され、仕切壁５９ｂの下端が仕切壁５９ａの下端より低くなるように設定されている。さらに仕切壁５９ｃの下端が堰５９ｅの高さより低くなるように、また仕切壁５９ｄの下端が仕切壁５９ｃの下端より低くなるように設定されている。
【００４９】
流入空間５８ａを挟んで給気部５２と給液部５４が対向配置され、気液境界面に作用する被処理ガスの圧力と脱臭処理液の圧力が均衡し、気液境界面が脈動しないように調整されている。そのため、仕切壁５９ａの下端から被処理ガスが素通りして気液混合機会が喪失するようなことがないように構成されている。
【００５０】
気液混合部５８ｄで気液接触した後の脱臭処理液は、連通路５７ｄを流れて堰５９ｅを溢流した後に排液部５５から排出される。気液混合部５８ｂ、５８ｄで気液混合して気泡が混入した脱臭処理液から気泡が抜ける際に発砲しやすくなる。そこで、発泡が気液混合部５８ｄの上方空間に達しないように、堰５９ｅの上流側が仕切壁５９ｄで仕切られ、専ら仕切壁５９ｄの下流側で発砲するように構成されている。
【００５１】
図４には、発酵脱臭システムが組み込まれたし尿処理設備１が示されている。
当該し尿処理設備１は、搬入されたし尿や浄化槽汚泥を受け入れて前処理を行なう前処理設備２と、前処理されたし尿等を生物処理によって浄化する生物処理設備３と、生物処理された後の被処理水を放流に適した状態に後処理する後処理設備４と、生物処理等で発生した余剰汚泥等を処理する汚泥処理設備５とを備えている。
【００５２】
前処理設備２は、受入槽２Ａと貯留槽２Ｃと予備貯留槽２Ｄを備え、受入槽２Ａと貯留槽２Ｃの間に前処理装置２Ｂが設置されている。
【００５３】
し尿収集車両等によって搬入されたし尿等の汚水は、先ず受入槽２Ａに投入され、カッター付きポンプによって固形物が粉砕されながら、前処理装置２Ｂに送られ、その後、生物処理に適さないし渣等の固形異物が前処理装置２Ｂによって除去された後、貯留槽２Ｃまたは予備として設けられた予備貯留槽２Ｄに貯留される。
【００５４】
そして、貯留槽２Ｃに貯留された汚水は、ポンプによって生物処理設備３に送水される。生物処理設備３には、例えば深層反応槽３Ａ、硝化槽３Ｂ、二次脱窒素槽３Ｃ及び返送汚泥槽３Ｅが順に設置されている。
【００５５】
貯留槽２Ｃから送水される汚水は、先ず深層反応槽３Ａに導かれる。深層反応槽３Ａは１０ｍ程度の深さの生物処理槽で、その上部に循環ポンプ槽３ａが連設されている。循環ポンプ槽３ａからポンプで引き抜かれた一部の汚水が深層反応槽３Ａに循環供給され、その循環経路にエジェクタ機構が組み込まれて循環汚水と共に空気が供給されるように構成されている。
【００５６】
エジェクタ機構に連通する空気供給経路にバルブが設置され、バルブの開度を周期的に制御することにより、循環汚水と共に供給される空気量が調整され、深層反応槽３Ａ内で脱窒素処理に適した無酸素状態と硝化処理に適した好気状態とが数時間間隔で切り替え可能に構成されている。例えば、１時間の嫌気処理と２時間の好気処理を繰り返すようにバルブが開閉され、嫌気処理と好気処理が３時間周期で繰り返される。
【００５７】
深層反応槽３Ａは、槽底付近で水圧が高く酸素の溶存効率が高くなり、高効率の処理ができる。そのため、流入する汚水の負荷が高くても希釈水を供給する必要は無い。つまり、深層反応槽３Ａは硝化脱窒素処理装置として機能する。
【００５８】
深層反応槽３Ａで嫌気処理と好気処理を繰り返し処理された汚水は、その後、硝化槽３Ｂに移送されて硝化処理される。好気状態に維持される硝化槽３Ｂでは、好気性微生物によってアンモニアが硝化、つまり硝酸イオン及び亜硝酸イオンに分解される。
【００５９】
硝化槽３Ｂで硝化処理された汚水は、二次脱窒素槽３Ｃに供給される。嫌気状態に維持される二次脱窒素槽３Ｃでは、脱窒素処理、つまり硝酸イオン及び亜硝酸イオンが、嫌気性微生物によって窒素に還元され脱気される。
【００６０】
二次脱窒素槽３Ｃで脱窒素処理された汚水は、その後、膜分離槽３Ｄに移送される。膜分離槽３Ｄには、膜分離装置３Ｆが浸漬設置されており、槽内の汚水は膜分離装置３Ｆに接続されたポンプで吸引され、膜分離装置３Ｆによって固液分離された被処理水が、後処理設備４に送水される。
【００６１】
後処理設備４には、混和槽４Ａと凝集槽４Ｂと凝集膜分離槽４Ｃが設置されている。膜分離装置３Ｆによって固液分離された被処理水には、コロイド状の微細な浮遊物質が固液分離されずに残存している。そのため、後処理設備４に送水された被処理水には、まず鉄系無機凝集剤が添加されて混和槽４Ａで混和され、苛性ソーダ等の添加によりｐＨ調整された凝集槽４Ｂに送水されて凝集処理される。
【００６２】
その後、凝集膜分離槽４Ｃで膜分離され、高度処理設備６に送られる。高度処理設備６に送られた被処理水は、例えば活性炭吸着処理によりＣＯＤや着色成分が吸着除去され、さらに次亜塩素酸等によって滅菌された後に、河川等に放流される。なお、凝集汚泥は汚泥処理設備５に送られ、余剰汚泥とともに処理される。
【００６３】
生物処理設備３の膜分離槽３Ｄに溜まった汚泥は、返送汚泥槽３Ｅに送られた後、その一部がポンプによって汚泥返送路３ｂ，３ｃを介して深層反応槽３Ａの循環ポンプ槽３ａに返送され、余剰汚泥は汚泥脱水設備５Ａに送られる。
【００６４】
汚泥返送路３ｂは途中で脱臭装置５０の給液部５４と接続され、排液部５５と汚泥返送路３ｃが接続されている。汚泥返送路３ｂが返送汚泥槽３Ｅからの返送汚泥が脱臭処理液として脱臭装置５０に送られる給液路となり、脱臭処理後に循環ポンプ槽３ａに返送される汚泥返送路３ｃが返送路となる。脱臭装置５０で脱臭処理液に捕捉された臭気ガス成分であるアンモニアが脱臭処理液とともに深層反応槽３Ａに返送されて硝化脱窒素処理される。
【００６５】
汚泥脱水設備５Ａに送られた余剰汚泥や、前処理後に固液分離された浄化槽汚泥の固形分は、鉄系無機凝集剤や高分子凝集剤等の凝集剤が添加された後に脱水処理され、脱水された汚泥が有機性汚泥として発酵設備３０に投入される。
【００６６】
微生物を用いた硝化脱窒素処理で硝化及び脱窒素処理された後のアンモニア濃度の低い返送汚泥が脱臭処理液として給液部に供給されるので、脱臭対象ガスに含まれるアンモニア成分が脱臭処理液に十分に溶解されるようになる。
【００６７】
その後、脱臭処理液は硝化脱窒素処理設備に循環供給されて硝化脱窒素処理されるので、脱臭処理液にアンモニアが溶解していても本来的に適切に硝化及び脱窒素処理される。しかも、脱臭装置で熱交換され加温された脱臭処理液である返送汚泥が硝化脱窒素処理槽に返送されるので、硝化脱窒素処理槽が良好な温度に調整され、特に冬季に硝化脱窒素効率が大きく向上するようになる。
【００６８】
以下、別実施形態を説明する。
上述した実施形態では、脱臭装置５０で気液接触して脱臭された被処理ガスの一部が循環供給路２８を介して上部加温送風機構に循環供給される例を説明したが、脱臭された被処理ガスの一部が循環供給路を介して下部加温送風機構に循環供給されるように構成してもよく、上部加温送風機構と下部加温送風機構の双方に供給してもよい。尚、被処理ガスの一部を加温送風機構に循環供給する場合、下部加温送風機構よりも加温温度が高く、常時稼働している上部加温送風機構に循環供給する方が好ましい。
【００６９】
図５に示すように、脱臭装置５０は、脱臭処理液に鉄系無機凝集剤を添加する凝集剤供給機構を備えていることが好ましい。
【００７０】
脱臭対象ガスに含まれる硫黄系臭気ガスが、給液部５４から供給された脱臭処理液と気液混合部５８ｂ，５８ｄで気液混合される際、凝集剤供給機構によって供給された鉄系無機凝集剤と反応して、不溶性の硫化鉄または硫黄として析出するようになり、脱臭処理液中にトラップされる。
【００７１】
硫黄系臭気ガスとは、例えば、硫化水素、二硫化メチル、硫化メチル、メルカプタン等の硫黄化合物で、し尿や浄化槽汚泥に含まれ、発酵設備で発酵処理する際に加温ガスとともに排出される臭気ガス成分の一部となる。
【００７２】
なお、凝集剤供給機構によって脱臭処理液に添加される鉄系無機凝集剤として、硝化脱窒素処理された後の余剰汚泥の固液分離液に添加された余剰の鉄系無機凝集剤を含む凝集汚泥を用いることも可能で、その場合には脱臭処理装置専用の鉄系無機凝集剤を準備する必要がなく、ランニングコストをさらに低減できるようになる。
【００７３】
脱臭装置５０の上壁５１ａのうち気液混合部５８ｂの上方に凝集剤投入部６１を備えて、凝集剤投入部６１から鉄系無機凝集剤を添加する凝集剤供給機構を設けることができる。凝集剤供給機構として、例えばポリ硫酸第二鉄のような鉄系無機凝集剤が充填されたタンクとタンクから鉄系無機凝集剤を供給する供給管と、流量調整が可能なダイヤフラムポンプなどで構成することができる。鉄系無機凝集剤として、ポリ硫化第二鉄（ポリ鉄）以外に、塩化第二鉄、硫酸第一鉄、硫酸第二鉄等を用いることができる。
【００７４】
脱臭装置５０に凝集剤投入部６１を設けることなく、図４に示した汚泥返送路３ｂに鉄系無機凝集剤を添加するような凝集剤供給機構を設けてもよい。
【００７５】
脱臭装置５０によって臭気ガスが除去された脱臭対象ガスの一部は、他の中濃度臭気と共に、中濃度脱臭塔８０、さらに活性炭吸着塔９０で脱臭処理され、大気開放される。
【００７６】
硝化脱窒素処理のために深層反応槽３Ａを採用したし尿処理設備１を説明したが、硝化脱窒素処理を行なう生物処理槽は深層反応槽３Ａに限るものではなく、公知の硝化処理槽及び脱窒素処理槽を個別に設けて構成してもよい。
【００７７】
以上説明したように、上述の発酵脱臭システムにより、有機性汚泥を発酵槽内で発酵処理する発酵工程と前記発酵工程に加温空気を供給する加温送風工程と、前記発酵工程で発生する臭気ガスを脱臭する脱臭工程とを備えた発酵脱臭方法が実行される。
【００７８】
当該脱臭工程は、発酵工程で発生する臭気ガス及び水蒸気を含む被処理ガスを給気部に案内する給気工程と、脱臭処理液を供給する給液工程と、給気工程で案内された脱臭対象ガスと給液工程で供給された脱臭処理液とを気液混合して脱臭処理する気液混合工程と、気液混合工程で脱臭処理に用いられた脱臭処理液を排出する排液工程と、気液混合工程で脱臭された被処理ガスを排気する排気工程と、を備えて構成されている。
【００７９】
そして、脱臭工程で排気された被処理ガスの少なくとも一部を冷却することなく加温送風工程に循環供給する循環供給工程が実行される。
【００８０】
また、有機性汚泥は、し尿または浄化槽汚泥の液分を生物処理する硝化脱窒素処理工程で生じた余剰汚泥、またはし尿・浄化槽汚泥の固形分を含み、給液工程は硝化脱窒素処理工程で循環供給される返送汚泥を脱臭処理液として給液路を介して給液する工程であり、排液工程は気液混合工程で脱臭処理に用いられた脱臭処理液を硝化脱窒素処理工程に返送路を介して返送する工程である。さらに、脱臭工程は、脱臭処理液に鉄系無機凝集剤を添加する凝集剤供給工程を備えている。
【００８１】
上述した実施形態は本発明の一態様であり、該記載により本発明が限定されるものではなく、各部の具体的な構造、サイズ、材料などは本発明の作用効果が奏される範囲で適宜変更設計可能であることはいうまでもない。
【符号の説明】
【００８２】
１：し尿処理施設
１０：発酵槽
２０：加温送風機構
２１，２３：ブロワーファン
２２，２４：ヒータ
２５：誘引ファン
３０：発酵設備
１００：発酵脱臭システム
【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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