(57)【要約】【課題】メタン発酵後の消化廃液処理方法で、消化廃液に凝集剤を添加して脱水した薬注脱水ろ液を、アンモニアストリッピング装置で処理する際に、薬注脱水ろ液中の未反応の凝集剤と浮遊物質とが、アンモニアストリッピング装置の放散塔内部でスチーム熱により再凝集し、沈殿物による閉塞の結果、内部圧力上昇により連続運転が困難になる。本発明の目的は、この再凝集を防止する消化廃液処理方法を提供することにある。【解決手段】薬注脱水ろ液の加熱処理をして、未反応の凝集剤と浮遊物質を少なくしてから、アンモニアストリッピング装置に投入する。この加熱処理には、温度の高いメタン発酵後の消化廃液を熱源として、薬注脱水ろ液への熱交換が利用できる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
メタン発酵後の消化廃液処理において、消化廃液に凝集剤を添加して脱水した後の薬注脱水ろ液を、加熱処理してから、アンモニアストリッピング装置に投入して処理を行うことを特徴とする消化廃液処理方法。
【請求項２】
請求項１に記載の消化廃液処理方法において、薬注脱水ろ液への加熱処理を、メタン発酵後の消化廃液の廃熱を利用して熱交換することを特徴とする消化廃液処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はメタン発酵後の消化廃液の排熱の有効利用、および畜産廃棄物処理における薬注脱水の効率化に関する。
【０００２】
【従来の技術】
平成１１年に「家畜排泄物の管理の適正化及び利用の促進に関する法律」が公布された。これにより、家畜排泄物の適正な処理利用技術の開発および普及が強く求められている。メタン発酵は家畜排泄物の処理ができ、エネルギーとしてのメタンガスを取り出せる。現在は、高負荷、高温（５５℃程度）で処理することにより、効率的にメタンガスの生産が可能になっている。家畜排泄物のプラントとしては、例えば、酪農学園大学や町村牧場などで現在稼動中である。しかし、メタン発酵を行なった後には消化廃液が残る。この消化廃液には、臭気やＢＯＤは若干下がっているものの、大部分の成分が残留しており、消化廃液の処理が必要となる。
【０００３】
この消化廃液の処理にはいくつかフローが考えられている（例えば特許文献１参照）。代表的な従来の消化廃液処理の構成例を示すフロー図を図２に示す。以下に、その処理工程の概要を説明する。
この図において、まず、メタン発酵槽１から消化廃液１０１を引抜いて消化廃液貯留槽３に貯留する。次に、消化廃液１０１を消化廃液貯留槽３から凝集混和槽４に送る。凝集混和槽４は前段の高速攪拌混和槽４ａと後段の緩速攪拌混和槽４ｂとから成る。高速攪拌混和槽４ａに入った消化廃液１０１に凝集剤貯留タンク５から凝集剤１０２を加えて高速攪拌を行う。その後、凝集混和槽４後段の緩速攪拌混和槽４ｂで緩速攪拌を行い凝集を起こさせる。それから、消化廃液１０１を脱水機６に投入し、薬注脱水ケーキ１０３と薬注脱水ろ液１０４に固液分離する。薬注脱水ろ液１０４は薬注脱水ろ液貯留槽７に貯留される。
【０００４】
薬注脱水ろ液貯留槽７の薬注脱水ろ液１０４はアンモニアストリッピング装置８に投入される。アンモニアストリッピング装置８の放散塔上部から薬注脱水ろ液貯留槽７内の薬注脱水ろ液１０４を流入させ、放散塔下部からボイラー９によるスチーム１０５を送り込む。放散塔内部は気液反応を促進するための充填物が入っている。薬注脱水ろ液１０４中のアンモニア成分はスチーム（気相）側に移行し、アンモニアを含んだスチーム１０６は最終的には排ガス処理装置で処理される。アンモニア成分を脱気された脱水ろ液１０７は、処理水として処理水貯留槽１０に貯留され、その後、活性汚泥処理に使用される。
【０００５】
【特許文献１】
公開特許公報  特開平６−３４３９９４号
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
薬注脱水ろ液貯留槽７内の薬注脱水ろ液１０４をアンモニアストリッピング装置８に投入すると、薬注脱水ろ液１０４と高温のスチーム１０５が接触する。この時、スチーム１０５の熱により薬注脱水ろ液１０４が加熱された状態になる。薬注脱水ろ液１０４には未反応の凝集剤１０８と、浮遊物質１０９が含まれており、加熱状態においては、未反応の凝集剤１０８と浮遊物質１０９とが反応して、再凝集が生じる。この結果、アンモニアストリッピング装置８の放散塔内部では、再凝集により生じた沈殿物の蓄積で内部が閉塞してしまい、その結果、内部圧力が上昇する。この放散塔の内部圧力が上昇すると、連続運転が困難になるだけでは無く、他の機器類への負荷も大きくなる。このように、薬注脱水ろ液中に未反応の凝集剤１０８と浮遊物質１０９とがあることは、アンモニアストリッピング装置によるアンモニア除去を考える場合、再凝集という大きな問題が生じる可能性が高い。
【０００７】
本発明は、メタン発酵後の消化廃液処理方法において、消化廃液に凝集剤を添加して脱水した薬注脱水ろ液を、アンモニアストリッピング装置に投入して処理する際に、未反応の凝集剤と浮遊物質とによる再凝集を防止する消化廃液処理方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、メタン発酵後の消化廃液処理において、消化廃液に凝集剤を添加して脱水した後の薬注脱水ろ液を、加熱処理してから、アンモニアストリッピング装置に投入して処理を行うこととする（請求項１）。また、上記の薬注脱水ろ液への加熱処理を、メタン発酵後の消化廃液の廃熱を利用して熱交換することとする（請求項２）。
薬注脱水ろ液中の未反応の凝集剤と浮遊物質とは、加熱処理により凝集反応が進行し、その結果沈殿を生じる。この熱源としてはヒ−タや燃料なども考えられるが、この処理システムではメタン発酵による廃熱を利用できる。この加熱処理で沈殿物を除去した後のろ液は、未反応の凝集剤と浮遊物質が少ない。従って、この沈殿物除去後のろ液を高温のスチームとろ液が反応するアンモニアストリッピング装置に投入しても、再凝集を防止できるため、放散塔内部が閉塞する可能性は低い。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施例として、消化廃液処理の構成例を示すフロー図を図１に示す。以下に、その処理工程の概要を説明する。
この図において、まず、メタン発酵槽１（温度５５℃）から消化廃液１０１を引抜く際に熱交換器２を通す。熱交換器２を通過した消化廃液１０１は消化廃液貯留槽３に貯留する。次に、消化廃液１０１を消化廃液貯留槽３から凝集混和槽４に送る。凝集混和槽４は前段の高速攪拌混和槽４ａと後段の緩速攪拌混和槽４ｂとから成る。高速攪拌混和槽４ａに入った消化廃液１０１に凝集剤貯留タンク５から凝集剤１０２を加え、高速攪拌を行う。その後、凝集混和槽４後段の緩速攪拌混和槽４ｂで緩速攪拌を行い凝集を起こさせる。それから、消化廃液１０１を脱水機６に投入し、薬注脱水ケーキ１０３と薬注脱水ろ液１０４に固液分離する。薬注脱水ろ液１０４は薬注脱水ろ液貯留槽７に貯留される。
【００１０】
薬注脱水ろ液貯留槽７は、熱交換器２によって消化廃液１０１と薬注脱水ろ液１０４との熱交換を行うことによって、メタン発酵槽１と同程度に加温されている。ここでは加温によって未反応の凝集剤１０８と浮遊物質１０９を反応・沈殿させる。アンモニアストリッピング装置８の放散塔上部から薬注脱水ろ液貯留槽７内の上澄液１１０を流入させ、放散塔下部からボイラー９によるスチーム１０５を送り込む。放散塔内部は気液反応を促進するための充填物が入っている。薬注脱水ろ液１０４中のアンモニア成分はスチーム（気相）側に移行し、アンモニアを含んだスチーム１０６は最終的には排ガス処理装置で処理される。アンモニア成分を脱気された脱水ろ液１０７は、処理水として処理水貯留槽１０に貯留され、その後、活性汚泥処理に使用される。
【００１１】
【発明の効果】
本発明によれば、薬注脱水ろ液をアンモニアストリッピング装置に投入する際の、未反応の凝集剤と浮遊物質の再凝集を抑止できる効果がある。この効果からアンモニアストリッピング装置の放散塔内部の閉塞を抑止でき、安定的に長期運転が可能となる。また、コスト高となる凝集剤の添加量も低減できるという波及効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の消化廃液処理の構成例を示すフロー図
【図２】従来の消化廃液処理の構成例を示すフロー図
【符号の説明】
１：    メタン発酵槽
２：    熱交換器
３：    消化廃液貯留槽
４：    凝集混和槽
４ａ：    高速攪拌混和槽
４ｂ：    緩速攪拌混和槽
５：    凝集剤貯留タンク
６：    脱水機
７：    薬注脱水ろ液貯留槽
８：    アンモニアストリッピング装置
９：    ボイラー
１０：    処理水貯留槽
１０１：    消化廃液
１０２：    凝集剤
１０３：    薬注脱水ケーキ
１０４：    薬注脱水ろ液
１０５：    スチーム
１０６：    アンモニアを含んだスチーム
１０７：    アンモニア成分を脱気された脱水ろ液
１０８：    未反応の凝集剤
１０９：    浮遊物質
１１０：    薬注脱水ろ液貯留槽の上澄液
【図１】
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【図２】
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