(57)【要約】【課題】有機性廃液の嫌気性処理において、効率的に汚泥の溶解性を向上させると同時に、汚泥中に存在するリンを溶出させ、消化ガスの発生を促進し、処分汚泥量の低減をはかるとともに、リンを回収する。【解決手段】流入する有機性廃液中の固形物を分散させ、分散後の有機性廃液中の有機物を改質し、改質後の有機性廃液を固形物と溶液に分離する。分離後の固形物を嫌気性消化槽に導入して嫌気性消化を行なうとともに、分離後の溶液からリンを回収する。嫌気性消化槽の消化汚泥を引き抜き、引き抜いた消化汚泥に分散および改質の処理を加えてもよい。また、引き抜いた消化汚泥の固液分離を行ない、得られた濃縮汚泥に分散および改質の処理を加えるようにしてもよい。【選択図】        図１３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
嫌気性消化を行なう有機性廃液の処理方法であって、
流入する有機性廃液、嫌気性消化を行なう工程から引き抜かれた消化汚泥、および該消化汚泥を固液分離したのちの固形物である濃縮汚泥の少なくともひとつ、あるいは該有機汚泥、消化汚泥または濃縮汚泥の混合物中の固形物の少なくとも一部分を分散させる分散処理工程と、
該分散処理後の有機性廃液、消化汚泥または濃縮汚泥、あるいは該有機汚泥、消化汚泥または濃縮汚泥の混合物中の有機物を改質する改質処理工程と、
該改質処理後の有機性廃液、消化汚泥または濃縮汚泥、あるいは該有機汚泥、消化汚泥または濃縮汚泥の混合物を溶液と固形物とに分離する分離工程と、
該分離工程後の固形物を嫌気性消化を行なう工程
とを含む方法。
【請求項２】
前記分離工程後の前記溶液からリンを回収するリン回収工程とをさらに含む請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記リン回収工程において、リンを固形状のリン酸カルシウムとして回収する請求項２記載の方法。
【請求項４】
前記嫌気性消化を行なう工程における消化汚泥の濃度、ｐＨ、嫌気度および消化汚泥の微生物活性のうち少なくとも１つを計測し、該計測結果に応じて前記分散処理または前記改質処理を制御する請求項１、２または３記載の方法。
【請求項５】
前記流入する有機性廃液の固形物濃度、ｐＨおよび嫌気度のうち少なくとも１つを計測し、該計測結果に応じて前記分散処理または前記改質処理を制御する請求項１、２、３または４記載の方法。
【請求項６】
前記分散処理または前記改質処理において、処理中または処理後の有機性廃液、消化汚泥または濃縮汚泥、あるいは該有機汚泥、消化汚泥または濃縮汚泥の混合物について、有機物濃度、固形物濃度、ｐＨ、嫌気度および微生物活性のうち少なくとも１つを計測し、該計測結果に応じて、前記分散処理または前記改質処理を制御する請求項１、２、３、４または５記載の方法。
【請求項７】
前記改質処理後の有機性廃液、消化汚泥または濃縮汚泥、あるいは該有機汚泥、消化汚泥または濃縮汚泥の混合物に対して、もしくは
前記改質処理後の有機性廃液、消化汚泥または濃縮汚泥、あるいは該有機汚泥、消化汚泥または濃縮汚泥の混合物から分離した溶液中に対して
リン濃度を計測し、該計測結果に応じて前記分散処理または前記改質処理を制御する請求項２、３、４、５または６記載の方法。
【請求項８】
前記改質処理後の有機性廃液、消化汚泥または濃縮汚泥、あるいは該有機汚泥、消化汚泥または濃縮汚泥の混合物に対して、もしくは
前記改質処理後の有機性廃液、消化汚泥または濃縮汚泥、あるいは該有機汚泥、消化汚泥または濃縮汚泥の混合物から分離した溶液中に対して
リン濃度を計測し、該計測結果に応じて前記リン回収工程を制御する請求項２、３、４、５、６または７記載の方法。
【請求項９】
嫌気性消化を行なう装置を備える有機性廃液の処理装置であって、
流入する有機性廃液、該嫌気性消化を行なう装置から引き抜かれた消化汚泥、および該消化汚泥を固液分離したのちの固形物である濃縮汚泥の少なくともひとつ、あるいは該有機汚泥、消化汚泥または濃縮汚泥の混合物における固形物の少なくとも一部分を分散させる分散処理装置と、
該分散処理装置で処理されたのちの有機性廃液、消化汚泥および濃縮汚泥の少なくともひとつ、あるいは該有機汚泥、消化汚泥または濃縮汚泥の混合物中の有機質を改質する改質処理装置と、
該改質処理装置で処理されたのちの有機性廃液、消化汚泥または濃縮汚泥、あるいは該有機汚泥、消化汚泥または濃縮汚泥の混合物を溶液と固形物に分離する分離装置と、
該分離装置で処理されたのちの固形物を前記嫌気性消化を行なう装置に導入する導入装置
とを備える装置。
【請求項１０】
前記分離装置で処理されたのちの前記溶液からリンを回収するリン回収装置をさらに備える請求項９記載の装置。
【請求項１１】
前記リン回収装置において、リンを固形状のリン酸カルシウムとして回収する手段を備える請求項１０記載の装置。
【請求項１２】
前記嫌気性消化を行なう装置内の消化汚泥の濃度、ｐＨ、嫌気度および消化汚泥の微生物活性のうち少なくとも１つを計測するための計測装置と、該計測装置の計測結果に応じて前記分散処理または前記改質処理を制御するコントローラとを備える請求項９、１０または１１記載の装置。
【請求項１３】
前記流入する有機性廃液の固形物濃度、ｐＨおよび嫌気度のうち少なくとも１つを計測するための計測装置と、該計測装置の計測結果に応じて前記分散処理または前記改質処理を制御するコントローラとを備える請求項９、１０、１１または１２記載の装置。
【請求項１４】
前記分散処理または前記改質処理において、処理される有機性廃液、消化汚泥または濃縮汚泥、あるいは該有機汚泥、消化汚泥または濃縮汚泥の混合物について、有機物濃度、固形物濃度、ｐＨ、嫌気度または活性のうち少なくとも１つを計測するための計測装置と、該計測装置の計測結果に応じて前記分散処理または前記改質処理を制御するコントローラとを備える請求項９、１０、１１、１２または１３記載の装置。
【請求項１５】
前記改質処理後の有機性廃液、消化汚泥または濃縮汚泥、あるいは該有機汚泥、消化汚泥または濃縮汚泥の混合物に対して、もしくは
前記改質処理後の有機性廃液、消化汚泥または濃縮汚泥、あるいは該有機汚泥、消化汚泥または濃縮汚泥の混合物から分離した溶液中に対して
リン濃度を計測するための計測手段と、該計測手段の計測結果に応じて前記分散処理または前記改質処理を制御するコントローラとを備える請求項１０、１１、１２、１３または１４記載の方法。
【請求項１６】
前記改質処理後の有機性廃液、消化汚泥または濃縮汚泥、あるいは該有機汚泥、消化汚泥または濃縮汚泥の混合物に対して、もしくは
前記改質処理後の有機性廃液、消化汚泥または濃縮汚泥、あるいは該有機汚泥、消化汚泥または濃縮汚泥の混合物から分離した溶液中に対して
リン濃度を計測する計測手段と、該計測手段の計測結果に応じてリン回収装置の運転を制御するコントローラとを備える請求項１０、１１、１２、１３、１４、または１５記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機性廃液の処理方法および処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
食品などの製造プロセスからの廃液、下廃水処理プロセスで排出される有機性汚泥あるいは人畜のし尿など、スラリー状の高濃度有機性廃液の処理には、嫌気性微生物を用いた嫌気性消化と呼ばれる処理方法が広く実施されている。この嫌気性消化では、廃液中の有機物は微生物の作用により、固形物の溶解、有機酸生成、メタン生成のプロセスを経て、最終的にはメタンガスに変換される。このメタンガスは燃料や発電原料として利用できるため、エネルギー生産型の処理方法として注目されている。
【０００３】
しかし、この嫌気性消化においては、固形物の溶解から有機酸生成、メタン生成までの微生物の作用が遅く、処理に長時間を要するため装置、とくに嫌気性消化を行なう消化槽が大型化するという欠点がある。
【０００４】
さらに、処理すべき流入廃液中には、紙や木材などに由来する繊維質や微生物の細胞壁など、嫌気性微生物によって溶解され難い固形物、すなわち難溶解性物質が含まれる場合が多い。この難溶解性物質は、固形物の溶解および有機酸生成の過程でも溶解されずに残存するため、メタンガスに変換されることなく未分解の汚泥として消化槽から引き抜かれ、焼却などの方法でエネルギーを投入して処分される。現状の嫌気性消化では、流入廃液中の固形物の約５０％が溶解できずに引き抜き処分されており、その結果、メタンガスとしてのエネルギー回収も５０％程度にとどまっている。したがって、流入廃液中の有機物からのエネルギー回収率を高め、処分する汚泥の量を減らすには、流入廃液中や消化汚泥中に存在する難溶解性物質を溶解させ、メタンガスへの変換を促進することが課題である。
【０００５】
これら難溶解性物質の溶解には、難溶解性物質を易溶解性物質ヘ改質する、すなわち嫌気性消化槽内の微生物にとって溶解可能な物質に改質し、それを微生物によって溶解させることが有効であり、効率的な易溶解性物質への改質方法、改質装置が重要である。
【０００６】
また、近年、リンの採掘年数に限界があることが明らかとなり、リン資源の再利用が重要視されている。有機性廃液、特に下廃水処理プロセスで発生する有機汚泥にはリンが比較的高濃度で含まれている場合があり、この有機汚泥中からリンを溶出させ、回収し、再利用するための方法、装置が重要となっている。
【０００７】
嫌気性消化において固形物の溶解性を増大し、メタンガスへの変換を向上する方法として、特許文献１には、嫌気性消化槽から引き抜いた消化汚泥をオゾン処理または高圧パルス放電処理により改質し、この処理汚泥を嫌気性消化槽に戻す処理方法が記載されている。このような処理方法においては処理すべき廃液を被処理液路から投入し、嫌気性消化槽で消化処理を行なう。嫌気性消化槽の汚泥は連絡路を通って膜分離装置へ輸送され、濃縮汚泥と処理液に分離される。膜分離装置で分離された汚泥は返送汚泥路によって嫌気性消化槽へ返送されるが、その一部は濃縮液取出路を通って改質槽へ送られ、ここでオゾン処理を行なった後、改質汚泥路を介して嫌気性消化槽に返送される。
【０００８】
また、廃水処理プロセスにて発生する有機汚泥からリンを溶出させ回収する試みの例が、たとえば非特許文献１に開示されている。ここでは、下水処理場の活性汚泥を７０〜９０℃で最大１２０分間加熱処理することにより、活性汚泥中のリン成分を液相中に溶出させた結果が開示されている。
【０００９】
【特許文献１】
特開平９−２０６７８５号公報（第２−３頁、第１図）
【非特許文献１】
大竹久夫、他４名，「バイオレメディエーション技術を活用する汚染環境の修復  リン資源の循環再利用のためのバイオテクノロジー」，環境科学会誌，社団法人環境科学会，平成１１年，第１２巻，第４号，ｐ．４３３〜４４１
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１のオゾンを用いた従来技術では、汚泥の溶解性を向上させるためだけに汚泥のオゾン処理を行なっており、このオゾン処理において、汚泥中に含まれるリンを液相中に溶出させる効果についてはまったく示されていない。一方、非特許文献１の下水汚泥からのリン回収に関する従来技術では、加熱処理によって汚泥中のリン成分を液相中に溶出させているが、この加熱処理はリン溶出のためだけに行なわれており、汚泥を加熱処理することによるリン溶出以外の効果はまったく示されていない。したがって、汚泥からエネルギーとリンを同時に回収するための処理方法および処理装置についてはこれまでまったく開示されておらず実現するための方法、装置は全く存在しない。
【００１１】
また、嫌気性消化槽内の汚泥は、種々の微生物や有機ポリマーなどが高度に密集し汚泥フロックを形成している。ところが、前記のオゾンを用いた従来技術では、消化汚泥中の固形物に対し直接オゾン処理を行なっているため、オゾンがこの汚泥フロックの内部にまで浸透できず、オゾンは汚泥固形物の表面とのみ反応することになる。その結果、このようなオゾン処理単独では、難溶解性物質の改質、すなわち易溶解性物質への変換が不充分となり、汚泥固形物の溶解性増大およびメタンガスへの変換効率向上の効果が充分に得られないという問題があった。
【００１２】
また、前記従来技術において、オゾン処理によって固形物を分散させ、オゾンを固形物の内部の難分解性物質と反応させることも可能ではあるが、オゾンのみで固形物の分散を行なおうとすると、その分オゾン消費量が増加してしまい、難溶解性物質の改質すなわち易溶解物質への変換を達成するために大量のオゾンが必要となり、効率的な処理とならず、運転費用が高くなってしまうという問題があった。
【００１３】
本発明は、生産プロセスからの有機性廃液や下廃水処理で生じる有機汚泥などを嫌気性消化によって処理する際に、有機性廃液、有機汚泥または嫌気性消化汚泥に含まれる固形物の溶解性を増大させ、メタンガスへの変換率を向上させ、処分すべき汚泥量を低減できるだけでなく、これと同時に、枯渇が懸念されているリンを有機性廃液、有機汚泥または嫌気性消化汚泥から溶出させ、資源として回収できるエネルギー・リン同時回収型の処理方法および処理装置を提供することを目的とする。さらに、本発明は、単独処理では効率が低い課題を解決するため、２つ以上の処理を組み合わせることで、より少ないエネルギー、コストで効率的にエネルギー・リン同時回収を達成できる有機性廃液の処理方法および処理装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、流入する有機性廃液や消化汚泥中の固形物について、生物による溶解性に対する詳細な検討を行なった。その結果、生物による溶解性を向上させるためには、まず、有機性廃液や消化汚泥中の固形物を機械的な処理を行なうことによって分散させ、その後、分散した繊維質や細胞壁などの難溶解性物質を化学的な処理を行なうことによって微生物が溶解しやすい低分子に改質すると、たいへん効率よく、非常に高い汚泥の溶解性およびメタンガスへの変換効率を達成できるだけでなく、汚泥中のリンの溶出効率も高くできることがわかった。
【００１５】
すなわち、本発明は前記目的を達成するための嫌気性消化を行なう有機性廃液の処理方法であって、
流入する有機性廃液、嫌気性消化を行なう工程から引き抜かれた消化汚泥、および該消化汚泥を固液分離したのちの固形物である濃縮汚泥の少なくともひとつ、あるいは該有機汚泥、消化汚泥または濃縮汚泥の混合物中の固形物の少なくとも一部分を分散させる分散処理工程と、
該分散処理後の有機性廃液、消化汚泥または濃縮汚泥、あるいは該有機汚泥、消化汚泥または濃縮汚泥の混合物中の有機物を改質する改質処理工程と、
該改質処理後の有機性廃液、消化汚泥または濃縮汚泥、あるいは該有機汚泥、消化汚泥または濃縮汚泥の混合物を溶液と固形物とに分離する分離工程と、
該分離工程後の固形物を嫌気性消化を行なう工程
とを含む方法である。
【００１６】
また本発明は、前記目的を達成するための嫌気性消化を行なう装置を備える有機性廃液の処理装置であって、
流入する有機性廃液、該嫌気性消化を行なう装置から引き抜かれた消化汚泥、および該消化汚泥を固液分離したのちの固形物である濃縮汚泥の少なくともひとつ、あるいは該有機汚泥、消化汚泥または濃縮汚泥の混合物における固形物の少なくとも一部分を分散させる分散処理装置と、
該分散処理装置で処理されたのちの有機性廃液、消化汚泥および濃縮汚泥の少なくともひとつ、あるいは該有機汚泥、消化汚泥または濃縮汚泥の混合物中の有機質を改質する改質処理装置と、
該改質処理装置で処理されたのちの有機性廃液、消化汚泥または濃縮汚泥、あるいは該有機汚泥、消化汚泥または濃縮汚泥の混合物を溶液と固形物に分離する分離装置と、
該分離装置で処理されたのちの固形物を前記嫌気性消化を行なう装置に導入する導入装置
とを備える装置である。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の有機性廃液処理方法について、その効果を確認するために実験を行なった。
【００１８】
実験１
下水処理場の初沈汚泥と余剰汚泥を混合した有機汚泥に対して、機械的な分散処理として超音波処理を行なった後、化学的な改質処理としてオゾン処理を行なった。超音波処理では、発振出力を１．０ｋＷ、処理時間を１５分とし、オゾン処理では、オゾン注入率を０．０５ｇ−Ｏ３／ｇ−ＳＳとした。有効容積３．０Ｌの培養ビンにＶＳＳ濃度約１７，０００ｍｇ／Ｌの嫌気性消化汚泥を１．０Ｌ分投入し、ここにｐＨを中性付近、ＶＳＳ濃度を約１７，０００ｍｇ／Ｌに調製した前記処理汚泥（１．０Ｌを混合した。このようにして調製した混合汚泥２．０Ｌを、５０℃で嫌気状態に保ち消化処理を行なった。
【００１９】
また、比較のため、同じ有機汚泥に対して、超音波処理のみおよびオゾン処理のみを行なった。超音波処理では、発振出力を１．０ｋＷ、処理時間を１５分とし、オゾン処理では、オゾン注入率を０．０５ｇ−Ｏ３／ｇ−ＳＳとした。有効容積３．０Ｌの培養ビンにＶＳＳ濃度約１７，０００ｍｇ／Ｌの嫌気性消化汚泥を１．０Ｌ分投入し、ここにｐＨを中性付近、ＶＳＳ濃度を約１７，０００ｍｇ／Ｌに調整した前記各処理汚泥１．０Ｌを混合した。このようにして調製したＶＳＳ濃度約１７，０００ｍｇ／Ｌの混合汚泥２．０Ｌを、５０℃で嫌気状態に保ち消化処理を行なった。
【００２０】
さらに、対照実験として、超音波処理やオゾン処理を行なった汚泥を加えず、ＶＳＳ濃度約１７，０００ｍｇ／Ｌの嫌気性消化汚泥のみを２．０Ｌ分培養ビンに投入し、同様に５０℃で嫌気状態に保って消化処理を行なった。
【００２１】
本実験におけるＶＳＳ濃度の経日変化を図１に、消化ガスの発生量（積算値）を図２に示す。図１および図２において、未処理の場合のデータは曲線Ｌ１、超音波処理のみを行なった場合のデータは曲線Ｌ２、オゾン処理のみを行なった場合のデータは曲線Ｌ３、超音波処理とオゾン処理の併用処理を行なった場合のデータは曲線Ｌ４であらわしている。
【００２２】
図１に示すように、超音波処理やオゾン処理を行なうことにより、汚泥中の固形物の溶解がすすみＶＳＳ濃度の低下が促進されるが、超音波処理後にオゾン処理を行なう併用処理では、超音波処理単独やオゾン処理単独の場合にくらべ、さらに汚泥中の固形物の溶解が促進され、ＶＳＳ濃度の低減効果が著しく大きくなる。
【００２３】
たとえば、１５日間でのＶＳＳ濃度の低下は、オゾン処理のみの場合では約２，４００ｍｇ／Ｌ、超音波処理のみの場合では約２，１００ｍｇ／Ｌであるのに対し、超音波処理とオゾン処理とを併用する本発明の処理方法においては約６，０００ｍｇ／Ｌとなり、超音波処理のみの場合とオゾン処理のみの場合との単純な和では得られない大きなＶＳＳ濃度の低減が得られた。
【００２４】
また、図２に示すように、超音波処理とオゾン処理とを併用した場合の消化ガス発生量（積算値）は、超音波処理単独あるいはオゾン処理単独の場合のガス発生量よりも大きいのはもちろんのこと、それらの和とくらべても大きくなった。
【００２５】
また、各処理直後の汚泥について遠心分離を行ない、上澄み液中のリン濃度を測定した。結果を図３に示す。未処理ではほとんどリンは検出されなかったが、オゾン処理のみ、超音波処理のみの場合ではいずれも約２０ｍｇ／Ｌ程度であるのに対し、超音波処理とオゾン処理とを併用する本発明の処理方法においては約５５ｍｇ／Ｌとなり、超音波処理のみの場合とオゾン処理のみの場合との単純な和では得られない大きなリン溶出濃度が得られた。このようにリンが溶出した上澄み液に炭酸カルシウム溶液を混合して攪拌すると溶液中のリンをリン酸カルシウムとして析出することができ、さらに遠心分離や膜分離などの固液分離を行なうことで固形状のリンとして回収できた。
【００２６】
これらの結果より、超音波処理後さらにオゾン処理をする本発明の処理方式が、有機汚泥中の有機性固形物の溶解、および消化ガスの発生を促進する効果が大きいだけでなく、同時に、有機汚泥中のリンを溶出させる効果が大きいことがわかった。
【００２７】
また、超音波処理においては、発振出力を０．１〜３．０ｋＷとし、５〜２５分程度処理を行なうことが好ましい。発振出力が０．１ｋＷよりも小さいと、有機汚泥中の有機物を充分分解できず、メタンガスへの変換効率を向上させることができないだけでなく、有機汚泥中のリンを溶出させることもできない。発振出力が３．０ｋＷよりも大きい場合、高いメタンガスへの変換効率およびリン溶出量を確保できるものの、大幅な効率向上にはつながらずコスト高となる。また、処理時間が５分よりも短いと、有機汚泥中の有機物を充分分解できず、メタンガスへの変換効率を向上させることができないだけでなく、有機汚泥中のリンを溶出させることもできない。処理時間を２５分より長くした場合、高いメタンガスへの変換効率およびリン溶出量を確保できるものの、大幅な効率向上にはつながらずコスト高となる。
【００２８】
オゾン処理におけるオゾン注入率は、０．０１〜０．１０ｇ−Ｏ３／ｇ−ＳＳが好ましく、とくに０．０３〜０．０７ｇ−Ｏ３／ｇ−ＳＳ程度が好ましい。オゾン注入率が０．０１ｇ−Ｏ３／ｇ−ＳＳより少ないと、有機汚泥中の有機物を充分に分解できずメタンガスへの変換効率を向上させることができないだけでなく、有機汚泥中のリンを溶出させることもできない。一方、オゾン注入率が０．１０ｇ−Ｏ３／ｇ−ＳＳを超えると、高いメタンガスへの変換効率およびリン溶出量を確保できるものの、大幅な効率向上にはつながらずコスト高となる。
【００２９】
実験２
前記実験１では、実験の期間中、培養ビンへの汚泥の追加や、培養ビンからの汚泥の引き抜きは行なっていない。しかし、実際の汚泥処理プラントでは、汚泥の投入と引き抜きとが継続的に行なわれている。そこで、連続的に下水処理場の初沈汚泥と余剰汚泥を混合した有機汚泥を投入して消化を行なう連続処理実験を実施した。
【００３０】
有効容積５．０Ｌの培養ビンを５本用意し、それぞれにＶＳＳ濃度約１７，０００ｍｇ／Ｌの嫌気性消化汚泥を４．０Ｌ分投入し、５０℃で嫌気性消化を行なった。
【００３１】
また、実験１と同様の超音波による分散処理とオゾンによる改質処理とを行なった有機汚泥を３０分放置し、上部の固形物を含まない溶液と、下部の固形物を多く含む溶液に分離した。分離後の固形物を多く含む溶液（ＶＳＳ濃度３０，０００ｍｇ／Ｌ）を、嫌気性消化を行なう５本の培養ビンにそれぞれ、１日に１回、０．８Ｌ、０．４Ｌ、０．２６Ｌ、０．２Ｌ、０．１３Ｌずつ投入した。なお、培養ビン内の汚泥の量を一定とするため、処理後の有機汚泥を投入する直前に、投入する量と同量の汚泥を培養ビンから引き抜いた。この投入および引き抜きの実験操作により、有機汚泥の各培養ビンにおける滞留時間はそれぞれ、５日、１０日、１５日、２０日、３０日となる。
【００３２】
一方、処理汚泥の分離後の固形物を含まない溶液に、炭酸カルシウム溶液を混合後、攪拌して溶液中のリンをリン酸カルシウムとして析出させた。さらに、これを遠心分離によって固形物と溶液に分離し、分離後の固形物を固形状のリンとして回収した。
【００３３】
また比較のため、まったく同じ条件で、超音波処理のみを行なった有機汚泥、オゾン処理のみを行なった有機汚泥およびいずれの処理も行なわなかった有機汚泥についても同様の実験を行なった。
【００３４】
これら超音波処理とオゾン処理、超音波処理のみ、オゾン処理のみ、および処理なしの４種について、所定量の投入と引き抜きとを行ないつつ嫌気性消化をおこなう連続実験を３ヵ月継続し、投入した処理汚泥中の総ＶＳＳ量と溶解されずに残ったＶＳＳの総量から、嫌気性消化によって消化した固形物の割合、すなわちＶＳＳ低減率を求めた。またこの連続実験の期間に培養ビンに投入した有機汚泥の総ＶＳＳ量に対する発生した消化ガスの総量の割合、すなわち消化ガス発生率を求めた。さらに、この連続実験の期間に培養ビンに投入した有機汚泥の総ＳＳ量に対する回収したリンの総量の割合、すなわちリン回収率を求めた。
【００３５】
図４に、投入有機汚泥の培養ビン内での滞留時間とＶＳＳ低減率の関係を示す。図４において、未処理の場合のデータは曲線Ｌ１、超音波処理のみを行なった場合のデータは曲線Ｌ２、オゾン処理のみを行なった場合のデータは曲線Ｌ３、超音波処理とオゾン処理の併用処理を行なった場合のデータは曲線Ｌ４であらわしている。
【００３６】
図４からわかるように、未処理の有機汚泥を投入した場合には、滞留時間１０日ではほとんど固形物の低減は起こらず、滞留時間３０日でようやくＶＳＳ低減率約４０％となった。また、投入する有機汚泥に超音波処理やオゾン処理を加えると、未処理の有機汚泥を投入した場合に比べＶＳＳ低減率が増加し、滞留時間３０日でのＶＳＳ低減率は５０％前後となった。これに対し、投入する有機汚泥に、超音波処理後さらにオゾン処理を行なう併用処理を加えた場合には、滞留時間５日でもＶＳＳ低減が活発に起こり、滞留時間２０日で約８０％の高いＶＳＳ低減率が得られた。
【００３７】
また、図５に示すように、この実験期間中の消化ガス発生率は、未処理では約０．３Ｌ／ｇ−ＶＳＳ、超音波処理のみ、オゾン処理のみではいずれも約０．４Ｌ／ｇ−ＶＳＳであったのに対し、超音波処理後オゾン処理を行なう併用処理の場合は約０．７５Ｌ／ｇ−ＶＳＳの高い消化ガス発生率が得られた。
【００３８】
さらに、図６に示すように、この実験期間中のリン回収率は、未処理ではほぼゼロ、超音波処理のみ、オゾン処理のみでは５〜７ｍｇ−Ｐ／ｇ−ＳＳであったのに対し、超音波処理後オゾン処理を行なう併用処理の場合約３０ｍｇ−Ｐ／ｇ−ＴＳの高いリン回収率が得られた。
【００３９】
本実験の結果から、投入する有機汚泥に超音波処理とオゾン処理との併用処理を行なうことにより、超音波処理単独あるいはオゾン処理単独の場合に比べ有機汚泥の消化をより短時間で行なうことができ、かつＶＳＳ低減率を高くでき、エネルギーとして利用できる消化ガスの発生をよりいっそう増大させるだけでなく、同時に有機汚泥中のリンもより高い収率で回収できることがわかった。
【００４０】
実験３
前記実験２では、有機汚泥に超音波処理やオゾン処理、あるいは超音波処理とオゾン処理との併用処理を加え、固形物を多く含む溶液と、固形物を含まない溶液に分離し、前者を培養ビンに投入し、後者からリンを回収した。
【００４１】
本実験では、培養ビン内の消化汚泥に超音波処理やオゾン処理、あるいは超音波処理とオゾン処理との併用処理を加える。すなわち、有機汚泥を培養ビンに投入するとともに、培養ビン内の消化汚泥の一部を引き抜き、引き抜いた消化汚泥に超音波処理やオゾン処理、あるいは超音波処理とオゾン処理との併用処理を行なった後、固形物を多く含む溶液と、固形物を含まない溶液に分離し、固形物を多く含む溶液を培養ビンに戻す。一方、固形物を含まない溶液からリンを回収する。
【００４２】
実験２と同様、有効容積５．０Ｌの培養ビンを５本用意し、それぞれにＶＳＳ濃度約１７，０００ｍｇ／Ｌの嫌気性消化汚泥を４．０Ｌ分投入し、５０℃で嫌気性消化を行なった。５本の培養ビンには、ＶＳＳ濃度を１７，０００ｍｇ／Ｌに調整した有機汚泥を、１日に１回、それぞれ０．８Ｌ、０．４Ｌ、０．２６Ｌ、０．２Ｌ、０．１３Ｌずつ投入した。また、培養ビン内の汚泥の量を一定とするため、有機汚泥を投入する直前に、投入する量と同量の消化汚泥を培養ビンから引き抜いた。この投入および引き抜きの実験操作により、有機汚泥の各培養ビンにおける滞留時間は、それぞれ５日、１０日、１５日、２０日、３０日となる。
【００４３】
この連続消化実験において、１日に１回、投入する有機汚泥の量と同量の消化汚泥を培養ビンから引き抜き、前記実験１の各処理、すなわち超音波処理のみ、オゾン処理のみ、または超音波処理とオゾン処理との併用処理を行なったのち、処理した消化汚泥を遠心分離し、固形物を含まない溶液と、固形物を多く含む溶液に分離した。なお、培養ビンの汚泥量を一定とするため、分離後の固形物を多く含む溶液に、酸素を脱気した水を混合し、引き抜いた量と同じ量とした後、培養ビンに戻した。
【００４４】
一方、遠心分離後の固形物を含まない溶液に、炭酸カルシウム溶液を混合後、攪拌して溶液中のリンをリン酸カルシウムとして析出させた。さらに、これを遠心分離によって固形物と溶液に分離し、分離後の固形物を固形状のリンとして回収した。
【００４５】
また、対照実験として、引き抜いた消化汚泥に処理を加えず遠心分離を行ない、遠心分離後の固形物を多く含む溶液を培養ビンに戻し、固形物を含まない溶液からリンを回収する実験も行なった。
【００４６】
このような連続実験を３ヵ月継続し、実験２と同様、ＶＳＳ低減率、消化ガス発生率、およびリン回収率を求めた。
【００４７】
図７に、投入有機汚泥の培養ビン内での滞留時間（投入有機汚泥と同量の消化汚泥を引き抜いて処理を加えているので、処理した消化汚泥の培養ビン内での滞留時間ともいえる）とＶＳＳ低減率の関係を示す。図７において、未処理の場合のデータは曲線Ｌ１、超音波処理のみを行なった場合のデータは曲線Ｌ２、オゾン処理のみを行なった場合のデータは曲線Ｌ３、超音波処理とオゾン処理の併用処理を行なった場合のデータは曲線Ｌ４であらわしている。
【００４８】
図７からわかるように、未処理の場合には、滞留時間１０日ではほとんど有機性固形物の低減は起こらず、滞留時間３０日でようやくＶＳＳ低減率約４０％となった。また、超音波処理やオゾン処理の場合、未処理の場合に比べＶＳＳ低減率が増加し、滞留時間３０日でのＶＳＳ低減率は６０％前後となった。これに対し、超音波処理後さらにオゾン処理を行なう併用処理の場合には、滞留時間５日でもＶＳＳ低減が活発に起こり、滞留時間２０日で８５％以上の高いＶＳＳ低減率が得られた。
【００４９】
また、図８に示すように、この実験期間中の消化ガス発生率は、未処理では約０．３Ｌ／ｇ−ＶＳＳ、超音波処理のみ、オゾン処理のみではいずれも約０．５Ｌ／ｇ−ＶＳＳであったのに対し、超音波処理後オゾン処理を行なう併用処理の場合は約０．９Ｌ／ｇ−ＶＳＳの非常に高い消化ガス発生率が得られた。
【００５０】
さらに、図９に示すように、この実験期間中のリン回収率は、未処理ではほぼゼロ、超音波処理のみ、オゾン処理のみではいずれも約７ｍｇ−Ｐ／ｇ−ＳＳであったのに対し、超音波処理後オゾン処理を行なう併用処理の場合約３３ｍｇ−Ｐ／ｇ−ＳＳの高いリン回収率が得られた。
【００５１】
本実験の結果から、培養ビンすなわち消化槽から引き抜いた消化汚泥超音波処理とオゾン処理との併用処理を行なうことにより、超音波処理単独あるいはオゾン処理単独の場合に比べ有機汚泥の消化をより短時間で行なうことができ、かつＶＳＳ低減率を高くでき、エネルギーとして利用できる消化ガスの発生をよりいっそう増大させるだけでなく、同時に有機汚泥中のリンもより高い収率で回収できることがわかった。
【００５２】
ところで、本実験では、投入する有機汚泥には処理を加えず、培養ビンから引き抜いた消化汚泥に超音波処理やオゾン処理を加えたが、投入する有機汚泥と培養ビンから引き抜いた消化汚泥とを混合し、この混合汚泥に対して超音波処理またはオゾン処理、あるいは超音波処理とオゾン処理と遠心分離を加えてもよい。
【００５３】
有機汚泥の培養ビンにおける滞留時間が５日、１０日、１５日、２０日、３０日となるよう、１日に１回、０．８Ｌ、０．４Ｌ、０．２６Ｌ、０．２Ｌ、０．１３Ｌの有機汚泥を投入する本実験において、投入する有機汚泥のうちの半分に同量の消化汚泥を培養ビンから引き抜いて混合し、この混合汚泥に対して超音波処理またはオゾン処理、あるいは超音波処理とオゾン処理とを加える実験を行なったところ、図７〜９とほぼ同様の結果が得られた。この結果から、有機汚泥と消化汚泥とを混合して処理を行なっても、消化汚泥に対して処理を行なった場合とほぼ同様のＶＳＳ低減、消化ガス発生率増大、リン回収率増大の効果が得られることがわかった。
【００５４】
実験４
前記実験３では、培養ビン内の消化汚泥を引き抜き、引き抜いた消化汚泥に超音波処理やオゾン処理、あるいは超音波処理とオゾン処理との併用処理を加えた。一方、本実験では、引き抜いた消化汚泥を固形物と溶液に分離し、濃縮した消化汚泥に、超音波処理やオゾン処理、あるいは超音波処理とオゾン処理との併用処理を加える。
【００５５】
実験２および実験３と同様、有効容積５．０Ｌの培養ビンを５本用意し、それぞれにＶＳＳ濃度約１７，０００ｍｇ／Ｌの嫌気性消化汚泥を４．０Ｌ分投入し、５０℃で嫌気性消化を行なった。５本の培養ビンには、ＶＳＳ濃度を１７，０００ｍｇ／Ｌに調整した有機汚泥を、１日に１回、０．８Ｌ、０．４Ｌ、０．２６Ｌ、０．２Ｌ、０．１３Ｌずつ投入した。また、有機汚泥を投入する直前に、投入する有機汚泥と同量の消化汚泥を培養ビンから引き抜き、これを３０分放置して固形物を濃縮し、固形物を多く含む溶液と、固形物を含まない溶液に分離した。
【００５６】
この固形物を多く含む溶液に対し、前記実験１の各処理、すなわち超音波処理やオゾン処理、あるいは超音波処理とオゾン処理との併用処理を行なった。各処理の条件は、実験１と同様とした。その後、処理した消化汚泥をさらに遠心分離し、固形物を含まない溶液と、固形物を多く含む溶液に分離した。遠心分離後の固形物を多く含む溶液を培養ビンに戻した。
【００５７】
なお、培養ビン内の汚泥の量を一定にするため、分離後の固形物を多く含む溶液を戻す直前に、これと同量の消化汚泥を培養ビンから引き抜き、その後戻すようにした。
【００５８】
一方、遠心分離後の固形物を含まない溶液に、炭酸カルシウム溶液を混合後、攪拌して溶液中のリンをリン酸カルシウムとして析出させた。これをさらに遠心分離によって固形物と溶液に分離し、分離後の固形物を固形状のリンとして回収した。
【００５９】
また、対照実験として、引き抜き後３０分放置した固形物を多く含む溶液に処理を加えず遠心分離を行ない、遠心分離後の固形物を多く含む溶液を培養ビンに戻し、固形物を含まない溶液からリンを回収する実験も行なった。
【００６０】
このような連続実験を３ヵ月継続し、実験２、実験３と同様、ＶＳＳ低減率、消化ガス発生率、およびリン回収率を求めた。
【００６１】
図１０に、投入有機汚泥の培養ビン内での滞留時間とＶＳＳ低減率の関係を示す。図１０において、未処理の場合のデータは曲線Ｌ１、超音波処理のみを行なった場合のデータは曲線Ｌ２、オゾン処理のみを行なった場合のデータは曲線Ｌ３、超音波処理とオゾン処理の併用処理を行なった場合のデータは曲線Ｌ４であらわしている。
【００６２】
図１０からわかるように、未処理の場合には、滞留時間１０日ではほとんど有機性固形物の低減は起こらず、滞留時間３０日でようやくＶＳＳ低減率約４０％となった。また、超音波処理やオゾン処理の場合、未処理の場合に比べＶＳＳ低減率が増加し、滞留時間３０日でのＶＳＳ低減率は６０％前後となった。これに対し、超音波処理後さらにオゾン処理を行なう併用処理の場合には、滞留時間５日でもＶＳＳ低減が活発に起こり、滞留時間２０日で約８５％の非常に高いＶＳＳ低減率が得られた。
【００６３】
また、図１１に示すように、この実験期間中の消化ガス発生率は、未処理では約０．３Ｌ／ｇ−ＶＳＳ、超音波処理のみ、オゾン処理のみでは０．４〜０．５Ｌ／ｇ−ＶＳＳであったのに対し、超音波処理後オゾン処理を行なう併用処理の場合は約０．９Ｌ／ｇ−ＶＳＳの非常に高い消化ガス発生率が得られた。
【００６４】
さらに、図１２に示すように、この実験期間中のリン回収率は、未処理ではほぼゼロ、超音波処理のみ、オゾン処理のみでは７〜９ｍｇ−Ｐ／ｇ−ＳＳであったのに対し、超音波処理後オゾン処理を行なう併用処理の場合約３０ｍｇ−Ｐ／ｇ−ＳＳの高いリン回収率が得られた。
【００６５】
本実験の結果から、培養ビンすなわち消化槽から引き抜いた消化汚泥を濃縮しこれに超音波処理とオゾン処理との併用処理を行なうことにより、超音波処理単独あるいはオゾン処理単独の場合に比べ有機汚泥の消化をより短時間で行なうことができ、かつＶＳＳ低減率を高くでき、エネルギーとして利用できる消化ガスの発生をよりいっそう増大させるだけでなく、同時に有機汚泥中のリンもより高い収率で回収できることがわかった。
【００６６】
実験５
前記実験１において、機械的な分散処理として、超音波処理のほかに、ホモジナイズ、ミル破砕、および高圧で噴射し処理槽壁に衝突させるという処理を行なった。また、化学的な改質処理として、オゾン処理のほかに、酸による処理、およびアルカリによる処理を行なった。酸としては、硫酸や塩酸を用い、ｐＨを２〜４にして５〜３０分間保持した。一方、アルカリ処理では、水酸化ナトリウムや水酸化カリウムを用い、ｐＨを９〜１３にして５〜３０分間保持した。さらに、これら機械的な分散処理と化学的な改質処理との併用処理も行なった。実験１と同様、これら処理汚泥を消化汚泥と混合し、５０℃、消化嫌気状態で消化を行ない、ＶＳＳ濃度の経日変化を調べた。
【００６７】
また、各処理直後の汚泥について遠心分離を行ない、上澄み液中のリン濃度を測定した。
【００６８】
各処理およびそれらの組み合わせについて、表１に１５日間でのＶＳＳ濃度の低下率を、表２にリン溶出濃度をそれぞれ示す。
【００６９】
【表１】
2004344782.tif 000003
【００７０】
【表２】
2004344782.tif 000004
【００７１】
表１から、機械的な分散処理と化学的な改質処理とを併用した場合のＶＳＳ濃度低下の効果は、併用する機械的処理および化学的処理の組合せによって多少異なる。しかし、いずれの処理を組み合わせた場合でも、機械的処理単独または化学的処理単独の場合よりＶＳＳ濃度の低下率が大きくなるのはもちろんのこと、これら単独処理におけるＶＳＳ濃度の低下率の和とくらべても、よりＶＳＳ濃度の低下率は大きくなる。したがって、機械的な方法による分散処理後、化学的な方法で改質処理を行なう併用処理は、超音波処理後オゾン処理を行なう併用処理に限らず、汚泥の溶解性向上に対してきわめて有効であることがわかった。
【００７２】
さらに、表２から、機械的な分散処理と化学的な改質処理とを併用した場合のリン溶出の効果は、併用する機械的処理および化学的処理の組合せによって多少異なる。しかし、いずれの処理を組み合わせた場合でも、機械的処理単独または化学的処理単独の場合よりリン溶出濃度が大きくなるのはもちろんのこと、これら単独処理におけるＶＳＳ濃度の低下率の和とくらべても、よりリン溶出濃度は大きくなる。したがって、機械的な方法による分散処理後、化学的な方法で改質処理を行なう併用処理は、超音波処理後オゾン処理を行なう併用処理に限らず、リンの溶出に対してもきわめて有効であることがわかった。
【００７３】
実施の形態１
つぎに、本発明による有機性廃液の処理装置およびそれを用いた有機性廃液の処理方法について説明する。
【００７４】
図１３は、本発明の一実施の形態における有機性廃液の処理装置について、その概略の構成および処理の流れを示した図である。
【００７５】
図１３に示すように、嫌気性消化槽１と有機性廃液導入路２のあいだに、超音波破砕処理槽９、オゾン処理槽１１および固液分離槽１７が設けられている。超音波破砕処理槽９内には超音波破砕器３０が設置されており、オゾン処理槽１１には、オゾンガス注入路３２を介してオゾン発生器３１が接続されている。超音波破砕処理槽９とオゾン処理槽１１は分散廃液排出路１０によって、オゾン処理槽１１と固液分離槽１７は処理液排出路１８によって、固液分離槽１７と嫌気性消化槽１は濃縮液導入路１９によって、それぞれ接続されている。また、有機性廃液導入路２には有機性廃液導入ポンプ３７が設置されている。
【００７６】
また、固液分離槽１７とリン回収槽２４が、分離液排出路２０によって接続されており、リン回収槽２４はリン回収後液導入路２６を介して嫌気性消化槽１に接続されている。分離液排出路２０には凝集剤導入路２３が接続され、凝集剤導入路２３の他端は凝集剤保持槽２１へと接続されている。さらに、凝集剤導入路２３には凝集剤導入ポンプ２２が設置されている。また、リン回収槽２４にはリン回収路２５が接続されている。
【００７７】
さらに、嫌気性消化槽１は消化汚泥排出路３を介して固液分離槽４に接続され、固液分離槽４には濃縮汚泥排出路５および処理水排出路８が接続されている。濃縮汚泥排出路５は汚泥廃棄路６と汚泥返送路７に分岐し、汚泥返送路７は嫌気性消化槽１に接続されている。また、嫌気性消化槽１には消化ガス排出路３６が接続されている。
【００７８】
つぎに本実施の形態の処理装置の動作について説明する。
【００７９】
有機性廃液導入ポンプ３７を動作させ、下水処理場の初沈汚泥と余剰汚泥を混合した有機汚泥を、有機性廃液として有機性廃液導入路２から超音波破砕処理槽９に導入する。導入した有機汚泥を、超音波破砕処理槽９にて超音波破砕機３０によって処理し、汚泥中の固形物質を分散させる。分散処理後の有機汚泥を分散廃液排出路１０を介してオゾン処理槽１１に送り、オゾン発生器３１で発生させたオゾンガスをオゾンガス注入路３２を通してオゾン処理槽１１に注入して、有機汚泥のオゾン処理を行なう。すなわち、分散処理後の有機汚泥にオゾンによる改質処理を加える。
【００８０】
このオゾン処理した有機汚泥を、処理液排出路１８を通して固液分離槽１７へと送り、固液分離槽１７で固形物と溶液に分ける。固形物を濃縮液導入路１９から嫌気性消化槽１に導入し、処理した有機汚泥を微生物によって分解する。一方、リンを多く含む溶液を分離液排出路２０を通してリン回収槽２４に送る。この際、凝集剤導入ポンプ２２を動作させ、凝集剤保持槽２１に保持した炭酸カルシウム溶液を、凝集剤導入路２３を通して分離液排出路２０へと供給し、分離液排出路２０を通るリン含有処理水に、炭酸カルシウム溶液を導入する。リン回収槽２４では析出したリン酸カルシウムを分離し、リン回収路２５から引き抜くとともに、リンを含まない溶液をリン回収後液導入路２６を通して嫌気性消化槽１に導入する。
【００８１】
嫌気性消化槽１内で微生物によって有機汚泥を消化した後、嫌気性消化槽１内の汚泥を消化汚泥排出路３から排出し、固液分離槽４で固形物と溶液に分け、溶液を処理水排出路８から、固形物を濃縮汚泥排出路５からそれぞれ排出する。また、濃縮汚泥排出路５中の固形物を汚泥返送路７を介して嫌気性消化槽１に返送するとともに、一部は汚泥廃棄路６から系外に排出する。また、嫌気性消化槽１で発生する消化ガスを、消化ガス排出路３６によって排出する。
【００８２】
有機汚泥にオゾンを反応させると、オゾンの強い酸化作用によって有機汚泥の固形物中の繊維質や細胞壁などの難溶解性物質を改質し、消化槽内の汚泥によって溶解されやすい易溶解性物質へと変換することができる。また、オゾン処理前に超音波破砕による分散処理を行なうことにより、オゾン処理のみを行なう場合にくらべ、注入したオゾンと固形物との接触効率が大幅に高くなり、効率的に難溶解性物質の溶解性を向上することができる。このように、超音波処理とオゾン処理との併用によって難溶解性物質を改質した有機汚泥を嫌気性消化槽に導入して微生物処理を行なうと、超音波処理単独やオゾン処理単独の場合、およびこれらの処理の単純な和とくらべ、汚泥の溶解量およびメタンへの変換量を大幅に増大することができる。また、これに対応して、処分すべき汚泥の発生量も大幅に低減できる。
【００８３】
同時に、オゾンの強い酸化作用によって細胞壁の分解が進むため、有機汚泥の固形物中に含有されるリンを固形物外の溶液中へ高い効率で溶出させることができる。オゾン処理前に超音波破砕による分散処理を行なうことにより、オゾン処理のみを行なう場合にくらべ、注入したオゾンによる細胞壁の分解がより進み、より効率的にリンの溶出量を増大することができる。さらに、この処理後の汚泥を固液分離することで、溶液中のリンを凝集剤を用いて固形状のリンにすることができ、再利用可能なリンとして回収することができる。
【００８４】
したがって、嫌気性消化槽へ導入する有機汚泥を超音波処理で分散させた後にオゾン処理で改質することによって、エネルギー、リン同時回収型のより効率的な有機汚泥の処理が可能となる。
【００８５】
なお、本実施の形態では、嫌気性消化槽へ導入する有機汚泥の全てを超音波処理およびオゾン処理したが、導入する有機汚泥の一部に超音波処理およびオゾン処理を行ない、残りは処理を行なわずに嫌気性消化槽へ導入するようにしてもよい。
【００８６】
実施の形態２
本発明のほかの実施の形態における有機性廃液の処理装置およびそれを用いた有機性廃液の処理方法について説明する。
【００８７】
図１４は、本実施の形態の有機性廃液の処理装置について、その構成の概略と処理の流れを示した図であり、嫌気性消化を酸生成槽とメタン生成槽の２つの槽で行なう場合に本発明を適用した例を示している。
【００８８】
図１４に示すように、酸生成槽３３と有機性廃液導入路２のあいだに、超音波破砕処理槽９、オゾン処理槽１１および固液分離槽１７が設けられている。超音波破砕処理槽９内には超音波破砕器３０が設置されており、オゾン処理槽１１にはオゾンガス注入路３２を介してオゾン発生器３１が接続されている。超音波破砕処理槽９とオゾン処理槽１１は分散廃液排出路１０によって、オゾン処理槽１１と固液分離槽１７は処理液排出路１８によって、固液分離槽１７と酸生成槽３３は濃縮液導入路１９によって、それぞれ接続されている。また、有機性廃液導入路２には有機性廃液導入ポンプ３７が設置されている。
【００８９】
また、固液分離槽１７とリン回収槽２４が、分離液排出路２０によって接続されており、リン回収槽２４はリン回収後液導入路２６を介して酸生成槽３３に接続されている。分離液排出路２０には凝集剤導入路２３が接続され、凝集剤導入路２３の他端は凝集剤保持槽２１へと接続されている。さらに、凝集剤導入路２３には凝集剤導入ポンプ２２が設置されている。また、リン回収槽２４にはリン回収路２５が接続されている。
【００９０】
さらに、酸生成槽３３の後段には、消化汚泥排出路３を介して固液分離槽４が設けられ、固液分離槽４には濃縮汚泥排出路５および処理水排出路８が接続されている。濃縮汚泥排出路５は汚泥廃棄路６と汚泥返送路７に分岐し、汚泥返送路７は酸生成槽３３に接続されている。また、処理水排出路８はメタン生成槽１３に接続されている。
【００９１】
メタン生成槽１３の後段には、消化汚泥排出路１４を介し固液分離槽１５が設けられ、固液分離槽１５には濃縮汚泥排出路２７および処理水排出路１６が接続されている。濃縮汚泥排出路２７は汚泥廃棄路３４と汚泥返送路３５に分岐し、汚泥返送路３５はメタン生成槽１３に接続されている。また、メタン生成槽１３には消化ガス排出路３６が接続されている。
【００９２】
つぎに本実施の形態の処理装置の動作について説明する。
【００９３】
有機性廃液導入ポンプ３７を動作させ、下水処理場の初沈汚泥と余剰汚泥を混合した有機汚泥を、有機性廃液として有機性廃液導入路２から超音波破砕処理槽９に導入する。導入した有機汚泥を、超音波破砕処理槽９にて超音波破砕機３０によって処理し、汚泥中の固形物質を分散させる。分散処理後の有機汚泥を分散廃液排出路１０を介してオゾン処理槽１１に送り、オゾン発生器３１で発生させたオゾンガスをオゾンガス注入路３２を通してオゾン処理槽１１に注入して、有機汚泥のオゾン処理を行なう。すなわち、分散処理後の有機汚泥にオゾンによる改質処理を加える。
【００９４】
このオゾン処理した有機汚泥を、処理液排出路１８を通して固液分離槽１７へと送り、固液分離槽１７で固形物と溶液に分ける。固形物を濃縮液導入路１９から酸生成槽３３に導入し、処理した有機汚泥を微生物によって溶解する。一方、リンを多く含む溶液を、分離液排出路２０を通してリン回収槽２４に送る。この際、凝集剤導入ポンプ２２を動作させ、凝集剤保持槽２１に保持した炭酸カルシウム溶液を、凝集剤導入路２３を通して分離液排出路２０へと供給し、分離液排出路２０を通るリン含有処理水に、炭酸カルシウム溶液を導入する。リン回収槽２４では析出したリン酸カルシウムを分離し、リン回収路２５から引き抜くとともに、リンを含まない溶液をリン回収後液導入路２６を通して酸生成槽３３に導入する。
【００９５】
酸生成槽３３で微生物によって有機汚泥を溶解した後、酸生成槽３３内の汚泥を消化汚泥排出路３から排出し、固液分離槽４で固形物と溶液に分け、溶液を処理水排出路８を介してメタン生成槽１３へ導入し、固形物を濃縮汚泥排出路５から排出する。また、濃縮汚泥排出路５中の固形物を汚泥返送路７を介して酸生成槽３３に返送するとともに、一部を汚泥廃棄路６から系外に排出する。
【００９６】
メタン生成槽１３で微生物によって溶液中の有機物をメタンに変換した後、メタン生成槽１３内の汚泥を消化汚泥排出路１４から排出し、固液分離槽１５で固形物と溶液に分ける。溶液を処理水排出路１６から、固形物を濃縮汚泥排出路２７からそれぞれ排出する。また、濃縮汚泥排出路２７中の固形物を汚泥返送路３５を介してメタン生成槽１３に返送するとともに、一部を汚泥廃棄路３４から系外に排出する。また、メタン生成槽１３で発生する消化ガスを、消化ガス排出路３６によって排出する。
【００９７】
このように、有機汚泥にオゾンを反応させると、オゾンの強い酸化作用によって有機汚泥の固形物中の繊維質や細胞壁などの難溶解性物質を改質し、酸生成内の汚泥によって溶解されやすい易溶解性物質へと変換することができる。また、オゾン処理前に超音波破砕による分散処理を行なうことにより、オゾン処理単独の場合にくらべ、注入したオゾンと固形物との接触効率が大幅に高くなり、効率的に難溶解性物質の溶解性を向上することができる。このように、超音波処理とオゾン処理との併用によって難溶解性物質を改質した有機汚泥を酸生成槽に導入して微生物処理を行なうと、超音波処理単独やオゾン処理単独の場合、およびこれらの処理の単純な和とくらべ、酸生成槽での有機汚泥の溶解量およびメタン生成槽でのメタンへの変換量を大幅に増大することができる。また、これに対応して、処分すべき汚泥の発生量も大幅に低減できる。
【００９８】
同時に、オゾンの強い酸化作用によって細胞壁の分解が進むため、有機汚泥の固形物中に含有されるリンを固形物外の溶液中へ高い効率で溶出させることができる。オゾン処理前に超音波破砕による分散処理を行なうことにより、オゾン処理のみを行なう場合にくらべ、注入したオゾンによる細胞壁の分解がより進み、より効率的にリンの溶出量を増大することができる。さらに、この処理後の汚泥を固液分離することで、溶液中のリンを凝集剤を用いて固形状のリンにすることができ、再利用可能なリンとして回収することができる。
【００９９】
したがって、酸生成槽へ導入する有機汚泥を超音波処理で分散させた後にオゾン処理で改質することによって、エネルギー、リン同時回収型のより効率的な有機汚泥の処理が可能となる。
【０１００】
また、本実施の形態のように、嫌気性消化を前段の酸生成槽と後段のメタン生成槽とに分けて行なう場合において、酸生成槽に導入する有機汚泥に対して分散および改質の処理を行なって溶解性を向上させることで、後段のメタン生成槽として従来の流動床式や固定床式のメタン生成槽だけでなく、高負荷嫌気性処理に用いられるＵＡＳＢ（上向流嫌気性汚泥ブランケット）型のメタン生成槽を用いることができ、高速なメタン生成が可能になる。
【０１０１】
なお、本実施の形態では、酸生成槽へ導入する有機汚泥の全てを超音波処理およびオゾン処理したが、導入する有機汚泥の一部に超音波処理およびオゾン処理を行ない、残りは処理を行なわずに酸生成槽へ導入するようにしてもよい。
【０１０２】
実施の形態３
本発明のほかの実施の形態における有機性廃液の処理装置およびそれを用いた有機性廃液の処理方法について説明する。
【０１０３】
図１５は本実施の形態の有機性廃液の処理装置について、その構成の概略と処理の流れを示した図である。
【０１０４】
図１５に示すように、嫌気性消化槽１には有機性廃液導入路２が接続されている。嫌気性消化槽１には消化汚泥引抜き路４７が接続され、消化汚泥引抜き路４７のもう一端は超音波破砕処理槽９およびオゾン処理槽１１に接続されている。超音波破砕処理槽９内には超音波破砕器３０が設置されており、オゾン処理槽１１には、オゾンガス注入路３２を介してオゾン発生器３１が接続されている。超音波破砕処理槽９とオゾン処理槽１１は分散廃液排出路１０によって、オゾン処理槽１１と固液分離槽１７は処理液排出路１８によって、固液分離槽１７と嫌気性消化槽１は濃縮液導入路１９によって、それぞれ接続されている。また、有機性廃液導入路２には有機性廃液導入ポンプ３７が、消化汚泥引抜き路４７には消化汚泥引抜きポンプ３８が設置されている。
【０１０５】
また、固液分離槽１７とリン回収槽２４が、分離液排出路２０によって接続されており、リン回収槽２４はリン回収後液導入路２６を介して嫌気性消化槽１に接続されている。分離液排出路２０には凝集剤導入路２３が接続され、凝集剤導入路２３の他端は凝集剤保持槽２１へと接続されている。さらに、凝集剤導入路２３には凝集剤導入ポンプ２２が設置されている。また、リン回収槽２４にはリン回収路２５が接続されている。
【０１０６】
また、嫌気性消化槽１には消化汚泥排出路３を介して固液分離槽４が接続され、固液分離槽４には濃縮汚泥排出路５および処理水排出路８が接続されている。濃縮汚泥排出路５は汚泥廃棄路６と汚泥返送路７に分岐し、汚泥返送路７は嫌気性消化槽１に接続されている。また、嫌気性消化槽１には消化ガス排出路３６が接続されている。
【０１０７】
つぎに本実施の形態の処理装置の動作について説明する。
【０１０８】
有機性廃液導入ポンプ３７を動作させ、下水処理場の初沈汚泥と余剰汚泥を混合した有機汚泥を、有機性廃液として有機性廃液導入路２から嫌気性消化槽１に導入する。嫌気性消化槽１で微生物によって有機汚泥を消化した後、嫌気性消化槽１内の汚泥を消化汚泥排出路３から排出し、固液分離槽４で固形物と溶液に分け、溶液を処理水排出路８から、固形物を濃縮汚泥排出路５からそれぞれ排出する。また、濃縮汚泥排出路５中の固形物を汚泥返送路７を介して嫌気性消化槽１に返送するとともに、一部を汚泥廃棄路６から系外に排出する。また、嫌気性消化槽１で発生する消化ガスを消化ガス排出路３６によって排出する。
【０１０９】
この嫌気性消化の過程において、消化汚泥引抜きポンプ３８を動作させ、嫌気性消化槽１の消化汚泥を消化汚泥引抜き路４７を通して超音波破砕処理槽９に導入する。導入した消化汚泥を超音波破砕機３０によって処理し、消化汚泥中の固形物を分散させる。分散処理後の消化汚泥を分散廃液排出路１０を介してオゾン処理槽１１に送り、オゾン発生器３１で発生させたオゾンガスをオゾンガス注入路３２を通してオゾン処理槽１１に注入し、消化汚泥のオゾン処理を行なう。すなわち、分散処理後の消化汚泥にオゾンによる改質処理を加える。
【０１１０】
このオゾン処理後の消化汚泥を、処理液排出路１８を通して固液分離槽１７に送り、固液分離槽１７で固形物と溶液に分ける。固形物を濃縮液導入路１９から嫌気性消化槽１に導入し、オゾン処理した消化汚泥を微生物によって分解する。一方、リンを多く含む溶液を、分離液排出路２０を通してリン回収槽２４に送る。この際、凝集剤導入ポンプ２２を動作させ、凝集剤保持槽２１に保持した炭酸カルシウム溶液を凝集剤導入路２３を介して分離液排出路２０に導入し、分離液排出路２０を通るリン含有処理水に炭酸カルシウム溶液を混合させる。リン回収槽２４では、析出したリン酸カルシウムを分離しリン回収路２５から引き抜くとともに、リンを含まない溶液をリン回収後液導入路２６を通して嫌気性消化槽１に導入する。
【０１１１】
このように、消化汚泥にオゾンを反応させると、オゾンの強い酸化作用によって消化汚泥の固形物中の繊維質や細胞壁などの難溶解性物質を改質し、消化槽内の汚泥によって溶解されやすい易溶解性物質へと変換することができる。また、オゾン処理前に超音波破砕による分散処理を行なうことにより、オゾン処理単独の場合にくらべ、注入したオゾンと固形物との接触効率が大幅に高くなり、効率的に難溶解性物質の溶解性を向上することができる。このように超音波処理とオゾン処理とを併用して難溶解性物質を改質した消化汚泥を嫌気性消化槽に導入して生物処理すると、超音波処理単独やオゾン処理単独の場合、およびこれらの処理の単純な和とくらべ、汚泥の溶解量およびメタンへの変換量を大幅に増大することができる。また、これに対応して、処分すべき汚泥の発生量も大幅に低減できる。
【０１１２】
同時に、オゾンの強い酸化作用によって細胞壁の分解が進むため、消化汚泥の固形物中に含有されるリンを固形物外の溶液中へ高い効率で溶出させることができる。オゾン処理前に超音波破砕による分散処理を行なうことにより、オゾン処理のみを行なう場合にくらべ、注入したオゾンによる細胞壁の分解がより進み、より効率的にリンの溶出量を増大することができる。さらに、この処理後の汚泥を固液分離することで、溶液中のリンを凝集剤を用いて固形状のリンにすることができ、再利用可能なリンとして回収することができる。
【０１１３】
したがって、嫌気性消化槽の消化汚泥中を超音波処理で分散させた後にオゾン処理で改質することによって、エネルギー、リン同時回収型のより効率的な消化汚泥の処理が可能となる。
【０１１４】
また、嫌気性消化槽の消化汚泥中には、生物によって溶解し難い難溶解性物質が多く蓄積している。したがって、本実施の形態のように、嫌気性消化槽から消化汚泥の一部を引き抜き、引き抜いた消化汚泥中の固形物を処理して易溶解性物質へ変換することによって、よりいっそう効果的にエネルギー、リン回収を進めることが可能となる。
【０１１５】
実施の形態４
本発明のまた別の実施の形態における有機性廃液の処理装置およびそれを用いた有機性廃液の処理方法について説明する。
【０１１６】
図１６は、本実施の形態の有機性廃液の処理装置について、その構成の概略と処理の流れを示した図であり、嫌気性消化を酸生成槽とメタン生成槽の２つの槽で行なう場合に本発明を適用した例を示している。
【０１１７】
図１６に示すように、酸生成槽３３に有機性廃液導入路２が接続されている。酸生成槽３３には消化汚泥引抜き路４７が接続され、消化汚泥引抜き路４７の後段には超音波破砕処理槽９およびオゾン処理槽１１が設けられている。超音波破砕処理槽９内には超音波破砕器３０が設置されており、オゾン処理槽１１には、オゾンガス注入路３２を介してオゾン発生器３１が接続されている。超音波破砕処理槽９とオゾン処理槽１１は分散廃液排出路１０によって、オゾン処理槽１１と固液分離槽１７は処理液排出路１８によって、固液分離槽１７と酸生成槽３３は濃縮液導入路１９によって、それぞれ接続されている。また、有機性廃液導入路２には有機性廃液導入ポンプ３７が、消化汚泥引抜き路４７には消化汚泥引抜きポンプ３８が設置されている。
【０１１８】
また、固液分離槽１７とリン回収槽２４が、分離液排出路２０によって接続されており、リン回収槽２４はリン回収後液導入路２６を介して酸生成槽３３に接続されている。分離液排出路２０には凝集剤導入路２３が接続され、凝集剤導入路２３の他端は凝集剤保持槽２１へと接続されている。さらに、凝集剤導入路２３には凝集剤導入ポンプ２２が設置されている。また、リン回収槽２４にはリン回収路２５が接続されている。
【０１１９】
さらに、酸生成槽３３の後段には消化汚泥排出路３を介して固液分離槽４が設けられ、固液分離槽４には濃縮汚泥排出路５および処理水排出路８が接続している。濃縮汚泥排出路５は汚泥廃棄路６と汚泥返送路７に分岐し、汚泥返送路７は酸生成槽３３に接続されている。一方、処理水排出路８はメタン生成槽１３に接続されている。
【０１２０】
メタン生成槽１３の後段には、消化汚泥排出路１４を介し固液分離槽１５が設けられ、固液分離槽１５には濃縮汚泥排出路２７および処理水排出路１６が接続されている。濃縮汚泥排出路２７は汚泥廃棄路３４と汚泥返送路３５に分岐し、汚泥返送路３５はメタン生成槽１３に接続されている。また、メタン生成槽１３には消化ガス排出路３６が接続されている。
【０１２１】
つぎに本実施の形態の処理装置の動作について説明する。
【０１２２】
有機性廃液導入ポンプ３７を動作させ、下水処理場の初沈汚泥と余剰汚泥を混合した有機汚泥を、有機性廃液として有機性廃液導入路２から酸生成槽３３に導入する。酸生成槽３３で微生物によって有機汚泥を溶解した後、酸生成槽３３内の汚泥を消化汚泥排出路３から排出し、固液分離槽４で固形物と溶液に分け、溶液は処理水排出路８を介してメタン生成槽１３へ導入し、固形物を濃縮汚泥排出路５から排出する。濃縮汚泥排出路５中の固形物を汚泥返送路７を介して酸生成槽３３に返送するとともに、一部を汚泥廃棄路６から系外に排出する。
【０１２３】
メタン生成槽１３で微生物によって溶液中の有機物をメタンに変換した後、メタン生成槽１３内の汚泥を消化汚泥排出路１４から排出し、固液分離槽１５で固形物と溶液に分ける。溶液は処理水排出路１６から、固形物は濃縮汚泥排出路２７からそれぞれ排出する。また、濃縮汚泥排出路２７中の固形物を汚泥返送路３５を介してメタン生成槽１３に返送するとともに、一部を汚泥廃棄路３４から系外に排出する。また、メタン生成槽１３で発生する消化ガスを、消化ガス排出路３６によって排出する。
【０１２４】
この嫌気性消化の過程において、消化汚泥引抜きポンプ３８を動作させ、酸生成槽３３の消化汚泥を消化汚泥引抜き路４７を通して超音波破砕処理槽９に導入し、超音波破砕機３０によって処理して消化汚泥中の固形物を分散させる。分散処理後の消化汚泥を分散廃液排出路１０を介してオゾン処理槽１１に導入し、同時にオゾン発生器３１で発生させたオゾンガスをオゾンガス注入路３２を通してオゾン処理槽１１に注入し、消化汚泥のオゾン処理を行なう。すなわち、分散処理後の消化汚泥にオゾンによる改質処理を加える。
【０１２５】
このオゾン処理後の消化汚泥を、処理液排出路１８を通して固液分離槽１７に送り、固液分離槽１７で固形物と溶液に分ける。固形物を濃縮液導入路１９から酸生成槽３３に導入し、オゾン処理した消化汚泥を微生物によって溶解する。一方、リンを多く含む溶液を、分離液排出路２０を通してリン回収槽２４に送る。この際、凝集剤導入ポンプ２２を動作させ、凝集剤保持槽２１に保持した炭酸カルシウム溶液を凝集剤導入路２３を介して分離液排出路２０に導入し、分離液排出路２０を通るリン含有処理水に炭酸カルシウム溶液を混合させる。リン回収槽２４では、析出したリン酸カルシウムを分離しリン回収路２５から引き抜くとともに、リンを含まない溶液をリン回収後液導入路２６を通して酸生成槽３３に導入する。
【０１２６】
このように、酸生成槽の消化汚泥にオゾンを反応させると、オゾンの強い酸化作用によって消化汚泥の固形物中の繊維質や細胞壁などの難溶解性物質を改質し、酸生成槽内の汚泥によって溶解されやすい易溶解性物質へと変換することができる。また、オゾン処理前に超音波破砕による分散処理を行なうことにより、オゾン処理単独の場合にくらべ、注入したオゾンと固形物との接触効率が大幅に高くなり、効率的に難溶解性物質の溶解性を向上することができる。このように、超音波処理とオゾン処理とを併用して難溶解性物質を改質した消化汚泥を酸生成槽に導入して生物処理することにより、超音波処理単独やオゾン処理単独の場合、およびこれらの処理の単純な和とくらべ、酸生成槽での汚泥の溶解量およびメタン生成槽でのメタンへの変換量を大幅に増大することができる。
【０１２７】
同時に、オゾンの強い酸化作用によって細胞壁の分解が進むため、消化汚泥の固形物中に含有されるリンを固形物外の溶液中へ高い効率で溶出させることができる。オゾン処理前に超音波破砕による分散処理を行なうことにより、オゾン処理のみを行なう場合にくらべ、注入したオゾンによる細胞壁の分解がより進み、より効率的にリンの溶出量を増大することができる。さらに、この処理後の汚泥を固液分離することで、溶液中のリンを凝集剤を用いて固形状のリンにすることができ、再利用可能なリンとして回収することができる。
【０１２８】
したがって、酸生成槽の消化汚泥を超音波処理で分散させた後にオゾン処理で改質することによって、エネルギー、リン同時回収型のより効率的な有機汚泥の処理が可能となる。
【０１２９】
また、酸生成槽の消化汚泥中には、生物によって溶解し難い難溶解性物質が多く蓄積している。したがって、本実施の形態のように、酸生成槽から消化汚泥の一部を引き抜き、引き抜いた消化汚泥中の固形物質を処理して易溶解性物質へ変換することによって、より効果的にエネルギー、リン回収を進めることが可能となる。
【０１３０】
また、本実施の形態のように、嫌気性消化を前段の酸生成槽と後段のメタン生成槽とに分けて行なう場合において、酸生成槽の消化汚泥に超音波処理で分散させた後にオゾン処理で改質して溶解性を向上させることで、後段のメタン生成槽として従来の流動床式や固定床式のメタン生成槽だけでなく、高負荷嫌気性処理に用いられるＵＡＳＢ（上向流嫌気性汚泥ブランケット）型のメタン生成槽を用いることができ、高速なメタン生成が可能になる。
【０１３１】
実施の形態５
本発明のほかの実施の形態における有機性廃液の処理装置およびそれを用いた有機性廃液の処理について説明する。
【０１３２】
図１７は本実施の形態の有機性廃液の処理装置について、構成の概略と処理の流れを示した図である。
【０１３３】
図１７に示すように、嫌気性消化槽１に有機性廃液導入路２が接続されている。嫌気性消化槽１には消化汚泥排出路３を介して固液分離槽４が接続され、固液分離槽４には濃縮汚泥排出路５および処理水排出路８が接続されている。濃縮汚泥排出路５は汚泥廃棄路６と汚泥返送路７に分岐し、汚泥返送路７の後段には、超音波破砕処理槽９およびオゾン処理槽１１が設けられている。超音波破砕処理槽９内には超音波破砕器３０が設置されており、オゾン処理槽１１にはオゾンガス注入路３２を介してオゾン発生器３１が接続されている。超音波破砕処理槽９とオゾン処理槽１１は分散廃液排出路１０によって、オゾン処理槽１１と固液分離槽１７は処理液排出路１８によって、固液分離槽１７と嫌気性消化槽１は濃縮液導入路１９によって、それぞれ接続されている。また、嫌気性消化槽１には消化ガス排出路３６が接続されている。また、有機性廃液導入路２には有機性廃液導入ポンプ３７が、汚泥返送路７には汚泥返送ポンプ４６が設置されている。
【０１３４】
また、固液分離槽１７とリン回収槽２４が、分離液排出路２０によって接続されており、リン回収槽２４はリン回収後液導入路２６を介して嫌気性消化槽１に接続されている。分離液排出路２０には凝集剤導入路２３が接続され、凝集剤導入路２３の他端は凝集剤保持槽２１へと接続されている。さらに、凝集剤導入路２３には凝集剤導入ポンプ２２が設置されている。また、リン回収槽２４にはリン回収路２５が接続されている。
【０１３５】
つぎに本実施の形態の処理装置の動作について説明する。
【０１３６】
有機性廃液導入ポンプ３７を動作させ、下水処理場の初沈汚泥と余剰汚泥を混合した有機汚泥を、有機性廃液として有機性廃液導入路２から嫌気性消化槽１に導入する。嫌気性消化槽１で微生物によって有機汚泥を消化した後、嫌気性消化槽１内の汚泥を消化汚泥排出路３から排出し、固液分離槽４で固形物と溶液に分ける。溶液は処理水排出路８から、固形物は濃縮汚泥排出路５からそれぞれ排出する。また、嫌気性消化槽１で発生する消化ガスは、消化ガス排出路３６によって排出する。
【０１３７】
この嫌気性消化の過程において、濃縮汚泥排出路５中の濃縮汚泥の一部を汚泥廃棄路６から系外に排出するとともに、汚泥返送ポンプ４６を動作させ濃縮汚泥排出路５中の濃縮汚泥の一部を汚泥返送路７を介して超音波破砕処理槽９に導入し、超音波破砕機３０によって処理して濃縮汚泥中の固形物を分散させる。分散処理後の濃縮汚泥を分散廃液排出路１０を介してオゾン処理槽１１に送り、オゾン発生器３１で発生させたオゾンガスをオゾンガス注入路３２を通してオゾン処理槽１１に注入し、濃縮汚泥のオゾン処理を行なう。すなわち、分散処理後の濃縮汚泥にオゾンによる改質処理を加える。
【０１３８】
このオゾン処理後の濃縮汚泥を、オゾン処理液排出路１８を通して固液分離槽１７に送り、固液分離槽１７で固形物と溶液に分ける。固形物を処理廃液導入路１９から嫌気性消化槽１に導入し、オゾン処理した濃縮汚泥を微生物によって分解する。一方、リンを多く含む溶液を、リン含有処理水排出路２０を通ってリン回収槽２４に送る。この際、凝集剤導入ポンプ２２を動作させ、リン含有処理水排出路２０を通るリン含有処理水に凝集剤保持槽２１に保持した炭酸カルシウム溶液を供給し、混合させる。リン回収槽２４で析出したリン酸カルシウムを分離し、リン回収路２５から引き抜くとともに、リンを含まない溶液をリン回収後処理水導入路２６を通して嫌気性消化槽１に導入する。
【０１３９】
このように嫌気性消化槽の消化汚泥を濃縮した濃縮汚泥に対しオゾン処理を行なうことで、オゾンの強い酸化作用によって有機汚泥の固形物中の繊維質や細胞壁などの難溶解性物質を改質し、消化槽内の汚泥によって溶解されやすい易溶解性物質へと変換することができる。また、オゾン処理前に超音波破砕による分散処理を行なうことにより、オゾン処理単独の場合にくらべ、注入したオゾンと固形物との接触効率が大幅に高くなり、効率的に難溶解性物質の溶解性を向上することができる。このように、超音波処理とオゾン処理とを併用して難溶解性物質を改質した濃縮汚泥を嫌気性消化槽に導入して生物処理することにより、超音波処理単独やオゾン処理単独の場合、およびこれらの処理の単純な和とくらべ、汚泥の溶解量およびメタンへの変換量を大幅に増大することができる。
【０１４０】
同時に、オゾンの強い酸化作用によって細胞壁の分解が進むため、濃縮汚泥の固形物中に含有されるリンを固形物外の溶液中へ高い効率で溶出させることができる。オゾン処理前に超音波破砕による分散処理を行なうことにより、オゾン処理のみを行なう場合にくらべ、注入したオゾンによる細胞壁の分解がより進み、より効率的にリンの溶出量を増大することができる。さらに、この処理後の汚泥を固液分離することで、溶液中のリンを凝集剤を用いて固形状のリンにすることができ、再利用可能なリンとして回収することができる。
【０１４１】
したがって、嫌気性消化槽の消化汚泥を濃縮した濃縮汚泥を超音波処理で分散させた後にオゾン処理で改質することによって、エネルギー、リン同時回収型のより効率的な濃縮汚泥の処理が可能となる。
【０１４２】
また、嫌気性消化槽の消化汚泥中には生物によって溶解し難い難溶解性物質が多く蓄積している。したがって、本実施の形態のように、嫌気性消化槽内の汚泥を濃縮し、濃縮した消化汚泥中の固形物を処理して易溶解性物質へ変換することによって、より効果的にエネルギー、リン回収を進めることが可能となる。
【０１４３】
なお、本実施の形態では、嫌気性消化槽へと返送する消化汚泥の全てを超音波処理およびオゾン処理したが、返送する消化汚泥の一部に超音波処理およびオゾン処理を行ない、残りの部分については処理を行なわずに嫌気性消化槽へと返送するようにしてもよい。
【０１４４】
実施の形態６
本発明のまた別の実施の形態における有機性廃液の処理装置およびそれを用いた有機性廃液の処理方法について説明する。
【０１４５】
図１８は、本実施の形態の有機性廃液の処理装置について、その構成の概略と処理の流れを示した図であり、嫌気性消化を酸生成槽とメタン生成槽の２つの槽で行なう場合に本発明を適用した例を示している。
【０１４６】
図１８に示すように、酸生成槽３３に有機性廃液導入路２が接続されている。酸生成槽３３の後段には消化汚泥排出路３を介して固液分離槽４が設けられ、固液分離槽４には濃縮汚泥排出路５および処理水排出路８が接続されている。濃縮汚泥排出路５は汚泥廃棄路６と汚泥返送路７に分岐し、汚泥返送路７の後段には、超音波破砕処理槽９およびオゾン処理槽１１が設けられている。超音波破砕処理槽９内には超音波破砕器３０が設置されており、オゾン処理槽１１にはオゾンガス注入路３２を介してオゾン発生器３１が接続されている。超音波破砕処理槽９とオゾン処理槽１１は分散廃液排出路１０によって、オゾン処理槽１１と固液分離槽１７は処理液排出路１８によって、固液分離槽１７と酸生成槽３３は濃縮液導入路１９によって、それぞれ接続されている。一方、処理水排出路８はメタン生成槽１３に接続されている。また、有機性廃液導入路２には有機性廃液導入ポンプ３７が、汚泥返送路７には汚泥返送ポンプ４６が設置されている。
【０１４７】
また、固液分離槽１７とリン回収槽２４が、分離液排出路２０によって接続されており、リン回収槽２４はリン回収後液導入路２６を介して酸生成槽３３に接続されている。分離液排出路２０には凝集剤導入路２３が接続され、凝集剤導入路２３の他端は凝集剤保持槽２１へと接続されている。さらに、凝集剤導入路２３には凝集剤導入ポンプ２２が設置されている。また、リン回収槽２４にはリン回収路２５が接続されている。
【０１４８】
メタン生成槽１３の後段には消化汚泥排出路１４を介し固液分離槽１５が設けられており、固液分離槽１５には濃縮汚泥排出路２７および処理水排出路１６が接続されている。濃縮汚泥排出路２７は汚泥廃棄路３４と汚泥返送路３５に分岐し、汚泥返送路３５はメタン生成槽１３に接続されている。また、メタン生成槽１３には消化ガス排出路３６が接続されている。
【０１４９】
つぎに本実施の形態の処理装置の動作について説明する。
【０１５０】
有機性廃液導入ポンプ３７を動作させ、下水処理場の初沈汚泥と余剰汚泥を混合した有機汚泥を、有機性廃液として有機性廃液導入路２から酸生成槽３３に導入する。酸生成槽３３で微生物によって有機汚泥を溶解した後、酸生成槽３３内の汚泥を消化汚泥排出路３から排出し、固液分離槽４で固形物と溶液に分ける。溶液は処理水排出路８を通ってメタン生成槽１３へ導入し、固形物は濃縮汚泥排出路５から排出する。
【０１５１】
メタン生成槽１３にて微生物によって溶液をメタンに変換した後、メタン生成槽１３内の汚泥を消化汚泥排出路１４から排出し、固液分離槽１５で固形物と溶液に分ける。溶液を処理水排出路１６から、固形物を濃縮汚泥排出路２７からそれぞれ排出する。また、濃縮汚泥排出路２７中の固形物を汚泥返送路３５を介してメタン生成槽１３に返送するとともに、一部を汚泥廃棄路３４から系外に排出する。また、メタン生成槽１３で発生する消化ガスは、消化ガス排出路３６によって排出する。
【０１５２】
この嫌気性消化の過程において、濃縮汚泥排出路５中の濃縮汚泥の一部を汚泥廃棄路６から系外に排出するとともに、汚泥返送ポンプ４６を動作させ濃縮汚泥排出路５中の濃縮汚泥の一部を汚泥返送路７を介して超音波破砕処理槽９に導入し、超音波破砕機３０によって処理して濃縮汚泥中の固形物を分散させる。分散処理後の濃縮汚泥を分散廃液排出路１０を介してオゾン処理槽１１に送り、、同時にオゾン発生器３１で発生させたオゾンガスをオゾンガス注入路３２を通してオゾン処理槽１１に注入し、濃縮汚泥のオゾン処理を行なう。すなわち、分散処理後の濃縮汚泥にオゾンによる改質処理を加える。
【０１５３】
このオゾン処理後の濃縮汚泥を、オゾン処理液排出路１８を通して固液分離槽１７に送り、固液分離槽１７で固形物と溶液に分ける。固形物を処理廃液導入路１９から酸生成槽３３に導入し、オゾン処理した濃縮汚泥を微生物によって分解する。一方、リンを多く含む溶液を、リン含有処理水排出路２０を通ってリン回収槽２４に送られる。この際、凝集剤導入ポンプ２２を動作させ、リン含有処理水排出路２０を通るリン含有処理水に凝集剤保持槽２１に保持した炭酸カルシウム溶液を供給し、混合させる。リン回収槽２４で析出したリン酸カルシウムを分離し、リン回収路２５から引き抜くとともに、リンを含まない溶液をリン回収後処理水導入路２６を通して酸生成槽３３に導入する。
【０１５４】
このように、濃縮した消化汚泥にオゾンを反応させると、オゾンの強い酸化作用によって濃縮汚泥の固形物中の繊維質や細胞壁などの難溶解性物質を改質し、酸生成槽内の汚泥によって溶解されやすい易溶解性物質へと変換することができる。また、オゾン処理前に超音波破砕による分散処理を行なうことにより、オゾン処理単独の場合にくらべ、注入したオゾンと固形物との接触効率が大幅に高くなり、効率的に難溶解性物質の溶解性を向上することができる。このように、超音波処理とオゾン処理とを併用して難溶解性物質を改質した消化汚泥を酸生成槽に導入して生物処理することにより、超音波処理単独やオゾン処理単独の場合、およびこれらの処理の単純な和とくらべ、酸生成槽での汚泥の溶解量およびメタン生成槽でのメタンへの変換量を大幅に増大することができる。
【０１５５】
同時に、オゾンの強い酸化作用によって細胞壁の分解が進むため、濃縮汚泥の固形物中に含有されるリンを固形物外の溶液中へ高い効率で溶出させることができる。オゾン処理前に超音波破砕による分散処理を行なうことにより、オゾン処理のみを行なう場合にくらべ、注入したオゾンによる細胞壁の分解がより進み、より効率的にリンの溶出量を増大することができる。さらに、この処理後の汚泥を固液分離することで、溶液中のリンを凝集剤を用いて固形状のリンにすることができ、再利用可能なリンとして回収することができる。
【０１５６】
したがって、酸生成槽の消化汚泥を濃縮した濃縮汚泥を超音波処理で分散させた後にオゾン処理で改質することによって、エネルギー、リン同時回収型のより効率的な濃縮汚泥の処理が可能となる。
【０１５７】
また、本実施の形態のように、嫌気性消化を前段の酸生成槽と後段のメタン生成槽とに分けて行なう場合において、濃縮した酸生成槽の濃縮汚泥にオゾン処理を行なって溶解性を促進することで、後段のメタン生成槽として従来の流動床式や固定床式のメタン生成槽だけでなく、高負荷嫌気性処理に用いられるＵＡＳＢ（上向流嫌気性汚泥ブランケット）型のメタン生成槽を用いることができ、高速なメタン生成が可能になる。
【０１５８】
また、酸生成を行なう槽の消化汚泥中には、生物によって溶解し難い難溶解性物質が多く蓄積している。したがって、本実施の形態のように、濃縮した消化汚泥中の固形物を処理して易溶解性物質へ変換することによって、より効果的にエネルギー、リン回収を進めることが可能となる。
【０１５９】
なお、本実施の形態では、酸生成槽へと返送する濃縮汚泥を全て超音波処理およびオゾン処理したが、返送する消化汚泥の一部に超音波処理およびオゾン処理を行ない、残りの部分については処理を行なわずに酸生成槽に返送してもよい。
【０１６０】
実施の形態７
本発明のまた別の実施の形態における有機性廃液の処理装置およびそれを用いた有機性廃液の処理方法について説明する。
【０１６１】
図１９は、本実施の形態の有機性廃液の処理装置について、その構成の概略と処理の流れを示した図である。
【０１６２】
図１９に示す本実施の形態の処理装置は、図１３に示した実施の形態１の処理装置において、嫌気性消化槽１に消化汚泥引抜き路４７が接続され、この消化汚泥引抜き路４７は超音波破砕槽９に接続されている。また、消化汚泥引抜き路４７には消化汚泥引抜きポンプ３８が設置されている。本実施の形態の処理装置は、消化汚泥引抜き路４７、消化汚泥引抜きポンプ３８を備える点を除き、図１３に示した実施の形態１の処理装置と同様の構成である。
【０１６３】
つぎに本実施の形態の処理装置の動作について説明する。
【０１６４】
実施の形態１と同様、有機性廃液として下水処理場の有機汚泥を導入し、超音波破砕処理槽９にて超音波処理を行なうが、このとき本実施の形態においては、嫌気性消化槽１内の消化汚泥を消化汚泥引抜き路４７を通して超音波破砕槽９に導入する。すなわち、流入する有機汚泥と嫌気性消化槽１の消化汚泥とを混合し、混合汚泥に対し超音波破砕処理槽９で超音波破砕処理を行ない、その後オゾン処理槽１１にてオゾン処理を行なう。その後の動作は実施の形態１と同様である。
【０１６５】
このように、有機汚泥と消化汚泥との混合汚泥にオゾンを反応させると、オゾンの強い酸化作用によって混合汚泥の固形物中の繊維質や細胞壁などの難溶解性物質を改質し、消化槽内の汚泥によって溶解されやすい易溶解性物質へと変換することができる。また、オゾン処理前に超音波破砕による分散処理を行なうことにより、オゾン処理単独の場合とくらべ、注入したオゾンと固形物との接触効率が大幅に高くなり、効率的に難溶解性物質の溶解性を向上することができる。このように、超音波処理とオゾン処理とを併用して難溶解性物質を改質した混合汚泥を嫌気性消化槽に導入して生物処理すると、超音波処理単独やオゾン処理単独の場合、およびこれらの処理の単純な和とくらべ、汚泥の溶解量およびメタンへの変換量を大幅に増大することができる。
【０１６６】
同時に、オゾンの強い酸化作用によって細胞壁の分解が進むため、混合汚泥の固形物中に含有されるリンを固形物外の溶液中へ高い効率で溶出させることができる。オゾン処理前に超音波破砕による分散処理を行なうことにより、オゾン処理のみを行なう場合にくらべ、注入したオゾンによる細胞壁の分解がより進み、より効率的にリンの溶出量を増大することができる。さらに、この処理後の汚泥を固液分離することで、溶液中のリンを凝集剤を用いて固形状のリンにすることができ、再利用可能なリンとして回収することができる。したがって、エネルギー、リン同時回収型の混合汚泥の処理が可能となる。
【０１６７】
また、流入する有機性廃液の固形物中に難溶解性物質が多く含まれるような場合には、本実施の形態のように、難溶解性物質を多く含んだ有機性廃液と難溶解性物質が多く蓄積されている消化汚泥を混合し、これら難溶解性物質を多く含んだ混合汚泥中の固形物質を超音波処理で分散させオゾン処理で改質することにより、効果的に難溶解性物質の溶解性増大を促進することができ、流入する有機性廃液にのみ処理を加える場合や嫌気性消化槽の消化汚泥にのみ処理を加える場合にくらべ、有機性廃液からのエネルギー、リン回収量をより大幅に増大できるとともに、処分すべき汚泥量をより大幅に低減することができる。
【０１６８】
実施の形態８
本発明のさらに別の実施の形態における有機性廃液の処理装置およびそれを用いた有機性廃液の処理方法について説明する。
【０１６９】
図２０は、本実施の形態の有機性廃液の処理装置について、その構成の概略と処理の流れを示した図である。
【０１７０】
図２０に示す本実施の形態の処理装置は、図１４に示した実施の形態２の処理装置において、酸生成槽３３に消化汚泥引抜き路４７が接続され、この消化汚泥引抜き路４７は超音波破砕処理槽９に接続されている。また、消化汚泥引抜き路４７には消化汚泥引抜きポンプ３８が設置されている。本実施の形態の処理装置は、消化汚泥引抜き路４７、消化汚泥引抜きポンプ３８を備える点を除き、図１４に示した実施の形態２の処理装置と同様の構成である。
【０１７１】
つぎに本実施の形態の処理装置の動作について説明する。
【０１７２】
実施の形態２と同様、有機性廃液として下水処理場の有機汚泥を導入し、超音波破砕処理槽９にて超音波処理を行なうが、このとき本実施の形態においては、酸生成槽３３内の消化汚泥を消化汚泥引抜き路４７を通して超音波破砕槽９に導入する。すなわち、流入する有機汚泥と酸生成槽３３の消化汚泥とを混合し、混合汚泥に対し超音波破砕処理槽９で超音波破砕処理を行ない、その後オゾン処理槽１１にてオゾン処理を行なう。その後の動作は実施の形態２と同様である。
【０１７３】
このように、有機汚泥と酸生成槽の汚泥との混合汚泥にオゾンを反応させると、オゾンの強い酸化作用によって混合汚泥の固形物中の繊維質や細胞壁などの難溶解性物質を改質し、酸生成槽内の汚泥によって溶解されやすい易溶解性物質へと変換することができる。また、オゾン処理前に超音波破砕による分散処理を行なうことにより、オゾン処理単独の場合とくらべ、注入したオゾンと固形物との接触効率が大幅に高くなり、効率的に難溶解性物質の溶解性を向上することができる。このように、超音波処理とオゾン処理とを併用して難溶解性物質を改質した混合汚泥を酸生成槽に導入して生物処理すると、超音波処理単独やオゾン処理単独の場合、およびこれらの処理の単純な和とくらべ、酸生成槽での汚泥の溶解量およびメタン生成槽でのメタンへの変換量を大幅に増大することができる。
【０１７４】
同時に、オゾンの強い酸化作用によって細胞壁の分解が進むため、混合汚泥の固形物中に含有されるリンを固形物外の溶液中へ高い効率で溶出させることができる。オゾン処理前に超音波破砕による分散処理を行なうことにより、オゾン処理のみを行なう場合にくらべ、注入したオゾンによる細胞壁の分解がより進み、より効率的にリンの溶出量を増大することができる。さらに、この処理後の汚泥を固液分離することで、溶液中のリンを凝集剤を用いて固形状のリンにすることができ、再利用可能なリンとして回収することができる。したがって、エネルギー、リン同時回収型の混合汚泥の処理が可能となる。
【０１７５】
また、本実施の形態のように、嫌気性消化を前段の酸生成槽と後段のメタン生成槽とに分けて行なう場合において、酸生成槽に導入する有機汚泥や酸生成槽の消化汚泥のオゾン処理を行なって溶解性を促進することで、後段のメタン生成槽として従来の流動床式や固定床式のメタン生成槽だけでなく、高負荷嫌気性処理に用いられるＵＡＳＢ（上向流嫌気性汚泥ブランケット）型のメタン生成槽を用いることができ、高速なメタン生成が可能になる。
【０１７６】
また、流入する有機性廃液の固形物中に難溶解性物質が多く含まれるような場合には、本実施の形態のように、難溶解性物質を多く含んだ有機性廃液と難溶解性物質が多く蓄積されている酸生成槽の消化汚泥を混合し、これら難溶解性物質を多く含んだ混合汚泥中の固形物質を超音波処理で分散させオゾン処理で改質することにより、効果的に難溶解性物質の溶解性増大を促進することができ、流入する有機性廃液にのみ処理を加える場合や酸生成槽の消化汚泥にのみ処理を加える場合にくらべ、有機性廃液からのエネルギー回収量をより大幅に増大できるとともに、処分すべき汚泥量をより大幅に低減することができる。
【０１７７】
実施の形態９
本発明の別の実施の形態における有機性廃液の処理装置およびそれを用いた有機性廃液の処理方法について説明する。
【０１７８】
図２１は、本実施の形態の有機性廃液の処理装置について、その構成の概略と処理の流れを示した図である。
【０１７９】
図２１に示す本実施の形態の処理装置は、図１３に示した実施の形態１の処理装置において、汚泥返送路７が超音波破砕槽９に接続されている。また、汚泥返送路７には汚泥返送ポンプ４６が設置されている。本実施の形態の処理装置は、汚泥返送路７がオゾン処理槽１１に接続され、汚泥返送ポンプ４６が設置されている点を除き、図１３に示した実施の形態１の処理装置と同様の構成である。
【０１８０】
つぎに本実施の形態の処理装置の動作について説明する。
【０１８１】
実施の形態１と同様、有機性廃液として下水処理場の有機汚泥を導入し、超音波破砕槽９にて超音波処理を行なうが、このとき本実施の形態においては、固液分離槽４で濃縮した濃縮汚泥を汚泥返送路７を通して超音波破砕槽９に導入する。すなわち、流入する有機汚泥と固液分離後の濃縮汚泥とを混合し、混合汚泥に対し超音波破砕処理槽９で超音波破砕処理を行ない、その後オゾン処理槽１１にてオゾン処理を行なう。その後の動作は、前記実施の形態１と同様である。
【０１８２】
このように、有機汚泥と濃縮汚泥との混合汚泥にオゾンを反応させると、オゾンの強い酸化作用によって混合汚泥の固形物中の繊維質や細胞壁などの難溶解性物質を改質し、消化槽内の汚泥によって溶解されやすい易溶解性物質へと変換することができる。また、オゾン処理前に超音波破砕による分散処理を行なうことにより、オゾン処理単独の場合にくらべ、注入したオゾンと固形物との接触効率が大幅に高くなり、効率的に難溶解性物質の溶解性を向上することができる。このように、超音波処理とオゾン処理とを併用して難溶解性物質を改質した有機汚泥を嫌気性消化槽に導入して生物処理すると、超音波処理単独やオゾン処理単独の場合、およびこれらの処理の単純な和とくらべ、汚泥の溶解量およびメタンへの変換量を大幅に増大することができる。
【０１８３】
同時に、オゾンの強い酸化作用によって細胞壁の分解が進むため、混合汚泥の固形物中に含有されるリンを固形物外の溶液中へ高い効率で溶出させることができる。オゾン処理前に超音波破砕による分散処理を行なうことにより、オゾン処理のみを行なう場合にくらべ、注入したオゾンによる細胞壁の分解がより進み、より効率的にリンの溶出量を増大することができる。さらに、この処理後の汚泥を固液分離することで、溶液中のリンを凝集剤を用いて固形状のリンにすることができ、再利用可能なリンとして回収することができる。したがって、エネルギー、リン同時回収型の有機汚泥の処理が可能となる。
【０１８４】
また、流入する有機性廃液の固形物中に難溶解性物質が多く含まれるような場合には、本実施の形態のように、難溶解性物質を多く含んだ有機性廃液と難溶解性物質が多く蓄積されている消化汚泥を濃縮した汚泥を混合し、これら難溶解性物質を多く含んだ混合汚泥中の固形物質を超音波処理で分散させオゾン処理で改質することにより、効果的に難溶解性物質の溶解性増大を促進することができ、流入する有機性廃液にのみ処理を加える場合や嫌気性消化槽からの濃縮汚泥にのみ処理を加える場合にくらべ、有機性廃液からのエネルギー回収量をより大幅に増大できるとともに、処分すべき汚泥量をより大幅に低減することができる。
【０１８５】
実施の形態１０
本発明のまた別の実施の形態における有機性廃液の処理装置およびそれを用いた有機性廃液の処理方法について説明する。
【０１８６】
図２２は、本実施の形態の有機性廃液の処理装置について、その構成の概略と処理の流れを示した図である。
【０１８７】
図２２に示す本実施の形態の処理装置は、図１４に示した実施の形態２の処理装置において、汚泥返送路７が超音波破砕槽９に接続されている。また、汚泥返送路７には汚泥返送ポンプ４６が設置されている。本実施の形態の処理装置は、汚泥返送路７が超音波破砕槽９に接続され、汚泥返送ポンプ４６が設置されている点を除き、図１４に示した実施の形態２の処理装置と同様の構成である。
【０１８８】
つぎに本実施の形態の処理装置の動作について説明する。
【０１８９】
前記実施の形態２と同様、有機性廃液として下水処理場の有機汚泥を導入し、、超音波破砕槽９にて超音波処理を行なうが、このとき本実施の形態においては、酸生成槽３３の後段の固液分離槽４で濃縮した濃縮汚泥を、汚泥返送路７を通して超音波破砕槽９に導入する。すなわち、流入する有機汚泥と固液分離後の濃縮汚泥とを混合し、混合汚泥に対し超音波破砕処理槽９で超音波破砕処理を行ない、その後オゾン処理槽１１にてオゾン処理を行なう。その後の動作は、前記実施の形態２と同様である。
【０１９０】
このように、有機汚泥と濃縮した酸生成槽汚泥との混合汚泥にオゾンを反応させると、オゾンの強い酸化作用によって混合汚泥の固形物中の繊維質や細胞壁などの難溶解性物質を改質し、酸生成槽内の汚泥によって溶解されやすい易溶解性物質へと変換することができる。また、オゾン処理前に超音波破砕による分散処理を行なうことにより、オゾン処理単独の場合にくらべ、注入したオゾンと固形物との接触効率が大幅に高くなり、効率的に難溶解性物質の溶解性を向上することができる。このように、超音波処理とオゾン処理とを併用して難溶解性物質を改質した混合汚泥を酸生成槽に導入して生物処理すると、超音波処理単独やオゾン処理単独の場合、およびこれらの処理の単純な和とくらべ、酸生成槽での汚泥の溶解量およびメタン生成槽でのメタンへの変換量を大幅に増大することができる。
【０１９１】
同時に、オゾンの強い酸化作用によって細胞壁の分解が進むため、混合汚泥の固形物中に含有されるリンを固形物外の溶液中へ高い効率で溶出させることができる。オゾン処理前に超音波破砕による分散処理を行なうことにより、オゾン処理のみを行なう場合にくらべ、注入したオゾンによる細胞壁の分解がより進み、より効率的にリンの溶出量を増大することができる。さらに、この処理後の汚泥を固液分離することで、溶液中のリンを凝集剤を用いて固形状のリンにすることができ、再利用可能なリンとして回収することができる。したがって、エネルギー、リン同時回収型の有機汚泥の処理が可能となる。
【０１９２】
また、本実施の形態のように、嫌気性消化を前段の酸生成槽と後段のメタン生成槽とに分けて行なう場合において、酸生成槽の汚泥に分散および改質の処理を行ない溶解性を促進することで、後段のメタン生成槽として従来の流動床式や固定床式のメタン生成槽だけでなく、高負荷嫌気性処理に用いられるＵＡＳＢ（上向流嫌気性汚泥ブランケット）型のメタン生成槽を用いることができ、高速なメタン生成が可能になる。
【０１９３】
また、流入する有機性廃液の固形物中に難溶解性物質が多く含まれるような場合には、本実施の形態のように、難溶解性物質を多く含んだ有機性廃液と難溶解性物質が多く蓄積されている酸生成槽の消化汚泥を混合し、これら難溶解性物質を多く含んだ混合汚泥中の固形物質を超音波処理で分散させオゾン処理で改質することにより、難溶解性物質の溶解性増大を促進することができ、流入する有機性廃液にのみ処理を加える場合や酸生成槽からの濃縮汚泥にのみ処理を加える場合にくらべ、有機性廃液からのエネルギー回収量をより大幅に増大できるとともに、処分すべき汚泥量をより大幅に低減することができる。
【０１９４】
実施の形態１１
本発明のまた別の実施の形態における有機性廃液の処理装置およびそれを用いた有機性廃液の処理方法について説明する。
【０１９５】
図２３は、本実施の形態の有機性廃液の処理装置について、その構成の概略と処理の流れを示した図である。
【０１９６】
図２３に示す本実施の形態の処理装置は、図１５に示した実施の形態３の処理装置において、嫌気性消化槽１にはＯＲＰ計４９が設置され、信号線５１を介してコントローラ５２に接続されている。コントローラ５２は、超音波破砕機３０、オゾン発生器３１および消化汚泥引抜きポンプ３８に、それぞれ信号線２８、信号線５３、信号線３９を介して接続されている。本実施の形態の処理装置は、ＯＲＰ計とコントローラおよび信号線を除き、図１５に示した前記実施の形態３の処理装置と同様の構成である。
【０１９７】
つぎに本実施の形態の処理装置の動作について説明する。
【０１９８】
実施の形態３と同様に、有機性廃液を嫌気性消化槽１に導入して微生物による消化を行なうとともに、嫌気性消化槽１から消化汚泥を引き抜き、超音波処理およびオゾン処理を行なう。このとき、本実施の形態においては、嫌気性消化槽１の嫌気度をＯＲＰ計４９で測定し、その測定結果を信号線５１を通してコントローラ５２に送る。コントローラ５２では送られてきた測定結果とあらかじめ設定されたＯＲＰの値との比較を行なう。
【０１９９】
測定値があらかじめ設定した範囲内である場合、嫌気性消化槽１の運転状態は良好であると判断し、少なくとも超音波破砕機３０、オゾン発生器３１および消化汚泥引抜きポンプ３８のうちの１つについて、消化汚泥の処理を拡張するように処理条件を変更する。消化汚泥の処理の拡張は、超音波破砕機３０の出力を増加させることにより実現される。また、オゾン発生器３１でのオゾン発生量を増やし、オゾン注入量を増すことによって実現される。さらに、消化汚泥引抜きポンプ３８の流量を増し処理される汚泥の量を増やすことによって実現される。もちろん、これらのうちのいくつか、またはすべてを組み合わせてもよい。
【０２００】
変更された処理条件は、超音波破砕機３０、オゾン発生器３１または消化汚泥引抜きポンプ３８に信号線２８、信号線５３または信号線３９を通して伝えられる。変更後の処理条件を受けた超音波破砕機３０、オゾン発生器３１または消化汚泥引抜きポンプ３８は、その条件にしたがって拡張した消化汚泥の処理を行なう。
【０２０１】
一方、測定値があらかじめ設定した範囲から上回って外れている場合は、嫌気性消化槽１の運転状態が不良であると判断し、少なくとも超音波破砕機３０、オゾン発生器３１および消化汚泥引抜きポンプ３８のうちの１つについて、消化汚泥の処理を縮小するように処理条件を変更する。消化汚泥の処理の縮小は、超音波破砕機３０の出力を低減させることにより実現される。また、オゾン発生器３１でのオゾン発生量を減らし、オゾン注入量を低減することによって実現される。さらに、消化汚泥引抜きポンプ３８の流量を減らし、処理される汚泥の量を低減することによって実現される。もちろん、これらのうちのいくつか、またはすべてを組み合わせてもよい。
【０２０２】
変更された処理条件は、超音波破砕機３０、オゾン発生器３１または消化汚泥引抜きポンプ３８に、信号線２８、信号線５３または信号線３９を通して伝えられる。変更後の処理条件を受けた超音波破砕機３０、オゾン発生器３１または消化汚泥引抜きポンプ３８は、その条件にしたがって縮小した消化汚泥の処理を行なう。
【０２０３】
このように嫌気性消化槽のＯＲＰを計測することによって、分散処理および改質処理が嫌気性消化槽の運転状態におよぼす影響を常時かつ的確に把握することができる。さらに、ＯＲＰの測定結果にもとづき固形物の分散処理および分散処理後の有機物の改質処理を制御することにより、嫌気性消化槽の運転状態を安定に維持することができる。したがって、計測制御を行わない場合にくらべ、消化汚泥中の固形物の溶解性をより安定に増大できる。なお、ここで安定とは、長期間にわたって性能（固形物の溶解）を維持できることを意味する。
【０２０４】
この安定な溶解性増大によって、消化汚泥中の有機物のメタンへの変換率をより安定に向上できるとともに、処分すべき汚泥の発生量も同様により安定に低減することが可能となる。
【０２０５】
なお、本実施の形態では嫌気性消化槽１の運転状態の指標としてＯＲＰを測定したが、溶存酸素濃度など嫌気性消化槽の嫌気度の指標であればこれに限るものではない。また、嫌気度に限らず、嫌気性消化槽の消化汚泥濃度、ｐＨ、消化汚泥の微生物活性に関する指標を計測し、制御にもちいても、同様の効果が得られる。消化汚泥の微生物活性は、たとえば、メタン発酵微生物の補酵素（Ｆ４２０）を蛍光光度計によって測定することにより計測することができる。
【０２０６】
また、本実施の形態では嫌気性消化槽の消化汚泥を分散および改質処理する場合を示したが、実施の形態１のように流入する有機性廃液を分散および改質処理する場合、実施の形態５のように固液分離後の濃縮汚泥を分散および改質処理する場合、実施の形態７のように有機性廃液と消化汚泥の混合汚泥を分散および改質処理する場合、実施の形態９のように有機性廃液と濃縮汚泥の混合汚泥を分散および改質処理する場合においても、同様の計測、制御を行なうことで同様の効果が得られる。
【０２０７】
実施の形態１２
本発明のさらに別の実施の形態における有機性廃液の処理装置、およびそれを用いた有機性廃液の処理方法について説明する。
【０２０８】
図２４は、本実施の形態の有機性廃液の処理装置について、その構成の概略と処理の流れを示した図である。
【０２０９】
図２４に示す本実施の形態の処理装置は、図１６に示した実施の形態４の処理装置において、酸生成槽３３にはＯＲＰ計４９が設置され、信号線５１を介してコントローラ５２に接続されている。コントローラ５２は、超音波破砕機３０、オゾン発生器３１および消化汚泥引抜きポンプ３８に、それぞれ信号線２８、信号線５３および信号線３９を介して接続されている。本実施の形態の処理装置は、ＯＲＰ計とコントローラおよび信号線を除き、図１５に示した前記実施の形態４の処理装置と同様の構成である。
【０２１０】
つぎに本実施の形態の処理装置の動作について説明する。
【０２１１】
実施の形態４と同様に、有機性廃液を酸生成槽３３に導入し微生物によって有機汚泥の溶解を行なうとともに、酸生成槽３３の消化汚泥を引き抜き、超音波処理およびオゾン処理を行なう。このとき、本実施の形態においては、酸生成槽３３の嫌気度をＯＲＰ計４９で測定し、その測定結果を信号線５１を通してコントローラ５２に送る。コントローラ５２では、送られてきた測定結果とあらかじめ設定されたＯＲＰの値との比較を行なう。
【０２１２】
測定値があらかじめ設定した値の範囲内である場合、酸生成槽３３の運転状態が良好であると判断し、少なくとも超音波破砕機３０、オゾン発生器３１および消化汚泥引抜きポンプ３８のうちの１つについて、消化汚泥の処理を拡張するように処理条件を変更する。変更された処理条件は、超音波破砕機３０、オゾン発生器３１または消化汚泥引抜きポンプ３８に、信号線２８、信号線５３または信号線３９を通して伝えられる。変更後の処理条件を受けた超音波破砕機３０、オゾン発生器３１または消化汚泥引抜きポンプ３８は、その条件にしたがって拡張した消化汚泥の処理を行なう。
【０２１３】
一方、測定値があらかじめ設定した範囲を上回って外れている場合は、酸生成槽３３の運転状態が不良であると判断し、少なくとも超音波破砕機３０、オゾン発生器３１および消化汚泥引抜きポンプ３８のうちの１つについて、消化汚泥の処理を縮小するように処理条件を変更する。変更された処理条件は、超音波破砕機３０、オゾン発生器３１または消化汚泥引抜きポンプ３８に、信号線２８、信号線５３または信号線３９を通して伝えられる。変更後の処理条件を受けた超音波破砕機３０、オゾン発生器３１または消化汚泥引抜きポンプ３８は、その条件にしたがって縮小した消化汚泥の処理を行なう。
【０２１４】
このように酸生成槽のＯＲＰを計測することによって、分散処理および改質処理が酸生成槽の運転状態におよぼす影響を常時かつ的確に把握することができる。さらに、ＯＲＰの測定結果にもとづき固形物の分散処理および分散処理後の有機物の改質処理を制御することにより、酸生成槽の運転状態を安定に維持することができる。したがって、計測制御を行わない場合にくらべ、酸生成槽の消化汚泥中の固形物の溶解性をより安定に増大できる。
【０２１５】
この安定な溶解性増大によって、酸生成槽の消化汚泥中の有機物のメタン生成槽でのメタンへの変換率をより安定に向上できるとともに、処分すべき汚泥の発生量も同様により安定に低減することが可能となる。
【０２１６】
また、本実施の形態では酸生成槽３３の運転状態の指標としてＯＲＰを用いたが、溶存酸素濃度など酸生成槽の嫌気度の指標であればこれに限るものではない。また、嫌気度に限らず、酸生成槽の消化汚泥濃度、嫌気度、消化汚泥の微生物活性に関する指標を計測し、制御しても、同様の効果が得られる。
【０２１７】
また、本実施の形態では酸生成槽の消化汚泥を分散および改質処理する場合を示したが、実施の形態２のように流入する有機性廃液を分散および改質処理する場合、実施の形態６のように固液分離後の濃縮汚泥を分散および改質処理する場合、実施の形態８のように有機性廃液と酸生成槽の消化汚泥の混合汚泥を分散および改質処理する場合、実施の形態１０のように有機性廃液と酸生成槽からの濃縮汚泥の混合汚泥を分散および改質処理する場合においても、同様の計測、制御を行なうことで同様の効果が得られる。
【０２１８】
実施の形態１３
本発明のまた別の実施の形態における有機性廃液の処理装置、およびそれを用いた有機性廃液の処理方法について説明する。
【０２１９】
図２５は、本実施の形態の有機性廃液の処理装置について、その構成の概略と処理の流れを示した図である。
【０２２０】
図２５に示す本実施の形態の処理装置は、図１５に示した実施の形態３の処理装置において、有機性廃液導入路２にはＭＬＳＳ計４５が設置され、信号線４０を介してコントローラ５２に接続されている。コントローラ５２は、超音波破砕機３０、オゾン発生器３１および消化汚泥引抜きポンプ３８に、それぞれ信号線２８、信号線５３および信号線３９を介して接続されている。本実施の形態の処理装置は、ＭＬＳＳ計とコントローラおよび信号線を除き図１５に示した前記実施の形態３の処理装置と同様の構成である。
【０２２１】
つぎに本実施の形態の処理装置の動作について説明する。
【０２２２】
実施の形態３と同様に、有機性廃液を嫌気性消化槽１に導入して微生物による消化を行なうとともに、嫌気性消化槽１から消化汚泥を引き抜き、超音波処理およびオゾン処理を行なう。このとき、本実施の形態においては、有機性廃液導入路２を通る廃液の固形物の濃度をＭＬＳＳ計４５で測定し、その測定結果を信号線４０を通してコントローラ５２に送る。コントローラ５２では送られてきた測定結果とあらかじめ設定されたＭＬＳＳ濃度の値との比較を行なう。
【０２２３】
測定値があらかじめ設定した範囲内である場合、嫌気性消化槽１の流入負荷が適切で運転状態は良好に維持できると判断し、少なくとも超音波破砕機３０、オゾン発生器３１および消化汚泥引抜きポンプ３８のうちの１つについて、消化汚泥の処理を拡張するように処理条件を変更する。変更された処理条件は、超音波破砕機３０、オゾン発生器３１または消化汚泥引抜きポンプ３８に、信号線２８、信号線５３または信号線３９を通して伝えられる。変更後の処理条件を受けた超音波破砕機３０、オゾン発生器３１または消化汚泥引抜きポンプ３８は、その条件にしたがって拡張した消化汚泥の処理を行なう。
【０２２４】
一方、測定値があらかじめ設定した範囲から上回って外れている場合は、嫌気性消化槽１の流入負荷が極端に高い、あるいは極端に低く運転状態が良好に維持できなくなると判断し、少なくとも超音波破砕機３０、オゾン発生器３１および消化汚泥引抜きポンプ３８のうちの１つについて、消化汚泥の処理を縮小するように処理条件を変更する。変更された処理条件は、超音波破砕機３０、オゾン発生器３１または消化汚泥引抜きポンプ３８に、それぞれ信号線２８、信号線５３または信号線３９を通して伝えられる。変更後の処理条件を受けた超音波破砕機３０、オゾン発生器３１または消化汚泥引抜きポンプ３８は、その条件にしたがって縮小した消化汚泥の処理を行なう。
【０２２５】
このように流入する有機性廃液の固形物のＭＬＳＳ濃度を計測することによって、嫌気性消化槽の運転状態に影響をおよぼす流入負荷を常時かつ的確に把握することができる。さらに、ＭＬＳＳ濃度の測定結果にもとづき消化汚泥の分散処理および改質処理を制御することにより、嫌気性消化槽の運転状態を安定に維持しながら分散および改質処理を行なうことができる。したがって、計測制御を行わない場合にくらべ、消化汚泥中の固形物の溶解性をより安定に増大できる。
【０２２６】
この安定な溶解性増大によって、消化汚泥中の有機物のメタンへの変換率をより安定に向上できるとともに、処分すべき汚泥の発生量も同様により安定に低減することが可能となる。加えて、消化汚泥からのリン溶出を安定に確保できるため、リン回収量を安定に得ることが可能となる。
【０２２７】
なお、本実施の形態では流入する有機性廃液の固形物濃度の指標としてＭＬＳＳ濃度を測定したが、濁度など固形物濃度の指標であればこれに限るものではない。また、本実施の形態では流入する有機性廃液の指標として固形物濃度を用いたが、これに限るものではなく、ｐＨや嫌気度などの有機性廃液に関する指標を計測し、制御に用いても、同様の効果が得られる。
【０２２８】
また、本実施の形態では嫌気性消化槽の消化汚泥を分散および改質処理する場合を示したが、実施の形態１のように流入する有機性廃液を分散および改質処理する場合、実施の形態５のように固液分離後の濃縮汚泥を分散および改質処理する場合、実施の形態７のように有機性廃液と消化汚泥の混合汚泥を分散および改質処理する場合、実施の形態９のように有機性廃液と濃縮汚泥の混合汚泥を分散および改質処理する場合においても、同様の計測、制御を行なうことで同様の効果が得られる。
【０２２９】
実施の形態１４
本発明のまた別の実施の形態における有機性廃液の処理装置、およびそれを用いた有機性廃液の処理方法について説明する。
【０２３０】
図２６は本実施の形態の有機性廃液の処理装置について、その構成の概略と処理の流れを示した図である。
【０２３１】
図２６に示す本実施の形態の処理装置は、図１６に示した実施の形態４の処理装置において、有機性廃液導入路２にＭＬＳＳ計４５が設置され、信号線４０を介してコントローラ５２に接続されている。コントローラ５２は、超音波破砕機３０、オゾン発生器３１および消化汚泥引抜きポンプ３８に、それぞれ信号線２８、信号線５３および信号線３９を介して接続されている。本実施の形態の処理装置は、ＭＬＳＳ計とコントローラおよび信号線を除き、図１６に示した前記実施の形態４の処理装置と同様の構成である。
【０２３２】
つぎに本実施の形態の処理装置の動作について説明する。
【０２３３】
実施の形態４と同様に、有機性廃液を酸生成槽３３に導入し微生物によって有機汚泥の溶解を行なうとともに、酸生成槽３３の消化汚泥を引き抜き、超音波処理およびオゾン処理を行なう。このとき、本実施の形態においては、有機性廃液導入路２を通る廃液の固形物の濃度をＭＬＳＳ計４５で測定し、その測定結果を信号線４０を通してコントローラ５２に送る。コントローラ５２では、送られてきた結果とあらかじめ設定されたＭＬＳＳ濃度の値との比較を行なう。
【０２３４】
測定値があらかじめ設定した範囲内である場合、酸生成槽３３の流入負荷が適切で運転状態は良好に維持できると判断し、少なくとも超音波破砕機３０、オゾン発生器３１および消化汚泥引抜きポンプ３８のうちの１つについて、消化汚泥の処理を拡張するように処理条件を変更する。変更された処理条件は、超音波破砕機３０、オゾン発生器３１または消化汚泥引抜きポンプ３８に、信号線２８、信号線５３または信号線３９を通して伝えられる。変更後の処理条件を受けた超音波破砕機３０、オゾン発生器３１または消化汚泥引抜きポンプ３８は、その条件にしたがって拡張した消化汚泥の処理を行なう。
【０２３５】
一方、測定値があらかじめ設定した範囲を外れている場合は、酸生成槽３３の流入負荷が極端に高い、あるいは極端に低く運転状態が良好に維持できなくなると判断し、少なくとも超音波破砕機３０、オゾン発生器３１および消化汚泥引抜きポンプ３８のうちの１つについて、消化汚泥の処理を縮小するように処理条件を変更する。変更された処理条件は、超音波破砕機３０、オゾン発生器３１または消化汚泥引抜きポンプ３８に、信号線２８、信号線５３または信号線３９を通して伝えられる。変更後の処理条件を受けた超音波破砕機３０、オゾン発生器３１、消化汚泥引抜きポンプ３８は、その条件にしたがって縮小した消化汚泥の処理を行なう。
【０２３６】
このように流入廃液の固形物の濃度を計測することによって、酸生成槽の運転状態に影響をおよぼす流入負荷を常時かつ的確に把握することができる。さらに、測定した固形物の濃度にもとづいて消化汚泥の分散処理および改質処理を制御することにより、酸生成槽の運転状態を安定に維持しながら分散処理および改質処理を行なうことができる。したがって、計測制御を行わない場合に比べ、消化汚泥中の固形物の溶解性をより安定に増大できる。
【０２３７】
この安定な溶解性増大によって、酸生成槽の消化汚泥中の有機物のメタン生成槽でのメタンへの変換率をより安定に向上できるとともに、処分すべき汚泥の発生量も同様により安定に低減することが可能となる。加えて、消化汚泥からのリン溶出を安定に確保できるため、リン回収量を安定に得ることが可能となる。
【０２３８】
なお、本実施の形態では流入する有機性廃液の固形物濃度の指標としてＭＬＳＳ濃度を測定したが、濁度など固形物濃度の指標であればこれに限るものではない。また、固形物濃度に限らず、ｐＨや嫌気度などの有機性廃液に関する指標を計測し、制御にもちいても、同様の効果が得られる。
【０２３９】
また、本実施の形態では酸生成槽の消化汚泥を分散および改質処理する場合を示したが、実施の形態２のように流入する有機性廃液を分散および改質処理する場合、実施の形態６のように固液分離後の濃縮汚泥を分散および改質処理する場合、実施の形態８のように有機性廃液と酸生成槽の消化汚泥の混合汚泥を分散および改質処理する場合、実施の形態１０のように有機性廃液と酸生成槽からの濃縮汚泥の混合汚泥を分散および改質処理する場合においても、同様の計測、制御を行なうことで同様の効果が得られる。
【０２４０】
実施の形態１５
本発明のほかの実施の形態における有機性廃液の処理装置、およびそれを用いた有機性廃液の処理方法について説明する。
【０２４１】
図２７は、本実施の形態の有機性廃液の処理装置について、その構成の概略と処理の流れを示した図である。
【０２４２】
図２７に示す本実施の形態の処理装置は、図１５に示した実施の形態３の処理装置において、超音波破砕処理槽９にはＭＬＳＳ濃度計４１が、オゾン処理槽１１にはＯＲＰ計４２が設置され、それぞれ信号線４３および信号線４４を介してコントローラ５２に接続されている。コントローラ５２は、超音波破砕機３０、オゾン発生器３１および消化汚泥引抜きポンプ３８に、それぞれ信号線２８、信号線５３および信号線３９を介して接続されている。本実施の形態の処理装置は、ＭＬＳＳ計、ＯＲＰ計、コントローラおよび信号線を除き、図１５に示した前記実施の形態３の処理装置と同様の構成である。
【０２４３】
つぎに本実施の形態の処理装置の動作について説明する。
【０２４４】
実施の形態３と同様に、有機性廃液を嫌気性消化槽１に導入して微生物による消化を行なうとともに、嫌気性消化槽１から消化汚泥を引き抜き、超音波処理およびオゾン処理を行なう。このとき、本実施の形態においては、超音波破砕処理槽９の固形物濃度をＭＬＳＳ濃度計４１で、またオゾン処理槽１１の嫌気度をＯＲＰ計４２で測定し、これら測定結果をそれぞれ信号線４３、信号線４４を通してコントローラ５２に送る。コントローラ５２では、送られてきた結果とあらかじめ設定されたＭＬＳＳ濃度およびＯＲＰの値との比較を行なう。
【０２４５】
ＭＬＳＳ、ＯＲＰの測定値がともにあらかじめ設定した範囲内である場合は、超音波破砕処理槽９およびオゾン処理槽１１での処理が適切で処理状態は良好に維持されていると判断し、消化汚泥の処理を維持するような処理条件を設定し、その処理条件を超音波破砕機３０、オゾン発生器３１および消化汚泥引抜きポンプ３８の少なくとも１つに、信号線２８、信号線５３または信号線３９を通して伝える。処理条件を受けた超音波破砕機３０、オゾン発生器３１または消化汚泥引抜きポンプ３８は、その条件にしたがって維持に向けた消化汚泥の処理を行なう。すなわち、コントローラ５２が、超音波破砕機３０、オゾン発生器３１および消化汚泥引抜きポンプ３８に対し、現状の処理条件で運転を継続するよう指示する。
【０２４６】
一方、ＭＬＳＳ測定値があらかじめ設定した範囲から上回って外れている、またはＯＲＰ測定値値があらかじめ設定した範囲から下回って外れている場合は、超音波破砕処理槽９またはオゾン処理槽１１での処理が不充分であると判断し、少なくとも超音波破砕機３０、オゾン発生器３１および消化汚泥引抜きポンプ３８のうちの１つについて、消化汚泥の処理を拡張するように処理条件を変更する。変更された条件は、超音波破砕機３０、オゾン発生器３１または消化汚泥引抜きポンプ３８に、信号線２８、信号線５３または信号線３９を通して伝えられる。変更後の処理条件を受けた超音波破砕機３０、オゾン発生器３１または消化汚泥引抜きポンプ３８は、その条件にしたがって拡張した消化汚泥の処理を行なう。
【０２４７】
このように超音波破砕処理槽９の固形物濃度およびオゾン処理槽１１の嫌気度の指標を計測することによって、各槽での処理の状態を常時かつ的確に把握することができる。さらに、これら測定結果にもとづいて消化汚泥の分散処理および改質処理を制御することにより、各処理槽での処理状態を安定に保ちながら分散および改質処理を行なうことができる。したがって、計測制御を行わない場合に比べ、消化汚泥中の固形物の溶解性をより安定に増大できる。
【０２４８】
この安定な溶解性増大によって、消化汚泥中の有機物のメタンへの変換率をより安定に向上できるとともに、処分すべき汚泥の発生量も同様により安定に低減することが可能となる。加えて、消化汚泥からのリン溶出を安定に確保できるため、リン回収量を安定に得ることが可能となる。
【０２４９】
なお、本実施の形態では超音波破砕処理槽の固形物濃度として消化汚泥のＭＬＳＳ濃度を測定したが、濁度など固形物濃度の指標であればこれに限るものではない。また、固形物濃度に限らず、超音波破砕処理槽のｐＨ、嫌気度、消化汚泥の微生物活性など処理された消化汚泥に関する指標を計測し、制御しても、同様の効果が得られる。
【０２５０】
また、本実施の形態ではオゾン処理槽の嫌気度の指標としてＯＲＰを用いたが、溶存酸素濃度など嫌気度の指標であればこれに限るものではない。また、嫌気度に限らず、オゾン処理槽のｐＨ、消化汚泥濃度、消化汚泥の微生物活性など処理された消化汚泥に関する指標を計測し、制御しても、同様の効果が得られる。
【０２５１】
また、本実施の形態では超音波破砕処理槽とオゾン処理槽の両方の消化汚泥について同時に計測制御を行なう例を示したが、超音波破砕処理槽とオゾン処理槽のどちらか一方について計測制御を行なってもよい。
【０２５２】
また、本実施の形態では、嫌気性消化槽の消化汚泥を分散および改質処理する場合を示したが、実施の形態１のように流入する有機性廃液を分散および改質処理する場合、実施の形態５のように固液分離後の濃縮汚泥を分散および改質処理する場合、実施の形態７のように有機性廃液と消化汚泥の混合汚泥を分散および改質処理する場合、実施の形態９のように有機性廃液と濃縮汚泥の混合汚泥を分散および改質処理する場合においても、同様の計測、制御を行なうことで同様の効果が得られる。
【０２５３】
実施の形態１６
本発明の別の実施の形態における有機性廃液の処理装置、およびそれを用いた有機性廃液の処理方法について説明する。
【０２５４】
図２８は、本実施の形態の有機性廃液の処理装置について、その構成の概略と処理の流れを示した図である。
【０２５５】
図２８に示す本実施の形態の処理装置は、図１６に示した実施の形態４の処理装置において、超音波破砕処理槽９にはＭＬＳＳ濃度計４１が、オゾン処理槽１１にはＯＲＰ計４２が設置され、それぞれ信号線４３、信号線４４を介してコントローラ５２に接続されている。コントローラ５２は超音波破砕機３０、オゾン発生器３１および消化汚泥引抜きポンプ３８に、それぞれ信号線２８、信号線５３および信号線３９を介して接続されている。本実施の形態の処理装置は、ＭＬＳＳ計、ＯＲＰ計、コントローラおよび信号線を除き、図１６に示した前記実施の形態４の処理装置と同様の構成である。
【０２５６】
つぎに本実施の形態の処理装置の動作について説明する。
【０２５７】
実施の形態４と同様に、有機性廃液を酸生成槽３３に導入し微生物によって有機汚泥の溶解を行なうとともに、酸生成槽３３の消化汚泥を引き抜き、超音波処理およびオゾン処理を行なう。このとき、本実施の形態においては、超音波破砕処理槽９の固形物濃度をＭＬＳＳ濃度計４１で、またオゾン処理槽１１の嫌気度をＯＲＰ計４２で測定し、これらの測定結果をそれぞれ信号線４３、信号線４４を通してコントローラ５２に送る。コントローラ５２では、送られてきた測定結果とあらかじめ設定されたＭＬＳＳ濃度およびＯＲＰの値との比較を行なう。
【０２５８】
ＭＬＳＳ、ＯＲＰの測定値がともにあらかじめ設定した範囲内である場合は、超音波破砕処理槽９およびオゾン処理槽１１での処理が適切で処理状態は良好に維持されていると判断し、消化汚泥の処理を維持するような条件を設定し、その条件を超音波破砕機３０、オゾン発生器３１および消化汚泥引抜きポンプ３８の少なくとも１つに、信号線２８、信号線５３または信号線３９を通して伝える。処理条件を受けた超音波破砕機３０、オゾン発生器３１、消化汚泥引抜きポンプ３８では、その条件にしたがって維持に向けた消化汚泥の処理を行なう。すなわち、コントローラ５２が、超音波破砕機３０、オゾン発生器３１および消化汚泥引抜きポンプ３８に対し、現状の処理条件で運転を継続するよう指示する。
【０２５９】
一方、ＭＬＳＳ測定値があらかじめ設定した範囲から上回って外れている、またはＯＲＰ測定値があらかじめ設定した範囲から下回って外れている場合は、超音波破砕処理槽９またはオゾン処理槽１１での処理が不充分であると判断し、少なくとも超音波破砕機３０、オゾン発生器３１および消化汚泥引抜きポンプ３８のうちの１つについて、消化汚泥の処理を拡張するように処理条件を変更する。変更された処理条件は、超音波破砕機３０、オゾン発生器３１または消化汚泥引抜きポンプ３８に、信号線２８、信号線５３または信号線３９を通して伝えられる。変更後の処理条件を受けた超音波破砕機３０、オゾン発生器３１または消化汚泥引抜きポンプ３８は、その条件にしたがって拡張した消化汚泥の処理を行なう。
【０２６０】
このように、超音波破砕処理槽９の固形物濃度およびオゾン処理槽１１の嫌気度の指標を計測することによって、各槽での処理の状態を常時かつ的確に把握することができる。さらに、これら測定結果にもとづいて消化汚泥の分散処理および改質処理を制御することにより、各処理槽での処理状態を常に適切な状態に保ちながら、安定に分散および改質処理を行なうことができる。したがって、計測制御を行わない場合に比べ、消化汚泥中の固形物の溶解性をより安定に増大できる。
【０２６１】
この安定な溶解性増大によって、酸生成槽の消化汚泥中の有機物のメタン生成槽でのメタンへの変換率をより安定に向上できるとともに、処分すべき汚泥の発生量も同様により安定に低減することが可能となる。加えて、消化汚泥からのリン溶出を安定に確保できるため、リン回収量を安定に得ることが可能となる。
【０２６２】
なお、本実施の形態では超音波破砕処理槽の固形物濃度として消化汚泥のＭＬＳＳ濃度を測定したが、濁度など固形物濃度の指標であればこれに限るものではない。また、固形物濃度に限らず、超音波破砕処理槽のｐＨ、嫌気度、消化汚泥の微生物活性など処理された消化汚泥に関する指標を計測し、制御しても、同様の効果が得られる。
【０２６３】
また、本実施の形態ではオゾン処理槽の嫌気度の指標としてＯＲＰを用いたが、溶存酸素濃度など嫌気度の指標であればこれに限るものではない。また、嫌気度に限らず、オゾン処理槽のｐＨ、消化汚泥濃度、消化汚泥の微生物活性など処理された消化汚泥に関する指標を計測し、制御しても、同様の効果が得られる。
【０２６４】
また、本実施の形態では超音波破砕処理槽とオゾン処理槽の両方の消化汚泥について同時に計測制御を行なう例を示したが、超音波破砕処理槽とオゾン処理槽のどちらか一方について計測制御を行なってもよい。
【０２６５】
また、本実施の形態では、酸生成槽の消化汚泥を分散および改質処理する場合を示したが、実施の形態２のように流入する有機性廃液を分散および改質処理する場合、実施の形態６のように固液分離後の濃縮汚泥を分散および改質処理する場合、実施の形態８のように有機性廃液と消化汚泥の混合汚泥を分散および改質処理する場合、実施の形態１０のように有機性廃液と濃縮汚泥の混合汚泥を分散および改質処理する場合においても、同様の計測、制御を行なうことで同様の効果が得られる。
【０２６６】
実施の形態１７
本発明のまた別の実施の形態における有機性廃液の処理装置、およびそれを用いた有機性廃液の処理方法について説明する。
【０２６７】
図２９は、本実施の形態の有機性廃液の処理装置について、その構成の概略と処理の流れを示した図である。
【０２６８】
図２９に示す本実施の形態の処理装置は、図１３に示した実施の形態１の処理装置において、分離液排出路２０にリン酸濃度計４８が設置され、信号線５４を介してコントローラ５２に接続されている。コントローラ５２は超音波破砕機３０およびオゾン発生器３１に、それぞれ信号線２８および信号線５３を介して接続されている。本実施の形態の処理装置は、リン酸濃度計とコントローラおよび信号線を除き図５に示した前記実施の形態１３の処理装置と同様の構成である。
【０２６９】
つぎに本実施の形態の処理装置の動作について説明する。
【０２７０】
実施の形態１と同様に、有機汚泥のオゾン処理を行ない、固液分離槽１７で固形物と溶液に分け、固形物を嫌気性消化槽１に導入し、消化を行なう。一方、リンを多く含む溶液をリン回収槽２４に送り、炭酸カルシウム溶液を導入し、析出したリン酸カルシウムをリン回収路２５から引き抜く。このとき、本実施の形態においては、分離液排出路２０を通るリンを多く含む溶液のリン酸濃度をリン酸濃度計４８で測定し、その測定結果を信号線５４を通してコントローラ５２に送る。コントローラ５２では送られてきた測定結果とあらかじめ設定されたリン酸濃度の値との比較を行なう。
【０２７１】
測定値があらかじめ設定した範囲内である場合、有機汚泥からのリン溶出が良好で、有機汚泥からのリン回収が良好に維持されていると判断し、流入する有機汚泥のオゾン処理を維持するような条件を設定し、その条件を超音波破砕機３０およびオゾン発生器３１の少なくとも１つに、信号線２８または信号線５３を通して伝える。処理条件を受けた超音波破砕機３０、オゾン発生器３１では、その条件にしたがって維持に向けた消化汚泥の処理を行なう。すなわち、コントローラ５２が、超音波破砕機３０およびオゾン発生器３１に対し、現状の処理条件で運転を継続するよう指示する。
【０２７２】
一方、測定値があらかじめ設定した範囲から下回って外れている場合は、有機汚泥からのリン溶出が低くリン回収が不充分と判断し、少なくとも超音波破砕機３０およびオゾン発生器３１のうちの１つについて、消化汚泥の処理を拡張するように処理条件を変更する。変更された処理条件は、超音波破砕機３０またはオゾン発生器３１に、信号線２８または信号線５３を通して伝えられる。変更後の処理条件を受けた超音波破砕機３０またはオゾン発生器３１は、その条件にしたがって拡張した消化汚泥の処理を行なう。
【０２７３】
このようにオゾン処理、固液分離後の溶液のリン酸濃度を計測し、この測定結果にもとづき有機汚泥の分散処理および改質処理を制御することにより、有機汚泥からのリン溶出を安定に確保できる。したがって、計測制御を行わない場合にくらべ、有機汚泥からのリン回収量をより安定に維持できる。
【０２７４】
なお、本実施の形態ではオゾン処理、固液分離後の溶液のリンの指標としてリン酸濃度を測定したが、全リン濃度などリンの指標であればこれに限るものではない。
【０２７５】
また、本実施の形態では、嫌気性消化槽の消化汚泥を分散および改質処理する場合を示したが、実施の形態１のように流入する有機性廃液を分散および改質処理する場合、実施の形態５のように固液分離後の濃縮汚泥を分散および改質処理する場合、実施の形態７のように有機性廃液と消化汚泥の混合汚泥を分散および改質処理する場合、実施の形態９のように有機性廃液と濃縮汚泥の混合汚泥を分散および改質処理する場合においても、同様の計測、制御を行なうことで同様の効果が得られる。
【０２７６】
実施の形態１８
本発明のまた別の実施の形態における有機性廃液の処理装置、およびそれを用いた有機性廃液の処理方法について説明する。
【０２７７】
図３０は、本実施の形態の有機性廃液の処理装置について、その構成の概略と処理の流れを示した図である。
【０２７８】
図３０に示す本実施の形態の処理装置は、図１４に示した実施の形態２の処理装置において、分離液排出路２０にリン酸濃度計４８が設置され、信号線５４を介してコントローラ５２に接続されている。コントローラ５２は、超音波破砕機３０およびオゾン発生器３１に、それぞれ信号線２８および信号線５３を介して接続されている。本実施の形態の処理装置は、リン酸濃度計とコントローラおよび信号線を除き図１４に示した前記実施の形態２の処理装置と同様の構成である。
【０２７９】
つぎに本実施の形態の処理装置の動作について説明する。
【０２８０】
実施の形態２と同様に、有機汚泥のオゾン処理を行ない、固液分離槽１７で固形物と溶液に分け、固形物を酸生成槽３３に導入し、溶解を行なう。一方、リンを多く含む溶液をリン回収槽２４に送り、炭酸カルシウム溶液を導入し、析出したリン酸カルシウムをリン回収路２５から引き抜く。このとき、本実施の形態においては、分離液排出路２０を通るリンを多く含む溶液のリン酸濃度をリン酸濃度計４８で測定し、その測定結果を信号線５４を通してコントローラ５２に送る。コントローラ５２では送られてきた測定結果とあらかじめ設定されたリン酸濃度の値との比較を行なう。
【０２８１】
測定値があらかじめ設定した範囲内である場合、有機汚泥からのリン溶出が良好で、有機汚泥からのリン回収が良好に維持されていると判断し、流入する有機汚泥のオゾン処理を維持するような条件を設定し、その条件を超音波破砕機３０およびオゾン発生器３１の少なくとも１つに、信号線２８または信号線５３を通して伝える。処理条件を受けた超音波破砕機３０、オゾン発生器３１では、その条件にしたがって維持に向けた消化汚泥の処理を行なう。すなわち、コントローラ５２が、超音波破砕機３０およびオゾン発生器３１に対し、現状の処理条件で運転を継続するよう指示する。
【０２８２】
一方、測定値があらかじめ設定した範囲から下回って外れている場合は、有機汚泥からのリン溶出が低くリン回収が不充分と判断し、少なくとも超音波破砕機３０およびオゾン発生器３１のうちの１つについて、消化汚泥の処理を拡張するように処理条件を変更する。変更された処理条件は、超音波破砕機３０またはオゾン発生器３１に、信号線２８または信号線５３を通して伝えられる。変更後の処理条件を受けた超音波破砕機３０またはオゾン発生器３１は、その条件にしたがって拡張した消化汚泥の処理を行なう。
【０２８３】
このようにオゾン処理、固液分離後の溶液のリン酸濃度を計測し、この測定結果にもとづき有機汚泥のオゾン処理を制御することにより、有機汚泥からのリン溶出を安定に確保できる。したがって、計測制御を行わない場合にくらべ、有機汚泥からのリン回収量をより安定に維持できる。
【０２８４】
なお、本実施の形態ではオゾン処理、固液分離後の溶液のリンの指標としてリン酸濃度を測定したが、全リン濃度などリンの指標であればこれに限るものではない。
【０２８５】
また、本実施の形態では、酸生成槽の消化汚泥を分散および改質処理する場合を示したが、実施の形態２のように流入する有機性廃液を分散および改質処理する場合、実施の形態６のように固液分離後の濃縮汚泥を分散および改質処理する場合、実施の形態８のように有機性廃液と消化汚泥の混合汚泥を分散および改質処理する場合、実施の形態１０のように有機性廃液と濃縮汚泥の混合汚泥を分散および改質処理する場合においても、同様の計測、制御を行なうことで同様の効果が得られる。
【０２８６】
実施の形態１９
本発明のまた別の実施の形態における有機性廃液の処理装置、およびそれを用いた有機性廃液の処理方法について説明する。
【０２８７】
図３１は、本実施の形態の有機性廃液の処理装置について、その構成の概略と処理の流れを示した図である。
【０２８８】
図３１に示す本実施の形態の処理装置は、図１３に示した実施の形態１の処理装置において、分離液排出路２０にリン酸濃度計４８が設置され、信号線５４を介してコントローラ５２に接続されている。コントローラ５２は、凝集剤導入ポンプ２２に信号線５５を介して接続されている。本実施の形態の処理装置は、リン酸濃度計とコントローラおよび信号線を除き図１３に示した前記実施の形態１の処理装置と同様の構成である。
【０２８９】
つぎに本実施の形態の処理装置の動作について説明する。
【０２９０】
実施の形態１と同様に、有機汚泥のオゾン処理を行ない、固液分離槽１７で固形物と溶液に分け、固形物を嫌気性消化槽１に導入し、消化を行なう。一方、リンを多く含む溶液をリン回収槽２４に送り、炭酸カルシウム溶液を導入し、析出したリン酸カルシウムをリン回収路２５から引き抜く。このとき、本実施の形態においては、分離液排出路２０を通るリンを多く含む溶液のリン酸濃度をリン酸濃度計４８で測定し、その測定結果を信号線５４を通してコントローラ５２に送る。コントローラ５２では送られてきた測定結果から溶液中のリンを析出させるのに必要な炭酸カルシウムの量を計算し、この量が確保できるよう信号線５５を通して凝集剤導入ポンプ２２の流量を変更する。
【０２９１】
このようにオゾン処理、固液分離後の溶液のリン酸濃度を計測し、この測定結果にもとづき凝集剤の添加量を制御することにより、溶液中のリンを溶液中に残存させずほぼ全量をリン酸カルシウムとして回収できるとともに、凝集剤の過剰投与を避けることができる。したがって、計測制御を行わない場合にくらべ、有機汚泥からのリン回収量をより効率的かつ確実に得られる。
【０２９２】
なお、本実施の形態ではオゾン処理、固液分離後の溶液のリンの指標としてリン酸濃度を測定したが、全リン濃度などリンの指標であればこれに限るものではない。
【０２９３】
また、本実施の形態では流入する有機汚泥をオゾン処理する場合を示したが、実施の形態３のように嫌気性消化槽の消化汚泥をオゾン処理する場合、実施の形態５のように固液分離後の濃縮汚泥をオゾン処理する場合、実施の形態７のように有機汚泥と消化汚泥の混合汚泥をオゾン処理する場合、実施の形態９のように有機汚泥と濃縮汚泥の混合汚泥をオゾン処理する場合においても、同様の計測、制御を行なうことで同様の効果が得られる。
【０２９４】
実施の形態２０
本発明のまた別の実施の形態における有機性廃液の処理装置、およびそれを用いた有機性廃液の処理方法について説明する。
【０２９５】
図３２は、本実施の形態の有機性廃液の処理装置について、その構成の概略と処理の流れを示した図である。
【０２９６】
図３２に示す本実施の形態の処理装置は、図１４に示した実施の形態２の処理装置において、分離液排出路２０にリン酸濃度計４８が設置され、信号線５４を介してコントローラ５２に接続されている。コントローラ５２は、凝集剤導入ポンプ２２に信号線５５を介して接続されている。本実施の形態の処理装置は、リン酸濃度計とコントローラおよび信号線を除き図１４に示した前記実施の形態２の処理装置と同様の構成である。
【０２９７】
つぎに本実施の形態の処理装置の動作について説明する。
【０２９８】
実施の形態２と同様に、有機汚泥のオゾン処理を行ない、固液分離槽１７で固形物と溶液に分け、固形物を酸生成槽３３に導入し、溶解を行なう。一方、リンを多く含む溶液をリン回収槽２４に送り、炭酸カルシウム溶液を導入し、析出したリン酸カルシウムをリン回収路２５から引き抜く。このとき、本実施の形態においては、分離液排出路２０を通るリンを多く含む溶液のリン酸濃度をリン酸濃度計４８で測定し、その測定結果を信号線５４を通してコントローラ５２に送る。コントローラ５２では送られてきた測定結果から溶液中のリンを析出させるのに必要な炭酸カルシウムの量を計算し、この量が確保できるよう信号線５５を通して凝集剤導入ポンプ２２の流量を変更する。
【０２９９】
このようにオゾン処理、固液分離後の溶液のリン酸濃度を計測し、この測定結果にもとづき凝集剤の添加量を制御することにより、溶液中のリンを溶液中に残存させずほぼ全量をリン酸カルシウムとして回収できるとともに、凝集剤の過剰投与を避けることができる。したがって、計測制御を行わない場合にくらべ、有機汚泥からのリン回収量をより効率的かつ確実に得られる。
【０３００】
なお、本実施の形態ではオゾン処理、固液分離後の溶液のリンの指標としてリン酸濃度を測定したが、全リン濃度などリンの指標であればこれに限るものではない。
【０３０１】
また、本実施の形態では流入する有機汚泥をオゾン処理する場合を示したが、実施の形態４のように酸生成槽の消化汚泥をオゾン処理する場合、実施の形態６のように固液分離後の濃縮汚泥をオゾン処理する場合、実施の形態８のように有機汚泥と消化汚泥の混合汚泥をオゾン処理する場合、実施の形態１０のように有機汚泥と濃縮汚泥の混合汚泥をオゾン処理する場合においても、同様の計測、制御を行なうことで同様の効果が得られる。
【０３０２】
実施の形態２１
前記実施の形態１から２０においては、有機汚泥、消化汚泥および濃縮汚泥を分散処理する方法として超音波処理を、分散後のこれら汚泥を改質処理する方法としてオゾン処理を示したが、これに限るものではない。分散処理方法としては、ホモジナイズ、ミル破砕、高圧噴射による衝突、ローラー、ヒューズプレス、加圧、減圧、ワーリングブレンダ−を用いることができる。また、改質処理方法としては酸添加、アルカリ添加、界面活性剤添加、過酸化水素添加、紫外線照射、加熱、高電圧パルス、熱プラズマ、超臨界水や亜臨界水利用などの水熱反応処理を用いても同等かそれ以上の効果が得られる。
【０３０３】
実施の形態２２
前記実施の形態１から２０においては溶出したリン回収に凝集剤として炭酸カルシウムを用いたが、これに限るものではなく、炭酸水素カルシウムなどほかのカルシウムを含む物質でも同等の効果が得られ、ＰＡＣ（ポリ塩化アルミニウム）などの一般的な凝集剤を用いてもよい。また、前記実施の形態では溶出したリンの回収方法として凝集剤を用いたが、これに限るものではなく、晶析法などの別のリン固形化方法を用いることもできる。
【０３０４】
また、これら実施の形態においては、リン回収後の液をリン回収後処理水導入路２６を用いて嫌気性消化槽に戻したが、これに限るものではなく、リン回収後の液を嫌気性消化槽に戻さず、別途処理を行なってもかまわない。
【０３０５】
実施の形態２３
前記実験、および実施の形態においては有機性廃液として下水処理場の初沈汚泥と余剰汚泥を混合した有機汚泥を用いたが、これに限るものではなく、下水処理場の初沈汚泥、余剰汚泥、生ごみ、食品残渣、畜産糞尿、し尿、工場廃液、またはこれらの混合物など有機物濃度が高い汚泥、廃棄物、廃液に対して同等またはそれ以上の効果が得られる。
【０３０６】
【発明の効果】
本発明の有機性廃液の処理方法および装置によれば、有機性廃液中の固形物に対し、分散処理と分散後の有機物の改質処理とを組み合わせた処理を行なうことによって、分散処理または改質処理の単独処理にくらべ、流入廃液中の固形物の溶解性を増大できるという効果がある。この溶解性増大によって、流入廃液中の有機物のメタンへの変換率をよりいっそう向上できるとともに、処分すべき汚泥の発生量もよりいっそう低減することが可能となり、同時に固形物中に含有されるリンを固形物外に高い効率で溶出できるという効果がある。
【０３０７】
この溶解性増大によって、流入廃液中の有機物のメタンへの変換率を向上できるとともに、処分すべき汚泥の発生量を低減できる。同時に、リンの固形物外への高効率溶出によって、有限資源であるリンを効率よく回収することが可能となる。
【０３０８】
また、本発明によれば、嫌気性消化を行なう槽の消化汚泥に対し、分散処理と分散後の有機物の改質処理とを組み合わせた処理を行なうことによって、あるいは嫌気性消化を行なう槽の消化汚泥を固液分離し、固液分離後の消化汚泥中の固形物に対し、分散処理と分散後の有機物の改質処理とを組み合わせた処理を行なうことによって、分散処理または改質処理の単独処理にくらべ、嫌気性消化において溶解されずに残存する固形物の溶解性を増大でき、同時に固形物中に含有されるリンを固形物外に高い効率で溶出できるという効果がある。
【０３０９】
とくに、嫌気性消化を行なう槽の消化汚泥、およびその固液分離後の固形物中には、生物によって溶解し難い難溶解性物質が多く蓄積されているため、これら消化汚泥に対し、あるいはこれら消化汚泥を固液分離した後の固形物に対し、分散処理と改質処理との組合せ処理を行なうことによって、難溶解性物質の溶解性増大を促進できる。
【０３１０】
この溶解性増大によって、流入廃液中の有機物のメタンへの変換率を向上できるとともに、処分すべき汚泥の発生量をよりいっそう低減できる。同時に、リンの固形物外への高効率溶出によって、有限資源であるリンをより効率よく回収することが可能となる。
【０３１１】
また、本発明によれば、嫌気性消化を行なう槽の消化汚泥と流入廃液とを混合し、あるいは、嫌気性消化を行なう槽の消化汚泥を固液分離し、分離後の消化汚泥と流入廃液とを混合し、これら混合液中の固形物に対し、分散処理と分散後の有機物の改質処理とを組み合わせた処理を行なうことによって、分散処理または改質処理の単独処理に比べ、嫌気性消化において溶解されずに残存する固形物の溶解性を増大でき、同時に固形物中に含有されるリンを固形物外に高い効率で溶出できるという効果がある。
【０３１２】
とくに、流入する流入廃液の固形物中に難溶解性物質が多く含まれるような場合、難溶解性物質が多く存在する嫌気性消化を行なう槽の消化汚泥、またはその固液分離後の消化汚泥と混合して、これらを同時に処理することによって難溶解性物質の溶解性増大をさらに促進できる。
【０３１３】
この溶解性増大によって、流入廃液中の有機物のメタンへの変換率を向上できるとともに、処分すべき汚泥の発生量をよりいっそう低減できる。同時に、リンの固形物外への高効率溶出によって、有限資源であるリンをより効率よく回収することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の有機性廃液処理方法について、経過時間とＶＳＳ濃度の関係を示した図である。
【図２】本発明の有機性廃液処理方法について、経過時間と消化ガス発生量の関係を示した図である。
【図３】本発明の有機性廃液処理方法について、溶出リン濃度を示した図である。
【図４】本発明の有機性廃液処理方法について、滞留時間とＶＳＳ低減率の関係を示した図である。
【図５】本発明の有機性廃液処理方法について、消化ガス発生率を示した図である。
【図６】本発明の有機性廃液処理方法について、リン回収率を示した図である。
【図７】本発明の有機性廃液処理方法について、滞留時間とＶＳＳ低減率の関係を示した図である。
【図８】本発明の有機性廃液処理方法について、消化ガス発生率を示した図である。
【図９】本発明の有機性廃液処理方法について、リン回収率を示した図である。
【図１０】本発明の有機性廃液処理方法について、滞留時間とＶＳＳ低減率の関係を示した図である。
【図１１】本発明の有機性廃液処理方法について、消化ガス発生率を示した図である。
【図１２】本発明の有機性廃液処理方法について、リン回収率を示した図である。
【図１３】本発明の一実施の形態の有機性廃液処理装置について、その構成および処理の流れを示した図である。
【図１４】本発明の別の実施の形態の有機性廃液処理装置について、その構成および処理の流れを示した図である。
【図１５】本発明の別の実施の形態の有機性廃液処理装置について、その構成および処理の流れを示した図である。
【図１６】本発明の別の実施の形態の有機性廃液処理装置について、その構成および処理の流れを示した図である。
【図１７】本発明の別の実施の形態の有機性廃液処理装置について、その構成および処理の流れを示した図である。
【図１８】本発明の別の実施の形態の有機性廃液処理装置について、その構成および処理の流れを示した図である。
【図１９】本発明の別の実施の形態の有機性廃液処理装置について、その構成および処理の流れを示した図である。
【図２０】本発明の別の実施の形態の有機性廃液処理装置について、その構成および処理の流れを示した図である。
【図２１】本発明の別の実施の形態の有機性廃液処理装置について、その構成および処理の流れを示した図である。
【図２２】本発明の別の実施の形態の有機性廃液処理装置について、その構成および処理の流れを示した図である。
【図２３】本発明の別の実施の形態の有機性廃液処理装置について、その構成および処理の流れを示した図である。
【図２４】本発明の別の実施の形態の有機性廃液処理装置について、その構成および処理の流れを示した図である。
【図２５】本発明の別の実施の形態の有機性廃液処理装置について、その構成および処理の流れを示した図である。
【図２６】本発明の別の実施の形態の有機性廃液処理装置について、その構成および処理の流れを示した図である。
【図２７】本発明の別の実施の形態の有機性廃液処理装置について、その構成および処理の流れを示した図である。
【図２８】本発明の別の実施の形態の有機性廃液処理装置について、その構成および処理の流れを示した図である。
【図２９】本発明の別の実施の形態の有機性廃液処理装置について、その構成および処理の流れを示した図である。
【図３０】本発明の別の実施の形態の有機性廃液処理装置について、その構成および処理の流れを示した図である。
【図３１】本発明の別の実施の形態の有機性廃液処理装置について、その構成および処理の流れを示した図である。
【図３２】本発明の別の実施の形態の有機性廃液処理装置について、その構成および処理の流れを示した図である。
【符号の説明】
１  嫌気性消化槽、２  有機性廃液導入路、３  消化汚泥排出路、４  固液分離槽、５  濃縮汚泥排出路、６  汚泥廃棄路、７  汚泥返送路、８  処理水排出路、９超音波破砕処理槽、１１  オゾン処理槽、１３  メタン生成槽、１４  消化汚泥排出路、１５  固液分離槽、１６  処理水排出路、１７  固液分離槽、  １８  処理液排出路、１９  濃縮液導入路、２０  分離液排出路、２１  凝集剤保持槽、２２  凝集剤導入ポンプ、  ２３  凝集剤導入路、２４  リン回収槽、２５  リン回収路、２６  リン回収後液導入路、２７  濃縮汚泥排出路、２８  信号線、３０超音波破砕器、３１  オゾン発生器、３２  オゾンガス注入路、  ３３  酸生成槽、３４  汚泥廃棄路、３５  汚泥返送路、３６  消化ガス排出路、３７  有機性廃液導入ポンプ、３８  消化汚泥引抜きポンプ、３９  信号線、４０  信号線、４１  ＭＬＳＳ計、４２  ＯＲＰ計、４３  信号線、４４  信号線、４５  ＭＬＳＳ計、４６  汚泥返送ポンプ、４７  消化汚泥引抜き路、    ４８  リン酸濃度計、４９  ＯＲＰ計、５２  コントローラ、５１  信号線、  ５３  信号線、５４  信号線、５５  信号線、１０２  膜分離装置、１０３  改質槽、１０４  被処理液路、  １０５  返送汚泥路、１１１  連絡路、１１７  濃縮液取出路、１２３  改質汚泥路。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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