(57)【要約】【課題】  曝気等による廃棄物（又は廃水）処理に必要なエネルギーを低減して、効率的な処理を可能にする廃棄物処理方法およびシステムを提供する。【解決手段】  嫌気性コンタクトエレメント１２および固体（固形物）分離エレメント１４を含む嫌気性コンタクトプロセス１０を備えている。嫌気性コンタクトエレメント１２は、処理すべき流入廃棄物ストリーム５２および活性化スラッジプロセス３０等の第２の流入廃棄物ストリームプロセスからの廃棄物活性化スラッジ３２を混合して処理し、その処理物を固体分離エレメント１４にて処理済廃液５４と廃棄物スラッジ５６として排出する。
2006509618.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理システムにより処理される流入廃棄物ストリーム源を嫌気性コンタクトエレメントに提供するステップ、
廃棄物活性化スラッジを前記嫌気性コンタクトエレメントに導入するステップ、
前記流入廃棄物ストリーム源および酸素の導入を抑えた前記廃棄物活性化スラッジをミックスするステップ、
前記嫌気性コンタクトエレメント内の条件を維持して溶解性有機物汚染物を吸い上げ粒子状物質が内部に含まれる流体を形成するステップ、
該流体を固体分離エレメントに伝えるステップ、および
前記粒子状物質を前記流体から分離して廃水および廃棄物スラッジを分離するステップを備えることを特徴とする廃棄物ストリーム処理方法。
【請求項２】
前記流入廃棄物ストリーム源の一部を曝気タンク内で処理することにより前記廃棄物活性化スラッジを生成するステップ、
曝気を用いて溶解可能な有機汚染物を吸い上げて粒子状物質を有する曝気された流体を形成するため前記曝気タンクの状態を維持するステップ、
前記曝気された流体をスラッジ固体分離エレメントに移すステップ、および
前記曝気された流体から曝気された廃水および前記廃棄物活性化スラッジを出す前記粒子状物質の分離ステップを更に備えることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
曝気タンク、該曝気タンクに連通されたスラッジ固体分離エレメント、廃棄物活性化スラッジ出力および曝記された廃水出力、および前記曝気タンクおよび前記嫌気コンタクトタンクと連通する前記廃棄物活性化スラッジ出力を備える活性化スラッジプロセスにより前記流入廃棄物ストリーム源の一部が処理されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
活性化スラッジプロセスおよび流入廃棄物ストリーム源に連通された嫌気性コンタクトエレメント、
該嫌気性コンタクトエレメント内で前記活性化スラッジプロセスおよび前記流入廃棄物ストリーム源からの流入廃棄物ストリームを混合する混合装置、
前記嫌気性コンタクトエレメントと連通する固体分離エレメント、および
廃水出力および廃棄物スラッジ出力を備えることを特徴とする廃棄物ストリーム処理システム。
【請求項５】
前記流入廃棄物ストリーム源は、前記廃棄物ストリームの第１部分を前記活性化スラッジプロセスおよび第２部分を前記嫌気性コンタクトエレメントへ伝えることを特徴とする請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記廃水出力は、前記活性化スラッジプロセスの曝気された廃液出力と連通することを特徴とする請求項４に記載のシステム。
【請求項７】
内部に嫌気性ゾーンを有する曝気タンク、
該曝気タンクに連通されたスラッジ固体分離エレメント、および
廃棄物活性化スラッジ出力および曝気廃液出力を前記活性化スラッジプロセスが備え、前記活性化スラッジ出力は、前記曝気タンクおよび前記嫌気性コンタクトエレメントと連通することを特徴とする請求項４に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は廃棄物ストリーム（流れ）を一般に生物学的（バイオロジカル）プロセスにより有機および無機汚染物をバイオマスおよびその他の商品に変換する処理システムおよび方法に関する。この新しいシステムおよび方法は、廃棄物で活性化されたスラッジを流入廃棄物ストリームに導き、これを廃棄物ストリーム処理システムにより受け取られ、嫌気性コンタクトプロセスに混合してもよい。この嫌気性コンタクトプロセスは、固体分離プロセスと液中で連通し、バイオマスおよび粒子状物体を分離して処理されたプロセス廃水となる。
【背景技術】
【０００２】
活性化されたスラッジプロセスは、最も一般的に使用される排水処理プロセスであり、有機および無機汚染物は、嫌気性プロセス中の流体内に懸濁された粒子状のバイオマスに変換される。次に、この粒子状のバイオマスは、流体から分離され、濃縮活性化されたスラッジおよび廃水を生じる。この濃縮活性化されたスラッジは、戻り活性化スラッジとして嫌気性プロセスに戻され、廃棄物ストリームと混合されてもよい。濃縮活性化されたスラッジの一部分は、プロセスから廃棄して、システムバイオマスの最適濃度を維持してもよい。この活性化されたスラッジプロセスは、活性化スラッジプロセスが廃水処理プラントに多量のエネルギーを消費する程度の嫌気性条件に基づいているので、大きなエネルギー入力を必要とし得る。
【０００３】
この廃棄物活性化スラッジは、更に処理されおよび／又は廃棄してもよい。多くの場合、廃棄物活性化スラッジは、メタンガスを発生する嫌気性汚水分解プロセスで処理される。メタンガスのエネルギーはボイラ又はエネルギーシステムを使用して捕獲する。このエネルギーは、処理プロセスのエネルギー供給要求を低減するために使用してもよい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
廃棄物活性化スラッジを単に廃棄のために処理するのは勿体ない。そこで、投入するエネルギーを効果的に活用するのが好ましいが、従来技術はエネルギー効率が低いという課題を有する。
【０００５】
本発明は、従来技術の上述の如き課題に鑑みなされたものであり、斯かる課題を克服又は軽減する廃棄物ストリーム処理方法およびシステムを提供することを主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は廃棄物ストリームを処理するシステムおよび方法であって、流入廃棄物ストリーム源（ソース）は、嫌気性コンタクトエレメントへ移送される。第２流入廃棄物ストリームプロセス又は流入廃棄物ストリーム源の一部から生成した廃棄物活性化スラッジが、嫌気性コンタクトエレメントに導入され、流入廃棄物ストリームと混合（ミックス）され、その内部で処理される。嫌気性コンタクトエレメントは、溶解可能な有機汚染物を吸い上げ、そしてその中に粒子状の物質が含まれた流体を形成する。その結果得られる流体は、流体から分離された粒子状物質を含み、処理済廃液および廃棄スラッジを排出（又は出力）する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の廃棄物ストリーム処理方法およびシステムによると、次の如き実用上の顕著な効果が得られる。即ち、流入廃棄物ストリームを単に曝気処理して廃液として排出するのではなく、嫌気性コンタクトプロセスの嫌気性コンタクトエレメントにより、流入廃棄物ストリームおよび廃棄物活性化スラッジを混合して処理し、更に固体分離エレメントにより処理済廃液および廃棄物スラッジとして出力することが可能である。
【０００８】
従って、本発明は廃水処理に特に有効であり、曝気、更には廃水処理設備全体のエネルギー要求を軽減する。また、廃棄物活性化スラッジ嫌気性コンタクトプロセスの使用により、廃水処理施設の規模を縮小でき且つ出力される廃棄物スラッジの高いエネルギー内蔵により嫌気性廃水処理を介して高いエネルギー回復の可能性がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明による廃棄物ストリームの処理方法およびシステムの好適実施例の構成および動作を、添付図面を参照して詳細に説明する。以下の説明は、本発明を実施する現在最適であると考えられる形態である。しかし、この説明は、本発明を制限するものと解すべきではなく、単に本発明の一般的な原理を示す目的でなされたものである。
【００１０】
先ず、図１を参照すると、活性化スラッジプロセス３０は、二次廃棄物ストリーム処理プロセスで使用するために廃棄物活性化スラッジ嫌気性コンタクトプロセス１０と連結されている。この活性化スラッジプロセス３０の機能ブロック図は、廃棄物ストリーム処理業界では周知であるかも知れない１つの斯かるプロセス構成を表している。廃棄物活性化スラッジ嫌気性コンタクト処理プロセス５０では、他の廃棄物活性化スラッジ生成プロセスを使用してもよい。この処理プロセス５０は、実質的に流入廃棄物ストリーム５２を受け取り、そして処理済廃液５４およびエネルギー増加用の廃棄物スラッジ５６の生成物を生じる。流入廃棄物ストリーム５２は、都市の廃棄物又は廃水、産業廃棄物、食品処理廃棄物、薬剤廃棄物等であってもよい。
【００１１】
流入廃棄物ストリーム５２は、嫌気性コンタクトプロセス１０および活性化スラッジプロセス３０間で分割し、それぞれのプロセスで廃棄物ストリームの一部分を処理してもよい。活性化スラッジプロセス３０は、嫌気性ゾーン３８を含み、これはもし燐蓄積生物を生長させる曝気タンク（又は底浅容器）３４内に例えば硝酸塩が存在する場合には、部分的に酸素欠乏状態であるかも知れない。この廃棄物活性化スラッジプロセス３０により生成された廃棄物活性化スラッジ３２は、嫌気性コンタクトプロセス１０へ送り、流入廃棄物ストリーム５２の残りの部分とミックスして処理し、酸素の導入を最小にする。これら両プロセス１０および３０の曝気された流出物５３および流出物５５は、混合（ミックス）されて合体されたプロセスの処理出力を生じさせてもよい。
【００１２】
次に、図２を参照すると、嫌気性コンタクトプロセス１０は、流入廃棄物ストリーム５２および廃棄物活性化スラッジ３２を別の供給源から受け取り且つ嫌気性コンタクトエレメント１２又はタンク、底浅容等で混合される。嫌気性コンタクトタンク１２内に存在する空気欠乏状態により、廃棄物活性化スラッジ３２により溶解性の有機汚染物を吸い上げる。粒子状の汚染物の吸収も起きる。
【００１３】
嫌気性コンタクトエレメント又はプロセス１２は、固体分離プロセス又はエレメント１４と流体的に連通しており、この固体分離プロセス１４は、業界では理解されている如く、２次浄化器、皮膜、フィルタおよびその他の分離構造を含んでもよい。この嫌気性コンタクトエレメント１２は、流体が順次連結される多数のタンクの形状であってもよい。固体分離プロセス１４は、粒子状物質を分離し、有機汚染物が大幅に除去された流出物を残す。この基本構成の使用は、炭素を含む有機汚染物の除去を意図するプロセスに限定してもよいが、その他の汚染物の除去にも適用可能である。
【００１４】
再度図１を参照すると、嫌気性コンタクトプロセス１０は、例示活性化スラッジプロセッサ３０との相互作用を参照することにより理解できよう。何らかの形体又は構造の活性化スラッジプロセッサは、廃棄物ストリーム処理プロセスにおいて最も一般的に使用されているものの１つである。活性化スラッジプロセス３０は、２つの主要コンポーネントを含んでいるのが普通である。即ち、生物学反応が起きる曝気タンク又はエレメント３４および粒子状バイオマスが流体ミックスから分離される別体のタンクであるを可とし、濃縮された活性化スラッジ出力４０を生成するスラッジ固体分離エレメント又はプロセスである。
【００１５】
分離されたバイオマスの一部は、廃棄物活性化スラッジ３２として処理し且つ残りを曝気タンク３４へ戻り活性化スラッジ４２として戻してもよい。このプロセス又はシステムのバイオマスの組成は、システム形態および動作条件により決定される。曝気タンク３４内に１以上の嫌気ゾーン３８が存在すると、燐蓄積生物の成長を促進するかも知れない。活性化スラッジプロセス３０は曝気を必要とし、生物変換に必要な酸素を供給するかも知れない。
【００１６】
活性化スラッジ曝気に関連するエネルギーの使用は、顕著であるかも知れない。流入廃棄物ストリーム５２の一部を嫌気性コンタクトプロセス１０において活性化スラッジ３２で処理すると、流入廃棄物ストリーム５２の２次的部分の処理により、曝気コストを大幅に低減可能である。流入物の生物分解性エネルギーは、廃棄物活性化スラッジ３２内のバイオマスにより殆ど吸収される。
【００１７】
吸収された汚染物は酸化できないかも知れないが、簡単にバイオマス内に貯蔵される。このシステムからの廃棄物スラッジ５６は、高いエネルギー濃度を有するかも知れないが、嫌気性汚水分解により潜在的に回収し得る。また、廃棄物スラッジは、細胞（セルラー）物質が少なく生物分解し易いので、廃棄すべきスラッジも少ない。
【００１８】
以上、本発明による廃棄物処理方法およびシステムの図示された実施例について詳述したが、本発明の要旨および精神を逸脱することなく上述したおよびその他の形状および細部の変更が可能であること当業者には容易に理解できよう。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明による廃棄物活性化スラッジ嫌気性コンタクトプロセスの好適実施例の機能ブロック図である。
【図２】本発明による廃棄物活性化スラッジ嫌気性コンタクトプロセスおよびシステムの好適実施例の機能ブロック図である。
【符号の説明】
【００２０】
１０  嫌気性コンタクトプロセス
１２  嫌気性コンタクトエレメント
１４  固体分離エレメント
３０  活性化スラッジプロセス
３２  廃棄物活性化スラッジ
３４  曝気タンク
３６  スラッジ固体分離エレメント
３８  嫌気性ゾーン
４０  濃縮活性化スラッジ廃液
４２  戻り活性化スラッジ
５０  廃棄物活性化スラッジ嫌気性コンタクト処理プロセス
５２  流入廃棄物ストリーム
５４  処理済廃液
５６  廃棄物スラッジ
【図１】
2006509618.tif 000003
【図２】
2006509618.tif 000004
【国際調査報告】
2006509618.tif 000005