(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機性排水の生物処理工程から排出される生物処理汚泥を加熱することにより熟成コンポスト様物を製造する方法において、
該生物処理汚泥の加熱工程から排出された排ガスを、生物処理工程の酸洗浄、アルカリ洗浄及び活性炭吸着処理を組み合わせた排ガス処理装置を備える硝化槽の生物処理混合液と接触させるものであって、
前記排ガスは、加熱乾燥工程で排出される水蒸気を主体とし、臭気成分濃度が少ないものと、加熱乾燥後の熱処理工程で排出される粉塵と各種の臭気成分とを高濃度に含むものであることを特徴とする熟成コンポスト様物の製造方法。
【請求項２】
有機性排水を生物処理する、酸洗浄、アルカリ洗浄及び活性炭吸着処理を組み合わせた排ガス処理装置を備える硝化槽を有する生物処理装置と、
該生物処理装置から排出される生物処理汚泥を加熱することにより熟成コンポスト様物を製造する熟成コンポスト様物製造装置と、
該熟成コンポスト様物製造装置から排出された排ガスを前記硝化槽の生物処理混合液と接触させる手段と
を備え、
前記排ガスは、加熱乾燥工程で排出される水蒸気を主体とし、臭気成分濃度が少ないものと、加熱乾燥後の熱処理工程で排出される粉塵と各種の臭気成分とを高濃度に含むものであることを特徴とする熟成コンポスト様物の製造設備。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、生物処理汚泥を加熱することにより熟成コンポストに類似した悪臭の無い製品を短時間で製造する方法及び設備に係り、特に、加熱による熟成コンポスト様物の製造工程から排出される排ガスの処理を合理化した熟成コンポスト様物の製造方法及び製造設備に関する。
【０００２】
【従来の技術】
生物処理汚泥から熟成コンポスト様物を製造する技術として、特開２００１−１３０９９０には、生物処理汚泥を加熱乾燥した後、１００〜２００℃で加熱処理して熟成コンポスト様物を製造する方法及び装置が記載されている。
【０００３】
この方法及び装置によると、悪臭がなく、しかも、有機肥料分も十分に残留している上に塩分もさほど高くなく、有機肥料として有効な熟成コンポスト類似の製品を得ることができる。
【０００４】
特開２００１−１３０９９０号公報の方法で熟成コンポスト様物を製造する場合、アンモニアやメチルメルカプタン、硫化水素、硫化メチルなどの各種の臭気成分や、粉塵などを含む排ガスが排出されるので、この排ガスを除塵処理した後、脱臭処理している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このような排ガスの除塵処理及び脱臭処理用の設備は、かなり高額であり、汚泥の処理コストを高くする一因となっている。
【０００６】
本発明は、生物処理汚泥を加熱することにより熟成コンポスト様物を製造する方法及び装置において、発生する排ガスの処理コストを低減し、これにより汚泥の処理コストを低減することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の熟成コンポスト様物の製造方法は、有機性排水の生物処理工程から排出される生物処理汚泥を加熱することにより熟成コンポスト様物を製造する方法において、該生物処理汚泥の加熱工程から排出された排ガスを、生物処理工程の酸洗浄、アルカリ洗浄及び活性炭吸着処理を組み合わせた排ガス処理装置を備える硝化槽の生物処理混合液と接触させるものであって、前記排ガスは、加熱乾燥工程で排出される水蒸気を主体とし、臭気成分濃度が少ないものと、加熱乾燥後の熱処理工程で排出される粉塵と各種の臭気成分とを高濃度に含むものであることを特徴とする。
【０００８】
本発明の熟成コンポスト様物の製造設備は、有機性排水を生物処理する、酸洗浄、アルカリ洗浄及び活性炭吸着処理を組み合わせた排ガス処理装置を備える硝化槽を有する生物処理装置と、該生物処理装置から排出される生物処理汚泥を加熱することにより熟成コンポスト様物を製造する熟成コンポスト様物製造装置と、該熟成コンポスト様物製造装置から排出された排ガスを前記硝化槽の生物処理混合液と接触させる手段とを備え、前記排ガスは、加熱乾燥工程で排出される水蒸気を主体とし、臭気成分濃度が少ないものと、加熱乾燥後の熱処理工程で排出される粉塵と各種の臭気成分とを高濃度に含むものであることを特徴とする。
【０００９】
前述の如く、熟成コンポスト様物の製造工程で排出される排ガスは、粉塵と、各種の臭気成分を高濃度に含むものであるが、粉塵は生物処理混合液との接触で生物処理混合液側に移行して除去され、また、臭気成分も生物処理混合液との接触で一部が生物処理混合液に吸収されて除去されることにより低濃度化される。
【００１０】
なお、生物処理混合液との接触で粉塵が除去されると共に臭気成分が低濃度化されたガスは、生物処理装置の排ガスと共に、生物処理系統の排ガス処理装置で処理することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して本発明の熟成コンポスト様物の製造方法及び製造設備の実施の形態を詳細に説明する。
【００１２】
図１は本発明の熟成コンポスト様物の製造設備の実施の形態を示す系統図である。
【００１３】
図１では、し尿処理施設において、し尿の循環脱窒素処理工程から排出される余剰汚泥から熟成コンポスト様物を製造し、熟成コンポスト様物製造装置の排ガスを脱窒素工程の硝化槽に吹き込んで処理を行っている。
【００１４】
し尿は、硝化槽２の循環液及び沈殿槽５の返送汚泥と共に脱窒素槽１に導入され、脱窒素槽１及び硝化槽２、及び第２脱窒素槽３を経て脱窒素処理される。硝化槽２の硝化液の一部は脱窒素槽１に循環される。第２脱窒素槽３の流出液は、次いで再曝気槽４でＢＯＤが除去された後沈殿槽５で固液分離され、上澄水は処理水として系外へ排出される。沈殿槽５の分離汚泥の一部は脱窒素槽１に返送され、残部は余剰汚泥として抜き出される。この余剰汚泥は汚泥脱水機６で脱水処理され、脱水ケーキは熟成コンポスト様物の原料として熟成コンポスト様物製造装置７に送給される。
【００１５】
熟成コンポスト様物製造装置７の排ガスは、硝化槽２の生物処理混合液中にブロワ等で吹き込まれ、硝化槽２の排ガス処理装置８で処理される。
【００１６】
即ち、前述の如く、熟成コンポスト様物の製造に当たり、加熱乾燥工程で排出される排ガスは水蒸気を主体とし、臭気成分濃度は少ないものであることから、硝化槽２の生物処理混合液中に吹き込まれることで、殆ど臭気のないレベルにまで処理することができる。また、加熱乾燥後の熱処理工程で排出される排ガスは、粉塵と、各種の臭気成分を高濃度に含むものであるが、粉塵は生物処理混合液側に移行して除去され、また、臭気成分も生物処理混合液との接触で一部が生物処理混合液に吸収されて除去されることにより低濃度化される。そして、生物処理混合液中に吹き込まれて粉塵が除去されると共に臭気成分が低濃度化されたガスは、硝化槽２の排ガス処理装置８で処理される。
【００１７】
硝化槽２の排ガス処理装置８は、酸洗浄、アルカリ洗浄及び活性炭吸着処理等を組み合わせたものであり、このような排ガス処理により、臭気成分は効率的に除去される。しかも、このような排ガス処理装置で処理される排ガス量は、熟成コンポスト様物製造装置で発生する排ガス量に比べて非常に多いため、熟成コンポスト様物製造装置からの排ガスを処理することによる負荷の増大が問題となることはなく、既存の排ガス処理装置で十分に処理することができる。
【００１８】
なお、図１は本発明の実施の形態の一例を示すものであり、本発明はその要旨を超えない限り、何ら図示のものに限定されるものではない。
【００２０】
排ガスを吹き込む処理槽は、硝化槽である。生物処理混合液側に吸収した排ガス中の臭気成分を効率的に生物処理するために、生物処理系統の上流側の好気槽に吹き込むことが好ましいからである。
【００２１】
以下に、生物処理汚泥を原料として熟成コンポスト様物を製造する方法について説明する。
【００２２】
生物処理汚泥から熟成コンポスト様物を製造するには、まず、生物処理汚泥を加熱乾燥し、この乾燥処理により生物処理汚泥中の水分が徐々に蒸発し、含水率が１％未満となって乾燥が完了した後も、更に生物処理汚泥を好ましくは１００〜２００℃の温度で加熱を継続する。
【００２３】
生物処理汚泥の加熱乾燥で水分が蒸発する過程において、水分が残留している間は、被処理物である生物処理汚泥の温度は１００℃未満であるが、水分が完全に蒸発除去された後も加熱を継続すると、被処理物の温度は１００℃以上に上昇する。この状態で被処理物を例えば３〜６時間程度維持すると、被処理物中の有機物量が減少し始める。有機物が３〜５０％程度減少するまで加熱を継続すると臭気の殆どない熟成コンポスト様物を得ることができる。
【００２４】
この加熱を終了して製品とするに好適な有機物の減少率は、生物処理汚泥の種類によって異なり、例えば、活性汚泥の余剰汚泥の場合には１０〜３０％と比較的減少率が多く、消化汚泥の場合には３〜１０％と比較的減少率が小さい。
【００２５】
本発明において、乾燥が完了した後の加熱温度は好ましくは１００〜２００℃、より好ましくは１５０〜２００℃とする。この温度範囲であれば、水分は完全に蒸発除去され、臭気成分も揮散、分解される一方で、有機物は炭化せず、良好な熟成コンポスト様物を得ることができる。
【００２６】
得られた製品は、臭気が殆どなく、有機肥料成分が十分に残留し、塩分もさほど高くはなく、かつ熟成コンポスト類似の取り扱い性に優れたものである。
【００２７】
ところで、生物処理汚泥を加熱乾燥した後熱処理することにより熟成コンポスト様物を製造する場合、加熱工程、特に、加熱乾燥後の熱処理による加熱分解工程において、汚泥が微細化する傾向が認められ、汚泥の微細化のために、加熱分解工程で発生する排ガス中には、相当量の粉塵が含まれるようになる。また、得られる製品は、粒径数ｍｍ程度の粒状物と、粒径１ｍｍ以下程度の上記微粉とが混在したものとなり、製品の袋詰め作業等の取り扱い時に粉塵が舞い上り易い。
【００２８】
この問題を解決するために、生物処理汚泥を加熱乾燥した後、熱処理することにより熟成コンポスト様物を製造するに当たり、生物処理汚泥を加熱乾燥する際に造粒乾燥を行って、ある程度の大きさの粒径に造粒された造粒乾燥汚泥を得、この造粒乾燥汚泥を熱処理することが好ましい。このような造粒乾燥汚泥は、その後の熱処理による加熱分解工程において、微細化され難く、粉塵の発生は大幅に低減される。
【００２９】
この場合、造粒乾燥装置としては、例えば、縦型の遠心造粒乾燥装置や横型の乾燥ドラム装置などを採用することができるが、加熱乾燥と共に造粒を行える装置であれば良く、何らこれに限定されるものではない。造粒乾燥装置の加熱方式は、熱風を汚泥に直接吹き付けて乾燥する熱風受熱式（直接式）のものであっても、装置の金属壁を通して蒸気又は熱媒体油等の加熱媒体により汚泥に間接的に伝熱して乾燥する伝熱受熱式（間接式）のものであってもよい。
【００３０】
この造粒乾燥装置に投入された生物処理汚泥は、造粒乾燥の開始直後は、液状もしくはダンゴ状であるが、造粒乾燥が進むにつれて徐々に粒径が小さくなってゆく。従って、造粒乾燥装置の加熱温度、乾燥時間や回転数などの運転条件を適宜調整することにより、粒径３〜１０ｍｍ程度の造粒乾燥汚泥が得られるように、また、汚泥容量が１／４〜１／５程度となり、乾燥前の汚泥含水率８７〜７５％に対して、造粒乾燥汚泥の含水率が３０〜１０％程度になるまで造粒乾燥を行うことが好ましい。
【００３１】
この造粒乾燥に要する時間は、造粒乾燥装置の仕様や運転条件、被処理汚泥の性状等によっても異なるが、一般的には２〜１０時間程度である。
【００３２】
造粒乾燥装置で得られた造粒乾燥汚泥は次いで加熱分解装置に投入し、熱処理する。この加熱分解装置としては、直接加熱方式では発火の恐れがあることから、間接加熱方式のものを用いるのが好ましい。
【００３３】
加熱分解装置では、造粒乾燥汚泥を１００〜２００℃、好ましくは１５０〜２００℃の温度で４〜８時間程度加熱する。即ち、前述の如く、造粒乾燥汚泥は水分が完全に蒸発すると温度が１００℃以上に上昇し始め、有機物の分解が始まる。この熱処理温度は、１００〜２００℃、好ましくは１５０〜２００℃の温度範囲であれば、水分は完全に蒸発除去され、臭気成分も揮散、分解される一方で、有機物は炭化せず、良好な熟成コンポスト様物を得ることができる。
【００３４】
この加熱分解装置では、熱処理により、汚泥が微細化する傾向があるが、造粒乾燥装置で造粒された造粒乾燥汚泥を熱処理する場合には、微細化による粉塵の発生の問題はなく、好ましくは粒径３〜１０ｍｍ程度に造粒された造粒乾燥汚泥を熱処理して、粒径２〜８ｍｍ程度の造粒化された熟成コンポスト様物を得ることができる。
【００３５】
このようにして製造された熟成コンポスト様物は、貯留、小分け、袋詰めされて出荷される。
【００３６】
なお、本発明において、処理する生物処理汚泥としては、下水処理汚泥や余剰汚泥、消化汚泥等、廃水や廃棄物の生物処理工程で生じる生物処理汚泥を脱水処理して得られる汚泥を含むものが挙げられ、従って、本発明が適用される生物処理施設も、図１に示すし尿の処理施設に限定されず、他の様々な生物処理施設に本発明を適用することができる。
【００３７】
本発明によれば、このような生物処理汚泥から臭気が殆どなく、有機肥料成分が十分に残留し、塩分もさほど高くはなく、従って、有機肥料として有効利用可能な、取り扱い性に優れた熟成コンポスト様物を製造すると共に、この熟成コンポスト様物の製造工程で発生する排ガスを生物処理系統で処理することにより、熟成コンポスト様物製造装置に専用の排ガス処理装置の設置を不要とすることができる。
【００３８】
【実施例】
以下に実施例を挙げて本発明をより具体的に説明する。
【００３９】
実施例１
図１に示すし尿処理及び熟成コンポスト様物製造設備において、熟成コンポスト様物製造装置７からの排ガスを硝化槽２に導入して生物処理混合液と接触させることにより処理した。
【００４０】
このし尿処理施設では、処理量８０ｋＬ／日でし尿の循環脱窒素処理を行い、余剰汚泥を汚泥脱水機６で脱水処理し、得られた脱水ケーキ（含水率８０％）４ｔ／日を熟成コンポスト様物製造装置７で資源化している。
【００４１】
脱窒素槽１と硝化槽２の容量は共に８００ｍ３であり、硝化槽２への空気曝気量は８０ｍ３／分である。硝化槽２の排ガスは、排ガス処理装置８で酸洗浄、アルカリ洗浄及び活性炭吸着処理される。
【００４２】
熟成コンポスト様物製造装置７では脱水ケーキ４ｔ／日を容量が１／４程度になるまで５時間加熱乾燥して含水率１０％の乾燥汚泥を得、この乾燥汚泥を１００〜２００℃で５時間熱処理して熟成コンポスト様物製造装置を製造した。
【００４３】
得られた熟成コンポスト様物の性状は下記の通りであり、有機物含有量が比較的多く、有機物が安定化していて塩分量は比較的少ないため、有機肥料として有効であり、また、臭気が殆どなく含水率も少ないものであった。
【００４４】
〔製品性状〕
含水率  ：０％
臭気    ：微臭
有機物量：７０％
酸素要求速度：４０（ｇ−Ｏ２／ｋｇ−ｄｒｙ  ｓｏｌｉｄ／週）
平均粒径：６ｍｍ
【００４５】
この熟成コンポスト様物製造装置７から排出される排ガスは、最大で１３ｍ３／分である。この排ガスを硝化槽２の液面下１ｍに配置した散気管で生物処理混合液中に吹き込んだ。
【００４６】
その結果、排ガス中の粉塵及び臭気成分の一部は生物処理混合液中に除去され、臭気成分の残部も硝化槽２の排ガス処理装置８で除去された。このとき、硝化槽２からの排ガス量は９３ｍ３／分となったが、熟成コンポスト様物製造装置７からの排ガスを吹き込む前と同様に酸洗浄、アルカリ洗浄及び活性炭吸着処理で臭気成分を十分に除去することができた。
【００４７】
実施例２
実施例１において、熟成コンポスト様物製造装置における脱水ケーキの加熱乾燥に当たり、縦型遠心造粒乾燥装置を用い、平均粒径８ｍｍの造粒乾燥汚泥を得たこと以外は同様にして熟成コンポスト様物の製造及び排ガス処理を行った。
【００４８】
その結果、熟成コンポスト様物としては、平均粒径６ｍｍで粒径１ｍｍ以下の微粒分を殆ど含まず、取り扱い時の粉塵の発生の問題のない熟成コンポスト様物を製造することができた。また、熟成コンポスト様物製造装置の排ガス中の粉塵も大幅に低減された。
【００４９】
この排ガスは実施例１と同様、硝化槽２中の生物処理混合液と接触させた後、硝化槽２の排ガス処理装置８で処理することができた。
【００５０】
【発明の効果】
以上詳述した通り、本発明の熟成コンポスト様物の製造方法及び製造設備によれば、熟成コンポスト様物の製造系統で発生する排ガスを生物処理系統で処理することができ、熟成コンポスト様物の製造系統に専用の排ガス処理装置を設ける必要がなくなる。このため、設備費、運転費、維持管理費を大幅に削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の熟成コンポスト様物の製造設備の実施の形態を示す系統図である。
【符号の説明】
１  脱窒素槽
２  硝化槽
３  第２脱窒素槽
４  再曝気槽
５  沈澱槽
６  汚泥脱水機
７  熟成コンポスト様物製造装置
８  排ガス処理装置
【図１】
0004380103.tif 000002