JP2001170614A

JP2001170614A - 有機性廃水の処理方法及び処理システム

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Publication number: JP2001170614A
Application number: JP35681799A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Mizutani; 洋水谷; Takao Hashizume; 隆夫橋爪; Yuji Yasuda; 雄二保田; Kazuhiko Fujise; 和彦藤瀬; Taku Ike; 卓池
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1999-12-16
Filing date: 1999-12-16
Publication date: 2001-06-26

Abstract

(57)【要約】【課題】有機性廃水中に含まれるアンモニア性窒素
を、資源として回収できる有機性廃水の処理方法を提供
する。【解決手段】有機性廃水を固液分離して固形分と分離
液に分離し、該分離液に含まれる窒素分を、アンモニア
ストリッピングにより処理する。さらに、固液分離後の
有機性廃棄物の固形分をメタン発酵する。また、有機性
廃水を固液分離するための固液分離装置と、固液分離装
置によって分離された分離液からアンモニアストリッピ
ングによりアンモニア水を回収するためのアンモニアス
トリッパとを備える有機性廃水の処理システムを有機性
廃水の処理に用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、し尿、浄化槽汚
泥、下水汚泥、及び家畜糞尿などを広く含む有機性廃水
の処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】有機性廃水には、ＢＯＤ成分やＣＯＤ成
分、窒素化合物、リン化合物などが含まれ、処理に際
し、これらを除去することが必要である。浄化槽汚泥等
の固形性廃棄物を多量に含む有機性廃水の処理法とし
て、固液分離、生物処理を含む様々な方法が知られてい
る。従来の有機性廃水の処理方法を、図３を用いて説明
する。難分解性有機物、高濃度窒素を含む有機性廃水
は、夾雑物除去装置１により夾雑物が除去された後、固
液分離装置２により固液分離される。固液分離後の廃水
の液体部分については、前処理膜分離装置３により前処
理され、その後、衛生処理、水質保全を主目的として、
生物処理設備８により硝化脱窒処理することによって、
ＢＯＤ成分及び窒素化合物が除去される。この生物処理
設備８では、微生物による活性汚泥処理（活性汚泥法）
が行われる。この生物処理により、窒素分が窒素ガスと
して除去された廃水について、高度処理を行い、ＣＯＤ
成分リン化合物及び色度等を除去して処理水とする。

【０００３】例えば、特開平２−１４９３９９号には、
除渣後機械的な固液分離を行い、この分離液にさらに無
機凝集剤を添加して膜分離を行うことで徹底的な固液分
離を行い、後段の生物処理では膜分離液中に残留するア
ンモニア性窒素を除去する装置を開示している。後段の
生物処理では、活性汚泥処理設備や、表面に生物を付着
させたプラスチック、砂等のろ材又は、生物を包み込ん
だゲルなどによって生物を固定化した固定生物処理設備
により行う。

【０００４】また、最近では各種廃棄物処理においても
リサイクルが行われており、有機性廃水処理において
も、単に無害化して廃棄するのみならず、エネルギー源
として回収するなど、再生資源として循環使用させるこ
と等が推進されている。例えば、炭素化合物に関して
は、メタン発酵やコンポスト処理によって、エネルギー
回収や再生物の循環利用が可能となっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の生物処理による
硝化脱窒では、有機性廃棄物中に高濃度に含まれる窒素
分について窒素ガスとして処理するだけで、資源として
の回収はなされない。従来の他の窒素処理法によって
も、有機性廃水の衛生的な処理のみを目的とし、液状有
機性廃水中に含まれる窒素等のリサイクルは考慮されて
いなかった。したがって、本発明は、有機性廃水中に含
まれる窒素化合物を、窒素肥料等のような資源として回
収できる効率的な有機性廃水の処理方法を提供すること
を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的達成のため、本
発明者らは、従来技術における膜分離液について、生物
処理の代わりにアンモニアストリッピングを行うことに
より、窒素分を高濃度のアンモニア水（ＮＨ₃）として
回収する資源回収型有機性廃水の処理方法を開発した。
すなわち、本発明は、有機性廃水を固液分離して固形分
と分離液に分離し、該分離液に含まれる窒素分を、アン
モニアストリッピングにより処理することを特徴とする
有機性廃水の処理方法を提供する。本発明の方法によ
り、有機性廃水中に高濃度で含まれる窒素分を高濃度の
アンモニア水（ＮＨ₃）として回収できるため、資源と
しての有効利用が図れる。具体的には、アンモニア水
は、硫酸と反応させ硫酸アンモニウムを製造すること等
により、肥料等に利用することができる。一方、アンモ
ニアストリッピングにより放流基準を満足する処理水を
得ることができるため、有機性廃水の処理方法としても
有効なものである。

【０００７】アンモニアストリッピング処理は、上記分
離液を前処理膜分離した後に行うことが好ましく、この
場合は、上記前処理膜分離により得られた濃縮液を上記
固液分離の前段に返送するのが好ましい。

【０００８】また、本発明の有機性廃水の処理方法で
は、固液分離後の有機性廃水の固形分（ＳＳ成分）であ
る脱水汚泥をメタン発酵、堆肥化等によりリサイクル処
理することができる。これによって、有機性排水中の窒
素分についてはアンモニアストリッピングによりアンモ
ニア水として回収し、炭素分についてはメタン発酵、堆
肥化により回収できるため、資源をより効率的に利用す
ることが可能となる。

【０００９】また、本発明は、有機性廃水を固液分離す
るための固液分離装置と、固液分離装置によって分離さ
れた分離液からアンモニアストリッピングによりアンモ
ニア水を回収するためのアンモニアストリッパとを備え
る有機性廃水の処理システムを提供する。

【００１０】本発明の適用対象としては、し尿・浄化槽
汚泥及び家畜糞尿等の有機性廃水が挙げられる。本発明
の態様として、例えば、有機性廃水を除渣した後、遠心
分離等の機械的な固液分離を行って、さらに凝集剤を添
加後膜分離し、この分離液からアンモニアストリッピン
グにより高濃度NH₃水を回収すると共に、放流基準を満
足する処理水を得ることを特徴とする有機性廃水の処理
方法や、この処理方法において、遠心分離等機械的な固
液分離より発生する脱水汚泥をメタン発酵、堆肥化等に
よりリサイクル処理する方法があげられるが、これらに
限定されない。

【００１１】本発明の有機性廃水の処理方法を実施する
ためのシステムとしては、例えば、有機性廃水中の夾雑
物を除去するため夾雑物除去装置と、夾雑物除去装置に
続いた遠心分離装置やベルトプレスなどの固液分離装置
と、固液分離装置により分離された分離液を処理するた
めの精密濾過膜又は限外濾過膜等を用いた前処理膜分離
装置と、前処理後の分離液をアンモニアストリッピング
するためのアンモニアストリッパ（例えば蒸留塔）と、
アンモニアストリッピングにより窒素分が除去された分
離液についてＣＯＤ成分、リン化合物及び色度等を除去
して無害化し、放水基準を満たす処理水とする高度処理
装置とを備えるものが挙げられる。このシステムにおい
ては、各装置は、ラインで連結され、夾雑物除去装置か
らは、除去された紙、ビニール等の夾雑物排出ラインが
備えられ、アンモニアストリッパには、得られたアンモ
ニア水を回収するためのラインが備えられている。前処
理膜分離装置には、分離された汚泥を固液分離装置の前
段に返送するためのラインを備えるのが好ましく、固液
分離装置において分離された脱水汚泥はその後の処理に
供すべく、任意の設備へ搬送するラインを備えてもよ
い。

【００１２】本発明の方法を実施するためのこのような
システムの変形例として、脱水汚泥を処理する装置を備
えたものが挙げられる。例えば、固液分離装置から脱水
汚泥を搬出するラインに続いて、メタン発酵を行い、メ
タンガスを回収するメタン発酵装置と、その後段に堆肥
化装置とを備えるものである。この場合、メタン発酵装
置と堆肥化装置との間に固液分離装置を設け、分離液を
前処理膜分離装置もしくはアンモニアストリッパに直接
導入するようにしてもよい。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る有機性廃棄物
の処理方法について、添付図面を参照しながら、その具
体的な実施形態を詳細に説明する。図１は実施の形態
（その１）、図２は実施の形態（その２）を概略的に示
すものである。

【００１４】実施の形態（その１）従来の廃水処理システムにおける硝化脱窒処理は、生物
処理設備により硝化脱窒を行っていたが、本実施の形態
では、有機性廃水中に含まれる窒素分を回収すべく、生
物処理にかえてアンモニアストリッピングを行い、窒素
分をアンモニア水として回収する。まず、有機性廃棄物
は、夾雑物除去装置１において、紙、ビニール等の夾雑
物を除去された後、固液分離装置２により分離液と脱水
汚泥とに分離される。ここでＢＯＤや有機性窒素分(Org
-N)等は固形物に起因するものが多い為、脱水汚泥とし
て除去されるが、アンモニア性窒素は溶解性なので分離
液中に残留する。脱水汚泥は任意の方法によって処理す
ることができ、脱水汚泥の処理方法は特に限定されな
い。凝集剤を添加された分離液を前処理膜分離装置３に
より処理した後、アンモニアストリッパ４においてアン
モニアストリッピングすることにより、アンモニア性窒
素がアンモニア水として回収される。

【００１５】アンモニアストリッピングでは、窒素化合
物をアンモニアの形態のままで回収する。アンモニアの
回収は、通常１０〜２０％のアンモニア水として回収さ
れ、回収したアンモニアは、中和剤として使用したり、
硫酸と混ぜて硫安等の肥料成分として使用できる。この
時、カプロラクタム製造工程、青酸製造工程、メタクリ
ル酸製造工程、酸化チタン生成廃液などの化学プラント
等から発生する廃硫酸の利用も考えられる。つまり、回
収したアンモニアと化学プラントにて発生する廃硫酸と
を反応させ、有価物である硫酸アンモニウムを製造する
こともできる。また、回収されたアンモニア水を触媒に
よる処理で窒素化して窒素ガス（Ｎ₂）に変換して、大
気中に放出してもよい。

【００１６】ここで、アンモニアストリッピング処理
は、例えば、図４に示すような蒸留塔によって実施でき
る。この蒸留塔（アンモニアストリッパ）では、複数段
に亘る棚状の段２０に高温の水蒸気を下部から通し、上
部から導入される有機性廃水（原液）と接触させる。こ
の接触により、塔の下部からは排水が回収され、上部か
らはアンモニアを含む水蒸気が回収できる。この水蒸気
を凝集させることによって、アンモニア水が得られる。
アンモニアストリッピング自体は、電力設備の排水や産
業廃棄物の廃水のように無機質系の廃水処理にも利用で
きる。本発明では、例えば、し尿や下水、家畜糞尿など
有機性の窒素含有廃水の処理過程にアンモニアストリッ
ピングを用いる。上記アンモニアストリッピングを経た
廃水は廃液側に流れるが、前段の固液分離処理により炭
素分は脱水汚泥として除去されているため、高度処理を
経て処理水とすることができる。高度処理としては、例
えば、オゾン処理装置を用いたＣＯＤ成分、リン化合物
及び色度等の除去などが行われる。

【００１７】実施の形態（その２）本実施態様は、上記実施の形態において、固液分離装置
２から生じる脱水汚泥の処理について、メタン発酵及び
堆肥化により、炭素分の回収を図るものである。固液分
離装置２により分離された脱水汚泥は、メタン発酵装置
５において炭素分をメタンガスとして回収する。このメ
タンガスは、熱源として利用できる。例えば、アンモニ
アストリッピングは温度が高いほどアンモニア回収効率
が向上するため、回収されたメタンガスはボイラを介し
てアンモニアストリッピング用の熱源とすることができ
る。これによりシステム全体として有効に熱エネルギー
を利用できる。本実施態様では、メタン発酵後の残渣を
堆肥化（コンポスト化）することができ、窒素分、炭素
分共に有効な資源利用が図れる。なお、メタン発酵装置
５と堆肥化装置７との間に、固液分離装置６を設けて、
液体部分の除去を堆肥化処理の前に行うことが望まし
く、除去された液体部分は炭素分をほとんど含まないこ
とから、アンモニアストリッパ４へ導入して処理するこ
とが可能である。

【００１８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る処理
方法によれば、有機性廃水中に含まれるアンモニア性の
窒素は、前処理の固液分離において固形物を徹底的に除
去しても、溶解性であるため分離液中に残留するが、分
離液をアンモニアストリッピングすることで窒素のリサ
イクル利用が可能な高濃度NH₃水として回収できると共
に、環境汚染のおそれのない従来技術と同等の処理水を
得ることができる。さらに、前処理の固液分離で生じる
固形分中の炭素分について、メタン発酵を行うことによ
り、有機性廃水から窒素分に加え、炭素分を回収できる
ため、資源の回収が効率的に行われるとともに、エネル
ギー的にも無駄が少なく経済的な廃水処理を行うことが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の実施の態様（その１）の工程
を模式的に示す図である。

【図２】図２は、本発明の実施の態様（その２）の工程
を模式的に示す図である。

【図３】図３は、従来用いられていた有機性廃水の処理
工程を模式的に示す図である。

【図４】図４は、本発明で用いることのできるアンモニ
アストリッパの概略を示す構成図である。

【符号の説明】

１夾雑物除去装置２、６固液分離装置３前処理膜分離装置４アンモニアストリッパ５メタン発酵装置７堆肥化装置２０棚段２１液降下部２２棚段支持部２３インレットウエア２４アウトレットウエア２５気液接触部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者保田雄二神奈川県横浜市中区錦町12番地三菱重工業株式会社横浜製作所内 (72)発明者藤瀬和彦神奈川県横浜市中区錦町12番地三菱重工業株式会社横浜製作所内 (72)発明者池卓神奈川県横浜市中区錦町12番地三菱重工業株式会社横浜製作所内Ｆターム(参考） 4D006 GA06 GA07 KA03 KA72 KB13 KB17 KB24 KD08 PB08 PC61 4D015 BA03 CA03 EA37 FA17 FA19 FA25 FA26 FA30 4D034 AA13 BA01 CA12 4D059 AA01 AA02 BA12 BA17 BD25 BE13 BE42 BE55 CC01 4D062 BA03 CA03 EA37 FA17 FA19 FA25 FA26 FA30

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】有機性廃水を重力もしくは機械的に固液
分離して固形分と分離液に分離し、該分離液に含まれる
窒素分を、アンモニアストリッピングにより処理するこ
とを特徴とする有機性廃水の処理方法。
【請求項２】固液分離後の有機性廃棄物の固形分をメ
タン発酵することを更に含む請求項１に記載の有機性廃
水の処理方法。
【請求項３】上記分離液を前処理膜分離した後にアン
モニアストリッピング処理を行う請求項１又は２に記載
の有機性廃水の処理方法。
【請求項４】上記前処理膜分離により得られた濃縮液
を上記固液分離の前段に返送する請求項３に記載の有機
性廃水の処理方法。
【請求項５】有機性廃水を固液分離するための固液分
離装置と、固液分離装置によって分離された分離液から
アンモニアストリッピングによりアンモニア水を回収す
るためのアンモニアストリッパとを備える有機性廃水の
処理システム。