JPH043278B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 開示技術は、屎尿等の有機物を含有する下水の
固形化燃料有効利用技術分野に属する。

而して、この発明は、ミルやクラツシヤで微粉
砕した微粉炭を浮選媒剤と供に屎尿等の有機物を
含有する生活排水等の下水に投入してサイクロセ
ルやインペラー等によつて均一に撹拌する条件槽
に於いて混合条件付けを施し、又、曝気等の気液
接触を介して撹拌し、浮選フロスを形成させて上
方より排出し、シンクは下側から排出し、このプ
ロセスを反復して浮選フロスについては脱水乾燥
を得て最終的に廃棄処分し、残りの水分について
は清浄化処理して排水するようにした下水処理方
法に関する発明であり、特に、水に対して下水
と、又、微粉炭を不選媒剤として投入して合流さ
せ、上記サイクロセルやインペラー等により混合
撹拌して下水の有機物成分を該微粉炭の吸着作用
により浮選フロスとしてその浮上力を利用して浮
上させ、オーバーフローするようにし、シンクに
ついては下側から排出し、その残留スラリーにつ
いては当該プロセスを反復し、各浮選フロスは合
流してその大濃度により脱水乾燥して発電用の火
力燃料等に利用して燃料に供し、上記微粉炭と下
水中の有機物の燃焼カロリーは燃焼エネルギーと
して充分に利用することが出来、且つ、該有機物
の臭気も燃焼により確実に消滅するようにした下
水処理方法に係る発明である。

＜従来技術＞ 周知の如く、屎尿処理下水等の生活排水を含む
市場下水の処理についてはこれが有機物を含有し
ているために一般には標準活性汚泥処理方法が採
用されているが、該種処理方法は汚泥について粗
目スクリーンを通して沈澱池に重力沈澱させた
後、更に細目スクリーンによつて沈澱させ、その
後、予備曝気槽を経て最終沈澱池に沈澱させ、曝
気槽等を介して最終沈澱池から塩素混和槽で滅菌
処理して放流するようにし、又、汚泥の濃縮につ
いては濃縮地槽から泥貯留槽を経て汚泥混和槽に
より濃度を均一にし、供給槽を得てポンプ供給に
よりフイルタープレスで固水分離してケーキにつ
いてはベルトコンベヤ等により燃焼焼却等に供す
る処理が行われていた。

したがつて、有機物含有スラリについては有機
物は極めて比重が軽く、水分が高いために、沈降
に時間がかかり、濃縮についても脱水工程が複雑
で時間を長く要し、焼却に際しても石炭等の大量
の熱容量燃料が必要であつた。

＜発明が解決しようとする問題点＞ したがつて、有機物の沈降に長い時間がかか
り、濃縮については複雑な脱水工程が要るために
処理プロセスが多くの工程を要する難点があり、
結果的に処理コストが高くなる不利点があり、こ
れに対処するに、脱水速度を向上させるべく、消
石灰や塩化第二鉄等を添加する脱水助剤利用も行
われているが、逆に無機物が増加し、最終処理に
おいて二次公害を生ずる欠点があり、使用水が大
量にいるという不具合もあつた。

而して、近時微粉炭の吸着性を利用したり、高
分子凝集剤を添加して脱水濃縮の処理を簡易し、
且つ、速め、そして、最終的には該微粉炭等の潜
在燃焼カロリーを利用して補助燃料として利用す
る手段もあるが、該微粉炭の浮遊性により沈降が
容易でなく、又、工程中に撹拌混合工程を用いね
ばならず、カチオン、アニオン等のイオン系有機
物の増加に伴う副次的処理工程が逆に増加したり
し、一方における脱水時間の減少やケーキの含水
率が下がるメリツトはあるものの、経済的に見合
わないというマイナス点があつた。

ところで、近時公害処理は単なる公害のマイナ
ス面の処理にとどまらず、その処理によつて生ず
る水や固形物を逆に有効利用して経済的に見合う
処理方法が見直されつつあるが、この点から見る
と、在来の微粉炭利用の下水処理方法は単に脱水
助剤としての利用や焼却に伴う補助燃料としての
利用に終始しており、処理の高い費用を回収して
利とするには到つていないという不充分さがあつ
た。

したがつて、上述の如き微粉炭利用に対してこ
れに加圧浮上方式等を利用して経済的に見合うよ
うにする試みもあるが、試薬の選択が複雑であ
り、その消費量が著しく大量であるために、やは
り経済的に見合わないという不具合があつた。

＜発明の目的＞ この発明の目的は上述従来技術に基づく下水処
理における問題点を解決すべき技術的課題とし、
微粉炭の軽量浮遊性を利用し、又、その優れた吸
着性を利用して下水中の有機物を浮遊分離させて
難沈降を全く関係のないようにし、而も、臭気処
理も確実に行え、火力発電用燃料としても有効利
用が可能でありベースに使用する諸経費の回収も
充分に行えて一つの処理産業として充分に利ある
ようにすることが出来るようにして公害処理産業
における有効成分利用分野に益する優れた下水処
理方法を提供せんとするものである。

＜問題を解決するための技術的手段・作用＞ 上述目的に沿い先述特許請求の範囲を要旨とす
るこの発明の構成は、前述問題点を解決するため
に屎尿処理場からの下水等の市場下水に対して、
例えば、2M／Ｍ等、例えば、180メツシユ〜230
メツシユ程度の微粒状に微粉砕した微粉炭を原料
として浮選装置に投入し、所定量の空気も送給
し、インペラー、又は、サイクロセルで形成させ
たボルテツクスフロー（空気界回転流）を作動さ
せて混合撹拌し、その結果、気泡と固液混合物と
の衝突が行われ、これにより投入微粉炭はその本
来的性質の吸着性により下水の有機物分を吸着
し、又、その浮遊性により浮選フロスを形成して
浮上し、この間、インペラーの撹拌力、強力なボ
ルテツクスフローパターンによつて泡沫分散によ
り、液面揺動を少くし、又、気泡とパルプの衝突
が充分にそのエネルギーを大にし、浮選フロスは
オーバーフローして取り出され、又、微粉炭を含
まない土砂や雑鉱石分のシンクは下側から適宜に
排出され、残留スラリーは次段の浮選装置に供給
されて上述プロセスを反復し、このようにして各
浮選装置からの浮選フロスは合流回収され、した
がつて、下水スラリーは最終的には水だけとな
り、所定に殺菌、PH調整されて放流され、又、各
プロセスにおける浮選フロスは充分に濃縮されて
回収され、フイルタープレス等により最終的に脱
水されて乾燥され、微粉炭と有機物との混合合体
バルクとなつて火力発電用燃料等にされて燃焼に
供され、微粉炭と有機物はその潜在的燃焼カロリ
ーを充分に燃焼エネルギー化され、この際有機物
の臭気も完全に燃焼され、近辺における大気汚染
公害を無くし、又、上述処理プロセスで要した諸
費用については諸発電用火力燃料として充分にそ
の費用を回収して利することが出来るようにした
技術的手段を講じたものである。

＜実施例−構成＞ 次に、この発明の１実施例を図面に基づいて説
明すれば以下の通りである。

先ず、図面に示す様に、都市郊外の石炭処理プ
ラント１のプラントヤードに設けてある鉱石分の
多い低質石炭の粉砕プラント２に於いて所定に選
ばれた粗炭を選別してミルやコーンクラツシヤ等
のクラツシヤ３により、例えば、180〜230メツシ
ユ程度の平均したサイズに微粉砕して浮選装置４
に投入する。

一方、同じく都市郊外に設置された屎尿処理場
５に於いて殺菌やPH処理装置６からの有機物を多
量に含む屎尿下水が周知の条件槽混合装置７を経
て同じく浮選装置４に投入され、同時に該屎尿処
理場の一側に設けたポンプ装置８より市場水が条
件槽混合装置７を経て同じく浮選装置４に投入さ
れ、それらの相対量は予め設計によつて決められ
ている。

尚、1.5〜2.5ｍ／ｍの気泡が浮選装置４の中で
生成され、この場合、機械撹拌式の浮選装置４で
はインペラーの撹拌力によつて自給空気、或は、
加圧空気が剪断破砕され、気泡が細分化され、サ
イクロセルでは加圧空気と圧入される固液混合物
（MIXITER）との圧入方法によりエヤーボルテ
ツクスとスラリーとの間で激しいキヤビテーシヨ
ンが起り、空気を分断細分化すると共に、此の流
れはバツフルプレートの邪魔板に衝突して更に
1.5〜2.5ｍ／ｍの微細気泡が生成される。

尚、曝気に就いてはその効果は浮選工程に於い
て２次的効果としてあげられ、即ち、微細気泡群
は全表面積が大きいのみならず、泡沫分散が良い
ため、スラリーとの接触の確率は在来の加圧浮上
法そのれとは趣きを異にし比較にならぬ程曝気効
果が優れている。

而して、浮選装置４特有の気泡のフローパター
ンとしての分散においては液中に混在する固形物
を吸着浮上させる過程で曝気効果も得られると言
う一石二鳥の利点がある。

尚、該浮選装置４においてはインペラータイプ
の撹拌機９，９が所定に回動して上述投入された
微粉炭と屎尿下水と市場水を所定に撹拌し、同時
に条件槽に於いて気泡界面に条件を与えるように
曝気作用を行うようにされているが、微粒子を含
む有機物沈澱物を短絡させずに浮選分離効果が良
くなるようにして泡沫分散度が高くなるように、
又、液面揺動を少くして浮選分離物を破壊しない
ように液面制御がなされ、又、気泡とパルプの衝
突のエネルギーが可及的に大であるように制御さ
れている。

尚、この場合のサイクロセルは空気量が多く
800L／m²／min〜1200L／m²／min程度であつて
表面張力が強く泡沫分散度が高くされて高い効率
の浮選分離が行われるようにされる必要がある。

又、当然のことであるが、気泡サイズが小さく
気泡の数が多いことはパルプの気泡接触全表面積
が大きいことになり大きな曝気効果が得られるも
のである。

而して、図示する様に、該浮選装置４は所定数
直列に複段に設置されて初段の浮選装置４に於い
て撹拌、混合されたスラリーの内部では微粉炭の
吸着作用により下水中の有機物は相当に強く吸着
され、又、微粉炭の浮遊作用により上面に浮上
し、又、強い気泡群浮遊力によつて浮上し、回収
ライン１０を経て固液分離装置としてのフイルタ
ープレス１１へと送給されていく。

而して、該浮選装置４に於いては土砂や石炭以
外の鉱石等のシンクは該浮選装置の下部より系外
に排出され、排出ライン１２を経て所定の廃棄プ
ラント１３に送給されていく。

又、上述の如く、複段の各浮選装置４，４……
はフイードライン１４，１４……で相互に直列に
接続されており、各浮選装置４中に残留するスラ
リーを順次供給するようにされており、したがつ
て、順次引き継がれる残留スラリは該フイードラ
イン１４，１４を通して直列的に各浮選装置４，
４……に供給されて上述撹拌、混合作用を各浮選
装置４内の撹拌機、９，９……により受けて浮選
媒剤の吸着、及び、浮選作用により吸着浮上さ
れ、オーバーフローして回収ライン１０よりフイ
ルタープレス１１に供給されていく。

したがつて、分離された浮選フロスは該回収ラ
イン１０を得てフイルタープレス１１に供給され
る過程において高濃度に濃縮され、そのため、フ
イルタープレス１１に供給される前段においての
含水率も極めて少くされる。

一方、各浮選装置４，４を直列的に流過された
スラリーは水分のみになつて最終工程では水とな
り殺菌、及び、PH調整装置１５を経て一般河川に
放流されていく。

そして、フイルタープレス１１に供給された高
濃度の浮選フロスは固液分離作用を受けて水分は
殺菌、及び、PH調整装置１５′を経て上述同様に
一般河川に放流され、更に、高濃度に圧縮分離さ
れたケーキは所定の自然乾燥、或は、強制乾燥装
置１６に送給されて所定に乾燥された後、火力発
電用燃料として発電プラント１７に送給され、一
般の火力発電用石炭と共にボイラ燃焼に供され、
したがつて、該浮選フロス中に含有されている原
材料としての微粉炭と屎尿下水中の有機物は供に
潜在的燃焼カロリーを有しているために完全燃焼
され、又、同時に該有機物中の臭気も燃焼されて
有効利用されることになり、又、同時にプラント
周囲における臭気公害も生じないことになる。

したがつて、火力発電プラントに於ける燃料コ
ストはダウンされ、そのコスト分だけ当該下水処
理プラントの収益は向上し、コスト的に充分利す
ることになる。

尚、この発明の実施態様は上述実施例に限るも
のでないことは勿論であり、例えば、屎尿処理場
からの下水のみならず、一般家庭に接続されてい
る生活排水の下水や燃料となる有機物を含有する
市場下水をして利用し上述同様に微粉炭を投入し
て曝気処理状態において処理する等種々の態様が
採用可能である。

＜発明の効果＞ 以上、この発明によれば、基本的に屎尿下水等
の有機物を有する下水の処理において微粉炭を浮
選媒剤とし浮選分離してバルクとし、これを火力
発電用燃料等として燃焼に供することにより、所
謂水系廃棄物とすることなくエネルギーとして再
利用することが出来る優れた効果がある。

又、当該燃料として再利用出来る微粉炭にして
も従来の如く、単なる汚泥脱水の際の脱水助剤や
単なる焼却用の補助燃料として利用するのではな
く、積極的に燃焼燃料として利用出来るためにそ
の価値の有効完全利用に供することが出来るとい
う優れた効果が奏される。

更に、屎尿等の生活廃棄物のスラリー固形分を
燃焼用燃料として有効利用することが出来るため
にその有機物が有している臭気をも完全燃焼する
ために近辺に於ける臭気公害等も解消出来るとい
う効果も奏される。

又、一般に用いられるところの浮選分離装置を
複段に利用することにより浮選フロスの濃縮化に
よる回収が行われるために、各段に於ける残留ス
ラリーの最終段階での単なる水にすることが出来
るために殺菌PH調整等をして市場の河川に放流す
ることが出来、二次公害を招かないという優れた
効果も奏される。

又、処理システムがこのようにすることにより
単純化出来、設備費も低減出来、上述の如く、エ
ネルギーとしての再利用による付加価値を高め処
理コストの低減化と共に充分に経済的に見合うと
いう優れた効果も奏される。

又、混合微粉炭は最終的に回収されエネルギー
源として再使用されるので汚泥との混合比を余り
シビアに考えなくとも良い利点もある。

而して、焼却廃棄する従来システムでは逆に処
理費に加算されるので同じ目的で有効利用すると
しても大きな開きがあるプラス面がある。

又、浮選媒剤として微粉炭が利用されることに
より単なる媒剤機能に留まらず、それ自体が燃料
として有効利用出来るという優れた効果も奏され
る。

そして、浮選装置を利用することにより脱水効
率も高く、後工程におけるフイルタープレス等の
固液分離装置の作動効率が極めて向上するために
使用電力費等が安くなるという効果も奏される。

このように、エネルギーとしてリサイクル出来
る資源再利用の有効性があるうえに、浮選脱水工
程が効率よく作動し、その工程も短くされるため
処理費が安くなり、システムのコンパクトが図
れ、管理制御もし易いという副次的なメリツトも
ある。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の１実施例のフロー図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 微粉炭を下水に投入した混合スラリーを撹拌
   し条件槽で条件付けした後浮選フロスを脱水して
   廃棄するようにした下水処理方法において、水と
   微粉炭及び下水を混合撹拌し、浮選フロスを上部
   より排出し、シンクは下部より排出し、残留スラ
   リーについては次段の浮選を反復して浮選フロス
   を合流させた後脱水乾燥して燃料バルクとして燃
   焼に供するようにしたことを特徴とする下水処理
   方法。 ２ 上記下水が屎尿処理場からの放出下水である
   ことを特徴とする上記特許請求の範囲第１項記載
   の下水処理方法。 ３ 上記燃焼が火力発電用に供されることを特徴
   とする上記特許請求の範囲第１項記載の下水処理
   方法。