JPH0470078B2 - - Google Patents
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- JPH0470078B2 JPH0470078B2 JP63229755A JP22975588A JPH0470078B2 JP H0470078 B2 JPH0470078 B2 JP H0470078B2 JP 63229755 A JP63229755 A JP 63229755A JP 22975588 A JP22975588 A JP 22975588A JP H0470078 B2 JPH0470078 B2 JP H0470078B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sludge
- anaerobic digestion
- tank
- days
- digestion
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
- Y02E50/30—Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel
Landscapes
- Treatment Of Sludge (AREA)
Description
〔産業上の利用分野〕
本発明は、下水汚泥、農水産廃棄物等の有機性
汚泥を嫌気性消化する方法に関するものである。 〔従来の技術〕 下水処理場において発生する初沈汚泥、、余剰
汚泥、消化汚泥等は、そのまま脱水後、焼却され
たり廃棄されることもあるが、近年、嫌気性消化
法により処理されることが多くなつた。嫌気性消
化法は、嫌気状態でいわゆるメタン菌を増殖させ
ることにより汚泥中の有機物を主としてメタンガ
スに分解させ、汚泥固形物の減量を行うものであ
る。汚泥の嫌気性消化処理は、燃料として利用可
能なメタンガスが得られること、消費エネルギー
が少ないこと、病源菌の死滅率が高いこと、消化
済み汚泥の処分が容易なことなど、多くの利点を
持つ。しかしながら、メタン菌の増殖がきわめて
遅いため、処理に長時日を要するという問題があ
つた。たとえば活性汚泥槽から発生する余剰汚泥
をこの方法で処理する場合、アルカリ処理、熱処
理、超音波処理など汚染を可溶化する前処理を施
した場合においても、50％前後の消化率（有機物
分解率を）達成するのに15〜20日という長い滞留
日数が必要であつた。また、それ以上滞留日数を
延ばしても、達成可能な消化率は約45％が上限で
あつた。 同様の問題は、製あんなど農水産物加工工場か
らの廃棄物、家畜糞尿、畜体処理廃棄物、魚腸骨
などを嫌気性消化処理しようとする場合にもあ
り、したがつて、これらの分野における嫌気性消
化法の普及率はまだ極めて低い。 〔発明が解決しようとする課題〕 上述のように、従来の嫌気性消化法は能率が悪
く、そのため大型の消化槽を必要とし、固形物の
減量効果も満足できるものではなかつた。 そこで本発明は、従来の嫌気性消化法における
上述の問題点を解決し、より短時日でより高い消
化率を達成できるよう、嫌気性消化法を改良する
ことを目的とするものである。 〔課題を解決するための手段〕 本発明が提供する嫌気性消化法は、有機性汚泥
にアルカリをその濃度が0.01〜0.1Nになるように
添加して湿式ミル処理し、処理後の汚泥を、下水
汚泥中に存在しPH7.8〜8.5で旺盛に増殖するメタ
ン菌（以下、好アルカリ性高速メタン菌という）
を主要メタン菌叢として存在させた嫌気性消化槽
に供給し、PHを7.8〜8.5、滞留日数を５日以下と
する条件下に、種汚泥の返送を行うことなく嫌気
性消化することを特徴とする。 以下、本発明の嫌気性消化法について更に詳し
く説明する。 本発明の方法において嫌気性消化法の前処理と
して行う湿式ミル処理は、水中に懸濁している固
形物に主として剪断摩擦力を作用させることによ
り固形物の微細化を行なう処理であつて、具体的
には、回転円筒式ミル、振動ボールミル、遠心式
ボールミル、媒体撹拌式ミル、コロイドミル等を
用いて高度の摩砕を行うものである。湿式ミル処
理の中でも、媒体撹拌式ミルは処理効果の点で最
もすぐれているので、特に好ましい。この媒体撹
拌式ミルは、円筒状容器に挿入した撹拌用デイス
クを高速で回転させることによつて容器内の小ボ
ール・ビーズを激しく撹拌し、ビーズ間に剪断摩
擦力を生じさせて摩砕を行うものであつて、用途
に応じて大小様々なビーズが使われるが、汚泥可
溶化に好ましいビーズは、粒径0.05〜１mmのもの
である。その場合、撹拌用デイスクの回転数は
1000〜3000rpm（周速10〜30ｍ／sec）程度、被処
理汚泥の滞留時間は通常の汚泥を処理する場合で
５〜60分程度が適当である。 アルカリを加えて行う本発明の湿式ミル処理
は、アルカリを加えない場合よりも有機成分（蛋
白質、糖など）の可溶化率が著しく向上する。 湿式ミル処理を施した後の汚泥の嫌気性消化処
理は、単一の嫌気性消化槽において、次のように
して行われる。 汚泥は、必要に応じてアルカリまたは酸を加え
て、PHを7.8〜8.5に調整してから消化槽に供給す
る。あるいは、消化槽にアルカリを継続的に注入
して、槽内汚泥のPHを上記範囲内に維持する。通
常、下水汚泥中のメタン菌の増殖に好適なPHは８
未満の弱アルカリ性とされているが、酸生成菌と
メタン菌とを共存させる単一槽消化の場合、PHは
７〜7.6が適当とされており、したがつて、本発
明の消化法においてPHは従来よりもかなり高い値
に設定される。これにより、汚泥成分の可溶化が
更に進み、メタン発酵を生じ易くなる。ただし、
8.5よりも高いPHにすることは、可溶化促進の点
では有利でも、旺盛に増殖するメタン菌の十分量
を槽内に蓄積させることが困難になるので、好ま
しくない。 上述のようにPHが高い状態の汚泥中で旺盛に増
殖する好アルカリ生高速メタン菌は、通常の下水
汚泥や従来の嫌気性消化槽からの消化汚泥の中に
は少ないが、嫌気性消化槽の運転開始に当りたと
えば次のような馴養期間を設けるたことにより、
槽内メタン菌菌叢の大部分を占めるものとするこ
とができる。すなわち、種汚泥とする消化汚泥を
下水処理場から採取して消化槽に入れ、湿式ミル
処理およびアルカリ添加により可溶化した有機性
汚泥の供給を開始する。PHが上記のように高い範
囲に保たれるよう、継続的にアルカリを添加す
る。滞留日数を約10日以上とする運転条件をしば
らく（たとえば２週間程度）維持した後、徐々に
滞留日数を短くし、最終的に滞留日数を５〜1.5
日程度まで短くする。この間、消化槽から排出さ
れる汚泥を種汚泥として返送することはしない。
これにより、好アルカリ性高速メタン菌が優位
に、且つ高い菌数で存在する嫌気性消化槽を用意
することができる。上述のような滞留日数を徐々
に短くする馴養期間を設けることなしに、かつ種
汚泥返送を行いながら、所定のPHに馴化させるだ
けの馴養を行つたのでは、好アルカリ性高速メタ
ン菌の“濃縮”は遅く、かつ低い水準にとどま
る。 訓養が終わつた後は、引続き被処理汚泥を供給
して正常運転としての嫌気性消化を開始すること
ができる。 この処理において、滞留日数は５日を越えない
ようにする。特に好ましい滞留日数は、２〜３日
である。滞留日数がこれより長すぎると、槽内メ
タン菌のうち好アルカリ性高速メタン菌が占める
割合が低下し、消化率の低下を招く。また、従来
の嫌気性消化法において普通に行われている種汚
泥の供給（消化汚泥の一部を返送する）も、槽内
の好アルカリ性高速メタン菌の比率低下を招くの
で、行わない。本発明の消化法においては、用い
るメタン菌が増殖旺盛な好アルカリ性高速メタン
菌であるため、上述のような短い滞留日数でしか
も種汚泥の供給なしに運転を続けても、高率の消
化を可能にする十分な菌数を槽内に維持すること
ができる。 〔実施例〕 都市下水処理場より採取した余剰汚泥および混
合汚泥（余剰汚泥と初沈汚泥との混合物）につい
て、本発明による嫌気性消化とその比較実験を行
なつた。汚泥の組成および実験条件は次のとおり
である。 汚泥組成： TS（％） VS（％） 余剰汚泥 4.2 3.4 混合汚泥 3.9 3.2 湿式ミル処理条件： 使用装置：媒体撹拌式ミル・パールミル（アシザ
ワ株式会社、型式PMISTS、ビーズ径0.2mm、
デイスク回転数1300rpm、周速度６ｍ／sec 滞留時間：５分 添加アルカリ：25％カ性ソーダをNaOH濃度が
0.05Nになるように添加 嫌気性消化条件： 水理学的滞留時間：２日 消化温度：37℃ 消化槽：完全混合型 種汚泥返送なし 実験開始時の馴養：下水処理場から採取した消化
汚泥を最初の種汚泥に用いて次のように都合６
週間実施した。 最初の２週間：滞留日数10日 次の２週間：滞留日数５日 最後の２週間：滞留日数２日 上記実施例と並行して、下記の比較例を実施し
た。 比較例 １ 嫌気性消化処理の前処理を全く行わずに同じ嫌
気性消化を行なう。 比較例 ２ 湿式ミル処理におけるアルカリ添加を行わない
ほかは上記と同様にする。 比較例 ３ アルカリは添加する湿式ミル処理を単なる撹拌
に替え他は上記と同様にする。 馴養終了後10日間の各例嫌気性消化処理におけ
る消化率、ガス発生量、ガスのメタン含有率およ
び揮発性有機酸量を測定した。測定値の平均値を
表１および表２に示す。 前処理がアルカリ処理単独の比較例３では、消
化率およびガス発生量のいずれにおいても改善は
認められなかつた。アルカリ無添加のミル処理を
した比較例２では、消化率で1.4〜1.7倍、ガス発
生量で1.5〜1.7倍になる程度であつた。これに対
して、本発明実施例では、消化率で2.1〜2.6倍、
ガス発生量で約３倍に上昇した。
汚泥を嫌気性消化する方法に関するものである。 〔従来の技術〕 下水処理場において発生する初沈汚泥、、余剰
汚泥、消化汚泥等は、そのまま脱水後、焼却され
たり廃棄されることもあるが、近年、嫌気性消化
法により処理されることが多くなつた。嫌気性消
化法は、嫌気状態でいわゆるメタン菌を増殖させ
ることにより汚泥中の有機物を主としてメタンガ
スに分解させ、汚泥固形物の減量を行うものであ
る。汚泥の嫌気性消化処理は、燃料として利用可
能なメタンガスが得られること、消費エネルギー
が少ないこと、病源菌の死滅率が高いこと、消化
済み汚泥の処分が容易なことなど、多くの利点を
持つ。しかしながら、メタン菌の増殖がきわめて
遅いため、処理に長時日を要するという問題があ
つた。たとえば活性汚泥槽から発生する余剰汚泥
をこの方法で処理する場合、アルカリ処理、熱処
理、超音波処理など汚染を可溶化する前処理を施
した場合においても、50％前後の消化率（有機物
分解率を）達成するのに15〜20日という長い滞留
日数が必要であつた。また、それ以上滞留日数を
延ばしても、達成可能な消化率は約45％が上限で
あつた。 同様の問題は、製あんなど農水産物加工工場か
らの廃棄物、家畜糞尿、畜体処理廃棄物、魚腸骨
などを嫌気性消化処理しようとする場合にもあ
り、したがつて、これらの分野における嫌気性消
化法の普及率はまだ極めて低い。 〔発明が解決しようとする課題〕 上述のように、従来の嫌気性消化法は能率が悪
く、そのため大型の消化槽を必要とし、固形物の
減量効果も満足できるものではなかつた。 そこで本発明は、従来の嫌気性消化法における
上述の問題点を解決し、より短時日でより高い消
化率を達成できるよう、嫌気性消化法を改良する
ことを目的とするものである。 〔課題を解決するための手段〕 本発明が提供する嫌気性消化法は、有機性汚泥
にアルカリをその濃度が0.01〜0.1Nになるように
添加して湿式ミル処理し、処理後の汚泥を、下水
汚泥中に存在しPH7.8〜8.5で旺盛に増殖するメタ
ン菌（以下、好アルカリ性高速メタン菌という）
を主要メタン菌叢として存在させた嫌気性消化槽
に供給し、PHを7.8〜8.5、滞留日数を５日以下と
する条件下に、種汚泥の返送を行うことなく嫌気
性消化することを特徴とする。 以下、本発明の嫌気性消化法について更に詳し
く説明する。 本発明の方法において嫌気性消化法の前処理と
して行う湿式ミル処理は、水中に懸濁している固
形物に主として剪断摩擦力を作用させることによ
り固形物の微細化を行なう処理であつて、具体的
には、回転円筒式ミル、振動ボールミル、遠心式
ボールミル、媒体撹拌式ミル、コロイドミル等を
用いて高度の摩砕を行うものである。湿式ミル処
理の中でも、媒体撹拌式ミルは処理効果の点で最
もすぐれているので、特に好ましい。この媒体撹
拌式ミルは、円筒状容器に挿入した撹拌用デイス
クを高速で回転させることによつて容器内の小ボ
ール・ビーズを激しく撹拌し、ビーズ間に剪断摩
擦力を生じさせて摩砕を行うものであつて、用途
に応じて大小様々なビーズが使われるが、汚泥可
溶化に好ましいビーズは、粒径0.05〜１mmのもの
である。その場合、撹拌用デイスクの回転数は
1000〜3000rpm（周速10〜30ｍ／sec）程度、被処
理汚泥の滞留時間は通常の汚泥を処理する場合で
５〜60分程度が適当である。 アルカリを加えて行う本発明の湿式ミル処理
は、アルカリを加えない場合よりも有機成分（蛋
白質、糖など）の可溶化率が著しく向上する。 湿式ミル処理を施した後の汚泥の嫌気性消化処
理は、単一の嫌気性消化槽において、次のように
して行われる。 汚泥は、必要に応じてアルカリまたは酸を加え
て、PHを7.8〜8.5に調整してから消化槽に供給す
る。あるいは、消化槽にアルカリを継続的に注入
して、槽内汚泥のPHを上記範囲内に維持する。通
常、下水汚泥中のメタン菌の増殖に好適なPHは８
未満の弱アルカリ性とされているが、酸生成菌と
メタン菌とを共存させる単一槽消化の場合、PHは
７〜7.6が適当とされており、したがつて、本発
明の消化法においてPHは従来よりもかなり高い値
に設定される。これにより、汚泥成分の可溶化が
更に進み、メタン発酵を生じ易くなる。ただし、
8.5よりも高いPHにすることは、可溶化促進の点
では有利でも、旺盛に増殖するメタン菌の十分量
を槽内に蓄積させることが困難になるので、好ま
しくない。 上述のようにPHが高い状態の汚泥中で旺盛に増
殖する好アルカリ生高速メタン菌は、通常の下水
汚泥や従来の嫌気性消化槽からの消化汚泥の中に
は少ないが、嫌気性消化槽の運転開始に当りたと
えば次のような馴養期間を設けるたことにより、
槽内メタン菌菌叢の大部分を占めるものとするこ
とができる。すなわち、種汚泥とする消化汚泥を
下水処理場から採取して消化槽に入れ、湿式ミル
処理およびアルカリ添加により可溶化した有機性
汚泥の供給を開始する。PHが上記のように高い範
囲に保たれるよう、継続的にアルカリを添加す
る。滞留日数を約10日以上とする運転条件をしば
らく（たとえば２週間程度）維持した後、徐々に
滞留日数を短くし、最終的に滞留日数を５〜1.5
日程度まで短くする。この間、消化槽から排出さ
れる汚泥を種汚泥として返送することはしない。
これにより、好アルカリ性高速メタン菌が優位
に、且つ高い菌数で存在する嫌気性消化槽を用意
することができる。上述のような滞留日数を徐々
に短くする馴養期間を設けることなしに、かつ種
汚泥返送を行いながら、所定のPHに馴化させるだ
けの馴養を行つたのでは、好アルカリ性高速メタ
ン菌の“濃縮”は遅く、かつ低い水準にとどま
る。 訓養が終わつた後は、引続き被処理汚泥を供給
して正常運転としての嫌気性消化を開始すること
ができる。 この処理において、滞留日数は５日を越えない
ようにする。特に好ましい滞留日数は、２〜３日
である。滞留日数がこれより長すぎると、槽内メ
タン菌のうち好アルカリ性高速メタン菌が占める
割合が低下し、消化率の低下を招く。また、従来
の嫌気性消化法において普通に行われている種汚
泥の供給（消化汚泥の一部を返送する）も、槽内
の好アルカリ性高速メタン菌の比率低下を招くの
で、行わない。本発明の消化法においては、用い
るメタン菌が増殖旺盛な好アルカリ性高速メタン
菌であるため、上述のような短い滞留日数でしか
も種汚泥の供給なしに運転を続けても、高率の消
化を可能にする十分な菌数を槽内に維持すること
ができる。 〔実施例〕 都市下水処理場より採取した余剰汚泥および混
合汚泥（余剰汚泥と初沈汚泥との混合物）につい
て、本発明による嫌気性消化とその比較実験を行
なつた。汚泥の組成および実験条件は次のとおり
である。 汚泥組成： TS（％） VS（％） 余剰汚泥 4.2 3.4 混合汚泥 3.9 3.2 湿式ミル処理条件： 使用装置：媒体撹拌式ミル・パールミル（アシザ
ワ株式会社、型式PMISTS、ビーズ径0.2mm、
デイスク回転数1300rpm、周速度６ｍ／sec 滞留時間：５分 添加アルカリ：25％カ性ソーダをNaOH濃度が
0.05Nになるように添加 嫌気性消化条件： 水理学的滞留時間：２日 消化温度：37℃ 消化槽：完全混合型 種汚泥返送なし 実験開始時の馴養：下水処理場から採取した消化
汚泥を最初の種汚泥に用いて次のように都合６
週間実施した。 最初の２週間：滞留日数10日 次の２週間：滞留日数５日 最後の２週間：滞留日数２日 上記実施例と並行して、下記の比較例を実施し
た。 比較例 １ 嫌気性消化処理の前処理を全く行わずに同じ嫌
気性消化を行なう。 比較例 ２ 湿式ミル処理におけるアルカリ添加を行わない
ほかは上記と同様にする。 比較例 ３ アルカリは添加する湿式ミル処理を単なる撹拌
に替え他は上記と同様にする。 馴養終了後10日間の各例嫌気性消化処理におけ
る消化率、ガス発生量、ガスのメタン含有率およ
び揮発性有機酸量を測定した。測定値の平均値を
表１および表２に示す。 前処理がアルカリ処理単独の比較例３では、消
化率およびガス発生量のいずれにおいても改善は
認められなかつた。アルカリ無添加のミル処理を
した比較例２では、消化率で1.4〜1.7倍、ガス発
生量で1.5〜1.7倍になる程度であつた。これに対
して、本発明実施例では、消化率で2.1〜2.6倍、
ガス発生量で約３倍に上昇した。
【表】
本発明の嫌気性消化性によれば、上述のように
極めて短い滞留日数で従来の最高の水準と同等ま
たはそれ以上の高い消化率を達成することができ
るから、従来と比べて消化槽の単位体積当たりの
処理能力の大幅な向上、あるいは消化槽の著しい
小型化が可能になるとともに、消化汚泥発生量が
減少してその後処理が容易になるという、顕著な
効果が奏される。
極めて短い滞留日数で従来の最高の水準と同等ま
たはそれ以上の高い消化率を達成することができ
るから、従来と比べて消化槽の単位体積当たりの
処理能力の大幅な向上、あるいは消化槽の著しい
小型化が可能になるとともに、消化汚泥発生量が
減少してその後処理が容易になるという、顕著な
効果が奏される。
Claims (1)
- １ 有機性汚泥にアルカリをその濃度が0.01〜
0.1Nになるように添加して湿式ミル処理し、処
理後の汚泥を、下水汚泥中に存在しPH7.8〜8.5で
旺盛に増殖するメタン菌を主要メタン菌叢として
存在させた嫌気性消化槽に供給し、PHを7.8〜
8.5、滞留日数を５日以下とする条件下に、種汚
泥の返送を行うことなく嫌気性消化することを特
徴とする汚泥の嫌気性消化法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63229755A JPH02211298A (ja) | 1988-09-16 | 1988-09-16 | 汚泥の嫌気性消化法 |
| DE3919176A DE3919176A1 (de) | 1988-09-16 | 1989-06-12 | Verfahren zum anaeroben abbau von schlamm |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63229755A JPH02211298A (ja) | 1988-09-16 | 1988-09-16 | 汚泥の嫌気性消化法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02211298A JPH02211298A (ja) | 1990-08-22 |
| JPH0470078B2 true JPH0470078B2 (ja) | 1992-11-09 |
Family
ID=16897174
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63229755A Granted JPH02211298A (ja) | 1988-09-16 | 1988-09-16 | 汚泥の嫌気性消化法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02211298A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02211299A (ja) * | 1988-09-16 | 1990-08-22 | Fujita Corp | 汚泥の嫌気性消化法 |
| JP5066340B2 (ja) * | 2006-03-22 | 2012-11-07 | 一般財団法人石油エネルギー技術センター | 有機性排水の処理方法 |
| CN107337328B (zh) * | 2017-07-24 | 2021-04-06 | 南阳理工学院 | 回注碱液协同超声波破解污泥的方法及反应器 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02211299A (ja) * | 1988-09-16 | 1990-08-22 | Fujita Corp | 汚泥の嫌気性消化法 |
-
1988
- 1988-09-16 JP JP63229755A patent/JPH02211298A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02211298A (ja) | 1990-08-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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