JPH0655315B2 - 下水エネルギーの回収方法 - Google Patents
下水エネルギーの回収方法Info
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- JPH0655315B2 JPH0655315B2 JP2736090A JP2736090A JPH0655315B2 JP H0655315 B2 JPH0655315 B2 JP H0655315B2 JP 2736090 A JP2736090 A JP 2736090A JP 2736090 A JP2736090 A JP 2736090A JP H0655315 B2 JPH0655315 B2 JP H0655315B2
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Classifications
-
- 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
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- Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)
- Treatment Of Sludge (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は有機物を含む下水から合理的にエネルギーの回
収を行うことができる下水エネルギーの回収方法に関す
るものである。
収を行うことができる下水エネルギーの回収方法に関す
るものである。
（従来の技術） 従来、下水の持つエネルギーをメタンとして回収するた
めには、第８図に示されるように下水を生物処理槽(11)
に注入して活性汚泥処理を主とした生物処理を行い、そ
こから発生した余剰汚泥を消化槽(12)において嫌気性消
化してメタンを回収する方法が採用されていた。この方
法は下水中の有機物を生物処理して菌体を増殖させ、こ
の増殖した菌体を原料としてメタンを回収する方法であ
る。
めには、第８図に示されるように下水を生物処理槽(11)
に注入して活性汚泥処理を主とした生物処理を行い、そ
こから発生した余剰汚泥を消化槽(12)において嫌気性消
化してメタンを回収する方法が採用されていた。この方
法は下水中の有機物を生物処理して菌体を増殖させ、こ
の増殖した菌体を原料としてメタンを回収する方法であ
る。
ところがこの方法においては消化槽(12)において菌体を
可溶化することが容易ではなく、プロテアーゼ（蛋白分
解酵素）の添加等を行って消化率の向上を図っている
が、それでも有機物の分解率は２０日間程度の消化日数
をかけても６０％程度以上には向上させることができな
い状況にある。またプロテアーゼを添加しない場合には
有機物の分解率は更に低く、２０日間程度の消化日数で
２０〜３５％程度に過ぎない。なおこれらの数値は汚泥
濃度が２％前後のものについての実績であり、汚泥濃度
を高めることにより有機物の分解率を更に向上させよう
とする試みもなされているものの、汚泥濃度を５％前後
まで高めても有機物の分解率は４０〜４５％程度に過ぎ
ない。
可溶化することが容易ではなく、プロテアーゼ（蛋白分
解酵素）の添加等を行って消化率の向上を図っている
が、それでも有機物の分解率は２０日間程度の消化日数
をかけても６０％程度以上には向上させることができな
い状況にある。またプロテアーゼを添加しない場合には
有機物の分解率は更に低く、２０日間程度の消化日数で
２０〜３５％程度に過ぎない。なおこれらの数値は汚泥
濃度が２％前後のものについての実績であり、汚泥濃度
を高めることにより有機物の分解率を更に向上させよう
とする試みもなされているものの、汚泥濃度を５％前後
まで高めても有機物の分解率は４０〜４５％程度に過ぎ
ない。
さらに従来の方法においては、生物処理によって増殖さ
せた菌体を消化させてエネルギーの回収を行っており、
生物処理槽(11)における汚泥の菌体への転換率が５０％
前後に過ぎないことを考えると、仮に消化槽(12)におけ
る有機物の分解率を１００％とすることができたとして
も、メタンとして回収できるエネルギーは下水の持ち全
エネルギーの半分以下となる。
せた菌体を消化させてエネルギーの回収を行っており、
生物処理槽(11)における汚泥の菌体への転換率が５０％
前後に過ぎないことを考えると、仮に消化槽(12)におけ
る有機物の分解率を１００％とすることができたとして
も、メタンとして回収できるエネルギーは下水の持ち全
エネルギーの半分以下となる。
このように従来の方法は、下水中の有機物を生物処理し
て菌体に転換させる水処理段階で下水の持つエネルギー
の５０％程度が失われ、更に菌体をメタンに分解する分
解率が最大でも６０％程度のため、全体としてのエネル
ギーの回収効率は３０％以下と極めて低いものであっ
た。更にこの方法は前述の失われるエネルギーに相当す
る有機物を酸化分解によって処理するため、その処理に
要する曝気動力も多大なものがあった。
て菌体に転換させる水処理段階で下水の持つエネルギー
の５０％程度が失われ、更に菌体をメタンに分解する分
解率が最大でも６０％程度のため、全体としてのエネル
ギーの回収効率は３０％以下と極めて低いものであっ
た。更にこの方法は前述の失われるエネルギーに相当す
る有機物を酸化分解によって処理するため、その処理に
要する曝気動力も多大なものがあった。
（発明が解決しようとする課題） 本発明は前記した従来方法の持つ欠点である、 下水に含まれる有機物のエネルギーをいったん分解し
にくい菌体に転換したうえで消化するために完全消化が
難しく、エネルギーの回収効率が低いこと、 またその際に消化率を上げようとすると消化日数を長
く取る必要があり、消化槽(12)の容積を大きくする必要
があること、 生物処理の段階で下水のエネルギーの約５０％が消費
されてしまいエネルギーの回収効率が低いこと 下水のエネルギーの約50％に相当する有機物を酸化分
解するために、多大の曝気動力を必要とすること 等の点を解決し、消化槽等の容積をいたずらに大型化さ
せることなく、下水のエネルギーを高効率で回収するこ
とができる下水エネルギーの回収方法を提供するために
完成されたものである。
にくい菌体に転換したうえで消化するために完全消化が
難しく、エネルギーの回収効率が低いこと、 またその際に消化率を上げようとすると消化日数を長
く取る必要があり、消化槽(12)の容積を大きくする必要
があること、 生物処理の段階で下水のエネルギーの約５０％が消費
されてしまいエネルギーの回収効率が低いこと 下水のエネルギーの約50％に相当する有機物を酸化分
解するために、多大の曝気動力を必要とすること 等の点を解決し、消化槽等の容積をいたずらに大型化さ
せることなく、下水のエネルギーを高効率で回収するこ
とができる下水エネルギーの回収方法を提供するために
完成されたものである。
（課題を解決するための手段） 上記の課題を解決するためになされた第１の発明は、有
機物を含む下水に返送汚泥を加えて混和槽で下水中の有
機物を汚泥に吸着させた後、沈澱槽において分離汚泥と
処理水とに分離し、分離された分離汚泥を種汚泥ととも
に消化槽において嫌気消化して汚泥に吸着している有機
物をメタンとしてエネルギーを回収し、さらに消化汚泥
の一部を曝気したのち返送汚泥として混和槽に返送する
ことを特徴とするものである。
機物を含む下水に返送汚泥を加えて混和槽で下水中の有
機物を汚泥に吸着させた後、沈澱槽において分離汚泥と
処理水とに分離し、分離された分離汚泥を種汚泥ととも
に消化槽において嫌気消化して汚泥に吸着している有機
物をメタンとしてエネルギーを回収し、さらに消化汚泥
の一部を曝気したのち返送汚泥として混和槽に返送する
ことを特徴とするものである。
また第２の発明は、有機物を含む下水に返送汚泥を加え
て混和槽で下水中の有機物を汚泥に吸着させた後、沈澱
槽において分離汚泥と処理水とに分離し、分離された分
離汚泥を種汚泥とともに消化槽において嫌気消化して汚
泥に吸着している有機物をメタンとしてエネルギーを回
収し、さらに消化汚泥の一部を曝気したのち返送濃縮装
置により濃縮し、濃縮後の消化汚泥の一部を返送汚泥と
して混和槽に返送することを特徴とするものである。更
に第３の発明は、有機物を含む下水に返送汚泥を加えて
混和槽で下水中の有機物を汚泥に吸着させた後、沈澱槽
において分離汚泥と処理水とに分離し、分離された分離
汚泥を種汚泥とともに消化槽において嫌気消化して汚泥
に吸着している有機物をメタンとしてエネルギーを回収
し、さらに消化汚泥を汚泥濃縮装置により濃縮し、濃縮
後の消化汚泥の一部を曝気したのち返送汚泥として混和
槽に返送することを特徴とするものである。
て混和槽で下水中の有機物を汚泥に吸着させた後、沈澱
槽において分離汚泥と処理水とに分離し、分離された分
離汚泥を種汚泥とともに消化槽において嫌気消化して汚
泥に吸着している有機物をメタンとしてエネルギーを回
収し、さらに消化汚泥の一部を曝気したのち返送濃縮装
置により濃縮し、濃縮後の消化汚泥の一部を返送汚泥と
して混和槽に返送することを特徴とするものである。更
に第３の発明は、有機物を含む下水に返送汚泥を加えて
混和槽で下水中の有機物を汚泥に吸着させた後、沈澱槽
において分離汚泥と処理水とに分離し、分離された分離
汚泥を種汚泥とともに消化槽において嫌気消化して汚泥
に吸着している有機物をメタンとしてエネルギーを回収
し、さらに消化汚泥を汚泥濃縮装置により濃縮し、濃縮
後の消化汚泥の一部を曝気したのち返送汚泥として混和
槽に返送することを特徴とするものである。
（作用） 本発明の方法によれば、下水中の有機物を難分解性の菌
体に転換することなく濃縮することができ、これによっ
て消化槽を大型化しなくても短時間で有機物の消化が可
能となる。また本発明の方法によれば、水処理段階（生
物処理段階）で下水中の有機物を酸化分解させることが
なく、これによりエネルギーの回収率を著しく高めるこ
とができる。この結果、下水の持つ有機物エネルギーの
８０％以上をメタンとして回収することが可能となる。
体に転換することなく濃縮することができ、これによっ
て消化槽を大型化しなくても短時間で有機物の消化が可
能となる。また本発明の方法によれば、水処理段階（生
物処理段階）で下水中の有機物を酸化分解させることが
なく、これによりエネルギーの回収率を著しく高めるこ
とができる。この結果、下水の持つ有機物エネルギーの
８０％以上をメタンとして回収することが可能となる。
次に本発明を図示の実施例とともに更に詳細に説明す
る。
る。
（実施例） 第１図は本発明の実施例を示す基本フローシートであ
り、(1)は混和槽、(2)は沈澱槽、(3)は消化槽、(5)は曝
気槽である。
り、(1)は混和槽、(2)は沈澱槽、(3)は消化槽、(5)は曝
気槽である。
まず有機物を含んだ下水の原水が混和槽(1)に供給され
るとともに、曝気槽(5)から曝気を受けて活性化された
返送汚泥が混和槽(1)に供給される。そして混和槽(1)中
で下水中の有機物は成分変化を生ずることなく接触安定
法により汚泥に吸着され、濃縮される。混和槽(1)にお
ける滞留時間は１５〜６０分間程度、好ましくは３０〜
６０分間程度である。滞留時間が１５分より短いと有機
物の吸着が不十分となるために後段の消化槽(3)におけ
るエネルギーの回収率が低下し、逆に滞留時間を６０分
以上としても有機物の吸着率はさほど向上しない。この
関係を第４図に示す。また安定的に有機物を吸着させる
ためにも３０〜６０分間程度の滞留時間が好ましい。
るとともに、曝気槽(5)から曝気を受けて活性化された
返送汚泥が混和槽(1)に供給される。そして混和槽(1)中
で下水中の有機物は成分変化を生ずることなく接触安定
法により汚泥に吸着され、濃縮される。混和槽(1)にお
ける滞留時間は１５〜６０分間程度、好ましくは３０〜
６０分間程度である。滞留時間が１５分より短いと有機
物の吸着が不十分となるために後段の消化槽(3)におけ
るエネルギーの回収率が低下し、逆に滞留時間を６０分
以上としても有機物の吸着率はさほど向上しない。この
関係を第４図に示す。また安定的に有機物を吸着させる
ためにも３０〜６０分間程度の滞留時間が好ましい。
有機物を吸着した汚泥は次に沈澱槽(2)において沈澱さ
れ、汚泥と処理水とに分離される。そして分離された汚
泥は消化汚泥の一部である種汚泥と混合されて消化槽
(3)に供給される。消化槽(3)では混和槽(1)において汚
泥に吸着された有機物が酢酸菌及びメタン菌の作用を受
け、メタンガスとなってエネルギーとして回収される。
種汚泥の量は有機物を含んだ沈澱槽分離汚泥の固形物に
対して固形物比で３０〜５０％程度、望ましくは４０〜
５０％程度がよい。これは第５図に示されるように種汚
泥の返送率が３０％未満であると消化率（有機物の分解
率）が低下し、逆に５０％を越えると消化率が１００％
を越えてしまうからである。また消化日数は０．５〜２
日間、望ましくは１〜２日間である。第６図に示される
ように、消化日数が０．５日より短いと消化率が低下
し、２日間を上回ると消化率が１００％を越えてしまう
からである。このように消化率が１００％を越えると混
和槽(1)において汚泥に吸着された有機物よりも多くの
有機物が消化され、系全体を循環する循環汚泥までもが
消化されることとなって循環汚泥量の維持が困難となる
おそれがある。
れ、汚泥と処理水とに分離される。そして分離された汚
泥は消化汚泥の一部である種汚泥と混合されて消化槽
(3)に供給される。消化槽(3)では混和槽(1)において汚
泥に吸着された有機物が酢酸菌及びメタン菌の作用を受
け、メタンガスとなってエネルギーとして回収される。
種汚泥の量は有機物を含んだ沈澱槽分離汚泥の固形物に
対して固形物比で３０〜５０％程度、望ましくは４０〜
５０％程度がよい。これは第５図に示されるように種汚
泥の返送率が３０％未満であると消化率（有機物の分解
率）が低下し、逆に５０％を越えると消化率が１００％
を越えてしまうからである。また消化日数は０．５〜２
日間、望ましくは１〜２日間である。第６図に示される
ように、消化日数が０．５日より短いと消化率が低下
し、２日間を上回ると消化率が１００％を越えてしまう
からである。このように消化率が１００％を越えると混
和槽(1)において汚泥に吸着された有機物よりも多くの
有機物が消化され、系全体を循環する循環汚泥までもが
消化されることとなって循環汚泥量の維持が困難となる
おそれがある。
消化槽(3)を出た消化汚泥の一部が種汚泥として消化槽
(3)へ戻される。また残部の濃縮汚泥は曝気槽(5)へ送ら
れて曝気され、好気的な活性を取り戻す。第７図に示さ
れるように、十分な活性を取り戻すためには曝気槽(5)
で４〜７時間、望ましくは５〜７時間の曝気が必要であ
る。このようにして曝気された汚泥は再び混和槽(1)へ
返送汚泥として返送され、以下同様の工程が繰り返され
る。
(3)へ戻される。また残部の濃縮汚泥は曝気槽(5)へ送ら
れて曝気され、好気的な活性を取り戻す。第７図に示さ
れるように、十分な活性を取り戻すためには曝気槽(5)
で４〜７時間、望ましくは５〜７時間の曝気が必要であ
る。このようにして曝気された汚泥は再び混和槽(1)へ
返送汚泥として返送され、以下同様の工程が繰り返され
る。
第２図と第３図は第１図の基本フローシートに濃縮装置
(4)を付け加えたものである。
(4)を付け加えたものである。
まず第２図に示す第２の発明は、消化汚泥の一部を余剰
汚泥として曝気槽(5)の前段で抜き取る以外、混和槽(1)
から曝気槽(5)までのフローは第１図と同じであるが、
曝気槽(5)の後段に重力式濃縮槽のような濃縮装置(4)を
設けて濃縮汚泥と分離液に分け、濃縮汚泥の一部を余剰
汚泥として系外へ排出するとともに残部を返送汚泥とし
て混和槽(1)へ返送するようにしたものである。このよ
うにすると余剰汚泥を濃縮しないまま脱水するよりも取
扱い量が少なくなり、また脱水機の濾過能力が向上し脱
水ケーキ水分も低下する。更にこの場合、返送汚泥の濃
度が高くなる分だけ返送汚泥量を少なくすることができ
るため、汚泥返送の動力を削減することができる。
汚泥として曝気槽(5)の前段で抜き取る以外、混和槽(1)
から曝気槽(5)までのフローは第１図と同じであるが、
曝気槽(5)の後段に重力式濃縮槽のような濃縮装置(4)を
設けて濃縮汚泥と分離液に分け、濃縮汚泥の一部を余剰
汚泥として系外へ排出するとともに残部を返送汚泥とし
て混和槽(1)へ返送するようにしたものである。このよ
うにすると余剰汚泥を濃縮しないまま脱水するよりも取
扱い量が少なくなり、また脱水機の濾過能力が向上し脱
水ケーキ水分も低下する。更にこの場合、返送汚泥の濃
度が高くなる分だけ返送汚泥量を少なくすることができ
るため、汚泥返送の動力を削減することができる。
第３図に示す第３の発明は、第１図のフローシートの消
化汚泥を遠心分離機のような濃縮装置(4)で濃縮し、濃
縮した消化汚泥として系外に排出するようにしたもので
ある。このようにすると、消化汚泥をそのまま種汚泥と
するより濃度が高まっている分だけ種汚泥返送量を少な
くでき、汚泥返送の動力を削減できるばかりか、曝気槽
(5)の容積を小さくすることができる。また余剰汚泥脱
水の際も、第２図で説明した効果がそのまま得られるこ
ととなる。
化汚泥を遠心分離機のような濃縮装置(4)で濃縮し、濃
縮した消化汚泥として系外に排出するようにしたもので
ある。このようにすると、消化汚泥をそのまま種汚泥と
するより濃度が高まっている分だけ種汚泥返送量を少な
くでき、汚泥返送の動力を削減できるばかりか、曝気槽
(5)の容積を小さくすることができる。また余剰汚泥脱
水の際も、第２図で説明した効果がそのまま得られるこ
ととなる。
次の表は下水を１m3／Hrの処理規模で処理した結果を示
すものであり、本発明の方法によれば消化日数を従来の
１／20にしたにもかかわらず、下水１m3当たりのメタン
回収量は152Nlと従来の５倍以上となり、エネルギーの
回収効率が８４％にも達することが分かる。
すものであり、本発明の方法によれば消化日数を従来の
１／20にしたにもかかわらず、下水１m3当たりのメタン
回収量は152Nlと従来の５倍以上となり、エネルギーの
回収効率が８４％にも達することが分かる。
（発明の効果） 以上に説明したように、本発明の方法によれば下水中の
有機物を易分解性のまま汚泥に吸着させて濃縮し、消化
させるので、下水の持つエネルギーのほとんど全てをメ
タンとして回収することができ、しかもそのために要す
る消化時間を従来の１／20程度とできるとともに、処理
装置の小型化を図ることもできる。よって本発明は従来
の問題点を一掃した下水エネルギーの回収方法として、
産業の発展に寄与するところは極めて大きいものがあ
る。
有機物を易分解性のまま汚泥に吸着させて濃縮し、消化
させるので、下水の持つエネルギーのほとんど全てをメ
タンとして回収することができ、しかもそのために要す
る消化時間を従来の１／20程度とできるとともに、処理
装置の小型化を図ることもできる。よって本発明は従来
の問題点を一掃した下水エネルギーの回収方法として、
産業の発展に寄与するところは極めて大きいものがあ
る。
第１図〜第３図は本発明の実施例を示すフローシート、
第４図は混和槽滞留時間とＢＯＤ除去率（有機物の吸着
率）との関係を示すグラフ、第５図は種汚泥の返送率と
消化率との関係を示すグラフ、第６図は消化日数と消化
率との関係を示すグラフ、第７図は曝気槽滞留時間とＢ
ＯＤ除去率との関係を示すグラフ、第８図は従来法を示
すフローシートである。 (1)：混和槽、(2)：沈澱槽、(3)：消化槽、(4)：汚泥濃
縮装置、(5)：曝気槽。
第４図は混和槽滞留時間とＢＯＤ除去率（有機物の吸着
率）との関係を示すグラフ、第５図は種汚泥の返送率と
消化率との関係を示すグラフ、第６図は消化日数と消化
率との関係を示すグラフ、第７図は曝気槽滞留時間とＢ
ＯＤ除去率との関係を示すグラフ、第８図は従来法を示
すフローシートである。 (1)：混和槽、(2)：沈澱槽、(3)：消化槽、(4)：汚泥濃
縮装置、(5)：曝気槽。
Claims (3)
- 【請求項１】有機物を含む下水に返送汚泥を加えて混和
槽で下水中の有機物を汚泥に吸着させた後、沈澱槽にお
いて分離汚泥と処理水とに分離し、分離された分離汚泥
を種汚泥とともに消化槽において嫌気消化して汚泥に吸
着している有機物をメタンとしてエネルギーを回収し、
さらに消化汚泥の一部を曝気したのち返送汚泥として混
和槽に返送することを特徴とする下水エネルギーの回収
方法。 - 【請求項２】有機物を含む下水に返送汚泥を加えて混和
槽で下水中の有機物を汚泥に吸着させた後、沈澱槽にお
いて分離汚泥と処理水とに分離し、分離された分離汚泥
を種汚泥とともに消化槽において嫌気消化して汚泥に吸
着している有機物をメタンとしてエネルギーを回収し、
さらに消化汚泥の一部を曝気したのち汚泥濃縮装置によ
り濃縮し、濃縮後の消化汚泥の一部を返送汚泥として混
和槽に返送することを特徴とする下水エネルギーの回収
方法。 - 【請求項３】有機物を含む下水に返送汚泥を加えて混和
槽で下水中の有機物を汚泥に吸着させた後、沈澱槽にお
いて分離汚泥と処理水とに分離し、分離された分離汚泥
を種汚泥とともに消化槽において嫌気消化して汚泥に吸
着している有機物をメタンとしてエネルギーを回収し、
さらに消化汚泥を汚泥濃縮装置により濃縮し、濃縮後の
消化汚泥の一部を曝気したのち返送汚泥として混和槽に
返送することを特徴とする下水エネルギーの回収方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2736090A JPH0655315B2 (ja) | 1990-02-07 | 1990-02-07 | 下水エネルギーの回収方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2736090A JPH0655315B2 (ja) | 1990-02-07 | 1990-02-07 | 下水エネルギーの回収方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03232595A JPH03232595A (ja) | 1991-10-16 |
| JPH0655315B2 true JPH0655315B2 (ja) | 1994-07-27 |
Family
ID=12218889
Family Applications (1)
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| JP (1) | JPH0655315B2 (ja) |
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Family Cites Families (2)
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-
1990
- 1990-02-07 JP JP2736090A patent/JPH0655315B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03232595A (ja) | 1991-10-16 |
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