JP3303906B2 - 生ごみと有機性廃水の生物学的処理法 - Google Patents
生ごみと有機性廃水の生物学的処理法Info
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Landscapes
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、生ごみの生物学的
処理法に係り、特に、生ごみを嫌気性消化処理し、処理
液を有機性廃水と共に生物学的脱窒素処理する生ごみと
有機性廃水の生物学的処理法に関する。
処理法に係り、特に、生ごみを嫌気性消化処理し、処理
液を有機性廃水と共に生物学的脱窒素処理する生ごみと
有機性廃水の生物学的処理法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、生ごみはほとんどが他の一般ごみ
と共に焼却、埋立処分されている。一方、ごみの減量
化、再資源化のため、現在、一部では家庭向けコンポス
ターの普及促進、厨芥の分別収集が行われている。廃水
中の窒素は、閉鎖系水域の富栄養化の原因物質として問
題になっているため、一部の廃水では生物学的硝化脱窒
素法によって処理されている。一般ごみの焼却処理にお
いて、生ごみは発熱量変動の原因となり、生ごみ中の塩
素によるダイオキシン発生も懸念されている。生ごみの
処理技術の一つに嫌気性消化法がある。日本でも生ごみ
の嫌気性消化処理の研究開発は古くから行われている
が、比較的高濃度の廃水である嫌気性消化処理水の処理
に問題があるため、実用化には至っていない。
と共に焼却、埋立処分されている。一方、ごみの減量
化、再資源化のため、現在、一部では家庭向けコンポス
ターの普及促進、厨芥の分別収集が行われている。廃水
中の窒素は、閉鎖系水域の富栄養化の原因物質として問
題になっているため、一部の廃水では生物学的硝化脱窒
素法によって処理されている。一般ごみの焼却処理にお
いて、生ごみは発熱量変動の原因となり、生ごみ中の塩
素によるダイオキシン発生も懸念されている。生ごみの
処理技術の一つに嫌気性消化法がある。日本でも生ごみ
の嫌気性消化処理の研究開発は古くから行われている
が、比較的高濃度の廃水である嫌気性消化処理水の処理
に問題があるため、実用化には至っていない。
【０００３】嫌気性消化に関与するメタン菌は遊離アン
モニアによって阻害され、その濃度が高くなると失活す
る。生ごみは様々の動植物性有機物が含有されている
が、動物性生ごみの比率が多くなると、嫌気性消化槽内
に可溶化して溶出するアンモニアが高濃度に蓄積され
て、嫌気性消化が進行しなくなる。嫌気性消化処理にお
いて重要な役割を果たすメタン菌はアンモニア濃度が高
いと、その毒性によってメタン菌の活性が低下するた
め、嫌気性消化を効率的に行うためには、アンモニア性
窒素濃度は１５００ｍｇ／リットル以下、好ましくは１
０００ｍｇ／リットル以下、望ましくはさらに低濃度で
ある方が良い。水中のアンモニアは（１）式に示されて
いるように、アンモニアイオン（ＮＨ4 + ）と遊離アン
モニア（ＮＨ3 ）に平衡状態で存在しているので、塩酸
等の鉱酸を添加することによって平衡状態を左方向に移
動することによって、遊離アンモニア濃度を低減するこ
とができるが、薬品費用が嵩むという問題が出てくる。 ＮＨ4 + ＋ ＯＨ- ⇔ ＮＨ3 ＋ Ｈ2 Ｏ （１）
モニアによって阻害され、その濃度が高くなると失活す
る。生ごみは様々の動植物性有機物が含有されている
が、動物性生ごみの比率が多くなると、嫌気性消化槽内
に可溶化して溶出するアンモニアが高濃度に蓄積され
て、嫌気性消化が進行しなくなる。嫌気性消化処理にお
いて重要な役割を果たすメタン菌はアンモニア濃度が高
いと、その毒性によってメタン菌の活性が低下するた
め、嫌気性消化を効率的に行うためには、アンモニア性
窒素濃度は１５００ｍｇ／リットル以下、好ましくは１
０００ｍｇ／リットル以下、望ましくはさらに低濃度で
ある方が良い。水中のアンモニアは（１）式に示されて
いるように、アンモニアイオン（ＮＨ4 + ）と遊離アン
モニア（ＮＨ3 ）に平衡状態で存在しているので、塩酸
等の鉱酸を添加することによって平衡状態を左方向に移
動することによって、遊離アンモニア濃度を低減するこ
とができるが、薬品費用が嵩むという問題が出てくる。 ＮＨ4 + ＋ ＯＨ- ⇔ ＮＨ3 ＋ Ｈ2 Ｏ （１）
【０００４】廃水中の窒素は、嫌気性消化を阻害するば
かりでなく、放流先の水系の富栄養化の原因物質として
その除去が強く要望されている。現在、廃水の窒素除去
はほとんど全て生物学的硝化脱窒処理が行われている。
この処理で最も普及率が高い方法は硝化液循環方式であ
る。この方式は、アンモニアが硝化されて生成した硝酸
を廃水中のＢＯＤ成分（有機性汚染物質）を利用して脱
窒ができるため、脱窒のための有価の還元剤を注入する
必要がないため経済的であり、またＢＯＤ成分も脱窒に
際して同時に処理できるという特長がある。しかしなが
ら、嫌気性消化処理は、ＢＯＤ成分をガス処理するた
め、生ごみの消化脱離液中に残存するＢＯＤ量は脱窒に
不足となり、生ごみの消化脱離液を経済的に脱窒処理す
ることができないという問題点があった。
かりでなく、放流先の水系の富栄養化の原因物質として
その除去が強く要望されている。現在、廃水の窒素除去
はほとんど全て生物学的硝化脱窒処理が行われている。
この処理で最も普及率が高い方法は硝化液循環方式であ
る。この方式は、アンモニアが硝化されて生成した硝酸
を廃水中のＢＯＤ成分（有機性汚染物質）を利用して脱
窒ができるため、脱窒のための有価の還元剤を注入する
必要がないため経済的であり、またＢＯＤ成分も脱窒に
際して同時に処理できるという特長がある。しかしなが
ら、嫌気性消化処理は、ＢＯＤ成分をガス処理するた
め、生ごみの消化脱離液中に残存するＢＯＤ量は脱窒に
不足となり、生ごみの消化脱離液を経済的に脱窒処理す
ることができないという問題点があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来技
術に鑑み、生ごみの嫌気性消化を効率よく行い、分離水
からの脱窒素処理を経済的に行うことができる生ごみと
有機性廃水の生物学的処理法を提供することを課題とす
る。
術に鑑み、生ごみの嫌気性消化を効率よく行い、分離水
からの脱窒素処理を経済的に行うことができる生ごみと
有機性廃水の生物学的処理法を提供することを課題とす
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明では、希釈水を注入して固形物含有量を調整
した生ごみを、嫌気性消化槽で嫌気性消化するに際し、
該嫌気性消化槽の流出液から浮遊固形物（ＳＳ）を固液
分離工程で分離し、分離後の流出液を有機性廃水ととも
に生物学的脱窒素工程に導入して硝化脱窒素処理し、脱
窒素処理した処理水を前記生ごみに注入する希釈水とし
て用いることを特徴とする生ごみと有機性廃水の生物学
的処理法としたものである。
に、本発明では、希釈水を注入して固形物含有量を調整
した生ごみを、嫌気性消化槽で嫌気性消化するに際し、
該嫌気性消化槽の流出液から浮遊固形物（ＳＳ）を固液
分離工程で分離し、分離後の流出液を有機性廃水ととも
に生物学的脱窒素工程に導入して硝化脱窒素処理し、脱
窒素処理した処理水を前記生ごみに注入する希釈水とし
て用いることを特徴とする生ごみと有機性廃水の生物学
的処理法としたものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】次に、本発明を図面を用いて詳細
に説明する。図１は、本発明の生物学的処理法を実施す
るための全体工程図である。図１において、生ごみ１
は、前処理工程２で破砕、選別され、選別生ごみ３とし
て希釈調整槽４に導入され、希釈水１６の注入によって
ＳＳ（浮遊固形物）濃度１０〜１５％に調整されて、嫌
気性消化槽５に導入される。嫌気性消化槽５に流入した
流入液中の有機物は、嫌気的条件下でバイオガス６に分
解される。バイオガス６は脱硫装置７を経由してガスタ
ンク８に貯留され、用途に応じて利用される。図示して
いないが、消化槽５は機械攪拌あるいはガス攪拌が行わ
れる。消化槽流出液９は汚泥脱水工程１０に導入され、
脱水汚泥１１と脱水分離水１２に分離され、分離水１２
は有機性廃水１３とともに生物学的硝化脱窒素工程１４
に流入し、脱窒素処理され、処理水１５の一部は希釈水
１６として希釈調整槽４に注入され、残部１５は放流あ
るいはさらに高度に処理される。
に説明する。図１は、本発明の生物学的処理法を実施す
るための全体工程図である。図１において、生ごみ１
は、前処理工程２で破砕、選別され、選別生ごみ３とし
て希釈調整槽４に導入され、希釈水１６の注入によって
ＳＳ（浮遊固形物）濃度１０〜１５％に調整されて、嫌
気性消化槽５に導入される。嫌気性消化槽５に流入した
流入液中の有機物は、嫌気的条件下でバイオガス６に分
解される。バイオガス６は脱硫装置７を経由してガスタ
ンク８に貯留され、用途に応じて利用される。図示して
いないが、消化槽５は機械攪拌あるいはガス攪拌が行わ
れる。消化槽流出液９は汚泥脱水工程１０に導入され、
脱水汚泥１１と脱水分離水１２に分離され、分離水１２
は有機性廃水１３とともに生物学的硝化脱窒素工程１４
に流入し、脱窒素処理され、処理水１５の一部は希釈水
１６として希釈調整槽４に注入され、残部１５は放流あ
るいはさらに高度に処理される。
【０００８】生ごみ１は、一般家庭、給食センター、レ
ストラン、食品加工工場等から排出されるものが対象と
なる。一般家庭からのものは、分別収集された生ごみが
望ましい。前処理工程２は、非生物分解性のプラスチッ
ク、金属等を除去する工程であり、ごみ袋の破袋機、軟
質、硬質プラスチック分離機、鉄類の磁選機等の機械に
よる異物の自動分離の他、必要に応じて手選別が行われ
る。生ごみは選別前あるいは選別後に分解が容易になる
ように破砕、粉砕することが望ましい。希釈調整槽４に
導入された厨芥は含水率が７０〜８０％程度あり、嫌気
性消化に必要な流動性がないので、本槽４に希釈水１６
を注入してＳＳ濃度を１０〜１５％（含水率８５〜９０
％）に調整すると共に、蒸気等を注入して水温を５０〜
５５℃で１〜２日滞留せしめる。これによって微生物学
的な酸発酵が進行してＳＳが可溶化するため、嫌気性消
化によるガス化が容易になる。
ストラン、食品加工工場等から排出されるものが対象と
なる。一般家庭からのものは、分別収集された生ごみが
望ましい。前処理工程２は、非生物分解性のプラスチッ
ク、金属等を除去する工程であり、ごみ袋の破袋機、軟
質、硬質プラスチック分離機、鉄類の磁選機等の機械に
よる異物の自動分離の他、必要に応じて手選別が行われ
る。生ごみは選別前あるいは選別後に分解が容易になる
ように破砕、粉砕することが望ましい。希釈調整槽４に
導入された厨芥は含水率が７０〜８０％程度あり、嫌気
性消化に必要な流動性がないので、本槽４に希釈水１６
を注入してＳＳ濃度を１０〜１５％（含水率８５〜９０
％）に調整すると共に、蒸気等を注入して水温を５０〜
５５℃で１〜２日滞留せしめる。これによって微生物学
的な酸発酵が進行してＳＳが可溶化するため、嫌気性消
化によるガス化が容易になる。
【０００９】希釈調整槽４は嫌気性消化が容易になるよ
うに固形物濃度を調整する役割を有するが、用水を節約
し、かつ放流水量を制限するため、希釈水１６はプロセ
ス内で発生する固形物濃度の低い水を利用することが望
ましい。また前記したように嫌気性消化に関与するメタ
ン菌はアンモニアによって阻害される。従って、希釈水
１６は、脱水分離水１２ではなく、アンモニアを除去し
た脱窒処理水１５で固形物濃度とアンモニアを希釈する
ことによって嫌気性消化反応を円滑に進めることができ
る。本槽４は、緩やかな機械攪拌によって酸発酵が円滑
に進み、また比較的比重の大きい異物１３は底部に沈積
するので、定期的に排出するとよい。また、希釈及び固
形物の可溶化によって、固形物に付着していた微細な砂
等の沈降分離も容易となる。本槽４の材質は、酸発酵に
よってｐＨが低下するので、ステンレスのような耐食性
の材料を用いると良い。
うに固形物濃度を調整する役割を有するが、用水を節約
し、かつ放流水量を制限するため、希釈水１６はプロセ
ス内で発生する固形物濃度の低い水を利用することが望
ましい。また前記したように嫌気性消化に関与するメタ
ン菌はアンモニアによって阻害される。従って、希釈水
１６は、脱水分離水１２ではなく、アンモニアを除去し
た脱窒処理水１５で固形物濃度とアンモニアを希釈する
ことによって嫌気性消化反応を円滑に進めることができ
る。本槽４は、緩やかな機械攪拌によって酸発酵が円滑
に進み、また比較的比重の大きい異物１３は底部に沈積
するので、定期的に排出するとよい。また、希釈及び固
形物の可溶化によって、固形物に付着していた微細な砂
等の沈降分離も容易となる。本槽４の材質は、酸発酵に
よってｐＨが低下するので、ステンレスのような耐食性
の材料を用いると良い。
【００１０】嫌気性消化槽５への流入液は、水温５５℃
程度、滞留日数１０〜１５日で有機物がガス化する。脱
水工程１０において、含水率の低い脱水汚泥１１を得る
ためには、汚泥脱水用ポリマーをＳＳの１．０％程度注
入し、従来の脱水装置である遠心脱水機、ベルトプレ
ス、スクリュープレス、フィルタープレス等の脱水機に
よって、含水率８０数％以下、好ましくは７０％前後に
することが望ましい。生物学的硝化脱窒素工程１４は、
有機性廃水１３中のＢＯＤ成分を脱窒の還元剤として利
用できる経済的な、消化液循環方式あるいは回分式の公
知の硝化脱窒法を利用することができる。有機性廃水１
３としては、窒素に比較してＢＯＤ濃度の高い廃水、例
えば、し尿、浄化槽汚泥、下水、食品加工廃水、畜産廃
水等を利用することができる。
程度、滞留日数１０〜１５日で有機物がガス化する。脱
水工程１０において、含水率の低い脱水汚泥１１を得る
ためには、汚泥脱水用ポリマーをＳＳの１．０％程度注
入し、従来の脱水装置である遠心脱水機、ベルトプレ
ス、スクリュープレス、フィルタープレス等の脱水機に
よって、含水率８０数％以下、好ましくは７０％前後に
することが望ましい。生物学的硝化脱窒素工程１４は、
有機性廃水１３中のＢＯＤ成分を脱窒の還元剤として利
用できる経済的な、消化液循環方式あるいは回分式の公
知の硝化脱窒法を利用することができる。有機性廃水１
３としては、窒素に比較してＢＯＤ濃度の高い廃水、例
えば、し尿、浄化槽汚泥、下水、食品加工廃水、畜産廃
水等を利用することができる。
【００１１】
【実施例】以下、本発明を実施例により具体的に説明す
る。 実施例１ 本発明を図１の工程図に従って行った処理例について述
べる。 選別生ごみ： ５ｔ／日（動物肉残さ２５％、野菜屑７５％）、 有機性含窒素廃水（し尿）： ５ｍ3 ／日、 希釈調整槽（酸発酵槽：縦型スクリュー攪拌機、沈澱物排出管付帯）、 有効容積 ： １５ｍ3 、 水温 ： ５５℃、 脱窒処理水注入量 ： １０ｍ3 ／日、
る。 実施例１ 本発明を図１の工程図に従って行った処理例について述
べる。 選別生ごみ： ５ｔ／日（動物肉残さ２５％、野菜屑７５％）、 有機性含窒素廃水（し尿）： ５ｍ3 ／日、 希釈調整槽（酸発酵槽：縦型スクリュー攪拌機、沈澱物排出管付帯）、 有効容積 ： １５ｍ3 、 水温 ： ５５℃、 脱窒処理水注入量 ： １０ｍ3 ／日、
【００１２】 嫌気性消化槽（ガス攪拌設備付帯）、 有効容積 ： １５０ｍ3 、 水温 ： ５５℃、 脱水機 （スクリュープレス脱水機）、 カチオンポリマー注入量（汚泥用）、対ＳＳ：１．０％、 生物学的硝化脱窒処理方式、 硝化液循環型膜分離方式、全体有効容積：２００ｍ3
【００１３】〔処理結果〕本発明結果を表１に示す。比
較例として、嫌気性消化槽の流出液を遠心分離した分離
水を、直接希釈調整槽に希釈水として注入した例を示
す。比較例の消化槽流出液は、本発明に比べて微細なコ
ロイド状の浮遊物が多かった。比較例の遠心分離水のＢ
ＯＤが高いのはこの理由による。また、比較例の含水率
が高いのは、コロイド状の浮遊物が多かったために、カ
チオンポリマーの凝集効果が小さかったためであると考
えられる。
較例として、嫌気性消化槽の流出液を遠心分離した分離
水を、直接希釈調整槽に希釈水として注入した例を示
す。比較例の消化槽流出液は、本発明に比べて微細なコ
ロイド状の浮遊物が多かった。比較例の遠心分離水のＢ
ＯＤが高いのはこの理由による。また、比較例の含水率
が高いのは、コロイド状の浮遊物が多かったために、カ
チオンポリマーの凝集効果が小さかったためであると考
えられる。
【００１４】
【表１】
【００１５】
【発明の効果】本発明によって、嫌気性消化におけるア
ンモニアの毒性を緩和できるので、遠心分離水水質の向
上、脱水汚泥含水率の低減、バイオガス発生量の増加を
行うことができる。さらに、嫌気性消化脱離液の生物学
的脱窒処理も経済的に行うことができる。
ンモニアの毒性を緩和できるので、遠心分離水水質の向
上、脱水汚泥含水率の低減、バイオガス発生量の増加を
行うことができる。さらに、嫌気性消化脱離液の生物学
的脱窒処理も経済的に行うことができる。
【図１】本発明の生物学的処理法を実施するための全体
工程図。
工程図。
１：生ごみ、２：前処理工程、３：選別生ごみ、４：希
釈調整槽、５：嫌気性消化槽、６：バイオガス、７：脱
硫装置、８：ガスタンク、９：消化槽流出液、１０：汚
泥脱水工程、１１：脱水汚泥、１２：脱水分離水、１
３：有機性廃水、１４：生物学的硝化脱窒素工程、１
５：処理水、１６：希釈水
釈調整槽、５：嫌気性消化槽、６：バイオガス、７：脱
硫装置、８：ガスタンク、９：消化槽流出液、１０：汚
泥脱水工程、１１：脱水汚泥、１２：脱水分離水、１
３：有機性廃水、１４：生物学的硝化脱窒素工程、１
５：処理水、１６：希釈水
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭56−13091（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−115862（ＪＰ，Ａ) 鈴木隆幸、一木嘉之、桐山光市，メタ ン発酵法による汚泥処理と資源・エネル ギー回収，環境管理，社団法人産業環境 管理協会，1997年 ７月10日，第33巻第 ７号，第26−34頁 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B09B 3/00 C02F 11/04 C02F 3/30
Claims (1)
- 【請求項１】 希釈水を注入して固形物含有量を調整し
た生ごみを、嫌気性消化槽で嫌気性消化するに際し、該
嫌気性消化槽の流出液から浮遊固形物（ＳＳ）を固液分
離工程で分離し、分離後の流出液を有機性廃水とともに
生物学的脱窒素工程に導入して硝化脱窒素処理し、脱窒
素処理した処理水を前記生ごみに注入する希釈水として
用いることを特徴とする生ごみと有機性廃水の生物学的
処理法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22708097A JP3303906B2 (ja) | 1997-08-11 | 1997-08-11 | 生ごみと有機性廃水の生物学的処理法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22708097A JP3303906B2 (ja) | 1997-08-11 | 1997-08-11 | 生ごみと有機性廃水の生物学的処理法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1157661A JPH1157661A (ja) | 1999-03-02 |
| JP3303906B2 true JP3303906B2 (ja) | 2002-07-22 |
Family
ID=16855205
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22708097A Expired - Lifetime JP3303906B2 (ja) | 1997-08-11 | 1997-08-11 | 生ごみと有機性廃水の生物学的処理法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3303906B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4642635B2 (ja) * | 2005-10-31 | 2011-03-02 | 荏原エンジニアリングサービス株式会社 | 高濃度有機性廃液の処理方法及び装置 |
| JP2008029903A (ja) * | 2006-07-26 | 2008-02-14 | Maezawa Ind Inc | 排水及び廃棄物の処理装置 |
| KR101286044B1 (ko) * | 2012-11-30 | 2013-07-15 | 한국과학기술연구원 | 하폐수 고도처리장치 및 이를 이용한 하폐수 고도처리방법 |
| JP6993156B2 (ja) * | 2017-09-29 | 2022-01-13 | 大和ハウス工業株式会社 | メタン発酵システム |
-
1997
- 1997-08-11 JP JP22708097A patent/JP3303906B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 鈴木隆幸、一木嘉之、桐山光市，メタン発酵法による汚泥処理と資源・エネルギー回収，環境管理，社団法人産業環境管理協会，１９９７年 ７月１０日，第３３巻第７号，第２６−３４頁 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1157661A (ja) | 1999-03-02 |
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