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JPH0899098A - 酸化による廃棄物処理方法 - Google Patents

酸化による廃棄物処理方法

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Publication number
JPH0899098A
JPH0899098A JP4058994A JP4058994A JPH0899098A JP H0899098 A JPH0899098 A JP H0899098A JP 4058994 A JP4058994 A JP 4058994A JP 4058994 A JP4058994 A JP 4058994A JP H0899098 A JPH0899098 A JP H0899098A
Authority
JP
Japan
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biomass
decant
reactor
waste
atad
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP4058994A
Other languages
English (en)
Inventor
Alan F Rozich
アラン・エフ．・ロジッチ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ENVIRONMENT RESOURSES MANAG Inc
Original Assignee
ENVIRONMENT RESOURSES MANAG Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ENVIRONMENT RESOURSES MANAG Inc filed Critical ENVIRONMENT RESOURSES MANAG Inc
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Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 スラッジの形成を少なくするとともに、かか
るスラッジの低減を一層経済的で簡素化された手順で達
成することができる有機廃棄物の処理方法を提供する。 【構成】 有機廃棄物をＡＴＡＤ反応器（５８）に供給
して、バイオマスと清澄なデカントを得る工程と、前記
バイオマス（６２）の少なくとも一部を酸化して酸化さ
れた流出液を得る工程と、前記酸化流出液（６６）を前
記ＡＴＡＤ反応器（９８）に戻す工程とを備えることを
特徴とする。更に、養分を清澄なデカント（７２）から
除去し、有機廃棄物をミキサ（５４）で処理してからＡ
ＴＡＤ反応器（５８）へ供給し、廃棄物をミキサの上流
側の粉砕機（８６）へ供給し、混合された物質を先づＡ
ＡＤ容器（８８）に供給してメタンガスを除去（９０）
し、次いでＡＴＡＤ反応器（５８）へ供給する処理方法
も開示されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、有機廃棄物の処理、よ
り詳細に云うと、スラッジおよび／または固形の有機廃
棄物の処理方法の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】家庭の下水および産業下水の双方をはじ
めとする都市廃棄物の生物学的処理を行なって、環境的
に許容することができる流出液即ち排水(effluent)とす
ることに関して、数多くの好気処理の開発が長年に亘っ
て行なわれてきた。かかる処理において広く採用されて
いる好気処理の１つとして、活性スラッジ法(activated
sludge process)と呼ばれるものがあり、この方法にお
いては、都市廃棄物に含まれる有機物質を、懸濁された
生物学的に活性な有機体の存在下において、有機物質を
清浄にされた水から分離することができる形態に変換す
る条件の下で、酸素含有気体と接触させる。これらの方
法においては、形成される不溶性スラッジの一部を好気
ゾ−ンにリサイクルする。別のこのような方法として、
微生物を支持体に固定する散水ろ過方法がある。
【０００３】これらの活性スラッジ装置その他の好気処
理は、通常、懸濁した固形物を含む有意の量のスラッジ
を最終的に確実に生成するので、このスラッジを周期的
に廃棄しなければならない。かかる生物スラッジは、脱
水性が乏しくかつ著しく腐敗し易いので処理が困難とな
る。かくして、スラッジの堆積は、重要な環境問題を引
き起こしている。
【０００４】スラッジを安定化させる数多くの処理が開
発されており、そのうちの１つが無気消化(anaerobic d
igestion) であるる。無気処理においては、スラッジに
存在する有機物質は酸化されて、有機酸、アンモニアお
よび主としてメタンのような副生成物となる。しかしな
がら、無気消化は操作に要するコストが高く、しかも消
化処理に多大の時間を要する。
【０００５】活性スラッジを安定化させる別の方法とし
て、長時間エアレ−ション(extended aeration) と呼ば
れるものがあり、この方法においては、スラッジを好気
(aerobic) 消化ゾ−ンにおいて接触させるとともに、有
機物質を時間をかけて酸化する。長時間のエアレ−ショ
ンは好気消化をしのぐ有意の効果を発揮するが、運転費
および資本費が高いので、この方法には問題がある。
【０００６】都市廃棄物の好気処理に関する方法には、
以下に説明するように、数多くの改良がなされている。
【０００７】米国特許第３，５４７，８１４号および同
第３、６７０、８８７号には、大きい固形分をスクリ−
ン処理により下水から先づ除去し、残った廃棄物を酸素
含有気体および活性スラッジと接触させる下水処理が開
示されている。米国特許第３，５４７，８１４号には、
無気処理を使用してスラッジを腐敗しにくくするが、長
期間の保管を必要とする技術が開示されている。かかる
スラッジを処理する別の提案技術に、長時間のエアレ−
ションに関するものがあるが、これは自動酸化の割合を
大きくして、かかるスラッジを最終的に少なくするもの
である。しかしながら、酸化の速度は一般に著しく小さ
く、最終的なスラッジの形成に有意の影響を及ぼすこと
ができない。長時間のエアレ−ションによっても、また
自動酸化の割合を大きくしても、特にスラッジの形成レ
ベルを最終的にゼロにする場合には、プラントのサイズ
が大きくなり、しかも運転コストが高くなることから問
題が生ずる。サイズを小さくするために、これらの特許
においては、スラッジに酸素濃度の高い気体と揮発性の
大きい有機物質を使用することが提案されている。これ
により、処理全体におけるスラッジの収量が低くなる。
【０００８】米国特許第３，３５６，６０９号には、初
めに下水を浄化し、次に、流出液を炭素源で富化し、更
に分散培養好気反応器において酸素含有気体および活性
スラッジと接触させるようにした都市廃棄物の処理方法
が開示されている。
【０００９】米国特許第４，２４６，０９９号には、活
性スラッジ処理においてスラッジ固形分を少なくすると
ともに、安定化させる好気／無気処理の組み合わせが開
示されている。この方法においては、都市廃棄物を、先
づ、好気条件下で酸素含有気体と接触させて生分解性揮
発懸濁固形分を部分的に少なくし、次いで、無気消化に
供してスラッジを部分的に安定化させる。スラッジを、
消化ゾ−ンに導入された生分解性揮発性懸濁固形分の４
０％よりも少ないレベルまで減少させることができたと
されている。熱好気消化の概念は、自熱(autothermal)
好気消化（ＡＴＡＤ）と呼ばれており、この消化におい
ては、ダイジェスタ(digester)は高温、例えば、４５℃
乃至７５℃から、即ち、高温領域において操作される。
【００１０】米国特許第４，０２６，７９３号には、３
８℃乃至４６℃の範囲の温度に保持した容器内で消化を
行なうことにより、生分解性の有機スラッジの固形分含
量を少なくする好気消化方法が開示されている。
【００１１】米国特許第４，６５２，３７４号には、下
水の加水分解および酸性化処理を行ない、次いで加水分
解した下水をメタン発生条件の下で無気消化させること
により、都市廃棄物を無気発酵させる改良された方法が
開示されている。
【００１２】更に、加水分解介助手段(hydrolytic assi
st) を使用するように自熱好気消化（ＡＴＡＤ）と組み
合わせた長時間好気活性スラッジ処理の改良方法も知ら
れており、この方法では、ＡＴＡＤ反応器からの流出液
を酸で処理し、得られた加水分解流出液を初期好気ゾ−
ンにおいて生物消化に供し、このゾ−ンにおいて下水を
酸素含有気体および活性スラッジと接触させるようにし
ている。アメリカ合衆国、マサチュ−セッツ州、ボスト
ンのＨＭＣＲＩの１９０７年発行のプロシ−ディング
ズ、１７ス・コンファレンス・オン・ミュニシパル・ス
ラッジ・マネ−ジメント(Proceedings, 17th Conferenc
e on Municipal Sludge Management) 、第７１乃至７７
頁を参照されたい。
【００１３】活性スラッジ処理をはじめとする好気処理
に関する先行技術を検討するとわかるように、好気処理
によるスラッジの形成を少なくし即ち最少にし、あるい
は好気処理により形成される過剰のスラッジを安定化さ
せるために、数多くの改良が提案されている。これらの
提案はいずれも、著しく複雑であり、しかも目的を達成
するためには運転費および資本費の増大を招く。ほとん
どの場合、当初の有機物インプットに基づいてスラッジ
を実質上減少させ、あるいはスラッジの除去を行なうこ
とができるように、これらの方法を改良することは極め
て困難である。後者の目的はしばしば探求されている
が、ほとんど達成されておらず、多くの場合、脱水およ
びその後の焼却のような物理的な分離処理を介在させる
ことが必要となる。有機物を廃棄物の流れから呼吸によ
り除去し、微生物の塊に変換し、その後、水および二酸
化炭素に変換する処理はほとんど実施されていない。
【００１４】本発明者の発明に係る先行米国特許第４，
９１５，８４０号を引用して本明細書における説明に代
えるが、この米国特許には、好気処理においてスラッジ
を少なくする改良方法が開示されており、この方法にお
いては、有機物質を含む都市廃棄物を、生物活性有機体
の存在下で酸素含有気体と接触させることにより生物消
化させる。その基本的な処理がこの米国特許の第１図に
示されており、この第１図は、本明細書に添付した図面
の図６に再現されている。米国特許の第１図に関する説
明は、この米国特許の第４欄第４２行乃至第７欄第２０
行に記載されているが、本明細書においては、この部分
の記載を引用して、本明細書におけるその説明に代え
る。
【００１５】この米国特許の方法では、その第１図に示
すように、スラッジの減少は、有機細胞の高分子成分を
加水分解させかつ無機成分を溶解させるのに十分な条件
の下で、加水分解容器（ＨＹＤ）３１において酸、例え
ば、硫酸または塩基、例えば、アルカリ金属の水酸化物
と接触される濃縮された生物活性スラッジの一部を用い
て制御される。酸を添加し、かつ、約８０℃乃至１３０
℃の範囲の温度で約２乃至１０時間、一般的には、約４
乃至６時間、大気圧乃至約２ｋｇ／ｃｍ2 （約３０ｐｓ
ｉｇ）の範囲の圧力で約０．５乃至２の範囲のｐＨに保
持することにより、穏やかな酸加水分解が容器３１内で
行なわれる。アルカリ加水分解も実施することができ、
これは、アルカリ物質、例えば、水酸化ナトリウムと接
触させ、ｐＨを約７乃至１２に、温度を２０℃乃至５０
℃に約５乃至１２時間保持することにより行なわれる。
この加水分解介助は、高分子成分の細胞構造を改質して
実質上可溶性とすることにより、生物活性有機体の、自
熱エアレ−ションダイジェスタゾ−ン３４内で高温分解
(decay) を行なわせる能力を高めることができる。加水
分解を受ける濃縮スラッジの量を増減させることによ
り、系の分解速度を増減させることができるとともに、
スラッジの減少レベルを、かかる分解の速度、従って、
分解の程度を制御することにより制御することができ
る。しかしながら、ＡＴＡＤ装置内の温度条件はこれら
の高分子成分の溶解度にある程度影響を及ぼすので、先
行技術の加水分解の介助による化学安定化は余分あるい
は非効率的であると考えられる。
【００１６】自熱好気ダイジェスタゾ−ン３４に装填さ
れない加水分解されたスラッジは、燐または窒素を除去
するように処理することができ、あるいは自熱好気消化
ゾ−ンにおける分解を最適にするようにｐＨ調整するこ
とができる。加水分解されたスラッジは容器３１からラ
イン３８を介して引き出され、タンク４０に装填され、
ここで、ｐＨを例えばアルカリ領域まで高めて燐化合物
を沈降させ、燐化合物はライン４２を介して取り出され
る。容器４０内の物質の残りは、ライン４４を介して取
り出され、自熱好気ダイジェスタゾ−ン３４に装填され
る。
【００１７】米国特許第５，１４１，６４６号を引用し
て本明細書における該特許の説明に代えるが、該特許に
開示されているような本発明者の別の改良方法によれ
ば、スラッジを混合容器からＡＴＡＤ反応器に直接装填
して、中間消化に供する。周期的な静止期間において、
沈降したバイオマスの一部をＡＴＡＤ反応基から取り出
し、強酸または塩基溶液で処理するため加水分解ユニッ
トに装填される。沈降したバイオマスを、所定の時間、
好ましくは、少なくとも６時間加水分解に供し、次い
で、ＡＴＡＤ反応器の上流側の混合室に戻す。加水分解
生成物は、次にＡＴＡＤ反応器に直接供給される、到来
するスラッジと混合される。到来スラッジは加水分解生
成物の流れを中和して、所望のｐＨ７にする。加水分解
されたスラッジは、室温よりも高いので、到来スラッジ
の加熱を促進する。清浄にされたデカントは、周期的に
ＡＴＡＤ反応器から取り出され、プラントに戻される。
【００１８】この米国特許の方法の特に好ましい実施例
が、該特許の第５図に示されている。これは、本明細書
の添付図面の図７に再現されている。この方法において
は、約８％の固形分を含むスラッジ即ち固形廃棄物は、
ライン８４を介して粉砕機８６へ供給され、次いで、ラ
イン５２を介してミキサ５４に供給される。次に、スラ
ッジは、ライン５６を介して自熱無気消化（ＡＡＤ）ユ
ニット８８に給送され、ここで、メタンガスがライン９
０を介して引き出される。必要な場合にはライン９２を
介して、ＡＡＤユニットから取り出した沈降したバイオ
マスをユニット６２において加水分解に供し、混合室５
４へ再循環する。所要の場合には、過剰のスラッジを、
加水分解容器６２の上流側でライン９３を介して取り出
すことができる。
【００１９】ＡＤＤユニット８８は、自熱無気消化装置
である。これは、より高いインプット固形分濃度を必要
としかつ無気であり、従って、酸素（エアレ−ション）
が供給されない点を除いて、ＡＴＡＤ反応器５８と同様
に構成されている。ＡＡＤユニットは、混合による最終
安定化前に、エネルギをスラッジまたはかす(trash)か
ら取り出す。水および／または養分を、所望の場合には
ライン９６を介してＡＤＤユニットに加えることができ
る。ユニット８８からのＡＤＤデカント(decant)は、ラ
イン９４を介してＡＴＡＤ反応器に供給される。
【００２０】ＡＴＡＤバイオマスの一部は、前と同様に
沈降してから取り出され、ライン６０を介して加水分解
ユニット６２に戻され、加水分解された流れはライン５
６を介してミキサ５４に供給される。ＡＴＡＤからの清
浄にされたデカントは、上記したように、ライン７０を
介してプラントへ戻し、あるいは養分除去装置７２へ導
入することができる。処理されたデカントは、ライン７
８を介してプラントへ戻される。
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】従って、スラッジの形
成を少なくするとともに、これを一層経済的で簡素化さ
れた処理で達成することができる、有機廃棄物およびス
ラッジ物質を処理する改良された方法に対する探求が継
続されている。
【００２２】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、有機廃
棄物をＡＴＡＤ反応器に供給する工程と、前記有機廃棄
物を前記ＡＴＡＤ反応器において生物消化に供してバイ
オマスと清澄なデカントを得る工程を有する有機廃棄物
の処理方法が提供されている。この方法は、前記バイオ
マスの少なくとも一部を酸化して酸化された流出液を得
る工程と、前記酸化流出液を前記ＡＴＡＤ反応器に戻す
工程とを備えることを特徴とする構成に係る。
【００２３】本発明の好ましい実施例においては、前記
方法は、前記清澄なデカントを前記ＡＴＡＤ反応器から
周期的に取り出す工程を更に備えている。
【００２４】本発明の好ましい実施例においては、前記
酸化工程は、前記バイオマスの前記少なくとも一部を化
学的に酸化する。
【００２５】本発明の好ましい実施例においては、前記
化学酸化工程は、フェントン試薬触媒の存在下で前記バ
イオマスの前記少なくとも一部を過酸化水素と接触させ
るように構成されている。
【００２６】本発明の好ましい実施例においては、前記
フェントン試薬触媒は硫酸第一鉄からなる。
【００２７】本発明の好ましい実施例においては、前記
方法は、前記酸化工程に先立ち前記バイオマスの前記少
なくとも一部を前記清澄なデカントから分離する工程を
更に備えている。
【００２８】本発明の好ましい実施例においては、前記
化学酸化工程は約１乃至６のｐＨで行なわれる。前記化
学酸化工程は約３．５のｐＨで行なうことができる。
【００２９】本発明の好ましい実施例においては、前記
有機廃棄物は約４０乃至７０℃の温度で前記ＡＴＡＤ反
応器において生物消化を受ける。前記バイオマスの前記
少なくとも一部は約４０乃至７０℃の温度で酸化するこ
とができる。
【００３０】本発明の好ましい実施例においては、前記
方法は、前記ＡＴＡＤ反応器の上流側で前記有機廃棄物
を混合する工程を更に備えている。
【００３１】本発明によれば、更に、廃棄物をＡＡＤ容
器に供給する工程と、前記廃棄物を前記ＡＡＤ容器にお
いて生物消化に供して第１のバイオマスと第１のデカン
トを得る工程と、前記第１のデカントを前記ＡＡＤ容器
からＡＴＡＤ反応器へ供給する工程と、前記第１のデカ
ントを前記ＡＴＡＤ反応器において生物消化に供して第
２のバイオマスおよび／または第２のデカントを得る工
程を有する廃棄物処理方法が提供されている。この方法
は、前記第２のバイオマスの少なくとも一部を酸化して
酸化された流出液を得る工程と、前記酸化流出液を前記
ＡＡＤ容器に戻す工程とを備えることを特徴とする構成
に係る。
【００３２】本発明の好ましい実施例においては、この
方法は、前記酸化工程に先立ち前記第２のバイオマスの
少なくとも一部を前記第２のデカントから分離する工程
を更に備えている。
【００３３】本発明の好ましい実施例においては、前記
酸化工程は前記第２のバイオマスの前記少なくとも一部
を化学的に酸化する。
【００３４】本発明の好ましい実施例においては、前記
酸化工程はフェントン試薬触媒の存在下で前記第２のバ
イオマスの少なくとも一部を過酸化水素と接触させる。
【００３５】本発明の好ましい実施例においては、前記
フェントン試薬触媒は硫酸第一鉄からなる。
【００３６】本発明の好ましい実施例においては、前記
化学酸化工程は約１乃至６のｐＨで行なわれる。化学酸
化工程は約３．５のｐＨで行なうことができる。
【００３７】本発明の好ましい実施例においては、前記
方法は、前記第２のデカントから窒素と燐を除去して清
浄にされた清澄なデカントを得る構成を更に備えてい
る。
【００３８】本発明の好ましい実施例においては、前記
方法は、前記第１のバイオマスを前記ＡＡＤ容器から分
離する工程と、前記第１のバイオマスの前記分離された
部分を前記酸化工程に装填する工程とを更に備えてい
る。
【００３９】本発明の好ましい実施例においては、前記
方法は、前記ＡＡＤ容器の上流側で前記廃棄物を混合す
る工程を更に備えている。
【００４０】本発明の好ましい実施例においては、前記
方法は、固形の廃棄物を前記混合工程の上流側で粉砕す
る工程を更に備えている。
【００４１】
【作用】本発明の処理方法は、加水分解工程を利用する
上記した米国特許第４，９１５，８４０号とは異なり、
酸化工程を実施するので、下流側の処理に悪影響を及ぼ
す溶質固形分は生じない。これに対して、加水分解の場
合には、多量の溶質固形分が生ずるので、下流側の種々
の処理に悪影響を及ぼす重要な因子を提供する。更に、
ＡＴＡＤ反応器の高温により生ずる可溶化が化学酸化工
程の前に行なわれるので、この米国特許において見られ
る余剰または非効率をなくすことができる。
【００４２】上記のように、本発明においては、清澄な
デカントをＡＴＡＤ反応器から周期的に取り出すことが
できる。好ましくは、固形分は、ＡＴＡＤバイオマスの
形態をなす液体から分離され、次いで、ＡＴＡＤ反応器
に戻され、清澄なデカンタはその後排出される。
【００４３】本発明においては、上記のように、有機廃
棄物は約４０乃至７０℃の温度でＡＴＡＤ反応器におい
て生物消化を受けることができるので、生物消化の際に
生ずる熱のほかに、化学酸化工程の際にも熱が発生す
る。酸化工程に先立ち生ずる熱は、高分子成分の一層の
酸化を触媒するのに使用され、実際に、上記した触媒の
使用をなくすことができる場合がある。
【００４４】清澄なデカントから、窒素および燐を除去
して、清浄にされた清澄なデカントを得ることができ
る。窒素は生物学的に除去され、燐は沈降により除去す
ることができる。
【００４５】
【実施例】以下、本発明を図面について説明するが、図
面においては、同じ参照番号は同じ要素を示している。
図１は、少なくとも２％の固形分、好ましくは少なくと
も４％の固形分を含むスラッジが、インプットライン５
２を介して混合容器５４に装填され、次いでライン５６
を介してＡＴＡＤ反応器ユニット５８に装填されるスラ
ッジ処理装置５０を示す。混合器５４の動作について
は、後述する。
【００４６】ＡＴＡＤ反応器ユニット５８においては、
上記米国特許第３，５４７，８１４号において説明され
ているような自熱高温(thermophilic)好気消化処理が４
０乃至７０℃で行なわれる。空気その他の酸素含有気
体、あるいは場合によっては硝酸塩が、適宜の流量でラ
イン５９を介してＡＴＡＤ反応器５８に導入され、反応
器において懸濁固形分の好気消化が行なわれる。周期的
に、例えば、１日に１回、ＡＴＡＤ反応器ユニット５８
は停止され、反応器内のバイオマスを静止期間中（好ま
しくは約１／２乃至１時間）沈降に供する。その後、沈
降したバイオマスの一部、好ましくは、ＡＴＡＤ反応器
のバイオマスの１乃至約１０％をＡＴＡＤユニット５８
から抜き取り、ライン６０を介して酸化容器６２へ装填
し、酸化処理に供する。
【００４７】酸化容器６２においては、好ましくは、化
学酸化が行なわれる。これは、化学酸化体として過酸化
水素を使用することにより行なうのが好ましい。ＡＴＡ
Ｄ反応器のバイオマスの酸化は、ｐＨを約１乃至６のレ
ベル、好ましくは約３．５で一定に保持したバッチ式の
撹拌反応器において行なうのが好ましく、ｐＨは、硫酸
のような酸を所要量添加することにより調整することが
できる。酸化反応は、フェントン試薬(Fenton's reagen
t)、即ち、硫酸第一鉄の使用による触媒反応とすること
ができ、この触媒試薬は反応器に周期的に加えることが
できる。当然のことであるが、添加される硫酸第一鉄の
量は反応器の処理能力によるが、一般には、このような
触媒が使用される場合には、１リットルあたり約１００
ｍｇ以下の量、好ましくは１リットルあたり約３乃至１
００ｍｇ、最も好ましくは１リットルあたり約５乃至１
０ｍｇの量である。しかしながら、上記したように、バ
イオマスの温度が十分に高い場合には、かかる触媒を加
えることを必要とせずに、自動触媒反応を行なわせるこ
とができる場合もある。しかしながら、オゾンを電気的
に発生してから酸化剤として導入するオゾン化のような
他の周知の化学酸化処理、重クロム酸塩および過マンガ
ン酸塩のような化学酸化利用剤、並びに、高温および高
圧における湿潤空気酸化を採用することも可能であり、
これらの技術はいずれも、ジンプロ(Zimpro)およびポル
テウス(Porteus) 処理のような熱処理法として公知の商
業的な処理である。
【００４８】酸化容器６２内においては、種々の化学成
分が酸化される。即ち、種々の有機成分の中で、米国特
許第５，１４１，６４６号の加水分解のような処理に従
わない成分をはじめとする、沈降したバイオマス流の種
々の有毒成分が酸化される。これらには、複雑な炭化水
素、あるいはＰＣＢなどのような著しく希釈された炭化
水素を含む。これらの有毒成分の除去は、全体ベ−スで
重要なばかりではなく、（以下において説明する実施例
に係るＡＡＤ反応器とともに）ＡＴＡＤ反応器自体の効
率を高めるのに寄与するものである。更に、扱いにくい
あるいは著しい妨害作用を行なう有機物質の酸化によ
り、ＡＴＡＤまたはＡＡＤ反応器中の問題の有毒成分の
蓄積を防止することができるので、処理を一層効率的に
行なうことができる。
【００４９】更にまた、強酸または強塩基を使用した加
水分解反応においては、副反応の可能性があり、別の有
毒成分を形成することが考えられる。かかる可能性も、
本発明の酸化処理を使用することにより取り除くことが
できる。これらの酸化反応においては、従って、かかる
有毒成分を最も基本的な成分に分解して、二酸化炭素を
形成することができる。当然のことであるが、これは、
加水分解反応を利用する場合には不可能である。
【００５０】従って、本発明の酸化処理を採用すること
により、有機物質の化学的酸素要求量（ＣＯＤ）を実質
上低下させることができるので、ＡＴＡＤ反応器の効率
を向上させることができるとともに、全体の酸化要求を
低減させることができる。従って、本発明の処理により
得られる生成物の特性と経済的な節約の双方の面で有利
となる。
【００５１】かくして、本発明は、全体的な面から見る
と、ＣＯＤを少なくするとともに、処理が行なわれてい
る沈降バイオマスに含まれる化学成分の有意の部分を可
溶化させることができる。いずれにしても、酸化容器６
２から出る酸化された流出液は、ライン６６を介して混
合容器５４へ導入され、流出液はここでライン５２から
供給されて到来するスラッジと混合される。かくして、
供給到来スラッジもまた、酸化流を中和し、所望のｐＨ
に一層近づける。しかしながら、所要の場合には、酸ま
たは塩基をライン６８を介して添加することにより、ｐ
Ｈの調整を更に行なうことができる。
【００５２】更に、ミキサ５４に加えられる酸化された
スラッジは暖かいので、供給ライン５２からの到来スラ
ッジの温度を高めることにより、加熱装置を別に設ける
必要性をなくし、あるいは少なくともその必要性を低減
させることができるので、コストを更に下げることがで
きる。清浄にされた清澄なデカントは、周期的に、ＡＴ
ＡＤユニット５８から取り出されるとともに、ライン７
０を介してプラントへ戻される。ＡＴＡＤ流出液はま
た、ＡＴＡＤバイオマスをデカントから分離するため
に、清浄器、シックナ−(thickener) または限界ろ過器
のような固形分セパレ−タに供給することもできる。分
離されたＴＡＤバイオマスのある部分をＡＴＡＤ反応器
に戻すこともでき、他の部分は酸化装置（図５参照）に
給送することができる。ＡＴＡＤバイオマスのかかる分
離は、生成物を更に下流の好気生物処理に供しようとす
る場合に特に重要となる。高温（ＡＴＡＤ）バイオマス
の有意の部分が下流側に存在すると、重大な負のインパ
クトを与えることになる。即ち、このＡＴＡＤバイオマ
スは、むしろ処理しにくく、このような下流側の生物処
理装置において分解に対して抵抗を示す。これにより、
これらの下流側の装置にこの物質が有意に堆積し、これ
らの処理の操作全体を妨害することになる。
【００５３】混合容器５４に装填されるスラッジは約４
％の固形分含量を有するのが好ましい。しかしながら、
約２％まで低下する固形分のような一層低い固形分含量
も、ＡＴＡＤ反応器での生物学的反応において生ずる熱
が高温での操作に十分なものである場合のような、幾つ
かの場合には処理することができる。
【００５４】次に、図２について説明すると、図２に
は、図１に関して上記した実施例と同様であるが、デカ
ントライン７０からの養分(nutrient)の除去を行なうこ
とができる本発明の別の実施例が示されている。即ち、
図２は、清浄にされたデカントをライン７０から受け
て、窒素および燐を除去するように処理を行なう養分除
去ステ−ション９２を示す。この実施例においては、化
学薬品が、ライン７６を介して養分除去ステ−ション７
２に添加されるとともに、燐酸／化学スラッジが酸化反
応器６２にリサイクルされおよび／またはライン７４を
介して取り出される。処理されたデカントは、次に、ラ
イン７８を介してプラントに戻される。
【００５５】この実施例においては、燐は、沈澱により
デカントから除去されるのが好ましく、窒素は生物学的
にあるいはアンモニアの空気ストリッピング(air strip
ping) のような他の適宜の手段により除去するのが好ま
しい。これまでは、窒素および追加の燐が消化の際にＡ
ＴＡＤ反応器において生ずることは認識されていなかっ
た。かくして、上記した米国特許第４，９１５，８４０
号において提案されている態様での養分除去は、比較し
た場合には不十分である。養分の除去は、他の下流側処
理工程において問題を生ずる。
【００５６】図３について説明すると、固体の有機廃棄
物を処理する本発明の第３の実施例が示されている。こ
の実施例は、図２と同様の構成を備えているが、更に、
ミキサ５４の上流側に粉砕機を備えている。即ち、少な
くとも４％の固形分を含む廃棄物の流れが、ライン８４
を介して粉砕機８６に導入され、粉砕機８６はライン５
２を介してミキサ５４に作動接続されている。粉砕機
は、本実施例においては、粒度を小さくし、固形分を液
体堆肥化(liquid composting) による生分解に一層適合
することができる状態に変換するのに利用される。かく
して、この装置は、かす、生ごみ、葉、刈り取った草な
どの処理に適したものとなる。本実施例の別の特徴は、
水および／または養分を、所望の場合には、ライン６１
を介してＡＴＡＤ反応器５８に加えることができる点に
ある。
【００５７】上記構成の有意の利点は、養分をある種の
固形有機廃棄物に加える必要があるので、ＡＴＡＤバイ
オマスが酸化される上記した方法を利用すると、養分を
ミキサ５４を介してプロセスにリサイクルすることによ
り、化学的な取り扱いを行なうことができるということ
にある。
【００５８】図３に関して上記した養分除去工程も採用
することができる。所望の場合には、好ましい最終生成
物を、ライン７８を介してプラントに戻すことができ
る。
【００５９】図４には、本発明の別の実施例が、堆肥化
に先立ってスラッジ／かすからメタンガスを取り出すエ
ネルギ発生系として示されている。
【００６０】この実施例においては、約８％の固形分を
含むスラッジ即ち固形廃棄物は、ライン８４を介して粉
砕機８６に供給し、次いで、ライン５２を介してミキサ
５４に供給することができる。その後、スラッジは、ラ
イン５６を介して自熱無気消化（ＡＤＤ）ユニット８８
に給送され、ここで、メタンガスはアイン９０を介して
引き出される。所要の場合には、ライン９２を介して、
ＡＤＤユニットからの沈降したバイオマスを酸化反応器
６２において酸化し、次いで、混合室５４へ再循環する
ことができる。必要であれば、過剰のスラッジをライン
９３を介して酸化反応器６２から取り出すことができ
る。
【００６１】ＡＤＤユニット８８は、自熱無気消化装置
である。これは、より高いインプット固形分濃度を必要
とし、かつ、無気であり、従って、酸素（エアレ−ショ
ン）が供給されない点を除き、ＡＴＡＤ反応器５８と同
様のものである。ＡＤＤユニットは、堆肥化による最終
安定化に先立ちスラッジまたはかすからエネルギを抽出
するように構成されている。水および／または養分は、
所望の場合には、ライン６６を介してＡＤＤユニットに
加えることができる。ユニット８８からのＡＡＤデカン
トは、ライン９４を介してＡＴＡＤ反応器５８に供給さ
れる。
【００６２】ＡＴＡＤバイオマスの一部は、沈降して以
前と同様に取り出され、ライン６０を介して酸化反応器
６２へ戻され、酸化流はここからライン６６を介してミ
キサ５４に給送される。ＡＴＡＤ反応器からの清浄にさ
れたデカントは、ライン７０を介してプラントに戻すこ
とができ、あるいは、上記したように、養分除去装置７
２に導入することができる。処理されたデカントは、ラ
イン７６を介してプラントに戻すことができる。
【００６３】次に、図５について説明すると、図１に示
す実施例と同様の別の実施例が示されており、この実施
例においては、ライン７０を介して取り出されるデカン
トに対して固形分分離工程が適用される。即ち、図７
は、清浄器、シックナ−あるいは限外ろ過器にような固
体分離器１０１を示し、デカントの流れに含まれるＡＴ
ＡＤバイオマスのような固形分は、分離器においてデカ
ントから分離され、ライン１０３を介してＡＴＡＤ反応
器にリサイクルされおよび／またはライン１０５を介し
て酸化反応器６２にリサイクルされる。清浄にされたデ
カントは、次に、ライン１０７を介してプラントに戻さ
れる。図５の他の構成は、図１に関して上記した実施例
と同じ態様で構成することができる。
【００６４】本発明を特定の実施例に関して説明した
が、これらの実施例は本発明を単に例示するものであ
る。従って、数多くの修正を、例示した実施例に関して
行なうことができるとともに、特許請求の範囲に記載の
本発明の精神と範囲とから逸脱することなく別の態様で
構成することができるものである。
【００６５】
【発明の効果】本発明の処理方法は、酸化工程を備える
ので、加水分解を利用する場合とは異なり、下流側の処
理に悪影響を及ぼす溶質固形分は生じることはない。更
に、ＡＴＡＤ反応器の高温により生ずる可溶化が化学酸
化工程の前に行なわれるので、処理を効率よく行なうこ
とができる。従って、本発明は、スラッジの形成を少な
くするとともに、かかるスラッジの低減を、一層経済的
で簡素化された手順で達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係る、酸化を利用した廃棄
物処理プロセスを示す流れ系統ブロック図である。
【図２】本発明に係る別の廃棄物処理プロセスを示す流
れ系統ブロック図である。
【図３】本発明に係る更に別の廃棄物処理プロセスを示
す流れ系統ブロック図である。
【図４】本発明に係る廃棄物処理プロセスの更に別の実
施例を示す流れ系統ブロック図である。
【図５】本発明に係る別の廃棄物処理プロセスを示す流
れ系統ブロック図である。
【図６】米国特許第４，９１５，８４０号に記載のスラ
ッジの量を少なくする自熱好気消化ゾ−ンに加水分解介
助体を有する活性スラッジ処理を示す工程系統ブロック
図である。
【図７】米国特許第５，１４１，６４６号に従って、Ａ
ＴＡＤ反応器からのバイオマスの一部を加水分解容器に
おいて加水分解し、加水分解された流出物をＡＴＡＤ反
応器の入力側に戻す活性スラッジ処理を示す工程系統ブ
ロック図である。
【符号の説明】
５０ 処理装置 ５２ ライン ５４ 混合容器 ５６ ライン ５８ ＡＴＡＤ反応器ユニット ５９ ライン ６０ ライン ６２ 酸化容器 ６６ ライン ７０ ライン ７２ 養分除去ステ−ション ７４ ライン ７６ ライン ７８ ライン ８４ ライン ８６ 粉砕機 ８８ ＡＡＤユニット ９０ ライン ９２ ライン ９４ ライン ９６ ライン １０３ ライン １０５ ライン １０７ ライン

Claims (22)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 有機廃棄物をＡＴＡＤ反応器に供給する
    工程と、前記有機廃棄物を前記ＡＴＡＤ反応器において
    生物消化に供してバイオマスと清澄なデカントを得る工
    程を有する有機廃棄物の処理方法において、前記バイオ
    マスの少なくとも一部を酸化して酸化された流出液を得
    る工程と、前記酸化流出液を前記ＡＴＡＤ反応器に戻す
    工程とを備えることを特徴とする有機廃棄物の処理方
    法。
  2. 【請求項２】 前記清澄なデカントを前記ＡＴＡＤ反応
    器から周期的に取り出す工程を更に備えることを特徴と
    する請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】 前記酸化工程は前記バイオマスの前記少
    なくとも一部を化学的に酸化することを特徴とする請求
    項１または２に記載の方法。
  4. 【請求項４】 前記化学酸化工程はフェントン試薬触媒
    の存在下で前記バイオマスの前記少なくとも一部を過酸
    化水素と接触させることを特徴とする請求項３に記載の
    方法。
  5. 【請求項５】 前記フェントン試薬触媒は硫酸第一鉄か
    らなることを特徴とする請求項４に記載の方法。
  6. 【請求項６】 前記酸化工程に先立ち前記バイオマスの
    前記少なくとも一部を前記清澄なデカントから分離する
    工程を更に備えることを特徴とする請求項１乃至３のい
    ずれかに記載の方法。
  7. 【請求項７】 前記化学酸化工程は約１乃至６のｐＨで
    行なわれることを特徴とする請求項３に記載の方法。
  8. 【請求項８】 前記化学酸化工程は約３．５のｐＨで行
    なわれることを特徴とする請求項７に記載の方法。
  9. 【請求項９】 前記有機廃棄物は約４０乃至７０℃の温
    度で前記ＡＴＡＤ反応器において生物消化を受けること
    を特徴とする請求項１に記載の方法。
  10. 【請求項１０】 前記バイオマスの前記少なくとも一部
    は約４０乃至７０℃の温度で酸化されることを特徴とす
    る請求項９に記載の方法。
  11. 【請求項１１】 前記ＡＴＡＤ反応器の上流側で前記有
    機廃棄物を混合する工程を更に備えることを特徴とする
    請求項１乃至３のいずれかに記載の方法。
  12. 【請求項１２】 廃棄物をＡＡＤ容器に供給する工程
    と、前記廃棄物を前記ＡＡＤ容器において生物消化に供
    して第１のバイオマスと第１のデカントを得る工程と、
    前記第１のデカントを前記ＡＡＤ容器からＡＴＡＤ反応
    器へ供給する工程と、前記第１のデカントを前記ＡＴＡ
    Ｄ反応器において生物消化に供して第２のバイオマスお
    よび／または第２のデカントを得る工程を有する廃棄物
    処理方法において、前記第２のバイオマスの少なくとも
    一部を酸化して酸化された流出液を得る工程と、前記酸
    化流出液を前記ＡＡＤ容器に戻す工程とを備えることを
    特徴とする廃棄物の処理方法。
  13. 【請求項１３】 前記酸化工程に先立ち前記第２のバイ
    オマスの少なくとも一部を前記第２のデカントから分離
    する工程を更に備えることを特徴とする請求項１２に記
    載の方法。
  14. 【請求項１４】 前記酸化工程は前記第２のバイオマス
    の前記少なくとも一部を化学的に酸化することを特徴と
    する請求項１２に記載の方法。
  15. 【請求項１５】 前記酸化工程はフェントン試薬触媒の
    存在下で前記第２のバイオマスの少なくとも一部を過酸
    化水素と接触させることを特徴とする請求項１４に記載
    の方法。
  16. 【請求項１６】 前記フェントン試薬触媒は硫酸第一鉄
    からなることを特徴とする請求項１５に記載の方法。
  17. 【請求項１７】 前記化学酸化工程は約１乃至６のｐＨ
    で行なわれることを特徴とする請求項１４に記載の方
    法。
  18. 【請求項１８】 前記化学酸化工程は約３．５のｐＨで
    行なわれることを特徴とする請求項１７に記載の方法。
  19. 【請求項１９】 前記第２のデカントから窒素と燐を除
    去して清浄にされた清澄なデカントを得る工程を更に備
    えることを特徴とする請求項１３に記載の方法。
  20. 【請求項２０】 前記第１のバイオマスを前記ＡＡＤ容
    器から分離する工程と、前記第１のバイオマスの前記分
    離された部分を前記酸化工程に装填する工程とを更に備
    えることを特徴とする請求項１２乃至１４のいずれかに
    記載の方法。
  21. 【請求項２１】 前記ＡＡＤ容器の上流側で前記廃棄物
    を混合する工程を更に備えることを特徴とする請求項１
    ２乃至１４のいずれかに記載の方法。
  22. 【請求項２２】 固形の廃棄物を前記混合工程の上流側
    で粉砕する工程を更に備えることを特徴とする請求項２
    １に記載の方法。
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