新技術:水撃による汚泥削減

特許第4818474号

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水撃作用を利用した新しい汚泥削減システムを開発し特許が成立した(特許第4818474号)。

本発明の汚泥処理方法は,有機物を含む排水を生物処理槽にて微生物により有機物分解することにより発生した汚泥に水撃圧を加えて生物処理槽へ返送することを特徴としている。

活性汚泥中の緩歩生物

生物処理槽にて発生した汚泥に水撃圧を加え,生物処理槽へ返送することにより,易分解性の細胞内物質が微生物の餌として容易に有機物分解されるので,最終的な余剰汚泥が減量されるため,余剰汚泥の処理コストを削減することが可能となる。

設備費はこれまでの方法より大幅に低減でき,ランニングコストも少ない(表2)。

表2 汚泥(水分80%)排出量100トン/日の施設の場合の処理費

汚泥削減方法 なし 水撃処理 経費削減
A運転費(万円/日) 0 10
削減率(%) 0 50
排出汚泥(トン/日) 100 50
B汚泥処分費(万円/日) 200 100
合計処理費(A+B)(万円/日) 200 110 90

(注)汚泥処理単価=2万円/トン,汚泥削減率は平均50%と仮定

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既設メタン発酵槽を利用した汚泥減量化と発電事業

メタン発酵の増大によるFIT発電事業(ESCO事業)を推進しています。

蒸気エジェクターを利用した消化脱水促進システムによる発電及び汚泥減量化事業の特長

1. 蒸気エジェクター式汚泥濃縮装置の増設だけで建設費が非常に安い。
2. 脱水脱離液中の小粒径SSを蒸気エジェクターで可溶化して消化槽で再消化できるため、消化率が向上。
3. 脱水機のSS回収率の条件が不要となるため、既設脱水機の汚泥含水率を下げて汚泥を減量化できる。
4. 新たな動力を必要とせず設備がシンプルなため維持管理費が安価である。
5. 設備費、維持管理費が安価で、産廃処分の削減費と売電収益により収益率が高い事業として提案できる。

水撃処理による製紙汚泥削減テスト

製紙汚泥を水撃装置で処理した結果、以下の知見が得られた。

  • 水撃圧力16Mpa、水撃回数18回で汚泥は20%以上可溶化する(V-SS基準)。
  • 水撃汚泥を凝集させるには無機凝集剤で汚泥表面の電荷を中和した後、カチオン系高分子凝集剤を併用することで凝集性が向上する。
  • 凝集した汚泥を脱水する際、簡易濃縮機(ドラムスクリーン)で固液分離すれば脱水効率が大幅に向上する。フィルタープレスで脱水した場合、脱水ケーキの含水率は25%と驚異的な値が得られた。汚泥細胞壁が破壊されていたためと考えられる。
  • 水撃処理した汚泥を全量、曝気槽に返送した場合、SSの分解が促進され、重量ベースで余剰汚泥は80%程度削減可能と推察される。
  • 水撃汚泥は通常の汚泥より腐敗の進行が早いことから嫌気性消化(メタン発酵)の前処理に適用すれば汚泥消化日数と消化率が大幅に改善されることが期待できる。

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