JP4540180B2

JP4540180B2 - Method and apparatus for treating organic concentrated wastewater

Info

Publication number: JP4540180B2
Application number: JP2000145851A
Authority: JP
Inventors: 有甫石田; 邦威鈴木
Original assignee: エンザイム株式会社
Priority date: 2000-05-18
Filing date: 2000-05-18
Publication date: 2010-09-08
Anticipated expiration: 2020-05-18
Also published as: JP2001321798A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、家畜ふん尿などの有機性濃厚排水の処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、有機性濃厚排水を処理する場合、嫌気性消化法と好気性処理法を組合わせる方法や、好気性処理だけで処理する方法があるが、いずれも長い処理時間を要し、多量の汚泥からの悪臭発生量も多かった。また、汚泥を堆肥化するにも貯留時間が長くて、その悪臭対策が問題となっていた。さらに、悪臭を除去する方法としては、発生ガスを捕集して脱臭装置に送気して脱臭していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来の問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、有機性濃厚排水中の固形汚泥を分離して素早く分解消滅せしめると共に、汚水の生物処理の負担を軽減して施設の規模を小さくし、しかも、脱臭を効果的に行うことができる有機性濃厚排水の処理方法を提供するにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明の有機性濃厚排水の処理方法は、家畜ふん尿などの有機性濃厚排水から糞などの固形汚泥を分離して、これを腐植土を利用した発酵処理により消滅分解すると共に、上記有機性濃厚排水から固形汚泥を分離した汚水を、腐植土を利用した生物処理により分解する有機性濃厚排水の処理方法において、上記汚水を、ばっ気処理して汚泥と処理水に沈殿分離し、該汚泥の一部を上記ばっ気処理用に返送すると共に、腐植処理して上記有機性濃厚排水中に戻し、さらに、余剰汚泥を上記発酵処理に供することを特徴とする。上記固形汚泥を菌床の中に投入して発酵処理することを特徴とする。また、上記菌床が、リグニンタンパク複合体とバチルス属細菌を含む菌床であることを特徴とする。さらに、上記処理水を腐植処理して、その処理水を畜舎などの脱臭力のある洗浄水や農地などの液肥として利用することを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら説明する。
図１は、ＢＯＤやＳＳ値が高くて汚泥排出量が多い有機性濃厚排水の処理システムを説明するもので、調整槽１に導入される有機性濃厚排水は、振動脱水機２により固形汚泥が分離されて発酵処理装置３に送られる。
【０００７】
上記調整槽１では、有機性濃厚排水中の固形汚泥の凝集化を進めて、振動脱水機２での脱水を容易にする。脱水機としては、上記振動脱水機２以外のものでもよいが、全自動運転で脱水できることが望ましい。脱水ケーキの含水率は、できるだけ低いのが好ましいが８５〜９５％の高含水率でも構わない。
【０００８】
図２は、上記発酵処理装置３の一実施例を示すもので、内部に種菌を担持した菌床３ａを貯蔵しておく。菌床３ａとしては、例えばオガクズに、腐植土に含まれるバチルス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ）属などの細菌を種菌として付着させたものを用いる。種菌は１０^８個／ｇ程度の菌数が付着している。菌床３ａの含水率は５０〜６０％に保持しておき、発酵処理装置３に投入する汚泥量を、例えば２００ｋｇ／日とすると、菌床３ａには約１０倍の２，０００ｋｇを貯蔵しておく。発酵処理装置３は、撹拌手段３ｂにより撹拌を行いながらブロワー３ｃにより空気吹込みをする。空気吹込量は、菌床３ａの含水率を６０％に維持しながら細菌を好気状態にするために、菌床の単位容積ｍ^３当たり１００〜３００リットル／分の外気を吹込む。３ｄは汚泥投入ホッパー、３ｅは上記撹拌手段３ｂの駆動部、３ｆは熱交換器である。発酵処理装置３への空気の出入りは上記熱交換器３ｆを通じて行われる。発酵処理装置３には菌床３ａの温度を４０℃前後に維持するための電熱板と制御器を設けておく。
【０００９】
上記発酵処理装置３は菌床量を多く包含しているので、有機物の分解能力が高く、水分調整の役割も果たすことができる。菌床量２，０００ｋｇ、含水率６０％に対し、投入汚泥２００ｋｇ／日、含水率９０％とすると、投入時の混合菌床含水率は計算上６２％となる。この程度の含水率変化であるので、温度コントロールが行われていれば、分解作用は円滑に進行する。分解が円滑に進行すれば、温度上昇と同時に水分も蒸発し、蒸発水分に見合う湿り空気を熱交換器３ｆを通じて排気すれば、菌床３ａの含水率を好適に維持することができる。湿り空気の排気は、温度と絶対湿度から演算して排気量をコントロールすればよいことになる。菌床３ａの含水率６０％、温度を３０〜４０℃、ｐＨを７〜９に維持することにより、投入汚泥中の易分解性有機物は１日間でＣＯ_２とＨ_２Ｏに分解し、消滅する。難分解性有機物が残留したとしても有機物の９０％は消滅する。従って、１ヶ月に一度の割合で増量分を堆肥として排出するだけでよい。本発酵処理装置３によれば、汚泥が消滅する利点と汚泥の滞留時間が非常に短い。なお、投入汚泥によっては、重金属、塩類等の蓄積により種菌の活性度が低減することがあるので、６ヶ月に１〜２度の割合で菌床３ａの交換が必要になることがある。
【００１０】
菌床３ａは、オガクズと腐植土を混合して腐植土中の細菌のよりオガクズの分解を促進させているので、リグニンの分解もしている。分解したグリニンは、タンパク質とリグニンタンパク複合体を作る。このリグニンタンパク複合体は、腐植質となり、菌床３ａ中には腐植質含量が多くなる。腐植質は土壌に還元されると、大きなｐＨ緩衝作用、キレート反応、高い陽イオン交換容量、団粒構造の形成、生理活性機能、植物病原菌の抑制、植物生育障害の防止、保肥力、保水力、排水性の改善など、多くの効果が知られているので、排出する菌床、堆肥は良好な土壌効果を示す。
【００１１】
上記調整槽１により固形汚泥を分離した汚水は、ばっ気槽４に送られて好気性菌による生物処理を受け、沈殿槽５において汚泥と処理水に沈殿分離される。処理水は、系外に排出される。汚泥の一部は、返送汚泥として上記ばっ気槽４に返送されると共に、腐植リアクター６に送られる。処理系内に腐植リアクター６を用いることにより水質浄化を図ると共に系内で臭気を低減する。余剰汚泥は、上記振動脱水機２から上記発酵処理装置３に送られる。
【００１２】
図３は、豚舎などの畜舎７において、スクレーパー方式により糞と尿を分離して排出される場合の処理システムを示すもので、糞は上記発酵処理装置３に直接送られる。また、尿は、調整槽１により分離された固形汚泥が振動脱水機２を通じて発酵処理装置３に投入され。
【００１３】
尿の液部分は、ばっ気槽４に送られて好気性菌による生物処理を受け、沈殿槽５において汚泥と処理水に沈殿分離される。処理水は、系外に排出される。汚泥の一部は、返送汚泥として上記ばっ気槽４に返送されると共に、腐植リアクター６に送られる。
【００１４】
上記沈殿槽５の上澄液は、腐熟化槽８に送られる。腐植ペレットを腐熟化槽８では腐植ペレットを吊下げて、０．２〜０．５ＶＶＨ程度の弱いエアレーションをすると、腐熟化した無臭の液肥ができる。この液肥は、畜舎の洗浄に使用すると畜舎の脱臭ができる。また、この液肥がふん尿と混じることにより、脱臭の他に脱水機による汚泥分離に効果を示す。液肥が多いときには蒸発させるか、農地に散布する。特に、処理水中の分子量１，０００以下の汚染物は、腐植中のフルボ酸と結合して高分子化され、腐植含量も多くなるので、土壌効果のある液肥となる。
【００１５】
本実施例のように、糞尿処理で糞を最初から分散して消滅させることができる豚舎の場合、表１に示す通り、糞の汚濁量が大部分であるので、１頭当たりでは、排出量は５．４ｋｇ／日のうち１．９ｋｇ／日、ＢＯＤは１３０ｇ／日のうち１１４ｇ／日、ＳＳは４３０ｇ／日のうち４１８ｇ／日が発酵処理装置で消滅分解し、残りの尿の汚泥量を処理すればよいことになるので、設備を大幅に縮小することができる。
【００１６】
【表１】

【００１７】
また、実際には豚舎の洗浄に１頭当たり、洗浄水３〜５リットル／日を必要とするのに対して、液肥で洗浄することにより、この分の汚水処理が不要になると共に脱臭効果があるので汚水処理に腐植リアクターを用いることにより大きな利点が生ずる。腐植リアクターを用いた活性汚泥法処理によると、汚水は高度に処理され、実施例で表２に示す良好な水質が得られた。
【００１８】
【表２】

【００１９】
図４は、豚舎などの畜舎７において、スラリーストック方式で糞と尿の混合物で排出される場合の処理システムを示すもので、畜舎７から排出される糞尿の混合物を調整槽１および振動脱水機２により分離して、固形汚泥を発酵処理装置３により処理する点が、図３に示す第２の実施例と異なる以外は、同じである。
【００２０】
【発明の効果】
１）有機性濃厚排水中の固形汚泥を最初に分離して、種菌の豊富な菌床に投入することにより、素早くＣＯ_２とＨ_２Ｏにまで分解して有機物を消滅させることにより、脱臭が行われ、汚泥を減少させる。固形汚泥を最初に分離するので、汚水の汚濁量が大幅に減少し、生物処理施設の規模を大幅に小さくすることができる。
２）規模の小さくなった生物処理施設において、腐植リアクターを用いて液体の状態で臭気を低減させるので、水質と臭気を同時に処理して環境全体に役立てることができる。
３）発酵処理装置から排出される堆肥は少量となるが、腐植含量に富んだ土壌効果が大きいものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】の一実施例を示すフロー図である。
【図２】発酵処理装置の一実施例を示す説明図である。
【図３】の別の実施例を示すフロー図である。
【図４】のさらに別の実施例を示すフロー図である。
【符号の説明】
１調整槽
２振動脱水機
３発酵処理装置
３ａ菌床
３ｂ撹拌手段
３ｃブロワー
３ｄ投入ホッパー
３ｅ駆動部
３ｆ熱交換器
４ばっ気槽
５沈殿槽
６腐植リアクター
７畜舎
８腐熟化装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to how to process the organic concentrate wastewater such as livestock manure.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, when processing organic concentrated wastewater, there are methods that combine anaerobic digestion and aerobic treatment methods, and methods that use only aerobic treatment, both of which require a long treatment time and a large amount of sludge. There was also a lot of odor generation from. In addition, the storage time for composting sludge is long, and countermeasures against bad odor have been a problem. Furthermore, as a method for removing malodor, the generated gas is collected and sent to a deodorizer to deodorize it.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned conventional problems. The purpose of the present invention is to separate solid sludge in organic concentrated wastewater and quickly decompose and extinguish it, and to burden biological treatment of sewage. the to reduce to reduce the facility scale, moreover, is to provide the process how the organic concentrate wastewater can effectively perform that the deodorizing.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
The organic concentrated wastewater treatment method of the present invention separates solid sludge such as feces from organic concentrated wastewater such as livestock manure, and annihilates and decomposes it by fermentation treatment using humus soil. In a method for treating organic concentrated wastewater in which solid sludge is separated from wastewater by biological treatment using humus soil , the wastewater is aerated and separated into sludge and treated water. A part thereof is returned to the aeration treatment, humus treated and returned to the organic concentrated waste water, and surplus sludge is subjected to the fermentation treatment . The solid sludge is put into a fungus bed and fermented. In addition, the microbial bed is a microbial bed containing a lignin protein complex and a Bacillus bacterium. Further, the treated water is subjected to humus treatment, and the treated water is used as washing water having deodorizing power such as a barn or liquid fertilizer such as farmland.
[0006]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 illustrates an organic concentrated wastewater treatment system having a high BOD and SS value and a large amount of sludge discharged. The organic concentrated wastewater introduced into the adjustment tank 1 is solid sludge by a vibration dehydrator 2. It is separated and sent to the fermentation treatment apparatus 3.
[0007]
In the adjustment tank 1, solid sludge in the organic concentrated waste water is agglomerated to facilitate dehydration in the vibration dehydrator 2. The dehydrator may be other than the vibration dehydrator 2 described above, but it is desirable that the dehydrator can be dehydrated by fully automatic operation. The moisture content of the dehydrated cake is preferably as low as possible, but may be as high as 85 to 95%.
[0008]
FIG. 2 shows an embodiment of the fermentation treatment apparatus 3, in which a microbial bed 3a carrying an inoculum is stored. As the fungus bed 3a, for example, a sawdust made by attaching bacteria such as a Bacillus genus contained in humus as an inoculum is used. The inoculum is attached with about 10 ⁸ cells / g. If the moisture content of the fungus bed 3a is kept at 50 to 60% and the amount of sludge to be introduced into the fermentation treatment apparatus 3 is, for example, 200 kg / day, about 10 times as much 2,000 kg is stored in the fungus bed 3a. Keep it. The fermentation treatment apparatus 3 blows air with the blower 3c while stirring with the stirring means 3b. The amount of air blown is 100 to 300 liters / minute of outside air per unit volume m ³ of the fungus bed in order to make the bacteria aerobic while maintaining the moisture content of the fungus bed 3a at 60%. 3d is a sludge charging hopper, 3e is a drive unit for the stirring means 3b, and 3f is a heat exchanger. The air enters and leaves the fermentation treatment apparatus 3 through the heat exchanger 3f. The fermentation treatment apparatus 3 is provided with an electric heating plate and a controller for maintaining the temperature of the microbial bed 3a at around 40 ° C.
[0009]
Since the fermentation treatment apparatus 3 includes a large amount of bacterial bed, it has a high ability to decompose organic substances and can also play a role of moisture adjustment. If the amount of microbial bed is 2,000 kg and the water content is 60%, and the input sludge is 200 kg / day and the water content is 90%, the mixed microbial bed water content at the time of input is 62% in calculation. Since this is a change in the moisture content, the decomposition action proceeds smoothly if the temperature is controlled. If the decomposition proceeds smoothly, the moisture evaporates simultaneously with the temperature rise, and the moisture content of the fungus bed 3a can be suitably maintained by exhausting the humid air corresponding to the evaporated moisture through the heat exchanger 3f. The exhaust of humid air can be calculated from the temperature and absolute humidity to control the exhaust amount. By maintaining the moisture content of the fungus bed 3a at 60%, the temperature at 30-40 ° C., and the pH at 7-9, the readily decomposable organic matter in the input sludge is decomposed into CO ₂ and H ₂ O in one day and disappears. To do. Even if persistent organic matter remains, 90% of the organic matter disappears. Therefore, it is only necessary to discharge the increased amount as compost once a month. According to the present fermentation treatment apparatus 3, the advantage that the sludge disappears and the residence time of the sludge are very short. Note that, depending on the input sludge, the activity of the inoculum may be reduced due to accumulation of heavy metals, salts, etc., and therefore the bacterial bed 3a may need to be replaced at a rate of 1 to 2 times every 6 months.
[0010]
The fungus bed 3a mixes sawdust and humus soil to promote the degradation of sawdust than the bacteria in the humus soil, so it also decomposes lignin. Degraded glycin forms a protein-lignin protein complex. This lignin protein complex becomes humic substance, and the humic substance content increases in the fungus bed 3a. When humic substances are reduced to soil, large pH buffering action, chelation reaction, high cation exchange capacity, formation of aggregate structure, bioactive function, suppression of phytopathogenic fungi, prevention of plant growth disorder, fertilizer, water retention Since many effects such as improvement of drainage are known, the discharged fungus bed and compost show a good soil effect.
[0011]
The sewage from which the solid sludge has been separated by the adjusting tank 1 is sent to the aeration tank 4 and subjected to biological treatment by aerobic bacteria, and is precipitated and separated into sludge and treated water in the settling tank 5. The treated water is discharged out of the system. A part of the sludge is returned to the aeration tank 4 as return sludge and also sent to the humus reactor 6. By using the humus reactor 6 in the treatment system, water purification is achieved and odor is reduced in the system. Excess sludge is sent from the vibration dehydrator 2 to the fermentation treatment apparatus 3.
[0012]
FIG. 3 shows a processing system in the case where the stool and urine are separated and discharged by a scraper method in a livestock house 7 such as a pig house, and the stool is directly sent to the fermentation treatment apparatus 3. Moreover, solid sludge separated by the adjustment tank 1 is input to the fermentation treatment apparatus 3 through the vibration dehydrator 2.
[0013]
The liquid portion of urine is sent to the aeration tank 4 and subjected to biological treatment by aerobic bacteria, and is precipitated and separated into sludge and treated water in the sedimentation tank 5. The treated water is discharged out of the system. A part of the sludge is returned to the aeration tank 4 as return sludge and also sent to the humus reactor 6.
[0014]
The supernatant liquid of the settling tank 5 is sent to the aging tank 8. When the humus pellets are suspended in the septic tank 8 and subjected to weak aeration of about 0.2 to 0.5 VVH, a scented odorless liquid fertilizer is formed. When this liquid fertilizer is used for washing barns, the barn can be deodorized. Moreover, when this liquid fertilizer is mixed with manure, it is effective for separating sludge by a dehydrator in addition to deodorization. When there is a lot of liquid fertilizer, it is evaporated or sprayed on farmland. In particular, contaminants having a molecular weight of 1,000 or less in the treated water are combined with fulvic acid in the humus to be polymerized, and the humus content is increased, resulting in a liquid fertilizer having a soil effect.
[0015]
In the case of a pig house that can disperse feces from the beginning by excrement treatment as in this example, the amount of fecal contamination is large as shown in Table 1. Is 1.9 kg / day out of 5.4 kg / day, BOD is 114 g / day out of 130 g / day, SS is 418 g / day out of 430 g / day, and it disappears and decomposes in the fermenter, and the amount of sludge in the remaining urine Therefore, the facility can be greatly reduced.
[0016]
[Table 1]

[0017]
In addition, in fact, the pig house requires 3-5 liters / day of washing water per head, but by washing with liquid fertilizer, this amount of sewage treatment becomes unnecessary and a deodorizing effect is achieved. There are significant advantages to using a humus reactor for sewage treatment. According to the activated sludge process using a humus reactor, the sewage was treated at a high level, and good water quality shown in Table 2 was obtained in the examples.
[0018]
[Table 2]

[0019]
FIG. 4 shows a processing system in the case of a livestock 7 such as a pig house where a mixture of feces and urine is discharged by a slurry stock method. The mixture of feces and urine discharged from the livestock house 7 is adjusted to the adjustment tank 1 and a vibration dehydrator. The point which isolate | separates by 2 and processes solid sludge with the fermentation treatment apparatus 3 is the same except differing from the 2nd Example shown in FIG.
[0020]
【The invention's effect】
1) The solid sludge in the organic concentrated wastewater is first separated and put into a seed bed rich in inoculum to quickly decompose it into CO ₂ and H ₂ O to eliminate the organic matter, thereby eliminating deodorization. Done and reduce sludge. Since solid sludge is first separated, the amount of sewage is greatly reduced, and the scale of the biological treatment facility can be greatly reduced.
2) Since the odor is reduced in a liquid state using a humus reactor in a biological treatment facility with a reduced scale, water quality and odor can be treated at the same time to be useful for the entire environment.
3) Although the amount of compost discharged from the fermentation treatment apparatus is small, the soil effect rich in humus content becomes large.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a flowchart showing an embodiment.
FIG. 2 is an explanatory view showing an embodiment of a fermentation treatment apparatus.
FIG. 3 is a flowchart showing another embodiment of FIG.
FIG. 4 is a flowchart showing yet another embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Adjustment tank 2 Vibration dehydrator 3 Fermentation processing apparatus 3a Bacteria bed 3b Stirring means 3c Blower 3d Input hopper 3e Drive part 3f Heat exchanger 4 Aeration tank 5 Precipitation tank 6 Humus reactor 7 Livestock house 8 Sterilization apparatus

Claims

Solid sludge such as feces is separated from organic concentrated wastewater such as livestock excreta, and this is annihilated and decomposed by fermentation treatment using humus soil. In a method for treating organic concentrated wastewater that is decomposed by biological treatment using sewage, the sewage is aerated and separated into sludge and treated water, and a part of the sludge is returned to the aerated process. A method for treating organic concentrated wastewater, characterized by humus treatment and returning to the organic concentrated wastewater, and further subjecting excess sludge to the fermentation treatment .

The method for treating organic concentrated wastewater according to claim 1, wherein the solid sludge is put into a fungus bed and fermented.

The method for treating organic concentrated wastewater according to claim 2, wherein the fungus bed is a fungus bed containing a lignin protein complex and Bacillus bacteria.

The treated water is subjected to humus treatment, and the treated water is used as deodorized washing water for livestock houses or liquid fertilizer for farmland, etc. Processing method.