【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
〔産業上の利用分野〕
本発明は、下水汚泥、農水産廃棄物等の有機性
汚泥を嫌気性消化する方法に関するものである。
〔従来の技術〕
下水処理場において発生する初沈汚泥、余剰汚
泥、消化汚泥等は、そのまま脱水後、焼却された
り廃棄されることもあるが、近年、嫌気性消化法
により処理されることが多くなつた。嫌気性消化
法は、嫌気状態でメタン菌など嫌気性微生物群を
増殖させることにより汚泥中の有機物を主として
メタンガスに分解させ、汚泥固形物の減量を行う
ものである。汚泥の嫌気性消化処理は、燃料とし
て利用可能なメタンガスが得られること、消費エ
ネルギーが少ないこと、病原菌の死滅率が高いこ
となど、多くの利点を持つ。しかしながら、従来
普通に行われているPH5〜7、温度30〜40℃、滞
留日数20〜30日の嫌気性消化は、長時日を要する
わりには消化率が40〜50%程度と低く、汚泥の減
量効果が十分ではない。また、汚泥中の病原菌
も、クロストリジユウム・テタニ、クロストリジ
ユウム・ボツリヌス等嫌気性のものは生残ること
が多く、消化汚泥をそのまま廃棄した場合、病原
菌で環境を汚染する恐れがある。
〔発明が解決しようとする課題〕
したがつて本発明の目的は、従来の嫌気性消化
法よりも有機物消化率が高く、かつ病原菌死滅率
も高い嫌気性消化法を提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的を達成することに成功した本発明の嫌
気性消化法は、有機性汚泥にアルカリを添加して
PHを9〜11に調整し、このPH条件下に嫌気状態で
増殖可能な好アルカリ性微生物群により嫌気性消
化することを特徴とする。
以下、本発明の嫌気性消化法について更に詳し
く説明する。
本発明の方法により処理可能な有機性汚泥とし
ては、下水処理場において発生する余剰汚泥、初
沈汚泥、これらの汚泥の混合物などのほか、農水
産廃棄物や食品工場排水の処理の過程で発生する
汚泥などがあるが、これらに限定されるものでは
ない。
被処理汚泥は、本発明による嫌気性消化に対す
る前に、湿式ミル処理、超音波処理、熱処理など
により微生物細胞壁を破砕し、細胞成分を可溶化
しておいてもよい。
嫌気性消化槽に装入する汚泥は、カ性ソーダ、
炭酸ソーダなどのアルカリを加えてPHを9〜11に
調整してから消化槽に供給する。あるいは、消化
槽にアルカリを継続的に注入して、槽内汚泥のPH
を上記範囲内に維持する。通常、下水汚泥中のメ
タン菌の増殖に好適なPHは8未満の弱アルカリ性
とされているが、酸生成菌とメタン菌とを共存さ
せる単一槽消化の場合のPHは、従来、調整する場
合も無調整の場合も7前後であるから、本発明の
消化法においてPHは従来よりもかなり高い値に設
定される。
本発明の消化法においては、PHがこのように高
い値であることにより、第一に汚泥成分の可溶化
が進み、微生物による消化を受け易い状態にな
る。第二に、病原性微生物が全く検出されないま
でに死滅する。
ただし、11よりも高いPHにすることは、可溶化
促進の点では有利でも、そのような強アルカリ性
の汚泥中で増殖するメタン菌の十分量を槽内に蓄
積させることが困難になるので好ましくない。
上述のようにPHが高い状態の汚泥中で旺盛に増
殖する好アルカリ性メタン菌は、通常の下水汚泥
や従来の嫌気性消化槽からの消化汚泥の中には少
ないが、嫌気性消化槽の運転開始に当たり同じPH
に維持して行う馴養期間を設けることにより、槽
内嫌気性菌菌叢の大部分を占めるものとすること
ができる。
馴養により好アルカリ性嫌気性菌群が準備され
たならば、消化槽に被処理汚泥を供給して正常運
転としての嫌気性消化を開始する。この処理にお
いて、槽内温度は特に限定されるものではない
が、30〜40℃が適当であり、また滞留日数は10〜
20日が適当である。
〔実施例〕
都市下水処理場より採取した余剰汚泥および混
合汚泥(余剰汚泥と初沈汚泥との1:1混合物)
について、本発明による嫌気性消化とその比較実
験を行なつた。汚泥の組成および実験条件は次の
とおりである。
汚泥組成:
TS(%) VS(%)
余剰汚泥 4.0
3.2
混合汚泥 3.8
3.0
実験条件:
温度:35℃
滞留日数:20日
PH:カ性ソーダで9.0または10に調整
(比較例は無調整)
馴養:下水処理場から採取した消化汚泥を種汚
泥にして8週間実施
馴養終了後10日間、消化率、ガス発生量、ガス
のメタン含有率および揮発性有機酸量を測定し
た。測定値の平均値および消化汚泥について病原
性微生物の有無を調べた結果を表1および表2に
示す。
[Industrial Application Field] The present invention relates to a method for anaerobically digesting organic sludge such as sewage sludge and agricultural and fishery waste. [Conventional technology] Initial settling sludge, surplus sludge, digested sludge, etc. generated at sewage treatment plants are sometimes incinerated or disposed of after dehydration, but in recent years, they have been treated using anaerobic digestion methods. The number has increased. The anaerobic digestion method decomposes organic matter in sludge mainly into methane gas by growing anaerobic microorganisms such as methane bacteria in an anaerobic state, thereby reducing the amount of sludge solids. Anaerobic digestion of sludge has many advantages, including the production of methane gas that can be used as fuel, low energy consumption, and a high rate of killing pathogenic bacteria. However, the conventional anaerobic digestion, which has a pH of 5 to 7, a temperature of 30 to 40 degrees Celsius, and a retention period of 20 to 30 days, requires a long time, but the digestibility is low at about 40 to 50%, and the sludge The weight loss effect is not sufficient. In addition, anaerobic pathogenic bacteria such as Clostridium tetani and Clostridium botulinum often survive in the sludge, and if the digested sludge is disposed of as is, there is a risk of contaminating the environment with pathogenic bacteria. [Problems to be Solved by the Invention] Therefore, an object of the present invention is to provide an anaerobic digestion method that has a higher organic matter digestibility and a higher pathogen killing rate than conventional anaerobic digestion methods. [Means for Solving the Problems] The anaerobic digestion method of the present invention, which has succeeded in achieving the above object, involves adding alkali to organic sludge.
It is characterized by adjusting the pH to 9 to 11 and performing anaerobic digestion using a group of alkaliphilic microorganisms that can grow in an anaerobic state under this pH condition. The anaerobic digestion method of the present invention will be explained in more detail below. Examples of organic sludge that can be treated by the method of the present invention include surplus sludge generated in sewage treatment plants, initial settling sludge, and mixtures of these sludges, as well as those generated during the treatment of agricultural and fishery waste and food factory wastewater. This includes, but is not limited to, sludge. Before the sludge to be treated is subjected to anaerobic digestion according to the present invention, microbial cell walls may be crushed by wet milling, ultrasonic treatment, heat treatment, etc., and cell components may be solubilized. The sludge charged to the anaerobic digestion tank is made of caustic soda,
Add an alkali such as soda carbonate to adjust the pH to 9-11 before feeding it to the digestion tank. Alternatively, by continuously injecting alkali into the digester tank, the pH of the sludge in the tank can be adjusted.
be maintained within the above range. Normally, the pH suitable for the growth of methane bacteria in sewage sludge is considered to be weakly alkaline, less than 8.However, in the case of single-tank digestion in which acid-producing bacteria and methane bacteria coexist, the PH has traditionally been adjusted. Since the pH value is around 7 in both cases and cases without adjustment, the pH in the digestion method of the present invention is set to a much higher value than in the past. In the digestion method of the present invention, due to such a high pH value, the sludge components first become solubilized and become susceptible to digestion by microorganisms. Second, pathogenic microorganisms are killed off to the point where they are no longer detectable. However, it is preferable to set the pH higher than 11 because, although it is advantageous in terms of promoting solubilization, it becomes difficult to accumulate a sufficient amount of methane bacteria that grow in such strongly alkaline sludge in the tank. do not have. As mentioned above, alkaliphilic methane bacteria, which proliferate vigorously in sludge with high pH, are rare in normal sewage sludge and digested sludge from conventional anaerobic digestion tanks, but they are Same PH to start
By providing an acclimatization period during which the anaerobic bacteria are maintained at a constant temperature, the anaerobic bacteria can occupy the majority of the anaerobic bacterial flora in the tank. Once the alkaliphilic anaerobic bacteria group is prepared by acclimatization, the sludge to be treated is supplied to the digestion tank and anaerobic digestion is started as normal operation. In this treatment, the temperature inside the tank is not particularly limited, but 30 to 40℃ is appropriate, and the residence time is 10 to 40℃.
20 days is appropriate. [Example] Surplus sludge and mixed sludge collected from a city sewage treatment plant (1:1 mixture of surplus sludge and initial settling sludge)
We conducted anaerobic digestion according to the present invention and comparative experiments. The composition of the sludge and the experimental conditions are as follows. Sludge composition: TS(%) VS(%) Surplus sludge 4.0
3.2 Mixed sludge 3.8
3.0 Experimental conditions: Temperature: 35℃ Retention days: 20 days PH: Adjusted to 9.0 or 10 with caustic soda (no adjustment in comparative examples) Acclimation: Digested sludge collected from a sewage treatment plant was used as seed sludge and carried out for 8 weeks Acclimation For 10 days after completion, the digestibility, amount of gas generated, methane content of gas, and amount of volatile organic acids were measured. Tables 1 and 2 show the average values of the measured values and the results of examining the presence or absence of pathogenic microorganisms in the digested sludge.
【表】
病原性微生物 検出 検出せず 検出せず
[Table] Pathogenic microorganisms Detected Not detected Not detected
【表】
病原性微生物 検出 検出せず 検出せず
〔発明の効果〕
本発明の嫌気性消化法は、上述のように従来の
水準をこえる高い消化率を達成することができ
る。また、本発明の嫌気性消化を実施した場合に
排出される消化汚泥は、病原性微生物を含まない
だけでなく、その中に残つている嫌気性微生物が
強いアルカリ性で増殖したものであつて自然界に
放出されると大部分死滅してしまうものであるた
め、消化汚泥を廃棄したとき環境を汚染する恐れ
が少ないという利点がある。[Table] Pathogenic microorganisms Detection Not detected Not detected [Effects of the invention] As described above, the anaerobic digestion method of the present invention can achieve a high digestibility that exceeds the conventional level. In addition, the digested sludge discharged when carrying out the anaerobic digestion of the present invention not only does not contain pathogenic microorganisms, but also contains the remaining anaerobic microorganisms that have grown in strong alkaline conditions and are naturally occurring. Since most of the digested sludge will die if released into the environment, it has the advantage of being less likely to pollute the environment when disposed of.