(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
生物処理工程から発生する汚泥を、配管を通して移送する際に、移送汚泥にりん酸マグネシウムアンモニウムの微細結晶を共存させることを特徴とする汚泥の移送方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、汚泥の移送方法に関する。さらに詳しくは、本発明は、生物処理工程から発生する汚泥を配管を通して移送する際に、配管内壁へのスケールの付着を防止することができる汚泥の移送方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
下水などの有機性排水を生物処理して有機物を分解することは、広く行われている。この際、初沈汚泥や、微生物の増殖に伴う余剰汚泥が発生する。近年、汚泥処理を効率的に行うために、下水などの処理によって生成した汚泥を、汚泥集中処理センター、エースセンターなどと呼ばれる脱水機や焼却機を備えた汚泥処理施設に配管を通して移送し、集中的に処理、処分する方式が広がっている。その際、汚泥は、下水処理場で濃縮され、濃縮汚泥として圧送されるか、あるいは、汚泥移送するに当たり、あらかじめ嫌気性消化して処理汚泥量を減量化し、嫌気性消化汚泥として圧送される。
数カ所の下水処理場の余剰汚泥を集中汚泥処理施設に集める場合、下水処理場から汚泥の集中処理施設までの移送距離は数kmに達する場合もある。移送は、通常、敷設された配管を通して行われるが、汚泥の移送を継続するにつれ、配管の内壁にスケールが付着する。配管内壁にスケールが付着すると、配管の有効内径が減少し、極端な場合は配管に詰まりを生じて大きなトラブルを引き起こす。配管内壁へのスケールの付着は、汚泥を長距離にわたって圧送する場合に限って起こる問題ではなく、処理場の中で短距離を移送する場合であっても、長期間経過することによりスケール付着の問題が発生する。
現在は、スケールの付着を防止する有効な対策がなく、定期的に洗浄することによりスケールの付着を防いでいる。酸を添加して、汚泥のpHを５程度以下に低下させればスケールの発生を防止することができるが、汚泥のアルカリ度は通常極めて高いために、多量の酸を必要とするので実用的な手段ではない。このために、汚泥を配管を通して移送する際に、配管内壁へのスケールの付着を有効に防止することができる実用的な方法が求められていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、生物処理工程から発生する汚泥を配管を通して移送する際に、配管内壁へのスケールの付着を防止することができる汚泥の移送方法を提供することを目的としてなされたものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記の課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、汚泥移送配管の内壁に付着するスケールの主成分がりん酸マグネシウムアンモニウムであることを見いだし、さらに移送汚泥にりん酸マグネシウムアンモニウムの微細結晶を共存させることにより、スケールの付着を効果的に防止し得ることを見いだして、これらの知見に基づいて本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、
（１）生物処理工程から発生する汚泥を、配管を通して移送する際に、移送汚泥にりん酸マグネシウムアンモニウムの微細結晶を共存させることを特徴とする汚泥の移送方法、
を提供するものである。
さらに、本発明の好ましい態様として、
（２）汚泥が、有機物を含む排水を生物的に処理する際に発生する余剰汚泥である第(１)項記載の汚泥の移送方法、
（３）汚泥が、余剰汚泥の嫌気性消化により得られる嫌気性消化汚泥である第(１)項記載の汚泥の移送方法、
（４）共存させるりん酸マグネシウムアンモニウムの微細結晶の量が、移送汚泥中に０.１〜１０mg／リットルである第(１)項記載の汚泥の移送方法、及び、
（５）共存させるりん酸マグネシウムアンモニウムの微細粒子の粒径が、１０〜３００μｍである第(１)項記載の汚泥の移送方法、
を挙げることができる。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明の汚泥の移送方法は、生物処理工程から発生する汚泥を、配管を通して移送する際に、移送汚泥にりん酸マグネシウムアンモニウムの微細結晶を共存させるものである。本発明方法を適用することができる汚泥には特に制限はなく、例えば、有機物を含む排水を生物的に処理する際に発生する余剰汚泥や、余剰汚泥をさらに嫌気性消化して得られる嫌気性消化汚泥などを挙げることができる。本発明方法において、移送汚泥に共存させるりん酸マグネシウムアンモニウム源には特に制限はなく、例えば、工業薬品としてのりん酸マグネシウムアンモニウムを使用することができ、汚泥の移送現場でりん酸マグネシウムアンモニウムを調製することもでき、あるいは、排水にマグネシウム化合物とアンモニア系化合物を添加する排水中のりんの除去処理において発生するりん酸マグネシウムアンモニウムを利用することもできる。
汚泥の移送現場でりん酸マグネシウムアンモニウムを調製する場合は、りん酸、マグネシウム化合物、アンモニア及び必要に応じてアルカリを用いてpHを８.５程度に調整することにより、りん酸マグネシウムアンモニウムの微細結晶を生成させることができる。また、生物処理水を利用し、水中に含まれているりん成分とアンモニア性窒素を活用し、マグネシウム化合物を添加することによりりん酸マグネシウムアンモニウムの微細結晶を生成させることもできる。特に、汚泥を嫌気性消化した脱離液には、りん成分とアンモニア性窒素が多量に含まれている場合が多いので、有効に利用することができる。
【０００６】
本発明方法において、移送汚泥に共存させるりん酸マグネシウムアンモニウムの微細結晶の量には特に制限はないが、移送汚泥中に０.１〜１０mg／リットルであることが好ましい。りん酸マグネシウムアンモニウムの微細結晶の量が０.１mg／リットル未満であると、種晶としての効果が不十分となり、配管内壁にスケールが発生するおそれがある。りん酸マグネシウムアンモニウムの微細結晶の量は、配管内壁へのスケールの付着を防止するためには通常は１０mg／リットルで十分であり、１０mg／リットルを超える量はコストアップとなる。
本発明方法において、移送汚泥に共存させるりん酸マグネシウムアンモニウムの微細粒子の粒径は、１０〜３００μｍであることが好ましい。粒径が１０μｍ未満であるりん酸マグネシウムアンモニウムの微細結晶は、調製が困難となるおそれがある。粒径が３００μｍを超えるりん酸マグネシウムアンモニウムの結晶は、種晶としての効果が不十分となるおそれがある。
本発明方法において、移送汚泥にりん酸マグネシウムアンモニウムの微細結晶を添加する場所には特に制限はないが、汚泥移送のためのポンプピットが特別な装置を設けることなく添加することができ、好適である。
【０００７】
生物処理汚泥移送の際に配管に生成するスケールについて調査検討したところ、その主成分はりん酸マグネシウムアンモニウムであることが明らかとなった。生物処理工程から発生する汚泥は、下水処理場での貯留、濃縮などの際に腐敗し、汚泥中のりん、アンモニアなどの成分が液中に溶出し、溶出したりん、アンモニア成分が、圧送中の配管内でりん酸マグネシウムアンモニウムを生成し、スケールとなって配管の内壁に付着するものと考えられる。また、下水管や処理場が海に近い場合は、特にスケールの付着が生じやすいが、この現象は、海水が浸入することによってマグネシウム濃度が上昇し、りん酸マグネシウムアンモニウムが生成しやすくなるためと推定される。
本発明方法によれば、移送汚泥にりん酸マグネシウムアンモニウムの微細結晶を共存させるので、移送汚泥中のりん、アンモニア及びマグネシウム成分より生成するりん酸マグネシウムアンモニウムは、共存するりん酸マグネシウムアンモニウムの微細結晶を種晶として、その表面に成長するために、配管内壁へのスケールの付着を防止することができるものと考えられる。生物処理工程から発生する汚泥のpHは、６〜８程度の範囲で変動する場合が多いが、本発明方法は、特に汚泥のpHを調整することなく実施することができる。
【０００８】
【実施例】
以下に、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によりなんら限定されるものではない。
同一の構成の生物処理工程２系列を用い、１系列にはりん酸マグネシウムアンモニウムの微細結晶を添加し、他の１系列にはりん酸マグネシウムアンモニウムの微細結晶を添加することなく、２年間継続して試験を行った。
実施例１
容量２.５ｍ3の嫌気性槽、容量２.５ｍ3の脱窒槽及び容量５ｍ3の硝化槽からなる装置を用いて、初沈下水４０ｍ3／ｄａｙを処理した。汚泥の返送率は５０％とし、硝化液は１００ｍ3／ｄａｙを脱窒槽へ循環した。ＭＬＳＳは２,５００mg／リットルに維持した。
その結果、初沈下水の窒素２５〜３５mg／リットル、りん２.５〜３.５mg／リットルに対し、処理水は窒素６〜９mg／リットル、りん０.２〜０.６mg／リットルであった。また、余剰汚泥は、週に５回、３００リットルずつ引き抜いて、１ｍ3余剰汚泥貯留槽に貯留した。また、１ｍ3余剰汚泥貯留槽からは、脱りん実験のために別途に設けた１ｍ3りん放出槽に、内径１６mmの硬質塩化ビニル管を通して、ポンプにより移送した。余剰汚泥貯留槽からりん放出槽までの距離は、約３０ｍである。余剰汚泥貯留槽では、汚泥の腐敗が生じ、りん成分及びアンモニアが汚泥から放出された。りん成分及びアンモニアの放出量は、夏は多く、冬は少なかったが、その濃度はりんが２５〜１０５mg／リットル、アンモニア性窒素が１１〜４０mg／リットルであった。また、余剰汚泥貯留槽内の汚泥のpHは、６〜８の範囲で変動していた。
余剰汚泥貯留槽からりん放出槽への汚泥の移送の際に、粒径１０〜３００μｍのりん酸マグネシウムアンモニウムの微細結晶を、添加量が１mg／リットルとなるように連続添加した。りん酸マグネシウムアンモニウムの微細結晶は、処理水にりん酸二水素カリウムをりんとして５００mg／リットル、塩化アンモニウムを窒素として２５０mg／リットル、塩化マグネシウムをマグネシウムとして４００mg／リットルとなるように添加し、pHを８.５に自動調整して、生成させたものである。
２年間にわたって余剰汚泥を連続移送したのち、配管を取り外して内部を検査したところ、汚泥移送配管中にスケールの付着は全く認められなかった。
比較例１
実施例１と同一の構成の生物処理工程で、りん酸マグネシウムアンモニウムの微細結晶を添加しない以外は、実施例１と同じ条件で運転した。２年間にわたって余剰汚泥を連続移送したのち、配管を取り外して内部を検査したところ、スケールが付着していた。付着量は場所によって異なり、５〜４０ｇ／dm2の範囲であった。スケールを剥離し、化学分析を行ったところ、その主成分はりん酸マグネシウムアンモニウムであった。
【０００９】
【発明の効果】
本発明の汚泥の移送方法によれば、生物処理工程から発生する汚泥を配管を通して移送する際に、移送汚泥にりん酸マグネシウムアンモニウムの微細結晶を共存させ、移送汚泥中のスケール成分をりん酸マグネシウムアンモニウムの微細結晶を種晶としてその表面に成長させるので、配管内壁へのスケールの付着を効果的に防止することができる。