(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
亜硝酸塩の濃度が０．３８〜１９重量％であり、水溶性のピリチオン塩の濃度が０．０２〜１重量％である水性液剤からなる脱臭剤を、往復動ポンプを介して配管内の汚泥に供給し、脱臭剤と配管内の汚泥を攪拌せずに脱臭剤を配管内の汚泥中に分散させることを特徴とする汚泥脱水ケーキの脱臭方法。 
【請求項２】
汚泥１リットルあたりの脱臭剤の供給量が０．６〜９ｃｃである請求項１記載の脱臭方法。
【請求項３】
水溶性のピリチオン塩が、ナトリウムピリチオンまたはカリウムピリチオンである請求項１または２記載の脱臭方法。
【請求項４】
脱臭剤を汚泥に供給する往復動ポンプが、汚泥を移送するポンプに連動した請求項１記載の脱臭方法。 
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、汚泥脱水ケーキの脱臭方法に関し、とりわけ脱臭剤を往復動ポンプを介して汚泥に供給する汚泥脱水ケーキの脱臭方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
汚泥脱水ケーキの脱臭方法として、脱水されて脱水ケーキとなる前の汚泥に脱臭剤を供給する方法がある。従来、実機プラントでは、脱臭剤として水性液剤が用いられていた。水性液剤としては、ポンプの負荷が増大しないようにするために、また、大型の貯蔵タンクを必要としないようにするために、比較的高濃度（たとえば、有効成分濃度が４０重量％程度）の水性液剤が使用されていた。そして、脱臭剤の供給には、水性液剤を定量的に供給することができるプランジャーポンプなどの往復動ポンプが用いられていた。
【０００３】
しかし、往復動ポンプは、経時的にみた場合に供給量が変動する現象（脈動現象）を伴うので、とくに往復動ポンプを用いて脱臭剤を供給する場合には、たとえば、配管内で流動している汚泥に、脱臭剤を、連続的に一定割合で供給しつづけることが困難であり、その結果、脱臭剤が汚泥中に均一に分散しにくいといった問題があった。
【０００４】
たとえば、実験室で小規模な回分式で行なう脱臭剤の評価で得られる結果と比較して、往復動ポンプを用いた実機プラントで行なう評価では、充分な脱臭効果を得るために、脱臭剤の使用量を多くする必要があった。すなわち、実験室で小規模な回分式で行なう評価と比較して、往復動ポンプを用いた実機プラントで行なう評価では、脱臭剤の効率がわるく、脱臭効果の持続性がわるかった。これは、実験室で行なう小規模な回分式の評価では、脱臭剤を汚泥に供給したのちに充分に攪拌、混合することによって、脱臭剤を汚泥中に均一に分散させうるのに対して、実機プラントでは、脱臭剤を汚泥中に均一に分散させにくいことに起因するものと考えられる。そのため、実機プラントにおいて、実験室と同等の効率を得ることが求められていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、実機プラントにおいても、汚泥脱水ケーキの脱臭を、効率よく、長期間にわたって、行なうことができる方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、亜硝酸塩の濃度が０．３８〜１９重量％であり、水溶性のピリチオン塩の濃度が０．０２〜１重量％である水性液剤からなる脱臭剤を、往復動ポンプを介して配管内の汚泥に供給し、脱臭剤と配管内の汚泥を攪拌せずに脱臭剤を配管内の汚泥中に分散させることを特徴とする汚泥脱水ケーキの脱臭方法にかかわる。本発明は、亜硝酸塩および水溶性のピリチオン塩の濃度が低い水性液剤を使用することにより、有効成分を汚泥の全体にわたって均一に分散させやすくしたものである。
【０００８】
本発明においては、汚泥１リットルあたりの脱臭剤の供給量を０．６〜９ｃｃとすることが好ましい。本発明において用いる水溶性のピリチオン塩としては、ナトリウムピリチオンまたはカリウムピリチオンが好ましい。本発明においては、脱臭剤を汚泥に供給する往復動ポンプを、汚泥を移送するポンプに連動させることが好ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明は、脱臭剤を汚泥に供給することにより、汚泥脱水ケーキから悪臭成分（たとえば、硫化水素、メチルメルカプタンなどのイオウ化合物）が発生することを抑制する汚泥脱水ケーキの脱臭方法にかかわる。本発明は、各種の汚泥、たとえば、下水処理場、し尿処理場、食品工場、紙パルプ工場などの有機性産業排水の処理工程などにおいて発生する各種の汚泥に、とくに制限なく、適用することができる。本発明によれば、汚泥脱水ケーキから悪臭成分が発生することを、効率よく、脱臭剤（有効成分）の使用量が少なくても、長期間にわたって、抑制することができる。
【００１０】
図１は、下水処理場で発生する汚泥に脱臭剤を供給して脱水ケーキの脱臭を行なう本発明の脱臭方法の一態様の工程を示すフロー図である。図１に示される工程では、原水１を、最初沈殿池２へ導入し、初沈生汚泥３を分離する。最初沈殿池２の上層水４ａに、必要に応じて凝集剤を添加したのち、曝気槽５へ移送し、活性汚泥法により生物的処理を行なう。曝気槽５の処理水６に、必要に応じて凝集剤を添加したのち、最終沈殿池７へ移送し、汚泥８を分離する。分離された汚泥８の一部を、返送汚泥９として曝気槽５に返送し、残余を余剰汚泥１０として処理する。
【００１１】
最終沈殿池７の上層水４ｂを、そのままで、または、必要な処理を施したのち、放流する。初沈生汚泥３および余剰汚泥１０を、濃縮汚泥槽１１へ移送する。濃縮汚泥槽１１において濃縮された汚泥（濃縮汚泥）１２を、汚泥供給ポンプ１３を介して、汚泥混和槽１４へ移送する。汚泥混和槽１４に貯留された汚泥を、脱水機１５により脱水し、脱水ケーキ１６として搬出する。濃縮汚泥槽１１の上層水４ｃおよび脱水機１５からの濾液１７を、原水１に返送する。
【００１２】
本発明においては、脱水機１５により脱水されて脱水ケーキ１６になる前の汚泥に、脱臭剤を供給する。図１に示される工程においては、濃縮汚泥槽１１から、汚泥供給ポンプ１３を介し、配管を通して汚泥混和槽１４に移送されている途中の濃縮汚泥１２に、薬品タンク１８から薬注ポンプ（往復動ポンプ）１９を介して脱臭剤を供給する。濃縮汚泥槽１１から汚泥混和槽１４に移送されている途中の濃縮汚泥１２は、通常９０〜９９．５重量％、多くの場合９５〜９９重量％の水を含有する。
【００１３】
脱臭剤を供給され、移送されている途中の濃縮汚泥１２に、さらに凝集剤２０を供給し、汚泥混和槽１４に移送し、フロックを形成させたのち、脱水機１５に移送し、脱水して脱水ケーキ１６とする。脱水ケーキ１６は、通常６５〜９０重量％、多くの場合７０〜８５重量％の水を含有する。凝集剤としては、たとえば、ジメチルアミノエチルアクリレート４級塩の重合体、ジメチルアミノエチルメタクリレート４級塩の重合体、これらの４級塩とアクリルアミドとの共重合体、ポリアミジンなどを用いることができる。凝集剤は、たとえば、汚泥の固形分に対して０．００５〜０．０４重量％、とりわけ０．００８〜０．０２重量％添加することができる。
【００１４】
たとえば、脱臭剤を供給する往復動ポンプ（薬注ポンプ１９）を、汚泥を移送するポンプ（汚泥供給ポンプ１３）に連動させることにより、汚泥（濃縮汚泥１２）が移送されると同時に、移送中の汚泥（濃縮汚泥１２）に、脱臭剤が供給されるようにすることができ、工程の運用管理上有利である。すなわち、連動させないと、薬注ポンプと汚泥供給ポンプのスイッチを同時に、オン、オフしなければならないので、作業が煩雑となる。また、連動させることにより、緊急停止時にもスイッチ１個で即応できる。
【００１５】
本発明においては、脱臭剤として、亜硝酸塩と水溶性のピリチオン塩とを含有する水性液剤を用いる。亜硝酸塩としては、たとえば、亜硝酸アンモニウム、亜硝酸ナトリウム、亜硝酸カリウム、亜硝酸ルビジウム、亜硝酸セシウム、亜硝酸カルシウム、亜硝酸ストロンチウム、亜硝酸マグネシウム、亜硝酸バリウム、亜硝酸ニッケル、亜硝酸タリウムなどをあげることができる。これらの亜硝酸塩は、１種を単独で用いることができ、または、２種以上を組み合わせて用いることもできる。これらのなかで、亜硝酸ナトリウムおよび亜硝酸カリウムは、脱水ケーキの二次使用を行なう場合にも利用先での悪影響がないので、とくに好適に用いることができる。
【００１６】
水溶性のピリチオン塩としては、たとえば、ナトリウムピリチオンまたはカリウムピリチオンなどのピリチオンのアルカリ金属塩をあげることができる。水不溶性のピリチオン塩では、脱臭剤タンクや脱臭剤配管内で、水性液剤から沈降分離し、タンクや配管を閉塞させる場合がある。
【００１７】
本発明において脱臭剤として用いられる水性液剤中の亜硝酸塩の濃度は０．３８〜１９重量％、好ましくは０．７６〜１２．７重量％、より好ましくは１．３〜７．６重量％であり、水溶性のピリチオン塩の濃度は０．０２〜１重量％、好ましくは０．０４〜０．６７重量％、より好ましくは０．０６〜０．４重量％である。亜硝酸塩の濃度が低すぎると、大型の薬品タンクや薬注ポンプを使用することが必要になり、設備価格の高騰を招き、経済的でなく、高すぎると、注入量が少なくなり、汚泥中の脱臭剤が均一分散できず、脱臭効果の低下を招く。水溶性のピリチオン塩の濃度が低すぎると、大型の薬品タンクや薬注ポンプを使用することが必要になり、経済的でなく、高すぎると、脱臭剤が均一分散できず、脱臭効果が低下する。
【００１８】
水性液剤中の亜硝酸塩と水溶性のピリチオン塩との合計の濃度は、たとえば、０．４〜２０重量％、好ましくは０．８〜１３．４重量％、より好ましくは１．４〜８重量％であることができる。亜硝酸塩と水溶性のピリチオン塩との合計の濃度が低すぎると、大型の薬品タンクや薬注ポンプを使用することが必要になり、経済的でなく、高すぎると、注入量が少なく、均一分散できず、脱臭効果が低下する。
【００１９】
水性液剤中の亜硝酸塩と水溶性のピリチオン塩との重量比は、たとえば、水溶性のピリチオン塩１重量部に対して、亜硝酸塩を０．３８〜９５０重量部、好ましくは２〜８０重量部、より好ましくは１０〜５０重量部とすることができる。水溶性のピリチオン塩に対する亜硝酸塩の重量比が少なすぎると、脱臭効果が低い場合があり、逆にピリチオン塩の重量比が少なすぎると、脱臭効果の持続性が低い場合がある。
【００２０】
亜硝酸塩および水溶性のピリチオン塩を含有する水性液剤は、たとえば、高濃度の原液を調製しておき、高濃度の原液を使用時に水で希釈して低濃度の水性液剤とすることにより、調製することができる。たとえば、亜硝酸塩と水溶性のピリチオン塩との合計の濃度が３０〜５０重量％の原液を調製しておき、使用時に水で２〜１００倍、とりわけ５〜３０倍に希釈して使用することが好ましい。
【００２１】
本発明は、脱臭剤を、往復動ポンプを介して、汚泥に供給する場合に、とくに好適である。往復動ポンプは、たとえば、プランジャー型定量ポンプがあり、ピストンまたはプランジャーなどの往復運動により、シリンダー内容積を変化させ、シリンダー内容積の拡大時にシリンダー内に液を吸い込み、縮小時にシリンダー内の液を吐出して圧送する形式のポンプである。他に、ダイヤフラム型定量ポンプなどがある。
【００２２】
とくに単動の往復動ポンプの場合、作動原理から、吐出流量が間欠的になり、脈動現象をともなう。脈動現象により、脱臭剤の吐出流量が間欠的になると、汚泥に対する脱臭剤の供給が間欠的になり、結果として、汚泥に対する脱臭剤中の有効成分の分散が不均一になりやすい。しかし、本発明においては、脱臭剤として、有効成分（亜硝酸塩、水溶性のピリチオン塩）の濃度が低い水性液剤を用いるので、汚泥に対する脱臭剤の供給が間欠的になっても、不均一の程度が緩和され、有効成分の拡散が不均一になりにくい。
【００２３】
脱臭剤は、たとえば、配管内の汚泥、タンク内の汚泥に供給することができる。本発明は、配管内の汚泥に脱臭剤を供給する場合に、とくに好適である。タンク内の汚泥に供給する場合には、有効成分の分散を均一にするために、たとえば、攪拌機で攪拌して有効成分を均一にするという手段を採用することもできる。しかし、配管内の汚泥を攪拌機で攪拌することは、装置の構造上、一般に困難である。したがって、攪拌機で攪拌しなくても、脱臭剤の有効成分を均一に分散させることができる本発明は、脱臭剤を配管内の汚泥に供給する場合に、とくに好適である。
【００２４】
脱臭剤（水性液剤）の供給量は、たとえば、汚泥１リットルあたり、０．６〜９ｃｃとすることができる。
【００２５】
【実施例】
実施例１〜３および比較例１
図１に示す工程にしたがって、汚泥脱水ケーキ１６の脱臭を行なった。濃縮汚泥（含水量９８重量％）１２を、１分間あたり１５０リットルの速度で、汚泥供給ポンプ１３を介して、移送し、そこへ脱臭剤原液を表１に示す水希釈倍率で希釈した脱臭剤（実施例１〜３）または脱臭剤原液（比較例１）を、薬注ポンプ１９を介して、注入した。
【００２６】
脱臭剤原液としては、亜硝酸ナトリウム濃度が３８重量％であり、ナトリウムピリチオン濃度が２重量％である水性液剤を用いた。薬注ポンプ１９としては、往復動ポンプであるプランジャー型定量ポンプ（原液および５倍稀釈時は、株式会社イワキ製ＬＧ−Ｆ２０２ＳＨ−０４ＦＥＳを、１０倍および３０倍稀釈時は、株式会社イワキ製ＬＧ−Ｆ４０２ＳＨ−０４ＦＥＳ）を用いた。ＬＧ−Ｆ２０２ＳＨ−０４ＦＥＳの吐出量３２６ｍＬ／分、最高吐出圧力４．０ＭＰａ、プランジャー径２０ｍｍ、ストローク数１１６ｓｐｍ、モータ出力０．４ｋＷであった。また、ＬＧ−Ｆ４０２ＳＨ−０４ＦＥＳは、吐出量１３５０ｍｌ／分、最高吐出圧１．０ＭＰａ、プランジャー径４０ｍｍ、ストローク数１１６ｓｐｍ、モータ出力０．４ｋＷであった。
【００２７】
脱臭剤または脱臭剤原液の注入量は、濃縮汚泥１２（体積）に対する水希釈前の脱臭剤原液としての注入量（体積）が３００ｐｐｍとなるようにした。したがって、実施例１〜３および比較例１において、一定量の汚泥に対する脱臭剤の有効成分（亜硝酸ナトリウム、ナトリウムピリチオン）の供給量は、同じである。
【００２８】
脱臭剤（実施例１〜３）または脱臭剤原液（比較例１）を注入した濃縮汚泥１２に、濃縮汚泥の固形分１ｋｇあたり、０．２ｇの凝集剤（ジメチルアミノエチルアクリレート４級塩の重合体：第一工業製薬（株）製のハイセットＣ２００Ｈ）２０を注入し、汚泥混和槽１４でフロックを作成したのち、脱水機１５で脱水して脱水ケーキ（含水量：８０重量％）１６を得た。脱水機１５の出口で、脱水ケーキ１６をサンプリングし、その５０ｇを５リットルのテトラバックに入れ、密封後、無臭空気を２リットル入れ、測定用サンプルとして２５℃の恒温槽に保存した。保存開始２４時間後、４８時間後および７２時間後に、テトラバック内で発生した悪臭成分（硫化水素（Ｈ２Ｓ）、メチルメルカプタン（ＭＭ））を検知管（（株）ガステック製）で測定した。結果を表１に示す。
【００２９】
【表１】
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【００３０】
表１に示した結果より、汚泥に有効成分（亜硝酸ナトリウム、ナトリウムピリチオン）の濃度が高い水性液剤（脱臭剤原液）を注入した比較例１では、４８時間後にメチルメルカプタンが検出され、７２時間後にメチルメルカプタンおよび硫化水素が検出された。このことは、汚泥に有効成分の濃度が高い水性液剤を注入する従来技術では、脱水ケーキから悪臭成分が発生することを長期間にわたって抑制することができないことを示す。
【００３１】
これに対して、汚泥に有効成分（亜硝酸ナトリウム、ナトリウムピリチオン）の濃度が低い水性液剤（脱臭剤）を注入した実施例１〜３では、７２時間後にも悪臭成分（メチルメルカプタン、硫化水素）が検出されなかった。このことは、汚泥に有効成分の濃度が低い水性液剤（脱臭剤）を注入する本発明によれば、脱水ケーキから悪臭成分が発生することを長期間にわたって抑制することができることを意味し、本発明が、脱水ケーキを長期間貯蔵しなければならない場合にとくに有用であることを示す。
【００３２】
実施例１〜３において、比較例１よりも、脱水ケーキからの悪臭成分の発生を長期間にわたって抑制することができるのは、以下の理由によるものと考えられる。すなわち、比較例１では、有効成分の濃度が高い水性液剤（脱臭剤原液）を汚泥に注入するので、水性液剤としての注入量（体積）がちいさく、汚泥に対してｐｐｍオーダー（３００ｐｐｍ）であり、脈動による影響がおおきく、有効成分を汚泥の全体にわたって均一に分散させることが困難である。これに対して、各実施例では、有効成分の濃度が低い水性液剤（脱臭剤）を汚泥に注入するので、有効成分の供給量が同じ条件では、水性液剤としての注入量（体積）がおおきく、汚泥に対して％オーダー（０．１５％、０．３％、０．９％）であり、脈動による影響が相対的にちいさく、有効成分を汚泥の全体にわたって均一に分散させやすい。
【００３３】
【発明の効果】
本発明によれば、従来の高濃度の脱臭剤を汚泥に供給する脱臭方法と比較して、脱臭剤の有効成分（亜硝酸塩、水溶性のピリチオン塩）の添加量が同一でも、より長期間にわたって、脱臭効果を維持することができ、悪臭成分の発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の脱臭方法の一態様の工程を示すフロー図である。
【符号の説明】
２  最初沈殿池
５  曝気槽
７  最終沈殿池
１１  濃縮汚泥槽
１３  汚泥供給ポンプ
１４  汚泥混和槽
１５  脱水機
１８  薬品タンク
１９  薬注ポンプ
【図１】
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