(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機性汚水を好気性生物処理した後、得られる汚泥の一部を可溶化処理して前記好気性生物処理工程に戻して処理する方法において、前記可溶化処理が酸性酸化剤を用いる酸性酸化処理工程とアルカリ剤を用いるアルカリ処理工程から成り、前記酸性酸化剤とアルカリ剤が、塩水を隔膜電解して得られた酸性酸化水とアルカリ水であることを特徴とする有機性汚水の処理方法。
【請求項２】
前記可溶化処理した汚泥は、好気性生物処理工程に戻す前に、前曝気工程を設けて曝気処理することを特徴とする請求項１に記載の有機性汚水の処理方法。
【請求項３】
前記可溶化処理した汚泥の一部は、可溶化処理する工程に戻して再度処理することを特徴とする請求項１又は２に記載の有機性汚水の処理方法。
【請求項４】
有機性汚水を好気性生物処理する生物処理槽と、生物処理した処理液を固液分離する固液分離装置と、固液分離した汚泥の一部を可溶化処理する可液化処理手段と、可溶化処理した処理液を前記好気性生物処理槽に戻す流路とを有する有機性汚水の処理装置において、前記可溶化処理手段が、酸性酸化剤を用いる酸性酸化処理槽及びアルカリ剤を用いるアルカリ処理槽と、該酸性酸化処理槽及びアルカリ処理槽に酸性酸化剤とアルカリ剤を供給する塩水の隔膜電解装置とから成ることを特徴とする有機性汚水の処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機性汚水の処理方法に係り、特に、有機性汚水を好気性生物処理して得られる余剰汚泥を可溶化する処理方法と装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、有機性汚水の好気性生物処理（活性汚泥法、生物学的硝化脱窒素法など）の最大の問題点は水質を浄化する工程に存在するのではなく、むしろ汚泥処理工程にある。
すなわち、好気性生物処理方法は、余剰活性汚泥の発生量が非常に多い点に最大の問題点がある。余剰活性汚泥は、現在脱水後埋立てあるいは焼却処分されているが、多大の経費と設備を必要としていた。
従来の活性汚泥法の余剰汚泥の発生量は、数多くの実験あるいは実績により、除去ＢＯＤ当り、０．６〜０．８（ｋｇＳＳ／ｋｇＢＯＤ）程度となることが良く知られている。
【０００３】
その上、余剰汚泥は、質的にも難脱水性であるため、益々汚泥処理が困難になっている。
このような、余剰汚泥を減少するために、従来余剰汚泥の可溶化処理方法として、アルカリ剤を添加して処理する方法（特開平２−２２７１９０号公報参照）、一方にアルカリ剤、片方に酸を添加して処理する方法（特開平２−２９３０９５号公報）等が知られていたが、これらの処理方法でも余剰汚泥はある程度減少するものの、より以上の減容化方法が望まれていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来技術に鑑み、簡単な処理手段により余剰汚泥のほとんど発生しない、有機性汚水の好気性生物処理方法と装置を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明では、有機性汚水を好気性生物処理した後、得られる汚泥の一部を可溶化処理して前記好気性生物処理工程に戻して処理する方法において、前記可溶化処理が酸性酸化剤を用いる酸性酸化処理工程とアルカリ剤を用いるアルカリ処理工程から成り、前記酸性酸化剤とアルカリ剤が、塩水を隔膜電解して得られた酸性酸化水とアルカリ水であることとしたものである。
また、前記酸性酸化処理工程とアルカリ処理工程が、並列又は直列に設けられ、それぞれ複数の工程からなり、該複数の工程から成る酸性酸化処理工程及びアルカリ処理工程では、該工程の前段の工程に酸性酸化剤又はアルカリ剤を全量導入するとともに、被処理汚泥を各段の工程に分配して導入するのがよい。
【０００６】
また、前記可溶化処理した汚泥は、好気性生物処理工程に戻す前に前曝気工程を設けて曝気処理して残留塩素を揮発除去するのが良く、さらに、該汚泥の一部は、再度可溶化処理する工程に戻して処理することにより、より分解性は向上する。
また、本発明では、有機性汚水を好気性生物処理する生物処理槽と、生物処理した処理液を固液分離する固液分離装置と、固液分離した汚泥の一部を可溶化処理する可液化処理手段と、可溶化処理した処理液を前記好気性生物処理槽に戻す流路とを有する有機性汚水の処理装置において、前記可溶化処理手段が、酸性酸化剤を用いる酸性酸化処理槽及びアルカリ剤を用いるアルカリ処理槽と、該酸性酸化処理槽及びアルカリ処理槽に酸性酸化剤とアルカリ剤を供給する塩水の隔膜電解装置とから成ることを特徴とする有機性汚水の処理装置としたものである。
なお、可溶化処理で酸性酸化処理工程及びアルカリ処理工程で処理した汚泥は、これらを混合することにより中性に戻すが、万一ｐＨが中性域を外れた場合は、酸性酸化水又はアルカリ水を用いて中性に戻すのが良い。
【０００７】
【発明の実施の形態】
次に図面を用いて本発明を詳細に説明する。
図１に本発明の処理方法の汚泥減容化プロセスのフローの一例を示す。
図１においては、有機性汚水１２を、好気性生物処理槽１で処理し、沈殿槽２で固液分離して処理水１３と汚泥１４、１５を得る排水処理工程で処理し、発生した汚泥の一部を返送汚泥１４として生物処理槽１に循環すると共に、他部１５を可溶化工程３に導入して、汚泥を可溶化及び分解処理を行った後、排水処理工程の生物処理槽１に返送１８して、溶解性有機物及び汚泥分の生物分解を行っている。
可溶化工程３に導入された汚泥１５は、並列で複数（２槽づつ）設けられたアルカリ処理工程５、５′と酸化処理工程４、４′にそれぞれ導入され、海水又は塩素イオンを含む各種の塩水を隔膜電解して得られたアルカリ水２１及び酸性酸化水２０と接触させることにより可溶化及び酸化分解処理を行っている。
【０００８】
前記可溶化工程３では、アルカリ処理工程と酸化処理工程が並列で複数設置されているが、図２に部分工程図として示すように、アルカリ処理工程５、５′と酸化処理工程４を直列に設置することができる。この場合、酸性酸化水からの塩素臭はアルカリ汚泥に吸収されて脱臭され、また、汚泥はアルカリ処理と酸化処理の両方の処理を受けるので分解性が向上する。
塩水の隔膜電解は、隔膜１１によって陽極９を有する陽極室７と陰極８を有する陰極室１０によって仕切られた隔膜電解装置６を用いて行い、該装置６の陽極室７と陰極室８に塩水１９を導入する。陽極室７では、陽極でＨ＋  が生成し、酸性になると共に、塩水中のＣｌ−  より塩素系酸化剤（ＨＣｌＯ、Ｃｌ２  、Ｃｌ・等）が発生し、酸性酸化水２０を得、陰極室８では、陰極でＯＨ−  が生成しアルカリ性になり、アルカリ水２１を得て、酸性酸化水２０を酸化槽４に、アルカリ水２１をアルカリ槽５にそれぞれ導入して可溶化処理に用いる。
また、アルカリ処理工程と酸化処理工程はそれぞれ処理槽を２段に設け、それぞれに導入された汚泥１６、１７の一部は、第２アルカリ槽５′と第２酸化槽４′にそれぞれ分流して導入する。
【０００９】
次に、これらの槽の作用を説明する。
まず、第１アルカリ槽は、隔膜電解により生成したアルカリを汚泥に反応させ、強アルカリ条件下で汚泥菌体の破壊及び細胞内液の溶出による汚泥の可溶化処理を行い、第２アルカリ槽は、第１アルカリ槽からの余剰アルカリを利用して、汚泥の可溶化を進行させる。
次に、第１酸化槽は、隔膜電解により生成した酸、酸化剤を汚泥に反応させ強酸条件下で汚泥菌体の酸化分解処理を行う、第２酸化槽は、第１酸化槽からの余剰の酸、酸化剤を利用して、汚泥の酸化分解を進行させる。
なお、図１では、アルカリ処理及び酸性酸化処理を並列でそれぞれ２系列で行っているが、各々の処理は、単一槽（第１アルカリ槽と第１酸化槽のみ）でも良いし、それぞれを２槽以上の系列で行ってもよいし、直列で単一又は２槽以上で行ってもよい。
【００１０】
図３に、本発明の処理方法の別の概略フロー工程図を示す。図３では好気性生物処理槽１の前に調整槽２３を設け、可溶化工程３の後に前曝気槽２２を設けている。
図３においては、有機性汚水１２は生物処理槽１に入る前に調整槽２３に導入されて曝気処理される。また、可溶化工程３からの可溶化汚泥１８は、前曝気槽２２で曝気処理され、可溶化処理に用いた電解水中の残留塩素を揮発除去した後に、生物処理槽１に導入している。なお、前曝気槽２２の替りに、可溶化汚泥１８を調整槽２３に導入して、曝気処理して残留塩素を除去することができる。
図４に、可溶化汚泥１８の一部を、可溶化工程３に循環する概略フロー工程図を示す。このように、可溶化汚泥の一部を循環処理することにより、更に汚泥の分解性を向上することができる。
【００１１】
【実施例】
以下、本発明を実施例により具体的に説明する。
実施例１
図１の処理フローに示した実験装置（Ｒｕｎ１）と、同フローから可溶化工程を除いた実験装置（Ｒｕｎ２）の２系列を設けて、処理水質と汚泥発生量を比較した。Ｒｕｎ１において、可溶化工程に導入する汚泥量は余剰汚泥量の４倍量を導入し、アルカリ処理工程には、その２／３量、酸化処理工程にはその１／３量をそれぞれ導入した。また、第２アルカリ槽には、アルカリ処理工程に導入される汚泥量の１／２量、第２酸化槽には、酸化処理工程に導入される汚泥量の１／３量をそれぞれ導入した。各処理槽の滞留時間はいずれも４時間とした。本実施例では塩水として海水の１／２の塩分濃度の食塩水を用いた。また、食塩水の使用量は、余剰汚泥量と同量を電解処理槽に通水した。隔膜電解処理の条件と得られた電解水（アルカリ水、酸性酸化水）の性状を表１、２にそれぞれ示す。なお、実験はＡ食品会社の排水を原水（ｐＨ６．４、ＢＯＤ５００ｍｇ／リットル、ＣＯＤ  Ｍｎ２４０ｍｇ／リットル、ＳＳ８０ｍｇ／リットル）として、Ｒｕｎ１とＲｕｎ２の運転条件は可溶化工程を設ける以外は同条件で運転した。
【００１２】
【表１】
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【表２】
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【００１３】
表３に、導入汚泥と処理済汚泥の性状を示す。
【表３】
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【００１４】
実験結果を表４に示す。表４から、可溶化工程を組み込んだＲｕｎ１はＲｕｎ２に比べて汚泥発生量が著しく少なく、処理水質もほとんど差はなかった。
【表４】
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【００１５】
実施例２
図２の処理フロー、即ち、アルカリ槽及び酸化槽を直列に設置して可溶化処理を行う実験装置を設けて処理実験を行った。
可溶化工程に導入する汚泥量は余剰汚泥量の３倍量を導入し、第１アルカリ槽には、その２／３量（対余剰汚泥量の２倍）、第２アルカリ槽にはその１／３量をそれぞれ導入した。また、実施例１と同じく、各処理槽の滞留時間はいずれも４時間とし、使用する塩水も海水の１／２の塩分濃度の食塩水を用い、実施例１と同様に処理した。
表５に直列方式により処理した導入汚泥と処理済汚泥の性状を示す。
【表５】
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【００１６】
連続実験結果を表６に示す。
【表６】
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直列方式によると、アルカリ処理と酸化処理を直列に行うことで汚泥の分解性アップし、酸化槽ｐＨは中性となる。また、アルカリ汚泥に酸性酸化水を添加することにより塩素臭をなくすとともに、臭気対策用の付帯設備を低減できる等の利点がある。
【００１７】
【発明の効果】
本発明によれば、酸性酸化剤及びアルカリ剤を用いた処理により、余剰汚泥をほとんど分解でき、汚泥はほとんど発生せず、また、酸性酸化剤、アルカリ剤として塩水の隔膜処理から得られる酸性酸化水、アルカリ水を用いることにより、安価に容易に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の処理方法に用いる汚泥減容化プロセスのフロー工程図。
【図２】可溶化工程の他の部分フロー工程図。
【図３】本発明の処理方法の別の概略フロー工程図。
【図４】本発明の処理方法の他の概略フロー工程図。
【符号の説明】
１：好気性生物処理槽、２：沈殿槽、３：可溶化工程、４：第１酸化槽、４′：第２酸化槽、５：第１アルカリ槽、５′：第２アルカリ槽、６：隔膜電解装置、７：陽極室、８：陰極室、９：陽極、１０：陰極、１１：隔膜、１２：有機性汚水、１３：処理水、１４：返送汚泥、１５：余剰汚泥、１６、１７：余剰汚泥の一部、１８：可溶化汚泥、１９：塩水、２０：酸性酸化水、２１：アルカリ水、２２：前曝気槽、２３：調整槽
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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