(57)【要約】【課題】安定した殺菌効果を保持しながら、必要最小限の電流、時間で電解処理を行い、低廉なコストで、余剰汚泥を最小限の量に削減できるようにした汚泥の電解処理の制御方法を提供すること。【解決手段】汚泥の電気分解を用いた殺菌処理の制御方法において、処理する汚泥の固形物濃度と汚泥の流量を検出し、時間当りの固形物流量を制御装置により算出し、予め設定した値と比較しながら、制御装置により、汚泥供給ポンプの流量を調整する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
汚泥の電気分解を用いた殺菌処理の制御方法において、処理する汚泥の固形物濃度と汚泥の流量を検出し、時間当りの固形物流量を制御装置により算出し、予め設定した値と比較しながら、制御装置により、汚泥供給ポンプの流量を調整するようにしたことを特徴とする汚泥の電解処理の制御方法。
【請求項２】
制御装置により、添加する塩水の注入ポンプの流量を、汚泥供給ポンプと同時に調整するようにしたことを特徴とする請求項１記載の汚泥の電解処理の制御方法。
【請求項３】
汚泥供給ポンプ及び塩水注入ポンプにインバータを設け、インバータの周波数を変更することで、流量を調整するようにしたことを特徴とする請求項１又は２記載の汚泥の電解処理の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、汚泥の電解処理の制御方法に関し、特に、下水等の有機性の汚水を活性汚泥により生物学的に有機物を分解処理することによって発生する汚泥量を最小限にすることができる汚泥の電解処理の制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、下水処理場等に流入する汚水を処理するために、活性汚泥の曝気槽に汚水を流入し、これを曝気、攪拌して生物処理を行う活性汚泥法が用いられている。
水処理工程で発生する余剰汚泥は、通常、脱水を行った後、埋立処分されているが、近年処理場近傍における適当な処分地が次第になくなりつつあることから、余剰汚泥に対し、オゾン等を添加して汚泥を可溶化し、系内で生物分解することにより、汚泥発生量をゼロ或いはゼロに近い状態まで減量化する方法が試みられており、特に、特に汚泥の可溶化として電気分解を用いる電解処理方法が提案されている。この電解処理方法は、処理コストが安価となる利点があり、注目されている。
【０００３】
ところで、電解処理方法においては、流入水の負荷変動や反応槽の水温や生物活性の変化により、経時的に、供給する汚泥の濃度が変動する。特に、余剰汚泥を一旦濃縮してから電解処理装置に供給する場合は、重力濃縮や機械濃縮にかかわらず、汚泥引抜のタイミングや性能の不安定性により、供給汚泥の濃度が大きく変動するため、一定条件で電解処理を行っても、電解による殺菌効果が変動するという問題があった。
また、殺菌効果を低下させないように、電流値や処理時間に余裕を持たせて設定することは可能であるが、その場合ランニングコストがかかるという問題があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記従来の電解法を用いた汚泥の処理方法の有する問題点に鑑み、安定した殺菌効果を保持しながら、必要最小限の電流、時間で電解処理を行い、低廉なコストで、余剰汚泥を最小限の量に削減できるようにした汚泥の電解処理の制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明の汚泥の電解処理の制御方法は、汚泥の電気分解を用いた殺菌処理の制御方法において、処理する汚泥の固形物濃度と汚泥の流量を検出し、時間当りの固形物流量を制御装置により算出し、予め設定した値と比較しながら、制御装置により、汚泥供給ポンプの流量を調整するようにしたことを特徴とする。
【０００６】
この場合において、制御装置により、添加する塩水の注入ポンプの流量を、汚泥供給ポンプと同時に調整することができる。
【０００７】
また、汚泥供給ポンプ及び塩水注入ポンプにインバータを設け、インバータの周波数を変更することで、流量を調整することができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の汚泥の電解処理の制御方法によれば、処理する汚泥の固形物濃度と汚泥の流量を検出し、時間当りの固形物流量を制御装置により算出し、予め設定した値と比較しながら、制御装置により、汚泥供給ポンプの流量を調整するようにすることにより、活性汚泥法において発生する余剰汚泥を電解処理槽に導く際、対象となる汚泥の固形物量が常に一定の範囲内に保たれるよう制御できるため、常に安定した電解処理を行うことができ、曝気槽に返送した時、活性汚泥によって死滅した汚泥微生物が安定的に酸化分解され、場外に排出する汚泥量は従来の活性汚泥法の１／５以下に削減される。この時、過度に電気エネルギーを与えることなく、必要十分な電力量で運転できるため、電解処理のランニングコストを安価にすることができる
【０００９】
また、制御装置により、添加する塩水の塩水注入ポンプの流量を、汚泥供給ポンプと同時に調整するようにすることにより、常に安定した電解処理を行うことができる。
【００１０】
また、汚泥供給ポンプ及び塩水注入ポンプにインバータを設け、インバータの周波数を変更することで、流量を調整するようにすることにより、供給汚泥量や供給汚泥の濃度が大きく変動するような場合でも流量を調整して安定した電解処理を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の汚泥の電解処理の制御方法の実施の形態を、図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１２】
図１〜図２に、本発明の汚泥の電解処理の制御方法の一実施例を示す。
本発明は、生物処理により発生した汚泥を電解処理して殺菌し、この処理汚泥を曝気槽に返送して分解するようにした汚泥の処理方法であって、汚泥供給ポンプ１にて供給する余剰汚泥Ａの供給配管に流量計２と汚泥濃度計３を設け、この流量計２及び汚泥濃度計３による検出値の信号を入力する制御装置４を配設し、この制御装置４により汚泥供給ポンプ１及び塩水注入ポンプ７に設けたインバータに出力するようにして制御機能を有するようにする。
【００１３】
また、この汚泥濃度計３を経た供給配管には電解処理槽５を接続する。この電解処理槽５には、槽内底部に空気Ｄを電解処理槽内に供給する散気管５１を、内部には電解処理用の電極板５０を配設する。
電解処理槽５の直前には塩水Ｃを塩水注入ポンプ７から供給添加するようにし、配管内またはラインミキサーや攪拌混合槽を設けることにより汚泥と塩水を十分混合した後、電解処理槽５において電極板５０により電気分解処理を行い、汚泥中の微生物の殺菌と汚泥の可溶化を行うようにする。
【００１４】
このような電解処理において、汚泥濃度の経時的な変動に対しては、配管内の流量計２と汚泥濃度計３の計測値を制御装置４に取り込みながら、供給汚泥の固形物量を所定の時間間隔で算出し、予め設定した制御値と比較するようにする。この制御値には、上限値と下限値が設定されており、上限値よりも現在の算出値が大きい時には、汚泥供給ポンプ１及び塩水注入ポンプ７のインバータの周波数を低下させ、それぞれのポンプの流量を低下させるよう制御され、また逆に、設定の下限値よりも小さい時は、ポンプ流量を増加させるような制御が働くようにする。
【００１５】
以下、本発明の汚泥の電解処理方法を、図１に示すシステムのフロー図に基づいて説明する。
下水処理場のような汚水処理施設に流入した汚水は、通常、活性汚泥により生物的に処理されるが、この時汚泥微生物の増殖によって余剰汚泥が発生するため、この余剰汚泥Ａを汚泥供給ポンプ１により、電解処理槽５へと導く。
この余剰汚泥Ａは、特に限定されるものではないが、例えば、最終沈殿池で沈殿した汚泥をそのまま電解処理槽５へと導いても良いが、図示省略したが重力濃縮した汚泥を用いることも可能である。
【００１６】
また、この時、途中の汚泥供給配管において流量計２及び汚泥濃度計３を設けているので、これらの計測値を制御装置４に入力して、計算処理し制御する。
さらに、電気分解に必要な塩化物を溶解した塩水Ｃを塩水注入ポンプ７により注入し、配管内、またはラインミキサーや攪拌混合槽（図示省略）を設けて汚泥と塩水を十分混合する。また、制御装置４からは、汚泥供給ポンプ１及び塩水注入ポンプ７の流量を制御できるようにそれぞれのポンプに対して設置されたインバータに対し、運転周波数を出力する。
【００１７】
一方、電解処理槽５の内部には、電極板５０が、図２に示すように、所定の間隔で配置され、直流電源５２から正極、負極が交互に接続されて電解処理に必要な電力が供給される。
【００１８】
また、電極板５０の下部には粗大気泡を噴出できる散気管５１が配置されているので、ブロア等から所定量の空気Ｄが散気管５１を経て電解処理槽内に注入される。この場合、散気管は１箇所だけでなく、数箇所設けることも可能である。
【００１９】
電解処理槽５の端部の堰からオーバーフローした汚泥は、この電解処理槽５に隣接された脱泡槽６へと流入するが、この脱泡槽６には表面攪拌機６０が設けられているので、脱泡槽６内へ流入した汚泥水の汚泥スカムは、脱泡槽水面に浮遊するが、この水面において表面攪拌機６０のインペラの回転により汚泥スカムを破砕する。
脱泡槽３からオーバーフローした電解処理汚泥Ｂは、水処理設備の曝気槽（図示省略）へと返送される。
【００２０】
次に、本発明の汚泥の電解処理の制御方法の作用について説明する。
電解処理に必要な塩素イオンを補充する目的で、塩水注入ポンプ７により、塩水Ｃを注入、混合された余剰汚泥Ａは、電解処理槽５に投入され、直流電流の流れる電極板５０の間を通過する。この時、汚泥に含まれる塩素イオンが電解作用により次亜塩素酸に転換され、次亜塩素酸の強力な酸化力によって汚泥中の微生物が殺菌される。
殺菌力の大きい次亜塩素酸をより効率的に発生させるためには、塩素イオンは塩化ナトリウムとして汚泥重量の０．２〜１％程度を添加する必要があり、ｐＨは４〜６程度が最適であるため、塩水に少量の酸を混合しておくことも可能である。
また、添加する塩素イオンは、食塩等の塩化ナトリウムに限定されるものではなく、塩化カリウム等、比較的安価で水に溶解する塩化物を利用することも可能である。
【００２１】
電解処理に必要な電流値は、汚泥の濃度や流量によって異なるが、本発明では、一定とする。電解処理の過程では、次亜塩素酸以外にも微細な酸素や水素の気泡が発生するため、これが汚泥に付着してスカム状となり、図２に示すように、電極板２０の間に徐々に蓄積するため、電解処理槽５の下部に設けた散気管５１から空気Ｄを、断続的に粗大な気泡として噴出させて、汚泥スカムＥを水面に浮上させるとともに、循環水流を発生させる。この循環流により汚泥スカムＥは、電解処理槽全体に分散するとともに、一部は堰からオーバーフローして隣の脱泡槽６へと流出する。
脱泡槽６では、表面攪拌機６０のインペラの回転によって、汚泥スカムＥが破砕され、オーバーフローして電解処理汚泥Ｂとして、水処理系の曝気槽に返送する。
電解処理汚泥は、電解処理によって微生物が死滅し、微生物を構成する細胞壁や細胞膜の一部が破損して細胞内の細胞質が溶出しているため、曝気槽の汚泥微生物によって徐々に低分子化され、最終的には水と炭酸ガスに分解される。
【００２２】
このような電解処理において、供給する汚泥の濃度は、流入水量の負荷変動等の影響を受けて変動するが、この時の濃度変化を汚泥濃度計３により計測し、制御装置に取り込んでいるため、供給汚泥の流量計２の計測値との積を計算することによって、供給汚泥の固形物量を監視することができる。
また、制御装置４には時間当りに供給する汚泥固形物の制御値として、上限値と下限値を予め入力しておき、上記計測値から算出された値との比較を行い、上限値よりも現在の算出値が大きい時には、汚泥供給ポンプ及び塩水注入ポンプのインバータの周波数を低下させ、それぞれのポンプの流量を低下させるよう制御を行うとともに、逆に、設定の下限値よりも小さい時は、ポンプ流量を増加させるような制御を行う。
【００２３】
なお、２つのポンプの流量を調整する手段は、制御装置によりインバータの周波数を変更する方法が簡便であるが、本目的に合致した方法であれば、別の手段を用いることも可能である。
また、この実施例では、汚泥供給ポンプ１と塩水注入ポンプ７の両者の流量を制御する例を示したが、塩水の供給量はわずかであり、微量の流量調整は安定性にかける場合があるため、塩水注入ポンプ７の流量は固定し、汚泥供給ポンプ１だけを制御するようにすることも可能である。
【００２４】
本発明の汚泥の電解処理の制御方法は、活性汚泥法において発生する余剰汚泥を電解処理槽に導く際に、常に所定量の汚泥固形物を安定的に供給することができるため、塩水を添加しながら効率的に安定的に電解処理を行うことができる。したがって、電解処理汚泥を曝気槽に返送した時、活性汚泥によって死滅した汚泥微生物が安定的に酸化分解され、場外に排出する汚泥量を従来の活性汚泥法の１／５以下に削減できるが、この時、過度に電気エネルギーを与えることなく、必要十分な電力量で運転できるため、電解処理のランニングコストを安価にできる。
【００２５】
以上、本発明の汚泥の電解処理の制御方法について、実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明の汚泥の電解処理の制御方法は、処理する汚泥の固形物濃度と汚泥の流量を検出し、時間当りの固形物流量を制御装置により算出し、予め設定した値と比較しながら、制御装置により、汚泥供給ポンプの流量を調整するという特性を有していることから、汚泥の電解処理の用途に好適に用いることができるほか、例えば、産業廃棄物処理の用途にも用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の汚泥の電解処理の制御方法の一実施例を示す適用システムのフローである。
【図２】電解処理槽部分を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２８】
１    汚泥供給ポンプ
２    流量計
３    汚泥濃度計
４    制御装置
５    電解処理槽
５０  電極板
５１  散気管
６    脱泡槽
６０  表面攪拌機
７    塩水注入ポンプ
Ａ    余剰汚泥
Ｂ    電解処理汚泥
Ｃ    塩水
Ｄ    空気
Ｅ    汚泥スカム
【図１】
2006312122.tif 000003
【図２】
2006312122.tif 000004