(57)【要約】【課題】汚泥の電解処理において発生した塩素ガスを、安全かつ有効に利用することができる汚泥の処理方法を提供すること。【解決手段】有機性廃水を生物学的に処理する汚泥の処理方法において、発生する余剰汚泥に塩化物を添加し電解処理をすることにより殺菌処理を行い、電解処理過程で発生する塩素ガスを回収し、攪拌用気体及び／又は電解処理に供する塩化物源として電解処理槽に導入する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機性廃水を生物学的に処理する汚泥の処理方法において、発生する余剰汚泥に塩化物を添加し電解処理をすることにより殺菌処理を行い、該電解処理過程で発生する塩素ガスを回収し、攪拌用気体及び／又は電解処理に供する塩化物源として電解処理槽に導入することを特徴とする汚泥の処理方法。
【請求項２】
電解処理槽にｐＨが５以下となるように酸を添加することを特徴とする請求項１記載の汚泥の処理方法。
【請求項３】
有機性廃水を生物学的に処理する汚泥の処理方法において、発生する余剰汚泥に塩化物を添加し電解処理をすることにより殺菌処理を行い、該電解処理の後段で酸を添加しｐＨを５以下にすることにより、汚泥固形物中のリンを溶液側に放出させるとともに塩素ガスを発生させ、発生した塩素ガスを回収し、攪拌用気体及び／又は電解処理に供する塩化物源として電解処理槽に導入することを特徴とする汚泥の処理方法。
【請求項４】
回収した塩素ガスを水道水等の上水に常圧又は加圧溶解させることで塩素水を作成し、該塩素水を電解処理に供する塩化物源とすることを特徴とする請求項１、２又は３記載の汚泥の処理方法。
【請求項５】
ｐＨが２以下となるように酸を添加することを特徴とする請求項１、２、３又は４記載の汚泥の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機性廃水を生物学的処理することによって発生する余剰汚泥に対し、電解処理によって当該汚泥を殺菌処理する汚泥可溶化処理技術において、電解処理での効率化あるいは発生物の再利用に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、下水処理場では有機性汚濁物などを含む汚水や雨水を、生物反応槽内に保持した活性汚泥微生物と混合、攪拌及び曝気することによって、活性汚泥微生物に汚濁物を吸収・分解させ、その後段で活性汚泥微生物を固液分離することで、清浄な上澄水を得るようにしている。
固液分離によって得られる活性汚泥微生物は一般的に余剰汚泥と呼ばれるが、脱水や焼却などを施した後に埋め立てるなど、適切な処理・処分を行う必要がある。ところが、これらの処理コストが高いことや、埋立を行う土地が十分にないことから、近年では余剰汚泥の可溶化処理技術が注目を浴びている。
【０００３】
可溶化処理技術とは、余剰汚泥に対して化学的、物理的あるいは生物学的な処理を行うことで、余剰汚泥を構成する活性汚泥微生物を死滅させ、これを再び生物反応槽に戻して、活性汚泥微生物に分解させるシステムのことである。
この可溶化処理において、活性汚泥微生物を死滅させる方法のひとつとして、塩素分子あるいは次亜塩素酸といった塩素系化合物を添加する化学的方法がある。
塩素分子や次亜塩素酸に関しては、直接添加する他に、塩化ナトリウムなどの塩化物塩を汚泥に添加し、電気分解することによって発生させることもできる。すなわち、余剰汚泥に対して塩化ナトリウムなどを添加し、電気分解することによって次亜塩素酸ならびに塩素分子あるいは次亜塩素酸イオンを発生させ、活性汚泥微生物を死滅させることができる（特許文献１参照）。
あるいは、対象となる余剰汚泥中に十分な塩化物が存在する場合には、塩化物塩を添加することなく電気分解を行い、もって塩素分子を発生させ、活性汚泥微生物を死滅させることができる（特許文献２参照）。
【０００４】
このように、塩化物を含有する溶液あるいは汚泥を電気分解することで、塩素分子や次亜塩素酸を発生させることができるが、これら発生する塩素分子や次亜塩素酸物の存在比率は対象となる溶液あるいは汚泥のｐＨによって大きく異なる。
すなわち、ｐＨが５程度ではそのほとんどが次亜塩素酸（ＨＯＣｌ）として発生し、それ以上であれば次亜塩素酸（ＨＯＣｌ）が減少して、次亜塩素酸イオン（ＯＣｌ−）の比率が増加する。逆に、ｐＨ５以下では次亜塩素酸（ＨＯＣｌ）が減少し塩素分子の存在比率が増加する。
【０００５】
一方、本件発明者らは、汚泥の可溶化処理と同時に汚泥中のリンを除去する方法を提示しているが、それは汚泥に酸を添加することでｐＨを５以下、望ましくは２以下にするとともに、物理化学的手法を施すものである（特許文献３及び特許文献４参照）。
ここで、汚泥を電解処理するとともに汚泥中からリンを除去するためには、ｐＨを２以下にすることが望ましいが、これでは電解による発生物のほとんどが塩素分子すなわち塩素ガスとなる。
塩素ガスは処理の過程で汚泥中から大気中に放出されるが、放出された塩素ガスは有害であり、そのために除去装置などが必要となる場合がある。
【特許文献１】特開２００２−１２６７８２号公報
【特許文献２】特開２００３−０６２５９２号公報
【特許文献３】特開２００３−００１２９６号公報
【特許文献４】特開２００３−２１１１７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記従来の汚泥の処理方法が有する問題点に鑑み、汚泥の電解処理において発生した塩素ガスを、安全かつ有効に利用することができる汚泥の処理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】
【０００７】
上記目的を達するために、本第１発明の汚泥の処理方法は、有機性廃水を生物学的に処理する汚泥の処理方法において、発生する余剰汚泥に塩化物を添加し電解処理をすることにより殺菌処理を行い、該電解処理過程で発生する塩素ガスを回収し、攪拌用気体及び／又は電解処理に供する塩化物源として電解処理槽に導入することを特徴とする。
【０００８】
この場合において、電解処理槽にｐＨが５以下となるように酸を添加することができる。
【０００９】
また、本第２発明の汚泥の処理方法は、有機性廃水を生物学的に処理する汚泥の処理方法において、発生する余剰汚泥に塩化物を添加し電解処理をすることにより殺菌処理を行い、該電解処理の後段で酸を添加しｐＨを５以下にすることにより、汚泥固形物中のリンを溶液側に放出させるとともに塩素ガスを発生させ、発生した塩素ガスを回収し、攪拌用気体及び／又は電解処理に供する塩化物源として電解処理槽に導入することを特徴とする。
【００１０】
この場合において、回収した塩素ガスを水道水等の上水に常圧又は加圧溶解させることで塩素水を作成し、該塩素水を電解処理に供する塩化物源とすることができる。
【００１１】
また、ｐＨが２以下となるように酸を添加することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本第１発明の汚泥の処理方法によれば、有機性廃水を生物学的に処理する汚泥の処理方法において、発生する余剰汚泥に塩化物を添加し電解処理をすることにより殺菌処理を行い、該電解処理過程で発生する塩素ガスを回収し、攪拌用気体や電解処理に供する塩化物源として電解処理槽に導入することから、汚泥の電解処理で発生する塩素ガスを安全にかつ有用に再利用することができ、これにより、電解処理に供する塩化物の量を減らすとともに、発生する塩素ガスに対する安全策や処理装置を軽減することができる。
【００１３】
この場合、電解処理槽にｐＨが５以下となるように酸を添加することにより、塩素ガスの発生を促進することができる。
【００１４】
また、本第２発明の汚泥の処理方法によれば、有機性廃水を生物学的に処理する汚泥の処理方法において、発生する余剰汚泥に塩化物を添加し電解処理をすることにより殺菌処理を行い、該電解処理の後段で酸を添加しｐＨを５以下にすることにより、汚泥固形物中のリンを溶液側に放出させるとともに塩素ガスを発生させ、発生した塩素ガスを回収し、攪拌用気体や電解処理に供する塩化物源として電解処理槽に導入することから、汚泥の電解処理で発生する塩素ガスを安全にかつ有用に再利用することができ、これにより、電解処理に供する塩化物の量を減らすとともに、発生する塩素ガスに対する安全策や処理装置を軽減することができる。
【００１５】
この場合、回収した塩素ガスを水道水等の上水に常圧又は加圧溶解させることで塩素水を作成し、該塩素水を電解処理に供する塩化物源とすることにより、塩素ガス効率的に電解処理に再利用することができる。
【００１６】
また、ｐＨが２以下となるように酸を添加することにより、汚泥固形物中のリンの放出と塩素ガスの発生を促進することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の汚泥の処理方法の実施の形態を、図面に基づいて説明する。
【００１８】
本発明の汚泥の処理方法では、電解処理やその後段で発生した塩素ガスを回収し、電解処理槽において直接曝気したり、あるいは水道水等の上水に常圧あるいは加圧溶解させ、電解処理に供する塩化物源とする。
【００１９】
汚泥の電解処理において、塩化物を電気分解することで得られる物質のうち、もっとも殺菌力が強いのは次亜塩素酸である。したがって、電解処理ではｐＨを５程度で行うのが望ましいが、電解処理を行うことで塩素ガスも発生する。
さらに、その後段で汚泥からのリン除去を行う場合は、ｐＨを２程度にまで下げるが、この際、電解処理後の汚泥中に残存する次亜塩素酸などが塩素分子すなわち塩素ガスとなって大気中に放出される。
【００２０】
ここで、電解処理及びリン放出過程で発生する塩素ガスは人体にとって有害な物質であり、その扱いには注意を要する。特に、屋内などで換気が十分に行われないところでは、塩素ガスが排出されずに滞留し、その濃度が高くなることが懸念される。
そこで、これら電解処理及びリン放出過程で用いる反応槽を密閉容器とすることで、発生した塩素ガスを系外雰囲気に放出することなく回収することができる。
【００２１】
一方、汚泥の電解処理を行う反応槽では、汚泥中の活性汚泥微生物と発生した次亜塩素酸あるいは塩素分子を接触させるために攪拌する必要があるが、その方法のひとつとして空気攪拌がある。
そこで、前述のように、電解処理や後段のリン放出過程において発生し回収した塩素ガスを、ブロア等の散気装置を用いて電解処理槽に導入することで、電解処理槽の曝気攪拌用ガスとして用いるとともに、電解処理に供する塩化物源とすることができる。
あるいは、発生した塩素ガスを水道水などの上水に溶解させることで塩素水を作成し、電解処理に供する塩化物源とすることができる。この際、塩素ガスの水に対する溶解量を増加させるために、コンプレッサーなどのガス圧縮装置で加圧し、高濃度の塩素を含む加圧塩素水を作成し、電解処理に供する塩化物源として用いることができる。
【実施例１】
【００２２】
図１に、本発明の汚泥の処理方法において、電解処理過程で発生した塩素ガスを電解槽の曝気用ガスとして利用する実施例を示す。
水処理系において発生した余剰汚泥Ａは電解槽１に導かれるが、該電解槽１は、発生する塩素ガスを槽外に流出させないために密閉構造をしている。また、該電解槽１には電解処理に用いる電極２が設置されている。
電解槽１には、電解薬品タンク３より供給される電解用薬液Ｂが添加されるが、本実施例では、該電解用薬液Ｂとして、塩化物源としての塩化ナトリウムと、電解槽１内のｐＨを５程度にするための酸としての塩酸とを組み合わせた場合を例示する。
なお、塩化物と酸の組み合わせとしては、上記以外に塩化ナトリウムと硫酸、塩化カリウムと硝酸などが可能であり、あるいは次亜塩素酸そのものを利用することもできる。
【００２３】
電解用薬液Ｂが添加された電解槽１では、電極２による電解処理が施され、添加された塩化物が塩素分子や次亜塩素酸に変化する。
これら、電解処理によって発生した塩素分子や次亜塩素酸は強力な酸化剤であり、余剰汚泥Ａに含まれる汚泥微生物を殺菌することができる。すなわち、当該微生物が有する細胞壁や細胞膜を損傷させ、生体としての機能を停止させることができる。これにより、当該微生物は無生物態の有機物となる。
【００２４】
電解処理が施された汚泥は、電解汚泥Ｃとして電解槽１から流出するが、該電解汚泥Ｃは水処理系における生物反応槽（図示省略）に返流され、該生物反応槽内に保持された活性汚泥微生物によって分解される。
【００２５】
一方、電解処理によって発生する塩素ガスＤは、電解槽１の上部空間に滞留した後、槽外に導かれるが、曝気用ブロア４を介して電解槽１の底部に設置された散気装置５へ導かれ、電解槽１内の攪拌用ガスとして用いられる。
これにより、電解処理で発生した有害な塩素ガスＤは、再び電解槽１に導かれ、塩化物源としても利用可能であり、これにより、新たに必要となる電解用薬液Ｂの量を減じることが可能となる。
【実施例２】
【００２６】
図２に、本発明の汚泥の処理方法において、電解処理過程及びリン放出過程で発生した塩素ガスを、電解槽の曝気用ガス及び電解処理に供する塩化物源として利用する実施例を示す。
実施例１と同様に、余剰汚泥Ａは電解槽１において電解用薬液Ｂと混合され、電解処理を受けた後、電解汚泥Ｃとしてリン放出槽６に流入する。
リン放出槽６は、発生した塩素ガスを当該槽内に保持するために密閉容器となっており、槽上部には発生した塩素ガスを保持するために空間が設けられている。
リン放出槽６では、電解汚泥ＣのｐＨが２程度となるように酸Ｅが添加されるとともに、攪拌機７によって混合・攪拌される。
電解汚泥Ｃは、その細胞壁や細胞膜が損傷された微生物の集まりであり、酸Ｅの添加によって、細胞膜や細胞壁内に保持された細胞質などが損傷された箇所から溶液中に放出される。この過程において、汚泥固形物中のリンが溶液中に溶出し、その汚泥はリン放出汚泥Ｆとしてリン放出槽６の外に流出する。
【００２７】
一方、リン放出槽６内のｐＨは２程度に保たれているため、電解汚泥Ｃに含まれる次亜塩素酸や次亜塩素酸イオンの多くは塩素分子に変化し、空気中へ放出される。
電解槽１及びリン放出槽６において発生し回収された塩素ガスＤは、その一部は曝気用ブロア４を介して散気装置５へ導かれ、電解槽１の攪拌用ガスとして用いられるとともに、電解槽１での塩化物源として用いられる。
【００２８】
また、塩素ガスＤの一部は、ガス圧縮機８を介してガス溶解槽９に導かれる。
ガス溶解槽９には、水道水などの上水が貯められており、導入された塩素ガスＤが溶解することによって、塩素水が生成される。なお、ガス圧縮機８では、塩素ガスＤの溶解量を増加させるために加圧することも可能である。
ガス溶解槽９で生成された塩素水Ｇは、電解槽１に塩化物源として導入されており、これにより、電解用薬液Ｂの使用量を減らすことができる。
このように、電解処理及びリン放出過程で発生する塩素ガスは、電解処理に供する塩化物源として有効に利用することができる。
【００２９】
一方、リン放出槽６においては、図３に示すように、該リン放出槽６にて固液分離を行うことにより、リン放出汚泥Ｆとリン放出液Ｈを得ることができる。
リン放出汚泥Ｆは、無生物態の有機物であり、水処理系の生物反応槽に返流し、該生物反応槽に保持された微生物によって分解することが可能である。
リン放出液Ｆに関しては、リン回収槽１０においてアルカリ材Ｉが添加され、ｐＨが７付近に調整される。これにより、リン放出液Ｆ中に含まれるリンは再び固形物として析出する。
したがって、ｐＨの調整の後、固液分離を行うことで脱リン液Ｊとリン汚泥Ｋが各々得られ、脱リン液Ｊに関してはさらなる生物処理行うために水処理系に返流され、リン汚泥Ｋは系外に搬出され適切な処理を受ける。
【００３０】
以上、本発明の汚泥の処理方法について、複数の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、各実施例に記載した構成を適宜組み合わせる等、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。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明の汚泥の処理方法は、汚泥の電解処理において発生した塩素ガスを、安全かつ有効に利用できるという特性を有していることから、例えば、電解処理により可溶化を行う汚泥の微生物処理の用途に好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の汚泥の処理方法の第１実施例を示し、電解槽で発生した塩素ガスを電解槽の曝気用ガスとして利用する概要図である。
【図２】本発明の汚泥の処理方法の第２実施例を示し、電解槽及びリン放出槽で発生した塩素ガスを電解槽の曝気用ガス及び塩化物源として利用する概要図である。
【図３】同実施例において、リン放出後の回収過程を示す概要図である。
【符号の説明】
【００３３】
１    電解槽
２    電極
３    電解薬品タンク
４    曝気用ブロア
５    散気装置
６    リン放出槽
７    攪拌機
８    ガス圧縮機
９    ガス溶解槽
１０  リン回収槽
Ａ    余剰汚泥
Ｂ    電解薬品
Ｃ    電解汚泥
Ｄ    塩素ガス
Ｅ    酸
Ｆ    リン放出汚泥
Ｇ    塩素水
Ｈ    リン放出液
Ｉ    アルカリ材
Ｊ    脱リン液
Ｋ    リン汚泥
【図１】
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【図２】
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【図３】
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