(57)【要約】  【課題】  簡便に余剰汚泥を減量化する方法を提供することを目的とする。  【解決手段】  有機性汚水と活性汚泥を接触させて生物処理を行う処理槽において、処理槽から抜き取った活性汚泥スラリーをトリクロロイソシアヌル酸成形物を充填した溶解器内を通過させることにより、トリクロロイソシアヌル酸成形物の充填層と活性汚泥を接触させて、該スラリー中の活性汚泥を５０〜１００％の割合で殺傷し、該スラリーを処理槽に返送して、余剰汚泥の減量化率を１０〜６０％の範囲内に調整する。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機性汚水と活性汚泥を接触させて微生物処理を行う処理槽において、処理槽から抜き取った活性汚泥スラリーをトリクロロイソシアヌル酸成形物を充填した溶解器内を通過させることにより、トリクロロイソシアヌル酸成形物の充填層と活性汚泥を接触させた後、該スラリーを処理槽に返送することを特徴とする余剰汚泥の減量化方法。
【請求項２】
有機性汚水と活性汚泥を接触させて生物処理を行う処理槽において、処理槽から抜き取った活性汚泥スラリーをトリクロロイソシアヌル酸成形物を充填した溶解器内を通過させることにより、トリクロロイソシアヌル酸成形物の充填層と活性汚泥を接触させて、該スラリー中の活性汚泥を５０〜１００％の割合で殺傷し、該スラリーを処理槽に返送して、余剰汚泥の減量化率を１０〜６０％の範囲内に調整することを特徴とする余剰汚泥の減量化方法。
【請求項３】
トリクロロイソシアヌル酸成形物の長径が５〜１００ｍｍであることを特徴とする請求項１または請求項２記載の余剰汚泥の減量化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃水処理施設における余剰汚泥の減量化方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
廃水処理施設においては、下水、し尿や有機性物質を含む有機性汚水（以下、汚水と云う）の微生物処理方法として、活性汚泥法が広く採用されている。この方法は、一般に汚水と微生物の集合体である活性汚泥とを接触させて汚水を浄化する曝気操作と、処理水と活性汚泥を分離する沈殿操作から成っているが、負荷をかけて処理効率を高めているために、微生物が増殖して曝気槽内に収容できる以上の活性汚泥、即ち余剰汚泥が発生する。
【０００３】
なお前記の活性汚泥法には、曝気操作と沈殿操作を１つの処理槽で行う回分式活性汚泥法と、曝気操作と沈殿操作の２つの操作を各々の処理槽（曝気槽および沈殿槽）で行う連続式活性汚泥法が知られている。
前者の方法は、装置が簡単であり、設備コストが安く維持管理も容易であるという利点があり、小規模の処理施設に適している。後者は処理操作が複雑であり、しかも設備コストや維持コストがかかるが、大量の汚水を連続的に処理することが可能であり、且つ処理効率が高いという特徴を有するので大規模処理施設に適している。
【０００４】
ところで、この余剰汚泥の処理には、脱水、保管、運搬、焼却などに多大なコストがかかるので、該汚泥の減量化や再利用が求められおり、環境に負荷をかけない処理方法が切望されている。
【０００５】
このような余剰汚泥を減量化する方法として、種々の方法が検討されているが、例えば特許文献１には、連続式活性汚泥法において、曝気槽から活性汚泥スラリーを抜き出し、該スラリーに次亜塩素酸ナトリウムや次亜塩素酸カルシウムなどの次亜塩素酸塩を添加して、微生物が消化可能な状態に有機物化し、次いで微生物処理を行うことを特徴とする余剰汚泥の減量化方法が提案されている。
【０００６】
しかしながら、次亜塩素酸ナトリウムは水溶液であるため、供給量が制御可能な液体の供給装置が必要であったり、次亜塩素酸ナトリウム専用の保管タンクを要するなど設備コストが嵩むと云う難点がある。また次亜塩素酸カルシウムは固形であるので、取り扱い易いと云う利点はあるものの、水に対する溶解性が高いために、曝気槽から抜き取った活性汚泥スラリーに接触させた場合には速やかに溶解してしまい、溶解量の制御が困難であったり、その結果過剰の活性塩素が発生してしまうという問題があった。
【０００７】
なお、特許文献２には、活性汚泥のバルキングを防止するために、活性汚泥スラリーと塩素化イソシアヌル酸を接触させる方法が開示されているが、（ａ）溶解性が低いトリクロロイソシアヌル酸よりも溶解性が高いジクロロイソシアヌル酸ナトリウムや同カリウムが好ましく使用される点、（ｂ）活性汚泥を殺傷させることなく、バルキングの原因となる糸状性細菌のみを殺傷させるために、活性塩素の発生を低濃度に制御しなければならない点、しかも、（ｃ）余剰汚泥の減量化に関して一切記述されていない点から、本願発明とは技術思想を全く異にするものである。
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−１２６７９５号公報
【特許文献２】特開平４−１２６５９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は前記の事情に鑑みてなされたものであり、簡便に余剰汚泥を減量化する方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者等は、前記の課題を解決するために鋭意試験研究を行った結果、有機性汚水と活性汚泥を接触させて微生物処理を行う処理槽において、処理槽から抜き取った活性汚泥スラリーをトリクロロイソシアヌル酸成形物を充填した溶解器内を通過させることにより、トリクロロイソシアヌル酸成形物の充填層と活性汚泥を接触させた後、該スラリーを処理槽に返送することにより、所期の目的を達成することを見出し本発明を完遂するに至ったものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明においては、殺菌剤として、活性塩素を放出するトリクロロイソシアヌル酸成形物を使用し、トリクロロイソシアヌル酸の添加方法を活性汚泥をトリクロロイソシアヌル酸成形物の充填層と接触させる手段としたので、従来に比べて簡便に余剰汚泥の発生を減量化することができる（第１の発明）。
また、活性汚泥の殺傷率を５０〜１００％とし、余剰汚泥の減量化率を１０〜６０％の範囲に調整することにより、処理水の水質を悪化させることなく、余剰汚泥の減量化を達成することができる（第２の発明）。更に、トリクロロイソシアヌル酸の成形物の長径を５〜１００ｍｍとすることにより、活性汚泥とトリクロロイソシアヌル酸成形物との接触を効率良く行わせることができる（第３の発明）。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に、本発明を実施するための最良の形態を説明する。なお、本願の明細書中に表れる記号は、以下のとおりである。
・ＢＯＤ（Biochemical
Oxygen Demand）：生物化学的酸素要求量
・ＭＬＳＳ（Mixed
Liquor Suspended Solids）：活性汚泥スラリー中の活性汚泥濃度
【００１３】
図１は、本発明を回分式活性汚泥法に適用した場合の処理工程の概略フロー図を示すものであり、処理槽１において、曝気操作と沈殿操作が行われる。まず、処理槽１には汚水２が流入し活性汚泥と混合され、活性汚泥スラリー３が調製される。また、空気ブロワー１１から供給された空気が処理槽１の底部に設けられた散気管１２から噴出され活性汚泥スラリーを曝気する。このような好気性の条件下において、活性汚泥は汚水中に含まれる有機物を消化する。
この際、処理槽１からは、活性汚泥スラリー３がポンプ１３により連続的に抜き取られ、トリクロロイソシアヌル酸成形物を充填した溶解器２０に供給される。そして、活性汚泥がトリクロロイソシアヌル酸成形物を充填した充填層に接触し殺傷され、微生物が消化可能な状態に有機物化される。次いで、殺傷処理を経た活性汚泥スラリーは処理槽１へ返送される。
【００１４】
汚水の浄化が終了した後、曝気操作および殺傷処理を停止し、活性汚泥スラリーを静置して上澄み水と濃縮汚泥を分離する沈殿操作が行われる。なお、沈殿操作中であっても必要に応じて殺傷処理を行っても構わない。沈殿操作の終了後、前記上澄み水は処理水４として系外へ排出される。
【００１５】
図２は、本発明を連続式活性汚泥法に適用した場合の処理工程の概略フロー図を示すものであり、曝気槽５には汚水２が連続的に流入し活性汚泥と混合され、活性汚泥スラリー３が調製されている。また、空気ブロワー１１から供給された空気が曝気槽５の底部に設けられた散気管１２から噴出され活性汚泥スラリー３を曝気する。このような好気性の条件下において、活性汚泥は汚水中に含まれる有機物を消化する。
この曝気槽５からは活性汚泥スラリー３が連続的に抜き取られ沈殿槽６に供給される。沈殿槽６においては、活性汚泥スラリー３が静置されることにより、処理水４（上澄み水）と濃縮汚泥スラリー７に分離されて処理水４は系外へ、また濃縮汚泥スラリー７はポンプ１３により抜き取られ、一部が余剰汚泥スラリー９として系外へ排出され、残りは返送汚泥スラリー８としてトリクロロイソシアヌル酸成形物を充填した溶解器２０へ供給される。そして、該汚泥がトリクロロイソシアヌル酸成形物の充填層と接触することにより殺傷され、微生物が消化可能な状態に有機物化される。次いで、殺傷処理を経た返送汚泥は曝気槽５へ返送される。
このような連続式活性汚泥法においては、殺傷処理が継続され、汚水処理の運転が定常状態になった時点で、沈殿槽で生成する濃縮汚泥の量が減少し、系外へ排出される余剰汚泥も減量化されている。
【００１６】
トリクロロイソシアヌル酸成形物を溶解器に充填して形成される充填層は、隣り合う成形物同士が互いに接触する程度に充填された状態であれば、該充填層の形状に制限はない。しかしながら、接触効率のバラツキを出来る限り少なくするためには、図３の（Ａ）または（Ｂ）に示されるように、活性汚泥スラリーの流れ方向に対して、入側と出側の間の間隔を一定とした溶解器に、トリクロロイソシアヌル酸成形物を出来るだけ隙間なく充填することが好ましい。
【００１７】
図１および図２においては、トリクロロイソシアヌル酸成形物を充填した溶解器を活性汚泥スラリーの返送ラインに設けたが、簡便な方法としては、返送ラインに通常設置されている計量升（不図示）の内部を仕切る堰と堰の間にトリクロロイソシアヌル酸成形物を投入して充填層を形成することも可能である。また、処理槽１または曝気槽５水面の上部に設置した返送ラインの最終落ち口（不図示）にトリクロロイソシアヌル酸成形物を充填した籠または網状の袋を吊り下げる方法等が挙げられる。
【００１８】
トリクロロイソシアヌル酸は、塩素化イソシアヌル酸化合物に分類される化合物であるが、この塩素化イソシアヌル酸化合物は化学的に安定な固体の化合物であって、その取り扱いが容易であり、また水中に溶解させた場合には、加水分解して殺菌性を有する活性塩素を放出し、且つその活性塩素の安定性が優れ殺菌効果が長時間に渡って持続するところから、プール水や汚水、し尿処理装置（施設）からの放流水の殺菌消毒剤、また機械装置の冷却水等の殺藻や防藻剤として広く使用されている。
【００１９】
なお、前記の塩素化イソシアヌル酸化合物としては、トリクロロイソシアヌル酸以外にジクロロイソシアヌル酸、ジクロロイソシアヌル酸ナトリウム及びその水和物、ジクロロイソシアヌル酸カリウム等が挙げられる。
【００２０】
ところで、トリクロロイソシアヌル酸は、塩素化イソシアヌル酸化合物の中でも有効塩素含有量が約９０％と最も高く、水に対する溶解度が１．２ｇと低く溶解速度も遅いので、長期間に渡って少量の活性塩素を供給させる用途に使用されており、本発明の実施においては好適に使用される。
一方、ジクロロイシシアヌル酸のナトリウム塩やカリウム塩は、有効塩素含有量が約６０％と低いものの、水に対する溶解度が約２５ｇと大きく溶解速度も速いので、高濃度の活性塩素を供給する用途に使用されているが、連続的に活性汚泥と接触させる本発明の実施においては、活性汚泥スラリーへの活性塩素供給量が過多になり、薬剤コストが嵩むので適さない。
他方、次亜塩素酸カルシウムも水に溶解して活性塩素を発生することができ、有効塩素含有量が６０％以上のものは高度さらし粉と呼ばれており、塩素化イソシアヌル酸と同様な用途に広く使用されている。しかしながら、この次亜塩素酸カルシウムも、水に対する溶解度が約２１ｇであり溶解速度も速いので、前記と同様の理由により本願発明の実施においては適さない。
【００２１】
本発明に使用されるトリクロロイソシアヌル酸成形物は、その形状に制限はなく、成形時および実用上の不都合を生じない限り任意の形状で構わないが、例えば円柱状の錠剤の場合には、粉末状または顆粒状のトリクロロイソシアヌル酸を通常の打錠機を使用して５００〜１５００ｋｇ／ｃｍ２程度の打錠圧下で成形することができ、またブリケットの場合には、２軸ロール方式の造粒機を使用して、ロール圧力（静圧力）４〜５ｔのプレス圧下で成形することができる。
また、トリクロロイソシアヌル酸成形物のサイズは、長径が５〜１００ｍｍ（重量が５〜１０００ｇ）であることが好ましい。５ｍｍより小さい場合には、活性汚泥スラリーがトリクロロイソシアヌル酸成形物の充填層を通過する際に、充填層が目詰まりを起こす虞があり、１００ｍｍより大きい場合には、前記充填層中の空隙部分が大きくなり、接触効率が低下し、汚泥の殺傷が十分に行えない虞がある。
【００２２】
本発明を活性汚泥法を利用した一般的な廃水処理に適用した場合には、処理水の水質を悪化させない範囲で、余剰汚泥の発生を１０〜６０％の割合で減量化することが出来る。
【実施例】
【００２３】
以下、本発明を実施例および比較例によって具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、実施例および比較例において実施した活性汚泥の殺傷率および余剰汚泥の減量化率の分析方法は、以下のとおりである。
【００２４】
［活性汚泥の殺傷率］
トリクロロイソシアヌル酸に接触させる前の活性汚泥の酸素利用速度（Ａ）と、同じく接触させた後の活性汚泥の酸素利用速度（Ｂ）を各々測定し、これらの測定値の比から次式により活性汚泥の殺傷率（重量％）を算出した。
殺傷率（重量％）＝〔１−（酸素利用速度（Ｂ）／酸素利用速度（Ａ））〕×１００
なお、酸素利用速度は、「下水試験方法、（社）日本下水道協会、１９９７年版」に記載の方法に準拠して測定した。
【００２５】
［余剰汚泥の減量化率］
試験区の殺傷処理後のＭＬＳＳ濃度を測定し、殺傷処理前のＭＬＳＳ濃度との差から試験区の余剰汚泥の発生量を算出した。同様に、対照区の余剰汚泥の発生量を求め、試験区と対照区との余剰汚泥の発生量の差から、余剰汚泥の減量化率（重量％）を算出した。
【００２６】
〔参考例１〕
予備試験として、トリクロロイソシアヌル酸の供給量と、活性汚泥の殺傷率との関係を調査した。
トリクロロイソシアヌル酸（四国化成工業社製、商品名「ネオクロール９０」、粉末品、有効塩素含有量９０％）の粉末を活性汚泥スラリーに所定量添加して２時間撹拌した後、該スラリーの一部を採取して、活性汚泥の殺傷率を求めた。得られた試験データは、図４の折れ線グラフに示したとおりであり、活性汚泥スラリーへのトリクロロイソシアヌル酸の添加量が増加するにつれて、活性汚泥の殺傷率も増加した。なお、横軸に示したトリクロロイソシアヌル酸の添加量は、活性汚泥スラリー中の活性汚泥量（乾燥重量）に対するトリクロロイシシアヌル酸の添加量（有効塩素換算重量）の割合（％）である。
本発明の実施においては、活性汚泥に対するトリクロロイソシアヌル酸の供給量が、活性汚泥の殺傷率が１００％に達するトリクロロイソシアヌル酸の必要量（最小量）を上回ることは好ましくない。
殺傷率が１００％に達してもなお、過剰のトリクロロイソシアヌル酸を供給すると、トリクロロイソシアヌル酸の使用量が増え、薬剤コストが嵩むばかりか、曝気槽に返送した場合に、曝気槽中に活性塩素が残留し、汚水の微生物処理そのものに悪影響を及ぼす虞がある。
【００２７】
〔実施例１〕
図１のフローに示される試験用の廃水処理試験装置を、試験区用および対照区用として、某下水処理場内に２基設置して、余剰汚泥の減量化試験を実施した。
同処理場の曝気槽から採取して、ＭＬＳＳ濃度を５０００ｍｇ／Ｌに調整した活性汚泥スラリー５０Ｌを処理槽に投入した。次いで、ブロアーで曝気を行いながら、定量ポンプで活性汚泥スラリーを抜き取り、該スラリーをトリクロロイソシアヌル酸の錠剤（四国化成工業社製、商品名「ネオクロールミニ」、直径１５ｍｍ、重さ２．５ｇ、有効塩素含有量９０％）を充填した円筒型溶解器（φ１０ｃｍ×高さ１５ｃｍ）内を通過させて、トリクロロイソシアヌル酸錠剤の充填層と活性汚泥を接触させた後、処理槽に返送した。
なお、ブランク試験として、対照区用の試験装置の溶解器には、トリクロロイソシアヌル酸の錠剤を充填せず空の状態のままで、試験区用の場合と同様の条件で減量化試験を実施した。これらの試験における廃水処理条件は表１に示したとおりである。
【００２８】
【表１】
2008086949.tif 000002
【００２９】
溶解器通過後の活性汚泥の殺傷率が１００％になるように定量ポンプの吐出量を最小に設定し、次いで、タイマーで殺傷処理時間を調整し一日当たりの処理汚泥量を４Ｌ（処理率：８％／日）とした。これらの条件で、試験装置を５日間運転した後、運転終了後の余剰汚泥の発生量と処理水（曝気停止２時間後の上澄水）のＢＯＤを測定した。
得られた試験結果は、表２に示したとおりであった。
【００３０】
〔実施例２〕
新たに汚泥を入れ替え、一日当たりの処理汚泥量を８Ｌ（処理率：１６％／日）に設定した以外は、実施例１と同様にして余剰汚泥の減量化試験を実施した。
得られた試験結果は、表２に示したとおりであった。
【００３１】
〔実施例３〜４〕
溶解器通過前後の汚泥の殺傷率が８０％になるように定量ポンプの吐出量を調整し、一日当たりの処理汚泥量を４Ｌ（処理率：８％／日）または８Ｌ（処理率：１６％／日）に設定した以外は、実施例１と同様にして余剰汚泥の減量化試験を実施した。
得られた試験結果は、表２に示したとおりであった。
【００３２】
〔実施例５〜６〕
溶解器通過前後の汚泥の殺傷率が６０％になるように定量ポンプの吐出量を調整し、一日当たりの処理汚泥量を４Ｌ（処理率：８％／日）または８Ｌ（処理率：１６％／日）に設定した以外は、実施例１と同様にして余剰汚泥の減量化試験を実施した。
得られた試験結果は、表２に示したとおりであった。
【００３３】
〔比較例１〕
トリクロロイソシアヌル酸の錠剤の代わりにジクロロイソシアヌル酸ナトリウム錠剤（四国化成工業社製、商品名「ネオクロールＴ−２０Ｓ」、直径３０ｍｍ、重さ２０ｇ、有効塩素含有量６０％）を使用した以外は、実施例１と同様にして余剰汚泥の減量化試験を実施した。
但し、この試験においては、ジクロロイソシアヌル酸ナトリウムの錠剤が、トリクロロイソシアヌル酸の錠剤に比べて溶解速度が速いために、定量ポンプの吐出量を制御可能な最下限値に設定したが、それでもなお、溶解器通過後の活性汚泥の殺傷率は１００％であった。
得られた試験結果は、表２に示したとおりであった。なお、溶解器通過後の活性汚泥スラリー中には、活性塩素（有効塩素換算）が平均約１１００ｐｐｍの濃度で残留していた。
【００３４】
〔比較例２〕
ジクロロイソシアヌル酸ナトリウムの錠剤の代わりに次亜塩素酸カルシウム錠剤（南海化学社製、商品名「南海クリアー」、直径３０ｍｍ、重さ２０ｇ、有効塩素含有量７０％）を使用した以外は、比較例１と同様にして余剰汚泥の減量化試験を実施した。
但し、この試験においても、次亜塩素酸カルシウムの錠剤が、トリクロロイソシアヌル酸の錠剤に比べて溶解速度が速いために、定量ポンプの吐出量を制御可能な最下限値に設定したが、それでもなお、溶解器通過後の活性汚泥の殺傷率は１００％であった。
得られた試験結果は、表２に示したとおりであった。なお、溶解器通過後の活性汚泥スラリー中には、活性塩素（有効塩素換算）が平均約９００ｐｐｍの濃度で残留していた。
【００３５】
【表２】
2008086949.tif 000003
【００３６】
表２に示された試験結果によれば、活性汚泥の殺傷率が高いほど、また殺傷処理の処理率の割合が高いほど、余剰汚泥の減量化率も高くなった。しかしながら、余剰汚泥の減量化率が約７０％に達した場合（実施例２）には、処理水が白濁し、ＢＯＤ値も高くなり水質が悪化した。一方、ジクロロイソシアヌル酸ナトリウムと次亜塩素酸カルシムを使用した場合（比較例１および２）には、それらが過剰に溶解した結果、前記と同様に処理水が白濁し、ＢＯＤ値も高くなり水質が悪化した。従って、余剰汚泥の減量化率を１０〜６０％の範囲に調整して、殺傷処理を実施することが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明を回分式活性汚泥法に適用した場合の処理工程の概略フロー図である。
【図２】本発明を連続式活性汚泥法に適用した場合の処理工程の概略フロー図である。
【図３】活性汚泥スラリーがトリクロロイソシアヌル酸成形物を充填した溶解器を通過する様子を表す概念図である。
【図４】トリクロロイソシアヌル酸の供給量と、活性汚泥の殺傷率との関係を示す折れ線グラフである。
【符号の説明】
【００３８】
１      処理槽
２      汚水
３      活性汚泥スラリー
４      処理水
５      曝気槽
６      沈殿槽
７      濃縮汚泥スラリー
８      返送汚泥スラリー
９      余剰汚泥スラリー
１１      空気ブロワー
１２      散気管
１３      ポンプ
２０      トリクロロイソシアヌル酸成形物を充填した溶解器
【図１】
2008086949.tif 000004
【図２】
2008086949.tif 000005
【図３】
2008086949.tif 000006
【図４】
2008086949.tif 000007