(57)【要約】【課題】活性汚泥処理により発生した余剰汚泥を汚泥処理系において効率的に減量化処理することにより、水処理に悪影響が生じるのを防ぎながら、余剰汚泥を最小限の量に削減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】有機性汚水の活性汚泥処理に伴って発生した余剰汚泥を好気性消化により減量化する汚泥の処理方法において、好気性消化槽１０を余剰汚泥の流れ方向で複数の段に分割し、最上流の第１段消化槽１０ａに余剰汚泥Ｄ及び生物活性促進剤Ｆを投入し、第１段消化槽１０ａ内を２５〜４０℃に保ちながら好気性消化処理を行うとともに、最下流の最終段消化槽１０ｂの汚泥の一部を電解処理槽１２に導いて電気分解処理を行った後、第１段消化槽１０ａに返送するようにする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機性汚水の活性汚泥処理に伴って発生した余剰汚泥を好気性消化により減量化する汚泥の処理方法において、好気性消化槽を余剰汚泥の流れ方向で複数の段に分割し、最上流の第１段消化槽に余剰汚泥及び生物活性促進剤を投入し、該第１段消化槽内を２５〜４０℃に保ちながら好気性消化処理を行うとともに、最下流の最終段消化槽の汚泥の一部を電解処理槽に導いて電気分解処理を行った後、前記第１段消化槽に返送することを特徴とする汚泥の処理方法。
【請求項２】
生物活性促進剤として、水処理施設に流入する有機性汚水の一部、又は別途培養した微生物溶液を投入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】
電解処理して返送する汚泥固形物量を、第１段消化槽に投入される汚泥固形物量の２〜５倍量とすることを特徴とする請求項１又は２記載の汚泥の処理方法。
【請求項４】
最終段消化槽の汚泥を遠心分離機等の固液分離装置を用いて濃縮分離し、分離水を水処理施設に送水するとともに、濃縮した汚泥の全量又は一部を好気性消化槽に返送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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、下水等の有機性の汚水を活性汚泥により生物学的に分解処理する汚泥の処理方法に関し、特に、有機物の分解処理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処理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、濃縮や脱水を行った後、埋立処分されているが、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微生物を殺菌及び可溶化し、系内で生物分解することにより、汚泥発生量を減量化する方法が試みられており、特に、電気分解を用いる方法は、処理コストが安価な方法として注目されている。
【０００３】
しかし、これらの汚泥減量化方法では、処理した汚泥を水処理系の曝気槽に返送して曝気槽の活性汚泥により生物分解するため、水処理系の負荷が増大して、曝気能力が不足したり、処理水質が悪化するなどの問題があった。
【０００４】
一方、余剰汚泥を汚泥処理系で減量化するため、従来の濃縮・脱水処理の前段に嫌気性消化や好気性消化を付加する方法も採用されているが、嫌気性・好気性とも消化槽で減量化できる割合は４０〜６０％程度であり、必ずしも十分な性能とはいえず、近年はあまり採用されないという状況になっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
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、活性汚泥処理により発生した余剰汚泥を汚泥処理系において効率的に減量化処理することにより、水処理に悪影響が生じるのを防ぎながら、余剰汚泥を最小限の量に削減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】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の汚泥の処理方法は、有機性汚水の活性汚泥処理に伴って発生した余剰汚泥を好気性消化により減量化する汚泥の処理方法において、好気性消化槽を余剰汚泥の流れ方向で複数の段に分割し、最上流の第１段消化槽に余剰汚泥及び生物活性促進剤を投入し、該第１段消化槽内を２５〜４０℃に保ちながら好気性消化処理を行うとともに、最下流の最終段消化槽の汚泥の一部を電解処理槽に導いて電気分解処理を行った後、前記第１段消化槽に返送することを特徴とする。
【０００７】
この場合において、生物活性促進剤として、水処理施設に流入する有機性汚水の一部、又は別途培養した微生物溶液を投入することができる。
【０００８】
また、電解処理して返送する汚泥固形物量を、第１段消化槽に投入される汚泥固形物量の２〜５倍量とすることができる。
【０００９】
また、最終段消化槽の汚泥を遠心分離機等の固液分離装置を用いて濃縮分離し、分離水を水処理施設に送水するとともに、濃縮した汚泥の全量又は一部を好気性消化槽に返送することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の汚泥の処理方法によれば、好気性消化と電解処理を合理的に組合せ、電解処理により殺菌及び一部が可溶化し易分解化した汚泥を対象に、生物活性促進剤を添加して第１段消化槽内を２５〜４０℃に保ちながら好気性消化を行うことから、効率的かつ安定した好気性消化を行うことができ、場外に排出する汚泥固形物量を従来の濃縮・脱水処理の場合の１／３以下に削減することができる。
【００１１】
この場合、生物活性促進剤として、水処理施設に流入する有機性汚水の一部、又は別途培養した微生物溶液を投入することにより、好気性消化槽における消化効率を高めることができる。
【００１２】
また、電解処理した汚泥は、汚泥微生物が殺菌、可溶化されて生物分解し易い状態になっており、生きている汚泥微生物により徐々に分解されていくが、電解処理汚泥を栄養源として減量化量の２〜５割の汚泥微生物が増殖するため、投入した余剰汚泥量よりも多めに電解処理しなければ、十分な減量化効果が得られない。
そこで、電解処理して返送する汚泥固形物量を、第１段消化槽に投入される汚泥固形物量の２〜５倍量とすることにより、余剰汚泥を効率的に処理し、減量化効果を向上させることができる。
【００１３】
また、最終段消化槽の汚泥を遠心分離機等の固液分離装置を用いて濃縮分離し、分離水を水処理施設に送水するとともに、濃縮した汚泥の全量又は一部を好気性消化槽に返送することにより、高濃度に保たれた消化槽汚泥を対象に電解処理を行うことができ、電気代や電解質添加に要するランニングコストを安価にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
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。
【実施例１】
【００１５】
図１に、本発明における汚泥の処理方法の一実施例を示す。
下水処理場のような汚水処理施設に流入した汚水Ａは、汚水中のゴミや砂を前処理設備１で処理した後、曝気槽２において、汚水中の有機物が活性汚泥により生物的に二酸化炭素と水に分解処理される。
さらに、処理後の汚泥混合液は沈殿槽３に導かれて固液分離され、上澄水が処理水Ｂとして排出される。
沈殿した汚泥の大半は、返送汚泥Ｃとして返送汚泥ポンプ４により曝気槽に戻されるが、生物処理に伴って汚泥微生物が増殖して余剰分の汚泥が発生する。
この余剰汚泥Ｄを汚泥処理系の汚泥移送ポンプ５により濃縮設備６へと導く。濃縮設備６は、重力式の濃縮槽を用いるのが安価で好ましいが、遠心濃縮機などの機械濃縮設備を用いることも可能である。
【００１６】
濃縮された余剰汚泥Ｄは、濃縮汚泥Ｅとして、濃縮汚泥ポンプ７により好気性消化槽１０へと移送される。
好気性消化槽１０は、濃縮汚泥Ｅの流れ方向で３段に分割されており、各段の水槽からはオーバーフローして後段の水槽に流出するように堰が設けられるとともに、それぞれの水槽の底部には必要な酸素を供給するための散気管が設けられている。
なお、好気性消化槽１０を分割する段数は３段に限定されるものではなく、２段以上であれば適用可能であるが、３〜５段に分割するのが適切である。
【００１７】
ここで、最終段消化槽１０ｂの汚泥Ｇを第１段消化槽１０ａに返送する過程には、電解処理を行うために汚泥返送ポンプ１１と電解処理槽１２とが設けられている。
また、電解処理槽１２において電解処理を効率的に行うために、塩化ナトリウムや塩化カリウム等の電解質を溶解した電解質貯留タンク１３と注入ポンプ（図示省略）とが設けられ、所定量の電解質水溶液を電解処理槽１２に注入できるよう構成されている。
【００１８】
さらに、好気性消化槽１０全体の汚泥微生物を高濃度に保つとともに、好気性消化槽１０への投入汚泥量と当量の消化汚泥を引抜いて好気性消化槽１０の水位の安定化を図るため、送泥ポンプ１４及び固液分離するための遠心濃縮機１５が設けられている。
遠心濃縮機１５の分離水Ｉに対しては、水処理施設の曝気槽２に送水する配管を設け、濃縮した遠心濃縮汚泥Ｈに対しては、第１段消化槽１０ａに返送する配管と系外に排出するための配管に分岐されている。
なお、電解処理槽１２の構造や構成は特に限定されるものではないが、注入した電解質が汚泥中に分散するような攪拌混合ゾーンを設けたり、電解処理時に発生する発泡状のスカムが電極に固着しないような構造、あるいは発泡スカムを脱泡処理するような装置を設けることが好ましい。
【００１９】
一方、電解処理した返送汚泥の分解効果を高めるため、生物活性促進剤貯留タンク８と注入ポンプ９を設ける。
生物活性促進剤としては、水処理施設に流入する有機性汚水の一部を配管で導いて用いることが可能である。
また、バチルス等の菌体を別途培養して定期的にこの微生物溶液を生物活性促進剤貯留タンク８に補充しながら使用することも可能である。
【００２０】
次に、本実施例の作用について説明する。
好気性消化槽１０の最終段消化槽１０ｂから汚泥返送ポンプ１１によって引抜かれた汚泥は、電解処理槽１２へと送泥される。
電解処理槽１２では、電解質貯留タンク１３より所定量の電解質水溶液が汚泥に注入・混合され、直流電流を流すことにより電解処理が行われる。
すなわち、直流電流を流すことにより注入した電解質の塩素イオンが次亜塩素酸及び次亜塩素酸イオンに転換されるため、これらの酸化力によって汚泥微生物が殺菌され、また一部が可溶化する。
電解処理の条件としては、電解質の注入量が汚泥に対し０．３〜１％、電極にはチタン基板に白金及びイリジウムをコーティングした金属電極を使用し、電流密度５〜４０ｍＡ／ｃｍ２で、汚泥固形物１ｇ当りの通電量を０．０５〜０．３Ａ・ｈｒとして処理するのが望ましい。
なお、電解処理時に微量の酸を注入し、ｐＨ＝５前後の弱酸性領域で電解を行えば、次亜塩素酸イオンよりも酸化力の大きい次亜塩素酸のみを生成させることができるため、より効率的に電解処理を行うことができる。
【００２１】
電解処理した汚泥は、第１段消化槽１０ａに返送されるが、殺菌又は一部が可溶化した汚泥微生物が第１段消化槽１０ａから最終段消化槽１０ｂへ移動する間に、効率的に生物分解させるには、活性の高い微生物を高濃度に保持する必要がある。
すなわち、濃縮汚泥ポンプ７により第１段消化槽１０ａに投入された濃縮汚泥Ｅには、多量の生きた微生物が含まれるが、必ずしも活性の高い汚泥ではない。
このため、汚泥微生物にとって易分解な有機物を含む有機性汚水、又は活性の高い微生物を含む培養液を生物活性促進剤貯留タンク８に貯留しておき、濃縮汚泥の投入に合せてこの生物活性促進剤Ｆを少量添加する。
それとともに、好気性消化槽１０全体を２５〜４０℃に保つことにより、この温度領域で最も高い生物活性を有する微生物の活性を飛躍的に高めることができる。
【００２２】
また、電解処理した汚泥は、汚泥微生物が殺菌、可溶化されて生物分解し易い状態になっており、生きている汚泥微生物により徐々に分解されていくが、電解処理汚泥を栄養源として減量化量の２〜５割の汚泥微生物が増殖するため、投入した濃縮汚泥Ｅの量よりも多めに電解処理しなければ、十分な減量化効果が得られないことから、固形物重量として投入汚泥の２〜５倍量の汚泥Ｇを電解処理する。
【００２３】
一方、このような減量化処理を行っても、通常は汚泥量をゼロにすることはできないため、最終段消化槽１０ｂから汚泥Ｇを遠心濃縮機１５に導いて固液分離を行い、分離水を水処理施設に送水することで好気性消化槽１０の水位の安定化を図り、濃縮した汚泥の適量、例えば、好気性消化槽１０に投入する濃縮汚泥Ｅの固形物量の２割程度、固形物を系外に排出する。
好気性消化槽１０内の汚泥濃度を考慮しながら、適切な量の汚泥を電解処理し、適量の遠心濃縮汚泥Ｈを系外に排出することで、好気性消化槽１０を安定化させることが可能となる。
なお、遠心濃縮汚泥Ｈを排出することに代えて、好気性消化槽１０の汚泥を直接汚泥ポンプ１４で排出することも可能である。この場合は、減量化後の少量の汚泥を排出するだけでは、好気性消化槽１０の水位が次第に上昇することになるため、遠心濃縮機１５を用いて汚泥Ｇの固液分離を行い、分離水は水処理施設に送水し、濃縮汚泥は全量好気性消化槽１０に戻し、水位が所定の水位になるまで遠心濃縮機１５を運転する必要がある。
【００２４】
以上により、本実施例の汚泥の処理方法は、好気性消化と電解処理を合理的に組合せ、電解処理により殺菌及び一部が可溶化し易分解化した汚泥を対象に、生物活性促進剤を添加して槽内を２５〜４０℃に保ちながら好気性消化を行うため、効率的かつ安定した好気性消化を行うことができ、場外に排出する汚泥固形物量を従来の濃縮・脱水処理の場合の１／３以下に削減することができる。
また、遠心分離機等の固液分離装置で固液分離を行い、濃縮した汚泥の全量又は一部を好気性消化槽に返送することで、高濃度に保たれた消化槽汚泥を対象に電解処理を行うため、電気代や電解質添加に要するランニングコストを安価にできるという効果を有する。
【００２５】
以上、本発明の汚泥の処理方法について、そ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、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】
【００２６】
本発明の汚泥の処理方法は、好気性消化と電解処理を合理的に組合せ、活性汚泥処理により発生した余剰汚泥を汚泥処理系において効率的に減量化処理することにより、水処理に悪影響が生じるのを防ぎながら、余剰汚泥を最小限の量に削減するという特性を有していることから、生活系の汚水を活性汚泥で処理する下水処理場の他に、工場等で発生する有機性排水を活性汚泥で処理する排水処理施設にも好適に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の汚泥の処理方法の一実施例を示すフロー図である。
【符号の説明】
【００２８】
１    前処理設備
２    曝気槽
３    沈殿槽
４    返送汚泥ポンプ
５    汚泥移送ポンプ
６    濃縮設備
７    濃縮汚泥ポンプ
８    生物活性促進剤貯留タンク
９    注入ポンプ
１０  好気性消化槽
１０ａ  第１段消化槽
１０ｂ  最終段消化槽
１１  汚泥返送ポンプ
１２  電解処理槽
１３  電解質貯留タンク
１４  送泥ポンプ
１５  遠心濃縮機
Ａ    汚水
Ｂ    処理水
Ｃ    返送汚泥
Ｄ    余剰汚泥
Ｅ    濃縮汚泥
Ｆ    生物活性促進剤
Ｇ    消化汚泥
Ｈ    遠心濃縮汚泥
Ｉ    分離水
【図１】
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