(57)【要約】【課題】汚泥の滞留日数を長くとれない処理場にも適用可能で、最終処分する汚泥量をゼロ又は極少量に低減できる汚泥の処理装置を提供すること。【解決手段】活性汚泥を用いた排水処理設備から発生する汚泥の処理装置において、余剰汚泥を可溶化する汚泥可溶化槽１に、強酸を添加する装置６、加温装置３及び超音波照射装置２を設ける。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
活性汚泥を用いた排水処理設備から発生する汚泥の処理装置において、余剰汚泥を可溶化する汚泥可溶化槽に、強酸を添加する装置、加温装置及び超音波照射装置を設けたことを特徴とする汚泥の処理装置。
【請求項２】
活性汚泥を用いた排水処理設備から発生する汚泥の処理方法において、余剰汚泥を汚泥可溶化槽に導き、槽内に強酸を所定量添加し、さらに汚泥を所定の温度に加温し、超音波を照射しながら汚泥を分散混合して汚泥の可溶化を促進することを特徴とする汚泥の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、汚泥の処理装置及び方法に関し、特に、下水等の有機性の汚水を、活性汚泥を用いて生物処理する排水処理設備において、発生する汚泥量をゼロ又は最小限にすることができる汚泥の処理装置及び方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
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導入し、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。
この汚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、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、オゾンや酸化剤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、汚泥発生量をゼロ又は最小限にする方法が試みられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来より用いられてきた方法は、汚泥微生物を液状化する能力が低く、可溶化汚泥を反応槽に返送しても、活性汚泥によって生物分解されるまでの時間が長くかかり、処理水質が悪化したり、汚泥の滞留日数を長くとれない処理場には適用できないなどの問題があった。
【０００４】
本発明は、上記問題点に鑑み、例えば、汚泥の滞留日数を長くとれない処理場にも適用可能で、最終処分する汚泥量をゼロ又は極少量に低減できる汚泥の処理装置及び方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の汚泥の処理装置は、活性汚泥を用いた排水処理設備から発生する汚泥の処理装置において、余剰汚泥を可溶化する汚泥可溶化槽に、強酸を添加する装置、加温装置及び超音波照射装置を設けたことを特徴とする。
【０００６】
また、上記汚泥の処理装置を用いる本発明の汚泥の処理方法は、活性汚泥を用いた排水処理設備から発生する汚泥の処理方法において、余剰汚泥を汚泥可溶化槽に導き、槽内に強酸を所定量添加し、さらに汚泥を所定の温度に加温し、超音波を照射しながら汚泥を分散混合して汚泥の可溶化を促進することを特徴とする。
【０００７】
本発明の汚泥の処理装置及び方法は、反応槽において、微生物の増殖により増加する汚泥量を考慮して、汚泥可溶化槽に所定量の汚泥を導き、汚泥のｐＨを所定の範囲まで低下させるための強酸を添加する。さらに、５０〜１００℃の範囲の所定の温度に汚泥を加温し、１時間程度温度を保持する。その間、槽内を均一にするため、超音波を照射して、汚泥の分散、混合を行う。このようにして可溶化処理した汚泥は、そのまま水処理系の反応槽に返送し、槽内の活性汚泥微生物の作用により、生物分解を図る。
【０００８】
汚泥の減容化手段として、可溶化処理を行い、反応槽に返送して生物分解を行う場合、汚泥微生物を殺菌しただけのレベルで、固形物量がほとんど減少していない汚泥を水処理系に返送した時は、水質が悪化し易いなど前述の問題点があるが、本発明のより高いレベルの可溶化処理によって、汚泥微生物の細胞壁や細胞膜が破壊され、微生物の内部の細胞質が漏出し、固形物量が大幅に減少する。
【０００９】
すなわち、従来の可溶化技術では、細胞壁や細胞膜を破壊する効果が弱いため、固形物が多量に残留していたのに対し、本発明では、酸と熱と超音波を組み合せることにより、微生物体内の成分をより確実に漏出させることができる。
これにより、可溶化汚泥を反応槽に戻した時に、反応槽の微生物が分解し易く、より短い時間で処理することができる。したがって、水質の悪化を防止することができ、標準活性汚泥法のように、汚泥滞留時問の短い処理方式にも適用することができる。
なお、可溶化した汚泥が流入汚水に負荷として追加されるため、可溶化しない場合よりも、反応槽内の汚泥濃度が幾分高くなり、後段の沈殿槽で、固液分離に時間を要する。したがって、沈殿槽の管理面から、汚泥を引抜いて脱水等の処理を行うことが必要な場合があるが、その場合も極少量の汚泥引き抜きでよいという利点がある。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の汚泥の処理装置及び方法の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の汚泥の処理装置及び方法を説明する装置構成の例を示したものである。
【００１１】
水処理フローの図は省略しているが、下水処理場のような汚水の処理施設に流入した汚水は、通常、前処理設備で砂分やし渣を除去した後、反応槽へと送水されて活性汚泥により生物処理が行われ、沈殿槽で固液分離されて処理水が排出される。
沈殿した汚泥は、反応槽に返送されるが、反応槽では有機物の分解に伴って汚泥微生物が増殖するため、反応槽及び沈殿槽の間を循環する汚泥固形物の量が徐々に増加する。汚泥濃度が高いほど、沈殿槽における固液分離性が悪いことから、定期的に所定量の汚泥を余剰汚泥として引き抜き、脱水等の処理が行われている。
【００１２】
ここでは、この余剰汚泥Ａを汚泥可溶化槽１に導いて、可溶化処理を施し、オーバーフロー等により、可溶化汚泥Ｂとして前記反応槽に返送するようにしている。
【００１３】
汚泥可溶化槽１には、中央に超音波発生器２の照射チップを浸漬している。
【００１４】
また、汚泥可溶化槽１の槽内を加温するヒータ３と温度センサ４が設けられ、温度センサ４の指示値に基づいて、ヒータ３の制御が行われるようにしている。なお、本実施例においては、ヒータ３として、投込み式のパイプヒータを用いているが、汚泥可溶化槽１の周囲から加温する方法を用いることもできる。
また、省エネルギの観点から、放熱量を少なくするため、汚泥可溶化槽１の周囲には、断熱材を施工することが好ましい。
【００１５】
さらに、汚泥可溶化槽１には、強酸注入ポンプ６を配設し、強酸貯留タンク５から制御装置を介して所定量の強酸が注入されるようにしている。
添加方法は、特に限定されないが、タイマーにより間欠的に添加したり、汚泥可溶化槽１内にｐＨセンサを設置して、所定のｐＨとなるよう注入するのが適切である。
【００１６】
可溶化した汚泥Ｂは、そのまま反応槽に返送してもよいが、微生物の体内に取込まれていたリンや細胞壁等を構成するリン含有成分が、可溶化に伴って溶出しているため、リンを回収するための槽を設け、ｐＨの調整、あるいはリン酸と反応する金属塩系の凝集剤を添加して再び不溶化させ、沈殿させることにより、高濃度にリンを含有する汚泥として回収することも可能である。
なお、リンを回収した後の沈殿分離水は反応槽に返送して、活性汚泥により可溶化した有機物を生物分解させる。
【００１７】
次に、上記汚泥の処理装置の作用について説明する。
５０〜１００℃の所定の温度に保たれた汚泥可溶化槽１に投入された汚泥Ａは、添加された硫酸等の強酸によってｐＨが下げられ、熱との組み合せ効果により、汚泥微生物は死滅する。
この時、汚泥微生物の一部は、細胞壁や細胞膜が破壊されるが、大半は、細胞壁や細胞膜が部分的に破損している程度であるため、固形物として残留している。
【００１８】
一方、汚泥可溶化槽１は、添加した強酸を混合したり、汚泥の温度を均一にするために、槽内を十分攪拌する必要があるが、ここでは、超音波発生器２から超音波を照射することによって、汚泥の分散、混合を行うことができる。
この時、超音波発生器の発信周波数は２０ｋＨｚ程度のものが使われるが、この超音波の照射により、酸と熱によって部分的に傷つけられた微生物細胞が、破砕され、細胞内部の細胞質が漏出して、細胞壁や細胞質の破片だけとなる。また、超音波の処理条件によっては、細胞壁や細胞質の破片も、糖質やアミノ酸、脂質にまで低分子化されて、液状化する。
【００１９】
このように、可溶化汚泥Ｂは、大半が可溶化されて液状になっているため、これを反応槽に返送した時、槽内の汚泥微生物によって容易に分解することができる。
【００２０】
【発明の効果】
本発明の汚泥の処理装置及び方法によれば、汚泥を可溶化、液状化する能力が大きいため、可溶化汚泥を反応槽に戻した時に、汚泥微生物によって、容易に分解することができる。また、完全に分解するまでの時間が短いため、標準活性汚泥法のように、汚泥滞留時間の短い処理方式にも適用することができ、処理水質が悪化するといった問題も生じない。
また、系外に排出する汚泥量を、ゼロに近づけることが可能であるため、汚泥の脱水処理や廃棄処分などにかかる費用を安価にすることができる。
なお、可溶化に伴って、汚泥に含まれていたリンの大部分が溶出しているため、リンの回収工程を組込むことによって、高濃度のリンを含む無機物主体の汚泥として回収することができ、リン鉱石の代替として、リサイクルすることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の汚泥の処理装置の一実施例を示す図である。
【符号の説明】
１  汚泥可溶化槽
２  超音波発生器（超音波照射装置）
３  加温用ヒータ（加温装置）
４  温度センサ
５  強酸貯留タンク
６  強酸注入ポンプ（強酸を添加する装置）
Ａ  余剰汚泥
Ｂ  可溶化汚泥
【図１】
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