(57)【要約】【課題】汚泥可溶化システムの熱を有効に利用することにより、汚泥を加温するための投入熱量を抑え、ランニングコストを低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】有機性汚水を生物処理槽で微生物の作用により処理するとともに、生物処理により発生した余剰汚泥を可溶化し、この可溶化した汚泥を生物処理槽に返送するようにした汚泥の処理方法において、汚泥可溶化槽６の後段に、可溶化処理で加熱された可溶化汚泥Ｂを貯留し、可溶化汚泥Ｂから熱を取り出す熱交換槽３を設ける。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機性汚水を生物処理槽で微生物の作用により処理するとともに、生物処理により発生した余剰汚泥を可溶化し、この可溶化した汚泥を生物処理槽に返送するようにした汚泥の処理方法において、汚泥可溶化槽の後段に、可溶化処理で加熱された可溶化汚泥を貯留し、該可溶化汚泥から熱を取り出す熱交換槽を設けることを特徴とする汚泥の処理方法。
【請求項２】
熱交換槽に、汚泥濃縮槽からの原汚泥を熱媒体として導入する熱交換器を配設し、該熱交換器により加温された原汚泥を汚泥可溶化槽に導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】
熱交換槽に、可溶化汚泥を攪拌する攪拌機を設置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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、汚泥の処理方法に関し、特に、汚泥可溶化システムの熱を有効に利用することにより、汚泥を加温するための投入熱量を抑え、ランニングコストを低減することができる汚泥の処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
現在、下水処理場における余剰汚泥発生量の増加が深刻な問題となっている。この問題を解決するため、有機性汚水を生物処理槽で生物学的に処理するとともに、生物処理により発生した余剰汚泥を酸と加熱により可溶化し、この可溶化した汚泥を生物処理槽に返送するようにした汚泥の処理方法が開発されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、この汚泥の処理方法では、原汚泥を約６０〜８０℃まで加温する必要があるが、上記従来の汚泥の処理方法では、原汚泥の加温を全て電気ヒータ等に依存していたため、可溶化システム全体のランニングコストの大半が原汚泥の加温のための費用で占められ、処理費用が高いという問題があった。
【０００４】
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、汚泥可溶化システムの熱を有効に利用することにより、汚泥を加温するための投入熱量を抑え、ランニングコストを低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。
【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方法は、有機性汚水を生物処理槽で微生物の作用により処理するとともに、生物処理により発生した余剰汚泥を可溶化し、この可溶化した汚泥を生物処理槽に返送するようにした汚泥の処理方法において、汚泥可溶化槽の後段に、可溶化処理で加熱された可溶化汚泥を貯留し、該可溶化汚泥から熱を取り出す熱交換槽を設けることを特徴とする。
【０００６】
この汚泥の処理方法は、汚泥可溶化槽の後段に、可溶化処理で加熱された可溶化汚泥を貯留し、該可溶化汚泥から熱を取り出す熱交換槽を設けることから、原汚泥を加熱するために必要な熱エネルギーを大幅に削減し、酸加熱法による汚泥可溶化システムのランニングコストを大きく低減するとともに、可溶化汚泥を同時に冷却し、酸性の高温流体による後段の沈殿槽等の腐食を抑制することができる。
【０００７】
また、熱交換槽に、汚泥濃縮槽からの原汚泥を熱媒体として導入する熱交換器を配設し、該熱交換器により加温された原汚泥を汚泥可溶化槽に導入することができる。
【０００８】
これにより、汚泥濃縮槽からの原汚泥を予熱して、原汚泥を加熱するために必要な熱エネルギーを大幅に削減し、酸加熱法による汚泥可溶化システムのランニングコストを大きく低減するとともに、可溶化汚泥を同時に冷却し、酸性の高温流体による後段の沈殿槽等の腐食を抑制することができる。
【０００９】
また、熱交換槽に、可溶化汚泥を攪拌する攪拌機を設置することができる。
【００１０】
これにより、熱交換槽内部及び熱交換器表面への可溶化汚泥の付着や堆積を防止するとともに、槽内温度を均一化して熱交換率を向上させることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
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。
【００１２】
図１に、本発明の汚泥の処理方法の１実施例を示す。
この汚泥の処理方法は、有機性汚水を生物処理槽（図示省略）で微生物の作用により処理するとともに、生物処理により発生した余剰汚泥を可溶化し、この可溶化した汚泥を生物処理槽に返送するもので、汚泥可溶化槽６の後段に、可溶化処理で加熱された可溶化汚泥Ｂを貯留し、該可溶化汚泥Ｂから熱を取り出す熱交換槽３を設けることを特徴とする。
熱交換槽３には、汚泥濃縮槽１からの原汚泥Ａを熱媒体として導入する熱交換器４が配設されており、該熱交換器４により加温された原汚泥Ａは、後段のヒータ５によりさらに加温した後、汚泥可溶化槽６に導入される。
また、熱交換槽３には、可溶化汚泥Ｂを攪拌する攪拌機８が設置されており、これにより、熱交換槽３内部及び熱交換器４表面への可溶化汚泥Ｂの付着や堆積を防止するとともに、槽内温度を均一化して熱交換率を向上させるようにしている。
【００１３】
酸加熱法による汚泥の可溶化方法及び汚泥中のリンの除去方法においては、汚泥可溶化槽６では原汚泥を約８０℃まで、また、特にリンの除去を必要とせず汚泥の可溶化のみを行う場合でも約６０℃まで加温する必要があり、従来は電気ヒータ等により原汚泥を加温している。
そこで、原汚泥Ａが汚泥可溶化槽６に流入する前段に熱交換器４を内蔵した熱交換槽３を設け、汚泥可溶化槽６より流出してくる高温の可溶化汚泥Ｂと原汚泥Ａの熱交換を行うことで、熱を無駄に系外に排出することなく原汚泥Ａの加温に利用することができる。
【００１４】
ここで、汚泥可溶化槽６の後段に設置する熱交換槽３には投げ込み式の熱交換器４を用い、熱交換器４内部に原汚泥Ａをポンプ２により流入させ、熱交換器４を設置した熱交換槽３内に汚泥可溶化槽６より流出した可溶化汚泥Ｂを満たす。汚泥可溶化槽６より流出した直後の可溶化汚泥Ｂの温度は約６０〜８０℃であり、さらに酸が添加されておりｐＨ２以下であるため腐食性が強い。
そこで、熱交換槽３内部は高温の酸性流体に対する耐食性の高いフッ素樹脂やＦＲＰ等で防食化工を施したり、チタン等耐食性の強い素材を使用する。また、熱交換器４にもチタン等の耐食性に優れた材質のものを使用する。
【００１５】
酸加熱法による汚泥可溶化システムでは、腐食を防ぐため、汚泥可溶化槽６の後段に設置される沈殿槽等の材質としてステンレスを使用し、さらに防食塗装等を施す必要がある。
この場合、４５℃以下の低温時にはｐＨ２以下の酸性流体に対してもその耐食性は強いが、流体温度が約５５℃以上の高温となるとその耐食性能は急激に低下する。
また、高温の酸性流体に対する耐食性の強いフッ素樹脂、ＦＲＰ等は複雑な構造のものに施工するのには適さない場合があり、さらに高価であることから、沈殿槽等の腐食防止のため、汚泥可溶化槽６から流出した可溶化汚泥Ｂを４５℃以下にまで冷却することが望ましい。
そこで、本発明のように熱交換槽３を用いることにより、原汚泥Ａの温度を上昇させるだけでなく、同時に可溶化汚泥Ｂを冷却することができ、これにより、酸性の高温流体による沈殿槽等の腐食を抑制することができる。
【００１６】
また、熱交換槽３内に攪拌機８を設置することにより、可溶化汚泥Ｂ中に含まれる固形物が熱交換槽３や熱交換器４の表面に堆積することを防止し、熱移動の妨げとなることなく熱交換を行うことができる。
また、攪拌機８による物質拡散により、熱移動が促進され、熱交換効率が向上する。さらに、攪拌機８により熱交換槽３を完全混合槽とし、固形物の堆積を防ぐことができるので、堆積した固形物が後段の配管９に詰まることもない。
【００１７】
（実施例）
重力濃縮槽１等で一定期間濃縮された原汚泥Ａは、送泥ポンプ２により熱交換槽３内部に設置されたパイプ型の熱交換器４内を通過する際に、熱交換槽３内に満たされた約６０℃〜８０℃の可溶化汚泥Ｂと熱交換することにより３０〜５０℃に加温される。
熱交換器４を通過した原汚泥Ａは、ヒータ５により約６０〜８０℃まで加温され汚泥可溶化槽６に流入する。
【００１８】
汚泥可溶化槽６では硫酸、塩酸、硝酸等の酸類Ｃを原汚泥に添加することで原汚泥のｐＨを２以下とし、槽内温度を約６０〜８０℃に保持して、１〜４時間酸加熱処理する。
酸加熱処理された可溶化汚泥Ｂは、汚泥可溶化槽６より越流し、配管７を通過して熱交換槽３に自由流下する。なお、可溶化汚泥Ｂの温度低下を防ぐため、配管７は保温材により断熱する。
【００１９】
熱交換槽３に流入した可溶化汚泥Ｂは、熱交換槽３内に設置された攪拌機８によって攪拌され、可溶化汚泥Ｂ中の固形物が熱交換槽３や熱交換器４の表面に付着・堆積することが防止され、熱交換器４内を流れる原汚泥Ａと熱交換される。また、攪拌機８による物質拡散効果により、熱交換器４表面に接する可溶化汚泥Ｂは、常に更新され熱交換効率は向上する。
なお、腐食防止のため、熱交換槽３内面はフッ素樹脂やＦＲＰ等で防食加工を施すか、又はチタン等耐食性の強い素材を使用する。また、熱交換槽３の外面は、断熱材で覆うなどして外部への放熱を低減するのが望ましい。
【００２０】
攪拌機８を構成する攪拌軸８１及び攪拌羽８２についても、熱交換槽３内面と同様に腐食防止のためフッ素樹脂やＦＲＰ等で防食加工を施すか、又はチタン等耐食性の強い素材を使用する。
また、汚泥可溶化槽６からの可溶化汚泥の越流が連続的に行われない運転方法の場合は、熱交換槽３に設置した攪拌機８も可溶化汚泥の越流に合わせて断続的に運転してもよい。
【００２１】
汚泥可溶化槽６から熱交換槽３に流入した直後の可溶化汚泥Ｂの温度は約６０〜８０℃であるが、熱交換槽３の後段には沈殿槽等が設置されている。
この沈殿槽等の腐食を考慮する場合には、熱交換槽３から自由流下する可溶化汚泥Ｂの温度が約４５℃以下にまで低下するように、熱交換槽３の容積を決定する。
また、熱交換槽３を攪拌機８により攪拌することにより、可溶化汚泥Ｂ中の固形物が熱交換槽３の内壁や熱交換器４の表面に付着したり堆積することはほとんどないが、配管９内を自由流下により閉塞させることなく通過させるために、１００Ａ以上の配管を使用することが望ましい。
【００２２】
熱交換槽３から流出した可溶化汚泥Ｂは、固液分離を目的とした沈殿槽に流入させてリン除去を行うか、又はリン除去を行わない場合は、水処理系のポンプ槽や曝気槽等に返送する。
その際、沈殿槽やポンプ槽等のｐＨの低下を防ぐため、アルカリ剤を添加して中和処理するのが望ましい。
また、曝気槽等で容量の十分大きいものに返送する場合についてはそのまま返送することもでき、さらに、濃縮機を用いて可溶化汚泥を濃縮することにより、曝気槽等への返送量を減らし、分離水を汚泥可溶化槽に戻すことも可能である。
【００２３】
以上、本発明の実施例を説明したが、本発明の汚泥の処理方法は、この実施例の記載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に変更することが可能である。
【００２４】
【発明の効果】
本発明の汚泥の処理方法によれば、汚泥可溶化槽の後段に、可溶化処理で加熱された可溶化汚泥を貯留し、該可溶化汚泥から熱を取り出す熱交換槽を設けることから、原汚泥を加熱するために必要な熱エネルギーを大幅に削減し、酸加熱法による汚泥可溶化システムのランニングコストを大きく低減するとともに、可溶化汚泥を同時に冷却し、酸性の高温流体による後段の沈殿槽等の腐食を抑制することができる。
【００２５】
また、熱交換槽に、汚泥濃縮槽からの原汚泥を熱媒体として導入する熱交換器を配設し、該熱交換器により加温された原汚泥を汚泥可溶化槽に導入することにより、汚泥濃縮槽からの原汚泥を予熱して、原汚泥を加熱するために必要な熱エネルギーを大幅に削減し、酸加熱法による汚泥可溶化システムのランニングコストを大きく低減するとともに、可溶化汚泥を同時に冷却し、酸性の高温流体による後段の沈殿槽等の腐食を抑制することができる。
【００２６】
また、熱交換槽に、可溶化汚泥を攪拌する攪拌機を設置することにより、熱交換槽内部及び熱交換器表面への可溶化汚泥の付着や堆積を防止するとともに、槽内温度を均一化して熱交換率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の汚泥の処理方法の１実施例を示すフロー図である。
【符号の説明】
１    濃縮槽
２    ポンプ
３    熱交換槽
４    熱交換器
５    ヒータ
６    汚泥可溶化槽
７    配管
８    攪拌機
８１  攪拌軸
８２  攪拌羽
９    配管
Ａ    原汚泥
Ｂ    可溶化汚泥
Ｃ    酸類
【図１】
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