(57)【要約】【課題】浄化槽汚泥の搬入量の増加及びし尿減少により原水の水質変化により運転に支障をきたしている既設し尿処理場を改造して行う浄化槽汚泥の処理方法を提供する。【解決手段】浄化槽汚泥を膜分離活性汚泥槽で生物学的脱窒素処理し、その余剰汚泥を膜分離メタン発酵槽でメタン発酵により減容化し、メタン発酵の際に余剰汚泥から流出した窒素分を膜分離活性汚泥槽で処理することで、浄化槽汚泥の水処理（特に窒素除去）と汚泥の減容化の双方を同時に実現する。【選択図】　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
浄化槽汚泥を膜分離活性汚泥槽で生物学的脱窒素処理し、その余剰汚泥を膜分離メタン発酵槽でメタン発酵により減容化し、膜分離メタン発酵槽の膜分離水を膜分離活性汚泥槽で生物学的脱窒素処理することを特徴とする浄化槽汚泥の処理方法。
【請求項２】
浄化槽汚泥とし尿が搬入されるし尿処理施設において、浄化槽汚泥は膜分離活性汚泥槽で生物学的脱窒素処理し、膜分離活性汚泥槽の余剰汚泥とし尿とを混合して膜分離メタン発酵槽でメタン発酵させ、膜分離メタン発酵槽の膜透過水を活性汚泥処理することを特徴とする浄化槽汚泥の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は浄化槽汚泥の処理方法に関し、浄化槽汚泥の急増に悩む既設し尿処理場を改造する技術に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の先行技術文献としては例えば特許文献１もしくは特許文献２がある。
【０００３】
【特許文献１】特開平７−６８２９４号公報
【０００４】
【特許文献２】特開平１１−１９７６３６号公報
ところで、我が国において下水道が整備されるまでの過渡的な生活排水処理として位置付けられてきた浄化槽は日本独特のものであるが今は世界でも注目される技術となっている。
【０００５】
近年浄化槽法が改正になり、風呂・台所・洗濯排水などの生活雑排水を垂れ流しにし、トイレの水洗排水だけを処理していた単独浄化槽は製造禁止となった。このため、トイレ水洗排水と生活雑排水の両方、即ち家庭から出る生活排水の全てを処理する合併処理浄化槽だけが製造・設置されるようになった。この合併処理浄化槽は恒久的な生活排水処理施設（３０年）として位置付けられているので、財政難に悩む地方自治体が下水による水洗化事業から浄化槽による水洗化事業へ切り替えるケースが増えるものと考えられる。
【０００６】
一般的な浄化槽のしくみは、生活排水中の汚物を微生物が食べることで排水を浄化し、沈殿槽で微生物を沈降させて分離し、その上澄み液を処理水として減菌後に放流している。微生物は排水を処理すればするほどにどんどん増殖して沈殿槽での固液分離に支障をきたすので、定期的に余剰汚泥としてバキューム車で引き抜いて最終的にし尿処理場に搬入して処理している。
【０００７】
水洗排水だけ処理する単独浄化槽に比べて合併処理浄化槽は余剰汚泥の発生量が多くなる。このため、近年し尿処理場に搬入される浄化槽汚泥量は増加傾向にあり、一部の処理場では計画処理量をオーバーし、処理場の運転に支障をきたしているところが出ている。さらに、下水や浄化槽などの水洗化人口の増加に伴って汲み取り人口が減少を続けているために、し尿処理場に搬入されるし尿と浄化槽汚泥の比率が建設当時とは逆転した比率となって原水の水質が変化したことがし尿処理場の運転を困難にしている一因である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
図４は２０年以上前（昭和５０年以前）に建設された代表的なし尿処理場における嫌気性消化方式もしくは好気性消化方式によるし尿処理方法を示すものである。
【０００９】
嫌気性消化方式では搬送車両１によって搬入する汲み取りし尿２と浄化槽３の嫌気性浄化槽汚泥４とを消化槽（嫌気性消化槽）５で約３０日間嫌気性細菌によってし尿中の汚物をメタンガスなどに分解処理（ＢＯＤ除去率８０％以上）しており、消化槽（嫌気性消化槽）５から出た脱離液を希釈水で２０倍に希釈して曝気槽等で活性汚泥処理６し、さらに減菌した後に放流していた。好気性消化方式では消化槽（好気性消化槽）５で１０日間以上好気性細菌によって汚物を炭酸ガスなどに分解し、沈殿分離後に上澄み液を２０倍に希釈して活性汚泥処理していた。
【００１０】
嫌気性消化方式、好気性消化方式は窒素除去の必要性が高まった昭和５５年以降はほとんど建設されることがなくなったが、いまだ更新されていない嫌気性消化方式、好気性消化方式の処理場が全国に約１２００箇所も残っている。
【００１１】
この浄化槽汚泥はもともと排水処理に寄与した微生物の集まりであるが、汚泥貯留槽などに長時間嫌気性で貯留されることにより腐敗して水中に有機汚濁物質や窒素などを放出する。したがって、そのままでは放流できず再処理が必要となる。
【００１２】
【表１】
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ところで、表１に示すように、浄化槽汚泥は浮遊性物質（ＳＳ）を固液分離するだけで有機汚濁物質の指標であるＢＯＤやＣＯＤが８０〜９０％除去される。これに対してし尿は溶解性の有機汚濁物質がほとんどの割合を占める。
【００１３】
嫌気性消化方式や好気性消化方式はもともと高濃度の工場排水やし尿などに広く用いられている処理法であり、浄化槽汚泥の比率が高くなった場合には適当な処理方法とは言い難い。
【００１４】
図５は現在の浄化槽汚泥専用処理方法を示すものである。この方法では浄化槽１１から搬送車両１２によって搬入する浄化槽汚泥１３に含まれた夾雑物を夾雑物除去装置１４において除去し、夾雑物除去後の汚泥に凝集剤１５を添加して固液分離装置１６で固形物を除去した後に曝気槽等の活性汚泥処理１７し、沈殿槽１８で固液分離して分離した汚泥を余剰汚泥として取り出すとともに、一部を活性汚泥処理１７に返送し、分離した上澄み水を処理水として滅菌した後に放流している。
【００１５】
本発明は上記した課題を解決するものであり、浄化槽汚泥の搬入量の増加及びし尿減少により原水の水質変化により運転に支障をきたしている既設し尿処理場を改造して行う浄化槽汚泥の処理方法を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に係る本発明の浄化槽汚泥の処理方法は、浄化槽汚泥を膜分離活性汚泥槽で生物学的脱窒素処理し、その余剰汚泥を膜分離メタン発酵槽でメタン発酵により減容化し、膜分離メタン発酵槽の膜分離水を膜分離活性汚泥槽で生物学的脱窒素処理するものである。
【００１７】
請求項２に係る本発明の浄化槽汚泥の処理方法は、浄化槽汚泥とし尿が搬入されるし尿処理施設において、浄化槽汚泥は膜分離活性汚泥槽で生物学的脱窒素処理し、膜分離活性汚泥槽の余剰汚泥とし尿とを混合して膜分離メタン発酵槽でメタン発酵させ、膜分離メタン発酵槽の膜透過水を活性汚泥処理するものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１において、浄化槽汚泥２１は搬送車両２２で処理施設に搬入し、搬入した浄化槽汚泥２１を夾雑物除去後に膜分離活性汚泥槽２３で生物学的脱窒素処理する。膜分離活性汚泥槽２３は硝化槽、脱窒槽、膜分離装置等で構成するものであり、ここでは一般的に公知のものを使用しており、浄化槽汚泥２１を生物学的脱窒素処理して膜分離で膜分離水と活性汚泥とに分離し、膜分離水を処理水として取り出して直接に放流する。
【００１９】
膜分離活性汚泥槽２３の余剰汚泥は膜分離メタン発酵槽２４へ投入する。膜分離メタン発酵槽２４はメタン発酵槽と膜分離装置等で構成するものであり、ここでは一般的に公知のものを使用しており、余剰汚泥をメタン発酵により減容化し、メタン発酵消化液の膜分離水を膜分離活性汚泥槽２３に戻す。
【００２０】
余剰汚泥をメタン発酵させると汚泥が嫌気性細菌に分解されて減容化するが汚泥中の窒素分がメタン発酵消化液中に溶解する。このため、メタン発酵槽のメタン発酵消化液を膜分離装置で分離した際に膜透過水に窒素分が混入するので、このままでは放流できない。そこで、膜透過水を膜分離活性汚泥槽２３に返送して窒素除去を行う。
【００２１】
このように浄化槽汚泥２１を膜分離活性汚泥槽２３と膜分離メタン発酵槽２４を組み合わせて処理し、膜分離活性汚泥槽２３の余剰汚泥を膜分離メタン発酵槽２４で減容化してメタン発酵の際に余剰汚泥から流出した窒素分を膜分離活性汚泥槽２３で処理することで、浄化槽汚泥の水処理（特に窒素除去）と汚泥の減容化の双方を同時に実現でき、系外へは膜分離活性汚泥槽２３の膜透過水としてそのまま放流することができる。しかも、膜分離活性汚泥槽２３、膜分離メタン発酵槽２４のそれぞれにおいて膜で固液分離することにより、槽外への微生物の流出がなくなって各槽で微生物濃度を高濃度に保持できるので、処理時間の短縮ができ、かつ槽容量もコンパクトにすることができる。
【００２２】
図２に示すように、浄化槽汚泥３１と汲取りし尿３２が搬入される嫌気性消化方式のし尿処理施設にあっては、既設の嫌気性消化槽に新たに膜分離装置を付設して膜分離メタン発酵槽３３に改造するとともに、生物学的脱窒素処理を行う膜分離活性汚泥槽３４を新設し、既設の活性汚泥処理設備３５を使用することで、本発明の浄化槽汚泥の処理方法を実現可能である。
【００２３】
この構成において、浄化槽汚泥３１は膜分離活性汚泥槽３４で生物学的脱窒素処理し、膜分離活性汚泥槽３４の余剰汚泥と汲取りし尿３２とを混合して膜分離メタン発酵槽３３でメタン発酵させ、膜分離メタン発酵槽３３の膜透過水を既設の活性汚泥処理設備３５で処理する。
【００２４】
これまでは処理施設全体を更新する必要があり、全面更新の場合には工期に２〜３ヵ年を要したが、本発明の浄化槽汚泥の処理方法を採用することで、安価な費用、短期間でしかも既設の施設を稼動させながら簡単に改造することができる。
【００２５】
図３に示すように、既設の活性汚泥処理設備３５を膜分離活性汚泥槽３６に改造し、その余剰汚泥を膜分離メタン発酵槽３３へ返送することも可能である。
【００２６】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、膜分離活性汚泥槽と膜分離メタン発酵槽とを組み合わせることにより、余剰汚泥の減容化とメタン発酵の際に汚泥分解に伴って溶出する窒素分の除去とを行うことができ、膜分離メタン発酵槽ではメタン菌を高濃度で維持できるようになり、従来の１／２〜１／３の処理時間で有機物分解率が４０％以上可能となった。既設の嫌気性し尿処理場においては、本発明の浄化槽処理方法を採用することにより安価な改造費で実現でき、浄化槽汚泥の増加とし尿処理施設の老朽化に悩む自治体にとってメリットがある。
【００２７】
膜分離活性汚泥槽の採用で、シンプルな処理フロー（図２参照）での処理が可能となり、運転管理が容易となった。また活性汚泥槽の大きさが従来の１／２から１／３の水槽容量で処理できるようになり、コンパクトな処理施設となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における浄化槽汚泥の処理方法を示すフローシート図である。
【図２】本発明の他の実施の形態における浄化槽汚泥の処理方法を示すフローシート図である。
【図３】本発明の他の実施の形態における浄化槽汚泥の処理方法を示すフローシート図である。
【図４】従来のし尿処理方法を示すフローシート図である。
【図５】従来の浄化槽汚泥専用処理方法を示すフローシート図である。
【符号の説明】
２１　　浄化槽汚泥
２２　　搬送車両
２３　　膜分離活性汚泥槽
２４　　膜分離メタン発酵槽
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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