(57)【要約】【課題】汚泥の量や性状等に応じて汚泥の可溶化率を容易に調整することができる汚泥可溶化装置等を提供すること。【解決手段】本発明は、被処理液中の汚泥を可溶化するための可溶化槽１８を備える汚泥可溶化装置９において、被処理液中の汚泥の滞留時間が調整される調整槽１４、調整槽１４を使用して汚泥の滞留時間を調整する滞留時間調整手段Ｖ１，１９を備える。この汚泥可溶化装置９によれば、可溶化槽１８の前段に調整槽１４が設けられ、滞留時間調整手段Ｖ１，１９により調整槽１４を使用して被処理液中の汚泥の滞留時間が調整可能である。このため、可溶化槽１８が被処理液で満たされていても、汚泥の滞留時間を容易に調整できる。【選択図】  図２
2004321942.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理液中の汚泥を可溶化するための可溶化槽を備える汚泥可溶化装置において、
前記可溶化槽の前段に設けられ、前記被処理液中の汚泥の滞留時間を調整するための調整槽と、
前記調整槽を使用して前記汚泥の滞留時間を調整する滞留時間調整手段と、
を備えることを特徴とする汚泥可溶化装置。
【請求項２】
前記滞留時間調整手段が、前記調整槽における槽内液の水位を調整する水位調整手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の汚泥可溶化装置。
【請求項３】
前記滞留時間調整手段が、前記調整槽から前記可溶化槽に導入される前記被処理液の流量を調整する流量調整手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の汚泥可溶化装置。
【請求項４】
前記調整槽内又はその上流側において被処理液を加熱する加熱手段を更に備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の汚泥可溶化装置。
【請求項５】
有機性排水を活性汚泥によって処理する生物処理部を備えており、前記生物処理部で発生する余剰汚泥を減容化する汚泥減容システムにおいて、
前記生物処理部で得られる生物処理液を固液分離して汚泥を得る固液分離装置と、
前記固液分離装置から排出される被処理液中の汚泥のうち余剰汚泥を可溶化する汚泥可溶化装置と、
前記汚泥可溶化装置で得られる可溶化処理液を前記生物処理部に移送する移送手段とを備えており、
前記汚泥可溶化装置が、請求項１〜４のいずれか一項に記載の汚泥可溶化装置によって構成されていることを特徴とする汚泥減容システム。
【請求項６】
前記汚泥可溶化装置の前段に設けられ、前記固液分離装置で得られる汚泥のうち余剰汚泥を濃縮する濃縮装置を更に備えることを特徴とする請求項５に記載の汚泥減容システム。
【請求項７】
前記固液分離装置が、固液分離によって得られる前記汚泥の界面レベルを測定する汚泥界面計を備えており、前記汚泥可溶化装置が、請求項３に記載の汚泥可溶化装置によって構成されていることを特徴とする請求項５に記載の汚泥減容システム。
【請求項８】
被処理液中の汚泥を可溶化槽で可溶化する可溶化工程を含む汚泥可溶化方法において、
前記可溶化槽の前段に設けられる調整槽を使用して被処理液中の汚泥の滞留時間を調整する滞留時間調整工程を含むことを特徴とする汚泥可溶化方法。
【請求項９】
前記滞留時間調整工程において、前記調整槽内又はその上流側で前記被処理液を加熱することを特徴とする請求項８に記載の汚泥可溶化方法。
【請求項１０】
前記可溶化工程において、前記可溶化槽内に前記被処理液を導入し、前記可溶化槽内で少なくとも１枚の多孔板を前記被処理液に対して相対的に往復移動させて前記被処理液を撹拌すると共に、酸素ガス、オゾンガス、過酸化水素、アルカリ及び酸からなる群より選ばれる少なくとも１種の可溶化促進物質を前記可溶化槽内に導入し、
前記調整槽内に導入される前記被処理液の流量、前記可溶化槽内に導入される前記可溶化促進物質の量及び前記多孔板の相対的な往復移動周期を一定に保持すると共に、前記可溶化槽に導入される前記被処理液の流量を調整することにより前記汚泥の滞留時間を調整することを特徴とする請求項８又は９に記載の汚泥可溶化方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、汚泥可溶化装置及びこれを用いた汚泥減容システム並びに汚泥可溶化方法に関する。
【０００２】
【従来技術】
有機性排水の処理装置として、生物処理槽において、有機性排水を活性汚泥によって生物処理するものが一般に知られている。この処理装置においては、有機性排水中の有機物が活性汚泥によって分解されることで有機性排水の浄化が図られる。ところが、この処理装置においては、生物処理により余剰汚泥が発生するため、余剰汚泥の処理が問題となる。
【０００３】
この余剰汚泥を処理する方法として、被処理液中の余剰汚泥を可溶化槽で所定温度および所定圧力の下で可溶化した後、可溶化処理液を生物処理槽に返送することにより余剰汚泥の減容化を図る方法が知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−２２５０９１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前述した従来の余剰汚泥の減容化方法は、以下に示す課題を有する。
【０００６】
即ち上記余剰汚泥の減容化方法では、可溶化槽が槽内液で満たされ槽内液の体積が一定とされるのが通常であるため、可溶化槽において汚泥の滞留時間を調整することが困難である。このため、特に、生物処理槽で発生する余剰汚泥の量が少なくなって可溶化槽に導入される余剰汚泥の量が減少した場合には、可溶化槽における余剰汚泥の可溶化率が増大し、必要以上に余剰汚泥が可溶化される。その結果、生物処理槽における汚泥負荷の上昇や、生物処理液のにごり等の悪化を招くこととなる。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、汚泥の滞留時間を容易に調整することができる汚泥可溶化装置およびこれを用いた汚泥減容システム並びに汚泥可溶化方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、被処理液中の汚泥を可溶化するための可溶化槽を備える汚泥可溶化装置において、可溶化槽の前段に設けられ、被処理液中の汚泥の滞留時間を調整するための調整槽と、調整槽を使用して汚泥の滞留時間を調整する滞留時間調整手段とを備えることを特徴とする。
【０００９】
この汚泥可溶化装置によれば、可溶化槽の前段に設けられる調整槽を使用して、滞留時間調整手段により被処理液中の汚泥の滞留時間を調整することが可能である。このため、可溶化槽における被処理液の体積が一定であっても、汚泥の滞留時間を容易に調整することが可能となる。
【００１０】
滞留時間調整手段は、具体的には、調整槽における槽内液の水位を調整する水位調整手段を備える。この場合、水位調整手段により調整槽における槽内液の水位が調整され、これによって汚泥の滞留時間が調整される。例えば水位を高くすれば滞留時間を長くすることができ、水位を低くすれば滞留時間を短くすることができる。
【００１１】
あるいは滞留時間調整手段は、調整槽から可溶化槽に導入される被処理液の流量を調整する流量調整手段を備える。この場合、流量調整手段により、可溶化槽に導入される被処理液の流量が調整され、これによって、汚泥の滞留時間が調整される。
【００１２】
上記汚泥可溶化装置は、調整槽内又はその上流側において被処理液を加熱する加熱手段を更に備えることが好ましい。調整槽内又はその上流側において被処理液が加熱手段によって加熱されると、調整槽内における被処理液は加熱されたものとなり、可溶化槽のみならず調整槽においても汚泥の可溶化を行うことが可能となる。このため、可溶化槽を小型化することが可能になる。
【００１３】
また本発明は、有機性排水を活性汚泥によって処理する生物処理部を備えており、生物処理部で発生する余剰汚泥を減容化する汚泥減容システムにおいて、生物処理部で得られる生物処理液を固液分離して汚泥を得る固液分離装置と、固液分離装置から排出される被処理液中の汚泥のうち余剰汚泥を可溶化する汚泥可溶化装置と、汚泥可溶化装置で得られる可溶化処理液を生物処理部に移送する移送手段とを備えており、汚泥可溶化装置が上述した汚泥可溶化装置によって構成されていることを特徴とする。
【００１４】
この汚泥減容システムによれば、生物処理部で得られる生物処理液が固液分離装置で固液分離されて汚泥が得られ、このうちの余剰汚泥が汚泥可溶化装置で可溶化される。そして、汚泥可溶化装置で得られる可溶化処理液が移送手段により生物処理部に移送される。ここで、汚泥可溶化装置が上記汚泥可溶化装置によって構成されており汚泥の滞留時間の調整を容易に行うことが可能である。このため、生物処理部で発生する余剰汚泥が少なくなり汚泥可溶化装置に導入される余剰汚泥の量が減少したり、あるいは余剰汚泥の性状が変化して余剰汚泥が可溶化しやすいものになった場合でも、それに応じて余剰汚泥の可溶化率の増大を防止でき、余剰汚泥が必要以上に可溶化されることを防止することができる。このため、生物処理部において生物処理能力の低下を十分に防止しながら、余剰汚泥の十分な減容化を図ることができる。
【００１５】
上記汚泥減容システムは、汚泥可溶化装置の前段に設けられ、固液分離装置で得られる汚泥のうち余剰汚泥を濃縮する濃縮装置を更に備えることが好ましい。この場合、固液分離装置で得られる汚泥のうち余剰汚泥が濃縮装置により濃縮され、濃縮された余剰汚泥が汚泥可溶化装置で可溶化されるため、余剰汚泥の可溶化が効率よく行われる。
【００１６】
上記汚泥減容システムにおいて、固液分離装置が、固液分離によって得られる汚泥の界面レベルを測定する汚泥界面計を備えており、汚泥可溶化装置が、調整槽から可溶化槽に導入される被処理液の流量を調整する流量調整手段を有する滞留時間調整手段を備えることが好ましい。
【００１７】
この場合、汚泥界面計によって汚泥の界面レベルが測定され、この界面レベルによって余剰汚泥の量が判断される。そして、判断された余剰汚泥の量によって、流量調整手段により、調整槽から可溶化槽に導入される被処理液の流量が調整される。例えば余剰汚泥の量が多いと判断される場合には、可溶化槽に導入される被処理液の流量を、調整槽に導入される被処理液の流量と同じにすることにより、滞留時間を長くすることが可能となる。逆に、余剰汚泥の量が少ないと判断される場合には、可溶化槽に導入される被処理液の流量を、調整槽に導入される被処理液の流量よりも多くすることにより、滞留時間を短くすることが可能となる。
【００１８】
また本発明は、被処理液中の汚泥を可溶化槽で可溶化する可溶化工程を含む汚泥可溶化方法において、可溶化槽の前段に設けられる調整槽を使用して被処理液中の汚泥の滞留時間を調整する滞留時間調整工程を含むことを特徴とする。
【００１９】
この汚泥可溶化方法によれば、可溶化槽の前段に設けられる調整槽を使用して被処理液中の汚泥の滞留時間が調整される。このため、可溶化槽における被処理液の体積が一定であっても、調整槽を使用して汚泥の滞留時間を容易に調整することが可能である。
【００２０】
上記滞留時間調整工程においては、調整槽内又はその上流側で被処理液を加熱することが好ましい。調整槽内又はその上流側で被処理液が加熱されると、調整槽内における被処理液が加熱されたものとなり、可溶化槽のみならず調整槽においても汚泥の可溶化を行うことが可能となる。このため、可溶化槽を小型化することが可能となる。
【００２１】
上記可溶化工程においては、調整槽から可溶化槽内に被処理液を導入し、可溶化槽内で少なくとも１枚の多孔板を被処理液に対して相対的に往復移動させて被処理液を撹拌すると共に、酸素ガス、オゾンガス、過酸化水素、アルカリ及び酸からなる群より選ばれる少なくとも１種の可溶化促進物質を可溶化槽内に導入し、調整槽内に導入される被処理液の流量、可溶化槽内に導入される可溶化促進物質の量及び多孔板の相対的な往復移動周期を一定に保持すると共に、可溶化槽に導入される被処理液の流量を調整することにより汚泥の滞留時間を調整することが好ましい。尚、過酸化水素は、液体でも気体でもよい。
【００２２】
この場合、可溶化槽に導入される被処理液の流量を調整するだけで汚泥の滞留時間を調整することができる。このため、可溶化槽に導入される被処理液の流量だけでなく、調整槽内に導入される被処理液の流量、可溶化槽内に導入される可溶化促進物質の量や多孔板の相対的な往復移動周期をも同時に調整する場合に比べて、汚泥の滞留時間の調整作業が極めて容易となる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００２４】
図１は、本発明による汚泥減容システムの一実施形態を示すフロー図である。図１に示すように、汚泥減容システム１００は、有機性排水を生物処理するための生物処理槽１と、生物処理槽１に有機性排水を導入するラインＬ１とを備えており、生物処理槽１内には活性汚泥を含む槽内液２が貯留されている。また生物処理槽１の底部には散気管３が配設され、散気管３にはブロワ４が接続されている。従って、ブロワ４を作動すると、散気管３より槽内液２に散気空気が供給され、槽内液２が好気状態とされる。このため、槽内液２中の活性汚泥により槽内液２中の有機物が生物処理される。本実施形態では、生物処理槽１、散気管３及びブロワ４によって生物処理部が構成されている。
【００２５】
生物処理槽１で得られる生物処理液は、ラインＬ２を経て沈殿槽５に導入される。沈殿槽５では、生物処理液が汚泥６と上澄液７とに固液分離され、上澄液７は、ラインＬ３を経て沈殿槽５から排出されるようになっている。汚泥６は、重力により沈降して沈殿槽５の底部に溜まるようになっている。尚、沈殿槽５には、汚泥６を沈殿槽５の底部に掻き寄せる汚泥掻寄機８が設けられている。本実施形態では、沈殿槽５及び汚泥掻寄機８により固液分離装置が構成されている。
【００２６】
沈殿槽５の底部からは、汚泥６を含む被処理液が排出され、被処理液の一部は、生物処理槽１における汚泥量を一定に保持するために、ラインＬ４を経て生物処理槽１に返送され、被処理液の残部、即ち余剰汚泥を含む被処理液は、ラインＬ５を経て汚泥可溶化装置９に導入されるようになっている。ラインＬ５にはポンプＰ１が設置され、余剰汚泥を含む被処理液は、ポンプＰ１の作動により汚泥可溶化装置９に導入される。汚泥可溶化装置９で得られる可溶化処理液は、ラインＬ６を経て生物処理槽１に導入される。
【００２７】
ここで、汚泥可溶化装置９について詳細に説明する。図２は、汚泥可溶化装置９の一例を示すフロー図である。図２に示すように、汚泥可溶化装置９は、余剰汚泥の滞留時間が調整される調整タンク１３と、調整タンク１３から導入される被処理液中の余剰汚泥を可溶化する可溶化部１２とを備えている。
【００２８】
調整タンク１３には、仕切り１６によって、被処理液が貯留される調整槽１４と、後述する可溶化処理液が貯留される可溶化処理液貯留槽１５とが形成され、調整槽１４にはラインＬ５により被処理液が導入されるようになっている。ラインＬ５にはバルブＶ１及び流量計２５が設置され、流量計２５で測定される被処理液の流量に基づいてバルブＶ１の開度を調整することにより、調整槽１４に導入される被処理液の流量を調整することが可能となっている。また調整槽１４には、調整槽１４の水位を測定する水位計２９が設けられている。
【００２９】
尚、汚泥可溶化装置９は、スチームを発生する熱源２３と、熱源２３とラインＬ５とを接続するラインＬ１２と、ラインＬ１２に設置されるバルブＶ２と、ラインＬ５に設置され被処理液の温度を測定する温度計２４を備えることが好ましい。この場合、温度計２４で測定された被処理液の温度に基づいてバルブＶ２の開度が調整され、熱源２３からラインＬ１２を経てラインＬ５にスチームが供給される。これにより被処理液を加熱することが可能となっている。加熱された被処理液は、調整槽１４に導入されるようになっており、調整槽１４において、被処理液中の余剰汚泥について可溶化を行うことが可能になる。本実施形態では、熱源２３、ラインＬ１２、バルブＶ２及び温度計２４によって加熱手段が構成されている。
【００３０】
調整タンク１３の外部には貯留槽１７が設けられ、貯留槽１７から延びる上昇ラインＬ７の先端は、調整槽１４内の被処理液中に浸漬されている。上昇ラインＬ７には空気供給ラインＬ８が接続され、上昇ラインＬ７に空気が供給されるようになっている。空気供給ラインＬ８より上昇ラインＬ７に空気が供給されると、上昇ラインＬ７内に負圧が発生し、被処理液が上昇ラインＬ７によって吸引されて上昇し、貯留槽１７に貯留されるようになっている。
【００３１】
貯留槽１７にはラインＬ９が接続され、ラインＬ９には、被処理液の流量を測定する流量計２６が設置されている。そして、流量計２６で測定される流量に基づいて、空気供給ラインＬ８から上昇ラインＬ７に導入される空気の流量が調整される。空気の流量は、ガス供給源（例えばブロワ）１９の出力を調整することにより行うことができる。本実施形態では、流量計２６、空気供給ラインＬ８及びガス供給源１９によって流量調整手段が構成されている。また、流量計２５，２６、空気供給ラインＬ８、ガス供給源１９、水位計２９及びバルブＶ１によって水位調整手段が構成されている。
【００３２】
一方、可溶化部１２は、余剰汚泥を撹拌して可溶化する汚泥撹拌装置１１を備えている。図３は、汚泥撹拌装置１１の一例を概略的に示す断面図である。図３に示すように、汚泥撹拌装置１１は可溶化槽１８を有し、可溶化槽１８の底部には、ラインＬ９が接続されている。また可溶化槽１８内には、ガス供給源１９からラインＬ１０を経て空気が供給されるようになっている。尚、可溶化部１２の可溶化槽１８は、電熱ヒータや、蒸気を流通させる管によって覆われてもよい。また空気供給ラインＬ８は、ガス供給源１９とは別の空気供給源に接続されていてもよいが、ラインＬ１０から分岐するものであることが好ましい（図２参照）。この場合、可溶化槽１８にガス（可溶化促進物質）を供給するためのガス供給源１９が有効に利用されることになる。更に可溶化槽１８には、駆動軸２０が可溶化槽１８に対して移動可能に設けられ、駆動軸２０には多孔板群２１が所定間隔で設けられている。さらに言えば、多孔板群２１は、駆動軸２０に直交するように且つ互いに平行となるように駆動軸２０に取り付けられている。可溶化槽１８の上部には、駆動軸２０を図示矢印Ａ方向に往復移動させる駆動源２７が設けられている。
【００３３】
図４は、汚泥撹拌装置１１の要部を示す斜視図であり、多孔板群２１の一部を示す。また、図５は、多孔板群２１の一部を示す断面図である。両図に示す如く、各多孔板２１ｎには、その厚み方向に貫通する複数の孔Ｈｎが形成されている。また、任意の位置の多孔板２１ｎは、隣接する多孔板２１ｎ−１及び２１ｎ＋１に対し、各多孔板２１ｎ−１，ｎ，ｎ＋１と重ね合わせたときに、多孔板２１ｎに形成された孔（第１の孔）Ｈｎと各多孔板２１ｎ−１，ｎ，ｎ＋１に形成された孔（第２の孔）Ｈｎ−１，ｎ，ｎ＋１の位置が一致しないように配置されている。
【００３４】
換言すれば、多孔板群２１は、互いに隣接された一方の多孔板２１ｎに形成された複数の孔Ｈｎと他方の多孔板２１ｎ−１，ｎ＋１に形成された複数の孔Ｈｎ−１，ｎ＋１とが、平面位置が互いに異なって配置されるように設けられている。すなわち、隣接された多孔板２１ｎ毎に、孔Ｈの中心（軸）位置が交互に異なるように千鳥格子状（千鳥模様状、千鳥足状）に配列されている。さらに言えば、複数の多孔板２１ｎのうち、任意に選択される隣接配置された二つの多孔板２１ｎのうち一方の多孔板２１ｎに形成された孔Ｈｎ（第１の孔）と、他方の多孔板２１ｎ−１，ｎ＋１に形成された孔Ｈｎ−１，ｎ＋１のうちその第１の孔と最短距離に位置する孔（第２の孔）とが、非同軸状（即ち第１の孔を通る軸線上に、その第１の孔から最短距離に位置する孔がない状態）に設けられている。
【００３５】
また、図２及び図３に示すように、可溶化槽１８の上部にはラインＬ１１が接続され、ラインＬ１１は調整タンク１３の可溶化処理液貯留槽１５に接続されており、可溶化槽１８で得られる可溶化処理液が可溶化処理液貯留槽１５内に導入されるようになっている。可溶化処理液貯留槽１５内に貯留された可溶化処理液は、図１に示すように、ラインＬ６を経て生物処理槽１に導入されるようになっており、ラインＬ６には、バルブＶ３及びポンプＰ２が設置されている。本実施形態では、バルブＶ３及びポンプＰ２が移送手段として機能している。
【００３６】
尚、ラインＬ５には熱交換器２２が設けられ、ラインＬ６は熱交換器２２を通るようになっている。このようにラインＬ６が熱交換器２２を通るようにすることで、可溶化処理液の持つ熱が、ラインＬ５を通る被処理液に伝達され、熱の有効利用が図られる。従って、汚泥可溶化装置９におけるランニングコストを低減できる。
【００３７】
次に、上述した汚泥減容システム１００を用いた汚泥減容方法の一例について説明する。
【００３８】
図１に示すように、生物処理槽１において、ブロワ４より散気管３を経て槽内液２に散気空気を導入する。これにより、槽内液２が好気状態とされ、槽内液２中の有機物が活性汚泥によって生物処理され、有機性排水の浄化が行われる。尚、有機性排水は、必要に応じ、ラインＬ１を経て生物処理槽１内に導入される。
【００３９】
生物処理槽１で得られる生物処理液がラインＬ２を経て沈殿槽５に移送されると、生物処理液は、沈殿槽５において汚泥６と上澄液７とに固液分離され、汚泥６は、重力により沈降して沈殿槽５の底部に溜まるようになる。
【００４０】
沈殿槽５の底部からは、ポンプＰ１の作動により、汚泥を含む被処理液を排出し、被処理液の一部は、生物処理槽１における汚泥の量を一定に保持するために、ラインＬ４を経て生物処理槽１に返送し、被処理液の残部、即ち余剰汚泥を含む被処理液は、ラインＬ５を経て汚泥可溶化装置９に導入する。
【００４１】
ここで、汚泥可溶化装置９を用いた汚泥可溶化方法について説明する。汚泥可溶化装置９においては、まず、被処理液中の余剰汚泥の量に応じて、調整タンク１３の調整槽１４において余剰汚泥の滞留時間を調整する。
【００４２】
ここで、被処理液中の余剰汚泥の量については、沈殿槽５において汚泥界面計２８により汚泥の界面レベルを測定し、その汚泥の界面レベルによって、余剰汚泥の量が多いか少ないかを判断する。
【００４３】
また余剰汚泥の滞留時間の調整は次のようにして行う。即ち、まず汚泥界面計２８で測定される汚泥の界面レベルによって、例えば余剰汚泥の量が多いと判断した場合には、調整槽１４における水位計２９によって水位レベルを決定する。例えば、水位レベルがＨ（高い）とＬ（低い）の２段階で設定される場合、水位レベルをＨ（Ｈ１〜Ｈ２）に設定する。ここで、Ｈ１はＨ２より低い水位とする。水位レベルをＨ２に設定するためには、水位レベルがＨ１となったときに空気供給ラインＬ８から上昇ラインＬ７への空気の供給を停止し、水位レベルがＨ２となるまで待てばよい。また水位レベルがＨ２となった後は、空気供給ラインＬ８から上昇ラインＬ７へ空気を供給し、水位レベルがＨ１となるまで待てばよい。このように水位レベルをＨ（Ｈ１〜Ｈ２）に保持することにより余剰汚泥の滞留時間を長くすることが可能となる（滞留時間調整工程）。
【００４４】
尚、調整槽１４内に貯留されている被処理液は加熱されたものであることが好ましい。被処理液が加熱されたものであることにより、可溶化槽１８のみならず調整槽１４においても被処理液中の汚泥の可溶化が行われることになる。このため、可溶化槽１８を小型化することが可能になる。被処理液を加熱されたものにするには、具体的には、温度計２４により被処理液の温度を測定し、その温度に応じてバルブＶ２の開度を調整し、熱源２３からラインＬ１２を経てラインＬ５へスチームを供給すればよい。この場合、調整槽１４の上流側で、スチームの熱により被処理液が加熱されることになる。さらに言えば、スチームを調整槽１４に供給すると、被処理液が局所的に加熱されることとなるが、被処理液がラインＬ５内に供給されることで、被処理液が全体にわたって均一に加熱されることとなる。
【００４５】
調整タンク１３においては、空気供給ラインＬ８から上昇ラインＬ７に空気を供給する。すると、上昇ラインＬ７に負圧が発生し、調整槽１４内に貯留された被処理液は、吸引されて上昇ラインＬ７中を上昇し、貯留槽１７に貯留される。貯留槽１７に貯留された被処理液は、ラインＬ９を経て可溶化槽１８に導入される。
【００４６】
可溶化部１２の汚泥撹拌装置１１においては、駆動源２７により駆動軸２０を駆動し、可溶化槽１８内で多孔板群２１を往復移動させると共に、ガス供給源１９よりラインＬ１０を経て可溶化槽１８内に空気を導入する。
【００４７】
すると、図５に示すように、空気等の気泡を含む気液固相の混相流が、多孔板２１ｎの孔Ｈｎを通るように上向きに流動するが、その流れは上方に位置する多孔板２１ｎ−１によって遮断又は遮へいされ、一部が下方に向きを変えられる。よって、その部位では、上昇流と下降流が複雑に混合し撹乱されて渦流等を含む乱流状態が絶え間なく生起される。このような状態は、各多孔板２１ｎの各孔Ｈｎ近傍の部位で引き起こされ、全体として被処理液の攪拌及び混合が十分に行われる。こうして、余剰汚泥の可溶化が行われる（可溶化工程）。
【００４８】
可溶化槽１８で得られる可溶化処理液は、ラインＬ１１を経て調整タンク１３の可溶化処理液貯留槽１５に貯留される。可溶化処理液貯留槽１５に貯留される可溶化処理液は、バルブＶ３を開き、ポンプＰ２を作動することにより、ラインＬ６を経て生物処理槽１へ導入される。
【００４９】
このとき、調整槽１４における余剰汚泥の滞留時間の調整により余剰汚泥の滞留時間が長くされている。このため、汚泥可溶化装置９に導入される余剰汚泥の量が多くても、余剰汚泥の可溶化を十分に行うことが可能となる。このため、生物処理槽１において、余剰汚泥の十分な減容化を図ることができる。
【００５０】
一方、沈殿槽５において汚泥界面計２８により余剰汚泥の量が少ないと判断される場合には、水位レベルをＬ（Ｌ１〜Ｌ２）に設定する。ここで、Ｌ１は、Ｌ２よりも低い水位レベルとする。水位レベルをＬ２に設定するためには、水位レベルがＬ１となったときに空気供給ラインＬ８から上昇ラインＬ７への空気の供給を停止し、水位レベルがＬ２となるまで待てばよい。調整槽１４において水位レベルがＬ２となった後は、空気供給ラインＬ８から上昇ラインＬ７へ空気を供給し、水位レベルがＬ１となるまで待てばよい。このように水位レベルをＬ（Ｌ１〜Ｌ２）に保持することにより汚泥の滞留時間を短くすることが可能となる。
【００５１】
調整槽１４に貯留された被処理液は、可溶化槽１８に導入し、上記と同様にして余剰汚泥の可溶化を行う。このとき、可溶化槽１８に導入される余剰汚泥の量は少なくなっているが、調整槽１４において余剰汚泥の滞留時間が短くなるように調整されている。このため、余剰汚泥の可溶化率の増大を十分に抑えることができ、余剰汚泥が必要以上に可溶化されることを十分に防止することができる。
【００５２】
従って、可溶化処理液を可溶化槽１８からラインＬ６を経て生物処理槽１へ導入しても、生物処理槽１において汚泥負荷の上昇や、生物処理液の濁り等の悪化を十分に防止することができる。
【００５３】
以上のように、汚泥可溶化装置９によれば、可溶化槽１８の前段で、調整槽１４を使用して調整槽１４の水位を調整することにより、余剰汚泥の滞留時間を調整することが可能である。このため、可溶化槽１８が被処理液で満たされており可溶化槽１８における被処理液の体積が一定であっても、調整槽１４を使用することにより余剰汚泥の滞留時間を容易に調整することができる。従って、汚泥可溶化装置９に導入される余剰汚泥の量に応じて余剰汚泥の滞留時間を調整することができる。よって、余剰汚泥の量にかかわらず余剰汚泥の可溶化率を常に一定に保持することが可能となり、生物処理槽１において、生物処理能力の低下を十分に防止しながら余剰汚泥の十分な減容化を図ることができる。
【００５４】
尚、上記汚泥可溶化装置９の運転に際しては、多孔板群２１の往復移動周期、ガス供給源１９から可溶化槽１８に導入する空気の流量及び調整槽１４に導入される被処理液の流量を一定に保持することが好ましい。この場合、調整タンク１３の調整槽１４から可溶化槽１８に導入される被処理液の流量を調整するだけで余剰汚泥の滞留時間を調整することができる。このため、可溶化槽１８に導入される被処理液の流量だけでなく、調整槽１４内に導入される被処理液の流量、可溶化槽１８内に導入される空気の流量、多孔板群２１の往復移動周期をも同時に調整する場合に比べて、滞留時間の調整操作が極めて容易となる。
【００５５】
次に、上述した汚泥減容システム１００を用いた汚泥減容方法の他の例について説明する。
【００５６】
この汚泥減容方法は、沈殿槽５において汚泥界面計２８で測定される汚泥界面のレベルに基づき、汚泥可溶化装置９において、調整槽１４から排出される被処理液の流量（可溶化槽１８に導入される被処理液の流量）を調整することにより余剰汚泥の可溶化を行うこと以外は、上記汚泥減容方法と同様にして行われる。
【００５７】
ここで、調整槽１４から排出される被処理液の流量の調整は、具体的には、空気供給ラインＬ８から上昇ラインＬ７に導入される空気の流量を調整することにより、即ち、ガス供給源１９の出力を調整することにより行えばよく、この流量は、ラインＬ９に設置された流量計２６により測定することができる。尚、調整槽１４内に導入される被処理液の流量を調整してもよいが、この場合、流量の調整は、具体的には、バルブＶ１の開度を調整することにより行えばよく、この被処理液の導入流量は、ラインＬ５に設置された流量計２５により測定することができる。
【００５８】
この汚泥減容方法においては、汚泥界面計２８で汚泥の界面レベルが測定され、この測定結果に基づき余剰汚泥の量が多いか少ないかが判断される。そして、余剰汚泥の量が多いと判断される場合には、余剰汚泥を十分に可溶化する必要があるため、余剰汚泥の滞留時間を長くする必要がある。そこで、余剰汚泥の量が多いと判断される場合には、調整槽１４から排出される被処理液の流量が調整槽１４に導入される被処理液の流量と等しくなるようにガス供給源１９の出力を調整する。尚、調整槽１４から排出される被処理液の流量が調整槽１４に導入される被処理液の流量と等しくなるようにするには、ラインＬ９にバルブを設置してその開度でラインＬ９を通る流量を調整してもよい。
【００５９】
一方、余剰汚泥の量が少ないと判断される場合には、余剰汚泥の可溶化を抑える必要があるため、余剰汚泥の滞留時間を短くする必要がある。そこで、余剰汚泥の量が少ないと判断される場合には、調整タンク１３の調整槽１４に導入される被処理液の流量より、調整槽１４から排出される被処理液の流量が多くなるようにガス供給源１９の出力を調整する。尚、調整タンク１３の調整槽１４に導入される被処理液の流量より、調整槽１４から排出される被処理液の流量が多くなるようにするためには、ラインＬ９にバルブを設置してその開度でラインＬ９を通る流量を調整してもよい（滞留時間調整工程）。
【００６０】
この汚泥減容方法でも、汚泥可溶化装置９において、可溶化槽１８の前段で、調整槽１４を使用して、調整槽１４に導入される被処理液の流量と、調整槽１４から排出される被処理液の流量を調整することにより、余剰汚泥の滞留時間を調整することが可能である。このため、可溶化槽１８が被処理液で満たされており可溶化槽１８における被処理液の体積が一定であっても、調整槽１４を使用することにより余剰汚泥の滞留時間を容易に調整することができる。従って、汚泥可溶化装置９に導入される余剰汚泥の量に応じて余剰汚泥の滞留時間を調整することができる。よって、余剰汚泥の量にかかわらず余剰汚泥の可溶化率を常に一定に保持することが可能となり、生物処理槽１において、生物処理能力の低下を十分に防止しながら余剰汚泥の十分な減容化を図ることができる。
【００６１】
尚、この汚泥可溶化方法においても、汚泥可溶化装置９の運転に際しては、多孔板群２１の往復移動周期、ガス供給源１９から可溶化槽１８に導入する空気の流量及び調整槽１４に導入される被処理液の流量を一定に保持することが好ましい。この場合、調整タンク１３の調整槽１４から可溶化槽１８に導入される被処理液の流量を調整するだけで余剰汚泥の滞留時間を調整することができる。このため、可溶化槽１８に導入される被処理液の流量だけでなく、調整槽１４内に導入される被処理液の流量、可溶化槽１８内に導入される空気の流量、多孔板群２１の往復移動周期をも同時に調整する場合に比べて、滞留時間の調整操作が極めて容易となる。
【００６２】
本発明は、前述した実施形態に限定されるものではない。例えば上記実施形態では、汚泥を可溶化するために可溶化槽１８に空気を導入しているが、空気に代えて、オゾンガス、過酸化水素ガス若しくはこれらの混合ガス、又はこれらと空気との混合ガスを用いてもよい。この場合、ガス供給源１９は、オゾンを貯留又は発生するオゾン供給源、過酸化水素を貯留又は発生する過酸化水素供給源、若しくはこれらの組合せ、又はこれらとガス供給源１９との組合せで構成すればよい。
【００６３】
また上記実施形態では、汚泥を可溶化するために可溶化槽１８において、多孔板群２１を往復移動させているが、多孔板群２１は静止させていても構わない。多孔板群２１を静止させる場合には、図６に示すように、汚泥撹拌装置１１において、可溶化槽１８の上部及び底部に循環ラインＬ５０の各端部を接続し、この循環ラインＬ５０の途中に、並列に配設されたポンプＰ３，Ｐ４をそれぞれ有する分岐ラインＬ５１，Ｌ５２を設置し、ポンプＰ３，Ｐ４の吐出方向は、それぞれ図示矢印ｔ１，ｔ２で示すように互いに逆方向とする。更に、汚泥撹拌装置１１において、ガス供給源１９に接続されたラインＬ１０を、流量調整バルブＶ２１，Ｖ２２を有し且つそれぞれ可溶化槽１８の底部及びラインＬ５０の双方に接続された分岐ラインＬ２１，Ｌ２２に分けるようにすればよい。この場合、ポンプＰ４及びポンプＰ３を交互に運転することにより、空気等の気泡を含む気液固相の混相流を上昇流としたり下降流とする。これにより、可溶化槽１８内において、渦流等を含む乱流状態が絶え間なく生起され、十分な攪拌及び混合が行われ、汚泥の可溶化が行われる。
【００６４】
また汚泥撹拌装置１１においては、多孔板群２１は汚泥の可溶化に必ずしも必要なものではない。可溶化槽１８は、多孔板２１ｎの構造、多孔板２１ｎの有無にかかわらず、オゾン、好熱菌、酸、アルカリ、過酸化水素液などを用いた汚泥の可溶化方法に応じて最適な反応槽であればよい。
【００６５】
また上記実施形態では、仕切り１６によって調整タンク１３に調整槽１４と可溶化処理液貯留槽１５とが形成されているが、仕切り１６を無くして調整タンク１３を調整槽１４とし、ラインＬ１１に、可溶化処理液貯留槽１５を設置してもよい。但し、この場合は、ラインＬ６を可溶化処理液貯留槽１５に接続する必要がある。
【００６６】
更に上記汚泥可溶化装置９は、ガス供給源１９から空気供給ラインＬ８を経て調整タンク１３に設けられる上昇ラインＬ７に空気を供給することにより、調整槽１４内の被処理液を可溶化槽１８に導入しているが、空気供給ラインＬ８を無くして、貯留槽１７をポンプに代えるようにしてもよい。この場合でも、被処理液を調整槽１４から可溶化槽１８に移送することができる。
【００６７】
更にまた、図１のラインＬ５には、沈殿槽５で得られる汚泥のうち余剰汚泥を濃縮する濃縮装置が設置されることが好ましい。この場合、沈殿槽５で得られる余剰汚泥が濃縮装置により濃縮され、濃縮された余剰汚泥が汚泥可溶化装置９で可溶化されるため、汚泥可溶化装置９において余剰汚泥の可溶化が効率よく行われる。
【００６８】
更に可溶化部１２は、例えばオゾン槽と、オゾン槽にオゾンガスを供給するオゾン供給手段とで構成されてもよい。この場合でも、オゾン槽に被処理液が導入され、オゾン供給手段により被処理液にオゾンが供給されると、オゾンにより被処理液中の汚泥が可溶化される。尚、オゾン槽において、被処理液は加熱してもよいし、加熱しなくてもよい。
【００６９】
また上記実施形態では、余剰汚泥が多いか少ないかによって余剰汚泥の滞留時間を調整しているが、余剰汚泥の性状が変化する場合には、その性状変化を考慮して滞留時間の調整を行うことが好ましい。この場合、余剰汚泥の量や性状にかかわらず、余剰汚泥の可溶化率を一定に保持することが可能となる。例えば余剰汚泥の性状が変化して可溶化しやすい汚泥になった場合には、調整槽１４における水位を下げたり、調整槽１４から排出される被処理液の流量を調整槽１４に導入される被処理液の流量よりも大きくすることによって滞留時間を短くすればよい。余剰汚泥の性状が変化したかどうかは、生物処理槽１における汚泥濃度をＭＬＳＳ計によって測定することにより判断することができる。
【００７０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の汚泥可溶化装置及び汚泥可溶化方法によれば、可溶化槽の前段に調整槽が設けられ、滞留時間調整手段により、調整槽を使用して被処理液中の汚泥の滞留時間が調整可能であるため、可溶化槽における被処理液の体積が一定であっても、汚泥の滞留時間を容易に調整することが可能となる。従って、特に、調整槽に導入される汚泥の量が減少したり汚泥の性状が変化して汚泥が可溶化しやすいものとなった場合でも、汚泥の滞留時間を短くすることにより、可溶化槽における汚泥の可溶化率の増大を防止し、必要以上に汚泥が可溶化されることを十分に防止することができる。
【００７１】
また本発明の汚泥減容システムによれば、生物処理部で発生する余剰汚泥の量が変動したり余剰汚泥の性状が変化しても、それに応じて余剰汚泥の可溶化率を容易に調整することが可能であるため、汚泥可溶化装置で得られる可溶化処理液が生物処理部に移送されても、生物処理部において生物処理能力の低下を十分に防止しながら余剰汚泥の十分な減容化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の汚泥減容システムの一実施形態を示すフロー図である。
【図２】図１の汚泥可溶化装置の一実施形態を示すフロー図である。
【図３】図２の可溶化部を構成する汚泥撹拌装置を詳細に示す概略図である。
【図４】図３の汚泥撹拌装置の要部を示す斜視図である。
【図５】図３の多孔板群の一部を示す断面図である。
【図６】可溶化部を構成する汚泥撹拌装置の他の例を示す概略図である。
【符号の説明】
１…生物処理槽（生物処理部）、３…散気管（生物処理部）、４…ブロワ（生物処理部）、５…沈殿槽（固液分離装置）、８…汚泥掻寄機（固液分離装置）、９…汚泥可溶化装置、１２…可溶化部、１４…調整槽、１８…可溶化槽、１９…ブロワ（流量調整手段）、２１…多孔板、２３…熱源（加熱手段）、２４…温度計（加熱手段）、２６…流量計（流量調整手段）、２８…汚泥界面計、２９…水位計（水位調整手段、滞留時間調整手段）、１００…汚泥減容システム、Ｌ８…空気供給ライン（流量調整手段）、Ｌ１２…ライン（加熱手段）、Ｖ２…バルブ（加熱手段）、Ｖ３…バルブ（移送手段）、Ｐ２…ポンプ（移送手段）。
【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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【図６】
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