(57)【要約】【課題】システム全体としての汚泥の減容化率が大幅に向上する汚泥処理方法および汚泥処理装置を提供する。【解決手段】生物反応槽１において硝酸存在下の無酸素状態で汚泥中の有機物を生物学的に分解除去し、生物反応槽１の生物処理液の一部もしくは全量を汚泥分解槽３に導き、硝酸を添加して生物処理液中の汚泥を化学的に酸分解して減容化処理し、汚泥分解槽３の未反応の残留硝酸を含む減容化処理液を生物反応槽１へ返送して再び硝酸存在下の無酸素状態で生物学的に処理する。【選択図】　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
生物反応槽において硝酸存在下の無酸素状態で汚泥中の有機物を生物学的に分解除去し、生物反応槽の生物処理液の一部もしくは全量を汚泥分解槽に導き、硝酸を添加して生物処理液中の汚泥を化学的に酸分解して減容化処理し、汚泥分解槽の未反応の残留硝酸を含む減容化処理液を生物反応槽へ返送して再び硝酸存在下の無酸素状態で生物学的に処理することを特徴とする汚泥処理方法。
【請求項２】
汚泥分解槽において硝酸を添加するとともに加温して化学的な酸分解を促進することを特徴とする請求項１に記載の汚泥処理方法。
【請求項３】
無酸素状態で汚泥中の有機物を生物学的に分解除去する生物反応槽と、生物反応槽の生物処理液を濃縮する濃縮機と、濃縮機の濃縮汚泥を硝酸存在下で化学的に酸分解して減容化処理する汚泥分解槽と、汚泥分解槽の未反応の残留硝酸を含む減容化処理液を生物反応槽へ返送する循環系とを有することを特徴とする汚泥処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は汚泥処理方法および汚泥処理装置に関し、生物処理工程で発生する余剰汚泥を処理する技術に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、廃水中に含まれるＢＯＤ、窒素などは生物反応槽において活性汚泥の存在下で生物学的に処理している。この生物反応槽の活性汚泥処理により発生する生物汚泥は余剰汚泥として槽外へ引き抜いており、余剰汚泥は脱水後に焼却することで廃棄物の減量化を図るか、あるいは脱水後に堆肥化することで資源の有効利用を図っている。
【０００３】
しかし、生物反応槽における生物処理工程では系内に流入するＢＯＤの増大に伴って、活性汚泥による生物学的な処理が促進されて余剰汚泥が大量に発生するので、その処分に窮する場合が多い。特に、生物反応槽において脱窒素処理のために炭素源としてメタノールなどを添加すると汚泥発生量が増大する傾向にある。このため、生物反応槽から排出する余剰汚泥を減容化する方法が検討されている。この種の先行技術としては例えば特許文献１に記載するものがある。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２３２３９０公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、余剰汚泥を減容化する方法として、余剰汚泥を汚泥分解槽においてオゾンと接触させて酸化分解して大幅に減容化させるオゾン処理の技術が検討されている。しかし、オゾン処理で汚泥を減容化する場合には系外へ排出する汚泥量は低減されるものの、その減容化に多くのエネルギーを要しており、全体的な視点で見ると、余剰汚泥の発生源である生物反応槽の生物処理工程で大量の余剰汚泥を発生させ、一方で汚泥分解槽において余剰汚泥を多くのエネルギーをかけて減容化させるという非効率的な処理を行っており、経済的に決して優れた処理方法であるとは言えない。
【０００６】
本発明は上記した課題を解決するものであり、生物反応槽において汚泥の生物学的な分解除去を促進するとともに、汚泥分解槽において汚泥を化学的に酸分解することで、システム全体としての汚泥の減容化率が大幅に向上する汚泥処理方法および汚泥処理装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【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に記載する本発明の汚泥処理方法は、生物反応槽において硝酸存在下の無酸素状態で汚泥中の有機物を生物学的に分解除去し、生物反応槽の生物処理液の一部もしくは全量を汚泥分解槽に導き、硝酸を添加して生物処理液中の汚泥を化学的に酸分解して減容化処理し、汚泥分解槽の未反応の残留硝酸を含む減容化処理液を生物反応槽へ返送して再び硝酸存在下の無酸素状態で生物学的に処理するものである。
【０００８】
上記した構成により、生物反応槽へ流入する原汚泥は、生物反応槽内の微生物が嫌気状態で消化すること、生物反応槽内の微生物に含まれる脱窒菌が原汚泥中のＢＯＤを炭素源として利用し、無酸素状態で硝酸呼吸によって生物学的脱窒素処理することで分解・減容化される。
【０００９】
生物反応槽の生物処理液は汚泥分解槽へ供給する。このとき、必要に応じて生物処理液を濃縮して濃縮汚泥を汚泥分解槽へ移送し、濃縮分離液を別途水処理する。汚泥分解槽では濃縮汚泥と強酸である硝酸を反応させることにより、汚泥を化学的に分解・可溶化する。この汚泥分解槽の減容化処理液中には未反応の硝酸が残留するので、生物反応槽へ返送して生物学的脱窒素処理（ＢＯＤ分解）のための酸素源とする。したがって、生物反応槽において汚泥の生物学的分解量が増大するのに加え、汚泥分解槽で硝酸により汚泥を強力に化学的酸分解するので、システム全体としての汚泥の減容化率が大幅に向上する。
【００１０】
請求項２に記載する本発明の汚泥処理方法は、汚泥分解槽において硝酸を添加するとともに加温して化学的な酸分解を促進するものである。
請求項３に記載する本発明の汚泥処理装置は、無酸素状態で汚泥中の有機物を生物学的に分解除去する生物反応槽と、生物反応槽の生物処理液を濃縮する濃縮機と、濃縮機の濃縮汚泥を硝酸存在下で化学的に酸分解して減容化処理する汚泥分解槽と、汚泥分解槽の未反応の残留硝酸を含む減容化処理液を生物反応槽へ返送する循環系とを有するものである。
【００１１】
【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、処理対象の汚泥は活性汚泥処理における余剰汚泥等であり、生物反応槽１は無酸素状態で汚泥中の有機物を生物学的に分解除去するもので、汚泥発生抑制型生物処理を行う。濃縮機２は生物反応槽１の生物処理液を濃縮するもので膜分離装置等からなる。汚泥分解槽３は濃縮機２の濃縮汚泥を硝酸存在下で化学的に酸分解して減容化処理するものであり、硝酸を添加する硝酸供給系４と加温装置５とを有している。循環系６は汚泥分解槽３の未反応の残留硝酸を含む減容化処理液を生物反応槽１へ返送するものである。
【００１２】
以下、上記した構成における作用を説明する。処理対象の原汚泥（余剰汚泥）は生物反応槽１に投入する。このとき必要に応じて硝酸を同時に添加する。生物反応槽１では、微生物が嫌気状態で汚泥を消化（メタン発酵等）すること、微生物に含まれる脱窒菌が原汚泥中のＢＯＤを炭素源として利用し、無酸素状態で硝酸呼吸によって生物学的脱窒素処理することで汚泥を分解・減容化する。
【００１３】
生物反応槽１の生物処理液は濃縮機２に導き、濃縮汚泥を汚泥分解槽３へ移送し、濃縮分離液を別途に水処理する。汚泥分解槽３では、硝酸供給系４から添加する強酸である硝酸によって濃縮汚泥（生物処理液中の汚泥）を化学的に酸分解・可溶化して減容化処理する。このとき、加温装置５によって汚泥分解槽３の濃縮汚泥を加温することで化学的な酸分解を促進する。
【００１４】
汚泥分解槽３の減容化処理液には可溶化した易分解性ＢＯＤおよび未反応の硝酸が残留しているので、減容化処理液は循環系６を通して生物反応槽１へ返送して生物学的脱窒素処理（ＢＯＤ分解）のための酸素源、炭素源として供給し、再び硝酸存在下の無酸素状態で生物学的処理する。
【００１５】
図２はＮＯＸ−Ｎ添加の有無による生物反応槽１における汚泥分解効果を示すものであり、消化汚泥に薬品を添加しない場合、亜硝酸を添加した場合、硝酸を添加した場合において３０℃の嫌気状態（無添加）、および無酸素状態（亜硝酸、硝酸添加）で培養後に発生する発生ガスと汚泥分解率を測定したものである。薬品を添加しない場合には発生ガスはメタンであり、亜硝酸を添加した場合には亜酸化窒素が大部分となり、メタンを少し含んでいる。硝酸を添加した場合には窒素と亜酸化窒素が大部分となり、メタンと亜硝酸を少し含んでいる。硝酸の添加によってメタンに加えて窒素が発生したことから、脱窒反応によって汚泥の分解が促進され、高い汚泥分解率が得られたものと推測される。
【００１６】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、汚泥分解槽で硝酸により汚泥を強力に化学的酸分解し、汚泥分解槽の未反応の残留硝酸を生物反応槽へ返送し、生物反応槽で硝酸存在下の無酸素状態で汚泥を生物学的分解除去することで、汚泥の生物学的分解量が増大するとともに、システム全体としての汚泥の減容化率が大幅に向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における汚泥の処理装置を示すフローシート図である。
【図２】消化汚泥へのＮＯＸ−Ｎ添加の有無による汚泥分解効果を示すグラフ図である。
【符号の説明】
１　　生物反応槽
２　　濃縮機
３　　汚泥分解槽
４　　硝酸供給系
５　　加温装置
６　　循環系
【図１】
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【図２】
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