(57)【要約】【課題】本発明は、有機廃液処理により生じる汚泥を可溶化槽で可溶化する方法において、汚泥を可溶化槽に注入する配管部の詰まりを防止する汚泥の可溶化方法を提供することを可能にすることを目的としている。【解決手段】汚泥中または有機廃液中に存在している長繊維状の夾雑物を自動長繊維状物除去装置２０により除去する構成であることを特徴とする。【選択図】      図２
2004223440.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機廃液処理により生じる汚泥を可溶化槽で可溶化する方法において、汚泥を可溶化槽に注入する配管部の詰まりを防止するために、汚泥中または有機廃液中に存在している長繊維状の夾雑物を自動長繊維状物除去装置により除去することを特徴とする汚泥の可溶化方法。
【請求項２】
前記長繊維状の夾雑物が毛髪であることを特徴とする請求項１記載の汚泥の可溶化方法。
【請求項３】
前記自動長繊維状物除去装置が多数の丸孔による開孔を持つスクリーン状フィルタを有し、濾過により前記スクリーン状フィルタ上に捕集された長繊維状の夾雑物を該スクリーン状フィルタのスクリーン面に沿って回転する回転刃によって該スクリーン面から掻き取る自動掻き出し機構を有することを特徴とする請求項１記載の汚泥の可溶化方法。
【請求項４】
前記スクリーン状フィルタの丸孔の直径が０．５ｍｍ以上、且つ１．６ｍｍ以下であり、開孔率が１５％以上、且つ３０％以下であることを特徴とする請求項３記載の汚泥の可溶化方法。
【請求項５】
前記自動長繊維状物除去装置には汚泥と可溶化槽からの液を供給して汚泥中に存在している長繊維状の夾雑物を該自動長繊維状物除去装置により除去し、除去後の液を前記可溶化槽に供給することを特徴とする請求項１記載の汚泥の可溶化方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機廃液処理により生じる汚泥を可溶化槽で可溶化する方法に係り、特に活性汚泥法で発生する余剰汚泥を可溶化する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、余剰汚泥可溶化設備において沈降または濃縮された余剰汚泥を可溶化設備に注入する際に配管に余剰汚泥中の夾雑物（きょうざつぶつ）が閉塞し、可溶化設備が十分に機能しない現象が起こっている。
【０００３】
余剰汚泥の可溶化技術において、可溶化設備への注入の不具合は知られていたが、その原因究明の結果、注入する配管部のノズルまたはパイプの閉塞であることが分り、閉塞の原因となる夾雑物は毛髪等の長繊維状物であることが判明した。しかしながら、これらを除去する技術は今だ提案されていない。
【０００４】
活性汚泥法では曝気槽に流入する有機廃水中の有機成分は一部は炭酸ガスになり、一部は沈降槽で沈澱して濃縮されて汚泥（微生物の高濃度集合体）となる。汚泥の一部は曝気槽へ返送され、また一部は余剰汚泥として系外へ排出され、次いで、凝集剤を添加し、種々の技術を利用して濃縮固形化し、含水率８０％〜８５％の産業廃棄物として、埋め立てに利用されたり焼却処理される。近年、産業廃棄物として処理される余剰汚泥は膨大となっており、埋め立て地等の不足が大きな社会問題化している。
【０００５】
これを解決する方法として、汚泥を可溶化し、微生物の処理し易い形態とし、再び曝気槽へ戻して微生物に分解させ、活性汚泥設備から系外へ排出する、即ち余剰汚泥を消滅させる技術が種々開発されている（例えば、特許文献１、２、３参照。）。
【０００６】
活性汚泥法に供する有機廃水が、下水道、農村集落排水や畜産排水等の場合には流入水中の種々の夾雑物は初沈槽で沈降除去されるが、毛髪や長繊維状の夾雑物は沈降処理が不充分のまま曝気槽へ流入する。曝気槽でこれら夾雑物は微生物分解せず、次の沈降分離設備（沈降槽）へ混入する。沈降槽でこれらの物質は汚泥と共に沈降する。
【０００７】
沈降槽で沈降した毛髪や長繊維状物の夾雑物を含む汚泥は曝気槽へと返送される。その結果、曝気槽内にこれら夾雑物は経時的に蓄積する。
【０００８】
沈降槽で沈降した汚泥は曝気槽の微生物量維持のために前述のごとく曝気槽へ返送するが、一方では曝気槽への流入してくる有機廃水中の有機成分以上の有機成分の過剰蓄積となるため、返送汚泥の一部を活性汚泥の系外へ過剰な余剰汚泥として抜き出し、埋め立てや焼却処理の処分を行なっている。
【０００９】
余剰の汚泥処理は埋め立て地の減少で社会的に大きい問題となっている。近年系外へ排出される余剰汚泥を対象として、系外へ排出させずに、汚泥を種々の技術で可溶化させ、再び曝気槽へ返送し、可溶化物を微生物分解し、これらを繰り返すことにより活性汚泥の余剰汚泥を消滅させる技術が開発され、且つ実プラントにも適用され始めている（例えば、特許文献１、４参照）。
【００１０】
汚泥の可溶化技術にはオゾン法（例えば、特許文献１参照。）、または高温好気活性汚泥法（例えば、特許文献２、３、５参照。）、ボールミル粉砕法（例えば、非特許文献１参照。）、超音波法等の機械的方法（例えば、非特許文献２参照。）、１２０℃程度の高温水熱分解法（例えば、非特許文献１参照。）、亜臨界法や超臨界法が提示され、各々に適した可溶化槽または可溶化装置がある。
【００１１】
【特許文献１】
特開平６−２０６０８８号公報
【特許文献２】
特開平９−１０７９１号公報
【特許文献３】
特開平６−２７７６９９号公報
【特許文献４】
特開平１１−２３５５９８号公報
【特許文献５】
特開２００２−１６６２８９号公報
【非特許文献１】
株式会社エヌ・ティー・エス、２０００年１１月６日発行、「汚泥の減量化と発生防止技術」名和慶東著ｐ．１９３〜ｐ．２０７、村上定瞭著ｐ．２７１〜ｐ．２８８
【非特許文献２】
環境技術研究協会、第７回シンポジウム「環境用水の汚濁とその浄化」講演論文集、井町充孝、村上定瞭  他著ｐ．６２〜ｐ．６５，（２０００年）「超音波を用いた余剰汚泥消滅型生物法の開発」
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述の従来例では、通常、汚泥は更に脱水濃縮される。重力沈降または各種濃縮法で濃縮された余剰汚泥はノズルやパイプ等からなる配管部を経て可溶化槽または可溶化装置に導入される。この時に、上述した余剰汚泥内に蓄積している未分解の長髪や長繊維状の夾雑物は可溶化装置へ導入するノズルやパイプ内に詰まってしまう問題があった。
【００１３】
また、高圧プランジャーポンプ等を使用する場合は更に顕著に詰まりを起こし、余剰汚泥の導入が停止してしまう等の大きい問題を起こしていた。
【００１４】
本発明は前記課題を解決するものであり、その目的とするところは、汚泥を可溶化槽に注入する配管部に詰まりの生じない汚泥の可溶化方法を提供することを可能にし、汚泥中の夾雑物を有効に除去することで、活性汚泥法で発生する余剰汚泥を可溶化させる活性汚泥法から余剰汚泥を消滅する技術を実施する際の機能不全を解決する方法を提供せんとするものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、前記課題を解決するため自動長繊維状物除去装置が有効に機能することを見出し、本発明を完成するに至った。これにより、導入ノズルやパイプの詰まりの原因となるこれらの長繊維状の夾雑物を効率良く、しかも連続して除去出来る技術を提供するものである。
【００１６】
汚泥中に蓄積してくる毛髪や長繊維状の夾雑物はスリットやスクリーンで濾過分離出来る。しかし、これらの方法ではスリットやスクリーン上に夾雑物がたまり、いわゆる目詰まり状態となる。またこれら夾雑物の一部は特にスリットでは通過してしまう。可溶化装置が連続して稼動するには、スクリーンに目詰まり状態を起させないような技術が必要となる。
【００１７】
そこで、本発明に係る汚泥の可溶化方法は、有機廃液処理により生じる汚泥を可溶化槽で可溶化する方法において、汚泥を可溶化槽に注入する配管部の詰まりを防止するために、汚泥中または有機廃液中に存在している長繊維状の夾雑物を自動長繊維状物除去装置により除去することを特徴とする。
【００１８】
上記構成によれば、自動長繊維状物除去装置により長繊維状の夾雑物は汚泥から除去され、可溶化装置はトラブルを起すことなく連続的に稼動出来る。
【００１９】
また、汚泥や廃液を可溶化のためにノズルから圧縮空気と共に６００℃〜７００℃での高温、及び高圧で可溶化槽である分解炉へ噴射する際にも、毛髪状や長繊維状の夾雑物がノズルに詰まることがない。
【００２０】
従って、長繊維状の夾雑物が毛髪であっても除去することが出来る。
【００２１】
また、前記自動長繊維状物除去装置が多数の丸孔による開孔を持つスクリーン状フィルタを有し、濾過によりそのスクリーン状フィルタ上に捕集された長繊維状物をそのスクリーン面に沿って回転する回転刃によってスクリーン面から掻き取る自動掻き出し機構を有する構成とすれば好ましい。
【００２２】
スクリーン面に沿って設置された回転刃の回転によりスクリーン面上から離脱された毛髪状夾雑物は濾過されずに処理室内に蓄積してくる。一定量蓄積してくると夾雑物排出管から排出される。
【００２３】
また、毛髪等が通過しないスクリーン状フィルタの孔径の設定をすることが好ましい。そこで、スクリーン状フィルタの丸孔の直径が０．５ｍｍ以上、且つ１．６ｍｍ以下であり、開孔率が１５％以上、且つ３０％以下であれば好ましい。
【００２４】
スクリーン状フィルタに開孔している穴は、スリット状であれば毛髪状夾雑物が一部すり抜ける確率が高くなる。またスクリーン状フィルタの穴の形は丸型であれば毛髪状夾雑物がすり抜ける確率は下がる。更にスクリーン状フィルタの孔径の大きさは夾雑物の大きさから直径０．５ｍｍ以上、且つ１．６ｍｍ以下が好ましく、更に好ましくは直径１．０ｍｍ以上、且つ１．３ｍｍ以下である。
【００２５】
また、スクリーン状フィルタの開孔率は濾過水量を確保する点では高い方が良いが、開孔率が上がるとスクリーン状フィルタの機械的強度が下がるため面積比率としての開孔率は１５％以上、且つ３０％以下が良く、更に好ましくは２０％以上、且つ２５％以下である。
【００２６】
また、前記自動長繊維状物除去装置には汚泥と可溶化槽からの液を供給して汚泥中に存在している長繊維状の夾雑物を自動長繊維状物除去装置により除去し、その除去後の液を前記可溶化槽に供給すれば好ましい。
【００２７】
スクリーン状フィルタは加圧された容器内に設置され、濾過出来るように配置されているため、処理室に注入される有機廃液或いは汚泥はスクリーン状フィルタを通って濾過され、濾過液は毛髪状夾雑物のない状態で可溶化装置へ供給される。
【００２８】
可溶化装置に注入する汚泥の濃度は高い程、汚泥可溶化装置は小さくなり、設備製作コストは低下する。しかしながら、汚泥の濃度が高くなる程、液の粘性を増して配管抵抗が大きくなり、また可溶化設備に送液するポンプに制限が加わり、高価なポンプ使用を余儀なくされる。
【００２９】
汚泥を加熱すると余剰汚泥液粘度は下がり、より高濃度で処理することも可能である。以上より余剰汚泥濃度を水分率で規定すれば９２％以上であれば本発明のスクリーン状フィルタの孔径に適用出来るが、好ましくは、９５％以上の水分率が良い。尚、水分率が９９．５％以上となると可溶化設備の経済性が失われる。
【００３０】
自動長繊維状物除去装置に供給する汚泥に可溶化槽の処理液を混ぜると回転刃による汚泥の微粉砕が進むためスクリーン状フィルタの目詰まりがし難くなり効果がある。
【００３１】
尚、本発明は余剰汚泥中の毛髪状の夾雑物を除去する方法を利用した汚泥の可溶化方法であって、特にスクリーンと回転する回転刃によるキャビテーションを利用したスクリーンを連続洗浄する方法も実施態様として含むものであるが、この方法に限定されるものではない。
【００３２】
【発明の実施の形態】
図により本発明に係る汚泥の可溶化方法の一例として下水処理場に集められる汚水に適用した場合の一実施形態を具体的に説明する。図１は本発明に係る汚泥の可溶化方法を適用するプロセスの概略構成を示す図、図２は毛髪等の長繊維状の夾雑物を除去するスクリーン状フィルタの構成を示す模式図である。
【００３３】
先ず、図１を用いて本発明に係る汚泥の可溶化方法を適用するプロセスについて説明する。本実施形態では下水処理場に集められる汚水を使用して本発明に係る汚泥の可溶化方法を適用した場合の一例であり、図１において、汚水となる有機廃水１５は貯槽１６を経て曝気槽である生物処理槽１７で生物分解され、固液沈殿槽である固液処理槽１８へ移送され、汚泥を沈澱させ、上澄み液を放流出来る処理水２３として分離した。
【００３４】
沈澱した汚泥の一部は返送汚泥配管２２で示すように返送汚泥として前記生物処理槽１７へ返送した。残りの汚泥は余剰汚泥２４として取り出した。通常の例では、この余剰汚泥２４は凝集剤を加えて脱水機にかけ、産業廃棄物として埋め立てに用いるか焼却処分される。
【００３５】
この汚泥を遠心分離方式の汚泥濃縮装置１９で水分を除去して濃縮してから、更に汚泥中または有機廃液中に存在している毛髪または長繊維状物等の夾雑物を除去するための自動長繊維状物除去装置２０へ導入した。
【００３６】
常温の水分率９８％の濃縮汚泥を、開孔率２２％の直径１５０ｍｍで、孔径直径１．３ｍｍの多数の丸孔による開孔を持つスクリーン状フィルタ２を持った自動長繊維状物除去装置２０で処理した。自動長繊維状物除去装置２０は、本実施例では（株）サトミ製作所のパックパルパー１５０型を使用した。
【００３７】
濃縮汚泥は、図２に示す汚水供給配管４から導入されてスクリーン状フィルタ２で濾過され、スクリーン状フィルタ２上に捕集されて残った毛髪等の長繊維状の夾雑物は、該スクリーン状フィルタ２のスクリーン面に沿って回転する回転刃３を有する自動掻き出し機構によりスクリーン面上から掻き取られて連続自動洗浄され、濾液は汚泥を可溶化槽に注入する夾雑物除去汚泥出口配管５を通して次の有機廃液処理により生じる汚泥を可溶化する可溶化槽を有する可溶化装置へ送られる。ここで、可溶化装置としてはタワー式のオゾン反応器を使用した。
【００３８】
スクリーン状フィルタ２の圧力条件は、処理室１の圧力０．０５ＭＰａ、濾過室１４の圧力０．０３ＭＰａ〜０．０５ＭＰａの圧力で濾過運転をした。尚、濃縮汚泥流入量は２０Ｌ（リットル）／分に設定した。
【００３９】
パックパルパー１５０型のスクリーン状フィルタ２で長繊維状の夾雑物を除去された濃縮汚泥はタワーの上部の汚泥注入ノズル（内径５ｍｍ）からシャワー状に注入した。
【００４０】
一方、オゾン発生器からオゾンガスをオゾン反応器の下部からバブリングさせた。また、オゾン反応器の下部に循環ポンプを取り付けてオゾン反応器の上部へ戻し、オゾン反応器内を循環ポンプで強制拡散し、濃縮汚泥をオゾンと充分混合して反応せしめた。
【００４１】
オゾン式可溶化装置への濃縮汚泥注入ノズルは全く目詰まりすること無く６ヶ月間安定に稼動した。図２の処理室１に蓄積してきた長繊維状の夾雑物は濃縮夾雑物排出配管６から毎週１回、濃縮夾雑物を排出した。長繊維状の夾雑物の内容は主に毛髪であった。
【００４２】
オゾンにより可溶化した濃縮汚泥は微生物が分解し易い、菌体が膨潤または菌体細胞壁が破壊された脱色された状態となって生物処理槽１７へ送られ、流入汚水と共に生物処理された。
【００４３】
流入汚水と、濃縮汚泥のオゾン処理液中の有機成分は生物処理槽１７において一部は炭酸ガスになり、一部は菌体となって沈澱槽へ送水されて処理水、返送汚泥、余剰汚泥となり、汚泥分解処理されて安定して稼動することが実証出来た。
【００４４】
尚、図中、７は洗浄水供給配管、８〜１３は圧力計、２１は汚泥可溶化装置、２５は長繊維状物である。
【００４５】
スクリーン状フィルタ２の丸孔の直径は０．５ｍｍ以上、且つ１．６ｍｍ以下であり、開孔率は１５％以上、且つ３０％以下であれば好ましい。
【００４６】
自動長繊維状物除去装置２０には汚泥と汚泥可溶化装置２１の可溶化槽からの液を供給して該汚泥中に存在している長繊維状の夾雑物を該自動長繊維状物除去装置２０により除去し、除去後の液を汚泥可溶化装置２１の可溶化槽に供給する。
【００４７】
【発明の効果】
本発明は、上述の如き構成と作用とを有するので、余剰汚泥中の毛髪や長繊維状の夾雑物が効果的且つ効率的に除去され、余剰汚泥可溶化槽への注入ノズルやパイプが長期間にわたって詰まることなく、従来より極めて安定して汚泥可溶化処理が出来、メンテナンスを軽減することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る汚泥の可溶化方法を適用するプロセスの概略構成を示す図である。
【図２】毛髪等の長繊維状の夾雑物を除去するスクリーン状フィルタの構成を示す模式図である。
【符号の説明】
１…処理室
２…スクリーン状フィルタ
３…回転刃
４…汚水供給配管
５…夾雑物除去汚泥出口配管
６…濃縮夾雑物排出配管
７…洗浄水供給配管
８〜１３…圧力計
１４…濾過室
１５…有機廃水
１６…貯槽
１７…生物処理槽
１８…固液処理槽
１９…汚泥濃縮装置
２０…自動長繊維状物除去装置
２１…汚泥可溶化装置
２２…返送汚泥配管
２３…処理水
２４…余剰汚泥
２５…長繊維状物
【図１】
2004223440.tif 000003
【図２】
2004223440.tif 000004