(57)【要約】【課題】水処理事業者にとっては初期投資を要することなく汚泥処分費の削減を行うことができ、サービス提供者は汚泥減量化によって発生したサービス料金を得ることができ、さらに、汚泥減量化設備の普及がすすみ、汚泥の最終処分量が減少し、さらに汚泥の処分にかかるエネルギーや費用を節約することができる、汚泥減量化サービス方法及び汚泥減量化サービスシステムすること。【解決手段】水処理設備１に対して発生汚泥を減量化する汚泥減量化設備１２や、この汚泥減量化設備１２へのエネルギー供給設備１３を提供し、前記汚泥減量化設備１２による汚泥の減少量を演算手段２９で求めたり、汚泥減量化設備へのエネルギー供給量を蒸気流量計３０などで測定したりして、これら汚泥減少量やエネルギー供給量に基づいて、課金手段３２によりサービス料金を水処理設備１を有する事業者に請求する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理水に対して所定の処理を施し、汚泥と処理水とに分離する水処理設備に対する汚泥減量化サービス方法であって、
前記水処理設備に対して発生汚泥を減量化する汚泥減量化設備を提供し、
前記汚泥減量化設備による汚泥の減少量を求め、
求められた汚泥減少量に基づくサービス料金を水処理設備を有する事業者に請求する
ことを特徴とする汚泥減量化サービス方法。
【請求項２】
被処理水に対して所定の処理を施し、汚泥と処理水とに分離する水処理設備に対する汚泥減量化サービス方法であって、
前記水処理設備に対して発生汚泥を減量化する汚泥減量化設備とこの汚泥減量化設備へのエネルギー供給設備を提供し、
前記汚泥減量化設備による汚泥の減少量を求め、かつ汚泥減量化設備へのエネルギー供給量を測定し、
これら汚泥減少量及びエネルギー供給量に基づくサービス料金を水処理設備を有する事業者に請求する
ことを特徴とする汚泥減量化サービス方法。
【請求項３】
被処理水に対して所定の処理を施し、汚泥と処理水とに分離する水処理設備に対する汚泥減量化サービスシステムであって、
前記水処理設備に設置される、発生汚泥を減量化するための汚泥減量化設備と、
前記汚泥減量化設備による汚泥減少量を求める汚泥減少量演算手段と、
この汚泥減少量演算手段により求められた汚泥減少量に基づくサービス料金を水処理設備を有する事業者に請求する課金手段と、
を備えたことを特徴とする汚泥減量化サービスシステム。
【請求項４】
被処理水に対して所定の処理を施し、汚泥と処理水とに分離する水処理設備に対する汚泥減量化サービスシステムであって、
前記水処理設備に設置される、発生汚泥を減量化するための汚泥減量化設備及びこの汚泥減量化設備へのエネルギー供給設備と、
前記汚泥減量化設備による汚泥減少量を求める汚泥減少量演算手段及び、汚泥減量化設備へのエネルギー供給量測定手段と、
これら汚泥減少量及びエネルギー供給量に基づくサービス料金を水処理設備を有する事業者に請求する課金手段と、
を備えたことを特徴とする汚泥減量化サービスシステム。
【請求項５】
汚泥減少量演算手段は、汚泥減量化設備を使用しない場合における汚泥発生量を予め求めておき、汚泥減量化設備を使用した場合の汚泥発生量を前記汚泥減量化設備を用いない場合の前記汚泥発生量と比較することにより汚泥減少量を求めることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の汚泥減量化サービスシステム。
【請求項６】
エネルギー供給設備は、熱量及び電力を発生する熱電併給設備であることを特徴とする請求項４に記載の汚泥減量化サービスシステム。
【請求項７】
水処理設備は、曝気槽及び曝気後の処理水に対する最終沈殿池を備え、最終沈殿池の沈殿汚泥の一部を前記曝気槽に返送し、被処理水と共に曝気するもので、汚泥減量化設備は、最終沈殿池から曝気槽に返送される汚泥を所定温度に加熱して好熱菌により可溶化し、その後の曝気により分解して減量化することを特徴とする請求項３乃至請求項６のいずれかに記載の汚泥減量化サービスシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、上水または下水処理事業者に汚泥減量化（減容化でもある。以下、まとめて減量化として説明する）サービスを提供する汚泥減量化サービス方法及び汚泥減量化サービスシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、各種の技術分野において、技術の専門化・高度化が進んでいる。特に、先進技術については、それを自己の技術として活用するためには多くの開発・研究や新たな設備投資が必要となる。そこで、このような先進技術については、先進技術を取り扱う専門のサービス業者に依頼し、研究開発や新たな設備投資を伴うことなく自己設備に適用することが考えられ、提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
ところで、水処理技術分野においても、各種の先進技術が用いられており、近年では、水処理に伴って発生する汚泥の減量化技術が注目されている。
【０００４】
従来、上水または下水の処理に伴って発生した汚泥の用途として、緑農地への有機質補給資材としての利用、建設資材としての利用、消化ガスなどのエネルギーとしての利用、あるいは埋立利用が行われている。
【０００５】
例えば、下水処理事業についてみると、下水処理事業者は、下水を処理して放流水と汚泥に分離し、放流水は河川に放流し、汚泥は汚泥処理事業者に引き渡す。このとき、汚泥量に応じた処理費用を、汚泥処理事業者に支払う。また下水処理に必要な電力は電力事業者より調達し、電力料金を支払う。なお、下水処理事業者と汚泥処理事業者は同一の事業者である場合もある。この場合、汚泥の処理費用は、汚泥の処理に要する光熱費、人件費、管理費、運搬費等となる。
【０００６】
しかし、近年、下水道整備の拡大、生活レベルの向上に伴い、発生汚泥は確実に増加の一途をたどっているにもかかわらず、その利用状況はあまり変化していない。下水汚泥の利用状況は、平成４年度の実績で、汚泥の２４％が緑農地利用と建設資材利用であり、５０％が埋立られている。この埋立の内訳は、４１％が陸上埋立、９％が海面埋立である（下水道施設計画・設備指針と解説、（社）日本下水道協会による）。
【０００７】
しかし、埋立地は有限であり、都市化の進展に伴ってその確保は次第に困難となってきており、その費用も増加している。この様な問題に対応するためには、最終処分量の減少が最も重要であるが、減量化設備の導入には、初期投資予算の確保が必要であり、普及はあまり進んでいない。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００１−１５５０８３号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
このように、水処理設備から発生する汚泥の減量化は強く要望されているが、汚泥減量化設備の導入は。初期設備投資の問題などから、普及はあまり進んでいないのが現状である。
【００１０】
本発明の目的は、水処理事業者にとっては初期投資を要することなく汚泥処分費の削減を行うことができ、サービス提供者は汚泥減量化によって発生したサービス料金を得ることができ、さらに、汚泥減量化設備の普及がすすみ、汚泥の最終処分量が減少し、さらに汚泥の処分にかかるエネルギーや費用を節約することができる、汚泥減量化サービス方法及び汚泥減量化サービスシステムすることにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明による汚泥減量化サービス方法は、被処理水に対して所定の処理を施し、汚泥と処理水とに分離する水処理設備に対する汚泥減量化サービス方法であって、前記水処理設備に対して発生汚泥を減量化する汚泥減量化設備を提供し、前記汚泥減量化設備による汚泥の減少量を求め、求められた汚泥減少量に基づくサービス料金を水処理設備を有する事業者に請求することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の汚泥減量化サービス方法では、前記水処理設備に対して発生汚泥を減量化する汚泥減量化設備とこの汚泥減量化設備へのエネルギー供給設備を提供し、前記汚泥減量化設備による汚泥の減少量を求め、かつ汚泥減量化設備へのエネルギー供給量を測定し、これら汚泥減少量及びエネルギー供給量に基づくサービス料金を水処理設備を有する事業者に請求するようにしてもよい。
【００１３】
本発明による汚泥減量化サービスシステムは、被処理水に対して所定の処理を施し、汚泥と処理水とに分離する水処理設備に対する汚泥減量化サービスシステムであって、前記水処理設備に設置される、発生汚泥を減量化するための汚泥減量化設備と、前記汚泥減量化設備による汚泥減少量を求める汚泥減少量演算手段と、この汚泥減少量演算手段により求められた汚泥減少量に基づくサービス料金を水処理設備を有する事業者に請求する課金手段とを備えたことを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の汚泥減量化サービスシステムは、前記水処理設備に設置される、発生汚泥を減量化するための汚泥減量化設備及びこの汚泥減量化設備へのエネルギー供給設備と、前記汚泥減量化設備による汚泥減少量を求める汚泥減少量演算手段及び、汚泥減量化設備へのエネルギー供給量測定手段と、これら汚泥減少量及びエネルギー供給量に基づくサービス料金を水処理設備を有する事業者に請求する課金手段とを備えた構成にしてもよい。
【００１５】
本発明では、汚泥減少量演算手段は、汚泥減量化設備を使用しない場合における汚泥発生量を予め求めておき、汚泥減量化設備を使用した場合の汚泥発生量を前記汚泥減量化設備を用いない場合の前記汚泥発生量と比較することにより汚泥減少量を求める。
【００１６】
また、本発明では、エネルギー供給設備は、熱量及び電力を発生する熱電併給設備にするとよい。
【００１７】
さらに、本発明では、水処理設備は、曝気槽及び曝気後の処理水に対する最終沈殿池を備え、最終沈殿池の沈殿汚泥の一部を前記曝気槽に返送し、被処理水と共に曝気するもので、汚泥減量化設備は、最終沈殿池から曝気槽に返送される汚泥を所定温度に加熱して好熱菌により可溶化し、その後の曝気により分解して減量化する。
【００１８】
これらの発明では、水処理設備に対して発生汚泥を減量化する汚泥減量化設備や、この汚泥減量化設備へのエネルギー供給設備を提供し、前記汚泥減量化設備による汚泥の減少量を求めたり、汚泥減量化設備へのエネルギー供給量を測定したりして、これら汚泥減少量やエネルギー供給量に基づいてサービス料金を水処理設備を有する事業者に請求する。このため、水処理事業者は初期投資を要することなく汚泥処分費の削減を行うことができ、サービス提供者は汚泥減量化によって発生したサービス料金を得ることができ、さらに、汚泥減量化設備の普及がすすみ、汚泥の最終処分量が減少し、汚泥の処分にかかるエネルギーや費用を節約することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による汚泥減量化サービス方法及び同システムの一実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。
【００２０】
図１は、本発明を下水処理に適用した実施の形態を示している。図１において、１は下水処理設備で、下水処理事業者によって管理されている。この下水処理設備１には下水（被処理水）４が流入し、所定の処理により放流水（処理水）５及び汚泥６に分離される。そして、放流水５は河川などに放流され、また、汚泥６は汚泥処理設備２に排出され、ここで脱水処理や溶融処理などが施される。
【００２１】
下水処理設備１には、下水処理に必要な電力７が電力事業者３から提供され、この提供電力量に対応する電力料金９が、下水処理設備１を管理する事業者から電力事業者３に支払われる。また、下水処理事業者は、汚泥処理施設２を管理する事業者に対し、排出汚泥量に対応する汚泥処理費用８を支払う。
【００２２】
なお、下水処理事業者と汚泥処理事業者は同一の事業者である場合もある。この場合、汚泥の処理費用８は、汚泥の処理に要する光熱費、人件費、管理費、運搬費等となる。
【００２３】
１１はサービス業者で、汚泥減量化設備１２及びエネルギー供給設備として機能する熱電併給設備１３を有する。そして、熱電併給設備１３から汚泥減量化設備１２に供給される熱量及び電力などのエネルギーにより、汚泥減量化サービス１４を下水道処理設備１に提供し、この下水処理設備１から生じる汚泥の減量化を行なう。また、発生電力１５を汚泥処理設備１全体に提供することも可能である。そして、汚泥減量化サービス１４の対価として、下水処理事業者からサービス業者１１に対してサービス料金１６が支払われる。
【００２４】
以下、これらの具体的構成を図２により説明する。
【００２５】
先ず、下水処理設備１の具体的構成を説明する。下水処理設備１は、流入下水中の懸濁物を沈殿処理する、いわゆる初沈を行なう最初沈殿地２１と、初沈後の下水を曝気処理する曝気槽２２と、曝気後の下水を最終的に汚泥と放流水とに分離する、いわゆる終沈を行なう最終沈殿地２３とを有する。この最終沈殿地２３で沈降分離された汚泥の一部は返送管２４により曝気槽２２に返送され、最初沈殿地２１からの流入下水と共に、曝気槽２２の底部に設けられた図示しない散気管から噴出する気泡により曝気される。
【００２６】
汚泥減量化設備１２及びエネルギー供給設備である熱電併給設備１３は、サービス業者１１により下水処理場１内に設置される。汚泥減量設備１２は最終沈殿池２３から曝気槽２２への返送管２４に設けられ、ここを流れる返送汚泥に作用して減量化をはかる。熱電併給設備１３としては、例えば、コージェネレーションシステムのように、ガスを燃料として、高温の蒸気と電力とを発生する設備を適用する。この実施の形態では、高温の蒸気を汚泥減量化設備１２の加熱源として用い、発生電力を汚泥減量化のための各種ポンプなどの動力源に用い、余剰電力が生じるようであれば、下水処理設備１全体への電力源として用いる。
【００２７】
汚泥減量化設備１２は、最終沈殿池２３から曝気槽２２に返送される汚泥を所定温度に加熱して好熱菌により可溶化し、その後の曝気により分解して減量化するものである。すなわち、汚泥のほとんどは強靭な細胞膜で保護された微生物から構成されている。これらの微生物は生命を維持した状態では生物分解することはできない。そこで、汚泥を６０〜７０℃の高温に維持し、汚泥中のフロックを解体し、好熱菌の分泌する酵素が作用し易い状態にする。そして、好熱菌から分泌された酵素の作用により細胞壁を分解・可溶化する。このように分解・可溶化された汚泥は曝気槽２２に返送され、曝気されることにより、汚泥の有機成分のほとんどが、通常の活性汚泥微生物により分解され無機化（ＣＯ２、Ｈ２Ｏなど）される。この結果、発生汚泥量は大幅に減量化される。
【００２８】
２５は排泥管で、最終沈殿地２３に沈殿された汚泥を、最初沈殿地２１に沈殿された汚泥と共に図１で示した汚泥処利設備２に排出する。２６は汚泥流量計、２７は汚泥濃度計で、これらは排泥管２５に設けられ、汚泥処理設備２に排出される汚泥量、すなわち、下水処理設備１での発生汚泥量を測定する。
【００２９】
２９は汚泥減少量演算手段で、汚泥流量計２６や汚泥濃度計２７により測定された、汚泥減量化設備１２を用いない場合の発生汚泥量（以下、減量化前汚泥量と呼ぶ）を予め求めておき、汚泥減量化設備１２により減量化した発生汚泥量（以下、減量化後汚泥量と呼ぶ）と比較し、それらの差により汚泥減少量を求める。
【００３０】
３０は蒸気流量計、３１は電力測定手段で、これらはエネルギー供給設備である熱電併給設備１３から汚泥減量化設備１２へのエネルギー供給量を測定する。３２は課金手段で、汚泥減少量演算手段２９で求められた汚泥減少量に基づき、汚泥減量化設備１２へのエネルギー供給量を加味してサービス料金を決定し下水処理設備１を管理する下水処理事業者に対し請求を行なう。
【００３１】
上記構成において、下水４は下水処理設備１に流入し、最初沈殿地２１で初沈された後、曝気槽２２において、その底部に設けられた散気管から噴出する気泡により曝気され、活性汚泥処理される。その後、最終沈殿地２３により終沈処理され、放流水と汚泥とに分離され、放流水は河川などに放流される。
【００３２】
この最終沈殿地２３に沈殿した汚泥の一部は返送管２４により曝気槽２２に返送されるが、この返送管２４の途中に汚泥減量化設備１２が設けられており、ここで減量化処理が行なわれる。すなわち、汚泥減量化設備１２には、熱電併給設備１３から高温の蒸気と電力が供給されており、高温の蒸気を返送汚泥に吹き込むことにより汚泥は高温蒸気により加熱され、６０〜７０℃の高温を維持する。このため、汚泥中のフロックが解体され、好熱菌から分泌された酵素の作用により汚泥の細胞壁を分解・可溶化する。
【００３３】
このように分解・可溶化された汚泥は曝気槽２２に返送され、最初沈殿地２１からの下水と共に曝気される。このことにより、可溶化された汚泥の有機成分のほとんどが、通常の活性汚泥微生物により分解され、無機化（ＣＯ２、Ｈ２Ｏなど）されるので、汚泥量は大幅に減量化される。
【００３４】
これらの結果、排泥管２５によって汚泥処理設備２に排出される汚泥、すなわち下水処理設備１での発生汚泥量は大幅（約４０％）に減量化され、汚泥減量化設備１２を用いない場合の発生汚泥量の約６０％となる。
【００３５】
減量化された発生汚泥量（減量化後汚泥量）は、排泥管２５に設けられた汚泥流量計２６及び汚泥濃度計２７で測定され、その減少量は汚泥減少量演算装置２９により減量化前汚泥量と比較され、求められる。そして、課金手段３２により、この汚泥減少量に基づきエネルギー供給量などを加味してサービス料金が決定され、下水処理設備を管理する下水処理事業者に請求される。
【００３６】
このように、汚泥減量化サービス提供者１１は下水処理設備１に、汚泥減量化設備１２と熱電併給設備１３とを導入し、熱電併給設備１３が発生する熱を利用して、下水処理設備１で発生する汚泥量を減量するサービスを提供する。また、熱電併給設備１３が発生する電力を下水処理設備１に供給するサービスを提供する。これにより、汚泥減量化サービス提供者１１は下水処理事業者より、サービスに見合ったサービス料金を受け取る。
【００３７】
図３は上記一実施の形態による、下水処理費用の構成図である。従来の汚泥処理費用と電力料金の合計を１００％とし、このうち汚泥処理費用は７５％、電力料金は２５％とする。ここで、例えば、汚泥減量化サービス提供者１１が発生汚泥量を６０％に減量し、下水処理設備１で消費する電力の８０％を供給するものとする。この場合、汚泥処理費用と電力料金の合計は従来の５０％となり、従来費用の半額が削減される。汚泥減量化サービス提供者１１は、この削減額から、設備費、燃料費、人件費、保守費、利益などを含むサービス料金を受け取ることができる。なお、サービス料金が削減額でまかなえない場合の発生など、事業リスクについては、あらかじめ汚泥減量化／減容化サービス提供者と下水処理事業者との間で取り決めを行えば良い。
【００３８】
以上、この構成によれば、下水処理事業者は、汚泥処理費と電力料金の削減額の中から、汚泥減量化／減容化サービス提供者１１にサービス料金を支払うことができる。
【００３９】
なお、上記実施の形態では、サービス提供者１１は、下水処理設備１に対して汚泥減量化設備１２とエネルギー供給装置である熱電併給設備１３とを導入しているが、汚泥減量化設備１２のみを導入し、熱源及び電力はそれぞれの事業者から調達してもよい。この場合、サービス提供者１１は、汚泥の減少量に見合ったサービス料金を受取ることになる。
【００４０】
また、すでに下水処理設備１に汚泥減量化設備１２が設置されている場合は、熱電併給設備１３のみを導入しても構わない。この場合、サービス提供者１１は、下水処理設備に対して電力と熱を供給し、そのサービスに見合ったサービス料金を受け取ることになる。
【００４１】
また、エネルギー供給設備として熱電併給設備１３を例示したが、ボイラなどの、単に、高温蒸気による熱源を供給するものでもよく、電力は電力事業者から調達してもよい。
【００４２】
また、返送汚泥を加熱する手段として高温蒸気を汚泥に直接吹き込むものを例示したが、もちろんこれに限らず、汚泥を６０〜７０℃の高温に維持できる手法であればなんでも構わない。
【００４３】
また、汚泥減量化設備として、活性汚泥法の返送汚泥を加熱して好熱菌により減量化する方法を例示したが、他の手法で汚泥を減量化するものでもよい。
【００４４】
さらに、上記実施の形態では、下水処理設備に対する汚泥減量化サービスについて説明したが、上水処理設備に対しても同様のサービスを提供することができる。
【００４５】
【発明の効果】
本発明によれば、水処理事業者にとっては初期投資が不要で、汚泥処分費の削減を行うことができ、サービス提供者は汚泥減量化／減容化によって発生したサービス料金を受け取ることができる。また、サービス提供者が汚泥減量化／減容化設備を提供することで、汚泥減量化／減容化設備の普及がすすみ、全国的に余剰となっている汚泥が減少し、これにより余剰汚泥の処分にかかるエネルギーや費用を節約することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による汚泥減量化サービス方法及び汚泥減量化サービスシステムの一実施の形態を示すブロック図である。
【図２】同上一実施の形態の詳細構成を示すブロック図である。
【図３】同上一実施の形態による硬化を説明するためのグラフである。
【符号の説明】
１    水処理設備
２    汚泥処理設備
４    被処理水
５    放流水（処理水）
６    汚泥
１１    サービス提供者
１２    汚泥減量化設備
１３    エネルギー供給設備としての熱電併給設備
２２    曝気槽
２３    最終沈殿池
２４    返送管
２９    汚泥減少量演算手段
３２    課金手段
【図１】
2004337801.tif 000003
【図２】
2004337801.tif 000004
【図３】
2004337801.tif 000005