(57)【要約】【課題】有機性廃水を生物学的に汚水処理する際に発生する活性汚泥を効率よく死滅化させる。【解決手段】有機性廃水を生物学的に汚水処理することにおいて、汚水処理において発生する活性汚泥を塩存在下の酸性領域で電気分解することにより死滅させる。上記処理方法において、処理液中の塩濃度は０．１〜３．０質量％が好ましく、処理液中の酸性領域はｐＨ６〜ｐＨ３の間であることが好ましい。また、塩としては、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化リチウム、硫酸ナトリウム、硫酸カリウムなどが好ましい。【選択図】        なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機性廃水を生物学的に汚水処理することにおいて、汚水処理において発生する活性汚泥を塩存在下の酸性領域で電気分解し、死滅させることを特徴とする有機性廃水の電気分解による処理方法。
【請求項２】
請求項１記載の処理方法において、処理液中の塩濃度が、０．１〜３．０質量％であることを特徴とする有機性廃水の電気分解による処理方法。
【請求項３】
請求項１記載の処理方法において、処理液中の酸性領域がｐＨ６〜ｐＨ３の間であることを特徴とする有機性廃水の電気分解による処理方法。
【請求項４】
請求項２記載の塩が、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化リチウム、硫酸ナトリウムおよび硫酸カリウムよりなる群から選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする有機性廃水の電気分解による処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、家庭用廃水や工業廃水から生じる有機性廃水の電気分解による処理方法に関するものであり、さらに詳しくは、活性汚泥を用いて処理される有機性廃水の処理において処理中に増殖増量する活性汚泥を効率よく死滅化および減量化できる有機性廃水の電気分解による処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
有機性の廃水の処理において活性汚泥処理は、廃水中に存在するＢＯＤ成分を消化処理する一方で微生物の増殖を引き起こす。増殖した微生物（活性汚泥）はいわゆる余剰汚泥として排出する必要があるが、これら余剰の活性汚泥は脱水処理した後にそのまま埋立処分されるかまたは焼却処分されている。この余剰の活性汚泥の脱水は沈降分離機、遠心分離機、フィルタープレス機等の機器を組み合わせて行われているが、余剰の活性汚泥は水との分離が必ずしも良好とは言えず、これらの脱水処理をした後でも７０〜８０質量％の水分を有するのが通常である。これをそのまま埋立処分するにしても固形分２０〜３０質量％程度のものを運搬し埋め立てることになり、その搬送費および埋立費の大半がその質量および体積において大部分を占める水分の搬送費および埋立費として費やされているのが現状である。また、焼却処分にしても同様で余剰の活性汚泥中に多量に存在する水分のためにその乾燥および蒸発潜熱にエネルギーの大半が費やされているのが現状でその費用は高額なものとなっている。さらに、焼却した活性汚泥は焼却後に焼却灰として残渣を生成するが、これを埋立等に供するためには溶出を起こさないようにガラス状（スラグ状）になるまでに高温で処理する必要があり、それらのエネルギー費用および処理コストは膨大なものとなっている。また、これら余剰の活性汚泥量は年々増加の一途をたどっており、前記埋立処分にしても焼却処分にしてもいずれも処理費用の占める割合が高く、また埋立処分の場所の確保や焼却処分残渣の処理の問題等、経済上および環境上の両面において問題が顕在化している。
【０００３】
こうした背景の下で、この余剰の活性汚泥の処理に生物処理の活用が検討されている。活性汚泥は有機性の廃液であるＢＯＤ成分の消化処理を行なうとともに、余剰の活性汚泥も一旦死滅させればＢＯＤ成分の消化処理同様に消化処理を行なってくれることはよく知られている。ＢＯＤ成分の消化処理により増殖した余剰の活性汚泥を死滅させた後、活性汚泥槽に返送することで活性汚泥が消化処理を行ない減量化（または減容化）するものである。活性汚泥に消化処理させることで、死滅した余剰の活性汚泥はＣＯ２  とＨ２  Ｏに分解され減容化される。
【０００４】
余剰の活性汚泥を死滅させる手段としては、種々の方法が提案されており、オゾン酸化法、過酸化水素酸化法、次亜塩素酸酸化法、酸、アルカリ処理法、熱処理法等が提案されている。しかしながら、これらの処理方法は、いずれも薬品やエネルギーを大量に使用したり、装置が大掛かりになったりするため、必ずしも満足のいく方法とは言えなかった。
【０００５】
一方、上記方法に対し、電気分解（電解）技術を応用することで、上記問題点の解決を行い余剰の活性汚泥の減容化を行なおうとする試みがなされている。
【０００６】
例えば、余剰の活性汚泥に塩化物を添加して電気分解し、それを活性汚泥層に返送することで減容化すること（例えば、特許文献１参照）や、塩分を含有する水を隔膜電気分解して得られる酸およびアルカリで有機性汚水を処理することが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００２−１２６７８２号公報（第４〜６頁）
【特許文献２】
特開平１１−１４７１００号公報（第３〜４頁）
【０００８】
しかしながら、前者の場合は余剰の活性汚泥の死滅効果が充分でなかったり、後者の場合は電気分解で酸やアルカリを生成した後にその酸やアルカリで余剰の活性汚泥を死滅させるもので前記の酸処理やアルカリ処理と基本的に変わるものではなく、また、電気分解や高価な隔膜のコストが余分にかかるなどの問題点を有しており、電気分解の有利性を充分に発揮したものとは言えなかった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記のような従来の有機性廃水の処理方法の問題点を解決し、余剰の活性汚泥を効率的に死滅化させることができる有機性廃水の処理方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、有機性廃水の活性汚泥処理において発生する活性汚泥を塩の存在下の酸性領域で電気分解し、死滅させることによって、前記課題を解決したものである。
【００１１】
すなわち、本発明者らは、前記課題を解決するため鋭意研究を重ねた結果、安価で効果的な電気分解技術を応用することで効率的に活性汚泥の死滅化が可能な処理方法を開発するに至ったのであり、塩が存在する溶液中で電気分解を行うので、プラスイオンおよびマイナスイオンの移動が可能になり電流が流れることになる。塩は溶液中では電離し、プラスイオンおよびマイナスイオンとして存在する。これらのイオンは電流が流れることで、電子のキャリアーとなり活性汚泥の電気分解および塩の電気分解を起こし活性汚泥の死滅につながると考えられる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明において用いる塩としては、例えば、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化リチウム、硫酸ナトリウム、硫酸カリウムなどの無機塩が好ましく、それらの無機塩はいずれを用いてもよく、また廃水中に存在する塩成分でも構わない。また、塩の種類は上記例示の塩に限定されるものではない。塩の濃度は特に限定されることはないが、塩濃度が低すぎると電流の流れが悪くなり、その結果、一定の電流を流すためには正負極間の電圧が上昇し、結果的に電流×電圧＝エネルギーが上昇して好ましくなく、また、塩濃度が高くなりすぎると塩の添加量が増しコストが上昇しかつ処理水中の残留塩濃度も増すことになり好ましくないことから、塩の濃度としては０．１〜３．０質量％程度が好ましく、特に０．３〜２．０質量％が好ましい。また、この電気分解処理を上記に加え酸性側で行うことで死滅効果が飛躍的に向上する。
【００１３】
図１は、０．６質量％の活性汚泥分を含む液２００ｍｌに１ｇの塩化ナトリウムを添加し（塩化ナトリウム濃度０．５質量％）、０．２ｍＡで電気分解した時の活性汚泥の死滅率（殺菌率）を表したものであるが、酸を加えずに電気分解処理した場合（ブランク、ｐＨ６．４２）に比べ酸を添加して酸性領域で電気分解した場合は死滅率（殺菌率）が飛躍的に向上し、１５分間の電気分解においてブランクが２０％程度の死滅率であったのに対し、ｐＨ６以下での電気分解ではほぼ１００％の死滅率であった。図１に見られるように、ｐＨが低いほど死滅率の向上には効果的であるが、ｐＨを低くするには対数関数で酸の添加が必要であり、コスト面から考えると大量の酸の添加は好ましくない。また、反応槽の材質も耐酸性のものであることが必要であり、その面からもｐＨの下げすぎは好ましくない。ｐＨ条件としてはｐＨ６〜ｐＨ３が好ましく、ｐＨ６〜４が特に好ましい。酸としては、酸性の調節が可能なものであればいずれでもよく、塩酸、硫酸、酢酸などを用いることができるが、これらに限定されることはない。このようにして、死滅化された返送汚泥は余剰汚泥として活性汚泥槽に返送することで消化処理され減容化および減量化することができる。
【００１４】
以上のように、活性汚泥を塩の存在下でかつ酸性領域で電気分解することによって活性汚泥の死滅化が飛躍的に向上し、安価でかつ簡単に余剰汚泥の処理が可能になり、その工業的価値は大きい。
【００１５】
【実施例】
つぎに、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明する。ただし、本発明は実施例に例示のもののみに限定されることはない。
【００１６】
実施例１
０．６質量％の活性汚泥分を含む液２００ｍｌに１．０ｇの塩化ナトリウムを入れ塩酸でｐＨ６〜３の範囲（具体的には、後記の表１に示すように、ｐＨ５．９６、ｐＨ５．６２、ｐＨ４．９１、ｐＨ３．０２）に調整した。これに１００ｃｍ２  の正負電極を差し込み電流０．２Ａで０〜３０分間の範囲（具体的には、後記の表２に示すように、２分間、１５分間、３０分間）通電して電気分解を行った。電気分解が終った処理液に空気を１０分間バブリングをし終わったものについて、それぞれ溶存酸素の減少率の測定を行なった。溶存酸素の減少率の測定に先だって、０．６質量％の活性汚泥分を含む原液の溶存酸素の減少率から求めた死滅率を０とし、蒸留水の溶存酸素の減少率（減少なし）から求めた死滅率を１００とし、２０％を蒸留水で希釈した活性汚泥（０．４８質量％の活性汚泥液）の死滅率を２０とし、５０％を蒸留水で希釈した活性汚泥液（０．３質量％活性汚泥液）の死滅率を５０とし、７０％を蒸留水で希釈した活性汚泥液（０．１８質量％活性汚泥液）の死滅率を７０として検量線を引き、この検量線を用いてそれぞれの測定結果を死滅率として表した。それを後記の表３にまとめて示す。
【００１７】
比較例１
０．６質量％の活性汚泥分を含む液２００ｍｌに１．０ｇの塩化ナトリウムを入れｐＨ調整は行なわずにそのままとした。このときのｐＨは６．４であった。これに１００ｃｍ２  の正負電極を差し込み電流０．２Ａで０〜３０分間通電して電気分解を行った。電気分解が終った処理液に空気を１０分間バブリングをし終わったものについて、それぞれ溶存酸素の減少率の測定を行なった。検量線は実施例１と同様のものを用い上記溶存酸素の減少率の測定結果から活性汚泥の死滅率（殺菌率）を求めた。その結果を後記の表３に示す。
【００１８】
実施例２
０．６質量％の活性汚泥分を含む液２００ｍｌに２．０ｇの硫酸ナトリウムを入れ硫酸でｐＨ４．８０に調整した。これに１００ｃｍ２  の正負電極を差し込み電流１．０Ａで５分間通電して電気分解を行った。電気分解が終った処理液に空気を１０分間バブリングをし溶存酸素の減少率の測定を行なった。検量線は実施例１と同様のものを用い上記溶存酸素の減少率の測定結果から活性汚泥の死滅率（殺菌率）を求めた。その結果を後記の表４に示す。
【００１９】
実施例３
０．６質量％の活性汚泥分を含む液２００ｍｌに３．０ｇの塩化カリウムを入れ硫酸でｐＨ６．０２に調整した。これに１００ｃｍ２  の正負電極を差し      込み電流０．２Ａで１５分間通電して電気分解を行った。電気分解が終った処理液に空気を１０分間バブリングをし溶存酸素の減少率の測定を行なった。検量線は実施例１と同様のものを用い上記溶存酸素の減少率の測定結果から活性汚泥の死滅率（殺菌率）を求めた。その結果を表４に示す。
【００２０】
上記実施例１、比較例１、実施例２〜３で求めた活性汚泥の死滅率を電気分解の条件と共に表３および表４に示すが、表１および表２には、上記実施例１、比較例１、実施例２〜３の処理汚泥（活性汚泥分を含む液）中の活性汚泥分の濃度（含有量）および処理汚泥の量、添加塩の種類および量、用いた酸の種類およびそれによって調整されたｐＨを示す。
【００２１】
【表１】
2004337683.tif 000002
【００２２】
【表２】
2004337683.tif 000003
【００２３】
【表３】
2004337683.tif 000004
【００２４】
【表４】
2004337683.tif 000005
【００２５】
表１〜表４に示す結果から明らかなように、活性汚泥を塩の存在下で、ｐＨ６〜３の範囲で電気分解することにより、活性汚泥を効率よく死滅させることができる。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、活性汚泥を効率よく死滅化させることができる。また、本発明は、安価で簡素化可能な電気分解技術によって、活性汚泥の死滅化率を向上させ得るので、その工業的価値は大きい。
【図面の簡単な説明】
【図１】塩化ナトリウムが０．５質量％の濃度で存在する条件下での各ｐＨにおける活性汚泥の死滅率を、中性（ブランク、ｐＨ６．４２）における活性汚泥の死滅率と比較して示す図である。
【図１】
2004337683.tif 000006