(57)【要約】【課題】汚泥可溶化プロセスにリンを除去するプロセスを組込むことにより、水処理の悪化を防ぎ、最小限の汚泥を余剰汚泥として引抜くだけで、リンの除去も行うことができる汚泥の処理方法を提供すること。【解決手段】曝気槽２内の活性汚泥により、有機性汚水を生物処理するとともに、生物処理により発生した汚泥を可溶化した後、可溶化処理汚泥を曝気槽２に返送して分解するようにした汚泥の処理方法において、汚泥可溶化槽８に酸を添加するとともに、所定の時間電気分解処理を行い、汚泥の可溶化とリンの溶出を促進させた後、電気分解処理によって生成した微細気泡によって汚泥を浮上分離して固液分離を行う。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
曝気槽内の活性汚泥により、有機性汚水を生物処理するとともに、生物処理により発生した汚泥を可溶化した後、該可溶化処理汚泥を曝気槽に返送して分解するようにした汚泥の処理方法において、汚泥可溶化槽に酸を添加するとともに、所定の時間電気分解処理を行い、汚泥の可溶化とリンの溶出を促進させた後、電気分解処理によって生成した微細気泡によって汚泥を浮上分離して固液分離を行うことを特徴とする汚泥の処理方法。
【請求項２】
浮上分離によって得られた分離水に対し、アルカリ剤を添加してリンを再び不溶化させ、リンを含む無機物主体の汚泥を沈殿分離して排出することを特徴とする請求項１記載の汚泥の処理方法。
【請求項３】
曝気槽に金属塩系の凝集剤を添加することを特徴とする請求項１又は２記載の汚泥の処理方法。
【請求項４】
可溶化汚泥を浮上分離する際に、浮上分離槽に水を注入して可溶化汚泥を希釈した後、浮上分離を行うことを特徴とする請求項１、２又は３記載の汚泥の処理方法。
【請求項５】
可溶化汚泥を浮上分離する際に、浮上分離によって得られた分離水を排出し、残っている濃縮汚泥に水を注入して混合し、再び静置して浮上分離を行い、分離水を排出する一連の浮上分離操作を複数回繰返すことを特徴とする請求項１、２、３又は４記載の汚泥の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、下水等の有機性の汚水を活性汚泥により生物学的に処理し、有機物さらにはリンを除去することにより、発生する汚泥量を最小限にすることができる汚泥の処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、下水処理場等に流入する汚水を処理するために、活性汚泥の曝気槽に汚水を流入し、これを曝気、攪拌して生物処理を行う活性汚泥法が用いられている。
水処理工程で発生する余剰汚泥は、通常、脱水を行った後、埋立処分されているが、処分地が次第になくなりつつあることから、余剰汚泥に対し、オゾン等を添加して汚泥を可溶化し、系内で生物分解することにより、汚泥発生量をゼロにする方法が試みられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の汚泥の処理方法においては、可溶化した汚泥をそのまま曝気槽に返送するために、曝気槽への負荷が増大して、曝気装置に能力不足を生じたり、水質が悪化するという問題がある。
また、排出汚泥をゼロにする技術は、汚泥に取り込んだ形で排出していたリンが、全く除去できなくなる点も欠点とされている。
【０００４】
本発明は、上記従来の汚泥の処理方法が有する問題点に鑑み、汚泥可溶化プロセスにリンを除去するプロセスを組込むことにより、水処理の悪化を防ぎ、最小限の汚泥を余剰汚泥として引抜くだけで、リンの除去も行うことができる汚泥の処理方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の汚泥の処理方法は、曝気槽内の活性汚泥により、有機性汚水を生物処理するとともに、生物処理により発生した汚泥を可溶化した後、該可溶化処理汚泥を曝気槽に返送して分解するようにした汚泥の処理方法において、汚泥可溶化槽に酸を添加するとともに、所定の時間電気分解処理を行い、汚泥の可溶化とリンの溶出を促進させた後、電気分解処理によって生成した微細気泡によって汚泥を浮上分離して固液分離を行うことを特徴とする。
この場合、浮上分離によって得られた分離水に対し、アルカリ剤を添加してリンを再び不溶化させ、リンを含む無機物主体の汚泥を沈殿分離して排出することができる。
【０００６】
この汚泥の処理方法は、活性汚泥法において、最終沈殿槽から汚泥を引抜いて汚泥可溶化槽に導き、酸の添加と電気分解処理を行って汚泥微生物の殺菌とリンの溶出を促進し、可溶化汚泥は、浮上濃縮して曝気槽に返送して生物分解を行い、浮上分離によって得られた分離水には、アルカリ剤を添加してｐＨを調整することにより、リンを再度不溶化して無機物主体の汚泥として沈殿分離することができるため、場外に排出する汚泥量を従来の活性汚泥法の１／１０程度に削減することができ、埋立処分する際にも必要な用地が少なくて済み、一時貯留する間にも、嫌気腐敗して悪臭を発生するなどの問題が生じないという効果を有する。
【０００７】
また、曝気槽に金属塩系の凝集剤を添加することができる。
【０００８】
これにより、処理する汚泥量当りのリンの回収量を多くすることができる。
【０００９】
また、可溶化汚泥を浮上分離する際に、浮上分離槽に水を注入して可溶化汚泥を希釈した後、浮上分離を行うことができる。
【００１０】
これにより、リンが溶出した分離水を増量することができるため、処理する汚泥量当りのリンの回収量を多くすることができる。
【００１１】
また、可溶化汚泥を浮上分離する際に、浮上分離によって得られた分離水を排出し、残っている濃縮汚泥に水を注入して混合し、再び静置して浮上分離を行い、分離水を排出する一連の浮上分離操作を複数回繰返すことができる。
【００１２】
これにより、リンが溶出した分離水を増量することができるため、処理する汚泥量当りのリンの回収量を多くすることができる
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の汚泥の処理方法の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１４】
この汚泥の処理方法は、活性汚泥法において発生した余剰汚泥の所定量を引抜いて、汚泥可溶化槽に導き、酸を添加して電気分解処理を行うことにより、汚泥の可溶化とリンの溶出を促進する。
所定の反応時間の後、これを浮上分離槽に送泥して固液分離を行い、分離水はポンプにより引抜き、沈殿分離槽に導く。なお、このときに回収する分離水の量を増量するために、水を注入して可溶化汚泥を希釈したり、水を注入して浮上分離するという操作を複数回繰返す方法が有効である。
【００１５】
リンが溶出した分離水には、沈殿分離槽又は沈殿分離槽の直前に設けたｐＨ調整槽において、アルカリ剤を添加し混合することにより、分離水に含まれるリンを再び不溶化させ、沈殿分離槽で沈殿させる。
なお、より多くのリンを回収するには、曝気槽に金属塩系の凝集剤を添加して、余剰汚泥に含まれるリンの濃度を高めることが有効である。
リンを含む無機物主体の沈殿汚泥は、一時貯留の後場外に搬出し、上澄水は、曝気槽に返流して生物処理を行う。
一方、浮上分離槽で浮上した可溶化汚泥は、電気分解処理によって殺菌されているため、曝気槽に返流することにより、生物分解することができる。
【００１６】
活性汚泥法において、汚水中に含まれていたリンの内、固形物状のものは、活性汚泥に付着又は吸着され、溶解性のリン酸は、一部が微生物体内に取り込まれることにより、汚水からある程度のリンが除去される。
なお、残りの溶解性リンは処理水とともに流出するため、鉄塩等の金属塩系凝集剤を曝気槽又は最終沈殿槽への流入部に添加すれば、リン酸化合物として不溶化させ、汚水からのリン除去性能を向上させることができる。
【００１７】
最終沈殿槽から汚泥可溶化槽に導かれた汚泥に含まれる固形物状のリンや、リン酸化合物は、酸を添加してｐＨを２以下に下げることにより、微生物体内から溶出したり、液中に溶解した状態となる。このとき、電気分解処理を行えば、汚泥微生物が死滅するため、細胞壁や細胞膜の一部が破壊され、微生物体内の成分が液中に溶け出す。
【００１８】
次に、可溶化した汚泥を浮上分離槽に導いて静置すると、電気分解によって生成した酸素や水素の微細な気泡が汚泥表面に付着しているため、汚泥は浮上して濃縮され、汚泥層の下に分離水が生じる。
所定の時間静置した後、分離水は、沈殿分離槽へと導く。このとき、処理水等の水を浮上分離槽に注入して混合した後、浮上分離を行うか、水を注入し混合して浮上分離する操作を複数回行えば、汚泥の粒子間に存在するリンを分離水として回収することができるため、可溶化処理量当りのリン回収量を高めることができる。
【００１９】
溶出したリンやリン酸を含む分離水に対し、これを沈殿分離槽又は直前に設けたｐＨ調整槽においてアルカリ剤を添加し、ｐＨを３以上に上げることにより、リンの大半は再び固形物状となり、リン酸も金属塩と反応して不溶化させることができる。
このとき、酸によって溶解していた無機物もｐＨ上昇に伴い固形物に戻るため、沈殿分離槽で沈殿した汚泥は、リン酸化合物などの無機物主体の汚泥となる。
また、沈殿分離槽の上澄水には、可溶化処理により、溶出した易分解な有機物が含まれているため、沈殿分離液として曝気槽に返流し、生物学的に処理を行う。
一方、浮上分離槽で浮上濃縮された汚泥分には、微生物の細胞壁や細胞膜の断片以外に、細胞の形態を保った微生物が残留しているが、電気分解処理によって死滅しているため、曝気槽に返流すれば、活性汚泥によって分解することができる。
以上により、曝気槽で増加する汚泥は、可溶化処理工程を付加することで、分解処理され、また、沈殿分離槽で沈殿し、場外に搬出される汚泥は、凝集したリン酸化合物等の、無機物主体の汚泥となるため、排出汚泥量を従来の１／１０程度とすることができる。
【００２０】
【実施例】
図１に、本発明の汚泥の処理方法の一実施例を示す。
下水処理場のような汚水の処理施設に流入した汚水Ａは、前処理設備１で砂分やし渣を除去した後、曝気槽２へと送水され、活性汚泥により生物的に処理される。曝気槽２で処理された汚水は、汚泥混合液として、最終沈殿槽３へと送水され、固液分離され処理水Ｂとしてオーバーフローする。
この場合、図には示していないが、高度処理を目的としてリン除去性能を高めたい場合は、凝集剤供給装置を付加し、汚水中のリン酸と反応し化合物を生成する鉄やアルミ系の凝集剤を曝気槽２に添加する。
沈殿した汚泥は、汚泥返送ポンプ４により間欠的又は連続的に引抜かれ、返送汚泥Ｃとして曝気槽２へと返送される。
【００２１】
最終沈殿槽３から引抜かれる沈殿汚泥の一部は、余剰汚泥Ｄとして汚泥移送ポンプ５により重力濃縮槽６に移送し、濃縮を行った後、定期的に汚泥供給ポンプ７を起動させて、濃縮汚泥Ｅを汚泥可溶化槽８に投入する。
汚泥可溶化槽８では、酸供給装置７から供給された硫酸等の酸により、リンの溶出を行うとともに、槽内に浸漬した電極間に直流電流を流すことにより電気分解処理が行われる。
所定の時間滞留して殺菌処理及び一部が可溶化した可溶化汚泥Ｆは、浮上分離槽１０に導かれて静置され、電気分解処理により生成された微細気泡によって汚泥を浮上分離して固液分離を行い、汚泥固形物を浮上・濃縮させる。
【００２２】
浮上分離槽１０の分離水Ｈは、分配移送ポンプ１１により沈殿分離槽１４へと導かれる間に、ｐＨ調整槽１２において、アルカリ供給装置１３により、苛性ソーダ等のアルカリ剤を注入してｐＨが調整される。
なお、ｐＨ調整は、配管内や沈殿分離槽１４で行ってもよいが、攪拌しながらアルカリ剤の注入制御を行うのがより確実であるため、図のように別に設けたｐＨ調整槽１２で行うのが適切である。
【００２３】
沈殿分離槽１４へと導かれた液には析出した汚泥固形物が含まれているため、静置することによって汚泥分を沈降させ、汚泥引抜ポンプ１５により、定期的に汚泥貯留槽１６に引抜いて一時貯留する。
貯留した汚泥Ｋは、バキューム車等により処理場外に搬出するが、脱水機等の設備を設け、定期的に脱水処理を行うことも可能である。
なお、沈殿分離槽１４の上澄水Ｊは、曝気槽２へと返流させるが、汚泥貯留槽１５でも、一時貯留する間に上澄液ができるため、上澄水を返流させる配管を設けることが望ましい。
【００２４】
一方、浮上分離槽１０で浮上した汚泥Ｇは、別に設けた浮上汚泥掻取り装置や汚泥ポンプを介して、曝気槽２に返送することができるが、図のように、分配移送ポンプ１１の出口側に設けた分岐配管のバルプを切替えることにより、曝気槽２に返送する方法が簡便である。
【００２５】
次に、本実施例の作用について説明する。
汚泥供給ポンプ７により、汚泥可溶化槽８に投入された濃縮汚泥Ｅには、微生物体内に取り込まれたリン酸や、凝集剤により不溶化したリン酸化合物、固形物状のリンが含まれている。
汚泥可溶化槽８で酸供給装置９により、酸を所定量、又は汚泥可溶化槽６内に設けたｐＨセンサーの指示値を基にｐＨを５以下、好ましくは２以下の所定の値になるまで酸を注入する。
汚泥可溶化槽８には、電気分解処理用の電極が配置され、攪拌機や循環ポンプを設けて、槽内を十分混合し、電極間の汚泥を十分に流動させながら電極間に直流電流を流す。
このとき、電気分解により次亜塩素酸が発生するため、次亜塩素酸によって汚泥中の微生物が殺菌される。次亜塩素酸をより効率的に発生するためには、添加する酸の中に、食塩を混合しておくか、食塩を別に添加することが好ましい。さらに、酸の作用によって、リンが微生物体内から溶出したり、リン酸化合物からリンが液中に溶解し、大半のリンが汚泥や固形物から水中に移行する。
すなわち、主に電気分解の効果で微生物が死滅し、微生物を構成する細胞壁や細胞膜の一部が破損して細胞内の細胞質が溶出する一方、主に酸添加の作用により、固形物中のリンが可溶化汚泥の水中に溶出する。
【００２６】
電気分解処理の時間は、汚泥の濃度や電流値によって異なるが、条件に応じて必要な時間、電気分解処理を行った可溶化汚泥Ｆには、電気分解によって発生した微細な酸素や水素の気泡が付着しているため、オーバーフロー又はポンプによって浮上分離槽１０へと導かれ、静置すると、汚泥固形物が浮上濃縮する。
このとき、汚泥供給ポンプ７を停止し、浮上濃縮槽１０に可溶化汚泥が流入しないように制御するのが望ましい。
【００２７】
所定の静置時間経過後、分配移送ポンプ１１を起動し、分岐配管のｐＨ調整槽１２に至るバルブを開とし、下部に溜まった分離水をｐＨ調整槽１２へと引抜く。分離水がほぼ引抜かれた段階でバルブの切替えを行い、浮上濃縮した汚泥Ｇを曝気槽２へと返送する。
このとき、浮上汚泥Ｇの粒子の間にある水の中にも溶解したリンが残留しているため、より多くの溶解性のリンをｐＨ調整槽へと導くためには、浮上分離槽に処理水や重力濃縮槽の分離水などの水を注入して、可溶化汚泥を希釈した後、浮上分離を行うか、浮上分離によって得られた分離水だけを排出し、残っている濃縮汚泥に水を注入して混合し、再び静置して浮上分離を行い、分離水を排出する一連の浮上分離操作を複数回繰返す方法を用いるのが適切である。
このように分離水を増量する操作を行えば、可溶化処理量当りのリン回収量を高めることができる。
【００２８】
次に、分離水Ｈには、ｐＨ調整槽１２においてアルカリを注入し、ｐＨを３以上、好ましくは５以上に上昇させると、溶解していたリンの大半は再び固形物状となり、リン酸も凝集剤の金属塩等と反応してリン酸化合物となり不溶化する。
このとき、酸によって溶解していた無機物もｐＨ上昇に伴い固形物に戻るため、後段の沈殿分離槽１４で沈殿する汚泥１は、リン酸化合物などの無機物主体の汚泥となる。
沈殿分離槽１４の上澄水Ｊは、可溶化処理により溶出した易分解な有機物が含まれているため、曝気槽２に返流し、活性汚泥により生物学的に処理を行う。
【００２９】
一方、浮上分離槽８で浮上した汚泥Ｇには、微生物の細胞壁や細胞膜の断片、細胞の形態を保った微生物が残留しているが、電気分解処理によって死滅しているため、曝気槽２に返流すれば、汚泥微生物によって徐々に低分子化され、最終的には水と炭酸ガスに分解される。
【００３０】
以上の実施例では、一般的な水処理フローにより説明しているが、最終沈殿槽３の代わりに、曝気槽２内に膜分離装置を設け、精密濾過膜、限外濾過膜等の膜により、処理水Ｂを濾過する膜分離活性汚泥法を採用することもできる。
このように、膜を用いることにより汚泥濃度を高め、曝気槽から直接引抜いた汚泥に対し、酸と電気分解を用いた可溶化処理を行うことも可能である。
【００３１】
【発明の効果】
本発明の汚泥の処理方法によれば、活性汚泥法において、最終沈殿槽から汚泥を引抜いて汚泥可溶化槽に導き、酸の添加と電気分解処理を行って汚泥微生物の殺菌とリンの溶出を促進し、可溶化汚泥は、浮上濃縮して曝気槽に返送して生物分解を行い、浮上分離によって得られた分離水には、アルカリ剤を添加してｐＨを調整することにより、リンを再度不溶化して無機物主体の汚泥として沈殿分離することができるため、場外に排出する汚泥量を従来の活性汚泥法の１／１０程度に削減することができ、埋立処分する際にも必要な用地が少なくて済み、一時貯留する間にも、嫌気腐敗して悪臭を発生するなどの問題が生じないという効果を有する。
【００３２】
また、曝気槽に金属塩系の凝集剤を添加することにより、処理する汚泥量当りのリンの回収量を多くすることができる。
【００３３】
また、可溶化汚泥を浮上分離する際に、浮上分離槽に水を注入して可溶化汚泥を希釈した後、浮上分離を行うことにより、リンが溶出した分離水を増量することができるため、処理する汚泥量当りのリンの回収量を多くすることができる。
【００３４】
また、可溶化汚泥を浮上分離する際に、浮上分離によって得られた分離水を排出し、残っている濃縮汚泥に水を注入して混合し、再び静置して浮上分離を行い、分離水を排出する一連の浮上分離操作を複数回繰返すことにより、リンが溶出した分離水を増量することができるため、処理する汚泥量当りのリンの回収量を多くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の汚泥の処理方法の一実施例を示す汚水処理フロー図である。
【符号の説明】
１    前処理設備
２    曝気槽
３    最終沈殿槽
４    汚泥返送ポンプ
５    汚泥移送ポンプ
６    重力濃縮槽
７    汚泥供給ポンプ
８    汚泥可溶化槽
９    酸供給装置
１０  浮上分離槽
１１  分配移送ポンプ
１２  ｐＨ調整槽
１３  アルカリ供給装置
１４  沈殿分離槽
１５  汚泥引抜ポンプ
１６  汚泥貯留槽
Ａ    汚水
Ｂ    処理水
Ｃ    返送汚泥
Ｄ    余剰汚泥
Ｅ    濃縮汚泥
Ｆ    可溶化汚泥
Ｇ    浮上汚泥
Ｈ    分離水
Ｉ    引抜汚泥
Ｊ    上澄水
Ｋ    排出汚泥
【図１】
2004351353.tif 000003