(57)【要約】【課題】汚泥処理施設における処理を効果的に行う。【解決手段】処理場Ａ，Ｂにおいて、嫌気性処理装置１２を設け、発生する汚泥を酸性発酵させる。そして、酸性発酵汚泥をポンプ１４、汚泥輸送パイプライン１６を介し処理場Ｃに供給する。処理場Ｃは、汚泥処理装置２０を有しており、ここで送られてくる汚泥を処理するが、すでに汚泥は酸性発酵したものであり、性状が安定しているため、汚泥処理を効率的に行うことができる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
汚泥発生施設で発生した有機性汚泥を、パイプラインを介し汚泥処理施設に輸送する有機性汚泥の輸送方法であって、
前記汚泥発生施設において、有機性汚泥を酸性発酵させ、この酸性発酵させた有機性汚泥を前記パイプラインにより輸送することを特徴とする有機性汚泥の輸送方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法において、
前記酸性発酵は、大量のガス発生が実質的に終了する酸性発酵期の終了前後まで行うことを特徴とする有機性汚泥の輸送方法。
【請求項３】
有機性汚泥を発生する汚泥発生施設と、
前記有機性汚泥を受け入れ、処分する汚泥処理施設と、
前記汚泥発生施設で発生した有機性汚泥を前記汚泥処理施設に輸送するためのパイプラインと、
を含み、
前記汚泥発生施設に、発生した有機性汚泥を酸性発酵させる嫌気性処理装置を設け、この嫌気性処理装置により嫌気性処理した後の有機性汚泥を、前記パイプラインを介し前記汚泥処理施設に輸送することを特徴とする有機性汚泥の処理システム。
【請求項４】
請求項３に記載のシステムにおいて、
前記嫌気性処理装置は、大量のガス発生が実質的に終了する酸性発酵期の終了前後まで有機性汚泥の酸性発酵を行うことを特徴とする有機性汚泥の処理システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、汚泥発生施設で発生した有機性汚泥を汚泥処理施設にパイプラインを介し輸送するシステムおよびその輸送方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、下水、し尿、産業排水処理施設などでは、活性汚泥法などの生物学的処理方法が広く利用されている。このような生物学的処理方法では、処理の過程で微生物などからなる有機性の余剰汚泥が発生する。なお、汚水の流入部に設けられる最初沈殿池において発生する初沈汚泥は、砂などを含むがこれが余剰汚泥と混合される場合も多い。
【０００３】
このようにして、汚水処理施設においては、汚水処理の結果、有機性汚泥が発生する。このため、発生した汚泥を処理する必要がある。この汚泥処理としては、濃縮、脱水の後焼却するのが一般的であるが、汚泥処理施設を汚水処理施設内に設けない場合も多い。すなわち、汚泥処理施設を各汚水処理施設に個別に設けるのではなく、集中汚泥処理施設を設け、ここで複数の処理場で発生する汚泥を処理する場合も多い。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような集中汚泥処理施設を設ける場合、汚水処理施設では、発生する汚泥を、ポンプ圧送によって、汚泥処理施設へ輸送している。ところが、汚泥を圧送するパイプライン中において、汚泥の腐敗が起こる。特に、夏季の高温時には、パイプライン中における汚泥の腐敗は進行が早い。
【０００５】
このようにして、腐敗が進行中の汚泥は、腐敗によるガス発生を伴い、汚泥処理施設における貯留槽や重力濃縮槽において、浮上し、濃縮汚泥濃度が不安定になるという問題がある。また、腐敗の程度により、汚泥の性状が大きく変動し、その後の脱水処理における凝集剤の選定が困難となるなど、安定した処理を行うことが難しいという問題がある。さらに、腐敗進行中の汚泥は、悪臭を発するため、臭気対策を十分に行わなければならないという問題もある。
【０００６】
本発明は、このような汚泥の処理をより効率的に行うことを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、汚泥発生施設で発生した有機性汚泥を、パイプラインを介し汚泥処理施設に輸送する有機性汚泥の輸送方法であって、前記汚泥発生施設において、有機性汚泥を酸性発酵させ、この酸性発酵させた有機性汚泥を前記パイプラインにより輸送することを特徴とする。
【０００８】
また、前記酸性発酵は、大量のガス発生が実質的に終了する酸性発酵期の終了前後まで行うことが好適である。
【０００９】
また、本発明は、有機性汚泥を発生する汚泥発生施設と、前記有機性汚泥を受け入れ、処分する汚泥処理施設と、前記汚泥発生施設で発生した有機性汚泥を前記汚泥処理施設に輸送するためのパイプラインと、を含み、前記汚泥発生施設に、発生した有機性汚泥を酸性発酵させる嫌気性処理装置を設け、この嫌気性処理装置により嫌気性処理した後の有機性汚泥を、前記パイプラインを介し前記汚泥処理施設に輸送することを特徴とする。
【００１０】
また、前記嫌気性処理装置は、大量のガス発生が実質的に終了する酸性発酵期の終了前後まで有機性汚泥の酸性発酵を行うことが好適である。
【００１１】
このように、本発明によれば、汚泥発生施設において、汚泥を酸性発酵させてから、パイプラインに供給する。従って、パイプラインや、汚泥処理施設において汚泥を処理する際にガス発生量が少なくなる。従って、重力濃縮などの処理を安定して行える。また、酸性発酵により汚泥の性状が比較的安定するため、凝集剤の選定が容易で、汚泥処理を安定して行うことができる。さらに、悪臭を多く発生する酸性発酵を終了してから有機性汚泥を送るため、汚泥処理施設における悪臭の発生も軽減できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について、図面に基づいて説明する。
【００１３】
図１は、本実施形態に係る汚泥処理システムの全体構成を示す図である。処理場Ａは、例えば下水処理場であり、地域の下水を受け入れ処理を行う。このため、処理場Ａは、流入汚水を処理する汚水処理装置１０を有している。この汚水処理装置１０は、例えば活性汚泥処理施設である。そして、この処理場Ａにおいては、嫌気性処理装置１２を有しており、汚水処理装置１０で発生する有機性汚泥を嫌気性処理する。
【００１４】
ここで、この嫌気性処理装置１２は、通常の嫌気性処理のようにメタン発酵を行うものではなく、不完全な嫌気性処理を行う。すなわち、有機性汚泥などを嫌気処理すると、まず有機物が通性嫌気性細菌の働きによって低分子化、液化、ガス化する酸性発酵が起こる。次に、偏性嫌気性細菌であるメタン生成細菌の作用で、メタン、二酸化炭素、アンモニア、硫化水素などの最終生成物まで分解されるメタン発酵が起こる。なお、有機性汚泥は、図２に示すように、酸性発酵期の後、酸性減退期を経てアルカリ性発酵期（メタン発酵期）に至るといわれている。
【００１５】
本実施形態における嫌気性処理装置１２は、基本的にメタン発酵は行わず、その前段の酸性発酵にとどめる。従って、酸性発酵期の終了前後から、酸性減退期の半ばまでの発酵を行う。これによって、発酵初期の大きなガス発生については、一応終了する。
【００１６】
例えば、嫌気性処理装置１２の温度を５０〜５５℃程度に維持する高温発酵（消化）においては、２〜１０時間程度、３０〜３５℃程度に維持する中温消化では、４〜４０時間程度である。
【００１７】
このようにして、嫌気性処理装置１２において酸性発酵した汚泥は、輸送中の腐敗の進行によるガス発生が少なくなり、性状が安定する。
【００１８】
嫌気性処理装置１２からの処理汚泥は、ポンプ１４によって、汚泥輸送パイプライン１６に圧送される。
【００１９】
なお、処理場Ａと同様の処理場として処理場Ｂなどがあり、これら処理場は基本的に同様の構成を有しており、嫌気性処理装置１２により処理した汚泥をポンプ１４によって汚泥輸送パイプライン１６に圧送する。
【００２０】
なお、処理場Ａ，Ｂは、し尿処理場や、産業排水処理場であってもよい。
【００２１】
汚泥輸送パイプライン１６は、処理場Ｃに接続されており、各処理場からの汚泥は処理場Ｃに送られる。なお、途中に中継ポンプ場を配置する場合もある。
【００２２】
処理場Ｃは、汚水処理装置１０の他に汚泥処理装置２０を有しており、この汚泥処理装置２０によって、各処理場Ａ，Ｂ等から送られてきた汚泥を処理する。ここで、各処理場Ａ，Ｂから送られてくる汚泥は酸性発酵が行われたものであり、これを重力沈殿槽などに静置した場合においても、ガス発生はそれほど多くなく、悪臭も少ない。従って、重力濃縮を安定して行うことができる。また、その性状の変化が少なく、その後の処理において、安定した処理が行える。
【００２３】
ここで、図３に処理場Ａ、Ｂについてのより詳細な構成を示す。下水などの流入汚水は、スクリーンなどにより粗大固形物が除去された後、最初沈殿池１０２に導入され、砂、その他比較的沈殿しやすい固形物が除去される。上澄みは、曝気槽１０４に導入される。この曝気槽１０４は、空気により曝気されており、内部は好気的状態に維持されている。そして、ここで汚水が活性汚泥と共に好気的状態で撹拌混合されることで、汚水中の有機物が活性汚泥によって好気的に分解処理される。
【００２４】
曝気槽１０４の曝気混合液は、最終沈殿池１０６に導入され、ここで汚泥が沈殿分離され、上澄み水が処理水として得られる。この処理水は、消毒処理などをした後放流される。一方、最終沈殿池１０６で得られた汚泥は、曝気槽１０４に返送され、曝気槽１０４内の微生物濃度が維持される。
【００２５】
最終沈殿池１０６から曝気槽１０４への返送汚泥の一部は余剰汚泥として引き抜かれ、最初沈殿池からの汚泥と混合され、濃縮槽１０８を経て嫌気性処理装置１２に導入される。この嫌気性処理装置１２は、上述のようにして汚泥を酸性発酵させる。そして、嫌気性処理装置１２の処理汚泥がポンプ１４によって汚泥輸送パイプライン１６に圧送される。
【００２６】
なお、嫌気性処理装置１２の運転状況や、汚水処理装置１０の状況によっては、発生汚泥を嫌気性処理装置１２に導入せずにそのまま汚泥処理装置２０に送った方がよい場合もある。そこで、図１に示した実施形態において、嫌気性処理装置１２をバイパスするバイパス手段（図示せず）を設け、適宜嫌気性処理装置１２をバイパスして汚泥をポンプ１４に供給できるようにしてもよい。
【００２７】
なお、嫌気性処理装置１２の前段に重力濃縮槽を設け、ここで重力濃縮された濃縮汚泥を嫌気性処理装置１２に導入してもよい。また、嫌気性処理装置１２は、撹拌手段（循環撹拌を含む）を有し、収容した汚泥を十分撹拌して嫌気性処理を行う。また、嫌気性処理装置１２は、流入した分だけ排出するのを基本とする。
【００２８】
また、嫌気性処理装置１２は、所定の温度に維持するように加温設備を有しており、かつ発生ガスを回収できるように気密に構成されている。発生ガスにメタンガスが含まれる場合には、エネルギーとして回収することが好適である。
【００２９】
さらに、雨天時など、汚水処理装置１０に流入する有機物やリン濃度が低下する場合には、嫌気性処理装置１２の処理汚泥を汚水処理装置１０に返送することも好適である。
【００３０】
また、汚水処理装置１０としては、生物学的な脱窒・脱リンを行う場合もある。この脱窒・脱リンを行う場合には、嫌気槽、無酸素槽、曝気槽、沈殿槽の順に装置を構成し、汚水を嫌気槽に流入すると共に、曝気槽の曝気混合液の一部を無酸素槽に循環しここで脱窒を行い、沈殿槽の沈殿汚泥を嫌気槽に返送し、ここで汚泥を嫌気状態に保持して、リンを一旦放出させて、後にリンを過剰摂取させる。
【００３１】
従って、嫌気槽において、十分嫌気的な条件に維持する必要がある。そこで、嫌気槽の嫌気状態を十分に維持できない場合には、嫌気性処理装置１２の処理汚泥をこの嫌気槽に注入することが好適である。なお、処理汚泥を脱窒槽に水素供与体として供給することも好適であり、これは脱リンを行わない施設においても利用することができる。
【００３２】
次に、図４に、処理場Ｃの構成例を示す。このように、輸送されてくる汚泥は、まず重力濃縮等の濃縮槽２０２に導入され、ここで重力濃縮される。得られた濃縮汚泥は、凝集剤（通常、有機高分子凝集剤）を添加して凝集した上で、脱水装置２０４において脱水処理される。この脱水装置２０４は、遠心脱水装置や、ベルトプレス脱水装置などである。そして、脱水装置２０４において得られた脱水ケーキが焼却装置２０６において、焼却処理される。これによって、灰分が残渣として発生するが、その量は非常に少なく、この残渣は建築資材などとして再利用することもできる。なお、濃縮槽２０２や、脱水装置２０４において発生する排水は、汚水処理装置１０において処理される。
【００３３】
ここで、上述のように、本実施形態では、流入汚泥が酸性発酵したものである。そこで、濃縮槽２０２において静置した場合にも、ガス発生が少なく、濃縮を安定して行うことができる。また、濃縮汚泥の性状も安定しているため、最適な凝集条件の変化が少なく、凝集を安定して行うことができ、脱水装置２０４における脱水も安定して行える。なお、脱水処理が十分行えない場合には、脱水ケーキの含水率が高くなり、焼却装置２０６において、十分焼却が行えなくなる可能性があるが、本実施形態では、安定して焼却処理を行うことができる。
【００３４】
【発明の効果】
このように、本発明によれば、汚泥発生施設において、汚泥を酸性発酵させてから、パイプラインに供給する。従って、パイプラインや、汚泥処理施設において汚泥を処理する際にガス発生量が少なくなる。従って、重力濃縮などの処理を安定して行える。また、酸性発酵より汚泥の性状が比較的安定するため、汚泥処理を安定して行うことができる。さらに、悪臭を多く発生する酸性発酵を密閉した状態で行う嫌気性処理において行うことができるため、汚泥発生施設における悪臭の発生も軽減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態の全体構成を示す図である。
【図２】酸性発酵を説明する図である。
【図３】汚水処理装置の一例を示す図である。
【図４】汚泥処理装置の一例を示す図である。
【符号の説明】
１０  汚水処理装置、１２  嫌気性処理装置、１４  ポンプ、１６  汚泥輸送パイプライン、２０  汚泥処理装置、１０２  最初沈殿池、１０４  曝気槽、１０６  最終沈殿池、２０２  濃縮槽、２０４  脱水装置、２０６  焼却装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【手続補正書】
【提出日】平成15年4月21日(2003.4.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
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