(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機性廃水を生物学的に処理するに際し、水処理系で発生した余剰汚泥に次亜塩素酸溶液を添加することにより、余剰汚泥中の微生物を殺傷せしめた後、再び水処理系に返流し、生物学的に分解・処理する余剰汚泥の処理方法において、汚泥処理槽内の酸化還元電位の時間的変化を測定し、酸化還元電位に変化がない時間があらかじめ設定した時間継続した時に汚泥処理槽における次亜塩素酸溶液の添加を開始し、酸化還元電位の値があらかじめ設定した値に達した時に次亜塩素酸溶液の添加を停止することを特徴とする汚泥の処理方法。
【請求項２】
有機性廃水を生物学的に処理するに際し、水処理系で発生した余剰汚泥に次亜塩素酸溶液を添加することにより、余剰汚泥中の微生物を殺傷せしめた後、再び水処理系に返流し、生物学的に分解・処理する余剰汚泥の処理方法において、汚泥処理槽内の酸化還元電位及び汚泥処理槽の前段に設けた調整槽での酸化還元電位を測定し、汚泥処理槽の酸化還元電位と調整槽の酸化還元電位の差があらかじめ設定した下限値に達した時に汚泥処理槽における次亜塩素酸溶液の添加を開始し、汚泥処理槽の酸化還元電位と調整槽の酸化還元電位の差があらかじめ設定した上限値に達した時に次亜塩素酸溶液の添加を停止することを特徴とする汚泥の処理方法。
【請求項３】
汚泥処理槽内のｐＨが３〜６となるように、汚泥処理槽あるいは汚泥処理槽の前段に設けた調整槽において酸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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機性廃水を生物学的に処理することによって水処理系で発生する余剰汚泥に対し、次亜塩素酸による汚泥微生物の殺菌を行った後、再び水処理系の活性汚泥微生物によって生物学的に分解・処理するようにした汚泥の処理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、下水処理場の水処理系において発生する余剰汚泥を、物理学的、化学的あるいは生物学的の少なくともひとつ以上の手段を用いて処理する、すなわち、余剰汚泥中の微生物を殺菌し、再び水処理系に返流することで水処理系内の活性汚泥微生物に分解・処理させる汚泥減量化技術が開発されている。
【０００３】
ところで、本件出願人は、このような余剰汚泥中の微生物の殺菌方法として、次亜塩素酸が有する酸化力及び殺菌力を利用する方法に着目し、余剰汚泥に次亜塩素酸溶液を添加する方法を提案している。
次亜塩素酸は、溶液中では次亜塩素酸あるいは次亜塩素酸イオンの形態で存在し、合わせて遊離塩素と呼ばれる。遊離塩素は強力な酸化力を有しており、その酸化力により余剰汚泥中の汚泥微生物を殺菌することができる。
【０００４】
余剰汚泥へ次亜塩素酸溶液を添加するに当たり、その添加量を制御することが必要となるが、次亜塩素酸溶液は保存中にその成分が分解され、塩素ガスとして系外に排出されるなどして、殺菌効果が弱くなることがある。
したがって、定量的に添加を制御している場合、殺菌に必要とされるだけの殺菌成分が添加されず、これに伴い、汚泥微生物の十分な殺菌処理が達成できないことが懸念される。
【０００５】
あるいは、時間を区切って断続的に次亜塩素酸溶液を添加している場合、添加しない時間が長くなれば、処理槽内の遊離塩素濃度が低くなることで、十分な殺菌効果が得られないことが懸念され、逆に添加する時間が長ければ過剰に添加しすぎることになるなどの問題がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
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、次亜塩素酸溶液を効果的に添加することにより、余剰汚泥の殺菌を安定して実施する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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本第１発明の汚泥の処理方法は、有機性廃水を生物学的に処理するに際し、水処理系で発生した余剰汚泥に次亜塩素酸溶液を添加することにより、余剰汚泥中の微生物を殺傷せしめた後、再び水処理系に返流し、生物学的に分解・処理する余剰汚泥の処理方法において、汚泥処理槽内の酸化還元電位の時間的変化を測定し、酸化還元電位に変化がない時間があらかじめ設定した時間継続した時に汚泥処理槽における次亜塩素酸溶液の添加を開始し、酸化還元電位の値があらかじめ設定した値に達した時に次亜塩素酸溶液の添加を停止することを特徴とする。
【０００８】
また、同じ目的を達成するため、本第２発明の汚泥の処理方法は、有機性廃水を生物学的に処理するに際し、水処理系で発生した余剰汚泥に次亜塩素酸溶液を添加することにより、余剰汚泥中の微生物を殺傷せしめた後、再び水処理系に返流し、生物学的に分解・処理する余剰汚泥の処理方法において、汚泥処理槽内の酸化還元電位及び汚泥処理槽の前段に設けた調整槽での酸化還元電位を測定し、汚泥処理槽の酸化還元電位と調整槽の酸化還元電位の差があらかじめ設定した下限値に達した時に汚泥処理槽における次亜塩素酸溶液の添加を開始し、汚泥処理槽の酸化還元電位と調整槽の酸化還元電位の差があらかじめ設定した上限値に達した時に次亜塩素酸溶液の添加を停止することを特徴とする。
【０００９】
この場合において、汚泥処理槽内のｐＨが３〜６となるように、汚泥処理槽あるいは汚泥処理槽の前段に設けた調整槽において酸を添加することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本第１及び第２発明の汚泥の処理方法によれば、汚泥処理槽内の酸化還元電位（以下、本明細書において、「ＯＲＰ」という。）を測定し、該測定したＯＲＰに基づいて汚泥処理槽における次亜塩素酸溶液の添加を制御することから、次亜塩素酸溶液の添加量を常に適切に制御し、もって効率的に汚泥微生物を殺菌することができる。
【００１１】
特に、本第１発明の汚泥の処理方法によれば、汚泥処理槽内のＯＲＰの時間的変化を測定し、酸化還元電位に変化がない時間があらかじめ設定した時間継続した時に次亜塩素酸溶液の添加を開始することにより、汚泥処理槽内の遊離塩素がほぼなくなった時点から、新たに次亜塩素酸溶液の添加をはじめる制御をとることができる。
【００１２】
また、本第２発明の汚泥の処理方法によれば、汚泥処理槽におけるＯＲＰ及び汚泥処理槽の前段に設けた調整槽でのＯＲＰを測定し、それらの差に基づいて次亜塩素酸溶液の添加を制御することにより、添加前の余剰汚泥の状況にかかわらず、実際に添加する次亜塩素酸溶液の量を把握することができる。
【００１３】
また、汚泥処理槽内のｐＨが３〜６となるように、汚泥処理槽あるいは汚泥処理槽の前段に設けた調整槽において酸を添加することにより、汚泥処理槽内のＯＲＰを測定する際に、次亜塩素酸の存在比率が少なくとも９０％以上となるｐＨ領域に調整し、その時のＯＲＰで次亜塩素酸溶液の添加を制御することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の汚泥の処理方法の実施の形態を、図面を用いて説明する。
【００１５】
汚泥微生物の殺菌処理における制御方法では、有機性廃水を汚泥微生物を用いて生物学的に処理する廃水処理施設において、水処理系で発生した余剰汚泥に次亜塩素酸溶液を添加することで、当該汚泥中の微生物を殺菌せしめた後、再び水処理系に返流することで、当該水処理系に存在する汚泥微生物によって殺菌汚泥を生物学的に分解・処理させるようにしている。
【００１６】
本発明の汚泥の処理方法は、このような余剰汚泥の処理系において、汚泥処理槽内のＯＲＰを測定し、もって汚泥処理槽において添加する次亜塩素酸溶液の量を制御するようにしている。
【００１７】
汚泥に添加する次亜塩素酸溶液には、遊離塩素（次亜塩素酸及び次亜塩素酸イオン）が含まれるが、これらはいずれも強力な酸化剤であり、汚泥処理槽において汚泥に次亜塩素酸溶液を添加すると、当該処理槽における酸化剤の量が増えるため、当該処理槽内のＯＲＰが上昇する。
この場合、ＯＲＰの上昇は、汚泥微生物に対する殺菌能力を高めることをも意味する。
したがって、汚泥微生物の殺菌に必要となる遊離塩素濃度と、そのときの汚泥中のＯＲＰの増加分をあらかじめ把握しておくことにより、次亜塩素酸溶液の必要添加量を汚泥処理槽内のＯＲＰによって制御することができる。
【００１８】
一方、汚泥に添加された次亜塩素酸溶液中の遊離塩素は、汚泥中の微生物と反応すなわち微生物の殺菌に用いられるが、これにより遊離塩素は酸化力を失い、もって汚泥処理槽内のＯＲＰは低下する。
したがって、当該処理槽内のＯＲＰを経時的に観察することで、遊離塩素が完全に消失したのか、あるいはまだ残存しているのかを判断することができる。
そこで、汚泥処理槽内のＯＲＰの時間的変化を測定し、その変化が概ねゼロとなった時に、当該処理槽内の遊離塩素がほぼなくなったと判断し、新たに次亜塩素酸溶液の添加をはじめる制御をとることができる。
【００１９】
あるいは、汚泥処理槽内のＯＲＰだけでなく、当該処理槽に投入する前の汚泥中のＯＲＰを測定し、それらの差によって次亜塩素酸溶液の添加を制御することができる。
すなわち、あらかじめ余剰汚泥中のＯＲＰを測定するとともに、汚泥微生物の殺菌に要する次亜塩素酸溶液を添加した時のＯＲＰの増加分（Ｖ１）を測定しておくことで、汚泥処理槽の前後におけるＯＲＰの増加から、所定量の次亜塩素酸溶液が添加されたことを検知し、当該溶液注入ポンプを停止させることができる。
同様に、殺菌処理が終了した時のＯＲＰを測定し、次亜塩素酸溶液を添加する前の余剰汚泥中のＯＲＰとの差（Ｖ２）を求めておくことで、殺菌処理の終了を検知するとともに、新たに次亜塩素酸溶液を添加するタイミングを計ることができる。
このように、次亜塩素酸溶液を添加する前後のＯＲＰの差によって当該溶液の添加を制御することで、添加前の汚泥の状況にかかわらず実際に添加する当該溶液の量を把握することができる。
【００２０】
一方、次亜塩素酸溶液中の次亜塩素酸及び次亜塩素酸イオンは、その酸化力に大きな違いがあるだけでなく、当該溶液中のｐＨによってその存在比率を変化させる。すなわち、次亜塩素酸は次亜塩素酸イオンに比べて数十倍の酸化力を有しているため殺菌能力についても次亜塩素酸の方が高くなり、ＯＲＰに関しても次亜塩素酸の方が高くなる。
また、存在比率については、ｐＨが７．５程度の時に５０％ずつであり、酸性領域になるにつれ次亜塩素酸の比率が高くなり、ｐＨ５近辺で１００％となる。
したがって、汚泥処理槽内のＯＲＰを測定する際、次亜塩素酸の存在比率が少なくとも９０％以上となるｐＨ領域、すなわち３以上６以下となるように酸を添加することで調整し、その時のＯＲＰで次亜塩素酸溶液の添加を制御することができる。
なお、本発明の請求項３にあるように、次亜塩素酸溶液を添加する前後のＯＲＰによって添加の制御を行う場合、当該溶液の添加によってｐＨが１程度上昇することを踏まえ、調整槽でのｐＨは３以上５以下となるように酸の添加を制御することができる。
【実施例１】
【００２１】
図１に、本発明の汚泥の処理方法の第１実施例を示す。
水処理系において発生した余剰汚泥Ａは、連続的又は間欠的に汚泥処理槽１に投入される。当該処理槽１には、ｐＨセンサー２が設置されており、当該処理槽１内のｐＨが測定され、ｐＨ値信号ＢとしてｐＨ制御装置３に送られる。
汚泥処理槽１におけるｐＨ領域を４．５〜５．５で運転する場合、汚泥処理槽１内のｐＨが上限値の５．５以上であった場合、酸注入ポンプ制御指令ＣがｐＨ制御装置３より発せられることで酸注入ポンプ４を作動させ、もって酸貯留タンク５から酸Ｄが汚泥処理槽１に添加される。
汚泥処理槽１内のｐＨは連続的に測定されており、酸Ｄの添加によってｐＨが下限値の４．５にまで達した場合、新たに酸注入ポンプ制御指令Ｃが発せられ、酸注入ポンプ４が停止する。
【００２２】
同様に、汚泥処理槽１内にはＯＲＰセンサー６が設置されており、当該処理槽１内のＯＲＰが連続的に測定され、次亜塩素酸溶液Ｇが添加される。このときの、汚泥処理槽１内のＯＲＰの状況と次亜塩素酸溶液添加の制御方法を示したのが図２である。
すなわち、汚泥処理槽１内のＯＲＰは連続的にＯＲＰ値信号ＥとしてＯＲＰ制御装置７に送られているが、当該制御装置７においてＯＲＰに変化がないことを検出した時間が、設定時間τに達すると、当該制御装置７から次亜塩素酸溶液注入ポンプ制御指令Ｆが発せられることで次亜塩素酸溶液注入ポンプ８が作動し、次亜塩素酸溶液貯留タンク９から次亜塩素酸溶液Ｇが汚泥処理槽１に注入される。
【００２３】
次亜塩素酸溶液Ｇを添加することで、汚泥処理槽１内の遊離塩素すなわち酸化剤の濃度が高くなるため、当該処理槽１内のＯＲＰは上昇するが、あらかじめ決められた設定ＯＲＰ値αに達すると、ＯＲＰ制御装置７から新たに次亜塩素酸溶液注入ポンプ制御指令Ｆが発せられ次亜塩素酸溶液注入ポンプ８が停止する。なお、設定ＯＲＰ値αに関しては、余剰汚泥Ａ中の微生物を殺菌するのに必要となる次亜塩素酸溶液の濃度を求め、このときのＯＲＰ値に設定する。
【００２４】
汚泥処理槽１に添加された次亜塩素酸溶液Ｇ中の遊離塩素は、余剰汚泥Ａ中の微生物の殺菌に用いられることでその酸化力を失うが、これとともに当該処理槽１内のＯＲＰも徐々に低下していく。最終的に、汚泥処理槽１内の遊離塩素がなくなると、当該処理槽１内のＯＲＰに変化はなくなり、その期間が設定時間τに達すると再び次亜塩素酸溶液注入ポンプ８の運転が開始する。
なお、汚泥処理槽１において一定時間滞留し殺菌処理された汚泥は、処理汚泥Ｈとして槽外に排出され、水処理系に再び返流されるが、当該処理系に保持された活性汚泥微生物によって分解・処理される。
なお、汚泥処理槽１の内部は、十分に攪拌混合されている状態が望ましいため、図１や後述する図３には図示していないものの、攪拌羽根や散気管を用いて緩やかな攪拌を行う必要がある。
【実施例２】
【００２５】
図３に、本発明の汚泥の処理方法の第２実施例を示す。
水処理系において発生した余剰汚泥Ａは、連続的又は間欠的に調整槽１０に流入するが、調整槽１０では、設置されたｐＨセンサー２及びｐＨ制御装置３によって酸注入ポンプ４の運転が制御されることにより、当該調整槽１０内のｐＨが３．５〜４．５になるように酸Ｄが添加される。
なお、このときの設定ｐＨは、後段の汚泥処理槽１において次亜塩素酸溶液を添加した際に、ｐＨが１程度増加することを踏まえ、当該処理槽１におけるｐＨが４．５〜５．５程度になるように設定した。
【００２６】
調整槽１０では、ｐＨの調整が行われるとともに、当該調整槽１０に設置された前段ＯＲＰセンサー１１によって当該調整槽１０内のＯＲＰが測定され、初期ＯＲＰ値βとしてＯＲＰ制御装置７に前段ＯＲＰ値信号Ｉが連続的に送られる。
ｐＨが調整された汚泥は、調整汚泥Ｊとして流出し、汚泥処理槽１に流入する。当該処理槽１にはＯＲＰセンサー６が設置されており、当該処理槽１内のＯＲＰが連続的に測定され、ＯＲＰ値信号ＥとしてＯＲＰ制御装置７へ送られる。
【００２７】
ここで、汚泥処理槽１におけるＯＲＰの変化と、次亜塩素酸溶液添加の制御方法の一例を示したのが図４である。
汚泥処理槽１において、調整汚泥Ｊに次亜塩素酸溶液Ｇが添加されると、次第に当該処理槽１内のＯＲＰは初期ＯＲＰ値βと比べて増加し、その増加分があらかじめ設定された設定上限値γに達すると、次亜塩素酸溶液注入ポンプ制御指令Ｆが発生され、次亜塩素酸溶液注入ポンプ８は停止する。
このとき、汚泥処理槽１内には汚泥微生物の殺菌に必要となる次亜塩素酸溶液Ｇが注入されており、汚泥微生物の殺菌処理が進行する。
【００２８】
殺菌処理が進行するにつれ、添加した遊離塩素の濃度が低下するため、汚泥処理槽１内のＯＲＰは低下していく。
その後、当該処理槽１内のＯＲＰと初期ＯＲＰ値βとの差が設定下限値δになった時に、新たな次亜塩素酸溶液注入ポンプ制御指令ＦがＯＲＰ制御装置７から発生され、次亜塩素酸溶液注入ポンプ８が作動し、次亜塩素酸溶液貯留タンク９から次亜塩素酸溶液Ｇが注入される。なお、設定下限値δを検出した時は、汚泥処理槽１においては汚泥微生物の殺菌処理に要する遊離塩素の量が不足している状態である。
【００２９】
このような制御により、汚泥処理槽１では汚泥微生物の殺菌処理が行われるが、一定時間滞留し殺菌処理された汚泥は、処理汚泥Ｈとして槽外に排出され、水処理系に再び返流されて、当該処理系に保持された活性汚泥微生物によって分解・処理される。
【００３０】
以上、本発明の汚泥の処理方法について、その実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、実施例に記載した構成を適宜組み合わせるなど、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明の汚泥の処理方法は、次亜塩素酸溶液を効果的に添加することにより、余剰汚泥の殺菌を安定して実施することができることから、例えば、余剰汚泥の効率的な可溶化の用途に好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の汚泥の処理方法の第１実施例を示す説明図である。
【図２】同実施例による制御方法を利用した１点式ＯＲＰ制御の一例を示すグラフである。
【図３】本発明の汚泥の処理方法の第２実施例を示す説明図である。
【図４】同実施例による制御方法を利用した２点式ＯＲＰ制御の一例を示すグラフである
【符号の説明】
【００３３】
１    汚泥処理槽
２    ｐＨセンサー
３    ｐＨ制御装置
４    酸注入ポンプ
５    酸貯留タンク
６    ＯＲＰセンサー
７    ＯＲＰ制御装置
８    次亜塩素酸溶液注入ポンプ
９    次亜塩素酸溶液貯留タンク
１０  調整槽
１１  前段ＯＲＰセンサー
Ａ    余剰汚泥
Ｂ    ｐＨ値信号
Ｃ    酸注入ポンプ制御指令
Ｄ    酸
Ｅ    ＯＲＰ値信号
Ｆ    次亜塩素酸溶液注入ポンプ制御指令
Ｇ    次亜塩素酸溶液
Ｈ    処理汚泥
Ｉ    前段ＯＲＰ値信号
Ｊ    調整汚泥
α    設定ＯＲＰ値
β    初期ＯＲＰ値
γ    設定上限値
δ    設定下限値
τ    設定時間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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