(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機性排水を生物処理槽で好気性生物処理した後、固液分離して得られた汚泥を返送汚泥として前記生物処理槽に返送する際、返送汚泥の一部を分岐して処理する汚泥処理装置であって、
前記分岐した返送汚泥の一部を連続的に受け入れる汚泥曝気槽と、
前記汚泥曝気槽で処理した汚泥に殺菌剤とアルカリ剤を添加して、アルカリ条件下で予め設定された時間の可溶化処理を行う回分式可溶化処理槽と、
前記回分式可溶化処理槽で処理した汚泥をバッチ的に受け入れ、曝気処理および酸を加えた中和処理を行い、前記生物処理槽に連続的に供給する調整槽と、
を有することを特徴とする汚泥処理装置。
【請求項２】
有機性排水を生物処理槽で好気性生物処理した後、固液分離して得られた汚泥を返送汚泥として前記生物処理槽に返送する際、返送汚泥の一部を分岐して処理する汚泥処理方法であって、
前記返送汚泥の一部を連続的に汚泥曝気槽に導入して曝気処理して、前記汚泥曝気槽が満水になった段階で曝気処理した汚泥を可溶化処理槽にバッチ的に導入する工程と、
前記可溶化処理槽に導入した汚泥に殺菌剤とアルカリ剤を添加して、汚泥をアルカリ条件下で予め設定した時間、可溶化処理する工程と、
前記可溶化処理した汚泥をバッチ的に調整槽に導入し、曝気処理および酸を加えた中和処理を行う工程と、
前記調整槽内の汚泥を連続的に前記生物処理槽に返送する工程と、
を有することを特徴とする汚泥処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
有機性排水を生物処理槽で好気性生物処理した後、固液分離して得られた汚泥を前記生物処理槽に返送するとともに、返送汚泥の一部を分岐して処理する汚泥処理装置、特に系外へ排出する余剰汚泥の減少に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、有機性排水の処理に活性汚泥処理などの好気性生物処理が広く採用されている。このような好気性生物処理においては、処理に応じて余剰汚泥が発生するため、何らかの汚泥処理をしなければならず、余剰汚泥量を減容化することが望まれている。
【０００３】
このような余剰汚泥量の減容化方法として、余剰汚泥を可溶化してから好気性生物処理槽へ返送する方法が知られている。この方法によれば、汚泥が可溶化されることによって生物処理が可能になり、最終的に汚泥処理しなければならない汚泥量を減容化することができる。このような処理方法は、例えば特公平６−６１５５０号公報などに記載されている。なお、上記公報では、汚泥の可溶化剤としてアルカリ剤を利用しているが、可溶化剤としては、殺菌剤やオゾンなども利用される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような余剰汚泥の減容化方法では、可溶化処理が効率的に行えず可溶化剤の使用量が多く、ランニングコストが高くなってしまうという問題があった。また、可溶化剤が可溶化処理後にもこれが曝気槽へ返送された場合、生物処理に悪影響を及ぼす場合もあった。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、可溶化処理を効率的に行うことができる汚泥処理装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、有機性排水を生物処理槽で好気性生物処理した後、固液分離して得られた汚泥を返送汚泥として前記生物処理槽に返送する際、返送汚泥の一部を分岐して処理する汚泥処理装置であって、前記分岐した返送汚泥の一部を受け入れ、受け入れた汚泥に対し所定時間可溶化処理を行う回分式可溶化処理槽を有し、所定時間の可溶化処理を終了した回分式可溶化処理槽からの処理液を所定量ずつ前記生物処理槽に徐々に返送する汚泥処理装置に関する。
【０００７】
このように、回分式可溶化処理槽における処理は回分式であり、汚泥は必ず設定時間だけ可溶化処理を受ける。そこで、槽内の全汚泥について均一な処理を行うことができ、可溶化剤の添加量を最適量として、そのすべてを十分汚泥と反応させることができる。これによって、可溶化処理槽における汚泥の可溶化処理が効率的に行われるとともに、曝気槽に未反応の可溶化剤が導入される可能性が低くなり、殺菌剤等による曝気槽への悪影響を抑制することができる。
【０００８】
また、回分式可溶化処理槽の前段に分岐した前記返送汚泥の一部を受け入れ、所定時間曝気する汚泥曝気槽を有し、この汚泥曝気槽で曝気処理された汚泥を前記回分式可溶化処理槽へ導入することが好適である。
【０００９】
このように、汚泥曝気槽において、汚泥を曝気処理することによって、汚泥に吸着されている有機物が除去され、汚泥フロックが分散される。そこで、可溶化処理槽２０に導入された場合において、可溶化剤による可溶化反応などがより効率的に行われる。
【００１０】
また、前記汚泥曝気槽は、返送汚泥の一部を分岐した汚泥を随時受け入れ、曝気処理した汚泥を回分的に回分式可溶化処理槽へ導入する。これによって、回分式可溶化処理槽に曝気処理した汚泥を適宜タイミングで供給できる。
【００１１】
また、回分式可溶化処理槽には、殺菌剤を添加することが好適である。殺菌剤を所定時間汚泥と反応させることで効果的な可溶化処理が行える。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態（以下実施形態という）について、図面に基づいて説明する。
【００１３】
図１は、本発明の一実施形態に係る汚泥処理装置を含む排水処理システムの構成を示す図である。下水、し尿、各種産業排水などの有機性排水である原水は、曝気槽１０に導入される。この曝気槽１０には、返送汚泥も供給されており、また散気装置１２から噴出される空気により曝気されている。従って、曝気槽１０内は、好気的条件に維持され、汚泥を構成する好気性微生物により原水中の有機物が分解除去される。曝気槽１０内の曝気混合液は、沈殿槽１４に導入され、ここで汚泥が沈殿分離され、清澄な上澄み水が処理水として排出される。なお、沈殿槽１４に代え、浸漬膜分離装置など他の固液分離装置を利用してもよい。
【００１４】
沈殿槽１４において得られた沈殿汚泥の大部分は、返送汚泥として曝気槽１０に返送される。これによって、曝気槽１０内の汚泥濃度（ＭＬＳＳ：混合液浮遊固形物）を所定濃度に維持することができる。
【００１５】
一方、返送汚泥の一部は汚泥曝気槽１６へ導入される。この実施形態では、沈殿汚泥の一部が連続的に汚泥曝気槽１６に導入される。この汚泥曝気槽１６には散気装置１８が設けられており、導入された汚泥が曝気処理される。なお、曝気量は汚泥が沈降しない程度でよい。また、この汚泥曝気槽１６は、導入された汚泥を連続的に受け入れ、回分式可溶化槽へ排出される時までの所定時間曝気処理を行う。満水になるまでの時間は、１〜２４時間程度に設定される。
【００１６】
汚泥曝気槽１６から排出された汚泥は、可溶化処理槽２０にバッチ的に導入され、ここで汚泥の可溶化処理が行われる。本実施形態では、この可溶化処理槽２０には、殺菌剤と、アルカリ剤が供給され、攪拌機２２によって攪拌されている。従って、導入された汚泥は、アルカリ条件下で、殺菌剤の作用によって可溶化処理される。そして、予め設定された時間の可溶化処理の後、バッチ的に排出される。このように、可溶化処理槽２０においては、バッチ（回分式）処理が行われるため、導入されたすべての汚泥は、実質的に設定された時間だけ可溶化処理される。反応時間は、１〜２４時間程度に設定される。
【００１７】
なお、殺菌剤としては、過酸化水素、次亜塩素酸ナトリウム、第４級アンモニウム塩などの界面活性剤などが利用され、またアルカリ剤としては水酸化ナトリウムや水酸化カルシウムなどが利用される。また、いずれの場合においても、可溶化効果を高めるために、加温（４０〜８０℃）することも好適である。
【００１８】
可溶化処理槽２０において、所定時間の可溶化処理が終了した場合には、可溶化処理汚泥は、調整槽２４にバッチ的に導入される。この調整槽２４には、曝気装置２６が設けられており、汚泥が沈降しない程度に曝気処理される。なお、可溶化汚泥に対し酸を添加して中和処理をすることも好適である。
【００１９】
そして、この調整槽２４内の汚泥を連続的に曝気槽１０に返送する。すなわち、調整槽２４内は可溶化処理された汚泥をバッチ的に受け入れ、これを曝気槽１０に連続的に供給する。
【００２０】
可溶化処理された汚泥は、可溶化処理によって生物処理が可能な有機物になっており、曝気槽１０内において、原水中の有機物と同様に分解される。
【００２１】
なお、このような処理によっても、ある程度分解不可能な汚泥が発生する場合が多く、その場合には固液分離した返送汚泥の一部を余剰汚泥として引き抜き、別途汚泥処理を行う。但し、通常の処理に比べ、余剰汚泥量は大幅に削減することが可能である。
【００２２】
このように、本実施形態では、汚泥曝気槽１６において、汚泥を曝気処理する。これによって、汚泥に吸着されている有機物が除去され、汚泥フロックが分散される。そこで、可溶化処理槽２０に導入された場合において、可溶化剤による可溶化反応などがより効率的に行われる。
【００２３】
また、可溶化処理槽２０における可溶化処理は、バッチ処理（回分式処理）として行われる。そこで、槽内の汚泥は、必ず設定時間だけ可溶化処理を受ける。
そこで、槽内の全汚泥について均一な処理を行うことができる。そこで、可溶化剤の添加量を最適量として、そのすべてを十分汚泥と反応させることができる。そこで、可溶化処理槽２０における汚泥の可溶化処理が効率的に行われるとともに、曝気槽１０に未反応の可溶化剤が導入される可能性が低くなり、殺菌剤による曝気槽１０への悪影響を抑制することができる。
【００２４】
さらに、調整槽２４から曝気槽１０への可溶化処理汚泥の返送は、連続的に行われる。そこで、曝気槽１０内の有機物負荷の均一化を図ることができ、またＭＬＳＳ濃度の変動を防止でき、可溶化処理汚泥の返送による曝気槽１０への悪影響の発生を抑制することができる。
【００２５】
図２に、汚泥曝気槽１６、可溶化処理槽２０、調整槽２４における水位レベルを示す。沈殿槽１４からの返送汚泥の一部は、一定量ずつ連続的に汚泥曝気槽１６に導入され、これに従って汚泥曝気槽１６の水位が上昇する。そして、汚泥曝気槽１６が満水（Ｆ）になった段階で、汚泥曝気槽１６内の汚泥が可溶化処理槽２０に輸送される。この汚泥の輸送は、ポンプなどにより比較的急速に行われる。そこで、短時間で輸送が完了し、可溶化処理槽２０が満水（Ｆ）になる。汚泥曝気槽１６は、引き続き返送汚泥の一部を受け入れ徐々に水位が上昇していく。一方、可溶化処理槽２０では、可溶化処理が所定時間行われる。そして、可溶化処理が終了した段階で、可溶化処理槽２０内の可溶化処理汚泥が調整槽２４に輸送される。この輸送もポンプなどにより急速に行われ、可溶化処理槽２０内が空（Ｅ）になる。可溶化処理槽２０内には、汚泥曝気槽１６から次の汚泥が満水（Ｆ）まで導入され、これについての可溶化処理が行われる。また、調整槽２４は可溶化処理槽２０からの可溶化汚泥の導入により満水（Ｆ）になり、その後連続的に曝気槽１０に汚泥が輸送される。
【００２６】
このような処理を順次繰り返すことによって、返送汚泥の一部について、可溶化処理槽２０において一定時間（この例では８時間）の可溶化処理が行われる。この例では、可溶化処理槽２０における処理時間に合わせて、汚泥曝気槽１６、調整槽２４の大きさが決定され、調整槽２４が空になった段階で、可溶化処理槽２０から調整槽２４への可溶化処理汚泥の輸送が行われ、可溶化処理槽２０が空になった段階で、汚泥曝気槽１６は満水になり汚泥曝気槽１６から可溶化処理槽２０への汚泥の輸送が行われる。
【００２７】
なお、可溶化処理槽２０における反応時間を一定に保つことができれば、汚泥曝気槽１６、調整槽２４は満水になる必要はない。
【００２８】
【実施例】
「実施例１」
石油化学コンビナートの排水（ＢＯＤ２００〜３００ｍｇ／Ｌ、ＣＯＤ２００〜３００ｍｇ／Ｌ）を、図１の装置により処理した。処理量３２Ｌ／ｄ、曝気槽１０曝気時間６時間、曝気槽１０活性汚泥ＭＬＳＳ３００ｍｇ／Ｌ、沈殿槽１４水面積負荷０．２ｍ／ｈ、返送汚泥濃度６０００ｍｇ／Ｌであった。
【００２９】
そして、返送汚泥の一部を２４０ｍＬ／ｄで引き抜き、容量８０ｍＬの汚泥曝気槽１６に供給し、満水になるまで曝気した。その後、容量８０ｍＬの可溶化処理槽２０に曝気処理汚泥を供給し、満水になった後に第４級アンモニウム塩からなる殺菌剤を槽内のＭＬＳＳ当たり３％添加し、そのｐＨ１１になるように水酸化ナトリウムを添加し、８時間攪拌を行った。この可溶化処理を行った汚泥を調整槽２４に供給し、硫酸で中和して曝気を行いながら、この調整槽２４から曝気槽１０に２４０ｍＬ／ｄで供給した。
【００３０】
２ヶ月間、このような条件で運転を行った結果、余剰汚泥の発生率は、原水のＢＯＤ供給量に対して、ほぼ２％になった。なお、処理水のＢＯＤは平均して８ｍｇ／Ｌであった。
【００３１】
「実施例２」
実施例１と同じ排水について、同じ曝気槽１０、沈殿槽１４で処理を行った。
【００３２】
そして、返送汚泥の一部を２４０ｍＬ／ｄで引き抜き、容量１０ｍＬの汚泥曝気槽１６に供給し、満水になるまで曝気した。その後、容量１０ｍＬの可溶化処理槽２０に曝気処理汚泥を供給し、ｐＨ１１になるように水酸化ナトリウムを添加し、超音波（周波数１５０ｋＨｚ）を作用させながら、１時間攪拌を行った。この可溶化処理を行った汚泥を調整槽２４に供給し、硫酸で中和して曝気を行いながら、この調整槽２４から曝気槽に２４０ｍＬ／ｄで供給した。
【００３３】
２ヶ月間、このような条件で運転を行った結果、余剰汚泥の発生率は、原水のＢＯＤ供給量に対して、ほぼ２．２％になった。なお、処理水のＢＯＤは平均して７．８ｍｇ／Ｌであった。
【００３４】
「実施例３」
実施例１の装置において、汚泥曝気槽１６における曝気を停止し、その他は同じ条件で運転を行った。余剰汚泥の発生率は、原水のＢＯＤ供給量に対して、１０％となった。処理水のＢＯＤは平均して７ｍｇ／Ｌであった。
【００３５】
「比較例１」
図１の装置における汚泥曝気槽１６、可溶化処理槽２０、調整槽２４を省略し、他は実施例１と同じ条件で運転を行った。余剰汚泥の発生率は、原水のＢＯＤ供給量に対して、４０％となった。なお、処理水のＢＯＤは平均して６ｍｇ／Ｌであった。
【００３６】
「比較例２」
図１の装置における汚泥曝気槽１６および調整槽２４を省略し、返送汚泥の一部を２４０ｍＬ／ｄで引き抜き、容量８０ｍＬの可溶化処理槽２０に連続的に供給するとともに、この可溶化処理槽２０から２４０ｍＬ／ｄで曝気槽１０に処理汚泥を硫酸で中和しながら連続的に供給した。
【００３７】
余剰汚泥の発生率は、原水のＢＯＤ供給量に対して、２０％となった。また、処理水のＢＯＤは、平均して１０ｍｇ／Ｌであった。
【００３８】
「実施例の評価」
上述の実施例より、可溶化処理槽２０を回分式とすることで、処理効率が上昇することが確認された。また、汚泥曝気槽１６を設けることで、可溶化処理の効率が上昇することもわかった。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、可溶化処理槽における可溶化処理を回分式とすることで、汚泥は必ず設定時間だけ可溶化処理を受ける。そこで、槽内の全汚泥について均一な処理を行うことができ、可溶化剤の添加量を最適量として、そのすべてを十分汚泥と反応させることができる。これによって、可溶化処理槽における汚泥の可溶化処理が効率的に行われるとともに、曝気槽に未反応の可溶化剤が導入される可能性が低くなり、殺菌剤等による曝気槽への悪影響を抑制することができる。
【００４０】
また、回分式可溶化処理槽の前段に前記返送汚泥の一部を分岐した汚泥を受け入れ、所定時間曝気する汚泥曝気槽を有し、この汚泥曝気槽で曝気処理された汚泥を前記回分式可溶化処理槽へ導入することで、汚泥曝気槽において、汚泥を曝気処理することによって、汚泥に吸着されている有機物が除去され、汚泥フロックが分散される。そこで、可溶化処理槽に導入された場合において、可溶化剤による可溶化反応などがより効率的に行われる。
【００４１】
また、前記汚泥曝気槽は、返送汚泥の一部を分岐した汚泥を随時受け入れ、曝気処理した汚泥を回分的に回分式可溶化処理槽へ導入することによって、回分式可溶化処理槽に曝気処理した汚泥を適宜タイミングで供給できる。
【００４２】
また、回分式可溶化処理槽には、殺菌剤を添加することで、殺菌剤を所定時間汚泥と反応させることで効果的な可溶化処理が行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施形態に係る汚泥処理装置を含む排水処理システムの構成を示す図である。
【図２】  汚泥曝気槽、可溶化処理槽、調整槽における水位レベルの変化をを示す図である。
【符号の説明】
１０  曝気槽、１４  沈殿槽、１６  汚泥曝気槽、２０  可溶化処理槽、２４調整槽。
【図１】
0004608057.tif 000002
【図２】
0004608057.tif 000003