(57)【要約】【課題】水等の排水を生物処理した際に発生する余剰汚泥に対し、電極板を用いて汚泥微生物を殺菌又は可溶化処理する場合において、浮遊するスカムの自由度を大きくして移動し易くし、発生ガスの問題点や殺菌効率の低下の問題点を解消することができる汚泥処理装置を提供すること。【解決手段】下水等の排水を生物処理した際に発生する余剰汚泥に対し、電極板３２を用いて汚泥微生物を殺菌又は可溶化処理する汚泥処理装置において、電極板３２の電解反応部３２ａを汚泥ａ中に浸漬せしめ、水面近傍に露出する電極板３２の電源供給部３２ｂの面積を電解反応部３２ａより小さくする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
下水等の排水を生物処理した際に発生する余剰汚泥に対し、電極板を用いて汚泥微生物を殺菌又は可溶化処理する汚泥処理装置において、電極板の電解反応部を汚泥中に浸漬せしめ、水面近傍に露出する電極板の電源供給部の面積を電解反応部より小さくしたことを特徴とする汚泥処理装置。
【請求項２】
電極板の間に水流を発生させる撹絆手段を設けたことを特徴とする請求項１記載の汚泥処理装置。
【請求項３】
電極板の間に水流を発生させる攪拌手段として、電極板の下部からの散気によるエアリフト作用を用いることを特徴とする請求項２記載の汚泥処理装置。
【請求項４】
電極板の間に水流を発生させる攪拌手段として、汚泥のポンプ循環による水流を用いることを特徴とする請求項２記載の汚泥処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、汚泥処理装置に関し、特に、下水等の排水を生物処理した際に発生する余剰汚泥に対し、電極板を用いて汚泥微生物を殺菌又は可溶化処理する汚泥処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、汚泥の処理に際し、発生する余剰汚泥を塩化物の存在下で電解処理を行い、生成した塩素分子又は次亜塩素酸イオンを用いて汚泥微生物を殺菌するとともに、当該処理汚泥を水処理系に返送して汚泥を減容化する方法が提案されている（特許文献１参照）。
このように、余剰汚泥と塩化物の混合液を電解処理する場合、生成した塩素分子や次亜塩素酸イオンを利用するとともに、未反応な塩化物が残存しても再度電解処理に供することができるため、汚泥を直接電解処理することが効果的である。
【特許文献１】特開２００２−１２６７８２号公報
【０００３】
しかしながら、汚泥を直接電解処理しようとする場合は、次のような問題点がある。
（１）水の電気分解によれば、酸素や水素ガスが発生するのは周知のとおりであるが、図５に示すように、電解液が汚泥の混在する溶液（被処理汚泥ａ）の場合、清水に比べて粘度が大きいことから、発生したガスは安定化した壊れにくい気泡となって浮上し、スカムｂとして反応容器３１の水面に蓄積する。蓄積したガスは、引火性、爆発性のある酸素や水素であり、大量に蓄積すると非常に危険である。
（２）スカムが電解槽の水面に滞留した場合、被処理汚泥の流動性が悪化して電極板３２−１と３２−２の電極間の水面下に汚泥塊ｃが蓄積することになり、生成した次亜塩素酸や次亜塩素酸イオンと汚泥微生物との接触効率が低下し、殺菌効果が悪化する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記従来の汚泥処理装置の有する問題点に鑑み、水等の排水を生物処理した際に発生する余剰汚泥に対し、電極板を用いて汚泥微生物を殺菌又は可溶化処理する場合において、浮遊するスカムの自由度を大きくして移動し易くし、発生ガスの問題点や殺菌効率の低下の問題点を解消する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。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明の汚泥処理装置は、下水等の排水を生物処理した際に発生する余剰汚泥に対し、電極板を用いて汚泥微生物を殺菌又は可溶化処理する汚泥処理装置において、電極板の電解反応部を汚泥中に浸漬せしめ、水面近傍に露出する電極板の電源供給部の面積を電解反応部より小さくしたことを特徴とする。
【０００６】
ここで、「水面近傍に露出する電極板の電源供給部の面積を電解反応部より小さくする」には、電極板の電源供給部を実質的に無くす態様を包含するものとする。
また、「水面近傍に露出する電極板の電源供給部の面積を電解反応部より小さくする」ために、具体的には、例えば、電極板上部から水面を基準として上方向と下方向に同一距離をとって、水上部と水中部の電極板面積を比較した場合に、水上部の電極板面積が水中部より小さくなる形状の電極板を使用することができる。
【０００７】
この場合において、電極板の間に水流を発生させる撹絆手段を設けることができる。
【０００８】
そして、電極板の間に水流を発生させる撹絆手段としては、電極板の下部からの散気によるエアリフト作用を用いたり、汚泥のポンプ循環による水流を用いることができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の汚泥処理装置によれば、水面近傍に露出する電極板面積を小さくすることにより、浮遊するスカムの自由度を大きくして移動し易くすることができる。すなわち、電極板の間から速やかにスカムを排出させ、反応容器から系外へ処理汚泥と共に流出させることができるので、酸素や水素ガスが蓄積する危険性がなくなるとともに、電解処理により発生した次亜塩素酸や次亜塩素酸イオン等と、汚泥微生物とを均一かつ効率よく接触せしめて殺菌効率を向上することができる。
【００１０】
また、電極板の間に水流を発生させる撹絆手段を設けることにより、電極板の間からのスカムの排出を強制的に行い、スカムを一層移動し易くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の汚泥処理装置の実施の形態を、図面に基づいて説明する。
【００１２】
図１は、本発明の汚泥処理装置を適用した汚泥の処理システムを示すフロー図である。
図１において、汚水Ａは生物反応槽１で処理され、混合液Ｂとなって最終沈殿池２に流入し、固液分離がなされた後、処理水Ｃが放流される。
一方、固液分離された汚泥の大部分は、返送汚泥Ｄとして生物反応槽１に移送され、再び生物処理に供される。そして、一部の汚泥は、余剰汚泥Ｅとして、通常は、さらに濃縮を行った後、濃縮汚泥の形で排出したり、この濃縮汚泥をさらに脱水して脱水ケーキの状態で搬出される。このように、特段の処理を行わない場合、多量の汚泥を最終処分しなければならないことから、本発明においては、余剰汚泥を汚泥処理装置３に送り、ここで添加した食塩水Ｇと電気分解の作用により汚泥微生物を殺菌した後、処理汚泥Ｆとして生物反応槽１に返送し、活性汚泥の作用で殺菌した汚泥を液状化し、さらに生物分解させるようにしている。
【００１３】
本発明は、このように、余剰汚泥微生物を殺菌して、生物反応槽で水、炭酸ガス、熱などに分解して汚泥の減容化を図るのに好適な技術を提供するものである。
【００１４】
図２に、本発明の汚泥処理装置の第１実施例を示す。
反応容器３１は、水処理系で発生した余剰汚泥Ｅを受水し、所定の滞留時間を経た後、処理液Ｆを排出口３１ａからオーバーフローさせる構造となっている。
この反応容器３１に正極と負極の電極板３２を１組又は複数組配設するが、その形状は本実施例においては、電極板３２の電解反応部３２ａを汚泥中に浸漬せしめ、水面近傍に露出する電極板３２の電源供給部３２ｂの面積を電解反応部３２ａより極力小さくするようにするため、四角形として完全に汚泥中に浸漬させ、絶縁した電気配線３３と水中部で電極板３２と接合する（電極板３２の電源供給部３２ｂを実質的に無くす）ようにしている。
すなわち、電極板３２は、電極の本体としての電解反応部３２ａを汚泥中に浸漬せしめ、水面近傍に露出する電極板３２の電源供給部３２ｂの面積を小さくする形状、より具体的には、水面を基準として上方向と下方向に同一距離をとって、水上部と水中部の電極板面積を比較した場合に、水上部の電極板面積が水中部より小さくなる（又は本実施例のように実質的に無くす）形状となるようにする。
なお、水中部で電極板３２と接合する電気配線３３は、電極板３２の上方から電極板３２に接合するほか、電極板３２の下方から電極板３２に接合し、反応容器３１の底部及び側壁を沿わせて反応容器３１外に導出させることもできる。
【００１５】
そして、電極板３２の電解反応部３２ａを汚泥中に浸漬せしめ、水面近傍に露出する電極板３２の電源供給部３２ｂの面積を極力小さくするようにするための手段として、上記第１実施例の電極板３２のほか、図３に示す本発明の汚泥処理装置の第２実施例のように、電極板３２を凸形に形成したり、図４（ａ）に示す本発明の汚泥処理装置の第３実施例のように、三角形に形成したり、図４（ｂ）に示す本発明の汚泥処理装置の第４実施例のように、楕円形等に形成することができる。ただし、第３実施例及び第４実施例のものは、電解反応部３２ａと電源供給部３２ｂとの明確な境界はない。
【００１６】
この汚泥処理装置の運転方法は、余剰汚泥の濃度と量により異なるが、食塩水の添加等により、塩化物を含有した電解液の存在下で、所定の電圧、電流、反応時間で運転することができる。
電解処理においては、汚泥微生物を殺菌する次亜塩素酸や次亜塩素酸イオンが発生するが、同時に水の電気分解が起こって酸素と水素が発生する。電気分解で生じる酸素や水素ガスは微細な気泡であり、粘性のある余剰汚泥中では安定した気泡となり、水上部に浮上して壊れず、酸素や水素ガスを放出することなく、スカムとして蓄積する。酸素と水素が混在する系では、引火性、爆発性があり、大量に蓄積すると非常に危険であるため、速やかに排出する必要があるが、本装置においては、電極板の形状や配設方法により、水上部に突出する部品の面積を小さくしているので、水面に浮遊するスカムの自由度が高くなり、処理汚泥と共に排出口３１ａから容易にスカムを流出させて、反応容器３１内での蓄積を防止でき、酸素や水素ガスが蓄積する危険性がなくなるとともに、電解処理により発生した次亜塩素酸や次亜塩素酸イオン等と、汚泥微生物とを均一かつ効率よく接触せしめて殺菌効率を向上することができる。
【００１７】
また、この汚泥処理装置においては、電極板３１の間に水流を発生させる、散気式、ポンプ式、機械攪拌式等の攪拌手段４を設けることができる。
より具体的には、図２に示すように、ブロア４１ａと散気管４１ｂからなる散気式の攪拌手段の場合は、微細気泡を発生させるとスカムの成長を助長するため、粗大気泡で攪拌することが望ましく、散気式攪拌によれば、水上部の空間に溜まるガスと空気とを置換できるという効果が得られる。
また、図３に示すように、ポンプ４２ａと循環配管４２ｂからなるポンプ式の攪拌手段の場合は、水面と電極板本体との間から、できるだけスカムを含まない汚泥をポンプ４２ａにより吸引し、反応容器３１の下部から、電極板３２間にできるだけ満遍なく上向きの流速が発生するように、循環配管からの吐出口の位置や大きさに留意する必要がある。
いずれの方法においても、電極板３２の間にできるだけ均一な水流を発生させることにより、電極板３２の間からのスカムの排出を強制的に行い、スカムを一層移動し易くすることができ、水中部分に成長する汚泥塊の蓄積を防止することができる。
なお、攪拌流速の方向は、上下方向に限定されることなく、電極板３２間を左右に流れる水流であってもよい。
【００１８】
本発明によれば、電極板の本体（電解反応部）を汚泥中に浸漬せしめ、水面近傍に露出する電極板の電源供給部の面積を小さくするとともに、電極板の間に水流を発生させる攪拌手段を設けているため、酸素や水素ガスが発生してなるスカムの蓄積を防止して安全に処理を行うことができる。また、汚泥微生物と、発生した次亜塩素酸や次亜塩素酸イオン等の殺菌剤とを効率よく接触せしめて、効果的に殺菌することができる。殺菌された被処理汚泥は、水処理系の生物反応槽に移送して、活性汚泥により、水、炭酸ガス等に生物分解することができるため、下水などの有機系排水の処理時に発生した余剰汚泥を減容化し、汚泥の処理処分にかかる費用を低減することができる。
【００１９】
以上、本発明の汚泥処理装置について、複数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、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ものである。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
本発明の汚泥処理装置は、水等の排水を生物処理した際に発生する余剰汚泥に対し、電極板を用いて汚泥微生物を殺菌又は可溶化処理する場合において、浮遊するスカムの自由度を大きくして移動し易くし、発生ガスの問題点や殺菌効率の低下の問題点を解消することができることから、下水などの有機性排水を生物処理した場合に発生する余剰汚泥の減容化処理に好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の汚泥処理装置を適用した汚泥の処理システムを示すフロー図である。
【図２】本発明の汚泥処理装置の第１実施例を示し、（ａ）は断面図、（ｂ）は側面図である。
【図３】本発明の汚泥処理装置の第２実施例を示し、（ａ）は断面図、（ｂ）は側面図である。
【図４】本発明の汚泥処理装置の実施例を示し、（ａ）は第３実施例の側面図、（ｂ）は第４実施例の側面図である。
【図５】従来の汚泥処理装置を示し、（ａ）は断面図、（ｂ）は側面図である。
【符号の説明】
【００２２】
１    生物反応槽
２    最終沈殿池
３    汚泥処理装置
３１  反応容器
３２  電極板
３２ａ  電解反応部
３２ｂ  電源供給部
３３  電気配線
４    攪拌手段
４１ａ  ブロア
４１ｂ  散気管
４２ａ  ポンプ
４２ｂ  循環配管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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