(57)【要約】【課題】  有機性汚水の微生物処理により生じる余剰汚泥中の微生物を効率よく死滅させ、余剰汚泥を効率よく減量化する処理方法を提供する。【解決手段】  有機性汚水の微生物処理により生じる余剰汚泥を電解処理で処理する方法において、正極として少なくともその表面が銀、銅、ニッケルおよびカーボンよりなる少なくとも１種で構成されたものを用いて、電解処理により余剰汚泥中の微生物を死滅化させる。  上記電解にあたり、余剰汚泥の固形分濃度は０．２〜３質量％が好ましく、電流密度は１〜１００ｍＡ／ｃｍ2が好ましい。【選択図】        なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機性汚水の微生物処理により発生する余剰汚泥を電解により処理する方法において、正極として少なくとも表面が銀、銅、ニッケルおよびカーボンよりなる群から選ばれる少なくとも１種で構成されたものを用い、電解処理により余剰汚泥中の微生物を死滅化させることを特徴とする余剰汚泥の電解による処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、余剰汚泥の電解（電気分解）による処理方法に関するものであり、さらに詳しくは、家庭や工場などから排出される有機性汚水の微生物処理により生じる余剰汚泥中の微生物を効率よく死滅させ、余剰汚泥を効率よく減量化できる余剰汚泥の電解による処理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
有機性汚水の微生物処理では、汚水中に存在する可溶性有機物を微生物が消化処理する一方で微生物の増殖を引き起こす。この増殖した微生物を含む汚泥はいわゆる余剰汚泥として排出する必要がある。この余剰汚泥は脱水処理した後にそのまま埋立処分されるか、または焼却処分されているが、余剰汚泥は難脱水性であるため、この余剰汚泥を沈降分離機、遠心分離機、フィルタープレス機などで脱水処理したとしても、７０〜８０質量％の水分を有するのが通常である。従って、これをそのまま埋立処分するにしても固形分２０〜３０質量％程度のものを運搬し埋め立てることになり、その質量および体積の大半が大部分を占める水分の搬送費および埋立費として費やされているのが現状である。また、焼却処分するにしても同様で余剰汚泥中に多量に存在する水分のためにその乾燥および蒸発潜熱にエネルギーの大半が費やされているのが現状であって、その費用は高額なものとなっている。
【０００３】
これら余剰汚泥の量は年々増加の一途をたどっており、前記埋立処分するにしても焼却処分にしてもいずれも処理費用の占める割合が高く、また埋立場所の確保や焼却残さの処理など、経済面および環境面の両面において問題が顕在化している。
【０００４】
こうした背景の下で、この余剰汚泥の処理に微生物処理を有効に活用することが検討されている。余剰汚泥はその中に含まれている微生物を一旦死滅させれば有機物の消化処理同様に活性汚泥により消化処理されることはよく知られている。可溶性有機物の消化処理により増殖した余剰汚泥中の微生物を死滅させて可溶性有機物とした後、活性汚泥槽に返送すると、活性汚泥槽中の微生物が可溶性有機物の消化処理を行い、余剰汚泥を減量化（または減容化）する。すなわち、余剰汚泥中の可溶性有機物を微生物に消化処理させることによって、余剰汚泥中の微生物は可溶性有機物を経てＣＯ2 とＨ2 Ｏとに分解され減量化される。
【０００５】
余剰汚泥を減量化させる手段としては、種々の方法が提案されており、オゾン酸化法、過酸化水素酸化法、次亜塩素酸酸化法、酸・アルカリ処理法、熱処理法などが提案されている。
【０００６】
しかしながら、上記の処理方法は、いずれも薬品やエネルギーを大量に使用したり、装置が大掛かりになったりするため、必ずしも満足のいく方法とはいえなかった。
【０００７】
一方、上記方法に対し、電解技術を応用することで、上記問題点の解決を行い余剰汚泥の減量化を行なおうとする試みがなされている。
【０００８】
例えば、余剰汚泥に塩化物を添加して電解し、それを活性汚泥層に返送することで減量化すること（例えば、特許文献１参照）や、塩分を含有する水を隔膜電解して得られる酸およびアルカリで余剰汚泥を処理することが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００２−１２６７８２号公報
【特許文献２】特開平１１−１４７１００号公報
【０００９】
しかしながら、前者の場合は余剰汚泥中の微生物の死滅効果が充分でなかったり、後者の場合は電解で酸やアルカリを生成した後にその酸やアルカリで余剰汚泥中の微生物を死滅させるものであって、前記の酸処理やアルカリ処理と基本的に変わるものではなく、また、高価な隔膜のコストが余分にかかるなどの問題点を有しており、電解の有利性を充分に発揮させるものとは言えなかった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上記のような従来技術における問題点を解決し、有機性汚水の微生物処理により生じる余剰汚泥中の微生物を効率よく死滅させ、余剰汚泥を効率よく減量化する余剰汚泥の電解による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】
【００１１】
本発明は、有機性汚水の微生物処理により生じる余剰汚泥を電解で処理する方法において、正極として少なくともその表面が銀、銅、ニッケルおよびカーボンよりなる群から選ばれる少なくとも１種で構成されたものを用いて、電解処理により余剰汚泥中の微生物を死滅化させることによって、前記課題を解決したものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、有機性汚水の微生物処理により生じる余剰汚泥を効率よく死滅化させることができる。その結果、本発明によれば、余剰汚泥を効率よく減量化することができる。
【００１３】
銀イオンなどの金属イオンを雨水の殺菌剤として微量入れることによって殺菌を行い、飲料水として供することができることは知られている。しかしながら、余剰汚泥中の微生物を死滅化させるため、銀イオンを濃度１ｐｐｍや１０ｐｐｍになるように余剰汚泥に加えて余剰汚泥中の微生物死滅効果（殺菌効果）を調べたが、１５分や３０分程度では、ほとんど死滅効果（殺菌効果）はみられなかった。
【００１４】
これに対して、銀、銅、ニッケル、カーボンなどを正極に用いて電解を行うと、１５分程度の短時間で余剰汚泥中の微生物を高効率で死滅化させることができ、余剰汚泥中の微生物をほとんど死滅化させることができるようになった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
まず、本発明が処理の対象とする余剰汚泥について説明すると、余剰汚泥は次に示すような有機性汚水の微生物処理によって発生する。
【００１６】
有機性汚水は活性汚泥槽（曝気槽）に導入され、その活性汚泥槽中で微生物によって消化処理される。そして、その活性汚泥槽から排出された活性汚泥含有液は沈殿槽に導入され、その沈殿槽中で重力沈降法により活性汚泥を沈殿させ、濃縮汚泥と上澄液とに分離される。沈殿槽中の上澄液は処理済水として沈殿槽から排出され、この処理済水は殺菌して系外に放出される。
【００１７】
そして、沈殿槽の底部に沈殿して濃度が高くなった活性汚泥は濃縮汚泥として沈殿槽から取り出され、そのうちの一部は返送汚泥として前記活性汚泥槽に戻される。ここまでのプロセスは従来の有機性汚水の微生物処理の場合と同様である。本発明は、この従来プロセスにおける濃縮汚泥の一部を余剰汚泥として引き抜き、その余剰汚泥を電解によって処理し、余剰汚泥中の微生物を死滅させて、溶解性有機物に変えて微生物による消化処理を容易にさせ、余剰汚泥を減量化するものである。
【００１８】
本発明において、電解により余剰汚泥を処理するにあたって、正極には、前記のように銀、銅、ニッケル、カーボンなどを用いるが、負極は特にそれらに限定されず、それら以外にも、チタン、鉄、鉄合金、鉛、亜鉛、白金、金、銀、錫、アルミニウムなどを用いることもできるし、また、正極に銀、銅、ニッケル、カーボンのいずれかを用い、負極には、同一種のものを用いてもよいし、また、正極に用いたもの以外の３種の中から選んだものを用いてもよい。
【００１９】
余剰汚泥の電解処理にあたっては、余剰汚泥中に多少の塩が存在が必要であるが、通常、余剰汚泥中には微量の塩が含まれており、それらの塩に基づくイオンの存在で電子の移動は可能であり、電解に必要な電流が流れる。そのため、あえて塩の添加は必要ではないが、余剰汚泥中に無機塩を加えてもよい。そのような無機塩としては、例えば、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化リチウム、硫酸ナトリウム、硫酸カリウムなどが挙げられる。
【００２０】
そして、電解にあたって、余剰汚泥は、その固形分濃度を０．２〜３質量％に調整しておくことが好ましい。
【００２１】
本発明においては、電解にあたって、電極として少なくともその表面が銀および銅よりなる群から選ばれる少なくとも１種で構成されているものを用いる。本発明においては、通常、電極はその要部の全体が前記銀や銅で構成されているが、そのように要部の全体が銀や銅で構成されていなくてもよく、少なくともその表面が前記銀や銅で構成されていればよい。
【００２２】
電解用の電源は、直流電源が好ましく、その直流をそのまま用いてもよいし、また、その直流に一定時間毎に逆電圧を印加して用いてもよい。また、電解時の汚泥の温度は１０〜４０℃が好ましく、電流密度は１〜１００ｍＡ／ｃｍ2 が好ましく、特に２〜５０ｍＡ／ｃｍ2 が好ましい。
【実施例】
【００２３】
次に、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はその実施例に限定されるものではない。なお、以下の実施例などにおいて、濃度を示す％は、特に基準を付記しないかぎり、質量％である。
【００２４】
実施例１                                                                  固形分濃度０．６％の余剰汚泥２００ｍｌを準備した。この固形分濃度が０．６％の余剰汚泥は、有機性汚水を活性汚泥槽に導入し、その活性汚泥槽で微生物により消化処理させ、その活性汚泥槽から活性汚泥含有液として排出し、その活性汚泥含有液を沈殿槽に導入し、その沈殿槽で活性汚泥を沈殿させ、上澄液を処理済水として沈殿槽から放出し（この処理済水は殺菌処理して処理系外に放出される）、沈殿して濃度が高くなった汚泥を濃縮汚泥として沈殿槽から取り出し、その濃縮汚泥の一部を返送汚泥として活性汚泥槽に戻し、その際に残ったものを余剰汚泥としたものである。
【００２５】
電極としては、正極にも、負極にも有効電極面積２５ｃｍ2 の銀電極（要部の全体を銀で構成した電極）を用い、この銀電極を上記余剰汚泥中に差込み、２０℃で電流０．２Ａ（電流密度８ｍＡ／ｃｍ2 ）で１５分間通電して電解処理を行った。
【００２６】
電解処理後の余剰汚泥に空気を１０分間バブリングを行い、それぞれ溶存酸素の減少率の測定を行った。溶存酸素の減少率の測定に先立って、原液（固形分濃度が０．６％の余剰汚泥）の溶存酸素の減少率から求めた殺菌率を０％とし、蒸留水の溶存酸素の減少率（減少なし）から求めた殺菌率を１００％とし、上記原液に対して、その２０％を蒸留水で希釈した余剰汚泥（活性汚泥）の殺菌率を２０％とし、５０％を蒸留水で希釈した余剰汚泥（活性汚泥）の殺菌率を５０％とし、７０％を蒸留水で希釈した余剰汚泥（活性汚泥）の殺菌率を７０％として検量線を引き、この検量線を用いて溶存酸素の減少率の測定結果を殺菌率として求めた。
【００２７】
実施例２
通電時間を３０分間に変更した以外は、実施例１と同様に余剰汚泥の電解による処理を行い、殺菌率（死滅率）を求めた。その結果を後記の表１に示す。
【００２８】
実施例３
正極には実施例１と同様の銀電極を用い、負極に有効電極面積２５ｃｍ2 のチタン電極（要部の全体をチタンで構成した電極）を用いた以外は、実施例１と同様に余剰汚泥の電解による処理を行い、殺菌率（死滅率）を求めた。その結果を後記の表１に示す。
【００２９】
実施例４
正極にも、負極にも銅電極（要部の全体を銅で構成した電極）を用いた以外は、実施例１と同様に余剰汚泥の電解により処理を行い、殺菌率（死滅率）を求めた。その結果を後記の表１に示す。
【００３０】
実施例５
正極にも、負極にもニッケル電極（要部の全体をニッケルで構成した電極）を用いた以外は、実施例１と同様に余剰汚泥の電解により処理を行い、殺菌率（死滅率）を求めた。その結果を後記の表１に示す。
【００３１】
実施例６
正極にも、負極にもカーボン電極（要部の全体をカーボンで構成した電極）を用いた以外は、実施例１と同様に余剰汚泥の電解により処理を行い、殺菌率（死滅率）を求めた。その結果を後記の表１に示す。
【００３２】
比較例１
正極にも、負極にもチタン電極を用いた以外は、実施例１と同様に余剰汚泥の電解により処理を行い、殺菌率（死滅率）を求めた。その結果を後記の表１に示す。
【００３３】
上記実施例１〜６および比較例１での殺菌率（死滅率）を表１に示すが、表１には用いた電極の種類および採用した電解条件をあわせて示す。
【００３４】
【表１】
2005066567.tif 000002
【００３５】
表１に示す結果から明らかなように、正極に銀電極、銅電極、ニッケル電極、カーボン電極などを用いた実施例１〜６は、正極にチタン電極を用いた比較例１に比べて、殺菌率（微生物の死滅率）が高い。