(57)【要約】      【課題】  凝集剤等の脱水助剤の添加率を低くでき、また、脱水に供する汚泥濃度を安定させて脱水操作や発酵操作が容易になり、高品質の堆肥を生産できる汚泥コンポストの前処理方法を提供する。  【解決手段】  汚泥コンポストの前処理方法は、汚水処理設備から引き抜かれた汚泥を前処理槽に供給し、間欠的酸素供給によって該前処理槽内を好気状態と嫌気状態とに複数回繰り返すことにより、前記汚泥を調質することを特徴とする。【選択図】    図1
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
汚水処理設備から引き抜かれた汚泥を前処理槽に供給し、間欠的酸素供給によって該前処理槽内を好気状態と嫌気状態とに複数回繰り返すことにより、前記汚泥を調質することを特徴とする汚泥コンポストの前処理方法。
【請求項２】
前記汚水処理設備で発生する余剰汚泥を一日当たり複数回に分けて抜き取り、抜き取った余剰汚泥を、その都度、前記前処理槽に供給することを特徴とする請求項１に記載の汚泥コンポストの前処理方法。
【請求項３】
前記汚水処理設備を構成する貯留及び／又は濃縮のための槽に、間欠的酸素供給手段及び攪拌手段を設置し、該槽内で前記余剰汚泥を調質することを特徴とする請求項１又は２に記載の汚泥コンポストの前処理方法。
【請求項４】
前記余剰汚泥のｐＨを６.０〜７.５程度、酸化還元電位を０〜２００ｍＶ程度に調質することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の汚泥コンポストの前処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、し尿、産業廃水、畜産廃水などの汚水処理により発生する余剰汚泥を脱水・発酵させてコンポスト化する前段階の余剰汚泥の処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
下水汚泥は、窒素やリンの肥効成分などで構成されているので、下水汚泥の利用形態としてはコンポスト化するのが望ましい。汚泥コンポスト化は、通常、汚泥中の易分解性有機物を好気性雰囲気において分解して利用可能な形態・性状にまで安定化することをいい、コンポスト工程は脱水・発酵工程を備え、発酵工程では、好気性微生物の生息に適した環境（温度、ｐＨ、水分、好気性雰囲気など）に設定する必要がある。
【０００３】
ところで、汚水処理設備で発生する余剰汚泥は、予め濃縮・脱水されるが、汚泥を適正に脱水するには、汚泥の濃度や状態に応じて最適な無機凝集剤、高分子凝集剤等の脱水助剤の種類や添加率を決める必要がある。
【０００４】
しかしながら、この作業には相当な知見や技術や経験が必要であり、また、脱水ケーキを発酵工程に供するときに、脱水ケーキに高分子凝集剤が高率で含まれると、薬剤費が高くなって維持管理コストが上がるという問題があった。また、脱水ケーキをコンポスト装置に投入するときには、返送コンポスト（活性汚泥の返送汚泥に相当）と均一に混合して水分を発酵に適したレベル（含水率６０％以下）にするが、高分子凝集剤が多く含まれていると、粘性が高くなって均一に混合し難くなり、また、攪拌するとき、汚泥がほぐれずに直径１０〜８０ｍｍ程度の球状物が形成されるので、該球状物の中心部分に酸素が供給されず好気的発酵の妨げになるという問題があった。更に、高分子凝集剤自体は、ある程度生物分解を受けて分解されるが、易分解性ではないので、一部残留してコンポスト価値を下げ、特に、ポリアミド系高分子凝集剤のモノマーは毒性の問題が指摘されている。
【０００５】
また、コンポスト化の際に被酸化性物質が多いと、多量の酸素が消費されて好気的発酵が妨げられ、絶対的空気不足によって嫌気（アンモニア）が発生するという問題もあった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであって、凝集剤等の脱水助剤のの添加率を低くでき、また、脱水に供する汚泥濃度を安定させて脱水操作や発酵操作が容易になり、高品質の堆肥を生産できる汚泥コンポストの前処理方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の汚泥コンポストの前処理方法は、汚水処理設備から引き抜かれた汚泥を前処理槽に供給し、間欠的酸素供給によって該前処理槽内を好気状態と嫌気状態とに複数回繰り返すことにより、前記汚泥を調質することを特徴とする。
【０００８】
また、前記汚水処理設備で発生する余剰汚泥を一日当たり複数回に分けて抜き取り、抜き取った余剰汚泥を、その都度、前記前処理槽に供給するのが望ましい。
【０００９】
また、前記汚水処理設備を構成する貯留及び／又は濃縮のための槽に、間欠的酸素供給手段及び攪拌手段を設置し、該槽内で前記余剰汚泥を調質するのが望ましい。
【００１０】
また、前記余剰汚泥のｐＨを６.０〜７.５程度、酸化還元電位を０〜２００ｍＶ程度に調質するのが望ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の汚泥コンポストの前処理方法によれば、間欠的酸素供給によって該前処理槽内を好気状態と嫌気状態とに複数回繰り返して前記汚泥を調質するので、脱水助剤の凝集剤の添加量を抑えることができて低コスト化が図れ、しかも、添加量が一定化して処理管理が容易になる。また、汚泥の濃度、性状が年間を通じて安定させることができるので、凝集剤の種類と注入濃度を変える必要がなくなり、維持管理が簡易になる。更に、汚泥濃度を高くなってコンポスト化のために脱水が容易になる。また、前処理槽内では酸素供給がされるので、コンポスト化時に好気的発酵が妨げられず、コンポスト化が容易になる。更に、一定の凝集剤添加率で安定して低い含水率の脱水ケーキを得ることができ、農業集落排水処理等の非常駐管理体制の施設でも採用し易くなる。
【００１２】
また、前記汚水処理設備で発生する余剰汚泥を一日当たり複数回に分けて抜き取り、抜き取った余剰汚泥を、その都度、前記前処理槽に供給すれば、汚泥状態の変動が少なくなって前処理槽の負担が軽減され、コンポストの原料とする汚泥の質が安定化し、熟練技術者でなくても、良好な汚泥コンポストが得られる。
【００１３】
また、前記汚水処理設備を構成する貯留及び／又は濃縮のための槽に、間欠的酸素供給手段及び攪拌手段を設置し、該槽内で前記余剰汚泥を調質すれば、汚泥コンポスト化の前処理施設の小規模化や施設費の低減が図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。
【００１５】
図１は汚水処理設備を示し、該汚水処理設備は、汚水を浄化するための流量調整槽１、嫌気性ろ床２、接触曝気槽３及び沈殿槽４を備え、また、嫌気性ろ床２や沈殿槽４で発生する余剰汚泥を処理するための汚泥濃縮槽５及び汚泥貯留槽６を備え、余剰汚泥を汚泥貯留槽６に投入する前に汚泥濃縮槽５に投入することによって汚泥脱水機での処理量が少なくなるようにしている。
【００１６】
汚泥濃縮槽５及び汚泥貯留槽６には、汚泥調質に必要な酸素を間欠的に供給して曝気を行う図外の曝気装置及び無酸素攪拌装置（嫌気用）が設置されることによって汚泥コンポストの前処理槽である生物反応槽としての機能が付与されている。
【００１７】
そして、嫌気ろ床槽２から抜き取られた余剰汚泥は、前処理槽である汚泥濃縮槽５及び汚泥貯留槽６に供給され、余剰汚泥を連続攪拌しながら間欠的に曝気を行って好気状態と無酸素攪拌のよる嫌気状態とに複数回繰り返すことによって余剰汚泥のｐＨを６.０〜７.５程度、酸化還元電位を０から２００ｍＶ程度（望ましくは１００〜２００ｍＶ）に調質する。このように、酸化還元電位をプラスサイド（好気的）に調質すると、原料汚泥を好気的に安定させ、コンポスト化開始時における酸素消費が集中して一時的にコンポスト装置内が嫌気化するのを避けることができる。
【００１８】
なお、汚泥は、嫌気状態ではたんぱく質の分解が進み、アンモニアが生成されてｐＨが上がり、逆に、曝気し過ぎたときには硝化反応が進んでｐＨが低下するが、好気・嫌気の繰り返しにより、ｐＨを６．０〜７．５程度に調質できる。また、汚泥は、嫌気化により発生する腐食性ガス（硫化水素やメタンガス等）によって持ち上げられ、逆に、曝気のし過ぎによって汚泥が細分化して濃縮化が困難になるが、好気・嫌気を繰り返すことにより、これらを回避して濃縮化が可能になる。
【００１９】
嫌気性ろ床槽２では、その処理能力に影響を与えることなく１回当り１０分以内の短時間空気洗浄を行い、浮遊した汚泥を静置した後、底部に沈殿した汚泥を、汚泥排出管等で少量ずつ抜き取り操作を１日当たり３回から２４回程度定期的に繰り返し、抜き取られた余剰汚泥は、その都度、汚泥濃縮槽５に供給される。また、沈殿槽４では、余剰汚泥を、間欠的に、１日当たり２回から１２回程度定期的に少量ずつ抜き取り、抜き取られた余剰汚泥は、その都度、汚泥濃縮槽５に供給される。これにより、分割投入せずに例えば1ヶ月に1回汚泥を引抜いて処理する場合に較べ、処理負荷が小さくなって正常な状態を保ちやすくなる。
【００２０】
なお、嫌気性ろ床から汚泥を連続的に抜き取った場合には、嫌気性ろ床はその底部に汚泥が中央に集まる構造ではないので、ろ床底部の汚泥吸込み口の周囲に汚泥がなくなるという不都合が生じる。この点、ろ床の空気逆洗浄を繰り返し、ろ床底部にある程度の厚みで汚泥が溜まった時点で該汚泥を吸い込んで抜き取れば汚泥を確実に吸い込むことができる。
【００２１】
このようにして汚泥コンポストの前処理が完了した余剰汚泥は、脱水装置７で含水率７０〜８０％に脱水され、発酵装置８で堆肥化される。なお、脱水装置７及び発酵装置８は、本実施形態のように汚水処理設備に付設しても良いが、コンポスト化専用施設に設けるようにしても良い。
【実施例１】
【００２２】
以下のような条件で汚泥調質を行い、脱水試験を実施した。
１.嫌気性ろ床槽の汚泥抜き取り条件
（１）抜き取り回数             １２回/日
（２）空気洗浄                    ５分/回
（３）抜き取り余剰汚泥濃度     ９６００ｍｇ/ｌ
（４）抜き取り余剰汚泥ＯＲＰ   −１８０ｍＶ
２.沈殿槽の汚泥抜き取り条件
（１）抜き取り回数             １２回/日
（２）抜き取り余剰汚泥濃度    ７１００ｍｇ/ｌ
（３）抜き取り余剰汚泥ＯＲＰ    −２０ｍＶ
３.汚泥濃縮槽における調質条件
（１）曝気時間                 １０時間/日
（２）無酸素攪拌時間             ４時間/日
（３）静置時間                 １０時間/日
４.汚泥貯留槽における調質条件
（１）曝気時間                 １８時間/日
（２）攪拌時間                   ６時間/日
５.汚泥の調質脱水結果
（１）濃縮汚泥濃度          １３９００ｍｇ/ｌ
（２）汚泥ｐＨ                    ７．１
（３）汚泥ＯＲＰ                １７０ｍＶ
（４）凝集剤添加率                １.５％
（５）脱水ケーキ含水率           ７４％
【比較例１】
【００２３】
嫌気性ろ床および沈殿槽からの汚泥を実施例１と同様の比率で混合し、調質操作を行わずに濃縮し、脱水試験を実施した。
【００２４】
汚泥の調質脱水結果は以下の通りである。
（１）濃縮汚泥濃度          １２２００ｍｇ/ｌ
（２）汚泥ＯＲＰ              −１８０ｍＶ
（３）凝集剤添加率                ２.９％
（４）脱水ケーキ含水率           ７８％
【実施例２】
【００２５】
以下のような条件で汚泥調質を行い、脱水試験を実施した。なお、汚泥濃縮槽及び汚泥貯留槽における調質条件は、実施例１と同じである。
１.嫌気性ろ床槽の汚泥抜き取り条件
（１）抜き取り回数             １２回/日
（２）空気洗浄                    ５分/回
（３）抜き取り余剰汚泥濃度    １０８００ｍｇ/ｌ
（４）抜き取り余剰汚泥ＯＲＰ   −２８０ｍＶ
２.沈殿槽の汚泥抜き取り条件
（１）抜き取り回数             １２回/日
（２）抜き取り余剰汚泥濃度    ７８００ｍｇ/ｌ
（３）抜き取り余剰汚泥ＯＲＰ    −３５ｍＶ
３.汚泥の調質脱水結果
（１）濃縮汚泥濃度           １３６００ｍｇ/ｌ
（２）汚泥ｐＨ                    ７．０
（２）汚泥ＯＲＰ               ２００ｍＶ
（３）凝集剤添加率              １.５％
（４）脱水ケーキ含水率         ７３％
【比較例２】
【００２６】
嫌気性ろ床及び沈殿槽からの汚泥を実施例２と同様の比率で混合し、調質操作を行わずに濃縮し、脱水試験を実施した。
【００２７】
汚泥の脱水結果は以下の通りである。
（１）濃縮汚泥濃度        １５６００ｍｇ/ｌ
（２）汚泥ＯＲＰ            −２５０ｍＶ
（３）凝集剤添加率            ２.３％
（４）脱水ケーキ含水率       ８５％
以上の結果、実施例によれば、調質操作により凝集剤の必要量が低減し、汚泥の質のみならず汚泥濃度も安定化することが判明した。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の汚泥コンポストの前処理方法を使用するための施設を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００２９】
２      嫌気性ろ床
３      接触曝気槽
４      沈殿槽
５      汚泥濃縮槽
６      汚泥貯留槽
【図１】
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