(57)【要約】【課題】発生する次亜塩素酸や次亜塩素酸イオンの量を制御することにより、余剰汚泥中の微生物を効率よく安定して殺菌することができる汚泥の処理方法を提供すること。【解決手段】有機性廃水を生物反応槽に保持した活性汚泥によって生物学的に分解処理するとともに、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汚泥中の微生物を殺菌し、殺菌した汚泥を生物反応槽に返流して分解処理する余剰汚泥の処理方法において、汚泥殺菌槽１に残留する遊離塩素濃度を測定し、測定した遊離塩素濃度に応じて、添加する次亜塩素酸溶液の量を制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機性廃水を生物反応槽に保持した活性汚泥によって生物学的に分解処理するとともに、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汚泥中の微生物を殺菌し、該殺菌した汚泥を生物反応槽に返流して分解処理する余剰汚泥の処理方法において、汚泥殺菌槽に残留する遊離塩素濃度を測定し、該測定した遊離塩素濃度に応じて、添加する次亜塩素酸溶液の量を制御することを特徴とする汚泥の処理方法。
【請求項２】
次亜塩素酸溶液として、次亜塩素酸ナトリウム溶液、次亜塩素酸カルシウム又は液体塩素等の塩素系殺菌剤を水に溶解させたものを用いることを特徴とする請求項１記載の汚泥の処理方法。
【請求項３】
有機性廃水を生物反応槽に保持した活性汚泥によって生物学的に分解処理するとともに、発生した余剰汚泥に塩化物塩を添加し、電解処理を施すことにより次亜塩素酸を発生させて汚泥中の微生物を殺菌し、該殺菌した汚泥を生物反応槽に返流して分解処理する余剰汚泥の処理方法において、汚泥殺菌槽に残留する遊離塩素濃度を測定し、該測定した遊離塩素濃度に応じて、添加する塩化物塩量又は電解電流値を制御することを特徴とする汚泥の処理方法。
【請求項４】
物理学的手段によって汚泥殺菌槽内の汚泥を固液分離し、得られた上澄水中の遊離塩素濃度を測定することを特徴とする請求項１、２又は３記載の汚泥の処理方法。
【請求項５】
精密濾過膜を使用して固液分離をすることを特徴とする請求項４記載の汚泥の処理方法。
【請求項６】
次亜塩素酸溶液を精密濾過膜の逆洗液として利用することを特徴とする請求項５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発生する余剰汚泥の処理方法に関し、特に、次亜塩素酸溶液を用いることで殺菌した後、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、化学的或いは生物学的の少なくともひとつ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・処理させる汚泥減容化技術が開発されている。
【０００３】
本件出願人は、余剰汚泥中の微生物の殺菌方法として、次亜塩素酸溶液が有する酸化力及び殺菌力を利用する方法に着目し、余剰汚泥に直接次亜塩素酸ナトリウム等の次亜塩素酸溶液を添加する方法、或いは余剰汚泥に塩化物塩を添加するとともに電解処理を施すことで次亜塩素酸を発生させる方法を提案している。
添加し或いは発生させた次亜塩素酸溶液の主成分は、次亜塩素酸及び次亜塩素酸イオンであり、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】
余剰汚泥に次亜塩素酸溶液や塩化物塩を添加する際、余剰汚泥容量当たり或いは固形物重量当たり一定量を添加するが、対象となる余剰汚泥の性状や処理装置の状態などによって汚泥微生物の殺菌に必要な遊離塩素濃度に達しない場合がある。この場合、必要とされる汚泥の殺菌効果が得られず、よって十分な余剰汚泥量の削減ができない。
また、こういった問題を避けるために、過剰に次亜塩素酸溶液や塩化物塩を添加することも考えられるが、この場合運転コストが高くなったり、水処理系に返流する塩化物濃度が高くなり、後段の処理や処理装置に悪影響を与えるおそれがある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
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、発生する次亜塩素酸や次亜塩素酸イオンの量を制御することにより、余剰汚泥中の微生物を効率よく安定して殺菌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】
【０００６】
上記目的を達するため、本第１発明の汚泥の処理方法は、有機性廃水を生物反応槽に保持した活性汚泥によって生物学的に分解処理するとともに、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汚泥中の微生物を殺菌し、該殺菌した汚泥を生物反応槽に返流して分解処理する余剰汚泥の処理方法において、汚泥殺菌槽に残留する遊離塩素濃度を測定し、該測定した遊離塩素濃度に応じて、添加する次亜塩素酸溶液の量を制御することを特徴とする。
【０００７】
この場合、次亜塩素酸溶液として、次亜塩素酸ナトリウム溶液、次亜塩素酸カルシウム又は液体塩素等の塩素系殺菌剤を水に溶解させたものを用いることができる。
【０００８】
一方、同じ目的を達するため、本第２発明の汚泥の処理方法は、有機性廃水を生物反応槽に保持した活性汚泥によって生物学的に分解処理するとともに、発生した余剰汚泥に塩化物塩を添加し、電解処理を施すことにより次亜塩素酸を発生させて汚泥中の微生物を殺菌し、該殺菌した汚泥を生物反応槽に返流して分解処理する余剰汚泥の処理方法において、汚泥殺菌槽に残留する遊離塩素濃度を測定し、該測定した遊離塩素濃度に応じて、添加する塩化物塩量又は電解電流値を制御することを特徴とする。
【０００９】
この場合、物理学的手段によって汚泥殺菌槽内の汚泥を固液分離し、得られた上澄水中の遊離塩素濃度を測定することができる。
【００１０】
また、精密濾過膜を使用して固液分離をすることができる。
【００１１】
また、次亜塩素酸溶液を精密濾過膜の逆洗液として利用することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本第１発明及び第２発明の汚泥の処理方法では、いずれにおいても、余剰汚泥と次亜塩素酸或いは次亜塩素酸イオンからなる次亜塩素酸溶液を接触させているが、これらの次亜塩素酸及び次亜塩素酸イオンは、遊離塩素と呼ばれている。
これら遊離塩素は強力な酸化剤として作用し、その酸化力を利用することにより汚泥微生物を構成する細胞壁や細胞膜を損傷せしめ、当該微生物を不活化せしめることができる。
一方、活性を持つ汚泥微生物は、体外に分解酵素を放出して体外の有機物を低分子化し、細胞内に取り込みやすくするとともに、分解酵素から自分自身を守るための物質も放出している。
ところが、遊離塩素によって不活化された汚泥微生物は、自分自身を守るための物質を放出することができず、よって生物反応槽内に保持された活性汚泥が放出する分解酵素などによって分解され、最終的に炭酸ガスと水に分解されるため、水処理系から最終的に排出される余剰汚泥量を削減することが可能となる。
ここで、余剰汚泥中の汚泥微生物を殺菌或いは不活化させるためには、適切な濃度の遊離塩素と一定時間接触させることが必要である。ところが、遊離塩素中の塩素は保存されている間に塩素ガスとして揮発したり、或いは余剰汚泥中の溶解性有機物濃度が高い場合には、当該有機物と即座に反応し、汚泥微生物の殺菌に利用される量が少なくなることがある。
また、余剰汚泥に塩化物塩を添加し、電解処理を施すことによって次亜塩素酸を発生させる場合では、電解処理によって塩素ガスも発生するが、運転状態によっては塩素ガスの発生量が増加し、十分な次亜塩素酸が発生せず、余剰汚泥中の汚泥微生物を十分に殺菌することができないおそれがある。
そこで、本第１発明及び第２発明の汚泥の処理方法では、汚泥殺菌槽において次亜塩素酸溶液を添加した汚泥、或いは塩化物塩を添加し電解処理を施した汚泥といった、汚泥殺菌槽中の遊離塩素を測定し、汚泥微生物の殺菌に必要な遊離塩素濃度に達するように次亜塩素酸溶液の添加量、塩化物塩の添加量又は電解電流値を調整し適切に制御することにより、余剰汚泥中の微生物を効率よく安定して殺菌することができる。
【００１３】
この場合、次亜塩素酸溶液として、次亜塩素酸ナトリウム溶液、次亜塩素酸カルシウム又は液体塩素等の塩素系殺菌剤を水に溶解させたものを用いることにより、殺菌に必要な遊離塩素を容易に得ることができる。
【００１４】
また、処理汚泥中の遊離塩素濃度を測定する際には、固液物濃度が高いと正確に測定できないため、固液分離を図ることにより、得られた上澄水中の遊離塩素濃度を測定することができる。
【００１５】
また、精密濾過膜を使用して固液分離をすることにより、精密濾過を行い固形物がほとんど存在しない上澄水を得ることができ、これにより、正確な遊離塩素濃度を測定することができる。
なお、遊離塩素濃度計による濃度測定には、極少量の上澄水が得られればよく、精密濾過膜ユニットは小型で、運転時間は短時間で十分である。
【００１６】
また、精密濾過によって上澄水を得る際、膜表面の目詰まりを解消するために精密濾過膜ユニットの下部から気泡を送り込み、もって膜表面を洗浄するが、これとともに、余剰汚泥に添加する次亜塩素酸溶液を逆洗液として利用し、精密濾過膜を目詰まりさせる原因となる有機物を分解することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明による汚泥の処理方法では、余剰汚泥に次亜塩素酸溶液を添加したり、余剰汚泥に塩化物塩を添加して電解処理を施したりすることによって、当該汚泥中の微生物を殺菌するが、その効果を把握するために実験を行った。
例えば、下水処理施設より排出された固形物濃度１０グラム／リットルの余剰汚泥に次亜塩素酸ナトリウム溶液を添加し、３０分間攪拌した後の微生物の菌体数を測定した。
当該菌体数と、添加前の菌体数を比較することで、殺菌率を求め、添加した次亜塩素酸ナトリウム溶液中の遊離塩素量との関係を示したのが図２である。図２に示すように、添加した遊離塩素量が増加するにつれ急激に殺菌率が増加するが、汚泥１リットル当たりの添加量が１５０ミリグラムで８０％の殺菌率を超えた後は殺菌率の増加率が低くなり、約２５０ミリグラムで最大の９０％に達した。
【００１８】
本発明による汚泥の処理方法では、殺菌した汚泥は水処理系の生物反応槽に返流されるが、殺菌されなかった汚泥は生物反応槽内で生存しつづけ、このため生物反応槽内の微生物濃度を増加させることになる。
一方、水処理系では、生物反応槽内の微生物濃度を一定に保つ必要があるが、本発明のように下水処理場から一切の排出汚泥を出さないシステムでは、殺菌処理する汚泥量を増やすことで、その目的を達することが可能である。
したがって、殺菌されなかった汚泥が多い場合、その処理するべき量が増加し、よってシステムの大型化或いは運転時間の増加や添加薬品量の増加などを伴い、もってコストの増加をもたらすことになる。
そこで、本発明による汚泥の処理方法では、効率的な次亜塩素酸ナトリウム溶液の添加量を考慮し、汚泥１リットル当たりの遊離塩素量として少なくとも１５０ミリグラムから２５０ミリグラム程度を添加することで、目的を達することができる。
【００１９】
上記の実験結果に基づき、本発明による汚泥の処理方法では、汚泥を殺菌する槽内の遊離塩素濃度が１５０ミリグラム／リットルから２５０ミリグラム／リットルとなるように、次亜塩素酸ナトリウム溶液の添加量を制御する。
なお、対象となる余剰汚泥の遊離塩素に対する耐性によっては、遊離塩素濃度と殺菌率の関係が変化することもあるため、槽内の遊離塩素濃度に関しては、殺菌率が８０％以上、望ましくは９０％程度となるような濃度範囲で制御することもできる。
【００２０】
本発明では、遊離塩素濃度が１５０ミリグラム／リットルから２５０ミリグラム／リットルとなるように、次亜塩素酸ナトリウム溶液を注入するポンプを制御するが、その制御方法の一例を示したのが図３である。
処理開始時は、遊離塩素濃度が低いため、次亜塩素酸ナトリウム溶液が連続的に注入されるが、遊離塩素濃度計が示す値が２００ミリグラム／リットルを超えると注入ポンプを停止させる。その後、遊離塩素濃度計のレスポンスなどによって遊離塩素濃度はゆっくりと上昇するが、２５０ミリグラム／リットル程度にまで達した後は、汚泥の殺菌に利用されるため徐々に低下していく。
その後、再び遊離塩素濃度が２００ミリグラム／リットルにまで低下すると、次亜塩素酸溶液の注入ポンプの運転を再開するが、これにより遊離塩素濃度の低下は緩やかになり、１５０ミリグラム／リットル程度で底となった後再び上昇に転ずる。
このように、汚泥を殺菌する汚泥殺菌槽内の遊離塩素濃度と次亜塩素酸溶液の注入ポンプの運転を制御することによって、当該槽内の遊離塩素濃度を所定の範囲内に収め、効率的な処理ができる。
【実施例１】
【００２１】
続いて、本発明による廃水処理方法及び処理装置の廃水処理への適用について図面を用いて説明する。
図１に、本発明の汚泥の処理方法の一実施例を示す。
水処理系において発生した余剰汚泥Ａは、汚泥殺菌槽１に導かれ、次亜塩素酸溶液貯留タンク２から薬液ポンプ３によって添加される次亜塩素酸溶液Ｂと、汚泥殺菌槽１に設けられた攪拌機４によって攪拌される。
なお、次亜塩素酸溶液としては、次亜塩素酸ナトリウム溶液が適切であるが、それ以外に、次亜塩素酸カルシウム等の固形塩素や液体塩素を水に溶解させて使用することも可能である。
余剰汚泥Ａ中の汚泥微生物は、汚泥殺菌槽１に一定時間滞留し、攪拌されている間に、次亜塩素酸溶液中の次亜塩素酸及び次亜塩素酸イオンといった遊離塩素の酸化力によって殺菌され、処理汚泥Ｃとして当該槽外に流出し、水処理系に返流される。
【００２２】
一方、汚泥殺菌槽１には、精密濾過膜ユニット５及び洗浄用空気配管６が設けられている。
精密濾過膜ユニット５には槽外に設けられた吸引ポンプ７が接続されており、一定時間毎に作動し、濾液Ｄが得られる。なお、洗浄用空気配管６には、吸引ポンプ７が作動する間及びその前後の短時間のみ空気Ｅが導かれ、精密濾過膜ユニット５の濾過膜表面を洗浄する。
なお、本実施例では、汚泥殺菌槽１に攪拌機４を設置し、当該槽内の攪拌に用いているが、洗浄用空気配管６を全面的に設置することで当該槽内の攪拌に用いることも可能である。
【００２３】
精密濾過膜ユニット５を経由した濾液Ｄは濾液タンク８に導かれるが、まず当該タンク内に設けられ、遊離塩素濃度計９が設置された測定室１０に流入する。測定室１０では、濾液Ｄ中の遊離塩素濃度を測定することで、汚泥殺菌槽１内の遊離塩素濃度を把握する。
測定された数値は、制御装置１１に電気信号として送られ、あらかじめ設定された濃度範囲に応じて、図３において示したような方法で薬液ポンプ３の運転を管理する。すなわち、汚泥殺菌槽１の濃度が設定値より低い場合には薬液ポンプ３を運転し、設定値より高くなれば当該ポンプを停止する。
【００２４】
測定室１０から越流した濾液Ｄは濾液タンク８に貯留されるが、一定量が保持されると、逆洗液Ｆとして精密濾過膜ユニット５へと送られ、濾過膜の目詰まりを洗い流す。なお、逆洗液Ｆを送る際、別途ポンプを設けてもよいが、吸引ポンプ７を逆回転にすることによって、その用をなすこともできる。
また、次亜塩素酸溶液Ｂを添加する場合、直接薬液ポンプ３によって汚泥殺菌槽１に投入するが、一旦濾液タンク８に投入し、水道水などの上水Ｇで希釈した後、逆洗液Ｆとして汚泥殺菌槽１に投入することも可能である。
この場合、精密濾過膜ユニット５を逆洗浄する水量が増加するため、十分な洗浄ができ、もって当該ユニットの性能は長期に亘って保たれる。
【００２５】
以上、上記実施例では、次亜塩素酸溶液を余剰汚泥に添加しているが、この方法以外に、余剰汚泥に塩化物塩を添加するとともに電解処理を施すことで次亜塩素酸及び次亜塩素酸イオンを発生させ、発生した次亜塩素酸溶液によって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させる方法に対しても有効である。
この場合は、汚泥殺菌槽に残留する遊離塩素濃度を測定しながら、添加する塩化物塩の量を制御するか又は電解電流値を制御することによって、上記実施例と同様の効果を発揮することが可能となる。
【００２６】
本発明の汚泥の処理方法について、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、各実施例に記載した構成を適宜組み合わせる等、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。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の汚泥の処理方法の一実施例を示すフロー図である。
【図２】遊離塩素濃度と汚泥の殺菌率との関係を示すグラフである。
【図３】遊離塩素濃度と薬液ポンプの制御との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００２８】
１    汚泥殺菌槽
２    次亜塩素酸溶液貯留タンク
３    薬液ポンプ
４    攪拌機
５    精密濾過膜ユニット
６    洗浄用空気配管
７    吸引ポンプ
８    濾液タンク
９    遊離塩素濃度計
１０  測定室
１１  制御装置
Ａ    余剰汚泥
Ｂ    次亜塩素酸溶液
Ｃ    処理汚泥
Ｄ    濾液
Ｅ    空気
Ｆ    逆洗液
Ｇ    上水
【図１】
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【図２】
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【図３】
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