(57)【要約】【課題】陰極板の表面に析出し付着したスケールを剥がし取るとともに、電極板間上部に蓄積しやすい汚泥スカムを除去することにより、電解処理の効率低下を防ぐことができる汚泥の電解処理装置を提供すること。【解決手段】有機性廃水の生物学的処理により発生する余剰汚泥を、塩化物を含む状態で電解処理することにより殺菌処理する汚泥の電解処理装置において、少なくとも陰極板として金属膜エレメントを用い、金属膜エレメントの内部から気体や液体を逆洗注入するようにする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機性廃水の生物学的処理により発生する余剰汚泥を、塩化物を含む状態で電解処理することにより殺菌処理する汚泥の電解処理装置において、少なくとも陰極板として金属膜エレメントを用い、該金属膜エレメントの内部から気体や液体を逆洗注入するようにしたことを特徴とする汚泥の電解処理装置。
【請求項２】
陰極板と陽極板の両方に金属膜エレメントを用い、該金属膜エレメントの内部から気体や液体を逆洗注入するようにしたことを特徴とする請求項１記載の汚泥の電解処理装置。
【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処理することによって発生する余剰汚泥に対し、電解処理によって当該汚泥を殺菌処理する汚泥可溶化処理技術において、電解処理での効率化を図った汚泥の電解処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、下水処理場では、有機性汚濁物などを含む汚水や雨水を、生物反応槽内に保持した活性汚泥微生物と混合、攪拌及び曝気することによって、活性汚泥微生物に汚濁物を吸収・分解せしめ、その後段で活性汚泥微生物を固液分離することで、清浄な上澄水を得るようにしている。
固液分離によって得られる活性汚泥微生物は、一般的に余剰汚泥と呼ばれるが、脱水や焼却などを施した後に埋め立てるなど、適切な処理・処分を行う必要がある。
ところが、これらの処理コストが高いことや、埋立を行う土地が十分にないことから、近年では余剰汚泥の可溶化処理技術が注目を浴びている。
【０００３】
可溶化技術とは、余剰汚泥に対して化学的、物理的あるいは生物学的な処理を行うことで、余剰汚泥を構成する活性汚泥微生物を死滅させ、これを再び生物反応槽に戻し、活性汚泥微生物に分解させるシステムのことである。
活性汚泥微生物を死滅させる方法のひとつとして、塩素分子あるいは次亜塩素酸といった塩素系化合物を添加する化学的方法がある。
【０００４】
塩素分子や次亜塩素酸に関しては、直接添加する他に、塩化ナトリウムなどの塩化物塩を汚泥に添加し、電気分解することによって発生させることもできる。
すなわち、余剰汚泥に対して塩化ナトリウムなどを添加し、電気分解することによって次亜塩素酸ならびに塩素分子あるいは次亜塩素酸イオンを発生させ、活性汚泥微生物を死滅させることができる（特許文献１）。
あるいは、対象となる余剰汚泥中に十分な塩化物が存在する場合には、塩化物塩を添加することなく電気分解を行い、もって塩素分子を発生させ、活性汚泥微生物を死滅させることができる（特許文献２）。
【０００５】
このように、塩化物を含有する溶液あるいは汚泥を電気分解することで、塩素分子や次亜塩素酸を発生させることができるが、電気分解する過程で汚泥中に含まれるマグネシウムやカルシウム等が陰極側で析出し、スケールとして電極に付着してしまう。
スケールの付着した部分は電気抵抗が大きくなるため、電極の一部の面しか有効に使われなくなり効率が低下してしまう。
【０００６】
また、余剰汚泥を電気分解することにより酸素ガスや水素ガス、塩素ガスが発生する。
通常の電気分解ではこれらのガスは泡となり水面まで浮上するとその大半が消滅するが、汚泥中ではこれらのガスを含んだ汚泥は粘性の高い泡となり容易には消滅しなくなる。
泡状となった汚泥は、汚泥スカムとして時間が経つにつれて堆積していき、電極の液面上の部分だけでなく、電解反応に寄与する液面下にまで達すると、電極面積が減少し効率が著しく低下するという問題がある。
【０００７】
その対策として、電極板の下方に設けた洗浄配管の散気孔から電極板間に粗大気泡を送気することで、エアー攪拌水流等を発生させ電極板間を攪拌洗浄し、汚泥の付着や堆積を防止する方法がある（特許文献３）。
一方、より少ないエネルギー消費で電気分解を行うためには、電極板間隔をできる限り狭くすることが有効であるが、電極板間隔を１０ｍｍ程度以下とすると抵抗が大きくなり、攪拌用のエアーが電極板間に入りにくくなり、電極間の一部しか攪拌できなくなる場合がある。
したがって、汚泥の付着や堆積を防止するために、ある一定値以上の間隔をあけておかなければならず、無駄なエネルギー消費が発生する。
【特許文献１】特開２００２−１２６７８２号公報
【特許文献２】特開２００３−０６２５９２号公報
【特許文献３】特開２００５−３０５３８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記従来の汚泥の電解処理装置が有する問題点に鑑み、陰極板の表面に析出し付着したスケールを剥がし取るとともに、電極板間上部に蓄積しやすい汚泥スカムを除去することにより、電解処理の効率低下を防ぐことができる汚泥の電解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】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明の汚泥の電解処理装置は、有機性廃水の生物学的処理により発生する余剰汚泥を、塩化物を含む状態で電解処理することにより殺菌処理する汚泥の電解処理装置において、少なくとも陰極板として金属膜エレメントを用い、該金属膜エレメントの内部から気体や液体を逆洗注入するようにしたことを特徴とする。
【００１０】
この場合において、陰極板と陽極板の両方に金属膜エレメントを用い、該金属膜エレメントの内部から気体や液体を逆洗注入することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の汚泥の電解処理装置によれば、電解処理装置の少なくとも陰極板として金属膜エレメントを用い、該金属膜エレメントの内部から気体や液体を逆洗注入することから、電解処理時に陰極に析出し付着するスケールを除去し、電極表面を常に清浄な状態に保つことができ、また、電極板間隔を狭くした場合でも、電解処理時に発生する粘性の高い汚泥スカムの付着や堆積を防止することができ、これにより、電気分解を行う際に電極の全表面を有効に利用して、効率よく汚泥を殺菌することができる。
【００１２】
この場合、陰極板と陽極板の両方に金属膜エレメントを用い、該金属膜エレメントの内部から気体や液体を逆洗注入することにより、電解処理時に電極板間に余剰汚泥が付着・堆積することを防止し、また容易に除去することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の汚泥の電解処理装置の実施の形態を、図面に基づいて説明する。
本発明では、電解処理に用いる電極の陰極に金属膜エレメントを使用する。
金属膜エレメントは、膜ろ過装置などに用いられるような固体と液体の分離に用いられる薄型金属フィルタ膜の平膜エレメントである。
膜ろ過装置では、ろ過槽内部に複数枚の平膜エレメント（「膜モジュール」ともいう）を所定の隙間をあけて並行するように配設し、かつ中空の各平膜エレメントに吸引管を接続するとともに、この平膜エレメントをろ過槽の汚水中に浸漬し、かつ平膜エレメント内を吸引することにより、汚水中の液体のみをろ過吸引することで、汚水中の液体と固形分とを分離し処理するよう構成している。
【００１４】
平膜エレメント内を吸引することで液体と固形物を分離する際に、膜の表面や内部に固形物が堆積し、目詰まりを起こすことがあるため、その除去方法として平膜エレメントに逆圧をかける逆洗浄方法、薬品洗浄方法等がある。
本発明では、この逆洗浄方法や薬品洗浄方法の原理を、電極板の表面に付着・堆積するスケールや汚泥スカム、汚泥の剥離に用いるものである。
【００１５】
電解処理の過程で、電極の陰極側にカルシウムやマグネシウム等が析出するが、陰極に金属膜エレメントを使用し、連続的又は断続的に空気、水、薬液又はガスを送り込み、金属膜電極を逆洗することにより、電極表面に析出したカルシウムやマグネシウム等のスケールを剥離させ、電極表面を常に清浄な状態に保つことができる。
また、電極表面に付着した粘性の高い泡状の汚泥スカムも容易に剥離することができ、電解効率の低下を防ぐことができる。
なお、陽極には、金属電極や炭素電極等通常の電極を用いてもよいが、陽極にも金属膜エレメントを用いることにより、陽極側に徐々に付着、堆積する汚泥も容易に除去することができる。
【実施例１】
【００１６】
図１に、本発明の汚泥の電解処理装置において、陰極板に金属膜エレメントを使用し、電極表面の洗浄手段として空気を用いた場合の実施例を示す。
【００１７】
水処理系において発生した余剰汚泥Ａは、電解槽１に導かれる。
この電解槽１には、電解処理に用いる電極が設置されている。電極板は、金属膜エレメントを用いた金属膜陰極２と、炭素電極又は金属電極等の一般的な電極を用いた陽極３により構成されている。
電解槽１には、電解薬品タンク４より供給される電解用薬液Ｂが添加されるが、本実施例では当該液として、塩化物源としての塩化ナトリウム、電解槽１内のｐＨを５程度にするための酸としての塩酸を組み合わせた場合を例示する。
なお、塩化物と酸の組み合わせとしては、上記以外に、塩化ナトリウムと硫酸、塩化カリウムと硝酸などが可能であり、あるいは次亜塩素酸そのものを利用することもできる。
これら、電解処理によって発生した塩素分子や次亜塩素酸は強力な酸化剤であり、余剰汚泥Ａに含まれる汚泥微生物を殺菌することができる。
すなわち、当該微生物が有する細胞壁や細胞膜を損傷させ、生体としての機能を停止させることができ、これにより、当該微生物は無生物態の有機物となる。
【００１８】
電解処理が施された余剰汚泥は、電解汚泥Ｃとして電解槽１から流出するが、当該汚泥は水処理系における生物反応槽（図示省略）に返流され、この槽内に保持された活性汚泥微生物によって分解される。
【００１９】
一方、電解槽１に設置された金属膜陰極２には、空気を吹き込むための送気配管５が設置されており、ブロア又はコンプレッサー等の送風装置６により空気Ｄが吹き込まれる。
金属膜陰極２に吹き込まれた空気は、金属膜陰極２に無数に存在する孔から微細気泡Ｅとして外部に噴出する際に、該電極表面に付着したマグネシウムやカルシウム等の析出物・スケールＦを剥離させるとともに、電気分解により発生した水素ガス等を含む粘性の高い泡状の汚泥スカムＧの付着・堆積を防ぎ、あるいは容易に剥離することができる。
【００２０】
また、従来の方法では、電極板の下方より発生する攪拌流を考慮し、電極板間隔は１０ｍｍ程度としていたが、本実施例では、電極板間隔が１０ｍｍ以下であっても、電極板間の攪拌は、金属膜電極の内部より噴出する空気により問題なく行われる。
したがって、電極板の間隔をさらに狭くすることも可能であり、消費電力も小さくすることができる。
なお、金属膜エレメントに逆洗注入する流体としては、空気以外に、水や薬液、ガス等であってもよい。
また、陽極にも金属膜エレメントを用いることで、電極板への汚泥の付着や堆積をより効果的に防止することができる。
【００２１】
以上、本発明の汚泥の電解処理装置について、そ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、実施例に記載した構成を適宜組み合わせるなど、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。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
本発明の汚泥の電解処理装置は、少なくとも陰極板として金属膜エレメントを用い、該金属膜エレメントの内部から気体や液体を逆洗注入することにより、陰極に付着するスケールや汚泥スカムを除去するという特性を有していることから、電解処理装置の電極の清掃の用途に好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の汚泥の電解処理装置の一実施例を示し、（ａ）は電解槽の断面図、（ｂ）は金属膜エレメントからなる電極板を示す側面図、（ｃ）は同電極板の拡大断面図である。
【符号の説明】
【００２４】
１  電解槽
２  金属膜陰極
３  陽極
４  電解薬品タンク
５  送気配管
６  送風装置
Ａ  余剰汚泥
Ｂ  電解薬品
Ｃ  電解汚泥
Ｄ  空気
Ｅ  微細気泡
Ｆ  スケール
Ｇ  汚泥スカム
【図１】
2007301515.tif 000003