(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
汚泥貯留槽において原料の汚泥を曝気するとともに膜分離装置によって濃縮し、濃縮した汚泥を低温真空乾燥機により乾燥してシーディング剤を製造し、低温真空乾燥機で発生する臭気および凝縮水を汚泥貯留槽に導入して生物処理することを特徴とする膜分離活性汚泥用シーディング剤の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は膜分離活性汚泥用シーディング剤の製造方法に関し、し尿処理、下水処理、合併処理浄化槽等において種汚泥として使用するシーディング剤の製造技術に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、有機性廃水を処理する活性汚泥法では、活性汚泥槽へその地域において発生するし尿や下水、またはある特定の施設で発生する排水を導き、槽内の活性汚泥に汚水中の汚濁物質を捕食させた後に、沈殿槽において活性汚泥と処理水とを分離し、分離された活性汚泥は再び活性汚泥槽へ返送して汚水処理に供していた。
【０００３】
新規の水処理施設において運転を開始するときには、市販のシーディング剤もしくは既存の他の水処理施設から運搬してきた余剰汚泥を種汚泥として活性汚泥槽へ投入していた。ところが、市販のシーディング剤は高価であり、余剰汚泥は液状で運搬するので運搬費用が高価になるなどの欠点があった。
【０００４】
このため、近年においては余剰汚泥を脱水後にコンポスト（好気性発酵）したり、乾燥機で乾燥ケーキにしてシーディング剤として利用する場合が増えている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、通常の既設処理場で発生する余剰汚泥は、汚泥濃縮機で濃縮された後、汚泥貯留槽に引き抜かれて１週間から１ケ月ほど嫌気性状態で貯留される。余剰汚泥は微生物群（活性汚泥）であり、ある種の微生物は死滅分解して、水中に有機物や窒素分を放出する。すなわち、生物活性が低下している。
【０００６】
このため、バキューム車などで収集してきた余剰汚泥をそのまま汚泥乾燥機で乾燥すると臭気がひどく、脱臭設備や脱臭費が高価になり、シーディング剤の製品単価が高くなる要因となっていた。
【０００７】
また、従来のコンポストや乾燥ケーキは高温で乾燥されており、汚泥の生物活性が殆どなく、微生物はほぼ死滅している。このため、高温乾燥ケーキをシーディング剤として使用する場合には、微生物による生物処理機能を期待することはできず、排水中の有機物の吸着補助剤としての働きが主だった。しかもその効果は小さいものであり、シーディング剤の投入直後においては処理水質の改善が見られても、せいぜい数時間しか持続しなかった。また、余剰汚泥の濃縮に凝集剤（高分子凝集剤）を使用すると製造したシーディング剤の水中での分散性が損なわれる問題があった。
【０００８】
本発明は上記課題を解決するものであり、シーディング剤の製造過程おける臭気を脱臭設備を使用することなく除去して安価に、かつ分散性に優れたシーディング剤を製造することができる膜分離活性汚泥用シーディング剤の製造方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の膜分離活性汚泥用シーディング剤の製造方法は、汚泥貯留槽において原料の汚泥を曝気するとともに膜分離装置によって濃縮し、濃縮した汚泥を低温真空乾燥機により乾燥してシーディング剤を製造し、低温真空乾燥機で発生する臭気および凝縮水を汚泥貯留槽に導入して生物処理するものである。
【００１０】
上記した構成により、原料の余剰汚泥は系内へ投入する以前に嫌気性状態にあったので微生物の死滅分解によって生物活性が低下しているとともに、嫌気性状態において放出した有機物や窒素分を含んでいる。
【００１１】
このため、汚泥貯留槽において汚泥を曝気することにより好気性状態下で槽内の混合汚泥中に溶解した有機物を資化して生物活性を回復させて微生物の増殖を図るとともに、臭気起因物質を除去して低温真空乾燥機での臭気の発生を抑制する。
【００１２】
活性汚泥は膜分離装置で膜分離処理することで凝集剤を使用することなく濃縮を行うことができ、高分子凝集剤がシーディング剤に与える悪影響を排除できるとともに、その濃縮度を任意のものに調整できる。この濃縮した活性汚泥は低温真空乾燥することで加熱による微生物の死滅を抑制する。
【００１３】
したがって、曝気による生物活性の回復・増殖と凝集剤の不使用と低温真空乾燥による微生物の死滅の抑制によって、製品シーディング剤に十分な微生物量、生物活性、溶解性、拡散性、分散性を確保することができる。
【００１４】
乾燥時には凝縮水と臭気が発生し、凝縮水には揮発性物質が溶解しており、揮発性物質が臭気発生源となる。このため、凝縮水および臭気を活性汚泥貯留槽へ導入して凝縮水中の有機物、窒素分、揮発性物質を生物分解するとともに、臭気成分を生物脱臭する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１において、余剰汚泥（活性汚泥）１は下水処理施設や合併処理浄化槽等の生活排水処理施設において発生する余剰汚泥であり、単一の排水処理系の余剰汚泥を単独で使用しても良く、異なる排水処理系の余剰汚泥を混合しても良い。
【００１６】
また、実際の排水処理系の活性汚泥を原料とすることで製造したシーディング剤は、投入対象の排水処理系内における実際の汚濁成分を栄養源とする微生物群を有することになり、実際の環境の変遷の各場において優位に生育した微生物種を含み、この微生物種の存在によって活性汚泥槽における環境の変化に対して優れた順応性を発揮する。
【００１７】
この原料の余剰汚泥（活性汚泥）１を車両によって汚泥貯留槽２に移送する。排水処理施設とシーディング剤生産施設が隣接あるいは同一のものである場合にはポンプ等の移送手段を用いてもよい。
【００１８】
図２に示すように、汚泥貯留槽２は槽内に浸漬型膜分離装置３を配置している。本実施の形態では浸漬型膜分離装置３を使用するが、槽外に配置する膜分離装置を使用することも可能である。浸漬型膜分離装置３は、複数枚の平板状膜カートリッジ４と、その下方より膜面洗浄気体を噴出する散気装置５とをケース６の内部に配置したものである。膜カートリッジ４は樹脂製の濾板の両表面に濾過膜を配置したものであり、各膜カートリッジ４は透過液導出管７に連通している。
【００１９】
汚泥貯留槽２は浸漬型膜分離装置３の散気装置５より曝気空気を噴出させる状態において余剰汚泥中の有機物や窒素を活性汚泥により処理しており、槽内の活性汚泥混合液は槽内での水頭を駆動圧として膜カートリッジ４により重力濾過し（透過液導出管７に吸引ポンプを介装することで吸引濾過も可能である）、膜カートリッジ４の濾過膜を透過した透過液を処理水として透過液導出管７を通じて槽外へ導出する。このとき、散気装置５より噴出する曝気空気の気泡およびそれにより生起される上昇流によって膜カートリッジ４の膜面を洗浄し、分離機能の低下を抑制して浸漬型膜分離装置３が機能不全に至ることを防止している。
【００２０】
図３に示すように、汚泥貯留槽２は２槽構造にして脱窒槽を兼ねる汚泥貯留部２ａと硝化槽を兼ねる膜分離活性汚泥部２ｂとに分けることもできる。この場合には汚泥貯留部２ａの槽内混合液を循環ポンプ２ｃにより循環系２ｄおよびスクリーン２ｅを通して膜分離活性汚泥部２ｂへ供給し、膜分離活性汚泥部２ｂの槽内混合液を汚泥貯留部２ａへ越流させる。この構成により硝化・脱窒が可能となる。
【００２１】
汚泥貯留槽２には後述する汚泥乾燥機８の臭気を散気する第２散気装置９を配置しており、臭気供給系１０および凝縮水供給系１１を通して汚泥乾燥機８に連通している。浸漬型膜分離装置３による膜分離処理によって濃縮した活性汚泥は汚泥供給系１２を通して汚泥乾燥機８へ供給する。
【００２２】
汚泥乾燥機８は、薄膜蒸発粉末化機や真空攪拌乾燥機などの低温真空乾燥機であり、活性汚泥を低温下で乾燥させる。汚泥乾燥機８は乾燥工程で発生する凝縮水を凝縮水供給系１１を通して汚泥貯留槽２へ供給し、臭気を含む排気を臭気供給系１０を通して汚泥貯留槽２へ供給する。汚泥乾燥機８の乾燥汚泥は乾燥汚泥供給系１３を通して貯留タンク１４へ貯留した後に袋詰機１５へ供給し、袋詰した製品シーディング剤を車両によって処理場１６など需要先へ移送する。
【００２３】
以下、上記した構成における作用について説明する。原料の余剰汚泥１は系内へ投入する以前に嫌気性状態にあったので微生物の死滅分解によって生物活性が低下しているとともに、嫌気性状態において放出した有機物や窒素分を含んでいる。
【００２４】
このため、汚泥貯留槽２では原料の活性汚泥を散気装置５から散気する空気で曝気することにより好気性状態下で槽内の混合汚泥中に溶解した有機物を資化して生物活性を回復させて微生物の増殖を図る。この活性汚泥を浸漬型膜分離装置３で膜分離処理することで凝集剤を使用することなく濃縮を行うことができ、その濃縮度を任意のものに調整できことで汚泥乾燥機８におけるエネルギーを節減できる。また、膜透過水は良質であるのでそのまま放流しても良く、地下浸透処理も可能である。
【００２５】
汚泥乾燥機８の乾燥過程において活性汚泥は崩壊して適当な粒径に粒子化して乾燥した微粒子もしくは顆粒の粒子体となる。必要であれば乾燥した汚泥塊を粉砕手段で所定の粒径に粉砕して微粒子化もしくは顆粒化を図る。粒子体はその乾燥を真空乾燥により低温下で行っているので、従来のように乾燥過程において加熱により微生物が失活（死滅）することはなく、十分な生物活性を維持しており、形態が粒子状であることから使用時の水に対する溶解性、拡散性、分散性に優れている。乾燥時に分散性を向上させる化学的分散剤や繊維分を添加することも可能である。
【００２６】
したがって、曝気による生物活性の回復・増殖と凝集剤の不使用と低温真空乾燥による微生物の死滅の抑制によって、製品シーディング剤に十分な微生物量と拡散性を確保することができる。
【００２７】
汚泥乾燥機８では乾燥時に凝縮水と臭気が発生し、凝縮水には揮発性物質が溶解しており、この揮発性物質が臭気発生源となる。このため、凝縮水および臭気をそれぞれ凝縮水供給系１１および臭気供給系１０を通じて活性汚泥貯留槽２へ導入して凝縮水中の有機物、窒素分、揮発性物質を生物分解するとともに、臭気成分を生物脱臭する。このため、脱臭装置等の設備が不要となり脱臭に要する費用を低減できる。また、臭気は浸漬型膜分離装置３の散気装置５へ吹き込むこともでき、この場合には散気用空気量を節減できる。
【００２８】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、原料の活性汚泥を汚泥貯留槽で曝気して生物活性の回復と増殖を図り、凝集剤を使用することなく膜分離装置で濃縮し、低温真空乾燥機で加熱による微生物の死滅を防止しながら乾燥させるので、製品シーディング剤に十分な微生物量と溶解性、拡散性、分散性を確保することができる。また、汚泥貯留槽で生物脱臭することで別途に脱臭設備や水処理装置を設ける必要がなくなり、設備費、運転管理費等を抑制してシーディング剤を安価に製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における膜分離活性汚泥用シーディング剤の製造方法を示すフローシート図である。
【図２】同実施の形態における汚泥貯留槽を示す模式図である。
【図３】本発明の実施の形態における汚泥貯留槽を示す模式図である。
【符号の説明】
１    余剰汚泥
２    汚泥貯留槽
３    浸漬型膜分離装置
４    平板状膜カートリッジ
５    散気装置
６    ケース
７    透過液導出管
８    汚泥乾燥機
９    第２散気装置
１０    臭気供給系
１１    凝縮水供給系
１２    汚泥供給系
１３    乾燥汚泥供給系
１４    貯留タンク
１５    袋詰機
１６    処理場
【図１】
0003939108.tif 000002
【図２】
0003939108.tif 000003
【図３】
0003939108.tif 000004