(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
主に好気性菌群が生息する反応槽を有する生物学的反応工程と、該反応槽から送られる汚泥を固液分離する固液分離工程を有する排水処理系において、前記固液分離工程より濃縮され抜き出された汚泥の一部又は全部にケイ酸を含有する溶液を添加すると共に曝気によって好気状態を保持することを特徴とする汚泥の処理方法。
【請求項２】
請求項１記載の処理方法によって処理した汚泥を、返送汚泥として汚水処理系の反応槽に流入する前の排水又は反応槽内に混入す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】
ケイ酸を含有する溶液が、水溶液、懸濁液及び／又は乳濁液として、２時間以上沈降性が観察されない安定な溶質及び／又は分散質の溶解性シリカを含有することを特徴とする請求項１又は２記載の汚泥の処理方法。
【請求項４】
ケイ酸を含有する溶液を、固液分離工程又はその前工程で排水及び又は汚泥に混入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】
ケイ酸を含有する溶液を添加した汚泥を、好気状態に保持する際に、曝気停止による嫌気状態の保持を組み込むことを特徴とする請求項１、２、３又は４記載の汚泥の処理方法。
【請求項６】
好気状態の保持と、嫌気状態の保持を交互に繰り返すことを特徴とする請求項５記載の汚泥の処理方法。
【請求項７】
好気状態及び嫌気状態が、指示電極を白金電極、参照電極を銀−塩化銀電極とした酸化還元電位計による値が、各々０ｍＶより貴（正側）、０ｍＶより卑（負側）であることを特徴とする請求項５又は６記載の汚泥の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、汚泥の処理方法に関し、詳しくは汚泥の改質により、処理系全体の悪臭をなくすることができる汚泥の処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、下水等の排水処理方法としては、標準活性汚泥法が専ら採用されており、その方法を実施する装置は、最初沈澱池（槽）、エアレーションタンク（反応槽）、最終沈澱池（槽）、滅菌池（槽）などの他、返送汚泥設備、生汚泥及び又は余剰汚泥処理設備等によって構成されている。
【０００３】
このような排水処理設備で、環境上問題になるものの一つが、主に汚泥処理設備において発生する悪臭であり、かかる悪臭の対策の現状を見ると、発生した悪臭を吸引、捕集して、脱臭装置において処理している。
【０００４】
近年、排水処理又は汚泥処理工程から発生する悪臭の防止や低減、汚泥の改質、更には排水処理性能そのものの改善を目的として排水処理に関与する微生物群（叢）の強化、変化を行なおうとする試みがなされている。
【０００５】
排水処理に関しては、特公昭６２−１６１５５号公報に記載のように、返送活性汚泥への土壌微生物の連続補給装置が知られており、この装置は、沈澱池より排出した汚泥を曝気しつつ、珪藻土、パーライト、火山灰、泥炭、堆肥等の混合物の層を通して返送する方法によって、排水処理性能（有機物化合物分解能、臭気減少等）を向上させるものである。
【０００６】
また汚泥処理工程から発生する悪臭の防止等に関する技術としては、文献「濃縮汚泥の脱臭システムの研究」（環境技術第２４巻９号、５３２頁、１９９５年）に記載されているように、汚泥処理工程から抜き出された汚泥を腐植土と共に曝気する方法を採用し、無臭化を実現しようと技術が知られている。
【０００７】
上述の従来技術においては、確実な効果を発現させるまでの曝気時間が長く、かつ条件によっては、ほとんど処理効果が出ないこともあった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明は、比較的短時間の処理において確実に汚泥の無臭化を実現できる汚泥の処理方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者は上記課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、本発明に至ったものであり、請求項１に記載の発明は、主に好気性菌群が生息する反応槽を有する生物学的反応工程と、該反応槽から送られる汚泥を固液分離する固液分離工程を有する排水処理系において、前記固液分離工程より濃縮され抜き出された汚泥の一部又は全部にケイ酸を含有する溶液を添加すると共に曝気によって好気状態を保持することを特徴とする汚泥の処理方法である。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１記載の処理方法によって処理した汚泥を、返送汚泥として汚水処理系の反応槽に流入する前の排水又は反応槽内に混入することを特徴とする請求項１記載の汚泥の処理方法である。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、ケイ酸を含有する溶液が、水溶液、懸濁液及び／又は乳濁液として、２時間以上沈降性が観察されない安定な溶質及び／又は分散質の溶解性シリカを含有することを特徴とする請求項１又は２記載の汚泥の処理方法である。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、ケイ酸を含有する溶液を、固液分離工程又はその前工程で排水及び又は汚泥に混入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である。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、ケイ酸を含有する溶液を添加した汚泥を、好気状態に保持する際に、曝気停止による嫌気状態の保持を組み込むことを特徴とする請求項１、２、３又は４記載の汚泥の処理方法である。
【００１４】
請求項６に記載の発明は、好気状態の保持と、嫌気状態の保持を交互に繰り返すことを特徴とする請求項５記載の汚泥の処理方法である。
【００１５】
請求項７に記載の発明は、好気状態及び嫌気状態が、指示電極を白金電極、参照電極を銀−塩化銀電極とした酸化還元電位計による値が、各々０ｍＶより貴（正側）、０ｍＶより卑（負側）であることを特徴とする請求項５又は６記載の汚泥の処理方法である。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を説明する。
【００１７】
図１は本発明を下水処理場に適用した場合の構成例を示すフローシートであり、同図において、１は最初沈澱池（最初沈澱槽ともいう）であり、２は生物学的な反応工程に用いられる反応槽（曝気槽ともいう）であり、３は前記反応槽から送られる汚泥を固液分離する固液分離工程に採用される最終沈澱池（最終沈澱槽ともいう）である。
【００１８】
反応槽２には、活性微生物が生息しており、排水処理系が好気性処理の場合には主として好気性菌群が、あるいは好気性菌群と通性嫌気性菌群が生息しており、また嫌気性処理の場合には嫌気性発酵菌群が主として生息している。
【００１９】
反応槽２から送られる汚泥は、最終沈澱池３に送られ、最終沈澱池３において沈降分離される。沈降した汚泥は底部より抜き出され濃縮槽４に送られる。濃縮槽４において、汚泥は貯留されると共に更に濃縮される。濃縮槽４は濃縮槽としてだけでなく汚泥貯留槽としても機能する。
【００２０】
一般的な下水処理の際の各処理部の汚泥濃度を示すと、反応槽２内で３０００〜８０００ｍｇ／ｌ、最終沈澱池３の沈澱汚泥で６０００〜１５０００ｍｇ／ｌ、濃縮槽４での濃縮汚泥で１００００〜２００００ｍｇ／ｌであるが、格別限定される訳ではない。
【００２１】
濃縮槽４で濃縮された汚泥は汚泥処理槽５に送られる。汚泥処理槽５に送る汚泥量は濃縮された汚泥の全部であっても一部であってもよい。
【００２２】
汚泥処理槽５では、ケイ酸を含有する溶液を入れたタンク６からポンプ７を介して、溶液が添加混合される。
【００２３】
ケイ酸を含有する溶液は、水溶液、懸濁液及び／又は乳濁液として、２時間以上沈降性が観察されない安定な溶質及び／又は分散質の溶解性シリカであることが好ましい。かかる溶解性シリカは、例えばケイ酸ナトリウムや高炉スラグ等を酸処理したものなどを挙げることができる。溶解性シリカは溶液としても入手できるが、処理場で溶液を作成して使用することもできる。
【００２４】
ケイ酸を含有する溶液の添加量は、汚泥１ｍ3 に対して、ＳｉＯ2 換算として１ｇ以上が好ましく、上限は経済性や汚泥有効利用のため、所要組成等を考慮して１００ｇ程度である。より好ましい添加量は５〜３０ｇ／ｍ3 の範囲であり、最適添加量は汚泥の濃度や性状によって決められる。
【００２５】
本発明の汚泥の処理方法では、曝気を停止した状態等で嫌気状態に保持する場合もある。かかる好気状態と嫌気状態を交互に繰り返えすことによって硝化・脱窒反応を促進することも可能である。
【００２６】
本発明では、上述の好気状態及び嫌気状態は、指示電極を白金電極、参照電極を銀−塩化銀電極とした酸化還元電位計による値で示すと、各々０ｍＶより貴（正側）、０ｍＶより卑（負側）であることが好ましい。
【００２７】
本発明では、曝気を含めた熟成により、脱臭効果を安定的に発現することが可能となる。
【００２８】
汚泥処理槽５内の曝気には、通常、送風機８を用いることができるが、かかる曝気用空気は反応槽２で使用している送風機（図示せず）から供給することもできるし、その他、通常の空気注入設備（コンプレッサー等）を用いることができる。
【００２９】
本例では汚泥処理槽５内で汚泥の処理を行っているが、汚泥処理槽５を設けることなく、濃縮槽４内で処理してもよい。またケイ酸を含有する溶液はラインミキサーを用いてライン注入することも好ましい。
【００３０】
上述のように処理された結果、汚泥は改質され、悪臭成分の他物質への確実な変換ができる。この効果はこの処理された汚泥を移送後にも維持され、例えば脱水機へ移送されて脱水される際にも悪臭がなく、作業環境が向上する。また汚泥から発生する腐食性ガス（例えば硫化水素など）を長時間にわたり、ほぼ完全になくすことが可能であり、汚泥処理施設の腐食対策が大幅に軽減される効果も大きい。
【００３１】
前述のように改質された汚泥は沈降性及び圧密性が向上するため汚泥そのものの量を減少でき、さらに脱水性も向上し、脱水前に被脱水汚泥に添加する凝集剤の添加量を軽減でき、汚泥の含水率も従来より低下できる。
【００３２】
上述のようにして処理された汚泥は、汚泥処理槽５又は濃縮槽４から、返送汚泥ライン９を介して汚水処理系の反応槽２に流入する前の排水又は反応槽２内に混入されることが好ましく、かかる混入によって排水処理系全体の無臭化に寄与し、さらにここで発現する菌相の他の菌に対する抗菌作用によって病原性微生物（病原性菌を含む）の発生を防止できる効果がある。
【００３３】
本発明において、改質された汚泥というのは、上述のような脱臭効果や病原性微生物発生の防止効果等を発現できるものであり、例えば以下のような特性を有する。
【００３４】
即ち、改質された汚泥試料を０．１ｍｌ採取し、０．６％の滅菌食塩水で
１０2 、１０4 、１０6倍に希釈し、下記寒天培地から調製した平板に各々
０．１ｍｌづつ塗布し、３２℃で１６時間培養し、さらに室温で１週間置いたとき発生するコロニーのグラム染色性、カタラーゼ活性、胞子形成能が共に陽性であるものの割合が、全コロニーの８０％以上である特性である。
【００３５】
（寒天培地組成）
ニュートリエントブロス    ０．８ｇ／１００ｍｌ溶液
グルコース                ０．８ｇ／１００ｍｌ溶液
乾燥酵母エキス            ０．０２ｇ／１００ｍｌ溶液
食塩                      ０．６ｇ／１００ｍｌ溶液
【００３６】
また本発明によって、処理された汚泥中の微生物群のキノン組成として直鎖部分の炭素数が７のメナキノンの割合が、全ナフトキノン類又はベンゾキノン類の１５モル％以上であり、かかる汚泥が上述の効果を十分に発現する。
【００３７】
本発明においては、ケイ酸を含有する溶液を、固液分離工程又はその前工程で被処理水（排水）及び又は汚泥に混入することは好ましいことであり、具体的には反応槽から沈澱槽に至る過程で添加してもよいし、沈澱槽に直接添加してもよいし、更には反応槽に添加してもよい。添加量は排水量に対して２μｌ／ｌ〜１００μｌ／ｌの範囲が好ましい。
【００３８】
このようにケイ酸を含有する溶液を添加すると、前述のような処理系全体の汚泥の改質を確実に達成できる効果があり好ましい。
【００３９】
本発明の汚泥の処理方法は、上述のような下水処理以外に、他の排水処理施設にも適用できる。
【００４０】
【実施例】
本発明の実施例について説明する。かかる実施例によって本発明が限定されるものではない。
【００４１】
実施例１
図１に示すように、Ａ終末処理場から引き抜かれた濃縮汚泥を、汚泥処理槽で処理した。
【００４２】
試験は、以下の条件下で行った。
【００４３】
試験条件
１）各槽の容量（ベンチスケール）
汚泥処理槽の容量：１０リットルとした。汚泥処理槽は５基用意した。
【００４４】
２）汚泥の性状
汚泥処理槽内の汚泥濃度は以下の通りであった。
ＭＬＳＳ＝１６，２００ｍｇ／ｌ
ＭＬＶＳＳ＝１３，７００ｍｇ／ｌ
【００４５】
３）ケイ酸を含有する溶液
汚泥処理槽に添加したケイ酸を含有する溶液としては、ケイ酸ナトリウムより調製した活性ケイ酸水溶液を用いた。
添加量は溶解ＳｉＯ2 濃度として２０ｍｇ／ｌとした。
【００４６】
試験方法及び結果
１）汚泥処理槽の汚泥改質試験
▲１▼用意された５基の汚泥処理槽（ＮＯ．１〜５）に各々上記の濃縮汚泥を５リットル入れた。
【００４７】
▲２▼各処理槽への曝気にバラツキを持たせ、そのときのＯＲＰを測定すると共に臭気発生状況を観察した。
【００４８】
結果は下記表１に示す通りであった。
【００４９】
【表１】
0004164169.tif 000002
【００５０】
上記の表において、ＮＯ．４における曝気停止の「一時的」というのは、初期好気状態の保持時間より短く、かつ最大１０時間以内である。１０時間を越えるとＨ2Ｓの発生が見られた。また９時間の嫌気化により脱窒反応が起こり、汚泥内の硝酸イオンの約５０％が減少した。
【００５１】
２）返送汚泥試験
上記試験ＮＯ．４の汚泥を返送汚泥として、流入下水サンプルに添加して、処理試験を行ったところ、曝気槽上の臭気は硫黄、有機酸、窒素系とも認められなかった。
【００５２】
一方、濃縮汚泥をそのまま返送汚泥として添加した場合は、強い有機酸臭のほか若干の硫黄臭（硫化水素）も確認された。
【００５３】
【発明の効果】
以上の如く、本発明によれば、ケイ酸を含有する溶液の添加と、曝気によって、比較的短時間の処理において確実に汚泥の無臭化を実現できる汚泥の処理方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の汚泥の処理方法の一例を示すフローシート
【符号の説明】
１：最初沈澱池（最初沈澱槽）
２：反応槽（曝気槽）
３：最終沈澱池（最終沈澱槽）
４：濃縮槽
５：汚泥処理槽
６：タンク
７：ポンプ
８：送風機
９：返送汚泥ライン
【図１】
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