(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機性廃棄物を熱処理後、その少なくとも一部を微生物反応を用いて分解する方法であって、
熱処理工程における有機性廃棄物の溶解性リン酸態リン濃度を２０ｍｇ／Ｌ以下に保つことを特徴とする有機性廃棄物の処理方法。
【請求項２】
リン不溶化作用を有するリン固定化剤を添加し、熱処理を行う有機性廃棄物中の全リン濃度に対して０．５〜１００倍等量のリン固定化剤の共存下で熱処理を行うことを特徴とする請求項１記載の有機性廃棄物の処理方法。
【請求項３】
前記リン固定化剤は、鉄、アルミニウム、カルシウム又はマグネシウムを含む化合物であることを特徴とする請求項２記載の有機性廃棄物の処理方法。
【請求項４】
熱処理前の有機性廃棄物からリンを溶出させて分離し、リン含有量の低下した有機分量に対して熱処理を行うことを特徴とする請求項１又は２記載の有機性廃棄物の処理方法。
【請求項５】
熱処理工程での熱処理温度を５０〜３００℃、圧力を熱処理温度に対応する飽和水蒸気圧以上に設定して有機性廃棄物の乾燥を防ぎつつ熱処理を行うことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の有機性廃棄物の処理方法。
【請求項６】
熱処理前の有機性廃棄物にアルカリ剤を添加して有機性廃棄物を中性又は弱アルカリ性とすることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の有機性廃棄物の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、難生物分解性の有機物を含む有機性廃棄物を加熱処理してその生物分解性を高め、その後の生物処理工程での高効率な生物分解を実現する方法に関し、特に生物分解後の難分解性有機物の残留を抑制することによって処理水質の悪化を防ぐとともに、廃棄物減量率の向上を図ることができる有機性廃棄物の処理方法に関すものである。
【０００２】
【従来の技術】
下水や屎尿、工場排水等の処理としては生物処理が一般的であるが、斯かる生物処理の主体は微生物であるため、増殖微生物等が余剰汚泥として不可避的に発生する。このため、汚泥の減量化が求められ、これを実現する処理方法が提案されている（例えば、特開平７−１１６６８５号公報参照）。
【０００３】
上記処理方法は、生物処理工程（反応工程）又はその後の固液分離工程から汚泥を引き抜き、この引き抜いた汚泥をオゾン処理、熱処理、酸又はアルカリ処理等の改質処理によって易生物分解性に改質し、改質された汚泥を生物処理工程（反応工程）に返送して生物分解させる方法である。
【０００４】
ここで、下水処理場での汚泥処理プロセスの従来例を図４に示すフロー図に基づいて説明する。
【０００５】
本汚泥処理プロセスは、沈殿槽にて発生する初沈汚泥と活性汚泥から発生する余剰汚泥を混合して熱処理することによって汚泥の減量化を図るものであって、図示のように、被処理液路１から沈殿槽２に導入された下水等の廃水は、懸濁性成分（ＳＳ成分）が除去されるとともに、初沈汚泥が分離された後、移送路３を経て曝気槽４に導入される。曝気槽４においては、不図示の散気管から供給される空気によって曝気しながら活性汚泥法によって生物処理が施され、廃水中の有機物は生物酸化反応によって分解される。
【０００６】
而して、曝気槽４内の処理液の一部は、移送路５を経て固液分離装置６に導入され、沈殿分離によって分離液と分離汚泥とに分離される。分離液は放流水として処理液路７から系外に排出され、分離汚泥は分離汚泥排出路８から取り出され、その一部は返送汚泥として返送路９から前記曝気槽４に返送されて生物処理に供される。そして、残余の分離汚泥は余剰汚泥として熱処理に供されるが、前記沈殿槽２において最初に沈殿した初沈汚泥は連絡路１０を経て余剰汚泥に混合され、この初沈汚泥と余剰汚泥とが以下のように改質処理としての熱処理に供される。
【０００７】
初沈汚泥と余剰汚泥は、必要に応じて１〜４％の懸濁物質（ＳＳ）濃度に濃縮（ステップ１１）された後、熱処理によって可溶化（改質）され、これらに含まれる難分解性物質（高分子物質）である有機成分が糖やアミノ酸等の易分解性物質（低分子物質）に分解される。
【０００８】
即ち、熱処理においては、既に熱処理された高温の汚泥（可溶化された汚泥）と低温の未処理の汚泥との熱交換（ステップ１２）によって、未処理の汚泥が加熱され、この未処理の汚泥は、高温の蒸気によって更に１２０〜２５０℃の温度に加熱され（ステップ１３）、３０〜９０分保持する熱処理（ステップ１４）によって可溶化される。このとき、圧力は反応温度に対する飽和水蒸気圧（０．３〜２ＭＰａ程度）以上に保持され、水分の蒸発とそれに伴う熱の散逸（蒸発潜熱による熱の散逸）が防がれる。尚、場合によっては、空気等の酸素含有気体を吹き込んだり、酸、アルカリ等の薬品を添加することもある。
【０００９】
而して、以上の熱処理によって、汚泥を構成する有機物の一部は可溶化して微生物による処理が容易な溶解性有機物（易分解性有機物）となるため、汚泥中の固型性の有機物（難分解性有機物）の量が減少する。又、残留した熱処理残渣についても、沈降分離性及び脱水性が良好となる。
【００１０】
ところで、図４に示すように、可溶化された汚泥は、未処理の汚泥との熱交換（ステップ１２）によって冷却され、更に冷却水によって強制冷却（ステップ１５）された後、その全量が固液分離されてＳＳ濃度で３〜１０％に濃縮（ステップ１６）され、可溶性有機物を主に含む上澄液は、ＵＡＳＢ（上向流嫌気性汚泥床）法や高負荷型の活性汚泥法等によって高負荷生物処理（ステップ１７）された後、更に浄化するために前記曝気槽４に返送されて生物処理に供される。尚、高負荷生物処理された上澄液をそのまま放流する場合もあるが、何れにしても有機物で汚染された水の排出が防がれる。
【００１１】
他方、固液分離によって残留した濃縮熱処理残渣（可溶化残渣）は、嫌気消化又は好気消化（ステップ１８）等の手段で生物分解されて更なる減量及び脱臭が行われた後、脱水（ステップ１９）されてＳＳ成分が脱水ケーキとして廃棄される。
【００１２】
ここで、脱水ケーキの含水率は４０〜７０％であり、熱処理を施さないで下水汚泥を脱水した場合と比べて含水率が著しく改善されることが知られている。このように有機物の可溶化作用と脱水性の改善により、排出される脱水ケーキの量を大幅に低減することができ、この減量効果によって、脱水ケーキを廃棄物として処分する際の運搬費と処分費を削減することができる。又、この処理方式で生じた脱水ケーキを焼却処分する際には、該脱水ケーキの発熱量が高いために補助燃料が殆ど不要となり、焼却に要するコストを低減することもできる。
【００１３】
又、脱水によって発生した脱水濾液は、高負荷生物処理された前記上澄液に混合され、上澄液と共に前記曝気槽４に返送されて生物処理に供される。
【００１４】
以上の熱処理における有機ＳＳ（ＶＳＳ）成分の可溶化率は５０〜９０％に及び、可溶化のメカニズムとしては、有機ＳＳを構成する高分子が高温環境下における分解作用と熱水分子との反応による加水分解作用によって低分子化して可溶性分子に変化するものと考えられている。
【００１５】
又、近年、熱処理残渣の少なくとも一部は生物分解性が比較的良好な有機物であることが見出され、残渣についても生物分解を行うプロセスについての工夫が種々なされている。即ち、活性汚泥から発生する余剰汚泥であれば、この余剰汚泥を熱処理後に特に残渣と可溶化液を分離しないで曝気槽に返送して生物分解を行うことが可能であることが開示されている（特開２０００−２１８２９５公報参照）。
【００１６】
更に、近年、有機性廃棄物の効率的処理方法や有価物回収方法への関心が高まるに連れ、汚泥処理に留まらず、有機性廃棄物全般に対して前述のような熱処理を施す試みがなされている。又、熱処理に伴ってタンパク質や多糖類、合成樹脂が加水分解や熱分解によって低分子化してアミノ酸や単糖、モノマー等が生ずることを利用して、これらの物質を有価物として回収することも検討されている。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、有機性廃棄物の熱処理液には、主に褐色を呈する生物難分解性有機物が含まれており、特に生物分解後の熱処理液に含まれる溶解性の難分解性有機物は、処理液のＣＯＤ値及び色度を上昇させる原因物質である。このため、状況に応じて難分解性ＣＯＤ及び色度を下げる処理が必要となり、凝集分離法や化学酸化法、活性炭吸着法等を実施するための装置の建設費やランニングコストが高騰するという問題がある。
【００１８】
又、熱処理残渣は、可溶化した有機物成分に比して生物分解速度が遅く、その一部には難分解性のＳＳ成分が含まれており、特に熱処理工程における可溶化率が低いと残渣が多くなる。従って、続く生物分解工程において、生物分解速度の遅い残渣を生物分解する必要から反応槽（曝気槽）が大型化し、又、分解し切れない残渣の量が増えて減量率が悪化するという問題が発生する。
【００１９】
上記問題を解決するためには、熱処理工程での可溶化率を高める必要があるが、可溶化率を高めるには反応温度と反応圧力を高める必要があり、反応温度と反応圧力を高めると以下のような問題が発生する。
（１）熱交換器等の加熱手段への汚泥の焼き付きが生じて熱交換効率が低下し、熱量の損失が大きくなるとともに、洗浄のためのメンテナンスコストが増大する。
（２）液の腐食性が増大し、又、高い反応圧力に耐えるよう熱処理機器の耐圧強度を高める必要から機器のコストが増大する。
（３）高温の加熱手段が必要となるため、熱源として特別に高圧の蒸気が必要となり、設備コストやランニングコストが増大する。
（４）溶解性の難分解有機物はむしろ増加する傾向となり、処理水質を悪化させる。
【００２０】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、熱処理汚泥を生物分解することによって生ずる処理水のＣＯＤや色度の悪化を効果的に防ぐとともに、熱処理残渣中の生物難分解性固形有機物量を低減して生物分解率を高めることによって汚泥減量率の向上を図ることができる有機性廃棄物の処理方法を提供することにある。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、有機性廃棄物を熱処理後、その少なくとも一部を微生物反応を用いて分解する有機性廃棄物の処理方法において、熱処理工程における有機性廃棄物の溶解性リン酸態リン濃度を２０ｍｇ／Ｌ以下に保つことを特徴とする。
【００２２】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、リン不溶化作用を有するリン固定化剤を添加し、熱処理を行う有機性廃棄物中の全リン濃度に対して０．５〜１００倍等量のリン固定化剤の共存下で熱処理を行うことを特徴とする。
【００２３】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明において、前記リン固定化剤は、鉄、アルミニウム、カルシウム又はマグネシウムを含む化合物であることを特徴とする。
【００２４】
請求項４記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、熱処理前の有機性廃棄物からリンを溶出させて分離し、リン含有量の低下した有機分量に対して熱処理を行うことを特徴とする。
【００２５】
請求項５記載の発明は、請求項１〜４の何れかに記載の発明において、熱処理工程での熱処理温度を５０〜３００℃、圧力を熱処理温度に対応する飽和水蒸気圧以上に設定して有機性廃棄物の乾燥を防ぎつつ熱処理を行うことを特徴とする。
【００２６】
請求項６記載の発明は、請求項１〜５の何れかに記載の発明において、熱処理前の有機性廃棄物にアルカリ剤を添加して有機性廃棄物を中性又は弱アルカリ性とすることを特徴とする。
【００２７】
一般に、アミノ基と還元糖は、相互に反応して複雑な中間体を経て重合し、難分解性の高分子物質を生ずる（この現象を「褐変現象」と称する）。
【００２８】
一方、有機性廃棄物中には、多くの場合、タンパク質と多糖類が含まれており、これらのタンパク質と多糖類は熱処理中の加水分解反応や熱分解反応により、その少なくとも一部が褐変現象の原因物質であるアミノ基と還元糖に変化する。尚、アミノ基と還元糖以外にも、直接褐変現象の原因となる中間体を生じて褐変現象の発生に寄与している物質が存在する可能性もある。
【００２９】
ところで、褐変現象の生成物は溶解性或は不溶性の着色成分であると考えられており、溶解性の生成物は処理水のＣＯＤ値と色度を上昇させる難分解性有機物となり、又、不溶性の生成物は可溶化率の悪化や残渣中の難分解性成分割合の増加を招くと考えられる。
【００３０】
褐変現象の詳細なメカニズムは明らかではないが、本発明者は、難分解性有機物の生成量は溶解性リン酸態リン濃度（以下、単に「溶解性リン濃度」と称する）によって大幅に変化することを見出したため、リン酸イオンが褐変現象を触媒的に促進する作用を有しているものと推定している。
【００３１】
従って、溶融性リン濃度を低減して褐変現象の発生を抑制することによって、処理水のＣＯＤや色度の悪化を抑制することができるばかりでなく、熱処理残渣中の生物難分解性固形有機物量を低減することができ、これによって汚泥減量率を高めることができる。
【００３２】
尚、本発明では、有機物の熱処理時に生ずる好ましくない変質を抑制するため、本発明の知見は廃棄物の分解を行うときに留まらず、有機性廃棄物から有価物を回収する際の収率の向上や品質の向上に対しても応用することができる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００３４】
＜実施の形態１＞
図１は本発明の実施の形態１に係る処理方法を実施するための下水処理場での汚泥処理プロセスを示すフロー図であり、本図においては図４に示したと同一要素及び処理ステップには同一符号を付しており、以下、それらについての説明は省略する。
【００３５】
本実施の形態に係る汚泥処理プロセスは、一部を除いて図４に示した従来のそれと基本的に同一であり、沈殿槽２にて発生する初沈汚泥と生物処理後の活性汚泥から発生する余剰汚泥を混合して熱処理することによって汚泥の減量化を図るものである。
【００３６】
而して、本実施の形態は、混合された初沈汚泥と余剰汚泥を濃縮して熱処理する前に、リン不溶作用を有するリン固定化剤としての塩化第二鉄とｐＨ調整のためのアルカリ剤を添加することによって、熱処理工程における溶解性リン濃度を低減することを特徴としている。
【００３７】
ところで、有機性廃棄物の熱処理液には、主に褐色を呈する生物難分解性有機物が含まれており、特に生物分解後の熱処理液に含まれる溶解性の難分解性有機物は、処理液のＣＯＤ値及び色度を上昇させる原因物質である。
【００３８】
本発明者は、難分解性有機物の生成量は溶解性リン濃度によって大幅に変化することを見出し、リン酸イオンが褐変現象を触媒的に促進する作用を有しているものと推定している。
【００３９】
従って、前述のように混合された初沈汚泥と余剰汚泥を熱処理する前にリン固定化剤としての塩化第二鉄を添加して熱処理工程における溶解性リン濃度を低減することによって、難分解性有機物の生成量を抑えることができ、これによって褐変現象の発生を抑制して処理水のＣＯＤや色度の悪化を抑制することができる。
【００４０】
又、熱処理残渣中の生物難分解性固形有機物量を低減することができ、これによって汚泥減量率を高めることができる。
【００４１】
ここで、熱処理工程における溶解性リン濃度は低いほど好ましく、特に０．０１〜１０ｍｇ／Ｌ、更に望ましくは０．０１〜２ｍｇに設定すべきである。つまり、溶解性リン濃度が高いほど難分解性有機物の生成量が多くなるため、溶解性リン濃度は低いほど好ましい。
【００４２】
具体的には、溶解性リン濃度が２００ｍｇ／Ｌの場合の難分解性有機物の生成量に比べ、例えば溶解性リン濃度を２０ｍｇ／Ｌに低減することによって、難分解性有機物の生成量としてＣＯＤ２０％、色度４０％を低減することができる。又、溶解性リン濃度を２ｍｇ／Ｌまで低減すれば、難分解性有機物の生成量としてＣＯＤ４０％、色度７０％を低減することができる。
【００４３】
尚、本実施の形態では、汚泥を熱処理する直前に塩化第二鉄を投入したが、投入箇所はこれに限らず、曝気槽に塩化第二鉄を添加することによって汚泥中の鉄含有量を増やすことも可能であり、又、濃縮前に塩化第二鉄を添加することによって汚泥の濃縮性を向上させたり、濃縮後の上澄液の水質を向上させることもできる。或は、熱処理槽に塩化第二鉄を直接投入しても良い。
【００４４】
リン固定化剤としての塩化第二鉄は溶解性リンを不溶性リンとして固定化する作用を有するものであって、このリン固定化剤としては、塩化第二鉄の他、二価又は三価の鉄塩（硫酸第一鉄、ポリ硫酸鉄等）、アルミニウム塩（ポリ塩化アルミニウム等）、カルシウム塩（塩化カルシウム等）、マグネシウム塩（塩化マグネシウム等）等の金属塩、ジルコニウム系、アルミナ系、ハイドロタルサイト系、マグネシア系等のリン吸着剤等が挙げられるが、簡易性、コスト、熱交換器の摩耗防止等の観点から、金属塩を投入するのが好ましい。特に、鉄塩やアルミニウム塩は、中性付近で低濃度まで溶解性リン濃度を低減することができるために特に好適である。尚、リン固定化剤の投入法としては、高濃度の水溶液を注入する方法が簡単であり、特に熱処理工程において水溶液を直接注入する場合は、系内の圧力以上の高圧で注入する必要があるため、スラリーよりも液状のリン固定化剤を注入する方が望ましい。
【００４５】
リン固定化剤の投入量としては、リンの溶出量（熱処理を行う廃棄物中の全リン濃度）に対する理論当量で０．５〜１００倍程度、好ましくは１〜３倍程度とすべきである。因に、投入量が少ないと溶解性リン濃度が下がり切らないために十分な効果が得られず、逆に投入量が多いと薬品コストがアップしたり、廃棄汚泥量が増大するという問題が発生する。このため、他にこれらの塩を含む廃棄汚泥が利用可能である場合には、特に減量を目的としなくても、混合して熱処理する方が有利なことがある。
【００４６】
特に、有機性ＳＳやコロイド成分、油分等を鉄塩やアルミニウム塩で凝集した汚泥は、未だ十分なリン固定化能を有していることが多く、溶解性リン濃度低減の目的に有効利用され得る。更に、これらの汚泥に含有される有機物も同時に減量することができるため、合理的である（実施の形態２参照）。このような場合、大過剰のリン吸着能力を有する状態で有機性廃棄物が熱処理工程に供給されることになるが、この場合にはリン吸着能力と共存している有機物の減量化が目的であるため、特に問題は生じない。このような場合、リン不溶化作用を有するリン固定化剤が廃棄物中の全リン濃度の１００倍程度に達することもある。
【００４７】
アルカリ剤の添加は必ずしも必要ではないが、液状のリン固定化剤は酸性を示すことが多く、被処理汚泥のｐＨが５以下等に低下する場合には熱交換器等の機器の腐食が懸念されるため、アルカリ剤を添加してｐＨを調整し、機器の腐食を防止する程度に汚泥を中性又は弱アルカリ性とすることが望ましい。又、熱処理前の汚泥よりも熱処理後の汚泥の緩衝能が高いため、酸性のリン固定化剤を投入する場合は、熱処理反応槽に直接投入することによって、ｐＨ調整用のアルカリ剤を節約することができる。
【００４８】
一方、リン固定化剤として水酸化鉄、水酸化アルミニウム、消石灰、水酸化マグネシウム等のスラリーを投入する場合には、これを高圧で投入することが困難である場合が多いため、熱処理工程よりも上流側で予め汚泥にスラリーを混合しておくことが望ましい。
【００４９】
次に、加熱処理条件（熱処理温度と熱処理時間）について説明する。
【００５０】
加熱処理での蒸気による熱処理温度（反応温度）は５０〜３００℃に設定され、圧力は熱処理温度（反応温度）に対する飽和水蒸気圧以上に保持され、水分の蒸発（乾燥）とそれに伴う熱の散逸（蒸発潜熱による熱の散逸）が防がれる。
【００５１】
因に、反応温度が１２０℃よりも低い場合には可溶化の効果を殆ど期待することができず、特に５０℃未満では他の可溶化手段を併用しない限り殆ど可溶化しない場合が多い。又、１５０℃以下の温度、特に１２０℃以下の温度では難分解性有機物の生成反応速度が遅いため、問題になる程度の難分解性有機物は生じない。
【００５２】
一方、反応温度が２５０℃以上、特に３００℃を超えると、難分解性有機物が熱分解反応を受けて低分子化するため、難分解性ＣＯＤはむしろ低減する。このような高温高圧条件では、空気や酸素等の酸化剤を共存させることによって湿式酸化法による有機物の酸化分解が行われることが多く、この場合には難分解性ＣＯＤが生じたとしても、その大部分は湿式酸化反応により分解されるために問題は生じないことが多い。又、湿式酸化法を用いない場合でも、このような反応条件では難分解性ＣＯＤをはじめとする物質の反応性が高まっているため、少量の酸化剤の注入等で難分解性ＣＯＤを改質し、酸化分解するか、少なくとも生物分解性を高める等、他の代替手段を用いることが比較的容易である。
【００５３】
５０〜１８０℃の比較的低温で熱処理を行う場合は、熱処理設備の建設費やランニングコストが比較的安価となる反面、可溶化率は低く、廃棄物の減量効果が十分でない場合が多い。このような場合には、過酸化水素や次亜塩素酸ソーダ、空気、酸素等の酸化剤、酸やアルカリ、界面活性剤等の添加や超音波処理等の物理的手段、その他任意の可溶化手段が併用される場合があるが、何れの場合にも本発明を適用することができる。
【００５４】
１５０〜３５０℃以上の温度域で有機性廃棄物の熱処理を行う場合には、空気や酸素等の酸化剤を共存させることによって湿式酸化反応を行い、有機物の大部分を二酸化炭素と水等の無機物に分解し、残留する有機物も低分子化することによって熱処理以降の後処理を容易化する手法が用いられることも多い。このような湿式酸化法においても難分解性ＣＯＤは生成されるために本発明は有効であるが、特に酸化剤の量が少ない場合や酸化剤を用いない熱処理の場合には、溶液中の有機物濃度が高く、難分解性ＣＯＤの生成量も多くなるため、本発明は更に有効である。特に熱処理工程に投入される有機性廃棄物のＣＯＤ量に対し、投入される酸化剤の酸化当量が１０％以下、特に０．５％以下のときには難分解性ＣＯＤの生成が顕著であることが多く、この点からも本発明は特に有効である。
【００５５】
他方、熱処理時間は任意に設定することができるが、有機物の可溶化反応は最初の数分間で急速に進行し、その後は熱処理時間（反応時間）を延長しても可溶化率は余り向上せず、又、難分解性有機物の生成量は徐々に増加するため、熱処理時間としては、通常５〜３００分、特に１０〜１２０分とすることが多い。
【００５６】
＜実施の形態２＞
次に、本発明の実施の形態を図２に基づいて説明する。尚、図２は本発明の実施の形態２に係る処理方法を実施するための下水処理場での汚泥処理プロセスを示すフロー図であり、本図においても図４に示したと同一要素及び処理ステップには同一符号を付しており、以下、それらについての説明は省略する。
【００５７】
本実施の形態に係る汚泥処理プロセスにおいては、図示のように、沈殿槽２の上流側に凝集槽２０を設置し、曝気槽４での生物処理に先立ち、凝集槽２０中の廃水に、凝集剤としての塩化第二鉄とｐＨ調整用のアルカリ剤及び高分子凝集剤を投入し、下水中のＳＳ成分を凝集沈殿させるようにしている。このような処理は、廃水中に分解速度の遅いＳＳ成分が多量に含まれている場合や、続く生物処理に阻害を及ぼす重金属成分が含まれている場合等に好適である。
【００５８】
このような場合、特にリン固定化剤を追加投入しなくても、初沈汚泥に含まれる鉄塩等の凝集剤の作用により凝集した初沈汚泥は未だ十分なリン固定化能を有していることが多いため、初沈汚泥と余剰汚泥を混合して熱処理することによって、実施の形態１と同様に熱処理工程における溶解性リン濃度を低減することができ、難分解性有機物の生成量を抑えることによって褐変現象の発生を抑制し、処理水のＣＯＤ値や色度の悪化を抑制することができるという本発明の効果を奏することができる。そして、汚泥に含有される有機物も同時に減量することができる。
【００５９】
即ち、本実施の形態に係る処理方法は、余剰汚泥の熱処理工程におけるリン溶出量と初沈汚泥の熱処理工程におけるリン吸着量とのバランスを考慮して熱処理を行うことによって、熱処理工程における溶解性リン濃度を低く抑えることを特徴とするものである。
【００６０】
尚、熱処理工程における溶解性リン濃度を調整するために、余剰汚泥に混合する初沈汚泥の量を調整したり、凝集工程におけるリン固定化剤である塩化第二鉄の添加量を調整すれば更に好ましい。
【００６１】
又、凝集剤としては、鉄塩の他、アルミニウム塩、カルシウム塩等を使用することができる。その他、本実施の形態においても、リン固定化剤としては前記実施の形態１に示したと同様のものを使用することができ、ｐＨ調整用のアルカリ剤を添加する目的、熱処理温度及び熱処理時間等も実施の形態１と同様である。
【００６２】
ところで、熱処理工程における溶解性リン濃度を低減する方法として、実施の形態１では▲１▼リン固定化剤を投入する方法を採用し、実施の形態２では▲２▼リン固定化剤の投入に加えて高分子凝集剤の投入によって初沈汚泥を凝集させる方法を採用したが、その他、▲３▼熱処理におけるリン溶出量の少ない有機性廃棄物のみを熱処理工程に供給し、リン溶出量の多い有機性廃棄物は別途処理する等、投入する有機性廃棄物を選択する方法、▲４▼熱処理工程に投入する前に有機性廃棄物からリン成分の少なくとも一部を除去する方法等を採用することができ、或は▲１▼〜▲４▼の手法を適宜組み合わせることによっても溶解性リン濃度を効果的に低減することができる。
【００６３】
このうち、▲４▼の熱処理前に有機性廃棄物からリン成分を溶出させて分離する方法としては、例えば有機性廃棄物が生物脱リン法による活性汚泥を含有する場合であれば、所定時間有機性廃棄物を嫌気性条件下に置くことにより、活性汚泥に含有されるリン成分が溶解性リンとして上澄液中に放出されるため、この上澄液中の溶解性リンを固液分離手段によって取り除くことができる。又、酸やアルカリ、キレート剤等の薬剤を用いて有機性廃棄物中のリン成分を溶解させて取り除いても良い。
【００６４】
又、以上の実施の形態では、本発明を特に下水処理場での汚泥処理プロセスに対して適用した形態について述べたが、本発明は他の任意の有機性廃棄物の処理方法に対しても同様に適用可能であることは勿論である。又、沈殿槽を用いた例で説明したが、加圧浮上槽等、他の公知の固液分離手段を用いることができるのは勿論である。
【００６５】
【実施例】
以下に本発明の実施例について説明するが、本発明はその適用が本実施例に限定されるものでない。
【００６６】
ＳＳ濃度８．８ｋｇ／ｍ2 、ＶＳＳ濃度８．１ｋｇ／ｍ2 、ＶＳＳ／ＳＳ比０．９２の余剰汚泥を用いて本発明の効果を検証した。
【００６７】
熱処理工程における溶解性リン濃度を低減させるために、塩化鉄（III ）水溶液を水酸化ナトリウム水溶液でｐＨ７．０付近に調整することによって得られた水酸化鉄（III ）懸濁液を、鉄として２００〜１０００ｍｇ／Ｌとなるように添加した後、熱処理を行った。
【００６８】
熱処理は、内容積５００ｍＬの撹拌機付きオートクレーブを用い、温度１７５℃で６０分間、圧力約０．８ＭＰａの条件で行った。
【００６９】
熱処理後の汚泥を遠心分離によって固液分離し、上澄液を取り出し、その適量を回分的に活性汚泥処理することによって生物分解性の成分を除去した後、上澄液の濾液についてＣＯＤ値と色度を測定した。このとき用いた活性汚泥に元々含まれているＣＯＤや色度成分を補正するため、熱処理汚泥を投入しないブランク試験を行い、同様にＣＯＤ値及び色度を測定した。この結果得られた熱処理汚泥の上澄液の活性汚泥処理後のＣＯＤ値及び色度からブランク試験におけるそれらをそれぞれ差し引いた値をそれぞれ難分解性ＣＯＤ、難分解性色度成分とした。これらの難分解性成分量を、試験に供与したＶＳＳ量で割ることによって、熱処理汚泥ＶＳＳ当たりの難分解性成分生成率（難分解性ＣＯＤ／投入ＶＳＳ、難分解性色度／投入ＶＳＳ）を求めた。
【００７０】
その結果を図３に示す。尚、図３中にＰＯ4-Ｐとして標記している値は、熱処理汚泥中の溶解性リン濃度の値である。
【００７１】
図３に示す結果から明らかなように、難分解性成分生成率（難分解性ＣＯＤ／投入ＶＳＳ、難分解性色度／投入ＶＳＳ）は溶解性リン濃度が下がるに従って（つまり、Ｒｕｎ４→Ｒｕｎ１→Ｒｕｎ２→Ｒｕｎ３の順に）低くなっている。
【００７２】
従って、溶解性リン濃度を低減することによって、溶解性の難分解性ＣＯＤ成分及び溶解性の難分解性色度成分を効果的に抑制することができ、熱処理液の生物分解後の処理水質を大幅に向上させることができる。
【００７３】
一方、熱処理残渣成分は固形分であり、これを活性汚泥に混合して生物分解を行うと、活性汚泥の固形分との区別が付かなくなるため、分解性を明確に示すことは困難である。
【００７４】
そこで、熱処理残渣を活性汚泥と混合したときの酸素消費速度を調べることにより、熱処理残渣中の易分解性成分を評価した。その結果、Ｒｕｎ４で得られた熱処理残渣は１日間で約６０％の懸濁液ＣＯＤCrが生物分解すると評価されたのに対し、Ｒｕｎ３では約８０％が生物分解されると評価された。
【００７５】
従って、熱処理中の溶解性リン濃度を低減することによって、熱処理残渣の生物分解率が高められ、汚泥減量率が向上することが実証された。
【００７６】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明によれば、有機性廃棄物を熱処理後、その少なくとも一部を微生物反応を用いて分解する有機性廃棄物の処理方法において、熱処理工程における有機性廃棄物の溶解性リン酸態リン濃度を２０ｍｇ／Ｌ以下に保つようにしたため、熱処理汚泥を生物分解することによって生ずる処理水のＣＯＤ値や色度の悪化を効果的に防ぐとともに、熱処理残渣中の生物難分解性固形有機物量を低減して生物分解率を高めることによって汚泥減量率の向上を図ることができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る処理方法を実施するための下水処理場での汚泥処理プロセスを示すフロー図である。
【図２】本発明の実施の形態２に係る処理方法を実施するための下水処理場での汚泥処理プロセスを示すフロー図である。
【図３】溶解性リン濃度に対する難分解性成分の含有量の実測結果を示す図である。
【図４】下水処理場での汚泥処理プロセスの従来例を示すフロー図である。
【符号の説明】
２        沈殿槽
４        曝気槽
６        固液分離装置
１１      濃縮
１２      熱交換
１３      加熱
１４      熱処理
１５      冷却
１６      濃縮
１７      高負荷生物処理
１８      消化
１９      脱水
２０      凝集槽
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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