JP2001025799A - 汚泥処理方法及び汚泥処理システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 汚泥を処理する際に、前記脱水汚泥の含水率
及び汚泥自体の発生量を減少させると共に、前記脱水汚
泥を加熱を伴った減量処理を施す際に必要なエネルギー
を低減させる汚泥処理方法を提供する。 【解決手段】 有機性汚水１を生物処理することによっ
て発生する汚泥６を脱水して得た脱水汚泥を、加熱を伴
って減量処理する汚泥処理方法において、前記汚泥６
を、細胞壁成分又は細胞膜成分を分解する少なくとも１
種以上の酵素８で処理して、前記加熱を伴って減量処理
する汚泥処理方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、有機性汚水を生物
処理することによって発生する汚泥を脱水して得た脱水
汚泥を、加熱を伴って減量処理する汚泥処理方法及びこ
れを用いた汚泥処理システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、下水等の有機性汚水を活性汚泥法
で生物処理することによって生じる汚泥は、埋め立て処
分されていた。しかし、昨今、埋め立て用地の逼迫が問
題となっているため、最終生成物を減量する汚泥処理方
法が検討されている。

【０００３】例えば、前記汚泥の減量処理方法として
は、加熱を伴った減量処理方法、即ち、前記汚泥を、焼
却処理或いは乾燥処理を施した後に埋め立てる方法、或
いは、溶融炉で溶融する方法が提案されている。焼却処
理を施す場合は、前記汚泥を生物処理槽から汚泥沈降槽
に移送して、重力沈降によって固液分離し、固形分４％
程度の濃縮汚泥を得る。そして、これを汚泥脱水槽に投
入して、遠心分離又は膜分離法を用いて脱水し、固形分
２０％程度の脱水汚泥を得て、これを焼却炉で焼却して
いた。又、乾燥処理を施す場合、前記脱水汚泥を加熱乾
燥することによって、固形分６０％程度の乾燥汚泥が得
られていた。尚、溶融処理を施す際、含水率が高いと前
記溶融炉の運転に支障をきたす虞があるので、投入する
汚泥の含水率は低く抑える必要があった。そのため、前
記溶融炉には、前記濃縮汚泥を乾燥処理又は焼却処理し
て得られる乾燥汚泥又は焼却灰を投入していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
汚泥処理方法によれば、前記脱水汚泥の総量が多く、
又、含水率が高いために、前記脱水汚泥を乾燥・焼却・
溶融するために多大なエネルギーを要するという問題点
があった。

【０００５】従って、本発明の目的は、前記汚泥を処理
する際に、前記脱水汚泥の含水率及び汚泥自体の発生量
を減少させると共に、前記脱水汚泥を加熱を伴った減量
処理を施す際に必要なエネルギーを低減させる汚泥処理
方法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
の本発明の汚泥処理方法の特徴手段は、有機性汚水を生
物処理することによって発生する汚泥を脱水して得た脱
水汚泥を、加熱を伴って減量処理する汚泥処理方法にお
いて、前記汚泥を、細胞壁成分又は細胞膜成分を分解す
る少なくとも１種以上の酵素で処理した後に、加熱を伴
って減量処理する点にあり、更に、前記汚泥を濃縮した
後に、前記酵素で処理することが好ましく、更に、前記
酵素がセルラーゼであることが好ましく、更に、前記酵
素処理を、トリコデルマ ビリデ（Ｔｒｉｃｈｏｄｅｒ
ｍａ ｖｉｒｉｄｅ）菌体を添加することによって行な
うことが好ましく、更に、前記酵素処理を６０℃〜７０
℃で行なうことが好ましく、更に、前記酵素処理の反応
時間が３時間以上であることが好ましく、更に、前記セ
ルラーゼの添加量が、前記汚泥に含まれる固形物１ｋｇ
当たり７２，０００ＩＵ以上であることが好ましい。
又、この目的を達成するための本発明に係る汚泥処理シ
ステムの特徴構成は、有機性汚水を生物処理する生物処
理槽、前記生物処理槽で発生した汚泥を脱水する汚泥脱
水槽、前記汚泥脱水槽で発生した脱水汚泥を加熱を伴っ
て減量処理する減量処理設備を備えた汚泥処理システム
であって、前記生物処理槽と前記汚泥脱水槽との間に、
細胞壁成分又は細胞膜成分を分解する少なくとも１種以
上の酵素を供給する酵素供給設備を設けた点にあり、更
に、前記酵素がセルラーゼであることが好ましい。そし
て、これらの作用効果は、以下の通りである。

【０００７】発明者は、前記汚泥中には、多量に微生物
（菌体）が存在しており、この菌体内に封じ込められた
水分は、前記菌体を構成する細胞膜及び細胞壁が障壁と
なって、機械的な脱水処理によっては容易に取り除けな
いという知見を得た。そこで、前記脱水処理工程におけ
る効率化を図る上で、前記細胞壁及び細胞膜を破壊し
て、前記菌体内に封じ込められた成分を菌体外へ放出さ
せることが重要であるという認識の下に鋭意研究を重
ね、本発明を完成するに至った。

【０００８】即ち、有機性汚水を生物処理することによ
って発生する汚泥を脱水して得た脱水汚泥（このような
脱水汚泥は通常、濃縮工程を経た後に脱水処理して得ら
れる）を、加熱を伴って減量処理する汚泥処理方法にあ
って、前記汚泥を、細胞壁成分又は細胞膜成分を分解す
る少なくとも１種以上の酵素で処理することによって、
例えば、前記酵素を生物処理と脱水処理の間に添加した
り、酵素処理を行なう為の水槽を設けるなどして、前記
汚泥を構成する菌体の細胞壁又は細胞膜を分解すると、
菌体内外で気液流通可能な間隙が生じるために、前記菌
体内に封じ込められていた成分（大部分は水分である
が、タンパク質、脂質、糖質等の成分も含む）を前記菌
体外へ放出することが可能となる。又、前記細胞壁及び
細胞膜も分解が進めば、部分的に可溶性成分にまで分解
される。そして、これらの成分は、脱水処理を施すこと
によって液相に移行するので、前記脱水汚泥の含水率を
低下させることができると共に、前記脱水汚泥に含まれ
る固形成分の量についても減少させることができる。更
に、前記脱水汚泥を熱処理する場合にも、前記細胞壁又
は細胞膜に生じた間隙を通じて気液交換が容易となるこ
とから、従来と比較して短時間で含水率を低下させるこ
とができ、これによって、前記脱水汚泥を熱処理する為
に必要なエネルギーの消費量を低減することができる。
又、前記細胞壁又は細胞膜を破壊する手段として酵素反
応を利用すると、温和な条件で反応を進行させることが
できるので、この点でも、エネルギー消費が激しい物理
的手段（例えば、加圧、加熱、超音波処理等）のみ用い
た場合と比較して、エネルギー消費を抑制することがで
きる。このようにして、本発明に係る汚泥処理方法を用
いると、前記脱水汚泥の含水率及び汚泥自体の発生量を
減少させると共に、前記脱水汚泥に加熱を伴った減量処
理を施す際に必要なエネルギーを低減させることができ
る。

【０００９】ここで、前記酵素処理に先立って、前記汚
泥を濃縮して濃縮汚泥とし、これを前記酵素で処理する
と、酵素処理段階における液量を減らすことができる。
すると、前記酵素の添加量を減らすことができると共
に、酵素処理に要するエネルギーを削減することができ
る。

【００１０】更に、前記酵素として、前記細胞壁の主要
構成成分であるセルロースを分解する酵素（セルラー
ゼ）を用いると、前記細胞壁を分解して気液流通可能な
間隙を形成しやすいので好適である。

【００１１】又、前記酵素処理の際に用いる酵素の供給
源について考えると、精製酵素は高価であるので、コス
トを削減する為に、セルラーゼ生産菌であるトリコデル
マビリデ（Ｔｒｉｃｈｏｄｅｒｍａ ｖｉｒｉｄｅ）菌
体を添加することが好ましい。尚、前記トリコデルマ
ビリデ菌体は、生菌であっても、死菌体であっても、前
記酵素の供給源として利用可能であればかまわない。

【００１２】更に、酵素反応は、その酵素が失活しない
程度の温度範囲内では、高温で行なうほど活性が上昇す
るものであるので、高温で行なうことが好ましく、本発
明においては、後述する実験結果からも明らかなよう
に、６０℃〜７０℃で前記酵素処理を行なうことが好ま
しい。

【００１３】更に、後述する実験結果から明らかなよう
に、前記酵素処理の反応時間を３時間以上とすることに
よって、前記酵素の触媒作用が十分に発揮されるため
に、従来の汚泥処理方法と比較して、大幅に汚泥重量及
び含水率を減少させることができる。ここで、実際上の
効率的な運転状況を考えると、前記酵素処理時間は最大
２４時間程度で抑えることが好ましい。

【００１４】更に、後述する実験結果から明らかなよう
に、前記セルラーゼの添加量が、前記汚泥に含まれる固
形物１ｋｇ当たり７２，０００ＩＵ以上であると、従来
の汚泥処理方法と比較して、大幅に汚泥重量及び含水率
を減少させることができる。ここで、前記セルラーゼの
添加量は、多ければ多いほど処理の進行上好ましいが、
固形物１ｋｇ当たり４８０，０００ＩＵ以上添加しても
著しい効果を得ることはできず、実用上の上限は上記値
である。

【００１５】そして、生物処理槽で有機性汚水を生物処
理し、汚泥脱水槽において前記生物処理槽で発生した汚
泥を脱水し、減量処理設備において前記汚泥脱水槽で発
生した脱水汚泥に対して加熱を伴った減量処理を施す汚
泥処理システムにあって、前記生物処理槽と前記汚泥脱
水槽との間に、細胞壁成分又は細胞膜成分を分解する少
なくとも１種以上の酵素を供給する酵素供給設備を設け
ることによって、汚泥に対して酵素処理を施すことがで
きる。前記酵素処理を施された脱水汚泥は、従来と比較
して、汚泥重量並びに含水率が低下し、又、前記汚泥を
構成する菌体の細胞壁及び細胞膜に気液流通可能な間隙
を生じさせ易いので、短時間で乾燥させることができ
る。従って、本発明に係る汚泥処理システムにおいて
は、従来の汚泥処理システムと比較して、前記脱水汚泥
の含水率及び汚泥自体の発生量を減少させることができ
ると共に、前記脱水汚泥を加熱を伴った減量処理を施す
際に必要なエネルギーを低減させることができる。

【００１６】又、前記酵素として、前記細胞壁の主要構
成成分であるセルロースを分解する酵素（セルラーゼ）
を用いると、前記細胞壁を分解して気液流通可能な間隙
を形成しやすいので好適である。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下に、前記酵素処理のための酵
素処理槽を設けた有機性汚水処理施設を例にとして、本
発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、
本発明に係る汚泥処理方法を実施する為の有機性汚泥処
理施設の概略図である。前記有機性汚泥処理施設は、以
下に詳述する生物処理工程、濃縮工程、酵素処理工程、
脱水工程、乾燥工程、溶融工程を遂行する為の施設とし
て、夫々、生物処理槽２、汚泥沈降槽４、酵素処理槽
７、汚泥脱水槽１０、乾燥機１３、及び、溶融炉１５を
備え、これらが記載順に連設されていると共に、前記汚
泥脱水槽１０から前記生物処理槽２に液体（脱離水１
１）を返送可能に構成されている。前記有機性汚水処理
施設において、外部より流入した有機性汚水１は、以下
のような工程を経て処理され、最終的には、水分は処理
水５として、又、固形分は溶融スラグ１６として排出さ
れる。

【００１８】（１） 生物処理工程 本工程は、外部より生物処理槽２に流入する有機性汚水
１と、前記汚泥脱水槽１０から出る前記脱離水１１を、
活性汚泥法によって処理するものである。本工程で処理
された有機性汚水１はスラリ状になり、このスラリは、
流出スラリ３として汚泥沈降槽４へ全量移送される。 （２） 汚泥沈降工程 本工程は、汚泥沈降槽４に移送された前記流出スラリ３
を、重力沈降によって処理水５と濃縮汚泥６に分離する
工程である。前記処理水５は外部へ放出され、又、前記
濃縮汚泥６は回収され、後続する酵素処理槽７へ移送さ
れる。 （３） 酵素処理工程 本工程は、前記酵素処理槽７に移送された前記濃縮汚泥
６に、細胞壁成分又は細胞膜成分を分解する少なくとも
１種以上の酵素８を添加した後に一定時間留置すること
によって、前記濃縮汚泥６に含まれる微生物の菌体の細
胞壁又は細胞膜を破壊するものである。更に、前記酵素
８による細胞壁、細胞膜の分解を促進するために、機械
的撹拌もしくは曝気を行ない前記濃縮汚泥６と前記酵素
８とを混和したり、必要に応じて適当な温度（好ましく
は６０〜７０℃）に加温する場合もある。前記酵素８の
供給形態としては、精製酵素を前記酵素処理槽７に投入
しても良く、又、前記酵素を生産する菌（酵素生産菌）
を前記酵素処理槽７に直接投入して酵素処理を行なって
も良い。更に、前記酵素生産菌を安定して供給する為
に、前記酵素生産菌の培養装置を前記酵素処理槽７に連
設して、定期的に前記酵素生産菌を供給可能にしてあっ
ても良い。ここで、前記細胞壁成分又は細胞膜成分を分
解する酵素８は、適宜、前記活性汚泥を構成する微生物
の種類、コスト等を考慮して選択することができ、代表
的なものとしては、セルラーゼ、アミラーゼ、プロテア
ーゼ及びリパーゼを挙げることができる。上記４種の酵
素を生成する菌としては、以下のものが挙げられる。 セルラーゼ生産菌 トリコデルマ ビリデ（Ｔｒｉｃｈｏｄｅｒｍａ ｖｉ
ｒｉｄｅ） アスペルギルス ニガー（Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ ｎ
ｉｇｅｒ） アミラーゼ生産菌 バチルス アミロリケファシエンス （Ｂａｃｉｌｌｕｓ ａｍｙｌｏｌｉｑｕｅｆａｃｉｅ
ｎｓ） バチルス ズブチリス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｓｕｂｔｉ
ｌｉｓ） プロテアーゼ生産菌 アスペルギルス オリゼ（Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ ｏ
ｒｙｚａｅ） ストレプトマイセス グリセウス （Ｓｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓ ｇｒｉｓｅｕｓ） バチルス ズブチリス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｓｕｂｔｉ
ｌｉｓ） リパーゼ生産菌 アスペルギルス ニガー（Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ ｎ
ｉｇｅｒ） リゾパス デレマー（Ｒｈｉｚｏｐｕｓ ｄｅｌｅｍａ
ｒ） カンジダ シリンドラセ（Ｃａｎｄｉｄａ ｃｙｌｉｎ
ｄｒａｃｅａ） 尚、他の細胞壁成分又は細胞膜成分を分解する酵素を用
いて、前記濃縮汚泥を処理することも、前記乾燥汚泥の
含水率及び重量を減少させるのに有用である。更に、作
用対象の異なる数種の酵素を混合して用いることによっ
て、前記細胞壁及び細胞膜の分解反応を促進し、その結
果として、前記脱水汚泥の重量及び含水率を低減させる
ことができる。 （４） 汚泥脱水工程 本工程は、酵素処理槽７において酵素処理された酵素処
理汚泥９を前記汚泥脱水槽１０に受け入れ、遠心分離
機、フィルタープレス等を用いて、脱水汚泥１２と、脱
離水１１に分離する工程である。分離された前記脱水汚
泥１２は、後続する乾燥機１３へ送られる。一方、前記
脱離水１１は、前記菌体由来の可溶性成分等を含んでい
るので、再び前記生物処理槽２へ返送されて生物処理を
施される。ここで、前記脱離水１１と共に、前記酵素８
を前記生物処理槽２に移送することによって、活性汚泥
に影響が出る場合には、前記酵素８の回収・失活処理を
施した後に、前記脱離水１１を返送することもできる。 （５） 乾燥工程 本工程は、汚泥脱水槽１０において脱水された脱水汚泥
１２を、前記乾燥機１３を用いて、乾燥処理する工程で
ある。前記乾燥処理の結果生じた乾燥汚泥１４は、前記
脱水汚泥１２と比較して容積、重量ともに減少している
ので、これを最終処分場に埋め立てても良く、又、更に
減量するために、以下に説明する溶融工程で溶融処理を
施しても良い。 （６）溶融工程 本工程は、前記乾燥汚泥１４を溶融処理する工程であ
る。溶融炉１５に投入された前記乾燥汚泥１４は溶融し
た後にスラグ１６として回収され、建築材料等に再利用
したり、最終処分場に埋め立てて処分する。

【００１９】〔実験例〕下水処理施設の生物処理槽から
排出された活性汚泥を得て、これを自然沈降により濃縮
した濃縮汚泥（ｐＨ５．０〜６．２）を試料として、以
下の実験を行なった。尚、以下の実験例における操作手
順は、特に記載のない限り、図２に示す通りである。先
ず、３００ｍｌ容三角フラスコに前記濃縮汚泥を２０ｇ
収容し（ステップＳ１）、前記三角フラスコ内に所定の
濃度、種類の酵素を添加した後に、所定の時間・温度
で、前記三角フラスコを振とうして酵素処理を行なった
（ステップＳ２）。そして、振とう後の汚泥を、孔径１
００μｍの濾紙を用いて吸引濾過した後に（ステップＳ
３）、濾過後の汚泥、即ち、脱水汚泥の重量を測定した
（ステップＳ４）。更に、前記脱水汚泥の一定量を１０
５℃又は１８０℃で乾燥させて（ステップＳ５）、乾燥
後の汚泥（乾燥汚泥）の含水率及び重量を測定する（ス
テップＳ６）。又、比較例として、酵素処理を施してい
ない前記濃縮汚泥を孔径１００μｍの濾紙で濾過した
後、実験例と同様に、脱水汚泥の重量、乾燥汚泥の含水
率及び重量を測定した。尚、本発明に係る実験例で使用
する５種類の酵素、即ち、セルラーゼ（商品名：セルラ
イザー）、アミラーゼＡ（商品名：スピターゼＬ）、ア
ミラーゼＢ（商品名：ビオテックスＬ３０００）、プロ
テアーゼ（商品名：ビオプラーゼＸＬ−４１６）、リパ
ーゼ（商品名：リリパーゼＢ−２）は、すべて長瀬産業
株式会社から販売されているものを用いた。

【００２０】〔実験例１〕微生物の細胞壁を構成する代
表的な成分であるセルロースを分解する酵素（セルラー
ゼ）を用いて、前記濃縮汚泥を処理した。具体的には、
図２に示す操作に従って、前記濃縮汚泥に、力価１，６
００ＩＵ／ｇの前記セルラーゼ製剤を、固形成分（汚泥
を含水率０％まで乾燥させたときの残渣）１ｋｇ当たり
４５ｇ（７２，０００ＩＵ）添加し、６５℃で３時間反
応させた。その結果、無処理の脱水汚泥では含水率が７
７．２％であったのに対し、セルラーゼで処理した脱水
汚泥では７３．９％に低下した。又、セルラーゼで処理
することにより、前記脱水汚泥の重量が無処理の脱水汚
泥に比べて、２７．２％減少した。このことから、セル
ラーゼ処理を施すことによって、前記脱水汚泥の含水率
及び一定量の濃縮汚泥から生じる脱水汚泥の重量が減少
することは明らかである。

【００２１】〔実験例２〕前記濃縮汚泥を脱水前にセル
ラーゼを用いて処理するに当たって、その最適温度につ
いて検討した。具体的には、図２に示す操作に従って、
前記濃縮汚泥に前記セルラーゼ製剤を固形成分１ｋｇ当
たり４５ｇ添加し、３０℃で１、２、３、５、２４時間
反応させた。その結果、汚泥減少率は図３の通りになっ
た。図３によると、３時間までは反応時間が延びるに従
い脱水汚泥重量も減少するが、３時間以上反応時間を延
ばしても、脱水汚泥重量は３時間反応時とほとんど変化
しないことがわかる。このことから、濃縮汚泥に酵素を
添加して処理する場合の反応時間としては、３時間で十
分であることが分かった。但し、３時間以下の反応時間
で処理した場合でも、含水率の低下及び汚泥の減量化の
効果は認められた。尚、反応時間３〜２５時間の間に前
記脱水汚泥重量が微増しているが、誤差の範囲であると
考えられる。この結果をもとに、特に記述がない限り、
以下の検討は、反応時間３時間で実施した。 〔実験例３〕他の細胞壁成分又は細胞膜成分を分解する
酵素についても、その作用を検討すべく、以下に記載の
５種類の分解酵素で前記濃縮汚泥を処理した。具体的に
は、図２に示す操作に従って、前記濃縮汚泥に、前記ア
ミラーゼ製剤Ａ（力価１５，０００ＩＵ／ｇ）、前記ア
ミラーゼ製剤Ｂ（同７，０００ＩＵ／ｇ）、前記セルラ
ーゼ製剤、前記プロテアーゼ製剤（同２５，０００ＩＵ
／ｇ）、前記リパーゼ製剤（同１００，０００ＩＵ／
ｇ）を固形成分１ｋｇ当たり６０ｇ添加し、３０℃で３
時間反応させた。その結果、汚泥減少率及び前記脱水汚
泥の含水率は、それぞれ図４、図５の通りになった。
尚、前記汚泥減少率とは、酵素処理を施さなかった脱水
汚泥重量に対する酵素処理を施した脱水汚泥重量の比を
いう。図４から、汚泥減量化の効果は、最も大きい酵素
がセルラーゼで、以下リパーゼ、アミラーゼＡ、プロテ
アーゼ、アミラーゼＢの順に小さくなることが分かる。
又、図５を見ると、脱水汚泥の含水率が最も低いのはセ
ルラーゼで処理した時で、リパーゼ、アミラーゼＡ、プ
ロテアーゼ、アミラーゼＢの順に含水率が高くなる。こ
のことから、脱水の効率化という点で最も効果があるの
はセルラーゼであることが分かった。最も効果の大きい
セルラーゼで濃縮汚泥を前処理することにより、脱水汚
泥重量が約２０％減量化し、含水率が無処理の場合より
約５％低下することが明らかとなった。但し、リパー
ゼ、アミラーゼ、プロテアーゼで処理した場合でも、酵
素処理を施さなかった場合と比べて含水率が低下し、
又、汚泥重量も減少しており、酵素処理に伴う減量化の
効果は認められた。

【００２２】〔実験例４〕前記セルラーゼを用いて酵素
処理するに当たって、その最適温度について検討した。
具体的には、図２に示す操作に従って、前記濃縮汚泥に
前記セルラーゼ製剤を固形成分１ｋｇ当たり４５ｇ添加
し、３０℃、５０℃、６０℃、６５℃、７０℃、８０℃
で３時間反応させた。その結果、汚泥減少率及び含水率
は、それぞれ図６、図７の通りになった。図６から、６
０℃〜７０℃の間で処理したとき、前記脱水汚泥減少率
が特に高くなることが分かる。又、図７から、５０℃〜
７０℃の間で処理したとき、前記脱水汚泥の含水率が特
に低くなることが分かる。以上のことから、セルラーゼ
で処理する際の最適温度は６０℃〜７０℃の間であると
決定した。但し、この範囲以外の温度で処理した場合で
も、酵素処理を施さなかった場合と比べて含水率が低下
し、又、汚泥重量も減少しており、酵素処理に伴う減量
化の効果は認められた。

【００２３】〔実験例５〕前記セルラーゼの添加量と処
理効率の関係について調べる為に、図２に示す操作に従
って、濃縮汚泥にセルラーゼ製剤を固形成分１ｋｇ当た
り０ｇ、３０ｇ（４８，０００ＩＵ）、４５ｇ（７２，
０００ＩＵ）、６０ｇ（９６，０００ＩＵ）、７５ｇ
（１２０，０００ＩＵ）、１５０ｇ（２４０，０００Ｉ
Ｕ）、３００ｇ（４８０，０００ＩＵ）、１５００ｇ
（２４００，０００ＩＵ）添加し、６５℃で３時間反応
させた。その結果、汚泥減少率は図８の通りになった。
この図から、セルラーゼ添加量４５ｇ／ｋｇ固形成分ま
では添加量と共に脱水汚泥減少率が増加するが、それ以
上の添加量では、セルラーゼ添加量を増加させても脱水
汚泥減少率はほとんど変動しない。このことから、セル
ラーゼの最適添加量は、４５ｇ／ｋｇ固形成分と決定し
た。但し、これ以下の添加量で処理した場合でも、含水
率の低下及び汚泥の減量化の効果は認められた。

【００２４】以上の結果より決定した最適条件をまとめ
ると、 ・ 最適酵素はセルラーゼ ・ 反応時間は３時間以上 ・ 最適温度は６０℃〜７０℃ ・ 酵素の添加量は４５ｇ／ｋｇ固形成分以上 となる。この条件で濃縮汚泥を処理し、脱水することを
３０回繰り返した結果、脱水汚泥減少率は平均２７．２
％（１５．９〜３９．２％）であった。又、同条件で汚
泥処理した場合の含水率は、平均７３．９％（７０．０
％〜７９．７％）であり、一方、酵素処理を施さなかっ
た場合の含水率は、平均７７．２％（７２．３〜８１．
０％）であった。つまり、最適条件で処理することによ
り、酵素処理を施さなかった場合と比べて、脱水汚泥重
量を約２７％減量化し、含水率を約３％低下させること
ができた。

【００２５】〔実験例６〕更に、酵素処理した汚泥を脱
水して得られた汚泥を、乾燥機において乾燥させるのに
必要なエネルギーを比較検討した。具体的には、図２に
示す手順に従って、前記濃縮汚泥に前記セルラーゼ製剤
を固形成分１ｋｇ当たり４５ｇ添加し、３０℃で３時間
反応させ、反応後の汚泥を孔径１００μｍの濾紙で濾過
した。そして、濾紙上に残った汚泥を１８０℃で乾燥さ
せ、乾燥時間と汚泥含水率の関係を調べた。結果を図９
に示す。図９から、無処理の場合は、含水率を４０％ま
で低下させるのに４．２分かかったのに対し、酵素処理
をした場合には３．４分しかかからなかった。一定温度
で乾燥させた場合に、乾燥に必要な時間は乾燥に必要な
エネルギーと等しいと考えられることから、酵素処理を
することにより、含水率４０％まで乾燥させるのに必要
なエネルギーが約２０％削減できることがわかった。

【００２６】セルラーゼを使用した場合と従来の処理方
法とを比較すると、脱水汚泥の重量が約８０％、乾燥汚
泥を得る為のエネルギー量が約８０％にまで減少したこ
とから、単位重量の濃縮汚泥を乾燥汚泥まで処理する為
に必要なエネルギーは、全体として約３３％削減するこ
とができた。又、同様にして求めた他の酵素によるエネ
ルギーの削減率は、アミラーゼＡで１７％、アミラーゼ
Ｂで１４％、プロテアーゼで１４％、リパーゼで１９％
であった。このことから、前記濃縮汚泥を酵素処理する
ことによって、前記濃縮汚泥を乾燥汚泥まで処理する為
に必要なエネルギーを削減することができるのは明らか
であり、特に、セルラーゼが適していることが明らかと
なった。

【００２７】〔別実施形態〕尚、本発明に係る実施形態
において、前記酵素処理を回分（バッチ）式で行なった
が、連続処理を施すことも可能である。又、前記乾燥機
１３に代えて、焼却炉を設け、前記脱水汚泥１２を焼却
処理して得られた焼却灰を、溶融処理しても良い。又、
前記酵素処理工程は、必ずしも、前記汚泥沈降槽４と前
記汚泥脱水槽１０の間に前記酵素処理槽７を設けて行な
う必要はなく、前記汚泥脱水槽１０に汚泥を導入する以
前に行なわれれば良い。従って、前記流出スラリ３や濃
縮汚泥６に前記酵素８を直接添加しても良く、又、前記
汚泥沈降槽４に前記酵素８を投入しても良い。ここで、
前記酵素処理槽７を設けて酵素処理を行なうとすれば、
前記汚泥沈降槽４と前記汚泥脱水槽１０との間に限られ
ず、前記生物処理槽２と前記汚泥沈降槽４との間に設け
ても良い。更に、夫々の処理段階、特に酵素処理の最適
化の為に、汚泥のｐＨを調整しても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施するための有機性汚水処理施設の
概略図

【図２】実験例の実験操作手順を表わすフローチャート

【図３】セルラーゼ処理時間と脱水汚泥重量の関係を表
わすグラフ

【図４】酵素処理に伴う脱水汚泥の減少率の変化を表わ
すグラフ

【図５】酵素処理に伴う脱水汚泥の含水率の変化を表わ
すグラフ

【図６】セルラーゼ処理温度と脱水汚泥の減少率の関係
を表わすグラフ

【図７】セルラーゼ処理温度と脱水汚泥の含水率の関係
を表わすグラフ

【図８】セルラーゼ添加量と脱水汚泥の減少率の関係を
表わすグラフ

【図９】脱水汚泥乾燥時における含水率の変化を表わす
グラフ

【符号の説明】

１ 有機性汚水 ２ 生物処理槽 ３ 流出スラリ ４ 汚泥沈降槽 ５ 処理水 ６ 濃縮汚泥 ７ 酵素処理槽 ８ 酵素 ９ 酵素処理汚泥 １０ 汚泥脱水槽 １１ 脱離水 １２ 脱水汚泥 １３ 乾燥機 １４ 乾燥汚泥 １５ 溶融炉 １６ スラグ

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 有機性汚水を生物処理することによって
   発生する汚泥を脱水して得た脱水汚泥を、加熱を伴って
   減量処理する汚泥処理方法において、 前記汚泥を、細胞壁成分又は細胞膜成分を分解する少な
   くとも１種以上の酵素で処理した後に、加熱を伴って減
   量処理する汚泥処理方法。
2. 【請求項２】 前記汚泥を濃縮した後に、前記酵素で処
   理する請求項１記載の汚泥処理方法。
3. 【請求項３】 前記酵素がセルラーゼである請求項１又
   は２記載の汚泥処理方法。
4. 【請求項４】 前記酵素処理を、トリコデルマ ビリデ
   （Ｔｒｉｃｈｏｄｅｒｍａ ｖｉｒｉｄｅ）菌体を添加
   することによって行なう請求項１記載の汚泥処理方法。
5. 【請求項５】 前記酵素処理を６０℃〜７０℃で行なう
   請求項１から４記載の汚泥処理方法。
6. 【請求項６】 前記酵素処理の反応時間が３時間以上で
   ある請求項１から５記載の汚泥処理方法。
7. 【請求項７】 前記セルラーゼの添加量が、前記汚泥に
   含まれる固形成分１ｋｇ当たり７２，０００ＩＵ以上で
   ある請求項３記載の汚泥処理方法。
8. 【請求項８】 有機性汚水を生物処理する生物処理槽、
   前記生物処理槽で発生した汚泥を脱水する汚泥脱水槽、
   前記汚泥脱水槽で発生した脱水汚泥を加熱を伴って減量
   処理する減量処理設備を備えた汚泥処理システムであっ
   て、 前記生物処理槽と前記汚泥脱水槽との間に、細胞壁成分
   又は細胞膜成分を分解する少なくとも１種以上の酵素を
   供給する酵素供給設備を設けた汚泥処理システム。
9. 【請求項９】 前記酵素がセルラーゼである請求項８記
   載の汚泥処理システム。