JP2001070993A

JP2001070993A - 活性汚泥法で生じた余剰汚泥の減量化方法、同余剰汚泥減量化装置及び汚泥微粉砕用破砕機

Info

Publication number: JP2001070993A
Application number: JP25082899A
Authority: JP
Inventors: Akiyoshi Noma; 昭義野間; Hiroshi Tamura; 寛田村; Katsuyuki Fukagawa; 勝之深川
Original assignee: SANKI SEKKEI KK
Current assignee: SANKI SEKKEI KK
Priority date: 1999-09-03
Filing date: 1999-09-03
Publication date: 2001-03-21
Anticipated expiration: 2019-09-03
Also published as: JP3494362B2

Abstract

(57)【要約】【課題】活性汚泥法で生じる余剰汚泥を減量化する方
法を提供する。【解決手段】余剰汚泥を剪断破砕及び磨砕により微粉
砕して汚泥中の汚染有機物を微粉砕するとともに、汚泥
中に含まれている微生物も微粉砕し、その微生物の内部
から高分子有機物分解酵素を外部に引き出して、汚染高
分子有機物の生化学的分解を促進させることによって、
余剰汚泥を減量化する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、下水又は工業廃水
などの有機物含有廃水を活性汚泥法によって処理する場
合に過剰に発生する余剰汚泥を減量化する方法、同余剰
汚泥減量化装置及び汚泥微粉砕用破砕機に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】食品製造工場、水産物加工場のような、
天然産有機物を加工、処理する様々な工場から排出され
る工業廃水、あるいは家庭で、又はし尿処理場又は動物
の飼育に関係する畜産や酪農の場などで生ずる廃水の清
浄化には、活性汚泥処理が広く用いられている。この活
性汚泥処理においては、一部の汚泥は廃水処理のために
循環して使用されるが、残りの大量の汚泥、すなわち余
剰汚泥は廃棄物として処理される。しかし、余剰汚泥を
そのまま廃棄すると、環境汚染などの問題が生ずるの
で、この余剰汚泥は焼却処分されて、最終処分場などで
埋め立て処分されており、その捨て場が次第に無くなっ
てくるなど、余剰汚泥の処分は国家的な重要問題となっ
ている。この余剰汚泥の一部は、例えばコンポストに供
給される肥料用原料、又は石炭ボイラ−混焼用燃料に供
するなどのように資源化されているものの、その資源化
は未だ余剰汚泥の極く一部にしか適用されていない。そ
してコンポストに供給される場合には、それが肥料化さ
れるのに適しているかどうかという含有成分上の問題も
あって、十分な需要が期待できないという問題もある。
それで、大量の余剰汚泥を処理する方法として実用化さ
れているものに燃焼灰化方式及び溶融固化方式がある。
前者の燃焼灰化方式は、余剰汚泥を濃縮した後、重油を
用いて燃焼させる方式であって、現在最も普通の方式で
あり、広く普及している。後者の溶融固化方式は、燃焼
灰化方式によって生じた燃焼灰を更に減量化させるため
に開発された技術であって、テルミット反応を利用して
燃焼灰をガラス状に固化させる方式であり、この方法に
よって減量化は一段と進んだ。しかし、これらのいずれ
の方式も設備費及び運転コストが高くつくという欠点を
持っている。その他の減量化方法として、研究段階を含
めた実用化に近い技術に、高温菌による嫌気発酵法、亜
臨界水熱反応法、超臨界法及びオゾン法等があるが、こ
れらのうち一部を除いて、実用化に近いと言えるほどの
技術は未だ確立されていないし、これらの方法において
もいずれもコストが高くつくという問題があり、運転管
理が難しいという問題もある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】それで、上述のような
問題を軽減するため、大量に発生する余剰汚泥の減量化
が強く望まれていた。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上述の状況
に鑑みて種々研究を重ねた結果、汚泥を剪断破砕及び磨
砕により微粉砕（以下、このような微粉砕を単に微粉砕
又は破砕ともいう。）すると、(1) 汚泥中に含まれてい
た微生物も微粉砕されて、その微生物の内部から有機物
加水分解酵素が外部に引き出されること、(2) この外部
に引き出された有機物加水分解酵素と、微粉砕されたこ
とによって表面積が増大した、主として死滅微生物の構
成成分からなる微粉砕高分子有機物との接触が増進され
ること、(3) 前記接触が増進されるために、有機物加水
分解酵素の触媒作用による高分子有機物の加水分解反応
が促進される結果、この高分子有機物は生分解され易い
低分子の有機物へと速やかに分解されること、(4) 一
方、非常に小さい微生物は、上記の微粉砕によっても剪
断破砕及び磨砕を受けることなく生き残って前記低分子
有機物を基質として増殖して、高分子有機物の生化学的
分解が促進された汚泥を生じ、このような汚泥を元の汚
泥に還流させると、汚泥の速やかな減量化が達成される
こと、

【０００５】(5) 活性汚泥法装置から投入される余剰汚
泥を受け入れる汚泥タンクと、この汚泥タンクで濃縮さ
れた汚泥を微粉砕するための破砕機とを含む、汚泥を減
量化するための装置において、汚泥の受渡しに用いられ
るホッパ−を、前記汚泥タンクで濃縮された汚泥を前記
破砕機に送り出す一方、この破砕機によって微粉砕され
た汚泥を受け取って前記汚泥タンクへ循環させるための
ホッパ−として前記減量化装置に組み込むと、上記の微
粉砕、その結果活発に増殖するようになった微生物によ
って高分子有機物の生化学的分解が促進された汚泥を汚
泥タンクへ戻すという、汚泥の減量化に必須の一連のプ
ロセスが円滑に、かつ効率よく遂行されること、及び
(6) 汚泥を剪断破砕及び磨砕により微粉砕するための上
記破砕機として、２枚の向かい合った回転ディスクを備
え、そしてその２枚のディスクのうち、上に位置する上
部ディスクは汚泥を受け入れるための中央開口部を有す
るド−ナツ状を呈していて、その開口部には中央部から
半径方向に沿って広がるように円錐状のテ−パ−が形成
され、そして下に位置する下部ディスクは、前記開口部
から受け入れた汚泥が回転ディスクの遠心力によって前
記上部ディスクと下部ディスクとの相対する面の間を通
ってディスクの外周部から吐出されるのに十分な調節可
能の間隔をあけて前記上部ディスクと向かい合っている
破砕機を採用すると、汚泥が粒度１０〜２０μｍ程度の
微粒子まで効率よく微粉砕されること、を見出した。

【０００６】本発明はこのような知見に基づいて発明さ
れたもので、下記構成の活性汚泥法で生じた余剰汚泥の
減量化方法、同余剰汚泥減量化装置及び汚泥微粉砕用破
砕機である。（１）活性汚泥法処理装置で生じる余剰汚泥を減量化す
る方法であって、余剰汚泥を剪断破砕及び磨砕により微
粉砕して同汚泥中の汚染有機物を微粉砕するとともに、
同汚泥中に含まれている微生物も微粉砕して、その微生
物の内部から、高分子有機物を加水分解する加水分解酵
素を外部に引き出し、この酵素によって高分子有機物の
生化学的分解が促進された汚泥を、前記活性汚泥法処理
装置から余剰汚泥を受け入れる汚泥タンクに還流させる
ことを特徴とする余剰汚泥減量化方法。（２）前記高分子有機物の生化学的分解が促進された汚
泥を汚泥タンクに還流させることによって微生物の増殖
が促進された汚泥を更に前記活性汚泥法処理装置に還流
させる前項１記載の減量化方法。（３）前記微粉砕が、汚泥に対して剪断破砕及び磨砕の
作用を働く破砕機の近接・対向する２個のディスクであ
って、その少なくとも１個のディスクが回転するディス
クの間に汚泥を通過させることによって遂行される前項
１又は２記載の減量化方法。（４）破砕機の前記ディスクの間に通過させる汚泥の通
過回数が１〜５０である前項３記載の減量化方法。

【０００７】（５）活性汚泥法処理装置で生じる余剰汚
泥を減量化するための減量化装置であって、この装置
が、活性汚泥法処理装置から投入される余剰汚泥を受け
入れる汚泥タンク、この汚泥タンクで濃縮された汚泥を
剪断破砕及び磨砕により微粉砕する破砕機、及びこの破
砕機を通過した汚泥を繰り返して微粉砕するために前記
破砕機に循環させる一方、前記破砕機によって微粉砕さ
れた汚泥を前記汚泥タンクへ還流させるホッパ−を含む
ことを特徴とする前記減量化装置。（６）前記破砕機と前記汚泥タンクとの間に、微粉砕さ
れた汚泥を冷却するための冷却器及びこの汚泥を計量す
るための液量計のいずれか一方又は双方が備えられてい
る、前項５記載の減量化装置。（７）活性汚泥法処理装置で生じる余剰汚泥を減量化す
るための減量化装置に用いられる汚泥を剪断破砕及び磨
砕により微粉砕するための２枚の近接・対向配置された
回転ディスクを備えた破砕機であって、その２枚のディ
スクのうち、上に位置する上部ディスクは汚泥を受け入
れるための中央開口部を有するド−ナツ状を呈してい
て、その開口部には中央部から半径方向に沿って広がる
ように円錐状のテ−パ−が形成され、そして下に位置す
る下部ディスクは、前記開口部から受け入れた汚泥が回
転ディスクの遠心力によって前記上部ディスクと下部デ
ィスクとの相対する面の間を通ってディスクの外周部か
ら放射状に吐出されるのに十分な調節可能の間隔をあけ
て前記上部ディスクと近接・対向配置されていることを
特徴とする、前記汚泥微粉砕用破砕機。（８）２枚の近接・対向配置された回転ディスク間の間
隙が、５０〜５００μｍであることを特徴とする請求項
７記載の汚泥微粉砕用破砕機。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明の減量化方法、減量化装置
及び汚泥微粉砕用破砕機は一般にどのような汚泥に対し
ても適用できるが、例えば、水産加工業、種々の食品工
業、発酵・醸造工業、化粧品製造業、薬品製造業、し尿
処理場、畜産・酪農業などの工場、事業所及び処理場又
は一般の下水から排出される有機物含有廃水を活性汚泥
処理することによって生ずる余剰汚泥に対して好ましく
適用される。本発明方法は汚泥を剪断破砕及び磨砕によ
り微粉砕することによって、それに含まれる、主として
死滅微生物から構成される高分子有機物の表面積を増加
させるとともに、汚泥中に含まれる微生物も磨り潰すこ
とによって、その微生物の内部から引き出された有機物
分解酵素と、表面積が増加した前記高分子有機物との接
触が親密化・増大することによって酵素による高分子有
機物の加水分解反応が増進されて、難分解性の高分子有
機物、すなわち死滅微生物細胞の低分子化、すなわち可
溶化が促進されるのに伴って、活発に増殖した微生物を
含む汚泥が生じる。それで、この低分子化された微生物
細胞を含む処理汚泥を活性汚泥法処理装置又は、この活
性汚泥法処理装置から余剰汚泥を受け入れる汚泥タンク
に戻すと、この装置内又はタンクで汚泥の分解が増進さ
れて、汚泥の速やかな減量化が達成される。

【０００９】そのような訳で、本発明方法は破砕による
汚泥の微粉砕が最も重要な要件であって、この破砕に用
いられる破砕機も本発明に属するものである。この破砕
機は前述のような構成を有し、例えば、図１ないし図３
によって示されるような破砕機２が好ましく用いられ
る。この破砕機２は、図１にその全体正面図を、図２に
要部（上下部ディスク３，４と駆動力伝達部５）の縦断
面を示すごとく、高速回転モータ５’に連結して回転す
る駆動力伝達部５の上に固着されている下部ディスク４
と、このディスク４と対面して向かい合ってそれとの間
隔が小さく、かつ調節可能に保持されている上部ディス
ク３とを含んでおり、下部ディスク４は通常の円板状を
呈している。また、上部ディスク３は、図３（ｂ）に平
面図を、また、図３（ｃ）にその平面図におけるＡ−
Ａ’断面図を示すように、汚泥を受け入れるための開口
部３ａを中央に有するド−ナツ状を呈していて、その開
口部３ａの壁面には中央部から半径方向に沿って広がる
ように円錐状のテ−パ−３ｂが形成されており、このテ
−パ−３ｂによって、開口部３ａから供給された汚泥は
下部ディスク４上で半径方向に広がり易くなる。なお、
図３（ａ）は上部ディスク３の正面図である。

【００１０】上部・下部の２個のディスク３，４は、少
なくともその一方が回転されれば、両ディスク３，４間
で磨砕作用が生成し、かつ遠心力が生じて、微粉砕され
た汚泥は両ディスク３，４間の間隙Ｄから外周部へ放射
状に吐出される。図２においては、下部ディスク４のみ
を回転させ、上部ディスク３は非回転状態としている
が、これとは反対に、上部ディスク３のみを回転させ、
下部ディスク４を非回転状態としてもよく、さらに、上
下両ディスク３，４を、異なった回転数で回転させるよ
うにしてもよい。

【００１１】図１に示す、破砕機２の汚泥導入部１ａか
ら導入されて、図２における矢印Ｘの向きに供給される
汚泥は上部ディスク３の開口部３ａの中に流れ込んで下
部ディスク４に受け止められ、一般に３０００〜５００
０ｒｐｍの高速で回転する下部回転ディスク４によって
生ずる遠心力によってディスク３と４との間の間隙Ｄに
入り込んで、汚泥はこれらのディスク３と４とから受け
る剪断破砕と磨砕により微粉砕されながら前記遠心力に
より間隙Ｓを通ってディスクの外周部から矢印Ｙの方向
へ放射状に吐出され、図１に示される破砕機１の主要部
を覆う外套部６の内壁に激しく衝突した後、破砕機２の
排出部１ｂから矢印Ｚ方向へ排出される。ディスク３と
４との間の間隙Ｄの大きさ、すなわちディスク間隔は、
処理すべき汚泥の粒子径によって適宜変更され、一般に
５０μｍ〜５００μｍの範囲、特に好ましくは１００μ
ｍ〜２００μｍ内で変更される。汚泥は高速で回転する
ディスクの僅かな隙間Ｄを通過するため、それの破砕は
瞬時に遂行される。したがって、所定量の汚泥を処理す
るのに要する時間は汚泥の供給手段、例えば汚泥を送り
込むポンプの供給能力に反比例することになる。このよ
うにして、汚泥は中の汚染有機物が効率よく微粉砕され
て、迅速かつ十分に磨り潰された微生物の内部から有機
物加水分解酵素が徹底して外部へ引き出される。

【００１２】このような破砕機で汚泥を微粉砕するに当
たっては、破砕のために上記のディスクを通過させた汚
泥を繰り返してディスクに通過させるのが好ましい。こ
の破砕機を用いて、下水処理余剰汚泥を微粉砕した場合
のディスク通過回数と微粉砕汚泥の粒子径（μｍ）との
関係を図４に示す。例えば、ディスク間隔Ｄを２５０μ
ｍとし、ＭＬＳＳ（１０５℃で２時間汚泥を乾燥させた
場合の重量濃度）で表した汚泥濃度を１３００ｍｇ／Ｌ
（図中、◆印で示される。）、４７００ｍｇ／Ｌ（図
中、■で示される。）、８８００ｍｇ／Ｌ（同、▲で示
される。）及び１１３００ｍｇ／Ｌ（同、○で示され
る。）として示した。図４に示されるように、それらは
１〜２回の通過回数で粒子径は急激に低下して、それ以
上の通過回数では５０回に至るまで通過回数は徐々に低
下する。したがって、一般に１〜５０回の通過回数で粒
子径は十分に低下し、普通は数回の通過回数で足りる。
しかしながら、図５に示されるごとく、ディスク間隔Ｄ
をそれぞれ２００μｍ（図中、□印で示される。）及び
５００μｍ（図中、◆印で示される。）とした場合のデ
ィスク通過回数に対する生物化学的酸素要求量濃度（Ｂ
ＯＤ濃度：ｍｇ／Ｌ）、この例の場合に得られた生分解
性の高い成分の濃度、すなわちＢＯＤ濃度（ｍｇ／Ｌ）
はディスク通過回数が多いほど高くなることが分かる。
このような現象は、破砕された汚泥の粒子径を知るだけ
では破砕の効果を知ることができないことを示してい
る。すなわち、破砕の効果を増大させるためにはディス
ク通過回数を多くするのが好ましいことが分かる。

【００１３】全有機炭素（ＴＯＣ）のうち高分子有機物
は有機物加水分解酵素によって直接ＢＯＤ又は溶解性有
機炭素（ＤＯＣ）に変化する。全有機炭素（ＴＯＣ）は
非溶解性有機炭素と溶解性有機炭素との和である。すな
わち、非溶解性有機炭素は、非溶解性有機炭素→ＢＯＤ（１）非溶解性有機炭素→ＤＯＣ→ＢＯＤ（２）のように変化して生物分解性に富む非溶解性有機物が生
産される。図６はディスク間隔（ｄ）を２００μｍ（図
中、□印で示される。）及び５００μｍ（図中、◆印で
示される。）とした場合の、ディスク通過後、汚泥微粉
砕溶液を緩速攪拌放置したときのＢＯＤ濃度の経時的変
化を示している。ここでは、最初の５時間のうちにＢＯ
Ｄは急激に増加していることが示されており、この時間
中に有機物加水分解酵素が特に効果的に作用しているこ
とが分かる。ディスク間隔が狭い２００μｍの場合の方
が、この増加が著しい。５時間の間でＢＯＤが急激に増
加してからそれが急激に低下するのは、微粉砕処理を受
けた後でも生存していた微生物が、その処理により増殖
して、その急激に増大したＢＯＤを消費したためである
と理解される。

【００１４】５時間経過後ＢＯＤ濃度が安定しているの
は、有機物加水分解酵素の作用によるＢＯＤの増加と微
生物の増殖によるＢＯＤの消費とがバランスしているた
めである。このように緩速攪拌放置することによって汚
泥の減量化が可能となる。このときの減量化率は次の式
によって表される。減量化率η（％）＝可溶化率δ・［１−（１／２）ⁿ］（３）（ただし、ｎは活性汚泥法処理の回数を表す。）可溶化
率とは、上記の（１）及び（２）に従う変化で非溶解性
有機炭素がＢＯＤに変化した割合であって、ディスク通
過直後ではそれが１０％程度であったのが、緩速攪拌放
置により５時間後に８０％程度に達したことを示してい
る。しかし、当然のことながら、微粉砕された汚泥を、
活性汚泥法処理装置から余剰汚泥を受け入れている汚泥
タンクに戻すか、又はこの汚泥タンクに戻された微粉砕
汚泥によって微生物の増殖が活発となった汚泥を前記活
性汚泥法処理装置に還流させると、その汚泥タンク又は
活性汚泥法処理装置には微生物が大量に存在するところ
から、更に有機物の可溶化が進んで減量化が増進する。

【００１５】汚泥を微粉砕してもＤＯＣの一部は難分解
性有機物として長時間残留する。すなわち、ディスク間
隔を一定にして汚泥を微粉砕したとき、粒子はディスク
の間を１回ないし数回通過して、その径は小さくなる
が、その後あまり変化しない。ところがＢＯＤの方はデ
ィスク通過回数が増えるにつれて飛躍的に増大する。こ
れは粒子径が小さくなることだけでＢＯＤが増大するの
ではなく、微粉砕を繰り返すことにより破砕効果が増幅
されて低分子化が促進されるからである。このような高
速回転ディスクによる破砕処理では、ディスク間隔Ｄが
小さすぎると、ディスクと粉砕物質との間の過度の摩擦
によってディスクの異常な磨耗及び発熱などの障害が生
じ、一方、その間隔Ｄが大きすぎると、十分な破砕効果
が得られないので、破砕される原料汚泥の粒子の大きさ
及び破砕粒子の目的とする粒子径の大きさなどにも依存
するが、このディスク間隔Ｄは一般に１００〜５００μ
ｍの範囲にあるのが好ましい。例えば、１０μｍ程度の
粒子径に破砕する場合には、ディスク間隔の下限は１０
０μｍ程度である。以上の結果で見られるように、本願
発明の目的を達成するためには、ディスク通過回数は一
般に１〜５０回の範囲で、目的に応じて使い分けるのが
好ましい。例えば、後処理工程に余裕が有る場合には１
〜数回、余裕がない場合には２５回以上という具合にす
る。

【００１６】本願発明による余剰汚泥減量化方法は、上
記のような特徴を有する破砕機が組み込まれている余剰
汚泥減量化装置を利用して達成することができ、この減
量化装置も本発明に属する。この減量化装置を図示すれ
ば、例えば図７に示されるように構成されており、ここ
に示されている減量化装置１は、活性汚泥法処理装置Ａ
から抜き出された余剰汚泥を受け取る余剰汚泥貯留槽Ｂ
に一時貯留された汚泥を受け入れる汚泥タンク７と、こ
の汚泥タンク７から供給された汚泥を剪断破砕及び磨砕
により微粉砕する破砕機２と、この破砕機２を通過した
汚泥を繰り返して微粉砕するために前記破砕機２に循環
させる一方、前記破砕機２によって微粉砕された汚泥を
前記汚泥タンク７へ還流させるホッパ−８とを含んでい
る。必要に応じて、汚泥タンク７と、ホッパ−８との間
には、過熱された微粉砕汚泥を冷却させるための冷却機
９及び微粉砕された後、汚泥タンク７へ戻される汚泥の
流量を測定する流量計１０を介在させてもよい。

【００１７】減量化装置１においては、余剰汚泥貯留槽
Ｂから受け取った余剰汚泥は汚泥タンク８で一旦沈降濃
縮され、濃縮汚泥はタンク下部からポンプによって破砕
機２の上部から導入される。破砕機２を通過して微粉砕
された汚泥の破砕の程度とＢＯＤ化の程度は、前述のよ
うにディスク通過回数によって異なってくる。ホッパ−
８に導入された微粉砕汚泥は、必要に応じて冷却機９に
よって、有機物加水分解酵素が失活しない温度に、すな
わち５０℃未満に冷却され、ついで必要に応じて流量計
１０によりその流量が測定された後、汚泥タンク７に還
流される。この還流汚泥を汚泥タンク７に所定時間滞留
させると、有機物加水分解酵素による低分子化が促進さ
れて、汚泥の可溶化が増進する。このように処理される
ことによって、余剰汚泥は迅速に減量化される。このよ
うに可溶化が増進された汚泥を更に活性汚泥法処理装置
Ａに加えれば、この処理装置Ａ内の余剰汚泥も減量化さ
れる。また、本発明においては、例えば、糖タンパク分
解酵素、タンパク分解酵素、セルロ−ス分解酵素などを
汚泥タンクに添加することもでき、それによって余剰汚
泥は一層迅速に減量化される。

【００１８】

【実施例】次に、実施例を参照して本発明を説明する
が、本発明は勿論このような実施例に限定されない。実施例１前述の図７に示したような減量化装置１を用いて、食品
加工工場の汚水処理場（活性汚泥法処理装置）から受け
入れた余剰汚泥を、次のように処理した。余剰汚泥を汚
泥タンク７に２００リットル投入し、その底部に沈降濃
縮された汚泥をポンプで破砕機２に送入した。破砕機２
のディスク間隔Ｄは２５０μｍ、回転数（下部ディスク
４のみ回転）は３５００ｒ．ｐ．ｍ、下部ディスク直径
は３００ｍｍ，上部ディスク直径は３００ｍｍ，上部デ
ィスク開口部直径１００ｍｍ，であった。汚泥のディス
ク通過時間は瞬間的なので、ポンプの輸送量で汚泥処理
時間が決まる。この実施例では数分で処理が終了した。
余剰汚泥濃度は８ｇ／Ｌ、微粉砕前の初めの液温は２０
℃であった。破砕汚泥をディスクに繰り返し２５回通過
させた後の液温は４０℃であって、冷却の必要はなかっ
た。最初の、すなわち処理前の汚泥の有機物量はＴＯＣ
で表して約６ｇ／Ｌであった。微粉砕汚泥をホッパ−８
から、汚泥タンク７に還流させて、そのタンク内で放置
したところ、６時間経過後ではＴＯＣに大きな変化はな
かったが、ＢＯＤは約４ｇ／Ｌに達した。この時点で、
微粉砕汚泥によって微生物の増殖が活発となった汚泥タ
ンク７内の上層部分を汚泥タンク７から抜き取って活性
汚泥法処理装置Ａに投入し、８時間放置したところ、Ｂ
ＯＤは完全に処理された。ここでは、以下の式に従って
減量化された。減量化率η（％）＝可溶化率δ・［１−（１／２）ⁿ］（３）＝６０％・［１−（１／２）］＝３０％（ｎ＝１）したがって、汚泥は３０％減量化されたことになる。可
溶化率δは余剰汚泥の有機物のうち減量化装置で８０％
が減量化されたことを示す。この活性汚泥法処理装置は
食品加工工場の標準的な負荷を示しているが、１回の処
理による減量化は３０％である。このうち１回の活性汚
泥法処理でＢＯＤの半分は二酸化炭素に、残りの半分は
微生物細胞になったことを示している。汚泥を破砕しな
いで減量化する方法は、前述の従来方法以外に、現在の
ところ濃縮、圧搾による方法しかない。しかしながら、
これらの方法では、汚泥を原理上減量化したことにはな
らない。すなわち汚泥中の有機物量は全く減らないので
ある。

【００１９】実施例２図７に示されるような減量化装置１を用いて、化学工場
の汚水処理装置（活性汚泥法処理装置）から受け入れた
余剰汚泥を次のように処理した。余剰汚泥を汚泥タンク
７に２００リットル投入し、そこで沈降濃縮された汚泥
をポンプで破砕機２に送入した。ディスク通過時間は瞬
間的なので、ポンプの輸送量で処理時間が決まる。この
実施例では数分で処理が終了した。余剰汚泥濃度は３ｇ
／Ｌで、微粉砕前の初めの液温は２５℃であった。破砕
汚泥をディスクに繰り返し２５回通過させた後の液温は
４０℃であって、冷却の必要はなかった。汚泥中の最初
の有機物量はＴＯＣで表して約２ｇ／Ｌであった。微粉
砕汚泥をホッパ−８から、汚泥タンク７に還流させて、
そのタンク内で放置したところ、６時間経過後でＴＯＣ
に大きな変化はなかったが、ＢＯＤは約２ｇ／Ｌに達し
た。この時点で、微粉砕汚泥により微生物の増殖が活発
となった汚泥タンク内の上層部分を汚泥タンクから抜き
取って活性汚泥法処理装置Ａに投入し、８時間放置した
ところ、ＢＯＤは完全に処理された。ここでは、以下の
式に従って減量化された。減量化率η（％）＝可溶化率δ・［１−（１／２）ⁿ］（３）＝８０％・［１−（１／２）］＝４０％（ｎ＝１）したがって、汚泥は４０％減量化されたことになる。こ
の汚水処理装置は比較的負荷の小さい装置であるため、
原生動物が大量に存在していて、破砕による効果が特に
大きかった。このような負荷の小さい装置では１回の処
理で４０％程度の減量化が期待される。

【００２０】

【発明の効果】以上述べた説明から明らかなように、本
発明によれば、既存の汚水処理装置に本発明の減量化装
置を併設することによって、本発明方法に従った余剰汚
泥の減量化が速やかに、効率よく、しかも余分な薬品や
エネルギ−源を必要とすることなく、また、余分な廃棄
物質を生ずることなく、したがって環境汚染を招くこと
なく、達成される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による破砕機の一例の概要を示す全体正
面図である。

【図２】破砕機の要部の縦断面図である。

【図３】破砕機の上部ディスクの形状説明図である。

【図４】破砕機のディスクを通過させた汚泥の通過回数
と、このディスクを通過したことによって微粉砕された
汚泥の粒子径（μｍ）との関係を示すグラフである。

【図５】破砕機のディスクを通過させた汚泥の通過回数
と、このディスクを通過したことによって微粉砕された
汚泥のＢＯＤ濃度（ｍｇ／Ｌ）との関係を示すグラフで
ある。

【図６】微粉砕された汚泥を緩速攪拌放置した場合のＢ
ＯＤ濃度（ｍｇ／Ｌ）の経時的変化を示すグラフであ
る。

【図７】本発明の減量化装置の概要を示す説明図であ
る。

【符号の説明】

１減量化装置２破砕機３上部ディスク４下部ディスク５駆動力伝達部５’高速回転モータ６外套部７汚泥タンク８ホッパ− ９冷却機１０流量計Ａ活性汚泥法処理装置Ｂ余剰汚泥貯留槽

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 4D059 AA05 BA26 BA28 BA60 BE31 BK11 4D063 DD05 DD13 GA10 GC05 GC07 GC21 GC29 GC31 GC36 GD24

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】活性汚泥法処理装置で生じる余剰汚泥を減
量化する方法であって、余剰汚泥を剪断破砕及び磨砕に
より微粉砕して同汚泥中の汚染有機物を微粉砕するとと
もに、同汚泥中に含まれている微生物も微粉砕して、そ
の微生物の内部から、高分子有機物を加水分解する加水
分解酵素を外部に引き出し、この酵素によって高分子有
機物の生化学的分解が促進された汚泥を、前記活性汚泥
法処理装置から余剰汚泥を受け入れる汚泥タンクに還流
させることを特徴とする余剰汚泥減量化方法。
【請求項２】前記高分子有機物の生化学的分解が促進さ
れた汚泥を汚泥タンクに還流させることによって微生物
の増殖が促進された汚泥を更に前記活性汚泥法処理装置
に還流させる請求項１記載の減量化方法。
【請求項３】前記微粉砕が、汚泥に対して剪断破砕及び
磨砕の作用を働く破砕機の近接・対向する２個のディス
クであって、その少なくとも１個のディスクが回転する
ディスクの間に汚泥を通過させることによって遂行され
る請求項１又は２記載の減量化方法。
【請求項４】破砕機の前記ディスクの間に通過させる汚
泥の通過回数が１〜５０である請求項３記載の減量化方
法。
【請求項５】活性汚泥法処理装置で生じる余剰汚泥を減
量化するための減量化装置であって、この装置が、活性
汚泥法処理装置から投入される余剰汚泥を受け入れる汚
泥タンク、この汚泥タンクで濃縮された汚泥を剪断破砕
及び磨砕により微粉砕する破砕機、及びこの破砕機を通
過した汚泥を繰り返して微粉砕するために前記破砕機に
循環させる一方、前記破砕機によって微粉砕された汚泥
を前記汚泥タンクへ還流させるホッパ−を含むことを特
徴とする前記減量化装置。
【請求項６】前記破砕機と前記汚泥タンクとの間に、微
粉砕された汚泥を冷却するための冷却器及びこの汚泥を
計量するための液量計のいずれか一方又は双方が備えら
れている、請求項５記載の減量化装置。
【請求項７】活性汚泥法処理装置で生じる余剰汚泥を減
量化するための減量化装置に用いられる汚泥を剪断破砕
及び磨砕により微粉砕するための２枚の近接・対向配置
された回転ディスクを備えた破砕機であって、その２枚
のディスクのうち、上に位置する上部ディスクは汚泥を
受け入れるための中央開口部を有するド−ナツ状を呈し
ていて、その開口部には中央部から半径方向に沿って広
がるように円錐状のテ−パ−が形成され、そして下に位
置する下部ディスクは、前記開口部から受け入れた汚泥
が回転ディスクの遠心力によって前記上部ディスクと下
部ディスクとの相対する面の間を通ってディスクの外周
部から放射状に吐出されるのに十分な調節可能の間隔を
あけて前記上部ディスクと近接・対向配置されているこ
とを特徴とする、前記汚泥微粉砕用破砕機。
【請求項８】２枚の近接・対向配置された回転ディスク
間の間隙が、５０〜５００μｍであることを特徴とする
請求項７記載の汚泥微粉砕用破砕機。