JP2001157900A - 有機性汚泥の嫌気消化方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 嫌気消化槽に投入する有機性汚泥を濃縮する
ことなく、嫌気消化槽の汚泥濃度を十分に高め、これに
より、消化効率を高めて嫌気消化槽の加温を不要とす
る。有機物の分解効率を高めて、未消化汚泥を発生させ
ることなく効率的な汚泥の分解処理を行う。 【解決手段】 混合生汚泥を嫌気消化槽６で嫌気消化
し、嫌気消化汚泥を遠心分離機８で濃縮する。濃縮汚泥
の一部はそのまま、残部はオゾン処理槽９で可溶化した
後それぞれ嫌気消化槽６に返送する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は有機性汚泥の嫌気消
化方法に係り、特に、嫌気消化槽に投入する有機性汚泥
を濃縮することなく、嫌気消化槽の汚泥濃度を十分に高
め、無加温運転にて、未消化汚泥を発生させることな
く、効率的な汚泥の分解処理を行う方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、下水の生物処理で発生する汚泥の
減容化処理法として嫌気消化法が広く採用されている。
この方法は、下水処理汚泥を嫌気消化槽に投入して嫌気
性菌により消化処理し、嫌気消化汚泥を濃縮汚泥（未消
化汚泥）と脱離液とに濃縮処理するものである。

【０００３】この嫌気消化法では汚泥の返送を行わない
ことから、嫌気消化槽内の汚泥濃度を高めるために、嫌
気消化槽に投入する汚泥を予め濃縮することが行われて
いる。特に、近年では下水処理で発生する汚泥のうち、
初沈（最初沈殿槽）汚泥については重力濃縮が、また、
終沈（最終沈殿槽）から引き抜かれた余剰汚泥について
は機械濃縮が適用されている。このため、図２に示す如
く、初沈１、曝気槽２及び終沈３で順次処理する下水処
理施設において、初沈汚泥を濃縮する濃縮装置４と、余
剰汚泥を濃縮する濃縮装置５とを設け、各々の濃縮装置
４，５で濃縮を行い、このように濃縮した汚泥を嫌気消
化槽６に投入している。

【０００４】このように、嫌気消化槽６に投入する汚泥
を予め濃縮して汚泥濃度を高めることにより、嫌気消化
槽６内への投入汚泥流量が少なくなり、嫌気消化槽６内
の汚泥の滞留時間を長くして消化効率を高めることがで
きる。また、加温のための熱量も少なくて足りるという
効果が奏される。

【０００５】その他、嫌気消化槽内の汚泥濃度を高く維
持する方法として、嫌気消化槽の嫌気消化汚泥の一部を
濃縮し、濃縮汚泥を嫌気消化槽に返送し、嫌気消化汚泥
の残部は未消化汚泥として系外へ排出する方法が提案さ
れている。

【０００６】また、嫌気消化による有機物の分解を促進
する方法として、嫌気消化槽の嫌気消化汚泥を濃縮し、
濃縮汚泥の一部を可溶化処理して嫌気消化槽に返送し、
濃縮汚泥の残部を未消化汚泥として系外へ排出する方法
が提案されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】下水処理汚泥を嫌気消
化槽投入前に予め濃縮する方法では、図２に示す如く、
初沈汚泥と余剰汚泥とを引き抜いてそれぞれについて濃
縮処理する必要があり、また、このように濃縮を行って
も嫌気消化槽の加温を完全に不要とすることはできず、
加温設備、加温のための熱エネルギーが必要であった。

【０００８】また、嫌気消化汚泥の一部を引き抜いて濃
縮し、濃縮汚泥を嫌気消化槽に返送する方法では、汚泥
濃度をある程度高くすることはできるものの、未消化汚
泥が発生するため、未消化汚泥の引き抜き、脱水及び処
分を行う必要があるという不具合がある。

【０００９】更に、嫌気消化汚泥を濃縮し、濃縮汚泥の
一部を可溶化して嫌気消化槽に返送する方法では、有機
物の分解は促進されるが、嫌気消化槽内の汚泥濃度を高
く維持することはできないために、消化効率が悪く、長
い滞留時間を要することから、処理設備が増大するとい
う問題がある。また、この方法でも未消化汚泥の引き抜
きが必要となる。

【００１０】本発明は上記従来の問題点を解決し、嫌気
消化槽に投入する有機性汚泥を濃縮することなく、嫌気
消化槽の汚泥濃度を十分に高めることができ、これによ
り、消化効率を高めて嫌気消化槽の加温を不要とし、更
には有機物の分解効率をも高めることができ、未消化汚
泥を発生させることなく効率的な汚泥の分解処理を行う
ことができる有機性汚泥の嫌気消化方法を提供すること
を目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の有機性汚泥の嫌
気消化方法は、有機性汚泥を嫌気消化する嫌気消化工程
と、該嫌気消化工程で得られる嫌気消化汚泥を濃縮する
濃縮工程と、該濃縮工程で得られる濃縮汚泥を前記嫌気
消化工程に返送する工程とを備えてなる有機性汚泥の嫌
気消化方法において、前記濃縮工程で得られる濃縮汚泥
の全量を該嫌気消化工程に返送する方法であって、該嫌
気消化工程に返送する濃縮汚泥の一部を改質処理した
後、該嫌気消化工程に返送することを特徴とする。

【００１２】本発明の有機性汚泥の嫌気消化方法では、
嫌気消化汚泥を濃縮し、その全量を嫌気消化工程に返送
するため、嫌気消化工程における汚泥濃度を高く維持す
ることができる。このため 嫌気消化工程への投入汚泥の濃縮が不要になる。 消化効率が高まり、嫌気消化工程での加温も不要と
なる。 嫌気消化槽の小型化が図れる。 といった効果が奏される。

【００１３】しかも、返送する濃縮汚泥のうちの一部に
ついては改質処理した後嫌気消化工程に返送するため、
有機物の分解効率が向上し、未消化汚泥の引き抜き、そ
の処理が不要となる本発明の方法は、特に、下水処理施
設から排出される初沈汚泥及び／又は余剰汚泥の嫌気消
化処理に有効であり、この場合において、初沈汚泥及び
／又は余剰汚泥を濃縮することなく嫌気消化工程に導入
して、効率的な処理を行える。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下に図面を参照して本発明の有
機性汚泥の嫌気消化方法の実施の形態を詳細に説明す
る。

【００１５】図１は本発明の有機性汚泥の嫌気消化方法
の実施の形態を示す系統図である。図１において、図２
に示す部材と同一機能を奏する部材には同一符号を付し
てある。

【００１６】図１の方法では、下水処理施設から排出さ
れる初沈汚泥と余剰汚泥とを濃縮することなく、これら
の混合生汚泥（原泥）をそのまま、或いは必要に応じて
貯槽を介して嫌気消化槽６に導入する。即ち、本発明の
方法では、嫌気消化汚泥を濃縮した濃縮汚泥を全量返送
することで嫌気消化槽６内の汚泥濃度を高く維持できる
ため、嫌気消化槽６に投入される原泥については汚泥濃
度２０００ｍｇ／Ｌ以上であれば良く、下水処理汚泥に
対してもこれを濃縮することなく、嫌気消化槽６に投入
することができる。

【００１７】この嫌気消化槽６では汚泥濃度が高く維持
されるため、特に加温を行うことなく、汚泥の沈降を防
止するための攪拌を行うのみで汚泥の嫌気消化を行うこ
とができる。

【００１８】この嫌気消化槽６の汚泥濃度は、後述の濃
縮汚泥の全量返送により５０００〜５００００ｍｇ／Ｌ
好ましくは２００００〜４００００ｍｇ／Ｌ程度に維持
する。

【００１９】嫌気消化汚泥は貯槽７を介して遠心分離機
８に導入して濃縮し、濃縮汚泥と脱離液を得る。脱離液
は排水処理工程の最初沈殿槽１や曝気槽２に返送しても
よく、系外へ排出してもよい。

【００２０】一方、遠心分離機８の濃縮汚泥のうちの一
部はオゾン処理槽９に導入して可溶化処理した後、ま
た、濃縮汚泥の残部はそのまま嫌気消化槽６に返送す
る。

【００２１】この濃縮汚泥は、嫌気消化槽６の汚泥濃度
を効率的に高めるために、２００００ｍｇ／Ｌ以上、特
に４００００ｍｇ／Ｌ以上、とりわけ５００００〜６０
０００ｍｇ／Ｌ程度の汚泥濃度に濃縮されていることが
好ましい。

【００２２】このように濃縮汚泥の一部を改質して全量
を返送して循環処理する本発明の方法によれば、嫌気消
化槽６に濃縮された高濃縮汚泥が返送されることで消化
効率が高められる。また、濃縮及び改質処理により汚泥
の減容化効果が高まり、実質的に汚泥の引き抜きなし
で、即ち、嫌気消化槽６の底部に残留する無機物を主体
とする汚泥を引き抜くのみで、未消化汚泥の引き抜きは
全く行うことなく、また、嫌気消化槽６の加温を行うこ
となく、嫌気消化処理を継続することができる。

【００２３】本発明ではこのような方法において、改質
する濃縮汚泥量は嫌気消化槽に投入される被処理汚泥
（原泥）量とほぼ同等とするのが好ましい。

【００２４】また、濃縮汚泥の返送比ｒは下記（１）式
を満たすように決定するのが好ましい。

【００２５】（１＋ｒ）Ｑ×ＭＳ＝ｒＱ×ＲＳ 従って、ＭＳ／ＲＳ＝ｒ／（１＋ｒ） …（１） ただし、上記式中 Ｑ： 嫌気消化槽への投入汚泥（原泥）量 ｒＱ： 濃縮汚泥返送量 ＭＳ： 嫌気消化槽内汚泥濃度 ＲＳ： 濃縮汚泥濃度 である。

【００２６】即ち、例えば、嫌気消化槽汚泥濃度ＭＳが
４００００ｍｇ／Ｌで濃縮汚泥が５００００ｍｇ／Ｌで
あれば、４／５＝ｒ／（１＋ｒ）より、ｒ＝４で、投入
原泥量の４倍の汚泥を返送するのが好ましい。

【００２７】なお、図１に示す方法は、本発明の有機性
汚泥の嫌気消化方法の実施の形態の一例であって、本発
明はその要旨を超えない限り、何ら図示の方法に限定さ
れるものではない。

【００２８】例えば、本発明では、嫌気消化槽６内の汚
泥濃度を高く維持することができるため、嫌気消化槽６
における加温は特に必要とされないが、嫌気消化槽６に
加温設備が設けられている場合には３０〜４０℃程度
に、高温消化を行う場合は５０〜５５℃程度に加温して
も良い。

【００２９】また、嫌気消化汚泥の濃縮には、遠心分離
機の他、膜分離装置、浮上濃縮分離装置等を用いること
もでき、濃縮汚泥の改質処理には、オゾン処理の他、熱
処理、酸処理、アルカリ処理、ミルによる破砕処理、酸
化処理、その他の薬品処理等を採用することができる。

【００３０】

【実施例】以下に実施例を挙げて本発明をより具体的に
説明する。

【００３１】実施例１ 都市下水処理場の初沈汚泥と余剰汚泥を濃縮せずに混合
生汚泥として引き抜き、図１に示す方法に従って嫌気消
化処理した。この混合生汚泥の濃度は乾燥汚泥濃度とし
て７．７ｇ／Ｌであった。

【００３２】上記の混合生汚泥を５０Ｌ／ｄａｙの速度
で１ｍ^３容量の嫌気消化槽６に通液した。嫌気消化槽６
は特に加温しなかった。この時の消化槽の温度は２５℃
であった。この嫌気消化槽６には種汚泥として、同下水
処理場の嫌気消化汚泥（濃度６，４００ｍｇ／Ｌ）を１
ｍ^３添加した。また、嫌気消化槽６には攪拌機を設置
し、汚泥が沈殿しない程度に攪拌した。この運転を３ヶ
月継続した。３ヶ月経過後、流出液の汚泥濃度を測定し
たところ、６．３ｇ／Ｌであった。

【００３３】その後、嫌気消化槽６の流出液を貯槽７に
受け、これをトミー精工社製遠心分離機８で連続遠心分
離して、脱離液は廃棄し、濃縮汚泥のうち８０％を嫌気
消化槽６へ返送し、２０％をオゾン処理槽９でオゾン処
理した後、嫌気消化槽６へ返送した。なお、この濃縮汚
泥の濃度は４２ｇ／Ｌであり、オゾン処理の条件は、汚
泥乾燥重量当たり、５％のオゾンが消費される条件とし
た。

【００３４】この条件で嫌気消化槽６からの汚泥を引き
抜くことなく、運転を１２ヶ月継続した。その結果、嫌
気消化槽６内の汚泥濃度は、２１〜２５ｇ／Ｌで安定し
た。なお、この実施例における汚泥返送比ｒは１．２と
した。

【００３５】この結果から、本発明によれば下水処理汚
泥の濃縮を行うことなく、嫌気消化槽の汚泥濃度を高く
維持して、汚泥を引き抜くことなく、無加温運転を行え
ることが確認された。

【００３６】

【発明の効果】以上詳述した通り、本発明の有機性汚泥
の嫌気消化方法によれば、嫌気消化に先立ち被処理有機
性汚泥の濃縮を行うことなく、嫌気消化工程の汚泥濃度
を高く維持することができ、これにより消化効率を高め
て嫌気消化工程での加温を不要とすると共に設備の小型
化を図ることができる。また有機物の分解効率も高める
ことができるため、未消化汚泥の引き抜きを行うことな
く、処理を継続することができる。

【００３７】このような本発明の方法は、既存の設備を
利用して、運転条件等を大幅に変更することなく、容易
に実施することができ、工業的に有利である。

【００３８】本発明の方法は、特に、従来、煩雑な濃縮
操作を初沈汚泥と余剰汚泥の各々について別々に行うこ
とが必要とされている下水処理汚泥の嫌気消化処理に有
効であり、汚泥の前処理濃縮を不要として無加温運転に
て効率的な嫌気消化処理を行うことが可能とされる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の有機性汚泥の嫌気消化方法の実施の形
態を示す系統図である。

【図２】従来法を示す系統図である。

【符号の説明】

１ 初沈 ２ 曝気槽 ３ 終沈 ６ 嫌気消化槽 ７ 貯槽 ８ 遠心分離機 ９ オゾン処理槽

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 有機性汚泥を嫌気消化する嫌気消化工程
   と、該嫌気消化工程で得られる嫌気消化汚泥を濃縮する
   濃縮工程と、該濃縮工程で得られる濃縮汚泥を前記嫌気
   消化工程に返送する工程とを備えてなる有機性汚泥の嫌
   気消化方法において、 前記濃縮工程で得られる濃縮汚泥の全量を該嫌気消化工
   程に返送する方法であって、 該嫌気消化工程に返送する濃縮汚泥の一部を改質処理し
   た後、該嫌気消化工程に返送することを特徴とする有機
   性汚泥の嫌気消化方法。
2. 【請求項２】 請求項１の方法において、該有機性汚泥
   は、下水処理施設から排出される初沈汚泥及び／又は余
   剰汚泥であり、該初沈汚泥及び／又は余剰汚泥を濃縮す
   ることなく前記嫌気消化工程に導入することを特徴とす
   る有機性汚泥の嫌気消化方法。
3. 【請求項３】 請求項１又は２の方法において、嫌気消
   化を加温することなしに行うことを特徴とする有機性汚
   泥の嫌気消化方法。