JP2002126780A

JP2002126780A - 下水処理方法、下水処理システム、余剰汚泥バイオ処理方法、及びその処理システム

Info

Publication number: JP2002126780A
Application number: JP2000327429A
Authority: JP
Inventors: Takao Abe; 孝雄阿部; Takashi Natsume; 俊夏目
Original assignee: Tsurumi Soda Co Ltd
Current assignee: Tsurumi Soda Co Ltd
Priority date: 2000-10-26
Filing date: 2000-10-26
Publication date: 2002-05-08

Abstract

(57)【要約】【課題】下水処理過程から排出される余剰汚泥が減容
化できる下水処理方法、下水処理システム、余剰汚泥バ
イオ処理方法、及びその処理システムを提供することを
目的とするものである。【解決手段】下水処理施設では、流入下水を最初沈殿
池１、曝気槽２、最終沈殿池３等を通して処理し、最終
沈殿池３から排出される活性汚泥の一部を曝気槽２に返
送し、残りの余剰汚泥を濃縮して消化槽１１に供給し、
嫌気性菌により分解処理して、消化汚泥とする過程でメ
タンガスを発生させ、消化汚泥を高温好気性反応槽１２
に取り込み、消化汚泥をメタンガスの燃焼エネルギーを
利用して、温めながら高温好気性反応を促進させて、余
剰汚泥の減容化を図る下水処理システムである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、活性汚泥法による
下水処理施設から排出される活性汚泥の減容化を図るこ
とができる下水処理方法、下水処理システム、余剰汚泥
バイオ処理方法、及びその処理システムに関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来、下水処理施設では、図４に示した
ように、下水中の浮遊物や土砂等の比重の重い粒子を除
去し、かつ大きな浮遊物等をスクリーンで除去した流入
下水が最初沈殿池１へと送り込まれ、最初沈殿池１で有
機物質や浮遊物質を沈殿分離する。その後、最初沈殿池
１の処理水は、エアレーション法やオキシデーションデ
ィッチ法等による曝気槽２に送られる。曝気槽２の混合
水は、最終沈殿池３へと送り込まれ、その上澄水が処理
水として滅菌処理がなされて放流されている。

【０００３】一方、最終沈殿池３から排出される活性汚
泥は、その一部が返送汚泥として、曝気槽２に送り込ま
れ、残りの余剰汚泥は、遠心濃縮機４に送り込まれて濃
縮される。この濃縮汚泥は、熱交換器５を経て加温され
て消化槽６に送り込まれる。消化槽６では、濃縮汚泥が
嫌気性菌の生活反応によって固液分離され、分離水は放
流され、沈殿物は消化汚泥として脱水機７に送り込まれ
る。消化汚泥は、脱水機７で脱水されて脱水ケーキとし
て、乾燥機８に送り込まれる。脱水ケーキは、乾燥機８
で乾燥されて乾燥ケーキとし、焼却炉８に送り込まれて
焼却される。焼却炉８からは焼却灰が排出される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の下水処理施設で
は、活性汚泥法等の下水処理過程から排出される活性汚
泥である余剰汚泥を遠心脱水機等で脱水し、かつ乾燥機
で乾燥させて焼却して処理している。この脱水・乾燥過
程では、悪臭を発生することになり、大気中に放出され
た場合、施設内の作業環境や施設周辺の生活環境を悪化
させることになる。従って、下水処理施設における脱水
や乾燥過程では、その機器毎に発生する臭気を比較的大
がかりな脱臭設備を付設しなければならない。

【０００５】また、従来の下水処理施設では、消化汚泥
を脱水・乾燥工程を経て、乾燥ケーキとし、焼却炉で焼
却しており、乾燥ケーキを焼却炉で焼却すると、大気中
にダイオキシンを含んだ排気ガスが放出されるととも
に、焼却灰中にダイオキシン類が生成される等の問題が
あり、汚泥の焼却灰を最終処分場に廃棄するのは問題が
ある。このような課題を解決するために、焼却灰をさら
に灰溶融炉で溶融してダイオキシン類を分解処理するこ
ともなされているが、灰溶融炉は、大型の施設であっ
て、その設置場所の確保が困難であり、各自治体に設置
できるものでもない。さらに、灰溶融炉で溶融処理する
方法では、大量のエネルギーを消費する欠点があり、下
水処理としてのエネルギー効率にも問題がある。このよ
うな観点から下水処理施設から生じる余剰汚泥の減容化
を図ることや汚泥の処理にあたり、悪臭を大気中に放出
することなく、余剰汚泥中の有機物の殆どを分解する処
理技術の確立が急務である。

【０００６】本発明は、上述のような課題に鑑みなされ
たものであり、下水処理過程から排出される余剰汚泥の
減容化ができる下水処理方法、下水処理システム、余剰
汚泥バイオ処理方法、及びその処理システムを提供する
ことを目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を達
成したものであり、請求項１の発明は、下水処理施設の
沈殿池から引き抜かれる活性汚泥の一部を返送汚泥とし
て前記沈殿池の前段に返送し、残りの余剰汚泥を濃縮し
て消化槽に送り込み、メタン生成菌等の嫌気性菌により
分解処理して濃縮汚泥を消化汚泥とし、その処理過程で
メタンガスを発生させ、続いて、該消化汚泥を高温好気
性反応槽に送り込んで曝気し、かつ該メタンガスの燃料
エネルギーで加温しながら高温好気性細菌により分解処
理し、その未分解物を前記沈殿池の前段に返送して、活
性汚泥を分解処理することを特徴とする下水処理方法で
ある。また、請求項２の発明は、前記消化汚泥を５０〜
８０℃に加温して、高温好気性細菌で分解処理すること
を特徴とする請求項１に記載の下水処理方法である。

【０００８】請求項１の発明では、下水処理に当たり、
例えば活性汚泥法により分離される活性汚泥の一部は、
沈殿池の前段、例えば反応槽へ返送し、残りの活性汚泥
を、消化槽と高温好気性反応槽とを組み合わせて処理す
る下水処理方法であって、消化槽から固液分離された消
化汚泥を、高温好気性反応槽に投入し、高温好気性反応
槽内の高温好気性細菌を積極的に増殖させて、消化汚泥
を分解処理することで、余剰汚泥を減容化することがで
きる下水処理方法である。また、請求項２の発明のよう
に、高温好気性反応槽内の消化汚泥の温度は、５０〜８
０℃に保持するのが望ましく、好ましくは、消化汚泥の
温度を５５〜６５℃に維持する。高温好気性細菌の生活
反応を高めることにより、分解処理反応を促進させるこ
とができ、余剰汚泥中の有機物を殆ど分解することがで
きる。

【０００９】また、請求項３の発明は、下水処理施設に
おる下水処理システムにおいて、沈殿池から引き抜かれ
る活性汚泥の一部を返送汚泥として、該沈殿池の前段に
返送し、残りの余剰汚泥を濃縮した濃縮汚泥を、嫌気性
菌による生活反応により、消化汚泥とする過程で消化ガ
スを発生させる消化槽と、前記消化槽から排出される消
化汚泥を曝気して、かつ高温好気性細菌で分解処理する
高温好気性反応槽と、前記消化槽から排出される消化ガ
ス中のメタンガスの燃焼エネルギーで、前記消化槽内の
濃縮汚泥を温めるための濃縮汚泥加温手段と、前記消化
槽から排出される消化ガス中のメタンガスの燃焼エネル
ギーで、前記高温好気性反応槽の消化汚泥を温めるため
の消化汚泥加温手段と、前記高温好気性反応槽での未分
解物を前記沈殿池の前段に返送する返送手段と、を有す
ることを特徴とする下水処理システムである。さらに、
請求項４の発明は、前記高温好気性反応槽の消化汚泥の
温度を５０〜８０℃に保持することを特徴とする請求項
３に記載の下水処理システムである。

【００１０】請求項３の発明は、下水処理システムであ
り、消化槽内の濃縮汚泥を濃縮汚泥加温手段で温め、消
化槽内の嫌気性菌であるメタン生成菌の増殖環境を維持
して、メタンガスを効率よく発生させ、かつこのメタン
ガスの燃焼エネルギーを利用した消化汚泥加温手段によ
って、高温好気性反応槽内の消化汚泥を高温にして、高
温好気性細菌の生活反応を活発化させて、消化汚泥を分
解処理することができるシステムであり、余剰汚泥中の
有機物の殆どを分解し、略余剰汚泥中の無機物のみとし
て、高温好気性反応槽の未分解物を返送手段によって、
最初沈殿池の後段或いは既設反応槽に返送して、下水中
に含まれる有機物等を分解処理するシステムである。さ
らに、請求項４の発明では、高温好気性反応槽の消化汚
泥の温度を６０〜６５℃に保持して、高温好気性細菌の
生活反応を高めることが可能であり、消化汚泥の分解処
理反応を促進させることができる下水処理システムであ
る。

【００１１】また、請求項５の発明は、活性汚泥法によ
り排出される活性汚泥の一部を返送汚泥し、残りの余剰
汚泥を濃縮し、この濃縮汚泥を、嫌気性菌であるメタン
生成菌の生活反応によって、メタンガスを発生させなが
ら消化汚泥とし、該消化汚泥を曝気しながら、前記メタ
ンガスの燃焼エネルギーにより加温して高温好気性細菌
による高温好気性反応を促進させ、前記余剰汚泥を分解
処理することを特徴とする余剰汚泥バイオ処理方法であ
る。さらに、請求項６の発明は、前記高温好気性反応槽
の消化汚泥を、前記熱交換器を通して５０〜８０℃（好
ましくは、６０〜６５℃）に加温して処理することを特
徴とする請求項５に記載の余剰汚泥バイオ処理方法であ
る。

【００１２】請求項５の発明では、余剰汚泥を濃縮した
濃縮汚泥を、嫌気性菌であるメタン生成菌の生活反応に
よって、メタンガスを発生させながら消化汚泥とし、汚
泥の減容化を図り、さらに、消化汚泥を曝気しながら前
記メタンガスの燃焼エネルギーにより加温して高温好気
性細菌の繁殖に適した温度に維持して、高温好気性反応
を促進させて、消化汚泥を分解処理して、汚泥の減容化
を図る余剰汚泥バイオ処理方法であり、メタンガスの燃
焼エネルギーによって、嫌気性菌や高温好気性細菌の繁
殖に適した温度に維持して、微生物の生活反応を活発に
して、汚泥を分解処理する。消化汚泥の曝気には、反応
槽の容積の３〜４倍の量の空気を高温好気性反応槽内に
送り込むことによって、高温好気性細菌の繁殖に適した
環境を維持している。また、請求項６の発明では、消化
汚泥を、メタンガスの燃焼エネルギーによって、５０〜
８０（好ましくは、６０〜６５℃）に加温することで、
繁殖に最適な温度として、微生物を利用して処理する余
剰汚泥バイオ処理方法である。

【００１３】また、請求項７の発明は、活性汚泥により
排出される活性汚泥の一部を返送汚泥とし、残りの余剰
汚泥を濃縮した濃縮汚泥を、嫌気性菌により汚泥処理を
行って、消化汚泥とするとともにメタンガスを発生させ
る消化槽と、前記消化槽から排出される消化汚泥を曝気
し、高温好気性細菌によって、該消化汚泥を分解する高
温好気性反応槽と、前記メタンガスの燃料エネルギーに
よって、前記消化槽内の濃縮汚泥を加温するための第１
熱交換器と、前記メタンガスの燃料エネルギーによっ
て、前記高温好気性反応槽内の消化汚泥を加温するため
の第２熱交換器と、を有することを特徴とする余剰汚泥
バイオ処理システムである。さらに、請求項８の発明で
は、前記高温好気性反応槽から前記第２熱交換器に送り
込まれる消化汚泥を加温し、再び該高温好気性反応槽に
返送して、前記高温好気性反応槽内の消化汚泥の温度を
５０〜８０℃に保持し、高温好気性菌を増殖させて消化
汚泥を分解処理することを特徴とする請求項７に記載の
余剰汚泥バイオ処理システムである。

【００１４】請求項７の発明では、余剰汚泥を微生物の
生活反応を利用して処理するにあたり、消化槽では、濃
縮汚泥を自らが発生するメタンガスの燃焼エネルギーに
よる第１熱交換器で加温して、嫌気性菌であるメタン生
成菌の生活反応を高めて、メタンガスを効率良く発生さ
せている。また、消化槽から排出される消化汚泥は、高
温好気性反応槽に送り込まれて、このメタンガスの燃焼
エネルギーを利用する第２熱交換器で消化汚泥を加温し
て、高温好気性細菌の生活反応を活発化させて、消化汚
泥を分解するようにした余剰汚泥バイオ処理システムで
ある。殊に、請求項８の発明では、消化汚泥を５０〜８
０℃（６０〜６５℃）に保持することで、余剰汚泥中の
有機物を殆ど分解し、略無機部のみとする余剰汚泥バイ
オ処理システムである。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る下水処理方
法、下水処理システム、余剰汚泥バイオ処理方法、及び
その処理システムの実施の形態について、図面を参照し
て説明する。

【００１６】（実施形態１）図１は、本発明の下水処理
方法、下水処理システム、余剰汚泥バイオ処理方法、及
びその処理システムの一実施形態の処理フローを示して
いる。先ず、図１を参照して、本実施形態の下水処理シ
ステムについて説明する。同図において、１は下水中の
有機物質や浮遊物質を沈殿分離する最初沈殿池、２はエ
アレーション法やオキシデーションディッチ法等による
曝気槽、３は最終沈殿池である。１０は最初沈殿池１と
最終沈殿池３とから排出される余剰汚泥を濃縮する余剰
汚泥濃縮装置、１１は余剰汚泥中の有機物を嫌気性菌群
による生活反応により分解して消化汚泥とし、その過程
で消化ガスを排出するようにした余剰汚泥嫌気消化装置
（以下、消化槽と称する）、１２は消化汚泥を高温好気
性細菌の生活反応により分解する高温好気性反応槽、１
３は高温好気性反応槽１２から排出される臭気を脱臭す
る脱臭装置、１４は消化槽１１で発生する消化ガスから
メタンガスを抽出するメタンガス抽出手段、１５は前記
メタンガスを燃料として、その燃焼エネルギーで消化槽
１１内の濃縮汚泥を加温する濃縮汚泥加温手段、１６は
前記メタンガスを燃料として、その燃焼エネルギーで高
温好気性反応槽１２内の消化汚泥を加温する消化汚泥加
温手段である。

【００１７】続いて、本実施形態の下水処理方法につい
て、図１を参照して説明すると、前処理された流入下水
は、最初沈殿池１へと送り込まれ、最初沈殿池１で有機
物質や沈殿し易い浮遊物質を沈殿分離して、最初沈殿池
１の上澄水は、エアレーション法やオキシデーションデ
ィッチ法等による曝気槽２に送り込まれる。曝気槽２の
混合水は、最終沈殿池３に送り込まれ、汚泥と上澄水と
に固液分離される。最終沈殿池３から引き抜かれた活性
汚泥の一部は、返送汚泥として、曝気槽２に返送され、
残った活性汚泥は、余剰汚泥として余剰汚泥濃縮装置１
０に送り込まれる。最終沈殿池３の上澄水は、処理水と
して滅菌されて放流されている。

【００１８】余剰汚泥濃縮装置１０に送り込まれた余剰
汚泥は、濃縮されて消化槽１１へと送り込まれる。消化
槽１１では、濃縮汚泥がメタン生成菌等の嫌気性菌によ
り消化されて固液分離され、分離水は排水され、かつ沈
殿した汚泥は、消化汚泥として高温好気性反応槽１２に
送り込まれる。また、消化槽１１で発生する消化ガス
（硫化水素やメタンガスを含む）は、メタンガス抽出手
段１４に送り込まれてメタンガスが抽出される。消化槽
１１内の濃縮汚泥は、濃縮汚泥加温手段１５で温められ
て嫌気性菌による消化反応が促進するようになされてい
る。高温好気性反応槽１２では、槽内に空気が送り込ま
れて消化汚泥が曝気され、かつ消化汚泥加温手段１６に
よって、消化汚泥が高温に保持されて、消化汚泥は、バ
チルス属のグラム陽性菌、胞子を形成する桿菌等の高温
好気性細菌（又は、好熱菌）によって分解処理されてい
る。高温好気性反応槽１２に生じる未分解物は、曝気槽
２へと返送される。このような処理フローによって、余
剰汚泥に含まれる有機物は殆ど分解され、余剰汚泥中の
無機物のみが最終汚泥として排出される。なお、余剰汚
泥中の無機物は、残渣として消化槽１１のドレン排出口
から排出される。

【００１９】高温好気性反応槽１２では、高温好気性細
菌の繁殖を促進するために、槽内の消化汚泥を消化汚泥
加温手段１６で加温して、消化汚泥の温度を６０〜６５
℃に維持して、高温好気性細菌を増殖させて、その生活
反応によって、消化汚泥中の有機物の殆どを分解処理
し、殆どが消化汚泥中の無機物のみとなるまで分解され
る。

【００２０】また、本実施形態の下水処理システムで
は、流入下水が最初沈殿池１から曝気槽２，最終沈殿池
３へと送り込まれて処理される活性汚泥法による処理方
法であるが、この形態に限定することなく、他の変形し
た形態であってもよく、活性汚泥が排出される全ての下
水処理に適応し得る下水処理システムである。

【００２１】次に、本発明の余剰汚泥バイオ処理システ
ム、及びその処理方法の実施形態について、図１を参照
して説明する。本実施形態の余剰汚泥バイオ処理システ
ムは、既存の下水処理施設の流入下水を活性汚泥法によ
って処理する過程で排出される活性汚泥の内の余剰汚泥
を、微生物を利用して分解する処理システムである。余
剰汚泥を濃縮した濃縮汚泥は、メタン生成菌等の嫌気性
細菌によって、消化ガス（硫化水素，メタンガス等）を
発生させながら分離水と消化汚泥に固液分離する消化槽
１１と、消化槽１１から排出されるメタンガスを燃料と
して、消化槽１１内の濃縮汚泥を加温する濃縮汚泥加温
手段１５と、消化汚泥を高温好気性細菌の生活反応によ
って、分解する高温好気性反応槽１２と、前記メタンガ
スを燃料とし、消化汚泥を加温する消化汚泥加温手段１
６とを備えている。

【００２２】本発明の余剰汚泥バイオ処理方法では、流
入下水を活性汚泥法により排出される余剰汚泥を、余剰
汚泥濃縮装置１０で濃縮して減容化し、その後、この濃
縮汚泥を、消化槽１１内に嫌気性菌の内のメタン生成菌
による生活反応によって、メタンガスを発生させながら
消化汚泥として減容化する。この消化汚泥は、高温好気
性反応槽１２に送り込まれ、この消化汚泥は、曝気さ
れ、かつメタンガスを燃料とする燃焼エネルギーによる
消化汚泥加温手段１６で温めながら高温好気性反応を促
進させて、消化汚泥は固液分解される。分離水は排出さ
れ、未分解物は、曝気槽２に返送される。この高温好気
性反応槽１２内の消化汚泥は、５０〜８０℃（好ましく
は、６０〜６５℃）に保持される。消化汚泥の加温に
は、消化槽１１から排出されるメタンガスの燃焼エネル
ギーを利用して消化汚泥を加温し、多量に空気を送り込
んで、高温好気性細菌の高温好気性反応を促進させてい
る。このようにして、余剰汚泥は、微生物によって分解
し、殆どが汚泥中の無機物のみの未分解物として、汚泥
の減容化を図っている。この高温好気性反応槽１２内の
消化汚泥の温度は、５０〜８０℃（好ましくは、６０〜
６５℃）に加温されて保持される。

【００２３】（実施形態２）以下、本発明の下水処理方
法、下水処理システム、余剰汚泥バイオ処理方法、及び
その処理システムの他の実施形態について、図２，図３
の処理フローを参照して説明する。図２，図３におい
て、図１と同一部分には、同一符号を付与した。図２に
おいて、前処理された流入下水は、最初沈殿池１へと送
り込まれ、最初沈殿池１で有機物質や浮遊物質を沈殿分
離する。その後、最初沈殿池１の上澄水は、エアレーシ
ョン法やオキシデーションディッチ法等による曝気槽２
に送られる。最初沈殿池１からは沈殿物、最終沈殿池３
からは活性汚泥が排出される。最終沈殿池３からの活性
汚泥の一部は、返送汚泥として曝気槽２に送り込まれ、
残りの活性汚泥は余剰汚泥として排出される。曝気槽２
の混合水は、最終沈殿池３へと送り込まれて、その上澄
水は、処理水として滅菌されて放流されている。

【００２４】余剰汚泥は、余剰汚泥濃縮装置１０に送り
込まれて濃縮汚泥となる。余剰汚泥濃縮装置１０は、加
圧浮上濃縮装置、または機械濃縮機等である。最終沈殿
池からの余剰汚泥は、一般に６，０００〜８，０００ｍ
ｇ／Ｌを汚泥物質を含有しているが、余剰汚泥を余剰汚
泥濃縮装置１０で濃縮することにより、余剰汚泥濃度
は、１２，０００〜２０，０００ｍｇ／Ｌに濃縮され
る。なお、余剰汚泥濃縮装置１０は、処理コストや臭気
の発生を考慮すると加圧浮上濃縮装置が望ましい。

【００２５】余剰汚泥濃縮装置１０の濃縮汚泥は、余剰
汚泥投入ポンプ１０ｐを経て消化槽１１に送り込まれ
る。消化槽１１では、濃縮汚泥がメタン生成菌等の嫌気
性菌により消化されて固液分離される。消化槽１１の投
入された濃縮汚泥は、消化槽内で嫌気消化され、投入汚
泥中の有機物は、液化とガス化により、５０〜６０％減
少される。この消化方法では、濃縮汚泥を濃縮汚泥加温
手段１５で加温して嫌気消化し、消化槽１１での消化日
数は、１０日前後の期間行われる。濃縮汚泥は固液分離
され、分離水は槽上部から排水される。槽底部に沈殿し
た汚泥は消化汚泥として、消化汚泥引抜ポンプ１１ｐで
引く抜かれて高温好気性反応槽１２に送り込まれる。

【００２６】一方、消化槽１１では、メタン生成菌等の
嫌気性菌による生物反応によって、消化ガス（硫化水
素，メタンガス）が生成される。消化槽１１内の濃縮汚
泥は、このメタンガスの燃焼エネルギーによる濃縮汚泥
加温手段１５により温められる。濃縮汚泥加温手段１５
は、メタンガスを燃料とする燃焼設備を有するボイラ１
９からの温水や蒸気が、温水循環ポンプ１９ｐで熱交換
器２０に送り込まれ、かつ消化槽１１内の濃縮汚泥は、
汚泥循環ポンプ２０ｐで熱交換器２０に送り込まれて加
温されて、再び消化槽１１に送り込れている。このよう
に、消化汚泥を加温することで、メタン生成菌等の嫌気
性菌の生活反応による生物反応の促進を図って、濃縮汚
泥が分解されている。

【００２７】高温好気性反応槽１２に投入された消化汚
泥は、空気供給管を通して空気が送り込まれて曝気され
ており、さらに、消化汚泥は、高温に保持されて、バチ
ルス属のグラム陽性菌や胞子を持つ桿菌等の高温好気性
細菌による生活反応によって、消化汚泥中の残留汚泥が
ＣＯ_２，Ｈ_２Ｏに分解処理されている。高温好気性
反応槽１２内の消化汚泥は、消化汚泥加温手段１６で加
温されて、高温好気性反応槽１２内の温度は、６０〜６
５℃の高温に保持されている。消化汚泥は、高温好気性
反応槽１２で固液分離され、分離水は排水され、未分解
物は曝気槽２へと返送されている。

【００２８】消化汚泥加温手段１６は、ボイラ１９で温
水や蒸気が温水循環ポンプ１９ｐで、熱交換器２１に送
り込まれ、かつ高温好気性反応槽１２内の消化汚泥が、
汚泥循環ポンプ２１ｐで熱交換器２１に送り込まれて加
温されている。熱交換器２１で加温された消化汚泥は、
再び高温好気性反応槽１２に返送されて、高温好気性細
菌による生活反応を促進させて、消化汚泥を分解処理し
ている。

【００２９】このような処理フローによって、余剰汚泥
に含まれる有機物は殆ど分解されて減容化され、余剰汚
泥中の無機物のみが最終汚泥として排出される。なお、
余剰汚泥中の無機物は、未分解物を残渣として消化槽１
１のドレン排出口から排出される。

【００３０】さらに、本発明の余剰汚泥バイオ処理シス
テム、及び余剰汚泥バイオ処理方法の実施形態につい
て、図２、図３を参照して説明する。なお、本実施形態
の余剰汚泥バイオ処理システムは、流入下水の活性汚泥
法による処理過程で発生する余剰汚泥を嫌気性菌と高温
好気性菌とによる生物反応によって分解処理し、その過
程で発生するメタンガスを利用して、反応を促進させる
ことにより、微生物による生活反応によって汚泥を減容
化するシステムである。

【００３１】この余剰汚泥バイオ処理システムでは、消
化槽１１、メタンガス生成手段１４、濃縮汚泥加温手段
１５、並びに高温好気性反応槽１２、消化汚泥加温手段
１６を含むシステムであり、このシステムを既存の下水
処理施設に付設することで、余剰汚泥中の有機物を分解
して概ね無機物のみとすることができる。

【００３２】消化槽１１は、濃縮汚泥をメタン生成菌等
の嫌気性菌によって処理する。濃縮汚泥は、この微生物
により分解されて消化ガス（硫化水素，メタンガス）を
発生させて消化汚泥とする。濃縮汚泥は、このメタンガ
スの燃焼エネルギーを利用して加温され、消化反応を促
進させて処理される。消化槽１１から発生する消化ガス
は、消化ガス脱硫装置１７で処理されて、メタンガスの
みが抽出され、一旦ガスタンク１８に貯留される。メタ
ンガスは、ガスタンク１８からボイラー１９の燃焼設備
へと供給されて燃料として利用される。ボイラー１９か
らの温水は、温水循環ポンプ１９ｐから熱交換器２０，
２１に送り込まれる。消化槽１１の濃縮汚泥は、汚泥循
環ポンプ２０ｐで熱交換器２０に送り込まれて加温され
て返送されている。濃縮汚泥加温手段１５は、ボイラ１
９，温水循環ポンプ１９ｐ，熱交換器２０，汚泥循環ポ
ンプ２０ｐ等で構成される。

【００３３】さらに、消化槽１１は、図３に示したよう
に、槽本体内に実質的に二層とする筒状仕切壁１１ａが
設けられ、筒状仕切壁１１ａ内に流れ方向規制枠１１ｉ
に囲まれた攪拌機１１ｂが設けられている。槽上部に
は、余剰汚泥供給口１１ｃとガス排出口１１ｄとが設け
られ、槽下部には、ドレン排出口１１ｈと消化汚泥排出
口１１ｅとが設けられている。かつ、筒状仕切壁１１ａ
の上部の濃縮汚泥を吸い込んで熱交換器２０に循環させ
るための汚泥循環用配管１１ｆが設けられ、濃縮汚泥
は、循環ポンプ２０ｐで汚泥循環用配管１１ｆを通して
熱交換器２０に送り込まれ、濃縮汚泥供給口１１ｇから
筒状仕切壁１１ａ内へと濃縮汚泥を供給するようになさ
れている。消化槽１１内の濃縮汚泥は、流れ方向規制枠
１１ｉ囲まれた攪拌機１１ｂにより攪拌されて下方へと
送り込まれて、筒状仕切壁１１ａ内を循環する。

【００３４】ガス排出口１１ｄから排出される消化ガス
は、脱硫装置１７に送り込まれてメタンガスのみ抽出さ
れてガスタンク１８に送り込まれて貯留される。脱硫装
置１７では、消化ガス中に含まれる硫化水素（Ｈ
_２Ｓ）を除去する装置である。ガスタンク１８に貯留
されたメタンガスは、ボイラ１９の燃焼設備に送り込ま
れる。なお、消化槽１１でのガス発生量がガス使用量
（ボイラでの燃焼量）を上回る場合は、ガスタンク１８
に送り込まれた後、図示していない余剰燃焼装置で燃焼
される。無論、有効利用が可能であれば、余剰ガスを余
剰燃焼装置に燃料を供給するまでもない。

【００３５】続いて、高温好気性反応槽１２について説
明すると、高温好気性反応槽１２は、空気を送り込むた
めの曝気装置１２ａが設けられ、槽本体内にその底部か
ら多量の空気が、例えば高温好気性反応槽１２には、投
入汚泥量の３〜４倍の空気が送り込まれている。槽本体
天部には、消化汚泥供給口１２ｂと、分解ガスを排出し
て脱臭装置に送り込むための排気ダクト１２ｆが設けら
れ、槽本体底部には、未分解物が排出される排出口１２
ｃが設けられている。さらに、高温好気性反応槽１２内
の消化汚泥を高温好気性細菌で分解に適した温度に設定
して、高温好気性細菌の生活反応を促進させるために、
槽本体上部には、消化汚泥の水位より下に、熱交換器２
１に送り込むための消化汚泥循環配管１２ｄが設けら
れ、熱交換器２１を通過した消化汚泥は、循環ポンプ２
１ｐで高温好気性反応槽１２の下部に返送されている。
熱交換器２１には、ボイラ１９から温水（又は蒸気と温
水）が温水循環ポンプ１９ｐで送り込まれている。

【００３６】このように、高温好気性反応槽１２内の消
化汚泥は、グラム陽性菌、桿菌等の高温好気性細菌で、
５０〜８０℃（好ましくは、６０〜６５℃）に保持され
未分解物に処理されており、高温好気性反応槽１２の消
化汚泥は、汚泥循環ポンプ２１ｐで熱交換器２１に送り
込まれて加温されて返送されている。消化汚泥加温手段
１６は、ボイラ１９，温水循環ポンプ１９ｐ，熱交換器
２１，汚泥循環ポンプ２１ｐ等で構成される。

【００３７】また、高温好気性反応槽１２から排出され
る分解ガスは、排気ダクト１２ｆで引く抜かれ、脱臭装
置１３に送り込まれて脱臭される。脱臭装置１３は、例
えば、生物脱臭装置１３ｂと乾式脱臭装置１３ｄとを組
み合わせたものであり、高温好気性反応槽１２から発生
する臭気は、脱臭ファン１３ａで吸引されて、生物脱臭
装置１３ｂに送り込まれ、さらに、脱臭ファン１３ｃで
吸引されて、乾式脱臭装置１３ｄに送り込まれて、大気
へと放出される。

【００３８】上記実施形態の下水処理システムでは、流
入下水が最初沈殿池１から曝気槽２，最終沈殿池３へと
送り込まれて処理されているが、他の変形の汚泥処理方
法であってもよく、活性汚泥が排出される全ての下水処
理施設に適応し得るものである。

【００３９】

【発明の効果】上述のように、本発明によれば、下水処
理施設から発生する活性汚泥を、微生物の生物反応によ
って、余剰汚泥を焼却することなく、汚泥中に含まれる
有機物を分解して、略無機物のみの未分解物とすること
ができるので、殆ど余剰汚泥が発生しないし、余剰汚泥
を濃縮する過程で発生する臭気を最小限に抑えることが
できる。従って、周辺環境に悪影響を与えることがない
利点がある。また、本発明によれば、例えば、余剰汚泥
を加圧浮上濃縮装置を利用して濃縮するので、余剰汚泥
の減容化が図れる利点がある。

【００４０】また、本発明によれば、従来のように汚泥
を焼却処理した際に発生するダイオキシン類が発生しな
いので、環境に悪影響を与えることがない利点がある。
また、本発明によれば、消化槽で発生する消化ガスを燃
料とし、消化汚泥を高温に維持して消化汚泥の処理速度
を高めることができる利点がある。また、本発明によれ
ば、余剰汚泥の乾燥工程を削除することができ、しかも
臭気が施設内や施設周辺に流れ出るのを抑制することが
できるので、良好な環境を維持できる利点がある。

【００４１】また、本発明の高温好気性反応槽によれ
ば、消化槽から発生したメタンガスを利用して、高温好
気性細菌の繁殖に適した環境を維持することが可能であ
り、安価な経費で余剰汚泥の減容化を図ることができる
利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態の処理フローを示す図であ
る。

【図２】本発明の他の実施形態の処理フローを示す図で
ある。

【図３】本発明の余剰汚泥バイオ処理方法、及びそのシ
ステムの実施形態の処理フローを示す図である。

【図４】従来の下水処理システムの一例を示す図であ
る。

【符号の説明】

１最初沈殿池２曝気槽３最終沈殿池１０余剰汚泥濃縮装置１１余剰汚泥嫌気消化装置１２高温好気性反応槽１３脱臭装置１４メタンガス生成手段１５濃縮汚泥加温手段１６消化汚泥加温手段１７消化ガス脱硫装置１８ガスタンク１９ボイラー２０，２１熱交換器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】下水処理施設の沈殿池から引き抜かれる
活性汚泥の一部を返送汚泥として前記沈殿池の前段に返
送し、残りの余剰汚泥を濃縮して消化槽に送り込み、メ
タン生成菌等の嫌気性菌により分解処理して濃縮汚泥を
消化汚泥とし、その処理過程でメタンガスを発生させ、
続いて、該消化汚泥を高温好気性反応槽に送り込んで曝
気し、かつ該メタンガスの燃料エネルギーで加温しなが
ら高温好気性細菌により分解処理し、その未分解物を前
記沈殿池の前段に返送して、活性汚泥を分解処理するこ
とを特徴とする下水処理方法。
【請求項２】前記消化汚泥を５０〜８０℃に加温し
て、高温好気性細菌で分解処理することを特徴とする請
求項１に記載の下水処理方法。
【請求項３】下水処理施設におる下水処理システムに
おいて、沈殿池から引き抜かれる活性汚泥の一部を返送汚泥とし
て、該沈殿池の前段に返送し、残りの余剰汚泥を濃縮し
た濃縮汚泥を、嫌気性菌による生活反応により、消化汚
泥とする過程で消化ガスを発生させる消化槽と、前記消化槽から排出される消化汚泥を曝気して、かつ高
温好気性細菌で分解処理する高温好気性反応槽と、前記消化槽から排出される消化ガス中のメタンガスの燃
焼エネルギーで、前記消化層内の濃縮汚泥を温めるため
の濃縮汚泥加温手段と、前記消化槽から排出される消化ガス中のメタンガスの燃
焼エネルギーで、前記高温好気性反応槽の消化汚泥を温
めるための消化汚泥加温手段と、前記高温好気性反応槽での未分解物を前記沈殿池の前段
に返送する返送手段と、を有することを特徴とする下水
処理システム。
【請求項４】前記高温好気性反応槽の消化汚泥の温度
を５０〜８０℃に保持することを特徴とする請求項３に
記載の下水処理システム。
【請求項５】活性汚泥法により排出される活性汚泥の
一部を返送汚泥し、残りの余剰汚泥を濃縮し、この濃縮
汚泥を、嫌気性菌であるメタン生成菌の生活反応によっ
て、メタンガスを発生させながら消化汚泥とし、該消化
汚泥を曝気しながら、前記メタンガスの燃焼エネルギー
により加温して高温好気性細菌による高温好気性反応を
促進させ、前記余剰汚泥を分解処理することを特徴とす
る余剰汚泥バイオ処理方法。
【請求項６】前記高温好気性反応槽の消化汚泥を、前
記熱交換器を通して５０〜８０℃に加温して処理するこ
とを特徴とする請求項５に記載の余剰汚泥バイオ処理方
法。
【請求項７】活性汚泥により排出される活性汚泥の一
部を返送汚泥とし、残りの余剰汚泥を濃縮した濃縮汚泥
を、嫌気性菌により汚泥処理を行って、消化汚泥とする
とともにメタンガスを発生させる消化槽と、前記消化槽から排出される消化汚泥を曝気し、高温好気
性細菌によって、該消化汚泥を分解する高温好気性反応
槽と、前記メタンガスの燃料エネルギーによって、前記消化槽
内の濃縮汚泥を加温するための第１熱交換器と、前記メタンガスの燃料エネルギーによって、前記高温好
気性反応槽内の消化汚泥を加温するための第２熱交換器
と、を有することを特徴とする余剰汚泥バイオ処理システ
ム。
【請求項８】前記高温好気性反応槽から前記第２熱交
換器に送り込まれる消化汚泥を加温し、再び該高温好気
性反応槽に返送して、前記高温好気性反応槽内の消化汚
泥の温度を５０〜８０℃に保持し、高温好気性菌を増殖
させて消化汚泥を分解処理することを特徴とする請求項
７に記載の余剰汚泥バイオ処理システム。