JP2002248498A

JP2002248498A - 余剰汚泥の処理方法

Info

Publication number: JP2002248498A
Application number: JP2001050626A
Authority: JP
Inventors: Yoshikazu Nitta; 美和新田; Masao Yabushita; 昌夫藪下
Original assignee: Katayama Chemical Inc
Current assignee: Katayama Chemical Inc
Priority date: 2001-02-26
Filing date: 2001-02-26
Publication date: 2002-09-03

Abstract

(57)【要約】【課題】余剰汚泥を効果的に減容化することを課題と
する。【解決手段】粘土４０〜９９重量部、珪藻土０〜３０
重量部、集塵ダスト１〜３０重量部、下水汚泥焼却灰０
〜５０重量部からなる原料を造粒し、焼成して得られた
気孔率２０〜６０％の無機多孔質担体に微生物を付着さ
せた後、該無機多孔質担体に活性汚泥法由来の余剰汚泥
を好気性条件下で接触させて余剰汚泥を減容させること
を特徴とする余剰汚泥の処理方法により上記課題を解決
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、余剰汚泥の処理方
法に関する。更に詳しくは、本発明は、メタンガスの発
生を抑制しつつ余剰汚泥を減容化しうる余剰汚泥の処理
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】下水処理場や食品工場では、下水や廃水
を活性汚泥法により処理することで、ＣＯＤやＢＯＤを
低下させて河川等に放流可能な程度に浄化している。こ
の活性汚泥法は、好気性及び／又は嫌気性条件下で、微
生物により下水や廃水中の有機物や無機物を分解する方
法である。活性汚泥法では、微生物の代謝による汚泥が
発生する。この汚泥は、一部活性汚泥法での処理装置に
返送されるが、そのほとんどはいわゆる余剰汚泥として
残存する。

【０００３】この余剰汚泥は、肥料として、また汚泥を
焼却し、焼却灰を熔融してレンガ、ヒューム管、道路の
タイル等に再利用されている。しかし、そのほとんどは
廃棄物として埋め立て処分されているのが現状である。
近年、処分場の確保が困難である等の理由により、廃棄
物の減容化が強く望まれ、余剰汚泥に対しても、消化に
よる減容化が提案されている（例えば、特開平５−３１
７８９７号公報参照）。この消化によれば、余剰汚泥を
約２０％減容できることが知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記消化は、通常嫌気
性条件下でメタン生成細菌のような微生物により行われ
るため、メタンの発生が避けられない。メタンは可燃性
の気体であり、外部への流出を防ぐため消化の装置を気
密にする必要がある。そのため、装置の構成が複雑とな
り、設置費用が膨大となるという問題があった。更に、
消化に要する時間が３〜６ヶ月程度とかなり長いため、
その時間を短縮することも望まれていた。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の発明者等は、特
定の原料を造粒・焼成することにより得られた、特定の
気孔率を有する無機多孔質担体を使用することにより、
余剰汚泥を好気性雰囲気下で処理しても減容化しうるこ
とを見いだし本発明に至った。かくして本発明によれ
ば、粘土４０〜９９重量部、珪藻土０〜３０重量部、集
塵ダスト１〜３０重量部、下水汚泥焼却灰０〜５０重量
部からなる原料を造粒し、焼成して得られた気孔率２０
〜６０％の無機多孔質担体に微生物を付着させた後、該
無機多孔質担体に活性汚泥法由来の余剰汚泥を好気性条
件下で接触させて余剰汚泥を減容させることを特徴とす
る余剰汚泥の処理方法が提供される。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明に使用することができる無
機多孔質担体（以下、「担体」と称する）は、粘土、珪
藻土及び集塵ダストを所定量含む原料を造粒し、焼成す
ることにより得られる。この担体は、ＳｉＯ₂を主成分
とし、Ａｌ₂Ｏ₃、Ｆｅ₂Ｏ₃、Ｎａ₂Ｏ、ＣａＯ、Ｍｇ
Ｏ、Ｋ₂Ｏ等の他の成分を含んでいることが好ましい。
ここで、粘土とは、細かい含水珪酸塩鉱物の集合体を意
味する。粘土のうち、山砂のような原砂から珪砂を製造
する際の副産物を好適に使用することができる。この副
産物の大部分は原砂を採掘したところに、廃棄物として
埋め戻しているのが現状である。従って、この粘土を有
効に利用すれば、経済的に有利であるばかりでなく、廃
棄物公害も防止することができる。

【０００７】珪藻土は、多孔質にするための原料とし
て、一般に使用されているものをいずれも使用すること
ができる。集塵ダストとは、鋳物砂の再生回収時に得ら
れるものを好適に使用することができる。即ち、鋳物の
成型（一般に、砂、ベントナイト、澱粉、石炭粉末から
構成される）を使用後、粉砕、表面磨こうし、鋳物砂を
再生する際に生じる集塵ダストを使用することができ
る。また、有機鋳型（一般に、砂、フラン樹脂から構成
される）を再生する際に生じる集塵ダストも使用するこ
とができる。これらのうち、ベントナイトを含む集塵ダ
ストを使用するのが好ましい。

【０００８】下水汚泥焼却灰とは、下水道終末処理施設
において、活性汚泥法によって発生した余剰汚泥を焼却
して水分と有機物を除去した後に残存する無機成分のこ
とを意味する。なお、余剰汚泥を使用すれば、埋め立て
処理される汚泥の量を更に減容できるという効果も奏す
る。ここで、無機多孔質担体の原料を構成する粘土、珪
藻土、集塵ダスト及び下水汚泥焼却灰の配合割合は、粘
土４０〜９９重量部、珪藻土０〜３０重量部、集塵ダス
ト１〜３０重量部（好ましくは１０〜２０重量部）、下
水汚泥焼却灰０〜５０重量部である。なお、珪藻土及び
下水汚泥焼却灰は必ずしも添加する必要はない。

【０００９】これらの原料をまず混合し、造粒する。造
粒物の形状は特に限定されず、顆粒状、ペレット状、球
状等のいずれでもよいが、担体として使用する際に表面
積を最も大きくすることができるという点で球状が好ま
しい。なお、造粒方法は特に限定されず公知の方法を使
用することができる。次いで、造粒物を焼成して担体と
することができる。焼成条件は、温度が８００〜１１０
０℃、時間が３０〜６０分間であることが好ましい。な
お、上記の原料及び製造条件等は、特開平３−２１５３
７３号公報に記載された技術をそのまま利用することが
できる。

【００１０】上記の原料及び条件にて製造された担体
は、微細な気孔を有し、その表面に複雑な凹凸を有する
セラミック多孔質体である。また、焼成されているた
め、物理的にも化学的にも長期間安定である。そのた
め、余剰汚泥の処理に使用した場合、その表面に微生物
が付着しやすく、しかも剥離しにくく、更に、長期間使
用することができるという利点を有している。

【００１１】また、上記担体は、２０〜６０％の気孔率
を有している。この気孔率は、上記原料以外から得られ
るセラミック多孔質体が、７０〜８５％程度の気孔率を
有していることと比べて、特徴的な事項である。担体の
平均粒径は、処理方法等に応じて適宜選択することがで
きる。固定床方式でほぼ球形の担体を使用した場合に
は、通常、平均粒径は１〜１０ｍｍが好ましく、２〜５
ｍｍがより好ましい。なお、本発明に好適に使用するこ
とができる担体として、例えば山川産業社製のポーラス
トン（登録商標）シリーズが挙げられる。

【００１２】この発明の方法で無機多孔質担体が好適に
使用される余剰汚泥の処理装置は、その処理方式に応じ
てその装置の構成を適宜変更することができる。具体的
な処理方式としては、担体が余剰汚泥含有水中で固定さ
れている方式（固定床方式）や水中に流動している方式
（流動床方式）があるが、本発明の方法はこれらいずれ
の方式にも適用可能である。

【００１３】処理装置は、余剰汚泥引抜き口と水導入口
及び処理水排出口を備えた水槽に担体が導入された構成
を有しており、通常、水の流れを上向流とするために、
下部に余剰汚泥引抜き口と水導入口を、上部に処理水排
出口を有することが多い。そして、固定床方式の場合、
通常、担体は自重により、あるいは保持手段により装置
内に固定される。一方、流動床方式の場合には、担体を
流動させうる攪拌機等の攪拌手段を備えているのが普通
である。また、本発明は好気性条件下で行われるため、
処理装置は、空気を流通させるためのエアーポンプ等の
ばっ気手段を有することが好ましい。更に、処理装置
が、複数組み合わせて使用される場合、それらは直列及
び／又は並列に設置されていてもよく、かつ、個々の処
理装置の処理方式が異なっていてもよい。

【００１４】次に、無機多孔質担体に微生物を付着（馴
化）させる。本発明の方法に使用する微生物は、特に限
定されることなく、余剰汚泥中に含まれ余剰汚泥を同化
しうる微生物をそのまま利用することができる。更に、
余剰汚泥の成分に応じて、特定の微生物を選択して付着
させてもよい。具体的な微生物の種類としては、Pseudo
monas属、Achromobacter属、Alcaligenes属、Bacillus
属、Micrococcus属、Mycobacterium属、Zooglea属等の
好気性菌、Methanobacterium属、Methanosarcina属、Me
thanococcus属等の嫌気性菌が挙げられる。微生物を担
体に付着させる方法としては、例えば、余剰汚泥を含む
水を数日間循環させて、余剰汚泥中に含まれる微生物を
付着させる方法や、特定の種類の微生物を付着させる場
合は、その微生物の種菌を加え、生物栄養剤を含む水を
循環させて、微生物を付着させる方法が挙げられる。な
お、初期の処理効率は低下するが、馴化を余剰汚泥の処
理と同時に行ってもよい。

【００１５】次に、微生物が付着した担体に、好気性条
件下で余剰汚泥を含む水を接触させる。水に対する余剰
汚泥の割合は、水１００重量部に対して、０．５〜２．
０重量部の範囲が好ましい。また、無機多孔質担体の割
合は、余剰汚泥１リットルに対して、０．１５リットル
以上であることが好ましく、０．２５リットル以上であ
ることがより好ましい。本発明の方法によれば、余剰汚
泥を構成する成分及び処理装置の規模にもよるが、余剰
汚泥の量を３０〜１００％減容化させることが可能とな
る。なお、処理を長期間継続して行うと、微生物が過剰
に付着することにより、処理能力が低下するが、このよ
うな場合は公知の方法により処理装置を逆洗すればよ
い。

【００１６】

【実施例】無機多孔質担体として、以下の性質を有する
山川産業社製のポーラストンＳ−５及びＳ−２を使用し
た。（ポーラストンＳ−５）・粘土６０〜８０重量部、珪藻土５〜２０重量部及び集
塵ダスト５〜２０重量部の焼成物・ほぼ球状・平均粒径５ｍｍ・気孔率３０〜４０％・見掛嵩比重０．９〜１．１・中央細孔直径０．１〜０．５μｍ

【００１７】（ポーラストンS-2）・粘土６０〜８０重量部、珪藻土５〜２０重量部及び集
塵ダスト５〜２０重量部の焼成物・ほぼ球状・平均粒径２ｍｍ・気孔率３０〜４０％・見掛嵩比重０．９〜１．１・中央細孔直径０．１〜０．５μｍ

【００１８】〔試験例１〕好気性条件下における余剰汚
泥の減容化試験Ａ社の下水処理場から入手した活性汚泥法によって処理
された余剰汚泥を３リットルのビーカーに１リットル、
これに水を１リットル入れたものを２つ用意した。一方
には、ポーラストンＳ−５を５００ミリリットル入れ
て、他方は無添加とした。両方のビーカーに、空気を１
時間で１２０リットル継続して供給し、９０日間の攪拌
を行った。この時の余剰汚泥の減少について測定した。
測定結果を表１に示す。

【００１９】

【表１】

【００２０】表中、Ｍアルカリ度とは、水中に含まれて
いる弱酸性酸塩の総量を中和するに要する鉱酸の消費量
をＣａＣＯ₃に換算してｐｐｍで表示した値である。Ｔ
Ｓとは、溶解性物質を含む全固形分を、ＳＳは溶解性物
質を除く懸濁固形物を意味する（単位は重量％）。〔試験例２〕好気性条件下における余剰汚泥の減容化試
験Ｂ社の下水処理場から入手した標準活性汚泥法によって
処理された余剰汚泥を試験例１と同様にして処理し、試
験例１と同様にして各種値を測定した。測定結果を表２
に示す。

【００２１】

【表２】

【００２２】表１及び表２の結果から、好気性条件下に
おいて無機多孔質担体を添加した場合は、添加していな
い場合と比較して、ｐＨ及びＭアルカリ度の値が大幅に
上昇していることが示されている。これにより余剰汚泥
の消化が促進されていることがわかる。また、ＴＳとＳ
Ｓの減少速度を比較すると、無機多孔質担体を添加した
ときの方が速く、余剰汚泥が減容していることがわか
る。

【００２３】

【発明の効果】本発明の余剰汚泥の処理方法によれば、
特定の原料を造粒・焼成することにより得られた、特定
の気孔率を有する無機多孔質担体を好気性条件下で使用
することにより、余剰汚泥を効率的に減容することがで
きる。また、メタンの発生が抑制されるので、処理装置
の構成を簡略化することができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 4B033 NA19 NB14 NB23 NB24 NB62 NC04 ND04 ND10 ND20 NE06 4B065 AA99X AC20 BC05 BC42 CA54 4D059 AA05 BA03 BA27

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】粘土４０〜９９重量部、珪藻土０〜３０
重量部、集塵ダスト１〜３０重量部、下水汚泥焼却灰０
〜５０重量部からなる原料を造粒し、焼成して得られた
気孔率２０〜６０％の無機多孔質担体に微生物を付着さ
せた後、該無機多孔質担体に活性汚泥法由来の余剰汚泥
を好気性条件下で接触させて余剰汚泥を減容させること
を特徴とする余剰汚泥の処理方法。
【請求項２】無機多孔質担体が、ほぼ球状で、２〜１
０ｍｍの平均粒径を有する請求項１に記載の処理方法。