JP2002361282A - 有機性排水の処理方法及び処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の有機性排水の処理は、薬剤を使用して
発生する余剰汚泥を減容しているが、薬剤の購入、運搬
及び保存に要するコスト及び労力は大きな負担であり、
更に薬剤の使用には危険が伴う。従って本発明では、薬
剤を使用せずに前記余剰汚泥の減容を行える方法及び装
置を提供する。 【解決手段】 有機性排水の好気性生物処理を行う装置
１に加えて電解処理槽２を設置する。好気性生物処理装
置で有機性排水を処理すると余剰汚泥が発生し、この余
剰汚泥を電解処理槽２で処理すると、電極での酸化又は
還元反応、及び電解により発生する酸化剤等の影響で余
剰汚泥が分解し、条件設定を適切に行うと、実質的に全
ての余剰汚泥を除去できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、有機性排水を薬剤
を使用することなく好気性処理して減容し無害化する方
法及び装置に関し、より詳細には有機性排水処理により
発生する有機性汚泥を電解処理して無害化する方法及び
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】有機性排水を好気性生物処理により浄化
する方法では、好気性微生物が、処理対象の原水のＢＯ
Ｄ成分を消化処理する一方で、微生物を増殖させる。増
殖した微生物の一部は、余剰汚泥として排出する必要が
あるが、これら余剰汚泥の大半は、そのままの状態で、
又は脱水した後、あるいは焼却された後に、汚泥又は焼
却灰を埋立処分しているのが現状である。これら余剰汚
泥の量は年々増加しており、今後更に増加すると予想さ
れている。この排水の余剰汚泥だけでなく、経済活動の
高度化により、埋立処分の必要のある産業廃棄物も増加
しており、廃棄物の最終処分場の新規立地の困難さによ
り、埋立処分地不足が逼迫している。

【０００３】こうした背景の下で、生物処理余剰汚泥の
有効利用が検討され、既に大都市を中心とした大型下水
処理施設の多くでは汚泥の利用が図られている。有効利
用の方法として、汚泥を農地に還元する方法や汚泥焼却
の焼却灰をセメント原料として利用する方法が実施され
ているが、塩分を含むことが多いといった汚泥の性質の
ためその用途が限定されている。又小型排水処理施設で
発生する少量の汚泥を処理する際のコストが嵩むため、
大量処理できる集中処理施設で処理する必要があるが、
この場合集中処理施設までの運搬費用が嵩むという問題
がある。このため汚泥そのものを減容する技術が検討又
は期待されている。有機性排水のＢＯＤ成分は、理論的
には長時間の好気性処理によって完全消化し余剰汚泥の
発生を抑えることができるので、余剰汚泥を減容する方
法として消化効率が向上するように処理装置を改良する
ことや添加剤を加えることが検討されている。

【０００４】しかしながら余剰汚泥そのものが生物難分
解性であるため、又微生物の消化率が低いために処理負
荷を低くする必要があり、このためには現在使用されて
いる装置と比較して巨大な装置を必要とし、実際の排水
処理に適用できていないのが現状である。他の方法とし
て、生物難分解性である汚泥を構成する微生物の細胞壁
を破壊溶解することによって生物処理が可能な状態とし
て、これを再度生物処理し消化する方法も提案されてい
る。細胞壁を破壊溶解する方法として、オゾン、過酸化
水素、次亜塩素酸のような酸化剤、酸、アルカリなどを
用いる化学的方法、及び熱で破壊し、あるいは回転板で
圧壊する等の物理的方法、あるいはこれらの組合せによ
る方法が提案されている。

【０００５】細胞壁破壊による汚泥処理方法として、例
えば特公昭57−19719号公報では、好気性生物処理を目
的とする曝気槽に接続された沈殿池から汚泥の一部を引
抜き、後段に接続された分解槽に導き、微生物の細胞
を、超音波、ホモジナイザー、ミキサー、高圧印加後の
減圧膨張、オゾンガス等により破壊し、更に後段に接続
された消化槽で消化分解する方法が開示され、特許第29
73761号公報では、好気性生物処理を目的とする曝気
槽、あるいは曝気槽に接続された汚泥分離部から増殖し
た汚泥量以上を引抜いてオゾン処理槽に導き、オゾン処
理することにより生物分解化を図って再び曝気槽に返送
する方法が、特開平７−24499号公報には金属イオン触
媒と過酸化水素などの酸化剤により酸化分解する処理
が、更に、特開2001−29979号公報に、次亜塩素酸等の
添加により、汚泥を死滅させる方法がそれぞれ開示され
ている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながらこれらの
方法も、引抜き量が十分で無いと、汚泥減容効果が十分
に得られない、又処理槽での処理を過剰に行うと、生物
処理に必要な汚泥量が不足する、あるいは生物処理に必
要な微生物にダメージを与え、排水の水質に影響を与え
る可能性があった。更に過酸化水素や次亜塩素酸のよう
な酸化剤、酸やアルカリ等の薬液を用いる場合、これら
の薬液の運搬及び貯蔵が必要であるのみならず、過剰添
加された薬液の処理が必要であった。又オゾンや過酸化
水素、次亜塩素酸のような酸化剤を用いる場合、その酸
化力による腐蝕を考慮しなければならなかった。

【０００７】このように従来の有機性汚泥の減容方法は
煩雑で安全性に難があった。本発明は、好気性生物処理
で発生する余剰汚泥を、薬剤を使用することなく、簡便
かつ安価に減容する方法及び装置を提供することを目的
とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、有機性排水の
好気性生物処理方法において、前記有機性排水の好気性
生物処理により発生する汚泥を電解処理することを特徴
とする有機性排水の処理方法、及び有機性排水の生物処
理装置を含む有機性排水の処理装置において、前記有機
性排水の生物処理により発生する汚泥を電解処理する電
解処理槽を含んで成ることを特徴とする有機性排水の処
理装置である。

【０００９】以下本発明を詳細に説明する。有機性排水
の好気性生物処理では、好気性微生物を含む汚泥を好気
性処理系に一定量保持し、ここに有機性排水を導入して
好気性下に接触させ、好気性微生物の酸化作用により被
処理水のＢＯＤ成分を消化分解する。このときに被処理
水中のＢＯＤ成分は同化されて汚泥は増殖し余剰汚泥と
なる。汚泥は主として炭素、窒素及びリンで構成されて
いる。電解処理により汚泥がダメージを受けると、それ
らの元素が溶出する。炭水化物が溶出することで可溶性
ＴＯＣが上昇し、それに伴って可溶性ＢＯＤも上昇す
る。更にリンは細胞質中はもとより、細胞表層にも存在
している。可溶性ＴＯＣ、可溶性ＢＯＤ及びリン画分の
上昇は、炭素、窒素及びリンの溶出、及び有機性排水中
の汚泥中の微生物細胞壁の破壊を意味し、これらの物質
の濃度を測定すると、ダメージの指標として使用でき
る。

【００１０】生物処理で発生する汚泥は生物的に難分解
性であるが、効果的な酸化処理などにより細胞全体又は
その一部にダメージを受け、生物易分解性となる。易分
解性となった汚泥は、再度生物処理槽で好気性微生物に
より処理されて汚泥の見かけ上の増殖が抑制される。こ
れにより余剰汚泥の量が減少し、条件によっては余剰汚
泥の発生量を実質的にゼロにできる。本発明では、汚泥
中の微生物又はその細胞にダメージを与えて、微生物の
有する生物難分解性を生物易分解性に変化させる手段と
して電解を使用することを意図し、生物易分解性に変換
された微生物は容易に分解され、余剰汚泥の発生を防止
し又は発生量を減少させることが可能になる。

【００１１】電解槽中では、陽極近傍が強酸に、陰極近
傍が強アルカリになり、これら電極近傍での反応が可溶
性化に影響を及ぼして、電解槽に供給された汚泥を含む
排水中の微生物の細胞は、陽極に接触して電気化学的な
酸化反応により、又陰極に接触して電気化学的な還元反
応によりダメージが与えられる。汚泥中に塩化ナトリウ
ム等の塩素イオンが含有されていると、電極との接触に
よる酸化又は還元によるダメージに加えて、電気化学的
に次亜塩素酸などの酸化剤が生成し、これらの酸化剤は
汚泥の一部を破壊し、微生物を死滅させる効果もある。
汚泥中に塩素イオンが含有されていない場合に塩化ナト
リウム等を添加して次亜塩素酸発生を行っても良いが、
実際に行うか否かは添加によるコストと得られる効果と
の兼ね合いで経済的観点から決定すれば良い。

【００１２】汚泥中に含まれる微生物以外の有機物の一
部は、電気化学反応により、二酸化炭素や他の揮発性ガ
スに酸化あるいは還元されて大気中へ放出される。所謂
電極反応による消化作用である。このように汚泥を電解
処理することにより汚泥中の微生物の少なくとも一部と
他の有機物質の少なくとも一部を死滅させ又は除去で
き、薬剤を使用せずに汚泥の減容化を達成できる。

【００１３】次に本発明に使用できる電解槽の構成部材
及び電解条件について説明する。陽極は、基体にチタ
ン、タンタル、ジルコニウム及びニオブから選択される
薄膜形成性金属上に、陽極触媒成分であるイリジウム、
チタン、タンタル、ニオブ、ジルコニウム、錫、鉛、ア
ンチモン、ルテニウム、白金、コバルト、マンガン、モ
リブデン及びタングステン等の金属又は酸化物を被覆し
た電極が好ましく用いられ、陽極触媒はこれらの金属又
は金属酸化物の２種類以上から成る組成物とすることが
好ましい。これらの触媒成分は、前記金属の塩類を含有
する溶液を陽極基体に塗布し、酸素含有雰囲気において
加熱分解して被覆するか、前記金属成分のスパッタリン
グ、蒸着、プラズマ溶射及びめっき等により基体に被覆
して陽極とする。触媒成分としては金属酸化物粉末の焼
結体を用いても良く、この焼結体電極は少なくとも錫酸
化物を含有することが望ましい。

【００１４】陰極には、基体にステンレス、ニッケル及
び鉄等の金属や合金、又は白金などの白金族金属又はそ
の酸化物を被覆した電極が用いられ、安価で安定性のあ
るステンレスを使用することが望ましい。処理対象とな
る汚泥は、電解処理のために電気伝導性が必要であるこ
と以外に特別の要件はない。好ましい電気伝導度は100
μＳ／cm以上である。汚泥の電気伝導性が高いと電解処
理の際の抵抗損失が低下して槽電圧も低くなり、経済性
の観点から好ましい。槽電圧を低下させる目的で電解質
の塩等の導電性物質を添加するか否かは、添加に必要な
コストと得られる効果との兼ね合いで経済的観点から決
定すれば良い。

【００１５】電解処理時の電流密度も特に限定されない
が、通常は１〜30A/dm²の範囲で使用される。通電量に
より汚泥の生物易分解性物質への転化量が決まるため排
水中の有機物の分解を担う生物処理槽での汚泥増殖量に
合わせて通電量を調整することで汚泥の増殖を見掛け上
抑えること、即ち減容化処理が可能になる。この通電量
の調整は電流値を調整することによって行っても、一定
の電流値で断続運転して行っても良く、いずれにしても
簡便に行える。又生物処理槽とは別の汚泥消化槽を設置
する場合には、生物処理槽と汚泥消化槽の汚泥濃度がほ
ぼ一定になるように電解処理の電流値を調整するか、又
は断続的な電解処理を行うことにより汚泥の減容化を簡
便に行える。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明による有機性汚泥処理の好
ましい実施形態例を図１に基づいて詳細に説明するが、
本実施形態例は本発明を限定するものではない。図１
は、本発明方法による有機性汚泥の処理の原理を示す模
式図である。好気性生物処理装置１は、有機性排水を汚
泥と接触させて好気的に分解する処理装置であり、この
好気性生物処理装置１は、曝気槽と汚泥分離槽を別個に
含むこともあるが、これらを含む全体の処理装置として
図示した。

【００１７】電解処理槽２は、引抜汚泥を電解処理する
装置で、この電解処理槽２の電極部分を好気性生物処理
装置１の内部に設置しても良い。図１に示した実施形態
例では、好気性生物処理装置中の汚泥の一部が、電解槽
で生物易分解性へと転化され、再び好気性生物処理装置
で好気性処理されるため、有機性排水の消化は促進され
るが、生物処理装置の負荷が増大する。このため、生物
処理装置の能力が本来の有機性排水処理に対して余裕あ
る場合に本実施形態例を好ましく適用できる。

【００１８】図２に示した第２の実施形態例は、生物処
理槽に悪影響を与えないようにした有機性汚泥の処理方
法に関するものである。好気性生物処理装置１から引き
抜いた汚泥を別途設けた第２の処理槽(汚泥消化槽)３へ
移送し、中空糸膜や平膜等の膜ユニット４を有する汚泥
消化槽３と電解処理槽２との間で汚泥を循環させて処理
する。この汚泥消化槽は、ここでの好気性生物処理の進
行を促進するために本来の生物処理槽と同様に曝気され
る。又電解処理槽２の電極部分を図１の場合と同様に汚
泥消化槽３内に設置しても良い。図２に示した実施例に
おいては、汚泥と処理液の分離を膜ユニットを用いて行
っているが、この汚泥と処理液の分離方法は膜ユニット
に限定されない。

【００１９】図２の実施形態例では、電解処理により増
加した生物易分解性物質は、汚泥消化槽３内の好気性微
生物により処理されるため、本来の有機性排水処理を行
う生物処理槽１の負荷を増加させることなく、汚泥を減
容化することができる。汚泥中に砂やリン、カルシウム
等の無機成分が含まれる場合、図１に示した方法では好
気性生物処理装置１に無機成分が蓄積し、排水の水質に
影響を与える、あるいは本来の生物処理に影響を与える
といった問題点があったが、図２の方法では、これらの
問題点が発生することがない。汚泥中に無機成分がが含
まれる場合は、汚泥消化槽３に無機成分が蓄積するが、
好気性生物処理装置１に影響を与えることがなく、蓄積
した無機性汚泥を引き抜くことで、汚泥の減容化処理を
継続できる。

【００２０】好気性生物処理装置１における生物処理方
式として、活性汚泥法、生物膜法等が挙げられる。活性
汚泥法は、有機性排水を活性汚泥と混合して好気的に処
理する方式で、標準活性汚泥法、長時間曝気法、膜分離
活性汚泥法及びこれらの変法が挙げられる。生物膜法
は、有機性排水を担体に付着した生物に接触させて好気
的に処理する方式であり、好気性接触曝気法、回転円盤
法、流動床法及びこれらの変法が挙げられる。好気性生
物処理装置１では上記処理方式以外の好気性処理法も採
用でき、中でも高濃度汚泥を比較的簡単に採取できる膜
分離活性汚泥法は特に好ましい。

【００２１】

【実施例】次に本発明による有機性排水の電解処理の実
施例を記載するが、該実施例は本発明を限定するもので
はない。

【００２２】実施例１〜３ 蒸留水で塩素イオン濃度を５ppm以下に調整された汚泥
濃度8,900mg／リットル、可溶性ＴＯＣ（Total Organi
c Carbon）9.5mg／リットルである汚泥500mlを３個の
ビーカーに取った。第１のビーカーに、陽極として、酸
化イリジウム及び酸化タンタルを加熱分解法でチタン基
材上に形成した電極（陽極Ａ、実施例１）を、第２のビ
ーカーに、陽極として、酸化イリジウム及び酸化錫を加
熱分解法でチタン基材上に形成した電極（陽極Ｂ、実施
例２）を、又第３のビーカーに、陽極として、酸化錫粉
末を焼結させて形成した電極（陽極Ｃ、実施例３）を、
それぞれ浸漬し、又陰極としてステンレスを用いて電解
処理を行った。

【００２３】陽極及び陰極の電極面積を0.5dm²とし、電
流密度が１Ａ／dm²となるようにしながら、通電電流0.5
Ａでマグネチックスターラーにより攪拌しながら３時間
通電した。総通電量は5,400クーロンであった。電解処
理後の汚泥濃度は、実施例１で8,800mg／リットル、実
施例２で8,200mg／リットル、実施例３で8,100mg／リッ
トルであり、塩素イオンを殆ど含有していない汚泥をそ
れぞれ100mg／リットル、700mg／リットル及び800mg／
リットル減少させることができた。

【００２４】又可溶性ＢＯＤ（生物化学的酸素要求量）
はそれぞれ12mg／リットル、807mg／リットル及び877mg
／リットル、可溶性ＴＯＣはそれぞれ43mg／リットル、
220mg／リットル及び250mg／リットル上昇し、同時に可
溶性リンはそれぞれ８mg／リットル、43mg／リットル及
び54mg／リットル上昇した。これらの結果を纏めて表1
に示した。実施例１〜３では、陽極として採用した電極
種により汚泥の減容化の程度及び成分の溶出特性が大き
く異なることから、陽極での電気化学作用により汚泥が
ダメージを受けており、この効果が支配的であると判断
できる。

【００２５】

【表１】

【００２６】実施例４〜６ 食塩濃度が10ｇ／リットルとなるように食塩を添加した
汚泥濃度9,100mg／リットル、可溶性ＴＯＣ17mg／リッ
トルである汚泥500mlを３個のビーカーに取った。第１
のビーカーに、前述の陽極Ａ（実施例４）を、第２のビ
ーカーに、同じく陽極Ｂ（実施例５）を、第３のビーカ
ーに、同じく陽極Ｃ（実施例５）を、それぞれ浸漬し、
実施例１と同じ条件で処理を行った。電解処理後の有効
塩素濃度は実施例４で35mg／リットル、実施例５で38mg
／リットル及び実施例６で27mg／リットルであり、汚泥
濃度は、実施例４で8,200mg／リットル、実施例５で7,9
00mg／リットル、実施例６で7,800mg／リットルであっ
た。電解処理により、汚泥をそれぞれ900mg／リット
ル、1,200mg／リットル及び1,300mg／リットル減少させ
ることができた。又可溶性ＢＯＤは、それぞれ891mg／
リットル、1,281mg／リットル及び1,481mg／リットル、
可溶性ＴＯＣはそれぞれ193mg／リットル、523mg／リッ
トル及び553mg／リットル上昇し、同時に可溶性画分の
リンはそれぞれ48mg／リットル、72mg／リットル及び86
mg／リットル上昇した。

【００２７】実施例４〜６では、高食塩濃度下での電解
処理効果を検討した。陽極及び陰極とも汚泥減容化量、
ＴＯＣ、ＢＯＤ及びリンの溶出量が実施例１〜３より多
くなり、電解による汚泥の減容化効果は、食塩を含有し
ない場合より高いことが分かる

【００２８】比較例１ 実施例５の電解処理で汚泥溶液中に生成する次亜塩素酸
ナトリウムを測定するために、イオン交換水を用い、汚
泥が全く混入していない食塩濃度が10ｇ／リットルの溶
液を500ml調製し、前記陽極Ｂを用いて実施例２と同じ
電解条件で処理を行ったところ、電解処理後の溶液中の
有効塩素濃度は900mg／リットルであった。実施例５で
使用した汚泥500mlをビーカーに取り、有効塩素濃度120
ｇ／リットルの次亜塩素酸ナトリウムを用い、３時間後
の有効塩素量が900mg／リットルとなるように、12分毎
に0.25mlづつ15回に分けて添加し、電解処理は行わなか
った。薬剤の次亜塩素酸ナトリウムのみによる処理後の
汚泥濃度は、8600mg／リットルであり、汚泥を500mg減
容することができた。又可溶性ＢＯＤ及び可溶性ＴＯＣ
及び可溶性画分のリンはそれぞれ1,062mg/リットル、24
6mg/リットル及び45mg/リットル上昇した。

【００２９】実施例４から６及び比較例１の結果を表２
に纏めて示す。食塩を含有しない汚泥を電解処理した実
施例２の汚泥減少量が700mgで、食塩を含有する汚泥を
電解処理した実施例５の汚泥減少量が1,200mgであった
のに対し、実施例５と同様の電解処理で生成する次亜塩
素酸ナトリウムと同量の薬剤としての次亜塩素酸ナトリ
ウムを添加した比較例１では汚泥減少量が500mgであっ
た。このことから汚泥を電解処理する場合の汚泥のダメ
ージは、陽極での電気化学作用が支配的であり、汚泥が
塩素イオンを含む場合には、陽極での電気化学作用に、
電解により生成する次亜塩素酸ナトリウムと効果が重畳
されていると推定できる。

【００３０】

【表２】

【００３１】実施例７及び８ 蒸留水で塩素濃度を５ppm以下に調整した汚泥濃度4,400
mg／リットル、可溶性ＴＯＣ9.5mg／リットルである汚
泥（実施例７）500mlと、汚泥濃度8,800mg／リットル、
可溶性ＴＯＣ9.5mg／リットルである汚泥（実施例８）5
00mlを別のビーカーに取り、陽極Ｂを使用して実施例２
と同じ条件で電解処理を行った。電解処理後の汚泥濃度
は実施例7が3,800mg／リットル、実施例８が7,600mg／
リットルであり、それぞれ600mg／リットル及び1,200mg
／リットル減少させることができた。又可溶性ＢＯＤは
それぞれ259mg／リットル及び949mg／リットル、可溶性
ＴＯＣはそれぞれ98mg／リットル及び268mg／リットル
上昇し、同時に可溶性画分のリンはそれぞれ22mg／リッ
トル及び72mg／リットル上昇した。これらの結果を表３
に纏めて示す。表３に示す通り、電解処理に供する汚泥
濃度が高ければ、減容化効果及び溶出効率が上昇するこ
とが分かった。

【００３２】

【表３】

【００３３】実施例９〜11 塩素イオン濃度を100ppmに調整した汚泥濃度9,410mg／
リットル、可溶性ＴＯＣ2.6mg／リットルである汚泥500
mlを３個のビーカーに取った。陽極Ｂを用い、陰極には
ステンレスを用いて電解処理を行った。陽極及び陰極の
電極面積を0.2dm²とし、電極密度が１Ａ／dm²（実施例
９）、５Ａ／dm²（実施例10）及び10Ａ／dm²（実施例1
1）となるように通電電流量を調整し、マグネチックス
ターラーにより攪拌しながら、３時間通電した。電解処
理後の電流密度は9,240mg／リットル（実施例９）、8,4
10mg／リットル（実施例10）及び7,230mg／リットル
（実施例11）であり、それぞれ汚泥を170mg/リットル、
1,000mg／リットル及び2,180mg／リットル減容させるこ
とができた。

【００３４】又可溶性ＢＯＤはそれぞれ22mg／リット
ル、950mg／リットル及び1,600mg／リットル、可溶性Ｔ
ＯＣはそれぞれ7.6mg／リットル、260mg/リットル及び9
13mg／リットル上昇し、同時に可溶性画分のリンはそれ
ぞれ16mg／リットル、40mg/リットル及び89mg／リット
ル上昇した。通電量当たりの汚泥減少量を計算すると、
それぞれ0.08mg/クーロン、0.09mg/クーロン及び0.10mg
/クーロンとなった。これらの結果を表４に纏めて示
す。表４に示す通り、電解処理の電流密度が高いほど減
容化効果及び溶出効率が高いことが分かった。

【００３５】

【表４】

【００３６】実施例12 汚泥濃度10,600mg／リットル、可溶性ＴＯＣ16mg／リッ
トルである汚泥500mlを、電流密度が10Ａ／dm²、通電時
間が１時間としたこと以外は実施例11と同じ条件で電解
処理を行った。電解処理後、汚泥などの固形分を濾紙を
用いて分離した。濾液の可溶性ＴＯＣは795mg/リットル
であり、無機性炭素濃度は１mg/リットル未満であっ
た。次いでこの濾液を120ｍｌ取り、電極面積0.2dm²の
陽極Ｂと、電極面積0.2dm²のステンレス陰極を用いて、
10Ａ／dm²の電流密度で25分間の電解処理を行った。電
解処理後の可溶性ＴＯＣは556mg/リットル、無機性炭素
濃度は１mg/リットル未満で、239mg/リットル（全量は2
8.7mg）のＴＯＣ成分が消失した。

【００３７】電解中に発生したガスを捕集して発生量を
測定したところ200mlであった。これは下記の式で示す
通り、陽極で式に示す酸素発生反応が、陰極で式に
示す水素発生がそれぞれ100％の電流効率で進行した場
合（174ml）より多かった。又捕集したガス中の二酸化
炭素濃度は30,000ppmであり、これにより電解中に二酸
化炭素として放出された炭素量は3.3mgと推定できる。
これらの結果を下記の比較例２とともに、表５に示し
た。

【００３８】式： ２Ｈ₂Ｏ → Ｏ₂ ＋ ４Ｈ⁺
＋ ４ｅ^- 式： ４Ｈ⁺ ＋ ４ｅ^- → ２Ｈ₂

【００３９】比較例２ 可溶性ＴＯＣが０mg/リットルの水を実施例13と同様に
電解処理した。電解処理中に発生したガス量は172ml
で、前述の式及び式の反応が100％の電流効率で進
行した場合（174ml）とほぼ一致した。又このガスを分
析したところ、酸素、水素、窒素が検出され、二酸化炭
素は用いた計測器の検出限界（20mg/ｍ²）外であった。
この結果を表５に示した。表５から分かる通り、可溶性
ＴＯＣ成分は電解処理によってガスとして大気中に放出
される。しかし電解前後で可溶性ＴＯＣ減少量よりも二
酸化炭素として放出された炭素量が少なかった。放出さ
れるガス量が、酸素発生及び水素発生の効率100％に対
応する量よりも圧倒的に多いことを合わせて考えると、
可溶性ＴＯＣは電解処理によって揮発性ガスとして大気
に放出されるものと推測できる。

【００４０】

【表５】

【００４１】実施例13 図２に示したフローチャートに基づいた実験例について
説明する。ＢＯＤが2,000mg/リットルとなるように調製
した合成下水を、容量13.4リットルの生物処理槽に10.0
リットル／日となるように流入させた。ＢＯＤ負荷は1.
5kg/ｍ³/日となった。余剰汚泥0.6リットルを１回／日
の頻度で引抜き、容量6.0リットルの汚泥消化槽３へ投
入した。汚泥は汚泥消化槽３と電解処理槽２との間でポ
ンプにより循環させた。電解処理槽は、触媒として酸化
イリジウム及び酸化錫を有する電極面積0.2dm²の陽極
と、同じ面積のステンレスを陰極として使用して電流密
度が10.0Ａ／dm²となるように通電量2.0Ａで断続的な電
解処理を60日間行った。この間の経過日数と、生物処理
槽のＭＬＳＳ（mg／Ｌ）、汚泥消化槽のＭＬＳＳ（mg／
Ｌ）、引抜量（ｇ）の関係を図３のグラフに示した。

【００４２】第２処理槽３のＭＬＳＳ（汚泥濃度）を8,
000mg/リットル以下に維持するために必要な汚泥の引き
抜き量は30日間で17.2ｇであった。又第２処理槽のＭＬ
ＳＳは実験開始から30日間は微増傾向にあったが、30日
以降は分析用に極微量の汚泥を引き抜くのみで汚泥濃度
8,000mg/リットルを維持した。又汚泥濃度を維持するた
めに必要な電解処理時間は1日当たり30分間であった。
これは実験開始から30日間で汚泥が電解処理に馴化した
ことを意味している。従って30日目以降の結果から、電
解処理を行うことにより、汚泥の発生をほぼゼロに抑え
られることが確認された。

【００４３】比較例３ 電解処理槽に通電しなかったこと以外は実施例14と同様
の処理を実施し、断続的な電解処理を60日間行った。こ
の間の経過日数と、生物処理槽のＭＬＳＳ（mg／Ｌ）、
汚泥消化槽のＭＬＳＳ（mg／Ｌ）、引抜量（ｇ）の関係
を図４のグラフに示した。汚泥消化槽３の汚泥濃度を1
0,000mg/リットル以下に維持するためには、汚泥を30日
間で150ｇ引抜く必要があり、この傾向は30日目以降も
続いた。実施例14と比較例３を比較すると、前者が30日
で汚泥が電解処理に馴化し、比較例３では汚泥が減容化
しなかったことが分かる。30日目以降の結果から電解処
理を行うことにより、汚泥発生を実質的にゼロに抑えら
れることが確認された。

【００４４】

【発明の効果】本発明方法は、有機性排水を曝気して処
理する好気性生物処理方法において、前記有機性排水の
好気性生物処理により発生する汚泥を電解処理すること
を特徴とする有機性排水の処理方法である。この方法に
よると、汚泥を電解処理することにより汚泥中の微生物
の少なくとも一部と他の有機物質の少なくとも一部を死
滅させ又は除去でき、薬剤を使用せずに汚泥の減容化を
達成できる。

【００４５】本発明装置は、有機性排水を曝気して処理
する生物処理装置を含む有機性排水の処理装置におい
て、前記有機性排水の生物処理により発生する汚泥を電
解処理する電解処理槽を含んで成ることを特徴とする有
機性排水の処理装置であり、この装置でも同様に、薬剤
を使用せずに汚泥の減容化を達成できる。本発明装置の
生物処理装置は、曝気槽及び／又は汚泥分離槽を有して
いても良く、電解処理槽と、曝気槽又は汚泥分離槽の間
を汚泥を循環させて処理すると、汚泥の電解処理及び汚
泥分離を繰り返し行って処理効率を向上させることがで
きる。本発明装置では、イリジウム等から成る不溶性電
極や錫の酸化物を含有する焼結体から成る電極を使用す
ることが望ましく、又電極基体はチタン等から形成する
ことが望ましい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法を実施する一態様を示すフローチャ
ート。

【図２】本発明方法を実施する他の一態様を示すフロー
チャート。

【図３】実施例13における経過日数と、生物処理槽のＭ
ＬＳＳ、汚泥消化槽のＭＬＳＳ、引抜量の関係を示すグ
ラフ。

【図４】比較例３における経過日数と、生物処理槽のＭ
ＬＳＳ、汚泥消化槽のＭＬＳＳ、引抜量の関係を示すグ
ラフ。

【符号の説明】

１ 好気性生物処理装置 ２ 電解処理槽 ３ 汚泥消化槽 ４ 膜ユニット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 関本 正生 神奈川県大和市福田1809−14 (72)発明者 脇田 修平 神奈川県藤沢市辻堂元町５−９−８、ＩＩ −３ (72)発明者 佐竹 純一郎 愛媛県松山市美沢一丁目９番１号 ダイキ 株式会社内 (72)発明者 門屋 尚紀 愛媛県松山市美沢一丁目９番１号 ダイキ 株式会社内 (72)発明者 佐伯 和男 愛媛県松山市美沢一丁目９番１号 ダイキ 株式会社内 (72)発明者 石川 英一 東京都港区芝公園２丁目４番１号 三井物 産プラント株式会社内 Ｆターム(参考） 4D028 BC18 BC28 BD08 BD11 BD16 BE08 4D059 AA03 BK12 BK21 CA28

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 有機性排水の好気性生物処理方法におい
   て、前記有機性排水の好気性生物処理により発生する汚
   泥を電解処理することを特徴とする有機性排水の処理方
   法。
2. 【請求項２】 有機性排水の好気性生物処理装置を含む
   有機性排水の処理装置において、前記有機性排水の生物
   処理により発生する汚泥を電解処理する電解処理槽を含
   んで成ることを特徴とする有機性排水の処理装置。
3. 【請求項３】 好気性生物処理装置が、曝気槽及び／又
   は汚泥分離槽を有する請求項２に記載の処理装置。
4. 【請求項４】 電解処理槽と、曝気槽又は汚泥分離槽の
   間を汚泥を循環させて処理する請求項３に記載の処理装
   置。
5. 【請求項５】 電解処理に使用する陽極が不溶性電極で
   あり、不溶性電極の触媒が、イリジウム、チタン、タン
   タル、ニオブ、ジルコニウム、錫、鉛、アンチモン、ル
   テニウム、白金、コバルト、マンガン、モリブデン及び
   タングステンから成る群から選択される１又は２種以上
   の金属又は金属酸化物を含有し、電極基体がチタン、タ
   ンタル、ジルコニウム及びニオブから成る群から選択さ
   れる１又は２種以上の金属又は金属合金である請求項２
   から４までのいずれかに記載の処理装置。
6. 【請求項６】 不溶性電極が、少なくとも錫の酸化物を
   含有する焼結体電極である請求項５に記載の処理装置。