JP2003275788A - 有機性排液の嫌気性消化方法及び嫌気性処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 消化汚泥をオゾン処理により改質処理し、改
質汚泥を嫌気性消化槽に返送する嫌気性消化処理におい
て、オゾン処理による改質効率を高め、汚泥の減容化効
率を高める。 【解決手段】 嫌気性消化槽１からの消化汚泥をｐＨ調
整槽３でｐＨ５以下に調整した後沈殿槽４で固液分離
し、分離汚泥をオゾン処理槽５で改質処理して嫌気性消
化槽１に返送する。嫌気性消化槽１からの消化汚泥をオ
ゾン処理槽５でｐＨ６．０〜９．０で改質処理して嫌気
性消化槽１に返送する。Ｆｅ^２＋、Ｍｎ^２＋、Ｓ^２−等
の還元性物質によるオゾンの消費を抑制して、嫌気性消
化汚泥の改質を効率良く行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は有機性排液の嫌気性
消化方法及び嫌気性処理装置に係り、特に、有機性汚
泥、し尿等の有機性排液を、嫌気性微生物を含む汚泥の
存在下でメタン発酵により処理するに当たり、発生する
嫌気性消化汚泥を効果的に減容化することができる方法
及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】有機性汚泥、し尿、食品排水等のスラリ
ー状の高濃度有機性排液を嫌気性微生物の存在下にメタ
ン発酵することにより処理する嫌気性処理方法は、嫌気
性消化法とも呼ばれ、古くから行われている方法であ
る。

【０００３】このような嫌気性消化処理においては、未
分解物質及び嫌気性微生物を主体とする汚泥（消化汚
泥）が生成する。従来、この消化汚泥は、機械脱水した
後、焼却、埋立等により処理されている。

【０００４】嫌気性消化処理により生成する汚泥を減容
化する装置として、特開平９−２０６７８５号公報に
は、消化汚泥をオゾン処理により改質した後、この改質
液を嫌気性消化槽に返送する嫌気性消化装置が記載され
ている。この装置は、消化汚泥をオゾン処理して易生物
分解性に改質した後、嫌気性消化槽に戻して嫌気性微生
物の基質として更に分解するものであり、汚泥の減容化
に有効な装置である。

【０００５】また、オゾン処理による汚泥の改質方法と
して、特開平７−９６２９７号公報には、汚泥に硫酸、
塩酸などの無機酸を加えてｐＨを５以下に調整した後オ
ゾン処理する方法が記載されている。この方法では、ｐ
Ｈ５以下の酸性領域でオゾン処理することによって、汚
泥のＢＯＤ化に要するオゾンの使用量を少なくすること
ができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】嫌気性消化汚泥中に
は、Ｆｅ，Ｃａ，Ｍｇ，Ｍｎ等の金属が硫化物、水酸化
物、炭酸塩、リン酸塩等の不溶態として存在している。
これらの多くはｐＨ５以下の酸性条件下では液中に溶解
する。そのため、オゾン処理に先立ちｐＨを５以下に調
整した嫌気性消化汚泥においては、液中にＦｅ^２＋、Ｍ
ｎ^２＋、Ｓ^２−等の還元性物質が溶解して存在してい
る。このような嫌気性消化汚泥にオゾンを接触させる
と、液中に溶解したオゾンは、汚泥の改質よりも前記溶
解性の還元性物質の酸化に優先的に用いられてしまい、
効率良く汚泥を改質することができないという問題があ
った。

【０００７】本発明は上記従来の問題点を解決して、オ
ゾン処理による嫌気性消化汚泥の改質を効率良く行い、
汚泥を大幅に減容化することができる有機性排液の嫌気
性消化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】請求項１の有機性排液の
嫌気性消化方法は、嫌気性微生物を含む汚泥の存在下に
有機性廃液をメタン発酵させる嫌気性消化工程と、該嫌
気性消化工程から汚泥の一部を引き抜いてオゾン処理に
より改質し、改質汚泥を該嫌気性消化工程に返送する改
質工程とを備える有機性排液の嫌気性消化方法におい
て、該嫌気性消化工程から引き抜いた汚泥をｐＨ５以下
に調整した後固液分離し、得られた分離汚泥をオゾン処
理することを特徴とする。

【０００９】請求項２の有機性排液の嫌気性処理装置
は、嫌気性微生物を含む汚泥の存在下に有機性排液をメ
タン発酵させる嫌気性消化槽と、該嫌気性消化槽から汚
泥の一部を引き抜いてｐＨ５以下に調整するｐＨ調整手
段と、該ｐＨ調整手段でｐＨ調整された汚泥を固液分離
する固液分離手段と、該固液分離手段で分離された汚泥
をオゾン処理により改質し、改質汚泥を前記嫌気性消化
槽に返送する改質手段とを備えることを特徴とする。

【００１０】嫌気性消化汚泥をｐＨ５以下に調整するこ
とによって、嫌気性消化汚泥中の金属塩が溶解してＦｅ
^２＋、Ｍｎ^２＋、Ｓ^２−等の還元性物質が汚泥から液側
に移行する。このｐＨ調整汚泥を固液分離し、Ｆ
ｅ^２＋、Ｍｎ^２＋、Ｓ^２−等の還元性物質を液側に分離
した後、ｐＨが５以下の分離汚泥をオゾン処理すること
によって、Ｆｅ^２＋、Ｍｎ^２＋、Ｓ^２−等の溶解性還元
物質によるオゾンの消費を抑制し、且つ、高ｐＨでのオ
ゾンの自己分解を抑制して、嫌気性消化汚泥の改質を効
率良く行うことができ、汚泥を効率的に減容化すること
が可能となる。

【００１１】請求項３の有機性排液の嫌気性消化方法
は、嫌気性微生物を含む汚泥の存在下に有機性廃液をメ
タン発酵させる嫌気性消化工程と、該嫌気性消化工程か
ら汚泥の一部を引き抜いてオゾン処理により改質し、改
質汚泥を該嫌気性消化工程に返送する改質工程とを備え
る有機性排液の嫌気性消化方法において、前記オゾン処
理をｐＨ６．０〜９．０で行うことを特徴とする。

【００１２】嫌気性消化汚泥のｐＨを６．０〜９．０に
調整してオゾン処理を行うことによって、嫌気性消化汚
泥中の還元性物質の液中への溶解を防止することができ
る。このため、還元性物質の酸化に消費されるオゾンの
量を低減して、オゾンによる菌体、有機物の改質を効率
良く行うことができ、これにより、汚泥を効率的に減容
化することが可能となる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下に図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。

【００１４】まず、図１を参照して請求項１，２の有機
性排液の嫌気性消化方法及び嫌気性処理装置の実施の形
態について説明する。

【００１５】図１は請求項１，２の有機性排液の嫌気性
消化方法及び嫌気性処理装置の実施の形態を示す系統図
である。

【００１６】図１において、１は嫌気性消化槽であり攪
拌機１Ａを備えている。２は遠心分離装置、３はｐＨ調
整槽、４は沈殿槽、５はオゾン処理槽であり、攪拌機５
Ａを備える。６はオゾン発生器、７は中和槽である。

【００１７】この嫌気性消化装置では、嫌気性消化槽１
に原水路１１から有機性排液（原水）を導入し、返送汚
泥路１２を通して遠心分離装置２から返送される返送汚
泥、中和槽７から改質汚泥返送路１３を通して返送され
る改質汚泥及び嫌気性消化槽１内の嫌気性微生物を含む
汚泥と混合し、緩やかに攪拌しながら嫌気性消化処理を
行うように構成されている。ここで行われる嫌気性消化
処理により、有機物は酸生成菌及びメタン生成菌により
分解される。生成するメタンガスを含む消化ガスは排ガ
ス路１４から排出される。

【００１８】嫌気性消化槽１内の消化汚泥は移送路１５
から遠心分離装置２に導入されて固形分と分離液とに固
液分離され、分離液は処理水として処理水路１６から系
外に排出される。固形分（分離汚泥）は必要に応じて一
部が余剰汚泥取出路１７から系外へ排出され、残部は返
送汚泥として返送汚泥路１２より嫌気性消化槽１に返送
される。

【００１９】嫌気性消化槽１の消化汚泥の一部は汚泥取
出路１８を通して取り出され、ｐＨ調整槽３にて薬注配
管１９より酸が添加され、ｐＨ５以下に調整される。ｐ
Ｈ調整槽３でｐＨ調整された消化汚泥は移送路２０より
沈殿槽４に送給されて固液分離され、分離液が取出路２
１より取り出され、分離汚泥は移送路２２よりオゾン処
理槽５に送給される。

【００２０】オゾン処理槽５は、沈殿槽４からの分離汚
泥に、ｐＨ５以下の条件でオゾン注入管２３よりオゾン
発生器６のオゾンを吹き込んで接触させてオゾン処理す
るように構成されている。ここで行われるオゾン処理に
より、消化汚泥中の有機物は易生物分解性に改質され
る。改質汚泥は、移送路２４を通して中和槽７に送給さ
れ、薬注配管２５よりアルカリが添加されて中和された
後、改質汚泥返送路１３から嫌気性消化槽１に送られ
る。この改質汚泥中にはオゾン処理槽３で改質された易
生物分解性の固形分が含まれているため、この固形分が
嫌気性消化槽１で消化され、処理系から生じる余剰汚泥
量が減容化される。

【００２１】改質工程は、嫌気性消化槽１から引き抜い
た消化汚泥をｐＨ調整槽３でｐＨ５以下に調整した後沈
殿槽４で固液分離し、分離汚泥をオゾン処理により改質
する工程である。

【００２２】嫌気性消化槽１から引き抜いた嫌気性消化
汚泥に硫酸、塩酸などの無機酸を加えてｐＨを５以下に
調整することによって、嫌気性消化汚泥中の金属塩が溶
解してＦｅ^２＋、Ｍｎ^２＋、Ｓ^２−等の還元性物質が汚
泥から液側に移行する。このｐＨ調整汚泥を固液分離
し、ｐＨが５以下の分離汚泥をオゾン処理することによ
って、Ｆｅ^２＋、Ｍｎ^２＋、Ｓ^２−等の溶解性還元物質
によるオゾンの消費を抑制し、且つ、高ｐＨでのオゾン
の自己分解を抑制して、嫌気性消化汚泥の改質を効率良
く行うことができる。

【００２３】ここで、消化汚泥の調整ｐＨが５を超える
と、Ｆｅ^２＋、Ｍｎ^２＋、Ｓ^２−等の還元性物質を効率
的に液側に移行させることができない。調整ｐＨ値は過
度に低いと、ｐＨ調整槽３における酸使用量及びその後
の中和槽７におけるアルカリ使用量が増え好ましくな
い。従って、消化汚泥はｐＨ２〜５、特に３〜３．５に
ｐＨ調整することが好ましい。

【００２４】また、ｐＨ調整汚泥の固液分離手段として
は特に制限はなく、図１に示す沈殿槽４の他、遠心分離
装置、浮上分離装置などを用いることができる。

【００２５】沈殿槽４等で固液分離することにより得ら
れた分離液は、苛性ソーダ、消石灰などのアルカリを加
えて中和した後、処理水としてそのまま下水等へ放流し
ても良いし、嫌気性消化槽１に戻しても良い。嫌気性消
化槽１に戻す場合、この分離液は改質汚泥を中和する中
和槽７に送給し、改質汚泥と共に中和した後嫌気性消化
槽１に戻すようにしても良い。

【００２６】オゾン処理槽５からの改質汚泥は移送路２
４より中和槽７に移送され、苛性ソーダ、消石灰などの
アルカリにより、ｐＨ６〜７．５に中和された後嫌気性
消化槽１に返送される。

【００２７】次に、図２を参照して請求項３の有機性排
液の嫌気性消化方法の実施の形態について説明する。

【００２８】図２は請求項３の有機性排液の嫌気性消化
方法の実施の形態を示す系統図である。図２において、
図１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。

【００２９】図２では、オゾン処理槽５が、嫌気性消化
槽１から汚泥取出路１８を通して取り出した消化汚泥
に、ｐＨ６．０〜９．０の条件でオゾン注入管２３より
オゾン発生器６のオゾンを吹き込んで接触させてオゾン
処理し、改質汚泥を改質汚泥返送路１３から嫌気性消化
槽１に送給するように構成されている点が図１に示す方
法と異なり、その他は同様の処理が行われる。

【００３０】嫌気性消化汚泥のｐＨを６．０〜９．０に
調整してオゾン処理を行うことによって、嫌気性消化汚
泥中の還元性物質の液中への溶解を防止して、還元性物
質の酸化に消費されるオゾンの量を少なくして、菌体、
有機物の改質を効率良く行うことができる。このｐＨが
６．０未満では、液中に存在する溶解性の還元性物質が
増加し、その酸化にオゾンが消費されるために汚泥の改
質効率が低下し、９．０を超えるとオゾンの自己分解が
著しくなり、汚泥の改質に利用されない。特に好ましい
ｐＨ条件は６．０〜７．５である。通常、嫌気性消化槽
１から引き抜いた消化汚泥のｐＨは７〜８であるため、
本発明では、この消化汚泥のｐＨを６．０〜９．０に調
整するために、硫酸、塩酸等によりｐＨ調整を行っても
良い。従って、嫌気性消化槽１からオゾン処理槽５へ消
化汚泥を送給する系路にｐＨ調整槽を設けても良い。

【００３１】なお、嫌気性消化処理に好適なｐＨは７〜
８であるが、嫌気消化槽１の消化汚泥は一般にアルカリ
度が充分に高いため、オゾン処理後の改質汚泥は特にｐ
Ｈ調整することなく、嫌気性消化槽１に戻すことができ
る。

【００３２】本発明において処理対象となる有機性排液
は、嫌気性処理によって処理される有機物を含有する排
液（汚泥を含む）であり、固形分を含むスラリー状のも
のでも、固形分を含まない液状のものでも良い。また、
難生物分解性の有機物、無機物、セルロース、紙、綿、
ウール、布、し尿中の固形物などが含有されていても良
い。このような有機性排液としては下水、下水初沈汚
泥、し尿、浄化槽汚泥、家畜糞尿、食品工場排水、ビー
ル廃酵母、その他の産業排液、これらの排液を処理した
際に生じる余剰汚泥等の汚泥が挙げられる。

【００３３】嫌気性消化槽１の嫌気性消化工程は、嫌気
性微生物を含む汚泥の存在下に、このような有機性排液
をメタン発酵させる工程である。嫌気性微生物を含む汚
泥は酸生成菌とメタン生成菌を含み、嫌気性消化槽１に
おいて、有機成分は嫌気性微生物により液化→低分子化
→有機酸生成→メタン生成のステップによりメタンガス
に転換される。

【００３４】嫌気性消化槽１におけるメタン発酵の条件
としては、３５℃付近に最適温度がある中温メタン生成
菌、及び５５℃付近に最適温度を有する高温メタン生成
菌が増殖するいずれの温度条件も採用可能である。中温
メタン生成菌は増殖が遅いため嫌気性消化槽１の滞留時
間（ＳＲＴ）を長くする、即ち、嫌気性消化槽１の容量
を大きくする必要があるが、比較的低温での処理が可能
なため加温及び保温のための設備が簡単になる。これに
対し高温メタン生成菌の場合は加温及び保温の設備が必
要になるが、増殖が速いため滞留時間が短くてよく、嫌
気性消化槽１の容量を小さくすることができるという利
点がある。

【００３５】中温メタン生成菌を主体とする場合は嫌気
性消化槽で汚泥の滞留時間は１０日以上、好ましくは１
５〜３０日程度必要である。これに対して高温メタン生
成菌を主体とする場合は上記範囲よりも短い滞留時間
（例えば２日以上）とすることが可能である。

【００３６】嫌気性消化槽１の有機物負荷は０．５〜
２．０ｋｇ−ＴＶＳ／ｍ^３・日、嫌気性消化槽１内のＴ
Ｓ濃度は５，０００〜１００，０００ｍｇ／Ｌ、好まし
くは３０，０００〜６０，０００ｍｇ／Ｌ、温度は３０
〜３８℃又は４５〜６０℃の条件とすることが好まし
い。

【００３７】嫌気性消化工程では、嫌気性消化汚泥の一
部を固液分離し、分離液を処理水として排出するととも
に分離された濃縮汚泥を嫌気性消化工程に返送するよう
に構成するのが好ましく、図１，２では、嫌気性消化槽
１の流出液を固液分離する遠心分離装置２が設けられて
いる。このように嫌気性消化汚泥の一部を固液分離して
分離液を処理水とすると共に、分離汚泥を嫌気性消化槽
１に返送することにより、固形物の系外流出を抑え嫌気
性消化槽１での汚泥保持量を高く保つことにより汚泥の
減容効果を高めることができる。

【００３８】嫌気性消化汚泥の固液分離装置としては、
遠心分離装置２の他、沈殿槽、浮上分離装置、膜分離装
置などを用いることができる。分離された汚泥は、嫌気
性消化槽１での無機成分や難生物分解性有機成分の蓄積
を防ぐために、必要に応じて、図１，２に示す如く、一
部を余剰汚泥として排出し、脱水、焼却、埋立等の処分
を行っても良い。また、固液分離した分離液は処理水と
してそのまま下水等へ放流することもできるが、好気性
生物処理、その他の後処理を行った後放流しても良い。

【００３９】オゾン処理槽５におけるオゾン処理は、図
１における沈殿槽４からの分離汚泥、又は図２における
嫌気性消化槽１からの消化汚泥をオゾンと接触させるこ
とにより行う。オゾンとの接触方法としては、オゾン処
理槽５に分離汚泥を導入してオゾンを吹き込む方法、機
械攪拌による方法、充填層を利用する方法などが採用で
きる。

【００４０】オゾンとしてはオゾン含有ガスの他、オゾ
ン含有水などが使用でき、オゾンの使用量は通常０．０
１〜０．０８ｇ−Ｏ_３／ｇ−ＴＶＳ、好ましくは０．０
２〜０．０５ｇ−Ｏ_３／ｇ−ＴＶＳである。

【００４１】このようなオゾン処理を行うことにより、
消化汚泥中の菌体は死滅し、その他の有機物と共に易生
物分解性に改質される。

【００４２】嫌気性消化槽１から引き抜いてオゾン処理
に供する消化汚泥の量は、汚泥の減容効果を十分に確保
するため、消化汚泥中に含まれる固形物（ＴＶＳ）の量
として、嫌気性消化槽１へ導入される固形物（ＴＶＳ）
量の１／３〜５倍、好ましくは１／２〜３倍に相当する
量とするのが好ましい。また、一日当たりにオゾン処理
する消化汚泥の量は嫌気性消化槽１の全保有汚泥量の１
／５〜１／５０に相当する量とするのが好ましい。一日
当たりのオゾン処理量を上記の量にすることにより、嫌
気性消化処理に必要な微生物量を嫌気性消化槽１内に保
持することができ、嫌気性消化処理の効率を高く保つこ
とができる。

【００４３】なお、図１，２では、嫌気性消化槽１から
の嫌気性消化汚泥をそのまま遠心分離装置２で固液分離
しているが、嫌気性消化槽１の消化汚泥に凝集剤を添加
して混合した後、固液分離を行っても良く、このように
凝集剤を添加して消化汚泥を凝集させた後に固液分離す
ることによって良好な固液分離が行われ、清澄な分離液
が得られると共に、固形分の系外流出を抑え、嫌気性消
化槽１の汚泥濃度を高く維持して汚泥の減容化効果をよ
り一層高めることができる。

【００４４】凝集剤としては、有機系、無機系のいずれ
も用いることができるが、添加量が少なくてよいことか
ら有機系凝集剤が好ましい。凝集剤は、嫌気性消化槽１
から遠心分離装置２に汚泥を移送する移送路１５に供給
して混合しても良く、遠心分離装置２その他の固液分離
装置に供給して装置内部で混合しても良い。また、嫌気
性消化槽１と遠心分離装置２等の固液分離装置との間に
消化汚泥と凝集剤とを混合して凝集させる混合槽を設け
ても良い。

【００４５】固液分離する消化汚泥に添加する凝集剤と
しては、特にカチオン性ポリマー（カチオン性高分子凝
集剤）或いは両性ポリマーが好ましく、それぞれ次のよ
うな効果が奏される。

【００４６】即ち、嫌気性消化槽１内では有機成分が負
電荷を帯びるのに対し、無機成分は正電荷を帯びている
ため、カチオン性ポリマーを用いることにより、有機成
分を優先的にフロック化することができる。そのため、
消化汚泥中の有機成分は固液分離後の分離汚泥側に優先
的に移行して嫌気性消化槽１に返送され、一方、無機成
分は分離液側に移行して系外に排出される。このように
して、無機成分を優先的に系外に排出することによって
嫌気性消化槽１での無機成分の蓄積を抑制することがで
きる。

【００４７】使用するカチオン性ポリマーは、カチオン
性モノマーの単独重合、或いはカチオン性モノマーとノ
ニオン性モノマーとの共重合により製造することができ
る。

【００４８】ここで、カチオン性モノマーとしては、例
えばジメチルアミノメチルアクリレート又はメタクリレ
ート、ジメチルアミノエチルアクリレート又はメタクリ
レート、ジメチルアミノプロピルアクリレート又はメタ
クリレート、ジメチルアミノ−２−ヒドロキシプロピル
アクリレート又はメタクリレート、ジエチルアミノメチ
ルアクリレート又はメタクリレート、ジエチルアミノエ
チルアクリレート又はメタクリレート、ジエチルアミノ
プロピルアクリレート又はメタクリレート、ジエチルア
ミノ−２−ヒドロキシアクリレート又はメタクリレー
ト、ジメチルアミノメチルアクリルアミド又はメタクリ
ルアミド、ジメチルアミノエチルアクリルアミド又はメ
タクリルアミド、ジメチルアミノプロピルアクリルアミ
ド又はメタクリルアミド、ジメチルアミノ−２−ヒドロ
キシプロピルアクリルアミド又はメタクリルアミド、ジ
エチルアミノメチルアクリルアミド又はメタクリルアミ
ド、ジエチルアミノエチルアクリルアミド又はメタクリ
ルアミド、ジエチルアミノプロピルアクリルアミド又は
メタクリルアミド、ジエチルアミノ−２−ヒドロキシプ
ロピルアクリルアミド又はメタクリルアミドなどの第三
級塩や四級化物などが挙げられる。第三級塩に用いられ
る酸としては、例えば塩酸、硫酸、硝酸、ギ酸、酢酸な
どが挙げられ、一方、四級化剤としては、例えば塩化メ
チル、ヨウ化メチル、塩化ベンジル、ジメチル硫酸、ジ
エチル硫酸、塩化エチル、ヨウ化エチルなどが挙げられ
る。これらのカチオン性モノマーは１種を用いても良い
し、２種以上を組み合わせて用いても良い。

【００４９】また、ノニオン性モノマーとしては、例え
ば、アクリルアミド、メタクリルアミド、ジメチルアク
リルアミド、ジメチルメタクリルアミドなどのビニル基
含有アミド類、アクリロニトリルやメタクリロニトリル
などのシアン化ビニル系化合物、アクリル酸メチル、ア
クリル酸エチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エ
チルなどの（メタ）アクリル酸のアルキルエステル類、
酢酸ビニルなどのカルボン酸のビニルエステル類、スチ
レン、α−メチルスチレン、ｐ−メチルスチレンなどの
芳香族ビニル化合物などが挙げられる。これらのノニオ
ン性モノマーは１種を用いても良いし、２種以上を組み
合わせて用いても良い。

【００５０】カチオン性ポリマーは０．０５〜０．５重
量％、特に０．１重量％程度の濃度に溶解して添加する
のが好ましく、その添加量は、消化汚泥のＴＳに対し
て、０．２〜２重量％、特に０．４〜１．２重量％とす
るのが好ましい。

【００５１】一方、両性ポリマーであれば、カチオン部
とアニオン部が共存しており、カチオン部が汚泥粘質物
の荷電中和を行い、アニオン部はカチオン部と反応して
見掛けの高分子鎖を大きくして汚泥粒子を結びつける働
きを強化するため、無機成分の多い汚泥に特に有効に働
き、良好な固液分離が行われる。

【００５２】使用する両性ポリマーは、前述のカチオン
性モノマーと下記のアニオン性モノマーとの共重合によ
り、或いは、必要に応じて、更に前述のノニオン性モノ
マーを共重合させることにより製造することができる。

【００５３】ここで、アニオン性モノマーとしては、例
えばアクリル酸、メタクリル酸、エタクリル酸（α−エ
チルアクリル酸）などの不飽和カルボン酸及びそれらの
ナトリウム塩、カリウム塩、アンモニウム塩、さらには
ビニルスルホン酸、２−アクリルアミド−２−メチルプ
ロパンスルホン酸及びそのナトリウム塩、カリウム塩、
アンモニウム塩などが挙げられる。これらのアニオン性
モノマーは１種を用いても良いし、２種以上を組み合わ
せて用いても良い。

【００５４】両性ポリマーは０．０５〜０．５重量％、
特に０．２重量％程度の濃度に溶解して添加するのが好
ましく、その添加量は、消化汚泥のＴＳに対して、０．
２〜１．５重量％、特に０．４〜１．０重量％とするの
が好ましい。

【００５５】

【実施例】以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をよ
り具体的に説明する。

【００５６】実施例１ 下水処理場より採取した混合生汚泥（ＴＳ濃度２％，Ｔ
ＶＳ濃度１．６％）を原水として、図１の嫌気性消化装
置により８０ｍＬ／ｄａｙの処理量で処理を行った。

【００５７】嫌気性消化槽の処理条件は次の通りとし
た。 ［嫌気性消化槽の処理条件］ 嫌気性消化槽容量：２Ｌ 有機物負荷量：０．６４ｋｇ−ＶＳＳ／ｍ^３・ｄａｙ 水理学的滞留時間：２５日 温度：３５℃

【００５８】この嫌気性消化槽からは、１日当たり５０
ｍＬ（嫌気性消化槽の全保有汚泥量の１／４０に相当す
る量）の消化汚泥（ｐＨ７．２〜７．８）を引き抜き、
ｐＨ調整槽にてＨ_２ＳＯ_４水溶液を加えてｐＨ３に調整
した後、２時間静置し、固形分を重力沈降させ、上澄液
２５ｍＬはＮａＯＨ水溶液によりｐＨ７に中和した後嫌
気性消化槽に戻し、分離汚泥をオゾン処理槽にて０．０
２５ｇ−Ｏ_３／ｇ−ＴＶＳのオゾン使用量でオゾン処理
した後嫌気性消化槽に返送した。

【００５９】なお、原水の投入に先立ち、嫌気性消化槽
から嫌気性消化汚泥１００ｍＬを引き抜き、遠心分離器
で固液分離して被処理液と同量の分離液を処理水として
系外に排出した。一方、分離汚泥のうち、一部を嫌気性
消化槽のＭＬＳＳ濃度が５％を超えないように系外へ引
き抜き、残部は嫌気性消化槽に返送した。

【００６０】このときの余剰汚泥発生量（引き抜き汚泥
及び処理水として系外に排出されたＴＳの合計）及び汚
泥減容率と消化ガス発生量及び処理水水質を求め、結果
を表１に示した。

【００６１】比較例１ 実施例１において、嫌気性消化槽から引き抜いた消化汚
泥５０ｍＬ／ｄａｙをｐＨ調整及び固液分離することな
くそのままオゾン処理したこと以外は同様にして処理を
行い、同様に余剰汚泥発生量及び汚泥減容率と消化ガス
発生量及び処理水水質を求め、結果を表１に示した。

【００６２】比較例２ 実施例１において、嫌気性消化槽から引き抜いた消化汚
泥５０ｍＬ／ｄａｙをｐＨ調整した後、固液分離を行わ
ず、ｐＨ調整汚泥をオゾン処理したこと以外は同様にし
て処理を行い、同様に余剰汚泥発生量及び汚泥減容率と
消化ガス発生量及び処理水水質を求め、結果を表１に示
した。

【００６３】比較例３ 比較例１において、嫌気性消化槽から引き抜いた消化汚
泥５０ｍＬ／ｄａｙを０．０４ｇ−Ｏ_３／ｇ−ＴＶＳの
オゾン使用量でオゾン処理したこと以外は同様にして処
理を行い、同様に余剰汚泥発生量及び汚泥減容率と消化
ガス発生量及び処理水水質を求め、結果を表１に示し
た。

【００６４】実施例２ 実施例１において、嫌気性消化槽から引き抜いた消化汚
泥５０ｍＬ／ｄａｙに、１Ｎ ＮａＯＨ水溶液を添加し
てｐＨ８に調整した後、固液分離を行わず、ｐＨ調整汚
泥をオゾン処理し、その後４Ｎ ＨＣｌ水溶液を添加し
てｐＨ７に中和して嫌気性消化槽に戻したこと以外は同
様にして処理を行い、同様に余剰汚泥発生量及び汚泥減
容率と消化ガス発生量及び処理水水質を求め、結果を表
１に示した。

【００６５】比較例４ 実施例１において、嫌気性消化槽から引き抜いた消化汚
泥５０ｍＬ／ｄａｙに、１Ｎ ＮａＯＨ水溶液を添加し
てｐＨ１２に調整した後、固液分離を行わず、ｐＨ調整
汚泥をオゾン処理し、その後４Ｎ ＨＣｌ水溶液を添加
してｐＨ７に中和して嫌気性消化槽に戻したこと以外は
同様にして処理を行い、同様に余剰汚泥発生量及び汚泥
減容率と消化ガス発生量及び処理水水質を求め、結果を
表１に示した。

【００６６】

【表１】

【００６７】表１より明らかなように、消化汚泥をｐＨ
３に調整した後、固液分離してオゾン処理した実施例１
では、比較例１，２に比べて余剰汚泥発生量が少なく、
汚泥減容率で９〜１４％の向上が認められ、オゾン使用
量の多い比較例３とほぼ同等の結果が得られた。また、
消化ガス発生量についても、実施例１では、比較例１，
２に比べて１５０〜２３０ｍＬ／ｄａｙ増加し、オゾン
使用量の多い比較例３とほぼ同等であった。

【００６８】また、消化汚泥をｐＨ８に調整してオゾン
処理した実施例２においても、各比較例に比べて高い汚
泥減容率と消化ガス発生量を得ることができた。

【００６９】

【発明の効果】以上詳述した通り、請求項１，２の有機
性排液の嫌気性消化方法及び嫌気性処理装置によれば、
嫌気性消化汚泥をｐＨ５以下に調整することによって、
嫌気性消化汚泥中の金属塩を溶解させてＦｅ^２＋、Ｍｎ
^２＋、Ｓ^２−等の還元性物質を汚泥から液側へ移行さ
せ、このｐＨ調整汚泥を固液分離し、Ｆｅ^２＋、Ｍｎ
^２＋、Ｓ^２−等の還元性物質を液側に分離した後、ｐＨ
が５以下の分離汚泥をオゾン処理することによって、Ｆ
ｅ^２＋、Ｍｎ^２＋、Ｓ^２−等の溶解性還元物質によるオ
ゾンの消費を抑制し、且つ、高ｐＨでのオゾンの自己分
解を抑制して、嫌気性消化汚泥の改質を効率良く行うこ
とができ、これにより、汚泥を効率的に減容化すること
が可能となる。

【００７０】また、請求項３の有機性排液の嫌気性消化
方法によれば、嫌気性消化汚泥のｐＨを６．０〜９．０
に調整してオゾン処理を行うことによって、嫌気性消化
汚泥中の還元性物質の液中への溶解を防止し、還元性物
質の酸化に消費されるオゾンの量を低減して、オゾンに
よる菌体、有機物の改質を効率良く行うことができる。
このため、汚泥を効率的に減容化することが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１，２の有機性排液の嫌気性消化方法及
び嫌気性処理装置の実施の形態を示す系統図である。

【図２】請求項３の有機性排液の嫌気性消化方法の実施
の形態を示す系統図である。

【符号の説明】

１ 嫌気性消化槽 ２ 遠心分離装置 ３ ｐＨ調整槽 ４ 沈殿槽 ５ オゾン処理槽 ６ オゾン発生器 ７ 中和槽

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4D040 AA23 AA25 AA27 AA55 4D059 AA01 AA02 AA04 AA05 AA08 AA23 BA12 BA34 BC02 BE31 BE38 BE41 BE42 BE57 BE58 BF12 BF20 BK13 DA43 DB03 DB05 DB08 DB11 DB21 DB24 DB25 DB26 EB05

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 嫌気性微生物を含む汚泥の存在下に有機
   性廃液をメタン発酵させる嫌気性消化工程と、該嫌気性
   消化工程から汚泥の一部を引き抜いてオゾン処理により
   改質し、改質汚泥を該嫌気性消化工程に返送する改質工
   程とを備える有機性排液の嫌気性消化方法において、 該嫌気性消化工程から引き抜いた汚泥をｐＨ５以下に調
   整した後固液分離し、得られた分離汚泥をオゾン処理す
   ることを特徴とする有機性排液の嫌気性消化方法。
2. 【請求項２】 嫌気性微生物を含む汚泥の存在下に有機
   性排液をメタン発酵させる嫌気性消化槽と、 該嫌気性消化槽から汚泥の一部を引き抜いてｐＨ５以下
   に調整するｐＨ調整手段と、 該ｐＨ調整手段でｐＨ調整された汚泥を固液分離する固
   液分離手段と、 該固液分離手段で分離された汚泥をオゾン処理により改
   質し、改質汚泥を前記嫌気性消化槽に返送する改質手段
   とを備えることを特徴とする有機性排液の嫌気性消化装
   置。
3. 【請求項３】 嫌気性微生物を含む汚泥の存在下に有機
   性廃液をメタン発酵させる嫌気性消化工程と、該嫌気性
   消化工程から汚泥の一部を引き抜いてオゾン処理により
   改質し、改質汚泥を該嫌気性消化工程に返送する改質工
   程とを備える有機性排液の嫌気性消化方法において、 前記オゾン処理をｐＨ６．０〜９．０で行うことを特徴
   とする有機性排液の嫌気性消化方法。