JP2003340491A

JP2003340491A - 有機性廃棄物の処理方法

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Publication number: JP2003340491A
Application number: JP2002155379A
Authority: JP
Inventors: Akishi Hori; 晃士堀
Original assignee: Kurita Water Industries Ltd
Current assignee: Kurita Water Industries Ltd
Priority date: 2002-05-29
Filing date: 2002-05-29
Publication date: 2003-12-02
Anticipated expiration: 2022-05-29
Also published as: JP3856127B2

Abstract

(57)【要約】【目的】熱処理汚泥を生物分解することによって生ず
る処理水のＣＯＤ値や色度の悪化を効果的に防ぐととも
に、熱処理残渣中の生物難分解性固形有機物量を低減し
て生物分解率を高めることによって汚泥減量率の向上を
図ることができる有機廃棄物の処理方法を提供するこ
と。【構成】有機性廃棄物を熱処理後、その少なくとも一
部を微生物反応を用いて分解する有機性廃棄物の処理方
法において、熱処理工程における有機性廃棄物の溶解性
リン酸態リン濃度を２０ｍｇ／Ｌ以下に保つことを特徴
とする。本発明者は、難分解性有機物の生成量は溶解性
リン濃度によって大幅に変化することを見出した。従っ
て、溶融性リン濃度を低減して褐変現象の発生を抑制す
ることによって、処理水のＣＯＤ値や色度の悪化を抑制
することができるばかりでなく、熱処理残渣中の生物難
分解性固形有機物量を低減することができ、これによっ
て汚泥減量率を高めることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、難生物分解性の有
機物を含む有機性廃棄物を加熱処理してその生物分解性
を高め、その後の生物処理工程での高効率な生物分解を
実現する方法に関し、特に生物分解後の難分解性有機物
の残留を抑制することによって処理水質の悪化を防ぐと
ともに、廃棄物減量率の向上を図ることができる有機性
廃棄物の処理方法に関すものである。

【０００２】

【従来の技術】下水や屎尿、工場排水等の処理としては
生物処理が一般的であるが、斯かる生物処理の主体は微
生物であるため、増殖微生物等が余剰汚泥として不可避
的に発生する。このため、汚泥の減量化が求められ、こ
れを実現する処理方法が提案されている（例えば、特開
平７−１１６６８５号公報参照）。

【０００３】上記処理方法は、生物処理工程（反応工
程）又はその後の固液分離工程から汚泥を引き抜き、こ
の引き抜いた汚泥をオゾン処理、熱処理、酸又はアルカ
リ処理等の改質処理によって易生物分解性に改質し、改
質された汚泥を生物処理工程（反応工程）に返送して生
物分解させる方法である。

【０００４】ここで、下水処理場での汚泥処理プロセス
の従来例を図４に示すフロー図に基づいて説明する。

【０００５】本汚泥処理プロセスは、沈殿槽にて発生す
る初沈汚泥と活性汚泥から発生する余剰汚泥を混合して
熱処理することによって汚泥の減量化を図るものであっ
て、図示のように、被処理液路１から沈殿槽２に導入さ
れた下水等の廃水は、懸濁性成分（ＳＳ成分）が除去さ
れるとともに、初沈汚泥が分離された後、移送路３を経
て曝気槽４に導入される。曝気槽４においては、不図示
の散気管から供給される空気によって曝気しながら活性
汚泥法によって生物処理が施され、廃水中の有機物は生
物酸化反応によって分解される。

【０００６】而して、曝気槽４内の処理液の一部は、移
送路５を経て固液分離装置６に導入され、沈殿分離によ
って分離液と分離汚泥とに分離される。分離液は放流水
として処理液路７から系外に排出され、分離汚泥は分離
汚泥排出路８から取り出され、その一部は返送汚泥とし
て返送路９から前記曝気槽４に返送されて生物処理に供
される。そして、残余の分離汚泥は余剰汚泥として熱処
理に供されるが、前記沈殿槽２において最初に沈殿した
初沈汚泥は連絡路１０を経て余剰汚泥に混合され、この
初沈汚泥と余剰汚泥とが以下のように改質処理としての
熱処理に供される。

【０００７】初沈汚泥と余剰汚泥は、必要に応じて１〜
４％の懸濁物質（ＳＳ）濃度に濃縮（ステップ１１）さ
れた後、熱処理によって可溶化（改質）され、これらに
含まれる難分解性物質（高分子物質）である有機成分が
糖やアミノ酸等の易分解性物質（低分子物質）に分解さ
れる。

【０００８】即ち、熱処理においては、既に熱処理され
た高温の汚泥（可溶化された汚泥）と低温の未処理の汚
泥との熱交換（ステップ１２）によって、未処理の汚泥
が加熱され、この未処理の汚泥は、高温の蒸気によって
更に１２０〜２５０℃の温度に加熱され（ステップ１
３）、３０〜９０分保持する熱処理（ステップ１４）に
よって可溶化される。このとき、圧力は反応温度に対す
る飽和水蒸気圧（０．３〜２ＭＰａ程度）以上に保持さ
れ、水分の蒸発とそれに伴う熱の散逸（蒸発潜熱による
熱の散逸）が防がれる。尚、場合によっては、空気等の
酸素含有気体を吹き込んだり、酸、アルカリ等の薬品を
添加することもある。

【０００９】而して、以上の熱処理によって、汚泥を構
成する有機物の一部は可溶化して微生物による処理が容
易な溶解性有機物（易分解性有機物）となるため、汚泥
中の固型性の有機物（難分解性有機物）の量が減少す
る。又、残留した熱処理残渣についても、沈降分離性及
び脱水性が良好となる。

【００１０】ところで、図４に示すように、可溶化され
た汚泥は、未処理の汚泥との熱交換（ステップ１２）に
よって冷却され、更に冷却水によって強制冷却（ステッ
プ１５）された後、その全量が固液分離されてＳＳ濃度
で３〜１０％に濃縮（ステップ１６）され、可溶性有機
物を主に含む上澄液は、ＵＡＳＢ（上向流嫌気性汚泥
床）法や高負荷型の活性汚泥法等によって高負荷生物処
理（ステップ１７）された後、更に浄化するために前記
曝気槽４に返送されて生物処理に供される。尚、高負荷
生物処理された上澄液をそのまま放流する場合もある
が、何れにしても有機物で汚染された水の排出が防がれ
る。

【００１１】他方、固液分離によって残留した濃縮熱処
理残渣（可溶化残渣）は、嫌気消化又は好気消化（ステ
ップ１８）等の手段で生物分解されて更なる減量及び脱
臭が行われた後、脱水（ステップ１９）されてＳＳ成分
が脱水ケーキとして廃棄される。

【００１２】ここで、脱水ケーキの含水率は４０〜７０
％であり、熱処理を施さないで下水汚泥を脱水した場合
と比べて含水率が著しく改善されることが知られてい
る。このように有機物の可溶化作用と脱水性の改善によ
り、排出される脱水ケーキの量を大幅に低減することが
でき、この減量効果によって、脱水ケーキを廃棄物とし
て処分する際の運搬費と処分費を削減することができ
る。又、この処理方式で生じた脱水ケーキを焼却処分す
る際には、該脱水ケーキの発熱量が高いために補助燃料
が殆ど不要となり、焼却に要するコストを低減すること
もできる。

【００１３】又、脱水によって発生した脱水濾液は、高
負荷生物処理された前記上澄液に混合され、上澄液と共
に前記曝気槽４に返送されて生物処理に供される。

【００１４】以上の熱処理における有機ＳＳ（ＶＳＳ）
成分の可溶化率は５０〜９０％に及び、可溶化のメカニ
ズムとしては、有機ＳＳを構成する高分子が高温環境下
における分解作用と熱水分子との反応による加水分解作
用によって低分子化して可溶性分子に変化するものと考
えられている。

【００１５】又、近年、熱処理残渣の少なくとも一部は
生物分解性が比較的良好な有機物であることが見出さ
れ、残渣についても生物分解を行うプロセスについての
工夫が種々なされている。即ち、活性汚泥から発生する
余剰汚泥であれば、この余剰汚泥を熱処理後に特に残渣
と可溶化液を分離しないで曝気槽に返送して生物分解を
行うことが可能であることが開示されている（特開２０
００−２１８２９５公報参照）。

【００１６】更に、近年、有機性廃棄物の効率的処理方
法や有価物回収方法への関心が高まるに連れ、汚泥処理
に留まらず、有機性廃棄物全般に対して前述のような熱
処理を施す試みがなされている。又、熱処理に伴ってタ
ンパク質や多糖類、合成樹脂が加水分解や熱分解によっ
て低分子化してアミノ酸や単糖、モノマー等が生ずるこ
とを利用して、これらの物質を有価物として回収するこ
とも検討されている。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、有機性廃棄
物の熱処理液には、主に褐色を呈する生物難分解性有機
物が含まれており、特に生物分解後の熱処理液に含まれ
る溶解性の難分解性有機物は、処理液のＣＯＤ値及び色
度を上昇させる原因物質である。このため、状況に応じ
て難分解性ＣＯＤ及び色度を下げる処理が必要となり、
凝集分離法や化学酸化法、活性炭吸着法等を実施するた
めの装置の建設費やランニングコストが高騰するという
問題がある。

【００１８】又、熱処理残渣は、可溶化した有機物成分
に比して生物分解速度が遅く、その一部には難分解性の
ＳＳ成分が含まれており、特に熱処理工程における可溶
化率が低いと残渣が多くなる。従って、続く生物分解工
程において、生物分解速度の遅い残渣を生物分解する必
要から反応槽（曝気槽）が大型化し、又、分解し切れな
い残渣の量が増えて減量率が悪化するという問題が発生
する。

【００１９】上記問題を解決するためには、熱処理工程
での可溶化率を高める必要があるが、可溶化率を高める
には反応温度と反応圧力を高める必要があり、反応温度
と反応圧力を高めると以下のような問題が発生する。（１）熱交換器等の加熱手段への汚泥の焼き付きが生じ
て熱交換効率が低下し、熱量の損失が大きくなるととも
に、洗浄のためのメンテナンスコストが増大する。（２）液の腐食性が増大し、又、高い反応圧力に耐える
よう熱処理機器の耐圧強度を高める必要から機器のコス
トが増大する。（３）高温の加熱手段が必要となるため、熱源として特
別に高圧の蒸気が必要となり、設備コストやランニング
コストが増大する。（４）溶解性の難分解有機物はむしろ増加する傾向とな
り、処理水質を悪化させる。

【００２０】本発明は上記問題に鑑みてなされたもの
で、その目的とする処は、熱処理汚泥を生物分解するこ
とによって生ずる処理水のＣＯＤや色度の悪化を効果的
に防ぐとともに、熱処理残渣中の生物難分解性固形有機
物量を低減して生物分解率を高めることによって汚泥減
量率の向上を図ることができる有機性廃棄物の処理方法
を提供することにある。

【００２１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、有機性廃棄物を熱処理後、
その少なくとも一部を微生物反応を用いて分解する有機
性廃棄物の処理方法において、熱処理工程における有機
性廃棄物の溶解性リン酸態リン濃度を２０ｍｇ／Ｌ以下
に保つことを特徴とする。

【００２２】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、リン不溶化作用を有するリン固定化剤を添
加し、熱処理を行う有機性廃棄物中の全リン濃度に対し
て０．５〜１００倍等量のリン固定化剤の共存下で熱処
理を行うことを特徴とする。

【００２３】請求項３記載の発明は、請求項２記載の発
明において、前記リン固定化剤は、鉄、アルミニウム、
カルシウム又はマグネシウムを含む化合物であることを
特徴とする。

【００２４】請求項４記載の発明は、請求項１又は２記
載の発明において、熱処理前の有機性廃棄物からリンを
溶出させて分離し、リン含有量の低下した有機分量に対
して熱処理を行うことを特徴とする。

【００２５】請求項５記載の発明は、請求項１〜４の何
れかに記載の発明において、熱処理工程での熱処理温度
を５０〜３００℃、圧力を熱処理温度に対応する飽和水
蒸気圧以上に設定して有機性廃棄物の乾燥を防ぎつつ熱
処理を行うことを特徴とする。

【００２６】請求項６記載の発明は、請求項１〜５の何
れかに記載の発明において、熱処理前の有機性廃棄物に
アルカリ剤を添加して有機性廃棄物を中性又は弱アルカ
リ性とすることを特徴とする。

【００２７】一般に、アミノ基と還元糖は、相互に反応
して複雑な中間体を経て重合し、難分解性の高分子物質
を生ずる（この現象を「褐変現象」と称する）。

【００２８】一方、有機性廃棄物中には、多くの場合、
タンパク質と多糖類が含まれており、これらのタンパク
質と多糖類は熱処理中の加水分解反応や熱分解反応によ
り、その少なくとも一部が褐変現象の原因物質であるア
ミノ基と還元糖に変化する。尚、アミノ基と還元糖以外
にも、直接褐変現象の原因となる中間体を生じて褐変現
象の発生に寄与している物質が存在する可能性もある。

【００２９】ところで、褐変現象の生成物は溶解性或は
不溶性の着色成分であると考えられており、溶解性の生
成物は処理水のＣＯＤ値と色度を上昇させる難分解性有
機物となり、又、不溶性の生成物は可溶化率の悪化や残
渣中の難分解性成分割合の増加を招くと考えられる。

【００３０】褐変現象の詳細なメカニズムは明らかでは
ないが、本発明者は、難分解性有機物の生成量は溶解性
リン酸態リン濃度（以下、単に「溶解性リン濃度」と称
する）によって大幅に変化することを見出したため、リ
ン酸イオンが褐変現象を触媒的に促進する作用を有して
いるものと推定している。

【００３１】従って、溶融性リン濃度を低減して褐変現
象の発生を抑制することによって、処理水のＣＯＤや色
度の悪化を抑制することができるばかりでなく、熱処理
残渣中の生物難分解性固形有機物量を低減することがで
き、これによって汚泥減量率を高めることができる。

【００３２】尚、本発明では、有機物の熱処理時に生ず
る好ましくない変質を抑制するため、本発明の知見は廃
棄物の分解を行うときに留まらず、有機性廃棄物から有
価物を回収する際の収率の向上や品質の向上に対しても
応用することができる。

【００３３】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。

【００３４】＜実施の形態１＞図１は本発明の実施の形
態１に係る処理方法を実施するための下水処理場での汚
泥処理プロセスを示すフロー図であり、本図においては
図４に示したと同一要素及び処理ステップには同一符号
を付しており、以下、それらについての説明は省略す
る。

【００３５】本実施の形態に係る汚泥処理プロセスは、
一部を除いて図４に示した従来のそれと基本的に同一で
あり、沈殿槽２にて発生する初沈汚泥と生物処理後の活
性汚泥から発生する余剰汚泥を混合して熱処理すること
によって汚泥の減量化を図るものである。

【００３６】而して、本実施の形態は、混合された初沈
汚泥と余剰汚泥を濃縮して熱処理する前に、リン不溶作
用を有するリン固定化剤としての塩化第二鉄とｐＨ調整
のためのアルカリ剤を添加することによって、熱処理工
程における溶解性リン濃度を低減することを特徴として
いる。

【００３７】ところで、有機性廃棄物の熱処理液には、
主に褐色を呈する生物難分解性有機物が含まれており、
特に生物分解後の熱処理液に含まれる溶解性の難分解性
有機物は、処理液のＣＯＤ値及び色度を上昇させる原因
物質である。

【００３８】本発明者は、難分解性有機物の生成量は溶
解性リン濃度によって大幅に変化することを見出し、リ
ン酸イオンが褐変現象を触媒的に促進する作用を有して
いるものと推定している。

【００３９】従って、前述のように混合された初沈汚泥
と余剰汚泥を熱処理する前にリン固定化剤としての塩化
第二鉄を添加して熱処理工程における溶解性リン濃度を
低減することによって、難分解性有機物の生成量を抑え
ることができ、これによって褐変現象の発生を抑制して
処理水のＣＯＤや色度の悪化を抑制することができる。

【００４０】又、熱処理残渣中の生物難分解性固形有機
物量を低減することができ、これによって汚泥減量率を
高めることができる。

【００４１】ここで、熱処理工程における溶解性リン濃
度は低いほど好ましく、特に０．０１〜１０ｍｇ／Ｌ、
更に望ましくは０．０１〜２ｍｇに設定すべきである。
つまり、溶解性リン濃度が高いほど難分解性有機物の生
成量が多くなるため、溶解性リン濃度は低いほど好まし
い。

【００４２】具体的には、溶解性リン濃度が２００ｍｇ
／Ｌの場合の難分解性有機物の生成量に比べ、例えば溶
解性リン濃度を２０ｍｇ／Ｌに低減することによって、
難分解性有機物の生成量としてＣＯＤ２０％、色度４０
％を低減することができる。又、溶解性リン濃度を２ｍ
ｇ／Ｌまで低減すれば、難分解性有機物の生成量として
ＣＯＤ４０％、色度７０％を低減することができる。

【００４３】尚、本実施の形態では、汚泥を熱処理する
直前に塩化第二鉄を投入したが、投入箇所はこれに限ら
ず、曝気槽に塩化第二鉄を添加することによって汚泥中
の鉄含有量を増やすことも可能であり、又、濃縮前に塩
化第二鉄を添加することによって汚泥の濃縮性を向上さ
せたり、濃縮後の上澄液の水質を向上させることもでき
る。或は、熱処理槽に塩化第二鉄を直接投入しても良
い。

【００４４】リン固定化剤としての塩化第二鉄は溶解性
リンを不溶性リンとして固定化する作用を有するもので
あって、このリン固定化剤としては、塩化第二鉄の他、
二価又は三価の鉄塩（硫酸第一鉄、ポリ硫酸鉄等）、ア
ルミニウム塩（ポリ塩化アルミニウム等）、カルシウム
塩（塩化カルシウム等）、マグネシウム塩（塩化マグネ
シウム等）等の金属塩、ジルコニウム系、アルミナ系、
ハイドロタルサイト系、マグネシア系等のリン吸着剤等
が挙げられるが、簡易性、コスト、熱交換器の摩耗防止
等の観点から、金属塩を投入するのが好ましい。特に、
鉄塩やアルミニウム塩は、中性付近で低濃度まで溶解性
リン濃度を低減することができるために特に好適であ
る。尚、リン固定化剤の投入法としては、高濃度の水溶
液を注入する方法が簡単であり、特に熱処理工程におい
て水溶液を直接注入する場合は、系内の圧力以上の高圧
で注入する必要があるため、スラリーよりも液状のリン
固定化剤を注入する方が望ましい。

【００４５】リン固定化剤の投入量としては、リンの溶
出量（熱処理を行う廃棄物中の全リン濃度）に対する理
論当量で０．５〜１００倍程度、好ましくは１〜３倍程
度とすべきである。因に、投入量が少ないと溶解性リン
濃度が下がり切らないために十分な効果が得られず、逆
に投入量が多いと薬品コストがアップしたり、廃棄汚泥
量が増大するという問題が発生する。このため、他にこ
れらの塩を含む廃棄汚泥が利用可能である場合には、特
に減量を目的としなくても、混合して熱処理する方が有
利なことがある。

【００４６】特に、有機性ＳＳやコロイド成分、油分等
を鉄塩やアルミニウム塩で凝集した汚泥は、未だ十分な
リン固定化能を有していることが多く、溶解性リン濃度
低減の目的に有効利用され得る。更に、これらの汚泥に
含有される有機物も同時に減量することができるため、
合理的である（実施の形態２参照）。このような場合、
大過剰のリン吸着能力を有する状態で有機性廃棄物が熱
処理工程に供給されることになるが、この場合にはリン
吸着能力と共存している有機物の減量化が目的であるた
め、特に問題は生じない。このような場合、リン不溶化
作用を有するリン固定化剤が廃棄物中の全リン濃度の１
００倍程度に達することもある。

【００４７】アルカリ剤の添加は必ずしも必要ではない
が、液状のリン固定化剤は酸性を示すことが多く、被処
理汚泥のｐＨが５以下等に低下する場合には熱交換器等
の機器の腐食が懸念されるため、アルカリ剤を添加して
ｐＨを調整し、機器の腐食を防止する程度に汚泥を中性
又は弱アルカリ性とすることが望ましい。又、熱処理前
の汚泥よりも熱処理後の汚泥の緩衝能が高いため、酸性
のリン固定化剤を投入する場合は、熱処理反応槽に直接
投入することによって、ｐＨ調整用のアルカリ剤を節約
することができる。

【００４８】一方、リン固定化剤として水酸化鉄、水酸
化アルミニウム、消石灰、水酸化マグネシウム等のスラ
リーを投入する場合には、これを高圧で投入することが
困難である場合が多いため、熱処理工程よりも上流側で
予め汚泥にスラリーを混合しておくことが望ましい。

【００４９】次に、加熱処理条件（熱処理温度と熱処理
時間）について説明する。

【００５０】加熱処理での蒸気による熱処理温度（反応
温度）は５０〜３００℃に設定され、圧力は熱処理温度
（反応温度）に対する飽和水蒸気圧以上に保持され、水
分の蒸発（乾燥）とそれに伴う熱の散逸（蒸発潜熱によ
る熱の散逸）が防がれる。

【００５１】因に、反応温度が１２０℃よりも低い場合
には可溶化の効果を殆ど期待することができず、特に５
０℃未満では他の可溶化手段を併用しない限り殆ど可溶
化しない場合が多い。又、１５０℃以下の温度、特に１
２０℃以下の温度では難分解性有機物の生成反応速度が
遅いため、問題になる程度の難分解性有機物は生じな
い。

【００５２】一方、反応温度が２５０℃以上、特に３０
０℃を超えると、難分解性有機物が熱分解反応を受けて
低分子化するため、難分解性ＣＯＤはむしろ低減する。
このような高温高圧条件では、空気や酸素等の酸化剤を
共存させることによって湿式酸化法による有機物の酸化
分解が行われることが多く、この場合には難分解性ＣＯ
Ｄが生じたとしても、その大部分は湿式酸化反応により
分解されるために問題は生じないことが多い。又、湿式
酸化法を用いない場合でも、このような反応条件では難
分解性ＣＯＤをはじめとする物質の反応性が高まってい
るため、少量の酸化剤の注入等で難分解性ＣＯＤを改質
し、酸化分解するか、少なくとも生物分解性を高める
等、他の代替手段を用いることが比較的容易である。

【００５３】５０〜１８０℃の比較的低温で熱処理を行
う場合は、熱処理設備の建設費やランニングコストが比
較的安価となる反面、可溶化率は低く、廃棄物の減量効
果が十分でない場合が多い。このような場合には、過酸
化水素や次亜塩素酸ソーダ、空気、酸素等の酸化剤、酸
やアルカリ、界面活性剤等の添加や超音波処理等の物理
的手段、その他任意の可溶化手段が併用される場合があ
るが、何れの場合にも本発明を適用することができる。

【００５４】１５０〜３５０℃以上の温度域で有機性廃
棄物の熱処理を行う場合には、空気や酸素等の酸化剤を
共存させることによって湿式酸化反応を行い、有機物の
大部分を二酸化炭素と水等の無機物に分解し、残留する
有機物も低分子化することによって熱処理以降の後処理
を容易化する手法が用いられることも多い。このような
湿式酸化法においても難分解性ＣＯＤは生成されるため
に本発明は有効であるが、特に酸化剤の量が少ない場合
や酸化剤を用いない熱処理の場合には、溶液中の有機物
濃度が高く、難分解性ＣＯＤの生成量も多くなるため、
本発明は更に有効である。特に熱処理工程に投入される
有機性廃棄物のＣＯＤ量に対し、投入される酸化剤の酸
化当量が１０％以下、特に０．５％以下のときには難分
解性ＣＯＤの生成が顕著であることが多く、この点から
も本発明は特に有効である。

【００５５】他方、熱処理時間は任意に設定することが
できるが、有機物の可溶化反応は最初の数分間で急速に
進行し、その後は熱処理時間（反応時間）を延長しても
可溶化率は余り向上せず、又、難分解性有機物の生成量
は徐々に増加するため、熱処理時間としては、通常５〜
３００分、特に１０〜１２０分とすることが多い。

【００５６】＜実施の形態２＞次に、本発明の実施の形
態を図２に基づいて説明する。尚、図２は本発明の実施
の形態２に係る処理方法を実施するための下水処理場で
の汚泥処理プロセスを示すフロー図であり、本図におい
ても図４に示したと同一要素及び処理ステップには同一
符号を付しており、以下、それらについての説明は省略
する。

【００５７】本実施の形態に係る汚泥処理プロセスにお
いては、図示のように、沈殿槽２の上流側に凝集槽２０
を設置し、曝気槽４での生物処理に先立ち、凝集槽２０
中の廃水に、凝集剤としての塩化第二鉄とｐＨ調整用の
アルカリ剤及び高分子凝集剤を投入し、下水中のＳＳ成
分を凝集沈殿させるようにしている。このような処理
は、廃水中に分解速度の遅いＳＳ成分が多量に含まれて
いる場合や、続く生物処理に阻害を及ぼす重金属成分が
含まれている場合等に好適である。

【００５８】このような場合、特にリン固定化剤を追加
投入しなくても、初沈汚泥に含まれる鉄塩等の凝集剤の
作用により凝集した初沈汚泥は未だ十分なリン固定化能
を有していることが多いため、初沈汚泥と余剰汚泥を混
合して熱処理することによって、実施の形態１と同様に
熱処理工程における溶解性リン濃度を低減することがで
き、難分解性有機物の生成量を抑えることによって褐変
現象の発生を抑制し、処理水のＣＯＤ値や色度の悪化を
抑制することができるという本発明の効果を奏すること
ができる。そして、汚泥に含有される有機物も同時に減
量することができる。

【００５９】即ち、本実施の形態に係る処理方法は、余
剰汚泥の熱処理工程におけるリン溶出量と初沈汚泥の熱
処理工程におけるリン吸着量とのバランスを考慮して熱
処理を行うことによって、熱処理工程における溶解性リ
ン濃度を低く抑えることを特徴とするものである。

【００６０】尚、熱処理工程における溶解性リン濃度を
調整するために、余剰汚泥に混合する初沈汚泥の量を調
整したり、凝集工程におけるリン固定化剤である塩化第
二鉄の添加量を調整すれば更に好ましい。

【００６１】又、凝集剤としては、鉄塩の他、アルミニ
ウム塩、カルシウム塩等を使用することができる。その
他、本実施の形態においても、リン固定化剤としては前
記実施の形態１に示したと同様のものを使用することが
でき、ｐＨ調整用のアルカリ剤を添加する目的、熱処理
温度及び熱処理時間等も実施の形態１と同様である。

【００６２】ところで、熱処理工程における溶解性リン
濃度を低減する方法として、実施の形態１ではリン固
定化剤を投入する方法を採用し、実施の形態２ではリ
ン固定化剤の投入に加えて高分子凝集剤の投入によって
初沈汚泥を凝集させる方法を採用したが、その他、熱
処理におけるリン溶出量の少ない有機性廃棄物のみを熱
処理工程に供給し、リン溶出量の多い有機性廃棄物は別
途処理する等、投入する有機性廃棄物を選択する方法、
熱処理工程に投入する前に有機性廃棄物からリン成分
の少なくとも一部を除去する方法等を採用することがで
き、或は〜の手法を適宜組み合わせることによって
も溶解性リン濃度を効果的に低減することができる。

【００６３】このうち、の熱処理前に有機性廃棄物か
らリン成分を溶出させて分離する方法としては、例えば
有機性廃棄物が生物脱リン法による活性汚泥を含有する
場合であれば、所定時間有機性廃棄物を嫌気性条件下に
置くことにより、活性汚泥に含有されるリン成分が溶解
性リンとして上澄液中に放出されるため、この上澄液中
の溶解性リンを固液分離手段によって取り除くことがで
きる。又、酸やアルカリ、キレート剤等の薬剤を用いて
有機性廃棄物中のリン成分を溶解させて取り除いても良
い。

【００６４】又、以上の実施の形態では、本発明を特に
下水処理場での汚泥処理プロセスに対して適用した形態
について述べたが、本発明は他の任意の有機性廃棄物の
処理方法に対しても同様に適用可能であることは勿論で
ある。又、沈殿槽を用いた例で説明したが、加圧浮上槽
等、他の公知の固液分離手段を用いることができるのは
勿論である。

【００６５】

【実施例】以下に本発明の実施例について説明するが、
本発明はその適用が本実施例に限定されるものでない。

【００６６】ＳＳ濃度８．８ｋｇ／ｍ² 、ＶＳＳ濃度
８．１ｋｇ／ｍ² 、ＶＳＳ／ＳＳ比０．９２の余剰汚泥
を用いて本発明の効果を検証した。

【００６７】熱処理工程における溶解性リン濃度を低減
させるために、塩化鉄（III ）水溶液を水酸化ナトリウ
ム水溶液でｐＨ７．０付近に調整することによって得ら
れた水酸化鉄（III ）懸濁液を、鉄として２００〜１０
００ｍｇ／Ｌとなるように添加した後、熱処理を行っ
た。

【００６８】熱処理は、内容積５００ｍＬの撹拌機付き
オートクレーブを用い、温度１７５℃で６０分間、圧力
約０．８ＭＰａの条件で行った。

【００６９】熱処理後の汚泥を遠心分離によって固液分
離し、上澄液を取り出し、その適量を回分的に活性汚泥
処理することによって生物分解性の成分を除去した後、
上澄液の濾液についてＣＯＤ値と色度を測定した。この
とき用いた活性汚泥に元々含まれているＣＯＤや色度成
分を補正するため、熱処理汚泥を投入しないブランク試
験を行い、同様にＣＯＤ値及び色度を測定した。この結
果得られた熱処理汚泥の上澄液の活性汚泥処理後のＣＯ
Ｄ値及び色度からブランク試験におけるそれらをそれぞ
れ差し引いた値をそれぞれ難分解性ＣＯＤ、難分解性色
度成分とした。これらの難分解性成分量を、試験に供与
したＶＳＳ量で割ることによって、熱処理汚泥ＶＳＳ当
たりの難分解性成分生成率（難分解性ＣＯＤ／投入ＶＳ
Ｓ、難分解性色度／投入ＶＳＳ）を求めた。

【００７０】その結果を図３に示す。尚、図３中にＰＯ
₄-Ｐとして標記している値は、熱処理汚泥中の溶解性リ
ン濃度の値である。

【００７１】図３に示す結果から明らかなように、難分
解性成分生成率（難分解性ＣＯＤ／投入ＶＳＳ、難分解
性色度／投入ＶＳＳ）は溶解性リン濃度が下がるに従っ
て（つまり、Ｒｕｎ４→Ｒｕｎ１→Ｒｕｎ２→Ｒｕｎ３
の順に）低くなっている。

【００７２】従って、溶解性リン濃度を低減することに
よって、溶解性の難分解性ＣＯＤ成分及び溶解性の難分
解性色度成分を効果的に抑制することができ、熱処理液
の生物分解後の処理水質を大幅に向上させることができ
る。

【００７３】一方、熱処理残渣成分は固形分であり、こ
れを活性汚泥に混合して生物分解を行うと、活性汚泥の
固形分との区別が付かなくなるため、分解性を明確に示
すことは困難である。

【００７４】そこで、熱処理残渣を活性汚泥と混合した
ときの酸素消費速度を調べることにより、熱処理残渣中
の易分解性成分を評価した。その結果、Ｒｕｎ４で得ら
れた熱処理残渣は１日間で約６０％の懸濁液ＣＯＤ_Crが
生物分解すると評価されたのに対し、Ｒｕｎ３では約８
０％が生物分解されると評価された。

【００７５】従って、熱処理中の溶解性リン濃度を低減
することによって、熱処理残渣の生物分解率が高めら
れ、汚泥減量率が向上することが実証された。

【００７６】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、有機性廃棄物を熱処理後、その少なくとも一部
を微生物反応を用いて分解する有機性廃棄物の処理方法
において、熱処理工程における有機性廃棄物の溶解性リ
ン酸態リン濃度を２０ｍｇ／Ｌ以下に保つようにしたた
め、熱処理汚泥を生物分解することによって生ずる処理
水のＣＯＤ値や色度の悪化を効果的に防ぐとともに、熱
処理残渣中の生物難分解性固形有機物量を低減して生物
分解率を高めることによって汚泥減量率の向上を図るこ
とができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１に係る処理方法を実施す
るための下水処理場での汚泥処理プロセスを示すフロー
図である。

【図２】本発明の実施の形態２に係る処理方法を実施す
るための下水処理場での汚泥処理プロセスを示すフロー
図である。

【図３】溶解性リン濃度に対する難分解性成分の含有量
の実測結果を示す図である。

【図４】下水処理場での汚泥処理プロセスの従来例を示
すフロー図である。

【符号の説明】

２沈殿槽４曝気槽６固液分離装置１１濃縮１２熱交換１３加熱１４熱処理１５冷却１６濃縮１７高負荷生物処理１８消化１９脱水２０凝集槽

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】有機性廃棄物を熱処理後、その少なくと
も一部を微生物反応を用いて分解する方法であって、熱処理工程における有機性廃棄物の溶解性リン酸態リン
濃度を２０ｍｇ／Ｌ以下に保つことを特徴とする有機性
廃棄物の処理方法。
【請求項２】リン不溶化作用を有するリン固定化剤を
添加し、熱処理を行う有機性廃棄物中の全リン濃度に対
して０．５〜１００倍等量のリン固定化剤の共存下で熱
処理を行うことを特徴とする請求項１記載の有機性廃棄
物の処理方法。
【請求項３】前記リン固定化剤は、鉄、アルミニウ
ム、カルシウム又はマグネシウムを含む化合物であるこ
とを特徴とする請求項２記載の有機性廃棄物の処理方
法。
【請求項４】熱処理前の有機性廃棄物からリンを溶出
させて分離し、リン含有量の低下した有機分量に対して
熱処理を行うことを特徴とする請求項１又は２記載の有
機性廃棄物の処理方法。
【請求項５】熱処理工程での熱処理温度を５０〜３０
０℃、圧力を熱処理温度に対応する飽和水蒸気圧以上に
設定して有機性廃棄物の乾燥を防ぎつつ熱処理を行うこ
とを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の有機性廃
棄物の処理方法。
【請求項６】熱処理前の有機性廃棄物にアルカリ剤を
添加して有機性廃棄物を中性又は弱アルカリ性とするこ
とを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の有機性廃
棄物の処理方法。