JP2005074420A - 有機性汚泥の処理方法と有機性廃水及び有機性汚泥の処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 漁港、魚市場および陸上養殖場等で大量に発生する有機性廃水の浄化処理及び浄化処理後の余剰有機性汚泥処理を経済的に行なうことができる有機性廃水及び有機性汚泥の処理方法及びその処理装置を提供する。
【解決手段】 有機性廃水及び有機性汚泥の処理装置を、魚肉片等の固形物を除去処理した廃水が導入される泡沫分離槽５と、泡沫分離槽５内に設置され廃水中に微細気泡を発生させる気泡発生手段１６と、泡沫分離槽５内で発生した泡沫が導入される膜分離活性汚泥処理槽１０と、膜分離活性汚泥処理槽１０から発生する余剰有機性汚泥が導入されかつ底生生物が飼育される養殖水槽１８とから構成し、漁港、魚市場および陸上養殖場等から発生する有機性廃水を、膜分離活性汚泥処理槽１０で活性汚泥処理した後に発生する余剰有機性汚泥を、養殖水槽１０へ導入し、余剰有機性汚泥を底生生物の飼料（餌）となして消化減量処理する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、海洋汚染防止技術に関し、詳しくは、漁港、魚市場および陸上養殖場等の魚の水揚げ、魚の洗浄、冷凍魚の解凍、魚の解体時に発生する血液や肉片等を含む有機性廃水及び、陸上養殖等における有機性廃水の処理装置と、前記有機性廃水の処理後に発生する余剰有機性汚泥の処理方法及び、その処理装置に関するものである。

従来、漁港や魚市場等では、魚の鮮度保持等の理由から水道水ではなく、ろ過殺菌された海水を用いて、水揚げされた魚の洗浄、冷凍魚の解凍、魚の解体時に発生する血液や肉片等の洗浄を行っている。これにより発生する有機性廃水は、漁獲量に応じて水量が増減し、かつ水揚げされる魚の選別方法や鮮魚から放血を行なう活け締め等の作業内容に応じて汚濁濃度が増減する。このように水量や汚濁濃度が変動する有機性廃水に対する生物処理は、汚濁負荷が一定しないという理由から浄化処理が困難であり、その殆どが未処理のまま海洋へ再放流されているのが現状である。

そこで、上述の問題を解決するために、本発明者らは鋭意研究を重ねた結果、新規な有機性廃水の処理方法及びその処理装置を開発するに至り、先に特許出願している（特許文献１参照）。

また、生物処理後に発生する余剰有機性汚泥を底生生物を用いて消化減量させる先行技術は特に見当たらないが、養殖海域の底に堆積した残餌等の有機物汚泥を分解する方法として、予め大量に培養したイトゴカイを撒布し、汚泥を消化減量させる方法が提案されている（特許文献２参照）。

特願２００３−１４９８４８号明細書（第１−９頁、図１） 特開２００１−２３１３９４号公報（第２−５頁）

ところで、特許文献１に記載の廃水処理方法においては、水量や汚濁濃度が変動する有機性廃水の処理を簡単に効率よく行うことができるという優れた効果はあるものの、最終的な残渣として発生する有機性汚泥を最終処理場で埋立処分するためには、予め濃縮、脱水、及び焼却処理を施す必要があり、処理施設の維持管理コストが嵩むという問題があった。

特許文献２に記載されている方法は、最適な餌と環境下で大量にイトゴカイを培養する方法であり、処理対象となる堆積した有機物汚泥は、養殖魚の残餌や糞などの易分解性有機物が主体となっていて、汚泥の処理は開放系で実施されている。しかしながら、有機性廃水処理後に発生する有機性汚泥のような難分解性の有機物を閉鎖系において処理するためには、汚泥を消化減量するイトゴカイである底生生物を長期間にわたって、自然と同様の環境下及び繁殖周期で飼育する必要がある。

本発明は上記のような従来技術の課題に鑑み、漁港、魚市場および陸上養殖場等で大量に発生する有機性廃水の浄化処理及び浄化処理後の余剰有機性汚泥処理を経済的に行なうことができる有機性廃水及び有機性汚泥の処理方法及びその処理装置を提供することを目的とするものである。

本発明は、漁港、魚市場および陸上養殖場等から発生する有機性廃水を受入れ、生物処理し、生物処理後に発生する余剰有機性汚泥を、底生生物が飼育される養殖水槽へ導入し、前記余剰有機性汚泥を当該底生生物の飼料となして消化減量処理することを第１の特徴とし、前記生物処理が、活性汚泥法によるものであることを第２の特徴とする。

また、漁港、魚市場および陸上養殖場等から発生する有機性廃水及び有機性汚泥の処理装置であって、魚肉片等の固形物を除去処理した廃水が導入される泡沫分離槽と、該泡沫分離槽内に設置され廃水中に微細気泡を発生させる気泡発生手段と、泡沫分離槽内で発生した泡沫が導入される膜分離活性汚泥処理槽と、該膜分離活性汚泥処理槽から発生する余剰有機性汚泥が導入されかつ底生生物が飼育される養殖水槽とを具備することを第３の特徴し、前記養殖水槽に砂等のろ過材を充填し、ろ過水を得ることを第４の特徴とする。さらに、前記底生生物が、堆積物食性底生生物及び／または懸濁物食性底生生物であることを第５の特徴とする。

本発明の処理方法及び装置により、再放流廃水の汚濁負荷を約８０％程度削減できる。さらにゴカイ等の底生生物に汚泥を捕食させ消化減量することにより、最終的な残滓の焼却処理が不要になるので、処理施設の維持管理コストが削減できるばかりでなく、化石燃料等の省資源対策の一環となり得る。

以下、本発明の実施の形態を図面に示す実施例に基づき説明するが、本発明が本実施例に特に限定されるものではない。
図１は本発明に係る有機性廃水及び有機性汚泥の処理装置を模式的に示す構成図である。図２は養殖水槽における水位調整方法の他の実施例を模式的に示す構成図である。図３は本発明に係る試験装置を模式的に示す構成図である。

図１において、１は漁港、魚市場および陸上養殖場等から発生する海水を主成分とする有機性廃水で、予め沈砂槽２やスクリーン３等の固液分離手段により魚肉片等の固形物の除去などの前処理が施される。前処理された廃水４は泡沫分離槽５へ導入され泡沫分離槽５内の自吸式微細気泡発生装置１５により一定時間曝気されて泡沫分離処理される。自吸式微細気泡発生装置１５は吸気量を可変できるため、気泡の大きさを変えることができる。尚、ここで発生する気泡の大きさは１ｍｍ以下である。また、本実施例では自吸式微細気泡発生装置の例を示しているが、散気装置でも良く、微細気泡を発生するものであれば、特に限定されるものではない。そして泡沫分離槽５の水面に浮上した泡沫７は公知の掻き取機などで掻きとり、泡沫排出口６から排出される。ここで、泡沫分離槽５では、廃水４を槽内に一定時間滞留させる必要があることから、泡沫分離槽５の１台分の収容能力を超える廃水４を処理せざるを得ない場合は、廃水４を分配計量槽（図示せず）で予め計量し、複数台の泡沫分離槽５に分配して処理しても良い。泡沫分離槽５で曝気処理された曝気処理水８の汚濁負荷量は十分に低減しているので、通常はそのまま放流できるが、更に、オゾンガスと接触させて酸化処理したり、凝集剤を混合し凝集沈殿槽へ導き沈殿分離処理を行ったり、接触曝気槽などへ導入して微生物処理を施して汚濁負荷量を更に低減させて放流するとなお良い。

一方、廃水４から分離された泡沫７の性状は、廃水４よりも汚濁負荷濃度が高くはなっているものの、汚濁濃度がほぼ一定で、曝気処理の前の水量に比して極めて少量になるため、活性汚泥処理に適した状態となる。掻き取機により泡沫排出口６から排出された泡沫７は、移送ポンプ９により膜分離活性汚泥処理槽１０へ導入され、活性汚泥処理されると共に、活性汚泥処理された処理水は分離膜１２を介して吸引ポンプ１３により吸引されて活性汚泥が膜分離され、清澄な膜分離処理水１１として放流される。分離膜１２に用いられる膜の種類としては精密ろ過膜や限外ろ過膜などが利用でき、膜の形状としてはシート状の平膜やチューブ状の中空糸膜などが利用できるが、特に限定されるものではない。

膜分離活性汚泥処理槽１０の余剰汚泥１４は、ポンプなど吸排出手段により底生生物であるゴカイ２１が養殖される養殖水槽１８へ導入される。養殖水槽１８内にはろ過材である砂１９が充填され、底部に砂が脱落せずかつ透水可能な連通穴が底部に設けられ及び／または不織布が砂の下部に設置されている容器２０と、ブロワー１６から送られる空気を用いて養殖水槽内に空気を供給する散気装置１７と、養殖水槽１８内部のろ過水を適宜容器２０へ還流させる循環ポンプ２４とから構成されている。ここで、連通穴及び／または不織布は容器２０の底部に設置されているが、側面にも設置でき、特に限定されるものではない。容器２０は、余剰汚泥がろ過及び消化減量された後にでる海水を排出できるように構成すれば良く、特に限定されるものではない。

次に、本発明装置の動作を各構成要素ごとに説明する。
前処理された廃水４は、泡沫分離槽５の下部より供給され、該分離槽内で自吸式微細気泡発生装置１５により曝気処理される。該微細気泡発生装置にて発生した気泡は、泡沫分離槽５内の廃水４中の有機物や微細な浮遊物などを気泡表面に付着しながら泡沫排出口６へ向かって浮上移動し、排出口６近傍の水面上に泡沫層７を形成する。泡沫層７は、従来公知の掻き取機にて泡沫分離槽５外へ排出される。一方曝気後の泡沫分離された処理水８は排出口６から垂下して泡沫分離槽５内部を区画する板の下方を通り泡沫分離槽５外へ排水される。

泡沫分離槽５で発生した泡沫７は移送ポンプ９にて膜分離活性汚泥処理槽１０へ送られる。処理槽１０では、分離された泡沫７の有機物分が活性汚泥により生物分解され、分離膜１２と吸引ポンプ１３により活性汚泥と処理水１１とに固液分離される。処理槽１０内にはブロワ１６から供給される空気を槽内に供給する散気装置１７が設置されており、活性汚泥への酸素供給と分離膜１２の空気洗浄を同時に行っている。

一方、泡沫７を活性汚泥処理し、増えて余剰となった余剰汚泥１４は、従来公知のポンプ等で容器２０に充填された砂の上部に導入される。導入された余剰汚泥１４は、ろ過材１９により固形物分がろ過され、容器２０の下部よりろ過水が養殖水槽１８へ流れ出る仕組みとなっている。容器２０の内部のろ過材１９中にはゴカイ２１が飼育されており、余剰汚泥１４が導入され固形物分がろ過材１９により補足されると、その固形物はゴカイ２１の飼料（餌）として消化減量される。一方砂によりろ過された海水は、養殖水槽１８へ移行し、散気装置１７により空気を供給されることにより溶存酸素度を高め、循環ポンプ２４により容器２０へ送られる。尚、本実施例においては、底生生物にゴカイを用いているが、他の堆積物食性底生生物でも良く、また二枚貝に代表される懸濁物食生底生生物でも良く、さらには両者底生生物を混在させて用いても良い。

ここで養殖水槽１８の水位は、導入される余剰汚泥１４が移送されることにより増加するが、図示しない従来公知の水位検出器を用いて水位を検出し、一定レベルに水位が達したら、水槽下部の水位調整バルブ２２を開き、通常のレベルまで水位を落とすことができる。その他の水位調整手段としては、図２に示すようなオーバーフロー管２３を用いても良く、流出先の高さによって使い分ければ良い。

本発明の処理方法及び処理装置を用いると、現状では処理されていない漁港、魚市場および陸上養殖場等の魚の水揚げ、魚の洗浄、冷凍魚の解凍、魚の解体時に発生する血液や肉片等を含む海水を主成分とする有機性廃水から汚濁成分のみを短時間で分離し、次いで分離した廃水に微生物処理を施すことで海洋に流れ込む汚濁負荷量を削減でき、さらに、微生物処理で発生した余剰汚泥をゴカイ等の堆積物食性底生生物及び／または二枚貝に代表される懸濁物食性底生生物の飼料（餌）とし消化減量させることで、最終の余剰汚泥処理費用を削減できる。本実施例では、海水を主成分とする有機性廃水について述べたが、魚類の処理に起因する廃水であれば、海水や淡水など処理対象が特に限定されるものではない。

陸上養殖場の廃水を処理する場合は、有機性廃水中に大きな固形物や砂等の夾雑物が含まれないので、養殖水槽から出てきた排水を直接泡沫分離槽５へ投入し、これまで説明した方法にて処理することができる。

次に、図３に示す試験装置を使用して、本発明方法に基づいて有機性廃水及び有機性汚泥の処理試験を行った。
実際の魚市場の廃水処理施設に泡沫分離槽を設置し、流入する廃水を前記廃水処理施設の流量調整槽からポンプにて泡沫分離槽へ移送し、曝気処理し、発生した泡沫の一部を、小規模の膜分離活性汚泥処理槽へ投入し活性汚泥処理を行った後、活性汚泥をゴカイが飼育されている養殖水槽へ１日１回４０ｍｌ採取し投入した。水質は、流量調整槽から移送する廃水、曝気処理水、発生した泡沫、および膜分離活性汚泥の処理水について測定を行なった。その結果を表１に示す。

試験装置及び試験条件；
泡沫分離槽：自吸式泡沫分離槽、有効容量６００Ｌ、滞留時間１２０分
膜分離活性汚泥処理槽：脱窒槽、硝化槽を設置、有効容量１５Ｌ
滞留時間：約５日
泡沫分離槽処理水量： ３００Ｌ／時
泡沫発生量：約１５Ｌ／時
膜ろ過水量：約１２５Ｌ／時（水槽水位による間欠運転）
分離膜モジュール：膜面積０．１ｍ^２、フラックス０．０３ｍ^３／ｍ^２・日
養殖水槽：５Ｌフラスコ（有効容量３Ｌ）、容器０．５Ｌ、ゴカイ重量２０ｇ
養殖水槽への投入余剰汚泥量：約３ｇ／日（乾物）（湿潤状態：４０ｍｌ／日）
還流水量：３０ｍｌ／分

尚、表中、ＣＯＤはＪＩＳ Ｋ０１０２ １９アルカリ性過マンガン酸カリウムによる酸素消費量で、濁度はＨＡＣＨ社製ＤＲ２０００のＦＴＵ濁度計で、また蛋白質はＬｏｗｒｙ−Ｆｏｌｉｎ法における吸収スペクトル（波長７５０ｎｍ）を測定し、検量線より水中の濃度を算出した。

表１から明らかなように、本発明の処理方法により廃水の汚濁負荷が約７８％低減され、除去された汚濁成分は約９６％活性汚泥処理されていることが確認された。

ゴカイによる汚泥の消化減量度合については、ろ過により補足された汚泥の捕食具合を目視にて経過観察した。その経過状態を図４及び図５に示す。図４は活性汚泥投入後１時間経過した養殖水槽の内部写真、図５は活性汚泥投入後約１日経過した養殖水槽の内部写真である。これらの写真から判るように、活性汚泥投入後約１日で、投入された汚泥は、ゴカイによりほぼ全量捕食された。尚、こうして養殖されたゴカイは釣り餌としての利用を図ることもできる。

本発明は、漁港、魚市場および陸上養殖場等で大量に発生する有機性廃水の浄化処理と浄化処理後の余剰有機性汚泥の処理を可能にするばかりでなく、化石燃料を用いた焼却処理が不要になり、また、本発明方法により養殖されたゴカイは釣り餌として利用できるので、省資源並びに資源リサイクルに大きく寄与することができる

本発明に係る有機性廃水及び有機性汚泥の処理装置を模式的に示す構成図である。 養殖水槽における水位調整方法の他の実施例を模式的に示す構成図である。 本発明に係る試験装置を模式的に示す構成図である。 汚泥の投入状態を示す養殖水槽の内部写真である。 ゴカイによる汚泥の消化減量状態を示す養殖水槽の内部写真である。

符号の説明

１…有機性廃水
２…沈砂槽
３…スクリーン
４…前処理された廃水
５…泡沫分離槽
６…泡沫排出口
７…泡沫
８…曝気処理水
９…移送ポンプ
１０…膜分離活性汚泥処理槽
１１…処理水
１２…分離膜
１３…吸引ポンプ
１４…余剰汚泥
１５…自吸式微細気泡発生装置
１６…ブロワー
１７…散気装置
１８…養殖水槽
１９…ろ過材（砂）
２０…容器
２１…底生生物（ゴカイ）
２２…水位調整バルブ
２３…オーバーフロー管
２４…循環ポンプ

Claims (5)

1. 漁港、魚市場および陸上養殖場等から発生する有機性廃水を受入れ、生物処理し、生物処理後に発生する余剰有機性汚泥を、底生生物が飼育される養殖水槽へ導入し、前記余剰有機性汚泥を当該底生生物の飼料となして消化減量処理することを特徴とする有機性汚泥の処理方法。
2. 前記生物処理が、活性汚泥法によるものであることを特徴とする請求項１に記載の有機性汚泥の処理方法。
3. 漁港、魚市場および陸上養殖場等から発生する有機性廃水及び有機性汚泥の処理装置であって、魚肉片等の固形物を除去処理した廃水が導入される泡沫分離槽と、該泡沫分離槽内に設置され廃水中に微細気泡を発生させる気泡発生手段と、泡沫分離槽内で発生した泡沫が導入される膜分離活性汚泥処理槽と、該膜分離活性汚泥処理槽から発生する余剰有機性汚泥が導入されかつ底生生物が飼育される養殖水槽とを具備することを特徴とする有機性廃水及び有機性汚泥の処理装置。
4. 前記養殖水槽に砂等のろ過材を充填し、ろ過水を得ることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の有機性汚泥の処理方法と有機性廃水及び有機性汚泥の処理装置。
5. 前記底生生物が、堆積物食性底生生物及び／または懸濁物食性底生生物であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の有機性汚泥の処理方法と有機性廃水及び有機性汚泥の処理装置。