JP2005118695A - 生物汚泥の減量化方法及び装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 汚水の生物学的処理で発生する生物汚泥を減量化する方法において、導電性ダイヤモンド被覆電極を用いて、水の電気分解を起こすことなく生物汚泥含有液を流動させながら通電処理したのち、該通電処理汚泥を生物処理することを特徴とする生物汚泥の減量化方法。その装置。前記導電性ダイヤモンド被覆電極による生物汚泥の通電処理を、汚泥pH5以下の酸性領域で行うことが好ましい。
【選択図】 図1
Description
この技術もやはり、通常の電極(金属電極、炭素など)を用いて塩化ナトリウムなどの塩化物水溶液の電気分解を行い、塩素を発生させて塩素の酸化力によって汚泥を酸化する技術であるため、塩化物を多量に必要とするという問題があった。また塩素による酸化であるため、有毒な有機塩素化合物が生成しやすいという問題もあった。
従って、本発明は前記の課題を解決するため下記の構成を有する。
(2)前記導電性ダイヤモンド被覆電極による生物汚泥の通電処理を、pH5以下の酸性領域で行うことを特徴とする前記(1)記載の減量化方法。
(3)汚水の生物学的処理装置で発生する生物汚泥を減量化する装置において、導電性ダイヤモンド被覆電極を有し、水の電気分解を起こすことなく生物汚泥含有液を流動させながら通電処理する電気化学処理槽、及び該電気化学処理槽からの通電処理汚泥を導入し生物処理する生物処理槽を有することを特徴とする生物汚泥の減量化装置。
なお「電位窓」とは次のような意味を有するものである。すなわち、水に二本の電極を挿入して直流電流を流すと、所定条件で一方の電極(陽極)から酸素ガスが、他方の電極(陰極)から水素ガスが発生するが、この水の電気分解を起こすために必要な理論分解電圧は約1.2ボルトである。しかし、実際にはこの電圧では電気分解できず、1.2ボルト以上の電圧を必要とし、この電圧以下では電気分解は進行しない。この電圧は用いる電極の種類によって異なり、白金被覆電極や貴金属被覆チタン電極などの電極では約2ボルトである。この水の電気分解反応が実質的には進行しない電圧範囲を電位窓と呼ぶ。
(1)オゾン、過酸化水素などの高価な酸化剤、塩類を用いることなく、簡単な設備で生物汚泥を効果的に減量化できる。
(2)オゾンが不要なので、オゾン酸化槽の発泡、排オゾンガスの処理が不要である。オゾン吹き込み用のブロワが不要である。
(3)水の電気分解によって水素が発生しないので、水素ガスの処分設備が不要である。
(4)塩素イオン含有水溶液の電気分解によって、塩素を発生させ、塩素によって、生物汚泥を酸化する方法でないため、有毒な有機塩素化合物が生成しない。猛毒な塩素ガスのリークもなく、安全である。
(5)従来の電気分解による汚泥可溶化法のような過酸化水素の併用が不要である。
図1においては、汚水の活性汚泥処理施設の最終沈殿池(図示省略)から引抜かれた活性汚泥、嫌気性消化槽から流出する嫌気性消化汚泥などの生物汚泥1を本発明の電気化学的処理槽2に送る。
以上の作用によって、汚泥脱水機を介して焼却処分される余剰汚泥の減容化、減量化が実現し、焼却処分が必要になる余剰汚泥の大幅な低減が図られる。
本発明において、導電性ダイヤモンド電極は、一般には板状のものを使用するが、網目構造を板状にしたもの等をも使用することができる。
電流密度が上記した10A/m2未満であると、電流効率の良い導電性ダイヤモンド電極を使用しても、生物汚泥の十分な電気化学的処理を行うための必要電極面積を大きくする必要が生じ、コンパクトな装置での汚泥可溶化処理が達成できなくなる。逆に、上記した100,000A/m2を超えると、極間抵抗が増大し、熱エネルギーに消費されてしまうため、不経済となる。
なお、電解反応槽内の温度は、常温でよく、特に限定しないが、低温過ぎると、排水の電気分解が良好に進行せず、逆に高温過ぎると、ガスの生成が多くなり、汚泥と電極表面との接触阻害が増大するのみならず、電解質物質による装置構成材料の腐食の懸念があるため、15〜100℃程度とする。
ボロンドープ法を用いてCVD合成した積層状の多結晶ダイヤモンド被覆電極板(電極面積40cm2、ドイツ国コンデアス社製製品)2枚を、極間距離10mmとなるように、ガラス製容器(容積500ミリリットル)内に設置して電解反応槽とした。
この処理装置に、下水処理場から採取したSS:15000mg/リットル、pH7.3の活性汚泥(原汚泥)を流量1リットル/日、及び図1の固液分離汚泥を流量1リットル/日にて供給し、電流密度250〜420mA/cm2に設定し、電極間をポンプで循環流動させながら電圧100Vの交流で30分間通電処理した。
次に上記原汚泥に硫酸を添加し、pH5に下げた汚泥を実施例1と同様の条件で実験した結果、原汚泥SSの減少率は86〜92%であった。
実施例1のダイヤモンド被覆電極の代わりに、鉄電極を用いた以外は、実施例1と全く同様に試験した結果、原汚泥のSS減少率は、54%であった。
2 電気化学的処理槽
3 消化処理槽
4 固液分離槽
5 分離汚泥
6 分離液
Claims (3)
- 汚水の生物学的処理で発生する生物汚泥を減量化する方法において、導電性ダイヤモンド被覆電極を用いて、水の電気分解を起こすことなく生物汚泥含有液を流動させながら通電処理したのち、該通電処理汚泥を生物処理することを特徴とする生物汚泥の減量化方法。
- 前記導電性ダイヤモンド被覆電極による生物汚泥の通電処理を、pH5以下の酸性領域で行うことを特徴とする請求項1記載の減量化方法。
- 汚水の生物学的処理装置で発生する生物汚泥を減量化する装置において、導電性ダイヤモンド被覆電極を有し、水の電気分解を起こすことなく生物汚泥含有液を流動させながら通電処理する電気化学処理槽、及び該電気化学処理槽からの通電処理汚泥を導入し生物処理する生物処理槽を有することを特徴とする生物汚泥の減量化装置。
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2003
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