JP2005131459A - 汚泥処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ランニングコストの低減化を容易に図り得る汚泥処理装置を提供する。
【解決手段】 流入廃水に生物学的処理を施す水処理プロセスの汚泥処理装置において、前記生物学的処理により発生した生物性汚泥を加熱する加熱槽１１と、その加熱された生物性汚泥に酸化剤を添加しながら交流の電気分解により前記生物性汚泥を可溶化処理する電解槽１２とを具備する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、廃水の生物学的処理工程を有する水処理プロセスの汚泥処理装置に関する。

従来、下水、産業廃水などの廃水の水処理プロセスにおいては、生物学的処理により微生物を用いて流入廃水の有機物を除去する汚泥処理装置が設置されている。この汚泥処理装置では、以下のような処理が施されている。

図６に示すように廃水中に含まれる微細な浮遊固形物が最初沈殿池１で沈殿分離され、その最初沈殿池１で処理された廃水が生物処理槽２へ送られ、この生物処理槽２では、流入廃水と後段の最終沈殿池３から返送された生物性汚泥（活性汚泥）とを混合し、その汚泥中の微生物を繁殖させ、微生物により廃水に含まれた有機物を捕食吸着させて廃水を浄化する。

そして、活性汚泥を含んだ汚泥含有液が最終沈殿池３に送られ、この沈殿池３の底部に活性汚泥が沈殿し、この沈殿によって浄化された上澄み液が処理水として滅菌処理後に河川に放流される。一方、最終沈殿池３に沈殿、蓄積した生物性汚泥は、余剰汚泥として沈殿池３の底部から引き抜かれ、そのうちの一部が返送汚泥として生物処理槽２に戻され、残りの余剰汚泥が汚泥処理槽４に送られる。

この汚泥処理槽４では、図７に示すように槽内の生物性汚泥中に一対の金属電極５が設けられ、両金属電極５間に交流電源６が印加されて汚泥を電気分解する。この交流による電気分解と同時に汚泥処理槽４に酸化剤が投入されて汚泥に添加される。

この時、汚泥処理槽４内では、電極５からの電力によって汚泥を直接加熱し、この加熱処理により微生物活性の失活および変性が主に行なわれ、さらに酸化剤添加に伴う電極５での電気分解が生じる。これらの作用の相乗効果により、槽内の汚泥に効果的に可溶化が施されてその一部が溶け、この可溶化処理で生じた汚泥含有液が生物処理槽２に戻され、その生物性汚泥に再び生物学的処理が施される。そして、可溶化されずに残った汚泥は、脱水、焼却などの処理を経て廃棄される。

このように水処理プロセスにおける汚泥処理装置では、汚泥処理槽４を設けることにより、汚泥処理槽４での余剰汚泥の可溶化でもって、余剰汚泥の低減化を図るようにしている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００１−１４９９９８

ところで、前述の汚泥処理装置では、生物性汚泥の直接加熱と電気分解を一つの汚泥処理槽４で行なうことにより、汚泥の可溶化を実現していた。このように汚泥の直接加熱と電気分解を一つの汚泥処理槽４で行なっていたのでは、ランニングコストが高くなっているというのが現状であった。

そこで、本発明は前述の問題点に鑑みて提案されたもので、その目的とするところは、ランニングコストの低減化を容易に図り得る汚泥処理装置を提供することにある。

前述の目的を達成するための技術的手段として、本発明は、流入廃水に生物学的処理を施す水処理プロセスの汚泥処理装置において、前記生物学的処理により発生した生物性汚泥を加熱する加熱槽と、その加熱された生物性汚泥に酸化剤を添加しながら交流の電気分解により前記生物性汚泥を可溶化処理する電解槽とを具備したことを特徴とする。

本発明では、生物性汚泥を加熱し、かつ、その生物性汚泥に酸化剤を添加しながら交流の電気分解により可溶化処理していた従来の汚泥処理槽を加熱槽と電解槽に分離したことにより、加熱手段として、電気による直接加熱だけでなく、蒸気や太陽熱などの熱源も利用可能となる。また、それぞれの槽で目的に応じた反応が効率よく行なわれる。つまり、前段の加熱槽では、生物性汚泥の加熱処理により微生物活性の失活および変性が主に行なわれ、後段の電解槽では、酸化剤の添加に伴う電気分解によって生じる酸化ラジカルでもって、主に汚泥の可溶化が行なわれる。

前述の構成において、生物学的処理により発生した生物性汚泥を予備加熱する予備加熱槽を前記加熱槽の前段に付設することが望ましい。特に、予備加熱槽は、電解槽から排出された可溶化処理後の汚泥含有液を流入させ、この汚泥含有液との熱交換により、生物学的処理で発生した生物性汚泥を予備加熱する構成とすればよい。

このように可溶化処理後の汚泥含有液との熱交換による生物性汚泥の予備加熱により、可溶化処理後の汚泥含有液が有する熱の有効利用を図ることができ、しかも、可溶化処理後の汚泥含有液を冷却することも同時に可能となるので、その汚泥含有液の排出で生物学的処理系内での微生物に熱による悪影響を与える可能性を抑制できる。

本発明によれば、生物学的処理により発生した生物性汚泥を加熱する加熱槽と、その加熱された生物性汚泥に酸化剤を添加しながら交流の電気分解により前記生物性汚泥を可溶化処理する電解槽とを具備したことにより、加熱槽における加熱手段として、電気による直接加熱だけでなく、蒸気や太陽熱などの熱源も利用可能となるので、ランニングコストの低減化が容易に図れる。また、それぞれの槽で目的に応じた反応が効率よく行なわれるので、汚泥の生物学的処理から可溶化処理へ至る一連の処理を連続的に実行することができる。

本発明に係る汚泥処理装置の実施形態を以下に詳述する。図１は汚泥処理装置の全体構成を示し、図２は図１の汚泥処理装置における加熱槽１１と電解槽１２を示す。なお、図１および図２において、図６および図７と同一または相当部分には同一参照符号を付す。

図１に示す実施形態の汚泥処理装置は、最初沈殿池１、生物処理槽２、最終沈殿池３、加熱槽１１および電解槽１２で構成されている。加熱槽１１では、生物学的処理により発生した生物性汚泥を加熱する。また、電解槽１２では、加熱された生物性汚泥に酸化剤を添加しながら交流の電気分解により生物性汚泥を可溶化処理する。

この汚泥処理装置では、廃水中に含まれる微細な浮遊固形物が最初沈殿池１で沈殿分離され、その最初沈殿池１で処理された廃水が生物処理槽２へ送られ、この生物処理槽２では、流入廃水と後段の最終沈殿池３から返送された生物性汚泥（活性汚泥）とを混合し、その汚泥中の微生物を繁殖させ、微生物により廃水に含まれた有機物を捕食吸着させて廃水を浄化する。

そして、活性汚泥を含んだ汚泥含有液が最終沈殿池３に送られ、この沈殿池３の底部に活性汚泥が沈殿し、この沈殿によって浄化された上澄み液が処理水として滅菌処理後に河川に放流される。一方、最終沈殿池３に沈殿、蓄積した生物性汚泥は、余剰汚泥として沈殿池３の底部から引き抜かれ、そのうちの一部が返送汚泥として生物処理槽２に戻され、残りの余剰汚泥が加熱槽１１に送られる。

この加熱槽１１では、図２に示すように生物学的処理により発生した生物性汚泥を加熱し、この加熱処理により微生物活性の失活および変性が主に行なわれる。その加熱された生物性汚泥は、電解槽１２に送られる。電解槽１２では、槽内の生物性汚泥中に一対の金属電極５が設けられ、両金属電極５間に交流電源が印加されて汚泥を電気分解する。この交流による電気分解と同時に電解槽１２に酸化剤が投入されて汚泥に添加される。

この時、電解槽１２内では、加熱槽１１で微生物活性の失活および変性が行なわれた汚泥について電極５での電気分解が生じる。これにより、槽内の汚泥に可溶化が施されてその一部が溶け、この可溶化処理で生じた汚泥含有液が生物処理槽２に戻され、その生物性汚泥に再び生物学的処理が施される。そして、可溶化されずに残った汚泥は、脱水、焼却などの処理を経て廃棄される。

このように水処理プロセスにおける汚泥処理装置では、加熱槽１１および電解槽１２による余剰汚泥の可溶化でもって、余剰汚泥の低減化を図ることができる。また、生物性汚泥を加熱し、かつ、その生物性汚泥に酸化剤を添加しながら交流の電気分解により可溶化処理していた従来の汚泥処理槽４（図６および図７参照）を加熱槽１１と電解槽１２に分離したことにより、加熱手段として、電気により直接加熱する加熱器１５だけでなく、蒸気や太陽熱などの熱源も利用可能となる。また、それぞれの槽１１，１２で目的に応じた反応が効率よく行なわれる。つまり、前段の加熱槽１１では、生物性汚泥の加熱処理により微生物活性の失活および変性が主に行なわれ、後段の電解槽１２では、酸化剤の添加に伴う電気分解によって生じる酸化ラジカルでもって、主に汚泥の可溶化が行なわれる。

図３〜図５は本発明に係る汚泥処理装置の他の実施形態を示す。

この実施形態の汚泥処理装置は、前述の実施形態（図１および図２参照）における構成に、生物学的処理により発生した生物性汚泥を予備加熱する予備加熱槽１３を加熱槽１１の前段に付設したものである。

予備加熱槽１３は、電解槽１２から排出された可溶化処理後の汚泥含有液を流入させ、この汚泥含有液との熱交換により、生物学的処理で発生した生物性汚泥を予備加熱する。例えば、図４および図５に示すように予備加熱槽１３は、熱交換器１４を内蔵し、最終沈殿池３から送られてきた生物性汚泥を熱交換器１４の内部に流入させ、かつ、電解槽１２から送られてきた可溶化処理後の汚泥含有液を熱交換器１４の外部に流入させることにより熱交換をおこなったり（図４参照）、逆に、最終沈殿池３から送られてきた生物性汚泥を熱交換器１４の外部に流入させ、かつ、電解槽１２から送られてきた可溶化処理後の汚泥含有液を熱交換器１４の内部に流入させることにより熱交換をおこなったり（図５参照）する構造を有する。

このように可溶化処理後の汚泥含有液との熱交換による生物性汚泥の予備加熱により、可溶化処理後の汚泥含有液が有する熱の有効利用を図ることができ、しかも、可溶化処理後の汚泥含有液を冷却することも同時に可能となるので、その汚泥含有液の排出で生物学的処理系内での微生物に熱による悪影響を与える可能性を抑制できる。

本発明に係る汚泥処理装置は、下水道システムや産業廃水システムなどの各種廃水の水処理プロセスにおける汚泥処理に利用することが可能である。

本発明に係る汚泥処理装置の実施形態で、その全体構成を示すブロック図である。 図１の加熱槽および電解槽を示す概略構成図である。 本発明に係る汚泥処理装置の他の実施形態で、その全体構成を示すブロック図である。 図３の加熱槽および電解槽と予備加熱槽の一例を示す概略構成図である。 図３の加熱槽および電解槽と予備加熱槽の他例を示す概略構成図である。 従来の汚泥処理装置の全体構成を示すブロック図である。 図６の汚泥処理槽を示す概略構成図である。

符号の説明

１１ 加熱槽
１２ 電解槽
１３ 予備加熱槽

Claims (3)

1. 流入廃水に生物学的処理を施す水処理プロセスの汚泥処理装置において、前記生物学的処理により発生した生物性汚泥を加熱する加熱槽と、その加熱された生物性汚泥に酸化剤を添加しながら交流の電気分解により前記生物性汚泥を可溶化処理する電解槽とを具備したことを特徴とする汚泥処理装置。
2. 前記生物学的処理により発生した生物性汚泥を予備加熱する予備加熱槽を前記加熱槽の前段に付設した請求項１に記載の汚泥処理装置。
3. 前記予備加熱槽は、電解槽から排出された可溶化処理後の汚泥含有液を流入させ、この汚泥含有液との熱交換により、生物学的処理で発生した生物性汚泥を予備加熱する請求項２に記載の汚泥処理装置。