JP2005169362A - 汚泥及び汚泥脱水ケーキの臭気発生抑制剤及び臭気発生抑制方法 - Google Patents

Abstract

【課題】
下水処理場や廃水処理施設などの汚泥や汚泥脱水ケーキからの硫化水素やメチルメルカプタン等の硫黄含有臭気物質の発生を持続的に抑制する臭気発生抑制剤および臭気発生の抑制方法を提供する。
【解決手段】
汚泥や汚泥脱水ケーキに安息香酸、無水フタル酸、テレフタル酸等から選ばれる１種以上の化合物を有効成分として含有する臭気発生抑制剤および当該臭気発生抑制剤を汚泥や汚泥脱水ケーキに添加することにより臭気発生を抑制する。
【選択図】なし

Description

本発明は、廃水処理施設、下水処理場等の汚泥処理工程における臭気発生抑制剤および臭気発生の抑制方法に関する。さらに詳しくは、汚泥処理工程の汚泥貯留槽、汚泥脱水機および汚泥脱水ケーキ貯留ホッパーからの硫化水素やメチルメルカプタン等の硫黄含有臭気物質の発生による臭気の抑制剤および臭気発生の抑制方法に関する。

下水処理場や有機性廃水を処理する廃水処理施設では、廃水処理に伴って汚泥が発生する。この汚泥は、廃水を生物処理する前に沈殿や浮上あるいは遠心分離することによって生じ、また、生物処理を行った結果、微生物の増殖により、その余剰汚泥として生じる。そしてこれら汚泥は、脱水を行い汚泥脱水ケーキとして焼却処理や産業廃棄物として埋立て処理されることが多い。汚泥の処理では、脱水前や焼却、搬出前に一旦貯留することが多く、その間の汚泥の腐敗により、硫化水素やメチルメルカプタン等の硫黄含有の臭気物質が生成し、臭気を発生させ、そこで働く者の労働環境の悪化や搬出ルートでの臭気問題を引き起こしている。

この臭気の対策としては、（１）鉄、銅、亜鉛等の重金属イオンによる除去、（２）過酸化水素、次亜塩素酸等の酸化剤による酸化、（３）殺菌剤、静菌剤による汚泥の腐敗防止、（４）マスキング剤による香り付け及びこれらの組み合せによって行われていることが多い。

（１）の重金属イオンによる方法は、比較的安価であり多く使用されているが、資源リサイクルが進められる今日では、汚泥のコンポスト利用あるいは汚泥焼却灰の再利用等において好ましくないものとされている。（２）の酸化剤による方法では、酸化により臭気物質は容易に分解する。しかし、汚泥中には還元性の物質が多く存在するため、添加した酸化剤はすぐに消失してしまい、新たな臭気物質生成を抑えることはできない。（３）の殺菌剤、静菌剤による方法では、用いる薬剤により効果は異なるが、例えばソルビン酸等の殺菌、静菌剤は比較的高価な薬剤であり、費用対効果の面でなかなか採用し難い場合も多い。（４）のマスキング剤による方法は、本質的に臭気発生を抑制する方法ではない。
特開２０００−３５１０００

本発明は、下水処理場や工場の廃水処理設備などの汚泥や脱水汚泥由来の硫化水素、メチルメルカプタン等の臭気物質の発生を防止する薬剤を提供することを目的とする。

本発明者らは、上記の課題を解決するために、鋭意研究した結果、重金属を含まず、殺菌剤や静菌剤のような高価な薬剤ではなく、工業原料として広く使用されている安息香酸、フタル酸、テレフタル酸に臭気抑制に持続的効果があることを見出し本発明を完成した。すなわち、本発明は、次の各項の発明よりなる。
（１）安息香酸、フタル酸、テレフタル酸および無水フタル又はこれらの金属塩から選ばれた１種以上の化合物を有効成分として含有することを特徴とする汚泥又は汚泥脱水ケーキの臭気発生抑制剤。
（２）上記（１）に記載のフタル酸がナフタレンの接触気相酸化によりナフトキノンを製造する際に副生したフタル酸である臭気発生抑制剤。
（３）上記（１）に記載の安息香酸が、ナフタレン又はオルソキシレンの接触気相酸化により無水フタル酸を製造する際に副生した安息香酸である臭気発生抑制剤。
（４）上記（１）に記載の無水フタル酸が、ナフタレン又はオルソキシレンの接触気相酸化により無水フタル酸を製造する際の蒸留精製工程から得られる低沸留分又は高沸留分に含まれる無水フタル酸である臭気発生抑制剤。
（５）上記（１）乃至（４）のいずれかに記載の臭気発生抑制剤を汚泥又は汚泥脱水ケーキに添加して含硫黄臭気物質の発生を抑制する臭気発生の抑制方法。
（６）上記（１）乃至（４）のいずれかに記載の臭気発生抑制剤を汚泥に添加した後に脱水することを特徴とする、汚泥脱水ケーキからの含硫黄臭気物質の発生を抑制する臭気発生の抑制方法。
（７）汚泥又は汚泥脱水ケーキに対する臭気発生抑制剤中の有効成分の添加量が、汚泥又は汚泥脱水ケーキ中の固形分当り０.３から１５重量部である上記（５）又は（６）に記載の臭気発生の抑制方法。

本発明により、重金属を含まず、殺菌剤や静菌剤のような高価な薬剤ではなく、工業原料として広く使用されている化合物で、下水処理場や工場など行われる廃水処理において生じる、汚泥や汚泥脱水ケーキの貯留によって発生する硫化水素やメチルメルカプタン等の硫黄含有臭気物質を持続的に抑制することができる。

本発明の対象とする汚泥に特に制限はなく、例えば、下水処理場、し尿処理場や食品工場、紙パルプ工場などの有機性排水の処理工程などにおいて発生する汚泥および汚泥を脱水して得られる汚泥脱水ケーキに適用できる。

例えば、下水処理場では、流入水を最初沈殿池で固液分離すると初沈生汚泥が発生し、最初沈殿池の上澄水を曝気槽などを用いて浮遊生物方式により処理すると、活性汚泥の量が増加する。曝気槽などで処理された処理水は沈殿槽に導かれ、活性汚泥が分離され、その一部は返送汚泥として曝気槽などに返送され、残余は余剰汚泥とされる。これらの初沈生汚泥と余剰汚泥は、重力濃縮槽に導かれ、濃縮された汚泥は汚泥貯留槽にいったん貯留される。汚泥貯留槽内の汚泥は、次いで脱水機により脱水され、得られた汚泥脱水ケーキは埋め立てや、焼却のために搬出される。

本発明の対象とする臭気とは、悪臭防止法に規定さる臭気のうち硫黄を含有する物質であり、具体的には、硫化水素、メチルメルカプタン、ジメチルスルフィド、ジメチルジスルフィドに由来する臭気である。

本発明に用いる臭気発生抑制剤は、安息香酸、フタル酸、テレフタル酸および無水フタル酸又はこれらの金属塩から選ばれた１種以上の化合物を有効成分として含有するものであり、それぞれ単独で含有しても混合して含有してもよい。これら安息香酸、フタル酸、テレフタル酸および無水フタル酸は工業製品として容易に入手することができる。また安息香酸、フタル酸、テレフタル酸の金属塩としては、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属塩が好ましい。本発明の臭気発生抑制剤の形態としては、固形、粉末、水溶液等何れの形状も採用できるが、取り扱いの容易さから、水等の水性媒体に懸濁させた懸濁液（スラリー）であってもよい。

なお、上記フタル酸として、ナフタレンの接触気相酸化によりナフトキノンを製造する際に副生するフタル酸を利用してもよい。この場合、ナフタレンを接触気相酸化して得られるナフトキノン及び無水フタル酸を含有する酸化生成ガスを水等の水性媒体と接触させることにより、前記ガス中のナフトキノン及び無水フタル酸を捕集して水性スラリーとし、次いで当該水性スラリーから芳香族有機溶媒等を用いてナフトキノンを抽出分離した残余のフタル酸含有液又はフタル酸含有スラリーを利用することができる。輸送等の面から、当該フタル酸含有液又はフタル酸含有スラリーから、濃縮、濾過等の操作でフタル酸を固体として分離して利用しても良い。

また同様に、上記安息香酸として、ナフタレン又はオルソキシレンの接触気相酸化により無水フタル酸を製造する際に副生する安息香酸を利用してもよい。この場合、ナフタレンやキシレン含有ガスを接触気相酸化した生成ガスからスイッチコンデンサー等で酸化生成物を捕集し、この酸化生成物より蒸留分離により無水フタル酸を取得する際、低沸留分として回収される留分中の安息香酸を利用できる。

さらにまた、上記無水フタル酸として、ナフタレン又はオルソキシレンの接触気相酸化により無水フタル酸を製造する際に酸化生成物を蒸留精製により分離された留分を利用してもよい。この場合、ナフタレンやキシレン含有ガスを接触気相酸化した生成ガスからスイッチコンデンサー等で酸化生成物を捕集し、この酸化生成物より蒸留精製により無水フタル酸を取得する際、低沸留分や高沸留分として回収される留分中に残された無水フタル酸分を利用できる。これらの副生品や廃棄処理される留分等を再利用することは、経済的な面で有利な方法となりうる。

本発明の臭気発生抑制剤の汚泥や汚泥脱水ケーキへの添加方法としては、例えば、汚泥貯留槽における臭気抑制の場合であれば、沈殿槽あるいは重力濃縮槽から抜き出した汚泥に懸濁液や水溶液の形でポンプ等を用いて注入する方法が利用できる。また、脱水機における臭気抑制であれば、汚泥貯留槽へ粉末、懸濁液、水溶液の形で一括投入する方法、あるいは、汚泥貯留槽からの脱水機供給汚泥に懸濁液、水溶液の形でポンプ等で注入する方法が利用できる。脱水汚泥ホッパーおよび脱水汚泥搬送中の臭気抑制の場合は、前記の脱水機における臭気抑制の投入方法の他に、脱水汚泥に懸濁液或いは水溶液の形で散布する方法が利用できる。

本発明の臭気発生抑制剤の添加量は、臭気を抑制する時間に応じて設定することができる。臭気を抑制する時間は、短い場合では８時間、長い場合では２週間におよぶこともあり、それらに対応するための添加量は汚泥または汚泥脱水ケーキの固形分に対して臭気発生抑制剤中の有効成分の添加量として０.３から１５重量部添加するのが好ましい。
０．３重量部より少ないと臭気発生を抑制する効果が持続し難く、逆に１５重量部より多く添加しても効果に差が無い場合が多く、過大に添加しても経済的でない。多くの場合、汚泥および汚泥脱水ケーキの貯留時間は１〜３日であるので、汚泥または汚泥脱水ケーキの固形分に対して１から１０重量部添加するのが好ましい。

なお、汚泥脱水ケーキに適用する場合、脱水前の汚泥に上記方法で臭気発生抑制剤を添加したのち、汚泥を脱水することで、臭気発生抑制剤を汚泥脱水ケーキに均一に添加することができる。

次に本発明の方法を実施例により更に具体的に説明する。但し、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。

下水処理場の脱水機供給汚泥５００ｇ（ＳＳ（浮遊固形分）：４重量％）に高分子凝集剤の０．５重量％水溶液２０ｇと臭気発生抑制剤として、安息香酸、テレフタル酸、無水フタル酸としておのおの１ｇの添加量になるように、それぞれの水懸濁液を添加して撹拌した後、ろ過して含水率約２０％の脱水汚泥を得た。この脱水汚泥を気密性の袋に入れ、袋の空気を抜出した後、窒素ガスを１リットル封入し、３５℃の恒温槽で保管した。

２４時間後袋を恒温槽から取りだし、袋中の硫化水素及びメチルメルカプタンの濃度をガス検知管を用いて測定した。測定後、袋のガスを抜き出した後、再度窒素ガス１リットルを封入し、３５℃の恒温槽に保管した。同様にして、４８、７２、９６時間経過後の硫化水素及びメチルメルカプタンの濃度を測定し、結果を図−１及び図−２に示した。

これらの図からわかるように、各臭気発生抑制剤とも臭気発生抑制剤無添加のブランクと比較し、メチルメルカプタンおよび硫化水素の発生を抑制することができた。例えば、２４時間後で比較すると、本発明の臭気発生抑制剤を用いないブランクの場合、メチルメルカプタンが１５００ｐｐｍ以上発生するのに対し、安息香酸を用いた場合ではほぼ０ｐｐｍ、フタル酸を用いた場合では１００ｐｐｍ以下、テレフタル酸を用いた場合でも４００ｐｐｍとメチルメルカプタンの生成を抑制できることがわかる。同様に、硫化水素の場合、ブランクの２５００ｐｐｍに対し、安息香酸ではほぼ０ｐｐｍとなり、フタル酸では４００ｐｐｍ、テレフタル酸で１０００ｐｐｍと硫化水素の生成を抑制できることがわかる。

本発明の臭気発生抑制剤は、下水処理場等における汚泥や汚泥脱水ケーキからの臭気発生を抑制でき、また利用する原料は工業的に容易に入手でき、また副生品として安価に入手可能な原料であっても利用できるので、産業上の利用価値大である。

本発明によるメチルメルカプタンの発生の抑制結果を示した図である。 本発明による硫化水素の発生の抑制結果を示した図である。

Claims (7)

1. 安息香酸、フタル酸、テレフタル酸および無水フタル又はこれらの金属塩から選ばれた１種以上の化合物を有効成分として含有することを特徴とする汚泥又は汚泥脱水ケーキの臭気発生抑制剤。
2. 請求項１に記載のフタル酸がナフタレンの接触気相酸化によりナフトキノンを製造する際に副生したフタル酸である臭気発生抑制剤。
3. 請求項１に記載の安息香酸が、ナフタレン又はオルソキシレンの接触気相酸化により無水フタル酸を製造する際に副生した安息香酸である臭気発生抑制剤。
4. 請求項１に記載の無水フタル酸が、ナフタレン又はオルソキシレンの接触気相酸化により無水フタル酸を製造する際の蒸留精製工程から得られる低沸留分又は高沸留分に含まれる無水フタル酸である臭気発生抑制剤。
5. 請求項１乃至４のいずれか１項に記載の臭気発生抑制剤を汚泥又は汚泥脱水ケーキに添加して含硫黄臭気物質の発生を抑制する臭気発生の抑制方法。
6. 請求項１乃至４のいずれか１項に記載の臭気発生抑制剤を汚泥に添加した後に脱水することを特徴とする、汚泥脱水ケーキからの含硫黄臭気物質の発生を抑制する臭気発生の抑制方法。
7. 汚泥又は汚泥脱水ケーキに対する臭気発生抑制剤中の有効成分の添加量が、汚泥又は汚泥脱水ケーキ中の固形分当り０.３から１５重量部である請求項５又は６に記載の臭気発生の抑制方法。
   
   
   

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