JP2006239545A

JP2006239545A - 汚泥の処理方法

Info

Publication number: JP2006239545A
Application number: JP2005057627A
Authority: JP
Inventors: Teruhisa Yoshida; 輝久吉田; Yoshio Nakayama; 善雄中山
Original assignee: Hitachi Plant Technologies Ltd
Current assignee: Hitachi Plant Technologies Ltd
Priority date: 2005-03-02
Filing date: 2005-03-02
Publication date: 2006-09-14

Abstract

【課題】発生した微細気泡を脱泡処理することにより、電解効率の低下を防止し安定した処理性能を維持するとともに、水処理の悪化を防ぎながら、余剰汚泥を最小限の量に削減することができる汚泥の処理方法を提供すること。
【解決手段】有機性汚水の活性汚泥処理に伴って発生した余剰汚泥Ａを電気分解処理し、この電気分解処理した電解処理汚泥Ｃを曝気槽に返送して生物分解する汚泥の処理方法において、電解処理槽２の後段に脱泡槽３を設け、電解処理によって発生した発泡状の汚泥を破砕して脱泡処理を行った後、曝気槽に返送するとともに、脱泡処理した脱泡汚泥Ｂの所定量を電解処理槽２に返送する。
【選択図】図１

Description

本発明は、下水等の有機性の汚水を活性汚泥により生物学的に有機物を分解処理するに際し、この分解処理によって発生する汚泥量を最小限にすることができる汚泥の処理方法に関するものである。

従来、下水処理場等に流入する汚水を処理するために、活性汚泥の曝気槽に汚水を流入させ、これを曝気、攪拌して生物処理を行う活性汚泥法が用いられている。
このような水処理工程で発生する余剰汚泥は、通常、脱水を行った後、埋立処分されているが、処分地が次第になくなりつつあることから、この余剰汚泥に対しオゾン等を添加して可溶化し、系内で生物分解することにより、汚泥発生量をゼロにする方法が試みられており、特に、電気分解を用いる方法は、処理コストが安価な方法として注目されている。

しかしながら、このような電解法においては、電気分解によって酸素及び水素ガスが副産物として発生し、これらが微細気泡となって汚泥に付着しスカム状となり、これが水面や電極板の間に蓄積して、電解効率が低下するという問題がある。

本発明は、上記従来の電解法を用いた汚泥の処理方法が有する問題点に鑑み、発生した微細気泡を脱泡処理することにより、電解効率の低下を防止し安定した処理性能を維持するとともに、水処理の悪化を防ぎながら、余剰汚泥を最小限の量に削減することができる汚泥の処理方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の汚泥の処理方法は、有機性汚水の活性汚泥処理に伴って発生した余剰汚泥を電気分解処理し、該電気分解処理した電解処理汚泥を曝気槽に返送して生物分解する汚泥の処理方法において、電解処理槽の後段に脱泡槽を設け、電解処理によって発生した発泡状の汚泥を破砕して脱泡処理を行った後、曝気槽に返送するとともに、該脱泡処理した脱泡汚泥の所定量を電解処理槽に返送することを特徴とする。

この場合において、電解処理槽の下部に散気管を設け、該散気管から粗大気泡を噴出し、電極間に蓄積した汚泥スカムを浮上させて脱泡槽に排出することができる。

本発明の汚泥の処理方法によれば、有機性汚水の活性汚泥処理に伴って発生した余剰汚泥を電気分解処理し、該電気分解処理した電解処理汚泥を曝気槽に返送して生物分解する汚泥の処理方法において、電解処理槽の後段に脱泡槽を設け、電解処理によって発生した発泡状の汚泥を破砕して脱泡処理を行った後、曝気槽に返送するとともに、該脱泡処理した脱泡汚泥の所定量を電解処理槽に返送することから、電解処理によって発生する微細気泡を脱泡処理することができ、これにより、電解効率の低下を防止し安定した処理性能を維持するとともに、水処理の悪化を防ぎながら、余剰汚泥を最小限の量に削減することができる。

この場合、電解処理槽の下部に散気管を設け、該散気管から粗大気泡を噴出し、電極間に蓄積した汚泥スカムを浮上させて脱泡槽に排出することにより、電極間への汚泥スカムの蓄積を防止するとともに、該汚泥スカムを積極的に脱泡処理することができる。

以下、本発明の汚泥の処理方法の実施の形態を、図面に基づいて説明する。
本発明の汚泥の処理方法は、曝気槽内の活性汚泥により、有機性汚水を生物処理するとともに、生物処理により発生した汚泥を殺菌及び可溶化した後、この処理汚泥を曝気槽に返送して分解するようにした汚泥の処理方法において、食塩水と少量の酸を添加して、電解処理槽において電気分解処理を行い、汚泥中の微生物の殺菌と汚泥の可溶化を行う。

このとき、電解処理によって生成した微細気泡が汚泥に付着し、電極板の間に汚泥スカムとなって蓄積するため、そのままでは電解効率が低下する。
そこで、電解処理槽底部の散気管から、粗大な気泡を散気し、これにより、汚泥スカムを水面に浮上させるとともに、電解処理槽内に循環水流を発生させる。
この循環流により、汚泥スカムの一部は、堰からオーバーフローして隣の脱泡槽へと流出し、表面攪拌機のインペラの作用でスカムを破砕して汚泥に戻す。
そして、液体状に戻った汚泥の一部乃至大半を返送ポンプで電解処理槽へと返送し、再度電解処理を行う。

スカム状となった汚泥中の微生物は、周囲を気泡で囲まれているため、電気分解によって発生した次亜塩素酸などの酸化剤と十分接触できず、十分殺菌されないままオーバーフローする場合が多いが、付着していた微細気泡を脱泡槽において除去した後、再び電解処理槽に送られて、電解処理が繰り返されるため、全体としての電解効率を高められるとともに、汚泥スカムを排出しながら安定した電解処理を行うことができる。

その結果、この汚泥の処理方法では、活性汚泥法において発生する余剰汚泥を電解処理槽に導き、塩化物と酸を添加して効率的に安定した電解処理を行うことができ、これにより、曝気槽に返送したとき、死滅した汚泥微生物が活性汚泥によって安定的に酸化分解され、場外に排出する汚泥量は従来の活性汚泥法の１／１０程度に削減される。
また、電解処理に要するエネルギーも少なくできるため、設備のランニングコストを安価にできるという効果を有する。

図１に、本発明の汚泥の処理方法の一実施例を示す。
下水処理場のような汚水処理施設に流入した汚水は、通常、活性汚泥により生物的に処理されるが、このとき、汚泥微生物の増殖によって余剰汚泥が発生するため、この余剰汚泥Ａを汚泥供給ポンプ１により、電解処理槽２へと導くようにする。
なお、余剰汚泥Ａは、最終沈殿池で沈殿した汚泥をそのまま電解処理槽へと導いてもよいが、重力濃縮した汚泥を用いることも可能である。
また、このとき、途中の配管において電気分解に必要な食塩等の塩化物と少量の酸を含む電解処理液Ｄを薬注ポンプ４により注入するが、ラインミキサーや攪拌水槽を設けて汚泥と電解処理液を混合してもよい。

電解処理槽２の内部には、図２に示すように、電極板２０が所定の間隔で配置され、直流電源２２から正極、負極が交互に接続されている。
また、電極板の下部には粗大気泡を噴出できる散気管２１が配置され、ブロア等から所定量の空気Ｆが注入できるよう構成されている。
なお、散気管は１箇所だけでなく、数箇所設けることも可能である。

図１に示すように、電解処理槽２の端部の堰からオーバーフローした汚泥は、隣の脱泡槽３へと流入するが、脱泡槽３には表面攪拌機３０が設けられ、水面においてインペラの回転により汚泥スカムの破砕を行う。
また、脱泡処理した汚泥を底部から引抜いて、汚泥返送ポンプ５により電解処理槽２へと返送する配管が設けられている。脱泡槽３からオーバーフローした汚泥Ｃは、水処理設備の曝気槽（図示省略）へと返送される。

次に、本実施例の汚泥の処理方法の作用について説明する。
電解処理に必要な塩素イオンを補充する目的で、薬注ポンプ４により、食塩等の塩化物と少量の酸を含む電解処理液Ｄを注入された余剰汚泥Ａは、電解処理槽２に投入され、直流電流の流れる電極板２０の間を通過する。
このとき、汚泥に含まれる塩素イオンが電解作用により次亜塩素酸に転換され、次亜塩素酸の強力な酸化力によって汚泥中の微生物が殺菌される。殺菌力の大きい次亜塩素酸をより効率的に発生させるためには、塩素イオンは塩化ナトリウムとして汚泥重量の０．２〜１％程度を添加する必要があり、ｐＨは４〜６程度が最適であるため、少量の酸を添加するのが望ましい。
なお、添加する塩素イオンは、食塩等の塩化ナトリウムに限定されるものではなく、塩化カリウム等、比較的安価で水に溶解する塩化物を利用することができる。

電解処理の時間は、汚泥の濃度や電流値によって異なるが、電解処理の過程では、次亜塩素酸以外にも微細な酸素や水素の気泡が発生するため、この気泡が汚泥に付着してスカム状となり、図２に示すように、汚泥スカムＥとして電極板２０の間に徐々に蓄積する。
そこで、電解処理槽２の下部に設けた散気管２１から断続的に粗大な気泡を噴出させて、汚泥スカムＥを水面に浮上させるとともに、循環水流を発生させる。
この循環流により汚泥スカムＥは、電解処理槽２全体に分散するとともに、一部は堰からオーバーフローして隣の脱泡槽３へと流出する。

脱泡槽では、表面攪拌機３０のインペラの回転によって、汚泥スカムＥが破砕され、一部は堰からオーバーフローして電解処理汚泥Ｃとして、水処理系の曝気槽に返送される。
返送される電解処理汚泥Ｃは、電解処理によって微生物が死滅し、微生物を構成する細胞壁や細胞膜の一部が破損して細胞内の細胞質が溶出しているため、曝気槽の汚泥微生物によって徐々に低分子化され、最終的には水と炭酸ガスに分解される。

一方、汚泥スカムＥの中の微生物は、周囲を気泡で囲まれ、電気分解によって発生した次亜塩素酸などの酸化剤と十分接触できないため、必ずしも十分に殺菌されないまま、オーバーフローする場合が多い。
そこで、脱泡槽３において液体状に戻った汚泥の一部乃至大半を汚泥返送ポンプ５で電解処理槽２へと返送し、再度電解処理を行う。
返送する脱泡汚泥Ｂの割合は、電気分解の条件や汚泥スカムＥを排出する空気Ｆの量、散気時間等によって異なるが、供給される余剰汚泥Ａに対し、５０〜２００％程度が適切である。
このように、汚泥スカムＥを脱泡槽３に排出しながら、付着していた微細気泡を脱泡槽３において除去した後、再び電解処理槽２に返送して、電解処理するという循環処理を繰り返し行うことで、効率的に、安定した電解処理を行うことができる。

以上により、本実施例の汚泥の処理方法は、活性汚泥法において発生する余剰汚泥Ａを電解処理槽２に導き、塩化物と少量の酸を添加して、効率的かつ安定的に電解処理を行うことができるため、曝気槽に返送したときに、死滅した汚泥微生物が活性汚泥によって安定的に酸化分解され、場外に排出する汚泥量は従来の活性汚泥法の１／１０程度に削減される。
また、電解処理に要するエネルギーも少なくできるため、安価なランニングコストで処理することができる。

以上、本発明の汚泥の処理方法について、その実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができる。

本発明の汚泥の処理方法は、電解処理によって発生する微細気泡を脱泡処理することにより、電解効率の低下を防止し安定した処理性能を維持するとともに、水処理の悪化を防ぎながら余剰汚泥を最小限の量に削減することができることから、汚泥の電気分解による可溶化や殺菌などの用途に好適に用いることができる。

本発明の汚泥の処理方法で使用する適用システムの一実施例を示すフロー図である。同実施例の電解処理槽を示す断面図である。

符号の説明

１汚泥供給ポンプ
２電解処理槽
２０電極板
２１散気管
２２直流電源
３脱泡槽
３０表面攪拌機
４薬注ポンプ
５汚泥返送ポンプ
Ａ余剰汚泥
Ｂ脱泡汚泥
Ｃ電解処理汚泥
Ｄ電解処理液
Ｅ汚泥スカム
Ｆ空気

Claims

有機性汚水の活性汚泥処理に伴って発生した余剰汚泥を電気分解処理し、該電気分解処理した電解処理汚泥を曝気槽に返送して生物分解する汚泥の処理方法において、電解処理槽の後段に脱泡槽を設け、電解処理によって発生した発泡状の汚泥を破砕して脱泡処理を行った後、曝気槽に返送するとともに、該脱泡処理した脱泡汚泥の所定量を電解処理槽に返送することを特徴とする汚泥の処理方法。
電解処理槽の下部に散気管を設け、該散気管から粗大気泡を噴出し、電極間に蓄積した汚泥スカムを浮上させて脱泡槽に排出することを特徴とする請求項１記載の汚泥の処理方法。