JP2006312124A - 汚泥の処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電解効率の低下を補いながら、電解による汚泥の殺菌を安定的に高効率で行うことができる汚泥の処理方法を提供すること。
【解決手段】電解処理槽３に電気分解に必要な食塩等の塩化物と少量の酸を注入して汚泥の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に際して、直列に設けた複数の電解処理槽３ａ、３ｂの下部に散気管３２を設け、電極板３１間に蓄積した汚泥スカムを浮上させる。この複数の電解処理槽の後段に表面撹拌機４１を設置した複数の脱泡槽４ａ、４ｂとにより汚泥スカムを破砕させて、汚泥の電解処理を多段階で行う。
【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分解処理し、発生する汚泥量を最小限にするようにした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。
そのため、余剰汚泥に対し、オゾン等を添加して汚泥を可溶化及び殺菌処理し、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、電気分解を用いる電解処理法は、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、この電解処理法においては、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、微細気泡となって汚泥に付着してスカム状となり、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、上記従来の汚泥の処理方法が有する問題点に鑑み、電解効率の低下を補いながら、電解による汚泥の殺菌を安定的に高効率で行う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解処理し、該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、複数の電解処理槽を直列に設け、汚泥の電解処理を複数の段階で行うことを特徴とする。

この場合において、電解処理槽の間に脱泡槽を設け、電解処理槽から排出された汚泥スカムを該脱泡槽で破砕することができる。

また、電解処理槽の下部に散気管を設けるとともに、該散気管から粗大気泡を噴出させ、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、活性汚泥法で発生する余剰汚泥を電解処理槽に導いて電解処理を行うに際し、複数の電解処理槽を直列に設け、汚泥の電解処理を複数の段階で行うことから、発生したスカムを電解処理槽の間で汚泥に戻し、電解効率の低下を補いながら、電解による汚泥の殺菌を安定的に高効率で行うことができ、これにより、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を従来の活性汚泥法の１／５以下に削減することができる。
また、高効率の電解処理を行うことができるため、電解処理量を必要以上に多くすることがなく、処理設備のランニングコストを安価にできるという効果も有する。

また、電解処理槽の間に脱泡槽を設け、電解処理槽から排出された汚泥スカムを該脱泡槽で破砕することにより、スカムを効率的に汚泥に戻しながら、汚泥の電解処理を安定的に高効率で行うことができる。

また、電解処理槽の下部に散気管を設けるとともに、該散気管から粗大気泡を噴出させ、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、スカムを電解処理槽から効果的に排除するとともに、後段の脱泡槽にて効率的に汚泥に戻すことができる。

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余剰汚泥Ａ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。
そして、かかる汚泥の処理方法において、余剰汚泥Ａに食塩水と少量の酸を添加して、電解処理槽３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て汚泥スカムＥが発生し、スカム状となった汚泥中の微生物は電解処理によって発生した次亜塩素酸等の酸化剤と接触しにくくなるため、そのままでは殺菌効率が低下する。
そこで、複数の電解処理槽３ａ、３ｂを直列に設け、汚泥の電解処理を多段階で行う。

また、電極表面に付着した汚泥スカムＥに対しては、電解処理槽底部の散気管３２から、粗大な気泡を散気し、これにより、汚泥スカムＥを水面に浮上させるとともに、電解処理槽３内に循環水流を発生させる。
電解処理槽３ａ、３ｂの間には脱泡槽４ａを設け、循環流に伴って堰からオーバーフローする汚泥スカムＥに対しては、隣の脱泡槽４ａにおいて、表面攪拌機のインペラの作用等により汚泥スカムＥを破砕して汚泥に戻し、次段の電解処理槽３に送泥し、再び電解による汚泥の殺菌、可溶化処理を行う。
このように、汚泥がスカム化してもこれを破砕しながら、多段で電解処理を行うため、電解処理による可溶化や殺菌を安定的して高効率で行うことができる。

図１〜図２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Ａ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３へと導く。

電解処理槽３は、前段の電解処理槽３ａと、後段の電解処理槽３ｂの２段に設けているが、２段に限定されるものではなく、１段当りの滞留時間を考慮し、２段以上の複数段とすることができる。
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３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Ｃを薬注ポンプ２により注入するが、ラインミキサーや攪拌水槽を設けて余剰汚泥Ａと電解処理液Ｃを混合してもよい。
電解処理槽３の内部には、図２に示すように、電極板３１が所定の間隔で配置され、直流電源３３から正極と負極が交互に接続されている。また、電極板３１の下部には粗大気泡を噴出できる散気管３２が配置され、ブロア等から所定量の空気Ｄが注入できるよう構成されている。なお、散気管３２は１箇所だけでなく、数箇所設けることも可能である。

一方、電解処理槽３ａ、３ｂの後段には、脱泡槽４ａ、４ｂがそれぞれ設けられている。
各脱泡槽４ａ、４ｂには表面攪拌機４１が設けられており、水面においてインペラの回転により汚泥スカムＥの破砕を行う。
なお、脱泡の方法としては、図示したインペラ方式の攪拌機が簡便であるが、散水による消泡など、別の手段を設けることも可能である。

次に、本実施例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ため、薬注ポンプ２により、食塩等の塩化物と少量の酸を含む電解処理液Ｃを注入された余剰汚泥Ａは、電解処理槽３に投入され、直流電流の流れる電極板３１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、これが汚泥に付着してスカム状となり、水面に浮上したり、図２に示すように、汚泥スカムＥとして電極板３１の間に蓄積する。
そこで、電解処理槽３ａの下部に設けた散気管３２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３ａ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４ａへと流出する。
脱泡槽４ａでは、表面攪拌機４１のインペラの回転によって、汚泥スカムＥが破砕され、次段の電解処理槽３ｂへと流入し、再度電解処理されて、後段の脱泡槽４ｂへとオーバーフローする。

電解処理槽３ｂが最終段の場合は、後段の脱泡槽４ｂは必ずしも設ける必要はないが、電解処理汚泥Ｂを、水処理系の曝気槽に返送したとき、曝気槽表面に汚泥スカムＥが蓄積するのを防ぐため、最終段の電解処理槽の後段にも脱泡槽を設けることが好ましい。
脱泡槽４ｂで脱泡処理され、一時貯留槽５を介して曝気槽へと返送される電解処理汚泥Ｂ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。

かくして、本実施例の汚泥の処理方法は、活性汚泥法で発生する余剰汚泥Ａを電解処理槽３に導いて電解処理を行うに際し、複数の電解処理槽３を直列に設け、汚泥の電解処理を複数の段階で行うことから、発生したスカムＥを電解処理槽３ａ、３ｂの間で汚泥に戻し、電解効率の低下を補いながら、電解による汚泥の殺菌を安定的に高効率で行うことができ、これにより、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を従来の活性汚泥法の１／５以下に削減することができる。
また、高効率の電解処理を行うことができるため、電解処理量を必要以上に多くすることがなく、処理設備のランニングコストを安価にできるという効果も有する。
この場合、前記複数の電解処理槽３ａ、３ｂの間に脱泡槽４ａを設け、電解処理槽３ａから排出された汚泥スカムＥを該脱泡槽４ａで破砕することにより、汚泥スカムＥを効率的に汚泥に戻しながら、汚泥の電解処理を安定的に高効率で行うことができる。
また、電解処理槽３ａ、３ｂの下部に散気管３２を設けるとともに、該散気管３２から粗大気泡を噴出させ、電極間に蓄積した汚泥スカムＥを浮上させて脱泡槽に排出することにより、汚泥スカムＥを電解処理槽３ａ、３ｂから効果的に排除するとともに、後段の脱泡槽４ａ、４ｂにて効率的に汚泥に戻すことができる。

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、実施例に記載した構成を適宜組み合わせる等、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、複数の電解処理槽を直列に設け、汚泥の電解処理を多段階で行うことにより、発生したスカムを電解処理槽の間で汚泥に戻し、電解効率の低下を補いながら、電解による汚泥の殺菌を安定的に高効率で行えるという特性を有していることから、例えば、汚水の微生物処理における余剰汚泥の減量化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 薬注ポンプ
３ 電解処理槽
３１ 電極板
３２ 散気管
３３ 直流電源
４ 脱泡槽
４１ 表面攪拌機
５ 一時貯留槽
Ａ 余剰汚泥
Ｂ 電解処理汚泥
Ｃ 電解処理液
Ｄ 空気
Ｅ 汚泥スカム

Claims (3)

1. 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解処理し、該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、複数の電解処理槽を直列に設け、汚泥の電解処理を複数の段階で行うことを特徴とする汚泥の処理方法。
2. 電解処理槽の間に脱泡槽を設け、電解処理槽から排出された汚泥スカムを該脱泡槽で破砕することを特徴とする請求項１記載の汚泥の処理方法。
3. 電解処理槽の下部に散気管を設けるとともに、該散気管から粗大気泡を噴出させ、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２記載の汚泥の処理方法。

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