JP2007275740A - Treatment method of sludge - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、有機性廃水を生物学的に処理することによって水処理系で発生する余剰汚泥に対し、次亜塩素酸による汚泥微生物の殺菌を行った後、再び水処理系の活性汚泥微生物によって生物学的に分解・処理するようにした汚泥の処理方法に関するものである。 The present invention sterilizes sludge microorganisms with hypochlorous acid against surplus sludge generated in the water treatment system by biologically treating organic wastewater, and then again with activated sludge microorganisms in the water treatment system. The present invention relates to a method for treating sludge that is biologically decomposed and treated.
近年、下水処理場の水処理系において発生する余剰汚泥を、物理学的、化学的あるいは生物学的の少なくともひとつ以上の手段を用いて処理する、すなわち、余剰汚泥中の微生物を殺菌し、再び水処理系に返流することで水処理系内の活性汚泥微生物に分解・処理させる汚泥減量化技術が開発されている。 In recent years, surplus sludge generated in the water treatment system of a sewage treatment plant is treated using at least one of physical, chemical or biological means, that is, microorganisms in the surplus sludge are sterilized, and again A sludge reduction technology has been developed in which activated sludge microorganisms in the water treatment system are decomposed and treated by returning them to the water treatment system.
ところで、本件出願人は、このような余剰汚泥中の微生物の殺菌方法として、次亜塩素酸が有する酸化力及び殺菌力を利用する方法に着目し、余剰汚泥に次亜塩素酸溶液を添加する方法を提案している。
次亜塩素酸は、溶液中では次亜塩素酸あるいは次亜塩素酸イオンの形態で存在し、合わせて遊離塩素と呼ばれる。遊離塩素は強力な酸化力を有しており、その酸化力により余剰汚泥中の汚泥微生物を殺菌することができる。
By the way, the present applicant pays attention to a method using the oxidizing power and sterilizing power of hypochlorous acid as a method for sterilizing microorganisms in such excess sludge, and adds a hypochlorous acid solution to the excess sludge. Proposed method.
Hypochlorous acid exists in solution in the form of hypochlorous acid or hypochlorite ions, and is collectively called free chlorine. Free chlorine has a strong oxidizing power, and the oxidizing power can sterilize sludge microorganisms in excess sludge.
余剰汚泥へ次亜塩素酸溶液を添加するに当たり、その添加量を制御することが必要となるが、次亜塩素酸溶液は保存中にその成分が分解され、塩素ガスとして系外に排出されるなどして、殺菌効果が弱くなることがある。
したがって、定量的に添加を制御している場合、殺菌に必要とされるだけの殺菌成分が添加されず、これに伴い、汚泥微生物の十分な殺菌処理が達成できないことが懸念される。
When adding hypochlorous acid solution to excess sludge, it is necessary to control the amount of addition, but the components of hypochlorous acid solution are decomposed during storage and discharged out of the system as chlorine gas. For example, the bactericidal effect may be weakened.
Therefore, when the addition is controlled quantitatively, only the sterilizing components required for sterilization are not added, and accordingly, there is a concern that sufficient sterilization treatment of sludge microorganisms cannot be achieved.
あるいは、時間を区切って断続的に次亜塩素酸溶液を添加している場合、添加しない時間が長くなれば、処理槽内の遊離塩素濃度が低くなることで、十分な殺菌効果が得られないことが懸念され、逆に添加する時間が長ければ過剰に添加しすぎることになるなどの問題がある。 Alternatively, when the hypochlorous acid solution is intermittently added at intervals of time, if the non-addition time is lengthened, the free chlorine concentration in the treatment tank is lowered, so that a sufficient sterilizing effect cannot be obtained. In contrast, if the time of addition is long, there is a problem that it is excessively added.
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、次亜塩素酸溶液を効果的に添加することにより、余剰汚泥の殺菌を安定して実施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。 In view of the problems of the conventional sludge treatment method, the present invention provides a sludge treatment method capable of stably sterilizing excess sludge by effectively adding a hypochlorous acid solution. The purpose is to provide.
上記目的を達成するため、本発明の汚泥の処理方法は、有機性廃水を生物学的に処理するに際し、水処理系で発生した余剰汚泥に次亜塩素酸溶液を添加することにより、余剰汚泥中の微生物を殺傷せしめた後、再び水処理系に返流し、生物学的に分解・処理する余剰汚泥の処理方法において、汚泥処理槽内の酸化還元電位(以下、本明細書において、「ORP」という。)を測定し、該測定したORPに基づいて汚泥処理槽における次亜塩素酸溶液の添加を制御することを特徴とする。 In order to achieve the above-mentioned object, the sludge treatment method of the present invention adds surplus sludge by adding a hypochlorous acid solution to surplus sludge generated in a water treatment system when biologically treating organic wastewater. In the method of surplus sludge that is returned to the water treatment system again and biologically decomposed / treated, the oxidation-reduction potential in the sludge treatment tank (hereinafter referred to as “ It is characterized by controlling the addition of the hypochlorous acid solution in the sludge treatment tank based on the measured ORP.
この場合において、汚泥処理槽内のORPの時間的変化を測定し、その時間的変化が概ねゼロとなった時に次亜塩素酸溶液の添加を開始することができる。 In this case, the temporal change of the ORP in the sludge treatment tank is measured, and the addition of the hypochlorous acid solution can be started when the temporal change becomes substantially zero.
また、汚泥処理槽におけるORPとともに、汚泥処理槽の前段に設けた調整槽でのORPを併せて測定し、それらの差に基づいて次亜塩素酸溶液の添加を制御することができる。 Moreover, ORP in the adjustment tank provided in the front | former stage of the sludge treatment tank can be measured together with the ORP in the sludge treatment tank, and the addition of the hypochlorous acid solution can be controlled based on the difference therebetween.
また、汚泥処理槽内のpHが3〜6程度となるように、汚泥処理槽あるいは汚泥処理槽の前段に設けた調整槽において酸を添加することができる。 Moreover, an acid can be added in the adjustment tank provided in the front | former stage of a sludge treatment tank or a sludge treatment tank so that pH in a sludge treatment tank may be set to about 3-6.
本発明の汚泥の処理方法によれば、汚泥処理槽内のORPを測定し、該測定したORPに基づいて汚泥処理槽における次亜塩素酸溶液の添加を制御することから、次亜塩素酸溶液の添加量を常に適切に制御し、もって効率的に汚泥微生物を殺菌することができる。 According to the sludge treatment method of the present invention, the ORP in the sludge treatment tank is measured, and the addition of the hypochlorous acid solution in the sludge treatment tank is controlled based on the measured ORP. Therefore, the sludge microorganisms can be sterilized efficiently by always appropriately controlling the amount of the added.
この場合、汚泥処理槽内のORPの時間的変化を測定し、その時間的変化が概ねゼロとなった時に次亜塩素酸溶液の添加を開始することにより、汚泥処理槽内の遊離塩素がほぼなくなった時点から、新たに次亜塩素酸溶液の添加をはじめる制御をとることができる。 In this case, the temporal change of the ORP in the sludge treatment tank is measured, and when the temporal change becomes almost zero, the addition of the hypochlorous acid solution is started, so that the free chlorine in the sludge treatment tank is almost reduced. It is possible to take control to start adding a new hypochlorous acid solution from the point when it disappears.
また、汚泥処理槽におけるORPとともに、汚泥処理槽の前段に設けた調整槽でのORPを併せて測定し、それらの差に基づいて次亜塩素酸溶液の添加を制御することにより、添加前の余剰汚泥の状況にかかわらず、実際に添加する次亜塩素酸溶液の量を把握することができる。 Moreover, together with the ORP in the sludge treatment tank, the ORP in the adjustment tank provided in the previous stage of the sludge treatment tank is also measured, and the addition of the hypochlorous acid solution is controlled based on the difference between them. Regardless of the state of excess sludge, the amount of hypochlorous acid solution actually added can be grasped.
また、汚泥処理槽内のpHが3〜6程度となるように、汚泥処理槽あるいは汚泥処理槽の前段に設けた調整槽において酸を添加することにより、汚泥処理槽内のORPを測定する際に、次亜塩素酸の存在比率が少なくとも90%以上となるpH領域に調整し、その時のORPで次亜塩素酸溶液の添加を制御することができる。 Moreover, when measuring ORP in a sludge treatment tank by adding an acid in a sludge treatment tank or the adjustment tank provided in the front | former stage of a sludge treatment tank so that pH in a sludge treatment tank may be set to about 3-6. In addition, the addition of the hypochlorous acid solution can be controlled by adjusting the pH range so that the abundance ratio of hypochlorous acid is at least 90% or more and ORP at that time.
以下、本発明の汚泥の処理方法の実施の形態を、図面を用いて説明する。 Hereinafter, embodiments of the sludge treatment method of the present invention will be described with reference to the drawings.
汚泥微生物の殺菌処理における制御方法では、有機性廃水を汚泥微生物を用いて生物学的に処理する廃水処理施設において、水処理系で発生した余剰汚泥に次亜塩素酸溶液を添加することで、当該汚泥中の微生物を殺菌せしめた後、再び水処理系に返流することで、当該水処理系に存在する汚泥微生物によって殺菌汚泥を生物学的に分解・処理させるようにしている。
本発明の汚泥の処理方法は、このような余剰汚泥の処理系において、汚泥処理槽内のORPを測定し、もって汚泥処理槽において添加する次亜塩素酸溶液の量を制御するようにしている。
In the control method in the sterilization treatment of sludge microorganisms, in a wastewater treatment facility that biologically treats organic wastewater using sludge microorganisms, by adding a hypochlorous acid solution to excess sludge generated in the water treatment system, The microorganisms in the sludge are sterilized and then returned to the water treatment system, so that the sterilized sludge is biologically decomposed and treated by the sludge microorganisms present in the water treatment system.
The sludge treatment method of the present invention measures the ORP in the sludge treatment tank and controls the amount of hypochlorous acid solution added in the sludge treatment tank in such a surplus sludge treatment system. .
汚泥に添加する次亜塩素酸溶液には、遊離塩素(次亜塩素酸及び次亜塩素酸イオン)が含まれるが、これらはいずれも強力な酸化剤であり、汚泥処理槽において汚泥に次亜塩素酸溶液を添加すると、当該処理槽における酸化剤の量が増えるため、当該処理槽内のORPが上昇する。
この場合、ORPの上昇は、汚泥微生物に対する殺菌能力を高めることをも意味する。
したがって、汚泥微生物の殺菌に必要となる遊離塩素濃度と、そのときの汚泥中のORPの増加分をあらかじめ把握しておくことにより、次亜塩素酸溶液の必要添加量を汚泥処理槽内のORPによって制御することができる。
The hypochlorous acid solution added to the sludge contains free chlorine (hypochlorous acid and hypochlorite ions), both of which are strong oxidizers. When the chloric acid solution is added, the amount of the oxidizing agent in the treatment tank increases, so that the ORP in the treatment tank rises.
In this case, an increase in ORP also means increasing the sterilizing ability against sludge microorganisms.
Therefore, by grasping in advance the concentration of free chlorine necessary for sterilization of sludge microorganisms and the increment of ORP in the sludge at that time, the required amount of hypochlorous acid solution added can be determined in the ORP in the sludge treatment tank. Can be controlled by.
一方、汚泥に添加された次亜塩素酸溶液中の遊離塩素は、汚泥中の微生物と反応すなわち微生物の殺菌に用いられるが、これにより遊離塩素は酸化力を失い、もって汚泥処理槽内のORPは低下する。
したがって、当該処理槽内のORPを経時的に観察することで、遊離塩素が完全に消失したのか、あるいはまだ残存しているのかを判断することができる。
そこで、汚泥処理槽内のORPの時間的変化を測定し、その変化が概ねゼロとなった時に、当該処理槽内の遊離塩素がほぼなくなったと判断し、新たに次亜塩素酸溶液の添加をはじめる制御をとることができる。
On the other hand, the free chlorine in the hypochlorous acid solution added to the sludge is used for reaction with microorganisms in the sludge, that is, for sterilization of the microorganisms. Will decline.
Therefore, by observing the ORP in the treatment tank over time, it can be determined whether the free chlorine has completely disappeared or still remains.
Therefore, the temporal change of the ORP in the sludge treatment tank was measured, and when the change became almost zero, it was judged that the free chlorine in the treatment tank was almost gone, and a new hypochlorous acid solution was added. The first control can be taken.
あるいは、汚泥処理槽内のORPだけでなく、当該処理槽に投入する前の汚泥中のORPを測定し、それらの差によって次亜塩素酸溶液の添加を制御することができる。
すなわち、あらかじめ余剰汚泥中のORPを測定するとともに、汚泥微生物の殺菌に要する次亜塩素酸溶液を添加した時のORPの増加分(V1)を測定しておくことで、汚泥処理槽の前後におけるORPの増加から、所定量の次亜塩素酸溶液が添加されたことを検知し、当該溶液注入ポンプを停止させることができる。
同様に、殺菌処理が終了した時のORPを測定し、次亜塩素酸溶液を添加する前の余剰汚泥中のORPとの差(V2)を求めておくことで、殺菌処理の終了を検知するとともに、新たに次亜塩素酸溶液を添加するタイミングを計ることができる。
このように、次亜塩素酸溶液を添加する前後のORPの差によって当該溶液の添加を制御することで、添加前の汚泥の状況にかかわらず実際に添加する当該溶液の量を把握することができる。
Alternatively, not only the ORP in the sludge treatment tank but also the ORP in the sludge before being put into the treatment tank can be measured, and the addition of the hypochlorous acid solution can be controlled by the difference between them.
That is, the ORP in the excess sludge is measured in advance, and the increase (V1) of the ORP when the hypochlorous acid solution required for sterilization of the sludge microorganisms is measured in advance, before and after the sludge treatment tank. From the increase in ORP, it can be detected that a predetermined amount of hypochlorous acid solution has been added, and the solution injection pump can be stopped.
Similarly, the end of the sterilization treatment is detected by measuring the ORP when the sterilization treatment is finished and obtaining the difference (V2) from the ORP in the excess sludge before adding the hypochlorous acid solution. At the same time, the timing for newly adding the hypochlorous acid solution can be measured.
Thus, by controlling the addition of the solution according to the ORP difference before and after adding the hypochlorous acid solution, it is possible to grasp the amount of the solution actually added regardless of the state of the sludge before the addition. it can.
一方、次亜塩素酸溶液中の次亜塩素酸及び次亜塩素酸イオンは、その酸化力に大きな違いがあるだけでなく、当該溶液中のpHによってその存在比率を変化させる。すなわち、次亜塩素酸は次亜塩素酸イオンに比べて数十倍の酸化力を有しているため殺菌能力についても次亜塩素酸の方が高くなり、ORPに関しても次亜塩素酸の方が高くなる。
また、存在比率については、pHが7.5程度の時に50%ずつであり、酸性領域になるにつれ次亜塩素酸の比率が高くなり、pH5近辺で100%となる。
したがって、汚泥処理槽内のORPを測定する際、次亜塩素酸の存在比率が少なくとも90%以上となるpH領域、すなわち3以上6以下となるように酸を添加することで調整し、その時のORPで次亜塩素酸溶液の添加を制御することができる。
なお、本発明の請求項3にあるように、次亜塩素酸溶液を添加する前後のORPによって添加の制御を行う場合、当該溶液の添加によってpHが1程度上昇することを踏まえ、調整槽でのpHは3以上5以下となるように酸の添加を制御することができる。
On the other hand, hypochlorous acid and hypochlorite ions in a hypochlorous acid solution not only have a great difference in oxidizing power, but also change their abundance ratio depending on the pH in the solution. In other words, hypochlorous acid has an oxidizing power several tens of times higher than that of hypochlorite ion, so that hypochlorous acid has higher sterilizing ability, and hypochlorite also has an ORP. Becomes higher.
Further, the existence ratio is 50% each when the pH is about 7.5, and the ratio of hypochlorous acid increases as the acidic region is reached, and becomes 100% near pH 5.
Therefore, when measuring the ORP in the sludge treatment tank, it is adjusted by adding acid so that the abundance ratio of hypochlorous acid is at least 90% or more, that is, 3 or more and 6 or less. The addition of hypochlorous acid solution can be controlled by ORP.
As described in
図1に、本発明の汚泥の処理方法の第1実施例を示す。
水処理系において発生した余剰汚泥Aは、連続的又は間欠的に汚泥処理槽1に投入される。当該処理槽1には、pHセンサー2が設置されており、当該処理槽1内のpHが測定され、pH値信号BとしてpH制御装置3に送られる。
汚泥処理槽1におけるpH領域を4.5〜5.5で運転する場合、汚泥処理槽1内のpHが上限値の5.5以上であった場合、酸注入ポンプ制御指令CがpH制御装置3より発せられることで酸注入ポンプ4を作動させ、もって酸貯留タンク5から酸Dが汚泥処理槽1に添加される。
汚泥処理槽1内のpHは連続的に測定されており、酸Dの添加によってpHが下限値の4.5にまで達した場合、新たに酸注入ポンプ制御指令Cが発せられ、酸注入ポンプ4が停止する。
FIG. 1 shows a first embodiment of the sludge treatment method of the present invention.
Excess sludge A generated in the water treatment system is charged into the
When operating the pH region in the
The pH in the
同様に、汚泥処理槽1内にはORPセンサー6が設置されており、当該処理槽1内のORPが連続的に測定され、次亜塩素酸溶液Gが添加される。このときの、汚泥処理槽1内のORPの状況と次亜塩素酸溶液添加の制御方法を示したのが図2である。
すなわち、汚泥処理槽1内のORPは連続的にORP値信号EとしてORP制御装置7に送られているが、当該制御装置7においてORPに変化がないことを検出した時間が、設定時間τに達すると、当該制御装置7から次亜塩素酸溶液注入ポンプ制御指令Fが発せられることで次亜塩素酸溶液注入ポンプ8が作動し、次亜塩素酸溶液貯留タンク9から次亜塩素酸溶液Gが汚泥処理槽1に注入される。
Similarly, an ORP sensor 6 is installed in the
That is, the ORP in the
次亜塩素酸溶液Gを添加することで、汚泥処理槽1内の遊離塩素すなわち酸化剤の濃度が高くなるため、当該処理槽1内のORPは上昇するが、あらかじめ決められた設定ORP値αに達すると、ORP制御装置7から新たに次亜塩素酸溶液注入ポンプ制御指令Fが発せられ次亜塩素酸溶液注入ポンプ8が停止する。なお、設定ORP値αに関しては、余剰汚泥A中の微生物を殺菌するのに必要となる次亜塩素酸溶液の濃度を求め、このときのORP値に設定する。
By adding the hypochlorous acid solution G, the concentration of free chlorine, that is, the oxidizing agent in the
汚泥処理槽1に添加された次亜塩素酸溶液G中の遊離塩素は、余剰汚泥A中の微生物の殺菌に用いられることでその酸化力を失うが、これとともに当該処理槽1内のORPも徐々に低下していく。最終的に、汚泥処理槽1内の遊離塩素がなくなると、当該処理槽1内のORPに変化はなくなり、その期間が設定時間τに達すると再び次亜塩素酸溶液注入ポンプ8の運転が開始する。
なお、汚泥処理槽1において一定時間滞留し殺菌処理された汚泥は、処理汚泥Hとして槽外に排出され、水処理系に再び返流されるが、当該処理系に保持された活性汚泥微生物によって分解・処理される。
なお、汚泥処理槽1の内部は、十分に攪拌混合されている状態が望ましいため、図1や後述する図3には図示していないものの、攪拌羽根や散気管を用いて緩やかな攪拌を行う必要がある。
The free chlorine in the hypochlorous acid solution G added to the
In addition, the sludge which stayed in the
In addition, since it is desirable that the inside of the
図3に、本発明の汚泥の処理方法の第2実施例を示す。
水処理系において発生した余剰汚泥Aは、連続的又は間欠的に調整槽10に流入するが、調整槽10では、設置されたpHセンサー2及びpH制御装置3によって酸注入ポンプ4の運転が制御されることにより、当該調整槽10内のpHが3.5〜4.5になるように酸Dが添加される。
なお、このときの設定pHは、後段の汚泥処理槽1において次亜塩素酸溶液を添加した際に、pHが1程度増加することを踏まえ、当該処理槽1におけるpHが4.5〜5.5程度になるように設定した。
FIG. 3 shows a second embodiment of the sludge treatment method of the present invention.
Excess sludge A generated in the water treatment system flows into the
In addition, when the hypochlorous acid solution is added in the subsequent
調整槽10では、pHの調整が行われるとともに、当該調整槽10に設置された前段ORPセンサー11によって当該調整槽10内のORPが測定され、初期ORP値βとしてORP制御装置7に前段ORP値信号Iが連続的に送られる。
pHが調整された汚泥は、調整汚泥Jとして流出し、汚泥処理槽1に流入する。当該処理槽1にはORPセンサー6が設置されており、当該処理槽1内のORPが連続的に測定され、ORP値信号EとしてORP制御装置7へ送られる。
In the
The sludge whose pH has been adjusted flows out as adjusted sludge J and flows into the
ここで、汚泥処理槽1におけるORPの変化と、次亜塩素酸溶液添加の制御方法の一例を示したのが図4である。
汚泥処理槽1において、調整汚泥Jに次亜塩素酸溶液Gが添加されると、次第に当該処理槽1内のORPは初期ORP値βと比べて増加し、その増加分があらかじめ設定された設定上限値γに達すると、次亜塩素酸溶液注入ポンプ制御指令Fが発生され、次亜塩素酸溶液注入ポンプ8は停止する。
このとき、汚泥処理槽1内には汚泥微生物の殺菌に必要となる次亜塩素酸溶液Gが注入されており、汚泥微生物の殺菌処理が進行する。
Here, FIG. 4 shows an example of a control method for changing the ORP in the
In the
At this time, the hypochlorous acid solution G required for the sterilization of the sludge microorganisms is injected into the
殺菌処理が進行するにつれ、添加した遊離塩素の濃度が低下するため、汚泥処理槽1内のORPは低下していく。
その後、当該処理槽1内のORPと初期ORP値βとの差が設定下限値δになった時に、新たな次亜塩素酸溶液注入ポンプ制御指令FがORP制御装置7から発生され、次亜塩素酸溶液注入ポンプ8が作動し、次亜塩素酸溶液貯留タンク9から次亜塩素酸溶液Gが注入される。なお、設定下限値δを検出した時は、汚泥処理槽1においては汚泥微生物の殺菌処理に要する遊離塩素の量が不足している状態である。
As the sterilization process proceeds, the concentration of the added free chlorine decreases, so the ORP in the
Thereafter, when the difference between the ORP in the
このような制御により、汚泥処理槽1では汚泥微生物の殺菌処理が行われるが、一定時間滞留し殺菌処理された汚泥は、処理汚泥Hとして槽外に排出され、水処理系に再び返流されて、当該処理系に保持された活性汚泥微生物によって分解・処理される。
By such control, the sludge microorganisms are sterilized in the
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など、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。 As mentioned above, although the processing method of the sludge of the present invention was explained based on the example, the present invention is not limited to the composition described in the above-mentioned example, suitably combining the composition described in the example, The configuration can be changed as appropriate without departing from the spirit of the invention.
本発明の汚泥の処理方法は、次亜塩素酸溶液を効果的に添加することにより、余剰汚泥の殺菌を安定して実施することができることから、例えば、余剰汚泥の効率的な可溶化の用途に好適に用いることができる。 Since the sludge treatment method of the present invention can stably carry out sterilization of excess sludge by effectively adding a hypochlorous acid solution, for example, use of efficient solubilization of excess sludge Can be suitably used.
1 汚泥処理槽
2 pHセンサー
3 pH制御装置
4 酸注入ポンプ
5 酸貯留タンク
6 ORPセンサー
7 ORP制御装置
8 次亜塩素酸溶液注入ポンプ
9 次亜塩素酸溶液貯留タンク
10 調整槽
11 前段ORPセンサー
A 余剰汚泥
B pH値信号
C 酸注入ポンプ制御指令
D 酸
E ORP値信号
F 次亜塩素酸溶液注入ポンプ制御指令
G 次亜塩素酸溶液
H 処理汚泥
I 前段ORP値信号
J 調整汚泥
α 設定ORP値
β 初期ORP値
γ 設定上限値
δ 設定下限値
τ 設定時間
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