JP2007313418A - 汚泥の処理方法 - Google Patents

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Yoshio Nakayama
善雄 中山
Teruhisa Yoshida
輝久 吉田
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Hitachi Plant Technologies Ltd
株式会社日立プラントテクノロジー
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    • Y02W10/10Biological treatment of water, waste water, or sewage

Abstract

【課題】スケールや汚泥スカムを除去することにより、電解効率の低下を防いで安定した電解処理性能を保持し、汚泥減量化効果の低下を防ぎながら、余剰汚泥を最小限の量に削減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を電解処理し、電解処理汚泥を生物反応槽に返送して生物処理することにより無機化する汚泥の処理方法において、陰極71及び陽極72が並列に配設された電極板7間に、水面上から高圧水を噴出するようにする。
【選択図】図3

Description

本発明は、下水等の有機性汚水を活性汚泥により生物処理する施設において、発生する余剰汚泥量を電解処理により低減するようにした汚泥の電解処理装置に関するものである。
従来、下水処理場等の汚水処理施設に流入する有機性汚水を処理するために、生物反応槽に汚水を流入し、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。
この下水処理場等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、並びに汚泥処分費の高騰などの理由から、余剰汚泥に対しオゾンや高熱性細菌等を添加して汚泥を可溶化するとともに、水処理系内で生物処理することにより無機化し、余剰汚泥発生量を低減する方法が実用化されている。
なかでも、汚泥を電解処理する方法は、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、汚泥を電解処理する場合には、汚泥中にカルシウムやマグネシウム等の陽イオンが含まれ、これらが電解に伴い、陰極表面にスケールとなって付着するため、これが多量に蓄積すると、電解効率が低下するという問題がある。
また、通常、電解処理槽内に並列に配設される電極板は間隔が狭いため、電解過程で発生した微細ガスを含む汚泥スカムが電極板間及び電極板上部に蓄積・滞留し、電解で生じた有効塩素と被処理汚泥との十分な接触ができず、下水汚泥中の主たる構成物である微生物の殺菌効率が低下するという問題があった。
本発明は、上記従来の電解装置を用いた汚泥の処理方法が有する問題点に鑑み、スケールや汚泥スカムを除去することにより、電解効率の低下を防いで安定した電解処理性能を保持し、汚泥減量化効果の低下を防ぎながら、余剰汚泥を最小限の量に削減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、該電解処理汚泥を生物反応槽に返送して生物処理することにより無機化する汚泥の処理方法において、陰極及び陽極が並列に配設された電極板間に、水面上から高圧水を噴出することを特徴とする。
この場合において、電極板間及び水面上に蓄積する汚泥スカムを、高圧水の噴出により生じた攪拌流により電解処理槽内の汚泥と混合し除去することができる。
また、高圧水を噴出する際に、酸を添加して酸性水を噴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解処理し、該電解処理汚泥を生物反応槽に返送して生物処理することにより無機化する汚泥の処理方法において、陰極及び陽極が並列に配設された電極板間に水面上から高圧水を噴出することから、電極板に付着したスケールを高圧水洗浄により除去することができ、これにより、電解効率の低下を防いで安定した電解処理性能を保持し、電解処理汚泥の生物反応槽での無機化の効率の低下を防ぎながら、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、電極板間及び水面に蓄積する汚泥スカムを、高圧水の噴出により生じた攪拌流により電解処理槽内の汚泥と混合し除去することにより、電解効率の低下を防いで安定した電解処理性能を保持し、余剰汚泥量を効率的に低減することができる。
また、高圧水を噴出する際に、酸を添加して酸性水を噴出することにより、陰極に付着するスケールの除去を容易にすることができる。
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、生物処理により発生した微生物主体の余剰汚泥を殺菌及び電解処理により可溶化した後、この電解処理汚泥を生物反応槽に返送して生物反応槽の活性汚泥で無機化する。
この場合、食塩水と少量の酸を添加して、電解処理槽で電解処理を行い、余剰汚泥中の微生物の殺菌と可溶化を行うが、電解時、汚泥中に含まれるカルシウムやマグネシウムが陰極表面に付着し、次第に蓄積するため、そのままでは電解効率が低下する。
そこで、本発明では、高圧水の噴出位置を電極板近傍の水面上に設け、電極板間に酸性の高圧水を噴出することにより、陰極表面に付着したスケールを除去するとともに、電極板間に滞留しやすい汚泥スカムや電極板上部に蓄積しやすい汚泥スカムを攪拌流により循環を促進させ、電解処理槽内の汚泥と混合し除去することにより、安定した電解処理性能を保持し、余剰汚泥量を効率的に低減するようにしている。
図1〜図3に、本発明の汚泥の処理方法の一実施例を示す。
図1において、下水処理場等の汚水処理施設に流入した汚水Aは、通常、生物反応槽Iで活性汚泥によって生物処理され、汚泥と処理液との混合液Bとなって最終沈殿池IIに流入し、固液分離の後、放流水Cが系外に放流される。
一方、固液分離された汚泥の大部分は、返送汚泥Dとして生物反応槽Iに返送され、再び生物処理に供されるが、一部の汚泥は余剰汚泥Eとして、通常は、さらに濃縮を行った後、濃縮汚泥の形でバキューム排出もしくは、濃縮汚泥を脱水して脱水ケーキの状態で搬出される。
そのため、多量の余剰汚泥を最終処分しなければならないことから、本実施例においては、余剰汚泥Eに電解液Gを添加し、電解処理槽1と脱泡槽2からなる電解装置IIIへ導き、電解処理を行い電解処理汚泥Fを生物反応槽Iに戻す。
なお、余剰汚泥Eは、最終沈殿池IIで沈殿した汚泥をそのまま電解装置IIIへと導いてもよいが、重力濃縮もしくは機械濃縮を行った汚泥を用いることも可能である。
また、酸Jを添加した処理水Hを電解装置IIIに導くが、処理水Hの代わりに上水を用いてもよい。
図2に、本実施例に用いる電解装置の一実施例を示す。
余剰汚泥Eは、汚泥供給ポンプ3により電解装置IIIへと導かれる。
このとき、余剰汚泥Eに対し、供給配管途中で電解液供給ポンプ4により電解液Gが添加されるが、電解液Gは、電解処理槽1へ直接供給してもよい。
また、酸添加ポンプ5により、酸Jを添加した処理水Hは、処理水ポンプ6により、電極板7近傍の水面上方から処理水Hをノズル8より噴出する。なお、ノズル8は、水中の電極板7全体を洗浄できるように複数個設けたり、ノズル8の噴射方向を自動的に変えられるような機構を設けることが望ましい。
酸Jを添加した処理水HのpHは、2〜3が望ましく、さらに電解処理槽1内のpHは、電解装置IIIにより発生する有効塩素のなかで、殺菌効果が最も強い次亜塩素酸が生成されるpH4.5〜5.5となるように酸含有高圧水を噴出するのが望ましい。
陽陰交互に配設される電極板7には、直流供給ケーブル9を介して直流電源10が接続され、電極板7に電流を供給する。
電解処理槽1の端部の堰からオーバーフローした汚泥は、隣接する脱泡槽2へと流入するが、脱泡槽2には表面攪拌機11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、図には示していないが、脱泡処理した汚泥を底部から引抜いて、脱泡汚泥返送ポンプにより電解処理槽1へと返送する配管を設けることもできる。
脱泡槽2からオーバーフローした電解処理汚泥Fは、生物反応槽Iへと返送される。
次に、本実施例の作用について説明する。
図2に示すように、電解処理に必要な塩素イオンを供給するため、電解液供給ポンプ4により、電解液Gが供給された余剰汚泥Eを、電解処理槽1に流入させる。
電解液Gは、塩化カルシウムや塩化カリウムといった化合物でもよいが、安価な塩化ナトリウムを添加するのが望ましい。
電解液Gを供給された余剰汚泥Eは、陰陽交互に配設された電極板7の間で有効塩素を発生するが、注入した酸の作用により、有効塩素の中で最も殺菌効果の高い次亜塩素酸が生成されることによって、余剰汚泥E中の微生物は効果的に殺菌される。
この電解の過程で、余剰汚泥Eに含まれているカルシウムやマグネシウムが陰極71の表面に付着し、スケールとして次第に蓄積していく。
同様に、電解の過程で発生した水素や酸素ガスは微細な気泡となり、汚泥中の固形物に付着してスカム化し、電極板7間及び電極板7周囲の水面付近に蓄積する。
これらことから、一定時間、余剰汚泥Eを電解処理すると、電解効率すなわち余剰汚泥の主たる構成物である微生物の殺菌効果が低下する。
図3に、本実施例に用いる電解処理槽を示す。
処理水Hに酸Jを添加し、噴出位置を電極板7近傍の水面上に設けたノズル8より高圧水として噴出することにより、陰極71表面に付着したスケールを除去することができる。
これは、陰極71に付着したカルシウムやマグネシウムは酸性溶液で剥離し、さらにノズル8からの高圧水による水流との相乗効果で、陰極71への付着物の効果的な除去が可能となる。
処理水Hへ添加する酸Jは、塩酸等でもよいが、安価な硫酸を用いるのが望ましい。
また、ノズル8からの高圧水による攪拌流により、陰極71及び陽極72の電極板7間に滞留しやすい汚泥スカムを破砕し混合を促進させるとともに、電極板7上部に蓄積しやすい汚泥スカムを電解処理槽1内の汚泥と混合し除去することにより、安定した電解処理性能を保持し、余剰汚泥量を効率的に低減することができる。
このように、本実施例の汚泥の処理方法においては、陰極71の表面に付着するスケールや電極板7の間に蓄積する汚泥スカムを、高圧水洗浄により除去しながら電解処理を行うことができるため、効率的に安定した電解処理を行うことができる。
また、本実施例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1に導き、効率的かつ安定的に電解処理を行うことができるため、生物反応槽Iに返送したとき、活性汚泥によって死滅した汚泥微生物が無機化され、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、効率的な電解処理が可能なため、電解に必要なエネルギーも低減することができ、安価なランニングコストで電解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、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。
本発明の汚泥の電解処理装置は、陰極板に付着するスケールを定期的に除去することにより、安定した電解処理性能を保持するという特性を有していることから、電解処理装置の電極の清掃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を示すフロー図である。 同汚泥の処理方法に用いる電解処理槽の断面側面図である。 同電解処理槽の断面正面図である。
符号の説明
1 電解処理槽
2 脱泡槽
3 汚泥供給ポンプ
4 電解液供給ポンプ
5 酸添加ポンプ
6 処理水ポンプ
7 電極板
71 陰極
72 陽極
8 ノズル
9 直流供給ケーブル
10 直流電源
11 表面攪拌機
A 汚水
B 混合液
C 放流水
D 返送汚泥
E 余剰汚泥
F 電解処理汚泥
G 電解液
H 処理水
J 酸
I 生物反応槽
II 最終沈殿池
III 電解装置

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、該電解処理汚泥を生物反応槽に返送して生物処理することにより無機化する汚泥の処理方法において、陰極及び陽極が並列に配設された電極板間に、水面上から高圧水を噴出することを特徴とする汚泥の処理方法。
  2. 電極板間及び水面上に蓄積する汚泥スカムを、高圧水の噴出により生じた攪拌流により電解処理槽内の汚泥と混合し除去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. また、高圧水を噴出する際に、酸を添加して酸性水を噴出するようにしたことを特徴とする請求項1又は2記載の汚泥の処理方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016198728A (ja) * 2015-04-10 2016-12-01 株式会社テクノラボ 旋廻流式の電解処理による汚泥減容化方法と装置

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