JP2008136960A - 活性汚泥処理装置及び活性汚泥処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】発酵廃液、汚水等を処理する活性汚泥処理において、曝気による発生する泡を効率的に処理できると共に曝気による泡の発生を抑制可能な活性汚泥処理システムを提供する。
【解決手段】活性汚泥処理を行うための密閉性の活性汚泥処理槽１０、活性汚泥処理槽１０において曝気する曝気装置２０、活性汚泥処理槽１０の液相１１上に形成される気相部１２の曝気空気ＡＲを活性汚泥処理槽１０の外部へ排出するために気相部１２に設けられた排出管３０とを有し、曝気により液相１１上に発生する泡ＦＭが曝気空気ＡＲの流れにより排出管３０を通じて活性汚泥処理槽１０の外部へ搬送される構成とした。
【選択図】図１

Description

本発明は、生ごみなどの有機性廃棄物を嫌気性発酵させた後の発酵廃液の処理やし尿処理施設などで用いられる活性汚泥処理装置及び活性汚泥処理方法に関する。

発酵廃液処理施設、し尿処理施設等で用いられる活性汚泥処理槽においては、好気性生物反応を促進するため、空気または酸素の曝気が行われている。曝気により大量の泡が発生するが、活性汚泥処理槽内の内容液の性状によっては著しい発泡が生じて、処理に支障をきたすことがある。このため、活性汚泥処理槽における発泡抑制が必要となる。

代表的な発泡抑制方法としては、例えば、消泡剤を添加する方法、泡を機械的に叩いて破壊する方法、泡表面に水または槽内の液を散布して破壊する方法等の泡を消滅させる方法が知られている。
また、特許文献１は、活性汚泥処理槽上層に溜まった泡を専用の泡排出管を通じて液相上に形成された泡を槽外へ排出し、脱水汚泥として処理する技術を開示している。
さらに、特許文献２は、処理槽内の汚泥にオゾンガスを吹き込み、汚泥中の固形物をオゾンの気泡に付着させて浮上させて汚泥の水面上に積極的に泡を成長させて、この成長する泡を導通管を通じて焼却炉に導き、焼却炉において焼却する技術を開示している。
特開２００２−９６０８７号公報 特開平１１−１３８１９７号公報

ところで、活性汚泥処理槽における曝気による泡は、発酵廃液や汚水に含まれる有機性高分子物質や油脂類等の物質により発生が促進される。すなわち、有機性高分子物質や油脂類等の物質が発泡原因物質となっている。
このため、上記したように、活性汚泥処理槽の泡を消泡する技術では、活性汚泥処理槽から発泡原因物質自体が除去されるわけではないので、発泡抑制の根本的対策とはなり得ない。

一方、特許文献１や特許文献２に開示された技術では、泡を活性汚泥処理槽の外部に排出するので、活性汚泥処理槽内の発泡原因物質を削減でき、発泡を根本的に抑制できる。
しかしながら、特許文献１に開示された技術では、泡を専用の泡排出管により処理槽の外部へ排出するので、泡排出管が泡に含まれる固形物で閉塞しないように頻繁にメインテナンスする必要がある。
また、特許文献２に開示された技術では、オゾンガスにより積極的に泡を成長させて焼却炉へ搬送するので、オゾン発生装置が必要であり、装置コストが高くなるという問題があった。

本発明は、上記の事情に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、生ごみなどの有機性廃棄物を嫌気性発酵させた後の発酵廃液、汚水等を処理する活性汚泥処理において、曝気による発生する泡を効率的に除去できると共に曝気による泡の発生を抑制可能な活性汚泥処理システム及び活性汚泥処理方法を提供することにある。

本発明に係る活性汚泥処理システムは、活性汚泥処理を行うための密閉性の活性汚泥処理槽と、活性汚泥処理槽において曝気する曝気装置と、活性汚泥処理槽の液相上に形成される気相部の曝気ガスを活性汚泥処理槽の外部へ排出するために気相部に設けられた排出管と、を有し、曝気により液相上に発生する泡が曝気ガスの流れにより排出管を通じて活性汚泥処理槽の外部へ搬送される、ことを特徴としている。
この構成によれば、密閉性の活性汚泥処理槽に供給された曝気済ガスは外部との間に生じる気圧差により排出管を通じて排出されるので、曝気済ガスの流れが生じる。この曝気済ガスの流れにより液相上に生じた泡が排出管を通じて排出され、簡易な構成により活性汚泥処理槽内に生じた泡の確実な除去が可能となる。この結果、活性汚泥処理槽から泡に含まれる発泡原因物質が除去され、泡の発生を抑制できる。

上記構成において、排出管から搬送されてくる泡を消泡すると共に気体成分と汚泥成分とに分離する汚泥分離手段をさらに有する、構成を採用できる。
この構成によれば、活性汚泥処理槽から排出した泡に含まれる汚泥を濃縮汚泥として取り出すことができる。

上記構成において、汚泥分離手段により分離された汚泥成分を可溶化する可溶化手段をさらに有する、構成を採用できる。
この構成によれば、泡から取り出した汚泥は、有機性高分子物質、油脂類等の発泡原因物質を含むため、この汚泥を可溶化することにより生物処理が可能となる。

本発明に係る活性汚泥処理方法は、密閉性の活性汚泥処理槽において活性汚泥処理を行う際に、活性汚泥処理槽において液相上に曝気により発生する泡を液相上に形成される気相部に設けられた排気管を通じて曝気ガスの流れにより活性汚泥処理槽の外部に搬送する、ことを特徴としている。
この構成によれば、密閉性の活性汚泥槽の気相部に設けた排気管から曝気ガスの流れにより泡を搬送することにより、発泡原因物質を含む泡を活性汚泥処理槽外へ確実に排出することが可能になる。

上記構成において、活性汚泥処理槽の外部に搬送されてくる泡を消泡すると共に気体成分と汚泥成分とに分離する、構成を採用できる。
この構成によれば、排出した泡に含まれる汚泥を濃縮汚泥として取り出すことができる。

上記構成において、分離された汚泥成分を可溶化して生物処理する、構成を採用できる。
この構成によれば、分離した汚泥成分を可溶化して再び生物処理するので、汚泥の発生量の増大を抑えることができる。

本発明によれば、活性汚泥処理槽において曝気による発生する泡を効率的に除去できると共に曝気による泡の発生を抑制可能となる。

以下、本発明の最良の実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る活性汚泥処理システムの要部の概略構成図である。
この活性汚泥処理システムは、活性汚泥処理槽１０、活性汚泥処理槽１０に設けられた曝気装置２０、活性汚泥処理槽１０に接続された排出管３０、排出管３０に接続された汚泥分離手段としての汚泥分離装置４０、汚泥分離装置４０の底部と配管により接続された可溶化手段としての可溶化槽５０等から構成される。

活性汚泥処理槽１０は、嫌気性発酵後の発酵廃液、し尿処理場などの汚水等の有機性固形物が水に懸濁した状態の原水ＥＬが貯留され、この原水ＥＬに対して活性汚泥処理工程を行う。活性汚泥処理工程は、周知のように、活性汚泥処理槽１０内において、微生物で構成される活性汚泥を好気条件及び嫌気条件に交互において、原水ＥＬから有機物、窒素の除去を行う。
この活性汚泥処理槽１０は、原水ＥＬの流入管、図示しない固液分離槽への流出管などの配管を除き、外部に液又は空気が洩れないように上部が閉塞した密閉構造の槽で構成されている。

曝気装置２０は、曝気ガスとしての曝気空気ＡＲを供給するポンプ２１、活性汚泥処理槽１０内の底部に設けられてポンプ２１からの曝気空気ＡＲを活性汚泥処理槽１０内の液相１１に吹き込む散気筒２２等から構成される。
この曝気装置２０からの曝気空気ＡＲにより、原水ＥＬで構成される液相１１を曝気することにより、好気性処理が行われる。尚、曝気空気ＡＲの代わりに酸素ガスで曝気をすることも可能である。また、曝気装置２０は図１に示した構造のものに限られるわけではなく、曝気が可能なものであればよい。

排出管３０は、その一端部が活性汚泥処理槽１０の液相１１の上部空間に形成される気相部１２に連通するように、活性汚泥処理槽１０の側壁に接続されており、他端部は汚泥分離装置４０に接続されている。
この排出管３０は、液相１１に吹き込まれてこれを通過した曝気空気ＡＲと共に曝気により液相１１上に形成された泡ＦＭを活性汚泥処理槽１０の外部に設けられた汚泥分離装置４０へ導く。

汚泥分離装置４０は、排出管３０から搬送されてくる泡ＦＭを消泡すると共にガスＧ（気体成分）と汚泥Ｄ（汚泥成分）とに分離する。すなわち、汚泥分離装置４０は、泡ＦＭを消滅させる機能と気液を分離させる機能を併せ持ち、泡ＦＭ中に含まれる発泡原因物質を濃縮された汚泥Ｄとして回収する。
尚、汚泥分離装置４０内での消泡手段としては、シャワー式や機械式などの構造を採用できるが、周知の技術であるので詳細説明を省略する。

可溶化槽５０は、汚泥分離装置４０から供給される汚泥Ｄが供給されると共に、この汚泥Ｄを加熱用温水ＨＷの循環により８０℃程度まで加熱し生物処理可能なレベルまで可溶化する。尚、この可溶化処理については、周知技術であるので詳細説明は省略する。

次に、活性汚泥処理槽１０において曝気により発生する泡ＦＭの排出処理及び排出した泡ＦＭの処理の一例について図１を参照して説明する。
活性汚泥処理槽１０に原水ＥＬが供給された状態において、ポンプ２１を駆動して曝気すると、曝気空気ＡＲが液相１１に吹き込まれると、液相１１に吹き込まれた曝気空気ＡＲは、液相に好気性処理のための酸素を供給しつつ上昇していき気相部１２に達する。ポンプ２１からは、曝気空気ＡＲが継続的に供給されているので、気相部１２の気圧は、活性汚泥処理槽１０の外部よりも高くなり、気相部１２に達した曝気空気ＡＲは、排出管３０から外部へ流出する。これにより、曝気空気ＡＲの流れが形成される。

一方、曝気の進行に伴い、液相１１上には泡ＦＭが形成されていく。特に、液相１１を構成する原水ＥＬに、発泡を促進する有機性高分子物質、油脂類等の発泡原因物質が含まれている場合には、発泡が進み、泡ＦＭの層が上方に向かって厚くなっていく。この泡ＦＭの層の上部が排出管３０の高さまで達すると、上記した曝気空気ＡＲの流れにより泡ＦＭの一部が曝気空気と共に汚泥分離装置４０へ搬送される。
このように、密閉された状態にある活性汚泥処理槽１０へ曝気装置２０により曝気空気ＡＲを送り込むことにより、曝気空気ＡＲの流れを形成して泡ＦＭを汚泥分離装置４０搬送するので、泡ＦＭが排出管３０を閉塞することなく確実に汚泥分離装置４０へ到達する。
この結果、泡ＦＭに含まれる発泡原因物質が活性汚泥処理槽１０外へ排出される。

泡ＦＭは、汚泥分離装置４０においてガスＧと汚泥Ｄに分離され消泡されると共にガスＧと汚泥Ｄとに分離されることにより、汚泥として回収され、回収された汚泥Ｄは、可溶化槽５０で可溶化された後、嫌気性発酵槽を備えるシステムの場合には、その嫌気性発酵槽へ供給することで生物処理する。
嫌気性発酵槽を備えていない場合には、活性汚泥処理槽１０へ返送する。この時、汚泥Ｄに含まれる発泡原因物質は可溶化しているため、活性汚泥処理槽１０において容易に生物処理される。このため、この発泡原因物質が発泡を促進することはない。

以上のように、本実施形態によれば、活性汚泥処理槽１０内で発生する泡ＦＭを確実に活性汚泥処理槽１０外へ排出できるので、活性汚泥処理槽１０内の発泡原因物質が削減され、著しい発泡の発生を抜本的に抑制できる。
また、排出された泡ＦＭは、濃縮した汚泥Ｄとして回収し、これに可溶化処理を施し、さらに生物処理を施すことにより、システム内で汚泥の発生量を抑制できる。
また、本実施形態によれば、活性汚泥処理槽１０の廃液を固液分離する固液分離装置において、有機性の膜による膜分離を行う場合、この膜に発泡原因物質が付着して処理能力の低下を抑制できる。

上記実施形態では、活性汚泥処理槽を好気工程と嫌気工程を間欠的に繰り返す間欠曝気槽で構成した場合について説明したが、好気槽と嫌気槽を分離した構成においても発泡が発生する好気槽をこれと同じ構成にすれば、同様な作用、効果が得られる。

本発明の一実施形態に係る活性汚泥処理システムの要部の概略構成図である。

符号の説明

１０…活性汚泥処理槽
１１…液相
１２…気相部
２０…曝気装置
２１…ポンプ
２２…散気管
３０…排出管
４０…汚泥分離槽（汚泥分離手段）
５０…可溶化槽（可溶化手段）
ＥＬ…原水（発酵廃液又は汚水）
ＦＭ…泡

Claims (6)

1. 活性汚泥処理を行うための密閉性の活性汚泥処理槽と、
   前記活性汚泥処理槽において曝気する曝気装置と、
   前記活性汚泥処理槽の液相上に形成される気相部の曝気ガスを前記活性汚泥処理槽の外部へ排出するための排出管と、を有し、
   曝気により前記液相上に発生する泡が前記曝気ガスの流れにより前記排出管を通じて前記活性汚泥処理槽の外部へ搬送される、ことを特徴とする活性汚泥処理システム。
2. 前記排出管から搬送されてくる泡を消泡すると共に気体成分と汚泥成分とに分離する汚泥分離手段をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の活性汚泥処理システム。
3. 前記汚泥分離手段により分離された汚泥成分を可溶化する可溶化手段をさらに有することを特徴とする請求項２に記載の活性汚泥処理システム。
4. 密閉性の活性汚泥処理槽において活性汚泥処理を行う際に、前記活性汚泥処理槽において液相上に曝気により発生する泡を前記液相上に形成される気相部に設けられた排気管を通じて曝気ガスの流れにより前記活性汚泥処理槽の外部に搬送する、ことを特徴とする活性汚泥処理方法。
5. 前記排出管から搬送されてくる泡を消泡すると共に気体成分と汚泥成分とに分離することを特徴とする請求項４に記載の活性汚泥処理方法。
6. 分離された前記汚泥成分を可溶化して生物処理する、ことを特徴とする請求項５に記載の活性汚泥処理方法。

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