JP2013043169A - 汚泥培地分解法による繊維質汚泥と、その他有機質汚泥の分解 - Google Patents

Abstract

【課題】下水道終末処理施設、集落排水処理施設、合併浄化槽処理施設、その他多くの処理施設の終末汚泥に関する分解処理方法を提供する。
【解決手段】トイレのちり紙等から出る微生物では分解不可能な繊維質汚泥を土壌生物（ミミズ、トビムシ等）によって糖分（糞）に分解し、共棲している微生物によって、他の有機質汚泥と共に、糖分も水分に分解浄化する。
【選択図】図１

Description

本発明は各種建物や施設等から出る繊維質並びに、有機質排水の汚泥の分解を主としたものである、例えばし尿、台所、浴室、洗濯槽、その他、雨水以外の諸々の分野の有機質排水の汚泥の分解である。

現在東京電力福島原子力発電所は、近海の大地震とその大津波による大災害をもたらし、原子力発電所の崩壊により周囲に放射能汚染が広がり、空気や海水が汚染され、附近の住民はその被害から，多府県や周辺市町村に個人的にも、又集団的にも避難する騒ぎとなっている。
特に建物の被害がおびただしく押し流され、一福島県の海岸線の市町村だけでなく、隣接県の海岸線一帯の市町村にまで及び、死者、行方不明者は総数２万数千人にも及んでいる大被害である。その結果、東京電力関内では首都東京都を始め、そこに関係している多くの県市町村は電力不足が生じ、特に夏場の暑い時季では冷房をはじめとして、多くの電力使用からもやむなしと言う結果もでることとなる。家庭や大口の商店、その他店舗だけでなく、多くの会社、企業、諸々の工場などでも夏場では１５〜２０％の節電が政府より要求されている。中でも静岡県の中部電力浜岡原子力発電所は東海大地震による大津波も予告されており国会でも討議され、その結果政府は浜岡原子力発電所の使用を中部電力側に発電停止を要求した、これに対して中部電力側もその要求を完全に承諾した。
全国の電力機関でも海岸線にある原子力発電所は地震と津波による危険から、今後の使用について検討を始めており、現在休止している原子力発電所等では使用を停止する電力機関も出てきている、このようになれば１〜２電力機関だけでなく、その他地域の原子力発電所も政府機関や独自の調査、検査等で危険であるとなれば、停止も余儀なくされる。従って、夏場、冬場の特に需要の多い期間の電力不足は、これからも起こりうる可能性もあり、現在休止している火力、水力両発電所の再利用も始まることとなる。

この様な実情から政府や都道府県としても、原子力発電の危険から脱却する方針を固め、将来は自然エネルギー、即ち太陽光、風力に依存していく方針を固めている。しかし、現状ではそうはいかないので、水力、火力等で、その不足分を補おうとしているが、そうは簡単にはいかない夏場の特に近年の７月、８月中は毎年酷暑となるので、夏場の電力不足は今後数年間は続くものと思われる。実情として政府は今、国民に対して節電の要求を切にお願いしているわけである。

最近、報道機関、ＮＨＫや多くのマスコミ等から、思わぬニュースが報じられてきた、そのニュースとは下水道終末処理場等で、未分解のちり紙等を含む繊維質汚泥の焼却した灰に、高度な放射能汚染が判明した。本来終末処理施設では汚水を浄化して。河川や海なりへ放流することが仕事である。ところが、ちり紙等の繊維質汚泥は微生物では分解することが出来ないので、その汚泥は焼却処分して、その灰の始末をセメント工場等に送り、セメントの材料としてきた、しかし、現在の灰は各地から流入された僅かな放射能でも、終末処理場では大量に集積されるので、それが集積されれば大きな放射能汚染となり、しかも放射能は原子であり、原子は化学的には焼却してもまったく消えないので、その放射能の危険性から、セメント工場からの灰の引き取りがないため、大量に蓄積されてしまう、このような状態で、今後とも下水道が続くかぎりは、益々放射能の数値は大きくなってしまうは結果となる。これは大変な問題であり、国としてはどのような対策を講ずるかが、今後の課題となっている。

その重要な目的は終末処理場の繊維質汚泥の分解と放射能汚染の収束にあると思う、それをどの様にして解決するかが問題であって、それについての課題に入りたいと思う。先ずは本元の福島原子力発電所から放散されている大気中の放射能を止めることであるが、原子炉の温度を下げるための、原子炉内への注水作業が始まろうとしている、いれにせよ、東京電力や、その他多くの専門家等の努力によって、近いうちには原子炉からの放射能の放散は止まるであろうと思う。

次に本題に入ろう。公共下水道終末処理施設、集落排水処理施設、合併浄化槽処理施設等の微生物による汚水の浄化は可能であるが、最終残留汚泥は主としてし尿からの繊維質汚泥（ちり紙）であるため、微生物では分解が困難である。従って、その繊維質汚泥を分解させるには土壌生物、特にミミズに捕食させる方法がある。
まず土壌生物ミミズ等の養殖に入るその方法は、畑、又は草地を利用して浅く土を掘る、出来ればまわりは日陰か木陰があればよい、そこにミミズが捕食するある程度湿らせた残飯類のような有機物を、その穴に投入して浅く土を被せると、数日後にミミズは繁殖し、食物連鎖の関係で土中に増えていくこととなる。当然微生物も増殖する。

全ての処理施設では最後に滞留した繊維質汚泥を公共又はそれに類する汚泥処理場に年数回搬送して処理しなくてはならない。しかし関東、東北地方の公共の汚泥処理場は福島県にある東京電力第一原子力発電所の破壊により放射能の海への流出、又は空気中への放散等で環境への影響が生まれ、その他、雨、食品等の僅かな汚染で下水道も汚染され、個々に小さく汚染された下水道からの汚泥を集積している汚泥処理場の繊維質汚泥に与える放射能はかなりの汚染度となってきている。

繊維質汚泥分解槽についての説明に入る、製品は鉄筋コンクリート、繊維強化プラスッチク（ＦＲＰ），他の科学的素材で造られたもの、煉瓦、コンクリートブロック等のもの、形は平面上、角型、丸型、多角形型でもよい、槽の数は複槽使用することもある。槽の深さは深くてもバックホーのスコップが槽の底面に軽く届き、スコップの攪拌作業ができる範囲である。又周囲はバックホーが自由に動ける面積が必要である。小型の浄化槽の繊維質汚泥分解槽の場合は、手作業で簡単な小型のスコップを使うこともある。槽の底盤は多少の勾配をとり、排水口を設ける必要もある。

繊維質汚泥の分解槽内での作業順序の説明に入る。繊維質汚泥分解槽は小型のたとえば、合併浄化槽とか、地域の集落排水処理槽等の汚泥は定期的公共の終末汚泥処理場に搬送してその処理を御願いしている実情である。これらの物についてはその附近に繊維質汚泥分解槽をおいて個々で処理をする必要もある。将来は合併浄化槽等はやめて、ミミズで捕食させる軽石を利用して、繊維質汚泥を捕食し、一般汚泥も捕食させ、糖分（糞）としたものを微生物によって水分に分解させる。このような軽石を利用した接触酸化槽にしたほうがより効果的である。しかし都市や市街地ではそうは簡単には行かないので、従来からある下水道を利用せざるをえない。以上のように汚泥処理方式は出来るだけ簡略化させる必要がある。

図に示してあるように角型のもの、まず大型の汚泥分解槽について云えば、この中に残飯類のようなミミズの捕食物を相当数投入する。そのすぐ後にすでに培養してあるミミズの培養土を表面の土壌ごとバックホーのスコップを使って掘り出し、移動させて汚泥分解槽に投入する。投入後すぐに同じスコップで、分解槽内を更に攪拌して水量が不足していたならば、適量に散水を行い数期間放置しておくと、ミミズは食物連鎖の関係で益々ふえる、次の時点で繊維質汚泥を投入して、又一般汚泥も不足していたならば更に投入して、散水が必要ならば、その行為も行って攪拌し、暫く放置しておくと、ミミズは繊維質汚泥と一般汚泥の両汚泥を捕食して、繊維質汚泥は糖分に分解する。この槽内では当初より微生物も介在しているので、微生物は一般汚泥とミミズが捕食した糖分も一緒に分解して水分にしてしまう。尚、実験的に焼失して灰となった汚泥も投入してみる必要もある。全体的に観察して、放射能が少ない場合は良好な行為でおこなわれると思われるが、大量な放射能ではミミズの捕食どころか、ミミズ自身が死滅してしまう結果となる。この点はよく注意して観察してみる必要がある。

汚泥分解槽の平断面図と立断面図

１ 汚泥分解槽本体、底は若干の勾配がある
２ 本体の立断面は四周にある
３ 基礎の玉石（土台）
４ 平面四周の張り出し、ミミズの外部への侵出を防ぐ
５ 外部の地盤
６ ミミズその他土壌生物が繁殖し、微生物と共に汚泥を分解しているところ
７ 汚泥流入管
８ 排水管
９ 排水管の排水孔の目のあるパイプ

Claims (5)

1. 汚泥培地分解法による繊維汚泥と、その他有機質汚泥の分解とは、し尿排水のちり紙（繊維質）と糖分（糞）と、台所排水その他有機質排水の汚泥の分解のことである。
   東北地方福島県沖に発生した震度９と云う大地震と、その大津波から、地域一帯の家屋の倒壊流出等、甚大な被害を及ぼした。この被害は東京電力、福島第一原子力発電所の崩壊にも繋がり、放射能放出と言う大事故に繋がり、周囲の海や空気の放射能から地域全体が汚染され、その被害を防ぐために、発電所周囲の住民は、いっせいに遠距離の学校や公民館等に避難した。
   しかも放射能は広域に広がり、下水道にまで及ぼし終末下水処理場では各地の下水道の放射能のものが集約されて高度の放射能セシューム汚泥が検出された。この終末汚泥処理場では汚水は微生物によって分解されが、汚泥の内ちり紙等による繊維質汚泥は微生物では分解が不可能であり、残念ながら残留してしまう欠点がある。
   僅かながらの放射能繊維質汚泥ならミミズは、当然一般汚泥と一緒に捕食して、糖分（糞）に分解する。その中に共棲している微生物は一般汚泥の分解と一緒に、ミミズの糖分も分解して水分にしてしまう、すなわち浄化してしまうこととなる。
2. 次にミミズの繁殖についての説明、まずミミズの培養に入る。その培養には、畑、草地等を利用して浅く土を掘る。できれば日陰、木陰がよい、そこにミミズが捕食する程度の残飯類等の他の食する有機物をその穴に入れ、適量の散水もして、その上に土を被せると、数日後ミミズが繁殖して、食物連鎖の関係から土中に増えて行くことになる。
3. 汚泥分解槽の機種は鉄筋コンクリート、コンクリートブロック、煉瓦、繊維強化プラスチック等のもの、機種は大中小あって、大では下水道終末処理場用のもの、中では集落排水処理場用のもの、小では小型合併浄化槽用のもの等が必要である。出来ればこのように小単位で分解処理した方が、放射能の影響が少なくすみその方がよい、各機種の構造はほぼ同じであって次のようである。
   形は長方形又は、四角型、円型、多角形型でよい、槽数は複数使用することになる。槽の深さは浅ければ人物が手仕事でシャベル等を使ってする事もあり、槽が大型ならばバックホーのスコップの腕が軽く入る深さで、バックホーが自由に動き回れる周囲の敷地面積も必要である。槽の底盤は多少の勾配をとり、排水口を設け、排水も可能にする必要がある。又蓋は不要であるが、雨は当たらぬほうがよい、屋根は高くしてバックホーの腕が天井にぶつからぬようにする。
4. 次に図に示してあるような大型の汚泥分解槽について云えば、この槽に残飯類のようなミミズが捕食する有機物を、その槽に相当するだけの量を投入する。その上にすでに培養しておいたミミズをバックホーのスコップで掘り出し、表土ごとバックホーで掬い上げ移動させながら、汚泥分解槽に投入する。続いて食物連鎖の関係でミミズが捕食する残飯類のような有機物を更に多く投入し、槽内をよく攪拌する。従って、ミミズと共棲している微生物もより多く培養されることとなる。
5. 最後に汚泥分解槽に繊維質汚泥を投入して、全体を汲まなく更に攪拌して、数期間放置しておくと、ミミズは一般有機物も捕食するが、繊維質汚泥も同時に捕食して、ミミズの胃腸の中で、分解不可能であった繊維質汚泥は糖分（糞）に分解する。すなわち単なる有機物となる。そこで共棲している微生物が一般有機物と共に糖分も分解して水分にしてしまう、すなわち浄化することとなる。
   尚、実験的に放射能を含む焼失した灰となった汚泥も投入してみることも必要である。微生物がどのように介入するかがみものである。全体的にみて放射能の数値が少ない場合は良好な結果がでると思うが、放射能の数値が多ければ分解どころか、逆にミミズは死滅してしまう結果となり、すなわち、繊維質汚泥の分解は行われないということである。

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