JP2779128B2 - 下水汚泥とその分離液の処理方法および装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、下水処理場から発生す
る下水汚泥とその分離液の処理方法および装置に関する
ものであり、さらに詳しくは、汚泥処理単独の処理場へ
流入する混合生汚泥等の下水汚泥とその分離液の処理方
法および装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】下水処理場は下水の処理のみならず下水
処理によって発生する下水汚泥の処理までも一貫して行
うのが普通であるが、最近では汚泥処理単独の処理場が
建設されている。このような処理場には下水処理工程の
最初沈殿池汚泥と余剰汚泥との混合物である混合生汚泥
等の下水汚泥が流入することとなる。

【０００３】従来このような処理場においては、図７に
示されるような処理が行われてきた。この方法は、下水
汚泥を濃縮装置51により濃縮汚泥と分離液とに分離し、
分離液を凝集槽52、高速ろ過槽53に通して主としてSS
（浮遊物質）およびリンの除去を行い、その後に硝化脱
窒槽54で硝化液循環法により硝化・脱窒してBOD 等の有
機物と窒素を除去したうえ、沈殿槽55で固液分離して処
理水とする方法である。

【０００４】ところがこの図７の方法は、前段の凝集槽
52、高速ろ過槽53においてSSおよびリンの除去は可能で
あるものの、有機物と窒素とはSS由来のもの程度しか除
去することができない。このため、後段の硝化脱窒槽54
の負担が大きくなり、硝化脱窒槽等の装置が大型化する
欠点があった。また前段において凝集剤を多量に必要と
して処理コストが高くつくばかりか、高速ろ過槽53のろ
過速度が50〜100m／日と小さいために高速ろ過槽53も大
きくなる欠点があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記した従来
の問題点を解決した下水汚泥とその分離液の処理方法お
よび装置を提供するためになされたもので、その第１の
目的は、前段においてSS、リンのみならず有機物や窒素
の除去性も向上させ、後段の硝化液循環法の処理装置を
コンパクト化することである。また第２の目的は、凝集
時に添加する凝集剤の量を削減して処理コストを低減さ
せることである。また第３の目的は、高速ろ過時のろ過
速度を向上させ、高速ろ過槽をコンパクト化することで
ある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めになされた本発明の下水汚泥とその分離液の処理方法
は、下水汚泥の濃度調整工程より得られた濃度調整汚泥
を汚泥曝気槽に供給し、その出口側からの返送活性化汚
泥とともに曝気したうえ、下水汚泥の濃度調整工程より
得られた分離汚泥を濃縮する工程から生ずる分離液とと
もに接触安定化槽で曝気し、次に凝集槽で凝集剤を添加
して凝集させた後、高速ろ過槽で固液分離して凝集汚泥
を排出することを特徴とするものである。なお、凝集槽
で添加する凝集剤を鉄系またはアルミニウム系凝集剤と
高分子凝集剤とし、沈降助剤として焼却灰または粉状ゼ
オライトを添加することが好ましい。

【０００７】また本発明の下水汚泥とその分離液の処理
装置は、濃度調整工程を経た濃度調整汚泥をその出口側
からの返送活性化汚泥とともに曝気する汚泥曝気槽と、
汚泥曝気槽から供給される活性化汚泥を下水汚泥の分離
液とともに曝気する接触安定化槽と、接触安定化槽から
供給される接触安定水に凝集剤を添加して凝集させる凝
集槽と、凝集液を固液分離する高速ろ過槽とからなるこ
とを特徴とするものである。

【０００８】

【作用】本発明においては、下水汚泥の一部を濃度調整
したうえ曝気し、濃縮装置の分離液とともに接触安定化
処理することにより、有機物、窒素、リンの除去を行う
ことができる。このため、後段の硝化液循環法の負担を
軽減することができ、処理装置をコンパクト化すること
ができる。また、沈降助剤として焼却灰または粉状ゼオ
ライトを使用することにより高速ろ過時のろ過速度を向
上させ、高速ろ過槽をコンパクト化することができる。
しかも接触安定化処理に当たっては、返送汚泥を系内循
環させて種汚泥として使用するのが普通であるが、本発
明では処理すべき下水汚泥の一部を活性化して使用する
ことにより、無機質の沈降助剤を多量に含んだ汚泥が返
送されることを防止している。

【０００９】

【実施例】以下に本発明を図１に示す好ましい実施例と
ともに更に詳細に説明する。汚泥処理場に流入した下水
汚泥（ここでは混合生汚泥）は、まず汚泥濃度調整槽１
に入り、沈降濃縮される。上記したように本発明では接
触安定化処理の種汚泥として下水汚泥の一部を利用する
のであるが、流入する下水汚泥の濃度は2000〜10000mg/
L と変動が激しい。そこで汚泥濃度調整槽１において一
旦濃縮して5000〜10000mg/L の濃度調整汚泥とする。図
２に示すように、汚泥濃度調整槽１の沈降時間は0.5 〜
２時間とすれば、流入する下水汚泥の濃度にかかわらず
目的とする濃度の濃度調整汚泥が得られる。

【００１０】一方、汚泥濃度調整槽１において分離され
た低濃度の分離汚泥は、濃縮装置２に入り、濃縮汚泥と
分離液とに分離される。濃縮汚泥は脱水して系外へ取り
出され、分離液は次に述べる処理に供せられる。濃縮装
置２の種類については特に限定はなく、遠心濃縮機のよ
うな機械的濃縮であっても、重力濃縮であっても差し支
えない。なお、濃縮汚泥の濃度が目的濃度を越えるとき
は、この濃縮汚泥と分離液とを適当な比率で混合するこ
とにより、前述した5000〜10000mg/L の濃度調整汚泥と
することもできる。

【００１１】汚泥濃度調整槽１から出た濃度調整汚泥は
汚泥曝気槽３に送られ、汚泥曝気槽３の出口側から返送
される返送活性化汚泥とともに混合され、曝気される。
この曝気は汚泥中の余剰汚泥等の生物を再び活性化させ
るためであるが、濃度調整汚泥のみを曝気すると発泡が
著しくトラブルの原因となるので、返送活性化汚泥を種
汚泥として添加することにより発泡を抑制している。ま
た返送活性化汚泥を種汚泥としたので、無機質の沈降助
剤を多量に含んだ汚泥が返送されることがない。

【００１２】汚泥曝気槽３の曝気時間は、図３に示すよ
うに次工程の接触安定化槽４におけるBOD 除去率との関
係から、２〜８時間、好ましくは４〜８時間とする。曝
気時間が２時間よりも短いと接触安定化槽４における汚
泥への有機物の吸着性が低下し、逆に８時間を越えても
それ以上の吸着性の向上は期待できない。また曝気量は
汚泥曝気槽３の出口側で２〜４mg/L程度のDO（溶存酸
素）が検出される程度とすればよい。

【００１３】汚泥曝気槽３から出た活性化汚泥の一部は
返送活性化汚泥として返送され、残部は先に述べた分離
液とともに接触安定化槽４へ送られ曝気される。ここで
は活性化汚泥によって分離液中のBOD 等の有機物や窒素
化合物が吸着される。また下水汚泥が汚泥処理場へ輸送
される間に嫌気状態におかれ、リンの放出が行われてい
るため、ここでの曝気によってリンの過剰摂取がなさ
れ、分離液中のリンも汚泥中に取り込まれる。

【００１４】接触安定化槽４における曝気時間は、図４
に示すように0.5 〜1.5時間、好ましくは1.0 〜1.5 時
間とする。0.5 時間よりも短いとBOD 等の有機物の吸着
性が低下し、1.5 時間よりも長くしてもそれ以上の効果
の向上は望めないためである。また接触安定化槽４にお
ける曝気量は、好気状態が保たれる程度でよいが、望ま
しくは汚泥曝気槽３におけると同様に、出口側で２〜４
mg/L程度のDO（溶存酸素）が検出される程度とする。

【００１５】接触安定化槽４を出た接触安定水は、凝集
槽５に入り凝集剤および沈降助剤を添加される。ここで
添加する凝集剤は鉄系またはアルミニウム系凝集剤と高
分子凝集剤であり、沈降助剤は焼却灰または粉状ゼオラ
イトである。図５に示すように、鉄系またはアルミニウ
ム系凝集剤の添加量は、分離液のT-P(トータルリン) に
対するFeまたはAlのモル比で1.2 〜1.5 とするのがよ
い。また高分子凝集剤（アニオン系）の添加量は１〜２
mg/Lが必要である。

【００１６】図６に示すように、沈降助剤の添加量は接
触安定化槽４のMLSSに対して重量比で0.5 〜４程度、望
ましくは１〜４程度とする。この添加比率が0.5よりも
少ないと沈降速度（即ち後段の高速ろ過槽６のろ過速
度）が低くなって沈降助剤の添加効果が少なく、また４
より多くてもやはり沈降速度が低下するばかりか、汚泥
量が多くなり脱水設備等を大型化する必要が生ずる。な
お、沈降助剤として粉状ゼオライトを使用すると窒素除
去効果が得られるが、その添加比率が0.5 〜４の範囲で
T-N(トータル窒素) の除去率は添加比率に応じて65〜85
％となる。

【００１７】凝集槽５から出た凝集液は高速ろ過槽６に
入る。ここでは沈降助剤の添加比率に応じてろ過速度を
200 〜400m／日とすることができる。高速ろ過槽６のろ
過方式は上向流が好ましく、下向流ではろ層が急速に目
詰まりを起こすこととなる。またこの高速ろ過槽６の充
填材は珪砂のような細粒は不向きであり、５〜20mm程度
の粗粒とすることが好ましい。

【００１８】このようにして凝集液は、高速ろ過槽６で
凝集ろ過水と凝集汚泥とに分離される。ここまでの処理
により、BOD 等の有機物は80％程度、リンは90％以上、
窒素は沈降助剤として焼却灰を添加したとき60％程度、
沈降助剤として粉状ゼオライトを添加したとき65〜85％
でそれぞれ除去される。

【００１９】この凝集汚泥は系外へ排出され、凝集ろ過
水は硝化脱窒槽７と沈殿槽８とからなる通常の硝化液循
環装置によって硝化・脱窒されたうえ、処理水として排
出される。ここで硝化脱窒槽７の容積は、沈降助剤とし
て焼却灰を添加した場合には従来法の35％程度に、また
沈降助剤として粉状ゼオライトを添加した場合には25〜
30％程度となる。これは接触安定化槽４においてBOD 等
の有機物および窒素を活性化汚泥に効果的に吸着させ、
高速ろ過槽６で除去したことにより得られたものであ
る。

【００２０】次に本発明の方法と従来法により、混合生
汚泥を処理したデータを示す。但し処理規模は1m³/Hrに
換算してある。表１は処理量と処理条件を、表２は装置
設置面積と水質を示す。

【００２１】

【表１】

【００２２】

【表２】

【００２３】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれば
次の通りの優れた効果を得ることができる。 硝化液循環法の前段における凝集ろ過水の水質が大
幅に改善されているため、硝化液循環法の処理装置が従
来法にくらべ半分程度にコンパクト化でき、全体として
の敷地面積も従来の65〜70％にまで削減できる。 処理水質のうち、硝化液循環法で除去率が決まるT-
N は、同一の循環率で比較すると硝化液循環法に入る前
の水質が良好な分だけ向上する。 鉄系またはアルミニウム系凝集剤（実施例ではPAC)
を従来法の約2/3 に、また高分子凝集剤を従来法の約1/
3 に削減できる。 高速ろ過槽のろ過速度を従来法の2.5 〜3.5 倍とる
ことができるので、これに相当するろ過面積が削減で
き、高速ろ過槽がコンパクト化できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例のフローシートである。

【図２】汚泥濃度調整槽における沈降時間と濃度調整汚
泥SS濃度の関係を示すグラフである。

【図３】汚泥曝気槽の曝気時間と接触安定化槽のBOD 除
去率の関係を示すグラフである。

【図４】接触安定化槽の曝気時間とBOD 除去率の関係を
示すグラフである。

【図５】凝集剤添加比率とT-P 除去率の関係を示すグラ
フである。

【図６】沈降助剤添加比率と沈降速度の関係を示すグラ
フである。

【図７】従来例のフローシートである。

【符号の説明】

１ 汚泥濃度調整槽、２ 濃縮装置、３ 汚泥曝気槽、
４ 接触安定化槽、５凝集槽、６ 高速ろ過槽、７ 硝
化脱窒槽、８ 沈殿槽

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下水汚泥の濃度調整工程より得られた濃
   度調整汚泥を汚泥曝気槽に供給し、その出口側からの返
   送活性化汚泥とともに曝気したうえ、下水汚泥の濃度調
   整工程より得られた分離汚泥を濃縮する工程から生ずる
   分離液とともに接触安定化槽で曝気し、次に凝集槽で凝
   集剤を添加して凝集させた後、高速ろ過槽で固液分離し
   て凝集汚泥を排出することを特徴とする下水汚泥とその
   分離液の処理方法。
2. 【請求項２】 凝集槽で添加する凝集剤が鉄系またはア
   ルミニウム系凝集剤と高分子凝集剤であり、沈降助剤と
   して焼却灰または粉状ゼオライトを添加する請求項１に
   記載の下水汚泥とその分離液の処理方法。
3. 【請求項３】 濃度調整工程を経た濃度調整汚泥をその
   出口側からの返送活性化汚泥とともに曝気する汚泥曝気
   槽と、汚泥曝気槽から供給される活性化汚泥を下水汚泥
   の分離液とともに曝気する接触安定化槽と、接触安定化
   槽から供給される接触安定水に凝集剤を添加して凝集さ
   せる凝集槽と、凝集液を固液分離する高速ろ過槽とから
   なることを特徴とする下水汚泥とその分離液の処理装
   置。