JP3180418B2 - 汚泥処理工程における返流水処理装置 - Google Patents

汚泥処理工程における返流水処理装置

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JP3180418B2 JP06770192A JP6770192A JP3180418B2 JP 3180418 B2 JP3180418 B2 JP 3180418B2 JP 06770192 A JP06770192 A JP 06770192A JP 6770192 A JP6770192 A JP 6770192A JP 3180418 B2 JP3180418 B2 JP 3180418B2
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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等における汚
泥処理工程から排出される返流水を、オゾンのよる酸化
と凝集剤による凝集処理を行うことにより、2次処理系
に対する負荷を軽減するとともに生物分解性の向上及び
臭気の除去をはかるようにした処理装置に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】一般に下水処理場における汚泥処理は、
基本的に図5に示した工程に基づいて実施されている。
即ち、原水1は最初沈澱池2,曝気槽3,最終沈澱池4
に順次移送されて所定の活性汚泥処理が施され、最終沈
澱池4の上澄液が処理水5として放流される一方、最初
沈澱池2の初沈汚泥2aと最終沈澱池4の引抜汚泥4a
がともに濃縮槽6に送り込まれて、この濃縮槽6から消
化槽7,脱水工程8,焼却工程9を経て減量安定化さ
れ、焼却灰10として廃棄される。この際に濃縮槽6,
消化槽7,脱水工程8,焼却工程9から排出される返流
水11は、原水1とともに最初沈澱池2に還流され、2
次処理系の活性汚泥工程で再処理される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらこのよう
な従来の汚泥処理工程を実施した際に、前記返流水11
によって2次処理における活性汚泥工程の負荷が増大し
たり、放流先の生物系に障害を与えてしまうことがある
という課題があった。
【0004】即ち、前記返流水11は、初沈汚泥2aと
引抜汚泥4aが濃縮,硝化及び脱水されたものであるた
め、原水1に比して汚濁度が極めて高く、例えば水質の
指標として用いられるBOD(Biochemical oxygen dem
and,生物化学的酸素要求量)が約500mg/lであ
り、CODMn(Chemical oxygen demand,化学的酸素要
求量)が約200mg/l,全アンモニア量が100m
g/l,全リン量が20〜30mg/lとなっている。
上記のBODとは、好気条件下で微生物が有機物を分解
するのに必要なO2量であり、通常水中の有機物の濃度
に比例しているので、汚濁度の指標として用いられる。
又、CODMnとは、溶存している有機物質をKMnO4
で酸化した時に消費される酸化剤の量をO2量に換算し
た値であり、有機物の量を示す尺度として用いられる。
【0005】その他にも返流水11中には、高分子凝集
剤とか生物難分解性物質等を含んでおり、このような高
濃度を有する返流水11が相当の流量で不定期に最初沈
澱池2に返送されるため、2次処理系における活性汚泥
処理プロセスにダメージを与えたり、負荷の増大をきた
してしまう外、外部への臭気の発散が大きいという難点
があり、特に他の下水処理場からの汚泥処理を引き受け
ている下水処理場では負荷の増大とともに臭気の発散が
著しく、水処理系への悪影響が深刻になってしまうとい
う問題点がある。
【0006】特に下水処理区域の面整備が進んで下水道
普及率が上がり、市民の生活レベルが向上するにつれて
下水の流入濃度が高くなるとともに下水処理量が増大す
るので、水処理系に対する負荷は更に大きくなってしま
うことが予想される。従って前記返流水11を適切に処
理して、水処理系へのダメージを軽減する技術手段が求
められている現状にある。
【0007】そこで本発明は上記に鑑みてなされたもの
であり、前記返流水に対してオゾン処理と凝集沈澱処理
とを同時に施すことにより、2次処理における活性汚泥
工程の負荷の減少と生物分解性の向上及び臭気の除去を
はかることができる処理装置を提供することを目的とす
るものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するために、請求項1により、汚泥処理工程から排出
される返流水が流入され、順次移送されながらオゾン発
生機から得られるオゾンガスが適宜な注入率で放散され
る複数段のオゾン接触槽と、該オゾン接触槽の選択され
た段で返流水に凝集剤を注入する凝集剤注入装置と、凝
集剤の注入によって生成したフロックを大型化させると
ともに残留するオゾンによる酸化を継続する脱オゾン槽
とを具備して成り、オゾンガスの放散に伴う酸化作用
と、凝集剤の注入に伴って生成するフロックの除去によ
り、返流水に含まれている汚濁成分を低減するようにし
た返流水処理装置の構成にしてある。
【0009】更に請求項2により、前記凝集剤注入槽に
補助撹拌機構を配備する一方、該凝集剤注入槽の後段に
位置するオゾン接触槽に急速撹拌機構を配備し、脱オゾ
ン槽に緩速撹拌機構を配備した返流水処理装置の構成に
してある。
【0010】
【作用】かかる返流水処理装置によれば、汚泥処理工程
で生じる高濃度の返流水を複数段のオゾン接触槽に流入
し、該返流水が迂流される際にオゾン発生機で得られた
オゾンガスを該返流水中に放散して気液接触させ、同時
に凝集剤注入装置から高分子凝集剤を注入して撹拌する
ことにより、返流水の酸化が促進されて該返流水の持つ
臭気はオゾンによる酸化作用で除去され、更に凝集剤の
注入によって返流水中の生物難分解性物質とかリン酸が
凝集によってフロックとして不溶化され、生成したフロ
ックが脱オゾン槽で大型化され、且つ残留するオゾンに
よるオゾン酸化が継続される。生成したフロックは最初
沈澱池で沈澱除去される。
【0011】従って本発明によれば、汚泥処理工程で排
出される返流水の汚濁度が低減されて、2次処理におけ
る活性汚泥工程の負荷の減少と生物分解性の向上及び臭
気の除去をはかることができる。
【0012】
【実施例】以下図面に基づいて本発明にかかる汚泥処理
工程の返流水処理装置の具体的な一実施例を、前記従来
の構成部分と同一の構成部分に同一の符号を付して詳述
する。
【0013】先ず図2のブロック図に基づいて本発明の
基本的な実施例を説明する。図中の2は原水1が流入す
る最初沈澱池、3は曝気槽、4は最終沈澱池、6は最初
沈澱池2の初沈汚泥2aと最終沈澱池4の引抜汚泥4a
を処理する濃縮槽、7は消化槽、8は脱水工程、9は焼
却工をそれぞれ示している。11は上記の濃縮槽6,消
化槽7,脱水工程8,焼却工程9から排出される返流水
であり、この返流水11は、本発明の特徴的構成手段で
ある返流水処理装置12に送り込まれ、この返流水処理
装置12によって後述する所定の処理が施された後に、
原水1とともに最初沈澱池2に還流される。
【0014】上記の返流水処理装置12には、図示した
ようにオゾン処理工程13と凝集処理工程14とが含ま
れており、この2工程が1個の処理槽によって連続的に
実施されることが本実施例の特徴となっている。
【0015】図1は上記のブロック図を具体化した本発
明の第1実施例である返流水処理槽15aの概要図であ
り、この返流水処理槽15aは、返流水11が流入して
迂流する複数段のオゾン接触槽16a,16b,16c
と、該オゾン接触槽16b,16c間に配置された凝集
剤注入槽17と、最後段に配置された脱オゾン槽18と
を主体として構成されている。17aは上記凝集剤注入
槽17に高分子凝集剤を注入するための凝集剤注入装置
である。
【0016】そして凝集剤注入槽17には、モータM1
と撹拌羽根19で成る補助撹拌機構20が配備されてい
る。又、オゾン接触槽16cには、モータM2とパドル
21で成る撹拌機構22が配備され、更に脱オゾン槽1
8には、モータM3とパドル23で成る緩速撹拌機構2
4が配備されている。
【0017】一方30はオゾン発生機、31は散気管で
あり、この散気管31は上記オゾン接触槽16a,16
b,16cの内方底部にそれぞれ配置されていて、オゾ
ン発生機30で得られたオゾンガスが、各散気管31,
31,31を介して返流水中に注入されるように構成さ
れている。
【0018】2は返流水処理槽15aによるオゾン処理
と凝集処理が終了した返流水が流入する最初沈澱池、3
は曝気槽であり、この曝気槽3以下の工程で前記図1に
示した活性汚泥処理と汚泥の濃縮,消化,脱水,焼却工
程が行われる。
【0019】かかる第1実施例の動作を以下に説明す
る。先ず高濃度の返流水11をオゾン接触槽16aに流
入して、返流水11がオゾン接触槽16b,16cへと
順次迂流される際に、オゾン発生機30で得られたオゾ
ンガスを、吸収効率を高めるために各散気管31,31
から微細な気泡として放散する。
【0020】通常オゾン発生機では、清浄な乾燥空気又
は酸素中に一定の電圧値又は電流値で無声放電を行って
オゾンガスを発生させ、得られたオゾンガスをオゾン接
触槽内で返流水中に放散することによって気液接触させ
る。尚、このオゾン発生機30に酸素富化装置を(PS
A)を設けることにより、20〜200g/Nm3の高
濃度オゾンが得られるので、この高濃度オゾンを返流水
11中に10〜50ppmの高注入率で注入する。
【0021】本実施例では、各オゾン接触槽16a,1
6b,16cが上下迂流式となっていて、返流水11の
流れる方向とオゾンガスの放散方向とが相互に逆方向で
あり、従って返流水とオゾンガスとが所謂向流方式とな
っているため、オゾンガスの接触効果が高いという特徴
がある。
【0022】そしてオゾン接触槽16bと16cとの間
に配置された凝集剤注入槽17で、凝集剤注入装置17
aから高分子凝集剤を注入し、補助撹拌機構20を作動
することにより、マイクロフロックを生成する。そして
更にオゾン接触槽16cでオゾンの放散を継続しながら
撹拌機構22を作動させ、この撹拌機構22とオゾンの
放散とによって生じる急速撹拌効果によって返流水の酸
化が促進される。
【0023】次に最終段の脱オゾン槽18では、緩速撹
拌機構24を作動させて生成したフロックを大型化さ
せ、且つ残留するオゾンによるオゾン酸化を継続する。
このようにしてオゾン処理を終了した返流水11は、脱
オゾン槽18から最初沈澱池2に送り込まれ、上記フロ
ックが沈澱分離された後に曝気槽3に移送されて通常の
活性汚泥処理が実施される。
【0024】上記の処理によって返流水の持つ臭気はオ
ゾンによる酸化作用で除去されるとともに、特に返流水
中のリン酸は凝集によって不溶化され、次段の最初沈澱
池2で除去することができる。又、最初沈澱池2ではバ
ルキングを発生する原因物質である微生物が殺菌され
て、次段の曝気槽3におけるバルキング現象が防止され
るという特徴を有している。
【0025】表1は、オゾン処理前の返流水と、オゾン
処理した返流水に対する凝集剤の注入率を変えて、返流
水の温度及びCODCrの残存率とを測定した結果を示し
ている。
【0026】
【表1】
【0027】表1によれば、オゾン処理前の返流水に比
べてオゾン処理した返流水の化学的酸素要求量(COD
Cr)が低減されており、この値が上澄水の濁度及び凝集
剤の注入率によっても影響を受けることがわかる。
【0028】上記のオゾン処理は、塩素よりもはるかに
酸化力の強力なオゾンO3を利用する方法であり、この
オゾン処理には、汚泥の臭気とか色度除去効果、有機物
質の生物分解性増大等の特徴がある外、大腸菌とかウイ
ルスの除去作用をも有しており、更に凝集剤による凝集
効率を高めて凝集剤自体の注入率が低減可能であるとい
う特徴がある。本発明はこのようなオゾン処理の持つ特
徴を有効に利用するとともに、凝集剤との併用によって
該返流水中に分散している難分解性有機物とか微粒子等
を凝集沈澱処理し、有機塩素化合物を低減するようにし
た処理を実施している。
【0029】ここで連続処理系でのオゾン注入率D(g
/m3)は D=C×(QG/QL)・・・・・・・・・・・・・(1) ここで C:注入オゾン濃度(g/m3) QG:送気オゾンガス流量(L/分) QL:処理水量(L/分) で求めることができる。
【0030】図3は本発明の第2実施例である返流水処
理槽15bの概要図であり、基本的な構成は上記第1実
施例と同一であるため、同一の符号を付して表示してあ
る。この第2実施例では、第1実施例における凝集剤注
入槽17と補助撹拌機構20を省略して、凝集剤注入装
置17aからオゾン接触槽16cに直接高分子凝集剤を
注入する構成にしてある。
【0031】この第2実施例によれば、第1実施例にお
ける凝集剤注入槽17と補助撹拌機構20を用いなくて
も、オゾン接触槽16cに配置した撹拌機構22と、散
気管31からのオゾンに放散に伴う急速撹拌効果を利用
して返流水の酸化とフロックの成長を促進させることが
できる。そして凝集剤注入槽17と補助撹拌機構20を
使用しておらず、構造が簡易化されるとともにオゾンに
よる返流水の酸化作用と凝集剤による凝集処理とを同一
の槽内で同時に行うことができる。尚、本例で、オゾン
の注入率が高く、該オゾンによる急速撹拌効果が十分に
高いことが必須要件となっている。
【0032】図4は本発明の第3実施例である返流水処
理槽15cの概要図であり、本例の場合には、前記各例
における補助撹拌機構20及び撹拌機構22,24と脱
オゾン槽18を省略し、凝集剤注入装置17aからオゾ
ン接触槽16bに直接高分子凝集剤を注入する構成にし
てある。
【0033】本例は、前記第2実施例を更に簡略化した
構造を提供するものであり、オゾン接触槽16bに直接
凝集剤を注入しながら、散気管31から放散されるオゾ
ンガスの持つ急速撹拌効果を有効に利用することによ
り、前記各例に近似した酸化並びにフロック生成作用が
得られる。即ち、本例ではオゾン接触槽16cが前記第
1実施例における脱オゾン槽18を兼ねていることが構
造上の特徴となっていて、第1,第2実施例よりも一層
簡易化された返流水処理装置が得られる。
【0034】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明にか
かる汚泥処理における返流水処理装置によれば、汚泥処
理工程で生じる高濃度の返流水が複数段のオゾン接触槽
内で迂流される際に、オゾンガスを該返流水中に放散し
て気液接触させるとともに凝集剤を注入して撹拌するこ
とにより、返流水の酸化が促進されるとともに2次処理
工程における生物分解性及び凝集性を改善することがで
きる。特に返流水の持つ臭気はオゾンによる酸化作用で
除去され、更に凝集剤の注入によって返流水中の生物難
分解性物質とかリン酸がフロックとして不溶化されると
ともに生成したフロックが脱オゾン槽で大型化され、且
つ残留するオゾンによるオゾン酸化が継続されるという
効果がある。それに伴って2次処理における凝集剤によ
る凝集効率を高めて、凝集剤自体の注入率を低減するこ
とができる。
【0035】又、本発明では酸化力の強力なオゾンを有
効利用したことにより、該オゾンの持つ汚泥の臭気とか
色度除去効果及び有機物質の生物分解性増大等の外、大
腸菌とかウイルスの除去効果が発揮される上、バルキン
グを発生する微生物が殺菌されるので、曝気槽における
バルキングを防止する効果が得られる。
【0036】特に高濃度のオゾンを用いることにより、
オゾン処理が短時間で実施可能であり、且つ残留オゾン
による処理時間が十分に取れるという効果がある。
【0037】従って本発明によれば、返流水を適切に処
理することにより、汚濁度の高い返流水に起因する活性
汚泥工程の負荷増大がなくなり、水処理系へのダメージ
を軽減し、且つ放流先の生物系に障害を与えることがな
い技術手段を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例を示す概要図。
【図2】本発明を適用した返流水処理装置の基本的な実
施例を示すブロック図。
【図3】本発明の第2実施例を示す概要図。
【図4】本発明の第3実施例を示す概要図。
【図5】従来の汚泥処理工程を説明するためのブロック
図。
【符号の説明】
1…原水、2…最初沈澱池、3…曝気槽、4…最終沈澱
池、6…濃縮槽、7…消化槽、8…脱水工程、9…焼却
工程、11…返流水、12…返流水処理装置、13…オ
ゾン処理工程、14…凝集処理工程、15a,15b,
15c…返流水処理槽、16a,16b,16c…オゾ
ン接触槽、17…凝集剤注入槽、17a…凝集剤注入装
置、18…脱オゾン槽、20…補助撹拌機構、22…撹
拌機構、24…緩速撹拌機構、30…オゾン発生機、3
1…散気管。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C02F 1/78 C02F 1/52 C02F 9/00 C02F 11/00

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 汚泥処理工程から排出される返流水が流
    入され、順次移送されながらオゾン発生機から得られる
    オゾンガスが適宜な注入率で放散される複数段のオゾン
    接触槽と、該オゾン接触槽の選択された段で返流水に凝
    集剤を注入する凝集剤注入装置と、凝集剤の注入によっ
    て生成したフロックを大型化させるとともに残留するオ
    ゾンによる酸化を継続する脱オゾン槽とを具備して成
    り、オゾンガスの放散に伴う酸化作用と、凝集剤の注入
    に伴って生成するフロックの除去により、返流水に含ま
    れている汚濁成分を低減することを特徴とする汚泥処理
    工程における返流水処理装置。
  2. 【請求項2】 前記凝集剤注入槽に補助撹拌機構を配備
    する一方、該凝集剤注入槽の後段に位置するオゾン接触
    槽に急速撹拌機構を配備し、脱オゾン槽に緩速撹拌機構
    を配備したことを特徴とする請求項1記載の汚泥処理工
    程における返流水処理装置。
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