JP3200032B2

JP3200032B2 - 汚泥処理装置

Info

Publication number: JP3200032B2
Application number: JP36745697A
Authority: JP
Inventors: 拓治中野; 徳彰糸井; 洋志川重; 孝幸加太; 昭市原; 邦威鈴木; 正人飯塚
Original assignee: Ebara Corp
Current assignee: Ebara Corp
Priority date: 1997-12-08
Filing date: 1997-12-08
Publication date: 2001-08-20
Anticipated expiration: 2017-12-08
Also published as: JPH11169891A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、汚泥に生物化学
的反応を行わせて処理する汚泥処理装置、特に、農業集
落排水等の有機性汚水の生物化学的処理に際して生じる
汚泥の処理に適した汚泥処理装置であって、詳しくは、
長時間の連続自動運転を可能とした汚泥処理装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、農業集落排水等の有機性汚水の
処理には嫌気性ろ床槽と好気性ろ床槽とを組み合わせた
生物処理槽あるいは回分槽等の生物処理槽が多用されて
いる。このような有機性汚水の生物処理に際しては、有
機性汚水自体が含有している悪臭の放散と、また、処理
系内で生じた汚泥が滞留中に嫌気性分解を起こしての悪
臭の発生がみられ、各槽の発生臭気は相当強く、作業環
境の悪化を招いていた。

【０００３】そこで、悪臭防止対策として、農業集落排
水等の有機性汚水処理をしながら、汚水や汚泥からの臭
気を液体の状態で防・脱臭する技術が種々開発され、以
下に述べるような技術（便宜上、従来技術と称する）が
知られる。この従来技術は、有機性汚水を前処理工程で
腐植土を用いて生物培養した培養液と混合処理した後、
この汚水を嫌気性ろ床槽で嫌気性微生物により、また、
続けて好気性ろ床槽で好気性微生物により処理し、この
後に、沈殿槽に導いて汚泥を沈殿処理した後に消毒して
放流する。

【０００４】また、嫌気性ろ床槽や沈殿槽で生じる汚泥
は濃縮汚泥貯留槽に導いて濃縮し、この濃縮汚泥貯留槽
とリアクターとの間で汚泥を循環させ、リアクターにお
いて汚泥を腐植質ペレットと接触させて散気処理して酸
化反応と微生物群の増殖を行う。そして、濃縮汚泥貯留
槽内の処理済みの汚泥の一部は、循環汚泥として前処理
工程に返送し、また、汚泥の残部は凝集剤等を添加した
後に脱水機により脱水する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の汚泥処理装置にあっては、濃縮汚泥貯留槽内の
汚泥の濃度が一定しないため、汚泥に凝集剤を添加する
には作業者が汚泥の状態を目視等で観察するか、汚泥の
凝集試験を行い、汚泥に添加する凝集剤の種類と量を判
定しなければならず、連続自動運転が不可能であるとい
う問題があった。すなわち、汚泥を効率的にフロック化
するには、汚泥の濃度と性状に応じて凝集剤を汚泥に必
要量だけ添加しなければならず、作業者等による汚泥の
判定が不可欠で、汚泥処理を自動かつ長時間にわたって
運転することは不可能であった。この発明は、上記問題
に鑑みてなされたもので、汚泥の脱水ケーキまでの処理
を長時間にわたり連続して、かつ、自動的に処理できる
汚泥処理装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に記載の発明は、汚泥を汚泥受槽に貯留し
て散気処理を施し、該汚泥受槽内の汚泥を汚泥循環槽に
送出して該汚泥循環槽で汚泥に散気、攪拌処理を施すと
ともに、該汚泥循環槽と汚泥接触槽との間で汚泥を循環
させて該汚泥接触槽で金属類を含む腐植質ペレットを汚
泥に接触させて散気処理し、汚泥に好気性生物反応を行
うとともに、前記汚泥循環槽から汚泥を混和槽に送出
し、該混和槽で汚泥に凝集剤を添加し、該混和槽で凝集
剤と混合した汚泥を脱水機で脱水して脱水ケーキとする
汚泥処理装置であって、前記汚泥循環槽から前記混和槽
に汚泥を送出する汚泥ポンプ手段と、前記混和槽に凝集
剤を供給する凝集剤ポンプ手段と、前記汚泥循環槽の汚
泥濃度を検出する汚泥濃度検出手段と、該汚泥濃度検出
手段により検出され汚泥濃度が所定値以上の場合に前記
汚泥ポンプ手段による汚泥の送出と前記凝集剤ポンプ手
段による凝集剤の供給を許容するとともに、該凝集剤ポ
ンプ手段による凝集剤の供給量と前記汚泥ポンプ手段に
よる汚泥の送出量とを所定の特性に保持する制御手段
と、を備える。

【０００７】そして、この発明にかかる汚泥処理装置
は、前処理槽で腐植質を含む分離液および／または腐植
質を含む汚泥と混合した有機性汚水を生物処理槽に送出
し、該生物処理槽において汚水に生物化学的処理を施す
とともに汚水から汚泥を分離する汚水処理設備を備え、
該汚水処理設備の生物処理槽から分離された汚泥を前記
汚泥受槽に受容する態様（請求項２）に、前記汚泥循環
槽から汚泥を受け入れて、該受け入れた汚泥から腐植質
を含む分離液を分離する分離液槽を備え、該分離液槽で
分離された腐植質を含む分離液および／または腐植質を
含む汚泥を前記前処理槽に送出する態様（請求項３）に
構成することができる。

【０００８】さらに、この発明にかかる汚泥処理装置
は、前記汚泥循環槽に汚泥の酸化還元電位を検出するＯ
ＲＰ測定手段を備え、前記制御手段が、前記ＯＲＰ測定
手段により測定された酸化還元電位が所定値に満たない
場合に前記汚泥ポンプ手段による汚泥の送出および前記
凝集剤ポンプ手段による凝集剤の供給を禁止する態様
（請求項４）に、またさらに、前記制御手段が、前記Ｏ
ＲＰ測定手段により測定された酸化還元電位に基づき前
記汚泥循環槽の散気を制御する態様（請求項５）に、ま
た、前記脱水機として、複数の環状プレートを積層して
なる濾過胴体内にスクリューを回転自在に収容し、前記
胴体に加振器を設けて加振する多重板外胴式スクリュー
脱水機を用いる態様（請求項６）に構成することができ
る。

【０００９】前処理槽は、汚水を曝気処理する曝気沈砂
槽、原水ポンプ槽、破砕機、荒目スクリーン、細目スク
リーンおよび沈砂排出ポンプ等を備える。この前処理槽
は、流入する汚水に腐植質を含む分離液および／または
腐植質を含む汚泥を混合して荒目スクリーンを通し曝気
沈砂槽に導き、この曝気沈砂槽で曝気処理する。そし
て、この処理された汚水を細目スクリーンを通した後に
破砕機で破砕して原水ポンプ槽に導き、原水ポンプ槽内
の汚水を生物処理槽に送出する。

【００１０】生物処理槽は、周知のものであって、回分
槽を有するもの、嫌気性ろ床槽と好気性ろ床槽を直列に
連絡したもの等で代表される。前者の生物処理槽は、流
量調整槽に汚水を一時貯留して規定水量の汚水を回分槽
に送出し、回分槽において散気攪拌等の周知の処理サイ
クルを実行して汚水を処理し、回分槽で沈降分離された
汚泥を汚泥受槽に送出する。後者の生物処理槽は、流量
調整槽から汚水を嫌気性ろ床槽に導き、嫌気性ろ床槽で
汚水に対して嫌気性微生物による生物処理を、続いて、
好気性ろ床槽で散気攪拌等を行って好気性微生物による
生物処理を施し、生物処理された汚水を沈殿槽に導き汚
泥を沈降分離し、分離汚泥を汚泥受槽に送出する。

【００１１】汚泥受槽は、生物処理槽から送られる汚泥
と汚泥循環槽から送られる汚泥とを受容し、これら汚泥
を空気攪拌して濃度の調節と生物反応の促進とを行い、
馴養汚泥作りの準備と汚泥濃度の均一化を行う。汚泥循
環槽は、分離液槽と接続され、馴養された汚泥を分離液
槽に送り出す。汚泥循環槽は、汚泥受槽から均一化され
た汚泥を受け入れて汚泥を汚泥接触槽との間で循環させ
るとともに、散気処理して十分に微生物を培養し、一部
の汚泥を分離液槽に、余剰の汚泥を脱水機に送出する。
この汚泥循環槽には、汚泥の酸化還元電位を測定するＯ
ＲＰセンサ、水素イオン指数を測定するｐＨセンサ、お
よび、汚泥濃度を計測する濃度センサ等が設けられる。
この汚泥循環槽は、汚泥の酸化還元電位あるいは水素イ
オン指数により補正された酸化還元電位に基づき散気量
がコントローラにより制御される。

【００１２】分離液槽は、汚泥から腐植質を含む分離液
を分離して前処理槽に送出、すなわち、汚泥を沈殿処理
して上澄液として得られる腐植分離液を前処理槽に送出
し、前処理槽での臭気抑制に役立たせる。汚泥接触槽
は、種々の金属類を含む腐植質ペレットを、汚泥循環槽
から送られる汚泥と混合して散気処理し、本処理として
の酸化反応と好気性微生物の増殖とを行う。腐植質ペレ
ットは、腐植土、或いは、望ましくは、腐植土にマグネ
シウム化合物、鉄（化合物）、セルロースおよびキチン
質等を配合して成形したものを用いる。上述した各汚泥
槽は、その役割を分担し、相互補完することで汚泥濃度
の均一化を進めて汚泥性状の安定化を行い、悪臭の発生
を防止する。

【００１３】混和槽は、汚泥循環槽から汚泥移送ポンプ
等により送られる汚泥と凝集剤供給ポンプ等により供給
される凝集剤とを受け入れ、汚泥に凝集剤を混合して汚
泥をフロック化し、フロック化した汚泥を脱水機に送出
する。汚泥移送ポンプと凝集剤供給ポンプはＯＲＰセン
サ、ｐＨセンサおよび濃度センサ等の検知出力に基づき
コントローラにより制御され、汚泥循環槽内の汚泥の濃
度が所定値以上の場合にのみ混和槽に流入する汚泥量と
凝集剤量とが所定の特性を充足するように運転される。

【００１４】脱水機は、混和槽でフロック化された汚泥
を脱水し、取扱が容易な、かつ、土壌改良剤等として再
利用可能とする。脱水機は、ベルトプレス式、真空式、
遠心分離式あるいはスクリュー脱水機等の種々の形式の
ものを用いることができるが、汚泥が低濃度でも脱水可
能で、かつ、長時間の連続運転を可能にするためには、
請求項６に特定される加振器を備える多重外胴式スクリ
ュー脱水機、また、脱水機を傾斜させて設置することが
望ましい。

【００１５】コントローラは、シーケンサ等の周知のも
のを用いることができる。このコントローラは、前述し
たように、ＯＲＰセンサ、ｐＨセンサおよび濃度センサ
が接続し、これらセンサの検知出力に基づき汚泥循環槽
の散気、汚泥循環槽から混和槽へ汚泥を送出する汚泥移
送ポンプ、混和槽へ凝集剤を供給する凝集剤供給ポンプ
等を制御する。望ましい態様としては、このコントロー
ラは、酸化還元電位としてＯＲＰセンサにより検出され
た値をｐＨセンサにより検出された水素イオン指数等で
補正された値を用いる。

【００１６】

【作用】この発明は、汚泥を汚泥循環槽と汚泥受槽およ
び汚泥接触槽との間で循環させて処理するため汚泥循環
槽内の汚泥が十分に生物馴養されて濃度と性状等の変動
が少ない。そして、汚泥を脱水する際には、汚泥循環槽
内の汚泥の濃度と酸化還元電位が所定値以上（所定の値
域）の場合にのみ汚泥循環槽から混和槽に送り出してフ
ロック化する。このため、使用する凝集剤を特定でき、
また、汚泥を移送するポンプや凝集剤を供給するポンプ
を制御して凝集剤を汚泥量に対して一定の比率等で添加
することができ、長時間の自動運転が行える。

【００１７】特に、請求項４に記載の発明は、汚泥循環
槽内の汚泥の酸化還元電位を設定値以上、具体的には、
＋１００ｍＶ以上、望ましくは、＋１５０ｍＶ以上に高
めて汚泥性状を安定化させた後、脱水機に移送、換言す
れば、汚泥の酸化還元電位が設定値に満たない場合は脱
水等の処理を行わないため、脱水に際して汚泥からリン
が放出されることが無く、汚泥にリンを高濃度に摂取で
き、汚泥を肥料として再利用することができる。

【００１８】また、請求項６に記載の発明は、脱水機と
して加振器を有する多重板外胴式スクリュー脱水機を用
いることで、求められる洗浄回数も少なくなり、より長
時間の連続運転が可能となる。すなわち、いかなる脱水
機であっても目詰まり防止のために定期的な洗浄が不可
欠であるが、加振器により振動が付加されるスクリュー
式脱水機を用いることで洗浄間隔を長くでき、また、低
濃度の汚泥にも対応でき、長時間の連続運転が実現され
る。

【００１９】

【実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図面を参
照して説明する。図１から図５はこの発明の実施の形態
にかかる汚水処理装置を示し、図１が同汚水処理装置の
全体ブロック図、図２が同汚水処理装置の汚泥処理系の
一部の模式図、図３が汚水の酸化還元電位に対する硫化
水素濃度の関係を示すグラフ、図４が汚泥の酸化還元電
位の経時変化特性を示すグラフ、図５が汚水の酸化還元
電位とリン濃度との関係を示すグラフである。

【００２０】先ず、図１を参照して汚水処理装置の概要
を説明すると、この実施の形態にかかる汚水処理装置
は、農業集落排水の処理に用いられるものであって、汚
水処理系Ｗと汚泥処理系Ｃを有する。汚水処理系Ｗには
前処理槽１０、生物処理槽２０および消毒槽３０が設け
られ、また、汚泥処理系Ｃには汚泥受槽４０、汚泥循環
槽５０、汚泥接触槽６０、分離液槽７０、凝集剤混和槽
８０、脱水機９０および汚泥貯留槽１０２が設けられ
る。

【００２１】前処理槽１０は、自動スクリーン、破砕
機、曝気沈砂槽および原水ポンプ槽等が付設され、分離
液槽７０と分離液返送管で連絡する。この前処理槽１０
は、有機性汚水が流入し、また、分離液槽７０から分離
液返送管を経て腐植質を含む分離液が返送され、流入す
る汚水に腐植質を含む分離液および／または腐植質を含
む汚泥等を投入して生物処理槽２０に送出する。

【００２２】生物処理槽２０は、前述したように、回分
槽を有するもの、あるいは、嫌気性ろ床槽と好気性ろ床
槽を有するもの等であって、流量調整槽に汚水を一時貯
留して所定量の汚水を回分槽や嫌気性ろ床槽等に導入す
る。この生物処理槽２０は、汚水に生物処理を施すとと
もに、処理水から汚泥を沈降分離し、処理水を消毒槽３
０に送出し、また、沈降分離した汚泥を汚泥受槽４０に
送出する。消毒槽３０は、処理水に消毒薬等を投入して
放流する。なお、上述した前処理槽１０、生物処理槽２
０および消毒槽３０等は周知のものを用いることができ
るため、図示と詳細な説明は割愛する。

【００２３】図２に示すように、汚泥受槽４０は、槽下
部に汚泥送出ポンプ４１と空気吹出管４２が設けられ、
槽上部に汚泥還流管４３、汚泥送り管４４および集水管
４５が接続し、また、貯留汚泥の酸化還元電位を検出す
るＯＲＰセンサ（図示せず）が設けられる。汚泥送出ポ
ンプ４１は、吐出ポートが汚泥送出管４１ａにより汚泥
循環槽５０と接続し、空気吹出管４２がブロア４６と接
続する。汚泥送り管４４は生物処理槽２０と連絡し、集
水管４５は脱水機９０等から延出する。ＯＲＰセンサは
コントローラ１２０に接続され、コントローラ１２０は
ＯＲＰセンサの検知出力を基にポンプ４１等を駆動して
汚泥を汚泥循環槽５０に送出する。この汚泥受槽４０
は、生物処理槽３０から送られる汚泥と汚泥循環槽５０
から汚泥還流管４３を経て送られる汚泥とを受容し、ブ
ロア４６から送られる空気を空気吹出管４２より吹き出
させて汚泥を空気攪拌し、前処理として汚泥濃度の均一
化を行った後に、具体的には汚泥の酸化還元電位を−５
０ｍＶ以上とした後に、汚泥送出ポンプ４１により汚泥
を汚泥循環槽５０に送出する。なお、集水管４５は、脱
水機９０で分離された脱離水等を汚泥受槽４０に導く。

【００２４】汚泥循環槽５０は、下部に散気管５１、ま
た、汚泥移送ポンプ５２と汚泥供給ポンプ５３が設けら
れ、槽上部に汚泥引き抜き管５４、汚泥吸い込み管５
５、汚泥循環復路管５６、汚泥戻り管５７および上述し
た汚泥送出管４１ａが接続する。図中明示しないが、こ
の汚泥循環槽５０には、汚泥の酸化還元電位を検出する
ＯＲＰセンサと、水素イオン指数を検出するｐＨセンサ
と、汚泥濃度（以下、単に濃度と称する）を検出する濃
度センサが設けられ、これらＯＰＲセンサがコントロー
ラ１２０に接続される。後述するが、このコントローラ
１２０は、ＯＰＲセンサから入力する検知信号をｐＨセ
ンサの検知信号で補正して補正酸化還元電位Ｅｈ（以
下、単に酸化還元電位Ｅｈと称する）を算出し、この酸
化還元電位Ｅｈと汚泥濃度を基にブロア４６、汚泥移送
ポンプ（５９）、凝集剤供給ポンプ（８１）および脱水
機９０等を制御する。

【００２５】散気管５１は、多数のノズル孔を有し、上
述したブロア４６と接続する。この散気管５１は、ノズ
ル孔から空気を噴出して汚泥を散気し、上述したよう
に、その散気量がコントローラ１２０によるブロア４６
の制御で酸化還元電位Ｅｈに応じて調節される。この散
気管５１の散気量の制御は、脱水機９０で脱水する際の
汚泥の酸化還元電位Ｅｈが所定値以上の値を維持するよ
うに、汚泥循環槽５０内の汚泥の酸化還元電位Ｅｈが＋
１００ｍＶ以上、望ましくは、＋１５０ｍＶ以上となる
ように制御され、具体的には、目標酸化還元電位と実際
の酸化還元電位との偏差に応じた空気量で散気を行うよ
うに制御される。

【００２６】汚泥移送ポンプ５２は、吐出ポートが切替
弁５８に接続され、槽下部の汚泥を吐出する。切替弁５
８は、前述した汚泥還流管４３を介して汚泥受槽４０に
連絡した切替口と、汚泥循環往路管５９を介して汚泥接
触槽６０に接続した切替口とをアクチュエータによる切
替可能に有し、これら切替口の１つに汚泥移送ポンプ５
２を選択的に接続する。これら汚泥移送ポンプ５２と切
替弁５８はコントローラ１２０により制御され、切替弁
５８は汚泥受槽４０から流入する汚泥量に対して所定比
率（例えば、３％）の汚泥が汚泥受槽４０に返送される
ように切替作動する。汚泥供給ポンプ５３は、吐出ポー
トに汚泥供給管５３ａが接続し、この汚泥供給管５３ａ
で分離液槽７０に連絡する。この汚泥供給ポンプ５３
も、コントローラ１２０により制御され、汚泥を分離液
槽７０に供給する。

【００２７】汚泥吸い込み管５５は、汚泥移送ポンプ５
９の吸込ポートに接続される。汚泥移送ポンプ５９は、
吐出ポートに２本の汚泥移送管５９ａ，５９ｂが並列的
に接続し、これら汚泥移送管５９ａ，５９ｂを介して汚
泥貯留槽１０２と混和槽８０に連絡される。この汚泥移
送ポンプ５９は、コントローラ１２０により制御され、
汚泥循環槽５０内の汚泥を混和槽８０、汚泥貯留槽１０
２あるいは槽８０，１０２の双方に移送する。周知のよ
うに、汚泥貯留槽１０２は、ブロア１０２ａと接続した
散気管１０２ｂを有し、散気を行って汚泥を貯留する。
なお、汚泥移送管５９ａ，５９ｂにはそれぞれ流量調節
弁（開閉弁）が設けられるが、これら弁の符号と詳細な
説明は割愛する。

【００２８】汚泥接触槽６０は、槽上部に汚泥循環往路
管６９が、槽下部に汚泥循環復路管５６が接続し、内部
に腐植質ペレットを充填されたカートリッジ６１が着脱
自在に装着され、このカートリッジ６１の下部に散気管
６２が、また、上部と下部を連絡するエアリフトポンプ
６３が設けられる。カートリッジ６１は、腐植質ペレッ
トとして腐植土或いは腐植土にマグネシウム化合物、鉄
（化合物）、セルロースおよびキチン質等を配合して成
形したものが用いられ、この腐植質ペレットを汚泥に接
触させて汚泥に好気性微生物反応を行わせる。散気管６
２およびエアリフトポンプ６３はブロア６４に連絡さ
れ、散気管６２が前述した散気管５１と同様に汚泥を散
気し、エアリフトポンプ６３が槽下部の汚泥を槽上部に
移動させて汚泥を槽内で循環させる。ブロア６４は、コ
ントローラ１２０に接続され、コントローラ１２０によ
り制御される。この汚泥接触槽６０は、汚泥循環槽５０
から供給される汚泥を腐植質ペレットと接触させて好気
性微生物による生物反応を行わせ、この生物反応を行わ
せた汚泥を汚泥循環槽５０に返送する。

【００２９】分離液槽７０は、汚泥循環槽５０に並設さ
れ、槽下部に汚泥移送ポンプ７１と散気管７７が設けら
れ、また、分離液吸い込み管７２と前述した汚泥供給管
５３ａが接続する。汚泥移送ポンプ７１は、吐出ポート
に前述した汚泥戻り管５７が接続し、この汚泥戻り管５
７で汚泥循環槽５０と連絡する。この汚泥移送ポンプ７
１は、コントローラ１２０により制御され、槽内の汚泥
を汚泥循環槽５０に返送する。散気管７７は、前述した
ブロア４６と接続され、汚泥を散気する。分離液吸い込
み管７２は、分離液移送ポンプ７３の吸い込みポートに
連絡される。この分離液移送ポンプ７３は、コントロー
ラ１２０により制御され、分離液を前処理槽１０に移送
する。この分離液槽７０は、汚泥循環槽から汚泥を供給
され、この汚泥から分離液を抽出し、この分離液を前処
理槽１０に移送する。

【００３０】また、図２において、８６は原液タンクで
あり、原液タンク８６は凝集剤原液を攪拌器８６ａによ
り攪拌して貯留する。凝集剤原液は、高分子凝集剤が用
いられ、汚泥の濃度と性状等に応じて選択される。この
原液タンク８６には凝集剤原液を吐出する原液供給ポン
プ８７が設けられ、原液供給ポンプ８７の吐出ポートが
混合弁８４に連絡される。混合弁８４は、給水源と給水
電磁弁８５を介して連絡した入口と、原液供給ポンプ８
７と連絡した入口と、溶解槽８３に連絡した出口を有
し、給水源から供給される水と原液供給ポンプ８７が吐
出する原液とを混合して溶解槽８３に送出する。溶解槽
８３は、攪拌器８３ａを有し、混合弁８４から供給され
る混合水を攪拌して貯留する。この溶解槽８３は、下部
が配管８２ａにより凝集剤貯留槽８２に連絡される。

【００３１】凝集剤貯留槽８２は、溶解槽８３から配管
８２ａを経て送られる凝集剤を貯留する。この凝集剤貯
留槽８２には凝集剤を吐出する供給ポンプ８１が設けら
れ、この供給ポンプ８１の吐出ポートが配管８１ａによ
り混和槽８０に連絡する。この供給ポンプ８１は、定量
吐出ポンプが用いられ、コントローラ１２０により制御
されて汚泥の混和槽８０への供給量と対応した量の凝集
剤を混和槽８０に供給する。

【００３２】混和槽８０は、槽内部に攪拌器８０ａを有
し、槽上部に凝集剤注入管８１ａと前述した汚泥移送管
５９ｂが、槽上部の他側に流下管８０ｂが接続する。こ
の混和槽８０は、凝集剤注入管８１ａが凝集剤供給ポン
プ８１と連絡され、汚泥移送管５９ｂから供給される汚
泥に凝集剤注入管８１ａから供給される凝集剤を混合し
て攪拌器８０ａで攪拌し、この凝集剤と混合された汚泥
を流下管８０ｂから脱水機９０に送出する。

【００３３】なお、図中への符号と説明は割愛するが、
貯留槽８２、溶解槽８３および原液タンク８６には貯留
量を検出するフロートスイッチ等が設けられ、原液供給
ポンプ８７、電磁弁８５および供給ポンプ８１等はフロ
ートスイッチの検知出力等に基づきコントローラ１２０
により駆動制御される。

【００３４】脱水機９０は、複数の環状プレートを微少
隙間を隔て外筒を構成し、この外筒に加振器を設け、ま
た、外筒内にスクリューを収容した多重板外胴式スクリ
ュー脱水機が用いられる。この脱水機９０は、コントロ
ーラ１２０により運転が制御され、混和槽８０から供給
される汚泥、すなわち、凝集剤と混和した汚泥を脱水
し、含水率が８５％程度の脱水ケーキを作成する。な
お、この脱水機９０は、特公昭６３−６５３６５号公報
に記載されたスクリュープレス式脱水機を用いることも
でき、また、特公昭６１−４９０３９号公報に記載され
たスクリュープレス脱水機に加振器を設けたもの等を用
いることができるため、その構造の詳細な説明を割愛す
る。

【００３５】この実施の形態にあっては、前処理槽１０
において有機性汚水に分離液槽７０から返送される腐植
質を含む分離液および／またはと腐植質を含む汚泥を投
入し、この汚水を生物処理槽２０に導入して汚水に生物
反応を行わせて処理するとともに、汚水から汚泥を沈降
分離し、処理水を消毒槽３０で消毒して放流し、また、
沈降分離した汚泥を汚泥受槽４０に送出する。すなわ
ち、回分槽を有する生物処理槽２０であれば回分槽で曝
気・攪拌や汚泥の沈降分離等の周知の一連の工程を繰り
返し行って汚水を処理し、汚泥を汚泥受槽４０に送出
し、また、嫌気性ろ床槽と好気性ろ床槽を有する生物処
理槽２０であれば、嫌気性ろ床槽で嫌気性微生物による
生物反応を、好気性ろ床槽で好気性微生物による生物反
応を汚水に行わせ、沈殿槽で汚泥を沈降分離して汚泥を
汚泥受槽４０に送出する。

【００３６】そして、汚泥受槽４０においては、受容し
た汚泥を汚泥循環槽５０から送られる調質汚泥と空気攪
拌、混合して前処理としての汚泥の均質化と濃度調整を
行い、汚泥の酸化還元電位Ｅｈが−５０ｍＶ以上になっ
た時に汚泥循環槽５０に送り出す。すなわち、汚泥受槽
４０においては、汚泥循環槽５０から処理済みの汚泥を
受け入れ、この処理済み汚泥を生物処理槽２０から送ら
れた汚泥と混合し、汚泥循環槽５０に送り出す汚泥の濃
度と質を均一化させる。ここで、汚泥受槽４０から汚泥
循環槽５０に送出される汚泥量および汚泥循環槽５０か
ら汚泥受槽４０に返送される汚泥量は、ポンプ４１，５
２と切替弁５８をコントローラ１２０により駆動制御、
具体的には、ポンプ４１，５２等に定量ポンプを用いた
場合はポンプ４１，５２の運転時間を管理し、後者の汚
泥量が前者の汚泥量の２〜８％程度に調整される。

【００３７】汚泥循環槽５０においては、汚泥を汚泥接
触槽６０との間で授受し、汚泥接触槽６０で生物処理が
施された汚泥を汚泥受槽４０から受け入れた汚泥と混
合、散気し、汚泥の質と濃度の均一化を図る。ここで、
汚泥循環槽５０と汚泥接触槽６０との間の汚泥の授受は
所定のタイムチャートにしたがってコントローラ１２０
により制御され、汚泥循環槽５０からは所定量の汚泥が
汚泥接触槽６０に送出され、汚泥接触槽６０において汚
泥に生物反応を所定の時間行わせ、この後に、生物処理
が施された汚泥が汚泥循環槽５０に返送される。

【００３８】そして、汚泥接触槽６０においては、汚泥
をエアリフトポンプ６３により槽内を所定の時間循環さ
せつつ散気してカートリッジ６１内の腐植質ペレットと
接触させ、汚泥に生物反応を行わせる。ここで、腐植質
ペレットは、腐植土のみならず、鉄（化合物）、マグネ
シウム化合物、セルロース、キチン質を含有するため、
汚泥中のバチルス菌と放線菌を優占的に増殖でき、ま
た、汚泥がリンを多く含有する。したがって、後述する
ように、この汚泥は、土壌改良剤や肥料として有用であ
り、汚泥の再利用が図れ、また、汚泥の脱水に際して、
リンが脱離液とともに放出されることが無く、処理水を
放流する河川の富栄養化等が防止できる。

【００３９】また、汚泥循環槽５０においては、汚泥を
分離液槽７０との間で授受し、分離液槽７０で汚泥から
腐植質を含む分離液を沈降分離して前処理槽１０に返送
し、または、汚泥循環槽５０から直接前処理槽１０へ返
送する。ここで、汚泥循環槽５０から分離液槽７０への
汚泥の移送は汚泥循環槽５０内の汚泥の酸化還元電位Ｅ
ｈが＋１５０ｍＶ以上になったことを条件としてポンプ
５３を所定時間運転して所定量を移送し、分離液槽７０
から汚泥循環槽５０への汚泥の移送は受け入れから所定
時間が経過したことを条件として行う。このため、微生
物が十分に増殖した腐植質を含む分離液を前処理槽１０
に供給できる。

【００４０】さらに、汚泥循環槽５０においては、汚泥
の貯留量が所定値以上、汚泥の酸化還元電位Ｅｈが＋１
５０ｍＶ以上、汚泥濃度が３０００ｍｇ／ｌ以上を条件
として汚泥をポンプ５９により混和槽８０に送出し、混
和槽８０において凝集剤と混合してフロック化して脱水
機９０に導き汚泥の脱水を行う。また、場合によって
は、脱水機９０の起動条件を満たさない時等は、汚泥貯
留槽１０に送出し、濃縮等を行った後に散気して貯留す
る。ここで、混和槽８０等に送出される汚泥は、酸化還
元電位Ｅｈが＋１５０ｍＶ以上であるため、図３に示す
ように硫化水素濃度が低く、悪臭を放散することが無
く、環境の悪化を防止できる。すなわち、汚泥中の硫化
水素濃度は、図３に示すように、酸化還元電位Ｅｈに依
存し、−１００ｍＶ以上の値域ではきわめて低いため、
悪臭の原因となる硫化水素の大気中への放散が防止され
る。

【００４１】一方、凝集剤は、原液タンク８６内の原液
をポンプ８７により吐出して混合弁８４により水と混合
した後に溶解槽８３で攪拌して貯留槽８２に貯留し、こ
の貯留槽８２から供給ポンプ８１により混和槽８０に導
入して汚泥と混合する。そして、供給ポンプ８１は、定
量式のポンプを用い、コントローラ１２０により制御さ
れ汚泥移送ポンプ５９の運転時間と対応した時間運転さ
れる。すなわち、混和槽８０には汚泥量と対応した量の
凝集剤が供給される。ここで、汚泥濃度が３０００ｍｇ
／ｌ以上を条件として混和槽８０に導入されるため、１
種類の凝集剤で汚泥を適正にフロック化でき、また、汚
泥受槽４０、汚泥循環槽５０および汚泥接触槽６０で十
分に調質されるため濃度を一定にでき、長時間の連続運
転が可能である。

【００４２】そして、混和槽８０においてフロック化さ
れた汚泥は、脱水機９０により脱水され、脱水ケーキと
して搬出される。ここで、脱水機９０は、外筒を加振器
により加振する多重板外胴式スクリュープレス型脱水機
を用いるため、目詰まりを防止でき、長時間の連続自動
運転が可能となる。すなわち、通常の脱水機、例えば、
ろ布プレス式脱水機や加振器を備えないスクリュープレ
ス式脱水機は目詰まりが避けられず、一定時間毎の洗浄
が不可欠で無人の連続運転が不可能であるが、加振器に
より外筒（濾過部材）を加振する多重板外胴式スクリュ
ープレス型脱水機は目詰まりが防止できるため、連続自
動運転が行える。

【００４３】また、汚泥は酸化還元電位Ｅｈを＋１５０
ｍＶ以上に高められて汚泥循環槽５０から送出されるた
め、すなわち、図４の破線に示すように、酸化還元電位
Ｅｈが１５０ｍＶ以上に高められた一般の汚泥は、酸化
還元電位Ｅｈが経過時間に対して図４の破線に示すよう
に急に低下するため、脱水機９０において脱水される際
に脱水性が低下したり、周期が発生したりする。この実
施の形態における汚泥は図４の実線で示すように、より
高い酸化還元電位Ｅｈを維持する。したがって、脱水機
９０により脱水する際には、脱水性が低下することはな
く、周期発生もなく、リンは汚泥に摂取され、汚泥中の
水分に含まれるリンは図５に示すように僅かであり、脱
水により汚泥から分離される脱離水に放出されることが
無く、放流する河川の富栄養化を防止でき、また、汚泥
をリン含有の肥料として用いることができる。

【００４４】特に、この実施の形態は、汚泥接触槽６０
において鉄含有の腐植質ペレットに汚泥を接触させて処
理し、汚泥が鉄を含有するため、脱水に際しての脱離水
中のリンをより少なくできる。すなわち、通常、汚泥中
にはリンはリン酸として存在するが、鉄の存在によりリ
ン酸は鉄と化合して不溶性のリン酸鉄、あるいは、腐植
質錯化合物となり、汚泥中に摂取される。したがって、
脱離液中のリン含有量を減らして脱水ケーキ中のリン含
有量をより多くでき、肥料としてより有用な脱水ケーキ
が得られる。

【００４５】また、汚泥接触槽６０において汚泥は腐植
土或いは鉄化合物、マグネシウム化合物、セルロース、
チキン質を含有する腐植質ペレットにより処理されるた
め、汚泥中にはバチルス菌と放線菌が優占的に繁殖し、
これらバチルス菌と放線菌は汚泥を脱水して脱水ケーキ
とした後も脱水ケーキ中に胞子化して生存する。したが
って、この脱水ケーキは土壌性病原菌を死滅させる土壌
改良剤としても有用であり、汚泥を有効に再利用でき
る。すなわち、この脱水ケーキは、耕地等に散布される
と胞子化した放線菌やバチルス菌が活性化し、放線菌は
細胞膜がキチン質のフザリウムやリゾクトニア等の土壌
性病原菌を溶菌し、バチルス菌はフィトフトラやピシウ
ム等の細胞膜がセルロース質の土壌性病原菌を溶菌する
ため、土壌改良剤としても有効である。

【００４６】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、生物処理槽から排出される汚泥を汚泥受槽に導いて
空気攪拌等で混合・攪拌し、これら汚泥の質・量の変動
を吸収して均一化した後に汚泥循環槽に送り出し、均一
化した汚泥を汚泥循環槽と汚泥接触槽との間で循環さ
せ、汚泥接触槽で種々の金属類を含む腐植質ペレットと
接触させて散気処理し、化学反応と好気性生物反応を行
って汚泥の調質を行うとともに、汚泥循環槽内の汚泥の
濃度を検出して濃度が所定の値以上の時に汚泥を混和槽
に送出して凝集剤と混合して脱水するため、汚泥を混和
槽に送出するポンプや凝集剤を混和槽に供給するポンプ
を自動制御でき、連続自動運転が可能となるという効果
が得られる。

【００４７】特に、請求項４に記載の発明は、汚泥循環
槽内の汚泥の酸化還元電位を設定値以上に高めて脱水機
に移送するため、脱水に際して汚泥からリンが放出され
ることが無く、汚泥にリンを高濃度に摂取でき、汚泥を
肥料として再利用することができる。また、請求項６に
記載の発明は、脱水機として加振器を有する多重板外胴
式スクリュー脱水機を用いることで、低濃度の汚泥の脱
水にも対応でき、また、求められる洗浄回数も少なくな
り、より長時間の連続運転が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一の実施の形態にかかる汚泥処理装
置が用いられる汚水処理装置のブロック図である。

【図２】同汚泥処理装置の模式図である。

【図３】酸化還元電位に対する汚泥中の硫化水素濃度を
示すグラフである。

【図４】汚泥の酸化還元電位の経時変化特性を示すグラ
フである。

【図５】汚泥から脱水された脱離水中に含まれるリン酸
濃度の酸化還元電位に対する特性を示すグラフである。

【符号の説明】

１０前処理槽２０生物処理槽４０汚泥受槽５０汚泥循環槽５９汚泥移送ポンプ６０汚泥接触槽７０分離液槽８０混和槽８１凝集剤供給ポンプ９０脱水機１２０コントローラＣ汚泥処理系Ｗ汚水処理系

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者糸井徳彰東京都港区浜松町１丁目10番14号住友東新橋ビル三号館社団法人日本農業集落排水協会内 (72)発明者川重洋志東京都港区浜松町１丁目10番14号住友東新橋ビル三号館社団法人日本農業集落排水協会内 (72)発明者加太孝幸東京都港区港南１丁目６番27号株式会社荏原製作所内 (72)発明者市原昭東京都港区港南１丁目６番27号株式会社荏原製作所内 (72)発明者鈴木邦威東京都中央区銀座７丁目14番１号荏原実業株式会社内 (72)発明者飯塚正人東京都中央区銀座７丁目14番１号荏原実業株式会社内 (56)参考文献特開平10−263599（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C02F 11/00 - 11/20

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】汚泥を汚泥受槽に貯留して散気処理を施
し、該汚泥受槽内の汚泥を汚泥循環槽に送出して該汚泥
循環槽で汚泥に散気、攪拌処理を施すとともに、該汚泥
循環槽と汚泥接触槽との間で汚泥を循環させて該汚泥接
触槽で腐植土或いは腐植土にに金属類を配合した腐植質
のペレットを汚泥に接触させて散気処理し、汚泥に好気
性生物反応を行うとともに、前記汚泥循環槽から汚泥を
混和槽に送出し、該混和槽で汚泥に凝集剤を添加し、該
混和槽で凝集剤と混合した汚泥を脱水機で脱水して脱水
ケーキとする汚泥処理装置であって、前記汚泥循環槽から前記混和槽に汚泥を送出する汚泥ポ
ンプ手段と、前記混和槽に凝集剤を供給する凝集剤ポンプ手段と、前記汚泥循環槽の汚泥濃度を検出する汚泥濃度検出手段
と、該汚泥濃度検出手段により検出され汚泥濃度が所定値以
上の場合に前記汚泥ポンプ手段による汚泥の送出と前記
凝集剤ポンプ手段による凝集剤の供給を許容するととも
に、該凝集剤ポンプ手段による凝集剤の供給量と前記汚
泥ポンプ手段による汚泥の送出量とを所定の特性に保持
する制御手段と、を備えることを特徴とする汚泥処理装
置。
【請求項２】前処理槽で腐植質を含む分離液および／
または腐植質を含む汚泥と混合した有機性汚水を生物処
理槽に送出し、該生物処理槽において汚水に生物化学的
処理を施すとともに汚水から汚泥を分離する汚水処理設
備を備え、該汚水処理設備の生物処理槽から分離された
汚泥を前記汚泥受槽に受容する請求項１に記載の汚泥処
理装置。
【請求項３】前記汚泥循環槽から汚泥を受け入れて、
該受け入れた汚泥から腐植質を含む分離液を分離する分
離液槽を備え、該分離液槽が腐植質を含む分離液および
／または腐食化汚泥を前記前処理槽に送出する請求項２
に記載の汚泥処理装置。
【請求項４】前記汚泥循環槽に汚泥の酸化還元電位を
検出するＯＲＰ測定手段を備え、前記制御手段が、前記
ＯＲＰ測定手段により測定された酸化還元電位が所定値
に満たない場合に前記汚泥ポンプ手段による汚泥の送出
および前記凝集剤ポンプ手段による凝集剤の供給を禁止
する請求項１、請求項２または請求項３に記載の汚泥処
理装置。
【請求項５】前記汚泥循環槽内の汚泥の酸化還元電位
を検出するＯＲＰ測定手段を備え、前記制御手段が、該
ＯＲＰ測定手段により測定された酸化還元電位に基づき
前記汚泥循環槽の散気を制御する請求項１から請求項４
のいずれか１項に記載の汚泥処理装置。
【請求項６】前記脱水機が、複数の環状プレートを積
層してなる濾過胴体内にスクリューを回転自在に収容
し、前記胴体に加振器を設けて加振する多重板外胴式ス
クリュー脱水機である請求項１から請求項５のいずれか
１項に記載の汚泥処理装置。