JP3351047B2 - 生物汚泥の処理方法 - Google Patents
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Description
てBOD化する処理方法、さらに詳しくは汚泥の減容化
に利用できる生物汚泥の処理方法に関するものである。
生物の作用を利用して有機性排液を好気条件で処理する
好気性処理方法では、難脱水性の余剰汚泥が大量に生成
する。また下水やし尿などを生物処理する際にも大量の
余剰汚泥が生じている。通常、このような余剰汚泥は好
気性処理または嫌気性処理により処理された後、脱水、
焼却などの手段により処理されている。
昭59−105897号、特開昭59−112899号
および特開平2−222798号には、余剰汚泥をオゾ
ンにより酸化分解した後、好気的にまたは嫌気的に生物
処理する汚泥の処理方法が記載され、オゾン処理により
余剰汚泥の減容化の程度が向上すること、あるいは消化
期間を短縮できることが開示されている。
化するためにオゾン処理を行っており、汚泥を完全にB
OD化するには大量のオゾンが必要になるという問題点
がある。そして、オゾンの使用量については何ら検討さ
れておらず、オゾン処理に際しては被処理液はpH無調
整のままpH6.5〜7.2で処理している。
問題点を解決するため、オゾン使用量を少なくして、生
物汚泥をBOD化することができる生物汚泥の処理方法
を提案することである。
達成するため鋭意検討した結果、従来オゾン処理はアル
カリ性側のpHにおいて処理するのがよいとされていた
にもかかわらず、意外にも生物汚泥のBOD化は酸性側
のpHがよいことを見出し、本発明を完成した。すなわ
ち、本発明は次の生物汚泥の処理方法である。 (1) 生物汚泥を加温することなくpH5以下でオゾ
ン処理し、そのオゾン処理汚泥を生物処理することを特
徴とする生物汚泥の処理方法。 (2) 生物処理が、好気性処理である上記(1)記載
の生物汚泥の処理方法。 (3) 有機性排液と返送汚泥が導入される曝気槽の槽
内液を一部ずつ取り出して固液分離槽に導入し、分離液
と分離汚泥とに分離された該分離汚泥の一部を返送汚泥
として曝気槽に返送する生物汚泥の処理方法であって、
曝気槽内の槽内液を生物汚泥として一部ずつ引抜き、該
生物汚泥のpHを5以下に調整した後、加温することな
くオゾン処理して曝気槽に戻すことを特徴とする生物汚
泥の処理方法。 (4) 有機性排液と返送汚泥が導入される曝気槽の槽
内液を一部ずつ取り出して固液分離槽に導入し、分離液
と分離汚泥とに分離された該分離汚泥の一部を返送汚泥
として曝気槽に返送する生物汚泥の処理方法であって、
該分離汚泥のうち、返送汚泥として返送した残部の余剰
汚泥のうち一部を生物汚泥としてpHを5以下に調整し
た後、加温することなくオゾン処理して曝気槽に戻すこ
とを特徴とする生物汚泥の処理方法。 (5) オゾン注入率(汚泥に対する注入オゾン量の割
合[g−O 3 ]/[g−SS])が0.05以下である上記
(1)ないし(4)のいずれかに記載の生物汚泥の処理
方法。
pH5以下、好ましくは3〜4の酸性領域でオゾン処理
する。このようなpH領域でオゾン処理することによ
り、オゾンの使用量を少なくすることができる。pHの
調整には、硫酸、塩酸または硝酸などの無機酸をpH調
整剤として使用するのが好ましい。
性処理、嫌気性処理またはこれらを組合せて有機性排液
を処理する際に固液分離により生じる分離汚泥(余剰汚
泥)のほか、固液分離する前の混合液の状態の生物汚泥
も処理の対象となりうる。
せることにより行うことができる。接触方法としては、
オゾン処理槽に生物汚泥を導入してオゾンを吹込むなど
の方法が採用できる。オゾンとしてはオゾンの他、オゾ
ン含有空気、オゾン化空気などが使用できる。オゾン処
理により生物汚泥は酸化分解されて、BOD成分に変換
される。
処理系で生じた余剰汚泥をそのまま、またはさらに脱水
処理した後、加温することなくpH調整剤を加えてpH
5以下にして行うことができる。また混合液状態の生物
汚泥をオゾン処理する場合には、生物処理槽から槽内液
を引抜き、これに加温することなくpH調整剤を加えて
pH5以下にして行うことができる。
ま、または必要により中和、濃縮等の処理を行った後、
好気性処理、嫌気性処理またはこれらを組合せた処理法
により生物処理を行う。この場合、前工程の生物処理工
程にオゾン処理汚泥を戻して生物処理するのが好ましい
が、別の生物処理槽を設けて生物処理することもでき
る。
OD成分が微量に生成するが、このような難生物分解性
のCOD成分は、生物処理槽にスポンジなどの担体を投
入し、この担体に汚泥を担持させてSRTを長くするな
どの方法により分解することができる。
り、オゾン処理によって変換されたBOD成分が容易に
生物分解されて除去され、これにより系全体から排出さ
れる汚泥の量が低減する。オゾン処理する生物汚泥の量
を多くするほど汚泥の減容率は高くなる。ただし、オゾ
ン処理により生成したBODの同化により汚泥が増殖す
るので、単に余剰汚泥を本発明の方法により処理しただ
けでは余剰汚泥をゼロにすることはできないが、増殖す
る汚泥量が見かけ上ゼロになるように、BODの同化に
より増殖する汚泥量よりも多い量の生物汚泥を本発明の
方法により処理する場合には、系全体から生じる余剰汚
泥の量をゼロにすることもできる。この場合、オゾン処
理する生物汚泥の量が多くなり生物処理性能が低下する
場合には、汚泥を担持するための担体を生物処理槽内に
設け、一定量の汚泥量を保持することもできる。
でオゾン処理することにより、オゾンの使用量を約1/
2〜1/3に低減することができる。図4は後述の実施
例の試験結果を示すグラフであるが、その結果によれ
ば、pH無調整(pH6〜7)ではオゾン注入率(汚泥
に対する注入オゾン量の割合〔g−O3/g−SS〕)
が低い場合、処理汚泥に対する生成BODの比(BOD
生成率)が小さいので、オゾン処理の効果を得るために
はオゾン注入率を0.1程度にする必要がある。一方、
加温することなくpH5に調整した場合には、同程度の
BOD生成率を達成するためにはオゾン注入率を0.0
5にすればよく、オゾンの使用量は1/2でよいことが
わかる。
となくpH5以下で行うことにより、オゾンの使用量を
少なくすることができる理由は明らかではないが、次の
ように推定される。汚泥の構造は、多糖類主体の粘性質
物や細胞壁、および蛋白主体の細胞質より成り立ってい
る。これらの成分中蛋白が最も生分解され易く、多糖類
が固体であるために最も生分解されにくい。このような
汚泥をオゾン処理すると、多糖類が酸化分解されてBO
D化されるが、細胞も破壊されて細胞内の蛋白が溶出
し、オゾンが蛋白とも反応するようになる。そして蛋白
がオゾンと反応すると、多糖類と反応するオゾンの割合
が少なくなるため、多糖類の完全なBOD化のためには
よけいなオゾンが必要になる。この時pH5以下でオゾ
ン処理を行うと、酸性化で蛋白が凝固するため、その反
応速度が低下する。従って多糖類とオゾンが反応する割
合が増加して、少ないオゾン注入率で多くの多糖類が酸
化分解されるものと推定される。
は実施例の生物汚泥の処理方法を示すフロー図であり、
余剰汚泥の処理に本発明の方法を適用した場合の例を示
している。図において、1は生物処理系、2は余剰汚
泥、3は無機酸、4はオゾン処理槽、5は嫌気性処理槽
である。
じる余剰汚泥2に無機酸3を加えて加温することなくp
Hを5以下に調整した後、この余剰汚泥2をオゾン処理
槽4に導入し、オゾン供給管6からオゾンを供給(注
入)してオゾンと接触させ、オゾン処理を行う。この場
合、オゾン注入率は0.03〜0.05程度でよい。オ
ゾン処理により余剰汚泥2はBOD成分に変換される。
オゾン排ガスは排オゾン管7から排出する。
し、嫌気条件で生物処理する。ここでは、オゾン処理に
より変換されたBOD成分が微生物により資化され、分
解除去される。これにより、生物処理系1から生じる余
剰汚泥2が減容化する。嫌気性処理液9はそのまま、ま
たはさらに生物処理した後、系外に排出する。
物汚泥の処理方法を示すフロー図であり、好気性処理に
本発明の方法を適用した場合の例を示している。図2お
よび図3において、図1と同一符号は同一または相当部
分を示す。11は曝気槽、12は固液分離槽である。
排液13および返送汚泥14を導入するとともに、オゾ
ン処理汚泥8を戻し、曝気槽11内の活性汚泥と混合
し、空気供給管16から空気を送り散気装置15から散
気して好気性処理を行う。曝気槽11の槽内液は一部ず
つ取出して固液分離槽12に導入し、分離液18と分離
汚泥19とに分離する。分離液18は系外に排出し、分
離汚泥19の一部は返送汚泥14として曝気槽11に返
送し、残部は余剰汚泥2として系外に排出する。
として一部ずつ引抜き、この生物汚泥20に無機酸3を
加えて加温することなくpHを5以下に調整した後オゾ
ン処理槽4に導入し、図1の場合と同様にしてオゾン処
理する。オゾン処理汚泥8は曝気槽11に戻して前記の
ように好気性処理する。
た余剰汚泥2の一部を生物汚泥20としてオゾン処理槽
4に導入してオゾン処理する他は図2の場合と同様にし
て処理する。
の場合と同様にオゾン使用量を少なくすることができ、
また余剰汚泥の生成を少なくすることができる。なお、
図2および図3の処理方法では生物汚泥20を曝気槽1
1に戻しているので有機性排液13を好気性処理するの
とは別の曝気槽は必要ないが、場合によってはオゾン処
理汚泥8は別の生物処理槽において生物処理することも
できる。
で有機性排液の処理を行った。すなわち、ペプトン、酵
母エキス500mg/lを含む人工排液を、BOD負荷
1kg/m3/d、SS負荷0.25kg−BOD/k
g−SS/d、pH7.0で曝気槽において生物処理を
行った。この場合の余剰汚泥の生成率は0.4g−SS
/g−BODであった。
なわち、余剰汚泥に硫酸を加えて加温することなくpH
5に調整した後オゾン処理槽に導入し、オゾン注入率
0.05g−O3/g−SSでオゾン処理した。オゾン
処理汚泥は曝気槽に戻し、生物処理を行った。その結
果、見かけの余剰汚泥の生成率は0.3g−SS/g−
BODであった。
g−SSに少なくして処理しても、見かけの余剰汚泥の
生成率は0.3g−SS/g−BODのままであった。
まオゾン処理した以外は実施例1と同様に処理した。そ
の結果、見かけの余剰汚泥の生成率は0.4g−SS/
g−BODに増加して参考例1の結果と等しくなり、オ
ゾン処理の効果は認められなかった。
−SSに増加したところ、見かけの余剰汚泥の生成率は
0.3g−SS/g−BODとなり、実施例1の結果と
同等になった。
pH5でオゾン処理することにより、pH7で処理する
場合に比べてオゾンの使用量を約1/3に低減すること
ができることがわかる。
7)に硫酸または水酸化ナトリウムを加えて加温するこ
となくpHを3〜9に調整した。このような余剰汚泥に
オゾン注入率(g−O3/g−SS)を種々の値に設定
してオゾン処理を行い、処理汚泥(mg/l)に対する
生成BOD(mg/l)の比(BOD生成率)を求め
た。結果を図4に示す。また図4の結果から、BOD生
成率を最大にするために必要な最小のオゾン注入率(g
−O3/g−SS)を求めた。結果を図5に示す。
処理することにより、pH無調整またはpH7前後でオ
ゾン処理する場合に比べて、オゾン使用量を大幅に低減
することができることがわかる。
となくpH5以下でオゾン処理するようにしたので、少
ないオゾン使用量で生物汚泥をBOD化して生物処理す
ることができ、これにより生物汚泥を効率的に減容化す
ることが可能になる。
ある。
図である。
フロー図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 生物汚泥を加温することなくpH5以下
でオゾン処理し、そのオゾン処理汚泥を生物処理するこ
とを特徴とする生物汚泥の処理方法。 - 【請求項2】 生物処理が、好気性処理である請求項1
記載の生物汚泥の処理方法。 - 【請求項3】 有機性排液と返送汚泥が導入される曝気
槽の槽内液を一部ずつ取り出して固液分離槽に導入し、
分離液と分離汚泥とに分離された該分離汚泥の一部を返
送汚泥として曝気槽に返送する生物汚泥の処理方法であ
って、 曝気槽内の槽内液を生物汚泥として一部ずつ引抜き、該
生物汚泥のpHを5以下に調整した後、加温することな
くオゾン処理して曝気槽に戻すことを特徴とする生物汚
泥の処理方法。 - 【請求項4】 有機性排液と返送汚泥が導入される曝気
槽の槽内液を一部ずつ取り出して固液分離槽に導入し、
分離液と分離汚泥とに分離された該分離汚泥の一部を返
送汚泥として曝気槽に返送する生物汚泥の処理方法であ
って、 該分離汚泥のうち、返送汚泥として返送した残部の余剰
汚泥のうち一部を生物汚泥としてpHを5以下に調整し
た後、加温することなくオゾン処理して曝気槽に戻すこ
とを特徴とする生物汚泥の処理方法。 - 【請求項5】 オゾン注入率(汚泥に対する注入オゾン
量の割合[g−O 3 ]/[g−SS])が0.05以下であ
る請求項1ないし4のいずれかに記載の生物汚泥の処理
方法。
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1994
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