JP3408371B2 - 有機性汚水の処理方法および装置 - Google Patents

有機性汚水の処理方法および装置

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  • Treatment Of Sludge (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は下水などの有機性汚
水を活性汚泥法により処理する系における余剰汚泥発生
量を大幅に減容化することができる技術である。
【0002】
【従来の技術】有機性汚水の処理法として活性汚泥法は
もっとも広く利用されているが、難脱水性の余剰汚泥が
大量に発生する。余剰汚泥量は除去BOD量の約50%
にも達し、その処理は難しい。従来余剰汚泥は脱水後、
投棄処分されているが処分場の確保が困難なため余剰汚
泥の少ない生物処理技術が切望されている。従来より余
剰汚泥減容化法として、特開平7−88495号公報に
は活性汚泥をオゾン酸化したのちに、活性汚泥処理工程
に導入して生物処理する技術が開示されている。また、
特開平8−1183号公報には、活性汚泥をオゾン酸化
したのち加熱処理して、活性汚泥処理工程に導入する汚
泥減容化技術も開示されている。さらに、特公平6−6
1550号公報には活性汚泥にアルカリを添加し加熱処
理して活性汚泥処理系に導入する汚泥減容法が開示され
可溶化効果も高いことが示されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、特開平7−8
8495号公報に記載の方法を本発明者が追試した結
果、汚泥可溶化には高価なオゾンが大量に必要であり、
ランニングコストが高すぎる欠点があり、また、オゾン
発生機設備費も高額で、運転費、設備費ともに極めて高
額になること、そのほかオゾン酸化槽での発泡トラブ
ル、排オゾン処理の必要性、オゾンによる活性汚泥のB
OD除去活性の低下などの欠点もあるため、かなり小規
模の活性汚泥処理施設に通用する場合以外は実用的な技
術ではないことが判明した。また、特開平8−1183
号公報に記載の方法も可溶化効果は高いものの、やはり
加熱エネルギーコスト以外にオゾンコストが高額である
ほか前記特開平7−88495号公報の技術と同じ欠点
があり実用的とは言えない。さらに、特公平6−615
50号公報に記載の方法が、アルカリ加熱処理によって
汚泥から難生分解性CODおよび色度(褐色)が多量に
溶出し処理水質を悪化させる欠点があった。アルカリコ
ストも高額である。本発明は従来のオゾンまたはアルカ
リによる汚泥減容化技術の欠点を解決した新技術を確立
し、オゾン、アルカリを使うことなく、安価なコストで
余剰汚泥発生量を著しく少なくでき、処理水質も悪化さ
せない新技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0004】本発明者は、オゾン、アルカリなどの薬品
を使うことなく効果的に余剰汚泥発生量を減少できる技
術を追求した結果、従来盲点になっていた方法、すなわ
ち少量の熱エネルギーと微生物の作用だけで、余剰汚泥
が発生しない活性汚泥法が実現できることを見いだし
た。本発明は、オゾン、アルカリなどの薬品による汚泥
可溶化手段をいっさい適用することなく、少量の熱エネ
ルギーだけで「余剰汚泥の発生しない活性汚泥法」を実
現でき、「オゾン、アルカリなどの薬品を使用しない限
り汚泥の高度減容化はできない」という従来の固定観念
を打破した。オゾン、アルカリを利用すると確かに汚泥
可溶化効果は高まるが、汚泥可溶化向上メリット以上の
コストアップデメリットが発生する。
【0005】本発明者はオゾン、アルカリを利用する従
来の汚泥可溶化法はコストパフォーマンスが著しく悪
く、オゾン、アルカリ法より可溶化率は少ない加熱処理
のみで汚泥を可溶化し、可溶化率の低さを加温処理への
供給汚泥量を増加してカバーする本発明方法が総合的に
判断して最善の方法であることを見いだして本発明を完
成した。
【0006】すなわち、本発明は、有機性汚水を活性汚
泥処理工程で生物処理した後、固液分離工程で汚泥を分
離し、該分離汚泥の少なくとも一部を活性汚泥処理工程
に返送する有機性汚水の処理方法において、該活性汚泥
処理工程での増殖汚泥量より多い量の分離汚泥を濃縮
し、この濃縮汚泥を、オゾン、アルカリなどの薬品を適
用することなく、40〜100℃で曝気することなく
温処理し、該加温後の汚泥を活性汚泥処理工程に返送す
ることを特徴とする有機性汚水の処理方法、及び、有機
性汚水を活性汚泥処理するための活性汚泥処理槽と、該
汚水の活性汚泥処理後に汚泥を固液分離するための固液
分離装置と、分離汚泥の少なくとも一部を活性汚泥処理
槽に返送するための汚泥返送手段とを有する有機性汚水
の処理装置において、分離汚泥を濃縮するための汚泥濃
縮装置と、濃縮汚泥を40〜100℃で加温処理するた
めの無曝気加温装置とを有することを特徴とする有機性
汚水の処理装置である。
【0007】
【発明の実施の形態】図1に本発明の構成例を示す。活
性汚泥処理槽1に、原水である有機性汚水11と固液分
離装置2からの返送汚泥14を流入させ、活性汚泥処理
する。固液分離装置2にて活性汚泥を分離し、処理水1
2と沈殿汚泥(汚泥濃度1%程度)13を得る。沈殿汚
泥13の一部は、そのまま返送汚泥14として活性汚泥
処理槽1にリサイクルされる。沈殿汚泥13の残りは、
遠心分離機、浮上濃縮機などの汚泥濃縮装置3により汚
泥濃度約3%以上に濃縮されたのち、加温装置4に導か
れ攪拌されながら温度40〜100℃、好ましくは60
〜80℃に加温される。加温装置4で曝気する必要はな
い。曝気すると汚泥が発泡するので避けるべきである。
【0008】加温装置4の温度は40℃未満では汚泥可
溶化効果が少ない。また温度100℃を超えると加温装
置として圧力容器が必要になるだけでなく、温度が10
0℃を超える場合は汚泥から高濃度の褐色の色度成分が
多量に溶出し処理水12が著しく着色するので好ましく
ない。温度50〜80℃の範囲では難生物分解性の色度
成分の溶出量は少なく、処理水12の着色は特に問題に
なるほどではない。なお温度40℃未満では汚泥の十分
な可溶化にかなり長時間(4日以上)が必要になるので
好ましい範囲は40〜90℃、最も好ましい温度は50
〜70℃の範囲である。この温度では活性汚泥を形成す
る微生物は完全には死滅せず、活性汚泥処理槽1に返送
されるとBOD除去活性を示すことがわかった。汚泥を
更に遠心分離などの汚泥濃縮装置3によって濃縮するの
は、加熱熱量と加温装置4の容積を削減するため及び汚
泥可溶化速度を向上させるためである。加温処理汚泥1
5から熱回収すれば更に加熱熱量を少なくできることは
言うまでもない。加温時間は1〜48時間程度で良い。
高温のほうが加温時間が少なくて済む。汚泥から炭水化
物、蛋白質などが温水による抽出作用、加水分解作用に
よって溶出し汚泥の一部が可溶化する。加温装置4の加
温時間は汚泥の可溶化率が20%程度以上になるように
あらかじめ実験的に決定する。
【0009】加温処理汚泥15には活性汚泥によって資
化されやすい溶解性有機物(BOD)が含まれているの
で、活性汚泥処理槽1に添加すると有機物が活性汚泥に
より資化され除去される。加温によって可溶化しなかっ
た汚泥SS分も好気性菌による微生物分解性が向上して
いるので活性汚泥処理槽1においてある程度分解され減
少する。加温装置4で溶出した有機物(BOD)の活性
汚泥処理槽1での除去にともなって増殖した活性汚泥は
再び加温装置4に循環され可溶化され最終的に増殖汚泥
はほぼ完全に炭酸ガス、水に分解され、条件によっては
系外に排出すべき余剰汚泥はほほゼロになる。
【0010】加温装置4に供給する汚泥量は極めて重要
であり、少なすぎると汚泥減量効果がほとんど得られな
い。すなわち加温処理によって溶出した有機物を活性汚
泥処理槽1に供給すると、この有機物を資化して活性汚
泥が増殖するので、単に活性汚泥処理系の増殖汚泥相当
量の汚泥を引き抜いて加温処理しても結局余剰汚泥が発
生してしまう。従って活性汚泥処理系で増殖する汚泥量
(原水と加温汚泥に含まれるBODの活性汚泥処理槽1
への流入量が多くなるほど増加する)以上の活性汚泥を
引き抜いて加温処理する必要がある。例えは従来の活性
汚泥処理系から余剰汚泥として廃棄されていた部分だけ
を引き抜いて加温処理後、活性汚泥処理系に返送しても
活性汚泥は必然的に増殖し余剰汚泥が発生するので、従
来の活性汚泥法で余剰汚泥として廃棄されていた以上の
汚泥量を加温処理することが重要である。このことによ
り余剰汚泥の発生を大幅に減少させることができ、条件
によっては系外に廃棄する余剰汚泥量をゼロにできる。
なお、他の実施例として生物脱リン法、生物学的硝化脱
窒素法、担体添加活性汚泥法などに本発明の汚泥加熱処
理工程を組み込むことができることは当然である。
【0011】
【実施例】以下、実施例にて本発明をさらに詳細に説明
するが、本発明はこの実施例によって限定されるもので
はない。 《実施例1》図1の工程、装置を使用して、表1に示す
平均水質の下水を対象に本発明の実証試験を行なった。
試験条件を表2に示す。
【0012】
【表1】
【0013】
【表2】
【0014】実験の結果、処理開始2カ月後に処理状況
が安定状態になってからの固液分離装置2からの処理水
水質の平均は表3のように高度にBOD、SS、COD
が除去されていた。また余剰汚泥は1年間の試験の間、
引き抜かなかったが活性汚泥処理槽のMLSSは365
0〜4130mg/リットルを維持したことから余剰汚
泥の発生はほぼ無視少であることが判明した。
【0015】
【表3】
【0016】《比較例》実施例1における汚泥濃縮、加
温処理工程を削除した以外は同じ条件で活性汚泥処理し
た結果、余剰汚泥の発生量は除去BOD1kgあたり
0.45〜0.48kg.ssと多量であった。また処
理水水質はBOD,SSは本発明と同等であったがCO
Dは11〜12mg/リットル、色度は10〜12度と
本発明より良好であった。
【0017】
【発明の効果】本発明の方法および装置により、活性汚
泥処理による増殖汚泥量以上の汚泥を特定の温度で加温
処理したのち活性汚泥処理系に返送するようにした結
果、オゾン、アルカリを使用することなく余剰汚泥の発
生量をほほゼロにできる。また、余剰汚泥を減少させる
ためにアルカリ、オゾンなどの薬品を使う必要が無く、
少量の熱エネルギーのみによって余剰汚泥量を減少させ
ることができるため運転費を安くすることができる。さ
らに、オゾンを使う必要がないので、排オゾン処理設備
が不要で、オゾン酸化槽における発泡トラブルがしょう
じない。また、アルカリによる可溶化を行なう必要がな
いので汚泥からの褐色色度成分の溶出が少なく、処理水
の着色が少ない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の有機性汚水の処理方法および装置の1
例を示す図。
【符号の説明】
1 活性汚泥処理槽 2 固液分離装置 3 汚泥濃縮装置 4 加温装置 5 汚泥返送手段 11 有機性汚水 12 処理水 13 沈殿汚泥 14 返送汚泥 15 加温処理汚泥
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C02F 3/12 C02F 11/00 - 11/20

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 有機性汚水を活性汚泥処理工程で生物処
    理した後、固液分離工程で汚泥を分離し、該分離汚泥の
    少なくとも一部を活性汚泥処理工程に返送する有機性汚
    水の処理方法において、該活性汚泥処理工程での増殖汚
    泥量より多い量の分離汚泥を濃縮し、この濃縮汚泥を、
    オゾン、アルカリなどの薬品を適用することなく、40
    〜100℃で曝気することなく加温処理し、該加温後の
    汚泥を活性汚泥処理工程に返送することを特徴とする有
    機性汚水の処理方法。
  2. 【請求項2】 有機性汚水を活性汚泥処理するための活
    性汚泥処理槽と、該汚水の活性汚泥処理後に汚泥を固液
    分離するための固液分離装置と、分離汚泥の少なくとも
    一部を活性汚泥処理槽に返送するための汚泥返送手段と
    を有する有機性汚水の処理装置において、分離汚泥を濃
    縮するための汚泥濃縮装置と、濃縮汚泥を40〜100
    ℃で加温処理するための無曝気加温装置とを有すること
    を特徴とする有機性汚水の処理装置。
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