JP3447027B2 - 有機性汚泥の減量化方法 - Google Patents

有機性汚泥の減量化方法

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【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、下水生汚泥、余剰
活性汚泥、混合生汚泥などの有機性汚泥を大幅に減量化
する方法に関する。 【0002】 【従来の技術】下水の活性汚泥処理施設などからは下水
汚泥、余剰活性汚泥や生汚泥などの有機性汚泥(以下、
「原汚泥」ということもある)が大量に発生しており、
それらの発生量は下水道の施設の拡充に伴って増大しつ
つあり、現在その増大する有機性汚泥の処理処分が最大
の問題となっている。従来、有機性汚泥は脱水助剤(有
機高分子ポリマーなど)を添加し、脱水機で脱水された
後、焼却処分されているが、汚泥が大量の場合には、脱
水機及び焼却炉が大規模なものになり、設備費、維持管
理費などが多大の額となり、焼却処分は経済的にも困難
のものとなっている。 【0003】この問題を解決する手段の1つとして、有
機性汚泥の減量化があり、それには種々の手段が提案さ
れている。汚泥の減量化の手段の1つとして従来より生
物学的な汚泥減量化方法があり、それには嫌気性消化法
や好気性消化法が知られている。しかし、それら生物学
的な汚泥減量化方法は、長時間の滞留時間を必要とする
割りには減量化率が劣り、また難脱水性汚泥を生ずる等
の問題があり、最近はほとんど採用されていないのが実
情である。また、活性汚泥を直接オゾン処理して、可溶
化した後、曝気槽に返送する方法(特開平7−1166
85号公報)も提案されているが、オゾン酸化コストが
高額であり、経済的な面などから実用性が乏しいなどの
欠点がある。 【0004】 【解決しようとする課題】有機性廃水の活性汚泥処理法
などが効率的に実施できるようにするためには、そこか
ら生ずる有機性汚泥の減量化も効率的に実施できる、す
なわち減量化が長時間の処理を要せず、また多くの熱エ
ネルギーを要することなく行えるようにする技術の開発
が必要である。本発明は、嫌気性消化法や好気性消化法
のような生物学的な汚泥減量化方法を見直し、生物学的
減量化方法を効果的なものとし、また化学酸化法による
減量化をもっと経済的なものとする新技術を提供するこ
とにある。本発明は、有機性汚泥を効果的かつ経済的に
減量化することによって、汚泥脱水機、焼却炉に持ち込
まれる汚泥量を大きく減少させ汚泥処理工程全体を合理
化することを課題とするものである。 【0005】 【課題を解決するための手段】本発明は、生物学的な嫌
気性消化と化学的酸化による可溶化処理を新規な態様で
結合させ、有機性汚泥の効果的かつ経済的な減量化を実
現したものである。すなわち、本発明は、以下に示す手
段により前記の課題を解決することができた。 (1)有機性汚泥を嫌気性消化工程で嫌気性消化した
後、膜分離手段により固液分離し、分離された消化汚泥
の一部分を前記嫌気性消化工程に返送するとともに、そ
の余の部分にオゾンまたは過酸化水素を添加して可溶化
し、該可溶化汚泥をさらに前記嫌気性消化工程に返送
ることを特徴とする有機性汚泥の減量化方法。 【0006】既に前記したように、原汚泥を直接化学的
に酸化処理して可溶化する場合は、多量のオゾンや過酸
化水素が必要となるが、原汚泥を嫌気性消化した後、そ
の消化汚泥にオゾンまたは過酸化水素を添加して可溶化
する場合には、嫌気性消化によって、原汚泥中の嫌気微
生物に分解され易い部分(通常、汚泥SS重量の60%
程度)が減量化されるので、可溶化に必要なオゾン量は
大幅に少なくてすむ。さらに、嫌気性消化工程は適当な
汚泥濃度に維持することが消化処理を効率的なものにす
るが、この所定の濃度に維持するためには消化汚泥の一
部を嫌気性消化工程から抜き出すことが望ましく、従っ
てこの抜き出した消化汚泥にオゾンまたは過酸化水素を
添加して可溶化することにすれば、さらに可溶化に必要
なオゾン量や過酸化水素量は少なくてすみ、また消化処
理は全体として効果的かつ経済的なものとなる。しかし
て、前記可溶化した消化汚泥をさらに嫌気性消化する工
程に供給し、可溶化汚泥 を微生物により炭酸ガスと水
に分解する。この結果、原汚泥重量の90%以上が減量
化される。 【0007】さらにまた、嫌気性消化工程の中に膜分離
によって消化汚泥を固液分離する手段を設けて、生物学
的に減量化した汚泥を固液分離し、分離液は系外に流出
させ、汚泥の一部を消化工程に移送し、残部を抜き出し
て化学的に酸化して可溶化する方法とすることにより一
層嫌気性消化処理は効果的かつ経済的なものとなる。 【0008】 【発明の実施の形態】参考例及び本発明の有機性汚泥の
減量化方法を以下に図により説明する。参考例である
1において、有機性汚泥1をまず第1の嫌気性消化工程
2において嫌気性消化し、生物学的に分解され易い部分
を減量化する。嫌気性消化の処理は、従来知られている
嫌気性消化の方法により行うものであって、通常、嫌気
性消化によって消化されるのは原汚泥中のSS重量の6
0%程度である。この嫌気性消化工程2によって有機性
汚泥は低分子の可溶性の有機化合物となる結果、有機性
汚泥はその分減量化される。第1の嫌気性消化工程2か
らの嫌気性消化工程2内の汚泥濃度は汚泥の攪拌が充分
に行える6%程度以下にとどめるのが良い。残部の消化
汚泥は系外(化学酸化工程3)に抜き出しオゾンまたは
過酸化水素を添加して化学酸化工程3により汚泥を可溶
化する。可溶化汚泥は第2の嫌気性消化工程4に移送し
て嫌気性微生物によりさらに嫌気性消化を行い、炭酸ガ
スと水に分解する。この結果可溶化処理に回した汚泥に
ついては、原汚泥重量の90%以上が減量化される。第
2の嫌気性消化工程4の消化汚泥は固液分離され、分離
液5は系外に排水し、固形分は残渣汚泥6(減量化汚泥
である。)として処理する。 【0009】図1の方法よりも好ましい参考例の有機性
汚泥の減量化方法について図2を用いて述べる。前記減
量工程において、第1の嫌気性消化工程2で処理されて
出来た消化汚泥を膜分離や遠心分離などの固液分離工程
7により固液分離し、SSがほとんどゼロの分離液5を
得る。膜分離汚泥8の大部分(還流汚泥9)は第1の嫌
気性消化工程2に還流する。膜分離汚泥の残部(移送汚
泥10)は化学酸化工程3に送り、オゾンまたは過酸化
水素を添加して化学的に可溶化する。可溶化された汚泥
は第2の嫌気性消化工程4に移送して嫌気性微生物によ
り炭酸ガスと水に分解される。このような操作によって
原汚泥重量の95%以上が減量化される。原汚泥の5重
量%程度は分解されない場合が多いので、残渣6(減量
化汚泥)として汚泥脱水機に供給して処分する。さら
に、より好ましい好ましい方法である本発明の有機性汚
泥の減量化方法について図3に示した。図3に示す本発
明の汚泥減量化方法が図2の方法と違うところは、可溶
化された汚泥は第2の嫌気性消化工程4に移送する代わ
りに第1の嫌気性消化工程2に戻すもので、第1の嫌気
性消化工程2により第2の嫌気性消化工程4を兼ねさせ
る処理法である。 【0010】上記した有機性汚泥の減量化方法では、以
下に述べる興味深い効果が認められた。すなわち、参考
例の図1に示した減量化方法では、最終工程での消化汚
泥の固液分離において、また参考例の図2及び本発明の
図3に示した減量化方法では、嫌気性消化工程における
膜分離おいて、膜汚染が少なくなることが認められた。
その理由はオゾンまたは過酸化水素による消化汚泥の化
学酸化によって膜汚染物質が酸化分解されるためと思わ
れる。さらに、図1や図2における第2の嫌気性消化工
程や図3における可溶化された汚泥を循環させる嫌気性
消化工程では、消化ガス中の硫化水素がやや減少すると
いう効果が認められた。これは、オゾンまたは過酸化水
素による化学酸化により、硫酸還元菌が殺菌されるため
と思われる。 【0011】 【実施例】以下に、本発明の有機性汚泥の減量化方法の
実施例を示す。しかし、本発明は以下の実施例によって
制限されるものではない。 図3に基づく実施例:下水の混合生汚泥(固形物濃度2
5.0g/リットル)を前記図3に示した処理フローに
従って処理した。なお、図3では嫌気性消化工程は一つ
であるので単に嫌気性消化工程とした。嫌気性消化工程
で使用する消化槽の容積は150リットル、嫌気性消化
の温度は35℃で、汚泥濃度は4.1〜4.5%、滞留
日数は15日間である。固液分離には膜分離法を適用
し、膜は分画分子量10万のUF膜を用いた。UF膜を
透過するフラックスの線速度は0.1m/日である。な
お、膜汚染が生じた時洗浄する方法は、次亜塩素酸ソー
ダによる化学洗浄による。 【0012】固液分離された消化汚泥の可溶化はオゾン
酸化法によった。1リットル容積のオゾン酸化槽に固液
分離された消化汚泥の固形物を1.4リットル/日で供
給し、これに消化汚泥の固形物の重量あたり12%のオ
ゾンを供給してオゾン酸化する。この条件で1年間処理
を続けた結果、分解不可能な固形物残渣の発生量は、1
3〜14.6g/日と極めて少なく、可溶化工程への供
給汚泥の約95%が分解された。 【0013】また、消化汚泥を固液分離した際に発生す
る膜分離水はSSゼロの状態であり、極めて清澄であっ
た。固液分離工程における膜透過フラックスの線速度
は、1年間の処理の間、0.1m/日を維持し続けるこ
とができ、洗浄によって回復しないような膜汚染がない
ことが確認された。また、オゾン酸化に変えて過酸化水
素を使用し、過酸化水素添加量を化学酸化槽流入汚泥あ
たり50%添加した場合は、分解不可能な固形物残渣の
発生量は67〜73g/日となりオゾン酸化法よりも劣
るが、実用上の遜色はない。 【0014】 【発明の効果】本発明によれば、有機性汚泥の減量効果
が大きく、生物学的な汚泥減量化の処理時間は短縮さ
れ、また化学的酸化により可溶化におけるオゾンや過酸
化水素の添加費用は、生物学的な汚泥減量化方法を併用
しない場合よりを大幅に削減することができる。また、
膜分離工程における膜汚染をほとんどなくすることがで
きる。
【図面の簡単な説明】 【図1】第1の嫌気性消化工程、化学酸化工程及び第2
の嫌気性消化工程を行う方法の場合を示す。 【図2】図1に示した有機性汚泥の減量化方法におい
て、第1の嫌気性消化工程の後に膜分離工程を挿入した
場合を示す。 【図3】第2の嫌気性消化工程を第1の嫌気性消化工程
により兼用し嫌気性消化工程とした本発明の有機性汚泥
の減量化方法を示す。 【符号の説明】 1 有機性汚泥 2 第1の嫌気性消化工程 3 化学酸化工程 4 第2の嫌気性消化工程 5 分離液 6 残渣汚泥 7 固液分離工程 8 膜分離汚泥 9 還流汚泥 10 移送汚泥 11 嫌気性消化工程
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平1−224100(JP,A) 特開 昭59−112899(JP,A) 特開 昭59−105897(JP,A) 特開 昭56−168896(JP,A) 特開 平7−124597(JP,A) 特開 平7−68296(JP,A) 特開 平9−66298(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C02F 11/00 - 11/20

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 有機性汚泥を嫌気性消化工程で嫌気性消
    化した後、膜分離手段により固液分離し、分離された消
    化汚泥の一部分を前記嫌気性消化工程に返送するととも
    に、その余の部分にオゾンまたは過酸化水素を添加して
    可溶化し、該可溶化汚泥をさらに前記嫌気性消化工程に
    返送することを特徴とする有機性汚泥の減量化方法。
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