JP3776091B2 - Organic sludge treatment equipment - Google Patents

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JP3776091B2 JP2003070353A JP2003070353A JP3776091B2 JP 3776091 B2 JP3776091 B2 JP 3776091B2 JP 2003070353 A JP2003070353 A JP 2003070353A JP 2003070353 A JP2003070353 A JP 2003070353A JP 3776091 B2 JP3776091 B2 JP 3776091B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機物を含む排水を生物処理した際に発生する有機性汚泥の処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
有機物を含む排水の浄化処理においては、活性汚泥法などの生物処理が主として用いられているが、このような生物処理においては、その処理に際してかなりの余剰汚泥が発生することが問題となる。従来、余剰汚泥は、脱水、乾燥、焼却で減容処理しているが、最終処分場の不足もあって処理費用は高騰している。
【0003】
この有機性の余剰汚泥を減容化する方法として、有機性汚泥をオゾン酸化して可溶化した後、好気性微生物により生物学的に分解する方法等が提案されている(例えば、特許文献1,2,3,4参照。)。
【0004】
【特許文献1】
特開平6−206088号公報
【特許文献2】
特開平9−122679号公報
【特許文献3】
特開2002−28686号公報
【特許文献4】
特開平10−216688号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記特許文献1〜4に記載のように、単にオゾン酸化によって余剰汚泥を減容化しようとする場合、実際には大量のオゾンガスが必要となる。これは、汚泥のBOD(生物化学的酸素要求量)およびCOD(化学的酸素要求量)を改善するのに大量のオゾンが消費されるためである。
【0006】
したがって、上記従来の汚泥処理方法を実施するには、大量のオゾンガスを供給するための大掛かりなオゾン発生装置が必要となるため、汚泥処理に莫大な費用が掛かることになる。
【0007】
そこで、本発明においては、より少ない量のオゾンガスによって有機物汚泥を完全に分解し、減容化することが可能な有機性汚泥の処理装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明の有機性汚泥処理装置は、通電により水中に塩素ガスを発生する電極を用いて有機性汚泥を含む被処理水を電気分解する電気分解槽と、電気分解槽によって処理された被処理水中にオゾンガスを注入する手段と、オゾンが注入された被処理水を微細化する微細化手段を備え、被処理水を酸化反応させる反応槽とを有するものである。
【0009】
通電により水中に塩素ガスを発生する電極を用いて有機性汚泥を含む被処理水を電気分解すると、電極から塩素ガスが発生し、被処理水中に次亜塩素酸が生成される。次亜塩素酸は強い酸化力を有するため、被処理水中の有機性汚泥は酸化分解され、被処理水中のBODおよびCODが改善される。そして、このように事前にBODおよびCODが改善された被処理水中にオゾンガスが注入されることにより、少ない量のオゾンガスであっても、このオゾンガスによる被処理水中の有機性汚泥の酸化分解が行われる。このとき、被処理水中には、非常に強い酸化力を有するOHラジカルが発生する。さらにこの被処理水は、微細化手段によって微細化されることにより、被処理水中の有機性汚泥とオゾンガス等との接触面積が拡大されるため、有機性汚泥の酸化分解がさらに促進され、有機性汚泥の減容がなされる。
【0010】
また、このとき、反応槽内を加圧しておくことにより、より多くのオゾンガス等を被処理水中に溶解させ、被処理水中の有機性汚泥と反応させて酸化分解することが可能である。また、反応層内の余剰ガスを電気分解槽内の被処理水中に戻して溶解させることにより、この余剰ガスにより電気分解槽内でも酸化分解が行われるようになる。
【0011】
ここで、電極は、白金系材料またはルテニウム系材料によって被覆したものを用いることができる。白金系材料またはルテニウム系材料によって被覆した電極は、極めて低い電圧エネルギ消費で塩素を発生する。
【0012】
【発明の実施の形態】
図1は本発明の実施の形態における有機性汚泥処理装置の概略構成図である。図1に示すように、本実施形態における有機性汚泥処理装置は、有機性汚泥を含む被処理水を電気分解する電気分解槽1と、電気分解槽1により電気分解された被処理水中に注入するオゾンガスを発生するオゾン発生機2と、オゾンガスが注入された被処理水を酸化反応させる反応槽3と、被処理水の流量を調整する流量調整槽4と、汚泥を圧縮するプレス機5と、反応槽3内の余剰ガスを被処理水に溶解させる溶解槽6とを備える。
【0013】
電気分解槽1は、隔膜10によって二つの槽に分離されている。これらの二つの槽のうち、後段の槽1bには、陰極および陽極を交互に配置した電極板11を備える。電極板11には、整流器12によって直流化された電流が印加される。電極板11は、チタン基体に白金系材料の被服層を熱分解(焼成)によって形成した金属電極である。ここで、白金系材料とは、白金(Pt)を含む材料であり、純白金および白金をルテニウムやその他の材料にブレンドした複合材料を含むものとする。また、チタン以外の金属基体に被覆したものを使用することもできる。
【0014】
隔膜10によって分離された二つの槽のうち、前段の槽1aには、電気伝導度(以下、「EC」と称す。)計13、酸化還元電位(以下、「ORP」と称す。)計14、水素イオン指数(以下、「pH」と称す。)計15が設けられている。EC計13により測定されるECによって、槽1a内の塩濃度を知ることができる。ORP計14により測定されるORPによって、槽1a内の水質が酸化状態か還元状態かを見極めることができる。pH計15により測定されるpHによって、槽1a内の水質が酸性かアルカリ性かを見極めることができる。また、前段の槽1aには、濃縮食塩水を供給する食塩水供給装置16が設けられている。
【0015】
オゾン発生機2は、従来公知のオゾン発生機である。オゾン発生機2は、電気分解槽の後段の槽1bと反応槽3とを接続する配管7aの途中に接続される。また、配管7aの途中にはポンプ8aを備える。オゾン発生機2により発生させたオゾンガスは、電気分解槽1の後段の槽1bからポンプ8aによって吸い上げられた被処理水中に注入される。
【0016】
反応槽3は、電気分解処理後の被処理水とこの被処理水に注入されたオゾンガスとを反応させる槽である。反応槽3内は、0.15〜0.3MPa程度加圧してある。反応槽3は、電気分解槽1から導入する被処理水を微細化する微細化手段として、図2に示すノズル30を備える。ノズル30は、反応槽3の入口に設けられている。図2の(a)はノズル30の正面図、(b)は縦断面図、(c)はA矢視図である。
【0017】
ノズル30は、図2(b)に示すように、内ノズル31と外郭32からなる内外二重構造を有する。配管7aは内ノズル31に接続されている。内ノズル31の先端は、図2(b),(c)に示すように、下方に向けて開口している。この内ノズル31の開口部33には、内ノズル31の内側と外側にそれぞれ交互に突出した複数の爪34a,34bを備える。内ノズル31から吐出される被処理水は、内側の爪34aに衝突することによって微細化される。また、内ノズル31から吐出される被処理水の一部は、内ノズル31から外側へ拡散する際に外側の爪34bに衝突することによって微細化される。
【0018】
外郭32は、図2(a)に示すように複数のスリット35を備える。スリット35は、鋸の歯のように凸凹が交互に並んだ形状である。内ノズル31から吐出される処理水は、このスリット35を通り抜ける際に、鋸の歯のような凸凹に衝突することによってさらに微細化される。また、外郭32の下部であって内ノズル31の真下には、内ノズル31から吐出された被処理水を衝突させて飛散させるための飛散板36を備える。飛散板36の周縁部は、内ノズル31から吐出された被処理水が衝突した後、外郭32のスリット35に向かうように、やや上方に向かって反った形状としている。内ノズル31から吐出された被処理水は飛散板36に衝突して飛散し、スリット35を通り抜けることによってさらに微細化される。
【0019】
また、反応槽3は、水位センサ37を備える。ポンプ8aは、この水位センサ37の検出結果に基づいて制御される。これにより、反応槽3内の水位は一定に保たれる。
【0020】
流量調整槽4は、配管7bによって反応槽3と接続されている。配管7bは、反応槽3の下部(水位センサ37よりも下の位置)に接続されている。流量調整槽4は、配管7bによって供給される処理水を貯留し、ポンプ8bによって配管7cを介してプレス機5へ送出する処理水の流量を調整するためのものである。配管7cの途中には凝集剤を処理水へ添加するための凝集剤供給装置9が設けられている。プレス機5は、流量調整槽4から送出され、凝集剤が加えられた処理水を圧縮して、汚泥と水とに分離するものである。
【0021】
溶解槽6は、反応槽3内の上方から配管7dによって取り出した余剰ガスを、電気分解槽1の後段の槽1bからポンプ8cを備えた配管7eにより取り出した被処理水に溶解させるものである。溶解槽6内は、反応槽3内と同様、0.15〜0.3MPa程度加圧してある。溶解後の余剰ガスは、電気分解槽1の前段の槽1aへ配管7fにより供給される。
【0022】
上記構成の有機性汚泥処理装置による有機性汚泥(以下、単に「汚泥」と称す。)の減容処理について、以下に説明する。
【0023】
有機物を含む排水を生物処理した後の汚泥が含まれる被処理水をポンプ8dによって吸い上げ、電気分解槽1の前段の槽1aに供給する。ここで、槽1aのEC計13によるECの測定結果(槽1a内の塩濃度)に基づいて、槽1a内に適宜食塩水供給装置16からの濃縮食塩水または希釈用水が供給され、後段の槽1bでの電気分解に適した塩濃度に調整される。
【0024】
後段の槽1bでは、整流器12によって直流電流が電極板11に流されることにより、被処理水の電気分解が行われる。ここで、電極板11から塩素ガスが発生し、被処理水中に次亜塩素酸が生成される。この次亜塩素酸は強い酸化力を有するため、被処理水中の汚泥は酸化分解され、被処理水中のBODおよびCODが改善される。
【0025】
このようにBODおよびCODが改善された被処理水は、ポンプ8aによって電気分解槽1の後段の槽1bから反応槽3へ供給される。このとき、配管7aの途中で被処理水中にオゾン発生機2により発生させたオゾンガスが注入される。このオゾンガスが注入された被処理水は、反応槽3内へノズル30によって微細化された状態で供給される。
【0026】
反応槽3内では、オゾンガスによって被処理水中の汚泥の酸化分解が行われるが、上記のように被処理水がノズル30によって微細化されているため、被処理水中の汚泥とオゾンガスとの接触がより盛んに行われ、汚泥の酸化分解がさらに促進される。ここで、オゾンは非常に不安定な物質であるため、次に示すように、有機物と直接反応して酸素に分解されるものと、水中で自己分解するものとがある。
【0027】
(1)直接反応
3+M(有機物)→MO+O2
(2)自己分解
3+H2O→HO3 ++OH-
HO3 ++OH-→2HO2
3+HO2・→OH・+2O2
【0028】
(2)に示すように、オゾンは水で分解(加水分解)されることによりヒドロペルオキシラジカル(HO2・)となり、さらにオゾンと反応することにより、OHラジカル(OH・)が生成される。すなわち、反応槽3内の被処理水中に非常に強い酸化力を有するOHラジカルが発生する。そのため、このOHラジカルによって被処理水中の汚泥はほぼ完全に酸化分解される。なお、この反応槽3内でオゾンガスによって酸化分解される被処理水は、電気分解槽1で電気分解されることにより、事前にBODおよびCODが改善されている状態であるため、反応槽3内で酸化分解に用いられるオゾンガスの量は少ない。
【0029】
また、本実施形態における有機性汚泥処理装置では、反応槽3内が加圧されているため、より多くのオゾンガス等が被処理水中に溶解され、被処理水中の汚泥と反応して酸化分解させる。また、反応層3内のオゾンガスの余剰ガスは、溶解槽6において電気分解槽1内の被処理水に溶解させて電気分解槽1内に戻しているため、この余剰ガスにより電気分解槽1内でも酸化分解が行われる。
【0030】
こうして、ほぼ完全に酸化分解された被処理水は、配管7bによって流量調整槽4へ送出される。そして、流量調整槽4からプレス機5へ配管7cにより送出される際、被処理水には凝集剤供給装置9により凝集剤が添加される。これにより、被処理水中に残った汚泥が凝集され、プレス機5によって汚泥と水とに分離される。分離された水は、電動弁8fを介して最終曝気槽へと排出される。
【0031】
以上のように、本実施形態における有機性汚泥処理装置では、電気分解によって発生した塩素ガスにより汚泥を含む被処理水のBODおよびCODを改善した後に、オゾンガスを注入して酸化分解を行うため、少ない量のオゾンガスであっても、汚泥をほぼ完全に酸化分解して減容化することができる。本実施形態の有機性汚泥処理装置におけるオゾンガスの使用量は、従来の余剰汚泥の分解装置と比較して20〜30%程度の量である。また、電気分解槽1に用いた電極板11は、極めて低い電気エネルギ消費で塩素を発生するため、本実施形態における有機性汚泥処理装置は消費電力も少ない。
【0032】
また、本実施形態における有機性汚泥処理装置では、電気分解槽1に備えたORP計14によって、水質が酸化状態か還元状態かを見極めることができるため、酸化状態であれば電気分解によって発生する次亜塩素酸の影響で酸化が進んでいると判断できる。仮に、この酸化が進みすぎている場合には、例えば、食塩水供給装置16により添加する濃縮食塩水の量を減らすことにより、電気分解の能力を下げるなどの調整を行い、最適な酸化状態を維持することが可能である。
【0033】
さらに、本実施形態における有機性汚泥処理装置では、電気分解槽1に備えたpH計15によって、水質が酸性かアルカリ性かを見極めることが可能である。電気分解による次亜塩素酸の発生は、pHが4〜6、つまり弱酸性側で起こる。そのため、仮にpHが高い(アルカリ側)場合には、例えば、食塩水供給装置16により添加する濃縮食塩水の量を増やすことにより、次亜塩素酸の発生率がより高くなる弱酸性領域に調整を行うことができる。
【0034】
【発明の効果】
本発明により、以下の効果を奏することができる。
【0035】
(1)通電により水中に塩素ガスを発生する電極を用いて有機性汚泥を含む被処理水を電気分解する電気分解槽と、電気分解槽によって処理された被処理水中にオゾンガスを注入する手段と、オゾンガスが注入された被処理水を微細化する微細化手段を備え、被処理水を酸化反応させる反応槽とを有することにより、電気分解によって発生した塩素ガスにより汚泥を含む被処理水のBODおよびCODを改善した後に、オゾンガスを注入して酸化分解を行うため、少ない量のオゾンガスであっても、汚泥をほぼ完全に酸化分解して減容化することができる。
【0036】
(2)反応槽内が、加圧してあることにより、より多くのオゾンガス等を被処理水中に溶解させ、被処理水中の有機性汚泥と反応させて酸化分解することが可能であるため、より効率よく汚泥を酸化分解して減容化することができる。
【0037】
(3)反応槽内の余剰ガスを電気分解槽内の被処理水中に溶解させる手段を備えたことにより、余剰ガスにより電気分解槽内でも酸化分解が行われるようになるため、さらに効率よく汚泥を酸化分解して減容化することができる。
【0038】
(4)電極が、白金系材料またはルテニウム系材料によって被覆したものであることにより、極めて低い電気エネルギ消費で塩素を発生させることができるため、消費電力の少ない有機性汚泥処理装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態における有機性汚泥処理装置の概略構成図である。
【図2】 反応槽に備えるノズルの詳細を示す図であって、(a)は正面図、(b)は縦断面図、(c)はA矢視図である。
【符号の説明】
1 電気分解槽
1a 前段の槽
1b 後段の槽
2 オゾン発生機
3 反応槽
4 流量調整槽
5 プレス機
6 溶解槽
7a,7b,7c,7d,7e,7f 配管
8a,8b,8c,8d ポンプ
8f 電動弁
9 凝集剤供給装置
10 隔膜
11 電極板
12 整流器
13 EC計
14 ORP計
15 pH計
16 食塩水供給装置
30 ノズル
31 内ノズル
32 外郭
33 開口部
34a,34b 爪
35 スリット
36 飛散板
37 水位センサ
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a treatment apparatus for organic sludge generated when biological wastewater containing organic matter is biologically treated.
[0002]
[Prior art]
Biological treatment such as the activated sludge method is mainly used in purification treatment of wastewater containing organic matter. However, in such biological treatment, there is a problem that a considerable amount of excess sludge is generated during the treatment. Conventionally, excess sludge has been reduced in volume by dehydration, drying, and incineration, but the processing costs are rising due to the shortage of final disposal sites.
[0003]
As a method for reducing the volume of this organic surplus sludge, a method in which the organic sludge is solubilized by ozone oxidation and then biologically decomposed by an aerobic microorganism has been proposed (for example, Patent Document 1). , 2, 3, 4).
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-6-206088 [Patent Document 2]
Japanese Patent Laid-Open No. 9-122679 [Patent Document 3]
JP 2002-28686 A [Patent Document 4]
Japanese Patent Laid-Open No. 10-216688
[Problems to be solved by the invention]
However, as described in Patent Documents 1 to 4, in order to reduce excess sludge simply by ozone oxidation, a large amount of ozone gas is actually required. This is because a large amount of ozone is consumed to improve sludge BOD (biochemical oxygen demand) and COD (chemical oxygen demand).
[0006]
Therefore, in order to carry out the conventional sludge treatment method described above, a large ozone generator for supplying a large amount of ozone gas is required, so that a huge cost is required for the sludge treatment.
[0007]
Accordingly, an object of the present invention is to provide an organic sludge treatment apparatus capable of completely decomposing and reducing the volume of organic sludge with a smaller amount of ozone gas.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The organic sludge treatment apparatus of the present invention includes an electrolysis tank that electrolyzes water to be treated containing organic sludge using an electrode that generates chlorine gas in water when energized, and water to be treated that has been treated by the electrolysis tank. A means for injecting ozone gas, and a reaction tank for oxidization reaction of the water to be treated, which includes a means for refining the water to be treated into which ozone has been injected.
[0009]
When water to be treated containing organic sludge is electrolyzed using an electrode that generates chlorine gas in water when energized, chlorine gas is generated from the electrode and hypochlorous acid is produced in the water to be treated. Since hypochlorous acid has a strong oxidizing power, the organic sludge in the treated water is oxidatively decomposed and BOD and COD in the treated water are improved. In addition, by injecting ozone gas into the water to be treated whose BOD and COD have been improved in advance as described above, even with a small amount of ozone gas, the organic sludge in the water to be treated is oxidized and decomposed by the ozone gas. Is called. At this time, OH radicals having very strong oxidizing power are generated in the water to be treated. Furthermore, since the treated water is refined by the refinement means, the contact area between the organic sludge in the treated water and ozone gas is expanded, so that the oxidative decomposition of the organic sludge is further promoted, The volume of the activated sludge is reduced.
[0010]
At this time, by pressurizing the inside of the reaction tank, more ozone gas or the like can be dissolved in the water to be treated and reacted with organic sludge in the water to be treated for oxidative decomposition. In addition, the excess gas in the reaction layer is returned to the water to be treated in the electrolysis tank and dissolved, so that the excess gas causes oxidative decomposition in the electrolysis tank.
[0011]
Here, an electrode covered with a platinum-based material or a ruthenium-based material can be used. Electrodes coated with platinum-based or ruthenium-based materials generate chlorine with very low voltage energy consumption.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an organic sludge treatment apparatus according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the organic sludge treatment apparatus in the present embodiment is an electrolysis tank 1 for electrolyzing water to be treated containing organic sludge, and injected into water to be treated that has been electrolyzed by the electrolysis tank 1. An ozone generator 2 for generating ozone gas, a reaction tank 3 for oxidizing the treated water into which ozone gas has been injected, a flow rate adjusting tank 4 for adjusting the flow rate of the treated water, and a press machine 5 for compressing sludge. And a dissolution tank 6 for dissolving excess gas in the reaction tank 3 in the water to be treated.
[0013]
The electrolysis tank 1 is separated into two tanks by a diaphragm 10. Of these two tanks, the latter tank 1b includes an electrode plate 11 in which cathodes and anodes are alternately arranged. A current converted into a direct current by the rectifier 12 is applied to the electrode plate 11. The electrode plate 11 is a metal electrode in which a coating layer of a platinum-based material is formed on a titanium substrate by thermal decomposition (firing). Here, the platinum-based material is a material containing platinum (Pt) and includes a composite material obtained by blending pure platinum and platinum with ruthenium or other materials. Moreover, what coated the metal base | substrate other than titanium can also be used.
[0014]
Of the two tanks separated by the diaphragm 10, the preceding tank 1 a has a total electric conductivity (hereinafter referred to as “EC”) 13 and a redox potential (hereinafter referred to as “ORP”) total 14. A hydrogen ion exponent (hereinafter referred to as “pH”) total 15 is provided. From the EC measured by the EC meter 13, the salt concentration in the tank 1a can be known. By the ORP measured by the ORP meter 14, it is possible to determine whether the water quality in the tank 1a is in an oxidized state or a reduced state. Depending on the pH measured by the pH meter 15, it is possible to determine whether the water quality in the tank 1a is acidic or alkaline. Moreover, the front tank 1a is provided with a saline supply device 16 for supplying concentrated saline.
[0015]
The ozone generator 2 is a conventionally known ozone generator. The ozone generator 2 is connected in the middle of a pipe 7 a that connects the tank 1 b downstream of the electrolysis tank and the reaction tank 3. A pump 8a is provided in the middle of the pipe 7a. The ozone gas generated by the ozone generator 2 is injected from the tank 1b in the subsequent stage of the electrolysis tank 1 into the water to be treated sucked up by the pump 8a.
[0016]
The reaction tank 3 is a tank for reacting the water to be treated after the electrolysis treatment with the ozone gas injected into the water to be treated. The inside of the reaction tank 3 is pressurized by about 0.15 to 0.3 MPa. The reaction tank 3 includes a nozzle 30 shown in FIG. 2 as a refining means for refining the water to be treated introduced from the electrolysis tank 1. The nozzle 30 is provided at the inlet of the reaction tank 3. 2A is a front view of the nozzle 30, FIG. 2B is a longitudinal sectional view, and FIG.
[0017]
As shown in FIG. 2B, the nozzle 30 has an inner / outer double structure including an inner nozzle 31 and an outer shell 32. The pipe 7 a is connected to the inner nozzle 31. As shown in FIGS. 2B and 2C, the tip of the inner nozzle 31 opens downward. The opening 33 of the inner nozzle 31 is provided with a plurality of claws 34 a and 34 b that protrude alternately inside and outside the inner nozzle 31. The water to be treated discharged from the inner nozzle 31 is refined by colliding with the inner claw 34a. A part of the water to be treated discharged from the inner nozzle 31 is refined by colliding with the outer claw 34b when diffusing outward from the inner nozzle 31.
[0018]
The outer shell 32 includes a plurality of slits 35 as shown in FIG. The slit 35 has a shape in which irregularities are alternately arranged like a saw tooth. The treated water discharged from the inner nozzle 31 is further refined by colliding with irregularities such as saw teeth when passing through the slit 35. Further, a scattering plate 36 for colliding and scattering the water to be treated discharged from the inner nozzle 31 is provided below the outer shell 32 and directly below the inner nozzle 31. The peripheral edge of the scattering plate 36 has a shape that is slightly warped upward so as to go to the slit 35 of the outer shell 32 after the water to be treated discharged from the inner nozzle 31 collides. The water to be treated discharged from the inner nozzle 31 collides with the scattering plate 36 and is scattered and further refined by passing through the slit 35.
[0019]
In addition, the reaction tank 3 includes a water level sensor 37. The pump 8 a is controlled based on the detection result of the water level sensor 37. Thereby, the water level in the reaction tank 3 is kept constant.
[0020]
The flow rate adjusting tank 4 is connected to the reaction tank 3 by a pipe 7b. The pipe 7b is connected to the lower part of the reaction tank 3 (a position below the water level sensor 37). The flow rate adjusting tank 4 stores the treated water supplied by the pipe 7b, and adjusts the flow rate of the treated water sent to the press machine 5 through the pipe 7c by the pump 8b. A flocculant supply device 9 for adding the flocculant to the treated water is provided in the middle of the pipe 7c. The press 5 compresses the treated water sent from the flow rate adjusting tank 4 and added with the flocculant, and separates it into sludge and water.
[0021]
The dissolution tank 6 dissolves surplus gas taken out from the upper side of the reaction tank 3 through the pipe 7d into the water to be treated taken out from the tank 1b at the rear stage of the electrolysis tank 1 through the pipe 7e provided with the pump 8c. . The inside of the dissolution tank 6 is pressurized by about 0.15 to 0.3 MPa as in the reaction tank 3. The excess gas after dissolution is supplied to the tank 1a in the previous stage of the electrolysis tank 1 through the pipe 7f.
[0022]
The volume reduction processing of organic sludge (hereinafter simply referred to as “sludge”) by the organic sludge treatment apparatus having the above configuration will be described below.
[0023]
Water to be treated containing sludge after biological treatment of wastewater containing organic matter is sucked up by the pump 8d and supplied to the tank 1a in the previous stage of the electrolysis tank 1. Here, based on the measurement result of EC by the EC meter 13 of the tank 1a (salt concentration in the tank 1a), the concentrated saline or dilution water from the saline supply device 16 is appropriately supplied into the tank 1a. The salt concentration is adjusted to be suitable for electrolysis in the tank 1b.
[0024]
In the subsequent tank 1b, the direct current is passed through the electrode plate 11 by the rectifier 12, whereby the water to be treated is electrolyzed. Here, chlorine gas is generated from the electrode plate 11, and hypochlorous acid is generated in the water to be treated. Since this hypochlorous acid has a strong oxidizing power, the sludge in the water to be treated is oxidized and decomposed, and the BOD and COD in the water to be treated are improved.
[0025]
Thus, the water to be treated with improved BOD and COD is supplied to the reaction tank 3 from the tank 1b at the rear stage of the electrolysis tank 1 by the pump 8a. At this time, ozone gas generated by the ozone generator 2 is injected into the water to be treated in the middle of the pipe 7a. The water to be treated into which ozone gas has been injected is supplied into the reaction tank 3 in a state of being miniaturized by the nozzle 30.
[0026]
In the reaction tank 3, sludge in the water to be treated is oxidatively decomposed by ozone gas. Since the water to be treated is refined by the nozzle 30 as described above, the contact between the sludge in the water to be treated and the ozone gas is prevented. More actively, the oxidative decomposition of sludge is further promoted. Here, since ozone is a very unstable substance, there are a substance that reacts directly with an organic substance and decomposes into oxygen, and a substance that self-decomposes in water, as shown below.
[0027]
(1) Direct reaction O 3 + M (organic) → MO + O 2
(2) Self-decomposing O 3 + H 2 O → HO 3 + + OH
HO 3 + + OH - → 2HO 2 ·
O 3 + HO 2 · → OH · + 2O 2
[0028]
As shown in (2), ozone decomposes with water (hydrolysis) to form hydroperoxy radicals (HO 2. ), And further reacts with ozone to generate OH radicals (OH.). That is, OH radicals having very strong oxidizing power are generated in the water to be treated in the reaction tank 3. Therefore, the sludge in the water to be treated is almost completely oxidized and decomposed by the OH radicals. In addition, since the to-be-processed water oxidized and decomposed | disassembled by ozone gas in this reaction tank 3 is in the state by which BOD and COD were improved beforehand by electrolyzing in the electrolysis tank 1, The amount of ozone gas used for oxidative decomposition is small.
[0029]
Moreover, in the organic sludge treatment apparatus in this embodiment, since the inside of the reaction tank 3 is pressurized, more ozone gas etc. are melt | dissolved in to-be-processed water, and it reacts with the sludge in to-be-processed water, and oxidatively decomposes. . Moreover, since the surplus gas of the ozone gas in the reaction layer 3 is dissolved in the water to be treated in the electrolysis tank 1 in the dissolution tank 6 and returned to the electrolysis tank 1, the surplus gas causes the excess gas in the electrolysis tank 1. But oxidative degradation takes place.
[0030]
Thus, the water to be treated which has been almost completely oxidized and decomposed is sent to the flow rate adjusting tank 4 through the pipe 7b. And when sending out from the flow control tank 4 to the press machine 5 by the piping 7c, the flocculant is added to the to-be-treated water by the flocculant supply device 9. Thereby, the sludge remaining in the water to be treated is aggregated and separated into sludge and water by the press machine 5. The separated water is discharged to the final aeration tank through the electric valve 8f.
[0031]
As described above, in the organic sludge treatment apparatus in the present embodiment, after improving the BOD and COD of water to be treated containing sludge by chlorine gas generated by electrolysis, ozone gas is injected to perform oxidative decomposition. Even with a small amount of ozone gas, sludge can be reduced in volume by almost completely oxidizing and decomposing. The amount of ozone gas used in the organic sludge treatment apparatus of the present embodiment is about 20 to 30% compared to a conventional excess sludge decomposition apparatus. Moreover, since the electrode plate 11 used in the electrolysis tank 1 generates chlorine with very low electric energy consumption, the organic sludge treatment apparatus in the present embodiment consumes little power.
[0032]
Moreover, in the organic sludge treatment apparatus in the present embodiment, the ORP meter 14 provided in the electrolysis tank 1 can determine whether the water quality is in an oxidized state or a reduced state. It can be judged that oxidation has progressed under the influence of hypochlorous acid. If this oxidation has progressed too much, for example, by reducing the amount of concentrated saline solution added by the saline solution supply device 16, adjustments such as reducing the ability of electrolysis are performed, and an optimal oxidation state is achieved. It is possible to maintain.
[0033]
Furthermore, in the organic sludge treatment apparatus in the present embodiment, it is possible to determine whether the water quality is acidic or alkaline by the pH meter 15 provided in the electrolysis tank 1. The generation of hypochlorous acid by electrolysis occurs at a pH of 4 to 6, that is, on a weakly acidic side. Therefore, if the pH is high (alkaline side), for example, by adjusting the amount of concentrated saline to be added by the saline supply device 16, adjustment is made to a weakly acidic region where the generation rate of hypochlorous acid is higher. It can be performed.
[0034]
【The invention's effect】
According to the present invention, the following effects can be obtained.
[0035]
(1) An electrolysis tank that electrolyzes water to be treated containing organic sludge using an electrode that generates chlorine gas in water by energization, and means for injecting ozone gas into the water to be treated treated by the electrolysis tank; And BOD for treating water containing sludge by chlorine gas generated by electrolysis by having a refining means for refining treated water into which ozone gas has been injected and having a reaction tank for oxidizing the treated water Since the ozone gas is injected and oxidative decomposition is performed after improving the COD, the sludge can be almost completely oxidized and decomposed to reduce the volume even with a small amount of ozone gas.
[0036]
(2) Since the inside of the reaction tank is pressurized, more ozone gas and the like can be dissolved in the water to be treated and reacted with organic sludge in the water to be treated, so that it can be oxidized and decomposed more. The sludge can be efficiently oxidized and decomposed to reduce the volume.
[0037]
(3) Since the means for dissolving the surplus gas in the reaction tank in the water to be treated in the electrolysis tank is provided, the oxidative decomposition is performed in the electrolysis tank by the surplus gas. Can be oxidatively decomposed to reduce the volume.
[0038]
(4) Since the electrode is coated with a platinum-based material or a ruthenium-based material, chlorine can be generated with very low electric energy consumption, so that an organic sludge treatment apparatus with low power consumption can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an organic sludge treatment apparatus in an embodiment of the present invention.
FIGS. 2A and 2B are diagrams showing details of a nozzle provided in a reaction tank, wherein FIG. 2A is a front view, FIG. 2B is a longitudinal sectional view, and FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electrolysis tank 1a First tank 1b Second tank 2 Ozone generator 3 Reaction tank 4 Flow rate adjustment tank 5 Press machine 6 Dissolution tank 7a, 7b, 7c, 7d, 7e, 7f Piping 8a, 8b, 8c, 8d Pump 8f Motorized valve 9 Flocculant supply device 10 Diaphragm 11 Electrode plate 12 Rectifier 13 EC meter 14 ORP meter 15 pH meter 16 Saline solution supply device 30 Nozzle 31 Inner nozzle 32 Outer part 33 Openings 34a, 34b Claw 35 Slit 36 Scatter plate 37 Water level sensor

Claims (4)

通電により水中に塩素ガスを発生する電極を用いて有機性汚泥を含む被処理水を電気分解する電気分解槽と、
同電気分解槽によって処理された被処理水中にオゾンガスを注入する手段と、
前記オゾンガスが注入された被処理水を微細化する微細化手段を備え、前記被処理水を酸化反応させる反応槽と
を有する有機性汚泥の処理装置。
An electrolysis tank for electrolyzing water to be treated containing organic sludge using an electrode that generates chlorine gas in water when energized;
Means for injecting ozone gas into the water to be treated treated by the electrolysis tank;
An apparatus for treating organic sludge, comprising a refining means for refining the water to be treated into which the ozone gas has been injected, and a reaction tank for oxidizing the water to be treated.
前記反応槽内は、加圧してあることを特徴とする請求項1記載の有機性汚泥の処理装置。2. The organic sludge treatment apparatus according to claim 1, wherein the inside of the reaction tank is pressurized. 前記反応槽内の余剰ガスを前記電気分解槽内の被処理水中に溶解させる手段を備えた請求項1または2に記載の有機性汚泥の処理装置。The organic sludge treatment apparatus according to claim 1 or 2, further comprising means for dissolving surplus gas in the reaction tank in water to be treated in the electrolysis tank. 前記電極は、白金系材料またはルテニウム系材料によって被覆したものである請求項1から3のいずれかに記載の有機性汚泥の処理装置。The organic sludge treatment apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the electrode is coated with a platinum-based material or a ruthenium-based material.
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