JP4024772B2 - 汚泥減溶化方法 - Google Patents
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Description
本発明は、下水処理場、屎尿処理場や産業排水処理施設等から排出される有機性廃水を処理する汚泥処理装置において、余剰汚泥を好熱性細菌により減溶化する汚泥減溶化方法に関する。
有機性廃水処理技術で生物処理によって生じた余剰汚泥については、脱水・焼却して減量後に埋め立て処分されるところ、汚泥の大量化に伴なって焼却後の灰を処分する埋立地の確保は年々困難な状況にある。余剰汚泥の建設資材等への再利用も行なわれているが、経済性、流通システム等の課題により社会全体に広がるにはまだまだ時間がかかるといわれている。
下水廃水の処理方法として活性汚泥処理法が一般的であるが、沈殿槽にて処理水と分離された余剰汚泥については、濃縮後に汚泥可溶化槽にて好熱性細菌により減溶化して後処理の負担を軽減する方法が知られている。図７に、従来の好熱性細菌による汚泥減溶化方法を適用した汚泥処理装置の一例を示す。同図において、有機性廃水が曝気槽ａに流入すると、そこで沈殿する汚泥は陸上に設置された曝気用ブロワｂにより曝気される。曝気を施された汚泥は沈殿槽ｃに送られて処理水と余剰汚泥とに分離され、その余剰汚泥が汚泥可溶化槽ｄに送られ、ボイラーｅの蒸気を槽内に吹き込むことにより汚泥の温度が６０〜７０℃に保持される。その汚泥可溶化槽ｄ内の余剰汚泥は、陸上に設置された曝気用ブロワｆにより空気を吹き込まれて好気条件と高温雰囲気とされた状態で好熱性細菌により可溶化される。ついで、可溶化処理された処理液は、曝気槽ａに返送されて無機化される。
上記汚泥可溶化槽ｄの上流側には、当該汚泥可溶化槽ｄの容積を小さくするために汚泥の濃縮機ｇと、汚泥を加温するために熱交換器ｈを付設することもある。
上記好熱性細菌としては、病原性のない安全な細菌であって自然界から分離されたものであり、好気性条件の下で６０〜７０℃で活発に増殖し、強力な汚泥可溶化酵素を分泌して汚泥を溶解する。その汚泥可溶化酵素は、常温で不活性であるので、可溶化液を曝気槽ａに返送しても活性汚泥に悪影響を及ぼさない。
また、特許第３１００８８５号公報には、有機性廃水を好気性生物処理し、処理液を処理水と汚泥に固液分離してから、その汚泥の一部を高温可溶化段階で、微好気条件で低分子有機酸を生成・蓄積させた後、曝気をして好気状態にすることにより低分子有機酸を利用して増殖し可溶化酵素を分泌させて汚泥の可溶化を促進させ、これを再び好気性生物処理するという活性汚泥処理方法が開示されている。
ところが、好熱性細菌を利用した汚泥減溶化方法は、生物処理のため二次公害の虞がなく、他の汚泥減溶化方法に比べて経済的ではあるが、汚泥の温度を上昇させるために大掛かりな設備を必要とすると共に大きな設備スペースを要するため、運転にかかる維持管理コストが高くつくという欠点がある。
特許第３１００８８５号公報
特許第３１７２９６５号公報
本発明の目的は、汚泥処理装置の簡素化と設備コストの低減化を図ることができる汚泥減溶化方法を提供することにある。
前記目的を達成するために請求項１に記載した発明方法は、有機性廃水を曝気槽にて好気性生物処理を施し、その好気性生物処理が施された処理液を沈殿槽にて処理水と汚泥とに固液分離し、その沈殿槽により分離された汚泥の一部を汚泥可溶化槽で好熱性細菌を用いて可溶化処理を施し、その汚泥可溶化槽で酸化分解された処理液を前記曝気槽に返送する汚泥処理装置において、前記汚泥可溶化槽内に設置した水中ブロワから吐出する空気により前記曝気槽における曝気を施し、その水中ブロワの運転に伴って発生する熱によって該汚泥可溶化槽内の汚泥の温度を高めることにより、好熱性細菌の働きを活発にして可溶化処理を促進させることを特徴とする。
同様の目的を達成するために請求項２に記載した発明方法は、有機性廃水を曝気槽にて好気性生物処理を施し、その好気性生物処理が施された処理液を沈殿槽にて処理水と汚泥とに固液分離し、その沈殿槽により分離された汚泥の一部を汚泥可溶化槽で好熱性細菌を用いて可溶化処理を施し、その汚泥可溶化槽で酸化分解された処理液を前記曝気槽に返送する汚泥処理装置において、前記汚泥可溶化槽内に設置した水中ブロワから吐出される空気により前記曝気槽における曝気を施すと共にその吐出空気の一部を当該汚泥可溶化槽内に放出させて曝気を施し、その水中ブロワの運転に伴って発生する熱によって該汚泥可溶化槽内の汚泥の温度を高めることにより、好熱性細菌の働きを活発にして可溶化処理を促進させることを特徴とする。
同様の目的を達成するために請求項３に記載した発明方法は、有機性廃水を曝気槽にて好気性生物処理を施し、その好気性生物処理が施された処理液を沈殿槽にて処理水と汚泥とに固液分離し、その沈殿槽により分離された汚泥の一部を濃縮機で濃縮して汚泥可溶化槽に送り、その汚泥可溶化槽で加熱手段により加温しつつ好熱性細菌を用いて可溶化処理を施し、その汚泥可溶化槽で酸化分解された処理液を前記曝気槽に返送する汚泥処理装置において、前記汚泥可溶化槽内に設置した水中ブロワから吐出される空気により前記曝気槽における曝気を施すと共にその吐出空気の一部を当該汚泥可溶化槽内に放出させて曝気を施し、その水中ブロワの運転に伴って発生する熱によって該汚泥可溶化槽内の汚泥の温度を高めることにより、好熱性細菌の働きを活発にして可溶化処理を促進させることを特徴とする。
この汚泥減溶化方法によれば、従来の汚泥処理装置における陸上設置の曝気用ブロワに代わる水中ブロワの発熱現象を利用して汚泥を加温するように構成したので、加熱手段が不要もしくは小能力のもので済み、汚泥処理装置の簡素化と設備コストの低減化を図ることができる。加えて、この汚泥減溶化方法では、沈殿槽により分離された汚泥を６０〜７０℃の高温状態で可溶化するので余剰汚泥の発生が殆んどなく、余剰汚泥の処分費用を大幅に削減することができる。また、従来の汚泥処理装置における汚泥可溶化槽をそのまま利用して水中ブロワを設置することができるため、最小限の改造及び付帯設備にて余剰汚泥の減溶化処理を行なうことができ、運転管理が容易となると共に維持管理コストが安くなる。
以下に、本発明の最良の形態例を図面に基づいて説明する。図１は本発明の第１実施例の汚泥減溶化方法を適用した汚泥処理装置の説明図、図２は水中ブロワの正面図、図３は本発明の第２実施例の汚泥減溶化方法を適用した汚泥処理装置の説明図、図４は本発明の第３実施例の汚泥減溶化方法を適用した汚泥処理装置の説明図である。
（第１実施例）
本発明の第１実施例の汚泥減溶化方法を適用した汚泥処理装置を図１に示す。本発明方法において対象とする有機性廃水としては、例えば、下水処理場、屎尿処理場や産業排水処理施設等から排出されるものである。
本発明の第１実施例の汚泥減溶化方法を適用した汚泥処理装置を図１に示す。本発明方法において対象とする有機性廃水としては、例えば、下水処理場、屎尿処理場や産業排水処理施設等から排出されるものである。
図１において、この汚泥処理装置は、有機性廃水（イ）を曝気槽１にて好気性生物処理を施し、その好気性生物処理が施された処理液（ロ）を沈殿槽２にて処理水（ハ）と汚泥とに固液分離し、その沈殿槽２により分離された汚泥の一部（ニ）を汚泥可溶化槽３で好熱性細菌を用いて可溶化処理を施し、その汚泥可溶化槽３で酸化分解された処理液（ホ）を曝気槽１に返送するという一連の処理を繰り返す基本的な構成とされている。
汚泥可溶化槽３内には、図２に示すルーツ式ブロワー等の水中ブロワ１０を底面から３００ｍｍ程度の高さに設置し、その水中ブロワ１０の吐出側に接続された配管１１の先端部１１ａを曝気槽１の底面近くに配設している。１２は水中ブロワ１０の吸込み側に連結されたサイレンサーであり、このサイレンサー１２は汚泥可溶化槽３の外方に配設されている。この水中ブロワ１０に用いるモータについては、汚泥可溶化槽３内の温度が５０℃以上になることから、絶縁階級を耐熱性に優れたＨ種とし、外面塗装も耐熱性・耐食性に優れたものを使用することが好ましい。
上記好気性生物処理は、活性汚泥法にて通常用いられる好気性微生物によって、有機物を二酸化炭素若しくは水等の無機物に分解する処理である。曝気槽２内の温度については、微生物による酸化分解反応が効率よく生ずるように、２０〜３０℃の温度範囲となるように維持するようにする。
上記好熱性細菌としては、病原性のない安全な細菌であって自然界から分離されたものであり、好気性条件の下で６０〜７０℃で活発に増殖し、強力な汚泥可溶化酵素を分泌して汚泥を溶解する。
しかして、汚泥可溶化槽３では、水中ブロワ１０の先端部１１ａから吐出される空気により曝気槽１における曝気が施され、水中ブロワ１０の運転に伴って発生する熱によって汚泥可溶化槽３内の汚泥の温度を高めることにより、好熱性細菌の働きを活発にして可溶化処理が促進される。
以上に述べた第１実施例の汚泥減溶化方法を適用した汚泥処理装置によれば、沈殿槽から分離された汚泥を６０〜７０℃の高温状態で可溶化することにより余剰汚泥の発生が殆んどなくなる。よって、余剰汚泥の脱水・焼却・焼却後の灰の処分を要せず、設備の簡素化とコストの低減化を図ることができる。
（実験）
本発明方法にて用いる水中ブロワの運転に伴って発生する熱量について、試験用水槽にルーツ式ブロワーを設置して下記条件による実験を行なった。その結果を表１に示す。
試験用水槽 容量：約３００リットル、ＦＲＰ製
ルーツ式ブロワー 口径４０Ａ、吸込風量：１．０ｍ３／分（ただし、６０ｋＰａ時）
モータの出力：２．２ｋＷ
試験装置１ 吐出空気を槽内に放出して曝気した場合（図５）
試験装置２ 吐出空気を槽外に排出して曝気しない場合（図６）
本発明方法にて用いる水中ブロワの運転に伴って発生する熱量について、試験用水槽にルーツ式ブロワーを設置して下記条件による実験を行なった。その結果を表１に示す。
試験用水槽 容量：約３００リットル、ＦＲＰ製
ルーツ式ブロワー 口径４０Ａ、吸込風量：１．０ｍ３／分（ただし、６０ｋＰａ時）
モータの出力：２．２ｋＷ
試験装置１ 吐出空気を槽内に放出して曝気した場合（図５）
試験装置２ 吐出空気を槽外に排出して曝気しない場合（図６）
実験の結果、８時間経過後の水温上昇値は、試験装置１では３４℃、試験装置２では３２℃となり、ルーツ式ブロワーの運転により汚泥の温度が高められることが間接的に確かめられた。
（第２実施例）
本発明の第２実施例の汚泥減溶化方法を適用した汚泥処理装置を図３に示す。この汚泥処理装置は、前述した第１実施例の汚泥減溶化方法を適用した汚泥処理装置と基本的に同様の構成とされていている。
本発明の第２実施例の汚泥減溶化方法を適用した汚泥処理装置を図３に示す。この汚泥処理装置は、前述した第１実施例の汚泥減溶化方法を適用した汚泥処理装置と基本的に同様の構成とされていている。
図３に示すように、この汚泥処理装置は、有機性廃水（イ）を曝気槽２１にて好気性生物処理を施し、その好気性生物処理が施された処理液（ロ）を沈殿槽２２にて処理水（ハ）と汚泥とに固液分離し、その沈殿槽２２により分離された汚泥の一部（ニ）を汚泥可溶化槽２３で好熱性細菌を用いて可溶化処理を施し、その汚泥可溶化槽２３で酸化分解された処理液（ホ）を曝気槽２１に返送するという構成とされている。
その汚泥可溶化槽２３内には、第１実施例と同様に、水中ブロワ３０を設置し、その水中ブロワ３０の吐出側に接続された配管３１の先端部３１ａを曝気槽２１の底面近くに配設している。３２は水中ブロワ３０の吸込み側に連結されたサイレンサーである。そして、その水中ブロワ３０の配管３１から曝気管３１ｂを汚泥可溶化槽２３内で分岐接続し、水中ブロワ３０から吐出される空気の一部を汚泥可溶化槽２３内に放出させることにより曝気を施すように構成している。
しかして、第２実施例の汚泥減溶化方法を適用した汚泥処理装置では、水中ブロワ３０から吐出される空気の一部を汚泥可溶化槽２３内に放出させて曝気を施し、汚泥の加温と撹拌を行うことにより槽内の汚泥温度をほぼ均一にすることができるので、汚泥の可溶化が促進されて余剰汚泥の発生が殆んどなくなる。さらに、汚泥可溶化槽２３内で曝気を施しているので、水中ブロワ３０に汚泥が堆積することを防止することができる。
なお、水中ブロワ３０の吐出空気の温度については、吐出圧力１０ｋＰａにつき約１０℃の温度上昇があり、例えば、吐出圧力６０ｋＰａでは約６０℃の温度上昇を示す。
（第３実施例）
本発明の第３実施例の汚泥減溶化方法を適用した汚泥処理装置を図３に示す。この汚泥処理装置は、前述した第２実施例の汚泥減溶化方法を適用した汚泥処理装置の構成に対して、濃縮機４３、熱交換器４４及びボイラー４６を加えた点が異なる。
本発明の第３実施例の汚泥減溶化方法を適用した汚泥処理装置を図３に示す。この汚泥処理装置は、前述した第２実施例の汚泥減溶化方法を適用した汚泥処理装置の構成に対して、濃縮機４３、熱交換器４４及びボイラー４６を加えた点が異なる。
図４に示すように、この汚泥処理装置は、有機性廃水（イ）を曝気槽４１にて好気性生物処理を施し、その好気性生物処理が施された処理液（ロ）を沈殿槽４２にて処理水（ハ）と汚泥とに固液分離し、その沈殿槽４２により分離された汚泥の一部（ニ）を濃縮機４３で濃縮し熱交換器４４で昇温させて汚泥可溶化槽４５に送り、汚泥可溶化槽４５で加熱手段たるボイラー４６の蒸気を吹き込みつつ好熱性細菌を用いて可溶化処理を施し、その汚泥可溶化槽４５で酸化分解された処理液（ホ）を曝気槽４１に返送するという一連の処理が繰り返される構成とされている。
その汚泥可溶化槽４５内には、第２実施例と同様に、水中ブロワ５０を設置し、その水中ブロワ５０の吐出側に接続された配管５１の先端部５１ａが曝気槽４１の底面近くに配設されている。５２は水中ブロワ５０の吸込み側に連結されたサイレンサーである。そして、その水中ブロワ５０の配管５１から曝気管５１ｂを汚泥可溶化槽４５内で分岐接続し、水中ブロワ５０から吐出される空気の一部を汚泥可溶化槽４５内に放出させることにより曝気を施すように構成している。
しかして、第３実施例の汚泥減溶化方法を適用した汚泥処理装置では、水中ブロワ５０から吐出される空気の一部を汚泥可溶化槽４５内に放出させて曝気を施し、濃縮機４３で濃縮された汚泥をボイラー４６の蒸気によって加温することにより槽内の汚泥温度を高温に保持することができるので、汚泥の可溶化が促進されて余剰汚泥の発生が殆んどなくなる。
以上に述べた通り、この汚泥減溶化方法によれば、従来の汚泥処理装置における陸上設置の曝気用ブロワに代わる水中ブロワの発熱現象を利用して汚泥を加温するように構成したので、汚泥処理装置の簡素化と設備コストの低減化を図ることができる。
１，２１，４１・・・曝気槽
２，２２，４２・・・沈殿槽
３，２３，４５・・・汚泥可溶化槽
１０，３０，５０・・・水中ブロワ
４３・・・濃縮機
４４・・・熱交換器
４６・・・ボイラー
２，２２，４２・・・沈殿槽
３，２３，４５・・・汚泥可溶化槽
１０，３０，５０・・・水中ブロワ
４３・・・濃縮機
４４・・・熱交換器
４６・・・ボイラー
Claims (3)
- 有機性廃水を曝気槽にて好気性生物処理を施し、その好気性生物処理が施された処理液を沈殿槽にて処理水と汚泥とに固液分離し、その沈殿槽により分離された汚泥の一部を汚泥可溶化槽で好熱性細菌を用いて可溶化処理を施し、その汚泥可溶化槽で酸化分解された処理液を前記曝気槽に返送する汚泥処理装置において、
前記汚泥可溶化槽内に設置した水中ブロワから吐出する空気により前記曝気槽における曝気を施し、その水中ブロワの運転に伴って発生する熱によって該汚泥可溶化槽内の汚泥の温度を高めることにより、好熱性細菌の働きを活発にして可溶化処理を促進させることを特徴とする汚泥減溶化方法。 - 有機性廃水を曝気槽にて好気性生物処理を施し、その好気性生物処理が施された処理液を沈殿槽にて処理水と汚泥とに固液分離し、その沈殿槽により分離された汚泥の一部を汚泥可溶化槽で好熱性細菌を用いて可溶化処理を施し、その汚泥可溶化槽で酸化分解された処理液を前記曝気槽に返送する汚泥処理装置において、
前記汚泥可溶化槽内に設置した水中ブロワから吐出される空気により前記曝気槽における曝気を施すと共にその吐出空気の一部を当該汚泥可溶化槽内に放出させて曝気を施し、その水中ブロワの運転に伴って発生する熱によって該汚泥可溶化槽内の汚泥の温度を高めることにより、好熱性細菌の働きを活発にして可溶化処理を促進させることを特徴とする汚泥減溶化方法。 - 有機性廃水を曝気槽にて好気性生物処理を施し、その好気性生物処理が施された処理液を沈殿槽にて処理水と汚泥とに固液分離し、その沈殿槽により分離された汚泥の一部を濃縮機で濃縮して汚泥可溶化槽に送り、その汚泥可溶化槽で加熱手段により加温しつつ好熱性細菌を用いて可溶化処理を施し、その汚泥可溶化槽で酸化分解された処理液を前記曝気槽に返送する汚泥処理装置において、
前記汚泥可溶化槽内に設置した水中ブロワから吐出される空気により前記曝気槽における曝気を施すと共にその吐出空気の一部を当該汚泥可溶化槽内に放出させて曝気を施し、その水中ブロワの運転に伴って発生する熱によって該汚泥可溶化槽内の汚泥の温度を高めることにより、好熱性細菌の働きを活発にして可溶化処理を促進させることを特徴とする汚泥減溶化方法。
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