JP5106315B2

JP5106315B2 - 余剰汚泥減量化設備

Info

Publication number: JP5106315B2
Application number: JP2008211649A
Authority: JP
Inventors: 静都石木
Original assignee: 日成プラント株式会社
Priority date: 2008-08-20
Filing date: 2008-08-20
Publication date: 2012-12-26
Anticipated expiration: 2028-08-20
Also published as: JP2010046584A

Description

本発明は、生活排水や産業排水を排水処理設備で処理した際に発生する余剰汚泥を効率的に減量化すると共に、より清浄化した処理水を放流することのできる余剰汚泥減量化設備に関するものである。

生活排水や産業排水は、通常、標準活性汚泥法や膜分離活性汚泥法によって処理されるが、その際、主として汚泥微生物からなる余剰汚泥が発生する。近年、この余剰汚泥の最終処分場が減少しており、その分、処分費用が高騰し、企業などにとって大きな負担となっている。

これまで、この余剰汚泥を減量化する装置が種々創案され使用されているが、減量化効率などの点でさらなる改善が望まれている。また、従来は、余剰汚泥を処理するための脱水機、乾燥機、焼却機などの設備を必要とするので、こうした設備を不要とすることも望まれる。また、余剰汚泥を減量化した後の処理水を、さらに清浄化して放流することも望まれる。

余剰汚泥処理設備として、本件発明者が先に発明した、消化分解槽に貯留した余剰汚泥に、オゾンと空気の混合ガスを供給して余剰汚泥を有機物化し、さらに酸化して処理水に分解した後、殺菌して放水することが知られている（特許文献１）。

この設備は、余剰汚泥を効果的に処理することができるものの、処理能力の向上および悪臭発生の防止などにおいて、さらに改善すべき点がある。

本発明はこうした問題に鑑み創案されたもので、余剰汚泥を、より確実かつ効率的に減量化し、悪臭の発生をさらに効果的に防止し、さらに、より清浄化した処理水を放流することのできる余剰汚泥減量化設備を提供することを課題とする。

特開２００７−１１７７９６号公報

図１および図２を参照して説明する。なお、図中、符号Ｖはバルブであり、適宜必要な箇所に設ける。請求項１に記載の余剰汚泥処理設備は、生活排水や産業排水を排水処理設備で処理した際に発生する余剰汚泥Ｓを連続的に処理する設備である。

この設備は、少なくとも、余剰汚泥Ｓを一時的に貯留し、内部に、散気装置１１およびタイマー１３で作動する送入ポンプ１２を備える汚泥貯留槽１０と、前記汚泥貯留槽の余剰汚泥Ｓが、前記送入ポンプによって自動的に供給され、内部に、循環ポンプ７１、微細散気装置７２、および微生物を高密度に保持する第一スポンジ担体７３を備え、且つ外部に設けた混気ポンプ７４によって前記余剰汚泥Ｓを下部から上方に送って循環させると共にその途中でオゾン発生機３０で発生した高濃度のオゾンを供給管３１を介して混合し、一定時間循環させて前記余剰汚泥Ｓを有機物化すると共に酸化分解し、オゾンの消臭作用により悪臭を除去するオゾン混和槽７０と、前記オゾン混和槽７０で有機物化および酸化分解された余剰汚泥Ｓが供給される消化分解槽２１に、微生物を高密度に保持する第二スポンジ担体２６、および散気泡装置２３を設け、前記有機物化した余剰汚泥Ｓを酸化分解して処理水とし、該処理水を濾過膜群２２を通して排出する消化分解装置２０と、前記消化分解装置の濾過膜群２２を通過した処理水Ｗを、内部に設けた殺菌処理装置４１を通して一時的に貯留した後、放流する処理水貯留槽４０と、前記オゾン混和槽７０と消化分解槽で溶解しなかった排オゾンを、規定濃度以下に処理して放出する排オゾン除去装置５０と、を備える。

また、請求項２に記載の余剰汚泥処理設備は、生活排水や産業排水を排水処理設備で処理した際に発生する余剰汚泥Ｓを連続的に処理する設備である。この設備も、少なくとも、余剰汚泥Ｓを一時的に貯留し、内部に、散気装置１１およびタイマー１３で作動する送入ポンプ１２を備える汚泥貯留槽１０と、前記汚泥貯留槽の余剰汚泥Ｓが、前記送入ポンプによって自動的に供給され、内部に、循環ポンプ７１、微細散気装置７２、および微生物を高密度に保持する第一スポンジ担体７３を備え、且つ外部に設けた混気ポンプ７４によって前記余剰汚泥Ｓを下部から上方に送って循環させると共にその途中でオゾン発生機３０で発生した高濃度のオゾンを供給管３１を介して混合し、一定時間循環させて前記余剰汚泥Ｓを有機物化すると共に酸化分解し、オゾンの消臭作用により悪臭を除去するオゾン混和槽７０と、前記オゾン混和槽７０で有機物化および酸化分解された余剰汚泥Ｓが供給される消化分解槽２１に、微生物を高密度に保持する第二スポンジ担体２６、および散気泡装置２３を設け、前記有機物化した余剰汚泥Ｓを酸化分解して処理水とし、該処理水を濾過膜群２２を通して排出する消化分解装置２０と、前記消化分解装置の濾過膜群２２を通過した処理水Ｗを、内部に設けた殺菌処理装置４１を通して一時的に貯留した後、放流する処理水貯留槽４０と、前記オゾン混和槽７０と消化分解槽で溶解しなかった排オゾンを、規定濃度以下に処理して放出する排オゾン除去装置５０と、を備える。また、これに加えて、前記濾過膜群閉塞時に、該濾過膜群２２に強力洗浄用次亜塩素を供給する膜洗浄管６０を設けている。

請求項３に記載の余剰汚泥減量化設備１は、請求項１および２に記載の発明において、濾過膜群２２を、ゼノン膜、浸漬型平膜、エレメント型セラミック膜、および浸漬型セラミック膜中の少なくともいずれか１つを含む膜で構成してなるものである。

請求項１に記載の余剰汚泥減量化設備１は、余剰汚泥Ｓを微生物やオゾンなどの働きによって、より確実かつ効率的に処理して減量化することができると共に、濾過膜群２２などの働きによって、その後の処理水Ｗをより清浄化して放流することができる。

すなわち、オゾン混和槽７０の余剰汚泥Ｓに、オゾン発生機で発生させたオゾンを混合しながら循環し、さらに循環ポンプ７１でも循環させながら、余剰汚泥Ｓにオゾンを効率的に接触させるので、当該余剰汚泥Ｓを効率的に有機物化することができる。

また、第一スポンジ担体７３に保持した微生物によって有機物化した余剰汚泥Ｓを酸化分解するので、当該余剰汚泥Ｓをより効率的に処理することができる。

また、オゾンの消臭作用によって悪臭を効果的に除去することができる。すなわち、オゾン混和槽７０において、余剰汚泥Ｓとオゾン単体とを混合して一定時間循環させ、余剰汚泥Ｓにオゾンを十分に接触させるので、余剰汚泥Ｓの悪臭を確実に除去することができる。ちなみに、従来技術では、余剰汚泥Ｓにオゾンと空気の混合ガスを接触させていたので、オゾンの働きによる消臭効果を十分に発揮させることが困難であった。

さらに、オゾン混和槽７０で有機物化した余剰汚泥Ｓを消化分解槽２０に送り、そこで散気泡装置２３によって供給される酸素と、第二スポンジ担体２６に保持した微生物の働きによって酸化分解するので、当該余剰汚泥Ｓは炭酸ガスと水（処理水Ｗ）に確実に分解される。従って、余剰汚泥Ｓは、確実かつ効率的に処理されて減量化される。

また、処理水Ｗは、濾過膜群２２を通過して濾過された後、殺菌処理装置４１で殺菌処理され、放流されるので、より浄化した処理水Ｗを放流することができる。

なお、汚泥貯留槽１０では、散気装置１１によって空気を供給し、余剰汚泥Ｓを曝気するので当該余剰汚泥Ｓを構成する汚泥微生物を活性化させ、オゾン混和槽７０および消化分解槽２１での効率的な減量化に寄与する。また、汚泥貯留槽１０に設けたタイマー１３によって作動する送入ポンプ１２によって、余剰汚泥Ｓを連続的（定期的）にオゾン混和槽７０に供給するので、余剰汚泥Ｓの減量化を、効率良く行うことができる。

なお、オゾン混和槽７０および消化分解槽２１で溶解しなかった排オゾンは、排オゾン除去装置５０によって規定濃度（例えば０．１ｐｐｍ以下）に処理されて放出されるので、環境汚染などの問題は発生しない。

また、この発明によると、余剰汚泥Ｓの減量化、ひいてはその全てを消滅させることができるので、従来、余剰汚泥Ｓを処理するために必要であった脱水機、乾燥機、焼却機などの設備を不要とすることができる。

請求項２に記載の余剰汚泥減量化設備１は、請求項１に記載の発明と同様に、余剰汚泥Ｓを効率的に減量化することができると共に、その後の処理水Ｗをより浄化した状態で放流することができる。

また、この設備は、濾過膜群２２に、強力洗浄用次亜塩素を供給するための膜洗浄管６０を設けているので、散気泡装置２３から上昇するオゾン含有空気の超微細によって洗浄されずに閉塞した当該濾過膜群２２を確実に洗浄することができる。この次亜塩素は、汚泥微生物の細胞の核まで溶かして殺菌する能力を有するので、濾過膜群２２の目詰まりの原因となる汚泥微生物を全て除去することができる。

請求項３に記載の余剰汚泥減量化設備１は、請求項１および２に記載の発明と同様に、余剰汚泥Ｓを効率的に減量化し、その後の処理水Ｗをより浄化した状態で放流することができる。

また、濾過膜群２２を、ゼノン膜、浸漬型平膜、エレメント型セラミック膜、および浸漬型セラミック膜の４つの内少なくとも１つ以上の膜によって構成しているので、濾過能力に優れ、より清浄化した処理水Ｗを放流することができる。

本発明に係る余剰汚泥減量化設備１の実施形態を、図１および図２に示す。これは、生活排水や産業排水を排水処理設備で処理した際に発生する高濃度の余剰汚泥Ｓを連続的に処理する設備であり、汚泥貯留槽１０、オゾン混和槽７０、消化分解装置２０、オゾン発生機３０、処理水貯留槽４０、排オゾン除去装置５０、および膜洗浄管６０を備えている。

汚泥貯留槽１０は、搬送されてきた余剰汚泥Ｓを投入して一時的に貯留するもので、内部に、散気装置１１、およびタイマー１３で作動する送入ポンプ１２を備えている。この散気装置１１には、送風機１４から空気が供給される。

オゾン混和槽７０は、汚泥貯留槽１０の余剰汚泥Ｓが、送入ポンプ１２によって自動的に供給されるもので、その内部に、循環ポンプ７１、微細散気装置７２、および微生物を高密度に保持する第一スポンジ担体７３を備える。また、外部に設けた混気ポンプ７４によって余剰汚泥Ｓとオゾンを混合し、一定時間循環させて余剰汚泥Ｓを有機物化および酸化分解すると共に、オゾンの消臭作用により悪臭を除去する。

消化分解装置２０は、オゾン混和槽７０で有機物化および酸化分解された余剰汚泥Ｓが供給される消化分解槽２１に、微生物を高密度に保持する第二スポンジ担体２６を設けている。また、消化分解槽２１に散気泡装置２３を設け、有機物化した状態の余剰汚泥Ｓを酸化分解して処理水とし、その処理水を濾過膜群２２を通して排出する。なお、オゾン混和槽７０で酸化分解されて送られてきた余剰汚泥Ｓは、この消化分解槽２１においてさらに酸化分解される。濾過膜群２２は、直列的に通過するゼノン膜、浸漬型平膜、エレメント型セラミック膜、および浸漬型セラミック膜の三種類の濾過膜の内の少なくとも１つの膜で構成されている。

オゾン発生機３０は、高濃度のオゾンを発生させ、そのオゾンを供給管３１を介して混気ポンプ７４に供給する。

処理水貯留槽４０は、濾過膜群２２を通過してＢＯＤ１０ｍｇ／リットル以下の清浄化された処理水Ｗを、内部に設けた殺菌処理装置４１によって殺菌した後、一時的に貯留し、その後、処理水Ｗとして放流するものである。

排オゾン除去装置５０は、オゾン混和槽７０および消化分解槽２１で溶解しなかった排オゾン（１〜１０ｐｐｍ）を、労働衛生基準で定められた濃度である規定値即ち０．１ｐｐｍ以下に処理して放出する。また、膜洗浄管６０は、濾過膜群２２閉塞時に該濾過膜群２２に次亜塩素を供給して、当該濾過膜群２２を洗浄する。

本実施形態に係る余剰汚泥減量化設備１の作用について説明する。まず、余剰汚泥Ｓを汚泥貯留槽１０に投入し、そこに送風機１４および散気装置１１で空気（酸素）を供給して余剰汚泥Ｓを活性化させる。

次に、汚泥貯留槽１０の余剰汚泥Ｓを、タイマー１３で定期的に作動する送入ポンプ１２によってオゾン混和槽７０に供給する。この供給は供給パイプ１５を通して行われる。なお、送入ポンプ１２をタイマー１３で調整することによって、余剰汚泥Ｓの供給量を調節することができる。

オゾン混和槽７０の余剰汚泥Ｓは、オゾン混和槽７０の外部に設けた混気ポンプ７４によって、その下部から上部に送られて循環し、その途中で、オゾン発生機３０で発生したオゾンが混合される。従って、この余剰汚泥Ｓは、オゾンの働きによって有機物化されると共に、悪臭が除去される。

同時に、オゾン混和槽７０の余剰汚泥Ｓは、第一スポンジ担体７３に高密度で保持された微生物によって酸化分解される。なお、この余剰汚泥Ｓは、循環ポンプ７１によってオゾン混和槽７０の内部を循環するので、オゾンと微生物による有機物化と酸化分解が促進される。

また、混気ポンプ７４を作動していない間は、微細散気装置７２から空気を供給し、オゾン混和槽７０の微生物に酸素を供給し、当該微生物の活動を促す。

なお、図１および図２の想像線で示すように、バルブＶを操作することによって、一定量のオゾンを、オゾン管１６を通して微細散気装置７２に送り、そのオゾンを余剰汚泥Ｓと接触させることができる。

オゾン混和槽７０には、その底部に余剰汚泥Ｓが堆積するのを防止して循環を促進し、有機物化と酸化分解を促すために、循環ポンプ７１を設けている。さらに、オゾン混和槽７０の泡を消すために、消泡剤を収納した消泡タンク７６を設けている。

オゾン混和槽７０で有機物化された余剰汚泥Ｓは、消化分解装置２０の消化分解槽２１に送られた後、ブロワー３２から供給した空気を使用して散気泡装置２３で発生させた気泡と、第二スポンジ担体２６で保持した微生物によって有機物化と酸化分解がさらに促進され、炭酸ガスと水（処理水Ｗ）に分解される。従って、余剰汚泥Ｓは、確実かつ効率的に減量化される。

消化分解槽２１に残存する余剰汚泥Ｓは、処理水Ｗを排水することから高濃度の汚泥となる。そのため、消化分解槽２１の中に戻しポンプ２７を設置し、汚泥戻し管２８を介して、オゾン混和槽７０に戻す。これにより、消化分解槽２１を適正な濃度に保つことができる。戻しポンプ２７をタイマー２９で調整することによって、汚泥の戻し量を調整することができる。

また、オゾン混和槽７０に戻された高濃度の余剰汚泥Ｓは、オゾンと接触することにより、減量処理し易いように可溶化され、これにより減量化を効率良く行うことができる。

消化分解槽２０の処理水Ｗは、濾過膜群２２で濾過された後、殺菌処理装置４１で殺菌処理され処理水貯留槽４０に一時的に貯留され、その後、放流される。この処理水Ｗは、濾過群膜２２で濾過され、さらに殺菌処理装置４１で殺菌処理されているので、清浄水である（ＢＯＤ１０ｐｐｍ以下）。

なお、処理水Ｗは、消化分解槽２１内における水頭圧によって濾過膜群２２を通過し、殺菌処理装置４１に送られるが、これに代えて、図３に示すように、定流量弁４５により調整しながら吸引ポンプ４６で吸引し、殺菌処理装置４１を通して処理水貯留槽４０に貯留した後、放流することができる。処理水Ｗは、タイマー４７で作動させる電磁弁４３の調整により、その放流量を調節することができる。

また、オゾン混和槽７０と消化分解槽２１に残存したオゾン（排オゾン）は、排オゾン移送管５１を通って排オゾン除去装置５０に達し、そこで０．１ｐｐｍ以下の濃度に処理され、排出される。この排出は、圧送ファン５２、ダンパー５３、排オゾン排出管５４によって行われる。なお、排オゾン除去装置５０には、高濃度オゾン分解触媒材５５を設けている。

また、本実施形態では、濾過膜群２２の閉塞時に該濾過膜群２２を浄化するために、次亜塩素を供給するための膜洗浄管６０を設けている。この膜洗浄管６０は、処理水Ｗを殺菌処理装置４１に供給するための処理水管４２に連通させている。

処理水管４２にはタイマー４７によって定期的に作動する電磁弁４３を設けており、この電磁弁４３の開閉により処理水Ｗを８分間流した後、２分間停止し、その間、散気泡装置２３から供給される上昇気泡により濾過膜群２２を洗浄する。こうした洗浄にもかかわらず濾過膜群２２が閉塞したときは、電磁弁４３を閉じ、膜洗浄管６０から次亜塩素を供給して、濾過膜群２２を洗浄する。

こうした構成の余剰汚泥減量化設備１は、余剰汚泥Ｓをオゾンと微生物などの働きによって効率的に減量化することができる。また、濾過膜群２２などの働きによって、その後の処理水Ｗをより清浄化して放流することができる。なお、本実施形態では、消化分解装置２０と汚泥貯留槽１０との間に逆送管２５を設け、消化分解槽２１でオーバーフローした余剰汚泥Ｓを、汚泥貯留槽１０に戻している。

また、オゾン混和槽７０に点検キャップ７５を設けた点検口を形成すると共に、消化分解装置２０に点検キャップ２４を設けた点検口を形成し、余剰汚泥Ｓの濃度を測定するようにしている。なお、オゾン混和槽７０の点検キャップ７５を開けるときは、安全性を確保するために、微細散気装置７２に空気を送るブロワー１４と、オゾン発生機３０を停止させ、バルブをオフにし、一定時間後に点検キャップ７５を開ける。その際、オゾン混和槽７０のオゾン濃度が０．１ｐｐｍ以下であることを確認した後に、余剰汚泥Ｓの濃度を測定する。

本発明に係る余剰汚泥減量化設備の実施形態を示す一部断面側面構成図である。図１に示す余剰汚泥減量化設備の一部断面平面構成図である。本発明の他の実施形態を示す構成図である。

１余剰汚泥減量化設備
１０汚泥貯留槽
１１散気装置
１２送入ポンプ
１３タイマー
１４送風機
１５供給パイプ
１６オゾン管
２０消化分解装置
２１消化分解槽
２２濾過膜群
２３散気泡装置
２４点検キャップ
２５逆送管
２６第二スポンジ担体
２７戻しポンプ
２８汚泥戻し管
２９タイマー
３０オゾン発生機
３１供給管
３２ブロワー
３３空気移送管
４０処理水貯留槽
４１殺菌処理装置
４２処理水管
４３電磁弁
４５定流量弁
４６吸引ポンプ
４７タイマー
５０排オゾン除去装置
５１排オゾン移送管
５２圧送ファン
５３ダンパー
５４排オゾン排出管
５５高濃度オゾン分解触媒材
６０膜洗浄管
７０オゾン混和槽
７１循環ポンプ
７２微細散気装置
７３第一スポンジ担体
７４混気ポンプ
７５点検キャップ
７６消泡タンク
Ｓ余剰汚泥
Ｖバルブ
Ｗ処理水

Claims

生活排水や産業排水を排水処理設備で処理した際に発生する余剰汚泥（Ｓ）を連続的に処理する設備であって、
少なくとも、余剰汚泥を一時的に貯留し，内部に，散気装置（１１）およびタイマー（１３）で作動する送入ポンプ（１２）を備える汚泥貯留槽（１０）と、
前記汚泥貯留槽の余剰汚泥が，前記送入ポンプによって自動的に供給され，内部に，循環ポンプ（７１），微細散気装置（７２），および微生物を高密度に保持する第一スポンジ担体（７３）を備え，且つ外部に設けた混気ポンプ（７４）によって前記余剰汚泥を下部から上方に送って循環させると共にその途中でオゾン発生機（３０）で発生した高濃度のオゾンを供給管（３１）を介して混合し，一定時間循環させて前記余剰汚泥を有機物化すると共に酸化分解し，オゾンの消臭作用により悪臭を除去するオゾン混和槽（７０）と、
前記オゾン混和槽で有機物化および酸化分解された余剰汚泥が供給される消化分解槽（２１）に，微生物を高密度に保持する第二スポンジ担体（２６），および散気泡装置（２３）を設け，前記有機物化した余剰汚泥を酸化分解して処理水（Ｗ）とし，該処理水を濾過膜群（２２）を通して排出する消化分解装置（２０）と、
前記消化分解装置の濾過膜群を通過した処理水を，内部に設けた殺菌処理装置（４１）を通して一時的に貯留した後，放流する処理水貯留槽（４０）と、
前記オゾン混和槽と消化分解槽で溶解しなかった排オゾンを，規定濃度以下に処理して放出する排オゾン除去装置（５０）と、を備えてなる余剰汚泥減量化設備。
生活排水や産業排水を排水処理設備で処理した際に発生する余剰汚泥（Ｓ）を連続的に処理する設備であって、
少なくとも、余剰汚泥を一時的に貯留し，内部に，散気装置（１１）およびタイマー（１３）で作動する送入ポンプ（１２）を備える汚泥貯留槽（１０）と、
前記汚泥貯留槽の余剰汚泥が，前記送入ポンプによって自動的に供給され，内部に，循環ポンプ（７１），微細散気装置（７２），および微生物を高密度に保持する第一スポンジ担体（７３）を備え，且つ外部に設けた混気ポンプ（７４）によって前記余剰汚泥を下部から上方に送って循環させると共にその途中でオゾン発生機（３０）で発生した高濃度のオゾンを供給管（３１）を介して混合し，一定時間循環させて前記余剰汚泥を有機物化すると共に酸化分解し，オゾンの消臭作用により悪臭を除去するオゾン混和槽（７０）と、
前記オゾン混和槽で有機物化および酸化分解された余剰汚泥が供給される消化分解槽（２１）に，微生物を高密度に保持する第二スポンジ担体（２６），および散気泡装置（２３）を設け，前記有機物化した余剰汚泥を酸化分解して処理水（Ｗ）とし，該処理水を濾過膜群（２２）を通して排出する消化分解装置（２０）と、
前記消化分解装置の濾過膜群を通過した処理水（Ｗ）を，内部に設けた殺菌処理装置（４１）を通して一時的に貯留した後，放流する処理水貯留槽（４０）と、
前記オゾン混和槽と消化分解槽で溶解しなかった排オゾンを，規定濃度以下に処理して放出する排オゾン除去装置（５０）と、
前記濾過膜群閉塞時に，該濾過膜群に強力洗浄用次亜塩素を供給する膜洗浄管（６０）と、を備えてなる余剰汚泥減量化設備。
濾過膜群（２２）を、ゼノン膜，浸漬型平膜、エレメント型セラミック膜、および浸漬型セラミック膜中の少なくともいずれか１つを含む膜で構成してなる請求項１または２に記載の余剰汚泥減量化設備。