JP7282020B2 - 汚泥処理システムおよび汚泥処理方法 - Google Patents

Description

本願は、汚泥処理システムおよび汚泥処理方法に関するものである。

下水排水などに含まれる溶解性有機物を処理する活性汚泥法では、処理の過程で発生する余剰汚泥を処理する必要がある。そこで、大量の余剰汚泥を効率的に減容する手法として可溶化処理による余剰汚泥の改質が行われている。可溶化処理の具体例としては、オゾン酸化法、過酸化水素処理法、酸・アルカリ処理法、高熱細菌法および水熱処理法などの加熱処理などが知られている。従来、可溶化処理を制御する指標としては、浮遊性物質量（ＳＳ）および揮発性浮遊物質量（ＶＳＳ）などが用いられていた。例えば特許文献１では、オゾン酸化法において、引抜汚泥に含まれるＶＳＳを用い、ｇ－ＶＳＳあたりのオゾン注入量を決定している。過酸化水素処理法では、引抜汚泥に含まれるＳＳを用い、ｇ－ＳＳあたりの過酸化水素水注入量を決定している。また、酸・アルカリ処理法では、改質槽内を予め定められたｐＨに設定し、一定の滞留時間の間、汚泥を滞留させている。また、加熱処理では予め定められた温度で予め定められた時間汚泥を滞留させている。上記のＳＳおよびＶＳＳは、いずれも可溶化処理前の汚泥から得られる指標である。また、改質槽内のｐＨおよび汚泥の滞留時間も予め設定されるものである。

一方、汚泥の可溶化の度合いとそれに伴うリソース消費量の関係は単純ではなく、事前の把握は困難である。例えばオゾン酸化法の場合、可溶化に伴って発生する生物ガスの量などによって可溶化の進行度合いが把握されるが、例えば非特許文献１と非特許文献２の比較で分かるように、同種の汚泥でも適切なオゾン量が異なっている。すなわち、混合スラッジに対する実験結果について、非特許文献１において生物ガスの量が最大となるオゾン量は０．０８０ｇＯ３／ｇＴＳＳのときであるが（Ｆｉｇ．（ｃ））、非特許文献２において生物ガス（メタンガス）の量が最大となるオゾン量は０．１ｇＯ３／ＣＯＤ（＝０．１２ｇＯ３／ＴＳＳ）のときである（Ｆｉｇ．３）。このような実験結果の相違の原因は必ずしも明らかではないが、実験対象の汚泥に含まれる物質および混合物の違いなどが影響していると考えられる。

特開２００３－２００１９５号公報

G.Silvestre et al., "Ozonation as a pre-treatment for anaerobic digestion of waste activated sludge: Effect of the ozone doses" 13th World Congress on Anaerobic Digestion, June 25-28(2013) M. Weemaes et al., "Anaerobic Digestion of Ozonized Biosolids" Water Research Volume 34 Issue 8, June 2000, Pages 2330-2337

非特許文献１および非特許文献２を考慮すると、特許文献１の技術では可溶化処理におけるリソース消費量が過少または過剰になる虞がある。なぜなら、可溶化処理の対象である余剰汚泥は様々な物質の混合物を含み、どのような混合物が含まれるかは処理対象の排水の状況などによって異なるためである。例えばオゾン処理の場合、ｇ－ＶＳＳあたりのオゾン注入量が同じであっても、状況によって可溶化の進行度合いおよび減容率も異なり、オゾン注入量が過少または過剰になる虞がある。過酸化水素処理法においてＳＳを用いる場合、および予め定められたｐＨ、滞留時間で可溶化処理を実施する場合も同様の問題がある。このように、従来の技術では、可溶化処理で余剰汚泥に注入されるオゾン、過酸化水素水、酸・アルカリなどの薬品、および加熱のためのエネルギーなど、可溶化処理で消費されるリソースのリソース消費量が過少または過剰になる虞がある。

本願は、上記のような問題点を解決するための技術を開示するものであり、可溶化処理におけるリソース消費量を適切に制御することができる汚泥処理システムおよび汚泥処理方法を得ることを目的とする。

本願に開示される汚泥処理システムは、内部で汚泥の可溶化処理が行われる汚泥可溶化部と、汚泥可溶化部にオゾンガスを供給するオゾン供給部を有し、オゾンガスによって汚泥可溶化部内の汚泥に対して可溶化処理を実施する可溶化処理手段と、汚泥または汚泥を含む汚泥含有処理水の粘度を測定し、測定結果を粘度値として出力する粘度測定部と、汚泥可溶化部内の汚泥または汚泥含有処理水を汚泥可溶化部とは別の槽に輸送する輸送手段と、粘度値が予め定められた値になった場合または粘度値が予め定められた範囲の範囲内にある場合に、可溶化処理を停止させ、輸送手段を稼働させて汚泥可溶化部内の汚泥または汚泥含有処理水を別の槽に輸送させる制御部と、汚泥可溶化部内の汚泥または汚泥含有処理水を撹拌する撹拌機とを備え、粘度測定部は、オゾン供給部からの距離が互いに異なる位置の汚泥または汚泥含有処理水の粘度をそれぞれ測定する第１の粘度測定部および第２の粘度測定部を有し、制御部は、第１の粘度測定部により測定された第１の粘度値と第２の粘度測定部により測定された第２の粘度値とに基づいて、汚泥可溶化部内の汚泥または汚泥含有処理水の粘度の不均一さを求め、制御部は、不均一さに基づいて撹拌機を制御するものである。

また、本願に開示される汚泥処理方法は、オゾン供給部から供給されるオゾンガスにより、汚泥可溶化部の内部で汚泥の可溶化処理を行う可溶化処理工程と、汚泥または汚泥を含む汚泥含有処理水の粘度を測定し、測定結果を粘度値として出力する粘度測定工程と、粘度値が予め定められた値になったか否か、あるいは、粘度値が予め定められた範囲の範囲内にあるか否かを判定する粘度判定工程と、粘度判定工程にて粘度値が条件を満たすと判定された場合に、可溶化処理を停止させ、汚泥可溶化部から汚泥可溶化部とは別の槽に、汚泥または汚泥を含む汚泥含有処理水を輸送する輸送工程と、汚泥可溶化部内の汚泥または汚泥含有処理水の粘度の不均一さに基づいて、汚泥可溶化部内の汚泥または汚泥含有処理水を撹拌する工程とを備え、粘度測定工程において、汚泥可溶化部内の互いに異なる位置にある汚泥または汚泥含有処理水の粘度を第１の粘度値および第２の粘度値としてそれぞれ測定し、第１の粘度値および第２の粘度値に基づいて不均一さ求めるものである。

本願に開示される汚泥処理システムおよび汚泥処理方法によれば、可溶化処理におけるリソース消費量を適切に制御することができる。

実施の形態１における汚泥処理システムの構成を示す模式図である。 実施の形態１における汚泥処理方法を示すフロー図である。 実施の形態１に係る汚泥輸送停止制御を示すフロー図である。 実施の形態２における汚泥処理システムの構成を示す模式図である。 実施の形態３における汚泥処理システムの構成を示す模式図である。 実施の形態３の変形例に係る可溶化処理槽およびオゾン発生器を示す模式図である。 実施の形態４における汚泥処理システムの構成を示す模式図である。

以下、添付図面を参照して、本願が開示する汚泥処理システムおよび汚泥処理方法の実施の形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施の形態は一例であり、これらの実施の形態によって本願の発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
以下に、実施の形態１を図１から図３に基づいて説明する。図１は、実施の形態１における汚泥処理システムを示す模式図である。汚泥処理システム１００は、内部で汚泥７の可溶化が行われる可溶化処理槽１、すなわち汚泥可溶化部と、可溶化処理槽１内の汚泥７に対して可溶化処理を実施する可溶化処理手段２と、可溶化処理槽１内の汚泥の粘度を測定し、測定結果を粘度値μとして出力する粘度測定部３と、内部に微生物を含む微生物槽４と、可溶化処理槽１から微生物槽４へ汚泥７を輸送する輸送手段５と、輸送手段５を制御する制御部６を備えている。

可溶化処理槽１は、汚泥配管１０１に接続されており、可溶化処理槽１内には、汚泥配管１０１を介して汚泥７が送られる。可溶化処理槽１に送られた汚泥７は、可溶化処理槽１内に貯留され、可溶化処理手段２によって可溶化処理される。なお、汚泥７は汚泥処理システム１００に処理されるべき対象の一例である。

可溶化処理手段２は、汚泥７を可溶化処理できればよく、具体的な処理方法は限定されない。オゾン酸化法、好熱細菌法、水熱処理法、超音波法、酸・アルカリ処理法など公知の技術を適用することができる。例えばオゾン酸化法を行う場合、可溶化処理手段２はオゾン発生器等（図示無し）となる。水熱処理法を行う場合、可溶化処理手段２は熱源等（図示無し）となる。超音波処理法を行う場合、可溶化処理手段２は超音波発生装置等（図示無し）となる。酸・アルカリ処理法を行う場合、可溶化処理手段２は酸・アルカリ貯留槽等（図示無し）となる。好熱細菌法を行う場合、可溶化処理手段２は熱源等（図示無し）となり、この熱源等により可溶化処理槽１において好熱性細菌が生育しやすい環境を作り出すことができる。

粘度測定部３は、可溶化処理槽１内の汚泥７の粘度を測定できるものであれば特に限定されない。また、粘度測定部３の設置場所および設置方法も特に限定されず、例えば可溶化処理槽１の外部に設けてもよいし、内部に設けてもよい。粘度測定部３の具体例としては、細管式粘度計、回転式粘度計、振動式粘度計などの粘度計が挙げられる。また粘度測定部３は、汚泥７の撹拌のための撹拌動力または汚泥７を輸送するためのポンプ動力を測定する測定部と、撹拌動力またはポンプ動力の消費動力から公知の技術により汚泥７の粘度値μを演算する演算部を含む構成であってもよい。汚泥７の粘度を連続的に測定する観点からは、粘度測定用の配管（図示無し）を可溶化処理槽１に接続し、この配管内に流入させた汚泥７の粘度値μを振動式粘度計を用いて測定する構成が望ましい。この場合、粘度測定用の配管は、例えば汚泥可溶化処理槽１内から流出させた汚泥７を再び汚泥可溶化処理槽１内に流入させるループを構成し、上記振動式粘度計は、粘度測定用の配管の途中に設けることとなる。また粘度測定部３は、制御部６と信号線（図示無し）を介して接続されており、この信号線を介して汚泥７の粘度値μを制御部６に送信する。

微生物槽４は、輸送配管１１１を介して可溶化処理槽１と接続され、真正細菌、古細菌、真核生物のうちの少なくとも１種類を細菌として保持し、この微生物に目的の代謝を行わせるための槽である。微生物槽４に保持される微生物は、可溶化処理槽１で可溶化処理された汚泥７を利用して目的の代謝を行う。微生物槽４の構成は特に限定されず、上記目的の代謝を微生物に行わせるために適した環境が構築される構成であればよい。

輸送手段５は、汚泥７を輸送できる公知の技術を適用することができる。例えば、汚泥を輸送する汚泥ポンプを輸送手段５とすることができる。実施の形態１では輸送手段５を輸送配管１１１上に設けているが、これに限られるものではない。

制御部６は、粘度測定部３から汚泥７の粘度値μを受信し、受信した粘度値μに基づいて輸送手段５の稼働および停止を制御して、可溶化処理槽１から微生物槽４への汚泥７の輸送を制御するものである。

本願発明者らは、汚泥７の可溶化の進行度合いを汚泥７の粘度値μによって評価できることを見出した。可溶化処理の実施中、汚泥７の粘度値μは可溶化の進行に伴って低下するため、「汚泥７の粘度値μ」と「汚泥７の可溶化の進行度合い」との間には相関関係がある。この相関関係を利用し、粘度測定部３により測定された粘度値μから汚泥７の可溶化の進行度合いを評価することができる。また、汚泥７の粘度値μを連続的に測定すれば、汚泥７の可溶化の進行度合いも連続的に把握することができる。具体的には、まず、可溶化処理前に汚泥７の粘度値μを粘度測定部３により測定する。続いて、可溶化処理手段２により汚泥７の可溶化処理を実施しながら、粘度測定部３により汚泥７の粘度を測定する。

なお、粘度測定部３は可溶化処理を実施中の汚泥７の粘度を測定できればよく、可溶化処理前の汚泥７の粘度値μは粘度測定部３とは別の手段で測定してもよい。例えば、汚泥配管１０１に別途粘度計を設けてもよい。また、可溶化処理前の汚泥７の粘度値μが安定して変動がない場合は、可溶化処理前の汚泥７の粘度値μは測定しなくてもよい。

次に、制御部６による輸送手段５の制御についてより詳細に説明する。汚泥処理システム１００が回分方式の汚泥処理システムである場合、例えば、処理すべき汚泥７が汚泥配管１０１を介して可溶化処理槽１に送られ、可溶化処理槽１内に貯留される。その後、貯留されている汚泥７に対して可溶化処理手段２が可溶化処理を実施する。汚泥７に対する可溶化処理の実施中、粘度測定部３が汚泥７の粘度を測定し、測定結果を粘度値μとして制御部６に送信する。

制御部６は、粘度測定部３から受信した粘度値μが予め定められた範囲の範囲内、具体的には、予め定められた閾値μｔｈ以下であった場合に、可溶化処理手段２を停止させ、その後、輸送手段５を稼働させて可溶化処理槽１から微生物槽４に汚泥７を輸送させる。粘度測定部３が汚泥７の粘度を測定する頻度は特に限定されないが、実際に粘度値μが閾値μｔｈ以下になるタイミングと制御部６がそれを認識して輸送手段５を稼働させるタイミングのずれは、汚泥７の粘度を測定する頻度が大きいほど小さくなる。上記タイミングのずれが小さいほど過剰に可溶化処理が行われることが抑制されるため、可溶化処理で消費されるリソースの量をより小さくする観点からは、汚泥７の粘度を測定する頻度は多い方が望ましい。

汚泥処理システム１００が連続方式の汚泥処理システムである場合、例えば、処理すべき汚泥７が汚泥配管１０１を介して可溶化処理槽１に連続的に送られ続ける間に、汚泥７に対して可溶化処理手段２が可溶化処理を実施する。汚泥７に対する可溶化処理の実施中、粘度測定部３が汚泥７の粘度を測定し、測定結果を粘度値μとして制御部６に送信する。

制御部６は、粘度測定部３から受信した粘度値μが予め定められた閾値μｔｈ以下で定常状態になった場合に、粘度値μが閾値μｔｈ以下になったと判断する。制御部６は、可溶化処理手段２を停止させ、その後、輸送手段５を稼働させて可溶化処理槽１から微生物槽４に汚泥７を輸送させる。回分方式の場合と同様に、粘度測定部３が汚泥７の粘度を測定する頻度は特に限定されないが、可溶化処理で消費されるリソースの量をより小さくする観点からは、粘度を測定する頻度は大きい方が望ましい。

なお、可溶化処理前の汚泥７の粘度が変動する場合、粘度値μの変動には可溶化処理の進行に伴う粘度の低下分だけでなく、可溶化処理前の汚泥７の粘度の変動分も含まれる。このため、可溶化処理前の汚泥７の粘度が変動する場合には、粘度値μに替えて、可溶化処理前の汚泥７の粘度値を基準値μ０とした相対値μｒ（＝μ／μ０）を用いることも考えられる。この場合も、相対値μｒが予め定められた閾値μｒｔｈ以下になったか否か（回分方式の場合）、あるいは相対値μｒが閾値μｒｔｈ以下で定常状態になったか否か（連続方式の場合）により、輸送手段５を稼働させるか否かを決定する。相対値μｒを用いることにより、可溶化処理前の汚泥７の粘度の変動の影響を抑制し、より正確に可溶化の進行度合いを評価することができる。

制御部６が輸送手段５を稼働させる条件となる粘度の閾値μｔｈは、微生物槽４に保持される微生物の種類および代謝能力等に応じて適宜設定すればよく、特に限定されない。したがって、目的の代謝が進行する汚泥７の粘度を予め測定しておくことが望ましい。目的の代謝を微生物に行わせることに適した環境が微生物槽４の構成によって構築されており、その環境が変化しない場合は、微生物槽４内の微生物によって目的の代謝が進行する汚泥７の粘度も変動しない可能性が高い。このため、閾値μｔｈを修正する必要はなく、制御部６は当初の閾値μｔｈを予め記憶しておけばよい。微生物槽４内の環境が季節変動などによって変化する場合は、環境が変化するタイミングなどで、再度、変化後の環境の下で目的の代謝が進行する汚泥７の粘度を測定し、閾値μｔｈを修正することが望ましい。

可溶化処理槽１と微生物槽４は、必ずしも直接接続する必要はない。例えば、可溶化処理槽１と微生物槽４との間に、微生物槽４へ流入する汚泥７の流入量を調節するための調節槽などを設けてもよい。

次に、動作について説明する。図２は、実施の形態１における汚泥処理方法を示すフロー図である。実施の形態１における汚泥処理方法は、貯留工程、可溶化処理工程、粘度測定工程、粘度判定工程、および輸送工程を含む。

先ず、処理すべき対象の一例である汚泥７を可溶化処理槽１に貯留する（ステップＳＴ０１）。ステップＳＴ０１は、貯留工程の一例である。ステップＳＴ０１において、汚泥７は汚泥配管１０１を介して可溶化処理槽１に送られる。

次に、可溶化処理手段２を稼働させ、可溶化処理槽１に貯留された汚泥７の可溶化処理を行う（ステップＳＴ０２）。ステップＳＴ０２は、可溶化処理工程の一例である。

次に、粘度測定部３により、可溶化処理槽１内の汚泥７の粘度を測定する（ステップＳＴ０３）。ステップＳＴ０３は、粘度測定工程の一例である。汚泥７の粘度の測定は、可溶化処理前の汚泥７に対しても行ってもよい。可溶化処理前の汚泥７の粘度の測定は、粘度測定部３に限らず、汚泥配管１０１に設けられた粘度計等で行ってもよい。

次に、粘度測定部３は、汚泥７の粘度の測定結果を粘度値μとして制御部６に送信する。制御部６は、粘度値μを受信し、粘度値μが閾値μｔｈ以下になっているか否かを判定する（ステップＳＴ０４）。ステップＳＴ０４は、粘度判定工程の一例である。なお、上述したように、実施の形態１では信号線を介して粘度測定部３から制御部６に粘度値μが送信されている。実際に粘度値μが閾値μｔｈ以下になるタイミングと制御部６がそれを認識して輸送手段５を稼働させるタイミングのずれを小さくする観点からは、信号線を介して粘度値μを連続的に送信することが好ましいが、粘度値μを制御部６に伝達する方法はこれに限られるものではない。例えば、汚泥７の粘度値μを手動で制御部６に入力してもよい。

粘度値μが閾値μｔｈ以下であると判定された場合、制御部６は可溶化処理手段２の可溶化処理を停止させ、その後、輸送手段５を稼働させて可溶化処理槽１から微生物槽４へ汚泥７を輸送させる（ステップＳＴ０５）。ステップＳＴ０５は、輸送工程の一例である。可溶化処理槽１から微生物槽４へ輸送される汚泥７は、可溶化処理槽１から流出し、輸送配管１１１内を通って微生物槽４に流入する。粘度値μが閾値μｔｈより大きい場合、ステップＳＴ０２に戻り、汚泥７の可溶化処理を続ける。

制御部６は、輸送工程の実施中、粘度値μに応じて輸送手段５による汚泥７の輸送量を調整してもよい。例えば、閾値μｔｈと粘度値μの差が大きいときほど汚泥７の輸送量を多くし、閾値μｔｈと粘度値μの差が小さいときは汚泥７の輸送量が小さくなるように輸送手段５を制御することが考えられる。

次に、実施の形態１における汚泥処理方法の汚泥輸送停止制御について説明する。図３は、実施の形態１に係る汚泥輸送停止制御を示すフロー図である。図３では、開始時点において上記した輸送工程が継続しているものとする。

まず、粘度測定部３により、可溶化処理槽１内の汚泥７の粘度を測定する（ステップＳＴ１１）。

次に、粘度測定部３は、汚泥７の粘度の測定結果を粘度値μとして制御部６に送信する。制御部６は、粘度値μを受信し、粘度値μが閾値μｔｈより大きいか否かを判定する（ステップＳＴ１２）。

粘度値μが閾値μｔｈより大きい場合、制御部６は輸送手段５を停止させ、可溶化処理槽１から微生物槽４への汚泥７の輸送を停止させる（ステップＳＴ１３）。ステップＳＴ０５は、輸送停止工程の一例である。粘度値μが閾値μｔｈ以下である場合、可溶化処理槽１から微生物槽４への汚泥７の輸送を継続する（ステップＳＴ１４）。所定時間経過後、ステップＳＴ１１に戻る。

なお、実施の形態１では輸送工程の開始と停止で同じ閾値μｔｈを用いたが、異なる閾値を用いてもよい。すなわち、図３に示した汚泥輸送停止制御は、図２のステップＳＴ０４（粘度判定工程）で用いた判定条件が満たされなくなった場合に汚泥７の輸送を停止させるように構成させたが、汚泥７の輸送を停止させる条件である汚泥輸送停止条件は、必ずしも汚泥７の輸送を開始させる条件の真逆でなくともよい。また、汚泥輸送停止制御においては、微生物槽４内の汚泥または可溶化処理槽１と微生物槽４を接続する配管内の汚泥７の粘度に基づいて汚泥７の輸送停止の判断を行ってもよい。この場合、粘度測定部３あるいは別の粘度測定手段により、微生物槽４内の汚泥または可溶化処理槽１と微生物槽４を接続する配管内の汚泥７の粘度を測定し、測定結果を制御部６に送信する。

実施の形態１によれば、可溶化処理におけるリソース消費量を適切に制御することができる。より具体的には、可溶化処理槽内の汚泥の粘度を測定し、測定結果を粘度値として出力する粘度測定部と、可溶化処理槽内の汚泥を微生物槽に輸送する輸送手段と、粘度値μが予め定められた閾値以下となった場合に、可溶化処理を停止させるとともに輸送手段を稼働して、可溶化処理槽内の汚泥を微生物槽に輸送させる制御部６を備えた。このため、内部で可溶化処理が行われる可溶化処理槽内の汚泥の可溶化の進行度合いを粘度値により評価するとともに、評価された可溶化の進行度合いに応じて微生物槽への汚泥の輸送を開始できる。粘度値に基づく可溶化の進行度合いの評価により、可溶化処理が十分に実施されたタイミングを適時に把握することができるため、適切なタイミングで可溶化処理を終了させることが可能となり、可溶化処理を過剰に実施することも可溶化処理が不十分となることもない。このため、可溶化処理におけるリソース消費量を適切に制御することができる。

実施の形態２．
次に、実施の形態２を図４に基づいて説明する。図４は、実施の形態２における汚泥処理システムを示す模式図である。図中、実施の形態１における汚泥処理システムおよび汚泥処理方法と同様の構成機器および部材には同じ符号を付し、特に必要のない限り説明を省略する。また、実施の形態２の汚泥処理システムは、生物処理槽で発生した余剰汚泥を処理するものである。ここでは生物処理槽として実施の形態１の微生物槽４を用いる。微生物槽４よりも上流側の構成については実施の形態１と同様であるので図示および説明を省略する。なお、生物処理槽として微生物槽４を用いるのは一例であり、これに限られるものではない。

汚泥処理システム２００は、余剰汚泥２４１から濃縮汚泥２４を生成する濃縮装置８と、濃縮汚泥２４の可溶化処理が内部で実施されるオゾン処理槽１０、すなわち汚泥可溶化部と、濃縮汚泥２４をオゾン処理槽１０に輸送する輸送手段９と、オゾン処理槽１０内にオゾンを供給するオゾン発生器１１、すなわちオゾン供給部と、オゾン処理槽１０内の汚泥２５を撹拌する撹拌機１２と、メタン発酵によりメタンガスを生成する消化汚泥２５１を保持する消化槽１３とを備えている。また汚泥処理システム２００は、オゾン処理槽１０内の汚泥２５を消化槽１３に輸送する輸送手段５と、輸送手段５、輸送手段９、オゾン発生器１１、撹拌機１２、および輸送手段５を制御する制御部２２を備えている。

濃縮装置８は、微生物槽４において発生する余剰汚泥２４１が供給される。濃縮装置８は、供給された余剰汚泥２４１を濃縮して濃度が高く流動性が低い濃縮汚泥２４を生成する。

輸送手段９は、濃縮汚泥２４を輸送できる公知の技術を適用することができる。例えば、汚泥ポンプを輸送手段９とすることができる。

オゾン処理槽１０は、濃縮装置８から送られた濃縮汚泥２４を貯留する。オゾン処理槽１０内に貯留された濃縮汚泥２４は、オゾン発生器１１から供給されるオゾンにより徐々にオゾン処理されて可溶化され、オゾン処理された濃縮汚泥２４はオゾン処理汚泥となる。このため、オゾン処理槽１０内の汚泥２５は、オゾン発生器１１からオゾンが供給される前は濃縮汚泥２４であるが、オゾン供給開始後はその一部または全部がオゾン処理汚泥となっている。オゾン処理槽の構成は、濃縮汚泥２４とオゾンガスを反応させるものであれば特に限定されない。オゾン処理槽１０は、例えば、濃縮汚泥２４を貯留でき、かつ、散気管などを介してオゾンガスが供給されるものであればよい。

オゾン処理槽１０には、汚泥２５を流出させる第１の流出口１４と、第１の流出口１４から流出させた汚泥２５を再びオゾン処理槽１０内に流入させる第１の流入口１５が設けられている。第１の流出口１４は第１の粘度測定配管１０２の一端に接続され、第１の流入口１５は第１の粘度測定配管１０２の他端に接続されている。第１の粘度測定配管１０２の中央部にはポンプ１６および粘度測定部３が設けられており、ポンプ１６が稼働することでオゾン処理槽１０内の汚泥２５が第１の流出口１４を介して第１の粘度測定配管１０２に流出する。第１の粘度測定配管１０２に流出した汚泥２５は粘度測定部３に送られて粘度を測定される。粘度測定部３は、測定結果を第１の粘度値μ１として制御部２２に送信する。粘度を測定された汚泥２５は、ポンプ１６により第１の流入口１５を介してオゾン処理槽１０内に戻される。

またオゾン処理槽１０には、それぞれ第１の流出口１４および第１の流入口１５とは異なる場所に、汚泥２５を流出させる第２の流出口１７と、第２の流出口１７から流出させた汚泥２５を再びオゾン処理槽１０内に流入させる第２の流入口１８が設けられている。第２の流出口１７は第２の粘度測定配管１０３の一端に接続され、第２の流入口１８は第２の粘度測定配管１０３の他端に接続されている。第２の粘度測定配管１０３の中央部にはポンプ２０および第２の粘度測定部１９が設けられており、ポンプ２０が稼働することでオゾン処理槽１０内の汚泥２５が第２の流出口１７を介して第２の粘度測定配管１０３に流出する。第２の粘度測定配管１０３に流出した汚泥２５は第２の粘度測定部１９に送られて粘度を測定される。第２の粘度測定部１９は、測定結果を第２の粘度値μ２として制御部２２に送信する。粘度を測定された汚泥２５は、ポンプ２０により輸送され、第２の流入口１８を介してオゾン処理槽１０内に戻される。

オゾン発生器１１は、所定の濃度および流量のオゾンガスを発生させ、発生させたオゾンガスをオゾン処理槽１０内に供給する。オゾン発生器１１は、オゾン発生器１１にオゾンガスの原料を供給する原料供給装置（図示なし）、およびオゾン発生器を冷却する冷却装置（図示なし）に接続されている。

撹拌機１２は、制御部２２からの指令に基づいて、オゾン処理槽１０内の汚泥２５を撹拌する。

消化槽１３は、輸送配管１１１を介してオゾン処理槽１０と接続されている。消化槽１３に保持される消化汚泥２５１は、オゾン処理槽１０から送られるオゾン処理汚泥によって生育し、メタン発酵を行う。このため、消化槽１３が保持する消化汚泥２５１には、一部にオゾン処理汚泥も含まれる。消化槽１３は、その温度が温度制御装置（図示無し）により制御される。消化槽１３の温度は、メタン発酵が進行する温度であれば特に限定されない。消化汚泥２５１の種類およびメタン発酵の種類によってメタン生成活性が最も高くなる温度は異なるため、消化汚泥２５１の種類およびメタン発酵の種類に応じて消化槽１３の温度を制御することが望ましい。例えば中温メタン発酵の場合、３７℃付近でメタン生成が最も活発になるので、中温メタン発酵を行う場合は消化槽１３の温度を３７℃付近に設定することが望ましい。

オゾン処理槽１０から消化槽１３に輸送されるオゾン処理汚泥には酸素が残存する虞があるため、オゾン処理槽１０と消化槽１３の間に脱酸素装置２３を設けることが望ましい。脱酸素装置２３は、オゾン処理槽１０から消化槽１３に輸送されるオゾン処理汚泥中の気泡の除去、およびオゾン処理汚泥中に溶存するオゾンおよび酸素を除去する。これにより、消化槽１３内の嫌気的な環境が維持され、メタンガスの生成が酸素によって阻害されることが抑制される。脱酸素装置２３としては、例えば気泡を除去する金網、および減圧により脱気させる減圧器など、公知の技術を用いることができる。また、輸送手段５として脱気機構を備えたポンプを用い、輸送と脱気の両方の機能を備えることで、脱酸素装置２３を設けた場合と同様の効果を得ることができる。

なお、オゾン処理槽１０に注入されたオゾンは、その全てが濃縮汚泥２４と反応するとは限らない。このため、上述の流入口などを除いてオゾン処理槽１０を密閉構造とし、濃縮汚泥２４と反応しなかったオゾンが外部に放出されることを防ぐことが望ましい。また、残存したオゾンを外部に放出する際に無害化を行うため、排オゾン処理部２１をオゾン処理槽１０に設けることが望ましい。排オゾン処理部２１としては、オゾンを吸着する活性炭を用いた吸着装置、オゾンを熱分解させる加熱装置などを用いることができる。

汚泥２５には、流動性が低い濃縮汚泥２４と、オゾン発生器１１からのオゾンガスによりオゾン処理されたオゾン処理汚泥とが含まれる。すなわち、汚泥２５には粘度が高い汚泥と粘度の低い汚泥の両方が含まれる。測定対象の汚泥の流動性が低い場合、粘度測定部に付着した汚泥を交換しにくく、正確な粘度の測定が妨げられる場合がある。実施の形態２では、濃縮汚泥２４を輸送可能なポンプ１６およびポンプ２０がそれぞれ設けられた第１の粘度測定配管１０２および第２の粘度測定配管１０３に粘度測定部３および第２の粘度測定部１９を設けたので、ポンプ１６またはポンプ２０のポンプ動力により第１の粘度測定配管１０２または第２の粘度測定配管１０３内の汚泥２５を流動させることができる。これにより、汚泥２５を滞留させることなく循環させながら粘度の測定を行うので、粘度の測定を正確に行うことができる。

汚泥２５の粘度によりオゾン処理による汚泥２５の可溶化の進行度合いを評価する点は実施の形態１と同様である。実施の形態２では２つの粘度値（第１の粘度値μ１および第２の粘度値μ２）が制御部２２に送信されるが、閾値μｔｈとの比較においては２つの粘度値の平均値を用いてもよいし、最大値を用いてもよい。制御部２２は、実施の形態１と同様に、上記平均値または最大値が閾値μｔｈ以下となった場合に、汚泥２５は全てオゾン処理されオゾン処理および可溶化処理は終了したと判断し、オゾン発生器１１を停止させ、その後、輸送手段５を稼働させてオゾン処理槽１０内の汚泥２５（オゾン処理汚泥）を消化槽１３に輸送させる。さらに、輸送手段９を稼働させてオゾン処理槽１０内に濃縮汚泥２４を追加で投入させてもよい。また、オゾン発生器１１からのオゾンガスの供給を減少もしくは停止させてもよい。逆に汚泥２５の粘度が大きい場合、オゾン発生器１１からのオゾンガスの供給量を増加させてもよい。

汚泥２５の汚泥輸送停止制御に関しては、実施の形態１と同様である。

実施の形態２では流動性の低い濃縮汚泥２４をオゾン処理による可溶化処理の対象としているため、可溶化処理のためのオゾン処理が不均一となる虞がある。このため、実施の形態２では異なる２か所で引き抜かれた汚泥２５の粘度をそれぞれ測定し、オゾン処理槽１０内におけるオゾン処理の不均一さを把握する。制御部２２は、例えば２つの粘度値（第１の粘度値μ１および第２の粘度値μ２）の差が閾値μｔｈ２よりも大きい場合に、オゾン処理が不均一であると判断してオゾン処理が均一になるように撹拌機１２の撹拌速度を上げさせてもよい。また、オゾン発生器１１からのオゾンガスの供給量を減少させてもよい。

第１の流出口１４および第２の流出口１７の設置位置は、汚泥２５を流出させることが可能であれば特に限定されない。オゾン処理槽１０の側面に設けてもよいし、底面に設けてもよい。また、第１の流出口１４の設置位置および第２の流出口１７の設置位置は互いに異なっていればよい。例えば第１の流出口１４をオゾン処理槽１０の一方の側面に設け、第２の流出口１７をオゾン処理槽１０の他方の側面に設けてもよい。また、オゾン発生器１１に近い側（図４においては下側）ほどオゾン処理による可溶化が進みやすいという点から、オゾン処理槽１０の側面の上部および下部、すなわちオゾン発生器１１に遠い側に第１の流出口１４を設け、近い側に第２の流出口１７をそれぞれ設けてもよい。

第１の流入口１５および第２の流入口１８の設置位置は、汚泥２５を流入させることが可能であれば特に限定されない。オゾン処理槽１０の側面に設けてもよいし、底面または上面に設けてもよい。また、第１の流出口１４の設置位置および第２の流出口１７の設置位置と同様に、第１の流入口１５の設置位置および第２の流入口１８の設置位置は互いに異なっていればよい。

また、実施の形態２では粘度測定部を２つ設け、２か所の汚泥の粘度を測定する構成としているが、粘度測定部を３つ以上設け、３か所以上の汚泥の粘度を測定する構成にしてもよい。この場合、オゾン処理の不均一さの判定には、それぞれの粘度測定部で測定された粘度値の分散または標準偏差などを用いればよい。
その他については実施の形態１と同様であるので、その説明を省略する。

実施の形態２によれば、オゾン処理による可溶化処理において実施の形態１と同様の効果を得ることができる。

また、オゾン処理槽の内の異なる位置の汚泥の粘度を測定する構成としたので、オゾン処理槽内の汚泥の粘度の不均一さを把握することができる。また、把握した不均一さに基づいて撹拌機を制御することができる。

また、ループ状の粘度測定配管をオゾン処理槽に設け、この粘度測定配管に粘度測定部とポンプを設けた。そして、このポンプによりオゾン処理槽から粘度測定配管に汚泥を流出させ、汚泥を定配管内で流動させながら粘度を測定する。このため、流動性の低い濃縮汚泥が汚泥中含まれていても、正確に粘度を測定することができる。

なお、実施の形態２ではオゾン処理槽１０内でオゾン処理が均一に行われるようにしたが、オゾン処理が不均一なままでも、オゾン処理による可溶化処理が十分に実施された部分の汚泥２５から先行して消化槽１３に輸送することも考えられる。この場合、輸送配管１１１を複数用意し、例えば第１の流出口１４の近傍および第２の流出口１７の近傍に輸送配管１１１をそれぞれ設ける。制御部２２は、第１の粘度値μ１および第２の粘度値μ２のそれぞれから可溶化の進行度合いをそれぞれ評価する。例えば第１の粘度値μ１が閾値μｔｈ以下である場合、第１の流出口１４付近の汚泥２５は可溶化処理が十分実施されたと判断し、第１の流出口１４の近傍に設けられた輸送配管１１１から消化槽１３に汚泥２５を輸送させる。これにより、例えばオゾン発生器１１に近く、早い段階で可溶化が進みやすい位置にある汚泥２５を、より早く消化槽１３に輸送させることが可能となる。

実施の形態３．
次に、実施の形態３を図５に基づいて説明する。図５は、実施の形態３における汚泥処理システムを示す模式図である。図中、実施の形態１、２における汚泥処理システムおよび汚泥処理方法と同様の構成機器および部材には同じ符号を付し、特に必要のない限り説明を省略する。また、実施の形態３の汚泥処理システムは、生物処理槽で発生した余剰汚泥をオゾンガスで可溶化処理し、再度生物処理槽に返送するものである。

汚泥処理システム３００は、可溶化処理槽１と、廃水２７を処理して汚泥含有処理水２８を生成する生物処理槽２９と、生物処理槽２９内の汚泥含有処理水２８を可溶化処理槽１に移送する汚泥移送手段２６と、可溶化処理槽１内にオゾンガスを供給するオゾン発生器１１と、可溶化処理槽１内の汚泥含有処理水２８の粘度を粘度値μ３として測定する粘度測定部３と、オゾン処理により可溶化処理された汚泥含有処理水２８を可溶化処理槽１から生物処理槽２９に輸送する輸送手段５と、輸送手段５および汚泥移送手段２６を制御する制御部３２とを備えている。また汚泥処理システム３００は、流出配管１０４および返送配管１０５を介して生物処理槽２９と接続され、生物処理槽２９で生成される汚泥含有処理水２８を処理水３１と濃縮汚泥に分離する固液分離部３０とを備えている。

生物処理槽２９は、輸送配管１１１を介して可溶化処理槽１と接続され、微生物等の集合体である活性汚泥を保持している。この活性汚泥は、生物処理槽２９に流入した廃水２７を処理し、汚泥を含む汚泥含有処理水を生成する。生成された汚泥含有処理水２８は、流出配管１０４を介して固液分離部３０に流出する。

固液分離部３０は、流出配管１０４を介して生物処理槽２９から流入する汚泥含有処理水２８を処理水３１と濃縮汚泥に分離する。処理水３１は、汚泥処理システム３００の外部に送られる。固液分離部３０によって汚泥含有処理水２８から分離された濃縮汚泥は、返送配管１０５を介して生物処理槽２９に返送される。なお、返送配管１０５には、例えばポンプ（図示なし）などの輸送手段が設けられ、この輸送手段により濃縮汚泥の返送が行われる。固液分離部３０としては、例えば沈殿槽または膜分離槽を用いることができる。膜分離槽を用いる場合、いわゆる膜分離活性汚泥法で使用される膜モジュールを使用すればよい。図５に示す固液分離部３０は槽外型の構成としているが、槽内型の構成としてもよい。

オゾン発生器１１は、所定の濃度および流量のオゾンガスを発生させ、発生させたオゾンガスを可溶化処理槽１内に供給する。またオゾン発生器１１は、オゾン発生器１１にオゾンガスの原料を供給する原料供給装置（図示なし）、およびオゾン発生器を冷却する冷却装置（図示なし）に接続されている。

オゾン発生器１１が発生させるオゾンガスの原料は特に限定されない。例えば液体酸素またはＰＳＡ（Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｓｗｉｎｇ Ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ）、もしくはＰＶＳＡ（Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｖａｃｕｕｍ Ｓｗｉｎｇ Ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ）で生成した酸素を用いることができる。また、オゾン発生器１１に供給される酸素に対して流量比で０．０５％～５％の窒素、空気、または二酸化炭素を添加する添加ガス供給部を必要に応じて設けてもよい。

オゾン発生器１１が発生させるオゾンガスの流量および濃度は、汚泥含有処理水２８に含まれる汚泥を可溶化処理できる流量および濃度であれば特に限定されない。濃度については、汚泥含有処理水２８に含まれる汚泥を効率的に可溶化処理すること、および現状のオゾン発生器１１のみで生成可能なオゾンガス濃度を考慮すると、１００ｇ／Ｎｍ^３以上４００ｇ／Ｎｍ^３以下が好ましく、２５０ｇ／Ｎｍ^３以上４００ｇ／Ｎｍ^３以下がより好ましい。オゾンガス濃度を上記範囲にすることにより、現状のオゾン発生器１１のみで必要なオゾンガスを発生させつつ、生物処理槽２９内で発生する汚泥含有処理水２８中の汚泥を効率的に可溶化処理することと、オゾン製造コストの増加の抑制を両立することができる。

オゾン発生器１１を冷却する冷却装置の構成としては、例えば、オゾン発生器１１を冷却するための冷却媒体を循環させる循環ポンプと、オゾン発生器１１において発生した熱を吸収して昇温した冷却媒体を冷却する冷却器とを備える構成がよい。冷却器としては、液体―液体型および液体―気体型から選択した熱交換型冷却器、または液体―フロン冷媒型のチラー等を用いてもよい。また、極低温下で冷却を行う場合には冷凍機を用いてもよい。冷却媒体としては、一例として水道水を用いてもよい。その他、不凍液またはスケール除去剤等が混入された水、イオン交換水、または純水を用いてもよい。さらに、エチレングリコールまたはエタノール等を用いてもよい。

汚泥移送手段２６は、汚泥配管１０１を介して、汚泥含有処理水２８を生物処理槽２９から可溶化処理槽１に移送する。可溶化処理槽１に移送された汚泥含有処理水２８中の汚泥は、オゾン発生器１１で生成するオゾンガスによって可溶化処理される。輸送手段５は、輸送配管１１１を介して、可溶化処理された汚泥を含む汚泥含有処理水２８を可溶化処理槽１から生物処理槽２９に輸送する。

生物処理槽２９の構成は特に限定されず、嫌気槽、無酸素槽、好気槽を含むＡ２Ｏ法（ａｎａｅｒｏｂｉｃ－ａｎｏｘｉｃ－ｏｘｉｃ ｐｒｏｃｅｓｓ）、またはＯＤ法（ｏｘｉｄａｔｉｏｎ ｄｉｔｃｈ ｐｒｏｃｅｓｓ、オキシデーションディッチ法）等、公知の技術を使用できる。ただし、廃水２７が有機物を含有する場合などにおいては廃水２７の生物処理の効率性の観点から、生物処理槽２９の少なくとも一部に好気性条件の環境が存在することが望ましい。好気性条件の環境は、生物処理槽２９の底部の所定の位置に散気装置（図示なし）を設け、ブロア、コンプレッサ、又はポンプ等の空気供給機器を用いることで存在させることができる。

汚泥移送手段２６が汚泥含有処理水２８を可溶化処理槽１に移送する際に、生物処理槽２９中の汚泥含有処理水２８のどの部分から汚泥含有処理水２８を引き抜くかは特に限定されないが、例えば、上記のように生物処理槽２９に好気性条件の環境が存在する場合、好気性条件の環境で発生する汚泥の量は嫌気性条件の環境で発生する汚泥の量よりも多い。このため、好気性条件の環境である場所に汚泥配管１０１の一端を配置することが好ましい。これにより、汚泥がより多く含む汚泥含有処理水２８を可溶化処理槽１に移送することができる。

また、輸送手段５が可溶化処理された汚泥を含む汚泥含有処理水２８を生物処理槽２９に輸送する際に、可溶化処理槽１内の汚泥含有処理水２８のどの部分から汚泥含有処理水を引き抜くかも特に限定されない。上述した嫌気槽、無酸素槽、好気槽を含むＡ２Ｏ法、またはＯＤ法が生物処理槽２９において適用されている場合、固液分離部３０から最も遠い嫌気槽に汚泥含有処理水２８を輸送する構成であることが好ましい。この場合、可溶化処理された汚泥が処理水３１に流出するリスクを低減することができる。ただし、廃水２７中の窒素成分を除去する効果を向上させたい場合などは無酸素槽に輸送する構成にすればよいし、可溶化処理された汚泥が処理水３１に流出するリスクがもともと小さいと見込まれる場合は、好気槽に輸送する構成にしてもよい。

粘度測定部３は、可溶化処理槽１において、可溶化処理されている汚泥を含む汚泥含有処理水２８の粘度を測定し、測定結果を粘度値μ３として制御部３２に送信する。実施の形態１と同様に、粘度測定部３において汚泥含有処理水２８の粘度を連続的に測定する場合、汚泥の可溶化の進行度合いを連続的に把握することができる。

制御部３２は、粘度測定部３から汚泥含有処理水２８の粘度値μ３を受信し、受信した粘度値μ３に基づいて輸送手段５の稼働および停止を制御して、可溶化処理槽１から生物処理槽２９への汚泥含有処理水２８の輸送を制御する。可溶化処理槽１から生物処理槽２９へ輸送される汚泥含有処理水２８に含まれる汚泥は、オゾン発生器１１からのオゾンガスにより可溶化処理されている。なお、実施の形態１と同様に、輸送手段５は汚泥含有処理水２８を輸送できる公知の技術を適用することができる。また、実施の形態３では輸送手段５を輸送配管１１１上に設けているが、これに限られるものではない。

制御部３２は、粘度測定部３から受信した粘度値μ３が予め定められた範囲、すなわち下限値μＡ以上かつ上限値μＢ以下の範囲内にある場合、オゾン発生器１１を停止させ、その後、輸送手段５を稼働させて可溶化処理された汚泥を含む汚泥含有処理水２８を可溶化処理槽１から生物処理槽２９に輸送する。このとき、生物処理槽２９に送られる汚泥は可溶化処理により減容されているため、生物処理槽２９に含まれる微生物によって分解されやすい。このため、生物処理槽２９で発生し固液分離部３０に流出する余剰汚泥の量は減少する。

粘度値μ３が上記予め定められた範囲の範囲外にある場合、制御部３２は輸送手段５を稼働させない。また制御部３２は、粘度値μ３が上記予め定められた範囲の範囲内となるようにオゾン発生器１１が発生させるオゾンガスの濃度および流量を制御する。すなわち、粘度値μ３が上限値μＢよりも大きい場合、粘度値μ３が上限値μＢ以下となるようにオゾンガスの濃度および流量の一方もしくは両方を大きくする制御を行う。粘度値μ３が下限値μＡよりも小さい場合、粘度値μ３が下限値μＡ以上となるようにオゾンガスの濃度および流量の一方もしくは両方を小さくする制御を行う。なお、下限値μＡと上限値μＢを同じにしてもよい。この場合、制御部３２は粘度値μ３、すなわち汚泥含有処理水２８の粘度値が予め定められた値μＣ（＝μＡ＝μＢ）になるようにオゾン発生器１１を制御し、汚泥含有処理水２８の粘度値が予め定められた値μＣになった場合に輸送手段５を稼働させて可溶化処理槽１から生物処理槽２９に汚泥含有処理水２８を輸送することとなる。

本願発明者らは、粘度測定部３が測定する汚泥含有処理水２８の粘度と、生物処理槽２９で低減される汚泥の量は、負の相関があることを見出した。すなわち、粘度測定部３が測定する汚泥含有処理水２８の粘度が小さいほど、生物処理槽２９で低減される汚泥の量は大きくなる。汚泥には可溶化されない重金属などの無機物も含まれ、生物処理槽２９で低減される汚泥の量が過剰に大きいと、重金属などの無機物は低減されていないことから、生物処理槽２９内の無機物の濃度（含有割合）が過剰に増加する虞がある。そのため、汚泥の低減量は適切に制御する必要がある。したがって、制御部３２は、粘度測定部３が測定する汚泥含有処理水２８の粘度値μ３が上記予め定められた範囲に入るように、オゾン発生器１１が生成するオゾンガスの濃度、および流量を制御し、粘度値μ３が上記予め定められた範囲の範囲内となった場合に、輸送手段５を稼働させる。

なお、汚泥処理システム３００が連続式である場合には、汚泥含有処理水２８の粘度値μ３が上記予め定められた範囲の範囲内にない場合に、汚泥移送手段２６の汚泥含有処理水２８の流量を制御部３２により制御してもよい。すなわち、汚泥含有処理水２８の粘度値μ３が上限値μＢよりも大きい場合、汚泥移送手段２６の汚泥含有処理水２８の流量を小さくする制御を行う。逆に、汚泥含有処理水２８の粘度値μ３が下限値μＡよりも小さい場合、汚泥含有処理水２８の流量を大きくする制御を行う。このように制御することで、可溶化処理槽１内の汚泥含有処理水２８の粘度値μ３を上記予め定められた範囲内に収めることができる。このとき、汚泥移送手段２６の汚泥含有処理水２８の流量と、輸送手段５の汚泥含有処理水２８の流量は、制御部６により同等に調整されることが好ましい。

制御部３２が汚泥含有処理水２８の輸送を開始させる条件である汚泥含有処理水２８の粘度値μ３の範囲（下限値μＡ以上かつ上限値μＢ以下）または予め定められた値μＣ（＝μＡ＝μＢ）は、汚泥処理システム３００が導入される生物処理槽２９に含まれる微生物の代謝能力等によって適宜、設定すればよく、特に限定されない。したがって、汚泥処理システム３００を本格的に稼働させる前に、生物処理槽２９で低減される汚泥の量と、粘度測定部３が測定する汚泥含有処理水２８の粘度との相関関係を予め把握しておくことが好ましい。廃水２７の性状が通年で安定的で、かつ、生物処理槽２９の水温など微生物の生育環境が安定である場合は、上記の相関関係は変動しない可能性が高いため、制御部３２は上記予め定められた範囲または上記予め定められた値を予め把握しておくだけで良い。ただし、廃水２７の性状または、生物処理槽２９の微生物の生育環境が季節変動などによって変動する場合には、その変動のタイミングなどで、再度、調整期間として、生物処理槽２９で低減される汚泥の量と、粘度測定部３が測定する汚泥含有処理水２８の粘度との相関関係を把握し直す期間を設けることが好ましい。

汚泥含有処理水２８の輸送停止制御に関しては、実施の形態１の汚泥輸送停止制御と同様である。

なお、可溶化処理槽１の構成は、汚泥含有処理水２８にオゾンガスを供給することができる公知の技術を使用すれば良く、特に限定されない。可溶化処理槽１は、例えば、汚泥含有処理水２８を貯留でき、かつ、散気管などを介してオゾンガスが供給さるものであればよい。

粘度測定部３は可溶化処理槽1の外部・内部等のいずれに取り付けても良く、汚泥含有処理水２８の粘度を測定できれば、設置場所、方法は特に限定されない。粘度測定部３が粘度を測定する手段も特に限定されず、細管式粘度計、回転式粘度計、振動式粘度計などの粘度計の使用または撹拌動力、ポンプ動力など消費動力からの粘度の測定など公知の技術を適用することができる。また、連続的に測定する観点から、振動式粘度計を用いて、配管内で粘度を測定することが好ましい。

また、可溶化処理槽１内におけるオゾンガスと汚泥の反応方式も、バッチ方式、ＣＳＴＲ（ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｓｔｉｒｒｅｄ ｔａｎｋ ｒｅａｃｔｏｒ、連続槽型反応器）方式など公知の技術を使用すればよく、特に限定されない。
例えば、可溶化処理槽１が汚泥含有処理水２８を貯留できる槽であり、汚泥移送手段２６により汚泥含有処理水２８を可溶化処理槽１に貯留、保持し、この汚泥含有処理水２８に対してオゾン発生器１１で生成したオゾンガスを散気管、エジェクタ等の気液混合器を介して供給した後、汚泥含有処理水２８を生物処理槽２９に返送する場合は、バッチ方式となる。

また、例えば、可溶化処理槽１が汚泥含有処理水２８を貯留できる槽であり、汚泥移送手段２６により汚泥含有処理水２８を可溶化処理槽１に流入させると同時に輸送手段５を用いて汚泥含有処理水２８を生物処理槽２９に返送する。そして、その間にオゾン発生器１１で生成したオゾンガスを散気管、エジェクタ等の気液混合器を介して供給する場合は、ＣＳＴＲ方式となる。
その他については実施の形態１と同様であるので、その説明を省略する。

実施の形態３によれば、オゾン処理による汚泥含有処理の可溶化処理において実施の形態１と同様の効果を得ることができる。また、廃水を生物処理して汚泥含有処理水を生成する生物処理槽を備え、可溶化処理槽内の汚泥含有処理水の粘度値が予め定められた範囲の範囲内にある場合または汚泥含有処理水の粘度値が予め定められた値になった場合に、制御部により可溶化処理槽から生物処理槽に汚泥含有処理水２８を輸送させる。このため、生物処理槽で低減する汚泥の量を適切に制御することができる。

次に、実施の形態３の変形例を図６に基づいて説明する。この変形例は、気液混合器であるエジェクタをオゾンガスの注入に用いる場合の構成を示す。図６は、実施の形態３の変形例に係る可溶化処理槽およびオゾン発生器を示す模式図である。なお、図６は図５に示す汚泥処理システム３００と異なる部分のみを表しており共通部分は省略している。図６に示すように、可溶化処理槽１には一方の側面から汚泥含有処理水２８を流出させて他方の側面から汚泥含有処理水２８を戻す循環配管３６が設けられている。循環配管３６上にはエジェクタ３５が設けられ、エジェクタ３５の側面には、エジェクタ３５内にオゾンガス供給するするオゾン発生器１１が接続されている。上記のように構成することにより、可溶化処理槽１から上流側の循環配管３６に流出した汚泥含有処理水２８は、上流側の循環配管３６を通ってエジェクタ３５内に供給され、エジェクタ３５内でオゾンガスと混合される。その後、エジェクタ３５から吐出され、下流側の循環配管３６を通って可溶化処理槽１に戻される。なお、図６に示す変形例のようにエジェクタ３５が設けられた循環配管３６を可溶化処理槽１に接続する構成は、実施の形態２においても適用可能である。

実施の形態４．
次に、実施の形態４を図７に基づいて説明する。図７は、実施の形態４における汚泥処理システムを示す模式図である。図中、実施の形態１～３における汚泥処理システムおよび汚泥処理方法と同様の構成機器および部材には同じ符号を付し、特に必要のない限り説明を省略する。実施の形態４は、実施の形態１の可溶化処理槽１をエジェクタに置き換え、可溶化処理手段２をオゾン発生器１１に置き換えたものである。汚泥処理システム４００は、汚泥配管１０１を介して汚泥７が流入し、内部でオゾン処理による汚泥７の可溶化処理が行われるエジェクタ４１と、エジェクタ４１にオゾンガスを供給するオゾン発生器１１と、エジェクタ４１内に導入される汚泥７の粘度を測定し、測定結果を粘度値μ４として出力する処理前粘度測定部４２と、エジェクタ４１から流出した汚泥７の粘度を測定し、測定結果を粘度値μ５として出力する処理後粘度測定部４３と、内部に微生物を含む微生物槽４と、一端がエジェクタ４１の吐出側に接続され、多端が微生物槽４に接続された輸送配管１１１と、エジェクタ４１から微生物槽４へ汚泥７を輸送する輸送手段５と、輸送手段５を制御する制御部４４とを備えている。

エジェクタ４１は、供給側に汚泥配管１０１が接続されており、汚泥配管１０１を介して内部に汚泥７が供給される。エジェクタ４１は気液混合器として機能し、オゾン発生器１１から供給されるオゾンガスと汚泥７を内部で混合して汚泥７とオゾンを反応させる。オゾンと反応した汚泥７はオゾン処理により可溶化処理され、エジェクタ４１の吐出側から輸送配管１１１に流出する。

処理前粘度測定部４２は、汚泥配管１０１に設けられている。処理前粘度測定部４２は、汚泥配管１０１を流れる汚泥７の粘度を測定し、測定結果を粘度値μ４として制御部４４に送信する。処理前粘度測定部４２の具体的な構成については実施の形態１の粘度測定部３と同様であるので、説明を省略する。

処理後粘度測定部４３は、輸送配管１１１に設けられている。処理後粘度測定部４３は、エジェクタ４１内で可溶化処理された後にエジェクタ４１から吐出され、輸送配管１１１を流れる汚泥７の粘度を測定し、測定結果を粘度値μ５として制御部４４に送信する。処理後粘度測定部４３の具体的な構成については実施の形態１の粘度測定部３と同様であるので、説明を省略する。

輸送配管１１１には、上流側から処理後粘度測定部４３、三方弁１０７、および輸送手段５が設けられている。三方弁１０７は、開閉動作により輸送配管１１１内の汚泥の流れを制御する。また、三方弁１０７には、返送配管１０６の一端が接続されている。返送配管１０６の他端は、処理前粘度測定部４２とエジェクタ４１の間において汚泥配管１０１に接続されている。すなわち、汚泥配管１０１と返送配管１０６の接続位置は処理前粘度測定部４２よりも下流側になる。

制御部４４は、処理前粘度測定部４２および処理後粘度測定部４３から粘度値μ４および粘度値μ５をそれぞれ受信し、受信した粘度値μ４、μ５に基づいて三方弁１０７および輸送手段５、およびオゾン発生器１１を制御する。実施の形態４においても実施の形態１と同様、汚泥７の粘度値と可溶化の進行度合いの相関関係を利用し、粘度値μ４、μ５から可溶化の進行度合いを評価する。実施の形態４では、粘度値μ４を基準とした粘度値μ５の相対値μｒ２（＝μ５／μ４）を用いる。相対値μｒ２は、エジェクタ４１内における可溶化処理による汚泥７の粘度値の低下度合いを示す。

相対値μｒ２が予め定められた閾値μｔｈｒ以下であった場合、エジェクタ４１内のオゾン処理により汚泥７は十分可溶化されたと判断される。制御部４４は、エジェクタ４１から微生物槽４の方向に三方弁１０７を開放操作し、エジェクタ４１から微生物槽４に汚泥７が流通可能にする。この際、返送配管１０６側の弁を閉じ、汚泥７が返送配管側に流れることを防ぐ。さらに、制御部４４は、輸送手段５を稼働させてエジェクタ４１側から微生物槽４に汚泥７を輸送させる。

相対値μｒ２が閾値μｔｈｒより大きい場合、エジェクタ４１内のオゾン処理による汚泥７の可溶化は不十分と判断される。制御部４４は、三方弁の方向を返送配管１０６側に開放するとともに、微生物槽４側の弁を閉じ、汚泥が微生物槽４に流れることを防ぐ。また制御部４４は、返送配管１０６に設けられたポンプ（図示なし）を稼働し、汚泥７を処理前粘度測定部４２とエジェクタ４１の間に戻す。戻された汚泥７は再度エジェクタ４１に流入し、オゾン処理による可溶化処理が実施される。相対値μｒ２が予め定められた閾値μｔｈｒ以下になるまで、同様の操作を繰り返す。
その他については実施の形態１と同様であるので、その説明を省略する。

なお、実施の形態４では汚泥７がエジェクタ４１内で可溶化処理される前後での粘度値の低下度合いを把握できればよいので、上述の相対値μｒ２に限らず粘度の差（μ４－μ５）を用いてもよい。また、エジェクタ４１に流入する前の汚泥７の粘度が安定している場合は、エジェクタ４１通過後の粘度値μ５のみから可溶化の進行度合いを評価してもよい。

汚泥７の汚泥輸送停止制御に関しては、実施の形態１と同様である。

なお、エジェクタ４１に汚泥７を貯留することはできないが、可溶化処理された汚泥７を貯留する調節槽（図示なし）を輸送手段５と微生物槽４の間に設けてもよい。

実施の形態４によれば、可溶化処理槽の代わりにエジェクタを用いる場合でも、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。

なお、実施の形態４において実施の形態１の可溶化処理槽１をエジェクタに置き換えたように、実施の形態３の可溶化処理槽１をエジェクタ４１に置き換えてもよい。この場合、エジェクタ４１には汚泥含有処理水２８が流入する。また、汚泥処理システムとしてはＰＦＲ方式の汚泥処理を行うこととなる。

本願は、様々な例示的な実施の形態及び実施例が記載されているが、１つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。
従って、例示されていない無数の変形例が、本願に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。

１ 可溶化処理槽、２ 可溶化処理手段、３ 粘度測定部、４ 微生物槽、５ 輸送手段、６、２２、３２、４４ 制御部、７ 汚泥、８ 濃縮装置、９ 輸送手段、１０ オゾン処理槽、１１ オゾン発生器、１２ 撹拌機、１３ 消化槽、１４ 第１の流出口、１５ 第１の流入口、１６ ポンプ、１７ 第２の流出口、１８ 第２の流入口、１９ 第２の粘度測定部、２０ ポンプ、２３ 脱酸素装置、２４ 濃縮汚泥、２５ 汚泥、２６ 汚泥移送手段、２８ 汚泥含有処理水、２９ 生物処理槽、３５、４１ エジェクタ、４２ 処理前粘度測定部、４３ 処理後粘度測定部、１００、２００、３００、４００ 汚泥処理システム、１０１ 汚泥配管、１０２ 第１の粘度測定配管、１０３ 第２の粘度測定配管、１０５、１０６ 返送配管、１１１ 輸送配管、μ、μ１、μ２、μ３、μ４、μ５ 粘度値

Claims (13)

1. 内部で汚泥の可溶化処理が行われる汚泥可溶化部と、
   前記汚泥可溶化部にオゾンガスを供給するオゾン供給部を有し、前記オゾンガスによって前記汚泥可溶化部内の汚泥に対して可溶化処理を実施する可溶化処理手段と、
   前記汚泥または前記汚泥を含む汚泥含有処理水の粘度を測定し、測定結果を粘度値として出力する粘度測定部と、
   前記汚泥可溶化部内の汚泥または汚泥含有処理水を前記汚泥可溶化部とは別の槽に輸送する輸送手段と、
   前記粘度値が予め定められた値になった場合または前記粘度値が予め定められた範囲の範囲内にある場合に、前記可溶化処理を停止させ、前記輸送手段を稼働させて前記汚泥可溶化部内の汚泥または汚泥含有処理水を前記別の槽に輸送させる制御部と、
   前記汚泥可溶化部内の汚泥または汚泥含有処理水を撹拌する撹拌機とを備え、
   前記粘度測定部は、前記オゾン供給部からの距離が互いに異なる位置の前記汚泥または汚泥含有処理水の粘度をそれぞれ測定する第１の粘度測定部および第２の粘度測定部を有し、
   前記制御部は、前記第１の粘度測定部により測定された第１の粘度値と前記第２の粘度測定部により測定された第２の粘度値とに基づいて、前記汚泥可溶化部内の汚泥または汚泥含有処理水の粘度の不均一さを求め、
   前記制御部は、前記不均一さに基づいて前記撹拌機を制御することを特徴とする汚泥処理システム。
2. 前記第１の粘度値のみが前記予め定められた値になった場合または前記予め定められた範囲の範囲内にある場合に、前記制御部は、前記第１の粘度測定部に粘度を測定された前記汚泥または汚泥含有処理水を先行して前記別の槽に輸送させる請求項１に記載の汚泥処理システム。
3. 前記粘度測定部は、前記汚泥または汚泥含有処理水の粘度を連続的に測定する請求項１または２に記載の汚泥処理システム。
4. 前記制御部は、前記粘度値が予め定められた汚泥輸送停止条件を満たす場合に、前記汚泥可溶化部内の汚泥または汚泥含有処理水の輸送を停止させる請求項１から３のいずれか１項に記載の汚泥処理システム。
5. 前記汚泥可溶化部は、前記汚泥または汚泥含有処理水を貯留可能な槽を備える請求項１から４のいずれか１項に記載の汚泥処理システム。
6. 前記粘度測定部は、前記汚泥可溶化部に設けられた流出口および流入口に接続されてループ状に構成された粘度測定配管に設けられており、前記粘度測定配管には、前記流出口から前記汚泥可溶化部内の汚泥または汚泥含有処理水を流出させ、流出させた汚泥または汚泥含有処理水を前記粘度測定部に通すとともに、前記流出させた汚泥または汚泥含有処理水を前記汚泥可溶化部内に戻すポンプが設けられている請求項５に記載の汚泥処理システム。
7. 前記制御部は、前記オゾン供給部によるオゾンガスの供給量を前記粘度値に応じて制御する請求項６に記載の汚泥処理システム。
8. 前記汚泥可溶化部と前記別の槽の接続する配管には、脱酸素装置が設けられている請求項６または７に記載の汚泥処理システム。
9. 前記汚泥可溶化部は、前記汚泥または汚泥含有処理水と前記オゾン供給部から供給されるオゾンガスとを内部で混合する気液混合器を備える請求項７または８に記載の汚泥処理システム。
10. オゾン供給部から供給されるオゾンガスにより、汚泥可溶化部の内部で汚泥の可溶化処理を行う可溶化処理工程と、
    前記汚泥または前記汚泥を含む汚泥含有処理水の粘度を測定し、測定結果を粘度値として出力する粘度測定工程と、
    前記粘度値が予め定められた値になったか否か、あるいは、前記粘度値が予め定められた範囲の範囲内にあるか否かを判定する粘度判定工程と、
    前記粘度判定工程にて前記粘度値が条件を満たすと判定された場合に、前記可溶化処理を停止させ、前記汚泥可溶化部から前記汚泥可溶化部とは別の槽に、前記汚泥または前記汚泥を含む汚泥含有処理水を輸送する輸送工程と、
    前記汚泥可溶化部内の汚泥または汚泥含有処理水の粘度の不均一さに基づいて、前記汚泥可溶化部内の汚泥または汚泥含有処理水を撹拌する工程とを備え、
    前記粘度測定工程において、前記オゾン供給部からの距離が互いに異なる複数の位置における前記汚泥または汚泥含有処理水の粘度を第１の粘度値および第２の粘度値としてそれぞれ測定し、
    前記第１の粘度値および前記第２の粘度値に基づいて前記不均一さ求めることを特徴とする汚泥処理方法。
11. 前記第１の粘度値および前記第２の粘度値のうち、前記第１の粘度値のみが前記予め定められた値になった場合または前記予め定められた範囲の範囲内にある場合に、粘度値が前記第１の粘度値と測定された前記汚泥または汚泥含有処理水を先行して前記別の槽に輸送させる請求項１０に記載の汚泥処理方法。
12. 前記汚泥または汚泥含有処理水の粘度を連続的に測定する請求項１０または１１に記載の汚泥処理方法。
13. 前記輸送工程中において前記粘度値が予め定められた汚泥輸送停止条件を満たす場合に、前記汚泥または汚泥含有処理水の輸送を停止させる請求項１０から１２のいずれか１項に記載の汚泥処理方法。

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