JPH01159099A - 活性汚泥からの腐食性ガス発生の抑制処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ、産業上の利用分野 この発明は、活性汚泥法により汚水処理をする際生成さ
れた余剰汚泥から、腐食性ガスが発生するのを抑制する
ための処理方法に関する。

Ｂ、発明の概要 本発明は、活性汚泥法により汚水を分解、除去する際二
次的に発生する有機性の余剰汚泥を処理する方法におい
て、 最終処分まで貯留される活性汚泥に、水酸化カルシウム
又は水酸化ナトリウムを、上記活性汚泥の乾燥重量に対
して２．５％以上の割合で添加。

混合することにより、 この活性汚泥の腐敗を防止し、硫化水素ガス等の腐食性
ガスの発生を抑制するようにしたものである。

Ｃ１従来の技術 近時、下水処理場では、活性汚泥処理方法によって、下
水を処理することが広く行われている。

この活性汚泥処理方法は、下水から沈澱性浮遊物質を取
り除いた汚水に、活性汚泥を加え、ばっ気して汚水中の
有機物を好気性微生物の働きで分解、除去するものであ
るが、この際、二次的に有機性汚泥が多量発生する。

この汚泥は、沈澱分離される。そして、その−部はエア
レーションタンクに返送されて、再び汚水処理に使用し
、大部分の残された余剰汚泥は、脱水して焼却し、廃棄
処分するものである。

Ｄ１発明が解決しようとする問題点 上述のような従来の下水処理場では、余剰汚泥を次の処
理を行うまでの間保存しておくときに、その汚泥が腐敗
して、硫化水素や亜硫酸ガス等の腐食性ガスを発生する
ことがある。これは、汚水中のタンパク質が自己消化又
は腐敗菌のプロテアーゼによって分解され腐敗臭を発生
するためである。

下記にフロ−シート１生成反応式（＋）、（２）を示す
。

還元的脱アミン ジスルファイド（二硫化メチル、硫化メチル）（１）硫
化水素の生成について、 Ｐｒｏｔｅｕｓ　ｖｕｌｇａｒｉｓ、Ｓａｃｃｈａｒｏ
ｍｙｃｅｓ　ｃｅｒｅｖｉｓｉｅ等の腐敗菌により Ｈａｓ　”　ＣＨｔ・ＣＩ−Ｉ　Ｎ　Ｈ、・Ｃ０ＯＨ＋
ｒ（ｔ。

（システィン）　　　　　　　　　→ＨｚＳ　＋　ＮＨ
３＋　ＣＨ３・　Ｃｏ　　−Ｃ０ＯＨ硫酸還元菌（Ｐｒ
ｏｔｅｕｓ　ｖｕｌｇａｒｉｓ、Ｓａｃｃｈａｒｏｍｙ
ｃｅｓｃｅｒｅｖｉｓｉｅ等）にとって好ましい酸化還
元電位は−２００〜−３００ｍＶ（なお、これより大き
くなると、Ｈｔ　Ｓ　が発生する。）であり、温度も発
生に重要な要因である。

硫化水素の発生は７℃以下では大きく減少し、最大の発
生は３０℃前後であるとされている。

（２）メヂルメルカブタンの生成について、Ｃｌｏｓｔ
ｒｉｄｉｕｍ　ｓｐｏｒｏｇｅｎｅｓ等の腐敗菌により
ＣＨ３・Ｓ　−ＣＨ，・ＣＨＮＨ２・Ｃ０ＯＨ＋Ｈ２０
（メチオニン）　　　　　　→Ｃｌｌ３ＳＨ十ＮＨ３＋
ＣＨ３・　ＣＨ２・　ＣＯＯＨメルカプタンはアルコー
ル及びフェノールに似た性質を有するが、酸性はより強
く、水に不溶の不快な臭気を有する。

メルカプタンは金属酸化物及び水酸化物によって「メル
カプチド」と称される塩になる。冷水には僅かに溶解す
るが、温水では加水分解される。

なお、金、白金、パラジウムのメルカプチドは、それら
の金属の塩化物から生成することができる。

Ａｕ＋ＣＨ３５ｉ４→（ＣＨ３Ｓ）Ａｕ十ＨＣ１（ＣＨ
３Ｓ　）　Ａ　ｕ　→（ＣＨ３）　２５−Ｉ−Ａ　ｕ　
！　Ｓこのようにして発生する硫化水素ガスは人体に対
しても悪影響を及ぼす可能性があり、ＡＣＧ　ｒＨ−１
９７６（Ａｍｅｒｉｃａｎ　Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ　ｏ
ｆ　Ｇｏｖｅｒｎｍｅｎｔａｌ　１１ｙｇｉｅｎｉｓｔ
ｓ−１９７６）でも抑制濃度が１０ｐｐｍと定められて
いる。

また、これらの腐食性ガスは、下水道設備における制御
用の電子機器のプリント配線を腐食し断線させる等、そ
の他一般の電子機器に悪影響を及ぼすという問題があっ
た。

本発明は、上述の点に鑑み、汚泥の腐敗により生する腐
食性を有する等の有害なガスの発生を、極力抑制するよ
うにし、人体及び電子機器に対して良好な環境を維持す
るようにすることを目的とする。

Ｅ　問題点を解決するための手段 本発明の活性汚泥からの腐食性ガス発生の抑制処理方法
は、活性汚泥法により汚水を分解、除去する際発生した
有機性の活性汚泥に、水酸化カルシウム又は水酸化ナト
リウムを、上記活性汚泥の乾燥型組に対して２．５％以
上の割合で添加、混合するよう１こしたことを特徴とす
る。

２１作用 上述のように処理することにより、その活性汚泥の腐敗
を防止し、硫化水素ガス等の腐食性ガスの発生を抑制す
るという作用を奏する。

Ｇ、実施例 以下、本発明の活性汚泥からの腐食性ガス発生の抑制処
理方法の、一実施例を説明する。

一般に、活性汚泥からの腐食性ガスに対する対策として
、第１にガスを発生させないようにすること、第２に発
生したガスを大気中に拡散させないこと、第３に発生し
た臭気を除去又は酸化分解すること等が重要であると考
えられている。

そして、その具体的手段としては、以下のものがある。

（＋）酸素、過酸化物の酸化剤を使用する。

（２）鉄、亜鉛、銅化合物にて硫化物として反応させる
。

（３）ｐＨを調節して発生を抑制する。

（４）塩素のような毒性物質を加えた生物分解を抑制す
る。

そこで、上述の手段を実行する上で、最も効果のある薬
剤を選定するため、代表的物質を用いて選定実験を行っ
た。このため、まず、硫化水素ガス発生における温度の
影響について実験した。これは、一般的に活性汚泥が腐
敗したときに発生するガスとしては硫化水素を代表にメ
チルメルカプタン、硫化メチル、二硫化メチルなどの含
硫黄ガスが発生することがわかっているので、温度によ
って発生ガス濃度がどのように変化するのかを確かめる
ためである。

実験方法は、第１の資料として、７５ｍＣのバイアルビ
ンに６０ｍρの活性汚泥を採取しゴム栓で密栓したもの
、第２の資料として、７５ｍ＋２のバイアルビンに６０
ｍρ活性汚泥を採取し、これに、硫黄源としてＬ−シス
ティン（有機性硫黄化合物）を１０ｍｇ添加しバイアル
ビンをゴム栓で密栓したもの、第３の資料として、７５
ｍ（２のバイアルビンに６０＋ｎ１２活性汚泥を採取し
、これに、硫黄源として硫酸ナトリウム（無機性硫黄化
合物）を１０ｍｇ添加しバイアルビンをゴム栓で密栓し
たものを用いた。

そして、この第１．第２．第３の資料を、それぞれ、２
５．３０及び３５℃の恒温槽中に１０〜３０時間放置し
、発生したガスをガスクロマトグラフ分析装置にて定量
分析した。この実験は、それぞれ２回行い、そのガスの
分析結果は下記第１表乃至第３表に示す通りであり、含
硫黄ガスの発生は温度と時間によって発生量が異なるこ
とがわかった。

以下余白 第１表 第２表 第３表 次に抑制剤の検討のための実験を行った。この実験は水
酸化カルシウム、過酸化水素水１次亜塩素酸ナトリウム
及び塩化第二鉄を活性汚泥量（乾燥重量としてＩｇ）の
０．１，０．５，１．０％に相当する量を添加して３０
℃の恒温槽中に３０時間放置し、発生した硫化水素ガス
を検知管にて測定することにより行った。

実験結果をまとめると下記第４表のようになった。

第４表の実験結果より、過酸化水素水や次亜塩素酸ナト
リウムのような揮発性で自己分解しやすい物質では今回
のような方法ではあまり効果は期待できず、安定な物質
である水酸化カルシウムや塩化第二鉄が良好な結果を得
ることができると考えられた。しかし、塩化第二鉄では
鉄分を排水中にＩＯｐｐｍ以下しか残らないように除去
しなければならず、コスト高となることが予測されたの
で、水酸化カルシウムが最適であるという結論に達した
。

次に、抑制剤として水酸化カルシウムか最適ということ
がわかったので、どのくらいの添加で効果が発揮される
のかを実験することにした。実験方法は、水酸化カルシ
ウムを活性汚泥量（乾燥重量としてＩｇ）の０．０２〜
７．５％に相当する量を添加して３０℃の恒温槽中に３
０時間放置し発生した硫化水素、アンモニアガス濃度を
測定し、活性汚泥のｐＨも測定した。測定結果を第５表
及び第６表に示す。

第５表　ガス測定結果 単位：　ｐｐｍ 第６表　ｐＨ測定結果 上記第５表及び第６表より、次のようなことがわかる。

■　硫化水素の発生を抑制するためには水酸化カルシウ
ムを活性汚泥に対して２．５％以上添加しなければ効果
がない。

■　硫化水素の発生を抑制すると５　ｐｐｍ以上のアン
モニアガスが発生する。

■　水酸化カルシウムの添加が少ないと腐敗時に生成さ
れる酸性の有機酸が中和されず、腐敗が進行していくが
、適量添加したものでは２４時間アルカリ性を保持して
硫化水素の発生は少ない。

以上のことから水酸化カルシウムの添加量は活性汚泥ｍ
（乾燥重量）の２．５％以上とするとよいことがわかっ
た。

以上の結論を検証するため、硫化水素ガスによりプリン
ト板の金メツキが腐食するという不具合が多発している
ことに鑑み検証実験を行った。

実験方法は活性汚泥のみ、活性汚泥に０．２５゜２．５
％相当の水酸化カルシウムを添加したちのにプリント板
の金メツキ部分を浸漬させ３０°Ｃ恒温槽中に放置し、
腐食状況を見た。この状況は、第１図乃至第１６図まで
に示す図面代用写真に示す通りで、まず、第１図乃至第
４図に示したところの活性汚泥のみのものでは金メツキ
表面に黒色の腐食生成物が生成されており、この物質を
Ｘ線マイクロアナライザーで分析ずろと硫黄が存在して
いることがイつかった。

また、第５図乃至第１２図に示すところの活性汚泥に０
．２５，２．５％相当の水酸化カルシウムを添加したも
のについても同様な方法により調査したが、第５図乃至
第８図に示す水酸化カルシウム０．２５％では添加しな
かったものと同程度の硫黄か付着し、第９図乃至第１２
図に示す水酸化カルシウムを、活性汚泥の乾燥重量に対
して、２．５％添加し、汚泥と水酸化カルシウムを混合
したらのでは極微ｆＩＩＬか付着していないことがわか
った。

さらに、第１３図乃至第１６図に示す水酸化力ルンウム
５％では、上述の２．５％の添加のときと同様の極微量
しか付着しないことがわかった。

したがって、水酸化力ルンウムを２．５％以上添加する
と硫化水素の発生は抑制されているということが、この
実験からも明らかとなった。

さらに、上述のように水酸化カルシウムを添加した後、
その活性汚泥を、脱水、焼却する最終処理作業まで、１
日以上の時間を要するときは、さらに、活性汚泥の乾燥
重量に対して、２．５％以上の水酸化カルシウムを添加
し、その汚泥と、水酸化カルシウムを混合して、腐食性
ガスの発生を抑制するようにする。なお、一般には、こ
の活性汚泥は、２日程度置かれた後、最終焼却処分され
るので、このために用いる水酸化カルシウムの総屯はさ
ほど多くはならない。

また、上述した実施例では、水酸化カルシウムを用いて
処理したが、この代わりに水酸化ナトリウムを用いても
同様の効果が得られるものである。

さらに、腐食性ガス発生を、より良く抑制；（′るには
、水酸化カルシウムを添加した活性汚泥に、さらに他の
所要アルカリ又は酸性薬剤を添加して、ｐ　Ｈ管理を行
えば良い。

なお、水酸化カルシウムを添加した活性汚泥を、最終処
理のため脱水したときに生ずる廃液は、所要のｐＨａｌ
ｌ整をして廃水するようにし、所定の環境基準を守るよ
うにすることは、勿論である。

１−ｆ、発明の効果 以上詳述したように、本発明の活性汚泥からの腐食性ガ
ス発生の抑制処理方法によれば、保存中の余剰な汚泥に
、水酸化カルシウム又は水酸化ナトリウムを２．５％以
上添加、混合し、硫化水素ガスのような腐食性のあるガ
スの発生を抑制することによって電子機器を構成してい
る金属材料の腐食を少なくし、下水道処理設備の円滑な
管理が可能となる、という効果がある。

また、人体に対して悪影響を及ぼす硫化水素ガスの発生
を抑制することによって周囲の環境が大幅に改善される
。

さらに、現在の下水処理場で、腐食性ガスにより劣化し
た設備の更改のため多額の支出を必要としているが、こ
れを不用として、経費節減を図ることができるという効
果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は活性汚泥からの腐食性ガス発生の抑制処理方法
の実施例におけろ効果を例示するｆこめに水酸化カルシ
ウム無添加の汚泥中に浸漬されたプリント板の金属組織
の状態を示す図面代用写真、第２図はその腐食した状態
を拡大して示す金属組織の図面代用写真、第３図はその
腐食したプリント板の金属組織の図面代用電子顕微鏡写
真、第４図はその図面代用Ｘ線写真（ＳＸ−ｒａｙ　　
１ｍａｇｅ　（ｘ７００））、第５図は水酸化カルシウ
ムを０．２５％添加混合した汚泥中に浸漬されたプリン
ト板の金属組織の状態を示す図面代用写真、第６図はそ
の腐食した状態を拡大して示す金属組織の図面代用写真
、第７図はその腐食したプリント板の金属組織の図面代
用電子顕微鏡写真、第８図はその図面代用Ｘ線写真（Ｓ
Ｘ−ｒａｙ　　Ｉｍａｇｅ（Ｘ７００））、第９図は水
酸化カルシウムを０，２５％添加混合した汚泥中に浸漬
されたプリント板の金属組織の状態を示す図面代用写真
、第１０図はその腐食した状態を拡大して示す金属組織
の図面代用写真、第１１図はその腐食したプリント板の
金属組織の図面代用電子顕微鏡写真、第１２図はその図
面代用Ｘ線写真（ＳＸ−ｒａｙ　　Ｉｍａｇｅ（Ｘ７０
０））、第１３図は水酸化カルシウムを０．２５％添加
混合した汚泥中に浸漬されたプリント板の金属組織の状
態を示す図面代用写真、第１４図はその腐食した状態を
拡大して示す金属組織の図面代用写真、第１５図はその
腐食したプリント板の金属組織の図面代用電子顕微鏡写
真、第１６図はその図面代用Ｘ線写真（ＳＸ−ｒａｙ　
　Ｉｍａｇｅ（Ｘ７００））である。 第１図 第２図 腐食（、たブノ７／１・板実詳ｑ　ｔｙ真　てχ１６・
第３図 第４図 ｙ　夢１写、産（ｉ　　　　ｘ　　−ｆ杆　１　杉１４
灯〕　勢７　ｉＪ　で）ノ：第５図 第６図 腐食ミノ；プリ＞ト板実体写ＲｉＪ　Ｇ；第７図 第８図 ＊］’ｌＴＡ′ｓＸ□−，ｒＡＶｉ”ｉｇｌ’ｌｊ、＜
、ｚ７ｉ）、（ｉ’）”。 汚泥口抹′浸漬１ｎ・′ｆリシ・）板の実体写真　（ｙ
６３’）腐食表、たプリ７１歇実体写真　ら１ち】第’
１．．ｉ、Ｆｌ 第１２図 に泥中に浸漬淳％、＋４’、ｉ；プリン桓板グ＞実体写
真　（翌６３ン腐食したプリンｉ−板実体写真　＋′ｘ
Ｉθ）第１５図 第１６図 ＝を写Ａ謄）”ｌ５−１ａｙ、Ｉ月ｒ＠”：：、’：に
？０ｆＨ’。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 活性汚泥法により汚水を分解、除去する際発生した有機
   性の活性汚泥に、水酸化カルシウム又は水酸化ナトリウ
   ムを、上記活性汚泥の乾燥重量に対して２．５％以上の
   割合で添加、混合するようにしたことを特徴とする活性
   汚泥からの腐食性ガス発生の抑制処理方法。