JPH02222798A - 汚泥の前処理方法 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は下水処理で発生する余剰汚泥に生物的処理（消
化）を施す際の前処理方法に関するものであって、さら
に詳しくは、余剰汚泥の消化効率を向上させるための前
処理方法に係る。

［従来の技術とその課題］ 下水処理で発生する余剰汚泥は、生物的に難分解性であ
って、嫌気性消化等の生物的汚泥処理では、その処理に
長時間（２０〜３０日）を必要とする。余剰汚泥は主と
して微生物（微生物の死細胞を含む）と、微生物が細胞
外で生成する多糖類等の高分子物質とで構成される。余
剰汚泥中の微生物は、細胞壁によってその形状が保たれ
るが、この細胞壁は生物的に難分解性であって、このこ
とが余剰汚泥の消化に長時間を要する原因の一つとなっ
ている、また、微生物が細胞外で生成する高分子物質は
、活性汚泥のフロック形成に重要な役割を果たしている
と考えられるが、この高分子物質も一般に生物的に難分
解性であることが多い。

従って、余剰汚泥を消化するに先立って、予めこれに適
当な化学的あるいは物理的処理を施すことで、細胞壁や
細胞外高分子物質を分解し、細胞内溶解性有機物の溶出
、あるいは高分子物質の低分子化を図ることができれば
、余剰汚泥の消化に極めて好都合である。

こうしたことから、消化の前処理として余剰汚泥をアル
カリ又は酸にて加水分解することとか、あるいは酸化雰
囲気中１５０〜１７５℃で熱処理することが従来提案さ
れている。しかしながら、前者はアルカリや酸等の薬剤
を多量に必要とするばかりでなく、６０〜１００℃で拾
数時間加熱しなければならない面倒がある。また、後者
は耐尿容器やボイラー等の熱源供給装置を準備しなけれ
ばならない関係で、設備が大掛かりになる欠点がある。

［課題を解決するための手段とその作用コ本発明の前処
理方法は下水余剰汚泥にオゾンを作用させて微生物の細
胞壁及び細胞外高分子物質を酸化分解させることを特徴
とする。

オゾンは強力な酸化剤であって、水処理、脱色、脱臭、
殺菌等に広く利用されている。しかし、余剰汚泥の酸化
分解にオゾンを用いた例はないゆ 第１図は本発明の方法に従って、余剰汚泥をオゾンで前
処理する場合のフローダイアグラムの一例である。この
例ではフィルタ１を通った空気（又は酸素）が、コンプ
レッサ２及び水分除去装置３を経由してオゾナイザ４に
送られる。

オゾナイザ４で発生したオゾンはエジェクタ９に送られ
る。一方、貯槽６に蓄えられている余剰汚泥は、汚泥供
給ポンプ７によりエジェクタ９に供給され、オゾンと共
にオゾン反応槽５に導入される。オゾンはエジェクタ９
に供給する代わりに、散気装置等によってオゾン反応槽
５に直接供給することもできる。

図示の例では反応促進と攪拌のため、循環ポンプ８にて
槽内の反応液を循環させているが、これに代えて適当な
攪拌機を反応槽内に設置することもできる。循環ポンプ
を使用する場合には、その吐出側をエジェクタ９に接続
させることで、オゾンとの接触効率を高めることができ
る。

オゾン反応槽５内に於いて、所定時間オゾンと接触して
酸化分解された汚泥は、気液分層された後、嫌気性消化
等の後処理プロセス１３に送られる。気液分離で得られ
るガスは、オゾン濃度計１０を経て排オゾン処理装置１
２に供給され、ここで残留オゾンを処理した後、大気中
に放出される。この場合、排オゾン処理装置１２に供給
されるガス中のオゾン濃度を、オゾン濃度計１０で測定
し、残留オゾン濃度がほぼゼロになるように、オゾン発
生コントローラ１１によりオゾナイザ４でのオゾン発生
量を制御することが好ましい。

既述した通り、下水余剰汚泥に含まれる微生物の細胞壁
は生物的に難分解性であり、また、微生物が細胞外に生
成する多糖類等の高分子物質も生物的に難分解性である
。このような髭分解性成分を含有する余剰汚泥に、オゾ
ンを作用させると、微生物の細胞壁は部分的あるいは全
体的に酸化分解を受け、細胞内の溶解性有機物が溶出す
る。また、細胞外の高分子物質もオゾンで酸化分解され
て低分子化し、溶解性有機物となる。

つまり、下水余剰汚泥にオゾンを作用させることにより
、汚泥中の溶解性有機物量を増大させることができる。

従って、オゾン処理後の余剰汚泥に対して行なわれる嫌
気性消化等の生物的処理に際しては、その所要時間を大
幅に短縮でき、あるいはまた消化槽容積等を縮少させて
設備費を削減することができるのである。

［実　施　例］ 溶解性有機物濃度が０．２０％で、懸濁性有機物（微生
物菌体）濃度が１．３５％である余剰汚泥（ｐＨ＝６．
５）を次のようにオゾン処理した。

余剰汚泥２５０ｎ＋１を反応槽に収め、槽内をマグネチ
ックスターラで攪拌しながら、温度２５℃でオゾン濃度
１．４％のガスを８０ｍ１／分の流量で供給した。次い
で、処理済みｔη泥を３００Ｏｒｐｍで１０分間遠心分
離し、上澄み液に含まれる溶解性有機物の量から、処理
汚泥中の溶解性有機物濃度を求めた。同様にして沈澱に
含まれる懸を両性有機物の量から、処理汚泥中の想濁性
有機物濃度を求めた。

第２図はこの実験結果を示すものであって、溶解性有機
物については、測定濃度からその初。

濃度０．２０％を差し引いた相対濃度が、懸濁性有機物
については測定濃度（絶対濃度）が、それぞれオゾン注
入量との関係でプロットされている。

図中、ＶＴＳは汚泥中の全有機物（＝溶解性有機物＋懸
濁性有機物）を意味し、ＭＬＶＳＳは懸濁性有機物量を
意味し、また、溶出ＶＴＳはオゾン処理によって新たに
増加した溶解性有機物を意味する。

第２図に見られる通り、途剰汚泥にオゾンを作用させる
と、オゾン注入量が０．０８（ｇ−０３／ｇ−ＶＳＴ）
までの範囲で、溶出ＶＴＳはほぼ直線的に増加し、０．
０８（ｇ−０，／ｇ−ＶＳＴ）　（７）オゾン注入量で
は、溶出ＶＴＳの増加率が０．５％である。つまり。

ＶＴＳｌｇからの溶出ＶＴＳは、Ｉ　Ｘｏ、５／１００
＝　５　Ｘ　１０−３ｇ−ＶＳＴトなる。従って、上記
した範囲のオゾン注入量では、単位オゾン注入量当りの
溶出ＶＴＳの増加量は、 ５　Ｘ　１０−３（１０−３（／ｇ−ＶＳＴ）　Ｘ　１
１０．０８（ｇ−ＶＳＴ／ｇ−Ｏｘ）＝６．２５Ｘ１０
−”（ｇ−ＶＳＴ／ｇ−Ｏｉ）と算出される。

ところで、この実施例でオゾン処理の対象とされる余剰
汚泥は、既述した通り、　０．２０％の溶解性有機物と
、１．３５％の懸濁性有機物（微生物菌体）を含有する
。従って、この汚泥に含まれる全有機物なかで、生物的
に処理することが容易な溶解性有機物の量は、全有機物
の僅か１３％に過ぎないのに対し、生物的に処理するこ
とが困難な懸濁性有機物の量は、全有機物の８７％もあ
る。

しかるに、本発明のオゾン処理を適用すると、第２図か
ら明らかな通り、約０−１ｇ−０３／ｇ−ＶＳＴノオゾ
ン注入量で、溶解性有機物量は０．５％増加することか
ら、余剰汚泥中の全有機物からオゾン処理によって溶出
してくる有機物の比率は、０．５／１．５５　Ｘ　１０
０　＝　３２　（％）と計算される。従って、余剰汚泥
に元から含まれている溶解性有機物の量１３％を加える
と、溶解性有機物の総量は、全有機物の４５％に増加す
る。

一般に、下水余剰汚泥の嫌気性消化に於ける全有機物の
減少率（除去率）は、４０〜５０％であるから（消化日
数２０日、消化温度３０〜３５℃、投入汚泥の有機物濃
度６５〜７５％）、上記のように。

オゾンによる前処理によって汚泥に含まれる溶解性有機
物の量を増加させることにより、爾後の消化工程ではそ
の所要時間を大幅に短縮することができる。

［発明の効果コ オゾンで余剰汚泥を前処理する本発明の方法によれば、
従来法のように薬剤添加、加圧加熱を行なうことなく、
余剰汚泥中の溶解性有機物濃度を高めることができる。

そして、本発明の前処理に必要な主な装置は、オゾナイ
ザと反応槽のみであり、簡単な設備で余剰汚泥を前処理
することができる。また、オゾナイザの運転管理が容易
で、オゾン発生量の調整も簡単に行なうことができ、還
元物質は酸素だけであるので二次公害の心配もない。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明方法の一実施例のフローダイアグラムで
あり、第２図はオゾン注入量と溶解性有機物濃度及び懸
濁性有機物濃度との関係を示すグラフである。 ｌ；フィルタ、２；コンプレッサ、３；水分除去装置、
４：オゾナイザ、５：反応槽、６：汚泥貯槽、７：汚泥
供給ポンプ、８：循環ポンプ、９：エジェクタ、１０ニ
オシン濃度計、１２：徘オゾン処理装置、１３：後処理
プロセス、

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、下水余剰汚泥をオゾンにて酸化分解することを特徴
   とする余剰汚泥の前処理方法。