JPH0377700A - 汚泥濃縮方法 - 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、下水処理場から発生する汚泥の濃縮方法に係
り、特に遠心濃ｍ機を用いる際に有効な濃縮方法に関す
る。

［従来の技術］ 近来、工場あるいは一般家庭等がら排出される有機廃水
等を処理する下水処理場において、生物学的処理法が用
いられる傾向にあり、その−殻内なものとして活性汚泥
法が採用されている。

この方法は曝気槽を用いるもので、曝気槽の次工程であ
る最終沈澱池にて微生物を含む活性汚泥を沈澱させて終
沈汚泥とし、その終沈汚泥の一部を返送汚泥として最終
沈澱池がらポンプで曝気槽に返送し、流入してくる下水
と混合させ、空気で３〜６時間曝気させながら処理する
ものである。

残りの活性汚泥は余剰汚泥となって曝気槽の前段で沈澱
させた初沈汚泥と混合され、シックナ等の濃縮装置にて
濃縮されて濃縮汚泥（混合汚泥とも言う）となる。

近年、下水汚泥の広域処理化が進められており、広域に
分散して設けた複数の下水処理場で上記曝気処理を行っ
て生じた汚泥を焼却炉等の最終処理設備を備えた集中処
理施設に集めて集中処理するようになって来ている。こ
の場合、夫々の下水処理場においてシックナ等の濃縮装
置で？Ｉ４Ｉｍされた混合汚泥（初沈汚泥と余剰汚泥と
を混合したもの）力集中処理施設にパイプラインを経由
して圧送される。集中処理施設に圧送された混合汚泥は
共通の受泥槽に受泥され、−時貯留されたのち集中処理
施設に設置された濃縮装置によってさらに強制的に［１
される。これは、汚泥中の有機物量が増加してきたため
重力式シックナでは濃縮が不十分（１％程度、目標は４
〜５％ンになってきたからである。濃ｒａｔＩｉの汚泥
は嫌気性消化されたのち脱水、乾燥等の処理を経て焼却
等によって最終処分されることになる。

最近、上記集中処理施設の立地条件などの制約により、
汚泥を濃縮するための装置として遠心濃縮機が使われ始
めた。遠心濃縮機は遠心力により強制的に汚泥を濃縮す
るものであり、原則的には凝集剤を用いなくてもよいい
わゆる無薬注処理ができるものとして採用されたもので
ある。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、遠心濃縮機は汚泥粒子が１ｌｔｈ紹化し
ている場合には微細化した汚泥粒子が遠心分離できず分
離液中に逃げるため分離液の清澄度が悪化しやすい、上
記各下水処理場から集中処理施設に集められる汚泥は、
パイプラインを経由して圧送される間および集中処理施
設において受泥・貯留される間に１〜２日程度嫌気状態
におかれるため腐敗し、汚泥粒子の微細化が生じている
。そのため、集中処１１施設の遠心濃縮機による汚泥濃
縮性が悪化し、分離液の清澄度が悪くなると共に固形物
回収率が低下する。

そこで従来、遠心分離機による濃縮処理後の分離液の清
澄度を改善すべく、遠心濃縮機に供給する際の汚泥にや
むをえず凝集剤として合成ポリマを添加する場合が多い
、この合成ポリマは１ｋｇ当り？、５００円程度と高価
であり、且つ使い捨てのため、その使用により汚泥濃縮
処理のランニングコストを上昇させている。

本発明は、遠心濃縮機による分離液の清澄度を向上させ
、固形物回収率を高めると共に、ランニングコストの安
い汚泥：ａｍ方法を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために本発明は、下水等の処理水を
最初沈澱池に供給して初沈汚泥を沈澱させ、その上澄液
を曝気槽に供給して活性汚泥と混合しつつ好気性処理し
、曝気槽を出た処理液を最終沈澱池に供給して上澄水と
終沈汚泥とに沈澱分離させ、終沈汚泥の一部と上記初沈
汚泥とを混合してシックナ等の濃縮装置に供給して濃縮
したのち、この混合汚泥をさらに濃縮すべく遠心濃縮機
に供給する際に、その汚泥に上記活性汚泥を好気性雰囲
気を保ちながら添加し、上記混合汚泥中に活性汚泥によ
る菌体外ポリマ（４１胞外ポリマともいう）を生産する
ものである。

［作用］ 一般に、廃水の生物学的処理方法である活性汚泥法にお
いて廃水中に溶解または分数している有機性または無機
性の汚泥物質は汚泥フロックに吸着されることによって
除去されることが知られている。そのため、清浄な処理
水を得るためには汚泥フロックが良好な沈降性すなわち
高い凝集性を示すことが必要である。特に、フロック形
成菌によって生産され、水溶液中で強い粘性をもつ細胞
外ポリマが汚染物質の吸着及びフロック形成等のｉｆ集
作用に重要な役割を果している（文献、札幌大釜短期大
学紀要Ｎｏ、２０　Ｐ、４１〜４８１９８８等）。

上記本発明の構成によれば、シックナ等の濃縮装置で濃
縮した混合汚泥を遠心濃Ｓａに供給する際に、その汚泥
に活性汚泥を好気性雰囲気を保ちながら添加し、上記混
合汚泥中に活性汚泥による菌体外ポリマを生産すること
で、水溶液中で強い粘性をもつ菌体外ポリマによって汚
泥中の微細粒子が凝集して汚泥フロックとして粗大化す
ることになり、遠心濃縮時の分離液の清澄性を向上させ
固形物回収率を高めることができる。

［実施例］ 次に、本発明の一実施例について添付図面を参照して説
明する。

第１図は本発明の汚泥濃縮方法に基づく広域汚泥処理シ
ステムの装置系統図である。

下水等の処理水１は先ず広域に分散して設けられた各下
水処理場の最初沈澱池２に供給される。

最初沈澱池２において流入下水１はその中に含まれる比
較的大きな固まりの固形物が初沈汚泥３として沈澱する
。最初沈澱池２を出た上澄液は活性汚泥４が加えられつ
つ曝気槽５で曝気処理されたのち最終沈澱池６へ送られ
る。ｆｉ終沈澱池６において得られる上澄水７は放流さ
れ、沈澱した終沈汚泥（活性汚泥）８は必要量だけを上
記曝気槽５に返送してその返送汚泥１５を上記活性汚泥
４として再使用し、返送されない終沈汚泥８は余剰汚泥
９として上記最初沈澱池２で得られた初沈汚泥３と混合
してシックナ１０へ供給されて濃縮される。広域に分配
して設けられた各下水処理場において、上記シックナ１
０により濃縮した混合汚泥１１を得るまでの下水処理が
夫々行なわれる。各下水処理場に設けられたシックナ１
０から出た混合汚泥１１はパイプライン１２を通して圧
送され、焼却炉等の最終処理設備を備えた集中処理施設
に集められる。集中処理施設には、各下水処理場から送
られて来る上記混合汚泥１１を一括して受流し、−時貯
留するための集中受流槓１３と、集中受流１１１１３に
一時貯留された混合汚泥１１をさらに濃縮するための遠
心濃縮ｔｌ！１１１４が設けられている。

本発明の方法に基づく汚泥処理システムは、集中受流１
１３に一時貯留された混合汚泥１１を遠心濃縮機１４に
供給する際に、その混合汚泥１１に上記下水処理場で得
られる活性汚泥を好気性雰囲気を保ちながら添加し、混
合汚泥１１中に活性汚泥による菌体外ポリマが生産され
るように構成されている。

本実施例は、少なくとも一つの下水処理場から集中処理
施設へのパイプライン１２による混合汚泥１１の搬送を
一時中断して、その下水処理場で発生した活性汚泥とし
ての余剰汚泥９を好気性を保ちながらパイプライン１２
で集中処理施設へ搬送できる＃ｌ戊としたものである。

すなわち、少なくとも一つの下水処理場において初沈汚
泥３をシックナ１０へ供給するのを一時中断し、余剰汚
泥、９だけを濃縮処理等を行わずにパイプライン１２で
集中処理施設へ直接搬送できるようになっている。集中
処理施設内には、第２図に示すように、パイプライン１
２を経由して搬送されて来る余剰汚泥９を好気性雰囲気
を保ちながら一時貯留できる曝気槽１６が設けられると
共に、上記集中受流楢１３から上記遠心濃縮１１１４へ
混合汚泥１１を供給するための汚泥搬送ライン１７の途
中で混合汚泥１１に余剰汚泥９を好気性雰囲気を保ちな
がら添加し混合して混合汚泥１１中に活性汚泥としての
余剰汚泥９による細胞外ポリマを生産するための撹拌混
合槽１８が設けられている。

曝気槽１６は貯留した余剰汚泥９に新鮮な空気を供給す
るエアレーション設６１２１と余剰汚泥９中の溶存酸素
量を計測する酸素計２２とを備えており、酸素計２２に
よって溶存酸素量を計測して余剰汚泥９の活性を維持で
きるようにエアレーション設置）１１２１よって空気供
給量が制御できるように構成されている。１％！気槽１
６に一時貯留された余剰汚泥９及び集中受泥槽１３内に
一時貯留された混合汚泥１１は、夫々定量ポンプ２３．
２４によって予め設定された活性汚泥添加比率になるよ
うに常に一定量が撹拌混合槽１８に供給されるようにな
っている。撹拌混合槽１８内にはモータ２５で回転駆動
される汚泥撹拌装置２６が設けられており、混合汚泥１
１と余剰汚泥９とが効率良く撹拌できるように構成され
ている。

この撹拌混合槽１８において菌体外ポリマが充分に生産
された混合汚泥１１が定量ポンプ２７によって一定量づ
つ遠心濃縮機１４に供給される。

遠心濃１ｍ１５１１４による濃縮処理後に得られる濃縮
汚泥１９は嫌気性消化設備（図示せず）へ供給されて嫌
気性処理されたのち、脱水、乾燥等の処理を経て焼却炉
等へ供給され、分離液２０は活性汚泥設備等へ供給され
る。

尚、集中処理施設に活性汚泥設備があるときは、そこか
ら出る活性汚泥を撹拌混合槽１８に好気性を保ちながら
直接供給しても良い。

次に、本実施例の作用について説明する。

下水処理場の余剰汚泥９を濃縮処理等を行わずに集中処
理施設に直接搬送し、その汚泥９を曝気槽１６内に好気
性雰囲気を保ちながら一時貯留することにより、余剰汚
泥９内にフロック形成菌による菌体外ポリマが活発に生
産される。

一方、集中受流１１３に集められて一時貯留された混合
汚泥１１は、パイプライン１２による搬送中及びその集
中受泥槽１３に貯留中に１〜２日間嫌気性状態におかれ
るため腐敗して菌体外ポリマが分解し、凝集性が劣化し
ている。

この凝集性が劣化した混合汚泥１１に上記菌体外ポリマ
が活発に生産された余剰汚泥９が添加され、撹拌混合槽
１８において好気性雰囲気が保たれながら撹拌混合され
ることにより、混合汚泥１１が活性化して混合汚泥１１
中に活性汚泥としての余剰汚泥９による菌体外ポリマが
活発に生産されることになる。これにより、混合汚泥ｌ
ｌ中のＶ＆細粒子は混合汚泥１１中に生産された菌体外
ポリマの凝集作用で′１１集して汚泥フロックとじて粗
大化する。

上述した菌体外ポリマの凝集作用による微細粒子の粗大
化の様子を図式的に示すと第３図のようになる。

集中処理施設の曝気槽１６内において好気性雰囲気を保
ちながら貯留される余剰汚泥９内には第３図（Ａ）にす
ように菌体外ポリマａが多く含有されている。菌体外ポ
リマａは、第３図（Ａ′　）に示すようにフロック形成
菌の集合物すによってその周囲を覆うようにして生産さ
れている。

一方、集中受泥槽１３内の混合汚泥１１は、凝集性が劣
化しており、第３図（Ｂ）に示すように比較的大きな粒
子ｄも残存してはいるが、＠細粒子Ｃを多量に含んでい
る。

このｍ、ｍ粒子Ｃを多量に含有している混合汚泥１１に
上記曝気槽１６内の菌体外ポリマａを多量に含有してい
る余剰汚泥９を添加混合すると、第３図（Ｃ）に示すよ
うに微細粒子Ｃが菌体外ポリマａに吸着されて凝集し、
汚泥フロックｅとして粗大化する。上記撹拌混合槽１８
内の汚泥粒子の状態がこれに相当する。

汚泥フロックｅとして粗大化した微細粒子Ｃは第３図（
Ｄ）に示すように良好な沈降性を示し、この上澄液ｆの
清澄度は高い、上記遠心分離機１４においては、この沈
降過程が遠心力によって強制的に行なわれる。

従って、遠心濃縮１１１４によって微細粒子が良好に遠
心分離できるため、分離液２０の清澄度が向上できると
共に固形物回収率が向上できる。

続いて、第４図に活性汚泥添加による分離液２０の清澄
化についての室内試験結果を示す。

これによると、混合汚泥１１のみを遠心濃縮した場合（
活性汚泥添加比率Ｏ％）に分離液２０の濃度が３２００
１ｇ／　、ｉ２であったのが、上記活性汚泥を例えば容
積比５０％で加えて濃縮処理を行なうことにより分離液
２０の濃度が１３００ｉｇ／　Ｊまで減少していること
が解る０分離液の濃度の減少分はその分離液中に混入し
ている汚泥粒子の減少分に相当し、その分だけ分離液２
０の清澄性が向上していることを示している。

以上説明したように、下水処理場より得られる活性汚泥
としての余剰汚泥９を凝集性が劣化した混合汚泥１１に
好気性雰囲気を保ちながら添加し、微生物自身が作り出
す菌体外ポリマを凝集作用物質として用いることにより
、高価な合成ポリマ等の１１ａ剤を使用することなく遠
心濃１Ｍ１１１１４による固形物回収率の向上及び分離
液２０の清澄度向上を遠戚することができる。更に、下
水処理場より得られる活性汚泥は元々原料費がかからな
いものであり、また入手源に不足はないため、高価な合
成ポリマに代えてこの活性汚泥を使用することにより汚
泥濃縮処理設備のランニングコストを大幅に削減するこ
とができるという効果がある。

尚、本実施例においては余剰汚泥９を集中処理施設に搬
送して混合汚泥１１に添加するとしたが、これに限るも
のではなく返送汚泥４あるいは下水処理場の曝気槽５内
の混合液を濃縮汚泥１１に添加しても同様の効果が得ら
れる。

［発明の効果］ 以上要するに本発明の汚泥濃縮方法によれば、次の如き
優れた効果が発揮できる。

［１）　　遠心濃縮機による分Ｍ液の清澄度を向上させ
、固形物回収率を高めることができる。

ぽ）　原料費がからない活性汚泥を使用することにより
、汚泥処理設備のランニングコストを大幅に削減するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による広域汚泥処理システムを示す装置
系統図、第２図は第１図の要部を説明するための装置系
統図、第３図は菌体外ポリマによる微細粒子の粗大化の
過程を示す図、第４図は活性汚泥添加による分離液の清
澄化についての室内実験結果を示すグラフである。 図中、１は処理水、３は初沈汚泥、４は活性汚泥、８は
終沈汚泥、９は活性汚泥としての余剰汚泥、ｌＯはシッ
クナ、１１は混合汚泥、１４は遠心酒ｆｆｉ機である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、下水等の処理水を最初沈澱池に供給して初沈汚泥を
   沈澱させ、その上澄液を曝気槽に供給して活性汚泥と混
   合しつつ好気性処理し、曝気槽を出た処理液を最終沈澱
   池に供給して上澄水と終沈汚泥とに沈澱分離させ、終沈
   汚泥の一部と上記初沈汚泥とを混合してシックナ等の濃
   縮装置に供給して濃縮したのち、この混合汚泥をさらに
   濃縮すべく遠心濃縮機に供給する際に、その汚泥に活性
   汚泥を好気性雰囲気を保ちながら添加し、上記混合汚泥
   中に活性汚泥による菌体外ポリマを生産することを特徴
   とする汚泥濃縮方法。