JPH07124597A - 有機性汚泥の処理方法 - Google Patents

有機性汚泥の処理方法

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JPH07124597A
JPH07124597A JP5297572A JP29757293A JPH07124597A JP H07124597 A JPH07124597 A JP H07124597A JP 5297572 A JP5297572 A JP 5297572A JP 29757293 A JP29757293 A JP 29757293A JP H07124597 A JPH07124597 A JP H07124597A
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JP
Japan
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sludge
treatment
digestion
tank
treated
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JP5297572A
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English (en)
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Osamu Koyama
修 小山
Toyoichi Yokomaku
豊一 横幕
Yoshinari Sugaya
能成 菅家
Ichiro Yamamoto
一郎 山本
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Kankyo Engineering Co Ltd
Original Assignee
Kankyo Engineering Co Ltd
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/30Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel

Abstract

(57)【要約】 【目的】従来技術の問題点を解決し、活性汚泥方式で発
生する余剰汚泥を更に効率良く減量化し得る方法を提供
すること。 【構成】 活性汚泥方式で発生する汚泥の余剰部分を嫌
気性消化法により減量化する方法において、被処理余剰
汚泥に溶解性有機物を添加して被処理汚泥の炭素/窒素
(C/N)比を高めることを特徴とする有機性汚泥の処
理方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本考案は、有機性汚泥の処理方式
に関し、更に詳しくは排水を活性汚泥方式で処理する際
に発生する余剰汚泥を、嫌気性処理(中温消化法、高温
消化法、中温消化法+膜分離法、高温二相消化法、高温
消化+膜分離法等)して減量化を行なう際、被処理余剰
汚泥に有機物含有排水或は溶解性有機物を添加し、被処
理余剰汚泥混合物中のC/N比を好ましくは6〜25に
高めることにより、余剰汚泥の嫌気性消化を著しく促進
させることが出来る有機汚泥の処理方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、BODで示される排水中の有機汚
濁成分の除去においては、現在実用化されている活性汚
泥方式等の生物学的処理方法によって比較的低コストで
満足し得る結果が得られている。上記活性汚泥方式で
は、図1に示す様に処理対象排水を最初沈澱地に導き、
土砂等の比重の重いものを沈澱させ、次いでエアーショ
ンタンク(曝気槽)において活性汚泥によって、排水中
の有機物を分解させる。この活性汚泥処理では、分解し
たBODのうち50〜70重量%は微生物の生活エネル
ギーとして消費され、残りの30〜70重量%は菌体の
増殖に使用される為、余剰汚泥が発生することになる。
【0003】活性汚泥処理で発生した余剰汚泥は、難分
離性であり、粘性が高いので、活性汚泥処理においては
余剰汚泥の処理が問題となる。現在、余剰汚泥の処理方
法は、嫌気性消化により、余剰汚泥をメタンガス、二酸
化炭素、水素、硫化水素等に分解して全体を減量化し、
その後分解されなかった余剰汚泥及びその他の固形物は
脱水により分離し、焼却するか或いは産業廃棄物として
処分する。又は嫌気性消化を行なわないで、直接脱水に
より分離し、焼却するか或いは産業廃棄物として処分す
る。
【0004】
【発明が解決しようとしている問題点】上記嫌気性消化
による余剰汚泥の従来の減量化においては、エネルギー
がメタンガスとして回収される等の利点があるが、消化
に要する日数が20〜40日と長く、余剰汚泥の分解が
60重量%と低い為広い敷地地面が要求され、未分解余
剰汚泥及びその他の固形物は脱水機により分離し、焼却
するか或いは産業廃棄物として処分しなければならない
為、非効率で処理コストが嵩むという問題がある。又、
余剰汚泥を直接脱水機により濃縮、焼却或いは産業廃棄
物として処分する場合でも、予め嫌気性消化により減量
化されていない為に処理コストがかかるという問題があ
る。現在の汚泥の処分費は2〜3万円/m3 と高く、更
にこの処分費は今後一層高騰する傾向にある。
【0005】最近、上記に示した嫌気性消化法の反応効
率が低いという欠点を解決する為に、中温(約37℃)
嫌気性消化法と膜分離装置とを組み合わせた方法、或は
高温二相消化法等が考案されている。しかしながら、中
温嫌気性消化法と膜分離装置とを組み合わせた方法は、
最大処理能力が、HRT(水理学的滞留時間)が10
日、消化率50重量%程度であり、高温二相消化法の最
大処理能力は、HRT10日消化率60重量%程度が限
界である。又、高温嫌気性消化法+膜分離方式を使用す
るとHRT2.5日、消化率65重量%の処理が限界で
ある。従って、本発明の目的は、上記従来技術の問題点
を解決し、活性汚泥方式で発生する余剰汚泥を更に効率
良く減量化し得る方法を提供することである。
【0006】
【問題点を解決する為の手段】上記目的は以下の本発明
によって達成される。即ち、本発明は、活性汚泥方式で
発生する汚泥の余剰部分を嫌気性消化法により減量化す
る方法において、被処理余剰汚泥に溶解性有機物を添加
して被処理汚泥の炭素/窒素(C/N)比を高めること
を特徴とする有機性汚泥の処理方法である。
【0007】
【作用】活性汚泥方式で発生する余剰汚泥を、嫌気性処
理する場合、余剰汚泥に溶解性有機物含有排水或はエタ
ノール等の溶解性有機物を加えて、被処理余剰汚泥混合
物のC/N比を高めることにより、消化効率が著しく高
まり、狭いスペースで短時間で効率良く余剰汚泥を経済
的に減量化することが出来る。
【0008】
【好ましい実施態様】次に好ましい実施態様を挙げて本
発明を更に詳しく説明する。本発明の好ましい1実施態
様では、図2に示す様に、活性汚泥方式の排水処理施設
で発生する余剰汚泥を、汚泥貯留槽(例えば、容量1m
)に導き、該汚泥貯留槽から原水ポンプP1により、
スクリーンを通して粗大な浮遊物等を除去した後、供給
ポンプP2により高温嫌気性消化槽(例えば、容量5m
)に移す。この際溶解性有機物貯槽からポンプP5に
より必要量の溶解性有機物を汚泥貯留槽或は嫌気性汚泥
消化槽に添加する。溶解性有機物としては、炭素分の多
い有機物であればよく、例えば、エタノール、メタノー
ル、エチレングリコール、グリセリン等のアルコール、
グルコース、スターチ、果糖、ショ糖等単糖類や二糖類
糖の、好ましくは水酸基を含有する溶解性有機物が挙げ
られ、更にこれらの有機物或は他の有機物を含有してい
る排水自体を溶解性有機物の代わりに使用することも出
来る。
【0009】余剰汚泥は元素組成がほぼC67NO2
云われており、そのC/N比は約4程度である。本発明
ではかかる余剰汚泥に炭素分の多い溶解性有機物を添加
して、添加混合物中のC/N比を高める、好ましくは6
〜25に上げることによって余剰汚泥の消化率が著しく
向上することを見出した。次にC/N比を高めた消化槽
中において余剰汚泥を撹拌機M1により撹拌しつつ嫌気
性微生物により、メタンガス、二酸化炭素、水素、硫化
水素に分解し、分解発生したガスはガスメータ及びガス
圧調整槽を経由して系外に放出され、必要に応じて燃料
ガス等として使用される。
【0010】嫌気性消化処理された汚泥混合物は、循環
ポンプP3によって膜分離装置(膜モジュール)に送ら
れ、汚泥混合物から膜を通して水分の一部が連続的に引
き抜かれ、一部の水分が引き抜かれた汚泥混合物は消化
槽に戻され、この循環が継続される。膜によって分離さ
れた水は処理槽に導かれ、必要な処理を施して系外に放
出される。循環している消化混合液は、その一部が定期
的或は連続的に少量ずつバルブV1により、抜き出さ
れ、この抜き出された消化混合液は、元の活性汚泥排水
処理装置に戻してもよいし、戻さずに後述の如き後処理
を行い、この後処理で処理液中に残留している大部分の
汚泥が分解或は分離されて、処理済水として系外に放流
される。
【0011】上記処理中に膜の目詰りを防止する為に、
適度な時間的間隔をとって、上記の処理混合液の循環を
停止し、洗浄水槽から洗浄ポンプP4により、清浄な洗
浄水を膜モジュール中に通して膜に付着した汚泥を洗浄
する。少量の汚泥を含んだ洗浄水は、消化処理槽に戻し
てもよいし、バルブV2を開放してそのまま放流或は洗
浄水の貯槽に送り、その後必要な処理を施して系外に排
出する。尚、本発明において、上記の余剰汚泥の減量化
処理の前処理として、余剰汚泥の輸送中又は汚泥貯留槽
中で、余剰汚泥を超音波処理、酵素処理、熱アルカリ処
理、熱酸処理等を施して、余剰汚泥を十分に解膠或は可
溶化させておくことにより、余剰汚泥の消化反応を著し
く効率化することが出来る。
【0012】次に上記高温嫌気性消化槽の処理条件及び
処理方法を更に詳しく説明する。高温嫌気性消化槽への
余剰汚泥の投入方式は、汚泥貯留槽からポンプP1で汚
泥を搬送し、1日のHRTに相当する汚泥量を回分式に
一度に添加するが、場合によっては連続的に添加しても
よい。本発明においてはHRTは2〜10日で、又、S
RTは50〜600日の処理条件が好ましい。消化槽に
おける処理液の撹拌方式には、該槽内で発生するガスを
槽内に吹き込み撹拌するガス撹拌方式、消化槽上部に撹
拌機を設置する機械式、消化槽内若しくは槽外に設置し
たポンプによって槽内液を循環させて撹拌するポンプ方
式のいずれでもよい。高温嫌気性消化槽の処理温度は4
5〜80℃の範囲とする。その為の加温方式は、消化槽
に蒸気を吹き込む蒸気吹き込み式、消化槽内にヒーター
を投入して加温する方式、温水を消化槽外を循環させる
温水循環加温方式等、消化槽の処理温度を一定に保てる
方法ならば特に限定されない。処理温度が45℃未満或
は80℃を越えると、汚泥処理を行なっている嫌気性微
生物の活性が低下し、処理が悪くなる等の問題があり好
ましくない。
【0013】消化槽で処理された処理液の固液分離に使
用する分離膜は、限外濾過膜(UF)、逆浸透膜(R
O)、精密濾過膜(MF)等を使用することが出来る。
好ましいUF膜の場合には、膜の形状は管状或は平膜の
いずれでもよい。UF膜を有する限外濾過装置の好まし
い運転条件及びUF膜の仕様としては、流入圧1〜10
kgf/cm、膜材質はポリスルホン系、ポリイミド
系、ポリオレフィン系であり、膜の分画分子量は10,
000〜100,000である。
【0014】図3に示した本発明の別の実施例は、中温
消化法、高温消化法、中温消化法+膜分離法、高温二相
消化法、高温消化+膜分離法であるが、処理方式は特に
これらの方式に限定されない。図3に示した方法では、
で余剰汚泥(例えば、汚泥濃度10,000mg/1)
を1日1m3 処理する場合、前記の如き溶解性有機物又
は有機物含有排水を、その混合物のC/N比が好ましく
は6〜25になる量で処理余剰汚泥に添加して、嫌気性
消化処理する方法を示しており、図2に示す実施例の場
合と同様な優れた消化効率が得られる。
【0015】図4に示した実施例は、基本的には図2に
示した方法と同様であり、活性汚泥処理工程で発生した
余剰汚泥を汚泥貯留槽に入れておき、この汚泥貯留槽又
は消化槽に、炭素分の多い(C/N比の大きい)原水又
は曝気処理する前の排水を添加して、添加混合物のC/
N比を好ましくは6〜25に高め、図2に示す如く消化
処理する。この方法では分離膜によって分離された固形
分を曝気槽に戻して好気処理することが出来る。
【0016】
【実施例】次に実施例を挙げて本発明を具体的に説明す
る。 実施例1 溶解性有機物を添加する方式について説明する。図2に
試験に使用した嫌気性汚泥処理装置のフローシートを示
す。図示した嫌気性汚泥処理装置は、高温嫌気性消化槽
と限外濾過モジュールとからなり、高温嫌気性消化槽の
処理温度は55℃とした。添加する溶解性有機物はエタ
ノールとし、添加混合物のC/N比を8にする為(余剰
汚泥は濃度10,000mg/l)1日8.7Kg(9
5重量%エタノール)を連続的に消化槽に添加した。
又、処理法を従来法と比較する為に、エタノール無添加
による処理を合わせて行なった。撹拌方法は、消化槽上
部からの機械撹拌とし、加温方式は消化槽内部のヒータ
ーにより加温を行なった。膜モジュールの膜材質はポリ
スルホン系であり、その分画分子量は20,000であ
り、膜洗浄はボール洗浄と水洗により行なった。
【0017】種汚泥として下水処理場の汚泥を使用し、
処理対象余剰汚泥(食品工場の汚泥)を連続的に投入し
て連続的に処理し、続いで投入及び処理した汚泥と等量
の処理水を上記条件で上記膜モジュールにより透過させ
て引き抜いた。HRTは15日からスタートし、ガスの
発生量等を測定しながら段階的に少なくし、最終的には
HRT2.5日にして定状運転を行なった。SRTはス
タート時から200日で行なった。その結果、図5aに
示す様にエタノール無添加の場合はHRTを2.5日に
すると処理が悪化し、消化率が65重量%になったのに
対し、エタノールを添加すると90重量%であった。こ
の結果から、嫌気性処理による余剰汚泥処理において、
エタノール等の溶解性有機物を添加すると処理能力が著
しく向上することが明らかとなった。
【0018】実施例2 排水を循環させる方式について説明する。実施例4の装
置を使用し、溶解性有機物としてエタノールを添加せ
ず、排水を循環させ、C/N比を8に高めた。循環量
は、排水中の溶解性有機物(TOC)が1,000mg
/lの時1日4.5m3 とした。その結果、図5bに示
す様にHRTを2.5日にしても排水を循環させること
により、処理の悪化を防ぎ、消化率85重量%を得た。
これらの結果から、排水を循環させてC/N比を高める
ことにより、処理能力が著しく向上することが明らかと
なった。
【0019】
【効果】以上の如き本発明によれば、活性汚泥方式で発
生する余剰汚泥を、嫌気性処理する場合、排水或はエタ
ノール等の溶解性有機物を加え、処理対象余剰汚泥のC
/N比を高めることにより、消化効率が高まり、狭いス
ペースで短時間で効率良く余剰汚泥を経済的に減量化す
ることが出来る。
【0014】
【図面の簡単な説明】
【図1】活性汚泥法の標準的処理工程を図解的に説明す
る図
【図2】本発明方法の1例を図解的に説明する図
【図3】本発明方法の他の例を図解的に説明する図
【図4】本発明方法の他の例を図解的に説明する図
【図5】負荷量(HRT)と消化率の関係を説明する図
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 一郎 東京都千代田区鍛冶町1−5−7 環境エ ンジニアリング株式会社内

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 活性汚泥方式で発生する汚泥の余剰部分
    を嫌気性消化法により減量化する方法において、被処理
    余剰汚泥に溶解性有機物を添加して被処理汚泥の炭素/
    窒素(C/N)比を高めることを特徴とする有機性汚泥
    の処理方法。
  2. 【請求項2】 溶解性有機物が、水酸基を有する溶解性
    有機物又は溶解性有機物を含有する排水である請求項1
    に記載の有機性汚泥の処理方法。
  3. 【請求項3】 溶解性有機物の添加量が、添加混合物の
    C/N比が6〜25になる量である請求項1に記載の有
    機性汚泥の処理方法。
  4. 【請求項4】 嫌気性消化方式が、中温消化法、高温消
    化法、中温消化法+膜分離法、高温二相消化法又は高温
    消化法+膜分離法である請求項1〜3に記載の有機性汚
    泥の処理方法。
  5. 【請求項5】 高温嫌気性消化法における処理温度が4
    5℃〜80℃である記載項4の有機性汚泥の処理方法。
  6. 【請求項6】 分離膜が限外濾過膜である請求項4に記
    載の有機性汚泥の処理方法。
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