JPH09155400A

JPH09155400A - 下水汚泥の炭酸ガスによる加温浮上濃縮法

Info

Publication number: JPH09155400A
Application number: JP7345763A
Authority: JP
Inventors: Kazuyuki Kamishiro; 和幸神代
Original assignee: KITAKIYUUSHIYUUSHI
Current assignee: KITAKIYUUSHIYUUSHI
Priority date: 1995-12-07
Filing date: 1995-12-07
Publication date: 1997-06-17
Anticipated expiration: 2015-12-07
Also published as: JP2976064B2

Abstract

(57)【要約】【課題】効率よく汚泥を浮上させることができ、さら
に、消化効率を上げるとともに設備費が廉価となる下水
汚泥の炭酸ガスによる加温浮上濃縮法を提供する。【解決手段】生汚泥及び／又は余剰汚泥に、炭酸ガス
溶解水を入れて加温し、発生する気泡を含まれる汚泥に
付着させて浮上分離する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、下水を処理する下
水処理場において用いられる汚泥の濃縮方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】図６に下水処理場における従来の汚泥の
処理方法を示すが、下水処理で発生する生汚泥５０は重
力濃縮し、余剰汚泥５１は加圧浮上濃縮して、その濃縮
汚泥を消化タンクにて嫌気性菌を用いて消化させ、処理
汚泥を脱水して廃棄処分をしていた。そして、途中で発
生する分離液５２、５３及び脱離液５４は、水処理系に
戻して処理していた。そして、前記余剰汚泥の処理にお
いては、加圧下で水に空気を溶解させ、この溶解水と余
剰汚泥を混合した後、常圧に戻すことによって気泡を発
生させ、固形物に気泡を付着させて浮上させる方法を用
いていた（以下、加圧浮上濃縮法という）。また、特開
平４−２９３５９８号公報には、間接加熱のできる分離
槽内に発酵性バクテリア等を入れて、汚泥等の発酵性有
機質液状体を発酵させ発生するガスを汚泥に付着させて
浮上分離する方法が提案されている（以下、発酵浮上濃
縮法という）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記加
圧浮上濃縮法においては、水中に溶け込む空気の量は少
ないので、加圧状態から常圧状態に戻しても発生する気
泡は少なく汚泥を効率的に浮上させることが困難である
という問題があった。また、この方法は空気を用いるた
め、後段の工程の嫌気性消化（消化タンク）に時間がか
かる要因ともなっていた。また、前記公報記載の発酵浮
上濃縮法においては、汚泥を発酵させてガスを発生させ
るのに時間がかかり、従って大量の汚泥を濃縮する場合
には設備が大きくなり過ぎるという問題があった。本発
明はかかる事情に鑑みてなされたもので、効率よく汚泥
を浮上させることができ、さらに、消化効率を上げると
ともに設備費が廉価となる下水汚泥の炭酸ガスによる加
温浮上濃縮法を提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】前記目的に沿う請求項１
記載の下水汚泥の炭酸ガスによる加温浮上濃縮法は、生
汚泥及び／又は余剰汚泥に、炭酸ガス溶解水を入れて加
温し、発生する気泡を含まれる汚泥に付着させて浮上分
離している。請求項２記載の下水汚泥の炭酸ガスによる
加温浮上濃縮法は、請求項１記載の濃縮法において、前
記生汚泥及び／又は余剰汚泥は、前記炭酸ガス溶解水よ
り高い温度に予め加温されている。請求項３記載の下水
汚泥の炭酸ガスによる加温浮上濃縮法は、生汚泥及び／
又は余剰汚泥を予め加温し、炭酸ガス溶解水を入れて、
発生する気泡を含まれる汚泥に均一に付着させて更に加
温することにより付着した気泡を膨張させて浮上効果を
上げ、浮上分離している。また、請求項４記載の下水汚
泥の炭酸ガスによる加温浮上濃縮法は、請求項１〜３の
いずれか１項に記載の濃縮法において、前記炭酸ガス溶
解水への炭酸ガス源としては、浮上分離された汚泥を嫌
気性消化する際に発生する炭酸ガスを使用している。

【０００５】

【作用】請求項１〜４記載の下水汚泥の炭酸ガスによる
加温浮上濃縮法は、予め炭酸ガス溶解水を用意し、これ
に生汚泥及び／又は余剰汚泥を入れて加温、又は予め加
温された生汚泥及び／又は余剰汚泥を入れると、溶解し
ている炭酸ガスが気泡化して汚泥に付着し、これによっ
て汚泥が効率的に浮上分離される。ここで、常温の生汚
泥及び／又は余剰汚泥と、炭酸ガス溶解水とを混合して
加温すると、炭酸ガス溶解水から炭酸ガスが発生しこれ
が汚泥に付着して浮上することにはなるが、加温時に
は、熱供給部付近で常に気泡の発生が起こり、汚泥に均
一に気泡が付着しない。従って、混合した後に全体を均
一に加熱する必要があり、この技術手法が複雑になると
いう欠点がある。特に、請求項２及び３記載の下水汚泥
の炭酸ガスによる加温浮上濃縮法は、生汚泥及び／又は
余剰汚泥が予め加温されているので、温度の低い炭酸ガ
ス溶解水と混合接触した場合、高温の生汚泥及び／又は
余剰汚泥によって炭酸ガスが発生し、これが均一かつ効
率的に生汚泥及び／又は余剰汚泥に付着する。請求項４
記載の下水汚泥の炭酸ガスによる加温浮上濃縮法は、炭
酸ガス溶解水の炭酸ガス源として、浮上分離された汚泥
を嫌気性消化する際に発生する炭酸ガスを使用している
ので、恒久的な方法として適用できる。

【０００６】

【発明の効果】従って、請求項１〜４記載の下水汚泥の
炭酸ガスによる加温浮上濃縮法は、炭酸ガス溶解水を利
用し、含まれる炭酸ガスを気泡化して汚泥を浮上させて
いるので、処理時間が短い。従って、大量の生汚泥及び
／又は余剰汚泥を比較的小型の設備で効率的に処理でき
る。また、請求項２、３記載の下水汚泥の炭酸ガスによ
る加温浮上濃縮法においては、生汚泥及び／又は余剰汚
泥を予め加温しているので、発生する炭酸ガスが生汚泥
及び／又は余剰汚泥に均一に付着して、汚泥の浮上効率
が上昇する。そして、請求項４記載の下水汚泥の炭酸ガ
スによる加温浮上濃縮法においては、下水処理で発生す
る消化ガス中の炭酸ガスを利用するため、炭酸ガスの有
効利用が図れると共に、消化ガス中のメタン濃度を上げ
ることができ、消化ガスの熱エネルギーとしての利用価
値が高められる。

【０００７】

【発明の実施の形態】続いて、添付した図面を参照しつ
つ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発
明の理解に供する。ここに、図１は本発明の一実施の形
態に係る下水汚泥の炭酸ガスによる加温浮上濃縮法の説
明図、図２は下水処理水１リットルに対するＣＯ₂の溶
解割合を示す実験結果を示すグラフ、図３は４０℃での
加温浮上実験結果を示すグラフ、図４は汚泥の加温温度
による影響を示すグラフ、図５は前記下水汚泥の炭酸ガ
スによる加温浮上濃縮法を用いた下水汚泥処理工程の概
略フロー図である。

【０００８】図１、図５に示すように、本発明の一実施
の形態に係る下水汚泥の炭酸ガスによる加温浮上濃縮法
を適用した下水汚泥処理工程１０は、ポンプ１１で供給
された余剰汚泥及び／又は生汚泥（以下、単に汚泥とい
う）を温める加温槽１２と、ポンプ１３によって供給さ
れた下水処理水、及びポンプ（ブロア）１３ａによって
供給された炭酸ガスを含む消化ガスを吹き込み炭酸ガス
溶解水を造る溶解槽１４と、製造された炭酸ガス溶解水
を一時貯留する貯留槽１５と、ポンプ１６によって供給
される加温された汚泥及びポンプ１７によって供給され
る炭酸ガス溶解水を混合し汚泥を浮上濃縮する加温浮上
槽１８と、図示しない消化タンク及び脱水機とを有して
いる。以下、この下水汚泥処理工程１０に適用した汚泥
の濃縮方法について詳細に説明する。

【０００９】まず、汚泥をポンプ１１を用いて、加温槽
１２に入れて４０〜６０℃の温度に加温する。加温手段
のヒータとしては電熱、蒸気又はその他の熱媒であって
もよい。そして、加温された汚泥はポンプ１６によって
加温浮上槽１８に供給される。一方、溶解槽１４にはポ
ンプ１３によって下水処理水と、ポンプ１３ａによって
消化ガスを供給する。消化ガスは後続する消化タンクか
ら発生する消化ガスで、約４０％の炭酸ガスを含んでい
る。この溶解槽１４では処理水中に消化ガスを吹き込む
ディフューザー方式と消化ガス気流中に処理水を噴霧す
るスクラバー方式があるが、ディフューザー方式の方が
より多くの炭酸ガスを溶解させることができる。これに
よって、炭酸ガスが多量に溶解された炭酸ガス溶解水が
製造され、貯留槽１５に供給され、更に加温浮上槽１８
に送られる。なお、汚泥と炭酸ガス溶解水の混合比は、
汚泥１に対して炭酸ガス溶解水が０．５〜２の範囲で効
率よく加温浮上濃縮することができる。

【００１０】加温浮上槽１８では、加温された汚泥と炭
酸ガス溶解水が混合し接することによって、炭酸ガス溶
解水から気泡が発生し、これが汚泥に均一に付着する。
さらに加温による温度の上昇により、付着した気泡の膨
張と新しい気泡の発生、付着が起こるため、汚泥の相対
的比重が小さくなって徐々に浮上し、時間の経過と共に
加温浮上槽１８の上部に汚泥の層が形成される。この浮
上した汚泥を汚泥掻き取り装置等により水層と分離さ
せ、消化タンクに供給し、嫌気性消化を行う。この過程
で発生する消化ガスを炭酸ガス源として前記溶解槽１４
に供給することになる。なお、消化タンクによって処理
された汚泥は、脱水機で水が分離されてその固形物（ケ
ーキ）が例えば埋立処分や焼却処分されることになる。

【００１１】そして、加温浮上槽１８によって分離され
る分離液、消化タンクから発生する脱離液及び脱水機か
ら発生する分離液は、水処理系に戻して処理され、その
一部が前記溶解槽１４に供給される。この実施の形態に
係る下水汚泥の炭酸ガスによる加温浮上濃縮法によっ
て、汚泥の濃縮化が簡単に行え、更には後続する消化タ
ンクでの嫌気性消化に有利に作用するので、無駄のない
汚泥の処理ができるという利点がある。

【００１２】

【実施例】次に、本発明に係る下水汚泥の炭酸ガスによ
る加温浮上濃縮法の作用、効果を確認した実施例につい
て説明する。溶解槽１４に下水処理水１リットルに対し
て消化ガスを０．５リットル／分、１．０リットル／分
の流量で通気し、その時の溶解槽１４の出口での炭酸ガ
スの減少を図２に示すが、下水処理水１リットルに対し
て通気ガス量２．５〜３リットルで炭酸ガスの溶解は飽
和することが分かる。従って、通気ガス量が２リットル
までの炭酸ガス溶解水を使用する場合には、溶解する炭
酸ガス量の総計は下水処理水１リットル当たり２７６ミ
リリットルとなる。

【００１３】次に、図３には、汚泥を４０℃に加温し、
２０℃の炭酸ガス溶解水に混和した場合の時間と浮上汚
泥層及び沈降汚泥層の厚みを示すが、混和後、汚泥が浮
上を始め、約３０分後には汚泥が完全に浮上した。図３
において、例えば、○印の２：１は、汚泥対炭酸ガス溶
解水の比率が２対１であることを示し、他の印において
も同様である。また、図４に示すように、汚泥の加温温
度を４０℃、４５℃、５０℃、５５℃に加温した場合を
示すが、４５℃及び５０℃で浮上終了時間がやや短くな
ることが示されている。しかし、いずれの場合も３０分
以内で全ての汚泥が浮上している。従って、以上の結果
から汚泥を予め加温して、炭酸ガス溶解水に混和すると
時間の経過と共に、汚泥が浮上することになる。なお、
常温の汚泥と常温の炭酸ガス溶解水とを混和して加温し
たところ、汚泥の一部しか浮上せず浮上効率が悪いこと
が分かった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係る下水汚泥の炭酸ガ
スによる加温浮上濃縮法の説明図である。

【図２】下水処理１リットルに対する消化ガス中のＣＯ
₂の溶解割合を示す実験結果を示すグラフである。

【図３】４０℃での加温浮上実験結果を示すグラフであ
る。

【図４】汚泥の加温温度による影響を示すグラフであ
る。

【図５】前記下水汚泥の炭酸ガスによる加温浮上濃縮法
を用いた下水汚泥処理工程の概略フロー図である。

【図６】従来例に係る下水汚泥処理工程の概略フロー図
である。

【符号の説明】

１０下水汚泥処理工程１１ポンプ１２加温槽１３ポンプ１３ａポンプ（ブロア）１４溶解槽１５貯留槽１６ポンプ１７ポンプ１８加温浮上
槽

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】生汚泥及び／又は余剰汚泥に、炭酸ガス
溶解水を入れて加温し、発生する気泡を含まれる汚泥に
付着させて浮上分離することを特徴とする下水汚泥の炭
酸ガスによる加温浮上濃縮法。
【請求項２】前記生汚泥及び／又は余剰汚泥は、前記
炭酸ガス溶解水より高い温度に予め加温されている請求
項１記載の下水汚泥の炭酸ガスによる加温浮上濃縮法。
【請求項３】生汚泥及び／又は余剰汚泥を予め加温
し、炭酸ガス溶解水を入れて、発生する気泡を含まれる
汚泥に付着させて浮上分離することを特徴とする下水汚
泥の炭酸ガスによる加温浮上濃縮法。
【請求項４】前記炭酸ガス溶解水の原料は、浮上分離
された汚泥を嫌気性消化する際に発生する消化ガス中の
炭酸ガスを使用する請求項１〜３のいずれか１項に記載
の下水汚泥の炭酸ガスによる加温浮上濃縮法。