JPH09299995A - 下水汚泥処理における消泡装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 動力源を必要とせずに汚泥中の大きな径の気
泡のみならず、内包された微細な気泡をも脱気すること
ができるオゾン処理による発泡現象を効率的に防止する
下水汚泥処理における消泡装置を提供することを目的と
する。 【解決手段】 配管３により直列に連結され、略中心位
置に汚泥中の大泡沫を除去するための金網２が設置され
た複数段の泡沫除去槽１と、この泡沫除去槽１に隣接す
る位置に連結して併設され、内壁面から中心下方に向け
て所定角度傾斜した複数枚の邪魔板６ａ，６ｂ，６ｃ，
６ｄ，６ｅが相互に入り組んだ状態に突設された脱泡槽
４とを具備してなる下水汚泥処理における消泡装置の構
成にしてある。更に請求項２により、最下段の泡沫除去
槽１に連結した配管３の先端部を金網２の設置部分まで
延長して挿入し、最下段の泡沫除去槽１の底壁面に汚泥
返送用の配管９を導出した消泡装置の構成を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は下水汚泥の処理工程
中に発生する泡を効率的に消泡する装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】生活水準の向上と下水排除方式の整備に
伴って下水処理場における水処理施設で発生した余剰汚
泥とか最初沈澱池で発生した生汚泥は、水処理施設の系
外に引き抜かれて汚泥処理施設に輸送され、濃縮，消
化，脱水等の工程を経て最終処分が行われる。特に大都
市圏においては、人口の集中等の要因により複数の下水
処理場が近接している場合が多く、これら各下水処理場
の発生汚泥を一カ所に集中して汚泥の集約処理を行うこ
とによって汚泥処理時間を短縮し、且つ汚泥処理コスト
を低くすることができる。

【０００３】上記集約処理を行うには、各処理場にて発
生する汚泥を集中汚泥処理場に輸送する必要があり、そ
の輸送方法としてはトラック輸送、船舶輸送、パイプ輸
送等が考えられる。集約処理の長所は、汚泥処理施設
のスケールメリット、環境対策の集約化、エネルギ
ー回収の効率化、維持管理費のコスト低減、汚泥の
資源化の向上等が挙げられる。

【０００４】このような汚泥の各種集約処理方法の中
で、パイプ輸送等による輸送管内は嫌気状態となり、嫌
気性微生物の繁殖等によって下水汚泥の腐敗の進行が早
くなる上、輸送管内の沈積物等が下水汚泥の腐敗や変質
を進める要因になり、汚泥の腐敗や変質が進むことによ
って集中汚泥処理時に汚泥の沈降性とか脱水性が悪化し
てしまい、集約後の汚泥処理を安定に行うことが困難と
なって濃縮、脱水等の汚泥処理工程において悪臭の発生
量が増加し、作業環境が悪化するという問題点が発生す
る。

【０００５】上記に対処するため、下水汚泥をオゾン処
理反応槽に流入して、オゾンガスを汚泥中に放散するこ
とによって殺菌、脱臭及び脱色処理を行うとともに輸送
中とか各処理工程で生じる腐敗を防止し、濃縮性を高め
る方法が検討されている。

【０００６】このような下水汚泥の処理において、汚泥
中に気体を散気したり激しい撹拌などを行うと、汚泥の
粘性とか有機物成分、発泡性物質等の影響によって泡が
形成される場合がある。現在検討されている汚泥のオゾ
ン処理はオゾンガスを微細な気泡として汚泥中に散気
し、汚泥中の微生物や有機物とオゾンとを反応させて処
理を行っている。

【０００７】オゾンの反応性を高めるためには、微細な
気泡を散気する必要があり、そのため汚泥が微細気泡を
取り囲んで泡沫を形成する場合がある。汚泥の処理は前
記したように濃縮とか脱水の工程を経てから埋め立て又
は焼却処分されるが、発泡した汚泥とか微細な気泡を含
む汚泥はそのまま濃縮とか脱水処理を行うことが困難で
あり、新たな別の方法によって処理しなければならな
い。

【０００８】オゾン処理のようにそのまま大気中に放散
できないガスを用いる場合には、汚泥処理反応で消費さ
れなかった未反応オゾンを排ガス処理装置によって毒性
を除去した後、大気中に放散させなければならないが、
汚泥が発泡すると排ガス配管に汚泥が流入し、排ガス処
理装置の運転が行えなくなる惧れがある。このように汚
泥中の発泡現象は種々の問題点を引き起こすため、消泡
技術は重要となっている。

【０００９】又、下水道分野以外にも燃料とか繊維、化
学工業等の分野で発泡を防止する技術が開発されてい
る。その中でも汚泥中での発泡を防止するための装置例
として、例えば実公平３−３７６号公報には、タービン
を回転して液面に生じる気泡を吸引して、周囲に設けら
れた消泡筒の消泡孔を通過させるプロセスにより、機械
的に消泡する装置例が開示されている。

【００１０】更に特公昭５５−２０７２３号公報には、
円盤状の固定格子に同心状の可動格子を回転自在に配設
し、機械的に気泡を粉砕するとともに気泡をできるだけ
可動格子の流入側に停滞させるようにして確実に消泡作
用が行えるようにした消泡装置例が開示されている。

【００１１】又、特公昭５６−４３７６３号公報には、
通気用空洞を内包し、その外周に伏せ椀形の円錐状翼片
を取付けた回転筒軸が容器内にその一部が突入するよう
に配設されていて、容器内で発生する気泡を崩壊させて
液分とガス分に分離するようにした消泡装置例が開示さ
れている。この例は主としてポリ塩化ビニルとか合成ゴ
ムの製造工程で用いられる例である。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】前記した実公平３−３
７６号公報等に記載されているように機械的に消泡を行
う装置では、汚泥中の大きな径の気泡は除去可能である
が、汚泥中に内包された微細な気泡は十分に脱気するこ
とができないという問題がある。更にこれらの消泡装置
は回転翼を回転させるための動力を必要とする上、運転
中に何らかの障害が生じて動力が停止すると、消泡作用
が停止するだけでなく、発泡の有無に応じた運転の制御
を行わなければならないため、余分な動力が浪費される
という難点があり、運転に際しては種々の注意が要求さ
れる。特にオゾンによる汚泥の発泡現象を防止する目的
を達成するための効率的な消泡装置は実現されていない
のが現状である。

【００１３】そこで本発明は上記の問題点に鑑みてなさ
れたものであって、汚泥中の大きな径の気泡のみならず
内包された微細な気泡をも脱気することができる上、動
力源を必要とせず、特にオゾンによる汚泥の発泡現象を
効率的に防止する下水汚泥処理における消泡装置を提供
することを目的とするものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の課題を解
決するために、下水汚泥をオゾン接触槽に流入して、オ
ゾンガスを汚泥中に放散することによって殺菌、脱臭及
び脱色処理を行った後、オゾン接触槽内に滞積する汚泥
の泡沫を消泡装置に導いて、脱泡，脱気してから液成分
をオゾン接触槽に返送するようにした下水汚泥処理にお
ける消泡装置において、配管により直列に連結されて、
略中心位置に汚泥中の大泡沫を除去するための金網が設
置された複数段の泡沫除去槽と、この泡沫除去槽に隣接
する位置に連結して併設され、内壁面から中心下方に向
けて所定角度傾斜した複数枚の邪魔板が相互に入り組ん
だ状態に突設された脱泡槽とを具備してなる下水汚泥処
理における消泡装置の構成を提供する。

【００１５】更に請求項２により、最下段の泡沫除去槽
に連結した配管の先端部を金網の設置部分まで延長して
挿入し、該最下段の泡沫除去槽の底壁面に汚泥返送用の
配管を導出した消泡装置の構成にしてある。又、前記脱
泡槽として、円筒形もしくは角筒形の槽を用いる。

【００１６】かかる下水汚泥処理における消泡装置によ
れば、オゾン接触槽から流出する汚泥が複数段の泡沫除
去槽内を順次流通する際の圧力の変化とか槽内壁面との
衝突及び各泡沫除去槽の略中心位置に設置された金網を
通過する際の抵抗作用に基づいて汚泥中に含まれる大泡
沫が消滅する。更に微細気泡を内包した汚泥は配管を経
由して併設された脱泡槽に流入し、所定角度傾斜して突
設された邪魔板に対して重力により何度も衝突しながら
落下し、内包されている微細気泡が邪魔板との衝突によ
る衝撃によって薄膜状となり、次の邪魔板に落下するま
での間に気泡が薄膜状の液から分離され、繰り返し邪魔
板と衝突することによってほぼ完全に微細気泡が脱気さ
れる。

【００１７】このように汚泥と泡沫状ガス成分とが分離
され、汚泥はそのまま脱泡槽の底面上に落下し、配管を
経由して再度オゾン接触槽に返送され、分離されたガス
成分は脱泡槽の上部に設置された排ガス用配管から排オ
ゾン処理工程へ送り込まれて脱オゾン処理が行われる。

【００１８】請求項２記載の消泡装置によれば、最下段
の泡沫除去槽に流入する汚泥中の発泡量が少ない場合に
は、この泡沫除去槽内に設置された金網の作用によって
泡沫が除去され、脱気された汚泥を上段の各泡沫除去槽
及び脱泡槽に送り込むことなく直ちに汚泥返送用の配管
からオゾン接触槽に返送される。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下に本発明にかかる下水汚泥処
理における消泡装置の具体的な実施例を説明する。先ず
図５に基づいて汚泥をオゾン処理するシステムの概要を
説明すると、１１は密閉型のオゾン接触槽、１２はオゾ
ン発生機、１３は本実施例を適用した消泡装置、１４は
排オゾン処理装置であり、オゾン接触槽１１内にはオゾ
ン処理すべき汚泥２０が連続的に供給され、該オゾン接
触槽１１の底壁部分から処理汚泥２１が連続的に流出す
るように構成されている。

【００２０】運転時には原料空気１５がコンプレッサ１
６の稼働によってオゾン発生機１２内に送り込まれ、生
成したオゾンガスの濃度がオゾン濃度計１７によって計
測されてからオゾン接触槽１１に送気され、該オゾン接
触槽１１の底壁近傍に配置された散気管１８により汚泥
２０内に放散される。この時にオゾン接触槽１１内の上
方空間部に汚泥の泡沫２２が徐々に滞積するが、この泡
沫２２はオゾン接触槽１１の上壁部から導出された配管
１９から消泡装置１３に送り込まれ、詳細は後述する消
泡作用に基づいて脱泡，脱気が行われてガス成分が分離
され、液成分は返送汚泥として管路１９ａを介してオゾ
ン接触槽１１に戻され、ガス成分はオゾン濃度計１７ａ
によりオゾン濃度が測定されてから排オゾン処理装置１
４に流入し、未反応のオゾンガスが無害化されてからブ
ロワ２３の稼働により大気中に放出される。

【００２１】図１は本発明の第１実施例にかかる消泡装
置を説明するための概要図であり、先ず主要な構成要素
を説明すると、図中の１，１は複数段に構成された泡沫
除去槽であり、図示例では泡沫除去槽１が上下３段に直
列接続された構成となっている。各泡沫除去槽１，１内
の略中心位置には大泡沫を除去するための金網２，２が
水平方向に設置されている。

【００２２】３，３は各泡沫除去槽１，１を直列に連結
するための配管であり、最下端の配管３に開口部３ａが
形成されていて、図外のオゾン接触槽でオゾン処理され
た汚泥がこの開口部３ａから泡沫除去槽１内に流入す
る。

【００２３】４は泡沫除去槽１に隣接する位置に併設さ
れた脱泡槽であり、最上端の泡沫除去槽１から導出され
た配管５の他端部が脱泡槽４の上壁部に連結されてい
る。この脱泡槽４の内部には、該脱泡槽４の内壁面から
中心下方に向けて所定角度傾斜した邪魔板６ａ，６ｂ，
６ｃ，６ｄ，６ｅが相互に入り組んだ状態に突設されて
いる。この脱泡槽４の上壁部には排ガス用配管７が導出
されており、脱泡槽４の下端部には脱泡後の汚泥を接触
槽へ返送するための配管８が連結されている。

【００２４】かかる第１実施例の動作を説明すると、図
外のオゾン接触槽から流出する汚泥２０が開口部３ａか
ら配管３を経由して最下端の泡沫除去槽１に流入し、配
管３，３を介して複数段の泡沫除去槽１内を順次流通す
るが、各泡沫除去槽１内を通過する際の圧力の変化とか
槽内壁面との衝突及び各泡沫除去槽１の略中心位置に設
置された金網２，２を通過する際の適度な抵抗作用に基
づいて、汚泥２０中に含まれる大泡沫が消滅する。

【００２５】しかし大泡沫は金網２，２によって除去さ
れるものの、汚泥中に取り込まれた微細気泡がまだ残留
している可能性がある。そこで微細気泡を内包した汚泥
は、最上端の泡沫除去槽１から導出された配管５を経由
して併設された脱泡槽４に流入する。尚、微細気泡は液
中を上昇する性質があり、その速度は液の粘性とか気泡
の大きさ等によって変化するが、汚泥中を微細気泡が上
昇する速度はきわめて遅いものと考えられる。

【００２６】次に脱泡槽４内に上部から流入した汚泥
は、内壁面から中心下方に向けて所定角度傾斜して突設
された邪魔板６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ，６ｅに対して重
力により何度も衝突しながら落下する。その間に汚泥中
に内包されている微細気泡は邪魔板６ａ，６ｂ，６ｃ，
６ｄ，６ｅとの衝突による衝撃によって薄膜状となり、
気泡の上昇速度は緩やかなものの上昇する距離が著しく
短くなり、次の邪魔板に落下するまでの間に気泡が薄膜
状の液から分離される。そして繰り返し邪魔板６ａ，６
ｂ，６ｃ，６ｄ，６ｅと衝突することによって脱泡槽４
の下部に液が流下する時には完全に微細気泡が脱気され
ている。

【００２７】このようにして汚泥と泡沫状ガス成分とが
分離され、汚泥はそのまま脱泡槽４の底面上に落下し、
配管８を経由して再度オゾン接触槽に返送される。分離
されたガス成分は脱泡槽４の上部に設置された排ガス用
配管７から排オゾン処理工程へ送り込まれる。

【００２８】尚、図１の例では泡沫除去槽１を上下に３
段重ねた構成にしてあるが、この３段という数は固定さ
れたものではなく、汚泥の性状とか発泡性、破泡性等に
応じて段数が決定される。又、汚泥のオゾン処理に限ら
ず、発泡が生じるような様々な工程において、本装置を
利用することが可能である。

【００２９】図２は本発明の第２実施例を説明するため
の概要図であり、基本的な構成要素は第１実施例と同一
であるため、同一の符号を付して表示してある。本第２
実施例では第１実施例の構成に加えて、最下段の泡沫除
去槽１に連結した配管３の先端部が金網２の設置部分ま
で延長して挿入されており、更に該最下段の泡沫除去槽
１の底壁面に汚泥返送用の配管９が導出されている。こ
の配管９には図示しない開閉バルブが取り付けられてい
る。

【００３０】かかる第２実施例によれば、最下段の泡沫
除去槽１に流入する汚泥中の発泡量が少ない場合には、
この泡沫除去槽１内に設置された金網２の作用によって
泡沫を除去し、脱気された汚泥を上段の各泡沫除去槽
１，１及び脱泡槽４に送り込むことなく、汚泥返送用の
配管９のバルブの操作によって直ちにオゾン接触槽に返
送する。これに伴って脱泡槽４まで汚泥内の泡が達する
以前に、脱泡，脱気が完了した汚泥を配管を閉塞させる
ことなくオゾン接触槽に返送することが可能となる。

【００３１】図３，図４は上記脱泡槽４の具体例を示す
（Ａ）平面図、（Ｂ）側面図であり、図３は脱泡槽４と
して円筒形の槽を用いた場合を示しており、図４は脱泡
槽４として角筒形の槽を用いた場合を示している。何れ
の脱泡槽４を用いても良好な脱泡作用が得られる。

【００３２】

【発明の効果】以上説明した本発明にかかる下水汚泥処
理における消泡装置によれば、汚泥中の大きな径の気泡
のみならず内包された微細な気泡をも脱気してガスと汚
泥とに確実に分離することができるので、発泡した汚泥
を別途に処理する必要がなく、後段の汚泥処理工程にも
悪影響を及ぼすことがないという効果が得られる。

【００３３】実施に際しても従来のように動力源を必要
としないので省エネルギー効果が高く、ランニングコス
トは不要となる。

【００３４】消泡装置自体の構成は比較的単純であるた
めに製造は容易であり、しかもメンテナンスは簡単であ
るという利点を有していて、汚泥のオゾン処理に限らず
発泡が生じるような他の分野での工程においても本装置
を利用することが可能であるが、特にオゾン処理に伴う
下水汚泥の発泡現象を効率的に防止する際に用いて有用
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例にかかる消泡装置を示す概
要図。

【図２】本発明の第２実施例にかかる消泡装置を示す概
要図。

【図３】円筒形槽を用いた脱泡槽の具体例を示す（Ａ）
平面図、（Ｂ）側面図。

【図４】角筒形槽を用いた脱泡槽の具体例を示す（Ａ）
平面図、（Ｂ）側面図。

【図５】下水汚泥処理におけるオゾン処理システムを説
明するための概要図。

【符号の説明】

１…泡沫除去槽 ２…金網 ３，５，７，８，９…配管 ４…脱泡槽 ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ，６ｅ…邪魔板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉野 徳正 東京都品川区大崎２丁目１番17号 株式会 社明電舎内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下水汚泥をオゾン接触槽に流入して、オ
   ゾンガスを汚泥中に放散することによって殺菌、脱臭及
   び脱色処理を行った後、オゾン接触槽内に滞積する汚泥
   の泡沫を消泡装置に導いて、脱泡，脱気してから液成分
   をオゾン接触槽に返送するようにした下水汚泥処理にお
   ける消泡装置において、 配管により直列に連結されて、略中心位置に汚泥中の大
   泡沫を除去するための金網が設置された複数段の泡沫除
   去槽と、この泡沫除去槽に隣接する位置に連結して併設
   され、内壁面から中心下方に向けて所定角度傾斜した複
   数枚の邪魔板が相互に入り組んだ状態に突設された脱泡
   槽とを具備してなることを特徴とする下水汚泥処理にお
   ける消泡装置。
2. 【請求項２】 最下段の泡沫除去槽に連結した配管の先
   端部を金網の設置部分まで延長して挿入し、該最下段の
   泡沫除去槽の底壁面に汚泥返送用の配管を導出した請求
   項１記載の下水汚泥処理における消泡装置。
3. 【請求項３】 前記脱泡槽として、円筒形もしくは角筒
   形の槽を用いた請求項１，２記載の下水汚泥処理におけ
   る消泡装置。