JPH1015592A - 硫化水素の発生抑制を伴う下水処理方法 - Google Patents

硫化水素の発生抑制を伴う下水処理方法

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JPH1015592A
JPH1015592A JP16995996A JP16995996A JPH1015592A JP H1015592 A JPH1015592 A JP H1015592A JP 16995996 A JP16995996 A JP 16995996A JP 16995996 A JP16995996 A JP 16995996A JP H1015592 A JPH1015592 A JP H1015592A
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陽子 片平
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 下水処理施設において硫化水素発生抑制剤と
して硫酸系の鉄塩を用いる場合に硫化水素の発生が効果
的に抑制され、また汚泥消化工程に悪影響を及ぼすこと
もない、下水処理方法を提供する。 【解決手段】 沈殿工程、濃縮工程及び消化工程を備え
てなる下水処理方法において、濃縮工程の際又はその前
に硫酸系鉄塩を添加して、その際、消化工程前の濃縮汚
泥中で上記鉄塩添加により増加した3価鉄濃度と硫酸根
濃度の比が1.3以上となるように調整される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、下水処理施設等で
発生する硫化水素の量を抑制し、実質的に硫化水素の発
生を抑え込む方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、排水処理施設等において、硫化水
素による不快な臭気の発生や機械設備等の腐食が問題と
なっている。特に腐食については、施設機能に支障が生
じ、また補修にも多大な費用を生じるため、その対策が
排水処理施設等では重要な課題となっている。
【0003】排水処理施設における硫化水素の発生原因
には、家庭汚水に硫黄を含有する界面活性剤や硫酸等を
高濃度に含む事業場排水が流入したり、ポンプの定水位
運転、流入過少及びポンプ場経由の汚水圧送等により、
施設の構造上汚泥が溜りやすい場所ができ、嫌気状態と
なることなどが考えられる。
【0004】このような硫化水素の発生を抑制するにあ
たり、鉄塩を硫化水素と反応させて硫化鉄を形成させ、
もって硫化水素を除去する公知技術が考慮される。鉄塩
としては、塩化第1鉄、塩化第2鉄、硫酸第1鉄、硫酸
第2鉄等が知られているが、2価の鉄を含む鉄塩は溶解
度が大きく排水中に溶出してしまうので、硫化水素除去
に利用されない。また塩化第2鉄は、pH低下が大きく
また腐食性も大きいために設備等を痛めやすいことか
ら、最近では硫酸系の鉄塩を用いるケースが多くなって
いる。
【0005】硫酸系鉄塩の中でも例えば特公昭51−1
7516号公報などで製法の知られたポリ硫酸第2鉄
は、主に脱水の助剤や凝集剤として硫化水素発生の抑制
に用いられているが、水酸基を含みpH低下が少なく、
塩素を含まず腐食性の危惧も少ないので、流入下水や汚
泥処理返流水に添加して用いられている。例えば下水道
協会誌 Vol.31、No.374、1994/9 で報告された例では、
ポリ硫酸第2鉄を各ポンプ場、流入分配槽及び濃縮タン
クのいずれかで添加することを検討し、消化ガス等の硫
化水素の発生を抑制でき、添加のための設備が容易にで
きることを考慮して、最初沈殿池前の流入分配槽に添加
することが述べられている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、排水処
理施設における硫化水素発生の効率的な抑制効果を考え
ると、濃縮工程での、あるいはその前での添加が適当で
ある。また硫酸系の鉄塩を用いる場合、無酸素な状態、
即ち、嫌気性になると硫酸還元菌の作用によって硫酸イ
オンが分解して逆に硫化水素を発生してしまうが、どの
程度の硫酸根が混入した場合に硫化水素の発生が助長さ
れるのか、または抑制されるのかは不明である。また硫
酸根及び鉄分が消化槽に混入することにより、どの程度
消化工程へ影響を及ぼすのか不明であり、安心して硫酸
系鉄塩を用いることができない。
【0007】そこで本発明は、下水処理施設において硫
化水素発生抑制剤として硫酸系鉄塩を用いる場合に硫化
水素の発生が効果的に抑制され、汚泥消化工程に悪影響
を及ぼすことのない、下水処理方法を提供することを課
題とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記課題は、本発明にし
たがい、沈殿工程、濃縮工程及び消化工程を備えてなる
下水処理方法において、濃縮工程の際又はその前に硫酸
系鉄塩を添加して、その際、消化工程前の濃縮汚泥中で
上記鉄塩添加により増加した3価鉄濃度と硫酸根濃度の
比が1.3以上となるように調整されることで解決す
る。硫酸系鉄塩としては、硫酸第2鉄の他、ポリ硫酸第
2鉄がある。
【0009】
【発明の実施の形態】一般的な汚水処理は、集められた
下水を最初沈殿池で沈殿汚泥と上澄み液に分け、上澄み
液に対してエアレーションと沈殿を繰り返すことで余剰
汚泥を取り出し、余剰汚泥取り出し後の液を放流する一
方、最初沈殿汚泥及び余剰汚泥を濃縮し、その濃縮汚泥
や余剰汚泥を消化し、しかる後に脱水し、脱水ケーキを
取り出し、脱水ろ液を濃縮分離液や消化脱離液と共に返
流水として処理プロセスの始めに戻すようになってい
る。
【0010】硫酸系鉄塩を用いて消化工程における硫化
水素の発生を抑制する場合、その添加位置や濃縮の程度
によって効果が異なることが予想される。これは、硫酸
系鉄塩を添加することで増加する全鉄と硫酸根との量の
比が添加位置や濃縮の程度によって異なるからである。
例えば濃縮済み汚泥に、硫酸根濃度360g/リット
ル、全鉄濃度160g/リットルのポリ硫酸第2鉄溶液
を直接添加すると、添加によって増加した全鉄と硫酸根
の比は、単純に当該溶液中の全鉄と硫酸根の濃度比たる
0.44となる。なお、ポリ硫酸第2鉄は
【0011】
【化1】
【0012】の一般式で表され、鉄イオンは全て3価鉄
であるため、添加により増加する全鉄量は3価鉄の増加
量と同一である。一方、濃縮工程の際又はその前に硫酸
系鉄塩を添加すると、濃縮工程において全鉄は濃縮汚泥
に蓄積するのに対して、硫酸根は濃縮分離液中に溶在し
て上澄液として返流水に逃げるので、濃縮を行えば行う
ほど、硫酸系鉄塩を添加することで増加する全鉄と硫酸
根の濃度比の値は大きくなる。本発明では、この値に注
目し、当該値が1.3以上であれば消化工程での硫化水
素の発生を抑制する効果が高いことを見出した。また濃
縮工程の際又はその前に硫酸系鉄塩を添加すると濃縮槽
越流水の硫化水素の抑制も可能となる。
【0013】消化工程の前後においてVSS、pHの変
化を調査した結果、硫酸系鉄塩を添加しても消化工程に
悪影響を及ぼさないことが明らかになった。即ち、消化
工程が順調に行われ、VSSの値が低下した。本発明に
おいて、消化前の汚泥に硫酸系鉄塩を添加して増加した
全鉄と硫酸根の濃度の比を変え、消化してもVSSの低
下に違いが認められなかった。
【0014】消化が順調に行なわれるとpHは8.0前
後になるが、本発明において、消化前の汚泥に硫酸系鉄
塩を添加し増加する全鉄と硫酸根の濃度の比を変えて消
化しても、消化後のpHに変化は認められなかった。
【0015】
【実施例】実施例 1 宮城県仙塩流域下水道の下水処理場の最初沈殿引抜汚
泥、即ち、生汚泥をメスシリンダーに1リットル採取
し、そこにポリ硫酸第2鉄溶液(硫酸根濃度360g/
リットル、全鉄濃度160g/リットル)を500mg
添加し、24時間静置した。その結果、汚泥の懸濁物質
(以下SSという)は、メスシリンダー100mlの目
盛以下に沈殿した。上澄みの900mlを捨て、残りの
100mlを濃縮汚泥とした。即ち、この濃縮汚泥
は、ポリ硫酸第2鉄溶液を500mg/リットル添加し
た生汚泥を1/10量に濃縮したものである。
【0016】同様の操作をして、上澄みの700mlを
捨て、残りの300mlを撹拌して均等に混ぜたものを
濃縮汚泥とした。即ち、濃縮汚泥は、ポリ硫酸第2
鉄溶液を500mg/リットル添加した生汚泥を3/1
0量に濃縮したものである。同様の操作をして、上澄み
の500mlを捨て、残りの500mlを撹拌して均等
に混ぜたものを濃縮汚泥とした。即ち、濃縮汚泥
は、ポリ硫酸第2鉄溶液を500mg/リットル添加し
た生汚泥を1/2量に濃縮したものである。
【0017】ポリ硫酸第2鉄を添加しない他は、濃縮汚
泥の調製と同様の操作をして得た汚泥を濃縮汚泥と
した。即ち、濃縮汚泥は、生汚泥を1/10量に濃縮
したものである。また濃縮汚泥にポリ硫酸第2鉄溶液
を1000mg/リットル添加したものを濃縮汚泥と
した。即ち、濃縮汚泥は、生汚泥を1/10量に濃縮
後、ポリ硫酸第2鉄溶液を1000mg/リットル添加
したものである。
【0018】これら濃縮汚泥各100mlに、上記生汚
泥と同じ出所たる下水処理場の消化汚泥100mlを混
合し、500mlの三角フラスコに入れた。その時の汚
泥中の硫酸根濃度、全鉄濃度及び汚泥の性状を表1に示
す。またポリ硫酸第2鉄溶液起因の全鉄と硫酸根の濃度
比も同表に示す。
【0019】
【表1】
【0020】図1に示されるように、汚泥を収容する三
角フラスコ1を密閉し、この汚泥中に窒素を導入可能な
ようにガラス管2を導き、また当該フラスコ中からガス
を引き抜くための別のガラス管3を配設してなる装置に
おいて、当該フラスコ1を恒温水槽(図示せず)に浸
し、30日間37℃の温度で一定に保った。その間、窒
素導入管2から窒素ガスを15ml/秒で流し続けた。
30日後、即ち、消化後の汚泥の性状は表1に示す通り
であった。また37℃で一定に保ち始めてから数時間毎
に導出管3ににおける分岐部のゴムキャップからガスタ
イトシリンジを打ち込み、ガスを採取してガスクロマト
グラフィーで硫化水素の測定を行った。その結果を表2
に示す。
【0021】
【表2】
【0022】恒温槽に30日間浸す前と後の汚泥の性状
を比較すると、表1から理解されるように、どの汚泥と
もVSS(汚泥を濾過して得た固形分中の有機物の割
合)に関しては百分率で約12ポイント減少し、pHに
関しても30日経過後約8.0になっている。これらか
ら、硫酸根及び全鉄濃度が異なるにもかかわらず、各汚
泥とも順調に消化が行われたことが判る。
【0023】また表2より、硫化水素は37℃に保って
から22時間後に最も濃度が高くなっており、ポリ硫酸
第2鉄不添加の濃縮汚泥を用いた場合で、22ppm
の値を示した。濃縮前にポリ硫酸第2鉄溶液を添加した
汚泥の場合には、37℃に保ってから22時間経過後に
おいて、濃縮汚泥で1ppm、濃縮汚泥で5pp
m、濃縮汚泥で10ppmとなっており、濃縮の程度
によって発生する硫化水素の濃度が異なったが、全鉄濃
度と硫酸イオン濃度の比が1.3を越えるこれら濃縮汚
泥〜は、ポリ硫酸第2鉄不添加の濃縮汚泥に比
べ、明らかに硫化水素の発生を著しく抑制している。ま
た濃縮後にポリ硫酸第2鉄溶液を添加した濃縮汚泥で
は、120ppmであった。これにより、消化工程での
硫化水素の発生を抑制する場合は、汚泥を濃縮した後に
硫酸系鉄塩を添加するのではなく、濃縮工程の際又はそ
の前に添加し、しかも全鉄濃度と硫酸根濃度の比を適切
に調整すべきであることが判る。
【0024】実施例 2 処理フローを図2に示した消化設備を有する実際の下水
処理場において、初期沈殿引抜汚泥に対してポリ硫酸第
2鉄溶液を汚泥量に対して200〜1000mg/リッ
トル添加した。この時、ポリ硫酸第2鉄溶液の添加濃度
における添加により増加した全鉄濃度と硫酸イオン濃度
との比を表3に示す。
【0025】
【表3】
【0026】ポリ硫酸第2鉄の添加濃度と消化ガス中の
硫化水素の濃度の経時変化を図3に示す。硫化水素の濃
度は検知管により測定した。これにより、ポリ硫酸第2
鉄溶液を添加する前は消化ガス中の硫化水素濃度が16
00ppm程度であったのが、ポリ硫酸第2鉄を添加す
ると、汚泥量に対して400〜600mg/リットルの
添加で約100ppmに、汚泥量に対して200〜30
0mg/リットル添加で約200ppmに抑制されるこ
とが判明した。
【0027】濃縮槽越流水の硫化水素濃度はヘッドスペ
ース法で測定した。ヘッドスペース法は、試料100m
lを300mlの三角フラスコに取り、塩酸(1+1)
1mlを添加して密栓撹拌後、静置し、気相中の硫化水
素を検知管で測定するものである。ポリ硫酸第2鉄添加
前は400〜900ppmであったものが添加後は20
0ppm以下となった。また脱水機ケース内の気相中の
硫化水素の濃度もポリ硫酸第2鉄溶液無添加時で20p
pm程度であったものが、添加時で1ppm以下に低下
した。
【0028】ポリ硫酸第2鉄溶液添加による消化槽中の
汚泥の性状を表4に示す。ポリ硫酸第2鉄溶液を添加し
た期間の平均値と無添加時の値を表しているが、pH
値、VTS(汚泥を蒸発乾燥して得た固形分中の有機物
の割合,(%))、消化率(%)、Mアルカリ度(mg/
リットル)ともに変化は見られず、ポリ硫酸第2鉄の添
加により消化槽に悪影響を与えないことが判る。
【0029】
【表4】
【0030】
【効果】本発明によれば、消化槽前の濃縮工程で、ポリ
硫酸第2鉄溶液を注入することにより、消化槽に影響な
く硫化水素の発生を抑制することが可能となり、施設の
維持管理及び作業環境の改善対策として価値が大きい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例を行うための実験装置の概
略図である。
【図2】第2実施例に係る下水処理場における処理フロ
ーを示す図である。
【図3】ポリ硫酸第2鉄の添加濃度と消化ガス中の硫化
水素の濃度の経時変化を示すグラフである。
【符号の説明】
1 三角フラスコ 2 ガラス管 3 ガラス管
フロントページの続き (72)発明者 大森 郁美 宮城県多賀城市桜木2−2−19 フォーブ ル桜木105号室 (72)発明者 鈴木 敏 宮城県仙台市青葉区国見6−10−3 (72)発明者 小澤 一夫 宮城県仙台市青葉区中央二丁目2番10号 日鉄鉱業株式会社東北支店内 (72)発明者 河田 真伸 宮城県仙台市青葉区中央二丁目2番10号 日鉄鉱業株式会社東北支店内 (72)発明者 斉藤 天司 宮城県仙台市青葉区中央二丁目2番10号 日鉄鉱業株式会社東北支店内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 沈殿工程、濃縮工程及び消化工程を備え
    てなる下水処理方法において、濃縮工程の際又はその前
    に硫酸系鉄塩を添加して、その際、消化工程前の濃縮汚
    泥中で上記鉄塩添加により増加した3価鉄の濃度と硫酸
    根濃度の比が1.3以上となるように調整されることを
    特徴とする下水処理方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006026723A3 (en) * 2004-08-26 2008-01-17 Aceto Corp Odor abatement of organic waste
JP2019093354A (ja) * 2017-11-24 2019-06-20 月島機械株式会社 汚泥濃縮設備および汚泥濃縮方法

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WO2006026723A3 (en) * 2004-08-26 2008-01-17 Aceto Corp Odor abatement of organic waste
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