JPH10296288A

JPH10296288A - 回分方式及びオキシデーションディッチ方式の汚水処理方法における汚泥改質方法

Info

Publication number: JPH10296288A
Application number: JP9118813A
Authority: JP
Inventors: Akira Fujimatsu; 晃藤松
Original assignee: TOYO BIO REACTOR KK
Current assignee: TOYO BIO REACTOR KK
Priority date: 1997-04-22
Filing date: 1997-04-22
Publication date: 1998-11-10
Also published as: KR19980079280A

Abstract

(57)【要約】【課題】汚泥の固液分離性を良くし、余剰汚泥として排
出する汚泥が腐敗することがなく、またし尿処理を行う
場合においては、悪臭をなくすることができる汚泥改質
方法を提供すること。【解決手段】本発明は、活性汚泥が存在する反応槽１に
汚水を受け入れ曝気を行なった後に反応槽１の曝気を停
止し、処理水と活性汚泥に固液分離して汚水の処理を行
う回分方式の汚水処理方法において、前記活性汚泥の一
部又は全部を抜き取り汚泥の賦活安定化（再活性化）を
行う培養工程２を設け、該培養工程２において腐植物を
主体とする土壌成形体、溶出性シリカ成分を含有する鉱
物及び腐植物を主体とする土壌粉末から選ばれる少なく
とも１種の溶出液と前記活性汚泥が接触し、曝気攪拌し
た後に汚泥の一部又は全部を反応槽１に返送し、順次こ
れを繰り返すことによって汚泥の改質を行うことを特徴
とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、汚泥改質方法に関
し、詳しくは汚泥の固液分離性を良くし、余剰汚泥とし
て排出する汚泥が腐敗することがなく、またし尿処理を
行う場合においては、悪臭をなくすることができる汚泥
改質方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、回分方式の汚水処理方法において
は、活性汚泥が存在する反応槽に汚水を受け入れ曝気を
行なった後に該反応槽の曝気を停止し、処理水と活性汚
泥に固液分離して汚水を処理し、反応槽の中で次第に増
えてくる余剰汚泥を抜き取り、脱水後にコンポスト等と
して再利用している。

【０００３】従来の処理方法は、汚水から有機物を除去
することを主眼としていたので、汚水中の溶解性有機物
は、反応槽内で容易に分解し得るが、容易に分解されな
い難分解性有機物等は活性汚泥に吸着吸蔵させ、処理水
から除去していた。

【０００４】しかしながら、これを余剰汚泥の再利用の
観点から見ると、未分解の有機物（難分解性有機物等）
を吸着吸蔵する汚泥は、脱水した状態で放置しておく
と、腐敗し、悪臭を放つという問題がある。また脱水し
た汚泥をコンポスト化した際にも、コンポストの臭気が
芳香にならず、公園等に肥料として散布した時に悪臭の
苦情が起きる問題がある。

【０００５】また上述の回分方式では、一つの反応槽で
曝気攪拌と固液分離を行うため、固液分離性の向上が望
まれている。

【０００６】更に、従来、オキシデーションディッチ方
式においては、汚水を受け入れる原水槽を有し、活性汚
泥が存在する長円形又は円形などの循環水路を有する反
応槽に該原水槽からの汚水を受け入れ、曝気、循環を行
なった後に該反応槽から送られる液体を分離槽に送液
し、固液分離して汚水の処理が行われている。

【０００７】しかしながら、反応槽である循環水路内で
は、原水及び活性汚泥は通常３〜４日間循環し、その後
に分離槽に送液されるが、分離槽に送液され液体は、上
記の日数を必ずしも経て分離槽に送液されるとは限ら
ず、その日数はまちまちである。従って、分離槽で固液
分離された汚泥には、完全に有機物が分解されたものも
あるが、未分解の有機物を含有しているものも含まれて
いる。よって上記の回分方式での問題と同様に余剰汚泥
の脱水汚泥が腐敗してしまうという問題がある。

【０００８】更に、回分方式及びオキシデーションディ
ッチ方式において、処理を行う汚水が、例えばし尿のよ
うに臭気を伴う場合には、処理前の原水槽や処理中の反
応槽での臭気の問題もある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明の課題
は、汚泥の固液分離性を良くし、余剰汚泥として排出す
る汚泥が腐敗することがなく、またし尿処理を行う場合
においては、悪臭をなくすることができる汚泥改質方法
を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明に係る第一の汚泥改質方法は、活性汚泥が存在する反
応槽に汚水を受け入れ曝気を行なった後に該反応槽の曝
気を停止し、処理水と活性汚泥に固液分離して汚水の処
理を行う回分方式の汚水処理方法において、前記活性汚
泥の一部又は全部を抜き取り汚泥の賦活安定化（再活性
化）を行う培養工程を設け、該培養工程において腐植物
を主体とする土壌成形体、溶出性シリカ成分を含有する
鉱物及び腐植物を主体とする土壌粉末から選ばれる少な
くとも１種の溶出液と前記活性汚泥が接触し、曝気攪拌
した後に該汚泥の一部又は全部を前記反応槽に返送し、
順次これを繰り返すことによって汚泥の改質を行うこと
を特徴とする。

【００１１】本発明において好ましい態様は、培養工程
が培養タンクと溶出機とからなり、該培養タンクにおい
て散気管によって曝気が行われ、該溶出機に腐植物を主
体とする土壌成形体、溶出性シリカ成分を含有する鉱物
及び腐植物を主体とする土壌粉末から選ばれる少なくと
も１種を充填してなることである。

【００１２】また、上記課題を解決する本発明に係る第
二の汚泥改質方法は、汚水を受け入れる原水槽を有し、
活性汚泥が存在する長円形又は円形などの循環水路を有
する反応槽に原水槽からの汚水を受け入れ、曝気、循環
を行なった後に該曝気槽から送られる液体を分離槽に送
液し、該分離槽において固液分離して汚水の処理を行う
オキシデーションディッチ方式（以下、ＯＤ方式とい
う）の汚水処理方法において、前記活性汚泥の一部又は
全部を抜き取り汚泥の賦活安定化（再活性化）を行う培
養工程を設け、該培養工程において腐植物を主体とする
土壌成形体、溶出性シリカ成分を含有する鉱物及び腐植
物を主体とする土壌粉末から選ばれる少なくとも１種の
溶出液と前記活性汚泥が接触し、曝気攪拌した後に該活
性汚泥の一部又は全部を前記反応槽及び又は原水槽に返
送し、順次これを繰り返すことによって汚泥の改質を行
うことを特徴とする。

【００１３】本発明において好ましい態様は、培養工程
が培養タンクと溶出機とからなり、該培養タンクにおい
て散気管によって曝気が行われ、該溶出機に腐植物を主
体とする土壌成形体、溶出性シリカ成分を含有する鉱物
及び腐植物を主体とする土壌粉末から選ばれる少なくと
も１種を充填してなることである。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面に基づき説明する。本発明において汚水とは、下
水、し尿排水、生活排水、食品加工排水、農村集落排水
及び畜産排水等の各種排水が含まれる。

【００１５】図１は本発明に係る回分方式処理における
汚泥改質方法を示す説明図である。汚水はまず反応槽１
に受け入れられ、該反応槽１において図示しない散気管
等により曝気が行われる。曝気は汚水の性状によって変
動するが、通常２４〜４８時間行う。十分な曝気が行わ
れた後に反応槽１の曝気を停止し、処理水と活性汚泥に
固液分離するまで放置する。

【００１６】次に、反応槽１の下部に沈降した汚泥の一
部又は全部を図示しないポンプ等で抜き取り汚泥の賦活
安定化（再活性化）を行う培養工程２に送液する。

【００１７】培養工程２において、汚泥は腐植物を主体
とする土壌成形体、溶出性シリカ成分を含有する鉱物及
び腐植物を主体とする土壌粉末から選ばれる少なくとも
１種の溶出液と接触し、該溶出液と汚泥の混合液を曝気
攪拌することによって、改質される。

【００１８】腐植物を主体とする土壌成形体とは、溶出
性シリカ成分を含有している腐植物やバインダ等を混
合、乾燥後、成形して得られたペレットであり、該ペレ
ットには、他の無機材（例えばマグネシウム、カルシウ
ム等のミネラル）、溶出制限剤等を含有することができ
る。

【００１９】また、溶出性シリカ成分を含有する鉱物と
しては、粘土鉱物や火山性の岩石で水に溶け出すことが
できるシリカ成分を含有し、表面が微細多孔構造である
ものが好ましく用いられる。この溶出性シリカ成分を含
有する鉱物から溶出される成分には、理由は定かではな
いが、後述の有用微生物を増殖させる作用があり、また
微細多孔構造は該有用微生物の棲息場所を提供する役割
がある。

【００２０】更に、腐植物を主体とする土壌粉末は、溶
出性シリカ成分を含有している腐植物の粉末状のもので
ある。

【００２１】本発明に係る回分方式処理における汚泥の
改質の原理を以下に説明する。

【００２２】まず、腐植物を主体とする土壌成形体、溶
出性シリカ成分を含有する鉱物及び腐植物を主体とする
土壌粉末から選ばれる少なくとも１種の溶出液に、有機
物（臭気成分を含む）に応じた分解・資化の機能を有す
る有用微生物の胞子あるいは有用微生物が存在している
場合には、汚泥に含有されている有機物等を栄養源とし
て有用微生物は生息し、有機物を完全に分解、資化し、
汚泥を賦活安定化（再活性化）するのである。溶出液の
成分はまた、有用微生物の増殖環境を整備する役割も果
たす。

【００２３】一方、上記溶出液に前述の有用微生物が存
在していない場合であっても、上述の溶出液に含まれる
成分の作用によって、汚泥中に混在する菌あるいは胞子
等から、有用微生物が優先種を占めるように馴致され、
増殖し得るので、汚泥の改質が可能となる。

【００２４】上述の有用微生物、あるいはその胞子が発
芽した有用微生物は、微生物自体、あるいはその微生物
の放出する代謝物が、汚水中の有機物を吸着する性質及
び臭気成分の吸着性能に優れており、また腐植化機能に
も優れている。従って、本発明によって改質された汚泥
は、未分解の有機物を腐植化してしまうため、長期間放
置しても、悪臭を放ち、腐敗することはない。また、本
発明によって改質された余剰汚泥をコンポスト化すると
芳香なコンポストが得られる。

【００２５】本発明によって改質された汚泥は、有機物
を吸着吸蔵した後、培養工程２で賦活安定化（再活性
化）、いわゆる飢餓状態にされたものであり、この汚泥
を再び反応槽１に返送することによって、有機物を瞬時
に吸着吸蔵し、固液分離が効率よく行われる。

【００２６】また、上記溶出液の成分、詳しくは増殖さ
れた有用微生物又はその代謝物の作用によって反応槽１
内での固液分離性が更に向上する効果もある。

【００２７】上述した培養工程２は、図２に示すよう
に、培養タンク３と溶出機４とからなることが好まし
い。培養タンク３と溶出機４を設けることによって、汚
泥を賦活安定化（再活性化）する時間的な猶予と場所
（容量）が得られる。

【００２８】培養タンク３内では、散気管３０１によっ
て曝気攪拌が行われ、溶出機４には、充填部４０１が設
けられ、該充填部４０１内には腐植物を主体とする土壌
成形体、溶出性シリカ成分を含有する鉱物及び腐植物を
主体とする土壌粉末から選ばれる少なくとも１種が充填
される。これらは１種のみで用いられてもよいし、組み
合わせて使用することもできる。尚、図示の例におい
て、５は培養タンク３内の汚泥の一部を溶出機４に送る
ポンプである。

【００２９】処理する汚泥にもよるが、通常は、培養タ
ンク３及び溶出機４内に２４〜４８時間程度滞留する。

【００３０】充填部４０１の材質としては、例えば、合
成繊維、ステンレススチール、ＦＲＰ等の耐腐食性を有
する素材が好ましく、充填部４０１は、これらの素材で
形成された網状の容器であると好ましい。腐植物を主体
とする土壌粉末を使用する場合には、粉末状なので充填
部４０１を用いずに、直接溶出機４に入れて溶出液を製
造することもできる。

【００３１】腐植物を主体とする土壌成形体としては、
東洋バイオリアクター（株）社製「ＴＯＹＯＲＯＺＡＩ
−ＰＬ」を、また、溶出性シリカ成分を含有する鉱物と
しては、東洋バイオリアクター（株）社製「ＴＯＹＯＲ
ＯＺＡＩ−ＳＯ」を、更に腐植物を主体とする土壌粉末
としては、東洋バイオリアクター（株）社製「ＴＯＹＯ
ＲＯＺＡＩ−ＰＷ」を使用することができる。

【００３２】なお、図２の例では、溶出機４内で充填材
が溶出し易いように散気管４０２によって曝気が行われ
ているがこれに限定されない。

【００３３】また、培養工程２は、図２に示すように培
養タンク３と溶出機４が別々の構造になっていてもよい
し、また、図３に示すように、培養タンク３内に直接溶
出機４を設けてもよい。

【００３４】次に、本発明に係るＯＤ方式における汚泥
改質方法について図４に基づき説明する。

【００３５】図４において、６は汚水を受け入れる原水
槽であり、汚水を一定量まで貯留する。原水槽６の汚水
は、活性汚泥が存在する長円形又は円形などの循環水路
を有する反応槽７に送液され、曝気、循環が行われる。
例えば農村集落排水の場合、通常２４〜４８時間反応槽
７内に滞留し、その後、分離槽８に送液される。分離槽
８では、処理水と活性汚泥に固液分離される。

【００３６】本発明は、分離槽８で固液分離された汚泥
の一部又は全部をポンプ９などによって抜き取り、汚泥
の賦活安定化（再活性化）を行う培養工程２に送液す
る。培養工程２は前述した回分方式における場合と同様
に培養タンクと溶出機（図示せず）からなることが好ま
しい。

【００３７】培養工程２を経た改質汚泥は賦活安定化
（再活性化）した汚泥であり、該汚泥の一部又は全部を
前記反応槽７に返送すると、汚泥の沈降性が向上し、ｓ
ｓの流出が防止できる。

【００３８】また、本発明によって改質された汚泥は臭
気を吸着吸蔵する性質にも優れているので、特に、原水
槽６に返送することによって、例えばし尿処理の場合な
どに発生するし尿由来の臭気の問題を解決し得る効果が
ある。図４には、培養工程２からの汚泥は、ポンプ１０
によって引き抜かれ、ライン１１によって原水槽６に、
ライン１２によって反応槽７に送られている例が示され
ているが、原水槽６に汚泥を送るラインを設ければ、順
次反応槽７に送られていくので図示したライン１２は設
けなくてもよい。

【００３９】培養工程２は、反応槽７とは別に設けられ
てもよいし、図５に示すように、反応槽７の循環水路内
に設けると、新たに場所を取らずに設置できるので好ま
しい。汚泥の改質の原理は、前述の回分方式と同様であ
るので、その詳細な説明は省略する。

【００４０】尚、図４において、分離槽８の汚泥の一部
は、ポンプ１３によって引き抜かれ、ライン１４、１５
によって原水槽６及び反応槽７に返送される。

【００４１】以上、回分方式及びＯＤ方式の汚水処理方
法における汚泥改質方法について説明したが、この改質
方法は、既設及び新設のいずれの回分方式及びＯＤ方式
の汚水処理方法にも適用できる。

【００４２】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。

【００４３】実施例１汚水：農村集落排水、水量は５０ｍ³ ／１日ＢＯＤ：１５００ｐｐｍ処理槽：コンクリート製の反応槽（１００ｍ³ ）、培養
タンク５ｍ³ 、溶出機５ｍ³ 溶出機への充填材：腐植物を主体とする土壌成形体：東洋バイオリアクター
（株）社製「ＴＯＹＯＲＯＺＡＩ−ＰＬ」０．５ｍ³ 溶出性シリカ成分を含有する鉱物：東洋バイオリアクタ
ー（株）社製「ＴＯＹＯＲＯＺＡＩ−ＳＯ」０．５ｍ³ 反応槽での曝気は４８時間、静置（固液分離）は５時間
行い、培養タンク内に反応層からの汚泥を５ｍ³ 導入
し、２．５ｍ³ を溶出機に送り、２４時間充填材と接触
させ、２．５ｍ³ を培養タンクに送り、培養タンクから
新たに２．５ｍ³を溶出機に送液し、この循環を繰り返
した。ＢＯＤを９８％以上除去した。

【００４４】上記のようにして処理した余剰汚泥を脱水
処理し、常温にて放置して、３日後、１０日後、３０日
後の腐敗状態を経時的に観察した。

【００４５】また、臭気成分については、モニター１０
人による官能検査法によって検査した。測定方法は、上
記の腐敗状況の観察と同じ日時に脱水汚泥から半径１ｍ
以内に臭気を感じるモニターの人数によって、以下の評
価に分けた。

【００４６】（評価） ◎：モニター１０人中臭気を感じた者が０人 ○：モニター１０人中臭気を感じた者が２人 △：モニター１０人中臭気を感じた者が３人 ×：モニター１０人中臭気を感じた者が４人以上更に、固液分離性を確認するために、反応槽内の曝気攪
拌中の液体を試料として、ＳＶ₃₀（活性汚泥混合液が３
０分静置後に沈降した割合）及びＳＶ₁₂₀ （活性汚泥混
合液が１２０分静置後に沈降した割合）を測定した。以
上の結果を表１に示す。

【００４７】比較例１比較のために培養タンク及び溶出機を設けない他は実施
例１と同様にして処理した汚泥を実施例１と同様に観察
した。その結果を表１に示す。

【００４８】

【表１】

【００４９】実施例１からわかるように、本発明によっ
て改質された汚泥は３０日を経過しても腐敗することな
く、放置しても悪臭を放つことはなかった。一方比較例
１の汚泥は１０日間放置後に腐敗し、周囲に悪臭を放し
ていた。

【００５０】また、実施例１の場合には、固液分離性が
著しく向上していることがわかる。

【００５１】実施例２汚水：し尿排水、水量は１００ｍ³ ／１日ＢＯＤ：７５００ｐｐｍ処理槽：コンクリート製の原水槽（１００ｍ³ ）、反応
槽１５０ｍ³ 、分離槽１００ｍ³ 、培養タンク１０ｍ
³ 、溶出機１０ｍ³ 溶出機への充填材：腐植物を主体とする土壌成形体：東洋バイオリアクター
（株）社製「ＴＯＹＯＲＯＺＡＩ−ＰＬ」０．５ｍ³ 溶出性シリカ成分を含有する鉱物：東洋バイオリアクタ
ー（株）社製「ＴＯＹＯＲＯＺＡＩ−ＳＯ」０．５ｍ³ 運転時間：培養タンク内に分離層からの汚泥を５０ｍ³
導入し、５ｍ³ を溶出機に送り、２４時間充填材と接触
させ、５ｍ³ を培養タンクに送り、培養タンクから新た
に５ｍ³ を溶出機に送液し、この循環を繰り返した。反
応槽での曝気時間は３日間である。ＢＯＤを９８％以上
除去した。

【００５２】上記のようにして処理した余剰汚泥を脱水
処理を行い常温にて３日後、１０日後、３０日後の状態
を経時的に観察し、また臭気成分について、実施例１と
同様にモニター１０人による官能検査を行った。

【００５３】比較例２として、培養タンク及び充填機を
設けない他は実施例２と同様にして処理した余剰汚泥を
同様に観察した。

【００５４】実施例２及び比較例２を行った結果、実施
例２における余剰汚泥は、実施例１と同様に３０日以上
放置しても腐敗することがなく、悪臭を感じるモニター
も１人未満であった。一方比較例２の汚泥は、５日間放
置後に腐敗し、モニターのほぼ全員が悪臭を感じた。

【００５５】また、汚水処理中のし尿による悪臭は、本
発明の改質汚泥を使用した場合には、周囲に悪臭が漂う
ことはなかったが、比較例２の処理中には臭気が漂って
いた。

【００５６】更に、この余剰汚泥を発酵処理させて堆肥
を製造したところ、芳香性のあるコンポストが得られ、
３週間放置してもその性状に変化は見られなかった。一
方、比較例２の余剰汚泥を用いて同様に堆肥を製造した
ところ、２〜３週間放置後に腐敗した。余剰汚泥内の未
分解有機物がコンポスト内にも残留し、該未分解有機物
が自然腐敗菌によって腐敗されたことによるものと考え
られる。

【００５７】

【発明の効果】以上の如く、本発明によれば、汚泥の固
液分離性を良くし、余剰汚泥として排出する汚泥が腐敗
することがなく、またし尿処理を行う場合においては、
悪臭をなくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の回分方式処理における汚泥改質方法を
示す説明図

【図２】培養工程の一例を示す説明図

【図３】培養工程の他の例を示す説明図

【図４】本発明のオキシデーションディッチ方式におけ
る汚泥改質方法を示す説明

【図５】反応槽及び培養工程の他の例を示す説明図

【符号の説明】

１：反応槽２：培養工程３：培養タンク３０１：散気管４：溶出機４０１：充填部４０２：散気管５：ポンプ６：原水槽７：反応槽８：分離槽９：ポンプ１０：ポンプ１１、１２：ライン１３：ポンプ１４、１５：ライン

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】活性汚泥が存在する反応槽に汚水を受け入
れ曝気を行なった後に該反応槽の曝気を停止し、処理水
と活性汚泥に固液分離して汚水の処理を行う回分方式の
汚水処理方法において、前記活性汚泥の一部又は全部を
抜き取り汚泥の賦活安定化（再活性化）を行う培養工程
を設け、該培養工程において腐植物を主体とする土壌成
形体、溶出性シリカ成分を含有する鉱物及び腐植物を主
体とする土壌粉末から選ばれる少なくとも１種の溶出液
と前記活性汚泥が接触し、曝気攪拌した後に該汚泥の一
部又は全部を前記反応槽に返送し、順次これを繰り返す
ことによって汚泥の改質を行うことを特徴とする汚泥改
質方法。
【請求項２】培養工程が培養タンクと溶出機とからな
り、該培養タンクにおいて散気管によって曝気が行わ
れ、該溶出機に腐植物を主体とする土壌成形体、溶出性
シリカ成分を含有する鉱物及び腐植物を主体とする土壌
粉末から選ばれる少なくとも１種を充填してなることを
特徴とする請求項１記載の汚泥改質方法。
【請求項３】汚水を受け入れる原水槽を有し、活性汚泥
が存在する長円形又は円形などの循環水路を有する反応
槽に原水槽からの汚水を受け入れ、曝気、循環を行なっ
た後に該曝気槽から送られる液体を分離槽に送液し、該
分離槽において固液分離して汚水の処理を行うオキシデ
ーションディッチ方式の汚水処理方法において、前記活
性汚泥の一部又は全部を抜き取り汚泥の賦活安定化（再
活性化）を行う培養工程を設け、該培養工程において腐
植物を主体とする土壌成形体、溶出性シリカ成分を含有
する鉱物及び腐植物を主体とする土壌粉末から選ばれる
少なくとも１種の溶出液と前記活性汚泥が接触し、曝気
攪拌した後に該活性汚泥の一部又は全部を前記反応槽及
び又は原水槽に返送し、順次これを繰り返すことによっ
て汚泥の改質を行うことを特徴とする汚泥改質方法。
【請求項４】培養工程が培養タンクと溶出機とからな
り、該培養タンクにおいて散気管によって曝気が行わ
れ、該溶出機に腐植物を主体とする土壌成形体、溶出性
シリカ成分を含有する鉱物及び腐植物を主体とする土壌
粉末から選ばれる少なくとも１種を充填してなることを
特徴とする請求項３記載の汚泥改質方法。