JPH1034192A - 汚泥消化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 （１）２槽の嫌気性消化槽が有効に活用で
き、（２）消化汚泥の濃度を上げることにより消化汚泥
の脱水処理の効率を上げることができ、かつ（３）嫌気
性消化槽の維持管理が容易になる２槽嫌気性消化処理方
式の汚泥消化装置を提供する。 【解決手段】 投入された汚泥を処理する第一嫌気性消
化槽と、該第一嫌気性消化槽から排出された汚泥を処理
する機械濃縮装置と、該機械濃縮装置から排出された濃
縮汚泥を処理し、消化汚泥が引き抜かれる第二嫌気性消
化槽とを備えてなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、下水処理施設など
において発生する汚泥の嫌気性消化を行う汚泥消化装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、汚泥の嫌気性消化とは、
嫌気的状態に保たれた汚泥消化槽内で嫌気性微生物の働
きで有機物を低分子化、液化およびガス化することであ
る。この嫌気性消化は、（１）汚泥量の減少と質の安定
化、（２）衛生面の安全性が図れること、（３）副産物
として生成する消化ガスが有効に利用できることなど多
くの利点を有しているので、古くから汚泥消化の主なも
のとして利用されている。

【０００３】図４は従来多く使用されている２槽嫌気性
消化処理方式の汚泥消化方法の一例のフローシートであ
る。図４において重力濃縮した最初沈殿池汚泥（最初沈
殿池で発生する汚泥、以下「初沈汚泥」という）を第一
嫌気性消化槽へ投入する。また第一嫌気性消化槽へ投入
する汚泥の濃度を高めるために第一嫌気性消化槽の前段
に機械濃縮装置を設置し、最終沈殿池で沈降した濃縮性
の悪い余剰汚泥のみを機械濃縮装置で濃縮（分離濃縮）
し濃縮汚泥と分離液とに分離する。そしてこの濃縮汚泥
を第一嫌気性消化槽へ投入し、分離液を系外に排出す
る。投入された初沈汚泥と濃縮汚泥とは第一嫌気性消化
槽、続いて第二嫌気性消化槽で消化した後、消化ガスお
よび安定した消化汚泥になる。

【０００４】この従来の処理方式では次の問題がある。
すなわち、 （１）現実的には第一嫌気性消化槽で消化処理はほぼ終
了してしまい、第二嫌気性消化槽は流量調整のための貯
留槽程度に利用されているにすぎない。 （２）余剰汚泥を機械濃縮装置で濃縮すると濃縮汚泥の
濃度は４〜５重量％であるが、第一嫌気性消化槽へ投入
する初沈汚泥の濃度が変動するため、第一嫌気性消化槽
へ投入する汚泥の平均濃度が低くなる。従って最終的に
第二嫌気性消化槽から排出される消化汚泥の濃度もせい
ぜい２重量％程度になってしまう。 （３）第一嫌気性消化槽および第二嫌気性消化槽では中
温（２０〜４５℃）消化をしていて温度が高く、また消
化が進んでいるため、アンモニアが遊離してｐＨが高い
状態にある。このような状況下では汚泥中でリン酸マグ
ネシウムアンモニウムなどが結晶化し易く、これらの結
晶が汚泥配管などを閉塞させてしまうという汚泥消化装
置の維持管理面での問題がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明の目的
は、上記問題点を解消し、（１）２槽の嫌気性消化槽が
有効に活用でき、（２）消化汚泥の濃度を上げることに
より消化汚泥の脱水処理の効率を上げることができ、か
つ（３）嫌気性消化槽の維持管理が容易になる２槽嫌気
性消化処理方式の汚泥消化装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、投入された汚泥を処理する第一嫌気性消
化槽と、該第一嫌気性消化槽から排出された汚泥を処理
する機械濃縮装置と、該機械濃縮装置から排出された濃
縮汚泥を処理し、生成した消化汚泥が引き抜かれる第二
嫌気性消化槽とを備えてなる汚泥消化装置である。

【０００７】

【発明の実施の形態】図１は本発明の汚泥消化装置を使
用して初沈汚泥と余剰汚泥の嫌気性消化を行う方法のフ
ローシートである。第一嫌気性消化槽から排出された汚
泥を機械濃縮装置で機械濃縮する。この機械濃縮装置の
具体例としては、遠心分離機、浮上濃縮タンクなどが挙
げられる。

【０００８】第一嫌気性消化槽から排出された汚泥中に
高濃度で溶存していたリン酸マグネシウムアンモニウム
などが結晶化する原因物質であるアンモニアの多くが上
記機械濃縮により分離液に混ざって系外に排出される。
機械濃縮装置で機械濃縮され、アンモニア量を低減して
排出される濃縮汚泥を第二嫌気性消化槽へ投入して処理
する。そのため（１）第二嫌気性消化槽の維持管理が容
易になる、（２）濃縮汚泥の濃度を高く維持できるので
第二嫌気性消化槽から引き抜かれる消化汚泥の濃度が高
くなり、ひいてはこの消化汚泥の脱水処理の効率も上が
る、という効果が得られる。

【０００９】本発明の汚泥消化装置の第一嫌気性消化槽
の操業の際、後段の機械濃縮装置から前述のように分離
液中に混入して系外に排出するアンモニアの量がより多
くなるように、加温せず常温消化を行う、すなわち消化
処理に重点を置かず、投入された汚泥の調質に主眼を置
くのが望ましい。濃度が薄い汚泥の常温消化を行うと、
滞留日数が短いことと相俟って消化が進みにくい、すな
わち有機物の分解とガス化が抑えられ有機酸などの酸性
物質が残留する。そのためｐＨはあまり上昇しない。従
ってリン酸マグネシウムアンモニウムなどが結晶化し難
く、第一嫌気性消化槽の維持管理が容易になる。機械濃
縮装置により機械濃縮された濃縮汚泥を第二嫌気性消化
槽へ投入する際、他のものと混合することなく投入する
と、第二嫌気性消化槽へ投入する濃縮汚泥の濃度を機械
濃縮装置の運転制御のみでコントロールすることができ
て望ましい。例えば、濃縮汚泥の濃度が薄い場合は機械
濃縮装置の効率を上げて運転し、濃度が濃い場合は該効
率を下げて運転すればよい。

【００１０】第一嫌気性消化槽から排出される汚泥中に
溶存していたアンモニアの多くが機械濃縮装置により分
離液として除去されてしまうため、第二嫌気性消化槽で
は、濃縮汚泥を中温消化してもｐＨはあまり上昇せず、
リン酸マグネシウムアンモニウムなどの結晶化を防止で
きる。従って第二嫌気性消化槽では加温して中温消化を
行うのが望ましい。従来の２槽嫌気性消化処理方式の汚
泥消化装置では前述したように現実的には第一嫌気性消
化槽で消化処理はほぼ終了してしまい、第二嫌気性消化
槽は流量調整の貯留槽程度に利用されているにすぎない
のに対して、本発明の汚泥消化装置では、上記のように
２槽の嫌気性消化槽にそれぞれ独自の消化作用などを発
揮させることにより該２槽の嫌気性消化槽を有効に活用
することができる。

【００１１】図２は、機械濃縮装置が遠心濃縮機である
図１と同様のフローシートである。図３は、図２の汚泥
消化装置において第一嫌気性消化槽から遠心濃縮機に汚
泥を移送する間に薬注設備から凝集剤を注入する方法の
フローシートである。図３において、第一嫌気性消化槽
から排出される汚泥の性状などによっては高分子凝集剤
などを注入して機械濃縮する。高分子凝集剤を使用した
場合は、リン酸マグネシウムアンモニウムなどの結晶が
生成する原因物質であるリンも分離液に混ぜて系外に除
去可能である。

【００１２】本発明の汚泥消化装置の第一嫌気性消化槽
および第二嫌気性消化槽のうちの少なくとも１槽を好気
性消化槽として使用しても、機械濃縮装置から排出され
る濃縮汚泥の濃度を高く維持できるので、消化汚泥の濃
度を上げ、消化汚泥の脱水処理の効率を上げることがで
きる。

【００１３】

【実施例】

［実施例］図２に示す汚泥消化装置を５０日間稼動させ
て初沈汚泥および余剰汚泥の消化試験を行った。初沈汚
泥および余剰汚泥の汚泥濃度は、それぞれ１〜２重量
％、０．５〜０．６重量％であった。なお、第一嫌気性
消化槽と第二嫌気性消化槽の温度をそれぞれ常温、３６
〜４２℃とし、汚泥滞留日数はいずれの嫌気性消化槽も
１５日とした。この試験により排出する濃縮汚泥および
引き抜かれる消化汚泥の汚泥濃度は、それぞれ４〜６重
量％、３〜５重量％であった。試験中、第一嫌気性消化
槽のｐＨは７以下で、有機物の分解率は２０重量％程度
に抑えられた。この程度の消化は初期段階といえる。そ
のため第一嫌気性消化槽においてリン酸マグネシウムア
ンモニウムなどの結晶化を防止できた。また第二嫌気性
消化槽ではｐＨは７前後で、アンモニアの多くが前段の
機械濃縮装置から分離液中に混入して系外に排出した。
そのため第二嫌気性消化槽においてリン酸マグネシウム
アンモニウムなどの結晶化を防止できた。第二嫌気性消
化槽から引き抜かれた消化汚泥は十分に消化処理され、
汚泥濃度が高い（３〜５重量％）。また脱水性能も向上
しており、消化汚泥の脱水処理を極めて効率的に行うこ
とができた。

【００１４】［従来例］図４に示す汚泥消化装置を５０
日間稼動させて初沈汚泥および余剰汚泥の消化試験を行
った。なお、第一嫌気性消化槽、第二嫌気性消化槽およ
び機械濃縮装置は実施例と同様のものを使用した。初沈
汚泥および余剰汚泥それぞれの汚泥濃度は実施例と同様
である。また第一嫌気性消化槽と第二嫌気性消化槽の温
度をいずれも３６〜４２℃とし、汚泥滞留日数はいずれ
の嫌気性消化槽も１５日とした。この試験により第一嫌
気性消化槽へ投入する濃縮汚泥、および第二嫌気性消化
槽から引き抜かれる消化汚泥の汚泥濃度は、それぞれ４
〜５重量％、１．５〜２重量％であった。試験中、第一
嫌気性消化槽のｐＨは８程度で、有機物の分解率は５０
重量％程度に進んだ。これは消化がほぼ終了していると
いえる。そのため、第一嫌気性消化槽においてリン酸マ
グネシウムアンモニウムなどの結晶化を防止し難かっ
た。また第二嫌気性消化槽でも、ｐＨは８程度で、有機
物の分解率は５０重量％程度からあまり進まなかった。
そのため第二嫌気性消化槽においてもリン酸マグネシウ
ムアンモニウムなどの結晶化を防止し難かった。第二嫌
気性消化槽から引き抜かれた消化汚泥は十分に消化処理
されていたが、汚泥濃度が低い（１．５〜２重量％）。
また脱水性能も十分でなく、消化汚泥の脱水処理を効率
的に行うことができなかった。

【００１５】

【発明の効果】本発明により、（１）２槽の嫌気性消化
槽が有効に活用され、（２）消化汚泥の濃度を上げられ
ることにより消化汚泥の脱水処理の効率を上げ、かつ
（３）嫌気性消化槽の維持管理が容易になる２槽嫌気性
消化処理方式の汚泥消化装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の汚泥消化装置を使用して初沈汚泥と
余剰汚泥の嫌気性消化を行う方法のフローシートであ
る。

【図２】 機械濃縮装置が遠心濃縮機である図１と同様
のフローシートである。

【図３】 図２の汚泥消化装置において第一嫌気性消化
槽から遠心濃縮機に汚泥を移送する間に薬注設備から凝
集剤を注入する方法のフローシートである。

【図４】 従来の汚泥消化方法のフローシートである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 投入された汚泥を処理する第一嫌気性消
   化槽と、該第一嫌気性消化槽から排出された汚泥を処理
   する機械濃縮装置と、該機械濃縮装置から排出された濃
   縮汚泥を処理し、生成した消化汚泥が引き抜かれる第二
   嫌気性消化槽とを備えてなる汚泥消化装置。
2. 【請求項２】 機械濃縮装置は、遠心分離機または浮上
   濃縮タンクである請求項１に記載の汚泥消化装置。