JPS60129196A - 汚泥の微生物処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は汚泥の処理装置に係り、特に各種汚泥を微生物
活性によって処理する汚泥の微生物処理装置に関する。

〔従来技術〕

種々の環境から排出される汚泥の種類は、その処理工程
からみて発生源別にスクリーンかす。

沈砂、最初沈澱池汚泥、散水Ｆ床処理後の沈澱汚泥、活
性汚泥処理後の余剰汚泥、嫌気性消化汚泥、および好気
性消化汚泥等々に大別される。

ところでこのような各種の汚泥は、大量の有機物および
水分を含んでいるので、これ分そのまま地上投棄するこ
とは、腐敗、悪臭の発生と生じて環境衛生上の観点から
もとより許容されず、したがって適切な汚泥処理が必要
である。

一般に、このような各種汚泥を投棄可能な形態に処理す
る方法としては、従来がらの酸化−燃焼等の物理、化学
的な処理に加え、近年微生物の活性と利用した嫌気消化
、好気消化等の生物化学的処理方法が注目され、各分野
で開発実用化されている。しかしこれらの処理方法にっ
いては、関連する工程、すなわち濃縮や脱水等について
、その適用性の優劣や操作上の諸問題並びに最終的な処
分までの経費等に多くの難点が残されている。

また、各種汚泥の最終的な処理方法として具体的には、
（１）地上処分、（２）水中処分（海洋処分）。

（３）利用処分に分けられ、（１）　、　（３）は内陸
都市において、また（１）　、　（２）は海岸都市にお
いて実施され、これらの処分に際して汚泥は固体または
液体の形態として輸送される。

地上処分としては、例えば消化汚泥を水分含有のまま、
′あるいは天日乾燥または機械脱水したものを粉砕して
畑地の土壌改良に利用する方法または乾燥物を空地に投
棄する等の方法がある。しかし、消化汚泥の肥料価は低
く経済的でなく農家からも動産されない。また、我国で
は汚泥の排出される都市からの経済的な輸送距離　゛圏
内にこのような投棄用地を見出すことは容易でない。

一方水中処分では、消化汚泥と液状のまま、または脱水
して船で海洋投棄するか、消化汚泥を海中にパイプ輸送
して海水中に拡散する。しかし、船による処分方法は常
時汚泥の運搬のために少なからぬコストを必要とする。

またパイプ輸送投棄による海中拡散は、適当な沿岸流の
あること、水深が大で拡散上の木理条件と備えているこ
と等の地理的条件によって制約され、さらにスクリーン
かす、油等の浮遊性物質を予め除去すること、海底での
汚泥の沈積がないこと、外観的および実質的に海水を汚
染しないこと、および漁業権にふれないこと等が必要で
あってその実施が実際上困難である。

〔発明の目的〕

本発明者等は、このような汚泥処理における処理方法お
よび投棄方法についての従来技術の問題点を克服すべく
研究２重ねた結果、所定粒度の微細な木質細片中に各種
の被処理汚泥を注入するという極めて簡単な処理によっ
て汚泥が完全に分解、消化および濾過され、しかもかか
る木質細片を透過した後の水は、８８．ＢＯＤ等の規制
基準の点で直接放流もしくは地中への浸透を許容される
程度にまで処理できることを発見し、先に「木質細片に
よる汚泥の微生物処理方法」（特願昭５８−２１８２８
１号）として出願した。

本発明はかかる処理を行なう装置に関するもので、各種
の被処理汚泥を極めて簡単かつ完全に分解、消化および
濾過することができ、また処理媒質を透過した後の水は
、８８　、１３０Ｄ等の規制基準の点で直接放流もしく
は地中への浸透を許。

容される程度にまで処理することができ、しかも処理残
渣が全く堆積せず保守が容易な汚泥の微生物処理装置を
提供することを目的とする。

〔発明の概要〕

本発明は、木質細片と含む処理媒質および被処理汚泥が
投入される処理槽と、この処理槽内の温度を所定範囲に
維持する温度Ｊ〜節手段と、前記処理媒質に間歇的に通
気を行なう通気手段と、前記処理槽内への注水部および
処理槽からの排水部と有し前記処理槽内の水分を所定範
囲に維持する水分調節手段とを備え、前記処理媒質と被
処理汚泥との混合物層の水分および温度を、前記水分調
節手段および温度調節手段により所定範囲にそれぞれ維
持するとともに、通気手段により間歇的に通気を行なっ
て処理するようにしたことを特徴とする。

〔発明の実施例〕

以下本発明の第１実施例と第１図ないし第３図を参照し
て説明する。

第１図および第２図において１は、両端閉塞の横置きの
円筒状をなす処理槽であり、この処理槽１上端の長手方
向中央部には、木質細片を含む処理媒質および被処理汚
泥（いずれも図示せず）を投入するための投入Ｏ２が設
けられ、その蓋体２ａＫは排気口（図示せず）が設けら
れている。またこの処理槽１の外周部には、第１図ない
し第３図に示すように処理槽１の外面との間に所要の間
隙Ｇを有して処理槽１とともに二重槽構造をなす外槽３
が配置されており、この外槽３には、第１図に示すよう
に前記間＠Ｇ内への給水ノズル４および間隙Ｇからの排
水ノズル５がそれぞれ設けられ、これら各ノズル４゜５
は、ヒータ６ａを有する貯水タンク６にポンプ７を有す
る給水ライン８あるいは排水ライン９を介してそれぞれ
接続されている。そして給水ノズル４から供給されて前
記ｒｉ４Ｔ隙Ｇ内と循環し排出ノズル５から排出される
水により、前記処理槽１内、すなわち処理槽内に投入さ
れる処理媒質および被処理汚泥が常時加〜２５°Ｃ程度
に維持されるようになっている。

また前記処理槽１内には、第１図および第２図に示すよ
うに水密溝造の軸受１０を介して軸心位置を貫通する回
転軸１１が回転自在に配されており、この回転軸１１に
は、周方向に等間隔で三方向に羽根が突出する回転翼１
２が軸方向に所要間隔で複数枚配されている。また回転
軸１１の軸端部には、第１図および第３図に示すように
大歯車１３が固設され、この大歯車１３には、モータ１
４の出力軸に固設された小歯車１５が噛合している。そ
して前記各回転、翼１２は、モータ１４の起動により例
えば２回転／分程度の低速で約５〜６分／時の時間間隔
で間歇的に回転駆動され、前記処理槽１内に投入された
処理媒質および被処理汚泥を攪拌して上層部と下層部と
の切υ返し２行なうようになっている。

また前記処理槽１には、第１図に示すようにその上端部
に注水ノズル１６がまた下端部に排水ノズル１７が前記
外槽３を貫通してそれぞれ接続されており、前記注水ノ
ズル１６には、ポンプ１８を有する給水ライン１９を介
して貯水タンク２０内の水が供給されるようになってい
るとともに、前記排水ノズル１７からは、処理槽１内の
過剰の水が排水ライン２１を介して前記貯水タンク２０
に排出されるようになっている。前記ポンプ１８は、第
１図に示すようにタイマ２２の制御により例えば約５〜
６分／時の時間間隔で間歇的に駆動されるようになって
おり、これにより、前記注水ノズル１６からは稍過剰の
水が処理槽１内に供給されるとともに、余分な水は排水
ノズル１７から貯水タンク２０に排出され、前記処理媒
質および被処理汚泥の混合物の水分が常時５０〜７５％
、好ましくけ６５％程度に維持されるようになっている
。

なお、前記排水ノズル１７の処理槽１との接続部には、
特に図示していないが透水膜あるいは逆洗可能なフィル
タ等が配置され、余分な水を貯水タンク冗に排出する際
に、処理槽１内の処理媒質および被処理汚泥中の固形分
が流出しないよう考慮されている。

前記処理槽１にはまた、第１図ないし第３図に示すよう
にその下端中央部に前記外槽３を貫通して通気ノズルム
が接続されており、この通気ノズルｎには、第１図に示
すようにファン２４からのエアが給気ライン２５と介し
て供給されるようになっている。この７アン２４は、第
１図に示すように前記タイマｎの制御により例えば約５
〜６分／時の時間間隔で間歇的に駆動され、１分間に処
理槽１の容積の１４゜量程度のエアを処理槽１内に供給
して前記処理媒質および被処理汚泥の堆積層に通気を行
なうようになっている。

なお、前記通気ノズルｎの処理槽１との接続部には、特
に図示していないが処理槽１内の処理媒質および被処理
汚泥中の固形分の流出と防止するためのフィルタ等が配
置され、また給気ラインｂの中間部には、処理槽１内の
水分のファン２４側への流出を阻止する逆止弁等が配さ
れ、運転に支障ときたさないよう考慮されている。

次に作用について説明する。

汚泥の微生物処理に際しては、まず投入口２から木質細
片と含む処理媒質を処理槽１内に投入するとともに、未
開汚泥等の被処理汚泥を投入口２を介して処理槽１内に
投入する。その際、処理媒質と被処理汚泥との重量比は
４：１ないし１０：１とする。

次いで、ポンプ１８ト起動して貯水タンク２ｏ内の水を
注水ノズル１６を介して処理槽１内に梢過剰な量と供給
するとともに、余分な水と排水ノズル１１を介して貯水
タンク２ｏに戻し、処理槽１内の水分が６５％程度にな
るようにする。これと同時に、ポンプ７を起動して処理
槽１内の温度を２０〜２５°Ｃ程度にするとともに、モ
ータ１４と起動して回転翼１２を２回転／分の低速で約
５〜６分／時の時間間隔で間歇的に回転させ、処理媒質
と処理汚泥との混合性状および水分を処理槽１内各所で
均一にする。そしてこの状態でファン２４ト約５〜６分
／時の時間間隔で間歇的に駆動し、１分間当り処理槽１
の容積の雅量程度のエアを処理槽１内に供給して間歇的
に処理媒質および処理汚泥に通気を行なう。すると、微
る順応菌が発生、繁殖し、汚泥の微生物活性による分解
、消化、醗酵等の生化学的な処理が行なわれ、処理槽１
中には処理残渣が全く認められず、ｔた処理媒質は保守
および補給の必要がなく半永久的に用いることが可能と
なる。

また、貯水タンク九に回収された水は、ｓｓ、　’ＢＯ
Ｄ等の規制基準の点で直接放流もしくは地中への浸透と
許容される程度にまで処理することが可能である。

なお、このような微生物処理は、もとより通常の好気性
および嫌気性菌による消化にもよるが、本発明の場合こ
れらの菌の夫々の至適繁殖条件の中間の条件下で特に著
しい汚泥消化の進行が認められる。かかる中間期間にお
いて汚泥消化に顕著に寄与する微生物は、現在本発明者
等によって検索中であるが、前記ファン２４を間歇的に
駆動させ、処理媒質中に好気性菌および　（嫌気性菌の
繁殖至適条件ならびにその中間にあたる条件と経時的か
つ逐次的に反復して形成す　（ることにより、極めて優
れた汚泥処理効果が得られる。

またこのような微生物処理においては、例えば冬期また
は寒冷地であっても周囲温度が３°Ｃ以上あれば、微生
物の分解、醗酵反応によって生じる熱が処理媒質中に保
持蓄積され、また処理槽１内の温度が前記反応熱により
７０°Ｃ程度にまで上昇しても高温菌が生息できる条件
下にあるので、何隻積極的な温度制御と処理槽１におい
て行なうことなく汚泥処理は可能であるが、ポンプ７を
起動して処理槽１・内を２０〜２５°Ｃ程度に維持する
ことにより、微生物の生化学的反応の進行をより促進さ
せ、完全かつ迅速な汚泥処理が可能となる。

本発明者等は前記第１実施例に示す装置を用−以下の条
件で実験を行なった。

（実験） １）使用装置 第１図ないし第３図に示す構造の装置 ２）実験方法 粒径０．２〜５朋の木質細片５ｋｙおよび水分と５〜９
５％含有する金側汚泥を処理槽１内に投入した。

ｙ！：　ｙ　７’　１Ｂを約５〜６分間連続運転しその
後５４〜５５分間運転を停止させる操作２反復して行な
い、処理槽１に稍過剰の水と供給するとともに、余分な
水を貯水タンク２０に排出した。またモータ１４を約５
〜６分間連続運転しその後５４〜５５分間運転を停止さ
せる操作を反復して行ない、回転翼１２を１分間に２回
転程度の低速で回転させて木質細片および受側汚泥を攪
拌した。そしてこれにより、木質細片と、１１１汚泥と
を充分均一に混合するとともに、この混合物層の上層部
と下層部との切シ返し２行なって層内各所の水分をＩ％
程度に維持した。またポンプ７を起動して間隙Ｇ内に所
定水温の水と循環させ、処理槽１内の前記混合物層の温
度ト２０〜２５°Ｃ程度に維持した。そして７７２２４
分約５〜６分間連続運転しその後５４〜５５分間運転を
停止させる操作を反復して行ない、１分間当り処理槽１
の容積の１４０量程度のエアと処理槽１内に間歇的に供
給して微生物処理を行なった。

（３）実験結果 その結果、２４〜４８時間の処理で汚泥は極めて迅速に
消化され、処理槽１内の木質細片層中には処理残渣が全
く認められなかった。また汚泥中に含まれていたゴム質
さらには毛髪等のような成分まで数ケ月間程度の処理で
実質的に分解されることがｒ４誌された。また排水ノズ
ル１１から貯水タンク囚に排水された水のｐＨは６．５
〜７であり、ＢｏＤ値は約７であった。

しかして、前記実験結果からも明らかなように、被処理
汚泥と極めて簡単な装置により完全に分解、消化および
濾過することができ、またその廃水も直接放″流あるい
は地中へ浸透させることができる。

第４図および第５図は本発明の第２実施例を示すもので
、前記第１実施例における回転軸１１および回転翼１２
に代え、軸端の大歯車３３ａ　、　３３ｂとモータ１４
の小歯車１５との噛合により同一方向に回転駆動される
上下一対の回転軸３１ａ　、　３１ｂに相互に逆向きの
螺旋翼３Ｚａ　、　３２ｂをそれぞれ設け、これにより
処理槽１内を攪拌するとともに、給水ノズル４と排水ノ
ズル５とは長手方向に逆の端部に配して処理槽１内をよ
り均一に温度制御できるようにしたものである。その他
の構造および操作方法は前記第１実施例の場合と基本的
に同一である。

しかして、このようにしても前記第１実施例と同様の効
果が期待できる。

第６図は本発明の第３実施例を示すもので、前記第１実
施例における回転ｍ１２に代え、回転軸１１に設けられ
た螺旋翼４２ａとその外周部に設けられたリング状螺旋
Ｒ４２ｂとを用−１かつ両螺旋翼４２ａ　ｔ　４２ｂを
相互に逆方向に捩ったものである。その他の構造および
操作方法は前記第１実施例の場合と基本的に同一である
。

しかして、このように構成しても前記第１実施例と同様
の効果が期待できる。

第７図ないし第１０図は本発明の第４実施例を示すもの
で、前記各実施例の場合と異なり、処理槽１およびこれ
と一体の外槽３それ自体分回転あるいは所要の回転角度
で回動させて処理槽１内を攪拌するようにしたものであ
る。

すなわち、処理槽１の内周面には、第７図および第８図
に示すように周方向に所要間隔で複数の邪魔板５０が設
けられ、また外槽３の長手方向両端外周面は、第７図に
示すように支持装置５１により回転自在に支持されてい
る。また外槽３の長手方向一端面中央部には、第７図に
示すようにモータ１４の小歯車１５に噛合して前記両槽
１．３を回転あるいは回動駆動するための歯車５２が固
設されており、また外槽３の長手方向他端面中央部には
、処理槽１内の排気用の排気管５３が貫通配置され、こ
の排気管５３の先端は、固定排気管５４に連結装置５５
を介して回転可能に連結されている。

また給水ノズル４および排水ノズル５は、第９図に示す
ように外槽３の外周面に固設した可動リング５６の外周
面を水密に相対摺動する固定リング５７に固設されてお
り、これら各ノズＡ／４゜５と外槽３内とは、外槽３に
設けた孔５８、可動リング５６に設けた孔５９．リング
溝６０、および固定リング５１に設けた孔６１を介して
連通されている。

また注水ノズル１６．排水ノズル１７．および通気ノズ
ルｎは、第１０図に示すように外槽３の外周面に固設し
た可動リング６２の外周面と水密。

気密に相対摺動する固定リング出に固設されており、こ
れら各ノズル１６　、１７　、２３と処理檀１内とは、
両槽１，３を貫通するバイブロ４、可動リング６２に設
けた孔６５．および固定リングＢに設は之孔釘を介して
連通されて−る。

しかしてこのように構成しても前記各実施例と同様の効
果が期待できる。

なお前記各実施例においては、処理槽１が横置きの円筒
状をなす場合について説明したが、角筒状でもよい。そ
してこれを前記第４実施例に適用した場合には、邪魔板
５０を省略することが可能である。また処理槽１は縦置
きの筒状としてもよい。そして仁の場合には、その軸心
位置に上方送り用の螺旋翼を配することにより、処理槽
１内の充分な攪拌が可能となる。

また前記各実施例では、処理槽１と外槽３との間の間隙
Ｇに水を通して処理槽１内の温度調節を行なうようにし
たものについて説明したが、例えば処理槽１の外周面に
螺旋状に配したパイプ内に水を通して温度調節と行なう
ようにしてもよい。そしてこの温度調節により水が昇温
したならば、これを生活用等の温水として利用すること
もできる。

また前記各実施例においては、各ノズル４゜５．１６，
１７．２３と各種１，３との接続箇所が各−箇所の場合
について説明したが、多数箇所にすればより有効である
。また投入口２も同様である。また分刻汚泥に限らず、
あらゆる種類の汚泥を処理することができる。

さらに、前記各実施例では、処理４１１からの排気の処
理については特に説明しなかったが、例えば第１１図に
示すように処理槽１からの排気？排気ライン困を介して
密閉タンク６９内に導びき、このタンク器内に充填され
た水分６５％程度の木質細片層７０中における微生物の
生化学的反応により脱臭と行ない、さらにタンク６９か
ら排出された排気を水タンク７１に導びいた後に大気放
出するようにすれば、悪臭を完全に除去することが可能
である。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、処理槽に投入される処理
媒質と被処理汚泥との混合物層の水分および温度を、水
分調節手段および温度調節手段により所定範囲にそれぞ
れ維持するとともに、通気手段により間歇的に通気登行
なって微生物処理するようにしているので、各種の被処
理汚泥を極めて簡単な構造、操作で完全に分解。

消化および濾過することができ、またその廃水は直接放
流したり地中へ浸透させることができるので処理が容易
である。また、処理残渣が全く堆積せず装置も簡単であ
るので、保守が極めて容易である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例を示す断面図、第２図は第
１図の卜」線断面図、第３図はモータを省略した第１図
の左側面図、第４図は本発明の第２実施例を示す断面図
、第５図はモータを省略した第４図の左側面図、第６図
は本発明の第３実施例を示す要部断面図、第７図は本発
明の第４実施例を示す断面図、第８図は第７図の■−■
線断面図、第９図および第１０図は第７図の要部をそれ
ぞれ示す詳細図、第１１図は脱臭方法の一例を示す説明
図である。 １・・・処理槽、　２・・・投入口、　３・・・外槽、
４・・・給水ノズル、５．１７・・・排水ノズル、６．
２０・・・貯水タンク、７．１８・・・ポンプ、１１　
、３１２　、３１ｂ　・・・回転軸、１２−・・−回転
翼、１４−・・モータ、１６・・・注水ノズル、ｋ・・
タイマ、２３・・・通気ノズル、　３２ａ　、　３Ｚｂ
　、４２ａ・・・螺旋翼、４２ｂ・・・リング状螺旋翼
、　Ｇ・・・間隙。 特許出願人　猿　井　喜一部 同　出願人　松　岡　通 Ｖ、’ニア７、；’−＠ １８！Ａ　弁ゞ±　′Ｊ゛　原　１５週、・−□゛」 第　４　図 ツー （２）６　β 第７図 第−８図　“９　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）木質細片と含む処理媒質および被処理汚泥が投入さ
   れる処理槽と、この処理槽内の温度を所定範囲に維持す
   る温度調節手段と、前記処理媒質に間歇的に通気を行な
   う通気手段と、前記処理槽内への注水部および処理槽が
   らの排水部分有し前記処理槽内の水分を所定範囲に維持
   する水分調節手段と２備え、前記処理媒質と被処理汚泥
   との混合物層の水分および温度分、前記水分ｍ節手段お
   よび温度調節手段により所定範囲にそれぞれ維持すると
   ともに、通気手段により間歇的に通気を行なって微生物
   処理することと特徴とする汚泥の微生物処理装置。 ２）処理媒質と被処理汚泥との混合物の攪拌手段を設け
   、この攪拌手段により処理媒質と被処理汚泥との混合物
   層の上層部と下層部とを切シ返して層内の水分および混
   合状態を各所均一にすることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の汚泥の微生物処理装置。 ３）処理槽の周面に熱交換媒体の通路と形成して温度調
   節手段としたことを特徴とする特許請求の範囲第１項ま
   たは第２項記載の汚泥の微生物処理装置。 ４）処理槽内に回転翼を配置して攪拌手段としたこと分
   特徴とする特許請求の範囲第１項、第２項または第３項
   記載の汚泥の微生物処理装置。 ５）回転翼として螺旋翼を用いることと特徴とする特許
   請求の範囲第４項記載の汚泥の微生物処理装置。 ６）処理槽の回動手段と設けて撹拌手段としたことを特
   徴とする特許請求の範凹第１項、第２項または第３項記
   載の汚泥の微生物処理装置。 ７）処理槽の内周面に回動方向に任意間隔で複数の邪魔
   板と配置したことを特徴とする特許請求の範囲第６項記
   載の汚泥の微生物処理装置。