WO2014103549A1 - 汚水の処理方法 - Google Patents

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雄大 田崎
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Definitions

  • the present invention relates to a method for treating sewage, and in particular, effectively treats odors of hydrogen sulfide and methyl mercaptan, which are malodorous substances generated from sludge (including dehydrated cake) discharged in the process of sewage treatment at a sewage treatment plant or the like.
  • the present invention relates to a sludge odor control method that can be easily controlled.
  • Sewage treatment at sewage treatment plants and the like includes a water treatment process for separating and removing substances that become dirty from the sewage to finally obtain clean water, and a sludge treatment process for treating sludge generated from the remaining residue.
  • a method for suppressing odor using nitrite which is an oxidant there are known a method for suppressing odor using metal salts such as zinc, copper and iron.
  • a method of suppressing odor using nitrite is representative, and is widely used because of its good handling (see, for example, JP-A-2001-340895).
  • nitrite is acidic and destabilized, so the effect is stabilized when the pH of the target sludge is low, but the pH of the sludge is 6 or more. As a result, the duration of efficacy is significantly shortened.
  • nitrite is decomposed by microorganisms under anaerobic conditions. Therefore, when used in sludge containing a large amount of microorganisms, such as spoiled sludge and excess concentrated sludge generated after microbial treatment of sewage, it is effective due to the decomposition action of microorganisms. Is significantly reduced.
  • the present invention has been devised in view of the above-mentioned conventional problems, and the object of the present invention is the odor of hydrogen sulfide and methyl mercaptan, which are malodorous substances generated from sludge generated during the treatment of sewage. It is in realizing the sludge odor control method that can effectively suppress the odor.
  • a method for treating sewage comprises: A step of precipitating sludge from the sewage in the first sedimentation basin; a step of separating the surplus sludge by biologically treating the sludge after the separation of the initial sludge; concentrating the initial sludge and the surplus sludge
  • a method for treating sewage comprising a step of concentrating, a step of mixing the first settling sludge and excess sludge after concentration, and a step of dehydrating the mixed first settling sludge and excess sludge,
  • a metal salt is added to the sewage
  • Nitrite is added to the primary sedimentation sludge and / or surplus sludge in a stage after separating the primary sedimentation sludge and surplus sludge from the sewage.
  • the wastewater treatment method according to claim 2 of the present invention is the wastewater treatment method according to claim 1,
  • the metal salt is any one of iron, zinc, calcium, and magnesium.
  • the method for treating sewage according to claim 3 of the present invention is the method for treating sewage according to claim 2,
  • the metal salt is an iron salt, and the iron salt added to sewage is 0.2 to 150 mg / l in terms of the weight of iron ions in the iron salt.
  • the method for treating sewage according to claim 4 of the present invention is the method for treating sewage according to claim 2 or 3,
  • the metal salt is polyferric sulfate.
  • the metal salt is added to the sewage before the step of precipitating and separating the first settling sludge from the sewage in the first settling basin, and the first settling sludge and excess sludge are separated from the sewage.
  • the metal salt has the effect of promoting the sedimentation of sludge
  • the metal salt is added to the sewage before the step of precipitating and separating the primary sludge from the sewage, so that the primary sedimentation sludge in the first sedimentation basin.
  • the concentrated primary sludge has a pH of about 5 and the concentrated excess sludge has a pH of about 7, but a metal salt is added to the sewage before the step of precipitating and separating the primary sediment from the sewage.
  • a metal salt is added to the sewage before the step of precipitating and separating the primary sediment from the sewage.
  • the sedimentation of the primary sedimentation sludge in the primary sedimentation basin is promoted, and the primary sedimentation sludge has a larger ratio when the primary sedimentation sludge after the concentration and the excess sludge are mixed. For this reason, since the pH rise of the mixed sludge of the primary sedimentation sludge and excess sludge after concentration is suppressed, it can prevent that the deodorizing effect of nitrite is inhibited.
  • the ratio of the primary sludge after concentration and excess sludge is mixed is larger in the primary sludge, the amount of microorganisms in the mixed sludge can be reduced, and the metal salt increases the activity of microorganisms. As a result, the nitrite is prevented from being decomposed and consumed by microorganisms. As a result, the odor of hydrogen sulfide and methyl mercaptan generated from sludge is effective in combination with the odor suppression effect of hydrogen sulfide by metal salts. Can be suppressed.
  • FIG. 1 is a process diagram showing an embodiment of a sewage treatment method according to the present invention in a sewage treatment plant.
  • This sewage treatment plant consists of a sedimentation basin 10, a first sedimentation basin 12, a biological tank 14 for performing a water treatment process, a final sedimentation site 15 and an advanced treatment tank 16, a first sedimentation sludge concentration tank 18 for performing a sludge treatment process, and an excess sludge concentration section 20, a concentrated sludge storage tank 22, a dehydrator 24, and a hopper 26.
  • the treatment of sewage at the sewage treatment plant is performed in the following steps. Sewage (sewage) that flows into the sewage treatment plant through the pump station / sewage pipe 28 is first introduced into the sand basin 10 and filtered through a screen (not shown) to remove large dust and sand. The The sewage from which large debris, sand, etc. have been removed is then introduced into the first sedimentation basin 12 and settled at the bottom of the first sedimentation basin 12 as small debris, mud, etc. sink during the storage process for several hours. Sludge is precipitated and separated.
  • the sewage from which the first settling sludge has been separated in the first settling basin 12 is introduced into the biological tank 14 and a water treatment process is performed. That is, in the biological tank 14, sewage is sent to the final sedimentation site 15 after biological treatment such as decomposition of organic matter and inorganic matter in sewage by microorganisms is performed in an aerated atmosphere.
  • the sewage introduced into the final sedimentation site 15 is solid-liquid separated in the process of storing for several hours, and the solid components are precipitated and separated as excess sludge at the bottom of the final sedimentation site 15.
  • the surplus sludge contains a large amount of microorganisms.
  • the sewage from which the excess sludge has been separated in the final sedimentation site 15 is sent to the advanced treatment tank 16, where eutrophication substances such as nitrogen and phosphorus are removed and purified in the advanced treatment tank 16, and then the river, etc. They are released into public waters.
  • a sludge treatment process is performed in the following procedures. First, the first settling sludge that has settled at the bottom of the settling basin 12 is drawn out and introduced into the first settling sludge concentration tank 18 to perform gravity concentration. Further, surplus sludge precipitated at the bottom of the final sedimentation site 15 is drawn out and introduced into the surplus sludge concentrating unit 20, and mechanical sludge using a centrifugal separator, gravity concentration, or the like is performed to concentrate the surplus sludge.
  • the primary sedimentation sludge concentrated by gravity in the primary sedimentation sludge concentration tank 18 and the excess concentrated sludge concentrated in the excess sludge concentration unit 20 are mixed and sent to the concentrated sludge storage tank 22 for temporary storage. . Thereafter, the mixed primary sludge and excess concentrated sludge are sent to the dehydrator 24 and dehydrated to form a dehydrated cake that is solid sludge. The dehydrated cake is transferred to the hopper 26 via a belt conveyor (not shown) and stored, and then transported to the outside to be incinerated or landfilled.
  • a metal salt is added to sewage before the step of settling and separating the first settling sludge from the sewage in the first settling basin 12; 15, nitrite is added to the primary sedimentation sludge and / or surplus sludge at a stage after separating the primary sedimentation sludge and surplus sludge from the sewage.
  • the metal salt is added to, for example, sewage first introduced into the settling basin 12, sewage introduced into the settling basin 10, and sewage flowing into the pump station / sewage pipe. Moreover, you may add in piping (not shown) through which sewage flows.
  • the metal salt examples include iron salts such as polyferric sulfate, iron (II) chloride, iron sulfate and iron nitrate, zinc salts such as zinc chloride, zinc sulfate and zinc acetate, calcium such as calcium chloride and calcium nitrate.
  • iron salts such as polyferric sulfate, iron (II) chloride, iron sulfate and iron nitrate
  • zinc salts such as zinc chloride, zinc sulfate and zinc acetate
  • calcium such as calcium chloride and calcium nitrate.
  • Magnesium salts such as salts, magnesium hydroxide, magnesium chloride, magnesium oxide, and magnesium hydroxide are applicable, and iron salts are preferable, and among these, ferric sulfate is most preferable.
  • iron ions While polyvalent metal ions generally have the ability to aggregate sludge, there is a problem of environmental pollution due to toxicity, but iron ions are relatively toxic and are present in large quantities in the environment, so the environmental burden is small. It is preferable to use an iron salt.
  • ferric sulfate is optimal because it has the lowest corrosiveness compared to other iron salts such as iron chloride and iron sulfate, and hardly causes corrosion of sewage treatment facilities.
  • the metal salt is an iron salt
  • the iron ions in the iron salt combine with water-soluble sulfur ions and precipitate as insoluble iron sulfide ions
  • the iron salt added to the sewage is an iron salt.
  • the concentration of dissolved sulfide ions in the sewage is 0.1 / 10 of the normal 1/10. -0.75 mg / l.
  • the concentration of sulfide ions may be 10 to 75 mg / l, which is 10 times the normal concentration. Therefore, in consideration of such environmental changes, as described above, the iron salt added to the sewage is preferably set in the range of 0.2 to 150 mg / l in terms of the weight of iron ions in the iron salt.
  • the zinc salt added to the sewage is preferably set in the range of 0.2 to 180 mg / l in terms of the weight of zinc ions in the zinc salt. That is, in the case of general sewage with a dissolved sulfide ion concentration of 1 to 7.5 mg / l, the zinc ion required for the equimolar reaction is 2 to 18 mg / l. This is because it becomes 0.2 to 180 mg / l.
  • the metal salt is a calcium salt
  • the calcium salt added to the sewage is preferably set in the range of 0.1 to 100 mg / l in terms of the weight of calcium ions in the calcium salt.
  • the calcium ion required for the equimolar reaction is 1 to 10 mg / l. This is because it becomes 0.1 to 100 mg / l.
  • the magnesium salt added to the sewage is preferably set in the range of 0.05 to 60 mg / l in terms of the weight of magnesium ions in the magnesium salt. That is, in the case of general sewage having a dissolved sulfide ion concentration of 1 to 7.5 mg / l, the magnesium ion required for the equimolar reaction is 0.5 to 6 mg / l. This is because 0.05 to 60 mg / l is added.
  • nitrite is added at a stage after the initial sludge and surplus sludge are separated in the first sedimentation basin 12 and the final sedimentation site 15, and therefore, for example, in FIG. Is added to the initial settling sludge introduced into the excess sludge, the excess sludge introduced into the excess sludge concentration unit 20, the initial settling sludge introduced into the concentrated sludge storage tank 22, and the excess concentrated sludge.
  • the sludge may not rot for a while after the concentration due to the effect of adding the metal salt. In such a case, the dehydrated cake is a solid sludge after the dehydration process.
  • the nitrite solution may be added by spraying.
  • nitrite when adding nitrite to a dewatered cake that is solid sludge after dehydration, the unreacted portion of nitrite ions is washed away, unlike when added to sludge containing a large amount of water. And nitrite can be used without waste.
  • Sodium nitrite is suitable as the nitrite added to the sludge. That is, sodium nitrite is not very strong in oxidizing power, so the reaction is slow, it is difficult to emit harmful gases such as chlorine gas, and it does not react explosively like hydrogen peroxide. This is because the feeling is good.
  • hydrogen peroxide, nitrate, hypochlorite, chlorite and chlorinated isocyanuric acid can be substituted for nitrite.
  • metal salt is added to the sewage before the step of settling and separating the first settling sludge from the sewage in the first settling basin 12, and the first settling basin 12 and the final settling site 15 are used.
  • the following effects can be achieved by adding nitrite to the primary sedimentation sludge and / or the excess sludge.
  • the metal salt Since the metal salt has an action of promoting the sedimentation of sludge, the metal salt is added to the sewage before the step of precipitating and separating the primary sludge from the sewage.
  • the time for sedimentation and separation of the sludge can be shortened, and the sludge residence time in the first sedimentation basin 12 can be shortened, so that the decay of the initial sedimentation sludge can be suppressed.
  • the nitrite is prevented from being decomposed and consumed by the microorganisms in the spoiled primary sedimentation sludge in which the microorganisms are mass-produced, so that the deodorizing effect of the nitrite is sufficiently exerted, and the hydrogen sulfide by the metal salt
  • the odor of hydrogen sulfide and methyl mercaptan generated from sludge can be effectively suppressed in combination with the effect of suppressing odor.
  • the pH of the primary sedimentation sludge is about 5 and the pH of the excess concentrated sludge is about 7, by adding a metal salt to the sewage before the step of separating the primary sedimentation sludge from the sewage Since the sedimentation of the primary sedimentation sludge in the primary sedimentation basin 12 is promoted, the primary sedimentation sludge has a higher ratio when the primary sedimentation sludge and the excess concentrated sludge are mixed. For this reason, since the pH rise of the sludge mixed with the primary sedimentation sludge and the excess concentrated sludge is suppressed, it can be prevented that the deodorizing effect of nitrite is inhibited.
  • the ratio of primary concentrated sludge and excess concentrated sludge is larger in primary concentrated sludge, the amount of microorganisms in the mixed sludge can be reduced, and the metal salt increases the activity of microorganisms. As a result, the nitrite is prevented from being decomposed and consumed by microorganisms. As a result, the odor of hydrogen sulfide and methyl mercaptan generated from sludge is effective in combination with the odor suppression effect of hydrogen sulfide by metal salts. Can be suppressed.
  • NaPT sodium pyridine thiol-1-oxide
  • 2-pyridylthio-1 oxide zinc bis (2-pyridylthio-1 oxide)
  • 1,2-benzisothiazolin-3-one 2,2-benzisothiazolin-3-one
  • 2-methyl-4-isothiazoline-3- ON methyl-2-benzimidazole carbamate
  • 2- (4-thiazolyl) -benzimidazole 2-bromo-2-nitro-1,3-propanediol, etc.
  • NaPT has good dispersibility and handling. Particularly preferred.
  • Example 1 (Test method) After adding 10 mg / l of the ferric sulfate solution in terms of the iron ion weight in the ferric sulfate solution to the sewage flowing into the sewage treatment plant, the solution is first introduced into the settling basin 12, And the sludge treatment process. Sludge slurry was sampled in a 2 L beaker from the concentrated sludge storage tank 22 in which the primary sedimentation sludge and excess concentrated sludge were mixed, and a deodorizer containing nitrite was added to the collected sludge slurry and stirred.
  • the concentration of hydrogen sulfide and methyl mercaptan in the sludge slurry before dehydration after stirring for 30 minutes was measured using a detector tube manufactured by Gastec. Thereafter, the sludge slurry is dehydrated using a small belt press dehydrator for testing, and 100 g of each dehydrated cake obtained by dehydration is sealed in a polyethylene container and retained in a thermostatic bath at 30 ° C. The concentration of hydrogen sulfide and methyl mercaptan in the dehydrated cake after dehydration 24 hours and after dehydration 48 hours was measured. As a comparative example, the concentration of hydrogen sulfide and methyl mercaptan was measured for the inflowing sewage to which no polyferric sulfate solution was added by the same method as described above.
  • Table 1 shows the test results for measuring the concentration of hydrogen sulfide.
  • Table 2 shows the test results for measuring the concentration of methyl mercaptan.
  • Example 2 (Test method) The present Example 2 is a test in the case of using a nitrite deodorant sprayed on a dehydrated cake which is sludge after dehydration. After adding 10 mg / l of the ferric sulfate solution in terms of the iron ion weight in the ferric sulfate solution to the sewage flowing into the sewage treatment plant, the solution is first introduced into the settling basin 12, And the sludge treatment process.
  • the sludge slurry is collected in a 2L beaker from the concentrated sludge storage tank 22 in which the primary sedimentation sludge and surplus concentrated sludge are mixed, and the concentration of hydrogen sulfide and methyl mercaptan generated from the collected sludge slurry is measured using a gastec detector tube. Measured. Thereafter, the sludge slurry is dehydrated using a small belt press dehydrator for testing, and after spraying a nitrite-based deodorant on the dehydrated cake obtained by dehydration, 100 g of each test section is sealed in a polyethylene container.
  • the dehydrated cake was dehydrated 24 hours later and dehydrated 48 hours later, and the concentrations of hydrogen sulfide and methyl mercaptan were measured.
  • concentration of hydrogen sulfide and methyl mercaptan was measured for the inflowing sewage to which no polyferric sulfate solution was added by the same method as described above.
  • Table 3 shows the test results of the hydrogen sulfide concentration measurement.
  • Table 4 shows the test results for measuring the concentration of methyl mercaptan.

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Abstract

【課題】汚水の処理過程で生成される汚泥から発生する硫化水素及びメチルメルカプタンの臭気を効果的に抑制できる汚水の処理方法の実現。 【解決手段】最初沈殿池12において汚水から初沈汚泥を沈殿分離する工程と、初沈汚泥分離後の汚水に生物学的処理を行って余剰汚泥を分離する工程と、上記初沈汚泥を濃縮すると共に上記余剰汚泥を濃縮する工程と、濃縮後の初沈汚泥及び余剰汚泥を混合する工程と、混合された初沈汚泥及び余剰汚泥を脱水する工程を備え、上記最初沈殿池12において汚水から初沈汚泥を沈殿分離する工程以前の段階において、汚水に金属塩を添加し、また、汚水から初沈汚泥及び余剰汚泥を分離した以後の段階において、初沈汚泥及び／又は余剰汚泥に亜硝酸塩を添加する。

Description

汚水の処理方法
　この発明は、汚水の処理方法に係り、特に、下水処理場等の汚水処理の過程で排出される汚泥（脱水ケーキを含む）から発生する悪臭物質である硫化水素及びメチルメルカプタンの臭気を効果的に抑制できる汚泥の臭気抑制方法に関する。
　下水処理場等における汚水処理には、汚水から汚れとなる物質を分離・除去して最終的に清浄な水を得る水処理工程と、残った残渣から生じる汚泥を処理する汚泥処理工程がある。
　上記汚泥処理工程では、汚泥が腐敗する等して悪臭物質である硫化水素とメチルメルカプタン等の硫黄化合物、アンモニア、トリメチルアミン等の窒素化合物、低級脂肪酸類等が発生してくる。これらの悪臭物質の中で発生量の特に多いのが、硫黄化合物である硫化水素とメチルメルカプタンであり、汚泥処理系設備周辺での作業環境の悪化、付近住民の苦情、設備機器の腐食の原因となるため、従来から、様々な臭気抑制対策が採られてきた。
　すなわち、従来の臭気抑制対策として、酸化剤である亜硝酸塩を用いて臭気を抑制する方法、亜鉛、銅、鉄等の金属塩を用いて臭気を抑制する方法が知られている。特に、亜硝酸塩を用いて臭気を抑制する方法が代表的であり、そのハンドリングの良さ等から広く用いられている（例えば特開２００１－３４０８９５号公報参照）。
特開２００１－３４０８９５号公報
　しかしながら、酸化剤である亜硝酸塩を用いて臭気を抑制する方法の場合、亜硝酸塩は酸性で不安定化するため対象汚泥のｐＨが低い方が効果が安定するが、汚泥のｐＨが６以上になると、効力持続時間は著しく短くなってしまう。また、亜硝酸塩は嫌気条件下で微生物によって分解されてしまうため、腐敗した汚泥や、汚水の微生物処理後に発生する余剰濃縮汚泥等、微生物を大量に含む汚泥に使用すると、微生物の分解作用により効果が著しく低下する。
　通常、上記問題を回避するために、亜硝酸塩の添加量を増やしたり、抗菌剤を併用することにより、亜硝酸塩の濃度を維持して効果を安定させる手法が採られてきた。
　しかしながら、抗菌剤のみを用いて菌の生育を止めようとすると大量の抗菌剤を投入する必要が生じ、コスト高を生じることとなる。また、亜硝酸塩を大量に添加したところで、微生物が馴化してくるため、経時に従い添加量を増加させる必要がある。
　以上の理由により、ｐＨの高い汚泥や微生物を大量に含む汚泥の処理系に亜硝酸塩を用いて臭気の抑制を行うのは困難であった。
　また、亜鉛、銅、鉄等の金属塩を用いて汚泥の臭気を抑制する方法の場合、これら金属は硫化水素とは特異的に反応するため臭気抑制効果が高いが、汚泥の代表的な悪臭物質であるメチルメルカプタンに対しては脱臭効果が殆ど得られなかった。
　この発明は、従来の上記問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、汚水の処理過程で生成される汚泥から発生する悪臭物質である硫化水素及びメチルメルカプタンの臭気を効果的に抑制できる汚泥の臭気抑制方法を実現することにある。
　上記の目的を達成するため、本発明の請求項１に記載の汚水の処理方法は、
　最初沈殿池において汚水から初沈汚泥を沈殿分離する工程と、初沈汚泥分離後の汚水に生物学的処理を行って余剰汚泥を分離する工程と、上記初沈汚泥を濃縮すると共に上記余剰汚泥を濃縮する工程と、濃縮後の初沈汚泥及び余剰汚泥を混合する工程と、混合された初沈汚泥及び余剰汚泥を脱水する工程を備えた汚水の処理方法であって、
　上記最初沈殿池において汚水から初沈汚泥を沈殿分離する工程以前の段階において、汚水に金属塩を添加し、また、
　汚水から初沈汚泥及び余剰汚泥を分離した以後の段階において、上記初沈汚泥及び／又は余剰汚泥に亜硝酸塩を添加することを特徴とする。
　本発明の請求項２に記載の汚水の処理方法は、請求項１に記載の汚水の処理方法において、
　上記金属塩が、鉄、亜鉛、カルシウム、マグネシウムの何れかの金属塩であることを特徴とする。
　本発明の請求項３に記載の汚水の処理方法は、請求項２に記載の汚水の処理方法において、
　上記金属塩が鉄塩であると共に、汚水に添加する鉄塩は、鉄塩中の鉄イオン重量で０．２～１５０ｍｇ／ｌであることを特徴とする。
　本発明の請求項４に記載の汚水の処理方法は、請求項２又は３に記載の汚水の処理方法において、
　上記金属塩が、ポリ硫酸第二鉄であることを特徴とする。
　本発明の汚水の処理方法は、最初沈殿池において汚水から初沈汚泥を沈殿分離する工程以前の段階において、汚水に金属塩を添加し、また、汚水から初沈汚泥及び余剰汚泥を分離した以後の段階において、上記初沈汚泥及び／又は余剰汚泥に亜硝酸塩を添加することにより、以下の効果を奏するものである。
（１）金属塩は汚泥の沈降を促進する作用を有するため、汚水から初沈汚泥を沈殿分離する工程以前の段階で汚水に金属塩を添加しておくことにより、最初沈殿池において初沈汚泥を沈殿分離する時間を短縮することができ、最初沈殿池での汚泥の滞留時間が短くて済むため初沈汚泥の腐敗を抑制することができる。その結果、微生物が大量繁殖する腐敗した初沈汚泥中の微生物によって、亜硝酸塩が分解消費されることが抑止されるので、亜硝酸塩の脱臭効果が十分に発揮されこととなり、金属塩による硫化水素の臭気抑制効果と相俟って、汚泥から発生する硫化水素及びメチルメルカプタンの臭気を効果的に抑制することができる。
（２）濃縮した初沈汚泥のｐＨは５程度、濃縮した余剰汚泥のｐＨは７程度であるが、汚水から初沈汚泥を沈殿分離する工程以前の段階で汚水に金属塩を添加しておくことにより、最初沈殿池における初沈汚泥の沈殿が促進されるので、濃縮後の初沈汚泥と余剰汚泥を混合させた際の割合は、初沈汚泥の方が大きいものとなる。このため、濃縮後の初沈汚泥と余剰汚泥の混合汚泥のｐＨ上昇が抑制されるので、亜硝酸塩の脱臭効果が阻害されることを防止できる。また、濃縮後の初沈汚泥と余剰汚泥を混合させた際の割合が、初沈汚泥の方が大きいため、混合汚泥中の微生物量を少なくすることができると共に、金属塩が微生物の活性を抑制することから、亜硝酸塩が微生物によって分解消費されることが抑止され、その結果、金属塩による硫化水素の臭気抑制効果と相俟って、汚泥から発生する硫化水素及びメチルメルカプタンの臭気を効果的に抑制することができる。
　以下、本発明の一実施例を添付図面に基づいて説明する。図１は、下水処理場における本発明に係る汚水の処理方法の一実施例を示す工程図である。
　この下水処理場は、沈砂池10、最初沈殿池12、水処理工程を行う生物槽14、最終沈殿地15及び高度処理槽16、汚泥処理工程を行う初沈汚泥濃縮槽18、余剰汚泥濃縮部20、濃縮汚泥貯留槽22、脱水機24、ホッパー26を備えている。
　下水処理場における汚水の処理は以下の工程で行われる。
　ポンプ場・下水管渠28を介して下水処理場に流入した下水（汚水）は、先ず、沈砂池10に導入され、図示しないスクリーン等でろ過されることにより、大きなゴミや砂等が除去される。
　大きなゴミや砂等が除去された下水は、次に、最初沈殿池12に導入され、数時間程度貯留する過程で小さなゴミや泥等が沈降することにより、最初沈殿池12の底部に初沈汚泥が沈殿・分離される。
　上記最初沈殿池12において初沈汚泥が分離された下水は生物槽14に導入されて水処理工程が行われる。すなわち、生物槽14においては、曝気雰囲気中で微生物による下水中の有機物や無機物の分解処理等の生物学的処理が行われた後、下水を最終沈殿地15に送出する。最終沈殿地15に導入された下水は数時間程度貯留する過程で固液分離され、固体成分が最終沈殿地15の底部に余剰汚泥として沈殿・分離される。尚、上記生物槽14で微生物による生物学的処理行われた結果、余剰汚泥中には微生物が大量に含まれている。
　上記最終沈殿地15で余剰汚泥が分離された下水は高度処理槽16に送出され、該高度処理槽16において窒素やリン等の富栄養化物の除去が行われて浄化された後、河川等の公共用水域に放流されるのである。
　一方、汚泥処理工程は以下の手順で行われる。
　先ず、最初沈殿池12の底部に沈殿した初沈汚泥を引き抜いて初沈汚泥濃縮槽18に導入し、重力濃縮を行う。
　また、上記最終沈殿地15の底部に沈殿した余剰汚泥を引き抜いて余剰汚泥濃縮部20に導入し、遠心分離機を用いた機械濃縮や重力濃縮等を行って余剰汚泥を濃縮する。
　次に、初沈汚泥濃縮槽18で重力濃縮された初沈濃縮汚泥と、余剰汚泥濃縮部20で濃縮された余剰濃縮汚泥を混合させた状態で濃縮汚泥貯留槽22に送出して一時貯留する。
　その後、混合された初沈濃縮汚泥及び余剰濃縮汚泥を脱水機24へ送出し、脱水処理を行って固形状の汚泥である脱水ケーキと成す。この脱水ケーキは、ベルトコンベア（図示せず）等を介してホッパー26に移送されて貯留後、外部へ搬出されて焼却処理や埋立処理等を行うのである。
　本発明に係る汚水の処理方法は、上記最初沈殿池12において下水から初沈汚泥を沈殿分離する工程以前の段階において、下水に金属塩を添加し、また、上記最初沈殿池12及び最終沈殿地15で、下水から初沈汚泥及び余剰汚泥を分離した以後の段階において、初沈汚泥及び／又は余剰汚泥に亜硝酸塩を添加するものである。
　従って、金属塩は、例えば、最初沈殿池12に導入された下水、沈砂池10に導入された下水、ポンプ場・下水管渠に流入した下水中に添加されるものである。また、下水が流れる配管（図示せず）中に添加しても良い。
　上記金属塩としては、例えば、ポリ硫酸第二鉄、塩化鉄（II）、硫酸鉄、硝酸鉄といった鉄塩、塩化亜鉛、硫酸亜鉛、酢酸亜鉛等の亜鉛塩、塩化カルシウム、硝酸カルシウム等のカルシウム塩、水酸化マグネシウム、塩化マグネシウム、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム等のマグネシウム塩が該当するが、鉄塩が好適であり、その中でもポリ硫酸第二鉄が最適である。
　すなわち、一般に多価金属イオンには汚泥の凝集能力がある反面、毒性による環境汚染の問題があるが、鉄イオンは毒性が比較的低く環境中にも大量に存在していて環境負荷が小さいので、鉄塩を用いるのが好適である。中でも、ポリ硫酸第二鉄は、塩化鉄や硫酸鉄等の他の鉄塩に比べ腐食性が最も低く、汚水処理設備の腐食を生じさせにくいことから最適である。
　尚、カルシウム塩及びマグネシウム塩の場合、配管スケールを生成して汚水処理設備の毀損を招き易いが、環境負荷は比較的小さいので、配管スケール生成の抑制措置を適切に講じれば好適に使用することができる。
　金属塩が鉄塩の場合、鉄塩中の鉄イオンは水溶性の硫黄イオンと化合して不溶性の硫化鉄イオンとなって沈降するものであるが、上記汚水に添加する鉄塩は、鉄塩中の鉄イオン重量で０．２～１５０ｍｇ／ｌの範囲に設定するのが好適である。
　すなわち、流入する下水中の溶存硫化物イオン濃度は、一般的には１～７．５ｍｇ／ｌの範囲であることから、鉄塩中の鉄イオンと溶存硫化物中の硫黄イオンが等モル反応の場合、必要とされる鉄イオンは２～１５ｍｇ／ｌとなる。
　しかしながら、合流式の下水管渠の場合、雨水が合流して通常の１０倍ほどの水量となることがあり、この場合、下水中の溶存硫化物イオン濃度は通常の１／１０の０．１～０．７５ｍｇ／ｌとなる。一方、高潮の影響などで下水管渠内に大量の硫化物イオンが流入して硫化物イオン濃度が通常の１０倍の１０～７５ｍｇ／ｌになることもある。従って、斯かる環境の変化を加味し、上記の通り、汚水に添加する鉄塩は、鉄塩中の鉄イオン重量で０．２～１５０ｍｇ／ｌの範囲に設定するのが好適である。
　また、金属塩が亜鉛塩の場合、汚水に添加する亜鉛塩は、亜鉛塩中の亜鉛イオン重量で０．２～１８０ｍｇ／ｌの範囲に設定するのが好適である。すなわち、溶存硫化物イオン濃度が１～７．５ｍｇ／ｌの一般的な汚水の場合、等モル反応で必要とされる亜鉛イオンは２～１８ｍｇ／ｌであるが、上記した環境の変化を加味すると０．２～１８０ｍｇ／ｌとなるためである。
　さらに、金属塩がカルシウム塩の場合、汚水に添加するカルシウム塩は、カルシウム塩中のカルシウムイオン重量で０．１～１００ｍｇ／ｌの範囲に設定するのが好適である。すなわち、溶存硫化物イオン濃度が１～７．５ｍｇ／ｌの一般的な汚水の場合、等モル反応で必要とされるカルシウムイオンは１～１０ｍｇ／ｌであるが、上記した環境の変化を加味すると０．１～１００ｍｇ／ｌとなるためである。
　さらにまた、金属塩がマグネシウム塩の場合、汚水に添加するマグネシウム塩は、マグネシウム塩中のマグネシウムイオン重量で０．０５～６０ｍｇ／ｌの範囲に設定するのが好適である。すなわち、溶存硫化物イオン濃度が１～７．５ｍｇ／ｌの一般的な汚水の場合、等モル反応で必要とされるマグネシウムイオンは０．５～６ｍｇ／ｌであるが、上記した環境の変化を加味すると０．０５～６０ｍｇ／ｌとなるためである。
　一方、亜硝酸塩は、最初沈殿池12及び最終沈殿地15で、初沈汚泥及び余剰汚泥を分離した以後の段階において添加するものであることから、図１において、例えば、初沈汚泥濃縮槽18に導入された初沈汚泥、余剰汚泥濃縮部20に導入された余剰汚泥、濃縮汚泥貯留槽22に導入された初沈濃縮汚泥及び余剰濃縮汚泥に添加されるものである。
　また、汚泥の性状によっては、上記した金属塩添加の効果で濃縮後も暫く汚泥が腐敗しないことがあり、このような場合には、脱水処理後の固形状の汚泥である脱水ケーキに対して、亜硝酸塩溶液を噴霧する等して添加しても良い。このように、脱水処理後の固形状の汚泥である脱水ケーキに亜硝酸塩を添加する場合には、水分を多量に含む汚泥に添加する場合と異なり、亜硝酸イオンの未反応部分が流亡消失することが無くなり、亜硝酸塩を無駄なく使用することができる。
　汚泥に添加する亜硝酸塩としては亜硝酸ナトリウムが好適である。すなわち、亜硝酸ナトリウムは酸化力がそれほど強くないため、反応が緩やかであると共に、塩素ガスのような有害ガスを出しにくく、且つ、過酸化水素のように爆発的に反応することもないため使用感が良いためである。
　尚、有害ガスの発生対策や反応速度をコントロールする方法を講じれば、亜硝酸塩に代えて過酸化水素、硝酸塩、次亜塩素酸塩、亜塩素酸塩および塩素化イソシアヌル酸で代用することもできる。
　本発明の汚水の処理方法は、最初沈殿池12において下水から初沈汚泥を沈殿分離する工程以前の段階において、下水に金属塩を添加し、また、上記最初沈殿池12及び最終沈殿地15で、下水から初沈汚泥及び余剰汚泥を分離した以後の段階において、初沈汚泥及び／又は余剰汚泥に亜硝酸塩を添加することにより、以下の効果を奏するものである。
（１）金属塩は汚泥の沈降を促進する作用を有するため、下水から初沈汚泥を沈殿分離する工程以前の段階で下水に金属塩を添加しておくことにより、最初沈殿池12において初沈汚泥を沈殿分離する時間を短縮することができ、最初沈殿池12での汚泥の滞留時間が短くて済むため初沈汚泥の腐敗を抑制することができる。その結果、微生物が大量繁殖する腐敗した初沈汚泥中の微生物によって、亜硝酸塩が分解消費されることが抑止されるので、亜硝酸塩の脱臭効果が十分に発揮されこととなり、金属塩による硫化水素の臭気抑制効果と相俟って、汚泥から発生する硫化水素及びメチルメルカプタンの臭気を効果的に抑制することができる。
（２）初沈濃縮汚泥のｐＨは５程度、余剰濃縮汚泥のｐＨは７程度であるが、下水から初沈汚泥を沈殿分離する工程以前の段階で下水に金属塩を添加しておくことにより、最初沈殿池12における初沈汚泥の沈殿が促進されるので、初沈濃縮汚泥と余剰濃縮汚泥を混合させた際の割合は、初沈濃縮汚泥の方が大きいものとなる。このため、初沈濃縮汚泥と余剰濃縮汚泥の混合させた汚泥のｐＨ上昇が抑制されるので、亜硝酸塩の脱臭効果が阻害されることを防止できる。また、初沈濃縮汚泥と余剰濃縮汚泥を混合させた際の割合が、初沈濃縮汚泥の方が大きいため、混合汚泥中の微生物量を少なくすることができると共に、金属塩が微生物の活性を抑制することから、亜硝酸塩が微生物によって分解消費されることが抑止され、その結果、金属塩による硫化水素の臭気抑制効果と相俟って、汚泥から発生する硫化水素及びメチルメルカプタンの臭気を効果的に抑制することができる。
　尚、初沈汚泥及び／又は余剰汚泥に亜硝酸塩を添加する際、抗菌剤も同時に添加しても良い。
　この抗菌剤としては、ソジウムピリジンチオール－１－オキシド（以下、ＮａＰＴ）、ジンクビス（２－ピリジルチオー１オキシド）、１，２－ベンゾイソチアゾリン－３－オン、２－メチル－４－イソチアゾリン－３－オン、メチル－２－ベンズイミダゾールカーバメート、２－（４－チアゾリル）－ベンズイミダゾール、２－ブロモ－２－ニトロ－１，３－プロパンジオール等が該当するが、ＮａＰＴが分散性とハンドリングの良さから特に好適である。
　このように、初沈汚泥及び／又は余剰汚泥への亜硝酸塩添加時に抗菌剤を併用することにより、微生物の繁殖・活動を抑制し、微生物の分解作用による亜硝酸塩の消費を防止することができるので、亜硝酸塩による臭気抑制効果を持続させることができる。
　以下に本発明を、実施例を挙げて更に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
［実施例１］
（試験方法）
　下水処理場への流入下水に対し、ポリ硫酸第二鉄溶液を、該ポリ硫酸第二鉄溶液中の鉄イオン重量で１０ｍｇ／ｌ添加した上で最初沈殿池12に導入し、上記水処理工程及び汚泥処理工程を行う。初沈濃縮汚泥と余剰濃縮汚泥を混合した濃縮汚泥貯留槽22から汚泥スラリーを２Ｌのビーカーに採取し、採取した汚泥スラリーに亜硝酸塩を含有する脱臭剤を添加し、攪拌した。
　攪拌して３０分経過後における脱水前の汚泥スラリーの硫化水素とメチルメルカプタンの濃度をガステック社製検知管を用いて測定した。
　その後、試験用小型ベルトプレス脱水機を用いて汚泥スラリーを脱水し、脱水して得られた脱水ケーキを各試験区１００ｇずつ、ポリエチレン製容器に密封して入れ、３０℃の恒温槽内に滞留させ、脱水２４時間後、脱水４８時間後の脱水ケーキの硫化水素とメチルメルカプタンの濃度を測定した。
　尚、比較例として、ポリ硫酸第二鉄溶液を添加しない流入下水について、上記と同じ方法で硫化水素とメチルメルカプタンの濃度を測定した。
　硫化水素の濃度測定の試験結果を表１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　メチルメルカプタンの濃度測定の試験結果を表２に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　表１及び表２に記載の通り、以下の試験結果が得られた。
（１）流入下水に金属塩であるポリ硫酸第二鉄溶液を添加していない試験区では、硫化水素およびメチルメルカプタンの両方の臭気が発生しているのに対し、ポリ硫酸第二鉄溶液を添加した試験区では硫化水素の発生量が著しく少なかった。従って、金属塩であるポリ硫酸第二鉄溶液の添加によって、硫化水素の臭気抑制効果が得られていることが判る。
（２）流入下水に金属塩であるポリ硫酸第二鉄溶液を添加しているが、亜硝酸塩系脱臭剤を添加していない試験区では、金属塩はメチルメルカプタンに対する脱臭効果が殆どないため、メチルメルカプタンの発生量が多く、また、脱水ケーキにした後の滞留時間が長くなると効果が減退している。
（３）流入下水に金属塩であるポリ硫酸第二鉄溶液を添加せず、亜硝酸塩系脱臭剤のみを添加した試験区では、脱水前の脱臭効果は高いが脱水ケーキにした後に効果が無くなった。これは、時間の経過と共に微生物が繁殖し、微生物の分解作用によって亜硝酸塩が消費されたためであると思料される。
（４）一方、本発明方法である、流入下水に金属塩であるポリ硫酸第二鉄溶液を添加すると共に、汚泥スラリーに亜硝酸塩系脱臭剤を添加した試験区では、長時間硫化水素及びメチルメルカプタン双方の臭気発生を抑制することができた。
［実施例２］
（試験方法）
　本実施例２は、脱水後の汚泥である脱水ケーキに亜硝酸塩系脱臭剤を噴霧して使用した場合の試験である。
　下水処理場への流入下水に対し、ポリ硫酸第二鉄溶液を、該ポリ硫酸第二鉄溶液中の鉄イオン重量で１０ｍｇ／ｌ添加した上で最初沈殿池12に導入し、上記水処理工程及び汚泥処理工程を行う。初沈濃縮汚泥と余剰濃縮汚泥を混合した濃縮汚泥貯留槽22から汚泥スラリーを２Ｌのビーカーに採取し、採取した汚泥スラリーより発生する硫化水素とメチルメルカプタンの濃度をガステック社製検知管を用いて測定した。
　その後、試験用小型ベルトプレス脱水機を用いて汚泥スラリーを脱水し、脱水して得られた脱水ケーキに亜硝酸塩系脱臭剤を噴霧した後、各試験区１００ｇずつ、ポリエチレン製容器に密封して入れ、３０℃の恒温槽内に滞留させ、脱水２４時間後、脱水４８時間後の脱水ケーキの硫化水素とメチルメルカプタンの濃度を測定した。
　尚、比較例として、ポリ硫酸第二鉄溶液を添加しない流入下水について、上記と同じ方法で硫化水素とメチルメルカプタンの濃度を測定した。
　硫化水素の濃度測定の試験結果を表３に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　メチルメルカプタンの濃度測定の試験結果を表４に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
　表３及び表４に記載の通り、流入下水に対するポリ硫酸第二鉄溶液の添加の有無に関わらず、亜硝酸塩系脱臭剤を添加しなかった試験区では硫化水素及びメチルメルカプタンタンともに発生した。また、ポリ硫酸第二鉄溶液を添加せず、亜硝酸塩系脱臭剤のみを添加した試験区では、時間の経過と共に硫化水素及びメチルメルカプタンタンの発生量が増大した。
　これに対し、本発明方法である、流入下水に金属塩であるポリ硫酸第二鉄溶液を添加すると共に、脱水ケーキに亜硝酸塩系脱臭剤を噴霧した試験区では、硫化水素及びメチルメルカプタン双方の臭気発生を長時間抑制することができた。
本発明に係る汚水の処理方法の一実施例を示す工程図である。
10　沈砂池
12　最初沈殿池
14　生物槽
15　最終沈殿池
16　高度処理槽
18　初沈汚泥濃縮槽
20　余剰汚泥濃縮部
22　濃縮汚泥貯留槽
24　脱水機
26　ホッパー
28　ポンプ場・下水管渠

Claims (4)

  1. 　最初沈殿池において汚水から初沈汚泥を沈殿分離する工程と、初沈汚泥分離後の汚水に生物学的処理を行って余剰汚泥を分離する工程と、上記初沈汚泥を濃縮すると共に上記余剰汚泥を濃縮する工程と、濃縮後の初沈汚泥及び余剰汚泥を混合する工程と、混合された初沈汚泥及び余剰汚泥を脱水する工程を備えた汚水の処理方法であって、
    　上記最初沈殿池において汚水から初沈汚泥を沈殿分離する工程以前の段階において、汚水に金属塩を添加し、また、
    　汚水から初沈汚泥及び余剰汚泥を分離した以後の段階において、上記初沈汚泥及び／又は余剰汚泥に亜硝酸塩を添加することを特徴とする汚水の処理方法。　　　　　　　 
  2. 　上記金属塩が、鉄、亜鉛、カルシウム、マグネシウムの何れかの金属塩であることを特徴とする請求項１に記載の汚水の処理方法。
  3. 　上記金属塩が鉄塩であると共に、汚水に添加する鉄塩は、鉄塩中の鉄イオン重量で０．２～１５０ｍｇ／ｌであることを特徴とする請求項２に記載の汚水の処理方法。
  4. 　上記金属塩が、ポリ硫酸第二鉄であることを特徴とする請求項２又は３に記載の汚水の処理方法。
    　
    　
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