JP2001149980A - 汚水と汚泥の処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 余剰汚泥に対して可溶化処理を行うことによ
り、腐敗や悪臭の発生を防止しながら汚泥を長期間貯留
することを可能にする汚水と汚泥の処理方法を提供する
こと。 【解決手段】 生物反応槽１で微生物により有機性汚水
を生物処理するとともに、生物処理により発生した汚泥
を可溶化し、可溶化した汚泥を生物反応槽１に返送する
ようにした汚水と汚泥の処理方法において、余剰汚泥を
可溶化して濃縮するとともに、濃縮により生じた分離水
を生物反応槽１に返送するようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、汚水と汚泥の処理
方法に関し、特に、下水等の有機性汚水に活性汚泥を添
加して生物処理を行う汚水と汚泥の処理方法に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来、下水等の有機性汚水の処理には、
処理の安定性、維持管理の容易性等の観点から、図３に
示すように、有機性汚水に微生物を含有する活性汚泥を
添加して生物処理を行う活性汚泥法が汎用されている。
この活性汚泥法は、有機性汚水を生物反応槽１内に導入
して生物処理した後、汚泥を含む処理水を沈澱池等の固
液分離槽２に導入して、処理水と汚泥の固液分離を行
い、処理水は、滅菌処理を行った後、河川等に放流し、
汚泥は、汚泥ポンプ３にてその一部を返送汚泥として生
物処理槽１へ返送して活性汚泥として再利用し、余剰分
は余剰汚泥として汚泥濃縮槽４に送り、ここで濃縮した
後、汚泥移送ポンプ５にて濃縮汚泥貯留槽６へ送った
後、汚泥供給ポンプ７にて汚泥脱水機８へ送り、脱水し
た後、ベルトコンベア等の搬送手段９を介して排泥用ホ
ッパー１０に一時貯留して系外に排出するようにしてい
る。

【０００３】ところで、この活性汚泥法は、処理の安定
性、維持管理の容易性等に優れる反面、余剰汚泥が大量
に発生するため、余剰汚泥の処理に多くの工程や設備を
必要とし、余剰汚泥の処理コストが大きくなるととも
に、余剰汚泥の最終処分地を確保しなければならないと
いう問題があった。

【０００４】このような状況の中で、処理設備をコンパ
クトにし、かつ系外に排出する余剰汚泥量を少なくする
ことができる汚泥の可溶化処理法が提案されている。こ
の汚泥の可溶化処理法において、汚泥の可溶化処理は、
オゾンをはじめとする酸化剤、各種ラジカル物、酸やア
ルカリ剤、高温・高圧処理、機械的破壊、超音波による
破壊、生物（酵素を含む。）等を用い、汚泥を分解して
溶液状にし、この可溶化溶液を生物反応槽に返送して、
汚泥を再び生物処理するようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、汚泥は有機
成分と無機成分から構成され、さらに前者は易分解性成
分と難分解性成分から構成されるが、前記可溶化処理法
を以てしても、難分解性の有機成分を短時間に分解する
のは難しい。このため、難分解性の有機成分は、無機成
分と共に処理系内に蓄積され、正常な汚泥の状態を保持
することが難しくなって、処理水の水質が悪化するとい
う問題があった。しかも、汚泥の可溶化処理を組み込ん
だシステムにおいては、通常の活性汚泥法に比べ、余剰
汚泥の発生量がきわめて少なく、このため、余剰汚泥を
系外に排出する等の後処理を実施するまでの期間が長く
なり、余剰汚泥が長時間に亘って悪臭を発生させるなど
の問題が生じるおそれがあった。

【０００６】また、別の問題点として、可溶化処理を組
み込んだシステムにおいては、汚水中からリンを除去で
きないという致命的な欠点がある。すなわち、リンや重
金属類は、同じ栄養塩である窒素とは異なり、ガス状に
して大気中に放散させることができないことから、固形
物として回収する必要がある。水中のリンは、通常は微
生物中に固定化されることから、余剰汚泥として系外に
排出することによって汚水中よりリンを除去していた
が、汚泥の可溶化処理法では、微生物を破壊して、固定
化したリンを再溶出させるため、リンを全く除去するこ
とができないという問題があった。

【０００７】本発明は、上記従来の汚水と汚泥の処理方
法が有する問題点に鑑み、余剰汚泥に対して可溶化処理
を行うことにより、腐敗や悪臭の発生を防止しながら汚
泥を長期間貯留することを可能にするとともに、リンの
除去を可能とする汚水と汚泥の処理方法を提供すること
を目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の汚水と汚泥の処理方法は、生物反応槽で微
生物により有機性汚水を生物処理するとともに、生物処
理により発生した汚泥を可溶化し、可溶化した汚泥を生
物反応槽に返送するようにした汚水と汚泥の処理方法に
おいて、余剰汚泥を可溶化して濃縮するとともに、濃縮
により生じた分離水を生物反応槽に返送することを特徴
とする。

【０００９】この汚水と汚泥の処理方法は、余剰汚泥を
可溶化して濃縮することから、汚泥の腐敗や悪臭の発生
を防止しながら汚泥を長期間に亘って貯留することがで
き、さらに、可溶化後の汚泥の濃縮により生じた分離水
を生物反応槽に返送することから、健全な汚泥を生物反
応槽に保持し、安定した汚泥処理を行うことができる。

【００１０】この場合において、余剰汚泥を可溶化した
後、凝集剤を添加し、リンを凝集、沈澱させて汚泥と共
に濃縮することができる。

【００１１】これにより、固定化したリンを再溶出させ
る可溶化処理システムにおいて、汚水中からリンを除去
することが可能となる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。

【００１３】図１に本発明の汚水と汚泥の処理方法の第
１実施例を示す。図において、１は生物反応槽であり、
この生物反応槽１には、オキシデーションディッチ法に
用いられる単一処理槽、標準活性汚泥法に用いられる仕
切壁が設けられた処理槽等の任意のものを用いることが
できる。この生物反応槽では、通常、汚水と汚泥とを撹
拌、混合しながら、空気（酸素）を供給して、好気的に
汚水の処理がなされる。

【００１４】また、２は最終沈澱池であり、生物反応槽
１から流出した処理水と汚泥の混合液を受け入れ、比重
差によって汚泥と処理水に分離する。そして、上澄液
は、滅菌処理を行った後、処理水として系外に放流す
る。

【００１５】一方、汚泥の大部分は、汚泥ポンプ３を介
して、生物反応槽１へ返送し、生物反応槽１内の汚泥濃
度を所定の水準に保持して継続して生物処理を行うこと
ができるようにする。このような通常の水処理システム
に対して、汚泥の一部を可溶化槽１１に導入するととも
に、この可溶化槽１１に、薬品タンク１３から薬注ポン
プ１２を通じて可溶化剤（酸化剤等）を供給する。可溶
化槽１１には、汚泥の可溶化反応を促進するための撹拌
機１１ａが設置されており、所定の反応時間撹拌し、可
溶化汚泥を生物反応槽１に返送して、生物処理を行うよ
うにする。

【００１６】以上の構成は、従来の汚水と汚泥の可溶化
処理システムと同様であるが、本実施例の処理システム
では、系外に排出される汚泥量を極端に少なくできる利
点を有するため、近年、多くの研究機関で研究がなされ
ている。その研究報告の多くにおいて、汚泥の系外排出
量がゼロとなるように報告されているが、原理的に無機
成分や難分解性の有機成分を含む汚泥をすべて可溶化す
ることは困難であり、生物反応槽１の正常な汚泥の状態
を保持するためには、これらの汚泥成分の少なくとも一
部を余剰汚泥として系外に排出する必要がある。

【００１７】そこで、本実施例では、このように時間的
に徐々に進行する無機成分や難分解性の有機成分の蓄積
に対して、系外へ汚泥を余剰汚泥として排出することに
より、上記問題の解決を図るものであるが、余剰汚泥を
排出するまでの間、長期間貯留することができるよう
に、以下の方法により、余剰汚泥を好ましい状態に維持
するようにしている。

【００１８】すなわち、本実施例では、前記可溶化処理
システムを組み込んだ汚水と汚泥の処理において、設備
的には、汚泥濃縮貯留槽１４、凝集剤貯留槽１５及び凝
集剤供給ポンプ１６を設け、可溶化した汚泥を濃縮して
汚泥濃縮貯留槽１４に貯留するとともに、汚泥濃縮貯留
槽１４の前段で可溶化した汚泥に凝集剤を添加し、リン
を凝集、沈澱させて汚泥と共に濃縮するようにしてい
る。

【００１９】これをさらに詳しく説明すると、可溶化処
理を行った汚泥は、汚泥濃縮貯留槽１４において沈澱、
分離されるが、可溶化処理を行った汚泥は、有機成分の
うち易分解性成分が分離水と共に分離することによって
無機化が進み、沈澱しやすくなるとともに、悪臭や腐敗
の進行が進みにくい性状に変化している。一方、分離水
中には、汚泥の易分解性成分が可溶化されたものが含ま
れるため、生物反応槽１に返送して生物処理を行うよう
にする。このように、汚泥濃縮貯留槽１４へ可溶化処理
を行った汚泥を導入しては、分離水を生物反応槽１に返
送して繰り返し処理し、汚泥を安定化した状態で濃縮し
貯留するようにする。

【００２０】さらに、本実施例では、汚泥濃縮貯留槽１
４には、可溶化処理を行った汚泥とともに、脱リンのた
めの凝集剤を凝集剤貯留槽１５から凝集剤供給ポンプ１
６を介して供給するようにしているため、リンはリン酸
塩となって凝集、沈澱させて汚泥と共に濃縮し、余剰汚
泥として系外に排出するようにする。したがって、本実
施例においては、従来の可溶化処理では実現できなかっ
たリンの除去を行うことが可能となる。

【００２１】次に、図２に本発明の汚水と汚泥の処理方
法の第２実施例を示す。本実施例では、上記第１実施例
の構成に代えて、生物反応槽１に膜分離活性汚泥法を実
施するための固液分離膜１ａを設けるようにしている。

【００２２】ここでは、固液分離膜１ａを介して処理水
を系外に排出するようにするとともに、汚泥濃度が安定
した生物反応槽１から直接汚泥を引抜いて、可溶化槽１
１に供給することができるため、可溶化処理と、後段の
リンの凝集処理とを安定的に行うことができる。

【００２３】なお、本実施例のその他の構成は、上記第
１実施例と同様である。

【００２４】本発明の汚水と汚泥の処理方法は、可溶化
処理の持つ有機物の分解・安定化及び殺菌効果の特性を
利用するものであり、各種可溶化法を用いて積極的に余
剰汚泥を分解し、無機化を図ることにより、濃縮・貯留
期間中の有機成分の腐敗を防止し、余剰汚泥の性状の安
定化を図ることができる。すなわち、可溶化処理された
余剰汚泥は、有機物／無機物の比率が小さくなって無機
化が進むが、無機化の進んだ汚泥は沈降性が良く、濃縮
・貯留に最適な汚泥に性状が変化するとともに、貯留汚
泥の減量化も図れるという効果が期待できる。さらに、
生物利用を除く可溶化処理には、殺菌作用があるため、
長時間の汚泥の濃縮・貯留に際しても腐敗の進行を防止
することができるため、悪臭の発生を抑制できる効果が
生じる。そして、可溶化処理により、微生物の体内から
溶出したリンに対して、凝集剤の作用で難水溶性のリン
酸塩を作って沈澱させ、他の汚泥成分と一緒に引抜き、
系外で処理することができる。

【００２５】以上、本発明の汚水と汚泥の処理方法につ
いて、実施例に基づいて説明したが、本発明は、上記実
施例に記載した構成に限定されるものではなく、例え
ば、汚泥の可溶化の方法は、従来研究されている方法の
いずれであっても、基本的に有機物の分解・安定化、さ
らに好ましくは、殺菌効果の特性を有するものであれ
ば、汚泥の可溶化の手段として採用することができ、具
体的には、オゾンをはじめとする酸化剤、各種ラジカル
物、酸やアルカリ剤、高温・高圧処理、機械的破壊、超
音波による破壊、生物（酵素を含む。）等を採用するこ
とができる。

【００２６】

【発明の効果】本発明の汚水と汚泥の処理方法によれ
ば、発生する余剰汚泥に対し、貯留する前処理で可溶化
して濃縮することから、汚泥の腐敗や悪臭の発生を防止
し、汚泥を長期間に亘って貯留することができ、さら
に、可溶化後の汚泥の濃縮により生じた分離水を生物反
応槽に返送することから、健全な汚泥を生物反応槽に保
持し、安定した汚泥処理を行うことができる。

【００２７】また、余剰汚泥を可溶化した後、凝集剤を
添加し、リンを凝集、沈澱させて汚泥と共に濃縮するこ
とにより、固定化したリンを再溶出させる可溶化処理シ
ステムにおいて、汚水中からリンを除去することが可能
となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の汚水と汚泥の処理方法の第１実施例を
示す処理フロー図である。

【図２】本発明の汚水と汚泥の処理方法の第２実施例を
示す処理フロー図である。

【図３】従来の汚水と汚泥の処理方法の処理フロー図で
ある。

【符号の説明】

１ 生物反応槽 １ａ 固液分離膜 ２ 最終沈澱池 ３ 汚泥ポンプ ４ 汚泥濃縮槽 ５ 汚泥移送ポンプ ６ 濃縮汚泥貯留槽 ７ 汚泥供給ポンプ ８ 汚泥脱水機 ９ 搬送手段 １０ 排泥用ホッパー １１ 可溶化槽 １１ａ 撹拌機 １２ 薬注ポンプ １３ 薬品タンク １４ 汚泥濃縮・貯留槽 １５ 凝集剤貯留槽 １６ 凝集剤供給ポンプ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4D028 AA08 AB00 AC01 BB03 BD06 BD08 BD10 BD12 BD16 BD17 4D059 AA03 AA19 BC02 BE31 BE42 BE49 BE54 BJ01 BK12 BK13 BK22 CA22 DA43

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 生物反応槽で微生物により有機性汚水を
   生物処理するとともに、生物処理により発生した汚泥を
   可溶化し、可溶化した汚泥を生物反応槽に返送するよう
   にした汚水と汚泥の処理方法において、余剰汚泥を可溶
   化して濃縮するとともに、濃縮により生じた分離水を生
   物反応槽に返送することを特徴とする汚水と汚泥の処理
   方法。
2. 【請求項２】 余剰汚泥を可溶化した後、凝集剤を添加
   し、リンを凝集、沈澱させて汚泥と共に濃縮することを
   特徴とする請求項１記載の汚水と汚泥の処理方法。