JP2009255088A

JP2009255088A - 余剰汚泥減容化装置

Info

Publication number: JP2009255088A
Application number: JP2009183140A
Authority: JP
Inventors: Toshio Fukui; 俊夫福井; Masao Matsui; 正雄松井
Original assignee: Fujikoki Corp
Current assignee: Fujikoki Corp
Priority date: 2009-08-06
Filing date: 2009-08-06
Publication date: 2009-11-05

Abstract

【課題】オゾンの消費量を抑え、より効率的に余剰汚泥を減容化する装置を提供する。
【解決手段】有機性排液を生物処理するための生物処理槽および生物処理の際に生じる余剰汚泥を貯留するための汚泥貯留槽を含む有機性排液処理システムにおける余剰汚泥を減容化する余剰汚泥可溶化装置であって、前記汚泥貯留槽からの余剰汚泥を計量添加するための計量添加手段と、計量添加した余剰汚泥をオゾン処理するためのオゾン処理槽１と、前記オゾン処理槽と前記余剰汚泥を循環可能に接続された熟成槽であって、オゾン処理した余剰汚泥を散気手段が圧縮空気により撹拌し前記オゾン処理槽と熟成槽との間を所定時間循環させて熟成処理して前記余剰汚泥の可溶化を完了し、そして可溶化を完了した余剰汚泥を前記生物処理槽側に戻す熟成槽２と、前記熟成槽に接続され、前記熟成槽で発生するオゾンを含む気体からオゾンを吸着するための脱オゾン槽３と、から構成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、余剰汚泥減容化装置に関する。より詳しく述べると、生物処理を利用した有機性排液処理システムで生じる余剰汚泥を減容化するための余剰汚泥減容化装置に関する。

下水に代表される有機性排液は、例えば図３に示す通り、活性汚泥法等の生物処理により処理されている。
図３は、従来の一般的有機性排液処理システムを示す模式図である。この有機性排液処理システムは、流量調整槽１０１と、流量調整槽１０１により搬送された有機性排液を生物処理するための第１曝気槽１０２と、第２曝気槽１０３と、第２曝気槽１０３と接続され、第１、２曝気槽１０２、１０３により処理した有機性排液を液体成分と沈殿した汚泥とに分離するための沈殿槽１０４と、沈殿槽１０４と接続され、沈殿槽１０４からの汚泥を濃縮し、濃縮した汚泥の一部を第１曝気槽１０２に戻し、濃縮した汚泥の残りを後段の汚泥処理槽１０６に送る汚泥濃縮貯留槽１０５と、汚泥濃縮貯留槽１０５で濃縮した汚泥を貯留するための汚泥貯留槽１０６とから主として構成されている。

なお、生物処理槽である曝気槽の数は任意であり、また汚泥濃縮貯留槽１０５からの分離液は、第１の曝気槽の代わりに流量調整槽１０１に戻す構成としてもよい。

第１および第２曝気槽１０２、１０３は、有機性排液を生物処理するための処理槽であり、一般に曝気（エアレーション）するための曝気槽とを有しており、好気的条件により生物処理している。
生物処理した液体（処理液）を沈殿槽１０４で固液分離し、分離された液体（分離液）は殺菌又は消毒された後、放流される。
固液分離された固体成分（スラリー状物）は、後段の汚泥濃縮貯留槽１０５に搬送されて、汚泥濃縮貯留槽１０５でさらに液体と固体とに分離される。

分離された液体の大部分は、第１の曝気槽１０２（または流量調整槽１０１）に戻され再び曝気槽１０２、１０３で生物処理に供せられる。
一方、分離された汚泥（および少量の分離液を含む）は、後段の汚泥貯留槽１０６に搬送された後に余剰汚泥として処理される。

余剰汚泥は、例えば最終処分場や焼却処理施設等で処理されるかあるいはコンポスト化されて再利用されている。

しかしながら、最終処分場での処理可能量が少なくなり、焼却処分を行う場合にはダイオキシン対策を講じる必要がある等の課題がある。

これに対して、特許文献１〜３は、図４に示す通り余剰汚泥をオゾン処理して可溶化する方法が記載されている。
図４は、従来の余剰汚泥減容化装置を組み込んだ有機性排液処理システムを示す模式図である。

図４に示すシステムは、図３に示す従来の有機性排液処理システムにおいて、汚泥濃縮槽１０５からの汚泥を一部抜き取り、オゾン処理により可溶化するためのオゾン処理槽２０６、オゾン処理した汚泥から脱オゾンするための脱オゾン槽が設けられ、オゾン処理槽で汚泥の一部をオゾン処理により可溶化した汚泥を第１の曝気槽１０２に戻して再び生物処理する構成を有している（汚泥返送ライン）。

特開平０６−２０６０８８号公報（特許請求の範囲、段落００４４、図１）特開平８−２９９９９５公報（特許請求の範囲、図１）特開平１１−２７７０９５号公報（特許請求の範囲、図１）

しかしながら、特許文献１〜３の方法では、汚泥の一部を抜き取って可溶化するので余剰汚泥の減容化量に課題がある。また、使用するオゾン量は比較的多量であるので、オゾン消費量を低減したいという要求がある。

したがって、本発明の課題は、オゾンの消費量を抑え、より効率的に余剰汚泥を減容化する装置を提供することである。

上記課題を解決する本発明は、次の各項目に関する。
（１）有機性排液を生物処理するための生物処理槽と、生物処理の際に生じる余剰汚泥を貯留するための汚泥貯留槽と、を含む有機性排液処理システムにおける余剰汚泥を減容化する余剰汚泥可溶化装置であって、１）前記汚泥貯留槽からの余剰汚泥にオゾンを計量添加するための計量添加手段と、２）前記オゾンを計量添加した余剰汚泥をオゾン処理するためのオゾン処理槽と、３）前記オゾン処理槽でオゾン処理化された前記余剰汚泥を、散気手段が圧縮空気により撹拌し、前記生物処理槽に送り戻す熟成槽と、４）前記熟成槽に接続され、前記熟成槽で発生するオゾンを含む気体からオゾンを吸着するための脱オゾン槽と、を備えることを特徴とする余剰汚泥可溶化装置。

なお、本発明で使用する用語「熟成」とは、オゾン処理して一部可溶化した余剰汚泥の可溶化を所定のレベルまで促進する処理を意味する。また、所定レベルまで可溶化することを本発明では、可溶化の完了と言う。

（２）前記余剰汚泥が２）と３）の間のラインを通して循環することを特徴とする（１）に記載の余剰汚泥可溶化装置。

（３）前記オゾン発生手段は、前記オゾン処理槽に計量添加した余剰汚泥の量に応じて、前記オゾン処理槽にオゾンを計量添加するための計量添加手段を有することを特徴とする、（１）または（２）に記載の余剰汚泥可溶化装置。

本発明によると、既存の有機性排液処理システムに接続して、有機性排液処理システムから発生する余剰汚泥を少ないオゾンの消費量で充分に可溶化して有機性排液処理システムの生物処理槽に戻すことによって、実質的に全ての余剰汚泥を生物分解し、その結果、水と炭酸ガスに分解可能となる。

本発明の余剰汚泥減容化装置を組み込んだ有機性排液処理システムを示す模式図。本発明の余剰汚泥減容化装置を示す模式図。従来の一般的有機性排液処理システムを示す模式図。従来の余剰汚泥減容化装置を組み込んだ有機性排液処理システムを示す模式図。

以下、本発明を添付図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の余剰汚泥減容化装置を組み込んだ有機性排液処理システムを示す模式図であり、図２は、本発明の余剰汚泥減容化装置を示す模式図である。

［余剰汚泥の可溶化装置］
まず、図１に基づいて、本発明の余剰汚泥減容化装置の説明をする。
図１に示す通り、本発明の余剰汚泥減容化装置は、既存の有機性排液の生物処理システム（例えば、図３に記載したシステム：図１中、点線で囲った部分）に接続して生物処理システムから生じる余剰汚泥を可溶化して生物処理側に可溶化した汚泥を戻す装置である。

既存の有機性排液処理システムは、従来技術で記載した通り、流量調整槽１０１と、流量調整槽１０１により搬送された有機性排液を生物処理するための第１曝気槽１０２、第２曝気槽１０３と、第２曝気槽１０３と接続され、第１、２曝気槽１０２、１０３により処理した有機性排液を液体成分と沈殿した汚泥とに分離するための沈殿槽１０４と、沈殿槽１０４と接続され、沈殿槽１０４からの汚泥を濃縮し、濃縮した汚泥の一部を第１の曝気槽１０２に戻し、濃縮した汚泥の残りを後段の汚泥処理槽１０６に送る汚泥濃縮貯留槽１０５と、汚泥濃縮貯留槽１０５で濃縮した汚泥を貯留するための汚泥貯留槽１０６とから主として構成されている（段落０００２〜０００５参照）。

本発明の余剰汚泥減容化装置は、汚泥貯留槽１０６と接続されたオゾン処理槽１と、オゾン処理槽１と循環可能に接続された熟成槽２と、オゾン処理槽１で発生したオゾンを含有する気体からオゾンを吸着する脱オゾン槽３と、熟成槽２で充分熟成して可溶化した汚泥を生物処理槽（流量調整槽１０１または第１曝気槽１０２、図の例では第１曝気槽１０２）に戻すためのラインとから主として構成されている。

（オゾン処理槽１）
オゾン処理槽１は、汚泥貯留槽１０６に貯留された余剰汚泥にオゾンを添加して（オゾンガスの吹き込み）、余剰汚泥とオゾンガスとを接触させ、余剰汚泥の細胞壁にオゾンの酸化力により傷を付け浸透圧で細胞壁の液を出して可溶化する槽である。そのため、オゾン処理槽１は、図２に示す通りオゾン発生器１１と接続されている。
オゾン発生器１１は、所定量のオゾンを発生できる装置であれば特に限定されるものではないが、一般には常温常圧の空気を原料として無声放電方式でインバータを使用して高濃度のオゾンを連続して発生する装置である。オゾン発生器にはオゾン量を調節するための調整ダイヤルとオゾン化するための空気の量を調整により行う。そして、オゾン量を調整して所定量のオゾンガスをオゾン処理槽１に添加する。

本発明では、オゾン処理して可溶化した汚泥を、後述する熟成槽２との間で所定時間循環させるので、オゾン処理槽１の容量は比較的少なくてすみまた、オゾンの消費量も少量ですむ。なお、オゾン処理槽１は、後述する熟成槽２との間での汚泥の循環の際に所定量のオゾンを絶えず添加している。
また、本発明の好ましい実施形態では、オゾン処理槽１と熟成槽２との間に可溶化した汚泥を循環させるために、オゾン処理槽１は複数の部屋に区切られている。

（熟成槽２）
熟成槽２は、オゾン処理槽１で可溶化した汚泥をオゾン処理槽１との間で循環させて熟成させるための槽である。そして、熟成槽２で熟成した汚泥を、既存のシステムの生物処理側に搬送して再び生物処理を行う。

図２に示す通り熟成槽２は、複数の部屋に区切られており、各部屋には圧縮空気を送るための散気手段２１が設けられている。そして散気手段２１により圧縮空気を送ることにより汚泥を撹拌し可溶化を促進するとともに、汚泥中のオゾンを脱気させる機能を有している。
熟成槽２は、さらにオゾン処理槽１との間を循環させるための循環ラインと、オゾンを含有する気体からオゾンを吸着するする脱オゾン槽３と、可溶化を促進した（実質的に完全に可溶化した）汚泥を、流量調整槽を通して生物処理槽（図１の例では第１曝気槽１０２）に戻すための返送ラインとを有している。

（脱オゾン槽３）
脱オゾン槽３は、熟成槽２で発生したオゾンガスを含む気体を、排風機により吸い取るための吸気手段と、オゾンを吸着させるための活性炭槽もしくは触媒反応槽と、オゾンを吸着した気体を排気するための排気口から構成されている。

以上説明した通り、本発明の余剰汚泥可溶化装置によると、オゾン処理した余剰汚泥をオゾン処理槽と熟成槽との間を所定時間（所定回数）循環処理するので、所望の程度（好ましくは実質的全て）余剰汚泥を可溶化することができる。しかも、オゾンの消費量も低減することが可能となる。また、オゾン処理した余剰汚泥をオゾン処理槽と熟成槽との間を所定時間（所定回数）循環処理することにより、オゾン処理槽の容積を少なくすることができる。
そのため、既存の有機性排液処理システムに容易に組み込むことが可能となる。

１オゾン処理槽
２熟成槽
３脱オゾン槽
１０１流量調整槽
１０２、１０３曝気槽
１０４沈殿槽
１０５汚泥濃縮貯留槽
１０６汚泥貯留槽

Claims

有機性排液を生物処理するための生物処理槽と、生物処理の際に生じる余剰汚泥を貯留するための汚泥貯留槽と、を含む有機性排液処理システムにおける余剰汚泥を減容化する余剰汚泥可溶化装置であって、
１）前記汚泥貯留槽からの余剰汚泥にオゾンを計量添加するための計量添加手段と、
２）前記オゾンを計量添加した余剰汚泥をオゾン処理するためのオゾン処理槽と、
３）前記オゾン処理槽でオゾン処理化された前記余剰汚泥を、散気手段が圧縮空気により撹拌し、前記生物処理槽に送り戻す熟成槽と、
４）前記熟成槽に接続され、前記熟成槽で発生するオゾンを含む気体からオゾンを吸着するための脱オゾン槽と、
を備えることを特徴とする余剰汚泥可溶化装置。
前記余剰汚泥が２）と３）の間のラインを通して循環することを特徴とする請求項１に記載の余剰汚泥可溶化装置。
前記オゾン発生手段は、前記オゾン処理槽に計量添加した余剰汚泥の量に応じて、前記オゾン処理槽にオゾンを計量添加するための計量添加手段を有することを特徴とする、請求項１または２に記載の余剰汚泥可溶化装置。