JPH0796297A - 生物汚泥の処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 オゾン使用量を少なくして生物汚泥をＢＯＤ
化することができる生物汚泥の処理方法を提案する。 【構成】 生物処理系１において生成する余剰汚泥２を
オゾン処理槽４においてオゾン処理した後、嫌気性処理
装置５または好気性処理装置において生物処理する方法
において、余剰汚泥２に硫酸などの無機酸３を加えてｐ
Ｈを５以下に調整した後オゾン処理する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業の利用分野】本発明は生物汚泥をオゾンで酸化し
てＢＯＤ化する処理方法、さらに詳しくは汚泥の減容化
に利用できる生物汚泥の処理方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】活性汚泥処理法などのように、好気性微
生物の作用を利用して有機性排液を好気条件で処理する
好気性処理方法では、難脱水性の余剰汚泥が大量に生成
する。また下水やし尿などを生物処理する際にも大量の
余剰汚泥が生じている。通常、このような余剰汚泥は好
気性処理または嫌気性処理により処理された後、脱水、
焼却などの手段により処理されている。

【０００３】例えば、特公昭５７−１９７１９号、特開
昭５９−１０５８９７号、特開昭５９−１１２８９９号
および特開平２−２２２７９８号には、余剰汚泥をオゾ
ンにより酸化分解した後、好気的にまたは嫌気的に生物
処理する汚泥の処理方法が記載され、オゾン処理により
余剰汚泥の減容化の程度が向上すること、あるいは消化
期間を短縮できることが開示されている。

【０００４】しかし上記従来の方法では、汚泥をＢＯＤ
化するためにオゾン処理を行っており、汚泥を完全にＢ
ＯＤ化するには大量のオゾンが必要になるという問題点
がある。そして、オゾンの使用量については何ら検討さ
れておらず、オゾン処理に際しては被処理液はｐＨ無調
整のままｐＨ６．５〜７．２で処理している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
問題点を解決するため、オゾン使用量を少なくして、生
物汚泥をＢＯＤ化することができる生物汚泥の処理方法
を提案することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは上記目的を
達成するため鋭意検討した結果、従来オゾン処理はアル
カリ性側のｐＨにおいて処理するのがよいとされていた
にもかかわらず、意外にも生物汚泥のＢＯＤ化は酸性側
のｐＨがよいことを見出し、本発明を完成した。すなわ
ち、本発明は、生物汚泥をｐＨ５以下でオゾン処理し、
そのオゾン処理汚泥を生物処理することを特徴とする生
物汚泥の処理方法である。

【０００７】本発明では、生物汚泥をｐＨ５以下、好ま
しくは３〜４の酸性領域でオゾン処理する。このような
ｐＨ領域でオゾン処理することにより、オゾンの使用量
を少なくすることができる。ｐＨの調整には、硫酸、塩
酸または硝酸などの無機酸をｐＨ調整剤として使用する
のが好ましい。

【０００８】オゾン処理の対象となる生物汚泥は、好気
性処理、嫌気性処理またはこれらを組合せて有機性排液
を処理する際に固液分離により生じる分離汚泥（余剰汚
泥）のほか、固液分離する前の混合液の状態の生物汚泥
も処理の対象となりうる。

【０００９】オゾン処理は、生物汚泥とオゾンを接触さ
せることにより行うことができる。接触方法としては、
オゾン処理槽に生物汚泥を導入してオゾンを吹込むなど
の方法が採用できる。オゾンとしてはオゾンの他、オゾ
ン含有空気、オゾン化空気などが使用できる。オゾン処
理により生物汚泥は酸化分解されて、ＢＯＤ成分に変換
される。

【００１０】余剰汚泥をオゾン処理する場合には、生物
処理系で生じた余剰汚泥をそのまま、またはさらに脱水
処理した後、ｐＨ調整剤を加えてｐＨ５以下にして行う
ことができる。また混合液状態の生物汚泥をオゾン処理
する場合には、生物処理槽から槽内液を引抜き、これに
ｐＨ調整剤を加えてｐＨ５以下にして行うことができ
る。

【００１１】オゾン処理したオゾン処理汚泥はそのま
ま、または必要により中和、濃縮等の処理を行った後、
好気性処理、嫌気性処理またはこれらを組合せた処理法
により生物処理を行う。この場合、前工程の生物処理工
程にオゾン処理汚泥を戻して生物処理するのが好ましい
が、別の生物処理槽を設けて生物処理することもでき
る。

【００１２】通常、オゾン処理により難生物分解性のＣ
ＯＤ成分が微量に生成するが、このような難生物分解性
のＣＯＤ成分は、生物処理槽にスポンジなどの担体を投
入し、この担体に汚泥を担持させてＳＲＴを長くするな
どの方法により分解することができる。

【００１３】オゾン処理汚泥を生物処理することによ
り、オゾン処理によって変換されたＢＯＤ成分が容易に
生物分解されて除去され、これにより系全体から排出さ
れる汚泥の量が低減する。オゾン処理する生物汚泥の量
を多くするほど汚泥の減容率は高くなる。ただし、オゾ
ン処理により生成したＢＯＤの同化により汚泥が増殖す
るので、単に余剰汚泥を本発明の方法により処理しただ
けでは余剰汚泥をゼロにすることはできないが、増殖す
る汚泥量が見かけ上ゼロになるように、ＢＯＤの同化に
より増殖する汚泥量よりも多い量の生物汚泥を本発明の
方法により処理する場合には、系全体から生じる余剰汚
泥の量をゼロにすることもできる。この場合、オゾン処
理する生物汚泥の量が多くなり生物処理性能が低下する
場合には、汚泥を担持するための担体を生物処理槽内に
設け、一定量の汚泥量を保持することもできる。

【００１４】本発明では、ｐＨ５以下でオゾン処理する
ことにより、オゾンの使用量を約１／２〜１／３に低減
することができる。図４は後述の実施例の試験結果を示
すグラフであるが、その結果によれば、ｐＨ無調整（ｐ
Ｈ６〜７）ではオゾン注入率（汚泥に対する注入オゾン
量の割合〔ｇ−Ｏ₃／ｇ−ＳＳ〕）が低い場合、処理汚
泥に対する生成ＢＯＤの比（ＢＯＤ生成率）が小さいの
で、オゾン処理の効果を得るためにはオゾン注入率を
０．１程度にする必要がある。一方、ｐＨ５に調整した
場合には、同程度のＢＯＤ生成率を達成するためにはオ
ゾン注入率を０．０５にすればよく、オゾンの使用量は
１／２でよいことがわかる。

【００１５】本発明において、オゾン処理をｐＨ５以下
で行うことにより、オゾンの使用量を少なくすることが
できる理由は明らかではないが、次のように推定され
る。汚泥の構造は、多糖類主体の粘性質物や細胞壁、お
よび蛋白主体の細胞質より成り立っている。これらの成
分中蛋白が最も生分解され易く、多糖類が固体であるた
めに最も生分解されにくい。このような汚泥をオゾン処
理すると、多糖類が酸化分解されてＢＯＤ化されるが、
細胞も破壊されて細胞内の蛋白が溶出し、オゾンが蛋白
とも反応するようになる。そして蛋白がオゾンと反応す
ると、多糖類と反応するオゾンの割合が少なくなるた
め、多糖類の完全なＢＯＤ化のためにはよけいなオゾン
が必要になる。この時ｐＨ５以下でオゾン処理を行う
と、酸性化で蛋白が凝固するため、その反応速度が低下
する。従って多糖類とオゾンが反応する割合が増加し
て、少ないオゾン注入率で多くの多糖類が酸化分解され
るものと推定される。

【００１６】

【実施例】次に本発明の実施例について説明する。図１
は実施例の生物汚泥の処理方法を示すフロー図であり、
余剰汚泥の処理に本発明の方法を適用した場合の例を示
している。図において、１は生物処理系、２は余剰汚
泥、３は無機酸、４はオゾン処理槽、５は嫌気性処理槽
である。

【００１７】図１の処理方法では、生物処理系１から生
じる余剰汚泥２に無機酸３を加えてｐＨを５以下に調整
した後、この余剰汚泥２をオゾン処理槽４に導入し、オ
ゾン供給管６からオゾンを供給（注入）してオゾンと接
触させ、オゾン処理を行う。この場合、オゾン注入率は
０．０３〜０．０５程度でよい。オゾン処理により余剰
汚泥２はＢＯＤ成分に変換される。オゾン排ガスは排オ
ゾン管７から排出する。

【００１８】オゾン処理汚泥８は嫌気性処理槽５に導入
し、嫌気条件で生物処理する。ここでは、オゾン処理に
より変換されたＢＯＤ成分が微生物により資化され、分
解除去される。これにより、生物処理系１から生じる余
剰汚泥２が減容化する。嫌気性処理液９はそのまま、ま
たはさらに生物処理した後、系外に排出する。

【００１９】図２および図３はそれぞれ別の実施例の生
物汚泥の処理方法を示すフロー図であり、好気性処理に
本発明の方法を適用した場合の例を示している。図２お
よび図３において、図１と同一符号は同一または相当部
分を示す。１１は曝気槽、１２は固液分離槽である。

【００２０】図２の処理方法では、曝気槽１１に有機性
排液１３および返送汚泥１４を導入するとともに、オゾ
ン処理汚泥８を戻し、曝気槽１１内の活性汚泥と混合
し、空気供給管１６から空気を送り散気装置１５から散
気して好気性処理を行う。曝気槽１１の槽内液は一部ず
つ取出して固液分離槽１２に導入し、分離液１８と分離
汚泥１９とに分離する、分離液１８は系外に排出し、分
離汚泥１９の一部は返送汚泥１４として曝気槽１１に返
送し、残部は余剰汚泥２として系外に排出する。

【００２１】また曝気槽１１内の槽内液を生物汚泥２０
として一部ずつ引抜き、この生物汚泥２０に無機酸３を
加えてｐＨを５以下に調整した後オゾン処理槽４に導入
し、図１の場合と同様にしてオゾン処理する。オゾン処
理汚泥８は曝気槽１１に戻して前記のように好気性処理
する。

【００２２】図３の処理方法では、固液分離により生じ
た余剰汚泥２の一部を生物汚泥２０としてオゾン処理槽
４に導入してオゾン処理する他は図２の場合と同様にし
て処理する。

【００２３】図２および図３の処理方法においても図１
の場合と同様にオゾン使用量を少なくすることができ、
また余剰汚泥の生成を少なくすることができる。なお、
図２および図３の処理方法では生物汚泥２０を曝気槽１
１に戻しているので有機性排液１３を好気性処理するの
とは別の曝気槽は必要ないが、場合によってはオゾン処
理汚泥８は別の生物処理槽において生物処理することも
できる。

【００２４】参考例１ 図３の処理方法において、分離汚泥をオゾン処理しない
で有機性排液の処理を行った。すなわち、ペプトン、酵
母エキス５００ｍｇ／ｌを含む人工排液を、ＢＯＤ負荷
１ｋｇ／ｍ³／ｄ、ＳＳ負荷０．２５ｋｇ−ＢＯＤ／ｋ
ｇ−ＳＳ／ｄ、ｐＨ７．０で曝気槽において生物処理を
行った。この場合の余剰汚泥の生成率は０．４ｇ−ＳＳ
／ｇ−ＢＯＤであった。

【００２５】実施例１ 図３の処理方法で参考例１と同様の排水を処理した。す
なわち、余剰汚泥に硫酸を加えてｐＨ５に調整した後オ
ゾン処理槽に導入し、オゾン注入率０．０５ｇ−Ｏ₃／
ｇ−ＳＳでオゾン処理した。オゾン処理汚泥は曝気槽に
戻し、生物処理を行った。その結果、見かけの余剰汚泥
の生成率は０．３ｇ−ＳＳ／ｇ−ＢＯＤであった。

【００２６】実施例２ 実施例１において、オゾン注入率を０．０３ｇ−Ｏ₃／
ｇ−ＳＳに少なくして処理しても、見かけの余剰汚泥の
生成率は０．３ｇ−ＳＳ／ｇ−ＢＯＤのままであった。

【００２７】比較例１ 実施例１において、ｐＨ調整を行うことなくｐＨ７のま
まオゾン処理した以外は実施例１と同様に処理した。そ
の結果、見かけの余剰汚泥の生成率は０．４ｇ−ＳＳ／
ｇ−ＢＯＤに増加して参考例１の結果と等しくなり、オ
ゾン処理の効果は認められなかった。

【００２８】比較例２ 比較例１において、オゾン注入率を０．１ｇ−Ｏ₃／ｇ
−ＳＳに増加したところ、見かけの余剰汚泥の生成率は
０．３ｇ−ＳＳ／ｇ−ＢＯＤとなり、実施例１の結果と
同等になった。

【００２９】実施例１〜２、比較例１〜２の結果から、
ｐＨ５でオゾン処理することにより、ｐＨ７で処理する
場合に比べてオゾンの使用量を約１／３に低減すること
ができることがわかる。

【００３０】実施例３ 参考例１と同様に生物処理して生じた余剰汚泥（ｐＨ
７）に硫酸または水酸化ナトリウムを加えてｐＨを３〜
９に調整した。このような余剰汚泥にオゾン注入率（ｇ
−Ｏ₃／ｇ−ＳＳ）を種々の値に設定してオゾン処理を
行い、処理汚泥（ｍｇ／ｌ）に対する生成ＢＯＤ（ｍｇ
／ｌ）の比（ＢＯＤ生成率）を求めた。結果を図４に示
す。また図４の結果から、ＢＯＤ生成率を最大にするた
めに必要な最小のオゾン注入率（ｇ−Ｏ₃／ｇ−ＳＳ）
を求めた。結果を図５に示す。

【００３１】図４および図５から、ｐＨ５以下でオゾン
処理することにより、ｐＨ無調整またはｐＨ７前後でオ
ゾン処理する場合に比べて、オゾン使用量を大幅に低減
することができることがわかる。

【００３２】

【発明の効果】本発明の処理方法によれば、ｐＨ５以下
でオゾン処理するようにしたので、少ないオゾン使用量
で生物汚泥をＢＯＤ化して生物処理することができ、こ
れにより生物汚泥を効率的に減容化することが可能にな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の生物汚泥の処理方法を示すフロー図で
ある。

【図２】別の実施例の生物汚泥の処理方法を示すフロー
図である。

【図３】さらに別の実施例の生物汚泥の処理方法を示す
フロー図である。

【図４】実施例３の結果を示すグラフである。

【図５】実施例３の結果を示すグラフである。

【符号の説明】

１ 生物処理系 ２ 余剰汚泥 ３ 無機酸 ４ オゾン処理槽 ５ 嫌気性処理槽 ６ オゾン供給管 ７ 排オゾン管 ８ オゾン処理汚泥 ９ 嫌気性処理液 １１ 曝気槽 １２ 固液分離槽 １３ 有機性排液 １４ 返送汚泥 １５ 散気装置 １６ 空気供給管 １８ 分離液 １９ 分離汚泥 ２０ 生物汚泥

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 生物汚泥をｐＨ５以下でオゾン処理し、
   そのオゾン処理汚泥を生物処理することを特徴とする生
   物汚泥の処理方法。