JPH11156399A

JPH11156399A - 有機性汚水の処理方法

Info

Publication number: JPH11156399A
Application number: JP34193997A
Authority: JP
Inventors: Nobukazu Kobata; 信和木幡; Koichi Kiriyama; 光市桐山; Kazuyoshi Yamamoto; 和義山本; Akira Watanabe; 昭渡辺
Original assignee: Ebara Corp
Current assignee: Ebara Corp
Priority date: 1997-11-28
Filing date: 1997-11-28
Publication date: 1999-06-15

Abstract

(57)【要約】【課題】簡単な処理手段により余剰汚泥のほとんど発
生しない、有機性汚水の好気性生物処理方法を提供す
る。【解決手段】有機性汚水１２を好気性生物処理１した
後、得られる汚泥の一部１５を可溶化処理３して前記好
気性生物処理工程１に戻して処理する方法において、前
記可溶化処理３が酸性酸化剤２０を用いる酸性酸化処理
工程４及びアルカリ剤２１を用いるアルカリ処理工程５
と、ポンプ２５及び／又は配管におけるキャビテーショ
ンによる処理を組合せてなることとしたものであり、前
記酸性酸化処理工程及びアルカリ処理工程が、並列又は
直列に設けられ、それぞれ単独又は複数の工程からな
り、かつこの一連の酸・アルカリ処理工程の前、或いは
後にポンプ及び／又は配管におけるキャビテーションに
よる処理が設けられ、前記酸性酸化在及びアルカリ剤
が、塩水１９を隔膜電解６して得られた酸性酸化水２０
及びアルカリ水２１であることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、有機性汚水の処理
方法に係り、特に、有機性汚水を好気性生物処理して得
られる余剰汚泥を可溶化する処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、有機性汚水の好気性生物処理（活
性汚泥法、生物学的硝化脱窒素法など）の最大の問題点
は、水質を浄化する工程に存在するのではなく、むしろ
汚泥処理工程にある。すなわち、好気性生物処理方法
は、余剰活性汚泥の発生量が非常に多い点に最大の問題
点がある。余剰活性汚泥は、現在脱水後埋立てあるいは
焼却処分されているが、多大の経費と設備を必要として
いた。従来の活性汚泥法の余剰汚泥の発生量は、数多く
の実験あるいは実績により、除去ＢＯＤ当り、０．６〜
０．８（ｋｇＳＳ／ｋｇＢＯＤ）程度となることが良く
知られている。

【０００３】その上、余剰汚泥は、質的にも難脱水性で
あるため、益々汚泥処理が困難になっている。このよう
な、余剰汚泥を減少するために、従来余剰汚泥の可溶化
処理方法として、アルカリ剤を添加して処理する方法
（特開平２−２２７１９０号公報参照）、一方にアルカ
リ剤、片方に酸を添加して処理する方法（特開平２−２
９３０９５号公報）等が知られていたが、これらの処理
方法でも余剰汚泥はある程度減少するものの、より以上
の減容化方法が望まれていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来技
術に鑑み、簡単な処理手段により余剰汚泥のほとんど発
生しない、有機性汚水の好気性生物処理方法を提供する
ことを課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明では、有機性汚水を好気性生物処理した後、
得られる汚泥の一部を可溶化処理して前記好気性生物処
理工程に戻して処理する方法において、前記可溶化処理
が酸性酸化剤を用いる酸性酸化処理工程及びアルカリ剤
を用いるアルカリ処理工程と、ポンプ及び／又は配管に
おけるキャビテーションによる処理を組合せて成ること
としたものである。前記処理方法において、用いる酸性
酸化剤及びアルカリ剤は、塩水を隔膜電解して得られた
酸性酸化水及びアルカリ水であるのがよい。

【０００６】また、前記酸性酸化処理工程及びアルカリ
処理工程は、並列又は直列に設けられ、それぞれ単独又
は複数の工程からなり、かつ、この一連の酸・アルカリ
処理工程の前又は後にポンプ及び／又は配管におけるキ
ャビテーションによる処理が設けられ、複数の工程から
なる酸・アルカリ処理工程では、前段の工程に酸性酸化
剤又はアルカリ剤が全量導入され、被処理汚泥を各段の
工程に分配して導入するのがよい。また、前記可溶化処
理した汚泥は、好気性生物処理工程に戻す前に、前曝気
工程を設けて曝気処理して、残留塩素を揮発除去するの
が良く、さらに、該汚泥の一部は、再度可溶化処理する
工程に戻して処理することにより、より分解性は向上す
る。なお、可溶化処理で酸性酸化処理工程及びアルカリ
処理工程で処理した汚泥は、これらを混合することによ
り中性に戻すが、万一ｐＨが中性域を外れた場合は、酸
性酸化水又はアルカリ水を用いて中性に戻すのが良い。

【０００７】

【発明の実施の形態】次に図面を用いて本発明を詳細に
説明する。図１に、本発明の処理方法の汚泥減容化プロ
セスのフローの一例を示す。図１においては、有機性汚
水１２を、好気性生物処理槽１で処理し、沈殿槽２で固
液分離して処理水１３と汚泥１４、１５を得る排水処理
工程で処理し、発生した汚泥の一部を返送汚泥１４とし
て生物処理槽１に循環すると共に、他部１５を可溶化工
程３に導入して、汚泥を可溶化及び分解処理を行った
後、排水処理工程の生物処理槽１に返送１８して、溶解
性有機物及び汚泥分の生物分解を行っている。

【０００８】可溶化工程３に導入された汚泥１５は、並
列で複数（２槽づつ）設けられたアルカリ処理工程５、
５′と酸化処理工程４、４′にそれぞれ導入されるため
の貯留槽２４に、先ず導入される。そして、海水又は塩
素イオンを含む各種の塩水を隔膜電解して得られた、ア
ルカリ水２１及び酸性酸化水２０と接触させることによ
り、可溶化及び酸化分解処理を行っている。汚泥１５
は、沈殿槽２と、貯留槽２４とを結ぶ配管系の然るべき
位置に設置されたポンプ２５によって貯留槽２４に導か
れる。可溶化工程３に導入された汚泥１５は、ポンプ内
及び／又は配管内に生じるキャビテーションにより可溶
化処理される。

【０００９】キャビテーションの発生としては、ポンプ
吸込圧力を低下させポンプ羽根車入口部で発生させる方
法、配管内に弁又はオリフィス等の絞りを設け、局部的
に低圧部を作り発生させる方法、さらには、ポンプを配
管途中の然るべき位置に設置することにより、周期的に
発生させる方法がある。そして、この配管途中の然るべ
き位置にポンプを設置する方法が最も好ましく、当該位
置は次のように決定される。すなわち、図２に示される
ように、沈殿池２と貯留槽２４とを結ぶターボ形ポンプ
配管系において、その吸込管長さＬｓ、吐出し管長さＬ
ｄ、ポンプの等価管路長さＬｐを加えた等価管長さＬ
と、ポンプ回転数Ｎと羽根枚数Ｚとで定まる羽根通過周
波数の定在波の波長λ（＝ａ／ＮＺ、ａ；音速）とが、
Ｌ≒ｎλ／２（ｎは整数）なる関係にあり、その圧力定
在波の節の位置にポンプを位置させる。

【００１０】渦巻ポンプのようなターボ形ポンプを駆動
すると、羽根車の回転に伴って圧力波を発生する。発生
した圧力波は吸込管路及び吐出し管路を伝播し、それぞ
れ沈殿池２、貯留槽２４で反射する。ポンプから双方の
槽へ向かう圧力の進行波と、各槽で反射した反射波とが
干渉して配管内に圧力の定在波が発生する。この定在波
は双方の槽を圧力脈動の節として、ｎλ／２となるモー
ドのものが存在する。即ち、沈殿池２から貯留槽２４ま
での等価管路長さＬが、ｎλ／２となるようなポンプの
回転数の時、管路内の液柱は共振し、圧力脈動の腹の部
分では大きな圧力脈動が発生する。圧力の腹の部分で
は、圧力が蒸気圧以下に到達し、これによって余剰汚泥
を構成する微生物細胞が破壊され、可溶化が起こる。

【００１１】塩水の隔膜電解は、隔膜１１によって陽極
９を有する陽極室７と陰極１０を有する陰極室８によっ
て仕切られた隔膜電解装置６を用いて行い、該装置６の
陽極室７と陰極室８に塩水１９を導入する。陽極室７で
は、陽極でＨ⁺が生成し、酸性になると共に、塩水中の
Ｃｌ^-より塩素系酸化剤（ＨＣｌＯ、Ｃｌ₂、Ｃｌ・
等）が発生し、酸性酸化水２０を得、陰極室８では、陰
極でＯＨ^-が生成しアルカリ性になり、アルカリ水２１
を得て、酸性酸化水２０を酸化槽４に、アルカリ水２１
をアルカリ槽５にそれぞれ導入して可溶化処理に用い
る。また、アルカリ処理工程と酸化処理工程はそれぞれ
処理槽を２段に設け、それぞれに導入された汚泥１６、
１７の一部は、第２アルカリ槽５′と第２酸化槽４′に
それぞれ分流して導入する。

【００１２】次に、これらの槽の作用を説明する。ま
ず、第１アルカリ槽は、隔膜電解により生成したアルカ
リを汚泥に反応させ、強アルカリ条件下で汚泥菌体の破
壊及び細胞内液の溶出による汚泥の可溶化処理を行い、
第２アルカリ槽は、第１アルカリ槽からの余剰アルカリ
を利用して、汚泥の減容化を進行させる。更に続いて、
超音波処理することにより、第１アルカリ槽にて十分に
破壊されなかった汚泥菌体が破壊され、汚泥の減容化を
一段と進んだものにする。次に、第１酸化槽は、隔膜電
解により生成した酸、酸化剤を汚泥に反応させ強酸条件
下で汚泥菌体の酸化分解処理を行う、第２酸化槽は、第
１酸化槽からの余剰の酸、酸化剤を利用して、汚泥の酸
化分解を進行させる。なお、図１では、アルカリ処理及
び酸性酸化処理を並列でそれぞれ２系列で行っている
が、各々の処理は、単一槽（第１アルカリ槽と第１酸化
槽のみ）でも良いし、それぞれを２槽以上の系列で行っ
てもよい。

【００１３】図３に、本発明の処理方法の別の概略フロ
ー工程図を示す。図３では酸性酸化処理工程及びアルカ
リ処理工程から成る一連の酸・アルカリ処理の後に、ポ
ンプ及び／又は配管におけるキャビテーション発生機構
を設けている。図４においては、有機性汚水１２は生物
処理槽１に入る前に調整槽２３に導入されて曝気処理さ
れる。また、可溶化工程３からの可溶化汚泥１８は、前
曝気槽２２で曝気処理され、可溶化処理に用いた電解水
中の残留塩素を揮発除去した後に、生物処理槽１に導入
している。なお、前曝気槽２２の替りに、可溶化汚泥１
８を調整槽２３に導入して、曝気処理して残留塩素を除
去することができる。図５に、可溶化汚泥１８の一部
を、可溶化工程３に循環する概略フロー工程図を示す。
このように、可溶化汚泥の一部を循環処理することによ
り、更に汚泥の分解性を向上することができる。なお、
この場合で一連の酸・アルカリ処理工程の前にポンプ及
び／又は配管におけるキャビテーション発生機構を設け
るときは、可溶化汚泥１８の、汚泥１５との合流点に十
分な検討が加えられなければならない。

【００１４】

【実施例】以下、本発明を実施例により具体的に説明す
る。実施例１図１の処理フローの内、ポンプ及び／又は配管における
キャビテーションによる可溶化工程を除いた実験装置を
２系列を設け、一系列には、別途に設けた当該可溶化設
備からの可溶化汚泥を所定量添加し（Ｒｕｎ１）、可溶
化汚泥を添加しない系（Ｒｕｎ２）と処理水質及び汚泥
発生量を比較した。別途に設けたポンプを用いた配管系
におけるキャビテーションによる可溶化設備の概略仕様
を、図２の表現にしたがって表１に示す。

【００１５】

【表１】

【００１６】Ｒｕｎ１において、可溶化工程に導入する
汚泥量は余剰汚泥量の４倍量とし、アルカリ処理工程に
は、その２／３量、酸化処理工程にはその１／３量をそ
れぞれ導入した。また、第２アルカリ槽には、アルカリ
処理工程に導入される汚泥量の１／２量、第２酸化槽に
は、酸化処理工程に導入される汚泥量の１／３量をそれ
ぞれ導入した。各処理槽の滞留時間はいずれも４時間と
した。本実施例では、塩水として海水の１／２の塩分濃
度の食塩水を用いた。また、食塩水の使用量は、余剰汚
泥量と同量を電解処理槽に通水した。隔膜電解処理の条
件と得られた電解水（アルカリ水、酸性酸化水）の性状
を表２、３にそれぞれ示す。

【００１７】

【表２】

【表３】なお、実験はＢ食品会社の排水を原水（ｐＨ７．２、Ｂ
ＯＤ８００ｍｇ／リットル、ＣＯＤＭｎ４２０ｍ
ｇ／リットル、ＳＳ９５ｍｇ／リットル）として、Ｒ
ｕｎ１とＲｕｎ２の運転条件は可溶化工程を設ける以外
は同条件で運転した。

【００１８】表４に、導入汚泥と可溶化処理汚泥の性状
を示す。

【表４】

【００１９】実験結果を表５に示す。表５から、ポンプ
及び／又は配管におけるキャビテーション発生機構を含
む可溶化工程を組み込んだＲｕｎ１は、Ｒｕｎ２に比べ
て汚泥発生量が著しく少なく、処理水質もほとんど差は
なかった。

【表５】

【００２０】

【発明の効果】本発明によれば、酸性酸化剤及びアルカ
リ剤と、ポンプ及び／又は配管におけるキャビテーショ
ンを用いた処理により、余剰汚泥をほとんど分解でき、
汚泥はほとんど発生せず、また、酸性酸化剤、アルカリ
剤として塩水の隔膜処理から得られる酸性酸化水、アル
カリ水を用いることにより、安価に容易に得ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の処理方法に用いる汚泥減容化プロセス
のフロー工程図。

【図２】キャビテーション発生方法を説明する概略図。

【図３】本発明の処理方法に用いる他の汚泥減容化プロ
セスのフロー工程図。

【図４】本発明の処理方法の他の概略フロー工程図。

【図５】本発明の処理方法の他の概略フロー工程図。

【符号の説明】

１：好気性生物処理槽、２：沈殿槽、３：可溶化工程、
４：第１酸化槽、４′：第２酸化槽、５：第１アルカリ
槽、５′：第２アルカリ槽、６：隔膜電解装置、７：陽
極室、８：陰極室、９：陽極、１０：陰極、１１：隔
膜、１２：有機性汚水、１３：処理水、１４：返送汚
泥、１５：余剰汚泥、１６、１７：余剰汚泥の一部、１
８：可溶化汚泥、１９：塩水、２０：酸性酸化水、２
１：アルカリ水、２２：前曝気槽、２３：調整槽、２
４：貯留槽、２５：ターボ形ポンプ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者渡辺昭神奈川県藤沢市本藤沢４丁目２番１号株式会社荏原総合研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】有機性汚水を好気性生物処理した後、得
られる汚泥の一部を可溶化処理して前記好気性生物処理
工程に戻して処理する方法において、前記可溶化処理が
酸性酸化剤を用いる酸性酸化処理工程及びアルカリ剤を
用いるアルカリ処理工程と、ポンプ及び／又は配管にお
けるキャビテーションによる処理を組合せて成ることを
特徴とする有機性汚水の処理方法。
【請求項２】前記酸性酸化処理工程及びアルカリ処理
工程が、並列又は直列に設けられ、かつこの一連の酸・
アルカリ処理工程の前、又は後にポンプ及び／又は配管
におけるキャビテーションによる処理が設けられること
を特徴とする請求項１に記載の有機性汚水の処理方法。
【請求項３】前記酸性酸化剤及びアルカリ剤が、塩水
を隔膜電解して得られた酸性酸化水及びアルカリ水であ
ることを特徴とする請求項１又は２に記載の有機性汚水
の処理方法。
【請求項４】前記酸性酸化処理工程及びアルカリ処理
工程が、それぞれ複数の工程から成ることを特徴とする
請求項１〜３のいずれか１項に記載の有機性汚水の処理
方法。
【請求項５】前記複数の工程から成る酸性酸化処理工
程及びアルカリ処理工程では、該工程の前段の工程に酸
性酸化剤又はアルカリ剤を全量導入するとともに、被処
理汚泥を各段の工程に分配して導入することを特徴とす
る請求項１〜４のいずれか１項に記載の有機性汚水の処
理方法。
【請求項６】前記可溶化処理した汚泥は、好気性生物
処理工程に戻す前に、前曝気工程を設けて曝気処理する
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の
有機性汚水の処理方法。
【請求項７】前記可溶化処理した汚泥の一部は、可溶
化処理する工程に戻して再度処理することを特徴とする
請求項１〜６のいずれか１項に記載の有機性汚水の処理
方法。