JPH1028997A - 浄化槽汚泥の処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 脱水、焼却を要する有機性汚泥量をゼロにす
ることが可能で、かつ良質の処理水を得ることができ、
従って汚泥脱水機、焼却炉、焼却灰の処分、汚泥脱水助
剤のすべてが削減できる浄化槽汚泥処理の新技術を提供
すること。 【解決手段】 浄化槽汚泥を固液分離し、分離液は硝化
脱窒素法処理工程（工程１）において生物処理し、濃縮
汚泥はオゾン酸化・曝気処理を繰り返す汚泥分解工程
（工程２）において、前記硝化脱窒素処理からの余剰汚
泥と共に汚泥分解して有機性汚泥量をゼロにし、該工程
２からの分離水に無機凝集剤を添加して凝集分離して良
質の処理水とする浄化槽汚泥の処理方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は浄化槽汚泥を処理す
る方法に関し、特に浄化槽汚泥の処理施設から発生する
有機性汚泥量をゼロにできる新技術に関する。すなわ
ち、前記浄化槽汚泥の処理施設から発生する有機性汚泥
をゼロにすることにより、有機性汚泥の脱水、脱水ケー
キの焼却もしくは投棄をなくする革新的な浄化槽汚泥の
処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の家庭用浄化槽などの各種浄化槽か
ら出る浄化槽汚泥を処理する処理方法における最新技術
は、高負荷脱窒素膜分離方式と呼ばれるプロセスであ
る。このプロセスは、浄化槽汚泥を無希釈高容積負荷で
脱窒素処理した後、脱窒素処理汚泥をＵＦ膜によりＳＳ
を完全に分離し、清澄な処理水を得、この処理水をさら
に無機凝集剤を用いて凝集分離した後、活性炭処理して
高度処理水とする方法である。しかし、従来技術である
前記高負荷脱窒素膜分離方式は、浄化槽汚泥を浄化して
高度処理水とすること自体は合理的であるが、一方発生
する汚泥を処理することに対する考え方、それを実施す
る方法に関しては旧態依然であり、以下に示す大きな問
題点を抱えている。すなわち、前記脱窒素膜分離による
処理から発生し、それを脱水処理すべき有機性汚泥の発
生量は、８〜１５ｋｇＳＳ／キロリットルと膨大な量に
達し、しかも発生する汚泥は難脱水性であるため、汚泥
脱水、焼却工程のための設備費、運転費は非常に多額に
のぼる。これは高負荷脱窒素膜分離方式の重大な欠点で
あり、この点を解決しなければ、この方式は理想的なシ
ステムとはいえない。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、浄化槽汚泥
の処理において、脱水、焼却しなければならない有機性
汚泥量をゼロにすることが可能で、従って汚泥脱水機、
焼却炉、焼却灰の処分、汚泥脱水助剤のすべてが大幅に
削減できる新技術を提供することを課題としている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者は、鋭意研究の
結果、従来の浄化槽汚泥処理方法の課題を解決する下記
に示す新規な浄化槽汚泥の処理方法を見いだした。 （１）浄化槽汚泥を固液分離した後、前記固液分離によ
り得られた分離液は好気性生物処理し、また前記固液分
離により得られた濃縮汚泥は、前記分離液の好気性生物
処理の余剰汚泥と共に、酸素含有ガスで曝気した後オゾ
ン酸化処理をするか、またはオゾン酸化処理した後曝気
処理するオゾン酸化・曝気処理工程を行い、前記オゾン
酸化・曝気処理工程における曝気処理でのスラリを取り
出して固液分離し、前記固液分離により得た分離汚泥を
前記曝気処理に返送し、他の一部または曝気層の汚泥を
オゾン酸化処理に送って、オゾン酸化・曝気処理に繰り
返し供することにより有機性汚泥を分解させ、前記オゾ
ン酸化・曝気処理でのスラリの固液分離から得た分離水
に、無機凝集剤を添加して凝集分離することによりリン
および難分解性ＣＯＤを除去して高度処理水とすること
を特徴とする浄化槽汚泥の処理方法。

【０００５】本発明の浄化槽汚泥の処理方法では、先ず
毛髪、ゴム類、紙等の粗大異物を除去した後、浄化槽汚
泥は沈殿法、遠心分離法などにより固液分離して汚泥を
濃縮する。この沈殿法などにより固液分離する際には、
高分子凝集剤等の凝集剤を添加して固液分離を促進する
こともできる。前記の固液分離によって分離された分離
液（ここでは、他の工程における固液分離によって発生
する「分離水」と区別するため、最初の浄化槽汚泥の固
液分離によって発生する分離液を「分離液」という。）
は、次に好気性生物処理を行う。浄化槽汚泥からの分離
液にはＢＯＤ、ＳＳの他に窒素成分を含むため、好気性
生物処理としては生物学的硝化脱窒素法により処理する
ことが好ましい。しかし、他の好気性活性汚泥法によっ
て処理しても構わない。好気性生物処理からスラリを取
り出して固液分離し、そこからの分離水は、後記する前
記濃縮汚泥についての汚泥分解工程からの分離水と合わ
せ、それに必要により無機凝集剤等を添加し、凝集分離
して高度処理水とする。前記分離液を生物学的硝化脱窒
素法あるいは他の好気性活性汚泥法によって処理した場
合、当然余剰汚泥が発生する。本発明では、以下には、
分離液は生物学的硝化脱窒素法によって処理する場合に
ついて説明するが、本発明はこれに制限されるものでは
なく、他の好気性生物処理により処理しても良い。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明の浄化槽汚泥の生物学的硝
化脱窒素法の工程のフローを図１に示し、以下に図１を
用いて本発明の構成と作用を説明する。本発明の浄化槽
汚泥の処理工程は、大略して分離液の処理工程と濃縮汚
泥の汚泥分解工程の２工程よりなるものである。 （１）分離液処理工程 浄化槽汚泥１を固液分離槽２で固液分離し、そこで得た
分離液３を生物学的硝化脱窒素槽５へ送り、そこで生物
学的に硝化脱窒素し、前記生物学的硝化脱窒素槽５から
の流出スラリ６を第１膜分離槽７に移送し、第１膜分離
槽７で膜分離し、そこで得た第１膜分離水８には、第２
膜分離槽１２に移送する途中で、後記する汚泥分解工程
からの分離水２１と合流させ、それに無機凝集剤１１を
添加し、凝集物（無機性汚泥ともいう。）を含む第１膜
分離水８を第２膜分離槽１２に移送し第２膜分離槽１２
で膜分離して高度処理水１３を得る。また、前記の第１
膜分離槽７で膜分離により得た汚泥９は、その大部分を
前記生物学的硝化脱窒素槽５へ返送し、その一部を余剰
汚泥１０として後記の汚泥分解工程へ送る。この工程を
分離液処理工程という。

【０００７】（２）汚泥分解工程 前記固液分離槽２で固液分離して得た濃縮汚泥４をオゾ
ンを吸収させる吸収塔（オゾン酸化槽）１５に移送し、
吸収塔１５にオゾン１６を供給してオゾン酸化して汚泥
を可溶化し、可溶化汚泥１７はさらに曝気槽１８へ送
り、曝気槽１８で好気的に活性汚泥処理する。曝気槽１
８から汚泥を含むスラリである生物処理汚泥１９を取り
出し、固液分離をする沈殿槽２０へ送る。沈殿槽２０で
得た分離水２１は、前記の（１）の工程で述べたように
第２膜分離槽１２の前で第１膜分離水８と合流させる。
また、沈殿槽２０で得た沈殿汚泥２２は、大部分を循環
汚泥２３として曝気槽１８へ戻し、その一部を前記吸収
塔１５へ送る。このような沈殿汚泥などの移送により、
前記濃縮汚泥及び余剰汚泥について前記のオゾン酸化・
曝気処理が繰り返し行われることになり、これらはその
処理時間を十分に取れば完全に分解することができる。
しかも、液中に溶出した難分解性ＣＯＤもオゾン酸化、
曝気が繰り返し行われる結果、効果的に除去できること
が認められた。このことはひいては、濃縮汚泥の元であ
る浄化槽汚泥を完全に生物分解する工程となる。この汚
泥分解工程では、オゾンによる汚泥の可溶化処理と曝気
処理はどちらを先にしても結果は変わらない。

【０００８】前記の分離液処理工程と汚泥分解工程につ
いて、以下においてさらに詳細に説明する。前記の分離
液処理工程において、図１には生物学的硝化脱窒素槽５
は、単一槽のように図示されているが、実際の処理では
脱窒素部と硝化部とからなっている。分離液３は、生物
学的硝化脱窒素槽５の脱窒素部に供給され脱窒素され、
続いて硝化部でアンモニア性窒素が硝酸性窒素に酸化さ
れる。脱窒素部に循環された硝化スラリ中の硝酸性窒素
は、分離液３中に含まれているＢＯＤを利用して生物学
的に脱窒素される。生物学的硝化部から流出した硝化ス
ラリはその大部分は脱窒素部に循環されるが、一部は流
出スラリ６として第１膜分離槽７に移送される。

【０００９】第１膜分離槽７において流出スラリ６は膜
分離され、第１膜分離水８として第２膜分離槽１２へ移
送されるが、第２膜分離槽１２に移送される途中で第１
膜分離水８は、後に説明する汚泥分解工程の曝気槽１８
からの生物処理汚泥１９の沈殿槽２０における上澄水
（分離水）２１と合流した後、これらの分離水８（と上
澄水２１）に無機凝集剤１１が添加される。無機凝集剤
１１が添加された凝集液は第２膜分離槽１２において膜
分離され、分離された液は高度処理水１３として排出さ
れ、分離された固形分は凝集スラジ１４として処分され
る。一方、第１膜分離槽７で膜分離された汚泥９は、大
部分が返送汚泥として生物学的硝化脱窒素槽５の脱窒素
部に供給され再び生物処理され、またその一部分は余剰
汚泥１０として、汚泥分解工程の曝気槽１８へ移送され
る。

【００１０】その際、生物学的硝化脱窒素槽５内のＭＬ
ＳＳは、常にその濃度が所定濃度範囲に維持されるよう
に運転される。このため、硝化脱窒素槽５から流出スラ
リ６として流出し、第１膜分離槽７において膜分離され
た汚泥９の一部の余剰汚泥１０は、汚泥分解工程の曝気
槽１８に移送される。また、第１膜分離槽７および第２
膜分離槽１２において固液分離に使用する膜は通常ＵＦ
膜である。

【００１１】また、前記固液分離槽２において浄化槽汚
泥１を固液分離することにより得た濃縮汚泥４の分解処
理の方法は、最初にオゾン酸化し、次いで空気など酸素
含有ガスで曝気処理しても、また逆に前記曝気処理した
後オゾン酸化しても汚泥を分解効果は同じである。ここ
では、図１に従い、濃縮汚泥４は最初にオゾン酸化する
処理方法として説明する。固液分離槽２において浄化槽
汚泥１を固液分離して得た濃縮汚泥４は吸収塔（オゾン
酸化槽）１５に移送される。この時オゾン酸化負荷を調
整するため、元の浄化槽汚泥１の一部は、点線で示した
ように、分岐管２４を経て直接曝気槽に導入しても良
い。また前記浄化槽汚泥１の一部とともに分離液処理工
程からの余剰汚泥１０を曝気槽１８に導入することがで
きる。

【００１２】吸収塔１５には塔の底部からオゾンガス１
６を供給する。吸収塔１５内では、汚泥はオゾンの強力
な酸化作用によって酸化分解されて可溶化し、汚泥の生
物分解性が顕著に向上する。つまり、汚泥は可溶化しな
い状態では微生物によって分解されないが、オゾン酸化
によって可溶化され微生物によって炭酸ガスと水にまで
分解されるようになる。オゾン酸化の際のオゾンの適正
添加量は、汚泥ＳＳ１ｋｇあたり５０〜１００ｇオゾン
である。

【００１３】吸収塔１５内でオゾン酸化された可溶化汚
泥１７は曝気槽１８に移送される。曝気槽１８内では可
溶化汚泥１７は好気的生物処理により減量され、残部は
生物処理汚泥１９として沈殿槽２０に送られ、ここで固
液分離され、分離水（上澄水）２１は、前記分離液処理
工程の第１膜分離槽７から第２膜分離槽１２に移送され
る第１膜分離水８と合流し、これらに無機凝集剤が添加
され、凝集分離処理される。

【００１４】一方、沈殿槽２０で沈降濃縮された沈殿汚
泥２２は、大部分が循環汚泥２３として曝気槽１８に戻
り、他の一部または曝気槽１８の汚泥の一部は吸収塔１
５に送られる。以上説明したように、浄化槽汚泥１を固
液分離して得た濃縮汚泥４は分離液処理工程からの余剰
汚泥１０と共に、吸収塔１５内でのオゾン酸化処理と曝
気槽１８内での好気的生物処理を繰り返し受けることに
より完全に炭酸ガスと水にまで分解される。

【００１５】汚泥を前記の方法で消滅させると、必然的
に浄化槽汚泥および余剰汚泥中に含まれていたリンが１
００％溶出するので、例えば図１の前記沈殿槽２０で固
液分離された分離水にはリンが含有されており、無機凝
集剤を添加して凝集分離処理を行ってリンを除去するこ
とにより、凝集処理やあるいは吸着処理によって化学的
に除去することが重要である。ここで、凝集剤として石
灰を用いるとリンを肥料に利用可能なリン酸カルシウム
化合物として回収できる。また、汚泥をオゾン酸化する
とフミン酸やフルボ酸系統の難生物分解性ＣＯＤが少量
生成するが、このＣＯＤも凝集処理で除去する。この際
化学酸化、光触媒を用いた光化学酸化、活性炭吸着など
の手段を併用しても良い。なお、汚泥分解工程で発生す
る前記リンや難生物分解性ＣＯＤを除去する場合、前記
分離液処理工程の浄化槽汚泥固液分離液の生物学的硝化
脱窒素処理水と併せて処理するのが工程を簡略化できる
ので合理的である。

【００１６】以上の本発明の構成により、浄化槽汚泥、
生物学的処理の余剰汚泥の両者を完全に分解消滅させる
ことができ、しかも汚泥分解処理にともない前記リンや
難生物分解性ＣＯＤが生成することにより、処理水を公
共水域への放流することによる水質の悪化は、本発明の
処理方法においては確実に防止できる。

【００１７】

【実施例】図１の工程に基づいて、浄化槽汚泥を対象と
して、固液分離槽２、生物学的硝化脱窒素槽５、膜分離
槽７、１２、吸収塔（オゾン酸化槽）１５、曝気槽１
８、沈澱槽２０を用いた浄化処理を行った実施例につい
て以下に説明する。ただし、以下に示す実施例は本発明
の１例であり、本発明を制限するものではない。

【００１８】実施例１ 処理に使用した浄化槽汚泥の処理量は日量５リットルで
あり、汚泥のＳＳ含有濃度は０．８７％である。前記浄
化槽汚泥は、固液分離槽２で固液分離し、その分離液は
無希釈生物学的硝化脱窒素槽５で生物学的硝化脱窒素処
理する。硝化脱窒素処理中における分離液の滞留時間は
２日である。硝化脱窒素処理で出る活性汚泥はＵＦ膜を
用いて固液分離する。前記硝化脱窒素槽中では活性汚泥
は循環処理されるが、発生する余剰汚泥は汚泥分解工程
に移送される。前記ＵＦ膜を用いて固液分離して発生す
る膜分離汚泥および前記硝化脱窒素槽中で発生し、汚泥
分解工程に移送される余剰汚泥の量は４ｇＳＳ／日であ
り、その濃度は１２ｇ／リットルである。

【００１９】前記浄化槽汚泥を固液分離槽で沈澱濃縮さ
れ、本発明の汚泥分解工程に移送される濃縮汚泥の濃度
は２５ｇ／リットルである。この濃縮汚泥はオゾン酸化
を行う吸収塔に移送され、そこでオゾン酸化処理され
る。本発明に使用の吸収塔の容積および処理条件を第１
表に示す。

【００２０】

【表１】

【００２１】前記吸収塔でオゾン酸化処理により可溶化
された可溶化汚泥は、前記分離液処理工程からの余剰汚
泥とともに曝気槽に移送し、好気的生物処理を行い、曝
気槽からの生物処理スラリは沈澱槽に入れ、汚泥を沈澱
分離し、上澄水（分離水）は分離液処理工程の無機凝集
剤の添加段階に移送する。本発明の可溶化汚泥の曝気処
理装置および処理条件、沈澱槽の処理条件、汚泥の分解
率を第２表に示す。

【００２２】

【表２】

【００２３】前記分離水は、分離液処理工程の膜分離水
に合流させ、これに無機凝集剤（ここでは、塩化第２
鉄）を添加し、リンおよび難分解性ＣＯＤを凝集除去す
る。本発明のリンおよび難分解性ＣＯＤ除去条件を第３
表に示す。

【００２４】

【表３】

【００２５】かくして、塩化第２鉄を添加し、リンおよ
び難分解性ＣＯＤを凝集除去して得られた処理水の水質
を第４表に示す。

【００２６】

【表４】

【００２７】本発明においては、系外への汚泥の排出量
はゼロである。

【００２８】

【発明の効果】本発明の浄化槽汚泥の処理方法により、 浄化槽汚泥及び本発明の処理からの余剰汚泥は、汚泥
分解工程において完全に分解することができる。 処理・処分の必要があるのは、リンおよび難分解性Ｃ
ＯＤ除去にともなう無機性汚泥のみであり、それらは少
量であるので、汚泥脱水機の規模、汚泥脱水剤の必要
量、汚泥焼却炉の規模および焼却灰の発生量が大幅に削
除できる。 汚泥分解工程を分離液処理工程と切離し、かつ汚泥分
解工程において発生するリンおよび難分解性ＣＯＤを除
去するようにしたので高度処理水の水質が極めて良質に
なった。

【図面の簡単な説明】

【図１】オゾン酸化槽、曝気槽を配備した本発明の浄化
槽汚泥処理のフローの１例を示す説明図である。

【符号の説明】

１ 浄化槽汚泥 ２ 固液分離槽 ３ 分離液 ４ 濃縮汚泥 ５ 生物学的硝化脱窒素槽 ６ 流出スラリ ７ 第１膜分離槽 ８ 分離水 ９ 汚泥 １０ 余剰汚泥 １１ 無機凝集剤 １２ 第２膜分離槽 １３ 高度処理水 １４ 凝集スラジ １５ 吸収塔 １６ オゾン １７ 可溶性汚泥 １８ 曝気槽 １９ 生物処理汚泥 ２０ 沈殿槽 ２１ 上澄水 ２２ 沈殿汚泥 ２３ 循環汚泥 ２４ 分岐管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０２Ｆ 3/34 ＺＡＢ Ｃ０２Ｆ 3/34 ＺＡＢＡ 11/14 11/14 Ｂ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 浄化槽汚泥を固液分離した後、前記固液
   分離により得られた分離液は好気性生物処理し、また前
   記固液分離により得られた濃縮汚泥は、前記分離液の好
   気性生物処理の余剰汚泥と共に、酸素含有ガスで曝気し
   た後オゾン酸化処理をするか、またはオゾン酸化処理し
   た後曝気処理するオゾン酸化・曝気処理工程を行い、前
   記オゾン酸化・曝気処理工程における曝気処理でのスラ
   リを取り出して固液分離し、前記固液分離により得た分
   離汚泥を前記曝気処理に返送し、他の一部または曝気層
   の汚泥をオゾン酸化処理に送って、オゾン酸化・曝気処
   理に繰り返し供することにより有機性汚泥を分解させ、
   前記オゾン酸化・曝気処理でのスラリの固液分離から得
   た分離水に、無機凝集剤を添加して凝集分離することに
   よりリンおよび難分解性ＣＯＤを除去して高度処理水と
   することを特徴とする浄化槽汚泥の処理方法。