JPS584599B2 - 有機性スラツジの消化方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、有機性スラツジ、特に余剰活性汚泥の好気的
生物化学消化法に関するものである。

従来から、例えば廃水の活性汚泥処理によって発生する
余剰汚泥のような有機性スラツジを処理する一つの方法
として、第１図のフローに従って処理する好気性消化法
が知られている。

第１図に示した従来の好気性消化法においては、有機性
スラツジＳ１は好気性消化槽１に供給され、空気Ａで曝
気されることによって生物化学的に酸化分解され、酸化
分解残渣である消化スラッジと微量の溶解成分を含む水
を主体とした液との混合物は沈澱槽２に入って上澄液と
消化スラツジＳ２に分けられ、上澄液は脱離水Ｗ２とし
て放流され、消化スラツジＳ２に抜き出された後、例え
ば脱水後焼却等の方法で別途処分される。

ところで、前記のごとき好気性消化方法において、高分
子化合物であるところの有機質スラッジ成分は、まず有
機酸等の水溶性低分子有機物に分解され、次に低分子有
機物の炭酸ガス、水等への酸化分解によって最終的に分
解除去されるのであるが、通常比較的容易に酸化分解さ
れるはずの水溶性有機酸はスラツジの好気性消化過程で
は分解されにくく、その原因が好気性消化に伴って生成
される反応阻害物質、たとえば廃棄物の分解過程で生ず
るアンモニア態窒素、またはアンモニア態窒素から硝酸
化成作用によって生ずる亜硝酸態ないし硝酸態窒素など
にあるらしきことを本発明者らは見出した。

従って、従来好気性消化法の問題点であった消化速度の
遅さは、上記反応阻害物質が、有機酸の蓄積を通じて間
接的にあるいは直接、高分子有機物の低分子化を抑制し
ていることに基づくものと推定される。

そこで本発明者らは、分解反応阻害の除去という観点に
立って、上記好気性消化法の改良に鋭意取り組んだ結果
、スラツジを水で洗浄しながら消化を行うことによって
、効果的かつ経済的に前記問題点の解消を達成できると
の見通しを得るに至った。

従って、本発明の主要な目的は、有機性スラツジの好気
性消化にあたってその消化速度を向上させ、かつ実質的
消化限界を上げることにある。

また本発明の他の目的は消化不充分なスラツジを消化ス
ラツジとして排出することによって、最終処分にもって
ゆく過程において腐敗し悪臭を放つ等の問題を惹き起す
ことのないように、有機性スラツジを充分消化して系外
に排出することにある。

以上の目的は、有機性スラツジに酸素含有ガスを吹込ん
で曝気し、得られた消化残スラツジに洗浄水を加えて混
合した後に、これを上澄液と沈澱スラツジに分離し、こ
の沈澱スラツジの一部を前記有機性スラッジに混入する
ことによって達成される。

さらに、前記方法を２段以上の直列多段階方式で実施す
ることによって、充分に消化の進んだスラツジを系外に
排出するという本発明の目的の一つがより効果的に達成
される。

以上において、添加されるべき洗浄水は、処理効果から
すれば上水あるいは工業用本のような清水が最も好まし
いが、清水以外に、含まれるＢＯＤや固形分が実質的に
スラツジ量を増大させない程度に少く、かつ生物化学反
応に阻害を与える成分を含まない水であれば洗浄水とし
て使うことができ、例えば、廃水の活性汚泥等による処
理本、活性汚泥処理水を清水で希釈したもの等の前記条
件を満たす水を利用できる。

また洗浄本の添加量は供給される有機性スラツジと等量
以上、好ましくは５倍量以上とすることによって本発明
の目的は効果的に達成ざれる。

次に、具体的に図面に沿って本発明の方法を詳述する。

第２図は本発明の方法が実現される典型的なフローシー
トであり、そして第３図は本発明の方法の他の実施態様
を示すフローシートである。

有機性スラッジＳ１は好気性消化槽１に供給され、公知
の方法に従って空気Ａが吹き込まれ曝気されることによ
って微生物の働きにより生物化学的に酸化分解奎れる。

尚、上記有機性スラッジＳ１が余剰活性汚泥等の菌体固
形分である場合は、自己消化として知られている菌体自
身の細胞内栄養成分を酸化分解して生育エネルギーを得
る反応によって固形分の消化減量が行われる。

また曝気時に空気を吹き込む代りに、酸素または分子状
酸素含有気体などの酸素含有ガスを吹き込んでもよい。

次に消化工程の好気性消化槽または消化工程と分離工程
の間の消化残スラツジ−液混合物移送経路上に設けられ
た混合器３に洗浄水Ｗ２が添加され、消化残スラツジ−
液混合物の水による希釈と、その結果とレての消化残ス
ラツジの洗浄が行われる。

ここで、消化残スラツジ−液混合物とは消化工程で得ら
れたスラツジ分解残渣と微量の溶解成分を含む主として
水からなる液の混合物を指し、また消化工程と分離工程
の間の消化残スラツジ−液混合物移送経路には好気性消
化槽１の上記混合物流出端から沈澱槽２内のスラツジが
実際に沈澱分離を始める位置までの、配管または溝、お
よびスラツジ−液混合物放出口までが含まれる。

従って、洗浄水Ｗ１の混合器または混合部を好気性消化
槽１または沈澱槽２内の一部分に設けることは本発明の
方法の技術的範疇に属する。

上記洗浄工程を出た洗浄水の混じった消化残スラツジ−
液混合物は沈澱槽２に送られ消化残スラツジと上澄液に
沈澱サ離される。

分離された上澄液は排出放流され、沈澱した沈澱スラツ
ジは沈澱槽２より抜き出され、その一部は消化スラツジ
Ｓ２として系外に排出され、残りは循環返送スラツジＳ
３として好気性消化槽１へ返送され、新たに供給される
有機性スラツジとともに再び消化工程以下一連の工程の
処理を受ける。

このようにして生物化学的酸化分解と洗浄の工程を繰り
返し受けることによって、有機性スラツジは高能率かつ
高度に消化減量される。

第２図のフローシ一トで示した本発明の方法において、
洗浄水の添加は好気性消化槽１に対して直接行つてもよ
いし、また消化工程から分離工程への消化残スラツジ−
液混合移送経路の途中で行ってもよいが、好気性消化槽
１に直接添加した場合には、好気性消化槽１内のスラツ
ジ濃度を希釈低下させるため消化反応速度が低下し、ま
た該濃度低下を補うために循環返送スラツジＳ３の量を
増大させれば、沈澱槽２に対する消化残スラツジ−液混
合物の流入負荷が増大し、また循環返送のた咋のエネル
ギー消費が増大するという好ましからざる点が出てくる
。

従って好ましくは、前記消化工程と分離工程の間で洗浄
水を加える方法が推奨される。

上記方法は、消化の途上にあるスラツジを循環返送し繰
り返し処理を受けるように構成されているため、分離工
程で得られる沈澱スラツジは大部分の高度に消化された
スラツジと一部の消化が不充分なスラツジの混合物であ
り、沈澱スラツジの一部を取り出したものである消化ス
ラツジＳ２も、当然、一部消化不充分なスラツジを含む
はずである。

このように消化不充分なものが混入したスラツジを消化
スラツジＳ２として排出した場合は、スラツジの最終処
分にあたって、あるいはそれを最終処分にもっていくま
でに腐敗し、悪臭その他の問題を引起す恐れがある。

そこで本発明においては第３図に示されるフローシート
に従う方法をとることが最も好ましい。

即ち、第１段（第３図において記号Ｉで示される一連の
過程）の沈澱槽２から抜き出したスラツジの一部を循環
返送スラツジとして第１段の好気性消化槽１に返送し、
残りを第２段（第３図において記号■で示される一連の
過程）の好気性消化槽１′へ第２段供給スラツジＳ１′
として送る。

第２段の好気性消化槽１′に供給されたスラツジＳ１′
は空気Ａ′によって曝気され、より完全に消化され、消
化工程を出た消化残スラツジー液混合物は混合器３′で
洗浄水ｗｋ混ぜ合わされ、消化残スラツジの洗浄が行わ
れる。

上記洗浄工程を出た洗浄水の混じった消化残スラツジー
液混合物は沈澱槽２′に送られ沈澱スラツジと上澄液に
沈澱分離される。

分離された上澄液は脱離水Ｗ２′として放流され、沈澱
スラツジは沈澱槽２′より抜き出され、一部は消化スラ
ツジＳ２として系外に排出され、残りは循環返送スラツ
ジＳ３′として同じ第２段の好気性消化槽１′に返送さ
れる。

以上の方法は、第２図に示された方法を直列に多段化し
、その最終段のみから消化スラツジを抜き出して系外に
排出するように構成したことにより、より完全に消化さ
れたスラツジのみを選択的に排出し最終処分に供するこ
とを可能にしたもので、第３図のフローシートは多段化
の一例として２段にした場合を示すものである。

尚、多段消化を実施する場合において、各前段から後段
へのスラツジ供給量（容量基準）を同一にした場合は、
消化による減量のため後段に行くほどスラツジ濃度が低
下し、従って消化反応速度も低下して行く。

そこで、これを防ぎ各段とも高い処理能率を維持するた
めに、例えば第３図に示す２段消化において、過程Ｉか
ら過程■への供給スラツジＳ１′量と過程■からの排出
消化スラツジＳ２量を、それぞれ第１段好気性消化槽１
内スラツジ濃度と第２段好気性消化槽１′内スラツジ濃
度が好ましい範囲に維持されるように、調節制御するこ
とが望ましい。

上記制御は、好気性消化槽１，１′の槽内スラツジ濃度
または沈澱槽２，２′内の沈澱スラツジゾーンの高さを
測定して弁開度の調節その他の方法によって行うことが
できる。

以上のように本発明の方法では、消化促進剤の添加、特
殊細菌の添加等の従来の技術からは到底１類推できなか
った手段を採用することによって、従来法に基づく経験
からは予期し得ない効果が発揮される。

即ち、本第１の発明の方法では、有機性スラツジを曝気
し、得られた消化残スラツジに洗浄水を加えて上澄液と
沈澱スラツジとに分離し、この沈澱スラツジの一部を前
記有機性スラツジに混入して再び曝気を行なうこと、お
よびかかる操作を直列多段に実施することに特徴がある
。

従って、上澄液が分離されつつ、曝気が行なわれるので
、好気性消化に伴って生成する反応阻害物質が上澄液と
共に系外に除去され、消化促進剤や特殊の細菌を添加し
なくても消化速度を従来法のそれの２倍程度に高め、実
質的に高効率で有機性スラツジを消化することができる
。

更に反応阻害物質が除去されることにより、有機性スラ
ツジの低分子化が促進されて低分子有機酸が更に酸化、
分解されるようになり、排出される上澄液のＢＯＤ，ｐ
Ｈ等の水質が良好になる。

また本発明では、曝気を昇温下に行なう必要がないので
、排気ガスと共に悪臭が漏れることを極力、防止できる
。

さらに好気性生物化学反応のみを利用するので臭気の発
生が非常に少く、嫌気性消化法、湿式熱分解等のスラツ
ジ減量法に較べて運転管理が非常に容易であり、消化ス
ラツジは好気的反応によって高度に安定化されているた
め悪臭の発生が少い等の効果も発揮される。

更に本第２の発明では、第１の発明のスラツジ消化方法
を直列多段階で実施するので、前述した第１の発明の効
果に加えて、たとえ一部消化不充分なスラツジが発生し
ても、この消化不充分なスラツジが更により完全に消化
されるようになり、系外に排出した消化スラツジによる
悪臭の発生をより完全に防止することができる。

次に、実施例をもって本発明の効果を示す。

実施例 １ 有機性スラツジを張り込んだ消化槽に、消化槽１ｌ当り
１日に１ｌの速度で、洗浄水のみを連続供給して回分式
好気性消化を行い、同時に行った洗浄無しのり分式好気
性消化の結果と比較した。

処理の対象どした有轡性スラツジは有機物含量９０．３
％で、その殆んどが菌体細胞質から成る余剰活性汚泥で
あった。

また洗浄用の水は上水道水と活性汚泥処理水（ＢＯＤ５
〜１２ｐｐｍ，ＳＳ５〜１５ｐｐｍ）とし、それらの効
果を比較した。

得られたスラツジ濃度（単位ｐｐｍ）の経時変化を次表
に示す。

実施例 ２ 処理対象に実施例１とほぼ同一性状の余剰活性汚泥を用
い、ＢＯＤｘ６〜１０ｐｐｍ、ＳＳ５〜１５ｐｐｍ，Ｐ
ＰＨ６．８〜７．９の活性汚泥処理水を洗浄水として好
気性消化槽と沈澱槽の中間に設けた混合部に供給スラツ
ジ量の５倍量注入しながら連続消化を行った結果、反応
温度３．０℃、スラツジ平均供給濃度５，６００ｐｐｍ
、スラツジ供給量基準滞留時間１４日の条件において、
平均４３％の消化率が得られた。

但し、消化槽内スラッジ濃度が常に、約７，０００ｐｐ
ｍで均衡するように、消化スラツジ引抜量を調節しなが
ら唱歌処理を行った。

これに対して、同時に行つた同一負荷条件、洗浄無しの
連続好気性消化では２２％の消化率しか得られなかった
。

【図面の簡単な説明】

第１図は有機性スラツジの従来の好気性消化方法を示す
フローシ一トであり、第２図は本発明に係る有機性スラ
ツジの消化方法に示すフローシ一トである．。 ．そして第３図は本発明の他の実施態様を示すフローシ
ートである。 １・１’……好気性消化槽、２，２′……沈澱槽、３，
３′……混合器、Ａ，Ａ′空気、Ｓ１……有機性スラツ
ジ、Ｓ１′……第２段供給スラツジ、Ｓ２……消化スラ
ツジ、Ｓ３，Ｓ３′循環返送スラツジ、Ｗ１，Ｗ１′…
…洗浄水、Ｗ２，Ｗ２′脱離水。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 有機性スラツジに酸素含有ガスを吹き込んで曝気し
   、得られた消化残スラツジに洗浄水を加えて混合した後
   に、これを上澄液と沈澱スラツジに分離し、この沈澱ス
   ラツジの一部を前記有機性スラツジに混入することを特
   徴とする有機性スラツジの消化方法。 ２ 有機性スラツジに酸素含有ガスを吹き込んで曝気し
   、得られた消化残スラツジに洗浄水を加えて混合した後
   に、これを上澄液と沈澱スラッジに分離し、この沈澱ス
   ラツジの一部を前記有機性スラツジに混入すると共に、
   前記沈澱スラツジの残部Ａに更に酸素含有ガスを吹き込
   んで曝気し、得られた消化残スラツジに洗浄水を加えて
   混合した後に、これを上澄液と沈澱スラツジに分離し、
   この沈澱スラツジの一部を前記沈澱スラツジの残部Ａに
   混入することを特徴とする有機性スラツジの消化方法。