JP2000325995A - 有機性汚泥のオゾン処理装置 - Google Patents
有機性汚泥のオゾン処理装置Info
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Abstract
することができる有機性汚泥のオゾン処理装置を提供す
る。 【解決手段】 有機性汚泥のオゾン処理装置は、有機性
汚泥11とオゾンガス13が導入されるオゾン反応槽1
2と、オゾン反応槽12に接続された汚泥受容槽16と
を備えている。オゾン反応槽12では、有機性汚泥11
とオゾンガス13が液相領域17で接触して発泡し、オ
ゾン含有汚泥15となって泡沫領域18まで上昇する。
その後泡沫領域18内のオゾン含有汚泥15は越流領域
19から越流し、汚泥受容槽16へ入り、汚泥の酸化分
解が更に進行する。
Description
ば下水処理施設、屎尿処理施設などの下水処理プロセス
から排出される初沈汚泥や余剰汚泥などの有機性汚泥を
有効利用し、かつ減容化する有機性汚泥のオゾン処理装
置に関する。
泥法によって浄化処理すると、初沈汚泥や余剰汚泥と呼
ばれる大量の汚泥が発生する。初沈汚泥は汚水を受け入
れる最初の設備である最初沈殿池において自然沈降する
固形物からなっている。余剰汚泥は曝気槽で活性汚泥処
理した水を最終沈殿池に導入し、そこで沈降分離した活
性汚泥のうち、返送汚泥として曝気槽に戻される部分を
除いた残りの部分であって、主として汚水中の溶存性有
機物を基質にして増殖した微生物からなっている。
整備にともない、1年に5%の割合で増加しており、そ
の量は乾燥重量に換算して150万トン/年、最終処分
量として200〜250万トン/年にも及んでいる。こ
れら下水汚泥の70%は埋め立てによって処分されてい
るが、残余年数が数年に過ぎない最終処分場が過半数を
占めている。
化、エネルギー回収、資材化、濃緑地還元などの方向で
処分方法が検討・実用化されているが、このような有効
利用は埋め立て処分されている汚泥量に対し、20%程
度の比率に留まっている。
泥を嫌気性消化法で処理する方法があげられる。汚泥の
嫌気性消化法は燃料として利用可能なメタンが得られる
こと、消費エネルギーが少ないこと、病原細菌の死滅率
が高いことなどの利点を持っている。汚泥の嫌気性消化
過程は加水分解段階あるいは可溶化段落酸生成段階
メタン生成段階から成り立っている。これら3つの連
鎖過程において、タンパク質、核酸、脂質および炭水化
物などの細胞内高分子物質の溶出とこれらの物質の加水
分解による低分子化が律速段階となり、長い消化日数を
要することが指摘されている。そこで、有機性汚泥中の
生物分解可能な有機物を可溶化し、消化効率を向上させ
る目的で、オゾンを用いた汚泥の前処理が行われてい
る。
装置の一例を示す構成図である。
オゾン処理装置は、オゾン含有ガスを発生させるオゾン
発生装置1と、オゾン含有ガスと被処理汚泥(有機性汚
泥)3を気液接触させるオゾン反応槽2とを備えてい
る。
理汚泥3を満たし、この被処理汚泥にオゾン含有ガス4
を導入して気液接触させ、有機性汚泥を酸化分解してい
る。すなわちオゾン反応槽2に満たされた被処理汚泥
は、オゾン反応槽2の下部から導入されるオゾン含有ガ
ス4と接触して、液相領域5を形成して酸化分解され
る。
オゾン含有汚泥7として液相領域5の上方に泡沫領域6
を形成しながらゆっくりとオゾン反応槽2の上方へと上
昇していく。
は、オゾン含有汚泥7がオゾン反応槽2の上部まで達す
る時点まで行うことができる。
生装置1からのオゾン含有ガス4を停止する。次に発泡
が十分収まったのち、オゾン含有汚泥をオゾン反応槽2
より排出する。オゾン処理した有機性汚泥は生物処理
槽、例えば嫌気性消化槽などに投入し、微生物により分
解を行う。
装置では気液接触容積が小さく、十分な処理効果を得る
ためには製造上比較的高価であるオゾンの添加量が大き
くなり、処理コストが高くなるという問題がある。
つ十分な処理効果を得るために、一定のオゾン添加量に
対し、導入するオゾンの流量を小さくして、接触時間を
長くすることが考えられている。
わせた有機性汚泥の処理を考えた場合、嫌気性消化の処
理時間を考慮すると、24時間のオゾン処理を行ったと
しても、全体のシステムとして、前処理のオゾン処理が
律速段階になることはない。従来のオゾン処理では、3
0〜120分程度でオゾン処理が行われており、オゾン
添加量を少なくするために、このような長時間でオゾン
処理をすることはむずかしい。
ものであり、従来よりも少ないオゾン添加量で有機性汚
泥を酸化分解することが可能な有機性汚泥のオゾン処理
装置を提供することを目的とする。
供給され、この有機性汚泥に対して下方部からオゾンガ
スを導入し、オゾン含有汚泥としてオゾン処理するオゾ
ン反応槽と、オゾン反応槽から流出するオゾン含有汚泥
を貯留する汚泥受容槽とを備え、オゾン反応槽は、下方
に位置するとともに有機性汚泥に対してオゾンガスが気
液接触する液相領域と、液相領域の上方に形成され有機
性汚泥が発泡してなるオゾン含有汚泥が滞留する泡沫領
域と、泡沫領域の上方に形成され発泡したオゾン含有汚
泥が汚泥受容槽側へ越流する越流領域とを有しているこ
とを特徴とする有機性汚泥のオゾン処理装置である。
るイオン含有汚泥を汚泥受容槽で貯留することができ、
イオン含有汚泥の酸化分解をより確実に進行させること
ができる。
する。図1は本発明による有機性汚泥のオゾン処理装置
を示す図である。
は、被処理汚泥(有機性汚泥)11を上方部から供給し
てオゾン処理を行うオゾン反応槽12と、オゾン反応槽
12の下方部へオゾン含有ガス(オゾンガス)13を導
入するオゾン発生装置14と、オゾン反応槽12上部か
ら流出したオゾン含有汚泥15を貯留する汚泥受容槽1
6とを備えている。
にオゾン反応槽12下方部よりオゾン含有ガス13を導
入して気液接触させる液相領域17と、液相領域17の
上方に位置し、オゾン含有ガス13を導入することによ
り被処理汚泥11が発泡して形成されたオゾン含有汚泥
15が滞留する泡沫領域18と、泡沫領域18の上方に
位置し発泡したオゾン含有汚泥15を汚泥受容槽16側
へ流出させる越流領域19とが形成されている。
の作用について説明する。
被処理汚泥(有機性汚泥)11は、オゾン反応槽12の
下方部から導入されるオゾン含有ガス(オゾンガス)1
3と接触して、液相領域17を形成して酸化分解され
る。
し、オゾン含有汚泥15として液相領域17の上方に泡
沫領域18を形成しながらゆっくりとオゾン反応槽12
上部へと上昇していく。やがて、越流領域19に達した
オゾン含有汚泥15は汚泥受容槽16へと流出して貯留
する。オゾン含有ガス13と被処理汚泥11との接触
は、オゾン反応槽12が被処理汚泥で充満した時点まで
行うことができる。また、このオゾン含有ガス13と被
処理汚泥11との接触はオゾン含有汚泥15がオゾン反
応槽12の上部まで達する時点までの時間行うことがで
きる。
生装置14が停止され、オゾン反応槽12内の発泡が十
分収まったのち、オゾン含有汚泥15が汚泥受容槽16
より排出される。オゾン処理したオゾン含有汚泥15は
その後、生物処理槽、例えば嫌気性消化槽などに投入さ
れ、微生物により分解される。
の内部に泡沫領域18と越流領域19を形成し、オゾン
含有汚泥15をオゾン反応槽12上部から流出させ、汚
泥受容槽16に貯留することによって、有機性汚泥11
とオゾン含有ガス13との接触時間を長くすることがで
き、従来よりも少ないオゾン添加量で十分な処理効果を
得ることができる。
する。図2に示す第2の実施の形態は返送ポンプ20を
有する返送管20aを設けたものであり、他は図1に示
す第1の実施の形態と略同一である。図2において、図
1に示す第1の実施の形態と同一部分には同一符号を付
して詳細な説明は省略する。
貯留する汚泥受容槽16の下方部とオゾン反応槽12の
上方部との間に汚泥受容槽16からオゾン反応槽12へ
オゾン含有汚泥15を返送する返送管20aが接続さ
れ、返送管20aに返送ポンプ20が設けられている。
ら導入された被処理汚泥11は、オゾン反応槽12の下
方部から導入されるオゾン含有ガス13と接触して、液
相領域17を形成して酸化分解される。
し、オゾン含有汚泥15として液相領域17の上方に泡
沫領域18を形成しながらゆっくりとオゾン反応槽12
上部へと上昇していく。やがて、越流領域19に達した
オゾン含有汚泥15は汚泥受容槽16へ流出して貯留
し、返送ポンプ20により再びオゾン反応槽12へと返
送され、循環しながら処理される。一定時間オゾン処理
を行った後、オゾン発生装置14を停止しオゾン反応槽
12内の発泡が十分収まった後、汚泥受容槽16よりオ
ゾン含有汚泥15を排出する。オゾン処理したオゾン含
有汚泥15は生物処理槽、例えば嫌気性消化槽などに投
入され、微生物により分解を行う。
ゾン反応槽12へ汚泥受容槽16から返送させることに
より、有機性汚泥11とオゾン含有ガス13との接触時
間を長くすることができ、従来よりも少ないオゾン添加
量で十分な処理効果を得ることができる。
る。図3において、図2に示す実施の形態と同一部分に
は同一符号を付して詳細な説明は省略する。
剤、酸、アルカリを貯留する貯留槽21が連結されてい
る。そして、貯留槽21から消泡剤、酸、アルカリを汚
泥受容槽16に添加することにより、発泡したオゾン含
有汚泥15の消泡および2次分解、pH調整を行うこと
ができる。
るいはpH調整剤投入部として機能する。
汚泥受容槽16からオゾン反応槽12への循環を円滑に
行うことができる。
調整剤としてアルカリを添加することにより、オゾン含
有汚泥15のpHを適当なアルカリ性条件に保つことが
できる。またオゾン処理をより効率的に行うことができ
るとともに、有機性汚泥11の分解をさらに促進するこ
とができる。この場合、貯留槽21から添加されるアル
カリはNaOHとなっている。
調整剤として酸を添加することによりオゾン含有汚泥1
5のpHを適当な酸性条件に保つことができ、オゾン処
理をより効率的に行うことができるとともに、有機性汚
泥11の分解をさらに促進することができる。この場
合、貯留槽21から添加されるpH調整剤として、HC
lおよびH2 SO4 を適用することができる。
態を示す構成図である。なお、このオゾン処理装置は、
図2で示したオゾン処理装置とほぼ同様の構成であり、
図4において図2に示す実施の形態と同一部分には同一
符号を付して詳細な説明は省略する。
性を有している。そして、この汚泥受容槽22におい
て、加圧または減圧することによりオゾン含有汚泥15
の消泡および2次分解を行うことができる。
大気圧以上の加圧状態に保つことによって、オゾンの吸
収率を大きくすることができ、オゾン含有汚泥15の分
解を促進するとともに、発泡したオゾン含有汚泥15を
消泡することができ、受容槽22からオゾン反応槽12
への循環を円滑に行うことができる。
態に保つことでオゾン含有汚泥15の分解を促進すると
ともに、泡沫領域18で発泡したオゾン含有汚泥15を
消泡することができ、汚泥受容槽22からオゾン反応槽
12への循環を円滑に行うことができる。
態を示す構成図である。なお、このオゾン処理装置は、
図2で示したオゾン処理装置とほぼ同様の構成であり、
図5において図2に示す第2の実施の形態と同一部分に
は同一符号を付して詳細な説明は省略する。
2の内部に汚泥受容槽22内の加圧および減圧を繰り返
すことができるピストン23が設置されている。そし
て、この汚泥受容槽22において、加圧および減圧を繰
り返すことにより、オゾン含有汚泥15の消泡および2
次分解を行うことができる。また、オゾンの吸収率を大
きくすることで、有機性汚泥11の分解を促進するとと
もに、発泡したオゾン含有汚泥を消泡することができ、
汚泥受容槽22からオゾン反応槽12への循環を円滑に
行うことができる。
態を示す構成図である。なお、このオゾン処理装置は、
図2で示したオゾン処理装置とほぼ同様の構成であり、
図6において図2に示す第2の実施の形態と同一部分に
は同一符号を付して詳細な説明は省略する。
4が設置され、その汚泥受容槽24の周りにヒーター2
5またはクーラー26が設置されている。そして、この
汚泥受容槽24において加温または冷却、凍結および融
解を行うことによりオゾン含有汚泥の2次分解を行うこ
とができる。
0〜100℃の加温状態に保つことによって、有機性汚
泥11の分解をさらに促進することができる。
却状態に保つことによって、オゾンの吸収率を大きくし
て有機性汚泥11の分解をさらに促進することができ
る。
および融解のサイクルを行うことによって、有機性汚泥
11の分解をさらに促進することができるとともに、処
理した有機性汚泥11の固液分離特性を改善することが
できる。
を示す図である。図7において、図2に示す第2の実施
の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省
略する。
ドル27aを有する回転軸27が設置され、この回転軸
27はモータ30により駆動される。
内のオゾン含有汚泥15の泡沫を細分化し、オゾン含有
ガス13とオゾン含有汚泥15との接触効率を向上させ
ることができる。
を示す図である。図8において、図2に示す第2の実施
の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省
略する。
ータ30により駆動する撹拌子28が設置されている。
内のオゾン含有汚泥15の泡沫を細分化し、オゾン含有
ガス13とオゾン含有汚泥15との接触効率を向上する
ことができる。
を示す図である。図9において、図2に示す第2の実施
の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省
略する。
タ30により回転駆動する。
汚泥受容槽16内のオゾン含有汚泥15の泡沫を細分化
し、オゾン含有ガス13とオゾン含有汚泥15との接触
効率を向上することができる。
の形態を示す構成図である。なお、このオゾン処理装置
は、図2で示したオゾン処理装置とほぼ同様の構成であ
り、図10において図2に示す第2の実施の形態と同一
部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
は、オゾン含有汚泥を超音波処理するための超音波発生
装置31が設置されている。そしてこれにより、有機性
汚泥の分解をさらに促進することができる。
11の実施の形態を示す構成図である。なお、このオゾ
ン処理装置は、図2で示したオゾン処理装置とほぼ同様
の構成であり、図10および図11において、図2に示
す第2の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳
細な説明は省略する。
応槽12に、汚泥受容槽16から返送した汚泥をオゾン
反応槽12にシャワー状に導入するノズル32(図1
1)、または内壁伝いに導入するためのノズル32a
(図12)が設置されている。そしてこれらノズル3
2,32aにより、オゾン反応槽12内の泡沫領域18
での有機性汚泥11の発泡を抑制することができる。こ
のためオゾン反応槽12でのオゾン含有ガス13と有機
性汚泥11との接触時間を長くすることができる。
槽へと導入するオゾン処理装置について図13を用いて
説明する。
第12の実施の形態を示す構成図である。なお、このオ
ゾン処理装置は、図2で示したオゾン処理装置とほぼ同
様の構成であり、図13において図2に示す第2の実施
の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省
略する。
方部に、一定時間オゾン反応槽12と汚泥受容槽16で
循環して処理したオゾン含有汚泥15を連続して生物処
理槽へと導入するための3方バルブ33が設置されてい
る。これによって、オゾン処理したオゾン含有汚泥15
を後段の生物処理槽、例えば嫌気性消化槽に連続的に供
給することができる。
形態を示す構成図である。このオゾン処理装置は、図2
に示すオゾン処理装置と略同様の構成であり、図14に
おいて図2に示す第2の実施の形態と同一部分には同一
符号を付して詳細な説明は省略する。
の泡沫量を検知するセンサ35が設けられ、このセンサ
35によりオゾン反応槽12内の泡沫量を検知し、汚泥
受容槽16から返送する流量を制御することができる。
12内の泡沫量を検知し、汚泥受容槽から返送する流量
を制御することによって、オゾン反応槽12内の液相領
域17、泡沫領域18および越流領域19の水位を常に
一定に保つ事ができる。
形態を示す構成図である。このオゾン処理装置は図2に
示すオゾン処理装置と略同一の構成であり、図15にお
いて図2に示す第2の実施の形態と同一部分には同一符
号を付して詳細な説明は省略する。
にpHを検知するセンサ35aが設けられ、センサ35
aによりオゾン反応槽12内のpHを検知し、汚泥受容
槽16内のpHを制御することができる。
槽12内のpHを検知し、汚泥受容槽16内のpHを制
御することにより、オゾン処理をより効率的に行うこと
ができる。
形態を示す構成図である。このオゾン処理装置は図2に
示すオゾン処理装置と略同一の構成であり、図16にお
いて図2に示す第2の実施の形態と同一部分には同一符
号を付して詳細な説明は省略する。
ゾン反応槽12からオゾン含有汚泥15を引き抜き汚泥
受容槽16に導入する引き抜きポンプ34が設けられて
いる。
12内からオゾン含有汚泥15を引き抜くことによっ
て、オゾン反応槽12内の液相領域17、泡沫領域18
および越流領域19の水位を制御することができる。ま
たオゾン反応槽12に泡沫量を検知するセンサ35を設
け、センサ35によりオゾン反応槽12内の泡沫量を検
知し、オゾン反応槽12からポンプ34で引き抜く汚泥
量を制御することができる。このためオゾン反応槽12
内の液相領域17、泡沫領域18および越流領域19の
水位をより確実に保つ事ができる。
従来よりも少ないオゾン添加量で有機性汚泥を酸化分解
することができ、生物学的に汚泥減量化法と組み合わせ
ることにより、より効果的で経済的な有機性汚泥の減量
化を行うことができる。
1の実施の形態を示す構成図。
2の実施の形態を示す構成図。
3の実施の形態を示す構成図。
4の実施の形態を示す構成図。
5の実施の形態を示す構成図。
6の実施の形態を示す構成図。
7の実施の形態を示す構成図。
8の実施の形態を示す構成図。
9の実施の形態を示す構成図。
第10の実施の形態を示す構成図。
第11の実施の形態を示す構成図。
第11実施の形態を示す構成図。
第12の実施の形態を示す構成図。
第13の実施の形態を示す構成図。
第14の実施の形態を示す構成図。
第15の実施の形態を示す構成図。
Claims (9)
- 【請求項1】有機性汚泥が供給され、この有機性汚泥に
対して下方部からオゾンガスを導入し、オゾン含有汚泥
としてオゾン処理するオゾン反応槽と、 オゾン反応槽から流出するオゾン含有汚泥を貯留する汚
泥受容槽とを備え、 オゾン反応槽は、下方に位置するとともに有機性汚泥に
対してオゾンガスが気液接触する液相領域と、液相領域
の上方に形成され有機性汚泥が発泡してなるオゾン含有
汚泥が滞留する泡沫領域と、泡沫領域の上方に形成され
発泡したオゾン含有汚泥が汚泥受容槽側へ越流する越流
領域とを有していることを特徴とする有機性汚泥のオゾ
ン処理装置。 - 【請求項2】汚泥受容槽は、返送ポンプを有する返送管
でオゾン反応槽に接続されていることを特徴とする請求
項1記載の有機性汚泥のオゾン処理装置。 - 【請求項3】汚泥受容槽にpH調整剤投入部が連結され
ていることを特徴とする請求項1または2のいずれか記
載の有機性汚泥のオゾン処理装置。 - 【請求項4】汚泥受容槽に消泡剤投入部が連結されてい
ることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか記載の有
機性汚泥のオゾン処理装置。 - 【請求項5】汚泥受容槽に加圧機構が設けられているこ
とを特徴とする請求項1乃至4のいずれか記載の有機性
汚泥のオゾン処理装置。 - 【請求項6】汚泥受容槽に減圧機構が設けられているこ
とを特徴とする請求項1乃至5のいずれか記載の有機性
汚泥のオゾン処理装置。 - 【請求項7】汚泥受容槽に加温機構が設けられているこ
とを特徴とする請求項1乃至6のいずれか記載の有機性
汚泥のオゾン処理装置。 - 【請求項8】汚泥受容槽に冷却機構が設けられているこ
とを特徴とする請求項1乃至7のいずれか記載の有機性
汚泥のオゾン処理装置。 - 【請求項9】汚泥受容槽内に撹拌装置が設けられている
ことを特徴とする請求項1乃至8のいずれか記載の有機
性汚泥のオゾン処理装置。
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JP14222799A JP4240655B2 (ja) | 1999-05-21 | 1999-05-21 | 有機性汚泥のオゾン処理装置 |
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