JP2003266100A - 汚泥処理装置及びそれを備えた廃水処理装置 - Google Patents
汚泥処理装置及びそれを備えた廃水処理装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】汚泥を可溶化することなく生物活性を高めて、
自己分解性を促進することができるので、生物処理槽に
戻しても処理水を悪化させることがない。 【解決手段】機械的微細化装置３８で予め機械的に微細
化した汚泥をオゾン反応塔７２でオゾン処理することに
より汚泥の生物活性を高めることができるので、汚泥の
自己分解率が向上し、これにより汚泥の減容化を促進さ
せることができる。また、オゾン処理する前に予め機械
的に微細化することでオゾン反応率を顕著に減らすこと
ができるので、オゾン処理で汚泥が可溶化することも防
止できる。
自己分解性を促進することができるので、生物処理槽に
戻しても処理水を悪化させることがない。 【解決手段】機械的微細化装置３８で予め機械的に微細
化した汚泥をオゾン反応塔７２でオゾン処理することに
より汚泥の生物活性を高めることができるので、汚泥の
自己分解率が向上し、これにより汚泥の減容化を促進さ
せることができる。また、オゾン処理する前に予め機械
的に微細化することでオゾン反応率を顕著に減らすこと
ができるので、オゾン処理で汚泥が可溶化することも防
止できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、汚泥処理装置及び
それを備えた廃水処理装置に係わり、特に、有機性廃水
を生物処理槽で廃水処理して生成される余剰の活性汚泥
（以下「汚泥」という）を減容化するための汚泥処理技
術に関する。
それを備えた廃水処理装置に係わり、特に、有機性廃水
を生物処理槽で廃水処理して生成される余剰の活性汚泥
（以下「汚泥」という）を減容化するための汚泥処理技
術に関する。
【０００２】
【従来の技術】下水や産業廃水等の有機性廃水の処理の
大半は、汚泥を用いた生物処理槽において生物学的処理
を行なうことにより処理されている。その際、生物処理
槽から流出した汚泥は、沈澱池で分離した後、返送汚泥
として再び生物処理槽に戻される。しかし、生物処理槽
内で増殖した微生物などが余剰汚泥となって生成するた
め、余分な汚泥は廃水処理の系外に引き抜かなくてはな
らず、引抜かれた余剰汚泥の処分が問題となっている。
大半は、汚泥を用いた生物処理槽において生物学的処理
を行なうことにより処理されている。その際、生物処理
槽から流出した汚泥は、沈澱池で分離した後、返送汚泥
として再び生物処理槽に戻される。しかし、生物処理槽
内で増殖した微生物などが余剰汚泥となって生成するた
め、余分な汚泥は廃水処理の系外に引き抜かなくてはな
らず、引抜かれた余剰汚泥の処分が問題となっている。
【０００３】このような背景から、余剰汚泥の生成量が
少ない、又は余剰汚泥を全く発生させない廃水処理方法
の開発が進められている。この種の廃水処理方法の１つ
として、生物処理槽に返送される返送汚泥の一部をオゾ
ンにより酸化分解し、生物分解性を高めてから生物処理
槽に戻すことによりＣＯ2 化を促進することで、余剰汚
泥を減容化する方法がある。或いは、ビーズミルや超音
波で汚泥を構成する菌体を破砕・可溶化し、生物分解性
を高めてから生物処理槽に戻すようにした方法もある。
少ない、又は余剰汚泥を全く発生させない廃水処理方法
の開発が進められている。この種の廃水処理方法の１つ
として、生物処理槽に返送される返送汚泥の一部をオゾ
ンにより酸化分解し、生物分解性を高めてから生物処理
槽に戻すことによりＣＯ2 化を促進することで、余剰汚
泥を減容化する方法がある。或いは、ビーズミルや超音
波で汚泥を構成する菌体を破砕・可溶化し、生物分解性
を高めてから生物処理槽に戻すようにした方法もある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、オゾン
処理による減容化の方法は、特開平６−２０６０８８号
公報に記載されるように、オゾン反応率は０．０２g-Ｏ
3 /g-SS 未満ではオゾン処理効果がなく、好ましくは
０．２g-Ｏ3 /g-SS 以上を必要とする。従って、活性汚
泥を酸化するために大量のオゾンを必要とし、このため
のランニングコストや処理動力が高くなるという欠点が
ある。また、大量のオゾンを使用すると、オゾン反応に
より汚泥がＢＯＤ化するときに可溶化し、可溶化により
溶出したＣＯＤ成分が生物処理槽で処理された処理水の
水質を悪化させるという問題がある。
処理による減容化の方法は、特開平６−２０６０８８号
公報に記載されるように、オゾン反応率は０．０２g-Ｏ
3 /g-SS 未満ではオゾン処理効果がなく、好ましくは
０．２g-Ｏ3 /g-SS 以上を必要とする。従って、活性汚
泥を酸化するために大量のオゾンを必要とし、このため
のランニングコストや処理動力が高くなるという欠点が
ある。また、大量のオゾンを使用すると、オゾン反応に
より汚泥がＢＯＤ化するときに可溶化し、可溶化により
溶出したＣＯＤ成分が生物処理槽で処理された処理水の
水質を悪化させるという問題がある。
【０００５】また、ビーズミルや超音波で汚泥を構成す
る菌体を破砕・可溶化する場合も同様に生物処理槽から
の処理水の水質を悪化させるという問題がある。
る菌体を破砕・可溶化する場合も同様に生物処理槽から
の処理水の水質を悪化させるという問題がある。
【０００６】本発明はこのような事情に鑑みて成された
もので、汚泥を可溶化することなく生物活性を高めて、
自己分解性を促進することができるので、生物処理槽に
戻しても処理水を悪化させることのない汚泥処理装置及
びその装置を備えた廃水処理装置を提供することを目的
とする。
もので、汚泥を可溶化することなく生物活性を高めて、
自己分解性を促進することができるので、生物処理槽に
戻しても処理水を悪化させることのない汚泥処理装置及
びその装置を備えた廃水処理装置を提供することを目的
とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１は前記
目的を達成するために、活性汚泥を機械的に微細化する
機械的微細化手段と、前記機械的微細化手段の後段に設
けられ、前記微細化した活性汚泥をオゾン処理するオゾ
ン処理手段と、を備えたことを特徴とする。
目的を達成するために、活性汚泥を機械的に微細化する
機械的微細化手段と、前記機械的微細化手段の後段に設
けられ、前記微細化した活性汚泥をオゾン処理するオゾ
ン処理手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００８】本発明によれば、予め機械的に微細化した
汚泥をオゾン処理することにより汚泥の生物活性を高め
ることができるので、汚泥の自己分解率が向上し、これ
により汚泥の減容化を促進させることができる。また、
オゾン処理する前に予め機械的に微細化することでオゾ
ン反応率を顕著に減らすことができるので、オゾン処理
で汚泥が可溶化することも防止できる。
汚泥をオゾン処理することにより汚泥の生物活性を高め
ることができるので、汚泥の自己分解率が向上し、これ
により汚泥の減容化を促進させることができる。また、
オゾン処理する前に予め機械的に微細化することでオゾ
ン反応率を顕著に減らすことができるので、オゾン処理
で汚泥が可溶化することも防止できる。
【０００９】本発明の請求項２は、請求項１において、
機械的微細化手段の好ましい具体例を限定したもので、
機械的微細化手段は、超音波で活性汚泥を破砕する超音
波式、圧力で活性汚泥を破砕する圧力式、高速回転翼や
ジェット気流で活性汚泥を破砕する粉砕機式の少なくと
も１つを使用する。また、超音波式、圧力式、粉砕機式
をくみあわせてもよい。
機械的微細化手段の好ましい具体例を限定したもので、
機械的微細化手段は、超音波で活性汚泥を破砕する超音
波式、圧力で活性汚泥を破砕する圧力式、高速回転翼や
ジェット気流で活性汚泥を破砕する粉砕機式の少なくと
も１つを使用する。また、超音波式、圧力式、粉砕機式
をくみあわせてもよい。
【００１０】本発明の請求項３は、請求項１又は２にお
いて、機械的微細化手段は、汚泥フロックのメジアン粒
径が３０〜５０μｍの範囲になるように微細化するよう
にしたもので、オゾンとの反応効率を高めることがで
き、且つオゾン反応率が小さくなるので菌体の破砕・可
溶化を一層防止できる。
いて、機械的微細化手段は、汚泥フロックのメジアン粒
径が３０〜５０μｍの範囲になるように微細化するよう
にしたもので、オゾンとの反応効率を高めることがで
き、且つオゾン反応率が小さくなるので菌体の破砕・可
溶化を一層防止できる。
【００１１】本発明の請求項４は、請求項１〜３の何れ
か１において、オゾン処理手段でオゾン処理した活性汚
泥を、曝気装置で栄養源（基質）がない状態で空気又は
酸素を曝気するようにしたので、汚泥を効率的に自己分
解させて減容化できる。
か１において、オゾン処理手段でオゾン処理した活性汚
泥を、曝気装置で栄養源（基質）がない状態で空気又は
酸素を曝気するようにしたので、汚泥を効率的に自己分
解させて減容化できる。
【００１２】本発明の請求項４は、請求項１〜３の何れ
か１において、オゾン処理におけるオゾン反応率が０．
００５g-Ｏ3 /g-SS 以上、 ０．０１５g-Ｏ3 /g-SS 以下
の範囲になるようにしたもので、この範囲にオゾン反応
率を設定することで、菌体の細胞外ポリマーを分解して
汚泥の生物活性を高めるが、汚泥が可溶化することは防
止できる。
か１において、オゾン処理におけるオゾン反応率が０．
００５g-Ｏ3 /g-SS 以上、 ０．０１５g-Ｏ3 /g-SS 以下
の範囲になるようにしたもので、この範囲にオゾン反応
率を設定することで、菌体の細胞外ポリマーを分解して
汚泥の生物活性を高めるが、汚泥が可溶化することは防
止できる。
【００１３】ここで、オゾン反応率とは、一定汚泥量
（ＳＳ）に対して反応したＯ3 量を率で表したものをい
う。
（ＳＳ）に対して反応したＯ3 量を率で表したものをい
う。
【００１４】本発明の請求項５は、請求項１〜４の何れ
か１において、オゾン処理した汚泥を曝気処理装置で基
質が存在しない飢餓状態で空気又は酸素で曝気を曝気す
るので、自己分解が促進されて、汚泥の減容化がなされ
る。
か１において、オゾン処理した汚泥を曝気処理装置で基
質が存在しない飢餓状態で空気又は酸素で曝気を曝気す
るので、自己分解が促進されて、汚泥の減容化がなされ
る。
【００１５】本発明の請求項６は前記目的を達成するた
めに、有機性廃水を生物処理槽で処理する際に生成され
る活性汚泥の一部を、請求項１〜５の何れか１の汚泥処
理装置で処理した後、前記生物処理槽に戻して酸素と反
応させることを特徴とする。
めに、有機性廃水を生物処理槽で処理する際に生成され
る活性汚泥の一部を、請求項１〜５の何れか１の汚泥処
理装置で処理した後、前記生物処理槽に戻して酸素と反
応させることを特徴とする。
【００１６】本発明の請求項６によれば、余剰汚泥の発
生を減少、或いは条件によっては発生しないようにで
き、しかも処理水が悪化することもない。
生を減少、或いは条件によっては発生しないようにで
き、しかも処理水が悪化することもない。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下添付図面に従って、本発明に
係る汚泥処理装置及びその装置を備えた廃水処理装置の
好ましい実施の形態について説明する。
係る汚泥処理装置及びその装置を備えた廃水処理装置の
好ましい実施の形態について説明する。
【００１８】図１は、本発明の廃水処理装置の全体構成
図である。
図である。
【００１９】図１に示すように、廃水処理装置１０は、
主として、廃水処理系統１２と汚泥処理系統１４とから
構成される。
主として、廃水処理系統１２と汚泥処理系統１４とから
構成される。
【００２０】廃水処理系統１２は、主として、有機性廃
水を汚泥により生物処理する生物処理槽１６と、生物処
理槽１６から流出される処理水と汚泥の混合液を固液分
離する固液分離槽１８とから構成される。生物処理槽１
６には、流入管２０から有機性廃水が供給され、生物処
理槽１６の底部に設けられた散気管２４を介してブロア
２２から空気が曝気される。これにより、生物処理槽１
６で好気的な生物学的処理が行なわれ、有機性廃水が浄
化される。浄化された処理水と汚泥の混合液は、流出管
２６を介して固液分離槽１８に流入し、上澄水と沈降汚
泥に固液分離される。処理水は処理水管２８を介して系
外に排出される。一方、固液分離槽１８で沈降した沈降
汚泥は、汚泥移送ポンプ３０により返送汚泥管３２を介
して生物処理槽１６に戻され、残りの汚泥が分配器３４
により返送汚泥管３２から分配管３６に分配されて汚泥
処理系統１４に送られる。
水を汚泥により生物処理する生物処理槽１６と、生物処
理槽１６から流出される処理水と汚泥の混合液を固液分
離する固液分離槽１８とから構成される。生物処理槽１
６には、流入管２０から有機性廃水が供給され、生物処
理槽１６の底部に設けられた散気管２４を介してブロア
２２から空気が曝気される。これにより、生物処理槽１
６で好気的な生物学的処理が行なわれ、有機性廃水が浄
化される。浄化された処理水と汚泥の混合液は、流出管
２６を介して固液分離槽１８に流入し、上澄水と沈降汚
泥に固液分離される。処理水は処理水管２８を介して系
外に排出される。一方、固液分離槽１８で沈降した沈降
汚泥は、汚泥移送ポンプ３０により返送汚泥管３２を介
して生物処理槽１６に戻され、残りの汚泥が分配器３４
により返送汚泥管３２から分配管３６に分配されて汚泥
処理系統１４に送られる。
【００２１】汚泥処理系統１４は、主として、機械的処
理部３７とオゾン処理部４０とから構成される。
理部３７とオゾン処理部４０とから構成される。
【００２２】機械的処理部３７は、汚泥を機械的に微細
化する役目を行い、分配器３４で分配された汚泥を汚泥
処理ポンプ４２で機械的微細化装置３８に送って微細化
する。汚泥を機械的に微細化するエネルギー源としては
超音波、圧力、高速回転翼などを利用することができ
る。
化する役目を行い、分配器３４で分配された汚泥を汚泥
処理ポンプ４２で機械的微細化装置３８に送って微細化
する。汚泥を機械的に微細化するエネルギー源としては
超音波、圧力、高速回転翼などを利用することができ
る。
【００２３】図２の機械的微細化装置３８は、超音波に
より汚泥を破砕するもので、超音波配管４４の外周に超
音波発振器４６を設け、超音波配管４４内を移送される
汚泥に超音波発振器４６から超音波が照射される。これ
により、汚泥を超音波を利用して機械的に微細化する。
この場合、超音波配管４４の出口側に弁４８を設け、汚
泥処理ポンプ４２とにより超音波配管４４内の汚泥に圧
力をかけながら超音波を照射するようにしてもよい。
より汚泥を破砕するもので、超音波配管４４の外周に超
音波発振器４６を設け、超音波配管４４内を移送される
汚泥に超音波発振器４６から超音波が照射される。これ
により、汚泥を超音波を利用して機械的に微細化する。
この場合、超音波配管４４の出口側に弁４８を設け、汚
泥処理ポンプ４２とにより超音波配管４４内の汚泥に圧
力をかけながら超音波を照射するようにしてもよい。
【００２４】図３の機械的微細化装置３８は、圧力によ
り汚泥を破砕するもので、耐圧容器５０に汚泥の流入配
管５２と流出配管５４とが接続されると共に、流入配管
５２と流出配管５４のそれぞれに開閉弁５６、５６が設
けられる。また、耐圧容器５０にはシリンダ装置５８が
設けられ、シリンダ装置５８のピストン６０が耐圧容器
５０内でピストン運動を行う。そして、流出配管５４の
開閉弁５６を閉じた状態で流入配管５２から汚泥を耐圧
容器５０内に流入して満たし、流入配管５２の開閉弁５
６を閉じる。この状態で、耐圧容器５０の径よりも一回
り小さな径のピストン６０がピストン運動を行うことに
より、耐圧容器５０内の汚泥の圧縮を繰り返す。これに
より、汚泥を圧力を利用して機械的に微細化する。
り汚泥を破砕するもので、耐圧容器５０に汚泥の流入配
管５２と流出配管５４とが接続されると共に、流入配管
５２と流出配管５４のそれぞれに開閉弁５６、５６が設
けられる。また、耐圧容器５０にはシリンダ装置５８が
設けられ、シリンダ装置５８のピストン６０が耐圧容器
５０内でピストン運動を行う。そして、流出配管５４の
開閉弁５６を閉じた状態で流入配管５２から汚泥を耐圧
容器５０内に流入して満たし、流入配管５２の開閉弁５
６を閉じる。この状態で、耐圧容器５０の径よりも一回
り小さな径のピストン６０がピストン運動を行うことに
より、耐圧容器５０内の汚泥の圧縮を繰り返す。これに
より、汚泥を圧力を利用して機械的に微細化する。
【００２５】図４の機械的微細化装置３８は、圧力によ
り汚泥を破砕する別の態様であり、耐圧容器６２の下部
には、汚泥供給ポンプ６５を備えた流入配管６４が接続
されると共に、耐圧容器６２の上部には、圧力調整弁６
８を備えた流出配管６６が接続される。これにより、耐
圧容器６２には、容器下部から汚泥が連続的に供給さ
れ、容器上部から排出される。また、耐圧容器６２の下
端部には圧縮エアを供給する高圧エア配管６９が接続さ
れると共に、耐圧容器６２の上端部には、上部ヘッドス
ペース部７０に連通するエア逃がし弁７３付きのエア配
管７５が接続される。これにより、高圧エア配管６９か
ら供給された高圧エアにより、耐圧容器６２内が所定の
高圧状態に加圧され、所定圧力を越えるとエア逃がし弁
７３からエアを逃がすことにより耐圧容器６２内を所定
の高圧状態に維持する。このように、耐圧容器６２内に
て汚泥を高圧状態に一定時間置くことにより、汚泥を圧
力を利用して機械的に微細化する。
り汚泥を破砕する別の態様であり、耐圧容器６２の下部
には、汚泥供給ポンプ６５を備えた流入配管６４が接続
されると共に、耐圧容器６２の上部には、圧力調整弁６
８を備えた流出配管６６が接続される。これにより、耐
圧容器６２には、容器下部から汚泥が連続的に供給さ
れ、容器上部から排出される。また、耐圧容器６２の下
端部には圧縮エアを供給する高圧エア配管６９が接続さ
れると共に、耐圧容器６２の上端部には、上部ヘッドス
ペース部７０に連通するエア逃がし弁７３付きのエア配
管７５が接続される。これにより、高圧エア配管６９か
ら供給された高圧エアにより、耐圧容器６２内が所定の
高圧状態に加圧され、所定圧力を越えるとエア逃がし弁
７３からエアを逃がすことにより耐圧容器６２内を所定
の高圧状態に維持する。このように、耐圧容器６２内に
て汚泥を高圧状態に一定時間置くことにより、汚泥を圧
力を利用して機械的に微細化する。
【００２６】高速回転翼やジェット気流で汚泥を破砕す
る機械的微細化装置３８としては、特に図示しないが、
例えばインペラーミルやジェットミルのような粉砕機を
好適に使用することができる。
る機械的微細化装置３８としては、特に図示しないが、
例えばインペラーミルやジェットミルのような粉砕機を
好適に使用することができる。
【００２７】オゾン処理部４０は、図１に示すように、
オゾン反応塔７２の底部にオゾン散気管７４が設けら
れ、オゾン散気管７４はオゾン発生器７６に接続され
る。このオゾン散気管７４を設けることにより、汚泥に
対するオゾンの反応を効率良く行うことができる。機械
的微細化装置３８で機械的に微細化された汚泥は、供給
管７８によりオゾン反応塔７２の上端部からオゾン反応
塔７２内に供給され、オゾン散気管７４から散気された
オゾンと接触してオゾン処理される。また、オゾン反応
塔７２の底部から汚泥循環配管８０が延設され供給管７
８に接続される。汚泥循環配管８０には汚泥循環ポンプ
８２が設けられ、オゾン反応塔７２でオゾン処理された
汚泥は汚泥循環配管８０、供給管７８を介して再びオゾ
ン反応塔７２の上端部に循環される。
オゾン反応塔７２の底部にオゾン散気管７４が設けら
れ、オゾン散気管７４はオゾン発生器７６に接続され
る。このオゾン散気管７４を設けることにより、汚泥に
対するオゾンの反応を効率良く行うことができる。機械
的微細化装置３８で機械的に微細化された汚泥は、供給
管７８によりオゾン反応塔７２の上端部からオゾン反応
塔７２内に供給され、オゾン散気管７４から散気された
オゾンと接触してオゾン処理される。また、オゾン反応
塔７２の底部から汚泥循環配管８０が延設され供給管７
８に接続される。汚泥循環配管８０には汚泥循環ポンプ
８２が設けられ、オゾン反応塔７２でオゾン処理された
汚泥は汚泥循環配管８０、供給管７８を介して再びオゾ
ン反応塔７２の上端部に循環される。
【００２８】オゾン処理部４０で処理された汚泥は、処
理汚泥移送管８４により、曝気処理装置８６に送られて
曝気処理される。曝気処置装置８６は、汚泥が上端部か
ら供給される曝気槽８８の底部に散気管９０が設けら
れ、散気管９０がブロア９２又は図示しない酸素発生器
に接続される。これにより、曝気槽８８内に供給された
汚泥に散気管９０から空気又は酸素が曝気される。曝気
処理装置８６で処理された汚泥は、廃水処理系統１２の
生物処理槽１６に戻される。
理汚泥移送管８４により、曝気処理装置８６に送られて
曝気処理される。曝気処置装置８６は、汚泥が上端部か
ら供給される曝気槽８８の底部に散気管９０が設けら
れ、散気管９０がブロア９２又は図示しない酸素発生器
に接続される。これにより、曝気槽８８内に供給された
汚泥に散気管９０から空気又は酸素が曝気される。曝気
処理装置８６で処理された汚泥は、廃水処理系統１２の
生物処理槽１６に戻される。
【００２９】次に、以上の如く構成された廃水処理装置
１０の作用について説明する。
１０の作用について説明する。
【００３０】生物処理槽１６に流入する有機性廃水は、
生物処理槽１６内の汚泥及び返送汚泥管３２を介して返
送される汚泥と、散気管２４から曝気される空気と接触
し、好気的な生物処理が行われる。次に、生物処理槽１
６から流出する処理水と汚泥との混合液は、固液分離槽
１８で上澄水と沈降汚泥との固液分離され、上澄水は処
理水として処理水管２８から系外に排出され、沈降汚泥
は分配器３４で分配されて、一部が返送汚泥管３２を介
して生物処理槽に戻され、残りが汚泥処理系統１４に送
られる。
生物処理槽１６内の汚泥及び返送汚泥管３２を介して返
送される汚泥と、散気管２４から曝気される空気と接触
し、好気的な生物処理が行われる。次に、生物処理槽１
６から流出する処理水と汚泥との混合液は、固液分離槽
１８で上澄水と沈降汚泥との固液分離され、上澄水は処
理水として処理水管２８から系外に排出され、沈降汚泥
は分配器３４で分配されて、一部が返送汚泥管３２を介
して生物処理槽に戻され、残りが汚泥処理系統１４に送
られる。
【００３１】汚泥処理系統１４では、先ず機械的処理部
３７において、機械的微細化装置３８により汚泥が機械
的に微細化される。この場合、機械的な破砕力を大きく
して汚泥のフロック径を小さすると、汚泥の可溶化が進
んで汚泥が減容化され易くなる一方、可溶化による弊害
として、汚泥を構成する菌体の破砕によってＣＯＤ成分
が溶出するために、生物処理槽１６からの処理水の水質
が悪化する。その反面、機械的な微細化を行う前の通常
の汚泥のフロック径は６０〜１００μｍの範囲である
が、機械的な微細化を行わずに汚泥のフロック径が大き
いままオゾン処理すると、汚泥とオゾンとの反応効率が
低下する。従って、機械的微細化装置３８で微細化され
る汚泥のフロック径は、ＣＯＤ成分が溶出せず且つオゾ
ンとの反応効率が低下しない範囲のフロック径であるこ
とが重要である。そこで、汚泥のフロック径とＣＯＤの
溶出量との関係を調べたところ、フロック径が３０μｍ
未満よりも細かく微細化した汚泥はＣＯＤ成分の溶出量
が多くなり、フロック径が５０μｍを越える汚泥はオゾ
ンとの反応効率が低下した。このことから、機械的に微
細化された汚泥のフロック径は３０μｍ以上、５０μｍ
以下にすることが好適である。
３７において、機械的微細化装置３８により汚泥が機械
的に微細化される。この場合、機械的な破砕力を大きく
して汚泥のフロック径を小さすると、汚泥の可溶化が進
んで汚泥が減容化され易くなる一方、可溶化による弊害
として、汚泥を構成する菌体の破砕によってＣＯＤ成分
が溶出するために、生物処理槽１６からの処理水の水質
が悪化する。その反面、機械的な微細化を行う前の通常
の汚泥のフロック径は６０〜１００μｍの範囲である
が、機械的な微細化を行わずに汚泥のフロック径が大き
いままオゾン処理すると、汚泥とオゾンとの反応効率が
低下する。従って、機械的微細化装置３８で微細化され
る汚泥のフロック径は、ＣＯＤ成分が溶出せず且つオゾ
ンとの反応効率が低下しない範囲のフロック径であるこ
とが重要である。そこで、汚泥のフロック径とＣＯＤの
溶出量との関係を調べたところ、フロック径が３０μｍ
未満よりも細かく微細化した汚泥はＣＯＤ成分の溶出量
が多くなり、フロック径が５０μｍを越える汚泥はオゾ
ンとの反応効率が低下した。このことから、機械的に微
細化された汚泥のフロック径は３０μｍ以上、５０μｍ
以下にすることが好適である。
【００３２】次に、機械的処理部３７で処理された汚泥
は、オゾン処理部４０のオゾン反応塔７２内でオゾンに
よって酸化処理される。これにより、機械的微細化装置
３８で微細化された汚泥はオゾン処理により更に微細化
される。この汚泥のオゾン処理においても、オゾンの注
入率が多すぎると、汚泥を構成する菌体が可溶化されて
ＣＯＤ成分が溶出すると共に、オゾンにより菌体が死滅
する。そこで、機械的微細化装置３８により汚泥のフロ
ック径を３０μｍ以上、５０μｍ以下の範囲に微細化し
た微細化汚泥を対象に、オゾン反応率と汚泥の生物活性
を調べたところ、オゾン反応率が０．００５g-Ｏ3 /g-S
S 未満ではオゾン処理の効果が現れないと共に、オゾン
反応率が０．０１５g-Ｏ3 /g-SS を越えると、菌体の可
溶化が生じて生物活性が低下した。従って、細胞外ポリ
マを主として分解して、菌体を可溶化しないオゾン反応
率としては、０．００５g-Ｏ3 /g-SS 以上、０．０１５
g-Ｏ3 /g-SS 以下の範囲が好適である。
は、オゾン処理部４０のオゾン反応塔７２内でオゾンに
よって酸化処理される。これにより、機械的微細化装置
３８で微細化された汚泥はオゾン処理により更に微細化
される。この汚泥のオゾン処理においても、オゾンの注
入率が多すぎると、汚泥を構成する菌体が可溶化されて
ＣＯＤ成分が溶出すると共に、オゾンにより菌体が死滅
する。そこで、機械的微細化装置３８により汚泥のフロ
ック径を３０μｍ以上、５０μｍ以下の範囲に微細化し
た微細化汚泥を対象に、オゾン反応率と汚泥の生物活性
を調べたところ、オゾン反応率が０．００５g-Ｏ3 /g-S
S 未満ではオゾン処理の効果が現れないと共に、オゾン
反応率が０．０１５g-Ｏ3 /g-SS を越えると、菌体の可
溶化が生じて生物活性が低下した。従って、細胞外ポリ
マを主として分解して、菌体を可溶化しないオゾン反応
率としては、０．００５g-Ｏ3 /g-SS 以上、０．０１５
g-Ｏ3 /g-SS 以下の範囲が好適である。
【００３３】機械的処理部３７による汚泥の機械的な微
細化に続いてオゾン処理部４０によるオゾン処理で微細
化した汚泥は、２０μｍ程度まで微細化されるが、菌体
の可溶化は生じない。また、汚泥の生物活性（基質分解
活性）はフロック径が小さくなることにより、液との接
触効率が向上するため、汚泥の自己分解率が従来の２倍
以上になる。
細化に続いてオゾン処理部４０によるオゾン処理で微細
化した汚泥は、２０μｍ程度まで微細化されるが、菌体
の可溶化は生じない。また、汚泥の生物活性（基質分解
活性）はフロック径が小さくなることにより、液との接
触効率が向上するため、汚泥の自己分解率が従来の２倍
以上になる。
【００３４】このように、機械的微細化装置３８で汚泥
を機械的に微細化することにより、汚泥のフロックは分
散・微細化され、この微細化された汚泥をオゾン反応塔
７２でオゾン処理することにより、フロックを形成して
いる細胞外ポリマーをオゾンで分解し、汚泥を一層微細
化することができる。これにより、微細化した汚泥は液
接触効率が高くなり、生物活性が高くなる。
を機械的に微細化することにより、汚泥のフロックは分
散・微細化され、この微細化された汚泥をオゾン反応塔
７２でオゾン処理することにより、フロックを形成して
いる細胞外ポリマーをオゾンで分解し、汚泥を一層微細
化することができる。これにより、微細化した汚泥は液
接触効率が高くなり、生物活性が高くなる。
【００３５】次に、この生物活性の高くなった汚泥を曝
気処理装置８６に送り、基質の流入しない曝気槽８８内
で飢餓状態で空気又は酸素を曝気することで、自己分解
が促進される。これにより、生物処理槽１６で減容化さ
れる前段において汚泥の減容化を行うことができるの
で、生物反応槽１６での減容負荷を低減できる。
気処理装置８６に送り、基質の流入しない曝気槽８８内
で飢餓状態で空気又は酸素を曝気することで、自己分解
が促進される。これにより、生物処理槽１６で減容化さ
れる前段において汚泥の減容化を行うことができるの
で、生物反応槽１６での減容負荷を低減できる。
【００３６】次に、曝気槽８８で減容化された汚泥は生
物処理槽１６に送られ、散気管２４から曝気される空気
又は酸化態窒素と反応することで自己分解し、更に減容
化される。
物処理槽１６に送られ、散気管２４から曝気される空気
又は酸化態窒素と反応することで自己分解し、更に減容
化される。
【００３７】
【実施例】（実施例１）機械的微細化装置で汚泥を微細
化した後のオゾン処理効率を確認するため、オゾン反応
率を変化させたときの汚泥減容率を調べた。本発明で
は、汚泥をジェットミルによりフロック径を３０μｍか
ら５０μｍとし、オゾン反応塔で一定時間オゾンと反応
させた。次に、この汚泥をメスシリンダ内で２４時間空
気を曝気した後の汚泥量を測定して汚泥減容率を計算す
ると共に、２４時間曝気後の汚泥ろ過液のＣＯＤ値を測
定した。
化した後のオゾン処理効率を確認するため、オゾン反応
率を変化させたときの汚泥減容率を調べた。本発明で
は、汚泥をジェットミルによりフロック径を３０μｍか
ら５０μｍとし、オゾン反応塔で一定時間オゾンと反応
させた。次に、この汚泥をメスシリンダ内で２４時間空
気を曝気した後の汚泥量を測定して汚泥減容率を計算す
ると共に、２４時間曝気後の汚泥ろ過液のＣＯＤ値を測
定した。
【００３８】尚、比較例として、汚泥を機械的な微細化
をせずにオゾンのみで単独処理する従来法での汚泥減容
率を調べた。また、汚泥減容率は、オゾン単独処理の従
来法における最大汚泥減容時を１００としたときの相対
値として表した。試験結果を図５に示す。
をせずにオゾンのみで単独処理する従来法での汚泥減容
率を調べた。また、汚泥減容率は、オゾン単独処理の従
来法における最大汚泥減容時を１００としたときの相対
値として表した。試験結果を図５に示す。
【００３９】図５に示すように、本発明の場合には、汚
泥をジェットミルにより予め微細化してからオゾン処理
することにより、約０．０１g-Ｏ3 /g-SS のオゾン反応
率で略１００％の最大減容率が得られた。一方、オゾン
単独処理の従来法の場合には、約０．１０g-Ｏ3 /g-SS
のオゾン反応率で略１００％の最大減容率が得られ、本
発明の１０倍のオゾン反応率が必要であった。最大減容
時における汚泥ろ過液のＣＯＤ増加値は、本発明の場合
には２ｍｇ／Ｌであり、殆ど増加しなかったのに対し、
従来法の場合には１５ｍｇ／Ｌ増加した。この結果か
ら、汚泥をジェットミルにより予め微細化してからオゾ
ン処理することにより、汚泥が可溶化せずにＣＯＤの溶
出が殆どないため、水質が悪化しないことが分かる。
泥をジェットミルにより予め微細化してからオゾン処理
することにより、約０．０１g-Ｏ3 /g-SS のオゾン反応
率で略１００％の最大減容率が得られた。一方、オゾン
単独処理の従来法の場合には、約０．１０g-Ｏ3 /g-SS
のオゾン反応率で略１００％の最大減容率が得られ、本
発明の１０倍のオゾン反応率が必要であった。最大減容
時における汚泥ろ過液のＣＯＤ増加値は、本発明の場合
には２ｍｇ／Ｌであり、殆ど増加しなかったのに対し、
従来法の場合には１５ｍｇ／Ｌ増加した。この結果か
ら、汚泥をジェットミルにより予め微細化してからオゾ
ン処理することにより、汚泥が可溶化せずにＣＯＤの溶
出が殆どないため、水質が悪化しないことが分かる。
【００４０】また、図５から分かるように、本発明の汚
泥処理の場合には、オゾン反応率が０．１５g-Ｏ3 /g-S
S のオゾン反応率で完全に１００％の最大減容率が得ら
れ、それ以上オゾン反応率を増加しても無駄になること
から、オゾン反応率の上限は０．１５g-Ｏ3 /g-SS が好
ましい。また、本発明の場合、オゾン反応率が０．００
５g-Ｏ3 /g-SS で、８０％の汚泥減容率が得られ、実用
的にも十分であることから、オゾン反応率の下限は０．
００５g-Ｏ3 /g-SS が好ましい。 （実施例２）本発明の汚泥処理の効果を確認するため、
ＢＯＤ含量が２００ｍｇ／Ｌの合成廃水について生物処
理槽で生物処理したときに発生する汚泥を、ジェットミ
ルにより予め微細化してからオゾン処理から生物処理槽
に戻した場合（本発明）、汚泥をオゾンで単独処理して
から生物処理槽に戻した場合（従来法１）、汚泥処理を
全く行わないで生物処理槽に戻した場合（従来法２）の
３通りで比較した。３通りの何れの場合も、ＢＯＤ容積
負荷（kg-BOD/m3 ・日) は０．８である。また、本発明
と従来法１のオゾン反応率は、０．０１５g-Ｏ3 /g-SS
で同じにした。
泥処理の場合には、オゾン反応率が０．１５g-Ｏ3 /g-S
S のオゾン反応率で完全に１００％の最大減容率が得ら
れ、それ以上オゾン反応率を増加しても無駄になること
から、オゾン反応率の上限は０．１５g-Ｏ3 /g-SS が好
ましい。また、本発明の場合、オゾン反応率が０．００
５g-Ｏ3 /g-SS で、８０％の汚泥減容率が得られ、実用
的にも十分であることから、オゾン反応率の下限は０．
００５g-Ｏ3 /g-SS が好ましい。 （実施例２）本発明の汚泥処理の効果を確認するため、
ＢＯＤ含量が２００ｍｇ／Ｌの合成廃水について生物処
理槽で生物処理したときに発生する汚泥を、ジェットミ
ルにより予め微細化してからオゾン処理から生物処理槽
に戻した場合（本発明）、汚泥をオゾンで単独処理して
から生物処理槽に戻した場合（従来法１）、汚泥処理を
全く行わないで生物処理槽に戻した場合（従来法２）の
３通りで比較した。３通りの何れの場合も、ＢＯＤ容積
負荷（kg-BOD/m3 ・日) は０．８である。また、本発明
と従来法１のオゾン反応率は、０．０１５g-Ｏ3 /g-SS
で同じにした。
【００４１】評価方法は、発生する余剰汚泥量で対比し
た。尚、余剰汚泥量は、汚泥処理を全く行わない従来法
での余剰汚泥量を１００としたときの相対値（％）とし
て示した。試験結果を表１に示す。
た。尚、余剰汚泥量は、汚泥処理を全く行わない従来法
での余剰汚泥量を１００としたときの相対値（％）とし
て示した。試験結果を表１に示す。
【００４２】表１から分かるように、ジェットミルによ
り予め微細化してからオゾン処理する本発明の場合に
は、汚泥処理後の生物活性が高くなることから、生物反
応槽での自己分解を促進でき、余剰汚泥を全く発生しな
い運転を行うことができた。これに対し、オゾン単独処
理の従来法１では、汚泥処理を全く行わない従来法２の
余剰汚泥量１００％に対して７０であり、３０％しか減
容化されなかった。
り予め微細化してからオゾン処理する本発明の場合に
は、汚泥処理後の生物活性が高くなることから、生物反
応槽での自己分解を促進でき、余剰汚泥を全く発生しな
い運転を行うことができた。これに対し、オゾン単独処
理の従来法１では、汚泥処理を全く行わない従来法２の
余剰汚泥量１００％に対して７０であり、３０％しか減
容化されなかった。
【００４３】
【表１】
【００４４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の汚泥処理
装置及びそれを備えた廃水処理装置によれば、汚泥を可
溶化することなく生物活性を高めて、自己分解性を促進
することができるので、生物処理槽に戻しても処理水を
悪化させることがない。
装置及びそれを備えた廃水処理装置によれば、汚泥を可
溶化することなく生物活性を高めて、自己分解性を促進
することができるので、生物処理槽に戻しても処理水を
悪化させることがない。
【図１】本発明の廃水処理装置の全体構成図
【図２】超音波を利用した機械的微細化装置の概要図
【図３】圧力を利用した機械的微細化装置の概要図
【図４】圧力を利用した機械的微細化装置の別の概要図
【図５】本発明の汚泥処理と従来の汚泥処理とにおける
オゾン反応率と汚泥減容率との関係を示したグラフ。
オゾン反応率と汚泥減容率との関係を示したグラフ。
１０…廃水処理装置、１２…廃水処理系統、１４…汚泥
処理系統、１６…生物処理槽、１８…固液分離槽、２０
…流入管、２２…ブロア、２４…散気管、２６…流出
管、２８…処理水管、３０…返送汚泥ポンプ、３２…返
送汚泥管、３４…分配器、３６…分配管、３７…機械的
処理部、３８…機械的微細化装置、４０…オゾン処理
部、４２…汚泥処理ポンプ、４４…超音波配管、４６…
超音波発振器、４８…弁、５０…耐圧容器、５２…流入
配管、５４…流出配管、５６…開閉弁、５８…シリンダ
装置、６０…ピストン、６２…耐圧容器、６４…流入配
管、６５…汚泥供給ポンプ、６６…流出配管、６８…圧
力調整弁、６９…高圧エア配管、７２…オゾン反応塔、
７３…エア逃がし弁、７４…オゾン散気管、７５…エア
逃がし配管、７６…オゾン発生器
処理系統、１６…生物処理槽、１８…固液分離槽、２０
…流入管、２２…ブロア、２４…散気管、２６…流出
管、２８…処理水管、３０…返送汚泥ポンプ、３２…返
送汚泥管、３４…分配器、３６…分配管、３７…機械的
処理部、３８…機械的微細化装置、４０…オゾン処理
部、４２…汚泥処理ポンプ、４４…超音波配管、４６…
超音波発振器、４８…弁、５０…耐圧容器、５２…流入
配管、５４…流出配管、５６…開閉弁、５８…シリンダ
装置、６０…ピストン、６２…耐圧容器、６４…流入配
管、６５…汚泥供給ポンプ、６６…流出配管、６８…圧
力調整弁、６９…高圧エア配管、７２…オゾン反応塔、
７３…エア逃がし弁、７４…オゾン散気管、７５…エア
逃がし配管、７６…オゾン発生器
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 麻生 伸二
東京都千代田区内神田１丁目１番14号 日
立プラント建設株式会社内
Ｆターム(参考） 4D028 BC28 BD11 BD16
4D059 AA05 BA01 BC10 BJ01 BK11
BK12 BK22 DA43 EB07 EB20
Claims (6)
- 【請求項１】活性汚泥を機械的に微細化する機械的微細
化手段と、 前記機械的微細化手段の後段に設けられ、前記微細化し
た活性汚泥をオゾン処理するオゾン処理手段と、 を備えたことを特徴とする汚泥処理装置。 - 【請求項２】前記機械的微細化手段は、超音波で活性汚
泥を破砕する超音波式、圧力で活性汚泥を破砕する圧力
式、高速回転翼やジェット気流で活性汚泥を破砕する粉
砕機式の少なくとも１つであることを特徴とする請求項
１の汚泥処理装置。 - 【請求項３】前記機械的微細化手段は、前記活性汚泥に
おけるフロックのメジアン粒径が３０〜５０μｍの範囲
になるように微細化することを特徴とする請求項１又は
２の汚泥処理装置。 - 【請求項４】前記オゾン処理手段の後段に、オゾン処理
した活性汚泥に酸素又は空気を曝気する曝気処理装置を
設けたことを特徴とする請求項１〜３の何れか１の汚泥
処理装置。 - 【請求項５】前記オゾン処理手段は、オゾン反応率が
０．００５g-Ｏ3 /g-SS 以上、 ０．０１５g-Ｏ3 /g-SS
以下の範囲になるようにすることを特徴とする請求項１
〜４の何れか１に記載の汚泥処理装置。 - 【請求項６】有機性廃水を生物処理槽で処理する際に生
成される活性汚泥の一部を、請求項１〜５の何れか１の
汚泥処理装置で処理した後、前記生物処理槽に戻して酸
素と反応させることを特徴とする廃水処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002071502A JP3724572B2 (ja) | 2002-03-15 | 2002-03-15 | 汚泥処理装置及びそれを備えた廃水処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002071502A JP3724572B2 (ja) | 2002-03-15 | 2002-03-15 | 汚泥処理装置及びそれを備えた廃水処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003266100A true JP2003266100A (ja) | 2003-09-24 |
| JP3724572B2 JP3724572B2 (ja) | 2005-12-07 |
Family
ID=29201764
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002071502A Expired - Fee Related JP3724572B2 (ja) | 2002-03-15 | 2002-03-15 | 汚泥処理装置及びそれを備えた廃水処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3724572B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008221114A (ja) * | 2007-03-12 | 2008-09-25 | Yaskawa Electric Corp | 燐分離装置と燐含有有機性廃水の処理方法およびその装置 |
| KR101309422B1 (ko) * | 2010-11-29 | 2013-09-24 | 에스워터(주) | 가축분뇨의 혐기성소화 전처리 장치 |
| CN113348151A (zh) * | 2019-01-31 | 2021-09-03 | 三菱电机株式会社 | 污水处理装置及污水处理方法 |
-
2002
- 2002-03-15 JP JP2002071502A patent/JP3724572B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008221114A (ja) * | 2007-03-12 | 2008-09-25 | Yaskawa Electric Corp | 燐分離装置と燐含有有機性廃水の処理方法およびその装置 |
| KR101309422B1 (ko) * | 2010-11-29 | 2013-09-24 | 에스워터(주) | 가축분뇨의 혐기성소화 전처리 장치 |
| CN113348151A (zh) * | 2019-01-31 | 2021-09-03 | 三菱电机株式会社 | 污水处理装置及污水处理方法 |
| CN113348151B (zh) * | 2019-01-31 | 2023-05-09 | 三菱电机株式会社 | 污水处理装置及污水处理方法 |
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|---|---|
| JP3724572B2 (ja) | 2005-12-07 |
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