JP3447037B2 - 活性汚泥の好気性消化方法 - Google Patents
活性汚泥の好気性消化方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、有機性汚水の活性
汚泥処理施設から排出される余剰活性汚泥を大幅に減量
化する方法に関する。 【０００２】 【従来の技術】下水の活性汚泥処理施設など、有機性汚
水の活性汚泥処理施設から大量の余剰活性汚泥が発生し
ており、これらの余剰活性汚泥の処理処分が現在最大の
問題になっている。従来、余剰活性汚泥は難脱水性であ
るため、多量の脱水助剤（ポリマなど）を添加し脱水機
で脱水した後焼却処分しているが、汚泥が大量な場合、
脱水助剤コストが高く、脱水機、焼却炉が大規模なもの
になり設備費、維持管理費が多大になっている。なお、
従来より前記余剰活性汚泥を生物学的に減量する汚泥減
量化法として嫌気性消化法、好気性消化法があるが、１
０日間以上という長時間の滞留時間を必要とする割りに
は減量化率が劣るため、最近はほとんど採用されない。
また図２のように、活性汚泥に直接オゾンを添加し汚泥
を可溶化したのち好気性消化する方法（特公昭５７−１
９７１９）も提案されているが、この方法を有機性汚水
の生物処理施設からの余剰活性汚泥の減量化に適用する
のは所要オゾン添加量が多くなり、オゾンコストが高額
につくため実用性が乏しい。 【０００３】また余剰活性汚泥に直接オゾンを添加して
汚泥を可溶化する前記技術には次の問題点もある。すな
わち、余剰活性汚泥に直接オゾンを添加して汚泥を一部
可溶化した後好気性消化槽に送って好気性消化すると、 供給活性汚泥には可溶化されない汚泥がかなり存在
し、この可溶化されない汚泥を好気性消化するのが極め
て困難である。 一部可溶化して生成したＢＯＤを含む供給生物汚泥
から新たな汚泥が多量に生成する。この新たに生成した
汚泥にはオゾンが添加されないので、これら汚泥の好気
性消化は進行しにくい。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】本発明は、活性汚泥に
直接オゾンを添加して好気性消化する前記処理法を見直
し、低コストで活性汚泥を好気性消化する際に発生する
余剰活性処理汚泥を完全に減量化できる新技術を提供す
ることが課題である。そのことによって汚泥脱水機、焼
却炉を不要にし汚泥処理工程を合理化することを課題と
する。 【０００５】 【課題を解決するための手段】本発明は好気性消化とオ
ゾン酸化による汚泥の可溶化を新規な態様で結合させ、
活性汚泥を好気性消化しながらオゾン酸化し汚泥の効果
的減量化を実現する。すなわち、本発明の好気性消化方
法は、有機性汚水の活性汚泥処理施設から排出される余
剰活性汚泥を、好気性消化した後固液分離し、該固液分
離で分離された分離汚泥の大部分を前記好気性消化工程
に返送すると共に、該分離汚泥の一部にオゾンを添加し
て処理し、前記分離汚泥の大部分と共に前記好気性消化
工程に供給することを特徴とする活性汚泥の好気性消化
方法である。なお、以下には有機性汚水の活性汚泥処理
施設から発生する汚泥は活性汚泥、その活性汚泥を好気
性消化した汚泥は「生物処理汚泥」という。 【０００６】既に前記したように、活性汚泥に直接オゾ
ンを添加して化学的にオゾン酸化処理して可溶化する場
合は、多量のオゾンが必要となるが、本発明の態様では
活性汚泥を好気性消化して生物処理汚泥とし、前記好気
性微生物に分解され易い生物処理汚泥にオゾンを添加し
てオゾン酸化して可溶化して減量化するので、減量化が
容易に進行する。また、生物処理汚泥の一部にオゾンを
添加し、可溶化した場合、可溶化汚泥中に残留するオゾ
ンは少ないので、これを好気性消化工程に還流した時好
気性消化の微生物に及ぼす残留オゾンの影響が少ない。 【０００７】また好気性消化工程では、適当な一定範囲
の汚泥濃度に維持することが消化処理を効率的なものに
するが、この所定の濃度に維持するためには消化汚泥の
一部を好気性消化工程から抜き出すことが望ましい。本
発明においては、好気性消化工程から系外に抜き出した
一部の汚泥にオゾンを添加して化学酸化により汚泥を可
溶化し、可溶化汚泥を好気性消化工程に返送することに
より余剰汚泥を減量化すると共に、好気性消化工程内の
汚泥濃度もまた適当な一定範囲の汚泥濃度に維持するこ
とが可能である。 【０００８】生物処理汚泥を効果的に可溶化するための
オゾンの適性添加量は、生物処理汚泥固形物に対しおお
よそ１０〜２０％である。本発明では、好気性消化工程
から系外に抜き出した一部の生物処理汚泥にオゾンを添
加してオゾン酸化するので、生物汚泥を直接化学的にオ
ゾン酸化処理して可溶化する場合に比較し、オゾンの使
用量を大幅に少なくできるので、オゾンコストも大幅に
低減することができる。生物処理汚泥にオゾンを添加し
て化学酸化により可溶化した汚泥（可溶化汚泥）は、そ
の後、可溶化汚泥をさらに好気性微生物の存在下で曝気
処理する好気性消化工程に供給し、可溶化汚泥を好気性
微生物により炭酸ガスと水に分解する。 【０００９】本発明の別の態様として、生物処理汚泥に
オゾンを添加してオゾン酸化し、可溶化した可溶化汚泥
をさらに好気性消化する好気性消化工程としては、先工
程の好気性消化工程に直接還流するのではなく、別の下
水などの汚水の活性汚泥法などの好気性消化工程が行わ
れる生物処理工程を利用し、或いはそれを間に介在させ
るようにしても構わない。本発明において、好気性消化
工程における固液分離する手段としては、(i) 沈澱池に
貯蔵し、沈降性汚泥は沈降させて固液分離する方法や(i
i)分離膜を装填したろ過器により固液分離する方法等を
挙げることができる。 【００１０】 【発明の実施の形態】本発明の有機性汚泥の減量化方法
の１例を以下に図１により説明する。下水などの有機性
汚水の活性汚泥処理施設から排出される余剰活性汚泥１
を好気性消化槽２に供給し、酸素含有ガス（空気など）
で曝気し好気性消化する。好気性消化によって活性汚泥
は自己消化を起こし、汚泥の一部（３０％程度）が炭酸
ガス、水に分解される。しかし大部分（７０％程度）の
汚泥は、長時間曝気しても自己消化が進みにくく減量化
が進まない。好気性消化槽２からその生物処理汚泥を固
液分離槽３へ送る。本発明では好気性消化槽２に後続す
る固液分離槽３（例えば沈澱槽）から沈澱した分離汚泥
４を引き抜き、その大部分は返送汚泥５として好気性消
化槽２に返送し、その一部の汚泥は移送汚泥６としてオ
ゾン酸化槽７に移送し、オゾン酸化槽７において汚泥に
オゾン８を添加し、酸化反応によって汚泥を可溶化し、
可溶化汚泥９は前記返送汚泥５と共に好気性消化槽２に
返送する。 【００１１】本発明の方法においては、好気性消化によ
って消化されて得た生物処理汚泥の一部を分岐し、その
分岐した汚泥にオゾンを添加して可溶化し、可溶化汚泥
を好気性消化槽２に返送するようにした結果、汚泥の自
己消化がきわめて効果的に進むことが認められた。この
理由はオゾンの酸化作用によって、汚泥の自己消化の進
行を妨げている多糖類、強固な微生物細胞壁が破壊され
やすくなり自己消化が進みやすくなるためではないかと
考えられる。 【００１２】本発明により活性汚泥は、ほぼ完全に減量
化され、図１のプロセスから系外にほとんど汚泥が発生
しなくなる。従って汚泥脱水機、汚泥焼却炉などが不要
になるか又は大幅に小さい規模で済む。本発明における
好気性消化槽の水理学的滞留時間は７日程度で良く、従
来の好気性消化法の所要滞留日数の１／２程度に縮小さ
れる。本発明におけるオゾンの適正添加量は、分岐した
生物処理汚泥の固形物１ｋｇあたり３〜５％と少ない量
で十分である。本発明は好気性消化しながら少量のオゾ
ンを添加し消化の阻害要因を減少させる方法を適用した
ため、前述した図２に示した公知技術（供給活性汚泥に
多量のオゾンを添加し汚泥を十分可溶化したのち好気性
消化する方法）に比べオゾン添加量が少なくて済む。 【００１３】また本発明による活性汚泥の減量化方法に
おいて、好気性消化槽で消化された生物処理汚泥を膜分
離手段により固液分離した場合、興味深い効果が認めら
れた。すなわち、膜分離おいて膜汚染が少なくなること
が認められた。そのため従来公知の余剰汚泥処理工程で
は沈澱法により固液分離する必要があるのに対し、本発
明ではより効率的な膜分離手段により固液分離しても分
離膜をほとんど交換する必要がないので十分使用できる
という利点が認められた。 【００１４】 【実施例】図１の工程に基づく実験条件を第１表に示
す。下水の余剰活性汚泥（固形物濃度５．０ｇ／リット
ル）を前記図１に示した処理フローに従って処理した。
汚泥処理量は１０リットル／日（５０ｇ／日）である。
好気性消化工程で使用する好気性消化槽２の容積は７０
リットルであり、消化槽２を空気で曝気し、槽内被処理
液中の溶存酸素量は５〜６ｍｇ／リットルに維持し、消
化槽１内の温度は２５℃で、汚泥濃度は５〜６ｇ／リッ
トルである。前記の好気性消化により生成した生物処理
汚泥は沈澱法により固液分離し、そこで分離された分離
水は系外に排出し、分離汚泥４の大部分は返送汚泥５と
して好気性消化槽２に返送する。分離汚泥の一部は、移
送汚泥６として下記第１表に示す仕様のオゾン酸化槽７
に導入し、そこで前記汚泥にオゾン８を添加し、酸化反
応によって汚泥を可溶化し、可溶化汚泥９は前記返送汚
泥５と共に好気性消化槽２に返送する。 【００１５】 【表１】 【００１６】この条件で９カ月試験を続けた結果、供給
した余剰活性汚泥総重量（９ｋｇ）の９６％が分解さ
れ、系外への汚泥排出量は微量であった。 【００１７】 【発明の効果】 １．余剰活性汚泥の減量効果が著しく大きく、汚泥処理
処分工程が合理化される。系外への汚泥排出量を微量と
することができる。 ２．活性汚泥に対して使用するオゾン量が著しく減少す
るために、オゾン添加コストが削減される。
汚泥処理施設から排出される余剰活性汚泥を大幅に減量
化する方法に関する。 【０００２】 【従来の技術】下水の活性汚泥処理施設など、有機性汚
水の活性汚泥処理施設から大量の余剰活性汚泥が発生し
ており、これらの余剰活性汚泥の処理処分が現在最大の
問題になっている。従来、余剰活性汚泥は難脱水性であ
るため、多量の脱水助剤（ポリマなど）を添加し脱水機
で脱水した後焼却処分しているが、汚泥が大量な場合、
脱水助剤コストが高く、脱水機、焼却炉が大規模なもの
になり設備費、維持管理費が多大になっている。なお、
従来より前記余剰活性汚泥を生物学的に減量する汚泥減
量化法として嫌気性消化法、好気性消化法があるが、１
０日間以上という長時間の滞留時間を必要とする割りに
は減量化率が劣るため、最近はほとんど採用されない。
また図２のように、活性汚泥に直接オゾンを添加し汚泥
を可溶化したのち好気性消化する方法（特公昭５７−１
９７１９）も提案されているが、この方法を有機性汚水
の生物処理施設からの余剰活性汚泥の減量化に適用する
のは所要オゾン添加量が多くなり、オゾンコストが高額
につくため実用性が乏しい。 【０００３】また余剰活性汚泥に直接オゾンを添加して
汚泥を可溶化する前記技術には次の問題点もある。すな
わち、余剰活性汚泥に直接オゾンを添加して汚泥を一部
可溶化した後好気性消化槽に送って好気性消化すると、 供給活性汚泥には可溶化されない汚泥がかなり存在
し、この可溶化されない汚泥を好気性消化するのが極め
て困難である。 一部可溶化して生成したＢＯＤを含む供給生物汚泥
から新たな汚泥が多量に生成する。この新たに生成した
汚泥にはオゾンが添加されないので、これら汚泥の好気
性消化は進行しにくい。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】本発明は、活性汚泥に
直接オゾンを添加して好気性消化する前記処理法を見直
し、低コストで活性汚泥を好気性消化する際に発生する
余剰活性処理汚泥を完全に減量化できる新技術を提供す
ることが課題である。そのことによって汚泥脱水機、焼
却炉を不要にし汚泥処理工程を合理化することを課題と
する。 【０００５】 【課題を解決するための手段】本発明は好気性消化とオ
ゾン酸化による汚泥の可溶化を新規な態様で結合させ、
活性汚泥を好気性消化しながらオゾン酸化し汚泥の効果
的減量化を実現する。すなわち、本発明の好気性消化方
法は、有機性汚水の活性汚泥処理施設から排出される余
剰活性汚泥を、好気性消化した後固液分離し、該固液分
離で分離された分離汚泥の大部分を前記好気性消化工程
に返送すると共に、該分離汚泥の一部にオゾンを添加し
て処理し、前記分離汚泥の大部分と共に前記好気性消化
工程に供給することを特徴とする活性汚泥の好気性消化
方法である。なお、以下には有機性汚水の活性汚泥処理
施設から発生する汚泥は活性汚泥、その活性汚泥を好気
性消化した汚泥は「生物処理汚泥」という。 【０００６】既に前記したように、活性汚泥に直接オゾ
ンを添加して化学的にオゾン酸化処理して可溶化する場
合は、多量のオゾンが必要となるが、本発明の態様では
活性汚泥を好気性消化して生物処理汚泥とし、前記好気
性微生物に分解され易い生物処理汚泥にオゾンを添加し
てオゾン酸化して可溶化して減量化するので、減量化が
容易に進行する。また、生物処理汚泥の一部にオゾンを
添加し、可溶化した場合、可溶化汚泥中に残留するオゾ
ンは少ないので、これを好気性消化工程に還流した時好
気性消化の微生物に及ぼす残留オゾンの影響が少ない。 【０００７】また好気性消化工程では、適当な一定範囲
の汚泥濃度に維持することが消化処理を効率的なものに
するが、この所定の濃度に維持するためには消化汚泥の
一部を好気性消化工程から抜き出すことが望ましい。本
発明においては、好気性消化工程から系外に抜き出した
一部の汚泥にオゾンを添加して化学酸化により汚泥を可
溶化し、可溶化汚泥を好気性消化工程に返送することに
より余剰汚泥を減量化すると共に、好気性消化工程内の
汚泥濃度もまた適当な一定範囲の汚泥濃度に維持するこ
とが可能である。 【０００８】生物処理汚泥を効果的に可溶化するための
オゾンの適性添加量は、生物処理汚泥固形物に対しおお
よそ１０〜２０％である。本発明では、好気性消化工程
から系外に抜き出した一部の生物処理汚泥にオゾンを添
加してオゾン酸化するので、生物汚泥を直接化学的にオ
ゾン酸化処理して可溶化する場合に比較し、オゾンの使
用量を大幅に少なくできるので、オゾンコストも大幅に
低減することができる。生物処理汚泥にオゾンを添加し
て化学酸化により可溶化した汚泥（可溶化汚泥）は、そ
の後、可溶化汚泥をさらに好気性微生物の存在下で曝気
処理する好気性消化工程に供給し、可溶化汚泥を好気性
微生物により炭酸ガスと水に分解する。 【０００９】本発明の別の態様として、生物処理汚泥に
オゾンを添加してオゾン酸化し、可溶化した可溶化汚泥
をさらに好気性消化する好気性消化工程としては、先工
程の好気性消化工程に直接還流するのではなく、別の下
水などの汚水の活性汚泥法などの好気性消化工程が行わ
れる生物処理工程を利用し、或いはそれを間に介在させ
るようにしても構わない。本発明において、好気性消化
工程における固液分離する手段としては、(i) 沈澱池に
貯蔵し、沈降性汚泥は沈降させて固液分離する方法や(i
i)分離膜を装填したろ過器により固液分離する方法等を
挙げることができる。 【００１０】 【発明の実施の形態】本発明の有機性汚泥の減量化方法
の１例を以下に図１により説明する。下水などの有機性
汚水の活性汚泥処理施設から排出される余剰活性汚泥１
を好気性消化槽２に供給し、酸素含有ガス（空気など）
で曝気し好気性消化する。好気性消化によって活性汚泥
は自己消化を起こし、汚泥の一部（３０％程度）が炭酸
ガス、水に分解される。しかし大部分（７０％程度）の
汚泥は、長時間曝気しても自己消化が進みにくく減量化
が進まない。好気性消化槽２からその生物処理汚泥を固
液分離槽３へ送る。本発明では好気性消化槽２に後続す
る固液分離槽３（例えば沈澱槽）から沈澱した分離汚泥
４を引き抜き、その大部分は返送汚泥５として好気性消
化槽２に返送し、その一部の汚泥は移送汚泥６としてオ
ゾン酸化槽７に移送し、オゾン酸化槽７において汚泥に
オゾン８を添加し、酸化反応によって汚泥を可溶化し、
可溶化汚泥９は前記返送汚泥５と共に好気性消化槽２に
返送する。 【００１１】本発明の方法においては、好気性消化によ
って消化されて得た生物処理汚泥の一部を分岐し、その
分岐した汚泥にオゾンを添加して可溶化し、可溶化汚泥
を好気性消化槽２に返送するようにした結果、汚泥の自
己消化がきわめて効果的に進むことが認められた。この
理由はオゾンの酸化作用によって、汚泥の自己消化の進
行を妨げている多糖類、強固な微生物細胞壁が破壊され
やすくなり自己消化が進みやすくなるためではないかと
考えられる。 【００１２】本発明により活性汚泥は、ほぼ完全に減量
化され、図１のプロセスから系外にほとんど汚泥が発生
しなくなる。従って汚泥脱水機、汚泥焼却炉などが不要
になるか又は大幅に小さい規模で済む。本発明における
好気性消化槽の水理学的滞留時間は７日程度で良く、従
来の好気性消化法の所要滞留日数の１／２程度に縮小さ
れる。本発明におけるオゾンの適正添加量は、分岐した
生物処理汚泥の固形物１ｋｇあたり３〜５％と少ない量
で十分である。本発明は好気性消化しながら少量のオゾ
ンを添加し消化の阻害要因を減少させる方法を適用した
ため、前述した図２に示した公知技術（供給活性汚泥に
多量のオゾンを添加し汚泥を十分可溶化したのち好気性
消化する方法）に比べオゾン添加量が少なくて済む。 【００１３】また本発明による活性汚泥の減量化方法に
おいて、好気性消化槽で消化された生物処理汚泥を膜分
離手段により固液分離した場合、興味深い効果が認めら
れた。すなわち、膜分離おいて膜汚染が少なくなること
が認められた。そのため従来公知の余剰汚泥処理工程で
は沈澱法により固液分離する必要があるのに対し、本発
明ではより効率的な膜分離手段により固液分離しても分
離膜をほとんど交換する必要がないので十分使用できる
という利点が認められた。 【００１４】 【実施例】図１の工程に基づく実験条件を第１表に示
す。下水の余剰活性汚泥（固形物濃度５．０ｇ／リット
ル）を前記図１に示した処理フローに従って処理した。
汚泥処理量は１０リットル／日（５０ｇ／日）である。
好気性消化工程で使用する好気性消化槽２の容積は７０
リットルであり、消化槽２を空気で曝気し、槽内被処理
液中の溶存酸素量は５〜６ｍｇ／リットルに維持し、消
化槽１内の温度は２５℃で、汚泥濃度は５〜６ｇ／リッ
トルである。前記の好気性消化により生成した生物処理
汚泥は沈澱法により固液分離し、そこで分離された分離
水は系外に排出し、分離汚泥４の大部分は返送汚泥５と
して好気性消化槽２に返送する。分離汚泥の一部は、移
送汚泥６として下記第１表に示す仕様のオゾン酸化槽７
に導入し、そこで前記汚泥にオゾン８を添加し、酸化反
応によって汚泥を可溶化し、可溶化汚泥９は前記返送汚
泥５と共に好気性消化槽２に返送する。 【００１５】 【表１】 【００１６】この条件で９カ月試験を続けた結果、供給
した余剰活性汚泥総重量（９ｋｇ）の９６％が分解さ
れ、系外への汚泥排出量は微量であった。 【００１７】 【発明の効果】 １．余剰活性汚泥の減量効果が著しく大きく、汚泥処理
処分工程が合理化される。系外への汚泥排出量を微量と
することができる。 ２．活性汚泥に対して使用するオゾン量が著しく減少す
るために、オゾン添加コストが削減される。
【図面の簡単な説明】
【図１】活性汚泥を好気性消化した後その分離汚泥の一
部をオゾン酸化する本発明の汚泥減量化の工程フローを
示す。 【図２】活性汚泥を直接オゾン酸化する従来の汚泥減量
化の工程フローを示す。 【符号の説明】 １ 供給活性汚泥 ２ 好気性消化槽 ３ 固液分離槽 ４ 分離汚泥 ５ 返送汚泥 ６ 移送汚泥 ７ オゾン酸化槽 ８ オゾン ９ 可溶化汚泥 １０ 供給生物汚泥 １１ オゾン酸化槽 １２ 好気性消化槽 １３ 沈澱槽 １４ 返送汚泥
部をオゾン酸化する本発明の汚泥減量化の工程フローを
示す。 【図２】活性汚泥を直接オゾン酸化する従来の汚泥減量
化の工程フローを示す。 【符号の説明】 １ 供給活性汚泥 ２ 好気性消化槽 ３ 固液分離槽 ４ 分離汚泥 ５ 返送汚泥 ６ 移送汚泥 ７ オゾン酸化槽 ８ オゾン ９ 可溶化汚泥 １０ 供給生物汚泥 １１ オゾン酸化槽 １２ 好気性消化槽 １３ 沈澱槽 １４ 返送汚泥
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 有機性汚水の活性汚泥処理施設から排出
される余剰活性汚泥を、好気性消化した後固液分離し、
該固液分離で分離された分離汚泥の大部分を前記好気性
消化工程に返送すると共に、該分離汚泥の一部にオゾン
を添加して処理し、前記分離汚泥の大部分と共に前記好
気性消化工程に供給することを特徴とする活性汚泥の好
気性消化方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34374196A JP3447037B2 (ja) | 1995-12-25 | 1996-12-24 | 活性汚泥の好気性消化方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33705895 | 1995-12-25 | ||
| JP7-337058 | 1995-12-25 | ||
| JP34374196A JP3447037B2 (ja) | 1995-12-25 | 1996-12-24 | 活性汚泥の好気性消化方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09234497A JPH09234497A (ja) | 1997-09-09 |
| JP3447037B2 true JP3447037B2 (ja) | 2003-09-16 |
Family
ID=26575663
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34374196A Expired - Fee Related JP3447037B2 (ja) | 1995-12-25 | 1996-12-24 | 活性汚泥の好気性消化方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3447037B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4622057B2 (ja) * | 2000-07-05 | 2011-02-02 | 日本下水道事業団 | 有機性排液の処理方法 |
| US8603339B2 (en) | 2007-08-28 | 2013-12-10 | Diamond Engineering Co., Ltd. | Activated sludge material, method for reducing excess sludge production in bioreactor, and method of controlling bioreactor |
-
1996
- 1996-12-24 JP JP34374196A patent/JP3447037B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09234497A (ja) | 1997-09-09 |
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