JP6298792B2 - 汚泥処理システム及び汚泥処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、汚泥処理システム及び汚泥処理方法に係り、詳しくは汚泥と繊維状物とを分けて移送する汚泥処理システム及び汚泥処理方法に関する。

下水処理場の汚泥にはトイレットペーパーに由来する多量のセルロース系の繊維状物が含有されている。脱水機で安定的に低含水率の脱水ケーキを生成するためには、汚泥中に含まれる繊維分（セルロース成分）が大きく影響することが知られているが、日間変動や季節変動により汚泥に含まれる繊維状物の含有量が変動するため、安定的な脱水処理ができない。

近年、都市部における汚泥処理は、個別の下水処理場毎に汚泥処理設備を保有するのではなく、複数の下水処理場（ローカル）より送泥管で汚泥を集めて集約処理場において一括処理する方法が採用されている（たとえば、特許文献１、特許文献２を参照）。

一般的にローカル処理場では、下水処理場に流入してくる原水について、水処理を施して放流し、汚泥は初沈汚泥と余剰汚泥を混合した状態で集約処理場に送っている。複数のローカル処理場から送られる汚泥量や汚泥性状が変動し、集約処理場では安定した汚泥処理（消化・脱水等）を行うことが困難となることがあった。

特許文献１に記載の発明では、有機性汚水の処理槽で発生する汚泥を分離して脱水する汚泥の処理方法において、処理槽に流入する汚水からセルロース系の繊維分を回収するとともに、この繊維分を添加して汚泥を脱水している。

特許文献２に記載の発明は、各下水処理場から汚泥集約処理場に汚泥を送泥する際に汚泥が腐敗し、受泥側の集約処理場において硫化水素による臭気が発生することを防止するものである。

特開２００３−８０２９９号 特開２００２−２２４６９３号

従来の方式では、移送中に汚泥性状が極端に変質することがあり、集約処理場で汚泥処理を行う際に、低含有率の脱水ケーキを安定的に生成することが困難となることがある。具体的には、気温の高い夏季や輸送距離が長いほど、集約処理場に移送されるまでに汚泥中の有機物の腐敗の影響により繊維状物も腐敗する。その結果、汚泥中の繊維分が減少して汚泥の脱水性が悪化し、たとえば、脱水機の前段にて高価な凝集剤や脱水助材を大量に投与する必要がある。

特許文献１の発明では、汚水処理場で発生する汚泥から繊維分を脱水助材として添加しているが、汚水から繊維分を全量回収しているため、回収装置の負荷が大きい。また、通常、繊維分のみを回収することが困難であり、他の腐敗し易い有機物（食品残渣等）も一緒に回収することになり、保管時に有機物の腐敗の影響を受けて繊維分も腐敗する。

特許文献２の発明では、汚泥腐敗による臭気対策は可能であるが、ローカル処理場から集約処理場に繊維分を分離して移送することはできない。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、繊維状物の腐敗を防止してローカル処理場から集約処理場へ汚泥と繊維状物を個別に移送し、集約処理場で汚泥の脱水時に繊維状物を脱水助材として安定して供給できる汚泥処理システム及びその方法を提供する。すなわち、汚泥の脱水性や消化ガス生成量に大きな影響を与える繊維状物を腐敗させずにローカル処理場から集約処理場移送し、集約処理場で安定した脱水処理や消化処理等の汚泥処理をすることができる汚泥処理システム及びその方法を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、ローカル処理場の内少なくとも１つで初沈汚泥を含む汚泥からセルロース系の繊維状物を分離回収する繊維状物分離回収装置と、前記汚泥を前記ローカル処理場から集約処理場まで圧送ポンプを用いて送る汚泥搬送部と、前記繊維状物分離回収装置で分離回収された繊維状物を、前記ローカル処理場から前記集約処理場まで送る繊維状物搬送部と、前記集約処理場で、前記汚泥搬送部で送られてきた汚泥に、前記繊維状物搬送部で送られてきた繊維状物を混合し、この混合されたものを脱水処理する脱水処理装置とを有し、前記集約処理場には、前記繊維状物搬送部で送られてきた繊維状物を蓄える繊維状物貯留部が設けられており、前記脱水処理装置は、前記汚泥搬送部で送られてきた汚泥に、前記繊維状物貯留部に蓄えられている繊維状物を混合し、この混合されたものを脱水処理するように構成されており、前記集約処理場は、前記汚泥搬送部で送られてきた汚泥中の繊維状物の濃度を測定する繊維状物濃度測定部を有し、前記繊維状物濃度測定部で測定した結果、繊維状物の濃度が所定の値よりも低い場合に、前記繊維状物貯留部に蓄えられている繊維状物を混合し、この混合されたものを前記脱水処理装置で脱水処理するように構成されていることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、ローカル処理場の内少なくとも１つで初沈汚泥を含む汚泥からセルロース系の繊維状物を分離回収する繊維状物分離回収工程と、前記汚泥を前記ローカル処理場から集約処理場まで圧送ポンプを用いて送る汚泥搬送工程と、前記繊維状物分離回収工程で分離回収された繊維状物を、前記ローカル処理場から前記集約処理場まで送る繊維状物搬送工程と、前記集約処理場で、前記汚泥搬送工程で送られてきた汚泥に、前記繊維状物搬送工程で送られてきた繊維状物を混合し、この混合されたものを脱水処理する脱水処理工程とを含み、前記集約処理場では、前記繊維状物搬送工程で送られてきた繊維状物を蓄える繊維状物貯留工程を実行し、前記脱水処理工程は、前記汚泥搬送工程で送られてきた汚泥に、前記繊維状物貯留工程で蓄えられている繊維状物を混合し、この混合されたものを脱水処理するように構成されており、前記集約処理場では、前記汚泥搬送工程で送られてきた汚泥中の繊維状物の濃度を測定する繊維状物濃度測定工程を実行し、前記繊維状物濃度測定工程で測定した結果、繊維状物の濃度が所定の値よりも低い場合に、前記繊維状物貯留工程で蓄えられている繊維状物を混合し、この混合されたものを前記脱水処理工程で脱水処理するように構成されていることを特徴とする。

本発明によれば、脱水性に影響の大きい繊維状物を腐敗する前に汚泥から回収し、汚泥処理助材として集約処理場の汚泥に添加するので、別途汚泥処理助材を購入する必要がなく、輸送費や在庫管理、保管スペース等が不要になるという効果を奏する。

また、脱水機に供給する汚泥中の繊維分濃度を常時一定レベルに維持でき、安定的に低含水率の脱水ケーキを生成可能な汚泥に改質できる。そして、安定的に低含水率の脱水ケーキを生成するので、脱水ケーキの輸送、処分するためのランニングコストを低減できる。

さらに、消化槽へ繊維状物を添加すると消化ガスの生成量を増加させることができる。下水処理場からの回収エネルギーが増加し、下水処理場の自家発電あるいは周辺施設へのエネルギー供給に寄与する。

汚泥処理システムの概略を示す概略図である。 汚泥処理方法の動作を示すフローチャートである。

本実施の形態に係る汚泥処理システム１は、図１で示すように、たとえば複数のローカル処理場３，４，５と、繊維状物分離回収装置３Ａ，４Ａ，５Ａと、汚泥搬送部１２，１４，１６と、繊維状物搬送部１３，１５，１７と、汚泥処理装置（たとえば、消化処理装置（消化槽）２Ｄあるいは脱水処理装置２Ａ）が設けられている集約処理場２とを備えて構成されている。なお、消化処理装置２Ｄ、脱水処理装置２Ａは、これらの少なくともいずれかが設けられている構成であってもよい。

各繊維状物分離回収装置３Ａ、４Ａ、５Ａは、お互いが離れた各ローカル処理場３，４，５内に設置されており、繊維状物分離回収装置３Ａでは、家庭から下水道管等を介して集められた汚泥から繊維状物を分離回収するようになっている。

なお、繊維状物分離回収装置３Ａでは、汚泥の一部から繊維状物を分離回収するようになっているが、汚泥の総てから繊維状物を分離回収するようになっていてもよい。

汚泥搬送部１２は、ローカル処理場３から集約処理場２へ汚泥を搬送するようになっている。さらに説明すると、汚泥搬送部１２は、繊維状物分離回収装置３Ａで繊維状物が回収された汚泥（一部の汚泥から繊維状物を回収する場合にあっては、繊維状物が回収されなかった汚泥を含む）をローカル処理場３から集約処理場２まで圧送ポンプＰ１と汚泥搬送用配管６とを用いて送るようになっている。なお、汚泥搬送用配管６や圧送ポンプＰ１として、従前使用されていたものをほぼそのまま使用する。

各汚泥搬送部１４，１６も、汚泥搬送部１２と同様に、ローカル処理場４，５から集約処理場２へ汚泥を搬送するようになっており、各繊維状物分離回収装置４Ａ，５Ａで繊維状物が回収された汚泥を各ローカル処理場４，５から集約処理場２まで各圧送ポンプＰ３，Ｐ５と各汚泥搬送用配管８，１０とを用いて送るようになっている。

繊維状物搬送部１３は、繊維状物分離回収装置３Ａで分離回収された繊維状物を、ローカル処理場３から集約処理場２まで、たとえば、圧送ポンプＰ２と汚泥搬送用配管６、８、１０とは別の繊維状物搬送用配管７とを用いて送るようになっている。

また、各繊維状物搬送部１５，１７も、繊維状物搬送部１３と同様に、各繊維状物分離回収装置４Ａ，５Ａで分離回収された繊維状物を、各ローカル処理場４，５から集約処理場２まで、たとえば、各圧送ポンプＰ４，Ｐ６と、各汚泥搬送用配管６，８，１０，７とは別の各繊維状物搬送用配管９，１１とを用いて送るようになっている。

集約処理場２では、上記汚泥処理装置を用いて、各汚泥搬送部１２，１４，１６で送られてきた汚泥に、各繊維状物搬送部１３，１５，１７で送られてきた繊維状物を混合し、この混合されたものを汚泥処理するようになっている。

たとえば、集約処理場２で脱水処理装置２Ａを用いて、各汚泥搬送部１２，１４，１６で送られてきた汚泥に、各繊維状物搬送部１３，１５，１７で送られてきた繊維状物を混合し、この混合されたものを（ただちに；たとえば、繊維状物の腐敗が始まって繊維状物の脱水性を担保する機能が損なわれる前に）脱水処理するようになっている。

以上により、各ローカル処理場３，４，５で汚泥から繊維状物を分離回収し、汚泥を各ローカル処理場３，４，５から集約処理場２まで各圧送ポンプＰ１，Ｐ３，Ｐ５を用いて送り、各ローカル処理場３，４，５で分離回収された繊維状物を、各ローカル処理場３，４，５から集約処理場２まで送り、集約処理場２で、送られてきた汚泥に、送られてきた繊維状物を混合し、この混合されたものを脱水処理するので、低含水率の脱水ケーキを安定して生成することができる。

すなわち、各ローカル処理場３，４，５から集約処理場２まで送られた汚泥が腐敗しても、各ローカル処理場３，４，５から集約処理場２まで送られた繊維状物が腐敗することはない。そして、集約処理場２まで送られた汚泥に集約処理場２まで送られてきた繊維状物（脱水機能を担保する繊維状物）を加えて混同した後ただちに、脱水処理をするので、低含水率の脱水ケーキを安定して生成することができる。

なお、上述したように、少なくとも一部の集約処理場２に脱水処理装置２Ａを設けることに代えてもしくは加えて消化処理装置２Ｄを設けてもよい。そして、集約処理場２において、脱水処理装置２Ａを用いて上記混合されたものを脱水処理することに代えてもしくは加えて、上記混合されたものを消化処理装置２Ｄで消化処理するように構成してもよい。消化処理とは、汚泥を嫌気性微生物の作用で安定化し減量化するために行われる処理である。

集約処理場２に脱水処理装置２Ａと消化処理装置２Ｄとを設けた場合、先に消化処理装置２Ｄで消化処理をし、この消化処理がされたものに水処理装置２Ａで脱水処理することとする。

また、汚泥処理システム１では、集約処理場２に、各繊維状物搬送部１３，１５，１７で送られてきた繊維状物を（一時的に）蓄える繊維状物貯留部２Ｂが設けられており、脱水処理装置２Ａが、各汚泥搬送部１２，１４，１６で送られてきた汚泥に、繊維状物貯留部２Ｂに蓄えられている繊維状物を混合し、この混合されたものを上記汚泥処理（脱水処理、消化処理）するようになっている。これにより、安定した態様で繊維状物を汚泥処理装置（脱水処理装置２Ａ、消化処理装置２Ｄ）に供給することができる。

さらに汚泥処理システム１では、集約処理場２に、各汚泥搬送部１２，１４，１６で送られてきた汚泥中の繊維状物の濃度を測定する繊維状物濃度測定部２Ｃが設けられている。そして、繊維状物濃度測定部２Ｃで測定した結果、繊維状物の濃度が所定の値よりも低い場合に、繊維状物貯留部２Ｂに蓄えられている繊維状物を混合し、この混合されたものを上記汚泥処理（脱水処理、消化処理）するようになっている。これにより、汚泥処理装置（脱水処理装置２Ａ、消化処理装置２Ｄ）において安定した態様で脱水処理、消化処理をすることができる。

また、上述したように、少なくとも１つの集約処理場２では、各汚泥搬送部１２，１４，１６で送られてきた汚泥に、各繊維状物搬送部１３，１５，１７で送られてきた繊維状物を混合し、この混合されたものを（ただちに；たとえば、繊維状物の腐敗が始まって繊維状物の有機性を担保する機能が損なわれる前に）消化処理装置２Ｄで消化処理するようになっている。

以上により、各ローカル処理場３，４，５で汚泥から繊維状物を分離回収し、汚泥を各ローカル処理場３，４，５から集約処理場２まで各圧送ポンプＰ１，Ｐ３，Ｐ５を用いて送り、各ローカル処理場３，４，５で分離回収された繊維状物を、各ローカル処理場３，４，５から集約処理場２まで送り、集約処理場２で、送られてきた汚泥に、送られてきた繊維状物を混合し、この混合されたものを消化処理するので、有機物の嫌気性醗酵により大量の消化ガスを安定して生成することができる。

すなわち、各ローカル処理場３，４，５から集約処理場２まで送られた汚泥が腐敗しても、各ローカル処理場３，４，５から集約処理場２まで送られた繊維状物が腐敗することはない。そして、集約処理場２まで送られた汚泥に集約処理場２まで送られてきた繊維状物（有機性を担保する繊維状物）を加えて混同した後ただちに、消化処理をするので、大量の消化ガスを安定して生成することができる。

また、汚泥処理システム１では、集約処理場２に、各繊維状物搬送部１３，１５，１７で送られてきた繊維状物を（一時的に）蓄える繊維状物貯留部２Ｂが設けられており、消化処理装置２Ｄが、各汚泥搬送部１２，１４，１６で送られてきた汚泥に、繊維状物貯留部２Ｂに蓄えられている繊維状物を混合し、この混合されたものを消化処理するようになっている。これにより、安定した態様で繊維状物を消化処理装置２Ｄに供給することができる。

さらに汚泥処理システム１では、集約処理場２に、各汚泥搬送部１２，１４，１６で送られてきた汚泥中の繊維状物の濃度を測定する繊維状物濃度測定部２Ｃが設けられている。そして、繊維状物濃度測定部２Ｃで測定した結果、繊維状物の濃度が所定の値よりも低い場合に、繊維状物貯留部２Ｂに蓄えられている繊維状物を混合し、この混合されたものを消化処理装置２Ｄで消化処理するように構成されている。これにより、消化処理装置２Ｄにおいて安定した態様で所定量の消化ガスを生成することができる。

ここで、図２を参照し、汚泥処理システム１の動作を説明する。

上記動作は、各ローカル処理場３、４、５で汚泥から繊維状物を分離回収する繊維状物分離回収工程（ステップＳＡ０１）と、（繊維状物分離回収工程で繊維状物が回収された）汚泥を各ローカル処理場３，４，５から集約処理場２まで各圧送ポンプＰ１，Ｐ３，Ｐ５と各汚泥搬送用配管６，８，１０とを用いて送る汚泥搬送工程（ステップＳＡ０２）と、繊維状物分離回収工程で分離回収された繊維状物を、各ローカル処理場３，４，５から集約処理場２まで、たとえば、各圧送ポンプＰ２，Ｐ４，Ｐ６と、各汚泥搬送用配管６，８，１０とは別の各繊維状物搬送用配管７，９，１１とを用いて送る繊維状物搬送工程（ステップＳＡ０３）と、集約処理場２で、汚泥搬送工程で送られてきた汚泥に、繊維状物搬送工程で送られてきた繊維状物を混合し、この混合されたものを（ただちに；たとえば、繊維状物の腐敗が始まって繊維状物の脱水性を担保する機能が損なわれる前に）汚泥処理する汚泥処理工程を含む。

上記汚泥処理工程は、脱水処理工程（ステップＳＡ０４）、消化処理工程（ステップＳＡ０５）の少なくともいずれかを含む。

脱水処理工程（ステップＳＡ０４）は、上記混合されたものを脱水処理する工程であり、消化処理工程（ステップＳＡ０５）は、上記混合されたものを消化処理する工程である。

汚泥処理工程を、脱水処理工程（ステップＳＡ０４）と消化処理工程（ステップＳＡ０５）とで構成した場合、先に消化処理工程（ステップＳＡ０５）での消化処理をし、この消化処理がされたものを脱水処理工程（ステップＳＡ０４）で脱水処理する。

また、汚泥処理システム１の汚泥処理方法において、集約処理場２では、繊維状物搬送工程で送られてきた繊維状物を（一時的に）蓄える繊維状物貯留工程を実行し、脱水処理工程は、汚泥搬送工程で送られてきた汚泥に、繊維状物貯留工程に蓄えられている繊維状物を混合し、この混合されたものを脱水処理し、消化処理工程は、汚泥搬送工程で送られてきた汚泥に、繊維状物貯留工程に蓄えられている繊維状物を混合し、この混合されたものを消化処理する。これらの動作は、汚泥処理方法として把握することができる。

さらに、汚泥処理方法において、集約処理場２では、汚泥搬送工程で送られてきた汚泥中の繊維状物の濃度を測定する繊維状物濃度測定工程を実行し、繊維状物濃度測定工程で測定した結果、繊維状物の濃度が所定の値よりも低い場合に、繊維状物貯留工程で蓄えられている繊維状物を混合し、この混合されたものを、脱水処理工程で脱水処理、消化処理工程で消化処理の少なくともいずれかの処理をする。

なお、上記説明では、繊維状物を各繊維状物搬送部１３，１５，１７で移送したが、繊維状物搬送用配管７，９，１１を用いることに代えて、繊維状物分離回収装置で分離回収された繊維状物を、車両等（例えば、トラック）で各ローカル処理場３，４，５から集約処理場２まで移送してもよい。これにより、新たな配管を設ける必要がなくなる。

また、一部のローカル処理場（例えば３のみ）のみ分離搬送し、残りのローカル処理場（４，５）では混合した状態で搬送してもよい。

この発明は前述の発明の実施の形態に限定されることなく、適宜な変更を行うことにより、その他の態様で実施し得るものである。

１ 汚泥処理システム
２ 集約処理場
２Ａ 脱水処理装置
２Ｂ 繊維状物貯留部
２Ｃ 繊維状物濃度測定部
３、４、５ ローカル処理場
３Ａ、４Ａ、５Ａ 繊維状物分離回収装置
１２、１４、１６ 汚泥搬送部
１３、１５、１７ 繊維状物搬送部
Ｐ１、Ｐ３、Ｐ５ 圧送ポンプ

Claims (2)

1. ローカル処理場の内少なくとも１つで初沈汚泥を含む汚泥からセルロース系の繊維状物を分離回収する繊維状物分離回収装置と、
   前記汚泥を前記ローカル処理場から集約処理場まで圧送ポンプを用いて送る汚泥搬送部と、
   前記繊維状物分離回収装置で分離回収された繊維状物を、前記ローカル処理場から前記集約処理場まで送る繊維状物搬送部と、
   前記集約処理場で、前記汚泥搬送部で送られてきた汚泥に、前記繊維状物搬送部で送られてきた繊維状物を混合し、この混合されたものを脱水処理する脱水処理装置と、を有し、
   前記集約処理場には、前記繊維状物搬送部で送られてきた繊維状物を蓄える繊維状物貯留部が設けられており、
   前記脱水処理装置は、前記汚泥搬送部で送られてきた汚泥に、前記繊維状物貯留部に蓄えられている繊維状物を混合し、この混合されたものを脱水処理するように構成されており、
   前記集約処理場は、前記汚泥搬送部で送られてきた汚泥中の繊維状物の濃度を測定する繊維状物濃度測定部を有し、
   前記繊維状物濃度測定部で測定した結果、繊維状物の濃度が所定の値よりも低い場合に、前記繊維状物貯留部に蓄えられている繊維状物を混合し、この混合されたものを前記脱水処理装置で脱水処理するように構成されていることを特徴とする汚泥処理システム。
2. ローカル処理場の内少なくとも１つで初沈汚泥を含む汚泥からセルロース系の繊維状物を分離回収する繊維状物分離回収工程と、
   前記汚泥を前記ローカル処理場から集約処理場まで圧送ポンプを用いて送る汚泥搬送工程と、
   前記繊維状物分離回収工程で分離回収された繊維状物を、前記ローカル処理場から前記集約処理場まで送る繊維状物搬送工程と、
   前記集約処理場で、前記汚泥搬送工程で送られてきた汚泥に、前記繊維状物搬送工程で送られてきた繊維状物を混合し、この混合されたものを脱水処理する脱水処理工程と、を含み、
   前記集約処理場では、前記繊維状物搬送工程で送られてきた繊維状物を蓄える繊維状物貯留工程を実行し、
   前記脱水処理工程は、前記汚泥搬送工程で送られてきた汚泥に、前記繊維状物貯留工程で蓄えられている繊維状物を混合し、この混合されたものを脱水処理するように構成されており、
   前記集約処理場では、前記汚泥搬送工程で送られてきた汚泥中の繊維状物の濃度を測定する繊維状物濃度測定工程を実行し、
   前記繊維状物濃度測定工程で測定した結果、繊維状物の濃度が所定の値よりも低い場合に、前記繊維状物貯留工程で蓄えられている繊維状物を混合し、この混合されたものを前記脱水処理工程で脱水処理するように構成されていることを特徴とする汚泥処理方法。

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