JPS6017440B2 - 活性汚泥を原料とする土壌改良材の製造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は土壌改良材（活性腐権）の製造法に関し、更に
詳しくはパルプ製紙工場より排出する廃液中の廃繊維等
の繊維素有機物を生物処理法によって処理し、沈殿した
セルローズ・リグニン・菌体蛋白を含む活性汚泥に植物
繊維スカムを加えて搾水した後、これにフライアッシュ
を添加混和し、微生物活動に変化を与えずに脱臭させる
徴量要素を含む土壌改良材の製造法に関するものである
。

従来有害物質を含有しない有機質汚泥の肥料化処理につ
いては、通常原廃水を沈澱池、シックナ一などの自然濃
縮工程を経た後、遠′○濃縮機、加圧濃縮等の構造簡単
な強制濃縮機により、水分９０％程度の濃縮汚泥とし、
これを更に高性能脱水機にかけ、水分７０％程度に脱水
し、次いで乾裸工程を経て含有水分５０〜６０％程度の
乾操汚泥とする方法が用いられているが、水分９０％程
度の汚泥をさらに高性能の真空ろ過機、加圧ろ過機、遠
心脱水機などの高価な脱水機を用いて脱水するのでは、
肥料化にあたって機械設備の高負荷に加えて、製造工程
が複雑になり厄介な手間を要することになるので、経費
がかさみコスト高になり、肥料工業等では大きな課題と
なっている。

本発明は、前記従来の議題を解決するために提案された
ものであって、原廃水から生物処理法（好気的処理）に
より得た水分９６％程度の活性汚泥に、植物繊維スカム
を適量加えることによって、構造簡単なスクリュプレス
にかけることにより、一度に水分含有率６５％程度の活
性汚泥が得られる簡単で効果的搾水方法を提供すること
を第１の特徴とし、第２の特徴は上記濃縮活性汚泥に微
生物の活動（すなわち菌体増殖）に変化を与えない程度
のフライァッシュを混和した混合物を回転発酵槽等に移
送して熟成するようにした点にある。

次に本発明土壌改良材の製造法を、詳しく説明するに、
パルプ製紙工場の有機廃水中の廃繊維等の有機物はその
製出工程において物理的，化学的処理が加えられており
、その性状を肥料学的にみれば、第１に炭水化物の組成
が理想的である。

即ち、セルローズが主体をなし、リグニンは３分の１以
下になっている。第２に形状が微細でかつ均質である。
即ち容易に微生物の分解を受け肥効を示すほか均質な製
品が得られる。

第３に如何なる肥料とも混合できる。即ち化学的に不活
性であって混用肥料に化学変化を及ぼさないので、どの
ような肥料でも併用できる。第４に種々の徴量要素を含
む。多量の洗撒水中に含有されている徴量要素はセルロ
ーズの吸着性により豊富に保持されている。上述したよ
うにパルプ製紙工場の廃液中の廃繊維等の繊維素有機物
は肥料製威に好適な性状を供えているうえに、工場から
多量に放出されていて、一部は回収して再使用に供され
ているものの、その７０％前後が１５０メッシュ金網を
通過してしまうという微細繊維又は徴粉状繊維素である
から瓶そ〈が困難で、広大な沈殿池に溜め所謂沈殿池律
として排出水規制基準値に適合する上澄み水のみ河川に
放流している。例えば３００００で／日の排水処理され
るパルプ製紙工場の場合沈殿池入口のＳＳは３５０〜４
０地．ｐ．ｍであったとき、この沈殿池律は１日に１０
〜１２トンに達するので、従来から堆積している多量の
沈殿池律をも利用すれば量的にもパルプ製紙工場の廃棄
物から充分有機質肥料を工業的に製造し得るものである
。

通常下水あるいは有機廃水を生物的処理する公知の汚水
処理法においては、生成した活性汚泥は悪臭を発散させ
るので、脱水乾燥後焼却するか、土と混ぜて埋立て地等
に廃棄していたものであるが、本発明においてはパルプ
製紙工場等の有機廃水を生物処理して生じた活性汚泥を
含水率６０〜７０％に搾水した後、脱臭性の強力な徴粉
炭燃焼灰（フライアッシュ）を微生物活動に変化を与え
ない程度好ましくは１の重量％程度混和し、含水率５０
％程度に調整し、次いでこの混合物の円滑なる腐柄化と
、品質の均一を確保するためダノウ式回転発酵槽に送入
して一定期間適当な通気，縄群を加えて微生物の繁殖を
助成し好気性発酵を進行させ、略炭素率３０〜４０％位
に熟成させる処理を行し、、この処理が終れば以上の操
作のまま、或は製品の保管、運搬の必要に応じて１日乃
至６日間４０℃以下にて空中に放置して乾燥し微生物を
不活性又は仮死状態にして活性腐櫨を製造することであ
る。

この場合空中放置に代え低温乾燥、低温保持、凍結等の
人工的処理を加え微生物を仮死状態にして能率的に活性
腐植を製造するようにしてもよい。そして、時には微生
物の全部或いは限られた割合に死滅させるため加熱、熱
線を用いるか或は紫外線等の短波照射を適宜行いうろこ
と勿論である。なお、ダノウ式回転発酵槽に送入せずに
前記活性汚泥とフライアッシュとの混合物を一定期間堆
積して炭素率３０〜４０％に腐熟させることもできるが
、この場合空気が堆積物の全体を透過しないので好気性
発酵は停止するか、または嫌気性発酵となるから空気及
び湿分の分布状態を均一にするため、堆積物の切り換え
しに注意しなければならない。

この場合少なくとも数日に１回ショベルローダ等で満べ
んなく切り換えすことを要する。

そして活性汚泥にフライアツシュを混入することによっ
て脱臭をはかるほか、この混用によって活性汚泥に乏し
い土壌徴量要素のけし、素、鉄、ほう素、石灰、苦土、
マンガン、モリブデンなどの貴重成分が添加され良質の
土壌改良材になる。そして沈殿槽から集めた濃縮槽の活
性汚泥は９６％以上水であるから、これからスクリュー
プレスで搾水する場合１０〜１５％の水分を取除くのが
せいぜいで、依然含水率８０〜８５％のスラリー状であ
るため、取扱い上にも不便であるし、堆肥の基体原料に
するには水分が多すぎるので乾燥させて水分を６０〜７
０％に調整していた。然るに活性汚泥は悪臭を発するの
でこの乾燥作業は容易でなかった。そこで本発明者は濃
縮槽の活性汚泥をフロック化させて濃縮を促進するため
、繊維スカム（廃水中に浮遊する短繊維を製紙業界で通
称する）を濃縮槽において活性汚泥に添加して実験して
みたところ、驚いたことにスカムの添加量を加減するこ
とによりスクリュープレスだけで搾水量を自由に調節（
５０〜７０％）できることを発見し所期の目的を達成で
きた。この漏水性の向上は、スカムの添加によってスラ
リー状汚泥中の固形分が増加したことと、添加したスカ
ムの各繊維がフロツク化した汚泥の骨則ち、ろか台とな
ってスクリューの圧搾に抵抗するので搾水作用を促進す
ること及び水と共にスクリュープレスに導入されたスカ
ム繊維を芯に凝集した汚泥が、プレス胸のる水小孔に水
に議導されてスクリーン状に引っかかりる床（フィルタ
ベッド）を形成し水分をろ過排出する物理的現象に起因
するものと思われる。因みにスクリュープレスのろ過状
態をみるに、スクリュープレスろ過眼のる水小孔の略全
部が繊維スカムを芯とする汚泥フロックでおおわれてし
、て、破れたところから水が飛び出しているところから
、繊維スカムを芯とする汚泥フ。ックがろ床を形成して
いることが分かる。そして、本発明の堆肥製造の場合に
は含水率９６％のスラリー状活性汚泥９６部に繊維スカ
ム４部を分散させた懸濁液を活性汚泥スラリーに、その
２５％重量比の割合に混合することによって含水率６０
〜７０％の活性汚泥が容易に得られるし、また活性汚泥
スラリーに、混合するスカム懸濁液の媒質（繊維スカム
）の量を増加させると含水率５０％程度の所謂かたい汚
泥になり、廃棄又は焼却処理に適する汚泥が得られるこ
とを実験結果確認し得た。

そして繊維スカムを混入した汚泥は前記したようにろ水
小孔にろ床を形成するので袷んど流出しないから、スカ
ムを混入しない汚泥が水と共に多量に流出するものに比
しスクリュープレスにおける搾水歩蟹りが極めてよく、
しかも搾水汚泥中に残留する繊維スカムは僅かであるが
、主体がセルローズであるから微生物の繁殖があればそ
のもの自体も徐々に分解して腐橘化するので活性汚泥を
基体とする堆肥の肥効を永続させることにもなる。

更に繊維スカムを混入することによって、通常汚泥を凝
集させるために添加するポリマーの添加量が略５０％減
量できる。なお、パルプ製紙工場においては、別に水に
スカムを分散させた分散液を調製することなく「スカム
が浮遊している排水を適宜に調整して濃縮槽の活性汚泥
に添加してもよいこと勿論である。

以上詳述したように、本発明によれば、有機廃水から生
物処理法により生成した水分９６％以上の活性汚泥に植
物繊維スカムを加えることによって、構造の簡単なスク
リュープレスによる一段搾水により含水率６５％程度の
活性汚泥が得られるので、従釆の肥料化汚泥の処理に使
用された二段搾水の複雑な工程と厄介な手間を要するこ
となく、かつ柊水に使用されていた高性能脱水機を使用
しないため、この種汚泥のコスト低減下をはかることが
でき「 しかも本発明においては、この活性汚泥に微生
物の活動（菌体増殖）に阻害を与えない程度のフライア
ッシュを混和し、これを回転発酵槽等に送入し熟成する
ようにしたものであるから、これを耕士に施用した場合
、生のままの汚泥よりも早く土壌中においてフミン化し
、士壌腐楯として土壌中に蓄積され、地力を増強させる
など土壌の改良を助成し、作物の生育を助ける等の効果
を奏するものである。次に実施例をあげるが、之等は本
発明の範囲を制限するものではない。

実施例 １ パルプ製紙工場のＳＳ２５０廃液（流出廃繊維の一部を
回収した残液）を中和槽に導きＰ．日７に中和した後、
これに尿素とリン酸アンモニウム（微生物の栄養素）を
少量（廃液流入量１２０００〆／Ｄに対し夫々１６０ｋ
９、８０ｋ９）を添加し、次いで凝集材ポリマーを０．
２５％混入し、これをばつ気槽に導入いまつ気して混入
した微生物（連続運転の場合返送汚泥を種用に使用する
）による好気的処理し、次いで沈殿槽で沈殿した活性汚
泥を濃縮槽に集め、これに繊維スカム４％の懸濁水をス
ラリー状の活性汚泥の２５％を混合し、この混合溶液を
ポンプでスクリュープレスに送り含水率６５％の湿潤な
活性汚泥３００ｋｇ／日を得た。

この湿潤汚泥に１０重量％のフライアッシュを混入し、
この混合物を混練機に送入し含水率５０％程度に調整し
た後、ダノウ式回転発酵槽に送込み空気を送入しながら
３日間前進熟成させ炭素率３０〜４０％の活性汚楯２４
０ｋｇ／日を製造した。この製品の分析結果（財団法人
日本肥料検定協会分析）は第１表に示されている。第
１表 実施例 ２ 沈殿他律に水を加え蝿拝して分散質の濃度の濃度即ちＳ
Ｓ４００に調整し（濃度は調節自在である）、ポンプア
ップして前記実施例１と同様の方法で活性汚泥を生成さ
せたところ３００ｋ９／日を得た。

この世来高は原料濃度（ＳＳ）を前例の略倍にしてみた
が略同量しか得られなかった、これは沈殿池律が堆積中
にけん気的分解し炭水化物がメタン、炭酸ガス等に分解
したため実施例１の生のものより減量したものとみられ
る。上記活性汚泥に１の重量％のフライアッシュを混和
し、１０日間空気中に堆積し３日おきにショベルローダ
で切換えし熟成し含水率４０％の活性腐楯２４０ｋ９／
日を製造し得た。この結果、多少歩蟹りは良くないが多
量に堆積放棄してある沈殿池律も充分活性腐槽の原料に
なり得ることが伴明した。

なお上記第１・２の実施例は、図面に示した第３実施例
に記載した廃水処理用プラントで行った経験の結果を示
す。

実施例 ３ 図において、１は同敷地内にバルブ工場と製紙工場とを
有する廃水路からの導入水路（又は沈殿他律の導管）、
２は中和槽で、この例ではアルカリ法によりクラフトパ
ルプを製造しているので硫酸で中和するようになってい
る。

３は計量せきで単位時間に通過する廃水量によって燐酸
タンク４・尿素タンク５から流量に適合する微生物栄養
素を補給するようにしてある。

６はばつ気槽で、中央の隔壁７で仕切り、隔壁７の下方
を蓮通させ、一次ばつ気槽６，で混入した微生物によっ
て排水中繊維素を分解し、分解の中間代謝物を利用して
合成（すなわち菌体増殖）が行われ或程度腐植化した有
機物の浮遊物が排水の流れにしたがい二次ばつ気槽６２
に至り分解と合成を操り返えして排水中の有機物が活性
汚泥となって水と共に二次ばつ気槽６２の溢流口６３か
ら沈殿池８へ底の方から流入する。

この沈殿池８はその底中央に断面環状の沈殿溝９を備え
るとともに、該沈殿溝９中央に底から直立して流入筒１
０を設けてあつて、ばつ気槽６２から活性汚泥を含む排
水が直立筒１０を上昇してその上端部１０′から沈殿池
８に送入される。排水は沈殿池８の周囲に設けた溢水溝
８′から河川に放流されるが、活性汚泥はそのまま沈殿
池の沈殿溝９に沈下する。１１は活性汚泥濃縮槽で、沈
殿溝９に運通した配管１２によりこの濃縮糟１１に導き
ポンプＰ，によって活性汚泥を濃縮槽１１に収集する。

１３はスカムタンクで、水にスカムを分散させた溶液を
留めポンプＰ２により濃縮槽へ送り該糟の活性汚泥に適
量混入する。

この混合液はポンプＰ３によりスクリュープレス１４に
送入され搾水された活性汚泥にフライアッシュｆを混入
して、これを混練機１５に送り込み、次いでダノウ式回
転発酵槽１６に送入する構成になっているから、この装
置は絶えず流入する廃水の流動をそのまま媒体として自
動的に廃水から有機物を活性汚泥として収集し、次いで
搾水、フライアッシュの混入混和、更に回転発酵槽で熟
成し、パルプ紙工場の廃液から容易に活性腐楯を得るこ
とができ、その勤作及機構を簡単且確実にすることがで
きるものである。

なお１７は凝集剤ポリマータンク、１８は中和槽の縄浮
羽根、１９は硫酸タンク、２０，２１はばつ気槽の散気
機構（ェアレーション）、２２は種用の返送汚泥管、２
３はスカム投入口、２４は送水管、ｖはバルブ、２５は
濃伴羽根である。

次に本発明の実施成績は次記に示す通りである。１例、
腐槽質火山灰士に４・松菜を栽培し生育収量、窒素、燐
酸の吸収量を検討の結果である。

草丈の平均は各区共に同程度なるも収量は本発明堆肥区
は増収を示した。

吸収量の結果は本発明堆肥区は窒素の利用度が高く、一
般堆肥区は燐酸に多くみられたが、施肥量が多いためと
思われる。２例、標高８６０ｍの高原畑地火山灰士の大
根にについて、一般堆肥との肥効を検討の結果である。

生育途上には差はなかったが、収穫期になって本発明堆
肥区は草丈、様径、根重とも勝り増収指数は１０３を示
す。

収量はＩＱ当りである。３例 永年性植物の肥効を知る
ためカィヅカイブキ３年生について供積壌土の畑地で検
討結果である。

本発明堆肥併用区は横幹の肥大と樹高伸長共に優り新梢
生長量は１．８倍に達し、永年性植物の根部の発達が確
認される。

【図面の簡単な説明】

図面は、この発明を実施する装置の糠図的説明図である
。 ２…・・・中和槽、３・・・・・・計量ぜき、６．・・
・・・・１次ばつ気槽、６２二次ばつ気槽、８・・・・
・・沈殿池、９・・・・・・沈殿溝、１０・・・・・・
流入直立稀、１１・・・・・・濃縮槽、１３……スカム
タンク、１４……スクリュープレス、１５・・・・・・
鷹練機、１６・・・・・・回転発酵槽。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ パルプ製紙工場の有機廃水から生物処理法によつて
   生ずるスラリー状の活性汚泥に植物繊維スカムを加えて
   含水率６０〜７０％に搾水した後、これにフライアツシ
   ユを５〜３０重量％混和し含水率を５０％程度に調整す
   る工程と、この混合物を堆積または回転発酵槽に送入し
   炭素率３０〜４０％に熟成する工程とよりなることを特
   徴とする土壌改良材の製造法。 ２ パルプ製紙工場の沈澱池滓に水を加え撹拌して分散
   質の濃度を調整した有機けん濁液から製造した活性汚泥
   を用いることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   土壌改良材の製造法。