JP2004351353A - Treatment method of sludge - Google Patents
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Abstract
【課題】汚泥可溶化プロセスにリンを除去するプロセスを組込むことにより、水処理の悪化を防ぎ、最小限の汚泥を余剰汚泥として引抜くだけで、リンの除去も行うことができる汚泥の処理方法を提供すること。
【解決手段】曝気槽2内の活性汚泥により、有機性汚水を生物処理するとともに、生物処理により発生した汚泥を可溶化した後、可溶化処理汚泥を曝気槽2に返送して分解するようにした汚泥の処理方法において、汚泥可溶化槽8に酸を添加するとともに、所定の時間電気分解処理を行い、汚泥の可溶化とリンの溶出を促進させた後、電気分解処理によって生成した微細気泡によって汚泥を浮上分離して固液分離を行う。
【選択図】 図1An object of the present invention is to provide a sludge solubilization process that incorporates a process for removing phosphorus to prevent deterioration of water treatment and to remove phosphorus only by extracting minimum sludge as surplus sludge. To provide.
SOLUTION: The activated sludge in the aeration tank 2 is used to biologically treat the organic wastewater, solubilize the sludge generated by the biological treatment, and then return the solubilized sludge to the aeration tank 2 for decomposition. In the method for treating sludge, acid is added to the sludge solubilization tank 8 and electrolysis is performed for a predetermined time to promote solubilization of sludge and elution of phosphorus. The sludge floats and separates to perform solid-liquid separation.
[Selection diagram] Fig. 1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、下水等の有機性の汚水を活性汚泥により生物学的に処理し、有機物さらにはリンを除去することにより、発生する汚泥量を最小限にすることができる汚泥の処理方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、下水処理場等に流入する汚水を処理するために、活性汚泥の曝気槽に汚水を流入し、これを曝気、攪拌して生物処理を行う活性汚泥法が用いられている。
水処理工程で発生する余剰汚泥は、通常、脱水を行った後、埋立処分されているが、処分地が次第になくなりつつあることから、余剰汚泥に対し、オゾン等を添加して汚泥を可溶化し、系内で生物分解することにより、汚泥発生量をゼロにする方法が試みられている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の汚泥の処理方法においては、可溶化した汚泥をそのまま曝気槽に返送するために、曝気槽への負荷が増大して、曝気装置に能力不足を生じたり、水質が悪化するという問題がある。
また、排出汚泥をゼロにする技術は、汚泥に取り込んだ形で排出していたリンが、全く除去できなくなる点も欠点とされている。
【0004】
本発明は、上記従来の汚泥の処理方法が有する問題点に鑑み、汚泥可溶化プロセスにリンを除去するプロセスを組込むことにより、水処理の悪化を防ぎ、最小限の汚泥を余剰汚泥として引抜くだけで、リンの除去も行うことができる汚泥の処理方法を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の汚泥の処理方法は、曝気槽内の活性汚泥により、有機性汚水を生物処理するとともに、生物処理により発生した汚泥を可溶化した後、該可溶化処理汚泥を曝気槽に返送して分解するようにした汚泥の処理方法において、汚泥可溶化槽に酸を添加するとともに、所定の時間電気分解処理を行い、汚泥の可溶化とリンの溶出を促進させた後、電気分解処理によって生成した微細気泡によって汚泥を浮上分離して固液分離を行うことを特徴とする。
この場合、浮上分離によって得られた分離水に対し、アルカリ剤を添加してリンを再び不溶化させ、リンを含む無機物主体の汚泥を沈殿分離して排出することができる。
【0006】
この汚泥の処理方法は、活性汚泥法において、最終沈殿槽から汚泥を引抜いて汚泥可溶化槽に導き、酸の添加と電気分解処理を行って汚泥微生物の殺菌とリンの溶出を促進し、可溶化汚泥は、浮上濃縮して曝気槽に返送して生物分解を行い、浮上分離によって得られた分離水には、アルカリ剤を添加してpHを調整することにより、リンを再度不溶化して無機物主体の汚泥として沈殿分離することができるため、場外に排出する汚泥量を従来の活性汚泥法の1/10程度に削減することができ、埋立処分する際にも必要な用地が少なくて済み、一時貯留する間にも、嫌気腐敗して悪臭を発生するなどの問題が生じないという効果を有する。
【0007】
また、曝気槽に金属塩系の凝集剤を添加することができる。
【0008】
これにより、処理する汚泥量当りのリンの回収量を多くすることができる。
【0009】
また、可溶化汚泥を浮上分離する際に、浮上分離槽に水を注入して可溶化汚泥を希釈した後、浮上分離を行うことができる。
【0010】
これにより、リンが溶出した分離水を増量することができるため、処理する汚泥量当りのリンの回収量を多くすることができる。
【0011】
また、可溶化汚泥を浮上分離する際に、浮上分離によって得られた分離水を排出し、残っている濃縮汚泥に水を注入して混合し、再び静置して浮上分離を行い、分離水を排出する一連の浮上分離操作を複数回繰返すことができる。
【0012】
これにより、リンが溶出した分離水を増量することができるため、処理する汚泥量当りのリンの回収量を多くすることができる
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の汚泥の処理方法の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【0014】
この汚泥の処理方法は、活性汚泥法において発生した余剰汚泥の所定量を引抜いて、汚泥可溶化槽に導き、酸を添加して電気分解処理を行うことにより、汚泥の可溶化とリンの溶出を促進する。
所定の反応時間の後、これを浮上分離槽に送泥して固液分離を行い、分離水はポンプにより引抜き、沈殿分離槽に導く。なお、このときに回収する分離水の量を増量するために、水を注入して可溶化汚泥を希釈したり、水を注入して浮上分離するという操作を複数回繰返す方法が有効である。
【0015】
リンが溶出した分離水には、沈殿分離槽又は沈殿分離槽の直前に設けたpH調整槽において、アルカリ剤を添加し混合することにより、分離水に含まれるリンを再び不溶化させ、沈殿分離槽で沈殿させる。
なお、より多くのリンを回収するには、曝気槽に金属塩系の凝集剤を添加して、余剰汚泥に含まれるリンの濃度を高めることが有効である。
リンを含む無機物主体の沈殿汚泥は、一時貯留の後場外に搬出し、上澄水は、曝気槽に返流して生物処理を行う。
一方、浮上分離槽で浮上した可溶化汚泥は、電気分解処理によって殺菌されているため、曝気槽に返流することにより、生物分解することができる。
【0016】
活性汚泥法において、汚水中に含まれていたリンの内、固形物状のものは、活性汚泥に付着又は吸着され、溶解性のリン酸は、一部が微生物体内に取り込まれることにより、汚水からある程度のリンが除去される。
なお、残りの溶解性リンは処理水とともに流出するため、鉄塩等の金属塩系凝集剤を曝気槽又は最終沈殿槽への流入部に添加すれば、リン酸化合物として不溶化させ、汚水からのリン除去性能を向上させることができる。
【0017】
最終沈殿槽から汚泥可溶化槽に導かれた汚泥に含まれる固形物状のリンや、リン酸化合物は、酸を添加してpHを2以下に下げることにより、微生物体内から溶出したり、液中に溶解した状態となる。このとき、電気分解処理を行えば、汚泥微生物が死滅するため、細胞壁や細胞膜の一部が破壊され、微生物体内の成分が液中に溶け出す。
【0018】
次に、可溶化した汚泥を浮上分離槽に導いて静置すると、電気分解によって生成した酸素や水素の微細な気泡が汚泥表面に付着しているため、汚泥は浮上して濃縮され、汚泥層の下に分離水が生じる。
所定の時間静置した後、分離水は、沈殿分離槽へと導く。このとき、処理水等の水を浮上分離槽に注入して混合した後、浮上分離を行うか、水を注入し混合して浮上分離する操作を複数回行えば、汚泥の粒子間に存在するリンを分離水として回収することができるため、可溶化処理量当りのリン回収量を高めることができる。
【0019】
溶出したリンやリン酸を含む分離水に対し、これを沈殿分離槽又は直前に設けたpH調整槽においてアルカリ剤を添加し、pHを3以上に上げることにより、リンの大半は再び固形物状となり、リン酸も金属塩と反応して不溶化させることができる。
このとき、酸によって溶解していた無機物もpH上昇に伴い固形物に戻るため、沈殿分離槽で沈殿した汚泥は、リン酸化合物などの無機物主体の汚泥となる。
また、沈殿分離槽の上澄水には、可溶化処理により、溶出した易分解な有機物が含まれているため、沈殿分離液として曝気槽に返流し、生物学的に処理を行う。
一方、浮上分離槽で浮上濃縮された汚泥分には、微生物の細胞壁や細胞膜の断片以外に、細胞の形態を保った微生物が残留しているが、電気分解処理によって死滅しているため、曝気槽に返流すれば、活性汚泥によって分解することができる。
以上により、曝気槽で増加する汚泥は、可溶化処理工程を付加することで、分解処理され、また、沈殿分離槽で沈殿し、場外に搬出される汚泥は、凝集したリン酸化合物等の、無機物主体の汚泥となるため、排出汚泥量を従来の1/10程度とすることができる。
【0020】
【実施例】
図1に、本発明の汚泥の処理方法の一実施例を示す。
下水処理場のような汚水の処理施設に流入した汚水Aは、前処理設備1で砂分やし渣を除去した後、曝気槽2へと送水され、活性汚泥により生物的に処理される。曝気槽2で処理された汚水は、汚泥混合液として、最終沈殿槽3へと送水され、固液分離され処理水Bとしてオーバーフローする。
この場合、図には示していないが、高度処理を目的としてリン除去性能を高めたい場合は、凝集剤供給装置を付加し、汚水中のリン酸と反応し化合物を生成する鉄やアルミ系の凝集剤を曝気槽2に添加する。
沈殿した汚泥は、汚泥返送ポンプ4により間欠的又は連続的に引抜かれ、返送汚泥Cとして曝気槽2へと返送される。
【0021】
最終沈殿槽3から引抜かれる沈殿汚泥の一部は、余剰汚泥Dとして汚泥移送ポンプ5により重力濃縮槽6に移送し、濃縮を行った後、定期的に汚泥供給ポンプ7を起動させて、濃縮汚泥Eを汚泥可溶化槽8に投入する。
汚泥可溶化槽8では、酸供給装置7から供給された硫酸等の酸により、リンの溶出を行うとともに、槽内に浸漬した電極間に直流電流を流すことにより電気分解処理が行われる。
所定の時間滞留して殺菌処理及び一部が可溶化した可溶化汚泥Fは、浮上分離槽10に導かれて静置され、電気分解処理により生成された微細気泡によって汚泥を浮上分離して固液分離を行い、汚泥固形物を浮上・濃縮させる。
【0022】
浮上分離槽10の分離水Hは、分配移送ポンプ11により沈殿分離槽14へと導かれる間に、pH調整槽12において、アルカリ供給装置13により、苛性ソーダ等のアルカリ剤を注入してpHが調整される。
なお、pH調整は、配管内や沈殿分離槽14で行ってもよいが、攪拌しながらアルカリ剤の注入制御を行うのがより確実であるため、図のように別に設けたpH調整槽12で行うのが適切である。
【0023】
沈殿分離槽14へと導かれた液には析出した汚泥固形物が含まれているため、静置することによって汚泥分を沈降させ、汚泥引抜ポンプ15により、定期的に汚泥貯留槽16に引抜いて一時貯留する。
貯留した汚泥Kは、バキューム車等により処理場外に搬出するが、脱水機等の設備を設け、定期的に脱水処理を行うことも可能である。
なお、沈殿分離槽14の上澄水Jは、曝気槽2へと返流させるが、汚泥貯留槽15でも、一時貯留する間に上澄液ができるため、上澄水を返流させる配管を設けることが望ましい。
【0024】
一方、浮上分離槽10で浮上した汚泥Gは、別に設けた浮上汚泥掻取り装置や汚泥ポンプを介して、曝気槽2に返送することができるが、図のように、分配移送ポンプ11の出口側に設けた分岐配管のバルプを切替えることにより、曝気槽2に返送する方法が簡便である。
【0025】
次に、本実施例の作用について説明する。
汚泥供給ポンプ7により、汚泥可溶化槽8に投入された濃縮汚泥Eには、微生物体内に取り込まれたリン酸や、凝集剤により不溶化したリン酸化合物、固形物状のリンが含まれている。
汚泥可溶化槽8で酸供給装置9により、酸を所定量、又は汚泥可溶化槽6内に設けたpHセンサーの指示値を基にpHを5以下、好ましくは2以下の所定の値になるまで酸を注入する。
汚泥可溶化槽8には、電気分解処理用の電極が配置され、攪拌機や循環ポンプを設けて、槽内を十分混合し、電極間の汚泥を十分に流動させながら電極間に直流電流を流す。
このとき、電気分解により次亜塩素酸が発生するため、次亜塩素酸によって汚泥中の微生物が殺菌される。次亜塩素酸をより効率的に発生するためには、添加する酸の中に、食塩を混合しておくか、食塩を別に添加することが好ましい。さらに、酸の作用によって、リンが微生物体内から溶出したり、リン酸化合物からリンが液中に溶解し、大半のリンが汚泥や固形物から水中に移行する。
すなわち、主に電気分解の効果で微生物が死滅し、微生物を構成する細胞壁や細胞膜の一部が破損して細胞内の細胞質が溶出する一方、主に酸添加の作用により、固形物中のリンが可溶化汚泥の水中に溶出する。
【0026】
電気分解処理の時間は、汚泥の濃度や電流値によって異なるが、条件に応じて必要な時間、電気分解処理を行った可溶化汚泥Fには、電気分解によって発生した微細な酸素や水素の気泡が付着しているため、オーバーフロー又はポンプによって浮上分離槽10へと導かれ、静置すると、汚泥固形物が浮上濃縮する。
このとき、汚泥供給ポンプ7を停止し、浮上濃縮槽10に可溶化汚泥が流入しないように制御するのが望ましい。
【0027】
所定の静置時間経過後、分配移送ポンプ11を起動し、分岐配管のpH調整槽12に至るバルブを開とし、下部に溜まった分離水をpH調整槽12へと引抜く。分離水がほぼ引抜かれた段階でバルブの切替えを行い、浮上濃縮した汚泥Gを曝気槽2へと返送する。
このとき、浮上汚泥Gの粒子の間にある水の中にも溶解したリンが残留しているため、より多くの溶解性のリンをpH調整槽へと導くためには、浮上分離槽に処理水や重力濃縮槽の分離水などの水を注入して、可溶化汚泥を希釈した後、浮上分離を行うか、浮上分離によって得られた分離水だけを排出し、残っている濃縮汚泥に水を注入して混合し、再び静置して浮上分離を行い、分離水を排出する一連の浮上分離操作を複数回繰返す方法を用いるのが適切である。
このように分離水を増量する操作を行えば、可溶化処理量当りのリン回収量を高めることができる。
【0028】
次に、分離水Hには、pH調整槽12においてアルカリを注入し、pHを3以上、好ましくは5以上に上昇させると、溶解していたリンの大半は再び固形物状となり、リン酸も凝集剤の金属塩等と反応してリン酸化合物となり不溶化する。
このとき、酸によって溶解していた無機物もpH上昇に伴い固形物に戻るため、後段の沈殿分離槽14で沈殿する汚泥1は、リン酸化合物などの無機物主体の汚泥となる。
沈殿分離槽14の上澄水Jは、可溶化処理により溶出した易分解な有機物が含まれているため、曝気槽2に返流し、活性汚泥により生物学的に処理を行う。
【0029】
一方、浮上分離槽8で浮上した汚泥Gには、微生物の細胞壁や細胞膜の断片、細胞の形態を保った微生物が残留しているが、電気分解処理によって死滅しているため、曝気槽2に返流すれば、汚泥微生物によって徐々に低分子化され、最終的には水と炭酸ガスに分解される。
【0030】
以上の実施例では、一般的な水処理フローにより説明しているが、最終沈殿槽3の代わりに、曝気槽2内に膜分離装置を設け、精密濾過膜、限外濾過膜等の膜により、処理水Bを濾過する膜分離活性汚泥法を採用することもできる。
このように、膜を用いることにより汚泥濃度を高め、曝気槽から直接引抜いた汚泥に対し、酸と電気分解を用いた可溶化処理を行うことも可能である。
【0031】
【発明の効果】
本発明の汚泥の処理方法によれば、活性汚泥法において、最終沈殿槽から汚泥を引抜いて汚泥可溶化槽に導き、酸の添加と電気分解処理を行って汚泥微生物の殺菌とリンの溶出を促進し、可溶化汚泥は、浮上濃縮して曝気槽に返送して生物分解を行い、浮上分離によって得られた分離水には、アルカリ剤を添加してpHを調整することにより、リンを再度不溶化して無機物主体の汚泥として沈殿分離することができるため、場外に排出する汚泥量を従来の活性汚泥法の1/10程度に削減することができ、埋立処分する際にも必要な用地が少なくて済み、一時貯留する間にも、嫌気腐敗して悪臭を発生するなどの問題が生じないという効果を有する。
【0032】
また、曝気槽に金属塩系の凝集剤を添加することにより、処理する汚泥量当りのリンの回収量を多くすることができる。
【0033】
また、可溶化汚泥を浮上分離する際に、浮上分離槽に水を注入して可溶化汚泥を希釈した後、浮上分離を行うことにより、リンが溶出した分離水を増量することができるため、処理する汚泥量当りのリンの回収量を多くすることができる。
【0034】
また、可溶化汚泥を浮上分離する際に、浮上分離によって得られた分離水を排出し、残っている濃縮汚泥に水を注入して混合し、再び静置して浮上分離を行い、分離水を排出する一連の浮上分離操作を複数回繰返すことにより、リンが溶出した分離水を増量することができるため、処理する汚泥量当りのリンの回収量を多くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の汚泥の処理方法の一実施例を示す汚水処理フロー図である。
【符号の説明】
1 前処理設備
2 曝気槽
3 最終沈殿槽
4 汚泥返送ポンプ
5 汚泥移送ポンプ
6 重力濃縮槽
7 汚泥供給ポンプ
8 汚泥可溶化槽
9 酸供給装置
10 浮上分離槽
11 分配移送ポンプ
12 pH調整槽
13 アルカリ供給装置
14 沈殿分離槽
15 汚泥引抜ポンプ
16 汚泥貯留槽
A 汚水
B 処理水
C 返送汚泥
D 余剰汚泥
E 濃縮汚泥
F 可溶化汚泥
G 浮上汚泥
H 分離水
I 引抜汚泥
J 上澄水
K 排出汚泥[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for treating sludge that can biologically treat organic wastewater such as sewage with activated sludge and remove organic matter and phosphorus to minimize the amount of generated sludge. It is.
[0002]
[Prior art]
BACKGROUND ART Conventionally, in order to treat sewage flowing into a sewage treatment plant or the like, an activated sludge method is used in which sewage flows into an activated sludge aeration tank, and is aerated and stirred to perform biological treatment.
Surplus sludge generated in the water treatment process is usually landfilled after dewatering, but since the disposal site is gradually disappearing, ozone is added to the excess sludge to solubilize the sludge. However, a method of reducing the amount of generated sludge to zero by biodegrading in the system has been attempted.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-mentioned conventional method for treating sludge, since the solubilized sludge is returned to the aeration tank as it is, the load on the aeration tank increases, and the capacity of the aeration apparatus becomes insufficient or the water quality deteriorates. There's a problem.
In addition, the technology that eliminates discharged sludge has a drawback in that phosphorus that has been discharged in a form taken into sludge cannot be removed at all.
[0004]
The present invention, in view of the above-mentioned problems of the conventional method for treating sludge, incorporates a process for removing phosphorus in the sludge solubilization process to prevent water treatment from deteriorating and to extract only minimal sludge as surplus sludge. Therefore, an object of the present invention is to provide a method for treating sludge that can also remove phosphorus.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the method for treating sludge of the present invention comprises the steps of biologically treating organic wastewater with activated sludge in an aeration tank and solubilizing sludge generated by biological treatment. In the sludge treatment method in which the sludge was returned to the aeration tank to decompose, an acid was added to the sludge solubilization tank, and an electrolysis treatment was performed for a predetermined time to promote solubilization of the sludge and elution of phosphorus. Thereafter, sludge is floated and separated by fine bubbles generated by the electrolysis treatment to perform solid-liquid separation.
In this case, an alkali agent is added to the separated water obtained by the flotation to insolubilize the phosphorus again, and the inorganic-based sludge containing phosphorus can be separated and discharged.
[0006]
In this activated sludge treatment method, in the activated sludge method, sludge is withdrawn from the final sedimentation tank, guided to a sludge solubilization tank, and subjected to acid addition and electrolysis to promote sterilization of sludge microorganisms and elution of phosphorus. The solubilized sludge is floated and concentrated, returned to the aeration tank for biodegradation, and the separated water obtained by flotation is added with an alkaline agent to adjust the pH, thereby insolubilizing phosphorus again to remove inorganic matter. Because it can be settled and separated as the main sludge, the amount of sludge discharged outside the site can be reduced to about 1/10 of the conventional activated sludge method, and the land required for landfill disposal is small, Even during temporary storage, there is an effect that problems such as anaerobic decay and generation of offensive odor do not occur.
[0007]
Further, a metal salt-based flocculant can be added to the aeration tank.
[0008]
Thereby, the amount of phosphorus recovered per amount of sludge to be treated can be increased.
[0009]
In addition, when the solubilized sludge is floated and separated, flotation separation can be performed after water is poured into the floatation separation tank to dilute the solubilized sludge.
[0010]
As a result, the amount of separated water from which phosphorus is eluted can be increased, so that the amount of phosphorus recovered per amount of sludge to be treated can be increased.
[0011]
Also, when the solubilized sludge is floated and separated, the separated water obtained by the floatation separation is discharged, water is poured into the remaining concentrated sludge and mixed, and the mixture is allowed to stand still to perform the floatation separation. Can be repeated a plurality of times.
[0012]
As a result, the amount of separated water from which phosphorus is eluted can be increased, so that the amount of phosphorus recovered per amount of sludge to be treated can be increased.
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of a sludge treatment method of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0014]
In this sludge treatment method, a predetermined amount of surplus sludge generated in the activated sludge method is withdrawn, led to a sludge solubilization tank, and an acid is added to perform electrolysis treatment, solubilizing sludge and eluting phosphorus. To promote.
After a predetermined reaction time, this is sent to a flotation separation tank to perform solid-liquid separation, and the separated water is drawn out by a pump and led to a precipitation separation tank. In order to increase the amount of separated water collected at this time, it is effective to repeat the operation of injecting water to dilute the solubilized sludge or injecting water to float and separate a plurality of times.
[0015]
To the separated water from which phosphorus has been eluted, an alkaline agent is added and mixed in a precipitation separation tank or a pH adjustment tank provided immediately before the precipitation separation tank to insolubilize phosphorus contained in the separation water again, and the precipitation separation tank To precipitate.
In order to recover more phosphorus, it is effective to add a metal salt-based flocculant to the aeration tank to increase the concentration of phosphorus contained in excess sludge.
The precipitated sludge mainly containing inorganic matter containing phosphorus is taken out of the plant after temporary storage, and the supernatant water is returned to the aeration tank for biological treatment.
On the other hand, the solubilized sludge that has floated in the flotation tank has been sterilized by electrolysis, and can be biodegraded by returning to the aeration tank.
[0016]
In the activated sludge method, of the phosphorus contained in the sewage, solid substances are adhered or adsorbed to the activated sludge, and the soluble phosphoric acid is partially absorbed into the microorganisms, so Some phosphorus is removed from it.
In addition, since the remaining soluble phosphorus flows out with the treated water, if a metal salt-based coagulant such as iron salt is added to the inflow portion to the aeration tank or the final sedimentation tank, it is insolubilized as a phosphoric acid compound and the wastewater Phosphorus removal performance can be improved.
[0017]
Solid phosphorus and phosphate compounds contained in the sludge led from the final sedimentation tank to the sludge solubilization tank can be eluted from the microorganisms by adding acid to lower the pH to 2 or less, It is in a state of being dissolved inside. At this time, if the electrolysis treatment is performed, the sludge microorganisms are killed, and a part of the cell wall and the cell membrane is destroyed, and the components in the microorganisms are dissolved in the liquid.
[0018]
Next, when the solubilized sludge is guided to the flotation tank and allowed to stand still, fine bubbles of oxygen and hydrogen generated by the electrolysis adhere to the sludge surface, so the sludge floats and is concentrated, and the sludge layer is concentrated. Separated water is generated under
After standing for a predetermined time, the separated water is guided to a precipitation separation tank. At this time, after injecting and mixing the water such as the treated water into the flotation tank, and performing flotation or performing the operation of injecting and mixing the water and performing flotation a plurality of times, the sludge exists between the particles of the sludge. Since phosphorus can be recovered as separated water, the amount of phosphorus recovered per solubilization treatment amount can be increased.
[0019]
By adding an alkaline agent to the separated water containing the eluted phosphorus or phosphoric acid in a precipitation separation tank or a pH adjustment tank provided immediately before and raising the pH to 3 or more, most of the phosphorus is again in a solid state. And phosphoric acid can also react with the metal salt to be insolubilized.
At this time, since the inorganic matter dissolved by the acid also returns to a solid matter as the pH increases, the sludge precipitated in the sedimentation separation tank becomes sludge mainly composed of an inorganic substance such as a phosphate compound.
In addition, since the supernatant water of the sedimentation separation tank contains eluted easily decomposable organic substances due to the solubilization treatment, it is returned to the aeration tank as a sedimentation separation liquid to perform biological treatment.
On the other hand, in the sludge that has been floated and concentrated in the flotation tank, microorganisms that retain the cell form remain in addition to the cell walls and cell membrane fragments of the microorganisms. If returned to the tank, it can be decomposed by activated sludge.
As described above, the sludge that increases in the aeration tank is decomposed by adding a solubilization treatment step, and is settled in the sedimentation separation tank, and the sludge that is transported out of the plant is agglomerated phosphate compound and the like. Since the sludge is mainly composed of inorganic substances, the amount of discharged sludge can be reduced to about 1/10 of the conventional sludge.
[0020]
【Example】
FIG. 1 shows an embodiment of the sludge treatment method of the present invention.
The sewage A flowing into a sewage treatment facility such as a sewage treatment plant is sent to the
In this case, although not shown in the figure, if it is desired to enhance the phosphorus removal performance for the purpose of advanced treatment, a coagulant supply device is added, and an iron or aluminum-based material that reacts with phosphoric acid in wastewater to generate a compound is added. The coagulant is added to the
The settled sludge is withdrawn intermittently or continuously by the
[0021]
Part of the settled sludge withdrawn from the final settling tank 3 is transferred as excess sludge D to the gravity thickening tank 6 by the sludge transfer pump 5 and concentrated, and then the sludge supply pump 7 is started periodically to concentrate the sludge. The sludge E is put into the sludge solubilization tank 8.
In the sludge solubilization tank 8, phosphorus is eluted by an acid such as sulfuric acid supplied from the acid supply device 7, and an electrolytic treatment is performed by flowing a direct current between electrodes immersed in the tank.
The solubilized sludge F staying for a predetermined time and sterilized and partially solubilized is guided to the flotation tank 10 and allowed to stand still, and the sludge is floated and separated by fine bubbles generated by the electrolysis treatment to solidify. Separate the liquid and float and concentrate the sludge solids.
[0022]
While the separated water H from the flotation tank 10 is guided to the
The pH may be adjusted in the pipe or in the
[0023]
Since the liquid led to the sedimentation /
The stored sludge K is carried out of the treatment plant by a vacuum truck or the like, but it is also possible to provide a dewatering machine or the like and periodically perform a dewatering treatment.
In addition, the supernatant water J of the
[0024]
On the other hand, the sludge G that has floated in the flotation tank 10 can be returned to the
[0025]
Next, the operation of the present embodiment will be described.
The concentrated sludge E supplied to the sludge solubilization tank 8 by the sludge supply pump 7 contains phosphoric acid taken into microorganisms, a phosphoric acid compound insolubilized by a coagulant, and solid phosphorus. .
In the sludge solubilization tank 8, the acid is supplied by the acid supply device 9, or the pH is adjusted to a predetermined value of 5 or less, preferably 2 or less based on the indicated value of the pH sensor provided in the sludge solubilization tank 6. Inject the acid until.
Electrodes for electrolysis treatment are arranged in the sludge solubilization tank 8, and a stirrer and a circulating pump are provided to mix the inside of the tank sufficiently and to pass a DC current between the electrodes while allowing the sludge between the electrodes to flow sufficiently. .
At this time, since hypochlorous acid is generated by the electrolysis, the microorganisms in the sludge are sterilized by the hypochlorous acid. In order to generate hypochlorous acid more efficiently, it is preferable to add salt to the acid to be added or to add salt separately. Further, due to the action of the acid, phosphorus is eluted from the microorganisms, phosphorus is dissolved in the liquid from the phosphate compound, and most of the phosphorus is transferred from sludge and solids into water.
That is, microorganisms are killed mainly by the effect of electrolysis, and cell walls and cell membranes constituting the microorganisms are partially damaged and cytoplasm in the cells is eluted, while phosphorus added to solids is mainly caused by the action of acid addition. Elutes into the water of the solubilized sludge.
[0026]
The time of the electrolysis treatment varies depending on the concentration and the current value of the sludge. However, depending on the conditions, the solubilized sludge F subjected to the electrolysis treatment contains fine oxygen and hydrogen bubbles generated by the electrolysis. Is attached to the flotation / separation tank 10 by overflow or a pump, and when it is allowed to stand, sludge solids float and concentrate.
At this time, it is desirable to stop the sludge supply pump 7 and control so that the solubilized sludge does not flow into the floating concentration tank 10.
[0027]
After a predetermined standing time has elapsed, the distribution transfer pump 11 is started, the valve to the pH adjustment tank 12 of the branch pipe is opened, and the separated water collected in the lower part is drawn out to the pH adjustment tank 12. The valve is switched at the stage when the separated water is almost drawn out, and the sludge G that has floated and concentrated is returned to the
At this time, since dissolved phosphorus remains in the water between the particles of the floating sludge G, in order to lead more soluble phosphorus to the pH adjusting tank, the dissolved phosphorus is treated in the floating separation tank. After injecting water or water such as separation water from a gravity concentration tank to dilute the solubilized sludge, perform flotation separation, or discharge only the separated water obtained by flotation separation, and drain the remaining concentrated sludge with water. It is appropriate to use a method in which a series of flotation separation operations of injecting, mixing, standing again to carry out flotation, and discharging separated water are repeated a plurality of times.
By performing the operation of increasing the amount of separated water in this manner, the amount of phosphorus recovered per solubilization treatment amount can be increased.
[0028]
Next, when alkali is injected into the separation water H in the pH adjustment tank 12 and the pH is raised to 3 or more, preferably 5 or more, most of the dissolved phosphorus becomes solid again, and phosphoric acid is also removed. It reacts with the metal salt of the coagulant and becomes a phosphoric acid compound and is insolubilized.
At this time, since the inorganic matter dissolved by the acid also returns to the solid matter with the increase in pH, the
Since the supernatant water J of the
[0029]
On the other hand, in the sludge G that has floated in the flotation tank 8, fragments of the cell walls and cell membranes of the microorganisms, and microorganisms that have maintained the form of the cells remain. When returned, sludge microorganisms gradually lower the molecular weight and eventually break down into water and carbon dioxide.
[0030]
In the above embodiments, a general water treatment flow has been described. However, instead of the final sedimentation tank 3, a membrane separation device is provided in the
As described above, it is possible to increase the sludge concentration by using the membrane, and to perform solubilization treatment using acid and electrolysis on the sludge drawn directly from the aeration tank.
[0031]
【The invention's effect】
According to the method for treating sludge of the present invention, in the activated sludge method, sludge is extracted from the final sedimentation tank, guided to a sludge solubilization tank, and subjected to acid addition and electrolysis to sterilize sludge microorganisms and elute phosphorus. The solubilized sludge is floated and concentrated, returned to the aeration tank for biodegradation, and the separation water obtained by flotation separation is added with an alkaline agent to adjust the pH, thereby re-phosphorizing phosphorus. Since it can be insolubilized and sedimented and separated as inorganic-based sludge, the amount of sludge discharged out of the plant can be reduced to about 1/10 of the conventional activated sludge method, and the land required for landfill disposal is reduced. There is an effect that problems such as anaerobic decay and generation of offensive odor do not occur even during temporary storage during the temporary storage.
[0032]
Also, by adding a metal salt-based flocculant to the aeration tank, the amount of phosphorus recovered per sludge amount to be treated can be increased.
[0033]
Also, when floatation separation of the solubilized sludge, after diluting the solubilized sludge by pouring water into the floatation separation tank, by performing floatation separation, it is possible to increase the amount of separated water from which phosphorus is eluted, The amount of phosphorus recovered per sludge amount to be treated can be increased.
[0034]
In addition, when the solubilized sludge is floated and separated, the separated water obtained by the floatation separation is discharged, water is poured into the remaining concentrated sludge and mixed, and the mixture is allowed to stand still to perform the floatation separation. By repeating a series of flotation operations for discharging wastewater a plurality of times, the amount of separated water from which phosphorus has been eluted can be increased, so that the amount of phosphorus recovered per sludge amount to be treated can be increased.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sewage treatment flow chart showing one embodiment of a method for treating sludge of the present invention.
[Explanation of symbols]
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