JP6121247B2 - 脱水ケーキの消臭方法及び装置 - Google Patents

Description

本発明は、下水、し尿、排水などの有機性汚水の処理により発生する汚泥脱水ケーキの消臭方法及び装置に関する。

下水、し尿、排水などの汚水及びこれらから生じる汚泥からは、硫化水素やメチルメルカプタンなどに起因する臭気が発生する。これら汚水や汚泥の処理工程の近くでは、臭気により労働環境が悪化し、ひどい場合には中毒になることがある。また、汚泥やその脱水ケーキを運搬する場合には、一般道路で臭気が問題となり、一般市民に迷惑がかかるという問題がある。

これら汚水や汚泥及びその脱水ケーキの臭気を防止する目的で、様々な消臭剤や臭気除去方法が工夫されている。代表的な例としては、塩化第二鉄や塩化亜鉛の溶液を汚水や汚泥に添加する方法がある（特許文献１〜３）。しかしながら、これら汚泥から得られる脱水ケーキには、鉄や亜鉛などの金属が残留しているため、コンポスト原料としての再利用には適さない場合が多い。

また、次亜塩素酸塩等の酸化剤を単独で汚水や汚泥に添加して、臭気物質を酸化分解する方法も知られている（特許文献４〜６）。この場合は、汚泥から得られた脱水ケーキには、消臭剤に由来する重金属類は含まれていないので、コンポスト等への再利用が可能である。しかしながら、次亜塩素酸塩を用いた場合には、脱臭効果が持続せず、抑臭のためには添加量を多くする必要があり、汚泥性状の性状変化により脱水が困難になり、脱水工程が長期化又は煩雑化し、あるいは脱水ケーキからコンポストへの再利用が困難になる場合がある。

また、汚泥に亜硝酸塩を添加して硫化水素やメチルメルカプタンなどの悪臭物質に由来する臭気を防止する方法が提案されている（特許文献７及び８）。しかしながら、これらの方法では亜硝酸塩を添加してから消臭効果が発現するまでに数時間要し、汚泥を即時脱水処理する場合には適用が困難である。また、脱水ケーキからの臭気発生の持続時間は半日程度で、汚泥によっては多量の添加が必要になる場合もある。

この問題を解決する手段として、脱水ケーキに静菌剤として亜硝酸塩を添加する方法が提案されている（特許文献９）。特許文献９によれば、脱水ケーキと静菌剤の混合を行わずとも、静菌剤は脱水ケーキに浸透し、汚泥スラリーに静菌剤を添加する場合に比べて、より少量の静菌剤で十分な臭気発生防止効果が長時間にわたって持続するとされている。脱水ケーキは汚泥スラリーよりも減容されているので、静菌剤を添加する対象物質が汚泥スラリーである場合と比較して薬品使用量の削減は期待できる。しかし、脱水ケーキの含水率が低下するに従って、脱水ケーキは強固な形態となり、静菌剤が浸透し難くなる。本発明者らの検討によれば、下水混合生汚泥では脱水ケーキの含水率が約７５％以下となると、コンベアに落下した衝撃程度ではバラバラにならず、静菌剤を脱水ケーキホッパーに噴霧しても脱水ケーキ内部に静菌剤が浸透せず、消臭効果が得られないことがわかった。

近年、下水処理場で多く採用されているスクリュープレス型脱水機の場合、特に混合生汚泥を脱水すると、脱水ケーキの含水率は容易に７５％以下となる。含水率が７５％以下の脱水ケーキは、土壁を粉砕したような最大２０〜３０ｃｍ程度の塊となり、コンベア上の脱水ケーキに静菌剤を噴霧しても脱水ケーキの内部まで静菌剤が浸透しにくい。

また、脱水ケーキの含水率低下を目的として、繊維状脱水助剤を汚泥スラリーに混合して脱水する方法が提案されている（特許文献１０）。この場合には、脱水ケーキ内部に繊維状物が存在するため、脱水ケーキは更に粉砕しにくくなる。繊維状脱水助剤を添加して脱水処理する場合には、脱水機の種類を問わず、脱水ケーキ内部に静菌剤が浸透しにくいという問題が生じる。

特公昭46-16119号公報 特開昭63-205197号公報 特開昭63-270511号公報 特公昭49-19782号公報 特開昭52-65972号公報 特開昭63-178846号公報 特開2000-22494号公報 特開2002-28696号公報 特開2002-186995号公報 特開2012-071296号公報

本発明は、下水処理場にて発生する汚泥の脱水ケーキの消臭効果を短時間に発揮させ、且つ長時間持続させる消臭方法及び装置を提供することを目的とする。

本発明によれば、汚泥スラリーを濃縮した汚泥を脱水して脱水ケーキを生成する過程において、脱水が完了する前に、濃縮した汚泥に静菌剤を添加することを特徴とする脱水ケーキの消臭方法が提供される。

静菌剤の添加は、汚泥スラリーの濃縮後、濃縮した汚泥（以下「濃縮汚泥」と略す）の脱水が完了する前である。汚泥スラリーへの静菌剤の添加では、脱水工程において除去される水分と共に静菌剤が除去されてしまうため、消臭効果を長時間持続させることが困難である。脱水ケーキへの静菌剤の添加では、背景技術の欄に詳述したように、静菌剤が十分に浸透しないため、十分な消臭効果が得られず、また長時間持続しない。汚泥スラリー及び脱水ケーキの両者に添加する場合は、薬剤使用量が倍増することになり、処理費用が高くなる。

濃縮した汚泥への静菌剤の添加態様は、脱水工程で用いる脱水機により異なる。現在、汎用されている脱水機としては、ベルトプレス型脱水機、スクリュープレス型脱水機、遠心脱水機、フィルタープレス型脱水機、真空脱水機などがある。ベルトプレス型脱水機及びスクリュープレス型脱水機の場合には、凝集フロックは重力ろ過された後、圧搾脱水されるため、ろ過時又はろ過後圧搾脱水の前に濃縮汚泥に静菌剤を添加する。遠心脱水機の場合には、遠心分離による圧密で脱水されるため、遠心脱水機に導入した後、脱水ケーキとして排出される前に濃縮汚泥に静菌剤を添加する。フィルタープレス型脱水機の場合には、ろ過工程中に各ろ室上部に設けられた孔から静菌剤を添加する。真空脱水機の場合には、吸着部を経てろ布に吸着された汚泥が吸引脱水部で脱水される間に、濃縮汚泥に静菌剤を添加する。また、凝集フロックを脱水する前に、別異に設けられた濃縮機を用いて濃縮する場合には、濃縮機にて濃縮された後の汚泥に静菌剤を添加すればよく、脱水機に導入する前に濃縮汚泥に静菌剤を添加することもできる。

静菌剤を添加する濃縮汚泥は、汚泥中固形分濃度（ＳＳ）が３ｗｔ％以上、好ましくは４ｗｔ％以上であることが望ましい。濃縮汚泥の汚泥中固形分濃度が３ｗｔ％未満では、脱水工程で分離される水分量が多量となり、添加した静菌剤が脱水時に水分と一緒に排出されてしまうため、消臭効果が低減する。

濃縮汚泥は、汚泥スラリーに凝集剤を添加して得られる凝集フロックを固液分離して濃縮した汚泥である。凝集剤は特に制限されず、下水処理に通常用いられる高分子凝集剤や無機凝集剤を好適に用いることができる。

本発明の消臭方法を用いることができる汚泥は、通常の下水処理において発生する汚泥であれば特に限定されないが、含水率が低い汚泥ケーキが得られる場合に特に効果が発揮される。例えば、下水処理場にて発生する混合生汚泥や、製紙工場から発生する汚泥や、繊維状脱水助剤を添加した汚泥など、繊維分が比較的多量に含まれている汚泥に適用する場合に、顕著な効果が得られる。

添加する静菌剤としては、亜硝酸塩が特に有効である。亜硝酸塩としては、亜硝酸アンモニウム、亜硝酸ナトリウム、亜硝酸カリウム、亜硝酸ルビジウム、亜硝酸セシウム、亜硝酸カルシウム、亜硝酸ストロンチウム、亜硝酸マグネシウム、亜硝酸バリウム、亜硝酸ニッケル、亜硝酸銅、亜硝酸銀、亜硝酸亜鉛、亜硝酸タリウムなどを挙げることができる。これらの亜硝酸塩は1種を単独で用いることができ、また2種以上を混合して用いることできる。これらの亜硝酸塩の中では亜硝酸ナトリウムが効果やコストの面で好ましい。亜硝酸塩の使用に際しては固体、液体のいずれでも構わないが、取扱い易さの点から水溶液として使用することが好ましい。水溶液の濃度は、１０〜４０ｗｔ％水溶液とすることが好ましい。亜硝酸塩の添加量は、処理する汚泥の性状によっても異なるので一概には言えないが、濃縮前のスラリーに対して１〜１０００ｍｇ／Ｌ、好ましくは１０〜５００ｍｇ／Ｌである。亜硝酸塩の添加量が１ｍｇ／Ｌ未満では消臭効果が十分発揮できず、一方、１０００ｍｇ／Ｌを超える場合は経済的でないばかりでなく、濃縮汚泥に水分を追加することになるので、後の脱水工程に悪影響を与える可能性があり、好ましくない。

静菌剤と共に、通常の下水処理に用いられる酸化剤、有機系殺菌剤、防菌剤、消臭剤を添加してもよく、本発明の臭気発生抑制効果が助長される。
酸化剤としては、公知の酸化剤を使用することができ、例えば過酸化水素、過酢酸、過硫酸塩、過炭酸塩、過ホウ酸塩、過酸化カルシウムなどの過酸化物、亜塩素酸ナトリウム、次亜塩素酸ナトリウム、臭素酸ナトリウム、臭素酸カリウム、亜臭素酸ナトリウム、次亜臭素酸ナトリウム、ヨウ素酸ナトリウム、ヨウ素酸カリウムなどのハロゲン系酸化剤あるいは過マンガン酸塩などを挙げることができる。これらの中でも、ハロゲン系酸化剤が好ましく、特に亜塩素酸ナトリウムは本発明の臭気発生抑制効果を高めることができるので好ましい。

有機系殺菌剤としては、ピリチオン塩、サリチル酸、キノリン、チウラム、イソチアン酸塩などを好ましく使用することができる。
防菌剤としては、Ｎ−（２−ヒドロキシプロピル）−アミノメタノール、２−（ヒドロキシメチルアミノ）−エタノール、２−ブロモ−２−ニトロ−１，３−プロパンジオール、ジブロモ−ニトロ−エタノール、クレゾール、４−クロロ−３，５−ジメチルフェノール、グルタルアルデヒド、α−ブロモシンナムアルデヒド、１，３，５−トリス（２−ヒドロキシエチル）−Ｓ−ヘキサヒドロトリアジン、２−メトキシカルボニルアミノベンツイミダゾール、チアベンダゾール、グルコン酸クロルヘキシジン、塩酸クロルヘキシジン、塩酸ポリヘキサメチレンビグアニジン、塩化ベンサルコニウム、塩化セタルコニウム、２，２−ジブロモ−３−ニトロプロピオアミド、ビス（１−オキシ−２ピリジル）ジスルフィド、ヒノキチオールなどを好ましく使用することができる。

消臭剤としては、N−メチルジチオカルバミン酸塩、ジチオカルバミン酸ヒドラジン、N,N’−ジメチルジチオカルバミン酸塩、N,N’−ジブチルジチオカルバミン酸塩、エチレンビスチオカルバミン酸塩、ビス（ジメチルジチオカルバモイル）、エチレンビル（ジチオカルバミン酸）塩、テトラメチルチウラムモノスルフィド、テトラメチルチウラムジスルフィド、テトラエチルチウラムジスルフィド、エチレンチウラムモノサルファイド、メチレンビスチオシアネート、クロロメチルチオシアネート、エチレンビスチオシアネート、クロロエチレンビスチオシアネート、ビニレンビスチオシアネート、フェニルチオシアネート、２−チオシアノメチルチオベンゾチアゾール、メチルイソチオシアネート、アリルイソチオシアネート、２−メルカプトピリジン−Ｎ−オキサイド、（２−ピリジルチオ−１−オキシド）ナトリウム、ビス（２−ピリジルチオ−１−オキシド）亜鉛、８−ハイドロオキシキノリン、８−ハイドロオキシキノリン硫酸塩、８−ハイドロオキシキノリン銅、５−クロロキノリノール、２，４−ジクロロ−６−イソシアノ−１，３，５−トリアジン、２，４−ジクロロ−６−ヒドロキシ−１，３，５−トリアジンＮａ塩、２，４−ジクロロ−６−メトキシ−１，３，５−トリアジン、２，４−ジクロロ−６−（ｏ−クロロアニリン）−１，３，５−トリアジン、モノクロロメラミン、ジクロロメラミン、トリクロロメラミン、ヘキサクロロメラミン、トリクロロシアヌール酸、イソシアヌール酸、トリクロロイソシアヌール酸、ジクロロイソシアヌール酸、ジクロロイソシアヌール酸Ｎａ、ブロム酢酸ブロマイド、トリクロロ酢酸、ビスブロモアセトキシエタン、ビス（１，４−ブロモアセトキシ）−２−ブテン、１，２，３−トリス（ブロモアセトキシ）プロパン、２−ブロモ−４′−ハイドロオキシアセトフェノンの１種又は２種以上の混合物を用いることができる。

本発明においては必要に応じて、銅、鉄、亜鉛、マンガン、アルミニウム等の硫酸塩、硝酸塩、塩化物など公知の消臭剤も併せて使用することができる。
本発明の消臭方法は、下水処理場又は製紙工場などで発生する汚泥に対して有効であり、特に短繊維状脱水助剤を添加した汚泥に特に有効である。短繊維状脱水助剤としては、脱水効果を助長する繊維状物であれば制限されないが、特に特開2012-71296号公報に記載されている脱水助剤が好適である。

本発明においては、濃縮汚泥に静菌剤を添加することが必要である。しかし、濃縮汚泥への添加に加えて、従来法と同様に汚泥スラリー又は脱水ケーキにも静菌剤を添加することを排除するものではない。亜硝酸塩を脱水前の汚泥スラリーにも添加する場合には、亜硝酸塩の添加は機械脱水されるまでに１時間以上経過させることで、より効果的かつ持続的に消臭することができる。

また、本発明によれば、本発明の消臭方法を実施するために好適な脱水機を具備する下記の脱水ケーキの消臭装置も提供される。
・重力ろ過部と圧搾部との境界に、静菌剤添加ノズルを設けたことを特徴とするベルトプレス型脱水機を具備する脱水ケーキの消臭装置。
・汚泥スラリーを供給する外管と、静菌剤を供給する内管と、からなる二重配管をテーパ部の中空内部に設けたことを特徴とする遠心脱水機を具備する脱水ケーキの消臭装置。
・ろ過濃縮ゾーンと圧搾ゾーンとの境界に位置するスクリュー外周部に、静菌剤を添加する孔を設けたことを特徴とするスクリュープレス型脱水機を具備する脱水ケーキの消臭装置。

本発明の消臭方法によれば、下水処理場にて発生する汚泥の脱水ケーキの消臭効果を短時間に発揮させ、且つ長時間持続させることができる。
また、従来の汚泥スラリーに静菌剤を添加する方法と比較して、静菌剤の添加量を低減することができる。

ベルトプレス型脱水機を用いる本発明の消臭方法及び装置の実施形態を示す概略図である。 遠心脱水機を用いる本発明の消臭方法及び装置の実施形態を示す概略図である。 図２における静菌剤の添加部位の拡大説明図である。 スクリュープレス型脱水機を用いる本発明の消臭方法及び装置の実施形態を示す概略図である。 図４における静菌剤の添加部位の説明図である。 濃縮装置を用いずに、凝集槽からスクリュープレス型脱水機に汚泥を直接導入する実施形態を示す概略図である。

好ましい実施形態

添付図面を参照しながら、本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
図１は、ベルトプレス型脱水機にて脱水処理する場合の本発明の実施形態を示す概略説明図である。

下水処理場などで発生する混合生汚泥は、汚泥貯留槽１に汚泥スラリーとして貯留されている。汚泥スラリーは、汚泥貯留槽１から凝集槽２に移送される。汚泥スラリーには、移送配管内で高分子凝集剤が添加され、凝集槽２内で凝集され、凝集フロックが生成される。凝集フロックを含む汚泥スラリーは、凝集槽２から脱水装置３に移送され、脱水されて脱水ケーキが形成される。

図１に示すベルトプレス型脱水機３０は、重力ろ過部３１と圧搾部３２とを含む。前段の重力ろ過部３１にて汚泥スラリーがろ過により濃縮され、濃縮汚泥が形成される。濃縮汚泥は、後段の圧搾部３２にて上下のローラーとろ布ベルトによるプレスにて脱水されて脱水ケーキとなる。

濃縮汚泥への静菌剤の添加は、重力ろ過部３１の終端にて行われる。静菌剤は、静菌剤タンク４から配管を介して、重力ろ過部３１の終端の添加位置まで移送され、添加ノズルを介して濃縮汚泥に滴下される。

図示した実施形態では簡略化のため、汚泥貯留槽及び凝集槽を各１槽示しているが、汚泥貯留槽及び凝集槽の数は限定されず、通常の下水処理場の設備をそのまま使用することができる。添加する凝集剤も限定されず、カチオン系又はアニオン系の高分子凝集剤、無機凝集剤など、通常の下水処理場で使用される凝集剤をそのまま使用することができる。

図２は、遠心脱水機にて脱水処理する場合の本発明の実施形態を示す概略説明図である。図１に示されている同種の装置についての説明は省略する。
図２に示す遠心脱水機５０は、テーパが付されている圧密部５１、脱水ケーキ排出部５４及び分離水排出部５５を含む。圧密部５１の中空内部に汚泥スラリーを供給するフィードパイプ５３が挿入されている。圧密部５１には、遠心力により圧密された凝集フロックを掻き取るスクリューコンベア（図示せず）が設けられている。脱水ケーキ排出部５４は、圧密部５１の外端部に設けられている。分離水排出部５５は、圧密部５１とは反対側の遠心分離部５２の外端部に設けられているオリフィスである。図３に拡大して示すように、本発明の装置において、フィードパイプ５３は、外管５３ａと内管５３ｂとからなる二重管であり、内管５３ｂは凝集フロックを含む汚泥スラリーを移送し、外管５３ａは静菌剤を移送する。外管５３ａには複数の孔５３ｃが設けられており、この孔５３ｃから遠心脱水機の圧密部５１に存在する濃縮汚泥に静菌剤が散布される。

汚泥貯留槽１からの汚泥スラリーを遠心脱水機５０に移送する配管に、凝集剤添加用配管が接続され、遠心脱水機５０に導入される前に汚泥スラリー中に凝集フロックが形成される。凝集フロックを含む汚泥スラリーは、フィードパイプ５３を介して遠心脱水機５０の圧密部５１に供給され、遠心力により圧密されて固液分離により濃縮された後、圧密部５１に設けられているスクリューコンベアで掻き取られ、脱水ケーキとなり、脱水ケーキ排出部５４から排出される。本発明の装置においては、静菌剤が、静菌剤タンク４からフィードパイプ５３を介して遠心脱水機５０の圧密部５１に供給され、遠心脱水により濃縮された汚泥に散布される。静菌剤が散布された濃縮汚泥は、圧密部５１に設けられたスクリューコンベアで掻き取られ、脱水ケーキとして排出される。

図４は、スクリュープレス型脱水機にて脱水処理する場合の本発明の実施形態を示す概略説明図である。図１及び図２に示されている同種の装置についての説明は省略する。
図４に示すスクリュープレス型脱水機６０は、スクリューにより供給された汚泥スラリーを搬送しながら徐々に圧搾する脱水機であり、圧搾の程度が弱いろ過濃縮ゾーン６１と圧搾の程度が強い圧搾ゾーン６２とに区分することができる。本発明の装置においては、静菌剤をろ過濃縮ゾーン６１と圧搾ゾーン６２との境界付近に供給して、ろ過濃縮ゾーン６１にて濃縮された汚泥に添加する構成である。ろ過濃縮ゾーン６１では、汚泥が圧密されていない状態であるため、滴下した静菌剤は、転動する汚泥のほぼ全体に分散して混合される。

本発明の装置において、スクリュープレス型脱水機６０の外胴６０ａには、ろ過濃縮ゾーン６１に静菌剤を滴下させるための１以上の孔６３が形成されている。当該孔６３には、静菌剤を導入するフィードパイプ６４が接続されている。図５に示すように、外胴６０ａの孔６３から滴下された静菌剤は、羽根外周６０ｂの位置にて羽根によって転動されている濃縮汚泥に散布されて混合される。

図４に示す実施態様では、凝集槽２とスクリュープレス型脱水機６０との間に、濃縮装置５を設けているが、濃縮装置５を設けなくてもよい。濃縮装置５は、凝集槽２にて形成された凝集フロックを含む汚泥スラリーを濃縮して濃縮汚泥を形成する装置であればよく、例えばスリットセーバーからなるろ過濃縮装置を挙げることができる。濃縮装置５を設ける場合には、スクリュープレス型脱水機６０のろ過濃縮ゾーン６１は圧搾ゾーンとして作用するので、静菌剤はスクリュープレス型脱水機６０に導入される直前の濃縮汚泥に添加してもよい。濃縮装置としてスリットセーバーを用いる場合には、スリットセーバーの出口に、幅方向に延在する配管を設置してもよい。配管には、濃縮汚泥に静菌剤を滴下する滴下ノズルを複数箇所（たとえば３カ所）設ければよい。

図６は、スクリュープレス型脱水機において濃縮装置を設けない実施態様を示す。濃縮装置への静菌剤の添加の代わりに、スクリュープレス型脱水機６０の汚泥入口となる凝集汚泥ホッパーに静菌剤を導入するフィードパイプ６４ａを設ける以外は、図４及び図５に示す態様と同様でよい。

以下、実施例を用いて本発明を具体的に説明する。
［実施例１］
下水処理場にて採取した混合生汚泥の汚泥スラリー（ｐＨ５．６０、ＳＳ（汚泥中固形分）２８．４ｇ／Ｌ、ＶＳＳ（揮発性浮遊物質）８０．５％）２００ｍｌをビーカーに入れ、カチオン系高分子凝集剤エバグロースＣ−１０４Ｇ（水ｉｎｇ（株）製）をＳＳに対して０．７ｗｔ％となるように添加し、スパチュラで撹拌して凝集させた。ろ布を底面に貼り付けた直径７０ｍｍのカラムを使用して、凝集汚泥を重力ろ過し、ろ過後の凝集汚泥に亜硝酸ナトリウム４０％水溶液５０ｍｇを添加し、採取した汚泥スラリーを基準として亜硝酸ナトリウムとして１００ｍｇ／Ｌとした。重力ろ過終了時の汚泥中固形分濃度は５．３ｗｔ％であった。次いでピストン型脱水機で５分間脱水し、含水率７２．８％の脱水ケーキを得た。

脱水ケーキを全量採取し、臭気測定用袋（容量：７００ｍｌ）に入れ、ゴム栓で密栓した後、シリンジで６００ｍｌの無臭空気を注入した。３０℃の恒温槽に保管し、所定時間毎に北川式検知管で硫化水素、メチルメルカプタンを測定した。結果を表１に記載する。

［実施例２〜３］
亜硝酸ナトリウムの添加量を変更した以外は実施例１と同様に試験を行った。結果を表１に併記する。

［比較例１〜４］
汚泥スラリーに亜硝酸ナトリウムを添加し、１時間静置した後カチオン系高分子凝集剤を添加して凝集させ、重力ろ過後の凝集汚泥に亜硝酸ナトリウムを添加しなかった以外は、実施例１と同様の手順で試験を行った。結果を表１に併記する。

［比較例５〜７］
亜硝酸ナトリウムを重力ろ過後の凝集汚泥に添加せずに、脱水後の脱水ケーキに添加した以外は実施例１と同様の手順で試験を行った。結果を表１に併記する。

［比較例８〜９］
凝集汚泥を重力ろ過すると同時に亜硝酸ナトリウム水溶液を添加した以外は実施例１と同様の手順で試験を行った。結果を表１に併記する。

［比較例１０］
いずれの工程でも亜硝酸ナトリウムを添加せずに、汚泥を脱水して得られた脱水ケーキの臭気測定を実施例１と同様に行った。結果を表１に併記する。

重力ろ過後の濃縮された汚泥に亜硝酸ナトリウムを添加した実施例１〜３では、亜硝酸ナトリウムを添加しなかった比較例１０と対比して、添加後１時間〜７２時間のいずれの時点でも顕著な臭気抑制効果が認められた。

一方、亜硝酸ナトリウムを汚泥スラリーに添加した比較例１〜４では、亜硝酸ナトリウムの添加量を増やしても４８時間後に臭気が発生し始めた。脱水時に亜硝酸ナトリウムがろ液中に流出してしまうことが原因と考えられる。

亜硝酸ナトリウムを脱水ケーキに添加した比較例５〜７では、実施例１〜３と同程度の臭気抑制効果を得るには２倍程度の添加量が必要であった。脱水ケーキが硬いので亜硝酸ナトリウムが内部まで浸透しにくくなってしまうことが原因と考えられる。

ろ過時に亜硝酸ナトリウムを添加した比較例８〜９では、１時間後までは臭気発生抑制効果が認められるものの、２４時間後には臭気発生抑制効果が薄れ、７２時間後以後はほぼ効果が認められなかった。ろ過により亜硝酸ナトリウムがろ液中に流出することと、亜硝酸ナトリウムと汚泥との接触時間が短いことが原因と考えられる。

［実施例４］
下水処理場から採取した混合生汚泥（ｐＨ４．８４、ＳＳ１８．３ｇ／Ｌ、ＶＳＳ７８．１％）２００ｍｌをビーカーに入れ、繊維長５ｍｍのビスコースレーヨンをＳＳに対して３ｗｔ％となるように添加し、十分撹拌して脱水助剤入りの汚泥スラリーを調整した。カチオン系高分子凝集剤エバグロースＣＳ−３７４（水ｉｎｇ（株）製）をＳＳに対して０．８ｗｔ％となるように添加し、スパチュラで撹拌して凝集させた。ろ布を底面に貼り付けた直径７０ｍｍのカラムを使用して凝集汚泥を重力ろ過し、ろ過後の凝集汚泥に亜硝酸ナトリウム４０％水溶液を亜硝酸ナトリウムとして１００ｍｇ／Ｌとなるよう添加した。重力ろ過終了時の汚泥中固形分濃度は４．６％であった。次いでピストン型脱水機で１０分間脱水し、含水率７０．３％の脱水ケーキを得た。脱水ケーキは折っても割れず、手で容易に裂けないほど硬固であった。

脱水ケーキを全量採取し、臭気測定用袋（容量：７００ｍｌ）に入れ、ゴム栓で密栓した後、シリンジで６００ｍｌの無臭空気を注入した。３０℃の恒温槽に保管し、所定時間毎に北川式検知管で硫化水素、メチルメルカプタンを測定した。結果を表２に示す。

［実施例５〜６］
亜硝酸ナトリウムの添加量を変更した以外は実施例１と同様に試験を行った。結果を表２に併記する。

［比較例１１〜１３］
汚泥スラリーに亜硝酸ナトリウムを添加し、１時間静置した後カチオン系高分子凝集剤を添加して凝集させ、重力ろ過後の凝集汚泥に亜硝酸ナトリウムを添加しなかった以外は、実施例４と同様の手順で試験を行った。結果を表２に併記する。

［比較例１４〜１６］
亜硝酸ナトリウムを重力ろ過後の凝集汚泥に添加せずに、脱水後の脱水ケーキに添加した以外は実施例４と同様の手順で試験を行った。結果を表２に併記する。

［比較例１７〜１８］
凝集汚泥を重力ろ過すると同時に亜硝酸ナトリウム水溶液を添加した以外は実施例４と同様の手順で試験を行った。結果を表２に併記する。

［比較例１９］
いずれの工程でも亜硝酸ナトリウムを添加せずに、汚泥を脱水して得られた脱水ケーキの臭気測定を実施例４と同様に行った。結果を表２に併記する。

重力ろ過後の濃縮された汚泥に亜硝酸ナトリウムを添加した実施例４〜６では、亜硝酸ナトリウムを添加しなかった比較例１９と対比して、添加後１時間〜７２時間のいずれの時点でも顕著な臭気抑制効果が認められた。

一方、亜硝酸ナトリウムを汚泥スラリーに添加した比較例１１〜１３では、亜硝酸ナトリウムの添加量を増やしても４８時間後に臭気が発生し始めた。脱水時に亜硝酸ナトリウムがろ液中に流出してしまうことが原因と考えられる。

また、亜硝酸ナトリウムを脱水ケーキに添加した比較例１４〜１６では、７２時間後には臭気発生を抑制できなかった。脱水助剤を含み、脱水ケーキが硬いので亜硝酸ナトリウムが内部まで浸透しにくくなってしまうことが原因と考えられる。

ろ過時に濃縮前汚泥に亜硝酸ナトリウムを添加した比較例１７〜１８では、１時間後までは臭気発生抑制効果が認められるものの、２４時間後には臭気発生抑制効果が薄れ、７２時間後以後はほぼ効果が認められなかった。ろ過により亜硝酸ナトリウムがろ液中に流出することと、亜硝酸ナトリウムと汚泥との接触時間が短いことが原因と考えられる。

［実施例７〜８］
下水処理場で採取した混合生汚泥（ｐＨ５．１１、ＳＳ１６．６ｇ／Ｌ、ＶＳＳ８１．４％）を２００ｍｌビーカーに入れ、カチオン系高分子凝集剤エバグロースＣＳ−３０４（水ｉｎｇ（株）製）をＳＳに対して１．０ｗｔ％となるように添加し撹拌して凝集させ、スリットセーバーから成るろ過濃縮装置を前段に有するスクリュープレス脱水機（スクリュー径３００ｍｍΦ）に供給し、スクリュー回転数０．４／分の条件で脱水を行った。

スリットセーバー出口に幅方向に設置した配管に設けた滴下ノズル（３カ所）から亜硝酸ナトリウム水溶液（４０重量％）を濃縮された汚泥に滴下させた。添加量は亜硝酸ナトリウムとして対スラリー換算で１００ｍｇ／Ｌ（実施例７）又は２００ｍｇ／Ｌ（実施例８）とした。スリットセーバー出口の汚泥中固形分濃度は平均４．９％であった。

脱水ケーキを２０ｇ採取し、臭気測定用袋（容量：７００ｍｌ）に入れ、ゴム栓で密栓した後、シリンジで６００ｍｌの無臭空気を注入した。３０℃の恒温槽に保管し、所定時間毎に北川式検知管で硫化水素、メチルメルカプタンを測定した。結果を表３に記載する。

［比較例２０〜２１］
濃縮された汚泥には亜硝酸ナトリウム水溶液を滴下せず、スクリュープレス脱水機で脱水され排出された脱水ケーキが落下した直後の運搬用ベルトコンベア上の脱水ケーキに亜硝酸ナトリウム水溶液を滴下した以外は実施例７〜８と同様に試験を行った。結果を表３に併記する。なお、添加量は亜硝酸ナトリウムとして対スラリー換算で１００ｍｇ／Ｌ又は２００ｍｇ／Ｌ（比較例２０、２１）とした。亜硝酸ナトリウム水溶液は配管に３箇所設けた滴下ノズルから滴下した。

［比較例２２］
亜硝酸ナトリウムの添加位置をスリットセーバー供給直後の濃縮前の汚泥とした以外は実施例８と同様に試験を行った。この時の汚泥中固形分濃度は平均２．４％であった。

なお、得られた脱水ケーキの含水率は平均６８．９％であり、手では容易に砕けなかった。試験結果を表３に記載する

スクリュープレス型脱水機を用いる場合も、脱水前の濃縮汚泥に亜硝酸ナトリウムを添加することで、添加１時間後から７２時間後に至るまで、顕著な消臭発生抑制効果が認められる。

脱水ケーキに添加した比較例２１及び２１では、２４時間後までは臭気発生抑制効果が認められるが、４８時間後には臭気が発生し、抑制効果が持続しなかった。

Claims (9)

1. 汚泥スラリーを濃縮した濃縮汚泥を脱水して脱水ケーキを生成する過程において、濃縮汚泥の脱水は遠心脱水機にて行い、脱水が完了する前に遠心脱水機の圧密部にて、遠心力により圧密されて固液分離により濃縮された固形分濃度が３ｗｔ％以上である濃縮汚泥に、静菌剤として亜硝酸塩を添加することを特徴とする脱水ケーキの消臭方法。
2. 汚泥スラリーを供給する外管と、静菌剤を供給する内管と、からなる二重配管をテーパ部の中空内部に設けたことを特徴とする遠心脱水機を用いる、請求項１に記載の脱水ケーキの消臭方法。
3. 汚泥スラリーを濃縮した濃縮汚泥を脱水して脱水ケーキを生成する過程において、濃縮汚泥の脱水は、ろ過濃縮ゾーンと圧搾ゾーンとの境界に位置するスクリュープレス型脱水機外胴に、静菌剤を添加する孔を設け、該孔に静菌剤を導入するフィードパイプが接続されていることを特徴とするスクリュープレス型脱水機にて行い、脱水が完了する前にろ過濃縮ゾーンと圧搾ゾーンとの境界付近にて、ろ過濃縮ゾーンにて濃縮された固形分濃度が３ｗｔ％以上である濃縮汚泥に静菌剤として亜硝酸塩を添加することを特徴とする脱水ケーキの消臭方法。
4. 汚泥スラリーは、短繊維状脱水助剤を含む、請求項１〜３のいずれかに記載の脱水ケーキの消臭方法。
5. 汚泥スラリーは、下水処理場にて発生する混合生汚泥又は製紙工場にて発生する汚泥である、請求項１〜４のいずれかに記載の脱水ケーキの消臭方法。
6. 亜硝酸塩が亜硝酸ナトリウムである、請求項１〜５のいずれか１に記載の脱水ケーキの消臭方法。
7. 亜硝酸ナトリウムの添加量は濃縮前の汚泥スラリーに対して１０〜５００ｍｇ／Ｌとなる量である、請求項６に記載の脱水ケーキの消臭方法。
8. 請求項１又は２に記載の脱水ケーキの消臭方法を実施する消臭装置であって、汚泥スラリーを供給する外管と、静菌剤を供給する内管と、からなる二重配管をテーパ部の中空内部に設けたことを特徴とする遠心脱水機を具備する脱水ケーキの消臭装置。
9. 請求項３に記載の脱水ケーキの消臭方法を実施する消臭装置であって、ろ過濃縮ゾーンと圧搾ゾーンとの境界に位置するスクリュープレス型脱水機外胴に、静菌剤を添加する孔を設け、該孔に静菌剤を導入するフィードパイプが接続されていることを特徴とするスクリュープレス型脱水機を具備する脱水ケーキの消臭装置。