汚泥処理装置
【課題】現在下水汚泥を受け入れている最終処分場は、その半数が処理能力の限界から数年以内には受け入れが出来なくなると見込まれており、汚泥の減量化が必要となってきていて、排水処理施設に簡便に設置でき、効率よく安価で汚泥量を減少させる汚泥処理装置が求められている。
【解決手段】排水処理施設の余剰汚泥を汚泥改質槽に取り出し、沈殿槽で得られる上澄み水を口径１〜３ｍｍのホーン型ノズルからキャビテーション発生水として余剰汚泥に打ち当てキャビテーションの物理的、化学的効力により余剰汚泥を改質・基質化し、さらにこれを生物処理槽の活性微生物で再処理して余剰汚泥を減量・減容化する。
【解決手段】排水処理施設の余剰汚泥を汚泥改質槽に取り出し、沈殿槽で得られる上澄み水を口径１〜３ｍｍのホーン型ノズルからキャビテーション発生水として余剰汚泥に打ち当てキャビテーションの物理的、化学的効力により余剰汚泥を改質・基質化し、さらにこれを生物処理槽の活性微生物で再処理して余剰汚泥を減量・減容化する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排水処理施設内で発生する有機性余剰汚泥をキャビテーション現象を利用して処理するものであり、特に処理施設内に設置して用いる汚泥減量・減容化のための汚泥処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
我が国の産業廃棄物の排出量は約３億９，３００万トン（平成１４年度）で、その内汚泥が約１億８,２４４万トン（４６．４％）であり、また下水道事業において発生する汚泥は産業廃棄物の総発生量の約１９％(平成１３年度)を占め、下水道の普及に伴いその発生量は年々増加している。
【０００３】
一方、下水汚泥を受け入れている最終処分場は、その半数が数年以内には受け入れが出来なくなると見込まれており、今後さらなる汚泥の減量化が必要となってきている（循環型社会白書（平成１５年版）環境省編集）。そのための有効な対策、すなわち現状システムに対応して設置でき、簡便でかつ安価な有機性の下水汚泥減量化システムの早急な開発が強く望まれている。
【０００４】
下水汚泥は、活性汚泥の余剰汚泥で大半が占められている。ここで云う余剰汚泥とは活性汚泥法等の生物学的処理において一定の微生物濃度（ＭＬＳＳ）に調整する場合過剰に増加した活性汚泥を指す。
【０００５】
下水の余剰汚泥を減量・消滅化する技術で現在研究開発されている方法にはオゾン処理、ミル破砕処理、好気性好熱細菌処理、電解感電処理、酸化剤処理、超音波処理、高圧噴流(キャビテーション)処理方式等がある。上記のオゾン処理方式等は薬品や比較的大きなエネルギーや付帯設備を必要とする。一方、超音波処理方式、高圧噴流処理方式は物理処理を基本としている。
【０００６】
特許文献１に示したウォータージェットにより発生するキャビテーションを利用した方式は、汚泥沈降分離槽で沈降分離した上澄み水を、プランジャポンプで高圧水として生物処理槽(汚泥含有水槽)の壁面に設置した高圧水噴射用のノズルから噴出させて汚泥を改質するものである。また、別の方式は上澄み水を高圧ポンプで加圧してノズルから余剰汚泥中に吹き込むリアクタ方式である。
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−４９９３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし以上の例の場合、高圧水噴出用のノズルの設置位置、ノズル径、高圧ポンプの噴出圧力、余剰汚泥濃度等が重要になる。
高圧噴流処理方式のキャビテーション現象の利用には、その発生原理から噴出ノズルの噴射口径を大きくした場合には、より大きなエネルギーを必要とする。また、噴射口径を小さくすれば、汚泥中の夾雑物による噴射口の詰りやエロージョン等のトラブルが発生するという、それぞれ課題をもっている。
一方、本発明の汚泥処理装置はキャビテーションを発生させることを最終目的としたものではなく、キャビテーションの持つ衝撃圧生成作用による汚泥の分散、微細化作用、キャビテーション気泡の崩壊時に発生する断熱圧縮作用によって、水中に局所的な高温高圧場が作り出され、その際の熱分解ないしＯＨラジカル等による強い酸化作用によって汚泥が改質されることを狙いとしている。
また、汚泥を改質するには、対象となる汚泥の濃度が重要で、対象汚泥の濃度が低い場合キャビテーション現象の影響は減少して汚泥の改質が進まない。それ故、汚泥濃度とキャビテーション現象量を適度に増加させることが重要となる。
キャビテーション現象の発生は、ノズルから水中へ噴出する噴出水の流速が影響し、流速が約９０ｍ／ｓ付近の時多量に発生する（ＯＨラジカル分析法(蛍光分析法)）ことが、我々の実験から判明している。
ノズルの流量、径、圧力の関係式は
Ｑ＝１．６×ｄ×ｄ×√Ｐ （Ｑ：流量〔Ｌ／ｍｉｎ〕、１．６：係数（ノズルによりこの係数は幅がある）、ｄ：ノズル径〔ｍｍ〕、Ｐ：圧力〔ＭＰａ〕）である。
ノズル径１．５ｍｍ、圧力７ＭＰａの場合、Ｑ＝１．６＊１．５＊１．５＊√７＝９．５Ｌ／ｍｉｎとなり、おおよそ１０Ｌ／ｍｉｎとなる。
ノズル径２．５ｍｍ、圧力８ＭＰａの場合、Ｑ＝１．６＊２．５＊２．５＊√８＝２８．３Ｌ／ｍｉｎとなり、おおよそ２８Ｌ／ｍｉｎとなる。
流量と流速の関係式は
Ｑ＝ｒ＊ｒ＊π＊ｖ すなわち ｖ＝Ｑ／ｒ＊ｒ＊π
（Ｑ：流量〔ｍ３／ｓ〕、ｒ：ノズル半径〔ｍ〕、π：円周率、ｖ：流速〔ｍ／ｓ〕）がある。
ノズル径１．５ｍｍの場合は、ｖ＝０．０００１６６／０．０００７５＊０．０００７５＊π＝９４．３６ｍ／ｓとなる。
ノズル径２．５ｍｍの場合は、ｖ＝０．０００４７１／０．００１２５＊０．００１２５＊π＝９６．０８ｍ／ｓとなる。
ＯＨラジカル分析法の測定ではキャビテーション現象はホーン型ノズル口径２．５ｍｍ、高圧ポンプ圧力約８ＭＰａの時、ノズル先端からの距離約１〜１．５ｍ、直径約０．５ｍの範囲に現れるということが判っている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、夾雑物の多い汚泥を含め、あらゆる種類の有機性汚泥の処理課題を解決するものであり、キャビテーション現象を最大限に利用して汚泥を改質し、基質化するための装置を提供する。
すなわち、本発明は排水処理施設で発生した有機性の余剰汚泥中にキャビテーション現象を発生させ、余剰汚泥を改質・基質化する装置であり、改質・基質化された余剰汚泥を生物処理槽で再度分解処理することにより汚泥を減量・減容化するものである。
ここで好ましくは
（１）キャビテーション発生量をより多く発生させるため、ホーン型ノズルを設置する。
（２）より小さなエネルギーでキャビテーション現象を発生させるため、処理対象の汚泥量に応じてホーン型ノズルの口径を選定する。
（３）ホーン型ノズル口径を小さくした場合のトラブルを防止するため、噴出する処理水として排水処理施設で発生した沈殿分離後の滅菌消毒前の上澄水を利用する。
（４）キャビテーション現象の発生範囲は、口径が１〜３ｍｍ程度のホーン型ノズルの場合にはノズル先端から距離約１〜１．５ｍ、直径約０．５ｍの範囲と特定する。
（５）キャビテーション現象を高効率に利用するため、処理対象汚泥の沈降現象を利用して汚泥濃度を高め、間欠運転を行う等運転方法を工夫する。
（６）キャビテーション現象を高効率に利用するため、ホーン型ノズルを可能な範囲で高濃度汚泥が存在する処理槽底部に設置する。
本発明の主装置は、ホーン型ノズルを設置した汚泥処理槽、高圧ポンプ、上澄み水供給装置、それらの装置間の配管、高圧ポンプ等を制御する動力制御盤等で構成されている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のキャビテーション処理による汚泥減量化装置は、排水処理施設の汚泥処理ラインに設置し、この排水処理施設内の処理水を利用して、これを口径が微細なホーン型ノズルから高速、高圧で処理水を噴出させることによりキャビテーション現象を発生させて、余剰汚泥を処理し、この現象で改質・基質化した余剰汚泥を排水処理施設内の生物処理槽へ再度導入し、余剰汚泥を分解処理することでトラブルを発生させることなく、余剰汚泥を減量・減容化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に本発明の排水処理施設内で発生した滅菌消毒前の処理水を、高圧ポンプで加圧してホーン型ノズルより余剰汚泥に向け噴射してキャビテーション現象を発生させ、これによって余剰汚泥を改質して基質化する装置を、排水処理施設内に設置した例で説明する。
【実施例１】
【００１２】
図１は、排水処理施設内に本発明の装置を設置した一例を示す。図１−Ａはそのフロー図であり、図１−Ｂはその要部である汚泥改質槽６の説明図である。
図１−Ａ中、１は生物処理槽であり、ここに下水Ｗ１が流入し、槽内の活性微生物で処理される。微生物を含有した活性汚泥水Ｗ２は、後続の沈殿槽２へ流出する。沈殿槽２で沈降分離された上澄水Ｗ３の大半は、殺菌、滅菌されて放流水Ｗ９となり、系外へ放流される。上澄水Ｗ３の一部は、上澄水貯留槽３を経由してキャビテーション発生水Ｗ７の用水として高圧ポンプ４へ送られる。
また、沈殿槽２で沈殿分離された余剰汚泥Ｗ４の一部は、本発明の特徴である汚泥改質槽６へ供給される。さらに活性汚泥法では余剰汚泥Ｗ４の一部は返送汚泥Ｗ５として生物処理槽１へ返送される。汚泥改質槽６にはキャビテーションの発生に欠かせない、前記の高圧ポンプ４と上澄水貯留槽３が近接して設けられ、高圧ポンプ４の出口側は、汚泥改質槽６内下部に設けられたホーン型ノズル５に接続されている。上澄水貯留槽３の入口側は、上澄水Ｗ３の一部を高圧水Ｗ６の用水として取り込むため、沈殿槽２に配管で繋がれている。余剰汚泥Ｗ４は汚泥改質槽６内でキャビテーション発生水Ｗ７を打ち当てられて改質・基質化処理される。改質・基質化処理されたキャビテーション処理汚泥Ｗ８は、配管を経由して生物処理槽１へ戻され、微生物含有活性汚泥Ｗ２によってさらに分解処理される。
汚泥改質槽６の具体的構成を図１−Ｂで説明する。
汚泥改質槽６の大きさ、容量は処理する汚泥の量により決定した。ここでは下水Ｗ１が毎日約１５０立方メートル流入する時、余剰汚泥Ｗ４が毎日約１．５立方メートル（毎分約１L）発生するとして、汚泥改質槽６は幅１ｍ、長さ２ｍ、高さ１．５ｍ、容量約３立方メートルとした。
汚泥改質槽６の内下部に１セット設けられている口径１．５ｍｍのホーン型ノズル５から流速約９０ｍ／ｓでキャビテーション発生水Ｗ７を毎分約１０Ｌ噴出させる。微生物濃度ＭＬＳＳが約１００００ｍｇ／Ｌの余剰汚泥Ｗ４は、ＭＬＳＳ約２０ｍｇ／Ｌの高圧水Ｗ６を原水としたキャビテーション発生水Ｗ７で処理されるとき、希釈されてＭＬＳＳ約１０００ｍｇ／Ｌ程度に低下する。
キャビテーション処理効率は処理対象汚泥濃度が高い程、高くなる。汚泥改質槽６内にはキャビテーション処理汚泥Ｗ８の汚泥沈降促進用の傾斜板７と、汚泥改質槽６の水面からキャビテーション処理汚泥Ｗ８を均等に取り出す越流堰８が設置されている。越流堰８の末端は生物処理槽１への配管に接続されている。
ホーン型ノズル５からのキャビテーション発生水Ｗ７の噴流の動きにつれ、汚泥改質槽６内の余剰汚泥Ｗ４は槽６内を上下に循環する。槽底部の余剰汚泥Ｗ４は、傾斜板７と越流堰８の働きによりＭＬＳＳ約３０００ｍｇ／Ｌ程度以上に濃縮される。軽くなったキャビテーション処理汚泥Ｗ８は、汚泥改質槽６の上部に移動していき、越流堰７を越えたものから生物処理槽１へ戻され、ここで再度生物分解処理される。この一連の操作を繰り返すことで、生物処理槽１内で発生した余剰汚泥Ｗ４は分解・浄化されて処理が進行する。
また、この装置は高圧ポンプ４を間欠運転して、ポンプ停止時にキャビテーション処理汚泥Ｗ８を槽底部に静置させることにより、汚泥改質槽６底部の処理対象汚泥の濃度を上げ、キャビテーション処理効率を上げることもできる。
【実施例２】
【００１３】
図２は、下水処理施設の生物処理槽に本発明のキャビテーション汚泥処理装置を設置した別な一例を示す。図２−Ａはそのフロー図を、図２−Ｂはそのホーン型ノズルの配置図をそれぞれ示す。
図中の番号は、図１のそれと同じ槽、下水、および役割等をそれぞれ示す。
高圧ポンプ４は、沈殿槽２から貯留槽３を経由して上澄水Ｗ３を取り込み、高圧水Ｗ６としてホーン型ノズル５から微生物含有活性汚泥Ｗ２に向け噴射して、キャビテーション発生水Ｗ７を生じさせる。
そのため、生物処理槽１には微生物含有活性汚泥Ｗ２、キャビテーション発生水Ｗ７、キャビテーション処理汚泥Ｗ８が混在している。
この例の特徴は、ホーン型ノズル５を生物処理槽１内下部に設置し、場合によっては２本以上複数設置して、槽下部に存在する汚泥に向けて上澄水Ｗ３を高圧化して噴射し、発生するキャビテーション現象で汚泥の微生物を分解、死滅させて改質・基質化させることであり、実施例１で示した汚泥改質槽６を必要としないことである。
ここでの留意点は、生物処理槽１の全ての汚泥を分解、死滅させるのではなく、槽内下部の活性汚泥を部分的に改質・基質化させ、改質・基質化した汚泥を槽内に残生存する活性微生物に託して再度分解処理することである。
これにより生物処理槽１では活性汚泥自体で、流入する下水Ｗ１を分解処理すること、微生物含有活性汚泥Ｗ２を高圧噴射した際に起こるキャビテーション現象で活性汚泥（微生物・余剰汚泥）を分解・死滅（改質・基質化）させること、改質・基質化した活性汚泥の生物処理を行うこと、が同時進行する。
このため、装置としては大掛かりな付帯設備を必要とせず、高圧ポンプ４とホーン型ノズル５およびこの両者と槽１、槽２をつなぐ配管で構成できる。さらにホーン型ノズル５の口径を吐出水量を勘案して、例えば１〜３ｍｍの小径とすることで、キャビテーション現象が発生しやすくなって、汚泥の分解処理が短時間で効率よく行うことができる。
また、処理水槽の規模に応じてホーン型ノズル５を図２−Ｂのように２本以上設置することも可能である。
生物処理槽１の具体例を図２−Ｂで説明する。
ホーン型ノズル５の口径、数量は処理する汚泥の量により決定する。ここでは下水Ｗ１が毎日約１５０立方メートル流入し、余剰汚泥Ｗ４が毎日約１．５立方メートル発生する排水処理施設の生物処理槽１は、幅５ｍ、長さ５ｍ、深さ４ｍ、容量約１００立方メートルとした。生物処理槽１の内底部に２セット設けられている口径２．５ｍｍのホーン型ノズル５から流速約９０ｍ／ｓ、毎分約５０Ｌでキャビテーション発生水Ｗ７を噴出させる。これにより生物処理槽１中の微生物含有活性汚泥Ｗ２の約５０％を処理することが出来る。
【実施例３】
【００１４】
図３は、下水処理施設の生物処理槽に本発明のキャビテーション汚泥改質装置を設置した別な一例を示す。図３−Ａはそのフロー図を、図３−Ｂはその要部である汚泥改質装置の説明図である。
図中の番号は、図１のそれと同じ槽、下水、および役割等をそれぞれ示す。
図３−Ａ中、１は生物処理槽であり、ここに下水Ｗ１が流入し、活性微生物で処理される。微生物含有活性汚泥水Ｗ２は後続の沈殿槽２へ流出する。沈殿槽２で沈降分離された上澄水Ｗ３の大半は、殺菌、滅菌されて放流水Ｗ９となり、系外へ放流される。また、上澄水Ｗ３の一部はキャビテーション発生用水として上澄水貯留槽３へ送られる。
また、沈殿槽２で沈殿分離された余剰汚泥Ｗ４の一部は本発明の特徴である汚泥改質槽６へ供給され、また活性汚泥法の場合、別な一部は返送汚泥Ｗ５として生物処理槽１へ返送される。汚泥改質槽６にはキャビテーションの発生に欠かせない高圧ポンプ４と上澄水貯留槽３が近接して設けられ、ポンプ４の出口側は、汚泥改質槽６内下部に設けられたホーン型ノズル５に接続されている。
上澄水貯留槽３の入口側は、上澄水Ｗ３の一部を高圧水Ｗ６の原水として取り込むため、沈殿槽２に配管で繋がれている。余剰汚泥Ｗ４は、汚泥改質槽６内でキャビテーション発生水Ｗ７を打ち当てられて改質・基質化処理される。
汚泥改質槽６に供給された余剰汚泥Ｗ４は改質・基質化処理の後、汚泥改質槽６の底部の移流口から汚泥沈殿分離槽９底部へ流入して沈殿分離され、沈殿汚泥は底部に沈殿し、上澄み水は越流堰８（図示せず）を経て上澄水貯留槽３へ移流する。
上澄水貯留槽３へ流入した上澄水Ｗ３は高圧水Ｗ６の原水として高圧ポンプ４に取り込まれ、汚泥改質槽６のキャビテーション発生水Ｗ７として再度利用される。
汚泥改質装置の具体的構成を図３−Ｂで説明する。
各槽（汚泥改質槽６、汚泥沈殿分離槽９、上澄水貯留槽３）の大きさ、容量は処理する汚泥の量により変動するが、ここでは下水Ｗ１が毎日約１５０立方メートル流入する時、余剰汚泥Ｗ４が毎日約１．５立方メートル発生するとして、汚泥改質槽６は幅１ｍ、上部の長さ０．５ｍ、高さ１．５ｍ、容量約１．６立方メートル、汚泥沈殿分離槽９は幅１ｍ、上部の長さ２．２ｍ、高さ１．５ｍ、容量約２．６立方メートル、上澄水貯留槽３は幅１ｍ、上部の長さ０．３ｍ、高さ１．５ｍ、容量約０．３立方メートルとした。汚泥改質槽６内には傾斜板７数枚と内下部にホーン型ノズルが１セット設置されている。汚泥沈殿分離槽９内には傾斜板７の数枚と上部に約２ｍの越流堰８が設けられている。
運転方法はバッチ式として毎日沈殿槽２から汚泥改質槽６に余剰汚泥Ｗ４を１．５ｍ３、上澄水貯留槽３に上澄水Ｗ３を３立方メートル供給する。
汚泥改質槽６内に設けられている口径１．５ｍｍのホーン型ノズル５から約９０ｍ／ｓの流速で毎分約１０Ｌのキャビテーション発生水Ｗ７を噴出させる。ＭＬＳＳ約１００００ｍｇ／Ｌの余剰汚泥Ｗ４は、ＭＬＳＳ約２０ｍｇ／Ｌの高圧水Ｗ６を打ち当てられて処理されるとき希釈されてＭＬＳＳ約３０００ｍｇ／Ｌ程度に低下する。
汚泥改質槽６内には傾斜板７が設置されている。ホーン型ノズル５からのキャビテーション発生水Ｗ７の水流で、汚泥改質槽６内の余剰汚泥Ｗ４は上下に循環する。
また汚泥沈殿分離槽９内にはキャビテーション処理汚泥Ｗ８の汚泥沈降促進用の傾斜板７と、槽９の水面からキャビテーション処理汚泥Ｗ８を均等に取り出す越流堰８が設置されている。越流堰８の末端は上澄水貯留槽３へ接続されている。
汚泥沈殿分離槽９底部の余剰汚泥Ｗ４は傾斜板７と越流堰８によりＭＬＳＳ約５０００ｍｇ／Ｌ程度以上に濃縮される。軽くなったキャビテーション処理汚泥Ｗ８は汚泥沈殿分離槽９の上部に移動して越流堰７を越えたものから上澄水貯留槽３へ戻され、ここで再度キャビテーション発生水Ｗ７の原水として利用される。
汚泥改質槽６内の余剰汚泥Ｗ４はキャビテーション発生水Ｗ７を繰り返し打ち当てられ、キャビテーション処理汚泥Ｗ８となる。この一連の操作を繰り返すことで、余剰汚泥Ｗ４は改質・基質化処理が進行する。
改質・基質化処理が進行したキャビテーション処理汚泥Ｗ８の一部は、生物処理槽１へ流入させて微生物含有活性汚泥Ｗ２で分解処理されて余剰汚泥の処理が進行する。
また、この装置は高圧ポンプ４を間欠運転して、キャビテーション処理汚泥Ｗ８を静置させることにより、汚泥改質槽６の内底部の処理対象汚泥の濃度を上げ、キャビテーション処理効率を上げることもできる。
【産業上の利用可能性】
【００１５】
以上のように本発明は、排水処理施設に設置して排水処理施設から発生する余剰汚泥を減量・減容化する装置であり、排水処理施設本体の構造を特に改造することなく設置できること、物理的作用による汚泥改質技術であって、特定の薬品等を使用しないこと、キャビテーション発生効率を有効に利用できること等か
ら、処理施設の大小に拘わらず汚泥の減量・減容化の用途に広く適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１−Ａ】本発明の実施例１での下水処理施設の処理フロー図
【図１−Ｂ】同要部の汚泥処理槽の説明図
【図２−Ａ】本発明の実施例２での下水処理施設の処理フロー図
【図２−Ｂ】同要部の説明図
【図３−Ａ】本発明の実施例３での下水処理施設の処理フロー図
【図３−Ｂ】同要部の説明図
【符号の説明】
【００１７】
１・・生物処理槽 ２・・沈殿槽
３・・上澄水貯留槽 ４・・高圧ポンプ
５・・ホーン型ノズル ６・・汚泥改質槽
７・・傾斜板 ８・・越流堰
９・・汚泥沈殿分離槽
Ｗ１・・下水 Ｗ２・・微生物含有活性汚泥
Ｗ３・・上澄水 Ｗ４・・余剰汚泥
Ｗ５・・返送汚泥 Ｗ６・・高圧水
Ｗ７・・キャビテーション発生水（キャビテーションを伴う高速水中水噴流）
Ｗ８・・キャビテーション処理汚泥 Ｗ９・・放流水
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排水処理施設内で発生する有機性余剰汚泥をキャビテーション現象を利用して処理するものであり、特に処理施設内に設置して用いる汚泥減量・減容化のための汚泥処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
我が国の産業廃棄物の排出量は約３億９，３００万トン（平成１４年度）で、その内汚泥が約１億８,２４４万トン（４６．４％）であり、また下水道事業において発生する汚泥は産業廃棄物の総発生量の約１９％(平成１３年度)を占め、下水道の普及に伴いその発生量は年々増加している。
【０００３】
一方、下水汚泥を受け入れている最終処分場は、その半数が数年以内には受け入れが出来なくなると見込まれており、今後さらなる汚泥の減量化が必要となってきている（循環型社会白書（平成１５年版）環境省編集）。そのための有効な対策、すなわち現状システムに対応して設置でき、簡便でかつ安価な有機性の下水汚泥減量化システムの早急な開発が強く望まれている。
【０００４】
下水汚泥は、活性汚泥の余剰汚泥で大半が占められている。ここで云う余剰汚泥とは活性汚泥法等の生物学的処理において一定の微生物濃度（ＭＬＳＳ）に調整する場合過剰に増加した活性汚泥を指す。
【０００５】
下水の余剰汚泥を減量・消滅化する技術で現在研究開発されている方法にはオゾン処理、ミル破砕処理、好気性好熱細菌処理、電解感電処理、酸化剤処理、超音波処理、高圧噴流(キャビテーション)処理方式等がある。上記のオゾン処理方式等は薬品や比較的大きなエネルギーや付帯設備を必要とする。一方、超音波処理方式、高圧噴流処理方式は物理処理を基本としている。
【０００６】
特許文献１に示したウォータージェットにより発生するキャビテーションを利用した方式は、汚泥沈降分離槽で沈降分離した上澄み水を、プランジャポンプで高圧水として生物処理槽(汚泥含有水槽)の壁面に設置した高圧水噴射用のノズルから噴出させて汚泥を改質するものである。また、別の方式は上澄み水を高圧ポンプで加圧してノズルから余剰汚泥中に吹き込むリアクタ方式である。
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−４９９３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし以上の例の場合、高圧水噴出用のノズルの設置位置、ノズル径、高圧ポンプの噴出圧力、余剰汚泥濃度等が重要になる。
高圧噴流処理方式のキャビテーション現象の利用には、その発生原理から噴出ノズルの噴射口径を大きくした場合には、より大きなエネルギーを必要とする。また、噴射口径を小さくすれば、汚泥中の夾雑物による噴射口の詰りやエロージョン等のトラブルが発生するという、それぞれ課題をもっている。
一方、本発明の汚泥処理装置はキャビテーションを発生させることを最終目的としたものではなく、キャビテーションの持つ衝撃圧生成作用による汚泥の分散、微細化作用、キャビテーション気泡の崩壊時に発生する断熱圧縮作用によって、水中に局所的な高温高圧場が作り出され、その際の熱分解ないしＯＨラジカル等による強い酸化作用によって汚泥が改質されることを狙いとしている。
また、汚泥を改質するには、対象となる汚泥の濃度が重要で、対象汚泥の濃度が低い場合キャビテーション現象の影響は減少して汚泥の改質が進まない。それ故、汚泥濃度とキャビテーション現象量を適度に増加させることが重要となる。
キャビテーション現象の発生は、ノズルから水中へ噴出する噴出水の流速が影響し、流速が約９０ｍ／ｓ付近の時多量に発生する（ＯＨラジカル分析法(蛍光分析法)）ことが、我々の実験から判明している。
ノズルの流量、径、圧力の関係式は
Ｑ＝１．６×ｄ×ｄ×√Ｐ （Ｑ：流量〔Ｌ／ｍｉｎ〕、１．６：係数（ノズルによりこの係数は幅がある）、ｄ：ノズル径〔ｍｍ〕、Ｐ：圧力〔ＭＰａ〕）である。
ノズル径１．５ｍｍ、圧力７ＭＰａの場合、Ｑ＝１．６＊１．５＊１．５＊√７＝９．５Ｌ／ｍｉｎとなり、おおよそ１０Ｌ／ｍｉｎとなる。
ノズル径２．５ｍｍ、圧力８ＭＰａの場合、Ｑ＝１．６＊２．５＊２．５＊√８＝２８．３Ｌ／ｍｉｎとなり、おおよそ２８Ｌ／ｍｉｎとなる。
流量と流速の関係式は
Ｑ＝ｒ＊ｒ＊π＊ｖ すなわち ｖ＝Ｑ／ｒ＊ｒ＊π
（Ｑ：流量〔ｍ３／ｓ〕、ｒ：ノズル半径〔ｍ〕、π：円周率、ｖ：流速〔ｍ／ｓ〕）がある。
ノズル径１．５ｍｍの場合は、ｖ＝０．０００１６６／０．０００７５＊０．０００７５＊π＝９４．３６ｍ／ｓとなる。
ノズル径２．５ｍｍの場合は、ｖ＝０．０００４７１／０．００１２５＊０．００１２５＊π＝９６．０８ｍ／ｓとなる。
ＯＨラジカル分析法の測定ではキャビテーション現象はホーン型ノズル口径２．５ｍｍ、高圧ポンプ圧力約８ＭＰａの時、ノズル先端からの距離約１〜１．５ｍ、直径約０．５ｍの範囲に現れるということが判っている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、夾雑物の多い汚泥を含め、あらゆる種類の有機性汚泥の処理課題を解決するものであり、キャビテーション現象を最大限に利用して汚泥を改質し、基質化するための装置を提供する。
すなわち、本発明は排水処理施設で発生した有機性の余剰汚泥中にキャビテーション現象を発生させ、余剰汚泥を改質・基質化する装置であり、改質・基質化された余剰汚泥を生物処理槽で再度分解処理することにより汚泥を減量・減容化するものである。
ここで好ましくは
（１）キャビテーション発生量をより多く発生させるため、ホーン型ノズルを設置する。
（２）より小さなエネルギーでキャビテーション現象を発生させるため、処理対象の汚泥量に応じてホーン型ノズルの口径を選定する。
（３）ホーン型ノズル口径を小さくした場合のトラブルを防止するため、噴出する処理水として排水処理施設で発生した沈殿分離後の滅菌消毒前の上澄水を利用する。
（４）キャビテーション現象の発生範囲は、口径が１〜３ｍｍ程度のホーン型ノズルの場合にはノズル先端から距離約１〜１．５ｍ、直径約０．５ｍの範囲と特定する。
（５）キャビテーション現象を高効率に利用するため、処理対象汚泥の沈降現象を利用して汚泥濃度を高め、間欠運転を行う等運転方法を工夫する。
（６）キャビテーション現象を高効率に利用するため、ホーン型ノズルを可能な範囲で高濃度汚泥が存在する処理槽底部に設置する。
本発明の主装置は、ホーン型ノズルを設置した汚泥処理槽、高圧ポンプ、上澄み水供給装置、それらの装置間の配管、高圧ポンプ等を制御する動力制御盤等で構成されている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のキャビテーション処理による汚泥減量化装置は、排水処理施設の汚泥処理ラインに設置し、この排水処理施設内の処理水を利用して、これを口径が微細なホーン型ノズルから高速、高圧で処理水を噴出させることによりキャビテーション現象を発生させて、余剰汚泥を処理し、この現象で改質・基質化した余剰汚泥を排水処理施設内の生物処理槽へ再度導入し、余剰汚泥を分解処理することでトラブルを発生させることなく、余剰汚泥を減量・減容化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に本発明の排水処理施設内で発生した滅菌消毒前の処理水を、高圧ポンプで加圧してホーン型ノズルより余剰汚泥に向け噴射してキャビテーション現象を発生させ、これによって余剰汚泥を改質して基質化する装置を、排水処理施設内に設置した例で説明する。
【実施例１】
【００１２】
図１は、排水処理施設内に本発明の装置を設置した一例を示す。図１−Ａはそのフロー図であり、図１−Ｂはその要部である汚泥改質槽６の説明図である。
図１−Ａ中、１は生物処理槽であり、ここに下水Ｗ１が流入し、槽内の活性微生物で処理される。微生物を含有した活性汚泥水Ｗ２は、後続の沈殿槽２へ流出する。沈殿槽２で沈降分離された上澄水Ｗ３の大半は、殺菌、滅菌されて放流水Ｗ９となり、系外へ放流される。上澄水Ｗ３の一部は、上澄水貯留槽３を経由してキャビテーション発生水Ｗ７の用水として高圧ポンプ４へ送られる。
また、沈殿槽２で沈殿分離された余剰汚泥Ｗ４の一部は、本発明の特徴である汚泥改質槽６へ供給される。さらに活性汚泥法では余剰汚泥Ｗ４の一部は返送汚泥Ｗ５として生物処理槽１へ返送される。汚泥改質槽６にはキャビテーションの発生に欠かせない、前記の高圧ポンプ４と上澄水貯留槽３が近接して設けられ、高圧ポンプ４の出口側は、汚泥改質槽６内下部に設けられたホーン型ノズル５に接続されている。上澄水貯留槽３の入口側は、上澄水Ｗ３の一部を高圧水Ｗ６の用水として取り込むため、沈殿槽２に配管で繋がれている。余剰汚泥Ｗ４は汚泥改質槽６内でキャビテーション発生水Ｗ７を打ち当てられて改質・基質化処理される。改質・基質化処理されたキャビテーション処理汚泥Ｗ８は、配管を経由して生物処理槽１へ戻され、微生物含有活性汚泥Ｗ２によってさらに分解処理される。
汚泥改質槽６の具体的構成を図１−Ｂで説明する。
汚泥改質槽６の大きさ、容量は処理する汚泥の量により決定した。ここでは下水Ｗ１が毎日約１５０立方メートル流入する時、余剰汚泥Ｗ４が毎日約１．５立方メートル（毎分約１L）発生するとして、汚泥改質槽６は幅１ｍ、長さ２ｍ、高さ１．５ｍ、容量約３立方メートルとした。
汚泥改質槽６の内下部に１セット設けられている口径１．５ｍｍのホーン型ノズル５から流速約９０ｍ／ｓでキャビテーション発生水Ｗ７を毎分約１０Ｌ噴出させる。微生物濃度ＭＬＳＳが約１００００ｍｇ／Ｌの余剰汚泥Ｗ４は、ＭＬＳＳ約２０ｍｇ／Ｌの高圧水Ｗ６を原水としたキャビテーション発生水Ｗ７で処理されるとき、希釈されてＭＬＳＳ約１０００ｍｇ／Ｌ程度に低下する。
キャビテーション処理効率は処理対象汚泥濃度が高い程、高くなる。汚泥改質槽６内にはキャビテーション処理汚泥Ｗ８の汚泥沈降促進用の傾斜板７と、汚泥改質槽６の水面からキャビテーション処理汚泥Ｗ８を均等に取り出す越流堰８が設置されている。越流堰８の末端は生物処理槽１への配管に接続されている。
ホーン型ノズル５からのキャビテーション発生水Ｗ７の噴流の動きにつれ、汚泥改質槽６内の余剰汚泥Ｗ４は槽６内を上下に循環する。槽底部の余剰汚泥Ｗ４は、傾斜板７と越流堰８の働きによりＭＬＳＳ約３０００ｍｇ／Ｌ程度以上に濃縮される。軽くなったキャビテーション処理汚泥Ｗ８は、汚泥改質槽６の上部に移動していき、越流堰７を越えたものから生物処理槽１へ戻され、ここで再度生物分解処理される。この一連の操作を繰り返すことで、生物処理槽１内で発生した余剰汚泥Ｗ４は分解・浄化されて処理が進行する。
また、この装置は高圧ポンプ４を間欠運転して、ポンプ停止時にキャビテーション処理汚泥Ｗ８を槽底部に静置させることにより、汚泥改質槽６底部の処理対象汚泥の濃度を上げ、キャビテーション処理効率を上げることもできる。
【実施例２】
【００１３】
図２は、下水処理施設の生物処理槽に本発明のキャビテーション汚泥処理装置を設置した別な一例を示す。図２−Ａはそのフロー図を、図２−Ｂはそのホーン型ノズルの配置図をそれぞれ示す。
図中の番号は、図１のそれと同じ槽、下水、および役割等をそれぞれ示す。
高圧ポンプ４は、沈殿槽２から貯留槽３を経由して上澄水Ｗ３を取り込み、高圧水Ｗ６としてホーン型ノズル５から微生物含有活性汚泥Ｗ２に向け噴射して、キャビテーション発生水Ｗ７を生じさせる。
そのため、生物処理槽１には微生物含有活性汚泥Ｗ２、キャビテーション発生水Ｗ７、キャビテーション処理汚泥Ｗ８が混在している。
この例の特徴は、ホーン型ノズル５を生物処理槽１内下部に設置し、場合によっては２本以上複数設置して、槽下部に存在する汚泥に向けて上澄水Ｗ３を高圧化して噴射し、発生するキャビテーション現象で汚泥の微生物を分解、死滅させて改質・基質化させることであり、実施例１で示した汚泥改質槽６を必要としないことである。
ここでの留意点は、生物処理槽１の全ての汚泥を分解、死滅させるのではなく、槽内下部の活性汚泥を部分的に改質・基質化させ、改質・基質化した汚泥を槽内に残生存する活性微生物に託して再度分解処理することである。
これにより生物処理槽１では活性汚泥自体で、流入する下水Ｗ１を分解処理すること、微生物含有活性汚泥Ｗ２を高圧噴射した際に起こるキャビテーション現象で活性汚泥（微生物・余剰汚泥）を分解・死滅（改質・基質化）させること、改質・基質化した活性汚泥の生物処理を行うこと、が同時進行する。
このため、装置としては大掛かりな付帯設備を必要とせず、高圧ポンプ４とホーン型ノズル５およびこの両者と槽１、槽２をつなぐ配管で構成できる。さらにホーン型ノズル５の口径を吐出水量を勘案して、例えば１〜３ｍｍの小径とすることで、キャビテーション現象が発生しやすくなって、汚泥の分解処理が短時間で効率よく行うことができる。
また、処理水槽の規模に応じてホーン型ノズル５を図２−Ｂのように２本以上設置することも可能である。
生物処理槽１の具体例を図２−Ｂで説明する。
ホーン型ノズル５の口径、数量は処理する汚泥の量により決定する。ここでは下水Ｗ１が毎日約１５０立方メートル流入し、余剰汚泥Ｗ４が毎日約１．５立方メートル発生する排水処理施設の生物処理槽１は、幅５ｍ、長さ５ｍ、深さ４ｍ、容量約１００立方メートルとした。生物処理槽１の内底部に２セット設けられている口径２．５ｍｍのホーン型ノズル５から流速約９０ｍ／ｓ、毎分約５０Ｌでキャビテーション発生水Ｗ７を噴出させる。これにより生物処理槽１中の微生物含有活性汚泥Ｗ２の約５０％を処理することが出来る。
【実施例３】
【００１４】
図３は、下水処理施設の生物処理槽に本発明のキャビテーション汚泥改質装置を設置した別な一例を示す。図３−Ａはそのフロー図を、図３−Ｂはその要部である汚泥改質装置の説明図である。
図中の番号は、図１のそれと同じ槽、下水、および役割等をそれぞれ示す。
図３−Ａ中、１は生物処理槽であり、ここに下水Ｗ１が流入し、活性微生物で処理される。微生物含有活性汚泥水Ｗ２は後続の沈殿槽２へ流出する。沈殿槽２で沈降分離された上澄水Ｗ３の大半は、殺菌、滅菌されて放流水Ｗ９となり、系外へ放流される。また、上澄水Ｗ３の一部はキャビテーション発生用水として上澄水貯留槽３へ送られる。
また、沈殿槽２で沈殿分離された余剰汚泥Ｗ４の一部は本発明の特徴である汚泥改質槽６へ供給され、また活性汚泥法の場合、別な一部は返送汚泥Ｗ５として生物処理槽１へ返送される。汚泥改質槽６にはキャビテーションの発生に欠かせない高圧ポンプ４と上澄水貯留槽３が近接して設けられ、ポンプ４の出口側は、汚泥改質槽６内下部に設けられたホーン型ノズル５に接続されている。
上澄水貯留槽３の入口側は、上澄水Ｗ３の一部を高圧水Ｗ６の原水として取り込むため、沈殿槽２に配管で繋がれている。余剰汚泥Ｗ４は、汚泥改質槽６内でキャビテーション発生水Ｗ７を打ち当てられて改質・基質化処理される。
汚泥改質槽６に供給された余剰汚泥Ｗ４は改質・基質化処理の後、汚泥改質槽６の底部の移流口から汚泥沈殿分離槽９底部へ流入して沈殿分離され、沈殿汚泥は底部に沈殿し、上澄み水は越流堰８（図示せず）を経て上澄水貯留槽３へ移流する。
上澄水貯留槽３へ流入した上澄水Ｗ３は高圧水Ｗ６の原水として高圧ポンプ４に取り込まれ、汚泥改質槽６のキャビテーション発生水Ｗ７として再度利用される。
汚泥改質装置の具体的構成を図３−Ｂで説明する。
各槽（汚泥改質槽６、汚泥沈殿分離槽９、上澄水貯留槽３）の大きさ、容量は処理する汚泥の量により変動するが、ここでは下水Ｗ１が毎日約１５０立方メートル流入する時、余剰汚泥Ｗ４が毎日約１．５立方メートル発生するとして、汚泥改質槽６は幅１ｍ、上部の長さ０．５ｍ、高さ１．５ｍ、容量約１．６立方メートル、汚泥沈殿分離槽９は幅１ｍ、上部の長さ２．２ｍ、高さ１．５ｍ、容量約２．６立方メートル、上澄水貯留槽３は幅１ｍ、上部の長さ０．３ｍ、高さ１．５ｍ、容量約０．３立方メートルとした。汚泥改質槽６内には傾斜板７数枚と内下部にホーン型ノズルが１セット設置されている。汚泥沈殿分離槽９内には傾斜板７の数枚と上部に約２ｍの越流堰８が設けられている。
運転方法はバッチ式として毎日沈殿槽２から汚泥改質槽６に余剰汚泥Ｗ４を１．５ｍ３、上澄水貯留槽３に上澄水Ｗ３を３立方メートル供給する。
汚泥改質槽６内に設けられている口径１．５ｍｍのホーン型ノズル５から約９０ｍ／ｓの流速で毎分約１０Ｌのキャビテーション発生水Ｗ７を噴出させる。ＭＬＳＳ約１００００ｍｇ／Ｌの余剰汚泥Ｗ４は、ＭＬＳＳ約２０ｍｇ／Ｌの高圧水Ｗ６を打ち当てられて処理されるとき希釈されてＭＬＳＳ約３０００ｍｇ／Ｌ程度に低下する。
汚泥改質槽６内には傾斜板７が設置されている。ホーン型ノズル５からのキャビテーション発生水Ｗ７の水流で、汚泥改質槽６内の余剰汚泥Ｗ４は上下に循環する。
また汚泥沈殿分離槽９内にはキャビテーション処理汚泥Ｗ８の汚泥沈降促進用の傾斜板７と、槽９の水面からキャビテーション処理汚泥Ｗ８を均等に取り出す越流堰８が設置されている。越流堰８の末端は上澄水貯留槽３へ接続されている。
汚泥沈殿分離槽９底部の余剰汚泥Ｗ４は傾斜板７と越流堰８によりＭＬＳＳ約５０００ｍｇ／Ｌ程度以上に濃縮される。軽くなったキャビテーション処理汚泥Ｗ８は汚泥沈殿分離槽９の上部に移動して越流堰７を越えたものから上澄水貯留槽３へ戻され、ここで再度キャビテーション発生水Ｗ７の原水として利用される。
汚泥改質槽６内の余剰汚泥Ｗ４はキャビテーション発生水Ｗ７を繰り返し打ち当てられ、キャビテーション処理汚泥Ｗ８となる。この一連の操作を繰り返すことで、余剰汚泥Ｗ４は改質・基質化処理が進行する。
改質・基質化処理が進行したキャビテーション処理汚泥Ｗ８の一部は、生物処理槽１へ流入させて微生物含有活性汚泥Ｗ２で分解処理されて余剰汚泥の処理が進行する。
また、この装置は高圧ポンプ４を間欠運転して、キャビテーション処理汚泥Ｗ８を静置させることにより、汚泥改質槽６の内底部の処理対象汚泥の濃度を上げ、キャビテーション処理効率を上げることもできる。
【産業上の利用可能性】
【００１５】
以上のように本発明は、排水処理施設に設置して排水処理施設から発生する余剰汚泥を減量・減容化する装置であり、排水処理施設本体の構造を特に改造することなく設置できること、物理的作用による汚泥改質技術であって、特定の薬品等を使用しないこと、キャビテーション発生効率を有効に利用できること等か
ら、処理施設の大小に拘わらず汚泥の減量・減容化の用途に広く適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１−Ａ】本発明の実施例１での下水処理施設の処理フロー図
【図１−Ｂ】同要部の汚泥処理槽の説明図
【図２−Ａ】本発明の実施例２での下水処理施設の処理フロー図
【図２−Ｂ】同要部の説明図
【図３−Ａ】本発明の実施例３での下水処理施設の処理フロー図
【図３−Ｂ】同要部の説明図
【符号の説明】
【００１７】
１・・生物処理槽 ２・・沈殿槽
３・・上澄水貯留槽 ４・・高圧ポンプ
５・・ホーン型ノズル ６・・汚泥改質槽
７・・傾斜板 ８・・越流堰
９・・汚泥沈殿分離槽
Ｗ１・・下水 Ｗ２・・微生物含有活性汚泥
Ｗ３・・上澄水 Ｗ４・・余剰汚泥
Ｗ５・・返送汚泥 Ｗ６・・高圧水
Ｗ７・・キャビテーション発生水（キャビテーションを伴う高速水中水噴流）
Ｗ８・・キャビテーション処理汚泥 Ｗ９・・放流水
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下水道の終末処理場、浄化槽およびその他排水処理施設で発生する有機性余剰汚泥を減量・減容化する装置であって、
前記排水処理施設の生物処理槽で発生した余剰汚泥を汚泥処理槽内に収容し、この余剰汚泥にむけて、前記排水処理施設で発生した沈殿分離後の滅菌消毒前の上澄み水を高圧ポンプで加圧しキャビテーション発生用ホーン型ノズルより噴射してキャビテーション現象を発生させ、汚泥を改質して基質化をすることを特徴とする汚泥処理装置。
【請求項２】
基質化した余剰汚泥を生物処理槽に供給し、その生物処理槽中の活性微生物で前記基質化した余剰汚泥を分解処理することにより汚泥を減量・減容化する請求項１記載の汚泥処理装置。
【請求項３】
下水道の終末処理場、浄化槽およびその他排水処理施設で発生する有機性余剰汚泥を減量・減容化する装置であって、
それらの排水処理施設の生物処理槽の汚泥に向けて、槽下層部に設けたホーン型ノズルより処理施設で発生した滅菌消毒前の上澄水を高圧ポンプで加圧して噴射し、キャビテーション現象を発生させて、汚泥を改質・基質化し、これを生物処理槽中の残存活性微生物で分解することにより余剰汚泥を減量・減容化することを特徴とする汚泥処理装置。
【請求項４】
余剰汚泥中に口径１〜３ｍｍのホーン型ノズルより上澄水を流速８０〜１００ｍ／秒で噴射し、キャビテーション現象を発生させて、汚泥を改質・基質化し、これをさらに生物処理槽中の残存活性微生物で分解することにより余剰汚泥を減量・減容化する請求項１または３記載の汚泥処理装置。
【請求項５】
下水道の終末処理場、浄化槽およびその他排水処理施設で発生する有機性余剰汚泥を減量・減容化する装置であって、
それらの排水処理施設の生物処理槽の汚泥を、幅１ｍ、長さ２ｍ、高さ１．５ｍ、容量約３立方メートルの汚泥改質槽へ供給し、その低部に設けた口径１．５ｍｍのホーン型ノズル1本から流速約９０ｍ／ｓで滅菌消毒前の上澄水を傾斜板と越流堰を設置した汚泥改質槽内の汚泥に向けて毎分約１０Ｌ噴出させて汚泥を改質・基質化し、これを生物処理槽中の活性微生物で分解することにより余剰汚泥を減量・減容化することを特徴とする汚泥処理装置。
【請求項６】
下水道の終末処理場、浄化槽およびその他排水処理施設で発生する有機性余剰汚泥を減量・減容化する装置であって、
それらの排水処理施設の生物処理槽は、幅５ｍ、長さ５ｍ、深さ４ｍ、容量約１００立方メートルとし、その内底部に設けられた口径２．５ｍｍの２本のホーン型ノズルから流速約９０ｍ／ｓで滅菌消毒前の上澄水を、毎分約５０Ｌ噴出させて生物処理槽内の活性微生物に噴射して改質・基質化し、これを生物処理槽中の残存活性微生物で分解することにより余剰汚泥を減量・減容化することを特徴とする汚泥処理装置。
【請求項７】
下水道の終末処理場、浄化槽およびその他排水処理施設で発生する有機性余剰汚泥を減量・減容化する装置であって、
それらの排水処理施設の余剰汚泥を、傾斜板を設置した幅１ｍ、上部の長さ０．５ｍ、高さ１．５ｍ、容量約１．６立方メートルの汚泥改質槽に収容し、槽の内底部に設けられた口径１．５ｍｍのホーン型ノズルから流速約９０ｍ／ｓ、毎分約１０Ｌで滅菌消毒前の上澄水を汚泥改質槽内の余剰汚泥に向けて噴出して汚泥を改質・基質化し、その改質・基質化した汚泥を傾斜板と上部に２ｍの越流堰を設けた幅１ｍ、上部の長さ２．２ｍ、高さ１．５ｍ、容量約２．６立方メートルの汚泥沈殿分離槽内に導入して沈殿分離させ、沈殿分離した余剰汚泥は汚泥沈殿分離槽底部の開口から汚泥改質槽内に移流して再度改質・基質化する一方、沈殿分離した上澄水は越流堰を経て幅１ｍ、上部の長さ０．３ｍ、高さ１．５ｍ、容量約０．３立方メートルの上澄水貯留槽に貯留し、この上澄水をホーン型ノズルから汚泥改質槽内の余剰汚泥に向けて繰り返し打ち当てる、一連の操作を繰り返して改質・基質化処理が進行した汚泥を生物処理槽へ流入させて槽内の微生物含有活性汚泥で分解することにより余剰汚泥を減量・減容化することを特徴とする汚泥処理装置。
【請求項１】
下水道の終末処理場、浄化槽およびその他排水処理施設で発生する有機性余剰汚泥を減量・減容化する装置であって、
前記排水処理施設の生物処理槽で発生した余剰汚泥を汚泥処理槽内に収容し、この余剰汚泥にむけて、前記排水処理施設で発生した沈殿分離後の滅菌消毒前の上澄み水を高圧ポンプで加圧しキャビテーション発生用ホーン型ノズルより噴射してキャビテーション現象を発生させ、汚泥を改質して基質化をすることを特徴とする汚泥処理装置。
【請求項２】
基質化した余剰汚泥を生物処理槽に供給し、その生物処理槽中の活性微生物で前記基質化した余剰汚泥を分解処理することにより汚泥を減量・減容化する請求項１記載の汚泥処理装置。
【請求項３】
下水道の終末処理場、浄化槽およびその他排水処理施設で発生する有機性余剰汚泥を減量・減容化する装置であって、
それらの排水処理施設の生物処理槽の汚泥に向けて、槽下層部に設けたホーン型ノズルより処理施設で発生した滅菌消毒前の上澄水を高圧ポンプで加圧して噴射し、キャビテーション現象を発生させて、汚泥を改質・基質化し、これを生物処理槽中の残存活性微生物で分解することにより余剰汚泥を減量・減容化することを特徴とする汚泥処理装置。
【請求項４】
余剰汚泥中に口径１〜３ｍｍのホーン型ノズルより上澄水を流速８０〜１００ｍ／秒で噴射し、キャビテーション現象を発生させて、汚泥を改質・基質化し、これをさらに生物処理槽中の残存活性微生物で分解することにより余剰汚泥を減量・減容化する請求項１または３記載の汚泥処理装置。
【請求項５】
下水道の終末処理場、浄化槽およびその他排水処理施設で発生する有機性余剰汚泥を減量・減容化する装置であって、
それらの排水処理施設の生物処理槽の汚泥を、幅１ｍ、長さ２ｍ、高さ１．５ｍ、容量約３立方メートルの汚泥改質槽へ供給し、その低部に設けた口径１．５ｍｍのホーン型ノズル1本から流速約９０ｍ／ｓで滅菌消毒前の上澄水を傾斜板と越流堰を設置した汚泥改質槽内の汚泥に向けて毎分約１０Ｌ噴出させて汚泥を改質・基質化し、これを生物処理槽中の活性微生物で分解することにより余剰汚泥を減量・減容化することを特徴とする汚泥処理装置。
【請求項６】
下水道の終末処理場、浄化槽およびその他排水処理施設で発生する有機性余剰汚泥を減量・減容化する装置であって、
それらの排水処理施設の生物処理槽は、幅５ｍ、長さ５ｍ、深さ４ｍ、容量約１００立方メートルとし、その内底部に設けられた口径２．５ｍｍの２本のホーン型ノズルから流速約９０ｍ／ｓで滅菌消毒前の上澄水を、毎分約５０Ｌ噴出させて生物処理槽内の活性微生物に噴射して改質・基質化し、これを生物処理槽中の残存活性微生物で分解することにより余剰汚泥を減量・減容化することを特徴とする汚泥処理装置。
【請求項７】
下水道の終末処理場、浄化槽およびその他排水処理施設で発生する有機性余剰汚泥を減量・減容化する装置であって、
それらの排水処理施設の余剰汚泥を、傾斜板を設置した幅１ｍ、上部の長さ０．５ｍ、高さ１．５ｍ、容量約１．６立方メートルの汚泥改質槽に収容し、槽の内底部に設けられた口径１．５ｍｍのホーン型ノズルから流速約９０ｍ／ｓ、毎分約１０Ｌで滅菌消毒前の上澄水を汚泥改質槽内の余剰汚泥に向けて噴出して汚泥を改質・基質化し、その改質・基質化した汚泥を傾斜板と上部に２ｍの越流堰を設けた幅１ｍ、上部の長さ２．２ｍ、高さ１．５ｍ、容量約２．６立方メートルの汚泥沈殿分離槽内に導入して沈殿分離させ、沈殿分離した余剰汚泥は汚泥沈殿分離槽底部の開口から汚泥改質槽内に移流して再度改質・基質化する一方、沈殿分離した上澄水は越流堰を経て幅１ｍ、上部の長さ０．３ｍ、高さ１．５ｍ、容量約０．３立方メートルの上澄水貯留槽に貯留し、この上澄水をホーン型ノズルから汚泥改質槽内の余剰汚泥に向けて繰り返し打ち当てる、一連の操作を繰り返して改質・基質化処理が進行した汚泥を生物処理槽へ流入させて槽内の微生物含有活性汚泥で分解することにより余剰汚泥を減量・減容化することを特徴とする汚泥処理装置。
【図１−Ａ】
【図１−Ｂ】
【図２−Ａ】
【図２−Ｂ】
【図３−Ａ】
【図３−Ｂ】
【図１−Ｂ】
【図２−Ａ】
【図２−Ｂ】
【図３−Ａ】
【図３−Ｂ】
【公開番号】特開２００８−４３８４１（Ｐ２００８−４３８４１Ａ）
【公開日】平成２０年２月２８日（２００８．２．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２１９２３４（Ｐ２００６−２１９２３４）
【出願日】平成１８年８月１１日（２００６．８．１１）
【出願人】（３０６０２６０１６）鈴木工業株式会社 (1)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年２月２８日（２００８．２．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年８月１１日（２００６．８．１１）
【出願人】（３０６０２６０１６）鈴木工業株式会社 (1)
【Ｆターム（参考）】
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