臭気発生防止法
【課題】 汚泥濃縮槽以降の汚泥処理プロセス全体の臭気発生を防止する方法に関し、さらに詳しくは、下水処理場等の汚泥スラリーの発生（汚泥濃縮槽出口）から汚泥貯留槽、汚泥脱水機、及び脱水ケーキ搬送・貯留設備に至る各プロセスで発生する硫化水素、メチルメルカプタン等の悪臭問題、及び硫化水素による電気設備腐食、硫化水素の生物酸化によって生成する硫酸による機器腐食を効果的に防止する臭気発生防止方法を提案する。
【解決手段】 汚泥貯留槽の汚泥に亜硝酸塩を添加して汚泥からの臭気の発生を防止する方法であって、亜硝酸塩の添加を、１日に数回の頻度で集中的に添加するように亜硝酸塩の添加量を変化させ、各集中添加終了時から１時間経過後の汚泥貯留槽の汚泥の残留亜硝酸イオン濃度を２０ｍｇ／Ｌ以上に保持する。
【解決手段】 汚泥貯留槽の汚泥に亜硝酸塩を添加して汚泥からの臭気の発生を防止する方法であって、亜硝酸塩の添加を、１日に数回の頻度で集中的に添加するように亜硝酸塩の添加量を変化させ、各集中添加終了時から１時間経過後の汚泥貯留槽の汚泥の残留亜硝酸イオン濃度を２０ｍｇ／Ｌ以上に保持する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、汚泥濃縮槽以降の汚泥処理プロセス全体の臭気発生を防止する方法に関し、さらに詳しくは、下水処理場等の汚泥スラリーの発生（汚泥濃縮槽出口）から汚泥貯留槽、汚泥脱水機、及び脱水ケーキ搬送・貯留設備に至る各プロセスで発生する硫化水素、メチルメルカプタン等の悪臭問題、及び硫化水素による電気設備腐食、硫化水素が生物酸化されて生成する硫酸による機器腐食を効果的に防止することができる臭気発生防止方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
下水処理場、し尿処理場や食品・紙パルプ工場等の有機性排水の処理に際しては、各種の汚泥が発生し、これら汚泥の処理プロセスでは以下に示すような臭気発生に起因するトラブルが生じている。
汚泥濃縮槽出口から汚泥貯留槽、汚泥脱水機に至る各プロセスでは、汚泥中に存在する硫化水素を主とする悪臭物質が揮散（放散）し、作業環境の悪化をきたしている。同時に、揮散した硫化水素による電気関係設備の腐食、硫化水素が生物酸化されて生ずる硫酸による機器腐食も生ずる。
さらに、脱水ケーキ搬送・貯留設備に至るプロセスでは、貯留、保管中に腐敗が進み、含イオウ蛋白質の分解によりメチルメルカプタンを主とする悪臭物質が発生する。
【０００３】
そこで、本出願人（等）は、微生物の生育環境に亜硝酸イオンを存在させることにより、微生物に基づく硫化水素の発生を防止する方法（特開昭５７−１８７０９９号公報）を基にして汚泥処理の臭気防止として活用する方法を見出し、さらにｐＨ調整等を行うことにより、効果を著しく高めた方法（特願平１２−２１５６４０号公報）などの各種の技術提案をなしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭５７−１８７０９９号公報
【特許文献２】特願平１２−２１５６４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述の各提案の多くは汚泥貯留槽に亜硝酸塩を添加して、貯留槽内及びその汚泥の脱水工程での硫化水素、メチルメルカプタンなどの臭気発生を防止する方法であって、これを実設備に適用し、好成績を得ることができたが、亜硝酸塩を継続使用する間にその効果が次第に低下してしまうという課題に直面した。このため、臭気発生防止効果を維持するためには、亜硝酸塩の添加量を亜硝酸塩の適用を開始した初期の２倍以上に増やさねばならない場合も生じ、それでも臭気発生防止効果が不十分な場合があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、これまでの一般的且つ当然とされる薬剤添加方法である「汚泥の流入量に併せて比例的に又は連続的に薬剤を添加する」方法を根本的に見直し、薬剤の添加を、１日に数回の頻度で集中的に添加することにより、薬剤として用いる亜硝酸塩の汚泥による分解速度の上昇が防止され、さらには減少し、結果として臭気発生防止効果が極めて優れ、薬剤使用量も削減できる効果的な添加方法を発見するに至った。
【０００７】
本発明者らの鋭意検討の末に得られた知見によると、前述の課題は以下の現象に基づくものであることが判明した。
汚泥に亜硝酸塩を添加した場合、亜硝酸塩は汚泥中で亜硝酸イオンとなり、まず、汚泥中の還元性物質と亜硝酸イオンが反応し、亜硝酸イオンは急速に消費される。この反応に伴い、汚泥中の還元性物質も消費され、およそ１時間程度で還元性物質はほぼ完全に消費される。この後、亜硝酸イオンは微生物によって徐々に分解される。汚泥の種類によっても異なるが、還元性物質による亜硝酸イオンの消費速度はおよそ５０ｍｇ／Ｌ・ｈｒ程度で、初期の１時間以後は殆ど消費されない。また、微生物活動による亜硝酸イオンの消費速度は１０〜２０ｍｇ／Ｌ・ｈｒ程度である。ところが、微量の亜硝酸塩を連続的に供給すると、汚泥の亜硝酸イオン分解能力が経時的に増加し、所謂馴化現象を生ずる。これは、汚泥中の微生物が亜硝酸イオンに対する耐性を増し、或いは特に亜硝酸イオン分解能に優れ、耐性も大きな微生物種が増殖したためと推察される。このような馴化現象により、微生物による亜硝酸イオンの消費速度は徐々に増大し、３０ｍｇ／Ｌ・ｈｒ以上に、場合によっては５０ｍｇ／Ｌ・ｈｒを越える場合もでてくる。このような亜硝酸イオンの消費速度の増大は、汚泥の平均滞留時間が２４ｈｒ程度と長い場合に顕著に起き、６ｈｒ程度以下の短い場合は不明瞭であることも、前述の推察を示唆する。
【０００８】
そこで、前述のように亜硝酸塩を、１日に数回の頻度で集中的に添加すると、汚泥中の微生物は一時的に高濃度の亜硝酸イオンに曝されるので、微生物はダメージを受け、亜硝酸イオンの分解速度を大幅に低下させることができる。この後は、亜硝酸塩の添加を中止、またはその添加量を少なくしても、その分解量が少ないため、汚泥中に亜硝酸イオンが残留し易くなり、臭気防止処理にとって好循環の状態にできる。したがって、亜硝酸イオンの亜硝酸塩添加終了後１時間以後の消費速度が低いレベル（１０ｍｇ／Ｌ・ｈｒ未満、好ましくは２〜８ｍｇ／Ｌ・ｈｒ未満）になるように集中添加時の亜硝酸塩の添加を調整する必要があり、これは、各集中添加終了時から１時間経過後の汚泥貯留槽の汚泥の残留亜硝酸イオン濃度が高いレベル（２０ｍｇ／Ｌ以上）に保持されていることを管理することによって達成される。
【０００９】
すなわち、本発明は、汚泥貯留槽の汚泥に亜硝酸塩を添加して汚泥からの臭気の発生を防止する方法であって、微生物活動による亜硝酸イオンの消費速度を１０ｍｇ／Ｌ・ｈｒ以下に維持するために、添加終了時から１時間経過後の汚泥貯留槽の汚泥の残留亜硝酸イオン濃度が２０ｍｇ／Ｌ以上となるように、汚泥への亜硝酸塩の集中添加を１日当たり２回以上断続的に行うことを特徴とする臭気発生防止方法、
を提供するものである。
なお、汚泥貯留槽の汚泥に亜硝酸塩を添加して汚泥からの臭気の発生を防止する方法であって、汚泥への亜硝酸塩の添加を高添加量で行う高添加工程と、汚泥への亜硝酸塩の添加を低添加量で行う低添加工程との二つの工程とを備え、前記高添加工程と前記低添加工程とを交互に繰り返すとともに、前記高添加工程が終了してから１時間経過後の汚泥の残留亜硝酸イオン濃度が２０ｍｇ／Ｌ以上であることを特徴とする臭気発生防止方法、
を提供するものでもあるし、
これを実施するための好ましい態様として、
高添加工程の１日当たりの亜硝酸塩の添加量の和と、１日当たりの総亜硝酸塩の添加量との比が２／３〜１であることを特徴とする臭気発生防止方法、
としてもよい。
更に亜硝酸イオンによって馴化された汚泥の臭気発生防止方法として、
汚泥貯留槽の汚泥の平均滞留時間の１／２以上、亜硝酸塩の添加を休止した後に、上記のいずれかを実施することを特徴とする臭気発生防止方法、
を提供することもできる。
【発明の効果】
【００１０】
亜硝酸塩の添加を従来の一般的な薬剤添加方法である「汚泥の流入量に合わせて、比例的又は連続的に添加する」方式で行うことは、当初は所定の効果が得られるものの、次第に必要な亜硝酸塩の量が増大し、不適切になるが、本発明の臭気発生防止方法は、亜硝酸塩の添加を連続でなく断続的に行うか、或いは段差的に行い、その１時間経過後の残留亜硝酸イオン濃度を管理することにより、亜硝酸塩の総添加量は当初のままか或いは削減しても、硫化水素とメチルメルカプタンの発生防止効果を安定に発揮でき、これらに起因する悪臭問題、及び硫化水素による電気設備腐食、硫化水素の生物酸化によって生成する硫酸による機器腐食を効果的に防止することができる。
【００１１】
また、亜硝酸塩の必要量が増大し、臭気発生防止効果も低下した汚泥処理系においては、汚泥貯留槽の汚泥の滞留時間の１／２以上、亜硝酸塩の添加を休止した後、亜硝酸塩の添加を実施することにより、臭気発生防止効果を速やかに回復させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】（ａ）本発明における亜硝酸塩の添加パターンを模式的に示すものであって、本発明における断続注入の一例を示すグラフ、（ｂ）本発明における段差注入の一例を示すグラフである。
【図２】（ａ）実施例における室内試験１の比較例１〜３の実験フロー、（ｂ）実施例１〜３の実験フローである。
【図３】実施例における室内試験２の実験装置を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
亜硝酸塩の具体的な注入パターンとしては、一般的な薬注の常識である連続的に添加する方法、或いは被処理物である汚泥の流入量に対して比例的に添加する方法ではなく、本発明のように１日の総添加量を例えば１〜１２回にわけて断続注入するか、或いは高添加工程（集中添加）と低添加工程とを交互に繰り返す段差注入を行う。
断続注入は、例えば図１（ａ）に示すように集中添加時の添加速度Ａの状態と停止時の添加速度０の状態とが交互に繰り返される方法である。
段差注入は、例えば図１（ｂ）に示すように高添加工程時の添加速度Ａの状態と低添加工程時の添加速度Ｂ（０＜Ｂ）の状態とが交互に繰り返される方法である。
図１では、集中添加時の添加速度Ａや間隔は一定であるが、これは変化しても良い。但し、制御、管理の点から定期的に行うことが望ましく、このような制御はタイマーを用いることによって簡単に実施することができる。
【００１４】
集中添加を行う回数（１日当たり）は亜硝酸塩の特性からは少ない程良いが、回数が少ないと亜硝酸イオンがなくなり臭気が発生する時間帯が生ずるため、対象の処理特性等に併せて設定する。
実際には、亜硝酸塩が添加される汚泥貯留槽の平均滞留時間が長い場合には添加回数を少なくし、平均滞留時間が短い場合には添加回数を増やすことが好ましい。但し、添加回数を過剰にすることは、その分１回の添加量が小さくなるから、従来の方法（連続的且つ比例的添加）と近似の結果になり不適切である。
具体的な１日当たりの集中添加を行う回数は、１〜１２回であり、より望ましくは汚泥貯留槽の平均滞留時間、薬注ポンプ能力、汚泥の性状、汚泥流入、汚泥引き抜きパターンなどにより異なるが、平均滞留時間２４時間で汚泥引き抜きが２４時間連続の場合には２〜５回程度が好ましい。平均滞留時間が１２時間の場合には１日当たり２〜１０回が好ましい。
【００１５】
亜硝酸塩の１回の集中添加量（添加速度×時間）は、添加終了時間から１時間経過後の時点で汚泥貯留槽内に残留亜硝酸イオン濃度として２０ｍｇ／Ｌ以上保持できる添加量とすることが重要である。これにより、汚泥、正確には汚泥微生物がダメージを受け、亜硝酸イオンの分解速度が低下し、結果として硫化水素、メチルメルカプタンの発生が確実に防止できる。
【００１６】
１回の集中添加終了時点から１時間経過後の残留亜硝酸イオン濃度が２０ｍｇ／Ｌを十分上回れば、亜硝酸塩の１回の添加量を下げることもでき、全体の使用量（総添加量）も削減できる。但し、添加量を下げすぎると、今度は亜硝酸イオンの分解速度が上昇してしまい、当該残留亜硝酸イオン濃度が２０ｍｇ／Ｌを下回り、さらにその濃度は順次低下することもある。したがって、この傾向を確認し、当該残留亜硝酸イオン濃度が２０ｍｇ／Ｌを下回らないように１回の添加量を調整することが必要である。
【００１７】
また、段差注入では、高添加工程と低添加工程とを交互に繰り返し行うが、高添加工程の１日当たりの添加量の和と、１日当たりの亜硝酸塩の総添加量との比が２／３〜１とすることが好ましい。
【００１８】
本発明における亜硝酸塩の断続注入又は段差注入を、自動的に、また汚泥処理状況及び臭気処理効果に合わせて変更・調整を実施するには、どのような添加装置及び制御機構を組み合わせて使用しても良いが、最も簡易な装置及び機構としては、例えばタイマーを使用して薬注ポンプをＯＮ，ＯＦＦする方法があげられる。
また、本発明における亜硝酸塩の添加場所は、汚泥貯留槽に直接注入するのが一般的であるが、汚泥貯留槽への送泥ポンプ配管など、汚泥貯留槽以前の工程であれば良く、特に限定されるものではない。また、添加手段は薬注ポンプで行っても良いし、人手による一括投入、及びポンプと人手投入の組み合わせでも良く、特に限定されるものではない。さらに、添加又は添加停止の間隔は、処理系の運転に合わせた間隔とするが、簡易的には等間隔とすることができる。
【００１９】
以上の本発明により、亜硝酸塩の使用量も削減し、臭気発生防止効果を安定させることができるが、対象の汚泥微生物の状況は変化し易く、また汚泥処理状況も常に一定とすることは難しいため、時として、汚泥貯留槽内に亜硝酸塩に対する耐性及び分解能力の高い微生物が増加すること（馴化現象）がある。
このような場合、亜硝酸塩の１回の添加量を増やす方式でも対応できるものの、最も効果的な方法は、汚泥の平均滞留時間の１／２以上、好ましくは平均滞留時間の１〜３倍の期間、亜硝酸塩の添加を停止し、汚泥貯留槽の馴化した汚泥を亜硝酸イオン耐性のない汚泥に入れ替えてから亜硝酸塩の断続注入又は段差注入を実施することにより、速やかに臭気発生防止効果を回復させることができる。
【００２０】
また、本発明は、公知のどのような臭気発生防止方法を併用しても良い。例えば汚泥のｐＨ調整を行うようにしても良いし、亜硝酸塩とともに亜硫酸塩又は亜硫酸水素塩又はソルビン酸、或いは有機系静菌剤などを併用するようにしても良い。
【実施例】
【００２１】
１）室内試験１
１−１）汚泥
Ａ下水処理場の初沈重力濃縮汚泥、及び余剰遠心濃縮汚泥（平均滞留時間２４ｈｒ）を別途に採取し、全固形物濃度（ＴＳ）測定の後、厚木市市水により正確にＴＳ２．５％に調整し、これを５０：５０に混合して供試汚泥とした。試験は１４日間実施したので、２．５％に調整した各汚泥は５℃の冷蔵庫に７日間保管して使用し、後半の７日間は新たな汚泥を採取し、同様に調整した。
【００２２】
１−２）試験方法
汚泥１０Ｌを撹拌機付き容器に採り、図２（ａ）に示す実験フローのように比較例１〜３は亜硝酸塩を連続的に添加（連続注入）し、図２（ｂ）に示す実験フローのように実施例１，２はバッチ添加（断続注入）し、実施例３はバッチ添加と連続注入を併用して添加（段差注入）した。開始１２時間後に汚泥の半量５Ｌを新しい汚泥に入れ替え、この繰り返しを１４日間行った。亜硝酸塩としては亜硝酸ナトリウムを用い、詳細な添加方法は表１に示した。
【００２３】
１−３）評価方法
評価は３，７，１４日目に行った。
試験項目は以下の４項目である。
１）汚泥入れ替え後（断続注入では汚泥入れ替え後に亜硝酸塩をバッチ添加してから）１時間経過した後の容器内汚泥中の残留亜硝酸イオン（ＮＯ2-）濃度を測定した。測定結果を「＋１ｈｒＮＯ2-」として表１に記載した。
２）汚泥入れ替え前の汚泥から発生する臭気を、汚泥５０ｍＬを６００ｃｃの容器に採り、１分間十分浸透した後の気相の硫化水素（Ｈ2Ｓ）、メチルメルカプタン（ＭＭ）をガス検知管にて測定した。測定結果を「臭気」として表１に記載した。
３）汚泥入れ替え前の汚泥中の残留ＮＯ2-濃度を測定した。測定結果を「残留ＮＯ2-」として表１に記載した。
４）３）の汚泥の残留ＮＯ2-濃度が３０ｍｇ／Ｌに満たない試料には、亜硝酸塩を３０ｍｇ／Ｌになるように追加し、１時間スターラ撹拌後の残留ＮＯ2-濃度を測定し、それらより１時間のＮＯ2-消費量を算出した。結果を「消費速度」として表１に記載した。
【００２４】
１−４）結果
【表１】
【００２５】
表１より、亜硝酸塩を断続注入又は段差注入した実施例１，２，３では、臭気はＨ2Ｓ、ＭＭとも０ｐｐｍであり、１４日目のＮＯ2-の消費速度はそれぞれ３，５及び５ｍｇ／Ｌ・ｈｒと小さいことが確認された。
これに対し比較例１，２では、１４日目のＮＯ2-の消費速度が３０以上、及び２０ｍｇ／Ｌ・ｈｒと実施例１〜３の４〜１０倍以上となり、馴化が進んでいることが確認された。そして、比較例１ではＨ2Ｓ、ＭＭが各２００，８０ｐｐｍ発生し、比較例２では実施例１の２倍の亜硝酸塩添加量にもかかわらず、Ｈ2Ｓ、ＭＭが各５，２ｐｐｍ発生した。
このように断続注入又は段差注入である実施例１〜３と連続注入である比較例１，２との明確な相違は、実施例１〜３ではＮＯ2-の消費速度が経時で変わらない、若しくは漸減するのに対して、比較例１，２でははっきりと増加することであり、このため臭気発生量も経時的に増加する。
また、比較例３は断続注入ではあるが、亜硝酸塩を添加してから１時間経過後の残留ＮＯ2-が最大（７日目）で１２ｍｇ／Ｌであって、本発明における規定濃度２０ｍｇ／Ｌ以上とならず、添加する亜硝酸塩の絶対量が不足しているため、所定の効果が得られなかった。
なお、明らかに馴化が進んでＮＯ2-の効果低下が発生した比較例１の１４日試験終了後の汚泥の１／２を新規汚泥に交換し、半日放置後、実施例１と全く同じ亜硝酸塩注入方法（断続注入）で再度処理した（実施例４）。結果を表２に示した。
【表２】
表２より、１日目終了後のＮＯ2-の消費速度は１６ｍｇ／Ｌ・ｈｒで、まだ高く、臭気もあったが、２日目には、ほぼ実施例１のＮＯ2-の消費速度に近い５ｍｇ／Ｌ・ｈｒになり、臭気も０ｐｐｍになった。
【００２６】
２）室内試験２
２−１）汚泥
Ａ下水処理場の初沈重力濃縮汚泥、及び余剰遠心濃縮汚泥を別途に採取し、全固形物濃度（ＴＳ）測定の後、厚木市市水により正確にＴＳ２．５％に調整し、これを５０：５０に混合して前記室内試験１と同様にして使用した。
【００２７】
２−２）試験方法
断続注入における亜硝酸塩添加時間、添加停止期間をどのように設定することが好ましいかの判定を実施した。
汚泥１０Ｌを撹拌機付き容器に採り、図３に示すように新規汚泥は１時間ごとにタイマーを用いて３Ｌ／ｈｒで２０分投入した。１回の新規汚泥の投入量は１Ｌで、１日２４Ｌの新規汚泥が投入されるので、容器容量１０Ｌに対して平均滞留時間は１０時間になる。
比較例４は、新規汚泥の投入量と時間に併せて新規汚泥に対して１２０ｍｇ／Ｌの濃度で同時間（２０分）亜硝酸塩を添加した。比較例５は、新規汚泥の投入に対し、２回はそれに併せて１８０ｍｇ／Ｌの濃度で同時間（２０分）亜硝酸塩を添加し、それに続く１回は亜硝酸塩を添加しないようにしてそのサイクルを繰り返した。実施例５〜７は、新規汚泥投入８回、４回、及び２回に１回に亜硝酸塩を９６０，４８０，２４０ｍｇ／Ｌで２０分間添加した。尚、実施例５〜７、比較例４，５とも、１日の亜硝酸塩の総添加量は２８８０ｍｇである。亜硝酸塩としては亜硝酸ナトリウムを用いた。
【００２８】
２−３）評価方法
評価は１４日間行い、３日、７日、１４日目に、亜硝酸塩投入直前の汚泥を採取し、Ｈ2Ｓ、ＭＭの臭気（表３）の測定を行った。
また、終了後１時間経過後の残留ＮＯ2-濃度（表４）の測定を行った。
さらに、新規汚泥投入直前の汚泥についてのＮＯ2-消費速度（表５）の測定も行った。測定方法は、前記室内試験１と同様である。
【００２９】
２−４）結果
【表３】
【表４】
【表５】
【００３０】
表３より明らかなように亜硝酸塩が添加される直前において、実施例５，６では、Ｈ2Ｓ、ＭＭとも０ｐｐｍであった。また、実施例７では、７日、１４日目で０ｐｐｍとなった。
これに対し、比較例４，５では、全てＨ2Ｓ、ＭＭが発生し、日を追う毎にその値が増加した。
また、表４より明らかなように実施例５〜７では、亜硝酸塩添加終了後１時間経過時の亜硝酸濃度は２０ｍｇ／Ｌ以上（実施例７では７日、１４日目）であり、比較例４，５（亜硝酸塩添加間隔から新規汚泥投入終了後４０分経過時）では６ｍｇ／Ｌ以下であった。
さらに、表５より明らかなように１４日目のＮＯ2-の消費速度は、実施例５〜７の５ｍｇ／Ｌ・ｈｒ程度以下に対して、比較例４，５は２０ｍｇ／Ｌ・ｈｒ程度以上であって４倍以上の差があった。
【００３１】
３）実設備確認試験
Ｂ下水処理場では、亜硝酸ナトリウムを汚泥貯留槽の臭気発生防止、及び貯留槽から汚泥が供給される脱水機での臭気発生防止に適用し、当初は良好な処理結果が得られていたが、適用開始半月程度を経過した頃から効果の低下が見られたため、徐々に亜硝酸ナトリウムの添加率を増加し、当初の亜硝酸ナトリウムの平均添加率１００ｍｇ／Ｌの２．５倍の２５０ｍｇ／Ｌの添加率としているが、まだＨ2Ｓ、ＭＭの発生防止は不十分であった。
そこで、本処理場で、実施例の断続注入法を試験した。
【００３２】
３−１）従来の連続注入法
Ｂ下水処理場の汚泥貯留槽は常時３００ｍ3の汚泥が貯留され、ここから１日に引き抜いて脱水機（ベルトプレス）に供給される汚泥量は３００ｍ3で平均滞留時間は２４時間である。汚泥貯留槽の貯留汚泥量は水位制御されており、約１時間に１回、１２．５ｍ3の濃縮汚泥が約６０ｍ3／ｈｒの速度で、約１２分間投入される。
本発明実証前は、汚泥貯留槽に、２４時間連続で亜硝酸ナトリウム溶液を亜硝酸塩として、３．２ｋｇ／ｈｒの添加速度で連続添加していた。１日当たりの総添加量は７６．８ｋｇ／日で汚泥３００ｍ3に対する亜硝酸の平均添加量は２５６ｍｇ／Ｌであった。
【００３３】
３−２）本発明の断続注入法
まず、平均滞留時間の２／３である１６時間（０日目１６：００〜１日目８：００）亜硝酸塩の添加を中止し、１日目は８：００〜１２：００の間、これまでの４倍の添加速度１２．８ｋｇ／ｈｒで亜硝酸塩を添加し、亜硝酸塩濃度が５６ｍｇ／Ｌ（１２：００）まで高まったことを確認し、後は添加を停止した。
２日目、３日目は、８：００〜１１：００の３時間、及び２０：００〜２３：００の３時間の計６時間、従来の４倍の添加速度の１２．８ｋｇ／ｈｒで亜硝酸塩を添加した。この時の１日当たりの亜硝酸塩の総添加量は７６．８ｋｇ／日で従前と同量である。
さらに、４〜１５日目は、亜硝酸塩の添加を８：００〜１０：００と２０：００〜２２：００の計４時間とした。この時の１日の亜硝酸塩の総添加量は５１．２ｋｇ／日で従前の２／３である。
【００３４】
３−３）評価方法
亜硝酸塩添加終了後１時間経過後の汚泥、及び７：３０、１６：００の汚泥を採取し、それぞれ１）Ｈ2Ｓ、ＭＭの発生量、２）残留ＮＯ2-濃度、３）ＮＯ2-の消費速度の測定を行った。評価方法は前記室内試験１と同様である。また、同時刻にベルトプレス脱水機の凝集汚泥供給部上のＨ2Ｓ、ＭＭの濃度を測定した。測定結果は、表６に示した。
【００３５】
３−４）結果
【表６】
【００３６】
表６より明らかなように、０日目の従来の連続注入法では、貯留槽汚泥、ベルトプレス脱水機とも常時、Ｈ2Ｓ、ＭＭが発生しており、貯留槽汚泥には平均２５６ｍｇ／Ｌの亜硝酸塩を添加しているにもかかわらず、残留ＮＯ2-濃度の測定値は０ｍｇ／Ｌであった。また、ＮＯ2-の消費速度は５０ｍｇ／Ｌ・ｈｒ以上と非常に大きかった。
１日目は、従来の４倍速度で亜硝酸塩を４時間添加することで、前述のようにその添加終了時（１２：００）に残留ＮＯ2-濃度５６ｍｇ／Ｌまで高まり、その１時間経過後（１３：００）には残留ＮＯ2-濃度３２ｍｇ／Ｌが検出された。また、一時的ではあるが、貯留槽汚泥及び脱水機におけるＨ2Ｓ、ＭＭを０ｐｐｍとすることができた。しかし、ＮＯ2-の消費速度はまだ２０ｍｇ／Ｌ程度と大きく、４時間ほど（１６：００）で残留ＮＯ2-も消失した。
２日目は、１日目と同じ亜硝酸塩の添加速度であったが、残留ＮＯ2-濃度は早期に上昇し、３時間添加で、その添加終了時（１１：００）には１日目を上回る残留ＮＯ2-濃度８４ｍｇ／Ｌが検出され、その１時間経過後（１２：００）には残留ＮＯ2-濃度７２ｍｇ／Ｌが検出された。その消費速度も１０ｍｇ／Ｌ・ｈｒ未満になった。この結果、日中のＨ2Ｓ、ＭＭを０ｐｐｍとできたと同時に、最も残留ＮＯ2-濃度が低下する翌３日目の７：３０においても、Ｈ2Ｓ、ＭＭの発生が僅かになった。
３日目は２日目よりさらに効果が向上し、翌４日目の７：３０において初めて残留ＮＯ2-が検出（１６ｍｇ／Ｌ）され、２４時間の全てに亘って、完全にＨ2Ｓ、ＭＭの発生を防止できたと判断された。
４日目以降は、亜硝酸塩の添加時間を２時間とし、添加時間も総添加量も２日、３日目の２／３に減少させたが、１５日目までの測定で、２４時間の間、Ｈ2Ｓ、ＭＭを０ｐｐｍとできたと判断される結果を得た。
【００３７】
以上説明したように亜硝酸塩の添加を従来の一般的な薬剤添加方法である「汚泥の流入量に合わせて、比例的又は連続的に添加する」方式で行うことは、当初は所定の効果が得られるものの、次第に必要な亜硝酸塩の量が増大し、不適切になるが、本発明の臭気発生防止方法は、亜硝酸塩の添加を連続でなく断続的に行うか、或いは段差的に行い、その１時間経過後の残留亜硝酸イオン濃度を管理することにより、亜硝酸塩の総添加量は当初のままか或いは削減しても、硫化水素とメチルメルカプタンの発生防止効果を安定に発揮でき、これらに起因する悪臭問題、及び硫化水素による電気設備腐食、硫化水素の生物酸化によって生成する硫酸による機器腐食を効果的に防止することができる。
【００３８】
また、亜硝酸塩の必要量が増大し、臭気発生防止効果も低下した汚泥処理系においては、汚泥貯留槽の汚泥の滞留時間の１／２以上、亜硝酸塩の添加を休止した後、亜硝酸塩の添加を実施することにより、臭気発生防止効果を速やかに回復させることができる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、汚泥濃縮槽以降の汚泥処理プロセス全体の臭気発生を防止する方法に関し、さらに詳しくは、下水処理場等の汚泥スラリーの発生（汚泥濃縮槽出口）から汚泥貯留槽、汚泥脱水機、及び脱水ケーキ搬送・貯留設備に至る各プロセスで発生する硫化水素、メチルメルカプタン等の悪臭問題、及び硫化水素による電気設備腐食、硫化水素が生物酸化されて生成する硫酸による機器腐食を効果的に防止することができる臭気発生防止方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
下水処理場、し尿処理場や食品・紙パルプ工場等の有機性排水の処理に際しては、各種の汚泥が発生し、これら汚泥の処理プロセスでは以下に示すような臭気発生に起因するトラブルが生じている。
汚泥濃縮槽出口から汚泥貯留槽、汚泥脱水機に至る各プロセスでは、汚泥中に存在する硫化水素を主とする悪臭物質が揮散（放散）し、作業環境の悪化をきたしている。同時に、揮散した硫化水素による電気関係設備の腐食、硫化水素が生物酸化されて生ずる硫酸による機器腐食も生ずる。
さらに、脱水ケーキ搬送・貯留設備に至るプロセスでは、貯留、保管中に腐敗が進み、含イオウ蛋白質の分解によりメチルメルカプタンを主とする悪臭物質が発生する。
【０００３】
そこで、本出願人（等）は、微生物の生育環境に亜硝酸イオンを存在させることにより、微生物に基づく硫化水素の発生を防止する方法（特開昭５７−１８７０９９号公報）を基にして汚泥処理の臭気防止として活用する方法を見出し、さらにｐＨ調整等を行うことにより、効果を著しく高めた方法（特願平１２−２１５６４０号公報）などの各種の技術提案をなしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭５７−１８７０９９号公報
【特許文献２】特願平１２−２１５６４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述の各提案の多くは汚泥貯留槽に亜硝酸塩を添加して、貯留槽内及びその汚泥の脱水工程での硫化水素、メチルメルカプタンなどの臭気発生を防止する方法であって、これを実設備に適用し、好成績を得ることができたが、亜硝酸塩を継続使用する間にその効果が次第に低下してしまうという課題に直面した。このため、臭気発生防止効果を維持するためには、亜硝酸塩の添加量を亜硝酸塩の適用を開始した初期の２倍以上に増やさねばならない場合も生じ、それでも臭気発生防止効果が不十分な場合があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、これまでの一般的且つ当然とされる薬剤添加方法である「汚泥の流入量に併せて比例的に又は連続的に薬剤を添加する」方法を根本的に見直し、薬剤の添加を、１日に数回の頻度で集中的に添加することにより、薬剤として用いる亜硝酸塩の汚泥による分解速度の上昇が防止され、さらには減少し、結果として臭気発生防止効果が極めて優れ、薬剤使用量も削減できる効果的な添加方法を発見するに至った。
【０００７】
本発明者らの鋭意検討の末に得られた知見によると、前述の課題は以下の現象に基づくものであることが判明した。
汚泥に亜硝酸塩を添加した場合、亜硝酸塩は汚泥中で亜硝酸イオンとなり、まず、汚泥中の還元性物質と亜硝酸イオンが反応し、亜硝酸イオンは急速に消費される。この反応に伴い、汚泥中の還元性物質も消費され、およそ１時間程度で還元性物質はほぼ完全に消費される。この後、亜硝酸イオンは微生物によって徐々に分解される。汚泥の種類によっても異なるが、還元性物質による亜硝酸イオンの消費速度はおよそ５０ｍｇ／Ｌ・ｈｒ程度で、初期の１時間以後は殆ど消費されない。また、微生物活動による亜硝酸イオンの消費速度は１０〜２０ｍｇ／Ｌ・ｈｒ程度である。ところが、微量の亜硝酸塩を連続的に供給すると、汚泥の亜硝酸イオン分解能力が経時的に増加し、所謂馴化現象を生ずる。これは、汚泥中の微生物が亜硝酸イオンに対する耐性を増し、或いは特に亜硝酸イオン分解能に優れ、耐性も大きな微生物種が増殖したためと推察される。このような馴化現象により、微生物による亜硝酸イオンの消費速度は徐々に増大し、３０ｍｇ／Ｌ・ｈｒ以上に、場合によっては５０ｍｇ／Ｌ・ｈｒを越える場合もでてくる。このような亜硝酸イオンの消費速度の増大は、汚泥の平均滞留時間が２４ｈｒ程度と長い場合に顕著に起き、６ｈｒ程度以下の短い場合は不明瞭であることも、前述の推察を示唆する。
【０００８】
そこで、前述のように亜硝酸塩を、１日に数回の頻度で集中的に添加すると、汚泥中の微生物は一時的に高濃度の亜硝酸イオンに曝されるので、微生物はダメージを受け、亜硝酸イオンの分解速度を大幅に低下させることができる。この後は、亜硝酸塩の添加を中止、またはその添加量を少なくしても、その分解量が少ないため、汚泥中に亜硝酸イオンが残留し易くなり、臭気防止処理にとって好循環の状態にできる。したがって、亜硝酸イオンの亜硝酸塩添加終了後１時間以後の消費速度が低いレベル（１０ｍｇ／Ｌ・ｈｒ未満、好ましくは２〜８ｍｇ／Ｌ・ｈｒ未満）になるように集中添加時の亜硝酸塩の添加を調整する必要があり、これは、各集中添加終了時から１時間経過後の汚泥貯留槽の汚泥の残留亜硝酸イオン濃度が高いレベル（２０ｍｇ／Ｌ以上）に保持されていることを管理することによって達成される。
【０００９】
すなわち、本発明は、汚泥貯留槽の汚泥に亜硝酸塩を添加して汚泥からの臭気の発生を防止する方法であって、微生物活動による亜硝酸イオンの消費速度を１０ｍｇ／Ｌ・ｈｒ以下に維持するために、添加終了時から１時間経過後の汚泥貯留槽の汚泥の残留亜硝酸イオン濃度が２０ｍｇ／Ｌ以上となるように、汚泥への亜硝酸塩の集中添加を１日当たり２回以上断続的に行うことを特徴とする臭気発生防止方法、
を提供するものである。
なお、汚泥貯留槽の汚泥に亜硝酸塩を添加して汚泥からの臭気の発生を防止する方法であって、汚泥への亜硝酸塩の添加を高添加量で行う高添加工程と、汚泥への亜硝酸塩の添加を低添加量で行う低添加工程との二つの工程とを備え、前記高添加工程と前記低添加工程とを交互に繰り返すとともに、前記高添加工程が終了してから１時間経過後の汚泥の残留亜硝酸イオン濃度が２０ｍｇ／Ｌ以上であることを特徴とする臭気発生防止方法、
を提供するものでもあるし、
これを実施するための好ましい態様として、
高添加工程の１日当たりの亜硝酸塩の添加量の和と、１日当たりの総亜硝酸塩の添加量との比が２／３〜１であることを特徴とする臭気発生防止方法、
としてもよい。
更に亜硝酸イオンによって馴化された汚泥の臭気発生防止方法として、
汚泥貯留槽の汚泥の平均滞留時間の１／２以上、亜硝酸塩の添加を休止した後に、上記のいずれかを実施することを特徴とする臭気発生防止方法、
を提供することもできる。
【発明の効果】
【００１０】
亜硝酸塩の添加を従来の一般的な薬剤添加方法である「汚泥の流入量に合わせて、比例的又は連続的に添加する」方式で行うことは、当初は所定の効果が得られるものの、次第に必要な亜硝酸塩の量が増大し、不適切になるが、本発明の臭気発生防止方法は、亜硝酸塩の添加を連続でなく断続的に行うか、或いは段差的に行い、その１時間経過後の残留亜硝酸イオン濃度を管理することにより、亜硝酸塩の総添加量は当初のままか或いは削減しても、硫化水素とメチルメルカプタンの発生防止効果を安定に発揮でき、これらに起因する悪臭問題、及び硫化水素による電気設備腐食、硫化水素の生物酸化によって生成する硫酸による機器腐食を効果的に防止することができる。
【００１１】
また、亜硝酸塩の必要量が増大し、臭気発生防止効果も低下した汚泥処理系においては、汚泥貯留槽の汚泥の滞留時間の１／２以上、亜硝酸塩の添加を休止した後、亜硝酸塩の添加を実施することにより、臭気発生防止効果を速やかに回復させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】（ａ）本発明における亜硝酸塩の添加パターンを模式的に示すものであって、本発明における断続注入の一例を示すグラフ、（ｂ）本発明における段差注入の一例を示すグラフである。
【図２】（ａ）実施例における室内試験１の比較例１〜３の実験フロー、（ｂ）実施例１〜３の実験フローである。
【図３】実施例における室内試験２の実験装置を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
亜硝酸塩の具体的な注入パターンとしては、一般的な薬注の常識である連続的に添加する方法、或いは被処理物である汚泥の流入量に対して比例的に添加する方法ではなく、本発明のように１日の総添加量を例えば１〜１２回にわけて断続注入するか、或いは高添加工程（集中添加）と低添加工程とを交互に繰り返す段差注入を行う。
断続注入は、例えば図１（ａ）に示すように集中添加時の添加速度Ａの状態と停止時の添加速度０の状態とが交互に繰り返される方法である。
段差注入は、例えば図１（ｂ）に示すように高添加工程時の添加速度Ａの状態と低添加工程時の添加速度Ｂ（０＜Ｂ）の状態とが交互に繰り返される方法である。
図１では、集中添加時の添加速度Ａや間隔は一定であるが、これは変化しても良い。但し、制御、管理の点から定期的に行うことが望ましく、このような制御はタイマーを用いることによって簡単に実施することができる。
【００１４】
集中添加を行う回数（１日当たり）は亜硝酸塩の特性からは少ない程良いが、回数が少ないと亜硝酸イオンがなくなり臭気が発生する時間帯が生ずるため、対象の処理特性等に併せて設定する。
実際には、亜硝酸塩が添加される汚泥貯留槽の平均滞留時間が長い場合には添加回数を少なくし、平均滞留時間が短い場合には添加回数を増やすことが好ましい。但し、添加回数を過剰にすることは、その分１回の添加量が小さくなるから、従来の方法（連続的且つ比例的添加）と近似の結果になり不適切である。
具体的な１日当たりの集中添加を行う回数は、１〜１２回であり、より望ましくは汚泥貯留槽の平均滞留時間、薬注ポンプ能力、汚泥の性状、汚泥流入、汚泥引き抜きパターンなどにより異なるが、平均滞留時間２４時間で汚泥引き抜きが２４時間連続の場合には２〜５回程度が好ましい。平均滞留時間が１２時間の場合には１日当たり２〜１０回が好ましい。
【００１５】
亜硝酸塩の１回の集中添加量（添加速度×時間）は、添加終了時間から１時間経過後の時点で汚泥貯留槽内に残留亜硝酸イオン濃度として２０ｍｇ／Ｌ以上保持できる添加量とすることが重要である。これにより、汚泥、正確には汚泥微生物がダメージを受け、亜硝酸イオンの分解速度が低下し、結果として硫化水素、メチルメルカプタンの発生が確実に防止できる。
【００１６】
１回の集中添加終了時点から１時間経過後の残留亜硝酸イオン濃度が２０ｍｇ／Ｌを十分上回れば、亜硝酸塩の１回の添加量を下げることもでき、全体の使用量（総添加量）も削減できる。但し、添加量を下げすぎると、今度は亜硝酸イオンの分解速度が上昇してしまい、当該残留亜硝酸イオン濃度が２０ｍｇ／Ｌを下回り、さらにその濃度は順次低下することもある。したがって、この傾向を確認し、当該残留亜硝酸イオン濃度が２０ｍｇ／Ｌを下回らないように１回の添加量を調整することが必要である。
【００１７】
また、段差注入では、高添加工程と低添加工程とを交互に繰り返し行うが、高添加工程の１日当たりの添加量の和と、１日当たりの亜硝酸塩の総添加量との比が２／３〜１とすることが好ましい。
【００１８】
本発明における亜硝酸塩の断続注入又は段差注入を、自動的に、また汚泥処理状況及び臭気処理効果に合わせて変更・調整を実施するには、どのような添加装置及び制御機構を組み合わせて使用しても良いが、最も簡易な装置及び機構としては、例えばタイマーを使用して薬注ポンプをＯＮ，ＯＦＦする方法があげられる。
また、本発明における亜硝酸塩の添加場所は、汚泥貯留槽に直接注入するのが一般的であるが、汚泥貯留槽への送泥ポンプ配管など、汚泥貯留槽以前の工程であれば良く、特に限定されるものではない。また、添加手段は薬注ポンプで行っても良いし、人手による一括投入、及びポンプと人手投入の組み合わせでも良く、特に限定されるものではない。さらに、添加又は添加停止の間隔は、処理系の運転に合わせた間隔とするが、簡易的には等間隔とすることができる。
【００１９】
以上の本発明により、亜硝酸塩の使用量も削減し、臭気発生防止効果を安定させることができるが、対象の汚泥微生物の状況は変化し易く、また汚泥処理状況も常に一定とすることは難しいため、時として、汚泥貯留槽内に亜硝酸塩に対する耐性及び分解能力の高い微生物が増加すること（馴化現象）がある。
このような場合、亜硝酸塩の１回の添加量を増やす方式でも対応できるものの、最も効果的な方法は、汚泥の平均滞留時間の１／２以上、好ましくは平均滞留時間の１〜３倍の期間、亜硝酸塩の添加を停止し、汚泥貯留槽の馴化した汚泥を亜硝酸イオン耐性のない汚泥に入れ替えてから亜硝酸塩の断続注入又は段差注入を実施することにより、速やかに臭気発生防止効果を回復させることができる。
【００２０】
また、本発明は、公知のどのような臭気発生防止方法を併用しても良い。例えば汚泥のｐＨ調整を行うようにしても良いし、亜硝酸塩とともに亜硫酸塩又は亜硫酸水素塩又はソルビン酸、或いは有機系静菌剤などを併用するようにしても良い。
【実施例】
【００２１】
１）室内試験１
１−１）汚泥
Ａ下水処理場の初沈重力濃縮汚泥、及び余剰遠心濃縮汚泥（平均滞留時間２４ｈｒ）を別途に採取し、全固形物濃度（ＴＳ）測定の後、厚木市市水により正確にＴＳ２．５％に調整し、これを５０：５０に混合して供試汚泥とした。試験は１４日間実施したので、２．５％に調整した各汚泥は５℃の冷蔵庫に７日間保管して使用し、後半の７日間は新たな汚泥を採取し、同様に調整した。
【００２２】
１−２）試験方法
汚泥１０Ｌを撹拌機付き容器に採り、図２（ａ）に示す実験フローのように比較例１〜３は亜硝酸塩を連続的に添加（連続注入）し、図２（ｂ）に示す実験フローのように実施例１，２はバッチ添加（断続注入）し、実施例３はバッチ添加と連続注入を併用して添加（段差注入）した。開始１２時間後に汚泥の半量５Ｌを新しい汚泥に入れ替え、この繰り返しを１４日間行った。亜硝酸塩としては亜硝酸ナトリウムを用い、詳細な添加方法は表１に示した。
【００２３】
１−３）評価方法
評価は３，７，１４日目に行った。
試験項目は以下の４項目である。
１）汚泥入れ替え後（断続注入では汚泥入れ替え後に亜硝酸塩をバッチ添加してから）１時間経過した後の容器内汚泥中の残留亜硝酸イオン（ＮＯ2-）濃度を測定した。測定結果を「＋１ｈｒＮＯ2-」として表１に記載した。
２）汚泥入れ替え前の汚泥から発生する臭気を、汚泥５０ｍＬを６００ｃｃの容器に採り、１分間十分浸透した後の気相の硫化水素（Ｈ2Ｓ）、メチルメルカプタン（ＭＭ）をガス検知管にて測定した。測定結果を「臭気」として表１に記載した。
３）汚泥入れ替え前の汚泥中の残留ＮＯ2-濃度を測定した。測定結果を「残留ＮＯ2-」として表１に記載した。
４）３）の汚泥の残留ＮＯ2-濃度が３０ｍｇ／Ｌに満たない試料には、亜硝酸塩を３０ｍｇ／Ｌになるように追加し、１時間スターラ撹拌後の残留ＮＯ2-濃度を測定し、それらより１時間のＮＯ2-消費量を算出した。結果を「消費速度」として表１に記載した。
【００２４】
１−４）結果
【表１】
【００２５】
表１より、亜硝酸塩を断続注入又は段差注入した実施例１，２，３では、臭気はＨ2Ｓ、ＭＭとも０ｐｐｍであり、１４日目のＮＯ2-の消費速度はそれぞれ３，５及び５ｍｇ／Ｌ・ｈｒと小さいことが確認された。
これに対し比較例１，２では、１４日目のＮＯ2-の消費速度が３０以上、及び２０ｍｇ／Ｌ・ｈｒと実施例１〜３の４〜１０倍以上となり、馴化が進んでいることが確認された。そして、比較例１ではＨ2Ｓ、ＭＭが各２００，８０ｐｐｍ発生し、比較例２では実施例１の２倍の亜硝酸塩添加量にもかかわらず、Ｈ2Ｓ、ＭＭが各５，２ｐｐｍ発生した。
このように断続注入又は段差注入である実施例１〜３と連続注入である比較例１，２との明確な相違は、実施例１〜３ではＮＯ2-の消費速度が経時で変わらない、若しくは漸減するのに対して、比較例１，２でははっきりと増加することであり、このため臭気発生量も経時的に増加する。
また、比較例３は断続注入ではあるが、亜硝酸塩を添加してから１時間経過後の残留ＮＯ2-が最大（７日目）で１２ｍｇ／Ｌであって、本発明における規定濃度２０ｍｇ／Ｌ以上とならず、添加する亜硝酸塩の絶対量が不足しているため、所定の効果が得られなかった。
なお、明らかに馴化が進んでＮＯ2-の効果低下が発生した比較例１の１４日試験終了後の汚泥の１／２を新規汚泥に交換し、半日放置後、実施例１と全く同じ亜硝酸塩注入方法（断続注入）で再度処理した（実施例４）。結果を表２に示した。
【表２】
表２より、１日目終了後のＮＯ2-の消費速度は１６ｍｇ／Ｌ・ｈｒで、まだ高く、臭気もあったが、２日目には、ほぼ実施例１のＮＯ2-の消費速度に近い５ｍｇ／Ｌ・ｈｒになり、臭気も０ｐｐｍになった。
【００２６】
２）室内試験２
２−１）汚泥
Ａ下水処理場の初沈重力濃縮汚泥、及び余剰遠心濃縮汚泥を別途に採取し、全固形物濃度（ＴＳ）測定の後、厚木市市水により正確にＴＳ２．５％に調整し、これを５０：５０に混合して前記室内試験１と同様にして使用した。
【００２７】
２−２）試験方法
断続注入における亜硝酸塩添加時間、添加停止期間をどのように設定することが好ましいかの判定を実施した。
汚泥１０Ｌを撹拌機付き容器に採り、図３に示すように新規汚泥は１時間ごとにタイマーを用いて３Ｌ／ｈｒで２０分投入した。１回の新規汚泥の投入量は１Ｌで、１日２４Ｌの新規汚泥が投入されるので、容器容量１０Ｌに対して平均滞留時間は１０時間になる。
比較例４は、新規汚泥の投入量と時間に併せて新規汚泥に対して１２０ｍｇ／Ｌの濃度で同時間（２０分）亜硝酸塩を添加した。比較例５は、新規汚泥の投入に対し、２回はそれに併せて１８０ｍｇ／Ｌの濃度で同時間（２０分）亜硝酸塩を添加し、それに続く１回は亜硝酸塩を添加しないようにしてそのサイクルを繰り返した。実施例５〜７は、新規汚泥投入８回、４回、及び２回に１回に亜硝酸塩を９６０，４８０，２４０ｍｇ／Ｌで２０分間添加した。尚、実施例５〜７、比較例４，５とも、１日の亜硝酸塩の総添加量は２８８０ｍｇである。亜硝酸塩としては亜硝酸ナトリウムを用いた。
【００２８】
２−３）評価方法
評価は１４日間行い、３日、７日、１４日目に、亜硝酸塩投入直前の汚泥を採取し、Ｈ2Ｓ、ＭＭの臭気（表３）の測定を行った。
また、終了後１時間経過後の残留ＮＯ2-濃度（表４）の測定を行った。
さらに、新規汚泥投入直前の汚泥についてのＮＯ2-消費速度（表５）の測定も行った。測定方法は、前記室内試験１と同様である。
【００２９】
２−４）結果
【表３】
【表４】
【表５】
【００３０】
表３より明らかなように亜硝酸塩が添加される直前において、実施例５，６では、Ｈ2Ｓ、ＭＭとも０ｐｐｍであった。また、実施例７では、７日、１４日目で０ｐｐｍとなった。
これに対し、比較例４，５では、全てＨ2Ｓ、ＭＭが発生し、日を追う毎にその値が増加した。
また、表４より明らかなように実施例５〜７では、亜硝酸塩添加終了後１時間経過時の亜硝酸濃度は２０ｍｇ／Ｌ以上（実施例７では７日、１４日目）であり、比較例４，５（亜硝酸塩添加間隔から新規汚泥投入終了後４０分経過時）では６ｍｇ／Ｌ以下であった。
さらに、表５より明らかなように１４日目のＮＯ2-の消費速度は、実施例５〜７の５ｍｇ／Ｌ・ｈｒ程度以下に対して、比較例４，５は２０ｍｇ／Ｌ・ｈｒ程度以上であって４倍以上の差があった。
【００３１】
３）実設備確認試験
Ｂ下水処理場では、亜硝酸ナトリウムを汚泥貯留槽の臭気発生防止、及び貯留槽から汚泥が供給される脱水機での臭気発生防止に適用し、当初は良好な処理結果が得られていたが、適用開始半月程度を経過した頃から効果の低下が見られたため、徐々に亜硝酸ナトリウムの添加率を増加し、当初の亜硝酸ナトリウムの平均添加率１００ｍｇ／Ｌの２．５倍の２５０ｍｇ／Ｌの添加率としているが、まだＨ2Ｓ、ＭＭの発生防止は不十分であった。
そこで、本処理場で、実施例の断続注入法を試験した。
【００３２】
３−１）従来の連続注入法
Ｂ下水処理場の汚泥貯留槽は常時３００ｍ3の汚泥が貯留され、ここから１日に引き抜いて脱水機（ベルトプレス）に供給される汚泥量は３００ｍ3で平均滞留時間は２４時間である。汚泥貯留槽の貯留汚泥量は水位制御されており、約１時間に１回、１２．５ｍ3の濃縮汚泥が約６０ｍ3／ｈｒの速度で、約１２分間投入される。
本発明実証前は、汚泥貯留槽に、２４時間連続で亜硝酸ナトリウム溶液を亜硝酸塩として、３．２ｋｇ／ｈｒの添加速度で連続添加していた。１日当たりの総添加量は７６．８ｋｇ／日で汚泥３００ｍ3に対する亜硝酸の平均添加量は２５６ｍｇ／Ｌであった。
【００３３】
３−２）本発明の断続注入法
まず、平均滞留時間の２／３である１６時間（０日目１６：００〜１日目８：００）亜硝酸塩の添加を中止し、１日目は８：００〜１２：００の間、これまでの４倍の添加速度１２．８ｋｇ／ｈｒで亜硝酸塩を添加し、亜硝酸塩濃度が５６ｍｇ／Ｌ（１２：００）まで高まったことを確認し、後は添加を停止した。
２日目、３日目は、８：００〜１１：００の３時間、及び２０：００〜２３：００の３時間の計６時間、従来の４倍の添加速度の１２．８ｋｇ／ｈｒで亜硝酸塩を添加した。この時の１日当たりの亜硝酸塩の総添加量は７６．８ｋｇ／日で従前と同量である。
さらに、４〜１５日目は、亜硝酸塩の添加を８：００〜１０：００と２０：００〜２２：００の計４時間とした。この時の１日の亜硝酸塩の総添加量は５１．２ｋｇ／日で従前の２／３である。
【００３４】
３−３）評価方法
亜硝酸塩添加終了後１時間経過後の汚泥、及び７：３０、１６：００の汚泥を採取し、それぞれ１）Ｈ2Ｓ、ＭＭの発生量、２）残留ＮＯ2-濃度、３）ＮＯ2-の消費速度の測定を行った。評価方法は前記室内試験１と同様である。また、同時刻にベルトプレス脱水機の凝集汚泥供給部上のＨ2Ｓ、ＭＭの濃度を測定した。測定結果は、表６に示した。
【００３５】
３−４）結果
【表６】
【００３６】
表６より明らかなように、０日目の従来の連続注入法では、貯留槽汚泥、ベルトプレス脱水機とも常時、Ｈ2Ｓ、ＭＭが発生しており、貯留槽汚泥には平均２５６ｍｇ／Ｌの亜硝酸塩を添加しているにもかかわらず、残留ＮＯ2-濃度の測定値は０ｍｇ／Ｌであった。また、ＮＯ2-の消費速度は５０ｍｇ／Ｌ・ｈｒ以上と非常に大きかった。
１日目は、従来の４倍速度で亜硝酸塩を４時間添加することで、前述のようにその添加終了時（１２：００）に残留ＮＯ2-濃度５６ｍｇ／Ｌまで高まり、その１時間経過後（１３：００）には残留ＮＯ2-濃度３２ｍｇ／Ｌが検出された。また、一時的ではあるが、貯留槽汚泥及び脱水機におけるＨ2Ｓ、ＭＭを０ｐｐｍとすることができた。しかし、ＮＯ2-の消費速度はまだ２０ｍｇ／Ｌ程度と大きく、４時間ほど（１６：００）で残留ＮＯ2-も消失した。
２日目は、１日目と同じ亜硝酸塩の添加速度であったが、残留ＮＯ2-濃度は早期に上昇し、３時間添加で、その添加終了時（１１：００）には１日目を上回る残留ＮＯ2-濃度８４ｍｇ／Ｌが検出され、その１時間経過後（１２：００）には残留ＮＯ2-濃度７２ｍｇ／Ｌが検出された。その消費速度も１０ｍｇ／Ｌ・ｈｒ未満になった。この結果、日中のＨ2Ｓ、ＭＭを０ｐｐｍとできたと同時に、最も残留ＮＯ2-濃度が低下する翌３日目の７：３０においても、Ｈ2Ｓ、ＭＭの発生が僅かになった。
３日目は２日目よりさらに効果が向上し、翌４日目の７：３０において初めて残留ＮＯ2-が検出（１６ｍｇ／Ｌ）され、２４時間の全てに亘って、完全にＨ2Ｓ、ＭＭの発生を防止できたと判断された。
４日目以降は、亜硝酸塩の添加時間を２時間とし、添加時間も総添加量も２日、３日目の２／３に減少させたが、１５日目までの測定で、２４時間の間、Ｈ2Ｓ、ＭＭを０ｐｐｍとできたと判断される結果を得た。
【００３７】
以上説明したように亜硝酸塩の添加を従来の一般的な薬剤添加方法である「汚泥の流入量に合わせて、比例的又は連続的に添加する」方式で行うことは、当初は所定の効果が得られるものの、次第に必要な亜硝酸塩の量が増大し、不適切になるが、本発明の臭気発生防止方法は、亜硝酸塩の添加を連続でなく断続的に行うか、或いは段差的に行い、その１時間経過後の残留亜硝酸イオン濃度を管理することにより、亜硝酸塩の総添加量は当初のままか或いは削減しても、硫化水素とメチルメルカプタンの発生防止効果を安定に発揮でき、これらに起因する悪臭問題、及び硫化水素による電気設備腐食、硫化水素の生物酸化によって生成する硫酸による機器腐食を効果的に防止することができる。
【００３８】
また、亜硝酸塩の必要量が増大し、臭気発生防止効果も低下した汚泥処理系においては、汚泥貯留槽の汚泥の滞留時間の１／２以上、亜硝酸塩の添加を休止した後、亜硝酸塩の添加を実施することにより、臭気発生防止効果を速やかに回復させることができる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
汚泥貯留槽の汚泥に亜硝酸塩を添加して汚泥からの臭気の発生を防止する方法であって、微生物活動による亜硝酸イオンの消費速度を１０ｍｇ／Ｌ・ｈｒ以下に維持するために、添加終了時から１時間経過後の汚泥貯留槽の汚泥の残留亜硝酸イオン濃度が２０ｍｇ／Ｌ以上となるように、汚泥への亜硝酸塩の集中添加を１日当たり２回以上断続的に行うことを特徴とする臭気発生防止方法。
【請求項１】
汚泥貯留槽の汚泥に亜硝酸塩を添加して汚泥からの臭気の発生を防止する方法であって、微生物活動による亜硝酸イオンの消費速度を１０ｍｇ／Ｌ・ｈｒ以下に維持するために、添加終了時から１時間経過後の汚泥貯留槽の汚泥の残留亜硝酸イオン濃度が２０ｍｇ／Ｌ以上となるように、汚泥への亜硝酸塩の集中添加を１日当たり２回以上断続的に行うことを特徴とする臭気発生防止方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１０−２２７９３７（Ｐ２０１０−２２７９３７Ａ）
【公開日】平成２２年１０月１４日（２０１０．１０．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１３６２０８（Ｐ２０１０−１３６２０８）
【出願日】平成２２年６月１５日（２０１０．６．１５）
【分割の表示】特願２０００−３７４２１４（Ｐ２０００−３７４２１４）の分割
【原出願日】平成１２年１２月８日（２０００．１２．８）
【出願人】（０００００１０６３）栗田工業株式会社 (1,536)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月１４日（２０１０．１０．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月１５日（２０１０．６．１５）
【分割の表示】特願２０００−３７４２１４（Ｐ２０００−３７４２１４）の分割
【原出願日】平成１２年１２月８日（２０００．１２．８）
【出願人】（０００００１０６３）栗田工業株式会社 (1,536)
【Ｆターム（参考）】
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