JP2000185297A

JP2000185297A - 汚泥の破砕方法及びその装置

Info

Publication number: JP2000185297A
Application number: JP10364428A
Authority: JP
Inventors: Yoshiharu Nawa; 慶東名和; Mikio Ide; 幹夫井手; Kenji Yamada; 健二山田
Original assignee: Unitika Ltd
Current assignee: Unitika Ltd
Priority date: 1998-12-22
Filing date: 1998-12-22
Publication date: 2000-07-04

Abstract

(57)【要約】【課題】汚泥を効率よく安定して破砕することができ
る汚泥の破砕方法及び装置を提供する。【解決手段】汚泥１を湿式媒体撹拌式ミル６により破
砕処理するに際し、汚泥貯留槽２に貯留された汚泥を混
合した後、湿式媒体撹拌式ミル６に供給することを特徴
とする汚泥の破砕方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、排水処理施設等か
ら発生する汚泥の破砕方法及び破砕装置に関するもので
あり、さらに詳しくは、発生した汚泥を一旦汚泥貯留槽
で貯留後に、破砕処理する方法及び装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来、下水処理場等の排水処理施設から
発生する生汚泥や生物処理槽由来の余剰汚泥等の汚泥
は、濃縮や脱水後、産業廃棄物として埋め立て等により
処分されていた。しかし、近年、埋め立て地の確保が困
難となり、汚泥の減量化が求められるようになってき
た。汚泥の減量化方法としては、汚泥に含まれる有機物
を嫌気性消化法や好気的消化法によって生物学的処理に
よって処理する方法が多く用いられている。また、汚泥
を破砕して生分解性を向上させておくことにより、その
後に行う嫌気性消化や好気的消化処理における滞留時間
の短縮と減容化率の向上を図れることが報告されてい
る。例えば、特公平４−１５０４０号公報には、嫌気性
消化処理を行う前に、汚泥を湿式媒体撹拌式ミルで破砕
して生分解性を向上させておくことにより、汚泥の減量
化率を向上させる方法が提案されている。

【０００３】湿式媒体撹拌式ミル処理は、破砕媒体（ビ
ーズ）を充填したミル室に汚泥を連続的に導入し、ディ
スクやピンを備えた撹拌軸を高速回転させることにより
ビーズを撹拌し、撹拌されたビーズ間に生じる剪断摩擦
力により汚泥を破砕する方法である。破砕媒体として
は、一般的に真比重が２．５程度のガラスビーズが用い
られている。しかし、ガラスビーズを用いたミル処理で
は、導入する汚泥の濃度が高くなると、十分な破砕効果
が得られなくなるという問題点がある。また、破砕され
た汚泥はスリットやスクリーンを有するビーズ分離部で
分離されてミル室外へ排出されるが、汚泥が十分に破砕
されていないと、ビーズが汚泥と共にビーズ分離部へと
流動してしまい、ビーズ分離部で目詰まりを起こしてし
まうという問題点があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、汚泥を安定
して連続的に破砕処理することのできる汚泥の破砕方法
及び破砕装置を提供することを目的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、このよう
な課題を解決するために鋭意検討の結果、汚泥をミルに
供給する前に混合しておくことにより、ビーズ分離部で
の目詰まりを防止することができ、安定して、連続的に
汚泥の破砕を行なうことができるということを見出し、
本発明に到達した。すなわち、第１の発明は、汚泥を湿
式媒体撹拌式ミルにより破砕処理するに際し、汚泥貯留
槽に貯留された汚泥を混合した後、湿式媒体撹拌式ミル
に供給することを特徴とする汚泥の破砕方法を要旨とす
るものである。また、第２の発明は、汚泥混合手段を有
する汚泥貯留槽と、貯留槽の汚泥を湿式媒体撹拌式ミル
に供給する手段と、湿式媒体撹拌式ミルとからなること
を特徴とする汚泥破砕装置を要旨とするものである。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の処理対象となる汚泥とは、主として有機物から
構成される汚泥であれば特に限定されるものではなく、
例えば、下水、農村集落排水、有機系の産業排水等を活
性汚泥処理施設等の生物学的排水処理施設で処理する際
に発生する生汚泥や余剰汚泥、これらを嫌気性消化した
際に発生する嫌気性消化汚泥の他、それらの混合汚泥及
び濃縮汚泥等が挙げられる。

【０００７】また、汚泥の濃度としては、流動性を示す
濃度であれば特に限定されるものではないが、８重量％
以下であることが好ましく、さらに１〜７重量％である
ことが好ましく、特に２〜６重量％であることが好まし
い。汚泥の濃度が８重量％を越えると、汚泥に流動性が
ほとんどなくなり、また、湿式媒体撹拌式ミルのビーズ
分離部が目詰まりを起こす可能性が高くなるので好まし
くない。また、汚泥の濃度が低くなると、運転費用、設
備費が高くなり、１重量％より低くなれば特に高くなる
ので好ましくない。そのため、処理する汚泥の濃度が８
重量％より高い場合には、水道水、処理水、原水等を用
いて希釈しておくことが好ましい。この場合の希釈は希
釈装置を設けてもよいし、汚泥貯留槽で行ってもよい。
また、汚泥の濃度が１重量％未満の場合は、汚泥濃縮槽
での濃縮、膜濃縮、脱水処理等で汚泥の濃度を増加させ
ておくことが好ましい。

【０００８】本発明においては、まず、汚泥貯留槽に一
時的に貯留している汚泥を湿式媒体攪拌式ミルに供給す
る前に、攪拌する等して貯留槽上部の汚泥と下部の汚泥
を混合させる。通常、汚泥を一旦、貯留槽に貯留してか
らミルに供給する場合には、汚泥貯留槽に貯留している
間に、汚泥の固形分が沈降していくため、貯留槽の上部
に比べて下部の汚泥の濃度が高くなり、このため、汚泥
の供給を開始すると、貯留槽下部の高濃度の汚泥がミル
に供給されて、ミルで十分な破砕が行なわれず、ビーズ
分離部で目詰まりを起こしてしまい、運転が不可能にな
ることがある。しかし、本発明においては、貯留槽に貯
留された汚泥を混合してからミルに供給するため、貯留
槽内の汚泥の濃度が部分的に高くなっているというよう
なことはなく、安定して汚泥を破砕処理することができ
る。

【０００９】貯留槽内の汚泥を混合する方法としては、
例えば、撹拌翼等をモーターで回転させて汚泥を攪拌す
る方法や、ドラフトチューブを用いる方法、ガス撹拌を
用いる方法、汚泥循環ポンプを用いる方法等が挙げられ
る。汚泥循環ポンプを用いる方法とは、汚泥循環ポンプ
を用いて、汚泥貯留槽の汚泥を引き抜き、引き抜いた汚
泥を再度汚泥貯留槽に返送することにより、汚泥貯留槽
内の汚泥を循環させて汚泥を混合する方法であり、汚泥
の濃度が５重量％以上の高濃度汚泥の混合に好ましい。

【００１０】この際に使用する汚泥循環ポンプとして
は、汚泥を吐出できるものであれば特に限定されるもの
ではなく、渦巻きポンプ、渦巻き斜流ポンプ、斜流ポン
プ、軸流ポンプ、スクリューポンプ、一軸ねじポンプ、
プランジャーポンプ、チューブポンプ等が挙げられる。
また、汚泥循環ポンプを用いて汚泥を混合する際には、
汚泥貯留槽内の汚泥が十分に混合できるように、汚泥貯
留槽の底部をテーパー構造とすることが好ましい。

【００１１】汚泥循環ポンプの設置場所としては、汚泥
貯留槽内に設置してもよいが、汚泥貯留槽の外部に設置
し、汚泥貯留槽と汚泥循環ポンプと間に汚泥引き抜き配
管と、汚泥返送配管を設ける方が、汚泥循環ポンプの管
理が容易となり好ましい。また、汚泥循環ポンプの容量
に関しては特に限定されず、汚泥貯留槽内で汚泥の循環
流が十分発生する容量であればよい。汚泥の混合は、湿
式媒体撹拌式ミルに汚泥を供給する前に行えばよいが、
湿式媒体撹拌式ミルの運転時間が長い場合には、運転時
間中に汚泥貯留槽内で汚泥と水が分離するため、運転時
間中も行うことが好ましい。

【００１２】次に、本発明においては、このようにして
混合した汚泥を湿式媒体攪拌式ミルに供給し、破砕処理
を行なう。汚泥の供給は、汚泥供給ポンプを用いて湿式
媒体撹拌式ミルに供給すればよく、汚泥供給ポンプとし
ては、汚泥を吐出できるものであれば特に限定されるも
のではなく、上述の汚泥循環ポンプと同様のポンプを使
用すればよい。湿式媒体撹拌式ミル処理に使用される破
砕のための媒体としては、ガラス、アルミナ、ジルコニ
ア等のビーズが挙げられ、真比重２．０〜７．０のビー
ズであることが好ましい。真比重が７．０より大きいと
ビーズを撹拌するためのコストが高くなり、２．０より
小さいと微生物の破砕が十分にできにくくなる。また、
ミル室に導入する汚泥の濃度が高くなると真比重が小さ
い場合には十分に汚泥を破砕できない場合があるので、
汚泥の濃度が高い場合には真比重が５．０〜７．０のビ
ーズを使用することが好ましい。

【００１３】破砕のためのビーズの粒径としては、０．
２５〜２．０ｍｍφが好ましく、特に０．２５〜１．０
ｍｍφが好ましい。ビーズの粒径が２．０ｍｍφより大
きいと、ビーズ間の空隙が大きくなるため汚泥を構成す
る数μｍ〜数十μｍのバクテリア等の微生物を破砕しに
くくなるために好ましくない。また、嫌気性消化汚泥に
は紙等の繊維分が多く含まれるため、ビーズの粒径が
０．２５ｍｍφより小さいと、ビーズ分離部のスクリー
ン等間隙も狭くすることが必要となり、このため、ビー
ズ分離部に繊維分が詰まってしまう可能性があるために
好ましくない。

【００１４】湿式媒体撹拌式ミル処理の条件のうち、ビ
ーズ充填率としては破砕効果及び消費電力から５０〜１
００％、特に７０〜９０％が好ましく、ディスク（ピ
ン）先端周速としては、３〜３０ｍ／秒、特に５〜２０
ｍ／秒が好ましい。また、ミル室の向きとしては、縦
型、横型のいずれでもよく、破砕媒体を撹拌するための
撹拌装置としてはディスク型、ピン型、ピンディスク型
等が挙げられる。湿式媒体撹拌式ミル処理における汚泥
の滞留時間は、導入する汚泥濃度や用いる破砕媒体等に
よって適宜設定するものであり、特に限定されるもので
はないが、通常２０秒〜２０分が好ましく、特に３０秒
〜１０分が好ましい。滞留時間が２０秒よりも短いと汚
泥が十分に破砕されていない可能性があり、また、２０
分より長くしても消費電力が増大するだけで、破砕効果
はさほど向上しない。

【００１５】また、処理温度は６０℃以下が好ましく、
特に４〜４０℃が好ましい。処理温度が６０℃より高い
と、汚泥成分の一部が熱変性して難分解性物質となり、
処理水の水質が悪化する可能性があるために好ましくな
い。通常、ミル処理により破砕した汚泥の温度は、処理
前の汚泥に比べて１０〜３０℃程度上昇するため、夏場
のように温度が高い場合は冷却水を用いて冷却すること
が好ましい。冷却は湿式媒体撹拌式ミルのミル室は、通
常、二重ジャケット構造になっているので、この間に冷
却水を通すことにより容易に行うことができる。

【００１６】また、ミル処理終了後は、ミル室内を水に
より洗浄することが望ましい。洗浄する水としては、水
道水、処理水、原水等を用いて行えばよい。洗浄する水
の量及び時間は適宜設定すればよいが、洗浄水の汚泥濃
度が１重量％以下になるまで洗浄することが好ましい。

【００１７】次に、本発明の汚泥の破砕装置について、
図面を参照しながら説明する。図１及び図２は、本発明
の汚泥の破砕装置の一例を示す概略図である。本発明の
汚泥破砕装置は、汚泥混合手段を有する汚泥貯留槽と、
貯留槽の汚泥を湿式媒体撹拌式ミルに供給する手段と、
湿式媒体撹拌式ミルとからなるものであり、図１は、汚
泥混合手段として、汚泥攪拌装置３を設けたものであ
り、図２は、汚泥混合手段として、汚泥循環ポンプ８と
汚泥引き抜き配管９、汚泥返送配管１０を設けたもので
ある。

【００１８】図１において、排水処理施設より排出され
た汚泥１は、まず、汚泥貯留槽２に導入される。この汚
泥貯留槽２には汚泥攪拌装置３が設けられている。貯留
槽の汚泥は、湿式媒体攪拌式ミル６に供給される前にこ
の汚泥攪拌装置３によって攪拌され、汚泥供給ポンプ４
により汚泥破砕用配管５を通して湿式媒体撹拌式ミル６
に送られる。湿式媒体攪拌式ミルで破砕処理された汚泥
は破砕汚泥７としてミルから排出される。図２におい
て、貯留槽の汚泥は、湿式媒体攪拌式ミル６に供給され
る前に汚泥循環ポンプ８により汚泥引き抜き配管９を通
して引き抜かれた後、再度、汚泥返送配管１０を通して
汚泥貯留槽に返送され、この循環流によって、混合され
る。このようにして破砕された汚泥は、汚泥を構成する
微生物や有機性の粒子が破砕され、生分解性が向上して
いるため、各種の好気性及び嫌気性の生物学的処理を行
うことにより、汚泥を減量化することができる。

【００１９】

【実施例】以下、本発明を実施例により具体的に説明す
る。実施例１化学工場の活性汚泥処理施設で発生した余剰汚泥を濃縮
した汚泥の濃度が６重量％の汚泥を、容積が４０Ｌの汚
泥貯留槽に３０Ｌ導入し、２４時間放置した後、汚泥貯
留槽の汚泥を、汚泥貯留槽の底から８Ｌ／分の速度で汚
泥循環ポンプ（エレポン化工機（株）社製（ＥＴＫ
型））を用いて引き抜き、汚泥貯留槽の上部に返送する
ことにより１０分間混合した。この汚泥を汚泥供給ポン
プ（兵神装備（株）社製（ＮＥ２０型））を用いて湿式
媒体攪拌式ミルに供給した。湿式媒体攪拌式ミルは、ア
シザワ（株）社製（ＬＭＫ型）を用い、破砕媒体として
０．３ｍｍφのジルコニアビーズ（（株）ニッカトー社
製、真比重６．０）を用い、ビーズ充填率８５％、デ
ィスク先端周速１４ｍ／秒、滞留時間２分、処理温度３
０±２℃で処理を行った。その結果、特に問題なく処理
を行なうことができた。

【００２０】比較例１実施例１と同様の汚泥（汚泥の濃度６重量％）を用い、
汚泥貯留槽に導入された汚泥の混合を行なわなかった以
外は実施例１と同様にして破砕したところ、運転開始後
２分で湿式媒体撹拌式ミルの経路が閉塞し、それ以上の
運転ができなかった。以上の結果から、本発明の方法
（実施例１）では連続的に処理を行うことができたが、
汚泥貯留槽の汚泥を混合せずに供給した場合（比較例
１）には、汚泥貯留槽の底部等で汚泥の濃度が高くなっ
ており、このために、高濃度の汚泥がミルに供給され、
ビーズ分離部が目詰まりを起こして閉塞してしまい、運
転が不可能となったことがわかる。

【００２１】

【発明の効果】本発明によれば、汚泥を効率よく安定し
て破砕することができる。また、このようにして破砕し
た破砕汚泥は生分解性が向上しているため、生物学的処
理による汚泥の減量化の前処理として用いることによ
り、さらに減量化率を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の汚泥の破砕装置の一例を示す概略図で
ある。

【図２】本発明の汚泥の破砕装置の他の例を示す概略図
である。

【符号の説明】

１汚泥２汚泥貯留槽３汚泥攪拌装置４汚泥供給ポンプ５汚泥破砕用配管６湿式媒体撹拌式ミル７破砕汚泥８汚泥循環ポンプ９汚泥引き抜き配管１０汚泥返送配管

フロントページの続きＦターム(参考） 4D059 AA03 AA05 AA23 BA11 BA21 BJ01 BJ08 BJ09 BJ12 BK11 4D063 FF13 FF21 FF35 GA10 GB05 GB07 GC01 GC17 GD01 GD22 GD24 GD27

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】汚泥を湿式媒体撹拌式ミルにより破砕処
理するに際し、汚泥貯留槽に貯留された汚泥を混合した
後、湿式媒体撹拌式ミルに汚泥を供給することを特徴と
する汚泥の破砕方法。
【請求項２】汚泥混合手段を有する汚泥貯留槽と、貯
留槽の汚泥を湿式媒体撹拌式ミルに供給する手段と、湿
式媒体撹拌式ミルとからなることを特徴とする汚泥破砕
装置。