JP2006175427A - 高分子凝集剤を用いた汚泥の凝集脱水処理方法及び廃水の凝集沈殿処理方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】汚泥や廃水の性状変動に幅広く対応でき、凝集剤の劣化が少なく、実用性に優れた汚泥の凝集脱水処理方法および廃水の凝集沈殿処理方法を提供する。
【解決手段】２種以上の粉末状高分子凝集剤をそれぞれ独立に貯留するための２以上の貯留槽２，３と、該貯留槽２，３に接続された供給量調節可能なフィーダー４，５と、給水ポンプを備えた混合槽６と、濾過部材８を備えた連続溶解供給装置１を用い、貯留槽２，３に貯留される粉末状高分子凝集剤を、フィーダー４，５を介して混合槽６に供給し、該混合槽６内で水と混合して分散液を調製し、該分散液を前記濾過部材８を通過させることにより凝集剤水溶液を調製し、該凝集剤水溶液を汚泥または廃水に添加する。
【選択図】図１
【解決手段】２種以上の粉末状高分子凝集剤をそれぞれ独立に貯留するための２以上の貯留槽２，３と、該貯留槽２，３に接続された供給量調節可能なフィーダー４，５と、給水ポンプを備えた混合槽６と、濾過部材８を備えた連続溶解供給装置１を用い、貯留槽２，３に貯留される粉末状高分子凝集剤を、フィーダー４，５を介して混合槽６に供給し、該混合槽６内で水と混合して分散液を調製し、該分散液を前記濾過部材８を通過させることにより凝集剤水溶液を調製し、該凝集剤水溶液を汚泥または廃水に添加する。
【選択図】図１
Description
本発明は、高分子凝集剤を用いた汚泥の凝集脱水処理方法及び廃水の凝集沈殿処理方法に関する。
従来、廃水に高分子凝集剤を添加し固形分を凝集沈殿させる処理方法が広く用いられている。
また、廃水処理の際に生じる汚泥については、通常、高分子凝集剤でその固形分を凝集させて脱水する凝集脱水処理が行われている。
これらの処理方法においては、高分子凝集剤の希薄水溶液を廃水または汚泥に添加する方法が広く採られている。
高分子凝集剤は、その分子量やイオン性等が異なる様々な種類のものがあり、通常、処理する汚泥の性状（たとえば固形分濃度、汚泥粒子の表面荷電量、有機成分の含量等）に応じて最適なものが選択して用いられている。また、高分子凝集剤は、粉末もしくはＷ／Ｏ型エマルション等の形態で販売されているが、粉末型の方が製品の安定性や輸送方法の容易さ等の点で優れており製品としても広く使われている。
また、廃水処理の際に生じる汚泥については、通常、高分子凝集剤でその固形分を凝集させて脱水する凝集脱水処理が行われている。
これらの処理方法においては、高分子凝集剤の希薄水溶液を廃水または汚泥に添加する方法が広く採られている。
高分子凝集剤は、その分子量やイオン性等が異なる様々な種類のものがあり、通常、処理する汚泥の性状（たとえば固形分濃度、汚泥粒子の表面荷電量、有機成分の含量等）に応じて最適なものが選択して用いられている。また、高分子凝集剤は、粉末もしくはＷ／Ｏ型エマルション等の形態で販売されているが、粉末型の方が製品の安定性や輸送方法の容易さ等の点で優れており製品としても広く使われている。
一方、汚泥の性状は、その元となっている廃水の種類や処理方法等によって千差万別である。また、汚泥の性状は、腐敗等のため時間に応じて変動することが知られている。さらに、汚泥は、２種以上の汚泥を集めて処理する場合にも、上記と同様、汚泥の混合比率の変化に応じて性状変動の問題に直面する。たとえば、都市下水の処理等では、初沈汚泥と余剰汚泥とを混合し、混合生汚泥として処理することが通常行われているが、その場合、それら２種の汚泥の混合比率が変わることで汚泥性状が大きく変動する。また、廃水の凝集沈殿処理においても廃水の性状が大きく変化する。
そのため、汚泥または廃水の性状変動に応じて、処理に最適な高分子凝集剤の種類や添加量を調節する必要がある。しかし、高分子凝集剤は、通常、粉末の高分子凝集剤を溶解して貯留しておき、水溶液の形態で汚泥または廃水に添加されるが、粉末の高分子凝集剤を溶解するには時間がかかるため、水溶液の添加量の調節はまだしも、凝集剤の種類の調節は困難である。
たとえば、特許文献１には、原水に無機凝集剤を添加し、次いで高分子凝集剤を添加してフロックを形成させた後濾過処理する水処理方法として、フロック形成後の原水の濾過特性に応じて凝集剤の添加量を制御する処理方法が示されており、この方法を汚泥処理に適用することが考えられる。しかし、この処理方法で調節するのは凝集剤の添加量のみであり、凝集剤の添加量調節のみでは、性状変動の大きい汚泥処理に対応することは困難である。
たとえば、特許文献１には、原水に無機凝集剤を添加し、次いで高分子凝集剤を添加してフロックを形成させた後濾過処理する水処理方法として、フロック形成後の原水の濾過特性に応じて凝集剤の添加量を制御する処理方法が示されており、この方法を汚泥処理に適用することが考えられる。しかし、この処理方法で調節するのは凝集剤の添加量のみであり、凝集剤の添加量調節のみでは、性状変動の大きい汚泥処理に対応することは困難である。
このような問題に対応するために、各種の方法が提案されている。
たとえば特許文献２，３には、カチオン凝集剤と両性凝集剤をブレンドした凝集剤を用いて汚泥を脱水する方法が示されている。また、特許文献４には、イオン当量の異なる２種以上の両性高分子からなる凝集剤を用いて汚泥を脱水する方法が示されている。これらの方法は、それぞれ単独の凝集剤を使用している場合に比較し、幅広く各種の汚泥に対応できる可能性がある。
また、特許文献５には、カチオン度の異なる２種のカチオン性凝集剤を別々に溶解し、各溶解液を、汚泥の凝集に適したカチオン度になるような割合で添加する方法が示されている。
特開２００４−２５１０９号公報
特許第２９３３６２７号公報
特許第３１８３８０９号公報
特開２００２−１７７７０６号公報
特開昭５７−６３２００号公報
たとえば特許文献２，３には、カチオン凝集剤と両性凝集剤をブレンドした凝集剤を用いて汚泥を脱水する方法が示されている。また、特許文献４には、イオン当量の異なる２種以上の両性高分子からなる凝集剤を用いて汚泥を脱水する方法が示されている。これらの方法は、それぞれ単独の凝集剤を使用している場合に比較し、幅広く各種の汚泥に対応できる可能性がある。
また、特許文献５には、カチオン度の異なる２種のカチオン性凝集剤を別々に溶解し、各溶解液を、汚泥の凝集に適したカチオン度になるような割合で添加する方法が示されている。
しかし、特許文献２〜４に記載の方法においては、あらかじめ複数の凝集剤を特定比率でブレンドした凝集剤を用いるため、汚泥の性状変動に充分に対応できない。そのため、汚泥の性状変動に対応するためには、結局、各種のブレンド比率の凝集剤を用意しておき、性状変動に応じて使うことが必要となり、実用性が低い。
また、特許文献５に記載の方法では、溶解液の使用比率によっては両凝集剤の使用量が異なるため、使用量が少ない凝集剤の溶解液の保持時間が延び、凝集剤の性能が劣化する問題がある。そのため、各溶解液の使用比率を極端に変えることは難しく、汚泥の性状変動への対応に限界がある。また、それぞれの凝集剤を溶解し、保持するための溶解槽が２基必要であることなど、設備が大がかりになる問題もあり、実用的ではない。
本発明は、前記事情を鑑みてなされたものであり、汚泥または廃水の性状変動に幅広く対応でき、凝集剤の劣化が少なく、実用性に優れた汚泥の凝集脱水処理方法および廃水の凝集沈殿処理方法を提供することを目的とする。
また、特許文献５に記載の方法では、溶解液の使用比率によっては両凝集剤の使用量が異なるため、使用量が少ない凝集剤の溶解液の保持時間が延び、凝集剤の性能が劣化する問題がある。そのため、各溶解液の使用比率を極端に変えることは難しく、汚泥の性状変動への対応に限界がある。また、それぞれの凝集剤を溶解し、保持するための溶解槽が２基必要であることなど、設備が大がかりになる問題もあり、実用的ではない。
本発明は、前記事情を鑑みてなされたものであり、汚泥または廃水の性状変動に幅広く対応でき、凝集剤の劣化が少なく、実用性に優れた汚泥の凝集脱水処理方法および廃水の凝集沈殿処理方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決する本発明の第一の態様は、凝集剤を含有する凝集剤水溶液を汚泥に添加する汚泥の凝集脱水処理方法であって、
少なくとも２種の粉末状高分子凝集剤の添加量をそれぞれ独立に調節し、該粉末状高分子凝集剤と水とを混合し、溶解することにより前記凝集剤水溶液を調製することを特徴とする汚泥の凝集脱水処理方法である。
本発明の第二の態様は、凝集剤を含有する凝集剤水溶液を廃水に添加する廃水の凝集沈殿処理方法であって、
少なくとも２種の粉末状高分子凝集剤の添加量をそれぞれ独立に調節し、該粉末状高分子凝集剤と水とを混合し、溶解することにより前記凝集剤水溶液を調製することを特徴とする廃水の凝集沈殿処理方法である。
少なくとも２種の粉末状高分子凝集剤の添加量をそれぞれ独立に調節し、該粉末状高分子凝集剤と水とを混合し、溶解することにより前記凝集剤水溶液を調製することを特徴とする汚泥の凝集脱水処理方法である。
本発明の第二の態様は、凝集剤を含有する凝集剤水溶液を廃水に添加する廃水の凝集沈殿処理方法であって、
少なくとも２種の粉末状高分子凝集剤の添加量をそれぞれ独立に調節し、該粉末状高分子凝集剤と水とを混合し、溶解することにより前記凝集剤水溶液を調製することを特徴とする廃水の凝集沈殿処理方法である。
本発明の汚泥の凝集脱水処理方法および廃水の凝集沈殿処理方法は、汚泥または廃水の性状変動に幅広く対応でき、凝集剤の劣化が少なく、実用性にも優れている。すなわち、２種以上の凝集剤を含有する凝集剤水溶液を調製する際に、凝集剤として少なくとも２種の粉末状高分子凝集剤を用い、該粉末状高分子凝集剤を、それぞれ独立に添加量を調節して水に添加することにより、該凝集剤水溶液中の各種高分子凝集剤の添加量や添加比率を、常に、汚泥の凝集脱水または廃水の凝集沈殿に最も適した最適条件とすることができる。さらに、高分子凝集剤を粉末状で保持し、使用時に溶解して用いることから、凝集剤の性能劣化が少なく、汚泥または廃水の急激な変動に対しても迅速に対応できまた大がかりな装置も不要であり実用性が高い。
以下、本発明をより詳細に説明する。
本発明の汚泥の凝集脱水処理方法は、凝集剤を含有する凝集剤水溶液を汚泥に添加する方法である。
また、本発明の廃水の凝集沈澱処理方法は、凝集剤を含有する凝集剤水溶液を廃水に添加する方法である。
以下、これらをまとめて本発明の処理方法ということがある。
凝集剤水溶液は、少なくとも２種の粉末状高分子凝集剤の添加量を調節し、該粉末状高分子凝集剤と水とを混合し、溶解することにより調製されるものである。２種以上の粉末状高分子凝集剤の添加量を調節して凝集剤水溶液を調製することにより、汚泥または廃水の性状変動に対する幅広い対応が容易に可能になる。また、高分子凝集剤としては、一般に、粉末状のほか、液状、エマルジョン状等の形態のものが市販されているが、粉末状高分子凝集剤は、液状のものやエマルジョン状のものに比べて保存安定性が良く、保存時に性能が劣化しにくい利点を有している。また、使用時に粉末状高分子凝集剤を溶解して用いることにより溶液状態の時間を短くできるため、凝集剤水溶液の性能の劣化を抑制できる。さらに、粉末であるため、輸送費が安く、貯蔵に要する場所も少なくてすむ等の利点もある。
本発明の汚泥の凝集脱水処理方法は、凝集剤を含有する凝集剤水溶液を汚泥に添加する方法である。
また、本発明の廃水の凝集沈澱処理方法は、凝集剤を含有する凝集剤水溶液を廃水に添加する方法である。
以下、これらをまとめて本発明の処理方法ということがある。
凝集剤水溶液は、少なくとも２種の粉末状高分子凝集剤の添加量を調節し、該粉末状高分子凝集剤と水とを混合し、溶解することにより調製されるものである。２種以上の粉末状高分子凝集剤の添加量を調節して凝集剤水溶液を調製することにより、汚泥または廃水の性状変動に対する幅広い対応が容易に可能になる。また、高分子凝集剤としては、一般に、粉末状のほか、液状、エマルジョン状等の形態のものが市販されているが、粉末状高分子凝集剤は、液状のものやエマルジョン状のものに比べて保存安定性が良く、保存時に性能が劣化しにくい利点を有している。また、使用時に粉末状高分子凝集剤を溶解して用いることにより溶液状態の時間を短くできるため、凝集剤水溶液の性能の劣化を抑制できる。さらに、粉末であるため、輸送費が安く、貯蔵に要する場所も少なくてすむ等の利点もある。
粉末状高分子凝集剤としては、従来、汚泥または廃水の凝集脱水処理に用いられている高分子凝集剤のうち、粉末状のものであれば任意のものが使用できる。
使用する粉末状高分子凝集剤の平均粒子径としては、特に制限はない。水への溶解性を考慮すると平均粒径、５０〜３０００μｍが好ましく、１００〜２０００μｍがより好ましい。
使用する粉末状高分子凝集剤の平均粒子径としては、特に制限はない。水への溶解性を考慮すると平均粒径、５０〜３０００μｍが好ましく、１００〜２０００μｍがより好ましい。
高分子凝集剤としては、カチオン性、アニオン性、ノニオン性、両性等があり、本発明においてはいずれのものも使用できる。
カチオン性高分子凝集剤としては、アクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロリドの（共）重合体、メタクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロリドの（共）重合体、（メタ）アクリロイルオキシエチルベンジルジメチルアンモニウムクロライドの（共）重合体等のアクリロイル系カチオン性高分子凝集剤、ポリアミジン等のアミジン系カチオン性高分子凝集剤、ポリビニルアミンなどが例示される。
アニオン性高分子凝集剤としては、アクリルアミドとアクリル酸（塩）の共重合体、アクリルアミドとアクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸との共重合体、アクリルアミドとアクリル酸塩とアクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸の共重合体等が例示される。
ノニオン性高分子凝集剤としては、アクリルアミドの重合体等が例示される。
両性凝集剤としては（メタ）アクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロリド−アクリルアミド−アクリル酸の３元あるいは４元系の共重合体等が例示される。
カチオン性高分子凝集剤としては、アクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロリドの（共）重合体、メタクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロリドの（共）重合体、（メタ）アクリロイルオキシエチルベンジルジメチルアンモニウムクロライドの（共）重合体等のアクリロイル系カチオン性高分子凝集剤、ポリアミジン等のアミジン系カチオン性高分子凝集剤、ポリビニルアミンなどが例示される。
アニオン性高分子凝集剤としては、アクリルアミドとアクリル酸（塩）の共重合体、アクリルアミドとアクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸との共重合体、アクリルアミドとアクリル酸塩とアクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸の共重合体等が例示される。
ノニオン性高分子凝集剤としては、アクリルアミドの重合体等が例示される。
両性凝集剤としては（メタ）アクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロリド−アクリルアミド−アクリル酸の３元あるいは４元系の共重合体等が例示される。
また、高分子凝集剤の分子量は特に制限されない。高分子凝集剤は、分子量が１０００万以上の高分子量型のものと、分子量が数百万の比較的低分子量型のものまで各種種類があるが、本発明は、両者に効果がある。高分子凝集剤は、通常、分子量が高い程溶解に時間を要するが、本発明においては高分子量のものでも迅速に溶解でき、ママコと呼ばれる未溶解分を残すことがない。
本発明において用いられる２種以上の粉末状高分子凝集剤の組み合わせとしては、その性質、たとえば分子構造や分子量、イオン性等が全く同一でないものの組み合わせであれば特に限定されない。
具体的な組み合わせとしては、たとえばカチオン性高分子凝集剤の２種以上の組み合わせ、カチオン性高分子凝集剤と両性高分子凝集剤の組み合わせ、アニオン性高分子凝集剤とカチオン性高分子凝集剤の組み合わせ、アニオン性高分子凝集剤と両性高分子凝集剤の組み合わせ等が挙げられる。また、高分子量型高分子凝集剤と比較的低分子量型高分子凝集剤の組み合わせ等が挙げられる。
カチオン性高分子凝集剤の２種以上の組み合わせとして、より具体的には、カチオン度が低くかつ高分子量型である低カチオン高分子量型の高分子凝集剤と、カチオン度が高くかつ低分子量型である高カチオン低分子量型の高分子凝集剤との組み合わせ、アクリロイル系カチオン性高分子凝集剤とアミジン系カチオン性高分子凝集剤との組み合わせ等が挙げられる。
また、カチオン性高分子凝集剤と両性高分子凝集剤との組み合わせとしては、上述のような２種以上のカチオン性高分子凝集剤の組み合わせと両性高分子凝集剤とを組み合わせたもの、両性系凝集剤とアミジン系カチオン性高分子凝集剤の組み合わせ、組成の異なる２種以上の両性高分子凝集剤の組み合わせ等が例示されるが、これらの組み合わせに限られる物ではない。またあらかじめ配合された２種以上の凝集剤に第三の成分を組み合わせても良い
具体的な組み合わせとしては、たとえばカチオン性高分子凝集剤の２種以上の組み合わせ、カチオン性高分子凝集剤と両性高分子凝集剤の組み合わせ、アニオン性高分子凝集剤とカチオン性高分子凝集剤の組み合わせ、アニオン性高分子凝集剤と両性高分子凝集剤の組み合わせ等が挙げられる。また、高分子量型高分子凝集剤と比較的低分子量型高分子凝集剤の組み合わせ等が挙げられる。
カチオン性高分子凝集剤の２種以上の組み合わせとして、より具体的には、カチオン度が低くかつ高分子量型である低カチオン高分子量型の高分子凝集剤と、カチオン度が高くかつ低分子量型である高カチオン低分子量型の高分子凝集剤との組み合わせ、アクリロイル系カチオン性高分子凝集剤とアミジン系カチオン性高分子凝集剤との組み合わせ等が挙げられる。
また、カチオン性高分子凝集剤と両性高分子凝集剤との組み合わせとしては、上述のような２種以上のカチオン性高分子凝集剤の組み合わせと両性高分子凝集剤とを組み合わせたもの、両性系凝集剤とアミジン系カチオン性高分子凝集剤の組み合わせ、組成の異なる２種以上の両性高分子凝集剤の組み合わせ等が例示されるが、これらの組み合わせに限られる物ではない。またあらかじめ配合された２種以上の凝集剤に第三の成分を組み合わせても良い
これらの組み合わせは、処理対象である汚泥または廃水の種類や性状を考慮して適宜決定すれば良い。
たとえば汚泥が有機物を含有する有機汚泥の場合、カチオン性高分子凝集剤の２種以上の組み合わせ、カチオン性高分子凝集剤と両性高分子凝集剤との組み合わせが特に好ましい。
組み合わせの具体例としては、たとえば下水混合汚泥（初沈汚泥と余剰汚泥の混合汚泥）のベルトプレス脱水機による脱水にはメタクリロイル系カチオン性高分子凝集剤とアミジン系カチオン性高分子凝集剤の組み合わせが好ましい。初沈汚泥の混合比率が高い時は濾水速度が大きく、濾布からの剥離性が良いメタクリロイル系カチオン性凝集剤を多くしておき、脱水の困難な余剰汚泥の混合比率が高くなる場合はポリマーの粘性が低くカチオン密度の高いアミジン系凝集剤の比率を増やすことで、濾水性等を良好に保つことができる。また効果なアミジン系凝集剤を過剰に使うことが無いので経済的にも優れている。
たとえば汚泥が有機物を含有する有機汚泥の場合、カチオン性高分子凝集剤の２種以上の組み合わせ、カチオン性高分子凝集剤と両性高分子凝集剤との組み合わせが特に好ましい。
組み合わせの具体例としては、たとえば下水混合汚泥（初沈汚泥と余剰汚泥の混合汚泥）のベルトプレス脱水機による脱水にはメタクリロイル系カチオン性高分子凝集剤とアミジン系カチオン性高分子凝集剤の組み合わせが好ましい。初沈汚泥の混合比率が高い時は濾水速度が大きく、濾布からの剥離性が良いメタクリロイル系カチオン性凝集剤を多くしておき、脱水の困難な余剰汚泥の混合比率が高くなる場合はポリマーの粘性が低くカチオン密度の高いアミジン系凝集剤の比率を増やすことで、濾水性等を良好に保つことができる。また効果なアミジン系凝集剤を過剰に使うことが無いので経済的にも優れている。
組み合わせの際に考慮する汚泥の性状としては、通常、汚泥に添加する高分子凝集剤を選択する際に考慮する性状、たとえば汚泥の含水率、凝集時のフロック径、脱水時の濾水速度、脱水ケーキの含水率等が挙げられる。
組み合わせの際に考慮する廃水の性状としては、通常、廃水に添加する高分子凝集剤を選択する際に考慮する性状、たとえば廃水の濁度、ＳＳ分、ＰＨ等が挙げられる。
これらの性状を観測して、凝集剤水溶液の組成（凝集剤の種類や配合比）が、凝集効果が最も発揮される組成（最適組成）になるように粉末状高分子凝集剤の添加量等を調節する。
組み合わせの際に考慮する廃水の性状としては、通常、廃水に添加する高分子凝集剤を選択する際に考慮する性状、たとえば廃水の濁度、ＳＳ分、ＰＨ等が挙げられる。
これらの性状を観測して、凝集剤水溶液の組成（凝集剤の種類や配合比）が、凝集効果が最も発揮される組成（最適組成）になるように粉末状高分子凝集剤の添加量等を調節する。
凝集剤水溶液の調製においては、粉末状高分子凝集剤のほか、液状またはエマルジョン状の高分子凝集剤を添加してもよい。
また、凝集剤水溶液には、従来、汚泥の凝集脱水処理または廃水の凝集沈殿処理に用いられている任意の無機凝集剤を添加してもよい。かかる無機凝集剤としては、硫酸バンド、ポリ硫酸アルミ、硫酸第一鉄、塩化第二鉄、ポリ硫酸第二鉄等が挙げられる。
また、両性高分子凝集剤やアニオン性高分子凝集剤を用いる場合には、それらの溶解性を高めるため、ｐＨを調節するための酸等を配合しても良い。
また、凝集剤水溶液には、従来、汚泥の凝集脱水処理または廃水の凝集沈殿処理に用いられている任意の無機凝集剤を添加してもよい。かかる無機凝集剤としては、硫酸バンド、ポリ硫酸アルミ、硫酸第一鉄、塩化第二鉄、ポリ硫酸第二鉄等が挙げられる。
また、両性高分子凝集剤やアニオン性高分子凝集剤を用いる場合には、それらの溶解性を高めるため、ｐＨを調節するための酸等を配合しても良い。
凝集剤水溶液中、高分子凝集剤（粉末状高分子凝集剤と、任意に添加される液状またはエマルジョン状の高分子凝集剤との合計）の濃度は０．５質量％以下が好ましく、０．０５〜０．５質量％濃度がより好ましい。濃度が０．６質量％を越えると、液粘性が高すぎて汚泥または廃水との混合性が低下するおそれがある。高分子凝集剤の濃度が低いと高分子凝集剤がより劣化しやすくなる。
本発明においては、粉末状高分子凝集剤の性能の劣化を防止するために、粉末状高分子凝集剤を溶解してから、凝集剤水溶液を汚泥または廃水に添加するまでの平均滞留時間が、３時間以下であることが好ましく、１０秒以上１時間以下がより好ましく、１分以上３０分以下がさらに好ましい。該平均滞留時間が３時間を超えると高分子凝集剤の劣化が大きくなるおそれがある。なお、高分子凝集剤の劣化は溶解した初期から生じていると考えられる。
ここで、「平均滞留時間」とは、回分式の溶解をする場合は粉末状高分子凝集剤の溶解開始から調製した凝集剤水溶液を汚泥または廃水に添加開始するまでの時間と、粉末状高分子凝集剤の溶解開始から凝集剤水溶液を汚泥または廃水に添加終了するまでの時間との平均時間のことである。なお、粉末状高分子凝集剤は略一定速度（単位；体積／時間）で水に添加するものとする。連続式の溶解設備を用いる場合は装置内の滞留時間であり、溶解装置、供給ライン等のホールドアップ量を単位時間あたりの流量で除することで計算できる。
従来形式の回分式の場合はバッチ毎の溶解量を少なくすることで平均滞留時間を短くできるが操作が煩雑になる傾向にある。
また、高分子凝集剤の溶解時間を短くするためには、粉末状高分子凝集剤の粒径を小さくして溶解速度を上げ、かつ溶解後の貯留槽を小さくし平均滞留時間を短縮する必要がある。
ここで、「平均滞留時間」とは、回分式の溶解をする場合は粉末状高分子凝集剤の溶解開始から調製した凝集剤水溶液を汚泥または廃水に添加開始するまでの時間と、粉末状高分子凝集剤の溶解開始から凝集剤水溶液を汚泥または廃水に添加終了するまでの時間との平均時間のことである。なお、粉末状高分子凝集剤は略一定速度（単位；体積／時間）で水に添加するものとする。連続式の溶解設備を用いる場合は装置内の滞留時間であり、溶解装置、供給ライン等のホールドアップ量を単位時間あたりの流量で除することで計算できる。
従来形式の回分式の場合はバッチ毎の溶解量を少なくすることで平均滞留時間を短くできるが操作が煩雑になる傾向にある。
また、高分子凝集剤の溶解時間を短くするためには、粉末状高分子凝集剤の粒径を小さくして溶解速度を上げ、かつ溶解後の貯留槽を小さくし平均滞留時間を短縮する必要がある。
本発明の処理方法では、凝集剤水溶液の調製および供給に連続溶解供給装置を用いることが好ましい。連続溶解供給装置では、上記のような制約が少なく、工業的規模に適している。
ここで、連続溶解供給装置としては、特に制限されないが、凝集剤の劣化を低減するためには、粉末状高分子凝集剤を迅速に溶解できる装置を利用することが好ましい。かかる装置としては、粉末状高分子凝集剤が迅速に溶解できるものであればその形式は制限があるわけではないが、たとえば、特許第３１８４７２９号公報、特許３１８４７９７号公報等に示された装置が称揚される。該装置は、粉末高分子凝集剤を水に分散、膨潤させ、膨潤ゲルを網目状の濾過部材に擦りつけゲルを微細化し、溶解させる形式であり、凝集剤の溶解劣化が少ない長所がある。
ここで、連続溶解供給装置としては、特に制限されないが、凝集剤の劣化を低減するためには、粉末状高分子凝集剤を迅速に溶解できる装置を利用することが好ましい。かかる装置としては、粉末状高分子凝集剤が迅速に溶解できるものであればその形式は制限があるわけではないが、たとえば、特許第３１８４７２９号公報、特許３１８４７９７号公報等に示された装置が称揚される。該装置は、粉末高分子凝集剤を水に分散、膨潤させ、膨潤ゲルを網目状の濾過部材に擦りつけゲルを微細化し、溶解させる形式であり、凝集剤の溶解劣化が少ない長所がある。
本発明の処理方法は、特に、２種以上の粉末状高分子凝集剤をそれぞれ独立に貯留するための２以上の貯留槽と、該貯留槽に接続された供給量調節可能なフィーダーと、給水ポンプを備えた混合槽と、濾過部材とを備えた装置を用い、前記貯留槽に貯留される粉末状高分子凝集剤を、フィーダーを介して混合槽に供給し、該混合槽内で水と混合して分散液を調製し、該分散液を濾過部材に通過させることにより凝集剤水溶液を調製することにより行うことが好ましい。
濾過部材は、目開きが１０〜５００μｍであることが好ましく、５０〜２００μｍであることがより好ましい。目開きが５００μｍを超えると、高分子凝集剤の溶解効率が低下し、１０μｍ未満であると濾過に時間を要すると共に濾過の際に高分子凝集剤に力がかかりすぎて劣化しやすくなる。
濾過部材の材質としては、分散液を通す際の圧力に耐える材質であれば特に制限されないが、通常は金網が用いられる。また、濾過部材は一層であってもよいし多層であってもよいが、強度の点では多層の方が好ましい。多層の場合、同じ目開きのものを数層重ねてもよいし、目開きの異なるものを重ねあわせてもよい。
分散液を濾過部材に通過させる際の速度（濾過速度）は、分散液への圧力付与方法にもよるが、濾過部材の濾過面１ｍ２当たり１ｍ３／分以下であることが好ましい。濾過速度が濾過部材の濾過面１ｍ２当たり１ｍ３／分以下であれば高分子凝集剤の劣化をより防ぐことができるが、１ｍ２当たり１ｍ３／分を超えると劣化する傾向にある。
濾過部材に分散液を通過させる際には、流動抵抗が生じるため、分散液に圧力を付与してもよい。圧力を付与する方法としては、たとえば、周面が網状になっている筒状濾過部材に分散液を、摺動式のプレートやローラーで押し付ける方法などが挙げられる。
濾過部材の材質としては、分散液を通す際の圧力に耐える材質であれば特に制限されないが、通常は金網が用いられる。また、濾過部材は一層であってもよいし多層であってもよいが、強度の点では多層の方が好ましい。多層の場合、同じ目開きのものを数層重ねてもよいし、目開きの異なるものを重ねあわせてもよい。
分散液を濾過部材に通過させる際の速度（濾過速度）は、分散液への圧力付与方法にもよるが、濾過部材の濾過面１ｍ２当たり１ｍ３／分以下であることが好ましい。濾過速度が濾過部材の濾過面１ｍ２当たり１ｍ３／分以下であれば高分子凝集剤の劣化をより防ぐことができるが、１ｍ２当たり１ｍ３／分を超えると劣化する傾向にある。
濾過部材に分散液を通過させる際には、流動抵抗が生じるため、分散液に圧力を付与してもよい。圧力を付与する方法としては、たとえば、周面が網状になっている筒状濾過部材に分散液を、摺動式のプレートやローラーで押し付ける方法などが挙げられる。
かかる装置を用いた本発明の処理方法の一例を図１を用いて説明する。
図１に示す連続溶解供給装置１は、粉末状高分子凝集剤Ａを貯留するホッパー（貯留槽）２、粉末状高分子凝集剤Ｂを貯留するホッパー３を有し、該ホッパー２，３には、それぞれ、供給量の調節が可能なフィーダー４，５が取り付けられており、ホッパー２，３内の粉末状高分子凝集剤Ａ，Ｂが、供給量を調節しながら混合槽６に供給できるようになっている。
各粉末状高分子凝集剤の供給量は、フィーダー４，５で供給量を設定することにより、それぞれ独立に調節できる。供給量の設定は手動によって行っても良いし、汚泥または廃水、もしくは凝集処理後の液の何らかの物性を測定し、その物性値に基づき自動的に設定が変更されるようにしても良い。
手動で調節する際には、汚泥の凝集時のフロック径、脱水時の濾水速度、脱水ケーキの含水率等、または廃水の濁度、ＳＳ分、ＰＨ等を観測して、処理に最適な組成になるように両凝集剤の添加量等が調節される。自動制御の場合は上記の項目などを自動測定し、その結果に基づいて制御される。
図１に示す連続溶解供給装置１は、粉末状高分子凝集剤Ａを貯留するホッパー（貯留槽）２、粉末状高分子凝集剤Ｂを貯留するホッパー３を有し、該ホッパー２，３には、それぞれ、供給量の調節が可能なフィーダー４，５が取り付けられており、ホッパー２，３内の粉末状高分子凝集剤Ａ，Ｂが、供給量を調節しながら混合槽６に供給できるようになっている。
各粉末状高分子凝集剤の供給量は、フィーダー４，５で供給量を設定することにより、それぞれ独立に調節できる。供給量の設定は手動によって行っても良いし、汚泥または廃水、もしくは凝集処理後の液の何らかの物性を測定し、その物性値に基づき自動的に設定が変更されるようにしても良い。
手動で調節する際には、汚泥の凝集時のフロック径、脱水時の濾水速度、脱水ケーキの含水率等、または廃水の濁度、ＳＳ分、ＰＨ等を観測して、処理に最適な組成になるように両凝集剤の添加量等が調節される。自動制御の場合は上記の項目などを自動測定し、その結果に基づいて制御される。
混合槽６内には、撹拌装置６ａが配されている。また、混合槽６には、水を供給する給水ポンプ（図示せず）が取り付けられており、該給水ポンプから水を水供給ライン１４を通じて供給し、該水に、フィーダー４，５で供給量を調節しながら粉末状高分子凝集剤Ａ，Ｂを供給し、撹拌、混合して粉末状高分子凝集剤を膨潤させることにより、凝集剤を含有する分散液が調製される。
連続溶解供給装置１は、さらに、円筒状の外とう部７と該外とう部７内に収容された円筒状のフィルター８と、該フィルター８内に配置された摺動プレート９と、該摺動プレート９を摺動させるためのモーター１０とを備えた濾過装置１１を備えている。そして、混合槽６と濾過装置１１とが分散液フィードライン１２により連絡されており、該分散液フィードライン１２により、フィルター８の内側に分散液が供給されるようになっている。このようにして供給された分散液をフィルター８に通過させることにより、凝集剤水溶液が得られる。
このとき、分散液中の未溶解の凝集剤はフィルター８を通過しないが、摺動プレート９を摺動させることにより、フィルター８に分散液が押し付けられ、未溶解の凝集剤と水とが効率よく混合し、膨潤するため、該凝集剤を迅速に溶解することができる。従来は粉末状高分子凝集剤の溶解に時間がかかり、凝集剤水溶液の劣化が大きかったが、かかる装置を用いることにより、粉末状高分子凝集剤を迅速に溶解することができるため、凝集剤水溶液の劣化を低減できる。
このとき、分散液中の未溶解の凝集剤はフィルター８を通過しないが、摺動プレート９を摺動させることにより、フィルター８に分散液が押し付けられ、未溶解の凝集剤と水とが効率よく混合し、膨潤するため、該凝集剤を迅速に溶解することができる。従来は粉末状高分子凝集剤の溶解に時間がかかり、凝集剤水溶液の劣化が大きかったが、かかる装置を用いることにより、粉末状高分子凝集剤を迅速に溶解することができるため、凝集剤水溶液の劣化を低減できる。
さらに、連続溶解供給装置１においては、濾過装置１１の外とう部７とフィルター８との間に水溶液フィードライン１３が接続されており、該水溶液フィードライン１３にはポンプ（図示せず）が取り付けられており、得られた凝集剤水溶液を、汚泥または廃水の凝集処理槽に連続的に供給できるようになっている。
このような連続溶解供給装置によれば、凝集剤の劣化をより防止できる上に、大規模な汚泥処理または廃水処理を行うことができる。
このような連続溶解供給装置によれば、凝集剤の劣化をより防止できる上に、大規模な汚泥処理または廃水処理を行うことができる。
上述のようにして得られた凝集剤水溶液を汚泥または廃水に添加、混合することで、汚泥または廃水中の固形分を凝集させることができる。凝集した汚泥については、脱水機等で脱水処理を施す。また、固形分が凝集し、沈殿した廃水については、重力による固形分の分離処理を施す。
汚泥の脱水に使用される脱水機の形式に特に制限はなく、プレス脱水機、遠心脱水機、多重円盤型脱水機等が例示される。
汚泥の脱水に使用される脱水機の形式に特に制限はなく、プレス脱水機、遠心脱水機、多重円盤型脱水機等が例示される。
本発明の処理方法の対象となる汚泥および廃水は、特に制約はない。本発明の処理方法が汚泥または廃水の性状変動に幅広く対応できることから、たとえば初沈汚泥と余剰汚泥の混合比率の変わる混合生汚泥や、間けつ式に汚泥を引き抜く比較的小規模な処理場で引き抜き時期により汚泥の腐敗の程度が変化する汚泥、季節により腐敗度が変わる汚泥、雨水の流入などにより濃度が大きく変化する廃水の処理により生じる汚泥、ｐＨの変動する廃水等に対し、本発明の処理方法の効用が顕著である。
なお、上記連続溶解供給装置１においては、貯留槽およびフィーダーの数が２であるが、本発明はこれに限定されず、３以上としてもよい。
また、連続溶解供給装置１においては、粉末状高分子凝集剤の種類に応じた数の貯留槽およびフィーダーと、ひとつの混合槽６と、１台の濾過装置１１とを具備しているが、必要に応じ、混合槽６、濾過装置１１を複数台装備しても良い。省スペース化しやすいことから、粉末状高分子凝集剤の種類に応じた数の貯留槽およびフィーダーと、ひとつの混合槽６と、１台の濾過装置１１とを備えた装置を用いるのがもっとも簡易である。
さらに、本発明においては、場所などの制約のない場合、上記のような連続溶解供給装置を２台以上用い、それぞれ独立に凝集剤水溶液を調製した後、それらをラインミキシングしてもよい。また、上記のような連続溶解供給装置と単一もしくは複数の凝集剤を自由に混合溶解できる装置を複数用いてさらに多種の凝集剤水溶液をラインミキシングしてもよい。
また、連続溶解供給装置１においては、粉末状高分子凝集剤の種類に応じた数の貯留槽およびフィーダーと、ひとつの混合槽６と、１台の濾過装置１１とを具備しているが、必要に応じ、混合槽６、濾過装置１１を複数台装備しても良い。省スペース化しやすいことから、粉末状高分子凝集剤の種類に応じた数の貯留槽およびフィーダーと、ひとつの混合槽６と、１台の濾過装置１１とを備えた装置を用いるのがもっとも簡易である。
さらに、本発明においては、場所などの制約のない場合、上記のような連続溶解供給装置を２台以上用い、それぞれ独立に凝集剤水溶液を調製した後、それらをラインミキシングしてもよい。また、上記のような連続溶解供給装置と単一もしくは複数の凝集剤を自由に混合溶解できる装置を複数用いてさらに多種の凝集剤水溶液をラインミキシングしてもよい。
以下、本発明について、実施例を用いて更に詳細に説明するが、本特許の趣旨を超えない限り、この範囲に限定されるものではない。
実施例１
図１に示す連続溶解供給装置１を用い、Ａ処理場（オキシデーションディッチ）で発生する汚泥の処理を行った。フィルター８としては、メッシュプレート（１００ミクロン目開き）を用いた。
連続溶解供給装置１のホッパー２内に、凝集剤Ａとしてダイヤニトリックス社製ＫＰ７０００（粉末状カチオン性高分子凝集剤（ポリアミジン系）、カチオン当量６ｍｅｑ／ｇ、分子量３００万）、凝集剤Ｂとして粉末状両性高分子凝集剤（アクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロライド／アクリルアミド／アクリル酸＝２７．０／４４．０／２９．０（モル％）の共重合体、分子量４００万）を装備し、下記の操作を行った。
９月２４日：凝集剤Ａ／凝集剤Ｂ＝７５／２５（質量％）のブレンド比率の粉末状高分子凝集剤を水に溶解して０．２質量％の凝集剤水溶液を調製しを調製し、該凝集剤水溶液を、汚泥に対し、凝集剤を２００ｍｇ／Ｌ対液の添加量で添加し、該汚泥を遠心脱水機用いて脱水した。運転開始時が脱水性能がもっとも良好であり、脱水後の汚泥の含水率が８３．９％であった。
そのまま数日運転したところ、汚泥含水率が８５．６％に上昇した（脱水性能が低下した）ので、ブレンド比率を５０／５０（質量％）に調節した（濃度は同じ）ところ、汚泥含水率は８４％まで低下した。
さらに１１月１２日になると、再び含水率の上昇が観測されたので、ブレンド比率を６０／４０とし、１１月１５日までの間に、ブレンド比率を６０／４０から７０／３０（質量％）に変化させた（濃度は同じ）。この間の汚泥含水率が８３．２％であった。
９月２４日から１１月１５日までの間で上記の様にブレンド比率を調節した結果、処理された汚泥の含水率は平均８４．５％であった。
なお、上記処理においては、粉末状高分子凝集剤を水に溶解してから３時間以内の凝集剤水溶液を用いた。
実施例１
図１に示す連続溶解供給装置１を用い、Ａ処理場（オキシデーションディッチ）で発生する汚泥の処理を行った。フィルター８としては、メッシュプレート（１００ミクロン目開き）を用いた。
連続溶解供給装置１のホッパー２内に、凝集剤Ａとしてダイヤニトリックス社製ＫＰ７０００（粉末状カチオン性高分子凝集剤（ポリアミジン系）、カチオン当量６ｍｅｑ／ｇ、分子量３００万）、凝集剤Ｂとして粉末状両性高分子凝集剤（アクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロライド／アクリルアミド／アクリル酸＝２７．０／４４．０／２９．０（モル％）の共重合体、分子量４００万）を装備し、下記の操作を行った。
９月２４日：凝集剤Ａ／凝集剤Ｂ＝７５／２５（質量％）のブレンド比率の粉末状高分子凝集剤を水に溶解して０．２質量％の凝集剤水溶液を調製しを調製し、該凝集剤水溶液を、汚泥に対し、凝集剤を２００ｍｇ／Ｌ対液の添加量で添加し、該汚泥を遠心脱水機用いて脱水した。運転開始時が脱水性能がもっとも良好であり、脱水後の汚泥の含水率が８３．９％であった。
そのまま数日運転したところ、汚泥含水率が８５．６％に上昇した（脱水性能が低下した）ので、ブレンド比率を５０／５０（質量％）に調節した（濃度は同じ）ところ、汚泥含水率は８４％まで低下した。
さらに１１月１２日になると、再び含水率の上昇が観測されたので、ブレンド比率を６０／４０とし、１１月１５日までの間に、ブレンド比率を６０／４０から７０／３０（質量％）に変化させた（濃度は同じ）。この間の汚泥含水率が８３．２％であった。
９月２４日から１１月１５日までの間で上記の様にブレンド比率を調節した結果、処理された汚泥の含水率は平均８４．５％であった。
なお、上記処理においては、粉末状高分子凝集剤を水に溶解してから３時間以内の凝集剤水溶液を用いた。
比較例１
Ａ処理場において、実施例１と同様の装置と凝集剤を用い、１１／１７日より１ケ月間、凝集剤Ａ／凝集剤Ｂ＝５０／５０の凝集剤水溶液（濃度２００ｍｇ／Ｌ）を、ブレンド比率を変化させずに用いて汚泥処理を行ったところ、１１／１７日より１ケ月間に処理された汚泥の含水率は８４．２％〜８８．２％の範囲内で変化し、その平均は８６．１％であった。
Ａ処理場において、実施例１と同様の装置と凝集剤を用い、１１／１７日より１ケ月間、凝集剤Ａ／凝集剤Ｂ＝５０／５０の凝集剤水溶液（濃度２００ｍｇ／Ｌ）を、ブレンド比率を変化させずに用いて汚泥処理を行ったところ、１１／１７日より１ケ月間に処理された汚泥の含水率は８４．２％〜８８．２％の範囲内で変化し、その平均は８６．１％であった。
実施例２
Ｂ浄化センター（オキシデーションディッチ）で１０日間、実施例１と同様の装置を用い、凝集剤Ａにダイヤニトリックス社製ＫＰ７０００、凝集剤Ｂに粉末状両性高分子凝集剤（メタクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロライド／アクリルアミド／アクリル酸＝１８．６／７１．３／１０．１（モル％）の共重合体、分子量４００万）を用い、脱水後のケーキの含水率が最も低くなるように、ブレンド比率を凝集剤Ａ／凝集剤Ｂ＝６０／４０から７０／３０まで順次変化させて汚泥処理を行ったところ、１０日間に処理された汚泥の含水率の平均は８１％であった。
Ｂ浄化センター（オキシデーションディッチ）で１０日間、実施例１と同様の装置を用い、凝集剤Ａにダイヤニトリックス社製ＫＰ７０００、凝集剤Ｂに粉末状両性高分子凝集剤（メタクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロライド／アクリルアミド／アクリル酸＝１８．６／７１．３／１０．１（モル％）の共重合体、分子量４００万）を用い、脱水後のケーキの含水率が最も低くなるように、ブレンド比率を凝集剤Ａ／凝集剤Ｂ＝６０／４０から７０／３０まで順次変化させて汚泥処理を行ったところ、１０日間に処理された汚泥の含水率の平均は８１％であった。
比較例２
Ｂ浄化センターで５日間、実施例２と同様の装置と凝集剤を用い、凝集剤Ａ／凝集剤Ｂ＝６０／４０の０．２％凝集剤水溶液（濃度２００ｍｇ／Ｌ）を、ブレンド比率を変化させずに用いて汚泥処理を行ったところ、５日間に処理された汚泥の含水率の平均は８２．８％であった。
Ｂ浄化センターで５日間、実施例２と同様の装置と凝集剤を用い、凝集剤Ａ／凝集剤Ｂ＝６０／４０の０．２％凝集剤水溶液（濃度２００ｍｇ／Ｌ）を、ブレンド比率を変化させずに用いて汚泥処理を行ったところ、５日間に処理された汚泥の含水率の平均は８２．８％であった。
実施例３
Ｃ処理場（混合生汚泥）で、実施例１と同様の装置を用い、凝集剤Ａにダイヤニトリックス社製ＫＰ２０１Ｇ（粉末状カチオン性高分子凝集剤、メタクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロライド１００％）、凝集剤Ｂにダイヤニトリックス社製ＫＰ７０００を用いて汚泥処理を行った。
初沈汚泥／余剰汚泥＝６０／４０（質量比）の組成の混合生汚泥については、凝集剤Ａ／凝集剤Ｂ＝１００／０にて処理を行った場合が最も良好で、汚泥の平均含水率は７８．４％であった。
次いで処理を行った初沈汚泥／余剰汚泥＝２０／８０（質量比）の組成の混合生汚泥については、凝集剤Ａ／凝集剤Ｂ＝７５／２５（質量比）にて処理を行った場合が最も良好で、汚泥の平均含水率は７９．１％であった。
Ｃ処理場（混合生汚泥）で、実施例１と同様の装置を用い、凝集剤Ａにダイヤニトリックス社製ＫＰ２０１Ｇ（粉末状カチオン性高分子凝集剤、メタクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロライド１００％）、凝集剤Ｂにダイヤニトリックス社製ＫＰ７０００を用いて汚泥処理を行った。
初沈汚泥／余剰汚泥＝６０／４０（質量比）の組成の混合生汚泥については、凝集剤Ａ／凝集剤Ｂ＝１００／０にて処理を行った場合が最も良好で、汚泥の平均含水率は７８．４％であった。
次いで処理を行った初沈汚泥／余剰汚泥＝２０／８０（質量比）の組成の混合生汚泥については、凝集剤Ａ／凝集剤Ｂ＝７５／２５（質量比）にて処理を行った場合が最も良好で、汚泥の平均含水率は７９．１％であった。
比較例３
実施例３と同一条件下で、凝集剤Ａのみを用いて汚泥の処理を行ったところ、含水率は平均８２％であった。
実施例３と同一条件下で、凝集剤Ａのみを用いて汚泥の処理を行ったところ、含水率は平均８２％であった。
上記結果から、汚泥の含水率や初沈汚泥／余剰汚泥比のような組成の変化に応じて粉末状高分子凝集剤の添加量を調節してブレンド比率を変えた実施例１〜３は、含水率が低く、脱水効率が高かった。
実施例４
汚泥中のＳＳ分が２．５％で、汚泥ＳＳ分中の繊維分の比率が１０％〜３５％の範囲で変動するＤ製紙工場廃水汚泥の処理を下記の手順で行った。
５日間、実施例１と同様の装置を用い、凝集剤Ａに粉末状カチオン性高分子凝集剤（アクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロライド／アクリルアミド＝３０／７０（モル％）の共重合体、分子量５００万）、凝集剤Ｂに粉末状両性高分子凝集剤（アクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロライド／アクリルアミド／アクリル酸＝２５．０／５０．０／２５．０（モル％）の共重合体、分子量４００万）を用い、これらの凝集剤を、汚泥のＳＳ分中の繊維分の比率（繊維分／ＳＳ、質量％）に応じ、最適な処理が可能なように下記の混合比率にて混合し、固形分濃度０．２質量％となるよう水に溶解させた高分子凝集剤を汚泥に添加し、混合後、スクリュープレス脱水機にて脱水処理を行った。その結果、高分子凝集剤の添加量６０ｐｐｍで、脱水後のケーキ含水率が６５％以下であり、脱水機からのＳＳ分のリークの無い状況を５日間維持することができた。
繊維分／ＳＳが１０％以上２５％未満：凝集剤Ａ／凝集剤Ｂ＝７０／３０（質量比）
繊維分／ＳＳが２５％以上３５％以下：凝集剤Ａ／凝集剤Ｂ＝９５／５（質量比）
汚泥中のＳＳ分が２．５％で、汚泥ＳＳ分中の繊維分の比率が１０％〜３５％の範囲で変動するＤ製紙工場廃水汚泥の処理を下記の手順で行った。
５日間、実施例１と同様の装置を用い、凝集剤Ａに粉末状カチオン性高分子凝集剤（アクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロライド／アクリルアミド＝３０／７０（モル％）の共重合体、分子量５００万）、凝集剤Ｂに粉末状両性高分子凝集剤（アクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロライド／アクリルアミド／アクリル酸＝２５．０／５０．０／２５．０（モル％）の共重合体、分子量４００万）を用い、これらの凝集剤を、汚泥のＳＳ分中の繊維分の比率（繊維分／ＳＳ、質量％）に応じ、最適な処理が可能なように下記の混合比率にて混合し、固形分濃度０．２質量％となるよう水に溶解させた高分子凝集剤を汚泥に添加し、混合後、スクリュープレス脱水機にて脱水処理を行った。その結果、高分子凝集剤の添加量６０ｐｐｍで、脱水後のケーキ含水率が６５％以下であり、脱水機からのＳＳ分のリークの無い状況を５日間維持することができた。
繊維分／ＳＳが１０％以上２５％未満：凝集剤Ａ／凝集剤Ｂ＝７０／３０（質量比）
繊維分／ＳＳが２５％以上３５％以下：凝集剤Ａ／凝集剤Ｂ＝９５／５（質量比）
比較例４
実施例４と同一の汚泥に対して、高分子凝集剤として、凝集剤Ａを単独で、または凝集剤Ａ／凝集剤Ｂ＝７０／３０（質量比）にブレンド比率を固定した混合物を用いて脱水を行ったところ、下記に示すように、安定した脱水が得られなかった。
［高分子凝集剤が凝集剤Ａ単独の例］
汚泥の繊維分／ＳＳが２５〜３５％の場合、高分子凝集剤添加量６０ｐｐｍで脱水性が良好であったものの、繊維分／ＳＳ１０〜２４％の場合、高分子凝集剤添加量４０〜１００ｐｐｍの範囲において、脱水機からのＳＳ分の流出が発生した。
［高分子凝集剤が凝集剤Ａ／凝集剤Ｂ＝７０／３０の例］
・汚泥の繊維分／ＳＳが１０〜２４％の場合、高分子凝集剤添加量６０ｐｐｍで脱水性が良好であったものの、繊維分／ＳＳ２５〜３５％の場合、高分子凝集剤添加量を９０ｐｐｍまで増加させないとケーキ含水率を６５％以下に維持できなかった。
実施例４と同一の汚泥に対して、高分子凝集剤として、凝集剤Ａを単独で、または凝集剤Ａ／凝集剤Ｂ＝７０／３０（質量比）にブレンド比率を固定した混合物を用いて脱水を行ったところ、下記に示すように、安定した脱水が得られなかった。
［高分子凝集剤が凝集剤Ａ単独の例］
汚泥の繊維分／ＳＳが２５〜３５％の場合、高分子凝集剤添加量６０ｐｐｍで脱水性が良好であったものの、繊維分／ＳＳ１０〜２４％の場合、高分子凝集剤添加量４０〜１００ｐｐｍの範囲において、脱水機からのＳＳ分の流出が発生した。
［高分子凝集剤が凝集剤Ａ／凝集剤Ｂ＝７０／３０の例］
・汚泥の繊維分／ＳＳが１０〜２４％の場合、高分子凝集剤添加量６０ｐｐｍで脱水性が良好であったものの、繊維分／ＳＳ２５〜３５％の場合、高分子凝集剤添加量を９０ｐｐｍまで増加させないとケーキ含水率を６５％以下に維持できなかった。
実施例５
高分子凝集剤添加前のｐＨが５．７〜７．２の範囲で変動する下記性状の製紙工場廃水の処理を下記の手順で行った。
［廃水の性状］
・ＳＳ分：１４００〜１５００ｐｐｍ
・硫酸バンド添加量：７０ｐｐｍ
・ｐＨ変動：５．７〜７．２
実施例１と同様の装置を用い、凝集剤Ａに粉末状低アニオン性高分子凝集剤（アクリルアミド／アクリル酸ソーダ＝９５．０／５．０（モル％）分子量１０００万）、凝集剤Ｂに粉末状中アニオン性高分子凝集剤（アクリルアミド／アクリル酸ソーダ＝８８．０／１２．０（モル％）分子量１０００万）を用い、最適な凝集が得られるようにこれらの凝集剤を、廃水のｐＨに応じ、下記に示す混合比率により混合し、固形分濃度０．１質量％となるよう水に溶解させた高分子凝集剤を０．６ｐｐｍの濃度となるよう廃水に添加し、混合後、凝集沈殿処理を行った。
廃水のｐＨが５．７〜６．１：凝集剤Ａ／凝集剤Ｂ＝９０／１０（質量比）
廃水のｐＨが６．２〜６．６：凝集剤Ａ／凝集剤Ｂ＝５０／５０（質量比）
廃水のｐＨが６．７〜７．２：凝集剤Ａ／凝集剤Ｂ＝１０／９０（質量比）
その結果、安定した凝集沈殿処理が維持できた。たとえば、混合直後の廃水の一部を採取し、ジャーテスター（製品名：ジャーテスターＭＪＳ−４Ｐ；株式会社宮本製作所製）によりフロックの沈降時間（フロックの沈降が見られなくなるまでの時間）を測定し、その沈降時間測定後（凝集沈殿後）の当該廃水の上澄みの濁度を濁度計（製品名：濁度計２１００Ｎ；セントラル科学株式会社製）により測定したところ、沈降時間は全て３０秒以内、濁度は５０ＮＴＵ以下であった。
高分子凝集剤添加前のｐＨが５．７〜７．２の範囲で変動する下記性状の製紙工場廃水の処理を下記の手順で行った。
［廃水の性状］
・ＳＳ分：１４００〜１５００ｐｐｍ
・硫酸バンド添加量：７０ｐｐｍ
・ｐＨ変動：５．７〜７．２
実施例１と同様の装置を用い、凝集剤Ａに粉末状低アニオン性高分子凝集剤（アクリルアミド／アクリル酸ソーダ＝９５．０／５．０（モル％）分子量１０００万）、凝集剤Ｂに粉末状中アニオン性高分子凝集剤（アクリルアミド／アクリル酸ソーダ＝８８．０／１２．０（モル％）分子量１０００万）を用い、最適な凝集が得られるようにこれらの凝集剤を、廃水のｐＨに応じ、下記に示す混合比率により混合し、固形分濃度０．１質量％となるよう水に溶解させた高分子凝集剤を０．６ｐｐｍの濃度となるよう廃水に添加し、混合後、凝集沈殿処理を行った。
廃水のｐＨが５．７〜６．１：凝集剤Ａ／凝集剤Ｂ＝９０／１０（質量比）
廃水のｐＨが６．２〜６．６：凝集剤Ａ／凝集剤Ｂ＝５０／５０（質量比）
廃水のｐＨが６．７〜７．２：凝集剤Ａ／凝集剤Ｂ＝１０／９０（質量比）
その結果、安定した凝集沈殿処理が維持できた。たとえば、混合直後の廃水の一部を採取し、ジャーテスター（製品名：ジャーテスターＭＪＳ−４Ｐ；株式会社宮本製作所製）によりフロックの沈降時間（フロックの沈降が見られなくなるまでの時間）を測定し、その沈降時間測定後（凝集沈殿後）の当該廃水の上澄みの濁度を濁度計（製品名：濁度計２１００Ｎ；セントラル科学株式会社製）により測定したところ、沈降時間は全て３０秒以内、濁度は５０ＮＴＵ以下であった。
比較例５
実施例５と同じ廃水に対し、高分子凝集剤として、凝集剤ＡまたはＢを単独で、または凝集剤Ａ／凝集剤Ｂ＝５０／５０（質量比）にブレンド比率を固定した混合物を用いて凝集沈殿処理を実施したところ、それぞれ、下記の問題点が発生した。
凝集剤Ａ単独で用いた場合、ｐＨ６．２以上の廃水において、凝集沈殿後の上澄みの濁度が大きかった（たとえばｐＨ７．２の廃水の場合、沈降時間は３０秒以内、濁度は１１０ＮＴＵであった）。
凝集剤Ｂ単独で用いた場合、ｐＨ６．６以下の廃水においてフロックの沈降時間が長かった（たとえばｐＨ５．７の廃水の場合、沈降時間は６０秒、濁度は５０ＮＴＵ以下であった）。
凝集剤Ａ／凝集剤Ｂ＝５０／５０の混合物を用いた場合、ｐＨ５．７〜６．１の領域でフロックの沈降時間が長くなった（たとえばｐＨ５．７の廃水の場合、沈降時間は４７秒、濁度は５０ＮＴＵ以下であった）。また、ｐＨ６．７〜７．２の領域で凝集沈殿後の上澄みの濁度が大きくなった（たとえばｐＨ７．２の廃水の場合、沈降時間は３０秒以内、濁度は８０ＮＴＵであった）。
実施例５と同じ廃水に対し、高分子凝集剤として、凝集剤ＡまたはＢを単独で、または凝集剤Ａ／凝集剤Ｂ＝５０／５０（質量比）にブレンド比率を固定した混合物を用いて凝集沈殿処理を実施したところ、それぞれ、下記の問題点が発生した。
凝集剤Ａ単独で用いた場合、ｐＨ６．２以上の廃水において、凝集沈殿後の上澄みの濁度が大きかった（たとえばｐＨ７．２の廃水の場合、沈降時間は３０秒以内、濁度は１１０ＮＴＵであった）。
凝集剤Ｂ単独で用いた場合、ｐＨ６．６以下の廃水においてフロックの沈降時間が長かった（たとえばｐＨ５．７の廃水の場合、沈降時間は６０秒、濁度は５０ＮＴＵ以下であった）。
凝集剤Ａ／凝集剤Ｂ＝５０／５０の混合物を用いた場合、ｐＨ５．７〜６．１の領域でフロックの沈降時間が長くなった（たとえばｐＨ５．７の廃水の場合、沈降時間は４７秒、濁度は５０ＮＴＵ以下であった）。また、ｐＨ６．７〜７．２の領域で凝集沈殿後の上澄みの濁度が大きくなった（たとえばｐＨ７．２の廃水の場合、沈降時間は３０秒以内、濁度は８０ＮＴＵであった）。
１…連続溶解供給装置、２…ホッパー、３…ホッパー、４…フィーダー、５…フィーダー、６…混合槽、７…外とう部、８…フィルター、９…摺動プレート、１０…モーター、１１…濾過装置、１２…分散液フィードライン、１３…水溶液フィードライン、１４…水供給ライン
Claims (8)
- 凝集剤を含有する凝集剤水溶液を汚泥に添加する汚泥の凝集脱水処理方法であって、
少なくとも２種の粉末状高分子凝集剤の添加量をそれぞれ独立に調節し、該粉末状高分子凝集剤と水とを混合し、溶解することにより前記凝集剤水溶液を調製することを特徴とする汚泥の凝集脱水処理方法。 - ２種以上の粉末状高分子凝集剤をそれぞれ独立に貯留するための２以上の貯留槽と、該貯留槽に接続された供給量調節可能なフィーダーと、給水ポンプを備えた混合槽と、濾過部材を備えた連続溶解供給装置を用い、
前記貯留槽に貯留される粉末状高分子凝集剤を、フィーダーを介して混合槽に供給し、該混合槽内で水と混合して分散液を調製し、該分散液を前記濾過部材を通過させることにより凝集剤水溶液を調製する請求項１記載の汚泥の凝集脱水処理方法。 - 前記２種以上の粉末状高分子凝集剤の添加量を、汚泥の性状に応じて調節する請求項１または２記載の汚泥の凝集脱水処理方法。
- 前記粉末状高分子凝集剤を溶解してから、前記凝集剤水溶液を汚泥に添加するまでの平均滞留時間が３時間以内である請求項１〜３のいずれか一項に記載の汚泥の凝集脱水処理方法。
- 凝集剤を含有する凝集剤水溶液を廃水に添加する廃水の凝集沈殿処理方法であって、
少なくとも２種の粉末状高分子凝集剤の添加量をそれぞれ独立に調節し、該粉末状高分子凝集剤と水とを混合し、溶解することにより前記凝集剤水溶液を調製することを特徴とする廃水の凝集沈殿処理方法。 - ２種以上の粉末状高分子凝集剤をそれぞれ独立に貯留するための２以上の貯留槽と、該貯留槽に接続された供給量調節可能なフィーダーと、給水ポンプを備えた混合槽と、濾過部材を備えた連続溶解供給装置を用い、
前記貯留槽に貯留される粉末状高分子凝集剤を、フィーダーを介して混合槽に供給し、該混合槽内で水と混合して分散液を調製し、該分散液を前記濾過部材を通過させることにより凝集剤水溶液を調製する請求項５記載の廃水の凝集沈殿処理方法。 - 前記２種以上の粉末状高分子凝集剤の添加量を、廃水の性状に応じて調節する請求項５または６記載の廃水の凝集沈殿処理方法。
- 前記粉末状高分子凝集剤を溶解してから、前記凝集剤水溶液を廃水に添加するまでの平均滞留時間が３時間以内である請求項５〜７のいずれか一項に記載の廃水の凝集沈殿処理方法。
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