JP2007044635A

JP2007044635A - 汚泥の濃縮方法

Info

Publication number: JP2007044635A
Application number: JP2005232797A
Authority: JP
Inventors: Akira Yoneda; 晃米田; Teruhisa Yoshida; 輝久吉田
Original assignee: Hitachi Plant Technologies Ltd
Current assignee: Hitachi Plant Technologies Ltd
Priority date: 2005-08-11
Filing date: 2005-08-11
Publication date: 2007-02-22

Abstract

【課題】フィルター膜の目詰まりを解消しながら効率的に濾過を行うことができる汚泥の濃縮方法を提供すること。
【解決手段】汚泥を濃縮する水槽１の底部付近に膜濾過エレメント４を配設し、この膜濾過エレメント４から過酸化水素水と微細気泡を汚泥中に導入し、微細気泡を汚泥固形物に付着させることにより汚泥固形物の大半を浮上させるとともに、汚泥固形物の浮上により形成された水槽１下部の汚泥固形物の希薄な汚泥ゾーンから、膜濾過エレメント４の吸引濾過により水分を排出するようにする。
【選択図】図１

Description

本発明は汚泥の濃縮方法に関し、特に、浮上分離と吸引濾過とを組み合わせた汚泥の濃縮方法に関するものである。

従来より、汚水処理施設で発生する余剰汚泥の濃縮には重力濃縮槽が用いられてきたが、汚水性状の変化等により、重力濃縮の濃縮性能が悪化してきたことから、浮上分離等の機械式濃縮装置が採用されつつある。

汚泥の浮上分離は、通常タンク内に注入した汚泥を加圧あるいは減圧した後、急激に常圧に戻すことにより、微細気泡を汚泥粒子に付着させ、気泡の浮力により汚泥を浮上させて濃縮させる。
そのため、加圧又は減圧するためのポンプが必要であり、さらに、浮上した汚泥を機械的に収集する装置も必要で、この収集分離手段によっては、十分な濃縮性能が得られない場合があった。

一方、近年は、フィルターベルト式のものや、金属ハニカムなどの粗大なフィルターを用いた方法が開発されているが、凝集剤を添加して汚泥粒子を凝集させる必要があり、また、目詰まりし易いため、多量の洗浄水が必要になるという問題がある（特許文献１参照）。
このように、フィルター膜により汚泥を直接濾過して濃縮する場合、フィルター膜には常に目詰まりの問題があり、汚泥のフロックより十分小さな孔径のフィルター膜でも、長期的に見れば洗浄する必要がある。
特開２００５−２１７３９号公報

本発明は、上記従来の汚泥の濃縮方法が有する問題に鑑み、フィルター膜の目詰まりを解消しながら効率的に濾過を行うことができる汚泥の濃縮方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の汚泥の濃縮方法は、汚泥を濃縮する水槽の底部付近に濾過膜エレメントを配設し、該濾過膜エレメントから発泡剤と微細気泡の少なくとも一方を汚泥中に導入し、微細気泡を汚泥固形物に付着させることにより汚泥固形物を浮上させるとともに、該汚泥固形物の浮上により形成された水槽下部の汚泥固形物が希薄な汚泥ゾーンから、濾過膜エレメントの吸引濾過により水分を排出することを特徴とする。

この場合において、発泡剤として過酸化水素水を用いることができる。

また、微細気泡を濾過膜エレメントに導入するマイクロバブル発生装置を設けることができる。

また、濾過膜エレメントとして円筒状の濾過膜エレメントを用いることができる。

本発明の汚泥の濃縮方法によれば、膜の裏側からの洗浄空気と過酸化水素水などの発泡性酸化剤を微量含む逆洗水とを用いて、膜エレメントの内側から外側に向かって注入することで、注入した空気のエアリフト作用等により、水槽内を攪拌した後、数分静置して汚泥の浮上分離を行い、水槽下部の汚泥固形物が希薄な汚泥ゾーンから、吸引濾過により水分を排出することにより濃縮を行うことができる。
このようなバッチ処理によって浮上分離した汚泥を、水槽上部の堰から脱泡槽にオーバーフローさせるか、汚泥全量をその底部からポンプ等で引抜くことにより、容易に濃縮汚泥を得ることが可能となる。
このように、本発明の汚泥の濃縮方法では、比較的単純な操作により２〜３％程度の濃縮汚泥を安定的に得ることが可能となり、濾過膜も、目詰まりを気にせず、より差圧の低いものが使用できるため、設備のコストやランニングコストを安価にできるという効果を有する。

この場合、発泡剤として過酸化水素水を用いることにより、濾過膜エレメントの洗浄と発泡を同時に行うことができる。

また、微細気泡を濾過膜エレメントに導入するマイクロバブル発生装置を設けることにより、超微細な気泡を発生させることができる。

また、濾過膜エレメントとして円筒状の濾過膜エレメントを用いることにより、濾過と逆洗とを容易に行うことができる。

以下、本発明の汚泥の濃縮方法の実施の形態を、図面に基づいて説明する。

図１〜図２に、本発明の汚泥の濃縮方法の一実施例を示す。なお、同図では脱泡槽は省略しており、また脱泡手段についても特に限定されるものではない。
この汚泥の濃縮方法は、汚泥を濃縮する水槽１の底部付近に散気管を兼ねる膜濾過エレメント４を配設し、この膜濾過エレメント４から過酸化水素水と微細気泡を汚泥中に導入し、微細気泡を汚泥固形物に付着させることにより汚泥固形物の大半を浮上させる。
それとともに、汚泥固形物の浮上により形成された水槽１下部の汚泥固形物の希薄な汚泥ゾーンから、膜濾過エレメント４の吸引濾過により水分を排出するようにしている。

水槽１の底部付近には、円筒状に形成した濾過膜エレメント４を複数本取り付けられている。
濾過膜エレメント４は、汚泥フロックの径に近い孔径の１μｍ〜１０μｍ程度の孔径の膜を備えている。
また、本実施例では、過酸化水素水の薬注管６と逆洗用空気管７を合流させた後、膜エレメント４に注入するように構成しているが、これらは別々に接続してもよい。
なお、汚泥供給管５は水槽１の底部近くに別に設けるものとする。

次に、この汚泥の濃縮方法の動作について、図２を参照して説明する。
図２（ａ）に示すように、汚泥を満たした水槽１の底部近くから、逆洗用空気の気泡と、発泡剤である過酸化水素水を微量含む逆洗水とを膜エレメント４内に注入する。
膜の外側に噴出した気泡によるエアリフト作用により、整流板３で囲まれた内側を上昇し、かつ外側を下降する循環水流を発生させて、水槽１全体を数分間攪拌する。

次に、図２（ｂ）に示すように、逆洗用空気と逆洗水を停止して、数分静置し、微細な気泡を汚泥に付着させて汚泥を浮上分離させる。
その際、浮上汚泥は気泡を含んで容量が増加するため、一部の浮上汚泥が越流トラフ２より、脱泡槽側にオーバーフローして流出する。

次に、図２（ｂ）〜（ｃ）に示すように、上中下のセンサー８、９、１０によって汚泥界面位置を検出したり、あるいはタイマー等を用いて所定の時間静置した後、膜濾過エレメント４による吸引濾過を開始する。
この場合、汚泥固形物の浮上により形成された、水槽１下部の汚泥固形物の希薄な汚泥ゾーンから、膜濾過エレメント４の吸引濾過により水分を排出し、図示省略する汚水槽に返送する。

図２（ｃ）に示すように、分離水の吸引がほぼ終了したら、図２（ｄ）に示すように、新たな汚泥を底部から静かに再投入し、浮上している汚泥を押し上げて、越流トラフ２から図示省略する脱泡槽側にオーバーフローさせる。
なお、この工程は、新たな汚泥の投入ではなく、水槽１内の汚泥の全量をその底部からポンプ等により排出することにより、濃縮汚泥を後段の脱泡槽に送泥することもできる。

また、以上の説明では、発泡剤と逆洗用空気の注入により汚泥を浮上させる実施例について述べたが、常圧で汚泥に付着し上昇させるようなマイクロバブル発生装置を組込むことにより、汚泥の浮上を行うことも可能であり、その場合は、過酸化水素水のような発泡性の酸化剤を使用する必要はないものの、何らかの膜洗浄用薬剤を使用する必要がある。

かくして、本実施例の汚泥の濃縮方法は、汚泥を濃縮する水槽１の底部付近に膜濾過エレメント４を配設し、この膜濾過エレメント４から過酸化水素水と微細気泡を汚泥中に導入し、微細気泡を汚泥固形物に付着させることにより汚泥固形物の大半を浮上させるとともに、汚泥固形物の浮上により形成された水槽１下部の汚泥固形物が希薄な汚泥ゾーンから、膜濾過エレメント４の吸引濾過により水分を排出することから、フィルター膜の目詰まりを解消しながら効率的に濾過を行い、汚泥を濃縮することができる。

この場合、発泡剤として過酸化水素水を用いることにより、膜濾過エレメント４の洗浄と発泡を同時に行うことができ、また、微細気泡を膜濾過エレメント４に導入するマイクロバブル発生装置を設けることにより、超微細な気泡を発生させることができる。
また、膜濾過エレメント４として円筒状の膜濾過エレメント４を用いることにより、濾過と逆洗とを容易に行うことができる。

以上、本発明の汚泥の濃縮方法について、その実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、上記実施例に記載した構成を適宜組み合わせる等、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができる。

本発明の汚泥の濃縮方法は、フィルター膜の目詰まりを解消しながら効率的に濾過を行い、汚泥を濃縮するという特性を有していることから、上下水道分野のほかに、食品関係等の廃水処理に伴う汚泥の処理に適用することが可能である。

本発明の汚泥の濃縮方法で使用する汚泥濃縮槽を示し、（ａ）はその断面側面図、（ｂ）は同正面図である。本発明の汚泥の濃縮方法の一実施例を示し、（ａ）はその第１工程図、（ｂ）は同第２工程図、（ｃ）は同第３工程図、（ｄ）は同第４工程図である。

符号の説明

１水槽（濃縮槽）
２越流トラフ
３整流板
４濾過膜エレメント（兼散気管）
５汚泥供給管
６逆洗水管（過酸化水素水）
７逆洗用空気管
８上限センサー
９中間センサー
１０下限センサー

Claims

汚泥を濃縮する水槽の底部付近に濾過膜エレメントを配設し、該濾過膜エレメントから発泡剤と微細気泡の少なくとも一方を汚泥中に導入し、微細気泡を汚泥固形物に付着させることにより汚泥固形物を浮上させるとともに、該汚泥固形物の浮上により形成された水槽下部の汚泥固形物が希薄な汚泥ゾーンから、濾過膜エレメントの吸引濾過により水分を排出することを特徴とする汚泥の濃縮方法。
発泡剤として過酸化水素水を用いることを特徴とする請求項１記載の汚泥の濃縮方法。
微細気泡を濾過膜エレメントに導入するマイクロバブル発生装置を設けたことを特徴とする請求項１又は２記載の汚泥の濃縮方法。
濾過膜エレメントとして円筒状の濾過膜エレメントを用いることを特徴とする請求項１、２又は３記載の汚泥の濃縮方法。