JP2010234233A - Organic sludge treatment method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、下水処理設備、工場廃水処理設備等より排出される有機汚泥を処理する方法に関する。 The present invention relates to a method for treating organic sludge discharged from a sewage treatment facility, a factory wastewater treatment facility or the like.
下水処理設備、工場廃水処理設備等より排出される汚泥を処理するには、脱水前処理として汚泥に凝集剤を添加し、汚泥を脱水処理することが行われていた。脱水された汚泥は、廃棄処分場で埋立処分、焼却処分等された。また、脱水された汚泥の一部は、乾燥・炭化処理して土壌改良材等に使用されることがあった。ここで、脱水処理としては、ベルトプレスや遠心脱水機を用いるものが行われてきた。しかし、乾燥・炭化処理して土壌改良材等に使用する場合、凝集剤に含まれる金属（アルミニウム等）が処理後の炭化物に残留するので炭化物が環境に悪影響を与える有害物となってしまい、有価物としての利用ができない、といった問題があった。
In order to treat sludge discharged from a sewage treatment facility, a factory wastewater treatment facility or the like, a flocculant is added to the sludge as a pre-dehydration treatment, and the sludge is dehydrated. The dewatered sludge was landfilled and incinerated at the disposal site. In addition, some of the dewatered sludge is dried and carbonized and used for soil improvement materials. Here, as a dehydration process, what uses a belt press and a centrifugal dehydrator has been performed. However, when used as a soil improvement material after drying and carbonization, the metal (aluminum, etc.) contained in the flocculant remains in the carbide after the treatment, so the carbide becomes a harmful substance that adversely affects the environment. There was a problem that it could not be used as a valuable resource.
特許文献１には、上記の問題を解決するものとして、脱水処理に真空プリコート式ろ過装置を用い、ろ過装置のプリコート剤に炭化物を使用する方法が開示されている。この方法によれば凝集剤の添加が不要となる。しかし、この方法では、十分な脱水効果を得るためには多量のプリコート剤を必要とする。このため、プリコート剤を製造するためのコストが高くなり、いまだ事業化に至っていない。
より具体的には、この方法によって必要となるプリコート剤の量は、この方法によって得られる炭化汚泥を粉砕・分級して得られる炭化物の量よりも多い。ろ滓のプリコート剤への浸透性が大きく多量のプリコート剤を使用しないと脱水処理量が低下するためである。十分なプリコート剤を得るために外部から炭化物を補充する必要がある。外部から補充される炭化物は、通常、凝集剤を用いて製造される。結局、プリコート剤に含まれる金属等が処理後の炭化物に混入し、処理後の炭化物を有価物として利用できなくなってしまう。
Patent Document 1 discloses a method in which a vacuum precoat filtration device is used for dehydration and carbide is used as a precoat agent for a filtration device, as a solution to the above problem. According to this method, it is not necessary to add a flocculant. However, this method requires a large amount of precoat agent in order to obtain a sufficient dehydrating effect. For this reason, the cost for manufacturing the precoat agent has increased, and has not yet been commercialized.
More specifically, the amount of the precoat agent required by this method is larger than the amount of carbide obtained by pulverizing and classifying the carbonized sludge obtained by this method. This is because if the pre-coating agent has a high permeability to the pre-coating agent of the koji and a large amount of pre-coating agent is not used, the amount of dehydration treatment is reduced. In order to obtain a sufficient precoat agent, it is necessary to replenish carbide from the outside. The carbide replenished from the outside is usually produced using a flocculant. Eventually, the metal contained in the precoat agent is mixed into the treated carbide, and the treated carbide cannot be used as a valuable material.
解決しようとする問題点は、必要となるプリコート剤の量が多く、十分なプリコート剤を得るために外部から炭化物を補充する必要がある点である。この問題点を解決することにより、処理結果の炭化汚泥を粉砕・分級して得られる炭化物のみによってプリコート剤を生産するいわゆるクローズド化が実現でき、処理結果の炭化物を金属等を含まない有価物として活用できる。合わせて、乾燥・炭化処理の負荷を減らして低燃費化するものである。 The problem to be solved is that a large amount of precoat agent is required and it is necessary to replenish carbide from the outside in order to obtain a sufficient precoat agent. By solving this problem, it is possible to realize so-called closed production in which the precoat agent is produced only by the carbide obtained by pulverizing and classifying the carbonized sludge as a result of the treatment, and the carbide resulting from the treatment is regarded as a valuable material that does not contain metals. Can be used. At the same time, it reduces fuel consumption by reducing the load of drying and carbonization.
請求項１に係る有機汚泥処理方法は、
有機汚泥に衝撃水圧を加えて微生物の細胞膜を破壊する脱水前処理を行うステップと、
真空プリコート式ろ過装置を用い、ろ過装置のプリコート剤に炭化物を使用する脱水処理を行うステップと、
脱水汚泥から前記プリコート剤に使用する前記炭化物を得る乾燥・炭化を行うステップ及び粉砕・分級処理を行うステップとを含み、
前記プリコート剤に使用する炭化物の全てが前記脱水処理、前記乾燥・炭化処理及び前記前記粉砕・分級処理を経て得られたものであることを特徴とする。
脱水前処理として衝撃水圧を加えて微生物の細胞膜を破壊することは、例えば特許文献２に示されている。出願人は、この処理によってろ滓のプリコート剤への浸透性が小さくなることを発見した。
脱水処理は、特許文献１に記載のものと同様である。しかし、脱水前処理の効果によって、少量のプリコート剤による処理が可能となった。
粉砕・分級処理によって、プリコート剤として使用するのに適した炭化物が得られる。プリコート剤が従来技術と比して少量であり、処理後の炭化物を粉砕・分級して得られるもののみで脱水処理が可能であることが、出願人によって発見された。
The organic sludge treatment method according to claim 1 is:
Applying dehydration pretreatment that applies impact water pressure to organic sludge to destroy the cell membrane of microorganisms;
Using a vacuum precoat filtration device, performing a dehydration process using carbide in the precoat agent of the filtration device; and
A step of performing drying and carbonization to obtain the carbide used for the precoat agent from dehydrated sludge and a step of performing pulverization and classification,
All of the carbide used for the precoat agent is obtained through the dehydration treatment, the drying / carbonization treatment and the pulverization / classification treatment.
For example,
The dehydration process is the same as that described in Patent Document 1. However, the treatment with a small amount of precoat agent became possible due to the effect of the pre-dehydration treatment.
By the pulverization / classification treatment, a carbide suitable for use as a precoat agent can be obtained. It has been discovered by the applicant that the amount of the pre-coating agent is small compared to the prior art, and that the dehydration process is possible only with the product obtained by pulverizing and classifying the treated carbide.
請求項２に係る有機汚泥処理方法は、
前記衝撃水圧が、気体収束爆轟波によって誘起されたものであることを特徴とする。
気体収束爆轟波によって誘起された衝撃水圧は、細胞膜の破壊性能に優れている。（例えば特許文献２を参照。）
The organic sludge treatment method according to
The impact water pressure is induced by a gas convergent detonation wave.
The impact water pressure induced by the gas detonation wave is excellent in cell membrane destruction performance. (See, for example, Patent Document 2)
請求項３に係る有機汚泥処理方法は、
前記粉砕・分級処理は所望の粒子径の炭化物を分級し、該分級された炭化物を前記プリコート剤として使用することを特徴とする。
プリコート剤として使用するのに適した炭化物は、その粒子径が好ましくは２５μｍ〜６００μｍの範囲にあるものである。かかる粒子径の炭化物を分級することにより、高性能のプリコート剤を得ることができる。
The organic sludge treatment method according to claim 3 is:
The pulverization / classification treatment is characterized by classifying carbides having a desired particle diameter and using the classified carbides as the precoat agent.
Carbides suitable for use as a precoat agent are those whose particle size is preferably in the range of 25 μm to 600 μm. By classifying the carbide having such a particle size, a high-performance precoat agent can be obtained.
本発明の有機汚泥処理方法は、衝撃水圧を加えて微生物の細胞膜を破壊する脱水前処理によってろ滓のプリコート剤への浸透性を小さくし、少量のプリコート剤による真空プリコート式ろ過を行うものであり、処理後の炭化物のみによってプリコート剤を生産するいわゆるクローズド化が実現でき、従来技術より多く得られる処理結果の炭化物が金属等を含まない有価物であるという効果を有する。かつ、乾燥・炭化処理の負荷を減らして低燃費化するという効果も有する。 The organic sludge treatment method of the present invention reduces the permeability of the filter cake to the precoat agent by dehydration pretreatment that applies impact water pressure to destroy the cell membrane of microorganisms, and performs vacuum precoat filtration with a small amount of precoat agent. In addition, so-called closed production in which the pre-coating agent is produced only by the treated carbide can be realized, and there is an effect that the treated carbide obtained more than the prior art is a valuable material containing no metal or the like. It also has the effect of reducing fuel consumption by reducing the load of drying and carbonization.
本実施例は、下水処理の過程で排出される有機汚泥を処理するものである。図１は、有機汚泥処理方法の手順を示す図である。以下，図1に示す一実施形態に従って説明する。 In this embodiment, organic sludge discharged in the process of sewage treatment is treated. FIG. 1 is a diagram showing a procedure of an organic sludge treatment method. Hereinafter, description will be given according to one embodiment shown in FIG.
（１）汚泥濃縮処理を行うステップ
汚泥濃縮処理１とは、下水処理の過程で排出される０．５〜１．０％濃度の汚泥を約４．０％濃度に濃縮する処理である。
約４．０％の濃度に濃縮して脱水前処理及び脱水処理を行うことにより、脱水前処理及び脱水処理の効率を上げ、トータルコストを下げることができる。
この汚泥濃縮処理で使用する機器としては、重力式汚泥濃縮装置あるいは遠心濃縮装置などがある。
(1) Step of performing sludge concentration treatment Sludge concentration treatment 1 is a treatment for concentrating sludge having a concentration of 0.5 to 1.0% discharged in the course of sewage treatment to a concentration of about 4.0%.
By concentrating to a concentration of about 4.0% and performing the dehydration pretreatment and dehydration treatment, the efficiency of the dehydration pretreatment and dehydration treatment can be increased and the total cost can be reduced.
Examples of equipment used in the sludge concentration treatment include a gravity sludge concentrator and a centrifugal concentrator.
（２）脱水前処理を行うステップ
脱水前処理２とは、濃縮汚泥の脱水効率とプリコ−ト剤（炭化汚泥）へのろ滓の貫入深さを浅くするために、汚泥濃縮処理１で濃縮された汚泥に衝撃水圧を発生させて汚泥中の微生物の細胞膜を破壊する処理である。
衝撃水圧を発生させるための手段として、例えば特許文献２に開示されている気体収束爆轟発生装置を用いる。気体収束爆轟発生装置とは、燃料の燃焼により発生した爆轟波を収束させて超高圧の収束爆轟波を発生させ、該収束爆轟波を汚泥に伝播させることによって汚泥に衝撃水圧を加えるものである。
(2) Step of performing dehydration
As a means for generating the impact water pressure, for example, a gas convergence detonation generator disclosed in
（３）脱水処理を行うステップ
脱水処理３とは、上記前処理した濃縮汚泥を出来るだけ含水率を下げて乾燥・炭化処理での熱負荷を減らすための脱水を行う処理である。
この脱水処理には、回転ドラム型真空プリコ−トろ過装置を用いる。回転ドラム型真空プリコ−トろ過装置は、例えば特許文献１に記載されているものである。回転ドラム型真空プリコ−トろ過装置においては、内部にろ滓を入れた回転ドラムの外周にろ布を配し、ろ布にプリコート剤を５０ｍｍ〜１００ｍｍの厚みで付着させ、プリコート剤のろ滓に接する部分がろ滓の水分を吸収することにより脱水させる。この方法では、処理の都度、プリコート剤表面の前回の処理においてろ滓が浸透した部分を切削することにより、脱水性能を保つ。そして、切削によりプリコート剤が薄くなってしまった場合にはプリコート剤を追加する。すなわち、ろ滓のプリコ−ト剤（炭化汚泥）への浸透性（ろ滓のプリコ−ト剤への貫入深さ）が大きいほど、切削量が増え、多量のプリコート剤を使用する必要がある。この結果として、多くの炭化汚泥が必要となってしまう。
以下、脱水前処理において微生物の細胞膜を破壊し微生物の内容物を外部に漏出しやすくすることが脱水処理に与える改善について、定量的に述べる。
特許文献１に記載の方法では約８０％であった処理後の含水率が、約５０％となった。
また、ろ滓の浸透性が小さくなり、必要とされるプリコート剤の量が、特許文献１に記載の方法に対して、約２５％減少した。特許文献１に記載の方法によっても、必要なプリコート剤の７５％以上を粉砕・分級処理によって得ることができていたところ、上記約２５％の減少により、必要なプリコート剤の量よりも多い炭化汚泥を粉砕・分級処理によって得ることが可能となった。すなわち、クローズド化を実現した。
(3) Step of performing dehydration process The dehydration process 3 is a process of dehydrating the pretreated concentrated sludge to reduce the water content as much as possible to reduce the heat load in the drying / carbonization process.
A rotating drum type vacuum precoat filtration device is used for this dehydration treatment. The rotary drum type vacuum precoat filtration device is described in Patent Document 1, for example. In a rotary drum type vacuum precoat filtration device, a filter cloth is arranged on the outer periphery of a rotary drum with a filter cake inside, and a precoat agent is adhered to the filter cloth with a thickness of 50 mm to 100 mm. The part in contact with the water absorbs the water content of the filter cake and dehydrates it. In this method, the dewatering performance is maintained by cutting the portion of the surface of the precoat agent into which the filter cake has penetrated in each treatment. And when a precoat agent becomes thin by cutting, a precoat agent is added. That is, the greater the penetration of the filter cake into the precoat agent (carbonized sludge) (the penetration depth of the filter cake into the precoat agent), the greater the amount of cutting and the greater the amount of precoat agent that must be used. . As a result, a large amount of carbonized sludge is required.
Hereinafter, the improvement given to the dehydration process by destroying the cell membrane of microorganisms and facilitating leakage of the contents of the microorganisms to the outside in the pre-dehydration process will be described quantitatively.
The water content after the treatment, which was about 80% in the method described in Patent Document 1, was about 50%.
Moreover, the permeability of the filter cake was reduced, and the amount of precoat agent required was reduced by about 25% compared to the method described in Patent Document 1. Even by the method described in Patent Document 1, 75% or more of the necessary precoat agent could be obtained by pulverization / classification treatment, and the carbonization more than the amount of the necessary precoat agent due to the reduction of about 25%. It became possible to obtain sludge by grinding and classification. That is, the closed state was realized.
（４）乾燥・炭化処理を行うステップ
乾燥・炭化処理４とは、回転ドラム型真空プリコ−トろ過装置に必要なプリコ−ト剤としての炭化汚泥を作るための処理である。
この乾燥・炭化処理で使用する機器としては、ロ−タリ−キルン方式の乾燥・炭化処理装置などがある。
上記、脱水処理を行うステップにおいて含水率を改善した結果、このステップに必要な燃費は、特許文献１に記載の方法のおよそ４分の１となった。
(4) Step of performing drying / carbonization treatment The drying / carbonization treatment 4 is a treatment for producing carbonized sludge as a precoat agent necessary for a rotary drum type vacuum precoat filtration device.
Examples of equipment used in the drying / carbonization treatment include a rotary kiln type drying / carbonization treatment apparatus.
As a result of improving the water content in the step of performing the dehydration process, the fuel consumption required for this step is about one-fourth that of the method described in Patent Document 1.
（５）粉砕・分級処理を行うステップ
粉砕・分級処理５とは、回転ドラム型真空プリコ−トろ過装置のプリコ−ト剤に適した炭化汚泥に粉砕・分級する処理である。
粒子径が２５μｍ以上、６００μｍ未満の炭化汚泥がプリコ−ト剤に適しており、これを分級し、プリコート剤として脱水処理３に使用する。
(5) Step of performing pulverization / classification process The pulverization / classification process 5 is a process of pulverizing / classifying the carbonized sludge suitable for the precoat agent of the rotary drum type vacuum precoat filtration device.
Carbonized sludge having a particle size of 25 μm or more and less than 600 μm is suitable for the precoat agent, and is classified and used as a precoat agent in the dehydration process 3.
以上の（１）〜（５）のステップの実行後、プリコート剤として使用されない炭化汚泥が生産されるが、この炭化汚泥は金属等を含まない有価物である。 After execution of the above steps (1) to (5), carbonized sludge that is not used as a precoat agent is produced. This carbonized sludge is a valuable material that does not contain metal or the like.
（実施例の拡張）
本発明の実施形態は、上記実施例に限定されるものではない。本発明の本質を保ったままで、上記実施例とは異なる実施が可能である。以下に、かかる例を示す。
有機汚泥の処理は下水に限定されるものではなく、工場廃水にも適用可能である。工場廃水に適用する場合には、汚泥の濃度、微生物の量が下水と異なり得るが、脱水前処理における気体収束爆轟波の強度を調整すること等により、工場廃水にも問題なく適用できる。
粉砕・分級処理において、粒子径が２５μｍ〜６００μｍの炭化汚泥を分級しているが、必要とされるプリコート剤の多寡に応じて分級範囲を変更して良い、例えば、必要とされるプリコート剤が少量である場合には、よりプリコート剤に適した粒子径が５０μｍ〜１５０μｍの炭化汚泥のみを分級するようにすることができる。
(Extended example)
Embodiments of the present invention are not limited to the above examples. While maintaining the essence of the present invention, implementation different from the above embodiments is possible. Such an example is shown below.
The treatment of organic sludge is not limited to sewage, but can also be applied to factory wastewater. When applied to factory wastewater, the concentration of sludge and the amount of microorganisms may differ from those of sewage, but it can be applied to factory wastewater without any problems by adjusting the intensity of the gas detonation wave in the pre-dehydration treatment.
In the pulverization / classification treatment, the carbonized sludge having a particle size of 25 μm to 600 μm is classified, but the classification range may be changed according to the required amount of the precoat agent, for example, the required precoat agent In the case of a small amount, it is possible to classify only the carbonized sludge having a particle size of 50 μm to 150 μm more suitable for the precoat agent.
クローズド化された有機汚泥処理方法であり、処理結果の炭化物を有価物として活用でき、かつ、低燃費化されて低コストで運用できるので、下水処理設備、工場廃水処理設備等より排出される汚泥の処理において広範に活用することが期待できる。 Sludge discharged from sewage treatment facilities, factory wastewater treatment facilities, etc., because it is a closed organic sludge treatment method that can use the treated carbides as valuable materials and can be operated at low cost by reducing fuel consumption. It can be expected to be used extensively in the processing.
１ 汚泥濃縮処理
２ 脱水前処理
３ 脱水処理
４ 乾燥・炭化処理
５ 粉砕・分級処理
1
Claims (3)
真空プリコート式ろ過装置を用い、ろ過装置のプリコート剤に炭化物を使用する脱水処理を行うステップと、
脱水汚泥から前記プリコート剤に使用する前記炭化物を得る乾燥・炭化処理を行うステップ及び粉砕・分級処理を行うステップとを含み、
前記プリコート剤に使用する炭化物の全てが前記脱水処理、前記乾燥・炭化処理及び前記粉砕・分級処理を経て得られたものであることを特徴とする、有機汚泥処理方法。 Applying dehydration pretreatment that applies impact water pressure to organic sludge to destroy the cell membrane of microorganisms;
Using a vacuum precoat filtration device, performing a dehydration process using carbide in the precoat agent of the filtration device; and
Including drying and carbonizing to obtain the carbide to be used for the precoat agent from dehydrated sludge and performing pulverization and classification.
An organic sludge treatment method characterized in that all of the carbide used for the precoat agent is obtained through the dehydration treatment, the drying / carbonization treatment and the pulverization / classification treatment.
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