JP2012166117A

JP2012166117A - 汚泥脱水方法

Info

Publication number: JP2012166117A
Application number: JP2011026943A
Authority: JP
Inventors: Masahide Shibata; 雅秀柴田
Original assignee: Kurita Water Industries Ltd
Current assignee: Kurita Water Industries Ltd
Priority date: 2011-02-10
Filing date: 2011-02-10
Publication date: 2012-09-06
Anticipated expiration: 2031-02-10
Also published as: CN102633424B; JP5828208B2; CN102633424A

Abstract

【課題】少量の消石灰の添加で、脱水汚泥ケーキの量を増大させることなく、脱水性を改善することができる汚泥脱水方法を提供する。
【解決手段】有機性廃水の活性汚泥処理において発生する余剰汚泥と、リン酸カルシウムを含む汚泥との混合汚泥を脱水機で脱水する汚泥脱水方法において、該混合汚泥に消石灰を１００〜２０００ｍｇ／L添加して脱水することを特徴とする汚泥脱水方法。該有機性廃水は液晶ディスプレイ製造工場での現像廃液、レジスト剥離廃水及び有機酸エッチング廃水などであり、リン酸カルシウム含有汚泥は、該液晶ディスプレイ製造工場でのリン酸エッチング廃水を消石灰によりリン酸不溶化処理する工程で発生するリン酸カルシウム含有汚泥などである。
【選択図】図１

Description

本発明は、汚泥脱水方法に係り、特に有機性廃水の活性汚泥処理において発生する余剰汚泥と、リン酸カルシウムを含む汚泥との混合汚泥を脱水する方法に関する。

下水等の有機性廃水を活性汚泥処理した場合に発生する余剰汚泥は、脱水性が悪いために、凝集剤で凝集処理した後、脱水機で脱水することが多い。例えば、特許文献１では、汚泥に塩化第二鉄と消石灰を添加し、フィルタプレスで脱水することが記載されている。特許文献１での添加率は、汚泥濃度１．５８％の余剰汚泥に対し塩化第二鉄１０％（重量％。以下、同様）、消石灰１０％（実施例２）、汚泥濃度２．５４％の余剰汚泥に対し塩化第二鉄１２％、消石灰４５％（実施例３）である。

特開平６−９９２００

上記のように、従来、有機性廃水の活性汚泥処理において発生する汚泥を脱水機で脱水する際に添加する消石灰量は１０〜４５％と多い。このため、脱水汚泥ケーキの量が増大し、ケーキ処分費が嵩む問題があった。本発明は、少量の消石灰の添加で、脱水汚泥ケーキの量を増大させることなく、汚泥の脱水性を改善することができる汚泥脱水方法を提供することを目的とする。

請求項１の汚泥脱水方法は、有機性廃水の活性汚泥処理において発生する余剰汚泥と、リン酸カルシウムを含むリン酸カルシウム含有汚泥との混合汚泥を脱水機で脱水する汚泥脱水方法において、該混合汚泥に消石灰を１００〜２０００ｍｇ／L添加して脱水することを特徴とするものである。

請求項２の汚泥脱水方法は、請求項１において、消石灰を２００〜５００ｍｇ／Ｌ添加することを特徴とするものである。

請求項３の汚泥脱水方法は、請求項１又は２において、有機性廃水は液晶ディスプレイ製造工場での現像廃液、レジスト剥離廃水及び有機酸エッチング廃水の少なくとも１種であり、リン酸カルシウム含有汚泥は、該液晶ディスプレイ製造工場でのリン酸エッチング廃水を消石灰によりリン酸不溶化処理する工程で発生するリン酸カルシウム含有汚泥であることを特徴とするものである。

請求項４の汚泥脱水方法は、請求項３において、前記余剰汚泥と、前記リン酸カルシウム含有汚泥と、リン酸エッチング廃液を消石灰によりリン酸の不溶化処理を行った際の処理水、有機性廃水の活性汚泥処理水および、前記の混合汚泥の脱水濾液を、アルミ系凝集剤で凝集処理する工程からの凝集汚泥との混合汚泥に対し前記消石灰を添加して脱水することを特徴とするものである。

有機性廃水の活性汚泥処理において発生する余剰汚泥は、脱水性が悪いが、リン酸カルシウムを含む汚泥は脱水性が良い。従って、余剰汚泥と、リン酸カルシウムを含む汚泥とを混合することにより、汚泥の脱水性が向上する。本発明では、この余剰汚泥とリン酸カルシウム含有汚泥との混合汚泥に対し、消石灰を１００〜２０００ｍｇ／Ｌ添加する。このようにリン酸カルシウムによって脱水性がある程度向上している混合汚泥に対し消石灰を少量添加すると、混合汚泥の脱水性が顕著に向上することが見出された。本発明は、かかる知見に基くものである。

実施例及び比較例の結果を示すグラフである。実施例及び比較例の結果を示すグラフである。実施例及び比較例の結果を示すグラフである。

以下、本発明についてさらに詳細に説明する。

本発明では、有機性廃水の活性汚泥処理で発生する余剰汚泥と、リン酸カルシウムを含む汚泥との混合汚泥に対し、消石灰を１００〜２０００ｍｇ／Ｌ添加して（即ち、混合汚泥に対して消石灰を、添加後の汚泥中における消石灰濃度が１００〜２０００ｍｇ／Ｌとなるように添加して）脱水する。従って、本発明は、有機性廃水の活性汚泥処理と、リン酸カルシウム含有汚泥とが発生する廃水処理プロセスに適用するのに好適である。このような廃水処理プロセスとしては、液晶ディスプレイ等の電子部品製造工程廃水の処理プロセスが挙げられる。

液晶ディスプレイ製造工場では、現像廃液、レジスト剥離廃液、有機酸エッチング廃液などの有機性廃液は、活性汚泥処理がなされており、余剰汚泥が発生する。また、リン酸エッチング廃液は、消石灰によりリン酸の不溶化処理がなされており、リン酸カルシウムを含む汚泥が発生する。

余剰汚泥とリン酸カルシウム含有汚泥との混合割合は、混合汚泥固形分１００重量部に対しリン酸カルシウム含有汚泥を固形分として７０〜９５重量部、特に８０〜９２重量部、とりわけ８５〜９０重量部程度が好適である。なお、通常の液晶ディスプレイ製造工場廃水の活性汚泥処理で発生する余剰汚泥の濃度は０．６〜１．５重量％程度であり、リン酸エッチング廃水の消石灰による不溶化処理工程で発生するリン酸カルシウム含有汚泥の濃度は２０〜３０重量％程度である。両者の容量混合割合は、リン酸カルシウム汚泥が、通常１０〜４０容量％程度であり、混合汚泥の濃度は通常３〜１２重量％、特に５〜１０重量％程度である。

本発明を液晶ディスプレイ製造工場廃水の処理に適用する場合、有機性の活性汚泥処理の余剰汚泥とリン酸カルシウム含有汚泥との２者を混合してもよいが、さらにＰＡＣ（ポリ塩化アルミニウム）、硫酸バンドなどのアルミ系凝集剤による凝集汚泥も加えた３者の混合汚泥に消石灰を添加して脱水処理してもよい。このアルミ系凝集剤による凝集汚泥は、リン酸エッチング廃液を消石灰によりリン酸の不溶化処理を行った際の処理水、有機性廃水の活性汚泥処理水および、前記の混合汚泥の脱水濾液を、アルミ系凝集剤で凝集処理した際に発生する汚泥のことである。

かかる２者又は３者もしくはさらに他の汚泥を加えた混合汚泥に対し、消石灰を１００〜２０００ｍｇ／Ｌ添加する。この添加量は、混合汚泥の汚泥固形分量に対して約０．３〜２．６重量％程度であり、従来の一般的な消石灰添加量の１／１０以下である。なお、消石灰の好ましい添加量は１００〜１０００ｍｇ／Ｌ、特に２００〜６００ｍｇ／Ｌ、とりわけ２００〜５００ｍｇ／Ｌである。また、消石灰添加後のｐＨが１０〜１１となるような消石灰添加量とするのが好ましい。

消石灰は、粉末で添加されてもよく、スラリーとして添加されてもよい。消石灰の添加場所は、混合汚泥の貯槽であってもよく、汚泥を貯槽から脱水機まで送る配管の途中であってもよい。

脱水機としては、フィルタープレス、ベルトプレス、遠心脱水機、電気浸透脱水、スクリュープレス、多重円板濾過などのいずれでもよい。

消石灰の添加量は、消石灰添加後の混合汚泥の脱水性（例えば、脱水処理後のケーキ含水率や、汚泥の剥離性）に基づいて上記範囲内で調整されてもよい。

本発明によると、上記のように少量の消石灰の添加で汚泥の脱水性が顕著に向上するので、脱水汚泥ケーキ量の増加も極めて少ない。消石灰添加量が少なくても脱水性が向上する理由については、必ずしも十分に明らかではないが、混合汚泥中のリン酸カルシウムと消石灰とが何らかの形態で反応することに起因するのではないかと推察される。

本発明は、前述の通り、液晶ディスプレイ製造工場廃水の処理に適用するのに好適である。

液晶製造工場では、リン酸カルシウム含有汚泥、アルミ系凝集剤による凝集汚泥及び有機性余剰汚泥を混合した混合汚泥をフィルタープレスで脱水しているが、その混合比率はその日の製造状態により毎日変化する。この有機系汚泥の比率が多くなった場合には汚泥脱水性が悪化することが多く、例えば、汚泥が濾布から剥離しにくくなったり含水率が高くなり、ひどい時には汚泥ケーキが得られず汚泥が液状のまま排出されることがあった。

一般に、複数の処理系統の汚泥を1か所の貯留槽に貯留し混合汚泥としてフィルタープレス脱水する場合に、各処理系統の汚泥貯留量はその時の運転条件で変化し、その影響で汚泥性状も日によって変化する。脱水機による脱水性状もこの汚泥性状変化の影響を受け、ケーキ含水率の大幅な増加や濾布からの剥離性の悪化が生じる。

脱水性状が悪化した場合には、基本的には各処理系統からの排出汚泥量の調整などにより対応するが、処理系統での調整が困難な場合もある。

本発明によれば、有機性の活性汚泥処理の余剰汚泥とリン酸カルシウム含有汚泥との混合汚泥の脱水性が著しく向上し、各汚泥の性状変化があっても脱水ケーキの含水率を十分に低下させることができる。

ただし、本発明は、液晶ディスプレイ製造工場廃水以外の廃水処理から発生する汚泥の脱水処理にも適用することができる。

以下、実施例及び比較例について説明する。

［実施例１〜３、比較例１］
液晶ディスプレイ製造工場の現像廃水、レジスト剥離廃水及び有機酸エッチング廃水の混合廃水の活性汚泥処理の余剰汚泥と、この液晶ディスプレイ製造工場のリン酸エッチング廃水の消石灰によるリン酸不溶化処理工程からのリン酸カルシウム含有汚泥と、アルミ系凝集剤による凝集処理汚泥とを混合した混合汚泥に粉末状消石灰を添加したときの脱水性改善効果について、小型脱水機を用いて判定した。このアルミ系凝集剤による凝集処理汚泥（以下、アルミ系凝集汚泥ということがある。）は、リン酸エッチング廃液を消石灰によりリン酸の不溶化処理を行った際の処理水、有機性廃水の活性汚泥処理水および、前記の混合汚泥の脱水濾液を、ＰＡＣ（ポリ塩化アルミニウム）で凝集処理した際に発生する汚泥のことである。

なお、上記余剰汚泥は、ＳＳ濃度０．９重量％、ＶＳＳ／ＳＳ約０．９０である。リン酸カルシウム含有汚泥は、ＳＳ濃度２２重量％、ＶＳＳ／ＳＳ約０．０５、Ｐ_２Ｏ_５／ＳＳ約０．３８、ＣａＯ／ＳＳ約０．５２である。アルミ系凝集剤による凝集汚泥は、ＳＳ濃度３重量％、ＶＳＳ／ＳＳ約０．３５であり、Ａｌ／ＳＳは約０．１である。

小型脱水機の仕様及び運転条件は次の通りである。

濾過面積：１００ｃｍ^２（片面式）
濾過厚み：１５ｍｍ
濾室容積：１５０ｃｍ^３
使用濾布：ナイロン系濾布、モノフィラメント織り
濾過圧力：０．４ＭＰａ
濾過時間：４０分
圧搾圧力：０．３ＭＰａ
圧搾時間：４０分

余剰汚泥と、リン酸カルシウム含有汚泥（以下、リン酸カルシウム汚泥と記載することがある。）と、アルミ系凝集汚泥とを表１の割合で混合し、消石灰添加量を０ｍｇ／Ｌ、２５０ｍｇ／Ｌ、５００ｍｇ／Ｌ、１０００ｍｇ／Ｌ又は２０００ｍｇ／Ｌとし、上記小型脱水機で脱水したときの脱水ケーキの含水率及び平均濾過速度を測定した。

結果を図１，２に示す。なお、図１のデータのうち消石灰添加率（０ｍｇ／Ｌ、２５０ｍｇ／Ｌ又は５００ｍｇ／Ｌ）をパラメータとしてプロットしたグラフを図３に示す。また、消石灰添加後の混合汚泥のｐＨを表２に示す。

図１，２に示す通り、消石灰を１００〜２０００ｍｇ／Ｌ、特に２００〜１０００ｍｇ／Ｌ、とりわけ２００〜５００ｍｇ／Ｌ程度添加することにより、脱水ケーキの含水率が十分に低くなり、濾過速度も高くなる。また、図３の通り、リン酸カルシウム汚泥の比率が多くなるほど、脱水ケーキの含水率が低くなる。

＜消石灰をＮａＯＨに代替した場合の混合汚泥の脱水性テスト＞
上記余剰汚泥３０重量％、リン酸カルシウム汚泥３４重量％及びアルミ系凝集汚泥３６重量％を混合した混合汚泥に消石灰又はＮａＯＨを添加し、ｐＨを種々変えたときのアルカリ添加後の汚泥の脱水性及び濁度を測定した。ＮａＯＨとしては５ｗｔ％水溶液を用いた。脱水性の指標値としてはＣＳＴ値を用いた。濁度は光路長２０ｍｍのセルを用い、波長６６０ｎｍにて測定した。

ＣＳＴ値は、濾紙の両面を挟む一対の電極接点が濾紙の上下方向に複数対配置された計器（ＣＳＴ計）で測定された値（ＣａｐｉｌｌａｒｙＳｕｃｔｉｏｎＴｉｍｅ：秒）である。このＣＳＴ値は次のようにして計測される。上記ＣＳＴ計の濾紙の先端を原汚泥や脱水濾液のような試料溶液に浸漬する。そのとき、毛管現象によって試料溶液は吸いあげられるが、電極接点の位置まで上昇すると両極間が通電状態になる。したがって、複数対の電極接点間を試料溶液が通過する時間を測定することにより、試料溶液の移動速度を検知することができ、その時間の大小で試料溶液の性状を把握することができる。この通過時間がＣＳＴ値であり、汚泥の脱水性の指標となる。このテストの結果を表３に示す。

表３の通り、消石灰の代替としてＮａＯＨを添加すると、ＣＳＴ値はＮａＯＨ添加量の増加に伴って増大してしまい、脱水性が低下する。

Claims

有機性廃水の活性汚泥処理において発生する余剰汚泥と、リン酸カルシウムを含むリン酸カルシウム含有汚泥との混合汚泥を脱水機で脱水する汚泥脱水方法において、
該混合汚泥に消石灰を１００〜２０００ｍｇ／L添加して脱水することを特徴とする汚泥脱水方法。
請求項１において、消石灰を２００〜５００ｍｇ／Ｌ添加することを特徴とする汚泥脱水方法。
請求項１又は２において、有機性廃水は液晶ディスプレイ製造工場での現像廃液、レジスト剥離廃水及び有機酸エッチング廃水の少なくとも１種であり、
リン酸カルシウム含有汚泥は、該液晶ディスプレイ製造工場でのリン酸エッチング廃水を消石灰によりリン酸不溶化処理する工程で発生するリン酸カルシウム含有汚泥であることを特徴とする汚泥脱水方法。
請求項３において、前記余剰汚泥と、前記リン酸カルシウム含有汚泥と、リン酸エッチング廃液を消石灰によりリン酸の不溶化処理を行った際の処理水、有機性廃水の活性汚泥処理水および、前記の混合汚泥の脱水濾液を、アルミ系凝集剤で凝集処理する工程からの凝集汚泥との混合汚泥に対し前記消石灰を添加して脱水することを特徴とする汚泥脱水方法。