JP3591077B2 - 汚泥の脱水方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は汚泥の脱水方法に係り、特に、無機凝集剤と有機高分子凝集剤(以下「ポリマー」と称す。)とを用いて汚泥を凝集、脱水処理することにより、高い処理効率にて低含水率の脱水ケーキを得る方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、下水、し尿又は有機性産業廃水などの処理工程で発生する有機性汚泥の処理方法としては、
▲1▼ 汚泥にカチオンポリマーを添加した後、ベルトプレス又は遠心脱水機で脱水する方法
▲2▼ 汚泥にカチオンポリマーを添加して重力脱水し、脱水汚泥に更にカチオン強度が高いカチオンポリマーと無機凝集剤を添加してベルトプレス等で脱水する方法(特公平1−17760号公報)
▲3▼ 汚泥に無機凝集剤を添加した後両性ポリマーを添加して造粒凝集又は造粒濃縮した後、脱水機で脱水する方法(特開平4−59100号公報)
▲4▼ 汚泥に無機凝集剤を添加して遠心脱水機に供給し、両性ポリマーを機内注入して脱水する方法
などがある。
【0003】
なお、遠心脱水機を用いる汚泥の脱水方法としては、汚泥を脱水機に供給し、カチオンポリマーを機内に注入して脱水する方法が最も一般的である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の汚泥の脱水方法のうち、カチオンポリマーを用いる脱水方法では、脱水効率が悪く、処理量(処理可能な汚泥量)及び得られる脱水ケーキ含水率において良好な結果が得られない。
【0005】
また、特公平1−17760号公報記載の方法でも処理効率は十分とは言えず、しかも、2種類のカチオンポリマーを用いるため、ポリマーの溶解、注入のためのラインが複雑になるという欠点がある。
【0006】
特開平4−59100号公報記載の無機凝集剤と両性ポリマーとを併用する方法は、比較的脱水効率に優れた方法ではあるが、造粒汚泥を遠心脱水機で脱水する場合、遠心脱水機内の給泥部及び脱水部で汚泥フロックが破壊され、十分な脱水を行えないという不具合がある。また、両性ポリマーの必要添加量が多いという欠点もある。
【0007】
また、汚泥に無機凝集剤を添加して遠心脱水機に供給し、両性ポリマーを機内注入して脱水する方法では、余剰汚泥等の低濃度で脱水性の悪い汚泥を対象とした場合、固形物処理量が少なく(液量が律速となるため)、その上、十分に含水率の低い脱水ケーキを得ることができない。
【0008】
更に、カチオンポリマーを機内注入して脱水機で脱水する一般的な脱水法でも、汚泥濃度が低い場合には、液量が律速となって固形物処理量が少ない上に、フロック強度が弱いためにケーキ含水率の低減が不十分となるという欠点がある。
【0009】
本発明は上記従来の問題点を解決し、凝集剤使用量の低減、固形物処理量の増大、脱水ケーキ含水率の低減が可能で、低濃度で脱水性の悪い汚泥であっても効率的な処理を行うことができる汚泥の脱水方法を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明の汚泥の脱水方法は、汚泥に無機凝集剤を添加した後、両性有機高分子凝集剤を添加し、得られた凝集汚泥を重力脱水し、次いで、重力脱水汚泥に無機凝集剤を添加した後、遠心脱水機内に両性有機高分子凝集剤を注入しながら該遠心脱水機で遠心脱水することを特徴とする。
【0011】
本発明においては、汚泥に無機凝集剤を添加した後、両性ポリマーを添加して得られた凝集汚泥を重力脱水するため、さほど強いフロック強度は必要とされず、このため、凝集汚泥を遠心脱水する場合に比べて薬注量を大幅に(一般には2/3程度に)低減できる。
【0012】
そして、重力脱水により予め濃縮された重力脱水汚泥に無機凝集剤を添加した後、遠心脱水機に供給して、機内に両性ポリマーを注入して遠心脱水処理するため、機内で形成されるフロック強度が強く、水量負荷が低減されることにより、汚泥処理量が増大し、得られるケーキの含水率も十分に低減することができる。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明を詳細に説明する。
【0014】
図1は本発明の一実施例方法を示す系統図である。
【0015】
本実施例の方法においては、第1反応槽1において、まず被処理汚泥(原泥)に無機凝集剤を添加して撹拌することにより、汚泥の荷電を中和して汚泥を調質すると共に、溶解性リンの固定化を行う。
【0016】
第1反応槽1の調質汚泥は、更に第2反応槽2に送給し、両性ポリマーを添加して撹拌することにより、造粒凝集させる。
【0017】
第2反応槽2の造粒凝集汚泥は重力脱水機3で重力脱水する。
【0018】
重力脱水汚泥は、次いで第3反応槽4において、再度無機凝集剤を添加して強撹拌し、より一層高度に汚泥の荷電中和を行う。
【0019】
第3反応槽4の汚泥は、給泥ポンプ5で遠心脱水機6に供給し、両性ポリマーを機内に注入して脱水処理する。
【0020】
この遠心脱水処理では、給泥される汚泥が既に十分に濃縮されており、フロックの強度が強いため、固形物処理量が多く、ケーキ含水率を十分に低下させることができる。
【0021】
本発明において、第1反応槽1に添加する無機凝集剤としては、塩化第二鉄、硫酸アルミニウム、塩化アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム(PAC)、ポリ硫酸鉄などを挙げることができる。
【0022】
第1反応槽1への無機凝集剤の添加量は使用する化合物の種類にもよるが、汚泥のSSに対して5〜15重量%とするのが好ましい。
【0023】
一方、両性ポリマーとしては、カチオン性構成単位(カチオン基)量(以下「カチオン量」と称す。)を示すpH3でコロイド滴定したコロイド当量値(a値)が1.0〜3.7meq/g、アニオン性構成単位(アニオン基)量(以下、「アニオン量」と称す。)とカチオン性構成単位量の差を示すpH7でコロイド滴定したコロイド当量値(b値)が−1.7〜0.7meq/gであり、かつアニオン量/カチオン量の比を示す(a−b)/aの値が0.8〜1.8の範囲にあるものが好ましい。
【0024】
このような両性ポリマーとしては、例えばアニオン性のモノマー成分及びカチオン性のモノマー成分の共重合体、アニオン性のモノマー成分、カチオン性のモノマー成分及びノニオン性のモノマー成分の共重合体、或いはアニオン性のモノマー成分とノニオン性のモノマー成分の共重合体のマンニッヒ変性物又はホフマン分解物などを挙げることができる。
【0025】
ここで、アニオン性のモノマー成分としては、例えばアクリル酸(AA)、アクリル酸ナトリウム(NaA)、メタクリル酸、メタクリル酸ナトリウムなどを挙げることができる。カチオン性のモノマー成分としては、例えばジメチルアミノエチルアクリレート、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート(DAM)、ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、及びそれらの四級化物などを挙げることができる。四級化物としては、具体的にはジメチルアミノエチルアクリレート四級化物(DAA)などを挙げることができる。また、ジメチルアミノプロピルアクリルアミドの塩酸塩(DAPAAm)を用いても良い。ノニオン性のモノマー成分としては、例えばアクリルアミド(AAm)、メタアクリルアミド、N,N’−ジメチル(メタ)アクリルアミドなどを挙げることができる。また、これらの化合物の共重合体として、具体的にはDAA/AA/AAm共重合体、DAM/AA/AAm共重合体、DAPAAm/AA/AAm共重合体、DAA/AA共重合体、又はNaA/AAm共重合体のマンニッヒ変性物などを挙げることができる。
【0026】
第2反応槽2への上記両性ポリマーの添加量は、汚泥のSSに対して0.4〜1.2重量%とするのが好ましい。
【0027】
また、重力脱水機3としては、傾斜スクリーン(ウェッジワイヤスクリーン)、濾布走行型(ベルトプレス)、ロータリースクリーン型などを採用することができる。
【0028】
この重力脱水機3では、一般に汚泥濃度6〜10%に脱水されるが、後工程の第3反応槽4を好適濃度とすると共に、給泥ポンプ5による安定供給を行うために、給泥ポンプ5の吐出量を所定値としたときに、第3反応槽4の液位が一定となるように、必要に応じて分離水の一部を重力脱水機3の分離水槽3Aから第3反応槽4に溢流させる。このように、分離水を溢流させることにより、第3反応槽4における重力脱水汚泥の濃度は3〜5%に調整するのが好ましい。
【0029】
なお、第3反応槽4に添加する無機凝集剤としては、前述の第1反応槽1に添加する無機凝集剤と同様のものを用いることができ、その添加量は、汚泥のSSに対して3〜7重量%とするのが好ましい。
【0030】
給泥ポンプ5の吐出量は、第3反応槽4内の汚泥濃度が上記好適範囲となるように適宜調整する。具体的には、原泥濃度0.8%で原泥供給量が20m3 /hrのときに、第3反応槽4内の汚泥濃度4%とするためには、給泥ポンプ5の吐出量は4m3 /hr程度とされる。
【0031】
また、遠心脱水機6に注入される両性ポリマーとしては、好ましくは、前述の第2反応槽2に添加される両性ポリマーと同一のものが使用され、その添加量は、汚泥のSSに対して0.2〜0.6重量%程度とするのが好ましい。
【0032】
このような本発明の汚泥の脱水方法によれば、脱水性の悪い汚泥の処理においても、カチオンポリマーのみを用いる従来法に比べて、汚泥処理量は2倍に増大し、また、得られるケーキ含水率は4%以上低減できる。また、無機凝集剤を添加した後、両性ポリマーを添加して重力脱水し、更に無機凝集剤を添加した後両性ポリマーを添加し、これをベルトプレス脱水又は遠心脱水する方法に比べても汚泥処理量を6割以上増加させると共に、得られるケーキ含水率を1〜2%程度低減できる。
【0033】
このような本発明の汚泥の脱水方法は、下水、廃水の処理に伴って発生する余剰汚泥、混合汚泥、消化汚泥などの脱水処理に有効である。
【0034】
【実施例】
以下に、実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。
【0035】
なお、以下の実施例及び比較例においては、原泥として下水オキシデーションディッチ法余剰汚泥(濃度0.6%)の処理を行った。また、無機凝集剤、両性ポリマー、カチオンポリマーとしては、下記のものを用いた。
【0036】
無機凝集剤:PAC
両性ポリマー:pH3におけるコロイド当量(a)値が2.6meq/g、pH7におけるコロイド当量(b)値が0meq/gで(a−b)/aの値が1のDAA/AA/AAm共重合体を用いた。
【0037】
カチオンポリマー:栗田工業(株)製「クリフィックスCP604」
また、重力脱水機としてのベルトプレス型脱水機及び遠心脱水機としては、下記のものを用いた。
【0038】
ベルトプレス型脱水機:栗田工業(株)製「ハイドプレスPA1250」:有効濾布幅1.0m
遠心脱水機:巴工業社製「PM−35000」:公称能力10m3 /hr(60kg/hr)
実施例1
図1に示す本発明の方法により、下記条件で、原泥の脱水処理を行った。
【0039】
処理条件
第1反応槽への無機凝集剤添加量:汚泥SSに対して10重量%
第2反応槽への両性ポリマー添加量:汚泥SSに対して0.8重量%
第3反応槽への無機凝集剤添加量:汚泥SSに対して5重量%
遠心脱水機6への両性ポリマー注入量:汚泥SSに対して0.4重量%
第3反応槽の汚泥濃度:4%
給泥ポンプ5の吐出量:3m3 /hr
このときの凝集剤添加量、汚泥処理量及び得られた脱水ケーキの含水率は表1に示す通りであった。
【0040】
なお、表1に示す凝集剤添加量は、第1反応槽及び第3反応槽に添加した無機凝集剤の合計添加量、及び第2反応槽及び遠心脱水機に添加した両性ポリマーの合計添加量である。
【0041】
比較例1
原泥に、カチオンポリマーを汚泥SSに対して1.1重量%添加した後ベルトプレス型脱水機で処理した。このときの凝集剤添加量、汚泥処理量及び得られた脱水ケーキの含水率は表1に示す通りであった。
【0042】
比較例2
原泥にカチオンポリマーを汚泥SSに対して1.2重量%添加した後、遠心脱水機で処理した。このときの凝集剤添加量、汚泥処理量及び得られた脱水ケーキの含水率は表1に示す通りであった。
【0043】
比較例3
実施例1において第3反応槽の後段に第4反応槽を設けると共に、遠心脱水機に代えてベルトプレス型脱水機を設け、第3反応槽の流出汚泥に、第4反応槽において両性ポリマーを汚泥SSに対して0.4重量%添加した後、ベルトプレス型脱水機で脱水処理したこと以外は同様に処理した。このときの凝集剤添加量、汚泥処理量及び得られた脱水ケーキの含水率は表1に示す通りであった。
【0044】
比較例4
実施例1において、第1反応槽で原泥に無機凝集剤を汚泥SSに対して15重量%添加した後、直接遠心脱水機にて、両性ポリマーを汚泥SSに対して1.2重量%機内注入して脱水処理したこと以外は同様に処理した。このときの凝集剤添加量、汚泥処理量及び得られた脱水ケーキの含水率は表1に示す通りであった。
【0045】
比較例5
比較例3において、第4反応槽の流出汚泥を遠心脱水機で脱水処理したこと以外は同様に処理した。このときの凝集剤添加量、汚泥処理量及び得られた脱水ケーキの含水率は表1に示す通りであった。
【0046】
比較例6
比較例5において、第4反応槽の両性ポリマー添加量を汚泥SSに対して0.8重量%としたこと以外は同様に処理した。このときの凝集剤添加量、汚泥処理量及び得られた脱水ケーキの含水率は表1に示す通りであった。
【0047】
【表1】
【0048】
表1より、本発明によれば、比較的少ない凝集剤使用量にて、汚泥を効率的に処理して、含水率の低い脱水ケーキを得ることができることが明らかである。
【0049】
【発明の効果】
以上詳述した通り、本発明の汚泥の脱水方法によれば、濃度が低く、脱水性の悪い汚泥であっても、比較的少ない凝集剤使用量で、高い汚泥固形分処理量にて効率的な処理を行って、含水率の低い脱水ケーキを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の汚泥の脱水方法の一実施例方法を示す系統図である。
【符号の説明】
1 第1反応槽
2 第2反応槽
3 重力脱水機
4 第3反応槽
5 給泥ポンプ
6 遠心脱水機
Claims (1)
- 汚泥に無機凝集剤を添加した後、両性有機高分子凝集剤を添加し、得られた凝集汚泥を重力脱水し、次いで、重力脱水汚泥に無機凝集剤を添加した後、遠心脱水機内に両性有機高分子凝集剤を注入しながら該遠心脱水機で遠心脱水することを特徴とする汚泥の脱水方法。
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KR20160078415A (ko) | 2014-01-14 | 2016-07-04 | 미츠비시 쥬코 칸쿄 카가쿠 엔지니어링 가부시키가이샤 | 유기성 오니의 탈수 시스템 |
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