JP3622274B2 - 消化汚泥の脱水方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、消化汚泥を脱水機で脱水処理する方法に関する。詳しくは脱水機の濾過速度を向上させると共に、得られる脱水ケーキの含水率を低下させることができる消化汚泥の脱水方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
消化汚泥を脱水する従来法として、消化汚泥に塩化第二鉄と消石灰を添加して真空脱水する方法がある。しかし、この方法には、添加する薬剤の量が多く、得られる脱水ケーキの固形物量が増えると共に、ケーキ含水率の低減が不十分であるなどの欠点があった。
【０００３】
消化汚泥を脱水する別の従来法として、消化汚泥をカチオンポリマーで凝集処理した後ベルトプレスで脱水する方法がある。しかしながら、消化汚泥は混合生汚泥に比べて脱水性が悪いことから、この方法ではベルトプレスで十分な濾過速度が得られず、また、得られる脱水ケーキの含水率も高い（通常の場合、濾過速度は６０〜８０ｋｇ／ｍ・ｈｒ程度であり、脱水ケーキの含水率は８３〜８５％程度となる。）。
【０００４】
なお、混合生汚泥や余剰汚泥を対象にした脱水方法として、汚泥に無機凝集剤及び両性ポリマーを添加して造粒濃縮し、ベルトプレスで脱水する方法がある。しかしながら、消化汚泥は、混合生汚泥や余剰汚泥に比べてｐＨ及びＭアルカリ濃度が高いことから、この方法を消化汚泥に適用した場合には、無機凝集剤が汚泥中の液によっても消費されてしまい、無機凝集剤の必要添加率が著しく高くなる。また、添加時に激しく発泡してしまい、実機に採用することはきわめて困難である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記の通り、従来の消化汚泥の脱水方法にあっては、脱水速度が小さい、ケーキ含水率が高い、薬剤コストが嵩む等の問題があった。
【０００６】
本発明は、上記従来の問題点を解決し、ベルトプレス等の脱水機の濾過速度を大幅に向上させることができると共に、脱水ケーキの量及びその含水率を低下でき、しかも薬剤添加量も減少させることができる消化汚泥の脱水方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の消化汚泥の脱水方法は、消化汚泥にカチオンポリマーを添加して凝集処理する工程と、凝集した汚泥を重力脱水する工程と、重力脱水した汚泥に無機凝集剤を添加して調質する工程と、調質した汚泥に両性ポリマーを添加して脱水機で脱水する工程とを有するものである。
【０００８】
消化汚泥をカチオンポリマーで凝集して重力脱水した後、無機凝集剤で調質し、更に、両性ポリマーで強固なフロックを形成することにより、脱水機での濾過速度を増大させることができると共に、脱水ケーキの含水率を低下させることができる。
【０００９】
本発明では、消化汚泥をカチオンポリマーで凝集させた後、重力脱水し、この脱水汚泥に対し無機凝集剤を添加するようにしているが、このように消化汚泥を凝集及び重力脱水により濃縮してから無機凝集剤を添加するため、消化汚泥に対し直接的に無機凝集剤を添加する場合に比べ、無機凝集剤の必要添加量を著しく（例えば１／３以下に）低減できる。また、無機凝集剤添加時の発泡も防止される。
【００１０】
【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。
【００１１】
図１は本発明の消化汚泥の脱水方法の一実施例を示す系統図である。本実施例では脱水機としてベルトプレスを用いている。
【００１２】
１次反応槽１に消化汚泥（原泥）及びカチオンポリマーをそれぞれ導入して消化汚泥をカチオンポリマーで凝集させてフロックを形成させる。
【００１３】
この凝集工程は、従来法（カチオンポリマーによる凝集後ベルトプレス脱水）による凝集工程と同様である。カチオンポリマーとしては、高カチオンポリマーに分類されるものが好適であり、その添加率は１〜２重量％／ＴＳ程度が好適である。
【００１４】
１次反応槽１の凝集処理汚泥を重力脱水機２に送り、重力脱水して濃縮する。この重力脱水機としては、ロータリースクリーン、傾斜スクリーン、濾布走行式脱水機等を用いることができる。この重力脱水機２により、汚泥濃度が原泥の３〜５倍程度となるように濃縮するのが好ましい。なお、この重力脱水工程の後半部において、濃縮された汚泥に散水して汚泥を洗浄しても良い。
【００１５】
この重力脱水機２では、汚泥から分離された液を系外へ排出し、脱水汚泥を２次反応槽３に送る。
【００１６】
２次反応槽３では、重力脱水汚泥に対し無機凝集剤を添加し、汚泥を調質する。
【００１７】
即ち、１次反応槽１でのカチオンポリマーの添加によって、汚泥粒子のマイナス荷電は一部中和されているが、この中和は不十分であり、形成されるフロックの強度は弱い。２次反応槽３における無機凝集剤の添加によって、汚泥粒子の荷電は十分に中和され、微細であるが強固なフロックが形成される。なお、未濃縮の状態で無機凝集剤を添加すると、汚泥中の液体に、添加した無機凝集剤の大部分が消費され、添加率が高くなり、また、炭酸ガスが発生して激しく発泡するが、濃縮（重力脱水）した汚泥に添加することによって、この問題は解消される。
【００１８】
添加する無機凝集剤としては、塩化第二鉄（ＦｅＣｌ_３）、ポリ硫酸第二鉄、ポリ塩化アルミニウム等が好適であり、その添加率は、１０〜４０重量％／ＴＳ程度とするのが好ましい。
【００１９】
２次反応槽３の調質汚泥を３次反応槽４に導入し、両性ポリマーを添加し、粒径の大きい強固なフロックを形成する。この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。
【００２０】
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メチルクロライド四級化物（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、ＤＡＡ／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等が好適であり、その添加率は０．１〜０．４重量％／ＴＳ程度とするのが好ましい。
【００２１】
３次反応槽４の汚泥はをベルトプレス５に送給し、脱水して脱水ケーキとする。
【００２２】
このベルトプレスに導入された汚泥中のフロックは、従来のカチオンポリマーによるフロックに比べて径が大きく強固であり、しかも、汚泥が濃縮されているため、脱水性が良い。ベルトプレスの場合、濾過速度は従来の２倍以上となり、また、得られる脱水ケーキの含水率は、従来より５％以上低減される。
【００２３】
図２は、脱水機として遠心脱水機を用いる実施例方法を示し、図１に示す方法と同様に、１次反応槽１にて消化汚泥にカチオンポリマーを添加して凝集処理し、この凝集汚泥を重力脱水機２で重力脱水し、２次反応槽３にて重力脱水汚泥に無機凝集剤を添加して調質する。
【００２４】
本実施例の方法では、この２次反応槽３の調質汚泥を、両性ポリマーと共に遠心脱水機６に導入して脱水する。即ち、遠心脱水機を用いる場合には、両性ポリマー添加のための反応槽を別途設ける必要はなく、遠心脱水機に調質汚泥と共に両性ポリマーを添加する。これにより、反応槽の数を削減できる。
【００２５】
図２の方法において用いる薬剤の種類や添加量は、前述の図１に示す方法の場合と同様である。
【００２６】
【実施例】
以下に具体的な実施例及び比較例を挙げて、本発明をより詳細に説明する。
【００２７】
実施例１
濃度（ＴＳ）１．８重量％の下水消化汚泥を図１に示す方法に従って脱水処理した。
【００２８】
なお、各工程での添加薬剤の種類及びその添加量は表１に示す通りとした。
【００２９】
重力脱水汚泥の濃度、ベルトプレスの濾過速度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。
【００３０】
比較例１
消化汚泥にカチオンポリマーを添加して凝集処理した後、ベルトプレスで脱水する従来法により、実施例１で処理したものと同様の消化汚泥の脱水を行った。
【００３１】
ベルトプレスの濾過速度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。
【００３２】
【表１】

【００３３】
表１より次のことが明らかである。即ち、実施例１の本発明の方法による結果と比較例１の従来法とを比較すると、本発明方法では無機凝集剤と両性ポリマーの薬剤費が高くなるが、ベルトプレスの濾過速度が約２．５になり、安定かつ効率的な運転ができると共に、脱水ケーキの含水率が低下してケーキ量が減少したため、ケーキ処分費を低減できる。
【００３４】
なお、図２の方法によって上記実施例及び比較例と同様にして消化汚泥の脱水処理を行なったところ、同様に濾過速度が増大し、脱水ケーキ含水率が低下することが認められた。
【００３５】
【発明の効果】
以上詳述した通り、本発明の消化汚泥の脱水方法によれば、
▲１▼ 脱水機の濾過速度を大幅に向上させることができる。このため脱水機の必要台数或いは運転時間を低減して効率的な処理を行える；
▲２▼ 得られる脱水ケーキの含水率を大幅に低減できるため、ケーキ量、ケーキ処分費の低減が図れる；
▲３▼ 無機凝集剤の添加時の発泡がなく、脱水機の運転を安定化させることができる；
等の優れた効果が奏される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の消化汚泥の脱水方法の一実施例方法を示す系統図である。
【図２】本発明の消化汚泥の脱水方法の他の実施例方法を示す系統図である。
【符号の説明】
１ １次反応槽
２ 重力脱水機
３ ２次反応槽
４ ３次反応槽
５ ベルトプレス
６ 遠心脱水機

Claims (2)

1. 消化汚泥にカチオンポリマーを添加して凝集処理する工程と、
   凝集した汚泥を重力脱水する工程と、
   重力脱水した汚泥に無機凝集剤を添加して調質する工程と、
   調質した汚泥に両性ポリマーを添加して脱水機で脱水する工程と
   を有する消化汚泥の脱水方法。
2. 請求項１において、カチオンポリマーの添加率が１〜２重量％／ＴＳであり、無機凝集剤の添加率が１０〜４０重量％／ＴＳであり、両性ポリマーの添加率が０．１〜０．４重量％／ＴＳである消化汚泥の脱水方法。

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