JP5999877B2 - 汚泥処理システム - Google Patents
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(1)脱水機に投入する濃縮汚泥濃度は4%程度で、濃度計で監視しているが、精度良く測定することが難しいため、安定した脱水性状を得ることができず、脱水工程での高分子凝集剤の添加が過剰気味になる。
(2)濃縮工程による濃縮汚泥濃度を3〜4%程度としたのでは、脱水工程での濃縮汚泥のフロックが小さくなるため、脱水工程で多くの高分子凝集剤が必要になる。また、汚泥性状が安定しないため、脱水工程の前に、濃度調整用の設備(貯留槽や濃度計、濃度調整用ミキサーなど)を設ける必要がある。
(3)機械濃縮機の場合、機械整備・点検中に運転を停止する必要があるため、停止中の汚泥処理のために貯留槽の滞留時間を多くしたり、予め余裕をもたせた濃縮機を選定したり、あるいは予備機を設けたりする必要があるため、過大な設備を設けなければならない。
汚泥の処理流れの上流側から下流側に向けて順に配される濃縮機および脱水機と、前記濃縮機に供給される汚泥と前記脱水機に供給される汚泥の両方に高分子凝集剤を添加する凝集剤添加手段とを備え、前記濃縮機で汚泥を濃縮する濃縮工程を実施するとともに、前記脱水機で汚泥を脱水する脱水工程を実施するように構成される汚泥処理システムにおいて、
前記濃縮工程および脱水工程のそれぞれの工程で前記凝集剤添加手段によって添加される高分子凝集剤の添加率を制御する制御手段を備え、
前記制御手段は、前記濃縮機からのろ液の流量および濁度に基づいて、前記濃縮機からの汚泥の濃度が5〜6%で一定となるように前記濃縮工程での高分子凝集剤添加率を前記濃縮機への投入全固形物量に対して0.5%以上に制御するとともに、前記脱水機からの汚泥の濃度が23〜25%で一定となるように前記脱水工程での高分子凝集剤添加率を前記脱水機への投入全固形物量に対して0.4%以下に制御することを特徴とするものである(第1発明)。
汚泥の処理流れの上流側から下流側に向けて順に配される濃縮機および脱水機と、前記濃縮機に供給される汚泥と前記脱水機に供給される汚泥の両方に高分子凝集剤を添加する凝集剤添加手段とを備え、前記濃縮機で汚泥を濃縮する濃縮工程を実施するとともに、前記脱水機で汚泥を脱水する脱水工程を実施するように構成される汚泥処理システムにおいて、
前記濃縮工程および脱水工程のそれぞれの工程で前記凝集剤添加手段によって添加される高分子凝集剤の添加率を制御する制御手段を備え、
前記制御手段は、前記濃縮機からの汚泥の濃度が5〜6%で一定となるように前記濃縮工程での高分子凝集剤添加率を前記濃縮機への投入全固形物量に対して0.5%以上に制御するとともに、前記脱水機からの脱離液の流量および濁度に基づいて、前記脱水機からの汚泥の濃度が23〜25%で一定となるように前記脱水工程での高分子凝集剤添加率を前記脱水機への投入全固形物量に対して0.4%以下に制御することを特徴とするものである(第2発明)。
また、濃縮工程での高分子凝集剤添加率が脱水工程での高分子凝集剤添加率よりも多い添加率となるように制御される。こうして、濃縮工程で得られる濃縮汚泥濃度を上げて汚泥フロックを大きくすると、水が抜けやすい状態となるため、濃縮機の処理能力を従来よりも例えば3〜5倍に引き上げることができる。したがって、濃縮工程で使用される濃縮機として、従来のものよりも小型のものを採用することができ、消費電力(CO2)を低減することができる。
また、濃縮工程および脱水工程のそれぞれの工程において汚泥濃度が一定に制御されるので、濃縮工程と脱水工程との間に貯留槽が不要で設備のコンパクト化を図ることができ、必要な電力の削減を図ることができる。
図1に示される汚泥処理システム1は、下水処理場から発生する汚泥を、濃縮工程で濃縮した後、脱水工程を経て含水率を下げ、処分もしくは有効利用するためのものである。
この汚泥処理システム1は、主として、濃縮機2および脱水機3と、第1凝集剤注入ポンプ4と、第2凝集剤注入ポンプ5と、制御装置6とを備えている。
濃縮機2は、回転ドラム型濃縮機であって、遠心濃縮機に比べて回転速度が遅くて済むため、消費電力が少なく、騒音・振動も少なく、しかも設置スペースも小さくて済むという利点がある。
この濃縮機2は、ケーシング10の内部にドラムスクリーン11が回転可能に配置されて構成されている。
ドラムスクリーン11は、略円筒形状を呈しており、その外周部にはウェッジワイヤが互いに所定の間隙を存して多数配列されている。互いに隣接するウェッジワイヤ間に設けられる間隙(スクリーン目幅)は、汚泥の固液分離の際における排液部として機能する。本実施形態では、そのスクリーン目幅が0.1〜1.0mmに設定されており、従来の濃縮機のスクリーン目幅よりも大きくされている。なお、スクリーン目幅が0.1mmよりも小さいと、汚泥中の水分などの液体部分の分離効率が低くなる。また、スクリーン目幅が1.0mmよりも大きいと、汚泥の固体部分の捕捉効率が低くなる。
この濃縮機2においては、ドラムスクリーン11の長手方向の一端側に設けられた汚泥投入口12から汚泥が投入されるようになっている。投入された汚泥中の液体部分(ろ液)は、ドラムスクリーン11の下方に設けられるろ液排出口13から排出される。一方、汚泥中の固体部分(フロック)は、ドラムスクリーン11の下流側に設けられる汚泥排出口14から排出され、脱水機3へと送られる。こうして、固液分離が行われ、汚泥が濃縮される。
濃縮機2の汚泥投入口12に投入される汚泥に関し、その流量は流量計31によって計測され、その濃度は濃度計41によって計測される。
濃縮機2のろ液排出口13から排出されるろ液に関し、その流量は流量計32によって計測され、その濁度は濁度計42によって計測される。
濃縮機2の汚泥排出口14から排出される濃縮汚泥に関し、その流量は流量計33によって計測される。
脱水機3の脱離液排出口27から排出される脱離液に関し、その流量は流量計34によって計測され、その濁度は濁度計43によって計測される。
脱水機3の汚泥排出口28から排出される脱水汚泥に関し、その流量は流量計35によって計測される。
第1凝集剤注入ポンプ4は、濃縮機2に供給される汚泥に高分子凝集剤を添加するためのものであって、ポンプ駆動信号に応じて高分子凝集剤を濃縮機2に注入する。この第1凝集剤注入ポンプ4によって濃縮機2に注入される高分子凝集剤の流量は、流量計36によって計測される。
第2凝集剤注入ポンプ5は、脱水機3に供給される汚泥に高分子凝集剤を添加するためのものであって、ポンプ駆動信号に応じて高分子凝集剤を脱水機3に注入する。この第2凝集剤注入ポンプ5によって脱水機3に注入される高分子凝集剤の流量は、流量計37によって計測される。
制御装置6は、汚泥濃度演算部6a、凝集剤添加率設定部6bおよびポンプ駆動制御部6cを有し、マイクロコンピュータを主体に構成されている。
汚泥濃度演算部6aは、濃縮機2の回りの計装装置からSS収支により次のようにして濃縮機2からの濃縮汚泥濃度を演算する。
すなわち、濃縮機2への投入TS(全固形物)量からろ液のSS量を差し引いた量を、濃縮汚泥量で割ることで濃縮汚泥濃度を求める。
ここで、投入TS量は、流量計31および濃度計41のそれぞれの計測信号に基づいて、投入汚泥量×TS濃度から求められる。また、ろ液のSS量は、流量計32および濁度計42のそれぞれの計測信号に基づいて、ろ液量×濁度から求められる。また、濃縮汚泥量は、流量計33の計測信号から求められる。
また、汚泥濃度演算部6aは、脱水機3の回りの計装装置からSS収支により次のようにして脱水機3からの脱水汚泥濃度を演算する。
すなわち、脱水機3への投入TS(全固形物)量から脱離液のSS量を差し引いた量を、脱水汚泥量で割ることで脱水汚泥濃度を求める。
ここで、投入TS量は、流量計33の計測信号と先に求められた濃縮汚泥濃度の値とに基づいて、濃縮機2からの汚泥量×TS濃度から求められる。また、脱離液のSS量は、流量計34および濁度計43のそれぞれの計測信号に基づいて、ろ液量×濁度から求められる。また、脱水汚泥量は、流量計35の計測信号から求められる。
凝集剤添加率設定部6bは、汚泥濃度演算部6aによって求められた濃縮汚泥濃度が目標濃度C1%となるように、高分子凝集剤添加率の目標値としての高分子凝集剤添加率a%−TSを設定する。
同様に、凝集剤添加率設定部6bは、汚泥濃度演算部6aによって求められた脱水汚泥濃度が目標濃度C2%となるように、高分子凝集剤添加率の目標値としての高分子凝集剤添加率b%−TSを設定する。
ポンプ駆動制御部6cは、第1凝集剤注入ポンプ4による高分子凝集剤の注入にて高分子凝集剤添加率がa%−TSとなる目標ポンプ吐出流量を演算し、流量計36の計測信号をフィードバック信号として、ポンプ吐出流量がその目標ポンプ吐出流量に達するようなポンプ駆動信号を第1凝集剤注入ポンプ4に向けて出力する。
同様に、ポンプ駆動制御部6cは、第2凝集剤注入ポンプ5による高分子凝集剤の注入にて高分子凝集剤添加率がb%−TSとなる目標ポンプ吐出流量を演算し、流量計37の計測信号をフィードバック信号として、ポンプ吐出流量がその目標ポンプ吐出流量に達するようなポンプ駆動信号を第2凝集剤注入ポンプ5に向けて出力する。
以上に述べたように構成される本実施形態の汚泥処理システム1においては、濃縮機2からの濃縮汚泥濃度C1%が第1所定濃度で一定となるように濃縮工程での高分子凝集剤添加率a%−TSが制御される。
また、脱水機3からの脱水汚泥濃度C2%が第2所定濃度で一定となるように脱水工程での高分子凝集剤添加率b%−TSが制御される。本実施形態では、濃縮工程において通常より多い高分子凝集剤添加率とされることで、脱水性のよい大きな汚泥フロックが得られるので、脱水工程での高分子凝集剤添加率が少なくて済む。
本実施形態の汚泥処理システム1によれば、濃縮工程および脱水工程のそれぞれの工程において汚泥濃度が一定となるように、濃縮工程および脱水工程におけるそれぞれの高分子凝集剤添加率が制御されるので、高分子凝集剤の過剰な使用を抑制することができるとともに、安定した汚泥性状を得ることができ、しかも濃縮工程と脱水工程との間に貯留槽が不要で設備のコンパクト化を図ることができ、必要な電力の削減を図ることができる。
また、濃縮工程での高分子凝集剤添加率が脱水工程での高分子凝集剤添加率よりも多い添加率となるように制御される。こうして、濃縮工程で得られる濃縮汚泥濃度を上げて汚泥フロックを大きくすると、水が抜けやすい状態となるため、濃縮機の処理能力を従来よりも例えば3〜5倍に引き上げることができる。したがって、濃縮工程で使用される濃縮機として、従来のものよりも小型のものを採用することができ、消費電力(CO2)を低減することができる。
第1凝集剤注入ポンプ4および第2凝集剤注入ポンプ5を含む構成が本発明の「凝集剤添加手段」に対応する。
ポンプ駆動制御部6cが本発明の「制御手段」に対応する。
実施例1は、濃縮工程の汚泥濃度を6%程度とするもので、汚泥中の繊維状物質が20%−SS以下の場合の処理例である。
実施例2は、実施例1と同様に、濃縮工程の汚泥濃度を6%程度とするものであるが、汚泥中の繊維状物質が20%−SS以上含まれている場合の処理例である。
図2に示されるように、実施例1,2のものは、比較例1のものと比べて、5〜25%程度の温室効果ガス削減効果がある。
更に、脱水汚泥濃度C2%を23〜25%程度とするとき、凝集剤添加率b%−TSは0〜0.4%−TS以下とされる。
また、汚泥中の繊維状物質が20%−SS以上の場合、脱水工程での薬注率b%−TSは、0〜0.1%−TSとなり(実施例2参照)、更に(a+b)<(A+B)となる。
2 濃縮機
3 脱水機
4 第1凝集剤注入ポンプ(凝集剤添加手段)
5 第2凝集剤注入ポンプ(凝集剤添加手段)
6 制御装置
6a 汚泥濃度演算部
6b 凝集剤添加率演算部
6c ポンプ駆動制御部(制御手段)
Claims (3)
- 汚泥の処理流れの上流側から下流側に向けて順に配される濃縮機および脱水機と、前記濃縮機に供給される汚泥と前記脱水機に供給される汚泥の両方に高分子凝集剤を添加する凝集剤添加手段とを備え、前記濃縮機で汚泥を濃縮する濃縮工程を実施するとともに、前記脱水機で汚泥を脱水する脱水工程を実施するように構成される汚泥処理システムにおいて、
前記濃縮工程および脱水工程のそれぞれの工程で前記凝集剤添加手段によって添加される高分子凝集剤の添加率を制御する制御手段を備え、
前記制御手段は、前記濃縮機からのろ液の流量および濁度に基づいて、前記濃縮機からの汚泥の濃度が5〜6%で一定となるように前記濃縮工程での高分子凝集剤添加率を前記濃縮機への投入全固形物量に対して0.5%以上に制御するとともに、前記脱水機からの汚泥の濃度が23〜25%で一定となるように前記脱水工程での高分子凝集剤添加率を前記脱水機への投入全固形物量に対して0.4%以下に制御することを特徴とする汚泥処理システム。 - 汚泥の処理流れの上流側から下流側に向けて順に配される濃縮機および脱水機と、前記濃縮機に供給される汚泥と前記脱水機に供給される汚泥の両方に高分子凝集剤を添加する凝集剤添加手段とを備え、前記濃縮機で汚泥を濃縮する濃縮工程を実施するとともに、前記脱水機で汚泥を脱水する脱水工程を実施するように構成される汚泥処理システムにおいて、
前記濃縮工程および脱水工程のそれぞれの工程で前記凝集剤添加手段によって添加される高分子凝集剤の添加率を制御する制御手段を備え、
前記制御手段は、前記濃縮機からの汚泥の濃度が5〜6%で一定となるように前記濃縮工程での高分子凝集剤添加率を前記濃縮機への投入全固形物量に対して0.5%以上に制御するとともに、前記脱水機からの脱離液の流量および濁度に基づいて、前記脱水機からの汚泥の濃度が23〜25%で一定となるように前記脱水工程での高分子凝集剤添加率を前記脱水機への投入全固形物量に対して0.4%以下に制御することを特徴とする汚泥処理システム。 - 前記濃縮機は、スクリーン目幅が0.1〜1.0mmのドラムスクリーンを用いた回転ドラム型濃縮機である請求項1または2のいずれかに記載の汚泥処理システム。
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