JPH0122840B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は下水の処理方法に関し、更に詳しく
は、下水スラツジの処理方法に関する。 本発明において、「スラツジ」とは重力式シツ
クナーなどにおいて下水などの廃水を沈降させた
一次スラツジをいう。 本発明は家庭及び都市下水のスラツジの処理、
パルプ及び製紙工場の廃棄物スラツジ処理並びに
酪農、食肉及びその他の食料品設備の廃棄物のス
ラツジ処理に最も有利に使用すること出来る。 一般的に言えば、スラツジ処理は以下の工程、
濃縮、安定化、コンデイシヨニング、脱水、及び
その後の処理スラツジの利用又は廃棄のいずれか
から成る。 スラツジの濃縮工程は、原則として、スラツジ
処理プロセスに固有のものである。重力によるス
ラツジの濃縮は最も簡単でかつ最も経済的な濃縮
方法である。スラツジの安定化はスラツジが腐敗
するのを防止するために実施される。メタン槽中
における嫌気的消化は最も広く行われている安定
化方法である。 スラツジを一層良好に脱水するために、スラツ
ジの構造及び水の結合形態を変えることによつて
スラツジの水切り性を改良する目的で、スラツジ
の調製、すなわちコンデイシヨニングを予め実施
する。スラツジのコンデイシヨニング方法の中で
現在広く利用されている方法は、スラツジの薬剤
処理及び熱処理である。スラツジの薬剤処理はコ
ンデイシヨニング方法の中で最も広く行われてい
る方法である。薬剤処理には無機及び有機の化合
物すなわち無機凝集剤及び有機凝集剤を使用す
る。無機凝集剤として最も一般的に使用されてい
るのは金属塩（鉄塩及びアルミニウム塩）並びに
酸薬剤であり、これらの薬剤はスラツジの組成及
びその他の条件によつて、組合せて、或いは別々
に使用される。有機凝集剤はカチオン、ノニオン
およびアニオン凝集剤並びにポリアクリルアミド
に分類される。無機凝集剤と有機凝集剤を用いる
逐次的なスラツジ処理がスラツジコンデイシヨニ
ングに最も広く使用されていることが認められて
いる。 その後のスラツジの脱水は自然条件下において
（スラツジ乾燥床上及びスラツジ池中において）
並びに人工的な条件下において（真空フイルタ
ー、加圧フイルター、遠心機、振動フイルター及
びセパレーターにおいて）実施される。 スラツジ処理技術は複数の要因、例えばスラツ
ジの性質、スラツジの量、気候的条件、土地の利
用性などに依存する。 例えば、従来公知の方法は有機凝集剤を用いる
スラツジ処理方法である。（英国出願第1460318号
及び同第1460319号参照）。 このスラツジ処理方法を用いた場合には、相当
量の有機凝集剤を必要とし、そして脱水されたス
ラツジの水分含量が高く、そのためにスラツジの
処理コスト及びに下水処理プラントの利用度が増
大する。 従来知られた別の方法は更に進歩したスラツジ
処理方法であり（西独出願第2103970号参照）、こ
の方法は一次下水スラツジを濃縮し、そして活性
化スラツジを加熱し、スラツジを有機凝集剤で処
理し、そして更に機械的に脱水する工程から成
る。 この方法における有機凝集剤の消費量は、前述
の方法に比較して、加熱によるスラツジの部分的
な凝固によつて若干減少する。しかしながら、凝
集剤の消費量は依然としてかなりあり、しかもス
ラツジは機械的な脱水後も比較的高い水分含量を
有する。 本発明の原型は西独出願第2317673号に従つた
スラツジ処理方法にある。この方法は次の連続的
な操作、すなわちスラツジの濃縮、コンデイシヨ
ニング及びにその後の脱水を含んで成る。スラツ
ジのコンデイシヨニングは、濃縮されたスラツジ
を70〜100℃の温度まで加熱し、そのPH値をスラ
ツジを無機凝集剤を用いて処理することにより３
〜６に低下させ、次いでスラツジを中和し、そし
て有機凝集剤で処理することによつて実施され
る。 この方法の効率は上に説明した方法の効率より
も幾分高く、そして有機凝集剤の消費量はわずか
に少ない。このことはむしろ高いスラツジ加熱温
度に起因し、かつ無機凝集剤の使用によるもので
ある。 しかしながら、この方法の効率は、その他の公
知方法の効率に比較してほんのわずかに優れてい
るだけであり、そしてこの方法に従つたスラツジ
処理に使用される薬剤の消費量は依然として未だ
高い。このことは、濃縮後のスラツジ濃度が低い
レベル（約3.2〜3.5％）に留まつており、それが
この方法のすべての他の操作に悪影響を及ぼすこ
とによつて説明され、そしてスラツジのコンデイ
シヨニングに使用される薬剤（無機凝集剤及び有
機凝集剤）の消費量並びに脱水されたスラツジの
水分含量がこの場合に非常に高いということによ
つて説明される。上記したすべての事がスラツジ
処理のすべての公知方法に対して正しいというこ
とに注目されたい。 本発明の主たる目的は、濃縮されたスラツジの
濃度を確実に上昇させ、その結果として下水スラ
ツジ処理方法の効率を改良し、かつスラツジ処理
に使用される有機凝集剤の消費量を減少させる操
作を含んで成る下水スラツジ処理方法を提供する
ことにある。 かかる主たる目的の観点から、スラツジ濃縮、
スラツジコンデイシヨニング及びその後のスラツ
ジ脱水の各工程を含んで成るスラツジ処理方法が
提供され、本発明に従えば、スラツジの濃縮前に
そのPH値を測定し、そしてこのスラツジのPH値を
2.5〜5.0に低下させる量の無機凝集剤でスラツジ
を処理する。 この新しい操作は濃縮の過程においてスラツジ
の濃縮度を減少させることができ、それによつて
スラツジ処理のその後の操作の効率及びスラツジ
処理方法、全体としての効率が改良され、そして
スラツジ処理に用いる有機凝集剤の消費量を減少
させることができる。 本発明の好ましい一態様に従えば、0.2〜1.0％
の濃度の一次下水スラツジを濃度が0.3〜1.0％の
過剰の活性スラツジと混合される。次いで、スラ
ツジのPH値を測定し、そしてスラツジのPHが2.5
〜5.0の範囲になるにたる量の無機凝集剤でスラ
ツジを処理する。その後、スラツジをシツクナー
において濃縮する。仮にスラツジ処理プロセスが
スラツジの重力濃縮の後に嫌気的消化の操作を含
む場合には、スラツジのPHを4.0〜5.0の値に低下
させることに注目されたい。 スラツジのPHを減少させるためには、脱水され
たスラツジの液相（濾液または遠心流出液）、商
品としてのまたは工業的廃棄物としての硫酸また
は塩酸、または多価金属の無機塩、例えば塩化
鉄、硫酸鉄などを用いることができる。スラツジ
の濃縮後そのコンデイシヨニングプロセスを実施
する。濃縮されたスラツジはまず無機凝集剤で処
理される。無機凝集剤としては、例えば、硫酸、
塩酸、または多価金属の無機塩、例えば塩化鉄、
硫酸鉄などを使用することができる。その後、ス
ラツジを65〜75℃の温度まで加熱する。このスラ
ツジ加熱温度は実験的に見出したものである。次
いで加熱されたスラツジは有機凝集剤（例えばカ
チオン、ノニオン及びアニオン凝集剤、ポリアク
リルアミドなど）で処理する。 スラツジをこのようにしてコンデイシヨニング
した場合には、熱消費量は前記した本発明の原型
の場合に比較して12〜30％減少する。これはコン
デイシヨニングされたスラツジが濃縮された濃度
を持つからである。同じ理由によつて、有機凝集
剤の必要量は３〜10％減少される。 コンデイシヨニングの後、スラツジは脱水され
る。この操作は加圧フイルター、遠心機によつて
またはスラツジ乾操床上で実施される。前述の操
作によつて、ケーキの濃度を1.0〜2.0％上昇させ
ることができる。 以下に、本発明のスラツジ処理方法に従つて実
施した特定の実施例を示す。これらの実験を実施
するために、４つの類似したスラツジ部分を調製
した。各部分は一次下水スラツジと活性化スラツ
ジとの混合物を示す。スラツジと活性化スラツジ
の比率はスラツジの乾固分で１：１の割合であつ
た。濃度は３mg／であつた。 例 １ まず、スラツジの一部のPH値を測定した。その
値は6.5であつた。次いで、PHを2.5まで低下させ
るのに必要な無機酸凝集剤の量を求めた。それは
スラツジ乾固分1t当り65Kgであつた。無機凝集剤
としては硫酸を用いた。スラツジの前記部分を前
記割合の無機凝集剤で処理した。その後のスラツ
ジのPHは2.5であつた。その後、スラツジの前記
部分を重力シツクナーで濃縮した。濃縮後、濃縮
されたスラツジの濃度は5.8％であつた。次いで、
スラツジをコンデイシヨニングした。このスラツ
ジをまずスラツジの乾固分1t当り５Kgの量の無機
凝集剤で処理した。無機凝集剤としては硫酸を用
いた。その後スラツジを70℃の温度まで加熱し
た。次いで、スラツジの乾固分1t当り1.35Kgの量
の有機凝集剤をスラツジに添加した。コンデイシ
ヨニングしたスラツジは遠心機及び真空フイルタ
ーにおいて機械的に脱水した。遠心機におけるス
ラツジの脱水後、スラツジ中の水分含量は63.8％
であり、そして真空フイルターにおける脱水後の
スラツジ中の水分含量は69％であつた。 例 ２ まず、スラツジの一部のPH値を測定した。PH値
は6.5であつた。次いで、PHを3.7まで低下させる
のに必要な無機凝集剤の割合を求めた。その値は
スラツジの乾固分1t当り45Kgであつた。無機凝集
剤としては硫酸を用いた。スラツジの前記部分を
前記割合の無機凝集剤で処理した。そのあとのス
ラツジのPHは3.7であつた。その後、スラツジの
前記部分を重力シツクナーで濃縮した。濃縮後、
濃縮されたスラツジの濃度は5.2％であつた。次
いで、このスラツジをコンデイシヨニングした。
このスラツジをまずスラツジの乾固分1t当り25Kg
の量の無機凝集剤で処理した。無機凝集剤として
は硫酸を用いた。その後、スラツジを70℃の温度
まで加熱した。次いで、スラツジの乾固分1t当り
1.41Kgの量の有機凝集剤をスラツジ中に添加し
た。コンデイシヨニングしたスラツジは遠心機お
よび真空フイルターにおいて機械的に脱水した。
遠心機において脱水した後のスラツジの水分含量
は64.2％であり、真空フイルターで脱水した後の
スラツジの水分含量は79.7％であつた。 例 ３ まず、スラツジの一部分のPH値を測定した。PH
値は6.5であつた。次いで、PH値を5.0まで低下さ
せるのに必要な無機凝集剤の割合を求めた。それ
は、スラツジの乾固分1t当り20Kgであつた。無機
凝集剤としては硫酸を用いた。前記した部分のス
ラツジを前記割合の無機凝集剤で処理した。その
後のスラツジのPHは5.0であつた。その後スラツ
ジの前記部分を重力カシツクナーにおいて濃縮し
た。濃縮後の濃縮されたスラツジの濃度は4.4％
であつた。次いで、スラツジをコンデイシヨニン
グした。このスラツジをまずスラツジの乾固分1t
当り50Kgの量の無機凝集剤で処理した。無機凝集
剤としては硫酸を用いた。その後、スラツジを70
℃の温度に加熱した。このスラツジに、スラツジ
の乾固分1t当り1.455Kgの量の有機凝集剤を添加
した。コンデイシヨニングされたスラツジは、遠
心機及び真空フイルターにおいて機械的に脱水し
た。遠心機におけるスラツジの脱水後の水分含量
は65％であり、そして真空フイルターにおいて脱
水した後のスラツジの水分含量は70.1％であつ
た。 例 ４ まずスラツジの一部分のPH値を求めた。PH値は
6.5であつた。スラツジのこの部分はいままでに
述べた例におけるように濃縮前に無機凝集剤で処
理することを行わなかつた。PHを測定した後、ス
ラツジの前記部分を重力シツクナで濃縮した。濃
縮によつて、スラツジの濃度は4.0％になつた。
次いでこのスラツジをコンデイシヨニングした。
このスラツジをまずスラツジの乾固分1t当り70Kg
の量の無機凝集剤で処理した。無機凝集剤として
は硫酸を用いた。その後、スラツジを70℃の温度
まで加熱した。このスラツジにスラツジの乾固分
1t当り1.50Kgの量の無機凝集剤を添加した。この
コンデイシヨニングされたスラツジは遠心機及び
真空フイルターにおいて機械的に脱水した。スラ
ツジの遠心機における脱水後の水分含量は60％で
あり、そして真空フイルターにおいて脱水した後
のスラツジの水分含量は71％であつた。 以上の例の結果を一層わかりやすくするため
に、本発明方法に従つて実施した実験のすべての
結結果を以下の第１表に示す。

【表】

【表】 本発明の特定の態様について上に示しかつ説明
してきたが、そのさまざまな改変は当業者にとつ
て自明の事であろうし、従つて本発明を上に説明
してきたスラツジの処理方法の記述またはその細
部に限定するつもりは毛頭なく、そしてそれから
の逸脱が本明細書の特許請求の範囲の欄に規定し
た本発明の精神及び範囲の中でなされるであろ
う。 本発明に係わるスラツジの処理方法の利点はス
ラツジ処理効率の増大及びスラツジ処理に使用す
る有機凝集剤の消費量の減少にある。これらの利
点を示すために、一日当りの下水処理能力が
2000000m³の下水処理プラントの操作データを以
下の第２表に示す。

【表】 更に、本発明に係わるスラツジの処理方法の特
公昭46−17036号公報に記載の従来の活性汚泥の
過脱水法に対する技術的および経済的効果の優
越性を示すために、一日当りの下水処理量が
100000m³／日のプラントにおける比較試験を行つ
た。運転条件及び結果は以下の第３表に示す通り
であつた。

【表】 第３表の結果から明らかなように、本発明方法
に従えば、従来方法に比較して脱水された活性ス
ラツジの水分含量が低く、かつ不純物の少ない
滓を得ることができ、しかも薬品及び熱消費の操
作コストを従来方法に比べて約1/3にすることが
でき、本発明方法が従来方法に比較して卓越した
効果を有することは明白である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ スラツジの濃縮、スラツジのコンデイシヨニ
   ング及び更にスラツジの脱水の工程を含んで成る
   スラツジの処理方法において、 スラツジの濃縮前にそのPH値を測定し、そして
   このスラツジのPH値を2.5〜5.0に低下させる量の
   無機凝集剤でスラツジ処理することを特徴とする
   スラツジの処理方法。