JPH02245300A - 汚泥濃縮脱水方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はミ下水等の汚泥の処理に使用される汚泥濃縮脱
水方法及びその装置に関する。

〔従来の技術〕

一般に、下水の処理は、下水のＢＯＤ　（生物化学的酸
素要求量）、ＳＳ（固形浮遊物）を除去する水処理と、
これに伴って発生する汚泥を減容化して最終処理を容易
にする汚泥処理とにより行なわれている。

汚泥処理は、例えば、第８図に示すように、水処理施設
より分離された汚泥貯留槽ｌの汚泥を遠心濃縮機３で濃
縮した後、この濃縮汚泥を、さらに遠心脱水機５で脱水
し、この後、焼却、溶融。

コンポスト等を行ない、これを最終処分することにより
行なわれる。

そして、このような汚泥処理では、遠心濃縮機３による
濃縮の際には、濃縮処理分離液Ａが発生し、また、遠心
脱水機５による脱水の際には、脱水処理分離液Ｂが発生
する。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、このような従来の汚泥濃縮脱水方法では
、遠心脱水機５による脱水により発生する脱水処理分離
液Ｂには、例えば、８００〜８０００■／ｌ程度の多量
のＢＯＤ、ＳＳ等の固形物が含まれるため、再度水処理
施設に返流水として戻し再処理する必要がある。

そして、このようにして返流水を水処理する場合には、
水処理施設の負荷が増大する。

特に、複数の処理場の汚泥を集中的に一括処理する広域
汚泥処理場においては、濃縮及び脱水処理分離液Ａ、　
Ｂの負荷が高いと、独自に処理施設が必要となるか受入
れ下水処理場の負担が増大する。

一方、下水道の普及率の向上に伴って増大する下水汚泥
の処分地確保の点からも、また、下水処理における水処
理及び汚泥処理の効率化の点からも集中処理は有効であ
り、返流水負荷の低減は必須課題となっている。

本発明は、上記のような問題を解決したもので、汚泥処
理系から排出される分離液の固形物濃度を従来より大幅
に低減し、それにともなってＢＯＤ等の水質項目を合せ
て低減できる汚泥濃縮脱水方法及びその装置を提供する
ことを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

請求項１の汚泥濃縮脱水方法は、遠心濃縮機で遠心濃縮
された濃縮汚泥を、遠心脱水機でさらに遠心脱水する汚
泥濃縮脱水方法において、前記遠心脱水機で汚泥を分離
された脱水処理分離液を前記遠心濃縮機に返送するとと
もに、この遠心濃縮機で汚泥を分離された濃縮処理分離
液のみを外部に排出するものである。

請求項２の汚泥濃縮脱水方法は請求項１において、遠心
濃縮機に供給される汚泥に、凝集剤を添加したものであ
る。

請求項３の汚泥濃縮脱水装置は、汚泥貯留槽の下流側に
汚泥を遠心濃縮する遠心濃縮機を配置し、この遠心濃縮
機の下流側に遠心濃縮機で濃縮された濃縮汚泥を脱水す
る遠心脱水機を配置してなる汚泥濃縮脱水装置において
、前記遠心脱水機で汚泥を分離された脱水処理分離液を
前記遠心濃縮機上流側に返送する返送路を設け、脱水処
理分離液を再度前記遠心濃縮機に供給するとともに、こ
の遠心濃縮機で汚泥を分離された濃縮処理分離液のみを
外部に排出するものである。

請求項４の汚泥濃縮脱水装置は請求項３において、遠心
濃縮機に供給される汚泥に、凝集剤を添加したも７ので
ある。

〔作　用〕

請求項１の汚泥濃縮脱水方法では、遠心脱水機で汚泥を
分離された脱水処理分離液が、遠心濃縮機に返送され、
この遠心濃縮機で汚泥を分離された濃縮処理分離液のみ
が外部に排出される。

請求項２の汚泥濃縮脱水方法では、請求項１において、
遠心濃縮機に供給される汚泥に、凝集剤が添加される。

請求項３の汚泥濃縮脱水装置では、遠心脱水機で汚泥を
分離された脱水処理分離液が、返送路により遠心濃縮機
上流側に返送され、再度遠心濃縮機に供給され、この遠
心濃縮機で汚泥を分離された濃縮処理分離液のみが外部
に排出される。

請求項４の汚泥濃縮脱水装置では、請求項３において、
遠心濃縮機に供給される汚泥に、凝集剤が添加される。

〔実施例〕

以下、本発明の詳細を図面に示す一実施例について説明
する。

第１図は、本発明の一実施例の汚泥濃縮脱水装置を示し
ており、この汚泥濃縮脱水装置は、遠心濃縮設備７と遠
心脱水設備９とから構成され、遠心濃縮設備７には、汚
泥クンク１）及び遠心濃縮機１３が配置されており、ま
た、遠心脱水設備９には、遠心脱水機１５が配置されて
いる。

すなわち、この汚泥濃縮脱水装置では、余剰汚泥貯留槽
１７の余剰汚泥は、余剰汚泥移送ポンプ１９によりスク
リーン２１を介して汚泥クンク１）に移送される。

初沈汚泥濃縮槽（最初沈澱池）２３の汚泥は、汚泥引抜
ポンプ２５によりスクリーン２１を介して汚泥タンク１
）に移送される。

汚泥タンク１）の汚泥は、給泥ポンプ３１．サイクロン
３３．汚泥濃度計３５及び汚泥流量計３７の配置される
配管３９により遠心濃縮機１３に移送される。

配管３９には、ポリマータンク４１内の凝集剤が薬注ポ
ンプ４３により移送され、また、洗浄水タンク４５の洗
浄水が洗浄水ポンプ４７により移送される。

遠心濃縮機１３には、シール水タンク５１の水道水がシ
ール水ポンプ５３により供給される。

遠心濃縮機１３で濃縮された汚泥は、トルクメータータ
ンク５５を介して濃縮汚泥タンク５７に移送される。

一方、遠心濃縮機１３の濃縮処理で発生した濃縮処理分
離液Ａは、排水溝に排出される。

濃縮汚泥タンク５７の濃縮汚泥は、濃縮汚泥移送ポンプ
５９により濃縮汚泥貯留タンク６１に移送される。

濃縮汚泥貯留タンク６１の濃縮汚泥は、汚泥供給ポンプ
６３により配管６５を通り、遠心脱水機１５に移送され
る。

配管６５には、洗浄水タンク６７の洗浄水６９が移送さ
れる。

また、濃縮汚泥貯留クンクロ１のオーバーフロー水は、
オーバーフロータンク７１に移送され、オーバーフロー
ポンプ７３により排水溝に排出される。

遠心脱水機１５には、薬品溶解タンク７５がらの凝集剤
が薬注ポンプ７７により供給される。

遠心脱水機１５で脱水された汚泥は、ベルトコンベヤ７
９に送られ、トラック８１により廃棄場に移送される。

一方、遠心脱水機１５の濃縮処理で発生した脱水処理分
離液Ｂは、分離液槽８３に移送され、移送ポンプ８５に
より返送路８７を通り、汚泥タンク１）に返送される。

そして、このようにして返送された脱水処理分離液Ｂは
、汚泥と伴に、再度遠心濃縮機１３に移送され、この遠
心濃縮機１３で濃縮処理分離液Ａとされ、排水溝から外
部に排出される。

しかして、以上のように構成された汚泥濃縮脱水装置で
は、遠心脱水機１５で汚泥を分離された脱水処理分離液
Ｂが、返送路８７により遠心濃縮機１３上流側に返送さ
れ、再度遠心濃縮機１３に供給され、この遠心濃縮機１
３で汚泥を分離された濃縮処理分離液Ａのみが外部に排
出されることとなるため、汚泥処理系から排出される分
離液の固形物濃度を従来より大幅に低減することが可能
となり、汚泥処理系における返流水の負荷の発生を低減
することができる。

また、以上のように構成された汚泥濃縮脱水装置では、
遠心濃縮機１３に供給される汚泥に、ポリマータンク４
１から凝集剤を添加するようにしたので、汚泥処理系か
ら排出される分離液の固形物濃度をさらに低減すること
が可能となる。

さらに、以上のように構成された汚泥濃縮脱水装置では
、汚泥濃度計３５により遠心濃縮機１３への供給汚泥濃
度を感知して、ポリマータンク４１からの薬注率を適正
にコントロールすることにより、濃縮処理分離？＆、Ａ
を任意の濃度に容易に設定することができる。

また、以上のように構成された汚泥濃縮脱水装置では、
遠心脱水機１５のＳＳ回収率を低下させても、直接的に
返流水の水質悪化に繋がらないため、供給汚泥量を減少
することなくケーキ含水率を低下することが可能となる
。

そして、本発明の汚泥濃縮脱水方法では、遠心脱水機１
５で汚泥を分離された脱水処理分離液Ｂが、遠心濃縮機
１３に返送され、この遠心濃縮機１３で汚泥を分離され
た濃縮処理分離液Ａのみが外部に排出されることとなる
ため、汚泥処理系から排出される分離液の固形物濃度を
従来より大幅に低減することが可能となり、汚泥処理系
における返流水の負荷の発生を低減することができる。

また、本発明方法では、遠心濃縮機１３に供給される汚
泥に、凝集剤を添加するようにしたので、汚泥処理系か
ら排出される分離液の固形物濃度をさらに低減すること
が可能となる。

以下、本発明の有効性を、第２図に示す従来の処理フロ
ーの場合、脱水処理分離液をそのまま排出する場合、及
び、第３図に示す本発明の場合の３つのケースに分けて
、以下に述べる設定条件のもとて分離液５Ｓｔ１度及び
ケーキ含水率がそれぞれどのようになるかを比較し、同
時に、遠心濃縮機１３及び遠心脱水Ｗｔ１５で処理すべ
き汚泥量を比較する。

なお、第２図及び第３図において、０１〜Ｃ３は、汚泥
濃度であり、ＣＩ　＊　　Ｃ２＋　　Ｃ４はＴＳ　（全
固形物量）重量％、Ｃ，、Ｃ５はＳＳ重量％を示してお
り、また、■１〜ｖｓは汚泥！　（ｎ？）を示し、α、
β、γは、凝集剤添加率で対ＴＳ当たり重量％を示して
いる。

〔設定条件〕

遠心濃縮機：遠心効果−１０００Ｇ Ｃ＋−１，５％ ｃｔ””５．０％ 薬注効果は、第４図、第５図、及び第６図に従うものと
する。

遠心脱水機：ＳＳ回収率とケーキ含水率は、第７図に従
うものとする。

なお、第４図は、無薬注遠心濃縮の処理特性を、第５図
は、分離液ＳＳ濃度に及ぼす供給汚泥量の影響を、第６
図は、分離液５Ｓｔａ度に及ぼす供給汚泥濃度の影響を
、第７図は、濃縮汚泥ＴＳが５％の時の処理量と差速の
影響を示している。

■従来の処理フローの場合。

遠心濃縮機１３のＳＳ回収率は、標準処理１）２Ｏｎ？
／Ｈとすれば、第４図より８０％となる。

遠心脱水機１５のＳＳ回収率は、ケーキ含水率を８２％
、処理量３ｒｒｒ／Ｈとすると、第７図より８３％とな
る。

従って、系全体でのＳＳ回収率は、次のように求めるこ
とができる。

Ｒ−（Ｒ１／１００）Ｘ　（Ｒｚ　／１００）ＸＩｏｏ
−０，８ＸＯ，８３Ｘ１００＝６６　　（％）となる。

遠心濃縮機１３への供給汚泥濃度が変わらないとすれば
、遠心濃縮機１３で処理しな番チればならない汚泥量は
、 ■、＝１÷０．６６＝１．５２倍 となる。

一方、遠心脱水機１５で処理すべき汚泥量は、（Ｒ＋　
／１００）Ｘ　ｃｌ　ＶＨ−ｃｚ　Ｖｚより、Ｖｇ　／
ｖ＋　＝＝Ｑ、８Ｘ１．５÷５＝０．２４となるから、 Ｖｚ−０，２４＊１．５２＝０．３６ となる。

また、返流水ＳＳ濃度は、次のようにして求めることが
できる。

Ｃａ　　＝　　（ｃ３　　Ｖｚ　　＋Ｃ，Ｖｓ　　）／
　　（Ｖｚ　　＋Ｖｓ　　）−（ＣＩ　ｖ、−Ｃａ　Ｖ
ａ　）／　（Ｖｔ　−Ｖａ　）＝（Ｃｔ　−Ｃａ　Ｖａ
　／ｖ、　）　／　（１−Ｖａ　／Ｖ＋）　　・・・（
１） ここで、 （Ｒ＋　／１００）Ｘ　（Ｒ１／１００）ＸＣＩ　　Ｖ
ｔ”Ｃ４Ｖ４　　・・・（２） の関係があるから、 Ｖ４　／Ｖ＋　　＝０．８ｘ０．８３ｘ１．５＋１８雪
０．０５５ となり、これを（１）式に代入すると、ｃｈ　−（１，
５−１８Ｘ０．０５５）　÷（１−０，０５５）＝０．
５４％ となる。

■脱水処理分離液をそのまま排出する場合。

遠心濃縮機１３における薬注率をＱ、１％とすると、第
５図より、標準処理！２０＋ｙｒ／Ｈでは３００ｒｒｗ
／ｌ、すなわちＣ：ｌ　””０．０３％となるので、Ｒ
ｒ　＝９８．６％となる。

遠心脱水機１５の処理性能は、同じと考えられるので、
系全体のＳＳ回収率は、 Ｒ＝　（Ｒｒ　／１００）ｘ　（Ｒ１／１００）ｘｉｏ
ｏ−０，９８６Ｘ０．８３Ｘ１００−８２（％）となる
。

ここで、遠心濃縮機１３への供給汚泥濃度が変わらない
とすれば、遠心濃縮機１３で処理しなければならない汚
泥量は、 Ｖｌ−１＋０．８２−１．２２倍 となる。

一方、遠心脱水機１５で処理すべき汚泥量は、■の場合
と同様にして求めることができる。

すなわち、 Ｖｚ／Ｖ＋−０，９８６ｘ１．５＋５＝０．３０となる
から、 Ｖｌ−０，３０ｘ１．２２＝０．３６倍となる。

系全体で必要とされる薬注量Ｔは、以下のように求める
ことができる。

遠心濃縮： １．２２Ｘ１５ＸＯ，０Ｏ１＝０．０１８遠心脱水： ０．３６Ｘ５０ＸＯ，０１＝０．１８ であるから、 Ｔ＝０．１９８ また、返流水５ＳｆｌＪ度についても■と同様にして求
めることができる。

Ｖａ　／Ｖ＋　＝０．９８６ＸＯ，８３Ｘ１．５÷１８
−０．０６８ となるので、これを（１）式に代入すると、Ｃ＆　＝　
（１、５−１８Ｘ　０　、　０６８　）÷（１−０，０
６８）＝０．３０％ となる。

■本発明の場合。

本発明では、遠心脱水機１５のＳＳ回収率を低下させて
ケーキ含水率を低下させることができる。

そこで、第７図に基づき、処理量を■及び■と同じ３　
ｒＩｆ／Ｈとすると、ケーキ含水率８０％のときＳＳ回
収率は、７０％となる。

遠心脱水機１５の脱水処理分離液Ｂが汚泥タンク１）に
返送されることにより、遠心濃縮機１３への供給汚泥濃
度は、若干増大する。

すなわち、 ｃｌ　’　　＝　（Ｃ＋　ｖ、＋Ｃ％　ｖｓ）／　（Ｖ
ｌ　＋Ｖｓ）＝　（ｃ＋　＋Ｃｓ’　Ｖｓ　／Ｖ＋　）
／　（１＋Ｖｓ／Ｖｌ　）　　・・・（３） となる。

ここで、ｃ＋＝１．５％であり、遠心脱水機１５のＳＳ
回収率７０％より、Ｃ５＝１．８％である。

また、Ｖｓ／Ｖ＋　は、（４）式及び（５）式の関係が
ある。

（Ｒｒ　／１００）Ｘ　（Ｃ＋　Ｖｌ　　＋ｃ、ｖ、）
＝ｃｔｖｔ　・・・（４） Ｃｓ　Ｖｓ　”　（１−（Ｒｚ　／１００））−ＸＣｚ
　Ｖｓ・・・（５） （５）式を（４）式に代入して、■、とｖｌとの比を求
めると、 Ｖｓ　／Ｖ＋　＝Ｃ＋　Ｒｒ　／ａｓ　　（１０’　／
　（ｌ　Ｏ０Ｒ２）　　Ｒｔ） となる。

ここで、■の場合と同様に、遠心濃縮［１３のＳＳ回収
率をＲ，＝９８．６％とすると、Ｖｓ　／　Ｖｌ　＝　
０．　３５　・・・（７１となる。これ等の関係を（３
）式に代入すると、ｃ＋’＝１．５８％ となる。すなわち、第６図から判るように供給汚泥濃度
は若干増大するが、処理性能に影響を与えるほどではな
い。

系全体のＳＳ回収率は、遠心濃縮機１３のみより濃縮処
理分離液Ａが系外に排出されることから、次のようにし
て求めることができる。

Ｒ”’　（１−ｃ、Ｖ３　／ＣＩ　Ｖｌ　）Ｘ１００”
　（ｉ−ｃａ　　（ｖｌ　　　ｖ、＋Ｖｓ　）／ｃ＋　
ｖｌ　）Ｘ１００・・・（８） ここで、■２と■１との関係は、（７）式を（５）式に
代入して求めることができる。

すなわち、 Ｖｚ　／Ｖ＋　＝　（ａｓ　／（１−Ｒｔ　／　１００
）ｃｚ　）ｘｖ、／ｖ＋　　＝Ｑ、　４２　　・　・　
・（９）となる。

（７）式及び（９）式を（８）式に代入することにより
、系全体のＳＳ回収率を求めることができる。

すなわち、 Ｒ＝９８．１％ となる。

従って、遠心濃縮機１３で処理しなければならない汚泥
量は、 Ｖ、　＝１．３５÷０．９８１＝１．３８倍となる。

一方、遠心脱水機１５で処理しなければならない汚泥量
は、（９）式より、 ｖｚ　＝０．４２÷０．９８１＝０．４３倍となる。

ところで、遠心脱水機１５のＳＳ回収率が低い場合には
、返流される脱水処理分離液Ｂに大量の凝集剤が含まれ
ているので、凝集工程で添加される凝集剤の量は、その
分低減できると考えられる。

例えば、本発明では、 （ｙ／１００）ＸＣ２Ｖ２　　（１−Ｒｚ　　／１００
）：　　（（：ｔ　　Ｖｔ　　＋（、ｖ、）Ｘ１００−
　（γＲ，／１００）Ｘ　　（１−Ｒ２／１００）＝０
．３％ 相当の薬注率となる。ただし、ｒ−１％とした。

一般に、遠心濃縮で必要とされる薬注率は、０゜１％程
度であるから、このように遠心脱水機１５のＳＳ回収率
が悪い場合には、脱水処理分離液Ｂの返送により、濃縮
で必要とされる以上の量の凝集剤がもたらされることと
なる。

そこで、凝集剤の残留効果を考慮して、脱水処理工程で
の凝集剤添加率をγ＝０．８％とすると、濃縮工程に返
送される凝集剤は、β＝０．２４％相当となる。

系全体で必要とされる薬注量は、 ０．４３ｘ５０ｘ０．００８＝０．１７２となる。

以上述べた結果をまとめると次表に示すようになる。

Ｓ回収率が低いケース■では、その分増大することとな
る。

すなわち、ケース■の本発明の場合には、返流水ＳＳ濃
度を、下水道法に定める障害施設を必要としない程度ま
で低くでき、また、ケーキ含水率を２％はど低下するこ
とができ、さらに、薬注量も他の場合に比較し、少なく
できる。

一方、ケース■の場合には、遠心濃縮機１３処理量が約
１．５倍となるので、その分台数を増加する必要がある
が、ケース■及びケース■の場合には、薬注により供給
汚泥量を増大できるので、台数増加の必要がない。

なお、遠心脱水機１５処理量は、遠心脱水機Ｓ〔発明の
効果〕 以上述べたように請求項１の汚泥濃縮脱水方法では、遠
心脱水機で汚泥を分離された脱水処理分離液が、返送路
により遠心濃縮機上流側に返送され、再度遠心濃縮機に
供給され、この遠心濃縮機で汚泥を分離された濃縮処理
分離液のみが外部に排出されることとなるため、汚泥処
理系から排出される分離液の固形物濃度を従来より大幅
に低減することができる。

また、請求項２の汚泥濃縮脱水方法では、遠心濃縮機に
供給される汚泥に、凝集剤を添加するようにしたので、
汚泥処理系から排出される分離液の固形物濃度をさらに
低減することが可能となる。

請求項３の汚泥濃縮脱水装置では、遠心脱水機で汚泥を
分離された脱水処理分離液が、遠心濃縮機に返送され、
この遠心濃縮機で汚泥を分離された濃縮処理分離液のみ
が外部に排出されることとなるため、汚泥処理系から排
出される分離液の固形物濃度を従来より大幅に低減する
ことが可能となり、汚泥処理系における返流水の負荷の
発生を低減し、水処理効率を向上することができる。

また、請求項４の汚泥濃縮脱水装置では、遠心濃縮機に
供給される汚泥に、凝集剤を添加するようにしたので、
汚泥処理系から排出される分離液の固形物濃度をさらに
低減することが可能となるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の汚泥濃縮脱水装置の一実施例を示す配
管系統図である。 第２図は従来の汚泥濃縮脱水装置の概略を示す説明図で
ある。 第３図は第１図の汚泥濃縮脱水装置の概略を示す説明図
である。 第４図は無薬注遠心濃縮の処理特性を示すグラフである
。 第５図は分離液ＳＳ濃度に及ぼす供給汚泥量の影響を示
すグラフである。 第６図は分離液ＳＳ濃度に及ぼす供給汚泥濃度の影響を
示すグラフである。 第７図は濃縮汚泥ＴＳが５％の時の処理量と差速の影響
を示すグラフである。 第８図は従来の汚泥濃縮脱水装置の概略を示す説明図で
ある。 〔主要な部分の符号の説明〕 １）・・・汚泥タンク １３・・・遠心濃縮機 １５・・・遠心脱水機 Ａ・・・濃縮処理分離液 Ｂ・・・脱水処理分離液。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）遠心濃縮機で濃縮された濃縮汚泥を、遠心脱水機
   でさらに脱水する汚泥濃縮脱水方法において、前記遠心
   脱水機で汚泥を分離された脱水処理分離液を前記遠心濃
   縮機に返送するとともに、この遠心濃縮機で汚泥を分離
   された濃縮処理分離液のみを外部に排出することを特徴
   とする汚泥濃縮脱水方法。
2. （２）遠心濃縮機に供給される汚泥には、凝集剤が添加
   される請求項１記載の汚泥濃縮脱水方法。
3. （３）汚泥貯留槽の下流側に汚泥を濃縮する遠心濃縮機
   を配置し、この遠心濃縮機の下流側に遠心濃縮機で濃縮
   された濃縮汚泥を脱水する遠心脱水機を配置してなる汚
   泥濃縮脱水装置において、前記遠心脱水機で汚泥を分離
   された脱水処理分離液を前記遠心濃縮機上流側に返送す
   る返送路を設け、脱水処理分離液を再度前記遠心濃縮機
   に供給するとともに、この遠心濃縮機で汚泥を分離され
   た濃縮処理分離液のみを外部に排出することを特徴とす
   る汚泥濃縮脱水装置。
4. （４）遠心濃縮機に供給される汚泥には、凝集剤が添加
   される請求項３記載の汚泥濃縮脱水装置。