JPH0339760B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は上下水、し尿、各種産業廃水の処理工
程において発生した汚泥を加圧浮上法で濃縮し、
該濃縮汚泥に有機高分子凝集剤（以下ポリマとい
う）を添加して脱水する方法に関するものであ
る。

従来、水処理において発生する汚泥を濃縮・脱
水する方法としては、該汚泥を重力式濃縮槽へ投
入し、汚泥固形物と水の比重差を利用して汚泥固
形物を沈降分離させて濃縮し、該濃縮汚泥に消石
灰単独もしくは塩化第二鉄と消石灰を添加して汚
泥の過特性を高め、真空脱水あるいは加圧脱水
により脱水するのが普通であつた。

しかし、最近では重力濃縮槽で汚泥の沈降分離
がうまく行かず、多量の汚泥固形物を含む重力濃
縮槽の分離水が水処理工程へ循環して水処理の汚
濁負荷を増すとともに脱水機で処理する汚泥の濃
度が低下して脱水機の処理能力が低下するなどの
問題を生じている。

このような汚泥の沈降濃縮性の悪化に対する対
策として加圧浮上法による汚泥の濃縮方法は最も
有効な手段である。即ち上下水、し尿、各種産業
廃水の処理水もしくは浮上濃縮槽の分離水などに
大気圧より高い圧力下に空気などの気体を溶解
し、該気体溶解加圧水（以下加圧水という）を大
気圧に解放した直後に汚泥と混合するか、もしく
は加圧水と汚泥を混合した後に大気圧に解放す
る。加圧水は大気圧に解放されることにより、圧
力下で溶解した気体の一部が過飽和となり微細気
泡を生ずる。この微細気泡は汚泥固形物に付着
し、汚泥固形物の見かけ比重が水より小さくなつ
て汚泥固形物は浮上して浮上濃縮槽の表面に集ま
り、厚いフロス層を形成する。フロス層の表面
は、気泡の浮力により水面上に押上げられ厚密化
する。このフロス層の表面を掻取機によつて掻き
取ると、きわめて濃厚な汚泥が得られる。

あるいは、上記加圧水の原料水を汚泥と混合
し、この混合液に気体を溶解した後、上記と同様
に処理しても同様な濃縮効果が得られる。

加圧浮上法の実施形体は上記どの方法をもちい
ても良いが、要は濃厚な掻き取り汚泥（以下フロ
スという）を得るためには加圧水より生ずる微細
気泡が、少なくとも汚泥固形物が浮上濃縮槽に滞
留している間は、汚泥固形物に安定して付着して
いることが不可欠である。

ところが上下水、し尿、各種産業廃水より発生
する汚泥のうち、あるものは汚泥固形物と微細気
泡の親和性が悪く比較的短時間のうちに汚泥固形
物より微細気泡が剥離し、得られるフロスの濃度
が低下してしまうことがある。このような汚泥の
場合、汚泥または加圧水にポリマを添加すること
により汚泥固形物より微細気泡が剥離しにくくな
り、結果的にフロスの濃度が濃くなる。

しかし、たとえば下水処理場より発生する余剰
活性汚泥のように大量の固形物を含む汚泥にポリ
マを添加して加圧浮上濃縮する場合は、ポリマの
添加コストが高価になり過ぎるのが欠点であつ
た。

一方、水処理において発生する汚泥の脱水機に
関しては、最近消石灰や塩化第二鉄などの無機脱
水剤に代えてポリマを脱水剤として使用する脱水
機たとえば遠心脱水機、ベルトプレス型脱水機、
スクリユプレス型脱水機などが普及してきた。

上記ポリマを使用する脱水機で、ポリマを水処
理において発生する汚泥の脱水処理に大量に利用
した場合、脱水工程で得られた液には多量のポ
リマが残留するので、これを回収再利用しないの
は大変不合理であり、不経済であるし、残留ポリ
マの回収再利用方法が確立されれば、濃縮及び脱
水に使用するポリマの注入率の節約が図られ、省
資源的方法となるのは言う迄もない。

ところで、この残留ポリマの回収再利用方法の
基本となる考え方は、特公昭53−32191号公報に
より公知である。しかし、この考え方は確かに残
留ポリマの回収再利用方法の基本となるものであ
るが、主目的はあくまで残留ポリマを除去する方
法であり、残留ポリマを積極的に濃縮及び脱水工
程で再利用する方法を提示するものではなかつ
た。実際、特公昭53−32191号公報記載の方法で
残留ポリマの回収再利用実験を行なうと、濃縮及
び脱水時に新たに加えるポリマの量が20〜30％減
少する場合としない場合、さらには逆に増加する
場合がみられ、注入量の節約効果は極めて不安定
であつた。

本発明は以上の欠点を解決し、残留ポリマを積
極的に回収再利用し、その効果を最大限発揮しう
る方法を提供することを目的とする。

すなわち本発明は、水処理において発生した汚
泥を加圧浮上法で濃縮し、さらにポリマを添加し
て脱水する汚泥の濃縮・脱水方法において、脱水
した際に得られた液を加圧浮上濃縮工程で再利
用することを特徴とするものである。

さらに詳細には、上記ポリマを含む液を汚泥
と直接混合することなく、前記脱水液単独また
は該液と加圧浮上濃縮槽より得られた分離水と
混合した液に大気圧より高い圧力下で気体を溶解
せしめた後に汚泥と混合して加圧浮上濃縮槽へ供
給すること、もしくは前記加圧浮上濃縮槽分離水
に大気圧より高い圧力下で気体を溶解した液と汚
泥を混合した液に前記脱水液を混合して加圧浮
上濃縮槽へ供給することを特徴とするものであ
る。

本発明の一実施態様を、下水処理場より発生す
る活性汚泥を例にとつて図面を参照しつつ説明す
れば、第１図においてまず最初沈殿池Ａに流入し
た下水１は、上澄水２と沈殿汚泥（初沈汚泥とい
う）１３に分離される。上澄水２は曝気槽Ｂへ流
入しここで活性汚泥処理されて流出する混合液３
は最終沈殿池Ｃに流入し、ここで清澄水４と汚泥
（活性汚泥という）５とに分離される。清澄水４
はこの後塩素滅菌池（図示せず）を経て放流され
る。一方、活性汚泥５は大部分返送汚泥６として
曝気槽Ｂに返送され、一部が余剰汚泥５′として
引抜かれる。引抜かれた余剰汚泥５′は浮上濃縮
槽Ｅの流入配管途中に設けられた混合器Ｄへ導か
れる。一方、脱水機Ｇにおける液１１は、単独
でまたは浮上濃縮槽Ｅにおける分離水（清澄水）
８と混合されて昇圧ポンプＨで加圧され、気体溶
解槽Ｊへ流入する。気体溶解槽Ｊの内部はコンプ
レツサＩより送られる圧縮気体で大気圧より高い
圧力に保たれており、ここで、大気圧で溶解する
気体量よりも過剰の気体が気体溶解槽Ｊ内の液に
溶け込む。

このようにして得られた気体溶解加圧水は混合
器Ｄへ導かれ、同時に混合器Ｄへ導かれている余
剰汚泥５′と混合される。気体溶解加圧水中には
液１１中の残留ポリマが含まれており、残留ポ
リマは汚泥中の固形物に吸着する。同時に、また
は次いで気体溶解加圧水は大気圧に解放され、過
剰に溶けていた気体は微細気泡となつて汚泥固形
物に付着する。これらの混合液は浮上濃縮槽Ｅへ
導かれ、ここで気泡を付着した汚泥固形物は見か
け比重が軽くなつて浮上し浮上濃縮槽Ｅの液面に
蓄積する。汚泥より分離された分離水８は浮上濃
縮槽Ｅ下部からセキを通つて流出し、大部分は曝
気槽Ｂへ返流するが一部は液１１と混合されて
気体溶解加圧水の原料となる。一方、浮上濃縮槽
Ｅに蓄積した汚泥７は一定時間毎に掻取機で掻き
とられ汚泥貯槽Ｆへ投入される。

一方、最初沈殿池Ａの初沈汚泥１３は重力式濃
縮槽Ｋで濃縮汚泥１４と分離水１５に分離され、
分離水１５は最初沈殿池Ａあるいは曝気槽Ｂへ返
流される。重力式濃縮槽Ｋの濃縮汚泥１４は汚泥
貯槽Ｆへ送られて浮上濃縮汚泥７と混合される
か、または別途に脱水処理される場合もある。汚
泥貯槽Ｆの汚泥９は脱水機Ｇで新しいポリマ１０
を添加され脱水ケーキ１２として回収される。ま
た、脱水機Ｇで得られた液１１にはポリマが残
留しているので、前記のように昇圧ポンプＨを経
て気体溶解槽Ｊへ送られた後、混合器Ｄで余剰汚
泥５′と混合される。

あるいは、前記液１１は昇圧ポンプＨ及び気
体溶解槽Ｊを経ないで直接混合器Ｄへ送り、余剰
汚泥５′と混合することもあり、このような場合
には気体溶解加圧水は浮上濃縮槽Ｅの分離水８の
みを原料として作られる。気体溶解槽Ｊ内では激
しく気体と液を撹拌混合するので、ポリマのある
ものは分子鎖が切れて凝集効果が低減するものが
あり、このようなポリマを使用する場合には液
１１を直接混合器Ｄへ送つた方が効果的である。

本発明のようにポリマを汚泥の濃縮工程で再利
用する場合には、液及び液混合後の汚泥の滞
留時間をなるべく短かくしてやることが重要であ
る。

脱水液を混合した汚泥を従来の重力式濃縮槽
で濃縮した場合には、汚泥の滞留時間を短かくす
ると十分濃縮せず一方、汚泥の滞留時間を長くす
ると液に残留したポリマは生物的、化学的に分
解して凝集効果を失い、第２図のようにかえつて
添加するポリマ量が増える。さらに滞留時間が長
くなると汚泥が発酵しガスを付着して浮上してし
まう。従つて、濃縮工程が重力式濃縮法である場
合には液の残留ポリマの再利用は困難であつ
た。

これに対し、本発明のように濃縮工程を加圧浮
上法で行なう場合には、通常１〜２時間の滞留時
間で汚泥は目的の濃度まで濃縮されるので、液
中の残留ポリマを有効に利用でき、浮上濃縮槽の
分離水には固形物がほとんど含まれないので水処
理への負荷が大巾に減少する。さらに、脱水時に
新たに加えるポリマの量を５〜30％低減でき脱水
機の固形物処理量が増加するなど、確実な経済効
果が得られる。

次に、本発明の実施例を示す。

実施例 １ 下水処理場より発生した活性汚泥（濃度0.6％）
を加圧浮上法で濃縮し、濃度３％の濃縮汚泥を得
た。この濃縮汚泥をベルトプレスで脱水テストし
たところ、カチオンポリマの注入率は固形物当り
1.0％、脱水機の固形物処理量は80Kg／ｍ・ｈと
なり、ケーキ水分は80％であつた。

次に、上記テストで得られた脱水液と浮上濃
縮槽の分離水の一部を混合し、この混合液を原料
として気体溶解加圧水を作製し、これを上記活性
汚泥と混合して加圧浮上法で濃縮したところ濃度
４％の濃縮汚泥を得た。この濃縮汚泥を同じベル
トプレスで脱水テストしたところ、カチオンポリ
マの注入率は固形物当り0.7％まで減少し、注入
率の低減効果は30％となつた。また脱水機の固形
物処理量は100Kg／ｍ・ｈに増加し、ケーキ水分
は77％であり、布からのケーキの剥離性もきわ
めて良好であつた。また、濃縮・脱水工程の固形
物回収率は99％に達し、水処理工程への固形物負
荷が大巾に減少するなど水処理、汚泥処理を含め
て大きな経済的効果が得られた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施態様を示すフローシー
ト、第２図は汚泥に添加されたポリマの分解特性
を示すグラフである。 Ａ……最初沈殿池、Ｂ……曝気槽、Ｃ……最終
沈殿池、Ｄ……混合器、Ｅ……浮上濃縮槽、Ｆ…
…汚泥貯槽、Ｇ……脱水機、Ｈ……昇圧ポンプ、
Ｉ……コンプレツサ、Ｊ……気体溶解槽、Ｋ……
重力式濃縮槽、１……下水、２……上澄水、３…
…混合液、４……清澄水、５……活性汚泥、５′
……余剰汚泥、６……返送汚泥、７……汚泥、８
……分離水、９……汚泥、１０……ポリマ、１１
……液、１２……脱水ケーキ、１３……初沈汚
泥、１４……濃縮汚泥、１５……分離水。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 水処理において発生する汚泥を気体溶解加圧
   水を用いた加圧浮上濃縮工程で濃縮処理し分離水
   と濃縮汚泥に分離し、該濃縮汚泥を高分子凝集剤
   を添加して脱水処理する方法において、該脱水処
   理工程で得られた液を前記加圧浮上濃縮工程へ
   循環利用することを特徴とする汚泥の浮上濃縮方
   法。 ２ 前記液を、前記加圧浮上濃縮工程へ流入す
   る直前又は直後の前記気体溶解加圧水と汚泥との
   混合液に混合する特許請求の範囲第１項記載の方
   法。 ３ 前記気体溶解加圧水の調製用に前記液を利
   用する特許請求の範囲第１項記載の方法。 ４ 前記気体溶解加圧水の調製用に前記液と分
   離水とを利用する特許請求の範囲第１項記載の方
   法。