JPH0368500A - 高分子凝集剤の添加率制御方法 - 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、汚泥の脱水処理に用いる有機高分子凝集剤の
添加率制御方法に関するものである。

〔従来技術〕

近年、汚泥の脱水助剤として広く用いられている有機高
分子凝集剤は、無機系凝集剤と比較して添加量が少なく
脱水ケーキ量が少ない、薬品の取扱いが容易であるベル
トプレス、遠心分離機等の高性能脱水機が使用できる等
の利点を持っている。

しかしながら、有機高分子凝集剤の添加率には最適範囲
が存在するために、添加率の過少の場合はもちろん、過
多の場合にも脱水状態が良好でなくなるので、常に何ら
かの方法で薬品添加率を適正範囲内に保たなければなら
ないというわずられしさがあった。

そのために、従来は単位固形物あたりの添加率を一定と
する比例制御方法が用いられてきた。即ち、汚泥流量と
濃度を測定して固形物処理量を求め、あらかじめ別の手
段で求めた最適添加率から添加量を計算して薬注ポンプ
流量を制御する方法である。この方法は汚泥濃度の変動
に対しては、汚泥濃度計および流量計の信頼性が十分で
あればその後の比例制御そのものは容易であるから、薬
品添加の自動化は可能となるが、現実には濃度計の信頼
性が十分でない。さらに汚泥の質的変動があり、最適薬
注率が変動する場合は本方法は適用できない。

実際の汚泥処理では、汚泥の濃度や質の変動に遭遇する
機会が多く、薬品添加の自動化による脱水操作の最適化
制御が困難となる場合が多い。そのため、脱水状態を常
時観察しながら、添加量を手動で調節する方法をとらざ
るを得ず、汚泥処理コスト全体に占める人件費の割合は
極めて大きい。

また、実際の薬品添加率は、適正範囲内であっても、ど
ちらかといえば安全サイドである高添加率側にかたよる
ことは避けられず、薬品費の増大をきたしている。

かかる現状に対し、イオン性有機高分子凝集剤を使用す
る場合に、イオン性有機高分子凝集剤を添加混合した後
の、分離液のコロイド荷電量を測定し、その値をゼロな
いし用いる凝集剤と同符号の所定値とする様に凝集剤の
添加率を調節する方法が提案されている。（特開昭５９
−１８３８９７号、同５９−１８３８９９　号） これらの方法は、汚泥の濃度や質の変動に十分対処でき
る凝集剤添加率の制御方法を提供し、自動化による人件
費の大幅低減を可能とした。本方法によると、脱水機の
運転状況は常に最良の状態に維持され、大幅な添加過剰
による凝集剤の浪費は完全に防止される効果があった。

しかしながら、凝集剤添加率からみると、該方法で実施
される添加率は、用いる脱水機で運転可能な最少の添加
率より多い。工業的には、ケーキ含水率や処理速度等の
脱水成績を悪化させても、ポリマ添加率を削減した方が
総合的にみると経済的である場合も少なくない。かかる
場合に、この方法では対処しづらい欠点がある。

本発明は、コロイド荷電量の測定方法を改良して、陽イ
オン性有機高分子凝集剤の添加率と汚泥のコロイド荷電
量及びケーキ含水率との関係を求めた結果、より少ない
ポリマ添加率で、安定した脱水操作を可能とする方法を
提供するにいたったものである。

〔問題を解決するための手段〕

本発明は汚泥に陽イオン性高分子凝集剤を添加混合して
脱水する方法において、凝集剤添加後の液中のコロイド
荷電量を、標準正コロイド溶液及び変色指示薬を添加し
、滴定剤にて逆滴定し、滴定終点を変色指示薬の変色反
応を三波長測光法により検出することによって測定し、
該コロイド荷電量が−０，００１〜−〇、　１ｍｅｑ　
／　ｌとなるように該陽イオン性高分子凝集剤の添加を
制御することを特徴とする高分子凝集剤の添加率制御方
法である。

即ち、本発明では、コロイド荷電量の測定にコロイド滴
定法を用いるが、その具体的手段としては正コロイド標
準液を採取汚泥に添加したのち滴定剤によって滴定する
逆滴定法を採用しミさらに滴定終点の検知に変色指示薬
の変色反応を二波長測光により測定する方法を用いて、
コロイド荷電量の測定精度及び感度を増大させた。

本発明で用いる陽イオン性有機高分子凝集剤としては通
常用いられているものをいずれも利用できるが、Ｎ、　
　Ｎ’−ジメチルアミノアルキルアクリレートあるいは
メタクリレートでアルキル基の炭素数が２あるいは３の
ものの酸塩（略称エステル系）、ビニルベンジルモノジ
トリメチルアンモニウムの酸塩、アクリルアミドのカチ
オン変性物の酸塩、ビニルピリジンおよびその置換誘導
体、アクリルアミンおよびその置換誘導体のようなカチ
オン性単量体の単一重合体および共重合体などがある。

また上記のような陽イオン性単量体とアクリルアミド、
アクリロニトリル、アクリル酸アルキルエステルのよう
な単量体との共重合物、さらにポリビニルイミダシリン
の酸塩、キトサンの酸塩、澱粉のカチオン化物なども使
用できる。

一方、本発明に用いられる液中のコロイド荷電量の測定
方法は、精度的に優れた標準正コロイド溶液と変色指示
薬を用いるコロイド滴定法であり、また指示薬の変色状
況の測定に三波長測光法を用いるものであり、特に滴定
終点の決定方法には、リアルタイム法（特開平１−１１
６４４７）を用いると装置が簡易となって好ましい。こ
のリアルタイム法を簡明に説明すると、滴定開始前の指
示薬添加時点での所定の二波長における透過光量の差を
計測し、その量に所定の定数を乗じた値になるまで該所
定の二波長における透過光量の差を計測しながら滴定剤
を添加して該所定の定数を乗じた値になったときの滴定
剤の添加量を滴定終点とするものである。他の好ましい
リアルタイム法としては、正コロイド標準液を採取汚泥
に添加した試料に滴定剤を添加しながら光を照射し、変
色指示薬の変色反応における２つの検知帯域の透過光量
とその間に存在する等吸収点の透過光量の何れか２つを
検出し、両者の透過光量が等しくなった時を滴定終点と
する方法が挙げられる。

また、正コロイド溶液及び滴定液は１μｌの精度で、１
００〜５００μｌ程度を添加する必要があり、精度のよ
いビユレット等を用いる必要がある。指示薬の添加量は
１０μｌ程度の精度で１００〜２００μｌ程度を添加で
きる簡易な手段（デイスペンサなど）を用いることがで
きる。試薬としては、正コロイド標準液としてメチルグ
リコールキトサン（ＭＧＣｈ）もしくは塩化ポリジアリ
ルジメチルアンモニウム（登録商標：　Ｃａｔｆｌｏｃ
）が良く、滴定剤はポリビニル硫酸カリウム（ＰＶＳＫ
）が最適であり、指示薬はトルイジンブルー（ＴＢ）が
良い。

汚泥のコロイド荷電量の測定に用いる採取試料は、脱水
分離液のような浮遊性固形物の少ない液を用いる。また
洗浄液を用いる脱水機では、それが混入しない状態の分
離液を採取する必要がある。

また、試料の採取場所は薬品添加地点に近い方が、制御
の時間おくれ等が少ないので好ましい。

本発明において、コロイド荷電量の測定及び凝集剤を添
加する具体的方法としては、連続的でも不連続的でもよ
く、又、自動的でもそうでなくてもよいが、本発明は凝
集剤添加の自動制御が好適である。比較的経済的な制御
方法としては、凝集剤添加量を自動的あるいは人為的に
添加し、凝集剤添加直後からコロイド荷電量を常時、又
は一定間隔をおいて測定し、その後凝集剤を添加しつつ
同時にコロイド荷電量と比較しながら添加量を調整して
、所定のコロイド荷電量（−０，００１〜−〇。

１ｍｅｑ　／　Ｉ！　）とする方法である。コロイド荷
電量測定を含め、凝集剤添加を完全自動化してもよい。

本発明は、コロイド荷電量を極めて正確かつ迅速に測定
できるので、コロイド荷電量の大きさに応じて凝集剤の
添加量を正確に制御できる。従って、凝集剤添加の過不
足が全くなくなり、かつ脱水効率を高く維持できる凝集
剤量を必要最小限とすることができる。

〔作用〕

本発明の作用を第１図及び第２図で参照して説明する。

本発明方法を用いて下水混合生汚泥（ＳＳ＝１８、７　
ｇ　／　Ｒ）を、陽イオン性高分子凝集剤（エバグロー
スＣ１０４Ｇ、強力チオン、存庫インフィルコ社製）に
て凝集処理し、ベルトプレスにて凝集汚泥を処理速度１
２０ｋｇ／ｍ　−ｈｒにて脱水処理した。この結果得ら
れた陽イオン性高分子凝集剤添加率とケーキ含水率、重
力ろ過速度及び液中のコロイド荷電量との関係を第１図
に示した。分離液コロイド荷電量と凝集剤添加率の関係
は、従来報告されているような屈曲点を持つ形と異なり
、第１図に示すごときスムースな関係であった。一方、
凝集汚泥の脱水性は、コロイド荷電量がゼロとなる凝集
剤添加率近傍で極大値をとったことは、従来通りである
。この結果は、分離液中のコロイド荷電量がゼロ近傍か
つ負の領域であれば、得られる脱水ケーキの含水率がや
や高く、重力ろか速度がやや低いものの、脱水機を運転
することは十分可能であり、しかも凝集剤添加量を削減
できることを示している。

これらの関係は、陽イオン性高分子凝集剤を用いる汚泥
の脱水操作においては、脱水機種にかかわらず同様であ
る。−例として遠心脱水機を用いて、下水混合生汚泥（
Ｓｓ＝１２．７ｇ／ｌ）に陽イオン性高分子凝集剤（エ
バグロースＣ１２３、中力チオン、存庫インフィルコ社
製〉を添加して処理速度１２ｍ’／ｈｒで脱水処理した
結果、凝集剤添加率に対するケーキ含水率、ＳＳ回収率
、分離液ＳＳ１分離液光透過率及びコロイド荷電量の変
化を各々グラフ化したものを第２図に示した。この結果
より凝集剤添加率が増大してコロイド荷電量がゼロ近傍
に近づくと分離液光透過率およびＳＳ回収率が増大し、
分離液ＳＳおよびケーキ含水率が低下することがわかる
。

ところで、本発明を実際に用いる場合の制御の設定値は
、汚泥、高分子凝集剤あるいは脱水機の種類さらに望ま
れる脱水成績等によって変わり、−概に決定できないが
、おおむね−０，００１〜−〇。

１ｍｅｑ／ｊ！の範囲にある。また、実際に制御する対
象は凝集剤流量の地汚泥流量でもよい。

〔実施例〕

以下、本発明の具体的実施例を述べるが、これに限定さ
れるものではない。

実施例１ 下水処理場混合生汚泥を、陽イオン性有機高分子凝集剤
のエバクロースＣ１０４Ｇ（存庫インフィルコ社製、エ
ステル系強力チオン）を用いてベルトプレス型脱水機で
脱水した。

本発明では、逆滴定法を用いた三波長測光方式のコロイ
ド滴定装置を用い、従来法１）（特開昭５９−１８３８
９７号）では単波長測光方式のコロイド滴定装置を用い
、従来法２）では固形物比例制御方式により凝集剤の注
入量を制御した。

なお汚泥濃度の変動幅は１．５〜２．８％、ｐＨは６６
０〜６．５、強熱減量は６５〜８０％ＳＳであった。

結果を表−１に示す。

このように本発明によれば、凝集剤の過剰添加による脱
水ケーキ含水率の上昇や処理状態の不安定さもなく、従
来法と比べて薬品費の低減等の効果が認められる。

実施例２ 製造品種の変動に伴って余剰汚泥の発生比率が変動し、
有機高分子凝集剤の最適添加率が変わる複数の排水処理
施設を持つ食品工場の排水処理に本発明および前記従来
法１）、２）を適用した。

本例では凝集汚泥を混合して遠心脱水機により、脱水処
理した。従来法は、脱水機の運転時は汚泥濃度、流量の
チエツク以外に最適薬注率のチエツクも実施する必要が
あり、かなりの人件費及び薬品費が必要であった。一方
、本発明方法を用いると、上記チエツクはすべて不要に
なり、脱水工程の人工を削減するとともに、凝集剤を大
幅に低減することができた。その結果を表−２に示す。

；聾Ｓ剣ネ加ｌ？（％　５５） 〔発明の効゛果〕 以上述べたように、本発明は実際の汚泥脱水処理におい
て、汚泥の質や濃度の変動に十分対処できる陽イオン性
有機高分子凝集剤の添加率制御方法であり、薬品添加の
自動化により脱水工程の最適自動制御が可能となり、薬
品費の低減及び人件費の低減等の実用上多大な効果をも
たらすものである。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の詳細な説明するためのグラ
フで、第１図はＳＳ重量に対する凝集剤添加率とケーキ
含水率、重力ろ過速度及びコロイド荷電量の各々との関
係を示し、第２図はＳＳ重量に対する凝集剤添加率とケ
ーキ含水率、ＳＳ回収率、分離液ＳＳ１分離液光透過率
及び分離液コロイド荷電量の各々との関係を示す。 （ほか３名）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）汚泥に陽イオン性高分子凝集剤を添加混合して脱
   水する方法において、凝集剤添加後の液中のコロイド荷
   電量を、標準正コロイド溶液及び変色指示薬を添加し、
   滴定剤にて逆滴定し、滴定終点を変色指示薬の変色反応
   を二波長測光法により検出することによって測定し、該
   コロイド荷電量が−０．００１〜−０．１ｍｅｑ／ｌと
   なるように該陽イオン性高分子凝集剤の添加を制御する
   ことを特徴とする高分子凝集剤の添加率制御方法。