JPH04371300A - 汚泥処理装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は汚泥処理装置に係り、特
に、下水処理等により発生する有機性汚泥を無機凝集剤
と有機高分子凝集剤を用いて造粒濃縮して脱水する汚泥
処理装置であって、安定かつ効率的な処理を自動制御に
て行なうことができる汚泥処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】下水、し尿又は有機性産業廃水などの処
理により生ずる有機性汚泥の脱水方法として、無機凝集
剤と有機高分子凝集剤を汚泥に添加して処理する方法が
提案されている（特開昭６０−１２９２００号公報）。 この特開昭６０−１２９２００号公報に開示される方法
は、無機凝集剤を添加した後、カチオンポリマーとアニ
オンポリマーとを含む組成物からなる両性高分子凝集剤
を添加して脱水処理する方法である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】特開昭６０−１２９２
００号の汚泥脱水方法は、次のような欠点がある。■　
　発生した汚泥に薬剤を添加してそのまま脱水機に供す
る方法であり、なるべく汚泥濃度を高めるように条件設
定がなされており、汚泥濃度を一定に調整することは考
えられていない。汚泥濃度が高くても、その濃度に変動
がある場合には、十分な脱水効率が得られない。即ち、
濃縮汚泥濃度が低下した場合には、脱水機の処理能力が
低下する。逆に、高すぎる場合には濾液側にＳＳが流出
し、ＳＳの回収率が低下するといった不具合が起きる。

【０００４】■　　薬剤の添加率は原汚泥の流量に対し
て一定注入或いは比例注入させるため、汚泥の性状変動
により無機凝集剤添加後の汚泥ｐＨ値が変動し、凝集剤
の凝集効果が十分に発揮されないことがある。

【０００５】下水処理場の混合汚泥は圧送管により長距
離送泥されるため、長時間嫌気状態に置かれることにな
り、汚泥の腐敗や変性が起こり易くなる。腐敗、変性に
より性状が変動する汚泥に対して、無機凝集剤を一定注
入又は比例注入して添加すると、添加後の汚泥ｐＨ値が
一定しない。このため、汚泥の荷電中和度合が一定しな
いと同時に、後で添加する有機高分子凝集剤の効果が不
安定となり、次のような不具合が起きる。

【０００６】即ち、無機凝集剤添加後の汚泥の荷電中和
度合が不十分な場合には、脱水機の処理能力が低下する
。また、無機凝集剤添加後の汚泥ｐＨ値が高すぎたり低
すぎる場合には、後で添加する高分子凝集剤の効果が劣
化し、濾過部からの流出ＳＳ量が増加してＳＳ回収率が
低下する。

【０００７】本発明は上記従来の問題点を解決し、処理
効率及び装置運転の安定性が改善された汚泥処理装置を
提供することを目的とする。

【０００８】本発明は、特に、下水処理等によって発生
する有機性汚泥に無機凝集剤を添加して撹拌した後、更
に有機高分子凝集剤を添加した該有機性汚泥を、濾過機
構のついた造粒濃縮槽に導入し、濾過部から濾液を取り
出すことによって汚泥を濃縮するとともに造粒を行わせ
る装置において、薬剤の添加量を適正に保つと共に、濃
縮汚泥濃度を一定範囲内に保つことにより、造粒濃縮装
置の機能を高めて装置の安定運転を図る汚泥処理装置を
提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１の汚泥処理装置
は、汚泥を処理系統に導入するための原泥ポンプと、導
入された汚泥に無機凝集剤を添加する無機凝集剤添加手
段と、無機凝集剤が添加された汚泥に高分子凝集剤を添
加する高分子凝集剤添加手段と、これらの凝集剤が添加
された汚泥を造粒濃縮する造粒濃縮槽と、該造粒濃縮槽
で濃縮された濃縮汚泥が濃縮汚泥ポンプを介して導入さ
れる汚泥脱水機と、を有する汚泥処理装置において、原
泥の導入量を測定する原泥流量計と、原泥のＳＳ濃度を
測定するＳＳ濃度計と、無機凝集剤が添加された汚泥の
ｐＨを測定するｐＨ計と、前記原泥流量計、ＳＳ濃度計
及びｐＨ計からの信号に基き、処理系統に導入される負
荷が一定範囲となるように原泥ポンプを制御し、前記ｐ
Ｈ計のｐＨ値が一定範囲となるように無機凝集剤添加手
段を制御し、造粒濃縮槽内の汚泥濃度が一定の範囲とな
るように濃縮汚泥ポンプの吐出量を制御する制御装置を
設けたことを特徴とする。

【００１０】請求項２の汚泥処理装置は、請求項１の汚
泥処理装置において、前記制御装置は、ｐＨ計の測定ｐ
Ｈ値が４．０〜５．５となるように、無機凝集剤添加手
段を制御し、ＳＳ濃度計の測定ＳＳ濃度に対して、高分
子凝集剤の添加率が０．５〜２．０重量％となるように
、高分子凝集剤添加手段を制御し、濃縮汚泥濃度が１．
５〜３重量％の範囲となるように濃縮汚泥濃度とＳＳ濃
度計の測定ＳＳ濃度との比で求めた濃縮倍数Ｒに対して
、濃縮汚泥ポンプの流量が、原泥流量計で測定した原泥
流量の１／Ｒ倍となるように、濃縮汚泥ポンプを制御す
ることことを特徴とする。

【００１１】なお、以下において、「％」は「重量％」
を示す。

【００１２】

【作用】本発明の汚泥処理装置にあっては、制御装置に
より、次のような制御を行なう。

【００１３】無機凝集剤が添加された汚泥ｐＨが所定の
値、好ましくは４．０〜５．５の範囲となるように制御
することにより、汚泥の荷電中和状態を適正範囲に保ち
、造粒濃縮槽に添加される高分子凝集剤の凝集効果を高
めることができる。

【００１４】また、原泥の流量を測定する原泥流量計及
び原泥のＳＳ濃度を測定するＳＳ濃度計の値に基いて両
性ポリマ注入ポンプを作動させ、注入ＳＳに対する両性
高分子凝集剤の添加を一定注入、例えば、０．５〜２．
０％対ＳＳとなるように制御する。これにより含水率の
低い濃縮汚泥及びＳＳを殆ど含まない分離水を得ること
ができる。

【００１５】原泥流量計、ＳＳ濃度計の測定値に対して
、濃縮汚泥ポンプの作動を制御することにより、濃縮汚
泥濃度を一定の範囲、例えば、１．５〜３％に保つ。 これにより、分離水（濾液）中へのＳＳの流出量を少な
くして脱水機の処理能力を高めることができる。また、
単位時間当りの固形物処理量を一定とすることにより、
脱水機への負荷を安定させ、装置寿命の延長を図ること
ができる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明について図面を参照して詳細に
説明する。

【００１７】第１図は本発明の汚泥処理装置の一実施例
を示す系統図である。

【００１８】本実施例の汚泥処理装置において、受泥槽
に貯留されている有機性汚泥は、原泥ポンプ１より配管
２１を経て汚泥調質槽４に導入される。この汚泥調質槽
４へは無機凝集剤が注入ポンプ１１から配管２４を介し
て注入されており、汚泥はこの無機凝集剤と十分に混合
される。後で詳述する通り、この無機凝集剤の添加によ
り、汚泥の荷電中和とフロック核の増強が行なわれる。

【００１９】無機凝集剤が混和された汚泥は、次いで配
管２２を経て造粒濃縮槽５に導入される。この造粒濃縮
槽５へは両性有機高分子凝集剤が注入ポンプ１２から配
管２５を経て導入されており、該造粒濃縮槽５内で汚泥
は造粒されて濃縮汚泥の造粒物（ペレット）となる。液
体は、濾過部６を通過し、分離液として配管２６を経て
排出される。濃縮汚泥の造粒物は、少量の液と共に濃縮
汚泥ポンプ７により、給泥配管２３を経て脱水機８へ送
られ、脱水処理される。

【００２０】このような処理工程において、ＳＳ濃度計
２で測定された原泥のＳＳ濃度、原泥流量計３で測定さ
れた原泥の流量及びｐＨ計４Ａで測定された汚泥調質槽
４内のｐＨ値の各検出信号はそれぞれ制御装置９に入力
される。そして、この入力された検出信号に基いて、制
御装置９より無機凝集剤注入ポンプ１１、両性ポリマ注
入ポンプ１２及び濃縮汚泥ポンプ７を制御するための信
号が次の■〜■の要領に従って出力される。

【００２１】■　　脱水機８での安定処理性能を保つた
めに、（原泥流量）×（原泥のＳＳ濃度）として求めら
れる負荷を一定にする。即ち、ＳＳ濃度計２で計測され
たＳＳ濃度の増減に応じて原泥ポンプ１の吐出量を増減
させて該負荷が一定となるようにする。

【００２２】■　　汚泥調質槽４のｐＨ計４Ａの値が予
め設定したｐＨ値となるように無機凝集剤注入ポンプ１
１を制御する。本発明においては、特に、ｐＨ４．０〜
５．５、特に４．２〜４．６の範囲となるように制御す
るのが好ましい。

【００２３】■　　両性ポリマ注入ポンプ１２は、ＳＳ
濃度計２と汚泥流量計３の信号を積算して得られる前記
負荷（固形物処理量）に比例して高分子凝集剤の注入量
を増減させる。これにより、造粒濃縮槽５においては粒
径が大きくしかも十分に濃縮された汚泥の造粒物（ペレ
ット）が安定して生成されこのペレットが脱水機８へ供
給される。また、濾過部６からはＳＳを殆ど含まない分
離水が得られるようになる。本発明においては、両性高
分子凝集剤の添加率は、０．５〜２．０％対ＳＳ、特に
０．７％対ＳＳ程度とするのが好ましい。

【００２４】■　　造粒濃縮槽５から脱水機８へ送られ
る濃縮汚泥の汚泥濃度は、通常は１．５〜３％程度、特
に、２．０〜２．５％とするのが好適である。この１．
５ー３％なる範囲で汚泥の種類に応じて設定されたで設
定した濃縮汚泥濃度とＳＳで設定した濃縮汚泥濃度とＳ
Ｓ濃度計２の計測値との比を求め、この比を濃縮倍数と
する。

【００２５】この濃縮倍数をＲとすると、原泥流量×１
／Ｒを濃縮汚泥ポンプ７の吐出量とすることで、造粒濃
縮槽の濃縮汚泥の汚泥濃度を一定範囲に保つことができ
る。このようなことから、濃縮倍数Ｒを求め、その値に
応じて濃縮汚泥ポンプ７の吐出量を制御する。なお、濾
液は、（原泥ポンプ吐出量）と（濃縮汚泥ポンプ吐出量
）との差である。この場合、前記負荷（固形物処理量）
が一定となるよう原泥ポンプの吐出量を増減させて、濃
縮汚泥濃度は設定値で一定とするので、濃縮汚泥ポンプ
の吐出量は一定となる。

【００２６】■　　また本発明においては、原泥流量一
定として処理可能であり、その場合、原泥のＳＳ濃度が
変動し、濃縮汚泥濃度は設定値で一定とするために濃縮
汚泥ポンプの吐出量を増減するように制御する。

【００２７】本発明において、処理対象となる有機性汚
泥は、得には限定されないが、例えば下水の最初沈殿池
汚泥、し尿、下水等の三次処理で発生する凝集汚泥、各
種産業廃水の凝集汚泥、し尿の嫌気性消化汚泥、し尿の
好気性消化汚泥、し尿浄化槽汚泥、し尿消化脱離液、下
水、各種産業廃水の活性汚泥処理における余剰汚泥及び
、これらの混合汚泥などの有機性汚泥を挙げることがで
きる。

【００２８】本発明で使用する無機凝集剤としては、塩
化第二鉄、硫酸アルミニウム、塩化アルミニウム、ポリ
塩化アルミニウム、ポリ硫酸鉄などを挙げることができ
る。

【００２９】一方、本発明で使用できる有機高分子凝集
剤としては、カチオン性、アニオン性、ノニオン性又は
両性の有機高分子凝集剤があるが、両性有機高分子凝集
剤が好ましい。例えばアニオン性のモノマー成分及びカ
チオン性のモノマー成分の共重合体、アニオン性のモノ
マー成分、カチオン性のモノマー成分及びノニオン性の
モノマー成分の共重合体、或いはアニオン性のモノマー
成分とノニオン性のモノマー成分の共重合体のマンニッ
ヒ変性物又はホフマン分解物などを挙げることができる
。

【００３０】アニオン性のモノマー成分としては、例え
ばアクリル酸（ＡＡ）、アクリル酸ナトリウム（ＮａＡ
）、メタクリル酸、メタクリル酸ナトリウムなどを挙げ
ることができる。カチオン性のモノマー成分としては、
例えばジメチルアミノエチルアクリレート、ジメチルア
ミノエチルメタアクリレート（ＤＡＭ）、ジメチルアミ
ノプロピル（メタ）アクリレート、及びそれらの四級化
物などを挙げることができる。四級化物としては、具体
的にはジメチルアミノエチルアクリレートメチルクロラ
イド四級化物（ＤＡＡ）などを挙げることができる。ま
た、ジメチルアミノプロピルアクリルアミドの塩酸塩（
ＤＡＰＡＡｍ）を用いても良い。ノニオン性のモノマー
成分としては、例えばアクリルアミド（ＡＡｍ）、メタ
アクリルアミド、Ｎ，Ｎ’−ジメチル（メタ）アクリル
アミドなどを挙げることができる。また、これらの化合
物の共重合体として、具体的にはＤＡＡ／ＡＡ／ＡＡｍ
共重合体、ＤＡＭ／ＡＡ／ＡＡｍ共重合体、ＤＡＰＡＡ
ｍ／ＡＡ／ＡＡｍ共重合体、ＤＡＡ／ＡＡ共重合体、又
はＮａＡ／ＡＡｍ共重合体のマンニッヒ変性物などを挙
げることができる。

【００３１】以下に第１図に示す汚泥処理装置により汚
泥処理を行ない、制御条件等について調べた実験例を挙
げて、本発明をより具体的に説明する。なお、用いた装
置仕様及び薬剤は下記の通りである。

【００３２】装置仕様 受泥槽容量：２０ｍ３ 汚泥調質槽容量：０．３ｍ３ 造粒濃縮槽容量：０．８３ｍ３ 脱水機（ベルトプレス脱水機）濾布幅：１ｍ薬剤 無機凝集剤：塩化第二鉄 両性高分子凝集剤：ＤＡＡ／ＡＡ／ＡＡｍ共重合体実験
例１：無機凝集剤の注入制御 下記性状の汚泥を用いて、無機凝集剤の添加率と調質汚
泥の性状について調べた。

【００３３】汚泥性状 ｐＨ：６．０５〜５．８８（平均５．８８）電導度：１
５６０〜１２７０（平均１４３８）μｓ／ｃｍ ＳＳ：１．４０〜０．７７（平均１．１２）（ｍｇ／ｌ
） ＶＳＳ／ＳＳ：８１．７〜７９．５（平均８０．８）（
％） 繊維分／ＳＳ：２５．２〜２３．６（平均２４．４）（
％） Ｍアルカリ度：２８０〜１６０（平均２２０）（ｍｇ／
ｌ） ＣＳＴ：１８９９〜１４９１（平均１６３３）（ｓｅｃ
） 無機凝集剤の添加による汚泥の荷電中和状況は、第２図
に示す如く、ＣＳＴ法で判定できる。助剤添加率の増加
とともに改質が進みＣＳＴ値は低下し、この値がほぼ下
がりきった点が助剤の適正添加率となる。第２図より、
ＣＳＴ値から判断すると、助剤（この場合、塩化第二鉄
溶液を使用）の適正添加率は１５〜２５％対ＳＳ程度で
ある。また、助剤添加率とともに、調質汚泥のｐＨ値も
低下する。この時、調質汚泥のｐＨ値は第３図に示す結
果となり、ｐＨ範囲は３．６〜４．６と非常に幅広いが
、ｐＨ４以下では両性高分子凝集剤の凝集性は極端に劣
化する。従って、無機凝集剤の添加率制御はＣＳＴ法で
は困難であり、汚泥性状の変動を考慮すると、対ＳＳ一
定注入も不可であることがわかる。

【００３４】一方、第４図に汚泥ｐＨ値と汚泥ＣＳＴ値
の関係を示すが、本発明者らの研究から、同一汚泥種で
あれば、汚泥のｐＨ値により荷電中和の状態をほぼ推定
できることがわかった。この場合、汚泥ｐＨを４．２〜
４．６の範囲に設定して、この範囲となるよう無機凝集
剤の添加量を制御することで、汚泥の荷電中和は良好に
行われ、しかも後で添加する両性高分子凝集剤も効果的
に反応し、最大限の効果を発揮し得る。従って、通常の
汚泥性状であれば助剤の適正添加率は調質汚泥のｐＨ管
理により薬注制御でき、また、このｐＨ域が後に添加す
る両性高分子凝集剤の最も有効に働く範囲である。

【００３５】実験例２：濃縮汚泥濃度の制御■　　汚泥
濃度１％の標準活性汚泥法混合生汚泥を第１図に示す装
置で処理した場合の、濃縮汚泥濃度と造粒濃縮槽からの
分離濾液ＳＳ、脱水ケーキ含水率の関係を第５図に示す
。この造粒濃縮法では同一槽内において凝集と濃縮を同
時に行わせるため、槽内濃度を高くしすぎると濾液ＳＳ
のリーク量が増加する傾向にある。第５図より、濃縮汚
泥濃度を１．５〜３％程度に保つことで、良好なＳＳ回
収率を維持でき、しかも脱水ケーキ含水率も十分低下で
きることがわかる。

【００３６】■　　汚泥濃度０．６％の標準活性汚泥法
余剰汚泥を上記と同様に処理した場合の、濃縮汚泥濃度
と造粒濃縮槽からの分離濾液ＳＳ、脱水ケーキ含水率の
関係を第６図に示す。上記混合生汚泥の場合と同様に、
濃縮汚泥濃度を１．５〜３％程度に保つことで、良好な
ＳＳ回収率を維持でき、しかも脱水ケーキ含水率も十分
低下できることがわかる。

【００３７】なお、上記■、■において、汚泥調質槽の
設定ｐＨは４．４、両性高分子凝集剤の添加率は０．７
％／対ＳＳとした。

【００３８】

【発明の効果】以上詳述した通り、本発明の汚泥処理装
置によれば、■　　濃縮汚泥濃度を一定範囲に保つこと
により、ＳＳの流出量を少なくして脱水機の処理能力を
高めることができる。

【００３９】■　　無機凝集剤の添加率を汚泥ｐＨ値で
制御することにより、汚泥の荷電中和状態を適正範囲に
保つことが可能となり、後で添加する両性高分子凝集剤
の効果を最大限に発揮させることができる。

【００４０】■　　脱水機での単位時間当りの固形物処
理量を一定として運転することで、脱水機にかかる負荷
の安定化を図り、機械の寿命を延長させることができる
。

【００４１】等の優れた効果が奏され、汚泥処理効率の
向上、装置運転の安定化、高機能化が実現される。

【００４２】■　　汚泥の濃縮・脱水工程で常に安定処
理が可能となるので、後段の焼却工程での安定処理も可
能となる。本発明によれば高い固形物処理量の脱水ケー
キ（低含水率の脱水ケーキ）が一定量で得られるので、
焼却工程での作業（処理量や含水率の変動に伴う重油添
加量の変更など）が省力化できる。

【００４３】請求項２の汚泥処理装置によれば、より一
層優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１図は本発明の汚泥処理装置の一実施例を示
す系統図である。

【図２】第２図は助剤添加率と調質汚泥のＣＳＴ値との
関係を示すグラフである。

【図３】第３図は助剤添加率と調質汚泥のｐＨ値との関
係を示すグラフである。

【図４】第４図は調質汚泥のＣＳＴ値とｐＨ値との関係
を示すグラフである。

【図５】第５図は汚泥濃度１％の原泥を処理した場合の
、濃縮汚泥濃度と濾液ＳＳ濃度及び脱水ケーキ含水率と
の関係を示すグラフである。

【図６】第６図は汚泥濃度０．６％の原泥を処理した場
合の、濃縮汚泥濃度と濾液ＳＳ濃度及び脱水ケーキ含水
率との関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１　　原泥ポンプ ２　　ＳＳ濃度計 ３　　原泥流量計 ４　　汚泥調質槽 ５　　造粒濃縮槽 ６　　濾過部 ７　　濃縮汚泥ポンプ ８　　脱水機 ９　　制御装置 １０　　受泥槽 １１　　助剤注入ポンプ １２　　両性ポリマ注入ポンプ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　汚泥を処理系統に導入するための原泥
   ポンプと、導入された汚泥に無機凝集剤を添加する無機
   凝集剤添加手段と、無機凝集剤が添加された汚泥に高分
   子凝集剤を添加する高分子凝集剤添加手段と、これらの
   凝集剤が添加された汚泥を造粒濃縮する造粒濃縮槽と、
   該造粒濃縮槽で濃縮された濃縮汚泥が濃縮汚泥ポンプを
   介して導入される汚泥脱水機と、を有する汚泥処理装置
   において、原泥の導入量を測定する原泥流量計と、原泥
   のＳＳ濃度を測定するＳＳ濃度計と、無機凝集剤が添加
   された汚泥のｐＨを測定するｐＨ計と、前記原泥流量計
   、ＳＳ濃度計及びｐＨ計からの信号に基き、処理系統に
   導入される負荷が一定範囲となるように原泥ポンプを制
   御し、前記ｐＨ計のｐＨ値が一定範囲となるように無機
   凝集剤添加手段を制御し、造粒濃縮槽内の汚泥濃度が一
   定の範囲となるように濃縮汚泥ポンプの吐出量を制御す
   る制御装置を設けたことを特徴とする汚泥処理装置。
2. 【請求項２】　　前記制御装置は、ｐＨ計の測定ｐＨ値
   が４．０〜５．５となるように、無機凝集剤添加手段を
   制御し、ＳＳ濃度計の測定ＳＳ濃度に対して、高分子凝
   集剤の添加率が０．５〜２．０重量％となるように、高
   分子凝集剤添加手段を制御し、濃縮汚泥濃度が１．５〜
   ３重量％の範囲となるように濃縮汚泥濃度とＳＳ濃度計
   の測定ＳＳ濃度との比で求めた濃縮倍数Ｒに対して、濃
   縮汚泥ポンプの流量が、原泥流量計で測定した原泥流量
   の１／Ｒ倍となるように、濃縮汚泥ポンプを制御するこ
   とを特徴とする請求項１に記載の汚泥処理装置。