JPH0630798B2 - 有機性汚泥の濃縮方法 - Google Patents

有機性汚泥の濃縮方法

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JPH0630798B2
JPH0630798B2 JP61038786A JP3878686A JPH0630798B2 JP H0630798 B2 JPH0630798 B2 JP H0630798B2 JP 61038786 A JP61038786 A JP 61038786A JP 3878686 A JP3878686 A JP 3878686A JP H0630798 B2 JPH0630798 B2 JP H0630798B2
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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は有機性汚泥の濃縮方法、特に下水汚泥の沈降
分離による濃縮方法に関するものである。
〔従来の技術〕
下水処理においては、余剰活性汚泥を最初沈殿池に戻し
て混合生汚泥として、あるいは余剰活性汚泥と最初沈殿
池汚泥の混合汚泥として、沈降分離により濃縮されるの
が一般的である。日本下水道協会の設計指針(1972年発
行、下水道施設設計指針と解説)によれば、投入汚泥固
形物濃度1%、滞留時間12時間で濃縮汚泥固形物濃度4
%とされているが、近年の汚泥の有機分の増加に伴い汚
泥の濃縮性が低下しているため、2%程度にしか濃縮し
ていない処理場が多い。特に夏季においては、汚泥の腐
敗による浮上が激しく、汚泥の濃縮は困難である。汚泥
濃度が低いと脱水、消化等の後続プロセスの効率が低下
するという弊害がある。
このような問題を解決するために、被濃縮汚泥に塩素ま
たは次亜塩素酸カルシウム等の塩素剤を添加して濃縮す
る方法が提案されている(下水・廃水処理ガイドブッ
ク、昭和49年、環境技術研究会発行第395頁)。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、上記の塩素剤を加える方法では、大量添
加しても効果が顕著でなく、残留塩素による2次公害が
発生するという問題点があった。
この発明は上記のような問題点を解決するためのもの
で、従来法よりも汚泥を高濃縮させることができ、2次
公害の問題が少ない有機性汚泥の濃縮方法を提案するこ
とを目的としている。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明は、被濃縮汚泥に10〜1000mg/の酸化剤を添
加して、汚泥の腐敗抑制効果が現われた後、発生する酸
素または塩素を含むガスを脱気処理により除去し、さら
にカチオン性高分子凝集剤を添加した後、沈降分離によ
り濃縮することを特徴とする有機性汚泥の濃縮方法であ
る。
本発明において濃縮の対象とする被濃縮汚泥は、有機物
を含む有機性汚泥であり、例えば下水の最初沈殿池汚
泥、余剰活性汚泥、またはこれらの混合汚泥等があげら
れる。
これらの被濃縮汚泥に添加する酸化剤としては特に制限
されないが、過酸化水素、過酸化ナトリウム等の過酸化
物、および次亜塩素酸ナトリウム等の次亜塩素酸塩が好
ましく、これらは1種単独または2種類以上の混合使用
が可能である。これらの酸化剤の添加量は、汚泥の腐敗
を抑制できる量であり、汚泥の種類、性状等ならびに酸
化剤の種類等により異なるが、10〜1000mg/(酸化剤
として)程度である。
上記酸化剤を被濃縮汚泥に添加して攪拌混合すると、汚
泥中の腐敗菌が殺菌されて、腐敗抑制効果が現われ酸素
または塩素を含むガスが発生するが、本発明では発生し
た酸素または塩素を含むガスを脱気処理により除去し、
さらにカチオン性高分子凝集剤を添加した後、沈降分離
により濃縮する。脱気処理の方法としては、開放槽にお
ける空気吹込による曝気、開放槽における攪拌機による
機械攪拌、真空脱気などがあげらる。曝気、攪拌等の強
度、時間等は汚泥、酸化剤の種類、性状等により異なる
が、一般的には曝気量では0.2〜5m3/m3−汚泥、攪拌翼
周速度では0.1〜5m/秒で、滞留時間は2分以上であ
る。
酸化剤を添加して脱気処理した汚泥は、そのまま沈降分
離により濃縮するよりも、脱気処理の後、カチオン性高
分子凝集剤を添加して凝集処理を行った方が濃縮性が改
善される。
本発明で使用できるカチオン性高分子凝集剤としては、
特に限定されないが、好ましいカチオン性高分子凝集剤
としては、ジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリ
レートの四級化物もしくは酸塩の単独重合体または(メ
タ)アクリルアミドとの共重合体、ジメチルアミノア
ルキル(メタ)アクリルアミドの四級化物もしくは酸塩
の単独重合体または(メタ)アクリルアミドとの共重合
体、ポリ(メタ)アクリルアミドのマンニッヒ変性
物、ポリ(メタ)アクリルアミドのホフマン分解物な
どがあげられ、これらは単独でまたは組合せて、あるい
は他のカチオン性高分子凝集剤と組合せて使用すること
ができる。
使用するカチオン性高分子凝集剤としては、コロイド当
量値(pH4)3meq/g以下、好ましくは2.6meq/g以下のも
のが適当である。また固有粘度 以上、好ましくは5.0(dl/g)以上のものが適当である。
カチオン密度が低く分子量の高いカチオン性高分子凝集
剤は、低添加量で凝集性が良いため本発明に適してお
り、このようなものとしては、ジメチルアミノアルキル
(メタ)アクリレートもしくはジメチルアミノアルキル
(メタ)アクリルアミドの酸塩または四級化剤(メチル
クロライド、ベンジルクロライド、ジメチル硫酸など)
で四級アンモニウム塩にしたものと(メタ)アクリルア
ミドとの共重合体で、(メタ)アクリルアミド含有率80
mol%以上のものがある。
カチオン性高分子凝集剤を添加する場合の汚泥の濃縮方
法は、被濃縮汚泥に前記酸化剤を添加し、次いで脱気処
理した後、カチオン性高分子凝集剤を0.2重量%(対S
S)以下、好ましくは0.05〜0.2重量%(対SS)添加
して攪拌混合し、沈降分離により濃縮する。
薬剤の添加順序は、濃縮槽投入汚泥に対して酸化剤を添
加し、脱気処理した後にカチオン性高分子凝集剤を添加
する脱気処理前にカチオン性高分子凝集剤を添加すると
酸化剤によりカチオン性高分子凝集剤の性能が落ちる場
合があるので避けた方がよい。
薬剤添加後の攪拌混合の方法は特に限定されず、攪拌槽
における攪拌羽根による攪拌、配管中の流れによる攪
拌、ポンプを通過させることによる攪拌などによること
ができる。攪拌強度も制限はなく、汚泥と薬剤が十分混
合し反応する程度でよい。
脱気処理を行った後の濃縮の手段は沈降分離であって、
反応汚泥を固液分離槽に導入して自然沈降させる。濃縮
した汚泥固形分側は脱水装置、消化槽等に導いて脱水、
消化等の処理に供される。また分離液は水処理系に返送
される。
本発明の濃縮方法は低温の汚泥に対しても効果がある
が、18℃以上の腐敗によりガスが発生しやすい汚泥に対
して特に効果が顕著である。
〔作用〕
汚泥の浮上は汚泥の腐敗により生成するガスが濃縮槽内
の汚泥相内に蓄積するために起こるが、被濃縮汚泥に酸
化剤を添加すると、汚泥の腐敗が抑制され、浮上が防止
されるので、汚泥濃縮が高くなる。また、酸化剤を添加
しかつカチオン性高分子凝集剤を0.2重量%(対SS)
以下添加すると、汚泥の沈降性が改善されるため、酸化
剤だけの場合より汚泥濃度が高くなる。
これらの場合、酸化剤添加により発生する酸素または塩
素を含むガスが汚泥に付着して汚泥が浮上しやすくなる
とともに、酸化剤がカチオン性高分子凝集剤の性能を低
下させて濃縮効果を悪くするが、酸化剤を添加して汚泥
の腐敗抑制効果が現われたのち脱気処理により発生ガス
を除去することにより濃縮効果が大きくなる。このとき
脱気により、液中に溶解するガスも除去されるので、後
工程の沈降分離中に気泡が発生して、汚泥の沈降分離を
阻害することが防止される。なお、カチオン性高分子凝
集剤の添加量を多くすると、生成フロックがブリッジン
グを起こすため、汚泥濃度は高くならない場合がある。
一方、カチオン性高分子凝集剤のみを添加した場合に
は、腐敗により発生するガスが付着して浮上しやすくな
り、汚泥濃度は高くならない。
このようにして、本発明の有機性汚泥の濃縮方法によれ
ば、汚泥のpH等の性状をほとんど変えることなく、汚泥
を従来法よりも高濃度に濃縮させることができる。汚泥
濃度が高くなることによって脱水性が良くなり、脱水剤
必要添加量の低減、脱水ケーキ含水率の低下、剥離性の
向上、汚泥処理量の増加等の脱水性能の向上、ならびに
消化効率の促進などが可能となる。
〔実施例〕
以下、本発明の実施例について説明する。実施例におい
て%は重量%を示す。
下水の最初沈殿池汚泥と余剰活性汚泥の1:1(容量
比)混合汚泥(pH=6.2,電気伝導率=1250μs/cm,
SS=0.91%,VSS/SS=80%,温度=25℃)につい
て、酸化剤または酸化剤とカチオン性高分子凝集剤(CP)
を用いて汚泥濃縮試験を行った。
使用した酸化剤は次亜塩素酸ナトリウム溶液(12%)また
は過酸化水素水(35%)、カチオン性高分子凝集剤CPはジ
メチルアミノエチルアクリレートの硫酸塩とアクリルア
ミドの共重合体 (▲〔η〕30゜C 1N-NaNO3▼=5.5dl/g、コロイド当量値
=1.9meq/g(at pH=4)アクリルアミド含有率=82mol
%)である。
また汚泥濃縮試験法は次の通りである。
汚泥濃縮試験法 20容ポリエチレン容器に被濃縮汚泥17をとり、所定
量の酸化剤を添加し、攪拌機で混合攪拌を行う。次に脱
気処理を行ったのち、直接またはさらにカチオン性高分
子凝集剤を所定量添加して混合攪拌したのち、この汚泥
をピケットフェンス付きの透明アクリル樹脂製円筒(10
00mmH×150mmφ)に移し、スラッジボリュームの経時変
化を測定する。濃縮試験はピケットフェンスを回転(0.
1rpm、1分回転/30分停止の繰返し)させながら行う。
沈降開始後、汚泥界面高さの経時変化を測定してスラッ
ジボリュームと原汚泥のSS濃度から、汚泥相のSS濃
度を算出し、これを各時間における汚泥濃度とする。
また汚泥が浮上し始める時間(hr)を測定して汚泥浮上
時間とし、50時間までに浮上しなかったものを50以上と
する。
酸化剤およびカチオン性高分子凝集剤添加後の混合攪拌
は、17の被濃縮汚泥に対して、攪拌機を用いて、周速
=1m/秒(250rpm)の条件で、30秒間行った。また曝気
攪拌による脱気処理は、エアーポンプを用いて、17Nl/
分の流量で、1〜5分間行った。機械攪拌による脱気処
理は、上記薬剤添加後の混合攪拌と同一の攪拌条件で、
1〜5分間行った。
結果を表1に示す。表1において、NO.6およびNO.15は
実施例、他は比較例を示す。
表1から明らかなように、無薬注の場合(NO.1)は静
置11時間で汚泥が浮上し、最高濃縮濃度は2.3%にしかな
らない。またカチオン性高分子凝集剤だけ添加の場合
(NO.2)は静置4時間で浮上する。次亜塩素酸ナトリ
ウムを添加して脱気処理しない場合(NO.3)は19時間
で浮上し、濃縮汚泥濃度は2.9%となる。ただし次亜塩素
酸ナトリウムの添加率を増加させた場合(NO.4)は発
泡し、10分で浮上する。過酸化水素を添加して脱気処理
しない場合(NO.7)は27時間まで浮上時間を延長で
き、最高濃縮濃度も3.3%となる。ただし、次亜塩素酸ナ
トリウムと同様に過酸化水素の添加率を増加させた場合
(NO.8)は10分で浮上する。
酸化剤を添加して混合後、曝気および攪拌機による機械
攪拌を2分以上行うと、次亜塩素酸ナトリウムの場合
(NO.5,6)は31時間(濃縮汚泥濃度=3.4%)、過酸
化水素の場合(NO.13,14)は50時間以上(濃縮汚泥濃度
=3.7%)の浮上防止が可能となった。酸化剤とカチオン
性高分子凝集剤を併用した場合(NO.6,15)は汚泥の沈
降性は良くなるが、0.2%を超えると汚泥のブリッジング
を起こすため、濃縮濃度は低下する。
なお、本実施例で汚泥相の厚さは数十cmであるが、実際
には厚さが2〜3m程度なので、汚泥SS濃度は本実施
例よりもはるかに高い値となる。
〔発明の効果〕
本発明によれば、被濃縮汚泥に10〜1000mg/の酸化剤
を添加して、汚泥の腐敗抑制効果が現われた後、発生す
る酸または塩素を含むガスを脱気処理により除去し、さ
らにカチオン性高分子凝集剤を添加した後、沈降分離す
るようにしたので、高温の腐敗しやすい汚泥の場合で
も、汚泥の性状をほとんど変えることなく腐敗を抑制し
て、腐敗によるガスの発生を防止し、しかも酸化剤の添
加により発生するガス、および溶解中のガスを効率よく
除去して、沈降分離を促進することができ、これにより
汚泥を高濃度に濃縮させることができ、2次公害も少な
い。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤原 昇 東京都新宿区西新宿3丁目4番7号 栗田 工業株式会社内 (72)発明者 高田 淳 東京都新宿区西新宿3丁目4番7号 栗田 工業株式会社内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】被濃縮汚泥に10〜1000mg/の酸化剤を添
    加して、汚泥の腐敗抑制効果が現われた後、発生する酸
    素または塩素を含むガスを脱気処理により除去し、さら
    にカチオン性高分子凝集剤を添加した後、沈降分離によ
    り濃縮することを特徴とする有機性汚泥の濃縮方法。
  2. 【請求項2】汚泥が下水の最初沈殿池汚泥、余剰活性汚
    泥またはこれらの混合汚泥である特許請求の範囲第1項
    記載の濃縮方法。
  3. 【請求項3】酸化剤が過酸化物または次亜塩素酸塩であ
    る特許請求の範囲第1項または第2項記載の濃縮方法。
  4. 【請求項4】脱気処理が曝気または機械攪拌によるもの
    である特許請求の範囲第1項ないし第3項のいずれかに
    記載の濃縮方法。
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JPS6099400A (ja) * 1983-11-04 1985-06-03 Takuma Co Ltd 汚泥濃縮装置

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