JPH07171600A - 消化汚泥の洗浄濃縮方法および洗浄濃縮剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 消化汚泥を水により洗浄し、濃縮処理した後
脱水処理する際、汚泥濃度の高い洗浄汚泥を得、脱水処
理を安定して効率よく行えるようにする。 【構成】 消化汚泥３１に洗浄水７を混合して汚泥を洗
浄する際に、汚泥洗浄槽８にｐＨ４におけるコロイド当
量値が２〜４ｍｅｑ／ｇのカチオン性高分子凝集剤９を
添加して、洗浄と凝集処理を行い、汚泥濃度の高い濃縮
汚泥３２を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は消化汚泥の洗浄濃縮方法
および洗浄濃縮剤に関する。

【０００２】

【従来の技術】下水処理汚泥やし尿等を嫌気性処理した
消化汚泥は、粘質物やタンパク質などが含まれているた
め脱水性が悪い。このため消化汚泥を水で洗浄して、粘
質物やタンパク質を除去した後、この洗浄汚泥を沈降分
離により濃縮し、濃縮汚泥を脱水することが行われてい
る。

【０００３】しかし、このように単に水で洗浄する方法
では、洗浄液と汚泥が分離しにくいため、洗浄汚泥は沈
降分離により十分に濃縮されず、脱水処理に供給される
スラリーの固形分濃度が低くなるとともに、濃度にバラ
ツキが生じる。このため脱水処理が良好に行えず、また
安定に処理するためには多量の脱水剤（凝集剤）が必要
になる。また洗浄汚泥の沈降分離により生じる分離液は
通常好気性処理されるが、ＳＳ濃度が高いため、ＳＳ負
荷が上昇するとともに変動し、このため処理を安定して
行うことができないなどの問題点がある。

【０００４】一方、特開平２−１０２８００号には、下
水処理汚泥を高温消化した消化汚泥を洗浄して濃縮した
後、ベルトプレス脱水機で脱水する際、濃縮汚泥に高分
子凝集剤を添加して混和調質し、得られた凝集汚泥をベ
ルトプレス脱水機の重力脱水部で脱水し、さらに高分子
凝集剤を添加して圧搾脱水する方法が提案されている。
しかし、この方法でも汚泥の洗浄工程では凝集剤が添加
されていないため、汚泥分離効率は悪く、このため脱水
工程には固形分濃度が低くて変動するスラリーが供給さ
れることになり、脱水処理の効率が悪いほか、分離液は
ＳＳ濃度が高くて変動するため処理が困難である点は前
記の場合と同様である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
問題点を解決するため、固形分濃度の高くて安定してい
る洗浄汚泥が得られるとともに、ＳＳ濃度が低くて安定
している分離液が得られ、このため脱水処理工程に汚泥
濃度の高い洗浄汚泥を供給できるようになり、脱水工程
を安定して効率よく行うことができ、しかも分離液の処
理が容易になる消化汚泥の洗浄濃縮方法、およびこの濃
縮処理に使用する洗浄濃縮剤を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、次の消化汚泥
の洗浄濃縮方法および洗浄濃縮剤である。 （１）消化汚泥を水で洗浄する際、ｐＨ４におけるコロ
イド当量値が２〜４ｍｅｑ／ｇのカチオン性高分子凝集
剤を添加して、洗浄と凝集処理を行い、汚泥を濃縮する
ことを特徴とする消化汚泥の洗浄濃縮方法。 （２）ｐＨ４におけるコロイド当量値が２〜４ｍｅｑ／
ｇであるカチオン性高分子凝集剤を含むことを特徴とす
る消化汚泥用洗浄濃縮剤。

【０００７】本発明において処理の対象となる消化汚泥
は、下水処理汚泥やし尿等の有機物を嫌気性処理したと
きに生成する消化汚泥であり、汚泥の脱水を悪化させる
要因となる粘質物やタンパク質を含む汚泥である。

【０００８】本発明で使用するカチオン性高分子凝集剤
は、ｐＨ４におけるコロイド当量値が２〜４ｍｅｑ／ｇ
であるカチオン性高分子凝集剤である。このようなカチ
オン性高分子凝集剤としては、カチオン性のモノマー成
分の単独重合体もしくは共重合体、カチオン性のモノマ
ー成分とノニオン性のモノマー成分との共重合体、ノニ
オン性のモノマー成分の単独重合体もしくは共重合体の
マンニッヒ変性物またはホフマン分解物などがあげられ
る。

【０００９】上記カチオン性のモノマー成分としては、
ジメチメアミノエチルメタアクリレート（ＤＡＭ）、ジ
メチルアミノエチルアクリレート（ＤＡＡ）、ジメチル
アミノプロピルメタアクリレート、ジメチルアミノプロ
ピルアクリレートおよびこれらの四級化物などがあげら
れる。四級化物としてはメチルクロリド、エチルクロリ
ド等の四級化物などがあげられる。またノニオン性のモ
ノマー成分としては、アクリルアミド（ＡＡｍ）、メタ
クリルアミド、Ｎ，Ｎ′−ジメチルアクリルアミド、
Ｎ，Ｎ′−ジメチルメタクリルアミドなどがあげられ
る。

【００１０】カチオン性高分子凝集剤の具体的なものと
しては、ＤＡＡ／ＡＡｍ共重合体、ＤＡＭ／ＡＡｍ共重
合体、これらの四級化物、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る。カチオン性高分子凝集
剤としては、３０℃、１Ｎ硝酸ナトリウム（ＮａＮ
Ｏ₃）中で測定した固有粘度〔η〕が７〜９ｄｌ／ｇの
ものが好ましい。

【００１１】本発明の方法では、消化汚泥を水で洗浄す
る際、例えば汚泥洗浄槽に上記のようなカチオン性高分
子凝集剤を添加して消化汚泥の洗浄と凝集処理を行う。
カチオン性高分子凝集剤の添加量は、汚泥固形分当り純
分として０．２〜２．０重量％、好ましくは０．４〜
１．０重量％とするのが望ましい。カチオン性高分子凝
集剤として液状のものを使用する場合は、カチオン性高
分子凝集剤の固形分として上記添加量になるように添加
する。

【００１２】上記の洗浄により、消化汚泥に付着または
含まれる粘質物、タンパク質その他の不純物が洗浄水中
に溶解するが、このとき電荷の中和により、これらの不
純物と汚泥固形分の分離が促進され、かつカチオン性高
分子凝集剤の凝集力により汚泥固形分が凝集する。この
ため洗浄効果が高まるとともに、洗浄汚泥の濃縮も促進
される。

【００１３】凝集処理液は、沈降分離などの方法により
固液分離することにより、高濃度に濃縮された濃縮汚泥
と、ＳＳ濃度の低い分離液とがそれぞれ安定した濃度で
得られる。濃縮汚泥は脱水処理工程に供給し、鉄塩、ア
ルミニウム塩、消石灰等の脱水処理用の無機凝集剤を添
加した後、遠心脱水機、真空脱水機、ベルトプレス型脱
水機、スクリュープレスまたはフィルタープレスなどの
脱水機により従来と同様にして脱水を行うことができ
る。

【００１４】この場合、脱水処理用の無機凝集剤を添加
する洗浄汚泥はすでに高濃度に濃縮されているので、脱
水処理用の無機凝集剤の添加量は従来法に比べて少なく
することができ、しかも脱水処理を安定して効率よく行
うことができる。

【００１５】分離液は好気性処理系その他の水処理系に
導入して処理を行う。この場合、分離液中のＳＳ濃度は
低いので、水処理系におけるＳＳ負荷の上昇を抑制する
ことができる。

【００１６】

【実施例】次に本発明の実施例を図面により説明する。
図１は本発明の消化汚泥の洗浄濃縮方法を採用した下水
処理方法を示すフローシートである。図において、１は
被処理液、２は最初沈殿池、３は曝気槽、４は最終沈殿
池、５は固液分離槽、６は消化槽、７は洗浄水、８は汚
泥洗浄槽、９はカチオン性高分子凝集剤、１０は混合
槽、１１は鉄塩、１２は消石灰、１３は脱水機である。

【００１７】図１のフローにおける処理では、下水等の
被処理液１は、最初沈殿池２において固液分離し、分離
液２１は曝気槽３において返送汚泥２２と混合し、曝気
して好気性処理（活性汚泥処理）を行う。曝気液２３は
最終沈殿池４で固液分離し、分離液は処理水２４として
系外に排出する。最終沈殿池４の分離汚泥の一部は返送
汚泥２２として曝気槽３に返送し、残部の余剰汚泥２５
ｂは最初沈殿汚泥２５ａとともに被消化汚泥２５として
固液分離槽５に導入する。

【００１８】固液分離槽５では、導入された被消化汚泥
２５を固液分離し、分離液２６は最初沈殿池２に返送
し、分離汚泥は消化槽６に導入する。消化槽６では、嫌
気性を維持して嫌気性処理（消化）を行う。

【００１９】消化槽６で発生する消化汚泥３１は本発明
の被処理汚泥として、洗浄水７と混合して汚泥洗浄槽８
に連続的に導入して洗浄する。このときカチオン性高分
子凝集剤９を連続的に添加して、凝集処理を行う。上記
の消化汚泥３１は、消化槽６から排出される混合液を固
液分離した分離汚泥として得られ、分離液（脱離液）は
最初沈殿池２に返送されるが、図示は省略されている。
汚泥洗浄槽８内の槽内液は、沈降分離により、高濃度に
濃縮された濃縮汚泥３２と、ＳＳ濃度の低い分離液３３
とに固液分離する。

【００２０】分離液３３は最初沈殿池２に連続的に返送
し、濃縮汚泥３２は混合槽１０に連続的に導入する。混
合槽１０では、濃縮汚泥３２に鉄塩１１および消石灰１
２を添加して凝集させ、易脱水性のフロックを生成させ
る。

【００２１】混合槽１０の槽内液は脱水機１３に供給
し、機械脱水する。脱水ケーキ３４は焼却などの後処理
に供給する。脱水分離液は最初沈殿池２に返送するが、
図示は省略されている。

【００２２】図１のフローでは、汚泥の洗浄工程にカチ
オン性高分子凝集剤９を添加して凝集処理を行っている
ので、分離液３３中のＳＳ濃度は低くなり、このため曝
気槽３におけるＳＳ負荷の上昇は抑制される。また高濃
度の濃縮汚泥３２が得られるので、鉄塩１１および消石
灰１２の添加量は少なくてすみ、しかも脱水機１３によ
る脱水処理を安定して効率よく行うことができる。

【００２３】なお、上記の方法は下水処理汚泥の嫌気性
消化の例について示したが、し尿その他の有機性排液の
嫌気性処理により生成する消化汚泥の処理についても適
用可能である。

【００２４】実施例１、比較例１ 下水汚泥の消化汚泥に水を加えた試験試料（ｐＨ７．
０、全固形分＝１．９重量％）を５００ｍｌビーカーに
入れ、表１に示すカチオン性高分子凝集剤を全固形分に
対して０．４重量％添加し、１５０ｒｐｍで１分間攪拌
した後さらに５０ｒｐｍで３分間攪拌し、フロックを形
成させた。このフロックのフロック径および沈降速度を
表２に示す。

【００２５】

【表１】 ＊１ 試験Ｎｏ．３〜６が実施例のもの、その他は比較
例のもの ＊２ ｐＨ４におけるコロイド当量値 ＊３ ３０℃、１Ｎ硝酸ナトリウム中で測定した値 ＊４ ＤＡＭ（４）：ジメチルアミノエチルメタアクリ
レートメチルクロリド４級化物 ＤＡＡ（４）：ジメチルアミノエチルアクリレートメチ
ルクロリド４級化物 ＡＡｍ：アクリルアミド

【００２６】

【表２】 ＊１ 試験Ｎｏ．３〜６が実施例、その他は比較例

【００２７】表２の結果から、ｐＨ４におけるコロイド
当量値が２〜４のカチオン性高分子凝集剤は、フロック
径が大きくて沈降速度の速いフロックを形成させること
ができることがわかる。

【００２８】実施例２ 図１で説明した洗浄濃縮方法において、ｐＨ；７．０、
全固形分；１．９４重量％の消化汚泥に、実施例１の試
験Ｎｏ．４のカチオン性高分子凝集剤を、全固形分に対
して１．０重量％となるように連続注入して洗浄濃縮を
行い、表３の条件で脱水処理を行った。結果を表３に示
す。

【００２９】比較例２ 実施例２において、カチオン性高分子凝集剤を添加しな
いで、鉄塩および消石灰の添加量を表３に示す量に変更
した以外は実施例２と同様にして行った。結果を表３に
示す。

【００３０】

【表３】

【００３１】表３の結果から、汚泥の洗浄工程にカチオ
ン性高分子凝集剤を添加することにより、分離液中のＳ
Ｓ濃度を低減でき、しかも無機凝集剤の添加量を少なく
して、多量の汚泥を脱水処理できることがわかる。

【００３２】

【発明の効果】本発明の消化汚泥の洗浄濃縮方法は、汚
泥を洗浄する際に特定のカチオン性高分子凝集剤を添加
して洗浄と凝集処理を行うので、汚泥濃度の高い洗浄汚
泥が得られるとともに低ＳＳ濃度の分離液が安定して得
られる。このため洗浄汚泥をさらに脱水処理する際、汚
泥濃度の高い洗浄汚泥を脱水処理するようになるので、
脱水処理を安定して効率よく行うことができる。また分
離液を処理する際のＳＳ負荷の上昇を抑制することがで
きる。

【００３３】本発明の消化汚泥用洗浄濃縮剤は、特定の
カチオン性高分子凝集剤を含んでいるので、上記の消化
汚泥の洗浄濃縮の際に使用した場合、汚泥濃度の高い洗
浄汚泥と低ＳＳ濃度の分離液とを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の消化汚泥の洗浄濃縮方法を採用した下
水処理方法を示すフローシートである。

【符号の説明】

１ 被処理液 ２ 最初沈殿池 ３ 曝気槽 ４ 最終沈殿池 ５ 固液分離槽 ６ 消化槽 ７ 洗浄水 ８ 汚泥洗浄槽 ９ カチオン性高分子凝集剤 １０ 混合槽 １１ 鉄塩 １２ 消石灰 １３ 脱水機 ２１、２６、３３ 分離液 ２２ 返送汚泥 ２３ 曝気液 ２４ 処理水 ２５ 被消化汚泥 ２５ａ 最初沈殿汚泥 ２５ｂ 余剰汚泥 ３１ 消化汚泥 ３２ 濃縮汚泥 ３４ 脱水ケーキ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 消化汚泥を水で洗浄する際、ｐＨ４にお
   けるコロイド当量値が２〜４ｍｅｑ／ｇのカチオン性高
   分子凝集剤を添加して、洗浄と凝集処理を行い、汚泥を
   濃縮することを特徴とする消化汚泥の洗浄濃縮方法。
2. 【請求項２】 ｐＨ４におけるコロイド当量値が２〜４
   ｍｅｑ／ｇであるカチオン性高分子凝集剤を含むことを
   特徴とする消化汚泥用洗浄濃縮剤。