JPH07185597A - 直接電解処理による汚泥脱水方法及びそのための脱水装置 - Google Patents

直接電解処理による汚泥脱水方法及びそのための脱水装置

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JPH07185597A
JPH07185597A JP5337515A JP33751593A JPH07185597A JP H07185597 A JPH07185597 A JP H07185597A JP 5337515 A JP5337515 A JP 5337515A JP 33751593 A JP33751593 A JP 33751593A JP H07185597 A JPH07185597 A JP H07185597A
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進 長谷川
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 フィルタープレス、ベルトプレスなどを用い
た圧搾濾過法や、真空濾過法などの周知の脱水方法にお
いて、濾布などの目詰まりなどに起因する濾過抵抗を極
力少なくして、汚泥の脱水効率を極めて向上できる方法
を提供する。 【構成】 汚泥を直接電気分解することにより汚泥のp
Hを調整することによって、懸濁汚泥粒子の表面の電荷
を中和することによって、懸濁汚泥粒子のζ電位を等電
点近傍に調整し、懸濁汚泥粒子同士を凝集させて、懸濁
汚泥粒子を粗大化して、脱水効率を向上させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば、上下水処理場
から排出される汚泥、化学工業、食品工業などの各種施
設から排出される産業廃棄物汚泥などの種々の汚泥を、
フィルタープレス、ベルトプレスを用いた圧搾濾過法
や、真空濾過法などの周知の汚泥脱水法を用いて、汚泥
を脱水する方法において、その汚泥の脱水効率を向上す
るための方法に関する。
【0002】
【従来の技術】上述したような脱水方法においては、汚
泥中の懸濁汚泥の微粒子などによって、濾布の濾過抵抗
が大きくなり、その結果濾過効率が悪くなるために、脱
水を効率的に実施するために、従来より、濾過助剤、凝
集剤を汚泥に添加して脱水を実施することが行われてい
る。
【0003】すなわち、濾過助剤は、汚泥中の懸濁汚泥
粒子を吸着若しくは包含して、粒子を粗大化する目的で
添加されるものであって、一般的には、珪藻土、おがく
ず、繊維質、フライアッシュなどが用いられている。し
かしながら、このような濾過助剤は、汚泥に対して多量
に添加しなければ、その十分な効果が得られないため
に、昨今では、このような濾過助剤の代わりに、例え
ば、硫酸アルミニウム(硫酸バンド)、ポリ塩化アルミ
ニウム(PAC)、塩化第二鉄などの凝集剤を用いて、
汚泥中の懸濁汚泥粒子を凝集させ粗大化させることによ
り、濾過抵抗を減少させ、脱水効率を改善することが行
われている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな濾過助剤、凝集剤を汚泥に添加して脱水を行う方法
では、濾過助剤、凝集剤を添加しなければならないため
に、濾過助剤、凝集剤自体のコストがかかるために、全
体としてコスト高をきたすこととなる。また、汚泥に添
加した濾過助剤、凝集剤が汚泥とともに排出されるため
に、汚泥の量が増加するため、そのため産業廃棄物など
としての事後の処理などにおいても問題となっていた。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、このような従
来技術及び課題に鑑み発明なされたものであって、下記
の(1)〜(8)の構成をその要旨とするものである。
【0006】(1) 圧搾濾過法や、真空濾過法などの
汚泥脱水法を用いて、汚泥を脱水する方法において、原
汚泥を直接電解処理して、原汚泥のpHを調整すること
により、懸濁汚泥粒子のζ電位を等電点近傍に調整し、
それによって、汚泥の脱水効率を増大させることを特徴
とする直接電解処理による汚泥脱水方法。
【0007】(2) 前記原汚泥のpHを酸性側に調整
することを特徴とする前述の(1)に記載の直接電解処
理による汚泥脱水方法。
【0008】(3) 前記原汚泥のpHをアルカリ側に
調整することを特徴とする前述の(1)に記載の直接電
解処理による汚泥脱水方法。
【0009】(4) 原汚泥を直接電気分解して汚泥の
pHを調整するための電気分解装置と、汚泥のpHを検
知するためのpH計と、該pH計の検知結果に基づいて
前記電気分解装置の通電時間若しくは電流を制御するた
めのpH制御手段と、前記電気分解装置より供給された
所定のpHに調整された汚泥を、脱水するための脱水機
より構成されることを特徴とする汚泥脱水装置。
【0010】(5) 前記電気分解装置の汚泥電解処理
槽に供給された汚泥を均一に撹拌混合するために、汚泥
電解処理槽に付設された撹拌手段を備えることを特徴と
する前述の(4)に記載の汚泥脱水装置。
【0011】(6) 前記電気分解装置の他方の電解処
理槽に撹拌手段を備えることを特徴とする前述の(4)
又は(5)に記載の汚泥脱水装置。
【0012】(7) 前記pH計が、汚泥電解処理槽内
に設けられていることを特徴とする前述の(4)から
(6)のいずれかに記載の汚泥脱水装置。
【0013】(8) 前記pH計が、汚泥電解処理槽か
ら脱水機に至る配管経路中に設けられていることを特徴
とする前述の(4)から(6)のいずれかに記載の汚泥
脱水装置。
【0014】すなわち、本発明者等は、このような現状
を考慮して、鋭意研究した結果、原汚泥を直接電解処理
して、原汚泥のpHを酸性側に調整することにより、汚
泥中に含まれる懸濁汚泥粒子のζ電位を等電点近傍に調
整することによって、懸濁汚泥粒子同士の凝集性が向上
して、懸濁汚泥粒子の見掛けの粒径が大きくなり、それ
によって濾過抵抗が少なくなり、汚泥の脱水効率が極め
て増大できることを知見して本発明を完成したものであ
る。
【0015】一般的に、粒子の有する荷電の大きさを示
す「ζ電位」が用いられるが、汚泥に含まれる懸濁汚泥
粒子は、粒子の表面がマイナスに帯電しており、そのた
めζ電位は負の値になっており、その負の帯電が大きい
場合(すなわちζ電位の絶対値が負の方向に大きい場
合)には、粒子同士が反発することとなり懸濁汚泥粒子
が凝集しないために、汚泥中の懸濁汚泥の微粒子による
濾布目詰まりにより濾過抵抗が大きくなり、その結果濾
過効率が悪くなる。このため、本発明では、汚泥のpH
を原汚泥を直接電気分解して酸性側にすることによっ
て、懸濁汚泥粒子の表面の負の電荷を中和することによ
って、懸濁汚泥粒子のζ電位を等電点近傍に調整し、懸
濁汚泥粒子同士を凝集させて、懸濁汚泥粒子を粗大化し
て、それによって、フィルタープレス、ベルトプレスな
どを用いた圧搾濾過法や、真空脱水法などの周知の脱水
方法において、濾布などの目詰まりなどに起因する濾過
抵抗を極力少なくして、汚泥の脱水効率を極めて向上さ
せる方法である。
【0016】また、例えば、水酸化アルミニウムスラッ
ジなど、汚泥中に含まれる懸濁汚泥粒子によっては、そ
の表面がプラスに帯電しているものもある。従って、こ
の場合には、原汚泥のpHをアルカリ側に調整すること
により、汚泥中に含まれる懸濁汚泥粒子のζ電位を等電
点近傍に調整することによって、上述の酸性側に調整す
る場合と同様に脱水効率を上昇させることが可能であ
る。
【0017】
【実施例】図1は、本発明の脱水方法を実施するための
脱水装置の概略図であり、1は全体で本発明の脱水装置
を示している。
【0018】符号2は、上下水処理場から排出される汚
泥、及び化学工業、食品工業などの各種施設から排出さ
れる産業廃棄物汚泥などの種々の脱水処理すべき汚泥
を、一時貯留するための汚泥貯留槽2である。そして、
3はポンプであり、該ポンプ3によって管路3aを介し
て、電気分解装置4の汚泥電解処理槽4aに、汚泥貯留
槽2から汚泥Aが供給されるとともに、他方の電解処理
槽4bには水が供給されるようになっており、電気分解
装置4により、汚泥Aが直接電気分解処理され、汚泥の
pHを調整するようになっている。なお、図中、4c
は、電解処理槽4a,4bを隔離するための隔膜であ
り、市販の精密ろ過膜、限外ろ過膜、イオン交換膜など
が使用されるが、精密ろ過膜が経済的に好ましい。ま
た、図中、5は電源、6a,6bは電極であり、電極と
しては、周知のチタン若しくはステンレス電極に白金メ
ッキを施したものなどが使用可能である。
【0019】また、汚泥電解処理槽4aには、汚泥貯留
槽2から供給された汚泥Aを均一に撹拌混合するための
撹拌装置7が付設されている。さらに、汚泥電解処理槽
4aには、汚泥電解処理槽4a内の汚泥AのpHを検知
するためのpH計8と、所定のpHとなるように、電気
分解装置4の通電時間若しくは電流を制御するための、
pH制御手段18が設けられている。このpH制御手段
18は、前記pH計8で測定されたpH値を電気信号に
変える変換器と、この変換器の信号を受けて前記電気分
解装置4の通電時間若しくは電流を制御するための制御
装置等から構成される。
【0020】なお、本実施例では、撹拌装置7を汚泥電
解処理槽4a内のみに設置したが、電解処理槽4bにも
同時に設置することも可能である。この場合、撹拌装置
7を汚泥電解処理槽4a内に設けることによって、汚泥
の沈降を防ぐことができるとともに電極に汚泥が付着す
るのを防止でき、また、電解処理槽4bに撹拌装置を設
けることによって、電極近傍で気泡が発生し電流効率が
低下するのを防止することが可能となる。
【0021】さらに、本実施例では、前記pH計8を汚
泥処理槽4a内に設置したが、必ずしもこの場所に限定
されるものではなく、汚泥電解処理槽4aから脱水機1
0に至る配管経路中に設置してもよい。また、pH制御
手段18の設置場所についても同様であり、前記電気分
解装置4とは別の場所、例えば、制御室等に設置しても
良いことは勿論である。
【0022】そして、pH調整槽4内で所定のpHに調
整された汚泥Aは、ポンプ9により管路9aを介して、
脱水機10に供給されるようになっている。この脱水機
10は、フィルタープレス式、ベルトプレス式等の圧搾
濾過装置、あるいは真空濾過装置等が使用可能である。
【0023】このように脱水機10に供給されたpH調
整された汚泥は、懸濁汚泥粒子のζ電位が等電点近傍に
調整されており、懸濁汚泥粒子同士の凝集性が向上さ
れ、懸濁汚泥粒子の見掛けの粒径が大きくなり、それに
よって濾過抵抗が小さくなり、汚泥の脱水効率が増大さ
れるようになっている。
【0024】一方、電解処理槽4bからは、アルカリ性
イオン水が発生するが、これは適宜回収して、脱水機1
0より排出された酸性の水を中和するのに使用すれば効
率的である。
【0025】このような装置を用いて、前述の汚泥のp
Hを酸性側に調整するために、原汚泥を直接電気分解す
るのであるが、この場合、原汚泥のpHなどによっても
変化するが、懸濁汚泥粒子のζ電位を等電点近傍に調整
するには、電気分解後の汚泥のpHを、pH約5の前半
からpH約6の前半、特にpH6前後にするように、原
汚泥を電気分解するのが好ましい。
【0026】一方、原汚泥が水酸化アルミニウムスラッ
ジ等の場合には、汚泥中に含まれる懸濁汚泥粒子の表面
がプラスに帯電しているため、このような場合には、汚
泥のpHをアルカリ側に調整するために、原汚泥を直接
電気分解して懸濁汚泥粒子のζ電位を等電点近傍に調整
することにより、上述と同様に脱水効率を上昇させるこ
とが可能となる。
【0027】なお、上述の実施例の場合、電解処理槽4
bに水を供給してアルカリイオン水を発生させるように
したが、この代わりに原汚泥を供給してアルカリ汚泥を
生成するようにしても良い。
【0028】実施例1(汚泥のpHを電気分解により調
整した場合としない場合の比較) 上水場より採取したpH6.7の原汚泥2lに対して、
電気分解(30V、1Aで約2時間電解し、pH6.2
に調整)を行ったものと、電気分解を行っていないもの
を、それぞれ250mlの量だけ、カラム直径9.5c
m、ろ過圧力4kgf/cm2 のテストカラムを用いて
ろ過試験を実施した。その結果を図2に示した。
【0029】その結果から明らかなように、汚泥を直接
電解して酸性の汚泥とすることによって、大幅なろ過性
の向上が認められる。
【0030】
【発明の作用・効果】本発明では、汚泥を直接電気分解
することによって汚泥のpHを調整して酸性側又はアル
カリ側にすることによって、懸濁汚泥粒子の表面の負若
しくは正の電荷を中和することによって、懸濁汚泥粒子
のζ電位を等電点近傍に調整し、懸濁汚泥粒子同士を凝
集させて、懸濁汚泥粒子を粗大化して、それによって、
フィルタープレス、ベルトプレスなどを用いた圧搾濾過
法や、真空脱水法などの周知の脱水方法において、濾布
などの目詰まりなどに起因する濾過抵抗を極力少なくし
て、汚泥の脱水効率を極めて向上できる。
【0031】また、本発明の方法では、従来のように、
ろ過助剤や凝集剤などの薬剤を汚泥に添加して脱水を行
うのではなく、汚泥を直接電気分解することによって汚
泥のpHを酸性側に調整するので、従来のようにコスト
高とならず、制御が容易であり、しかも、汚泥の量が増
加することなく、産業廃棄物などとして事後の処理など
においても取り扱いに便利である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1は、本発明の脱水方法を実施するための
脱水装置の概略図である。
【図2】 図2は、本発明の脱水方法に基づいて電気分
解した汚泥と電気分解していない汚泥のろ過効果を比較
したグラフである。
【符号の説明】
1…脱水装置 2…汚泥貯留槽 3…ポンプ 3a…管路 4…電気分解装置 4a…汚泥電解処理槽 4b…電解処理槽 4c…隔膜 5…電源 6a,6b…電極 7…撹拌装置 8…pH計 9…ポンプ 9a…管路 10…脱水機 18…pH制御手段 A…汚泥

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 圧搾濾過法や、真空濾過法などの汚泥脱
    水法を用いて、汚泥を脱水する方法において、 原汚泥を直接電解処理して、原汚泥のpHを調整するこ
    とにより、懸濁汚泥粒子のζ電位を等電点近傍に調整
    し、それによって、汚泥の脱水効率を増大させることを
    特徴とする直接電解処理による汚泥脱水方法。
  2. 【請求項2】 前記原汚泥のpHを酸性側に調整するこ
    とを特徴とする請求項1に記載の直接電解処理による汚
    泥脱水方法。
  3. 【請求項3】 前記原汚泥のpHをアルカリ側に調整す
    ることを特徴とする請求項1に記載の直接電解処理によ
    る汚泥脱水方法。
  4. 【請求項4】 原汚泥を直接電気分解して汚泥のpHを
    調整するための電気分解装置と、 汚泥のpHを検知するためのpH計と、該pH計の検知
    結果に基づいて前記電気分解装置の通電時間若しくは電
    流を制御するためのpH制御手段と、 前記電気分解装置より供給された所定のpHに調整され
    た汚泥を、脱水するための脱水機より構成されることを
    特徴とする汚泥脱水装置。
  5. 【請求項5】 前記電気分解装置の汚泥電解処理槽に供
    給された汚泥を均一に撹拌混合するために、汚泥電解処
    理槽に付設された撹拌手段を備えることを特徴とする請
    求項4に記載の汚泥脱水装置。
  6. 【請求項6】 前記電気分解装置の他方の電解処理槽に
    撹拌手段を備えることを特徴とする請求項4又は5に記
    載の汚泥脱水装置。
  7. 【請求項7】 前記pH計が、汚泥電解処理槽内に設け
    られていることを特徴とする請求項4から6のいずれか
    に記載の汚泥脱水装置。
  8. 【請求項8】 前記pH計が、汚泥電解処理槽から脱水
    機に至る配管経路中に設けられていることを特徴とする
    請求項4から6のいずれかに記載の汚泥脱水装置。
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