JPH07204699A - スラリー状汚泥の濃縮方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 スラリー状汚泥の濃縮および脱水を、濾布走
行式濃縮機を使用した薬注濃縮法によって、広大なスペ
ースや多量の電力を使用することなく、少量の凝集剤に
より経済的且つ効率的に行う。 【構成】 スラリー状汚泥を、濾布走行式濃縮機２によ
って濃縮し次いで脱水機10によって脱水するに際し、脱
水機10における脱水濾液を濾布走行式濃縮機２に供給さ
れるスラリー状汚泥中に戻し、一方、濃縮機２において
生成した濃縮脱離液の濁度を測定し、その濁度に応じ
て、不足する適量の凝集剤を濃縮機２に供給されるスラ
リー状汚泥中に添加する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、下水、産業廃水等の
汚水の浄化過程において発生したスラリー状汚泥の濃
縮、脱水方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】下水、産業廃水等のような汚水の浄化過
程において発生したスラリー状汚泥の濃縮方法として、
次の方法が知られている。 (a) スラリー状汚泥を長時間静置し沈降させることによ
り濃縮する重力濃縮法。 (b) スラリー状汚泥を遠心分離機で遠心力により固液に
分離する遠心分離法。 (c) スラリー状汚泥中に、微細な気泡を圧力水と共に吹
き込み、発生した泡の周りに固形物を付着させ浮上させ
ることによって濃縮する加圧浮上濃縮法。 (d) スラリー状汚泥中に高分子凝集剤を添加して濃縮さ
せる薬注濃縮法

【０００３】図５は、濾布走行式の薬注濃縮機の一例を
示す説明図である。図５に示すように、溶解槽１におい
て溶解された高分子凝集剤を、例えば固形分濃度が1%の
スラリー状汚泥中に添加し、このようにして高分子凝集
剤が添加されたスラリー状汚泥を濾布走行式濃縮機２の
無端移動濾布３の一端上に供給する。無端移動濾布３上
のスラリー状汚泥は、その他端から排出されるまでの間
に、無端移動濾布３上において濃縮され、濃縮汚泥とな
って濾布走行式濃縮機２から排出される。

【０００４】図６は、重力沈降式の薬注濃縮機の一例を
示す説明図である。図６に示すように、溶解槽１におい
て溶解された高分子凝集剤を、例えば固形分濃度が1%の
スラリー状汚泥中に添加し、このようにして高分子凝集
剤が添加されたスラリー状汚泥を沈降槽４中に供給す
る。スラリー状汚泥中の固形分は、沈降槽４内に沈降し
て濃縮される。そこで、このようにして濃縮された汚泥
を、沈降槽４から排出する。

【０００５】重力濃縮法および加圧浮上濃縮法の場合に
は、スラリー状汚泥を濃縮させるために長時間これを滞
留させる必要がある。従って、大量のスラリー状汚泥を
濃縮処理するためには、その設備に広大なスペースを必
要とする。また、遠心分離法の場合には、電力消費量が
多く、且つ、騒音、振動等の対策も必要である。

【０００６】これに対して、薬注濃縮法の場合には、重
力濃縮法や加圧浮上濃縮法のような広大なスペースを必
要とせず、且つ、遠心分離法のような多量の電力を消費
することもなく、装置はシンプルで維持管理も容易であ
る等の利点がある。

【０００７】しかしながら、薬注濃縮法には、次のよう
な問題がある。即ち、スラリー状汚泥中に添加する高分
子凝集剤の量によっては、凝集剤に要する費用が遠心分
離法の場合の電力消費量よりも高くなり、従ってランニ
ングコストが上昇する。本発明者等の計算によると、高
分子凝集剤の添加量が固形物重量比で0.2%を超えると、
遠心分離法よりもランニングコストが上昇する。

【０００８】薬注濃縮法において使用される濃縮機に
は、濾布走行式と重力沈降式とがあるが、濾布走行式濃
縮機の方がその据え付け面積を小にすることができるの
で有利である。そこで、試験的に濾布走行式濃縮機を使
用し、薬注濃縮法によって汚泥を濃縮した場合の濃縮条
件を調べたところ、下記表１の通りであった。

【０００９】

【表１】

【００１０】表１から明らかなように、薬注濃縮法によ
ってスラリー状汚泥を安定して濃縮させるためには、高
分子凝集剤の添加率を 0.3〜0.4 wt.%にしなければなら
ず、従って、遠心分離法よりもランニングコストが上昇
しない添加率 0.2wt.%を超える。

【００１１】上述した問題を解決する手段として、特開
平1-168399号には、汚泥を凝集剤無添加で濃縮し、濃縮
された汚泥を直接または消化処理後、脱水機に供給し、
脱水機で高分子凝集剤を添加して脱水し、濃縮工程から
の分離液は水処理工程に送り生物処理すると共に、脱水
工程において排出された分離液を、汚泥濃縮工程の汚泥
供給側に返送することからなる汚泥処理法（以下、先行
技術という）が開示されている。

【００１２】先行技術によれば、汚泥濃縮工程に返送さ
れる脱水工程での排出分離液中に高分子凝集剤が含有さ
れているので、濃縮工程において凝集剤を添加しないに
もかかわらず、フロックの凝集が促進され、濃縮汚泥の
濃度を高めることができる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た先行技術には、次のような問題がある。即ち、濃縮汚
泥の濃度および回収率は、汚泥濃縮工程に返送される、
脱水工程で生成した分離液中に含有されている高分子凝
集剤の状態によって大きく変動するため、その後の脱水
工程設備の運転に支障を来す。また、濃縮工程からの分
離液中のＳＳ濃度も変動するために、水処理側の負荷軽
減にはならない場合が多い。

【００１４】先行技術は、凝集剤を添加せずにスラリー
状汚泥を濃縮しているので、その濃縮を、凝集剤の添加
を必要とする濾布走行式によって行うことができず、重
力濃縮法、遠心分離法または加圧浮上濃縮法によって行
わなければならない。従って、重力濃縮法および加圧浮
上濃縮法の場合には、スラリー状汚泥の濃縮処理設備の
ために広大なスペースを必要とし、また、遠心分離法の
場合には、電力消費量が多くなる問題が生ずる。

【００１５】従って、この発明の目的は、上述した問題
を解決し、スラリー状汚泥の濃縮および脱水を、濾布走
行式濃縮機を使用した薬注濃縮法によって、広大なスペ
ースや多量の電力を使用することがなく、少量の凝集剤
によって、経済的に且つ効率的に行うことができる方法
を提供することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上述した
観点から、スラリー状汚泥の濃縮を経済的且つ効率的に
行うことができる方法を開発すべく鋭意研究を重ねた。
汚泥処理プロセスにおいて、約８０％以上の汚泥処理場
に脱水設備が設置されており、脱水工程において、スラ
リー状汚泥中に高分子凝集剤を添加し脱水している。脱
水は、通常遠心脱水機またはベルトプレスによって行わ
れており、このような脱水工程における高分子凝集剤の
通常の添加率即ち薬注率を、下記表２に示す。

【００１７】

【表２】

【００１８】上記表２に示した薬注率は、設備を安定し
て稼動させるための添加率であり、通常は、脱水工程に
おいて必要量の1.2 倍程度の量の高分子凝集剤を添加し
ている。従って、脱水機の濾液中には、添加した高分子
凝集剤の約15% が未反応のまま残存している。このよう
な未反応の高分子凝集剤が残存している濾液は、通常洗
浄排水等と共に水処理施設に戻され、汚水と共に処理さ
れている。

【００１９】本発明者は、上記脱水機において生成した
未反応の高分子凝集剤が残存する脱水濾液を、濾布走行
式濃縮機に供給されるスラリー状汚泥中に戻し、これに
不足分の高分子凝集剤を添加すれば、スラリー状汚泥の
濃縮を経済的且つ効率的に行い得ることを知見した。即
ち、表２から明らかなように、最も添加率が少ない混合
汚泥のベルトプレスの場合で、1.0%×0.15＝0.15% 相当
分の高分子凝集剤が、脱水濾液中に残存している。従っ
て、表１に示した安定した濃縮を行わせるために必要な
高分子凝集剤の量(0.3〜0.4wt.%)に対し、０.15 〜0.25
% の高分子凝集剤が不足することになるので、この量の
高分子凝集剤をスラリー状汚泥中に添加すればよいこと
になる。

【００２０】この発明は、上記知見に基づいてなされた
ものであって、水処理系から排出されるスラリー状汚泥
を、濾布走行式の濃縮機によって濃縮し、次いで、濃縮
されたスラリー状汚泥に凝集剤を添加した上これを脱水
機によって脱水する、スラリー状汚泥の濃縮方法におい
て、前記脱水機における脱水濾液を、前記濾布走行式濃
縮機に供給されるスラリー状汚泥中に戻し、前記脱水濾
液中に含有されている残存凝集剤を、前記濃縮のための
凝集剤の一部として使用し、一方、前記濾布走行式濃縮
機における濃縮脱離液の濁度を測定し、測定された濁度
に基づいて前記凝集剤の不足量を検出し、前記不足量の
凝集剤を、前記濾布走行式濃縮機に供給されるスラリー
状汚泥中に添加することに特徴を有するものである。

【００２１】

【作用】濾布走行式の薬注濃縮機によってスラリー状汚
泥を濃縮するためには、スラリー状汚泥中に高分子凝集
剤を添加してこれを凝集し、濾布上で捕捉し得るような
しっかりした凝集汚泥を生成させることが必要である。
この発明によれば、脱水機において濃縮汚泥を脱水する
際に生成した、高分子凝集剤が残存する脱水濾液を前記
濃縮機に供給されるスラリー状汚泥中に戻し、更に、前
記濃縮機における濃縮脱離液の濁度に応じて、不足分の
適量の凝集剤を、濃縮機入側のスラリー状汚泥中に添加
するようになっている。

【００２２】従って、スラリー状汚泥は、濾布走行式濃
縮機の濾布上において適確に濃縮され、しかも、スラリ
ー状汚泥中に、必要量以上の無駄な高分子凝集剤が添加
されることはなく、且つ、濃縮汚泥の濃度が確実に安定
して高められ、濃縮時における分離液中のＳＳ濃度を一
定値以下に保つことができ、ＳＳ回収率を高いゾーンで
安定させることができる。

【００２３】次に、この発明を図面を参照しながら説明
する。図１は、この発明の１実施態様を示す説明図であ
る。図１に示すように、スラリー状汚泥６を、導管８に
より濾布走行式濃縮機２の無端移動濾布３の一端上に供
給する。無端移動濾布３上のスラリー状汚泥６は、その
他端から排出されるまでの間に無端移動濾布３上におい
て濃縮され、濃縮汚泥６’となって濾布走行式濃縮機２
から貯留槽９内に排出される。

【００２４】貯留槽９内の濃縮汚泥６’は、溶解槽１か
ら送られた高分子凝集剤７と共に、遠心式またはベルト
プレス式の脱水機10に供給され、脱水機10により脱水さ
れケーキ状になって排出される。一方、脱水機10におい
て生成した、高分子凝集剤が残存する脱水濾液は、貯留
槽５に戻された上、貯留槽５から導管８を流れるスラリ
ー状汚泥中に供給される。

【００２５】濾布走行式濃縮機２において生成した濃縮
脱離液の濁度を、濁度計11によって測定する。なお、濁
度計11による濁度の測定は、通常1000ppm 以下のスラリ
ーに対して行った場合に高精度の結果が得られる。無薬
注濃縮の場合には、脱離液のＳＳが1000ppm を超える場
合が多いために、濁度の測定が困難であるが、本発明の
ように薬注濃縮の場合には、脱離液のＳＳが通常数百pp
m であるから、濁度計11による濁度の測定を精度高く行
うことができる。

【００２６】スラリー状汚泥の凝集に必要な高分子凝集
剤の量が不足している場合には、脱離液の濁度が上昇す
る。従って、濁度計11によって測定された濃縮脱離液の
濁度により、スラリー状汚泥中の高分子凝集剤の不足量
がわかるので、不足する適量の高分子凝集剤をスラリー
状汚泥中に添加することができる。このような高分子凝
集剤の添加は、濁度計11による濁度信号が、高分子凝集
剤の導管12の途中に設けられたポンプ13に送られること
により行われる。

【００２７】このようにして、必要とする適量の高分子
凝集剤７が、溶解槽１から導管８内のスラリー状汚泥中
に混合され、濾布走行式濃縮機２の無端移動濾布３の一
端上に供給される。従って、スラリー状汚泥中に、必要
量以上の無駄な高分子凝集剤が添加されることなく、濃
縮汚泥の濃度を確実に安定して高めることができる。

【００２８】

【実施例】次に、この発明の方法を、実施例により説明
する。図１に示した方法により、固形分濃度が１％のス
ラリー状汚泥を濃縮し次いで脱水してケーキ状にした。
スラリー状汚泥が脱水ケーキになるまでの容積変化を、
図２の模式図によって示した。図１に示すように、貯留
槽５内のスラリー状汚泥を濾布走行式濃縮機２において
濃縮し、濃縮汚泥を貯留槽９内に収容した。濃縮機２に
おいて生成した濃縮脱離液の濁度を濁度計11によって測
定し、その濁度によって、高分子凝集剤が不足している
場合には、適量の高分子凝集剤を、導管８内のスラリー
状汚泥中に添加混合した。

【００２９】図２に示すように、原スラリー状汚泥の固
形分濃度を１％、その容積を100 とすると、濾布走行式
濃縮機２において濃縮され、貯留槽９内に収容された濃
縮汚泥の濃度は５％であり、その容積は20であった。

【００３０】次いで、貯留槽９から排出された濃縮汚泥
に、溶解槽１からの高分子凝集剤を添加した上、脱水機
10によって脱水した。その結果、濃度22％、容積4.5 の
脱水ケーキにすることができた。脱水機10における脱水
過程で生成した、高分子凝集剤が残存する容積15.5の脱
水濾液を、貯留槽５を経て導管８内のスラリー状汚泥中
に戻した。

【００３１】比較のために、図３に示した方法により、
固形分濃度が１％のスラリー状汚泥を重力濃縮槽におい
て濃縮し次いで脱水してケーキ状にした。図４に、スラ
リー状汚泥が脱水ケーキになるまでの容積変化を模式図
によって示す。図３に示すように、貯留槽５内のスラリ
ー状汚泥を重力濃縮槽13において濃縮した。図４に示す
ように、スラリー状汚泥の固形分濃度を１％、その容積
を100 とすると、重力濃縮槽13において濃縮された濃縮
汚泥の濃度は３％であり、その容積は33であった。

【００３２】次いで、上記濃縮汚泥に溶解槽１からの高
分子凝集剤７を添加した上、脱水機10によって脱水した
結果、濃度20％、容積５の脱水ケーキにすることができ
た。脱水機10における脱水過程で生成した、高分子凝集
剤を含有する容積が28の脱水濾液を、貯留槽５を経て導
管８内のスラリー状汚泥中に戻した。

【００３３】上記本発明の実施例と比較例とを対比すれ
ば明らかなように、比較例の場合の重力濃縮槽13におい
て濃縮された濃縮汚泥の濃度は３％でその容積は33であ
るのに対し、本発明実施例の場合の濾布走行式濃縮機２
において濃縮された濃縮汚泥の濃度は５％でその容積は
20であった。従って、本発明実施例の場合には、脱水機
10における脱水時の負荷が軽くなり、比較例に比べて脱
水ケーキの含水率を２〜３％低下させることができた。

【００３４】更に、比較例の場合の、重力濃縮槽13にお
いて生成した、高分子凝集剤が残存する脱水濾液の容積
は28であるのに対し、本発明実施例の場合の、脱水機10
において生成した、高分子凝集剤が残存する脱水濾液の
容積は15.5であって、比較例に比べ約半分の容積になっ
ている。従って、比較例に比べて、貯留槽５内のスラリ
ー状汚泥中に戻される濾液量が少なくなり、濃縮機にお
ける濃縮効率が向上した。

【００３５】

【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
濾布走行式濃縮機を使用した薬注濃縮法によって、広大
なスペースや多量の電力を使用することがなく、少量の
凝集剤によって、濃縮汚泥の濃度および固形物の回収率
を安定して高めることができ、従って、スラリー状汚泥
の濃縮および脱水を、安いランニングコストで経済的に
且つ効率的に行うことができる、工業上有用な効果がも
たらされる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の１実施態様を示す説明図である。

【図２】この発明の方法によりスラリー状汚泥が脱水ケ
ーキになるまでの容積変化を示す模式図である。

【図３】比較例を示す説明図である。

【図４】比較例の方法によりスラリー状汚泥が脱水ケー
キになるまでの容積変化を示す模式図である。

【図５】濾布走行式の薬注濃縮機の一例を示す説明図で
ある。

【図６】重力沈降式の薬注濃縮機の一例を示す説明図で
ある。

【符号の説明】

１ 溶解槽、 ２ 濾布走行式濃縮機、 ３ 無端移動濾布、 ４ 沈降槽、 ５ 貯留槽、 ６ スラリー状汚泥、 ７ 高分子凝集剤、 ８ 導管、 ９ 貯留槽、 10 脱水機、 11 濁度計、 12 導管、 13 重力濃縮槽。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水処理系から排出されるスラリー状汚泥
   を、濾布走行式の濃縮機によって濃縮し、次いで、濃縮
   されたスラリー状汚泥に凝集剤を添加した上これを脱水
   機によって脱水する、スラリー状汚泥の濃縮方法におい
   て、 前記脱水機における脱水濾液を、前記濾布走行式濃縮機
   に供給されるスラリー状汚泥中に戻し、前記脱水濾液中
   に含有されている残存凝集剤を、前記濃縮のための凝集
   剤の一部として使用し、一方、前記濾布走行式濃縮機に
   おいて生成した濃縮脱離液の濁度を測定し、測定された
   濁度に基づいて前記凝集剤の不足量を検出し、前記不足
   量の凝集剤を、前記濾布走行式濃縮機に供給されるスラ
   リー状汚泥中に添加することを特徴とする、スラリー状
   汚泥の濃縮方法。