JPH10128400A - Method and apparatus for concentrating sludge - Google Patents
Method and apparatus for concentrating sludgeInfo
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- JPH10128400A JPH10128400A JP8290888A JP29088896A JPH10128400A JP H10128400 A JPH10128400 A JP H10128400A JP 8290888 A JP8290888 A JP 8290888A JP 29088896 A JP29088896 A JP 29088896A JP H10128400 A JPH10128400 A JP H10128400A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、し尿や下水などの
廃水を生物学的に処理する廃水処理の過程において発生
する汚泥を効率的に濃縮し減量化するための汚泥濃縮方
法および汚泥濃縮装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sludge concentration method and a sludge concentration apparatus for efficiently concentrating and reducing sludge generated in a wastewater treatment process for biologically treating wastewater such as night soil and sewage. About.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来から、し尿や下水などの都市廃水、
工場などからの有機性廃水などは、その中に含有される
種々の懸濁物質(SS)を取り除く処理が施されてから
河川などに放流される。2. Description of the Related Art Conventionally, urban wastewater such as human waste and sewage,
Organic wastewater and the like from factories and the like are discharged to rivers and the like after being subjected to a treatment for removing various suspended solids (SS) contained therein.
【0003】従来の都市廃水や有機性廃水の一般的な処
理は、図3に示すようなシステムにより行われている。
まず、処理しようとする廃水原水は、初期沈殿槽にて比
較的大きな懸濁物質が沈殿分離される。次に、曝気槽に
て、活性汚泥により廃水中の水溶性成分が分解される。
その後、最終沈殿槽にて、活性汚泥のフロックが沈殿分
離された後に河川などに放流される。Conventional general treatment of municipal wastewater and organic wastewater is performed by a system as shown in FIG.
First, in the raw wastewater to be treated, a relatively large suspended substance is settled and separated in the initial settling tank. Next, in the aeration tank, the water-soluble components in the wastewater are decomposed by the activated sludge.
Then, in the final sedimentation tank, the activated sludge floc is settled and separated, and then discharged to a river or the like.
【0004】ところで、特に下水処理の場合、含有され
る懸濁物質の量は一定ではなく、廃水の水質変動、水量
変動、水温変動などがあり、このような負荷変動が大き
いと発生する汚泥量の変動も大きくなる。最終沈殿槽で
は重力沈降により汚泥を濃縮しているため、汚泥の濃縮
に長時間を要する。このため、汚泥量が増加すると、最
終沈殿処理が間に合わない事態になる。こうした最終沈
殿槽の容量オーバーが生じた場合、最終沈殿槽から余剰
汚泥の引抜きを停止し、余剰汚泥を曝気槽に一時貯溜す
る対処が行われる。しかし、こうした余剰汚泥の滞留を
行うと、システム全体の処理条件が崩れ、最終沈殿槽か
らフロックが流出してしまうおそれがある。また、処理
すべき汚泥量が過剰になったときに、これを一時貯溜す
る予備槽を設けることも考えられるが、実際の廃水処理
に供しない槽を別個に設けることは極めて不経済であ
り、施設確保のための広大な用地を必要としてしまう。
また、分離膜を利用した濃縮方法が種々検討されたが、
いずれも低透過流速や短時間での膜の閉塞などにより実
用化されていない。In the case of sewage treatment, in particular, the amount of suspended solids contained is not constant, and there are fluctuations in the quality of water, fluctuations in the amount of water, fluctuations in water temperature, and the like. Also increases. In the final sedimentation tank, the sludge is concentrated by gravity sedimentation, so it takes a long time to concentrate the sludge. For this reason, when the amount of sludge increases, the final sedimentation process cannot be completed in time. When the capacity of the final sedimentation tank is exceeded, the removal of the excess sludge from the final sedimentation tank is stopped, and a measure is taken to temporarily store the excess sludge in the aeration tank. However, when such excess sludge is accumulated, the processing conditions of the entire system are disrupted, and the floc may flow out of the final sedimentation tank. In addition, when the amount of sludge to be treated becomes excessive, it is conceivable to provide a spare tank for temporarily storing the sludge, but it is extremely uneconomical to provide a separate tank that is not used for actual wastewater treatment, Large land is needed to secure facilities.
In addition, various methods of concentration using a separation membrane were studied,
None of them has been put to practical use due to low permeation flow rate or short-time membrane blockage.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】上記の点に鑑み、本発
明は、汚泥濃縮を効率的に行い、さらに濃縮により生じ
る処理水の水質が、そのまま河川などに放流可能となる
ほど良好な汚泥濃縮方法および汚泥濃縮装置を提供する
ことを目的とする。DISCLOSURE OF THE INVENTION In view of the above, the present invention provides a method for concentrating sludge, which is effective enough to efficiently concentrate sludge, and furthermore, the quality of treated water generated by the concentration can be discharged to rivers and the like as it is. And a sludge concentrator.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明においては、廃水
処理の過程において発生する汚泥を分離濃縮槽において
濃縮処理する際、膜分離濃縮法と浮上分離濃縮法を併用
することを上記課題の解決手段とした。また、本発明の
汚泥濃縮装置は、廃水処理の過程において発生する汚泥
を濃縮処理する装置であって、分離濃縮槽内の底面近傍
に気泡を発生する散気装置を、散気装置の上方に膜分離
装置を設け、分離濃縮槽内の水面近傍には、濃縮された
汚泥を槽内から排出する排出手段を設けたことを特徴と
するものである。According to the present invention, the present invention solves the above-mentioned problem by using a membrane separation and concentration method together with a flotation separation and concentration method when the sludge generated in the process of wastewater treatment is concentrated in a separation and concentration tank. Means. Further, the sludge concentrating device of the present invention is a device for concentrating sludge generated in the process of wastewater treatment, and a diffuser for generating air bubbles near the bottom surface in the separation and concentration tank is provided above the diffuser. A membrane separation device is provided, and a discharge means for discharging concentrated sludge from the tank is provided near the water surface in the separation and concentration tank.
【0007】すなわち、分離濃縮槽内下部に設置した膜
分離装置の下方に散気装置を設け、該散気装置から生じ
る気泡を、膜分離装置の膜表面に析出している汚泥フロ
ックに付着または包含させることで汚泥フロックに浮力
を与え、分離濃縮槽内を浮上させる。これにより、汚泥
フロックは分離濃縮槽内の上部に濃縮されていく。それ
に対し、膜分離装置周辺の汚泥の濃度は低く保たれる。
汚泥を濃縮処理するに際して、濾過効率の向上のため、
汚泥に凝集剤を添加することが有効である。これによ
り、汚泥中の微細フロックは、比較的大きく、かつ強度
の高いフロックを形成し、汚泥の脱水効率を高めること
ができる。That is, an air diffuser is provided below a membrane separator installed in the lower part of the separation / concentration tank, and bubbles generated from the air diffuser adhere to sludge flocs deposited on the membrane surface of the membrane separator. By including the sludge floc, the sludge floc is given buoyancy and floats in the separation and concentration tank. Thereby, the sludge floc is concentrated in the upper part in the separation and concentration tank. In contrast, the concentration of sludge around the membrane separation device is kept low.
When concentrating sludge, to improve filtration efficiency,
It is effective to add a flocculant to the sludge. Thereby, the fine flocs in the sludge form relatively large and high-strength flocs, and the dewatering efficiency of the sludge can be increased.
【0008】[0008]
【発明の実施の形態】以下、図面により本発明の実施形
態例について、詳細に説明するが、本発明はこれらの実
施形態例のみに限定されるものではない。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings, but the present invention is not limited to only these embodiments.
【0009】図1は、本発明で用いられる汚泥濃縮装置
の一実施形態例を示すものである。まず、処理される汚
泥を分離濃縮槽1に注入する。本装置を運転すると、分
離濃縮槽1の内部では上下方向に汚泥の濃度勾配が生
じ、分離濃縮槽1の上部には汚泥フロックが濃縮されて
いくため、汚泥の注入はできるだけ分離濃縮槽1の底面
に近い部分で、緩やかに行われることが好ましい。FIG. 1 shows an embodiment of a sludge concentrating apparatus used in the present invention. First, the sludge to be treated is injected into the separation and concentration tank 1. When the present apparatus is operated, a sludge concentration gradient is generated in the vertical direction inside the separation and concentration tank 1, and the sludge floc is concentrated at the upper part of the separation and concentration tank 1. It is preferable that the process is performed gently at a portion near the bottom surface.
【0010】注入された汚泥は、分離濃縮槽1の下方に
浸漬、設置された膜分離装置2により固液分離され、濃
縮される。膜分離装置2には、吸引ポンプ5が接続され
ており、吸引ポンプ5を作動させて、汚泥の濾過を行
う。濾過された水は処理水として、槽外へ排出される。
この膜分離装置2は、任意のものを使用することができ
る。例えば、その形状においては、平膜タイプ、中空糸
タイプ、管状タイプ、袋状タイプなどを挙げることがで
きる。膜の材質においては、セルロース、ポリオレフィ
ン、ポリスルフォン、ポリビニリデンフルオイド(PV
DF)、ポリ四フッ化エチレン(PTFE)、セラミッ
クなどを例示することができる。膜の孔径は、固液分離
に支障のない限りにおいて、任意に設定することができ
るが、例えば、汚泥中の細菌までも完全に処理水から分
離することを目的とするならば、0.2μm以下である
ことが好ましい。The injected sludge is immersed below the separation / concentration tank 1 and solid-liquid separated and concentrated by the membrane separation device 2 installed. A suction pump 5 is connected to the membrane separation device 2, and the sludge is filtered by operating the suction pump 5. The filtered water is discharged outside the tank as treated water.
As the membrane separation device 2, any device can be used. For example, examples of the shape include a flat membrane type, a hollow fiber type, a tubular type, and a bag type. For the material of the membrane, cellulose, polyolefin, polysulfone, polyvinylidene fluoride (PV
DF), polytetrafluoroethylene (PTFE), ceramic and the like. The pore size of the membrane can be arbitrarily set as long as the solid-liquid separation is not hindered.For example, if it is intended to completely separate even bacteria in sludge from treated water, 0.2 μm The following is preferred.
【0011】膜分離装置2に使用される分離膜は、表面
に親水基を有する、いわゆる恒久親水化膜であることが
望ましい。分離膜の表面が疎水性であると、被処理水中
の有機物と分離膜表面の間に疎水性相互作用がはたら
き、膜面への有機物吸着が発生し、これが膜面閉塞につ
ながり、濾過寿命が短くなりやすいからである。しか
も、一般的に、吸着に起因する目詰まりによる濾過性能
の低下は、膜面洗浄によっても回復させることは難し
い。しかしながら、恒久親水化膜を用いることにより、
有機物と分離膜表面の疎水性相互作用を抑制することが
でき、有機物の吸着を抑えることができる。さらに、疎
水性膜では、後述するエアースクラビング処理を行った
場合に、気泡によって膜面が乾燥状態となることがあ
り、これによってさらに疎水性が強まり、フラックスの
低下を招くことがあるが、恒久親水化膜では、乾燥して
もフラックスの低下は生じにくい。The separation membrane used in the membrane separation device 2 is preferably a so-called permanent hydrophilization membrane having a hydrophilic group on the surface. If the surface of the separation membrane is hydrophobic, hydrophobic interaction between the organic matter in the water to be treated and the surface of the separation membrane will work, and organic substances will be adsorbed on the membrane surface, which will lead to blockage of the membrane surface, and the filtration life will be shortened. This is because it is easy to be short. Moreover, in general, it is difficult to recover a decrease in filtration performance due to clogging caused by adsorption even by cleaning the membrane surface. However, by using a permanent hydrophilizing membrane,
The hydrophobic interaction between the organic substance and the surface of the separation membrane can be suppressed, and the adsorption of the organic substance can be suppressed. Further, in the case of a hydrophobic film, when an air scrubbing process described later is performed, the film surface may be in a dry state due to bubbles, which further increases hydrophobicity and may cause a decrease in flux. In the case of the hydrophilic film, the flux is hardly reduced even when the film is dried.
【0012】ここで、膜分離装置2の、中空糸タイプの
実施形態例を図2に示す。このものは、複数の中空糸で
構成される中空糸膜からなる分離膜7と、分離膜7の両
端に設けられた管状支持体8から概略構成される。中空
糸には種々の多孔質かつ管状の中空糸が使用できる。例
えば、セルロース系、ポリオレフィン系、ポリビニルア
ルコール系、PMMA系、ポリスルフォン系などの各種
材料からなるものが挙げられる。中でも、ポリエチレン
やポリプロピレンなどの伸度の高い材質のものが好まし
い。また、特に限定されるものではないが、中空糸の外
径は20〜2000μm、孔径は0.01〜1μm、空
孔率は20〜90%、中空糸膜の膜厚は5〜300μm
のものが好ましい。FIG. 2 shows a hollow fiber type embodiment of the membrane separation device 2. This is roughly composed of a separation membrane 7 composed of a hollow fiber membrane composed of a plurality of hollow fibers and tubular supports 8 provided at both ends of the separation membrane 7. Various porous and tubular hollow fibers can be used as the hollow fiber. For example, those made of various materials such as cellulose, polyolefin, polyvinyl alcohol, PMMA, and polysulfone can be used. Among them, materials having high elongation such as polyethylene and polypropylene are preferable. Further, although not particularly limited, the outer diameter of the hollow fiber is 20 to 2000 μm, the pore diameter is 0.01 to 1 μm, the porosity is 20 to 90%, and the thickness of the hollow fiber membrane is 5 to 300 μm.
Are preferred.
【0013】管状支持体8は内部に内部路9の形成され
た筒状のもので、その一端は閉止され、他端は吸引ポン
プ5と配管6によって接続されている。尚、この図2に
示した管状支持体8は円筒状のものであるが、これに限
られるものではなく、例えば、外形が四角柱状のもので
あってもよい。さらに、この管状支持体8の側壁10に
はその長さ方向に沿ったスリット11が形成されてい
る。このスリット11には分離膜7の端部が挿入されつ
つ、充填される密封材で閉塞され、分離膜7は強固に支
持固定される。すなわち、膜分離装置2としては、分離
膜7の両端部が2本の管状支持体8によってそれぞれ支
持される。この場合、分離膜7の端部とは中空糸の繊維
方向両端部であり、各中空糸の両端部は管状支持体8の
内部路9内に位置するようになる。スリット11の幅は
30mm以下が好ましく、10mm以下であるとより好
ましい。スリット11の幅を狭くすることによって、分
離膜7を構成する各中空糸をより整然と1列に揃え易く
なるからである。中空糸が揃わず中空糸膜が乱れて形成
されると、汚泥などの付着により複数の中空糸が束にな
って固着一体化し、分離膜としての表面積を有効に活用
できず、分離性能が低下してしまう。スリット11の長
さは特に限定されるものでないが、あまり短いと分離膜
の膜面積を大きくすることができず、分離性能を高める
ことができない。また、あまり長いと製造が困難とな
る。100〜2000mmが適当とされる。The tubular support 8 is a tubular member having an internal passage 9 formed therein, one end of which is closed, and the other end of which is connected to the suction pump 5 by a pipe 6. The tubular support 8 shown in FIG. 2 has a cylindrical shape, but is not limited to this. For example, the tubular support may have a square pillar shape. Further, a slit 11 is formed in the side wall 10 of the tubular support 8 along the length direction thereof. The end of the separation membrane 7 is inserted into the slit 11 and closed by a sealing material to be filled, and the separation membrane 7 is firmly supported and fixed. That is, in the membrane separation device 2, both end portions of the separation membrane 7 are supported by the two tubular supports 8, respectively. In this case, the ends of the separation membrane 7 are both ends in the fiber direction of the hollow fiber, and both ends of each hollow fiber are located in the internal passage 9 of the tubular support 8. The width of the slit 11 is preferably 30 mm or less, and more preferably 10 mm or less. This is because, by reducing the width of the slit 11, the hollow fibers constituting the separation membrane 7 can be more easily arranged in a line. If the hollow fibers are not aligned and the hollow fiber membrane is disturbed and formed, multiple hollow fibers are bundled and adhered and integrated due to the adhesion of sludge, etc., and the surface area as a separation membrane cannot be used effectively, resulting in a decrease in separation performance. Resulting in. The length of the slit 11 is not particularly limited, but if it is too short, the membrane area of the separation membrane cannot be increased, and the separation performance cannot be improved. If the length is too long, the production becomes difficult. 100 to 2000 mm is appropriate.
【0014】密封材は、分離膜7の各中空糸をその端部
の開口状態を保ったまま、集束してスリット11に固定
するとともに、管状支持体8の内部路9を外部から液密
に仕切るもので、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹
脂、ポリウレタンなどを液状にしたものをスリット11
に充填、硬化させることにより形成される。また、1つ
のスリットに対して2列以上に分離膜を挿入、固定すれ
ば、または、1つの管状支持体に対して2つ以上のスリ
ットを形成し、各スリットに分離膜を挿入、固定すれ
ば、1つの膜分離装置に複数の分離膜7を形成すること
が可能となる。分離膜7の数は多い方が全体としての膜
面積を増やすことができ、処理性能を高めることが可能
である。しかしながら、分離膜を3枚以上設けると、後
述する分離膜の洗浄時に、内側に位置した分離膜の洗浄
効果を高めることができないので、分離膜は2枚が適当
である。The sealing material is used to condense and fix the hollow fibers of the separation membrane 7 to the slits 11 while keeping the ends of the hollow fibers open, and to make the internal passage 9 of the tubular support 8 liquid-tight from the outside. A partition made of liquid epoxy resin, unsaturated polyester resin, polyurethane, etc.
Is formed by filling and curing. Also, if two or more separation membranes are inserted and fixed in one slit, or two or more slits are formed in one tubular support, and the separation membrane is inserted and fixed in each slit. For example, it becomes possible to form a plurality of separation membranes 7 in one membrane separation device. As the number of the separation membranes 7 increases, the overall membrane area can be increased, and the processing performance can be improved. However, if three or more separation membranes are provided, the washing effect of the separation membrane located inside cannot be enhanced at the time of washing the separation membrane described later. Therefore, two separation membranes are appropriate.
【0015】このような構成の膜分離装置2は1つの分
離濃縮槽1内に複数個配置することが可能である。膜分
離装置2を複数個配置することによって、全体としての
膜面積を増加させることができ、処理性能を向上させる
ことができる。また、分離濃縮槽のコンパクト化を考慮
すると、隣接する膜分離装置2相互の間隔は狭い方が好
ましい。このため、各膜分離装置の間隔は、膜分離装置
に占める分離膜の膜面積の大きさ、膜分離装置の数、管
状支持体の太さを考慮して選択することが必要であり、
その間隔は5〜100mmの範囲が好ましく、5〜70
mmの範囲がより好ましい。A plurality of the membrane separation devices 2 having such a configuration can be arranged in one separation / concentration tank 1. By arranging a plurality of membrane separation devices 2, the overall membrane area can be increased, and the processing performance can be improved. Further, in consideration of making the separation / concentration tank compact, it is preferable that the interval between the adjacent membrane separation devices 2 is small. For this reason, it is necessary to select the interval between the membrane separation devices in consideration of the size of the membrane area of the separation membrane occupying the membrane separation device, the number of membrane separation devices, and the thickness of the tubular support,
The interval is preferably in the range of 5 to 100 mm, and
The range of mm is more preferable.
【0016】各管状支持体8の内部路9は吸引ポンプ5
と配管6にて接続されている。従って、吸引ポンプ5を
作動させることにより、内部路9内に入り込んだ透過液
は強制的に移送され、系外に放流される。The inner passage 9 of each tubular support 8 has a suction pump 5
And a pipe 6. Therefore, by operating the suction pump 5, the permeated liquid that has entered the internal passage 9 is forcibly transferred and discharged out of the system.
【0017】また、本発明では、膜分離装置2の下方
に、散気装置を設け、該散気装置から生じる気泡を、汚
泥フロックに付着または包含させることで汚泥フロック
に浮力を与えて分離濃縮槽内を浮上させ、汚泥を浮上分
離して濃縮する。散気装置は、多数の細孔の形成された
中空体である散気管3と該散気管3に空気を送り込むブ
ロワー4からなる。すなわち、散気管3は膜分離装置2
の下方に設置され、ブロワー4より送り込まれた空気を
気泡として噴出する。散気管3から発生した気泡は、汚
泥フロックに衝突し、気泡の一部は汚泥フロックに付
着、あるいは包含される。そのため、汚泥フロックには
浮力がはたらいて浮上し、次第に分離濃縮槽1の上部に
蓄積していく。すなわち、分離濃縮槽1の内部では上下
方向に汚泥の濃度勾配が生じ、分離濃縮槽1の上部には
汚泥が濃縮されていく。従って、膜分離装置2を用いて
固液分離を行う分離濃縮槽1の下部では、汚泥の濃度は
低く保たれるため、分離効率の向上が期待できる。この
際、散気管3からの気泡は、膜分離装置2の膜表面の汚
泥フロックにも付着、包含され、膜表面に付着している
汚泥フロックを引きはがして、分離濃縮槽1の上部に運
ぶことになる。また、散気管3から発生した気泡は、膜
分離装置2の膜を揺動させることで、膜表面を洗浄する
作用も合わせ持つ。これは、エアースクラビング処理と
呼ばれ、これにより、膜表面は洗浄され、本装置の長期
安定運転が可能となる。Further, in the present invention, a diffuser is provided below the membrane separator 2, and air bubbles generated from the diffuser are attached to or contained in the sludge flocs to give buoyancy to the sludge flocs to separate and concentrate them. Float inside the tank, float and separate sludge and concentrate. The air diffuser includes an air diffuser 3, which is a hollow body having a large number of pores, and a blower 4 for feeding air into the air diffuser 3. That is, the diffuser 3 is connected to the membrane separation device 2.
And blows out the air sent from the blower 4 as air bubbles. The air bubbles generated from the air diffuser 3 collide with the sludge flocs, and some of the air bubbles adhere to or are contained in the sludge flocs. Therefore, buoyancy acts on the sludge floc to float, and gradually accumulates in the upper portion of the separation and concentration tank 1. That is, a sludge concentration gradient is generated in the vertical direction inside the separation and concentration tank 1, and the sludge is concentrated in the upper part of the separation and concentration tank 1. Therefore, in the lower part of the separation / concentration tank 1 where solid-liquid separation is performed using the membrane separation device 2, the concentration of sludge is kept low, so that improvement in separation efficiency can be expected. At this time, the air bubbles from the air diffuser 3 also adhere to and are included in the sludge flocs on the membrane surface of the membrane separation device 2, peel off the sludge flocs adhering to the membrane surface, and carry them to the upper part of the separation and concentration tank 1. Will be. In addition, the bubbles generated from the air diffuser 3 have a function of washing the membrane surface by swinging the membrane of the membrane separation device 2. This is called an air scrubbing treatment, by which the membrane surface is cleaned, and a long-term stable operation of the present apparatus becomes possible.
【0018】効率よく汚泥フロックを浮上させ、分離す
る散気条件としては、汚泥の体積1立方メートル当たり
0.05〜1立方メートル/分が好ましく、0.1〜
0.5立方メートル/分がさらに好ましい。この時の分
離濃縮槽1内の濃度勾配については、汚泥中の懸濁物質
(SS)の濃度差として0.1〜5%が好ましく、0.
3〜2%がさらに好ましい。The aeration condition for efficiently floating and separating the sludge floc is preferably 0.05 to 1 cubic meter / minute per 1 cubic meter of sludge volume, and 0.1 to 1 cubic meter.
0.5 cubic meters / minute is more preferred. At this time, the concentration gradient of the suspended solid (SS) in the sludge is preferably 0.1 to 5%, and the concentration gradient in the separation / concentration tank 1 is preferably 0.1 to 5%.
3 to 2% is more preferred.
【0019】膜分離装置2の膜表面の汚泥フロックを、
散気管3から発生した気泡の作用により、膜の表面から
はがして浮上させるには、汚泥フロックと膜との相互作
用を弱めておくことが重要である。これには、汚泥に凝
集剤を添加することが有効である。汚泥に凝集剤を添加
すると、汚泥中の微細フロックは比較的大きく、かつ強
度の高いフロックを形成するようになり、分離膜からの
剥離性が高まる。The sludge floc on the membrane surface of the membrane separation device 2 is
It is important to weaken the interaction between the sludge floc and the membrane in order to cause the membrane to float off the surface of the membrane by the action of the air bubbles generated from the air diffuser 3. For this purpose, it is effective to add a flocculant to the sludge. When a flocculant is added to the sludge, the fine flocs in the sludge form relatively large and high-strength flocs, and the releasability from the separation membrane increases.
【0020】本発明に使用することのできる凝集剤は、
汚泥の微細フロックを適度の大きさのフロックにするも
のであれば特に限定されるものではない。例として、カ
チオン系、アニオン系、ノニオン系または両性の高分子
凝集剤があげられる。なかでも、カチオン系の合成高分
子凝集剤が適している。高分子凝集剤のみを添加する場
合、高分子凝集剤の使用量は余剰汚泥の性状にもよる
が、余剰汚泥中の懸濁物質(SS)100重量部に対し
て0.1〜5重量部となる量が好ましく、0.1〜1重
量部が特に好ましい。0.1重量部未満ではフロックの
形成が不十分となる。また、5重量部より多いとフロッ
クが再分散したり、フロックの分離膜への付着性が増す
恐れがあるので好ましくない。凝集剤は、分離濃縮槽1
に汚泥を移送する配管中において添加しても、分離濃縮
槽1に直接添加しても差し支えない。添加方法も、滴
下、インラインミキシングなど既存の手法を適宜用いれ
ばよい。The flocculants that can be used in the present invention include:
There is no particular limitation as long as the fine flocs of the sludge are converted into flocks of an appropriate size. Examples include cationic, anionic, nonionic or amphoteric polymeric flocculants. Among them, cationic synthetic polymer flocculants are suitable. When only the polymer flocculant is added, the amount of the polymer flocculant used depends on the properties of the excess sludge, but is 0.1 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the suspended solid (SS) in the excess sludge. Is preferable, and 0.1 to 1 part by weight is particularly preferable. If the amount is less than 0.1 part by weight, the formation of flocs becomes insufficient. On the other hand, if the amount is more than 5 parts by weight, the floc may be re-dispersed or the adhesion of the floc to the separation membrane may increase, which is not preferable. The coagulant is supplied to the separation and concentration tank 1
May be added in the piping for transferring the sludge to the separation tank, or may be added directly to the separation and concentration tank 1. An existing method such as dropping and in-line mixing may be used as appropriate.
【0021】また、鉄系やアルミ系などの金属系フロッ
ク改質剤を添加した後に、両性系高分子凝集剤を添加す
る方法はより好ましい。ここで、金属系フロック改質剤
としては、硫酸バンド、塩化第二鉄、硫酸第一鉄、ポリ
硫酸鉄などが用いられるが、なかでも鉄系の無機凝集剤
が好ましい。It is more preferable to add an amphoteric polymer flocculant after adding a metal-based floc modifier such as an iron-based or aluminum-based floc modifier. Here, as the metal-based floc modifier, a sulfuric acid band, ferric chloride, ferrous sulfate, polyiron sulfate and the like are used, and among them, an iron-based inorganic coagulant is preferable.
【0022】両性系高分子凝集剤は、1つの分子中にカ
チオン性基およびアニオン性基を有する高分子凝集剤で
ある。カチオン性基としては、第3級アミン、その中和
塩、4級塩など、アニオン性基としては、カルボキシル
基、スルホン基またはこれらの塩などが挙げられる。ま
た、これらのイオン性成分の他にノニオン性成分が含ま
れていてもよい。より具体的には、アニオン性のモノマ
ー単位として、アクリル酸、メタクリル酸若しくはこれ
らのアルカリ金属塩などが挙げられる。カチオン性のモ
ノマー単位としては、ジメチルアミノエチル(メタ)ア
クリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレー
ト、ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、
ジエチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、アリ
ルジメチルアミン若しくはこれらの中和塩、4級塩など
が挙げられる。ノニオン性のモノマー単位としては、
(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチル(メタ)ア
クリルアミド、N,N−ジエチル(メタ)アクリルアミ
ドなどが挙げられる。The amphoteric polymer flocculant is a polymer flocculant having a cationic group and an anionic group in one molecule. Examples of the cationic group include a tertiary amine, a neutralized salt thereof, and a quaternary salt. Examples of the anionic group include a carboxyl group, a sulfone group, and salts thereof. Further, a nonionic component may be contained in addition to these ionic components. More specifically, examples of the anionic monomer unit include acrylic acid, methacrylic acid, and alkali metal salts thereof. Examples of the cationic monomer unit include dimethylaminoethyl (meth) acrylate, diethylaminoethyl (meth) acrylate, dimethylaminopropyl (meth) acrylamide,
Examples thereof include diethylaminopropyl (meth) acrylamide, allyldimethylamine, and neutralized salts and quaternary salts thereof. As the nonionic monomer unit,
(Meth) acrylamide, N, N-dimethyl (meth) acrylamide, N, N-diethyl (meth) acrylamide and the like.
【0023】金属系フロック改質剤の添加後に凝集剤を
添加する手段としては、金属系フロック改質剤を、分離
濃縮槽1に汚泥を移送する配管中において添加し、凝集
剤を分離濃縮槽内に添加する手法が挙げられる。As a means for adding the flocculant after the addition of the metal floc modifier, a metal floc modifier is added in a pipe for transferring sludge to the separation / concentration tank 1, and the coagulant is added to the separation / concentration tank. The method of adding to the inside is mentioned.
【0024】このような金属系フロック改質剤と凝集剤
を添加する方法であると、まず、金属系フロック改質剤
を添加することにより、有機汚泥中の粘質物質層および
溶解成分が金属系フロック改質剤と反応することにより
荷電中和し、親水コロイドを疎水化する。そして、これ
により粒子径は小さいが粘着性の小さい強固な核を形成
するように汚泥が改質される。その後、両性系高分子凝
集剤を添加すると、両性系高分子凝集剤は液相中でイオ
ン解離して正負両荷電を有すると共に、ポリマー同士又
は金属イオンを介在して架橋化する。そして、架橋化し
たポリマーは上記汚泥粒子の核と反応して粗大なフロッ
クが生成される。尚、生成したフロックは攪拌などによ
って、より疎水化、収縮した強固なフロックとなる。ま
た、液相中に残留金属イオンやポリマーはほとんどな
く、粘性のない濾水性、剥離性の良好な状態となる。従
って、難脱水性汚泥であっても凝集処理を行い易くな
る。According to such a method of adding a metal-based floc modifier and a flocculant, first, a metal-based floc modifier is added so that a viscous substance layer and a dissolved component in an organic sludge can be treated with a metal. It neutralizes the charge by reacting with the system floc modifier and hydrophobizes the hydrocolloid. Thus, the sludge is modified so as to form a strong core having a small particle size but a small tackiness. Thereafter, when the amphoteric polymer flocculant is added, the amphoteric polymer flocculant ion dissociates in the liquid phase to have both positive and negative charges, and is cross-linked by interpolymers or metal ions. Then, the crosslinked polymer reacts with the core of the sludge particles to generate coarse flocs. In addition, the generated floc becomes a strong floc that has been made more hydrophobic and contracted by stirring or the like. Further, there is almost no residual metal ion or polymer in the liquid phase, and the liquid phase is free from viscous drainage and has good releasability. Therefore, even if the sludge is hardly dewaterable, the coagulation treatment is easily performed.
【0025】このように、凝集剤を添加することによ
り、分離膜を用いた吸引濾過における圧損の経時的な上
昇を著しく抑制し、圧損の小さい濾過条件で長時間透過
流束を高く保つことが可能となる。従って、安定して水
分の分離、除去を行えると共に、使用する分離膜の膜面
積の削減を図ることもできる。さらに、分離膜の負担を
軽減し、分離膜の寿命を延ばすこともできる。As described above, by adding the coagulant, it is possible to remarkably suppress an increase in pressure loss over time in suction filtration using a separation membrane, and to maintain a high permeation flux for a long time under a filtration condition with a small pressure loss. It becomes possible. Therefore, it is possible to stably separate and remove water and to reduce the area of the separation membrane to be used. Further, the load on the separation membrane can be reduced, and the life of the separation membrane can be extended.
【0026】分離濃縮槽1の上部に蓄積した濃縮汚泥
は、例えば、パイプラインを敷設しておき排出移送す
る、あるいは、掻き取り装置を用いて掻き出す、などの
手段を用いて槽内から取り出すことができる。取り出さ
れた汚泥は、遠心分離機、ベルトプレスなどを用いて、
さらに脱水された後処分される。The concentrated sludge accumulated in the upper part of the separation / concentration tank 1 is taken out from the tank by means of, for example, laying a pipeline and discharging / transferring it, or scraping it out using a scraping device. Can be. The removed sludge is centrifuged, using a belt press, etc.
After being dehydrated, it is disposed.
【0027】膜分離装置2を用いて得られる処理水は、
汚泥フロックを含有せず、その水質が、そのまま河川な
どに放流可能であるほど良好であり、処理工程の単純化
を図ることができる。The treated water obtained by using the membrane separation device 2 is as follows:
It does not contain sludge floc and its water quality is so good that it can be discharged to rivers and the like as it is, and the treatment process can be simplified.
【0028】[0028]
【発明の効果】上述のごとく、本発明の汚泥濃縮方法
は、膜分離濃縮法と、浮上分離濃縮法を併用して行う、
すなわち、膜分離装置の膜洗浄に用いる散気装置を利用
して、浮上分離濃縮法を行うので、汚泥濃縮の効率化、
装置の簡略化、低廉化を図ることができる。分離濃縮槽
内の上下方向に汚泥の濃度勾配を生じさせ、そのうち、
低濃度側で膜分離濃縮を行うので、分離膜を用いた吸引
濾過における圧損の経時的な上昇を著しく抑制し、圧損
の小さい濾過条件で長時間透過流束を高く保つことが可
能となる。従って、安定して水分の分離、除去を行える
と共に、使用する分離膜の膜面積の削減を図ることもで
きる。また、分離膜の負担を軽減し、分離膜の寿命を延
ばすこともできる。さらに、得られた処理水は、そのま
ま河川などに放流することができるほど良好な水質であ
り、処理工程の単純化、装置の設置費用、運転費用、労
力の節約を図ることができる。As described above, the sludge concentration method of the present invention is carried out by using both the membrane separation concentration method and the flotation separation concentration method.
In other words, the flotation separation and concentration method is performed using an air diffuser used for membrane cleaning of the membrane separation device, so that the efficiency of sludge concentration is improved,
The apparatus can be simplified and reduced in cost. A sludge concentration gradient is created in the vertical direction in the separation and concentration tank.
Since the membrane separation and concentration are performed on the low concentration side, it is possible to significantly suppress a temporal increase in pressure loss in suction filtration using a separation membrane, and to maintain a high permeation flux for a long time under a filtration condition with a small pressure loss. Therefore, it is possible to stably separate and remove water and to reduce the area of the separation membrane to be used. Further, the load on the separation membrane can be reduced, and the life of the separation membrane can be extended. Further, the obtained treated water has such a good water quality that it can be discharged to a river or the like as it is, so that the treatment process can be simplified, and the installation cost, operation cost and labor of the apparatus can be reduced.
【図1】 本発明の一実施形態例を示す概略構成図。FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of the present invention.
【図2】 本発明に適用できる膜分離装置の一実施形態
例を示す斜視図。FIG. 2 is a perspective view showing an embodiment of a membrane separation apparatus applicable to the present invention.
【図3】 従来例の廃液処理システムを示す流れ図。FIG. 3 is a flowchart showing a conventional waste liquid treatment system.
1 分離濃縮槽 2 膜分離装置 3 散気管 1 Separation and concentration tank 2 Membrane separation device 3 Aeration tube
フロントページの続き (72)発明者 宮下 聡史 愛知県名古屋市東区砂田橋四丁目1番60号 三菱レイヨン株式会社商品開発研究所内 (72)発明者 小林 真澄 愛知県名古屋市東区砂田橋四丁目1番60号 三菱レイヨン株式会社商品開発研究所内Continued on the front page (72) Inventor Satoshi Miyashita 4-160 Sunadabashi, Higashi-ku, Nagoya City, Aichi Prefecture Inside Mitsubishi Rayon Co., Ltd. Product Development Laboratory (72) Inventor Masumi Kobayashi 4-1-160 Sunadabashi, Higashi-ku, Nagoya City, Aichi Prefecture Mitsubishi Rayon Co., Ltd. Product Development Laboratory
Claims (4)
分離濃縮槽において濃縮処理する際、膜分離濃縮法と浮
上分離濃縮法を併用することを特徴とする汚泥濃縮方
法。1. A method for concentrating sludge, comprising using a membrane separation concentrating method and a flotation separation concentrating method when concentrating sludge generated in a wastewater treatment process in a separation and concentration tank.
配を生じさせ、そのうち、低濃度側で膜分離濃縮を行う
ことを特徴とする請求項1記載の汚泥濃縮方法。2. The method for concentrating sludge according to claim 1, wherein a concentration gradient of the sludge is generated in a vertical direction in the separation and concentration tank, and the membrane separation and concentration are performed on the low concentration side.
方に散気装置を設け、該散気装置から生じる気泡を、膜
分離装置の膜表面に析出している汚泥フロックに付着ま
たは包含させることで汚泥フロックに浮力を与え、分離
濃縮槽内を浮上させることを特徴とする請求項1または
2に記載の汚泥濃縮方法。3. A diffuser is provided below the membrane separator installed in the separation / concentration tank, and bubbles generated from the diffuser are attached to or contained in sludge flocs deposited on the membrane surface of the membrane separator. The sludge thickening method according to claim 1 or 2, wherein the sludge floc is given a buoyancy to float in the separation / concentration tank.
濃縮処理する装置であって、分離濃縮槽内の底面近傍に
気泡を発生する散気装置を、散気装置の上方に膜分離装
置を設け、分離濃縮槽内の水面近傍には、濃縮された汚
泥を槽内から排出する排出手段を設けたことを特徴とす
る汚泥濃縮装置。4. An apparatus for concentrating sludge generated in the process of wastewater treatment, comprising a diffuser for generating air bubbles near a bottom surface in a separation / concentration tank, and a membrane separator above the diffuser. A sludge concentrating device provided with a discharge means for discharging the concentrated sludge from the tank in the vicinity of the water surface in the separation / concentration tank.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8290888A JPH10128400A (en) | 1996-10-31 | 1996-10-31 | Method and apparatus for concentrating sludge |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP8290888A JPH10128400A (en) | 1996-10-31 | 1996-10-31 | Method and apparatus for concentrating sludge |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10128400A true JPH10128400A (en) | 1998-05-19 |
Family
ID=17761815
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP8290888A Pending JPH10128400A (en) | 1996-10-31 | 1996-10-31 | Method and apparatus for concentrating sludge |
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JP (1) | JPH10128400A (en) |
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1996
- 1996-10-31 JP JP8290888A patent/JPH10128400A/en active Pending
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