JPS59203700A - 消化汚泥の濃縮方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は消化汚泥の濃縮方法ならびにその方法によって
濃縮された消化汚泥に関する。

消化汚泥は、大ていの一次汚泥よりも凝固するのが）准
しいことがわかっている。−次汚泥は、普通、従来の沈
殿タンク中で凝固して乾燥固型分４ないし６％を含む汚
泥を与える。この凝固度は一日よりかなシ短い沈積で達
成される。このような−次汚泥の嫌気性消化は、可溶性
にされまだは汚泥ガスとして放出される有機物質の５０
パーセントに丑で達する。代表的な消化汚泥は一次消化
（曹中で２０日間置かれだ後わずか２．５％の乾燥固型
分しか含葦ない。

しばしば−一次消化槽は、汚泥がさらに１０ないし６０
日間保持される二次′′消化゛°タンク互たは濃縮タン
クと直列に結合される。伝統的に、この二次消化槽は一
一次消化槽と同様、加熱も混介もないが一一次消化槽と
類似している。

二次消化槽では、消化汚泥固型分の■【力濃縮すよび上
澄液の傾ヲヲが行なわれる。これは、それ以上の処理と
処分を要する汚泥の容積を減少さザる。二次消化槽では
、極めて少しの固型分減少とガス発生しか起こらない。

あいにく、多くの二次消化槽は、濃縮槽としての隈能は
悪く、稀薄な汚泥と高濃度の上澄液を得る。この問題の
基本的な原因１′Ｉ′ｉ、大てぃの場合に、嫌気的消化
汚泥は、容易に沈積しないということである。この現象
には二つの主要な因子が帰与する： ｆＬ）　　連続したガス発生：消化工程の間に、代表的
にメタン７０％と二酸化炭素３ｏ９６を含む汚泥ガスが
かなシの量発生する。新しい消化汚泥が大きい濃縮タン
ク中へ圧入されたとき。

汚泥はまだ温かく一消化工程を継続することが出来−数
週間汚泥ガス全発生する。この、結果、上昇気泡が汚泥
を攪乱し、ガス発生が止むまで有意な凝固を防止する。

（２）　　微粗気泡の支持ニー次消化タンクの内容物は
、メタンおよび二酸化炭素ガスで過飽和となってぐる。

この汚泥が二次消化゛タンクに移されだとき、この気体
は溶解状態から放出され小気泡全形成する。このｅ粗気
泡は汚泥の粒子にイづ着し、気泡が合体して汚泥表面に
上昇するまでは沈積を妨げる浮力を与える。特に入容爪
の深い二次濃縮槽中での連続しだガス発生の効果は、３
０日までの期間、上澄液と汚泥の分離全防止することで
ある。ガス発生が止ぼっだ後でさえ、深い（１ｏ　）二
次濃縮１曹中では沈積はやばり極端におそく、いちじる
しい徽＃Ｉ気泡の保持効果を示す。

この消化汚泥の凝固しないということまだは、／ｆＡ縮
の問題は、その処理および容積を考えだ場合明白となろ
う。

連合王国で年間排出される［′−′水門泥の量は、約３
５００万湿式１〜ンに達し、その約５０％が消化される
。最終的な陸地またはｎびへのりＩ・出にさきだって嫌
気的消化によって卿造された液体汚泥の１８００万ｎ？
を凝固する問題は、そんなわけで極めて重要である。

すべての消化汚泥を少くとも５％固型分にまで凝固まだ
は濃縮することで、連合王国の年間の汚泥排出容量を５
００万ないし９００万７）１”はど減少させることが出
来る。液状汚泥排出輸送費用（ｉ、代表的な海中および
陸上の処分作条で、１９８２年において、少くとも７）
ｌ’当だシ１ないし２ボンドであった。それ故−すべで
の連合王叫１汚泥用地において５％固型分の目標が確突
に達成出来たならば、年間数百万ボンドの輸送費用が節
約出来る。

消化汚泥の比較的簡単な濃縮を達成する方法を求めるこ
とが本発明の一つの目的である。

本発明の一つの態様により、濃縮すべき消化汚泥を用意
し、ついで容積に基いて、汚泥１当たり、毎時０．５よ
シ多く５１での気体の範囲の強度で、消化汚泥を通じて
気体を通す段階から成る一消化汚泥の濃縮方法が与えら
れる。

本発明音用いて−その後の脱水工程またけ最終抽出の前
に、重力によって５％ないし６％固型分含量葦で消化汚
泥を濃縮することが可能である３、気体が、重力下で濃
縮する傾向を妨げあるいは１！１１止する汚泥中のガス
を除去する。

比較的安価な利料金年える。

５通気強度１６　Ｆｊ　？）ａ　ｎｌ当′シ空気毎時０
″５′いし■’　ｎｉの範囲アよい。。０よ、な強度ゆ
よ１１ゆ１勺費用効果のよい調節可能な工程を与える。

通気強度は、好寸しくけＦＪｌ　０時間の期間、汚泥１
容量掻たシ空気募時Ｉ容蛍であってよい。消化汚泥中へ
の気体の通人の段階におけるこのような通気強度は、有
効な工程ケ与える。

この工程は、消１ヒ汚泥を通じての気体の通人を］」−
めで、工程全調節するために、空気の通人の援に、濃縮
の間、消化汚泥のｐ　Ｈｆ監視することから成る段階を
含んでよい。ｐ　Ｉ−Ｉ　（５監視する段階は一工程金
調節する比較的簡単な方法を句、える。

消化汚泥を辿じて気体金通す段階は、ベンチュリー装置
を用いて行ってよい。このような装置は、組立てが比較
的簡単で、濃縮タンクに容易に、装着または沈めること
が出来、消化汚泥の充分な攪拌を与える。別の方法とし
て、タンクの既設の配管または、粗大気泡または簡単な
パイプ通気器を用いて気体全汚泥中に通入することが出
来る。

本発明の第二の態様によれば、１文に定義されたような
工程を用いて、何時なりとも濃縮された消化汚泥が与え
られる。

本発明による工程は、例として、添付図面て関連して１
文に定義される。

図面では同じ部分が同じ数字で照合されている。平面図
では円形である二次消化槽または濃縮タンクけ）は傾斜
した底部−側壁および開放の頂部金有する。（第１図お
よび第２図入円帷状の底部にずっと沿っている供給パイ
プ（２）がある。

気体用の一連の導入パイプ（３）が側壁の全体に及んで
存在する。消化汚泥はパイプ（２）カムらタンク（１）
に通人する。ついでそれは−パイプ１３）からの汚泥（
４）の全容積への空気の通人によシ、通気される（第１
図）。第２図の配置は、汚泥を最初タンク中・＼それを
）川じて流入させたパイプ（２）を通じて通気ガスを汚
泥（４）″Ｉココへ人させる以外は第１図の自己ｉｉ＆
と同じである。別の具１本例（表示なし）では、通人空
気は、積分遠心汚泥ポンプとＪに介した浸漬ベンチュリ
ー通気器（表示なし）から通入され、ベンチュリーａ気
腑はタンク紙部にまたはそれに隣接して位置している。

やｊ・ゴｐ表示していないもう一つの具体例では、タン
クｆ１．ｌの底部にまたばそれに１梼接して位置する格
子のようなＡ］１大気泡通気器から通人空気を消化７′
υ泥中に進入する。格子は２５　ｍｍ径の有孔可撓性管
（＝４りでめった。また、沈積に先５’１って消化汚泥
を予１ｉｆｆｔ　ｉ山気するため葦だその沈積を促進す
るためタンク中へ空気を通人する簡）−［１なパイプ１
鼎置が使われてもよし）。消化汚泥の予備通気のこれら
すべての具体例は、下記に示すように、少くとも固型分
含量５％まで沈積を促進した各２３０　Ｑ　ｎｆの容量
の２個の一次消化槽が、タンク（１）と同様で各々中心
深さＩ２〃１、容量１７５０　ｎｆの６個の開紋二欠濃
縮糟寸たはタンクに一毎日汚泥を供給した。濃縮槽の直
径は１５〃１で、ｔ　ｏ　ｏ　ａｍの上澄液排出管を付
けた８ｍの側壁で、円椎状の底部に接している。これら
の濃縮酒の平均の汚泥の深さは１０７７７とした。従来
のやり方では、１０日間に亘って２．５％の新しい消化
汚泥で各濃縮槽を回分的に充填し、上澄液を傾−、ｒψ
する濃縮のために５０日放置し、その後濃縮汚泥を、タ
ンク車を通じて陸地に排出した。第４図の線Ａで示すよ
りに、この方式の降業では汚泥容積の減少は２５％以下
であった。回分光ＩＣｉ、の後、本発明を具体化した工
程でタンク中の消化汚泥全通気すると、第４図の線Ｂで
示すように１０日で５０％の凝固が達成された。

最初の試みとして、水面下６７１１の１００ＩＩＩ＋」
二澄液傾！ソバイブに０．８バールの空気１５０ＯＮｙ
ｒｔ　／　ｎ　ｆも供給することによってａ縮１１（！
ｆ（１）の内界物の極めて粗大気泡による通気が行なわ
れた。

これは０．９ｎ？空気／２１ｆ汚泥／１〕の通気強度を
与えた。乾燥固型分含量２．５％、　ｐ　Ｈ７，５の新
しい消化の泥による濃縮槽の回分光ＬＪＬは９日を要し
た。

平均の汚泥温度は１通気の始めに２５°Ｃであった。１
４時間の通気の後、汚泥のｐＨば８．１に上がり一平均
篇度の変化は０．５℃よシ小さかった。それに続く沈積
によって１４８後に５１％の上Ｋｆ、液を生成した。こ
の試みは、Ｌ、２Ｎｎｆ空気／　ｎ／汚泥／１〕の通気
速度で同一のタンク中で２ケ月後ぐシかえされた。汚泥
のｐＨは、１６時間で６．９から８．１に上がったが、
この場合も汚泥温度は無視できる変化であった。沈積性
能は殆んど同じであシ、通気停止後１１日で５１％の上
澄液が得られた・。第４図の線Ｂはこれらの二つの芙験
の結果の結合である。

第８Ａ−８０図は、沈積過程のパラメーターを図示する
。通気後１日光に得られた上澄液（５）と汚泥（４）と
の界面は、成層または浮遊汚泥の証拠なしに、常に固型
分含量を表示項目として−よく定義された（第３Ａ図）
。この界面の安定性は８０日間監視された。上澄液の品
質は、良好で、固型分０．３％、ＢＯＤ５００ｎｙｑ／
ｐ、Ｎ　Ｔ−Ｊ　３−　Ｎ　７００　ｙｙｔ　ｔｉ　／
　ｚ、ｐＨ８，１であった。

汚泥のｐｌ−１は１５日で時間とともに８．１から７．
５に減少した（第３Ｄ図）、これは酸生成バクテリヤに
よる継続した活性に起因した。−たん、上澄液と汚泥が
分離すると、たとえ汚泥のｐ　ＦＩが、消化のための通
常の限児にもどった場合でもメタン生成の証拠は観察さ
れなかった。

第５図は、粗大気泡格子およびベンチュリー通気器全使
用した場合の消化汚泥ｐ　Ｈに対する通気のプロットを
示し、グラフに用いられた数値は半フルスケール試験か
ら得られた。このグラフは、２　ｎ？空気／７７／汚泥
／ｈの通気強度では、わずかの差がちシ、両方とも４時
間で、代表的には、７．２から８．２、すなわち１単位
のｐ　Ｉ−Ｉ上昇があったことを示している。ｐＨの８
．１への上昇は、通気によって、消化汚泥から、溶解し
ている二酸化炭素が放出することに起因していると理解
されよう。すなわち、濃縮される消化汚泥の上澄液のｐ
Ｈを監視することによって。

工程を調節することが可能である。５％よシ多い固型分
含量で凝固または濃縮された汚泥は、濃縮タンク中へ通
人出来る。

本発明使用いて、消化汚泥を、５％よシ多い固型分含量
に１で急速に凝固まだは濃縮し、それによってそのあと
比較的容易に処理し取扱い得るようにすることが可能で
ある。

ここに用いた［Ｎ　ｍ　Ｊという表示は、強度が常温常
圧すなわち１気圧、２０゛Ｃに補正されることヲ息味す
ると理解されよう。さらに、ここに用いられた「ＢＯＤ
」という表示は、生化学的酸累要水量を意味すると理解
されよう。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は、重力濃縮に先立つ、消化汚泥の
予備通気の種々の方法を示す二つの濃縮タンクの側面図
、 第３Ａ、３Ｂ、８Ｃおよび３Ｄ図は、それぞれ１．４．
７および１５日後の、ｐ　Ｈ１固型分含量および温度を
表示項目として、第１図および第２図のそれのような濃
縮タンク中での本発明による消化汚泥の凝固または濃縮
に対する予備通気の効果を示す説明図、 第４図は、通気なしおよび通気した消化汚泥について、
日数に対する汚泥容積％のプロットとしての、本発明に
よる消化汚泥濃縮のグラフ、第５図は、濃縮すべき消化
汚泥全通じて空気を通すだめの格子または、ベンチュリ
ー装置を使用した種々の通気強度における本発明による
工程中でのｐ　Ｈ変化対通気時間のグラフである。 Ｈｌ−−−−一タンク ＋２１−−−−−パイプ ＋３１−−−一・〜パイプ （４）−−−−一汚泥 特許出願人　　　　テムズ　ウォーター　オーソリティ
代理人　新　笑　健　部 （外１名） ］１−　　糸ダｔｉ　　　’ｉ：ｒｌＴ　　　１玉　　
　２”７”ｖ：　　６ノラ１．事１′１の表示１１７＋
ｆｌ＋　５９年：ｈ７ｉ’［ｌｉ＞ｉ’１２ｉｓ　　３
８４５３　　　　弓２、発明の名称　　消化汚泥の置網
方法３、ｒ山王を４る借 １Ｅｌｉとの門１７、　　　　　　ｆ１１ｒｉ’Ｆ　１
ｍ頭人氏名（名称）　　　　　　テムズ　ウォーター　
オーソリティ４、代　埋　人

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）；濃縮すべき消化汚泥を用意し、ついで容積に基
   づいて、汚泥１当だシ毎時０．１よ、！ｌｌｌ多ぐ５ま
   での気体の範囲の強度で消化汚泥全通じて気体を通す段
   階から成る消化汚泥の濃縮方法。
2. （２）気体が空気である特許請求の範囲第（１）項によ
   る方法っ
3. （３）　　通気強度が毎時０．５ないし５　Ｎ　ｍｆ空
   気／〃７籾泥の範囲にある特許請求の範囲第（２）項に
   よる方法。
4. （４）通気強度が汚泥１容積当たシ空気１容積である特
   許請求の範囲第（３）項による方法。
5. （５）都ｊ１０時間の９１間、汚泥ｔｙ？当だシ毎時空
   気■Ｎ　ｙｔｔ’の通気強度が、消化汚泥への空気通人
   の段階を成す特許請求の範囲第（４）項による方法。
6. （６）消化汚泥を通じての空気の通人を止め、工程を調
   節するために空気の通人の後に、濃縮の間。 消化汚泥のｐ　Ｈを監視することがら成る特許請求の範
   囲第（１）項〜第（５）項のいずれか１項による方法。
7. （７）　　消化汚泥に気体を通す段階がベンチュリ装置
   を用いて行なわれる特許請求の範囲第（１）項〜第（６
   ）項のいずれか１項による方法。
8. （８）実質的に１文に記載されたような特許請求の範囲
   第（１）項による方法。 （９Ｊ　　添付図面に関連しかつ同図面に示されたよう
   に、実質的に１文に記載されたような、消化汚泥の濃縮
   方法。 ００）　　上記の特許請求の範囲のいずれかによる方法
   で一製造された濃縮汚泥。