JPS59228905A - 懸濁液の固液分離方法 - 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】 技術分野 本発明は、懸濁液に高分子凝集剤を添加して濃縮するこ
とからなる、懸濁液の固液分離方法に関する。

従来技術とその問題点 従来、活性汚泥処理工程から排出される余剰汚泥、嫌気
性消化槽から排出される消化汚泥、あるいは鉱山廃水な
どの懸濁液は、沈殿濃縮あるいは機械脱水などによシ減
容して固形分の濃縮を行っている。この種の方法におい
ては高分子凝集剤を併用して濃縮率を向上させあるいは
懸濁液のｒ過性を改善している。従来法においては、懸
濁液の性状、水温の変動、懸濁液中の固形分濃度の変動
等種々の条件を考慮して、安定した濃縮を行うために高
分子凝集剤添加量を最適添加量よりも高めに設定してい
る。また、従来法において決定した凝集剤の最適添加量
でこの濃縮を行っても、分離水中に未反応の高分子凝集
剤が多量に残存している。このように従来法では添加さ
れた凝集剤が有効利用されていない。

発明の目的 本発明は、従来法よシもはるかに少量の高分子凝集剤使
用量で安定して高濃縮率を与える懸濁液の濃縮法を提供
することを目的とする。

発明の要点 すなわち、本発明は；懸濁液の一部を分取し；この分取
した懸濁液を凝集剤添加帯域に供給し、ここで高分子凝
集剤を添加しかつ混合し；凝集剤添加帯域から流出液を
混合帯域に供給し、ここで分取した残余の懸濁液と混合
し；＊に＼τ、固液分離帯域にて混合帯域からの流出液
を分離液と濃縮物とに分離する；各工程からなる懸濁液
の固液分離方法である。さらに本発明は、前記方法にお
いて分取した懸濁液に高分子凝集剤の添加および混合を
昇温下で行い又は高分子凝集剤の添加、および混合した
のち昇温することを特徴とする方法である。

実施例 以下、添付図面に従い本発明を詳述する。第１図は本発
明の方法の１例を示す工程図である。本発明により処理
される懸濁液１は、余剰汚泥、消化汚泥あるいはこれら
の濃縮汚泥、し尿、下水、鉱山廃水または隊道工事水替
廃水等何れの廃水でおってよい。濃縮手段として機械脱
水を行う場合には、余剰汚泥あるいは消化汚泥が好適な
懸濁液である。懸濁液中の固形分濃度は数百ｐｐｍない
し敵方ｐｐｍまで幅広く適用できる。懸濁液が余剰汚泥
あるいは消化汚泥の場合、この固形分濃度は５０００な
いし１５０００ｐｐｍ　、好ましくは６０００ないし１
０，０００　ｐｐｍである。

懸濁液１を分流して分流した懸濁液をライン２へ、残余
の懸濁液をライン乙に送る９分流する流量の割合は、懸
濁液の種類、その固形分濃度等によシ変化するが、懸濁
液全流量の２０％ないし８０％をライン２へ分流するの
が好ましい。懸濁液が余剰汚泥の場合、分流割合は４０
ないし６０％が好適である。

分流した懸濁液を凝集剤添加帯域に送って、ここで高分
子凝集剤をライン４から添加する。本発明にて用いる高
分子凝集剤は特に限定されるものではなく、カチオン系
、アニオン系およびノニオン系の高分子凝集剤を使用で
きる。懸濁液中の固形分の電荷と反対の電荷を有する高
分子凝集剤が好ましく、例えば余剰汚泥の処理において
はアクリルアミド系カチオン性高分子凝集剤の使用が好
ましい。その他、ポリビニルピリジン塩酸塩、ポリアク
リル酸ナトリウム等も適用できる。

凝集剤添加帯域５は攪拌機を備えた混合槽であってよく
、分流した懸濁液はこの混合槽で添加された高分子凝集
剤と反応してフロックを形成する。

高分子凝集剤添加量は、懸濁液固形分重量の約０．１な
いし１．０％であってよい。混合槽における懸濁液の滞
留時間は任意の値であることができるが、数分ないし６
０分程度で所期の効果を達成でき、好ましくは５分ない
し１５分°である。攪拌機の攪拌速度は、懸濁液と高分
子凝集剤との十分均一な接触を果すに適しておればよく
、１０ないし１００　ｙｐＩｎの回転数で行なうことが
できる。混合槽を二種とし、前段の槽を急速攪拌槽、後
段を緩速攪拌槽とすることもできる。別法として、凝集
剤添加帯域５は濃縮装置とそれに続く混合槽の組合せで
あって混合槽に高分子凝集剤を添加する方式であっても
よい。この場合、分流した懸濁液は濃縮装置にて所定の
固形分濃度まで濃縮され、次いて混合槽にて高分子凝集
剤と混合する。好ましい濃縮装置は浮上濃縮装置であシ
、特に常圧浮上濃縮装置が最も好ましい。常圧浮上濃縮
装置は；凝集剤と起泡剤を含む液相に常圧下で空気を吹
込む起泡区域、この起泡区域で発生した気泡と懸濁液を
混合する混合区域、および、濃縮液と分離液とに分離す
る浮上区域から主として構成されている。

この訣縮液に混合槽にて高分子凝集剤を添加する。

懸濁液が余剰汚泥あるいは消化汚泥の場合、この常圧浮
上濃縮装置にて固形分濃度４ないし８％まで濃縮を行う
。一般に下水処理場等で発生する汚泥を脱水する場合、
脱水機に供給される汚泥の固形分濃度は２％〜６％であ
るため、はとんどの脱水機は低濃度（２〜６％）の汚泥
を処理するように設計されている。このような処理場で
４％以上に濃縮できる常圧浮上濃縮装置を設置した場合
、脱水機に供給する固形分濃度が高すぎるため、脱水機
の能力を有効に利用できないことがある。本発明にて常
圧浮上濃縮装置を用いた場合、脱水機の性能を最も発揮
できる濃度に任意に供給汚泥濃度を設定し、最少の凝集
剤添加量で、安定して脱水を行なえる。

凝集剤添加帯域５を出た懸濁液はライン６を経て混合帯
域７に入シ、ここでライン６からの残余の懸濁液と混合
される。この混合帯域７は特に限定されるものではなく
、ラインおよびライン６からの各懸濁液を十分均一に混
合できる手段であればよい。−例として前述の混合槽と
同様の混合槽を適用できる。

混合帯域７からの混合懸濁液はライン８を経て固液分離
帯域９に送られ、分離液はライン１１を経ておよび濃縮
物はライン１０を経て、系外に排出される。固液分離帯
域９は、遠心分離、沈降濃縮、浮上濃縮、ｅ過、ベルト
プレス型脱水機等従来から周知の固液分離手段を採用で
きる。処理される懸濁液濃度が低い場合は沈降濃縮が好
ましく、前記濃度が高い場合はベルトプレス屋脱水機あ
るいは遠心分離機を使用するのが好ましい。

本発明の他の態様として、前記凝集剤添加帯域５に加熱
手段を含めることにある。ライン２からの懸濁液を加熱
してから混合槽で高分子凝集剤と反応させてもよく、混
合槽を加熱してもよく混合槽からライン６へいたる懸濁
液を加熱してもよい。

何れの方法においても懸濁液と高分子凝集剤とを所定の
昇温した温度で反応させることが肝要である。混合槽の
温度を少なくとも４０℃以上、好ましくは６０℃以上に
することが好ましい。加熱手段として、電気ヒーター、
高温の気体又は蒸気、等測れの手段も適用できる。本発
明を下水処理場で実施する場合は、嫌気性消化槽からの
メタンガスの燃焼排ガスを混合槽に吹込んで加熱手段と
することもできる。この昇温を行うことにより高分子凝
集剤使用量をさらに低減できる。また混合槽容量の小型
化も可能である。この昇温による効果がどのような凝集
機構に基づくものであるか十分には解明されていないが
、凝集剤の固形分に対する吸着速度の増大を促がすこと
、架橋反応の促進、あるいは凝集剤の粘性低下等によシ
凝集剤の利用率が向上したと考えられる。

従来法においては懸濁液を分流することなく懸濁液全量
に対し高分子凝集剤の添加を行っている。

この方法では、凝集したフロックの間隔に凝集剤の一部
が内包された状態になっている。この内包された凝集剤
を追い出すだめに攪拌力を大きくあるいは攪拌時間を長
くすると、フロックが細分化されて後段の固液分離手段
に支障をきたす。本発明の方法では分取した懸濁液と高
分子凝集剤の接触によシ凝集剤で被われた固形分からな
るフロックが生成し、次に混合帯域にてこのフロックと
残余の懸濁液を接触させるとフロックが残余の懸濁液中
の固形分を取シ込んで凝集する。このためすでに固形分
に吸着している凝集剤が有効利用され、残余の懸濁液中
の固形分が先の凝集剤で被われたフロックのまわりに吸
着される。凝集剤添加帯域にて分取した懸濁液と凝集剤
を混合する操作は、フロックの表面を凝集剤で被うだめ
の操作であるから攪拌力を大きく及び攪拌時間を長くし
ても何ら支障ない。そのため凝集剤の固形分に対する吸
着量を多くすることができ、自由水中の凝集剤濃度を低
下させることができる。分取した懸濁液と凝集剤を混合
する操作を昇温下で行った場合、凝集剤の固形分に対す
る吸着速度が大きくなり、自由水中の凝集剤濃度をさら
に低減できる。

本発明の他の態様として、ライン１に懸濁物濃度計を設
置し、この濃度変化に応じて分取割合あるいは高分子凝
集剤添加量６す御することもできる。

この方法においては凝集剤使用量をさらに低減できる。

実施例１ 第１図に示す方法によシ、活性汚泥法によυ生じる余剰
汚泥の濃縮を行った。使用した余剰汚泥の固形分濃度は
６，０００　ｐｐｍであり、凝集剤としてアクリルアミ
ド共重合物塩のカチオン性高分子凝集剤を用い、処理さ
れる全余剰汚泥の固形分霊１対して１．０％の高分子凝
集剤を分取した余剰汚泥に添加した。本実施例では常温
下で行った。混合帯域から流出した余剰汚泥の毛細管吸
引時間（Ｃ３Ｔ）を第２図に示す。本図より、処理され
る全余剰汚泥量の４０ないし６ｏ％を分取してこれに高
分子凝集剤を添加した場合、汚泥の脱水性が最も優れて
いることがわかる。

実施例２ 実施例１と同様に行ったが、凝集剤添加量を０．７％な
いし１．０％（余剰汚泥の固形分重量に対して）まで変
化させ、また、凝集剤添加帯域の混合槽を電気ヒーター
によシ４０℃および６０℃に昇温した。固液分離帯域に
は重力沈降装置を用いた。混合帯域から流出した余剰汚
泥のＣ８Ｔおよび重力沈降装置から排出された分離液中
の高分子凝集剤濃度を以下の表に示す。

第１表 木表から、本発明によれば凝集剤使用量を従来法よりも
２０ないし３０％低減でき、分離液中の凝集剤濃度も３
０ないし９０％低下することがわかる。

実施例３ コミユニティ−プラントからの余剰汚泥（固形分濃度８
０００ｐｐｍ）２．３６ないし２．９３ｍ３／ｈのうち
２□ａ／ｈを常圧浮上濃縮装置に供給して濃縮した後、
その濃縮汚泥に高分子凝集剤を混合槽で添加しこの濃縮
汚泥に分取した残りの余剰汚泥０．３６ないし０．９５
ｍ３／ｈを加えて混合しベルトプレス型脱水機で脱水し
た。凝集剤としてポリアクリルアミド系強カチオン性高
分子凝集剤を用いた。

前記混合槽に投げ込みヒーターを入れて６０℃に昇温し
た。第２表に昇温しない時（２０’Ｃ）の結果を、第６
表に昇温を行った時（６０℃）の結果を、それぞれ示す
。

このように本発明によれば、濃縮汚泥濃度は安定してお
シ、浮上法網装置に供給せずに直接混合装置に送る汚泥
量を調節することにより脱水機に供給する汚泥の固形分
濃度を２％、３％と任意に設定することができる。又、
濃縮汚泥に高分子凝集剤を添加する工程で汚泥を昇温す
るととＫよシ、昇温しない場合に比べ、高分子凝集剤の
添加量を約２０％低減することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法を示す工程図、第２図は分取した
割合とＣ８Ｔ　の関係を示す線図である。 ５・・・凝集剤添加帯域　　７・・・混合帯域９・・・
固液分離帯域

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、懸濁液の一部を分取し；この分取した懸濁液を凝集
   剤添加帯域に供給し、ここで高分子凝集剤を添加しかつ
   混合し：凝集剤添加帯域からの流出液を混合帯域に供給
   し、ここで分取した残余の懸濁液と混合しｐ　＞”ｌ　
   、ｉ’＞　Ｑζ固液分離帯域にて混合帯域からの流出液
   を分離液と濃縮物とに分離する；各工程からなる懸濁液
   の固液分離方法。 ２、懸濁液が余剰汚泥である、特許請求の範囲第１項記
   載の方法。 ３、処理される懸濁液の４０ないし６０％を分取して凝
   集剤添加帯域に供給する、特許請求の範囲第１項に記載
   の方法。 ４、凝集剤添加帯域が浮上濃縮装置と混合槽からなる、
   特許請求の範囲第１項記載の方法。 ５、固液分離帯域がベルトプレス型脱水機からなる、特
   許請求の範囲第１項記載の方法。 ６、懸濁液の一部を分取し；この分取した懸濁液を凝集
   剤添加帯域に供給し、ここで高分子凝集剤を添加しかつ
   昇温下で混合し、又は混合したのち昇温し；凝集剤添加
   帯域からの流出液を混合帯域に供給１−１ここで分取し
   た残余の懸濁液と混合し；宸いＱ”固液分離帯域にて混
   合帯域からの流出液を分離液と濃縮物とに分離する；各
   工程からなる懸濁液の固液分離方法。 ７、懸濁液が余剰汚泥である、特許請求の範囲第６項記
   載の方法。 ８、昇温か４０℃以上である、特許請求の範囲第６項記
   載の方法。 ９、処理される懸濁液の４０％ないし６０％を分取して
   凝集剤添加帯域に供給する、特許請求の範囲第６項記載
   の方法。 １０、凝集剤添加帯域が浮上濃縮装置と混合槽からなる
   、特許請求の範囲第６項記載の方法。 １１、固液分離帯域がベルトプレス型脱水機からなる、
   特許請求の範囲第６項記載の方法。