JPS6014634B2 - 汚泥浮上濃縮方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は汚泥の浮上濃縮方法、詳しくは、固形濃度の高
い濃縮汚泥を安定して得るための方法に関するものであ
る。

従来、汚泥の濃縮には沈降濃縮法が一般に用いられてき
たが、水処理が高度化するにつれ、水処理系統より発生
する汚泥が籍濃縮性のものになって釆た。

下水の活性汚泥処理においては余剰汚泥の発生量の増加
と濃縮性の悪化、し尿の生物学的処理においては難浪縞
性汚泥の発生、さらに、上水処理においては水源となる
湖沼の有機物による汚染に起因する汚泥濃縮性の悪化な
どがその例である。 ．
これらの問題に対処するため沈降法以外の汚泥濃縮方法
の検討が盛んに行なわれているが浮上濃縮法もその一つ
である。

浮上法の原理は、微細な気泡を汚泥粒子に付着させて汚
泥の見かけ比重を軽くして浮上せしめ、すでに形成され
ているフロス層に対し浮上濃縮槽下方より浮き上ってく
る新たな気泡を付着した汚泥粒子の浮力によって前記フ
ロス層を圧密し、フロス層の濃縮を行なわしめるもので
ある。微細な気泡を発生するための手段として、このよ
うな汚泥処理の分野で一般に用いられている方法は、い
わゆる加圧浮上法である。

これは、大気圧より高い圧力下で液体に気体を充分溶解
せしめ、これを大気圧下に開放し、ヘンリーの法則によ
り、圧力差による気体の溶解度差に相当する量の気泡を
発生させる方法である。具体的には、浮上濃縮槽の分離
水の一部または水処理系統の処理水の一部を加圧し、こ
の中に氏力下で気体（主に空気）を溶解せしめ、減圧し
て微細な気泡を生じさせた後、汚泥と混合して浮上濃縮
槽へ注入する方法がある。

この方法では、比較的ＳＳ濃度の低い処理水に気体を溶
解させるため、気体の溶解率が高く、また、気体を溶解
させるための装置の閉塞がないという長所がある。

ところが一方、減圧された加圧水から発生する微細な気
泡同士が衝突して大きな気泡になり、ある程度大きくな
った気泡は汚泥粒子に付着しても比較的短時間のうちに
汚泥粒子から剥離してしまったり、汚泥粒子に付着しな
かった気泡は粗大化してフロス面を乱すなどの問題があ
る。このためこのような加圧浮上法は、気泡を付着した
汚泥粒子の浮上槽での滞留時間が比較的短い、清澄化を
目的とした装置や付着気泡を安定化するための薬品の注
入が許される比較的小規模の浮上装置の場合に適するが
、下水汚泥処理における余剰活性汚泥など、大量の汚泥
を無薬注で処理する場合には汚泥濃縮効果が不充分とな
る欠点がある。本発明は数多〈の実験結果より完成され
たもので、下水処理場、し尿処理場などより大量に発生
する余剰活性汚泥、上水処理場の有機物を多量に含む汚
泥など、難濃縮性の汚泥を効率よく、しかも無薬注で濃
縮し、フロスの濃度を汚泥性状の変化に対して安定に、
しかも高濃度に保つことができ、かつ、運転経費も安い
汚泥浮上濃縮方法を提供することを目的とするものであ
る。

すなわち本発明は、汚泥と気体溶解加圧水とを混合し浮
上濃縮する際に、減圧された気体溶解加圧水と汚泥とを
混合するための第１混合器と、減圧されていない気体溶
解加圧水と汚泥を大気圧より高い圧力下で混合した後に
減圧するための第２混合器の２通りの混合器を設置し、
前記各混合器への汚泥と加圧水の注入を容易に切換えら
れるように配管し、通常時は必要動力の少ない前記第１
混合器を使用し、汚泥性状が悪化し得られるフロスの濃
度が低下した場合には前記第２混合器に切替えて使用す
ることを特徴とするものである。

本発明の実施態様を図面により説明すると、第１図にお
いて、浮上濃縮槽６内の分離水Ｂの一部（水処理系統の
処理水の一部でもよい）を加圧水ポンプ８により気体溶
解槽９へ圧送するとともにコンブレッサ（図示せず）に
より空気Ｄを圧送する。気体溶解槽９内部は大気圧以上
（通常、３〜５ｋ９〆′のゲージ圧）に保たれており、
ここで分離水Ｂに空気Ｄを充分に溶解させ、圧力水すな
わち（気体溶解）加圧水Ｃをつくる。しかして、通常運
転時は加圧水Ｃを減圧することなく切換弁１５を経由し
て前記第１混合器４としての（液一液）ェゼクタに導き
、ヱゼクタ内部のノズルから加圧水Ｃを噴出させると同
時に、汚泥Ａを汚泥槽１から切換弁１２、流量調節弁１
０を経てェゼク外こ吸引させる。

すなわち、前記ノズルから噴出した液体の流れによりェ
ゼクタ内部は大気圧より低圧力となり、加圧水Ｃが減圧
されて気泡を生ずると同時に、ノズルと直角に設けられ
た汚泥吸込口から汚泥Ａが吸引される。

ェゼクタの設計が適正になされているならば、ェゼクタ
の汚泥吸引力は必要量の汚泥Ａを吸引するのに充分であ
り、特に汚泥Ａを圧送する必要はない。

（このような汚泥混合方式を以下、ェゼクタ混合方式と
いう）。かくて得られた混合液Ｅは浮上濃縮槽６に流入
し、気泡を付着した汚泥粒子は浮上してフロス層Ｆを形
成する。

充分に濃縮したフロス層Ｆは滋取装置７によって掻取ら
れ、濃縮汚泥から分離した水の一部は再び加圧水Ｃをつ
くるのに利用される。以上のようにして、通常は低動力
の浮上濃縮を行なう。一方、下水処理場においては流入
する汚水の量および質が年間を通じてかなり変動するた
め、汚泥の性状もかなり変動することになる。

汚泥の性状が変わると汚泥の濃縮性や付着気泡の安定性
も変化し、浮上濃縮法の運転条件が変らなくても水面上
に出るフロスの厚みや得られるフロスの濃度はかなり変
化する。汚泥性状が著しく悪化した場合、ヱゼクタ混合
方式によっても水面上のフロス厚みが薄く、したがって
フロスの濃度が低下してしまう場合が時々ある。

このように汚泥性状が悪化した場合汚泥と加圧水の混合
方式を切換える。すなわち、汚泥性状が悪化し汚泥に付
着する気泡が不安定になって水面上のフロス層Ｆの厚み
が薄くなり、その結果充分なフロス濃度が得られなくな
った場合、切襖弁１１〜１５と汚泥供給ポンプ２の操作
により、汚泥Ａは切換弁１１、汚泥供給ポンプ２、切換
弁１３を経て、また、加圧水Ｃは切換弁１４を経てそれ
ぞれ第２混合器に注入する。

第２混合器３内で大気圧より高い圧力下で汚泥Ａと加圧
水Ｃを混合した後、混合液Ｅを高圧のまま浮上濃縮槽６
直前の減圧装置（減圧弁）５へ送り、ここで減圧したも
のを浮上濃縮槽６へ注入する。（このような汚泥混合方
式を以下、加圧下混合方式という）。第２図は円形の浮
上濃縮槽６に本発明を適用したもので、フローシートは
平面図的に示してある。

この場合第１図示例と同様の、第１混合器４の（ェゼク
タ混合方式）、第２混合器３（加圧下混合方式）を使用
し、それぞれから供Ｖ給される混合液Ｅの浮上濃縮槽６
への注入口が、同数ずつ浮上濃縮槽６の中心からその接
線方向へ向けて配設されている。なお第２図中１６，１
７，１８．１９は切換弁である。第３図はェゼクタ混合
方式と加圧下混合方式を一つの混合器で行なうようにし
た例で、第１混合器４としてのェゼクタ内部の加圧水噴
出ノズルは脱着が容易なようになっており、ェゼクタ混
合方式で運転する場合、ノズルを装着してノズルより加
圧水を噴出させェゼクタ出口の減圧装置５はほぼ全開に
し、一方、加圧下混合方式で運転する場合はヱゼクタ内
部のノズルをはずし、ェゼクタとしての機能のない混合
器として使用し、減圧装置で減圧する。

なお、上記各実施例においては第１混合器４として液−
液ェゼクタを使用しており、また、これが最も好ましい
が、ノズルの代わりにェゼクタの入口にバルブを設けて
操作することもでき、汚泥と加圧水を加圧水のェネルギ
を有効に利用して混合できるものであるならばよく種々
のものを適用することができる。

また、前記汚泥供給ポンプ２は定容量型であることが望
ましいが、吐出側の切換弁１３を流量調節弁としてもよ
い。

しかして、上記ェゼクタ混合方式では次のような長所が
ある。

すなわち、汚泥を供給する手段として加圧水の持つェネ
ルギを有効に利用しているため必要動力は最少で済み運
転経費が安い。また、加圧水を減圧させると同時に汚泥
を吸引混合するため、先に述べた加圧水を減圧し、気泡
を発生させた後に汚泥と混合する方法に比べて気泡同士
の衝突による気泡の粗大化が少なく、したがって、付着
気泡が安定している。このため、形成されたフロス層は
見かけ比重が非常に小さくなり、水面上に２００側以上
もせり上がる。この水面上に出たフロスのみを掻取機で
滋取るようにすることにより、きわめて固形物濃度の高
いフロスを得ることができる。一方、加圧下混合方式に
よれば、上記のように汚泥性状が悪化し、ェゼクタ混合
方式において水面上のフロス厚みが薄くなり、フロス濃
度が低下した場合でも水面上のフロス厚みを充分に保ち
、フロス濃度を濃くすることができる。

汚泥性状が悪化した場合、ェゼクタ混合方式と加圧下混
合方式で水面上のフロス厚み、即ち付着気泡の安定性に
差がある原因については明確なことはわからないが、加
圧下混合方式の方が付着気泡がより微細になり、したが
って付着気泡が安定化するためではないかと推定される
。

以上述べたように、本発明はェゼクタ混合方式と加圧下
混合方式を、濃縮すべき汚泥の性状に応じて切替えて実
施するよう構成したものであり、本発明によれば、通常
時は必要動力の少ないェゼクタ混合方式を採用し、汚泥
性状が悪化し得られるフロスの濃度が低下した場合は加
圧下混合方式に切替えることによって、年間を通じて安
定して高濃度のフロスを極めて経済的に得ることができ
、また、汚泥濃縮装置の構造も簡単、かつ安価であり、
運転操作、維持管理も容易で、汚泥濃縮工程後段の汚泥
脱水工程の運転を容易にするなど汚泥処理システム全体
を著しく合理化できる利点が得られる。

次に本発明の実施例について記す。

実施例 第１図のフローシートに従って、Ａ下水処理場から発生
する濃度０．６〜１．０％の余剰活性汚泥をェゼクタ混
合方式及び加圧下混合方式によって浮上濃縮し、その結
果を比較した。

Ａ下水処理場からの前記汚泥はその性状が年間を通じて
、冬〜春にかけてと、秋とで相当に異なることがわかっ
ていたので、これら２つの期間に分けて実験を行なった
。実験結果をまとめると下表のとおりとなった。

この表から秋期においては余剰活性汚泥の濃縮性が良好
であるため、ェゼクタ混合方式により加圧下混合方式と
同等の汚泥濃縮結果が得られたこと及び、冬〜春にかけ
てはェゼクタ混合方式では濃縮不充分であったが、加圧
下混合方式により満足すべき結果が得られたことがわか
る。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、第３図はいずれも本発明の各実施態様
を示す系統説明図である。 １・・・・・・汚泥糟、２…・・・汚泥供Ｖ給ポンプ、
３・…・・第２混合器、４……第１混合器、５……減圧
装置、６・・・・・・浮上濃縮槽、７・・・…滋取装置
、８・・・・・・加圧水ポンプ、９・・・・・・気体溶
解槽、１０……流量調節弁、１１〜１９・・・…切換弁
、Ａ・・・・・・汚泥、Ｂ・・・・・・分離水、Ｃ・・
…・加圧水、Ｄ・・・・・・空気、Ｅ・・・・・・混合
液、Ｆ・・・・・・フロス層。 第１図 第３図 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 汚泥を浮上濃縮する方法において、汚泥と気体溶解
   加圧水とを混合して浮上濃縮槽に供給する際に、減圧さ
   れた気体溶解加圧水と汚泥とを混合する第１混合器の系
   路と、減圧されていない気体溶解加圧水と汚泥とを大気
   圧より高い圧力下で混合したのち減圧する第２混合器の
   系路を設け、前記第１混合器の系路、前記第２混合器の
   系路のそれぞれを前記浮上濃縮槽に連絡せしめると共に
   前記第１混合器の系路と、前記第２混合器の系路とを切
   換え可能とし、通常時は気体溶解加圧水と汚泥の混合を
   前記第１混合器で行ない、汚泥性状の悪化時は気体溶解
   加圧水と汚泥の混合を前記第２混合器で行なうことを特
   徴とする汚泥浮上濃縮方法。 ２ 前記第１混合器による前記汚泥の混合が、前記汚泥
   と前記気体溶解加圧水を液一液エゼクタに導いて行なわ
   れるものである特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３ 前記第２混合器による前記汚泥の混合が、前記汚泥
   を定容量型のポンプにより前記第２混合器に導いて行な
   われるものである特許請求の範囲第１項記載の方法。