JPS62197200A - 有機性汚泥の濃縮方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は有機性汚泥の濃縮方法、特に下水汚泥の重力
分離による濃縮方法に関するものである。

〔従来の技術〕

下水処理においては、余剰活性汚泥を最初沈殿池に戻し
て混合生汚泥として、あるいは余剰活性汚泥と最初沈殿
池汚泥の混合汚泥として、重力分離により濃縮されるの
が一般的である。日本下水道協会の設計指針（１９７２
年発行、下水道施設設計指針と解説）によれば、投入汚
泥固形物濃度１％、滞留時間１２時間で濃縮汚泥固形物
濃度４％とされているが、近年の汚泥の有機分の増加に
伴い汚泥の濃縮性が低下しているため、２％程度にしか
濃縮していない処理場が多い。特に夏季においては、汚
泥の腐敗による浮上が激しく、汚泥の濃縮は困難である
。汚泥濃度が低いと脱水、消化等の後続プロセスの効率
が低下するという弊害がある。

このような問題を解決するために、被濃縮汚泥に塩素ま
たは次亜塩素酸カルシウム等の塩素剤を添加して濃縮す
る方法が提案されている（下水・廃水処理ガイドブック
、昭和４９年、環境技術研究会発行第３９５頁）。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記の塩素剤を加える方法では、大量添
加しても効果が顕著でなく、残留塩素による２次公害が
発生するという問題点があった。

この発明は上記のような問題点を解決するためのもので
、従来法よりも汚泥を高濃縮させることができ、２次公
害の問題が少ない有機性汚泥の濃縮方法を提案すること
を目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明は、被濃縮汚泥に酸化剤を添加した後脱気処理
を行い、重力分離により濃縮することを特徴とする有機
性汚泥の濃縮方法である。

本発明において濃縮の対象とする被濃縮汚泥は、有機物
を含む有機性汚泥であり、例えば下水の最初沈殿池汚泥
、余剰活性汚泥、またはこれらの混合汚泥等があげられ
る。

これらの被濃縮汚泥に添加する酸化剤としては特に制限
されないが、過酸化水素、過酸化ナトリウム等の過酸化
物、および次亜塩素酸ナトリウム等の次亜塩素酸塩が好
ましく、これらは１種単独または２種以−にの混合使用
が可能である。これらの酸化剤の添加量は汚泥の種類、
性状等ならびに酸化剤の種類等により異なるが、１０〜
＋０００ｍｇ／ｆｌ（酸化剤として）程度である。

」二記酸化剤を被濃縮汚泥に添加して攪拌混合すると、
酸素または塩素等のガスが発生するが、本発明では発生
した＃素または塩素等のガスを脱気処理により除去して
重力分離により濃縮する。脱気処理の方法としては、開
放槽における空気吹込による曝気、開放槽における攪拌
機による機械攪拌、真空脱気などがあげられる。曝気、
攪拌等の強度、時間等は汚泥、酸化剤の種類、性状等に
より異なるが、一般的には曝気量では０．２〜５　ｍ　
／　ｒｒｒ−汚泥、攪拌翼周速では０．１〜５ｍ／秒で
、滞留時間は２分以上である。

酸化剤を添加して脱気処理した汚泥はそのまま重力分離
により濃縮することができるが、脱気処理の後、カチオ
ン性高分子凝集剤を添加して凝集＝３− 処理を行った方が濃縮性が改善されて好ましい。

本発明で使用できるカチオン性高分子凝集剤としては、
特に限定されないが、好ましいカチオン性高分子凝集剤
としては、■ジアルキルアミノアルキル（メタ）アクリ
レートの四級化物もしくは酸塩の東独重合体または（メ
タ）アクリルアミドとの共重合体、■ジメチルアミノア
ルキル（メタ）アクリルアミドの四級化物もしくは酸塩
の単独重合体または（メタ）アクリルアミドとの共重合
体、■ポリ（メタ）アクリルアミドのマンニッヒ変性物
、■ポリ（メタ）アクリルアミドのホフマン分解物など
があげられ、これらは単独でまたは組合せて、あるいは
他のカチオン性高分子凝集剤と組合せて使用することが
できる。

使用するカチオン性高分子凝集剤としては、コロイド当
量値（ｐＨ４）　３　ｗ＋ｅｑ／ｇ以下、好ましくは２
．６ｍｅｑ／ｇ以下のものが適当である。また固有粘度
３０℃　　４．５（ｃｌＱ／ｇ）以上、好ましくは５．
０（ｄＱ／〔”　’　ＩＮ−ＮａＮＯ３ ｇ）以上のものが適当である。

カチオン密度が低く分子量の高いカチオン性高分子凝集
剤は、低添加量で凝集性が良いため本発明に適しており
、このようなもの・とじては、ジメチルアミノアルキル
（メタ）アクリレ−１〜もしくはジメチルアミノアルキ
ル（メタ）アクリルアミドの酸塩または四級化剤（メチ
ルクロライド、ベンジルクロライド、ジメチル硫酸など
）で四級アンモニウム塩にしたものと（メタ）アクリル
アミドとの共重合体で、（メタ）アクリルアミド含有率
８０ｍｏ１％以上のものがある。

カチオン性高分子凝集剤を添加する場合の汚泥の濃縮方
法は、被濃縮汚泥に前記酸化剤を添加し、次いで脱気処
理した後、カチオン性高分子凝集剤を０．２重量％（対
ＳＳ）以下、好ましくは０．０５〜０．２重量％（対Ｓ
Ｓ）添加して攪拌混合し、重力分離により濃縮する。

薬剤の添加順序は限定されないが、濃縮槽投入汚泥に対
して酸化剤を添加し、脱気処理した後にカチオン性高分
子凝集剤を添加するのが望ましい。

脱気処理前にカチオン性高分子凝集剤を添加すると酸化
剤によりカチオン性高分子凝集剤の性能が落ちる場合が
あるので避けた方がよい。

薬剤添加後の攪拌混合の方法は特に限定されず、攪拌槽
における攪拌羽根による攪拌、配管中の流れによる攪拌
、ポンプを通過させることによる攪拌などによることが
できる。攪拌強度も制限はなく、汚泥と薬剤が十分混合
し反応する程度でよい。

脱気処理を行った後の濃縮の手段は重力分離であって、
反応汚泥を固液分離槽に導入して自然沈降させる。濃縮
した汚泥固形分側は脱水装置、消化槽等に導いて脱水、
消化等の処理に供される。

また分離液は水処理系に返送される。

本発明の濃縮方法は低温の汚泥に対しても効果があるが
、１８℃以上の腐敗によりガスが発生しやすい汚泥に対
して特に効果が顕著である。

〔作　用〕

汚泥の浮上は汚泥の腐敗により生成するガスが濃縮槽内
の汚泥相内に蓄積するために起こるが、被濃縮汚泥に酸
化剤を添加すると、汚泥の腐敗が抑制され、浮上が防止
されるので、汚泥濃度が高くなる。また、酸化剤を添加
しかつカチオン性高分子凝集剤を０．２重量％（対ＳＳ
）以下添加すると、汚泥の沈降性が改善されるため、酸
化剤だけの場合より汚泥濃度が高くなる。

これらの場合、酸化剤添加により発生する酸素または塩
素等のガスが汚泥に付着して汚泥が浮上しやすくなると
ともに、酸化剤がカチオン性高分子凝集剤の性能を低下
させる濃縮効果を悪くするが、酸化剤を添加して汚泥の
腐敗抑制効果が現われたのち脱気処理により発生ガスを
除去することにより濃縮効果が大きくなる。なお、カチ
オン性高分子凝集剤の添加量を多くすると、生成フロッ
クがブリッジングを起こすため、汚泥濃度は高くならな
い場合がある。一方、カチオン性高分子凝集剤のみを添
加した場合には、腐敗により発生するガスが付着して浮
上しやすくなり、汚泥濃度は高くならない。

このようにして、本発明の有機性汚泥の濃縮方法によれ
ば、汚泥のｐＨ等の性状をほとんど変えることなく、汚
泥を従来法よりも高濃度に濃縮させることができる。汚
泥濃度が高くなることによって脱水性が良くなり、脱水
剤必要添加量の低減、脱水ケーキ含水率の低下、剥離性
の向上、汚泥処理量の増加等の脱水性能の向上、ならび
に消化効率の促進などが可能となる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例について説明する。実施例におい
て％は重量％を示す。

下水の最初沈殿池汚泥と余剰活性汚泥のに１（容量比）
混合汚泥（ｐＨ＝６．２．電気伝導率＝１２５０ｐ　ｓ
／ｃｍ、　Ｓ　Ｓ　＝０．９１％、ＶＳＳ／５Ｓ＝８０
％、温度＝２５℃）について、酸化剤または酸化剤とカ
チオン性高分子凝集剤（ｃｐ）を用いて汚泥濃縮試験を
行った・ 使用した酸化剤は次亜塩素酸ナトリウム溶液（１２％）
または過酸化水素水（３５％）、カチオン性高分子凝集
剤ＣＰはジメチルアミノエチルアクリレートの硫酸塩と
アクリルアミドの共重合体３０℃ （〔η）ＩＮ−Ｎ８Ｎｏ、＝５．５６０１ｇ、コロイド
当量値＝１．９ｍｅｑ／ｇ　（ａｔ　ｐＨ＝　４　）、
アクリルアミド含有率＝８２ｍｏ１％）である。

また汚泥濃縮試験法は次の通りである。

汚泥濃縮試験法 ２０Ｑ容ポリエチレン容器に被濃縮汚泥１７４をとり、
所定量の酸化剤を添加し、攪拌機で混合攪拌を行う。次
に脱気処理を行ったのち、直接またはさらにカチオン性
高分子凝集剤を所定量添加して混合攪拌したのち、この
汚泥をピケットフェンス付きの透明アクリル樹脂製円筒
（１０００ｍｍＨＸ　１５抛ｍφ）に移し、スラッジボ
リュームの経時変化を測定する。濃縮試験はビケットフ
ェンスを回転（０，１ｒｐｍ、１分回転／３０分停止の
繰返し）させながら行う。沈降開始後、汚泥界面高さの
経時変化を測定してスラッジボリュームと原汚泥のＳＳ
濃度から、汚泥相のＳＳ濃度を算出し、これを各時間に
おける汚泥濃度とする。

また汚泥が浮上し始める時間（ｈｒ）を測定して汚泥浮
上時間とし、５０時間までに浮上しなかったものを５０
以上とする。

酸化剤およびカチオン性高分子凝集剤添加後の混合攪拌
は、１７Ｑの被濃縮汚泥に対して、攪拌機を用いて、周
速＝１ｍ／秒（２５０ｒｐｍ）の条件で、３０秒間行っ
た。また曝気攪拌による脱気処理は、エアーポンプを用
いて、１７　Ｎ０１分の流量で、１〜５分間行った。機
械攪拌による脱気処理は、上記薬剤添加後の混合攪拌と
同一の攪拌条件で、１．〜５分間行った。

結果を表１に示す。表１において、Ｎｎ　１〜４゜Ｎｎ
７〜９．　Ｎａ１２は比較例、Ｈａ　５〜６　、　Ｎａ
１Ｏ〜１１゜＆１３〜１５は実施例を示す。

表１から明らかなように、無薬注の場合（Ｎα１）は静
置１１時間で汚泥が浮上し、最高濃縮濃度は２．３％に
しかならない。またカチオン性高分子凝集剤だけ添加の
場合（Ｎα２）は静置４時間で浮上する。次亜塩素酸ナ
トリウムを添加して脱気処理しない場合（Ｎα３）は１
９時間で浮上し、濃縮汚泥濃度は２．９％　となる。た
だし次亜塩素酸ナトリウムの添加率を増加させた場合（
Ｎｎ４）は完治し、１０分で浮」ニする。過酸化水素を
添加して脱気処理しない場合（Ｎｎ７）は２７時間まで
浮上時間を延長でき、最高濃縮濃度も３．３％となる。

ただし、次亜塩素酸す１−リウムと同様に過酸化水素の
添加率を増加させた場合（Ｎα８）は１０分で浮」−す
る。

酸化剤を添加して混合後、曝気および攪拌機による機械
攪拌を２分以上行うと、次亜塩素酸ナトリウムの場合（
Ｎα５，６）は３１時間（濃縮汚泥濃度＝３．４％）、
過酸化水素の場合（Ｎα１３．１４）は５０時間以上（
濃縮汚泥濃度＝３．７％）の浮上防止が可能とな龜った
。酸化剤とカチオン性高分子凝集剤を併用した場合（Ｎ
α６．１５）は汚泥の沈降性は良くなるが、０．２％　
を超えると汚泥のブリッジングを起こすため、濃縮濃度
は低下する。

なお、本実施例では汚泥相の厚さ（ま数−トａｍである
が、実際には厚さが２〜３ｍ程度なので、汚泥ＳＳ濃度
は本実施例よりもはるかに高し）値となる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、被濃縮汚泥に酸化剤を重力１１シた後
脱気処理を行い、重力分離するよう番こしたので、高温
の腐敗しやすい汚泥の場合でも、汚泥の性状をほとんど
変えることなく、高濃度しこ濃縮させることができ、２
次公害も少なり）。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）被濃縮汚泥に酸化剤を添加した後脱気処理を行い
   、重力分離により濃縮することを特徴とする有機性汚泥
   の濃縮方法。
2. （２）汚泥が下水の最初沈殿池汚泥、余剰活性汚泥また
   はこれらの混合汚泥である特許請求の範囲第１項記載の
   濃縮方法。
3. （３）酸化剤が過酸化物または次亜塩素酸塩である特許
   請求の範囲第１項または第２項記載の濃縮方法。
4. （４）脱気処理が曝気または機械攪拌によるものである
   特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれかに記載の
   濃縮方法。
5. （５）重力分離が予めカチオン性高分子凝集剤を添加し
   た後行うものである特許請求の範囲第１項ないし第４項
   のいずれかに記載の濃縮方法。