WO2006057285A1

WO2006057285A1 - 高分子凝集剤を用いた汚泥の凝集脱水処理方法及び廃水の凝集沈殿処理方法

Info

Publication number: WO2006057285A1
Application number: PCT/JP2005/021557
Authority: WO
Inventors: Masaru Taki; Toshiaki Komido; Hideaki Onishi; Masao Matsushita
Original assignee: Dia-Nitrix Co., Ltd.
Priority date: 2004-11-25
Filing date: 2005-11-24
Publication date: 2006-06-01
Also published as: AU2005308142A1; CN101061072A; US20080053916A1; TW200621653A; EP1845066A1; KR20070089154A

Abstract

　２種以上の粉末状高分子凝集剤をそれぞれ独立に貯留するための２以上の貯留槽２，３と、該貯留槽２，３に接続された供給量調節可能なフィーダー４，５と、給水ポンプを備えた混合槽６と、濾過部材８を備えた連続溶解供給装置１を用い、貯留槽２，３に貯留される粉末状高分子凝集剤を、フィーダー４，５を介して混合槽６に供給し、該混合槽６内で水と混合して分散液を調製し、該分散液を前記濾過部材８を通過させることにより凝集剤水溶液を調製し、該凝集剤水溶液を汚泥または廃水に添加する。

Description

高分子凝集剤を用いた汚泥の凝集脱水処理方法及び廃水の凝集沈殿処理方法

技術分野

[0001] 本発明は、高分子凝集剤を用いた汚泥の凝集脱水処理方法及び廃水の凝集沈殿処理方法に関する。

本願は、 2004年 11月 25日に出願された特願 2004— 340162号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

背景技術

[0002] 従来、廃水に高分子凝集剤を添加し固形分を凝集沈殿させる処理方法が広く用いられている。

また、廃水処理の際に生じる汚泥については、通常、高分子凝集剤でその固形分を凝集させて脱水する凝集脱水処理が行われて!/ヽる。

これらの処理方法にぉ、ては、高分子凝集剤の希薄水溶液を廃水または汚泥に添加する方法が広く採られて、る。

高分子凝集剤は、その分子量やイオン性等が異なる様々な種類のものがあり、通常、処理する汚泥の性状 (たとえば固形分濃度、汚泥粒子の表面荷電量、有機成分の含量等）に応じて最適なものが選択して用いられている。また、高分子凝集剤は、粉末もしくは wZo型エマルシヨン等の形態で販売されて、るが、粉末型の方が製品の安定性や輸送方法の容易さ等の点で優れており製品としても広く使われている。

[0003] 一方、汚泥の性状は、その元となって!/、る廃水の種類や処理方法等によって千差万別である。また、汚泥の性状は、腐敗等のため時間に応じて変動することが知られている。さらに、汚泥は、 2種以上の汚泥を集めて処理する場合にも、上記と同様、汚泥の混合比率の変化に応じて性状変動の問題に直面する。たとえば、都市下水の処理等では、初沈汚泥と余剰汚泥とを混合し、混合生汚泥として処理することが通常行われているが、その場合、それら 2種の汚泥の混合比率が変わることで汚泥性状が大きく変動する。また、廃水の凝集沈殿処理においても廃水の性状が大きく変化する [0004] そのため、汚泥または廃水の性状変動に応じて、処理に最適な高分子凝集剤の種類や添加量を調節する必要がある。しかし、高分子凝集剤は、通常、粉末の高分子凝集剤を溶解して貯留しておき、水溶液の形態で汚泥または廃水に添加されるが、粉末の高分子凝集剤を溶解するには時間が力かるため、水溶液の添加量の調節はまだしも、凝集剤の種類の調節は困難である。

たとえば、特許文献 1には、原水に無機凝集剤を添加し、次いで高分子凝集剤を添加してフロックを形成させた後濾過処理する水処理方法として、フロック形成後の原水の濾過特性に応じて凝集剤の添加量を制御する処理方法が示されており、この方法を汚泥処理に適用することが考えられる。しかし、この処理方法で調節するのは凝集剤の添加量のみであり、凝集剤の添加量調節のみでは、性状変動の大きい汚泥処理に対応することは困難である。

[0005] このような問題に対応するために、各種の方法が提案されて、る。

たとえば特許文献 2, 3には、カチオン凝集剤と両性凝集剤をブレンドした凝集剤を用いて汚泥を脱水する方法が示されている。また、特許文献 4には、イオン当量の異なる 2種以上の両性高分子力もなる凝集剤を用いて汚泥を脱水する方法が示されている。これらの方法は、それぞれ単独の凝集剤を使用している場合に比較し、幅広く各種の汚泥に対応できる可能性がある。

また、特許文献 5には、カチオン度の異なる 2種のカチオン性凝集剤を別々に溶解し、各溶解液を、汚泥の凝集に適したカチオン度になるような割合で添加する方法が示されている。

[0006] しかし、特許文献 2〜4に記載の方法においては、あら力じめ複数の凝集剤を特定比率でブレンドした凝集剤を用いるため、汚泥の性状変動に充分に対応できない。そのため、汚泥の性状変動に対応するためには、結局、各種のブレンド比率の凝集剤を用意しておき、性状変動に応じて使うことが必要となり、実用性が低い。

また、特許文献 5に記載の方法では、溶解液の使用比率によっては両凝集剤の使用量が異なるため、使用量が少ない凝集剤の溶解液の保持時間が延び、凝集剤の性能が劣化する問題がある。そのため、各溶解液の使用比率を極端に変えることは難しぐ汚泥の性状変動への対応に限界がある。また、それぞれの凝集剤を溶解し、保持するための溶解槽が 2基必要であることなど、設備が大がカゝりになる問題もあり、実用的ではない。

特許文献 1：特開 2004— 25109号公報

特許文献 2：特許第 2933627号公報

特許文献 3：特許第 3183809号公報

特許文献 4：特開 2002— 177706号公報

特許文献 5：特開昭 57— 63200号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0007] 本発明は、前記事情を鑑みてなされたものであり、汚泥または廃水の性状変動に幅広く対応でき、凝集剤の劣化が少なぐ実用性に優れた汚泥の凝集脱水処理方法および廃水の凝集沈殿処理方法を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

[0008] 上記課題を解決する本発明の第一の態様は、凝集剤を含有する凝集剤水溶液を汚泥に添加する汚泥の凝集脱水処理方法であって、少なくとも 2種の粉末状高分子凝集剤の添加量をそれぞれ独立に調節し、該粉末状高分子凝集剤と水とを混合し、溶解することにより前記凝集剤水溶液を調製することを特徴とする汚泥の凝集脱水処理方法である。

本発明の第二の態様は、凝集剤を含有する凝集剤水溶液を廃水に添加する廃水の凝集沈殿処理方法であって、少なくとも 2種の粉末状高分子凝集剤の添加量をそれぞれ独立に調節し、該粉末状高分子凝集剤と水とを混合し、溶解することにより前記凝集剤水溶液を調製することを特徴とする廃水の凝集沈殿処理方法である。発明の効果

[0009] 本発明の汚泥の凝集脱水処理方法および廃水の凝集沈殿処理方法は、汚泥または廃水の性状変動に幅広く対応でき、凝集剤の劣化が少なぐ実用性にも優れている。すなわち、 2種以上の凝集剤を含有する凝集剤水溶液を調製する際に、凝集剤として少なくとも 2種の粉末状高分子凝集剤を用い、該粉末状高分子凝集剤を、それぞれ独立に添加量を調節して水に添加することにより、該凝集剤水溶液中の各種高分子凝集剤の添加量や添加比率を、常に、汚泥の凝集脱水または廃水の凝集沈殿に最も適した最適条件とすることができる。さらに、高分子凝集剤を粉末状で保持し、使用時に溶解して用いることから、凝集剤の性能劣化が少なぐ汚泥または廃水の急激な変動に対しても迅速に対応できまた大が力りな装置も不要であり実用性が高い。図面の簡単な説明

[0010] [図 1]本発明に好適に用いられる連続溶解供給装置の概略図である。

符号の説明

1 連続溶解供給装置

2 ホッノ一

3 ホッノ一

4 フィーダ一

5 フィーダ一

6 混合槽

7 外とう部

8 フイノレター

9 摺動プレート

10 モーター

11 濾過装置

12 分散液フィードライン

13 水溶液フィードライン

14 給水ライン

発明を実施するための最良の形態

[0012] 以下、本発明をより詳細に説明する。

本発明の汚泥の凝集脱水処理方法は、凝集剤を含有する凝集剤水溶液を汚泥に添加する方法である。

また、本発明の廃水の凝集沈澱処理方法は、凝集剤を含有する凝集剤水溶液を廃水に添加する方法である。

以下、これらをまとめて本発明の処理方法と!/、うことがある。

凝集剤水溶液は、少なくとも 2種の粉末状高分子凝集剤の添加量を調節し、該粉末状高分子凝集剤と水とを混合し、溶解すること〖こより調製されるものである。 2種以上の粉末状高分子凝集剤の添加量を調節して凝集剤水溶液を調製することにより、汚泥または廃水の性状変動に対する幅広い対応が容易に可能になる。また、高分子凝集剤としては、一般に、粉末状のほか、液状、ェマルジヨン状等の形態のものが巿販されているが、粉末状高分子凝集剤は、液状のものゃェマルジヨン状のものに比ベて保存安定性が良ぐ保存時に性能が劣化しにくい利点を有している。また、使用時に粉末状高分子凝集剤を溶解して用いることにより溶液状態の時間を短くできるため、凝集剤水溶液の性能の劣化を抑制できる。さらに、粉末であるため、輸送費が安ぐ貯蔵に要する場所も少なくてすむ等の利点もある。

[0013] 粉末状高分子凝集剤としては、従来、汚泥または廃水の凝集脱水処理に用いられて、る高分子凝集剤のうち、粉末状のものであれば任意のものが使用できる。

使用する粉末状高分子凝集剤の平均粒子径としては、特に制限はない。水への溶解'性を考慮すると平均粒径、 50〜3000 111カ子ましく、 100〜2000 m力 Sより好ましい。

[0014] 高分子凝集剤としては、カチオン性、ァ-オン性、ノ-オン性、両性等があり、本発明にお、ては、ずれのものも使用できる。

カチオン性高分子凝集剤としては、アタリロイルォキシェチルトリメチルアンモ -ゥムクロリドの（共）重合体、メタクリロイルォキシェチルトリメチルアンモ -ゥムクロリドの（共 )重合体、（メタ）アタリロイルォキシェチルベンジルジメチルアンモ -ゥムクロライドの（共)重合体等のアタリロイル系カチオン性高分子凝集剤、ポリアミジン等のアミジン系カチオン性高分子凝集剤、ポリビュルァミンなどが例示される。

ァ-オン性高分子凝集剤としては、アクリルアミドとアクリル酸 (塩)の共重合体、ァクリルアミドとアクリルアミドー 2—メチルプロパンスルホン酸との共重合体、アクリルアミドとアクリル酸塩とアクリルアミドー 2—メチルプロパンスルホン酸の共重合体等が例示される。ノ-オン性高分子凝集剤としては、アクリルアミドの重合体等が例示される。アクリルアミドーアクリル酸の 3元あるいは 4元系の共重合体等が例示される。

[0015] また、高分子凝集剤の分子量は特に制限されない。高分子凝集剤は、分子量が 1 000万以上の高分子量型のものと、分子量が数百万の比較的低分子量型のものまで各種種類があるが、本発明は、両者に効果がある。高分子凝集剤は、通常、分子量が高!、程溶解に時間を要する力本発明にお、ては高分子量のものでも迅速に溶解でき、ママコと呼ばれる未溶解分を残すことがな、。

[0016] 本発明にお、て用いられる 2種以上の粉末状高分子凝集剤の組み合わせとしては、その性質、たとえば分子構造や分子量、イオン性等が全く同一でないものの組み合わせであれば特に限定されな！、。

具体的な組み合わせとしては、たとえばカチオン性高分子凝集剤の 2種以上の組み合わせ、カチオン性高分子凝集剤と両性高分子凝集剤の組み合わせ、ァ-オン性高分子凝集剤とカチオン性高分子凝集剤の組み合わせ、ァニオン性高分子凝集剤と両性高分子凝集剤の組み合わせ等が挙げられる。また、高分子量型高分子凝集剤と比較的低分子量型高分子凝集剤の組み合わせ等が挙げられる。

カチオン性高分子凝集剤の 2種以上の組み合わせとして、より具体的には、カチォン度が低くかつ高分子量型である低カチオン高分子量型の高分子凝集剤と、カチォン度が高くかつ低分子量型である高カチオン低分子量型の高分子凝集剤との組み合わせ、アタリロイル系カチオン性高分子凝集剤とアミジン系カチオン性高分子凝集剤との組み合わせ等が挙げられる。

また、カチオン性高分子凝集剤と両性高分子凝集剤との組み合わせとしては、上述のような 2種以上のカチオン性高分子凝集剤の組み合わせと両性高分子凝集剤とを組み合わせたもの、両性系凝集剤とアミジン系カチオン性高分子凝集剤の組み合わせ、組成の異なる 2種以上の両性高分子凝集剤の組み合わせ等が例示されるが、これらの組み合わせに限られる物ではな、。またあら力じめ配合された 2種以上の凝集剤に第三の成分を組み合わせても良!、。

[0017] これらの組み合わせは、処理対象である汚泥または廃水の種類や性状を考慮して適宜決定すれば良い。

たとえば汚泥が有機物を含有する有機汚泥の場合、カチオン性高分子凝集剤の 2 種以上の組み合わせ、カチオン性高分子凝集剤と両性高分子凝集剤との組み合わせが特に好ましい。

組み合わせの具体例としては、たとえば下水混合汚泥 (初沈汚泥と余剰汚泥の混合汚泥）のベルトプレス脱水機による脱水にはメタクリロイル系カチオン性高分子凝集剤とアミジン系カチオン性高分子凝集剤の組み合わせが好ま、。初沈汚泥の混合比率が高い時は濾水速度が大きぐ濾布力の剥離性が良いメタクリロイル系カチオン性凝集剤を多くしておき、脱水の困難な余剰汚泥の混合比率が高くなる場合はポリマーの粘性が低くカチオン密度の高いアミジン系凝集剤の比率を増やすことで、濾水性等を良好に保つことができる。また効果なアミジン系凝集剤を過剰に使うことが無、ので経済的にも優れて、る。

[0018] 組み合わせの際に考慮する汚泥の性状としては、通常、汚泥に添加する高分子凝集剤を選択する際に考慮する性状、たとえば汚泥の含水率、凝集時のフロック径、脱水時の濾水速度、脱水ケーキの含水率等が挙げられる。

組み合わせの際に考慮する廃水の性状としては、通常、廃水に添加する高分子凝集剤を選択する際に考慮する性状、たとえば廃水の濁度、 SS分、 PH等が挙げられる。

これらの性状を観測して、凝集剤水溶液の組成 (凝集剤の種類や配合比)が、凝集効果が最も発揮される組成 (最適組成）になるように粉末状高分子凝集剤の添加量等を調節する。

[0019] 凝集剤水溶液の調製にお!、ては、粉末状高分子凝集剤のほか、液状またはエマルジョン状の高分子凝集剤を添加してもよ、。

また、凝集剤水溶液には、従来、汚泥の凝集脱水処理または廃水の凝集沈殿処理に用いられて、る任意の無機凝集剤を添加してもよ、。力かる無機凝集剤としては、硫酸バンド、ポリ硫酸アルミ、硫酸第一鉄、塩化第二鉄、ポリ硫酸第二鉄等が挙げられる。

また、両性高分子凝集剤ゃァ-オン性高分子凝集剤を用いる場合には、それらの溶解性を高めるため、 pHを調節するための酸等を配合しても良い。

[0020] 凝集剤水溶液中、高分子凝集剤 (粉末状高分子凝集剤と、任意に添加される液状またはェマルジヨン状の高分子凝集剤との合計)の濃度は 0. 5質量％以下が好ましぐ 0. 05〜0. 5質量％濃度がより好ましい。濃度が 0. 6質量％を越えると、液粘性が高すぎて汚泥または廃水との混合性が低下するおそれがある。高分子凝集剤の濃度が低いと高分子凝集剤がより劣化しやすくなる。

[0021] 本発明にお、ては、粉末状高分子凝集剤の性能の劣化を防止するために、粉末状高分子凝集剤を溶解してから、凝集剤水溶液を汚泥または廃水に添加するまでの平均滞留時間が、 3時間以下であることが好ましぐ 10秒以上 1時間以下がより好ましぐ 1分以上 30分以下がさらに好ましい。該平均滞留時間が 3時間を超えると高分子凝集剤の劣化が大きくなるおそれがある。なお、高分子凝集剤の劣化は溶解した初期から生じて、ると考えられる。

ここで、「平均滞留時間」とは、回分式の溶解をする場合は粉末状高分子凝集剤の溶解開始力調製した凝集剤水溶液を汚泥または廃水に添加開始するまでの時間と、粉末状高分子凝集剤の溶解開始から凝集剤水溶液を汚泥または廃水に添加終了するまでの時間との平均時間のことである。なお、粉末状高分子凝集剤は略一定速度（単位；体積 Z時間）で水に添加するものとする。連続式の溶解設備を用いる場合は装置内の滞留時間であり、溶解装置、供給ライン等のホールドアップ量を単位時間あたりの流量で除することで計算できる。

従来形式の回分式の場合はバッチ毎の溶解量を少なくすることで平均滞留時間を短くできるが操作が煩雑になる傾向にある。

また、高分子凝集剤の溶解時間を短くするためには、粉末状高分子凝集剤の粒径を小さくして溶解速度を上げ、かつ溶解後の貯留槽を小さくし平均滞留時間を短縮する必要がある。

[0022] 本発明の処理方法では、凝集剤水溶液の調製および供給に連続溶解供給装置を用いることが好ましい。連続溶解供給装置では、上記のような制約が少なぐ工業的規模に適している。

ここで、連続溶解供給装置としては、特に制限されないが、凝集剤の劣化を低減するためには、粉末状高分子凝集剤を迅速に溶解できる装置を利用することが好ましい。かかる装置としては、粉末状高分子凝集剤が迅速に溶解できるものであればその形式は制限があるわけではないが、たとえば、特許第 3184729号公報、特許 318 4797号公報等に示された装置が称揚される。該装置は、粉末高分子凝集剤を水に分散、膨潤させ、膨潤ゲルを網目状の濾過部材に擦りつけゲルを微細化し、溶解させる形式であり、凝集剤の溶解劣化が少ない長所がある。

[0023] 本発明の処理方法は、特に、 2種以上の粉末状高分子凝集剤をそれぞれ独立に貯留するための 2以上の貯留槽と、該貯留槽に接続された供給量調節可能なフィーダ一と、給水ポンプを備えた混合槽と、濾過部材とを備えた装置を用い、前記貯留槽に貯留される粉末状高分子凝集剤を、フィーダ一を介して混合槽に供給し、該混合槽内で水と混合して分散液を調製し、該分散液を濾過部材に通過させることにより凝集剤水溶液を調製することにより行うことが好ましい。

[0024] 濾過部材は、目開きが 10〜500 μ mであることが好ましぐ 50〜200 μ mであることがより好ましい。目開きが 500 mを超えると、高分子凝集剤の溶解効率が低下し、 10 m未満であると濾過に時間を要すると共に濾過の際に高分子凝集剤に力が力かりすぎて劣化しやすくなる。

濾過部材の材質としては、分散液を通す際の圧力に耐える材質であれば特に制限されないが、通常は金網が用いられる。また、濾過部材は一層であってもよいし多層であってもよいが、強度の点では多層の方が好ましい。多層の場合、同じ目開きのものを数層重ねてもよいし、目開きの異なるものを重ねあわせてもよい。

分散液を濾過部材に通過させる際の速度 (濾過速度）は、分散液への圧力付与方法にもよるが、濾過部材の濾過面 lm²当たり lm³Z分以下であることが好ましい。濾過速度が濾過部材の濾過面 lm²当たり lm³Z分以下であれば高分子凝集剤の劣化をより防ぐことができるが、 lm²当たり lm³Z分を超えると劣化する傾向にある。

濾過部材に分散液を通過させる際には、流動抵抗が生じるため、分散液に圧力を付与してもよい。圧力を付与する方法としては、たとえば、周面が網状になっている筒状濾過部材に分散液を、摺動式のプレートやローラーで押し付ける方法などが挙げられる。 [0025] 力かる装置を用いた本発明の処理方法の一例を図 1を用いて説明する。

図 1に示す連続溶解供給装置 1は、粉末状高分子凝集剤 Aを貯留するホッパー（貯留槽 ) 2、粉末状高分子凝集剤 Bを貯留するホッパー 3を有し、該ホッパー 2, 3〖こは、それぞれ、供給量の調節が可能なフィーダ一 4, 5が取り付けられており、ホッパ一 2, 3内の粉末状高分子凝集剤 A, Bが、供給量を調節しながら混合槽 6に供給できるようになつている。

各粉末状高分子凝集剤の供給量は、フィーダ一 4, 5で供給量を設定することにより、それぞれ独立に調節できる。供給量の設定は手動によって行っても良いし、汚泥または廃水、もしくは凝集処理後の液の何らかの物性を測定し、その物性値に基づき自動的に設定が変更されるようにしても良、。

手動で調節する際には、汚泥の凝集時のフロック径、脱水時の濾水速度、脱水ケーキの含水率等、または廃水の濁度、 SS分、 PH等を観測して、処理に最適な糸且成になるように両凝集剤の添加量等が調節される。自動制御の場合は上記の項目などを自動測定し、その結果に基づいて制御される。

[0026] 混合槽 6内には、撹拌装置 6aが配されている。また、混合槽 6には、水を供給する給水ポンプ（図示せず)が取り付けられており、該給水ポンプ力水を水供給ライン 1 4を通じて供給し、該水に、フィーダ一 4, 5で供給量を調節しながら粉末状高分子凝集剤 A, Bを供給し、撹拌、混合して粉末状高分子凝集剤を膨潤させることにより、凝集剤を含有する分散液が調製される。

[0027] 連続溶解供給装置 1は、さら〖こ、円筒状の外とう部 7と該外とう部 7内に収容された円筒状のフィルター 8と、該フィルター 8内に配置された摺動プレート 9と、該摺動プレート 9を摺動させるためのモーター 10とを備えた濾過装置 11を備えている。そして、混合槽 6と濾過装置 11とが分散液フィードライン 12により連絡されており、該分散液フィードライン 12により、フィルター 8の内側に分散液が供給されるようになって!/、る。このようにして供給された分散液をフィルター 8に通過させることにより、凝集剤水溶液が得られる。

このとき、分散液中の未溶解の凝集剤はフィルター 8を通過しないが、摺動プレート 9を摺動させることにより、フィルター 8に分散液が押し付けられ、未溶解の凝集剤と水とが効率よく混合し、膨潤するため、該凝集剤を迅速に溶解することができる。従来は粉末状高分子凝集剤の溶解に時間がかかり、凝集剤水溶液の劣化が大きかつたが、カゝかる装置を用いることにより、粉末状高分子凝集剤を迅速に溶解することができるため、凝集剤水溶液の劣化を低減できる。

[0028] さらに、連続溶解供給装置 1においては、濾過装置 11の外とう部 7とフィルター 8との間に水溶液フィードライン 13が接続されており、該水溶液フィードライン 13にはポンプ（図示せず)が取り付けられており、得られた凝集剤水溶液を、汚泥または廃水の凝集処理槽に連続的に供給できるようになって！/ヽる。

このような連続溶解供給装置によれば、凝集剤の劣化をより防止できる上に、大規模な汚泥処理または廃水処理を行うことができる。

[0029] 上述のようにして得られた凝集剤水溶液を汚泥または廃水に添加、混合することで、汚泥または廃水中の固形分を凝集させることができる。凝集した汚泥については、脱水機等で脱水処理を施す。また、固形分が凝集し、沈殿した廃水については、重力による固形分の分離処理を施す。

汚泥の脱水に使用される脱水機の形式に特に制限はなぐプレス脱水機、遠心脱水機、多重円盤型脱水機等が例示される。

[0030] 本発明の処理方法の対象となる汚泥および廃水は、特に制約はな、。本発明の処理方法が汚泥または廃水の性状変動に幅広く対応できることから、たとえば初沈汚泥と余剰汚泥の混合比率の変わる混合生汚泥や、間けつ式に汚泥を引き抜く比較的小規模な処理場で引き抜き時期により汚泥の腐敗の程度が変化する汚泥、季節により腐敗度が変わる汚泥、雨水の流入などにより濃度が大きく変化する廃水の処理により生じる汚泥、 pHの変動する廃水等に対し、本発明の処理方法の効用が顕著である。

[0031] なお、上記連続溶解供給装置 1にお!/、ては、貯留槽およびフィーダ一の数が 2である力本発明はこれに限定されず、 3以上としてもよい。

また、連続溶解供給装置 1においては、粉末状高分子凝集剤の種類に応じた数の貯留槽およびフィーダ一と、ひとつの混合槽 6と、 1台の濾過装置 11とを具備しているが、必要に応じ、混合槽 6、濾過装置 11を複数台装備しても良い。省スペース化しやす!/、ことから、粉末状高分子凝集剤の種類に応じた数の貯留槽およびフィーダ一と、ひとつの混合槽 6と、 1台の濾過装置 11とを備えた装置を用いるのがもっとも簡易である。

さらに、本発明においては、場所などの制約のない場合、上記のような連続溶解供給装置を 2台以上用い、それぞれ独立に凝集剤水溶液を調製した後、それらをラインミキシングしてもよい。また、上記のような連続溶解供給装置と単一もしくは複数の凝集剤を自由に混合溶解できる装置を複数用いてさらに多種の凝集剤水溶液をラインミキシングしてもよい。

実施例

以下、本発明について、実施例を用いて更に詳細に説明するが、本特許の趣旨を超えない限り、この範囲に限定されるものではない。

(実施例 1)

図 1に示す連続溶解供給装置 1を用い、 A処理場 (ォキシデーシヨンディツチ)で発生する汚泥の処理を行った。フィルター 8としては、メッシュプレート（100ミクロン目開き)を用いた。

連続溶解供給装置 1のホッパー 2内に、凝集剤 Aとしてダイヤ-トリックス社製 KP7

000 (粉末状カチオン性高分子凝集剤 (ポリアミジン系）、カチオン当量 6meqZg、分子量 300万）、凝集剤 Bとして粉末状両性高分子凝集剤 (アタリロイルォキシェチルトリメチルアンモ -ゥムクロライド Zアクリルアミド Zアクリル酸 =27. 0/44. 0/29. 0 (モル％)の共重合体、分子量 400万）を装備し、下記の操作を行った。

9月 24日：凝集剤 AZ凝集剤 B = 75Z25 (質量％)のブレンド比率の粉末状高分子凝集剤を水に溶解して 0. 2質量％の凝集剤水溶液を調製しを調製し、該凝集剤水溶液を、汚泥に対し、凝集剤を 200mgZL対液の添加量で添加し、該汚泥を遠心脱水機用いて脱水した。運転開始時が脱水性能力 Sもっとも良好であり、脱水後の汚泥の含水率が 83. 9%であった。

そのまま数日運転したところ、汚泥含水率が 85. 6%に上昇した (脱水性能が低下した）ので、ブレンド比率を 50Z50 (質量％)に調節した (濃度は同じ）ところ、汚泥含水率は 84%まで低下した。さらに 11月 12日になると、再び含水率の上昇が観測されたので、ブレンド比率を 6 0/40とし、 11月 15日までの間に、ブレンド it率を 60/40力ら 70/30 (質量⁰ /₀)に変化させた (濃度は同じ)。この間の汚泥含水率が 83. 2%であった。

9月 24日から 11月 15日までの間で上記の様にブレンド比率を調節した結果、処理された汚泥の含水率は平均 84. 5%であった。

なお、上記処理においては、粉末状高分子凝集剤を水に溶解してから 3時間以内の凝集剤水溶液を用いた。

[0033] (比較例 1)

A処理場において、実施例 1と同様の装置と凝集剤を用い、 11Z17日より 1ヶ月間、凝集剤 AZ凝集剤 B = 50Z50の凝集剤水溶液 (濃度 200mgZL)を、ブレンド比率を変化させずに用いて汚泥処理を行ったところ、 11Z17日より 1ヶ月間に処理された汚泥の含水率は 84. 2%〜88. 2%の範囲内で変化し、その平均は 86. 1%でめつに。

[0034] (実施例 2)

B浄ィ匕センター（ォキシデーシヨンディツチ）で 10日間、実施例 1と同様の装置を用い、凝集剤 Aにダイヤ-トリックス社製 KP7000、凝集剤 Βに粉末状両性高分子凝集剤 (メタクリロイルォキシェチルトリメチルアンモ -ゥムクロライド/アクリルアミド/ァクリル酸 = 18. 6/71. 3/10. 1 (モル％)の共重合体、分子量 400万）を用い、脱水後のケーキの含水率が最も低くなるように、ブレンド比率を凝集剤 ΑΖ凝集剤 Β = 60 Ζ40から 70Ζ30まで順次変化させて汚泥処理を行ったところ、 10日間に処理された汚泥の含水率の平均は 81 %であった。

[0035] (比較例 2)

Β浄ィ匕センターで 5日間、実施例 2と同様の装置と凝集剤を用い、凝集剤 ΑΖ凝集剤 Β = 60Ζ40の 0. 2%凝集剤水溶液 (濃度 200mgZL)を、ブレンド比率を変化させずに用いて汚泥処理を行ったところ、 5日間に処理された汚泥の含水率の平均は 82. 8%であった。

[0036] (実施例 3)

C処理場 (混合生汚泥)で、実施例 1と同様の装置を用い、凝集剤 Aにダイヤ-トリックス社製 KP201G (粉末状カチオン性高分子凝集剤、メタクリロイルォキシェチルトリメチルアンモ -ゥムクロライド 100%)、凝集剤 Bにダイヤ-トリックス社製 KP7000を用いて汚泥処理を行った。

初沈汚泥 Z余剰汚泥 = 60Z40 (質量比）の組成の混合生汚泥については、凝集剤 ΑΖ凝集剤 B= 100Z0にて処理を行った場合が最も良好で、汚泥の平均含水率は 78. 4%であった。

次ヽで処理を行った初沈汚泥 Ζ余剰汚泥 = 20Ζ80 (質量比）の組成の混合生汚泥については、凝集剤 ΑΖ凝集剤 Β=75Ζ25 (質量比）にて処理を行った場合が最も良好で、汚泥の平均含水率は 79. 1%であった。

[0037] (比較例 3)

実施例 3と同一条件下で、凝集剤 Αのみを用いて汚泥の処理を行ったところ、含水率は平均 82%であった。

[0038] 上記結果から、汚泥の含水率や初沈汚泥 Z余剰汚泥比のような組成の変化に応じて粉末状高分子凝集剤の添加量を調節してブレンド比率を変えた実施例 1〜3は、含水率が低ぐ脱水効率が高力つた。

[0039] (実施例 4)

汚泥中の SS分が 2. 5%で、汚泥 SS分中の繊維分の比率が 10%〜35%の範囲で変動する D製紙工場廃水汚泥の処理を下記の手順で行った。

5日間、実施例 1と同様の装置を用い、凝集剤 Aに粉末状カチオン性高分子凝集剤（アタリロイルォキシェチルトリメチルアンモ -ゥムクロライド/アクリルアミド = 30/ 70 (モル％)の共重合体、分子量 500万)、凝集剤 Bに粉末状両性高分子凝集剤 (ァクリロイルォキシェチルトリメチルアンモ -ゥムクロライド zアクリルアミド zアクリル酸ソーダ = 25. 0/50. 0/25. 0 (モル⁰ /₀)の共重合体、分子量 400万）を用い、これらの凝集剤を、汚泥の SS分中の繊維分の比率 (繊維分 ZSS、質量％)に応じ、最適な処理が可能なように下記の混合比率にて混合し、固形分濃度が 0. 2質量％となるよう水に溶解させた高分子凝集剤を汚泥に添加し、混合後、スクリュープレス脱水機にて脱水処理を行った。その結果、高分子凝集剤の添加量が 60ppmで、脱水後のケーキ含水率が 65%以下であり、脱水機力の SS分のリークの無い状況を 5日間維持することができた。

繊維分 ZSSが 10%以上 25%未満:凝集剤 AZ凝集剤 B=70Z30 (質量比）繊維分 ZSSが 25%以上 35%以下:凝集剤 ΑΖ凝集剤 Β= 95Ζ5 (質量比） [0040] (比較例 4)

実施例 4と同一の汚泥に対して、高分子凝集剤として、凝集剤 Αを単独で、または凝集剤 AZ凝集剤 B= 70Z30 (質量比）にブレンド比率を固定した混合物を用いて脱水を行ったところ、下記に示すように、安定した脱水が得られな力つた。

[高分子凝集剤が凝集剤 A単独の例]

汚泥の繊維分 ZSSが 25〜35%の場合、高分子凝集剤添加量が 60ppmで脱水性が良好であったものの、繊維分 ZSSが 10〜24%の場合、高分子凝集剤添加量力 0〜： LOOppmの範囲において、脱水機からの SS分の流出が発生した。

[高分子凝集剤が凝集剤 AZ凝集剤 B = 70Z30の例]

汚泥の繊維分 ZSSが 10〜24%の場合、高分子凝集剤添加量が 60ppmで脱水性が良好であったものの、繊維分/ SSが 25〜35%の場合、高分子凝集剤添加量を 90ppmまで増加させないとケーキ含水率を 65%以下に維持できな力つた。

[0041] (実施例 5)

高分子凝集剤添加前の pHが 5. 7〜7. 2の範囲で変動する下記性状の製紙工場廃水の処理を下記の手順で行った。

[廃水の性状]

SS分： 1400〜1500ppm

硫酸バンド添カ卩量： 70ppm

pH変動： 5. 7〜7. 2

実施例 1と同様の装置を用い、凝集剤 Aに粉末状低ァ-オン性高分子凝集剤 (ァクリルアミド Zアクリル酸ソーダ = 95. 0/5. 0 (モル⁰ /₀)分子量 1000万）、凝集剤 Bに粉末状中ァ-オン性高分子凝集剤（アクリルアミド Zアクリル酸ソーダ = 88. 0/12. 0 (モル％)分子量 1000万）を用い、最適な凝集が得られるようにこれらの凝集剤を、廃水の pHに応じ、下記に示す混合比率により混合し、固形分濃度 0. 1質量％となるよう水に溶解させた高分子凝集剤を 0. 6ppmの濃度となるよう廃水に添加し、混合後、凝集沈殿処理を行った。

廃水の pHが 5. 7〜6. 1 :凝集剤 AZ凝集剤 B = 90Z10 (質量比）廃水の ρΗが 6. 2〜6. 6 :凝集剤八7凝集剤 = 50750 (質量比）廃水の pHが 6. 7〜7. 2:凝集剤八7凝集剤 = 10790 (質量比）その結果、安定した凝集沈殿処理が維持できた。たとえば、混合直後の廃水の一部を採取し、ジャーテスター (製品名：ジャーテスター MJS— 4Ρ ;株式会社宫本製作所製）によりフロックの沈降時間（フロックの沈降が見られなくなるまでの時間）を測定し、その沈降時間測定後 (凝集沈殿後)の当該廃水の上澄みの濁度を濁度計 (製品名：濁度計 2100N;セントラル科学株式会社製）により測定したところ、沈降時間は全て 30秒以内、濁度は 50NTU以下であった。

[0042] (比較例 5)

実施例 5と同じ廃水に対し、高分子凝集剤として、凝集剤 Αまたは Βを単独で、または凝集剤 AZ凝集剤 B = 50Z50 (質量比）にブレンド比率を固定した混合物を用いて凝集沈殿処理を実施したところ、それぞれ、下記の問題点が発生した。

凝集剤 A単独で用いた場合、 pH6. 2以上の廃水において、凝集沈殿後の上澄みの濁度が大き力つた (たとえば PH7. 2の廃水の場合、沈降時間は 30秒以内、濁度は 110NTUであった）。

凝集剤 B単独で用いた場合、 pH6. 6以下の廃水においてフロックの沈降時間が長力つた（たとえば pH5. 7の廃水の場合、沈降時間は 60秒、濁度は 50NTU以下であつた)。

凝集剤 AZ凝集剤 B = 50Z50の混合物を用いた場合、 pH5. 7〜6. 1の領域でフロックの沈降時間が長くなつた (たとえば _PH5. 7の廃水の場合、沈降時間は 47秒、濁度は 50NTU以下であった)。また、 pH6. 7〜7. 2の領域で凝集沈殿後の上澄みの濁度が大きくなつた (たとえば PH7. 2の廃水の場合、沈降時間は 30秒以内、濁度は 80NTUであった）。

産業上の利用可能性

[0043] 本発明の汚泥の凝集脱水処理方法および廃水の凝集沈殿処理方法は、汚泥または廃水の性状変動に幅広く対応でき、凝集剤の劣化が少なぐ実用性にも優れている。すなわち、 2種以上の凝集剤を含有する凝集剤水溶液を調製する際に、凝集剤として少なくとも 2種の粉末状高分子凝集剤を用い、該粉末状高分子凝集剤を、それぞれ独立に添加量を調節して水に添加することにより、該凝集剤水溶液中の各種高分子凝集剤の添加量や添加比率を、常に、汚泥の凝集脱水または廃水の凝集沈殿に最も適した最適条件とすることができる。さらに、高分子凝集剤を粉末状で保持し、使用時に溶解して用いることから、凝集剤の性能劣化が少なぐ汚泥または廃水の急激な変動に対しても迅速に対応できまた大が力りな装置も不要であり実用性が高い。

Claims

請求の範囲

[1] 凝集剤を含有する凝集剤水溶液を汚泥に添加する汚泥の凝集脱水処理方法であつて、

少なくとも 2種の粉末状高分子凝集剤の添加量をそれぞれ独立に調節し、該粉末状高分子凝集剤と水とを混合し、溶解することにより前記凝集剤水溶液を調製することを特徴とする汚泥の凝集脱水処理方法。

[2] 2種以上の粉末状高分子凝集剤をそれぞれ独立に貯留するための 2以上の貯留槽と、該貯留槽に接続された供給量調節可能なフィーダ一と、給水ポンプを備えた混合槽と、濾過部材を備えた連続溶解供給装置を用い、

前記貯留槽に貯留される粉末状高分子凝集剤を、フィーダ一を介して混合槽に供給し、該混合槽内で水と混合して分散液を調製し、該分散液を前記濾過部材を通過させることにより凝集剤水溶液を調製する請求項 1記載の汚泥の凝集脱水処理方法

[3] 前記 2種以上の粉末状高分子凝集剤の添加量を、汚泥の性状に応じて調節する請求項 1または 2記載の汚泥の凝集脱水処理方法。

[4] 前記粉末状高分子凝集剤を溶解してから、前記凝集剤水溶液を汚泥に添加するまでの平均滞留時間が 3時間以内である請求項 1〜3のいずれか一項に記載の汚泥の凝集脱水処理方法。

[5] 凝集剤を含有する凝集剤水溶液を廃水に添加する廃水の凝集沈殿処理方法であつて、

少なくとも 2種の粉末状高分子凝集剤の添加量をそれぞれ独立に調節し、該粉末状高分子凝集剤と水とを混合し、溶解することにより前記凝集剤水溶液を調製することを特徴とする廃水の凝集沈殿処理方法。

[6] 2種以上の粉末状高分子凝集剤をそれぞれ独立に貯留するための 2以上の貯留槽と、該貯留槽に接続された供給量調節可能なフィーダ一と、給水ポンプを備えた混合槽と、濾過部材を備えた連続溶解供給装置を用い、

前記貯留槽に貯留される粉末状高分子凝集剤を、フィーダ一を介して混合槽に供給し、該混合槽内で水と混合して分散液を調製し、該分散液を前記濾過部材を通過させることにより凝集剤水溶液を調製する請求項 5記載の廃水の凝集沈殿処理方法

[7] 前記 2種以上の粉末状高分子凝集剤の添加量を、廃水の性状に応じて調節する請求項 5または 6記載の廃水の凝集沈殿処理方法。

[8] 前記粉末状高分子凝集剤を溶解してから、前記凝集剤水溶液を廃水に添加するまでの平均滞留時間が 3時間以内である請求項 5〜7のいずれか一項に記載の廃水の凝集沈殿処理方法。