JP2015107484A

JP2015107484A - 汚泥脱水調整剤及びその高度脱水方法

Info

Publication number: JP2015107484A
Application number: JP2014242032A
Authority: JP
Inventors: ツァイシェンダイ; Caisheng Dai; ソンジアンマ; Songjiang Ma; リアンリアンリウ; Liangliang Liu; リジンリャン; Lijing Liang; シャオファンリウ; Xiaofang Liu; シュェペンリウ; Xuepeng Liu
Original assignee: Hunan University of Science and Technology
Current assignee: Hunan University of Science and Technology
Priority date: 2013-12-03
Filing date: 2014-11-28
Publication date: 2015-06-11
Anticipated expiration: 2034-11-28
Also published as: JP5966217B2; CN103613268A; CN103613268B

Abstract

【課題】本発明は、都市生活汚水汚泥の処理技術分野に属し、汚泥脱水調整剤及びその高度脱水方法に関する。
【解決手段】本発明は新型の汚泥調整剤を開示し、該汚泥調整剤は石炭の熱分解生成物である半成コークスとポリアクリルアミドを含む。同時に、該調整剤を採用して汚泥を処理する方法は、まず、該調整剤を用いて汚泥を濃縮脱水し、濃縮脱水した後の上澄み液のＢＯＤ、ＣＯＤ及びＳＳはいずれも汚水排出の二級標準に達することができ、濃縮した汚泥の含水率は８０％よりも小さく、更に濃縮脱水した後の汚泥を直接に加圧ろ過して脱水させ、処理した後の汚泥の含水率が５０％よりも小さいことである。本発明に使用する汚泥調整剤の吸着能力が非常に強く、コストが低く、性能が優れ、汚泥の処理プロセスが簡単で、脱水時間が短く、汚泥の含水率が低く、脱水した後の汚泥が乾燥脱水を必要しなく、直接に資源化して利用することができ、良い応用将来性を有する。
【選択図】なし

Description

本発明は都市の生活汚水汚泥の処理技術分野に属し、汚泥脱水調整剤及びその高度脱水方法に関する。

我が国の経済の高速発展に従って、都市汚水の処理量が不断に増長し、汚水の処理過程に、大量の汚泥が発生し、我が国の汚水処理場の建設に深刻な「汚水に重視するが汚泥に軽視する」現象が存在するので、大量の汚泥の「オーバーストック」を引き起こし、適当且つ安全的な処理が行われない。適当に処理されない汚泥が環境に投入された後、直接に環境に深刻な二次汚染をもたらし、汚水処理システムの効果的な処理能力を低下するだけでなく、更に生態環境と人間の生活に強い脅威を発生する。人々が汚泥の有害性に対する認識の向上に従って、どのように適当に汚泥を処理することは既に各国の学者が共同に注目する問題になる。

濃縮処理した後の汚泥は、含水率が９５％−９９％に達し、まだ流動可能な状態であり、腐敗し臭いを発生しやすく、輸送と処理し難いので、常に更なる脱水処理を必要とする。従来の汚泥調質技術において、一般的に凝集剤などの薬剤を添加して汚泥を調質して、更に機械的脱水を行い、機械的脱水を行った後汚泥の含水率が一般的に７０％−８０％であり、まだ、汚泥の資源化の利用に不利で、燃料として使用すると、更に汚泥を乾燥化処理する必要があり、汚泥の乾燥処理コストが高い。

上記技術問題を解決するために、本発明は、汚泥脱水調整剤及びその高度脱水方法を提供する。

本発明が上記技術問題を解決するための技術案は以下のとおりである。汚泥調整剤であって、半成コークスとポリアクリルアミドを含み、半成コークスは、褐炭又は長炎炭が５００℃〜６５０℃で１．０〜１．５ｈ熱分解されて得られた生成物であり、半成コークスの粒度は０．０４５ｍｍ〜０．４２５ｍｍであり、使用するポリアクリルアミドは粒状固体であり、相対分子質量は８００万〜１２００万である。

上記汚泥調整剤を用いる高度脱水方法は、以下のステップを含む。
（１）汚泥の調質：含水汚泥に半成コークスを添加し、半成コークスの投与量は含水汚泥の重量の２％〜４％であり、１０〜２０ｍｉｎ撹拌し、その後、更にポリアクリルアミドを添加し、５〜１０ｍｉｎ撹拌し、ポリアクリルアミドの投与量は含水汚泥の重量の０．０００１％〜０．０００４％である。
（２）脱水：調質し終わった汚泥を沈殿タンクに１５〜２０ｍｉｎ静置し、次に、沈殿タンクの底部から濃縮汚泥を抽出して、フィルタプレスに送入し、加圧ろ過して脱水し、０．８−３ＭＰａの圧力の下で２０〜４０ｍｉｎ保持し、脱水した後の汚泥の含水率は４０％〜５０％である。

従来の技術と比べて、本発明の利益な効果は以下のとおりである。
（１）本発明は化学調質と機械的脱水を組み合わせる方法を採用し、プロセスが簡単で、採用した調整剤は半成コークスとポリアクリルアミドであり、コストが低く、且つ添加したポリアクリルアミドの量が非常に少なく、環境に対する危害は小さい。
（２）本発明の調整剤に使用する半成コークスの毛穴が多くて、吸着ブリッジング役割により、汚泥コロイド粒子の安定性を破壊することができ、分散した小さな粒子を大きな粒子に集め、その後、添加した高分子凝集剤であるポリアクリルアミドは、自体のブリッジング役割により、ネッティング汚泥粒子が共に沈下し、沈降時間を短縮する。調質した後、汚泥の沈降速率（速度）が著しく増速し、前の２０ｍｉｎの沈降速度は調質前の３．０３Ｌ／ｍｉｎから調質後の４．３７Ｌ／ｍｉｎに向上し、より良い調質効果に達する。
（３）本発明の汚泥が脱水した後、濾過ケークの含水率が５０％以下に低下し、汚泥の減量化処理の目的に達し、汚泥に半成コークスを添加して、熱値を向上させるので、脱水した後の汚泥に石炭水スラリーを直接に混合して燃焼することができ、汚泥の資源化利用に条件を提供し、大幅にコストを節約し、良い応用将来性を有する。
（４）本発明における濃縮脱水した後の上澄み液でのＳＳ、ＢＯＤ、ＣＯＤなどの指標は汚水処理の排出基準に達し、直接に排出することができる。

以下、具体的な実施例により本発明を更に詳しく説明し、特に説明する以外、前記の原料部数は、いずれも重量部数である。

（実施例１）
１）湘潭汚水処理場の汚泥を取り、その含水率が９８％であり、次に、陝西石炭が６５０℃で１．０ｈ熱分解して得られた生成物である半成コークスを添加し、半成コークスの粒度が０．０４５ｍｍ〜０．４２５ｍｍで、半成コークスの投与量が含水汚泥の重量の２％であり、１０ｍｉｎで十分に撹拌する。
２）その後、ポリアクリルアミドを添加し、ポリアクリルアミドの投与量が含水汚泥の重量の０．０００１％で、１０ｍｉｎで撹拌する。
３）調質し終わった汚泥が沈殿タンクで１５ｍｉｎ静置した後、沈殿タンクの底部から濃縮汚泥を抽出し、プレートおよびフレームフィルタプレスに導入して加圧ろ過して脱水させ、０．８ＭＰａの圧力の下で２０ｍｉｎで保持する。
４）圧力をリリーフして材料を排出する。
脱水した後の濾過ケークの含水率が４９．８％である。

（実施例２）
１）湘潭汚水処理場の汚泥を取り、その含水率が９８％であり、次に、陝西石炭が６５０℃で１．０ｈ熱分解して得られた生成物である半成コークスを添加し、半成コークスの粒度が０．０４５ｍｍ〜０．４２５ｍｍであり、半成コークスの投与量が含水汚泥の重量の２％であり、１０ｍｉｎで十分に撹拌する。
２）その後、ポリアクリルアミドを添加し、ポリアクリルアミドの投与量が含水汚泥の重量の０．０００２％で、１０ｍｉｎで撹拌する。
３）調質し終わった汚泥が沈殿タンクで２０ｍｉｎ静置した後、沈殿タンクの底部から濃縮汚泥を抽出し、プレートおよびフレームフィルタプレスに導入して加圧ろ過して脱水させ、２．０ＭＰａの圧力の下で２０ｍｉｎで保持する。
４）圧力をリリーフして材料を排出する。
脱水した後の濾過ケークの含水率が４９．２％である。

（実施例３）
１）湘潭汚水処理場の汚泥を取り、その含水率が９８％であり、次に、陝西石炭が６５０℃で１．０ｈ熱分解して得られた生成物である半成コークスを添加し、半成コークスの粒度が０．０４５ｍｍ〜０．４２５ｍｍで、半成コークスの投与量が含水汚泥の重量の３％であり、１５ｍｉｎで十分に撹拌する。
２）その後、ポリアクリルアミドを添加し、ポリアクリルアミドの投与量が含水汚泥の重量の０．０００３％であり、１０ｍｉｎで撹拌する。
３）調質し終わった汚泥が沈殿タンクで２０ｍｉｎ静置した後、沈殿タンクの底部から濃縮汚泥を抽出し、プレートおよびフレームフィルタプレスに導入して加圧ろ過して脱水させ、３．０ＭＰａの圧力の下で３０ｍｉｎ保持する。
４）圧力をリリーフして材料を排出する。
脱水した後の濾過ケークの含水率が４５．９％である。

（実施例４）
１）湘潭汚水処理場の汚泥を取り、その含水率が９８％であり、次に、陝西石炭が６５０℃で１．５ｈ熱分解して得られた生成物である半成コークスを添加し、半成コークスの粒度が０．０４５ｍｍ〜０．４２５ｍｍで、半成コークスの投与量が含水汚泥の重量の３％であり、１５ｍｉｎで十分に撹拌する。
２）その後、ポリアクリルアミドを添加し、ポリアクリルアミドの投与量が含水汚泥の重量の０．０００３％であり、１０ｍｉｎで撹拌する。
３）調質し終わった汚泥が沈殿タンクで２０ｍｉｎ静置した後、沈殿タンクの底部から濃縮汚泥を抽出し、プレートおよびフレームフィルタプレスに導入して加圧ろ過して脱水させ、３．０ＭＰａの圧力の下で４０ｍｉｎ保持する。
４）圧力をリリーフして材料を排出する。
脱水した後の濾過ケークの含水率が４５．１％である。

（実施例５）
１）湘潭汚水処理場の汚泥を取り、その含水率が９８％であり、次に、陝西石炭が６５０℃で２．０ｈ熱分解して得られた生成物である半成コークスを添加し、半成コークスの粒度が０．０４５ｍｍ〜０．４２５ｍｍであり、半成コークスの投与量が含水汚泥の重量の３％で、１５ｍｉｎで十分に撹拌する。
２）その後、ポリアクリルアミドを添加し、ポリアクリルアミドの投与量が含水汚泥の重量の０．０００３％であり、１０ｍｉｎで撹拌する。
３）調質し終わった汚泥が沈殿タンクで２０ｍｉｎ静置した後、沈殿タンクの底部から濃縮汚泥を抽出し、プレートおよびフレームフィルタプレスに導入して加圧ろ過して脱水させ、３．０ＭＰａの圧力の下で２０ｍｉｎ保持する。
４）圧力をリリーフして材料を排出する。
脱水した後の濾過ケークの含水率が４４．５％である。

（実施例６）
１）湘潭汚水処理場の汚泥を取り、その含水率が９８％であり、次に、陝西石炭が６５０℃で２．０ｈ熱分解して得られた生成物である半成コークスを添加し、半成コークスの粒度が０．０４５ｍｍ〜０．４２５ｍｍであり、半成コークスの投与量が含水汚泥の重量の４％であり、２０ｍｉｎで十分に撹拌する。
２）その後、ポリアクリルアミドを添加し、ポリアクリルアミドの投与量が含水汚泥の重量の０．０００２％であり、１０ｍｉｎで撹拌する。
３）調質し終わった汚泥が沈殿タンクで２０ｍｉｎ静置した後、沈殿タンクの底部から濃縮汚泥を抽出し、プレートおよびフレームフィルタプレスに導入して、３．０ＭＰａの圧力の下で２０ｍｉｎ保持する。
４）圧力をリリーフして材料を排出する。
脱水した後の濾過ケークの含水率が４１．０％である。

（実施例７）
１）湘潭汚水処理場の汚泥を取り、その含水率が９８％であり、次に、雲南石炭が５００℃で１．０ｈ熱分解して得られた生成物である半成コークスを添加し、半成コークスの粒度が０．０４５ｍｍ〜０．４２５ｍｍで、半成コークスの投与量が含水汚泥の重量の３％であり、１０ｍｉｎで十分に撹拌する。
２）続いてポリアクリルアミドを添加し、ポリアクリルアミドの投与量が含水汚泥の重量の０．０００２％であり、１０ｍｉｎで撹拌する。
３）調質し終わった汚泥が沈殿タンクで１５ｍｉｎ静置した後、沈殿タンクの底部から濃縮汚泥を抽出し、プレートおよびフレームフィルタプレスに導入して加圧ろ過して脱水させ、２．０ＭＰａの圧力の下で２０ｍｉｎ保持する。
４）圧力をリリーフして材料を排出する。
脱水した後の濾過ケークの含水率が４５．３％である。

（実施例８）
１）湘潭汚水処理場の汚泥を取り、その含水率が９８％であり、次に、雲南石炭が５００℃で１．５ｈ熱分解して得られた生成物である半成コークスを添加し、半成コークスの粒度が０．０４５ｍｍ〜０．４２５ｍｍであり、半成コークスの投与量が含水汚泥の重量の２％で、１５ｍｉｎで十分に撹拌する。
２）その後、ポリアクリルアミドを添加し、ポリアクリルアミドの投与量が含水汚泥の重量の０．０００２％であり、１０ｍｉｎで撹拌する。
３）調質し終わった汚泥が沈殿タンクで１５ｍｉｎ静置した後、沈殿タンクの底部から濃縮汚泥を抽出し、プレートおよびフレームフィルタプレスに導入して加圧ろ過して脱水させ、２．０ＭＰａの圧力の下で３０ｍｉｎ保持する。
４）圧力をリリーフして材料を排出する。
脱水した後の濾過ケークの含水率が４８．７％である。

（実施例９）
１）湘潭汚水処理場の汚泥を取り、その含水率が９８％であり、次に、雲南石炭が５００℃で２．０ｈ熱分解して得られた生成物である半成コークスを添加し、半成コークスの粒度が０．０４５ｍｍ〜０．４２５ｍｍであり、半成コークスの投与量が含水汚泥の重量の２％であり、１５ｍｉｎで十分に撹拌する。
２）その後、ポリアクリルアミドを添加し、ポリアクリルアミドの投与量が含水汚泥の重量の０．０００２％であり、１０ｍｉｎで撹拌する。
３）調質し終わった汚泥が沈殿タンクで１５ｍｉｎ静置した後、沈殿タンクの底部から濃縮汚泥を抽出し、プレートおよびフレームフィルタプレスに導入して加圧ろ過して脱水させ、２．０ＭＰａの圧力の下で３０ｍｉｎ保持する。
４）圧力をリリーフして材料を排出する。
脱水した後の濾過ケークの含水率が４８．４％である。

（実施例１０）
１）湘潭汚水処理場の汚泥を取り、その含水率が９８％であり、次に、雲南石炭が５００℃で１．５ｈ熱分解して得られた生成物である半成コークスを添加し、半成コークスの粒度が０．０４５ｍｍ〜０．４２５ｍｍであり、半成コークスの投与量が含水汚泥の重量の２％であり、２０ｍｉｎで十分に撹拌する。
２）その後、ポリアクリルアミドを添加し、ポリアクリルアミドの投与量が含水汚泥の重量の０．０００４％であり、１０ｍｉｎで撹拌する。
３）調質し終わった汚泥が沈殿タンクで２０ｍｉｎ静置した後、沈殿タンクの底部から濃縮汚泥を抽出し、プレートおよびフレームフィルタプレスに導入して加圧ろ過して脱水させ、３．０ＭＰａの圧力の下で２０ｍｉｎ保持する。
４）圧力をリリーフして材料を排出する。
脱水した後の濾過ケークの含水率が４８．０％である。

Claims

汚泥脱水調整剤であって、石炭の熱分解生成物である半成コークスとポリアクリルアミドを含むことを特徴とする汚泥脱水調整剤。
前記半成コークスは、褐炭又は長炎炭が５００℃〜６５０℃で１．０〜２．０ｈ熱分解して得られた生成物であり、半成コークスの粒度が０．０４５ｍｍ〜０．４２５ｍｍであり、前記ポリアクリルアミドの相対分子質量が８００万〜１２００万であることを特徴とする請求項１に記載の汚泥脱水調整剤。
請求項１に記載の調整剤を用いる汚泥高度脱水方法であって、
（１）含水汚泥に半成コークスを添加して、半成コークスの投与量が含水汚泥の重量の２％〜４％であり、均一に撹拌して、次に、ポリアクリルアミドを添加し、均一に撹拌し、ポリアクリルアミドの投与量が含水汚泥の重量の０．０００１％〜０．０００４％である汚泥調質ステップと、
（２）ステップ（１）における調質し終わった汚泥が沈殿タンクで１５−２０ｍｉｎ静置し、次に、沈殿タンクの底部から濃縮汚泥を抽出し、フィルタプレスに導入して加圧ろ過して脱水させ、０．８−３ＭＰａの圧力の下で２０〜４０ｍｉｎ保持し、圧力の保持を完成した後、圧力をリリーフして材料を排出する脱水ステップと、を含むことを特徴とする汚泥高度脱水方法。
前記のフィルタプレスはプレートおよびフレームフィルタプレスであることを特徴とする請求項３に記載の汚泥高度脱水方法。