JPH02131200A - 上水汚泥の電気浸透脱水方法 - 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） 本発明は、水処理汚泥、特に上水処理過程で発生する高
含水率、難脱水性の濃縮上水汚泥を対象とする場合の脱
水処理、特にフィルターブレス型電気浸透圧搾脱水によ
る低含水率脱水ケーキ化の技術に関する。

（従来の技術） 第２図は、本発明の対象とする上水汚泥が発生する一般
的な上水処理のブロック線図を示す。

取水源（ａ功）ら取入れた上水源水Φ冫は凝集剤（Ｃ）
としてＰＡＣまたは硫酸バンドを添加して沈澱池（ｄ）
に送られ、沈澱処理水（ｅ）は濾過池（ｆ）に送られ、
濾過水は塩素滅菌の上、上水（ｇ）として送出される。

沈澱池（ｄ）で生じた上水汚泥（ロ）は、上水に不適当
な塩化第２鉄、消石灰等の集注は行わないで脱水機（ｉ
）に送られ、固化脱水ケーキ（ｊ）とされ、処分に回付
される。脱水機（ｉ）で生じた透過水（財）は沈澱池（
ｄ）に戻され、濾過池（ｆ）での逆洗により生じた洗浄
排水（１）も沈澱池（ｄ）に戻す。

脱水機（ｉ）としては、フィルタープレス型電気浸透圧
搾脱水装置を用いると概して良好な結果が得られる。第
３図（イ）（口）によりフィルタープレス型電気浸透圧
搾脱水装置の基本的構成とその一般的操作方法を述べる
と、次のとおりである。

第３図（イ）では、フィルタープレス（ｉ）の電極付濾
板（ｍ）とダイヤフラム、電極付濾板（ｍ゛）とを濾布
（ｎ）　（ｎ）を挟んで閉合締付状態とし、上水汚泥（
ｈ）をポンプにより液入口（０）から濾布（ｎ）（ｎ）
間の濾過上室に圧入しながら濾過し１次脱水する。

濾布を透過した透過水（ト）は液出口（ロ）から排出さ
れる。主として汚泥粒子の圧密により脱水が困難となっ
た時期に圧力濾過を仕切り、ダイヤフラム（ロ）の背後
に高圧を導入し、濾布間の脱水ケーキを加圧し圧搾によ
りさらに水分を搾出して２次脱水する。この機械的脱水
により脱水ケーキ中の含水率は、夏では５０〜６５％、
冬では６０〜７０％程度に下がる。圧搾脱水も困難とな
れば、圧搾を継続しながら電極（ｒ）（ｒ）間に濾布（
ｎ）（ロ）を通してケーキに直流通電して電気浸透作用
を併用して、３次脱水する。これで脱水ケーキの含水率
は４０％程度にまで下げられる。

第４図は、上水汚泥のフィルタープレス型電気浸透圧搾
脱水の前記の従来技術の一般的操作方法により脱水する
場合の経過を横軸に時間、縦軸に透過水量をとって模型
的に示す。この場合、濾過脱水ＣＩ）に１４時間、圧搾
脱水（ＩＩ）に２時間、電気浸透圧搾脱水（Ｉ［［）に
１時間程度の時間がかかる。これで処理能力は、濾布面
積（ホ）、時間（Ｈｒ）当たり乾燥固体（ＤＳ）の重量
（ｋｇ）で、０．５　ｋｇ　ＤＳ／ｎｆ｝ｌｒの程度で
ある。

（発明が解決しようとする問題点） 上水汚泥のフィルタープレス型電気浸透圧搾脱水の従来
技術では、前記のように濾過脱水（Ｉ）に異常に長い時
間がかかり、脱水所要時間が１６〜２２時間となり、特
に冬期に所要時間が長くなる。これに対処するには脱水
装置を大型大容量にし、あるいは多数にしなければなら
ず、装置コストが非常に高くなり、運転コストも１バッ
チ操作時間が長いので増加するという問題がある。

（問題点を解決するための手段） 従来技術の前記問題点を種々検討の結果、次の諸事項に
原因があることが究明された。

（＾）電気浸透圧搾脱水では、液の移動量（Ｖｏ）は印
加電流（Ｉ）に比例することが理論的に知られている。

従って電流と時間との積の電力量の消費を少なくするに
は、電気浸透圧搾脱水（Ｉｎ）前に、濾過脱水（Ｉ）、
圧搾脱水（ｎ）により通電対象の汚染スラッジ中の水分
をできる限り少なくして置き通電時間を短くすることが
適切である。これにより電力消費は確かに少なくなる。

（Ｂ）ところが、上水汚泥の場合には、（Ｂ−１）　　
上水源の河川、湖沼等では雨水量、生物相、水温等の季
節的変化により水質が変化し、これが上水汚泥（５）の
性状に影響して来る。

（Ｂ−２）　　上水汚泥は無薬注で脱水するので、汚泥
中の粒子の粒径が小さく、特に冬には５μｍ以下の細か
い粒子や保水性の大きい水酸化アルミニウムが汚泥の主
成分となり、また微細な有機質の含有比率が高くなる等
のため、脱水に供される濃縮上水汚泥の濃度は夏３〜６
％に対し冬２〜３％に低下する。

（Ｂ−３）　　濾過操作、圧搾操作の段階では、汚泥粒
子の密集、濾布面での圧密か起こり粒子間の相互作用に
より水の流出を妨げる状況となるので、上記のように粒
子径が細かい濾過性不良の汚泥では機械的加圧脱水では
水抜けが悪いために濾過の進行が遅滞する傾向が強くな
る。

上記の究明事項に立脚して、上水汚泥の脱水時間、特に
濾過時間の短縮を図るため、本発明では、従来技術の電
気浸透の通電条件および通電時期に対する制約から脱却
して通電時期を早めて圧搾脱水操作の時期さらには濾過
圧力のもとにある濾過脱水操作の時期に遡って、通電を
開始するようにする。このようにして濾過操作時の汚泥
微細粒子の圧密による水抜け不良状態を解消して濾過お
よび圧搾が効果的に短い時間で進行し、この時間短縮に
よる処理能力の向上が通電時間延長による電力消費の増
大を補って余りあるようにする。

これらの技術的思想の展開を総合して、問題解決手段と
しての本発明の上水汚泥の電気浸透脱水方法は、構成と
しては、取水した上水源水の凝集沈澱処理により生じた
上水汚泥をフィルタープレス型電気浸透圧搾脱水装置に
おける汚泥圧入ポンプによる圧力濾過脱水操作、上昇圧
力のダイヤフラム圧搾による圧搾脱水操作および電極間
直流通電による電気浸透圧搾脱水操作の連続操作過程に
より脱水ケーキとする場合に、電気浸透圧搾脱水操作段
階前の濾過脱水および圧搾脱水の操作段階のうちから通
電を開始し電気浸透圧搾脱水操作段階につづけるように
したことを特徴とする。

（作　用） 前記のように、本発明方法によると、回分脱水操作過程
間の濾過脱水操作時期および圧搾脱水操作時期に、それ
ぞれの圧力による加圧のもとに直流通電を併用すること
により、電気泳動による粒子の移動現象および電気浸透
による水の移動現象が生じて、加圧による汚泥微細粒子
の密集、圧密による水抜け状態の不良化は緩和され、そ
れにより濾過脱水および圧搾脱水は効果的に遂行され、
その結果濾過脱水および圧搾脱水の所要時間が短縮され
、合計脱水所要時間は従来技術の１７時間程度から２時
間程度に短縮される。

通電時間延長分だけ電力量消費は多くなるが、濾過操作
時間および圧搾操作時間の短縮により通電時間は大幅に
延長する必要はなくなるので、電力消費の増加割合は従
来技術の１．５倍程度で済む。

（実施例） １ｍ角、２室のフィルタープレス型電気浸透圧搾脱水装
置（濾過圧力３　ｋｇ／ｄ、圧搾圧力４ｋｇ／ｄ、直流
通電電圧４０Ｖ）を用いて、河川表流水の凝集沈澱処理
により生じた濃縮上水汚泥（固形物濃度３％）を対象と
し、無薬注で、含水率５０％の脱水ケーキにするまでの
脱水操作を、本発明方法と従来技術とにより実施し、所
要時間および処理能力を比較した。

第１図（イ）は、本発明方法による操作過程を示し、右
横方向に時間をとり、３段の上段に濾過、中段に圧搾、
下段に通電を表示した。

ポンプ圧力の加圧濾過脱水操作の開始後３０分から通電
を開始し、その後３０分間濾過圧力のもとての通電濾過
脱水操作を実施し、その後液入口を締切り、ダイヤフラ
ムによる圧搾に切換え圧搾圧力のもとで通電を継続した
。こうして圧搾脱水および電気浸透脱水を６０分間継続
して脱水を完了し、圧搾圧力、通電を断ち濾板を開いて
脱水ケーキを取出した。

電気浸透圧搾脱水操作以前の圧搾脱水操作時期および濾
過脱水繰作時期に遡って通電が実施されていることによ
り、脱水が効果的に進行し、合計所要時間は２時間で、
処理能力は１．５ｋｇＤＳ／　ｒｔＴ　Ｈｒであった。

第１図（口）は比較のための従来技術による操作経過を
示し、上記と同様に表示している。

濾過１４時間、圧搾３時間、うち通電は最後の１時間で
ある。合計所要時間は１７時間、処理能力は０．５　ｋ
ｇ　ＤＳ／ｎｆ　Ｈｒである。

（発明の効果） 以上のように本発明によると、通電時間は従来技術より
若干長くなるが、それを上廻る脱水所要時間の短縮なら
びに処理能力の向上を実現でき、所要のフィルタープレ
ス電気浸透脱水機の小容量、小形化を実現でき、加圧装
置、通電施設、切換制御装置の負担増はないので、装置
コストは低下し、それとともに、操作時間短縮により運
転コストの低下も併せ実現できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図（イ）は本発明実施例の脱水操作通程を線図示し
た図表、第１図（口）はこれと比較するための従来技術
の脱水操作過程の図表、第２図は一般的な上水処理のブ
ロック線図、第３図（イ）は本発明に使用するフィルタ
ープレス型電気浸透圧搾脱水装置の基本的構成をその１
操作段階で示す縦断側面略図、第３図（口）はその他の
操作段階の図、第４図は従来技術の上水汚泥脱水処理過
程を略示する線図である。 （ａ）・・・取水源、（ハ）・・・上水源水、（Ｃ）・
・・凝集剤、（ｄ）・・・沈澱池、（ｅ）・・・沈澱処
理水、（ｆ）・・・濾過池、（６）・・・上水、（ロ）
・・・上水汚泥、（ｉ）・・・脱水機、（ｊ）・・・脱
水ケーキ、（ト）・・・透過水、（Ｉｌ）・・・洗浄排
水、ＯＴｌｌ（ｌＩｌ”）・・・濾板、（ｎ＞・・・濾
布、（０）・・・液入口、（ロ）・・・液出口、（ロ）
・・・ダイヤフラム、（ｒ）・・・電極、（１）・・・
濾過脱水、（ＩＩ）・・・圧搾脱水、（Ｉ［［）・・・
電気浸透脱水。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 取水した上水源水の凝集沈澱処理により生じた上水汚泥
   をフィルタープレス型電気浸透圧搾脱水装置における汚
   泥圧入ポンプによる圧力濾過脱水操作、上昇圧力のダイ
   ヤフラム圧搾による圧搾脱水操作および電極間直流通電
   による電気浸透圧搾脱水操作の連続操作過程により脱水
   ケーキとする場合に、電気浸透圧搾脱水操作段階前の濾
   過脱水および圧搾脱水の操作段階のうちから通電を開始
   し電気浸透圧搾脱水操作段階につづけるようにしたこと
   を特徴とする上水汚泥の電気浸透脱水方法。