JPH0227002B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

技術分野 本発明は、懸濁液に高分子凝集剤を添加して濃
縮することからなる、懸濁液の固液分離方法に関
する。 従来技術とその問題点 従来、活性汚泥処理工程から排出される余剰汚
泥、嫌気性消化槽から排出される消化汚泥、ある
いは鉱山廃水などの懸濁液は、沈殿濃縮あるいは
機械脱水などにより減容して固形分の濃縮を行つ
ている。この種の方法においては高分子凝集剤を
併用して濃縮率を向上させあるいは懸濁液の過
性を改善している。従来方法においては、懸濁液
の性状、水温の変動、懸濁液中の固形分濃度の変
動等種々の条件を考慮して、安定した濃縮を行う
ために高分子凝集剤添加量を最適添加量よりも高
めに設定している。また、従来法において決定し
た凝集剤の最適添加量でこの濃縮を行つても、分
離水中に未反応の高分子凝集剤が多量に残余して
いる。このように従来法では添加された凝集剤が
有効利用されていない。 発明の目的 本発明は、従来法よりもはるかに少量の高分子
凝集剤使用量で安定して高濃縮率を与える懸濁液
の濃縮法を提供することを目的とする。 発明の要点 すなわち、本発明は；懸濁液の一部を分取し；
この分取した懸濁液を凝集剤添加帯域に供給し、
ここで高分子凝集剤を添加しかつ混合し；凝集剤
添加帯域から流出液を混合帯域に供給し、ここで
分取した残余の懸濁液と混合し；次いで、固液分
離帯域にて混合帯域からの流出液を分離液と濃縮
物とに分離する；各工程からなる懸濁液の固液分
離方法である。さらに本発明は、前記方法におい
て分取した懸濁液に高分子凝集剤の添加および混
合を昇温下で行い又は高分子凝集剤の添加、およ
び混合したのち昇温することを特徴とする方法で
ある。 発明の実施態様 以下、添付図面に従い本発明を詳述する。第１
図は本発明の方法の１例を示す工程図である。本
発明により処理される懸濁液１は、余剰汚泥、消
化汚泥あるいはこれらの濃縦汚泥、し尿、下水、
鉱山廃水または隧道工事水替廃水等何れの廃水で
あつてよい。濃縮手段として機械脱水を行う場合
には、余剰汚泥あるいは消化汚泥が好適な懸濁液
である。懸濁液中の固形分濃度は数百ppmないし
数万ppmまで幅広く適用できる。懸濁液が余剰汚
泥あるいは消化汚泥の場合、この固形分濃度は
5000ないし15000ppm、好ましくは6000ないし
10000ppmである。 懸濁液１を分流して分流した懸濁液をライン２
へ、残余の懸濁液をライン３に送る。分流する流
量の割合は、懸濁液の種類、その固形分濃度等に
より変化するが、懸濁液全流量の20％ないし80％
をライン２へ分流するのが好ましい。懸濁液が余
剰汚泥の場合、分流割合は40ないし60％が好適で
ある。 分流した懸濁液を凝集剤添加帯域に送つて、こ
こで高分子凝集剤をライン４から添加する。本発
明にて用いる高分子凝集剤は特に限定されるもの
ではなく、カチオン系，アニオン系およびノニオ
ン系の高分子凝集剤を使用できる。懸濁液中の固
形分の電荷と反対の電荷を有する高分子凝集剤が
好ましく、例えば余剰汚泥の処理においてはアク
リルアミド系カチオン性高分子凝集剤の使用が好
ましい。その他、ポリビニルピリジン塩酸塩、ポ
リアクリル酸ナトリウム等も適用できる。 凝集剤添加帯域５は撹拌機を備えた場合槽であ
つてよく、分流した懸濁液はこの混合槽で添加さ
れた高分子凝集剤と反応してフロツクを形成す
る。高分子凝集剤添加量は、懸濁液固形分重量の
約0.1ないし1.0％であつてよい。混合槽における
懸濁液の滞留時間は任意の値であることができる
が、数分ないし30分程度で所期の効果を達成で
き、好ましくは５分ないし15分である。撹拌機の
撹拌速度は、懸濁液と高分子凝集剤との十分均一
な接触を果すに適しておればよく、10ないし
100ppmの回転数で行なうことができる。混合槽
を二槽とし、前段の槽を急速撹拌槽、後段を緩速
撹拌槽とすることもできる。別法として、凝集剤
添加帯域５は濃縮装置とそれに続く混合槽の組合
せであつて混合槽に高分子凝集剤を添加する方式
であつてもよい。この場合、分流した懸濁液は濃
縮装置にて所定の固形分濃度まで濃縮され、次い
で混合槽にて高分子凝集剤と混合する。好ましい
濃縮装置は浮上濃縮装置であり、特に常圧浮上濃
縮装置が最も好ましい。常圧浮上濃縮装置は；凝
集剤と起泡剤を含む液相に常圧下で空気を吹込む
起泡区域、この起泡区域で発生した気泡と懸濁液
を混合する混合区域、および、濃縮液と分離液と
に分離する浮上区域から主として構成されてい
る。この濃縮液に混合槽にて高分子凝集剤を添加
する。 懸濁液が余剰汚泥あるいは消化汚泥の場合、こ
の常圧浮上濃縮装置にて固形分濃度４ないし８％
まで濃縮を行う。一般に下水処理場等で発生する
汚泥を脱水する場合、脱水機に供給される汚泥の
固形分濃度は２％〜３％であるため、ほとんどの
脱水機は低濃度（２〜３％）の汚泥を処理するよ
うに設計されている。このような処理場で４％以
上に濃縮できる常圧浮上濃縮装置を設置した場
合、脱水機に供給する固形分濃度が高すぎるた
め、脱水機の能力を有効に利用できないことがあ
る。本発明にて常圧浮上濃縮装置を用いた場合、
脱水機の性能を最も発揮できる濃度に任意に供給
汚泥濃度を設定し、最少の凝集剤添加量で、安定
して脱水を行なえる。 凝集剤添加帯域５を出た懸濁液はライン６を経
て混合帯域７に入り、ここでライン３からの残余
の懸濁液と混合される。この混合帯域７は特に限
定されるものではなく、ラインおよびライン６か
らの各懸濁液を十分均一に混合できる手段であれ
ばよい。一例として前述の混合槽と同様の混合槽
を適用できる。 混合帯域７からの混合懸濁液はライン８を経て
固液分離帯域９に送られ、分離液はライン１１を
経ておよび濃縮物はライン１０を経て、系外に排
出される。固液分離帯域９は、遠心分離、沈降濃
縮、浮上濃縮、過、ベルトプレス型脱水機等従
来から周知の固液分離手段を採用できる。処理さ
れる懸濁液濃度が低い場合は沈降濃縮が好まし
く、前記濃度が高い場合はベルトプレス型脱水機
あるいは遠心分離機を使用するのが好ましい。 本発明の他の態様として、前記凝集剤添加帯域
５に加熱手段を含めることにある。ライン２から
の懸濁液を加熱してから混合槽で高分子凝集剤と
反応させてもよく、混合槽を加熱してもよく混合
槽からライン６へいたる懸濁液を加熱してもよ
い。何れの方法においても懸濁液と高分子凝集剤
とを所定の昇温した温度で反応させることが肝要
である。混合槽の温度を少なくとも40℃以上、好
ましくは60℃以上にすることが好ましい。加熱手
段として、電気ヒーター、高温の気体又は蒸気、
等何れの手段も適用できる。本発明を下水処理場
で実施する場合は、嫌気性消化槽からのメタンガ
スの燃焼排ガスを混合槽に吹込んで加熱手段とす
ることもできる。この昇温を行うことにより高分
子凝集剤使用量をさらに低減できる。また混合槽
容量の小型化も可能である。この昇温による効果
がどのような凝集機構に基づくものであるか十分
には解明されていないが、凝集剤の固形分に対す
る吸着速度の増大を促がすこと、架橋反応の促
進、あるいは凝集剤の粘性低下等により凝集剤の
利用率が向上したと考えられる。 従来法においては懸濁液を分流することなく懸
濁液全量に対し高分子凝集剤の添加を行つてい
る。この方法では、凝集したフロツクの間隔に凝
集剤の一部が内包された状態になつている。この
内包された凝集剤を追い出すために撹拌力を大き
くあるいは撹拌時間を長くすると、フロツクが細
分化されて後段の固液分離手段に支障をきたす。
本発明の方法では分取した懸濁液と高分子凝集剤
の接触により凝集剤で被われた固形分からなるフ
ロツクが生成し、次に混合帯域にてこのフロツク
と残余の懸濁液を接触させるとフロツクが残余の
懸濁液中の固形分を取り込んで凝集する。このた
めすでに固形分に吸着している凝集剤が有効利用
され、残余の懸濁液中の固形分が先の凝集剤で被
われたフロツクのまわりに吸着される。凝集剤添
加帯域にて分取した懸濁液と凝集剤を混合する操
作は、フロツクの表面を凝集剤で被うための撹拌
であるから撹拌力を大きく及び撹拌時間を長くし
ても何ら支障ない。そのため凝集剤の固形分に対
する吸着量を多くすることができ、自由水中の凝
集剤濃度を低下させることができる。分取した懸
濁液と凝集剤を混合する操作を昇温下で行つた場
合、凝集剤の固形分に対する吸着速度が大きくな
り、自由水中の凝集剤濃度をさらに低減できる。 本発明の他の態様として、ライン１に懸濁物濃
度計を設置し、この濃度変化に応じて分取割合あ
るいは高分子凝集剤添加量を制御することもでき
る。この方法においては凝集剤使用量をさらに低
減できる。 実施例 １ 第１図に示す方法により、活性汚泥法により生
じる余剰汚泥の濃縮を行つた。使用した余剰汚泥
の固形分濃度は6000ppmであり、凝集剤としてア
クリルアミド共重合物塩のカチオン性高分子凝集
剤を用い、処理される余剰汚泥の固形分重量に対
して1.0％の高分子凝集剤を分取した余剰汚泥に
添加した。本実施例では常温下で行つた。混合帯
域から流出した余剰汚泥の毛細管吸引時間
（CST）を第２図に示す。本図より、処理される
全余剰汚泥量の40ないし60％を分取してこれに高
分子凝集剤を添加した場合、汚泥の脱水性が最も
優れていることがわかる。 実施例 ２ 実施例１と同様に行つたが、凝集剤添加量を
0.7％ないし1.0％（余剰汚泥の固形分重量に対し
て）まで変化させ、また、凝集剤添加帯域の混合
槽を電気ヒーターにより40℃および60℃に昇温し
た。固液分離帯域には重力沈降装置を用いた。混
合帯域から流出した余剰汚泥のCSTおよび重力
沈降装置から排出された分離液中の高分子凝集剤
濃度を以下の表に示す。

【表】 本表から、本発明によれば凝集剤使用量を従来
法よりも20ないし30％低減でき、分離液中の凝集
剤濃度も30ないし90％低下することがわかる。 実施例 ３ コミユニテイープラントからの余剰汚泥（固形
分濃度8000ppm）2.36ないし2.93m³／ｈのうち２
m³／ｈを常圧浮上濃縮装置に供給して濃縮した
後、その濃縮汚泥に高分子凝集剤を混合槽で添加
しこの濃縮汚泥に分取した残りの余剰汚泥0.36な
いし0.93m³／ｈを加えて混合しベルトプレス型脱
水機で脱水した。凝集剤としてポリアクリルアミ
ド系強カチオン性高分子凝集剤を用いた。前記混
合槽に投げ込みヒーターを入れて60℃に昇温し
た。第２表に昇温しない時（20℃）の結果を、第
３表に昇温を行つた時（60℃）の結果を、それぞ
れ示す。

【表】

【表】 このように本発明によれば、濃縮汚泥濃度は安
定しており、浮上濃縮装置に供給せずに直接混合
装置に送る汚泥量を調節することにより脱水機に
供給する汚泥の固形分濃度を２％、３％と任意に
設定することができる。又、濃縮汚泥に高分子凝
集剤を添加する工程で汚泥を昇温することによ
り、昇温しない場合に比べ、高分子凝集剤の添加
量を約20％低減することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法を示す工程図、第２図は
分取した割合とCSTの関係を示す線図である。 ５……凝集剤添加帯域、７……混合帯域、９…
…固液分離帯域。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 懸濁液の一部を分取し；この分取した懸濁液
   を凝集剤添加帯域に供給し、ここで高分子凝集剤
   を添加しかつ混合し；凝集剤添加帯域からの流出
   液を混合帯域に供給し、ここで分取した残余の懸
   濁液と混合し；次いで、固液分離帯域にて混合帯
   域からの流出液を分離液と濃縮物とに分離する；
   各工程からなる懸濁液の固液分離方法。 ２ 懸濁液が余剰汚泥である、特許請求の範囲第
   １項記載の方法。 ３ 処理される懸濁液の40ないし60％を分取して
   凝集剤添加帯域に供給する、特許請求の範囲第１
   項に記載の方法。 ４ 凝集剤添加帯域が浮上濃縮装置と混合槽から
   なる、特許請求の範囲第１項記載の方法。 ５ 固液分離帯域がベルトプレス型脱水機からな
   る、特許請求の範囲第１項記載の方法。 ６ 懸濁液の一部を分取し；この分取した懸濁液
   を凝集剤添加帯域に供給し、ここで高分子凝集剤
   を添加しかつ昇温下で混合し、又は混合したのち
   昇温し；凝集剤添加帯域からの流出液を混合帯域
   に供給し、ここで分取した残余の懸濁液と混合
   し；次いで固液分離帯域にて混合帯域からの流出
   液を分離液と濃縮物とに分離する；各工程からな
   る懸濁液の固液分離方法。 ７ 懸濁液が余剰汚泥である、特許請求の範囲第
   ６項記載の方法。 ８ 昇温が40℃以上である、特許請求の範囲第６
   項記載の方法。 ９ 処理される懸濁液の40％ないし60％を分取し
   て凝集剤添加帯域に供給する、特許請求の範囲第
   ６項記載の方法。 １０ 凝集剤添加帯域が浮上濃縮装置と混合槽か
   らなる、特許請求の範囲第６項記載の方法。 １１ 固液分離帯域がベルトプレス型脱水機から
   なる、特許請求の範囲第６項記載の方法。