JPH03275200A - 有機性汚泥の濃縮脱水方法 - 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〕 この発明は有機性汚泥の濃縮脱水方法、特に下水汚泥の
重力分離による濃縮脱水方法に関するものである。

〔従来の技術〕

下水処理において、発生する汚泥を処理する際には、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。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おり
、濃縮汚泥の固形物濃度が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、汚泥の重力分離による濃縮は困難であ
る。汚泥の濃縮性が低いと後工程における脱水、消化等
の効率が低下するほか、濃縮工程における固形物回収率
が低下するため、固形分濃度の高い分離液を水処理工程
で処理する必要があり、このため水処理工程へ悪影響を
及ぼすという弊害がある。

このような問題を解決するために、被濃縮汚泥に酸、ア
ルカリ、あるいは塩素剤を加えることにより、汚泥の濃
縮度を高める方法（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）、酸化剤を
加えたのち脱気処理を行う方法（特開昭６２−１９７２
００号）などの薬剤を添加する方法や、被濃縮汚泥を希
釈したのち濃縮する方法（下水汚泥処理プロセスの管理
指針（案）、昭和５９年、日本下水道事業団発行、第３
５頁）などが提案されている。

しかしながら、これらの方法は十分に汚泥の濃縮性を改
善できなかったり、あるいは新たに薬剤や設備の追加、
管理が必要となるなどの問題点がある。

一方、汚泥を脱水することにより得られる脱水分離液を
水処理工程から発生する汚泥と混合する方法が提案され
ているが（特公昭５３−３２１９１号および特公昭６３
−４５２７９号）、いずれも有機性高分子凝集剤を添加
して脱水する際に得られる脱水分離液を用い、脱水分離
液中の残留ポリマーを回収または有効利用するものであ
り、希釈効果以上の効果は期待できず、逆に残留ポリマ
ーの影響により汚泥が浮上しやすいなどの問題点がある
。

〔発明が解決しようとする課題〕

この発明の目的は、上記のような問題点を解決するため
、汚泥の濃縮性を改善し、濃縮時の汚泥の腐敗や浮上を
防止するとともに、濃縮汚泥の汚泥濃度を高くして脱水
、消化等の後工程の効率を高くすることができ、さらに
分離液の清澄度を高くして水処理工程の負荷を軽減でき
、かつ重力分離時の分離界面を安定化して濃縮工程を安
定して行うことができる有機性汚泥の濃縮脱水方法を提
案することである。

〔課題を解決するための手段〕

この発明は、有機性の被濃縮汚泥を固液分離槽で重力分
離により濃縮し、この濃縮された汚泥に鉄塩および消石
灰を添加したのち脱水して脱水ケーキと脱水分離液とに
分離する有機性汚泥の濃縮脱水方法であって、前記脱水
分離液の一部または全部を前記被濃縮汚泥に混合するこ
とを特徴とする有機性汚泥の濃縮脱水方法である。

本発明において濃縮の対象とする被濃縮汚泥は、３− 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があげ
られる。

濃縮汚泥に添加する鉄塩としては、塩化第一鉄、塩化第
二鉄、硫酸第一鉄、硫酸第二鉄、塩化コツバラスなどが
あげられるが、塩化第二鉄が好ましい。

以下、本発明を図面により説明する。第１図は実施態様
の一例を示す系統図であり、下水処理の例を示している
。図において、Ａは水処理工程、Ｂは濃縮工程、Ｃは脱
水工程である。

水処理工程Ａでは、下水等の被処理水１は、最初沈殿池
２において固液分離し、分離液３は曝気槽４において返
送活性汚泥５と混合して曝気する。

曝気液６は最終沈殿池７で固液分離し、分離液３は処理
水８として放流する。最終沈殿池７の分離汚泥９は一部
を返送活性汚泥５として曝気槽４に返送し、残部を余剰
活性汚泥１０として最初沈殿池２に返送し、ここで被処
理水１と混合して沈降分離する。

最初沈殿池２で分離した汚泥は混合生汚泥として本発明
の被濃縮汚泥１１として、濃縮工程Ｂの固液分離槽１２
に導入する。余剰活性汚泥１０のみを被濃縮汚泥１１ａ
とするとき、あるいは最初沈殿池汚泥と余剰活性汚泥の
混合汚泥を被濃縮汚泥とするときは、余剰活性汚泥１０
を最初沈殿池２に戻すことなく、直接固液分離槽１２に
導入する。濃縮工程Ｂでは、固液分離槽１２に被濃縮汚
泥１１（および／またはＩｌａ・・・以下同様）と脱水
工程Ｃの脱水分離液１３を導入し、混合した状態で重力
分離により濃縮する。固液分離槽１２の濃縮汚泥１４は
脱水工程Ｃに送り、濃縮分離液１５は被処理水工ととも
に最初沈殿池２に送る。

脱水工程Ｃでは、濃縮汚泥１４に鉄塩１６を加えて混和
槽１７で混和し、さらに消石灰１８を加えて混和槽１９
で混和して反応させる。これにより汚泥の固形分は凝集
して、易脱水性のフロックが生成するが、この段階で有
機高分子凝集剤を添加してもよい。有機高分子凝集剤と
しては、カチオン性、アニオン性、ノニオン性、両性の
いずれのものでもよい。鉄塩１６の添加量はＦｅとして
３〜１５％／ＳＳ、好ましくは６〜１０％／ＳＳ程度、
消石灰の添加量は反応液がｐＨ１０以上、好ましくは１
１以上となる量とする。反応液２０は脱水機２１におい
て機械脱水し、脱水ケーキ２２を消化、堆肥化、焼却等
の後処理に供し、脱水分離液１３は濃縮工程Ｂに返送す
る。脱水機２１としては真空脱水機、加圧脱水機等の機
械脱水を行うものが使用される。

濃縮工程Ｂにおいて、被濃縮汚泥１１に混合される脱水
分離液１３は、濃縮汚泥１４に鉄塩１６および消石灰１
８を添加して脱水したときに分離する脱水分離液１３で
あり、脱水機２１の濾過面等を洗浄した洗浄液などが混
入していてもよい。被濃縮汚泥１１と脱水分離液１３と
は、固液分離槽１２に入るまでに混合されればよく、別
に混和槽等の混和手段を設けてもよいが、両者を同時に
固液分離槽１２に導入して混合してもよい。被濃縮汚泥
１１と脱水分離液１３の混合割合は特に限定されず、発
生する脱水分離液１３の一部または全部を混合すること
ができ、殻内には被濃縮汚泥１１に対して脱水分離液１
３を１０〜２００容量％混合するのが好ましい。

従来、脱水分離液１３は水処理工程Ａの最初沈殿池２ま
たは曝気槽４に返送されていたが、本発明では濃縮工程
Ｂに返送して、被濃縮汚泥１１と混合して重力分離を行
うことにより、汚泥の濃縮性を改善する。

〔作　用〕

有機性汚泥の濃縮性が悪化する原因の−っとして、腐敗
により発生する炭酸ガスが汚泥粒子に付着して汚泥の比
重を小さくし、最終的に汚泥を浮上させることがあげら
れる。このような有機性汚泥に塩化第二鉄等の鉄塩と消
石灰を添加して調質したのち脱水することにより得られ
る脱水分離液は、一般にｐＨ１１以上のアルカリ性でＣ
ａイオンが数百ｍｇＩＱ含まれている。この脱水分離液
を被濃縮汚泥と混合すると、汚泥のｐＨが上昇し、炭酸
ガスが汚泥中に溶解して浮上が防止されるとともに、Ｃ
ａイオンと反応して炭酸カルシウムが形成され、より安
定化する。形成された炭酸カルシウムは、汚泥の比重を
大きくする重量剤としての作用も兼ねる。

また、脱水分離液は多量の水を含んでいるため、被濃縮
汚泥と混合すると、いわゆる希釈の効果が発揮される。

希釈の効果は汚泥中のガス抜きと汚泥界面の安定化が主
であるが、脱水分離液を用いることにより、前記のアル
カリとＣａイオンの効果が組合わされた相乗効果が得ら
れ、汚泥の濃縮性が大幅に改善され、汚泥の腐敗や浮上
は防止される。

そして、濃縮性の向上により、濃縮汚泥濃度が増加して
、脱水等の後工程の効率が向上するだけでなく、固液分
離槽１２における汚泥界面が安定化し、これにより重力
分離による濃縮を安定して行うことが可能となり、さら
に濃縮分離液１５の清澄性も向上し、水処理工程Ａへの
負荷が低減する。

本発明では、従来最初沈殿池手前に返送されていた脱水
分離液１３のラインを、濃縮工程Ｂに返送するように変
更するだけで、上記のように汚泥の濃縮性を改善するこ
とができる。

〔実施例〕

次に、本発明の実施例および比較例について説明する。

各実施例および比較例において、％は特に指示がない限
り、重量％である。また使用した被濃縮汚泥１１は最初
沈殿池２から排出される混合生汚泥であり、その汚泥性
状はＰＨ６，２、ＳＳ　１．１８％、ＶＳＳ／ＳＳ　７
６．２％、繊維／ＳＳ　４．５％である。

実施例工、２ 被濃縮汚泥１■に下記の脱水分離液１３　（脱水分離液
ａとする）を３３容量％（実施例１）または５０容量％
（実施例２）となるように混合して試料を調製した。

脱水分離液ａの性状は、ｐＨ１２，４、Ｃａイオン８２
１ｍｇ＃Ｉ、溶解性鉄０．１ｍｇ／Ｑである。この脱水
分離液ａは、濃縮工程Ｂを経由した濃縮汚泥１４を脱水
工程Ｃにおいて加圧脱水型の脱水機２１で脱水すること
により得られた脱水分離液１３である。すなわち、混合
生汚泥からなる被濃縮汚泥１１を重力分離により濃縮し
た固形物濃度（ＳＳ）１．５〜１．８％の濃縮汚泥１４
に対し、鉄塩１６として塩化第二鉄約４０％／ＳＳおよ
び消石灰１８約３０％／ＳＳを添加して調質したのち、
横型濾布走行式両面濾過タイプの加圧脱水型の脱水機２
１で脱水して、含水率６５〜７０％の脱水ケーキ２２を
排出し、脱水分離液１３として脱水濾液と濾布洗浄液を
混合したものである。

比較例１〜３ 実施例１．２で混合した脱水分離液ａの代わりに、何も
混合しない場合（比較例１）、水道水を５０容量％混合
した場合（比較例２）、濃縮汚泥１４に鉄塩１６および
消石灰１８を添加しないで、有機高分子凝集剤を添加し
て調質、脱水した脱水分離液１３（脱水分離液すとする
）を５０容量％混合した場合（比較例３）について同様
に試料を調製した。

沈降濃縮試験 実施例１〜２、比較例１〜３の試料１ＱをＩＱのメスシ
リンダに採り、このメスシリンダを５往復転倒して撹拌
を行い、静置した時刻を沈降開始時間として、一定の経
過時間毎にそれぞれのメスシリンダのスラッジボリュー
ムを記録し、汚泥の沈降状態を比較した。温度条件は室
温で実施した。

結果を表１に示す。

以上の結果、比較例１の混合生汚泥単独では、分離界面
は形成されるもののほとんど濃縮せず、３時間程度で浮
上による濃縮阻害が観察された。

比較例２の水道水を５０容量％混合した例、および比較
例３の有機高分子凝集剤を用いた脱水分離液すを５０％
容量混合した例では、分離界面が明瞭になり、濃縮が進
行しているが、２４時間後には両者とも水面に汚泥が浮
上し、濃縮が阻害された。

一方、実施例１．２においては、濃縮性は非常に良好で
、浮上による濃縮阻害も観察されない。

特に実施例２の鉄塩１６と消石灰１８を用いた脱水分離
液ａによる５０容量％混合では２４時間後に汚泥の１．
５倍の濃縮汚泥濃度が達成できた。

迭上抜象 実施例２および比較例１〜３の試料↓氾をＩＱのメスシ
リンダに採り、５往復転倒撹拌後、恒温条件（２５℃）
に放置したメスシリンダ中の汚泥の浮上時間を測定した
。結果を表２に示す。

表２ （容量％） 以上の結果、比較例１の混合生汚泥単独では開始後４．
７時間で汚泥が浮上したのに対し、比較例２、比較例３
の水道水または脱水分離液すを５０容量％混合した場合
には、浮上時間の延長が可能であったが、１０〜１２時
間程度である。一方実流調２においては、同様の５０容
量％混合であっても、浮上時間が２０時間以上と大幅に
改善されている。

〔発明の効果〕

本発明によれば、有機性汚泥に鉄塩および消石灰を添加
して脱水した脱水分離液の一部または全部を被濃縮汚泥
に混合するようにしたので、汚泥の濃縮性を改善でき、
濃縮時の汚泥の腐敗や浮上を防止するとともに、濃縮汚
泥の汚泥濃度を高くして脱水、消化等の後工程の効率を
高くすることができ、さらに分離液の清澄度を高くして
水処理工程の負荷を軽減でき、かつ重力分離時の分離界
面を安定化して濃縮工程を安定して行うことが可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

第工図は本発明の実施態様を示す系統図である。 Ａ・・・水処理工程、Ｂ・・・濃縮工程、Ｃ・・・脱水
工程、１・・・被処理水、２・・・最初沈殿池、４・・
・曝気槽、７・・・最終沈殿池、８・・処理水、１１・
・・被濃縮汚泥、１２固液分離槽、１３・脱水分離液、
１４・・・濃縮汚泥、１６・・・鉄塩、１７．１９・・
混和槽、１８・・・消石灰、２１・・・脱水機。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）有機性の被濃縮汚泥を固液分離槽で重力分離によ
   り濃縮し、この濃縮された汚泥に鉄塩および消石灰を添
   加したのち脱水して脱水ケーキと脱水分離液とに分離す
   る有機性汚泥の濃縮脱水方法であって、前記脱水分離液
   の一部または全部を前記被濃縮汚泥に混合することを特
   徴とする有機性汚泥の濃縮脱水方法。
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ことを特徴とする請求項（１
   ）記載の濃縮脱水方法。
3. （３）混合する脱水分離液の量が被濃縮汚泥量に対して
   １０ないし２００重量％であることを特徴とする請求項
   （１）または（２）記載の濃縮脱水方法。