JPH0334399B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

１ 発明の技術分野 本発明は、汚泥の脱水処理に用いる有機高分子
凝集剤の添加量制御方法に関するものである。 ２ 従来技術の説明 近年、汚泥の脱水助剤として広く用いられてい
る有機高分子凝集剤は、無機系凝集剤と比較して
添加量が少なく脱水ケーキ量が少ない、薬品の取
扱いが容易である、ベルトプレス、遠心分離機等
の高性能脱水機が使用できる等の利点を持つてい
る。 しかしながら、有機高分子凝集剤の添加率には
最適範囲が存在するために、添加量の過少の場合
はもちろん、過多の場合にも脱水状態が良好でな
くなるので、常に何らかの方法で薬品添加量を適
正範囲内に保たなければならないというわずらわ
しさがあつた。 そのために、従来は単位固形物あたりの添加率
を一定とする比例制御方法が用いられてきた。即
ち、汚泥流量と濃度を測定して固形物処理量を求
め、あらかじめ別の手段で求めた最適添加率から
添加量を計算して薬注ポンプ流量を制御する方法
である。この方法は汚泥濃度の変動に対しては、
汚泥濃度計および流量計の信頼性が十分であれば
その後の比例制御そのものは容易であるから、薬
品添加の自動化は可能となるが、現実には濃度計
の信頼性が十分でない。さらに汚泥の質的変動が
あり、最適薬注率が変動する場合は本方法は適用
できない。 実際の汚泥処理では、汚泥の濃度や質の変動に
遭遇する機会が多く、薬品添加の自動化による脱
水操作の最適化制御が困難となる場合が多い。そ
のため、脱水状態を常時観察しながら、添加量を
手動で調節する方法をとらざるを得ず、汚泥処理
コスト全体に占める人件費の割合は極めて大き
い。また、実際の薬品添加率は、適正範囲内であ
つても、どちらかといえば安全サイドである高添
加率側にかたよることは避けられず、薬品費の増
大をきたしている。 ３ 発明の目的 本発明は、かかる現状に対し、有機高分子凝集
剤を使用する場合に、汚泥の濃度や質の変動に十
分対処できる凝集剤添加量の制御方法を提供し、
薬品費の節減を計るとともに、自動化による人件
費の大幅低減を可能とし、汚泥処理全体のコスト
を低下することを目的とするものである。 ４ 発明の構成 本発明は、有機高分子凝集剤の添加量と凝集処
理汚泥の毛細管吸引時間の関係を調査し、それら
と脱水ケーキ含水率（以下、ケーキ含水率とい
う）の関係を検討した結果完成されたものであ
り、凝集剤添加量と毛細管吸引時間の関係が、第
２屈曲点となる凝集剤添加量を求め、この該添加
量に0.7以上1.5以上の定数を乗じた量の有機高分
子凝集剤を添加して凝集、脱水処理することを特
徴とするものである。 前記毛細管吸引時間は、海外で汚泥の脱水性の
予測を目的に開発されたものであるが、ここで第
１図により毛細管吸引時間の測定方法の概要につ
いて説明する。吸水性紙１上に金属性の中空円筒
試料受２を立て、この円筒内に一定量の試料を入
れると、円筒底部から試料（懸濁液においてはそ
の母液）は吸水性紙１上に吸収され、同心円を描
きながらＡ点に達する。この時、電気的に毛細管
吸引時間測定部３が作動し計時が開始され、Ｂ点
に達すると計時が停止する。このAB間が試料に
よつて湿潤されるのに要する時間を秒で表わした
ものが前記毛細管吸引時間である。 有機高分子凝集剤の添加量と毛細管吸引時間の
関係を定性的に示すと、第２図のようになる。す
なわち、凝集剤添加量と毛細管吸引時間との関係
を調べると、毛細管吸引時間は、凝集剤添加量の
増加につれて急激に低下したのち屈曲し（この屈
曲点を第１屈曲点という）、特定の区間一定値を
保ち続けたのち、今度は逆に、凝集剤添加量の増
加に伴つて増大し始める（この屈曲点を第２屈曲
点という）ことが明らかとなつた。この第２屈曲
点となる凝集剤添加量を以下、添加量Ａと呼ぶこ
とにする。 一方、凝集剤添加量とケーキ含水率の関係は、
第３図のようになる。即ち、添加量の少ない領域
では凝集体の粒径や強度が小さく、ろ布からのし
み出し、はみ出し、はくり不良、重力ろ過部のオ
ーバフロー、スリツトからの流出、等々のために
脱水機の運転が不能となる。添加量が増すにつれ
脱水機の運転が可能となり、ある区間でケーキ含
水率も低下する。しかし、添加量が過多となると
凝集体が分散する傾向があらわれ、脱水性は悪化
する。 第２図と第３図の関係を比較した結果、添加量
Ａの近傍が脱水機の運転が良好となり、ケーキ含
水率が低く経済的となる領域であることが明らか
となつた。 数多くの実験結果によれば、第２図に示した毛
細管吸引時間の絶対値や添加量Ａの絶対値は、汚
泥の質や凝集剤の種類あるいは脱水機の型式や運
転条件等によつて変化するものの、添加量Ａの近
傍が脱水良好な領域となることに変わりはないこ
とが確認されている。また、上記「近傍」の幅は
汚泥の性状、凝集剤の種類、脱水条件等にかかわ
らず0.7A〜1.5Aとなつた。これらの事実から、
添加量Ａもしくはその近傍に添加量を調整すれ
ば、脱水機の状態を良好に保つことができる。そ
の際、従来必要であつた汚泥濃度や流量の測定は
不要となる。 ところで、凝集剤添加量と毛細管吸引時間の関
係を求める方法としては、汚泥を採取した後、用
いる脱水機にあつた室内試験方法によつて市販の
装置を用いてバツチ式で実測してもよいが、実機
とは別にモニタラインを設けて汚泥を連続式に採
取し、凝集剤添加量を所定の間隔でかえて毛細管
吸引時間を半連続式に測定できるようにしてもよ
い。また、これらの測定は手動で行なう必要はな
く、適宜自動化してデータ処理装置によつて添加
量Ａを求めることもできる。添加量Ａは毛細管吸
引時間の添加量による微分値が大きく変化する点
であるから、この微分値を用いて添加量Ａを自動
的に求めることもできる。 いずれにせよ、添加量Ａ近傍における添加量と
毛細管吸引時間の関係のみ明らかになれば十分で
ある。既存の自動制御方法を応用して添加量Ａを
求めることができる。 かくて添加量Ａが求められれば0.7A〜1.5Aの
間で実際の脱水機に供給する汚泥に添加する量を
設定すればよい。汚泥性状の変動速度、脱水機の
応答速度、ケーキ含水率等を加味して設定値を選
定できる。一般的には、添加量Ａをそのまま
（1.0A）設定値とすると最も良好かつ経済的な運
転状態となるが、凝集剤を極端に節約したい場合
には0.7A付近に設定し、汚泥の性状変動が厳し
く本発明による制御方式を自動化しても制御の時
間遅れなどの問題が残る場合は1.5Aに近く設定
すればよい。むろん、添加量Ａの決定方法の説明
において述べた如く、設定値の選定及び実際の薬
注ポンプの流量制御など、すべて自動制御するこ
とができる。 本発明では凝集剤として、通常市販されている
凝集剤をそのまま利用できる。ここで凝集剤添加
量とは、フロツク形成を行なわしめる凝集剤の添
加量をいい、例えば凝集剤が一種類の場合（この
場合、凝集剤は有機高分子凝集剤である。）はそ
の添加量をいう。複数の場合にはフロツク形成を
担う凝集剤の量をいう。例えば無機凝集剤との併
用の場合には有機高分子凝集剤の量をいい、複数
の有機高分子凝集剤を利用する場合にはフロツク
形成を担う凝集剤の量をいう。 なお、本発明は脱水機として回分式、連続式の
いずれにも、また重力ろ過部を備えたもの、備え
ていないもののいずれにも適用できる。 ５ 実施例の説明 実施例 １ 某下水処理場混合生汚泥（濃度2.5％、PH6.5、
強熱減量68％）を、陽イオン性有機高分子凝集剤
（エバグロースＣ−123、荏原インフイルコ(株)商品
名、中カチオン）を用いてベルトプレス型脱水機
で脱水した。第１表及び第４図に単位固形物あた
りで示した平均添加率とケーキ含水率、毛細管吸
引時間、添加量Ａ等の結果を示す。

【表】 本発明によれば、単位固形物あたりで示した添
加量Ａは1.0％となり、0.7A〜1.5Aの範囲で脱水
良好となり、しかも1.0Aで最良となることがわ
かる。 実施例 ２ 某浄水場汚泥（平均濃度５％、PH6.9、強熱減
量65％）を、陰イオン性有機高分子凝集剤（エバ
グロースA152、荏原インフイルコ(株)商品名、中
アニオン）を用いて遠心分離機により脱水した。
本浄水場は天候等により汚泥濃度が大幅に変動す
るため、薬注制御が厄介であり常時凝集剤過剰ぎ
みで運転していた（従来法）。第２表及び第５図
に単位固形物あたりで示した平均添加率とケーキ
含水率、毛細管吸引時間、添加量Ａ等の結果を示
す。

【表】 本発明方法の単位固形物あたりで示した添加量
Ａは0.09％となり、0.7A〜1.5Aの範囲で脱水処理
が極めて安定し、しかも1.0Aで最良となること
がわかる。また、従来法では脱水機の運転管理に
作業員１名を常駐させる必要があつたが、本発明
ではその必要がなかつた。 このように本発明によれば薬品添加率の減少、
ケーキ含水率の低下、人件費の減少等の効果が認
められる。 実施例 ３ 某食品工場では、複数の排水処理施設を持ち、
余剰汚染を混合して遠心脱水機により脱水処理し
ていた。製造品種の変動に伴つて余剰汚泥の発生
比率が変動し、有機高分子凝集剤の最適添加率が
変わる。そのため、脱水機の運転時は汚泥濃度、
流量のチエツク以外に最適薬注率のチエツクも実
施する必要があり、かなりの人件費が必要であつ
た。本発明方法を用いると上記チエツクはすべて
不要になり、脱水工程の人工を大幅に削減するこ
とができた。その結果を第３表に示す。

【表】 ここに、 汚泥濃度……0.9〜1.5％ 汚泥 PH……6.5〜7.5 汚泥強熱減量……65〜80 使用凝集剤…… エバグロースC123（荏原イン
フイルコ(株)商品名、DAM系、中カチオン） ６ 発明の作用ならびに効果 以上述べた様に、本発明は実際の汚泥脱水処理
において遭遇する汚泥の質や濃度の変動に十分対
処できる有機高分子凝集剤の添加量制御方法であ
り、薬品添加の自動化により脱水工程の最適自動
制御が可能となり、薬品費の低減及び人件費の削
減等の実用上多大な効果をもたらすものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は毛細管吸引時間の測定装置の概略説明
図、第２図は凝集剤添加量と毛細管吸引時間の関
係を定性的に示すグラフ、第３図は凝集剤添加量
とケーキ含水率の関係を定性的に示すグラフ、第
４図及び第５図は本発明の異なる実施例の結果を
示すグラフであつて、いずれも有機高分子凝集剤
の平均添加率とケーキ含水率及び毛細管吸引時間
の関係を示すものである。 １……吸水性紙、２……中空円筒試料受、３…
…毛細管吸引時間測定部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 汚泥に有機高分子凝集剤を添加して凝集、脱
   水処理するに際し、有機高分子凝集剤の添加量と
   凝集汚泥の毛細管吸引時間との関係が第２屈曲点
   となる添加量Ａを求め、該添加量Ａに0.7以上1.5
   以下の定数を乗じて得た値を有機高分子凝集剤の
   添加量とすることを特徴とする、有機高分子凝集
   剤の添加量制御方法。 ２ 前記有機高分子凝集剤の添加量を、前記添加
   量Ａとする特許請求の範囲第１項記載の方法。