JPH0688040B2 - 汚泥の脱水方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、イオン性高分子凝集剤を用いる汚泥の脱水方
法に関し、特にイオン性高分子凝集剤の添加量を最適量
に調節することができる、前記凝集剤を用いる汚泥の脱
水方法に関する。

〔従来の技術〕

廃水処理など生ずる汚泥を処理するさいには、汚泥の脱
水が行われるが、汚泥は非常に脱水しにくいものである
ため、その脱水を容易にするため通常凝集剤を添加する
手段が採用されている。そして、その凝集剤の中でも、
凝集性に優れているという点から、カチオン性高分子凝
集剤などのイオン性高分子凝集剤が広く使用されてい
る。

ところで、このイオン性高分子凝集剤を使用するさいに
は、その添加量を多くすればするほど効果が良くなると
いうわけではなく、その添加量には最適値がある。すな
わち、過少添加量では脱水できず、過大添加量では脱水
性が低下して、脱水ケーキ水分の上昇、処理速度の低
下、凝集剤消費量の増大などの現象が発生する。したが
って、イオン性高分子凝集剤の添加量を適正に抑制する
必要がある。

汚泥脱水を好適に行えるようイオン性高分子凝集剤の、
添加量を決定する制御方法はいまだ確立されていない。
従来は、脱水機の運転状態を観察して、前記凝集剤の添
加量を適宜調節するフイードバック方式が用いられてい
る。ベルトプレスでは、指標として、重力ろ過部の液面
位置や、脱水部のケーキはみ出しあるいはケーキの剥離
性等を用いる。遠心脱水機では、分離液の濁度あるいは
モータトルク等を指標にしていた。しかしながら、いず
れの指標も、良好な脱水状態とするための目標値が汚泥
性状によって変化し、必ずしも明確でないため、実際に
は前記凝集剤を多めに添加して脱水機を運転することが
多かった。その結果、前記凝集剤の使用量の増大や脱水
ケーキ含水率の上昇が生じる欠点であった。

その欠点を補う方法として、汚泥の脱水分離液のコロイ
ド荷電量を測定して、前記凝集剤の注入量を制御する方
法が提案されている。コロイド荷電量の測定方法として
コロイド滴定法が用いられる。この方式は、汚泥性状の
変動に強く、安定した良好な運転状態を提供する。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、このコロイド滴定法は試薬を必要とし、
やや複雑な機器を用い、一回の測定に５分程度の時間が
かかる等の欠点がある。

本発明は、試薬を用いることなく、かつ迅速で正確に、
イオン性高分子凝集剤の、汚泥脱水を好適に行うことが
できる添加量を決定でき、それによってその添加量を調
節して汚泥の脱水を好適に行うことができる汚泥の脱水
方法を提供することを目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、汚泥脱水分離液を流動電流計により測定して
得た測定値（以下、「流動電流値」という）が、汚泥の
脱水状況をよく表わしていることを見出すことによりな
されたものである。

すなわち、本発明は、下記の手段により上記の目的を達
成したものである。

（１） 汚泥にイオン性高分子凝集剤を添加して脱水す
る方法において、汚泥脱水分離液の流動電流値を測定
し、その測定値によりイオン性高分子凝集剤の添加量を
調節することを特徴とする汚泥の脱水方法。

（２） 前記流動電流値がゼロ又はその近傍を含む設定
値となるようにイオン性高分子凝集剤の添加量を調節す
ることを特徴とする前記（１）記載の汚泥の脱水方法。

本発明は、汚泥にイオン性高分子凝集剤を添加して脱水
するさいに、その脱水で得られる汚泥脱水分離液の流動
電流値を流動電流計により測定し、その値によりイオン
性高分子凝集剤の添加量を調節するもので、通常継続的
に処理される汚泥の脱水を適正に行うことができる。

流動電流計は試薬を用いずに、迅速かつ連続測定が可能
であるから、コロイド滴定法の持つ上記欠点を除去でき
る。

本発明は、イオン性高分子凝集剤のいずれを用いる場合
にも適用できる。その一例をあげると、まず、カチオン
性有機高分子凝集剤としてはN,N′−ジメチルアミノア
ルキルアクリレートあるいはメタクリレートの酸塩、ビ
ニルベンジルモノジトリメチルアンモニウムの酸塩、ア
クリルアミドのカチオン変性物の酸塩、ビニルピリジン
およびその置換誘導体、アクリルアミンおよびその置換
誘導体のようなカチオン性単量体の単一重合体および共
重合体などがある。

また上記のようなカチオン性単量体とアクリルアミド、
アクリロニトリル、アクリル酸アルキルエステルのよう
な単量体との共重合物、さらにポリビニルイミダゾリン
の酸塩、キトサンの酸塩、澱粉のカチオン化物なども使
用できる。

またアニオン性有機高分子凝集剤としてはアクリル酸、
メタクリル酸およびそれらのアルカリ金属塩、アクリル
アミドのスルホメチル化物およびそのアルカリ金属塩、
ビニルベンゼンスルフォン酸、スチレンスルホン酸およ
びそのアルカリ金属塩、ビニルスルフォン酸およびその
アルカリ金属塩、無水マレイン酸などの単一重合体およ
び共重合体などを使用する。また上記のようなアニオン
性単量体とアクリルアミド、アクリロニトリル、アクリ
ル酸アルキルエステルのように単量体との共重合物、さ
らにアルギン酸ソーダ、キチンのアニオン変性物なども
使用できる。なお場合によってはこれらの両有機高分子
凝集剤と共にPAC、硫酸バンド、塩化第２鉄、硫酸第１
鉄、あるいは石灰のような無機系の凝集剤を使用しても
さしつかえない。前記凝集剤の適正な添加量は、汚泥の
性状及び前記凝集剤の種類によって異るが、前記流動電
流値の測定により容易にわかる。

〔作 用〕

第２図に、流動電流計１の構造を示す。ピストン２とシ
リンダ３の間隙に存在する試料４に、ピストンの上下運
動によってせん断を与えると、試料の持つ電荷に偏りが
生じる。その微細な電荷の偏りを、外部にもうけた電気
回路により電圧もしくは電流として検知し、適宜増幅し
て表示する。電荷の偏りを表す物理化学的な指標はない
ので、通常、その大きさを流動電流計の出力値を用いて
判断する。ただし、流動電流計のメーカや測定レンジに
よって、電気回路や表示方法が異なるので、出力値には
単位がなく、絶対的な意味を持たないことに注意する必
要がある。

ただし、通常は、流動電流計出力の持つゼロおよびその
符号が、実際の試料の持つ電荷と一致するように、測定
回路等を設定する。その場合は、絶対値は別として、少
なくともゼロおよび符号は物理的意味を持つことにな
る。

なお、第２図において、試料は、試料入口５より導入
し、試料出口６より排出する。電極７により流動電流値
を測定するが、この電極７にはピストンの上下運動にと
もなって試料のもつ電荷に応じた電流が交流状態で発生
する。この電流を適当な増幅器（図示せず）を用いて増
幅し表示する。ピストン２は、モータ９の回転によりガ
イド10を介して上下動するように構成されている。

第１図に、下水汚泥にカチオンポリマを添加して脱水す
る場合の、汚泥脱水分離液の流動電流値、凝集汚泥の重
力ろ過速度および脱水ケーキの含水率におよぼすポリカ
添加率の影響を模式的に示す。ポリマ添加率の低い領域
では流動電流値が負であるが、添加率の増大にともなっ
てゼロに近づき、正となって、その値が漸増する。重力
ろ過速度は、ポリマ添加率が不足しても過剰でも悪化す
るから、極大値が介在する。脱水ケーキ含水率も同様に
極小値を持つ。図より、流動電流値がゼロもしくはその
近傍で、汚泥の凝集脱水性が最良となることがわかる。

汚泥脱水分離液中には、ポリマ添加率が低い場合には、
微細な汚泥粒子が残留して負の電荷が存在し、ポリマ添
加率が高い場合には、過剰なポリマが残留して正の電荷
が存在すると考えられている。流動電流値はそれに対応
した値を出力するものと考えられる。

第１図より、設定する流動電流値の値（制御の目標値）
は、通常、ゼロもしくはその近傍がよいことがわかる。
ただし、流動電流計の出力値は測定レンジにより異なる
し、同一試料を他のメーカの流動電流計で測定すれば異
なる値を出力することになり、所定の値（制御に用いる
目標値）を絶対的に限定できない。したがって、用いる
機器の出力値と希望する凝集汚泥の脱水状態との関係を
あらかじめ検討し、制御の目標値を決定すると良い。

特に、設定する近傍の範囲は、前記したように使用する
流動電流計のメーカの違いによっても変る点もあるが、
第１図の例えば脱水ケーキ含水率の場合を見てもわかる
ようにいくつまでと明確に線を引けるものではなく、脱
水する汚泥、及び添加する前記凝集剤の種類、脱水機の
機種、達成しようとする脱水ケーキの脱水率などを勘案
して実際上決めるのが良い。

なお、第１図におけるポリマの添加率は、ポリマ溶液
（通常は0.1〜0.2％のポリマ濃度に溶解した液）の量を
汚泥の量で除したものの百分率である。

〔実施例〕

以下、実施例により本発明を具体的に説明する。ただ
し、本発明はこの実施例のみに限定されるものではな
い。

実施例１ 都市下水処理場から排出される混合生汚泥（pH5.8、SS1
9g/、VSS75％）に、カチオン性ポリマ（荏原インフィ
ルコ（株）製、エバグロースC104G:N−Ｎ′−ジメチル
アミノエチルメタクリレートを塩化メチルで４級化した
分子量約400万の単一重合体）を添加して、ベルトプレ
スで脱水した。第３図に、ポリマ添加率と汚泥脱水分離
液の流動電流値および脱水ケーキ含水率の関係を示す。
流動電流値は、ミルトンロイ社製流動電流計をレンジ４
で測定した値である。なお、ポリマ添加率は第１図と同
様に、汚泥量あたりのポリマ溶液量の割合（百分率）で
表示した。

流動電流値がゼロもしくはその近傍で脱水性が最良もし
くは良好となることがわかり、ベルトプレスのポリマ制
御に利用できる。

例えば、この場合、汚泥の脱水により得られる脱水ケー
キの含水率を約75％以下とするならば、設定する流動電
流値の設定値は−２〜＋５とし、流動電流値が前記の設
定値にあるようにカチオン性ポリマを前記汚泥に添加す
る。

〔発明の効果〕

本発明において、汚泥脱水分離液の流動電流値は、凝集
汚泥の脱水性と密接な関係を持つから、イオン性高分子
凝集剤の添加量の調節が迅速かつ的確に行われ、汚泥の
脱水を効率良く行うことができる。このため脱水機を最
適な状態に確実に維持することができる。

すなわち、本発明では、前記凝集剤の、汚泥脱水を好適
に行うことができる添加量を迅速に決定でき、かつ前記
凝集剤の無駄な使用をすることなく、汚泥の脱水を行う
ことができる。しかも、含有率が最小とした脱水ケーキ
を得ることができる。また、その決定のための測定にさ
いしては試薬を使用することなく、簡易な手段で行うこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明にかかる作用効果を示すための、カチ
オンポリマ添加率と汚泥脱水分離液の流動電流値、凝集
汚泥の重力ろ過速度、及び脱水ケーキ含水率との関係を
表わすグラフを示し、第２図は、流動電流計の概略的構
造を示し、第３図は、実施例１におけるポリマ添加率と
汚泥脱水分離液の流動電流値及び脱水ケーキ含水率との
関係を表わすグラフである。 符号の説明 １……流動電流計,2……ピストン， ３……シリンダ,4……試料， ５……試料入口,6……試料出口， ７……電極

フロントページの続き (72)発明者 五十嵐 千秋 東京都港区港南１丁目６番27号 荏原イン フィルコ株式会社内 (72)発明者 田中 一成 東京都港区港南１丁目６番27号 荏原イン フィルコ株式会社内 (56)参考文献 特開 昭59−183899（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−183897（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−88667（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】汚泥にイオン性高分子凝集剤を添加して脱
   水する方法において、汚泥脱水分離液の流動電流値を測
   定し、その測定値によりイオン性高分子凝集剤の添加量
   を調節することを特徴とする汚泥の脱水方法。
2. 【請求項２】前記流動電流値がゼロ又はその近傍を含む
   設定値となるようにイオン性高分子凝集剤の添加量を調
   節することを特徴とする請求項１記載の汚泥の脱水方
   法。