JPH0976000A - 汚泥の脱水方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 汚泥の脱水処理において、凝集剤使用量の低
減、固形物処理量の増大、脱水ケーキ含水率の低減を図
る。 【解決手段】 汚泥に無機凝集剤を添加した後両性ポリ
マーを添加して重力脱水する。重力脱水汚泥に無機凝集
剤を添加した後、遠心脱水機にて機内に両性ポリマーを
注入して遠心脱水する。 【効果】 汚泥に無機凝集剤を添加した後、両性ポリマ
ーを添加して得られた凝集汚泥を重力脱水するため、こ
の工程ではさほど強いフロック強度は必要とされず、薬
注量は少ない。その後、重力脱水により予め濃縮された
汚泥に無機凝集剤を添加するため、十分な荷電中和が行
われる。次に、この汚泥を遠心脱水機に供給して、機内
に両性ポリマーを注入すると非常に強度の強いフロック
が形成され、汚泥は濃縮されているので水量負荷が低
く、遠心脱水機の汚泥処理量が増大し、得られるケーキ
の含水率も十分に低減することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は汚泥の脱水方法に係
り、特に、無機凝集剤と有機高分子凝集剤（以下「ポリ
マー」と称す。）とを用いて汚泥を凝集、脱水処理する
ことにより、高い処理効率にて低含水率の脱水ケーキを
得る方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、下水、し尿又は有機性産業廃水な
どの処理工程で発生する有機性汚泥の処理方法として
は、 汚泥にカチオンポリマーを添加した後、ベルトプレ
ス又は遠心脱水機で脱水する方法 汚泥にカチオンポリマーを添加して重力脱水し、脱
水汚泥に更にカチオン強度が高いカチオンポリマーと無
機凝集剤を添加してベルトプレス等で脱水する方法（特
公平１−１７７６０号公報） 汚泥に無機凝集剤を添加した後両性ポリマーを添加
して造粒凝集又は造粒濃縮した後、脱水機で脱水する方
法（特開平４−５９１００号公報） 汚泥に無機凝集剤を添加して遠心脱水機に供給し、
両性ポリマーを機内注入して脱水する方法 などがある。

【０００３】なお、遠心脱水機を用いる汚泥の脱水方法
としては、汚泥を脱水機に供給し、カチオンポリマーを
機内に注入して脱水する方法が最も一般的である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の汚泥の脱水
方法のうち、カチオンポリマーを用いる脱水方法では、
脱水効率が悪く、処理量（処理可能な汚泥量）及び得ら
れる脱水ケーキ含水率において良好な結果が得られな
い。

【０００５】また、特公平１−１７７６０号公報記載の
方法でも処理効率は十分とは言えず、しかも、２種類の
カチオンポリマーを用いるため、ポリマーの溶解、注入
のためのラインが複雑になるという欠点がある。

【０００６】特開平４−５９１００号公報記載の無機凝
集剤と両性ポリマーとを併用する方法は、比較的脱水効
率に優れた方法ではあるが、造粒汚泥を遠心脱水機で脱
水する場合、遠心脱水機内の給泥部及び脱水部で汚泥フ
ロックが破壊され、十分な脱水を行えないという不具合
がある。また、両性ポリマーの必要添加量が多いという
欠点もある。

【０００７】また、汚泥に無機凝集剤を添加して遠心脱
水機に供給し、両性ポリマーを機内注入して脱水する方
法では、余剰汚泥等の低濃度で脱水性の悪い汚泥を対象
とした場合、固形物処理量が少なく（液量が律速となる
ため）、その上、十分に含水率の低い脱水ケーキを得る
ことができない。

【０００８】更に、カチオンポリマーを機内注入して脱
水機で脱水する一般的な脱水法でも、汚泥濃度が低い場
合には、液量が律速となって固形物処理量が少ない上
に、フロック強度が弱いためにケーキ含水率の低減が不
十分となるという欠点がある。

【０００９】本発明は上記従来の問題点を解決し、凝集
剤使用量の低減、固形物処理量の増大、脱水ケーキ含水
率の低減が可能で、低濃度で脱水性の悪い汚泥であって
も効率的な処理を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。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の汚泥の脱水方法
は、汚泥に無機凝集剤を添加した後、両性有機高分子凝
集剤を添加し、得られた凝集汚泥を重力脱水し、次い
で、重力脱水汚泥に無機凝集剤を添加した後、遠心脱水
機内に両性有機高分子凝集剤を注入しながら該遠心脱水
機で遠心脱水することを特徴とする。

【００１１】本発明においては、汚泥に無機凝集剤を添
加した後、両性ポリマーを添加して得られた凝集汚泥を
重力脱水するため、さほど強いフロック強度は必要とさ
れず、このため、凝集汚泥を遠心脱水する場合に比べて
薬注量を大幅に（一般には２／３程度に）低減できる。

【００１２】そして、重力脱水により予め濃縮された重
力脱水汚泥に無機凝集剤を添加した後、遠心脱水機に供
給して、機内に両性ポリマーを注入して遠心脱水処理す
るため、機内で形成されるフロック強度が強く、水量負
荷が低減されることにより、汚泥処理量が増大し、得ら
れるケーキの含水率も十分に低減することができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明を詳
細に説明する。

【００１４】図１は本発明の一実施例方法を示す系統図
である。

【００１５】本実施例の方法においては、第１反応槽１
において、まず被処理汚泥（原泥）に無機凝集剤を添加
して撹拌することにより、汚泥の荷電を中和して汚泥を
調質すると共に、溶解性リンの固定化を行う。

【００１６】第１反応槽１の調質汚泥は、更に第２反応
槽２に送給し、両性ポリマーを添加して撹拌することに
より、造粒凝集させる。

【００１７】第２反応槽２の造粒凝集汚泥は重力脱水機
３で重力脱水する。

【００１８】重力脱水汚泥は、次いで第３反応槽４にお
いて、再度無機凝集剤を添加して強撹拌し、より一層高
度に汚泥の荷電中和を行う。

【００１９】第３反応槽４の汚泥は、給泥ポンプ５で遠
心脱水機６に供給し、両性ポリマーを機内に注入して脱
水処理する。

【００２０】この遠心脱水処理では、給泥される汚泥が
既に十分に濃縮されており、フロックの強度が強いた
め、固形物処理量が多く、ケーキ含水率を十分に低下さ
せることができる。

【００２１】本発明において、第１反応槽１に添加する
無機凝集剤としては、塩化第二鉄、硫酸アルミニウム、
塩化アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）、
ポリ硫酸鉄などを挙げることができる。

【００２２】第１反応槽１への無機凝集剤の添加量は使
用する化合物の種類にもよるが、汚泥のＳＳに対して５
〜１５重量％とするのが好ましい。

【００２３】一方、両性ポリマーとしては、カチオン性
構成単位（カチオン基）量（以下「カチオン量」と称
す。）を示すｐＨ３でコロイド滴定したコロイド当量値
（ａ値）が１．０〜３．７ｍｅｑ／ｇ、アニオン性構成
単位（アニオン基）量（以下、「アニオン量」と称
す。）とカチオン性構成単位量の差を示すｐＨ７でコロ
イド滴定したコロイド当量値（ｂ値）が−１．７〜０．
７ｍｅｑ／ｇであり、かつアニオン量／カチオン量の比
を示す（ａ−ｂ）／ａの値が０．８〜１．８の範囲にあ
るものが好ましい。

【００２４】このような両性ポリマーとしては、例えば
アニオン性のモノマー成分及びカチオン性のモノマー成
分の共重合体、アニオン性のモノマー成分、カチオン性
のモノマー成分及びノニオン性のモノマー成分の共重合
体、或いはアニオン性のモノマー成分とノニオン性のモ
ノマー成分の共重合体のマンニッヒ変性物又はホフマン
分解物などを挙げることができる。

【００２５】ここで、アニオン性のモノマー成分として
は、例えばアクリル酸（ＡＡ）、アクリル酸ナトリウム
（ＮａＡ）、メタクリル酸、メタクリル酸ナトリウムな
どを挙げることができる。カチオン性のモノマー成分と
しては、例えばジメチルアミノエチルアクリレート、ジ
メチルアミノエチル（メタ）アクリレート（ＤＡＭ）、
ジメチルアミノプロピル（メタ）アクリレート、及びそ
れらの四級化物などを挙げることができる。四級化物と
しては、具体的にはジメチルアミノエチルアクリレート
四級化物（ＤＡＡ）などを挙げることができる。また、
ジメチルアミノプロピルアクリルアミドの塩酸塩（ＤＡ
ＰＡＡｍ）を用いても良い。ノニオン性のモノマー成分
としては、例えばアクリルアミド（ＡＡｍ）、メタアク
リルアミド、Ｎ，Ｎ’−ジメチル（メタ）アクリルアミ
ドなどを挙げることができる。また、これらの化合物の
共重合体として、具体的にはＤＡＡ／ＡＡ／ＡＡｍ共重
合体、ＤＡＭ／ＡＡ／ＡＡｍ共重合体、ＤＡＰＡＡｍ／
ＡＡ／ＡＡｍ共重合体、ＤＡＡ／ＡＡ共重合体、又はＮ
ａＡ／ＡＡｍ共重合体のマンニッヒ変性物などを挙げる
ことができる。

【００２６】第２反応槽２への上記両性ポリマーの添加
量は、汚泥のＳＳに対して０．４〜１．２重量％とする
のが好ましい。

【００２７】また、重力脱水機３としては、傾斜スクリ
ーン（ウェッジワイヤスクリーン）、濾布走行型（ベル
トプレス）、ロータリースクリーン型などを採用するこ
とができる。

【００２８】この重力脱水機３では、一般に汚泥濃度６
〜１０％に脱水されるが、後工程の第３反応槽４を好適
濃度とすると共に、給泥ポンプ５による安定供給を行う
ために、給泥ポンプ５の吐出量を所定値としたときに、
第３反応槽４の液位が一定となるように、必要に応じて
分離水の一部を重力脱水機３の分離水槽３Ａから第３反
応槽４に溢流させる。このように、分離水を溢流させる
ことにより、第３反応槽４における重力脱水汚泥の濃度
は３〜５％に調整するのが好ましい。

【００２９】なお、第３反応槽４に添加する無機凝集剤
としては、前述の第１反応槽１に添加する無機凝集剤と
同様のものを用いることができ、その添加量は、汚泥の
ＳＳに対して３〜７重量％とするのが好ましい。

【００３０】給泥ポンプ５の吐出量は、第３反応槽４内
の汚泥濃度が上記好適範囲となるように適宜調整する。
具体的には、原泥濃度０．８％で原泥供給量が２０ｍ³
／ｈｒのときに、第３反応槽４内の汚泥濃度４％とする
ためには、給泥ポンプ５の吐出量は４ｍ³ ／ｈｒ程度と
される。

【００３１】また、遠心脱水機６に注入される両性ポリ
マーとしては、好ましくは、前述の第２反応槽２に添加
される両性ポリマーと同一のものが使用され、その添加
量は、汚泥のＳＳに対して０．２〜０．６重量％程度と
するのが好ましい。

【００３２】このような本発明の汚泥の脱水方法によれ
ば、脱水性の悪い汚泥の処理においても、カチオンポリ
マーのみを用いる従来法に比べて、汚泥処理量は２倍に
増大し、また、得られるケーキ含水率は４％以上低減で
きる。また、無機凝集剤を添加した後、両性ポリマーを
添加して重力脱水し、更に無機凝集剤を添加した後両性
ポリマーを添加し、これをベルトプレス脱水又は遠心脱
水する方法に比べても汚泥処理量を６割以上増加させる
と共に、得られるケーキ含水率を１〜２％程度低減でき
る。

【００３３】このような本発明の汚泥の脱水方法は、下
水、廃水の処理に伴って発生する余剰汚泥、混合汚泥、
消化汚泥などの脱水処理に有効である。

【００３４】

【実施例】以下に、実施例及び比較例を挙げて本発明を
より具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない
限り、以下の実施例に限定されるものではない。

【００３５】なお、以下の実施例及び比較例において
は、原泥として下水オキシデーションディッチ法余剰汚
泥（濃度０．６％）の処理を行った。また、無機凝集
剤、両性ポリマー、カチオンポリマーとしては、下記の
ものを用いた。

【００３６】無機凝集剤：ＰＡＣ 両性ポリマー：ｐＨ３におけるコロイド当量（ａ）値が
２．６ｍｅｑ／ｇ、ｐＨ７におけるコロイド当量（ｂ）
値が０ｍｅｑ／ｇで（ａ−ｂ）／ａの値が１のＤＡＡ／
ＡＡ／ＡＡｍ共重合体を用いた。

【００３７】カチオンポリマー：栗田工業（株）製「ク
リフィックスＣＰ６０４」 また、重力脱水機としてのベルトプレス型脱水機及び遠
心脱水機としては、下記のものを用いた。

【００３８】ベルトプレス型脱水機：栗田工業（株）製
「ハイドプレスＰＡ１２５０」：有効濾布幅１．０ｍ 遠心脱水機：巴工業社製「ＰＭ−３５０００」：公称能
力１０ｍ³ ／ｈｒ（６０ｋｇ／ｈｒ） 実施例１ 図１に示す本発明の方法により、下記条件で、原泥の脱
水処理を行った。

【００３９】処理条件 第１反応槽への無機凝集剤添加量：汚泥ＳＳに対して１
０重量％ 第２反応槽への両性ポリマー添加量：汚泥ＳＳに対して
０．８重量％ 第３反応槽への無機凝集剤添加量：汚泥ＳＳに対して５
重量％ 遠心脱水機６への両性ポリマー注入量：汚泥ＳＳに対し
て０．４重量％ 第３反応槽の汚泥濃度：４％ 給泥ポンプ５の吐出量：３ｍ³ ／ｈｒ このときの凝集剤添加量、汚泥処理量及び得られた脱水
ケーキの含水率は表１に示す通りであった。

【００４０】なお、表１に示す凝集剤添加量は、第１反
応槽及び第３反応槽に添加した無機凝集剤の合計添加
量、及び第２反応槽及び遠心脱水機に添加した両性ポリ
マーの合計添加量である。

【００４１】比較例１ 原泥に、カチオンポリマーを汚泥ＳＳに対して１．１重
量％添加した後ベルトプレス型脱水機で処理した。この
ときの凝集剤添加量、汚泥処理量及び得られた脱水ケー
キの含水率は表１に示す通りであった。

【００４２】比較例２ 原泥にカチオンポリマーを汚泥ＳＳに対して１．２重量
％添加した後、遠心脱水機で処理した。このときの凝集
剤添加量、汚泥処理量及び得られた脱水ケーキの含水率
は表１に示す通りであった。

【００４３】比較例３ 実施例１において第３反応槽の後段に第４反応槽を設け
ると共に、遠心脱水機に代えてベルトプレス型脱水機を
設け、第３反応槽の流出汚泥に、第４反応槽において両
性ポリマーを汚泥ＳＳに対して０．４重量％添加した
後、ベルトプレス型脱水機で脱水処理したこと以外は同
様に処理した。このときの凝集剤添加量、汚泥処理量及
び得られた脱水ケーキの含水率は表１に示す通りであっ
た。

【００４４】比較例４ 実施例１において、第１反応槽で原泥に無機凝集剤を汚
泥ＳＳに対して１５重量％添加した後、直接遠心脱水機
にて、両性ポリマーを汚泥ＳＳに対して１．２重量％機
内注入して脱水処理したこと以外は同様に処理した。こ
のときの凝集剤添加量、汚泥処理量及び得られた脱水ケ
ーキの含水率は表１に示す通りであった。

【００４５】比較例５ 比較例３において、第４反応槽の流出汚泥を遠心脱水機
で脱水処理したこと以外は同様に処理した。このときの
凝集剤添加量、汚泥処理量及び得られた脱水ケーキの含
水率は表１に示す通りであった。

【００４６】比較例６ 比較例５において、第４反応槽の両性ポリマー添加量を
汚泥ＳＳに対して０．８重量％としたこと以外は同様に
処理した。このときの凝集剤添加量、汚泥処理量及び得
られた脱水ケーキの含水率は表１に示す通りであった。

【００４７】

【表１】

【００４８】表１より、本発明によれば、比較的少ない
凝集剤使用量にて、汚泥を効率的に処理して、含水率の
低い脱水ケーキを得ることができることが明らかであ
る。

【００４９】

【発明の効果】以上詳述した通り、本発明の汚泥の脱水
方法によれば、濃度が低く、脱水性の悪い汚泥であって
も、比較的少ない凝集剤使用量で、高い汚泥固形分処理
量にて効率的な処理を行って、含水率の低い脱水ケーキ
を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の汚泥の脱水方法の一実施例方法を示す
系統図である。

【符号の説明】 １ 第１反応槽 ２ 第２反応槽 ３ 重力脱水機 ４ 第３反応槽 ５ 給泥ポンプ ６ 遠心脱水機

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 汚泥に無機凝集剤を添加した後、両性有
   機高分子凝集剤を添加し、得られた凝集汚泥を重力脱水
   し、次いで、重力脱水汚泥に無機凝集剤を添加した後、
   遠心脱水機内に両性有機高分子凝集剤を注入しながら該
   遠心脱水機で遠心脱水することを特徴とする汚泥の脱水
   方法。