JPS6025598A - 有機高分子凝集剤の添加量制御方法 - 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】 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
る等の利点を持っている。

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
ないというわずられしさがあった。

そのために、従来は単位固形物あたシの添加率を一定と
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策をめ、あらかじめ別の手段
で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員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シ、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
るを得す、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、実際の薬品添加重線、適正範囲内であっても、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。

＆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め、この
該添加量に０．７以上１．５以下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図によシ毛細
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、８点に達す
ると計時が停止する。このＡＢ間が試料によって湿潤さ
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
のち屈曲しくとの屈曲点を第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
量の増加に伴って増大し始める（この屈曲点を第２屈曲
点という）ことが明らかと逢った。との第２屈曲点とな
る凝集剤添加量を以下、添加ｉｔ　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
くシネ良、重力ろ退部のオーバフロー、スリットからの
流出、等々のために脱水機の運転が不能となる。添加量
が増すにっれ脱水機の運転が可能となシ、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れれ、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シ、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った。

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←、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って変化
するものの、添加ｆｉｌＡの近傍が脱水良好な領域とな
ることに変わ！７はｋいこらず０．７Ａ〜１．５Ａとな
った。これらの事実から、添加量Ａもしくはその近傍に
添加量を調整すれは、脱水機の状態を良好に保つことが
できる。その際、従来必要でちっ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める
方法としては、汚泥を採取した後、用いる脱水機にあっ
た室内試験方法によって市販の装置を用いてバッチ式で
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って添加量Ａをめ
ることもできる。緋加量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をめることができる。

かくて添加ＪＩＡがめられれば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，ＯＡ　）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
変動が激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、フロッ
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
ロッ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ック形成を
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、また重力ろ退部を備えたもの、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゜ 県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、荏原インフィルコ■商品名、中
力チオン）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シで示した平均添加
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。

＊−２平均添加率帳）一定数×Ａ Ａ発明によれば、単位固形物あたりで示した添加量Ａは
１．０１となり、０．７Ａ〜１．５Ａの範囲で脱水良好
となシ、シかも１．ＯＡ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チ、ｐＨ６，９、強熱減量６
５％）を、陰イオン性有機高分子凝集剤（エノ（グロー
スＡ１５２、荏原インフィルコ■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シ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シ
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係となシ、０．７Ａ〜１．
５Ａの範囲で脱水処理が極めて安定し、しかも１．ＯＡ
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ったが、本
発明ではその必要がなかった。

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、余剰汚泥
を混合して遠心脱水機によシ脱水処理していた。製造品
種の変動に伴っ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、流量のチェック以外に最適薬注率の
チェックも実施する必要があシ、かなシの人件費が必要
であった。本発明方法を用いると上記チェックはすべて
不要になシ、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。

ことに、 汚泥濃度・・・・・・・・・０，９〜１．５チ汚泥ｐＨ
・・・・・・・・・６．５〜７．５汚泥強熱減挺・・・
・・・・・６５〜８０使用凝集剤・・・・・・・・・エ
バグロースＣ１２３（荏原インフィルコ■商品名、ＤＡ
Ｍ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シ、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って、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。 特許出願人　荏原インフィルコ株式会社代理人弁理士　
千　１）　捻 回　丸　山　隆　夫 １身勺　、′界カロ年　（うｔ） 平均添加牟（χ）

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
   め、該添加量ＡＫ０．７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。