JP5042974B2 - 汚泥処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、脱水効果を高めるための脱水助剤を汚泥に添加し、これを脱水機で脱水して脱水汚泥を得る汚泥処理方法に関する。

従来より、下水汚泥や工場排水汚泥などの汚泥を処理する際には、汚泥に凝集剤を加えて凝集汚泥とし、この凝集汚泥を脱水機で脱水し、脱水機で得られた脱水汚泥を焼却するという処理が一般的に行われている。この脱水汚泥の含水率は８０％程度と高く、当該脱水汚泥を焼却処理するために多くの助燃料が必要とされる。このため、脱水汚泥の含水率を低下させることが望まれている。

脱水汚泥の含水率を低下させるためには、汚泥を凝集汚泥にする過程で、例えばパルプ、木片、木粉、古紙のような繊維状物質などの脱水助剤を汚泥に添加して混和するのが有効であることが知られている。例えば、以下の特許文献１には、古紙粉砕物を水に分散させて古紙粉砕物スラリーとして汚泥に添加した後、凝集剤を加え凝集汚泥とし、この凝集汚泥を、重力脱水部と加圧脱水部とを循環走行する濾布を備えたベルトプレス型脱水機に供給して脱水処理する方法が開示されている。この方法では、脱水助剤によって凝集汚泥が滑りにくくなり流動性が低下し、ベルトプレスによる圧搾効果が強められるため、脱水助剤を添加しない場合に比べて脱水汚泥の含水率は低下する。
特開平９−２１６００号公報

しかしながら、特許文献１のように汚泥に古紙粉砕物などの脱水助剤を添加して脱水処理を行う汚泥処理方法では、含水率低減効果がさほど大きくなく、脱水汚泥の含水率を十分に低減させることができないという問題があった。

本発明は、上記問題点を鑑みてなされたものであり、脱水汚泥の含水率を十分に低減させることができる汚泥処理方法を提供することを目的とする。

本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、脱水汚泥の含水率には、脱水助剤の表面に保持される水分が影響していることを見出した。

そこで、本発明に係る汚泥処理方法は、上記課題を解決するために、脱水効果を高めるための脱水助剤を汚泥に添加し、これを脱水機で脱水して脱水汚泥を得る汚泥処理方法において、疎水性を示す油状物質を脱水助剤の表面にコーティングして、脱水助剤の表面を疎水性にすることを特徴とする。

この方法によれば、汚泥に添加されることで汚泥の流動性を低下させ脱水機の脱水効果を高め得る脱水助剤のその表面が疎水性を示す油状物質をコーティングすることで疎水性とされるため、その表面に水分が付着し、保持されるのを防ぐことができる。この結果、汚泥の水分が、脱水助剤の内部に含まれることはなく、従って、当該水分を脱水機で十分に脱水でき、脱水汚泥の含水率を十分に低減させることができる。

ここで、油状物質が、工場内の機械設備で用いた廃油又は食用廃油であると、油状物質を買入する必要がなく、又は安価で購入できるので、低コスト化を図ることができる。

また、油状物質が表面にコーティングされた脱水助剤を含む脱水汚泥を焼却することが好適である。この構成により、脱水助剤の表面にコーティングされた油状物質が脱水汚泥の発熱量を高めるので、助燃料を低減させることができる。

本発明に係る汚泥処理方法によれば、脱水汚泥の含水率を十分に低減させることができる。

以下、本発明による汚泥処理方法の好適な実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る汚泥処理方法を適用した汚泥処理装置を示す概略構成図である。

汚泥処理装置１００は、繊維状物質などの脱水助剤を油状物質でコーティングして添加材（助剤）とする油状物質コーティング装置１と、余剰汚泥にこの添加材を添加して混合する助剤混合槽２と、助剤混合槽２からの混合物に無機凝集剤（ポリ鉄など）を加え混合する無機凝集剤混合槽３と、無機凝集剤混合槽３からの混合物に高分子凝集剤（カチオン系など）を加え混合する高分子凝集剤混合槽４と、高分子凝集剤混合槽４からの混合物を脱水処理する脱水機５と、脱水処理により得られた脱水汚泥を焼却処理する焼却炉６と、を備えて構成される。

脱水助剤の一例としての繊維状物質は、木片または古紙粉砕物など、その内部に水分を吸収可能であり、個々の最大長が約５ミリメートル以下のものである。なお、繊維状物質以外の脱水助剤を用いることもできる。

油状物質コーティング装置１は、本実施形態の特徴を成すものであり、脱水助剤に油状物質をコーティングするためのものである。この油状物質コーティング装置１は、スプレーや刷毛等により脱水助剤に油状物質を塗布するものであっても、また、油状物質が溜まる槽に脱水助剤を浸漬することにより油状物質を皮膜するものであってもよく、要は脱水助剤を油状物質でコーティングできるものであればよい。

油状物質コーティング装置1で用いられる油状物質は、シリコンオイル、汚泥処理を行う工場内の機械設備で用いた廃油、廃グリス、または廃重油などを始めとして、脱水助剤の表面をコーティングし、疎水性にすることができる物質である。なお、油状物質が汚泥処理設備で用いた廃油等又は食用廃油であると、油状物質を買入する必要がなく、又は安価で購入できるため好適である。ここで、油状物質は脱水助剤の表面を疎水性にすることができる物質の一例であり、油状物質以外の疎水性を示す物質を適用することも可能である。

そして、脱水機５としては、ベルトプレス型、スクリュープレス型など圧搾脱水するタイプ、または、回転円板を用いて遠心脱水するタイプなどが用いられる。ここで、汚泥脱水に適するベルトプレス型などの圧搾タイプを用いるのが特に好適である。

このように構成された汚泥処理装置１００により実施される汚泥処理方法は以下のとおりである。まず、油状物質コーティング装置１により、脱水助剤が、油状物質でコーティングされ、添加材として助剤混合槽２に導入される。助剤混合槽２では、余剰汚泥に添加材が添加され、これらが撹拌されて、汚泥中に添加材が十分に分散され、次いで、この混合物に、無機凝集剤混合槽３において無機凝集剤が、高分子凝集剤混合槽４において高分子凝集剤が順に加えられ、これにより添加材を含む凝集汚泥が得られ、この凝集汚泥は脱水機５に導入される。

ここで、本実施形態では、汚泥に添加されることで汚泥の流動性を低下させ脱水機５の脱水効果を高め得る脱水助剤のその表面が、油状物質コーティング装置１のコーティングにより疎水性とされているため、脱水助剤の表面に汚泥の水分が付着し保持されることはない。従って、脱水機５では、汚泥の水分を十分に脱水でき、得られる脱水汚泥の含水率を十分に低減させることができるという本発明の特徴を成す作用・効果を奏する。

そして、この脱水汚泥は、焼却炉６において燃焼処理されるが、このとき、前述したように、油状物質がコーティングされているため、この油状物質が脱水汚泥の燃焼を促進し、助燃料を低減させることができる。

以下、本発明の効果を確認するために行った脱水試験について、実施例１及び比較例１として説明する。

（実施例１）
多孔板の上に配された後述の凝集汚泥を上方から円板で圧搾するハイパープレス試験機を用いて、脱水試験を行った。ハイパープレス試験機の多孔板及び円板の直径は６０ミリメートルとし、圧搾圧力は０．６ＭＰａ、圧搾時間は１０秒とした。また、多孔板及び円板の対向面にはフェルト材のろ布を貼着した。汚泥濃度は１２０００ｍｇ／ｌ以下とした。添加材は木屑とし、その最大長が０．２５ｍｍ以下、及び０．５〜１．０ｍｍの２種類を用い、市販のシリコン系防水スプレーを添加材表面にスプレーして各種に対して表面を疎水性とする防水処理を行った。無機凝集材はポリ鉄とし、添加量は汚泥中の固形物量に対して１１％とした。また、高分子凝集材はカチオン系高分子凝集剤とし、添加量は汚泥中の固形物量に対して０．１６％とした。脱水試験は、汚泥に添加材と無機凝集剤を加えた汚泥にさらに高分子凝集剤を加え凝集汚泥としてハイパープレス試験機に供し、脱水汚泥の厚みが１ｍｍとなるよう、すなわち多孔板と円板とのろ布間の距離が１ｍｍとなるように凝縮汚泥を圧搾した。

（比較例１）
添加材の防水処理を行わない点以外は実施例１と同様とした。

実施例１、比較例１とも、上記２種類の添加材（最大長０．２５ｍｍ以下、及び０．５〜１．０ｍｍ）を２通りの添加量（５０％、１００％）で汚泥に添加したときの脱水汚泥の含水率をそれぞれ測定した。脱水汚泥の含水率は、１０５℃に温調した乾燥機で２時間乾燥後の重量を測定して乾燥前後の重量差から算出した。この測定結果を表１に示す。なお、添加材の添加量は、乾燥汚泥基準、すなわち乾燥汚泥重量に対する割合で表示した。すなわち、添加量１００％とは、乾燥汚泥重量と同じ重量の木屑（乾燥ベース）を添加した状態である。

表１に示すように、添加材の表面を疎水性とすると脱水汚泥の含水率は大きく低下することがわかる。

本発明の一実施形態に係る汚泥処理方法を適用した汚泥処理装置を示す概略構成図である。

符号の説明

１…油状物質コーティング装置、２…助剤混合槽、３…無機凝集剤混合槽、４…高分子凝集剤混合槽、５…脱水機、６…焼却炉、１００…汚泥処理装置。

Claims (3)

1. 脱水効果を高めるための脱水助剤を汚泥に添加し、これを脱水機で脱水して脱水汚泥を得る汚泥処理方法において、
   疎水性を示す油状物質を前記脱水助剤の表面にコーティングして、前記脱水助剤の表面を疎水性にすることを特徴とする汚泥処理方法。
2. 前記油状物質が、機械設備で用いた廃油又は食用廃油であることを特徴とする、請求項１に記載の汚泥処理方法。
3. 前記油状物質が表面にコーティングされた脱水助剤を含む前記脱水汚泥を焼却することを特徴とする、請求項１又は２に記載の汚泥処理方法。

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