JPS61257300A - 汚泥の脱水装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、下水、し尿・各種産業廃水処理工程で発生す
る汚泥の脱水方法に関するものである。

〔従来の技術〕

下水・し尿・各種産業廃水処理工程で発生する汚泥は、
埋立に使用したシ、乾燥して焼却処理したシして処分さ
れている。このため、下水・し尿・産業廃水処理工程で
発生した汚泥は脱水して、含水率を低くする必要がある
。

従来から行なわれていて汚泥の脱水方法の一例を第６図
によって説明すると、汚泥（α）にカチオン系有機高分
子凝集剤（６）を添加し、攪拌槽（ｃ）で両者を混合し
、生成した凝集フロックをスクリューデカンタ型遠心分
離機等の脱水機（ｄ）に入れて脱水し、分離液（１）と
脱水ケーキ（イ）とに分けていた。ところがこの脱水方
法は、凝集フロック中の水分の除去が完全でないために
、得ら゛れ゛る脱水ケーキ（力の含水率は、消化汚泥の
場合に゛は７５〜８０％、余剰汚泥の場合には８６〜８
５チ゛であって含水率が大きく、処理工程としての埋′
立、乾燥・焼却の処理コストを大きなものとし゛ていた
。

また従来から行なわれている汚泥の他の脱水方法として
、第７図に示すように汚泥（８）にカチオン系有機高分
子凝集剤（ｂ）を添加して脱水機（菊に入れ分離液（６
）と脱水ケーキ（１）とに分けることも行なわれていた
。この方法は、第６図に″示しパた方法のうち攪拌槽（
ａ）を省略したもので、レイン注入方式と呼んでいるが
、第６図に示した方法と同様の含水率が得られるに過ぎ
なかった。

さらに従莱から行なわれている汚泥の他の脱水方法とし
て、第８図に示すように第１段として汚泥（ｃ）にカチ
オン系有機高分子凝集剤Ｃ６）を添加し、第１段の攪拌
槽（、ｌ）で急速攪拌して汚泥粒子のマイナス荷電を中
和し、次の第２段としてアニオン系有機高分子凝集剤（
ｒｔ）を添加し、第２段の攪拌槽（Ａ）で攪拌してち密
で大きなフロックを生成させた後、脱水機（ｄ）に入れ
て分離液（−）と脱水ケーキ（ｆ）とに分離していた。

この第８図に示す方法は二液法と称するものであるが、
凝集。

剤と汚泥との混合方法がむずかしく、適切な攪拌速度（
回転数）、攪拌時間のコントロールが複雑であシ、高価
な有機高分子凝集剤を２種類も使用するので薬剤費が大
きく、脱水ケーキ（支）の含水率改善も２〜５チ程度で
あった。

さらにまた、カチオン系有機高分子凝集剤（ｂ）の添加
前あるいは添加後に、無機凝集剤、例えば塩化第二鉄、
硫酸バンド、ポリ塩化アルミニウムなどを汚泥に添加し
て、凝集性の改善あるいは脱水の改善が試みられている
。この方法は、汚泥の凝集後に無機凝集剤を添加すると
、凝集フロックは微細化するものの固くなり、脱水性は
よくなるといわれているが、脱水ケーキ含水率改善は１
チ程度であった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

以上のように従来における汚泥の脱水方法は、いずれも
凝集剤を汚泥に添加してから脱水するという前添加の方
法であって、脱水効果のある凝集フロックの生成に主眼
があるが、どのような凝集フロックが良いか不明な点が
多く、また汚泥性状の変動に対する追従性がわるく、下
水・し尿・産業廃水処理場では、適切な凝集剤の選定を
模索している現状である。

本発明は、汚泥から分離液を分けた脱水ケーキの含水率
を低くシ、汚泥処理コストを低減しようとするものであ
る。

〔問題点を解決するだめの手段〕

本発明は、汚泥に有機高分子凝集剤を添加した後、汚泥
を脱水機により脱水して固体もしくは半固体のケーキ性
の汚泥とし、脱水機内でケーキ状の汚泥に無機凝集剤を
添加してケーキ状の汚泥をさらに脱水する汚泥の脱水方
法としたものである。

〔作　　用〕

汚泥に有機高分子凝集剤を添加して生成した凝集フロッ
クが脱水機内で沈降あるいは圧密などの作用によりはぼ
ケーキ状とクシ、これに無機凝集剤を添加すると、その
強力な水分排除力により汚泥内部の残留水分が除去され
、最終物として得られる脱水ケーキの含水率は低減され
るようになる。

〔実　施　例〕

以下、本発明の実施例を図面を参乱して説明する。

第１図は、本発明による方法、の系統を示すもので、汚
泥（１）に有機高分子凝集剤（２）を添加し、攪、拌槽
（３）で両者を混合し、生成した凝集フロックを脱水機
（４）に入れる。、脱水機（４）がベルトプレスフィル
タ、フィルタプレス、スクリュープレス等の種類である
ときには、前段の攪拌槽（３）は必ず設けなければなら
ないが、脱水機（４）として後述するスクリューデカン
タ型遠心分離機を使用する場合には、脱水機（４）内で
凝集反応を生ずることが可能なため、攪拌機（３）は設
置しなくてもよい。

脱水機（４）内の脱水は、前脱水（５）と後脱水（６）
とに分けて考えることができ、後脱水において無機凝集
剤（７）を添加する。脱水機（４）によって凝集フロッ
クは分離液（８）と脱水ケーキ（９）とに分離して排出
される。

、後脱水（６）において添加される無機凝集剤（７）と
しては、塩化第二鉄、硫酸第一鉄、硫酸第二鉄等の通常
の鉄塩あるいはポリ硫酸鉄のような高分子状の鉄塩等が
使用され、その強力な水分排除力により汚泥内部の残留
水分を除去し、最終物として得られる脱水ケーキ（９）
の含水率を低減させる。

次に脱水機（４）としてスクリューデカンタ型遠心分離
機を使用した場合の実施例を説明する。

第２図において、ＱＧは外胴、αυは内胴であって、外
胴ａ〔は軸受ａｚに支持され、高速で回転するようにな
っている。内胴αυの内部は室ａ３と室α荀とに分けて
あって、室（１３の゛中心には、フィードパイプａ９が
挿入されている。フィードパイプ（１５は外管αｅと内
管αηとより成る二重管になっていて、内管αηには、
汚泥（１）に有機高分子凝集剤（２）（第１図参照）を
添加して生成させた凝集フロックα槌が送られ、外管ａ
ｅには、図示しないポンプから側管α９を介して無機凝
集剤（７）が供給される。

凝集“フロック側は内管ａηを通って室α乃に入シ、吐
出口（イ）から外胴ａ〔内に吐出される。そして外胴α
〔の高速回転による遠心力で分離液（８）と汚泥堆積物
Ｑυとに分離されて前脱水（５）（第１図参照）、　　
　　され、分離液（８）はオリスイス（社）からオーバ
ーフローして外胴α〔から排出される。汚泥堆積物（２
１）は遠心力により圧密されて後脱水（句（第１図参照
）が行なわれ、次に説明するようにさらに水分が除去さ
れた後、吐出口Ｑ４）の外にかき出される。

外管αｅに供給された無機凝集剤（７）は、外管αｅの
吐出口（ハ）から室ａ３に入り、さらに吐出口（イ）か
ら外胴α〔の内部に吐出される。そして圧密によって固
体もしくは半固体のケーキ状となっている汚泥堆積物Ｑ
υの表面に噴霧されて内部に浸透する。これによって汚
泥堆積物６Ｄの内部に残留している水分は除去され、分
離液（８）に加えられ排出される。このようにして含水
率の低くなった汚泥堆積物Ｉ２１）が、前述したように
吐出口（２４）の外にかき出されることになる。従来に
おいて無機凝集剤を加える場合には、スラリー状の汚泥
に無機凝集剤を添加していたので、無暖凝集剤が汚泥の
固形物粒子と反応する以前に、液体部分と反応してしま
い、無機凝集剤が有効に働かず、損失ｉ工あったが、本
発明の方法では、前脱水（５）（第１図参照）した含水
率の低いケーキ状の汚泥に無機凝集剤を添加するため、
液体部分との反応による効率低下がなく、汚泥粒子に有
効な脱水作用を及ぼすことになる。第２図中（ハ）はス
クリューである。

上述の第２図に示したスクリューデカンダ型遠心分離機
により、無機凝集剤としてポリ硫酸鉄を使用した場合の
汚泥脱水の実験例を示すと、第１表のようになる。

第１表　ポリ硫酸鉄添加脱水の実験例 実験条件 脱水機　　スクリューデカンタ型遠心分離機汚　泥　　
下水嫌気性消化汚泥 凝集剤　　（１）有機高分子凝集剤（カチオン系）ダイ
ヤフロックＫＰ−２０１Ｂ　（ｒＪ、５チ水溶液） （２）無機高分子凝集剤 ポリ硫酸鉄（市販品原液） 運転条件　実験１ 遠心効果１，８００Ｇ、差速１０デーｐ−惰１、液深２
２．５ｓｇ冨、流量１．０１１１”／　ｈｒ、凝集剤添
加量（１）　　２．１５／／鶏１１（２）　　２０．７
／惰ム。

実験２ 遠心効果４，０００　Ｇ、差速１５．５　ｒ、ｐ−ｒｎ
−１液深１５．５ｉａｗ、流量ｌ］、５ｒｒＬ７ｈｒ１
凝集剤添加量（１）α６７　ｌ！／ｗａｉｔｓ　。

（２）　　１０ｉｔｌ／ｆＩＬｉｎ。

以上の実験１および実験２とも、無機凝集剤添加の効果
は明瞭で、添加せずの場合より、５．０〜５．５チの含
水率低減が認められたり一。

第１図の脱水機（４）　ｉしてベルトプレスフィルタを
使用した場合の実施例を第３−について説明すると、無
端状の炉布＠がローラー（至）、（至）、（至）、　ｏ
載Ｃ１２１，（至）、（ロ）、（至）、（至）に掛は渡
されて、矢印方向に循環駆動されるようになつそいる。

また無端状の別の炉布０７）がローラー（至）、（至）
、顛、（ハ）。

翰・（至）・０υに掛は渡−され、ローラー−１ＣＩ’
ｌ、　ＣＩ、Ｇυの間はヂ布（５）に重ねられ、同じく
矢印方向に循環駆動されるようになっている。汚泥（り
に有機高分子凝水剤（２）（第１図参照）を添加し、攪
拌槽（３）で生成した凝集フロックα碍は、フィードパ
イプ０Ｄを通って重力脱水部（４のに送られ、重力脱水
によって前脱水（５）（第１図参照）される。

重力脱水部＜４３において重力脱水されたケーキ状の汚
泥は、ローラー（ハ）、（至）間において炉布−上にの
せられ、噴霧器または滴下器０３によって無機凝集剤が
添加された後、ローラー（至）、（至）、（至）、０９
間においてＦ布（３）、Ｃ３？）にはさまれて圧密され
。

後脱水（６）（第１図参照）された後、ローラー（３３
の部分で脱水ケーキとして取出される。

第４図は、実験室にて卓上遠心機を用い、下水消化汚泥
をスクリューデカンタ型遠心分離機による従＊法で得た
脱水ケーキ２２ｇを試料とした場合の遠心時間と含水率
との関係を示したグラフである。卓上遠心分離機に入れ
る試料の含水率は７７．３　％であって、一方の実験は
脱水ケーキをそのまま使用し、他方の実験は試料にポリ
硫酸鉄を１　ｒｔｔｌ添加したものを使用しておシ、い
ずれも小孔をあけた円筒状の試験用脱水容器に試料を入
れ、遠心効果１．　ｓ　２０　Ｇで遠心脱水した場合を
示している。第４図かられかるように、ポリ硫酸鉄を添
加すると大巾に含水率が低下し、例えば遠心時間３０秒
では７５．５−７１．Ｑ＝＝４．５　’チの含水率低下
がみられ、また遠心時間５．５分では７４．６−６５．
５＝９．１チの含水率低下があって、無機凝集剤を添加
することによる脱水効果は、大きいことがわかる。

無機凝集剤はいずれも安価で、有機高分子凝集剤に比べ
ｓ　　１　／２０〜１／４０の価格である。ポリ硫酸鉄
の価格を５０円／ＩｃＦＩ、有機高分子凝集剤の価格を
１，５００円／ｋｇ　とすると、汚泥流量１ｍ３７ｈｒ
　　に要する凝集剤の費用は次のようになる。

ポリ硫酸鉄の場合 ポリ硫酸鉄添加量２０　ｔｎｌ／　ｍｉｓ　＝　２９　
ｇ　／ｍ１ｎ（比重　１．４５） キ５円／　ｋｇ　−ｄａ （汚泥濃度１．８％） 有機高分子凝集剤の場合 溶解濃度をα３チとすると、添加量は２．１３／　／犠
ｉ％となる。

＝３２ＰＶｋｇ−ｄａ （汚泥濃度１．８チ） 次に、脱水ケーキを焼却する場合、燃料（重油）単価を
７０円／ｋＦ／−ＯＵ　％可燃分の高位発熱量をｓ、　
ｏ　ａ　ｏ　ｈｅａｔ／ｋｙ　とすると、脱水ケーキ含
水率と補助燃料費との関係は、第５図に示すようになる
。第１表の実験１の脱水ケーキを焼却する場合の補助燃
料費を第５図で見ると、次のようになる。

ポリ硫酸鉄添加 ケーキ含水率　７２．７チ 補助燃料費　　６円−ｏｉｔＡ９　ｄａポリ硫酸鉄添加
なし ケーキ含水率　７７．７チ 補助燃料費　　１３円−ｏｉｌ／に９　ｄａ凝集剤の費
用と補助燃料費とを合計した汚泥の処分費用は、第２表
のようになる。

第２表 第２表かられかるように、ポリ硫酸鉄を添加した場合の
汚泥焼却処分費用は、無添加の場合に比べ２円／に９−
　ｄａだけコスト減になる。

〔発明の効果〕

本発明は、次のような効果がある。

（Ｊ）　　脱水ケーキの脱水に、安価な無機凝集剤を使
用し、しかも固体もしくは半固体のケーキ状態の汚泥に
添加するので、凝集附の使用量が少なく、かつ、−含水
率の低減効果が大きい。

（４）従来の脱水機を一部改造して無機凝集剤添加機構
を加えるだけで、含水率の低減ができる。

（ｍ）　　カチオン、アニオンの２液添加法のごとく、
混合・攪拌条件を厳密に定めなくても、脱水機の運転が
容易である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法の系統を示すブロックダイヤグラム
、第２図は脱水機としてスクリーユーデカンタ型遠心分
離機を使用した場合の断面図、第３図は脱水機としてベ
ルトプレスフィルタを使用した場合の側面図、第４図は
遠心時間と脱。 水ケーキの含水率との関係を示すグラフ、第５図は脱水
ケーキ含水率と補助燃料費との関係を示すグラフ、第６
図ないし第８図は従来方法の系統を示すブロックダイヤ
グラムである。 図中、（１）は汚泥、（２）は有機高分子凝集剤、（４
）は脱水機、（７）は無機凝集剤、（８）は分離液、（
９）は脱水ケーキを示す。 第６図 第７図 第８図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）汚泥に有機高分子凝集剤を添加した後、前記汚泥を
   脱水機により脱水して固体もしくは半固体のケーキ状の
   汚泥とし、前記脱水機内でケーキ状の汚泥に無機凝集剤
   を添加して前記ケーキ状の汚泥をさらに脱水することを
   特徴とする汚泥の脱水方法。