JPS62234600A - 有機性汚泥の濃縮方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は有機性汚泥の濃縮方法、特に下水汚泥の重力
分離による濃縮方法に関するものである。

〔従来の技術〕

下水処理においては、余剰活性汚泥を最初沈殿池に戻し
て混合生汚泥として、あるいは余剰活性汚泥と最初沈殿
池汚泥の混合汚泥として１重力分離により濃縮されるの
が一般的である。日本下水道協会の設計指針（１９７２
年発行、下水道施設設計指針と解説）によ九ば、投入汚
泥固形物濃度１％、滞留時間１２時間で濃縮汚泥固形物
濃度４％とされているが、近年の汚泥の有機分の増加に
伴い汚泥の濃縮性が低下しているため、２％程度にしか
濃縮していない処理場が多い。特に夏季においては、汚
泥の腐敗による浮上が激しく、汚泥の濃縮は困難である
。汚泥濃度が低いと脱水、消化等の後続プロセスの効率
が低下するという弊害がある。

このような問題を解決するために、被濃縮汚泥に塩素ま
たは次亜塩素酸カルシウム等の塩素剤を添加して濃縮す
る方法が提案されている（下水・廃水処理ガイドブック
、昭和４９年、環境技術研究会発行第３９５頁）。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記の塩素剤を加える方法では、大量添
加しても効果が顕著でなく、汚泥性状の変化等により過
剰に添加されると気泡が発生して汚泥が浮上するととも
に、残留塩素による２次公害が発生するという問題点が
あった。

この発明は上記のような問題点を解決するためのもので
、従来法よりも汚泥を高濃縮させることができ、２次公
害の問題が少ない有機性汚泥の濃縮方法を提案すること
を目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明は、ＯＲＰ　（酸化還元電位）が−２００〜−
２０ｍＶとなるように被濃縮汚泥に酸化剤を添加した後
、重力分離により濃縮することを特徴とする有機性汚泥
の濃縮方法である。

本発明において濃縮の対象とする被濃縮汚泥は、有機物
を含む有機性汚泥であり、例えば下水の最初沈殿池汚泥
、余剰活性汚泥、またはこれらの混合汚泥等があげられ
る。これらの汚泥のＯＲＰは通常−２５０ｍＶ前後であ
る。

これらの被濃縮汚泥に添加する酸化剤としては特に制限
されないが、過酸化水素、過酸化ナトリウム等の過酸化
物、オゾン、および次亜塩素酸ナトリウム等の次亜塩素
酸塩が好ましく、これらは１種単独または２種以上の混
合使用が可能である。

これらの酸化剤の添加量は汚泥の種類、性状等ならびに
酸化剤の種類等により異なるが、ＯＲＰが−２００〜−
２０ａ＋Ｖとなる量であり、一般的には１０〜１０００
＋ａｇ／Ｑ（酸化剤として）程度である。

酸化剤は被濃縮汚泥を攪拌しながら添加して混合するが
、このときＯＲＰを測定してＯＲＰが−２００〜−２０
ｍＶ、好ましくは−１５０〜−２５ｍＶとなるように添
加量を制御する。ＯＲＰの測定は酸化剤を添加する反応
槽で行うのが好ましいが、後工程としてカチオン性高分
子凝集剤を添加する場合はその反応槽などで行ってもよ
い。また原汚泥のＯＲＰを測定してフィードフォワード
制御を行ってもよい。

明細書の浄店°（内容に変更ない 酸化剤を添加した汚泥はそのまま重力分離により濃縮す
ることができるが、カチオン性高分子凝集剤を添加して
凝集処理を行って濃縮する方が濃縮性が改善されて好ま
しい。

本発明で使用できるカチオン性高分子凝集剤としては、
特に限定されないが、好ましいカチオン性高分子凝集剤
としては、■ジアルキルアミノアルキル（メタ）アクリ
レ−１−の四級化物もしくは酸塩の単独重合体または（
メタ）アクリルアミドとの共重合体、■ジメチルアミノ
アルキル（メタ）アクリルアミドの四級化物もしくは酸
塩の単独重合体または（メタ）アクリルアミドとの共重
合体、■ポリ（メタ）アクリルアミドのマンニッヒ変性
物、■ポリ（メタ）アクリルアミドのホフマン分解物な
どがあげられ、これらは単独でまたは組合せて。

あるいは他のカチオン性高分子凝集剤と組合せて使用す
ることができる。

使用するカチオン性高分子凝集剤としては、コロイド当
量値（ｐＨ４）　３　ｍｅｑ／ｇ以下、好ましくは２．
６ｍｅｑ／ｇ以下のものが適当である。また固有粘度明
細書の浄書（内容に変更私し） ３０℃ 〔η〕１Ｎ−ＮａＮＯ３４，５（ｄＱ／ｇ）以上、好ま
しくは５．０（ｄＱ／ｇ）以上のものが適当である。

カチオン密度が低く分子量の高いカチオン性高分子凝集
剤は、低添加量で凝集性が良しまため本発明に適してお
り、このようなものとしては、ジメチルアミノアルキル
（メタ）アクリレートもしくはジメチルアミノアルキル
（メタ）アクリルアミドの酸塩または四級化剤（メチル
クロライド、ベンジルクロライド、ジメチル硫酸など）
で四級アンモニウム塩にしたものと（メタ）アクリルア
ミドとの共重合体で、（メタ）アクリルアミド含有率８
０ｍｏ１％以上のものがある。

カチオン性高分子凝集剤を添加する場合の汚泥の濃縮方
法は、被濃縮汚泥に前記酸化剤を添加した後、カチオン
性高分子凝集剤を０．２重量％（対ＳＳ）以下、好まし
くは０．０５〜０．２重量％（対ＳＳ）添加して攪拌混
合し、重力分離により濃縮する。

薬剤添加後の攪拌混合の方法は特に限定されず、攪拌槽
における攪拌羽根による攪拌、配管中の流れによる攪拌
、ポンプを通過させることによる攪明細書の浄書（内容
に変更なし） 拌などによることができる。攪拌強度も制限はなく、汚
泥と薬剤が十分混合し反応する程度でよい。

薬剤を添加した後の濃縮の手段は重力分離であって、反
応汚泥を固液分離槽に導入して自然沈降させる。濃縮し
た汚泥固形分側は脱水装置、消化槽等に導いて脱水、消
化等の処理に供される。また分離液は水処理系に返送さ
れる。

本発明の濃縮方法は低温の汚泥に対しても効果があるが
、１８℃以上の腐敗によりガスが発生しやすい汚泥に対
して特に効果が顕著である。

〔作　用〕

汚泥の浮上は汚泥の腐敗により生成するガスが濃縮槽内
の汚泥相内に蓄積するために起こるが。

被濃縮汚泥に酸化剤を添加すると、汚泥の腐敗が抑制さ
れ、浮上が防止されるので、汚泥濃度が高くなる。また
、酸化剤を添加しかつカチオン性高分子凝集剤を０．２
重量％（対ＳＳ）以下添加すると、汚泥の沈降性−が改
善されるため、酸化剤だけの場合より汚泥濃度が高くな
る。

これらの場合、酸化剤を過剰に添加すると、発明ｌｌｕ
書の浄書（内容に変更な口、）１生する酸素または塩素
等のガスが汚泥に付着して汚泥が浮上しやすくなるとと
もに、酸化剤がカチオン性高分子凝集剤の性能を低下さ
せ濃縮効果を悪くするが、ＯＲＰが前記範囲になるよう
に酸化剤の添加量を制御すると、汚泥の濃縮効果が大き
くなる。なお、カチオン性高分子凝集剤の添加量を多く
すると、生成フロックがブリッジングを起こすため、汚
泥濃度は高くならない場合がある。

一方、カチオン性高分子凝集剤のみを添加した場合には
、腐敗により発生するガスが付着して浮上しやすくなり
、汚泥濃度は高くならない。

このようにして１本発明の有機性汚泥の濃縮方法によれ
ば、汚泥のｐＨ等の性状をほとんど変えることなく、汚
泥を従来法よりも高濃度に濃縮させることができる。汚
泥濃度が高くなることによって脱水性が良くなり、脱水
剤必要添加量の低減、脱水ケーキ含水率の低下、剥離性
の向上、汚泥処理量の増加等の脱水性能の向上、ならび
に消化効率の促進などが可能となる。

〔実施例〕

明ネ１１書の浄書（内容に変更ない 以下、本発明の実施例について説明する。実施例におい
て、％は重量％を示す。

下水の最初沈殿池汚泥と余剰活性汚泥の１：１（容量比
）混合汚泥（ｐＨ＝６．１．電気伝導率＝　１２００ｐ
ｓ／ｃｔａ、Ｓ　Ｓ　＝＝０．８０％、ＶＳＳ／５Ｓ＝
７８％、温度＝２５℃）について、酸化剤または酸化剤
とカチオン性高分子凝集剤（ｃｐ）を用いて汚泥濃縮試
験を行った。

使用した酸化剤は過酸化水素水（３５％）または次亜塩
素酸ナトリウム溶液（１２％）、カチオン性高分子凝集
剤ＣＰはジメチルアミノエチルアクリレートの硫酸塩と
アクリルアミドの共重合体 ３０℃ （〔η］　ｌＮ−Ｎ８ＮＯ，＝ｓ　−ｓ　ｄｒｉｉｇ　
、コロイド当量イ直＝１．９ｍｅｑ／ｇ　（ａｔ　ｐＨ
＝　４　）、アクリルアミド含有率＝８２ｍｏ１％）で
ある。

また汚泥濃縮試験法は次の通りである。

汚泥濃縮試験法 ２０Ｑ容ポリエチレン容器に被濃縮汚泥１７Ｑをとり、
所定量の酸化剤または酸化剤とカチオン性高分子凝集剤
とを添加し、攪拌機で混合攪拌を行う。

明細書の浄書（内容に変更なし）　　　　′この汚泥を
ピケットフェンス付きの透明アクリル樹脂製円筒（１０
００ｍｄ　Ｘ　１５０ｍ＋ｍφ）に移し、スラッジボリ
ュームの経時変化を測定する。濃縮試験はビケットフェ
ンスを回転（０，１ｒｐｍ、１分回転／３０分停止の繰
返し）させながら行う。沈降開始後、汚泥界面高さの経
時変化を測定してスラッジボリュームと原汚泥のＳＳ濃
度から、汚泥相のＳＳ濃度を算出し、これを各時間にお
ける汚泥濃度とする。また汚泥が浮上し始める時間（ｈ
ｒ）を測定して汚泥浮上時間とし、２５時間までに浮上
しなかったものを２５以上とする。

結果を表１に示す。表１において、魔１〜３゜Ｎα８、
Ｎα１２は比較例、Ｎα４〜７．Ｎα９〜１１、Ｎａ１
３は実施例を示す。

表１の結果より、無薬注の場合（Ｎα１）は濃縮開始９
時間後に汚泥が浮上し、最高汚泥濃度は１．５％となる
。またカチオン性高分子凝集剤だけの添加の場合（Ｎα
２）は濃縮開始後４時間で浮上する。酸化剤（Ｈ２Ｏ２
、ＮａＣｌ０）添加の場合（Ｎｆｉ３〜８、Ｎα１０〜
１２）は添加率の増加に伴いＯＲＰ値が上昇し、＋Ｉ□
０２は１２５ＩＩ１ｇ／Ｑの添加でＯＲＰ　＋　２５ｍ
Ｖ、ＮａＣ１０は１５０ｍｇ／ｕの添加でＯＲＰ　−１
０ｍＶとなり、いずれの場合も汚泥が３０分で浮上する
。しかし、それ以下の添加率であれば、ＯＲＰは−２０
０〜−２０ｍＶの範囲になり、濃縮性は改善される。こ
の場合、Ｈ２０□では２５時間以上の浮上防止が可能と
なり、汚泥濃度は３．３％となる。またＮａＣ１０では
浮上防止時間は１９時間、汚泥濃度は２．８％となり、
１１２０２の方が効果がよい。酸化剤とカチオン性高分
子凝集剤を併用すると（ＮＱ９、ＮＱ１３）、酸化剤単
独添加よりもさらに濃縮性を上げることができる。

なお、本実施例では汚泥相の厚さは２０〜３０ｃｍであ
るが、実際には厚さが２〜３ｍ程度なので、汚泥５ｓｆ
Ａ度は本実施例よりもはるかに高い値となる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、ＯＲＰが−２００〜−２０ｍＶとなる
ように被濃縮汚泥に酸化剤を添加した後、重力分離する
ようにしたので、高温の腐敗しやすい汚泥の場合でも、
汚泥の性状をほとんど変えることなく、高濃度に濃縮さ
せることができ、２次公害も少ない。

代理人　弁理士　柳　原　　　成 手続補正書 １、事件の表示 昭和６１年　特許類　第７５４５１号 ２、発明の名称 有機性汚泥の濃縮方法 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）ＯＲＰが−２００〜−２０ｍＶとなるように被濃
   縮汚泥に酸化剤を添加した後、重力分離により濃縮する
   ことを特徴とする有機性汚泥の濃縮方法。
2. （２）汚泥が下水の最初沈殿池汚泥、余剰活性汚泥また
   はこれらの混合汚泥である特許請求の範囲第１項記載の
   濃縮方法。
3. （３）酸化剤が過酸化物、オゾンまたは次亜塩素酸塩で
   ある特許請求の範囲第１項または第２項記載の濃縮方法
   。
4. （４）ＯＲＰが−１５０〜−２５ｍＶである特許請求の
   範囲第１項ないし第３項のいずれかに記載の濃縮方法。
5. （５）重力分離が予めカチオン性高分子凝集剤を添加し
   た後行うものである特許請求の範囲第１項ないし第４項
   のいずれかに記載の濃縮方法。