汚泥濃縮・脱水方法
【課題】異なる含水率の汚泥を処理し、処理した汚泥を再利用する可能な汚泥濃縮・脱水方法を提供すること。
【解決手段】
汚泥濃縮・脱水方法において、
（１）有機調整剤（ポリアクリルアミド）を加えて、初めの調整を行った後、汚泥を濃縮し、
（２）無機調整剤（Fe及びCaを含む化合物）を加えて、再び調整を行った後、脱水機に移送し、脱水を行い、
（３）脱水した汚泥は、最終の処理要件を満している時に、直接に対応する処理を行うことを含むことを特徴とする汚泥濃縮・脱水方法。
【解決手段】
汚泥濃縮・脱水方法において、
（１）有機調整剤（ポリアクリルアミド）を加えて、初めの調整を行った後、汚泥を濃縮し、
（２）無機調整剤（Fe及びCaを含む化合物）を加えて、再び調整を行った後、脱水機に移送し、脱水を行い、
（３）脱水した汚泥は、最終の処理要件を満している時に、直接に対応する処理を行うことを含むことを特徴とする汚泥濃縮・脱水方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、汚泥を処理する方法に関し、特に、異なる含水率の汚泥を処理し、処理した汚泥を再利用することが可能な汚泥濃縮・脱水方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、異なる含水率の汚泥を処理する方法のほとんどは、汚泥の濃縮を行ってから、調整剤を加えて脱水を行うという方法を採用する。その具体的なステップは、汚泥を重力濃縮タンクに移送し、濃縮を行って、濃縮汚泥に調整剤を加えて、混合撹拌し、そして脱水機に移送し、脱水を行う。脱水した汚泥は、最終の処理要件を満すならば、相応する処理を行うことができる。脱水機によって、脱水した汚泥は、最終の処理要件を満さない場合、更に乾燥処理を行い、そして、相応する処理を行うことができる。有機調整剤は、静電気を中和させて粒子間吸着架橋作用を備え、汚泥を凝固でき、それによって、汚泥の脱水効果を高める目的を達成できる。汚泥の脱水効果を高める目的のためには、ポリアクリルアミドで調整可能である。
【０００３】
上述した汚泥の処理方法は、下記の欠点がある；
１．濃縮汚泥は、高い含水率であって、濃縮する時間が長く、濃縮タンクも大きな面積を占める。汚泥の濃縮方法は、高い含水率を有する汚泥を重力濃縮タンクに導入させて、濃縮を行い、それによって、濃縮汚泥は、含水率９７％である。しかも濃縮する時間は長く、更に大きな濃縮タンクも必要である。
２．最終処理がより困難である。汚泥脱水の方法は、濃縮汚泥に調整剤を加えて調整を行い、そして、汚泥を汚泥脱水機に導入して脱水する。よく使われるのは、遠心脱水機である。この汚泥脱水の方式は、汚泥の含水率を８０％とし、加圧ろ過脱水機を採用する場合でも、汚泥の含水率は７０〜７５％である。これらの汚泥脱水の方式は、汚泥の含水率を好ましい程度とすることができず、含水率７０〜８０％の汚泥は、最終の処理に対して、多くの困難を伴い、更に、このような汚泥は、崩れ落る危険、堆積の困難性、しかも、ゴミ濾液収容システムを塞ぐことからゴミの埋立て場にも受け入れられない。
３．脱水した汚泥の体積と重量が大きくなって、産出量も多くなるため、処理プロセスのコストが高くなる。上述した汚泥処理方法によって、濃縮は、汚泥の含水率を９７％ぐらいとし、遠心脱水する場合は、汚泥の含水率を８０％ぐらいとし、加圧ろ過脱水する場合は、汚泥の含水率を７０〜７５％とさせることができる。数多く現在の汚泥処理場において、採用されるのは、遠心脱水であって、加圧ろ過脱水を採用する場合は、少ない。したがって、現状、汚泥処理脱水した汚泥の含水率は８０％ぐらいである。汚泥処理にとって、産出量が大きく、含水率も高くなると、その利用価値は、汚泥処理のコストに比較して低く、更に資源化の利用は、極めて制限される。例えば、汚泥の含水量が高く、含水率８０％の汚泥中には、２０％の乾汚泥を有するに過ぎず、含水率８０％の汚泥は、汚泥の総産量、体積、重量が大きく、汚泥処理に困難を引き起こす。特に、資源化の利用に関し、含水量が高いため、利用可能な汚泥が、相対的に少なくなり、脱水するコストが汚泥の利用価値より大きくなって、更に汚泥の利用処置が難しくなる。
４．乾燥処理するエネルギーの消費が高い。汚水処理場から生産した含水率８０％ぐらいの汚泥は、直接乾燥処理を行って汚泥中の水分を除去している。しかしながら、汚泥の含水量が非常に高く、しかも乾燥蒸発した水量も大きく、水分の蒸発が困難となるため、汚泥の乾燥処理は、多くの熱量を消費する。エネルギーを多く消費して、更に高い乾燥処理のコスト、乾燥設備の負担、多くの処理量等は、汚泥処理する投資と増加するコストにとって、経済的に難しく受け入れられない。そのうえに更に含水率１０％まで乾燥処理を行うならば、含水率８０％の汚泥処理量は、含水率６０％の汚泥量の２倍になる。必要な乾燥蒸発した水分を比較すると、１トンの含水率８０％の汚泥は、０．５トンの含水率６０％の汚泥の２．８倍である。
５．汚泥は積みおろしまたは移送するのに便利ではない。例えば、脱水機を通って脱水した汚泥の含水率を６０％まで下げ、汚泥の形態と性質を変化させ、汚泥の体積と重量も変化させた、含水率６０％の汚泥の重量と体積は、含水率８０％の汚泥の半分となる。埋め立て処理を行う場合、含水率８０％の汚泥は、含水率６０％の汚泥と比べて、その必要な容積が、２倍であり、移送量も２倍に増加する。
【０００４】
上述した状況から汚泥処理の重要なポイントは、汚泥の濃縮と脱水であるが、現在多くで採用されている汚泥処理方法は、汚泥中の水分を十分には分離しておらず、濃縮と脱水によって汚泥中の水分を除去する効果は、なお比較的低い。
【０００５】
発明名称が「汚泥脱水と安定化処理」である中国特許出願番号：２００５１０２００２７１.２に開示された方法は、第一、汚水処理場で脱水した含水率７５〜８２％（固形の含有率：１８〜２５％）の汚泥を加熱し乾燥処理を行い、固形の含有量２８〜６０％（含水率４０〜７２％）に調製する。第二、加熱乾燥した汚泥とアルカリ性粉体物を平均的に混合して、安定化処理を行い、加えるアルカリ性粉体物の量は、汚泥の量の５〜３０％にし、ｐH値が１１となり、加える石炭粉は、汚泥の量の１〜２０％にする。本件開示された実施例の内容が不明確で、具体的な実施例と実施方法が開示されていないため、実施する詳細が不明である。アルカリ性粉体物、石炭粉を加えた後、汚泥の含水率をいくらにするのか、汚泥の性状、性質を説明していない。この方法において、含水率７５〜８２％の脱水汚泥を加熱乾燥する。高含水率の汚泥に対して、加熱方法を採用し、乾燥を行い、多くの水分を除去するため、乾燥に要するエネルギーが高くなる。しかも、高含水率の汚泥は、その体積と重量の値が高いので、加熱乾燥する際に多くの起動エネルギーを必要する。一方、加えられるアルカリ性粉体物の量は、最高で汚泥量の３０％となり、汚泥重量を３０％増加させると推定される。しかも、石炭粉を最高で汚泥重量の２０％で加える必要があるので、アルカリ性粉体物と石炭粉を混合して、汚泥量の５０％に達し、最終的に増加した重量は、汚泥重量の５０％となる。したがって、その結果は、最終の重量を減らすのではなく、かえって１０％増加する。これは、汚泥の減量化を達成するのではなく、かえって最終処理の汚泥重量と体積を増加し、更に、処理と稼働費用を高める。また、汚泥のｐH値が１１以上となるのは、高いｐH値で大量のアンモニアを生じ、環境を汚染する。
【０００６】
発明名称が「汚泥深部の脱水方法」である中国特許出願番号：２００６１０１２３５５２.７に開示された方法は、第一、ろ液を汚泥に加えて、調整する。Feを含有する化学工業の原料を添加し、攪拌して、２〜１２分反応させて、そしてCaを含有する化学工業の原料を添加し、攪拌して、３〜１５分反応させる。第二、調整した汚泥を加圧ろ過脱水機に導入させて脱水する。汚泥中の水分を加圧ろ過して、１.５〜２.５MPaの圧力下で、３０〜７０分圧力を保持する。最終脱水した汚泥の含水率は、６０％以下に達する。この方法の欠点は、遠心脱水した汚泥にろ液を加える必要がある。遠心脱水した含水率８０〜８５％の汚泥にろ液を添加して希釈を行い、汚泥の含水率を９０％ぐらいとさせ、そして、Feを含有する化学工業の原料とCaを含有する化学工業の原料を添加して、調整を行う。加圧ろ過を利用して脱水するために、脱水した汚泥に再び水を加えて希釈を行い、遠心脱水した汚泥を再び脱水を行って、汚泥の含水率を６０％以下とさせる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】中国特許出願番号：２００５１０２００２７１.２（公開日：２００５年１１月９日）
【特許文献２】中国特許出願番号：２００６１０１２３５５２.７（公開日：２００７年５月１６日）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の主な目的は、上述した問題を解決するために、汚泥濃縮・脱水方法を提供する。それは、脱水の効率が高く、エネルギーの消費が低く、大幅に汚泥の含水率を減らすことができ、操作過程を簡略化し、しかも、投資と稼働費用が低く、操作進行が簡便で、水処理から生じた汚泥と、湖、池、河川、大きな川、溝渠、排水管からの底泥と、軽化学工業及び食品加工から生産された汚泥に適用可能な濃縮脱水の方法であることに関する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、汚泥濃縮・脱水方法を提供する。その方法は、（１）先に汚泥を濃縮し、（２）濃縮汚泥に調整剤を混合してから、脱水機に移送し脱水し、（３）脱水した汚泥は、最終処置の要件を満たす時に、直接相応の処置を行う。その特徴点は、前記ステップ（１）の汚泥は、濃縮する前に有機調整剤を加えて、第一の調整を行ってから濃縮を行い、前記ステップ（２）は、濃縮汚泥は、脱水機に移送される前に、無機調整剤が加えられ、再び調整を行ってから、脱水し、大幅に汚泥の含水率を減らすことである。
【００１０】
第一の調整をした汚泥は、濃縮することで、含水率を低くし、大幅に濃縮時間を短縮し、さらに再び汚泥を調整して、汚泥を脱水することで、低い含水率を獲得する。
上述した第一の調整のために加えられた有機調整剤は、ポリアクリルアミド（PAM）有機化合物である。当該有機化合物は、静電気を中和させて粒子間吸着架橋作用を備え、汚泥の性質を変えることができ、汚泥の急速沈降に役立ち、沈降した汚泥の密度を高くし、急速濃縮することと汚泥の含水率の低下を達成する。
【００１１】
汚泥の良好な脱水を可能にし、更に汚泥の含水率を低下するために再び調整のために添加する、上述した無機調整剤は、Fe及びCaを含む化合物である。当該化合物は、静電中和、吸着、捕獲、凝固促進、重金属不活性化、殺菌、消臭及び骨架を形成する機能があるだけではなく、汚泥の性質を変えることが可能で、機械作用下に汚泥中の水分を容易に分離することに役立ち、短時間で大幅に汚泥の含水率を減らす機能を発揮する。さらに、脱水化汚泥を乾燥する時に、良好な粒子化汚泥を形成することを可能にし、汚泥を乾燥する間、汚泥粒子化の要件を満たす。
【００１２】
第一の調整した汚泥の含水率を、より減らすために、上述したポリアクリルアミド（PAM）有機化合物の添加量は、乾燥汚泥重量の０.０５〜０.５％（W/W）であって、濃縮された汚泥の含水率は８６〜９５％（W/W）である。
【００１３】
加圧ろ過脱水する汚泥の含水率を最大限低くするために、上述したFe及びCaを含む化合物の添加量は、乾燥汚泥重量に対して、Feを含む化合物が、０.３〜６％（W/W）、Caを含む化合物が、３〜１５０％（W/W）であって、上述したパーセンテージの化合物を濃縮汚泥に添加して、再び調整してから、加圧ろ過脱水機に導入して脱水し、脱水した汚泥の含水率を５１〜６９％（W/W）とする。
【００１４】
第一の調整した汚泥の濃縮効果を優れたものにするために、上述した第一の調整した汚泥の濃縮方法は、重力濃縮を採用でき、また機械濃縮も採用できる。前記の機械濃縮としては、遠心濃縮を採用できる。
【００１５】
脱水した汚泥を異なる領域の最終処置の要件に適応させるために、上述したステップ（３）において、脱水した汚泥は、乾燥処理を行うことができ、乾燥処理した汚泥を最終処置の要件を満す時に、相応の処置を行う。
【００１６】
最終処置の領域として、上述した最終の処置は、埋め立て、焚焼、堆肥作り、れんが作り、有機的な栄養土作り、清浄石炭作り等のために適用できる。
【００１７】
調整した汚泥の含水率を最も低くさせるためには、上述した脱水機は、加圧ろ過機を採用する。
【００１８】
本発明は異なる領域の汚泥に適用できる。上述したステップ（１）で濃縮する前の汚泥は、水処理から生じた汚泥、湖、池、河川、大きな川、溝渠、もしくは排水管からの底泥、軽化学工業及び食品加工から生産された汚泥等が対象となる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の方法においては、濃縮汚泥の含水率は、８６〜９５％（W/W）である。それは、現在よく使用されている汚泥の濃縮方法において汚泥の含水率が９７％（W/W）であることと比べて、その体積が４０〜７８.６％にまで減り、後の処理作業プロセスにおいて処理される汚泥の含水率と処理の負担を減らす。同時に、その含水率は、汚泥の体積と重量を減らし、相対的に後の処理作業プロセスからの汚泥量を減らす。一方、汚泥中の水分を除去する技術と比べて、濃縮は、最小のエネルギーを消費する技術となる。濃縮段階で、汚泥中の水分を多く除去できれば、後の処理作業プロセスからの負担、処理量を軽減するだけでなく、大幅な汚泥処理の最終エネルギーを減らすことができる。しかも大幅な汚泥処理のコストを減らす。後の処理作業プロセスに入る汚泥脱水の処理量を低下させ、濃縮する時間も短縮し、更に大幅に、汚泥濃縮タンクの容積を減らし、占有面積を節約する。同時に濃縮と脱水の連続進行に役立つ。
【００２０】
本発明の方法で脱水した汚泥の含水率は、５１〜６９％（W/W）に達する。その方法は、現在よく使用されている遠心脱水で脱水された８０％（W/W）の含水率の方法より、汚泥量を３５.５〜５９.２％減らし、大幅に後の処理作業プロセスからの汚泥乾燥の処理量を軽減し、８０％（W/W）含水率の汚泥は、体積または重量において６０％（W/W）含水率の汚泥の２倍となる。乾燥するためには、一般的に加熱の方法を採用する。汚泥中の水分を除去するために、汚泥処理のエネルギーが高い処理作業プロセスとなる。脱水汚泥の含水率を減らすことで、更に大幅に汚泥乾燥のエネルギーを節約し、それによって全汚泥処理過程の消費エネルギーを減らすことができる。現在国内外でよく採用されている方法は、同様な汚泥を含水率８０％（W/W）（１トンで計算する）にまで脱水してから、含水率１０％（W/W）まで乾燥させることである。本発明の方法は、汚泥を含水率６０％（W/W）（０.５トンで計算する）にまで脱水してから、含水率１０％（W/W）まで乾燥させることである。両方法を比較すると、本発明の方法では、乾燥化量は、半分に減らし、蒸発する必要水分は、７７８kgから２７８kgにまで減少し、エネルギー消費も６４.３％節約する。特に、含水率６０％（W/W）以下の汚泥は、直接に埋め立ての要件を満たし、さらなる処理をしなくても、直接埋め立てを行うことができる。現在の含水率８０％（W/W）の汚泥が直接に埋め立てすることが困難で、処理も難しいことを解決し、しかも、含水率５１〜６９％（W/W）の汚泥は、含水率８０％（W/W）の汚泥と比べて、移送することが簡便である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の技術の流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１に示すように、本発明の方法は、以下のステップを含み、それは、（１）先に汚泥を濃縮し、（２）濃縮汚泥に調整剤を混合してから、脱水機に移送し脱水し、（３）脱水した汚泥は、最終処置の要件を満たす時に、直接相応の処置を行う。前記ステップ（１）の汚泥は、濃縮する前に有機調整剤を加えて、第一の調整を行い、調整してから濃縮を行う。前記ステップ（２）の濃縮汚泥は、脱水機に移送される前に、無機調整剤を加えて、再び調整を行う。前記二回の調整をおこなってから、脱水して、大幅に汚泥の含水率を減らす。第一の調整をした汚泥の含水率を、濃縮することで、更に低くし、大幅に濃縮時間を短縮する。さらに再び汚泥を調整して、汚泥を脱水しているため、低い含水率を獲得している。上述した第一の調整中に加えられた有機調整剤は、ポリアクリルアミド（PAM）有機化合物である。当該有機化合物は、静電気を中和させて粒子間吸着架橋作用を備え、汚泥の性質を変えることができ、汚泥の急速沈下に役立ち、沈下した汚泥の密度を高くし、、急速濃縮することと汚泥の含水率を低下することを達成する。良好な脱水効果を獲得し、更に汚泥の含水率を低下するために、さらなる調整のために濃縮汚泥と混合される、上述した無機調整剤は、Fe及びCaを含む化合物である。当該化合物は、静電中和、捕獲、吸着、凝固促進、重金属不活性化、殺菌、消臭及び骨架を形成する機能があるだけではなく、汚泥の性質を変えることが可能で、機械作用下に汚泥中の水分を容易に分離することに役立ち、短時間で大幅に汚泥の含水率を減らすことを達成し、また、汚泥にある重金属を不活性化することに役に立つ。加えて、無機調整剤は、脱水した汚泥を乾燥する時に、良好な粒子化汚泥を形成することを可能にし、汚泥を乾燥する時、汚泥粒子化の要件を満す。第一の調整した汚泥の含水率をもっと減らすために、上述したポリアクリルアミド（PAM）有機化合物の添加量は、乾燥汚泥重量の０.０５〜０.５％（W/W）であって、濃縮汚泥の含水率は８６〜９５％（W/W）に達成する。加圧ろ過脱水した汚泥の含水率を最も低くさせるために、上述したFe及びCaを含む化合物の添加量は、乾燥汚泥重量に対して、Feを含む化合物が、０.３〜６％（W/W）であって、Caを含む化合物が、３〜１５０％（W/W）である。上述したパーセンテージの化合物を濃縮汚泥に添加して、再び調整してから、加圧ろ過脱水機に導入して脱水し、脱水した汚泥の含水率を５１〜６９％（W/W）とする。第一の調整した汚泥の濃縮効果を優れたものにするために、上述の第一の調整した汚泥の濃縮方法は、重力濃縮を採用でき、また機械濃縮も採用でき、前記の機械濃縮は、遠心濃縮を採用でき、または、真空濃縮をも採用できる。脱水した汚泥を異なる領域の最終処置の要件に適応させるために、上述したステップ（３）で、脱水した汚泥は、乾燥処理を行うことができ、乾燥処理した汚泥が最終処置の要件を満たす時に、相応の処置を行う。調整した汚泥の含水率を最も低くさせるために、上述した脱水機は、加圧ろ過機を採用する。本発明を異なる領域の汚泥に適応させるために、上述したステップ（１）で濃縮する前の汚泥は、水処理から生じた汚泥、又は湖、池、河川、大きな川、溝渠、排水管からの底泥、軽化学工業及び食品加工から生産された汚泥等が対象となる。
【実施例１】
【００２３】
都市生活環境にある汚水処理場の二次沈降池から含水率９９.５％（W/W）の汚泥を攪拌池に移送し、そこにポリアクリルアミド（PAM）を入れて、十分に攪拌し混合し、ポリアクリルアミド（PAM）と汚泥を十分に反応調整し、汚泥の第一の調整を達成する。ポリアクリルアミド（PAM）の添加量は、乾燥汚泥重量の０.１２％（W/W）とする。調整した汚泥を汚泥濃縮池に移送し、重力作用で汚泥を沈降させ、急速的に濃縮を行う。濃縮時間は６０分であって、汚泥から分離した水分で形成した上清み液は、池から排除される。濃縮汚泥は、濃縮池の底部で抽出されて後の作業プロセスに移送する。濃縮汚泥の含水率は、９３％（W/W）となる。
【００２４】
濃縮汚泥を再び調整する攪拌池に移送して、先にFe化合物を加える。添加量は、１.９％（W/W）である。ついで、Ca化合物を加える。添加量は、７％（W/W）である。添加量の計算は、前記再び調整する時の乾燥汚泥重量を基準とする。十分に攪拌する。攪拌反応の時間は、１０分である。添加した調整剤は、汚泥と十分に混合し反応調整する。調整した汚泥が保圧２５MPaの加圧ろ過脱水機に移送される。注入圧力は、１.２MPaである。２時間を経過してから脱水過程を完成する。加圧ろ過脱水機を開けて、脱水した汚泥ケーキを抽出する。この時、汚泥の含水率は５８％（W/W）となる。
【実施例２】
【００２５】
都市生活環境にある汚水処理場の二次沈降池から含水率９９.７％（W/W）の汚泥を攪拌池に移送し、これにポリアクリルアミド（PAM）を添加して、十分に攪拌・混合した。ポリアクリルアミド（PAM）と汚泥を十分に反応調整し、汚泥の第一の調整をおこなった。添加量は、乾燥汚泥重量の０.１５％（W/W）とした。調整した汚泥を汚泥濃縮池に移送し、重力作用で汚泥を沈降させ、急速的に濃縮を行った。濃縮時間は１２０分であって、汚泥中から分離した水分で形成された上清み液は、池から排除される。濃縮汚泥は、濃縮池の底部で抽出されて後の作業プロセスに移送した。濃縮汚泥の含水率は、９０％（W/W）となる。
【００２６】
濃縮汚泥を再調整する攪拌池に移送し、先にFe化合物を加えた。添加量は、２.２８％（W/W）である。ついで、Ca化合物を加えた。添加量は、８.４％（W/W）である。添加量の計算は、前記再調整する時の乾燥汚泥重量を基準とする。十分に攪拌し、攪拌反応の時間は、１０分である。添加した調整剤は、汚泥と十分に混合し反応調整する。調整した汚泥が保圧２５MPaの加圧ろ過脱水機に移送された。注入圧力は、１.２MPaである。２.５時間を経過して、脱水過程を完成する。加圧ろ過脱水機を開けて、脱水した汚泥ケーキを抽出する。この時、汚泥の含水率は５５％（W/W）となる。
【実施例３】
【００２７】
都市生活環境にある汚水処理場の二次沈降池から含水率９９.３％（W/W）の汚泥を攪拌池に移送し、ポリアクリルアミド（PAM）を添加して、十分に攪拌混合した。ポリアクリルアミド（PAM）と汚泥を十分に反応調整させて、汚泥の第一の調整をおこなった。添加量は、乾燥汚泥重量の０.１６％（W/W）とした。調整した汚泥を汚泥濃縮池に移送し、重力作用で汚泥を沈降させ、急速的に濃縮を行った。濃縮時間は１２０分であって、汚泥中から分離した水分で形成した上清み液は、池から排除される。濃縮汚泥は、濃縮池の底部で抽出されて後の作業プロセスに移送した。濃縮汚泥の含水率は、９０.７％（W/W）となる。
【００２８】
濃縮汚泥を再び調整する攪拌池に移送した。先にFe化合物を加え、添加量は、２.０９％（W/W）であった。ついで、Ca化合物を加え、添加量は、９.８％（W/W）であった。添加量の計算は、前記再び調整する時の乾燥汚泥重量を基準とする。十分に攪拌し、攪拌反応の時間は、１０分であった。添加した調整剤は、汚泥と十分に混合し反応調整した。調整した汚泥が保圧２５MPaの加圧ろ過脱水機に移送されてた。注入圧力は、１.２MPaであって、３時間を経過してから脱水過程を完成する。加圧ろ過脱水機を開けて、脱水した汚泥ケーキを抽出した。この時、汚泥の含水率は５１％（W/W）となる。
【実施例４】
【００２９】
都市生活環境にある汚水処理場の二次沈降池から含水率９９.５％（W/W）の汚泥を攪拌池に移送し、ポリアクリルアミド（PAM）を入れて、十分に攪拌し混合した。ポリアクリルアミド（PAM）と汚泥を十分に反応調整させ、汚泥の第一の調整を達成した。添加量は、乾燥汚泥重量の０.０９％（W/W）とした。調整した汚泥を汚泥濃縮池に移送し、そして重力作用で汚泥を沈降させて、急速的に濃縮を行った。濃縮時間は６０分であって、汚泥中から分離した水分で形成した上清み液は、池から排除される。濃縮汚泥は、濃縮池の底部で抽出されて後の作業プロセスに移送した。濃縮汚泥の含水率は、９５.３％（W/W）となる。
【００３０】
濃縮汚泥を再び調整する攪拌池に移送し、先にFe化合物を加えた。添加量は、１.７１％（W/W）であった。ついで、Ca化合物を加えて、添加量は、７％（W/W）であった。添加量の計算は、再び調整する時の乾燥汚泥重量を基準とする。十分に攪拌し、攪拌反応の時間は、１０分であった。添加した調整剤は、汚泥と十分に混合し反応調整した。調整した汚泥が保圧２５MPaの加圧ろ過脱水機に移送された。注入圧力は、１.２MPaであって、２時間を経過してから脱水過程を完成する。加圧ろ過脱水機を開けて、脱水した汚泥ケーキを抽出した。この時、汚泥の含水率は６２％（W/W）となる。
【実施例５】
【００３１】
都市生活環境にある汚水処理場の二次沈降池から含水率９９.５％（W/W）の汚泥を攪拌池に移送し、ポリアクリルアミド（PAM）を入れて、十分に攪拌し混合した。ポリアクリルアミド（PAM）と汚泥を十分に反応調整させて、汚泥の第一の調整を達成した。添加量は、乾燥汚泥重量の０.０７％（W/W）とした。調整した汚泥を汚泥濃縮池に移送し、重力作用で汚泥を沈降させて、急速的に濃縮を行った。濃縮時間は６０分である。汚泥中から分離した水分で形成した上清み液は、池から排除される。濃縮汚泥は、濃縮池の底部で抽出されて後の作業プロセスに移送した。濃縮汚泥の含水率は、９６.１％（W/W）となる。
【００３２】
濃縮汚泥を再び調整する攪拌池に移送し、先にFe化合物を加えた。添加量は、１.７５％（W/W）である。ついで、Ca化合物を加えた。添加量は、５.６％（W/W）である。添加量の計算は、前記再び調整する時の乾燥汚泥重量を基準とする。十分に攪拌し、攪拌反応の時間は、１０分であった。添加した調整剤は、汚泥と十分に混合し反応調整した。調整した汚泥が保圧２５MPaの加圧ろ過脱水機に移送された。注入圧力は、１.２MPaであって、２時間を経過してから脱水過程を完成する。加圧ろ過脱水機を開けて、脱水した汚泥ケーキを抽出した。この時、汚泥の含水率は６４％（W/W）となる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、汚泥を処理する方法に関し、特に、異なる含水率の汚泥を処理し、処理した汚泥を再利用することが可能な汚泥濃縮・脱水方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、異なる含水率の汚泥を処理する方法のほとんどは、汚泥の濃縮を行ってから、調整剤を加えて脱水を行うという方法を採用する。その具体的なステップは、汚泥を重力濃縮タンクに移送し、濃縮を行って、濃縮汚泥に調整剤を加えて、混合撹拌し、そして脱水機に移送し、脱水を行う。脱水した汚泥は、最終の処理要件を満すならば、相応する処理を行うことができる。脱水機によって、脱水した汚泥は、最終の処理要件を満さない場合、更に乾燥処理を行い、そして、相応する処理を行うことができる。有機調整剤は、静電気を中和させて粒子間吸着架橋作用を備え、汚泥を凝固でき、それによって、汚泥の脱水効果を高める目的を達成できる。汚泥の脱水効果を高める目的のためには、ポリアクリルアミドで調整可能である。
【０００３】
上述した汚泥の処理方法は、下記の欠点がある；
１．濃縮汚泥は、高い含水率であって、濃縮する時間が長く、濃縮タンクも大きな面積を占める。汚泥の濃縮方法は、高い含水率を有する汚泥を重力濃縮タンクに導入させて、濃縮を行い、それによって、濃縮汚泥は、含水率９７％である。しかも濃縮する時間は長く、更に大きな濃縮タンクも必要である。
２．最終処理がより困難である。汚泥脱水の方法は、濃縮汚泥に調整剤を加えて調整を行い、そして、汚泥を汚泥脱水機に導入して脱水する。よく使われるのは、遠心脱水機である。この汚泥脱水の方式は、汚泥の含水率を８０％とし、加圧ろ過脱水機を採用する場合でも、汚泥の含水率は７０〜７５％である。これらの汚泥脱水の方式は、汚泥の含水率を好ましい程度とすることができず、含水率７０〜８０％の汚泥は、最終の処理に対して、多くの困難を伴い、更に、このような汚泥は、崩れ落る危険、堆積の困難性、しかも、ゴミ濾液収容システムを塞ぐことからゴミの埋立て場にも受け入れられない。
３．脱水した汚泥の体積と重量が大きくなって、産出量も多くなるため、処理プロセスのコストが高くなる。上述した汚泥処理方法によって、濃縮は、汚泥の含水率を９７％ぐらいとし、遠心脱水する場合は、汚泥の含水率を８０％ぐらいとし、加圧ろ過脱水する場合は、汚泥の含水率を７０〜７５％とさせることができる。数多く現在の汚泥処理場において、採用されるのは、遠心脱水であって、加圧ろ過脱水を採用する場合は、少ない。したがって、現状、汚泥処理脱水した汚泥の含水率は８０％ぐらいである。汚泥処理にとって、産出量が大きく、含水率も高くなると、その利用価値は、汚泥処理のコストに比較して低く、更に資源化の利用は、極めて制限される。例えば、汚泥の含水量が高く、含水率８０％の汚泥中には、２０％の乾汚泥を有するに過ぎず、含水率８０％の汚泥は、汚泥の総産量、体積、重量が大きく、汚泥処理に困難を引き起こす。特に、資源化の利用に関し、含水量が高いため、利用可能な汚泥が、相対的に少なくなり、脱水するコストが汚泥の利用価値より大きくなって、更に汚泥の利用処置が難しくなる。
４．乾燥処理するエネルギーの消費が高い。汚水処理場から生産した含水率８０％ぐらいの汚泥は、直接乾燥処理を行って汚泥中の水分を除去している。しかしながら、汚泥の含水量が非常に高く、しかも乾燥蒸発した水量も大きく、水分の蒸発が困難となるため、汚泥の乾燥処理は、多くの熱量を消費する。エネルギーを多く消費して、更に高い乾燥処理のコスト、乾燥設備の負担、多くの処理量等は、汚泥処理する投資と増加するコストにとって、経済的に難しく受け入れられない。そのうえに更に含水率１０％まで乾燥処理を行うならば、含水率８０％の汚泥処理量は、含水率６０％の汚泥量の２倍になる。必要な乾燥蒸発した水分を比較すると、１トンの含水率８０％の汚泥は、０．５トンの含水率６０％の汚泥の２．８倍である。
５．汚泥は積みおろしまたは移送するのに便利ではない。例えば、脱水機を通って脱水した汚泥の含水率を６０％まで下げ、汚泥の形態と性質を変化させ、汚泥の体積と重量も変化させた、含水率６０％の汚泥の重量と体積は、含水率８０％の汚泥の半分となる。埋め立て処理を行う場合、含水率８０％の汚泥は、含水率６０％の汚泥と比べて、その必要な容積が、２倍であり、移送量も２倍に増加する。
【０００４】
上述した状況から汚泥処理の重要なポイントは、汚泥の濃縮と脱水であるが、現在多くで採用されている汚泥処理方法は、汚泥中の水分を十分には分離しておらず、濃縮と脱水によって汚泥中の水分を除去する効果は、なお比較的低い。
【０００５】
発明名称が「汚泥脱水と安定化処理」である中国特許出願番号：２００５１０２００２７１.２に開示された方法は、第一、汚水処理場で脱水した含水率７５〜８２％（固形の含有率：１８〜２５％）の汚泥を加熱し乾燥処理を行い、固形の含有量２８〜６０％（含水率４０〜７２％）に調製する。第二、加熱乾燥した汚泥とアルカリ性粉体物を平均的に混合して、安定化処理を行い、加えるアルカリ性粉体物の量は、汚泥の量の５〜３０％にし、ｐH値が１１となり、加える石炭粉は、汚泥の量の１〜２０％にする。本件開示された実施例の内容が不明確で、具体的な実施例と実施方法が開示されていないため、実施する詳細が不明である。アルカリ性粉体物、石炭粉を加えた後、汚泥の含水率をいくらにするのか、汚泥の性状、性質を説明していない。この方法において、含水率７５〜８２％の脱水汚泥を加熱乾燥する。高含水率の汚泥に対して、加熱方法を採用し、乾燥を行い、多くの水分を除去するため、乾燥に要するエネルギーが高くなる。しかも、高含水率の汚泥は、その体積と重量の値が高いので、加熱乾燥する際に多くの起動エネルギーを必要する。一方、加えられるアルカリ性粉体物の量は、最高で汚泥量の３０％となり、汚泥重量を３０％増加させると推定される。しかも、石炭粉を最高で汚泥重量の２０％で加える必要があるので、アルカリ性粉体物と石炭粉を混合して、汚泥量の５０％に達し、最終的に増加した重量は、汚泥重量の５０％となる。したがって、その結果は、最終の重量を減らすのではなく、かえって１０％増加する。これは、汚泥の減量化を達成するのではなく、かえって最終処理の汚泥重量と体積を増加し、更に、処理と稼働費用を高める。また、汚泥のｐH値が１１以上となるのは、高いｐH値で大量のアンモニアを生じ、環境を汚染する。
【０００６】
発明名称が「汚泥深部の脱水方法」である中国特許出願番号：２００６１０１２３５５２.７に開示された方法は、第一、ろ液を汚泥に加えて、調整する。Feを含有する化学工業の原料を添加し、攪拌して、２〜１２分反応させて、そしてCaを含有する化学工業の原料を添加し、攪拌して、３〜１５分反応させる。第二、調整した汚泥を加圧ろ過脱水機に導入させて脱水する。汚泥中の水分を加圧ろ過して、１.５〜２.５MPaの圧力下で、３０〜７０分圧力を保持する。最終脱水した汚泥の含水率は、６０％以下に達する。この方法の欠点は、遠心脱水した汚泥にろ液を加える必要がある。遠心脱水した含水率８０〜８５％の汚泥にろ液を添加して希釈を行い、汚泥の含水率を９０％ぐらいとさせ、そして、Feを含有する化学工業の原料とCaを含有する化学工業の原料を添加して、調整を行う。加圧ろ過を利用して脱水するために、脱水した汚泥に再び水を加えて希釈を行い、遠心脱水した汚泥を再び脱水を行って、汚泥の含水率を６０％以下とさせる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】中国特許出願番号：２００５１０２００２７１.２（公開日：２００５年１１月９日）
【特許文献２】中国特許出願番号：２００６１０１２３５５２.７（公開日：２００７年５月１６日）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の主な目的は、上述した問題を解決するために、汚泥濃縮・脱水方法を提供する。それは、脱水の効率が高く、エネルギーの消費が低く、大幅に汚泥の含水率を減らすことができ、操作過程を簡略化し、しかも、投資と稼働費用が低く、操作進行が簡便で、水処理から生じた汚泥と、湖、池、河川、大きな川、溝渠、排水管からの底泥と、軽化学工業及び食品加工から生産された汚泥に適用可能な濃縮脱水の方法であることに関する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、汚泥濃縮・脱水方法を提供する。その方法は、（１）先に汚泥を濃縮し、（２）濃縮汚泥に調整剤を混合してから、脱水機に移送し脱水し、（３）脱水した汚泥は、最終処置の要件を満たす時に、直接相応の処置を行う。その特徴点は、前記ステップ（１）の汚泥は、濃縮する前に有機調整剤を加えて、第一の調整を行ってから濃縮を行い、前記ステップ（２）は、濃縮汚泥は、脱水機に移送される前に、無機調整剤が加えられ、再び調整を行ってから、脱水し、大幅に汚泥の含水率を減らすことである。
【００１０】
第一の調整をした汚泥は、濃縮することで、含水率を低くし、大幅に濃縮時間を短縮し、さらに再び汚泥を調整して、汚泥を脱水することで、低い含水率を獲得する。
上述した第一の調整のために加えられた有機調整剤は、ポリアクリルアミド（PAM）有機化合物である。当該有機化合物は、静電気を中和させて粒子間吸着架橋作用を備え、汚泥の性質を変えることができ、汚泥の急速沈降に役立ち、沈降した汚泥の密度を高くし、急速濃縮することと汚泥の含水率の低下を達成する。
【００１１】
汚泥の良好な脱水を可能にし、更に汚泥の含水率を低下するために再び調整のために添加する、上述した無機調整剤は、Fe及びCaを含む化合物である。当該化合物は、静電中和、吸着、捕獲、凝固促進、重金属不活性化、殺菌、消臭及び骨架を形成する機能があるだけではなく、汚泥の性質を変えることが可能で、機械作用下に汚泥中の水分を容易に分離することに役立ち、短時間で大幅に汚泥の含水率を減らす機能を発揮する。さらに、脱水化汚泥を乾燥する時に、良好な粒子化汚泥を形成することを可能にし、汚泥を乾燥する間、汚泥粒子化の要件を満たす。
【００１２】
第一の調整した汚泥の含水率を、より減らすために、上述したポリアクリルアミド（PAM）有機化合物の添加量は、乾燥汚泥重量の０.０５〜０.５％（W/W）であって、濃縮された汚泥の含水率は８６〜９５％（W/W）である。
【００１３】
加圧ろ過脱水する汚泥の含水率を最大限低くするために、上述したFe及びCaを含む化合物の添加量は、乾燥汚泥重量に対して、Feを含む化合物が、０.３〜６％（W/W）、Caを含む化合物が、３〜１５０％（W/W）であって、上述したパーセンテージの化合物を濃縮汚泥に添加して、再び調整してから、加圧ろ過脱水機に導入して脱水し、脱水した汚泥の含水率を５１〜６９％（W/W）とする。
【００１４】
第一の調整した汚泥の濃縮効果を優れたものにするために、上述した第一の調整した汚泥の濃縮方法は、重力濃縮を採用でき、また機械濃縮も採用できる。前記の機械濃縮としては、遠心濃縮を採用できる。
【００１５】
脱水した汚泥を異なる領域の最終処置の要件に適応させるために、上述したステップ（３）において、脱水した汚泥は、乾燥処理を行うことができ、乾燥処理した汚泥を最終処置の要件を満す時に、相応の処置を行う。
【００１６】
最終処置の領域として、上述した最終の処置は、埋め立て、焚焼、堆肥作り、れんが作り、有機的な栄養土作り、清浄石炭作り等のために適用できる。
【００１７】
調整した汚泥の含水率を最も低くさせるためには、上述した脱水機は、加圧ろ過機を採用する。
【００１８】
本発明は異なる領域の汚泥に適用できる。上述したステップ（１）で濃縮する前の汚泥は、水処理から生じた汚泥、湖、池、河川、大きな川、溝渠、もしくは排水管からの底泥、軽化学工業及び食品加工から生産された汚泥等が対象となる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の方法においては、濃縮汚泥の含水率は、８６〜９５％（W/W）である。それは、現在よく使用されている汚泥の濃縮方法において汚泥の含水率が９７％（W/W）であることと比べて、その体積が４０〜７８.６％にまで減り、後の処理作業プロセスにおいて処理される汚泥の含水率と処理の負担を減らす。同時に、その含水率は、汚泥の体積と重量を減らし、相対的に後の処理作業プロセスからの汚泥量を減らす。一方、汚泥中の水分を除去する技術と比べて、濃縮は、最小のエネルギーを消費する技術となる。濃縮段階で、汚泥中の水分を多く除去できれば、後の処理作業プロセスからの負担、処理量を軽減するだけでなく、大幅な汚泥処理の最終エネルギーを減らすことができる。しかも大幅な汚泥処理のコストを減らす。後の処理作業プロセスに入る汚泥脱水の処理量を低下させ、濃縮する時間も短縮し、更に大幅に、汚泥濃縮タンクの容積を減らし、占有面積を節約する。同時に濃縮と脱水の連続進行に役立つ。
【００２０】
本発明の方法で脱水した汚泥の含水率は、５１〜６９％（W/W）に達する。その方法は、現在よく使用されている遠心脱水で脱水された８０％（W/W）の含水率の方法より、汚泥量を３５.５〜５９.２％減らし、大幅に後の処理作業プロセスからの汚泥乾燥の処理量を軽減し、８０％（W/W）含水率の汚泥は、体積または重量において６０％（W/W）含水率の汚泥の２倍となる。乾燥するためには、一般的に加熱の方法を採用する。汚泥中の水分を除去するために、汚泥処理のエネルギーが高い処理作業プロセスとなる。脱水汚泥の含水率を減らすことで、更に大幅に汚泥乾燥のエネルギーを節約し、それによって全汚泥処理過程の消費エネルギーを減らすことができる。現在国内外でよく採用されている方法は、同様な汚泥を含水率８０％（W/W）（１トンで計算する）にまで脱水してから、含水率１０％（W/W）まで乾燥させることである。本発明の方法は、汚泥を含水率６０％（W/W）（０.５トンで計算する）にまで脱水してから、含水率１０％（W/W）まで乾燥させることである。両方法を比較すると、本発明の方法では、乾燥化量は、半分に減らし、蒸発する必要水分は、７７８kgから２７８kgにまで減少し、エネルギー消費も６４.３％節約する。特に、含水率６０％（W/W）以下の汚泥は、直接に埋め立ての要件を満たし、さらなる処理をしなくても、直接埋め立てを行うことができる。現在の含水率８０％（W/W）の汚泥が直接に埋め立てすることが困難で、処理も難しいことを解決し、しかも、含水率５１〜６９％（W/W）の汚泥は、含水率８０％（W/W）の汚泥と比べて、移送することが簡便である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の技術の流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１に示すように、本発明の方法は、以下のステップを含み、それは、（１）先に汚泥を濃縮し、（２）濃縮汚泥に調整剤を混合してから、脱水機に移送し脱水し、（３）脱水した汚泥は、最終処置の要件を満たす時に、直接相応の処置を行う。前記ステップ（１）の汚泥は、濃縮する前に有機調整剤を加えて、第一の調整を行い、調整してから濃縮を行う。前記ステップ（２）の濃縮汚泥は、脱水機に移送される前に、無機調整剤を加えて、再び調整を行う。前記二回の調整をおこなってから、脱水して、大幅に汚泥の含水率を減らす。第一の調整をした汚泥の含水率を、濃縮することで、更に低くし、大幅に濃縮時間を短縮する。さらに再び汚泥を調整して、汚泥を脱水しているため、低い含水率を獲得している。上述した第一の調整中に加えられた有機調整剤は、ポリアクリルアミド（PAM）有機化合物である。当該有機化合物は、静電気を中和させて粒子間吸着架橋作用を備え、汚泥の性質を変えることができ、汚泥の急速沈下に役立ち、沈下した汚泥の密度を高くし、、急速濃縮することと汚泥の含水率を低下することを達成する。良好な脱水効果を獲得し、更に汚泥の含水率を低下するために、さらなる調整のために濃縮汚泥と混合される、上述した無機調整剤は、Fe及びCaを含む化合物である。当該化合物は、静電中和、捕獲、吸着、凝固促進、重金属不活性化、殺菌、消臭及び骨架を形成する機能があるだけではなく、汚泥の性質を変えることが可能で、機械作用下に汚泥中の水分を容易に分離することに役立ち、短時間で大幅に汚泥の含水率を減らすことを達成し、また、汚泥にある重金属を不活性化することに役に立つ。加えて、無機調整剤は、脱水した汚泥を乾燥する時に、良好な粒子化汚泥を形成することを可能にし、汚泥を乾燥する時、汚泥粒子化の要件を満す。第一の調整した汚泥の含水率をもっと減らすために、上述したポリアクリルアミド（PAM）有機化合物の添加量は、乾燥汚泥重量の０.０５〜０.５％（W/W）であって、濃縮汚泥の含水率は８６〜９５％（W/W）に達成する。加圧ろ過脱水した汚泥の含水率を最も低くさせるために、上述したFe及びCaを含む化合物の添加量は、乾燥汚泥重量に対して、Feを含む化合物が、０.３〜６％（W/W）であって、Caを含む化合物が、３〜１５０％（W/W）である。上述したパーセンテージの化合物を濃縮汚泥に添加して、再び調整してから、加圧ろ過脱水機に導入して脱水し、脱水した汚泥の含水率を５１〜６９％（W/W）とする。第一の調整した汚泥の濃縮効果を優れたものにするために、上述の第一の調整した汚泥の濃縮方法は、重力濃縮を採用でき、また機械濃縮も採用でき、前記の機械濃縮は、遠心濃縮を採用でき、または、真空濃縮をも採用できる。脱水した汚泥を異なる領域の最終処置の要件に適応させるために、上述したステップ（３）で、脱水した汚泥は、乾燥処理を行うことができ、乾燥処理した汚泥が最終処置の要件を満たす時に、相応の処置を行う。調整した汚泥の含水率を最も低くさせるために、上述した脱水機は、加圧ろ過機を採用する。本発明を異なる領域の汚泥に適応させるために、上述したステップ（１）で濃縮する前の汚泥は、水処理から生じた汚泥、又は湖、池、河川、大きな川、溝渠、排水管からの底泥、軽化学工業及び食品加工から生産された汚泥等が対象となる。
【実施例１】
【００２３】
都市生活環境にある汚水処理場の二次沈降池から含水率９９.５％（W/W）の汚泥を攪拌池に移送し、そこにポリアクリルアミド（PAM）を入れて、十分に攪拌し混合し、ポリアクリルアミド（PAM）と汚泥を十分に反応調整し、汚泥の第一の調整を達成する。ポリアクリルアミド（PAM）の添加量は、乾燥汚泥重量の０.１２％（W/W）とする。調整した汚泥を汚泥濃縮池に移送し、重力作用で汚泥を沈降させ、急速的に濃縮を行う。濃縮時間は６０分であって、汚泥から分離した水分で形成した上清み液は、池から排除される。濃縮汚泥は、濃縮池の底部で抽出されて後の作業プロセスに移送する。濃縮汚泥の含水率は、９３％（W/W）となる。
【００２４】
濃縮汚泥を再び調整する攪拌池に移送して、先にFe化合物を加える。添加量は、１.９％（W/W）である。ついで、Ca化合物を加える。添加量は、７％（W/W）である。添加量の計算は、前記再び調整する時の乾燥汚泥重量を基準とする。十分に攪拌する。攪拌反応の時間は、１０分である。添加した調整剤は、汚泥と十分に混合し反応調整する。調整した汚泥が保圧２５MPaの加圧ろ過脱水機に移送される。注入圧力は、１.２MPaである。２時間を経過してから脱水過程を完成する。加圧ろ過脱水機を開けて、脱水した汚泥ケーキを抽出する。この時、汚泥の含水率は５８％（W/W）となる。
【実施例２】
【００２５】
都市生活環境にある汚水処理場の二次沈降池から含水率９９.７％（W/W）の汚泥を攪拌池に移送し、これにポリアクリルアミド（PAM）を添加して、十分に攪拌・混合した。ポリアクリルアミド（PAM）と汚泥を十分に反応調整し、汚泥の第一の調整をおこなった。添加量は、乾燥汚泥重量の０.１５％（W/W）とした。調整した汚泥を汚泥濃縮池に移送し、重力作用で汚泥を沈降させ、急速的に濃縮を行った。濃縮時間は１２０分であって、汚泥中から分離した水分で形成された上清み液は、池から排除される。濃縮汚泥は、濃縮池の底部で抽出されて後の作業プロセスに移送した。濃縮汚泥の含水率は、９０％（W/W）となる。
【００２６】
濃縮汚泥を再調整する攪拌池に移送し、先にFe化合物を加えた。添加量は、２.２８％（W/W）である。ついで、Ca化合物を加えた。添加量は、８.４％（W/W）である。添加量の計算は、前記再調整する時の乾燥汚泥重量を基準とする。十分に攪拌し、攪拌反応の時間は、１０分である。添加した調整剤は、汚泥と十分に混合し反応調整する。調整した汚泥が保圧２５MPaの加圧ろ過脱水機に移送された。注入圧力は、１.２MPaである。２.５時間を経過して、脱水過程を完成する。加圧ろ過脱水機を開けて、脱水した汚泥ケーキを抽出する。この時、汚泥の含水率は５５％（W/W）となる。
【実施例３】
【００２７】
都市生活環境にある汚水処理場の二次沈降池から含水率９９.３％（W/W）の汚泥を攪拌池に移送し、ポリアクリルアミド（PAM）を添加して、十分に攪拌混合した。ポリアクリルアミド（PAM）と汚泥を十分に反応調整させて、汚泥の第一の調整をおこなった。添加量は、乾燥汚泥重量の０.１６％（W/W）とした。調整した汚泥を汚泥濃縮池に移送し、重力作用で汚泥を沈降させ、急速的に濃縮を行った。濃縮時間は１２０分であって、汚泥中から分離した水分で形成した上清み液は、池から排除される。濃縮汚泥は、濃縮池の底部で抽出されて後の作業プロセスに移送した。濃縮汚泥の含水率は、９０.７％（W/W）となる。
【００２８】
濃縮汚泥を再び調整する攪拌池に移送した。先にFe化合物を加え、添加量は、２.０９％（W/W）であった。ついで、Ca化合物を加え、添加量は、９.８％（W/W）であった。添加量の計算は、前記再び調整する時の乾燥汚泥重量を基準とする。十分に攪拌し、攪拌反応の時間は、１０分であった。添加した調整剤は、汚泥と十分に混合し反応調整した。調整した汚泥が保圧２５MPaの加圧ろ過脱水機に移送されてた。注入圧力は、１.２MPaであって、３時間を経過してから脱水過程を完成する。加圧ろ過脱水機を開けて、脱水した汚泥ケーキを抽出した。この時、汚泥の含水率は５１％（W/W）となる。
【実施例４】
【００２９】
都市生活環境にある汚水処理場の二次沈降池から含水率９９.５％（W/W）の汚泥を攪拌池に移送し、ポリアクリルアミド（PAM）を入れて、十分に攪拌し混合した。ポリアクリルアミド（PAM）と汚泥を十分に反応調整させ、汚泥の第一の調整を達成した。添加量は、乾燥汚泥重量の０.０９％（W/W）とした。調整した汚泥を汚泥濃縮池に移送し、そして重力作用で汚泥を沈降させて、急速的に濃縮を行った。濃縮時間は６０分であって、汚泥中から分離した水分で形成した上清み液は、池から排除される。濃縮汚泥は、濃縮池の底部で抽出されて後の作業プロセスに移送した。濃縮汚泥の含水率は、９５.３％（W/W）となる。
【００３０】
濃縮汚泥を再び調整する攪拌池に移送し、先にFe化合物を加えた。添加量は、１.７１％（W/W）であった。ついで、Ca化合物を加えて、添加量は、７％（W/W）であった。添加量の計算は、再び調整する時の乾燥汚泥重量を基準とする。十分に攪拌し、攪拌反応の時間は、１０分であった。添加した調整剤は、汚泥と十分に混合し反応調整した。調整した汚泥が保圧２５MPaの加圧ろ過脱水機に移送された。注入圧力は、１.２MPaであって、２時間を経過してから脱水過程を完成する。加圧ろ過脱水機を開けて、脱水した汚泥ケーキを抽出した。この時、汚泥の含水率は６２％（W/W）となる。
【実施例５】
【００３１】
都市生活環境にある汚水処理場の二次沈降池から含水率９９.５％（W/W）の汚泥を攪拌池に移送し、ポリアクリルアミド（PAM）を入れて、十分に攪拌し混合した。ポリアクリルアミド（PAM）と汚泥を十分に反応調整させて、汚泥の第一の調整を達成した。添加量は、乾燥汚泥重量の０.０７％（W/W）とした。調整した汚泥を汚泥濃縮池に移送し、重力作用で汚泥を沈降させて、急速的に濃縮を行った。濃縮時間は６０分である。汚泥中から分離した水分で形成した上清み液は、池から排除される。濃縮汚泥は、濃縮池の底部で抽出されて後の作業プロセスに移送した。濃縮汚泥の含水率は、９６.１％（W/W）となる。
【００３２】
濃縮汚泥を再び調整する攪拌池に移送し、先にFe化合物を加えた。添加量は、１.７５％（W/W）である。ついで、Ca化合物を加えた。添加量は、５.６％（W/W）である。添加量の計算は、前記再び調整する時の乾燥汚泥重量を基準とする。十分に攪拌し、攪拌反応の時間は、１０分であった。添加した調整剤は、汚泥と十分に混合し反応調整した。調整した汚泥が保圧２５MPaの加圧ろ過脱水機に移送された。注入圧力は、１.２MPaであって、２時間を経過してから脱水過程を完成する。加圧ろ過脱水機を開けて、脱水した汚泥ケーキを抽出した。この時、汚泥の含水率は６４％（W/W）となる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下の工程を含む汚泥濃縮・脱水方法において、
（１）最初に、汚泥を濃縮し、濃縮汚泥を得、
（２）濃縮汚泥は調整剤と混合され、次いで脱水汚泥を得るために、脱水のための加圧脱水機に移送して、５１〜６９％（W/W）の含水率の脱水汚泥を得る調製方法であって、
前記ステップ（１）の汚泥は、水処理から生じた汚泥、湖、池、河川、大きな川、溝渠、もしくは排水管からの底泥、又は軽工業、化学工業もしくは食品加工から生産された汚泥であって、汚泥を濃縮する前に、最初の調整のためにポリアクリルアミド（PAM）有機化合物を乾燥汚泥重量の０.０５〜０.５％（W/W）の量で汚泥に混合され、重力沈降によって上澄みと沈降物が分離され、その結果、濃縮汚泥の含水率は８６〜９５％（W/W）に調整され、そして、前記ステップ（２）の濃縮汚泥は、加圧脱水機に移送される前に、さらなる調整のために無機調整剤と混合され、加熱することなく撹拌処理される汚泥濃縮・脱水方法。
【請求項２】
前記最初の調整において使われたポリアクリルアミド（PAM）有機化合物は、静電気を中和させて粒子間吸着架橋作用を備え、汚泥の性質を変えることができ、汚泥の急速沈降を促進し、沈降した汚泥の密度を高くし、そして急速濃縮と汚泥の含水率を十分に低下させうることを特徴とする請求項１に記載の汚泥濃縮・脱水方法。
【請求項３】
前記無機調整剤は、Fe及びCaを含む化合物であって、当該化合物は、静電中和、捕獲、吸着、凝固促進、重金属不活性化、殺菌、消臭及び骨架形成の機能を持ち、また、当該化合物は、汚泥の性質を変えることが可能であって、機械作用下に汚泥中の水分を容易に分離することができ、短時間で大幅に汚泥の含水率を減らす機能を発揮し、加えて、脱水化汚泥を乾燥する時に、良好な粒子化汚泥を形成することを可能にし、汚泥を乾燥する時の、汚泥粒子化の要件を満すことを特徴とする請求項１に記載の汚泥濃縮・脱水方法。
【請求項４】
汚泥へ添加される前記Fe及びCaを含む化合物は、乾燥汚泥重量に対して、Feを含む化合物の０.３〜６％（W/W）及びCaを含む化合物の３〜１５０％（W/W）を含み；上述したFeを含む化合物とCaを含む化合物の乾燥汚泥重量に対する比率量を含む化合物を、さらなる調整のために濃縮汚泥に添加し、そして、次いで、調整された汚泥は、加圧ろ過脱水機に導入され、脱水して、含水率５１〜６９％（W/W）の脱水汚泥を得ることを特徴とする請求項３に記載の汚泥濃縮・脱水方法。
【請求項１】
以下の工程を含む汚泥濃縮・脱水方法において、
（１）最初に、汚泥を濃縮し、濃縮汚泥を得、
（２）濃縮汚泥は調整剤と混合され、次いで脱水汚泥を得るために、脱水のための加圧脱水機に移送して、５１〜６９％（W/W）の含水率の脱水汚泥を得る調製方法であって、
前記ステップ（１）の汚泥は、水処理から生じた汚泥、湖、池、河川、大きな川、溝渠、もしくは排水管からの底泥、又は軽工業、化学工業もしくは食品加工から生産された汚泥であって、汚泥を濃縮する前に、最初の調整のためにポリアクリルアミド（PAM）有機化合物を乾燥汚泥重量の０.０５〜０.５％（W/W）の量で汚泥に混合され、重力沈降によって上澄みと沈降物が分離され、その結果、濃縮汚泥の含水率は８６〜９５％（W/W）に調整され、そして、前記ステップ（２）の濃縮汚泥は、加圧脱水機に移送される前に、さらなる調整のために無機調整剤と混合され、加熱することなく撹拌処理される汚泥濃縮・脱水方法。
【請求項２】
前記最初の調整において使われたポリアクリルアミド（PAM）有機化合物は、静電気を中和させて粒子間吸着架橋作用を備え、汚泥の性質を変えることができ、汚泥の急速沈降を促進し、沈降した汚泥の密度を高くし、そして急速濃縮と汚泥の含水率を十分に低下させうることを特徴とする請求項１に記載の汚泥濃縮・脱水方法。
【請求項３】
前記無機調整剤は、Fe及びCaを含む化合物であって、当該化合物は、静電中和、捕獲、吸着、凝固促進、重金属不活性化、殺菌、消臭及び骨架形成の機能を持ち、また、当該化合物は、汚泥の性質を変えることが可能であって、機械作用下に汚泥中の水分を容易に分離することができ、短時間で大幅に汚泥の含水率を減らす機能を発揮し、加えて、脱水化汚泥を乾燥する時に、良好な粒子化汚泥を形成することを可能にし、汚泥を乾燥する時の、汚泥粒子化の要件を満すことを特徴とする請求項１に記載の汚泥濃縮・脱水方法。
【請求項４】
汚泥へ添加される前記Fe及びCaを含む化合物は、乾燥汚泥重量に対して、Feを含む化合物の０.３〜６％（W/W）及びCaを含む化合物の３〜１５０％（W/W）を含み；上述したFeを含む化合物とCaを含む化合物の乾燥汚泥重量に対する比率量を含む化合物を、さらなる調整のために濃縮汚泥に添加し、そして、次いで、調整された汚泥は、加圧ろ過脱水機に導入され、脱水して、含水率５１〜６９％（W/W）の脱水汚泥を得ることを特徴とする請求項３に記載の汚泥濃縮・脱水方法。
【図１】
【公開番号】特開２０１３−５９７６５（Ｐ２０１３−５９７６５Ａ）
【公開日】平成２５年４月４日（２０１３．４．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１３−２７４（Ｐ２０１３−２７４）
【出願日】平成２５年１月５日（２０１３．１．５）
【分割の表示】特願２０１０−５４０００４（Ｐ２０１０−５４０００４）の分割
【原出願日】平成２０年５月３０日（２００８．５．３０）
【出願人】（５１０１８０７０６）グアンチョウ プーデ エンバイロンメンタル プロテクション イクウィップメント，エルティーディー． (3)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月４日（２０１３．４．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２５年１月５日（２０１３．１．５）
【分割の表示】特願２０１０−５４０００４（Ｐ２０１０−５４０００４）の分割
【原出願日】平成２０年５月３０日（２００８．５．３０）
【出願人】（５１０１８０７０６）グアンチョウ プーデ エンバイロンメンタル プロテクション イクウィップメント，エルティーディー． (3)
【Ｆターム（参考）】
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