污泥的处理方法及处理装置制造方法

污泥的处理方法及处理装置制造方法
【专利摘要】本发明即使在现场、即使污泥的种类、浓度发生变化也可以容易地找到优选的搅拌条件，能够有效地减少脱水滤饼的含水率。提出了一种污泥的处理方法，其特征在于，具备以下工序：混合污泥制备工序，将第一高分子絮凝剂的溶液加入到作为被处理物的污泥中，利用至少1个搅拌机将前述污泥与前述第一高分子絮凝剂的溶液混合，制备混合污泥；和絮凝物形成工序，将第二高分子絮凝剂的溶液加入到前述混合污泥中，将前述混合污泥和前述第二高分子絮凝剂的溶液混合，形成絮凝物，混合污泥制备工序中，调整搅拌机的消耗功率(kW)A、与污泥的污泥处理量(kg/h)B、与该污泥浓度(g/L)C的关系以使以下的式(1)成立来进行混合。式(1)··(消耗功率A×污泥浓度C)/污泥处理量B＝0.15～1.10。
【专利说明】污泥的处理方法及处理装置

【技术领域】
[0001] 本发明涉及污泥的处理方法及处理装置。例如，在用于使自废水处理设施、净水处 理设施等排出的污泥减容化的脱水处理中，用于使污泥絮凝的处理方法及用于其的处理装 置。

【背景技术】
[0002] 在寻求减少废弃物量、降低环境负荷中，用于使自废水处理设施、净水处理设施等 排出的污泥减容化的脱水处理技术极为重要，期望更有效的污泥的脱水处理技术。
[0003] 污泥的脱水处理通常由使用絮凝剂使污泥絮凝的絮凝工序、以及利用脱水机将絮 凝污泥脱水的脱水工序构成。污泥的脱水处理是否成功在很大程度上依赖于如何能够有效 地利用絮凝剂进行絮凝。
[0004] 利用絮凝剂使污泥絮凝的方法当中，作为利用搅拌污泥时的旋转速度不同的2阶 段的搅拌工序使污泥絮凝的方法相关的技术，已知如下所述的现有技术。
[0005] 日本特开昭57-130599号公报（专利文献1)中公开了一种污泥脱水法，其对于 污泥，添加具有与污泥的电荷相反的电荷的第一高分子絮凝剂，进行第一搅拌，接着添加具 有与第一高分子絮凝剂相反的电荷的第二高分子絮凝剂，进行第二搅拌，将生成的絮状物 (floe)脱水，其特征在于，第一搅拌是不会生成絮状物、或生成的絮状物直径为2_以下那 样的强搅拌。
[0006] 日本特开昭62-277200号公报（专利文献2)中，公开了一种污泥的絮凝处理方 法，其特征在于，使用两性的高分子絮凝剂使有机质污泥絮凝时，在第一阶段处理中，使该 污泥和该两性的高分子絮凝剂的一部分在较强搅拌下进行接触，在第二阶段处理中，使前 述第一段处理污泥和该两性的高分子絮凝剂的剩余部分在较弱搅拌下进行接触。
[0007] 日本特开平11-57800号公报（专利文献3)中，公开了一种污泥脱水方法，其特征 在于，在有机性污泥中添加无机絮凝剂和作为第一聚合物的两性聚合物并进行强搅拌，然 后添加作为第二聚合物的两性聚合物并慢速搅拌，然后进行加压脱水。
[0008] 日本特开2006-263514号公报（专利文献4)中，公开了一种浑水的絮凝脱水处理 方法，其特征在于，在浑水中添加无机系絮凝剂A并搅拌混合后，向其中添加有机系絮凝剂 B，慢速搅拌，生成絮状物L，在该絮状物L中添加无机系絮凝剂C并搅拌混合，使前述絮状物 L分解或破坏，然后对其进行脱水处理。
[0009] 现有技术文献
[0010] 专利文献
[0011] 专利文献1 :日本特开昭57-130599号公报
[0012] 专利文献2 :日本特开昭62-277200号公报
[0013] 专利文献3 :日本特开平11-57800号公报
[0014] 专利文献4 :日本特开2006-263514号公报


【发明内容】

[0015] 发明要解决的问题
[0016] 关于利用旋转速度不同的2阶段的搅拌工序使污泥絮凝的方法，具有以下问题： 根据污泥的种类、浓度，优选的搅拌条件发生变化，因此，在使污泥絮凝的现场找到该情况 下优选的搅拌条件并进行运行操作是困难的。
[0017] 所以，本发明的目的在于，关于利用旋转速度不同的2阶段的搅拌工序使污泥絮 凝的方法，提供在使污泥絮凝的现场、即使污泥的种类、浓度发生变化也能够容易地找到优 选的搅拌条件，能够有效地减少最终得到的脱水滤饼的含水率的、新型的污泥的处理方法 及处理装置。
[0018] 用于解决问题的方案
[0019] 本发明提出一种污泥的处理方法，其特征在于，具备以下工序：混合污泥制备工 序，将第一高分子絮凝剂的溶液加入到作为被处理物的污泥中，利用至少1个搅拌机将前 述污泥与前述第一高分子絮凝剂的溶液混合，制备混合污泥；和
[0020] 絮凝物形成工序，将第二高分子絮凝剂的溶液加入到前述混合污泥中，将前述混 合污泥和前述第二高分子絮凝剂的溶液混合，形成絮凝物，
[0021] 混合污泥制备工序中，调整搅拌机的消耗功率（kW)A、与污泥的污泥处理量（kg/ h)B、与该污泥浓度（g/L)C的关系以使以下的式（1)成立来进行混合。
[0022] 式（1) ··(消耗功率AX污泥浓度C) /污泥处理量B = 0· 15?L 10
[0023] 另外，作为实施这种污泥的处理方法的污泥的处理装置的一例，本发明提出了一 种污泥的处理装置，其具备：混合污泥制备装置，其具备将第一高分子絮凝剂的溶液加入到 污泥中的机构、以及至少1个搅拌机，所述混合污泥制备装置将前述污泥和前述第一高分 子絮凝剂的溶液混合，制备混合污泥；和絮凝物形成装置，其具备将第二高分子絮凝剂的溶 液加入到前述混合污泥中的机构，并且将前述混合污泥和前述第二高分子絮凝剂的溶液混 合，形成絮凝物。
[0024] 发明的效果
[0025] 高分子絮凝剂通常粘性较高，因此难以均匀地使絮凝剂散布至污泥的细部。但是， 本发明中，通过在混合污泥制备工序中进行搅拌，从而能够使高分子絮凝剂均匀分散至污 泥的细部，能够同时进行污泥的表面电荷的中和以及由高分子的吸附或交联作用引起的絮 凝。然后，接下来的絮凝物形成工序中，对于混合污泥制备工序中得到的混合污泥混合高分 子絮凝剂，从而能够形成较大的絮凝物，能够形成过滤性良好的絮凝污泥。其结果，能够有 效地降低最终得到的脱水滤饼的含水率，进而还能够减少高分子絮凝剂的用量。
[0026] 另外，即使要处理的污泥的种类、浓度发生变化，通过在混合污泥制备工序（混 合污泥制备装置）中设定搅拌机的消耗功率A(kW)、与作为被处理物的污泥的污泥处理量 (kg/h)B、与该污泥的浓度（g/L)C的关系以使上述式（1)的关系成立，从而能够有效地减少 脱水滤饼的含水率，因此可以在使污泥絮凝的现场容易地设定适当的搅拌条件。
[0027] 如此，若利用本发明提出的污泥的处理方法或污泥的处理装置，则不仅能够减少 用于使作为被处理物的污泥絮凝的高分子絮凝剂的注入量，还能够减少脱水后得到的脱水 滤饼的含水率，因此能够减少废弃物量。

【专利附图】

【附图说明】
[0028] 图1为示出本发明的处理装置的一例（第一处理装置例）的示意图。
[0029] 图2为示出本发明的处理装置的与上述不同的一例（第二处理装置例）的示意 图。
[0030] 图3为示出本发明的处理装置的与上述不同的一例（第三处理装置例）的示意 图。
[0031] 图4为示出本发明的处理装置的与上述不同的一例（第四处理装置例）的示意 图。
[0032] 图5为示出本发明的处理装置的与上述不同的一例（第五处理装置例）的示意 图。
[0033] 图6为作为参考实验4的试验结果示出第一高分子絮凝剂的注入量与SS回收率 的比的关系的图表。
[0034] 图7为作为参考实验5和参考比较例的试验结果示出高分子絮凝剂的注入率与脱 水滤饼的含水率的关系的图表。

【具体实施方式】
[0035] 接着，根据用于实施本发明的方式的例子说明本发明。但是，本发明并不限定于以 下说明的实施方式。
[0036] <本处理方法>
[0037] 本实施方式的污泥的处理方法（以下称为"本处理方法"）为具有以下工序的污泥 的处理方法：混合污泥制备工序（本处理方法中称为"第一搅拌工序"），将第一高分子絮凝 剂的溶液加入到作为被处理物的污泥中，利用至少1个搅拌机将前述污泥与前述第一高分 子絮凝剂的溶液混合，制备混合污泥；和絮凝物形成工序（本处理方法中称为"第二搅拌工 序")，将第二高分子絮凝剂的溶液加入到前述混合污泥中，利用至少1个搅拌机将前述混合 污泥和前述第二高分子絮凝剂的溶液混合，形成絮凝物。此外，第二搅拌工序中形成的絮凝 物根据需要利用脱水机进行固液分离，作为固体得到脱水滤饼，作为液体得到脱水滤液是 优选的（脱水工序）。
[0038] < 污泥 >
[0039] 本处理方法中，能作为被处理物的污泥可以为有机性污泥、无机性污泥中的任意 种。
[0040] 作为有机性污泥，例如可列举出下水处理、排泄物处理、各种产业废水处理中产生 的有机性污泥等。更具体而言，可列举出初沉池污泥、剩余污泥、厌氧消化污泥、好氧消化污 泥、净化槽污泥、消化沥出液等。
[0041] 有机性污泥也可以包含无机物。
[0042] 作为无机性污泥，例如可列举出净水处理、建造工程废水处理、各种产业废水处理 中产生的无机性污泥等。
[0043] 此处，净水处理中产生的污泥是指，自净水处理设施中的沉淀池、排泥池、浓缩槽 等排出的污泥等。
[0044] 无机性污泥也包含有机物。
[0045] 如上，本处理方法中，有机性污泥、无机性污泥均可以作为被处理物，但从能够进 一步享受本发明的效果的观点出发，优选有机性污泥，其中特别优选难脱水性的厌氧消化 污泥。
[0046] <第一搅拌工序>
[0047] 第一搅拌工序中，对于作为前述被处理物的污泥加入第一高分子絮凝剂的溶液， 利用将搅拌机的旋转速度设定为比通常更高速的至少1个搅拌机，将前述污泥和前述第一 高分子絮凝剂的溶液混合，制备混合污泥是优选的。
[0048] 通过高速搅拌，能够使高分子絮凝剂均匀分散到污泥中，能够使高分子絮凝剂散 布至污泥的细部，因此能够同时进行污泥的表面电荷的中和以及由高分子的吸附或交联作 用引起的絮凝。
[0049] 在污泥中加入无机絮凝剂并进行搅拌时，仅进行污泥的表面电荷的中和，因此通 过加入高分子絮凝剂并进行高速搅拌，能够形成更大、更致密的絮凝物，能够形成过滤性良 好的、坚固的絮凝污泥。因此，与在污泥中加入无机絮凝剂并进行搅拌的情况相比，通过加 入絮凝剂并进行高速搅拌，从而过滤速度进一步增大，更高的压榨力下的脱水处理成为可 能。
[0050] (第一高分子絮凝剂）
[0051] 作为第一高分子絮凝剂，可以使用阴离子性高分子絮凝剂、非离子性高分子絮凝 剂、阳离子性高分子絮凝剂和两性高分子絮凝剂中的任意种。处理有机性污泥时，使用阳离 子性高分子絮凝剂或两性高分子絮凝剂是特别优选的。
[0052] 作为阴离子性高分子絮凝剂，例如可列举出聚丙烯酸钠、丙烯酸钠与丙烯酰胺的 共聚物、聚甲基丙烯酸钠、甲基丙烯酸钠与丙烯酰胺的共聚物等。
[0053] 作为非离子性高分子絮凝剂，例如可列举出聚丙烯酰胺、聚氧乙烯等。
[0054] 作为阳离子性高分子絮凝剂，例如可列举出丙烯酸酯系高分子絮凝剂（也称为 "DAA系高分子絮凝剂"）、甲基丙烯酸酯系高分子絮凝剂（也称为"DAM系高分子絮凝剂"）、 包含酰胺基、腈基、胺盐酸盐、甲酰胺基等的聚乙烯脒（也称为"脒系高分子絮凝剂"）、聚丙 烯酰胺的曼尼希改性物等。
[0055] DAA系高分子絮凝剂中，有：丙烯酸二甲氨基乙酯的季化物的聚合物、丙烯酸二甲 氨基乙酯的季化物与丙烯酰胺的共聚物等。
[0056] DAM系高分子絮凝剂中，有：甲基丙烯酸二甲氨基乙酯的季化物的聚合物、甲基丙 烯酸二甲氨基乙酯的季化物与丙烯酰胺的共聚物等。
[0057] 作为两性高分子絮凝剂，例如可列举出丙烯酸二甲氨基甲酯的季化物与丙烯酰胺 与丙烯酸的共聚物、甲基丙烯酸二甲氨基甲酯的季化物与丙烯酰胺与丙烯酸的共聚物等。
[0058] 但是，以上为例示，并不限定于它们。
[0059] 第一高分子絮凝剂的分子量优选为450万以上。更优选的分子量为500万以上。 此处的分子量为利用粘度法求出的平均分子量。
[0060] 通过高速搅拌使高分子絮凝剂分散在污泥中时，因高速搅拌而发生高分子絮凝剂 的分子链被切断，因此，高分子絮凝剂的分子量过低时，高分子絮凝剂的絮凝力变弱。因此， 通过使用分子量为450万以上的高分子絮凝剂，从而即使有时因高速搅拌而使分子链被切 断，也能够维持一定程度的高分子絮凝剂的絮凝力。
[0061] 第一高分子絮凝剂的粘度从与分子量相同的观点出发优选为150mPa · s以上、特 别优选为175mPa · s以上、尤其优选为200mPa · s以上。
[0062] 此时的粘度是将高分子絮凝剂以2g/L溶解于纯水，使用B型粘度计，在25°C、 60rpm的旋转速度下测定的值。
[0063] (第一高分子絮凝剂的注入量）
[0064] 第一高分子絮凝剂的分子量为450万以上时，以第一高分子絮凝剂的注入量为第 一高分子絮凝剂和第二高分子絮凝剂的总注入量的45?95质量％的方式调整来加入是优 选的，尤其优选以占50?95质量％、特别优选55?90质量％的方式调整来加入。
[0065] 第一搅拌工序中的高分子絮凝剂的注入量的比率过高时，第二搅拌工序中加入的 高分子絮凝剂的注入量变得过少，因此絮凝物可能不会生长。其结果，浓缩处理、脱水处理 中，过滤性恶化。另一方面，第一搅拌工序中的高分子絮凝剂的注入量的比率过低时，第一 搅拌工序中，通过高速搅拌而均匀分散在污泥中的高分子絮凝剂的比率变少，因此高速搅 拌的效果会降低。
[0066] 因此，第一搅拌工序中的高分子絮凝剂的注入量控制为总注入量的45?95%，从 而能够使高分子絮凝剂均匀分散在污泥中，并且使絮凝物生长。
[0067] 第一高分子絮凝剂的溶液中的溶剂可列举出纯水、自来水、工业用水、地下水、各 种废水处理的处理水、海水等，从最大限度地发挥高分子絮凝剂的絮凝力的观点出发优选 纯水。这一点对于第二高分子絮凝剂的溶液也是同样的。
[0068] 另一方面，从经济性的观点出发优选自来水、工业用水、地下水、各种废水处理的 处理水。这一点对于第二高分子絮凝剂的溶液也是同样的。
[0069] 第一高分子絮凝剂的溶液中的高分子絮凝剂浓度可以为1?3g/L、优选为3g/L以 上、更优选为5g/L以上、进一步更优选为10g/L以上。
[0070] 利用高分子絮凝剂的污泥的絮凝中，高分子絮凝剂的溶液通常制备成1?3g/L， 通常不会使用3g/L以上的高分子絮凝剂的溶液。其理由是因为，高分子絮凝剂浓度为3g/L 以上时，高分子絮凝剂的溶液成为高粘度，因此，依靠现有的絮凝槽中使用的搅拌机的旋转 速度（10?500rpm左右），难以使高分子絮凝剂均匀分散在污泥中。
[0071] 另一方面，本处理方法的第一搅拌工序中的高速搅拌中，即使使用3g/L以上的高 浓度溶液，也能够使高分子絮凝剂均匀分散在污泥中。其结果，产生能够减少高分子絮凝剂 的溶解水量的优点。作为使用高浓度的高分子絮凝剂的溶液的另一个优点，可列举出：能够 提高添加有高分子絮凝剂的污泥中的高分子絮凝剂的浓度，因此能够减少高分子絮凝剂的 注入量，能够减少脱水处理后的脱水滤饼的含水率这一点。例如，在IL的污泥中注入200mL 2g/L的高分子絮凝剂溶液（以高分子絮凝剂计注入0.4g)时，污泥中的高分子絮凝剂的浓 度为333mg/L。另一方面，在IL的污泥中注入40mL 10g/L的高分子絮凝剂（以高分子絮 凝剂计注入〇.4g)时，污泥中的高分子絮凝剂的浓度为385mg/L。如此，即使在同样地加入 〇. 4g的高分子絮凝剂时，与使用2g/L的高分子絮凝剂溶液相比，使用10g/L的高分子絮凝 剂能够提高污泥中的高分子絮凝剂的浓度，能够减少高分子絮凝剂的注入量，能够减少脱 水处理后的脱水滤饼的含水率。
[0072] (搅拌条件）
[0073] 第一搅拌工序中，优选在IOOOrpm以上的高速下进行搅拌。更优选的旋转速度为 2000rpm以上。进一步更优选的旋转速度为3000rpm以上。
[0074] 提高该旋转速度时，使搅拌时间更短即可，因此旋转速度没有特别的上限，目前已 确认直至15000rpm为止在实验中均有效果。
[0075] 第一搅拌工序中，使高分子絮凝剂均匀分散在污泥中，以及使高分子絮凝剂散布 至污泥的细部是优选的。
[0076] 通过使高分子絮凝剂均匀分散在污泥中，从而能够减少无用的高分子絮凝剂，能 够减少高分子絮凝剂的注入量。另外，通过使高分子絮凝剂散布至污泥的细部，从而絮凝污 泥变得致密，因此能够减少脱水处理后的脱水滤饼的含水率。高分子絮凝剂的溶液为高粘 度的液体，依靠现有的絮凝槽中使用的搅拌机的旋转速度（10?500rpm左右）难以将高分 子絮凝剂均匀分散在污泥中，而且无法使高分子絮凝剂散布至污泥的细部。因此，发生高分 子絮凝剂的注入量的增加、脱水滤饼的含水率的恶化。另一方面，通过高速搅拌能够使高分 子絮凝剂均匀分散于污泥，而且能够使高分子絮凝剂散布至污泥的细部。因此，能够减少高 分子絮凝剂的注入量，能够减少脱水滤饼的含水率。
[0077] 需要说明的是，高速搅拌下的搅拌时的旋转速度优选与污泥的种类、污泥的性状、 高分子絮凝剂的分子量、高分子絮凝剂的溶解浓度等相匹配地在IOOOrpm以上调整。
[0078] 尤其，本处理方法的第一搅拌工序中，以搅拌机的消耗功率A(kW)、与污泥的污泥 处理量（kg/h)B、与该污泥浓度（g/L)C的关系使以下的式（1)成立的方式调整搅拌条件是 重要的。此外，污泥浓度=TS。
[0079] 式（1) ··(消耗功率AX污泥浓度C) /污泥处理量B = 0· 15?L 10
[0080] 其中，相对于污泥浓度（g/L)C的污泥的污泥处理量（kg/h)B的比率（B/C)低于 3. 5时，上述式（1)的值调整为0. 40?1. 10是优选的，为了进一步有效地减少脱水滤饼的 含水率，其中，优选调整为0. 50以上或1. 00以下，进而特别优选调整为0. 60以上或0. 90 以下。
[0081] 另一方面，相对于污泥浓度（g/L) C的污泥的污泥处理量（kg/h) B的比率（B/C)明 显较多时，g卩，3. 5以上时，上述式（1)的值调整为0. 15?0. 40是优选的，为了进一步有效 地减少脱水滤饼的含水率，其中，优选调整为〇. 20以上或0. 35以下，进而特别优选调整为 0. 20以上或0. 30以下。
[0082] 对于以搅拌机的消耗功率（kW)A、与污泥的污泥处理量（kg/h)B、与该污泥浓度 (g/L)C的关系使上述式（1)成立的方式进行调整，优选利用后述控制装置来调整搅拌条 件。
[0083] 可知，本处理方法中，即使要处理的污泥的种类、浓度发生变化，通过在第一搅拌 工序中以使上述式（1)的关系成立的方式设定搅拌条件，从而也能够有效地减少脱水滤饼 的含水率。
[0084] 此时，对于搅拌机的消耗功率A(kW)，使用相同的搅拌机时，可以主要通过设定搅 拌速度来进行调整，因此在上述优选的搅拌速度的范围内根据污泥浓度、污泥的污泥处理 量以上述式（1)成立的方式设定搅拌速度是优选的，尤其优选以式（1)的值为恒定的方式 进行控制。
[0085] 但是，搅拌机的消耗功率A(kW)也可以通过改变所使用的搅拌机的台数来调整。
[0086] 此外，由于（污泥处理量B/污泥浓度C)=污泥流量，因此也可以将上述式（1)的 左式理解为消耗功率A/污泥流量。
[0087] 第一搅拌工序中的搅拌时间、即将第一高分子絮凝剂的溶液和污泥混合搅拌的时 间优选设为20秒以下、特别优选设为1秒?20秒，更优选为1秒?15秒、进一步更优选为 1秒?10秒。
[0088] 高速搅拌的搅拌时间过长时，高分子絮凝剂的分子链被切断直至高分子絮凝剂的 絮凝力减弱的程度。因此，通过将搅拌时间控制在20秒以下，从而不会减弱高分子絮凝剂 的絮凝力，能够使高分子絮凝剂均匀分散于污泥，使高分子絮凝剂散布至污泥的细部。
[0089] 本处理方法的第一搅拌工序中，进一步以搅拌机的搅拌部的每单位容积（L)的消 耗功率（kW)为1.0(kW/L)以上的方式来调整地进行混合是更加优选的。即，第一搅拌工序 中，通过将搅拌部的每单位容积的消耗功率设为1. 〇以上，从而能够进一步减少脱水滤饼 的含水率。从上述观点出发，更优选的是，搅拌机的搅拌部的每单位容积（L)的消耗功率 (kW)为1.5(kW/L)以上或5. 0(kW/L)以下，其中进一步优选为2. 0(kW/L)以上或4. 0(kW/ L)以下。
[0090] 对于控制搅拌部的每单位容积的消耗功率，优选利用后述控制装置来调整搅拌条 件。
[0091] 需要说明的是，搅拌机的搅拌部的容积是指，搅拌机的搅拌力发挥作用的区域部 分的容积。例如，搅拌机具有搅拌槽时，是指搅拌槽的容积。另外，搅拌机具有搅拌叶片时， 是指搅拌叶片的搅拌力发挥作用的区域部分的容积。
[0092] (搅拌机构）
[0093] 作为进行高速搅拌的机构，可以使用由搅拌叶片、轴、电动机构成的高速搅拌 机、由转子、定子、电动机构成的高速搅拌机等高速搅拌机，另外，也可以利用在线搅拌机 (in-line mixer)进行高速搅拌。
[0094] 在线搅拌机是指，装入配管中的混合机。在线搅拌机也称为流动混合器。在线搅 拌机的优点是，由于混合机被密封，因此利用位于上游的污泥用泵、高分子絮凝剂用泵这2 台泵，就可以将液体送至下游。另一方面，容器中设置有搅拌机时，容器上部是开放的，因此 除了位于上游的污泥用泵、高分子絮凝剂用泵之外，没有另1台泵或相当于泵的设备时，无 法将液体送至下游。因此，通常不设置泵而利用高低差将液体送至下游是常见的。
[0095] <第二搅拌工序>
[0096] 对于第一搅拌工序中制备的混合污泥，加入第二高分子絮凝剂，利用设定为比前 述第一搅拌工序还低速的搅拌速度（也称为"通常搅拌"）的至少1个搅拌机，从而将前述 混合污泥和前述第二高分子絮凝剂的溶液混合，形成絮凝物是优选的。
[0097] 第一搅拌工序中，能够使高分子絮凝剂均匀分散至污泥的细部，能够同时进行污 泥的表面电荷的中和以及由高分子的吸附或交联作用引起的絮凝，因此，本第二搅拌工序 中，对于第一搅拌工序中得到的混合污泥，将高分子絮凝剂较缓慢地搅拌混合，从而能够形 成较大的絮凝物，能够形成过滤性良好的絮凝污泥。
[0098] (第二高分子絮凝剂）
[0099] 第二高分子絮凝剂可以使用与第一高分子絮凝剂的项目中前述的高分子絮凝剂 同样的物质。此时，第二高分子絮凝剂可以使用与第一高分子絮凝剂同一种类的高分子絮 凝剂，也可以使用不同种类的高分子絮凝剂。从能够共用高分子絮凝剂溶解槽的观点出发， 第二高分子絮凝剂优选使用与第一高分子絮凝剂同一种类的高分子絮凝剂。
[0100] 第二高分子絮凝剂的溶液中的高分子絮凝剂浓度可以为1?3g/L、优选为3g/L以 上、更优选为5g/L以上、进一步更优选为10g/L以上。
[0101](搅拌条件）
[0102] 第二搅拌工序中的搅拌时的旋转速度优选为现有的污泥的絮凝装置中通常的旋 转速度、即10?500rpm。其理由是因为，第二搅拌工序中，需要将高分子絮凝剂与第一搅 拌工序中制备的混合污泥缓慢地接触，使絮凝物生长。从上述观点出发，第二搅拌工序中的 搅拌时的旋转速度尤其优选为20rpm以上或400rpm以下、其中进一步优选为30rpm以上或 300rpm 以下。
[0103] 此外，第二搅拌工序中的搅拌时的旋转速度优选与污泥的种类、污泥的性状、高分 子絮凝剂的分子量、高分子絮凝剂的溶解浓度等相匹配地在10?500rpm中调整。
[0104] 第二搅拌工序中的搅拌时间、即将第二高分子絮凝剂的溶液和污泥混合搅拌的时 间优选为1分钟?20分钟。其理由是因为，第二搅拌工序中，需要将高分子絮凝剂与第一 搅拌工序中制备的混合污泥缓慢接触，使絮凝物生长。从上述观点出发，第二搅拌工序中的 搅拌的搅拌时间尤其优选为2分钟以上或15分钟以下、其中进一步优选为3分钟以上或10 分钟以下。
[0105] (搅拌机机构）
[0106] 作为进行搅拌的机构，使用由搅拌叶片、轴、电动机构成的搅拌机等通常的搅拌机 即可，不特别限定种类。
[0107] 另外，也可以利用在线搅拌机进行搅拌。
[0108] < 脱水 >
[0109] 可以在第二搅拌工序中形成絮凝物后，利用脱水机进行固液分离，作为固体得到 脱水滤饼，作为液体得到脱水滤液。
[0110] 作为此时的脱水方法，通常采用施加压力进行脱水的方法，没有特别限定。例如， 可以使用一直以来用于污泥脱水的脱水机，例如，螺旋压榨脱水机、带式压榨脱水机、离心 脱水机、真空脱水机、压滤脱水机、多圆盘脱水机等。
[0111] 此外，也可以在同一工序中进行上述第二搅拌工序（絮凝物形成工序）和脱水工 序。例如，可以在进行旋转的反应槽内，将前述混合污泥和前述第二高分子絮凝剂的溶液混 合，形成絮凝物，并且进行脱水。
[0112] 例如，可以通过具备进行旋转的反应槽、将前述混合污泥和第二高分子絮凝剂的 溶液供给到前述反应槽内的机构、以及脱水机构的装置来实现。例如，利用反应槽具有多个 孔的旋转鼓时，通过该反应槽的旋转，可以将前述混合污泥和第二高分子絮凝剂的溶液混 合，形成絮凝物，并且进行脱水。另外，利用作为反应槽在两端具有孔的旋转鼓的、在该反应 槽内部具备螺旋输送机的装置时，通过该反应槽的旋转，可以将前述污泥和第二高分子絮 凝剂的溶液混合，形成絮凝物，并且利用离心力自絮凝物分离脱水滤液来进行脱水。
[0113] <污泥的处理装置>
[0114] 接着，说明用于实施本处理方法的装置。
[0115] 作为可以实施本处理方法的污泥的处理装置，可列举出一种污泥的处理装置，其 具备："混合污泥制备装置"，其具备将第一高分子絮凝剂的溶液加入到污泥中的机构、以 及至少1个搅拌机，所述混合污泥制备装置将前述污泥和前述第一高分子絮凝剂的溶液混 合，制备混合污泥；和絮凝物形成装置，其具备将第二高分子絮凝剂的溶液加入到前述混合 污泥中的机构，并且将前述混合污泥和前述第二高分子絮凝剂的溶液混合，形成絮凝物。
[0116] 另外，作为可以实施本处理方法的、更优选的污泥的处理装置，可列举出一种污泥 的处理装置，其具备：混合污泥制备装置，其具备将第一高分子絮凝剂的溶液加入到污泥中 的机构、以及将旋转速度设定为IOOOrpm以上的至少1个搅拌机，所述混合污泥制备装置将 前述污泥和前述第一高分子絮凝剂的溶液混合，制备混合污泥；和絮凝物形成装置，其具备 将第二高分子絮凝剂的溶液加入到前述混合污泥中的机构、以及将旋转速度设定为10? 500rpm的至少1个搅拌机，并且将前述混合污泥和前述第二高分子絮凝剂的溶液混合，形 成絮凝物。
[0117] 以下，作为更具体的装置例，以下说明第一?第五处理装置例。
[0118] (第一处理装置例）
[0119] 图1为示出用于实施第一实施方式的装置例的示意图。
[0120] 图1所示的装置具备在污泥储槽1上向下游侧依次连通地配置污泥供给泵4、污泥 流量计12、高速搅拌槽7、通常速度搅拌槽8和脱水机11而成的结构。
[0121] 高速搅拌槽7上介由第一高分子絮凝剂泵5连通地配置有第一高分子絮凝剂溶解 槽2,通常速度搅拌槽8上介由第二高分子絮凝剂泵6连通地配置有第二高分子絮凝剂溶解 槽3〇
[0122] 另外，高速搅拌槽7的高速搅拌机9与控制装置13电连接，所述控制装置13与前 述污泥流量计12电连接。
[0123] 该装置中，污泥首先储存在污泥储槽1中，储存的污泥被供给至高速搅拌槽7。另 一方面，第一高分子絮凝剂的溶液利用第一高分子絮凝剂泵5从第一高分子絮凝剂溶解槽 2被供给至高速搅拌槽7。然后，在高速搅拌槽7中，利用高速搅拌机9将污泥和第一高分 子絮凝剂的溶液混合，制备混合污泥。所制备的混合污泥从高速搅拌槽7被供给至通常速 度搅拌槽8。
[0124] 第二高分子絮凝剂的溶液利用第二高分子絮凝剂泵6从第二高分子絮凝剂溶解 槽3被供给至通常速度搅拌槽8。在通常速度搅拌槽8中，利用通常速度搅拌机10将混合 污泥和第二高分子絮凝剂的溶液混合，使混合污泥絮凝，形成絮凝物。
[0125] 絮凝物利用脱水机11进行脱水。
[0126] 控制装置13可以通过污泥流量计12读取污泥的污泥处理量和污泥浓度，另一方 面，读取高速搅拌机9的消耗功率，以上述式（1)成立的方式设定并控制搅拌条件、尤其是 转速。
[0127] (第二处理装置例）
[0128] 图2为示出与上述处理装置例不同的其他装置例的示意图。
[0129] 图2所示的装置具备在污泥储槽1上向下游侧依次连通地配置污泥供给泵4、污泥 流量计12、高速搅拌槽7、通常速度搅拌槽8和脱水机11而成的结构。
[0130] 高速搅拌槽7上介由第一高分子絮凝剂泵5连通地配置有第一高分子絮凝剂溶解 槽2,通常速度搅拌槽8上介由第二高分子絮凝剂泵6连通地配置有第二高分子絮凝剂溶解 槽3。
[0131] 另外，高速搅拌槽7的高速搅拌机9与控制装置13电连接，所述控制装置13与前 述污泥供给泵4和污泥流量计12电连接。
[0132] 该装置中的污泥的处理步骤与第一处理装置例相同。
[0133] 但是，控制装置13与污泥供给泵4和污泥流量计12连接，因此可以通过污泥流量 计12读取污泥的污泥处理量和污泥浓度，另一方面，读取高速搅拌机9的消耗功率，以上述 式（1)成立的方式控制搅拌条件以及污泥供给泵4的流量。
[0134] (第三处理装置例）
[0135] 图3为示出与上述处理装置例不同的其他装置例的示意图。
[0136] 图3所示的装置在污泥储槽1上向下游侧依次连通地配置有污泥供给泵4、污泥流 量计12、高速搅拌槽7A、第一阀14、高速搅拌槽7B、第二阀15、通常速度搅拌槽8和脱水机 11〇
[0137] 高速搅拌槽7A上介由第一高分子絮凝剂泵5连通地配置有第一高分子絮凝剂溶 解槽2,通常速度搅拌槽8上介由第二高分子絮凝剂泵6连通地配置有第二高分子絮凝剂溶 解槽3。
[0138] 另外，自高速搅拌槽7A与第一阀14之间至第二阀15与通常速度搅拌槽8之间设 置有旁通配管17,在该旁通配管17的中途设置有第3阀16。
[0139] 此外，高速搅拌槽7A的高速搅拌机9A和高速搅拌槽7B的高速搅拌机9B与控制 装置13电连接，所述控制装置13与前述污泥流量计12电连接。
[0140] 该装置具备上述结构，因此在污泥流量小时，关闭第一阀14和第二阀15,另一方 面，打开第3阀16,从而可以将在高速搅拌槽7A中利用高速搅拌与高分子絮凝剂混合的混 合污泥经由旁通配管17供给至通常速度搅拌槽8。
[0141] 另一方面，在污泥流量大时，打开第一阀14和第二阀15,另一方面，关闭第3阀 16,从而可以在高速搅拌槽7A中利用高速搅拌将高分子絮凝剂和污泥混合后，在高速搅拌 槽 7B中再次利用高速搅拌将高分子絮凝剂和污泥混合，将得到的混合污泥供给于通常速 度搅拌槽8。
[0142] (第四处理装置例）
[0143] 图4为示出与上述处理装置例不同的其他装置例的示意图。
[0144] 图4所示的装置具备在污泥储槽1上依次向下游侧连通地配置污泥供给泵4、污泥 流量计12、高速搅拌槽7、通常速度搅拌槽8和脱水机11而成的结构。
[0145] 高速搅拌槽7上介由第一高分子絮凝剂泵5连通地配置有第一高分子絮凝剂溶解 槽2,通常速度搅拌槽8上介由第二高分子絮凝剂泵6连通地配置有第一高分子絮凝剂溶解 槽2。
[0146] 另外，高速搅拌槽7的高速搅拌机9与控制装置13电连接，所述控制装置13与前 述污泥流量计12电连接。
[0147] 该装置与图1的装置相比，省略了第二高分子絮凝剂溶解槽3,第一高分子絮凝剂 的溶液利用第一高分子絮凝剂泵5从第一高分子絮凝剂溶解槽2被供给至高速搅拌槽7。
[0148] 另外，第一高分子絮凝剂的溶液利用第二高分子絮凝剂泵6从第一高分子絮凝剂 溶解槽2被供给至通常速度搅拌槽8。
[0149] (第五处理装置例）
[0150] 图5为示出与上述处理装置例不同的其他装置例的示意图。
[0151] 图5所示的装置具备在污泥储槽1上向下游侧依次连通地配置污泥供给泵4、污泥 流量计12、高速搅拌槽7、通常速度搅拌槽8和脱水机11而成的结构。
[0152] 另外，高速搅拌槽7的高速搅拌机9与控制装置13电连接，所述控制装置13与前 述污泥流量计12电连接。
[0153] 该装置具有在连接高速搅拌槽7与污泥流量计12的配管上介由第一高分子絮凝 剂泵5连通地配置第一高分子絮凝剂溶解槽2、在连接高速搅拌槽7与通常速度搅拌槽8的 配管上介由第二高分子絮凝剂泵6连通地配置第二高分子絮凝剂溶解槽3而成的结构。
[0154] 如此将各高分子絮凝剂加入到污泥中后，可以利用各搅拌槽进行搅拌。
[0155] 需要说明的是，上述第一?第五处理装置例不过是示例，并不限定于这些例子。
[0156] <语句的说明>
[0157] 本说明书中，表达为"X?Y"（X、Y为任意的数字）时，在没有特别说明的情况下， 包括"X以上且Y以下"的意思，并且还包括"优选大于X"或"优选小于Υ"的意思。
[0158] 另外，表达为"X以上"（X为任意的数字）或"Υ以下"（Υ为任意的数字）时，也包 括"优选大于X"或"优选低于Υ"的意图。
[0159] 实施例
[0160] 以下，根据下述实验进一步详细说明本发明。
[0161] (实验 1)
[0162] 本实验中，将第一高分子絮凝剂的溶液加入到污泥中并实施第一搅拌后，加入第 二高分子絮凝剂的溶液并实施第二搅拌，将得到的絮凝污泥利用带式压榨脱水机进行脱水 而得到脱水滤饼的工序中，通过如表1所示地改变第一搅拌中的搅拌时的旋转速度（即搅 拌速度）来调整消耗功率，研宄下述式（1)的值R与脱水滤饼的含水率的关系。
[0163] 式（1) ·· R =(消耗功率AX污泥浓度C) /污泥处理量B
[0164] 本实验中，作为被处理物，使用污泥Α。污泥A为厌氧消化污泥，污泥A的污泥浓度 (=TS)为 I8. 8g/L。
[0165] 污泥浓度（=TS)是指，作为蒸发残留物的、将污泥在105?IKTC下蒸发干固时 残留的物质的浓度。测定方法依据污水试验方法。
[0166] 实验中，与第一和第二高分子絮凝剂一起使用阳离子性高分子絮凝剂a(DAA系高 分子絮凝剂、分子量900万、粘度300mPa *s)。第一和第二高分子絮凝剂的溶液的浓度均调 整为2g/L。
[0167] 另外，第一高分子絮凝剂的溶液和第二高分子絮凝剂的溶液均为将高分子絮凝剂 溶解于水而得到的水溶液，其浓度是指，水溶液中的高分子絮凝剂的浓度的意思（后述实 验中也同样）。
[0168] 实验步骤如下所述。
[0169] 在污泥（污泥流量1. 4?2. 9m3/h)中加入总注入量的65%的第一高分子絮凝剂 的溶液，利用高速搅拌机（旋转速度1250?2750rpm、消耗功率0. 48?2. 43kW、搅拌部容 积0. 8L)将污泥和高分子絮凝剂的溶液混合搅拌，制备混合污泥。接着，在混合污泥中加入 总注入量的35%的第二高分子絮凝剂的溶液，利用将搅拌时的旋转速度设定为150rpm的 搅拌机将混合污泥和高分子絮凝剂混合搅拌，使混合污泥絮凝，形成絮凝物。最后利用带式 压榨脱水机将絮凝物脱水，测定得到的脱水滤饼的含水率（％)。
[0170] 脱水滤饼的含水率（％)由将脱水滤饼在105?IKTC下蒸发干固时蒸发的水的 质量求出。测定方法依据污水试验方法。（以后的实验中也同样）。
[0171] 将实验结果示于表1。
[0172] [表 1]
[0173]

【权利要求】
1. 一种污泥的处理方法，其特征在于，具有以下工序： 混合污泥制备工序，将第一高分子絮凝剂的溶液加入到作为被处理物的污泥中，利用 至少1个搅拌机将所述污泥与所述第一高分子絮凝剂的溶液混合，制备混合污泥；和 絮凝物形成工序，将第二高分子絮凝剂的溶液加入到所述混合污泥中，将所述混合污 泥和所述第二高分子絮凝剂的溶液混合，形成絮凝物， 混合污泥制备工序中，调整搅拌机的消耗功率（kW)A、与污泥的污泥处理量（kg/h)B、 与该污泥浓度（g/L)C的关系以使以下的式（1)成立来进行混合， 式（1) ? ?(消耗功率AX污泥浓度C) /污泥处理量B = 0? 15?1. 10。
2. 根据权利要求1所述的污泥的处理方法，其特征在于，混合污泥制备工序中，利用将 搅拌机的旋转速度设定为l〇〇〇rpm以上的至少1个搅拌机，将所述污泥和所述第一高分子 絮凝剂的溶液混合，制备混合污泥。
3. 根据权利要求1或2所述的污泥的处理方法，其特征在于，混合污泥制备工序中，调 整搅拌机的消耗功率（kW)A、与污泥的污泥处理量（kg/h)B、与该污泥浓度（g/L)C的关系以 使以下的式（1)成立来进行混合， 式（1) ? ?(消耗功率AX污泥浓度C)/污泥处理量B = 0? 40?1. 10。
4. 根据权利要求1或2所述的污泥的处理方法，其特征在于，混合污泥制备工序中，调 整搅拌机的消耗功率（kW)A、与污泥的污泥处理量（kg/h)B、与该污泥浓度（g/L)C的关系以 使以下的式（1)成立来进行混合， 式（1) ? ?(消耗功率AX污泥浓度C) /污泥处理量B = 0? 15?0? 40。
5. 根据权利要求1或2所述的污泥的处理方法，其特征在于，混合污泥制备工序中，调 整为搅拌机的搅拌部的每单位容积（L)的消耗功率（kW)为1.0 (kW/L)以上来进行混合。
6. 根据权利要求1?5中的任一项所述的污泥的处理方法，其特征在于，搅拌机的消耗 功率A的调整通过控制该搅拌机的旋转速度来进行。
7. 根据权利要求1?6中的任一项所述的污泥的处理方法，其特征在于，搅拌机的消耗 功率A的调整通过调整该搅拌机的使用台数来进行。
8. 根据权利要求1?7中的任一项所述的污泥的处理方法，其特征在于，絮凝物形成工 序中，利用将搅拌机的旋转速度设定为10?500rpm的至少1个搅拌机，将所述混合污泥和 所述第二高分子絮凝剂的溶液混合，形成絮凝物。
9. 根据权利要求1?8中的任一项所述的污泥的处理方法，其特征在于，絮凝物形成工 序中，在旋转的反应槽内将所述混合污泥和所述第二高分子絮凝剂的溶液混合，形成絮凝 物，并且进行脱水。
10. -种污泥的处理装置，其具备： 混合污泥制备装置，其具备将第一高分子絮凝剂的溶液加入到污泥中的机构、以及至 少1个搅拌机，所述混合污泥制备装置将所述污泥和所述第一高分子絮凝剂的溶液混合， 制备混合污泥；和 絮凝物形成装置，其具备将第二高分子絮凝剂的溶液加入到所述混合污泥中的机构， 并且将所述混合污泥和所述第二高分子絮凝剂的溶液混合，形成絮凝物， 其特征在于，所述混合污泥制备装置具备：控制搅拌机的消耗功率（kW)A、与污泥的污 泥处理量（kg/h)B、与该污泥浓度（g/L)C的关系以使以下的式（1)成立的控制装置， 式（1) --(消耗功率AX污泥浓度C) /污泥处理量B = 0? 15?1. 10。
11. 根据权利要求10所述的污泥的处理装置，其特征在于，所述控制装置控制搅拌机 的消耗功率（kW)A、与污泥的污泥处理量（kg/h)B、与该污泥浓度（g/L)C的关系以使以下的 式⑴成立， 式（1) ? ?(消耗功率AX污泥浓度C)/污泥处理量B = 0? 40?1. 10。
12. 根据权利要求10所述的污泥的处理装置，其特征在于，所述控制装置控制搅拌机 的消耗功率（kW)A、与污泥的污泥处理量（kg/h)B、与该污泥浓度（g/L)C的关系以使以下的 式⑴成立， 式（1) ? ?(消耗功率AX污泥浓度C) /污泥处理量B = 0? 15?0? 40。
13. 根据权利要求10?12中的任一项所述的污泥的处理装置，其特征在于，所述控制 装置以搅拌机的搅拌部的每单位容积（L)的消耗功率（kW)为1.0 (kW/L)以上的方式进行 控制。
14. 根据权利要求10?13中的任一项所述的污泥的处理装置，其特征在于，混合污泥 制备装置是具备将第一高分子絮凝剂的溶液加入到污泥中的机构、以及将旋转速度设定为 lOOOrpm以上的至少1个搅拌机的装置。
15. 根据权利要求10?14中的任一项所述的污泥的处理装置，其特征在于，絮凝物形 成装置是具备将第二高分子絮凝剂的溶液加入到所述混合污泥中的机构、以及将旋转速度 设定为10?500rpm的至少1个搅拌机的装置。
16. 根据权利要求10?15中的任一项所述的污泥的处理装置，其特征在于，混合污泥 制备装置的搅拌机、或絮凝物形成装置的搅拌机、或它们两者为在线搅拌机。
17. -种污泥的处理装置，其具备将权利要求10?16中的任一项所述的污泥的处理装 置连接于机械脱水装置而成的结构。
18. 根据权利要求10?14中的任一项所述的污泥的处理装置，絮凝物形成装置是具备 旋转的反应槽、将所述混合污泥和第二高分子絮凝剂的溶液供给到所述反应槽内的机构、 以及脱水机构的装置。
【文档编号】C02F11/14GK104507879SQ201380040615
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2013年7月26日 优先权日:2012年7月30日
【发明者】森田智之, 萩野隆生, 板山伦也, 加藤宏行, 筑井良治, 渡边昌次郎 申请人:水翼株式会社