JPH04227900A - 微生物学的消化によって生じる廃水スラッジの脱水性を向上させる方法 - Google Patents
微生物学的消化によって生じる廃水スラッジの脱水性を向上させる方法Info
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- JPH04227900A JPH04227900A JP3155515A JP15551591A JPH04227900A JP H04227900 A JPH04227900 A JP H04227900A JP 3155515 A JP3155515 A JP 3155515A JP 15551591 A JP15551591 A JP 15551591A JP H04227900 A JPH04227900 A JP H04227900A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本願発明は、微生物学的作用によ
って生じ、かなりの量の水分保有細胞構造体を有し、固
形物がかなり多い廃水スラッジを、更に機械的に脱水し
易くする方法に関するものである。 【0002】 【従来の技術】かなりの有機物含量を有する水性廃棄物
流の処理は技術的にかなり関心のある事柄であったしま
た現在もそうである。これらの廃水流は一般の下水であ
って良くまたは食品加工若しくは製紙のような種々の産
業活動によるものであっても良い。 【0003】この問題に対する非常に古いが今なお有効
な試みは、溶解してコロイド状に懸濁した廃水流の有機
物含量を微生物学的作用によって減少させることである
。これは典型的には好気的発酵、嫌気的発酵またはその
両者による上記有機物の消化に係わっている。このよう
な微生物学的活動によって通常活性化スラッジ(活性汚
泥)と称されるゼラチン様物質が発生する。これは非常
に強く結合した水分を有している。 【0004】このようなスラッジの廃棄も技術的な関心
事である。2つの主要な目標は生物学的活動を終了させ
ることおよび水分含量を減少させることであった。それ
らは共に石灰(水酸化カルシウム)でスラッジを処理す
るかまたは酸素含有気体若しくは酸化剤を添加して若し
くは添加しないでスラッジを加熱処理するかのどちらか
によって取り組まれてきた。どちらの試みも完全には満
足のいくものではなかった。 【0005】石灰処理は高価でありそして処理しなけれ
ばならないスラッジの量は実際かなり増加している。か
なり多量、典型的には乾燥スラッジ固形物1トン当たり
約 150から 550ポンドの間の石灰添加が脱水を
高めるために必要である。このような処理が高価なのは
石灰自体の費用だけでなく、このような大量の添加物を
取り扱う際のかなりの労務費用に関係がある。更に、効
果的な脱水には無機金属塩、典型的には塩化第二鉄を乾
燥スラッジ固形物1トン当たり通常約40から 125
ポンドの間で添加することも必要である。石灰の大部分
および塩化第二鉄の全部は通常フィルターケーキ中で最
終的に固形物となるので、廃棄しなければならない固形
物の量が加わることになる。 【0006】更に、スラッジによっては安定化のために
より多くの石灰添加が必要なものもある。米国連邦環境
保護庁( EPA)の事例研究では生物学的活動を確実
に終了させるために乾燥スラッジ固形物1トン当たり1
000ポンド程も必要であると報告されている。 【0007】一方、加熱処理は明らかに一律に約3から
10重量パーセントの間の典型的な固形物含量を有する
どちらかと言えば希薄な供給流の加熱に係わっている。 この加熱処理は殆ど普遍的に、非常に水分含量の高い供
給流の温度を上げるために消費された熱エネルギーを幾
らか回収するために或るタイプの熱交換器を使用するこ
とに係わっている。これら希薄スラッジを上記の熱交換
器を通過させる際には一般にスケール問題に遭遇し、熱
交換器を頻繁に酸洗浄する必要がある。 【0008】更に、加熱処理したスラッジを脱水するた
めには通常別個の2つの操作が必要である。一般的に、
加熱処理物は傾瀉器、浄化器または沈殿槽に供給され、
次いでこの操作の下方流をロータリー真空フィルターま
たは凹室圧力フィルターに供給する。 【0009】最終的に脱水するためにかなり希薄な熱処
理物を直接遠心分離機に供給することが開示されている
。しかし乍ら、このような方法にはかなりの量の高分子
凝集剤を加える必要がある。 【0010】 【発明が解決しようとする課題】本発明は微生物学的作
用によって生じ、かなりの量の水分保有細胞構造を有す
る廃水スラッジの脱水性を、少なくとも約15重量パー
セントの固形物含量の該スラッジを加熱処理することに
よって向上させる方法に関するものである。本発明は更
に濃縮廃水スラッジをスラッジ中に存在する病原体また
は臭気発生微生物が耐え得る温度より高い温度に加熱す
ることによってこのような生物を死滅させるのに有効で
好都合な方法に関するものである。 【0011】約 260から 390°Fの間の温和な
温度を使用することが好ましい。酸素含有気体または酸
化剤のどちらも添加しないで加熱処理を行うことが更に
好ましい。特に好ましい実施態様では、スラッジは加熱
処理前に酸性またはアルカリ性とし、次いで加熱処理が
終了する前に少なくとも部分的に中性化する。 【0012】 【課題を解決するための手段】かなりの量の水分結合有
機物を有する濃縮廃水スラッジの更なる脱水はスラッジ
を加熱処理することによって促進される。一般的に、こ
れらの廃水スラッジは約15重量パーセントまたはそれ
以上、好ましくは約20から30重量パーセントの間の
固形物含量を有する。水分結合有機物は典型的には活性
汚泥法、即ち好気的消化、嫌気的消化またはそれらの両
者によって水性廃棄物流の生物学的酸素要求量( BO
D)および化学的酸素要求量( COD)を減少させる
方法に係わる微生物学的活動の結果形成された細胞構造
体である。この水性廃棄物流は都市下水処理並びに製紙
、食品加工および有機化学合成のような産業的な操業に
よるものを含むが、これらに限定されない多数の供給源
からのものであって良い。典型的な有機化学合成には染
料製造や石油原料の化学的中間体への変換がある。好ま
しい方法では、濃縮スラッジはそれ以上の有意な水分除
去が 100プサイ( psi)のフィルター圧を有す
る凹室フィルターでは行われ得ないところまで脱水され
ている。 【0013】濃縮廃水スラッジはポリ電解質凝集剤(f
locculant)の使用によって得られていると思
われる。これらの凝集剤は典型的にはデリベチゼーショ
ン(derivitization)または共重合化に
よって得られる種々の陰イオン性または陽イオン性ペン
ダント(懸垂)基を有する高分子量ポリアクリルアミド
である。それらは通常乾燥スラッジ固形物1トン当たり
約10から15ポンドの間で添加して使用される。多く
の通常の廃水スラッジに関して、加熱処理していない廃
水スラッジで約6重量パーセント以上の固形物濃縮体を
上記のような凝集剤を使用しないで得る実用的な方法は
ない。しかし乍ら、本方法で処理した濃縮廃水スラッジ
中に上記のような凝集剤が存在しても、得られた高脱水
性を向上も抑制もしないと考えられる。このような凝集
剤は単に本方法の出発材料に好ましいルートを提供する
にすぎない。 【0014】加熱処理は水分と結合している細胞構造体
を少なくとも部分的に破壊するのに十分でなければなら
ない。加熱処理はこの細胞構造体のタンパク質を変性化
することによって上記破壊に少なくとも部分的に影響を
与えると考えられる。約 260°Fを超える温度、好
ましくは約 270から 390°Fの間、最も好まし
くは約 280から 366°Fの間の温度を使用する
ことが好ましい。余りに低い温度では脱水性の有意な改
善を得るために過度の時間が必要である。かなり低い温
度では合理的な処理期間での改善は観察されない。他方
、過度に高温では望ましくない程の物質分解が生じ、脱
水方法による排出液の CODおよび BODを増加さ
せる。更に、或る点を超える加熱処理による脱水性の改
善は最少の脱水性改善しかもたらさず、そして熱エネル
ギー、並びに極端に高い温度が関係している場合このよ
うな温度で水性液体を保つのに必要な高圧で取り扱うた
めの資本準備および維持費用の両者に関して不必要に高
価である。この点に関して、本発明では好ましくは20
0 プサイグ(psig)またはそれ以下、更に好まし
くは 150プサイグ(psig)またはそれ以下の圧
力で操作することが好ましい。 【0015】加熱処理の効果は濃縮した廃水スラッジの
pHを強い酸性またはアルカリ性値に調整することによ
ってかなり促進することができる。pHを中性から約3
またはそれ以上離れたポイント値に調整することが特に
好ましい。酸性側で操作することが殊に好ましく、そし
て約3またはそれ以下のpH値で操作することが更に一
層好ましい。アルカリ側で操作すると典型的にはかなり
の量のアンモニアの発生が生じ、そしてこのアンモニア
の損失とそれによるpH値の低下を避けるために完全に
密閉された系の使用が必要であろう。更に、このアンモ
ニア発生は最終的に回収されるケーキから窒素値をとり
除くことになり、そして更に廃棄の問題をも引き起こす
。処理したスラッジを中性化するとき気体廃棄物流が発
生するかまたは溶解したアンモニアが排出液に加わる。 【0016】酸性化またはアルカリ化した濃縮スラッジ
を機械的に脱水する前に実質的に中性化することも好ま
しい。pH値を中性から約3ポイントまたはそれ以下、
更に好ましくは2ポイント以内にすることが特に好まし
い。この中性化工程によって、より極端なpH値で溶解
している有機物および金属塩の両者が沈殿する。濃縮し
た廃水スラッジの脱水で得られる排出液は典型的には最
初の処理プラントに再循環され、排出液に溶解した有機
物は更にスラッジを発生させることになる。典型的には
BODの各1ポンドは 0.6ポンドの活性化スラッ
ジ(活性汚泥)を発生する。他方、最初の処理プラント
によって処理される最初の廃棄物流の金属濃度は、再循
環排出液の金属含量が増加した場合、この再循環排出液
と混合されるので、増加し続ける。 【0017】酸性化した濃縮廃水スラッジを中性化する
ためには塩基性のカルシウム化合物を使用することが更
に好ましい。カルシウムの水溶解性は限られており、そ
して塩基性のカルシウム化合物は比較的安価であるため
、カルシウムは好ましい陽イオンである。特に有利な中
性化剤は水酸化カルシウムであり、これは消石灰として
容易に入手可能であり、または水中で石灰を素早くスラ
リー化して容易に得ることができる。 【0018】中性化後の或る期間加熱処理を延長するこ
とが有利である。中性化を完了する前に加熱処理が中断
される場合、濃縮廃水スラッジの向上した脱水性のかな
りの部分が失われる。中性化した濃縮スラッジを少なく
とも約10分間加熱処理することが特に好ましい。 【0019】加熱処理は、濃縮廃水スラッジを圧力下に
維持し乍らその温度を必要な範囲に確実にそして効果的
に上昇させ得る任意の伝熱手段を使用して達成すること
ができる。濃縮廃水スラッジに関係する伝熱手段は固形
物自体より熱い固形物表面に接触するのを避けることが
好ましい。このものは典型的にはそのような表面にスケ
ールを沈着させる傾向を強く示し、そのため更なる伝熱
が、ときには伝熱係数が本質的にゼロになる程度にまで
、実質的に妨げられる。濃縮廃水スラッジは伝熱係数が
低いので、加熱手段は該スラッジを撹拌する手段を伴う
ことが更に好ましい(1つの EPA研究はこの係数と
スラッジ固形物含量との間の反比例の関係を報告してお
り、6パーセントまたはそれ以上の固形物含量ではこの
係数の減少速度が劇的に増加している)。濃縮廃水スラ
ッジを熱流動体と接触させて熱交換を達成することが特
に好ましく、また加圧蒸気を使用することが殊に好まし
い。この蒸気はスラッジに隣接する空気層中に、好まし
くはスラッジ本体中に注入することができる。これらス
ラッジの粘度が高いことおよび伝熱係数が低いことの両
者のため慣用の熱交換器が、不可能ではないとしても極
めて非実用的になる。 【0020】濃縮廃水スラッジはその水分を実質的に液
体に保つのに十分な圧力下で加熱処理すべきである。そ
うでなければ水の沸点以上の温度に上げることが、不可
能ではないとしても困難になる。液体から気体状態にな
る際に水は大量の熱を吸収し、その結果水を沸騰するこ
とによって簡単に脱水しようとする試みが非常に非経済
的になる。 【0021】一定の濃縮廃水スラッジの脱水性の実質的
な向上を達成するのに必要な加熱処理温度での時間の長
さは主として処理温度および処理を行うpHに依存する
。 殆どのスラッジに一般的なことは、最適向上は約4から
5時間の間で達成され、そしてこれは高いかまたは低い
pHで加熱処理を行うことによって約40分またはそれ
以下に短くすることができる。しかし乍ら顕著な利益は
約2時間で得られるかまたは同時にpHを調整して15
分で得られる。 【0022】濃縮廃水スラッジのpHと中性より低いp
H値で非可逆的な高い脱水性を得るのに必要な時間の対
数との間には直線的関係があるように思われる。処理し
たものをろ過する前に剪断に付すかまたはねかすことに
よって脱水性がさほど低下しないとき、向上した脱水性
は非可逆的であると考えられる。一群の曲線(適当な範
囲内の各処理温度についての1つの曲線)が容易に作ら
れ、非可逆性を現わす処理時間の対数は処理物のpHに
関係する。 100プサイグ(psig)の蒸気( 3
38°F)による処理に対して上記曲線が作られた。こ
れは式y=bmx (式中yは非可逆性までの処理時間
(分)であり、xは濃縮廃水スラッジのpHであり、b
は 9.986であり、そしてmは 1.894である
。この式は測定データに適合し、関係係数は 0.99
3である。 【0023】極端なpH値を使用して行われる加熱処理
促進が濃縮廃水スラッジの連続処理にとって第1に重要
である。多くの廃水処理プラントは廃水スラッジの処理
がバッチ基準で好都合に実施されるような容量で作業さ
れる。このような状況下では、より長くなる加熱処理の
費用と酸性化またはアルカリ化に続く中性化の追加的な
費用との間の経済的バランスによってこの促進方法が望
ましいかどうかを指令することができる。スラッジ処理
施設に要求される処理量が増加するので、促進(同一の
処理量がより小さくそしてそれ故より高価でない加熱処
理系中、より短い滞留時間で得られる)を好む傾向が生
じる。加熱処理時間が増加するとき、同一の処理量を得
るためには各サイクルのバッチの大きさははるかに大き
いものでなければならない。 【0024】脱水性の向上はろ過時間およびケーキ固形
物によって好都合に評価することができる。ろ過時間の
減少および固形物含量の増加は共に脱水性の向上を反映
する。ろ過時間が約2時間未満、好ましくは約1時間未
満、更に好ましくは30分未満であるような処理条件を
使用することが好ましい。実際、約5分未満、更には2
分未満のろ過時間を容易に達成することができる。市販
で入手できるポンプの性能には上記の急速ろ過時間を十
分活用する能力に限りがあるとしても、このような急速
ろ過時間は最適の脱水性に近づいているという良い指標
である。 【0025】加熱処理によって容易に濃縮廃水スラッジ
が得られ、これは約30重量パーセントを超える固形物
含量にまで容易に脱水される。約45重量パーセント、
更に好ましくは約55重量パーセント、最も好ましくは
約60重量パーセントを超えるケーキ固形物が得られる
条件を使用することが好ましい。 【0026】濃縮廃水スラッジの脱水性の向上はねかし
作用および剪断に対する感受性によって更に評価するこ
とができる。最適に調節されなかったスラッジは、加熱
処理後かなりの時間ねかすことによってろ過時間の顕著
な増加およびケーキ固形物の顕著な減少を示す。典型的
な評価期間は一夜または約16時間である。 【0027】更に、最適に調節されなかった濃縮廃水ス
ラッジを実質的な剪断に付すと、スラッジの向上した脱
水性はかなりの程度失われる。好都合な評価技術は調節
したスラッジを 140°Fで約30分間激しく撹拌す
ることである。 【0028】濃縮廃水スラッジがねかしかまたは有意な
剪断かのどちらかに対して有意な感受性を示さない程十
分に調節することが特に好ましい。本発明の目的で、こ
のように処理された濃縮廃水スラッジの向上した脱水性
は非可逆的である。 【0029】得られるろ過時間およびケーキ固形物は凹
室膜圧フィルターを使用して好都合に評価することがで
きる。この適用で報告された研究では(他に指示されな
い限り)、ろ過は 100プサイ( psi)のろ過圧
力および 175プサイ( psi)の膜圧搾圧力で実
施され、濃縮廃水スラッジは 140°Fの温度でろ過
された。ろ布はつやだし仕上げで、約60から100c
fmの間の空気多孔性を有しそして75×32の糸カウ
ントを有する43×80の9oz/yd2のポリプロピ
レンモノフィラメント サテン織布であった。 しかし乍ら、ろ布の正確な特徴はそれが目づまりしない
限り臨界的とは考えられなかった。ろ過は、ケーキが布
上に形成されるので、基本的にはケーキによって行われ
ると思われた。使用した実際の装置は爆弾フィルターと
して知られ一般的に実験室評価で使用される半分のフィ
ルターセットであった。 【0030】凹室膜圧力フィルターは当該技術分野の熟
練者に周知である。脱水に使用する該フィルターの広範
な総説は、ペンシルベニア州ピッツバーグで1989年
3月に行われたアメリカろ過学会第2年会でエルネスト
マイヤー(Ernest Mayer)博士が提示
した報文「膜圧縮スラッジ脱水」に含まれている。洗浄
した顔料ケーキの脱水に関する最初の進展は米国特許第
3,289,845号に報告されており、本明細書に
参照文献として引用する。このタイプのフィルターは西
ドイツのマルクトベルドルフ・ロイテルシャッハのクリ
ンカウ ゲー エム ベー ハー(Klink
au GmbH)およびニュージャージー州レイクウッ
ドのレンザー アメリカ(Lenser Ameri
ca)を含む多数の供給者から入手可能である。このタ
イプのフィルターは基本的には凹室プレートフィルター
であり、これは最初の圧力ろ過が本質的に完結した後フ
ィルターケーキを圧搾する膨張可能な膜を有している。 【0031】調節したスラッジの脱水性は凹室圧力膜フ
ィルターで評価したが、スラッジは遠心分離機および回
転真空フィルターを含む種々の機械的脱水装置で実用的
に脱水することができる。勿論、得られる結果は脱水装
置の種類に幾分依存する。現在、凹室圧力膜フィルター
が最も好ましい装置である。 【0032】以下の実施例によって本発明の特別の実施
態様を更に十分に説明する。 【0033】 【実施例】〔実施例1〕加熱処理による濃縮一次および
二次都市下水スラッジの脱水性の向上 好気的消化を使用する都市廃水処理プラントで発生した
一次および二次スラッジの混合物を凹室プレートフィル
ターでろ過して得られた濃縮廃水スラッジはその脱水性
を改善するために種々の時間加熱処理した。この濃縮物
は乾燥固形物1トン当たりポリアクリルアミド系多電解
質凝集剤を10から15ポンドの間でスラッジに加え、
次いでスラッジをろ過して約29重量パーセントの固形
物含量にすることによって得られた。この濃縮廃水スラ
ッジは約 5.2のpHおよび約22.7重量パーセン
トの灰分含量を有していた。 【0034】上記濃縮廃水スラッジの 400グラム試
料は 100プサイグ(psig)の圧力のオートクレ
ーブ中で 100プサイグ(psig)蒸気を使用して
種々の時間加熱処理した。蒸気は約4から6分の間スラ
ッジ本体中に直接注入し、その後蒸気は試料の周囲の空
気層に供給した。温度プロフィールは、約 320°F
の温度になるように試料を加熱するためにはこの直接注
入が十分であったことを証明した。処理時間はこの直接
注入の完了から蒸気終了までを測定した。スラッジの温
度を 100プサイグ(psig)蒸気の 338°F
の温度に平衡化させるために、上記処理の或る部分を要
し、これは操作毎に変動した。加熱処理は徐々に圧力を
放出することによって中断され、そしてこの温度低下期
間は処理時間に含めなかった。 【0035】脱水性は50グラムの試料を水50ミリリ
ットルと混合し、そしてこの混合物を爆弾フィルターと
して知られ、半分の凹室膜圧力フィルターセットからな
り、そして約 250ミリリットルの容量を有している
試験ろ過装置に供給することによって試験した。 10
0プサイ( psi)のろ過圧の後に徐々に 175プ
サイ( psi)に高める圧搾圧を使用した。スラッジ
はろ過の間約 140°F の温度であった。 【0036】評価規準は気体がフィルターを通過して観
察されるまでのろ過時間(ろ過は加圧窒素を用いて強制
した)、圧搾後に達成された固形物パーセント、一夜ね
かした効果および剪断(家庭用ハンドケーキミキサーで
30分間混合して適用した)の効果であった。圧搾後の
フィルターケーキの厚さも観察した。この結果は表1に
報告する。 【0037】得られたケーキは長期の保存期間後でも不
快な臭気を最初は示さないかまたは発しなかった。これ
は加熱処理が濃縮廃水スラッジ中に存在する全ての微生
物を不活性化するかまたは殺した指標と考えられた。 【0038】
表1 都市下水の好気的消化
から得られる濃縮廃水スラッジの連続加熱処理 処理
処理後ろ過 剪断
後ろ過 ねかし後ろ過 時間
ろ過 ケーキ ケーキ ろ過 ケーキ ケー
キ ろ過 ケーキ ケーキ(時間) 時間 固
形物 厚さ 時間 固形物 厚さ
時間 固形物 厚さ (分)
(%) (mm) ( 分) (%) (
mm) (分) (%) (mm) 2
9 53.6 9
ろ過されない 24 52
.8 9 4 2 63.
2 7 15 60
7 8 3/4 63.8
7 5 1 65.4
6.5 16 65.4 6
1 1/8 66.6 6【0039】
〔実施例2〕一次および二次都市下水スラッジの加熱処
理の酸性促進 実施例1に記載した濃縮廃水スラッジの試料 400グ
ラムは適量の濃硫酸中で撹拌することによって約2のp
H値に酸性化し、実施例1に記載した方法で 100プ
サイ( psi)の蒸気を使用して種々の時間加熱処理
し、その後実施例1に記載したようにして評価した。結
果は表2に報告する。 【0040】
表2
都市下水の好気的消化から得られた
酸性化し加熱処理した濃縮廃水
スラッジの脱水性 処理 処
理後ろ過
剪断後ろ過 時間 ろ過 ケーキ
ケーキ ろ過 ケーキ
ケーキ (分) 時間( 分) 固形物
(%) 厚さ(mm) 時間( 分) 固形
物(%) 厚さ(mm) 20 37
44.4 8
ろ過されない
30 11 52.3
8
ろ過されない 40 11
65.0 6.5
5 62.4 【0041】実施例1と同様に、得られたケーキは不愉
快な臭気を有しておらず、またそのような臭気を発せず
、生物学的活動の終了を示していた。 【0042】〔実施例3〕好気的消化によって得られた
加熱処理し酸性化し、そして中性化した都市下水スラッ
ジの脱水性 好気的消化から得られた都市下水スラッジを遠心分離す
ることによって得られた濃縮廃水スラッジを酸性化し、
約1時間加熱処理し、中性化し、更に約15分間加熱処
理し、そしてその後実施例1に記載した方法に類似した
方法で脱水性を評価した。最初のスラッジはスラッジ固
形物乾燥トン当たり約10から15ポンドの間で実施例
1に記載したタイプの高分子凝集剤を添加することによ
って修正し、次いで約20.7重量パーセントの固形物
含量(これは灰分含量42.3重量パーセントであった
)にまで濃縮した。このスラッジは約8.45のpH値
であった。 【0043】600グラムの試料は適量の濃硫酸中で撹
拌して約2のpH値に酸性化した。次いで、 100プ
サイグ(psig)に維持したオートクレーブ中で 1
00プサイグ(psig)の蒸気を標本周囲の空気層中
に約1時間注入して加熱処理した。温度プロフィールに
よって、各標本が約 310°Fを超える温度に達する
には約40分かかり、そして標本は 100プサイグ(
psig)の蒸気の 338°Fの温度には完全には達
しなかったことが示された。 【0044】次いで、各標本は適量の石灰中で撹拌して
中性化した。1つの例では、pHは 6.7の値をとり
、そして他の例では 9.0の値をとった。 【0045】次いで、中性化した試料は、値を 100
プサイグ(psig)にセットした上部撹拌器を備えた
オートクレーブの開放空気層中に 100プサイグ(p
sig)の蒸気を注入して約15分間加熱処理した。温
度プロフィールによって標本は15分の処理終了時に約
245から 270°Fの間の温度に達していること
が示された。 【0046】濃縮廃水スラッジ標本の脱水性は処理後、
上部撹拌器で30分間混合した後、および一夜ねかせた
後に評価した。どの場合にも、75グラムの標本を実施
例1に記載した装置( 140°Fのろ過温度、 10
0プサイ( psi)のろ過圧および 175プサイ(
psi)の圧搾圧力)に供給した。全6つの実施(p
H値を中性にした2つのものはそれぞれ3つの処理後条
件に付した)で2から3分の間のほぼ同じろ過時間が得
られ、そしてケーキ固形物は約64パーセントであった
。固形物の灰分含量は約55から65重量パーセントの
間であった。 【0047】実施例1および2と同様に、得られたケー
キはどんな不快な臭気も示さず、そしてその後において
も発したりせず、その結果生物学的活動の欠如を証明し
ていた。 【0048】〔実施例4〕酸性化および加熱処理による
好気的消化によって得られた濃縮都市下水スラッジの脱
水性の向上 実施例3と同じようにして得られ、固形物含量が20.
7重量パーセントで灰分含量が38.3重量パーセント
である濃縮廃水スラッジを酸性化し、1時間加熱処理し
、中性化し、15分間加熱処理しそして実施例3に記載
した方法で評価した。酸性化は適量の濃硫酸中で撹拌し
て行って約2のpH値が得られた。加熱処理は 100
プサイグ(psig)にセットした蒸気トラップ弁を有
するオートクレーブの空気層中に 100プサイグ(p
sig)の蒸気を注入して行った。中性化は家庭用ハン
ドケーキミキサーを用いて適量の石灰中で撹拌して行っ
て約 7.7のpH値が得られた(ケーキミキサーは処
理物の剪断感受性を試験するために使用した)。 【0049】処理物は約2分でろ過され、そして固形物
含量が約66重量パーセントで灰分含量が約54重量パ
ーセントを有する10.5mmの厚さの最終圧搾ケーキ
が得られた。フィルター供給物は約11重量パーセント
の懸濁固形物含量を有していた。本質的に、一夜ねかし
たものから同一の結果が得られた。 【0050】実施例1、2および3と同様に、得られた
ケーキは不快な臭気を示したり、または発したりせず、
その結果生物学的活動の欠如を証明していた。 【0051】しかし乍ら、同一物を僅か概ね30分間し
か加熱処理しなかったときには、酸性化した物は 10
0プサイ( psi)のろ過圧力ではろ過することがで
きなかった。温度プロフィールは 288°Fの最大温
度が上記30分の処理の終了時に達成されたことを示し
ていた。7分のろ過後に約20mlの流出液しか得られ
ず、操作は終了した。 【0052】〔実施例5〕酸性化および加熱処理による
好気的消化によって得られ濃縮された一次および二次都
市下水スラッジの脱水性の向上および残渣の化学的分布
の測定 実施例1と同じようにして得られ、固形物含量が約20
.9重量パーセントであり灰分含量が18.5重量パー
セントである濃縮廃水スラッジを酸性化し、 3/4時
間または1時間加熱処理し、中性化し、15分間加熱処
理しそして実施例1に記載した方法で評価した。酸性化
は適量の濃硫酸中で撹拌して実施して約2のpH値が得
られた。加熱処理は90プサイグ(psig)にセット
した蒸気トラップ弁を備えたオートクレーブの空気層中
に90プサイグ(psig)(約 331°F)の蒸気
を注入して行った。中性化は適量の石灰中で撹拌して行
って約 5.5のpH値が得られた。結果は表3に報告
する。 【0053】
表3
都市下水の好気的消化によって得られる
酸性化した濃縮廃水ス
ラッジの脱水性 処理 処理したまま
の試料 一夜ねかした
試料 時間 ろ過 ケーキ
ケーキ ろ過 ケーキ
ケーキ (分) 時間( 分) 固形物(%)
厚さ(mm) 時間( 分) 固形物(%)
厚さ(mm) 45 6.5(1.6)1
44.8(53.3) 14(12) 2
0.5(12.7) 43.6(48.6) 13
(12) 60 1(1.3) 57.7
(63.8) 9.5(9) −−− (2
.5) −−−(61.1) (9)(
1括弧内の値は、前記した特許請求の範囲の 140
°Fのろ過温度および 175プサイ( psi)の圧
搾圧力とは全く異なる 165°Fおよび 225プサ
イ( psi)の圧搾圧力でのろ過についてのものであ
る。) 【0054】表3は処理温度での時間が延長されるにつ
れて最高の特性が現われることを示している。脱水性の
実質的な改善はより短い処理期間後に既に観察されてい
るが、それ以上の改善は固形物パーセントおよびねかし
に対する耐性の両者に関して得られることが明白である
。後者は処理物を直ちに脱水することができない場合に
明らかに重要である。 【0055】得られたフィルターケーキは乾燥固形物に
基づいて約33重量パーセントの灰分含量を有しており
、フィルター供給物は約8から9重量パーセントの懸濁
固形物含量を有していた。 【0056】最初の濃縮廃水スラッジ並びに45分の処
理後 175プサイ( psi)に圧搾して 140°
Fでろ過したフィルターケーキおよびろ液の詳細な化学
的分析は表4に記録した。 【0057】
表4
濃縮廃水スラッジ並びに酸性化および中性化による
加熱処理後 140°Fでろ過して得
られた脱水物の化学的分析
濃縮廃水中の 測定された ケーキ中の
ろ液中の
物質量 物質の% 物
質の% 物質の%2 NH3 ( Nとして
) 0.33wt% 50.5
8.7 4
1.8総ケルダール N ( Nとして) 1.3wt%
65.6 37.9
27.7りん酸塩 (Pとしての総計) 0.4wt%
82.9 80.0
2.9総アルミニウム 0
.23wt% 98.6
97.1 1.4総カ
ドミウム 1.8ppm
80.2 80.2
−総クロム
50ppm 94.3
91.3 3総銅
67ppm
98.0 97.0
1.0総鉄
0.22wt% 88
.6 75.8
12.9総鉛 2
1ppm 94.4
90.5 3.9総ニッケ
ル 7ppm
47.6 43.3
4.3総亜鉛
250ppm 44.1
42.7 1.4(
2ろ液も28000mg/l のC.O.D.を有し
ている。)【0058】〔実施例6〕酸性化し中性化し
加熱処理し濃縮した一次および二次都市下水スラッジの
脱水性好気的消化を使用する都市廃水処理プラント中で
発生した一次と二次スラッジの混合物をベルトフィルタ
ーでろ過して得られた濃縮廃水スラッジを酸性化し、加
熱処理し、中性化し、そして更に加熱処理して脱水性を
改善した。濃縮物は固形物の乾燥1トン当たり10から
15ポンドの間でポリアクリルアミドに基づく多電解質
凝集剤をスラッジに添加し、次いでこれを約24.5重
量パーセントの固形物含量にまでろ過して得た。この濃
縮廃水スラッジは約27.4重量パーセントの灰分含量
を有していた。 【0059】上記濃縮廃水スラッジの 600グラムの
試料は適量の濃硫酸中で撹拌して約2のpHに酸性化し
た。 【0060】次いでこれを過熱蒸気を使用して 100
プサイグ(psig)の圧力でオートクレーブ中1時間
加熱処理した。蒸気は試料周囲の空気層に注入した。温
度プロフィールは 330°Fの温度が約40分後に達
成されていることを示した。 【0061】次いで、試料は水中でスラリー化した適量
の石灰と共に撹拌して約 5.9のpH値に中性化した
。 【0062】中性化した試料は 100プサイグ(ps
ig)にセットされ蒸気トラップ弁を備えたオートクレ
ーブ中で 100プサイグ(psig)の蒸気を用いて
15分間加熱処理した。温度プロフィールによって試料
が処理期間の終了時に約 260°Fの温度に達してい
ることが示された。 【0063】脱水性は50グラムの試料を50ミリリッ
トルの水と混合し、そしてこの混合物を半分の凹室膜圧
フィルターセットからなり概ね 250ミリリットルの
容量を有する爆弾フィルターとして知られる試験ろ過装
置に供給することによって試験した。100プサイ(
psi)のろ過圧の後に圧搾圧を使用し、圧搾圧は徐々
に 178プサイ( psi)に上昇させた。スラッジ
はろ過の間約 140°Fの温度であった。 【0064】ろ過は約2分で終了し、圧搾後約64.6
重量パーセントの固形物含量が得られた。フィルターケ
ーキは室の半分の厚さ(実施例1に記載したように、試
験装置は半分のフィルターセットであった)11mmを
有しており、そして灰分含量は約36.7重量パーセン
トであった。 【0065】上記フィルターケーキはろ過したときまた
は室温で長期間ねかした後のいずれでも不快な臭気を示
さなかった。このことは生物学的活性が全て加熱処理に
よって終結していたことを示した。 【0066】〔実施例7〕一夜ねかしおよび剪断に対す
る非感受性によって測定されるように、濃縮廃水スラッ
ジのpHと非可逆性を達成するのに必要な温度とを関係
づけるために研究が行われた。実施例1に記載した物質
は、大部分の場合に適量の濃硫酸中で撹拌して酸性化し
た後適量の石灰スラリー中で撹拌して約 5.5のpH
値に中性化して加熱処理を進行させた点を除いて、実施
例1に記載したようにして加熱処理した。次いで、中性
化した物質は 100プサイグ(psig)にセットし
蒸気トラップ弁を備えたオートクレーブ中で 100プ
サイグ(psig)の蒸気を用いて約15分間加熱処理
した。中性化した物質はこの15分の期間中に 260
から 300°Fの間の温度に達した。脱水性は実施例
1に記載した技術に従ってろ過して評価した。結果は表
5に記録した。 【0067】
表5 非可
逆性を達成するための処理時間と処理pHとの関係
処理pH
処理時間(分)
13
20
2
40
3
60 4
120
5
300( 3計画値)
【0068】 【発明の効果】本発明は上述のように構成されているの
で、微生物学的消化によって生じる廃水スラッジの脱水
性を向上させることができるという優れた効果を有する
。
って生じ、かなりの量の水分保有細胞構造体を有し、固
形物がかなり多い廃水スラッジを、更に機械的に脱水し
易くする方法に関するものである。 【0002】 【従来の技術】かなりの有機物含量を有する水性廃棄物
流の処理は技術的にかなり関心のある事柄であったしま
た現在もそうである。これらの廃水流は一般の下水であ
って良くまたは食品加工若しくは製紙のような種々の産
業活動によるものであっても良い。 【0003】この問題に対する非常に古いが今なお有効
な試みは、溶解してコロイド状に懸濁した廃水流の有機
物含量を微生物学的作用によって減少させることである
。これは典型的には好気的発酵、嫌気的発酵またはその
両者による上記有機物の消化に係わっている。このよう
な微生物学的活動によって通常活性化スラッジ(活性汚
泥)と称されるゼラチン様物質が発生する。これは非常
に強く結合した水分を有している。 【0004】このようなスラッジの廃棄も技術的な関心
事である。2つの主要な目標は生物学的活動を終了させ
ることおよび水分含量を減少させることであった。それ
らは共に石灰(水酸化カルシウム)でスラッジを処理す
るかまたは酸素含有気体若しくは酸化剤を添加して若し
くは添加しないでスラッジを加熱処理するかのどちらか
によって取り組まれてきた。どちらの試みも完全には満
足のいくものではなかった。 【0005】石灰処理は高価でありそして処理しなけれ
ばならないスラッジの量は実際かなり増加している。か
なり多量、典型的には乾燥スラッジ固形物1トン当たり
約 150から 550ポンドの間の石灰添加が脱水を
高めるために必要である。このような処理が高価なのは
石灰自体の費用だけでなく、このような大量の添加物を
取り扱う際のかなりの労務費用に関係がある。更に、効
果的な脱水には無機金属塩、典型的には塩化第二鉄を乾
燥スラッジ固形物1トン当たり通常約40から 125
ポンドの間で添加することも必要である。石灰の大部分
および塩化第二鉄の全部は通常フィルターケーキ中で最
終的に固形物となるので、廃棄しなければならない固形
物の量が加わることになる。 【0006】更に、スラッジによっては安定化のために
より多くの石灰添加が必要なものもある。米国連邦環境
保護庁( EPA)の事例研究では生物学的活動を確実
に終了させるために乾燥スラッジ固形物1トン当たり1
000ポンド程も必要であると報告されている。 【0007】一方、加熱処理は明らかに一律に約3から
10重量パーセントの間の典型的な固形物含量を有する
どちらかと言えば希薄な供給流の加熱に係わっている。 この加熱処理は殆ど普遍的に、非常に水分含量の高い供
給流の温度を上げるために消費された熱エネルギーを幾
らか回収するために或るタイプの熱交換器を使用するこ
とに係わっている。これら希薄スラッジを上記の熱交換
器を通過させる際には一般にスケール問題に遭遇し、熱
交換器を頻繁に酸洗浄する必要がある。 【0008】更に、加熱処理したスラッジを脱水するた
めには通常別個の2つの操作が必要である。一般的に、
加熱処理物は傾瀉器、浄化器または沈殿槽に供給され、
次いでこの操作の下方流をロータリー真空フィルターま
たは凹室圧力フィルターに供給する。 【0009】最終的に脱水するためにかなり希薄な熱処
理物を直接遠心分離機に供給することが開示されている
。しかし乍ら、このような方法にはかなりの量の高分子
凝集剤を加える必要がある。 【0010】 【発明が解決しようとする課題】本発明は微生物学的作
用によって生じ、かなりの量の水分保有細胞構造を有す
る廃水スラッジの脱水性を、少なくとも約15重量パー
セントの固形物含量の該スラッジを加熱処理することに
よって向上させる方法に関するものである。本発明は更
に濃縮廃水スラッジをスラッジ中に存在する病原体また
は臭気発生微生物が耐え得る温度より高い温度に加熱す
ることによってこのような生物を死滅させるのに有効で
好都合な方法に関するものである。 【0011】約 260から 390°Fの間の温和な
温度を使用することが好ましい。酸素含有気体または酸
化剤のどちらも添加しないで加熱処理を行うことが更に
好ましい。特に好ましい実施態様では、スラッジは加熱
処理前に酸性またはアルカリ性とし、次いで加熱処理が
終了する前に少なくとも部分的に中性化する。 【0012】 【課題を解決するための手段】かなりの量の水分結合有
機物を有する濃縮廃水スラッジの更なる脱水はスラッジ
を加熱処理することによって促進される。一般的に、こ
れらの廃水スラッジは約15重量パーセントまたはそれ
以上、好ましくは約20から30重量パーセントの間の
固形物含量を有する。水分結合有機物は典型的には活性
汚泥法、即ち好気的消化、嫌気的消化またはそれらの両
者によって水性廃棄物流の生物学的酸素要求量( BO
D)および化学的酸素要求量( COD)を減少させる
方法に係わる微生物学的活動の結果形成された細胞構造
体である。この水性廃棄物流は都市下水処理並びに製紙
、食品加工および有機化学合成のような産業的な操業に
よるものを含むが、これらに限定されない多数の供給源
からのものであって良い。典型的な有機化学合成には染
料製造や石油原料の化学的中間体への変換がある。好ま
しい方法では、濃縮スラッジはそれ以上の有意な水分除
去が 100プサイ( psi)のフィルター圧を有す
る凹室フィルターでは行われ得ないところまで脱水され
ている。 【0013】濃縮廃水スラッジはポリ電解質凝集剤(f
locculant)の使用によって得られていると思
われる。これらの凝集剤は典型的にはデリベチゼーショ
ン(derivitization)または共重合化に
よって得られる種々の陰イオン性または陽イオン性ペン
ダント(懸垂)基を有する高分子量ポリアクリルアミド
である。それらは通常乾燥スラッジ固形物1トン当たり
約10から15ポンドの間で添加して使用される。多く
の通常の廃水スラッジに関して、加熱処理していない廃
水スラッジで約6重量パーセント以上の固形物濃縮体を
上記のような凝集剤を使用しないで得る実用的な方法は
ない。しかし乍ら、本方法で処理した濃縮廃水スラッジ
中に上記のような凝集剤が存在しても、得られた高脱水
性を向上も抑制もしないと考えられる。このような凝集
剤は単に本方法の出発材料に好ましいルートを提供する
にすぎない。 【0014】加熱処理は水分と結合している細胞構造体
を少なくとも部分的に破壊するのに十分でなければなら
ない。加熱処理はこの細胞構造体のタンパク質を変性化
することによって上記破壊に少なくとも部分的に影響を
与えると考えられる。約 260°Fを超える温度、好
ましくは約 270から 390°Fの間、最も好まし
くは約 280から 366°Fの間の温度を使用する
ことが好ましい。余りに低い温度では脱水性の有意な改
善を得るために過度の時間が必要である。かなり低い温
度では合理的な処理期間での改善は観察されない。他方
、過度に高温では望ましくない程の物質分解が生じ、脱
水方法による排出液の CODおよび BODを増加さ
せる。更に、或る点を超える加熱処理による脱水性の改
善は最少の脱水性改善しかもたらさず、そして熱エネル
ギー、並びに極端に高い温度が関係している場合このよ
うな温度で水性液体を保つのに必要な高圧で取り扱うた
めの資本準備および維持費用の両者に関して不必要に高
価である。この点に関して、本発明では好ましくは20
0 プサイグ(psig)またはそれ以下、更に好まし
くは 150プサイグ(psig)またはそれ以下の圧
力で操作することが好ましい。 【0015】加熱処理の効果は濃縮した廃水スラッジの
pHを強い酸性またはアルカリ性値に調整することによ
ってかなり促進することができる。pHを中性から約3
またはそれ以上離れたポイント値に調整することが特に
好ましい。酸性側で操作することが殊に好ましく、そし
て約3またはそれ以下のpH値で操作することが更に一
層好ましい。アルカリ側で操作すると典型的にはかなり
の量のアンモニアの発生が生じ、そしてこのアンモニア
の損失とそれによるpH値の低下を避けるために完全に
密閉された系の使用が必要であろう。更に、このアンモ
ニア発生は最終的に回収されるケーキから窒素値をとり
除くことになり、そして更に廃棄の問題をも引き起こす
。処理したスラッジを中性化するとき気体廃棄物流が発
生するかまたは溶解したアンモニアが排出液に加わる。 【0016】酸性化またはアルカリ化した濃縮スラッジ
を機械的に脱水する前に実質的に中性化することも好ま
しい。pH値を中性から約3ポイントまたはそれ以下、
更に好ましくは2ポイント以内にすることが特に好まし
い。この中性化工程によって、より極端なpH値で溶解
している有機物および金属塩の両者が沈殿する。濃縮し
た廃水スラッジの脱水で得られる排出液は典型的には最
初の処理プラントに再循環され、排出液に溶解した有機
物は更にスラッジを発生させることになる。典型的には
BODの各1ポンドは 0.6ポンドの活性化スラッ
ジ(活性汚泥)を発生する。他方、最初の処理プラント
によって処理される最初の廃棄物流の金属濃度は、再循
環排出液の金属含量が増加した場合、この再循環排出液
と混合されるので、増加し続ける。 【0017】酸性化した濃縮廃水スラッジを中性化する
ためには塩基性のカルシウム化合物を使用することが更
に好ましい。カルシウムの水溶解性は限られており、そ
して塩基性のカルシウム化合物は比較的安価であるため
、カルシウムは好ましい陽イオンである。特に有利な中
性化剤は水酸化カルシウムであり、これは消石灰として
容易に入手可能であり、または水中で石灰を素早くスラ
リー化して容易に得ることができる。 【0018】中性化後の或る期間加熱処理を延長するこ
とが有利である。中性化を完了する前に加熱処理が中断
される場合、濃縮廃水スラッジの向上した脱水性のかな
りの部分が失われる。中性化した濃縮スラッジを少なく
とも約10分間加熱処理することが特に好ましい。 【0019】加熱処理は、濃縮廃水スラッジを圧力下に
維持し乍らその温度を必要な範囲に確実にそして効果的
に上昇させ得る任意の伝熱手段を使用して達成すること
ができる。濃縮廃水スラッジに関係する伝熱手段は固形
物自体より熱い固形物表面に接触するのを避けることが
好ましい。このものは典型的にはそのような表面にスケ
ールを沈着させる傾向を強く示し、そのため更なる伝熱
が、ときには伝熱係数が本質的にゼロになる程度にまで
、実質的に妨げられる。濃縮廃水スラッジは伝熱係数が
低いので、加熱手段は該スラッジを撹拌する手段を伴う
ことが更に好ましい(1つの EPA研究はこの係数と
スラッジ固形物含量との間の反比例の関係を報告してお
り、6パーセントまたはそれ以上の固形物含量ではこの
係数の減少速度が劇的に増加している)。濃縮廃水スラ
ッジを熱流動体と接触させて熱交換を達成することが特
に好ましく、また加圧蒸気を使用することが殊に好まし
い。この蒸気はスラッジに隣接する空気層中に、好まし
くはスラッジ本体中に注入することができる。これらス
ラッジの粘度が高いことおよび伝熱係数が低いことの両
者のため慣用の熱交換器が、不可能ではないとしても極
めて非実用的になる。 【0020】濃縮廃水スラッジはその水分を実質的に液
体に保つのに十分な圧力下で加熱処理すべきである。そ
うでなければ水の沸点以上の温度に上げることが、不可
能ではないとしても困難になる。液体から気体状態にな
る際に水は大量の熱を吸収し、その結果水を沸騰するこ
とによって簡単に脱水しようとする試みが非常に非経済
的になる。 【0021】一定の濃縮廃水スラッジの脱水性の実質的
な向上を達成するのに必要な加熱処理温度での時間の長
さは主として処理温度および処理を行うpHに依存する
。 殆どのスラッジに一般的なことは、最適向上は約4から
5時間の間で達成され、そしてこれは高いかまたは低い
pHで加熱処理を行うことによって約40分またはそれ
以下に短くすることができる。しかし乍ら顕著な利益は
約2時間で得られるかまたは同時にpHを調整して15
分で得られる。 【0022】濃縮廃水スラッジのpHと中性より低いp
H値で非可逆的な高い脱水性を得るのに必要な時間の対
数との間には直線的関係があるように思われる。処理し
たものをろ過する前に剪断に付すかまたはねかすことに
よって脱水性がさほど低下しないとき、向上した脱水性
は非可逆的であると考えられる。一群の曲線(適当な範
囲内の各処理温度についての1つの曲線)が容易に作ら
れ、非可逆性を現わす処理時間の対数は処理物のpHに
関係する。 100プサイグ(psig)の蒸気( 3
38°F)による処理に対して上記曲線が作られた。こ
れは式y=bmx (式中yは非可逆性までの処理時間
(分)であり、xは濃縮廃水スラッジのpHであり、b
は 9.986であり、そしてmは 1.894である
。この式は測定データに適合し、関係係数は 0.99
3である。 【0023】極端なpH値を使用して行われる加熱処理
促進が濃縮廃水スラッジの連続処理にとって第1に重要
である。多くの廃水処理プラントは廃水スラッジの処理
がバッチ基準で好都合に実施されるような容量で作業さ
れる。このような状況下では、より長くなる加熱処理の
費用と酸性化またはアルカリ化に続く中性化の追加的な
費用との間の経済的バランスによってこの促進方法が望
ましいかどうかを指令することができる。スラッジ処理
施設に要求される処理量が増加するので、促進(同一の
処理量がより小さくそしてそれ故より高価でない加熱処
理系中、より短い滞留時間で得られる)を好む傾向が生
じる。加熱処理時間が増加するとき、同一の処理量を得
るためには各サイクルのバッチの大きさははるかに大き
いものでなければならない。 【0024】脱水性の向上はろ過時間およびケーキ固形
物によって好都合に評価することができる。ろ過時間の
減少および固形物含量の増加は共に脱水性の向上を反映
する。ろ過時間が約2時間未満、好ましくは約1時間未
満、更に好ましくは30分未満であるような処理条件を
使用することが好ましい。実際、約5分未満、更には2
分未満のろ過時間を容易に達成することができる。市販
で入手できるポンプの性能には上記の急速ろ過時間を十
分活用する能力に限りがあるとしても、このような急速
ろ過時間は最適の脱水性に近づいているという良い指標
である。 【0025】加熱処理によって容易に濃縮廃水スラッジ
が得られ、これは約30重量パーセントを超える固形物
含量にまで容易に脱水される。約45重量パーセント、
更に好ましくは約55重量パーセント、最も好ましくは
約60重量パーセントを超えるケーキ固形物が得られる
条件を使用することが好ましい。 【0026】濃縮廃水スラッジの脱水性の向上はねかし
作用および剪断に対する感受性によって更に評価するこ
とができる。最適に調節されなかったスラッジは、加熱
処理後かなりの時間ねかすことによってろ過時間の顕著
な増加およびケーキ固形物の顕著な減少を示す。典型的
な評価期間は一夜または約16時間である。 【0027】更に、最適に調節されなかった濃縮廃水ス
ラッジを実質的な剪断に付すと、スラッジの向上した脱
水性はかなりの程度失われる。好都合な評価技術は調節
したスラッジを 140°Fで約30分間激しく撹拌す
ることである。 【0028】濃縮廃水スラッジがねかしかまたは有意な
剪断かのどちらかに対して有意な感受性を示さない程十
分に調節することが特に好ましい。本発明の目的で、こ
のように処理された濃縮廃水スラッジの向上した脱水性
は非可逆的である。 【0029】得られるろ過時間およびケーキ固形物は凹
室膜圧フィルターを使用して好都合に評価することがで
きる。この適用で報告された研究では(他に指示されな
い限り)、ろ過は 100プサイ( psi)のろ過圧
力および 175プサイ( psi)の膜圧搾圧力で実
施され、濃縮廃水スラッジは 140°Fの温度でろ過
された。ろ布はつやだし仕上げで、約60から100c
fmの間の空気多孔性を有しそして75×32の糸カウ
ントを有する43×80の9oz/yd2のポリプロピ
レンモノフィラメント サテン織布であった。 しかし乍ら、ろ布の正確な特徴はそれが目づまりしない
限り臨界的とは考えられなかった。ろ過は、ケーキが布
上に形成されるので、基本的にはケーキによって行われ
ると思われた。使用した実際の装置は爆弾フィルターと
して知られ一般的に実験室評価で使用される半分のフィ
ルターセットであった。 【0030】凹室膜圧力フィルターは当該技術分野の熟
練者に周知である。脱水に使用する該フィルターの広範
な総説は、ペンシルベニア州ピッツバーグで1989年
3月に行われたアメリカろ過学会第2年会でエルネスト
マイヤー(Ernest Mayer)博士が提示
した報文「膜圧縮スラッジ脱水」に含まれている。洗浄
した顔料ケーキの脱水に関する最初の進展は米国特許第
3,289,845号に報告されており、本明細書に
参照文献として引用する。このタイプのフィルターは西
ドイツのマルクトベルドルフ・ロイテルシャッハのクリ
ンカウ ゲー エム ベー ハー(Klink
au GmbH)およびニュージャージー州レイクウッ
ドのレンザー アメリカ(Lenser Ameri
ca)を含む多数の供給者から入手可能である。このタ
イプのフィルターは基本的には凹室プレートフィルター
であり、これは最初の圧力ろ過が本質的に完結した後フ
ィルターケーキを圧搾する膨張可能な膜を有している。 【0031】調節したスラッジの脱水性は凹室圧力膜フ
ィルターで評価したが、スラッジは遠心分離機および回
転真空フィルターを含む種々の機械的脱水装置で実用的
に脱水することができる。勿論、得られる結果は脱水装
置の種類に幾分依存する。現在、凹室圧力膜フィルター
が最も好ましい装置である。 【0032】以下の実施例によって本発明の特別の実施
態様を更に十分に説明する。 【0033】 【実施例】〔実施例1〕加熱処理による濃縮一次および
二次都市下水スラッジの脱水性の向上 好気的消化を使用する都市廃水処理プラントで発生した
一次および二次スラッジの混合物を凹室プレートフィル
ターでろ過して得られた濃縮廃水スラッジはその脱水性
を改善するために種々の時間加熱処理した。この濃縮物
は乾燥固形物1トン当たりポリアクリルアミド系多電解
質凝集剤を10から15ポンドの間でスラッジに加え、
次いでスラッジをろ過して約29重量パーセントの固形
物含量にすることによって得られた。この濃縮廃水スラ
ッジは約 5.2のpHおよび約22.7重量パーセン
トの灰分含量を有していた。 【0034】上記濃縮廃水スラッジの 400グラム試
料は 100プサイグ(psig)の圧力のオートクレ
ーブ中で 100プサイグ(psig)蒸気を使用して
種々の時間加熱処理した。蒸気は約4から6分の間スラ
ッジ本体中に直接注入し、その後蒸気は試料の周囲の空
気層に供給した。温度プロフィールは、約 320°F
の温度になるように試料を加熱するためにはこの直接注
入が十分であったことを証明した。処理時間はこの直接
注入の完了から蒸気終了までを測定した。スラッジの温
度を 100プサイグ(psig)蒸気の 338°F
の温度に平衡化させるために、上記処理の或る部分を要
し、これは操作毎に変動した。加熱処理は徐々に圧力を
放出することによって中断され、そしてこの温度低下期
間は処理時間に含めなかった。 【0035】脱水性は50グラムの試料を水50ミリリ
ットルと混合し、そしてこの混合物を爆弾フィルターと
して知られ、半分の凹室膜圧力フィルターセットからな
り、そして約 250ミリリットルの容量を有している
試験ろ過装置に供給することによって試験した。 10
0プサイ( psi)のろ過圧の後に徐々に 175プ
サイ( psi)に高める圧搾圧を使用した。スラッジ
はろ過の間約 140°F の温度であった。 【0036】評価規準は気体がフィルターを通過して観
察されるまでのろ過時間(ろ過は加圧窒素を用いて強制
した)、圧搾後に達成された固形物パーセント、一夜ね
かした効果および剪断(家庭用ハンドケーキミキサーで
30分間混合して適用した)の効果であった。圧搾後の
フィルターケーキの厚さも観察した。この結果は表1に
報告する。 【0037】得られたケーキは長期の保存期間後でも不
快な臭気を最初は示さないかまたは発しなかった。これ
は加熱処理が濃縮廃水スラッジ中に存在する全ての微生
物を不活性化するかまたは殺した指標と考えられた。 【0038】
表1 都市下水の好気的消化
から得られる濃縮廃水スラッジの連続加熱処理 処理
処理後ろ過 剪断
後ろ過 ねかし後ろ過 時間
ろ過 ケーキ ケーキ ろ過 ケーキ ケー
キ ろ過 ケーキ ケーキ(時間) 時間 固
形物 厚さ 時間 固形物 厚さ
時間 固形物 厚さ (分)
(%) (mm) ( 分) (%) (
mm) (分) (%) (mm) 2
9 53.6 9
ろ過されない 24 52
.8 9 4 2 63.
2 7 15 60
7 8 3/4 63.8
7 5 1 65.4
6.5 16 65.4 6
1 1/8 66.6 6【0039】
〔実施例2〕一次および二次都市下水スラッジの加熱処
理の酸性促進 実施例1に記載した濃縮廃水スラッジの試料 400グ
ラムは適量の濃硫酸中で撹拌することによって約2のp
H値に酸性化し、実施例1に記載した方法で 100プ
サイ( psi)の蒸気を使用して種々の時間加熱処理
し、その後実施例1に記載したようにして評価した。結
果は表2に報告する。 【0040】
表2
都市下水の好気的消化から得られた
酸性化し加熱処理した濃縮廃水
スラッジの脱水性 処理 処
理後ろ過
剪断後ろ過 時間 ろ過 ケーキ
ケーキ ろ過 ケーキ
ケーキ (分) 時間( 分) 固形物
(%) 厚さ(mm) 時間( 分) 固形
物(%) 厚さ(mm) 20 37
44.4 8
ろ過されない
30 11 52.3
8
ろ過されない 40 11
65.0 6.5
5 62.4 【0041】実施例1と同様に、得られたケーキは不愉
快な臭気を有しておらず、またそのような臭気を発せず
、生物学的活動の終了を示していた。 【0042】〔実施例3〕好気的消化によって得られた
加熱処理し酸性化し、そして中性化した都市下水スラッ
ジの脱水性 好気的消化から得られた都市下水スラッジを遠心分離す
ることによって得られた濃縮廃水スラッジを酸性化し、
約1時間加熱処理し、中性化し、更に約15分間加熱処
理し、そしてその後実施例1に記載した方法に類似した
方法で脱水性を評価した。最初のスラッジはスラッジ固
形物乾燥トン当たり約10から15ポンドの間で実施例
1に記載したタイプの高分子凝集剤を添加することによ
って修正し、次いで約20.7重量パーセントの固形物
含量(これは灰分含量42.3重量パーセントであった
)にまで濃縮した。このスラッジは約8.45のpH値
であった。 【0043】600グラムの試料は適量の濃硫酸中で撹
拌して約2のpH値に酸性化した。次いで、 100プ
サイグ(psig)に維持したオートクレーブ中で 1
00プサイグ(psig)の蒸気を標本周囲の空気層中
に約1時間注入して加熱処理した。温度プロフィールに
よって、各標本が約 310°Fを超える温度に達する
には約40分かかり、そして標本は 100プサイグ(
psig)の蒸気の 338°Fの温度には完全には達
しなかったことが示された。 【0044】次いで、各標本は適量の石灰中で撹拌して
中性化した。1つの例では、pHは 6.7の値をとり
、そして他の例では 9.0の値をとった。 【0045】次いで、中性化した試料は、値を 100
プサイグ(psig)にセットした上部撹拌器を備えた
オートクレーブの開放空気層中に 100プサイグ(p
sig)の蒸気を注入して約15分間加熱処理した。温
度プロフィールによって標本は15分の処理終了時に約
245から 270°Fの間の温度に達していること
が示された。 【0046】濃縮廃水スラッジ標本の脱水性は処理後、
上部撹拌器で30分間混合した後、および一夜ねかせた
後に評価した。どの場合にも、75グラムの標本を実施
例1に記載した装置( 140°Fのろ過温度、 10
0プサイ( psi)のろ過圧および 175プサイ(
psi)の圧搾圧力)に供給した。全6つの実施(p
H値を中性にした2つのものはそれぞれ3つの処理後条
件に付した)で2から3分の間のほぼ同じろ過時間が得
られ、そしてケーキ固形物は約64パーセントであった
。固形物の灰分含量は約55から65重量パーセントの
間であった。 【0047】実施例1および2と同様に、得られたケー
キはどんな不快な臭気も示さず、そしてその後において
も発したりせず、その結果生物学的活動の欠如を証明し
ていた。 【0048】〔実施例4〕酸性化および加熱処理による
好気的消化によって得られた濃縮都市下水スラッジの脱
水性の向上 実施例3と同じようにして得られ、固形物含量が20.
7重量パーセントで灰分含量が38.3重量パーセント
である濃縮廃水スラッジを酸性化し、1時間加熱処理し
、中性化し、15分間加熱処理しそして実施例3に記載
した方法で評価した。酸性化は適量の濃硫酸中で撹拌し
て行って約2のpH値が得られた。加熱処理は 100
プサイグ(psig)にセットした蒸気トラップ弁を有
するオートクレーブの空気層中に 100プサイグ(p
sig)の蒸気を注入して行った。中性化は家庭用ハン
ドケーキミキサーを用いて適量の石灰中で撹拌して行っ
て約 7.7のpH値が得られた(ケーキミキサーは処
理物の剪断感受性を試験するために使用した)。 【0049】処理物は約2分でろ過され、そして固形物
含量が約66重量パーセントで灰分含量が約54重量パ
ーセントを有する10.5mmの厚さの最終圧搾ケーキ
が得られた。フィルター供給物は約11重量パーセント
の懸濁固形物含量を有していた。本質的に、一夜ねかし
たものから同一の結果が得られた。 【0050】実施例1、2および3と同様に、得られた
ケーキは不快な臭気を示したり、または発したりせず、
その結果生物学的活動の欠如を証明していた。 【0051】しかし乍ら、同一物を僅か概ね30分間し
か加熱処理しなかったときには、酸性化した物は 10
0プサイ( psi)のろ過圧力ではろ過することがで
きなかった。温度プロフィールは 288°Fの最大温
度が上記30分の処理の終了時に達成されたことを示し
ていた。7分のろ過後に約20mlの流出液しか得られ
ず、操作は終了した。 【0052】〔実施例5〕酸性化および加熱処理による
好気的消化によって得られ濃縮された一次および二次都
市下水スラッジの脱水性の向上および残渣の化学的分布
の測定 実施例1と同じようにして得られ、固形物含量が約20
.9重量パーセントであり灰分含量が18.5重量パー
セントである濃縮廃水スラッジを酸性化し、 3/4時
間または1時間加熱処理し、中性化し、15分間加熱処
理しそして実施例1に記載した方法で評価した。酸性化
は適量の濃硫酸中で撹拌して実施して約2のpH値が得
られた。加熱処理は90プサイグ(psig)にセット
した蒸気トラップ弁を備えたオートクレーブの空気層中
に90プサイグ(psig)(約 331°F)の蒸気
を注入して行った。中性化は適量の石灰中で撹拌して行
って約 5.5のpH値が得られた。結果は表3に報告
する。 【0053】
表3
都市下水の好気的消化によって得られる
酸性化した濃縮廃水ス
ラッジの脱水性 処理 処理したまま
の試料 一夜ねかした
試料 時間 ろ過 ケーキ
ケーキ ろ過 ケーキ
ケーキ (分) 時間( 分) 固形物(%)
厚さ(mm) 時間( 分) 固形物(%)
厚さ(mm) 45 6.5(1.6)1
44.8(53.3) 14(12) 2
0.5(12.7) 43.6(48.6) 13
(12) 60 1(1.3) 57.7
(63.8) 9.5(9) −−− (2
.5) −−−(61.1) (9)(
1括弧内の値は、前記した特許請求の範囲の 140
°Fのろ過温度および 175プサイ( psi)の圧
搾圧力とは全く異なる 165°Fおよび 225プサ
イ( psi)の圧搾圧力でのろ過についてのものであ
る。) 【0054】表3は処理温度での時間が延長されるにつ
れて最高の特性が現われることを示している。脱水性の
実質的な改善はより短い処理期間後に既に観察されてい
るが、それ以上の改善は固形物パーセントおよびねかし
に対する耐性の両者に関して得られることが明白である
。後者は処理物を直ちに脱水することができない場合に
明らかに重要である。 【0055】得られたフィルターケーキは乾燥固形物に
基づいて約33重量パーセントの灰分含量を有しており
、フィルター供給物は約8から9重量パーセントの懸濁
固形物含量を有していた。 【0056】最初の濃縮廃水スラッジ並びに45分の処
理後 175プサイ( psi)に圧搾して 140°
Fでろ過したフィルターケーキおよびろ液の詳細な化学
的分析は表4に記録した。 【0057】
表4
濃縮廃水スラッジ並びに酸性化および中性化による
加熱処理後 140°Fでろ過して得
られた脱水物の化学的分析
濃縮廃水中の 測定された ケーキ中の
ろ液中の
物質量 物質の% 物
質の% 物質の%2 NH3 ( Nとして
) 0.33wt% 50.5
8.7 4
1.8総ケルダール N ( Nとして) 1.3wt%
65.6 37.9
27.7りん酸塩 (Pとしての総計) 0.4wt%
82.9 80.0
2.9総アルミニウム 0
.23wt% 98.6
97.1 1.4総カ
ドミウム 1.8ppm
80.2 80.2
−総クロム
50ppm 94.3
91.3 3総銅
67ppm
98.0 97.0
1.0総鉄
0.22wt% 88
.6 75.8
12.9総鉛 2
1ppm 94.4
90.5 3.9総ニッケ
ル 7ppm
47.6 43.3
4.3総亜鉛
250ppm 44.1
42.7 1.4(
2ろ液も28000mg/l のC.O.D.を有し
ている。)【0058】〔実施例6〕酸性化し中性化し
加熱処理し濃縮した一次および二次都市下水スラッジの
脱水性好気的消化を使用する都市廃水処理プラント中で
発生した一次と二次スラッジの混合物をベルトフィルタ
ーでろ過して得られた濃縮廃水スラッジを酸性化し、加
熱処理し、中性化し、そして更に加熱処理して脱水性を
改善した。濃縮物は固形物の乾燥1トン当たり10から
15ポンドの間でポリアクリルアミドに基づく多電解質
凝集剤をスラッジに添加し、次いでこれを約24.5重
量パーセントの固形物含量にまでろ過して得た。この濃
縮廃水スラッジは約27.4重量パーセントの灰分含量
を有していた。 【0059】上記濃縮廃水スラッジの 600グラムの
試料は適量の濃硫酸中で撹拌して約2のpHに酸性化し
た。 【0060】次いでこれを過熱蒸気を使用して 100
プサイグ(psig)の圧力でオートクレーブ中1時間
加熱処理した。蒸気は試料周囲の空気層に注入した。温
度プロフィールは 330°Fの温度が約40分後に達
成されていることを示した。 【0061】次いで、試料は水中でスラリー化した適量
の石灰と共に撹拌して約 5.9のpH値に中性化した
。 【0062】中性化した試料は 100プサイグ(ps
ig)にセットされ蒸気トラップ弁を備えたオートクレ
ーブ中で 100プサイグ(psig)の蒸気を用いて
15分間加熱処理した。温度プロフィールによって試料
が処理期間の終了時に約 260°Fの温度に達してい
ることが示された。 【0063】脱水性は50グラムの試料を50ミリリッ
トルの水と混合し、そしてこの混合物を半分の凹室膜圧
フィルターセットからなり概ね 250ミリリットルの
容量を有する爆弾フィルターとして知られる試験ろ過装
置に供給することによって試験した。100プサイ(
psi)のろ過圧の後に圧搾圧を使用し、圧搾圧は徐々
に 178プサイ( psi)に上昇させた。スラッジ
はろ過の間約 140°Fの温度であった。 【0064】ろ過は約2分で終了し、圧搾後約64.6
重量パーセントの固形物含量が得られた。フィルターケ
ーキは室の半分の厚さ(実施例1に記載したように、試
験装置は半分のフィルターセットであった)11mmを
有しており、そして灰分含量は約36.7重量パーセン
トであった。 【0065】上記フィルターケーキはろ過したときまた
は室温で長期間ねかした後のいずれでも不快な臭気を示
さなかった。このことは生物学的活性が全て加熱処理に
よって終結していたことを示した。 【0066】〔実施例7〕一夜ねかしおよび剪断に対す
る非感受性によって測定されるように、濃縮廃水スラッ
ジのpHと非可逆性を達成するのに必要な温度とを関係
づけるために研究が行われた。実施例1に記載した物質
は、大部分の場合に適量の濃硫酸中で撹拌して酸性化し
た後適量の石灰スラリー中で撹拌して約 5.5のpH
値に中性化して加熱処理を進行させた点を除いて、実施
例1に記載したようにして加熱処理した。次いで、中性
化した物質は 100プサイグ(psig)にセットし
蒸気トラップ弁を備えたオートクレーブ中で 100プ
サイグ(psig)の蒸気を用いて約15分間加熱処理
した。中性化した物質はこの15分の期間中に 260
から 300°Fの間の温度に達した。脱水性は実施例
1に記載した技術に従ってろ過して評価した。結果は表
5に記録した。 【0067】
表5 非可
逆性を達成するための処理時間と処理pHとの関係
処理pH
処理時間(分)
13
20
2
40
3
60 4
120
5
300( 3計画値)
【0068】 【発明の効果】本発明は上述のように構成されているの
で、微生物学的消化によって生じる廃水スラッジの脱水
性を向上させることができるという優れた効果を有する
。
Claims (34)
- 【請求項1】 微生物学的作用によって生じ、か
なりの量の水分保有細胞構造体を有し、そして約15重
量パーセントを超える固形物含量を有する濃縮廃水スラ
ッジの水分含量を、ろ過によって約70重量パーセント
以下に減少させ得るのに十分な時間上記スラッジを約
260°Fを超える処理温度に付すことからなる濃縮廃
水スラッジの脱水性を向上させる方法。 - 【請求項2】 濃縮廃水スラッジを約 270か
ら 390°Fの間の温度に付す請求項1に記載の方法
。 - 【請求項3】 濃縮廃水スラッジを熱流動体と直
接接触させることによって処理温度に加熱する請求項2
に記載の方法。 - 【請求項4】 熱流動体が加圧蒸気である請求項
3に記載の方法。 - 【請求項5】 濃縮廃水スラッジを処理温度にす
るために該スラッジ本体に蒸気を注入する請求項4に記
載の方法。 - 【請求項6】 濃縮廃水スラッジの50グラム試
料を等重量の水と混合するとき、凹室膜圧力フィルター
を使用して 100プサイ( psi)のろ過圧および
175プサイ( psi)の圧搾圧で 140°Fで a)約45重量パーセントを超える固形物含量にまでb
)約2時間以下でろ過できるほどに処理温度での時間が
十分である請求項1に記載の方法。 - 【請求項7】 濃縮廃水スラッジが請求項6に定
義した試験に従って約1時間以下のろ過時間を示す請求
項6に記載の方法。 - 【請求項8】 濃縮廃水スラッジが請求項6に定
義した試験で約30分以下のろ過時間を示す請求項7に
記載の方法。 - 【請求項9】 濃縮廃水スラッジを凹室膜圧力フ
ィルター上で約55重量パーセントを超える固形物含量
にまで脱水することができるほどに処理温度での時間が
十分である請求項1に記載の方法。 - 【請求項10】 酸素含有気体または酸化剤を添加し
ないで加熱処理を行う請求項1に記載の方法。 - 【請求項11】 濃縮廃水スラッジを凹室膜圧力フィ
ルターで約60重量パーセントを超える固形物含量にま
で脱水することができるほどに処理温度での時間が十分
である請求項1に記載の方法。 - 【請求項12】 濃縮廃水スラッジの脱水性が加熱処
理物を一夜ねかすことによって有意にもたらされないほ
どに処理温度での時間が十分である請求項1に記載の方
法。 - 【請求項13】 濃縮廃水スラッジの脱水性が加熱処
理物を実質的な剪断に付すことによって有意にもたらさ
れないほどに処理温度での時間が十分である請求項1に
記載の方法。 - 【請求項14】 加熱処理前に濃縮廃水スラッジが凹
室圧力フィルター上 100プサイ( psi)のろ過
圧での簡単な室温ろ過ではそれ以上有意に脱水されない
請求項1に記載の方法。 - 【請求項15】 濃縮廃水スラッジのpHを9から5
の間の範囲外の値に調整せずそして該スラッジを約4時
間以上処理温度に保持する請求項1に記載の方法。 - 【請求項16】 微生物学的作用によって生じ、かな
りの量の水分保有細胞構造体を有し、そして約15重量
パーセントを超える固形物含量を有する濃縮廃水スラッ
ジの水分を、ろ過およびその後のスラッジの機械的脱水
によって約70重量ーセント以下に減少させ得るのに十
分な時間 260°Fを超える処理温度に上記濃縮廃水
スラッジを付すことからなる濃縮廃水スラッジの脱水方
法。 - 【請求項17】 濃縮廃水スラッジを加圧蒸気との直
接接触によって約 270から 390°Fの間の温度
に付す請求項16に記載の方法。 - 【請求項18】 濃縮廃水スラッジを処理温度にする
ために該スラッジの本体に蒸気を注入する請求項17に
記載の方法。 - 【請求項19】 濃縮廃水スラッジの50グラム試料
を等重量の水と混合するとき、凹室膜圧力フィルターを
使用して 100プサイ( psi)のろ過圧および
175プサイ( psi)の圧搾圧で 140°Fで a)約55重量パーセントを超える固形物含量にまでb
)約30分以下でろ過できるほどに処理温度での時間が
十分である請求項16に記載の方法。 - 【請求項20】 機械的脱水が遠心分離またはろ過に
よって行われる請求項16に記載の方法。 - 【請求項21】 機械的脱水が凹膜圧力フィルターで
行われる請求項20に記載の方法。 - 【請求項22】 濃縮廃水スラッジの脱水性が、加熱
処理物を脱水前に実質的な剪断に付すことによって有意
にはもたらされないほどに処理温度での時間が十分であ
る請求項16に記載の方法。 - 【請求項23】 加熱処理前に濃縮廃水スラッジが凹
室圧力フィルター上 100プサイ( psi)のろ過
圧での簡単な室温ろ過ではそれ以上有意に脱水されない
請求項16に記載の方法。 - 【請求項24】 濃縮廃水スラッジのpHを9から5
の間の範囲外の値に調整せずそして該スラッジを約4時
間以上処理温度で保持する請求項16に記載の方法。 - 【請求項25】 微生物学的作用によって生じ、かな
りの量の水分保有細胞構造体を有しそして約15重量パ
ーセントを超える固形物含量を有する濃縮廃水スラッジ
の脱水性を向上させる方法であって、該方法は1)上記
スラッジのpHを4またはそれ以下の値に調整し、 2)酸素含有気体または酸化剤を添加しないで上記スラ
ッジのろ過性を有意に向上させるのに十分な時間約 2
60から 390°Fの間の温度で上記スラッジを加熱
処理し、そして 3)上記スラッジのpHを中性の2ポイント以内に再調
整し、そしてこの中性化しまたは部分的に中性化したス
ラッジを向上したろ過性を維持するのに十分な時間約
260から 390°Fの間の温度で加熱処理する、こ
とからなる濃縮廃水スラッジの脱水方法。 - 【請求項26】 濃縮廃水スラッジの50グラム試料
を等重量の水と混合するとき、凹室膜圧力フィルターを
使用して 100プサイ( psi)のろ過圧および
175プサイ( psi)の圧搾圧で 140°Fで a)約55重量パーセントを超える固形物含量にまでb
)約30分以下でろ過できるほどに処理温度での時間が
十分である請求項25に記載の方法。 - 【請求項27】 濃縮廃水スラッジを加圧蒸気との直
接接触によって約 270から 390°Fの間の温度
に付す請求項25に記載の方法。 - 【請求項28】 濃縮廃水スラッジを処理温度にする
ために該スラッジの本体に蒸気を注入する請求項27に
記載の方法。 - 【請求項29】 濃縮廃水スラッジの脱水性が、加熱
処理物を実質的な剪断に付すことによって有意にもたら
されないほどに処理温度での時間が十分である請求項2
7に記載の方法。 - 【請求項30】 スラッジが単一の塊として加熱処理
される請求項25に記載の方法。 - 【請求項31】 pHの再調整がイオン性カルシウム
化合物を用いて行われる請求項25に記載の方法。 - 【請求項32】 pH再調整が水酸化カルシウムで行
われる請求項31に記載の方法。 - 【請求項33】 得られた排出液のC.O.D.およ
びB.O.D.値を最少にしながら固形物含量の比較的
高い廃水スラッジを脱水する方法であって、その際該ス
ラッジは約15重量パーセントを超える固形物含量を有
し、そして微生物学的作用によって生じ凹室フィルター
上 100プサイ( psi)のろ過圧での簡単な室温
ろ過ではそれ以上有意には脱水されないかなりの量の水
分保有細胞構造体を有しており、該方法は 1)上記スラッジのpHを約4未満の値に調整し、2)
酸性化したスラッジを、濃縮廃水スラッジの最終的脱水
性が加熱処理し中性化した物を実質的な剪断に付すこと
によって有意にもたらされないほど十分な約15分から
3時間の間の期間加圧蒸気と直接接触させて約 290
から 370°Fの間の温度で加熱処理し、3)加熱処
理したスラッジを塩基性のカルシウム化合物を用いて約
5以上のpHに中性化し、 4)中性化したスラッジを少なくとも約 260°Fの
温度で約5分以上加熱処理し、そして 5)加熱処理し中性化したスラッジを約55重量パーセ
ント未満の水分にまで約2時間以内でろ過する、ことか
らなる濃縮廃水スラッジの脱水方法。 - 【請求項34】 最少の加熱処理時間および濃縮廃水
スラッジのpHが式y=bmX (式中、yは処理時間
(分)であり、xは熱処理中のスラッジのpHであり、
bは 9.986でありそしてmは 1.894である
)によって関係付けられる請求項33に記載の方法。
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