簡単に答えると： 汚泥は脱水される前に濃縮される。なぜなら、脱水設備は処理すべき汚泥の容積に基づいて設計されており、その中の乾燥固形分に基づいているわけではないからである。汚泥を固形分1%から4%に高めると、水分の4分の3が除去され、容積が75%削減されるため、フィルタープレス、その供給ポンプ、ポリマー注入量、サイクルタイムはすべてそれに応じて縮小する。重力濃縮機、加圧浮上濃縮機、回転ドラム濃縮機、重力ベルト濃縮機が一般的な選択肢であり、どれを選ぶかは汚泥が一次汚泥、生物汚泥、化学汚泥、鉱物汚泥のいずれであるかによって決まる。固形分3～6%で供給されるフィルタープレスは、1%で供給されるものよりも1日あたり2～4倍多くのサイクルを運転する。
増粘が何をするのか、そしてなぜそれが最初に来るのか
濃縮と脱水は、規模が異なるだけで同じ操作である。どちらも汚泥から水を除去する。濃縮は固形分1%未満から3～8%へと水分を減らし、脱水はそこから20～40%以上の固形分へと減らす。これらが別々の工程である理由は、最初の作業を安価に行う装置では二番目の作業ができず、二番目の作業を行う装置では最初の作業を行う余裕がないからである。
廃活性汚泥として固形分0.8%で1日1トンの乾燥固形物を生成するプラントを考えてみましょう。これは125 m³の汚泥に相当します。4%に濃縮すると、25 m³になります。濃縮されていない汚泥を処理するフィルタープレスは、各サイクルのほとんどを単に水で満たすことに費やし、ポンプは1日100 m³の水を何の利益もなく布に押し通すことになります。濃縮すれば、同じトン数が通常のサイクルで稼働する3分の1のサイズのプレスに収まります。同じ計算がベルトプレス、遠心分離機、スクリュープレスにも当てはまります。
増粘は供給も安定させる。脱水設備は安定した供給濃度で最も性能を発揮する。増粘機はクラリファイアのブローダウンやプロセス異常に起因する変動を平準化し、バッファ容量を提供することで、処理プラントが24時間稼働する一方でプレスがシフトスケジュールで運転できるようにする。以下の記事 廃水処理施設が生成する汚泥の量はどれくらいですか 日負荷を推定する方法を提供する。
増粘方法
| メソッド | 典型的なフィード | 典型的增稠固体 | ベストオン | 弱い点 |
|---|---|---|---|---|
| 重力濃縮機（ピケットレーキ付き円形タンク） | 0.5–2% | 3–8%（一次）、2–3%（生物） | 一次、化学および鉱物スラッジが沈降する | 廃活性汚泥（腐敗し、浮上し、2～3％にしか達しない） |
| 溶存空気浮上法（DAF） | 0.3–1% | 3–5% | 廃活性汚泥、油性および軽質汚泥 | 重鉱物固形物；空気飽和のためのエネルギー |
| 重力ベルト濃縮機 | 0.5–1.5% | 4–7% | 高分子を含む生物学的汚泥；シンプルでコンパクト | ポリマーが必要；臭気に対して開放；ベルト洗浄水 |
| 回転ドラム濃縮機 | 0.5–1.5% | 5–9% | ポリマーを含む生物学的汚泥；密閉型、省スペース | ポリマーが必要；繊維やグリースによるスクリーンブラインディング |
| 遠心分離機（濃縮モード） | 0.5–1.5% | 4–8% | スペースが非常に狭く、臭気を封じ込める必要がある場合 | 電力、メンテナンス、ポリマー |
| 静的汚泥貯留タンク（沈降およびデカント） | 1–3% | 2–5% | 小規模プラント、化学および鉱物スラッジ | 遅い; 生物学的汚泥が腐敗する |
パターンとしては、自ら沈降する汚泥、つまり初沈汚泥、物理化学汚泥、鉱物汚泥は重力によって濃縮され、一方、沈降性の悪い生物汚泥は浮上濃縮またはポリマー支援による機械式濃縮装置によって濃縮される。私たちのガイド DAFが必要な場合 浮選ケースについてより詳細に扱っている。
増粘がフィルタープレスをどのように変えるか
フィルタープレスは固定チャンバー容量のバッチ式機械です。各サイクルでチャンバーがケーキで満たされ、サイクルタイムは供給液からそのケーキを形成するのにかかる時間です。供給固形分は次の3つの方法で影響します：
- 充填時間。 固形分1％では、チャンバーがケーキで満たされるには、自身の体積の約30倍のスラッジを受け入れる必要がある。4％では約8倍である。充填段階は数時間から1時間未満に短縮される。
- 布の摩耗と目詰まり。 布を通して押し出される水1立方メートルごとに、微粒子が布に運び込まれる。濃縮された供給液は、ケーキ1キログラムあたりの水量が少なく、布がより清潔になることを意味する。
- ポリマー。 ポリマーは乾燥固形分1キログラムあたりで添加されますが、汚泥はコンディショニングの後ではなく前に濃縮した方が混合が良くなり、添加量も少なくなります。
実際の結果として、固形分3～6%で供給されるプレスは、同じプレスを1%で供給する場合と比べて1日あたり2～4倍のサイクル数を完了するため、その負荷を処理するプレスはより小型で安価になります。サイズ決定においては、供給固形分の数値が最初に尋ねる数字です。なぜなら、それは他のどの単一パラメータよりもプレート枚数を大きく変えるからです。参照 フィルタープレスの処理能力を計算する方法 そして フィルタープレートは何枚必要ですか.
増粘剤を省略できる場合
すべての植物に別個の増粘段階が必要なわけではない：
- 化学的および鉱物性スラッジ クラリファイアのアンダーフローからは、しばしばすでに3～10%の固形分を含んでおり、そのままプレス機に送られます。電気めっき、製革、繊維、鉱業のスラッジは通常このグループに含まれます。
- 小規模STPおよびETP 500 m³/日以下の場合、通常は汚泥貯留タンク内で一晩の沈降とデカンテーションによって濃縮され、これで2～3%の濃度で小型プレスに供給するのに十分である。
- MBRプラント 混合液の濃度を8～12 g/Lに保持するため、廃棄汚泥はすでに1％に近く、プレス前に回転ドラム濃縮機またはDAFが一般的に必要である。助けとなる初沈汚泥は存在しない。
経験則として、プレスに到達する汚泥の固形分が2%未満であれば、濃縮はプレスサイズの面で元が取れる。3%を超える場合は、濃縮機を追加してもほとんど効果がない。2%から3%の間は、プレスを1日何時間運転できるかによる。
処理列における増粘
典型的なSTPでは、 trainは一次沈殿池と二次沈殿池 → 汚泥混合 → 濃縮槽 → (消化槽がある場合) → 調質 → 脱水です。ETPでは、通常は沈殿池またはDAF → 汚泥貯留槽 → 調質 → 脱水であり、貯留槽が濃縮を行います。鉱業および鉱物処理では、濃縮槽は大径の高速処理ユニットで、30～60%の固形分でプレスに供給され、「濃縮槽」と「脱水」の役割は上記と同じですが、はるかに高い濃度で行われます。私たちの ETP対STP そして 鉱山尾鉱の脱水 記事は、それぞれの中でマスコミがどの位置にあるかを示している。
プレスを考慮した増粘剤の選定
下流のプレスにとって重要な点が二つある。第一に、機械式濃縮装置で添加されたポリマーは汚泥を一度調質する。プレスでさらに添加して二度目の調質を行うのは通常のことだが、二つの製品は互換性がなければならず、総投与量は想定ではなくジャーテストで確認すべきである。第二に、濃縮汚泥はプレスまでポンプ輸送可能でなければならない。固形分6～8%を超えると、生物汚泥は遠心ポンプでの輸送が困難になり、一軸偏心スクリューポンプまたはピストンポンプが必要となり、汚泥貯留タンクには層分離を防ぐためのミキサーが必要である。私たちのページ 廃水処理設備 プレス機と組み合わせる増粘およびポンプオプションをリストアップし、 フィルタープレス布のポリマーコンディショニング 投与側をカバーしています。
よくある質問
なぜ汚泥は脱水前に濃縮されるのか？
脱水設備は汚泥量に基づいてサイズ設計されるため、固形分を1%から4%に濃縮すると水分の4分の3が除去され、フィルタープレス、供給ポンプ、ポリマー、サイクルタイムはすべて小さくなる。また、供給濃度が安定し、バッファ貯留も可能になる。
フィルタープレスにはどのような固形物濃度で供給すればよいですか？
生物汚泥および混合汚泥の場合、3～6%の固形分が適切な目標です。クラリファイアから発生する化学汚泥および鉱物汚泥の場合、3～10%が典型的であり、別途濃縮槽は必要ありません。2%未満の場合、濃縮槽はプレスサイズの面で元が取れます。
廃活性汚泥にはどの増粘剤が最適ですか？
溶気浮上法、重力ベルト濃縮機、または回転ドラム濃縮機は、いずれも固形分4～7%に達する。重力濃縮のみでは、余剰活性汚泥で2～3%にしか達せず、汚泥は腐敗しやすい。
増粘剤は省略できますか？
多くの場合、すでにクラリファイアから3%以上で排出される化学汚泥や鉱物汚泥、および汚泥貯留タンクで沈降とデカンテーションを行う小規模プラントに適している。2%未満に希釈された生物学的汚泥は、ほとんどの場合、濃縮装置から恩恵を受ける。
増粘はポリマーの消費を減らしますか？
ポリマーは乾燥トン当たりで添加されるため、総量が自動的に減るわけではないが、濃縮汚泥では混合とフロック形成がより良好であり、実際には濃縮機とプレスを組み合わせた添加量は、希薄汚泥を直接プレスに添加する場合よりも通常少なくなる。
供給固形分はフィルタープレスのサイクルタイムにどのように影響しますか？
強く。固形分1%では、チャンバーがケーキで満たされるまでに約30チャンバー容量のスラッジが必要であり、4%では約8である。プレスは濃縮スラッジで1日あたり2～4倍のサイクルを完了するため、より小型のプレスで同じトン数を処理できる。
汚泥の種類、日々の乾燥固形分、現在の供給濃度をお知らせください。濃縮機を追加する価値があるかどうかをお伝えし、いずれの場合もプレス機のサイズを決定します。 増粘および脱水の提案を依頼する.
参照： US EPA — バイオソリッド技術ファクトシート：重力濃縮, US EPA — バイオソリッド技術ファクトシート：遠心分離による濃縮と脱水, US EPA — 下水汚泥技術ファクトシート：凹板型フィルタープレス.