(57)【要約】【課題】高分子凝集剤によって有機性汚泥を凝集させた後、機械的な脱水を行う脱水方法において、脱水ケーキの含水率をより一層低減することができる脱水方法を提案する。【解決手段】有機性汚泥に高分子凝集剤を添加し、凝集汚泥を形成する凝集工程と、凝集汚泥を濃縮し、濃縮汚泥を形成する濃縮工程と、濃縮汚泥に酸を添加する酸添加工程と、酸が添加された濃縮汚泥を機械脱水する機械脱水工程と、を有し、凝集工程、濃縮工程、酸添加工程、機械脱水工程の順に行うことを特徴とする有機性汚泥の脱水方法を提案する。【選択図】図１
2013233509.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機性汚泥に高分子凝集剤を添加して凝集汚泥を形成する凝集工程と、
凝集汚泥を濃縮して濃縮汚泥を形成する濃縮工程と、
濃縮汚泥に酸を添加する酸添加工程と、
酸が添加された濃縮汚泥を機械脱水する機械脱水工程と、を有し、
凝集工程、濃縮工程、酸添加工程、機械脱水工程の順に行うことを特徴とする有機性汚泥の脱水方法。
【請求項２】
酸添加工程において、酸と共に、酸中の濃度が０ｇ／Ｌ（金属換算）を超えて１０ｇ／Ｌ（金属換算）以下となるように無機凝集剤を濃縮汚泥に添加することを特徴とする請求項１に記載の有機性汚泥の脱水方法。
【請求項３】
前記濃縮工程において、凝集汚泥を加圧することにより凝集汚泥を圧搾して濃縮することを特徴とする請求項１又は２に記載の有機性汚泥の脱水方法。
【請求項４】
前記濃縮工程と前記酸添加工程の間に、濃縮汚泥にスリットを形成するスリット形成工程を有する請求項１〜３の何れかに記載の有機性汚泥の脱水方法。
【請求項５】
酸が添加された濃縮汚泥に高分子凝集剤を添加し、酸と高分子凝集剤が添加された濃縮汚泥を、機械脱水工程において機械脱水することを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の有機性汚泥の脱水方法。
【請求項６】
有機性汚泥と高分子凝集剤とを混合して凝集汚泥を形成する凝集槽と、当該凝集汚泥を濃縮する汚泥濃縮機と、濃縮汚泥に酸を添加する酸添加機と、酸が添加された濃縮汚泥を機械脱水する脱水機と、を備えた有機性汚泥の脱水装置。
【請求項７】
前記汚泥濃縮機が、汚泥投入用ホッパーと、汚泥移動手段と、汚泥移動手段の上方に設けられた加圧手段と、汚泥移動手段の下方に設けられた水捕集手段とを備える汚泥圧搾機であることを特徴とする請求項６に記載の有機性汚泥の脱水装置。
【請求項８】
前記汚泥圧搾機が、さらに、前記汚泥移動手段の汚泥排出口にスリット形成機を備えた汚泥圧搾機であることを特徴とする請求項７に記載の有機性汚泥の脱水装置。
【請求項９】
前記脱水機の上流側に、前記酸、前記高分子凝集剤及び前記無機凝集剤のうちの少なくとも一種を含む添加物と前記濃縮汚泥とを混和する濃縮汚泥混和槽を、少なくとも１槽備えた請求項６〜８の何れかに記載の有機性汚泥の脱水装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機性汚泥の脱水方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、廃棄物量を削減し、環境負荷を低減することが求められているなか、廃水処理施設から排出される有機性汚泥の脱水技術は極めて重要であり、有機性汚泥の効率的な脱水方法の開発が望まれている。
【０００３】
有機性汚泥の脱水の場合、高分子凝集剤により汚泥を凝集させた後、機械的な脱水を行う方法（「１液法」と称される。）が一般的に行われてきた。
【０００４】
１液法の変法として、酸を汚泥に添加した後、高分子凝集剤で汚泥を凝集させ、機械的脱水を行う方法が提案されている。
例えば特開平６−６３７９５号公報（特許文献１）には、嫌気性消化汚泥を脱水処理するに当り、嫌気性消化汚泥のスラリーに塩化第２鉄等の単独の金属塩またはこの金属塩と硫酸等の酸とを合わせて添加するとともに、次に、その添加したスラリーに、有機高分子凝集剤を添加したのち、この添加スラリーをスクリュープレスで間接的に加熱しつつ脱水することを特長とするスクリュープレスを用いた消化汚泥の脱水方法が提案されている。
【０００５】
また、特開２００２−４５９００号公報（特許文献２）には、汚泥に無機凝集剤を添加し、ｐＨを４〜８に調整した後、両性高分子凝集剤を添加し脱水処理することを特徴とする汚泥の脱水方法が提案されている。ｐＨの調整方法としては、酸を添加して調整することが開示されており、酸としては、塩酸、硫酸、酢酸及びスルファミン酸等が例示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平６−６３７９５号公報
【特許文献２】特開２００２−４５９００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、高分子凝集剤によって有機性汚泥を凝集させた後、機械的な脱水を行う有機性汚泥の脱水方法に関し、最終的に得られる脱水ケーキの含水率をより一層低減することができ、その結果廃棄物量を削減することができる、新たな有機性汚泥の脱水方法及びそれを実施するための装置を提案することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、有機性汚泥に高分子凝集剤を添加して凝集汚泥を形成する凝集工程と、  凝集汚泥を濃縮して濃縮汚泥を形成する濃縮工程と、濃縮汚泥に酸を添加する酸添加工程と、酸が添加された濃縮汚泥を機械脱水する機械脱水工程と、を有し、凝集工程、濃縮工程、酸添加工程、機械脱水工程の順に行うことを特徴とする有機性汚泥の脱水方法を提案する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明が提案する有機性汚泥の脱水方法によれば、有機性汚泥に高分子凝集剤を添加して形成される凝集汚泥を濃縮して汚泥量を削減した後、酸を添加するため、酸を効率的に汚泥に作用させることができる。また、酸の添加によって、汚泥表面の電荷状態を変化させることにより、高分子凝集剤の作用をさらに高めることができる。このため、凝集汚泥の脱水をより一層効果的に行うことができるから、最終的に得られる脱水ケーキの含水率をより一層低減することができ、その結果、廃棄物量を削減することができる。また、酸の添加量をより一層低減することができ、その結果脱水コストを削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る有機性汚泥の処理方法を実施するための装置構成の一例を示した図である。
【図２】汚泥濃縮機の一例を示した概略図である。
【図３】汚泥濃縮機の別の一例を示した概略図である。
【図４】スリット形成機の一例を示した概略図である。
【図５】脱水ケーキにスリットを形成した場合の効果を説明するための図であり、（Ａ）は脱水ケーキにスリットを形成した状態の一例を示した斜視図であり、（Ｂ）はスリットを形成しない状態の一例を示した斜視図である。
【図６】図１に示した装置構成の変形例の一例として、濃縮汚泥混和槽を配設した例を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
次に、実施の形態例に基づいて本発明を説明するが、本発明が次に説明する実施形態に限定されるものではない。
【００１２】
＜フロー＞
本実施形態に有機性汚泥の脱水方法（以下、「本脱水方法」と称する）は、有機性汚泥に高分子凝集剤を添加して凝集汚泥を形成する凝集工程と、前記工程で形成された凝集汚泥を濃縮して濃縮汚泥を形成する濃縮工程と、前記工程で形成された濃縮汚泥に酸を添加する酸添加工程と、酸が添加された濃縮汚泥を機械脱水する機械脱水工程とを順次実施することを特徴とする有機性汚泥の脱水方法である。
本脱水方法においては、前記濃縮工程と前記酸添加工程の間に、必要に応じて、濃縮汚泥にスリットを形成するスリット形成工程を挿入するのが好ましい。
以下、上記の各工程について順次説明する。
【００１３】
＜有機性汚泥＞
有機性汚泥は、下水処理、し尿処理、各種産業廃水処理などにおいて発生する有機性汚泥である。例えば、最初沈澱池汚泥、余剰汚泥、嫌気性消化汚泥、好気性消化汚泥、浄化槽汚泥、消化脱離液などを挙げることができる。有機性汚泥は無機物を含んでもよい。
【００１４】
＜凝集工程＞
本工程では、有機性汚泥に高分子凝集剤を添加し、凝集フロックを生じさせて凝集汚泥を形成する。
【００１５】
酸を添加する前に高分子凝集剤を使用して凝集処理を行うことにより、最終的に得られる脱水ケーキの含水率を効果的に低減することができると共に、酸の使用量を減らすことができる。
【００１６】
高分子凝集剤としては、カチオン性高分子凝集剤、両性高分子凝集剤などを挙げることができる。カチオン性高分子凝集剤とアニオン性高分子凝集剤の混合物でもよい。
【００１７】
カチオン性高分子凝集剤としては、例えばアクリレート系高分子凝集剤（「ＤＡＡ系高分子凝集剤」とも称する）、メタクリレート系高分子凝集剤（「ＤＡＭ系高分子凝集剤」とも称する）、アミド基、ニトリル基、アミン塩酸塩、ホルムアミド基などを含むポリビニルアミジン（「アミジン系高分子凝集剤」とも称する）、ポリアクリルアミドのマンニッヒ変性物などが挙げられる。ＤＡＡ系高分子凝集剤には、ジメチルアミノエチルアクリレートの四級化物の重合物、ジメチルアミノエチルアクリレートの四級化物とアクリルアミドとの共重合物などがある。ＤＡＭ系高分子凝集剤には、ジメチルアミノエチルメタクリレートの四級化物の重合物、ジメチルアミノエチルメタクリレートの四級化物とアクリルアミドとの共重合物などがある。
【００１８】
両性高分子凝集剤としては、例えばジメチルアミノメチルアクリレートとアクリルアミドとアクリル酸との共重合物、ジメチルアミノメチルメタクリレートとアクリルアミドとアクリル酸との共重合物などを挙げることができる。
【００１９】
アニオン性高分子凝集剤としては、例えばポリアクリル酸ナトリウム、アクリル酸ナトリウムとアクリルアミドとの共重合物、ポリメタクリル酸ナトリウム、メタクリル酸ナトリウムとアクリルアミドの共重合物などを挙げることができる。
但し、以上は例示であり、これらに限定するものではない。
【００２０】
高分子凝集剤の溶液における溶媒は、純水、水道水、工業用水、地下水、各種廃水処理の処理水、海水などを挙げることができるが、高分子凝集剤の凝集力を最大限発揮させる観点からは純水が好ましい。一方、経済性の観点からは水道水、工業用水、地下水、各種廃水処理の処理水が好ましい。
【００２１】
高分子凝集剤は、有機性汚泥のＴＳに対して０．３ｗｔ％以上添加すれば、脱水効果を高めることができる一方、３．５ｗｔ％を超えて添加しても高分子凝集剤の無駄である。よって、かかる観点から、高分子凝集剤の添加量は、有機性汚泥のＴＳに対して０．３〜３．５ｗｔ％で添加するのが好ましく、中でも０．４ｗｔ％以上或いは３．０ｗｔ％以下、その中でも０．５ｗｔ％以上或いは２．５ｗｔ％以下の割合で添加するのがより一層好ましい。
【００２２】
＜濃縮工程＞
本工程では、前記工程で得られた凝集汚泥を濃縮する。
酸を添加する前に濃縮処理を行うことにより、凝集汚泥の量を削減でき、添加した酸を効率的に利用することができる。このため、最終的に得られる脱水ケーキの含水率を効果的に低減することができると共に、酸の使用量を減らすことができる。
【００２３】
濃縮方法としては、例えば遠心濃縮機、スクリュー濃縮機、楕円板型濃縮機、ふるいなどを使用して、加圧せずに凝集汚泥を濃縮する方法を採用することも可能であるし、また、後述する汚泥濃縮機４などを使用して、加圧しながら凝集汚泥を濃縮する方法を採用することも可能である。水分量をより減らすことができ、酸添加効果をより一層高めることができる観点から、加圧しながら濃縮する方法を採用するのがより一層好ましい。
【００２４】
本工程では、濃縮汚泥のＴＳが５０〜１５０ｇ／Ｌとなるように濃縮するのが好ましく、中でも濃縮汚泥のＴＳが８０ｇ／Ｌ以上或いは１４０ｇ／Ｌ以下となるようにするのがより一層好ましい。「ＴＳ」とは、蒸発残留物のことであり、この場合は、汚泥を１０５〜１１０℃で蒸発乾固したときに残留する物質の濃度である。
濃縮汚泥のＴＳが５０ｇ／Ｌより低い場合、次工程で酸を分散させ易くなるものの、濃縮ろ液側に流出する酸が増加し、酸を有効利用できなくなり、酸の添加量が増加する。このため、濃縮汚泥のＴＳが５０ｇ／Ｌ以上となるように濃縮するのが好ましい。一般的に８０ｇ／Ｌ以上のＴＳまで凝集汚泥を濃縮するには、重力濃縮、すなわち凝集汚泥の自重によって濃縮する方法では、濃縮圧力が不十分であるため、加圧しながら濃縮する必要がある。他方、濃縮汚泥のＴＳが１５０ｇ／Ｌより高い場合、濃縮汚泥は固体に近くなり、濃縮汚泥内部に酸を分散させることができず、酸の効果が十分発揮できなくなるため、やはり酸の添加量が増加する。このような観点から、上述のように、濃縮汚泥のＴＳが５０〜１５０ｇ／Ｌとなるようになるように濃縮するのが好ましい。
【００２５】
凝集汚泥を加圧しながら濃縮する場合、凝集汚泥に掛ける圧力は、濃縮汚泥のＴＳが上記範囲になるように適宜調整すればよい。凝集汚泥に掛ける加圧圧力の目安としては、０．５〜５０ｋＰａの圧力を凝集汚泥に掛けるのが好ましく、特に１ｋＰａ以上４０ｋＰａ以下、中でも特に３ｋＰａ以上或いは３０ｋＰａ以下の圧力を凝集汚泥に掛けるのがより一層好ましい。
【００２６】
本工程で形成される濃縮汚泥の形状は特に限定するものではないが、酸の分散性を考慮すると、平板状とするのが好ましい。
【００２７】
＜スリット形成工程＞
濃縮工程で形成された濃縮汚泥にスリットを形成し、スリットを入れた濃縮汚泥を次の酸添加工程に供給するのが好ましい。
前記工程で形成された濃縮汚泥は、濃縮されているため、流動性が低く、そのままの状態では、酸を濃縮汚泥に均一に浸透及び分散させることが難しい。そこで、酸を分散させるために、濃縮汚泥を撹拌したり混練したりすると、高分子凝集剤による凝集によって形成された凝集フロックが壊れてしまい、最終的に得られる脱水ケーキの含水率を効果的に低減することができない。これに対し、濃縮汚泥にスリットを形成することにより、スリットを入れた端面からも酸を浸透及び分散させることができるため、凝集フロックを壊さずに酸を効率的に汚泥に分散させることができ、酸の効果を高めることができると共に酸の使用量を削減することができる。
【００２８】
図５（Ａ）は、濃縮汚泥にスリットを形成した場合の酸の分散の様子の一例を示しており、（Ｂ）はスリットを形成しない場合の酸の分散の様子の一例を示している。図の斜線領域は酸が分散した領域を表す。
このように、スリットを形成しない場合には、酸は濃縮汚泥の上面にしか分散できないのに対し、濃縮汚泥に複数のスリットを形成すると、スリットを介して濃縮汚泥の内部まで酸を分散させることができる。
より具体的には、濃縮汚泥に複数のスリットを入れて、濃縮汚泥を複数のブロックに分断し、各ブロックの端面に酸を分散させて浸透させるようにすればよい。
【００２９】
スリットの形成方向は、鉛直方向でも水平方向でもよい。鉛直方向に形成すれば、酸を上方から添加することで、スリットの鉛直断面を自然に伝って分散させることができる。
また、スリットは、濃縮汚泥を上面視した場合に、縦方向又は横方向に適宜間隔をおいて形成するようにしてもよいし、また、格子状に形成するようにしてもよい。
スリットの間隔に関しては、高分子凝集剤によって形成された凝集フロックを壊さないようにスリットを入れるためには、スリットの間隔を１ｃｍ以上にすればよい。他方、スリットの間隔を１０ｃｍよりも大きくすると、スリットを形成する効果が損なわれてしまう可能性がある。このような観点から、スリットの間隔は１ｃｍ〜１０ｃｍとするのが好ましく、中でも２ｃｍ以上或いは５ｃｍ以下とするのがさらに好ましい。
【００３０】
＜酸添加工程＞
本工程では、前工程で得られた濃縮汚泥に酸を添加することにより、脱水効率をさらに高めることができる。
従来、無機凝集剤を添加して脱水を図ることが行われていたが、無機凝集剤を加えることで、無機凝集剤中の金属イオンと汚泥中の成分とが反応して沈殿物が生成し、汚泥重量が増えてしまうという課題を抱えていた。これに対して、酸であれば、汚泥重量が増えることがない。
【００３１】
使用する酸としては、例えば硫酸、塩酸、硝酸、酢酸、ギ酸などを挙げることができる。
酸を添加することで、なぜ脱水効率が高まるのか、その原因を究明できている訳ではないが、おそらくは汚泥表面の電荷状態を変化させることができる結果、高分子凝集剤の凝集力を高めることができるものと考えることができる。
【００３２】
酸は、有機性汚泥のＴＳに対して０．５ｗｔ％（酸成分換算、例えば硫酸であれば、Ｈ２ＳＯ４濃度として換算）以上添加すれば、脱水効果を高めることができる一方、８．０ｗｔ％（酸成分換算）を超えて添加しても酸の無駄である。よって、かかる観点から、酸の添加量は、有機性汚泥に対して０．５〜８．０ｗｔ%（酸成分換算）で添加するのが好ましく、中でも１．０ｗｔ％（酸成分換算）以上或いは６．０ｗｔ％（酸成分換算）以下、その中でも２．０ｗｔ％（酸成分換算）以上或いは５．０ｗｔ％（酸成分換算）以下の割合で添加するのがより一層好ましい。
【００３３】
なお、必要に応じて、酸と共に、無機凝集剤を濃縮汚泥に添加することも可能である。無機凝集剤を添加することで脱水性が更に向上するのに加えて、臭気抑制の効果もある場合がある。特にポリ鉄等の鉄系凝集剤を使用することで、酸添加時の硫化水素の発生を大幅に抑制することが可能になる利点がある。
但し、上記の如く無機凝集剤を添加し過ぎると、汚泥重量が増えてしまうばかりか、後述する試験結果から分かるように、脱水効率が低下してしまうため、酸中に含まれる無機凝集剤の濃度が、金属換算すなわち金属濃度として０ｇ／Ｌを超えて１０ｇ／Ｌ以下、中でも７ｇ／Ｌ以下、その中でも１ｇ／Ｌ以上或いは５ｇ／Ｌ以下となるように調整して酸と共に添加するのが好ましい。
無機凝集剤としては、例えば塩化第二鉄、硫酸アルミニウム、塩化アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム、硫酸第二鉄、ポリ硫酸第二鉄などを挙げることができる。
【００３４】
臭気抑制効果を想定した鉄系凝集剤の場合は、汚泥中ＴＳ当たりの金属添加率としては２．０ｗｔ％（鉄換算、すなわち鉄イオンの濃度として換算）以下とすることで、脱水性向上効果、臭気抑制効果、汚泥発生量抑制効果を同時に満足することができる。
【００３５】
また、酸を添加した濃縮汚泥にさらに高分子凝集剤を添加し混合し、酸と高分子凝集剤が添加された濃縮汚泥を機械脱水するようにしてもよい。酸に加えて高分子凝集剤を添加することにより、さらに強固な凝集物が形成され有効となる場合がある。例えば濃縮汚泥に酸を添加した際に、酸が汚泥に浸透する間に凝集力が一旦崩れる場合があり、その凝集力を補強するために高分子凝集剤が機能する。
この場合、添加する高分子凝集剤としては、前段の凝集工程と同じ高分子凝集剤を使用してもよいし、別の高分子凝集剤であって、低ｐＨに適応した高分子凝集剤を使用してもよい。
高分子凝集剤の添加量は、汚泥固形物（ＴＳ）当たり０．１〜０．５ｗｔ％とするのが好ましい。
【００３６】
＜機械脱水工程＞
酸が添加された濃縮汚泥を機械脱水し、脱水ケーキを得ることができる。
このような本脱水方法によれば、脱水ケーキの含水率を８２％以下、好ましくは８１％以下、中でも好ましくは８０％以下まで低減することができるから、廃棄物量を削減することができる。
【００３７】
＜装置構成＞
本脱水方法を実施するための装置構成の一態様として、有機性汚泥と高分子凝集剤とを混合して凝集汚泥を形成する凝集槽と、凝集汚泥を濃縮する汚泥濃縮機と、濃縮汚泥に酸を添加する酸添加機と、脱水機と、を備えた構成例を挙げることができる。
【００３８】
より具体的には、図１に示すように、高分子凝集剤溶解槽１、酸貯槽２、凝集槽３、汚泥濃縮機４、スリット形成機５、酸添加機６及び脱水機７を備えた装置構成を挙げることができる。
【００３９】
このような装置構成であれば、図１に示すように、高分子凝集剤溶解槽１において高分子凝集剤を調製し、この高分子凝集剤を高分子凝集剤溶解槽１から凝集槽３に供給する一方、有機性汚泥を凝集槽３に投入し、凝集槽３において有機性汚泥と高分子凝集剤とを混合して凝集汚泥を形成し（凝集工程）、形成された凝集汚泥を、配管を通じて汚泥濃縮機４に供給することができる。
【００４０】
汚泥濃縮機４では、凝集汚泥を濃縮すると共に、濃縮汚泥を形成し（濃縮工程）、スリット形成機５に供給することができる。
スリット形成機５では、濃縮汚泥に複数のスリットを入れ（スリット形成工程）、酸添加機６に搬送することができる。
酸添加機６では、スリットが形成された濃縮汚泥に酸を添加し（酸添加工程）、脱水機８に供給し、濃縮汚泥を機械脱水し、脱水ケーキを得ることができる（機械脱水工程）。
以下、汚泥濃縮機４、スリット形成機５及び酸添加機６についてさらに説明する。
【００４１】
（汚泥濃縮機４）
汚泥濃縮機４としては、例えば図２に示すように、汚泥投入用ホッパー８と、汚泥移動手段９と、汚泥移動手段９の下方に設けられた水捕集手段１０とを備えた構成のものを例示することができる。
【００４２】
ここで、汚泥移動手段９は、ベルト１１とベルト駆動装置１３とで構成されている。ベルト１１の上面全体（搬送面）がベルト駆動装置１３により水平移動し、汚泥を水平方向汚泥排出口側に移動させることができると共に、凝集汚泥はベルト１１上を移動する間にろ過され、ろ液は下方の水捕集手段１０に落下するようになっている。
【００４３】
水捕集手段１０は、汚泥移動手段９に沿ってその下方に設けられており、汚泥移動手段９から落下してくる水を捕集して、廃水口から排水できるようになっている。
【００４４】
次に、このような構成を備えた汚泥濃縮機４の動作について説明する。
汚泥投入用ホッパー８に凝集汚泥を投入すると、凝集汚泥は汚泥移動手段９によって水平方向汚泥排出口側に移動させられ、ベルト１１の上面上を水平に搬送される。凝集汚泥は、この搬送過程で濃縮されると共に、汚泥排出口１２から板状の濃縮汚泥として送り出される。濃縮ろ過水は、汚泥移動手段９から落下して水捕集手段１０に捕集され、廃水口から排水される。
【００４５】
なお、汚泥濃縮機４としては、このような構成の汚泥濃縮機４のほかにも、従来の汚泥脱水に使用される汚泥濃縮機、例えば遠心濃縮機、スクリュー濃縮機、楕円板型濃縮機、ふるいなどを採用することも可能である。
【００４６】
汚泥濃縮機４の別の一例としては、例えば図３に示すように、汚泥投入用ホッパー８と、汚泥移動手段９と、汚泥移動手段９の上方に設けられた加圧手段１５と、汚泥移動手段９の下方に設けられた水捕集手段１０とを備えた構成のものを例示することができる。
【００４７】
加圧手段１５は、汚泥移動手段９の汚泥排出口１２の手前に、ベルト１１との間に隙間を設けるように、加圧板１５Ａを斜めに設置し、汚泥が汚泥移動手段９によって水平方向汚泥排出口側に移動されてくると、加圧板１５Ａとベルト１１との間の隙間を通過する際に上から加圧されるようになっている。
【００４８】
この際、加圧板１５Ａは、一つ或いは二つ以上設けてもよいし、また、加圧板１５Ａは、設置角度が固定されるように設けることもできるし、設置角度を随時変更できるように設けることもできる、さらには、上下揺動可能に軸支することもできる。
加圧板１５Ａの角度並びにベルト１１との隙間の大きさを変更することにより、凝集汚泥に掛かる圧力を調整することができ、濃縮倍率を調整することができる。
また、加圧板１５Ａの代わりに、例えばローラーを設置することもできる。
【００４９】
（スリット形成機５）
図４には、スリット形成機５の一例を示してある。この図は、汚泥濃縮機４の汚泥排出口の一部分を拡大した図である。
【００５０】
この例のように、汚泥濃縮機４の汚泥排出口１２に、櫛状の裁断刃１６を水平方向に適宜間隔を置いて、刃が鉛直方向となるように設置するようにしてスリット形成機５を構成することができる。
このような櫛状の裁断刃により、汚泥濃縮機４から押し出されてくる濃縮汚泥に鉛直方向のスリットを形成することができる。
ただし、スリット形成機５は上記構成のものに限定されるものではない。例えば、上面視格子状に組まれた裁断刃、或いは、上面視した場合に濃縮汚泥の長さ方向又は幅方向に適宜間隔をおいて組まれた裁断刃を、濃縮汚泥に対して上方から昇降できる装置を使用することも可能である。
【００５１】
（酸添加機６）
酸添加機６としては、任意の構成のものを採用可能である。例えばノズルやスプレーを用いて酸を添加する方式、Ｖ字形やＵ字形のノッチから酸を滴下する方式などを挙げることができる。
【００５２】
（濃縮汚泥混和槽８）
図６に示すように、必要に応じて、脱水機７の上流側に、前記の酸や高分子凝集剤、無機凝集剤などの添加物と前記濃縮汚泥とを混和する濃縮汚泥混和槽８を少なくとも１槽を配置するようにしてもよい。
濃縮汚泥に対して酸を添加した後、脱水機７に投入する前段に濃縮汚泥混和槽８を設けることで、濃縮汚泥と添加した酸の混和、並びに、凝集汚泥の凝集力を補強するために添加する高分子凝集剤と濃縮汚泥との混和などを確実に行うことができる。
この際、濃縮汚泥混和槽８において十分な混和が得られる場合は、前段のスリット形成機５を省略することも可能である。
なお、濃縮汚泥混和槽８は、濃縮汚泥と酸の混和用の混和槽と、濃縮汚泥と高分子凝集剤の混和用の混和槽とを、それぞれ別々に配設するようにしてもよい。
【００５３】
（脱水機７）
脱水機７には、従来から知られた脱水機を使用することができる。例えば、スクリュープレス脱水機、ベルトプレス脱水機、遠心脱水機、真空脱水機、フィルタプレス脱水機、多重円板脱水機などを挙げることができる。
【００５４】
なお、濃縮機構が一体化している脱水機７を使用することもできる。濃縮機構が一体化している脱水機７を使用する場合には、脱水機７の機内で凝集汚泥の濃縮と濃縮汚泥の脱水を連続的に行うことができ、このような場合には、濃縮汚泥への酸の添加は脱水機７内で行うことができる。
【００５５】
＜語句の説明＞ 
本明細書において「Ｘ〜Ｙ」（Ｘ，Ｙは任意の数字）と表現する場合、特にことわらない限り「Ｘ以上Ｙ以下」の意と共に、「好ましくはＸより大きい」或いは「好ましくはＹより小さい」の意も包含する。
また、「Ｘ以上」（Ｘは任意の数字）或いは「Ｙ以下」（Ｙは任意の数字）と表現した場合、「Ｘより大きいことが好ましい」或いは「Ｙ未満であることが好ましい」旨の意図も包含する。
【実施例】
【００５６】
以下、本発明を下記実施例及び比較例に基づいてさらに詳述する。
【００５７】
（試験１）
本試験では、凝集汚泥に酸を添加することにより、最終的に得られる脱水ケーキの含水率を低減できるか検討した。
【００５８】
試験には、下水処理場の余剰汚泥（汚泥Ａ）を使用した。汚泥のＴＳは１０．５ｇ／Ｌであった。
ＴＳとは、蒸発残留物のことであり、汚泥を１０５〜１１０℃で蒸発乾固したときに残留する物質の濃度である。測定方法は下水試験法に準拠した。
高分子凝集剤として、カチオン性高分子凝集剤（ＤＡＭ系高分子凝集剤）を使用した。酸として、５０ｇ／Ｌに調製した硫酸水溶液を使用した。
【００５９】
試験手順は以下の通りである。
５００ｍｌの汚泥と、汚泥のＴＳに対して０．６ｗｔ％の高分子凝集剤を１Ｌのビーカーに投入し、撹拌混合して凝集汚泥を形成させた。次に、凝集汚泥をふるい（目開き１ｍｍ）で濃縮した。濃縮汚泥のＴＳは５１．５ｇ／Ｌであった。次に、汚泥のＴＳに対して４．２ｗｔ％（酸成分換算）の硫酸水溶液を濃縮汚泥の上面に滴下した。硫酸水溶液は５０ｇ／Ｌに調製したものを使用した。最後に、ベルトプレス脱水機により濃縮汚泥の脱水をし、得られた脱水ケーキの含水率を測定した。
【００６０】
比較例として、酸を添加しない試験、酸を添加した後に凝集を行う試験を行った。
酸を添加しない試験は、硫酸を添加しないこと以外は同様の手順で行った。
酸を添加した後に凝集を行う試験では、まず、５００ｍＬの汚泥と、汚泥のＴＳに対して４．２ｗｔ％（酸成分換算）の硫酸水溶液を１Ｌのビーカーに投入し、撹拌混合した。硫酸水溶液は５０ｇ／Ｌに調製したものを使用した。次に、汚泥のＴＳに対して０．６ｗｔ％の高分子凝集剤を投入し、撹拌混合して凝集汚泥を形成させた。最後に、ベルトプレス脱水機により凝集汚泥の脱水をし、得られた脱水ケーキの含水率を測定した。
【００６１】
試験結果を表１に示す。
【００６２】
【表１】
2013233509.tif 000003
【００６３】
凝集汚泥に酸を添加することにより、酸を添加しない場合に比べて３．３ポイント、酸を添加した後に凝集を行う場合に比べて２．１ポイント、脱水ケーキ含水率を低減できることを確認した。
【００６４】
（試験２）
本試験では、試験１とは異なる種類の汚泥を用いて、凝集汚泥に酸を添加することにより、最終的に得られる脱水ケーキの含水率を低減できるか検討した。
【００６５】
試験には、し尿処理場で発生する余剰汚泥（汚泥Ｂ）を使用した。汚泥のＴＳは１０．４ｇ／Ｌであった。
ＴＳとは、蒸発残留物のことであり、汚泥を１０５〜１１０℃で蒸発乾固したときに残留する物質の濃度である。測定方法は下水試験法に準拠した。
高分子凝集剤として、両性高分子凝集剤を使用した。
酸として、５０ｇ／Ｌに調製した硫酸水溶液を使用した。
【００６６】
試験手順は以下の通りである。
５００ｍＬの汚泥と、汚泥のＴＳに対して１．７ｗｔ％の高分子凝集剤を１Ｌのビーカーに投入し、撹拌混合して凝集汚泥を形成させた。次に、凝集汚泥をふるい（目開き１ｍｍ）で濃縮した。濃縮汚泥のＴＳは８６．７ｇ／Ｌであった。次に、所定量の硫酸水溶液を濃縮汚泥の上面に滴下した。酸注入率は、汚泥のＴＳに対して１．９ｗｔ％、２．９ｗｔ％（いずれも酸成分換算）とした。最後に、ベルトプレス脱水機により濃縮汚泥の脱水をし、得られた脱水ケーキの含水率を測定した。
【００６７】
比較例として、酸を添加しない試験、酸を添加した後に凝集を行う試験を行った。
酸を添加しない試験は、硫酸を添加しないこと以外は同様の手順で行った。酸を添加した後に凝集を行う試験では、まず、５００ｍＬの汚泥と、汚泥のＴＳに対して所定量の硫酸水溶液を１Ｌのビーカーに投入し、撹拌混合した。酸注入率は、汚泥のＴＳに対して１．９ｗｔ％、２．９ｗｔ％（いずれも酸成分換算）とした。硫酸水溶液は５０ｇ／Ｌに調製したものを使用した。次に、汚泥のＴＳに対して１．７ｗｔ％の高分子凝集剤を投入し、撹拌混合して凝集汚泥を形成させた。最後に、ベルトプレス脱水機により凝集汚泥の脱水をし、得られた脱水ケーキの含水率を測定した。
【００６８】
試験結果を表２に示す。
【００６９】
【表２】
2013233509.tif 000004
【００７０】
凝集汚泥に酸を添加することにより、酸を添加しない場合に比べて１．２〜１．５ポイント、酸を添加した後に凝集を行う場合に比べて０．９〜１．１ポイント、脱水ケーキ含水率を低減できることを確認した。
【００７１】
（試験３）
本試験では、試験１、２とは異なる種類の汚泥を用いて、凝集汚泥に酸を添加することにより、最終的に得られる脱水ケーキの含水率を低減できるか検討した。
【００７２】
試験には、下水処理場の嫌気性消化汚泥（汚泥Ｃ）を使用した。汚泥のＴＳは１９．９ｇ／Ｌであった。
ＴＳとは、蒸発残留物のことであり、汚泥を１０５〜１１０℃で蒸発乾固したときに残留する物質の濃度である。測定方法は下水試験法に準拠した。
高分子凝集剤として、カチオン性高分子凝集剤（ＤＡＡ系高分子凝集剤）を使用した。
酸として、５０ｇ／Ｌに調製した硫酸水溶液を使用した。
【００７３】
試験手順は以下の通りである。
２５０ｍＬの汚泥と、汚泥のＴＳに対して１．８ｗｔ％の高分子凝集剤を１Ｌのビーカーに投入し、撹拌混合して凝集汚泥を形成させた。次に、凝集汚泥をふるい（目開き１ｍｍ）で濃縮した。濃縮汚泥のＴＳは６４．２ｇ／Ｌであった。次に、汚泥のＴＳに対して３．０ｗｔ％（酸成分換算）の硫酸水溶液を濃縮汚泥の上面に滴下した。最後に、ベルトプレス脱水機により濃縮汚泥の脱水をし、得られた脱水ケーキの含水率を測定した。
【００７４】
比較例として、酸を添加しない試験、酸を添加した後に凝集を行う試験を行った。酸を添加しない試験は、硫酸を添加しないこと以外は同様の手順で行った。酸を添加した後に凝集を行う試験では、まず、２５０ｍＬの汚泥と、汚泥のＴＳに対して３．０ｗｔ％（酸成分換算）の硫酸水溶液を１Ｌのビーカーに投入し、撹拌混合した。硫酸水溶液は５０ｇ／Ｌに調製したものを使用した。次に、汚泥のＴＳに対して１．８ｗｔ％の高分子凝集剤を投入し、撹拌混合して凝集汚泥を形成させた。最後に、ベルトプレス脱水機により凝集汚泥の脱水をし、得られた脱水ケーキの含水率を測定した。
【００７５】
試験結果を表３に示す。
【００７６】
【表３】
2013233509.tif 000005
【００７７】
凝集汚泥に酸を添加することにより、酸を添加しない場合に比べて１．７ポイント、酸を添加した後に凝集を行う場合に比べて１．３ポイント、脱水ケーキ含水率を低減できることを確認した。
【００７８】
（試験４）
本試験では、酸とともに、各種濃度の無機凝集剤を凝集汚泥に添加することにより、最終的に得られる脱水ケーキの含水率を低減できるか検討した。
【００７９】
試験には、し尿処理場で発生する余剰汚泥（汚泥Ｂ）、下水処理場の嫌気性消化汚泥（汚泥Ｃ）を使用した。汚泥のＴＳはそれぞれ１０．４ｇ／Ｌ、１９．９ｇ／Ｌであった。
ＴＳとは、蒸発残留物のことであり、汚泥を１０５〜１１０℃で蒸発乾固したときに残留する物質の濃度である。測定方法は下水試験法に準拠した。
高分子凝集剤として、汚泥Ｂの試験では両性高分子凝集剤を使用し、汚泥Ｃの試験ではカチオン性高分子凝集剤（ＤＡＡ系高分子凝集剤）を使用した。
酸として、５０ｇ／Ｌに調製した硫酸水溶液を使用した。
無機凝集剤として、ポリ硫酸第二鉄を使用した。
【００８０】
試験手順は、以下の通りである。
汚泥Ｂの試験では、５００ｍＬの汚泥と、汚泥のＴＳに対して１．７ｗｔ％の高分子凝集剤を１Ｌのビーカーに投入し、撹拌混合して凝集汚泥を形成させた。次に、凝集汚泥をふるい（目開き１ｍｍ）で濃縮した。濃縮汚泥のＴＳは８６．７ｇ／Ｌであった。次に、無機凝集剤を含む硫酸水溶液を所定量、濃縮汚泥の上面に滴下した。酸注入率は、汚泥のＴＳに対して２．９ｗｔ％（酸成分換算）とした。無機凝集剤を含む硫酸水溶液は、５０ｇ／Ｌの硫酸を含み、所定濃度の無機凝集剤を含む。無機凝集剤の酸中濃度は、３．８ｇ／Ｌ、６．３ｇ／Ｌ、１０ｇ／Ｌ（いずれも鉄換算、すなわち鉄イオンの濃度として換算）とした。最後に、ベルトプレス脱水機により濃縮汚泥の脱水をし、得られた脱水ケーキの含水率を測定した。
【００８１】
汚泥Ｃの試験では、２５０ｍＬの汚泥と、汚泥のＴＳに対して１．８ｗｔ％の高分子凝集剤を１Ｌのビーカーに投入し、撹拌混合して凝集汚泥を形成させた。次に、凝集汚泥をふるい（目開き１ｍｍ）で濃縮した。濃縮汚泥のＴＳは６４．２ｇ／Ｌであった。次に、無機凝集剤を含む硫酸水溶液を所定量、濃縮汚泥の上面に滴下した。酸注入率は、汚泥のＴＳに対して３．０ｗｔ％（酸成分換算）とした。無機凝集剤を含む硫酸水溶液は、５０ｇ／Ｌの硫酸を含み、所定濃度の無機凝集剤を含む。無機凝集剤の濃度は、３．８ｇ／Ｌ、６．３ｇ／Ｌ、１０ｇ／Ｌ（いずれも鉄換算）とした。最後に、ベルトプレス脱水機により濃縮汚泥の脱水をし、得られた脱水ケーキの含水率を測定した。
【００８２】
試験結果を表４に示す。
ここでは、「測定した乾燥固形物重量」から「ポリ硫酸第二鉄により沈殿する水酸化鉄重量」を差し引いた重量を「真の乾燥固形物重量」とし、脱水ケーキ含水率を算出した。
【００８３】
【表４】
2013233509.tif 000006
【００８４】
汚泥Ｂでは、酸に含まれる無機凝集剤の濃度が０〜１０ｇ／Ｌ（鉄換算）の範囲で脱水ケーキ含水率を低減できることを確認した。汚泥Ｃでも、酸に含まれる無機凝集剤の濃度が０〜６．３ｇ／Ｌ（鉄換算）の範囲で脱水ケーキ含水率を低減できることを確認した。いずれの汚泥においても、無機凝集剤の濃度が高い程好ましいというものではないことが分かった。
これらの結果から、酸に含まれる無機凝集剤の濃度を好ましくは０〜１０ｇ／Ｌ（鉄換算）、より好ましくは０〜７ｇ／Ｌ（鉄換算）、さらにより好ましくは１〜５ｇ／Ｌ（鉄換算）に調製することにより脱水ケーキ含水率を低減できることを確認できた。
【００８５】
（試験５）
本試験では、試験３と同じ汚泥を用いて、凝集汚泥に酸を添加し、更に高分子凝集剤を少量添加混合することにより、最終的に得られる脱水ケーキの含水率を低減できるか検討した。
【００８６】
試験には、下水処理場の嫌気性消化汚泥（汚泥Ｃ）を使用した。汚泥のＴＳは１９．９ｇ／Ｌであった。
ＴＳとは、蒸発残留物のことであり、汚泥を１０５〜１１０℃で蒸発乾固したときに残留する物質の濃度である。測定方法は下水試験法に準拠した。
高分子凝集剤として、カチオン性高分子凝集剤（ＤＡＡ系高分子凝集剤）を使用した。
酸として、５０ｇ／Ｌに調製した硫酸水溶液を使用した。
【００８７】
試験手順は以下の通りである。
２５０ｍＬの汚泥と、汚泥のＴＳに対して１．７ｗｔ％の高分子凝集剤を１Ｌのビーカーに投入し、撹拌混合して凝集汚泥を形成させた。次に、凝集汚泥をふるい（目開き１ｍｍ）で濃縮した。濃縮汚泥のＴＳは６３．２ｇ／Ｌであった。
次に、汚泥のＴＳに対して３．０ｗｔ％（酸成分換算）の硫酸水溶液を濃縮汚泥の上面に滴下した。次いで、先に使用した高分子凝集剤を０．１ｗｔ％添加後混和した。最後にベルトプレス脱水機により濃縮汚泥の脱水をし、得られた脱水ケーキの含水率を測定した。
【００８８】
試験結果を表５に示す。
【００８９】
【表５】
2013233509.tif 000007
【００９０】
酸添加後に高分子凝集剤を再添加すると、酸のみを添加する場合に比べて、さらに１．０ポイント脱水ケーキ含水率を低減できることを確認した。
【図１】
2013233509.tif 000008
【図２】
2013233509.tif 000009
【図３】
2013233509.tif 000010
【図４】
2013233509.tif 000011
【図５】
2013233509.tif 000012
【図６】
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