浄水場における電気浸透式加圧脱水機の実績紹介
Applieation

Electroosmotic

Pressurized

theofSludge.

Waterworks

toDehydrator(環)EO技術室

佐野滋

ShigeruSan°

電気浸透式加圧脱水機(PED)は電気浸透現象および電気泳動現象を利用した高性能の加圧脱水機である｡この度,この装置が全国でも十指にはいる大規模浄水場である神奈川県内広域水道企業団の西長沢浄水場に納入され,1998年4月から装置が稼働したので,その概要について紹介する｡

西長沢浄水場では取水源の河川改修工事やPAC添加量の増加により,スラッジ性状が年々難脱水性‑と変化している｡

t

実運転結果については,スラッジ濃度,強熱減量およびSiO2/A1203とろ過速度の間には非常によい相関が得られた｡
1998年4月から9月までに各系列とも2000サ

現在,脱水機5系列の内3系列が稼働しており,2000年4月には全系列が稼働する予定である｡

イクル以上の運転を行っているが,TbePressurized

dehydrator
deliverd
The

the

water

between

units

paper

toreportsofoperationrefractryusemakingcharacteristic
riverandsludgeincreseelectroosmosis

andlargest

water

of

the

oneof

the

outline
2000

than

more

year
of

(PED)

dehydrator

electroosmotic

theofcycles

after

戸AC

year

concentration,

lossand
1998･

has

sludgethe

SiO2/A1203

and

Ltd･

forCOnditions

improvements

operation

ColJapan･ofThe

actualpressurized

Pantecoperatlng

ofandeffective
Shinkoplantsresultainjection. The
ignition

purification

April

as

highlyelectrophoresis･

equlpment

sinceisbeen

theagetting
theofsource

provesgoodrelationshipthefiltration

velocity･i

上水ス

ラッジ

電気浸透脱水Waterworks

SludgePressurizedElectroosmotic

Dewaterlng

ろんのこと,水質の変動に対応して柔軟性があり,

ま えがき
神奈川県内広域水道企業団西長沢浄水場の排水処
理設備は,稼働から20年以上が経過し,老朽化が進経済的で運転管理が容易なことが求められていた｡
長年の実験･検討を経て当社の新技術である電気み,その更新が検討されていたが,脱水機には,新浸透式加圧脱水機が採用され,大型機種5台の内3たな用地の確保が困難なため,既設建屋内に納まる台が1998年4月より実運転を開始したので,その概コンパクトな装置であることや,無薬注処理はもち要および運転状況等について報告する｡

108

神鋼パンテツク技報

vol.

42

No.

2(1999/3)

要

1.概1.

新排水処理設備の概要

1. 3

1西長沢浄水場概要

濃縮設備は既設のものを使用し,濃縮槽引抜ポン

西長沢浄水場は川崎市内にあり,神奈川県内広域プ以降のスラッジ貯留槽,電気浸透式加圧脱水機,水道企業団の4浄水場の中でも最大で,川崎市潮見

コンペヤ,ケーキホッパ,その他補機類および排水処理に関連する電気計装設備一式を更新する｡

台浄水場分(処理水量:200000mソ日)を含め,1日当たりの浄水量が最大で1処理は電気浸透式加圧脱水機による無薬注脱水処137700m3/日と全国理で,脱水ケーキはそのまま農園芸用土として有効でも十指に入る大規模浄水場である｡
水源は丹沢湖を源とする酒匂川と相模湖からの混利用される｡

合水であり,横浜市および川崎市に供給されている｡

1.3.

浄水場の配置図を第1図に示す｡
既設排水処理設備の概要

1. 2

1設備の計画条件

設備の計画条件を第1表に示す｡
脱水機の仕様を次に示す｡

既設の排水処理設備は,主として濃縮設備,造粒ろ布走行式圧搾機構付き横型加圧脱･脱水方式

脱水機,熱風乾燥機等で構成される｡処理行程はま水機(電気浸透式)

ず濃縮槽で濃縮されたスラッジに水ガラスおよびポl

5台(仮設備3台)

･設置台数
イ ズ

□ 1 500mmx80室/台

リマーが添加され,造粒脱水される｡その後,脱水･サケーキは熱風乾燥され･乾燥土は県経済連を通じて･ろ過面積

288.8m2/台

･印加電圧

40‑80

V･圧搾圧力4

その全量が農業利用されていた｡

Waste

basin､

water

Sludgebasin
Sludgeこ二+｢⊥̲

treatment

第1表

plant

Table

口

5kgf/cm2‑

設備の基本条件
1

Designconditions

Treatmentcapaclty

1137700m3/day

btlilding

鷲[｢L;aaa:p:7しコ 甲言

31.15t‑DS/day(normal)

Tbickenewell

Solidgeneration

91･02t‑DS/(dhaiyghturbidity)

Distriblユtionbasin

Sediment ation[7.5h/dayX5day/week(normal)OperationtaimeI
Temporarysllldge

12･5h/day(Xh?gdhayt/uwrebe

treatment

plant

5%(normal)
第1図

西長沢浄水場配置図

Fig.

Outline1l

layoutof

Sludgeconcentration
Nishinagasawa

80/o(highturbidity)

purification

plant

Cakemoisturecontent

Air0

詠0[二二)

S ludge[=)

Filter cleansing

DC power
supplycompressor

550/o

pump

M晶□

Cake
ho pper

鍋& T@r蒜節≡ニ司PED

Sludge

第2図

basin

Filtrate

basin

Cake

処理フロー

Fig.

2

FlowVol.

42No.

diagram2(1999/3)

ofsludgetreatment

conveyorplant

神鋼パンテツク技報

1Cake

過conveyor2109

1.3.2

設備フロー立ち上がった｡

設備の処理フローを第2図に示す｡

2.

1スラッジ性状について

現在は仮設備として3系列設置され運転されてい2.

1.

るが,2000年4月には既設排水処理棟内に5系列す

一般にスラッジ性状が脱水性に与える影響は次のように言われている｡

べてが設置されることになる｡
1. 3. 3

1スラッジ性状とろ過速度

本設備およびイ反設備の内容･スラッジ濃度:低いほど脱水性が悪い｡

西長沢浄水場は,周囲を住宅地で囲まれており,･強熱減量(有機物量を示す):有機物量が多いほど脱水性が悪い｡

用地面積が狭く,新たな用地を取得することも困難であり,経済的にも有利なため,既設の排水処理棟

SiO2/A1203またはALT比(Al/濁度)･:を再利用することになった｡そのため,まず一時的SSに対するアルミの比率が多いとに仮設排水処理棟を建設し,その中に新設の脱水機脱水性が悪い｡従ってALT比が大3系列を設置し,排水処理を行う｡仮設排水処理棟

きいと脱水性が悪い｡の平面図を第3図に示す｡･粒径分布:大きな粒子が少ないほど脱水性が悪仮設備の3系列が稼働した後,既設建物の機器をい｡

撤去し,建物の改造,耐震工事などを行う｡
その後,既設建物内へ5系列の内,残りの脱水機

Cake

2系列を設置し,さらに仮設排水処理棟より脱水機t

Filtrate

bopperSt orebasin

room

Cakeconveyor

3系列を移設するという工事内容となっている｡

Electricity
room

FED

完成後の本設備の平面図を第4図に示す｡

2.運転状況
FED

工事は1997年度から3年間の工期で実施中である

Control

が,仮設備の設置工事が完成した1998年3月11日よ

room

FED

り試運転が始まった｡⊂コ

試運転開始時にはスラッジ濃度は1.3%と非常に第3図

低濃度であったが,脱水1サイクルは約90分で,ケーキ含水率約60

Fig.

0/o,ケーキ厚みが4

仮設備排水処理棟平面図(2F)
3‑4.5mmの良好な脱水ケーキが得られ,大きな問題もなく,順調に

Planviewof temporary

sludgetreatment

(2F)

plant

II

J: Filtrate.
;:basinJt｢｢｢｢∩∩｢｢

Electriclty
room

Lf===も人J

PEDPEDPEDPEDPEDCor】trolrOOITl[∃
Wate

[コロロD
【⊃⊂〕CotlferenceDtankroom

Cakeconveyor

Filter[二コ⊂:コcleansingpumpロ喜EED

akehon

第4図
Fig.

110

｢￣1per｢｢｢￣1

本設備排水処理棟平面図(2F)
4Planviewofsludge

treatment

plant

(2F)

神鋼パンテツク技報

Vol.

42

No.

2(1999/3)

また,この内,スラッジ濃度,強熱減量およびSiO2/1992年度から塩素注入方式から次亜塩素酸ソーダ注入方式に変更されたこと

2.

千,

1.2

スラッジ性状の変化

1981年から1997年までの17年間のスラッジ濃度とこれら濁度の低下や,スラッジ濃度は1986年度頃には約7%であったが,その後は年々低下しており,1994年度からは2%台が判る｡

PAC注入率(Alの添加率)は1991年度より増加し, ALT比ではそれまでの平均が3
1995‑1997年度には約7

Al添加量の増加により,スラッジ性状は難脱水性へと変化してきていることにまで低下している｡

あったものが,1997年度からのクリプトスポリジウム対策で増加している｡

ALT比の変化を第5図に示す｡

2.2

実運転結果

2.2.

1スラッジ濃度×10￣2で運転開始後の1998年4月1日より1998年9月30日

×10￣2にままでの平均スラッジ濃度の変化を第6図に示す｡

で上昇している｡

スラッジ濃度は,試運転開始当初1.3%であっスラッジ濃度と原水濁度には深い関連があるが,たが,従来並列使用されていた2つある濃縮槽を直その原水濁度は年々低下傾向を示している｡
濁度は表には示していないが,l

PAC注入率は,A120｡とろ過速度の関係を次にまとめる｡

列につなぎ2段濃縮にしたことや,季節変化もあり1991年度までの11年間の平均濁度が14･9度であったが,4月下旬には約3‑3.5%程度に上昇した｡その後1992年度以降8月下旬までは3‑3.5%で推移した｡の6年間の平均濁度は7.5度と約1/2に低下してきて9月にはいると,記録的な豪雨や台風により原水いる｡の濁度が急上昇したことからスラッジ濃度も上昇し,1992年からの濁度の低下は,酒匂川水系での河川9%程度まで上昇した｡

改修工事や砂防工事の影響と思われる｡
10lox9亘ーSludge＋ALT8concentration

10￣298〔コ77･B66〔=q)U⊂=⊂)U

5〔一4i(｢3ゝ{J3q)bD｢コ2:コリつ10:N00
C31CyT)00
GI･可1ooGI

Lno〇Cn(エ>0〇CT)

ooCT)の

co

I....+▼‑‑‑+｢.+r+▼･･･+r+'････+yLIl

第5図

スラッジ濃度とFig.

5Relationship【￣‑(X)のcoののOI'･･1のCT)NOL)の⊂n(つooの寸GL)

LnCT)

cT:CT)

cn▼‑+

▼･･･+

▼･･+⊂⊃,･･･+,‑･+.̲.+,...一｢･‑+(エ〕のCT)

亡･･･‑の▼‑‑‑‑+†･1c3L)

ALT比の変化betweensludgebetweenconcentration

andALT

109[塗8

喜7〜cc6h‑J････+

宕5U喜4U&T3E75

321てr○〇仁一'こポ'･･+…
＼†･･･{ N＼､ヽ､Ln
寸Ln
Ln､‑､･寸

0〇
N
＼しf?

(ど)
‑ナ,･･{Lfつ＼T▲‑+ I‑‑‑+ N
くJ⊃､‑ヽ＼＼く.⊂) U⊃q⊃

Time

第6図…

O7＼亡ー､＼｢･+仁一＼仁一く工)寸'･･･{NCyT)＼仁一 卜一､ヽ､⊂に) Liつ'･･+.1･1､‑､､＼†･･･{N＼＼‑=jlTJl

亡ー､てd<＼T‑1＼(x)口〇'･･･+=､‑､00

O13N＼q〇L̲rつ,･･+〔X〕＼†･･･{ T‑{⊂hヽ､..ヽ､
c3L? ⊂nLnN＼CT)[day]

スラッジ濃度の変化

Fig.

6

TimeVol.

42No.

course2of(1999/3)

sludgeconcentration

神鋼パンテツク技報

111

2.2.2

スラッジ濃度とろ過速度

cake

スラッジ濃度とろ過速度の関係を第7図に示す｡●

Ⅲigb turbidity
･GE

55 %

contentmoisturecondition●●●

5￣ーヽ.̲

スラッジ濃度が8%以下の平常時
では,スラッジ濃度とろ過速度の相関係数は0.98と良い相関関係があり,

【′)

曇4

一∫l>.tju

スラッジ濃度が3%の場合ろ過速度､J⊂)q)>は1.1 kg‑DS/m2hとなった｡

̀一方, 8%以上の高濁度時には平常時に比べスラッジ濃度とろ過速度･Bed
トNormal喜turbidity
Y‑0.196･Ⅹ1･556]

r‑0.975関係の曲線が異なるが,スラッジ濃3

度が8 %の場合,ろ過速度は5.4kg‑DS/m2hとなった｡
なお,国中のデータは,

4Sludge

第7図

1日の平condition

6578910[%]concentration

スラッジ濃度とろ過速度の関係

Fig.

7Relationship

均値(1日平均約13サイクル×3台)

betweensludgeconcentration

filtration

andveloclty

であり, 1998年4月から9月までのt6ケ月間の157点である｡
2. 2. 3

強熱減量およびSiO2/A1203とろ過速度●Pilot plant△Commercial,.G≡plant､‑ー

強熟減量とろ過速度の関係を第〔′)⊂〕加8図に,SiO2/A1203とろ過速度の関係を第9図に示す｡
国中に示す計画時実験データ(●印)は,1993年から1995年に計画用データ取得のために実施した8点を示しており,実運転データ(△印)は,,!∠△>･tju(⊃

Y‑325.27･Ⅹ￣1･7341

C)>･

r‑0.781【コく⊃■こ;【qト+＋●≡△△△

1998年4月から9月の10間に定期的にサンプリングした7152520Ignition

loss点のデータを示す｡
第8,9図より判るように,強熟第8図3035[%/SS]

強熱減量とろ過速度の関係

Fig.

減量およびSiO2/A1203とろ過速度

8Relationshipbetweenloss

lgnition

filtration

andvelocltyにはよい相関が得られている｡
第8固より実運転データ(△印)の強熱減量は,高濁度の14%/SS●

Pilot plant△Commercialplant≡
I‑ヽ‑を除き,全て24‑30%/SSの間に,̲【コ(′〕⊂〕入っており非常に高く,難脱水性の範囲となっている｡ろ過速度も,図中に示した回帰曲線から求めると,

b瓜.出>

Y‑0.6755･Ⅹ2･7988･ち(⊃

r‑0.867q)

約0.9‑1.3 kgDS/m2hと難脱水性と;>なっている｡

■こ;

仁(⊃
(勺l一＋Jまた,第9図より実運転データ:■:コA●●(△印)のSiO2/A1203は,高濁時の約1.8を除き,約1.0‑1.3の範囲に0.8

1.01.2

第9図
Fig.

112

1.82.0SiO2/A1203

入っており,やはり離脱水性の範囲にあることが判る｡1,61A

SiO2/A1203
9とろ過速度の関係
between
SiO2/A1203

Relationship

神鋼パンテツク技報

andfiltration

Vol.

42

No.

velocity2(1999/3)t第2表

系列で処理する必要があったが,運転時間の延長で運転実績(4月1日‑9月30日)
data (4/1‑9/30)

2Table0perating

対応することができた｡

NumberofoperatlngCyCle

Amount(cycle/unit)of

No.1Unit

1998/4

No.2Unit

288(t‑DS)

No.3Unit
277292むすび

実運転開始後半年以上経過した｡この間,記録的239.4

な豪雨などの影響から,1週間にわたる24時間連続

1998/5

278

277

269

247.2

運転も経験したが,大きな問題もなくほぼ順調に稼

1998/6224222210

187.1

働している｡

1998/7267268269243.0

1998/8305

299295269.0

1998/9701698700

1235.1が高いが,河川の改修や浄水処理におけるTotal

2063

2056

2020

2420.8

注入率の増加などによるスラッジ性状の変化はさけ

4

運転サイクル数

電気浸透式加圧脱水機はスラッジの性状変化に対して,印加電圧等の操作を行うことにより,対応力PACられないものがある｡
2.2.

本設備での運転に向け,運転データを蓄積し,よ4月1日から9月末までの仮設備3系列での実運
転における運転サイクル数は,第2表に示すように●各系列ともすでに2000サイクルを越えている｡
1998年は神奈川県では,台風も含め,記録的な大雨となり,り一層効率的な運転方法を確立できるよう努力していきたい｡[参考文献]

8月末から9月の処理固形物量が通常時に比べ2倍以上となった｡これを仮設備の脱水機3No.9(1998)
1)安西慎一:水道技術ジャーナル,2)神奈川県内広域水道企業団水質試験所:水質試験成績並びに調査報告,第21集‑第24集

連絡先
野佐滋

環境装置事業部
EO技術室担当課長

TEFAX

L

078‑232‑8138
078‑232‑8056

E‑mails.sano@pantec.

No.

(1999/3)co.jplVol.

422

神鋼パンテツク技報113