自治体の下水処理場(WWTP)では、スラッジケーキ固形物の増加(最終的な水分含有量を低減)するために、通常はポリマーを増やすことで対処されます 陽イオン性 ポリアクリルアミド(PAM).しかし、過剰なポリマー添加は運用コストの増加、粘着性の塊、フィルターメディアのブラインド化、さらには脱水効率の低下を引き起こす可能性があります。
本当の解は次の通りにあります。 プロセス最適化、精密調整、機器制御—単に化学物質消費量の増加ではなく。以下は、過剰なポリマーを避けてスラッジケーキ固形物を改善するための実用的で植物中心のフレームワークです。
ポリマーを増やす前にスラッジ調整を最適化する
精密なポリマー制御のためのジャー試験実施
ポリマー性能は有機物含有量、EPS濃度、pHなどのスラッジ特性に依存します。ルーティン ジャーテスト 以下の判断に役立ちます:
- 最適なポリマー用量ウィンドウ
- 正しいポリマータイプ(電荷密度および分子量)
- 濃度とフロック熟成時間の混合
過剰投与は粒子を安定させたり、水分を閉じ込める圧縮可能なフロックを作り出したりします。目標は 密度が高く、せん断に強いフロック過剰な粘度ではありません。
floc構造を改善するためにpHを調整してください
鉄塩やアルミニウム塩の上流投与でスラッジのpH(例:pH <5)が低下すると、ポリマー効率は低下します。
pHの調整 6–8 使用方法:
- 石灰(Ca(OH)₂)
- 炭酸ナトリウム(Na₂CO₃)
電荷中和を大幅に改善し、ポリマー需要を低減します。
骨格調整剤(低コストのフィルター補助剤)を使用
少量(乾燥固形物の5〜15%)を加える:
- ライム
- 飛灰
- 珪藻土
これにより、透水性が向上した剛性のケーキ構造が生まれます。これにより圧力下での排水性が向上し、追加のポリマーの必要性を減らすことが多いです。
脱水前に飼料固形物を増やしてください
低フィード濃度はケーキ固形物の質が低い主な原因です。
ターゲットフィード濃度≥3〜4%
増粘剤アンダーフロー固形物が1〜2%未満の場合は、以下を考慮してください。
- 重力増厚最適化
- 溶存空気浮力(DAF)の増厚
- 遠心スラッジの濃縮
入口固形物が多いほど、ケーキ形成が改善され、乾燥固形物1トンあたりのポリマー消費量が減少します。
脱水装置パラメータの微調整
化学的調整だけでは不適切な機械的設定を補うことはできません。
フィルタープレスシステム用
- 段階的な圧力の使い方:
低圧充填→中圧固→高圧圧圧 - 高圧保持時間を延長する(可能であれば30〜45分)
- 膜スクイーズ(可能であれば)を活用してください
- 排出前に圧縮空気を吹き込む
これらの工程により、追加のポリマーなしでケーキの水分を3〜8%削減できます。
デカンタ遠心分離機用
3つの重要なパラメータを最適化します:
- ボウルスピード: 分離係数を改善するために適度に増やしてください
- 差動速度: スラッジの滞留時間を延長するために下がる
- 給餌速度: 定格容量の80〜90%を維持する
送り速度が過剰になるとウェットケーキが発生しやすく、操作者が誤ってポリマーを増やし、荷重バランスを修正してしまうことがあります。
上流プロセスの安定性強化
スラッジの脱水性は機械的または化学的な問題だけでなく、生物学的および上流の処理安定性に深く影響されます。
ケーキ固形物が不十分な一般的な根本原因には以下があります:
- 衝撃有機荷重
- 過度な曝気や劣化スラッジ(SRTが高い)
- 不均衡なリターンスラッジ比
- 凝固剤の過剰投与 ポリ塩化アルミニウム(PAC)これは無機スラッジの質量と結合水を増加させます
安定したスラッジの老化、バランスの取れた曝気、一貫した影響特性を維持することで、結合水の主な要因の一つである細胞外高分子物質(EPS)の蓄積を減らします。
生物システムが安定していると、ポリマー需要は自然に減少し、スラッジは調整により良く反応します。
必要な時のみ事前処理を適用してください
最適化にもかかわらず慢性的に高いケーキ水分を経験する植物には、ターゲットを絞った前処理が正当化される場合があります。
考えられる選択肢は以下の通りです:
- 熱加水分解(160–200°C): 細胞壁を破壊し、閉じ込められた水を放出します
- 酵素的条件付け: EPS構造の劣化
- 酸化的前処理: フロック圧縮性の向上
これらの技術は脱水性を大幅に向上させますが、CAPEXとエネルギー評価が必要です。以下の場合に検討するのが最も適切です:
- 処分費用は非常に高い
- ケーキ固形物は規制目標を一貫して満たしていません
- ポリマー消費はすでに最適化されています
高度な前処理は戦略的なアップグレードであり、性能低下への第一反応ではありません。
機器の保守とスマートモニタリングの統合
機械的な非効率はしばしば化学的失敗と誤解されます。
一般的な性能損失は以下の通りです:
- ブラインドドフィルタークロス
- 摩耗した遠心分離機スクロール
- プレート・アンド・フレームプレスにおけるシール漏れ
- 不十分な清掃スケジュール
定期的な点検と予防保守により、ポリマー用量を増やさずに2〜5%のケーキ固形物を回復できます。
反応性化学物質の過剰摂取を防ぐために、植物は以下の方法を実施すべきです:
- スラッジ濃度モニタリング
- 遠心分離機におけるトルク/負荷モニタリング
- 自動ポリマー供給制御
- リアルタイム固体収支の追跡
データ駆動型制御システムはオペレーターの推測を減らし、一貫性のある最適化された脱水性能を保証します。
最終的な洞察
ポリマーを過剰添加せずにスラッジケーキ固形物を改善するには、 システムレベルの最適化化学的エスカレーションではありません。
上流の生物学的安定化、戦略的な前処理の適用、データ駆動型モニタリングによる設備の維持管理により、市営プラントはケーキ固形物を持続的に増加させる一方で、ポリマーコストや運用リスクを削減できます。