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汚泥処理とは？
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Content 01汚泥の容積や重量を減らす工程「汚泥処理」
工場や商業施設、下水処理場などで排水処理を行うと、その副産物として「汚泥」が発生します。発生した汚泥は、そのままでは多くの水分を含んでおり、処分にも多額の費用がかかります。この汚泥から水分を取り除き、容積や重量を減らす工程を「汚泥処理」と呼びます。
汚泥とは
工場や事業所から発生する排水をきれいにするためには、水（H₂O）以外の汚れを取り除く必要があります。その方法として広く採用されているのが、生物学的処理（活性汚泥法など）です。
生物学的処理では、微生物が排水中の有機物を取り込みながら増殖し、汚れを含む微生物のかたまり（活性汚泥）と処理水に分離します。この過程で発生する固形分を「汚泥」と呼びます。汚泥は主に微生物やその死骸、有機物などで構成されています。
生物学的処理を続けると、微生物の増殖に伴って余剰汚泥が発生します。この汚泥は産業廃棄物として適切に処理することが法律で定められています。汚泥は日本で最も排出量の多い産業廃棄物であり、年間排出量は約1億5,854万トン（2023年度実績）、産業廃棄物全体の約4割を占めています。そのため、多くの事業所で効率的な汚泥処理が重要な課題となっています。
汚泥脱水機・汚泥濃縮機など、汚泥処理装置でできること
生物学的処理で発生する余剰汚泥は、多くの場合98～99%以上が水分です。そのまま処分すると、運搬費や処分費が高額になるだけでなく、環境負荷も大きくなります。
そこで活用されるのが、汚泥脱水機や汚泥濃縮機などの汚泥処理装置です。これらの装置によって汚泥に含まれる水分を減らし、汚泥のかさ（容積）を小さくすることで、処分コストや環境負荷の低減につなげることができます。
汚泥脱水機の役割
汚泥脱水機は、汚泥中の水分を効率的に除去し、汚泥を固形分と水に分離する装置です。
一般的に、脱水処理を行うことで汚泥の容量を約1/15～1/20程度まで減らすことができ、汚泥の保管・運搬・処分にかかるコストを大幅に削減できます。
脱水後の汚泥は「脱水ケーキ」と呼ばれる固形状となるため、搬送や保管が容易になるほか、焼却、堆肥化、セメント原料化などのリサイクル・処分工程にも適しています。
汚泥濃縮機の役割
汚泥濃縮機は、汚泥に含まれる水分の一部を除去し、汚泥濃度を高める装置です。
一般的に、汚泥濃縮機を導入することで汚泥の容量を約1/5程度まで減らすことができ、汚泥の保管・搬送・処分にかかる負担を大幅に軽減できます。
既設のベルトプレス脱水機などの前段に設置することで、脱水機へ安定した濃縮汚泥を供給でき、処理量の向上や運転の安定化につながります。
なお、濃縮や脱水によって分離された水は排水処理工程へ戻され、再び処理された後に河川や海域などへ放流されます。
汚泥処理装置を導入するメリット
汚泥脱水機・濃縮機を導入することで、以下のようなメリットが期待できます。
- 産廃処分費の削減：容積・重量を減らすことで、運搬・処分コストの低減につながる
- 省スペース化：天日乾燥床のような広い敷地を必要とせず、コンパクトに処理できる
- 省人化：手作業で行っていた業務を自動化できる
- 環境負荷の軽減：産業廃棄物の減量化、搬出時のCO₂排出抑制につながる
汚泥脱水機の主な種類
汚泥脱水機にはいくつかの方式があり、汚泥の性状や処理量、設置条件によって適した方式が異なります。代表的な方式をご紹介します。
| 方式 | 特徴 |
|---|---|
| 多重板型スクリュープレス脱水機 | 目詰まり防止のための洗浄水が不要で、含油汚泥も脱水可能。低濃度汚泥でも前段に濃縮設備を設けず脱水でき、OD反応槽から直接脱水も可能。 |
| スクリュープレス脱水機 | 対応できる汚泥の種類が比較的幅広く、構造がシンプル。スクリーン部の洗浄やメンテナンスが必要となる場合がある。 |
| ベルトプレス脱水機 | 大容量処理に適し、運転実績が豊富。洗浄水使用量が比較的多く、定期的なベルト交換が必要。 含油汚泥には不向きとされる。 |
| フィルタープレス脱水機 | 低含水率の脱水ケーキが得られやすく、大規模処理にも対応可能。バッチ運転方式のため連続処理には適さない。 |
| 多重円盤型脱水機 | 洗浄水量が少なく、含油汚泥への適用実績も多い。一般的に有機性汚泥の処理に適している一方、汚泥性状によっては低含水率化が難しい場合があり、無機性汚泥への適用には事前確認が必要となる。 |
| 遠心脱水型 | コンパクトで設置しやすく、密閉構造のため臭気対策がしやすい。動力消費が比較的大きい。 |
それぞれの方式に得意・不得意があるため、汚泥の性状や処理量、設置条件をふまえた装置選定が重要です。
汚泥処理における凝集剤の役割
凝集剤は、汚泥脱水機の性能を最大限に引き出すために欠かせない薬剤です。多くの汚泥脱水機では、汚泥を適切に凝集させることで、安定した脱水性能や低含水率の脱水ケーキを実現しています。
汚泥中には非常に細かな粒子が分散しており、粒子同士が電気的に反発し合っているため、そのままでは十分な固液分離ができません。そこで凝集剤を添加すると、細かな粒子同士が結び付き、大きな塊（フロック）を形成します。このフロックによって水分と固形分が分離しやすくなり、効率的な脱水が可能になります。
凝集剤の種類
汚泥処理で使用される凝集剤は、大きく「無機系凝集剤」と「高分子凝集剤」に分類されます。
- 無機系凝集剤：汚泥中の微細な粒子を中和し、凝集しやすい状態を作る薬剤です。
- ポリ硫酸第二鉄（ポリ鉄）
- ポリ塩化アルミニウム（PAC）
などが代表的です。
- 高分子凝集剤：粒子同士を橋渡しすることで、大きく強固なフロックを形成する薬剤です。
- カチオン系（プラス電荷）
- アニオン系（マイナス電荷）
- 両性系（プラス・マイナス両方の性質を持つ）
などがあり、汚泥の性状に応じて使い分けられます。
凝集剤選定が脱水性能を左右する
汚泥脱水機の性能は、機械本体だけでなく凝集剤の選定や使用方法によって大きく左右されます。
同じ脱水機を使用していても、凝集剤の種類や添加量、溶解濃度、混合条件が適切でなければ、十分な脱水性能が得られない場合があります。反対に、汚泥に適した凝集剤を選定し、適切な条件で使用することで、脱水ケーキ含水率の低減や凝集剤使用量の削減につながることもあります。
また、原水や製造工程の変化によって汚泥性状は日々変動します。そのため、定期的にフロックの状態を確認しながら、凝集剤の種類や添加条件を見直すことが、安定した汚泥処理を行ううえで重要です。
アムコンでは、お客様の汚泥性状に合わせたサンプルテストを実施し、最適な凝集剤と運転条件をご提案しています。脱水性能の向上はもちろん、凝集剤コストや産廃処分費の削減まで含めたトータルな視点で、お客様の汚泥処理改善を支援します。
汚泥処理装置のラインナップ
汚泥性状やお困りごとに応じて、最適な機種をご提案します。
汚泥脱水機ヴァルートデュオ™／ヴァルート™
多重板型スクリュープレス脱水機です。目詰まりしにくい独自構造で、有機・無機・含油・繊維質を多く含む汚泥など、幅広い汚泥性状に対応します。
汚泥濃縮機ヴァルート™
濃度1%以下の汚泥を4～6%程度に濃縮します。バキューム搬出が必要な現場で汚泥を濃縮することで、搬出汚泥量を削減します。
汚泥乾燥機
汚泥脱水機ヴァルート™と組み合わせることで、脱水ケーキを乾燥させ、含水率10〜40%程度の乾燥汚泥にします。
汚泥脱水発酵システム デルコンポ
1,000〜3,000人槽対象の集落排水施設向けシステムです。含水率約99%の余剰汚泥を発酵汚泥にして排出します。
汚泥処理のご相談はアムコン株式会社まで
汚泥サンプルテスト（無料）から装置選定、設計、製造、施工、アフターサービスまで 対応し、汚泥の減容化をサポートします。
「汚泥処理のコストを見直したい」「自社の汚泥に合う装置を知りたい」など、情報収集やご検討段階でも、お気軽にご相談ください。
