JPH01135600A - 汚泥の脱水処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、廃水を浄化するときに発生する各種の汚泥を
脱水する方法に関する。

〔従来の技術〕

浄水場の最初沈澱池や、下水、し尿、各種産業廃水の処
理工程における最初沈澱池で発生する消化汚泥、余剰汚
泥等の各種汚泥には、難濾過性のものが多い。そこで、
これらの汚泥に対しては、濾過・脱水を行う前に消石灰
、塩化第２鉄、硫酸鉄、硫酸アルミニウム、ポリ塩化ア
ルミニウム等の無機凝集剤を添加・混合することにより
フロックを生成し、脱水率、脱水速度等の脱水性を向上
させている。しかし、無機凝集剤は、一般にその添加量
が多く、脱水ケーキ量が増大する欠点がある。そのため
、この脱水ケーキを焼却する際、補助燃料が多量に消費
され、またケーキの連撮も煩雑に行われることになる。

そこで、近年においては、有機質の高分子凝集剤を使用
することが多くなっている。高分子凝集剤を使用した場
合、脱水ケーキ量は減少するものの、無機凝集剤の場合
に比較して汚泥の脱水率が低くなる傾向にある。そこで
、゛汚泥の脱水性を向上させるために、おがくず、木片
、パルプ、セルローズ粉末等の有機質繊維状物質、珪藻
土１石灰等の無機質濾材、ポリ塩化アルミニウム、硫酸
アルミニウム、ポリ硫酸第２鉄等の無機質凝集剤を助剤
として併用・添加している（たとえば、特公昭５９−１
９７６０号公報参照）。

その結果、比較的少量の凝集剤でフロックを形成し、汚
泥の脱水によって生じるケーキの量を少なくすることが
できる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、これらの方法にあっても、汚泥の含水率
は依然として高く、脱水機の濾布からの剥離性も悪い場
合がある。このように脱水性の悪いスラッジは、運搬時
に流動化を起こしたり、焼却時に多量の燃料を消費する
等の問題を生じる原因となる。

そこで、本発明は、二価の鉄イオンを生物酸化するとき
に生じた沈澱物を新規な助剤として使用することにより
、優れた脱水率で汚泥を脱水し、以降の処理を容易にす
ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の脱水処理方法は、その目的を達成するために、
汚泥に高分子凝集剤を添加して脱水する際に、排水中の
二価の鉄イオンを化学合成独立栄養網ｌによって三価の
鉄イ゛オンに″酸化することによって生成した沈澱物を
併用添加することを特徴とする。

ここで、排水としては、鋼材を酸洗した後のリンス排水
、銅、鉄、亜鉛、ｉ等の重金属を含有するメッキのリン
ス排水、又はこれらの混合排水等が使用される。

本発明の脱水方法が適用される汚泥としては、浄水場に
おける最初沈澱池の汚泥、下水、し尿等の生活排水や各
種産業排水の処理工程における最初沈澱池の汚泥、消化
汚泥、余剰汚泥等の有機質又は無機質の汚泥等がある。

なかでも、下水、し尿等の生活排水や食品、油脂、製紙
１石油化学。

染色、皮革、羊毛、製鉄、コークス製造等の各工場から
排出される産業排水の処理工程において生じる汚泥の脱
水に効果的である。

本発明で使用される高分子凝集剤としては、これらの汚
泥の・脱水に従来から使用されているものが使われる。

たとえば、ポリアクリル酸ソーダ。

ポリアクリルアミド部分加水分解物、ポリアクリルアミ
ドのスルホン化誘導体等のアニオン性有機高分子凝集剤
、ポリアミノアルキル（メタ）アクリレート、ポリビニ
ルイミダゾール、ポリエチレンイミン、ポリアク゛リル
アミド部分マンニッヒ化物。

アミンー二ビハロヒドリン重縮合物、キトサン等のカチ
オン性有機高分子凝集剤、ポリアクリルアミド、尿素−
ホルムアルデヒド重縮金物、ポリエチレンオキサイド、
ポリビニルアルコール等のノニオン性有機高分子凝集剤
が掲げられる。

これらの高分子凝集剤を使用して汚・泥を脱水するとき
、たとえば浄水場における最初沈澱池からの汚泥のよう
に懸濁物が正に帯電している無機質汚泥を処理する場合
には、アニオン性又はノニオン性の有機高分子凝集剤を
使用する。また、下水処理場の消化汚泥や余剰汚泥のよ
うな有機質汚泥を処理する場合には、カチオン性の有機
高分子凝集剤を使用する。

この有機高分子凝集剤は、通常０．１−１．０重量％の
水溶液として汚泥に添加される。その添加量は、汚泥中
の固形分に対し０．１−１０重量％程度である。

また、この有機高分子凝集剤と併用・添加される助剤は
、次のように調整さ、れる。すなわち、鋼材を酸洗した
後のリンス排水、銅、鉄、亜鉛、錫等の重金属を含有す
るめっきを行ったときに生じるリンス排水、或いはこれ
らの混合排水を、必要に応じて無機酸でｐＨ１〜３に調
整した後、化学合成独立栄養細菌と曝気槽で混合し、二
価の鉄イオンを三価に酸化することにより、沈澱物とし
て得る。なお、この沈澱物は、従来は産業廃棄物として
揄てられていたものである。

他方、本発明で使用する化学合成独立栄養細菌としては
、チオバチルス・フェロオキシダンス（τｈｉｏｂａｃ
ｉｌｌｕｓ　ｆｅｒｒｏｏｘｉｄａｎｓ）　　やフェロ
バチルス・フェロオキシダンス（Ｆｅｒｒｏｂａｃｉｌ
ｌｕｓ　ｆｅｒｒｏｏｘｉ−ｄａｎｓ）等の無機栄養性
鉄酸死菌等が使用される。

脱水処理される汚泥に対する助剤の添加量は、脱水処理
される汚泥の種類に応じて異なるが、通常は汚泥の懸濁
固形分（ｓｓ）に対し２〜９０重量％の割合で高分子凝
集剤と併用することにより、高分子凝集剤単独の処理と
比較して脱水汚泥の含水率は著しく低下し、濾布からの
脱水ケーキの剥離性も向上する。助剤のより好ましい添
加量は、６〜６０重量％の範囲である。この添加量が６
重量％未満となると、濾布からの剥離性が低下する。他
方、添加量が６０重量％を越えると、その添加効果が飽
和する。

高分子凝集剤と助剤との添加順序は、特に限定されるも
のではない。たとえば、助剤は、高分子凝集剤の添加に
先立って、添加の後に或いは添加と同時のいずれの時期
に添加しても良い。また、これらによって処理された汚
泥は、デカンタ−等の遠心脱水、ベルトプレス等の加圧
脱水や真空脱水等の通常採用されている脱水方法によっ
て脱水される。

〔実施例〕

以下、実施例により本発明の特徴を具体的に説明する。

以下の実施例において、助剤は、第１図に示すような工
程により調整した。すなわち、製鉄所から鋼材酸洗時の
リンス排水と鉄及び亜鉛を含有するめっき工程時のリン
ス排水とを原水槽１で混合し、得られた混合排水２をＰ
Ｈ調整槽３に送り込む。ｐＨＩＩ整槽３では、硫酸４を
添加することによって混合排水２のｐＨを約２に調整す
る。次いで、ｐＨ調整された混合排水２を曝気槽５に送
給し、散気管６を介して吹き込まれる空気の存在下でチ
オバチルスフェロオキシダンス（Ｔｈｉｏｂａｃｉｌｌ
ｕｓｆｅｒｒｏｏｘｉｄａｎｓ）　菌と混合した。これ
により、混合排水２に含まれている二価の鉄イオンは、
三価に酸化された。この曝気槽５から溢流するスラリー
は、沈降槽７で上澄み液８と沈澱物に分離した。

上澄み液８はｐｅ＋！、を含むため、中和剤の添加によ
りｐＨを３．５以上に調整し、鉄分をＦｅ（ＯＨ）ｓと
して分離除去した。沈澱物の一部は曝気槽５に返送し、
残りを貯槽９に集めた。この貯槽９に蓄積した沈澱物を
助剤として使用した。なお、以下の説明においては、こ
れを単に助剤という。

この助剤は、チオバチルスフェロオキシダンス（Ｔｈｊ
ｂａｃｉｌｌｕｓ　ｆｅｒｒｏｏｘｉｄａｎｓ）　＠及
び鉄化合物を主体とする無機成分からなる固形分５０．
４％のスラリー状沈澱物であった。なお、以下の実施例
において示した助剤の添加量は、沈澱物の乾燥固形分当
りの添加量である。

また、各比較例におけるポリ硫酸第２鉄とは、一般式（
Ｆｅｗ（ＯＨ）、（Ｓ　０ｓ）ｓ−Ｒ／Ｉ）　ａで表さ
れるものであり、第２鉄イオンとして１１％、硫酸イオ
ンとして３５０　ｇ　／　ｌを含有するものを使用した
。

このポリ硫酸第２鉄は、無機凝集剤として優れた効果を
示すものであり、汚泥の脱水を行う際に有機高分子凝集
病と通常併用して使用されているものである。

実施例１ 製鉄所のコークス工場の安水を活性汚泥処理するときに
生じる懸濁固形分（ｓｓ）１．４％の余剰汚泥をビー力
にとり、これにカチオン性高分子凝集剤としてジメチル
アミノエチルメタクリレート４級化物とポリアクリルア
ミドとの共重合物（牟均分子量約８００万）及び前述の
助剤を添加した。袂に、この混合物を小型遠心脱水機を
用いて５０００ｒ。

ｐｌｍ、で３０秒間脱水した。比較のため一前述の助剤
を添加しない場合、及びその助剤に代えポリ硫酸第２鉄
を用いた場合についても同様に試験した。

第１表は、その結果を示すものである。なお、第１表の
薬剤の添加率の欄において、Ａは前述のカチオン性高分
子凝集剤を示し、Ｂは本発明の助剤を示し、Ｃはポリ硫
酸第２鉄を示す。また、薬剤の添加率１れ余剰汚泥の懸
濁固形分（ｓｓ）に対する百分率で表した。

第　　　　　１　　　　　表 第２表は、別のコークス工場から排出される安水の活性
汚泥処理工程で発生した余剰汚泥（ｓｓｌ、３％）につ
いて同様な処理を行ったときの結果を表す。

第　　　　　２　　　　　表 以上の試験結果から明らかなように、前述した助剤を高
分子凝集剤と併用することによって、高分子凝集剤の単
独添加と比較して脱水汚泥の含水率を低下させ、濾布か
らの脱水ケーキの剥離性も向上させることができた。更
に、これら含水率及び剥離性の向上は、高分子凝集剤を
ポリ硫酸第２鉄と併用する場合に比較しても優れたもの
であった。

実施例２ 食品加工工場から排出される排水を活性汚泥によって処
理する工程で発生する余剰汚泥（ｓｓｌ、３％）　をビ
ー力にとり、アニオン性高分子凝集剤を添加し、１５０
　ｒ、ｐ、ｔｔｒ、で３θ秒間撹拌した。次いで、カチ
オン性高分子凝集剤及び前述の助剤を同時に添加し、更
にｔｓｏ　ｒ、ｐ、ｍ、で３０秒間撹拌した。その後、
小型遠心脱水機を使用して５０００ｒ、　ｐ、　ｍ、で
３０秒間脱水した。比較のため、助剤無添加の場合、及
び助剤に代えてポリ硫酸第２鉄を添加した場合について
も同様に試験した。第３表は、その試験結果を表したも
のである。なお、第３表の薬剤添加率の欄において、Ｄ
はアニオン性高分子凝集剤としての平均分子量１４００
万のポリアクリルアミド部分加水分解物を示し、Ｅはカ
チオン性高分子凝鐸剤としてのジメチルアミノエチルメ
タクリレート４級化物とポリアクリルアミドとの共重合
物（平均分子量約４５０万）を示す。また、Ｂ及びＣは
第１表と同じく鉄イオンの酸化時に生成した沈澱物から
なる助剤及びポ゛り硫酸第２鉄を示し、添加率も第１表
と同様に余剰汚泥の懸濁面形分（ｓｓ）に対する百分率
で表している。

第　　　　　３　　　　　表 実施例３ し尿処理場の活性汚泥処理工程から排出される余剰汚泥
（ｓｓｌＪ％）をビー力にとり、助剤を添加して１５０
ｒ、　ｐ、　ｍ、で３０秒間撹拌し、次いでカチオン性
高分子凝集剤を添加し、同様に１５Ｏｒ、　ｐ、　ｍ、
で３０秒間撹拌した。次に、小型遠心脱水機を使用°し
て、この混合物を５００Ｏｒ、ｐ、ｔｎ、で３０秒間脱
水した。

第４表は、このときの試験結果を表す。なお、第４表の
薬剤添加率の欄におけるＦは、カチオン性高分子凝集剤
としてのジメチルアミノエチルメタクリレート４級化物
（平均１分子量約４００万）を示し、その他は第１表と
同様である。

第　　　　　４　　　　　表 第４表から明らかなように、高分子凝集剤単独を使用し
て処理した場合と比較して、高分子凝集剤とポリ硫酸第
２鉄との併用は、脱水ケーキの含水率及び濾布からの剥
離性に対して悪影響を与える。しかし、本発明による助
剤を高分子凝集剤と併用した場合には、脱水ケーキの含
水率が低下している。また、濾布からの剥離性も良好で
ある。

〔発明の効果〕

以上に説明したように、本発明においては、製鉄所から
排出される排水の鉄イオンを二価から三価に酸化すると
き発生する沈澱物を凝集助剤として使用することにより
、各種汚泥を脱水処理するときの含水率を低下させるこ
とができ、しかも脱水汚泥の濾布からの剥離性も向上す
る。また、このときに凝集助剤として使用される沈澱物
は、従来廃棄されていたものであるから、汚泥の処理コ
　−ストの低減も図られる。このようにして、本発明に
よるとき、廃棄物を有効利用しながら、汚泥の脱水処理
を能率良く行うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明で使用する凝集助剤を製造する過程を
説明する図である。 特許出願人　　　　新日本！ｌ＃ａ　株式貴社（ほか１
名） 代　理　人　　　　小　堀　　益（ほか２名）第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、汚泥に高分子凝集剤を添加して脱水する際に、排水
   中の二価の鉄イオンを化学合成独立栄養細菌で三価の鉄
   イオンに酸化するときに生成した沈澱物を併用添加する
   ことを特徴とする汚泥の脱水処理方法。 ２、特許請求の範囲第１項記載の排水が、鋼材を酸洗し
   た後のリンス排水、銅、鉄、亜鉛、錫等の重金属を含有
   するメッキのリンス排水、又はこれらの混合排水である
   ことを特徴とする汚泥の脱水処理方法。