JPH0130560B2

JPH0130560B2 -

Info

Publication number: JPH0130560B2
Application number: JP56208140A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Sato; Chiaki Igarashi
Original assignee: Ebara Infilco Co Ltd
Current assignee: Ebara Corp
Priority date: 1981-12-24
Filing date: 1981-12-24
Publication date: 1989-06-20
Also published as: JPS58112097A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、下水、し尿、各種産業排水などを処
理する際に生じる有機性汚泥の脱水方法に関する
ものである。従来、都市下水、し尿、産業排水などの処理で
生じた有機性汚泥は、脱水助剤として塩化第２鉄
のような鉄塩及び消石灰を添加して真空脱水機あ
るいは加圧脱水機により脱水処理されている。そ
の添加量は、塩化第２鉄では５〜20％、消石灰で
は15〜80％と多量であり、発生汚泥量の増加や汚
泥焼却時の炉の腐蝕、灰の増加などの問題が生じ
ていた。近年、これら諸問題を解決するために、脱水助
剤として各種の有機高分子凝集剤が開発され、遠
心分離後、ベルトプレス型脱水機等と組み合わさ
れて使用されている。しかしながら、有機高分子凝集剤を用いる脱水
方法にも多くの欠点がある。例えば、脱水機とし
てベルトプレス型を用いる場合には、布に対す
る汚泥の剥離性、固形物回収率、処理速度等が充
分でなく、遠心分離機でも固形物回収率、ケーキ
含水率、処理速度等に問題があり、スクリユープ
レス型脱水機ではスクリーンからの汚泥の流出が
多く、汚泥に充分な圧力が伝わらないため、実質
的に処理不能となるなどの現象が認められてい
る。また、真空脱水機では布上に有機高分子凝
集剤を添加された汚泥を均一に付着させることは
困難であり、加圧脱水機では脱水ケーキの剥離が
困難なため、これら両脱水機には有機高分子凝集
剤を適用できないという重大な欠陥もある。本発明は、これら従来の諸欠点を解決し、処理
速度を高めると共にケーキ含水率を低下させ、固
形物の回収率を増加させ、かつベルトプレス型脱
水機における汚泥の剥離性を向上させ、あるいは
スクリユープレス型脱水機における汚泥のリーク
を防止するばかりでなく、真空脱水機の布への
汚泥の付着を均一化し、加圧脱水機の布からの
剥離性も改善し、これら両種脱水機への有機高分
子凝集剤の適用を可能にする有機性汚泥の脱水方
法を提供することを目的とするものである。すなわち本発明は、有機性汚泥に縮合型ポリア
ミンからなるカチオンポリマとマグネシウム塩、
カルシウム塩、アルミニウム塩、鉄塩のうち少な
くとも一種類の金属塩を併用添加混合した後、ポ
リアクリル酸ソーダあるいはポリアクリルアミド
の部分加水分解物からなるアニオンポリマを添加
混合してフロツクをつくり、次いで機械脱水処理
することを特徴とするものである。以下に本発明を詳細に説明すると、前述した様
に有機性物質を多量に含有する汚泥に有機高分子
凝集剤を添加し汚泥中の固形分を凝集させた後
に、遠心脱水機、ベルトプレス型脱水機、スクリ
ユープレス型脱水機等で脱水処理する場合、処理
効果を低下せしめている原因のうち大きなもの
は、有機高分子凝集剤を添加混合した時に生成す
るフロツクの性状である。すなわち、生成するフ
ロツクの密度が低く、強度が小さく、しかも脱水
性（透水性）が悪いことによる。また、真空脱水
機では生成するフロツクが大きすぎることも原因
である。従つて、生成するフロツクのこれらの性
状を改良すれば、前述の欠点を解決することがで
きるわけである。本発明者らはこの点に着目し、フロツクの性状
を改良すべく種々の実験を行なつた結果、有機性
汚泥に縮合型ポリアミンからなるカチオン性ポリ
マとマグネシウム塩、カルシウム塩、アルミニウ
ム塩、鉄塩のうち少なくとも一種類の金属塩を併
用添加混合したのち、ポリアクリル酸ソーダもし
くはポリアクリルアミドの部分加水分解物からな
るアニオンポリマを添加して撹拌混合すると、密
度、強度が大きく、かつ脱水性の良いフロツクが
生成することを見い出した。従来より、２種のイオン性を持つ高分子凝集剤
を併用する凝集方法は行なわれていなかつたわけ
ではない。例えば、有機性汚泥にアニオンポリマ
を添加した後、カチオンポリマを加えて凝集させ
ると高分子凝集剤の使用量が低減できることが知
られており（特公昭39−17492）、また特に無機系
の汚泥を処理する際にアニオン性有機高分子凝集
剤とカチオン性有機高分子凝集剤またはカチオン
性無機凝集剤を併用することも知られている（特
開昭50−110972）。しかしながら、本発明のよう
なカチオン性ポリマ、金属塩およびアニオン性ポ
リマの組合わせと、添加順序が有機性汚泥の脱水
に特に効果的であることは全く知られていない。本発明において、カチオン性ポリマ、金属塩お
よびアニオン性ポリマの添加順序は極めて重要で
ある。すなわち、カチオン性ポリマと金属塩を有
機性汚泥に添加し充分混合した後、アニオン性凝
集剤を添加し混合することが必要である。カチオ
ン性ポリマと金属塩の添加順序は、いずれが先で
もよい。またカチオン性ポリマと金属塩を同時に
添加してもよい。さらに、カチオン性ポリマと金
属塩を同じ溶液に溶解し、溶解した液を有機性汚
泥に添加してもよい。いずれにしても本発明にお
いては、アニオンポリマを、カチオンポリマと金
属塩を添加混合した後に添加することが重要であ
る。本発明方法で処理した場合に生じる現象の機構
は必ずしも明らかではないが、汚泥粒子表面がア
ニオン性に帯電していること、カチオンポリマと
金属塩をアニオンポリマを添加する前に添加混合
しなければならないこと、カチオンポリマと金属
塩を添加すればする程ケーキ含水率が下がるこ
と、等の現象から総合判断すると、カチオン性ポ
リマと金属イオンが汚泥に含まれる粒子を脱水性
のよい粒子に変性させること、およびカチオンポ
リマと金属イオンによつて粒子がカチオン性とな
つてアニオンポリマと強固に反応することなどの
理由によるものであると考えられる。本発明において用いられるカチオン性高分子凝
集剤は、縮合型ポリアミンと呼ばれるものであ
る。縮合型ポリアミンには、アルキレンジクロラ
イドとアルキレンポリアミンとの縮合物（構造式
は−〔NH−Ｒ−NH−R′−〕_oである。以下同じ）、
アニリンとホルマリンとの縮合物

【式】アルキレンジアミンとエピクロルヒドリンとの縮合物

【式】アンモニアとエピクロルヒドリンとの縮合物

【式】などがあり、いずれの組成を持つものでも効果があるが、その中
でもカチオン強度が高く分子量の大きいものがよ
り一層効果的である。また、これらの最適添加量は、有機性汚泥の性
状や高分子凝集剤の組成によつて大幅に変動する
ので一概に規定できず、実際の汚泥について予備
実験により決定するのが最も確実である。カチオ
ンポリマの添加量が多い程ケーキ含水率が低下す
るが、処理コストも上昇するので、一般的には汚
泥乾燥固形物あたり、凝集剤乾燥物換算で0.1％
以上、好ましくは１〜10％が選ばれる。また、本発明においては金属塩としてマグネシ
ウム塩、カルシウム塩、アルミニウム塩、鉄塩の
うち少なくとも一種類を使用するが、その最適添
加量は、有機性汚泥の性状によつて変動するので
一概に規定できず、実際の汚泥について予備実験
により決定するのが最も確実である。一般的に
は、有機性汚泥乾燥固形物あたり0.5〜30％、好
ましくは１〜20％添加する。カチオンポリマと金
属塩を併用添加することによりカチオンポリマの
添加率を大幅に減少させることができ、さらに脱
水後のケーキ含水率を大幅に低下させることがで
きる。一方、本発明で用いられるアニオン性高分子凝
集剤の化学構造は

【式】で示されるが、アニオン強度（ｙ／ｘ＋ｙで示される）、分子量（ｘ、ｙ及びｎで決まる）を汚泥性状、脱水機型
式によつて適宜選択する必要がある。一般的に
は、アニオン強度が大きい程ケーキ含水率は低く
なり、分子量が大きい程フロツクが大きくかつ含
水率が若干増加する傾向にある。ふつう、
ｙ／ｘ＋ｙが0.2以上、分子量が500万〜1000万程度のものを凝集剤乾燥物換算で0.05〜５％（汚泥乾
燥固形物あたり）添加するとよい。なお、スクリユープレス型脱水機など、汚泥を
加熱しながら機械脱水する脱水機では、加熱と本
発明におけるポリマーの相乗効果によつて飛躍的
に脱水ケーキ含水率を低下させることができる。以上述べたように本発明によれば、生じるフロ
ツクは、密度が高く強度が大きく、脱水性が良
く、またフロツク粒度を適宜調整できるので、ベ
ルトプレス型脱水機では脱水ケーキの剥離性が良
く、含水率が低下し、スクリユープレス型脱水機
ではスクリーンからの汚泥のリーク量が減少し、
含水率が低下する。また遠心分離機では汚泥回収
率が向上し、処理能力が増加し、含水率が低下す
るなどの効果が認められる。また従来、高分子凝
集剤の適用が不可能とされていた真空脱水機及び
加圧脱水機にも高分子凝集剤の適用が可能となる
など、多大の効果が認められる。次に、本発明の実施例について記す。実施例１低希釈２段活性汚泥法で処理しているし尿処理
場から発生した余剰活性汚泥（PH6.8、濃度22.0
ｇ／、強熱減量72％）を使用して、遠心分離機
による脱水試験を行なつた。本発明による方法では、カチオンポリマと金属
塩を同時添加し充分混合した後、アニオンポリマ
を添加した。カチオンポリマとしてヘキサメチレ
ンジアミンとエピクロルヒドリンとの縮合物（ポ
リアミンＡとよぶ）、金属塩として塩化カルシウ
ム、アニオンポリマとしてポリアクリルアミド部
分加水分解物（アニオンＡと呼ぶ、加水分解度
50mol％分子量約700万）を用いた。比較として
ポリアクリルエステル系強カチオン（カチオンＡ
と呼ぶ、カチオン度100mol％、分子量600万）単
独、及びカチオンＡとアニオンＡの併用法を試験
した。試験結果を第１表に示す。第１表から、本発明による方法では、ポリアミ
ンＡを1.0以上添加すると処理量の増加、ケーキ
含水率の低下およびSS回収率の増加が達成でき
ることがわかる。実施例２都市下水処理場から発生した余剰活性汚泥（PH
6.2、濃度18ｇ／）を、ロールプレス型脱水機
により処理した。本発明の方法では、ポリアミンとしてアニリン
とホルマリンの縮合物（ポリアミンＢと呼ぶ）、
金属塩として硫酸マグネシウムおよびアニオンポ
リマとしてポリアクリルアミド部分加水分解物
（加水分解度60％、分子量500万、アニオンＢと呼
ぶ）を用いた。添加順序としては、汚泥に硫酸マ
グネシウム溶液を添加混合した後ポリアミンＢを
添加混合した。さらにアニオンＢを添加混合して
フロツクを生成させた。比較として、硫酸マグネ
シウムを添加しない場合とカチオンＡの単独添加
法を試験した。試験結果を第２表に示す。第２表
から、本発明によつてケーキ含水率が飛躍的に低
下することがわかる。実施例３都市下水処理場から発生した混合生汚物（PH
6.8、濃度36.4ｇ／）をスクリユープレス型脱
水機で脱水処理した。本発明方法ではポリアミンとしてテトラエチレ
ンペンタミンとエチレンジクロライドとの縮合物
（ポリアミンＣと呼ぶ）、金属塩として硫酸第２鉄
およびアニオンポリマとしてポリアクリル酸ソー
ダ（アニオン度100mol％、分子量450万、アニオ
ンＣと呼ぶ）を用いた。比較としてポリカチオン
エステル系強カチオン（カチオン度85mol％、分
子量500万、カチオンＢと呼ぶ）単独法、及びカ
チオンＢ、硫酸第２鉄およびアニオンＣとの併用
法を行なつた。添加順序としては、汚泥にポリア
ミンＣあるいはカチオンＢを添加混合した後硫酸
第２鉄溶液を添加混合し、さらにアニオンＣを添
加混合してフロツクを生成させた。試験結果を第
３表に示す。第３表から、本発明による方法によ
つてケーキ含水率の低下および固形物回収率の向
上を達成できることがわかる。実施例４低希釈２段活性汚泥法で処理しているし尿処理
場から発生した余剰活性汚泥をスクリユープレス
で加熱（汚泥の温度は65〜70℃）しながら機械脱
水した。本発明方法ではポリアミンＣ、塩化カルシウム
およびアニオンＢを用いた。比較としてカチオン
Ｂの単独法を試験した。結果を第４表に示す。第
４表から、本発明における薬品の組合せと加熱の
相乗効果によつて、ケーキ含水率の低下と回収率
の向上が達成できることがわかる。

【表】

Claims

【特許請求の範囲】１有機性汚泥に縮合型ポリアミンからなるカチ
オン性有機高分子凝集剤とマグネシウム塩、カル
シウム塩、アルミニウム塩、鉄塩のうち少なくと
も一種類の金属塩を併用添加混合したのち、ポリ
アクリル酸ソーダ又はポリアクリルアミドの部分
加水分解物からなるアニオン性有機高分子凝集剤
を添加混合して凝集処理し、次いで機械脱水処理
することを特徴とする有機性汚泥の脱水方法。２前記カチオン性有機高分子凝集剤の添加率
が、有機性汚泥乾燥固形物あたり、縮合型ポリア
ミン乾燥固形物換算で0.1％以上、好ましくは１
〜10％である特許請求の範囲第１項記載の方法。３前記金属塩の添加率が、有機性汚泥乾燥固形
物あたり、0.5〜30％、好ましくは１〜20％であ
る特許請求の範囲第１項又は第２項記載の方法。４前記アニオン性有機高分子凝集剤の乾燥固形
物換算の添加率が、有機性汚泥乾燥固形物あたり
0.05〜５％である特許請求の範囲第１項、第２項
又は第３項記載の方法。５前記機械脱水処理工程が、有機性汚泥を加熱
しながら行うものである特許請求の範囲第１項、
第２項、第３項又は第４項記載の方法。