JPH0359760B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔発明の利用分野〕 この発明は有機性汚泥の凝集方法に関するもの
であり、さらに詳しくは、特定の無機性及び有機
性凝集剤を有機性汚泥に添加して造粒することに
より、極めて処理しやすい造粒物を得ることがで
きる有機性汚泥の凝集方法に関するものである。 〔従来の技術〕 し尿や下水、有機性廃水等の処理場からは大量
の有機性汚泥が発生する。 従来、このような有機性汚泥を凝集処理するた
めに無機性金属塩やカチオン系高分子凝集剤が使
用されてきた。 また、一般的な汚泥処理方法として、金属塩と
有機性高分子凝集剤とを、両者が反応する条件下
に添加し、造粒する方法が提案されている（特許
第1070602号）。 〔発明が解決しようとする問題点〕 このような従来技術はそれなりの効果を発揮す
るものであるが、前者の方法では、汚泥の種類に
よつては金属塩がカチオン系高分子凝集剤のみで
は凝集効果が十分でなく、凝集物を脱水しようと
しても脱水が困難になる場合があつた。 また、後者の造粒方法においても、対象汚泥が
無機性の場合には良好な結果を発揮するものであ
るが、本発明のような有機性汚泥の場合には凝集
物の強度が十分でなく、従つて、この凝集物を脱
水処理しても満足のいく結果が得られないという
問題があつた。 さらに、最近提案されている比較的好ましいも
のは汚泥の脱水にアクリル酸ヒドラジト系高分子
化合物を用いる方法である（特開昭58−36697号
公報）。だが、この方法によつても汚泥フロツク
が依然として微細で重力分離性が不十分である。
また脱水ケーキの含水率も高い欠点がある。前記
高分子化合物にに鉄、マンガン等の重金属イオン
を併用しても、前記の欠点を十分に解消すること
はできない。 〔問題点を解決するための手段〕 この発明は上記の従来技術の有する問題点を解
決するために行なわたものであつて、有機性汚泥
の金属塩を添加して撹拌したのち、さらにアクリ
ル酸ヒドラジン系高分子化合物と、アミノ基また
は第四級アンモニウム塩を含有するカチオン系高
分子化合物とを添加して造粒することを特徴とす
る有機性汚泥の凝集方法である。 この発明の対象となる有機性汚泥としては、し
尿の嫌気性消化汚泥、し尿の好気性消化汚泥、し
尿浄化槽汚泥、下水や各種産業廃水の活性汚泥処
理により発生する余剰汚泥、下水の最初沈殿汚
泥、し尿、下水等の三次処理凝集汚泥、各種有機
性廃水の凝集汚泥、これらの混合汚泥、及びし
尿、下水、産業廃水等の活性汚泥法による生物脱
リン汚泥等が例示されるが、これらに限定される
ものではない。 この発明では、このような有機性汚泥に、先ず
金属塩を添加する。添加すべき金属塩としてはア
ルミニウムまたは鉄の塩が好ましく、特にハンド
リング面からアルミニウム塩が好ましい。アルミ
ニウムの塩としては、塩化アルミニウム、硫酸ア
ルミニウム、ポリ塩化アルミニウム（PAC）が
好適である。なお鉄の塩を用いる場合には、塩化
第二鉄、塩化第一鉄、硫酸第一鉄、硫酸第二鉄、
ポリ硫酸鉄等が好適である。 このような金属塩を添加したのち、撹拌を行な
うが、その目的は、添加した金属塩と有機性汚泥
とを十分に接触させて反応させることであり、撹
拌槽における撹拌羽根による撹拌でもよいし、配
管中の流れによるものでもよい。前者の場合には
通常２分以上の滞留時間で、周速40〜120m／分
程度の撹拌を行なう。 この発明において、金属塩の好ましい添加量
は、汚泥のSSに対し、金属として0.1〜10wt.％、
特に好ましくは1.0〜3.0wt.％である。 こうして金属塩と十分混合撹拌された有機性汚
泥に、続いてアクリル酸ヒドラジド系高分子化合
物とアミノ基または第四級アンモニウム塩を含有
するカチオン系高分子化合物とが添加され、造粒
される。 本発明で使用するアクリル酸ヒドラジド系高分
子化合物（以下、AHポリマーという）としては 一般式 （式中、ＲはＨまたはCH₃を表わし、Ａはアク
リルアミド、メタクリルアミド、アクリル酸エス
テル、メタクリル酸エステルのモノマー単位を表
わし、Ｂはアクリル酸またはその塩、メタアクリ
ル酸またはその塩、または前記Ａと共重合可能な
モノマー単位を表わし、ｌ，ｍ及びｎは ０モル％＜ｌ≦100モル％ ｎ＋ｍ＋ｌ＝100モル％ の関係を有する） で表わされる化合物が好ましい。Ａ単位と共重合
可能なＢ単位としては塩化ビニル酢酸ビニル、ブ
タジエン、スチレン、アクリロニトリル等が挙げ
られる。AHポリマーの重合形態はブロツク型、
交互型、ランダム型のいずれであつてもよい。ま
たAHポリマーの固有粘度は 〔η〕³⁰℃_1N―_NaNO3＞0.1（dl／ｇ）であることが望ま
しい。なお、AHポリマーの製造例を後記に示し
たが、AHポリマーの製造法については特開昭55
−144004号公報に詳細に開示されている。 本発明で使用するアミノ基または第四級アンモ
ニウム塩を含有する高分子化合物（以下、AAポ
リマーという）としては、ジメチルアミノエチル
アクリレートなどのアミノアルキルアアクリレー
ト、ジメチルアミノエチルメタクリレートなどの
アミノアルキルメタクリレート、ジメチルアミノ
プロピルアクリルアミドなどのアミノアルキルア
クリルアミド、ジメチルアミノプロピルメタクリ
ルアミドなどのアミノアルキルメタクリルアミド
またはこれらの四級化物等が挙げられる。また、
これらと共重合可能な他の単量体との共重合物も
使用でき、他の単量体としてはアクリルアミド、
メタクリルアミドアクリロニトリル、メタクリロ
ニトリル、酢酸ビニル、アクリル酸エステル、メ
タクリル酸エステル等が挙げられる。AAポリマ
ーの固有粘度は 〔η〕³⁰℃_0.1N―_NaClが５dl／ｇ以上であることが望ま
しい。 AHポリマーとAAポリマーとの使用割合は、
重量比で１：９〜９：１、好ましくは２：８〜
８：２である。これらポリマーの添加量は、汚泥
のSSに対し総計で0.3〜5.0％が好ましい。 AHポリマーとAAポリマーとの添加方法とし
ては予め両者を別々の容器で水溶液化して使用に
際して一液化してもよいし、別々に同時に添加し
てもよい。 さらに、両者の粉末を同一容器に添加して水溶
液化してから添加してもよい。 但し、これらポリマーの一液化に際してはAH
ポリマーが加水分解を起こし、アクリル酸または
メタアクリル酸が生成する場合が多く、これらの
生成量が多くなると、AHポリマーとAAポリマ
ーとの反応が起こり、必ずしも十分な効果はえら
れない。そこで、両ポリマー含有液に酸または酸
性塩あるいはアルカリまたはアルカリ性塩を存在
せしめてPH３以下あるいはPH９以上にすることに
より、AHポリマーとAAポリマーとの反応を防
止することが望ましい。 このような酸または酸性塩としてはHCl、
H₂SO₄、スルフアミン酸、NaHSO₄等が挙げら
れ、アルカリまたはアルカリ性塩としては
NaOH，KOH，NH₄OH，Na₂CO₃等が挙げられ
る。他にCaCl₂，MgCl₂，BaCl₂等の中性塩であ
るアルカリ土類金属イオンを使用しても同様に効
果の向上が図れる。 こうしてアクリル酸ヒドラジン系高分子化合物
とアミノ基または第四級アンモニウム塩を含むカ
チオン系高分子化合物とが添加された有機性汚泥
は造粒される訳であるが、造粒は撹拌機を備えた
撹拌槽で行なう。撹拌条件としては撹拌羽根の周
速が25〜250m／分、滞留時間が３〜30分程度と
する。条件がこの範囲から逸脱すると好ましい結
果が得られない。 なお、高分子化合物は、撹拌槽に有機性汚泥が
供給される前に添加してもよいし、撹拌槽内に直
接添加してもよい。 このようにして有機性汚泥の粒状凝集物が得ら
れるが、この凝集物は脱水機に供給し脱水を行な
つたのち処分すればよい。脱水はベルトプレス型
脱水機、遠心脱水機、ロータリースクリーン・ロ
ールプレス、スクリユープレス、フイルタープレ
ス等の公知の手段によつて実施される。 〔作 用〕 有機性汚泥が金属塩と十分混合撹拌されること
により有機性汚泥の有する負の電荷が金属塩によ
つて中和され、疎水化されて、微小なフロツクを
形成する。 次に、アクリル酸ヒドラジド系高分子化合物と
アミノ基または第四級アンモニウム塩を含有する
カチオン系高分子化合物とが添加されて造粒され
ることにより、微小フロツクとこれらの高分子化
合物とが反応して、フロツクが粗大化し、成長し
て強固な粒状の凝集物を形成する。 なお、フロツクとは不定形状の脆弱な凝集物で
あるが、ここにいう粒状物とは一定の粒度分布を
持つた強固な粒状凝集物であり、見かけ上及び物
性上大巾に性状を異にするものである。 次に、製造例と実施例により本発明の効果を具
体的に説明する。製造例は実施例において使用さ
れるAHポリマーの製造例である。 製造例 ３の４ツ口フラスコにポリアクリル酸メチル
200ｇとヒドラジンヒドラート水溶液２Kgを加え、
撹拌しながら80℃で５時間反応させた。得られた
粘稠溶液を約20のメタノール中に注ぎ白色沈殿
物を得た。これを取し再沈殿法によつて精製し
た後、60℃で減圧乾燥しアクリル酸ヒドラジド系
高分子化合物（以下、Ａという）を得た。 Ａの固有粘度〔η〕³⁰℃_1N―_NaClは2.5dl／ｇ、コロ
イ
ド当量は−1.7meq／ｇ（PH10.5）であつた。 ヨウ素滴定の結果を併せてポリマーの組成を決
定すると、アクリル酸ヒドラジド−アクリル酸メ
チル―アクリル酸ヒドラジン塩＝70／15／15（モ
ル比）となつた。 〔発明の実施例〕 PH6.8，SS1.1％，VSS69％／SSの性状を示す
下水余剰汚泥を対象としてこの発明方法を実施し
た。 先ず、上記の余剰汚泥を周速63m／分で回転す
る撹拌翼付きの凝集槽へ供給し、この凝集槽に
PACを4.5％（対SS、以下同じ）添加し、４分間
滞留させた。 次に凝集槽からの流出物を、周速41m／分で回
転する撹拌翼付きの造粒槽へ供給し、この造粒槽
に表に示した高分子化合物組成物を所定量添加
し、11分間滞留させた。 その後、凝集粒状汚泥の粒径を測定し、次いで
この凝集汚泥200mlを採取して脱水試験を行なつ
た。 脱水試験は10秒後の液量と脱水ケーキ含水率
について行なつた。 前者は100メツシユのナイロン布を敷いたブ
フナーロートに凝集汚泥を注入して10秒後の液
量を求めたものである。 後者はブフナ−ロートで１分間過後、汚泥を
ベルトプレス型脱水機用布（ポリエステル製、
杉綾織）及びスポンジではさみ、3.0Kg／cm²の圧
力で60秒間圧搾脱水した後、脱水ケーキの含水率
を測定したものである。 なお比較のため、本発明例のNo.１において、造
粒槽の滞留時間を２分とした他は全く同一の条件
で凝集させた場合（No.３）、ポリマーとしてＡ（No.
４）、Ｂ（No.５）のみを添加した場合も併せて実施
した。 結果を表に示す。 この表から、この発明方法によれば極めて良好
な粒状凝集物が得られ、その脱水性も極めて良好
であることがわかる。 また、同じ薬剤を用いても、造粒時間が短かく
なると粒状凝集物は得られないこと、及び同じ撹
拌条件としても、従来法による薬剤の組合わせで
は、やはり粒状凝集物は得られず、いずれの場合
にも脱水性も極めて悪いものであることがわか
る。

【表】

〔発明の効果〕

この発明においては有機性汚泥に金属塩と、特
定の高分子化合物とを組合わせて添加して造粒す
ることにより、有機性汚泥でも極めて良好な性状
の粒状凝集物が得られる。 また、その粒状凝集物は極めて脱水性に富み、
従来法に比べると含水率等を大巾に改善すること
ができる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 有機性汚泥に金属塩を添加して撹拌したの
   ち、さらにアクリル酸ヒドラジド系高分子化合物
   とアミノ基または第四級アンモニウム塩を含有す
   るカチオン系高分子化合物とを添加して造粒する
   ことを特徴とする有機性汚泥の凝集方法。 ２ アクリル酸ヒドラジド系高分子化合物が一般
   式 （式中、ＲはＨまたはCH₃を表わし、Ａはアク
   リルアミド、メタクリルアミド、アクリル酸エス
   テル、メタクリル酸エステルのモノマー単位を表
   わし、Ｂはアクリル酸またはその塩、メタクリル
   酸またはその塩、または前記Ａと共重合可能なモ
   ノマー単位を表わし、ｌ，ｍ及びｎは ０モル％＜ｌ≦100モル％ ｎ＋ｍ＋ｌ＝100モル％ の関係を有する） で表わされる化合物である特許請求の範囲第１項
   記載の有機性汚泥の凝集方法。 ３ アミノ基または第四級アンモニウム塩を含有
   するカチオン系高分子化合物がアミノアルキルア
   クリレート、アミノアルキルメタクリレート、ア
   ミノアルキルアクリルアミド、アミノアルキルメ
   タクリルアミドまたはこれらの四級化物から選ば
   れる化合物である特許請求の範囲第１項または第
   ２項記載の有機性汚泥の凝集方法。 ４ 金属塩がアルミニウムまたは鉄の塩である特
   許請求の範囲第１項乃至第３項のいずれかに記載
   の有機性汚泥の凝集方法。