JPH08229600A - 有機性汚泥の脱水方法 - Google Patents

有機性汚泥の脱水方法

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JPH08229600A
JPH08229600A JP7316215A JP31621595A JPH08229600A JP H08229600 A JPH08229600 A JP H08229600A JP 7316215 A JP7316215 A JP 7316215A JP 31621595 A JP31621595 A JP 31621595A JP H08229600 A JPH08229600 A JP H08229600A
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sludge
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polymer flocculant
acid
aqueous solution
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JP7316215A
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Takashi Kanamaru
隆 金丸
Masakiyo Ujigawa
雅清 氏川
Tetsuo Iida
哲生 飯田
Shinichiro Tokuda
新一郎 徳田
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SANKYO KASEI KOGYO KK
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SANKYO KASEI KOGYO KK
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Abstract

(57)【要約】 【課題】脱水しがたい有機性汚泥の、効果的な脱水方法
の提供。 【解決手段】アルカリ水溶液で洗浄した有機性汚泥を酸
で中和した後、高分子凝集剤を添加して凝集処理し、つ
いで脱水する。 【効果】従来技術では脱水しがたい有機性汚泥も容易に
脱水でき、得られる脱水ケーキの含水率や濾布からの剥
離性、SS回収率が改善できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は有機性汚泥の脱水方
法に関し、更に詳しくはアルカリ水溶液で洗浄した有機
性汚泥を酸で中和した後、高分子凝集剤を添加して凝集
処理し、ついで脱水する有機性汚泥の脱水方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】下水、し尿、有機性産業廃水の処理等に
より発生する有機性汚泥は、 (a)浮遊懸濁物(SS)の粒子径が小さく、低比重で
ある. (b)粒子の表面は負電荷を帯びて親水性であり、多量
の内部保留水、表面付着水を含有する. (c)腐敗性有機物を含有し、粘着性が強い. 等の性質があり、このままではほとんど脱水することが
できない。
【0003】このため、通常はカチオン系高分子凝集剤
を添加してスクリューデカンター、フィルタープレス、
ベルトプレス等の機械脱水機で脱水処理する。脱水処理
された汚泥(脱水ケーキ)は主に焼却処分されるが、そ
の脱水ケーキ中の水分の蒸発に燃料の大部分が消費さ
れ、一般に脱水ケーキ中の水分が1%低下すると、燃料
の10%程度が節約できるといわれている。
【0004】近年、大都市周辺の人口増加や各種産業の
著しい発展に伴い、汚泥発生量の増加、腐敗等による汚
泥性状の悪化、水処理の高度化、多様化等により、汚泥
が脱水し難い性状のものとなっており、脱水ケーキの焼
却処分における燃料節減のためにも、汚泥の脱水処理に
SS回収率、脱水ケーキの含水率、脱水ケーキの濾布か
らの剥離性、脱水機での離水性等の改善が要望されてい
る。
【0005】しかしながら、カチオン系高分子凝集剤を
有機性汚泥に添加して機械脱水機で脱水処理する方法
は、SS回収率、脱水ケーキの含水率、脱水ケーキの濾
布からの剥離性が悪化する場合が多く、例えば濾布から
のケーキ剥離性が悪いと、濾布の目詰まりを起こし易
く、その結果処理量の低下や脱水ケーキの含水率の増加
が免れられない。
【0006】この改良のために(1)カチオン系高分子
凝集剤とアニオン系高分子凝集剤とを併用添加する方法
(特開昭57−32797、特開昭58−21670
6、特開昭60−51600号公報)、(2)カチオン
系構成単位とアニオン系構成単位を含む両性高分子凝集
剤を添加する方法(特開昭49−6078、特開昭53
−149292、特開昭62−205112号公報)、
(3)無機凝集剤とカチオン系高分子凝集剤とを併用添
加する方法(特開昭58−51998,特開昭59−1
6599号公報)等が知られている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、(1)
カチオン系高分子凝集剤とアニオン系高分子凝集剤とを
併用添加する方法はカチオン系高分子凝集剤を単独で用
いる場合に比べて効果はあるものの、凝集剤の使用料が
多く、薬剤の混合比、添加比の設定や混合操作が煩雑に
なると共に、凝集剤の溶解槽、凝集反応槽を複数個必要
とするため設備費が高くなり、(2)カチオン系構成単
位とアニオン系構成単位を含む両性高分子凝集剤を添加
する方法はカチオン系高分子凝集剤を単独で用いる場合
に比べて凝集性に優れ、大きな凝集フロックを形成し、
ケーキ含水率や濾布からのケーキ剥離性も比較的改善さ
れたものの、pH、濃度など汚泥性状の変化に影響され
易くて安定した処理がし難く、しかも両性高分子凝集剤
自身の安定性が従来のカチオン系高分子凝集剤に比べて
劣るため、実際の使用現場においてトラブルを生じ易
く、また(3)無機凝集剤とカチオン系高分子凝集剤と
を併用添加する方法は生成した凝集フロック径が小さく
て汚泥の凝集性が悪く、脱水ケーキが塊状になるためケ
ーキ含水率が高く、しかも必要添加量が多い、等の問題
点があった。
【0008】このため、有機性汚泥自体の性質を改善し
た後脱水処理する方法も検討され、(4)汚泥に鉱酸を
加えてpHを低下させた後脱水する方法(特開昭57−
32797号公報)、(5)汚泥に無機凝集剤を添加し
てpHを調整した後脱水する方法(特開昭58−112
099号公報)、(6)汚泥に酸又はアルカリを加えて
pHを変え、そのまま中和剤を添加して中和した後脱水
する方法(特開昭62−102900号公報)等が提案
されている。
【0009】しかしながら、(4)汚泥に鉱酸を加えて
pHを低下させた後脱水する方法や(5)汚泥に無機凝
集剤を添加してpHを調整した後脱水する方法は、いず
れも性質を変えた汚泥と凝集剤が反応して生成した凝集
フロックの強度が弱いため、脱水ケーキの含水率、濾布
からの剥離性、脱水機からの離水性等の脱水性能を高め
るに至らず、また(6)汚泥に酸又はアルカリを加えて
pHを変え、そのまま中和剤を添加して中和した後脱水
する方法も前二者に比べて凝集フロックの強度は多少改
善できたものの、脱水ケーキの含水率、濾布からの剥離
性等は依然として改善されず、しかも固形物(SS)当
たりの高分子凝集剤の添加量が多く、有機性汚泥の経済
的な処理法とはいい難いものであった。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、有機性汚
泥の脱水性向上には有機性汚泥自体の性質を改善するこ
とが不可欠と考え、有機性汚泥の性状及び脱水に与える
影響を調査・検討したところ、有機性汚泥の表面や内部
に各種糖類、タンパク質やこれらの分解物が親水性の高
分子ゲルを形成して存在し、これが汚泥に粘着性を与え
て汚泥の脱水性能に影響を及ぼすことが分かった。
【0011】そこで、酸やアルカリを用いて高分子ゲル
を除去する方法を検討した結果、単に汚泥に鉱酸を加え
てpHを低下させる方法、あるいは汚泥に酸又はアルカ
リ水溶液を加えてpHを変えそのまま中和剤を添加して
中和する方法、あるいは汚泥を酸で洗浄した後アルカリ
水溶液で中和する方法では、高分子ゲルやその分解物を
系外に十分除去できず、それ故高分子凝集剤の凝集・脱
水性能が阻害されること、逆に汚泥をアルカリ水溶液で
洗浄した後酸で中和すると、高分子ゲルやその分解物は
系外に十分除去されるため、高分子凝集剤の凝集・脱水
性能が著しく改善されることを見出し、本発明を完成し
た。
【0012】すなわち本発明は、アルカリ水溶液で洗浄
した有機性汚泥を酸で中和した後、高分子凝集剤を添加
して凝集処理し、ついで脱水することを特徴とする有機
性汚泥の脱水方法である。
【0013】
【発明の実施の形態】本発明の対象となる有機性汚泥は
有機物を含有する汚泥であり、例えば下水、し尿処理場
より発生する汚泥、食品工場、畜産物処理工場、化学工
場等から発生する最初沈殿汚泥、余剰汚泥、消化汚泥、
これらの混合汚泥等を挙げることができる。
【0014】これら有機性汚泥の洗浄処理に使用するア
ルカリ水溶液は有機性汚泥中の高分子ゲルを分解して汚
泥から分離できるものであればよく、例えばアンモニ
ア、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシ
ウム、水酸化マグネシウム等のアルカリ金属、アルカリ
土類金属の水酸化物、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等
のアルカリ金属炭酸塩、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素
カリウム等のアルカリ金属炭酸水素塩等の水溶液であ
り、好ましくは水酸化ナトリウムである。
【0015】アルカリ水溶液の濃度や使用量は汚泥の性
状により適宜選択すればよく、アルカリ水溶液を添加し
たときの汚泥のpHが8以上、好ましくは10以上、さ
らに好ましくは12以上になるような濃度や使用量であ
ればよい。
【0016】汚泥をアルカリ水溶液で洗浄する方法は、
汚泥にアルカリ水溶液をそのまま添加して汚泥とアルカ
リがよく反応するまで放置するか、あるいは汚泥に攪拌
しながらアルカリ水溶液を添加して一定時間攪拌を続け
た後、静置してデカントするか、あるいは濾過機、遠心
分離機等で分離すればよい。洗浄時間は0.5〜60分
であればよく、汚泥の性状により適宜選択することがで
きる。
【0017】洗浄後に分離した汚泥はアルカリ性を呈し
ているため、酸で中和する。中和に使用する酸は鉱酸、
有機酸のいずれでもよく、例えば塩酸、硫酸、酢酸、ス
ルファミン酸を例示できるが、塩酸、硫酸を好ましく用
いることができる。
【0018】中和の方法は分離した汚泥を水で希釈した
後酸をそのまま添加する、汚泥にそのまま酸の水溶液を
添加する、あるいは汚泥の水希釈液に酸の水溶液を添加
する等、アルカリ洗浄した汚泥が酸と十分混合して中和
できればいずれ方法でもよく、中和した汚泥のpHは5
〜8、好ましくは5.5〜7である。
【0019】中和処理した汚泥は、高分子凝集剤を添加
して凝集・脱水処理する。中和した汚泥に添加する高分
子凝集剤はpH5〜8において十分な凝集性能を発揮す
るものであればよく、例えばポリアクリルアミドに代表
されるアクリルアミド等のノニオン系単量体の重合体か
らなるノニオン系高分子凝集剤、(メタ)アクリル酸、
(メタ)アクリル酸ナトリウム等のカルボン酸系の単量
体、ビニルスルホン酸、アクリルアミドメチルプロパン
スルホン酸またはそのナトリウム塩等のスルホン酸系単
量体等のアニオン系単量体の単独重合体、あるいはこれ
らアニオン系単量体とアクリルアミドとの共重合体に代
表されるアニオン系高分子凝集剤、(メタ)アクリル酸
ジメチルアミノエチルエステル、ジメチルアミノプロピ
ル(メタ)アクリルアミド等に代表されるカチオン系単
量体の酸性塩、四級化物の単独重合体、あるいはこれら
カチオン系単量体とアクリルアミドとの共重合体、ポリ
(メタ)アクリルアミドのマンニッヒ化変性物、ポリビ
ニルアミンまたはこれとアクリロニトリルとの反応物で
あるポリビニルアミジン系重合体の酸性塩、ポリビニル
イミダゾリン、ジアリルジメチルアンモニウム塩の単独
重合体またはこれとアクリルアミドとの共重合体、キト
サン等のカチオン系高分子凝集剤、前記カチオン系単量
体、アニオン系単量体及び要すればノニオン系単量体を
構成単位として含有する両性高分子凝集剤であり、好ま
しくはカチオン系高分子凝集剤、両性高分子凝集剤であ
る。また、これら高分子凝集剤は単独で使用しても、2
種以上を併用してもよく、あるいは塩化鉄、硫酸鉄、硫
酸バンド、ポリ塩化アルミニウム等の無機凝集剤と併用
してもよい。
【0020】高分子凝集剤の使用形態、使用濃度、添加
量は、高分子凝集剤の種類、中和汚泥の性状等により異
なるので、予備試験を行って最適な使用形態、使用濃
度、添加量を決めればよい。
【0021】凝集処理後の汚泥の脱水は通常使用するど
の汚泥用脱水機でも使用できるが、ベルトプレス、スク
リュープレス、スクリューデカンターを用いることが好
ましい。
【0022】
【実施例】以下に本発明の実施例及び比較例を記載する
が、本発明はこの実施例に限定されるものではない。
【0023】なお、本発明の実施例及び比較例で使用す
る高分子凝集剤の種類と脱水性の測定方法は下記の通り
である。
【0024】1.高分子凝集剤の種類 A:アクリル酸ジメチルアミノエチル・塩化メチル四級
化物−アクリルアミド(モル%比80/20)共重合
体、粘度(*1):54cP、コロイド当量値:4.2
6meq/g(pH4) B:アクリル酸ジメチルアミノエチル・塩化メチル四級
化物−アクリル酸−アクリルアミド(モル%比20/1
0/70)共重合体、粘度:32cP、コロイド当量
値:2.05meq/g(pH4),1.09meq/
g(pH10) C:メタクリル酸ジメチルアミノエチル・塩化メチル四
級化物の単独重合体、粘度:17cP、コロイド当量
値:4.98meq/g(pH4) D:ポリビニルアミジン塩酸塩、粘度:9cP、コロイ
ド当量値:5.5meq/g(pH4) *1:4%塩化ナトリウム水溶液中0.5%濃度にてB
L型回転粘度計により測定 2.脱水機による脱水性の測定方法 2−1.遠心脱水機による脱水性:汚泥に高分子凝集剤
を添加して生成した凝集フロックをフルイ(60メッシ
ュ)に投入して重力濾過し、重力濾過10秒後の濾液量
と660nmでの濾液透過率を測定した後、卓上遠心脱
水機(濾布:サラン)により3000rpmで1分間脱
水して、脱水ケーキの濾布からの剥離性と含水率を測定
した。
【0025】2−2.加圧脱水機による脱水性:汚泥に
高分子凝集剤を添加して生成した凝集フロックを加圧面
積50cm2 の卓上加圧脱水機(濾布:敷島カンバスT
−1199L綾織)により重力脱水で1分間、低圧脱水
(2kg/cm2 )で2分間、高圧脱水(5kg/cm
2 )で1分間脱水して、脱水ケーキからの剥離性と含水
率、濾液量と660nmでの濾液透過率を測定した。
【0026】[実施例1]S下水処理場の活性汚泥処理
の余剰汚泥(pH:5.4、SS:2.22%、有機分
(対TS):80.2%、粗浮遊物(対TS):23.
35%)200mlをビーカーに採り、48%水酸化ナ
トリウム水溶液を加えてpH12に調整し、5分間攪拌
した後遠心分離した。分離した汚泥40mlに水16
0mlを加えて攪拌し、50%硫酸水溶液を加えてpH
5.9に調整した後、攪拌しながら高分子凝集剤A又は
Bの水溶液を添加して凝集フロックを形成させ、遠心脱
水機による脱水性を測定した。
【0027】[比較例1]実施例1で用いたのと同様の
余剰汚泥に48%水酸化ナトリウム水溶液を添加・攪拌
してpH12に調整した後、遠心分離をしないまま50
%硫酸水溶液を加えてpH5.9に調整し、攪拌しなが
ら高分子凝集剤A又はBの水溶液を添加して凝集フロッ
クを形成させ、遠心脱水機による脱水性を測定した。
【0028】[比較例2]実施例1で用いたのと同様の
余剰汚泥にそのまま攪拌しながら高分子凝集剤A又はB
の水溶液を添加して凝集フロックを形成させ、遠心脱水
機による脱水性を測定した。
【0029】[比較例3]実施例1で用いたのと同様の
余剰汚泥200mlをビーカーに採り、濃塩酸を加えて
pH2に調製し、5分間攪拌した後遠心分離した。分離
した汚泥40mlに水160mlを加えて攪拌し、48
%水酸化ナトリウム水溶液を加えてpH5.9に調整し
た後、攪拌しながら高分子凝集剤A又はBの水溶液を添
加して凝集フロックを形成させ、遠心脱水機による脱水
性を測定した。
【0030】実施例1と比較例1〜3の測定結果を表1
に示す。
【0031】
【表1】
【0032】[実施例2]M有機化学工場の活性余剰汚
泥(pH:7.5、SS:0.7%、有機分(対T
S):55.3%、粗浮遊物(対TS):0.1%)2
00mlをビーカーに採り、48%水酸化ナトリウム水
溶液を加えてpH12に調整し、5分間 攪拌した後遠
心分離した。分離した汚泥100mlに水100mlを
加えて攪拌し、50%硫酸水溶液を加えてpH5.7に
調整した後、攪拌しながら高分子凝集剤C又はDの水溶
液を添加して凝集フロックを形成させ、加圧脱水機によ
る脱水性を測定した。
【0033】[比較例4]実施例2で用いたのと同様の
活性余剰汚泥に48%水酸化ナトリウム水溶液を添加・
攪拌してpH12に調整した後、遠心分離をしないまま
50%硫酸水溶液を加えてpH5.7に調製し、攪拌し
ながら高分子凝集剤C又はDの水溶液を添加して凝集フ
ロックを形成させ、加圧脱水機による脱水性を測定し
た。
【0034】[比較例5]実施例2で用いたのと同様の
余剰活性汚泥にそのまま攪拌しながら高分子凝集剤C又
はDの水溶液を添加して凝集フロックを形成させ、加圧
脱水機による脱水性を測定した。
【0035】[比較例6]実施例2で用いたのと同様の
活性余剰汚泥200mlをビーカーに採り、濃塩酸を加
えてpH2に調整し、5分間攪拌した後遠心分離機で分
離した。分離した汚泥100mlに水100mlを加え
て攪拌し、48%水酸化ナトリウム水溶液を加えてpH
5.7に調整した後、攪拌しながら高分子凝集剤C又は
Dの水溶液を添加して凝集フロックを形成させ、加圧脱
水機による脱水性を測定した。実施例2と比較例4〜6
の測定結果を表2に示す。
【0036】
【表2】
【0037】[実施例3]S下水処理場の混合生汚泥
(pH:5.8、SS:1.83%,有機分(対T
S):82.1%、粗浮遊物(対TS):20.0%)
200mlをビーカーに採り、48%水酸化ナトリウム
水溶液を加えてpH10に調整し、5分間攪拌後2時間
静置し、その後遠心分離した。分離した泥状物44ml
に水156mlを加えて攪拌し、50%硫酸水溶液を加
えてpH5.8に調整した後、攪拌しながら高分子凝集
剤Aの水溶液を添加して凝集フロックを形成させ、遠心
脱水機による脱水性を測定した。
【0038】[比較例7]実施例3で用いたのと同様の
混合生汚泥に48%水酸化ナトリウム水溶液を加えてp
H10に調整し、5分間攪拌後2時間静置し、その後遠
心分離をしないまま50%硫酸水溶液を加えてpH5.
8に調整した後、攪拌しながら高分子凝集剤Aの水溶液
を添加して凝集フロックを形成させ、同様に遠心脱水機
による脱水性を測定した。
【0039】[比較例8]実施例3で用いたのと同様の
混合生汚泥にそのまま攪拌しながら高分子凝集剤Aの水
溶液を添加して凝集フロックを形成させ、同様に遠心脱
水機による脱水性を測定した。
【0040】[実施例4]O下水処理場の混合生汚泥
(pH:6.4、SS:0.58%、有機分(対T
S):80.2%、粗浮遊物(対TS):29.5%)
635mlをビーカーに採り、48%水酸化ナトリウム
水溶液を加えてpH5.8に調整した後、5分間攪拌後
2時間静置し、その後遠心分離した。分離した汚泥20
0ml(SS:1.57%)を攪拌し、50%硫酸水溶
液を加えてpH5.8に調整した後、攪拌しながら高分
子凝集剤Aの水溶液を添加して凝集フロックを形成さ
せ、遠心分離機による脱水性を測定した。
【0041】[比較例9]実施例4で用いたのと同様の
混合生汚泥に48%水酸化ナトリウム水溶液を加えてp
H10に調整し、5分間攪拌後1時間静置し、その後遠
心分離をしないまま50%硫酸水溶液を加えてpH5.
8に調整した後、攪拌しながら高分子凝集剤Aの水溶液
を添加して凝集フロック形成させ、遠心脱水による脱水
性を測定した。
【0042】[比較例10]実施例4で用いたのと同様
の混合生汚泥にそのまま攪拌しながら高分子凝集剤Aの
水溶液を添加して凝集フロックを形成させ、遠心脱水機
による脱水性を測定した。
【0043】実施例3、4と比較例7〜10の結果を表
3に示す。
【0044】
【表3】
【0045】[実施例5]T下水処理場の消化汚泥(p
H:8.05、SS:1.49、有機分(対TS):5
9.1%、粗浮遊物(対TS):5.78%)200m
lをビーカーに採り、48%水酸化ナトリウム水溶液を
加えてpH10に調整し、5分間攪拌後2時間静置し、
その後遠心分離した。分離した汚泥55mlに水145
mlを加えて攪拌し、50%硫酸水溶液を加えてpH
5.8に調整した後、攪拌しながら高分子凝集剤Cの水
溶液を添加して凝集フロックを形成させ、遠心脱水機に
よる脱水性を測定した。
【0046】[比較例11]実施例5で用いたのと同様
の消化汚泥に48%水酸化ナトリウム水溶液を加えてp
H10に調整し、5分間攪拌後2時間静置し、その後遠
心分離をしないまま50%硫酸水溶液を加えてpH5.
8に調整した後、攪拌しながら高分子凝集剤Cの水溶液
を添加して凝集フロックを形成させ、遠心分離機による
脱水性を測定した。
【0047】[比較例12]実施例5で用いたのと同様
の消化汚泥にそのまま攪拌しながら高分子凝集剤Cの水
溶液を添加して凝集フロックを形成させ、遠心脱水機に
よる脱水性を測定した。
【0048】実施例5と比較例11、12の結果を表4
に示す。
【0049】
【表4】
【0050】
【発明の効果】本発明の方法によれば、従来の技術では
脱水し難い有機性汚泥も容易に脱水でき、しかも高分子
凝集剤の添加量が従来より少なくても得られる脱水ケー
キの含水率や濾布からの剥離性、SS回収率等が改善で
きるので、産業上の利用性が極めて高い。
フロントページの続き (72)発明者 徳田 新一郎 神奈川県平塚市西八幡4丁目4番8号 三 共化成工業株式会社研究所内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アルカリ水溶液で洗浄した有機性汚泥を
    酸で中和した後、高分子凝集剤を添加して凝集処理し、
    ついで脱水することを特徴とする有機性汚泥の脱水方
    法。
  2. 【請求項2】 高分子凝集剤がカチオン系高分子凝集剤
    または両性高分子凝集剤である請求項1に記載の有機性
    汚泥の脱水方法。
  3. 【請求項3】 カチオン系高分子凝集剤が(メタ)アク
    リル酸ジメチルアミノエチルエステルの酸性塩または四
    級化物の単独重合体またはこの単量体とアクリルアミド
    との共重合体、またはポリビニルアミジン系重合体の酸
    性塩である請求項1また2に記載の有機性汚泥の脱水方
    法。
  4. 【請求項4】 両性高分子凝集剤が(メタ)アクリル酸
    ジメチルアミノエチルエステルの酸性塩または四級化物
    と(メタ)アクリル酸とアクリルアミドとの共重合体で
    ある請求項1または2に記載の有機性汚泥の脱水方法。
JP7316215A 1994-12-09 1995-12-05 有機性汚泥の脱水方法 Pending JPH08229600A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006289316A (ja) * 2005-04-14 2006-10-26 Daiyanitorikkusu Kk 畜産廃水の処理方法
JP2010179248A (ja) * 2009-02-06 2010-08-19 Hymo Corp 畜産汚泥の処理方法
CN104829087A (zh) * 2015-04-29 2015-08-12 北京同创碧源水务科技发展有限公司 一种后续用于肥料的污泥深度脱水方法
KR102045191B1 (ko) * 2018-12-26 2019-11-14 주식회사 한국종합기술 에너지 독립형 유기성 폐기물 처리시스템

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