JPS58112097A - 有機性汚泥の脱水方法 - 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】 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鉄のよう々鉄塩
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、訳の増加
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、遠心分離機、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、脱水機とし争 てベルトプレス型を用いる場合には、ｒ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、処理速度勢
に問題があり、スクリュ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ｒ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、あるいはスクリュープレス製脱水機に
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ｒ布への汚泥の付着を均一イヒし、加圧脱水機のｒ
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な添加混合してフロ
ックをつくり、次いで機械脱水処理することを特徴とす
るものである。

以下に本発明の詳細な説明すると、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、スクリュ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
成するフロックの性状である。すなわち−生成するフロ
ックの密度が低く、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
フロックが大きすぎることも原因である。

従って、生成するフロッ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、フロックの性状を改良す
べく種々の実験を行なった結果、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
を添加量て攪拌混合すると、密度９強度が大きく、かつ
脱水性のｊ！１ｔｎ７Ｅｆｆ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ったわけではない。例え
ば、有機性汚泥にアニオンポリｗ−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３９−１７４
９２）、　ｔ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（％開昭５Ｏ−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７ニオンボリマ
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糧ケーキ含水率が
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
イオンによって粒子がカーオン性となってアニオンポリ
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。

縮合瀝ボリアきンには、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−Ｅ−ＮＨ−Ｒ
−ＮＨ−Ｒ÷である。以下同じ）、アユ９ル ンとホルｗ９ンとの縮合物（千Ｎｕへ匝Ｘｃｎ２％　）
。

アルキレンポリアミンとエピクロルヒドリンとの縮エア
とエピクロルヒドリンとの縮合物（−ｆ−ＮＨ−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って大幅に変動するので一層に規定
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糧
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チ以上、好ましくは１〜１０ｇ６が選ばれる。

壕だ、本発明において金属塩としては、マグネシウム塩
、カルシクム塩、アルミニウム塩あるいは鉄塩を使用す
る。最、適添加量は、有機性汚泥の性状によって変動す
るので一層に規定できず、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０．５〜３０９６、好ましくは
１〜２〇−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リカチ
オンポ９Ｙ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で示され
るが、アニオン強度（可で示される）。

分子量（ｍ　、　ｙ及びルで決まる）を汚泥性状、脱水
機飄式によっ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
量が大きい糧フロッ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、ｚ＋ｙが０．２以上、分子量が
５００万〜１０００万１度のものを凝集剤乾燥物換算で
０．０５〜５チ（汚泥乾燥固形物あたり）添加するとよ
い。

なお、スクリュ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！−の相乗効果によって飛躍的に脱水ケーキの含水率
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、生じるフロックは、
書度が高く強度が大きく、脱水性が良く、またフロック
粒度な適宜調整できるので、ベルトプレス屋脱水機では
脱水ケーキの剥離性が＾く、含水率が低下し、スクリュ
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−ｇ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ｈるし尿処理場カラ発
生シタ余剰活性汚泥（ｐＨ６，８，＄ｌＩ！度２２．Ｏ
ｆ／ｌ　。

強熱減量７２％）を使用して、遠心分離機による脱水試
験を行なった。

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と呼ぶ）、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
分鮮度５０ｍｏｌＬ分子量約７６０万）を用いた。比較
としてポリアクリルエステル系強力チオン（カチオンＡ
と呼ぶ、カチオン度１００ｍｏ１％、ｍ−ｐ量６００万
）単独、及びカチオン＾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１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てきることがわかる。

実施例２ 都市下水処理場から発生した余剰活性汚泥（ｐＨ６，２
，濃度１８ｆ／ｌ）を、ロールプレス派脱水機によりも
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（加水分鮮度６０５＆　、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、汚泥に硫酸マグ迄つ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
合してフロックを生成させた。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
によっ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泥（ｐＨ６，８を
負度ａｇｉｆ／ｌ）をスクリュ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ｉとしてポリアクリル酸ソーダ（アニオン度１００ｍ
ｏｌチ４分子量４５０万、アニオンＣと呼ぶ）を用い゛
た。比−としてポリカチオンエステル早強カチオン（カ
チオン度８５ｍｏ１　＊　＋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との併用法を行なり痘。添加順序としては、
汚泥にボリアきン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
加混合してフロックを生成させた。試験結果を第３表に
示す。第３ＩＮ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−るし尿処理場から発
生した余剰活性汚泥をスクリュープレスで加熱（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Ｃ９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
ける薬品め組合せと加熱の相乗効果によって、ケーキの
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
。

以下余白 第　　１　　表 第　　２　　表 第　　３　　表 第　　４　　表

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　有機性汚泥に締金型ポリアミンからなるカチオン
   性有機高分子凝集剤と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
   、アルミニウム塩および鉄塩のうち１種を使用する特許
   請求の範囲第１項記載の方法。 五　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、給金型ポリアミン乾燥固形物
   換算で０．１１以上、好ましくは１〜１０チである特許
   請求の範囲第１項又は第２項記載の方法。 ４、　前記金属塩の添加率が、有機性汚泥乾燥固形物あ
   たり、０．５〜３０１好マシくハ１〜２０Ｉｓテある特
   許請求の範囲第１項、第２項又は第３項記載の方法。 １　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０β５〜５−
   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。 ＆　前記機械脱水処理工種が、有機性汚泥を加熱しなが
   ら行なうものである特許請求の範囲第１項、第２項、第
   ３項、第４項又は第５項記載の方法。