JPS5870898A - 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、遠心分離機、ベル
トプレス瀝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、ｆ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用いという重大な欠
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Ｐ布への汚泥の付着を均一化し、加圧脱水機のｆ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、有機性汚泥に縮合製ポリアミンから
なるカチオンポリマを添加混合した後、ポリアクリル酸
ソーダあるいはポリアクリを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ックをつくり
、次いで横槍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、前述した様区；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１：、遠心脱水機、ベ
ルトプレス型脱水機、スクＩＪ、−プレス瀝脱水機等で
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、シかも脱水性（
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、汚泥？：縮縮合型ボリ
アノン５表るカチオンポリマを添加混合した後、ポリア
クリル酸ソーダもしく）よ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攪拌すると
、密度力電大きく強度が大きく、かつ脱水性の良いフロ
ックカニ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′）家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カニ知られており　（特公昭３９−
１７４９２　”）　、また特信；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
分子凝集剤オたはカチオン性態＊＊集剤を併用すること
も知られている（特開昭５Ｏ−１１０９７２）。しかじ
な力ｌら、本発明のようなカチオン性有機高分子凝集剤
とアニオン性有機高分子凝集剤の組み合せと、添加順序
力を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ζ：おいて用いられるカチオン性高分子凝集剤は
、縮合智ポリアミンと呼ばれるものである。

縮合飄ポリアミンには、アルキレンジクロライト０とア
ルキレンボリア建ンとの縮合物（構造式はｆ　ＮＨ−Ｒ
−ＮＨ−Ｒ雪である。以下同じ）、アニリンとホルマリ
ンとの縮合物（＋　Ｎｕ（〉ＣＨｚ　％　）ｔアルキレ
ンシア建／とエビクロルヒト０リンとの縮合物（÷ＮＨ
ＲＮＨＣｕｔ−ＣＨＣＨｚ−）−）　、アンＨ モニアとエビクリルにドリノとの縮合物（−Ｅ−ＮＨＲ 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カーよ０一層効果的である。

また最適添加量は、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。

一方、本発明で用いられるアニオン性高分子凝ＣＯＮＨ
２ＣＯＯＮａ で示されるが、アニオン強度（Ｔ＋７で示される）。

分子量（Ｊｌ　、　ｙ及びルで決まる）を汚泥性状、脱
水機型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
子量が大きい程フロックが大きくかを凝集剤乾燥物換算
で０．０５〜５−（汚泥乾燥固型物あたり）添加すると
よい。

前記カチオン性凝集剤とアニオン性凝集剤の添加順序は
非常に重要である。すなわち、カチオン性凝集剤を最初
に添加し充分混合した後、アニオン性凝集剤を添加し、
ゆるやかに混合してフロックを形成させることが必要で
あり、同時に添加したり、添加順序なこれと逆にすると
、効果は着しく減少する。

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、汚泥粒子表面が陰性に帯電している
こと、カチオン性凝集剤を最初に添加しなければ効果が
ないこと、カチオン性凝集剤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
チオン性有機高分子凝集剤の添加につれて有機性汚泥粒
子が変性して粒子中の水の含有量が低下し、表面電位が
陽性に転じ、次いで添加されたアニオン性有機高分子凝
集剤と強固に反応するものと考えられる。しかしながら
、本発明における組合せの効果が他のアニオン、カチオ
ンの組み合せと比べて特に顕著である理由は、現在のと
ころ不明である。

なお、スクリュープレス壓脱水機など、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って飛躍的に脱水ケ′−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、
密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、ベルトプレス瀝脱水機では
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。ｔ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娯環場から排
出される余剰活性汚泥（外観茶褐色、ｐＨ６，６、濃度
２６ｆ／ｌ、強熱減量７４−）を使用して、遠心分離機
による脱水処理を行なった。

本発明による方法ではカチオンポリマを先づ添加し充分
混合した後、アニオンポリマを添加した。

ポリアミン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（ポリアミンをＡと呼ぶ）を用い、
アニオンポリマとしてポリアクリルｔ＋Ｈ、 アミド部分加水分解物（アニオンＡと呼ぶ、加水分鮮度
５０　ｍｏｌ　Ｔｏ　を分子量約７００万）を用いた。

比較としてポリアクリルエステル系強力チオン（カチオ
ンＡと呼ぶ、カチオン度１００ｍｏ１％、分子量６００
万）単独、及びカチオンムとアニオンＡの併用法を行な
った結果を第１表に示す。

本発明による方法では、ポリアミνＡを０．１−以上添
加すると処理量が増加し、ケーキ含水率が低下するうえ
ＳＳ回収率が増大すること、壕だ、カチオンポリマとア
ニオンポリマの添加順序を変えると、効果が無くなるこ
とがわかる。

第　　１　　表 実施例２ 嫌気性消化法により処理しているし尿処理場より排出さ
れる余剰汚泥（ｐＨ６，９、濃度２．３１＊強熱減量６
５−）を、ロールプレス型脱水機により処理した。

本発明方法では、ポリアミンとしてアニリンとホルマリ
ンとの縮合物（ポリアミンＢと呼ぶ）を用い、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３０ｍ０１５ｇｔ分子量７００万、アニオンＢ
と呼ぶ）を用いた。比較としてポリアクリルエステル系
中カチオン（カチオン度５０ｍａｌｌ！を分子量４５０
万、カチオンＢと呼ぶ）単独、及びカチオンＢとアニオ
ンＢとの併用法を行なった。結果を第２表に示す。

第　　２　　表 本発明によると、アニオンＢを０．０５−〜５１Ｇｌｉ
度添加すると処理量が増加し剥離性も良く、ケーキ含水
率が低下することがわかる。

実施例３ 某都市下水処理場から排出された余剰汚泥（ｐＨ６，２
，ａ度ｔｏ　’ｙｔ＞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０との縮合物（ポリアミ
ンＣと呼ぶ）を用い、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１００ｍｏ１９６．分子量４
５０万、アニオ７Ｃと呼ぶ）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（カチオン度８５ｍｏ１
％、分子量５００万、カチオンＣと呼ぶ）単独法、及び
カチオンＣとアニオンＣとの併用法を行なりた。結果を
第３表Ｃ＝示す。

第　　３　　表 本発明方法ではスクリュープレス型脱水機で良好に処理
できたが、１来法ではスクリーンよりフロックが多量に
リークし、実際上処理不能であった。

実施例４ 某都市下水処理場から排出される嫌気性消化汚泥（ｐＨ
７，３、濃１７１２３．５１／ｌ、強熱減量６３−）を
真空ｆ過積で脱水処理した。

本発明方法ではポリアミンとしてアンモニアとエピクー
ルヒドリンとの縮合物（ポリアミンＤと呼ぶ）を用い、
アニオンとしてポリアクリルアミド部分加水分解物（加
水分解度２０ｍｏ１％、分子量７００万、アニオンＤと
呼ぶ）を用いた。比較としてキトサン系高分子凝集剤（
カチオンＤと呼ぶ）単独法、及びカチオンＤとアニオン
Ｄとの併用法を用いた。結果を第４表に示す。

第４表 本発明方法では真空ｒ過積で良好に処理できたが、従来
法ではフロックの付着性が悪く、実質的に処理不能であ
った。

実施例５ 茶下水処理場から排出される混合生汚泥（１）Ｈ６，５
１濃度４Ｂ’７ｔ、強熱減量７０　％　’）は塩化第２
鉄５１ｊ、消石灰ａＯ＊の添加により加圧脱水機にて処
理され、ケーキ含水率７５　＊　ＣＮｅｔ）ｔ　濾過速
度２．０　”／ｍ’−ｈを得ている。これに対し、同処
理場の上記汚泥について脱水助剤として高分子凝集剤を
用いて脱水実験を行なった結果を第５表に示す。本発明
方法ではポリアミンＡ及びアニオンＡを併用し、比較例
とじてカチオンＡ単独法と、カチオンＡ、アニオンＡの
併用法を行なりた。

第　　５　　表 本発明方法によれば消石灰、塩化鉄添加法と同等以上の
脱水処理が、高分子凝集剤の添加でも可能であることが
わかる。

実施例６ 都市下水処理場から発生した余剰活性汚泥（ｐＨ６、濃
度１３．０　／ｌ　）をスクリュープレスで加熱（汚泥
の温度は６０〜６５℃）しながら機械脱水した。

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
）を用い、アニオンポリマとして、ポリアクリル酸ソー
ダ（アニオンＣ）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Ｃ）を単独で用いた。結果を第６表に示す。

第　　６　　表 上□記の結果から、加熱と本発明におけるポリマー添加
の相乗効果によって、ケーキの含水率が飛躍的に低下し
ていることがわかる。

特許出願人　荏原インフィルコ株式会社代理人弁理士　
端　　山　　五　　− 同　　弁理士　千　　１）　　　　槍

Claims (1)

1. 【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を添加混合したのち、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１〜１０ｓである特
   許請求の範囲第１項記載の方法。 ＆　前記アニオン性有機高分子凝集剤の馳燥固形物換算
   の添加率が、有機性汚泥乾燥固形物あたり０．０５〜Ｓ
   Ｓである特許請求の範囲第１項又は第２項記載の方法。 ４、　前記機械脱水処理工程が、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項又
   は第３項記載の方法。