JPS5870899A - 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４
：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−重下水、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５〜２０１消石灰では１
５〜８０−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、ｒ布（二対する汚泥の剥離性、固
形物回収率、処理速度尋が充分ではなく、遠心分離機で
も固形物回収率、ケーキ含水率、処理速度等Ｃ二問題が
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、汚泥喀：充分な圧力が伝わらないた
め、実質的４＝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Ｐ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（二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法の賭欠点を解決し、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蓋脱水機Ｉ
：おける汚泥のリークを防止するばかりで青＜、真空ｒ
過積のｆ布への汚泥の付着を均一化すると共（二加圧脱
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（ニする有機性汚泥の
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Ｃニポリアルキルアミノ
エチルアクリレート、ポリアルキルアミノメタクリレー
ト着しくはこれらとボリアクリルアぽドとの共重合体又
はこれらの第４級アンモニウム塩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し、機
械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。

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シ：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５二、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、処理効果を低下させている原因のう
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、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。

本発明者らは、この点に着目しフロックの性状を改良す
るべく種々の実験を行なった結果、汚泥に分子量１万〜
１００万、カチオン強度３．５ｍｅｑ／ｆボ９ｗ以上の
組成を持つ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攪拌すると１、
密度が大で、強度の大きい脱水性の良いフロックが生成
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１＠３９−１７
４９２　）　、また、特に無機系の汚泥を処理する際Ｃ
ニ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、本発明の様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
がい。

本発明において用いられるカチ、オン性凝集剤としては
、分子量１万〜１００万、カチオン強度３．５ｍ＠ｑ／
ｆｙｔ１９マ以上の組成を持つポリアルキルア＜／エチ
ルアクリレート、ポリアルキルアミノメタクリレート、
もしくはこれらとポリアクリルアミドのカチオン変性物
、又はこれらの第４級アンモニウム塩などがあげられる
。

ここで注意すべきことは、従来からカチオンポリマとし
て用いられている上記化学構造のポリマは、分子量が３
００万〜７００万と大きいものであり本発明の如きアニ
オンとの併用時（二は効果を発揮しない点である。カチ
オンポリマの分子量を限定し、さらにアニオンポリマを
限定して組み合せて、はじめて顕著な効果が生じる。

また、最適添加量は、有機性汚泥の性状やカチオンポリ
マの組成によって大幅に変動するため一概喀：は規定で
きないので、実際の汚泥（二ついて予備試験Ｃ二より決
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（二は汚泥乾燥固形物あたり、ポリマ乾
燥物で０．１１以上好ましくは０．５〜１０９６程度が
選ばれる。

本発明で用いられるアニオン性凝集剤の化学構アニオン
強度（−ｙ−で示される）２分子量（ｇ。

ｘ　−）−ｙ 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（＝は、アニオン強度が
大きい１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、かつ含水率が若干増加する傾向１二あ
る。ふつう−”−が０．２以上。

ｘ十ｙ 分子量が５００万〜１０００万程度のものを、０．０５
〜５９１（汚泥乾燥固形物あたり）、添加するとよい。

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
に重要であり、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必要がある。同時Ｃ二添加した
り添加順序を逆（；すると、効果は着しく減少する。

本発明１；おいて生じてい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（ユ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鵬ケーキ含
水率が下がること１等の現象から軛合判断すると、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（；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
、本発明に示した組み合わせの効果が他のアニオン、カ
チオンの組み合わ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。

以上述べたように本発明によれば、生じるフロックは轡
度が大きく、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。さらに、従来、高分子凝集剤の適用が
不可能とされていた真空濾過機及び加圧濾過機Ｃ二も高
分子凝集剤の適用が可能となるなどの多大な効果が認め
られる。

以下Ｃ二、本発明の詳細な説明する。

実施例１ 低希釈２段活性汚泥法に３次処理を組み合わせた処理を
行なっているし尿処理場から排出される余剰活性汚泥（
ｐＨ６，９、濃度１５　ｆ／ｌ　、強熱減量８〇−）に
、カチオンポ９ｗを添加混合した後、遠心分離機に流入
させ、機内に設けた注入管よりアニオンポリマを添加し
て脱水処理を行なった。

本発明方法１二用いたカチオンポリマは、ポリジメチル
アミノメタクリレートを塩化メチル（二て４級アン千ニ
ウム塩としたもの（カチオンＡと呼ぶ）で、カチオン強
度は４．８　ｍｅｑ／ｆポリマであり重合度を変えて種
々の分子量を持つ様に調製したものである０また、ポリ
ジメチルアミノメタクリレート（３級アミン、カチオン
Ｂと呼ぶ）、ポリジェチルアミノエチルアクリレート（
３級アミン、カチオンＣと呼ぶ）、同４級アンモニウム
塩（カチオンＤと呼ぶ）も用いた。一方、アニオンポリ
マとしては、ボリアクリルア２ドの部分加水分解物（加
水分解度５０ｍｏ１９Ｇ、分子量６００万アニオンＡと
呼ぶ）を用いた。結果を第１１ｐ、に示す。

第１表 第１表の結果より、カチオンポリマの分子量が１万〜１
００万、カチオン強度が３．５ｍｅｑ／ｆ以上の条件を
満足すると、汚泥処理量が増大し、ＳＳ回収率が増し、
ケーキ含水率が低下することがわかる。

実施例２ 某都市下水処理場から排出される余剰汚泥（ｐＨ６，６
，濃［２１５９／Ａ、強熱減量８０−）を、ロールプレ
ス型脱水機で処理した。

本発明方法で用いたポ９ｗは実施例１のカチオンＡ（分
子量父方）及び、ポリアクリル酸ソーダ（分子量６００
万、アニオンＢと呼ぶ）である。添加量、添加順序の影
譬を検討した結果を第２表（＝示す。

第２表 第２表の結果より、カチオンポリマを０．１　Ｓ以上、
好ましくは０．５〜１０チ添加し、アニオンポリマを０
．０５　％　−１５Ｑ　％添加するときわめて良好な結
果が得られること、また添加順序はカチオン、アニオン
の順が重要であることが明らかである。

実施例３ 嫌気性消化法Ｃ：より処理しているし尿処理場より排出
される余剰汚泥（ｐＨ７，２、濃度３．０１！、強熱減
量６８饅）を用い、各種脱水機を用いて脱水試験を行な
った。

本発明方法には実施例１で示したカチオン人（分子量５
０万）を用い、アニオンポリマとしてはポリアクリルア
ンドの部分加水分解物（加水分解度加ｍｏｌ　−、分子
量９００万、アニオンＣと呼ぶ）を用いた。比較例とし
て、ポリジメチルアｔノメタクリレートの４級アンモニ
ウム塩（分子量７００万カチオンＸと呼ぶ）を用いた。

結果を第３表に示す。

第３表 第３表より従来法では処理不能であるのに対し、３８Ｉ
の脱水機が、いずれも本発明方法Ｃ二よって適用可能で
あることがわかる。

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）　　　　稔

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｔ　有機性汚泥にポリアルキルアミノエチルアクリレー
   ト、ポリアルキルアミノメタクリレート若しくはこれら
   とポリアクリルアミドとの共重合体又はこれらの第４級
   アンモニウム塩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し、横槍脱水することを
   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として、分子量１
   万〜１００万、カチオン強度３．５（ミリグラム当量／
   グラムーリマ）以上のもの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
   性汚泥の乾燥固形物あたり０．１１以上。 好ましくは０．５〜１０−である特許請求の範囲ｉＩ１
   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添加率が、有橋
   性汚泥の乾燥固形物あたり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。