JPS59160599A - 汚泥脱水法 - 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】 この発明は有機性汚泥に凝集剤を添加して脱水する方法
に関する。

下水処理汚泥やし尿処理汚泥などの有機性°汚泥に対し
てカチオン性高分子凝集剤を添加して攪拌を行い、次込
でアニオン性高分子凝集剤を添加して攪拌を行い、フロ
ックを生成させて脱水する方法が提案されて込る。この
方法におＩ／′−て、カチオン性高分子凝集剤として天
然高分子、特にキトサンを用いると、脱水ケーキの含水
率を飛甲的に低下させることができるが、さらに、改良
が求められて−た。

本発明は、特定の脱アセチル化率のキトサンが優れた凝
集・脱水効果を示すという知見に基くものである。すな
わち、本発明は有機性汚泥に、カチオン性高分子凝集剤
を添加して第１の攪拌を打込、次いでアニオン性高分子
凝集剤を添加して第２の攪拌を行い、生成したフロック
を脱水する方法において、カチオン性高分子凝集剤とし
て、キチンの脱アセチル化率６７〜７５モル％のキトサ
ンを使用することを特徴とする汚泥脱水法である。

本発明におけ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、し原酒
化脱離液、下水、各種廃水の活性汚泥処理における余剰
汚泥、下水の最初沈殿池汚泥、し尿、下水等の三次処理
で発生する凝集汚泥などがある。これらの汚泥は単独ま
たは混合されて処理され尿。

本発明では、このような有機性汚泥に対して、キチンの
脱アセチル化率が６７二７５モヤ％（キチンのアセチル
アミノ基の２７３〜３／４が脱アセチル化されアミノ基
になっていることを意味する）であるキトサンを使用す
る。

キチンは、かに、えびの殻を細かく砕き、希塩酸テ炭酸
カルシウムを除去したのち、希アルカリで蛋白質を除去
して得られる。キトサンはキチンを高濃度アルカリで高
温下に脱アセチル化して得られる。脱アセチル化率は、
アルカリ濃度、反応温度、反応時間により調節できる。

アル゛カリは通常水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウ
ムを用い、濃度は２０〜５０ｗｔ％程度とする。温度け
１００−１８０”ｏ、反応時間は３０分〜５時間程度の
範囲とする。高温高アルカリ下に短時間で脱アセチル化
を行うと、分子量が低下するので低温低アルカリ下に長
時間にわたって脱アセチル化を行うのが好まし込。この
ようにして得だキトサンは粘度が高込はどよく、本発明
においては、０．４％水溶液（キトサンと同量の酢酸で
溶解）がＪ、０Ｏｃｐｓ　以上のものが好捷しく、特に
１５０　ｃｐｓ以上のものが好ましｂｏ 本発明に使用するキトサンは、前述のように脱アセチル
化率が６７〜７５モル％である。６７モル％より小さｂ
と酸を添加して水溶液にしようとしても膨潤するだけで
、均一な水溶液にならない。また、７５モル％を越える
と、凝集脱水効果が低下する。

脱アセチル比は、キチン中の−ＮＨＯＯＯＨ，が−ＮＨ
。

となる反応であるから、脱アセチル化率はキトサンのア
ミン基含量を測定することにより求めることができる。

アミノ基含量の測定は、キトサンを希酸溶液とし、指示
薬としてメチレンブルーを用いてポリビニル硫酸カリウ
ムでコロイド滴定して行う。脱アセチル化率６７〜７５
モル％は、キトサンのｐ　Ｈ４，０におけるコロイド当
量値で３．８〜４．４　ｍ　ｅｑ／ｌｉに相当する。

キトサンは、水に溶解しなしので、希酸溶液とし７、汚
泥に添加する。溶解酸とし７ては、ギ酸、酢酸、プロピ
オン酸、マレイン酸、安息香酸、酒石酸、乳酸、クエン
酸、メルクアミン酸、アジピン酸、塩酸、硝酸などを用
いることができる。添加量は、汚泥の性状（ｐ　Ｈ、８
８、Ｖ８８／８８゜電気伝導度など）によって異なるが
、一般的には対８８０．２〜６ｗｔ％程度とする。

キトサンは、他のカチオン性の合成高分子凝集剤と併用
すると好ましｂ０キトサンと併用するカチオン性の合成
高分子としては、アミノアルキル（メタ）アクリレート
の単独重合体ｔ〆はアクリルアミドもしくは他のモノマ
ーとの共重合体、アミノアルキル（メタ）アクリルアミ
ドの単独重合体またはアクリルアミドもしくは他のモノ
マーとの共重合体、ポリアクリルアミドのマンニッヒ変
性物、ポリアクリルアミドのホフマン分解物、ポリアミ
ドポリアミン、ポリビニルイミダシリン、ポリエチレン
・イミン、ポリジナルキルジアリルアンモニウム塩など
があり、それ七れ１種または２種以上の組合せ使用が可
能である。

アミノアルキル（メタ）アクリレートの例としては、ジ
メチルアミンエチルアクリレート、ジメチルアミノエチ
ルメタクリレートなどが挙げられる。これを硫酸塩など
の酸塩とするか、四級化剤（メチルクロライド、ベンジ
ルクロライド、ジメチル硫酸など）で第四級アンモニウ
ム塩としたのち、単独重合するか、アクリルアミド、ア
クリロニトリルメチルアクリレート、エチルアクリレー
トなどの他のモノマーと共重合して得られる重合体は、
キトサンと併用するカチオン性の合成高分子凝集剤とし
て好ましい。

捷だ、キトサンと併用するカチオン性の合成高分子は分
子量が太きｂものがよく、固有粘度３０″Ｃ （”　０．　Ｉ　Ｎ−Ｎ　ａｏｌりが５　（ｄＪ／ｇ）
よシ小さ−と、カチオン性高分子凝集剤の全体の添加量
をあ貫り低減できな込ので、固有粘度は５　（ｄ７／ｇ
）以上であることが好ましい。キトサンと併用するカチ
オン性の合成高分子凝集剤の添加量は、汚泥の性状およ
びキトサンの添加量によって異なるが、一般的にはＯ，
１〜６ｗｔ％（対ＳＳ）程度でよく、キトサンとの添加
量比で召えば４：１〜１：４程度である。この添加量比
の範囲からはずれると、併用の効果が薄れる。

有機性汚泥に、まずカチオン性高分子凝集剤として、キ
トサンまだは、キトサンとカチオン性の合成高分子凝集
剤とを添加し、第１の攪拌を行って一次凝集を行う。ｇ
ｌの攪拌は、汚泥と凝集剤とを十分反応略せ、電荷の中
和を行うだめのものであるから、フロックを生成しな−
か、または生成し７たフロック径が２龍以下となるよう
な強い攪拌であることが望ましい。

攪拌方法は特に限定されず、攪拌槽における攪拌羽根に
よる攪拌、配管中の流れによる攪゛拌、渦巻ポンプ等の
ポンプを通過させることによる攪拌などによることがで
きる。攪拌の程度は、攪拌機を備えた攪拌槽による場合
、目安として強攪拌は攪拌羽根の周速がｌ〜ｓ　ｍ　／
ｓｅｃ程度とすることができる。

カチオン性高分子凝集剤により汚泥の電荷の中和を行っ
たのち、アニオン性高分子凝集剤を添加して第２の攪拌
を行いフロックを生成させる。

アニオン性高分子凝集剤の添加量も、汚泥の性状によっ
て異なるが、一般的には０．２〜３ｗｔ％（対８８）程
度とする。

アニオン性高分子凝集剤としては、ポリアクリル酸もし
くは、その塩、ポリアクリルアミドの部分加水分解物、
アクリル酸（塩）とアクリルアミドとの共重合体、アク
リル酸（塩）と２−アクリルアミド−２−メチルプロパ
ンスルホン酸（塩）との共重合体、アクリル酸（塩）と
アクリルアミトドビニルスルホン酸（塩）との三元共重
合体などが使用できる。

第２の攪拌はフロックを生成させるものであるから、第
１の攪拌よりも弱く、通常汚泥の凝集の際に採用される
程度の攪拌強度である。攪拌の手段は限定されないが、
攪拌羽根を備えた攪拌槽による場合、攪拌羽根の周速が
０．１〜０．５ｍ／ｓｅｃ　　とすることができる。こ
のような攪拌混合を行うことにより、カチオン性高分子
凝集剤と反応して電荷を中和された汚泥の粒子が凝集し
てフロックを形成するため、強固□で大形のフロックが
生成し、脱水性は極めて良くなる。

以上の凝集により生成したフロックはそのまま、捷たは
分離水を除去したのち、脱水機に供給し、従来法と同様
にして脱水を行う。

脱水方法としては遠心脱水、真空脱水、圧搾脱水法など
が採用できる。このような脱水を行うだめの脱水機とし
ては、遠心脱水機、真空脱水機、ベルトプレス型脱水機
、スクリュープレス、またはフィルタープレス等の従来
より使用されている脱水機が使用可能である。濾布を使
用したベルトプレス型脱水機の場合、従来は剥離性や濾
布からのはみ出しの点から圧搾圧力を０．５に９　／　
７以上にすることができなかったが、本発明法では１１
ｃ９／ｌｉ以上の高圧をかけることができ、圧搾圧力に
応じて低い含水率の脱水ケーキを得ることができる。こ
の脱水ケーキは乾燥、″焼却、堆肥化等の処分を行うが
、脱水ケーキの含水率が低いので、乾燥、焼却に要する
補助燃料は少なくて済み、堆肥化する場合も、含水率調
節のだめのおがくず、もみがら、わら等の添加材は少な
くてよい。

本発明によれば、カチオン性高分子凝集剤としてキチン
の脱ア□セチル化率６７〜７５モル％のキトサンを使用
するので、カチオン性高分子凝集剤全体の添加量を低減
しても汚泥の電荷の中和や粘性の消去等の反応が適切に
行われる。

しだがって、その後にアニオン性高分子凝集剤によりフ
ロックを生成させると、フロックは大形で粘性が弱く、
サラサラしてベトつかず、濾布等に対する付着性が弱い
だめ濾過脱水性が優れており、加えてケーキ含水率も低
く、低コストで効率的な脱水を行うこと、ができる。

次に、実施例を挙げる。実施例に用いたキトサンはズワ
イガニを原料とし、塩酸でカルシウム分を除去したのち
苛性ソーダで蛋白を除去して得たキチンを苛性ソーダ濃
度、温度、時間を調整することによシ脱アセチル化率を
かえたものである。カチオン性の合成高分子凝集剤およ
びアニオン性高分子凝集剤の物性は第１表に示す。

第　　　１　　　表 実施例１゜ 下水の最初沈殿池汚泥と、活性汚泥処理で発生した余剰
汚泥との混合汚泥（ｐＨｓ、ｓ、８８：２．ｚ％、ＶＳ
Ｓ：６８％対８Ｂ）を２００ｙｄとり、これに第２表の
キトサンまたはキトサンとカチオン性の合成高分子凝集
剤を添加して、攪拌機（２枚平羽根）により５００ｆで
６０秒間第１の攪拌を行い、次すで第２表のアニオン性
高分子凝集剤を添加して攪拌機により２５（１−で２０
秒間第２の攪拌を行い、生成したフロックを６０メツシ
ーツナイロンｆ布を敷すたブフナーロート上に注ぎ、１
０秒後のＰ液量を測定した（ヌッチェテスト）。次に２
分間ｆ過した後の汚泥を１５ｇ採取し、ベルトプレス脱
水機用ポリエステルｒ布とスポンジではさみ、０．５　
ｋｇ　／　ｄｌの圧力で６０秒間圧搾脱水したのち、汚
泥のケーキ含水率を測定した（プレステスト）。結果を
第２表に示す。

第　　　２　　　表 とによ抄求めた。

第２表から、カチオン性高分子凝集剤として、脱アセチ
ル化率６７〜７５モル％のキトサンを用いると、ｒ過性
に優れケーキ含水率も低下することがわかる。また、キ
トサンとカチオン性の合成高分子凝集剤とを併用すると
、さらによい結果が得られることもわかる。

実施例２゜ し尿を好気性酸化処理する工程より排出される余剰汚泥
と、この処理水に硫酸アルミニウムを添加し２て凝集処
理する工程より排出される凝集沈殿汚泥との混合汚泥（
１）Ｈ６，７、８８：　２．０％。

ＶＳＳ：６７％対ＳＳ）に対し、実施例１．と同様に第
３表のキトサンを周込てヌッチェテストおよびプレステ
ストを行った。結果も第３表に示す。

第　　　３　　　表 げ １謁 第３表からも、カチオン性高分子凝集剤として、脱アセ
チル化率６７〜７５モル％のキトサンを用いると、ｒ過
性に優れケーキ含水率も低下することがわかる。

出願人　栗田工業株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 有機性汚泥に、カチオン性高分子凝集剤を添加して、第
   １の攪拌を行い、次いでアニオン性高分子凝集剤を゛添
   加して第２の攪拌を行い、生成したフロックを脱水する
   方法において、カチオン性高分子凝集剤として、キチン
   の脱アセチル化率６７〜７５モル％のキトサンを使用す
   ることを特徴とする汚泥脱水法。