JPS5969200A - 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カチオン性およびアニオン性高
分子凝集剤を添加して脱水する方法に関するものである
。

下水処理汚泥やし尿処理汚泥などの有機性汚泥に、カチ
オン性高分子凝集剤を添加して第１の撹拌を行い、次い
てアニオン性高分子凝集剤を添加して第２の撹拌を行い
、生成したフロックを脱水する方法が提案されており、
この方法はカチオン性またはアニオン性高分子凝集剤の
いずれかにより凝集する場合に比べて脱水効果か優れて
いる。

この方法てはカチオン性またはアニオン性凝集剤のいず
れか一方が天然高分子またはその誘導体の場合効果的で
あり、特にキト→ノーンとポリアクリル酸の組合せの場
合の脱水効果が優れている。

ところか」二記方法において、最も優れたカチオン性お
よびアニオン性凝集剤の組合せの場合でも、必ずしも満
足できるものではないので、ケーキ含水率を低下させる
ことなく汚泥処理量をより一層増大させる方法が求めら
れていた。

この発明は以上のような従来法を改善するためのものて
、アニオン性高分子凝集剤として、特定の高分子重合体
を用いることにより、脱水性をさらに改善し、効率よく
脱水処理を行うことかできる汚泥処理法を提案すること
を目的としている。

この発明は有機汚泥に、力千オン性高分子凝集剤を添加
して第１の撹拌を行い、次いてアニオン性高分子凝集剤
を添加して第２の撹１′１′を行い、生成したフロック
を脱水する方法において、アニオン性高分子凝集剤古し
て、アクリル酸またはツククリル酸を５０モル係以」−
、アクリル酸またはツククリル酸の炭素数１〜４のアル
キルエステル全５０モル係未満含む高分子重合体を用い
ることをＩ特徴よする／ｒｉ（尼脱水法である。

本発明における有機性／ｒｉ泥としては、し尿の嫌　□
気１生消化／Ｔｊ泥、し尿の好気性消化Ｆｉ泥、し尿浄
化槽、・５泥、し尿消化脱離敲、下水、その他各種汚水
の活性？′５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
とがある。これらの汚泥は隼独または混合されて処理さ
れる。

カチオン性高分子凝集剤としては、天然高分子化合物と
してはキ′トザン、カチオン化殿粉、カチオン化セルロ
ース、力千オン化グアーカドなとがあり、合成高分子化
合物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
、ポリジアルキルジアリルアンモニウム塩などがあり、
それぞれ１種または２種以上の組合せ使用が可能である
が、特にキトサンが好ましい。

本発明において使用されるアニオン性高分子凝集剤は前
記の高分子重合体であり、次式により表わすことができ
る。

（ただし、式中Ｆ菫およびＲ？はそれぞれＨまたはＣＨ
ｓ−１Ｒ’は炭素数１〜４のアルキル基、ＺはＨまたは
カチオンの１当量、ｍはｍ　＋　ｎの５０％以上、ｎは
ｍ　＋　ｎの５０％未満のモル数を示し、それぞれフロ
ック重合であることを意味しない。）〔１０式中、Ｒ１
、Ｂ２、Ｂ３、Ｚはそれぞれの構成単位ことに異なった
ものであってもよい。ｎ）、ｎの好ましい範囲はｍか５
５〜８５％で、宜】が１５〜４５％、最も好ましい範囲
はｍか５５〜６５％で、＋１か６５〜４５％である。（
１，）式の構成単位は必項のものを示しており、これら
と重合可能な他の構成単位を含んでいてもよい。重合体
の分子量は１．０００〜１０，０００，０００程度であ
る。

〔１〕式の重合体の製造法としては、■アクリル酸また
はツククリル酸の低級アルキルエステル等の単独重合体
を加水分解する方法、ならひに■（ＩＪ式の各構成単位
を共重合させる方法なとかある。

■の方法は、例えはアクリル酸またはメタクリル酸のエ
ステルを触媒の存在下に乳化重合させ、乳化液にアルカ
リを加えて加水分解する。加水分解率は５０％以上、好
ましくは５５〜８５係、最も好ましくは５５〜６５％で
あり、この加水分解率の調整は反応時間やアルカリ剤の
添加権の調整により行うことができる。また■の方法は
■に＋６ける重合と同様に、例えは乳化重合により共重
合さぜることかてき、モル比の調整は単量体の仕込量に
よってｄ周整する。

汚泥処理法は、まず処理対象となる有機汚泥にキト−リ
ーン等のカチオン性高分子凝集剤を添ＪＪ［］　Ｌ、第
１の１覚拌を行って１次凝集を行う。カチオン性高分子
凝集剤の種類は、凝集剤の種類や１９（尼の性状（ｐＨ
、ＳＳ、＼７Ｓ８　、　　電気伝導度なと）によって異
なるか、一般的には０５〜６重量％（対ＳＳ）程度でよ
い。こ、（１らは水溶敵として添加するのか好ましく、
キト→）ンは酢酸塩その他の水溶ｉ住塩七して添加する
ことができる。

第１の撹拌は汚泥を均一かつ十分に凝集剤と反応させ、
電荷の中和を行うとともに、次の２次凝集によるフロッ
クの生成を容易にするだめのものであり、２　ｍｒｎを
越える径のフロックが生成しないような強い撹拌である
ことか望ましい。ここで２ｍｍを越える径のフロックが
生成しない条件とはフロックか生成しないか、または生
成したフロック径が２　ｍｍ以下となる条件である。

第１の撹拌における撹拌方法は特に限定されず、撹拌槽
における撹拌羽根による撹拌、配管中の流れによる撹拌
、渦巻ポンプ等のポンプを通過させることによる撹拌な
とによるこ吉かてきる。１ｆｆｆ拌の程度は、撹拌機を
イにえた撹拌槽による場合、目安として強ｉ’＋’、ｔ
Ｈ’は撹Ｐ１−羽根の周速が１−５ｍ／　ｓｅｃとする
ことができる。

本発明ではカチオン性凝集剤添加後の強ｈＺ拌によりｆ
’ｉ　２尼全体を反応させ、汚泥の電荷を中和すること
により、次のアニオン性凝集剤を添カロして生成ずろフ
ロックの脱水性を向上させる。／′ｒｉ泥の電荷を中和
するためには１覚拌イ昆合時にフロックか生成しない方
かよく、フロックが生成する場合でも２■以下の小さな
フロックの生成にさとめるのか好ましい。このため第１
の１覚拌は、前述のように、フロックを生成させるため
の通常の撹拌よりも激しい強１’ｒｆ拌を行うのである
。

以上の１次凝集を行ったのち、ｍ１記〔１量式て示さ７
１′１７るアニオン性高分子凝集剤を添加して第２の撹
拌を行い、２次凝集反応によりフロックを生成させる。

アニオン性高分子凝集剤はＣＩＪ式の高分子重合体を水
溶液として添加するのか望ましく、その冷力［１量は重
合体の構造、汚泥の性状、１次凝集の条件等により異な
るか、一般的には０２〜３重量係（対ｓｓ）である。

第２の撹拌混合はフロックを形成させるものであるから
、第１の撹拌混合よりも弱く、通常汚泥の凝集の際に採
用される程度の撹拌強度である。

撹拌の手段は限定されないか、撹拌羽根を備えた撹拌槽
による重合、撹拌羽根の周速か０１〜０．５　ｎ〕／ｓ
ｃｃ　（：することがてきる。このような撹拌混合を行
うことにより、カチオン性凝集剤表反応して電荷を中和
された汚泥の粒子か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か生成し、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または分
離水を除去したのち、脱水機に供灯し、従来法上同様に
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
ための脱水機とじては、遠心脱水機、真空脱水機、ヘル
ｌ・ブレス括り月免水機、スクリュープレス、またはフ
イルクフ゛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。いずれの場合も脱水効率は良く、低含水
率で剥離性の良い脱水ケーキか得られ７る。

以トにより得られた脱水ケーキは乾燥、焼却、堆肥化等
の処分を行うことができるが、脱水ケーキの含水率か低
いので、焼却に要する補助燃料は少なくてよく、堆肥化
の場合も含水率調節のためのおかくす、もみがら、わら
等の添加計は少なくてもよい。

以上説明してきたよう（乙この発明によれは、有機汚泥
にカチオン性高分子凝集剤を添加して第１のｌ’！拌を
行ったのち、特定のアニオン性高分子重合体を冷力口し
て第２の撹拌を行・うように構成したので、次のような
効果か得られる。

■生成するフロックは大きく、粘着性が低くて戸水性に
優れ、戸布等に対する何着性が低い。

■脱水ケーキの含水率を低下させることかできる。

■汚泥処理計を大きくすることかできる。

■・＼ルトプレス脱水機、フィルクープレス脱水機では
Ｐ布からの剥離性が良好て、ＳＳの回収上か高く、また
高圧圧搾による脱水か可能で、含水率を極めて低くする
ことができる。

■カチオン性およびアニオン性高分子凝集剤の添加量の
許容範囲か広く、また添加量の比の許容範囲も広いため
、実際の処理における添加量の調節か容易である。

■汚泥性状の変動に対して、安定した脱水処理効果を得
ることかできる。

次に本発明の実施例について説明する。各実施例におい
て使用した桑剤は表−１に示す通りである。

表−１ ※　キトサンと同量の酢酸を添加して水溶液とし物性を
測定した。

表−１におＣフるポリメチルアクリレ−１・の部分加水
分解物は、メチルアクリレートを、師り媒として過硫酸
カリウム、乳化剤さしてラウリル硫酸ナトリウ１１およ
びポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル（オキシ
エチレンの刊加モル数約２０）を用い、水溶媒てＮ２気
流下３５°Ｃて乳化重合させ、生成したポリメチルアク
リレートの乳化液に水酸化ナトリウムを加えて、６０’
Ｃて加水分解反応を行い、反応後、反応混合物を大量の
メタノールに滴下し、析出したポリマーを精製乾燥した
ものである。なお加水分解率は反応時間により調整した
。

実施例１ 食品工場廃水の活性汚泥処理における余剰汚泥（ｐ！−
１７，１、ＳＳ：１．１３乞ＶＳＳ　：　７４％対ｓｓ
）を２００　ｍｌとり、表−１のカチオン性高分子凝集
剤を添加して撹拌機（２枚平羽根月こより５０　Ｄ　ｒ
　ｐ　ｍて３０秒間第１の撹拌を行い、次いで表−１の
アニオン性高分子凝集剤を添加して同撹拌機により２５
Ｏｒｐｍで２０秒間第２の撹拌を行い、生成したフロッ
クを１００メツシユナイロンＰ布を敷いたフフナーロー
ト上に注き、１０秒後のＰ液量を測定した（ヌソチェテ
スト）。またｒ過後の汚泥を１５１採欧し、ヘル）−プ
レス型脱水機用Ｐ布（ポリエステル、杉、綾織）およＯ
・スボ／ンではさみ、０、５　’（ｐ　／　ｃｍの圧力
て６０秒間圧搾したのちの汚泥のクーキ含水率を測定し
た（プレステスト）。結果を表−２に示す。試験番号を
○て囲んだものは実施例を示す。

表２の結果より、アニオン性高分子凝集剤としてポリメ
チルアクリレートの部分加水分解物（ＡＩ）を用いた場
合は、他のアニオン性高分子凝集剤を用いた場合よりも
効果かよいことかわかる。また、同じＡＩを用いた場合
は、カヂオン性高分子凝集剤としてキトザンを用いた場
合の効果か優イ″１７ていることかわかる。

実施例２ 下水の生物処理における余剰汚泥と初沈汚泥の混合？”
ｊ　＊Ｉｉｇ　、（１””　６”、ＳＳ：１．５４％、
Ｖ　Ｓ　Ｓ　：　８３．１　％対ＳＳ　）について実施
例１と同条件て試験した結果（試験Ｎｏ、　Ｉ〜６）お
よび第１撹拌の回転数および撹拌時間を変えて第１の撹
拌後のフロック径を変化させたほかは同条件で試験した
結果（試’！４９　Ｎ。

７〜１０）を表−乙に示す。

表−３の結果より、アニオン性高分子凝集剤としてポリ
メチルメククリレ＝１・の部分Ｊｊ（＋水分解物（Ａｌ
ｌ　）を用いた場合は、他のアニオン１住高分子凝集剤
を用いた場合よりも効果かよいことかわかる。

また第１の撹拌としてフロック径か２　ｍｍ以下となる
ような強１’ｌ：Ｌ打を行うと脱水性か改善されるこ吉
かわかる。

代理人　弁理士　柳　原　　　成

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）有機汚泥に、カチオン性高分子凝集剤を添加して
   第１の撹拌を行い、次いてアニオン性高分子凝集剤を添
   加して第２の撹拌を行い、生成したフロックを脱水する
   方法において、アニオン性高分子凝集剤として、アクリ
   ル酸またはメタクリル酸を５０モル係以上、アクリル酸
   またはメタクリル酸の炭素数１〜４のアルキルエステル
   を５０モル％未満含む高分子重合体を用いることを特徴
   とする汚泥脱水法。 （２）高分子重合体はアクリル酸またはメタクリル酸の
   炭素数１〜４のアルキルエステルの単独重合体を部分加
   水分解したものである特許請求の範囲第１項記載の汚泥
   脱水法。 １ろ）高分子重合体はアクリル酸またはメククリ酸と、
   アクリル酸またはメタクリル酸の炭素数１〜４のアルキ
   ルエステルとの共重合体である特許請求の範囲第１項記
   載の汚泥脱水法。 （４）　　アクリル酸またはメタクリル酸のモル係は５
   ５〜８５％である特許請求の範囲第１項ないし第６項の
   いずれかに記載の汚泥脱水法。 （５）第１の撹拌は２　ｍ、ｍを越えるフロック径を有
   するフロックか生成しないような強い撹拌である特許請
   求の範囲第１項ないし第４項のいずれかに記載の’Ｆ５
   泥脱水法。 （６）　　カチオン囲高分子凝集剤はキ１−サンである
   特許請求の範囲第１項ないし第５項のいずれかに記載の
   汚泥脱水法。 （７）　　有機汚泥は、汚水を生物処理して発生ずる余
   剰汚泥または、余剰汚泥と他の汚泥との混合汚泥である
   特許請求の範囲第１項ないし第６項のいずれかに記載の
   汚泥脱水法。