JPS5987098A - 汚泥の真空脱水方法 - 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】 本発明は汚泥の真空脱水方法に関するものである。さら
に詳しくは、汚泥に可燃性の汚泥脱水助剤を加えて、効
率よく脱水する新たな真空脱水方法に関するものである
。

汚泥の真空脱水に脱水助剤として塩化第二鉄、消石灰な
どの無機凝集剤を用いる方法は、脱水ケーキの焼却に多
量の燃料を必要とし、また焼却灰分も多いなどの問題を
有するので、このような問題を有しない高分子凝集剤の
使用が検討されている。しかし脱水ケーキ含水率および
炉布との剥離性の問題があり、実際上普及していない。

このため高分子凝集剤と繊維たとえばオガクズなどとを
単に混合、併用する方法もあるが、脱水ケーキ含水率お
よびＰ布との剥離性が無機凝集剤の場合にくらべて悪く
、その他使用に手間がかかる、保管、輸送に大型の設備
を要する、安定した効果が得られないなどの問題があっ
た。

本発明者らは上記問題点の解決を目的に鋭意検討した結
果１本発明に到達した。すなわち本発明は有機性の繊維
質物とカチオン性高分子凝集剤との混合体を密度０．８
　ｇ／Ｃｍ以」−に加圧成形したものを汚泥に添加し、
フロック径を５ｍ＋η以下に調整し　　′真空脱水する
ことを特徴とする汚泥の真空脱水方法である。

本発明において有機性の繊維質物（以下単に繊維という
）としては天然繊維（セルロース系のものたとえば木綿
、オガクズ、ワラなどおよびその他の草炭、羊毛など）
１人造繊維（セルロース系のものたとえばレーヨン、ア
セテートなど）１合成繊維（ポリアミド、ポリエステル
、アクリルなど）およびこれらの二種以上の併用系があ
げられる。これらのうちで好ましいものは、セルロース
系の天然繊維（オガクズ、木綿、ワラ）および草炭であ
る。

また繊維の形態としては粉末状；繊維状たとえば単繊維
（通常１００デニール以下の太さのもの）を切断したも
の、繊維を複数本集束し適当な集束剤で処理して切断し
たもの、繊維を複数本集束しよって糸状にして切断した
もの、その細織布、不織布、編状布などを裁断したもの
、あるいはそれをほぐしたものなどがあげられる。繊維
の長さはとくに限定されないが１通常ＯＯ１〜５０１ｎ
ｌ１１　＋好ましくは０１〜８０ｍｍである。

なおパルプについては本出願人が昭和５７年１０月コア
日付で特許請求（発明の名称：汚泥の↓゛↓空脱水法）
しており、本発明における繊維から除く。

本発明におけるカチオン性高分子凝集剤は一般に使われ
る市販のものでよく、たとえばポリアクリルアミドのカ
チオン変性物（マンニッヒ変性物。

ホフマン変性物など）キトサン、ポリビニルイミダシリ
ン、ポリジアリルアミン、ポリエチレンイミン、ポリビ
ニルピリジン、カチオン化デンプン。

エピクロルヒドリン−アミン縮合物、３級窒素含有〔メ
タ）アクリレートもしくは（メタ）ア゛り１）ルアミド
と酸との塩（共〕重合体、４級窒素含有（メタ）アクリ
レートもしくは（メタ）アクリルアミド（共）重合体お
よびこれらの二種以上の混合物があげられる。

８級窒素含有（メタ）アクリレートもしく（よ（メタ）
アクリルアミドと酸との塩（共）重合体および４級窒素
含有（メタ）アクリレートもしくは（メタ）アクリルア
ミド（共）重合体としては特開昭５４−１０２８８８号
公報に記載のものがあげられる。具体的には一般式 （式中、Ａは酸素原子またはＮＨ，Ｂは炭素数１〜４の
アルキレン基、炭素数２〜４のヒドロキシアルキレン基
またはフェニレン基＋ＲＩはＨまたハメチル基、　Ｒ２
，’Ｒ３，Ｒ４はＨ、アルキル基またはアラルキル基、
Ｘｅは対アニオンを示す。）で示される単位を有する水
溶性（共）重合体があげられる。

具体的にはジアルキルアミノアルキル（メタ）アクリレ
ート類（ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート、
ジエチルアミノエチル（メタ）クリレート、３−ジメチ
ルアミノ−２−ヒドロキシプロピル（メタラフリレート
など）、ジアルキルアミノアルキル チルアミノエチル（メタ）アクリルアミド、３−シメチ
ルアミノー２−ヒドロキシプロピルアクリルアミドなど
）なｆ−機酸塩（塩酸塩，硫酸塩。

など）有機酸塩（酢酸塩など）まｔこは４級化剤！ （塩化メチル、ジメチル硫酸，塩化ベンジルなど）によ
る第４級アンモニウム塩の（共）重合体；およびジアル
キルアミノアルキル（メタ）アクリレアクリルアミド類
の無機酸塩，有機酸塩または４級化剤による第４級アン
モニウム塩と他のビニル単量体〔（メタ）アクリルアミ
ド、ソージメチルアクリルアミド、アクリロニトリル、
スチレン。

酢酸ビニルなど〕などとの共重合体およびこれらの二種
以上の混合物があげら１１．る。

これらの中で好ましいものはポリアクリルアミドのマン
ニッヒ変性物，ポリビニルイミダシリンノン。

キトサン、ポリジアリルアミン、８級窒素含有（メタ）
アクリレートもしくは（メタ）アクリルアミドと酸との
塩（共）重合体および４級窒素含有（メタ）アクリレー
トもしくは（メタ）アク−ノルアミド（共）重合体であ
る。

さらに上記カチオン性高分子凝集剤のうち，その固有粘
度〔η〕ｄｅ／ｙＣ以下、〔η〕で表わす）とコロイド
当量値Ｃ　ｍｅｑ／ｇ（以下、Ｃで表わす）と力（式 ％式％） Ｃ式中，Ｃ〉０、〔η〕〉０であり〔η〕は３０℃のＩ
Ｎ−ＮａＮ（１＋水溶液中で測定する）で示される範囲
のものがよい。〔η〕が」二記範囲外では汚泥に添加混
合して脱水した場合，十分な脱水効果が得られなＬ）。

本発明においてカチオン性高分子凝集剤は粉末状のもの
が好ましいが、繊維とカチオン性高分子凝集剤との固体
状の混合体を与える範囲で水溶液状またはエマルジョン
状の凝集剤（濃度は通常２重量％以上１好ましくは２０
重里％以上）を使用することもできる。

カチオン性高分子凝集剤と繊維の混合比率はとくに限定
されず目的汚泥に合わせて任意に選ぶことができるが、
重量比で通常１：０１〜１ｏｏｏ　、好ましくは１：５
〜１００である。繊維が旧未満では汚泥に添加して脱水
した後のケーキのＰ布剥離性が悪２００％、好ましくは
１０〜１００％であり、カチオン性高分子凝集剤（固形
分）は通常０．０５〜２％、好ましくはｕ〜１．５％で
ある。

本発明において繊維とカチオン性高分子凝集剤（以下凝
集剤ともいう）の混合体中には任意成分として公知の瀘
過助剤（ＷＩ粉炭、ベントナイト。

ケイソウ土、カオリン、セライト、活性白土など）分散
剤（界面活性剤、無機塩など）などを繊維に対して優位
でない量含有させることもできる。界面活性剤としては
公知のアニオン性、カチオン性両性および非イオン性の
ものが使用できるが、カチオン性と非イオン性の界面活
性剤が好ましく１長鎖アルキルアミンの１〜３級塩、ま
たは４級アンモニウム塩などのカチオン性界面活性剤が
さらに好ましい。無機塩は任意のものでよく、とくに限
定されずたとえば食塩、ボウ硝、硫安などがあげられる
。

本発明において混合体中の繊維と凝集剤の合計量は通常
５０重量％以上、好ましくは６０重量％以上である。

繊維ＱＯと凝集剤（Ｉ３）との混合体には囚と（Ｂ）と
の混合物および（イ）と［有］）との複合物が含まれる
。（イ）と（Ｉ３）との混合物を得る方法としては粉末
状または繊維状の（５）と（Ｂ）とを機械的混合装置（
ナウターミキサ−、リボンミキサー、コニカルブレンダ
−、モルタルミキサーなど）で混合する方法、特開昭５
６−８９８８９号または特願昭５６−１０８８０４号記
載の方法〔吸水性樹脂に代えて（Ｂ）を用いる〕で混合
する方法があげられる。また（イ）と［有］）との複合
物を得る方法としては粉砕した（イ）をシート上に積層
した−にに（Ｂ）または（Ｂ）と粉砕した（イ）の混合
物を散布し、さらにその上に粉砕した（２）をンート状
に積層する方法があげられる。

得られた混合体は密度０３ｇ／ｃ＋η３以上に加圧成形
される。この加圧成形物をさらに経済的に運搬、保管す
るという点を考慮すると密度は好ましくは０．５　ｇ／
ｃｍ’以上、さらに好ましくは０．７　ｇ／ｃｍ”以上
である。密度が０３ｇ／ｃｍ３未満の場合は汚泥に添加
して脱水したとき、脱水ケーキの含水率が十分に低下せ
ず、またケーキがＰ布から剥離しにくい。

加圧成形する方法としては混合体を″帛ａ１１１下型の
中でペレット状に加圧成形する方法および常温下シート
状、棒状またはブロック状に加圧成形したのち、適当な
大きさに裁断または粉砕する方法があげられる。上記に
おいて加圧は加温（たとえば２０〜３００℃）、加湿（
たとえば６０〜１００％）下行っても差支えない。

加圧成形時の圧力は得られた加圧成形物の密度が０．８
　ｆ　／ｃｍ３以上になるような圧力であればよく繊維
の種類、形態、性質などに合わせて適当に選ぶことがで
きるが、通常１〜５００　ｋ　’／ｃｉｎ２を好ましく
は１０〜８００　ｋ　ｆ／ｃｍ２である。加圧、成形は
ロールプレス機、油圧プレス機、スクリュープレス機な
どを用いて行うことができる。

得られた加圧成形物の形状は任意でよく、たとえば球形
状１円筒状、立方体状１直方体状１円錐状、角錐状、棒
状などの種々の形状があげられる。

大きさは加圧成形物の最短径の長さが通常１０ｃｍ以下
、好ましくはｇｃｍ、以下になるような大きさである。

最短径が１０ｍｍより長いと汚泥に添加したとき、脱水
助剤の分散に時間がかかり、短時間でこのようにして得
られた加圧成形物は汚泥に添加され、汚泥を脱水する場
合の脱水助剤として使用される。−−′５１、　　　　
、　−二　５１５、−一一−゛ 脱水助剤を汚泥に添加するに際し、対象となる汚泥は下
水、し尿、工場廃水などの生汚泥；活性汚泥、消化汚泥
、凝集沈降汚泥またはそれらの組合せによる混合汚泥な
ど如何なる汚泥であってもよいが、微生物処理で得られ
る汚泥（活性汚泥。

消化汚泥など）を含有し汚泥中の有機分が固形分光す４
０重量％以上、かつ汚泥中の有機性繊維分が２０重量％
以下である難濾過性の汚泥がとくに有効である。

ハエ０〜１００重量％、とくに好ましくは１０〜６０重
量％である。添加量が５％未満では脱水効果が不十分と
なり、逆に２００％を越えると不経済になる。

脱水助剤の汚泥への添加方法は直接汚泥へ添加する方法
および脱水助剤を一旦水と混合分散してスラリー状にし
たのち汚泥に添加する方法があげられる。脱水助剤を汚
泥に添加する前後まｔコは同時に無機塩、界面活性剤な
どの分散剤を添加して、該脱水助剤の分散を一層早める
ことも可能である。

本発明における脱水助剤は汚泥に添加され、フロック径
を５ｍｍ以下、好ましくは８ｍｍ以下に調整される。フ
ロック径の調整の一つの方法としては脱水助剤を汚泥へ
直接添加混合して通常攪拌または緩攪拌（たとえば３０
〜８００　ｒｐｍ未満、１０〜１８０秒）を行ってフロ
ックを形成させ、次いで一旦形成したフロックを強攪拌
（たとえば８００ｒｐｍ以上、１０〜１０００秒）して
フロック径５ｍｍ以下、好ましくは８曲η以下に破壊す
る方法があげられる。撹拌（通常攪拌、緩攪拌１強攪拌
などうの方法は任意の方法（二枚羽根攪拌機、カイ型攪
拌棒を備えた攪拌機、佐竹式攪拌機など使用する方法）
でよく、とくに限定されない。一旦形成したフロックを
破壊することにより、脱水後のケーキ含水率がさらに低
下し、Ｐ布へのケーキの付着量も増加しく汚泥処理速度
が増大する。）また、ケーキの１布からの剥離性もよく
なる。また別のフロック径の調整方法としては最初から
フロック径が５ｍｍ以下、好ましくは８ｍｍ以下のフロ
ックが生成するように。

対象汚泥の種類を考慮して脱水助剤の組成、添加量ある
いは汚泥へ添加後の攪拌条件（攪拌速度および攪拌時間
）などを調整する方法をとることもできる。

脱水助剤を汚泥に添加した場合のフロック径が５ｍ＋７
１より大きい場合は脱水後のケーキ含水率が十分に低下
せず、Ｐ布へのケーキ付着量も少ない（汚泥処理速度が
小さい）。

次いで脱水が行われる。この場合、真空脱水機を用いて
脱水される。用いられる真空脱水機としてはオリバーフ
ィルター、ベルトフィルター、ドラムフィルター、プリ
コートフィルターなどがあげられる。

脱水されたケーキは公知の方法で焼却などされる。また
コンポスト化（肥料化）することもできる。

本発明の方法は凝集剤の水溶液中に繊維などを混合懸濁
した液を汚泥に加える方法または水に繊維と凝集剤とを
混合したものを汚泥に加える方法、さらに凝集剤と繊維
を別々に汚泥に添加する方法などにくらべて、予期に反
して犬［１］に脱水性能が向上（脱水ケーキの含水率の
低下およびＰ布との剥離性の向上）するという効果を奏
する。また。

凝集剤と繊維を加圧成形したものは高密度であるため、
保管、輸送を効率よく経済的に行なうことができるなど
の利点を有する。

また、従来の無機凝集剤を用いた真空脱水方法を１廻る
脱水効率（脱水ケーキ含水率の低下、Ｐｍとの剥離性の
向」二）を得ることができる。しかも無機凝集剤の方法
の重大な欠点が解決され、脱水ケーキは可燃性に富み、
焼却時の燃料が大巾に少なくてすみ、焼却灰分の生成量
も大［１］に少なくなった。また脱水ケーキのコンポス
ト化（肥料化）も容易となった。このため本発明は実用
上極めて高い価値を有する。

以下、実施例および仕較例により本発明をさらに説明す
るが、本発明はこれに限定されるものではない。

実施例１および比較例１ オガクズとメタクロイロキシエチルトリメチルアンモニ
ウムクロライドポリマー（以下、ＭＥＴＡＣポリマーと
称す。（Ｖ）　＝　５．Ｏｄ　（１／９　、　Ｃ＝　４
．８ｍｅｑ／ｆ　）にり粉末とを表１の配合割合で混合
し、室温下、油圧プレス機で１５０ｋｆ／ｃｍ２に加圧
して、所定の大きさのペレットを作成した。

８００ｍｅのビーカーに採取したＡ重下水処理場の混合
生汚泥２００ｇ（固形分２．８重量％、有機分６５１重
量％、繊維分４．８重量％）に上記で作製したペレット
を加えて、カイ型攪拌棒を備えた実験用小型攪拌機を用
いて２５Ｏｒｐｍで３０秒間攪拌して−１フロックを形
成させ、次いで５００ｒｐｍで２分間攪拌して、先に形
成したフロックを破壊した。市販の真空脱水用Ｐ布を装
着した内径８．５ｃｍの小型リーフを上記で調製したビ
ーカーのフロック中に浸し、−４５０ｍ　ｍＨＩの減圧
下に真空１過を開始した。炉液が６０ｍ１？流出するま
での時間（秒）を測定したのち。

直ちにビーカーからリーフを取り出し、逆さく上向き）
に立て、さらに−４５０ｍｍＨＦで２分間吸引した。Ｐ
布上に付着したケーキの厚さくｍｍ）、ケーキ含水率（
重量％）、？Ｆ布との剥離性、さらにＰ液の清澄性を測
定した。試験結果を表１に示す。

比較例１として、実施例１．と同様の方法で、汚泥に何
も加えないもの、オガクズのみのペレットを加えたもの
、高分子凝集剤のみを加えたもの。

ペレットにすることなく、そのまま汚泥に添加したもの
、塩化第二鉄と消石灰を添加したものについての試験を
行ない、その結果を表１に併記した。

表　　　１ 表１（続き） ＊１脱水後のケーキの剥離性 良・・・ケーキがほぼ完全に剥離し、１′５布の目詰り
もない。

可・・・剥離が不十分で、若干ケーキが炉布上に残る。

一部炉布が目詰りしている。

不可・・・剥離後、相当量のケーキが炉布上に残る。

１布のほぼ全域が目詰りしている。

＊２．ｉｐ液の清澄性 良・・・ケーキの流出がほとんど見られない。

可・・・ごく僅かにケーキがＰ液中に流出している。

不可・・・ケーキがＰ液中に流出している。

＊１．　＊２は以下の実施例および比較例においても同
様 実施例２および比較例２ 各種の繊維とＭＥＴＡＣポリＶ　＝　（〔η］＝５．Ｏ
ｄ＋１’／ｇ。

Ｃ＝４．８ｍｅｑ／ｇ）粉末を表２の配合割合で混合し
たものを型に入れ、室温上油圧プレス機で１５０ｋｇ／
ｃｍ２に加圧して、底辺の一辺の長さ１．５　ｃ　ｍの
直方体状ペレットを作成した。実施例１と同じ汚泥を用
い、同様の真空脱水試験を行なった。試験結果を表２に
示す。

比較例２として、実施例２と同じ方法で、繊維のみのペ
レットを汚泥に加えたもの（ペレットの大きさ最長径１
．５ｃｍ　）およびＭＥＴＡＣポリマーのみを０２％水
溶液として汚泥に加えたものについて、それぞれ真空脱
水試験を行ない、その結果を表２に併記した。

表　　２ 表２（続き） 実施例３ オガクズと各種カチオン性高分子凝集剤を表３の配合割
合で混合し、ローラーで１５０ｋｆ／ｃｍ２に加圧して
一１コ２０ＣＩｎ、厚さａｍｍのシートを作製し。

次いで１．５Ｃｎｌ角に裁断してペレットとした。これ
を約２０倍の水に分散させ、必要量を実施例１と同じ汚
泥に添加したのち、カイ型攪拌棒を備えた実験用小型攪
拌機を用いて、　５００ｒｐｍで３分間攪拌しｔこ。

以下、実施例１と同様の真空脱水試験を行なった。試験
結果を表３に示す。

表　　　３ 手続補正書 昭和５８年−月チ日 特許庁長官　若杉　和　夫　殿 ■　事件の表示 昭和５７年持許願第　１８９８６４　　号２　発明の名
称 汚泥の真空脱水方法 ３、　補正をする者 事件との関係　　特許出ｊ頗人 居　所　　京都市東山区−橋野木町１１番地の１名　称
　　（２２８）三洋化成工業株式会社代表者　前　１）
　常　− ４補正命令の日付 ７、　補正の内容 タイプ浄書した明細書（ＩＩ−２頁を補充いたします。

（内容に変更なし） 脱水助剤を汚泥に添加するに際し、対象となる汚泥は下
水、し尿、工場廃水などの生汚泥；活性汚泥、消化汚泥
、凝集沈降汚泥またはぞれらの組合せによる混合汚泥な
ど如何なる汚泥であ−っでもよいが、微生物処理で得ら
れる汚泥（活性汚泥。

消化汚泥など）を含有し汚泥中の有機分が固形分光す４
０重量％以上、か・つ汚泥中の有機性繊維分が２０重量
％以下である難沖過性の汚泥がとくに有効である。

本発明における脱水助剤の汚泥への添加量は汚泥の固形
物に対し通常５〜２００重量％、好ましくは１０〜ｌＯ
Ｏ重量％、とくに好ましくは１０〜６０重量％である。

添加量が５％未満では脱水効果が不十分となり、逆に２
００％を越えると不経済になる。

脱水助剤の汚泥への添加方法は直接汚泥へ添加する方法
および脱水助剤を一旦水と混合分散してスラリー状にし
たのち汚泥に添加する方法があげられる。脱水助剤を汚
泥に添加する前後または同時に無機塩、界面活性剤など
の分散剤を添加量　　続　　補　　ｉＴ：　　　円 ｎｏｕｎ　５　（３＜ｔ　Ｉ　２　ｎ　Ｉ＋＋コ特訂庁
艮官　ｎ杉和夫　殿 １　、　＋１ｓ１１の表示 １１１１川５７１Ｎ°ｒａ’ｆＦｉｎ第１８９８６４号
２、ざｔ明の名称 ｉＩｉ泥の１’Ｂ空１１１（水力法 ３、１１ｉｉ「をりる者 事１’ｌとのＩｙＩ係　　特許出願人 届所　　京都市東山１ｇ−橋野木町１１番地の１自　　
発 ５、補１「にＪ、り増加マる発明の数 ６゜ ７、補１１の内容 別紙のとおり １、願書を特許法第３８条ただし書の規定による特ｊ、
Ｉｔ出願にＫＪ正りる。（特ｆ＋Ｔ請求の範囲に記載さ
れ／、：発明の数２） ２、明ＩＩｌ内第１頁特も′１請求の範囲を２、右目性
の織肘［質物どカヂＡン性＾分子凝集剤とのｉｌ１合体
を密度０．３４？　／　ｃｎＦ以−１に加圧成形したも
のを）ｒｌ泥に添加しフロック径を５ｍｍ以下に調整し
真空Ｉｌｌ　Ａ＜りることを特徴とリーる）η泥の真空
１１））ホゾ５１人。Ｊどｎ１ｉＥ　’？ｌる。

３、Ｉｉ’ｉｌＦ＋、１ｒｉｌ　ｎ、１１１１ｉノｌ貞
空ｎ（ン水ｊｊ　Ｆ７ｉ　、１　’４ｉ：１真空脱水用
助剤およびｎｉｊホｌｉ法ＪどＲ１正りる。

４−１ｉ’ｌ　Ｆｔ、同頁、第１２〜１３１１の１ｉす
燃１りの汚泥１１２水助剤を」をｒｌり除りる。

５、回内、同頁、第１３−１４１１のｌ　新ｋｆ、Ｋ　
、ｌと［真空Ｍｌ　水／ｊ　’７１　Ｊ　’７）　Ｄ”
ｄ　Ｌ　Ｉ可４ＩＡ１’Ｉ：　０）　ＪＮ　空１１１２
水用助剤＋１５よびＪを挿入づる。

６、回内、第２頁、第９〜１０行の１木１ｎ　１１１１
　＊ｊＬ　Ｊ　、にＦ有機性Ｊの間に［右ｎ性の用肩１
質物とカブ−メン牲高分子凝集剤どの混合体を密度０．
３ｇ／Ｃ／以十に加圧成形したものからなることを特徴
とづる）を泥の真空１１１２水用助剤（第−発明）（！
ン、１、び」を挿入する。

７、同書、同頁、第１４〜１５行の［真空ｔｉ１１水／
ｊ法」ど「ｅあるＪの間に「（第二発明）」を抑入りる
。

Ｉ３　　同書、第１２頁、下から第３行のＬ本発明の１
と「方法］の間に「助剤を用いる」を挿入りる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、有機性の繊維質物とカチオン性高分子凝集剤との混
   合体を密度０．３　ｆ　／ｃｍ３以上に加圧成形したも
   のを汚泥に添加しフロック径を５ｍｍ以下に調整し真空
   脱水することを特徴とする汚泥の真空脱水方法。