JPS6036839B2 - 下水スラツジの処理方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、汚泥ケーキまたはスラッジケーキの粒子寸
法および含水率を減少させ、スラッジケーキをＮ−メチ
ロール尿素溶液と接触させてスラッジケーキを消毒し、
スラッジ粒子を燈拝しながらＮ−メチｏ−ル尿素溶液と
スラッジケーキとを反応させて粒状反応生成物を与え、
生成物を乾燥して粒状の高窒素、無臭肥料または動物飼
料添加物を与えることよりなるスラッジのフィルターケ
ーキの処理法および装置を提供する。

最近、水を水質学的環境に再循環する前に、使用済の水
を予備処理しすべての汚染物を除去するように自治体お
よび産業界に対する中央および地方政府による要請は増
大している。

多くの使用中の水処理装置が存在し、膨張した物質を除
去するその効率は改善されているので、次の主な問題は
使用水処理装置から沈澱した固形物の最終的廃棄に関し
ている。このような処理装置か・ら集めた団体物質は、
有用な回収可能な天然資源として潜在的価値を有してい
るが、その回収した形態は市販できるものでない、今世
紀中頃の転換期までか、天然有機物（現在廃棄物と称す
るもの）は窒素肥料供給源の大部分を占めていたが、現
在このような物質供給量は全市場の１％以下である。

その理由は、現在の肥料は肥効窒素が高く、粒状で無臭
であるが、一方天然有機物質はいまいま低窒素で、ほこ
りっぽくかつしばいま悪臭の問題を与えることである。
廃水処理装置から集めた固体物質は、普通汚泥と称され
、その最終形状は約１２〜５０％の固形分および残りの
水を含むフィルターケーキである。

標準的な廃水処理では、汚泥排出物は一次沈降または沈
澱用タンクに入り、そこで固形物の大部分は集められて
から消化装層に移されそこで設定された環境条件に応じ
て１なし、し３ケ月間嫌気性バクテリアによる作用に付
する。消化装置の副産物はメタンガスで回収してェネル
ギ−源として用いられる。得られる消化した汚泥（約９
２〜９５％の水を含む）は、普通は脱水工程に送って含
水量を約７０なし、し５０％に減少させる、場合によっ
ては、生物学的汚泥は、脱水後８８％もの多量の水を含
み固形分は僅か１２％である。

この脱水工程に種々の方法が用いられ、例えば遠心脱水
、真空炉過およびサンド炉過床である。これらのすべて
の方法は特有の利点を有して特定の分野でこれらの使用
を決定している。しかし、これらは一つの共通の問題を
有し、湿潤フィルターケーキはそのままの物理的形態で
は実用的価値を有せずかつ伝染病の問題がある。肥料用
汚染および他のキャリャーの肥料価値を強化するために
、尿素およびフオルアルデヒドが各種の技術および異な
る条件の下でその中に配合されてきた（例えば米国特許
第３０７３６９３，３２２６３１８，３２３１３６およ
び３６５５３９５号明細書参照）。

しかし、これらの方法は、肥料または動物飼料添加物と
して用いるのに通した消毒した粒状、高窒素、ほこりの
出ない製品に汚泥フィルターケーキを直接変換する技術
に関するものではない。この発明は汚泥物質の処理方法
およびこれから得られる製品に関している。特に、この
発明は廃フィルターケーキ汚泥物質から粒状、高窒素無
臭の肥料および動物用飼料添加物を製造する方法に関し
ている。この発明は米国特許出願第１９６７６５号（１
９７１年１１月８日出願）の改良、拡張に関している。

前記米国特許出願は、不衛生な汚泥物質をＮ−メチロー
ル尿素で消毒して生成物に脱臭効果を与えることに関し
ている。この発明は、殺菌消毒、部分乾燥、粉砕した汚
泥ケーキ物質とメチロール尿素との反応により粒状、高
窒素、無臭の肥料、動物飼用料添加物または類似物を連
続的かつ経済的に製造する方法および装置を提供する。
この発明により、汚泥物質を消毒するメチロール単量体
を含む酸性縮合性プレポリマー溶液は、固体粒子の粒状
化をするような水分含有量の固体物を作るような条件下
で縮合または重合しながら汚泥物質と反応することが判
明した。

このような処理条件下で得られる粒状生成物は、肥料ま
たは動物飼料添加物として特に有用である。本発明の実
施において有用なスラッジ物質は、産業上の下水スラッ
ジまたは家庭下水スラッジのような下水処理工場からの
不衛生なスラッジフィルターケーキ物質からなる。

本発明の好ましい成分は、家庭の下水スラッジ、市販の
尿素（４５〜４６％Ｎ）およびホルムアルデヒド（３７
％）である。

しかしながら、これれらの代わりに他の物質も本発明の
本質を変更することないこ用いられることができる。例
えば産業上の廃棄スラッジが家庭の下水スラッジと置換
する。本発明で使用する代表的タイプのスラッジケーキ
は、セルロースおよび紙工場からの活性スラッジタバコ
廃棄スラッジ、牛、馬、ひつじ、豚およびにわとりから
の動物廃棄物であり、一方満足すべき結果は生のすなわ
ち非消化都市下水フィルターケーキを使用して又得られ
た。本発明の実施において、縮合可能なメチロール−尿
素溶液は、好ましくは、尿素とホルムアルデヒドとを反
応させプレポリマ−のＮ−メチロール尿素溶液を形成さ
せ、そしてその反応の後、調節された分解または溶解特
性を持った生成物を提供するように特定の時間内でこの
ような溶液とスラッジとを反応させることによって製造
される。

典型的には、そのプレポリマー溶液は、モノおよびジＮ
ーメチロール尿素の混合物を含んでいる。４５〜４６％
窒素を含む市販の尿素が好ましいけれども、それは、或
る種のメラミン、フェノールまたはそれの水溶性重合体
成分によって置換できる。

尿素の濃縮溶液は、ホルムアルデヒドの濃度の増加に対
応して使用できる。ホルムアルデヒド（３７％）の代わ
りに所謂「尿素−ホルムアルデヒド濃縮物」が使用でき
る。これらの市販の生成物は、普通６０％ホルムアルデ
ヒド、２５％尿素および１５％水分を含んでいる。さら
にパラホルムアルデヒド、クロトンアルデヒド、アセト
アルデヒド、フ。ロピオンアルデヒドおよび／またはホ
ルムアルデヒド生成剤のような他のアルデヒドも使用で
きる。水素イオンは、重合工程において得られたポリマ
ー結合内でＨＣＯＨをメチレン（Ｃ比）基に転換させる
ために必要であることがわかった。

硫酸、塩酸またはリン酸のような強鉱酸の形のイオンを
添加することが普通必要であり、しかし、酢酸、乳酸ま
たはそれらの混合物のような有機酸も使用できる。水素
イオン濃度を調節する他のおよび好ましい方法はプレポ
リマーのメチロール−尿素溶液の添加前に固体物質にア
ンモニウム−塩酸を添加することである。

又このような塩の選択は容易であり、例えば硝酸アンモ
ニウム、硫酸アンモニウム、ホゥ酸アンモニウム、塩化
アンモニウム等が使用できる。しかしながら、好ましい
塩は、硫酸アンモニウム、リン酸（モノまたはそれらの
塩基）アンモニウムである。なぜならこれらは最終生成
物の肥料価値を高めるからである。ｐＨを調節するため
のアンモニウム塩の添加は、その反応用の十分な水素イ
オンを供給し、そして一度形成された重合体の安定性を
高める作用をなすへキサメチレンテトラミンを形成させ
る効果を有する。

代表的な例として硫酸アンモニウムを使用する場合、そ
の反応は昨日２０（水性）十州日４）２０Ｓ４→Ｃ６日
２Ｎ４十日２Ｓ０４（Ｈ＋供与体）下水スラッジまたは
他の担体に尿素−ホルムアルデヒドを添加するための前
に記載した方法において、重合中のｐＨ調節は、典型的
には最良の結果を得るためｐＨＩ〜３に保持される。

その得られた混合物は、その重合体の架橋重合体を防ぐ
ためにそれから中和される。本発明の目的達成のため、
その重合工程中の反応体のｐ則ま、３．５〜５．０、好
ましくは４．０〜．５に保持される。

このようなｐＨ限定はその最終生成物の中和を不必要に
し、そのため追加の工程及び中和剤の使用が避けられる
。そのスラッジケーキ物質に加えられるべきプレポリマ
ーの物理的及び化学的特性は重要であり、そして下記の
通りである：１ それらがスラツジ中に容易にスプレー
できるよう溶解又は分散形でなければならない。

２ それらは、４０〜７０ｑｏの比較的低温、および高
ｐＨ（４．０〜４．５）で容易に重合可能でなければな
らない。

３ 重合の後それらは固体の外観を有し、そして処理さ
れるべきスラッジより相当に高い固体対水分比を有しな
ければならない。

例えばスラッジケーキ中の固体対水の比が１対３〜１対
１の間であるならばその重合可能な固体対水の比は少な
くも３対２であるべきである。４ 得られた重合体は比
較的低分子量、例えば３００以下でければならず。

好ましくはそのスラッジの成分との共重合、ブロック重
合を起さない直鎖状重合体である。ある場合、ＣＱ基の
数は５以下そして好ましくは３〜４であり、そしてＣＨ
２基は末端には存在してはいけない。一般に、上記の特
性を有するプレポＩＪマーの最良の製造方法は、本発明
者のコーベンディング米国特許出願第１９６７６５号に
開示されている。例えば、当該出願においては市販の３
７％ホルムアルデヒドの一部をトリェタノールアミンに
よってＰＨ８．０にまで中和し、そして、この混合物に
対し窒素含量が４６％の市販のべレット状尿素の一部を
加えることから成っている。溶液は５℃の温度にまで冷
却できる。その後、溶液を穏やかに３０ｑ０にまで加熱
する。この温度では尿素はホルムアルデヒドと共に溶液
状である。それから１０分経過後、溶液の温度を６０ｏ
ｏにまで上昇させる。この温度はスラッジと反応させる
のに適当な温度である。本発明を説明する目的で、家庭
から排出されたスラッジ物質についてＮーメチロール尿
素溶液による処理を述べる。図１に示した様に、本発明
の方法は、市販のべレット状尿素１０をサージビン（ｓ
ｕｍｅｂｉｎ）の様な原料タンクから調節可能な重量計
量供給装置のゲートを通して連続的にベルトコンペアベ
ルレ１５に供給し、そして、間断なく反応容器２４に移
送する。

同時に、市販の３７％ホルムアルデヒドを貯蔵タンク１
２から−調整計２０および流量計２２とを具備したパイ
プ１４を通し反応容器２４にポンプ１６によって供給す
る。ＰＨを７．５〜８．５のアルカリ性に維持するため
に、同時にアルカリ性緩衝液をパイプ１８を通してホル
ムアルデヒド供給パイプ１４の中へ調節しながら供給す
る。

このｐＨ値はｐＨ計２川こよって連続的に監視する。尿
素とホルムアルデヒドの反応時間は、変化させ得るが、
有機スラッジのフィルターケーキと反応するＮ−メチロ
ール溶液の反応性を考慮することが重要である。Ｎーメ
チロール溶液とスラッジのケーキとの反応性は、アルカ
リ性の条件下、即ち、メチロール−尿素のプレポリマ−
中では反応時間の増大にともなって低下する。本発明で
は、前記のような特性をもった製品を得るために反応条
件を調節する。本発明方法においては、後述するように
、全成分は反応容器２４へ供給されたときと同じ比率で
、同容器２４から取出す。

従って、反応容器２４における滞留時間は、生起するメ
チロール化度を決定する。メチロール化度は図示した様
に反応容器２４の水準計のａ点とｂ点の間に設定された
液位を維持することによって規制される。反応容器２４
における反応温度と反応時間との間には直接的な関係が
存する。

反応時間は１０分間〜３び分間の範囲内で変化させるこ
とができる。また、反応温度は３０ｑｏ〜８ぴ０の範囲
内で変化させることができる。好ましい操作条件範囲は
、温度４０℃〜６０ｑＣにおいて反応時間が１５分間〜
２０分間である。これによってモノーおよびジーメチロ
ール尿素の様な反応性のメチロール尿素の混合物が得ら
れる。反応容器を取り巻いたスチームジャケットによっ
て反応系に熱を加える。

加熱は一般にメチロール化の初期段階で必要とされる。
しかしながら、反応が発熱反応であるため、その後は反
応自体が熱を自給する。全ての条件を完全に制御するた
め、前記反応容器のジャケットは蒸気を冷却水におきか
えることができ様に設計されている。前記ジャケットは
コイルにあるいは単一反応器を一連の多段反応器によっ
て代替できる。また、コイルは、“栓流（ｐｌ増ｆｌｏ
ｗ）”反応器による場合のように反応器として使用でき
る。反応容器２４の容量は、本方法において必要とされ
るプレポリマーの全量にあわせて設計されねばならない
。

例えば、もし、本方法において使用すべきＮ−メチロー
ル化合物の見込量が１分間あたり１０ガロンである場合
は、反応容器はそれぞれ３００ガロンと１００ガロンに
おいて効率的に操作できる様に設計されねばならない。
図１によれば、ａ点は３００ガロンの液位を示し、一方
、ｂ点は１００ガロンの液位をそれぞれ示す。それは、
高液位（ａ点）における滞留時間が３０分間であり、か
つ、低液位（ｂ点）における滞留時間が１０分間である
ことをそれぞれ示している。家庭から排出される汚泥物
質のスラッジのフィルターケーキから成るスラッジ６０
は、典型的にはダンプカー３２によってスラッジ供給機
およびスラッジシュレッダー３４（この装置に関しては
図２に詳細に示す。

）に搬入する。ここにおいて、スラツジのフィルターケ
ークは粉砕され、粒子状のサイズにまでされる。粒子状
のサイズにまで粉砕されたスラッジはスクリューコンベ
ヤー４０１こよって混合機３６に移送される。混合機３
６は殺菌消毒期間中スラッジの完全な均一混合と麓拝お
よびその後の重合即ち反応工程への備えをする。本出願
人の関連出願により詳細に記載してあるように、細断さ
れた病理学的に汚染されたスラッジの殺菌消毒はスラッ
ジを縮合可能なモノまたはジメチロール水溶液とアルカ
リ性条件下に接触することによって行うことができる。

殺菌消毒によりスラッジの臭気が減じ、肥料および特に
動物飼料添加物として使用できる。代表的には殺菌は、
スラッジと尿素メチロール溶液との反応がスラッジ物質
のｐＨを３．０〜５．０にするように酸を添加すること
により起る混合操作の初期段階に行われる。更に、説明
されるように、必要に応じて工程で生じる微粉末および
再循環乾燥粒状生成物は好し〈は殺菌消毒工程中に混合
機３６に導入することもできる。好しし、混合機は第３
図により詳細に記載された蒸気ジャケット付パグミルで
ある。硫酸のような強酸２８を管３０を経て混合機３６
に導入し、メチロール溶液の反応が開始される。

工程において生じる微粉末、即ち望しし・サイズ以下の
粒子は管４４を経て混合機３６に導入される。製品に配
合されるべき抗酸化剤、ビタミン、尿素、リン酸塩、充
填剤等のような他の添加剤をスラッジ粒子との均一混合
のための混合機３６中に導入することができる。反応温
度を制御し、混合機中のスラッジの水分舎量を減じるこ
とが好ましく、したがって、この目的のためには混合機
は水蒸気−冷却ジャケット付のものである。

更に、この工程により製造される乾燥粒状生成物のよう
な乾燥粒子は管４６を経て混合機中に導入され、水分含
量の制御および減少を促進する。メチｏ‐ル溶液は製造
後１０〜３粉ご以内での殺菌消毒および重合のため反応
容器２４から管２６を経て導入される。混合機３６から
の反応生成物はメチロール尿素および重合メチロール尿
素と相互作用したスラッジ粒子からなる部分的に乾燥し
た反応生成物である。

反応生成物は、代表的には混合機から８０ｑｏ以上の高
温を避けながら５０〜６０ｏ○の温度で取出される。次
いで、反応生成物は水分を所望程度、代表的には１０％
以下に減じるため乾燥機３８中に輸送４２される。

その後、乾燥生成物は乾燥粒子を分別するためにスクリ
ーナー４８中に導入される。スクリーナー４８から生じ
る微粉末は混合機または他の用途に再循環４４される。
生成物の過大な粒子は粒子を小さくするため５２を経て
粉砕機５４に送られる、５６を経てスクリーナーまたは
分別機に戻される。所望サイズの乾燥、無臭高窒素生成
物５０を取出し、包装し使用に供する。工程に導入され
る前のスラッジのフィルターケーキの製造には特別な考
慮を払わなければならない。

スラッジのフィルターケーキはその製法とは無関係に、
立方ィンチ程度の部分からいよいま立方フィート以上の
粒子サイズの範囲の不均質材料塊からなる。

更に、これら粒子はセルロース性繊維物質が絡み合うこ
とにより相互にかたまり易い。この物質をＮ−メチロー
ル化合物と反応させる前に、代表的には１／１０インチ
またははそれ以下のより均一な粒子サイズに減じなけれ
ばならない。フィーダーシュレッダ−および混合機３６
の両者をこの目的に使用でき、または粒子サイズ減少は
シュレッダーだけでまたは他の手段により行うことがで
きる。より詳細には第２図に説明されている供給機３４
は主として回転およびレーキングシリンダー下に移動す
るフィルターケーキの均一に移動するベッドを作動させ
ている。

このシリンダーは、最高部または最終レーキングシリン
ダーの場合に、ベッドの平坦化用手段として作動する。
スラッジが回転レーキングシリンダ−下に移動する場合
、ケーキは小粒子サイズに細断する。紬断および粒子サ
イズの減少程度は、スラッジの水分含量および使用され
るべき粒状スラッジの水吸収特性に直接関与する。例え
ば、平均的な消化された都市スラッジのケ−キについて
のこの発明の好ましい水分含量は約４０〜５０％であり
、これに対し生物学的スラッジまたは活性スラッジでは
約６０〜８０％が好ましい水分含量範囲である。第２Ａ
および２Ｂ図はフィーダーシュレッダ一の一例を示すも
のであり、ここでスラッジのケーキは上方に移動するコ
ンベヤーベルト６２上に置かれている。

ベルトはケーキ６０を細断するための多数の歯６６を持
つ回転細断シＩＪンダーまたはリール６４の下を通過し
、次いで細断されたベッドは粒子ベッドを所望の深さに
ならす多数の歯７０を持つ回転平坦化リール６８の下を
通過する。紬断され平坦化されたベッドの粒子を排出シ
ュート７２中に向け、ここで粒子は混合機３６へ送るた
めにスクリューコンベヤー７４内に落下する。過剰の水
分は供給および細断操作中にスラッジから除去される。
スラツジフイーダー３４を出るときには、スラッジは粒
子寸法がかなり小さくなっている。

しかし、これらの粒子が残留し額粒化に通したものであ
るためには、約３０〜５０％までさらに水舎量を少なく
することが必要である。水分除去は加熱することによっ
て、あるいは加熱し次いで再循環乾燥製品を強く燈拝し
ながら破砕済スラツジに添加することによって行なって
もよい。なお、上記再循環乾燥製品とは、すでに本プロ
セスによって処理され、水含量が約３〜７％となったも
のである。強度の混合・雛梓操作は第３図に示すパグミ
ルによって行なう。本プロセスからの微細物（微小物）
を再循環物質の１部として使用してもよい。スラッジを
適当に混合すると、平均粒子寸法は約１４〜２０メッシ
ュとなる。上記パグミルは、Ｎーメチロール化合物とス
ラッジとの反応容器としても機能する。スラツジのｐＨ
が適切な反応にとって臨界的であるため、スラッジ物質
を酸性化する必要がある。その場合、再循環物との粉砕
処理期間中にスラツジに酸を加えてもよい。パグミルか
ら出る反応済スラッジのｐＨは４．０〜５．０とすべき
である。第３図において、パグミル３６は蒸気ジャケッ
ト付であり、長手方向に伸びた２個の平行な回転軸７６
および７８を備えている。

各軸には複数のパドル８０および８２が設けられており
、固体物質中での混合期間中、および殺菌消毒および反
応の段階の期間中、強度の混合、粒子寸法の減少、そし
て粒子の蝿梓が行なわれる。パドル８０および８２は典
型的には軸に交互に位置させ、固形物質を絞りおよびこ
ねる作用を与える。スラツジ物質は、それぞれ反対方向
に回転するパドルによって、出口方向に向う。図面に示
すように、パグミル３６の長さは約１５フィートであっ
て、ａ−ｂで表わす最初の５フィートの部分は、微細物
、再循環乾燥製品、酸および破砕スラッジをこの順序で
導入するために利用する。

メチロール尿素のアルカリ溶液はライン２６からの複数
のスプレーノズル８６を備えた長手方向に伸びた管８４
を経て粒子上に導入される。パグミル３６の長さｂ−ｃ
の部分では重合化および反応が起こるが、酸性スラツジ
物質がメチロール尿素溶液のｐＨを減少させて重合化を
引き起こすためである。反応済スラッジがパグミル３６
を離れるとき、それは額粒状を呈し、温度は約５５〜６
０ｑｏである。

周囲温度から６０００への温度の上昇は、Ｎーメチロー
ル化合物からＮ−メチレン化合物への縮合に伴なう発熱
によって通常達成される。しかしこの反応がパグミルの
温度を６０こＣに維持するのに十分でない場合には、パ
グミルの周囲に設けた蒸気ジャケットから熱を追加して
もよい。本プロセスのこの時点で、生成物は本質的に完
全なものであり、単に乾燥すれば良いだけであり、また
適当な寸法を有する。この時点での生成物に対しては多
くの乾燥処理が適宜利用できるが、そのうちの好適方法
は、パグミル３６からの生成物を回転する同一方向流れ
の加熱空気乾燥機（ｒｏｔａびｃｏｃｕｎｅｎｔｈｏｔ
、ａｉｒｄｒｙｅｒ）３８に導入することである。

この乾燥処理期間中に生成物を過熱しないように注意し
なければならない。９５００以上の温度になると、Ｎー
メチレン化合物の重合がさらに行なわれ、高度に架橋し
たポリマ−が生ずるためである。

それらは農芸上適当ではない。このため、生成物の温度
は乾燥工程全般に亘って絶えず監視して８０ｏｏを越え
ないようにする７０〜７５ｑｏの範囲に保持するのが好
ましい。乾燥工程から出た生成物の水分含量は約３〜１
０％、好ましくは５〜８％である。上記乾燥製品は次い
でスクリーナー４８により所望に応じて分級され、例え
ば大形物質（十６メッシュ）は符号５２で示す如く破砕
機５４に送って６メッシュフルィを通過する程度に粒子
寸法を減少させる。

第２スクリーン（一６メッシュないし＋２０メッシュ）
からの物質は最終製品５０として、貯蔵区域つまり袋詰
め区域に送られる。上記の第２スクリーンを通過する物
質（一２０メッシュ）は、微細物として、すでに述べた
如く再循環製品の１部として符号４４で示すようにパグ
ミル３６に戻す。以上本発明を一般的態様で説明してき
たが、ここで次の実施例を単に説明のために掲げる。

実施例 １７，５００ポンド／時の都市の消化した汚泥
物質のフィルターケーキをａ点とｂ点との間で（第３図
に示すパグミルの詳細を参照）連続的に計量して、十分
な量の硫酸（６６ｏ氏）＃２と共にスラッジフイーダー
からパグミルへ送り、ケーキのｐＨを４．０に下げた。

上記の都市汚泥物質のフィルターケーキは６０％の水分
と２％の窒素（大部分が水不溶形のもの）とを含むもの
であった。ここに、％は乾量基準である。同時に、４，
９８０ポンド／時の反応体、メチロール尿素、を連続的
に計量して化学反応タンク２４からパグミル３６へ送っ
た。反応体のメチロール尿素は次のようにしてつくった
：２，４９０ポンドの尿素を連続的に計量してサージピ
ンから化学反応タンク２４へ送った。同時に、２，４９
０ポンド／時の３７％ホルムアルデヒドを連続的に計量
して貯蔵タンク１２から化学反応タンク２４へ送り、そ
して同時に水酸化カリウム＃５で中和してｐＨ７．５と
した。化学反応器の液面は滞留時間が２０分となるに十
分な点にくるように維持した。すなわち約１，６６０ポ
ンドとした。反応器中のメチロール尿素溶液の温度は、
反応器をとりまく蒸気ジャケットよにり６０ｏｏに維持
した。このようにして得られた反応体をｂ点とｃ点との
間でパグミル３６中の固体物質の移動ベッドへ連続的に
加えた。パグミル３６のａ点とｂ点との間に加えられる
スラツジケーキおよび酸と共に、再循環経路４６から十
分な量のくり返し物質（水分５％）が加えられ、またス
クリーナー４８からは経路４４を経て、徴粉が加えられ
た。

このようにして、パグミル中に残る物質の全水分は約３
０％となった。これに要した徴粉は約３，６５０ポンド
、くり返しビンからの物質は３，６５０ポンドであった
。使用したパグミルの全長は１５フィート、ａからｂま
での長さは５フィート、そしてｂからｃまでの長さは１
０フィートであった。

パグミル内の水かきは、バグミル中の任意の所定の区間
における処理物質の滞留時間を長くしたり短かくしたり
するため、調節することができる。したがって、たとえ
ば、区間ａからｂまでにおける水かきは、滞留時間が１
粉ごとなるように調節し、区間ｂからｃまでの間では、
さらに１び分長くなるように調節する。パグミル中の滞
留時間は、物質がパグミルから流出する時には反応が実
質的に完了していて、すべてのメチロール尿素は既にメ
チレン尿素に転化されており、汚泥物質の蛋白質成分を
伴なつたコポリマーまたはグラフト型ポリマーとなって
しまっているように調節することができる。汚泥物質が
パグミルを出ると、それは連続式運搬ベルトの上に排出
され、このベルトは汚泥物質を、回転式並流熱風乾燥機
３８へ搬入し、処理後のスラッジの水分が５％に下るに
十分な時間と温度で処理されるようにした。

汚泥物質が乾燥機３８を出たら、それを昇降機でスクリ
ーナー４８に運び、そこで下記の３様の粒子蓬範囲を有
するものに分離した。１２ａ｝ ＋６メッシュのもの（
オーバーサイズ）１２ｂ｝ −６メッシュから十２０メ
ッシュのもの（最終製品）ｌａＣ｝ −２０メッシュの
もの（徴粉）オーバーサイズ物質はチェーンミルクラツ
シャー５４にフィードし、次に昇降機５６に戻し、次い
でスクリーナー４８へ送った。

所望の粒度の製品はばら積みの貯蔵所へ搬送するか、あ
るいは袋詰めする。徴粉は、経路４４を経てパグミル３
６へ循環させた。上記の実験によって得られた最終製品
の詳細は下記の通りである。

化学分析値 水分 ７％ 窒素 ２０％ 水−不溶性窒素 １４％ 活動係数 ５０％ 実施例 ２ 乾量ベースで８８％の水分と６．５％の窒素（ほとんど
が水不港形）とを含む１０，０００ポンド／時の生物学
的（活性）スラッジのフィルターケーキを、６６４ポン
ドの尿素（Ｎ２４５％）と６６４ポンドのホルムアルデ
ヒドとから得た１，３２８ポンド／時のメチロールー尿
素溶液（３７％溶液）で処理した。

上記スラッジは、セルロースパルプ工場の使用済用水を
処理するために使用した活性生物学的処理方法の廃棄副
生物だった。

上記〆チロール尿素溶液は、実施例１に略述したと同様
の方法で製造した。但し、尿素とホルムアルデヒドの鼻
は異なる。上記スラッジを、再循環量（粒状物＋処理完
了生成物）を総計７，３３５ポンド／時とした点を除い
ては実施例１に略述したと同機の方法で処理したら、パ
グミルで処理した後の水分量は５０％だつた。最終製品
の化学分析値は次の通りであった。

水分 ５％窒 素
１９％水不溶性窒素 １４．
２５％活性指数 ４８％本発明
の方法の実施に含まれる反応により、比較的鎖長の短い
直鎖メチレン−尿素ポリマーが生成された。

本発明の方法においては、尿素とホルムアルデヒドとの
モル比をコントロールする必要がある。本明細書で使用
した“全窒素”、“水不落性窒素”、“活性指数”“お
よび”“硝化指数”の関係は次の通りである。

硝 化・・・・・・ニトロバクターによる、土壌中の窒
素化合物の硝酸窒素への転化硝化指数・・・・・・窒素
から硝酸塩への１５週間転化率から１３週間転化率を減
じたもの全硝化指数・・・・・・１５週間で完全に硝化
された、即ち硝酸塩に転化された窒素の百分率 全窒素・・・・・・生成物中に含まれている窒素の百分
率不溶性窒素・・・・・・冷水に溶解しない全窒素の百
分率活性指数・・・・・・リン酸塩緩衡沸騰溶液に溶解
する不溶性窒素の百分率上記の量的指標に及ぼす尿素と
ホルムアルデヒドとのモル比の影響を実証するために次
の実験を行丁なつた。

実施例１に略述した７，５００ポンド／時の都市スラッ
ジを、表１に示した量から実施例１の方法で製造したメ
チロール−尿素反応体で１時間毎に処理した。

農芸上の観点からは、硝化指数が３０〜３５であり、１
５週間での窒素全利用率が５０〜５５であることが最も
望ましい。

この場合、含有窒素の約７５％を６ケ月の発育期にわた
って徐々に放出する生成物が得られる。表１から明らか
な通り、尿素とホルムアルデヒドとのモル比が１．３５
／１から１．３８／１であればそのような生成物が生成
される。

しかし、硝化を数ケ月というよりは数年にわたって進行
させることが望ましい特別のケースもあるであろう。こ
れらのケースにおいては、モル比が１．１／Ｉから１．
２／１である方が望ましいであろう。他方、生成物を動
物飼料添加物として使用しようとするならば、窒素はも
っと急速に放出されなければならず、またモル比が２′
１であれば一層望ましいであろう。いずれの場合にして
も、通常尿素−ホルムアルデヒドプラスチツクと会合し
た高度に架橋されたポリマーを避けるべきであるならば
、モル比は１．２′１を越えなければならない。逆に、
最終生成物中の遊離尿素の量が余り‘こ多くなるのを避
けるべきならば、モル比は２／１を越えることはできな
い。表 １ 次に、本発明の実施態様を述べる。

｛１｝ 反応生成物を９５００以下の温度で３〜１０％
の水分含有量となるように乾燥し、粒状の高窒素、無臭
肥料または動物飼料添加物を製造する、特許請求の範囲
に記載のスラッジのフィルターケーキ物質処理方法。

■ 激しく蝿拝させる移動床の不完全に乾燥したスラツ
ジ粒子の混合物に、プレポリマー溶液を頃議する、特許
請求の範囲に記載のスラッジのフィルターケーキ物質の
処理方法。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による粒状の高窒素、無臭肥料の連続製
造方法の配置図である。 第２図Ａおよび第２図Ｂは本発明方法において使用する
スラッジの供給機の都分切取図および配置側面図および
該機械の後部側面図である。第３図は本発明の方法にお
いて使用する代表的な混合−反応容器の部分切取斜視図
である。ｌｏ．．．．．．べレット状尿素、１２・・・
・・・ホルムアルデヒド貯蔵タンク、２０・…・・ｐＨ
計、２２・・・・・・流量計、２４・…・・反応器、３
４・・・・・・スラツジシュレッダー、３６・・・・・
・混合機（パグミル）、３８・・・・・・乾燥機、４８
・・・・・・スクリーナー、５４・・・・・・粉砕機、
６０・・・・・・ケーキ、６２…・・・ベルト、６４・
・・・・・回転細断シリンダーまたはリール、６６・・
・・・・歯、６８・・・・・・回転平坦化リール、７０
・・・・・・歯、７２・・・・・・排出シュート、７４
……スクリューコンベヤー、７６および７８・・・・・
・回転軸、８０および８２・・・・・・パドル、８４…
…管、８６……スプレーノズル。 ｆコ‘ＱＺ．ｆ了‘９２Ａ． Ｆコ上９２８ ｆコ上９３．

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ スラツジのフイルターケーキ物質を粒径０．３２ｃ
   ｍ（１／８インチ）以下に粉砕する；粉砕したスラツジ
   粒子の水分含有量を３０〜５０％に減少して、不完全に
   乾燥したスラツジ粒子を得る；ことを含むスラツジのフ
   イルターケーキ物質の処理方法において、アルカリ性Ｎ
   −メチロール−尿素プレポリマー水溶液を準備する、た
   だし、このメチロール−尿素プレポリマーはホルムアル
   デヒドとホルムアルデヒド１モル当り２モル以下の尿素
   とを１０〜３０分の反応時間で反応させることにより製
   造する；プレポリマー溶液を不完全に乾燥したスラツジ
   とすぐに反応させる、この反応は３０〜８０℃の温度、
   ３〜５のｐＨで、スラツジ粒子を激しく撹拌しながら行
   い、縮合したポリマーおよび乾燥したスラツジ物質から
   なる粒状反応生成物を製造する；ことを特徴とするスラ
   ツジのフイルターケーキ物質の処理方法。