JPS62277200A - 汚泥の凝集処理方法 - 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】 ３、発明の詳細な説明 皇栗よ尖札尻圀互 本発明は、生物学的水処理などに於いて発生する有機質
汚泥を凝集処理する方法に関する。

従来の技術 廃水処理などを行なう際に発生する有機質汚泥とくに活
性汚泥等は一般に含水量が高くて脱水しにくいため、種
々の濾過脱水機が提案されている。

しかし、機械的な濾過脱水機、たとえばロータリースク
リーン型、ドラムスクリーン型、エンドレスベルト型な
どの機械は設備費が多大であるから、経済性の観点から
これらの機械の処理能率を高めるために、脱水機に供給
する汚泥を脱水し易く、そして脱水汚泥の取扱い性を改
善することが重要であるとされている。

従来、汚泥を凝集して水切りをよくするために、汚泥液
にカチオン性高分子凝集剤を添加することが知られてお
り、さらにその濃縮脱水効果を高めるために、アニオン
性高分子凝集剤を添加混合したのちにカチオン性高分子
凝集剤を添加する方法、カチオン性高分子凝集剤を添加
混合したのちにアニオン性高分子凝集剤を添加する方法
、カチオン性高分子凝集剤とアニオン性高分子凝集剤と
を同時に添加する方法などがｔＦＦｊ’！されている。

しかし、これらの改良方法も二種の薬剤を使用すること
から設備的には複雑となり高価となるばかりでなく、濾
過し易い凝集フロックを定常的に得るためには操業条件
や配合比などに細心の注意を払わなければならないとい
う不利がある。これに対し、カチオン性高分子凝集剤と
アニオン性高分子凝集剤とをあらかじめ所定比率で混合
して得た両性の高分子凝集剤と酸とを含む汚泥脱水剤が
提案されている（特開昭５８−２１６７０７）。

このような両性の凝集剤を用いる方法は、設備的に簡素
化でき、操業も容易であり、また凝集フロックも大きく
なる利点があるが、逆にフロックの強度が小さくてこわ
れ易く、薬剤の使用量を多くしないと脱水効率が高まら
ないという不満があった。

解決しようとする問題点 本発明は、かかる従来技術の欠点を改良して、比較的簡
単な設備で、濾過処理の容易な凝集フロックを安定に得
ようとするもので、これによって濾過脱水機の処理能率
を窩めることを目的としたものである。

間　点を解決するための手段 上記のような本発明の目的は、カチオン性高分子成分と
アニオン性高分子成分とを共存させてなる両性の高分子
凝集剤を用いて有機質汚泥を凝集するに当って、第１段
処理において該汚泥と該両性の高分子凝集剤の一部とを
比較的強攪拌の下で接触させ、第２段処理において前記
の第１段処理汚泥と該両性の高分子凝集剤の残部とを比
較的弱攪拌の下で接触させることにより達成される。

このような本発明の汚泥の凝集処理方法において使用さ
れる両性の高分子凝集剤は、カチオン性高分子凝集剤と
アニオン性高分子凝集剤とを混合して製造することがで
きるが、これらの成分が一部反応して相互に結合するよ
うな反応性薬剤を加えて、これらの両成分を結合させて
もよい。しかし、このような場合でもカチオン性の活性
部分とアニオン性の活性部分とは、それぞれ独立に作用
するよう、相互に遊離状態にあることが必要であり、そ
のためには酸性物質を共存させることが有効である。

かかる両性の高分子凝集剤の成分として用いられるカチ
オン性高分子凝集剤としては、アミノルキルメタクリレ
ート重合物、アミノアルキルメタクリレート・アクリル
アミド共重合物、キトサン等があげられ、これらのうち
から１種以上を選んで用いることができる。

また、同じくアニオン性高分子凝集剤としては、アクリ
ルアミド重金物の部分加水分解物、アクリルアミド・ア
クリル酸ソーダ共重合物、アクリル酸ソーダ重合物等が
あげられ、これらのうちから１種以上を選んで用いるこ
とができる。

さらに、併用する酸としては、スルファミン酸、シュウ
酸、クエン酸、酒石酸、マロン酸、リンゴ酸、マレイン
酸、ホウ酸等があげられる。

これらの各成分から両性の高分子凝集剤を調製するには
、各成分を同時または逐次に水に溶解して均一な水溶液
とするか、或いは各成分の単独水溶液を同時または逐次
に混合して均一な水溶液とすればよい。このような両性
の高分子凝集剤中のカチオン性分子凝集剤とアニオン性
分子凝集剤との割合は９：１〜１：９の範囲で、凝集す
べき汚泥の種類に応じて適宜選択することができる。ま
た、併用する酸の使用量は、カチオン性高分子凝集剤と
アニオン性高分子凝集剤との結合反応を阻止するに充分
であればよく、たとえばｐＨが３．５以下となる程度の
量を配合することができる。

このようにして調製された両性の高分子凝集剤を使用し
て有機質汚泥を凝集するに当っては、かかる凝集剤を２
段階に分割して添加する必要があるが、更に、その第１
段階においては比較的強攪拌の下に添加し、次いで第２
段階においては比較的弱攪拌の下に添加する必要がある
。このような凝集操作を実施するに当っては、たとえば
強い攪拌ができる反応器と弱い攪拌ができる反応器とを
直列に接続し、これらの反応器に順次に汚泥を含む液を
流通させるように構成した装置を使用することができる
が、必ずしも２個の反応器を用いる必要はなく、いづれ
か一方をラインミキサのような装置に置換してもよく、
また配管の一部を反応器の代りにしてもよい。もちろん
、１個の反応器を使用して、順次に２段階の反応を行う
バッチ処理方式でもよい。

かかる２段階の反応器においては、第１段の反応器は強
攪拌ができる攪拌装置を備えていることが必要である。

このような強攪拌とは、たとえば攪拌翼の先端速度が２
ｍ／ｓｅｃ以上、更に好ましくは２〜７ｍ／ｓｅｃであ
るような剪断速度を示す攪拌状態をいうが、この攪拌条
件は、強すぎるときは攪拌動力の消費が大きくなって不
経済であるから、汚泥と凝集剤とが充分に接触して微細
なフロックが形成されるに必要な範囲で選定されるのが
望ましい。また第２段の反応器は弱攪拌ができる攪拌装
置を備えていることが必要である。このような弱攪拌は
、第１段の反応器において形成された微細フロックと凝
集剤とが充分に接触できればよく、第１段反応器におけ
る攪拌強度に比較して大きくとも２分の１を超えないこ
とが必要である。こうした弱い攪拌条件の下で、汚泥フ
ロックは凝集剤と接触して粗大フロックに成長し、しか
もフロック強度が大で崩れ難いものとなる。

かかる汚泥のフロック化に際して、両性の高分子凝集剤
は２段階に添加されるが、第１段で添加される量は全使
用量の５０〜９０％であり、残りは第２段で添加される
。若し、第１段で添加する量が少いときは、第１段での
凝集が不完全となり凝集剤の全使用量を増加する必要が
ある。そして第１段での凝集剤の添加量を全使用量の５
０％以上とすることにより、全使用量を有効に削減する
ことができる。このように、両性の高分子凝集剤を２段
階に分割添加するに当って、連続式の凝集装置の場合は
、それぞれの反応器へ供給される凝集剤の流量をそれぞ
れ別途に制御することにより容易に最適の操業条件で汚
泥の凝集処理を行なうことができる。

溌ｙ坏と九果 本発明の汚泥の凝集処理方法に従って形成された汚泥の
凝集フロックは、その凝集径が大きく、かつ崩れにくい
から、濃縮が容易であって上澄水や濾水などへの流出も
少く、さらに濾過脱水装置では容易に濾過できて取扱い
易い脱水ケーキを与える。そして、このような汚泥の凝
集を実現するに必要な凝集剤の使用量は従来の方法にお
けるよりも少くてすむこと、および濾過脱水装置の処理
能率を高めうろこと、さらに脱水ケーキの処理費用を削
減できることなどの経済的な利点がある。

実施開 径４０ｃｎ＋のタービン型の攪拌翼を有し回転数１）０
０ｒｐの攪拌機をそなえた反応槽に、活性汚泥性廃水処
理装置から抜き出した余剰汚泥（濃度１０　ｇ／ｌ）を
仕込み、攪拌しながら凝集剤を添加してフロックを形成
させた。第二段の槽は径４０ωのプロペラ型の攪拌翼で
回転数５Ｏｒｐｍの攪拌機をそなえ、ここで更に凝集剤
を添加して凝集させた。こうして得られた凝集フロック
について、凝集フロックの径、フロック強度、水切り性
および脱水能率を調べた。

本実施例に用いた凝集剤は、カチオン性高分子凝集剤と
してアミノアルキルメタクリレート・アクリルアミド共
重合物（Ｋ）、アニオン性高分子凝集剤としてアクリル
アミド重金物の部分加水分解物（Ａ）、さらに酸として
スルファミン酸（Ｈ）を用いて、Ｋ：Ａ：Ｈが固形分重
量比で５：２：３であってかつ固形分濃度が０．５％と
なるように、両性の高分子凝集剤水溶液（Ｂ）を調製し
た。また、比較のために、カチオン性高分子凝集剤（Ｋ
）のみ、および別なカチオン性高分子凝集剤としてポリ
アミン系凝集剤（Ｌ）のみ、ならびにアニオン性高分子
凝集剤（Ａ）のみを含む各０．２％水溶液をそれぞれ用
意した。

これらの凝集剤の添加量とその添加量とは、第１表にそ
れぞれ汚泥の固形分に対する凝集剤の固形分の割合すな
わち重量％で表示しした。

表中のフロック強度は、容器に採取した凝集フロックを
、落差２００鰭の下方においた容器中に落下させ、この
操作を１０回繰返したのちのフロックの崩壊の程度を、
４段階で評価して示した。

■　　殆ど壊れない ○　　幾分小さくなる △　　径が１／２程度以下となる ×　　微細フロックになる 水切りは、凝集フロックを濾布上において吸引濾過した
ときの脱水の容易さを、４段階で評価して示した。

◎　　きわめて良く水が切れる ○　　良く水が切れる △　　徐々に水切りが悪くなる ×　　きわめて水切りが悪い さらに、これらの凝集処理汚泥をエンドレスベルト型の
濾布の間でプレスする形式の連続脱水機を使用して脱水
処理したときの処理能率（固形分ｋｇ／Ｈｒ）を、同様
に第１表に示した。

第　　　１　　　表 １段目　２段目　　ｔｍ　　　　　　　　　　　　　　
ｋｇ／ＨｒＩ　Ｂ：０．５　Ｂ：０．３８〜１０　◎　
◎　６５２　〃０．６　〃０．２　〃　　◎　◎　６５
３＊Ｂ：０．８−２〜３　　Ｘ　　Ｘ　　４２４＊　＃
１．Ｏ−△　△　４２ ５＊〃１．５−２〜５　０　０　４７ ６＊に：１．０−２〜３　　Ｘ　　Ｘ　　４０７＊Ｌ：
５．０−　　　Ｘ　　Ｘ　　４０ｆ３　　＊　　　Ｋ：
０．５　　　八：ｏ、３　　５〜６　　　　　０　　　
　０９＊　／１０．６　＃０．２　”　　Ｏ〜◎◎１０
＊　＃０．９　＃０．２　”　　◎　◎　６５１）＋ｋ
　”５．３　＃０．４　＃　　◎　◎　６５１２＊　　
八：０．３　　　Ｋ：０．５　　　５〜６　　　０〜◎
　　○〜◎１３＊　〃０．２　ｌＦｏ、６５〜６０〜◎
○〜◎＊は比較例である。

第１表の結果をみると、本発明によって凝集処理された
フロックは、比較例の従来技術によるフロックのいづれ
よりも大きく凝集しておりまた強度も充分で水切りもよ
く、脱水処理能率も良好である。そして両性の高分子凝
集剤を１段で添加した場合にくらべて使用量が少くて良
好な結果が得られ、カチオン性凝集剤をはじめに添加し
、次にアニオン性凝集剤を添加する２段階の方法に比較
しても、凝集剤の使用量が少くて同等の結果が得られる
。

この結果から、本発明の凝集処理方法は、操作が容易で
ありながら、脱水処理の容易な凝集汚泥を得るに必要な
凝集剤の使用量を、格段に減少することができることが
わかる。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）カチオン性高分子成分とアニオン性高分子成分と
   を共存させてなる両性の高分子凝集剤を用いて有機質汚
   泥を凝集するに当って、第１段処理において該汚泥と該
   両性の高分子凝集剤の一部とを比較的強攪拌の下で接触
   させ、第２段処理において前記の第１段処理汚泥と該両
   性の高分子凝集剤の残部とを比較的弱攪拌の下で接触さ
   せることを特徴とする、汚泥の凝集処理方法。
2. （２）第１段処理において使用する両性の高分子凝集剤
   の一部が、両性の高分子凝集剤の全使用量の５０〜９０
   ％である、特許請求の範囲第１項記載の汚泥の凝集処理
   方法。
3. （３）比較的強攪拌が攪拌機の先端の剪断速度で少くと
   も２ｍ／ｓｅｃ以上であり、比較的弱攪拌が前記強攪拌
   の強度の大きくとも２分の１を超えない、特許請求の範
   囲第１項記載の汚泥の凝集処理方法。