JPS6340160B2

JPS6340160B2 -

Info

Publication number: JPS6340160B2
Application number: JP56168741A
Authority: JP
Inventors: Chiaki Igarashi; Hiroaki Sato
Original assignee: Ebara Infilco Co Ltd
Current assignee: Ebara Corp
Priority date: 1981-10-23
Filing date: 1981-10-23
Publication date: 1988-08-09
Also published as: JPS5870898A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、下水、し尿、各種産業排水などを処
理する際に生じる有機性汚泥の脱水方法に関する
ものである。従来、都市下水、し尿、産業排水などの処理で
生じた有機性汚泥は、脱水助剤として塩化第２鉄
のような鉄塩及び消石灰を添加して真空脱水機あ
るいは加圧脱水機により脱水処理されている。そ
の添加量は、塩化第２鉄では５〜20％、消石灰で
は15〜80％と多量であり、発生汚泥量の増加や汚
泥焼却時の炉の腐蝕、灰の増加などの問題が生じ
ていた。近年、これら諸問題を解決するために、脱水助
剤として各種の有機高分子凝集剤が開発され、遠
心分離機、ベルトプレス型脱水機等と組み合わさ
れて使用されている。しかしながら、有機高分子凝集剤を用いる脱水
方法にも多くの欠点がある。例えば、脱水機とし
てベルトプレス型を用いる場合には、布に対す
る汚泥の剥離性、固形物回収率、処理速度等が充
分でなく、遠心分離機でも固形物回収率、ケーキ
含水率、処理速度等に問題があり、スクリユープ
レス型脱水機ではスクリーンからの汚泥の流出が
多く、汚泥に充分な圧力が伝わらないため、実質
的に処理不能となるなどの現象が認められてい
る。また、真空脱水機では布上に有機高分子凝
集剤を添加された汚泥を均一に付着させることは
困難であり、加圧脱水機では脱水ケーキの剥離が
困難なため、これら両脱水機には有機高分子凝集
剤を適用できないという重大な欠陥もある。本発明は、これら従来の諸欠点を解決し、処理
速度を高めると共にケーキ含水率を低下させ、固
形物の回収率を増加させ、かつベルトプレス型脱
水機における汚泥の剥離性を向上させ、あるいは
スクリユープレス型脱水機における汚泥のリーク
を防止するばかりでなく、真空脱水機の布への
汚泥の付着を均一化し、加圧脱水機の布からの
剥離性も改善し、これら両種脱水機への有機高分
子凝集剤の適用を可能にする有機性汚泥の脱水方
法を提供することを目的とするものである。すなわち本発明は、有機性汚泥に縮合型ポリア
ミンからなるカチオンポリマを添加混合した後、
ポリアクリル酸ソーダあるいはポリアクリルアミ
ドの部分加水分解物からなるアニオンポリマを添
加混合してフロツクをつくり、次いで機械脱水処
理することを特徴とするものである。以下に本発明を詳細に説明すると、前述した様
に有機性物質を多量に含有する汚泥に有機高分子
凝集剤を添加し汚泥中の固形分を凝集させた後
に、遠心脱水機、ベルトプレス型脱水機、スクリ
ユープレス型脱水機等で脱水処理する場合、処理
効果を低下せしめている原因のうち大きなもの
は、有機高分子凝集剤を添加混合した時に生成す
るフロツクの性状である。すなわち、生成するフ
ロツクの密度が低く、強度が小さく、しかも脱水
性（透水性）が悪いことによる。また、真空脱水
機では生成するフロツクが大きすぎることも原因
である。従つて、生成するフロツクのこれらの性
状を改良すれば、前述の欠点を解決することがで
きるわけである。本発明者らはこの点に着目し、フロツクの性状
を改良すべく種々の実験を行なつた結果、汚泥に
縮合型ポリアミンからなるカチオンポリマを添加
混合した後、ポリアクリル酸ソーダもしくはポリ
アクリルアミドの部分加水分解物からなるアニオ
ンポリマを添加して撹拌すると、密度が大きく強
度が大きく、かつ脱水性の良いフロツクが生成す
ることを見い出した。従来より、２種のイオン性を持つ高分子凝集剤
を併用する凝集方法は行なわれていなかつたわけ
ではない。例えば、有機性汚泥にアニオンポリマ
を添加した後、カチオンポリマを加えて凝集させ
ると高分子凝集剤の使用量が低減できることが知
られており（特公昭39−17492）、また特に無機系
の汚泥を処理する際にアニオン性有機高分子凝集
剤とカチオン性有機高分子凝集剤またはカチオン
性無機凝集剤を併用することも知られている（特
開昭50−110972）。しかしながら、本発明のよう
なカチオン性有機高分子凝集剤とアニオン性有機
高分子凝集剤の組み合せと、添加順序が有機性汚
泥の脱水に特に効果的であることは全く知られて
いない。本発明において用いられるカチオン性高分子凝
集剤は、縮合型ポリアミンと呼ばれるものであ
る。縮合型ポリアミンには、アルキレンジクロラ
イドとアルキレンポリアミンとの縮合物（構造式
は〔−NH−Ｒ−NH−R′〕−_oである。以下同じ）、
アニリンとホルマリンとの縮合物

【式】アルキレンジアミンとエピクロルヒドリンとの縮合物アンモニアとエピクロルヒドリンとの縮合物

【式】などがあり、いずれの組成を持つものでも効果があるが、その中
でもカチオン強度が高く分子量の大きいものがよ
り一層効果的である。また最適添加量は、有機性
汚泥の性状や高分子凝集剤の組成によつて大幅に
変動するので一概に規定できず、実際の汚泥につ
いて予備実験により決定するのが最も確実であ
る。カチオンポリマの添加量が多い程ケーキ含水
率が低下するが、処理コストも上昇するので、一
般的には汚泥乾燥固形物あたり、凝集剤乾燥物換
算で0.1％以上、好ましくは１〜10％が選ばれる。一方、本発明で用いられるアニオン性高分子凝
集剤の化学構造は

【式】で示されるが、アニオン強度（ｙ／ｘ＋ｙで示される）、分子量（ｘ、ｙ及びｎで決まる）を汚泥性
状、脱水機型式によつて適宜選択する必要があ
る。一般的には、アニオン強度が大きい程ケーキ
含水率は低くなり、分子量が大きい程フロツクが
大きくかつ含水率が若干増加する傾向にある。ふ
つう、ｙ／ｘ＋ｙが0.2以上、分子量が500万〜1000 万程度のものを凝集剤乾燥物換算で0.05〜５％
（汚泥乾燥固形物あたり）添加するとよい。前記カチオン性凝集剤とアニオン性凝集剤の添
加順序は非常に重要である。すなわち、カチオン
性凝集剤を最初に添加し充分混合した後、アニオ
ン性凝集剤を添加し、ゆるやかに混合してフロツ
クを形成させることが必要であり、同時に添加し
たり、添加順序をこれと逆にすると、効果は著し
く減少する。本発明法で処理した場合に生じる現象の機構は
必ずしも明らかではないが、汚泥粒子表面が陰性
に帯電していること、カチオン性凝集剤を最初に
添加しなければ効果がないこと、カチオン性凝集
剤を添加すればする程ケーキ含水率が下がるこ
と、等の現象から総合判断すると、カチオン性有
機高分子凝集剤の添加につれて有機性汚泥粒子が
変性して粒子中の水の含有量が低下し、表面電位
が陽性に転じ、次いで添加されたアニオン性有機
高分子凝集剤と強固に反応するものと考えられ
る。しかしながら、本発明における組合せの効果
が他のアニオン、カチオンの組み合せと比べて特
に顕著である理由は、現在のところ不明である。なお、スクリユープレス型脱水機など、汚泥を
加熱しながら機械脱水する脱水機では、加熱と本
発明におけるポリマーの相乗効果によつて飛躍的
に脱水ケーキの含水率を低下させることができ
る。以上述べたように本発明によれば、生じるフロ
ツクは、密度が高く強度が大きく、脱水性が良
く、またフロツク粒度を適宜調整できるので、ベ
ルトプレス型脱水機では脱水ケーキの剥離性が良
く、含水率が低下し、スクリユープレス型脱水機
ではスクリーンからの汚泥のリーク量が減少し、
含水率が低下する。また遠心分離機では汚泥回収
率が向上し、処理能力が増加し、含水率が低下す
るなどの効果が認められる。また従来、高分子凝
集剤の適用が不可能とされていた真空脱水機及び
加圧脱水機にも高分子凝集剤の適用が可能となる
など、多大の効果が認められる。次に、本発明の実施例について記す。実施例１低希釈２段活性汚泥法で処理しているし尿処理
場から排出される余剰活性汚泥（外観茶褐色、PH
6.6、濃度26ｇ／、強熱減量74％）を使用して、
遠心分離機による脱水処理を行なつた。本発明による方法ではカチオンポリマを先づ添
加し充分混合した後、アニオンポリマを添加し
た。ポリアミンとしてヘキサメチレンジアミンと
エピクロルヒドリンとの縮合物（ポリアミンをＡ
と呼ぶ）を用い、アニオンポリマとしてポリアク
リルアミド部分加水分解物（アニオンＡと呼ぶ、
加水分解度50mol％、分子量約700万）を用いた。
比較としてポリアクリルエステル系強カチオン
（カチオンＡと呼ぶ、カチオン度100mol％、分子
量600万）単独、及びカチオンＡとアニオンＡの
併用法を行なつた結果を第１表に示す。本発明による方法では、ポリアミンＡを0.1％
以上添加すると処理量が増加し、ケーキ含水率が
低下するうえSS回収率が増大すること、また、
カチオンポリマとアニオンポリマの添加順序を変
えると、効果が無くなることがわかる。

【表】

【表】実施例２嫌気性消化法により処理しているし尿処理場よ
り排出される余剰汚泥（PH6.9、濃度2.3％、強熱
減量65％）を、ロールプレス型脱水機により処理
した。本発明方法では、ポリアミンとしてアニリンと
ホルマリンとの縮合物（ポリアミンＢと呼ぶ）を
用い、アニオンポリマとして、ポリアクリルアミ
ド部分加水分解物（加水分解度30mol％、分子量
700万、アニオンＢと呼ぶ）を用いた。比較とし
てポリアクリルエステル系中カチオン（カチオン
度50mol％、分子量450万、カチオンＢと呼ぶ）
単独、及びカチオンＢとアニオンＢとの併用法を
行なつた。結果を第２表に示す。

【表】本発明によると、アニオンＢを0.05％〜５％程
度添加すると処理量が増加し剥離性も良く、ケー
キ含水率が低下することがわかる。実施例３某都市下水処理場から排出された余剰汚泥（PH
6.2、濃度10ｇ／）をスクリユープレス型脱水
機で脱水処理した。本発明方法では、ポリアミンとしてテトラエチ
レンペンタミンとエチレンジクロライドとの縮合
物（ポリアミンｃと呼ぶ）を用い、アニオンポリ
マとして、ポリアクリル酸ソーダ（アニオン度
100mol％、分子量450万、アニオンｃと呼ぶ）を
用いた。比較としてポリアクリルエステル系強力
カチオン（カチオン度85mol％、分子量500万、
カチオンｃと呼ぶ）単独法、及びカチオンｃとア
ニオンｃとの併用法を行なつた。結果を第３表に
示す。

【表】本発明方法ではスクリユープレス型脱水機で良
好に処理できたが、従来法ではスクリーンよりフ
ロツクが多量にリークし、実際上処理不能であつ
た。実施例４某都市下水処理場から排出される嫌気性消化汚
泥（PH7.3、濃度23.5ｇ／、強熱減量63％）を
真空過機で脱水処理した。本発明方法ではポリアミンとしてアンモニアと
エピクロルヒドリンとの縮合物（ポリアミンＤと
呼ぶ）を用い、アニオンとしてポリアクリルアミ
ド部分加水分解物（加水分解度20mol％、分子量
700万、アニオンＤと呼ぶ）を用いた。比較とし
てキトサン系高分子凝集剤（カチオンＤと呼ぶ）
単独法、及びカチオンＤとアニオンＤとの併用法
を用いた。結果を第４表に示す。

【表】本発明方法では真空過機で良好に処理できた
が、従来法ではフロツクの付着性が悪く、実質的
に処理不能であつた。実施例５某下水処理場から排出される混合生汚泥（PH
6.5、濃度45ｇ／、強熱減量70％）は塩化第２
鉄５％、消石灰30％の添加により加圧脱水機にて
処理され、ケーキ含水率75％（Net）、過速度
2.0Kg／m²・ｈを得ている。これに対し、同処理
場の上記汚泥について脱水助剤として高分子凝集
剤を用いて脱水実験を行なつた結果を第５表に示
す。本発明方法では、ポリアミンＡ及びアニオン
Ａを併用し、比較例としてカチオンＡ単独法と、
カチオンＡ、アニオンＡの併用法を行なつた。

【表】本発明方法によれば消石灰、塩化鉄添加法と同
等以上の脱水処理が、高分子凝集剤の添加でも可
能であることがわかる。実施例６都市下水処理場から発生した余剰活性汚泥（PH
６、濃度13.0ｇ／）をスクリユープレスで加熱
（汚泥の温度は60〜65℃）しながら機械脱水した。本発明方法ではポリアミンとテトラエチレンペ
ンタミンとエチレンジクロライドとの縮合物（ポ
リアミンＣ）を用い、アニオンポリマとして、ポ
リアクリル酸ソーダ（アニオンＣ）を用いた。比
較としてポリアクリルエステル系強カチオン（カ
チオンＣ）を単独で用いた。結果を第６表に示
す。

【表】上記の結果から、加熱と本発明におけるポリマ
ー添加の相乗効果によつて、ケーキの含水率が飛
躍的に低下していることがわかる。

Claims

【特許請求の範囲】１有機性汚泥に縮合型ポリアミンからなるカチ
オン性有機高分子凝集剤を添加混合したのち、ポ
リアクリル酸ソーダ又はポリアクリルアミドの部
分加水分解物からなるアニオン性有機高分子凝集
剤を添加混合して凝集処理し、次いで機械脱水処
理することを特徴とする有機性汚泥の脱水方法。２前記カチオン性有機高分子凝集剤の添加率
が、有機性汚泥乾燥固形物あたり、縮合型ポリア
ミン乾燥固形物換算で0.1％以上、好ましくは１
〜10％である特許請求の範囲第１項記載の方法。３前記アニオン性有機高分子凝集剤の乾燥固形
物換算の添加率が、有機性汚泥乾燥固形物あたり
0.05〜５％である特許請求の範囲第１項又は第２
項記載の方法。４前記機械脱水処理工程が、有機性汚泥を加熱
しながら行なうものである特許請求の範囲第１
項、第２項又は第３項記載の方法。