JP2000015300A - 汚泥の脱水方法 - Google Patents

汚泥の脱水方法

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JP2000015300A
JP2000015300A JP10187075A JP18707598A JP2000015300A JP 2000015300 A JP2000015300 A JP 2000015300A JP 10187075 A JP10187075 A JP 10187075A JP 18707598 A JP18707598 A JP 18707598A JP 2000015300 A JP2000015300 A JP 2000015300A
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Kenichi Tanno
健一 丹野
Tomohiko Kusumi
知彦 楠見
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Organo Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 汚泥を脱水するのに充分なフロック径及び強
度を有する凝集フロックを生成させ、更にフロックの粘
性も低滅させることができる効率の良い汚泥の脱水方法
を提供する。 【解決手段】 汚泥を凝集・脱水処理するに当たって、
汚泥に両性高分子凝集剤を添加・攪拌した後、更に無機
凝集剤を添加し、次いで得られる凝集汚泥をベルトプレ
ス脱水機等の脱水機で脱水する。汚泥の性状によって
は、前処理として最初に無機凝集剤を汚泥に添加して汚
泥粒子の表面電位を適当に調整し、上記の順で両性高分
子凝集剤と無機凝集剤を添加してもよい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、下水処理、屎尿処
理及びその他の各種産業廃水処理等において発生する汚
泥の脱水方法に関し、特に上記汚泥を凝集し、次いで脱
水する方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、下水処理、屎尿処理及びその他の
各種産業廃水処理等において発生する汚泥を凝集処理し
て脱水する方法の例としては、以下のような方法が一般
的に知られている。 (1)汚泥にカチオン性高分子凝集剤を単独で添加して
凝集させ、次いで脱水する方法。 (2)汚泥にカチオン性高分子凝集剤とアニオン性高分
子凝集剤を併用添加して凝集させ、次いで脱水する方
法。 (3)汚泥に無機凝集剤を添加した後、両性高分子凝集
剤を添加して凝集させ、次いで脱水する方法。 (4)汚泥にカチオン性高分子凝集剤を添加して凝集さ
せた後、無機凝集剤を添加し、次いで脱水する方法。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した汚泥
の脱水方法のうち、カチオン性高分子凝集剤を単独で用
いる方法では、フロック(汚泥粒子凝集物)が小さく、
また、脱水機の高圧搾に耐えるに充分なフロック強度が
得られないため脱水効率が悪く、処理量(単位時間当た
りの処理可能な汚泥量)や脱水ケーキ(脱水処理された
汚泥)含水率が悪くなり、更には壊れたフロックのリー
クに主に起因して処理水水質等も悪くなる。なお、脱水
ケーキは埋め立てなどにも用いられることもあるが、主
に焼却処分され、後者の場合、脱水ケーキ中の水分の蒸
発に燃料の大部分が消費され、一般に、脱水ケーキ中の
水分が1%低下すると、燃料の約10%程度が節約可能
である。
【0004】また、カチオン性高分子凝集剤とアニオン
性高分子凝集剤を併用する方法では、フロックは大きく
なるが、フロック強度が不充分で脱水ケーキ含水率が低
くならず良好な結果が得られないという欠点がある。ま
た、ベルトプレス型脱水機を用いた場合等は、フロック
に粘性があるためベルト等からの脱水ケーキの剥離性が
悪化すると共に、脱水効率が低下し、処理量、脱水ケー
キ含水率、処理水水質等が悪くなる。
【0005】無機凝集剤を添加した後、両性高分子凝集
剤を添加する方法は、上記方法の中では比較的優れた方
法ではあるが、生成するフロックが小さく、更に生成し
たフロックに粘性があるため効率良く汚泥を脱水するに
は充分では無い。
【0006】フロックの粘性を低減するためにカチオン
性高分子凝集剤を添加した後、無機凝集剤を添加して脱
水する方法は、脱水ケーキの剥離性については改善され
るが、フロックが小さくなり易く、SS(suspended so
lids、即ち、固形分)回収率等が悪化しやすく、処理水
水質が悪くなり、効率良く汚泥を脱水するには充分では
無い。
【0007】本発明は、上述した従来技術の欠点を解消
し、汚泥を脱水するのに充分なフロック径及び強度を有
する凝集フロックを生成させ、更にフロックの粘性も低
滅させることができる効率の良い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。
【0008】
【課題を解決ずるための手段】この目的を達成するた
め、本発明は、汚泥を凝集・脱水処理するに当たって、
汚泥に両性高分子凝集剤を添加・攪拌した後、更に無機
凝集剤を添加する工程、および、次いで得られる凝集汚
泥を脱水する工程を含むことを特徴とする汚泥の脱水方
法を提供するものである。
【0009】以下、本発明を詳細に説明する。本発明者
等は、上述の従来技術の欠点に鑑みて鋭意検討した結
果、上述の本発明の汚泥の脱水方法によれば、従来技術
の欠点を解消することができ、効率良く汚泥を脱水でき
ることを見出したのである。
【0010】本発明に用いる両性高分子凝集剤を更に詳
しく説明する。本発明に用いる両性高分子凝集剤として
は、1分子中にカチオン基及びアニオン基の両方を有す
る高分子凝集剤であれば如何なるものでも使用できる。
本発明に用いることができる両性高分子凝集剤として
は、例えば、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレー
トの3級塩及び4級塩(塩化メチル4級塩等)等の少な
くとも1種のカチオン性単量体と、アクリル酸及びその
塩(ナトリウム、カルシウム等の塩類)、2―アクリル
アミド−2−メチルプロパンスルホン酸塩(ナトリウ
ム、カルシウム等の塩類)等の少なくとも1種のアニオ
ン性単量体の共重合物、或いは、上記の少なくとも1種
のカチオン性単量体及び上記の少なくとも1種のアニオ
ン性単量体とアクリルアミド等の少なくとも1種のノニ
オン性単量体との三元もしくは四元以上の共重合物等が
挙げられるが、特にこれらに限定されるものではない。
これらの両性高分子凝集剤は、単独または混合物として
用いることができる。両性高分子凝集剤の添加量も特に
限定されず、該凝集剤の種類や処理対象汚泥の性状等に
よっても異なるが、効果と経済性の観点から、処理対象
汚泥のSSに対して0.5〜2.5重量%の割合で添加
するのが好ましい。
【0011】本発明に用いる無機凝集剤を更に詳しく説
明する。本発明に用いることができる無機凝集剤として
は、例えば、硫酸第一鉄、硫酸第二鉄、ポリ硫酸鉄、塩
化第一鉄、塩化第二鉄、硫酸アルミニウム(硫酸バン
ド)、ポリ塩化アルミニウム、塩化アルミニウム等の多
価金属塩等が挙げられるが、特にこれらに限定されるも
のではない。これらの無機凝集剤は、単独または混合物
として用いることができる。無機凝集剤の添加量も特に
限定されず、該凝集剤の種類や処理対象汚泥の性状等に
よっても異なるが、効果と経済性の観点から、処理対象
汚泥のSSに対して0.1〜30重量%の割合で添加す
るのが好ましい。
【0012】本発明において脱水に用いることができる
脱水機としては、例えば、ベルトプレス型脱水機、スク
リュープレス型脱水機、遠心脱水機、多重円盤型脱水機
等が挙げられるが、特にこれらに限定されるものではな
い。
【0013】本発明の汚泥の脱水方法は、下水、屎尿、
その他の各種産業廃水の処理に伴って発生する凝集沈澱
汚泥、余剰汚泥、混合汚泥、消化汚泥などの脱水処理に
有効である。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施の形
態を説明するが、本発明はこれらに限定されるものでは
ない。
【0015】本発明の汚泥の脱水方法は、汚泥に両性高
分子凝集剤を添加・撹拌した後に無機凝集剤を添加する
が、この二段の凝集工程をこの順序で行なえば少なくと
も本発明の目的を達成することができる。従って、汚泥
の性状によっては本発明の上記二段の凝集工程の前に前
処理工程を含めても何ら問題はなく、例えば、前処理と
して無機凝集剤を汚泥に添加して汚泥粒子の表面電位を
適当に調整し、その後、両性高分子凝集剤を添加・攪拌
した後に無機凝集剤を添加してもよい。この場合、両無
機凝集剤は同じでも異なってもよい。
【0016】本発明の方法を実施するに当たって、汚泥
のpHは特に限定されないが、汚泥粒子の凝集を良好に
行うために、必要に応じてpH調整剤(水酸化ナトリウ
ム等の水溶液など)を添加して、好ましくはpH3以
上、より好ましくはpH4以上に調整してもよい。
【0017】上述の各薬剤(各凝集剤、必要に応じてp
H調整剤)の最適な種類と最適添加量及び最適な攪拌条
件等は、各薬剤の種類と添加量及び攪拌条件を変化させ
てジャーテストを行い、フロック径、フロック強度及び
脱水ケーキ含水率、剥離性、処理水のSS含量(SS回
収率から判定可能)等の結果から決定すればよい。
【0018】本発明の方法によれば、汚泥を脱水するの
に充分な強度を有する凝集フロックを生成させることが
でき、効率良く汚泥の脱水処理を行うことができる。こ
のような本発明の効果が得られる作用機構は明らかでは
ないが、下記のように推察される。
【0019】汚泥粒子は比較的負の表面電位を持ってい
ることが多く、ここに両性高分子凝集剤を添加すると両
性高分子凝集剤中のカチオン基が積極的に汚泥粒子に作
用してフロックが形成され、両性高分子凝集剤のアニオ
ン基の一部もしくは全てが比較的フリーな状態で存在す
ることが考えられる。このような系内に無機凝集剤を添
加すると、無機凝集剤中の多価金属イオンがフリーのア
ニオン基と作用し、生成したフロック同士が更に架橋さ
れ、粗大化し且つ強固なフロツクが形成されると推察さ
れる。また、これに加えて、無機凝集剤を両性高分子凝
集剤の後で添加することの効果によりフロックの粘性の
低下や脱水ケーキ含水率の低下も促進され、汚泥を効率
良く脱水することができると考えられる。
【0020】
【実施例】以下、実施例により本発明を更に詳細に説明
するが、本発明はこれらの実施例により限定されるもの
ではない。
【0021】以下の実施例と比較例において使用した両
性高分子凝集剤(R及びR)、カチオン性高分子凝
集剤(C及びC)及びアニオン性高分子凝集剤
(A)の成分を表1に示し、また、以下の実施例及び比
較例に使用した汚泥(汚泥及び汚泥)の性状を表2
に示す。使用した無機凝集剤としてはポリ硫酸第二鉄
(ポリ鉄)とポリ塩化アルミニウム(PAC)である。
【0022】下記の表1において、「DAC」はジメチ
ルアミノエチルアクリレートの塩化メチル4級塩を表
し、「Aacid」はアクリル酸を表し、「Aam」はアクリ
ルアミドを表す。また、表2において、浮遊物質(S
S)の強熱減量(VSS)は、SS中の有機物含量の一
指標となるものである。
【0023】
【表1】
【0024】
【表2】
【0025】各試験方法は、ジャーテストで生成させた
フロックを重力濾過し、濾過後のフロックをベルトプレ
ス型脱水機で脱水した。ここで、重力濾過は、ベルトプ
レス型脱水機用の濾布の上に、枠を置いて、その枠内に
凝集汚泥を注入し、放置して、濾布により濾過する方法
である。なお、下記の表3における「重力ろ過」の欄の
「ろ液量」は、上記の重力濾過において5cm×6cm
の内側矩形断面の枠を用い20秒間の放置により濾布を
通って流下した濾液の量(ml)を示し、脱水性の一指
標としたものである。
【0026】各ジャーテストは、常温(20〜25℃)
で、各凝集剤を汚泥に添加後、ジャーテスターで250
rpmで30秒間攪拌する条件下で行った。
【0027】実施例1〜2 汚泥に両性高分子凝集剤を添加・攪拌した後、無機凝集
剤を添加・攪拌して生成させたフロツクを重力濾過し、
濾過後のフロックをベルトプレス型脱水機で脱水を行な
った。その処理結果を表3に示す。
【0028】実施例3 汚泥に無機凝集剤を添加・攪拌した後、両性高分子凝集
剤を添加・攪拌し、再度無機凝集剤を添加・攪拌した
後、実施例1〜2と同じ処理条件で脱水した結果を表3
に示す。
【0029】比較例1〜2 汚泥にカチオン性高分子凝集剤を添加・攪拌した後、実
施例1〜2と同じ処理条件で脱水した結果を表3に示
す。
【0030】比較例3〜4 汚泥にカチオン性高分子凝集剤を添加・攪拌し、更にア
ニオン性高分子凝集剤を添加した後、実施例1〜2と同
じ処理条件で脱水した結果を表3に示す。
【0031】比較例5〜6 汚泥に無機凝集剤を添加・攪拌し、更に両性高分子凝集
剤を添加・攪拌した後、実施例1〜2と同じ処理条件で
脱水した結果を表3に示す。
【0032】比較例7 汚泥にカチオン性高分子凝集剤を添加・攪拌し、更に無
機凝集剤を添加・攪拌した後、実施例1〜2と同じ処理
条件で脱水した結果を表3に示す。
【0033】各実施例及び比較例の処理結果を示した表
3中の「フロック強度」の欄では、◎が最もフロック強
度が強く、続いて○、△、×の順にフロック強度が弱く
なることを示す。また、表3中の「剥離性」の欄も同様
に◎が最も良好で、続いて○、△、×の順に剥離性が悪
くなることを示す。なお、剥離性は、ベルトプレス脱水
機のベルトからの脱水ケーキの剥離の難易を示すもので
ある。また、表3中の「処理水」の欄は、「SS回収
率」で評価し、この値が高い程処理水水質は良くなる。
【0034】
【表3】
【0035】以下、表3の結果を考察するが、同一汚泥
についての各結果が比較の対象である。表3から明らか
なように、本発明の方法に従って、両性高分子凝集剤を
添加・攪拌した後、無機凝集剤を添加・攪拌して脱水処
理した実施例1〜2及び前処理として無機凝集剤を添加
・攪拌した後、両性高分子凝集剤を添加・攪拌し、更に
無機凝集剤を添加・攪拌して脱水処浬した実施例3にお
いては、何れの汚泥に対してもフロックが大きく、フロ
ック強度も強く、剥離性及びSS回収率も良好な結果が
得られ、且つ、脱水ケーキ含水率も低い結果が得られ
た。
【0036】これに対し、比較例1〜2では、生成した
フロックが小さく、フロック強度、SS回収率、ケーキ
含水率に関して良好な結果が得られなかった。また、比
較例3〜4についてはフロックは大きくなるが、フロッ
ク強度が弱く、脱水ケーキ含水率に関し良好な結果が得
られなかった。
【0037】無機凝集剤を添加・撹拌した後、両性高分
子凝集剤を添加・攪拌した比較例5〜6も比較例1〜4
よりも良好な結果が得られるものの、本発明の方法に従
った実施例の結果と比べて劣った結果となった。
【0038】比較例7は、剥離性に関しては比較例の中
では比較的優れているが、フロックが細かくなるため重
力濾過性やSS回収率の点で本発明の方法の実施例の結
果には及ばなかった。
【0039】
【発明の効果】本発明の方法によれば、汚泥を脱水する
のに充分な強度を有する凝集フロックが生成し、また、
フロックの粘性も低減するため脱水機の性能が充分発揮
できるようになり、効率良く汚泥の脱水処理を行うこと
かできる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4D015 BA03 BA05 BA11 BA12 BA24 BB09 BB12 CA03 CA12 CA17 DB02 DB12 DB13 DB15 DC06 EA03 EA06 EA12 EA39 4D059 AA01 AA03 AA05 AA06 AA07 AA23 BE07 BE08 BE13 BE26 BE38 BE55 BE56 BE61 BJ00 DA01 DA16 DA17 DA23 DA24 DB24 DB25 DB26 DB28 EA05 EB11

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 汚泥を凝集・脱水処理するに当たって、
    汚泥に両性高分子凝集剤を添加・攪拌した後、更に無機
    凝集剤を添加する工程、および、次いで得られる凝集汚
    泥を脱水する工程を含むことを特徴とする汚泥の脱水方
    法。
JP10187075A 1998-07-02 1998-07-02 汚泥の脱水方法 Pending JP2000015300A (ja)

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