JP2000154378A

JP2000154378A - スカム含有廃水のゲル化剤、及び、これを用いたスカムの処理方法

Info

Publication number: JP2000154378A
Application number: JP10331463A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Okayama; 義昭岡山; Shigeru Iijima; 茂飯島; Hiroshi Sogabe; 博曽我部
Original assignee: Dai Ichi Kogyo Seiyaku Co Ltd; Tokyo Metropolitan Sewerage Service Corp
Current assignee: Tokyo Metropolitan Sewerage Service Corp; DKS Co Ltd
Priority date: 1998-11-20
Filing date: 1998-11-20
Publication date: 2000-06-06

Abstract

(57)【要約】【課題】家庭や工場から出る下水中のスカムを容易
に回収処理することのできる処理薬剤及び処理方法を提
供する。【解決手段】スカムを含む廃水１００重量部に対して、
吸水性ポリマー０．５重量部または生石灰１０重量部を
添加して攪拌混合することにより、粒状ゲルに変換す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、下水表面に発生す
る有機性浮遊物質、いわゆるスカムを固形化処理するた
めの固形化処理剤、及び、これを用いたスカム含有液の
処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】下水表面に発生する有機性浮遊物質（ス
カム）は種々の要因によって形成される。

【０００３】例えば、排水中の油分は、下水処理場の第
一沈殿槽中に浮遊対流して、油分の多いスカムを形成す
る。また、流入水中の放線菌が終末処理場で曝気されて
増殖すると、反応タンクで発泡してスカムとなり、反応
タンクや最終沈殿池で浮上する。

【０００４】油分の多いスカムの形成原因を一例として
挙げると、次のとおりである。

【０００５】食堂や家庭の厨房、或いは工場からの排水
には種々の油分が含まれる。食堂や家庭の厨房から排出
される下水中には、種々の食用油脂が分散浮遊してい
る。例えば、天ぷらや揚げ物等に用いられるゴマ油等の
植物油、食肉やインスタントラーメンに含まれる牛脂や
ラード分が挙げられる。また、工場からの排水には、エ
ンジンオイル、ギヤーオイル、グリース、潤滑油廃油等
が含まれる。これらの油分は、下水処理場の導水路や第
１沈殿槽といった流速が低下する場所で他の浮遊物質と
ともに水面近くにまで浮上して浮遊滞留する。さらにそ
のまま放置すると、表層に蓄積堆積し、厚い層を形成す
る。

【０００６】スカムは水処理剤や活性汚泥による処理が
困難であり、通常、手作業で回収され埋め立て廃棄され
ている。

【０００７】ところが、埋め立て廃棄に対する規制及び
近隣住民の反発が強くなるにつれて、処分用地の確保が
年々困難になっている。また、水面表層に蓄積堆積した
スカムの回収は極めて困難である。

【０００８】油分を多く含有するスカムの場合、分散剤
を加えて排水中に乳化し、燃料油とともに燃焼処理する
ことも考えられる。しかし、大掛かりな専用設備を必要
とするだけでなく、固形油脂やその他の固形ゴミによっ
てボイラーへの供給配管が目詰まりするという問題があ
る。

【０００９】また、特開昭５３−１０８０７０において
は、廃油に、同重量以下の水と、同重量程度のポリイソ
シアネート（実施例ではポリメリックＭＤＩ）をアミン
触媒とともに加えて攪拌することにより、固形化するこ
とが開示されている。しかし、このような廃油の処理方
法を、比較的低濃度の油脂が浮遊する廃水に適用した場
合、ポリイソシアネートを水中に分散させるためには強
力な攪拌混合が必要であり特殊な装置を必要とする。ま
た、多量のポリイソシアネートを使用するので、コスト
高となる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
に鑑みなされたものであり、回収処理作業が非常に困難
であった下水中のスカムを処理する方法において、取扱
の容易な固形体に簡易に変換することができ、この固形
体の廃棄も容易であり、しかも特別な設備を必要としな
いものを提供する。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載のスカム
含有廃水のゲル化剤においては、吸水性材料からなるこ
とを特徴とする。

【００１２】上記構成により、スカムを含む廃水を、取
扱の容易な固形体に容易に変換することができる。

【００１３】請求項２に記載スカムの処理方法において
は、前記吸水性材料が、吸水性ポリマー及び吸水性無機
薬剤のいずれか、または併用であることを特徴とする。

【００１４】請求項３に記載のスカムの処理方法におい
ては、スカムを含む廃水に吸水性材料を添加混合するこ
とにより、該廃水をゲル化することを特徴とする。

【００１５】請求項４に記載のスカムの処理方法におい
ては、廃水中に５０重量％以下の濃度で含有されるスカ
ムを処理することを特徴とする。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明においては、スカムを含む
廃水に吸水性材料を添加混合することにより、該廃水を
ゲル状化する。

【００１７】本明細書において、ゲル化とは、液状流動
を示さず、かつ、互いに粘着しない状態に変換すること
をいうものとする。

【００１８】本発明による処理に適したスカム含有廃水
としては、スカムの濃度が０．３〜５０重量％のもの、
特には濃度１〜４０重量％のものである。

【００１９】本発明の方法は、下水で発生するスカムに
適用できる。油分を多く含有するスカムの場合、ゴマ油
や牛脂といった植物性及び動物性の油脂からなるものの
他、エンジンオイル、ギヤーオイル、グリース、潤滑油
廃油等からなるものであっても容易に処理することがで
きる。また、このような油脂又は油分の他に固形ゴミが
多量に混在したものや放線菌に起因するもの等であって
も同様に処理することができる。

【００２０】本発明に用いる吸水性材料として好ましい
ものは、吸水性ポリマー、及び、吸水性無機薬剤であ
る。これらのいずれかのみを用いることもでき、これら
を併用することもできるが、一般には吸水性ポリマーを
主として用いるのが好ましい。

【００２１】吸水性ポリマーは、水溶性高分子を架橋し
た構造を有する不溶性の高分子であって、自重の少なく
とも１０倍以上、通常は、２０倍以上の水（蒸留水）を
吸収することができ、圧力を受けた場合にも吸収した水
分を保持することができるものである。吸水性ポリマー
は、高吸水性高分子または高吸水性樹脂ともいう。

【００２２】吸水性ポリマーの蒸留水に対する吸水倍率
（吸水後の重量÷乾燥重量）は好ましくは５０倍以上さ
らに好ましくは８０倍以上であり、１％食塩水に対する
吸水倍率は通常１０倍以上、好ましくは２０倍以上であ
る。

【００２３】本発明に用いることのできる代表的な吸水
性ポリマーとしては、アクリル酸塩重合体の架橋物、ビ
ニルアルコール−アクリル酸塩共重合体の架橋物、アク
リル酸メチル−酢酸ビニル重合体の架橋物、アクリル酸
塩−メタクリル酸塩共重合体の架橋物、アクリル酸メチ
ル−酢酸ビニル共重合体の架橋物、デンプン−アクリロ
ニトリル共重合体の加水分解物の架橋物、カルボキシメ
チルセルロースの架橋物、ポリエチレンオキシドの架橋
物、吸水性ポリウレタン樹脂等が挙げられる。これらの
なかでも、吸水速度、吸水倍率、及び、吸水後の保水能
力の点で、アクリル酸塩重合体の架橋物が好ましい。

【００２４】吸水性ポリマーとしては、粉末状ないし微
粉状（例えば粒径３０〜１５０μｍ）のもの、エマルシ
ョンタイプ等が使用できる。廃水に対する混合攪拌が容
易であり、高い吸水速度を実現できるからである。

【００２５】吸水性ポリマーの添加量は、スカムを含む
廃水１００重量部に対して、好ましくは０．０１〜１０
重量部である。非常に少ない添加量で廃水のゲル化を達
成するためには、超高分子量であって架橋密度の少ない
ものを使うといったことが必要となるため、吸水性ポリ
マーの製造が困難であり、また、廃水に添加混合してゲ
ル化を行う処理操作の能率が極端に低下する。一方、極
端に高い添加量とする場合には、不経済となる。

【００２６】吸水性ポリマーとしては、市販の安価な汎
用品を用いることができる。

【００２７】本発明における吸水性材料としては、上記
吸水性ポリマーに代えて、または上記吸水性ポリマーと
ともに、下記のような粉末状の吸水性無機薬剤を用いる
ことができる。

【００２８】好ましい吸水性無機薬剤として、吸水して
結晶水含有構造をとりうるもの、水と反応する薬剤等を
挙げることができる。このような吸水性無機薬剤の好ま
しい例としては、水と反応し発熱して消石灰を生成する
生石灰を挙げることができる。結晶水含有構造をとりう
る塩化カルシウム、硫酸マグネシウム、硫酸ナトリウム
（芒硝）、塩化マグネシウム等の他に消石灰も使用可能
である。

【００２９】吸水性無機薬剤の添加量は、スカムを含む
廃水１００重量部に対して、好ましくは１〜３０重量
部、さらに好ましくは５〜２０重量部である。添加量が
少ないとゲル化が不充分であり、一方、添加量が多すぎ
ると重量増加が大きくなって運搬や貯蔵に不便であると
ともに不経済である。

【００３０】好ましい吸水性無機薬剤として、次に、吸
着により多量の水を吸収し保持するものを挙げることが
できる。このような吸水性無機薬剤には、シリカゲルと
いった多孔質吸着剤、及び、ベントナイト、ケイソウ土
や微粉シリカといった無機微粉材料を挙げることができ
る。

【００３１】本発明の吸水性材料として、以上に説明し
たものの他に、微粉砕したおがくず、木材パルプやコッ
トンの微粉、部分カルボキシメチル化を行ったセルロー
ス微粉といった有機吸水性材料を、単独でまたは吸水性
ポリマーとともに、用いることもできる。

【００３２】

【実施例】＜吸水性ポリマーによるゲル化（実施例１〜
３）＞（１）スカム含有廃水の採取試験に用いたスカム含有廃水について、下記表１にまと
めて示す。

【００３３】スカムの濃度の測定は、ビーカーに採取し
たスカム含有廃水について、１０５℃８時間の加熱乾燥
を行って水分を除去することにより行った。

【００３４】

【表１】（２）吸水性ポリマーの合成内容積が２リットルのニーダー型反応器を用いた。反応
器は、二つのシグマ形攪拌羽根が互いに別々に変速可能
なものである。

【００３５】まず、水酸化ナトリウムにより７５モル％
が中和された部分中和アクリル酸４００ｇ、Ｎ，Ｎ’−
メチレンビスアクリルアミド１ｇ、及び水６００ｇを仕
込み、窒素置換を行った。次いで、２本の攪拌羽根をそ
れぞれ５０ｒｐｍ及び６０ｒｐｍで回転させて攪拌を行
いつつ、３０℃に昇温後に重合開始剤として過硫酸アン
モニウム０．４５ｇ及び亜硫酸水素ナトリウム０．４５
ｇを添加した。

【００３６】重合が開始した後、反応器内の温度を４０
℃に保ち、２時間で重合反応を完了した。細粒状の重合
生成物を２００℃１時間熱風乾燥した後に微粉砕した。

【００３７】得られた吸水性ポリマーは、１％食塩水に
浸漬して５分後の吸水倍率が５０倍であり、水可溶分が
３重量％であった。ここで、吸水倍率はティーバッグ法
により求めた。すなわち、吸水倍率は、微粉砕物をティ
ーバッグ式の不織布の袋に入れて食塩水に所定時間浸漬
した後に引き上げて測定した重量から、ティーバッグ式
の袋のみで同様に行った場合のブランクを差し引き、こ
れを吸水性ポリマーの乾燥重量で割った値である。次式
のとおりである。

【００３８】吸水倍率＝（吸水ポリマー及び袋の全体の
吸水後の重量−袋のみの吸水後の重量）÷（吸水ポリマ
ーの乾燥重量）また、水可溶分は、吸水性ポリマー０．５ｇを１０００
ｍｌの脱イオン水中に分散して３０分攪拌後に、濾紙 T
OYO NO.６で濾過した濾液の固形分より求めた。

【００３９】（３）スカム含有廃水の固形化処理とその
評価上記（１）の各スカム含有廃水１００重量部に対して、
上記（２）の吸水性ポリマーを０．５重量部添加して、
二軸のブレンダーにて混合攪拌した。

【００４０】この混合攪拌後の処理物について、次の
(i)〜(ii)のような評価を行った。

【００４１】(i)流動性：混合攪拌後の処理物を傾斜
させたとき、液状流動またはゾル状流動が見られない場
合を「なし」と判定した。

【００４２】(ii)形状：混合攪拌後の処理物の外観につ
いて観察し、団粒化できず液状であるものを不可とし、
団粒化でき性能的に良好であるものを、粒径によって下
記のとおり判定した。粒径１０ｍｍ程度の顆粒状である
場合に「団粒状」とし、粒径５ｍｍ以下の粒状である場
合に「細かい粒状」と判定した。

【００４３】評価の結果、各廃水例１〜３に上記吸水性
ポリマーを添加したいずれの場合（実施例１〜３）も、
流動性のない団粒状の固形化物が得られた。

【００４４】表２に、得られた結果をまとめて示す。

【００４５】下表に示すように、濃度７〜１２重量％の
いずれの廃水についても、上記吸水性ポリマーを０．５
ｐｈｒ添加するのみで、容易に、取扱性に優れた団粒状
の固形化物に変換することができた。

【００４６】

【表２】＜吸水性無機薬剤によるゲル化（実施例４〜６）＞スカ
ム含有廃水のゲル化を行うにあたり、上記の吸水性ポリ
マーの添加に代えて、結晶水含有構造をとりうる吸水性
無機薬剤を廃水１００重量部に対して１０〜２０重量部
添加した。混合攪拌は、上記と同様にブレンダーにより
行った。

【００４７】得られた結果について下記表３にまとめて
示す。

【００４８】下記表３に示すように、水和後に非水溶性
の水和物（消石灰）を生成する生石灰を用いても、ま
た、水和後に水に容易に溶解する水和物を形成する塩化
カルシウム等を添加する場合にも、全体を細かい粒状の
状態に変換することができた。

【００４９】

【表３】実施例の処理方法により生成する粒状ゲルは、粘着性が
なく適度に径の小さい粒状であるため、貯蔵及び輸送等
の取扱が容易である。また、このような粒状であること
もあって、簡単な乾燥処理により含水率を容易に低減す
ることができる。水分重量／（固形分重量＋水分重量）
×１００（重量％）の値が８５以下となれば、通常の焼
却炉により焼却することが可能となる。

【００５０】すなわち、埋め立て廃棄といった環境に対
する負荷と実施のコストが大きい方法を用いる必要がな
く、また、燃焼廃棄に際して、特殊な燃焼装置を必要と
しない。したがって、環境問題に対応できるだけでな
く、処分のためのコストを低減することができる。

【００５１】

【発明の効果】そのままでは極めて取り扱い難いもので
ある、スカムを含有する廃水を、取扱の容易な固形物に
簡易に変換することができる。しかも、得られる固形物
は容易に燃焼廃棄できる。したがって、環境問題に対応
できるだけでなく、スカムを処理するためのコストを大
幅に低減することができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｃ０２Ｆ 1/00 Ｃ０２Ｆ 1/40 Ｄ 1/40 Ｃ０９Ｋ 3/00 １０３ＬＣ０９Ｋ 3/00 １０３Ｂ０９Ｂ 3/00 ３０３Ｅ (72)発明者曽我部博神奈川県横浜市戸塚区俣野町1403 ドリームハイツ17−704 Ｆターム(参考） 4D004 AA01 AA07 AA16 AB02 CA28 4D051 AA04 AB03 AB09 EA03 EA09 EA14 EB03 EC16

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】吸水性材料からなることを特徴とするスカ
ム含有廃水のゲル化剤。
【請求項２】前記吸水性材料が、吸水性ポリマー及び／
または吸水性無機薬剤であることを特徴とする請求項１
記載のスカム含有廃水のゲル化剤。
【請求項３】スカムを含む廃水に吸水性材料を添加混合
することにより、該廃水をゲル化することを特徴とする
スカムの処理方法。
【請求項４】廃水中に５０重量％以下の濃度で含有され
るスカムを処理することを特徴とする請求項３記載のス
カムの処理方法。
【請求項５】前記のゲル化の後に燃焼廃棄することを特
徴とする請求項３または４記載のスカムの処理方法。