JP2004195370A

JP2004195370A - 消化汚泥の脱水方法

Info

Publication number: JP2004195370A
Application number: JP2002367328A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Takeda; 健竹田; Yoshio Mori; 嘉男森; Takashi Murasawa; 崇村澤; Masaru Takao; 大高尾
Original assignee: Toagosei Co Ltd; Tsukishima Kikai Co Ltd
Current assignee: Toagosei Co Ltd; Tsukishima Kikai Co Ltd
Priority date: 2002-12-18
Filing date: 2002-12-18
Publication date: 2004-07-15

Abstract

【課題】消化汚泥に対して、凝集剤添加量が少量で済むうえ、種々の汚泥脱水性能に優れる消化汚泥の脱水方法の提供。
【解決手段】有機質汚泥に嫌気性処理を行った消化汚泥に、ポリアルキレンオキサイド単位を有するカチオン性高分子からなる高分子凝集剤を添加した後、スクリュープレス脱水機又は回転加圧脱水機を用いて脱水する消化汚泥の脱水方法。
【選択図】なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特定高分子凝集剤及び特定脱水機を使用する消化汚泥の脱水方法に関するものであり、汚泥脱水の技術分野において賞用され得るものである。
【０００２】
【従来の技術】
下水、し尿処理場及び有機性産業排水等より生じる有機質汚泥は、高分子凝集剤を添加して、スクリュープレス、スクリューデカンター及びベルトプレス等の脱水装置を使用して脱水する方法が行われている。
脱水処理後の汚泥ケーキは、埋め立てや焼却処分されるが、汚泥ケーキ中の含水率を１％低下させることで、焼却で使用する燃料の１０％程度をコストダウンすることができるため、汚泥ケーキ中の含水率を低下させるための種々の検討が行われている。
ところで、下水処理場において、汚泥中に含まれる有機分含有量が多い場合には、有機質汚泥に嫌気性処理がなされる。近年においては、有機質汚泥を嫌気性処理して得られる消化汚泥は、繊維分が極端に低いことや、腐敗性粘着性物質を含むため、脱水しにくい性状になっている。
消化汚泥の脱水方法としては、例えば、無機凝集剤としてポリ硫酸鉄を用い、これにノニオン性、アニオン性、又はカチオン性高分子凝集剤を単独で添加してフロックを形成し、脱水する方法（特許文献１）や、無機凝集剤を添加後、ｐＨを５〜８に調節し、これに両性高分子凝集剤を添加する方法（特許文献２）があるが、凝集剤の使用コストがかかったり、汚泥脱水性能が不十分なものであった。
最近においては、消化汚泥の処理方法として、ポリアミジンを使用する方法が行われる様になってきている（特許文献３）。当該ポリアミジンを使用する方法は、ポリアミジンの高いカチオン性により、前記した汚泥脱水方法に対して優れた方法であったが、脱水率が不十分となることがあった。脱水率の問題を解決するため、ポリアミジンの添加量を多くして対応することもあるが、ポリアミジンは高価であり、処理コストが高くなってしまうため、添加量が制限されるものであった。
【０００３】
【特許文献１】
特開昭５８−５１９９８号公報（特許請求の範囲）
【特許文献２】
特開昭６３−１５８２００号公報（特許請求の範囲）
【特許文献３】
特開平５−１９２５１３号公報（特許請求の範囲）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者らは、消化汚泥に対して、凝集剤添加量が少量で済むうえ、種々の汚泥脱水性能に優れる消化汚泥の脱水方法を見出すため、鋭意検討を行ったのである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
発明者らは、前記課題を解決するため種々の検討を行った結果、消化汚泥に対して、高分子凝集剤としてポリアルキレンオキサイド単位を有するカチオン性高分子からなる高分子凝集剤を添加し、その後に特定の汚泥脱水機を用いて脱水すれば、各種汚泥脱水性能に優れることを見出し、本発明を完成した。
以下、本発明を詳細に説明する。
尚、本明細書においては、アクリレート又はメタクリレートを（メタ）アクリレートと表す。
【０００６】
【発明の実施の形態】
１．高分子凝集剤
本発明で使用される高分子凝集剤は、ポリアルキレンオキサイド単位を有するカチオン性高分子からなるもの（以下単に「高分子凝集剤」という）である。
ポリアルキレンオキサイド単位を有するカチオン性高分子としては、種々の高分子が使用できる。ポリアルキレンオキサイド単位としては、エチレンオキサイド単位及びプロピレンオキサイド単位等を挙げることができる。高分子中のポリアルキレンオキサイド単位としては、グラフト状に有するものでも、ブロック状に有するもの等いずれも可能である。又、アルキレンオキサイド単位を有するカチオン性高分子の２種以上をブレンドしたものも、使用可能である。
高分子凝集剤中のポリアルキレンオキサイド単位の好ましい割合としては、単量体合計量に対して２質量％以上であり、より好ましくは２〜１０質量％であり、特に好ましくは２〜８質量％である。
高分子にカチオン性を付与するためには、高分子として、ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレートの４級塩等のカチオン性（メタ）アクリレートを構成単量体単位として有するものを使用すれば良い。
【０００７】
高分子凝集剤としては、目的に応じて種々のカチオン当量値を有するものを使用すれば良い。本発明における高分子凝集剤のカチオン当量値としては、１〜６ｍｅｑ／ｇが好ましい。本発明においてカチオン当量値とは、コロイド滴定法により測定した値をいう。
【０００８】
高分子凝集剤の分子量としては、平均分子量が数百万〜千数百万が好ましく、特に、下記の測定方法で測定した０.５％塩粘度が５〜２００ｍＰａ．ｓのものが好ましい。
【０００９】
０.５％塩粘度：
共重合体を４質量％の塩化ナトリウム水溶液に溶解し、０.５質量％共重合体溶液を調製する。Ｂ型粘度計を用いて、温度２５℃、６０ｒｐｍ、５分後の共重合体溶液の粘度を測定する。
【００１０】
高分子凝集剤の使用に際しては、硫酸水素ナトリウム、硫酸ナトリウム及びスルファミン酸等、脱水処理に悪影響がでない限り公知の添加剤と混合して使用しても良い。
【００１１】
２．消化汚泥の脱水方法
本発明は、有機質汚泥に嫌気性処理を行った消化汚泥に、前記高分子凝集剤を添加した後、スクリュープレス脱水機又は回転加圧脱水機を用いて脱水する消化汚泥の脱水方法に関するものである。
本発明の対象となる消化汚泥は、有機質汚泥に嫌気性処理を行った消化汚泥であれば種々の汚泥に適用可能である。有機質汚泥としては、特に制限はなく、具体例としては、生活廃水処理汚泥等が挙げられる。嫌気性処理の方法としては、常法に従えば良い。
消化汚泥としては、余剰汚泥を含む混合汚泥にも適用できる。
【００１２】
高分子凝集剤の汚泥への添加方法、フロックの形成方法に格別の方法はなく、現在使用されている方法が問題なく適用される。
【００１３】
高分子凝集剤は単独でも使用できるが、無機凝集剤又は有機カチオン性化合物と併用することもできる。無機凝集剤としては、硫酸アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム、塩化第二鉄及びポリ硫酸鉄等が挙げられ、有機カチオン性化合物としては、ポリマーポリアミン、ポリアミジン及びカチオン性界面活性剤等が挙げられる。
【００１４】
特に、高分子凝集剤を両性のものとしたときには、無機凝集剤の添加された汚泥に、その高分子凝集剤を添加する方法が、脱水方法としてより効率的で、この場合、無機凝集剤を添加した後、ｐＨを４〜８に調整することが好ましく、より好ましくは５〜７である。
【００１５】
本発明においては、前記高分子凝集剤に、さらに前記高分子凝集剤以外の高分子凝集剤を併用することができる。当該高分子凝集剤としては、（メタ）アクリレート系のカチオン性高分子凝集剤及び（メタ）アクリレート系のアニオン性高分子凝集剤等が挙げられる。
【００１６】
高分子凝集剤の汚泥への添加量は、通常０.１〜３質量％／汚泥の乾燥固形分、好ましくは０.２〜２質量％／汚泥の乾燥固形分であり、０.１％質量未満では汚泥の懸濁物回収率が充分でなく、３質量％を超えて使用しても効果の向上は認められない。
【００１７】
本発明では、形成されたフロックを、スクリュープレス脱水機又は回転加圧脱水機を用いて脱水する。これら脱水機は、金属濾材を有するものであり、これにより含水率の少ない脱水ケーキを得ることができる。
本発明においては、これら脱水機の中でも、スクリュープレス脱水機が好ましい。スクリュープレス脱水機は、円筒スクリーンの内部でスクリューを回転させて圧搾、移送しながら連続脱水する装置である。スクリュープレス脱水機によれば、高脱水率で連続大量処理が可能であり、動力原単位も低く、又低臭気であり、トータル的な面で優れた汚泥脱水効果を発揮する。
【００１８】
スクリュープレス脱水機のスクリュー回転数は、汚泥の種類や流量により適宜設定すれば良く、０．２０〜１．５（１／分）に調整することが好ましく、より好ましくは０．３０〜０．９０（１／分）である。
【００１９】
スクリュープレス脱水機の圧入圧は、汚泥の種類や流量により適宜設定すれば良く、５〜４０ｋＰａが好ましく、より好ましくは５〜３０ｋＰａである。
【００２０】
【実施例】
以下、実施例及び比較例を挙げ、本発明をより具体的に説明する。
尚、以下において、「％」とは質量％を意味する。
【００２１】
○実施例１
消化汚泥単独〔蒸発残留分（以下ＴＳと略する）：１．８％〕２．０ｍ³／Ｈｒの流量に対して、アルキレンオキサイド単位を有するカチオン性高分子凝集剤〔東亞合成（株）社製ＥＴＣ‐５０９Ｌ。カチオン当量値：５．１ｍｅｑ／ｇ。以下ＥＴＣ‐５０９Ｌという。〕０．２％水溶液を、汚泥中のＴＳに対して２．６％（以下薬注率という）で添加して、車載型スクリュープレス脱水機〔月島機械（株）製、スクリーン径３００ｍｍ〕を使用して連続脱水した。
得られた脱水ケーキ及び濾液について、それぞれ含水率及び懸濁物質（以下ＳＳと略す）回収率を測定した。含水率は、脱水ケーキを１０５℃×１２時間加熱後の減量値から求めた。ＳＳ回収率は、濾液を１０５℃×３時間加熱後の強熱残分を測定して以下の式に準じて算出した。それらの結果を表１に示す。
【００２２】
【式１】
ＳＳ回収率＝ＳＳ₀−ＳＳ₁／ＳＳ₀×１００（％）
ＳＳ₀：消化汚泥のＳＳ、ＳＳ₁：濾液中のＳＳ
【００２３】
○実施例２
消化／余剰の混合汚泥（ＴＳ：２．５９％）２．５ｍ³／Ｈｒの流量に対して、ＥＴＣ−５０９Ｌの０．２％水溶液を薬注率１．５７％で添加して、実施例１と同様のスクリュープレス脱水機を使用して連続脱水した。
得られた脱水ケーキ及び濾液のそれぞれ含水率及びＳＳ回収率を、実施例１と同様の方法に従い測定した。それらの結果を表１に示す。
【００２４】
〇実施例３
実施例２において、混合汚泥に対して、硫酸バンド１０００ｐｐｍを添加した後、ＥＴＣ−５０９Ｌの０．２％水溶液を薬注率１．５７％で添加した以外は、実施例１と同様の方法に従い連続脱水した。
得られた脱水ケーキ及び濾液のそれぞれ含水率及びＳＳ回収率を、実施例１と同様の方法に従い測定した。それらの結果を表１に示す。
【００２５】
○比較例１
実施例１において、ＥＴＣ‐５０９Ｌに代え、ポリアミジン０．２％水溶液を薬注率４．０％で添加した以外は、実施例１と同様の方法で連続脱水した。
得られた脱水ケーキ及び濾液のそれぞれ含水率及びＳＳ回収率を、実施例１と同様の方法に従い測定した。それらの結果を表１に示す。
【００２６】
○比較例２
実施例２において、ＥＴＣ‐５０９Ｌに代え、ポリアミジン０．２％水溶液を薬注率２．５％で添加した以外は、実施例１と同様の方法で連続脱水した。
得られた脱水ケーキ及び濾液のそれぞれ含水率及びＳＳ回収率を、実施例１と同様の方法に従い測定した。それらの結果を表１に示す。
【００２７】
○比較例３
実施例３において、ＥＴＣ‐５０９Ｌに代え、ポリアミジン０．２％水溶液を薬注率２．５％で添加した以外は、実施例１と同様の方法で連続脱水した。
得られた脱水ケーキ及び濾液のそれぞれ含水率及びＳＳ回収率を、実施例１と同様の方法に従い測定した。それらの結果を表１に示す。
【００２８】
【表１】

【００２９】
表１の結果から明らかな通り、本発明の脱水方法によれば、比較例のポリアミジンを使用した脱水方法と比較して、少ない添加量で非常に良好な脱水性を示した。具体的には、実施例１における凝集剤添加量は、比較例１におけるポリアミジンの添加量に対して６５％の割合に相当するという少ない量であるが、脱水ケーキ含水率は、８４．８％であり、非常に良好な値を示した。
さらに、無機凝集剤と併用した場合、併用しない場合に比べて、より優れた汚泥脱水性能を発揮した。
【００３０】
【発明の効果】
本発明の汚泥脱水方法によれば、消化汚泥に対して、凝集剤添加量が少量で済むうえ、得られる脱水ケーキの含水率が低く、顕著な汚泥脱水性能を発揮する。

Claims

有機質汚泥に嫌気性処理を行った消化汚泥に、ポリアルキレンオキサイド単位を有するカチオン性高分子からなる高分子凝集剤を添加した後、スクリュープレス脱水機又は回転加圧脱水機を用いて脱水する消化汚泥の脱水方法。
前記カチオン性高分子に、さらに無機系凝集剤及び前記以外の高分子凝集剤から選択される１種以上の凝集剤を併用することを特徴とする請求項１記載の消化汚泥の脱水方法。