JP2013220374A - 有機性汚泥の凝集・脱水方法 - Google Patents

Abstract

【課題】
有機性汚泥を十分に凝集・脱水でき、かつ、無機凝集剤の添加量を減少させ、脱水ケーキの焼却時の焼却灰の発生量を最小限に抑えることのできる有機性汚泥の脱水方法を提供することである。
【解決手段】
有機性汚泥に無機凝集剤（Ａ）を添加・混合した後、負のゼータ電位を有する無機微粒子（Ｂ）を添加・混合し、次いで分子内にカチオン性基を含有する水溶性高分子（Ｃ）を添加・混合して凝集・脱水することを特徴とする有機性汚泥の凝集・脱水方法を用いる。
【選択図】なし

Description

本発明は有機性汚泥の凝集・脱水方法に関する。さらに詳しくは下水、し尿及び／又は産業排水等の微生物処理から発生する有機性汚泥（特に難濾過性の有機性汚泥）の凝集・脱水方法に関する。

下水、し尿等の微生物処理から発生する有機性汚泥は、カチオン性高分子凝集剤を使って脱水されてきたが、近年、有機性汚泥の難濾過性に起因して、従来のカチオン性高分子凝集剤だけでは十分な脱水率が得られなくなってきた（特に、消化汚泥及びこれを含む有機性汚泥の場合にこの傾向が顕著である。）。
このような問題解決のため、ポリ塩化アルミニウム、ポリ硫酸鉄、塩化鉄、硫酸アルミニウム、硫酸鉄等の無機凝集剤を多量に添加して対処すると、汚泥処理設備の損傷の原因になるばかりでなく、脱水ケーキ焼却後の焼却灰の量が著しく増加するという問題があり、焼却灰は一般に埋め立て処分が必要であることから、処分場確保という問題もあった。
そこで、つぎの（１）〜（３）の方法が提案されている。
（１）廃水に無機凝集剤を添加した後、ジアルキルアミノアルキル（メタ）アクリレート６０〜１００モル％含有し且つ固有粘度が１．０〜３．０ｄｌ／ｇのジアルキルアミノアルキル（メタ）アクリレート系有機凝結剤を添加して一次凝集させた後、更に高分子凝集剤を添加して二次凝集させ、次いで、固液分離することを特徴とする廃水の凝集処理方法（特許文献１）。
（２）消化汚泥に、無機凝集剤（Ａ）を添加、混合し、次にアニオン性水溶性ポリマー（Ｂ）を添加、混合し、その後、カチオン性水溶性ポリマー（Ｃ）を添加、混合することを特徴とする、（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）を組み合わせてなる凝集剤を用いる消化汚泥の処理方法（特許文献２）。
（３）（ａ）有機性汚泥へ、有機性汚泥の焼却灰をｐＨ２以下の酸水溶液に加えて得られるスラリーおよび無機凝集剤を添加するステップ、（ｂ）次いで有機高分子凝集剤を添加するステップ、及び（ｃ）得られる有機質汚泥を脱水するステップ、を含む有機性汚泥の脱水方法（特許文献３）。

特開２０１１−１３１１６６号公報 特開２００５−２９６７７２号公報 特開２００４−０８１９５９号公報

しかし、提案されているこれらの方法では、必ずしも十分な結果を与えるとは限らず、すなわち、有機性汚泥（特に、下水及び／又は屎尿の微生物処理から発生する有機性汚泥、さらには、消化汚泥及びこれを含む有機性汚泥）の十分な凝集・脱水と、無機凝集剤の添加量の減少とを両立させることができない場合があるという問題がある。
そこで、本発明は、有機性汚泥（特に、下水及び／又は屎尿の微生物処理から発生する有機性汚泥、さらには、消化汚泥及びこれを含む有機性汚泥）を十分に凝集・脱水でき、かつ、無機凝集剤の添加量を減少させ、脱水ケーキの焼却時の焼却灰の発生量を最小限に抑えることのできる有機性汚泥の脱水方法を提供することを目的とする。

本発明の有機性汚泥の凝集・脱水方法の特徴は、有機性汚泥に無機凝集剤（Ａ）を添加・混合した後、負のゼータ電位を有する無機微粒子（Ｂ）を添加・混合し、次いで分子内にカチオン性基を含有する水溶性高分子（Ｃ）を添加・混合して凝集・脱水する点を要旨とする。

本発明の有機性汚泥の脱水方法によれば、有機性汚泥（特に、下水及び／又は屎尿の微生物処理から発生する有機性汚泥、さらには、消化汚泥及びこれを含む有機性汚泥）を十分に凝集・脱水でき、かつ、無機凝集剤の添加量を減少させ、脱水ケーキの焼却時の焼却灰の発生量を最小限に抑えることができる。
したがって、無機凝集剤添加による費用の削減のみならず、汚泥処理設備の損傷が軽減され、焼却灰の埋め立て処分場の問題も軽減される。

本発明の凝集・脱水方法を適用できる有機性汚泥としては、排水の生物学的処理により発生する汚泥（有機性汚泥）であれば制限ないが、下水、し尿及び／又は産業排水等の微生物処理から発生する有機性汚泥が好ましく、さらに好ましくは下水及び／又は屎尿の微生物処理から発生する有機性汚泥、特に好ましくは消化汚泥及びこれを含む有機性汚泥、最も好ましくは消化汚泥を含む難濾過性の有機性汚泥である。

無機凝集剤（Ａ）としては、公知の無機凝集剤等が使用でき、たとえば、ポリ塩化アルミニウム、ポリ硫酸鉄、塩化第２鉄及び硫酸アルミニウム等が挙げられる。これらのうち、ポリ硫酸鉄及びポリ塩化アルミニウムが好ましく、さらに好ましくはポリ硫酸鉄である。

無機凝集剤（Ａ）の添加量は、適宜選択できるが、有機性汚泥の固形分（ＴＳ）重量当たり、１〜８重量％が好ましく、さらに好ましくは２〜７．５重量％、特に好ましくは３〜７重量％、最も好ましくは３〜６．５重量％である。この範囲であると、脱水ケーキ焼却灰を最小化でき、かつ、優れた脱水率を発現できる。

なお、無機凝集剤（Ａ）の添加量（重量％）は、当業界の慣習に従った値である。すなわち、無機凝集剤（Ａ）がポリ塩化アルミニウム、硫酸アルミニウムの場合、ＪＩＳ Ｋ１４７５−１９９６又はＪＩＳ Ｋ１４５０−１９９６で規定されたＡｌ_２Ｏ_３に変換した量を意味し、無機凝集剤（Ａ）がポリ硫酸鉄の場合、全鉄に換算した量を意味し、無機凝集剤（Ａ）が塩化鉄の場合、塩化鉄の量を意味する。

有機性汚泥の固形分は、下水道試験法（下巻）（日本下水道協会発行、１９９７年）に記載の方法に準拠して測定される。すなわち、有機汚泥の固形分は、１０５℃の順風乾燥機中で、恒量になるまで乾燥し、乾燥後の重量を計測することにより得られる。

有機性汚泥と無機凝集剤（Ａ）と混合は均一混合できれば混合方法に制限はなく、通常の混合方法が適用できる（たとえば、攪拌機つき混合槽、回転式ブレンダー、ラインブレンド等を用いて混合できる。）。以下に続く、無機微粒子（Ｂ）、水溶性高分子（Ｃ）との混合においても同様に、均一混合できれば混合方法に制限はなく、通常の混合方法が適用できる。

無機凝集剤（Ａ）は、無機凝集剤（Ａ）の水溶液として有機性汚泥に添加・混合することが好ましい。
無機凝集剤（Ａ）の水溶液として添加・混合する場合、無機凝集剤（Ａ）の水溶液の濃度は適宜決定できるが、無機凝集剤（Ａ）がポリ塩化アルミニウムの場合、ＪＩＳ Ｋ１４７５−１９９６で規定されたＡｌ_２Ｏ_３に変換した濃度として、１０〜１１重量％が好ましく、同様に、硫酸アルミニウムの場合、ＪＩＳ Ｋ１４５０−１９９６で規定されたＡｌ_２Ｏ_３に変換した濃度として、８〜８．２重量％が好ましく、また、同様に、塩化第２鉄の場合、約３７重量％（旧ＪＩＳ Ｋ１４４７−１９５６）が好ましく、また、同様に、ポリ硫酸鉄の場合、全鉄として、約１１重量％が好ましい。

負のゼータ電位を有する無機微粒子（Ｂ）としては、水中で負のゼータ電位を持つ公知の無機微粒子等が使用でき、金属酸化物｛珪酸ソーダ、アルミナゾル又はチタン酸ソーダ等｝及び金属水酸化物｛α−水酸化アルミニウム等｝等が挙げられる。これらのうち、脱水効果の観点から、金属酸化物が好ましく、さらに好ましくは珪酸ソーダであり、珪酸ソーダの中で、ＳｉＯ_２とＮａ_２Ｏとのモル比（ＳｉＯ_２／Ｎａ_２Ｏ）が２．５〜１５０（３〜４０がさらに好ましく、特に好ましくは３．１〜３０）である珪酸ソーダが好ましい。
なお、無機凝集剤（Ａ）が水溶性であるのに対して、無機微粒子（Ｂ）が水不溶性である点で相違する。

負のゼータ電位を有する無機微粒子（Ｂ）のメジアン粒径は、５〜５００ｎｍが好ましく、さらに好ましくは５〜３００ｎｍ、特に好ましくは８〜２００ｎｍ、最も好ましくは１０〜１００ｎｍである。
なお、メジアン粒径は透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）観察により測定される。

負のゼータ電位を有する無機微粒子（Ｂ）の添加量は、有機性汚泥の容量に基づいて、２．５〜４００ｍｇ／Ｌが好ましく、さらに好ましくは４〜３００ｍｇ／Ｌ、特に好ましくは５〜２５０ｍｇ／Ｌ、最も好ましくは５０〜２００ｍｇ／Ｌである。この範囲であると、脱水ケーキ焼却灰を最小化でき、かつ、優れた脱水率を発現できる。

負のゼータ電位を有する無機機微粒子（Ｂ）は、無機微粒子（Ｂ）の水性液体として添加・混合することが好ましい。無機微粒子（Ｂ）の水性液体として添加・混合する場合、無機微粒子（Ｂ）の水性液体は、水性液体に無機微粒子（Ｂ）を微分散したものであればよいが、透明液状又はコロイド状であることが好ましい。そしてこの場合、負のゼータ電位を有する金属酸化物無機微粒子（Ｂ）の粒径が小さくなるに従って、乳濁から半透明、さらに透明な外観を示す。

水性液体としては、水以外に、安定化剤（乳酸、酢酸、アンモニア等）や水溶性有機溶媒（メタノール、エタノール、アセトン等）を含有してもよい。この水性液体は塩基性であることが好ましい。

負のゼータ電位を有する無機機微粒子（Ｂ）の水性液体として添加・混合する場合、負のゼータ電位を有する無機微粒子（Ｂ）の水性液体の濃度は適宜決定できるが、１０〜４０重量％が好ましく、さらに好ましくは１５〜３９重量％、特に好ましくは１８〜３８重量％である。負のゼータ電位を有する無機微粒子（Ｂ）が珪酸ソーダの場合、二酸化珪素の濃度として、１５〜３８重量％が好ましく、さらに好ましくは１６〜３１重量％である。

分子内にカチオン性基を含有する水溶性高分子（Ｃ）としては、公知のカチオン性高分子凝集剤及び両性高分子凝集剤等が使用でき、たとえば、次の水溶性エチレン性不飽和単量体（ノニオン性単量体、カチオン性単量体、アニオン性単量体）等を構成単量体とするカチオン性又は両性の高分子凝集剤が含まれる。

（１）ノニオン性単量体
（メタ）アクリレート｛ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート及びジエチレングリコールモノ（メタ）アクリレート等｝、（メタ）アクリルアミド｛（メタ）アクリルアミド、Ｎ−メチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−イソプロピル（メタ）アクリルアミド及びＮ−メチロール（メタ）アクリルアミド等｝及び他のビニルモノマー｛アクリロニトリル及びＮ−ビニル−２−ピロリドン等｝等。

（２）カチオン性単量体
以下のアミノ基含有化合物のアミン塩｛塩酸塩、硫酸塩及びリン酸塩等｝及び第四級アンモニウム塩｛メチルクロライド塩、ジメチル硫酸塩及びベンジルクロライド塩等｝等。

アミノ基含有（メタ）アクリレート｛Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピル（メタ）アクリレート、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノエチル（メタ）アクリレート及びＮ，Ｎ−ジエチルアミノプロピル（メタ）アクリレート等｝、アミノ基含有（メタ）アクリルアミド｛Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチル（メタ）アクリルアミド等｝又はアミノ基含有ビニル化合物｛ｐ−アミノスチレン、２−ビニルピリジン、ビニルアニリン及び（メタ）アリルアミン等｝。

（３）アニオン性単量体
不飽和カルボン酸｛（メタ）アクリル酸、（無水）マレイン酸、フマル酸、イタコン酸及びビニル安息香酸等｝、不飽和スルホン酸｛ビニルスルホン酸、スチレンスルホン酸、２−（メタ）アクリロイルオキシエタンスルホン酸、２−（メタ）アクリロイルオキシプロパンスルホン酸、３−（メタ）アクリロイルオキシプロパンスルホン酸、２−（メタ）アクリロイルオキシ−２，２−ジメチルエタンスルホン酸、ｐ−（メタ）アクリロイルオキシメチルベンゼンスルホン酸、２−（メタ）アクリロイルアミノエタンスルホン酸、２−（メタ）アクリロイルアミノプロパンスルホン酸、３−（メタ）アクリロイルアミノプロパンスルホン酸、２−（メタ）アクリロイルアミノ−２，２−ジメチルエタンスルホン酸、ｐ−（メタ）アクリロイルアミノメチルベンゼンスルホン酸等｝及びこれらの塩｛アルカリ金属（リチウム、ナトリウム、カリウム等）塩、アルカリ土類金属（マグネシウム、カルシウム等）塩、アンモニウム塩及びアミン（炭素数１〜２０）塩等。

分子内にカチオン性基を含有する水溶性高分子（Ｃ）としては、ジアルキルアミノエチル（メタ）アクリレートの第４級アンモニウム塩を必須構成単量体としてなることが好ましく、さらに好ましくはジアルキルアミノエチル（メタ）アクリレートの第４級アンモニウム塩を必須構成単量体としてなるカチオン性又は両性の水溶性高分子、特に好ましくはジアルキルアミノエチル（メタ）アクリレートの第４級アンモニウム塩を必須構成単量体としてなるカチオン性の水溶性高分子、最も好ましくはジメチルアミノエチルアクリレートのメチルクロライドによる第４級アンモニウム塩を構成単量体としてなるカチオン性の水溶性高分子である。

分子内にカチオン性基を含有する水溶性高分子（Ｃ）は、これらの水溶性エチレン性不飽和単量体を単独重合してもよく、共重合してもよい。また、水不溶性不飽和単量体や架橋性単量体を共重合してもよい。

水不溶性不飽和単量体を共重合する場合、この使用割合（モル％）は、全ての単量体のモル数に基づいて、０．１〜４０が好ましく、さらに好ましくは０．２〜２０、特に好ましくは０．５〜１０である。

架橋性単量体を共重合する場合、この使用割合（モル％）は、全ての単量体のモル数に基づいて、０．０００１〜５が好ましく、さらに好ましくは０．００１〜１、特に好ましくは０．０１〜０．５である。

水不溶性不飽和単量体としては、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、アクリロニトリル、ω−メトキシエチル（メタ）アクリレート及びω−メトリキシプロピル（メタ）アクリレート等が含まれる。

架橋性単量体としては、架橋性（メタ）アクリルアミド｛Ｎ，Ｎ−メチレンビスアクリルアミド等｝、架橋性（メタ）アクリレート｛エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトール（ポリ）（２〜４）（メタ）アクリレート等｝、架橋性ビニル単量体｛ジビニルアミン、トリビニルアミン、ジビニルエーテル、エチレングリコールジビニルエーテル、ポリエチレングリコール（重合度２〜５０）ジビニルエーテル、トリメチロールプロパントリビニルエーテル、グリセリンジビニルエーテル及びペンタエリスリトールテトラビニルエーテル等｝、架橋性（メタ）アリル単量体｛ジ（メタ）アリルアミン、Ｎ−アルキル（炭素数１〜２０）ジ（メタ）アリルアミン、エチレングリコールジ（メタ）アリルエーテル、ポリエチレングリコール（重合度２〜５０）ジ（メタ）アリルエーテル、グリセリンジ（メタ）アリルエーテル、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アリルエーテル及びテトラアリロキシエタン等｝及び熱架橋性単量体｛エチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル及びグリセリントリグリシジルエーテル等｝等が含まれる。

分子内にカチオン性基を含有する水溶性高分子（Ｃ）の製造方法に制限はないが、水溶液重合法又は逆相懸濁重合法で製造することが好ましい（たとえば、特開平１−１３８２１０号公報や特開２００４−１８１４４９号公報が参考となる。）。

分子内にカチオン性基を含有する水溶性高分子（Ｃ）の添加量は、有機性汚泥の固形分（ＴＳ）重量当たり、０．５〜３重量％が好ましく、さらに好ましくは０．６〜２．８重量％、特に好ましくは０．７〜２．５重量％、最も好ましくは１．３〜２．３重量％である。この範囲であると、脱水ケーキ焼却灰を最小化でき、かつ、優れた脱水率を発現できる。

分子内にカチオン性基を含有する水溶性高分子（Ｃ）は、分子内にカチオン性基を含有する水溶性高分子（Ｃ）の水溶液として、添加・混合することが好ましい。
分子内にカチオン性基を含有する水溶性高分子（Ｃ）の水溶液として添加・混合する場合、分子内にカチオン性基を含有する水溶性高分子（Ｃ）の水溶液の濃度は、０．０５〜０．３５重量％が好ましく、さらに好ましくは０．１〜０．３３重量％、特に好ましくは０．１５〜０．３重量％である。

本発明の有機性汚泥の凝集・脱水方法において、（１）有機性汚泥に、無機凝集剤（Ａ）を添加・混合した後に、（２）得られた有機性汚泥・無機凝集剤（Ａ）混合体と、負のゼータ電位を有する無機微粒子（Ｂ）を添加・混合し、（３）次いで、得られた有機性汚泥・無機凝集剤（Ａ）・無機微粒子（Ｂ）混合体と、分子内にカチオン性基を含有する水溶性高分子（Ｃ）を添加・混合するものであり、以上の（１）→（２）→（３）の順番と異なる順番で添加したり、混合しても、本発明の効果は得られない。

凝集・脱水に使用する脱水機としては凝集・脱水できれば制限なく、非ろ布式脱水機（遠心脱水機、スクリュープレス及び毛細管脱水機等）及びろ布式脱水機（ベルトプレス及びフィルタープレス等）のいずれにも適用できる。これらのうち、スクリュープレス及びフィルタープレスが好ましく、さらに好ましくはスクリュープレスである。

以下、実施例により本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。なお、特記しない限り、部は重量部を、％は重量％を意味する。

実施例及び比較例において使用した無機凝集剤（Ａ）の水溶液は、次の通りである。
Ａ１：ポリ硫酸鉄の水溶液（日鉄鉱業株式会社、全鉄として約１１重量％の水溶液）
Ａ２：ポリ塩化アルミニウムの水溶液(浅田化学工業株式会社、Ａｌ_２Ｏ_３として１０〜１１重量％の水溶液)

実施例において使用した無機微粒子（Ｂ）の水性液体は、次の通りである。
Ｂ１：珪酸ソーダ水分散液（水性透明液、三ツ輪化学工業株式会社、ＳＩ−１０００、ＳｉＯ_２として２６．７重量％、Ｎａ_２Ｏとして８．１重量％を含む水分散液、ＳｉＯ_２とＮａ_２Ｏとのモル比（ＳｉＯ_２／Ｎａ_２Ｏ）＝３．４１、メジアン粒径約２０ｎｍ）
Ｂ２：珪酸ソーダ水分散液（水性透明液、東曹産業株式会社、高モル珪酸ソーダＨ、ＳｉＯ_２として１６重量％、Ｎａ_２Ｏとして０．７重量％を含む水分散液、ＳｉＯ_２とＮａ_２Ｏとのモル比（ＳｉＯ_２／Ｎａ_２Ｏ）＝１９〜２９、メジアン粒径７〜１３ｎｍ）

実施例及び比較例において使用した水溶性高分子（Ｃ）の水溶液はそれぞれ次の通りである。
（Ｃ１）：ジメチルアミノエチルアクリレートのメチルクロライド４級化物（塩化トリメチルアンモニオエチルアクリレート：８０モル％）とアクリルアミド（２０モル％）との共重合体の水溶液（０．２％の水溶液、塩粘度６２ｍＰａ・ｓ、コロイド当量値４．３ｍｅｑ．／ｇ）
（Ｃ２）ジメチルアミノエチルアクリレートのメチルクロライド４級化物（塩化トリメチルアンモニオエチルアクリレート：４０モル％）とアクリルアミド（４０モル％）とアクリル酸（２０モル％）との共重合体の水溶液（部分架橋物、０．２％の水溶液、塩粘度３８ｍＰａ・s、コロイド当量値 カチオン３．１ｍｅｑ．／ｇ、アニオン１．６ｍｅｑ．／ｇ）

なお、塩粘度（ｍＰａ・ｓ）は、以下のようにして測定した。
回転計付き攪拌モーター、攪拌軸及びプロペラ型３枚羽根（直径５ｃｍ）からなる攪拌機で、５００ｍｌのガラスビーカーに入れたイオン交換水２８６．５ｇを攪拌しながら（回転数４５０ｒｐｍ）、これに精秤した測定試料１．５００ｇをママコにならないように少量づつ添加し、その後２０℃で２時間攪拌して溶解させた後、食塩１２．００ｇを加えて、さらに２０℃で３０分間撹拌してから、得られた溶解液を２００ｍｌトールビーカーに移し、恒温水槽中で２５℃±０．５℃に調節し、ＪＩＳ Ｋ５１０１−６−２：２００４に準拠して、回転粘度を測定した。

また、コロイド当量値（ｍｅｑ．／ｇ）は、コロイド滴定法（ポリビニル硫酸カリウム溶液で滴定する方法）により、ｐＨ４．０で測定した。

＜実施例１〜６、比較例１〜３＞
関西地方の某下水処理場から採取した消化汚泥（ｐＨ７．２、ＴＳ１．５％、有機分７１％、Ｍ−アルカリ度２７００ｍｇ／Ｌ）２００ｍＬを３００ｍＬのビーカーに採り、表１に示した無機凝集剤（Ａ）の水溶液、無機微粒子（Ｂ）の水性液体、水溶性高分子（Ｃ）の水溶液を、この順番で添加・混合した後、得られたフロックをナイロン製ろ布（Ｔ−１１８９、直径９ｃｍ）に移して自然ろ過し、ろ布上に残った汚泥を小型圧搾機で１分間脱水して、脱水ケーキを得た。

この脱水ケーキ約３ｇをシャーレに秤量（ｗ１）してから、順風乾燥機内（１０５±５℃で２時間）で乾燥した後、乾燥ケーキの重量（ｗ２）を測定して、次式からケーキ含水率（％）を算出した。この結果を表１に併記した。

（ケーキ含水率）＝（ｗ１−ｗ２）×１００／ｗ１

また、得られた脱水ケーキを電気炉で９５０℃×１２０分間の条件で焼却し、残った灰の重量（ｗ３）を測定した。無機凝集剤及び無機微粒子を使用しなかった比較例１で得た脱水ケーキについて、同様にして得た灰の重量（ｗ４）を測定し、次式から、灰の増加率（％）を算出した。この結果を表１に併記した。

（灰の増加率）＝（ｗ４−ｗ３）×１００／ｗ４

なお、表１中の添加量の数字は、以下の通りである。
無機凝集剤（Ａ１）の水溶液：有機性汚泥の固形分（ＴＳ）重量当たりの全鉄の量（％）。
無機凝集剤（Ａ２）の水溶液：有機性汚泥の固形分（ＴＳ）重量当たりのＡｌ_２Ｏ_３の量（％）。

無機微粒子（Ｂ）の水分散液：有機性汚泥の容量当たりの金属酸化物（ＳｉＯ_２及びＮａ_２Ｏ）の添加量（ｍｇ／Ｌ）。

水溶性高分子（Ｃ）の水溶液：有機性汚泥の固形分（ＴＳ）重量当たりの「分子内にカチオン性基を含有する水溶性高分子（Ｃ）」の量（％）。

＜比較例４＞
無機凝集剤（Ａ）、無機微粒子（Ｂ）、水溶性高分子（Ｃ）の添加順序を、実施例１〜６の順番ではなく、無機微粒子（Ｂ）、無機凝集剤（Ａ）、水溶性高分子（Ｃ）の順番で添加・混合したこと以外、実施例１と同様に消化汚泥を凝集・脱水したところ、ケーキ含水率は８４．２％であった。

＜比較例５＞
無機凝集剤（Ａ）、無機微粒子（Ｂ）、水溶性高分子（Ｃ）の添加順序を、実施例１〜６の順番ではなく、まず、無機微粒子（Ｂ）及び無機凝集剤（Ａ）を同時に添加・混合した後、水溶性高分子（Ｃ）を添加・混合したこと以外、実施例１と同様に汚泥を凝集・脱水したところ、ケーキ含水率は８５．１％であった。

本発明の凝集・脱水方法（実施例１〜６）では、従来技術（比較例２、３）に比べて、灰の増加量が顕著に少なく、かつケーキ含水率も低位に維持されるという優れた結果が得られた。
また、比較例１では、無機凝集剤（Ａ）に由来する灰の増加はないものの、ケーキ含水率が非常に高かった。また、本発明における添加順序と異なる添加順序である比較例４、５においても、ケーキ含水率が高く、いずれも実用できないと予想し得る。

本発明の凝集・脱水方法は、下水等の処理で生じた有機性汚泥の凝集・脱水に好適に用いられる。とくに従来、大量の無機凝集剤を添加して処理せざるを得なかった難濾過性汚泥の高度な脱水が少量の無機凝集剤の添加できるため、脱水ケーキ焼却後の焼却灰の発生量増加が極小量ですむ。加えて、汚泥処理設備とくに焼却設備への悪影響が大幅に低減される。また、燃焼効率が上がるため燃焼用重油量の低減にも寄与することから、本発明は、下廃水処理に極めて有用である。

Claims (5)

1. 有機性汚泥に無機凝集剤（Ａ）を添加・混合した後、負のゼータ電位を有する無機微粒子（Ｂ）を添加・混合し、次いで分子内にカチオン性基を含有する水溶性高分子（Ｃ）を添加・混合して凝集・脱水することを特徴とする有機性汚泥の凝集・脱水方法。
2. 負のゼータ電位を有する無機微粒子（Ｂ）のメジアン粒径が５〜５００ｎｍである請求項１に記載の凝集・脱水方法。
3. 負のゼータ電位を有する無機微粒子（Ｂ）が珪酸ソーダであり、珪酸ソーダのＳｉＯ_２とＮａ_２Ｏとのモル比（ＳｉＯ_２／Ｎａ_２Ｏ）が２．５〜１５０である請求項１又は２に記載の凝集・脱水方法。
4. 無機凝集剤（Ａ）の添加量が有機性汚泥の固形分（ＴＳ）重量当たり、１〜８重量％であり、
   負のゼータ電位を有する無機微粒子（Ｂ）の添加量が有機性汚泥の容量に基づいて２．５〜４００ｍｇ／Ｌであり、
   分子内にカチオン性基を含有する水溶性高分子（Ｃ）の添加量が有機性汚泥の固形分（ＴＳ）重量当たり、０．５〜３重量％である請求項１〜４のいずれかに記載の凝集・脱水方法。
5. 有機性汚泥が下水及び／又は屎尿の微生物処理から発生する有機性汚泥である請求項１〜５のいずれかに記載の凝集・脱水方法。