JP2017121602A - Dewatering method of sludge - Google Patents

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和美 磯部
Kazumi Isobe
和美 磯部
孝行 小林
Takayuki Kobayashi
孝行 小林
久典 後藤
Hisanori Goto
久典 後藤
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a dewatering method of sludge by detecting variation of cohesiveness and dewatering property of sludge with detecting specific microorganism relating dewatering property of the sludge contained in the sludge and adjusting a dewatering treatment condition of the sludge.SOLUTION: There is provided a dewatering method of sludge having an aggregation floc formation process for forming an aggregation floc by adding a polymer coagulant to sludge and a solid solution separation process for separating the formed aggregate floc, wherein percentage of microorganism belonging to Chloroflexi based on present amount of all microorganism in the sludge is detected and a condition of the solid solution separation process and/or the aggregation floc formation process is adjusted based on detection results thereof.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は汚泥の脱水方法に関し、詳しくは、汚泥の脱水性に関与する汚泥中の微生物を検出し、その存在量に基づき、汚泥の脱水処理条件の調整の必要性を判定する汚泥の脱水方法に関する。   The present invention relates to a sludge dewatering method, and more particularly, to detect microorganisms in sludge involved in sludge dewaterability and to determine the necessity of adjusting sludge dewatering treatment conditions based on the abundance thereof. About.

下水やし尿処理場及び様々な産業で発生する有機性産業廃水の処理過程において生じる有機質汚泥の脱水処理は、汚泥の性状及び脱水機の種類に合わせ、強固で粗大、かつ脱水後のケーキ含水率がひくい凝集フロックであることが要求される。このため、カチオン性高分子凝集剤、アニオン性高分子凝集剤、両性高分子凝集剤などから好適な高分子凝集剤を選定し、使用されている。   The dewatering treatment of organic sludge generated in the treatment process of organic industrial wastewater generated in sewage and human waste treatment plants and various industries is strong, coarse, and the moisture content of the cake after dehydration according to the properties of the sludge and the type of dehydrator Is required to be a flocculated floc. For this reason, suitable polymer flocculants are selected and used from cationic polymer flocculants, anionic polymer flocculants, amphoteric polymer flocculants and the like.

これら高分子凝集剤の選定は、マクロな評価、例えば凝集フロックの平均粒径、固液分離の際の単位時間当たりの濾液量、濾液濁度、凝集フロック強度、脱水後のケーキ含水率などの評価結果から好適な剤を導き出している。   The selection of these polymer flocculants is a macro evaluation such as the average particle size of the floc floc, the amount of filtrate per unit time during solid-liquid separation, filtrate turbidity, floc floc strength, cake moisture content after dehydration, etc. A suitable agent is derived from the evaluation results.

しかしながら、汚泥が経時的な性状変化を引き起こした場合には、処理状態が悪化し、その都度、現状に適した高分子凝集剤を再度選定する必要があった。効率的に安定した脱水処理を行うためには、脱水性に影響を及ぼす要因をできる限り正確に捉えることが重要である。   However, when sludge causes a change in properties over time, the treatment state deteriorates, and it is necessary to select a polymer flocculant suitable for the current situation each time. In order to perform an efficient and stable dehydration process, it is important to capture factors that affect dehydration as accurately as possible.

汚泥の性状変化が引き起こす一因として考えられているのが、汚泥の大半を占める微生物の菌叢である。一般的には、季節変化などによって汚泥中の微生物の菌叢は経時的な変化を引き起こす。汚泥中の微生物の菌叢の変化が汚泥性状の変化を来たす。これまで、特定の微生物の存在量と高分子凝集剤の汚泥の脱水性評価結果とを関連付けた報告は知られていない。   One of the causes of sludge property changes is considered to be the microbial flora that occupies most of the sludge. In general, the flora of microorganisms in sludge causes changes over time due to seasonal changes and the like. Changes in the flora of microorganisms in the sludge change the sludge properties. Until now, there is no known report that associates the abundance of specific microorganisms with the evaluation results of the dewaterability of sludge of the polymer flocculant.

一方、活性汚泥法をはじめとする有機性廃水の生物学的処理においては、廃水処理中の装置運転上のトラブルを予知・把握するための手法として様々な方法が提案されている。その中で、トラブルを引き起こすと考えられる特定の微生物を検出する方法や、その検出結果を基に廃水処理中の装置の運転管理を行う方法が複数提案されている(特許文献1〜5)。しかしながら、経時的な汚泥の性状変化を引き起こした場合には、特許文献1〜5のいずれの文献も汚泥の凝集性と脱水性を改善することについては不十分であり、工業的に満足できる汚泥の脱水方法にはなり得なかった。   On the other hand, in the biological treatment of organic wastewater including the activated sludge method, various methods have been proposed as methods for predicting and grasping troubles in operation of the apparatus during wastewater treatment. Among them, a plurality of methods for detecting specific microorganisms that are considered to cause trouble and a method for managing the operation of an apparatus during wastewater treatment based on the detection results have been proposed (Patent Documents 1 to 5). However, in the case of causing sludge property change over time, any of the documents of Patent Documents 1 to 5 is insufficient to improve the cohesiveness and dewaterability of sludge, and sludge that is industrially satisfactory. It could not be a dehydration method.

特許第4830307号公報Japanese Patent No. 4830307 特許第4370956号公報Japanese Patent No. 4370956 特許第4272774号公報Japanese Patent No. 4272774 特開2002−119300号公報JP 2002-119300 A 特開平10−70999号公報JP-A-10-70999

Amann RI(1995) In situ identification of micro−organism by whole cell hybridization with rRNA−targeted nucleic probes.In:Akkerman ADC, van Elasas JD, de Bruijn FJ(eds)Molecular microbial ecology manual.Kluwer, The Netherlands, pp1−15Ammann RI (1995) In situ identification of micro-organism by whol cell hybridization with rRNA-targeted nucleic probes. In: Akkerman ADC, van Erasas JD, de Bruijn FJ (eds) Molecular microbiology manual. Kluwer, The Netherlands, pp1-15

本発明の目的は、汚泥に含まれる汚泥の脱水性に関与する特定の微生物を検出することにより、汚泥の凝集性及び脱水性の変動を検知し、汚泥の脱水処理条件の調整を行う汚泥の脱水方法を提供することにある。   The purpose of the present invention is to detect sludge coagulation and dehydration fluctuations by detecting specific microorganisms involved in the sludge dewaterability contained in the sludge, and to adjust sludge dewatering treatment conditions. It is to provide a dehydration method.

上記課題を解決するために鋭意検討した結果、汚泥に含まれる特定種類の微生物の存在量の変動が汚泥の凝集性及び脱水性に影響を及ぼすこと、詳しくはChloroflexi門に属する微生物の存在量の変動が汚泥の凝集性及び脱水性に影響を及ぼすことを見出した。更に、汚泥中の全微生物の存在量に対するChloroflexi門に属する微生物の存在量の割合が低減すると汚泥の脱水性が悪化し、汚泥中の全微生物の存在量に対するChloroflexi門に属する微生物の存在量の割合が増加すると汚泥の脱水性が好転することを見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, fluctuations in the abundance of specific types of microorganisms contained in sludge affect the coagulation and dehydration properties of sludge. Specifically, the abundance of microorganisms belonging to the Chloroflexi gate It was found that the fluctuation affects the cohesiveness and dewaterability of sludge. Furthermore, when the ratio of the abundance of microorganisms belonging to Chloroflexi gate to the abundance of all microorganisms in sludge is reduced, the dewaterability of sludge deteriorates, and the abundance of microorganisms belonging to Chloroflexi gate to the abundance of all microorganisms in sludge is reduced. As the ratio increased, the dewaterability of sludge was improved, and the present invention was completed.

すなわち、本発明は、汚泥に高分子凝集剤を添加して凝集フロックを形成させる凝集フロック形成工程と、形成した凝集フロックを分離する固液分離工程とを有する汚泥の脱水方法であって、汚泥中の全微生物の存在量に対するChloroflexi門に属する微生物の存在量の割合を検出し、その検出結果に基づいて、固液分離工程及び/又は凝集フロック形成工程の条件を調整する汚泥の脱水方法に存する。   That is, the present invention is a sludge dewatering method comprising a coagulation floc forming step of forming a floc floc by adding a polymer flocculant to sludge, and a solid-liquid separation step of separating the formed floc floc. A sludge dewatering method that detects the ratio of the abundance of microorganisms belonging to Chloroflexi to the abundance of all microorganisms in the medium and adjusts the conditions of the solid-liquid separation step and / or the floc-floc formation step based on the detection result Exist.

また、本発明は、汚泥中の全微生物の存在量に対するChloroflexi門に属する微生物の存在量の割合が減少した場合に、高分子凝集剤の前記汚泥への添加率を増加させる前記の汚泥の脱水方法に存する。   The present invention also provides a method for dewatering the sludge, which increases the rate of addition of the polymer flocculant to the sludge when the ratio of the abundance of microorganisms belonging to Chloroflexi to the abundance of all microorganisms in the sludge is reduced. Lies in the way.

また、本発明は、汚泥中の全微生物の存在量に対するChloroflexi門に属する微生物の存在量の割合が増加した場合に、高分子凝集剤の前記汚泥への添加率を減少させる前記の汚泥の脱水方法に存する。   The present invention also provides a method for dewatering the sludge, which reduces the rate of addition of a polymer flocculant to the sludge when the ratio of the abundance of microorganisms belonging to Chloroflexi to the abundance of all microorganisms in the sludge is increased. Lies in the way.

また、本発明は、前記高分子凝集剤がカチオン性高分子凝集剤及び両性高分子凝集剤のうちの少なくとも一つである前記の汚泥の脱水方法に存する。   Further, the present invention resides in the above sludge dewatering method, wherein the polymer flocculant is at least one of a cationic polymer flocculant and an amphoteric polymer flocculant.

更に、本発明は、前記Chloroflexi門に属する微生物の存在量を遺伝情報に基づいて検出する前記の汚泥の脱水方法に存する。   Furthermore, the present invention resides in the sludge dewatering method for detecting the abundance of microorganisms belonging to the Chloroflexi gate based on genetic information.

本発明の汚泥の脱水方法によれば、汚泥中の全微生物の存在量に対するChloroflexi門に属する微生物の存在量の割合を正確に検出することで汚泥の性状変化を把握し、汚泥の凝集性及び脱水性の変動を検知して汚泥の脱水処理条件の調整を行うことで、汚泥の脱水処理をより効率的かつ安定して行うことが可能となる。   According to the sludge dewatering method of the present invention, by accurately detecting the ratio of the abundance of microorganisms belonging to Chloroflexi to the abundance of all microorganisms in the sludge, it is possible to grasp the change in sludge properties, By detecting changes in dewaterability and adjusting sludge dewatering conditions, sludge dewatering can be performed more efficiently and stably.

以下に本発明を詳細に説明する。
本発明において、Chloroflexi門に属する微生物とは、系統分類学的に定義された細菌の分類群のうち、Chloroflexi門に分類される細菌群を指す。また、本発明において、Chloroflexi門に属する微生物の存在量とは、Chloroflexi門の遺伝情報に基づいて得られたChloroflexi門に属する微生物の存在数や濃度、優占性を指す。
The present invention is described in detail below.
In the present invention, the microorganism belonging to the Chloroflexi gate refers to a bacterial group classified into the Chloroflexi gate among the taxonomic taxonomic group. In the present invention, the abundance of microorganisms belonging to Chloroflexi gate refers to the number, concentration, and dominance of microorganisms belonging to Chloroflexi gate obtained based on genetic information of Chloroflexi gate.

本発明の汚泥の脱水方法では、まず、汚泥に含まれる全微生物量に対するChloroflexi門に属する微生物の存在量を遺伝情報に基づいた手法を用いて経時的に測定し、続いて、測定値の変動を基に、汚泥の脱水処理条件の調整の必要性を判定する。これにより、汚泥の経時的な性状変化を正確に捉えられ、汚泥の処理性が完全に悪化する前に汚泥の脱水処理条件の調整を行うことで汚泥の処理性を改善することが可能となる。   In the sludge dewatering method of the present invention, first, the abundance of microorganisms belonging to Chloroflexi with respect to the total amount of microorganisms contained in the sludge is measured over time using a method based on genetic information, and subsequently the variation of the measured value Based on the above, the necessity of adjusting sludge dehydration conditions is determined. As a result, it is possible to accurately grasp the change in the property of sludge over time, and to improve the sludge processability by adjusting the sludge dehydration conditions before the sludge processability is completely deteriorated. .

汚泥中の全微生物の存在量に対するChloroflexi門に属する微生物の存在量の割合が汚泥の凝集性と脱水性を左右する詳細なメカニズムは不明だが、Chloroflexi門に属する微生物の多くは糸状の形態を持っていることから、凝集フロックを形成した際の支持体として働く、あるいは、高分子凝集剤とChloroflexi門に属する微生物が反応して模擬的に架橋状態を示すことなどが考えられる。このため、Chloroflexi門に属する微生物は、汚泥の凝集性及び脱水性、特に繊維状物質の少ない余剰汚泥や消化汚泥などに対して凝集性及び脱水性に影響することが考えられる。   The detailed mechanism by which the ratio of the abundance of microorganisms belonging to Chloroflexi to the total abundance of microorganisms in sludge affects the aggregation and dehydration properties of sludge is unknown, but many of the microorganisms belonging to Chloroflexi have a filamentous morphology. Therefore, it may act as a support when the aggregated floc is formed, or the polymer flocculant and the microorganism belonging to Chloroflexi react to show a cross-linked state in a simulated manner. For this reason, it is considered that microorganisms belonging to the Chloroflexi gate affect the cohesiveness and dewatering property of sludge, particularly surplus sludge and digested sludge with little fibrous material.

Chloroflexi門に属する微生物を遺伝情報に基づいて検出する方法としては、公知の方法を用いることができる。例えば、特定の微生物に特異的な塩基配列に対し相補的な配列を持つオリゴヌクレオチドを作用させて検出するドットハイブリダイゼーション法や、マイクロアレイ法、蛍光原位置ハイブリダイゼーション法(以下、FISH法と記す)、定量PCR法、PCR−DGGE法等を用いることができるが、FISH法を用いることがより好ましい。   A known method can be used as a method for detecting a microorganism belonging to the Chloroflexi gate based on genetic information. For example, a dot hybridization method in which an oligonucleotide having a sequence complementary to a specific base sequence specific to a specific microorganism is allowed to act, a microarray method, a fluorescence in situ hybridization method (hereinafter referred to as FISH method) Quantitative PCR method, PCR-DGGE method and the like can be used, but it is more preferable to use FISH method.

前記FISH法は、PCRバイアスやPCRアーティファクトといった問題を回避し、細胞レベルでの観察・解析を行うことから、より定量的にChloroflexi門に属する微生物の存在量を把握することが可能となる。FISH法を用いたChloroflexi門に属する微生物の検出及び定量には、蛍光顕微鏡又はレーザー顕微鏡などの顕微鏡による方法、蛍光イメージスキャナなどの蛍光測定装置、核酸のハイブリダイゼーション検出装置、フローサイトメーター、サーマルサイクラー、電気泳動装置などを用いた方法を使用することができる。顕微鏡を用いる場合は、取得した画像からChloroflexi門に属する微生物を直接計測したり、画像解析ソフトウェアを用いてChloroflexi門に属する微生物の占める面積を測定することもできる。画像解析用ソフトウェアとしては、ImageJなどを使用することもできる。   The FISH method avoids problems such as PCR bias and PCR artifacts, and performs observation and analysis at the cell level. Therefore, it becomes possible to grasp the abundance of microorganisms belonging to the Chloroflexi gate more quantitatively. For detection and quantification of microorganisms belonging to Chloroflexi using the FISH method, a method using a microscope such as a fluorescence microscope or a laser microscope, a fluorescence measuring device such as a fluorescence image scanner, a nucleic acid hybridization detection device, a flow cytometer, a thermal cycler A method using an electrophoresis apparatus or the like can be used. When using a microscope, microorganisms belonging to the Chloroflexi gate can be directly measured from the acquired image, or the area occupied by the microorganisms belonging to the Chloroflexi gate can be measured using image analysis software. ImageJ or the like can also be used as image analysis software.

本発明において、前記オリゴヌクレオチドはChloroflexi門に属する微生物に特異的な塩基配列に対し相補的な配列を持つよう設計されているものであれば、すでに公知となっているオリゴヌクレオチド配列をプローブとして使用しても、新たに設計して使用してもよい。すでに公知となっているプローブとしては、例えば、表1に示す「GNSB941」又は「CFX1223」などが挙げられるが、本発明では、これらを単独で使用しても、混合して使用してもよい。   In the present invention, if the oligonucleotide is designed to have a sequence complementary to a base sequence specific to a microorganism belonging to Chloroflexi, a known oligonucleotide sequence is used as a probe. Alternatively, it may be newly designed and used. Examples of known probes include “GNSB941” or “CFX1223” shown in Table 1. In the present invention, these may be used alone or in combination. .

また、前記プローブは標識されている必要がある。標識に蛍光物質を採用する場合の蛍光標識物質としては、FITC(東京化成工業株式会社製)、Rhodamine(東京化成工業株式会社製)などが挙げられるが、これらの蛍光標識物質に限定されない。   The probe must be labeled. Examples of the fluorescent labeling substance when a fluorescent substance is used for the label include FITC (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.), Rhodamine (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.), and the like, but are not limited to these fluorescent labeling substances.

更に、必要に応じて汚泥に含まれる全微生物の存在量を検出する場合には、全微生物を標識する必要があり、例えばDAPI(4,6’−Diamino−2−phenylindole dihydrochloride、シグマアルドリッチ社製)、Hoechst 33258(シグマアルドリッチ社製)、SYTO9(Invitrogen社製)、SYTO60(Invitrogen社製)などで標識することが可能であるが、前記Chloroflexi門に属する微生物の検出を妨げるものでなければ特に限定されない。   Furthermore, when detecting the abundance of all microorganisms contained in the sludge as necessary, it is necessary to label all microorganisms, for example, DAPI (4,6′-Diamino-2-phenylindole chloride, manufactured by Sigma-Aldrich) ), Hoechst 33258 (manufactured by Sigma Aldrich), SYTO9 (manufactured by Invitrogen), SYTO60 (manufactured by Invitrogen), etc., but particularly those that do not interfere with detection of microorganisms belonging to the Chloroflexi gate. It is not limited.

本発明で使用する汚泥脱水機の型式としては、遠心型脱水機、ベルトプレス型脱水機、スクリュープレス型脱水機、真空型脱水機、フィルタープレス型脱水機、多重円板型脱水機などが挙げられるが、これらに限定されない。   Examples of the sludge dehydrator used in the present invention include a centrifugal dehydrator, a belt press dehydrator, a screw press dehydrator, a vacuum dehydrator, a filter press dehydrator, and a multiple disk dehydrator. However, it is not limited to these.

汚泥中の全微生物の存在量に対するChloroflexi門に属する微生物の存在量の割合が増減した場合の汚泥の脱水処理条件の調整方法としては、使用する脱水機の種類を問わず、高分子凝集剤の汚泥への添加率の増減による脱水処理条件の調整、高分子凝集剤の添加濃度の増減による脱水処理条件の調整、高分子凝集剤の添加方法の変更による脱水処理条件の調整、脱水機への汚泥供給量の増減による脱水処理条件の調整、高分子凝集剤の再選定による脱水処理条件の調整、高分子凝集剤の種類変更による脱水処理条件の調整などが挙げられる。脱水機の種類に因る調整方法としては、例えば、遠心脱水機の場合は回転数の増減による脱水処理条件の調整及び回転差速の増減による脱水処理条件の調整など、ベルトプレス脱水機の場合には、凝集槽での撹拌強度の増減による脱水処理条件の調整及び濾過速度の増減による脱水処理条件の調整など、スクリュープレス脱水機の場合には、圧搾調節版の押し付け力の増減による脱水処理条件の調整、パンチングメタルの孔径変更による脱水処理条件の調整及びスクリュー回転数の増減による脱水処理条件の調整などが挙げられる。また、複数種の汚泥を混合して脱水処理を行っている場合には、汚泥の混合比の増減による脱水処理条件の調整も調整方法の一つとして挙げられる。これら汚泥の脱水処理条件の調節方法に対する制限は特にないが、比較的容易に調整でき、脱水機の種類を問わないことから、高分子凝集剤の汚泥への添加率の増減による脱水処理条件の調整を行うことがより好ましい。   The adjustment method of sludge dehydration treatment conditions when the ratio of the amount of microorganisms belonging to Chloroflexi to the amount of all microorganisms in the sludge increases or decreases, regardless of the type of dehydrator used, Adjustment of dehydration conditions by increasing / decreasing the rate of addition to sludge, adjustment of dehydration conditions by increasing / decreasing the concentration of polymer flocculant, adjustment of dehydration conditions by changing the method of adding polymer flocculant, Examples include adjustment of dehydration conditions by increasing or decreasing the amount of sludge supplied, adjustment of dehydration conditions by reselecting the polymer flocculant, and adjustment of dehydration conditions by changing the type of polymer flocculant. Adjustment methods depending on the type of dehydrator include, for example, the case of a belt press dehydrator, such as adjusting the dehydration process conditions by increasing or decreasing the rotation speed and adjusting the dehydration process conditions by increasing or decreasing the rotational speed difference in the case of a centrifugal dehydrator. In the case of a screw press dehydrator, such as adjustment of dehydration conditions by increasing or decreasing the stirring strength in the coagulation tank and adjustment of dehydration conditions by increasing or decreasing the filtration speed, dehydration by increasing or decreasing the pressing force of the pressure control plate Examples include adjustment of conditions, adjustment of dehydration treatment conditions by changing the hole diameter of the punching metal, and adjustment of dehydration treatment conditions by increasing or decreasing the screw rotation speed. In addition, when a plurality of types of sludge are mixed to perform a dehydration treatment, adjustment of the dehydration treatment conditions by increasing or decreasing the mixing ratio of the sludge can be cited as one of the adjustment methods. There is no particular restriction on the method of adjusting the sludge dehydration treatment conditions, but since it can be adjusted relatively easily and regardless of the type of dehydrator, the dehydration treatment conditions can be adjusted by increasing or decreasing the rate of addition of the polymer flocculant to the sludge. It is more preferable to perform adjustment.

本発明で使用する汚泥としては、混合生汚泥、余剰汚泥、消化汚泥および各種汚泥の混合物が挙げられ、特に制限はされないが、余剰汚泥及び消化汚泥がより好ましい。前記汚泥種であれば、Chloroflexi門に属する微生物の存在量の変動と脱水ケーキの含水率変動の相関性がより強くなるため、より正確に汚泥の性状変化を捉えることが可能となる。   Examples of the sludge used in the present invention include mixed raw sludge, surplus sludge, digested sludge, and mixtures of various sludges, and are not particularly limited, but surplus sludge and digested sludge are more preferable. If it is the said sludge kind, since the correlation of the fluctuation | variation of the abundance of the microorganisms which belong to Chloroflexi gate and the moisture content fluctuation | variation of a dewatering cake will become stronger, it will become possible to catch the property change of sludge more correctly.

前記汚泥中の固形分(以下、TSと記す)の下限値としては通常0.5%以上が好ましく、1.0以上が良い好ましい。また、上限値としては6.0%以下が好ましく、5.0以下がより好ましい。前記範囲内であれば、汚泥中に高分子凝集剤を混合した際に効率良く汚泥の脱水処理を行うことができる。   The lower limit of the solid content in the sludge (hereinafter referred to as TS) is usually preferably 0.5% or more, and preferably 1.0 or more. Moreover, as an upper limit, 6.0% or less is preferable and 5.0 or less is more preferable. If it is in the said range, when a polymer flocculant is mixed in sludge, the dewatering process of sludge can be performed efficiently.

前記汚泥の表面粒子の荷電状態の指標であるカチオン要求量の上限値としては、−0.10meq/g−TS以下が好ましく、−0.15meq/g−TS以下がより好ましい。また、下限値としては−1.0meq/g−TS以上が好ましく、−0.5meq/g−TS以上がより好ましい。前記範囲内であれば汚泥が経時的に性状悪化した場合にも汚泥の凝集性と脱水性を改善することができる。   The upper limit value of the cation requirement, which is an indicator of the charged state of the sludge surface particles, is preferably −0.10 meq / g-TS or less, and more preferably −0.15 meq / g-TS or less. Moreover, as a lower limit, -1.0 meq / g-TS or more is preferable, and -0.5 meq / g-TS or more is more preferable. If it is in the said range, even when the sludge deteriorates over time, the cohesiveness and dewaterability of the sludge can be improved.

ここでいうカチオン要求量は汚泥粒子の表面荷電をPVSK(ポリビニル硫酸カリウム)を用いてコロイド滴定し、下記数式により求めた値である。   The required amount of cation here is a value obtained by colloidal titration of the surface charge of the sludge particles using PVSK (Polyvinyl Potassium Sulfate) and the following mathematical formula.

Cv(meq/g−TS)=2*(N/400PVSK滴定量(mL))*(N/400PVSKの力価) Cv (meq / g-TS) = 2 * (N / 400 PVSK titration (mL)) * (N / 400 PVSK titer)

汚泥の脱水処理に使用する高分子凝集剤としては、カチオン性高分子凝集剤、アニオン性高分子凝集剤、両性高分子凝集剤などが挙げられる。汚泥の種類、性状によって使用する高分子凝集剤の種類は異なるので一概にはいえないが、カチオン性高分子凝集剤及び両性高分子凝集剤のうちの少なくとも一つが選定される場合が多い。脱水処理を行う汚泥に対し凝集性及び脱水効率の高い薬剤であれば特に限定されない。   Examples of polymer flocculants used for sludge dehydration include cationic polymer flocculants, anionic polymer flocculants, and amphoteric polymer flocculants. Since the type of polymer flocculant used differs depending on the type and properties of sludge, it cannot be generally stated, but at least one of a cationic polymer flocculant and an amphoteric polymer flocculant is often selected. The agent is not particularly limited as long as the agent has high cohesiveness and dewatering efficiency with respect to the sludge to be dewatered.

前記カチオン性高分子凝集剤としては、アミジン構造単位を含むアミジン系カチオン性重合体、ポリビニルアミン、ジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリレート・アルキルクロライド4級塩重合体、ジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリレート・アルキルクロライド4級塩と(メタ)アクリルアミドの共重合体などの強カチオン密度の水溶性重合体などが挙げられる。汚泥の凝集性及び脱水ケーキの含水率を効率よく低下させることができるため、アミジン構造単位を含むアミジン系カチオン性重合体及びジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリレート・アルキルクロライド4級塩重合体であることが好ましい。   Examples of the cationic polymer flocculant include amidine-based cationic polymers containing amidine structural units, polyvinylamine, dialkylaminoalkyl (meth) acrylate / alkyl chloride quaternary salt polymers, dialkylaminoalkyl (meth) acrylate / alkyl. Examples thereof include water-soluble polymers having a strong cation density such as a copolymer of chloride quaternary salt and (meth) acrylamide. Because it can efficiently reduce the cohesiveness of sludge and the moisture content of the dewatered cake, it must be an amidine cationic polymer containing an amidine structural unit and a dialkylaminoalkyl (meth) acrylate / alkyl chloride quaternary salt polymer. Is preferred.

アミジン構造単位を含む前記アミジン系カチオン性重合体は、下記一般式(1)又は下記一般式(2)のいずれかで表されるアミジン構造単位を有する重合体である。   The amidine-based cationic polymer containing an amidine structural unit is a polymer having an amidine structural unit represented by either the following general formula (1) or the following general formula (2).

(ただし、一般式(1)及び一般式(2)中、R、Rはそれぞれ独立して水素原子又はメチル基を表し、Xは陰イオンを表す。) (However, in General Formula (1) and General Formula (2), R 1 and R 2 each independently represent a hydrogen atom or a methyl group, and X represents an anion.)

前記アミジン系カチオン性重合体は、N−ビニルホルムアミドとアクリロニトリルを断熱重合反応などにより共重合し、塩酸加水分解反応を行うことで得られる。   The amidine-based cationic polymer can be obtained by copolymerizing N-vinylformamide and acrylonitrile by an adiabatic polymerization reaction or the like and performing a hydrochloric acid hydrolysis reaction.

前記アミジン系カチオン性重合体の全モノマー構造単位に対するアミジン構造単位の含有量の下限値としては30モル%以上が好ましく、40モル%以上がより好ましい。また、上限値としては90モル%以下が好ましく、80モル%以下がより好ましい。   The lower limit of the content of the amidine structural unit with respect to all the monomer structural units of the amidine-based cationic polymer is preferably 30 mol% or more, and more preferably 40 mol% or more. Moreover, as an upper limit, 90 mol% or less is preferable and 80 mol% or less is more preferable.

前記両性高分子凝集剤としては、前記カチオン性高分子凝集剤の製造で使用した原料単量体に(メタ)アクリル酸、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸などの酸性単量体を混合させて共重合させた両性重合体等が挙げられる。   As the amphoteric polymer flocculant, an acidic monomer such as (meth) acrylic acid or 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid is mixed with the raw material monomer used in the production of the cationic polymer flocculant. And an amphoteric polymer copolymerized.

汚泥の凝集性及び脱水ケーキの含水率を効率よく低下させることができるため、使用する両性高分子凝集剤としては、ジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリレート・アルキルクロライド4級塩と、(メタ)アクリルアミドと、(メタ)アクリル酸(塩)の共重合体であることが好ましい。
前記カチオン性高分子凝集剤と前記両性高分子凝集剤は、下記一般式(3)で表されるカチオン性構造単位を有する重合体である。
Since the cohesiveness of sludge and the moisture content of the dewatered cake can be efficiently reduced, the amphoteric polymer flocculant used is dialkylaminoalkyl (meth) acrylate / alkyl chloride quaternary salt, (meth) acrylamide, A copolymer of (meth) acrylic acid (salt) is preferred.
The cationic polymer flocculant and the amphoteric polymer flocculant are polymers having a cationic structural unit represented by the following general formula (3).

(式中、Rは、水素原子又はメチル基を表し、R及びRは、それぞれ独立して水素原子又は炭素数が1〜4のアルキル基を表し、Rは、炭素数が1〜4のアルキル基又はベンジル基を表し、Yは、酸素原子又はNHを表し、Zは陰イオンを表し、nは1〜3の整数を表す。) (In the formula, R 3 represents a hydrogen atom or a methyl group, R 4 and R 5 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and R 6 has 1 carbon atom. represents to 4 alkyl or benzyl group, Y represents an oxygen atom or NH, Z - represents an anion, n is an integer of 1 to 3).

前記カチオン性高分子凝集剤は、前記カチオン性構造単位、又は前記カチオン性構造単位と非イオン性構造単位を有する重合体である。
前記両性高分子凝集剤は、カチオン性構造単位と、アニオン性構造単位と、非イオン性構造単位を有する重合体である。
The cationic polymer flocculant is a polymer having the cationic structural unit or the cationic structural unit and a nonionic structural unit.
The amphoteric polymer flocculant is a polymer having a cationic structural unit, an anionic structural unit, and a nonionic structural unit.

前記アミジン系カチオン性重合体以外の前記カチオン性高分子凝集剤と前記両性高分子凝集剤は、光重合反応、断熱重合反応、懸濁重合反応、乳化重合反応などにより製造することができる。   The cationic polymer flocculant other than the amidine-based cationic polymer and the amphoteric polymer flocculant can be produced by a photopolymerization reaction, an adiabatic polymerization reaction, a suspension polymerization reaction, an emulsion polymerization reaction, or the like.

前記高分子凝集剤は水溶液として使用することができる。前記水溶液の濃度の下限値としては、通常0.01質量%以上が好ましく、0.03質量%以上がより好ましい。また、上限値としては、2.0質量%以下が好ましく、0.5質量%以下がより好ましい。前記範囲内であれば、高分子凝集剤を効率よく汚泥に混合することができる。   The polymer flocculant can be used as an aqueous solution. The lower limit value of the concentration of the aqueous solution is usually preferably 0.01% by mass or more, and more preferably 0.03% by mass or more. Moreover, as an upper limit, 2.0 mass% or less is preferable, and 0.5 mass% or less is more preferable. If it is in the said range, a polymer flocculent can be efficiently mixed with sludge.

また、本発明においては、高分子凝集剤に加えて無機凝結剤及び有機凝結剤(以下、これらをまとめて単に「凝結剤」と記す)のうち少なくとも1つを併用してもよい。前記高分子凝集剤は、凝結剤と併用しても、汚泥に対する脱水効果を十分に発揮することができる。有機凝結剤としては、例えば、ポリアミン、ポリジアリルジメチルアンモニウムクロライド、アルキルアミン・エピクロルヒドリン縮合物、アルキレンジクロライドとポリアルキレンポリアミンの縮合物、ジシアンジアミド・ホルマリン縮合物、ジメチルジアリルアンモニウムクロライド重合体、ジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリレート・アルキルクロライド4級塩と(メタ)アクリルアミドの共重合体などの低分子量かつ強カチオン密度の水溶性重合体、カチオン性界面活性剤などが挙げられる。   In the present invention, in addition to the polymer flocculant, at least one of an inorganic coagulant and an organic coagulant (hereinafter collectively referred to as “coagulant”) may be used in combination. Even when the polymer flocculant is used in combination with a coagulant, it can sufficiently exert a dewatering effect on sludge. Examples of the organic coagulant include polyamine, polydiallyldimethylammonium chloride, alkylamine / epichlorohydrin condensate, alkylene dichloride / polyalkylene polyamine condensate, dicyandiamide / formalin condensate, dimethyldiallylammonium chloride polymer, dialkylaminoalkyl ( Examples thereof include water-soluble polymers having a low molecular weight and a strong cation density, such as a copolymer of (meth) acrylate / alkyl chloride quaternary salt and (meth) acrylamide, and cationic surfactants.

前記高分子凝集剤の汚泥への添加量の下限値としては、汚泥のTSに対し、通常0.01質量%以上が好ましく、0.05質量%以上がより好ましい。また、上限値としては、5.0質量%以下が好ましく、4.0質量%以下がより好ましい。前記範囲内であれば、高分子凝集剤の過不足なく凝集性及び脱水効率の良い強固な凝集フロックを形成することができる。   The lower limit of the amount of the polymer flocculant added to the sludge is usually preferably 0.01% by mass or more and more preferably 0.05% by mass or more with respect to the TS of the sludge. Moreover, as an upper limit, 5.0 mass% or less is preferable, and 4.0 mass% or less is more preferable. Within the above range, it is possible to form a strong coagulation floc having good cohesiveness and dewatering efficiency without excess or deficiency of the polymer coagulant.

汚泥中の全微生物の存在量に対するChloroflexi門に属する微生物の存在量の割合が1.5〜15%量減少した場合に、高分子凝集剤の前記汚泥への添加率を増加させる場合の増加比は、Chloroflexi門に属する微生物の存在量の割合が減少する前の高分子凝集剤の添加率を1とした場合に下限値としては1.05以上が好ましく、1.20以上がより好ましい。また、上限値としては3.0以下が好ましく、2.0以下がより好ましい。前記範囲内であれば汚泥が経時的に性状悪化した場合にも汚泥の凝集性と脱水性を改善することができる。   Increase ratio when increasing the rate of addition of the polymer flocculant to the sludge when the ratio of the amount of microorganisms belonging to Chloroflexi to the amount of all microorganisms in the sludge is reduced by 1.5 to 15% The lower limit is preferably 1.05 or more and more preferably 1.20 or more when the addition rate of the polymer flocculant before the ratio of the abundance of microorganisms belonging to Chloroflexi is reduced to 1. Moreover, as an upper limit, 3.0 or less are preferable and 2.0 or less are more preferable. If it is in the said range, even when the sludge deteriorates over time, the cohesiveness and dewaterability of the sludge can be improved.

汚泥中の全微生物の存在量に対するChloroflexi門に属する微生物の存在量の割合が1.5〜15%量増加した場合に、高分子凝集剤の前記汚泥への添加率を減少させる場合の減少比は、Chloroflexi門に属する微生物の存在量の割合が増加する前の高分子凝集剤の添加率を1とした場合に下限値としては0.3以上が好ましく、0.5以上がより好ましい。また、上限値としては0.95以下が好ましく、0.8以下がより好ましい。前記範囲内であれば汚泥が経時的に性状が好転した場合に必要以上の高分子凝集剤を汚泥に添加することなく、汚泥の脱水処理を行うことができる。   Reduction ratio when decreasing the rate of addition of the polymer flocculant to the sludge when the ratio of the amount of microorganisms belonging to Chloroflexi to the amount of all microorganisms in the sludge is increased by 1.5 to 15% When the addition rate of the polymer flocculant before the ratio of the abundance of microorganisms belonging to Chloroflexi is increased to 1, the lower limit value is preferably 0.3 or more, and more preferably 0.5 or more. Moreover, as an upper limit, 0.95 or less is preferable and 0.8 or less is more preferable. If it is in the said range, when the property of sludge improves over time, the sludge can be dehydrated without adding an unnecessary polymer flocculant to the sludge.

汚泥中の全微生物の存在量に対するChloroflexi門に属する微生物の存在量の割合が増減した場合に、高分子凝集剤の前記汚泥への添加率を増減させる場合のChloroflexi門に属する微生物の存在量の検出は、連続的でも断続的でも実施することができる。断続的に検出を行う場合には15〜30日周期で検出することが好ましい。   When the ratio of the abundance of microorganisms belonging to Chloroflexi to the abundance of all microorganisms in the sludge increases or decreases, the abundance of microorganisms belonging to Chloroflexi when the rate of addition of the polymer flocculant to the sludge is increased or decreased. Detection can be performed continuously or intermittently. When detecting intermittently, it is preferable to detect at a period of 15 to 30 days.

以下、実施例及び比較例を示して本発明を詳細に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り以下の記載によって制限されるものではない。なお、本実施例及び比較例における「%」は特に断りのない限り「質量%」を示す。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example are shown and this invention is demonstrated in detail, this invention is not restrict | limited by the following description, unless the summary is exceeded. In the examples and comparative examples, “%” indicates “% by mass” unless otherwise specified.

なお、実施例及び比較例において使用した高分子凝集剤を表2に示す。表中の数値は、各高分子凝集剤の全モノマー構造単位に対するカチオン性モノマー構造単位、アニオン性モノマー構造単位及びノニオン性モノマー単位の含有率をモル%で示したものである。   The polymer flocculants used in the examples and comparative examples are shown in Table 2. The numerical values in the table indicate the content of the cationic monomer structural unit, the anionic monomer structural unit, and the nonionic monomer unit with respect to the total monomer structural units of each polymer flocculant in mol%.

表2中の略号は以下の通りである。
AAm:アクリルアミド構造単位
DME:ジメチルアミノエチルアクリレート塩化メチル4級塩構造単位
DMC:ジメチルアミノエチルメタクリレート塩化メチル4級塩構造単位
AA:アクリル酸(塩)構造単位
NVF:N−ビニルホルムアミド構造単位
AN:アクリロニトリル構造単位
VAM:ビニルアミン塩酸塩構造単位
AMJ:アミジン塩酸塩構造単位
Abbreviations in Table 2 are as follows.
AAm: acrylamide structural unit DME: dimethylaminoethyl acrylate methyl chloride quaternary salt structural unit DMC: dimethylaminoethyl methacrylate methyl chloride quaternary salt structural unit AA: acrylic acid (salt) structural unit NVF: N-vinylformamide structural unit AN: Acrylonitrile structural unit VAM: Vinylamine hydrochloride structural unit AMJ: Amidine hydrochloride structural unit

(実施例1)
・ A都市下水処理場において余剰汚泥(以下汚泥Aと記す)を採取し、以下の試験を行った。
Example 1
-Surplus sludge (hereinafter referred to as sludge A) was collected at the city A sewage treatment plant and the following tests were conducted.

1.FISH法によるChloroflexi門に属する微生物の検出
汚泥Aを2mL採取し、50mMリン酸緩衝生理食塩水(以下PBSと記す、pH7.4)中に溶解させ、8%パラホルムアルデヒド2mLと混合し、15時間固定化処理を行った。固定化処理後、13000rpmで1分間遠心分離を行い、生じたペレットを50mM PBS(pH7.4)で3回洗浄を行った。
1. Detection of microorganisms belonging to Chloroflexi by FISH method 2 mL of sludge A was collected, dissolved in 50 mM phosphate buffered saline (hereinafter referred to as PBS, pH 7.4), mixed with 2 mL of 8% paraformaldehyde, and 15 hours Immobilization treatment was performed. After the immobilization treatment, centrifugation was performed at 13000 rpm for 1 minute, and the resulting pellet was washed 3 times with 50 mM PBS (pH 7.4).

洗浄後、ペレットを50mM PBSに再懸濁させ、懸濁液をスライドガラスに塗布した後、48℃で2時間乾燥させた。その後の微生物細胞の脱水処理以降の作業は、非特許文献1に記載の方法に従いFISH法を実施してChloroflexi門に属する微生物を標識した。   After washing, the pellet was resuspended in 50 mM PBS, the suspension was applied to a slide glass, and then dried at 48 ° C. for 2 hours. Subsequent operations after the dehydration treatment of the microbial cells were carried out according to the method described in Non-Patent Document 1 to label microorganisms belonging to Chloroflexi.

Chloroflexi門に属する微生物に対し特異的な塩基配列に対し相補的な配列を持つオリゴヌクレオチドには、FITCで標識された表1に示したプローブ「GNSB941」及び「CFX1223」の混合物を用い、ハイブリダイゼーションは、35%ホルムアミドを含む緩衝液において46℃で実施した。また、全微生物の標識にはSYTO60(Invitrogen社製)を用いて、プレパラートを作製した。   A mixture of probes “GNSB941” and “CFX1223” shown in Table 1 labeled with FITC is used as an oligonucleotide having a sequence complementary to a base sequence specific to a microorganism belonging to Chloroflexi. Was performed at 46 ° C. in a buffer containing 35% formamide. Further, SYTO60 (manufactured by Invitrogen) was used for labeling all the microorganisms, and a preparation was prepared.

作製したプレパラートを、共焦点レーザー顕微鏡(カールツァイス社製、LSM5 PASCAL)を用いて観察した。FITCの蛍光は488nmのレーザー光源で励起し、SYTO60は633nmのレーザー光源で励起し、20倍の対物レンズを用いて画像を取得した。画像は、後に記載するChloroflexi門に属する微生物の存在量を算出するため、各10視野分の画像を取得した。画像には、FITCは緑色、SYTO60は赤色として疑似カラーを設定することで、緑色はChloroflexi門に属する微生物を、赤色は全微生物を表すこととした。   The prepared preparation was observed using a confocal laser microscope (Carl Zeiss, LSM5 PASCAL). FITC fluorescence was excited with a 488 nm laser light source, SYTO 60 was excited with a 633 nm laser light source, and an image was acquired using a 20 × objective lens. Images were obtained for 10 fields of view in order to calculate the abundance of microorganisms belonging to the Chloroflexi gate described later. In the image, FITC is set to green, SYTO 60 is set to red, and pseudo colors are set so that green represents microorganisms belonging to the Chloroflexi gate and red represents all microorganisms.

汚泥中に含まれるChloroflexi門に属する微生物の存在量については、画像解析ソフト「ImageJ」を用い、全微生物及びChloroflexi門に属する微生物が蛍光を発している面積を測定した。全微生物の占有面積をXとし、Chloroflexi門に属する微生物の専有面積をYとし、汚泥中に含まれる全微生物の存在量に対するChloroflexi門に属する微生物の存在量の割合を100Y/Xとして算出し、取得した画像10枚分の平均値を算出ところ、汚泥Aに含まれるChloroflexi門に属する微生物の存在量の割合は35.2%であった。   Regarding the abundance of microorganisms belonging to the Chloroflexi gate contained in the sludge, image analysis software “ImageJ” was used to measure the area where all the microorganisms and the microorganisms belonging to the Chloroflexi gate emitted fluorescence. X is the occupation area of all microorganisms, Y is the exclusive area of microorganisms belonging to Chloroflexi gate, and the ratio of the amount of microorganisms belonging to Chloroflexi gate to the total amount of microorganisms contained in the sludge is calculated as 100 Y / X, When the average value of 10 acquired images was calculated, the proportion of the abundance of microorganisms belonging to the Chloroflexi gate contained in the sludge A was 35.2%.

2.脱水処理試験
A都市下水処理場において採取した汚泥Aについて物性を測定した結果を表3に示す。TSについては、財団法人日本下水道協会編「下水試験法上巻1977年度版」p116に記載の方法に従い測定した。
2. Table 3 shows the results of measuring physical properties of sludge A collected in the dewatering treatment test A city sewage treatment plant. TS was measured in accordance with the method described in “Sewage Test Method Vol. 1977” edited by the Japan Sewerage Association.

前記汚泥A 300mLを500mLビーカーに取り、高分子凝集剤1(水溶液濃度0.3%)を汚泥のTSに対し0.55%となるよう添加し、スパチュラを用いて180rpmで30秒撹拌して凝集フロックを形成した。目視により平均フロック径を測定することでフロック径とした。   Take 300 mL of the sludge A in a 500 mL beaker, add the polymer flocculant 1 (aqueous solution concentration 0.3%) to 0.55% with respect to TS of the sludge, and stir at 180 rpm for 30 seconds using a spatula. Agglomerated flocs were formed. The average floc diameter was measured visually to obtain the floc diameter.

次に、凝集フロックを50メッシュのナイロン製濾布で濾過し、濾液の濁度を目視で評価した。濾液の濁度は、以下の基準で評価した。
−:濾液がほとんど透き通っており、浮遊物(以下SSと記す)はほぼ見られない(SS量目安:50ppm未満)。
+:濾液に一部濁りが見られ、SSがわずかに存在する(SS量目安:50ppm以上100ppm未満)。
++:濾液に部分的に濁りが見られ、SSがところどころ存在する(SS量目安:100ppm以上200ppm未満)。
+++:濾液に多数の濁りが見られ、SSが全体的に存在する(SS量目安:200ppm以上500ppm未満)。
++++:濾液に全体的に多数の濁りが見られ、SSが全体的に存在し、一部粗大な大きさで存在する(SS量目安:500ppm以上1000ppm未満)。
Next, the aggregated floc was filtered through a 50 mesh nylon filter cloth, and the turbidity of the filtrate was visually evaluated. The turbidity of the filtrate was evaluated according to the following criteria.
-: The filtrate is almost transparent and suspended matter (hereinafter referred to as SS) is hardly seen (SS amount guideline: less than 50 ppm).
+: Some turbidity is observed in the filtrate and SS is slightly present (SS guideline: 50 ppm or more and less than 100 ppm).
++: The turbidity is partially observed in the filtrate, and SS is present in some places (standard amount of SS: 100 ppm or more and less than 200 ppm).
++++ Many turbidity is seen in the filtrate, and SS is present as a whole (SS amount guideline: 200 ppm or more and less than 500 ppm).
++++: Numerous turbidity is generally observed in the filtrate, SS is present as a whole, and partially present in a coarse size (SS amount guideline: 500 ppm or more and less than 1000 ppm).

更に濾布上で汚泥を50回ころがし、フロック強度(団粒性)を判定した。団粒性は以下の基準で評価した。
◎:濾布上でころがすことにより水が切れ、フロックが数個の団子状になる。
○:濾布上でころがすことにより水が切れ、フロックが一塊状になる。
△:濾布上でころがすことにより水が切れるが、フロックが崩れ塊状にならない。
×:濾布上でころがすことにより、凝集汚泥が崩れて流れ、ドロドロになる。
Furthermore, the sludge was rolled 50 times on the filter cloth, and the floc strength (aggregation) was determined. Aggregability was evaluated according to the following criteria.
A: Water is cut off by rolling on the filter cloth, and the floc becomes a dumpling.
○: Water is cut off by rolling on the filter cloth, and flocs are formed in a lump.
Δ: Water is cut by rolling on the filter cloth, but the floc is broken and does not form a lump.
X: By rolling on a filter cloth, the coagulated sludge flows and becomes muddy.

濾過後、濾布上に残ったフロックを0.1MPaの圧力で1分間プレス脱水して脱水ケーキを得、脱水ケーキの含水率を測定した。含水率の測定は、財団法人日本下水道協会編「下水試験法上巻1977年度版」p296〜297に記載の方法に従い測定した。
試験結果を表4に示す。
After filtration, the floc remaining on the filter cloth was press-dehydrated at a pressure of 0.1 MPa for 1 minute to obtain a dehydrated cake, and the moisture content of the dehydrated cake was measured. The water content was measured in accordance with the method described in “The Sewerage Test Method, Vol. 1977,” p.
The test results are shown in Table 4.

(2)汚泥A採取1か月後、同じくA都市下水処理場において余剰汚泥を採取し(以下汚泥A´と記す)、汚泥中の全微生物の存在量に対するChloroflexi門に属する微生物の存在量の割合を算出したところ汚泥A´に含まれるChloroflexi門に属する微生物の存在量の割合は24.8%であった。この結果を踏まえ、汚泥Aと同じ高分子凝集剤の添加率の場合及び、高分子凝集剤の添加率を増やした場合とで汚泥脱水試験を実施した。
汚泥A´について物性を測定した結果を表5に、脱水試験結果を表6に示す。
(2) One month after collection of sludge A, surplus sludge was also collected at the city A sewage treatment plant (hereinafter referred to as sludge A '), and the abundance of microorganisms belonging to the Chloroflexi gate relative to the abundance of all microorganisms in the sludge When the ratio was calculated, the ratio of the abundance of microorganisms belonging to the Chloroflexi gate contained in the sludge A ′ was 24.8%. Based on this result, the sludge dewatering test was carried out in the case of the same addition rate of the polymer flocculant as in the sludge A and in the case of increasing the addition rate of the polymer flocculant.
Table 5 shows the results of measuring the physical properties of sludge A ', and Table 6 shows the results of the dehydration test.

上記試験結果より、Chloroflexi門の微生物の存在量を検出した結果から、表4における汚泥Aの場合と高分子凝集剤の添加率が同じ表6の場合は、汚泥A´の脱水ケーキの含水率が高くなり、凝集性及びフロック強度も低下していることがわかる。一方で、高分子凝集剤の添加率を増やすことで、汚泥A´の脱水ケーキの含水率が低くなり、凝集性及びフロック強度も保たれている。これより、汚泥中に含まれる全微生物の存在量に対するChloroflexi門に属する微生物の存在量の割合が減少した場合には汚泥の凝集性及び脱水性が悪化するが、高分子凝集剤の添加率を増加させることで汚泥のフロック径及び脱水性を改善できることがわかった。   From the above test results, the moisture content of the dewatered cake of sludge A ′ was obtained in the case of Table 6 where the addition rate of the polymer flocculant was the same as in the case of sludge A in Table 4 from the result of detecting the abundance of microorganisms in Chloroflexi. It turns out that cohesion and floc intensity | strength are also falling. On the other hand, by increasing the addition rate of the polymer flocculant, the water content of the dewatered cake of sludge A ′ is lowered, and the cohesiveness and floc strength are maintained. From this, when the ratio of the abundance of microorganisms belonging to Chloroflexi to the abundance of all microorganisms contained in the sludge decreases, the cohesiveness and dehydration of the sludge deteriorates. It was found that the floc diameter and dewaterability of sludge can be improved by increasing the sludge.

(比較例1)
汚泥A及び汚泥A´に対し、Chloroflexi門に属する微生物を標識するプローブ「GNSB941」及び「CFX1223」の混合物を、Cyanobacteria門Thiothrix属に属する微生物及びEikelboom Type021Nに属する微生物を標識するプローブ「G123−T」に替え、ハイブリダイゼーション条件としては、40%ホルムアミドを含む緩衝液に替えた他は実施例1と同様の操作を行った。「G123−T」の塩基配列を表7に示す。その結果、汚泥A及びA´いずれの汚泥に対してもCyanobacteria門Thiothrix属に属する微生物及びEikelboom Type021Nに属する微生物を検出することができず、Cyanobacteria門Thiothrix属に属する微生物及びEikelboom Type021Nに属する微生物の存在量の検出を試みたが検出できず、汚泥の凝集性及び脱水性の悪化を予測することはできないことがわかった。
(Comparative Example 1)
For the sludge A and sludge A ′, a mixture of probes “GNSB941” and “CFX1223” for labeling microorganisms belonging to Chloroflexi gate, and a probe “G123-T for labeling microorganisms belonging to Cyanobacteria gate Thiothrix genus and microorganisms belonging to Eikeboom Type0221N. The procedure was the same as in Example 1 except that the hybridization conditions were changed to a buffer containing 40% formamide. The base sequence of “G123-T” is shown in Table 7. As a result, it was not possible to detect microorganisms belonging to the genus Cyanobacteria genus Thiothrix and microorganisms belonging to Eikeboom Type021N for both sludges A and A ′, and microorganisms belonging to the genus Cyanobacteria genus Thiothrix and microorganisms belonging to the genus Cyanobacterium Thiothrix02. The detection of the abundance was attempted but could not be detected, and it was found that the agglomeration and dehydration of sludge could not be predicted.

(実施例2)
(1) B都市下水処理場において混合汚泥(以下汚泥Bと記す)を採取し、実施例1と同様の方法でChloroflexi門に属する微生物を検出し、存在量の割合を算出したところ31.9%であった。また、汚泥Bに対して実施例1と同様に物性を測定した結果を表8に示す。また、高分子凝集剤1を高分子凝集剤2に替えた以外は実施例1と同様の方法で汚泥脱水試験を実施した結果を表9に示す。
(Example 2)
(1) Mixed sludge (hereinafter referred to as sludge B) was collected at the city B sewage treatment plant, microorganisms belonging to the Chloroflexi gate were detected in the same manner as in Example 1, and the ratio of the abundance was calculated to be 31.9. %Met. Table 8 shows the results of measuring physical properties of the sludge B in the same manner as in Example 1. Table 9 shows the results of the sludge dewatering test performed in the same manner as in Example 1 except that the polymer flocculant 1 was replaced with the polymer flocculant 2.

(2)汚泥B採取1か月後、同じくB都市下水処理場において混合汚泥を採取し(以下汚泥B´と記す)、汚泥中の全微生物の存在量に対するChloroflexi門に属する微生物の存在量の割合を算出したところ汚泥B´に含まれるChloroflexi門に属する微生物の存在量の割合は19.4%であった。この結果を踏まえ、汚泥Bと同じ高分子凝集剤の添加率の場合及び、高分子凝集剤の添加率を増やした場合とで汚泥脱水試験を実施した。
汚泥B´について物性を測定した結果を表10に、脱水試験結果を表11に示す。
(2) One month after collection of sludge B, the mixed sludge is collected at the city B sewage treatment plant (hereinafter referred to as sludge B '), and the abundance of microorganisms belonging to the Chloroflexi gate with respect to the abundance of all microorganisms in the sludge. When the ratio was calculated, the ratio of the abundance of microorganisms belonging to Chloroflexi gate contained in the sludge B ′ was 19.4%. Based on this result, the sludge dewatering test was carried out in the case of the same addition rate of the polymer flocculant as in the sludge B and in the case of increasing the addition rate of the polymer flocculant.
Table 10 shows the results of measuring the physical properties of sludge B ', and Table 11 shows the results of the dehydration test.

上記試験結果より、表9の高分子凝集剤2の添加率と同じ添加率にした表11の場合には脱水ケーキの含水率と濾液濁度が高くなり、凝集性及び脱水性が悪化していることがわかる。また、添加率を高くすることで汚泥Bと同様の脱水ケーキ含水率が保たれることが確認された。これより、実施例1と同様に、汚泥中に含まれる全微生物の存在量に対するChloroflexi門に属する微生物の存在量の割合が減少した場合には汚泥の凝集性及び脱水性が悪化するが、高分子凝集剤の添加率を増加させることで汚泥の脱水性を改善できることがわかった。   From the above test results, in the case of Table 11 where the addition rate of the polymer flocculant 2 in Table 9 is the same, the moisture content and filtrate turbidity of the dehydrated cake are increased, and the cohesiveness and dehydrating property are deteriorated. I understand that. Moreover, it was confirmed that the moisture content of the dewatering cake similar to the sludge B is maintained by increasing the addition rate. From this, as in Example 1, when the ratio of the abundance of microorganisms belonging to Chloroflexi to the abundance of all microorganisms contained in the sludge is reduced, the cohesiveness and dewaterability of sludge deteriorates. It was found that the dewaterability of sludge can be improved by increasing the addition rate of molecular flocculants.

(実施例3)
(1) C食品加工場において余剰汚泥(以下汚泥Cと記す)を採取し、実施例1と同様の方法でChloroflexi門に属する微生物を検出し、存在量の割合を算出したところ51.0%であった。また、汚泥Cに対して実施例1と同様に物性を測定した結果を表12、高分子凝集剤1を、高分子凝集剤2(水溶液濃度0.3%)と高分子凝集剤3(水溶液濃度0.3%)を質量比で60:40でとなるよう混合した高分子凝集剤4に替え、高分子凝集剤4を汚泥のTSに対し0.5%となるよう添加した以外は実施例1と同様の方法で汚泥脱水試験を実施した結果を表13に示す。
(Example 3)
(1) Surplus sludge (hereinafter referred to as sludge C) is collected at the C food processing plant, microorganisms belonging to the Chloroflexi gate are detected in the same manner as in Example 1, and the ratio of the abundance is calculated to be 51.0%. Met. The results of measuring the physical properties of sludge C in the same manner as in Example 1 are shown in Table 12, polymer flocculant 1, polymer flocculant 2 (aqueous solution concentration 0.3%) and polymer flocculant 3 (aqueous solution). (Concentration 0.3%) was replaced with the polymer flocculant 4 mixed at a mass ratio of 60:40, and the polymer flocculant 4 was added except that it was added to 0.5% of sludge TS. Table 13 shows the results of the sludge dewatering test conducted in the same manner as in Example 1.

(2)汚泥C採取1か月後、同じくC都市下水処理場において混合汚泥を採取し(以下汚泥C´と記す)、Chloroflexi門に属する微生物の存在量を算出したところ汚泥C´に含まれる全微生物の存在量に対するChloroflexi門に属する微生物の存在量の割合は60.6%であった。この結果を踏まえ、汚泥Cの脱水試験と同じ高分子凝集剤の添加率のまま汚泥脱水試験を実施した。
汚泥C´について物性を測定した結果を表14に、脱水試験結果を表15に示す。
(2) One month after collection of sludge C, mixed sludge was collected at C city sewage treatment plant (hereinafter referred to as sludge C '), and the abundance of microorganisms belonging to Chloroflexi gate was calculated and included in sludge C'. The ratio of the abundance of microorganisms belonging to Chloroflexi to the abundance of all microorganisms was 60.6%. Based on this result, the sludge dewatering test was carried out with the same addition rate of the polymer flocculant as the sludge C dewatering test.
The results of measuring the physical properties of sludge C ′ are shown in Table 14, and the dehydration test results are shown in Table 15.

上記試験結果より、表15の汚泥C´では表13の汚泥Cに比べ、高分子凝集剤4が同じ添加率であっても脱水ケーキの含水率が低下し、凝集性及び脱水性が改善されていることがわかる。また、濾液濁度及びフロック強度についても改善されていることが確認できる。このことから、汚泥中の全微生物の存在量に対するChloroflexi門に属する微生物の存在量の割合が増加することにより、汚泥の凝集性及び脱水性が向上し、更に汚泥への添加率を減少できることがわかった。   From the above test results, in the sludge C ′ of Table 15, the moisture content of the dewatered cake is reduced and the cohesiveness and dewaterability are improved compared to the sludge C of Table 13 even when the polymer flocculant 4 has the same addition rate. You can see that It can also be confirmed that the filtrate turbidity and floc strength are also improved. From this, by increasing the ratio of the abundance of microorganisms belonging to Chloroflexi to the abundance of all microorganisms in the sludge, it is possible to improve the cohesiveness and dewaterability of the sludge and further reduce the addition rate to the sludge. all right.

本発明は、汚泥中に含まれるChloroflexi門に属する微生物を検出し、その存在量に基づき、汚泥の脱水処理条件の調整の必要性を判定する汚泥の脱水方法として広く適用することができる。
INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be widely applied as a sludge dewatering method that detects microorganisms belonging to the Chloroflexi gate contained in sludge and determines the necessity of adjusting sludge dewatering treatment conditions based on the abundance thereof.

Claims (5)

汚泥に高分子凝集剤を添加して凝集フロックを形成させる凝集フロック形成工程と、形成した凝集フロックを分離する固液分離工程とを有する汚泥の脱水方法であって、汚泥中の全微生物の存在量に対するChloroflexi門に属する微生物の存在量の割合を検出し、その検出結果に基づいて、固液分離工程及び/又は凝集フロック形成工程の条件を調整する汚泥の脱水方法。   A sludge dewatering method comprising a coagulation floc forming step for forming a floc floc by adding a polymer flocculant to the sludge and a solid-liquid separation step for separating the formed floc floc, and the presence of all microorganisms in the sludge A sludge dewatering method that detects a ratio of the abundance of microorganisms belonging to the Chloroflexi gate with respect to the amount, and adjusts the conditions of the solid-liquid separation step and / or the aggregated floc formation step based on the detection result. 汚泥中の全微生物の存在量に対するChloroflexi門に属する微生物の存在量の割合が減少した場合に、高分子凝集剤の前記汚泥への添加率を増加させる請求項1に記載の汚泥の脱水方法。   The method for dewatering sludge according to claim 1, wherein when the ratio of the abundance of microorganisms belonging to Chloroflexi to the abundance of all microorganisms in the sludge is decreased, the addition rate of the polymer flocculant to the sludge is increased. 汚泥中の全微生物の存在量に対するChloroflexi門に属する微生物の存在量の割合が増加した場合に、高分子凝集剤の前記汚泥への添加率を減少させる請求項1又は請求項2に記載の汚泥の脱水方法。   The sludge according to claim 1 or 2, wherein when the ratio of the abundance of microorganisms belonging to Chloroflexi to the abundance of all microorganisms in the sludge is increased, the addition rate of the polymer flocculant to the sludge is decreased. Dehydration method. 前記高分子凝集剤がカチオン性高分子凝集剤及び両性高分子凝集剤のうちの少なくとも一つである請求項1〜3の何れか一項に記載の汚泥の脱水方法。   The method for dewatering sludge according to any one of claims 1 to 3, wherein the polymer flocculant is at least one of a cationic polymer flocculant and an amphoteric polymer flocculant. 前記Chloroflexi門に属する微生物の存在量を遺伝情報に基づいて検出する請求項1〜4の何れか一項に記載の汚泥の脱水方法。
The method for dewatering sludge according to any one of claims 1 to 4, wherein the abundance of microorganisms belonging to the Chloroflexi gate is detected based on genetic information.
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