JP2948999B2

JP2948999B2 - 汚泥の脱水法

Info

Publication number: JP2948999B2
Application number: JP4357154A
Authority: JP
Inventors: 徹宮嶋
Original assignee: HAIMO KK
Current assignee: HAIMO KK
Priority date: 1992-12-22
Filing date: 1992-12-22
Publication date: 1999-09-13
Anticipated expiration: 2014-09-13
Also published as: JPH06182400A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は廃水処理設備から発生す
る汚泥の脱水処分法に関するものであり、さらに詳しく
は、石炭微粒子を水中に分散したスラリー（ＣＷＭ）を
汚泥に混合した後に脱水する汚泥の脱水法に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】下水処理場、屎尿処理場、各種工場にお
ける活性汚泥法などの生物処理施設から発生する有機性
汚泥、あるいは鉄塩アルミニウム塩のごとき無機凝集剤
を用い金属水酸化物を多量に含む凝集汚泥などは微細粒
子から成り脱水性が悪い。このために有機高分子凝集剤
などでフロックを作った後に脱水することが一般的であ
り、脱水ケーキは焼却処理により減量化されている。し
かしながら有機高分子凝集剤による脱水汚泥はべたつき
により塊状化し易く、ケーキ内部からの水分蒸散が行わ
れ難く、不完全燃焼による有害ガスの発生や補助燃料の
浪費などの欠点があった。この様な欠点を改良するため
に各種の凝集処法が検討され含水率の低下やケーキ性状
の改善が検討されてきた。

【０００３】それらの中にはパルプ、焼却灰、活性炭な
どの粗大固形物を濾過助材として用いる方法があり、そ
の一例として０．１ｍｍ〜１．０ｍｍの粒径のものを６
０〜８０％含有する微粉炭を汚泥に添加する方法（特公
昭４７−１３９５７号公報）や、０．１ｍｍ〜１．０ｍ
ｍの粒径のものを好ましくは５０％以上含有する微粉炭
と共にポリアクリルアミドのマンニッヒ変性体などの有
機高分子凝集剤を併用添加する方法（特開昭５５−８８
９００号公報）、ナフサカーボンなどの炭素粉末を廃水
に添加し、さらに消石灰、第一硫酸鉄、塩化鉄のような
浄化剤を添加する方法（特公昭３９−７０４４号公報）
などの技術が開示されている。しかしながら公知の濾過
助材は粗大粒子であり、微細な汚泥粒子に均等に分配し
てケーキ性状を変えるには多量の添加を必要とするとい
う問題がある。また公知の濾過助材は粗大固体粉末であ
るために取り扱いが不便であり、スラリー化しても沈降
したり、分離したりするので貯蔵や移送が困難であっ
た。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題はこれら
従来技術の欠点を解消し、取り扱いが簡便で安価にケー
キ性状を改善し、焼却を容易にすることができる汚泥の
脱水法を提供することである。

【０００５】

【問題点を解決するための手段】本発明者らは、上記問
題に鑑み鋭意研究した結果、汚泥中にＣＷＭを添加混合
後、脱水することにより上記課題を解決することができ
ることを見いだし本発明を成すに到った。本発明の請求
項１の発明は、排水処理設備から発生する汚泥に、その
８０重量％以上が２００メッシュ以下の粒径の石炭微粒
子を分散させた水分散液であるところのＣＷＭならびに
有機高分子凝集剤を添加混合して汚泥を凝集させた後に
脱水する汚泥の脱水法であって、前記有機高分子凝集剤
としてアミジン塩構造単位を有する水溶性高分子を用い
ることを特徴とする汚泥の脱水法である。本発明の請求
項２の発明は、汚泥が有機性汚泥であることを特徴とす
る請求項１に記載の汚泥の脱水法である。本発明の請求
項３の発明は、ＣＷＭを、汚泥ＳＳ当たりの石炭量とし
て５〜３０重量％添加混合することを特徴とする請求項
１あるいは請求項２記載の汚泥の脱水法である。

【０００６】本発明で使用するＣＷＭとは、その８０重
量％以上が２００メッシュ以下（約７４μ以下）の粒径
の石炭微粒子を水中に分散し、流動性を長期保持させた
スラリーであって、上記の粗大石炭粉末をスラリー化た
ものとは異なり、石炭微粒子が沈降したり、分離したり
することがなく、貯蔵や移送が容易であり、貯槽から容
易にポンプにより移送できる。本発明においてＣＷＭを
汚泥に添加する場所は任意であって、特に限定されるも
のではなく、例えば、排水処理設備の固液分離部より汚
泥を排出するポンプサクションから脱水機までの任意の
場所で添加することができる。また、汚泥濃縮の前に添
加することもでき、ＣＷＭを添加した汚泥を嫌気性消化
槽に送ってもメタン醗酵を阻害しない。本発明において
ＣＷＭを添加した汚泥に、さらに、消臭の目的などで過
酸化水素、亜塩素酸ナトリウム、二酸化塩素などの酸化
剤や防腐剤、香料、鉄や亜鉛などの重金属塩を併用する
ことは任意であり、あるいは本発明の主旨を逸脱しない
範囲において他の薬剤を添加することも任意である。

【０００７】汚泥にＣＷＭを含有させるには各種の方法
が可能である。例えば、ＣＷＭを処理対象廃水に添加し
て懸濁物と共に沈降させて汚泥中にＣＷＭを含有させる
方法も可能であるが、廃水中の懸濁物濃度は一定でなく
広範囲にわたるので対象懸濁物当たりのＣＷＭ含有量を
制御することが難しいので、あまり実用的方法ではな
く、発生汚泥に添加することが望ましい。

【０００８】本発明で対象とする汚泥は、下水処理場、
屎尿処理場、各種工場の生物処理装置から発生する有機
性汚泥および３次処理汚泥などの金属水酸化物含有汚泥
などであり、焼却処理を行うために本発明の方法で脱水
すると、ケーキ性状が良く、含水率の低い燃焼し易い脱
水ケーキが得られる。

【０００９】本発明で使用する汚泥の脱水機の種類は特
に限定されず、濾過脱水機、遠心脱水機など公知の任意
の脱水機を用いることができる。

【００１０】ＣＷＭを添加した汚泥は有機高分子凝集剤
や無機凝集剤などの凝集剤を添加することなく脱水する
こともできるが脱水速度が小さく、一般的には凝集剤を
併用することが好ましい。併用して用いることができる
凝集剤としては、鉄塩、アルミニウム塩などの無機凝集
剤や有機高分子凝集剤を挙げることができるが、一般的
には有機高分子凝集剤を用いると有用な凝集状態を与え
る場合が多い。

【００１１】有機高分子凝集剤としては汚泥を凝集させ
る公知の凝集剤が使用可能である。具体的には、例え
ば、ジアルキルアミノアルキル（メタ）アクリレートの
塩またはその４級化物、ジアルキルアミノアルキル（メ
タ）アクリルアミドの塩またはその４級化物、ジアルキ
ルジアリルアンモニウム塩、アクリルアミド、アクリル
酸、アクリルアミド２メチルプロパンスルホン酸などの
一種または複数種の中から選ばれるモノマーの重合体あ
るいは該重合体の高分子変性物またはビニルカルボン酸
アミド構造単位を有する高分子の変性物、キトサン、ポ
リエチレンイミン、縮合系ポリアミンなどを例示するこ
とができ、これらの有機高分子凝集剤を一種類添加する
ことも複数種を組み合わせて使用することもでき、分割
して添加することもできる。特に好ましい有機高分子凝
集剤としてはＮ−ビニルホルムアミド・アクリロニトリ
ル共重合体の酸加水分解により製造されるアミジン塩構
造単位を有する水溶性高分子は凝集力が強く、固液分離
速度に優れると共に含水率低下作用にも卓効を示し本発
明に最も望ましい有機高分子凝集剤である。これら凝集
剤を汚泥に添加した後に攪拌混合する条件は脱水機と汚
泥の種類に応じて適宜選定される。ＣＷＭは汚泥粒子中
に均一に分散することが望ましく、凝集後の添加は無意
味であり、凝集剤と同時または凝集剤添加前にＣＷＭを
添加する必要がある。ＣＷＭの添加量は汚泥ＳＳ当たり
の石炭量として５〜３０重量％程度の低添加量でも充分
な効果を発揮する。

【００１２】

【作用】脱水性の悪い汚泥は変形し易い微細粒子から成
り、脱水除去すべき水の流路が閉塞され易い。従って、
理論的には、汚泥の微細粒子の剛性を高め、変形を防止
することにより、脱水除去すべき水の流路の閉塞を防止
することができ、脱水性を向上させることができると考
えられる。汚泥を構成する微細粒子には粒度分布があ
り、特に微細な粒子が上記流路閉塞や凝集阻害を起こし
易いので、かかる汚泥の極微細粒子を強固な固体の表面
に固着、保持することにより上記流路の閉塞を効果的に
防止できると考えられる。従来使用されていた活性炭の
場合は、比表面積は大きいものの細孔径が小さい為、汚
泥を構成する粒子補足には不適である。また従来使用さ
れていた微粉炭は粗大固体粉末であるために取り扱いが
不便であり、スラリー化しても沈降したり、分離し易
く、貯蔵や移送が困難である。上記の強固な固体として
剛体微細粒子を用い、それを汚泥に混合して、該粒子表
面に汚泥の極微細粒子などを固着させることにより汚泥
の脱水性ならびにケーキ性状が改善される。本発明で用
いるＣＷＭはこの目的に適した微細な剛体粒子のスラリ
ーであり、汚泥に添加し、有機高分子凝集剤と併用する
ことにより、流路の閉塞を防止することができるので、
汚泥の含水率の低下ならびに剛性付与によるケーキ性状
の改善を達成することができる。一方、粗大石炭粒子を
用いた場合、あるいはフロック形成後にＣＷＭを添加し
た場合には、汚泥粒子と石炭粒子の接触が不十分であり
上記の効果が得られない。

【００１３】

【実施例】次に実施例により本発明をさらに詳しく説明
するが、本発明はこれらによって限定されるものではな
い。（比較例１）某下水処理場における混合生汚泥（ＰＨ５．１５、ＳＳ
１９，９００ｍｇ／リットル、ＶＳＳ７４．９％）をベ
ルトプレスで脱水するにあたり、汚泥１ｍ³ に対しポリ
メタクリロイロキシエチルトリメチルアンモニウムクロ
リド（極限粘度６．０ｄｌ／ｇ）０．２重量％水溶液６
リットルとＣＷＭ（最大粒径７４μｍ、平均粒径４０μ
ｍ、含有量７０重量％の石炭スラリー）有姿３ｋｇの混
合物を凝集攪拌槽に添加し脱水試験を行った。得られた
脱水ケーキの濾布からの剥離性は良好であり、多段式焼
却炉から排出された焼却灰中の未燃分は１％以下であっ
た。ＣＷＭの添加量を変えて同様の試験を行った結果を
表１に示す。ＣＷＭより混入する固形分量を補正し原汚
泥に含まれていたＳＳ分あたりの水分量の割合を含水比
としてケーキの脱水状態を表した。

【００１４】（比較例２）ＣＷＭを凝集攪拌槽への給泥配管に添加しポリメタクリ
ロイロキシエチルトリメチルアンモニウムクロリドを凝
集攪拌槽へ添加する以外は比較例１と同様の試験を行っ
た結果を表２に示す。

【００１５】（実施例１）比較例１におけるポリメタクリロイロキシエチルトリメ
チルアンモニウムクロリドをポリビニルホルムアミド・
アクリロニトリル等モル共重合物の塩酸塩による加水分
解物（アミノ基１５モル％、アミジン基６７モル％、ニ
トリル基１７モル％、極限粘度３．８ｄｌ／ｇ）を用い
る他は比較例１と同様の試験を行った結果を表３に示
す。

【００１６】（比較例３）ＣＷＭの代わりにオーストラリア微粉炭（粒径：最大２
５０μｍ、最小１００μｍ、平均粒径１８０μｍ）を高
分子凝集剤水溶液と混合する以外は比較例１と同様の試
験を行った結果を表４に示す。

【００１７】（比較例４）比較例１における脱水試験において、凝集攪拌槽にＣＷ
Ｍを添加することなく高分子凝集剤水溶液のみを添加し
フロックを形成させた場合、およびフロック形成後にＣ
ＷＭを添加し脱水機へ送った場合の結果を表５に示す。

【００１８】

【表１】

【００１９】

【表２】

【００２０】

【表３】

【００２１】

【表４】

【００２２】

【表５】

【００２３】

【発明の効果】本発明の汚泥の脱水方法は、排水処理設
備から発生する汚泥にＣＷＭを混合した後に脱水する
か、あるいはＣＷＭならびに有機高分子凝集剤を添加混
合して汚泥を凝集させた後に脱水する汚泥の脱水方法で
あり、ＣＷＭ中の剛体微細石炭粒子の表面に汚泥の極微
細粒子などを固着させることにより、脱水除去すべき水
の流路の閉塞を防止することができるので汚泥の脱水性
を改善することができると共に、ケーキ性状を改善する
こともでき、極めて有利に汚泥の脱水処理を行うことが
できる。従来技術開示されていた活性炭の場合は、比表
面積は大きいものの細孔径が小さい為、汚泥を構成する
粒子補足には不適であり、また微粉炭の場合は、粗大固
体粉末であるために取り扱いが不便であり、スラリー化
しても沈降したり、分離したりするので貯蔵や移送が困
難であったなどの問題を解決し、本発明の汚泥の脱水方
法を用いることにより、取り扱いが簡便で安価にケーキ
性状を改善し、焼却を容易にすることができるのでその
産業上の利用価値は大きい。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】排水処理設備から発生する汚泥に、その
８０重量％以上が２００メッシュ以下の粒径の石炭微粒
子を分散させた水分散液であるところのＣＷＭならびに
有機高分子凝集剤を添加混合して汚泥を凝集させた後に
脱水する汚泥の脱水法であって、前記有機高分子凝集剤
としてアミジン塩構造単位を有する水溶性高分子を用い
ることを特徴とする汚泥の脱水法。
【請求項２】汚泥が有機性汚泥であることを特徴とす
る請求項１に記載の汚泥の脱水法。
【請求項３】ＣＷＭを、汚泥ＳＳ当たりの石炭量とし
て５〜３０重量％添加混合することを特徴とする請求項
１あるいは請求項２記載の汚泥の脱水法。