JPH0211320B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

この発明は有機性汚泥に凝集剤を添加して脱水
する方法に関する。 下水処理汚泥やし尿処理汚泥などの有機性汚泥
に対してカチオン性高分子凝集剤を添加して撹拌
を行い、次いでアニオン性高分子凝集剤を添加し
て撹拌を行い、フロツクを生成させて脱水する方
法が提案されている。この方法において、カチオ
ン性高分子凝集剤として天然高分子、特にキトサ
ンを用いると、脱水ケーキの含水率を飛躍的に低
下させることができるけれど、天然高分子の添加
量が多かつたので、処理コスト低減のための改良
が求められていた。 本発明は、このような要望に応えるため、カチ
オン性高分子凝集剤の添加量を低減しても、処理
効果を低下させることなく汚泥を脱水する方法を
提供することを目的とする。 本発明は、有機性汚泥に、カチオン性高分子凝
集剤を添加して第１の撹拌を行い、次いでアニオ
ン性高分子凝集剤を添加して第２の撹拌を行い、
生成したフロツクを脱水する方法において、カチ
オン性高分子凝集剤として、キトサンまたはその
誘導体と、固有粘度（〔η〕30℃ 1N−NaCl）が５
dl／ｇ以上の合成高分子凝集剤とを併用するとと
もに、第１の撹拌は、フロツクが生成しないか、
または生成したフロツクの径が２mm以下となるよ
うな強い撹拌であることを特徴とする汚泥の脱水
処理法である。 本発明における有機性汚泥としては、し尿の嫌
気性消化汚泥、し尿の好気性消化汚泥、し尿浄化
槽汚泥、し尿消化脱離液、下水、各種廃水の活性
汚泥処理における余剰汚泥、下水の最初沈殿池汚
泥、し尿、下水等の三次処理で発生する凝集汚泥
などがある。これらの汚泥は単独または混合され
て処理される。 本発明では、このような有機性汚泥に対して最
初に添加するカチオン性高分子凝集剤としてキト
サンまたはその誘導体と、特定粘度の合成高分子
凝集剤とを併用する。 カチオン性高分子凝集剤の添加量は汚泥の性状
（PH、SS、VSS、電気伝導度など）によつて異な
るが、一般的には0.5〜6wt％（対SS）程度とし、
天然高分子またはその誘導体と、特定粘度の合成
高分子凝集剤との添加割合は４：１〜１：４程度
とする。この範囲からはずれると、併用の効果が
薄れ、コスト低減がはかりにくい。 キトサンまたはその誘導体と併用するカチオン
性の合成高分子凝集剤としては、アミノアルキル
（メタ）アクリレートの単独重合体またはアクリ
ルアミドもしくは他のモノマーとの共重合体、ポ
リアクリルアミドのマンニツヒ変性物、ポリアク
リルアミドのホフマン分解物、ポリアミドポリア
ミン、ポリビニルイミダゾリン、ポリエチレンイ
ミン、ポリジアルキルジアリルアンモニウム塩な
どがあり、それぞれ１種または２種以上の組合せ
使用が可能である。 アミノアルキル（メタ）アクリレートの例とし
ては、ジメチルアミノエチルアクリレート、ジメ
チルアミノエチルメタクリレートなどが挙げられ
る。これを硫酸塩などの酸塩とするか、四級化剤
（メチルクロライド、ベンジルクロライド、ジメ
チル硫酸など）で第四級アンモニウム塩としたの
ち、単独重合するか、アクリルアミド、アクリロ
ニトリルメチルアクリレート、エチルアクリレー
トなどの他のモノマーと共重合して得られる重合
体は、本発明におけるカチオン性の合成高分子凝
集剤として好ましい。 また、キトサンまたはその誘導体と併用するカ
チオン性の合成高分子凝集剤は分子量が大きいも
のがよく、固有粘度（〔η〕30℃ 0.1N−NaCl）が５
より小さいと、カチオン性高分子凝集剤の全体の
添加量をあまり低減できないので、固有粘度は５
以上であることが必要である。 有機性汚泥に、まずカチオン性高分子凝集剤と
して、キトサンまたはその誘導体および特定粘度
の合成高分子凝集剤を添加し、第１の撹拌を行つ
て一次凝集を行う。第１の撹拌は、汚泥と凝集剤
とを十分反応させ、電荷の中和を行うためのもの
であるから、フロツクを生成しないか、または生
成したフロツク径が２mm以下となるような強い撹
拌とする。 撹拌方法は特に限定されず、撹拌槽における撹
拌羽根による撹拌、配管中の流れによる撹拌、渦
巻ポンプ等のポンプを通過させることによる撹拌
などによることができる。撹拌の程度は、撹拌機
を備えた撹拌槽による場合、目安として強撹拌は
撹拌羽根の周速が１〜５ｍ／sec程度とすること
ができる。 本発明ではカチオン性高分子凝集剤添加後の強
撹拌により汚泥全体を反応させ、汚泥の電荷を中
和することにより、第２の凝集剤を添加して生成
するフロツクの脱水性を向上させる。汚泥の電荷
を中和するためには撹拌混合時にフロツクが生成
しない方がよく、フロツクが生成する場合でも２
mm以下の小さなフロツクの生成にとどめる。 このため第１の撹拌は、前述のように、フロツ
クを生成させるための通常の撹拌よりも激しい強
撹拌を行うのである。 以上のようにして電荷の中和を行つたのち、ア
ニオン性高分子凝集剤を添加して第２の撹拌を行
いフロツクを生成させる。 アニオン性高分子凝集剤の添加量も、汚泥の性
状によつて異なるが、一般的には0.2〜3wt％（対
SS）程度とする。 アニオン性高分子凝集剤としては、ポリアクリ
ル酸もしくは、その塩、ポリアクリルアミドの部
分加水分解物、アクリル酸（塩）とアクリルアミ
ドとの共重合体、アクリル酸（塩）と２−アクリ
ルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸（塩）
との共重合体、アクリル酸（塩）とアクリルアミ
ドとビニルスルホン酸（塩）との三元共重合体な
どが使用できる。 第２の撹拌はフロツクを生成させるものである
から、第１の撹拌よりも弱く、通常汚泥の凝集の
際に採用される程度の撹拌強度である。撹拌の手
段は限定されないが、撹拌羽根を備えた撹拌槽に
よる場合、撹拌羽根の周速が0.1〜0.5ｍ／secとす
ることができる。このような撹拌混合を行うこと
により、カチオン性高分子凝集剤と反応して電荷
を中和された汚泥の粒子が凝集してフロツクを形
成するため、強固で大形のフロツクが生成し、脱
水性は極めて良くなる。 以上の凝集により生成したフロツクはそのま
ま、または分離水を除去したのち、脱水機に供給
し、従来法と同様にして脱水を行う。脱水方法と
しては遠心脱水、真空脱水、圧搾脱水法などが採
用できる。このような脱水を行うための脱水機と
しては、遠心脱水機、真空脱水機、ベルトプレス
型脱水機、スクリユープレス、またはフイルター
プレス等の従来より使用されている脱水機が使用
可能である。濾布を使用したベルトプレス型脱水
機の場合、従来は剥離性や濾布からのはみ出しの
点から圧搾圧力を0.5Kg／cm²以上にすることがで
きなかつたが、本発明法では１Kg／cm²以上の高圧
をかけることができ、圧搾圧力に応じて低い含水
率の脱水ケーキを得ることができる。この脱水ケ
ーキは乾燥、焼却、堆肥化等の処分を行うが、脱
水ケーキの含水率が低いので、乾燥、焼却に要す
る補助燃料は少なくて済み、堆肥化する場合も、
含水率調節のためのおがくず、もみがら、わら等
の添加材は少なくてよい。 本発明によれば、カチオン性高分子凝集剤とし
てキトサンまたはその誘導体および特定粘度の合
成高分子凝集剤を併用するのでカチオン性高分子
凝集剤全体の添加量を低減しても汚泥の電荷の中
和や粘性の消去等の反応が適切に行われる。した
がつて、その後にアニオン性高分子凝集剤により
フロツクを生成させると、フロツクは大形で粘性
が弱く、サラサラしてベトつかず、濾布等に対す
る付着性が弱いため濾過脱水性が優れており、加
えてケーキ含水率も低く、コストで効率的な脱水
を行うことができる。 次に本発明の実施例について説明する。各実施
例において使用する凝集剤は表−１に示すとおり
である。

【表】 実施例 １ 単一の活性汚泥によりし尿を生物分解するとと
もに硝化、脱窒を行つた際、発生した余剰汚泥と
処理水の硫酸バンドによる三次処理で発生した汚
泥との混合汚泥（PH6.6、SS：2.22％、VSS：68
％対SS、電気伝導度2050μS／cm）を200mlとり、
これにキトサンおよび表−２の合成高分子凝集剤
を添加して、撹拌機（２枚平羽根）により
500rpmで30秒間第１の撹拌を行つて、フロツク
径約1.5mmのフロツクを作り、次いで表−２のア
ニオン性高分子凝集剤を添加して撹拌機により
250rpmで20秒間第２の撹拌を行い、生成したフ
ロツクを100メツシユナイロン濾布を敷いたブフ
ナーロート上に注ぎ、10秒後の濾液量を測定し
た。（ヌツチエテスト）また濾過後の汚泥を15ｇ
採取し、ベルトプレス型脱水機用濾布（ポリエス
テル、杉綾織）およびスポンジではさみ、0.5
Kg／cm²の圧力で60秒間圧搾したのちの汚泥のケー
キ含水率を測定した（プレステスト）。結果を表
−２に示す。また、比較のため、カチオン性高分
子凝集剤を単独使用し、添加後の撹拌を撹拌機に
より250rpmで20秒間とした場合およびカチオン
性高分子凝集剤としてキトサンのみを用い、さら
にアニオン性高分子凝集剤を用いた場合も併せて
表−２に示す。

【表】 表−２から、カチオン性高分子凝集剤として、
キトサンと特定粘度の合成高分子凝集剤を併用す
ると（試験No.１、２）、併用しない場合（試験No.
３、４）と比らべ、カチオン性高分子凝集剤の添
加量を約３割低減できることがわかる。 実施例 ２ 下水の最初沈殿池汚泥と活性汚泥処理における
余剰汚泥との混合汚泥（PH5.7、SS：2.29％、
VSS：73％対SS、電気伝導度1150μS／cm）に対
し、実施例１と同様に表−３の凝集剤を用いてヌ
ツチエテストおよびプレステストを行つた（な
お、第１の撹拌後のフロツク径は約1.3mmであつ
た）。結果も表−３に示す。

【表】 表−３から、カチオン性高分子凝集剤としてキ
トサンと特定粘度の合成高分子凝集剤とを併用す
ると、添加量を約４割低減できることがわかる。 実施例 ３ 食品工場廃水の活性汚泥処理における余剰汚泥
（PH6.9、SS：1.8％、VSS：85％対SS、電気伝導
度2200μS／cm）に対し、撹拌機（２枚羽根）の
回転速度を250〜500rpmの範囲でかえて撹拌強度
を変化させて第１の撹拌を30秒間行うこと以外は
実施例１と同条件で表−４の凝集剤を用いてヌツ
チエテストおよびプレステストを行つた。結果も
表−４に示す。

【表】 表−４の結果から、第１の撹拌後のフロツク径
が２mm以下となるような強撹拌を行つた場合に脱
水効果が極めて良好になることがわかるととも
に、カチオン性高分子凝集剤としてキトサンと特
定粘度の合成高分子凝集剤とを併用すると、添加
量を約３割低減できることがわかる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 有機性汚泥に、カチオン性高分子凝集剤を添
   加して第１の撹拌を行い、次いでアニオン性高分
   子凝集剤を添加して第２の撹拌を行い、生成した
   フロツクを脱水する方法において、カチオン性高
   分子凝集剤として、キトサンまたはその誘導体
   と、固有粘度（〔η〕³⁰℃_0.1N-NaCl）が５dl／ｇ以上
   の
   合成高分子凝集剤とを併用するとともに、第１の
   撹拌は、フロツクが生成しないか、または生成し
   たフロツクの径が２mm以下となるような強い撹拌
   であることを特徴とする汚泥脱水法。 ２ 有機性汚泥が、汚水を生物処理して発生する
   余剰汚泥、または、余剰汚泥と他の汚泥との混合
   汚泥である特許請求の範囲第１項に記載の汚泥脱
   水法。