JPH02157100A - 有機性汚泥の脱水方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、有機性汚泥の脱水方法に係わり、特に下水処
理場、し尿処理場、食品工場あるいは化学工場などから
排出される有機性汚泥の脱水前処理方法に関する。

〔従来の技術〕

従来上記汚泥は、脱水助剤として塩化第二鉄のような鉄
塩および消石灰を添加して真空脱水機あるいは加圧脱水
機により脱水処理しているが、その添加率が塩化第二鉄
で乾燥固形物あたシ５から２０％、消石灰で乾燥固形物
あたり１５から８０％と多量であり、ケーキ含水率が高
いのみならず発生汚泥量の増加や汚泥焼却時の炉の腐食
、灰の増加などの問題が生じていた。

近年、これらの問題を解決するために脱水助剤として各
種の有機高分子凝集剤が開発され、ベルトプレス型脱水
機や遠心分離機と組み合わせて使用されている。

有機高分子凝集剤を単独用いる脱水方法では、脱水後の
ケーキ含水率が高いだめ、カチオン性有機高分子凝集剤
とアニオン性有機高分子凝集剤を併用する方法が用いら
れている（例えば特願昭５４−１６４７６１、特願昭５
８−７０８９８）。

〔発明が解決しようとする課題〕

前記の、カチオン性有機高分子凝集剤とアニオン性有機
高分子凝集剤を併用する方法においても、カチオン性有
機高分子凝集剤の添加率が多く、また脱水効果も満足で
きるものではガかったため、さらに効果的な汚泥の脱水
前処理方法が要望されていた。

そこで、本発明は、簡単な操作で機械脱水後のケーキ含
水率を低下させることができる効果的な汚泥の処理方法
を提供することを目的とする。

〔課題を解決するだめの手段〕

本発明者らは、上記の目的を達成するため、有機性の汚
泥の脱水前処理方法を種々検討した結果、縮合酸ポリア
ミンを添加混合後に両性有機高分子凝集剤を添加して脱
水することにより、上記目的を達成しうろことを見出し
、本発明を完成した。

すなわち、本発明は、有機性汚泥にｐＨ４におけるコロ
イドカチオン荷電量が５．０　ｍｅｑ　／　９−乾物量
以上の縮合酸ポリアミンを添加混合した後、ｐＨＡＯに
おけるコロイドカチオン荷電量が１、Ｏｍｅｑ　／　？
−乾物量以上、ｐＨ１０におけるコロイドアニオン荷電
量が一五〇からＯｍｅｑ　／　？−乾物量の両性有機高
分子凝集剤を添加して脱水することを特徴とする有機性
汚泥の脱水方法にある。

以下に本発明の詳細な説明する。

本発明において対象となる具体的な有機性汚泥の種類と
しては、下水処理で発生する余剰汚泥、初沈汚泥、三次
処理汚泥、し尿の嫌気性消化汚泥、し尿の好完性消化汚
泥、し尿浄化槽汚泥、各種産業排水処理から発生する余
剰汚泥あるいは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。

本発明にお１ハてｐＨ４，０におけるコロイドカチオン
荷電量が５．０　ｍｅｑ　／　ｆ−乾物量以上での縮合
酸ポリアミン（以下ポリアミン−Ａという）としては、
アルキレンジクロライドとアルキレンポリアミンの縮合
物、ポリエチレンへキサミンとエチレンジクロライドの
縮合物、アミンとホルマリンとの縮合物、アルキレンジ
アミンとエピクロμヒドリンとの縮合物、アンモニアと
エピクロμヒドリンとの縮合物あるいはジアルキルアミ
ンとジハロゲノアルカンのｍ合物−１トかある。

これらのポリアミンは、種々の化学構造のものを合成す
ることができるが、ｐＨ４，０におけるコロイドカチオ
ン荷電量が５．０　ｍｅｑ　／　？−乾物量以上になる
ものが脱水ケーキ含水率の低下に効果的である。

また、本発明においてｐＨＡＯにおけるコロイドカチオ
ン荷電量が１．０　ｍｅｑ　／　を−乾物量以上、ｐＩ
（１０におけるコロイドアニオン荷電量が一五〇からＯ
ｍｅｑ　／　？−乾物量の両性有機高分子凝集剤として
は、合成品とブレンド品がある。

合成品としては、ポリアクリルアミドをマンニッヒ変性
した両性有機高分子凝集剤、ジメチルアミノエチルメタ
クリレート系モノマにアクリル酸モノマ及び場合によジ
アクリルアミドモノマを共重合した両性有機高分子凝集
剤がある。

ブレンド品としては、ポリアクリルアミドをマンニッヒ
変性したカチオン性、又は両性有機高分子凝集剤、ある
いはジメチルアミノエチルアクリル系カチオン性有機高
分子凝集剤などの有機高分子凝集剤と、アニオン性有機
高分子凝集剤とをブレンドしたものなどがある。

ブレンド用のアニオン性有機高分子凝集剤としては、ポ
リアクリルアミドのアニオン変性物、ポリアクリル酸ソ
ーダ、ポリビニルスルホン酸などがある。

また、ブレンド品においては、ブレンド品を水に溶かし
たときに、ポリマ同志が反応して沈澱が生成するのを防
止するために、ブレンド品に酸あるいはアルカリがさら
にブレンドする場合もちる。

なお、本発明において、コロイド荷電量は下記の測定方
法に従って測定して決定される量を言う。

すなわち、まず、０．２から１．０％の高分子凝集剤溶
液を作る。次に、イオン交換水を用い５０ｐｐｍ溶液を
調整し、その一定量（１００ｔｄ）を正確に容器にとっ
て、Ｎ／１０ＨＣｔあるいはＮ／　１０　ＮａＯＨを加
えて所定のｐＨ値に調整する。

それに、トルイジンブルーを加えた後、良く攪拌シナ力
らＮ／１００ＰＶ８Ｋ（ポリビニｌｖ硫酸カリウム）で
滴定する。終点は、青色から赤紫に変化する点とする。

空試験は、同手順で行う。

計算式は、 コロイド当量（ｉｆ　（ｍｅｑ　／　Ｖ−乾物量）〔滴
定量（ｍ／）ＸＮ／４００ＰＶＳＫの力価〕／２縮合型
ポリアミンの添加率は、有機性汚泥乾燥固形物あたり、
縮合型ポリアミン有効成分換算でα０５から５％の範囲
で添加するのがよい。

まだ、両性有機高分子凝集剤の添加率は、有機性汚泥乾
燥固形物あたり、有機高分子凝集剤有効成分換算で０．
０５％から５％の範囲で添加するのがよい。

有機性汚泥との混合方法は、最初に縮合型ポリアミンを
添加・混合した後、両性有機高分子凝集剤を添加・混合
する。縮合型ポリアミンを添加・混合する場合、フロッ
クの生成が目的では無いので、縮合型ポリアミンと有機
性汚泥とが十分に反応するように、汚泥をフロック化す
るときの通常の攪拌よシも強い攪拌を行って混合する。

一方、両性有機高分子凝集剤を添加・混合する場合は、
フロックの生成が目的なので、汚泥をフロック化すると
きの通常の攪拌を行って混合するのがよい。

〔作用〕

本発明で処理した場合に生じる現象の機構は必ずしも明
らかではないが、次のように考えられる。縮合型ポリア
ミンが非常に強いカチオン性であり、汚泥中の粒子の表
面がアニオン性であることから、縮合型ポリアミンと粒
子表面のアニオン性物質が反応して、粒子の表面が改質
されること。

さらに、アニオン性の粒子表面に縮合型ポリアミンが吸
着して粒子表面が部分的にカチオン性となるため、粒子
表面が後で添加する両性有機高分子凝集剤によって強い
フロックを生成する状態になると考えられる。

すなわち、有機性汚泥の脱水に必要な粒子表面の改質と
アニオン性とカチオン性の電気的な相互作用による強い
フロックの生成が、縮合型ポリアミンと両性有機高分子
凝集剤の強相乗効果によって、それぞれ単独使用した場
合よりも飛躍的に効率よく行われるものと推察される。

そこで、有機性汚泥の脱水に必要な粒子表面の改質と強
いフロックの生成が効率よく行われて、脱水後のケーキ
含水率の低下と剥離性の向上が達成されるものである。

〔実施例〕

次に、本発明を実施例に基づいて説明するが、本発明は
これらの実施例に限定されるものではない。

実施例１ 都市下水処理場から発生した混合生汚泥（ｐＨ＆５、濃
度２ｚ４ｔ／ｌ）を、以下の有機高分子凝集剤を使用し
てベルトプレス型脱水機で脱水処理を行った。

本発明の方法では、縮合型ポリアミンとしてはｐＨ４の
カチオン荷電量が７．８　ｍｅｑ　／　？−乾物量、公
刊１万の縮合型ポリアミン（アルキレンジアミンとエピ
クロルヒドリンの縮合物。

以下ポリアミン−１と呼ぶ。）、両性有機高分子凝集剤
としてはｐＨ３のカチオン荷電量が！Ｌ７ｍｅｑ　／　
ｆ−乾物量、ｐ）１１０のアニオン荷電量が−１，１ｍ
ｅｑ　／　？−乾物量の両性有機高分子凝集剤（ポリア
クリルアミドのマンニッヒ変性物。

以下両性−１と呼ぶ。）を使用した。

添加方法としてはポリアミン−１を溶解槽で希釈し、こ
の液を混合生汚泥に添加して強い攪拌を行って十分に混
合した。次に、両性−１を添加・混合してフロックを生
成させてべ、Ｖ）プレス型脱水機で脱水処理を行った。

比較として、ポリジメチμアミノエチルメタクリレート
系のカチオン性有機高分子凝集剤（以下ポリマーＡと呼
ぶ。）を単独で添加・混合して脱水処理した場合、両性
−１を単独で添加・混合して脱水処理した場合、および
ポリアミン−１を添加・混合後、ポリアクリルアミド糸
のアニオン性有機高分子凝集剤（以下アニオン−Ａと呼
ぶ）を添加・混合して脱水処理した場合についても行っ
た。

その結果を第１表に示す。

第１表から、本発明による方法では、脱水後のケーキ含
水率の低下と固形物処理量の増加が達成され、しかも比
較例６と比べても有機高分子凝集剤の添加率が少なくて
良いことがわかる。

実施例２ 低希釈二段活性汚泥法で処理しているし尿処理場から発
生した余剰汚泥と凝集沈澱汚泥の混合汚泥（ｐＨ６，７
、濃度２　ａ　ｓ　ｙ　／　ｔ　）を、以下の有機高分
子凝集剤を使用してベルトプレス型脱水機で脱水処理を
行った。

本発明の方法では、網金型ポリアミンとしてポリアミン
−１、両性有機高分子凝集剤としてｐＨ３のカチオン荷
電量が２．３　ｍｅｑ　／　？−乾物量、ｐＨ１０のア
ニオン荷電量が−ｎ、　５　ｍｅｑ　／２−乾物量の両
性有機高分子凝集剤（ポリジメチルアミノエチルメタク
リレート系カチオン性有機高分子凝集剤とポリアクリル
アミド系アニオン性有機高分子凝集剤とのブレンド品。

以下両性−２と呼ぶ。）を使用した。

添加方法としてはポリアミン−１を溶解槽で希釈し、こ
の液を混合汚泥に添加して強い攪拌を行って十分に混合
した。次に、両性−２を添加・混合してフロックを生成
させてべＡ／）プレス型脱水機で脱水処理を行った。

比較として、ポリジメチルアミノエチルメタクリレート
系のカチオン性有機高分子凝集剤（以下ポリマーＢと呼
ぶ。）を単独で添加・混合して脱水処理した場合、両性
−２を単独で添加・混合して脱水処理した場合、および
ポリアミン−１を添加・混合後、ポリアクリルアミド糸
のアニオン性有機高分子凝集剤（以下アニオン−Ｂと呼
ぶ）を添加・混合して脱水処理した場合についても行っ
た。

その結果を第２表に示す。

第２表から、本発明による方法では、脱水後のケーキ含
水率の低下と固形物処理量の増加が達成され、しかも比
較例５と比べても有機高分子凝集剤の添加率が少なくて
良いことがわかる。

実施例３ 都市下水処理場から発生した消化汚泥（ｐＨ＆５、濃度
３ｒ：１．３ｙ／ｌ）を、以下の有機高分子凝集剤を使
用して遠心分離脱水機で脱水処理を行った。

本発明の方法では、網台型ポリアミンとしてｐＨ４のカ
チオン荷電量が７．６　ｍｅｑ　／　？−乾物量の網台
型ポリアミン（ポリエチレンへキサミンとエチレンジク
ロライドの縮合物。以下ポリアミン−２と呼ぶ。）、両
性有機高分子凝集剤としてｐＨ３のカチオン荷電量が２
．８　ｍｅｑ　／　？−乾物量、ｐＨ１０のアニオン荷
電量が−ＣＬ６ｍｅｑ　／　Ｓ’−乾物量の両性有機高
分子凝集剤（ジメチルアミノエチルメタクリレートとア
クリル酸の共重合物。以下両性−３と呼ぶ。）を使用し
た。

添加方法としてはポリアミン−２を溶解槽で希釈し、こ
の液を混合生汚泥に添加して強い攪拌を行って十分に混
合した。次に、両性−３を遠心分離機内に注入すること
によって遠心分離機で脱水処理を行った。

比較として、ポリジメチルアミノエチルメタクリレート
系のカチオン性有機高分子凝集剤（以下ポリマーＣと呼
ぶ。）を単独で添加して脱水処理した場合、両性−３を
単独で添加して脱水処理した場合、およびポリアミン−
２を添加・混合後、アニオン−Ａを添加・混合して脱水
処理した場合についても行った。

その結果を第３表に示す。

第３表から、本発明による方法では、脱水後のケーキ含
水率の低下と固形物処理量の増加が達成され、しかも比
較例３と比べても有機高分子凝集剤の添加率が少なくて
良いことがわかる。

〔発明の効果〕

前記したように、本発明によれば、簡単な操作によって
脱水後のケーキ含水率の低下と剥離性の向上が達成され
、また有機高分子凝集剤の使用量も少なくてよく、さら
に、単位時間当りの処理量も増加する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、有機性汚泥に、ｐＨ４におけるコロイドカチオン荷
   電量が５．０ｍｅｑ／ｇ−乾物量以上の縮合型ポリアミ
   ンを添加・混合した後、ｐＨ３におけるコロイドカチオ
   ン荷電量が１．０ｍｅｑ／ｇ−乾物量以上で、ｐＨ１０
   におけるコロイドアニオン荷電量が−３０から０ｍｅｑ
   ／ｇ−乾物量の両性有機高分子凝集剤を添加して脱水す
   ることを特徴とする有機性汚泥の脱水方法。