JPH0358800B2

JPH0358800B2 -

Info

Publication number: JPH0358800B2
Application number: JP58137186A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Kobayashi; Kenji Nakayama
Original assignee: Otsuka Chemical Co Ltd
Current assignee: Otsuka Chemical Co Ltd
Priority date: 1983-07-27
Filing date: 1983-07-27
Publication date: 1991-09-06
Also published as: JPS6028900A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は汚泥処理法に関する。さらに詳しく
は、汚泥スラリーに酸ヒドラジド基を有する水溶
性ポリマーとキレート形成可能な水溶性の金属塩
を添加して撹拌混合したのち、酸ヒドラジド基を
有する水溶性ポリマーとアルカリ土類金属の水溶
性無機塩との付加物を添加して撹拌混合し、生長
したフロツクを脱水処理する汚泥処理法に関す
る。汚水処理などにおいて発生する有機性活性汚泥
の処理法としては一般に (A) カチオン性有機高分子凝集剤を添加して撹拌
混合したのち、生長したフロツクを処理する方
法および (B) カチオン性高分子、好ましくは天然高分子を
添加して撹拌混合し、ついでアニオン性高分子
を添加し、生長したフロツクを処理する方法の２方法が行われている。しかしながら、(A)法で
はフロツクは大きなものとなるが粘着性を有する
ため濾布への付着が生じやすく、また濾過速度が
遅いため脱水ケーキの含水率が高くなり、乾燥に
長時間を要し、多量の重油が乾燥時に必要とされ
る。また、(B)法では生成するフロツクは強く大き
くなり脱水ケーキの含水率も(A)法よりは低くなる
が、脱水ケーキ間の付着が強いため乾燥時にピン
ポン球〜野球ボール大の塊となりやすく、脱水率
が良い割には乾燥に長時間を要するという問題点
をそれぞれ含んでいるのが現状である。また、酸ヒドラジド基を有する水溶性ポリマー
と該水溶性ポリマーとキレート形成可能な水溶性
の金属塩を同時に又は別々に汚泥スラリーに添加
して撹拌混合することによつても大きなフロツク
を形成することが可能である。しかしながら、酸
ヒドラジド基を有する水溶性ポリマーでは水中で
極めて不安定であり、溶解後数時間を経過すると
ヒドラジド基が架橋及び分解する結果不溶化し、
著しい粘性低下が生じ短時間で凝集脱水能力を失
うため、大きなフロツクを形成することができな
い。そのためスラツジボリユーム改良のごとく溶
解後、直ちに全量を１度に使用する場合は別とし
て、溶解タンクでポリマーを溶解し長時間保管せ
ざるを得ない現状では作用に耐えるものではな
い。本発明者らは叙上の実情に鑑み、前記問題点を
解消すべく鋭意研究を重ねた結果、 (1) 汚泥スラリーに酸ヒドラジド基を有する水溶
性ポリマーとキレート形成可能な水溶性の金属
塩を添加して撹拌混合したのち、 (2) 酸ヒドラジド基を有する水溶性ポリマーとア
ルカリ土類金属の水溶性無機塩との付加物を添
加して撹拌混合し、生成したフロツクを脱水処理することを特徴と
する汚泥処理法においては、全く粘着性を有しな
い大きなフロツクが形成するため、脱水率が良好
で相互間の粘着性のない、乾燥の容易な脱水汚泥
がえられ、ならびに、し尿汚泥を含む汚泥の悪臭
が低減し、作業環境が改善されることを見出し、
本発明を完成するにいたつた。本発明において酸ヒドラジド基をする水溶性ポ
リマーとアルカリ土類金属の水溶性無機塩との付
加物が水溶解後も経時変化しないことは水中でも
酸ヒドラジド基を有する水溶性ポリマーがアルカ
リ土類金属の水溶性無機塩と可溶性の弱いキレー
ト結合を作つていることが想像される。本発明において脱水性の良好な非粘結性汚泥が
えられる理由は明確ではないが、金属イオンが弱
アニオン性に帯電した汚泥表面と電価的に結合す
る結果、汚泥のいわゆるぬるぬるした表皮をなく
し、さらに前記金属イオンが酸ヒドラジド基を有
する水溶性ポリマーのキレートを形成し、汚泥ス
ラリーのフロツク形成後短時間でもはや粘着性を
ほとんど有さない凝集体に変化するためと考えら
れる。また、悪臭低減の原因についても明らかで
はないが、金属塩類と酸ヒドラジド基を有する水
溶性ポリマーとのキレート作用が汚泥により強く
はたらくため、脱臭効果が強く現れるためと思わ
れる。本発明に用いられる酸ヒドラジド基を有する水
溶性ポリマーとしては、一般式（）：（式中、Ｘは水素原子またはカルボキシル基、Ｙ
は水素原子またはメチル基、Ａはアクリルアミ
ド、メタクリルアミド、アクリル酸エステル、メ
タクリル酸エステルまはそれらの加水分解物また
は無水マレイン酸単位、Ｂはアクリルアミド、メ
タクリルアミド、アクリル酸エステル、メタクリ
ル酸エステルまたは無水マレイン酸と共重合可能
なモノマー単位を表わし、かつｌ、ｍおよびｎは２≦ｌ≦100 ０≦ｍ＋ｎ≦98 ｌ＋ｍ＋ｎ＝100 の関係を有する数である）で示される酸ヒドラジ
ト基を有する水溶性ポリマーがあげられるが、と
くにポリアクリルアミドまたはその部分加水分解
物にヒドラジンヒドラートを作用させてえられる
水溶性ポリマーが好ましい。かかる水溶性ポリマーの分子量は20万〜500万
のものが好ましい。分子量が20万未満ではキレー
ト化による巨大分子化の速度が遅くなつてフロツ
ク形成能が弱くなり、一方500万を越えると粘度
が高くなつて合成が容易でなくなりいずれも好ま
しくない。また、酸ヒドラジド基の含有率が２モ
ル％未満（すなわちｌが２未満）であるとキレー
ト形成能が弱くなり、２〜100モル％とくに５〜
50モル％が好ましい。酸ヒドラジド基の含有率は
高いものほど効果的であるが、合成時に原料の前
記ヒドラジンヒドラートを多量に要するので経済
性がわるくなる。また、前記ポリアクリルアミド
の部分加水分解率は10モル％未満が好ましく、10
モル％を越えると分子内での会合が生ずるためか
低粘度化してフロツク形成がわるくなる。また、
かかる酸ヒドラジド基を有する水溶性ポリマーの
添加量としては0.21％（重量％、以下同様）以
上、好ましくは0.3〜5.0％である。添加量が0.3％
未満であるとフロツク形成能が弱くなり、一方
5.0％を越えると非経済的となつていずれも好ま
しくない。本発明においては前記酸ヒドラジド基を有する
水溶性ポリマーとアルカリ土類金属の水溶性無機
塩との付加物を用いることが必須である。かかる
アルカリ土類金属の水溶性無機塩としては、たと
えばカルシウム、マグネシウム、バリウムなどの
ハロゲン化物があげられるが、経済的観点から塩
化カルシウムがとくに好ましい。本発明に用いられる酸ヒドラジド基を有する水
溶性ポリマーとキレート形成可能な水溶性の金属
塩としては、たとえば銅、コバルト、鉛、亜鉛、
鉄、錫、水銀、ニツケル、カドミウム、マンガ
ン、アルミニウムなどの水溶性無機塩および有機
カルボン酸塩があげられ、通常ポリ塩化アルミニ
ウム、塩化第１および第２鉄、硫酸バンド、ポリ
硫酸鉄、硫酸第１おび第２鉄、アンモニウムミヨ
ウバン、カンミリヨウバン、鉄ミヨウバン、塩化
亜鉛、酢酸亜鉛、酢酸ニツケルおよび酢酸銅など
が使用されるが、好ましくはポリ塩化アルミニウ
ム、塩化鉄、硫酸バンド、硫酸鉄、塩化亜鉛およ
び酢酸亜鉛の１種または２種以上の混合物があげ
られる。かかる金属塩を汚泥スラリーのPHが15℃
において3.5〜7.0の範囲になるような量添加する
ことが必要である。PHが3.5未満になるとキレー
ト形成がわるくなるほか、酸により酸ヒドラジド
基を有する水溶性ポリマーがカチオン性となり通
常のカチオン性ポリマーとして作用するための汚
泥フロツクが粘着性となり、一方PHが７を越える
と金属イオンの大部分が水溶液より析出するため
酸ヒドラジド基を有する水溶性ポリマーとキレー
トを形成できなくなり、汚泥フロツクが形成され
なくなりいずれも好ましくない。また、かかる金
属イオンは前処理などによりすでに添加されてい
るものでもさしつかえない。本発明の方法の手順としては、まず汚泥スラリ
ーに酸ヒドラジド基を有する水溶性ポリマーとキ
レート形成可能な水溶性の金属塩を汚泥スラリー
のPHが15℃において3.5〜7.0の範囲になるように
量添加し、汚泥全体が均一に反応するよう強く撹
拌混合したのち、酸ヒドラジド基を有する水溶性
ポリマーとアルカリ土類金属の水溶性無機塩との
付加物を添加して撹拌混合することにより生長し
た汚泥フロツクを脱水機に供給して脱水を行なう
のが好ましい。前記脱水機としては真空脱水機、
ベルトプレス型脱水機、スクリユープレス型脱水
機またはフイルタープレス脱水機などが使用しう
る。以上の操作により、従来の凝集剤を用いるば
あいと比較して含有率が低くかつ非粘結性の脱水
ケーキが形成されてその乾燥が容易となるが、 (1) 汚泥スラリーに酸ヒドラジド基を有する水溶
性ポリマーとキレート形成可能な水溶性の金属
塩を添加して撹拌混合したのち、 (2) 酸ヒドラジド基を有する水溶性ポリマーとア
ルカリ土類金属の水溶性無機塩との付加物を添
加して撹拌混合し、さらに (3) アニオン性高分子凝集剤を添加して撹拌混合
し、生長したフロツクを脱水処理することを特徴
とする汚泥処理法を用いるとより効果的であ
る。その理由は明確ではないが、金属イオンが弱ア
ニオン性に帯電した汚泥表面と電価的に結合する
結果、汚泥のいわゆるぬるぬるした表皮をなく
し、さらに前記金属イオンが酸ヒドラジド基を有
する水溶性ポリマーとキレートを形成し、汚泥ス
ラリーのフロツク形成後短時間でもはや粘着性を
ほとんど有さない、水に半不溶性のポリマーに変
化したものにさらにアニオン性高分子凝集剤を添
加して撹拌混合せしめると、電価的結合によつて
より完全に不溶性かつ非粘着性ポリマーに変化す
るため、脱水性が良好で乾燥の容易な非粘結性汚
泥がえられるものと考えられる。しかしながら、
過剰のアニオン性高分子凝集剤を添加すると未反
応の親水性基が残留し、脱水性の良好な非粘結性
汚泥がえられなくなる。本発明に用いられるアニオン性高分子凝集剤と
してはポリアクリル酸またはその塩、アクリル酸
とアクリルアミドとの共重合体、ポリアクリルア
ミドの部分加水分解物、アルギン酸ナトリウム、
カルボキシメチルセルロースまたはカルボキシメ
チルスターチなどがあげられるが、好ましくはポ
リアクリル酸またはその塩、アクリル酸とアクリ
ルアミドとの共重合体またはポリアクリルアミド
の部分加水分解物である。かかるアニオン性高分子凝集剤の添加量として
は酸ヒドラジド基を有する水溶性ポリマーの1/10
〜1/4の範囲の量で充分であり、1/2以上になると
未反応のアニオン性高分子凝集剤が残存して好ま
しくない。またアニオン性高分子凝集剤を添加し
脱水処理するまでには撹拌混合しつつ15秒以上の
反応時間を必要とし、さもなくば未反応のアニオ
ン性高分子凝集剤が残存して粘着性を有するフロ
ツクとなり好ましくない。以下、本発明を実施例に基づいてさらに詳しく
説明するが、本発明はかかる実施例のみに限定さ
れたものではない。実施例１〜８食品排水処理に使用された活性汚泥（PH6.7、
SS1.95％、VSS84.0％）に塩化第２鉄を鉄換算で
1.0％（対SS）または1.5％（対SS）添加し、約１
分間強く撹拌混合したところ、１mm以下の小さな
フロツクが形成され、それらの濾水のPHは6.2ま
たは5.2であつた。つぎに、第１表の酸ヒドラジド基を有する水溶
性ポリマーとアルカリ土類金属の水溶性無機塩と
の付加物、凝集剤番号９〜12を水に溶解させ48時
間経時したものをそれぞれ1.5％（対SS）添加し、
ゆるやかに撹拌を行なつたのち100メツシユのナ
イロン濾布を備えたベルトプレス（濾布張力６
Kg／cm²）に通すことにより25m³の汚泥スラリーを
処理したところ、悪臭がほとんど感じられない脱
水ケーキをえた。Ａ重油消費量が脱臭も含め100
／hrである２重筒乾燥機を用い含有率が10％に
なまで乾燥してえられた結果を第２表に示すが、
いずれも良好な結果がえられることがわかる。

【表】

【表】実施例９〜16 実施例１〜８で用いたのと同じ活性汚泥に塩化
第２鉄を鉄換算で1.0％（対SS）または1.5％（対
SS）添加し、約１分間強く撹拌混合したところ、
１mm以下の小さなフロツクが形成され、それらの
濾水のPHは6.2または5.2であつた。つぎに、第１表の酸ヒドラジド系ポリマーとア
ルカリ土類金属の水溶性無機塩の付加物、凝集剤
番号９〜12を水に溶解させた後48時間経過したも
のをそれぞれ1.5％（対SS）添加し、ゆるやかに
撹拌を行なつたのち、さらに第１表のアニオン、
凝集剤番号４を0.3％（対SS）添加し、ゆるやか
に撹拌を行ないながら、30秒後に100メツシユの
ナイロン濾布を備えたベルトプレス（濾布張力６
Kg／cm²）に通すことにより25m³の汚泥スラリーを
処理したところ、悪臭がほとんど感じられない脱
水ケーキをえた。Ａ重油消費量が脱臭を含め100
／hrである２重筒乾燥機を用い含水率が10％に
なるまで乾燥してえられた結果を第３表に示す
が、いずれも良好な結果がえられることがわか
る。なお、第３表中、自然脱水時間とは濾布上に汚
泥スラリーが添加されてから自然に濾過脱水され
表面の水層が認められなくなるまでの時間を示
す。

【表】比較例１実施例１〜８で用いたのと同じ活性汚泥に塩化
第２鉄を鉄換算で1.5（対SS）添加し、約１分間強
く攪拌混合したところ、１mm以下の小さなフロツ
クが形成され、濾水のPHは5.2であつた。つぎに、第１表のカチオン、凝集剤番号１を
1.5（対SS）添加し、ゆるやかに撹拌を行なつたの
ち、以下実施例１〜８の同様の処理を行なつた。
含水率が10％になるまで乾燥してえられた結果を
第４表に示すが、濾布上での自然脱水がわるく、
さらに脱水ケーキが濾布に付着し、高い含水率と
なつて乾燥に長時間を要した。また脱水ケーキは
強い悪臭を有していた。比較例２実施例１〜８で用いたのと同じ活性汚泥に塩化
第２鉄を鉄換算1.5％（対SS）添加し、約１分間
強く撹拌混合したところ、１mm以下の小さなフロ
ツクが形成され、濾水のPHは5.2であつた。つぎに、第１表のカチオン、凝集剤番号１を
1.5％（対SS）添加し、ゆるやかに撹拌を行なつ
たのち、さらに第１表のアニオン、凝集剤番号４
を0.3％（対SS）添加し、ゆるやかに撹拌を行な
つたのち、以下実施例１〜８と同様の処理を行な
つた。含水率が10％になるまで乾燥してえられた
結果を第４表に示すが、比較例１と同様に好まし
くない結果であつた。比較例３実施例１〜８で用いたのと同じ活性汚泥に第１
表のカチオン、凝集剤番号２を１％（対SS）添
加し、ゆるやかに撹拌を行なつたのち、以下実施
例１〜８と同様の処理を行なつた。含水率が10％
になるまで乾燥してえられた結果を第４表に示す
が、比較例１と同様に好ましくない結果であつ
た。また脱水ケーキには強い悪臭が感じられた。比較例４実施例１〜８で用いたのと同じ活性汚泥に第１
表のカチオン、凝集剤番号３を1.5％（対SS）添
加し、約１分間強く撹拌混合したところ、約１mm
フロツクの形成がみられた。つぎに、第１表のアニオン、凝集剤番号４を
0.3％（対SS）添加し、ゆるやかに撹拌を行なつ
たのち、以下実施例１〜８と同様の処理を行なつ
た。含水率が10％になるまで乾燥してえられた結
果を第４表に示すが、脱水率がよい割には脱水ケ
ーキが粘着性を有するため、乾燥時にピンポン球
〜野球ボール大の塊となり乾燥に長時間を要し
た。また脱水ケーキには強い悪臭が感じられた。

【表】比較例５〜８実施例１〜８で用いたのと同じ活性汚泥にポリ
塩化アルミニウムをアルミニウム換算で2.0％
（対SS）添加し、約１分間強く撹拌したところ、
１mm以下の小さなフロツクが形成され、濾水のPH
は6.4であつた。次に第１表の酸ヒドラジド基を有する水溶性ポ
リマー、凝集剤番号５〜８を水に溶解させ48時間
経時したものをそれぞれ1.5％（対ss）添加し、
ゆるやかに撹拌したがいずれも大きなフロツクが
生成せず100メツシユのナイロン濾布を備えたベ
ルトプレス（濾布張力６Kg／cm²）では処理ができ
なかつた。以上の結果より、汚泥に酸ヒドラジド基を有す
る水溶性ポリマーとキレート形成可能な水溶性の
金属塩を添加し、撹拌混合したのち酸ヒドラジド
基を有する水溶性ポリマーを添加して撹拌混合
し、生長したフロツクを脱水処理するというキレ
ート生成を応用した方法および汚泥に酸ヒドラジ
ド基を有する水溶性ポリマーとキレート形成可能
な水溶性の金属塩を添加し、撹拌混合したのち酸
ヒドラジド基を有する水溶性ポリマーを添加して
撹拌混合し、さらにアニオン性高分子凝集剤を添
加して撹拌混合し、生長したフロツクを前記アニ
オン性高分子凝集剤を添加してから15秒以後経過
したのち脱水処理するというキレート生成と電価
により結合とを組合わせた方法のいずれにおいて
も、脱水率が良好で非粘結性の脱水ケーキがえら
れるため従来品で処理したばあいにくらべて乾燥
時間が1/2以下となり、その結果高価な重油の使
用量を1/2以下に節約できるとともに、脱臭効果
のため作業環境をもよくすることができるという
利点がえらえ、本発明の方法はきわめて経済的か
つ有用な方法といえる。

Claims

【特許請求の範囲】１ (1) 汚泥スラリーにポリアクリルアミドまた
はその部分加水分解物にヒドラジンヒドラート
を作用させてえられる酸ヒドラジド基を有する
水溶性ポリマーとキレート形成可能な水溶性の
金属塩を添加して撹拌混合したのち、 (2) ポリアクリルアミドまたはその部分加水分解
物にヒドラジンヒドラートを作用させてえられ
る酸ヒドラジド基を有する水溶性ポリマーとア
ルカリ土類金属の水溶性無機塩との付加物を添
加して撹拌混合し、成長したフロツクを脱水処理することを特徴
とする汚泥処理法。２酸ヒドラジド基を有する水溶性ポリマーとキ
レート形成可能な水溶性の金属塩がポリ塩化アル
ミニウム、塩化鉄、硫酸バンド、硫酸鉄、塩化亜
鉛および酢酸亜鉛の１種または２種以上の混合物
である特許請求の範囲第１項記載の方法。３酸ヒドラジド基を有する水溶性ポリマーとキ
レート形成可能な水溶性の金属塩の添加量が、汚
泥スラリーのPHが15℃において3.5〜7.0の範囲に
なる量である特許請求の範囲第１項記載の方法。４酸ヒドラジド基を有する水溶性ポリマーとア
ルカリ土類金属の水溶性無機塩との付加物の添加
量が0.3〜5.0重量％である特許請求の範囲第１項
記載の方法。５ (1) 汚泥スラリーにポリアクリルアミドまた
はその部分加水分解物にヒドラジンヒドラート
を作用させてえられる酸ヒドラジド基を有する
水溶性ポリマーとキレート形成可能な水溶性の
金属塩を添加して撹拌混合したのち、 (2) ポリアクリルアミドまたはその部分加水分解
物にヒドラジンヒドラートを作用させてえられ
る酸ヒドラジド基を有する水溶性ポリマーとア
ルカリ土類金属の水溶性無機塩との付加物を添
加して撹拌混合し、さらに (3) アニオン性高分子凝集剤を添加して撹拌混合
し、成長したフロツクを脱水処理することを特徴
とする汚泥処理法。６酸ヒドラジド基を有する水溶性ポリマーとキ
レート形成可能な水溶性の金属塩がポリ塩化アル
ミニウム、塩化鉄、硫酸バンド、硫酸鉄、塩化亜
鉛および酢酸亜鉛の１種または２種以上の混合物
である特許請求の範囲第５項記載の方法。７酸ヒドラジド基を有する水溶性ポリマーとキ
レート形成可能な水溶性の金属塩の添加量が、汚
泥スラリーのPHが15℃において3.5〜7.0の範囲に
なる量である特許請求の範囲第５項記載の方法。８酸ヒドラジド基を有する水溶性ポリマーとア
ルカリ土類金属の水溶性無機塩との付加物の添加
量が0.3〜5.0重量％である特許請求の範囲第５項
記載の方法。９アニオン性高分子凝集剤がポリアクリル酸ま
たはその塩、アクリル酸とアクリルアミドとの共
重合体またはポリアクリルアミドの部分加水分解
物である特許請求の範囲第５項記載の方法。１０アニオン性高分子凝集剤を添加し撹拌混合
しつつ15秒以上経過したのち脱水処理する特許請
求の範囲第５項記載の方法。