JPH10249399A - Method for dehydrating sludge - Google Patents

Method for dehydrating sludge

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Publication number
JPH10249399A
JPH10249399A JP9060578A JP6057897A JPH10249399A JP H10249399 A JPH10249399 A JP H10249399A JP 9060578 A JP9060578 A JP 9060578A JP 6057897 A JP6057897 A JP 6057897A JP H10249399 A JPH10249399 A JP H10249399A
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JP
Japan
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sludge
molecular weight
polymer flocculant
flocculant
dehydrating agent
Prior art date
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Application number
JP9060578A
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Japanese (ja)
Inventor
Mitsutaka Obata
充孝 小畑
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Nippon Shokubai Co Ltd
Original Assignee
Nippon Shokubai Co Ltd
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Publication date
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  • Separation Of Suspended Particles By Flocculating Agents (AREA)
  • Treatment Of Sludge (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To drastically decrease the water content in the two-stage dehydration method for successively adding first and second high molecular flocculants to sludge and mechanically dehydrating the sludge by using a high-mol.wt. cationic or amphoteric high molecular flocculant as the first flocculant and a low-mol.wt. anionic high molecular flocculant as the second flocculant. SOLUTION: A high-mol.wt. cationic or amphoteric high molecular flocculant is used as the primary dehydrating agent used in the two-stage dehydration method, and further an inorg. polyelectrolyte such as a calcium salt, magnesium salt and iron salt is jointly used to decrease the water content more effectively. The primary dehydrating agent should have >=1,500,000 weight average mol.wt. Meanwhile, a low-mol.wt. anionic high molecular flocculant is used as the secondary dehydrating agent, and the weight average mol.wt. is preferably controlled less than that of the primary dehydrating agent. Further, the difference in weight average mol.wt. between the primary and secondary dehydrating agents is preferably controlled to >=500,000.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、各種産業廃水、お
よび下水、し尿処理等で残査物として生じる汚泥を効率
よく脱水することのできる汚泥脱水法に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sludge dewatering method capable of efficiently dewatering sludge generated as a residue in various industrial wastewaters, sewage treatment, human waste treatment and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】下水やし尿処理場、有機質産業廃水等か
ら生じる汚泥は複雑な構造を有する多数の有機物および
無機物の集合体であり、粒子サイズが小さくかつ水との
親和性も強いため、予備処理を行うことなく直接濾過や
遠心分離等の脱水処理にかけても水を効率よく分離する
ことは難しい。そのため通常は、脱水剤(以下、凝集剤
ということもある)の添加等により汚泥の脱水特性を高
めてから脱水処理を行う方法が採用されている。
2. Description of the Related Art Sludge generated from sewage and human waste treatment plants, organic industrial wastewater, and the like is an aggregate of a large number of organic and inorganic substances having a complicated structure and has a small particle size and a strong affinity with water. It is difficult to efficiently separate water even if it is directly subjected to dehydration treatment such as filtration or centrifugation without treatment. Therefore, usually, a method of increasing the dewatering characteristics of sludge by adding a dehydrating agent (hereinafter also referred to as a flocculant) or the like, and then performing a dehydration treatment is adopted.

【0003】また脱水をより効率よく遂行するための方
法として特公平1−17760号公報には、カチオン性
ポリマーを一次脱水剤として添加してから重力脱水によ
って部分脱水を行い、その後凝集力の高いカチオン性ポ
リマーを二次脱水剤として更に添加してから機械脱水を
行う方法も提案されている。
[0003] As a method for more efficiently performing dehydration, Japanese Patent Publication No. 17760/1991 discloses that a cationic polymer is added as a primary dehydrating agent, and then partial dehydration is performed by gravity dehydration. There has also been proposed a method of performing mechanical dehydration after further adding a cationic polymer as a secondary dehydrating agent.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】一般に、高分子凝集剤
を用いて汚泥を脱水するには、汚泥の活性点に作用して
疎水化(易脱水化)させる効果と、汚泥粒子間との間で
架橋して粗大フロックを形成し重力脱水を容易にする効
果が必要とされているが、有機物の含有率が高い汚泥や
消化汚泥の如く難脱水性の汚泥では、高分子凝集剤に期
待されるこれらの効果が十分に発揮されないことも多
い。また、前述の如く一次脱水剤を添加してから重力脱
水で部分脱水を行い、次いで凝集力の高い二次脱水剤を
更に添加し機械脱水を行う脱水方法にしても、使用する
一次脱水剤が剤の物性を限定しないカチオン系ポリマー
であり、また二次脱水剤についても剤の物性を限定しな
いカチオン系ポリマーであるため、脱水性の改善にはお
のずと限界がある。
Generally, when dewatering sludge using a polymer flocculant, the effect of hydrophobizing (dewatering easily) by acting on the active point of the sludge and the effect between the sludge particles are considered. It is necessary to have an effect of forming coarse flocs by cross-linking and facilitating gravity dewatering.However, in the case of sludge with high organic matter content and sludge that is difficult to dehydrate such as digested sludge, it is expected to be a polymer flocculant. In many cases, these effects are not sufficiently exhibited. In addition, as described above, after the primary dehydrating agent is added, partial dehydration is performed by gravity dehydration, and then the secondary dehydrating agent having a high cohesive force is further added to perform a mechanical dehydration. Since it is a cationic polymer that does not limit the physical properties of the agent and the secondary dehydrating agent is a cationic polymer that does not limit the physical properties of the agent, there is naturally a limit in improving the dehydration properties.

【0005】一次脱水剤として求められる性能は、主に
重力脱水性であり、重力脱水性と相関のあるフロックを
できる限り強くする必要がある。前述の如く、一次脱水
剤として物性を限定しないカチオン性ポリマーを使用す
る場合、従来の脱水方法の場合と同様に有機性の高い汚
泥、例えば多量の生活廃水を含む汚水やし尿処理場から
生じる汚泥の如く、いわゆる難脱水性汚泥では十分なフ
ロック強度は得られず、それらに起因して機械脱水ケー
キの脱水性や剥離性も十分に改善できない。原因とし
て、凝集剤の構造および重量平均分子量等の影響で、カ
チオン電荷が汚泥のマイナス粒子の中和が不十分および
/またはポリマー間での架橋が不十分であるために十分
なフロック強度が得られていないと考えている。
[0005] The performance required as a primary dehydrating agent is mainly gravity dehydration, and it is necessary to make the floc correlated with gravity dehydration as strong as possible. As described above, when a cationic polymer that does not limit the physical properties is used as the primary dehydrating agent, sludge having a high organic property, for example, sludge containing a large amount of domestic wastewater or sludge generated from a human waste treatment plant, as in the case of the conventional dehydration method. As described above, a so-called hardly dewaterable sludge cannot provide sufficient floc strength, and due to them, the dewaterability and peelability of a mechanically dewatered cake cannot be sufficiently improved. As a cause, due to the influence of the structure of the flocculant, the weight average molecular weight, etc., the cationic charge is insufficiently neutralized with negative particles of sludge and / or the crosslinking between polymers is insufficient, so that sufficient floc strength is obtained. I do not think that it is.

【0006】また二次脱水剤としてカチオン系ポリマー
を用いる場合、重力脱水後の汚泥スラッジの疎水化が不
十分であり、それに起因して機械脱水ケーキの脱水性や
剥離性も十分に改善できない。
When a cationic polymer is used as the secondary dewatering agent, the hydrophobization of sludge after gravity dewatering is insufficient, and as a result, the dewatering property and peelability of the mechanical dewatering cake cannot be sufficiently improved.

【0007】本発明は上記の様な事情に着目してなされ
たものであって、その目的は、先に提案された、一次脱
水剤添加による重力脱水と二次脱水剤添加後の機械脱水
を組み合わせた脱水方法を更に改善し、難脱水性汚泥の
汚泥効率を一段と高め、機械脱水後のケーキの含水率を
大幅に低減することのできる一次脱水剤、二次脱水剤お
よび汚泥脱水方法を提供しようとするものである。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide the previously proposed gravity dehydration by adding a primary dehydrating agent and mechanical dehydration after adding a secondary dehydrating agent. Provide a primary dehydrating agent, a secondary dehydrating agent and a sludge dewatering method capable of further improving the combined dewatering method, further increasing the sludge efficiency of hardly dewaterable sludge, and greatly reducing the water content of the cake after mechanical dewatering. What you want to do.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記の課題を達成するこ
とのできた本発明に関わる汚泥の脱水方法とは、脱水機
に供給する前工程で、汚泥に第1高分子凝集剤を添加
後、粗大フロック状とし、次に第2高分子凝集剤を添
加、機械脱水する二段脱水法において、第1高分子凝集
剤が高分子量型カチオン性または両性高分子凝集剤であ
り、第2高分子凝集剤が低分子量型アニオン性高分子凝
集剤であることを特徴とする。この時の第1高分子凝集
剤添加後の固液分離の有無は問わないが、好ましくは固
液分離した方がよい。
Means for Solving the Problems The sludge dewatering method according to the present invention, which has achieved the above-mentioned objects, is a step of supplying a first polymer flocculant to sludge in a pre-process of supplying the sludge to a dewatering machine. In a two-stage dehydration method in which a coarse floc is formed and then a second polymer flocculant is added and mechanically dewatered, the first polymer flocculant is a high molecular weight cationic or amphoteric polymer flocculant, and the second polymer flocculant is The coagulant is a low molecular weight anionic polymer coagulant. At this time, the presence or absence of solid-liquid separation after the addition of the first polymer flocculant does not matter, but the solid-liquid separation is preferably performed.

【0009】この時使用される第1高分子凝集剤として
は、重量平均分子量が150万以上、カチオン当量値
(Cv)が0〜13.0meq/g、アニオン当量値
(Av)が0〜6.0meq/gのカチオン性または両
性高分子凝集剤が好ましい。また無機多価電解質を併用
しても良い。
The first polymer flocculant used at this time has a weight average molecular weight of 1.5 million or more, a cation equivalent value (Cv) of 0 to 13.0 meq / g, and an anion equivalent value (Av) of 0 to 6 A 0.0 meq / g cationic or amphoteric polymeric flocculant is preferred. Further, an inorganic polyelectrolyte may be used in combination.

【0010】また第2高分子凝集剤としては、重量平均
分子量が第1高分子凝集剤の重量平均分子量未満である
アニオン性高分子凝集剤が好ましい。
The second polymer flocculant is preferably an anionic polymer flocculant having a weight average molecular weight less than the weight average molecular weight of the first polymer flocculant.

【0011】また上記第1高分子凝集剤と第2高分子凝
集剤の分子量差が50万以上であれば好ましく、特に分
子量差が70万〜150万の時極めて好ましいと推奨さ
れる。
It is recommended that the difference in molecular weight between the first polymer flocculant and the second polymer flocculant is 500,000 or more, and it is particularly preferable that the difference in molecular weight is 700,000 to 1.5 million.

【0012】また上記第1高分子凝集剤と第2高分子凝
集剤を重量比で90:10〜50:50の比率で併用す
る事が好ましく、特に80:20〜70:30の比率で
併用することが極めて好ましいと推奨される。
It is preferable that the first polymer flocculant and the second polymer flocculant are used in combination at a weight ratio of 90:10 to 50:50, particularly at a ratio of 80:20 to 70:30. It is highly recommended that

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】上記の様に本発明に関わる脱水方
法では、汚泥に高分子凝集剤を加えて凝集させた後、こ
れを脱水機にかけて水分を除去する脱水方法を実施する
際に、脱水機にかける前工程で、汚泥に一次脱水剤(一
次凝集剤ということもある)としてカチオン性または両
性高分子凝集剤を添加して粗大フロック化してから、二
次脱水剤(二次凝集剤ということもある)としてアニオ
ン性高分子凝集剤を添加してから機械脱水を行うもので
ある。この時の第1高分子凝集剤添加後の固液分離の有
無は問わないが、好ましくは固液分離した方がよい。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS As described above, in the dehydration method according to the present invention, a polymer flocculant is added to sludge to cause coagulation, and the sludge is subjected to a dehydrator to remove water. In the pre-dehydration step, a sludge is added with a cationic or amphoteric polymer flocculant as a primary dehydrating agent (also referred to as a primary flocculant) to form a coarse floc, and then a secondary dehydrating agent (secondary flocculant) The mechanical dehydration is performed after the addition of an anionic polymer flocculant. At this time, the presence or absence of solid-liquid separation after the addition of the first polymer flocculant does not matter, but the solid-liquid separation is preferably performed.

【0014】ここで用いられる本発明の一次脱水剤とし
ては、高分子量型カチオン性または両性高分子凝集剤を
用いることを特徴とし、また無機多価電解質と併用して
も含水率低下効果が発揮される。上記一次脱水剤として
は、重量平均分子量が150万以上必要であり、またカ
チオン当量値(Cv)が0〜13.0meq/g、アニ
オン当量値(Av)が0〜6.0meq/gの範囲の高
分子凝集剤が好ましく、重量平均分子量が150万未満
では分子量不足による凝集力不足の影響で添加量が過度
に多くなるかまたは含水率が大幅に高くなる。また無機
多価電解質としては、カルシウム塩、マグネシウム塩、
鉄塩、アルミニウム塩、具体的には、例えば、硫酸バン
ド、ポリ塩化アルミニウム、塩化第二鉄、硫酸第一鉄、
ポリ硫酸鉄等を挙げることができる。なお一次脱水剤の
種類は、上記の物性に準ずるが、汚泥の性状、脱水機の
種類等に応じて、上記の物性の範囲内でカチオン強度や
分子量や粘度の適切なものを適宜選択して使用される。
As the primary dehydrating agent of the present invention, a high molecular weight cationic or amphoteric polymer flocculant is used, and the effect of lowering the water content is exhibited even when used together with an inorganic polyelectrolyte. Is done. The primary dehydrating agent must have a weight average molecular weight of 1.5 million or more, and have a cation equivalent value (Cv) of 0 to 13.0 meq / g and an anion equivalent value (Av) of 0 to 6.0 meq / g. When the weight average molecular weight is less than 1.5 million, the amount added is excessively large or the water content is significantly increased due to insufficient cohesion due to insufficient molecular weight. As the inorganic polyelectrolyte, calcium salt, magnesium salt,
Iron salt, aluminum salt, specifically, for example, sulfate band, polyaluminum chloride, ferric chloride, ferrous sulfate,
Examples thereof include polyiron sulfate. The type of the primary dehydrating agent conforms to the above physical properties, but depending on the properties of the sludge, the type of the dehydrator, etc., appropriately select appropriate ones of the cation strength, molecular weight, and viscosity within the range of the above physical properties. used.

【0015】また二次脱水剤としては、低分子量型アニ
オン性高分子凝集剤を用いることを特徴とし、重量平均
分子量については一次脱水剤の重量平均分子量未満であ
ることが好ましい。また一次脱水剤と二次脱水剤との分
子量差が50万以上であれば極めて好ましいと推奨され
る。
As the secondary dehydrating agent, a low molecular weight anionic polymer flocculant is used, and the weight average molecular weight is preferably less than the weight average molecular weight of the primary dehydrating agent. It is recommended that the difference in molecular weight between the primary dehydrating agent and the secondary dehydrating agent be 500,000 or more, which is extremely preferable.

【0016】一次脱水剤および二次脱水剤の重合方法に
格別の制限はなく、水溶液重合法や油中水型エマルショ
ン重合法等を採用することができ、その際に用いられる
重合開始剤としては一般的なラジカル重合触媒を使用す
ればよい。また、油中水型エマルション重合法を採用す
る際に用いられる疎水性有機溶剤や活性剤、水等は公知
の方法に従って任意の割合で用いることができる。重合
開始剤の種類や使用量は、得られる高分子凝集剤の目標
分子量になるように設定することが好ましく、油中水型
エマルション重合の場合に用いられる好ましい重合開始
剤としては、アゾビスイソブチロニトリルやアゾビス酪
酸ジメチル等が例示される。
There is no particular limitation on the polymerization method of the primary dehydrating agent and the secondary dehydrating agent, and an aqueous solution polymerization method or a water-in-oil emulsion polymerization method can be employed. A general radical polymerization catalyst may be used. The hydrophobic organic solvent, activator, water and the like used when adopting the water-in-oil emulsion polymerization method can be used at any ratio according to a known method. The type and amount of the polymerization initiator are preferably set so as to be the target molecular weight of the obtained polymer flocculant. As a preferable polymerization initiator used in the case of water-in-oil emulsion polymerization, azobisisopropane is used. Examples include butyronitrile and dimethyl azobisbutyrate.

【0017】上記高分子凝集剤を製造する際に用いられ
る好ましいアニオン性単量体(I)としては、アクリル
酸、メタクリル酸、マレイン酸等が挙げられ、中でも特
に好ましいのはアクリル酸である。
Preferred anionic monomers (I) used in producing the above-mentioned polymer flocculant include acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid and the like, among which acrylic acid is particularly preferred.

【0018】またノニオン性単量体(II)としては、
前記アニオン性単量体(I)と共重合可能な任意のノニ
オン性単量体(II)を用いることができるが、好まし
いのは例えば、(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメ
チルアクリルアミド等やヒドロキシエチル(メタ)アク
リレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート
等、あるいはアクリロニトリル等である。これらのノニ
オン性単量体(II)は、高分子凝集剤の分子量やイオ
ン当量の調節等を主たる目的として使用されるものであ
り、通常は、重合体中に占める比率で50モル%以下に
抑えることが好ましい。
The nonionic monomer (II) includes:
Any nonionic monomer (II) copolymerizable with the anionic monomer (I) can be used, and is preferably, for example, (meth) acrylamide, N, N-dimethylacrylamide, or the like. Ethyl (meth) acrylate, hydroxypropyl (meth) acrylate and the like, or acrylonitrile and the like. These nonionic monomers (II) are used mainly for the purpose of controlling the molecular weight and ion equivalent of the polymer flocculant, and are usually 50 mol% or less in the polymer. It is preferable to suppress.

【0019】またカチオン性単量体(III)として
は、前記アニオン性単量体(I)と共重合可能な任意の
カチオン性単量体(III)を用いることができ、カチ
オン性単量体の種類は特に制限されないが、好ましいも
のとしてはアルキルアミノエチルメタクリレート、アル
キルアミノエチルアクリレート等の中から選ばれる単量
体もしくはそれらの4級塩が例示され、これらのカチオ
ン性単量体の中から最適のカチオン強度および分子量が
得られるように適宜選択して使用すればよいが、通常は
ジメチルアミノエチルメタクリレート、ジメチルアミノ
エチルアクリレートやジメチルアミノプロピル(メタ)
アクリルアミドおよびこれらの4級アンモニウム塩が好
ましく用いられる。1〜3級アミノ基の場合は通常中和
のための酸を必要とするが、その際に用いられる酸とし
ては、例えば塩酸、硝酸等の鉱酸や酢酸、蟻酸等のカル
ボン酸等の一塩基酸が好ましく用いられる。
As the cationic monomer (III), any cationic monomer (III) copolymerizable with the anionic monomer (I) can be used. The type of is not particularly limited, but preferred are monomers selected from alkylaminoethyl methacrylate, alkylaminoethyl acrylate and the like, and quaternary salts thereof. Among these cationic monomers, It may be appropriately selected and used so as to obtain the optimum cation strength and molecular weight. Usually, dimethylaminoethyl methacrylate, dimethylaminoethyl acrylate, dimethylaminopropyl (meth)
Acrylamide and their quaternary ammonium salts are preferably used. In the case of primary to tertiary amino groups, an acid for neutralization is usually required. Examples of the acid used in this case include mineral acids such as hydrochloric acid and nitric acid and carboxylic acids such as acetic acid and formic acid. Basic acids are preferably used.

【0020】なお一般に一次脱水剤は上記(III)を
必須成分とし、また二次脱水剤は上記(I)を必須成分
とする。また一次脱水剤および二次脱水剤は上記重合開
始剤量等により各々適切な分子量に調節することにより
得られ、状況に応じて一次脱水剤については上記(I)
(II)の導入をすればよいし、また二次脱水剤につい
ては上記(II)の導入をすればよい。
In general, the primary dehydrating agent contains the above (III) as an essential component, and the secondary dehydrating agent contains the above (I) as an essential component. The primary dehydrating agent and the secondary dehydrating agent can be obtained by adjusting the molecular weight to an appropriate value depending on the amount of the polymerization initiator and the like.
(II) may be introduced, and the secondary dehydrating agent may be introduced (II).

【0021】上記一次脱水剤を用いて凝集させた後の重
力脱水の有無についての制限はないが、重力脱水した方
がより好ましい。重力脱水する場合、生成する重力脱水
可能な粗大フロック状汚泥を濃縮する装置としては、例
えばスクリーン装置、真空濾過機、遠心分離機あるいは
ベルトプレス型脱水機等の如く、基本的に汚泥中固形物
の重力を利用して固液分離を行う方式を採用すべきであ
る。しかして機械的に圧力を加える機器ではコスト的に
不利であり、しかも汚泥を通常の機械脱水機で脱水する
と、生成した粗大フロック状汚泥への高分子凝集剤の混
合が困難となり、二次脱水剤として凝集剤を用いること
によってもたらされる優れた含水率向上効果も有効に活
用できなくなるので、本発明では、粗大フロック状の濃
縮に重力による固液分離法を採用する。
The presence or absence of gravity dehydration after coagulation using the primary dehydrating agent is not limited, but gravity dehydration is more preferred. In the case of gravity dewatering, as a device for concentrating the coarse floc sludge capable of gravity dewatering to be generated, for example, a solid material in the sludge is basically used, such as a screen device, a vacuum filter, a centrifugal separator or a belt press type dehydrator. A method of performing solid-liquid separation by utilizing gravity should be adopted. However, equipment that mechanically applies pressure is disadvantageous in terms of cost, and when sludge is dewatered with a normal mechanical dehydrator, it becomes difficult to mix the polymer flocculant into the generated coarse floc-like sludge, resulting in secondary dewatering. In the present invention, a solid-liquid separation method by gravity is used for the concentration of the coarse floc, because the excellent effect of increasing the water content brought about by using the flocculant as the agent cannot be effectively utilized.

【0022】重力による固液分離装置としては、スクリ
ーン装置の他、ロータリードラムスクリーンあるいは回
転円筒造粒脱水装置があり、いずれの装置を用いても構
わない。なお、機械脱水機としてベルトプレス型脱水機
を使用する場合、この脱水機には大抵の場合重力による
固液分離部が配備されているので、別途固液分離装置を
設ける必要がないという利点を享受できる。
As a solid-liquid separation device by gravity, there is a rotary drum screen or a rotary cylindrical granulation dewatering device in addition to a screen device, and any device may be used. In the case where a belt press type dehydrator is used as the mechanical dehydrator, the dehydrator is usually provided with a solid-liquid separation unit by gravity, so that there is no need to provide a separate solid-liquid separation device. You can enjoy.

【0023】本発明で用いられる機械脱水機の種類にも
格別の制限はなく、例えばベルトプレス、フィルタープ
レス、スクリュープレス、真空濾過機、遠心分離機等を
使用できるが、中でもベルトプレス脱水機は、前述の如
く重力による固液分離区間が装置内に配備されているの
で、本発明の実施に特に適した機械脱水機として推奨さ
れる。ただし本発明によれば、高分子量型高分子凝集剤
による粗大フロック化と重力脱水による濃縮、および該
濃縮汚泥への低分子量型高分子凝集剤の添加という組合
せによって汚泥の脱水性が根本的に改善されるので、上
記以外の機械脱水機であっても勿論支障なく適用するこ
とが可能である。
The type of the mechanical dehydrator used in the present invention is not particularly limited. For example, a belt press, a filter press, a screw press, a vacuum filter, a centrifugal separator and the like can be used. Since the solid-liquid separation section by gravity is provided in the apparatus as described above, it is recommended as a mechanical dehydrator particularly suitable for implementing the present invention. However, according to the present invention, the dehydration of sludge is fundamentally achieved by a combination of coarse flocking with a high molecular weight type polymer flocculant and concentration by gravity dehydration, and addition of a low molecular weight type polymer flocculant to the concentrated sludge. Since it is improved, it is of course possible to apply a mechanical dehydrator other than the above without any problem.

【0024】一次脱水剤および二次脱水剤の添加量は汚
泥の種類や各凝集剤の組成によっても変わってくるの
で、一律に決めることはできないが、一般的には汚泥の
固形分(TS)に対して0.05重量%以上であれば十
分である。一次脱水剤の場合、一液凝集法を採用する場
合の適正添加量を超えて添加する必要はなく、処理コス
トの増大と含水率低下量のバランスから好ましくは0.
2〜2重量%程度の範囲で添加される。一方、二次脱水
剤の添加量は多ければ多いほど効果的であるが、処理コ
ストの増大と含水率低下量のバランスから、好ましくは
0.4〜1重量%の添加量が採用される。
The amounts of the primary dehydrating agent and the secondary dehydrating agent vary depending on the type of sludge and the composition of each flocculant, and therefore cannot be determined uniformly. 0.05% by weight or more is sufficient. In the case of the primary dehydrating agent, it is not necessary to add more than an appropriate amount when the one-liquid coagulation method is employed, and it is preferable to add 0.1% from the viewpoint of an increase in treatment cost and a decrease in water content.
It is added in the range of about 2 to 2% by weight. On the other hand, the more the added amount of the secondary dehydrating agent is, the more effective it is. However, from the balance between the increase in the treatment cost and the decrease in the water content, the added amount is preferably 0.4 to 1% by weight.

【0025】また、一次脱水剤としてのカチオン性また
は両性高分子凝集剤と共に適量の無機多価電解質を併用
すると更に効果的である。無機多価電解質としてはカル
シウム塩、マグネシウム塩、鉄塩、アルミニウム塩等、
具体的には、硫酸バンド、ポリ塩化アルミニウム、塩化
第二鉄、硫酸第一鉄、ポリ硫酸鉄等が例示され、これら
の無機多価電解質は、両性高分子凝集剤と同時に汚泥に
添加してもよいし、別々に添加しても構わないが、好ま
しくは無機多価電解質を両性高分子凝集剤の添加に先立
って添加した方がより効果的である。無機多価電解質の
添加量は、併用される両性高分子凝集剤への影響や処理
コスト、含水率低下効果のバランスを考慮して、汚泥の
固形分に対し0.5〜10重量%の範囲から選ぶのがよ
い。
It is more effective to use an appropriate amount of an inorganic polyelectrolyte together with a cationic or amphoteric polymer flocculant as a primary dehydrating agent. As the inorganic polyelectrolyte, calcium salt, magnesium salt, iron salt, aluminum salt, etc.
Specifically, a sulfate band, polyaluminum chloride, ferric chloride, ferrous sulfate, polyiron sulfate, etc. are exemplified.These inorganic polyelectrolytes are added to sludge simultaneously with the amphoteric polymer flocculant. These may be added separately or separately, but it is more effective to add the inorganic polyelectrolyte prior to the addition of the amphoteric polymer flocculant. The addition amount of the inorganic polyelectrolyte is in the range of 0.5 to 10% by weight based on the solid content of the sludge in consideration of the balance between the effect on the amphoteric polymer coagulant used in combination, the treatment cost, and the effect of reducing the water content. It is better to choose from.

【0026】本発明において被処理対象となる汚泥と
は、高BOD廃水を生物処理等した時に生成する汚泥を
いい、その例としては、下水・し尿処理場で発生する汚
泥;食品工場、畜産場、化学工場等から発生する汚水・
廃水の活性汚泥法処理により生成する余剰汚泥や初沈汚
泥;それらを混合した混合生汚泥;汚水・廃水の嫌気性
消化により生成する消化汚泥等、を包含する上位概念の
汚泥を意味しており、それらの中でも、難脱水性汚泥に
対しては本発明の効果が極めて有効に発揮される。
In the present invention, the sludge to be treated refers to sludge generated when high-BOD wastewater is subjected to biological treatment or the like, and examples thereof include sludge generated in a sewage and human waste treatment plant; Sewage generated from chemical plants, etc.
It refers to sludge of a general concept including excess sludge and primary sludge generated by activated sludge treatment of wastewater; mixed raw sludge mixed with them; digested sludge generated by anaerobic digestion of wastewater and wastewater; Among them, the effect of the present invention is extremely effectively exerted on hardly dewaterable sludge.

【0027】本発明は以上の様に構成されており、まず
汚泥に一次脱水剤(高分子量型高分子凝集剤)を添加す
ると、汚泥は該凝集剤の優れた凝集作用によって重力脱
水可能な粗大フロック状汚泥を形成し、この粗大フロッ
ク状汚泥を濃縮した後二次脱水剤(低分子量型高分子凝
集剤)を添加すると、汚泥は該二次脱水剤の作用で表面
親水層が効率よく疎水化されて更に凝集し、その後の機
械脱水により極めて効率よく脱水される。
The present invention is constituted as described above. First, when a primary dehydrating agent (high molecular weight type polymer flocculant) is added to sludge, the sludge is coarsely dewatered by gravity due to the excellent flocculating action of the flocculant. When floc-like sludge is formed, the coarse floc-like sludge is concentrated, and then a secondary dehydrating agent (a low molecular weight type polymer flocculant) is added. And further agglomerates, and is dehydrated very efficiently by subsequent mechanical dehydration.

【0028】本発明によって汚泥の脱水性が改善される
理由は必ずしも明確にされている訳ではないが、一次脱
水剤で汚泥を前処理してから濃縮することにより、粗大
フロック状汚泥中の電解質やコロイド分等の有機酸性物
質等の凝集・脱水を阻害する要因物質が低減されると共
に、二次脱水剤の官能基と未吸着なカチオン基との架橋
によりフロック強度を高めて機械脱水ケーキの脱水性と
剥離性を高める効果を発揮されたものと考えている。
Although the reason why the present invention improves the dewatering property of sludge is not necessarily clear, the pretreatment of the sludge with a primary dehydrating agent followed by concentration allows the electrolyte in the coarse floc-like sludge to be concentrated. Factors that inhibit coagulation and dehydration such as organic acidic substances such as colloids and colloids are reduced, and the cross-linking between the functional groups of the secondary dehydrating agent and the non-adsorbed cationic groups enhances the floc strength and reduces the mechanical dehydration cake. It is thought that the effect of enhancing dehydration and peelability was exhibited.

【0029】[0029]

【実施例】以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に
説明するが、本発明はもとより下記実施例によって制限
を受けるものではなく、前・後記の趣旨に適合しうる範
囲で適当に変更を加えて実施することも勿論可能であ
り、それらは全て本発明の技術的範囲に含まれる。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to the following examples, and the present invention is not limited thereto. Of course, the present invention can be implemented with modifications, and all of them are included in the technical scope of the present invention.

【0030】[高分子凝集剤の合成例]ジメチルアミノ
エチルメタクリレート4級化物(4DAM)、ジメチル
アミノエチルアクリレート4級化物(4DAA)、ジメ
チルアミノエチルメタクリレート(3DAM)、ジメチ
ルアミノエチルアクリレート(3DAA)、アクリルア
ミド(AAm)およびアクリル酸(AA)を既知の方法
で重合または共重合させることにより得た。また既知の
方法で、ポリN−ビニルホルムアミド(PNVF)とア
クリロニトリル(AN)を共重合、加水分解することに
よりポリアミジンを得た。得られた高分子凝集剤の組
成、Cv値、Av値、分子量を表1に示した。
[Synthesis Example of Polymer Coagulant] Quaternized dimethylaminoethyl methacrylate (4DAM), quaternized dimethylaminoethyl acrylate (4DAA), dimethylaminoethyl methacrylate (3DAM), dimethylaminoethyl acrylate (3DAA), It was obtained by polymerizing or copolymerizing acrylamide (AAm) and acrylic acid (AA) by a known method. Also, polyamidine was obtained by copolymerizing and hydrolyzing poly-N-vinylformamide (PNVF) and acrylonitrile (AN) by a known method. Table 1 shows the composition, Cv value, Av value, and molecular weight of the obtained polymer flocculant.

【0031】[0031]

【表1】 [Table 1]

【0032】表1において、 AAm;アクリルアミト゛、AA;アクリル酸 4DAM;シ゛メチルアミノエチルメタクリレート4級化物 3DAM;シ゛メチルアミノエチルメタクリレート3級塩 組成は各々モノマーの重量%、カチオン当量値はpH3での値であ
る。
In Table 1, AAm; Acrylamide, AA; Acrylic acid 4DAM; Dimethylaminoethyl methacrylate quaternary 3DAM; Dimethylaminoethyl methacrylate tertiary salt The compositions are the weight percentages of the monomers, and the cation equivalent values are the values at pH3. is there.

【0033】実施例1 都市下水処理場から発生した消化汚泥A(pH:7.
3、TS:2.2%、M−アルカリ度:2700pp
m)を、ベルトプレス型脱水機を用いて脱水処理した。
Example 1 Digested sludge A generated from an urban sewage treatment plant (pH: 7.
3, TS: 2.2%, M-alkalinity: 2700 pp
m) was dewatered using a belt press dehydrator.

【0034】カチオン性高分子凝集剤(C−1)とアニ
オン性高分子凝集剤(A−2)は0.2%重量%水溶液
として使用した。また、これら各凝集剤の添加量は、い
ずれも汚泥のTSに対する重量%として示した。
The cationic polymer flocculant (C-1) and the anionic polymer flocculant (A-2) were used as a 0.2% by weight aqueous solution. The amount of each of these flocculants was shown as a percentage by weight of the sludge relative to TS.

【0035】カチオン高分子凝集剤(C−1)を、上記
消化汚泥のTS当たり0.9重量%添加混合して粗大フ
ロック状汚泥を形成させ、ベルトプレス型脱水機の重力
脱水部で重力により固液分離した後、得られた濃縮汚泥
にアニオン性高分子凝集剤(A−2)をTS当たり0.
7重量%添加混合し、ベルトによって機械的に圧搾脱水
を行った。得られた機械脱水ケーキは75.3%であ
り、ベルトからの脱水ケーキの剥離性は良好であった。
The cationic polymer flocculant (C-1) was added and mixed in an amount of 0.9% by weight per TS of the digested sludge to form a coarse floc-like sludge. After the solid-liquid separation, anionic polymer coagulant (A-2) was added to the obtained concentrated sludge in an amount of 0.1% per TS.
7% by weight was added and mixed, and mechanically pressed and dewatered by a belt. The obtained mechanical dewatered cake was 75.3%, and the removability of the dewatered cake from the belt was good.

【0036】比較例1 比較例として、第1高分子凝集剤(C−1)と第2高分
子凝集剤(A−1)の分子量差を50万未満にした場合
について、同様の実験を行った。
COMPARATIVE EXAMPLE 1 As a comparative example, a similar experiment was conducted when the difference in molecular weight between the first polymer flocculant (C-1) and the second polymer flocculant (A-1) was less than 500,000. Was.

【0037】結果は表2に示す通りである。本発明に従
って、カチオン性高分子凝集剤を添加して粗大フロック
状汚泥を形成してから重力脱水し、その後アニオン性高
分子凝集剤を添加してから機械脱水を行った実施例のケ
ーキ含水率は、比較例1に比べて低く、かつ汚泥処理能
力も高いことがわかる。
The results are as shown in Table 2. According to the present invention, the cationic polymer flocculant is added to form a coarse floc-like sludge and then gravity dewatered, and then the cake water content of the example in which the anionic polymer flocculant is added and then mechanically dewatered. Is lower than Comparative Example 1 and the sludge treatment capacity is higher.

【0038】[0038]

【表2】 [Table 2]

【0039】実施例2 都市下水処理場から発生した余剰汚泥B(pH:6.
4、TS:1.9%)を、ベルトプレス型脱水機を用い
て脱水処理した。
Example 2 Excess sludge B generated from an urban sewage treatment plant (pH: 6.
4, TS: 1.9%) was dehydrated using a belt press dehydrator.

【0040】両性高分子凝集剤(R−1)とアニオン性
高分子凝集剤(A−2)は、いずれも0.2%重量%水
溶液として使用した。また、これら各凝集剤の添加量
は、いずれも汚泥のTSに対する重量%として示した。
The amphoteric polymer flocculant (R-1) and the anionic polymer flocculant (A-2) were both used as 0.2% by weight aqueous solutions. The amount of each of these flocculants was shown as a percentage by weight of the sludge relative to TS.

【0041】両性高分子凝集剤(R−1)を、上記消化
汚泥のTS当たり0.7重量%添加混合して粗大フロッ
ク状汚泥を形成させ、ベルトプレス型脱水機の重力脱水
部で重力により固液分離した後、得られた濃縮汚泥にア
ニオン性高分子凝集剤(A−2)をTS当たり0.7重
量%添加混合し、ベルトによって機械的に圧搾脱水を行
った。得られた機械脱水ケーキは77.0%であり、ベ
ルトからの脱水ケーキの剥離性は良好であった。
The amphoteric polymer flocculant (R-1) was added and mixed in an amount of 0.7% by weight per TS of the above-mentioned digested sludge to form a coarse floc-like sludge. After the solid-liquid separation, the obtained concentrated sludge was mixed with 0.7% by weight of anionic polymer coagulant (A-2) per TS, and the mixture was mechanically pressed and dewatered by a belt. The obtained mechanical dewatered cake was 77.0%, and the removability of the dewatered cake from the belt was good.

【0042】比較例2 比較例として、第1高分子凝集剤(R−1)と第2高分
子凝集剤(A−1)の分子量差を50万未満にした場合
について、同様の実験を行った。
COMPARATIVE EXAMPLE 2 As a comparative example, a similar experiment was conducted when the difference in molecular weight between the first polymer flocculant (R-1) and the second polymer flocculant (A-1) was less than 500,000. Was.

【0043】結果は表2に示す通りである。本発明に従
って、両性高分子凝集剤を添加して粗大フロック状汚泥
を形成してから重力脱水し、その後アニオン性高分子凝
集剤を添加してから機械脱水を行った実施例のケーキ含
水率は、比較例2に比べて低く、かつ汚泥処理能力も高
いことがわかる。
The results are as shown in Table 2. According to the present invention, the water content of the cake of the example in which the amphoteric polymer flocculant is added to form a coarse floc-like sludge and then gravity dewatered, and then the mechanical dehydration is performed after the anionic polymer flocculant is added. It can be seen that, compared to Comparative Example 2, the sludge treatment capacity was high.

【0044】[0044]

【表3】 [Table 3]

【0045】[0045]

【発明の効果】本発明は以上の様に構成されており、汚
泥にまずカチオン性または両性高分子凝集剤を添加、混
合後重力脱水を行い、次いでアニオン性高分子凝集剤を
添加して機械脱水をする手順を採用することにより、難
脱水性汚泥を始めとする様々な汚泥に対して卓越した凝
集作用を発揮することができ、それにより脱水ケーキの
脱水効率を著しく高めると共に、汚泥処理効率の向上に
も寄与することができる。
The present invention is constituted as described above. First, a cationic or amphoteric polymer flocculant is added to sludge, and after mixing, gravity dehydration is performed. By adopting the dewatering procedure, it is possible to exert an excellent coagulation action on various sludges including hardly dewaterable sludge, thereby significantly increasing the dewatering efficiency of the dewatered cake and sludge treatment efficiency. Can also be improved.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 汚泥に第1高分子凝集剤を添加後、次に
第2高分子凝集剤を添加、機械脱水する二段脱水法にお
いて、高分子量型カチオン性または両性高分子凝集剤
と、低分子量型アニオン性高分子凝集剤とを併用し、カ
チオン性または両性高分子凝集剤の重量平均分子量が1
50万以上であり、アニオン性高分子凝集剤の重量平均
分子量がカチオン性または両性高分子凝集剤の重量平均
分子量未満であることを特徴とする汚泥の脱水方法。
1. A two-stage dewatering method in which a first polymer flocculant is added to sludge and then a second polymer flocculant is added and mechanically dewatered, wherein a high molecular weight cationic or amphoteric polymer flocculant is A low molecular weight anionic polymer coagulant is used in combination, and the weight average molecular weight of the cationic or amphoteric polymer coagulant is 1
A method for dewatering sludge, wherein the weight average molecular weight of the anionic polymer coagulant is 500,000 or more and less than the weight average molecular weight of the cationic or amphoteric polymer coagulant.
【請求項2】 汚泥に第1高分子凝集剤を添加後、次に
第2高分子凝集剤を添加、機械脱水する二段脱水法にお
いて、高分子量型カチオン性または両性高分子凝集剤
と、低分子量型アニオン性高分子凝集剤とを併用し、高
分子量型高分子凝集剤と低分子量型高分子凝集剤の重量
平均分子量差が50万以上である請求項1記載の脱水方
法。
2. A two-stage dewatering method in which a first polymer flocculant is added to sludge and then a second polymer flocculant is added and mechanically dewatered, wherein a high molecular weight cationic or amphoteric polymer flocculant is The dehydration method according to claim 1, wherein a low molecular weight type anionic polymer flocculant is used in combination, and a difference in weight average molecular weight between the high molecular weight type polymer flocculant and the low molecular weight type polymer flocculant is 500,000 or more.
【請求項3】 汚泥に第1高分子凝集剤を添加、重力脱
水後、次に第2高分子凝集剤を添加、機械脱水する二段
脱水法において、第1高分子凝集剤として重量平均分子
量150万以上の高分子量型カチオン性または両性高分
子凝集剤を用い、第2高分子凝集剤として第1高分子凝
集剤の重量平均分子量未満の低分子量型アニオン性高分
子凝集剤を用いることを特徴とする汚泥の脱水方法。
3. A two-stage dehydration method in which a first polymer flocculant is added to sludge, gravity dewatered, then a second polymer flocculant is added, and mechanical dehydration is performed, wherein the weight average molecular weight is used as the first polymer flocculant. The use of a high molecular weight cationic or amphoteric polymer coagulant of 1.5 million or more, and the use of a low molecular weight anionic polymer coagulant having a weight average molecular weight less than that of the first polymer coagulant as the second polymer coagulant. Characteristic sludge dewatering method.
【請求項4】 第1高分子凝集剤と第2高分子凝集剤の
重量平均分子量差が50万以上である請求項3記載の脱
水方法。
4. The method according to claim 3, wherein the difference in weight average molecular weight between the first polymer flocculant and the second polymer flocculant is 500,000 or more.
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