JPS58133899A - 汚泥脱水方法 - 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】 この発明は汚泥に凝集剤を添加して脱水する方法に関す
るものである。

Ｆ水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し、次いでアニオン性高分子凝
集剤を添加してフロックを生成させて脱水する方法が提
案されている。ところで水処理施設において発生する汚
泥にはいろいろな種類があり、それらはそれぞれ単独で
処理されるか、混合して処理されている。

単独で処理する場合、その汚泥の性状に適した薬品（脱
水剤）および脱水機を必要とし、発生する汚泥の種類の
数だけ汚泥処理設備を要する。２種類以上の汚泥を混合
して処理する場合、脱水機は１台でよいが、混合割合に
よって汚泥の性状が変るので、薬品（脱水剤）の適正な
選定が困難であり、十分な処理効果を上げるには薬注率
を高くすることが必要となる場合がある。

例えば余剰活性汚泥と、硫酸バンドを用いた三次処理か
ら発生する凝集汚泥との混合物にキトサンを添７１０し
て一次凝集させたのち、ポリアクリル酸ナトリウムを添
加して二次凝集させ、生成した、７【ノックを脱水する
場合、−次凝集に供する°キトサンの薬注率を高めなけ
ればならない。これは硫酸バンドを含む汚泥のように、
性状の異なる汚泥。

を混合することにより、適正な薬剤の選択ができな゛く
なり、添加量の増加により対処せざるを得ないからであ
る。

この発明はこのような従来法の欠点を解決するためのも
ので、性状の異なる汚泥ごとに、それぞれに適した一次
凝集用のカチオン性高分子凝集剤を添加して一次凝集を
行ったのち、これらの汚泥を混合し、アニオン性凝集剤
を添加して二次凝集を行い、生成したフロックを脱水す
ることにより、少量の薬剤添加量で効率よく脱水を行う
ことのできる汚泥脱水方法を提供することを目的として
いる。

この発明は汚泥にカチオン性高分子凝集剤を添カロして
撹拌し、次いでアニオン性高分子凝集剤を添加してフロ
ックを生成させ脱水する方法において、２種類以上の異
なった汚泥を処理する場合、少なくとも１種類の汚泥に
第１の力千オン性高分子凝集剤を添加して撹拌し、他の
汚泥には第２の力千オン性高分子凝集剤を添加して撹拌
したのち、各汚泥を混合し、これにアニオン性高分子凝
集剤を添加してフロックを生成させ脱水することを特徴
とする汚泥の脱水方法である。

本発明において処理可能な汚泥としては、し尿、ト水汚
泥などの嫌気性消化汚泥、し尿の好気性消化汚泥、し尿
浄化槽汚泥、し原油化脱離液、下水、各種廃水の活性汚
泥処理における余剰汚泥、し尿、１・水等の三次処理汚
泥などの有機性汚泥がある。

これらの・うち、三次処理汚泥は金属水酸化物を含むた
め、他の汚泥とは性状が異なる。嫌気性消化ｌり泥と余
剰汚泥は、ともに生物汚泥なので、予め混合して処理し
てもよいが、好気性消化汚泥は−が高いのて別々に一次
凝集反応を行うのが望ましい。種類が異なっても、性質
が類似している汚泥、例イーば好気性消化汚泥と余剰汚
泥とは予め混合して処理してもよい。

に記の汚泥は性状別に一次凝集用のカチオン性高タト子
＃集剤を選定する。選定方法は汚泥ごとに神′・の：＃
薬剤を種々の添〃口量で添カロして一次凝集を行い、さ
らにアニオン性高分子凝集剤を添加して二次凝集を行い
、脱水試験をして凝集剤の種類および添加量を決定する
。

使用可能な力千オン性高分子凝集剤は、天然高分子化合
物としてはキトサン、カチオン化殿粉、カチオン化セル
ロース、カチオン化グアーガムなどがあり、合成高分子
化合物としてはアミノアルキル（メタ）Ｔクリレートの
単独重合体またはアクリルアミド１）シ＜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ッヒ変性
物、ポリアクリルアミドｃｒ＞ホフマン分解物、ポリ了
ミドポリアミン、ポリビニルイミダシリン、ポリエチレ
ン−イミン、ボリジｒ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。

余剰汚泥などのような一般的な生物処理汚泥に対しては
天然のカチオン性高分子またはその誘導体、特にキトサ
ンと、合成アニオン性高分子化合物、特にポリアクリル
酸ナトリウムが好ましい。

これに対して三次処理汚泥や高−の消化汚泥等に対１て
は、合成カチオン性高分子が一次凝集剤と１７で好まし
い。これらは上記の脱水試験により選定されるが、同し
薬剤が効果を示す汚泥は、同じｔ’Ｉ：ｕｓのものとし
て混合処理が可能である。なおキトリンは酢酸塩その他
の水溶性塩として使用することができる。

１゛Ｊ、）Ｈのようにして選定した一次凝集用の凝集剤
をクループことに添加し、第１の撹拌混合を行つ−Ｃ−
次凝集を行う。第１の撹拌混合は、フロックを生成しな
いか、または生成したフロック径が２朋〔ノドとなるよ
うな強い撹拌であることが望ましい０ １；ｉ　ｈの撹拌混合におけ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さに
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、１１
安吉して強撹拌は撹拌羽根の周速が１〜５ｒ１１／ｓｅ
ｃとすることができる。

本発明ではカチオン性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、次
のアニオン性凝集剤を添加して生成するフロックの脱水
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、フロックが生
成する場合でも２　ｇｍ以下の小さなフロックの生成に
とどめるのが好ましい。このため第１の撹拌は、前述の
ように、フロッ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０ 以上の力千オン性高分子凝集剤の添加と、それに続く撹
拌混合を、それぞれ性状の異なる汚泥またはそのグルー
プごとに別々に行ったのち、汚泥を混合し、アニオン性
高分子凝集剤を添加して、二次凝集反応を行い、フロッ
クを生成させる。

アニオン性高分子凝集剤としてはポリアク１ノル酸もし
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）−ニルスルホン酸（塩）との三元共重
合体など、通常凝集剤として使用されているものが使用
できる。二次凝集は混合汚泥にアニオン性凝集剤を添Ｉ
Ｊ＋　＋、、、第２の撹拌混合を行ってフロックを生成
さ４Ｆる。

第２の撹拌混合はフロックを形成させるものであるから
、第１の撹拌混合よりも弱く、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。

１伺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０．１〜０５ｍ／へ１
・Ｃ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ックを形成するため、強固
で大形のフロックが生成し、脱水性は極めて良くなる。

なお高分子凝集剤の添加量は、汚泥の性状（ｐＨ。

ＳＳ、ＶＳＳ、電気伝導変など）によって異なるが、般
的にはカチオン性高分子凝集剤では０５〜６ＩＶＩｆＩ
）（対ＳＳ）程度、アニオン性高分子凝集剤ではＥｌ　
２−３　ｗｔ％（対８８）程度とする。

以上の凝集により生成したフロッ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、・ヘ
ルドプレス型脱水機、スクリュープレス、またはフィル
タ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、カチオン
性高分子凝集剤単独使用の場合は剥離性や濾布からのは
み出しの点から圧搾圧力を０５〜／ｃｌＡ以上にするこ
とができなかったが、本発明法ではＩ　Ｋｐ／ｉ以上の
高圧をかけることかでき、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。

以上により得られた脱水ケーキは焼却、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、焼却に要す
る補助燃料は少なくてよく、堆肥化の場合も含水率調節
のためのオガクズ、モミガラ、ワラ等の添加材は少なく
てもよい。

なお上記説明において、第１もしくは第２のカチオン性
高分子凝集剤またはアニオン性高分子凝集剤はそねぞれ
１種または２種以上の併用でもよい。また第１の撹拌は
、汚泥ごとにそれぞれ通常または強撹拌を行うことがで
きるが、この場合ある汚泥に強撹拌を行い、他の汚泥に
通常撹拌を行ってもよい。

以上説明してきたように、この発明によれば、汚泥性状
に適した一次凝集用の高分子凝集剤を、性状の異なった
汚泥ごとに選定して使用するので、少量の薬剤添加率で
汚泥の電荷の中和等の一次凝集反応が適切に行われる。

したがって、その後に−・次凝集汚泥を混合して二次凝
集反応によりフロ′／りを生成させると、濾過性、剥離
性、含水率の点て優れたフロックが生成し、効率的な脱
水を行うことができる。

また汚泥は一次凝集後に混合するので、二次凝集におけ
る反応槽および脱水機は１台でよく、複数系列設置する
必要はない。−次凝集のための設備は複数列必要である
が、それぞれの操作は混合処理の場合よりもはるかに簡
単であり、また操作による凝集効果への影響も少ない。

実施例 し尿を生物学的に硝化脱♀処理した際に発生したＳＳ濃
度２６６％、ｐＨ７，０の余剰汚泥を２００ｍ１とり、
これにキトサンを添加し、またし尿の生物処理水を硫酸
アルミニウムで凝集し、加圧浮上した際に発生したＳＳ
濃度１．８６’ｌｌ、ｐＨ６，５の三次処理汚泥を２０
０　ｗｅとり、これにポリアクリルアミドのマンニッヒ
変性物を添加し、それぞれをハンドミキサー（２ビータ
−）により５００ｒｐｍ（周速１　ｍ／　ｓｅｃ　）で
３０秒間強撹拌したのち、前者と後者を容積比で３対１
に混合し、その２００ｍ１にアクリルアミドとアクリル
酸ナトリウムとの共重合物を添加し、スパーチルにより
約１８　Ｏｒｐｍで３０秒間撹拌してフロックを生成さ
せた。このように凝集した汚泥を、１００メツシユのナ
イロン濾布を敷いたブフナーロート上に注き、１ｏ秒後
および３０秒後の濾液量を測定した。また濾過後の汚泥
をｉ５Ｊ’採取し、ベルトプレス型脱水機用祷布（ポリ
エステル、杉綾織）およびスポンジてはさみ、０．５１
ｊ／−の圧力で２分間圧搾したのちのケーキの剥離性お
よび含水率を測定した。

剥離性は濾布からケーキを剥がしたとき、剥離した湿ケ
ーキ重量の全体に対する割合−）であり、含水率は湿ケ
ーキ重量に対する水分の割合（％）である。なお、比較
のため、この２種類の汚泥をはじめに混合してから処理
した場合（試験集２および３）、それぞれ別々に処理し
た場合（試験Ｎ［Ｌ４および５）、およびそれぞれ別々
に凝集処理したのち混合した場合（試験集６）も測定し
た。凝集剤の物性を表１に、測定結果を表２に示した。

表１ 以上の結果より、次のことが明らかである。

■　本発明法（試験集１）は、余剰汚泥と三次汚泥とを
予め混合して凝集処理する場合（試験集２．３）に比べ
、凝集剤の添加量が少なくてすむ。すなわち、試験ＮＩ
Ｌ２では、Ａ１．の添加量を試験集１の２倍近くまで高
めても、濾液量は少く、また試験集１と同じＡ１添加量
では表２に示していないが、１０秒後の濾液量は５０ｍ
／未満であり、重力脱水性が悪かった。

（２・　汚泥の種類ごとに別々に処理する場合（試験Ｎ
ｕ／ｉ、５）は、処理設備が複数必要となり、剥離性の
劣る試験集５の場合は、ＳＳ回収率が低くなるので、処
理効率が低下する。

σ」　汚泥の種類ごとに別々に凝集処理したのち混合し
て脱水する場合（試験Ｎ［Ｌ（Ｓ）は、剥離性の点では
本発明と同等であるが、含水率の点では本発明より劣り
、また第２の凝集剤の反応槽も複数必要となり、添加量
の制御等が煩雑となる。

代理人　弁理士　柳　原　　　成

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　　汚泥にカキオン性高分子凝集剤を添加して攪
   拌し、次いでアニオン性高分子凝集剤を添加して゛ノロ
   ツクを生成させ脱水する方法において、２種類以上の異
   なった汚泥を処理する場合、少なくとも１種類の汚泥に
   第１のカチオン性高分子凝集剤を添加して撹拌し、他の
   汚泥には第２のカチオン性高分子凝集剤を添加して撹拌
   したのち、各汚泥を混合し、これにアニオン性高分子凝
   集剤を添加してフロックを生成させ脱水することを特徴
   とする汚泥の脱水方法 （２１カチオン性高分子凝集剤はキトサン、カチオン化
   殿粉、カチオン化セルロース′、カチオン化りアーガム
   、アミノアルキル（メタ）アミノリレ−１の単独重合体
   またはアクリルアミドもしくは他の七ツマ−との共重合
   体、ポリアクリルアミドのマ／ニソヒ変性物、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、
   ポリビニルイミタソリン、ポリエチレンイミンおよびポ
   リジアルキルジアリルアンモニウム塩から選ハｔＬル１
   １！以上のものである特許請求の範囲第１項記載の汚泥
   脱水方法 （３）　　アニオン性高分子凝集剤はポリアクリル酸ま
   たはその塩、ポリアクリルアミドの部分加水分解物、ア
   クリル酸もしくはその塩とアクリルアミドまたは２−ア
   クリルアミド−２−工千ルフ゛ロバンスルホン酸もしく
   はその塩との共重合体およびアクリル酸もしくはその塩
   とアクリルアミドとビニルスルホン酸もしくはその塩と
   の三元共重合体から選ばれる１種以上のものである特許
   請求の範囲第１項または第２項記載の汚泥脱水方法（４
   １カチオン性高分子凝集剤を添加する際の撹拌は強撹拌
   である特許請求の範囲第１項ないし第６項のいずねかに
   記載の汚泥脱水方法