JPS58190887A - 有機性廃水処理汚泥の堆肥化方法 - 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】 本発明は有機性廃水処理汚泥の堆肥化方法に関するもの
で、より詳］２．＜は、活性汚泥法その他の生物処理法
によって有機性産業廃水を処理することによって生じた
余剰汚泥の堆肥化方法に関するものである。

近年、化学工業、食料品製造業等の有機性産業廃水の処
理に活性汚泥法などの生物処理が普及１７、こわ、によ
って生じた余剰汚泥の発生量は莫大な量になり、その最
終的処分が深刻な問題となっている。上１己の余剰汚泥
の処理対策と［７て再資源化のだめの加工技術が種々開
発さｎつつあり、例えばエネルギー回収の観点から、焼
却熱の利用、メタン発酵源としての利用、あるいは製品
化への応用の観点から、土用改良剤、飼餌料、有機性肥
料、史に１はセメントの水１口反応を利用する汚泥り化
による陸上埋立、海洋投入材など種々の利用法が検討さ
れている。特に近年、有機質肥料の見ｌ＆［７の気運が
高捷り、各種の有機性汚泥物の肥料化が積極的に実用化
に向って検討されている１、この理由は、化学肥料の急
速な普及に伴い旧来の農業形態に大きい変革を米た［ま
た結果、天然有機質肥料の極端な不足をもたらし、地力
を著Ｌ２〈劣化させている実状による。

従来、有機高分子凝集剤などの添加剤を用いて脱水した
有機性汚泥物などでは、含水率は８０％前後と高いのが
一般で、形状保有能は低くかつ粘着性に富み、堆肥化の
工程において非常に扱い難い問題があった。このため、
上記汚泥物を天日又は加熱によって乾燥するなど［２て
適当な含水率まで下げる処理が行われて米たが、乾燥に
長時間を要する上、乾燥中の外気が作業場又は近隣の環
境を害する等の問題があった。

この間ｉＭ［対処するため、セメントダスト等の吸水性
粉末を混和する試みもなさハ、でいるが、このセメント
ダストを用いる方法Ｔは、汚泥物１００　谷縫部Ｖこ対
してセメントダストを５０〜８０谷−計部と条横に、配
合を要］〜、単位甫搦−当りの肥料とＬ２ての有効隼か
そｎ、だけ減少するという不利かあね、まだセメントダ
ストの配合による増量は運搬、作画及び経済上不利があ
った。

Ｌ７かして、一般に行わｎ、ている有機性廃棄物の堆肥
化け、前処理、発酵（−次発酵）、養生（二次発酵）、
仕上げ及び貯蔵の５工程からな（ツ、発酵工程は一般に
野積又に発酵槽内で行われるが、好気性発酵を進めるた
め（ｌこ（ζ１酸素の供給すなわち通気が当然必ン自で
、微生物による分解反応に充分な計の空気を供給する必
要かある。

寸だ水分は酸素と同程度に重要な弗素Ｔ、水分が適量で
ないと前訃の分解反応速度が低下［７たり嫌気性発酵が
起る。この温度粂件も重要１゛、発酵中の廃隼物の温度
は酸素の１ル拾速度に大入く影響をうける。こうした発
酵工程を発酵槽を使用して行なう場合、堆肥化の対象と
なる厚相の廃棄物は約１ｍ前後の高さに充填さ几、発酵
の効率化、製品品質の均一化を図るだめの混合操作、投
入排出等の移送操作を受けるものである。？Ｃれらの操
作Ｖこ係わる機椋的な外力を受けてもなおかつ好気的な
環境を保つためＶＣは、更に何らかの手段を講する必要
があり、その手段と［７ては、乾燥工程の導入、樹皮、
木チップ、おがくず、もみがら、稲わら等の材料の混合
、製品の還流使用等がある。その効能は、含水率の調整
たけでなく、形状保有能の低い泥状物の核になって構造
を強化する。ｊがり、　　Ｊニー配の材料の混合割合は
、重量では泥状物の２０〜・４０％、容積では泥状物ど
ほぼ等扇程度の相当多量を必要とする。ト記するように
、従来の有機性１ＩＩｑ状物の堆肥化方法で（ｒｌ非常
に多量の混合Ｈ料か必要となり、従って、上記の混、合
拐刺の貯蔵用設備とＵ７て大容量のものが必要となり、
また地域によっては混合イｇ料の入手に困帷するなどの
間１峡が存した。

本発明は、上記し７た従来の有機性泥状物の堆肥化方法
の有する欠点を解消し、有機性汚泥物と１．で、特に活
性汚泥法その他の生物筑丹によって有機性産業廃水を処
理する際に生じた余剰汚泥を利用し１これを簡嚇な操作
、極〈小袖の添加材によって効果的に堆肥化する方法を
提供することを目的とするものである。

すなわち、本発明は、有機性廃水の生物処理によって生
じた余剰汚泥に高吸水性樹脂を添加し、好気性発酵させ
ることを特徴とするものである。

本発明の主旨は、極めて少量の高吸水性樹１１Ｆｆの添
加によって、有機性廃水の生物処理によって生じた余剰
汚泥の物理的性質を改善（７て好気性発酵させ、余剰汚
泥の堆肥化をダＩ率的に行ゎ］−めるものであって、つ
き′に列挙する効果を奏する。

（１）余剰汚泥のイを馴化ｌは、均一に短時間で進行す
５　−− る。この理由１は、高吸水性樹脂の添加（で」：って、
余剰汚泥中の余分の水分が樹脂ｌｌ１ｌｌに移行］７で
樹脂か吸水ゲル化する結果、微生物内に残存する水分が
摘址なものになり、この適量の水分が以後の堆贈化丁程
に働くものと考えられる１、（２）余剰汚泥を堆肥化す
る際、汚泥中の水分を調整して取扱い性を良く１２、酸
素の供給を容易にするなどの目的で、通常は汚泥に乾燥
処理を施し、たり、あるい１はおがくす、もみがら、稲
わら、樹皮等の混合処理が行わわているが、本発明マ゛
は上記の処８！ハ必要でなくなるから、堆肥化の生産性
は大幅に向上し、熱エネルギーの節約がでべろ。

（３）上記１．だ従来の余剰汚泥にｉ↑して添加ζｎる
おがくず、もみがら、稲わら、樹皮等の混入量は、湿汚
泥に対して約３０重量％が必要であるが、本発明による
製品堆肥中の次ｉ　１１女水性、匝脂の惜はｌｌ量係程
度の極めて少量であるから、添加の高吸水性樹脂が単位
車晴当りの肥料としてグ）有効肘を減少することがない
。

　６− （４）製品堆肥中における高吸水性樹脂は、有機質に比
べて保水性か高いので、土皐の改良効果がある。

（５）腐敗臭の殆んどｒｃい製品堆肥を得ることができ
る。

本発明において使用する高吸水性樹脂とは自重の数十倍
１ソ上の水を吸収］−で保持する樹脂を言うもの〒１例
示すれば、ポリビニルアルコールの（又はその誘導体の
）架橋体、ビニルエステルー不飽和カルボン酸（又はそ
のエステル）共−を合体ケン化物、エチレンービニルエ
ステルー不飽和カルボン酸（父ばそσ）エステル）共重
合体ケン化物、α−オレフィン−無水マレイン酸共重合
体のアルカリ塩の架橋体、ポリエチレンオキシドの架橋
体、ポリビニルピロリドンの架橋体、テンプンーアクリ
ロニトリル（又はメタクリロニトリル）共重合体ケン化
物、架橋ポリアクリアミドケン化物、自己架橋型ポリア
クリル酸、ヒドロキ／アルキルアクリレート−アクリル
アミド共重合体ケン化物、スルホン化ポリエチレンの架
橋体などを挙げることがでへる〇本発明において使用さ
れる余剰汚泥に灯する上記の高吸水性樹脂の添加量（佳
、汚泥粒子が好気性状聾に保てる程度で良く、汚泥の湿
市喰に灯し７０５〜５％（市計）の範囲で使用さ力、普
通１％（重量）前後が好捷しく使用さ扛る。本発明の方
法において、高吸水性（射脂の添加操作の態様と［７て
は、混線混合又は呼ぶしが好捷しく、混合の具体例とし
ては押出機型のスクリューによる混練又はニーダ−等を
使っての混合が適当である。従って高吸水性＃Ｈ脂の使
用３１そ態としては微粉末状が好捷しい。以下に、実施
例によって不発明を具体的に酸明する。

実施例１゜ 有機性産業廃水を活性汚泥法によって処理１−７て得ら
れ５た余剰汚泥を遠心脱水機にかけ、含水率杓８０％の
泥状脱水汚泥と１２、これを試料と１２だ。溜・吸水１
即位・１脂と１．て、ポリビニルアルコールク）１１１
１＜水マレイン酸変性物を部分的に架橋せ［、めたもの
から成る微粉末状樹脂を採用１．た。

一方前詫の微粉末状の高吸水性樹脂の添加、混合装置と
１．で、先端＋ｒ（径３瑞り）孔を有する市め板を設置
また口径２５吋のスクリュ一式押出ン１，４練磯を使用
した。そ（、−７７脱水生汚泥と高吸水４ト密脂粉末を
連続的に定量的にホッパーから投入し７て、混練後先端
の吐出孔から排出させるように１７だ。生汚泥と高吸水
性樹脂との軍膏比を１００対１になるように調節Ｉ７、
吐出させ、径約４膿の不定長の粒体を得たが、その谷々
は非粘着性であった。絖いてこの粒体を使い、縦型の高
さ２．　ＯＯＯ陥、直径８００陥のサイロ型膜′備によ
って堆肥化を行った。発酵菌に１１堆肥化を終った所謂
返送堆肥を使い、その量１は含水汚泥の２０％（重量）
とＬ７た。通風量を１立方メートル当り平均毎分１００
１になるようＶＣｌ、、で、８日間の処理を行った。得
られた結果を次の第１表に示す。

前表に示すように、高吸水性樹脂の添加によって、（明
添化の揚台に比１２、発酵反応が順調に進んだことがわ
かる。

実施例２ 実施例１．に用いたと同等の泥状脱水汚泥に、高吸水性
樹脂としてインブテン−無水マレイン酸共重合体のアル
カリ金属塩をポリエチレンイミンで架橋せ１〜めたもの
から成る微粉末状樹脂（以下単に変性ＩＢＭと略称する
）を採用１７た。

両者を谷量約１．　ＯＯＯｍ”のＺ型の２本の回転翼を
持ったニーダ−に、生汚泥４００　Ｋ９及び粉末変性Ｉ
　Ｂ　Ｍ　４　Ｋｐを入庇、３０分間混練１．た。上記
の処理によって汚泥Ｉｌ″ｊ：紳粒化［２、非粘看性の
団粒を形成し７た。続いて、この粒状汚泥に実施例１．
に用いたと同等の返送堆肥をｌ′量で１５％加え、合計
２．５屯と［７、直径１．２ｍ長さ５．５ｍのロータリ
ーキルン型発酵試験装置を使い、一端から４０℃の温風
を毎時１５０．’ｉ７．方メートル加えながら８回転／
毎分とし７て３日間反応させた。内部の葦高温明け７５
℃に達した。か＜　Ｌ。

て得られた結果は次の第２表に示す。

以上の如く、本発明によれば、小量の添加剤の使用と簡
単な操作で従来の方法に比１，７て安価にしてかつ高品
質の堆肥が得らｎることがゎがる。

１１− 手　　続　　補　　正　　書 昭和５７年１０月１ｒｓ日 １、事件の表示　　昭和５７年特許願第７２２１４号２
発明の名称　　有機性廃水処理汚泥の堆肥化方法３、補
正をする者 事件との関係　特許出願人 ４代理人 住　所　　　東京都渋谷区宇田川町２番１−１１０４号
６補正の対象　明細書 Ｚ補ＩＥの内容　　明細書全文を別添の通り訂正致し捷
す−−）−− （訂正）　　明　　　細　　　書 １、発明の名称 有機性廃水処理汚泥の堆肥化方法 特許請求の範囲 有機性廃水の生物処理によつ−Ｃ生じた余剰汚泥にイン
ブテン−無水マレイン酸共重合体のアルカリ金柑塩をポ
リエチレンイミンで架橋せ【７めたものから成る高吸水
性樹脂を添加し、温風を供給しながら高温下で好気性発
酵させることを特徴とする有機［１廃水処理汚泥の堆肥
化方法。

発明の詳細な説明 本発明は有機性廃水処理汚泥の堆肥化方法に関するもの
で、より詳［７〈ば、活性汚泥法その他の生物処理法に
よって有機性産業廃水を処理すること（ｔζよ−って生
じた余剰汚泥の堆肥化方法シこ関するものである。

近年、化学工業、食料品製造業等の有機性産業廃水の処
理に活性汚泥法などの生物処理が普及し７、とｎによっ
て生じた余剰汚泥の発生量は莫大な量になり、その最終
的処分が深刻な問題　１− となっている。上記の余剰汚泥の処理対策として再資源
化のだめの加工技術が種々開発されつつあり、例えばエ
ネルギー回収の観点から、焼却熱の利用、メタン発酵源
としての利１ｆ１、あるい（ｒｉ製品化への応用の観点
から、土壌改良剤、飼餌料、１機性肥料、史に１はセメ
ントの水利反応を利用する汚泥同化による陸上埋立、海
洋投入材など種々の利用法が検討さハ、て（八る。特ｒ
（近年、有機質肥料の見直し７の気運が直重す、各種の
有（崩性廃棄物の肥料化が８１ｒ極的に実用化に向って
検討されている。この理由１ｒｆ、、化学肥料の急速な
普及に伴い旧来の農業形態に大きい変革を米だした結果
、天然有機質肥料の極端な不足をもたらし、地力を著し
く劣化させている実状による。

従来、有機高分子凝集剤などの添加剤を用いて脱水し７
た有機性汚泥物などて゛は、含水率は８０％前後と高い
のが一般で、形状保有能は低くかつ粘席性に寓み、堆肥
化の工程において非常に扱い難い問題があった。このた
め、上記汚　２− 泥物を天日又は加熱によって乾燥するなどＬ７て適当な
含水車重で下げる処理が行わｎて米たが、乾燥に長時間
を要する上、乾燥中の臭気か作業場又は近隣の環境を害
する等の問題があった。

この問題に対処するため、セメントダスト等の吸水性粉
末を混和する試みもなさｎ、で因るが、このセメントダ
ストを用いる方法では、汚泥物＋００容量部に対してセ
メントダストを５０〜８０容団一部と多量に１合を要し
、単位重量当りの肥料としての有効量がそｎ、だけ減少
するという不利があり、またセメントダストの配合によ
る増゛輸は運搬、作業及び経済上不利があった。

しが１７で、一般に行われ、でいる有機性１発棄物の堆
肥化は、前処理、発酵（−次発酵）、養生（二次発酵）
、仕ヒげ及び貯蔵の５工程からなり、発酵工程は一般に
野積又は発酵槽内で行わｎ、るが、好気性発酵を進める
だめには酸素の供給すなわち通気が当然必須で、微生物
による分解反応に充分な情の空気を′９Ｊ２給する必要
がある。

また水分は酸素と同程＃に重要な要素で、水分が適量で
ないと前記の分解反応速度が低下【またわ嫌気性発啼が
起る。この温度条件も重要で、発酵中の廃棄物の温度は
酸素の供給速度に大きく影響をうける。こう［７た発酵
工程を発酵槽を使用して行なう場合、堆肥化の対象とな
る原料の廃棄物は約１ｍ前後の高さに充填さｊｌ、発酵
の効率化、製品品質の均一化を図るための混合操作、投
入排出等の移送操作を受けるものである。こｒ、らの操
作に係わる磯樟的な外力を受けてもなおかつ好気的な環
境を保つためには、更に何らかの手段を講する必要があ
り、その手段と［７ては、乾燥工程の導入、樹皮、木チ
ップ、おがくず、もみがら、稲わら等の材料の混合、製
品の還流使用等がある。その効能は、含水率の調整だけ
でなく、形状保有能の低い泥状物の核になって構造を強
化する。しか［２、上記の材料の混合割合１ｄ１重量で
Ｉｄ泥状物の２０〜４０係、容積では泥状物とほぼ等量
程庁の相当多量を必要とする。上記するように、従来の
有機性泥状物の堆肥化方法では非常に多量の混合材料上
記のように本発明にて使用する高吸水性樹脂は、吸水状
態において仙の高吸水性イη・１脂に比較１７ても著し
く高度な熱安定性を持っているため堆肥化に際［７て、
発酵熱により昇温する７０Ａ〜７５℃又は発酵体組成物
の各々に必要な発酵温度例えば７５Ａ〜９５℃に於ても
ゲル状の吸水性を保持している。更に堆肥化の必須条件
である発酵時間、例えは１０日前後の間、発酵の進行に
適当な物理的性質を保持すること、すなわち、汚泥を粒
子状に保持し７、これに供給さｎ、る酸素との接触を十
分に維持させるととが可能である。

これに対して、他の高吸水性樹脂は、高温での発酵下（
（おいて、汚泥が流動化し、発酵期間中好適な性状に保
持することはできず、Ｌまたがって発酵を抑制し、高温
にならない状態で長時間かけて発酵を完了する必要があ
る。

本発明においては、高温状態を保ちつつ発酵させるが、
これは以下に述べるような目的を有してい乙。すなわち
衛生上安全な堆肥を得るには、堆肥中の病諒菌、寄生虫
、および雑草種子の死滅を完全に遂行することが望捷ハ
、る。汚泥中の病原性生物は７０℃４８時間以上で生存
できないといわれており、本発明では、このような高温
下で発酵するもので、前記の目的を十分に達成する。こ
のような発酵は汚泥に対して３５℃以上好丑しくに４０
℃以上の温風を供給しながら発酵させることが有効であ
る。このような処理は本発明で採用する高吸水性樹脂の
採用により（はじめて可能となる。

本発明において使用される余剰汚泥に対−する上記の高
吸水性樹脂の添加量は、汚泥粒子が好気性状態に保てる
程ｆぜで良く、汚泥の湿重量に対し０５〜５％（重量）
の範囲で使用さ九、普通１％（重量）前後が好捷しく使
用される。本発明の方法において、高吸水性樹脂の添加
操作の態様と１．ては、混線混合又は捷ぶしが好捷［７
く、混合の具体例とｊ〜では押出機型のスクリューによ
る混練又（性ニーダー等を使っての混合が適当である。

従って高吸水性樹脂の使用形態としては微粉末状が好ま
しい。

以上述べたように、本発明の方法によｆｌ、ば、有機性
汚泥の発酵を抑制することなく高温下で行なうことがで
きるだめ、短期Ｉ￥ｉｆの発酵を行なうことができるば
かりでなく、発酵中に病源菌、寄生虫あるいは雑草種子
を死滅させ、衛生上安全でかつ腐敗臭のほとんどない堆
肥を得ることができる。しかも高吸水性樹脂の混入によ
り、発酵前、発酵中、発酵後（Ｃおいて、汚泥あるいは
得られる堆肥を粉粒状に保持するだめ、その取扱性はき
わめて良好であり、発酵効率も＾い。捷だ本発明で得ら
れる製品堆肥中における本高吸水性樹脂は有機質に比べ
て、保水性が高く、而も長期間保水度を維持できるので
、このような樹脂が混入されている不発明で得られの温
度、水分、あるいは他の添加剤、例えば凝集剤などの有
機、無機の化学薬品ならびに菌類に対して安定なだめ、
発酵中及び実用される土壊中に在っても長期間・保水性
を維持（〜でいる。

　９− 以下本発明を実施例で説明する。

実施例 有機性産業廃水を活性汚泥法によって処理して得ら几だ
余剰汚泥を、遠心脱水機にかけ、含水率８０％の泥状脱
水汚泥とし、と１．を試料とした。高吸水性樹脂として
イソブチン−無水マレイン酸共重合体のアルカリ金属塩
をポリエチレンイミンで架橋せしめたものから成る微粉
末状樹脂（以下単に変性ＩＢＭと略称する）を採用した
。両者を容量約１．０００ｍ’のＺ型の２本の回転翼を
持ったニーダ−に、生汚泥４００〜および粉末変性ＩＢ
Ｍ＋に、ｇを入れ、３０分間混合した。

上記の処理によって、汚泥（は細粒化し、非粘着性の団
粒を形成し７た。続いてこの粒状汚泥を直径１．２ｍ長
さ５．５ｍのロータリー型キルンを使い、一端から４０
℃の温風を毎時＋５０ｔｙ１１１−口径より５０℃の温
風を毎時１２０ぜ加えながら８回転／毎分の割合で、延
６日間反応させた。内部の最高温度は８１′ｃに達した
０かくし１０− て得らｊ、だ結果を次表に示す。

以上のごとく、本発明によれば、小量の変性’ＩＢＭの
使用と簡単な操作で１堆肥化に必要な条件と内容を満足
して、安仙１にしてかつ高品質の堆肥が得らｎ７ること
かわかる。

−１＋− ５０１−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 有機性廃水の生物処理によって生じた余剰汚泥に高吸水
   性樹脂を添加］２、好気性発酵させることを特徴とする
   有機性廃水処理汚泥の堆肥化方法。