JPS5992100A - 汚泥脱水法 - 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】 この発明は汚泥にカチオン性高分子凝集剤およびアニオ
ン性高分子凝集剤を添加して脱水する方法の改良に関す
るものである。

下水処理汚泥やし尿処理汚泥などの有機性汚泥に、カチ
オン性高分子凝集剤を添加して第１の攪拌を行い、次い
でアニオン性高分子凝集剤を添加して第２の攪拌を行い
、生成したフロックを脱水する方法が提案されており、
この方法はカチオン性またはアニオン性高分子凝集剤の
いずれかによシ凝集する場合に比べて脱水効果が優れて
いる。

しかしながら、さらに効果的な汚泥脱水法が要望されて
いた。

この発明は、このような要望に応えるためのもので、ア
ニオン性高分子凝集剤として特定の高分子重合体を使用
し、これを特定の塩と混合して汚泥に添加することによ
り、脱水性を改善し、濾過脱水速度が大きいとともに、
ケーキ含水率が低くなる汚泥脱水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加して第
１の攪拌を行い、次いでアニオン性高分子凝集剤を添加
して第２の攪拌を行い、生成したフロックを脱水する方
法において、アニオン性高分子凝集剤としてアクリル酸
またはメタクリル酸を５〜５０モル係含有する高分子重
合体を使用し、このアニオン性高分子凝集剤をカルシウ
ム、マグネシウムおよびバリウムの水溶性塩力）らなる
群から選ばれる１種または２稙り、上と混合したのち汚
泥に添加することを％徴とする汚泥脱水法である。

この発明、において処理対象となる汚泥は、アニオン性
に帯電した有機性汚泥が好捷しいが、無機質が混入して
いてもよい。このような汚泥を例示すると、し尿の嫌気
性消化汚泥、し尿の好気性消化汚泥、し尿浄化槽汚泥、
し尿消化脱離液、下水、その他各種汚水の活性汚泥処理
における余剰汚泥、下水の最初沈殿池汚泥、紙パルプ工
業廃水、含油廃水等の凝集沈殿汚泥、し尿、下水等の三
次処理で発生する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。

カチオン性高分子凝集剤としては、キトサン、アミノア
ルキル（メタ）アクリレートの単独重合体またはアクリ
ルアミドもしく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
ミダシリン、ポリエチレンイミン、ポリジアルキルジア
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［炉用が可能である。

本発明において使用するアニオン性高分子凝集剤は、構
成単位としてアクリル酸またはメタクリル酸を５〜５０
モル％（好ましくは１０〜４０モルチ）含有するアニオ
ン性高分子物質であり、他の構成単位はアクリルアミド
その他の親水性の構成単位が望ましいが、疎水性の構成
単位が含まれていてもよい。このようなアニオン性高分
子凝集剤としては、■ポリアクリルアミドまたはポリメ
タクリルアミドの部分加水分解物、■アクリル酸または
メタクリル酸とアクリルアミドまたはメタクリルアミド
との共重合体、■アクリル酸またはメタクリル酸とアク
リルアミドまたはメタクリルアミドと２−アクリルアミ
ド−２−メチルプロパンスルホン酸またはビニルスルホ
ン酸との三元重合体などが例示できる。これらのアニオ
ン性高分子凝集剤は１種だけ使用してもよく、また２種
以上を使用してもよい。

ラム、硝酸カルシウム、塩化マグネシウム、硝酸マグネ
シウム、硫酸マグネシウム、塩化バリウム、硝酸バリウ
ムが例示できる。これらはいずれか１種だけ使用しても
よく、また２種以上を使用してもよい。

アニオン性高分子凝集剤と水溶性塩とは混合して水溶液
とし、汚泥に添加する。混合比はそれぞれの種類等によ
って異なるが、一般的にはアニオン性高分子凝集剤と水
溶性塩との比が重厭比で１−０．２〜５０、好ましくは
１：１〜２０僅度である。

両者の混合方法は、アニオン性高分子凝集剤を水に溶解
したのち、水溶性塩を添加し溶解する方法、あるいは両
者をそれぞれ水溶液としたのち、薬注耐雷等において混
合する方法などがある。両者を混合した水溶液の濃度は
、アニオン性高分子凝集剤が００２〜１重量係、好まし
くは００５〜０２重量φ、水溶性塩は通常０．０５〜１
０重量係程度である。

アニオン性高分子凝集剤と水溶性塩とを混合すると反応
して不溶性析出物を生成する場合があるが、多少の析出
物が生成しても短時間内に使用すれば脱水性に影響はな
い。

汚泥処理法は、まず処理対象となる有機汚泥にキトサン
等のカチオン性高分子凝集剤を添加し、第１の攪拌を行
って１次凝集を行う。カチオン性高分子凝集剤の添加量
は、凝集剤の種類や汚泥の性状ＩｐＨ，８１，ＶＳＳ、
電気伝導度など）によって異々るが、一般的には０５〜
６重量襲（対８８）程度でよい。これらは水溶液として
添加するのが好ましく、キトサンは酢酸塩その他の水溶
性塩として添加することができる。

第１の攪拌は汚泥を均一かつ十分に凝集剤と皮果による
フロックの生成を答易にするためのものであり、２ｍｍ
を越える径のフロックが生成しないような強い攪拌であ
ることが望ましい。ここで２ｍｍを越える径のフロック
が生成しない条件とはフロックが生成しないか、または
生成したフロック径が２　ｍｍ　、ｙ、下となる条件で
ある。

第１の攪拌における攪拌方法は特に限定されず、攪拌槽
における攪拌羽根による攪拌、配管中の流れによる攪拌
、渦巻ポンプ等のポンプを通過させることによる攪拌な
どによることができる。攪拌の程度は、攪拌機を備えた
攪拌槽による場合、目安として強攪拌は攪拌羽根の周速
が１〜５　ｍ　／ｓｅｃ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攪拌により汚泥
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攪拌混
合時にフロックが生成しない方がよく、フロックが生成
する場合でも２ｍｍＪｙ、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の攪拌は、前述の
ように、フロックを生成させるだめの通常の攪拌よりも
激しい強攪拌を行うのである。

」ン、上の１（′に凝集を行ったのち、前記アニオン性
高分子凝集剤と水溶性塩の混合溶液を添加して第２の攪
拌を行い、２次凝集反応によりフロックを生成させる。

アニオン性高分子凝集剤の添加量は重合体の構造、汚泥
の性状、１次凝集の条件等により異なるが、一般的には
０２〜６重量％（対８８１である。

第２の攪拌混合はフロックを形成させるものであるから
、第１の攪拌混合よりも弱く、通常汚泥の凝集の際に採
用される程度の攪拌強度である。

攪拌の手段は限定されないが、攪拌羽根を備えた攪拌槽
による場合、攪拌羽根の周速が０．１〜０．５ｍ／　ｓ
ｅｃとすることができる。このような攪拌混合を行うこ
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。

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
だめの脱水機としては、遠心脱水機、真空脱水機、ベル
トプレス型脱水機、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。いずれの場合も脱水効率は良く、低含水率で剥離
性の良い脱水ケーキが得られる。

以上により得られた脱水ケーキは乾燥、焼却、堆肥化等
の処分を行うことができるが、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だめのおがくず、もみがら、わら
等の添加量は少なくてもよい。

本発明において脱水性が改善される理由は明らかではな
いが、アニオン性高分子凝集剤の構成単位であるアクリ
ル酸またはメタクリル酸が水溶性塩と反応してカルシウ
ム、マグネシウムまたはバリウム塩となることにより、
アニオン性高分子凝集剤の粘着性がなくなるためと推測
される。

従来、汚泥にカチオン性高分子凝集剤を添加して脱水を
行う場合、汚泥中に硫酸塩が存在すると脱水効果が低下
するので、これを防止するためにカルシウム塩等を添加
することが提案されているが、本発明はこの方法とは技
術的に相違している。

すなわち上記方法では、カルシウム塩等はカチオン性高
分子凝集剤と同時かまたはこれに先立って汚泥に添加さ
れ、汚泥中の硫酸塩と反応するので、アニオン性高分子
凝集剤を添加する時点ではアニオン性高分子凝集剤とカ
ルシウム塩等との反応による脱水効果の改善は認められ
なかった。

なお、以上の説明において、カチオン性高分子凝集剤、
アニオン性高分子凝集剤および水溶性塩としては、前に
例示したものに限らず、他のものも使用できる。また凝
集に際しては、他の凝集剤、例え、ば無機凝集剤、ノニ
オン性高分子凝集剤等との併用、あるいは凝集促集剤等
の他の薬剤との併用はさしつかえない。

以上説明してきたように、この発明によれば、汚泥にカ
チオン性高分子凝集剤を添加して第１の攪拌を行い、こ
れに特定のアニオン性高分子凝集剤と特定の塩とを混合
して添加し、第２の攪拌を行うように構成したので、汚
泥の脱水性を改善し、脱水速度を大きくするとともに、
脱水ケーキの含水率を低下させることができる。またこ
の発明はカチオン性高分子凝集剤を添加することなく、
アニオン性高分子凝集剤と水溶性塩とを混合して汚泥に
添加し脱水する方法よりも、優れた脱水性を示す。

次に実施例について説明する。各実施例に使用した薬剤
は表１の通りである。アニオン性高分子凝集剤と水゛溶
性塩の混合溶液は、アニオン性高分子凝集剤の０１重量
飴水溶液と水溶性塩の４重量多水溶液を混合して調製し
た。

表　　１ つづく つづき 実施例１ 紙パルプ工場の凝集沈殿汚泥と活性汚泥処理の余剰汚泥
との混合汚泥（Ｐ）Ｉ　７．１、Ｓ８：２．４％。

Ｖ８８ニア２％〔対ＳＳＪ１２ｏｏｍに、表２に示すよ
うに、カチオン性高分子凝集剤ＣＩおよびＣＪＩを別々
に添加し、攪拌機（２枚羽根）にょシ５００　ｒｐｍで
３０秒間第１の攪拌（強攪拌）を行い、次いでアニオン
性凝集剤Ａ、Ｉと水溶性塩ＳＩの混合溶液を添加して同
攪拌機により　２５　Ｏｒｐｍで２０秒間第２の攪拌（
通常攪拌）を行い、凝集した汚泥を１００メツシユのナ
イロン炉布を敷いたブフナーロート上に注ぎ、１０秒後
のＰ液量を測定した（ヌツチェテスト）。また６０秒間
重力脱水した汚泥１５ノをベルトプレス型脱水機用炉布
（ポリエステル、杉綾織）およびスポンジではさみ、０
５に９／σ２の圧力で６０秒間圧搾脱水したのちのケー
キ含水率を測定した（プレステスト）。

結果を表２に示す。

比較例として、カチオン性高分子凝集剤とともに水溶性
塩を添加して第１の攪拌を行ったのちアニオン性高分子
凝集剤を添加した場合（※印）、カチオン性高分子凝集
剤を添加し、第１の攪拌を行ったのち、水溶性塩を添加
し、攪拌を行い、しかるのちアニオン性高分子凝集剤を
添加した場合（※※卵）、および水溶性塩と混合するこ
となくアニオン性高分子凝集剤のみを添加した場合の試
験結果を表２に併記する。

表　　２ 実施例２ 抄紙工場の凝集沈殿汚泥（ｐＩｌ　６．２．８８：５．
６チ、ＶＢ２：６０チ〔対８８）ｌについて、実施例１
と同様の試験を行った。ただし、カチオン性高分子凝集
剤はＣ■、アニオン性凝集剤はＡｌｌ、水溶性塩はＳ■
であり、第１攪拌は攪拌機の回転速度と攪拌時間を適宜
変えて撹拌強度を調整し、第１攪拌後のフロック径を測
定した。結果を表６に示す。また実施例１の場合と同様
に試験した比較例の結果も併記する。

実施例３ 含油廃水の凝集加圧浮上処理より発生するスカム（ｐＨ
６，０、Ｓ８：２％）について、実施例１と同様の試験
を行った。ただしカチオン性高分子凝集剤はＣＩＶ、ア
ニオン性高分子凝集剤はＡ１１、水溶性塩は８１１であ
る。結果を表４に示す。また実施例１の場合と同様に試
験した比較例の結果も併記する。

以上の結果より、実施例のものは比較例のものに比べて
濾過脱水速度が速く、ケーキ含水率が低いことがわかる
。また第１の攪拌後のフロック径を２　ｍｍ以下とする
ことにより、脱水性が良くなることがわがる。

代理人　弁理士　　柳　原　　　成 ＝５９２−

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）汚泥にカチオン性高分子凝集剤を添加して第１の
   攪拌を行い、次いでアニオン性高分子凝集剤を添加して
   第２の攪拌を行い、生成したフロックを脱水する方法に
   おいて、アニオン性高分子凝集剤としてアクリル酸また
   はメタクリル酸を５〜５０モル係含有する高分子重合体
   を使用し、このアニオン性高分子凝集剤をカルシウム、
   マグネシウムおよびバリウムの水溶性塩からなる群から
   選ばれる１種または２種以上と混合したのち汚泥に添加
   することを特徴とする汚泥脱水法。
2. （２）カチオン性高分子凝集剤はキトサン、アミノアル
   キル（メタ）アクリレートの単独重合体またはアクリル
   アミドもしくは他のモノマーとの共重合体、およびポリ
   アクリルアミドのマンニッヒ変成物からなる群から選ば
   れる１種または２種以上のものである特許請求の範囲第
   １項記載の汚泥脱水法。
3. （３）第１の攪拌は２　ｍｍを越えるフロック径を有す
   るフロックが生成しないような強い攪拌である特許請求
   の範囲第１項または第２項記載の汚泥脱水法。
4. （４）アニオン性高分子凝集剤はポリアクリルアミドま
   たはポリメタクリルアミドの部分加水分解物、アクリル
   酸またはメタクリル酸とアクリルアミドまたはメタクリ
   ルアミドとの共重合体、およびアクリル酸またはメタク
   リル酸とアクリルアミドまたはメタクリルアミドと２−
   アクリルアミド−２−メチルプロｌξンスルホン酸丑た
   はビニルスルホン酸との三元重合体から彦る群から選ば
   れる１種またけ２種以上のものである特許請求のＩ＋［
   ！門弟１項ないし第５項のいずれかに記載の汚泥脱水法
   。
5. （５）水溶性塩は塩化カルシウム、硝酸カルシウム、塩
   化マグネシウム、硝酸マグネシウム、硫酸マグネシウム
   、塩化バリウムおよび硝酸バリウムからなる群から選ば
   れる１種または２種以上のものである特許請求の範囲第
   １項ないし第４項のいずれかに記載の汚泥脱水法。