JPS6038200B2 - 汚泥脱水法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は有機性汚泥に凝集剤を添加して脱水する方法
に関する。

下水処理汚泥やし尿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損拝を行い、次いで
アニオン性高分子凝集剤を添加して蝿洋を行い、フロツ
クを生成させて脱水する方法が提案されている。

この方法において、カチオン性高分子凝集剤として天然
高分子、特にキトサンを用いると、脱水ケーキの含水率
を飛躍的に低下させることができるけれど、キトサンは
カニの甲羅などから製造するので、原材料の安定供尊迄
の点で不安があった。このため、キトサンに代わる合成
のカチオン性高分子凝集剤としてアクリルアミド系重合
体のホフマン分解物を使用する方法が提案されている。
本発明は、この方法を改良したカチオン性高分子凝集剤
の添加量を削減してコストの低減をはかることのできる
汚泥脱水法を提供することを目的とする。

本発明は、有機性汚泥に、カチオン性高分子凝集剤を添
加して第１の櫨梓を行い、次いでアニオン性高分子凝集
剤を添加して第２の縄梓を行い、生成したフロックを脱
水する方法において、カチオン性高分子凝集剤として、
アクリルアミド系車合体のホフマン分解物と、これ以外
の合成高分子重合体とを併用することを特徴とする汚泥
脱水法である。

本発明における有機性汚泥としては、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、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。本発
明では、このような有機性汚泥に対して最初に添加する
カチオン性高分子凝集剤としてアクリルアミド系重合体
のホフマン分解物と、これ以外の合成高分子重合体とを
併用する。

カチオン性高分子凝集剤の添加量は汚泥の性状（ｐＨ、
ＳＳ、ＶＳＳ、電気伝導度など）によって異なるが、一
般的には０．５〜技れ％（対ＳＳ）程度として、アクリ
ルアミド系重合体のホフマン分解物と、これ以外のカチ
オン性合成高分子重合体との添加割合は、４：１〜１：
４程度とする。

この範囲からはずれると、併用の効果が薄れ、コスト低
減がはかりにくい。アクリルァミド系重合体のホフマン
分解物と、これ以外のカチオン性合成高分子重合体の添
加方法は、両者を同一または別々の０．１〜２％程度の
水溶液とし、これを汚泥に添加する。

添加順序は同時でも順次でもよい。アクリルアミド系重
合体としては、ポリアクリルアミドでもポリメタクリル
アミドでもよく、またアクリルアミドやメタクリルアミ
ドと共重合可能な他の単量体との共重合体であってもよ
い。

アクリルアミド系重合体は、アクリルアミド単量体単独
、メタクリルアミド単量体単独あるいはこれらと共重合
可能な他の単量体例えば、アクリロニトリル、アクリル
酸メチルェステル、アクリル酸エチルェステル、メタク
リル酸メチルェステル、メタクリル酸エチルェステルな
どとの混合物を、水あるいはメタノールなどの有機溶媒
に熔解し、重合開始剤を加え重合することによって得ら
れる。重合開始剤としては過酸化水素、過硫酸アンモニ
ウム、過硫酸カリウム、過酸化ペンゾィル、アゾビスイ
ソブチロニトリル、その他一般的に使用されているもの
であり、これらを単独あるいは併用することができる。
また還元剤をさらに併用するレドックス系重合開始剤で
もよい。アクリルアミド系重合体のホフマン分解物は、
アクリルアミド系重合体を水溶液とし、水酸化ナトリウ
ム、水酸化カリウムなどのアルカリ共存化に次亜塩素酸
ナトリウム、次亜臭秦酸ナトリウム、次亜塩素酸カルシ
ウムなどの次頭ハロゲン酸塩などを作用して得られる。

アクリルアミド系重合体のホフマン分解物と併用するカ
チオン性の合成高分子としては、ァミノアルキル（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
マンニツヒ変性物、ポリアミドポリアミン、ポリビニル
イミダゾリン、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種以上の組合せ使用が可能である。

アミノアルキル（メタ）アクリレートの例としては、ジ
メチルアミノエチルアクリレート、ジメチルアミノェチ
ルメタクリレートなどが挙げられる。

これを硫酸塩などの酸塩とするか、四級化剤（メチルク
ロライド、ベンジルクロライド、ジメチル硫酸など）で
第四級アンモニウム塩としたのち、単独重合するか、ア
クリルアミド、アクリロニトリルメチルアクリレート、
エチルアクリレートなどの他のモノマーと共重合して得
られる重合体は、本発明におけるカチオン性の合成高分
子として好ましい。アクリルアミド系重合体のホフマン
分解物と併用するカチオン性の合成高分子は分子量が大
きいものがよく、固有粘度（〔り〕さま鳥‐Ｎａｃ．）
が５より小さいと、カチオン性高分子凝集剤の全体の添
加量をあまり低減できないので、固有粘度は５以上であ
ることが好ましい。

有機性汚泥に、まずカチオン性高分子凝集剤として、ア
クリルアミド系重合体のホフマン分解物およびこれ以外
のカチオン性合成高分子重合体を添加し、第１の蝿拝を
行って一次凝集を行う。第１の縄梓は、汚泥と凝集剤と
を十分反応させ、電荷の中和を行うためのものであるか
ら、フロックを生成しないか、または生成したフロック
蓬が２側以下となるような強い燈洋であることが望まし
い。縄梓方法は特に限定されず、麓洋槽における礎梓羽
根による蝿梓、配管中の流れによる凝梓、禍巻ポンプ等
のポンプを通過させることによる鷹拝などによることが
できる。

損梓の程度は、蝿梓機を備えた雛杵槽による場合、目安
として強蝿梓は凝梓羽根の周速が１〜５の／ｓｅｃ程度
とすることができる。本発明ではカチオン性高分子凝集
剤添加後の強凝梓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、第２の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櫨梓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２柳
以下の小さなフロックの生成にとどめることが好ましい
。このため第１の凝拝は、前述のように、フロックを生
成させるための通常の鷹群よりも激しい強縄梓を行うの
である。

以上のようにして電荷の中和を行ったのち、アニオン性
高分子凝集剤を添加して第２の潤拝を行いフロックを生
成させる。

アニオン性高分子凝集剤の添加量も、汚泥の性状によっ
て異なるが、一般的には０．２〜棚ｔ％（対ＳＳ）程度
とする。

アニオン性高分子凝集剤としては、ポリアクリル酸もし
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ーアクリルアミド−２ーメチルプロパ
ンスルホン酸（塩）との共重合体、アクリル酸（塩）と
アクリルアミドとビニルスルホン酸（塩）との三元共重
体などが使用できる。

第２の撹洋はフロックを生成させるものであるから、第
１の鷹洋よりも弱く、通常汚泥の凝集の際に採用される
程度の損拝強度である。

礎梓の手段は限定されないが、擁洋羽根を備えた凝梓槽
による場合、灘枠羽根の周遂が０．１〜０．５ｍ′ｓｅ
ｃとすることができる。このような蝿梓混合を行うこと
により、カチオン性高分子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Ｖ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いま、遠Ｄ脱水機、真空脱水機
、ベルトプレス型脱水機、スクＩＪューブレス、または
フィルター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。本発明によれば、アクリルアミド系重
合体のホフマン分解物と、これ以外のカチオン性合成高
分子重合体を添加して第１の蝿拝を行い、汚泥の電荷の
中和反応が適切に行われるので、次にアニオン性高分子
凝集剤を添加して第２の礎梓を行いフロックを生成させ
ると、フロックは大形で粘性が弱く、サラサラしてべト
つかず、渡布等に対する付着性が弱いため穣過脱水性が
優れており、汚泥処理量を多くすることができ加えてケ
ーキ含水率も低く、低コストで効率的な脱水を行うこと
ができる。

特に猿布を使用したベルトプレス型脱水機の場合、ｌｋ
９′地以上の高圧をかけることができ、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。この脱
水ケーキは乾燥、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、乾燥、焼却に要する補助燃
料は少なくて済み、堆肥化する場合も、含水率調節のた
めのおがくず、もみがら、わら等の添加材は少なくてよ
い。また、カチオン性およびアニオン性高分子凝集剤の
添加量の許容範囲が広く、また、両凝集剤の添加量の比
の許容範囲も広いため、実際の処理における添加量の調
節が容易である。さらに、汚泥性状の変動に対して、安
定した脱水処理効果を得ることができる。次に本発明の
実施例について説明するが、各実施例において使用する
凝集剤は表−１に示すとおりである。

表一１ 実施例 １ 下水の最初沈殿他汚泥と活性汚泥処理における余剰汚泥
との浪合汚泥（ｐＨ５．８、ＳＳ：２．１３％、ＶＳＳ
：７５％対ＳＳ）を２００の【とり、ポリアクリルアミ
ドのホフマン分解物（ＣＩ）および表−２の他のカチオ
ン性合成高分子凝集剤を添加して、磯梓機（２板平羽根
）により５０仇ｐｍで、３０秒間第１の損拝を行い、次
いで表−２のアニオン性高分子凝集剤を添加して櫨梓機
により２５仇ｐｍで２硯砂、間第２の縄拝を行い、生成
したフロックを１００メッシュナイロン櫨布を敷いたブ
フナーロート上に注ぎ、１０秒後の猿液量を測定した（
ヌッチェテスト）。

また櫨過後の汚泥を１５タ採取し、ベルトプレス型脱水
機用櫨布（ポリエステル、杉綾織）およびスポンジでは
さみ、０．５ｋ９′地の圧力で６現砂間圧搾したのちの
汚泥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。また、比較のため、ポリアクリルアミ
ドのホフマン分解物以外のカチオン性合成高分子凝集剤
を単独添加するか、またはポリアクリルアミドのホフマ
ン分解物以外のカチオン性合成高分子凝集剤を２種添加
し、添加後の髭拝を鷹洋機により２５仇ｐｍで２０秒間
とした場合、およびカチオン性合成高分子凝集剤として
ポリアクリルアミドのホフマン分解率を用い、さらにア
ニオン性高分子凝集剤を用いた場合も併せて表−２に示
す。表一２ 表−２からカチオン性高分子凝集剤としてポリアクリル
ァミドのホフマン分解物および他の合成高分子を併用す
ると（試験ＮＯ．１、２）、併用しない場合（試験Ｎｏ
．を ６）と比らべ、カチオン性高分子凝集剤の添加量
を約３割低減できることがわかる。

なお、ポリアクリルアミドのホフマン分解物以外の２種
を併用しても（試験ＮＯ．７）、この発明のような効果
は得られないこともわかる。＊実施例 ２単一の活性汚
泥により、し尿を生成物分解するとともに硝化、脱窒を
行った際、発生した余剰汚泥と、処理水の硫酸バンドｌ
こよる三次処理で発生した汚泥との混合汚泥（ｐＨ６．
３、ＳＳ：２．３１％、ＶＳＳ：６７％対ＳＳ）に対し
、実施例１と同様に表一３の凝集剤を用いてヌッチェテ
ストおよびプレステストを行った。

結果も表−３に示す。表−３ 表−３から、カチオン性高分子凝集剤の添加量を約３割
低減できることがわかる。

実施例 ３ 食品工場廃水の活性汚泥処理における余剰汚泥（ｐＨ６
．６、ＳＳ：１．７３％、ＶＳＳ：７９％対ＳＳ）に対
し、櫨梓機の回転速度をかえって櫨拝強度を変化させて
第１の蝿拝を行うこと以外は実施例１と同条件で表−４
の凝集剤を用いてヌッチェテストおよびプレステストを
行った。

結果を表−４に示す。表−４ 以幸…急ぎ字１案毒窟韓巷舞竺≧憂さ宅鱈桑急案が良好
になるュとがわかるとともに、カチオン性高分子凝集剤
として、ポリァクリルアミドのホフマン分解物と他の合
成高分子凝集剤とを併用すると、添力ｏ量を約３割低減
できることがわかる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 有機性汚泥に、カチオン性高分子凝集剤を添加して
   第１の撹拌を行い、次いでアニオン性高分子凝集剤添加
   して第２の撹拌を行い、生成したフロツクを脱水する方
   法において、カチオン性高分子凝集剤として、アクリル
   アミド系重合体のホフマン分解物と、これ以外の合成高
   分子重合体とを併用することを特徴とする汚泥脱水法。 ２ 合成高分子重合体は、固有粘度（〔η〕■＿−＿Ｎ
   ＿ａ＿Ｃ＿ｌ）が５（ｄｌ／ｇ）以上である特許請求範
   囲第１項記載の汚泥脱水法。３ 第１の撹拌は、フロツ
   クが生成しないか、または生成したフロツクが２ｍｍ以
   下となるような強い撹拌であることを特徴とする特許請
   求範囲第１項または第２項に記載の汚泥脱水法。 ４ 有機性汚泥が、汚水を生物処理して発生する余剰汚
   泥、または余剰汚泥と他の汚泥との混合汚泥である特許
   請求範囲第１項ないし第３項のいずれかに記載の汚泥脱
   水法。