JPS6041600A - 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強撹拌を行い、次いでア
ニオン性高分子凝集剤を添加して緩速撹拌を行い、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、この方法では、なお凝集剤、特にカチオ
ン性高分子凝集剤の添加量が多く、さら゛に改良がめら
れていた。

この発明は、このよう々要望に応えるだめのもので、予
め汚泥にカチオン性高分子凝集剤を添加して凝集させ，
予備濃縮することにより、凝集剤の添加１を少なくして
、効果的に脱水処理可能々汚泥脱水方法を提供するとと
を目的としている。

この発明は有機性汚泥にカチオン性高分子凝集剤を添加
して凝集を行い、固液分離により汚泥をＳＳａ度１〜４
重量係に予備濃縮したのち、さらにカチオン性高分子凝
集剤を添加１〜で強攪拌を行い、ついでアニオン性高分
子凝集剤を添加［２て緩速撹拌を行い、生成したフロッ
クを脱水することを特、徴とする汚泥脱水方法である。

従来法においてカチオン性高分子凝集剤を添υ１１して
強撹拌を行うのは、汚泥の電荷を中和するためであるが
、この場合カチオン性高分子凝集剤は汚泥固形分のほか
に液中のアニオン性物質とも反応して無、駄に消費され
ることがわかった。このだめ、本発明では汚泥を凝集し
て予備濃縮し、源側のアニオン性物質を分離することに
より、電荷の中和に必要なカチオン性高分子凝集剤の添
加窄を減少させ、これに伴ってアニオン性高分子凝集剤
の添加１１も減少させて、効率的な汚泥脱水を行う。

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１〜た有機性汚泥が好ましいが、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、し尿の好気性情ｆヒ汚泥、し尿浄化槽汚
泥、し圧油化脱離液、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１凝集沈殿汚泥、し尿、下水
等の三次処理で発生する１凝集汚泥などがある。これら
の汚泥は卯独または混合されて処理される。

この発明で使用可能にカチオン性高分子凝集剤としては
、■アミノアルキルアクリレートもしく−アミノアルキ
ルメタクリレートの単独重合体マたはアクリルアミドあ
るいは他のモノマーとの共重合体、■構成単位としてア
クリルアミド゛もしくはメタクリルアミドを含む重合体
のマンニッヒ変性物寸たにホフマン分解物、■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
、■キトツンなどが例示でき、これらＶｉ１種捷たは数
種の組合せ使用が可能である。ギトザンｄ酢酸塩その他
の水溶性塩とし１添加するのが好オしい。これらのカチ
オン性高分子凝集剤のうち、予備濃縮の凝集に使用する
ものは、汚泥粒子に対する吸着および架橋により凝集を
行うものが好捷しく、予備濃縮後の凝集に使用するもの
は、汚泥の電荷め中和を行うものが好捷しい。

本発明において使用できるアニオン性高分子凝集剤とし
ては、■ポリアクリル酸ナトリウムまだはポリメタクリ
ル酸すｌ・リウム、■ポリアクリルレアミド捷たはポリ
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捷たはメタクリルアミ
ド゛との共重合体、■アクリル酸捷たはメタクリル酸と
アクリルアミ１寸た（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タハビニル
スルホン酸との三元重合体、■カルボキシメチルリセル
ロースナトリウムなどの天然系ポリマーなどが例示でき
るが、特にアクリル酸ナトリウムを構成単位として５０
モルチ以上含むものが好ましい。

これらのアニオン性高分子凝集剤は１種捷たは数種の組
合せ使用が可能である。

以Ｆ、図面により本発明の脱水方法を説明する。

図面（弓、本発明の一実施態様を示す系統図である。

脱水方法は、まず有機性汚泥１を予備反応槽２に導入し
てカチオン性高分子凝集剤６を添加し、緩速撹拌して凝
集を行う。カチオン性高分子凝集剤の添加量は汚泥の性
状（ｐＩ］、ＳＳ、ＶＳＳ、電気伝導度など）によって
異なるが、二股的には汚泥に対して１０〜２００ｍ９／
１８度であり、濃縮倍率に応じて増減できる。

緩速撹拌とげ、一般に汚泥脱水の際に採用される通常撹
拌を意味し、架橋によるＳＳの凝集が起撹拌羽根が１枚
の場合の回転速度は６０〜２００ｒｐｍ程度で、滞留時
間は１０秒ないし１分程度である。撹拌の方法は限定さ
れず、図示のように撹拌槽における撹拌羽根による撹拌
のほかに、配管中での撹拌あるいはポンプによる撹拌な
ど、特別な撹拌手段を伴わないものでもよい。

予備反応槽２において緩速撹拌を行うと、ＳＳが架橋に
より凝集し、フロックが生成する。この場合、カチオン
性凝集剤は汚泥粒子に吸着されて架橋を行うので、汚泥
の電荷は完全には中和されず、また液中に含まれるアニ
オン性物質とも完全に反応しない状態で、ＳＳの凝集が
起こる。

凝集汚泥４は濃縮装置５によシ固液分離し、ＳＳＳ濃度
１目４ に排出する。このとき源側に含寸れる未反応のアニオン
性物質も排出される。前記凝集汚泥は内部が未反応の状
態で凝集しているため、濃縮装置５としては凝集汚泥を
破壊しないで、遊離水を重力分離により分離できる装置
が重重しい。このような装置としては、沈降分離により
濃縮する濃縮槽、回転ドラム形スクリーンの外側に給泥
して濃縮するドラムスクリーン、回転ドラムスクリーン
の内側に給泥して濃縮するロータリースクリーン、傾斜
形スクリーン上を流下させて濃縮するＳＳスクリーン、
走行するＰ布ベルト」二に給泥して濃縮する濃縮装置等
がある。これらの濃縮装置のうち、濃縮槽、ロータリー
スクリーンなどのように、汚泥を緩速撹拌状態で滞留さ
せる形式の場合は、予備反応槽２を省略し、凝集剤６を
配管の途中または濃縮装置５内に添加して凝集を行って
もよい。

濃縮装置５の濃縮汚泥７は第１反応槽８に導入し７、カ
チオン性高分子凝集剤９を添加して、強攪ものでもよく
、また別のものでもよい。カチオン性高分子凝集剤９の
添加量は、凝集剤の種類や汚泥の性状（ｐｌ−Ｔ、ＳＳ
、ＶＳＳ、電気伝導度など）によ＼ って異なるが、一般的（てば０′５〜５重量係（対ＳＳ
）程度でよい。

ヒ記強撹拌は汚泥を均一かつ十分に凝集剤と反応させ、
電荷の中和を行うとともに６次の２次凝集によるフロッ
クの生成を容易にするためのものであり、２闘を越える
径のフロックが生成しないような強い撹拌であることが
望ましい。ここで２ｍ１ｌｌ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以丁となる条件である。

強撹拌のだめの撹拌方法も特に限定されず、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とによる攪拌などに
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、目安として撹拌羽根の周速が１〜５ｍ／
ｓｅｅ程度、撹拌羽根が２枚の場合の回転速度は１５０
〜８　０　０　ｒｐｍ程＋ｉで、滞留時間は２０秒ない
し５分程度であり、前記緩速撹拌より強い撹拌である。

強撹拌により凝集汚泥は破壊され、内部までカチオン性
凝集剤と反応し、電荷の中和が行われる。

このように強撹拌により汚泥全体を反応させ、汚泥の電
荷を中和すると、次のアニオン性高分子凝集剤の添加に
より生成するフロックの脱水性が向上する。

Ｗ，１反応槽８で電荷の中和を行った中和汚泥１０フロ
ツクを生成させる。アニオン性高分子凝集剤の添加量ば
、その種類、汚泥の性状等により異なるが、一般的には
０２〜３重量係であり、カチオン性高分子凝集剤の添加
量に応じて増減する。

第２反応槽１１における緩速撹拌は予備反応槽２におけ
る緩速撹拌と同程度のもので、通常の汚泥の凝集に採用
される程度の撹拌である。このような緩速撹拌により凝
集を行うことにより、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架橋により凝集してフ
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。撹拌の方法も前記と同様に
限定されない。

以上の凝集により生成ｌ〜だフロック１６はその捷ま、
寸たは重力分離等により分離水を除去したのち、脱水機
１４に供給して脱水し、脱水ケーキ１５を得、分離水１
６は系外に排出する。脱水機１４としては従来より汚泥
の脱水に使用されている遠心脱水、真空脱水、圧搾脱水
等による脱水機、例えば遠心脱水機、真空脱水機、ベル
トプレス型脱水機、スクリュープレス、フィルタープレ
スなどが使用できる。これらの脱水機のうち遠心脱水機
などのように、汚泥を緩速撹拌状態で滞留できる構造の
場合は、第２反応槽１１を省略し、アニオン性高分子凝
集剤１２を配管の途中または脱水（・幾１４内に添加し
て凝集を行い、フロックを生成させてもよい。

脱水機１４に供給される凝集フロックは強固、大形で、
Ｐ布等に対する付着性が小さく、脱水性が極めて良いた
め、高い脱水速度で脱水でき、得られる脱水ケーキのケ
ーキ含水率は低く、ｐ布からの剥離性はよく、効率のよ
い脱水が可能である。

以−Ｌ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ためのおがくず、もみがら、わ
ら等の添加量は少なくてもよい。

本発明によれば、有機性汚泥にカチオン性高分子凝集剤
を添加して凝集を行い、予備濃縮したのち電荷の中和を
行うようにしたので、汚泥の腹側の中和を行うことがで
き、このため電荷の中和に必要なカチオン性高分子凝集
剤の使用量を少なくできるとともに、これに応じてアニ
オン性高分子凝集剤の添加量も少々くでき、得られる脱
水ケーキの含水率は低く、汚泥の脱水速度は大幅に上昇
する。また予備濃縮は小型で簡単な装置で可能であり、
濃縮倍数は薬注量により容易に制御可能である。さらに
予備濃縮により、汚泥量が減少するため、脱水機は小型
でよく、操作も容易になる。

次に本発明の実施例について説明する。実施例中の係は
重量係を示す。

実施例 下水処理場の余剰活性汚泥（ｐＨ６，４〜６．５．５ｓ
Ｏ１４〜０．５％、　ＶＳＳ　７５〜８０％（対ｓｓ）
、繊維分２％以下）にＡ薬品としてアミノアルキルン１
枚羽根を備えた撹拌槽において、４８　ｒｐｍで６Ｄ秒
間緩速撹拌して凝集を行い、濃縮槽においてＳＳ１，８
％に予備濃縮し、Ｂ薬品としてキトサン酢酸塩（０，４
ｗ−＋％水溶液の粘度＝１０５ｃＰｓ、コロイド当量値
＝、　ｓ、ｏ　ｍｅ’ｑ／９　）を添加して２枚羽根を
備えだ撹拌槽において、３００　ｒｐｍで２分間、２朋
以下のフロック径となるように強撹拌し、さらにＣ薬品
としてポリアクリル酸ナトリウム（〔η〕３００２Ｎ−
ＮａＯＨ ＝　６．５　（ｄｅｌｇ）、コロイド当量値＝−９，５
ｍｅｑ／、９　）を添加して、１枚羽根を備えた撹拌槽
において７０ｒｐｍで６０秒間緩速撹拌してフロックを
生成させ、ベルトプレス型脱水機で脱水し、脱水ケーキ
含水率および脱水速度を測定した。

比較例として予備濃縮をしない場合およびＡ薬品を添加
せず、無薬注重力濃縮した場合について同様の試験を行
った。結果を次表に示す。表中、予備濃縮後のＳＳ濃度
にに）を付したものは予備濃縮しない場合を示す。

以上の結果より、実施例のものは比較例のものに比べて
、濃縮後のＳＳ濃度は高く、少ない凝集剤の添加量で、
同等以下のケーキ含水率となり、処理量は大幅に上列し
たことがわかる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施態様を示す系統図であり、２は予
備反応槽、５は濃縮装置、８け第１反応槽、１１は第２
反応槽、１４は脱水機である。 代理人　弁理士　柳　原　成

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （＋）　治ｅ性汚泥にカチオン性高分子凝集剤を重力ｌ
   して凝集を行い、固液分離により汚泥をＳＳＳ濃度１ハ
   ４ ン性高分子凝集剤を冷加して強撹拌を行い、ついでアニ
   オン性ｉＮ分子凝集剤を添加して緩速攪拌を行い、生成
   したフロックを脱水することを特徴とする汚泥脱水方法
   。 （２）予備濃縮に使用するカチオン性高分子凝集剤口汚
   泥粒子の架橋により凝集を行うものである４寺許晶求の
   範囲第１項記載の汚泥脱水方法。 （３）予備濃縮における固液分離は重力分離によるもの
   である特許請求の範囲第１項捷たは第２項記載の汚泥脱
   水方法。 （４）緩速撹拌は架橋による凝集が起こる程度の撹拌で
   ある特許請求の範囲第１項ないし第３項のいすね，かに
   記載の汚泥脱水方法。 （５）強攪拌は２　ｍｍを越えるフロックが生成しない
   程度の撹拌である特許請求の範囲第１項々いし第４項の
   いずれかに記載の汚泥脱水方法。