JPS61216800A - 有機性汚泥の凝集方法 - 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】 〔発明の利用分野〕 この発明は有機性汚泥の凝集方法に関するものであり、
さらに詳しくは、特定の無機性及び有機性凝集剤を有機
性汚泥に添加して造粒することＫよシ、極めて処理しゃ
すい造粒物を得ることができる有機性汚泥の凝集方法に
関するものである。

（従来の技術〕 し尿や下水、有機性廃水等の処理場からは大量の有機性
汚泥が発生する。

従来、このような有機性汚泥を凝集処理するために無機
性金属塩やカチオン系高分子凝集剤が使用されてきた。

また、一般的な汚泥処理方法として、金属塩と有機性高
分子凝集剤とを、両者が反応する条件下に添加し、造粒
する方法が提案されている（％杵築１０７０６０２号）
。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このような往来技術はそれなシの効果を発揮するもので
あるが、前者の方法では、汚泥の種類によっては金属塩
やカチオン系高分子凝集剤のみでは凝集効果が十分でな
く、凝集物を脱水しようとしても脱水が困難になる場合
があった。

また、後者の造粒方法においても、対象汚泥が無機性の
場合には良好な結果を発揮するものであるが、本発明の
ような有機性汚泥の場合には凝集物の強度が十分でなく
、従って、この凝集物を脱水処理しても満足のいく結果
が得られないという問題があった。

さらに、最近提案されている比較的好ましいものは汚泥
の脱水にアクリル酸ヒドラジド系高分子化合物を用いる
方法である（特開昭５８−３６６９７号公報）。だが、
この方法によっても汚泥フロックが依然として微細で重
力分離性が不十分である。また脱水ケーキの含水率も高
い欠点がある。前記高分子化合物に鉄、マンガン等の重
金属イオンを併用しても、前記の欠点を十分に解消する
ことはできない。

〔問題点を解決するだめの手段〕

この発明は上記の従来技術の有する問題点を解決するた
めに行なわれた本のでおって、有機性汚泥に金属塩を添
加して撹拌したのち、さらにアクリル酸ヒドラジド系高
分子化合物と、アミノ基または第四級アンモニウム塩を
含有するカチオン系高分子化合物とを添加して造粒する
ことを特徴とする有機性汚泥の凝集方法である。

この発明の対象とな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、
下水や各種産業廃水の活性汚泥処理によシ発生する余剰
汚泥、下水の最初沈殿汚泥、し尿、下水等の三次処理凝
集汚泥、各種有機性廃水の凝集汚泥、これらの混合汚泥
、及びし尿、下水、産業廃水等の活性汚泥法による生物
説リン汚泥等が例示されるが、これらに限定されるもの
ではない。

この発明では、このようガ有機性汚泥ｋ、先ず金属塩を
添加する。添加すべき金属塩としてはアルミニウムまた
は鉄の塩が好ましく、特にハンドリング面からアルミニ
ウム塩が好ましい。

アルミニウムの塩としては、塩化アルミニウム、硫酸ア
ルミニウム、イリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）が好適で
ある。なお鉄の塩を用込る場合には、塩化第二鉄、塩化
第一鉄、硫酸第一鉄、硫酸第二鉄、ポリ硫酸鉄等が好適
である。

このような金属塩を添加したのち、撹拌を行なうが、そ
の目的は、添加した金属塩と有機性汚泥とを十分く接触
させて反応させることであシ、撹拌槽における撹拌羽根
による撹拌でもよいし、配管中の流れによる本のでもよ
い。前者の場合には通常２分以上の滞留時間で、周速４
０〜ｉ２０＊／分程度の撹拌を行なう。

この発明において、金属塩の好ましい添加量は、汚泥の
８９に対し、金属として０．１〜１゜ｖｔ、％、＃に好
ましくは１．０〜３．　Ｏｗｔ、％でらる。

こうして金属塩と十分混合撹拌された有機性汚泥に、続
いてアクフル酸ヒト２シト系高分子化合物とアミノ基ま
たは第四級アンモニウム塩を含有するカチオン系高分子
化合物とが添加され、造粒される。

本発明で使用するアクリル酸ヒドラジド系高分子化合物
（以下、Ａ　Ｈｙｔ？　ＩＪママ−いう）としては （式中、ＲＦｉＨｌたはＣＨ３ｆ：表わし、Ａはアクリ
ルアミド、メタクリルアミド、アクリル酸エステル、メ
タクリル酸エステルのモノマ一単位を表わし、Ｂはアク
リル酸またはその塩、メタアクリル酸またはその塩、ま
たは前記入と共重合可能なモノマ一単位を表わし、ｌ、
ｍ及びｎは０モルラくｊ≦１００モルシ ｎ＋ｍ＋Ｊ＝１０Ｑモル％ の関係を有する） で表わされる化合物が好ま、しい。Ａ単位と共重合可能
なり単位としては塩化ビニル、酢酸ビニル、フタジエン
、スチレン、アクリロニトリル等が挙げられる。Ａ　Ｈ
／　９マーの重合形態、はブロック型、交互型、ランダ
ム型のいずれであってもよい。また人Ｈポリマーの固有
、粘度はしい。なお、ＡＨポリマーの製造例を後記に示
したが、ムＨｙｔｅ９マーの製造法については特開昭５
５−１４４００４号公報に詳細に開示されて込る。

本発明で使用するアミノ基または第四級アンモニウム塩
を含有する高分子化合物（以下、ＡＡポリマーという）
としては、ジメチルアミンエチルアクリレートなどのア
ミノアルキルアアクリレート、ジメチルアミノエチルメ
タクリレートなどのアミノアルキルメタクリレート、ジ
メチルアミノゾルピルアクリルアミドなどのアミノアル
キルアクリルアミド、ジメチルアミノプロピルメタクリ
ルアミドなどのアミノアルキルアクリルアミドまたはこ
れらの四級化物等が挙けられる。また、これらと共重合
可能な他の単量体との共重合物も使用でき、他の単量体
としてはアクリルアミド、メタクリルアミドアクリロニ
トリル、メタクリレートリル、酢酸ビニル、アクリル酸
エステル、メタクリル酸エステル等が挙げられる。ＡＡ
ポリマーの固有粘度は 望ましい。

ＡＨポリマーとＡＡポリマーとの使用割合は、重量比で
１：９〜９：１、好ましくは２：８〜８：２である。こ
れらポリマーの添加量は、汚泥のＳＳに対し総計で０．
３〜５．０％が好ましい。

ＡＨポリマーと五ムポリマーとの添加方法としては予め
両者を別々の容器で水溶液化して使用に際して一液化し
てもよいし、別々に同時に添加してもよい。

さらに、両者の粉末を同一容器に添加して水溶液化して
から添加してもよい。

但し、これらポリマーの一液化に際してはムＨ／リマー
が加水分解を起こし、アクリル酸またはメタアクリル酸
が生成する場合が多く、これらの生成量が多くなると、
ムＨポリマーとＡムポリマーとの反応が起と９、必ずし
も十分な効果はえられない。そこで、両ポリマー含有液
に酸または酸性塩あるいはアルカリまたはアルカリ性塩
を存在せしめてｐＨ３以下あるいはｐＨ９以上にするこ
とＫよ〕、ムＨポリマーとムＡ／リマーとの反応を防止
することが望ましい。

このような１１！または酸性塩としてはＨＣＪ　。

Ｈ，ＳＯ２，ス−／ｌ／　７７ミン酸、　ＮａＨ８０４
等が挙げられ、アルカリまたはアルカリ性塩としてはＮ
ａ０）Ｉ　、　ＫＯＨ、ＮＨ４ＯＨ、Ｎａ１ＣＯ１等が
挙げられる。他にＣａＣＪｌ　、　ＭｇＣ１＠　、　Ｂ
ａＣｊｌ　　等の中性塩であるアルカリ土類金属イオン
を使用しても同様に効果の向上が図れる。

こうしてアクリル酸ヒドラジド系高分子化合物とアミノ
基または第四級アンモニウム・塩を゛含むカチオン系高
分子化合物とが添加された゛有機性汚泥は造粒される訳
であるが、造粒は撹拌機を備えた撹拌槽で行なう。撹拌
条件としては撹拌羽根の周速が２５〜２５０ｍ／分、滞
留時間が３〜３０分程度とする。条件がこの範囲から逸
脱すると好ましい結果が得られない。

なお、高分子化合物は、撹拌槽に有機性汚泥が供給され
る前に添加してもよいし、撹拌槽内に直接添加してもよ
い。

このようにして有機性汚泥の粒状凝集物が得られるが、
この凝集物は脱水機に供給し脱水を行なったのち処分す
ればよい。脱水はベルトプレス型脱水機、遠心脱水機、
ロータリースクリーン・ロールプレス、スクリュープレ
ス、フィルタープレス等の公知の手段によって実施され
る。

〔作　用〕

有機性汚泥が金属塩と十分混合撹拌されることによシ有
機性汚泥の有する負の電荷が金属塩によって中和され、
疎水化されて、微小なフロックを形成する。

次Ｋ、アクリル酸ヒドラジド系高分子化合物とアミノ基
または第四級アンモニウム塩を含有するカチオン系高分
子化合物とが添加されて造粒されることによシ、微小フ
ロックとこれらの高分子化合物とが反応して、フロック
が粗大化し、成長して強固な粒状の凝集物を形成する。

なお、フロックとは不定形状の脆弱な凝集物であるが、
ここにいう粒状物とは一定の粒度分布を持った強固麦粒
状凝集物であシ、見かけ上及び物性上大巾に性状を異に
するものである。

次に、製造例と実施例により本発明の効果を具体的に説
明する。製造例は実施例において使用されるＡＨｄｅリ
マーの製造例である。

製造例 ３１の４ツロフラスコにポリアクリル酸メチル２００ｇ
とヒドラジンヒトラード水溶液２ｋｇを加え、撹拌しな
がら８０℃で５時間反応させた。得られた粘稠溶液を約
２０１のメタノール中に注ぎ白色沈殿物を得た。これを
Ｆ取し再沈殿法によって精製した後、６０℃で減圧乾燥
しアクリル酸ヒドラジド系高分子化合物（以下、Ａとい
う）を得た。

コ四イド当量は−１，７ｍｅｑ　／　ｇ　（ｐＨ１０，
５’　）であった。

ヨウ素滴定の結果を併せて一すマーの組成を決定すると
、アクリル酸ヒドラジド−アクリル酸メチル−アクリル
酸ヒドラジン塩＝７０／１５　／　１５　（モル比）と
なった。

〔発明の実施例〕

ｐＨ６，８、８８１，１％、　ＶＳＳ　６９％／ＳＳノ
性状を示す下水余剰汚泥を対象としてこの発明方法を実
施した。

先ず、上記”の余剰汚泥を周速６３ｍ／分で回転する撹
拌翼付きの凝集槽へ供給し、この凝集槽にＰＡＣを４．
５％（対ＳＳ、以下同じ）添加し、４分間滞留させた。

次に凝集槽からの流出物を、周速４１ｍ／分で回転する
撹拌翼付きの造粒槽へ供給し、この造粒槽に表に示した
高分子化合物組成物を所定量添加し、１］分間滞留させ
た。

その後、凝集粒状汚泥の粒径を測定し、次いでこの凝集
汚泥２００−を採取して脱水試験を行なった。

脱水試験は１０秒後のＰ液量と脱水ケーキ含水率につい
て行なった。

前者ハ１００メツシユのナイロン炉布を敷いたブフナー
ロー）Ｋ凝集汚泥を注入して１０秒後のＰ液量を求めた
ものである。

後者はブフナーロートで１分間−通抜、汚泥をベルトプ
レス型脱水機用デ布（ポリエステル族、杉綾織）及びス
４ンジではさみ、ａ、ｏｋｇ／−の圧力で６０秒間圧搾
脱水した後、脱水ケーキの含水率を測定したものである
。

なお比較のため、本発明例のＡｔにおいて、造粒槽の滞
留時間ｔ−２分とした他は全く同一の条件で凝集させた
場合（４３）、４リマーとしてＡ（Ａ４）、Ｂ（ム５）
のみを添加した場合も併せて実施した。

結果を表に示す。

この表から、この発明方法によれば極めて良好な粒状凝
集物が得られ、その脱水性も極めて良好であることがわ
かる。

また、同じ薬剤を用いても、造粒時間が短かくなると粒
状凝集物は得られないこと、及び同じ撹拌条件としても
、従来法による薬剤の組合わせでは、やはシ粒状凝集物
は得られず、いずれの場合にも脱水性も極めて悪いもの
でおることがわかる。

（以下余白） 〔発明の効果〕 この発明においては有機性汚泥に金属塩と、特定の高分
子化合物とを組合わせて添加して造粒することによシ、
有機性汚泥でも極めて良好な性状の粒状凝集物が得られ
る。

また、その粒状凝集物は極めて脱水性に富み、従来法に
比べると含水率等を大巾に改善することができる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、有機性汚泥に金属塩を添加して撹拌したのち、さら
   にアクリル酸ヒドラジド系高分子化合物とアミノ基また
   は第四級アンモニウム塩を含有するカチオン系高分子化
   合物とを添加して造粒することを特徴とする有機性汚泥
   の凝集方法。 ２、アクリル酸ヒドラジド系高分子化合物が一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ （式中、ＲはＨまたはＣＨ＿３を表わし、Ａはアクリル
   アミド、メタクリルアミド、アクリル酸エステル、メタ
   クリル酸エステルのモノマー単位を表わし、Ｂはアクリ
   ル酸またはその塩、メタクリル酸またはその塩、または
   前記Ａと共重合可能なモノマー単位を表わし、ｌ、ｍ及
   びｎは０モル％＜ｌ≦１００モル％ ｎ＋ｍ＋ｌ＝１００モル％の関係を有する） で表わされる化合物である特許請求の範囲第１項記載の
   有機性汚泥の凝集方法。 ３、アミノ基または第四級アンモニウム塩を含有するカ
   チオン系高分子化合物がアミノアルキルアクリレート、
   アミノアルキルメタクリレート、アミノアルキルアクリ
   ルアミド、アミノアルキルメタクリルアミドまたはこれ
   らの四級化物から選ばれる化合物である特許請求の範囲
   第１項または第２項記載の有機性汚泥の凝集方法。 ４、金属塩がアルミニウムまたは鉄の塩である特許請求
   の範囲第１項乃至第３項のいずれかに記載の有機性汚泥
   の凝集方法。