JPS61234999A - 汚泥の処理方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は汚泥の処理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化合物を特定の場所に
添加することにより、極めて効率よく、汚泥全濃縮、脱
水することができる汚泥の処理方法に関するものである
。

〔従来の技術］ し尿や下水、有機性廃水等は最初沈殿池で前処理されｔ
後、活性汚泥処理ちれ、次いで最終沈殿池で固液分離さ
れて放流される。一方この処理法からは大量の有機性汚
泥が発生する。このような汚泥の処理方法として、先ず
汚泥を沈降濃縮し、その濃縮汚泥に高分子凝集剤を加え
て脱水するとともに１分離水全前記被濃縮汚泥に返送す
る方法が提案されている（特公昭５５−２５９１７号）
。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、この方法においては、返送された残留高分子凝
集剤の作用によって被濃縮汚泥のうちの比較的粗な粒子
はよく凝集されるが、微細な粒子については沈降性が悪
く、上澄水中にコロイド状となって残留する。このため
に、濃縮の際、無機凝集剤を用いることも検討されてい
るが、濃縮時に無機凝集剤を加えると、無機物が水酸化
物となって、後工程の脱水に悪影響が出るため、上置水
のみを別途、無機凝集剤を用いて、凝集処理する必要が
あった。このため。

処理工程が極めて複雑となるだけでなく、沈降・濃縮の
効果も不十分となるため、脱水効率も悪力蔦った。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明は、上記の従来技術の有する問題点を解決する
ために行なわれたものであって、複数種の有機性化合物
を用いることによって、上記の従来技術における無機凝
集剤の欠点を克服したものである。

すなわち、この発明は、汚泥に金属塩を添加した後、濃
縮し、次いで濃縮汚泥にアニオン系ポリマーとカチオン
系ポリマーとを添加して脱水することｔ−特徴とする汚
泥の処理方法である。

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
より発生する余剰汚泥、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
汚泥法による生物膜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、このような有機性汚泥に、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又は
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、ポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）が
好適である。なお鉄の塩を用いる場合には、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汚泥に添加した後、十分攪拌するこ
とにより、汚泥と金属塩上十分接触させる。

金属塩の添加は、別途攪拌混合槽を設けて行なってもよ
いが、好ましくは配管中に直接添加することにより短時
間内で極めて効率よく金属塩と汚泥とを接触させること
ができる。この発明において、金属塩の好ましい添加量
は、汚泥のＳＳに対し、金属として９．５〜ｌｏｗｔ、
％、特ＫＮｔＬ＜は１．０〜３．　Ｏｗｔ　、％である
。こうして、金属塩と十分混合攪拌され友汚泥ｔ−濃縮
する。

濃縮は沈降濃縮槽など、公知の濃縮手段を用いることが
できる。また、ピケットフェンス等の補助手段を用いて
もよい。

濃縮槽での滞留時間は、通常３〜６時間程度で十分であ
る。この結果、最初０．５〜１％程度であった汚泥中の
固形分が２〜４％程度まで濃縮される。

次に濃縮槽から濃縮汚泥を引抜き、アニオン系ポリマー
とカチオン系ポリマーとを添加する。

なお、分離された上置水中には、捕捉されなかった８８
やリンなどの溶％性成分が含まれているため、さらに処
理する必要があるが、下水等の被処理液に返送すること
により、たいして最初沈殿池や活性汚泥の負荷を高める
ことがなく、簡単に処理できるので好ましい。

ここで用いられるアニオン系ポリマーとしては％　ＰＨ
１０におけるマイナスのコロイド当量値の絶対値か０．
７　ｍｅｑ　／　ｆ以上であり、固有粘度しい。具体的
には９例えばポリアクリルアミドの部分加水分解物、ア
クリルアミドとアクリル酸ナトリウムとの共重合物、ポ
リアクリル酸ナトリウム、　アクリルアミドとビニルス
ルホン酸ナトリウムとの共重合物、およびアクリルアミ
ドとアクリル酸ナトリウムと２−アクリルアミド−２−
メチルプロパンスルホン酸ナトリウムとの三元共重合物
などが挙げられ、これらの混合物も使用できる。

この発明に用いｈａるカチオン系ポリマーとしてはアミ
ノ基又は第四級アンモニウム塩を含有するポリマーが挙
げられる。具体的にはジメチルアミツェナルアクリレー
ト等のアミノアルキルアクリレート、ジメチルアミノエ
チルメタクリレート等のアミノアルキルメタクリレート
、ジメチルアミンプロピルアクリルアミド等のアミノア
ルキルアクリルアミド、ジメチルアミノプロピルメタク
リルアミド等のアミノアルキルメタクリルアミド又はこ
れらのメチルクロライド等による四級化物等が挙げられ
る。

これらのポリマーはホモポリマーでもよいが、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。

メタクリロニトリル、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か挙げられる。なお、これら
のカチオン系ポリマーの固有望ましい。

さらに、この発明で用いられるカチオン注ポリマーとし
てアクリルアミド系ポリマーのマンニッヒ変性物も一例
として挙げられる。

アクリルアミド系ポリマーのマンニッヒ変性物は、アク
リルアミド系ポリマーにアミンとアルデヒドとを作用さ
せて製造されるが、アクリルアミド系ポリマーとしては
、ポリアクリルアミド、ポリメタクリルアミド、アクリ
ルアミドと とメタクリルアミ■の共重合体、またはアクリルアミド
および／あるいはメタクリルアミドと、これと共重合し
得る他の単量体との共重合体がある。アミンとしては、
メチルアミン、エチルアミン、ジメチルアミン、ジエチ
ルアミン、エチルメチルアミンなどが挙げられるが、ジ
メチルアミンなどの第二級アミンが好ましい。アルデヒ
ドとしては、ホルムアルデヒド、バラホルムアルデヒド
が挙げられる。

アクリルアミド系ポリマーｆｆ１ｉｌｔｉｐＨ下（ｐｉ
４１０〜１２程度）に、上記したアミンとアルデヒドを
作用させてマンニッヒ変性すると、ポリマーは官能基と
してアミノメチルアミド基、アミド基、カルボキシル基
、およびメチロール基などを有する。これらの官能基の
うち、アミノメチルアミド基は、カチオン性であり、ま
たカルボキシル基はアニオン性である。カチオン性およ
びアニオン性の程度は通常干ロイド当量値で水石れ、本
発明におけるアクリルアミド系ポリマーのマンニッヒ変
性物は、カチオン性の度合としてｐＨ３におけるコロイ
ド当量値が１．　ｓ　ｍｅｑ／を以上であり、またアニ
オン性の度合としてＰＨ１０におけるコロイド当量値か
一２〜Ｏｍｅｑ／ｉであることが好ましい。また、この
マンニッヒｔ）以上であることが好ましい。コロイド当
量値および固有粘度が上記の範囲からはずれると。

凝集脱水効果が低下する。

アニオン系ポリマーとカチオン系ポリマーとの使用割合
は、重量比でｌ：９〜９：１、好ましくｉｊ　２　：　
８〜８：２の範囲が好適である。また、これらの高分子
化合物の添加量は、汚泥の性状ＣｐＨ，８８、Ｖ８Ｓ　
、電気伝導率等）によっても異なるが、汚泥のＳＳに対
し総計で０．３〜６．０Ｗｔ、％とするのが好ましい。

カチオン系ポリマー及びアニオン系ポリマーの添加方法
としては、 ■　カチオン系ポリマーとアニオン系ポリマーとを別々
に同一の溶解槽に投入してｏ、　ｉ〜２多程度の水溶液
とし、これを汚泥に添加する方法。

■　それぞれが粉末である、カチオン系ポリマーとアニ
オン系ポリマーとの混合物を水中に投入し水溶液とし、
これを汚泥に添加する方法、 ■　アニオン系ポリマーを水溶液とし、またカチオン系
ポリマーを別の水溶液とし、雨水溶液を混合して汚泥に
添加する方法、 が挙げられる。

これらのうち、■の方法は、汚泥の性状に合わせて予め
配合割合の定められた混合物を選択することができ、取
り扱いが容易でしかも汚泥と高分子化合物との凝集反応
が均一に行なわれるＯで好ましい方法である。

なお、このようにカチオン系ポリマーと７ニオン系ポリ
マーとを混合する場合、両者か反応してゲル化する可能
性があるので、ゲル化防止策を施こすことが好ましい。

ゲル化防止策としては、カチオン系ポリマーがアミノ基
又は第四級アンモニウム塩を含有するカチオン系ポリマ
ーの場合には、適当なａｔ添加し、溶液のｐ）ｉｔ３．
５以下に調整するのか好ましい、酸としては、硫酸水素
ナトリウム、リン酸二水素ナトリウム、ホク酸、スルフ
ァミン酸、マレイン酸、リンゴ酸、マロン酸、コハク酸
、酒石酸、シ島つ酸、クエン酸、フマール酸等が挙げら
れるが、これらに限定されるものではない。

一方、カチオン系ポリマーとしてアクリルアミド系ポリ
マーのマンニッヒ変性物を用いる場合には、アクリルア
ミド系ポリマーのマンニッヒ変性物は０．１〜２％程度
の水溶液とするとｐＨか１０程度と高く、このＰＨ値で
はカチオン性を水塔ないので、アニオン系ポリマーと共
に同じ水中に溶解しても不溶化して凝固瞼を形成するこ
とはない。しかし、アクリルアミド系ポリマーのマンニ
ッヒ変性物を酸塩としたものなどその水溶液のｐＨが高
くない場合は、水溶液ｐＨがｌＯ程度となるように炭酸
塩や重炭酸塩を予め配合しておくとよい、また溶媒とな
る水のｐＨを高めておいてもよい。

このように本発明におけるポリマーはカチオン４ポリマ
ーとアニオン系ポリマーとを汚泥に添加する前に混合す
るものであり、予め混合しても両ポリマーか反応して不
溶性物を生成することはなく、また汚泥に両ポリマーを
別々に添加する場合に比べ凝集効果も優れている。

なお、これらのポリマーの添加も、別途攪拌混合槽を設
けて行なってもよいし、配管中に直接注入してもよい。

こうして、汚泥の凝集物が得られるが、この凝集物は脱
水機に供給し脱水する。脱水はベルトプレス型脱水機、
遠ＩＬＪ脱水機、ロータリースクリーンＯロールプレス
、スクリュープレス、の フィルタープレス等の公裸手段によって実施される。

こうして脱水されたケーキは別途処分する。

一方、脱水ｐ液はＳＳや溶解性成分を含んでいるので、
濃縮槽上漬水同様、被処理液に返送して再度処理を施こ
すことが好ましい。

〔作　用〕

汚泥が金属塩と十分混合攪拌されることにより有機性汚
泥の有する負の電荷か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とともに、汚泥中の
溶解性’Ｊ　ン、　ＣＯＤ酸成分どを不溶化する。この
フロックは濃縮槽に供給され次第に沈降濃縮嘔れる。

次に、アニオン系ポリマーとアミノ基又は第四級アンモ
ニウム塩を含有するカチオン系ポリマー、又はアクリル
アミド系ポリマーのマンニッヒ変性物を含むカチオン系
ポリマーが添加嘔れることにより、先ず、濃縮汚泥中の
金属塩と、アニオン系ポリマーが反応して、余剰分の金
属塩の電荷が中和式れる。次にカチオン系ポリマーの作
用によって、フロックが粒大化、強化式れ、極めて脱水
性の良好な凝集汚泥となるものである。

〔発明の実施例〕

ｐＨｓ、ａ　、　８８１．０％、Ｖ８８８２．２％／８
Ｂ（Ｄ性状を示す下水混合生汚泥（最初沈殿池汚泥と余
剰汚泥との混合物）ｔ一対象として、この発明方法を実
施した。

先ず、この汚泥に１６８１９／ｌのポリ硫酸鉄を加えた
後、１７メスシリンダーに供給し、６時間静置した。そ
の後、汚泥中の固形分を測定すると８８３．２％まで濃
縮ちれていた。一方、上面水中のＳＳは２００〜／ｌ、
　トータルリン濃度は１０ツ／ｌであった。

次に濃縮汚泥をとり出して、３００−ビーカーに供給し
、ポリアクリルアミドの１０％部分加水分解物、ジメチ
ルアミノエテルメタクリレートのメチルクロライド四級
化物、及び酸性芒硝がそれぞれ対ＳＳ当９０．３３％、
０．９２％。

０．７５％となるように予め混合したもの全添加し、ス
パーチルで１２０ｒｒ’ｌの割合で３０秒間攪拌した。

七の後、１００メツシエのナイロンｐ布金敷いたプフナ
ーロートに凝集汚泥を注ぎ、１０秒後のｐ液量を測定し
たところ、１１０ｄであった。さらに、ブフナーロート
で１分間−過後の汚泥をポリエステル製杉綾織のベルト
プレス型脱水機用戸布およびスポンジではさみ、１に９
／ｅｓｌの圧力で１分間圧搾脱水したところ、ケーキ含
水率ｉ７ａ、ｓ％であった。また、ケーキのはぐり性も
極めて良好であった。

比　　較　　例 実施例と同じ汚泥を用いて比較実験した。

先ず、この汚泥に、ジメチルアミノエチルメタクリレー
トのメチルクロライド四級化物ｔｏ、２％／８８添加し
、　　ｌＪｌメスシリンダーに供給し。

１２時間靜装した。その後汚泥中の固形分を測定すると
８８２．８％であつ友。一方、上澄液中のＳＳは２５０
岬／！、トータルリン濃度は８０ａｔ／ｌでめりた。

次に濃縮汚泥をとり出して、ジメチルアミノエチルメタ
クリレートのメチルクロライド四級化物ｔ−１，２５％
７８８添加した以外は実施例と全く同一の操作により脱
水した。

その結果、１０秒後のｐ液量は７３−、ケーキ含水率は
７７．４％であり、しかもケーキのはくり性もはるかに
劣るものであった。

これかられかるように１本発明方法は従来法である比較
例に比べて、汚泥の濃縮性がよく。

従って脱水効率も極めて向上しているうえに、濃縮のと
きに発生する上澄水中のＳＳ、リン濃になどもはるかに
低減されており、極めて効果的な処理方法であることが
わかる。

〔効　果〕

従来、脱水時に添加していた無機金属塩ｔ−濃縮の前に
添加することにより、濃縮効果が顕著に向上するととも
に、上澄水中のＳＳや溶解性化合物量も低減される。ま
た、脱水剤として。

アニオン性ポリマーとカチオン性ポリマーと金剛いたこ
とにより、前記金属塩の脱水に及ぼす悪影響が克服され
、含水率、水抜け、はぐり性共に極めて良好な脱水ケー
キが得られる。

特に、汚泥がリンを多く含む場合、この発明方法によれ
ば、濃縮時にリンを汚泥側に可及的多量にとりこみ固定
化するので、上澄液中にリークするリンの量が低減され
るという効果がある。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）汚泥に金属塩を添加した後、濃縮し、次いで濃縮汚
   泥にアニオン系ポリマーとカチオン系ポリマーとを添加
   して脱水することを特徴とする汚泥の処理方法。 ２）金属塩がアルミニウム又は鉄の塩である特許請求の
   範囲第１項記載の処理方法 ３）カチオン系ポリマーがアミノアルキルアクリレート
   、アミノアルキルアクリルアミド、アミノアルキルメタ
   クリルアミド及びこれらの四級化物から選ばれる１種又
   は２種以上の化合物である特許請求の範囲第１項又は第
   ２項に記載の処理方法 ４）カチオン系ポリマーがアクリルアミド系ポリマーの
   マンニッヒ変性物である特許請求の範囲第１項又は第２
   項に記載の処理方法