JPS63258607A - 凝集剤 - 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〕 本発明は、下水処理場、し尿処理場、食品工場あるいは
化学工場などから排出されるＭ機性汚泥の脱水用の凝集
剤に関するものである。

本発明において対象となる具体的なＭ機性汚泥の種類と
しては、下水処理で発生する余剰汚泥、初沈汚泥、三次
処理汚泥、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、各種産業排水処理から発生する余
剰汚泥あるいは凝集汚泥などがある。これらの汚泥は、
単独または混合して処理される。

〔従来の技術〕

従来上記汚泥は、脱水助剤として塩化第二鉄のような鉄
塩および消石灰を添加して真空脱水機あるいは加圧脱水
機により脱水処理しているが、その添加率は塩化第二鉄
で乾燥固形物あたリ５から２ＯＮｉ％、消石灰で乾燥固
形物あたり１５から８０重量％と多量であり、得られる
ケーキ含水率が高いのみならず発生汚泥量の増力口や汚
泥焼却時の炉の腐食、灰の増加などの問題が生じていた
。

近年、これらの問題を解決するために脱水助剤として各
種の有機高分子凝集剤が開発され、ベルトプレス型脱水
機や遠心分離機と組み合わせて使用されている。

〔本発明か解決しようとする問題点〕

しかしながら、従来用いられている有機高分子凝集剤に
より処理する場合、機械脱水後のケーキの含水率が高く
、また脱水ケーキのろ布からの剥離性が悪いなどの問題
があり、さらに効果的な汚泥の脱水用凝集剤が要望され
ていた。

本発明は、上記従来の問題点に鑑みて、有機性汚泥の脱
水用凝集剤を種々検討した結果完成されたものであシ、
機械脱水後のケーキ含水率を低下させることができ、し
かも脱水ケーキのろ布からの剥離性を改善する凝集剤を
提供することを目的とするものである。

〔問題全解決するための手段〕

すなわち、不発明は、ｐＨ４におけるコロイドカチオン
荷電量が６．０　ｍｅｑ　／　を−朝物量以−Ｅで分子
量が５０万以下の網台型ポリアミンを有機性繊維物質□
吸着させて粉末状としたものと分子量か２００万以上の
粉末状カチオン性Ｍ機高分子凝集剤からなる凝集剤全提
供するものである。

本発明においてｐＨ４，０におけるコロイド刀チオン荷
電蓋か６．０　ｍｅｑ　／　ｆ−乾物量以上で分子量３
０万以下の縮合型ポリアミ／（以下ポリアミン−Ａと呼
ぶ）としては、アルキレンジクロライドとアルキレノポ
リアミンの縮合物、アミンとホルマリンとの縮合物、ア
ルキレ／ジアミンとエピクロルヒドリンとの縮合物、ア
ンモニアとエピクロルヒドリンとの縮合物あるいはジア
ルキルアミンとジハロゲノアルカンの縮合物などがある
。

これらのポリアミンは、種々の化学構造のもの全合成す
ることかできるが、ｐ　Ｈ４，０におけるコロイドカチ
オン荷電量か＆Ｏｍθｑ／？−乾物量以上のものが脱水
ケーキ含水率の低下に効果的である。また、分子量は、
３０万以下のものが脱水後のケーキの含水率の低下に有
効である。

分子量が３０万以上であると、汚泥中の粒子表面にポリ
アミン−Ａが十分に吸着されないので脱水後のケーキの
含水率の低下か小さい。

ポリアミン−Ａは通常液体状で、単独で粉末状にするこ
とは難しい場合が多い。

本発明において有機性繊維物質としては、木粉、藁、木
綿、羊毛などの天然繊維またはその含有物、レーヨン、
アクリル、ポリエステルなどの合成繊維あるいはメカニ
カルメルク、ケミカルパルプ、紙などのバルブを便用す
ることができる。

これらの有機性繊維物質は長さかα０１から３ｍのもの
が、脱水後のケーキの含水率の低下と脱水ケーキのろ布
からの剥離の向上に有効である。

ポリアミン−Ａ？有機性繊維物質に吸着さぜる場合、ポ
リアミン−Ａと有機性繊維物質を混合すると粉末化する
。ポリアミン−Ａと有機性繊維物質を混合しても粉末化
しない場合には、混合物を乾燥して粉砕すると容易に粉
末化することができる。

有機性繊維物質の代わりにカオリンやゼオライトなどの
無機物にポリアミン−Ａｉ吸着させることもできるが、
剥離性の改善効果は、有機性繊維物質のほうが無機物よ
りも格段に大きい。

また、脱水ケーキを焼却する場合、無機物を使用すると
、焼却灰か増加するという欠点かあるが、有機性繊維物
質を使用することにより、焼却灰の増加は無く、むしろ
脱水ケーキの発熱量が増加して焼却に有利である。

分子量２００万以上の粉末状カチオン性有機高分子凝集
剤（以下高分子量ポリマーＢと呼ぶ）としては、ポリア
クリルアミノエチルアクリレート、ポリアルキルアミノ
メタクリレートもしくはこれらとポリアクリルアミドの
共重合体、またはこれらの第四級化物、ポリアクリルア
ミドのマノニツヒ変性物またはその四級化物、ポリビニ
ルイミダシリン、あるいはジメチルジアリルアンモニウ
ムクロライドのホモポリマーなどがある。

これらのポリマは、従来単独で汚泥の脱水前処理に使用
されているものである１分子量が２００万以上のものが
脱水性の良いフロックの形成に効果的である。分子量が
２００万以下であると、脱水可能なフロックを形成させ
ることが困難である。

ポリアミン−Ａを有機性繊維物質に吸着させて粉末状と
したものと粉末状のポリマーＢ【混合して凝集剤を製造
する。

有機性繊維物質、ポリアミン−Ａおよび高分子量ポリマ
ーＢの割合は、ポリアミン−Ａｔ−１００乾物重量部と
したときに、有機性繊維物質か１０から１０００乾物重
量部、高分子量ポリマーＢか１０から１０００重量部と
する。

ポリアミン−Ａ１００乾物重量部に対して有機性繊維物
質か１０乾物重量部以下であると、ポリアミン−Ａｉ粉
末状にすることが困難であるし、１０００乾物Ｎ量部以
上であると、凝集剤の取り扱う址か増加して不便である
。

また、ポリアミンーム１００乾物重量部に対して高分子
量ポリマーＢが１０乾燥重量部以下であると、脱水に適
したフロックが生成しないし、高分子量ポリマーＢが１
０００乾物重量部以上でおると、脱水後のケーキの含水
率の低下と剥離性の改善効果か小さい。

なお、本発明Ｖこおいて、コロイド荷ｔｉは下記の測定
方法に従って測定決定されるｔｋ言う。

α２から１．０チの高分子＃ｌ集剤溶液金作る。

イオン交換水を用い５０　ｐｐｍ浴液を調整し、その一
定量（１００ｍＡ）ｔ−正確に容器にとって、Ｎ／１０
ＨＣＬを加えｐ　Ｈ４，０とする。それに、トルイジン
ブルーを加え友後、良く攪拌しなからＮ／４００　ＰＶ
Ｉ３Ｋ（ボリヒ＝　ル＠ｆｉｌ　ｌｙ　’Ｊ　ウｌ−）
で滴定する。終点は、青色から赤紫に変化する点とする
。空試験は、同手順で行う。

計算式は、 ｐＨ４に″おけるコロイド当量値（ｍｅｑ／Ｖ−乾物量
）＝〔滴定ｉ１（ｍＡ）ＸＮ／４００　Ｆ’７ＳＫｃＤ
力価〕／２ポリアミン−Ａ、有機性繊維物質および高分
子量ポリマーＢを有機性汚泥に添刀口する場合、それぞ
れを別々に同一の溶解槽で水に岳加し溶解又は混合し、
混合し友液を有機性汚泥に添加しても脱水効果はあるが
、極めて不便である。

すなわち、有機性繊維物質はバルキーなため輸送、保管
に大きな設備を必要とし、また、通常ポリアミン−Ａは
液状、高分子ポリマーＢは粉末であるため、物質の状態
の異なるポリアミン−Ａ、有機性繊維物質、高分子ポリ
マーＢを取り扱うことは煩雑な操作を必要とする。

従って、粉末化したポリアミン−Ａ、有機性繊維物質お
よび高分子ポリマーＢからなる凝集剤を有機性汚泥に添
加することが重要になる。

本発明における凝集剤の有機性汚泥に対する添７１０４
は、乾物重量換算でα１ｔＩＩ以上、好ましくはα５か
ら１０憾とする。

凝集剤の使用方法としては、凝集剤を水１００Ｎ量部に
対してａｌから１％重量部の割合で混合し、ポリアミン
−Ａ及びポリマーＢは水に溶解した状態として有機性汚
泥に添加する。

凝集剤を添加・混合する場合は、フロックの生成が目的
なので、汚泥金フロック化するとさの通常の攪拌を行っ
て混合する。

本発明で処理した場合に生じる現象の機構は、次のよう
に考えられる。ポリアミン−Ａが非常に強いカチオン度
の低分子量ポリマであることから、ポリアミン−Ａが有
機性汚泥に含まれる粒子の表面を強く改質させること、
また、高分子量ポリマであるポリマーＢによって生成し
たフロック内に有機性繊維物質が網状に取シ込まれるこ
とによってフロック強度が増大することが考えられる。

すなわち、有機性汚泥の脱水に必要な粒子表面の改質と
強いフロックの生成が、ポリアミン−Ａ、有機性繊維物
質、ポリマーＢの相乗効果によって効率よく行われて、
脱水後のケーキ含水率の低下と剥離性の向上が達成され
るものと推察される。

不発明は、有機高分子凝集剤とＭ機性繊維物質の作用と
効果に基づいて発明された凝集剤である。

次に実施例を記載する。

実施例１ 低希釈二段活性汚泥法で処理しているし尿処理場から発
生した余剰汚泥と凝集沈澱汚泥の混合汚泥（ｐＨ＆４、
濃度３ａ５Ｐ／ｌ）をヘルドプレス型脱水機で脱水処理
を行った。

液体状のカチオン荷電量がａ　Ｏｍｅｑ　／　を−乾物
量、分子量４千の組合型ポリアミン（アミンとエピクロ
ルヒドリンの縮合物、以下ポリアミン−１と呼ぶ）を紙
の粉末（以下セルロース−１と呼ぶ）に吸着させて粉末
化したものと粉末状の分子量６００万、カチオン荷電量
五２　ｍｅｑ／を一乾物量のカチオン性有機高分子凝集
剤（ポリアルキルアミノメタクリレートとポリアクリル
アミドの共重合体。以下ポリマー１と呼ぶ）の混合物（
以下凝集剤−１と呼ぶ）を使用した。添加方法としては
凝集剤−１を水に添加しく水１００重量部に対しα５重
量部の割合で）骸液を混合汚泥に添加・混合してフロッ
クを生成させた後、ベルトプレス型脱水機で脱水処理を
行った。

比較例として、■ポリマー１を単独で添加・混合して脱
水処理した場合、■ポリアミンー１とポリマー１を併用
添加・混合して脱水処理した場合、■ポリマー１とセル
ロース−１″Ｉｉｒ、併用添加・混合して脱水処理した
場合、■分子量５００万、カチオン荷電量２．９　ｍｅ
ｑ　／　？−乾物量のカチオン性有機高分子凝集剤（ポ
リアルキルアミノメタクリレートとポリアクリルアミド
の共重合体、以下ポリマー１′と呼ぶ）を単独で添加・
混合して脱水処理した場合、■ポリアミンー１ｔ−カオ
リンに吸着させて粉末状にしたものとポリマー１の混合
物を添加・混合して脱水処理した場合についても試験を
行った。試験結果を第１表に示す。

第　　　１　　　　表 第１表から、不発明による凝集剤−１では、脱水後のケ
ーキ含水率め低下、固形物処理量の増加、および脱水ケ
ーキのろ布からの剥離性の向上が達成されることかわか
る。

実施例２ 都市下水処理場から発生した混合生汚泥（ｐＨ４８、濃
度５Ｂ、８９／ｌ）を、有機高分子凝集剤を使用してベ
ルトプレス型脱水機で脱水処理を行った。

液体状であるカチオン荷電１ｋ　ｉＥ　７．０　ｍｅｑ
　／　ｔ−乾物量、分子量１万の縮合型ポリアミン（ア
ルキレンジアミンとエピクロルヒドリンの縮合物、以下
ポリアミン−２と呼ぶ）を木の粉末（以下セルロース−
２と呼ぶ）に吸着させて粉末化したものと粉末状である
カチオン荷電量が４、８　ｍｅｑ　／　ｆ−乾物量、分
子量４００万のカチオン性有機高分子凝集剤（ポリアル
キルアミノメタクリレートの四級塩、以下ポリマー２と
呼ぶ）の混合物（以下凝集剤−２と呼ぶ〕を使用した。

添加方法としては凝集剤−２を水に添加しく水ｆ００重
量部に対しα２重量部の割合で〕該液ｔａ合先生汚泥添
加・混合してフロックを生成させた後、ベルトプレス型
脱水機で脱水処理を行った。

比較例として、■ポリマー２を単独で添加・混合して脱
水処理した場合、■ポリアミンー２とポリマー２を併用
添加・混合して脱水処理した場合、■ポリマー２とセル
ロース−２を併用添加・混合して脱水処理した場合、■
分子量６００万、カチオン荷電量４８ｍθｑ／を一乾物
量のカチオン性有機高分子凝集剤（ポリアルキルアミノ
メタクリレートの四級塩、以下ポリマー２′と呼ぶ）を
単独で添加・混合して脱水処理した場合、■ポリアミン
ー２をゼオライトに吸着させて粉末状にしたものとポリ
マー２の混合物を添加・混合して脱水処理した場合につ
いて試験を行つ九。試験結果を第２表に示す。

第　　　　２　　　　表 第２表から、本発明による凝集剤−２では、脱水後のケ
ーキ含水率の低下、固形物処理量の増加、および脱水ケ
ーキのろ布からの剥離性の向上が達成されることがわか
る。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ｐＨ４におけるコロイドカチオン荷電量が６．０
   ｍｅｑ／ｇ−乾物量以上で分子量が３０万以下の縮合型
   ポリアミンを有機性繊維物質に吸着させて粉末状とした
   ものと分子量が２００万以上の粉末状カチオン性有機高
   分子凝集剤からなる凝集剤。
2. （２）前記ｐＨ４におけるコロイドカチオン荷電量が６
   ．０ｍｅｑ／ｇ−乾物量以上で分子量が３０万以下の縮
   合型ポリアミン、前記有機性繊維物質、および前記分子
   量が２００万以上のカチオン性有機高分子凝集剤の割合
   が、前記ｐＨ４におけるコロイドカチオン荷電量が６．
   ０ｍｅｑ／ｇ−乾物量以上で分子量が３０万以下の縮合
   型ポリアミンを１００乾物重量としたときに、前記有機
   性繊維物質が１０から１０００乾物重量、前記分子量が
   ２００万以上のカチオン性有機高分子凝集剤が１０から
   １０００重量部の範囲内の割合とする特許請求の範囲第
   １項記載の凝集剤。