JPS6328652B2 - - 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生成
したフロツクを脱水する方法に関するものであ
る。 活性汚泥処理法等における余剰活性汚泥、凝集
沈殿汚泥などに凝集剤を添加して、生成したフロ
ツクを脱水する方法として、フイルタプレスによ
る脱水方法がある。フイルタプレスは汚泥を濾室
に圧入して圧力濾過を行つたのち、５〜15Kg／cm²
の高い圧力で圧搾するため、通常汚泥脱水に使用
されている遠心脱水機、真空脱水機、ベルトプレ
ス型脱水機に比べ低含水率の脱水ケーキを得るこ
とができる。 従来のフイルタプレスによる脱水に使用する凝
集剤は、塩化第２鉄、ポリ塩化アルミニウム
（PAC）、消石灰等の無機凝集剤が実用化されて
いるが、脱水ケーキの灰分を増加させるという問
題があつた。このような問題を解決するために、
灰分を増加させない凝集剤として、有機高分子凝
集剤の使用が提案されているが、有機性汚泥の脱
水に適用すると脱水ケーキの剥離性が悪くて、安
定処理を行うことができず、含水率も十分に低下
しないという問題があつた。 この発明は上記のような従来の問題点を改善す
るためのもので、有機性汚泥にカチオン性高分子
凝集剤を添加し、次いでアニオン性高分子凝集剤
を添加して凝集処理し、従来より低い圧入速度で
フロツクを濾過室に圧入することにより、有機高
分子凝集剤を使用して効率的にフイルタプレスに
より有機性汚泥の脱水を行うことができる汚泥脱
水方法を提供することを目的としている。 この発明は、有機性汚泥を有機高分子凝集剤に
より凝集処理し、フイルタプレスの濾室に圧入し
たのち圧搾し脱水する方法において、凝集処理は
有機性汚泥に対してカチオン性高分子凝集剤を添
加し、次いでアニオン性高分子凝集剤を添加して
行い、汚泥の圧入速度は濾室の単位濾過面積
（m²）当り、毎分0.2〜0.8Kg絶乾固形物量とする
ことを特徴とする汚泥脱水方法である。 高分子凝集剤により凝集した汚泥は粗大なフロ
ツクを形成するため、無機凝集剤の場合よりも圧
入濾過性が良く、このため従来は濾室単位面積あ
たり毎分の絶乾固形物量として１Kg―DS／m²・
min以上の圧入速度で汚泥を濾室に圧入していた
が、このときの濾過のケーキの生成状態をみる
と、濾布表面においてフロツクがつぶれ、比較的
水分の低いケーキ層が急激に生成する。そしてこ
れがその後の圧搾脱水時における水分の離脱を妨
げ、結果として、圧搾後の脱水ケーキは濾布面に
近い部分に水分の少ないケーキ層が生成し、内部
に水分の多いケーキ層が生成し、いわゆるモナカ
状の脱水ケーキとなつて、ケーキの剥離性が悪く
なるとともに、平均含水率が高くなることがわか
つた。 このため、本発明では、従来よりも低い0.2〜
0.8Kg―DS／m²・minの圧入速度を保ちつつ汚泥
を圧入すると、ケーキ層の形成は緩やかに行われ
る。そして濾布に付着したフロツク粒子は濾過脱
水性を維持し、次の圧搾脱水時にケーキ層全体か
ら均一に水分が離脱するため、圧搾後の脱水ケー
キは均一で、かつ含水率も低下する。 本発明において有機汚泥は、フイルタプレスに
よる脱水処理に先立つて、汚泥に有機高分子凝集
剤を添加して凝集処理し、フロツクを生成させ
る。凝集方法としては有機性汚泥に対しては、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を添加して第
２の撹拌を行い、生成したフロツクを脱水する。
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り凝集する場合に比べて脱水
効果が優れている。 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、その他各種汚泥水の活性汚泥処
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、含油廃水等の凝集沈殿汚泥、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。 本発明において使用できるカチオン性高分子凝
集剤としては、キトサン、アミノアルキル（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、ポリアクリル
アミドのホフマン分解物、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たはポリメタクリル酸ナトリ
ウム、ポリアクリルアミドまたはポリメタクリ
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またはメタクリル
アミドとの共重合体、アクリル酸またはメタク
リル酸とアクリルアミドま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
ホン酸またはビニルスルホン酸との三元重合体な
どが例示できる。これらのアニオン性高分子凝集
剤は１種だけ使用してもよく、また２種以上を使
用してもよい。 有機性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凝集する方法に
ついて述べると、まず処理対象となる有機性汚泥
にキトサン等のカチオン性高分子凝集剤を添加
し、第１の撹拌を行つて１次凝集を行う。カチオ
ン性高分子凝集剤の添加量は、凝集剤の種類や汚
泥の性状（PH、SS、VSS、電気伝導度など）に
よつて異なるが、一般には0.5〜６重量％（対SS）
程度でよい。これらは水溶液として添加するのが
好ましく、キトサンは酢酸塩その他の水溶性塩と
して添加することができる。 第１の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、次の２次凝
集によるフロツクの生成を容易にするためのもの
であり、２mmを越える径のフロツクが生成しない
ような強い撹拌であることが望ましい。ここで２
mmを越える径のフロツクが生成しない条件とはフ
ロツクが生成しないか、または生成したフロツク
径が２mm以下となる条件である。 第１の撹拌における撹拌方法は特に限定され
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
させることによる撹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、目安として強撹拌は撹拌羽根の周速が１〜
5m／secとすることができる。 カチオン性凝集剤添加後の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ことによ
り、次のアニオン性凝集剤を添加して生成するフ
ロツクの脱水性を向上させることができる。汚泥
の電荷を中和するためには撹拌混合時にフロツク
が生成しない方がよく、フロツクが生成する場合
でも２mm以下の小さなフロツクの生成にとどめる
のが好ましい。このため第１の撹拌は、前述のよ
うにフロツクを生成させるための通常の撹拌より
も激しい強撹拌を行うのである。 以上の１次凝集を行つたのち、アニオン性高分
子凝集剤を添加して第２の撹拌を行い、２次凝集
反応により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は重合体の構造、汚泥の性
状、１次凝集の条件等により異なるが、一般的に
は0.2〜３重量％（対SS）である。 第２の撹拌混合はフロツクを形成させるもので
あるから、第１の撹拌混合よりも弱く、通常汚泥
の凝集の際に採用される程度の撹拌強度である。
撹拌の手段は限定されないが、撹拌羽根を備えた
撹拌槽による場合、撹拌羽根の周速が0.1〜
0.5m／secとすることができる。このような撹拌
混合を行うことにより、カチオン性凝集剤と反応
して電荷を中和された汚泥の粒子が凝集してフロ
ツクを形成するため、強度で大形のフロツクが生
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ツクはそのまま
または分離水を除去したのち、フイルタプレスの
濾室に圧入して圧力濾過を行つたのち、圧搾して
脱水を行う。このとき圧入速度を0.2〜0.8Kg―
DS／m²・minに維持する。圧入速度とは、単位
濾過面積、単位時間当り、どれだけの固形分を濾
室に圧入するかを示すものであり、圧入時間、圧
搾時間および雑時間を基準に算出される濾過速度
とは区別される。 圧入速度は圧入圧力を一定とした場合、濾室容
量に等しい量の汚泥が圧入されたときの初期圧入
速度が最大で、その後次第に低下する。このため
圧入速度を上記範囲に維持するためには、圧入圧
力を一定にしておいて、圧入圧力が上記範囲にあ
るときだけ圧入を行う方法と、圧入速度の低下に
応じて圧入圧力を高くするように制御する方法が
ある。圧入圧力はフロツクの性状、濾布の種類等
により異なるが、一般的には１〜４Kg／cm²程度で
ある。 圧入速度を低くすると、圧入時間は長くなり、
１サイクルの時間が長くなつて、圧搾時間、雑時
間を一定とした場合、最終濾過速度は減少する
が、濾過速度を一定にすると、後述の実施例に示
すように、圧入速度が0.8Kg―DS／m²・min以下
になるとケーキ含水率は大幅に低下する。圧入速
度が0.2Kg―DS／m²・min未満の場合でも含水率
は低下するが、圧入時間が増加して濾過速度が小
さくなり好ましくない。 汚泥の圧入は一定時間行つてもよいが、一般的
には圧入量を一定とし、全量圧入したのち圧搾を
行う。圧搾は５〜15Kg／cm²の圧力で、20〜40分間
行う。 以上により得られる脱水ケーキは低含水率で剥
離性が良く、無機凝集剤の場合のように灰分は増
加しない。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。 以下説明してきたように、この発明によれば、
有機性汚泥に対してカチオン性高分子凝集剤を添
加し、次いでアニオン性高分子凝集剤を添加して
凝集を行い、特定の圧入速度で圧入してフイルタ
プレスによる脱水を行うように構成したので、灰
分を増加させることなく、低含水率で剥離性の良
い脱水ケーキを得ることができる。 次に実施例について説明する。実施例において
使用した高分子凝集剤は表１の通りである。

【表】 実施例 １ し尿消化脱離液の低希釈活性汚泥処理における
余剰汚泥（PH6.9、SS1.62重量％）を、撹拌羽根
を有する第１の撹拌槽（滞留時間２分）に供給し
て表１の凝集剤Ａを添加し、125rpm（周速
2.5m／sec）で強撹拌し、さらに撹拌羽根を有す
る第２の撹拌槽（滞留時間２分）に供給して表１
の凝集剤Ｂを添加し、25rpm（周速0.5m／sec）で
通常撹拌し、生成したフロツクをフイルタプレス
モデル機により脱水試験した。脱水試験の条件は
次の通りである。 濾室形状：330mm×330mm×２室、たて型、厚さ
20mm 濾過面積：0.218m²（片面濾過） 濾 布：敷島カンバス製Ｐ―815 圧入方法：モーノポンプで定量供給（最大圧力
４Kg／cm²にリレー制御） 圧搾圧力：10Kg／cm² 結果を表２に示す。表２中最終濾過速度は、圧
入、圧搾および雑時間の全てから算出した濾過速
度を示し、また濾過速度４Kg／m²・Ｈ時の含水率
は、圧搾時間中に脱水量を測定し、その時間に圧
入時間および雑時間を加えて濾過時間とし、最終
の脱水ケーキ含水量からそれぞれの濾過時間にお
けるケーキ含水率を算出してプロツトし、濾過速
度４Kg／m²・Ｈの時の含水率を求めたものであ
る。また〇は良好、×は不良、△はその中間を示
す（以下の実施例において同じ）。

【表】

【表】 表２の結果から、濾過速度４Kg―DS／m²Ｈの
含水率は圧入速度0.2〜0.6Kg―DS／m²・minで最
も低下することがわかる。一方1.17Kg―DS／
m²・minの時には、ケーキ層内部の水分上昇と剥
離性の悪化が見られる。また0.2Kg―DS／m²・
minの場合、濾室下部にケーキが集中しており、
0.2Kg―DS／m²・min未満では実用上問題がある
ことを示している。 実施例 ２ 下水の最初沈殿汚泥および余剰活性汚泥の混合
生汚泥（PH5.9、SS3.94重量％）について、実施
例１と同様の試験（ただし濾室の厚さ25mm）を行
つた結果を表３に示す。 表３の結果から、濾過速度５Kg―DS／m²・Ｈ
の含水率は、0.6Kg―DS／m²・min以上の圧入速
度で上昇したが、0.8Kg―DS／m²・minまでは脱
水可能と判断された。一方0.2Kg―DS／m²・min
の場合は、実施例１と同様にケーキ厚みのバラツ
キが大きかつた。

【表】

【表】

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 有機性汚泥を有機高分子凝集剤により凝集処
   理し、フイルタプレスの濾室に圧入したのち圧搾
   し脱水する方法において、凝集処理は有機性汚泥
   に対してカチオン性高分子凝集剤を添加し、次い
   でアニオン性高分子凝集剤を添加して行い、汚泥
   の圧入速度は濾室の単位濾過面積（m²）当り、毎
   分0.2〜0.8Kg絶乾固形物量とすることを特徴とす
   る汚泥脱水方法。 ２ 汚泥は汚水を生物処理して得られる余剰汚
   泥、または余剰汚泥と他の汚泥との混合汚泥であ
   る特許請求の範囲第１項記載の汚泥脱水方法。 ３ 凝集処理はカチオン性高分子凝集剤添加後
   に、２mmを越える径のフロツクが生成しないよう
   な強い撹拌を行うものである特許請求の範囲第１
   項または第２項記載の汚泥脱水方法。