JPS6331596A

JPS6331596A - 活性汚泥の処理方法

Info

Publication number: JPS6331596A
Application number: JP61173723A
Authority: JP
Inventors: Eiichi Nakamura; 栄一中村; Kyukichi Minakata; 皆方　久吉; Takehiko Takano; 剛彦高野
Original assignee: ASANO KOJI KK; KENSETSUSHO DOBOKU KENKYU SHOCHO
Current assignee: ASANO KOJI KK; KENSETSUSHO DOBOKU KENKYU SHOCHO
Priority date: 1986-07-25
Filing date: 1986-07-25
Publication date: 1988-02-10
Anticipated expiration: 2010-04-19
Also published as: JPH0734913B2

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、活性汚泥の処理方法に関するものであり、更
に詳細には、カチオンにｇ電させた担体を用い、また他
方では活性汚泥をアニオン処理して、担体と活性汚泥と
を強固に結合せしめ、もって、下水処理を有利に実施す
るための方法に関するものである。

したがって本発明は、下水処理技術、公害防止技術の産
業分野において重要な役割を果すものである。

（従来の技術）活性汚泥法による下水処理において、活性汚泥を担体に
固定することができれば、活性汚泥濃度を高めることが
できるので高負荷処理が可能となるし、粒子の沈降速度
を高めることができるので固液分離が容易となり、非常
に効率よく低コストで下水処理を実施することができる
はずである。

しかしながら、このような活性汚泥の固定化において、
撹拌や振動といった機械的力を及ぼしても活性汚泥を遊
離することなく強固に結合し且つ活性汚泥の活性には全
く影響を与えることのない担体は開発されていないし、
ましてや活性汚泥の方を処理するという技術思想にいた
っては全く知られておらず、結局、上記したような下水
処理は実施されていないのが技術の現状である。

（発明の目的）本発明はこのような技術の現状に鑑みてなされたもので
あって、上記した新規にして有用な担体を開発し、これ
を用いて更に効率よく下水処理を行なう新規な方法を開
発する目的でなされたものである。

（発明の構成）本発明は上記目的を達成するためになされたものであっ
て、物理化学、生化学、生物学、微生物学、無機化学そ
の他各種の分野から検討した結果、担体の物理性、電気
性といった従来全く検討されていなかった側面に着目す
るに到った。

そして研究を続けた結果、担体のＩＥ電が活性汚泥の固
定化に直接且つ極めて大きく影響するという新知見を得
、これを基礎として更に研究の結果、活性汚泥の担体へ
の固定化を更に推進せしめるためには担体の帯電のほか
に活性汚泥自体も処理する必要があることを認め、担体
と汚泥の双方を処理するという全く発想を異にする新規
な技術思想を着想するに到り、こわが端緒となって本発
明が完成されたのである。

すなわち１本発明は、担体をカチオンに帯電させると同
時に活性汚泥はアニオン処理しておくことを重要なポイ
ントとするものである。

固定化用担体としては、無機物、有機物、低分子物質、
高分子物質、天然物、合成物のいずれもが広く使用でき
、その例としては次のものが列挙される：砂、珪砂、貝
化石、クリストバル石、活性炭、ゼオライト、石炭、コ
ークス粒、鉄粉、磁鉄鉱、粘土鉱物（モンモリロナイト
、ベントナイト、酸性白土、カオリナイト等）、多孔性
ガラス、アルミナ、シリカゲル、ヒドロキシルアパタイ
ト、リン酸カルシウムゲル；ポリスチレン、ナイロン、
ポリウレア、ポリウレタン、ポリエチレン、ポリアクリ
ルアミドゲル、ポリアクリレート、ケイ素樹脂、ポリビ
ニルアルコールゲル、各種共重合体といった合成樹脂；
デンプン、コンニャク粉、寒天、アガロースゲル、グル
テン、セルロース、ＤＥＡＥ（又はＤＥＡＡ、　ＴＥＡ
Ｅ−ＣＭ）−セルロース、セルロースエステル等の天然
物：担体は、これらに限定されるものではなく、各種の
ものが広く使用される。

担体の大きさ、形状は必要に応じて適宜選択するもので
あり、球状、棒状、角状、中空状、膜状、筒状、ホロー
ファイバー状等に成形できる。その表面は滑面としても
よいし、付着性を向上させるために粗面としたり、また
、多孔質にしたりしてもよい。担体の種類も目的に応じ
て選択するのが良いが、活性汚泥を固定する場合には、
大量に使用するために価格が問題となり且つ撹拌や振動
等の機械的処理にも耐えねばならないので、珪砂、貝化
石、クリストバライト、活性炭、ゼオライトといった無
機系の担体が好都合であるが、これらのものに限定され
るものではなく、その他有機系の担体も適宜使用できる
。

本発明においてはこの担体をカチオンに帯電せしめるの
であるが、このためには、担体を高分子凝集剤で処理す
るのである。高分子凝集剤としては１分子量５００〜１
５００万、好適には１０００〜１０００万のカチオン性
高分子凝集剤が使用され、その例としては次のものが挙
げられる。

Ｏポリジアルキルアミノアルキル（メタ）アクリレートＯポリジアルキルアミノアルキル（メタ）アクリレート
−ポリアクリルアミド共重合物Ｏポリエチレンイミン −ｆ−ＣＨ２ＣＨ，ＮＨ）−□ ＯキトサンＯポリビニルピリジン塩酸塩Ｏビニルピリジン共重合物塩上記のように担体をカチオン性高分子凝集剤で処理すれ
ば、担体が直接カチオン化される。しかしながら、カチ
オン処理した担体を乾燥し又は乾燥することなくアニオ
ン性高分子凝集剤で処理すると、カチオン化されるだけ
でなく、両者が反応して水不溶性の繊維状析出物が担体
表面に生成するので、このような処理も有利である。こ
のようにして、必要あれば、カチオン性及びアニオン性
高分子凝集剤処理を多数回くり返して、全体として担体
をカチオン性に帯電させることもでき、しかも生成した
繊維状物によって活性汚泥を更に強固に結合固定するこ
ともできる。

これらの高分子凝集剤は、上記したように交互に層状に
処理してもよいし、これらで担体を同時に処理して、担
体表面上にカチオンとアニオンとを混在せしめるように
してもよい。ただ、カチオン性高分子凝集剤とアニオン
性高分子凝集剤とを併用する場合には、併用した後、全
体として帯電性がカチオンとなるようにその使用比率を
調整しなければならない。また、その使用比率を変える
ことによって、活性汚泥の性質や下水処理の性質に応じ
て、カチオン帯電性の強度を適正値にもっていくことが
できる。カチオン性高分子凝集剤のみを使用する場合で
あっても、その使用量及び／又はその種類を変えること
によって、同じくカチオン帯電性の強度を適正な範囲に
調節することができる。

陰イオン性高分子凝集剤としては、分子量５００〜１５
００万、好適には１０００〜１０００万のアニオン性高
分子凝集剤を使用するのが良く、次のものが例示される
。

Ｏポリアクリル酸塩Ｏポリ　（アクリルアミド−アクリル酸塩）共重合物Ｏアルギン酸ナトリウム ○マレイン酸共重合物塩Ｏその他本発明においては、担体と活性汚泥との結合をより有利
に行うために、担体のカチオン化のみでなく、活性汚泥
の方はアニオン化するという全く新規な技術を採用し且
つこれらの技術を併用するものである。活性汚泥のアニ
オン化は、アニオン源を汚泥と混合接触せしめたり、イ
オン交換樹脂で処理したり、また、前記したアニオン性
高分子凝集剤と接触せしめたりして行うが、他のアニオ
ン化処理も適宜必要に応じて行うことができる。

カチオン化担体とアニオン化活性汚泥による活性汚泥の
固定化処理の具体的態様は、次のとおりである。

方法１砂等の担体に、カチオン性高分子凝集剤の水溶液を添加
して、混合し、３０〜１５０℃で乾燥すると。

担体表面に高分子凝集剤が付着する。

一方、固定化しようとする活性汚泥にあらかじめ、アニ
オン性高分子水溶液を添加し充分に混合しておく。これ
に上記により処理した担体を投入し撹拌すると、担体の
表面のカチオンは、活性汚泥を凝集付着させると同時に
、アニオンと不溶性の繊維状反応物を作るので、活性汚
泥はカチオンの凝集作用と、繊維物の包括安定化の両作
用により非常に安定化する。

方法２上記カチオン処理を行なった担体に、アニオン性高分子
凝集剤の水溶液を添加して混合すると、担体表面に付着
したカチオン性高分子凝集剤とアニオンが反応して、水
不溶性の繊維状析出物が担体表面に生成する。この場合
、アニオンの量は、カチオンとの反応当量と同じか少な
い量とする。

次いで、３０〜１５０℃で乾燥すると、担体粒子表面に
は、カチオンとそれを包括する繊維状反応物が付着し、
方法１の場合よりもカチオンが更に強固に担体に付着す
る。

ただこの場合は、活性汚泥自体もアニオン化されている
ので、カチオン化担体との反応が更に迅速に行われて活
性汚泥と担体との結合固定化がきわめて短時間に行われ
る。また、この方法によれば、担体と活性汚泥との結合
が更に強固なものとなり、しかもそれにもかかわらず活
性汚泥の活性の低下率が極端に低下し且つ活性汚泥の増
殖が更に大巾に増加する。そのメカニズムの詳細は今後
の研究にまたねばならないが、先ず第１に、担体上のカ
チオンとアニオン性高分子凝集剤のアニオンとが反応し
て水不溶性の繊維状析出物が生成し、担体にカチオンが
強力に結合固定される。次に第２に、これをアニオン処
理した活性汚泥中に投入し撹拌すると、アニオン処理を
行なわない活性汚泥の場合よりも更に、両者の付着力が
増加するのみでなく水不溶性の繊維状反応物の生成が更
に促進増強されて活性汚泥が迅速に凝集付着し、また該
繊維状物の包括安定化作用によって活性汚泥と担体とが
更に強固に結合固定化される。つまりこの方法によれば
、活性汚泥と担体とが上記したように第１及び第２の作
用によって二重に処理されて、雨音間の結合が更に強固
なものとなると推定される。

担体の粒径は、担体の種類、その形状、固定化すべき活
性汚泥の種類、目的等によっても相違するが、小球状と
した場合はｏ、ｏｏｔ〜１０１１［０程度が好ましく、
特に好ましい範囲は、０．０５〜０　、３１１１１１程
度であるが、この範囲に限定されるものではなく、必要
に応じて適宜選択する。

これらの高分子凝集剤は、これを水溶液若しくはペース
ト状とした後これに担体を加えて混合撹拌してもよいし
、それとは逆に、担体に該水溶液若しくはペーストを加
えて混合撹拌しても、高分子凝集剤を担体に付着せしめ
、担体をカチオン化することができる。

これらの高分子凝集剤は、これを水溶液として使用する
場合には、０．０５〜５　ｗ／ｖ％、好ましくは０．１
〜１．Ｏｗ／ｖ％　とするのがよく、高分子を粉末の状
態で担体と混合して、水を添加する場合は、水の量は担
体がわずかに水没する程度とするのが好ましい。必要あ
る場合には、高分子凝集剤は、その水溶液を担体に直接
スプレーしたり、又は粉末をスプレーした後、水をスプ
レーしたりして、該粉末を担体に付着せしめて担体をカ
チオン化することも可能である。

担体とカチオン高分子凝集剤の割合は、乾物量換算でｔｏｏ　：　０．２〜１００：２　　程度とし、担体と
アニオン高分子凝集剤の割合は、乾物量換算で１００　：　０．２〜１００：２程度とするのが好まし
い。

このようにして高分子凝集剤によってカチオンに帯電さ
せた担体は、乾燥させた後又は乾燥させることなく、ア
ニオン化した活性汚泥の処理に使用し、活性汚泥を付着
させる。

すなわち、カチオンに帯電した担体をアニオン化した活
性汚泥中に投入したりこれとは逆に該担体にアニオン化
した活性汚泥を加えて１両者を接触させれば活性汚泥の
処理が完了し、担体に活性汚泥が付着する。具体的には
、該担体をアニオン化した活性汚泥中に投入し、両者を
静置したり、混合、撹拌したり、軽く遠心処理したりし
て、両者を直接々触せしめればよく、この処理方法が極
めてシンプルな点も、下水の工業的ないし大量処理を目
的とする本発明の重要な特徴の１つである。

活性汚泥のアニオン化は前記した方法によって行うので
あるが、例えばアニオン性高分子凝集剤を使用してアニ
オン化する場合には、アニオン性高分子凝集剤の０．０
１〜１０％程度の水溶液を調製しておき、これと活性汚
泥とを混合させれば容易にアニオン化が完了する。担体
のカチオン強度に応じて、アニオン性高分子凝集剤の濃
度及び使用量を変えることによって、担体と活性汚泥と
の結合、固定化の程度を自由に変化させ、目的とする値
にすることができる。

本発明によれば、このようにして活性汚泥を固定化した
担体は、エアレーションや機械的撹拌又は下水中の化学
成分等による物理的ないし化学的な作用によっても活性
汚泥を剥離することなく強固に固定し、しかも活性汚泥
の活性はいささかも衰えることがないばかりでなく、き
わめて短時日に増殖し、その結果下水処理がきわめて迅
速に行われるのである。

したがって本発明によって得られた活性汚泥固走化担体
は、常法にしたがって通常の活性汚泥と同様に下水処理
場における反応槽において使用することにより、きわめ
て効率よく下水を処理することができる。この担体は、
このように地方自治体における様な大規模な下水処理施
設で有利に使用できるのみでなく、工場の廃水処理設備
はもとより家庭用の浄化槽や製法処理装置においても有
利に使用できる。また、畜舎や鶏舎に併設してこれらか
らの排出物も有利に処理するのに利用できる。

（発明の効果）本発明は、担体をカチオンに帯電せしめるという全く新
規なメカニズムを発見し、これを工業的に応用すること
に成功したものである。

すなわち具体的には１本発明によれば、担体を高分子凝
集剤で処理するというきわめて簡単な操作により、この
処理された担体とアニオン化した活性汚泥とを単に接触
混合するだけで、直ちに活性汚泥を付着せしめることが
できる。しかもこのようにして付着固定化された活性汚
泥は、反応槽や大型処理タンク等において激しく撹拌し
ても、担体から分離することがなく、そのうえ、その生
理活性はいささかも劣化することなく安定である。

換言すれば本発明によれば、両者を単に接触するという
きわめて簡単な処理方法によって担体と活性汚泥を付着
せしめることができ、それでいて、−旦付着固定化した
ら、激しく撹拌しても両者が分離することがなく、しか
も活性汚泥の活性、品質、力価、性能は全く衰えること
がなく活性汚泥の増殖もスムースに行われるので処理が
スピードアップされる、という新規にして顕著な効果が
奏されるのである。

そのうえ、本発明は各種の活性汚泥を広く固定化するこ
とができ、各種の下水や廃山物の処理に広く応用できる
ことも本発明のすぐれた特徴の１つである。

本発明によって処理された活性汚泥を用いると、活性汚
泥濃度を高くする事ができるので、高負荷処理ができ、
また粒子の沈降速度が速いので、固液分離が容易である
などの効果が得られる。そして、この方法によれば、投
入した担体に、活性汚泥が付着し、所定の付着性活性汚
泥濃度となるまでには、少なくとも２ケ月、長くて６ケ
月程の馴養期間を要し、その間の汚水処理方法が問題と
なる事や、投入した担体のうち、活性汚泥の付着する割
合が限られるといった従来からの下水処理技術の欠点が
完全に解決されるという著効も得られる。また本発明に
よれば、上記したように粒子の体積、重量が増大するの
で、担体粒子と液体とを。

遠心分離、濾過、凝集剤処理等によって分離する必要が
なく、静置したリゾカンチージョンするだけで迅速且つ
容易に分離でき、省エネルギー化、低コスト化が望まれ
る下水処理において本発明は非常に有利である。担体と
して鉄粉等磁性粒子を用いると、磁場を作用させること
によって上記処理が更に容易に実施される。

以下、本発明の実施例について述へる。

実施例１珪砂（０，０７４−０，１４９ｎｖｎ）　５０ｇに強カ
チオン性高分子凝集剤ネ１０．３％水溶液８０ｍ　Ｑを
加え、９０’Ｃで４時間乾燥させ水分を蒸発させる。次
いでこれを、室温に冷却してカチオン化した担体を得た
。

一方、下水処理場から採取した活性汚ｉ　（ＭＬＳ５２
５００■／Ｑ）ＩＱに、中アニオン性高分子凝集剤−２
０，２％水溶液２５ｍ　Ｑを加えて混合する。この中に
上記によりカチオン処理した担体を投入し、ジャーテス
ターにて１５０ｒｐｍで数分間撹拌処理を行なうと、粒
径５ｍ〜ｌａｎ位のやや大きな凝集体が生成する。これ
を更に１５０ｒｐｍで１時間程撹拌すると２ｍ以下の大
きさに均一化できた。

このようにして凝集付着した活性汚泥の活性残存率は約
１００％であった。

実施例２珪砂（０，０７４〜０．１４９ｎｙｎ）　５０ｇに強力
チオン性高分子凝集剤＊ｌ　　Ｏ，３％水溶液８０ｍ　
Ｑを加え、９０℃で４時間乾燥させ水分を蒸発させる６
次いでこれを室温に冷却する。

このようにして強力チオン性高分子凝集剤の処理を行っ
たあと、中アニオン性高分子疑集剤−２０，２％水溶液
３０ｍ　Ｑを加えて混合して、′９０℃で４時間乾爆さ
せて、室温まで冷却して、カチオン化した担体を得た。

一方、下水処理場より採取した活性〆ｒｉ泥（ＭＬＳＳ
２５００＋ｎｇ／Ｑ）　ｌｕに、上記と同じ中アニオン
水溶液２５ｍ　Ｑを加えて混合する。この中に上記によ
りカチオン化した担体を投入し実施例１と同じく撹拌処
理を行なうと、粒径５ｎｗｎ〜ｌｏｏｗｎ位のやや大き
な凝集体が生成する。これを更に１５０ｒｐｍで１時間
程攪拌すると２ｎｏ以下の大きさに均一化する。

この場合の活性残存率は約１００％であった。

宰１　カチオン性高分子凝集剤ｘ：Ｙ≠０．１　：　０．９本　アニオン性高分子凝集剤Ｘ　：　　Ｙ　”＝＝０．８５　：　０．１５実施例３実施例１において、珪砂をポリスチレン小球に代えアニ
オン疑築剤類度を０．１％に代えた以外は同様に処理し
て、活性汚泥をその表面に強固に凝集付着せしめたポリ
スチレン担体を得た。

この場合の活性残存率を測定したところ、約１００％で
あった。

Claims

【特許請求の範囲】

アニオン処理活性汚泥と、カチオンに帯電させてなる担
体とを接触させることを特徴とする活性汚泥の処理方法
。