JPS643159B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

この発明は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、従来カチオン性また
はアニオン性の高分子凝集剤を添加してフロツク
を生成させ、脱水する方法があつた。しかしこの
方法では、弱くかつ小さなフロツクしか生成しな
いため脱水性が悪く、濾布を使用して圧搾脱水を
行うと、汚泥の濾布への喰い込みが起り、濾布の
側縁部から汚泥がはみ出すため圧搾圧力は高くて
も0.5Kg／cm²程度しかかけることができず、この
ためケーキ含水率は低下せず、SS回収率も悪く、
また処理量も小さく、脱水効率は悪かつた。 この発明は以上のような従来法の欠点を改善す
るもので、汚泥の電荷の中和を行つたのち凝集を
行うことにより脱水性のよいフロツクを生成さ
せ、これにより効率よく脱水を行いケーキ含水率
を低くし、SS回収率を高くすることのできる汚
泥脱水法を提案することを目的としている。 この発明は、汚泥に対し、汚泥の電荷と反対の
電荷を有する第１の高分子凝集剤を添加して第１
の撹拌を行い、次いで第１の高分子凝集剤と反対
の電荷を有する第２の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方
法において、前記第１および第２の高分子凝集剤
はいずれも合成高分子凝集剤であり、第１の撹拌
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以下となるような強い撹拌であり、
第２の撹拌は大形のフロツクを生成させるための
通常の撹拌であることを特徴とする汚泥脱水法で
ある。 本発明において処理可能な汚泥としては、すべ
ての汚泥が含まれる。下水の最初沈殿汚泥、余剰
活性汚泥、消化汚泥などの有機物を比較的多量に
含む汚泥は一般にアニオン性であり、凝集沈殿汚
泥などの金属水酸化物を比較的多量に含む汚泥は
一般にカチオン性である。このような汚泥のイオ
ン性はゼータメータ等により測定可能である。 このような汚泥に対して最初に添加する第１の
高分子凝集剤は、汚泥の電荷と反対の電荷を有す
るものであり、アニオン性の汚泥に対してはカチ
オン性の凝集剤、カチオン性の汚泥に対してはア
ニオン性の凝集剤を添加する。また第２の高分子
凝集剤は第１の凝集剤と反対の電荷を有するもの
であり、カチオン性凝集剤に対してはアニオン性
の凝集剤、アニオン性凝集剤に対してはカチオン
性凝集剤を添加する。 本発明ではこれら第１および第２の凝集剤とし
て、いずれも合成高分子凝集剤を使用する。 使用可能な合成高分子凝集剤としては従来から
使用されているものがそのまま使用でき、例えば
アニオン性のものとしてはポリアクリル酸ナトリ
ウム、ポリアクリルアミド部分加水分解物など、
カチオン性のものとしてはポリエチレンイミン、
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。 高分子凝集剤の添加量は汚泥の性状（PH、SS、
VSS、電気伝導度など）によつて異なるが、一
般的にはアニオン性有機高分子凝集剤では0.2〜
3wt％（対SS）程度、カチオン性有機高分子凝集
剤では0.5〜6wt％（対SS）程度とする。 凝集方法は第１の凝集剤を汚泥に添加し、第１
の撹拌を行つて電荷を中和し、次いで第２の凝集
剤を添加し、第２の撹拌を行つてフロツクを生成
させる。第１の撹拌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以下となるよう
な強い撹拌であり、これにより汚泥の電荷を中和
する。従来の２段凝集法では、できるだけ大きな
フロツクを生成させることが目的であるため、第
１の凝集剤添加により大きなフロツクを生成さ
せ、第２の凝集剤添加によりさらに大きなフロツ
クを生成させていたが、このようにして生成する
フロツクは大形で沈降性がよいものの、圧搾等に
よる脱水には適していなかつた。すなわちフロツ
ク内部は未反応で電荷を中和されておらず、水分
を多く含み、圧搾等による脱水をしてもフロツク
内部の水分は除去できない。このため１段凝集の
汚泥と脱水性にあまり差がなかつたわけである。 本発明では第１の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、第２の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。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必要がある。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。 以上のようにして電荷の中和を行つたのち、第
２の凝集剤を添加して撹拌混合しフロツクを生成
させる。この場合の撹拌はフロツクを生成させる
ための通常の撹拌でよい。このような撹拌混合を
行うことにより、第１の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、強固で大形のフロツクが生成し、脱水
性は極めて良くなる。 以上の撹拌混合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、渦巻き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、通常撹拌は0.1〜0.5ｍ／secとするこ
とができる。 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、脱水機に供給
し、従来法と同様にして脱水を行う。脱水方法と
しては遠心脱水、真空脱水、圧搾脱水法などが採
用できる。このような脱水を行うための脱水機と
しては、遠心脱水機、真空脱水機、ベルトプレス
型脱水機、スクリユープレス、またはフイルタプ
レス等の従来より使用されている脱水機が使用可
能である。濾布を使用したベルトプレス型脱水機
の場合、従来は剥離性や濾布からのはみ出しの点
から圧搾圧力を0.5Kg／cm²以上にすることができ
なかつたが、本発明法では１Kg／cm²以上の高圧を
かけることができ、圧搾圧力に応じて低い含水率
の脱水ケーキを得ることができる。 本発明の方法では汚泥に反対の電荷を有する第
１の凝集剤を添加して強撹拌したのち、さらにこ
れと反対の電荷を有する第２の凝集剤を添加して
フロツクを生成させるので、脱水性の良いフロツ
クを生成させることができ、効率よく脱水を行う
ことができる。このため、 (a) 脱水した場合、脱水ケーキの含水率の低下が
可能である。 (b) 汚泥処理量のアツプが可能である。 (c) SS回収率が高い。 (d) ベルトプレス型脱水機、フイルタープレス型
脱水機に適用した場合濾布からの剥離性が良好
であり、固形分の回収率アツプが可能である。
また高圧での脱水が可能であるため、さらに含
水率を低下させることが可能である。 (e) 両高分子凝集剤の添加量の許容範囲が広く、
また添加量の比の許容範囲も広いため、実際の
脱水処理における添加量の調節が容易である。 (f) どのような汚泥に対しても、添加量の調節の
みで、脱水可能なフロツクの形成が可能であ
る。 などの効果がある。 次に本発明の実施例について説明する。各実施
例に使用した凝集剤は表−１の通りである。

【表】 実施例 １ 下水処理における初沈汚泥および余剰汚泥の混
合汚泥（PH5.8、SS：2.24％、VSS：76.3％〔対
SS〕）を200mlづつとり、表−２の第１の凝集剤
を添加して、ハンドミキサー（２ビーターまたは
１ビーター）により200〜500rpm（周速0.4〜１
ｍ／sec）の間で撹拌強度を変化させて20〜60秒
間第１撹拌を行い、生成したフロツクの平均直径
を顕微鏡写真により測定した。次いで第２の凝集
剤を添加してハンドミキサー（１ビーター）によ
り250rpm（周速0.5ｍ／sec）の通常撹拌の強度で
20秒間第２撹拌を行い、生成したフロツクを100
メツシユのナイロン濾布を敷いたブフナーロート
上に注ぎ、20秒後の濾液量を測定した。また濾過
後の汚泥を15ｇ採取し、ベルトプレス型脱水機用
濾布（ポリエステル、杉綾織）およびスポンジで
はさみ、10Kg／cm²の圧力で２分間圧搾したのちの
汚泥の剥離性（濾布を剥したとき剥離し得る湿ケ
ーキ重量の全体に対する割合）および含水率を測
定した。結果を、第１撹拌後のフロツクの平均直
径と濾液量、剥離性および含水率とのグラフとし
て第１図ないし第３図に示す。各図中、矢印は各
曲線の縦軸および横軸を示し、また各曲線に付し
た符号と凝集剤および添加量の関係は表−２に示
す通りである。なお各凝集剤は最適添加量で添加
し比較した。

【表】 以上の結果より、各凝集剤の組合せとも、第１
撹拌後のフロツクの平均直径が２mm以下（フロツ
クが生成しない場合を含む）となるような強撹拌
を行つた場合に脱水効果が極めて良くなることが
わかる。 実施例 ２ 紙パルプ工場総合廃水の凝集沈殿汚統（PH5.2、
SS：2.7％、VSS：63.1％〔対SS〕）を200mlづつ
とり、表−３の凝集剤を添加して実施例１と同様
に試験した結果を第４図に示す。

【表】 以上の結果より、第１の凝集剤としてアニオン
性凝集剤を添加する場合でも実施例１と同様に、
第１撹拌後のフロツクの平均直径が２mm以下とな
るような強撹拌を行つた場合に脱水効果が極めて
良くなることがわかる。 比較例 １ 実施例１における凝集条件を変えて同様の比較
試験を行つた結果を表−４に示す。

【表】 ＊ 凝集状態が極めて悪い
以上の結果より、第１および第２の撹拌がとも
に強撹拌の場合（No.１）は、剥離性および含水率
は良いが、濾液量は少なく、他の場合すなわち第
１の撹拌が通常撹拌で第２の撹拌が強撹拌の場合
（No.２）、第１および第２の凝集剤が逆順序の場合
（No.３〜５）、カチオン性凝集剤のみ添加した場合
（No.６〜９）、ならびにアニオン性凝集剤のみ添加
した場合（No.10〜13）は、濾液量、剥離性および
含水率のいずれも悪い結果となつていることがわ
かる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は実施例１、第４図は実施
例２の結果をそれぞれ示すグラフである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 汚泥に対し、汚泥の電荷と反対の電荷を有す
   る第１の高分子凝集剤を添加して第１の撹拌を行
   い、次いで第１の高分子凝集剤と反対の電荷を有
   する第２の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方法におい
   て、前記第１および第２の高分子凝集剤はいずれ
   も合成高分子凝集剤であり、第１の撹拌はフロツ
   クが生成しないか、または生成したフロツク径が
   ２mm以下となるような強い撹拌であり、第２の撹
   拌は大形のフロツクを生成させるための通常の撹
   拌であることを特徴とする汚泥脱水法。 ２ 脱水方法は遠心脱水、真空脱水または圧搾脱
   水法である特許請求の範囲第１項記載の汚泥脱水
   法。