JPS60197299A - 脱水用助剤および脱水法 - 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】 本発明は汚泥の加圧脱水用助剤および脱水法に関するも
のである。さらに詳しくは汚泥に加えて効率よく脱水す
る可燃性の加圧脱水用助剤および加圧脱水法に関するも
のである〇 汚泥の加圧脱水に脱水助剤として塩化第二鉄。

消石灰などの無機凝集剤あるいは高分子凝集剤が使用さ
れているが、無機凝集剤を用いる方法は。

脱水ケーキの焼却に多量の燃料を必要とする、焼却灰分
も多いなどの問題を有し、−万、高分子凝集剤は脱水ケ
ーキ含水率が十分に下がらない、Ｐ布との剥離性が良く
ない等の問題があり、いずれの方法も必ずしも満足され
ていない。また、高分子凝集剤と繊維などとを単に混合
、併用する方法もあるが、この場合も、脱水ケーキ含水
率およびＰ布との剥離性が十分ではなく、その他ｍ維質
がバルキーなため、保管、輸送に大型の設備を要する。

使用に手間がかかる。安定した効果が得られないなどの
問題があった。

本発明者らは上記問題点の解決を目的に鋭意検討した結
果１本発明に達した。すなわち１本発明は有機性の繊維
質物とカチオン性高分子凝集剤との混合体を密度ＯＪｇ
／ｃｍ３以上に加圧成形したものからなることを特徴と
する汚泥の加圧脱水用助剤（第一発明）およびこの加圧
脱水助剤を汚泥の固形物に対し０．５〜２００重量％添
加し、加圧脱水することを特徴とする汚泥の加圧脱水法
（第二発明）である。

本発明において有機性の繊維質物（以下単に繊維という
）としては、天然繊維（セルロース系のもの（たとえば
木綿、オガクズ、ワラなど）およびその他、草炭、羊毛
など〕１人造繊維（セルロース系のものたとえば、レー
ヨン、アセテートなど）１合成繊維（ポリアミド、ポリ
エステル、アクリルなど）およびこれらの二種以上の０
１用系があげられる。これらのうちで好ましいものは、
セルロース系の天然繊維（オガクズ、木綿、ワラ）およ
び草炭である。

また、繊維の形態としては粉末状；繊維状たとえば単繊
維（通常１００デニール以下の太さのもの）を切断した
もの、繊維を複数本集束し適当な集束剤で処理して切断
したもの、繊維を複数本集束しよって糸状にして切断し
たもの、その地織布、不織布１編状布などを裁断したも
の、あるいは、それをほぐしたものなどがあげられる。

繊維の長さはとくに限定されないが、通常０．０１〜５
０ｍｍ　＋好ましくはｏ、ｉ〜８０ｍｍである。また、
繊維の含水率は３０％以下のものが好ましく、１５％以
下のものがより好ましい。

なお、パルプについては本出願人が昭和５９年８月１６
日付で特許願（υ（発明の名称：脱水用助剤および脱水
法）しており１本発明における繊維から除く。

本発明におけるカチオン性高分子凝集剤は一般に使われ
る市販のものでよく、たとえば、ポリアクリルアミドの
カチオン変性物（マンニッヒ変性物、ホフマン変性物な
ど）、キトサン、ポリビニルイミダシリン、ポリジアリ
ルアミン、ポリエチレンイミン、ポリビニルピリジン、
カチオン化デンプン、エピクロルヒドリン−アミン縮合
物、３級窒素含有（メタ）アクリレートもしくは（メタ
）アクリルアミドと酸との塩（共）重合体、４級窒素含
有（メタ）アクリレートもしくは（メタ）アクリルアミ
ド（共）重合体およびこれらの二種以上の混合物があげ
られる。

８級窒素含有（メタ）アクリレートもしくは（メタ）ア
クリルアミドと酸との塩（共）重合体および４級窒素含
有（メタ）アクリレートもしくは（メタ）アクリルアミ
ド（共）重合体としては特開昭５４−１０２８８８号公
報に記載のものがあげられる。

具体的には一般式 （式中、Ａは酸素原子またはＮＨ，Ｂは炭素数１〜４の
アルキレン基、炭素数２〜４のヒドロキシアルキレン基
またはフェニレン基ｉ　Ｒ１はＨまたはメチルＪＪｓ　
、Ｒ２，ＲＡ、　ｌｔ４はＨ，アルキル基またはアラル
キル基、Ｘｅは対アニオンを示す。）で示される単位を
有する水溶性（共）重合体があげられる。

具体的には、ジアルキルアミノアルキル（メタ）アクリ
レート類（ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート
、ジエチルアミノエチル（メタ）アクリレート、３−ジ
メチルアミノ−２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリ
レートなど）、ジアルキルアミノアルキル（メタ）アク
リルアミド類（ジメチルアミノエチル（メタ）アクリル
アミド。

８−ジメチルアミノ−２−ヒドロキシプロピルアクリル
アミドなと）などの無機酸塩（塩酸塩、硫酸塩など）、
有機酸塩（酢酸塩など）または４級化剤（塩化メチル、
ジメチル硫酸、塩化ベンジル）など）による第４級アン
モニウム塩の（共）重合体；およびジアルキルアミノア
ルキル（メタ）ア　・クリレート類もしくはジアルキル
アミノアルキル（メタ）アクリルアミド類の無機酸塩、
有機酸塩または４級化剤による第４級アンモニウム塩と
他のビニル単量体（（メタ）アクリルアミド　Ｎ。

Ｎ−ジメチルアクリルアミド、アクリロニトリル。

スチレン、酢酸ビニルなど〕などとの共重合体およびこ
れら二種以上の混合物があげられる。

これらの中で好ましいものはポリアクリルアミドのマン
ニッヒ変性物、ポリビニルイミダシリン。

キトサン、ポリジアリルアミン、３級窒素含有（メタ）
アクリレートもしくは（メタ）アクリルアミドと酸との
塩（共）重合体および４級窒素含有（メタ）アクリレー
トもしくは（メタ）アクリルアミド（共）重合体である
。

さらに、上記カチオン性高分子凝集剤のうち。

その固有粘度〔η）　ｄｌ／ｇ　（以下、〔η〕で表わ
す）とコロイド当量値Ｃｍｅｑ／ｇ　（以下、Ｃで表わ
す）とが式 ％式％（２１ 〔式中、Ｃｏｏ、［η〕〉０であり、〔η〕は３０℃の
ＩＮ　ＮａＮＯ３水溶液中で測定する）で示される範囲
のものがよい。〔η〕が上記範囲外では汚泥に添加、混
合して脱水した場合、十分な脱水効果が得られない。

本発明において、カチオン性高分子凝集剤は粉末状のも
のが好ましいが、繊維とカチオン性高分子凝集剤との固
体状の混合体を与える範囲で水溶液状またはエマルジョ
ン状の凝集剤（濃度は通常２重量％以上、好ましくは２
０重量Φ以上）を使用することもできる。粉末状のもの
の中でも含水率８０％以下の粉末が好ましく、１５％以
下のものがよい。

カチオン性高分子凝集剤と繊維の混合比率はとくに限定
されず、目的汚泥に合わせて任意に選ぶことができるが
１重量比で通常１　、０．０５〜１０００゜好ましくは
１　：　０．１〜５００．さらに好ましくは１：１〜１
００である。繊維が０１未満では、汚泥に添加して脱水
した後のケーキの炉布剥離性が悪く。

１０００を越えると不経済となる。また汚泥の固形物当
りの添加量であられすと、繊維は通常０．５〜２００％
、好ましくは１〜１００％であり、カチオン性高分子凝
集剤（固形分）は通常０．０５〜３％、好ましくは０．
１〜２，０％である。

本発明において繊維とカチオン性高分子凝集剤（以下凝
集剤ともいう）の混合体中には、任意成分として公知の
濾過助剤（微粉炭、ベントナイトケイソウ土、カオリン
、セライト、活性白土１石灰など）、分散剤（界面活性
剤、無機塩など）６消臭剤、消泡剤などを繊維に対して
優位でない量含有させることもできる。界面活性剤とし
ては公知のアニオン性、カチオン性１両性および非イオ
ン性のものが使用できるが、カチオン性と非イオン性の
界面活性剤が好ましく、長鎖アルキルアミンの１〜８級
塩、または４級アンモニウム塩などのカチオン性界面活
性剤がさらに好ましい。無機塩は任意のものでよく、と
くに限定されずたとえば食塩、ボウ硝、硫安、塩化第二
鉄、ポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）　、硫酸バンドな
どがあげられる。

本発明において混合体中の繊維と凝集剤の合計量は通常
５０重量％以上、好ましくは６０重量Φ以上である。

繊維（２）と凝集剤（５）との混合体には（２）との）
との混合物および（２）とＣＢ）との複合物が含まれる
。（２）とＣＢ）との混合物を得る方法としてとくに限
定されないが、たとえば、粉砕した（２）と（８）とを
機械的混合装置（ナウターミキサ−、リボンミキサー、
コニカルブレンダ−、モルタルミキサーなど）で混合す
る方法、特開昭５６−８９８８９号または特開昭５８−
８１７５号記載の方法〔吸水性樹脂に代えて（２）を用
いる〕で混合する方法などがあげられる。また（２）と
［Ｆ］）との複合物を得る方法としては粉砕した（２）
をシート状に積層した上にＳ）または（刊と粉砕した（
２）の混合物を散布し、さらにその上に粉砕した（２）
をシート状に積層する方法などがあげられる。これらの
混合体および複合物は乾燥状態（たとえば。

（４）との）の含水率が増大しない状態）で製造するこ
とが性能上好ましい。

得られた混合体は密度０．３ｇ／Ｃｍ３以上に加圧成形
される。この加圧成形物をさらに経済的に運搬。

保管するという点を考慮すると、密度は０．５ｇ／ｃｍ
”以上、さらに好ましくは０．７ｇ／ｃｍ３以上である
。密度が０．８ｇ／ｃｍ３未満の場合は汚泥に添加して
脱水したとき、脱水ケーキの含水率が十分に低下せず。

またケーキが炉布から剥離しにくい。また加圧成形物の
含水率は性能面から８０％以下が好ましく１５Φ以下が
より好ましい。

加圧成形する方法としては混合体を常温下、型の中でペ
レット状に力ｉ圧成刑する方法および常温下シート状、
棒状またはブロック状に加圧成形したのち、適当な大き
さに裁断または粉砕する方法があげられる。上記におい
て、加圧は加温（たとえば２０〜８０１：）、加湿（た
とえば６０〜１００％）下または乾燥状態で行なっても
差支えないが、得られる成形物の性能上乾燥状態で行な
うことが好ましい。

加圧成形時の圧力は得られた加圧成形物の密度が０．８
ｇ／ｃｍ３以上になるような圧力であればよく。

繊維の種類、形態、性質などに合わせて適当に選ぶこと
ができるが１通常１〜２０００ｋｇ／ｃｍ”　＊好まし
くは１０〜１５００ｋｇ／ｃｍ２である。加圧成形はロ
ール式プレス機、平板プレス機、スクリュープレス機。

エクストルダ一式プレス機などを用いて行なうことがで
きる。

得られた加圧成形物の形状は任意でよく１球形状１円筒
状、立方体状、直万体状、豆炭状１円錐状、棒状、板状
などの種々の形状があげられる。

加圧成形物の大きさは加圧成形物の最短径の長さが通常
１０ｃｍ以下、好ましくは８ｃｍ以下になる大きさであ
る。最短径が１０ｃｍより長いと汚泥に添加したとき、
脱水助剤の分散に時間ががかり、短時間で十分な脱水効
果を得ることが難しい。最長径はとくに制限されないが
、好ましくは１ｍ以下でｔｍｍ以上（とくに２ｍｍ以上
）である。

このようにして得られた加圧成形物は汚泥に添加され、
汚泥を脱水する場合の脱水助剤として使用される。

脱水助剤を汚泥に添加するに際し、対象となる汚泥は下
水、し尿、工場廃水などの生汚泥、活性汚泥、消化汚泥
、凝集沈降汚泥またはそれらの組合せによる混合汚泥な
どの如何なる汚泥であってもよいが、微生物処理で得ら
れる汚泥（活性汚泥。

消化汚泥など）を含有し、汚泥中の有機分が固形分当り
４０重量Φ以上かつ汚泥中の有機性繊維分が２０重量％
以下である難濾過性の汚泥がとくに有効である。

本発明の脱水助剤の汚泥への添加量は汚泥の固形物に対
し１通常０．５〜２００重量％、好ましくは１〜１００
重量％、とくに好ましくは２〜５０重量％である。添加
量が０．５％未満では脱水効果が不十分となり、逆に２
００形を越えると不経済になる。

脱水助剤を汚泥に添加するに際し、その前後または同時
に無機塩、界面活性剤などの分散剤を添加して脱水助剤
の分散を一層早めることも可能である。さらに市販の消
臭剤を加えて下水汚泥の消臭を行なうこともできる。　
、 本発明の脱水助剤は汚泥に直接添加され、フロック径が
０．１〜２０ｍｍ　＋好ましくはＯ−５〜１５ｍｍ　に
調整される。

脱水助剤を汚泥に添加した場合、フロック径が０．１ｍ
ｍより小さいと加圧脱水時にＰｍの目詰まりを引きおこ
し、途中で脱水できなくなる場合が多い。またフロック
径が２０ｍｍより大きい場合は脱水後のケーキ含水率が
十分に低下せず、Ｐ布からの剥離性も良くない。

フロック径の調整の一つの方法としては、脱水助剤を汚
泥に直接添加、混合して１通常攪拌または緩攪拌（たと
えば３０〜８００ｒｐｍ、　１０〜６００秒）行なって
フロックを形成させる。攪拌の方法は任意の方法（二枚
羽根攪拌機、カイ形攪拌棒を備えた攪拌機、佐竹式攪拌
機などを使用する方法）でよく。

とくに限定されない。

次いで脱水が行なわれる。この場合、加圧脱水機を用い
て脱水される。用いられる加圧脱水機は加圧下で脱水し
つる機構を持つものであればよく。

たとえばフィルタープレス、ベルトプレス、キャピラリ
ー型ロールプレス、スクリュープレスなどをあげること
ができる。この中でフィルタープレス、ベルトプレスお
よびスクリュープレスが特に良く、脱水後のケーキ含水
率がよく下がり、ケーキの剥離性も良い。

また、脱水助剤を加えた汚泥をあらかじめ重力脱水また
は適当な脱水機を用いて軽く予備脱水したのち、上記加
圧脱水機にかけてもよい。

脱水されたケーキは公知の方法で焼却などされる。また
、燃料化、コンポスト化（肥料化）することも極めて容
易である。

本発明の助剤を用いる方法は凝集剤の水溶液中に繊維な
どを混合、懸濁した液を汚泥に加える方法、または水に
繊維と凝集剤とを混合したものを汚泥に加える方法、さ
らに凝集剤と繊維を別々に汚泥に添加する方法などに比
べて予期に反して大巾に脱水性能が向上（脱水ケーキの
含水率の低下および炉布との剥離性が向上）するという
効果を奏する。また、凝集剤と繊維を加圧成形したもの
は高密度であるため保管、輸送を効率よく経済的に行な
うことができるなどの利点を有する。

また、従来の無機凝集剤または高分子凝集剤を用いた加
圧脱水方法に比べて、その方法を上回る脱水効果（ケー
キ含水率、炉布との剥離性）を得ることができる。この
ようなことがら本発明は一実用上、極めて高い価値を有
する。

以下、実施例および比較例により本発明をさらに説明す
るが１本発明はこれに限定されるものではない。

実施例１および比較例１ オガクズとメタクロイロキシエチルトリメチルアンモニ
ウムクロライドポリマー（以下、　ＭＥＴＡＣポリマー
と称す。〔η）　＝　５．８ｄ　ｌ／ｇ　、　Ｃ＝　４
．８ｍｅｑ／ｇ　）の粉末とを表１の配合割合で混合し
、室温下、油圧平板プレス機で１０００ｋｇ／ｃｍ２　
に加圧して、所定の大きさのペレット（比重０．９）を
作成し本発明の助剤を得た。

８００ｍｇのビーカーに採取したＡ市下水処理場の混合
生汚泥２００ｇ　（固形分２．６重量％、有機分７１．
８重量％／固型分、繊維分３．９重量％／固形分）に上
記で作成したペレットを直接加えて６カイ形攪拌棒を備
えた実験用小型攪拌機を用いて２５Ｏｒｐｍで３０秒間
攪拌し°Ｃフロックを形成させた。〔フロック径（ｍｍ
）測定〕 上記で調製したビーカーのフロックを炉布を敷いたメツ
チェ上に注ぎ、１０秒後のＰ液量（ｍｅ）を測定した。

メツチェ上の瀘過脱水ケーキを２枚の炉布の間にはさみ
、小型ベルトプレス実験機を用いて１　ｋ　ｇ　／　ｃ
ｍ２で６０秒間加圧脱水した。ケーキの炉布からの剥離
性および脱水ケーキ含水率（重量％）を測定した。結果
を表１に示す。

比較例１として、実施例１と同様の方法で汚泥に何も加
えないもの、オガクズのみのペレットを加えたもの、高
分子凝集剤のみを加えたもの、ペレットにすることなく
オガクズとＭＥＴＡＣポリマーをそのまま汚泥に添加し
たものについて試験を行行ない、その結果を表１に併記
した。

表　１ 表　１（続き） ＊ｌ脱水後のケーキの剥離性 良・・・・・・ケーキがほぼ完全に剥離し、炉布の目詰
りもない。

可・・・・・・剥離が不十分で、若干ケーキが炉布上に
残る。一部炉布が目詰りしている。

不可・・・剥離後、相当量のケーキがＰ重上に残る。炉
布のほぼ全域が目詰りしている。

手続補正書（方式） １．事件の表示 昭和５９年鵠許頼第　５３９５６　号 ２・　発明の名称 脱水用助剤および脱水法 ３、補正を１゛る者 昭和５９年６月６日 ５、補正により増ｈ１°る発明の数 別紙のとおりタイプ浄書した明細書を提出しまず。

内容にｆ更なし。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、有機性の繊維質物とカチオン性高分子凝集剤との混
   合体を密度０．８ｇ／Ｃｍ３　以上に加圧成形したもの
   からなることを特徴とする汚泥の加圧脱水用助剤。 ２、　有機性のｍ維質物とカチオン性高分子凝集剤との
   混合体を密度ＯＪｇ／ｃｍ３　以上に加圧成形したもの
   を汚泥の固型物に対し０５〜２００重量％添加し、加圧
   脱水することを特徴とする汚泥の加圧脱水法。