JP2001030000A - 汚泥脱水方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】下水、し尿、産業排水などより生ずる生物処理
汚泥が含まれる有機性汚泥を、安定して効率的に脱水す
ることができる汚泥脱水方法を提供する。 【解決手段】有機性汚泥に対して、一般式［１］、一般
式［２］及び一般式［３］で表される構造単位を有し、
１規定の硝酸ナトリウム水溶液を溶媒として３０℃で測
定した固有粘度が５dl／ｇ以上であり、ηsp／ｃ＝
［η］＋ｋ'ｃにおける勾配ｋ'の値が４０dl²／ｇ²以下
である両性ポリマーを添加して脱水することを特徴とす
る汚泥脱水方法。ただし、Ｒ¹、Ｒ³及びＲ⁴は水素又は
メチル基であり、Ｒ²は水素、炭素数１〜２のアルキル
基又はベンジル基であり、ＸはＯ又はＮＨであり、Ｙは
炭素数２〜３のアルキレン基又はＣＨ₂ＣＨ(ＯＨ)ＣＨ₂
であり、Ｚは塩素、臭素、ヨウ素、１／２ＳＯ₄又はＣ
Ｈ₃ＳＯ₄であり、Ｍは水素、アルカリ金属又はアルカリ
土類金属である。 【化１】

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、汚泥脱水方法に関
する。さらに詳しくは、本発明は、下水、し尿、産業排
水などより生ずる生物処理汚泥が含まれる有機性汚泥
を、安定して効率的に脱水することができる汚泥脱水方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、都市下水やし尿処理などから発生
する生物処理汚泥を含む有機性汚泥は、有機物含有量の
増加や腐敗などにより、汚泥脱水に必要な脱水剤の添加
率が増加し、脱水ケーキの含水率が高く、汚泥処理量も
低く抑えざるを得ないなど、難脱水化の傾向にある。こ
れらの難脱水性汚泥に対しては、従来より、種々の脱水
方法が試みられている。例えば、特開昭６３−１５８２
００号公報には、脱水ケーキの含水率が低く、ろ布剥離
性が良好な汚泥の脱水方法として、無機凝集剤添加後の
pH値が５〜８である有機質汚泥に対して両性有機高分子
凝集剤を添加し、次いで脱水する汚泥の脱水方法が提案
されている。また、特公平６−２３９号公報には、汚泥
の処理能力が大きく、懸濁物質の回収率が高く、ろ布か
らの脱水ケーキの剥離性が良好であり、脱水ケーキの含
水量を低減することができる有機性汚泥の脱水方法とし
て、有機性汚泥に無機凝集剤を添加し、さらに特定のコ
ロイド当量値とアニオン量／カチオン量の比を有する両
性有機高分子凝集剤を添加したのち、脱水する方法が提
案されている。さらに、特公平３−４７１６０号公報に
は、生成するフロックの強度が大きく、脱水が容易で、
ケーキの含水率が低く、懸濁物質の分離水への流出が少
ない有機性汚泥の脱水法として、余剰汚泥に硫酸バンド
などの金属塩を使用して凝集処理し、さらに第４級アン
モニウム基を有するカチオン性高分子凝集剤を添加して
脱水する方法が提案されている。このような２種以上の
薬剤を併用して脱水する方法は、難脱水性汚泥の脱水性
改善に効果があり、広く用いられるようになっている。
しかし、これらの従来の技術には、薬品コストが高い、
効果に汎用性が乏しい、設備や作業が煩雑になるなどの
問題点がある。このために、下水、し尿、産業排水など
から生ずる生物処理汚泥を含む有機性汚泥に広く適用す
ることができ、少量の薬剤の添加により効果的に脱水し
て、フロックの強度が大きく、ろ布からの剥離性が良好
で、含水率の低いケーキを得ることができる汚泥脱水方
法が求められていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、下水、し
尿、産業排水などより生ずる生物処理汚泥が含まれる有
機性汚泥を、安定して効率的に脱水することができる汚
泥脱水方法を提供することを目的としてなされたもので
ある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の課
題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、有機性汚泥に対
して、第４級アンモニウム基を有するモノマー単位、
(メタ)アクリルアミド単位及び(メタ)アクリル酸単位を
有し、固有粘度が５dl／ｇ以上であり、η_sp／ｃ＝
［η］＋ｋ'ｃにおける勾配ｋ'が４０dl²／ｇ²以下であ
る両性ポリマーを添加して脱水することにより、容易に
効果的な脱水を行い得ることを見いだし、この知見に基
づいて本発明を完成するに至った。すなわち、本発明
は、（１）有機性汚泥に対して、一般式［１］、一般式
［２］及び一般式［３］で表される構造単位を有し、１
規定の硝酸ナトリウム水溶液を溶媒として３０℃で測定
した固有粘度が５dl／ｇ以上であり、η_sp／ｃ＝［η］
＋ｋ'ｃにおける勾配ｋ'の値が４０dl²／ｇ²以下である
両性ポリマーを添加して脱水することを特徴とする汚泥
脱水方法、

【化２】 （ただし、式中、Ｒ¹は水素又はメチル基であり、Ｒ²は
水素、炭素数１〜２のアルキル基又はベンジル基であ
り、３個のＲ²はそれぞれ同一であっても異なっていて
もよく、ＸはＯ又はＮＨであり、Ｙは炭素数２〜３のア
ルキレン基又はＣＨ ₂ＣＨ(ＯＨ)ＣＨ₂であり、Ｚは塩
素、臭素、ヨウ素、１／２ＳＯ₄又はＣＨ₃ＳＯ ₄であ
り、Ｒ³は水素又はメチル基であり、Ｒ⁴は水素又はメチ
ル基であり、Ｍは水素、アルカリ金属又はアルカリ土類
金属である。また、η_spは比粘度であり、ｃはｇ／dl単
位で表された濃度である。）、を提供するものである。
さらに、本発明の好ましい態様として、（２）無機凝集
剤を併せて添加する第(１)項記載の汚泥脱水方法、を挙
げることができる。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明の汚泥脱水方法は、有機性
汚泥に対して、一般式［１］、一般式［２］及び一般式
［３］で表される構造単位を有し、１規定の硝酸ナトリ
ウム水溶液を溶媒として３０℃で測定した固有粘度が５
dl／ｇ以上であり、η_sp／ｃ＝［η］＋ｋ'ｃにおける
勾配ｋ'の値が４０dl²／ｇ²以下である両性ポリマーを
添加して脱水するものである。

【化３】 一般式［１］において、Ｒ¹は水素又はメチル基であ
り、Ｒ²は水素、炭素数１〜２のアルキル基又はベンジ
ル基であり、３個のＲ²はそれぞれ同一であっても異な
っていてもよく、ＸはＯ又はＮＨであり、Ｙは炭素数２
〜３のアルキレン基又はＣＨ₂ＣＨ(ＯＨ)ＣＨ₂であり、
Ｚは塩素、臭素、ヨウ素、１／２ＳＯ₄又はＣＨ₃ＳＯ₄
である。一般式［１］で表される構造単位を与えるモノ
マーとしては、例えば、(メタ)アクリロイルオキシエチ
ルトリメチルアンモニウムクロライド、(メタ)アクリロ
イルオキシエチルジメチルベンジルアンモニウムクロラ
イド、(メタ)アクリロイルオキシ−２−ヒドロキシプロ
ピルトリメチルアンモニウムクロライドなどの(メタ)ア
クリロイルオキシアルキル第４級アンモニウム塩、(メ
タ)アクリロイルオキシエチルジメチルアミン硫酸塩又
は塩酸塩、(メタ)アクリロイルオキシプロピルジメチル
アミン塩酸塩などの(メタ)アクリロイルオキシアルキル
第３級アミン塩、(メタ)アクリロイルアミノプロピルト
リメチルアンモニウムクロライド、(メタ)アクリロイル
アミノプロピルトリメチルアンモニウムメチルサルフェ
ートなどの(メタ)アクリロイルアミノアルキル第４級ア
ンモニウム塩などを挙げることができる。これらのモノ
マーは、１種を単独で用いることができ、あるいは、２
種以上を組み合わせて用いることもできる。これらの中
で、(メタ)アクリロイルオキシアルキル第４級アンモニ
ウム塩を好適に用いることができ、アクリロイルオキシ
エチルトリメチルアンモニウムクロライド及びメタクリ
ロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロライド
を特に好適に用いることができる。

【０００６】一般式［２］において、Ｒ³は水素又はメ
チル基である。一般式［２］で表される構造単位を与え
るモノマーは、(メタ)アクリルアミドである。アクリル
アミド及びメタクリルアミドは、それぞれ１種を単独で
用いることができ、あるいは、両者を組み合わせて用い
ることもできる。一般式［３］において、Ｒ⁴は水素又
はメチル基であり、Ｍは水素、アルカリ金属又はアルカ
リ土類金属である。一般式［３］で表される構造単位を
与えるモノマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸、
(メタ)アクリル酸ナトリウム、(メタ)アクリル酸カリウ
ム、(メタ)アクリル酸アンモニウム、(メタ)アクリル酸
カルシウムなどを挙げることができる。これらの中で、
アクリル酸及びアクリル酸ナトリウムを好適に用いるこ
とができる。本発明方法に用いる一般式［１］、一般式
［２］及び一般式［３］で表される構造単位を有する両
性ポリマーは、これらの構造単位以外の構造単位を有す
ることができる。一般式［１］、一般式［２］及び一般
式［３］以外の構造単位を与えるモノマーとしては、例
えば、ビニルピロリドン、マレイン酸、アクリル酸メチ
ルなどを挙げることができる。本発明方法に用いる一般
式［１］、一般式［２］及び一般式［３］で表される構
造単位を有する両性ポリマーは、一般式［１］で表され
る構造単位が１０〜７０モル％であることが好ましく、
２０〜４０モル％であることがより好ましい。また、一
般式［２］で表される構造単位は１５〜８０モル％であ
ることが好ましく、２０〜６０モル％であることがより
好ましい。一般式［３］で表される構造単位は３〜５５
モル％であることが好ましく、５〜４０モル％であるこ
とがより好ましい。一般式［１］、一般式［２］及び一
般式［３］で表される構造単位以外の構造単位は、２０
モル％以下であることが好ましく、１０モル％以下であ
ることがより好ましい。

【０００７】本発明方法に用いる両性ポリマーは、１規
定の硝酸ナトリウム水溶液を溶媒として３０℃で測定し
た固有粘度［η］が５dl／ｇ以上、より好ましくは６dl
／ｇ以上であり、η_sp／ｃ＝［η］＋ｋ'ｃにおける勾
配ｋ'が４０dl²／ｇ²以下、より好ましくは３０dl²／ｇ
²以下である。両性ポリマーの濃度の異なる溶液を数種
調製し、あるいは、両性ポリマーの溶液を逐次希釈しつ
つ、オストワルド粘度計、ウベローデ型粘度計、キャノ
ン−フェンスケ粘度計などの毛管粘度計を用いて、溶媒
の粘度及び濃度の異なる溶液の粘度を測定する。溶媒の
粘度がη₀、濃度ｃ（ｇ／dl）の溶液の粘度がηである
とき、比粘度η_sp＝（η−η₀）／η₀を濃度ｃで除した
商である粘度数η_sp／ｃを濃度ｃに対してプロットする
と、近似的にη_sp／ｃ＝［η］＋ｋ'ｃで表される直線
が得られる。得られた直線をｃ→０に外挿した切片
［η］（dl／ｇ）が固有粘度であり、直線の勾配がｋ'
（dl²／ｇ ²）である。固有粘度［η］が５dl／ｇ以上、
勾配ｋ'が４０dl²／ｇ²以下の両性ポリマーを添加する
ことにより、汚泥が効果的に凝集して良好な脱水性が得
られる。両性ポリマーの固有粘度［η］が５dl／ｇ未満
であっても、勾配ｋ'が４０dl²／ｇ²を超えても、脱水
性が不良となるおそれがある。本発明方法に用いる両性
ポリマーの製造方法に特に制限はなく、例えば、水溶液
重合法、乳化重合法、懸濁重合法などを挙げることがで
きる。水溶液重合法の場合、モノマー濃度が１０〜８０
重量％であるようなモノマー水溶液を調製し、系内を不
活性ガスで置換したのち、重合開始剤を加えて２０〜６
０℃程度で数時間重合を行うことが好ましい。このよう
な重合開始剤としては、例えば、過硫酸アンモニウム、
過硫酸カリウムなどの過硫酸塩、過酸化ベンゾイルなど
の有機過酸化物、アゾビスシアノバレリン酸、２,２'−
アゾビス(２−アミジノプロパン)二塩酸塩などのアゾ系
化合物などを挙げることができる。さらに、過酸化水
素、過硫酸カリウムなどの過酸化物と、重亜硫酸ナトリ
ウム、硫酸第一鉄などの還元剤を組み合わせたレドック
ス開始剤を使用することもできる。本発明方法に用いる
両性ポリマーは、モノマーに光重合増感剤を加えたの
ち、紫外線などを照射する光重合法によって製造するこ
ともできる。光重合増感剤としては、例えば、ベンゾイ
ン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインイソプロピ
ルエーテルなどを挙げることができる。これらの光重合
増感剤は、１種を単独で用いることができ、あるいは、
２種以上を組み合わせて用いることもできる。

【０００８】本発明方法に用いるｋ'の値の小さい両性
ポリマーは、熱重合法によっても、光重合法によっても
製造することができる。光重合増感剤を使用した光重合
法によると、容易にｋ'の値の小さい両性ポリマーを得
ることができる。熱重合開始剤を使用した熱重合法を適
用する場合には、連鎖移動剤などを添加するか、あるい
は、レドックス開始剤を用いて重合を行うことが好まし
い。このｋ'に影響をおよぼす因子は明らかではない
が、ｋ'の値が小さいということは、溶液粘度の濃度依
存性が小さいということである。すなわち、濃度が高く
なってもポリマー分子同士の相互作用が小さいと考えら
れる。したがって、ポリマー分子と汚泥粒子との反応性
が、ポリマー分子同士の反応性よりも勝っているものと
考えられる。本発明方法においては、下水、し尿、産業
排水などの処理により生じる有機性汚泥、すなわち、い
わゆる生汚泥、余剰汚泥、混合生汚泥、消化汚泥、凝集
沈殿、浮上汚泥及びこれらの混合物に、両性ポリマーを
通常０.１〜０.４重量％水溶液として添加することが好
ましい。また、本発明方法においては、両性ポリマーを
単独で汚泥脱水に使用することもできるが、脱水効果面
からは、鉄塩、アルミニウム塩などの無機多価金属塩を
含む無機凝集剤を併用することが好ましい。併用する無
機凝集剤に特に制限はなく、例えば、塩化第二鉄、硫酸
第二鉄、ポリ硫酸鉄、ポリ塩化アルミニウム、硫酸アル
ミニウムなどを挙げることができる。本発明方法におい
て、汚泥に対する両性ポリマーの添加量は、汚泥固形分
に対して１〜２重量％であることが好ましい。また、併
用される無機凝集剤の添加量は、汚泥固形分に対して１
０〜５０重量％であることが好ましい。本発明方法にお
いて、凝集された汚泥の脱水方法に特に制限はないが、
脱水機として、ベルトプレス脱水機、遠心脱水機を好適
に用いることができる。本発明の汚泥脱水方法によれ
ば、従来の高分子凝集剤を用いる脱水方法に比べて、脱
水ケーキの含水率を低減することができるとともに、汚
泥性状の変動に対して安定処理が可能である。このよう
な効果を奏することから、本発明方法は、下水、し尿、
産業排水などの処理で生じる広範囲の有機性汚泥、すな
わち、いわゆる生汚泥、余剰汚泥、混合生汚泥、消化汚
泥、凝集沈殿、浮上汚泥及びこれらの混合物の処理に極
めて有用であり、特に従来脱水が困難であった有機分含
有量（ＶＳＳ／ＳＳ）の高い汚泥や、腐敗度の高い汚泥
に対して際だった効果を発揮する。

【０００９】

【実施例】以下に、実施例を挙げて本発明をさらに詳細
に説明するが、本発明はこれらの実施例によりなんら限
定されるものではない。なお、製造例において、ポリマ
ーの粘度は、１規定の硝酸ナトリウム水溶液（pH３）を
溶媒として３０℃において測定し、ｃ→０ｇ／dlに外挿
して、固有粘度［η］と勾配ｋ'の値を求めた。 製造例１ アクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロ
ライド４６.５ｇ（０.２４モル）、アクリルアミド１
９.９ｇ（０.２８モル）、アクリル酸２０.２ｇ（０.２
８モル）及び脱イオン水１０８.４ｇを３００mlビーカ
ーに採り、氷浴中で窒素ガスを流量５００ml／分で３０
分間通気し、モノマー混合液中の溶存酸素ガスを除去し
た。あらかじめ窒素ガスで置換した２０cm角×１０cm深
さのガラス製フタ付きステンレス鋼製容器にモノマー混
合液を移し、ベンゾインイソプロピルエーテル５２.０m
g（対モノマー６００ppm）をメタノール５mlに溶解した
溶液を添加し、中心波長３６５ｎｍの紫外線を照射して
光重合を行った。重合中、ステンレス鋼製容器は１５℃
に保った。１時間後、ゲル状になったポリマーを取り出
し、アセトン精製、真空乾燥、破砕を行って粉末ポリマ
ーを得た。このポリマーの固有粘度は９.３dl／ｇであ
り、ｋ'の値は２９.４dl²／ｇ²であった。このポリマー
をＡ−１とする。なお、アセトン精製は、ゲル状ポリマ
ーを５〜１０mm角程度の大きさに裁断し、アセトン中に
投入してゲル中の水を除去する方法で行った。 製造例２ アクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロ
ライド３４.８ｇ（０.１８モル）、アクリルアミド１
４.９ｇ（０.２１モル）、アクリル酸１５.１ｇ（０.２
１モル）及び脱イオン水１３０.１ｇを３００mlビーカ
ーに採り、氷浴中で窒素ガスを流量５００ml／分で３０
分間通気し、モノマー混合液中の溶存酸素ガスを除去し
た。あらかじめ窒素ガスで置換した２０cm角×１０cm深
さのガラス製フタ付きステンレス鋼容器にモノマー混合
液を移し、ベンゾインイソプロピルエーテル３８.９mg
（対モノマー６００ppm）をメタノール５mlに溶解した
溶液を添加し、中心波長３６５ｎｍの紫外線を照射して
光重合を行った。重合中、ステンレス鋼製容器は１５℃
に保った。１時間後、ゲル状になったポリマーを取り出
し、アセトン精製、真空乾燥、破砕を行って粉末ポリマ
ーを得た。このポリマーの固有粘度は７.８dl／ｇであ
り、ｋ'の値は３９.３dl²／ｇ²であった。このポリマー
をＡ−２とする。 製造例３ アクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロ
ライド７.７ｇ（０.０４モル）、メタクリロイルオキシ
エチルトリメチルアンモニウムクロライド４１.５ｇ
（０.２モル）、アクリルアミド３４.１ｇ（０.４８モ
ル）、アクリル酸５.８ｇ（０.０８モル）及び脱イオン
水１００.８ｇを３００mlセパラブルフラスコに採り、
氷浴中で窒素ガスを流量５００ml／分で３０分間通気
し、モノマー混合液中の溶存酸素ガスを除去した。連鎖
移動剤としてチオ尿素０.１３ｇを添加し、さらに重合
開始剤として過硫酸アンモニウム２２.３mg（対モノマ
ー２５０ppm）と亜硫酸水素ナトリウム２２.３mg（対モ
ノマー２５０ppm）をそれぞれ５mlずつの脱イオン水に
溶解して添加し、２０℃に加温して熱重合を行った。１
５時間後、ゲル状になったポリマーを取り出し、アセト
ン精製、真空乾燥、破砕を行って粉末ポリマーを得た。
このポリマーの固有粘度は８.１dl／ｇであり、ｋ'の値
は２３.１dl²／ｇ²であった。このポリマーをＡ−３と
する。

【００１０】製造例４ ベンゾインイソプロピルエーテルの添加量を２５９.８m
g（対モノマー３,０００ppm）とした以外は、製造例１
と全く同じ条件で合成を行って粉末ポリマーを得た。こ
のポリマーの固有粘度は４.９dl／ｇであり、ｋ'の値は
２０.２dl²／ｇ ²であった。このポリマーをＢ−１とす
る。 製造例５ 製造例１と同量のアクリロイルオキシエチルトリメチル
アンモニウムクロライド、アクリルアミド、アクリル酸
及び脱イオン水を３００mlセパラブルフラスコに採り、
氷浴中で窒素ガスを流量５００ml／分で３０分間通気
し、モノマー混合液中の溶存酸素ガスを除去した。重合
開始剤として２,２'−アゾビス(２−アミジノプロパン)
二塩酸塩（Ｖ−５０）８６.６mg（対モノマー１,０００
ppm）を添加し、４０℃に加温して熱重合を行った。１
５時間後、ゲル状になったポリマーを取り出し、アセト
ン精製、真空乾燥、破砕を行って粉末ポリマーを得た。
このポリマーの固有粘度は９.０dl／ｇであり、ｋ'の値
は４７.８dl²／ｇ²であった。このポリマーをＢ−２と
する。 製造例６ 製造例３と同量のアクリロイルオキシエチルトリメチル
アンモニウムクロライド、メタクリロイルオキシエチル
トリメチルアンモニウムクロライド、アクリルアミド、
アクリル酸及び脱イオン水を３００mlセパラブルフラス
コに採り、氷浴中で窒素ガスを流量５００ml／分で３０
分間通気し、モノマー混合液中の溶存酸素ガスを除去し
た。重合開始剤として２,２'−アゾビス(２−アミジノ
プロパン)二塩酸塩（Ｖ−５０）８９.１mg（対モノマー
１,０００ppm）を添加し、４０℃に加温して熱重合を行
った。１５時間後、ゲル状になったポリマーを取り出
し、アセトン精製、真空乾燥、破砕を行って粉末ポリマ
ーを得た。このポリマーの固有粘度は８.３dl／ｇであ
り、ｋ'の値は４８.１dl²／ｇ²であった。このポリマー
をＢ−３とする。 製造例７ 重合開始剤として２,２'−アゾビス(２−アミジノプロ
パン)二塩酸塩（Ｖ−５０）２６７.３mg（対モノマー
３,０００ppm）を添加した以外は製造例６と全く同じ条
件で重合を行って粉末ポリマーを得た。このポリマーの
固有粘度は４.８dl／ｇであり、ｋ'の値は３３.８dl²／
ｇ²であった。このポリマーをＢ−４とする。 製造例１〜７における重合方法、モノマー仕込み比、得
られた両性ポリマーの固有粘度とｋ'の値を第１表に示
す。

【００１１】

【表１】

【００１２】製造例１〜３で得られた両性ポリマーＡ−
１〜Ａ−３は、固有粘度５dl／ｇ以上、ｋ'の値４０dl²
／ｇ²以下という条件を満たすポリマーである。一方、
製造例４と製造例７で得られた両性ポリマーＢ−１とＢ
−４は、ｋ'の値は４０dl²／ｇ²以下であるが、固有粘
度が５dl／ｇ未満である。また、製造例５と製造例６で
得られた両性ポリマーＢ−２とＢ−３は、固有粘度は５
dl／ｇ以上であるが、ｋ'の値が４０dl²／ｇ²を超えて
いる。なお、実施例及び比較例において、フロック強度
と脱水ケーキの剥離性は、下記の方法により評価した。 （１）フロック強度 凝集した汚泥を１００メッシュのナイロンろ布を敷いた
ヌッチェロートに注ぎ込み、ろ過後の汚泥を手に取り、
徐々に絞ってそのときの強度を以下の通り判定する。 ◎：１回の手絞りで、すぐに絞り込まれたケーキとな
り、最大握力で最後まで絞ることができる。 ○：１回の手絞りで、絞り込まれるが、最大握力では、
ケーキが指の間に侵入する。 △：４〜５回ゆっくり絞ると、水が抜け、固形状のケー
キが得られるが、握力を高めると、指の間から抜け出
る。 ×：手の中にケーキが残らず、ほとんど指の間から抜け
出る。 （２）脱水ケーキの剥離性 前記のろ過後の汚泥をろ布に取り、ベルトプレス用ろ布
（ポリエステル、杉綾織）及びスポンジではさみ、１.
０kg／cm²の圧力で１分間圧搾したのち、ろ布を剥がし
たとき、剥離し得る脱水ケーキ重量の全体に対する割合
により判定する。 ◎：脱水ケーキを完全に剥離することができる。 ○：脱水ケーキの９０重量％以上１００重量％未満が剥
離される。 △：脱水ケーキの６０重量％以上９０重量％未満が剥離
される。 ×：脱水ケーキの６０重量％未満が剥離される。

【００１３】実施例１（遠心脱水機適用机上試験） し尿処理場の消化汚泥を凝集ろ過試験及び圧搾試験に供
した。消化汚泥の性状は、pH６.９、電気伝導率２０５
ｍＳ／ｍ、ＳＳ１.６１重量％、ＶＳＳ／ＳＳ７４.５重
量％、繊維分／ＳＳ２.５重量％であった。汚泥２００m
lを容量３００mlのビーカーにとり、家庭用ハンドミキ
サー［松下電器産業(株)、ＭＫ−２２］で回転数３５０
rpm、５秒間撹拌した。２０重量％塩化第二鉄水溶液を
塩化第二鉄濃度が５,０００mg／リットルになるように
添加して、さらに２０秒間撹拌した。この液に、純水で
濃度０.２重量％に溶解した両性ポリマーＡ−１の水溶
液を、両性ポリマーＡ−１の濃度が４００mg／リットル
になるよう速やかに添加したのち、５秒間撹拌した。次
いで、ナイロンろ布を敷いたブフナーロートに内径５０
mmの硬質塩化ビニル製円筒を置き、その中へ凝集した汚
泥を一気に注ぎ込み、２０秒後の重力ろ液量を測定した
ところ、１２０mlであった。ナイロンろ布上に堆積した
汚泥は、１回の手絞りですぐに絞り込まれたケーキとな
り、最大握力で最後まで絞ることができ、フロック強度
は優れていた。ろ過後の汚泥をベルトプレス用ろ布に取
り、０.５kg／cm²の圧力で１分間圧搾を行って脱水ケー
キを得た。得られた脱水ケーキの含水率は、８１.２重
量％であった。 実施例２ 両性ポリマーＡ−１の代わりに両性ポリマーＡ−２を用
いた以外は、実施例１と同じ操作を行った。２０秒後の
重力ろ液量は、１１６mlであった。ナイロンろ布上に堆
積した汚泥は、１回の手絞りですぐに絞り込まれたケー
キとなり、最大握力で最後まで絞ることができ、フロッ
ク強度は優れていた。脱水ケーキの含水率は、８１.８
重量％であった。 比較例１ 両性ポリマーＡ−１の代わりに両性ポリマーＢ−１を用
いた以外は、実施例１と同じ操作を行った。２０秒後の
重力ろ液量は、８０mlであった。ナイロンろ布上に堆積
した汚泥は、４〜５回ゆっくり絞ると、水が抜け、固形
状のケーキが得られるが、握力を高めると指の間から抜
け出て、フロック強度は不良であった。脱水ケーキの含
水率は、８３.９重量％であった。 比較例２ 両性ポリマーＡ−１の代わりに両性ポリマーＢ−２を用
いた以外は、実施例１と同じ操作を行った。２０秒後の
重力ろ液量は、１１０mlであった。ナイロンろ布上に堆
積した汚泥は、２〜３回ゆっくり絞ると、絞り込まれた
が、最大握力では、ケーキが指の間に侵入し、フロック
強度はやや不良であった。脱水ケーキの含水率は、８
２.５重量％であった。 実施例１〜２及び比較例１〜２の結果を、第２表に示
す。

【００１４】

【表２】

【００１５】第２表に見られるように、し尿処理場の消
化汚泥に両性ポリマーＡ−１又はＡ−２と塩化第二鉄を
添加した実施例１〜２においては、２０秒後の重力ろ液
量が多くろ過性が良好であり、凝集汚泥のフロック強度
に優れ、脱水ケーキの含水率も低い。これに対して、固
有粘度の低い両性ポリマーＢ−１を用いた比較例１及び
ｋ'の値の大きい両性ポリマーＢ−２を用いた比較例２
においては、２０秒後の重力ろ液量が少なくろ過性が劣
り、凝集汚泥のフロック強度が不良であり、脱水ケーキ
の含水率も高い。 実施例３（ベルトプレス型脱水機適用机上試験） 水産団地の余剰汚泥を、凝集ろ過試験及び圧搾試験に供
した。用いた余剰汚泥の性状は、pH６.５４、電気伝導
率１２４ｍＳ／ｍ、ＳＳ２.３９重量％、ＶＳＳ／ＳＳ
７６.３重量％、繊維分／ＳＳ０.５重量％であった。汚
泥２００mlを３００mlのビーカーに採取し、２０重量％
塩化第二鉄水溶液を塩化第二鉄濃度が１,０００mg／リ
ットルになるように添加し、スパーテルを用いて３５０
rpmの回転数で２０秒間撹拌し、さらに純水で濃度０.２
重量％に溶解した両性ポリマーＡ−３の水溶液を、両性
ポリマーＡ−３の濃度が１００mg／リットルになるよう
に添加し、スパーテルを用いて１８０rpmの回転数で３
０秒間撹拌した。次いで、ナイロンろ布を敷いたブフナ
ーロートに内径５０mmの硬質塩化ビニル製円筒を置き、
その中へ凝集した汚泥を一気に注ぎ込み、２０秒後の重
力ろ液量を測定したところ、１６５mlであった。ろ過後
のナイロンろ布上に堆積した汚泥をベルトプレス用ろ布
に取り、１.０kg／cm²の圧力で１分間圧搾を行って脱水
ケーキを得た。得られた脱水ケーキはろ布から完全に剥
離し、その含水率は７９.８重量％であった。 比較例３ 両性ポリマーＡ−２の代わりに両性ポリマーＢ−３を用
いた以外は、実施例３と同じ操作を行った。２０秒後の
重力ろ液量は、１５０mlであった。脱水ケーキは、約８
０重量％がろ布から剥離した。脱水ケーキの含水率は、
８２.０重量％であった。 比較例４ 両性ポリマーＡ−２の代わりに両性ポリマーＢ−４を用
いた以外は、実施例３と同じ操作を行った。２０秒後の
重力ろ液量は、１２０mlであった。脱水ケーキは、約９
５重量％がろ布から剥離した。脱水ケーキの含水率は、
８０.３重量％であった。実施例３及び比較例３〜４の
結果を、第３表に示す。

【００１６】

【表３】

【００１７】第３表に見られるように、水産団地の余剰
汚泥に両性ポリマーＡ−３と塩化第二鉄を添加した実施
例３においては、２０秒後の重力ろ液量が多くろ過性が
良好であり、脱水ケーキの剥離性に優れ、脱水ケーキの
含水率も低い。これに対して、ｋ'の値の大きい両性ポ
リマーＢ−３を用いた比較例３及び固有粘度の低い両性
ポリマーＢ−４を用いた比較例４においては、２０秒後
の重力ろ液量が少なくろ過性が劣り、脱水ケーキの剥離
性が不良であり、脱水ケーキの含水率も高い。

【００１８】

【発明の効果】本発明の汚泥脱水方法によれば、従来の
高分子凝集剤を用いる脱水方法に比べて、脱水ケーキの
含水率を低減することができ、汚泥性状の変動に対して
安定した処理が可能である。このような効果を奏するこ
とから、本発明方法は、下水、し尿、産業排水などの処
理で生じる広範囲の有機性汚泥、すなわち、いわゆる生
汚泥、余剰汚泥、混合生汚泥、消化汚泥、凝集沈殿、浮
上汚泥及びこれらの混合物の処理に極めて有用であり、
特に従来脱水が困難であった有機分含有量（ＶＳＳ／Ｓ
Ｓ）の高い汚泥や、腐敗度の高い汚泥に対して際だった
効果を発揮する。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上野 智恵 東京都新宿区西新宿三丁目４番７号 栗田 工業株式会社内 Ｆターム(参考） 4D059 AA01 AA03 AA05 AA06 AA23 BE08 BE16 BE19 BE25 BE55 BE56 DA16 DA17 DA22 DA23 DA24 DB21 DB24 DB26 EA01 EA05 EA11

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】有機性汚泥に対して、一般式［１］、一般
   式［２］及び一般式［３］で表される構造単位を有し、
   １規定の硝酸ナトリウム水溶液を溶媒として３０℃で測
   定した固有粘度が５dl／ｇ以上であり、η_sp／ｃ＝
   ［η］＋ｋ'ｃにおける勾配ｋ'の値が４０dl²／ｇ²以下
   である両性ポリマーを添加して脱水することを特徴とす
   る汚泥脱水方法。 【化１】 （ただし、式中、Ｒ¹は水素又はメチル基であり、Ｒ²は
   水素、炭素数１〜２のアルキル基又はベンジル基であ
   り、３個のＲ²はそれぞれ同一であっても異なっていて
   もよく、ＸはＯ又はＮＨであり、Ｙは炭素数２〜３のア
   ルキレン基又はＣＨ ₂ＣＨ(ＯＨ)ＣＨ₂であり、Ｚは塩
   素、臭素、ヨウ素、１／２ＳＯ₄又はＣＨ₃ＳＯ ₄であ
   り、Ｒ³は水素又はメチル基であり、Ｒ⁴は水素又はメチ
   ル基であり、Ｍは水素、アルカリ金属又はアルカリ土類
   金属である。また、η_spは比粘度であり、ｃはｇ／dl単
   位で表された濃度である。）