JP2004122081A

JP2004122081A - 汚泥の脱水方法

Info

Publication number: JP2004122081A
Application number: JP2002293949A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Yamagishi; 山岸　義; Akihito Ikefuchi; 池渕　昭仁; Masayoshi Katayama; 片山　雅義; Koichi Endo; 遠藤　耕一
Original assignee: Ishigaki Co Ltd; Kurita Water Industries Ltd
Current assignee: Ishigaki Co Ltd; Kurita Water Industries Ltd
Priority date: 2002-10-07
Filing date: 2002-10-07
Publication date: 2004-04-22
Anticipated expiration: 2022-10-07
Also published as: JP4206250B2

Abstract

【課題】凝集脱水性能に優れ、スクリュープレス型脱水機を用いて、低含水率の脱水ケーキを得ることができる汚泥の脱水方法を提供する。
【解決手段】汚泥に両性高分子汚泥脱水剤を添加したのち、スクリュープレス型脱水機で脱水処理する汚泥の脱水方法において、該両性高分子汚泥脱水剤が、［Ａ］ジアルキルアミノエチルメタクリレートの第四級アンモニウム塩単位、［Ｂ］ジアルキルアミノエチルアクリレートの第四級アクリレート塩単位、［Ｃ］（メタ）アクリル酸又はその塩単位及び［Ｄ］（メタ）アクリルアミド単位を有し、構成単位のモル比が、
１．８　≦　［Ａ］／［Ｂ］　≦　１０
及び
０．０１　＜［Ｃ］／（［Ａ］＋［Ｂ］）＜　０．５
を満たし、［Ｄ］単位が３５〜８０モル％であり、かつ１モル／Ｌ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７．０ｄＬ／ｇ以上である共重合体を含有することを特徴とする汚泥の脱水方法。
【選択図】　なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、汚泥の脱水方法に関する。さらに詳しくは、本発明は、凝集脱水性能に優れ、スクリュープレス型脱水機を用いて、低含水率の脱水ケーキを得ることができる汚泥の脱水方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
スクリュープレス型脱水機は、製紙工場から発生する混合汚泥を始め、各種の有機汚泥の脱水や、魚肉蛋白の回収に使用されてきた。近年、密閉式の圧入式スクリュープレス型脱水機が、比較的脱水しにくい汚泥に対しても有効性を発揮するために、中小規模の処理場で採用されつつある。圧入式スクリュープレス型脱水機は、脱水機の中でろ過ケーキが外筒の全面で脱水されるために、含水率が下がりやすいという特徴を有し、遠心脱水機、ベルトプレス脱水機などの時代から、次世代に向けての脱水機として注目されている。
従来より、汚泥の脱水のために、カチオン性高分子汚泥脱水剤の単独使用、カチオン性とアニオン性の高分子汚泥脱水剤の併用などのほか、高い脱水性を得るために、無機凝集剤と両性高分子凝集剤を併用する方法などが採られている。例えば、各種産業廃水、下水、し尿処理などにおいて発生する汚泥処理に有効な両性高分子凝集剤の製造方法として、第三級アミンを含有する単量体、アニオン性単量体及びノニオン性単量体の共重合による特定のイオン当量値を有する両性高分子凝集剤の製造方法が提案されている（特許文献１）。この両性高分子凝集剤は、従来のカチオン性高分子凝集剤に比べて凝集性能に優れ、大きな凝集フロックを形成するが、下水やし尿の消化汚泥などのｐＨの高い汚泥に対しては著しく性能が低下するという問題がある。また、高分子脱水剤として卓効を示す両性高分子凝集剤として、第四級アンモニウム基を有する単量体、アクリル酸系単量体、アクリルアミド系単量体及びアクリロニトリル系若しくはアクリル酸エステル系単量体の共重合体が提案されている（特許文献２）。この両性高分子凝集剤は、製品安定性が良好で、凝集力は強いが、必要添加量が多い、ケーキ含水率が高いなど、改善すべき点が多い。さらに、凝集脱水性能に優れ、低含水率のケーキを与える両性高分子汚泥脱水剤として、（Ａ）ジアルキルアミノエチルメタクリレートの四級アンモニウム塩単位、（Ｂ）ジアルキルアミノエチルアクリレートの四級アンモニウム塩単位、（Ｃ）（メタ）アクリル酸単位及び（Ｄ）アクリルアミド単位を有し、０．５＜（Ａ）／［（Ａ）＋（Ｂ）］＜１．０、（Ｃ）／［（Ａ）＋（Ｂ）］＜０．８の関係を満たし、固有粘度２．０ｄＬ／ｇ以上の共重合体を有効成分とする両性高分子汚泥脱水剤が提案されている（特許文献３）。この両性高分子汚泥脱水剤は、凝集脱水性能に優れ、多くの場合含水率の低いケーキが得られるが、スクリュープレス型脱水機に適用すると、脱水機の性能を完全に活かす結果が得られない場合があった。
【特許文献１】
特開昭６２−２０５１１２号公報
【特許文献２】
特開昭５３−１４９２９２号公報
【特許文献３】
特開平７−２５６２９９号公報
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、凝集脱水性能に優れ、スクリュープレス型脱水機を用いて、低含水率の脱水ケーキを得ることができる汚泥の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、［Ａ］メタクリレート系第四級アンモニウム塩単位、［Ｂ］アクリレート系第四級アンモニウム塩単位、［Ｃ］アクリル酸単位及び［Ｄ］アクリルアミド単位を有し、構成単位が特定のモル比の条件を満たし、［Ｄ］単位が３５〜８０モル％であり、固有粘度が７．０ｄＬ／ｇ以上である両性高分子汚泥脱水剤は、圧入式スクリュープレス型脱水機に適用したとき、特に良好な脱水効果を発揮することを見いだし、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）汚泥に両性高分子汚泥脱水剤を添加したのち、スクリュープレス型脱水機で脱水処理する汚泥の脱水方法において、該両性高分子汚泥脱水剤が、一般式［Ａ］で表されるカチオン性構成単位、一般式［Ｂ］で表されるカチオン性構成単位、一般式［Ｃ］で表されるアニオン性構成単位及び一般式［Ｄ］で表されるノニオン性構成単位を有し、構成単位のモル比が、
１．８　≦　［Ａ］／［Ｂ］　≦　１０
及び
０．０１　＜［Ｃ］／（［Ａ］＋［Ｂ］）＜　０．５
を満たし、［Ｄ］単位が３５〜８０モル％であり、かつ１モル／Ｌ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７．０ｄＬ／ｇ以上である共重合体を含有することを特徴とする汚泥の脱水方法、
【化５】

（ただし、式中、Ｒ^１は、炭素数１〜３の炭化水素基又はヒドロキシアルキル基であり、Ｒ^２及びＲ^３は、炭素数１〜４のアルキル基であり、Ｒ^２とＲ^３は、たがいに同一でも異なっていてもよく、Ｘ⁻は、陰イオンである。）
【化６】

（ただし、式中、Ｒ^４は、炭素数１〜３の炭化水素基又はヒドロキシアルキル基であり、Ｒ^５及びＲ^６は、炭素数１〜４のアルキル基であり、Ｒ^５とＲ^６は、たがいに同一でも異なっていてもよく、Ｙ⁻は、陰イオンである。）
【化７】

（ただし、式中、Ｒ^７は、水素又はメチル基であり、Ｍは、水素、アンモニウム又はアルカリ金属である。）
【化８】

（ただし、式中、Ｒ^８は、水素又はメチル基であり、Ｒ^９は、水素又はメチル基であり、Ｒ^１０は、水素又は炭素数１〜３のアルキル基である。）、
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）共重合体の固有粘度が、８．０ｄＬ／ｇ以上である第１項記載の汚泥の脱水方法、
を挙げることができる。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明の汚泥の脱水方法は、汚泥に両性高分子汚泥脱水剤を添加したのち、スクリュープレス型脱水機で脱水処理する汚泥の脱水方法において、該両性高分子汚泥脱水剤が、一般式［Ａ］で表されるカチオン性構成単位、一般式［Ｂ］で表されるカチオン性構成単位、一般式［Ｃ］で表されるアニオン性構成単位及び一般式［Ｄ］で表されるノニオン性構成単位を有し、構成単位のモル比が、
１．８　≦　［Ａ］／［Ｂ］　≦　１０
及び
０．０１　＜［Ｃ］／（［Ａ］＋［Ｂ］）＜　０．５
を満たし、［Ｄ］単位が３５〜８０モル％であり、かつ１モル／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７．０ｄＬ／ｇ以上である共重合体を含有する。
【化９】

ただし、一般式［Ａ］〜［Ｄ］において、Ｒ^１及びＲ^４は、炭素数１〜３の炭化水素基又はヒドロキシアルキル基であり、Ｒ^２、Ｒ^３、Ｒ^５及びＲ^６は、炭素数１〜４のアルキル基であり、Ｘ⁻及びＹ⁻は、陰イオンであり、Ｒ^７及びＲ^８は、水素又はメチル基であり、Ｍは、水素、アンモニウム又はアルカリ金属であり、Ｒ^９は、水素又はメチル基であり、Ｒ^１０は、水素又は炭素数１〜３のアルキル基である。
【０００６】
Ｒ^１及びＲ^４で表される炭素数１〜３の炭化水素基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、フェニル基、ベンジル基などを挙げることができる。Ｒ^１及びＲ^４で表される炭素数１〜３のヒドロキシアルキル基としては、例えば、ヒドロキシエチル基、ヒドロキシプロピル基などを挙げることができる。Ｒ^２、Ｒ^３、Ｒ^５及びＲ^６で表される炭素数１〜４のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基などを挙げることができる。Ｒ^２とＲ^３及びＲ^５とＲ^６は、それぞれ互いに同一であっても、異なっていてもよい。Ｘ⁻及びＹ⁻で表される陰イオンとしては、例えば、塩化物イオン、臭化物イオン、ヨウ化物イオン、硫酸水素イオン、１／２モルの硫酸イオン、硝酸イオン、メチルサルフェートイオン、エチルサルフェートイオン、ホルミルオキシイオン、アセトキシイオンなどを挙げることができる。
一般式［Ａ］で表されるカチオン性構成単位を形成する単量体としては、例えば、ジアルキルアミノエチルメタクリレートの塩化メチル四級化物、塩化ベンジル四級化物などを挙げることができる。一般式［Ｂ］で表されるカチオン性構成単位を形成する単量体としては、例えば、ジアルキルアミノエチルアクリレートの塩化メチル四級化物、塩化ベンジル四級化物などを挙げることができる。一般式［Ｃ］で表されるアニオン性構成単位を形成する単量体としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、それらのアンモニウム塩、アルカリ金属塩などを挙げることができる。一般式［Ｄ］で表されるノニオン性構成単位を形成する単量体としては、例えば、アクリルアミド、メタクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド、Ｎ−イソプロピルアクリルアミドなどを挙げることができる。これらの単量体は、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。
【０００７】
本発明方法に用いる両性高分子汚泥脱水剤は、一般式［Ａ］、［Ｂ］、［Ｃ］及び［Ｄ］で表される構成単位以外の構成単位を有することができる。一般式［Ａ］、［Ｂ］、［Ｃ］及び［Ｄ］で表される構成単位以外の構成単位を与える単量体としては、例えば、ジアルキルアミノエチルアクリレート、ジアルキルアミノエチルメタクリレート、これらの塩酸塩、硫酸塩、硝酸塩、酢酸塩、ビニルピリジン、その四級化物、ビニルイミダゾール、アリルアミンなどのカチオン性単量体、ビニルスルホン酸、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸、マレイン酸、それらのアルカリ金属塩などのアニオン性単量体、スチレン、アクリロニトリル、酢酸ビニル、アクリル酸エチル、メタクリル酸メチルなどのノニオン性単量体などを挙げることができる。
本発明方法に用いる両性高分子汚泥脱水剤は、構成単位のモル比が、１．８≦［Ａ］／［Ｂ］≦１０であり、より好ましくは１．９≦［Ａ］／［Ｂ］≦７である。［Ａ］／［Ｂ］が１．８未満であっても、１０を超えても、スクリュープレス型脱水機による脱水処理において、脱水ケーキの含水率が十分に低下しなかったり、十分な処理量が得られないとか、ろ液中の懸濁物質（ＳＳ）の濃度が高くなるおそれがある。本発明方法に用いる両性高分子汚泥脱水剤は、構成単位のモル比が、０．０１＜［Ｃ］／（［Ａ］＋［Ｂ］）＜０．５であり、より好ましくは０．１＜［Ｃ］／（［Ａ］＋［Ｂ］）＜０．４である。［Ｃ］／（［Ａ］＋［Ｂ］）が０．０１以下であっても、［Ｃ］／（［Ａ］＋［Ｂ］）が０．５以上であっても、スクリュープレス型脱水機による脱水処理において、脱水ケーキの含水率が十分に低下しないおそれがある。本発明方法に用いる両性高分子汚泥脱水剤は、［Ｄ］単位が３５〜８０モル％であり、より好ましくは４０〜７０モル％である。［Ｄ］単位が３５モル％未満であっても、８０モル％を超えても、スクリュープレス型脱水機による脱水処理において、脱水ケーキの含水率が十分に低下しないおそれがある。
【０００８】
本発明方法に用いる両性高分子汚泥脱水剤は、１モル／Ｌ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７．０ｄＬ／ｇ以上であり、より好ましくは８．０ｄＬ／ｇ以上である。１モル／Ｌ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７．０ｄＬ／ｇ未満であると、汚泥に対する凝集作用が弱く、脱水ケーキの含水率が十分に低下しないおそれがある。
本発明方法に用いる両性高分子汚泥脱水剤の製造方法に特に制限はないが、一般式［Ａ］、［Ｂ］、［Ｃ］及び［Ｄ］で表される構成単位を与える単量体は水溶性なので、水溶液重合法によることが好ましい。モル比が１．８≦［Ａ］／［Ｂ］≦１０及び０．０１＜［Ｃ］／（［Ａ］＋［Ｂ］）＜０．５を満たし、［Ｄ］単位＝３５〜８０モル％となるように、各単量体を水に溶解し、雰囲気を窒素などの不活性ガスで置換し、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム、２，２’−アゾビス（２−メチルプロピオンアミジン）二塩酸塩、４，４’−アゾビス（４−シアノ吉草酸）などの水溶性重合開始剤を添加して加熱することにより、共重合体を得ることができる。
本発明方法を適用する汚泥に特に制限はなく、例えば、下水、し尿の混合汚泥、食品工場、化学工場の余剰汚泥と凝集汚泥の混合汚泥などを挙げることができる。本発明方法は、繊維分が少なく、通常の高分子凝集剤ではフロック強度が出にくい場合に特に有効性を発揮する。
【０００９】
本発明方法は、スクリュープレス型脱水機による汚泥の脱水処理に適用し、圧入式スクリュープレス型脱水機による処理に特に好適に適用することができる。圧入式スクリュープレス型脱水機に対する脱水剤では、必ずしも脱水性能が十分ではなく、目標の含水率が達成できないとか、回収率が不十分で返流水の懸濁物質負荷が高いとかにより、処理に困難をきたしている場合がある。また、無機凝集剤を併用すると、コストアップになるばかりか、処理の煩雑さを生じるために、無機凝集剤を使用しない方法も含めて、これらの改善が必要とされていた。本発明方法によれば、机上試験では優位性が明瞭でない場合であっても、圧入式スクリュープレス型脱水機の実装置に適用すると、汚泥の処理量が増加し、含水率の低い脱水ケーキが得られ、大幅に効率が向上する。
単量体の共重合反応性比より、一般式［Ａ］で表されるカチオン性構成単位を形成する単量体は、ブロック的に共重合体に取り込まれやすい。したがって、凝集させるための添加量は多くなるが、分子の固まりの中で共重合している一般式［Ｃ］で表されるアニオン性構成単位が比較的表面に出やすく、この性質により反応性がよく、高い凝集性が発揮されるものと考えられる。また、固有粘度は、高分子凝集剤の分子量の指標であるが、固有粘度が高いものは、机上試験では粘着性が強すぎて脱水性が不十分となる。しかし、ベルトプレス脱水機では脱水機内の滞留時間が通常は２０〜３０分であって剪断力がかからないのに対して、圧入式スクリュープレス型脱水機では滞留時間が０．３〜２時間と長く、脱水ケーキが全面から剪断力を受け、フロックに大きい力がかかること、及び、比較的目開きの大きなろ材を使用しているのでフロック強度が要求されることから、固有粘度が高い分子量の大きい脱水剤の有効性が発揮されるものと考えられる。
【００１０】
【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。
実施例及び比較例においては、懸濁物質（ＳＳ）１．２重量％、有機物量（ＶＳＳ、対ＳＳ比）６８．５重量％の下水余剰汚泥を処理した。
なお、共重合体の固有粘度は、１モル／Ｌ硝酸ナトリウム水溶液を溶媒とし、３０℃において、測定した。また、机上試験における脱水ケーキの剥離性は、完全に剥離される場合を良好、９０重量％以上が剥離される場合を普通、９０重量％未満が剥離される場合を不良とした。
実施例１
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リド単位（ＤＡＭ）２０モル％、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リド単位（ＤＡＡ）１０モル％、アクリル酸単位（ＡＡ）１０モル％及びアクリルアミド単位（ＡＡｍ）６０モル％からなり、固有粘度８．２ｄＬ／ｇの両性高分子汚泥脱水剤を用いた。
汚泥２００ｍＬを容量３００ｍＬのビーカーにとり、両性高分子汚泥脱水剤の０．２重量％水溶液１６．８ｍＬを添加し、スパーテルを用いて１８０ｒｐｍで２０秒間撹拌した。６０メッシュのナイロンろ布を敷いたブフナーロートに内径５ｃｍの塩化ビニル樹脂製円筒を置き、その中に凝集した汚泥を一気に注ぎ込んだ。１０秒後の重力ろ液量は、１４０ｍＬであった。さらに、ナイロンろ布上の汚泥を９８ｋＰａの圧力で６０秒間圧搾した。ナイロンろ布からの脱水ケーキの剥離性は不良であり、脱水ケーキの含水率は８０．９重量％であった。
後退翼二段、直径３０ｃｍの撹拌羽根を備えた容量２００Ｌの凝集反応槽に、汚泥５ｍ^３／ｈを供給して３００ｒｐｍで撹拌し、懸濁物質１００重量部に対して１．４重量部の両性高分子汚泥脱水剤を添加し、外筒内径６００ｍｍの圧入式スクリュープレス型脱水機に圧力１０ｋＰａで圧入して脱水を行った。得られた脱水ケーキの含水率は７８．５重量％であり、結果は良好であった。
実施例２
ＤＡＭ２５モル％、ＤＡＡ５モル％、ＡＡ１０モル％及びＡＡｍ６０モル％からなり、固有粘度９．０ｄＬ／ｇの両性高分子汚泥脱水剤を用い、懸濁物質１００重量部に対する脱水剤の添加量を１．２重量部とし、実施例１と同様にして、机上試験及び実機試験を行った。
机上試験において、ろ液量は１６５ｍＬであり、剥離性は普通であり、脱水ケーキの含水率は７９．８重量％であった。実機試験において、脱水機ケーキの含水率は７８．１重量％であり、結果は良好であった。
実施例３
ＤＡＭ３５モル％、ＤＡＡ１０モル％、ＡＡ１０モル％及びＡＡｍ４５モル％からなり、固有粘度８．４ｄＬ／ｇの両性高分子汚泥脱水剤を用い、懸濁物質１００重量部に対する脱水剤の添加量を１．２重量部とし、実施例１と同様にして、机上試験及び実機試験を行った。
机上試験において、ろ液量は１７４ｍＬであり、剥離性は普通であり、脱水ケーキの含水率は７９．６重量％であった。実機試験において、脱水機ケーキの含水率は７８．２重量％であり、結果は良好であった。
実施例４
実施例１と同じ汚泥２００ｍＬを容量３００ｍＬのビーカーにとり、ハンドミキサーで３５０ｒｐｍで撹拌しながら（ポリ鉄）１０重量％水溶液４．８ｍＬを添加して、さらに２０秒間撹拌し、実施例１と同じ両性高分子汚泥脱水剤の０．２重量％水溶液１４．４ｍＬを添加し、スパーテルを用いて１８０ｒｐｍで２０秒間撹拌した。次いで、実施例１と同様にして、ナイロンろ布を用いてろ過し、圧搾処理を行った。１０秒後の重力ろ液量は１８４ｍＬであり、ナイロンろ布からの脱水ケーキの剥離性は良好であり、脱水ケーキの含水率は７７．０重量％であった。
パドル翼二段、直径２０ｃｍの撹拌羽根を備えた容量２００Ｌの第一凝集反応槽に、汚泥５ｍ^３／ｈを供給して３００ｒｐｍで撹拌し、懸濁物質１００重量部に対して２０重量部のポリ硫酸第二鉄を添加し、後退翼二段、直径３０ｃｍの撹拌羽根を備えた容量２００Ｌの第二凝集反応槽に送って３００ｒｐｍで撹拌し、実施例１と同じ両性高分子汚泥脱水剤を懸濁物質１００重量部に対して１．２重量部添加し、外筒内径６００ｍｍの圧入式スクリュープレス型脱水機に圧力１０ｋＰａで圧入して脱水を行った。得られた脱水ケーキの含水率は７７．０重量％であり、結果は良好であった。
【００１１】
比較例１
ＤＡＭ３０モル％、ＡＡ１０モル％及びＡＡｍ６０モル％からなり、固有粘度８．１ｄＬ／ｇの両性高分子汚泥脱水剤を用いた。
汚泥２００ｍＬを容量３００ｍＬのビーカーにとり、両性高分子汚泥脱水剤の０．２重量％水溶液１９．２ｍＬを添加し、スパーテルを用いて１８０ｒｐｍで２０秒間撹拌した。６０メッシュのナイロンろ布を敷いたブフナーロートに内径５ｃｍの塩化ビニル樹脂製円筒を置き、その中に凝集した汚泥を一気に注ぎ込んだ。１０秒後の重力ろ液量は、１０６ｍＬであった。さらに、ナイロンろ布上の汚泥を９８ｋＰａの圧力で６０秒間圧搾した。ナイロンろ布からの脱水ケーキの剥離性は良好であり、脱水ケーキの含水率は７９．６重量％であった。
後退翼二段、直径３０ｃｍの撹拌羽根を備えた容量２００Ｌの凝集反応槽に、汚泥５ｍ^３／ｈを供給して３００ｒｐｍで撹拌し、懸濁物質１００重量部に対して１．６重量部の両性高分子汚泥脱水剤を添加し、外筒内径６００ｍｍの圧入式スクリュープレス型脱水機に圧力１０ｋＰａで圧入して脱水を行った。得られた脱水ケーキの含水率は８０．３重量％であり、結果は不良であった。
比較例２
ＤＡＭ１８モル％、ＤＡＡ１２モル％、ＡＡ１０モル％及びＡＡｍ６０モル％からなり、固有粘度９．１ｄＬ／ｇの両性高分子汚泥脱水剤を用い、懸濁物質１００重量部に対する脱水剤の添加量を１．２重量部とし、実施例１と同様にして、机上試験及び実機試験を行った。
机上試験において、ろ液量は１２０ｍＬであり、剥離性は普通であり、脱水ケーキの含水率は７９．２重量％であった。実機試験において、脱水機ケーキの含水率は８１．０重量％であり、結果は不良であった。
比較例３
ＤＡＭ１５モル％、ＤＡＡ１５モル％、ＡＡ１０モル％及びＡＡｍ６０モル％からなり、固有粘度９．３ｄＬ／ｇの両性高分子汚泥脱水剤を用い、懸濁物質１００重量部に対する脱水剤の添加量を１．１重量部とし、実施例１と同様にして、机上試験及び実機試験を行った。
机上試験において、ろ液量は９４ｍＬであり、剥離性は良好であり、脱水ケーキの含水率は７９．４重量％であった。実機試験において、脱水機ケーキの含水率は８１．４重量％であり、結果は不良であった。
比較例４
ＤＡＭ１０モル％、ＤＡＡ２０モル％、ＡＡ１０モル％及びＡＡｍ６０モル％からなり、固有粘度８．７ｄＬ／ｇの両性高分子汚泥脱水剤を用い、懸濁物質１００重量部に対する脱水剤の添加量を１．０重量部とし、実施例１と同様にして、机上試験及び実機試験を行った。
机上試験において、ろ液量は８４ｍＬであり、剥離性は良好であり、脱水ケーキの含水率は８０．１重量％であった。実機試験において、脱水機ケーキの含水率は８１．８重量％であり、結果は不良であった。
比較例５
実施例１と同じ汚泥２００ｍＬを容量３００ｍＬのビーカーにとり、ハンドミキサーで３５０ｒｐｍで撹拌しながら（ポリ鉄）１０重量％水溶液４．８ｍＬを添加して、さらに２０秒間撹拌し、比較例４と同じ両性高分子汚泥脱水剤の０．２重量％水溶液１３．２ｍＬを添加し、スパーテルを用いて１８０ｒｐｍで２０秒間撹拌した。次いで、実施例１と同様にして、ナイロンろ布を用いてろ過し、圧搾処理を行った。１０秒後の重力ろ液量は１３６ｍＬであり、ナイロンろ布からの脱水ケーキの剥離性は良好であり、脱水ケーキの含水率は７９．１重量％であった。
パドル翼二段、直径２０ｃｍの撹拌羽根を備えた容量２００Ｌの第一凝集反応槽に、汚泥５ｍ^３／ｈを供給して３００ｒｐｍで撹拌し、懸濁物質１００重量部に対して２０重量部のポリ硫酸第二鉄を添加し、後退翼二段、直径３０ｃｍの撹拌羽根を備えた容量２００Ｌの第二凝集反応槽に送って３００ｒｐｍで撹拌し、比較例４と同じ両性高分子汚泥脱水剤を懸濁物質１００重量部に対して１．１重量部添加し、外筒内径６００ｍｍの圧入式スクリュープレス型脱水機に圧力１０ｋＰａで圧入して脱水を行った。得られた脱水ケーキの含水率は７９．１重量％であり、結果は普通であった。
比較例６
ＤＡＭ２０モル％、ＤＡＡ１０モル％、ＡＡ１０モル％及びＡＡｍ６０モル％からなり、固有粘度６．７ｄＬ／ｇの両性高分子汚泥脱水剤を用い、懸濁物質１００重量部に対する脱水剤の添加量を１．６重量部とし、実施例１と同様にして、机上試験及び実機試験を行った。
机上試験において、ろ液量は１３６ｍＬであり、剥離性は普通であり、脱水ケーキの含水率は７９．７重量％であった。実機試験において、脱水機ケーキの含水率は８２．２重量％であり、結果は不良であった。
実施例１〜４及び比較例１〜６の試験条件を第１表に、結果を第２表に示す。
【００１２】
【表１】

【００１３】
【表２】

【００１４】
第２表に見られるように、ＤＡＭ／ＤＡＡのモル比が２．０〜５．０で、固有粘度が８．２ｄＬ／ｇ以上の両性高分子汚泥脱水剤を用いた実施例１〜４では、圧入式スクリュープレス型脱水機を用いた実機試験において、強度が高いフロックが生成するために脱水機の胴内に汚泥が十分詰まり、従来の方法に比べて脱水ケーキの含水率が３重量％低下し、初期の凝集ろ過性が向上するために処理量が５０％増加し、良好な結果が得られている。
これに対して、ＤＡＡを有しない両性高分子汚泥脱水剤を用いた比較例１、ＤＡＭ／ＤＡＡのモル比が１．５以下の両性高分子汚泥脱水剤を用いた比較例２〜５、及び、固有粘度が６．７ｄＬ／ｇの両性高分子汚泥脱水剤を用いた比較例６では、机上試験の結果は普通ないし良好であり、ベルトプレス脱水機、フィルタープレス脱水機などのあまり剪断力がかからない脱水機では良好な結果が得られることが予測されるが、圧入式スクリュープレス型脱水機のような強い剪断力がかかる脱水機には良好な結果が得られない。
【００１５】
【発明の効果】
本発明の汚泥の脱水方法によれば、スクリュープレス型脱水機を用いて、優れた凝集脱水性能を発揮し、高能率で低含水率の脱水ケーキを得ることができる。

Claims

汚泥に両性高分子汚泥脱水剤を添加したのち、スクリュープレス型脱水機で脱水処理する汚泥の脱水方法において、該両性高分子汚泥脱水剤が、一般式［Ａ］で表されるカチオン性構成単位、一般式［Ｂ］で表されるカチオン性構成単位、一般式［Ｃ］で表されるアニオン性構成単位及び一般式［Ｄ］で表されるノニオン性構成単位を有し、構成単位のモル比が、
１．８　≦　［Ａ］／［Ｂ］　≦　１０
及び
０．０１　＜［Ｃ］／（［Ａ］＋［Ｂ］）＜　０．５
を満たし、［Ｄ］単位が３５〜８０モル％であり、かつ１モル／Ｌ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７．０ｄＬ／ｇ以上である共重合体を含有することを特徴とする汚泥の脱水方法。

（ただし、式中、Ｒ^１は、炭素数１〜３の炭化水素基又はヒドロキシアルキル基であり、Ｒ^２及びＲ^３は、炭素数１〜４のアルキル基であり、Ｒ^２とＲ^３は、たがいに同一でも異なっていてもよく、Ｘ⁻は、陰イオンである。）

（ただし、式中、Ｒ^４は、炭素数１〜３の炭化水素基又はヒドロキシアルキル基であり、Ｒ^５及びＲ^６は、炭素数１〜４のアルキル基であり、Ｒ^５とＲ^６は、たがいに同一でも異なっていてもよく、Ｙ⁻は、陰イオンである。）

（ただし、式中、Ｒ^７は、水素又はメチル基であり、Ｍは、水素、アンモニウム又はアルカリ金属である。）

（ただし、式中、Ｒ^８は、水素又はメチル基であり、Ｒ^９は、水素又はメチル基であり、Ｒ^１０は、水素又は炭素数１〜３のアルキル基である。）