JP3281891B2 - 汚泥脱水剤およびその用途 - Google Patents

汚泥脱水剤およびその用途

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は新規な汚泥脱水方法に関
するものであり、特別な種類の高分子凝集剤を使用する
事により高効率の脱水を行い低添加量で低含水率の脱水
ケーキを得る事を目的とする。
【0002】
【従来の技術】これまでに各種の有機高分子凝集剤を用
いた汚泥脱水方法が提案されている。特開平5−192
513号公報にはビニルアミンとニトリル基の閉環結合
によりアミジン基を生成させたNビニルカルボン酸アミ
ドとアクリロニトリルの共重合物の酸による加水分解物
から成るカチオン性有機高分子凝集剤が開示されてい
る。 特開平6−218400号公報にはビニル系カチ
オン性有機高分子凝集剤とアミジン基を含有するカチオ
ン性有機高分子凝集剤を組み合わせて成る汚泥脱水剤お
よび該汚泥脱水剤を用いた汚泥の処理方法が開示されて
いる。 しかし本公報にはジアルキルジ(メタ)アリル
アンモニウム塩構造単位を含有するカチオン性有機高分
子凝集剤とアミジン基を含有するカチオン性有機高分子
凝集剤を組み合わせて成る汚泥脱水剤および該汚泥脱水
剤を用いた汚泥の処理方法について何も情報提供してい
ない。 特公平5−59800号公報にはジアルキルジ
(メタ)アリルアンモニウム塩構造単位、ビニル系カチ
オン性構造単位およびアクリルアミド構造単位の3種の
構造単位を含有するカチオン性有機高分子凝集剤から成
る汚泥脱水剤および該汚泥脱水剤を用いた汚泥の処理方
法について記載されている。 特開昭50−39383
号公報にはジアルキルジ(メタ)アリルアンモニウム塩
構造単位とアクリルアミド構造単位の2種の構造単位を
含有するカチオン性有機高分子凝集剤が記載され特開昭
56−18611号公報にはポリジアルキルジ(メタ)
アリルアンモニウム塩から成るカチオン性有機高分子凝
集剤が記載されている。 しかし、これらジアルキルジ
(メタ)アリルアンモニウム塩構造単位を含有するカチ
オン性有機高分子凝集剤とアミジン基を含有するカチオ
ン性有機高分子凝集剤を組み合わせて成る汚泥脱水剤お
よび該汚泥脱水剤を用いた汚泥の処理方法について何も
情報提供していない。
【0003】
【発明の課題】しかしながら、これまで公知の方法では
性能上の問題としてジアルキルジ(メタ)アリルアンモ
ニウム塩構造単位を含有するカチオン性有機高分子凝集
剤は一般的に高添加量を必要とし、汚泥脱水ケーキの含
水率が高めとなる欠点が有った。 本発明は低添加量で
低含水率の脱水ケーキを得る事により汚泥処理費用のコ
ストダウンを図る事を最大の課題とする。
【0004】
【課題を解決する為の手段】 本願発明は上記課題を達
成するために次の用に構成される。請求項1の限定は、
下記式(1)または(2)で表される構造単位を5モル
%以上含有するカチオン性高分子凝集剤(A)およびジ
アルキルジ(メタ)アリルアンモニウム塩構造単位を5
モル%以上含有するカチオン性高分子凝集剤(B)を組
み合わせてなる事を特徴とする汚泥脱水剤である。
【化2】 (式中R1、R2は水素原子又はメチル基をX−は陰イ
オンを表す。)
【0005】請求項2の限定は、カチオン性高分子凝集
剤(A)およびカチオン性高分子凝集剤(B)を混合し
てなる事を特徴とする汚泥脱水剤である。 併用添加す
るにあたり個別添加は装置面で溶解設備および薬注設備
が2系統必要に成り、操作が煩雑になると共に装置のコ
ストアップを招く。 カチオン性高分子凝集剤(A)お
よびカチオン性高分子凝集剤(B)を同一溶解槽で溶解
する事により両者を混合しても溶解設備および薬注設備
が1系統で処理可能となり所望の効果を発揮する事がで
きるが、カチオン性高分子凝集剤(A)およびカチオン
性高分子凝集剤(B)をあらかじめ混合した高分子凝集
剤を溶解設備に投入する方が作業性が良い事は言うまで
もない。 カチオン性基の解離促進と劣化防止の為に溶
解液のPHが酸性となる様に高分子凝集剤中に粉末酸を
加えるなり溶解水中に酸を添加して溶解水のPHを酸性
にしておく方法も有効である。
【0006】請求項3の限定は、カチオン性高分子凝集
剤(A)およびカチオン性高分子凝集剤(B)を2:8
〜8:2の比率で併用する事を特徴とする。 カチオン
性高分子凝集剤(A)とカチオン性高分子凝集剤(B)
の併用添加により汚泥の脱水効果に相乗作用が認められ
る併用比率は2:8〜8:2であり望ましくは3:7〜
7:3である。 この併用比率の範囲をはずれると添加
量が多量に必要となりケーキ含水率も高めになる。 こ
れらポリマーの添加量は、汚泥のSSに対して0.3〜
2.0%が望ましい。
【0007】請求項4の限定は、カチオン性高分子凝集
剤(A)の、25°C1規定食塩水中で測定した、固有
粘度が1〜5dl/gである事を特徴とする。 固有粘
度は分子量の目安であり、固有粘度が過少であると高添
加量が必要となり、固有粘度が過大であるとケーキがべ
たつき含水率も高めになる。
【0008】請求項5の限定は、カチオン性高分子凝集
剤(A)のカチオン性コロイド当量値が3〜8meq/
gである事を特徴とする。 カチオン性コロイド当量値
はカチオン性基の存在割合を示し、有機汚泥はアニオン
性保護コロイドに包まれ分散している為に、該保護コロ
イドを破壊して架橋吸着によるフロック化あるいは造粒
を行うには上記範囲のカチオン性コロイド当量値が適当
である。 カチオン性コロイド当量値が過少であると含
水率が高めになり、カチオン性コロイド当量値が8me
q/g以上であると凝集フロックが小さくなり濾水性が
悪くなる。
【0009】請求項6の限定は、カチオン性高分子凝集
剤(A)がN−ビニルホルムアミドとアクリロニトリル
の共重合体の酸加水分解加熱物である事を特徴とする。
N−ビニルホルムアミドとアクリロニトリルの共重合
体は交互共重合体構造を与え易く、ビニルホルムアミド
は酸により加水分解してビニルアミン塩となり、加熱に
より隣接するニトリル基と閉環結合してアミジン基を形
成する。 アミジン基の形成反応は酸性条件下80〜1
50°Cの加熱条件で行われる。 加水分解に用いられ
る酸は鉱酸であり塩酸、フッ化水素酸、硫酸、スルファ
ミン酸等を挙げる事が出来、塩酸が最も好ましく用いら
れる。
【0010】請求項7の限定は、カチオン性高分子凝集
剤(B)がポリジメチルジアリルアンモニウム塩または
ジメチルジアリルアンモニウム塩とアクリルアミドの共
重合物である事を特徴とする。 本限定はカチオン性高
分子凝集剤(B)として好ましい化学物質を例示したも
のである。
【0011】請求項8の限定は、カチオン性高分子凝集
剤(B)の、25°C1規定食塩水中で測定した、固有
粘度が2〜9dl/gである事を特徴とする。 固有粘
度は分子量の目安であり、固有粘度が過少であると高添
加量が必要となり、固有粘度が過大であるとケーキがべ
たつき含水率も高めになる。
【0012】請求項9の限定は、ジメチルジアリルアン
モニウム塩とアクリルアミドの共重合物から成るカチオ
ン性高分子凝集剤を形成するポリマーのカチオン性コロ
イド当量値が5meq/g以上である事を特徴とする。
カチオン性コロイド当量値が5meq/g以下である
と脱水ケーキの含水率が高めになる。
【0013】請求項10の限定は請求項1ないし請求項
9に記載の汚泥脱水剤を有機汚泥に添加混合したのち脱
水する事を特徴とする汚泥の処理方法である。 請求項
1ないし請求項9に記載の汚泥脱水剤は上述の如く、有
機汚泥に対し高効率の脱水を行い低添加量で低含水率の
脱水ケーキを得る事ができる。 ここに言う有機汚泥と
は下水処理場において下水から沈降させた初沈生汚泥、
下水・し尿・有機性廃水等の活性汚泥法の余剰汚泥、活
性汚泥処理水の高次処理による凝集汚泥、これらの混合
生汚泥、嫌気性消化槽から発生する消化汚泥等を指す。
該有機汚泥に本発明の汚泥脱水剤を添加混合して生成
した強固なフロックを、ベルトプレス・デカンター・フ
ィルタープレス・スクリュウプレス・ベルトフィルター
等の脱水機にて処理すると低含水率の脱水ケーキを得る
事ができる。
【0014】 請求項11の限定は請求項1ないし請求
項9に記載の汚泥脱水剤を無機凝集剤を有機汚泥に添加
混合した後の有機汚泥に添加混合したのち脱水する事を
特徴とする汚泥の処理方法である。請求項12の限定は
無機凝集剤が鉄塩および/またはアルミニウム塩から成
る事を特徴とする請求項10に記載の汚泥の処理方法で
ある。 かかる無機凝集剤を有機汚泥に添加混合する事
により有機汚泥粒子を包むアニオン性保護コロイドを破
壊し、有機高分子凝集剤の処理効率を上げる事が可能と
なる。
【0015】
【実施例】次に実施例によって、本発明を具体的に説明
するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施
例に制約されるものではない。
【0016】本願発明に用いる高分子凝集剤(A)は特
開平5ー192513号公報に記載されたポリマーから
成る高分子凝集剤であり、N−ビニルホルムアミドとア
クリロニトリルを共重合させ、生成した共重合体を塩酸
の存在下に加熱して製造される。N−ビニルホルムアミ
ドとアクリロニトリルをそれぞれ50モル%の共重合体
を塩酸により加熱加水分解して得られた供試ポリマーの
特性を表ー1に示す。
【表1】 同様にカチオン性高分子凝集剤(B)の特性を表ー2に
示す。 ジメチルジアリルアンモニウムクロリド以外の
共重合モノマーはアクリルアミドである。
【表2】
【0017】
【発明の効果】水産加工排水の活性汚泥法の余剰汚泥に
含鉄PACをアルミナ(Al2 3 )換算対SS3%を
添加混合後、高分子凝集剤を添加混合し、フロックを形
成した後ベルトプレスにより脱水した、脱水試験の結果
を表ー3に示す。
【表3】 都市下水汚泥の沈殿汚泥と活性汚泥法の余剰汚泥の混合
汚泥に高分子凝集剤を添加混合した後ベルトプレスによ
り脱水した脱水試験の結果を表ー4に示す。
【表4】 表−3および表−4より明らかな様に本願発明の含水率
低下効果は顕著であり焼却や埋め立て等の最終処分の経
費削減に有効である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C02F 11/00 - 11/20 B01D 21/01 107 C02F 1/52 - 1/56

Claims (12)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下記式(1)または(2)で表される構
    造単位を5モル%以上含有するカチオン性高分子凝集剤
    (A)およびジアルキルジ(メタ)アリルアンモニウム
    塩構造単位を5モル%以上含有するカチオン性高分子凝
    集剤(B)を組み合わせてなる事を特徴とする汚泥脱水
    剤。 【化1】 (式中R1、R2は水素原子又はメチル基をX−は陰イ
    オンを表す。)
  2. 【請求項2】 カチオン性高分子凝集剤(A)およびカ
    チオン性高分子凝集剤(B)を混合してなる事を特徴と
    する請求項1に記載の汚泥脱水剤。
  3. 【請求項3】 カチオン性高分子凝集剤(A)およびカ
    チオン性高分子凝集剤(B)を2:8〜8:2の比率で
    併用する事を特徴とする請求項1ないし請求項2に記載
    の汚泥脱水剤。
  4. 【請求項4】 カチオン性高分子凝集剤(A)の、1規
    定食塩水中で測定した、固有粘度が1〜5dl/gであ
    る事を特徴とする請求項1ないし請求項2に記載の汚泥
    脱水剤。
  5. 【請求項5】 カチオン性高分子凝集剤(A)のカチオ
    ン性コロイド当量値が3〜8meq/gである事を特徴
    とする請求項1ないし請求項2に記載の汚泥脱水剤。
  6. 【請求項6】 カチオン性高分子凝集剤(A)がN−ビ
    ニルホルムアミドとアクリロニトリルの共重合体の酸加
    水分解加熱物である事を特徴とする請求項1ないし請求
    項2に記載の汚泥脱水剤。
  7. 【請求項7】 カチオン性高分子凝集剤(B)がポリジ
    メチルジアリルアンモニウム塩またはジメチルジアリル
    アンモニウム塩とアクリルアミドの共重合物である事を
    特徴とする請求項1ないし請求項2に記載の汚泥脱水
    剤。
  8. 【請求項8】 カチオン性高分子凝集剤(B)の、1規
    定食塩水中で測定した、固有粘度が2〜9dl/gであ
    る事を特徴とする請求項1ないし請求項2に記載の汚泥
    脱水剤。
  9. 【請求項9】 ジメチルジアリルアンモニウム塩とアク
    リルアミドの共重合物から成るカチオン性高分子凝集剤
    を形成するポリマーのカチオン性コロイド当量値が5m
    eq/g以上である事を特徴とする請求項7に記載の汚
    泥脱水剤。
  10. 【請求項10】請求項1ないし請求項9に記載の汚泥脱
    水剤を有機汚泥に添加混合したのち脱水する事を特徴と
    する汚泥の処理方法。
  11. 【請求項11】請求項1ないし請求項9に記載の汚泥脱
    水剤を無機凝集剤を有機汚泥に添加混合した後の有機汚
    泥に添加混合したのち脱水する事を特徴とする汚泥の処
    理方法。
  12. 【請求項12】無機凝集剤が鉄塩および/またはアルミ
    ニウム塩から成る事を特徴とする請求項10に記載の汚
    泥の処理方法。
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JP4149795B2 (ja) * 2002-11-18 2008-09-17 ハイモ株式会社 汚泥脱水剤
JP4048369B2 (ja) * 2003-07-17 2008-02-20 株式会社蓬莱組 ヘドロ状態の高濃度泥水用脱水剤およびヘドロ状態の高濃度泥水の処理方法
JP5042057B2 (ja) * 2008-02-07 2012-10-03 ダイヤニトリックス株式会社 汚泥の脱水処理方法
JP5700354B2 (ja) * 2010-04-15 2015-04-15 三菱レイヨン株式会社 汚泥脱水剤及び汚泥脱水処理方法

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