JP4029021B2

JP4029021B2 - Sludge dewatering agent and sludge dewatering method

Info

Publication number: JP4029021B2
Application number: JP2002290327A
Authority: JP
Inventors: 義山岸; 雅義片山; 耕一遠藤
Original assignee: Ishigaki Co Ltd; Kurita Water Industries Ltd
Current assignee: Ishigaki Co Ltd; Kurita Water Industries Ltd
Priority date: 2002-10-02
Filing date: 2002-10-02
Publication date: 2008-01-09
Anticipated expiration: 2022-10-02
Also published as: JP2004121997A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、汚泥脱水剤及び汚泥脱水方法に関する。さらに詳しくは、本発明は、脱水性が良好であり、遠心脱水機、スクリュープレス脱水機などの剪断力が強くかかる脱水機を用いる脱水においても、脱水性が良好で、汚泥処理量が多く、含水率の低い脱水ケーキを得ることができる汚泥脱水剤及び汚泥脱水方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
各種の工場排水や、都市下水を処理すると、汚泥が発生する。汚泥は、含水率が高い上に、有機分も多く含まれることから、凝集剤を添加して懸濁物質を凝集させ、脱水機を用いて脱水することにより、固液分離し、減容することが行われている。また、脱水処理のために、さまざまな高分子凝集剤が検討されている。例えば、下水、し尿処理場、有機性産業排水などより生じる有機質汚泥を効率的に処理する汚泥の脱水方法として、pH値が５〜８である有機質汚泥に対してカルボキシル基若しくはその塩を含む両性高分子凝集剤と、アクリレート系カチオン性高分子凝集剤とを添加して脱水する汚泥の脱水方法が提案されている（特許文献１）。また、難脱水汚泥や難脱水条件においても、凝集能力が優れ、汚泥処理量が大きく、含水率の低下する性能が優れた汚泥脱水剤として、特定の溶液粘度のカチオン性高分子と、一部がアルカリにより中和されてなるアニオン性単量体を含む単量体を重合して得られる両性高分子、及び／又は、多官能性単量体を含む単量体を重合して得られる両性高分子の混合物からなる汚泥脱水剤が提案されている（特許文献２）。
しかし、これらの汚泥脱水方法又は汚泥脱水剤は、フィルタープレス、ベルトプレスなどの一定方向に圧搾圧力がかかる脱水機に対しては有効であるが、遠心脱水機、スクリュープレス脱水機などの多方向から剪断力が加わりながら脱水される機構を有する脱水機の場合には、十分に脱水される前に凝集フロックが破壊され、汚泥処理量、ケーキ含水率がともに不十分な結果となる。したがって、これらの剪断力が強くかかる脱水機においても、脱水効率を向上することができる脱水剤及び脱水方法の開発が望まれていた。
【特許文献１】
特開平２−３１８９９号公報
【特許文献２】
特開２０００−２１８２９７号公報
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、脱水性が良好であり、遠心脱水機、スクリュープレス脱水機などの剪断力が強くかかる脱水機を用いる脱水においても、脱水性が良好で、汚泥処理量が多く、含水率の低い脱水ケーキを得ることができる汚泥脱水剤及び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、高分子凝集剤として、ジアルキルアミノエチルメタクリレートのベンジルクロライド四級塩単位を５０モル％以上有するカチオン性ポリマーと、カチオン性単位２０〜３０モル％、アニオン性単位３０〜４５モル％及びびノニオン性単位２５〜５０モル％を有し、かつ、カチオン性単位をアニオン性単位の０.５〜１モル倍有する両性ポリマーを併用することにより、強い剪断力のかかる脱水機を用いても、良好な脱水性が発現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）ジアルキルアミノエチルメタクリレートのベンジルクロライド四級塩をカチオン性構成単位として５０モル％以上有するカチオン性ポリマーと、カチオン性構成単位２０〜３０モル％、アニオン性構成単位３０〜４５モル％及びノニオン性構成単位２５〜５０モル％を有し、かつ、カチオン性構成単位をアニオン性構成単位の０.５〜１モル倍有する両性ポリマーとを含有し、カチオン性ポリマーと両性ポリマーの重量比が３０／７０〜７０／３０であることを特徴とする汚泥脱水剤、及び、
（２）ジアルキルアミノエチルメタクリレートのベンジルクロライド四級塩をカチオン性構成単位として５０モル％以上有するカチオン性ポリマーと、カチオン性構成単位を２０〜３０モル％、アニオン性構成単位を３０〜４５モル％及びノニオン性構成単位を２５〜５０モル％を有し、かつ、カチオン性構成単位をアニオン性構成単位の０.５〜１モル倍有する両性ポリマーとを、カチオン性ポリマーと両性ポリマーの重量比が３０／７０〜７０／３０となるように汚泥に添加して混合し、脱水機を用いて脱水することを特徴とする汚泥脱水方法、
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、
（３）脱水機が、遠心脱水機又はスクリュープレス脱水機である第２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】
本発明の汚泥脱水剤は、ジアルキルアミノエチルメタクリレートのベンジルクロライド四級塩をカチオン性構成単位として５０モル％以上有するカチオン性ポリマーと、カチオン性構成単位２０〜３０モル％、アニオン性構成単位３０〜４５モル％及びノニオン性構成単位２５〜５０モル％を有し、かつ、カチオン性構成単位をアニオン性構成単位の０.５〜１モル倍有する両性ポリマーとを含有し、カチオン性ポリマーと両性ポリマーの重量比が３０／７０〜７０／３０である汚泥脱水剤である。
本発明の汚泥脱水方法においては、ジアルキルアミノエチルメタクリレートのベンジルクロライド四級塩をカチオン性構成単位として５０モル％以上有するカチオン性ポリマーと、カチオン性構成単位２０〜３０モル％、アニオン性構成単位３０〜４５モル％及びノニオン性構成単位２５〜５０モル％を有し、かつ、カチオン性構成単位をアニオン性構成単位の０.５〜１モル倍有する両性ポリマーとを、カチオン性ポリマーと両性ポリマーの重量比が３０／７０〜７０／３０となるように汚泥に添加して混合し、脱水機を用いて脱水する。
本発明に用いるジアルキルアミノエチルメタクリレートに特に制限はないが、アルキル基の炭素数が１〜３のジアルキルアミノエチルメタクリレートを好適に用いることができる。アルキル基の炭素数が１〜３のジアルキルアミノエチルメタクリレートとしては、例えば、ジメチルアミノエチルメタクリレート、ジエチルアミノエチルメタクリレート、ジプロピルアミノエチルメタクリレート、ジイソプロピルアミノエチルメタクリレート、メチルエチルアミノエチルメタクリレート、メチルプロピルアミノエチルメタクリレート、エチルプロピルアミノエチルメタクリレートなどを挙げることができる。
【０００６】
本発明に用いるカチオン性ポリマーは、ジアルキルアミノエチルメタクリレートのベンジルクロライド四級塩をカチオン性構成単位として、５０モル％以上、より好ましくは７０モル％以上、さらに好ましくは９０モル％以上有する。ジアルキルアミノエチルメタクリレートのベンジルクロライド四級塩の構成単位が５０モル％未満であると、カチオン性ポリマーの疎水性が弱く、凝集フロックの強度が小さくなるおそれがある。本発明に用いるカチオン性ポリマーのジアルキルアミノエチルメタクリレートのベンジルクロライド四級塩以外の構成単位に特に制限はなく、例えば、他のカチオン性構成単位及びノニオン性構成単位を挙げることができる。他のカチオン性構成単位としては、例えば、ジアルキルアミノエチル(メタ)アクリレートのアルキルクロライド四級塩、ジアルキルアミノエチル(メタ)アクリレートのジメチル硫酸四級塩などを挙げることができる。ノニオン性構成単位としては、例えば、アクリルアミドなどを挙げることができる。
本発明に用いる両性ポリマーは、カチオン性構成単位２０〜３０モル％、より好ましくは２５〜３０モル％、アニオン性構成単位３０〜４５モル％、より好ましくは３２〜４０モル％、ノニオン性構成単位２５〜５０モル％、より好ましくは３０〜４０モル％を有し、かつ、カチオン性構成単位をアニオン性構成単位の０.５〜１モル倍、より好ましくは０.７〜０.９モル倍有する。各構成単位の割合と、カチオン性構成単位とアニオン性構成単位との割合が、上記の範囲から外れると、いずれの場合も、凝集フロックの強度が小さくなるおそれがある。
本発明に用いる両性ポリマーのカチオン性構成単位に特に制限はなく、例えば、ジアルキルアミノエチル(メタ)アクリレートのベンジルクロライド四級塩、ジアルキルアミノエチル(メタ)アクリレートのアルキルクロライド四級塩、ジアルキルアミノエチル(メタ)アクリレートのジメチル硫酸四級塩、ジアリルジアルキルアンモニウムクロライドなどを挙げることができる。アニオン性構成単位に特に制限はなく、例えば、(メタ)アクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸などを挙げることができる。ノニオン性構成単位に特に制限はなく、例えば、アクリルアミドなどを挙げることができる。
【０００７】
本発明においては、カチオン性ポリマーと両性ポリマーの重量比が３０／７０〜７０／３０であることが好ましく、４０／６０〜７０／３０であることがより好ましい。カチオン性ポリマーと両性ポリマーの重量比が３０／７０未満であると、懸濁物質粒子の微小フロックが十分に形成されない状態で両性ポリマーが作用し、ゲル化が生じて粗大化した良好な凝集フロックが形成されなくなるおそれがある。カチオン性ポリマーと両性ポリマーの重量比が７０／３０を超えると、微小フロックの凝集、粗大化が不十分となるおそれがある。
カチオン性ポリマーと両性ポリマーは、汚泥の性状、例えば、有機物量などに応じて最適の割合があるので、あらかじめ処理すべき汚泥について予備試験を行い、重量比３０／７０〜７０／３０の範囲の中で最適の割合を求めることが好ましい。カチオン性ポリマーと両性ポリマーの混合物を添加した汚泥に、強い撹拌を与えることにより、懸濁物質粒子の荷電の中和を迅速に行って微小フロックを形成し、両性ポリマーによる微小フロックの凝集による粗大化を効果的に進めることができる。あるいは、汚泥にカチオン性ポリマーを添加して懸濁物質粒子の荷電を中和して微小フロックを形成したのち、両性ポリマーを添加することもできる。
本発明方法において、カチオン性ポリマーと両性ポリマーの添加方法に特に制限はなく、例えば、カチオン性ポリマーと両性ポリマーを混合した１剤型薬剤として添加することができ、あるいは、カチオン性ポリマーと両性ポリマーを別々に２剤型薬剤として添加することもできる。いずれの型の薬剤を使用するかは、上記の条件を考慮して、適宜選択することができる。
本発明方法においては、必要に応じて、無機凝集剤を併用することができる。併用する無機凝集剤に特に制限はなく、例えば、ポリ硫酸第二鉄、硫酸アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム、塩化第二鉄、硫酸第一鉄などを挙げることができる。無機凝集剤を併用する場合は、汚泥に無機凝集剤を添加して撹拌したのち、カチオン性ポリマーと両性ポリマーを添加することが好ましい。
【０００８】
本発明方法において、凝集反応槽を用いる場合は、強い撹拌を与える凝集反応槽であることが好ましい。強い撹拌条件下で処理することにより、本発明方法の効果が十分に発揮される。強い撹拌の条件としては、例えば、回転数１００〜５００rpm、周速２〜１０ｍ／secの条件が好ましい。本発明方法に用いる汚泥脱水機は、強い剪断力がはたらく脱水機であることが好ましい。強い剪断力がはたらく脱水機としては、例えば、遠心脱水機、スクリュープレス脱水機などを挙げることができる。
本発明においては、カチオン性ポリマーの構成単位の５０モル％以上がジアルキルアミノエチルメタクリレートのベンジルクロライド四級塩なので、負に帯電している懸濁物質粒子にカチオン性ポリマーが引き寄せられると、粒子の荷電が中和されるとともに、ジアルキルアミノエチルメタクリレートのベンジルクロライド四級塩の高い疎水性のために、生成する微小フロックの疎水性も高くなる。また、両性ポリマーとしてアニオン性構成単位の多いポリマーを用いることにより、微小フロックを橋かけ凝集してフロックを粗大化するときに、両性ポリマーのカチオン基とアニオン基が反応してポリイオンコンプレックスを生成し、繊維分としてはたらくために、凝集フロックの強度が増大し、凝集フロックから水分が抜ける通路が形成される。このために、汚泥の処理量を増加することができ、含水率の低い脱水ケーキを得ることができる。
【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、実施例及び比較例において使用したポリマーの略号及び構成単位は下記のとおりである。
（１）カチオン性ポリマー
ＤＡＭＢＥ：ジメチルアミノエチルメタクリレートのベンジルクロライド四級化物のホモポリマー
ＤＡＡＢＥ：ジメチルアミノエチルアクリレートのベンジルクロライド四級化物８０モル％とアクリルアミド２０モル％のコポリマー
ＤＡＭＭＥ：ジメチルアミノエチルメタクリレートのメチルクロライド四級化物のホモポリマー
ＤＡＡＭＥ：ジメチルアミノエチルアクリレートのメチルクロライド四級化物８０モル％とアクリルアミド２０モル％のコポリマー
ＰＶＡ：Ｎ−ビニルホルムアミド５０モル％とアクリロニトリル５０モル％のコポリマーを加水分解し、環状アミジン構造を形成したポリマー
（２）両性ポリマー
ＤＡＡＡ：ジメチルアミノエチルアクリレートのメチルクロライド四級化物２９モル％、ジメチルアミノエチルメタクリレートのメチルクロライド四級化物１モル％、アクリルアミド３５モル％及びアクリル酸３５モル％のコポリマー
ＤＡＡＣ：ジメチルアミノエチルアクリレートのメチルクロライド四級化物１０モル％、ジメチルアミノエチルメタクリレートのメチルクロライド四級化物２０モル％、アクリルアミド６０モル％及びアクリル酸１０モル％のコポリマー
実施例１
化学工場余剰汚泥の机上脱水試験を行った。この汚泥の性状は、懸濁物質（ＳＳ）１.２重量％、ＶＳＳ／ＳＳ６８.５重量％であった。
容量３００mLのポリビーカーに汚泥２００mLを採取し、ＤＡＭＢＥ／ＤＡＡＡの４０／６０（重量比）混合物の０.４重量％水溶液８.４mLをシリンジを用いて添加した。ポリマーの添加量は、汚泥中の懸濁物質１００重量部に対して１.４重量部である。撹拌速度５００rpmで２０秒間撹拌したのち、６０メッシュのナイロンろ布を敷いた内径９０mmのブフナーロートに注いでろ過した。１０秒後のろ液量は、１４０mLであった。ろ過終了後、ブフナーロート内のケーキを圧力９８kPaで６０秒間圧搾した。得られた脱水ケーキの含水率は、７８.５重量％であった。
実施例２〜４
第１表に示すポリマーを第１表に示す量添加した以外は、実施例１と同様にして、脱水試験を行った。
比較例１
ポリマーとしてＤＡＡＢＥ／ＤＡＡＡの６０／４０（重量比）混合物を用いた以外は、実施例１と同様にして、脱水試験を行った。１０秒後のろ液量は１７４mLであり、脱水ケーキの含水率は７８.６重量％であった。
比較例２〜５
第１表に示すポリマーを第１表に示す量添加した以外は、比較例１と同様にして、脱水試験を行った。
比較例６
容量３００mLのポリビーカーに実施例１と同じ汚泥２００mLを採取し、ポリ硫酸第二鉄の２０重量％水溶液２.４mLをシリンジを用いて添加した。ポリ硫酸第二鉄の添加量は、汚泥中の懸濁物質１００重量部に対して２０重量部である。撹拌速度３００rpmで２０秒間撹拌したのち、ＤＡＡＭＥ／ＤＡＡＣの６０／４０（重量比）混合物の０.４重量％水溶液７.２mLをシリンジを用いて添加した。ポリマーの添加量は、汚泥中の懸濁物質１００重量部に対して１.２重量部である。撹拌速度５００rpmで２０秒間撹拌したのち、６０メッシュのナイロンろ布を敷いた内径９０mmのブフナーロートに注いでろ過した。１０秒後のろ液量は、１３６mLであった。ろ過終了後、ブフナーロート内のケーキを圧力９８kPaで６０秒間圧搾した。得られた脱水ケーキの含水率は、７９.１重量％であった。
比較例７
第１表に示すポリマーを第１表に示す量添加した以外は、比較例６と同様にして、脱水試験を行った。
実施例１〜４及び比較例１〜７の結果を、第１表に示す。
【００１０】
【表１】

【００１１】
第１表に見られるように、本発明の汚泥脱水剤を用いた実施例１〜４では、ろ液量が多く、ろ過性が良好であり、得られた脱水ケーキの含水率もすべて７９重量％以下である。これに対して、カチオン性ポリマーをジメチルアミノエチルアクリレートのベンジルクロライド四級化物のホモポリマーに変えた比較例１では、同じ重量比の実施例３と比べると、脱水ケーキの含水率が高くなる。また、アニオン性構成単位が少ない両性ポリマーを用いた比較例２では、ろ過性は比較的良好であるが、脱水ケーキの含水率が高い。カチオン性ポリマーとして、ジメチルアミノエチルアクリレート又はジメチルアミノエチルメタクリレートのメチルクロライド四級化物のポリマーを用いた比較例３〜４では、ろ過性が悪く、脱水ケーキの含水率が高い。カチオン性ポリマーとして、ジメチルアミノエチルメタクリレートのメチルクロライド四級化物のポリマーを用い、アニオン性構成単位が少ない両性ポリマーを用いた比較例５では、ろ過性が非常に悪く、脱水ケーキの含水率が高い。比較例６〜７のように、ジメチルアミノエチルアクリレートのメチルクロライド四級化物のポリマーと、アニオン性構成単位の少ない両性ポリマーを用いると、ポリ硫酸第二鉄を併用することにより、脱水ケーキの含水率は低くなるが、ろ過性は依然としてよくない。
実施例５
下水処理場のオキシデーションディッチ汚泥を、スクリュープレス脱水機を用いて脱水した。この汚泥の性状は、蒸発残留物（ＴＳ）１.６重量％、ＶＴＳ／ＴＳ７４.０重量％、繊維分３.５重量％であった。
汚泥貯槽に導入される汚泥１ｍ³あたり、ＤＡＭＢＥ／ＤＡＡＡの４０／６０（重量比）の混合物を２５６ｇ添加した。ポリマーの添加量は、汚泥中の蒸発残留物（ＴＳ）１００重量部に対して１.６重量部である。この汚泥を、スクリュー径４００mmのスクリュープレス脱水機を用いて、処理量３ｍ³／ｈで処理した。得られた脱水ケーキの含水率は、８５重量％であった。
実施例６〜８
第２表に示すポリマーを第２表に示す量添加し、第２表に示す処理量で処理した以外は、実施例５と同様にして、スクリュープレス脱水機による脱水試験を行った。
比較例８
汚泥貯槽に導入される汚泥１ｍ³に対して、ＰＶＡ／ＤＡＡＡの６０／４０（重量比）の混合物２４０ｇを添加し、処理量４ｍ³／ｈで処理した以外は、実施例５と同様にして、スクリュープレス脱水機による脱水試験を行った。脱水ケーキの含水率は、８４重量％であった。
比較例９
第２表に示すポリマーを第２表に示す量添加し、第２表に示す処理量で処理した以外は、比較例８と同様にして、スクリュープレス脱水機による脱水試験を行った。
実施例５〜８及び比較例８〜９の結果を、第２表に示す。
【００１２】
【表２】

【００１３】
第２表に見られるように、カチオン性ポリマーと両性ポリマーの重量比が６０／４０である実施例７と比較例８〜９を比較すると、実施例７の方がポリマーの添加量が２０％少ないにもかかわらず、処理量はほぼ２倍近く、得られる脱水ケーキの含水率もほぼ３重量％低い。
【００１４】
【発明の効果】
本発明の汚泥脱水剤及び及び脱水方法によれば、懸濁物質の荷電中和が十分に行われ、疎水性が強く、強度が大きい凝集フロックが形成されるので、ろ過性が良好であり、含水率の低い脱水ケーキが得られ、汚泥の処理量を増大することができる。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a sludge dewatering agent and a sludge dewatering method. More specifically, the present invention has good dewaterability, and even in dehydration using a dehydrator with a strong shearing force such as a centrifugal dehydrator or a screw press dehydrator, the dehydration is good and the amount of sludge treatment is large. The present invention relates to a sludge dewatering agent and a sludge dewatering method capable of obtaining a dehydrated cake having a low water content.
[0002]
[Prior art]
Sludge is generated when various types of industrial wastewater and municipal sewage are treated. Sludge has a high water content and contains a large amount of organic components. Therefore, flocculants are added to agglomerate suspended solids, and then dehydrated using a dehydrator to separate the liquid and reduce the volume. Things have been done. Various polymer flocculants have been studied for dehydration treatment. For example, as a sludge dewatering method for efficiently treating organic sludge generated from sewage, human waste treatment plants, organic industrial wastewater, etc., amphoteric containing carboxyl groups or salts thereof with respect to organic sludge having a pH value of 5-8 A sludge dewatering method has been proposed in which a polymer flocculant and an acrylate-based cationic polymer flocculant are added for dewatering (Patent Document 1). In addition, in sludge dewatering sludge and difficult dewatering conditions, as a sludge dewatering agent with excellent flocculation ability, large sludge throughput, and low water content, a cationic polymer with a specific solution viscosity and some Amphoteric polymer obtained by polymerizing a monomer containing an anionic monomer that is neutralized with an alkali and / or a monomer containing a polyfunctional monomer A sludge dehydrating agent comprising a polymer mixture has been proposed (Patent Document 2).
However, these sludge dewatering methods or sludge dewatering agents are effective for dehydrators such as filter presses and belt presses that apply pressure in a certain direction, but are multidirectional such as centrifugal dehydrators and screw press dehydrators. In the case of a dehydrator having a mechanism for dehydrating while applying a shearing force, the aggregated floc is destroyed before sufficient dehydration, resulting in insufficient sludge treatment and cake moisture content. Therefore, it has been desired to develop a dehydrating agent and a dehydrating method that can improve the dewatering efficiency even in a dehydrator in which these shear forces are strong.
[Patent Document 1]
JP-A-2-31899 [Patent Document 2]
Japanese Patent Laid-Open No. 2000-218297
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has good dewaterability, and even in dewatering using a dewatering machine such as a centrifugal dewatering machine or a screw press dewatering machine that has a strong shearing force, the dewatering performance is good, the sludge treatment amount is large, and the moisture content is low. The purpose of the present invention is to provide a sludge dewatering agent and a sludge dewatering method capable of obtaining a dewatered cake.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the present inventors have obtained, as a polymer flocculant, a cationic polymer having 50 mol% or more of benzyl chloride quaternary salt units of dialkylaminoethyl methacrylate, and a cationic property. An amphoteric polymer having 20 to 30 mol% of units, 30 to 45 mol% of anionic units and 25 to 50 mol% of nonionic units, and having 0.5 to 1 mol times of cationic units of anionic units By using in combination, it was found that even if a dehydrator with a strong shearing force was used, good dewaterability was developed, and the present invention was completed based on this finding.
That is, the present invention
(1) Cationic polymer having 50 mol% or more of benzyl chloride quaternary salt of dialkylaminoethyl methacrylate as a cationic structural unit, cationic structural unit 20-30 mol%, anionic structural unit 30-45 mol%, and nonion An amphoteric polymer having 25 to 50 mol% of a sexual constituent unit and having a cationic constituent unit of 0.5 to 1 mol times the anionic constituent unit, and the weight ratio of the cationic polymer to the amphoteric polymer is 30 Sludge dewatering agent characterized by being / 70 to 70/30, and
(2) Cationic polymer having 50 mol% or more of benzyl chloride quaternary salt of dialkylaminoethyl methacrylate as a cationic structural unit, 20-30 mol% of cationic structural unit, 30-45 mol% of anionic structural unit And an amphoteric polymer having a nonionic constituent unit of 25 to 50 mol% and a cationic constituent unit of 0.5 to 1 mol times the anionic constituent unit, the weight ratio of the cationic polymer to the amphoteric polymer is Sludge dewatering method characterized by adding to and mixing with sludge so as to be 30/70 to 70/30, and dewatering using a dehydrator,
Is to provide.
Furthermore, as a preferred embodiment of the present invention,
(3) The sludge dewatering method according to item 2, wherein the dehydrator is a centrifugal dehydrator or a screw press dehydrator,
Can be mentioned.
[0005]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The sludge dehydrating agent of the present invention comprises a cationic polymer having a benzyl chloride quaternary salt of dialkylaminoethyl methacrylate as a cationic constituent unit in an amount of 50 mol% or more, a cationic constituent unit of 20 to 30 mol%, an anionic constituent unit of 30 to An amphoteric polymer having 45 mol% and nonionic structural units of 25 to 50 mol% and having a cationic structural unit of 0.5 to 1 mol times the anionic structural unit, and a cationic polymer and an amphoteric polymer Is a sludge dewatering agent having a weight ratio of 30/70 to 70/30.
In the sludge dewatering method of the present invention, a cationic polymer having 50 mol% or more of a benzyl chloride quaternary salt of dialkylaminoethyl methacrylate as a cationic structural unit, a cationic structural unit of 20 to 30 mol%, and an anionic structural unit 30 An amphoteric polymer having ˜45 mol% and nonionic constituent units of 25 to 50 mol% and having a cationic constituent unit of 0.5 to 1 mol times the anionic constituent unit of the cationic polymer and the amphoteric polymer It adds and mixes in sludge so that a weight ratio may be set to 30 / 70-70 / 30, and it spin-dry | dehydrates using a dehydrator.
Although there is no restriction | limiting in particular in the dialkylaminoethyl methacrylate used for this invention, The dialkylaminoethyl methacrylate whose carbon number of an alkyl group is 1-3 can be used suitably. Examples of the dialkylaminoethyl methacrylate having an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms include dimethylaminoethyl methacrylate, diethylaminoethyl methacrylate, dipropylaminoethyl methacrylate, diisopropylaminoethyl methacrylate, methylethylaminoethyl methacrylate, methylpropylaminoethyl methacrylate. And ethylpropylaminoethyl methacrylate.
[0006]
The cationic polymer used in the present invention has a benzyl chloride quaternary salt of dialkylaminoethyl methacrylate as a cationic constituent unit, and has 50 mol% or more, more preferably 70 mol% or more, and still more preferably 90 mol% or more. If the constituent unit of the benzyl chloride quaternary salt of dialkylaminoethyl methacrylate is less than 50 mol%, the hydrophobicity of the cationic polymer is weak, and the strength of the aggregated flocs may be reduced. There is no restriction | limiting in particular in structural units other than the benzyl chloride quaternary salt of the dialkylaminoethyl methacrylate of the cationic polymer used for this invention, For example, another cationic structural unit and a nonionic structural unit can be mentioned. Examples of other cationic structural units include alkyl chloride quaternary salts of dialkylaminoethyl (meth) acrylate and dimethyl sulfate quaternary salts of dialkylaminoethyl (meth) acrylate. Examples of nonionic structural units include acrylamide.
The amphoteric polymer used in the present invention is a cationic structural unit of 20 to 30 mol%, more preferably 25 to 30 mol%, an anionic structural unit of 30 to 45 mol%, more preferably 32 to 40 mol%, and a nonionic structural unit. It has 25 to 50 mol%, more preferably 30 to 40 mol%, and the cationic structural unit is 0.5 to 1 mol times, more preferably 0.7 to 0.9 mol times the anionic structural unit. Have. If the proportion of each constituent unit and the proportion of the cationic constituent unit and the anionic constituent unit are out of the above ranges, in any case, the strength of the aggregated flocs may be reduced.
There is no particular limitation on the cationic structural unit of the amphoteric polymer used in the present invention, for example, benzyl chloride quaternary salt of dialkylaminoethyl (meth) acrylate, alkyl chloride quaternary salt of dialkylaminoethyl (meth) acrylate, dialkylaminoethyl Examples thereof include dimethyl sulfate quaternary salt of (meth) acrylate and diallyldialkylammonium chloride. There is no restriction | limiting in particular in an anionic structural unit, For example, (meth) acrylic acid, itaconic acid, maleic acid, 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid etc. can be mentioned. There is no restriction | limiting in particular in a nonionic structural unit, For example, acrylamide etc. can be mentioned.
[0007]
In the present invention, the weight ratio of the cationic polymer to the amphoteric polymer is preferably 30/70 to 70/30, and more preferably 40/60 to 70/30. When the weight ratio of the cationic polymer to the amphoteric polymer is less than 30/70, the amphoteric polymer acts in a state where the fine flocs of the suspended particles are not sufficiently formed, resulting in good aggregation flocs resulting in gelation and coarsening May not be formed. When the weight ratio of the cationic polymer to the amphoteric polymer exceeds 70/30, there is a possibility that the aggregation and coarsening of fine flocs may be insufficient.
Since the cationic polymer and the amphoteric polymer have an optimum ratio depending on the sludge properties, for example, the amount of organic substances, a preliminary test is performed on sludge to be treated in advance, and the weight ratio is in the range of 30/70 to 70/30. Among them, it is preferable to obtain an optimum ratio. By applying strong agitation to the sludge to which a mixture of cationic polymer and amphoteric polymer is added, the charge of the suspended particles is quickly neutralized to form micro flocs, and the coarseness due to the aggregation of micro flocs by amphoteric polymers. Can be effectively promoted. Alternatively, the amphoteric polymer can be added after the cationic polymer is added to the sludge to neutralize the charge of the suspended substance particles to form micro flocs.
In the method of the present invention, the method for adding the cationic polymer and the amphoteric polymer is not particularly limited. For example, the cationic polymer and the amphoteric polymer can be added as a one-agent type medicine in which the cationic polymer and the amphoteric polymer are mixed, or the cationic polymer and the amphoteric polymer. Can also be added separately as a two-drug agent. Which type of drug is used can be appropriately selected in consideration of the above conditions.
In the method of the present invention, an inorganic flocculant can be used in combination as necessary. There is no restriction | limiting in particular in the inorganic coagulant | flocculant used together, For example, poly ferric sulfate, aluminum sulfate, polyaluminum chloride, ferric chloride, ferrous sulfate etc. can be mentioned. When the inorganic flocculant is used in combination, it is preferable to add the cationic flocculant and the amphoteric polymer after adding the inorganic flocculant to the sludge and stirring.
[0008]
In the method of the present invention, when an agglomeration reaction tank is used, an agglomeration reaction tank giving strong stirring is preferable. By treating under strong stirring conditions, the effect of the method of the present invention is sufficiently exhibited. As strong stirring conditions, for example, conditions of a rotational speed of 100 to 500 rpm and a peripheral speed of 2 to 10 m / sec are preferable. It is preferable that the sludge dehydrator used in the method of the present invention is a dehydrator that works with a strong shearing force. Examples of the dehydrator that works with a strong shear force include a centrifugal dehydrator and a screw press dehydrator.
In the present invention, since 50 mol% or more of the structural units of the cationic polymer are benzyl chloride quaternary salts of dialkylaminoethyl methacrylate, when the cationic polymer is attracted to the negatively charged suspension particles, As the charge is neutralized, the high hydrophobicity of the benzyl chloride quaternary salt of dialkylaminoethyl methacrylate increases the hydrophobicity of the resulting micro flocs. In addition, by using a polymer with many anionic structural units as an amphoteric polymer, when the micro flocs are crosslinked and aggregated to coarsen the flocs, the amphoteric polymer cation groups and anionic groups react to form a polyion complex. In order to serve as a fiber component, the strength of the aggregated floc increases, and a passage through which moisture escapes from the aggregated floc is formed. For this reason, the amount of sludge treated can be increased, and a dehydrated cake with a low moisture content can be obtained.
[0009]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
The abbreviations and structural units of the polymers used in Examples and Comparative Examples are as follows.
(1) Cationic polymer DAMBE: homopolymer of benzyl chloride quaternized product of dimethylaminoethyl methacrylate DAABE: copolymer of 80 mol% of benzyl chloride quaternized product of dimethylaminoethyl acrylate and 20 mol% of acrylamide DAMME: of dimethylaminoethyl methacrylate Homopolymer of methyl chloride quaternary DAAME: copolymer of 80 mol% of dimethylaminoethyl acrylate methyl chloride quaternary and 20 mol% of acrylamide PVA: Hydrolyze copolymer of 50 mol% of N-vinylformamide and 50 mol% of acrylonitrile (2) Amphoteric polymer DAAA: 29 mol% of dimethylaminoethyl acrylate methyl chloride quaternized product, Copolymer of 1 mol% of methyl chloride quaternary product of ruaminoethyl methacrylate, 35 mol% of acrylamide and 35 mol% of acrylic acid DAAC: 10 mol% of methyl chloride quaternized product of dimethylaminoethyl acrylate, methyl chloride quaternary of dimethylaminoethyl methacrylate Copolymer Example 1 with 20 mol% graded product, 60 mol% acrylamide and 10 mol% acrylic acid
A desktop factory dewatering test was performed on excess sludge from a chemical factory. The properties of the sludge were 1.2% by weight of suspended solids (SS) and VSS / SS 68.5% by weight.
200 mL of sludge was collected in a 300 mL capacity poly beaker, and 8.4 mL of a 0.4 wt% aqueous solution of a 40/60 (weight ratio) mixture of DAMBE / DAAA was added using a syringe. The amount of the polymer added is 1.4 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the suspended substance in the sludge. After stirring at a stirring speed of 500 rpm for 20 seconds, the mixture was poured into a Buchner funnel having an inner diameter of 90 mm covered with a 60 mesh nylon filter cloth and filtered. The filtrate volume after 10 seconds was 140 mL. After completion of the filtration, the cake in the Buchner funnel was squeezed at a pressure of 98 kPa for 60 seconds. The water content of the obtained dehydrated cake was 78.5% by weight.
Examples 2-4
A dehydration test was conducted in the same manner as in Example 1 except that the polymer shown in Table 1 was added in the amount shown in Table 1.
Comparative Example 1
A dehydration test was conducted in the same manner as in Example 1 except that a 60/40 (weight ratio) mixture of DAABE / DAAA was used as the polymer. The filtrate amount after 10 seconds was 174 mL, and the water content of the dehydrated cake was 78.6% by weight.
Comparative Examples 2-5
A dehydration test was conducted in the same manner as in Comparative Example 1 except that the polymer shown in Table 1 was added in the amount shown in Table 1.
Comparative Example 6
200 mL of the same sludge as in Example 1 was collected in a 300 mL capacity poly beaker, and 2.4 mL of a 20 wt% aqueous solution of polyferric sulfate was added using a syringe. The addition amount of polyferric sulfate is 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of suspended substances in the sludge. After stirring for 20 seconds at a stirring speed of 300 rpm, 7.2 mL of a 0.4 wt% aqueous solution of a 60/40 (weight ratio) mixture of DAAME / DAAC was added using a syringe. The amount of the polymer added is 1.2 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the suspended matter in the sludge. After stirring at a stirring speed of 500 rpm for 20 seconds, the mixture was poured into a Buchner funnel having an inner diameter of 90 mm covered with a 60 mesh nylon filter cloth and filtered. The filtrate volume after 10 seconds was 136 mL. After completion of the filtration, the cake in the Buchner funnel was squeezed at a pressure of 98 kPa for 60 seconds. The water content of the obtained dehydrated cake was 79.1% by weight.
Comparative Example 7
A dehydration test was conducted in the same manner as in Comparative Example 6 except that the polymer shown in Table 1 was added in the amount shown in Table 1.
The results of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 7 are shown in Table 1.
[0010]
[Table 1]

[0011]
As can be seen from Table 1, in Examples 1 to 4 using the sludge dehydrating agent of the present invention, the amount of filtrate is large, the filterability is good, and the water content of the obtained dehydrated cake is also 79% by weight. % Or less. On the other hand, in Comparative Example 1 in which the cationic polymer was changed to a homopolymer of benzyl chloride quaternized dimethylaminoethyl acrylate, the moisture content of the dehydrated cake was higher than that in Example 3 having the same weight ratio. Moreover, in the comparative example 2 using the amphoteric polymer with few anionic structural units, filterability is comparatively good, but the water content of the dehydrated cake is high. In Comparative Examples 3 to 4 using a polymer of dimethylaminoethyl acrylate or a methyl chloride quaternized product of dimethylaminoethyl methacrylate as the cationic polymer, filterability is poor and the moisture content of the dehydrated cake is high. In Comparative Example 5 in which a polymer of dimethyl quaternized methyl chloride of dimethylaminoethyl methacrylate was used as the cationic polymer and an amphoteric polymer having a small number of anionic constituent units was used, the filterability was very poor and the water content of the dehydrated cake was high. . As in Comparative Examples 6 to 7, when a dimethylaminoethyl acrylate methyl chloride quaternized polymer and an amphoteric polymer having a small amount of anionic structural unit are used, the water content of the dehydrated cake is obtained by using polyferric sulfate together. The rate is low, but the filterability is still not good.
Example 5
The oxidation ditch sludge from the sewage treatment plant was dehydrated using a screw press dehydrator. The properties of this sludge were 1.6% by weight of evaporation residue (TS), 74.0% by weight of VTS / TS, and 3.5% by weight of fiber content.
256 g of a 40/60 (weight ratio) mixture of DAMBE / DAAA was added per 1 m ^{3 of} sludge introduced into the sludge storage tank. The addition amount of the polymer is 1.6 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the evaporation residue (TS) in the sludge. This sludge was treated at a throughput of 3 m ³ / h using a screw press dehydrator with a screw diameter of 400 mm. The water content of the obtained dehydrated cake was 85% by weight.
Examples 6-8
A dehydration test using a screw press dehydrator was conducted in the same manner as in Example 5 except that the polymer shown in Table 2 was added in the amount shown in Table 2 and the treatment was carried out with the treatment amount shown in Table 2.
Comparative Example 8
Against sludge 1 m ³ to be introduced into the sludge storage tank, the mixture was added 240g of a 60/40 (weight ratio) of the PVA / DAAA, except treated with the processing amount 4m ³ / h, in the same manner as in Example 5 Then, a dehydration test using a screw press dehydrator was performed. The water content of the dehydrated cake was 84% by weight.
Comparative Example 9
A dehydration test using a screw press dehydrator was performed in the same manner as in Comparative Example 8 except that the polymer shown in Table 2 was added in the amount shown in Table 2 and the treatment was carried out with the treatment amount shown in Table 2.
The results of Examples 5 to 8 and Comparative Examples 8 to 9 are shown in Table 2.
[0012]
[Table 2]

[0013]
As seen in Table 2, when Example 7 having a weight ratio of cationic polymer to amphoteric polymer of 60/40 was compared with Comparative Examples 8-9, Example 7 had a polymer addition amount of 20%. Despite the small amount, the throughput is nearly doubled and the water content of the resulting dehydrated cake is also about 3% lower by weight.
[0014]
【The invention's effect】
According to the sludge dehydrating agent and the dehydrating method of the present invention, the charge neutralization of the suspended matter is sufficiently performed, and the aggregation property flocs having strong hydrophobicity and high strength are formed. A dehydrated cake having a low water content can be obtained, and the amount of sludge treated can be increased.

Claims

A cationic polymer having a benzyl chloride quaternary salt of dialkylaminoethyl methacrylate as a cationic constituent unit in an amount of 50 mol% or more, a cationic constituent unit of 20 to 30 mol%, an anionic constituent unit of 30 to 45 mol%, and a nonionic constituent unit An amphoteric polymer having 25 to 50 mol% and having a cationic constituent unit of 0.5 to 1 mol times the anionic constituent unit, and the weight ratio of the cationic polymer to the amphoteric polymer is 30/70 to A sludge dewatering agent characterized by being 70/30.

Cationic polymer having 50 mol% or more of benzyl chloride quaternary salt of dialkylaminoethyl methacrylate as a cationic structural unit, 20-30 mol% of cationic structural unit, 30-45 mol% of anionic structural unit and nonionic property The amphoteric polymer having 25 to 50 mol% of the structural unit and 0.5 to 1 mol times the cationic structural unit of the anionic structural unit, the weight ratio of the cationic polymer to the amphoteric polymer is 30/70 A sludge dewatering method comprising adding to and mixing with sludge so as to be -70/30 and dehydrating using a dehydrator.