JP5641642B2 - 汚泥の濃縮方法 - Google Patents
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Description
R1は水素又はメチル基、R2、R3は炭素数1〜3のアルキルあるいはアルコキシル基、R4は水素、炭素数1〜3のアルキル基、アルコキシル基あるいはベンジル基であり、同種でも異種でも良い、Aは酸素原子またはNH、Bは炭素数2〜4のアルキレン基またはアルコキシレン基を表わす、X1 −は陰イオンをそれぞれ表わす。
R5、R6は水素又はメチル基、R7、R8は炭素数1〜3のアルキル基、アルコキシ基あるいはベンジル基、X2 −は陰イオンをそれぞれ表わす。
R9、R10、R11は水素又はメチル基、Z−は陰イオンをそれぞれ表わす。
重合時に構造改質剤、すなわち架橋性単量体を添加し構造変性した高分子を製造することができる。この架橋性単量体は、単量体総量に対し0.0001〜0.0100質量%、好ましくは0.0003〜0.0050質量%存在させる。架橋性単量体の例としては、N,N−メチレンビス(メタ)アクリルアミド、トリアリルアミン、ジメタクリル酸エチレングリコール、ジメタクリル酸ジエチレングリコール、ジメタクリル酸トリエチレングリコール、ジメタクリル酸テトラエチレングリコール、ジメタクリル酸―1,3−ブチレングリコール、ジ(メタ)アクリル酸ポリエチレングリコール、N−ビニル(メタ)アクリルアミド、N−メチルアリルアクリルアミド、アクリル酸グリシジル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、アクロレイン、グリオキザール、ビニルトリメトキシシランなどがあるが、この場合の架橋剤としては、水溶性ポリビニル化合物がより好ましく、最も好ましいのはN,N−メチレンビス(メタ)アクリルアミドである。またギ酸ナトリウム、イソプロピルアルコール等の連鎖移動剤を併用して使用することも架橋性を調節する手法として効果的である。
下記表1のような組成の高分子を一定比率で混合し、汚泥脱水剤組成物を調製した。
モル比*;全モノマーに対するモル比。MBAAのみ全モノマーに対する質量
換算割合(ppm)
P:粉末タイプ
EC;油中水型エマルジョン高分子(カチオン性)
ECX:カチオンとアニオンのモル比が1より大きい両性高分子
EAX:カチオンとアニオンのモル比が1より小さい両性高分子
C1〜C3;粉末高分子(カチオン性)
AAm:アクリルアミド、AAc:アクリル酸
DAA:アクリル酸ジメチルアミノエチルメチルクロリド四級化物
DAM:メタクリル酸ジメチルアミノエチルメチルクロリド四級化物
MBAA:メチレンビスアクリルアミド
0.5%塩粘度:0.5%塩水溶液中に4重量%完全溶解後にB型粘度計により25℃の条件において測定された粘度
重量平均分子量:静的光散乱による分子量測定装置による
また両性ポリマーではカチオンリッチ(アニオンに比べカチオンの割合が高い)両性であればアニオンリッチ両性に較べ良好な濃縮結果を示したがEC−6、EC−7には及ばなかった。また架橋性単量体を含まないEC−1〜EC−5のポリマーは比較的少ない添加量で凝集する傾向が見られたが、濃縮性はEC−6、EC−7には及ばなかった。しかしながら塩粘度が32mPa・sであるEC−2は、架橋性単量体を含まないEC−1〜EC−5の中では0.42質量%/SSにおける濃縮倍率で2.9倍という最も良好な濃縮性を示した。また、ろ過後の濾液の発泡性を上記方法により確認した結果、すべてのポリマーにおいて泡の厚さが2mm以下であり、発泡性は殆ど無かった。これらの結果を表−2に示す。
また実施例1の余剰汚泥と違い両性ポリマーの凝集性は不良であった。また架橋性単量体を含まないEC−1〜EC−5のポリマーは比較的少ない添加量で凝集する傾向が見られ、添加量0.3質量%/TSにおける濃縮倍率は2.5倍の濃縮倍率が得られたが濃縮性でEC−6には及ばなかった。しかしながら塩粘度が32mPa・sであるEC−2は実施例1と同様架橋性単量体を含まないEC−1〜EC−5の中では最も良好な濃縮性を示した。また、濾過後の濾液の発泡性を上記方法により確認した結果、すべてのポリマーにおいて泡の厚さが2mm以下であり、発泡性は殆ど無かった。これらの結果を表4に示す
尚、ビーカーにて採取した濾液100mLを採取して、シリンダーに入れ、上下に激しく往復20回攪拌して、10秒後に液面上部の泡の厚さを計測した。
また実施例2と同様に実施例1の余剰汚泥と違い両性ポリマーの凝集性は不良であった。また架橋性単量体を含まないEC−1〜EC−5のポリマーは比較的少ない添加量で凝集する傾向が見られたが濃縮性でEC−6には及ばなかった。しかしながら塩粘度が32mPa・sであるEC−2は実施例1と同様架橋性単量体を含まないEC−1〜EC−5の中では最も良好な濃縮性を示し、0.56%/TSの添加率において2.13倍の濃縮率を示した。
また、ろ過後のろ液の発泡性を上記方法により確認した結果、すべてのポリマーにおいて泡の厚さが2mm以下であり、発泡性は殆ど無かった。これらの結果を表4に示す
その結果、濾液貯留槽のセンサーの誤作動を防止し、また生物処理槽に返送された際の発泡を抑制することもできる。また架橋性水溶性高分子の使用が可能になるなど油中水型エマルジョンタイプ特有の効果が期待でき、凝集性が良好なため濃縮性を向上させることができる。さらに油中水型エマルジョンタイプであるため、作業時粉塵の発生がなく、作業環境を大幅に改善することができる。従って産業上の利用価値は非常に高い。
Claims (3)
- ベルト型濃縮装置により脱水用の下水余剰汚泥、下水混合生汚泥から選択される一種である汚泥を濃縮する際、下記一般式(1)〜(4)いずれか一種の構造単位を含有するカチオン性または両性水溶性高分子からなる油中水型エマルジョンであり、該油中水型エマルジョンが、架橋性単量体を単量体総量に対し0.0001〜0.0100質量%共存させ油中水型エマルジョン重合し製造した油中水型エマルジョンを使用することを特徴とする汚泥の濃縮方法。
R1は水素又はメチル基、R2、R3は炭素数1〜3のアルキルあるいはアルコキシル基、R4は水素、炭素数1〜3のアルキル基、アルコキシル基あるいはベンジル基であり、同種でも異種でも良い、Aは酸素原子またはNH、Bは炭素数2〜4のアルキレン基またはアルコキシレン基を表わす、X1 −は陰イオンをそれぞれ表わす。
R5、R6は水素又はメチル基、R7、R8は炭素数1〜3のアルキル基、アルコキシ基あるいはベンジル基、X2 −は陰イオンをそれぞれ表わす。
R9、R10、R11は水素又はメチル基、Z−は陰イオンをそれぞれ表わす。 - 前記両性水溶性高分子が、下記一般式(5)の構造単位を含有するものであることを特徴とする請求項1に記載の汚泥の濃縮方法。
R12は水素、メチル基またはカルボキシメチル基、QはSO3 −、C6H4SO3 −、CONHC(CH3)2CH2SO3 −、C6H4COO−あるいはCOO−、R13は水素またはCOO−Y2 +、Y1 +およびY2 +は水素イオンまたは陽イオンをそれぞれ表す。 - 前記カチオン性または両性水溶性高分子の分子量が300万〜1500万であることを特徴とする請求項1〜2のいずれかに記載の汚泥の濃縮方法。
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