JP5649279B2 - 下水消化汚泥の脱水方法 - Google Patents

下水消化汚泥の脱水方法 Download PDF

Info

Publication number
JP5649279B2
JP5649279B2 JP2008540972A JP2008540972A JP5649279B2 JP 5649279 B2 JP5649279 B2 JP 5649279B2 JP 2008540972 A JP2008540972 A JP 2008540972A JP 2008540972 A JP2008540972 A JP 2008540972A JP 5649279 B2 JP5649279 B2 JP 5649279B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
monomer
cationic
tertiary
polymer
dialkylaminoalkyl
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2008540972A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2008050702A1 (ja
Inventor
孝文 稲葉
孝文 稲葉
森 嘉男
嘉男 森
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
MT AquaPolymer Inc
Original Assignee
MT AquaPolymer Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to JP2006288611 priority Critical
Priority to JP2006288611 priority
Priority to JP2006288613 priority
Priority to JP2006288613 priority
Application filed by MT AquaPolymer Inc filed Critical MT AquaPolymer Inc
Priority to PCT/JP2007/070519 priority patent/WO2008050702A1/ja
Priority to JP2008540972A priority patent/JP5649279B2/ja
Publication of JPWO2008050702A1 publication Critical patent/JPWO2008050702A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5649279B2 publication Critical patent/JP5649279B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03DFLOTATION; DIFFERENTIAL SEDIMENTATION
    • B03D3/00Differential sedimentation
    • B03D3/06Flocculation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F11/00Treatment of sludge; Devices therefor
    • C02F11/12Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening
    • C02F11/14Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening with addition of chemical agents
    • C02F11/147Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening with addition of chemical agents using organic substances
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/52Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities
    • C02F1/54Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities using organic material
    • C02F1/56Macromolecular compounds

Description

本発明は、凝集力及び脱水性に優れ、濾過速度が速く、優れたフロック(集塊)を得ることができるという各種凝集脱水性能に優れる、下水消化汚泥の脱水方法に関するものである。
下水、し尿処理場及び有機性産業排水等より生じる有機質汚泥は、高分子凝集剤を添加して、スクリュープレス、スクリューデカンター及びベルトプレス等の脱水装置を使用して脱水される。
脱水処理後の汚泥ケーキは、埋め立てや焼却処分されるが、汚泥ケーキ中の含水率を1%低下させることで、焼却で使用する燃料の10%程度をコストダウンすることができるため、汚泥ケーキ中の含水率を低下させるために、種々の検討が行われている。
ところで、下水処理場において、汚泥中に含まれる有機分含有量が多い場合には、有機質汚泥に嫌気性処理がなされる。近年において、有機質汚泥を嫌気性処理して得られる消化汚泥は、繊維分が極端に低いことや、腐敗性粘着性物質を含むため、従来の脱水方法では脱水し難い性状となっている。
消化汚泥の脱水方法としては、例えば、無機凝集剤としてポリ硫酸鉄を用い、これにノニオン、アニオン、又はカチオン性高分子凝集剤を単独で添加してフロックを形成し脱水する方法(特許文献1)や、無機凝集剤を添加後、pHを5〜8に調節し、これに両性高分子凝集剤を添加する方法(特許文献2)があるが、凝集剤を多量に使用する必要があるため、凝集剤の使用コストが高くなったり、汚泥脱水性能が不十分となることがあった。
最近では、消化汚泥の処理方法として、ポリアミジンを使用する方法(特許文献3)や、無機凝集剤とアクリレート系カチオン高分子凝集剤を併用する方法(特許文献4、5等)が知られている。前者のポリアミジンを使用する方法は、ポリアミジンの高いカチオン性により、前記した汚泥脱水方法に対して優れた方法であり、後者の無機凝集剤とアクリレート系カチオン高分子凝集剤を併用する方法も、前記した汚泥脱水方法に対して優れた方法である。
しかしながら、得られるフロックが、凝集性及びろ過性の点で不十分で、脱水ケーキの含水率も不十分であり、かつ凝集剤の使用量を多量にせざるを得ないといった問題を有している。さらに加えて、汚泥脱水処理においては、脱水後のケーキは焼却して処理するが、無機凝集剤を使用する方法では無機凝集剤の割合が多いと燃焼性能が低下したり、又無機凝集剤は焼却しても残渣として残ってしまうので、廃棄物量が多くなってしまう問題を有するものであった。
又、ポリアルキレンオキサイド単位を有するカチオン性高分子からなる高分子凝集剤を用いて、スクリュープレス脱水機又は回転加圧脱水機を用いて脱水する消化汚泥の脱水方法も提案されている(特許文献6)。
しかしながら、これら脱水機を使用する場合は、強固なフロックを形成しないと、フロックが破壊したものがパンチングメタルの穴を通じてろ液に移行する問題が発生することがあり、また、遠心脱水機を使用する脱水には不向きであるため、さらなる改善の余地があった。
特開昭58−51998号公報(特許請求の範囲) 特開昭63−158200号公報(特許請求の範囲) 特開平5−192513号公報(特許請求の範囲) 特開平7−214100号公報(特許請求の範囲) 特開2006−15209号公報(特許請求の範囲) 特開2004−195370号公報(特許請求の範囲)
本発明は、下水消化汚泥に対して、凝集剤の使用量を低減し、凝集性、ろ過性及び分離液の清澄性に優れるフロックを得ることができ、且つ脱水ケーキの含水率を低下させ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する。
本発明者は、上記の課題を解決するため鋭意研究を行った結果、下水消化汚泥に対して、無機凝集剤を使用せずに、カチオン当量値が4.0meq/g以上でかつ0.5%塩粘度が40mPa・s未満の高分子凝集剤を添加した後、ベルトプレス又はフィルタープレスにより脱水することにより、前記課題を解決し得ることを見出した。かかる知見に基づき、さらに検討を重ねて本発明を完成するに至った。
即ち、本発明は、以下の下水消化汚泥の脱水方法を提供する。以下、「第1発明」と表記する。
項1. 下水消化汚泥に、カチオン当量値が4.0meq/g以上でかつ0.5%塩粘度が40mPa・s未満の重合体を含むカチオン性高分子凝集剤を添加した後、ベルトプレス又はフィルタープレスにより脱水処理することを特徴とする下水消化汚泥の脱水方法。
項2. 前記重合体のカチオン当量値が4.0〜5.2meq/gでかつ0.5%塩粘度が10mPa・s以上40mPa・s未満である項1に記載の下水消化汚泥の脱水方法。
項3. 前記下水消化汚泥のm−アルカリ度が500〜6000であり、カチオン要求量が0.05〜0.7meq/g−TSである項1又は2に記載の下水消化汚泥の脱水方法。
また、本発明者は、下水消化汚泥に対して、無機凝集剤を使用せずに、カチオン当量値が4.0meq/g以上でかつ0.5%塩粘度が40mPa・s以上の重合体を含む高分子凝集剤を添加しつつ又は添加した後、遠心脱水処理することにより、前記課題を解決し得ることを見出した。かかる知見に基づき、さらに検討を重ねて本発明を完成するに至った。
即ち、本発明は、以下の下水消化汚泥の脱水方法を提供する。以下、「第2発明」と表記する。
項4. 下水消化汚泥に、無機凝集剤を使用せずに、カチオン当量値が4.0meq/g以上でかつ0.5%塩粘度が40mPa・s以上の重合体を含むカチオン性高分子凝集剤を添加しつつ又は添加した後、遠心脱水処理することを特徴とする下水消化汚泥の脱水方法。
項5. 前記重合体のカチオン当量値が4.0〜5.2meq/gでかつ0.5%塩粘度が40〜100mPa・sである項4に記載の下水消化汚泥の脱水方法。
項6. 前記下水消化汚泥のm−アルカリ度が500〜6000であり、カチオン要求量が0.05〜0.7meq/g−TSである項4又は5に記載の下水消化汚泥の脱水方法。
尚、本明細書においては、アクリレート又はメタクリレートを(メタ)アクリレートと表し、アクリルアミド又はメタクリルアミドを(メタ)アクリルアミドと表し、アクリル酸又はメタクリル酸を(メタ)アクリル酸と表し、アクリロニトリル又はメタクリロニトリルを(メタ)アクリロニトリルと表す。
本発明の汚泥の脱水方法によれば、下水消化汚泥に対して、凝集剤の使用量を低減し、フロック凝集性及びろ過性に優れ、清澄性に優れた分離液を得ることができ、且つ脱水ケーキの含水率を低下させることが可能となる。
以下、本発明を詳細に説明する。
[第1発明]
本発明の下水消化汚泥の脱水方法は、下水消化汚泥に、カチオン当量値が4.0meq/g以上でかつ0.5%塩粘度が40mPa・s未満の重合体を含むカチオン性高分子凝集剤を添加した後、ベルトプレス又はフィルタープレスにより脱水処理することを特徴とする。本発明では、上記所定の高分子凝集剤を使用するため、凝集剤の使用量を低減すると共に、凝集性及びろ過性に優れるフロックを形成し、しかも脱水ケーキの含水率を低下させることができる。
本発明の汚泥脱水方法では、さらに無機凝集剤を使用する必要がないため、無機凝集剤に起因する脱水後のケーキ焼却において燃焼性能が低下や、廃棄物量が多くなってしまう問題を解消することができる。
1.カチオン性高分子凝集剤
本発明で使用するカチオン性高分子凝集剤(以下、単に「高分子凝集剤」という)は、カチオン当量値(以下「Cv」という)は、4.0meq/g以上で、かつ0.5%塩粘度が40mPa・s未満の重合体(以下、単に「重合体」という)を含むものである。
本発明の重合体のCvは、4.0meq/g以上、、好ましくは4.0〜5.2meq/g、より好ましくは4.2〜5.1meq/gである。Cvが4.0meq/g以上と高いため、より少量で汚泥の荷電中和が可能となる。Cvが4.0meq/g未満では、汚泥の荷電中和が不十分となるため、脱水が不十分してしまう。なお、Cvは、実施例に示すコロイド滴定法によって求めた値をいう。
本発明の重合体は、分子量の指標である0.5%塩粘度が40mPa・s未満であり、安定した脱水処理を達成するためには、好ましくは10mPa・s以上40mPa・s未満、より好ましくは15mPa・s以上40mPa・s未満である。0.5%塩粘度を40mPa・s未満とするのは、過大なフロックを形成して脱水性を低下させないためであり、40mPa・s以上であるとフロック径が大きくなりすぎ、ろ布からの剥離性が悪化し、又、フィルタープレスの場合はろ室への充填量が少なくなるため好ましくない。なお、0.5%塩粘度は、実施例に記載の測定方法によって求めた値をいう。
前記重合体としては、例えば、カチオン性単量体単位を必須構成単量体単位とし、必要に応じノニオン性単量体単位を含むカチオン性重合体が挙げられ、或いは、カチオン性単量体単位及びアニオン性単量体単位を含み、必要に応じノニオン性単量体単位を有する両性重合体が挙げられる。上記のCv及び0.5%塩粘度の範囲を満たすものであれば種々の重合体(高分子)が使用できる。これらの重合体は、1種又は2種以上の混合物を用いても良い。
カチオン性単量体としては、カチオン性ビニル単量体が好ましく、具体的にはジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート及びジエチルアミノ−2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート等のジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリレートの塩酸塩及び硫酸塩等の3級塩;ジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリレートの塩化メチル付加物等のハロゲン化アルキル付加物及び塩化ベンジル付加物等のハロゲン化アラルキル付加物等の4級塩;N,N−ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド等のジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリルアミド等の塩酸塩及び硫酸塩等の3級塩;ジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリルアミドの塩化メチル付加物等のハロゲン化アルキル付加物及び塩化ベンジル付加物等のハロゲン化アラルキル付加物等の4級塩等が挙げられる。
アニオン性単量体としては、アニオン性ビニル単量体が好ましく、具体的には(メタ)アクリル酸及びこのナトリウム塩等のアルカリ金属塩又はアンモニウム塩;マレイン酸等及びそれらのアルカリ金属塩;アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸等のアクリルアミドアルキルアルカンスルホン酸及びこのアルカリ金属塩又はアンモニウム塩;並びにビニルスルホン酸及びこのアルカリ金属塩又はアンモニウム塩等が挙げられる。
ノニオン性単量体としては、ノニオン性ビニル単量体が好ましく、具体的には(メタ)アクリルアミド、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート等のジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリレート、ジアルキルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド等のジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリルアミド、スチレン、アクリロニトリル、酢酸ビニル、アルキル(メタ)アクリレート、アルコキシアルキル(メタ)アクリレート、ビニルピリジン、ビニルイミダノール及びアリルアミン等を挙げることができる。これらの中でも、(メタ)アクリルアミドが好ましい。
又、エチレン性不飽和基を有するアルキレンオキサイドオリゴマーの存在下に、前記した単量体を重合したものも使用できる。
いずれの単量体も、単独又は2種以上を使用することができる。
本発明における好ましい単量体の組合せとしては、カチオン性重合体の場合は、[1]カチオン性単量体としてジアルキルアミノアルキルアクリレートの3級塩又は4級塩、及びノニオン性単量体としてアクリルアミドからなる共重合体、[2]カチオン性単量体としてジアルキルアミノアルキルメタクリレートの3級塩又は4級塩、及びノニオン性単量体としてアクリルアミドからなる共重合体、並びに[3]カチオン性単量体としてジアルキルアミノアルキルメタクリレートの3級塩又は4級塩とジアルキルアミノアルキルアクリレートの3級塩又は4級塩、及びノニオン性単量体としてアクリルアミドからなる共重合体がある。
又、両性重合体の場合は、[1]カチオン性単量体としてジアルキルアミノアルキルアクリレートの3級塩又は4級塩、アニオン性単量体としてアクリル酸塩、及びノニオン性単量体としてアクリルアミドからなる共重合体、[2]カチオン性単量体としてジアルキルアミノアルキルメタクリレートの3級塩又は4級塩、アニオン性単量体としてアクリル酸塩、及びノニオン性単量体としてアクリルアミドからなる共重合体、並びに[3]カチオン性単量体としてジアルキルアミノアルキルメタクリレートの3級塩又は4級塩とジアルキルアミノアルキルアクリレートの3級塩又は4級塩、アニオン性単量体としてアクリル酸塩、及びノニオン性単量体としてアクリルアミドからなる共重合体がある。
本発明では、カチオン性単量体としてアクリレートを使用したカチオン性高分子が、単量体の共重合性に優れる高分子であり、消化汚泥の脱水性能に優れるためより好ましい。
本発明のカチオン性重合体におけるカチオン性単量体単位の共重合割合としては、前記Cv及び0.5%塩粘度の範囲を満たす様に適宜設定すれば良く、全構成単量体単位を基準として、カチオン性単量体単位を55〜100モル%、好ましくは70〜100モル%、より好ましくは80〜100モル%である。カチオン性単量体単位以外のノニオン性単量体単位を含む場合は、0〜45モル%、好ましくは0〜30モル%、より好ましくは0〜20モル%である。
又、両性重合体の場合は、全構成単量体単位を基準として、カチオン性単量体単位を55〜95モル%、好ましくは70〜95モル%、より好ましくは80〜95モル%である。カチオン性単量体単位以外のアニオン性単量体単位及びノニオン性単量体単位が、両者の和が5〜45モル%、好ましくは5〜30モル%、より好ましくは5〜20モル%である。この場合、ノニオン性単量体を少なくとも5モル%共重合させた共重合体が好ましい。
前記重合体の製造方法については特に制限はなく、前記した単量体を使用して、一般的な重合方法を採用することができる。例えば、水溶液重合であれば、重合開始剤として過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム、2,2'−アゾビス(2−アミジノプロパン)二塩酸塩や、レドックス系の重合開始剤等を用いて、熱ラジカル重合を行う方法や、アゾ系化合物、ベンゾイン及びアセトフェノン型の光重合開始剤を用いて紫外線照射により光ラジカル重合を行うこともできる。又、逆相のエマルション重合であれば、前記重合開始剤以外に、アゾビスイソブチロニトリルや過酸化ベンゾイル等の水不溶性開始剤を用いて重合を行っても良い。
水溶液重合の場合には、得られたゲル状の重合体は、その後、公知の方法で切断・細断する。細断した重合体は、バンド式乾燥機、回転式乾燥機、遠赤外線式乾燥機及び振動流動式乾燥機等の乾燥機を使用し、温度60〜150℃程度で乾燥し、ロール式粉砕機等で粉砕して粉末状の重合体とされ、粒度調整される。
逆相エマルション重合の場合には、水で希釈、転相させて水中油型エマルションとして使用する。
本発明の高分子凝集剤としては、粉末状品のものでも逆相エマルション品のものでも使用できる。
本発明では、前記高分子に加え、硫酸水素ナトリウム、硫酸ナトリウム及びスルファミン酸等、脱水処理に悪影響がでないかぎり公知の添加剤と混合して使用しても良い。
2.消化汚泥の脱水方法
本発明の脱水処理の対象とされる下水消化汚泥とは、下水処理場で発生する有機質汚泥を嫌気性消化処理したものであり、かかる汚泥であれば種々の汚泥が適用可能である。
消化汚泥としては、消化の指標を表すm−アルカリ度が500〜6,000の汚泥が好ましく、より好ましくは2,000〜4,500の汚泥である。なお、「m−アルカリ度」とは、消化汚泥の進行を表す指標であり、消化が進行するとアルカリの割合が増加するので、これを中和してpH=4.8にするために必要な酸の割合をCaCO換算したものである。
本発明においては、下水消化汚泥中のカチオン要求量を測定し、この結果に応じて高分子凝集剤を添加する方法が、効率的にしかも無駄なく高分子凝集剤を添加することができるため好ましい。下水消化汚泥中のカチオン要求量は、0.05〜0.7meq/g−TSが好ましく、より好ましくは0.05〜0.5meq/g−TSであれば容易に処理が可能である。なお、カチオン要求量とは、特開2000−258407号公報に記載された光ラベル化カチオン性高分子を用いて測定した値である。
本発明は、下水消化汚泥に、前記高分子凝集剤を添加した後、ベルトプレス又はフィルタープレス脱水機を用いて脱水するする消化汚泥の脱水方法である。
高分子凝集剤の汚泥への添加方法、フロックの形成方法に格別の方法はなく、現在使用されている方法が問題なく適用される。
本発明においては、高分子凝集剤を添加する前に、必要に応じ汚泥のpHを4〜8とすることが好ましい。これにより、より効果的に汚泥の処理を行うことができる。なお、pHの調整は、酸又はアルカリを添加して調整する。酸としては、塩酸、硫酸、酢酸及びスルファミン酸等を挙げることができる。又、アルカリとしては、苛性ソーダ、苛性カリ、消石灰及びアンモニア等が挙げられる。
高分子凝集剤の汚泥に対する添加割合としては、汚泥の蒸発残留物(TS)に対して0.1〜5.0質量%、好ましくは0.3〜3.0質量%、さらに好ましくは0.5〜2.0質量%である。高分子凝集剤と後記するその他の高分子凝集剤を併用する場合は、全高分子凝集剤の合計量が前記添加割合を満たすことが好ましい。
本発明においては、前記高分子凝集剤の他、必要に要に応じて、有機カチオン性化合物、アニオン性高分子凝集剤等の他の凝集剤を併用することができる。他の凝集剤の使用量は、全凝集剤に対して1,000質量%以下、好ましくは100質量%以下である。
有機カチオン性化合物としては、ポリマーポリアミン、ポリアミジン及びカチオン性界面活性剤等を例示できる。アニオン性高分子凝集剤としては、前記したアニオン性単量体の単独重合体及び前記したアニオン性単量体及びノニオン性単量体の共重合体等を挙げることができる。
汚泥脱水剤を添加した後の攪拌速度及び攪拌時間等は、従来行われている脱水条件に従えば良い。
本発明では、形成されたフロックをベルトプレス又はフィルタープレスにより脱水し、脱水ケーキとする。ここでベルトプレス又はフィルタープレス脱水処理を採用するのは、スクリュープレスやロータリープレスに比べ圧搾圧や圧搾時間の制御が容易なため、ろ液の清澄性を損なわないままケーキ含水率を低減する条件を得やすいからである。
使用されるベルトプレス機としては、通常の重力脱水ゾーンと圧搾ゾーンが連続したもののほか、重力ゾーンを分離したタイプ、さらには後段に高圧圧搾装置を備えたもの等が例示できる。
また、フィルタープレスとしては、横型積送方式で、ろ室が単式(くぼみのある板2枚で交互にはさむ構造)のものが挙げられる。さらには汚泥の圧入装置を備えたもの、通気脱水装置を備えたもの等が例示できる。
脱水の条件としては、汚泥の性状、適用する汚泥の性状、使用する高分子凝集剤の種類及び遠心分離機の種類等に応じて適宜設定すれば良い。ベルトプレスでは初期圧搾脱水の面圧(ろ布張力/ロール半径)が10〜100kPaの範囲であり、ろ布速度が0.3〜5m/分で運転されることが好ましい。フィルタープレスでは、圧搾圧力が0.5〜5MPaの範囲であり、圧搾時間が5〜20分の範囲であることが好ましい。
[第2発明]
本発明の下水消化汚泥の脱水方法は、下水消化汚泥に、無機凝集剤を使用せずに、カチオン当量値が4.0meq/g以上でかつ0.5%塩粘度が40mPa・s以上の重合体を含む高分子凝集剤を添加しつつ又は添加した後、遠心脱水処理することを特徴とする。本発明では、上記所定の高分子凝集剤を使用するため、無機凝集剤の使用を省略して凝集剤の使用量を低減すると共に、凝集性、ろ過性及び分離液(ろ液)の清澄性に優れるフロックを形成し、しかも脱水ケーキの含水率を低下させることができる。
本発明の汚泥脱水方法では、無機凝集剤を使用しないため、脱水後のケーキ焼却において燃焼性能が低下や、廃棄物量が多くなってしまう問題を解消するものである。
1.カチオン性高分子凝集剤
本発明で使用するカチオン性高分子凝集剤(以下、単に「高分子凝集剤」という)は、カチオン当量値(以下「Cv」という)は、4.0meq/g以上で、かつ0.5%塩粘度が40mPa・s以下の重合体(以下、単に「重合体」という)を含むものである。
本発明の重合体のCvは、4.0meq/g以上、好ましくは4.0〜5.2meq/g、より好ましくは4.2〜5.1meq/gである。Cvが4.0meq/g以上と高いため、より少量で汚泥の荷電中和が可能となる。Cvが4.0meq/g未満では、汚泥の荷電中和が不十分となるため、脱水が不十分となり、且つフロックの造粒性が不足してしまう。なお、Cvは、実施例に示すコロイド滴定法によって求めた値をいう。
本発明の重合体は、分子量の指標である0.5%塩粘度が40mPa・s以上であり、安定した脱水処理を達成するためには、好ましくは40〜100mPa・s、より好ましくは40〜80mPa・sである。0.5%塩粘度を40mPa・s以上とするのは、遠心沈降に十分な粒径のフロックを形成させるためであり、40mPa・s未満であるとフロック径を大きくしにくくなるため好ましくない。なお、0.5%塩粘度は、実施例に記載の測定方法によって求めた値をいう。
前記重合体としては、例えば、カチオン性単量体単位を必須構成単量体単位とし、必要に応じノニオン性単量体単位を含むカチオン性重合体が挙げられ、或いは、カチオン性単量体単位及びアニオン性単量体単位を含み、必要に応じノニオン性単量体単位を有する両性重合体が挙げられる。上記のCv及び0.5%塩粘度の範囲を満たすものであれば種々の重合体(高分子)が使用できる。これらの重合体は、1種又は2種以上の混合物を用いても良い。
カチオン性単量体としては、カチオン性ビニル単量体が好ましく、具体的にはジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート及びジエチルアミノ−2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート等のジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリレートの塩酸塩及び硫酸塩等の3級塩;ジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリレートの塩化メチル付加物等のハロゲン化アルキル付加物及び塩化ベンジル付加物等のハロゲン化アラルキル付加物等の4級塩;N,N−ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド等のジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリルアミド等の塩酸塩及び硫酸塩等の3級塩;ジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリルアミドの塩化メチル付加物等のハロゲン化アルキル付加物及び塩化ベンジル付加物等のハロゲン化アラルキル付加物等の4級塩等が挙げられる。
アニオン性単量体としては、アニオン性ビニル単量体が好ましく、具体的には(メタ)アクリル酸及びこのナトリウム塩等のアルカリ金属塩又はアンモニウム塩;マレイン酸等及びそれらのアルカリ金属塩;アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸等のアクリルアミドアルキルアルカンスルホン酸及びこのアルカリ金属塩又はアンモニウム塩;並びにビニルスルホン酸及びこのアルカリ金属塩又はアンモニウム塩等が挙げられる。
ノニオン性単量体としては、ノニオン性ビニル単量体が好ましく、具体的には(メタ)アクリルアミド、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート等のジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリレート、ジアルキルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド等のジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリルアミド、スチレン、アクリロニトリル、酢酸ビニル、アルキル(メタ)アクリレート、アルコキシアルキル(メタ)アクリレート、ビニルピリジン、ビニルイミダノール及びアリルアミン等を挙げることができる。これらの中でも、(メタ)アクリルアミドが好ましい。
又、エチレン性不飽和基を有するアルキレンオキサイドオリゴマーの存在下に、前記した単量体を重合したものも使用できる。
いずれの単量体も、単独又は2種以上を使用することができる。
本発明における好ましい単量体の組合せとしては、カチオン性重合体の場合は、[1]カチオン性単量体としてジアルキルアミノアルキルアクリレートの3級塩又は4級塩、及びノニオン性単量体としてアクリルアミドからなる共重合体、[2]カチオン性単量体としてジアルキルアミノアルキルメタクリレートの3級塩又は4級塩、及びノニオン性単量体としてアクリルアミドからなる共重合体、並びに[3]カチオン性単量体としてジアルキルアミノアルキルメタクリレートの3級塩又は4級塩とジアルキルアミノアルキルアクリレートの3級塩又は4級塩、及びノニオン性単量体としてアクリルアミドからなる共重合体が挙げられる。
又、両性重合体の場合は、[1]カチオン性単量体としてジアルキルアミノアルキルアクリレートの3級塩又は4級塩、アニオン性単量体としてアクリル酸塩、及びノニオン性単量体としてアクリルアミドからなる共重合体、[2]カチオン性単量体としてジアルキルアミノアルキルメタクリレートの3級塩又は4級塩、アニオン性単量体としてアクリル酸塩、及びノニオン性単量体としてアクリルアミドからなる共重合体、並びに[3]カチオン性単量体としてジアルキルアミノアルキルメタクリレートの3級塩又は4級塩とジアルキルアミノアルキルアクリレートの3級塩又は4級塩、アニオン性単量体としてアクリル酸塩、及びノニオン性単量体としてアクリルアミドからなる共重合体が挙げられる。
本発明では、カチオン性単量体としてアクリレートを使用したカチオン性重合体が、単量体の共重合性に優れる高分子であり、消化汚泥の脱水性能に優れるためより好ましい。
本発明のカチオン性重合体におけるカチオン性単量体単位の共重合割合としては、前記Cv及び0.5%塩粘度の範囲を満たす様に適宜設定すれば良く、全構成単量体単位を基準として、カチオン性単量体単位を55〜100モル%、好ましくは70〜100モル%、より好ましくは80〜100モル%である。カチオン性単量体単位以外のノニオン性単量体単位を含む場合は、0〜45モル%、好ましくは0〜30モル%、より好ましくは0〜20モル%である。
又、両性重合体の場合は、全構成単量体単位を基準として、カチオン性単量体単位を55〜95モル%、好ましくは70〜95モル%、より好ましくは80〜95モル%である。カチオン性単量体単位以外のアニオン性単量体単位及びノニオン性単量体単位が、両者の和が5〜45モル%、好ましくは5〜30モル%、より好ましくは5〜20モル%である。この場合、ノニオン性単量体を少なくとも5モル%共重合させた共重合体が好ましい。
前記重合体の製造方法については特に制限はなく、前記した単量体を使用して、一般的な重合方法を採用することができる。例えば、水溶液重合であれば、重合開始剤として過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム、2,2'−アゾビス(2−アミジノプロパン)二塩酸塩や、レドックス系の重合開始剤等を用いて、熱ラジカル重合を行う方法や、アゾ系化合物、ベンゾイン及びアセトフェノン型の光重合開始剤を用いて紫外線照射により光ラジカル重合を行うこともできる。又、逆相のエマルション重合であれば、前記重合開始剤以外に、アゾビスイソブチロニトリルや過酸化ベンゾイル等の水不溶性開始剤を用いて重合を行っても良い。
水溶液重合の場合には、得られたゲル状の重合体は、その後、公知の方法で切断・細断する。細断した重合体は、バンド式乾燥機、回転式乾燥機、遠赤外線式乾燥機及び振動流動式乾燥機等の乾燥機を使用し、温度60〜150℃程度で乾燥し、ロール式粉砕機等で粉砕して粉末状の重合体とされ、粒度調整される。
逆相エマルション重合の場合には、水で希釈、転相させて水中油型エマルションとして使用する。
本発明の高分子凝集剤としては、粉末状品のものでも逆相エマルション品のものでも使用できる。
本発明では、前記高分子に加え、硫酸水素ナトリウム、硫酸ナトリウム及びスルファミン酸等、脱水処理に悪影響がでないかぎり公知の添加剤と混合して使用しても良い。
2.消化汚泥の脱水方法
本発明の脱水処理の対象とされる下水消化汚泥とは、下水処理場で発生する有機質汚泥を嫌気性消化処理したものであり、かかる汚泥であれば種々の汚泥が適用可能である。
消化汚泥としては、消化の指標を表すm−アルカリ度が500〜6,000の汚泥が好ましく、より好ましくは2,000〜4,500の汚泥である。なお、「m−アルカリ度」とは、消化汚泥の進行を表す指標であり、消化が進行するとアルカリの割合が増加するので、これを中和してpH=4.8にするために必要な酸の割合をCaCO換算したものである。
本発明においては、下水消化汚泥中のカチオン要求量を測定し、この結果に応じて高分子凝集剤を添加する方法が、効率的にしかも無駄なく高分子凝集剤を添加することができるため好ましい。下水消化汚泥中のカチオン要求量は、0.05〜0.7meq/g−TSが好ましく、より好ましくは0.05〜0.5meq/g−TSであれば容易に処理が可能である。なお、カチオン要求量とは、特開2000−258407号公報に記載された光ラベル化カチオン性高分子を用いて測定した値である。
本発明は、下水消化汚泥に、無機凝集剤を使用せずに、前記重合体を含む高分子凝集剤を添加しつつ又は添加した、遠心脱水機を用いて脱水するする消化汚泥の脱水方法である。
高分子凝集剤の汚泥への添加方法、フロックの形成方法に格別の方法はなく、現在使用されている方法が問題なく適用される。
高分子凝集剤の添加方法としては、汚泥に凝集剤を添加した後、これを遠心脱水機に供給して脱水する方法(機外薬注型)と、汚泥を遠心脱水機に供給しつつ、同時に凝集剤を添加する方法(機内薬注型)のいずれでも使用できる。
本発明においては、高分子凝集剤を添加する前に、必要に応じ汚泥のpHを4〜8とすることが好ましい。これにより、より効果的に汚泥の処理を行うことができる。なお、pHの調製は、酸又はアルカリを添加して調整する。酸としては、塩酸、硫酸、酢酸及びスルファミン酸等を挙げることができる。又、アルカリとしては、苛性ソーダ、苛性カリ、消石灰及びアンモニア等が挙げられる。
高分子凝集剤の汚泥に対する添加割合としては、汚泥の蒸発残留物(TS)に対して0.1〜5.0質量%、好ましくは0.3〜3.0質量%、さらに好ましくは0.5〜2.0質量%である。高分子凝集剤と後記するその他の高分子凝集剤を併用する場合は、全高分子凝集剤の合計量が前記添加割合を満たすことが好ましい。
本発明においては、前記高分子凝集剤の他、必要に要に応じて、有機カチオン性化合物、アニオン性高分子凝集剤等の他の凝集剤を併用することができる。他の凝集剤の使用量は、全凝集剤に対して1,000質量%以下、好ましくは100質量%以下である。
有機カチオン性化合物としては、ポリマーポリアミン、ポリアミジン及びカチオン性界面活性剤等を例示できる。アニオン性高分子凝集剤としては、前記したアニオン性単量体の単独重合体及び前記したアニオン性単量体及びノニオン性単量体の共重合体等を挙げることができる。
汚泥脱水剤を添加した後の攪拌速度及び攪拌時間等は、従来行われている脱水条件に従えば良い。
本発明では、形成されたフロックを遠心脱水処理により脱水し、脱水ケーキとする。遠心脱水装置としては、例えば、デカンター型(スクリューデカンターといういこともある)及び直胴型等を例示することができる。
本発明においては、遠心脱水処理を採用するため、密閉式であるため臭気の問題がなく、コンパクトであるため場所を要しないという効果を奏する。
遠心脱水の条件としては、適用する汚泥の性状、使用する高分子凝集剤の種類及び遠心分離機の種類等に応じて適宜設定すれば良い。具体的には、固形物滞留時間(ボウル容積×0.20/固形物注入速度)が0.2〜5分の範囲であり、スクリュー差速を0.5〜10rpmの範囲とすることが好ましい。
以下に、実施例及び比較例を挙げ、本発明をより具体的に説明する。なお、以下において「%」とは特に断りのない限り「質量%」を意味する。
高分子凝集剤(重合体)のカチオン当量値(Cv)及び0.5%塩粘度は、次のようにして測定した。
[Cvの測定]
(1)滴定法
コニカルビーカーに脱イオン水90mlをとり、試料500ppm溶液10mlを加え、塩酸水溶液でpHを4.0とし、約1分間攪拌する。次に、トルイジンブルー指示薬を2〜3滴加え、N/400ポリビニル硫酸カリウム試薬(以下N/400PVSKという)で滴定する。滴定速度は2ml/分とし、検水が青から赤紫色に変色、10秒間以上保持する時点を終点とする。
(2)試料500ppm水溶液の調製
試料0.2gを精秤し、共栓付三角コルベンにとり、脱イオン水100mlで溶解する。この25mlを100mlメスフラスコにて脱イオン水でメスアップする。
(3)計算法
[0.5%塩粘度]
重合体を4質量%の塩化ナトリウム水溶液に溶解し、0.5質量%重合体溶液を調製する。B型粘度計を用いて、温度25℃、60rpm、5分後の重合体溶液の粘度を測定する。
[第1発明]
高分子凝集剤としては、粉末状の重合体である、下記表1に示すジメチルアミノエチルアクリレート塩化メチル付加物とアクリルアミドの共重合体(以下、DAA系という)及びジメチルアミノエチルメタクリレート塩化メチル付加物の単独重合体(以下、DMA系という)を使用した。
[製造例A]
ジメチルアミノエチルアクリレート塩化メチル付加物(以下、「DAC」という)の79wt%水溶液、アクリルアミド(以下、「AM」という)の40wt%水溶液およびイオン交換水を用い、単量体濃度がそれぞれ80mol%、20mol%となり、かつ単量体の濃度が50wt%、全量が450mlになるように混合した。
これを窒素気流で30分以上脱気しつつ15℃に調整した。2,2'−アゾビス(2−アミジノプロパン)二塩酸塩(以下、「V−50」という)の10wt%水溶液を全単量体に対して固形分換算で1000ppm、重亜硫酸ナトリウム(以下、「SHS」という)の5%水溶液を全単量体に対して固形分換算で15ppm添加した。
これを照射強度が0.4mW/cmとなるように調整した紫外線照射装置に投入した。反応は1分以内に開始し、約7分後に最高温度に達した。最高温度到達後、20分間照射を継続したのち、装置から取り出して放冷した。
容器よりゲル状重合体を取り出し、ミートチョッパーに投入して裁断後、60℃で10時間乾燥した。冷却後、ミルで粉砕して粉末状高分子凝集剤を得た。
[製造例B]
製造例Aにおいて、DAC及びAMに代えジメチルアミノエチルメタクリレート塩化メチル付加物を100モル%、単量体濃度を74wt%とし、V−50の400ppm及びSHSの5ppmに変更し、製造例Aの方法にならって重合を行った。
得られた重合体を、製造例Aと同様の方法に従い裁断、乾燥及び粉砕を行い、粉末状高分子凝集剤を得た。
[製造例C〜D]
製造例AにおけるV−50及びSHSの割合を以下に変更し、製造例Aの方法にならって重合を行った。
・製造例C:V−50;500ppm、SHS;5ppm
・製造例D:V−50;300ppm、SHS;3ppm
[製造例E〜F]
製造例AにおけるDAC、AM、V−50及びSHSの割合を以下に変更し、製造例Aの方法にならって重合を行った。
・製造例E:DAC;60モル%、AM;40モル%、V−50;1000ppm、SHS;10ppm
・製造例F:DAC;45モル%、AM;55モル%、V−50;1200ppm、SHS;45ppm
得られた重合体を、製造例Aと同様の方法に従い裁断、乾燥及び粉砕を行い、粉末状高分子凝集剤を得た。
[実施例1〜5,比較例1〜10]
表2に示す消化汚泥1又は2の200mlを300mlのビーカーに採取し、表1に示した高分子凝集剤A〜F(0.2%水溶液)を添加後、ジャーテスターを用いて200rpmで60秒間撹拌しフロックを形成させた。フロック径を測定後、80メッシュのろ布をフィルターとして用いて前記フロック液を重力ろ過した。そのろ過速度を測定し、得られたろ液の概観を次の4段階で評価した。
◎:極清澄
○:清澄
△:微濁
×:懸濁
又、得られたケーキをベルトプレス機で圧搾脱水し、その含水率を測定した。それらの結果を表3及び表4に示す。なお、比較例において無機凝集剤を使用する場合は、高分子凝集剤の添加に先立って、ポリ硫酸鉄を汚泥に対して1,000ppm添加し、ジャーテスターを用いて200rpmで30秒間撹拌した。
実施例1、2及び3では、フロック径が3乃至4mmと圧搾脱水に適正な大きさとなり、ろ過速度も良好であった。又、ろ液清澄性もよく、ケーキ含水率も81%以下を達成できた。
これに対し、塩粘度の高い高分子凝集剤D及び塩粘度が高くカチオン当量値が低い高分子凝集剤Eをそれぞれ使用した比較例1及び2では、フロックが水を含んで過大となり、添加量を増やしてもろ過速度が改善せず、むしろ低下した。又、ろ液の清澄性も悪くケーキ含水率も実施例1、2及び3に対し、同添加率比較で1%以上劣った。
カチオン当量値が低い高分子凝集剤Fを使用した比較例3では、実施例に比べカチオン当量値が低いため、汚泥の電荷が適正に中和できずフロック形成能、ろ過性とも劣った。又、添加量を増やしてもろ過性が改善せず、ケーキが水を含みやすくなって含水率の悪化につながった。
無機凝集剤を併用した比較例4、5では、実施例1、3と比較してフロック径がばらつき、ろ過性が劣った。又、添加率を増してもろ過性向上は見られず、結果としてケーキ含水率も1%以上劣った。又。比較例6では,フロックが粘調でいびつな形状となり、ろ過性が大幅に低下した。ろ液の清澄性も劣り、ケーキ含水率も大幅に劣った。又、これらの方法は、無機凝集剤を使用したため、これら以外にも、脱水後のケーキ焼却において燃焼性能が低下や、廃棄物量が多くなってしまう問題を内在するものであった。
実施例4、5では、フロックが3乃至5mmの径のそろった形状となり、ろ過速度も良好であった。又、ろ液清澄性もよく、ケーキ含水率も81%以下を達成できた。
これに対し、塩粘度の高い高分子凝集剤Dを使用した比較例7では、フロックが水を含んで過大となり、ろ過性が低下した。又、ろ液の清澄性も悪く、ケーキ含水率も実施例4、5と同添加率比較で1%以上劣った。
塩粘度が高くカチオン当量値が低い高分子凝集剤Eを使用した比較例8では、フロックが成長せず、ろ過性も劣った。カチオン当量値が低いため、汚泥の電荷中和が不十分で脱水効果が出ず、含水率の悪化につながった。
無機凝集剤を併用した比較例9、10では、無機凝集剤で凝結したフロックが成長しないため径が小さく、又べたついたものであったためろ過性が大幅に劣った添加率を増すと若干ろ過性が向上するものの、実施例4、5には及ばなかった。又、ケーキ含水率も81%下回る事はできなかった。又、これらの方法は、無機凝集剤を使用したため、これら以外にも、脱水後のケーキ焼却において燃焼性能が低下や、廃棄物量が多くなってしまう問題を内在するものであった。
[第2発明]
高分子凝集剤としては、粉末状の重合体である、下記表5に示すジメチルアミノエチルアクリレート塩化メチル付加物とアクリルアミドの共重合体(以下、「DAA系」という)及びジメチルアミノエチルメタクリレート塩化メチル付加物の単独共重合体(以下、「DMA系」という)を使用した。
[製造例G]
ジメチルアミノエチルアクリレート塩化メチル付加物(以下、「DAC」という)の79wt%水溶液、アクリルアミド(以下、「AM」という)の40wt%水溶液およびイオン交換水を用い、単量体濃度がそれぞれ80mol%、20mol%となり、かつ単量体の濃度が50wt%、全量が450mlになるように混合した。
これを窒素気流で30分以上脱気しつつ15℃に調整した。2,2'−アゾビス(2−アミジノプロパン)二塩酸塩(以下、「V−50」という)の10wt%水溶液を全単量体に対して固形分換算で300ppm、重亜硫酸ナトリウム(以下、「SHS」という)の5%水溶液を全単量体に対して固形分換算で3ppm添加した。
照射強度が0.4mW/cmとなるように調整した紫外線照射装置に投入した。反応は1分以内に開始し、約7分後に最高温度に達した。最高温度到達後、20分間照射を継続したのち、装置から取り出して放冷した。
容器よりゲル状重合体を取り出し、ミートチョッパーに投入して裁断後、60℃で10時間乾燥した。冷却後、ミルで粉砕して粉末状高分子凝集剤を得た。
[製造例H〜I]
製造例GにおけるV−50及びSHSの割合を以下に変更し、製造例Gの方法にならって重合を行った。
・製造例H:V−50; 500ppm、SHS; 5ppm
・製造例I:V−50;1000ppm、SHS;20ppm
得られた重合体を、製造例Gと同様の方法に従い裁断、乾燥及び粉砕を行い、粉末状高分子凝集剤を得た。
[製造例J]
製造例Gにおいて、DAC及びAMに代えジメチルアミノエチルメタクリレート塩化メチル付加物を100モル%、単量体濃度を74wt%とし、V−50の400ppm及びSHSの5ppmに変更し、製造例Gの方法にならって重合を行った。
得られた重合体を、製造例Gと同様の方法に従い裁断、乾燥及び粉砕を行い、粉末状高分子凝集剤を得た。
[製造例K〜L]
製造例GにおけるDAC、AM、V−50及びSHSの割合を以下に変更し、製造例Gの方法にならって重合を行った。
・製造例K:DAC;45モル%、AM;55モル%、V−50;1000ppm、SHS;10ppm
・製造例L:DAC;35モル%、AM;65モル%、V−50;1000ppm、SHS;20ppm
得られた重合体を、製造例Gと同様の方法に従い裁断、乾燥及び粉砕を行い、粉末状高分子凝集剤を得た。
[実施例6〜9,比較例11〜18]
表6に示す消化汚泥3又は4の200mlを300mlのビーカーに採取し、表5に示す高分子凝集剤G〜L(0.2%水溶液)を添加後、高速攪拌機を用いて1000rpmで60秒間撹拌しフロックを形成させた。なお、この攪拌条件は、実際の遠心脱水機における攪拌状態を再現するためのものである。フロック径を測定後、80メッシュのろ布をフィルターとして用いて前記フロック液を重力ろ過した。そのろ過速度を測定し、得られたろ液の概観を次の4段階で評価した。
◎:極清澄
○:清澄
△:微濁
×:懸濁
又、得られたケーキを80メッシュのろ布を内装した遠沈管に採り、2,000rpmで10分間遠心脱水して含水率を測定した。それらの結果を表7及び表8に示す。
なお、比較例において無機凝集剤を使用する場合は、高分子凝集剤の添加に先立って、ポリ硫酸鉄を汚泥に対して1,000ppm添加し、ジャーテスターを用いて200rpmで30秒間撹拌した。
実施例6及び7では、添加量を増加させるごとにフロック径が大きくなり、ろ過速度も向上した。又、添加量を増加させるごとに、分離液清澄性もよくなり、ケーキ含水率も85%以下を達成できた。
これに対し、塩粘度の低い高分子凝集剤I及びJをそれぞれ使用した比較例11及び12では、フロック径が大きくならず、そのためろ過速度が低下した。又、ケーキ含水率も実施例6及び7に対し、同添加率比較で1%以上劣った。
カチオン当量値が低い高分子凝集剤K及びLをそれぞれ使用した比較例13及び14では、汚泥の電荷が適正に中和できずフロック形成能、ろ過性とも劣った。又、添加量を増やしても処理水の粘度が上がってしまうことにより、結果としてろ過性が低下し、又ケーキが水を含みやすくなるため含水率の悪化につながった。
無機凝集剤を併用した比較例15では、実施例7と比較してフロック径が小さくろ過性が劣る。又添加率を増しても実施例7ほどのろ過性向上は見られず、結果としてケーキ含水率も1%以上劣った。又、この方法では無機凝集剤を使用したため、これら以外にも、脱水後のケーキ焼却において燃焼性能が低下や、廃棄物量が多くなってしまう問題を内在するものであった。
実施例8及び9では、添加量を増加させるごとにフロック径が大きくなり、ろ過速度も向上した。又、分離液清澄性も良好で、ケーキ含水率も85%以下を達成できた。
これに対し、カチオン当量値が低い高分子凝集剤Kを使用した比較例16では、実施例8と比較してフロック径が小さくろ過性が劣る。又添加率を増しても実施例8ほどのろ過性向上は見られず、結果としてケーキ含水率も1%以上劣った。
実施例8及び9において無機凝集剤を併用した比較例17及び18では、実施例8及び9と同等のフロックを形成するものの微細な濁りが残り清澄性が劣った。又添加量を増やしても、汚泥の電荷中和量が過剰となるためケーキが水分を含みやすくなりろ過性が向上しない。結果としてケーキ含水率が1%以上劣った。又、無機凝集剤を使用したため、これら以外にも、脱水後のケーキ焼却において燃焼性能が低下や、廃棄物量が多くなってしまう問題を内在するものであった。

Claims (6)

  1. m−アルカリ度が500〜6000であり、カチオン要求量が0.05〜0.7meq/g−TSである下水消化汚泥に、カチオン当量値が4.2〜5.1meq/gでかつ0.5%塩粘度が10mPa・s以上40mPa・s未満である重合体を含むカチオン性高分子凝集剤を添加した後、ベルトプレス又はフィルタープレスにより脱水処理することを特徴とする下水消化汚泥の脱水方法であって、
    前記カチオン性高分子凝集剤に含まれる重合体がカチオン性単量体単位を必須構成単量体単位とするカチオン性重合体のみからなるものであり、当該カチオン性単量体がジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリレートの3級塩及び4級塩からなる群から選ばれる少なくとも1種である下水消化汚泥の脱水方法。
  2. 前記カチオン性重合体が、
    [1]ジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリレートの3級塩又は4級塩の単独重合体、
    [2]カチオン性単量体としてジアルキルアミノアルキルアクリレートの3級塩又は4級塩、及びノニオン性単量体としてアクリルアミドからなる共重合体、
    [3]カチオン性単量体としてジアルキルアミノアルキルメタクリレートの3級塩又は4級塩、及びノニオン性単量体としてアクリルアミドからなる共重合体、又は
    [4]カチオン性単量体としてジアルキルアミノアルキルメタクリレートの3級塩又は4級塩とジアルキルアミノアルキルアクリレートの3級塩又は4級塩、及びノニオン性単量体としてアクリルアミドからなる共重合体
    である、請求項1に記載の下水消化汚泥の脱水方法。
  3. 前記カチオン性重合体が、
    [2]カチオン性単量体としてジアルキルアミノアルキルアクリレートの3級塩又は4級塩、及びノニオン性単量体としてアクリルアミドからなる共重合体、
    [3]カチオン性単量体としてジアルキルアミノアルキルメタクリレートの3級塩又は4級塩、及びノニオン性単量体としてアクリルアミドからなる共重合体、又は
    [4]カチオン性単量体としてジアルキルアミノアルキルメタクリレートの3級塩又は4級塩とジアルキルアミノアルキルアクリレートの3級塩又は4級塩、及びノニオン性単量体としてアクリルアミドからなる共重合体
    であり、
    カチオン性重合体におけるカチオン性単量体単位の共重合割合が、全構成単量体単位を基準として、70〜100モル%である、請求項2に記載の下水消化汚泥の脱水方法。
  4. m−アルカリ度が500〜6000であり、カチオン要求量が0.05〜0.7meq/g−TSである下水消化汚泥に、無機凝集剤を使用せずに、カチオン当量値が4.2〜5.1meq/gでかつ0.5%塩粘度が40〜100mPa・sである重合体を含むカチオン性高分子凝集剤を添加しつつ又は添加した後、遠心脱水処理することを特徴とする下水消化汚泥の脱水方法であって、
    前記カチオン性高分子凝集剤に含まれる重合体がカチオン性単量体単位を必須構成単量体単位とするカチオン性重合体のみからなるものであり、当該カチオン性単量体がジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリレートの3級塩及び4級塩からなる群から選ばれる少なくとも1種である下水消化汚泥の脱水方法。
  5. 前記カチオン性重合体が、
    [1]ジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリレートの3級塩又は4級塩の単独重合体、
    [2]カチオン性単量体としてジアルキルアミノアルキルアクリレートの3級塩又は4級塩、及びノニオン性単量体としてアクリルアミドからなる共重合体、
    [3]カチオン性単量体としてジアルキルアミノアルキルメタクリレートの3級塩又は4級塩、及びノニオン性単量体としてアクリルアミドからなる共重合体、又は
    [4]カチオン性単量体としてジアルキルアミノアルキルメタクリレートの3級塩又は4級塩とジアルキルアミノアルキルアクリレートの3級塩又は4級塩、及びノニオン性単量体としてアクリルアミドからなる共重合体
    である、請求項4に記載の下水消化汚泥の脱水方法。
  6. 前記カチオン性重合体が、
    [2]カチオン性単量体としてジアルキルアミノアルキルアクリレートの3級塩又は4級塩、及びノニオン性単量体としてアクリルアミドからなる共重合体、
    [3]カチオン性単量体としてジアルキルアミノアルキルメタクリレートの3級塩又は4級塩、及びノニオン性単量体としてアクリルアミドからなる共重合体、又は
    [4]カチオン性単量体としてジアルキルアミノアルキルメタクリレートの3級塩又は4級塩とジアルキルアミノアルキルアクリレートの3級塩又は4級塩、及びノニオン性単量体としてアクリルアミドからなる共重合体
    であり、
    カチオン性重合体におけるカチオン性単量体単位の共重合割合が、全構成単量体単位を基準として、70〜100モル%である、請求項5に記載の下水消化汚泥の脱水方法。
JP2008540972A 2006-10-24 2007-10-22 下水消化汚泥の脱水方法 Active JP5649279B2 (ja)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006288611 2006-10-24
JP2006288611 2006-10-24
JP2006288613 2006-10-24
JP2006288613 2006-10-24
PCT/JP2007/070519 WO2008050702A1 (fr) 2006-10-24 2007-10-22 Processus de déshydratation de boues d'égouts digérées
JP2008540972A JP5649279B2 (ja) 2006-10-24 2007-10-22 下水消化汚泥の脱水方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008540972A JP5649279B2 (ja) 2006-10-24 2007-10-22 下水消化汚泥の脱水方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2008050702A1 JPWO2008050702A1 (ja) 2010-02-25
JP5649279B2 true JP5649279B2 (ja) 2015-01-07

Family

ID=39324499

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008540972A Active JP5649279B2 (ja) 2006-10-24 2007-10-22 下水消化汚泥の脱水方法

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP5649279B2 (ja)
CN (1) CN101522581B (ja)
WO (1) WO2008050702A1 (ja)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5258647B2 (ja) * 2009-03-19 2013-08-07 ハイモ株式会社 汚泥の脱水方法
JP5322879B2 (ja) * 2009-10-05 2013-10-23 三洋化成工業株式会社 高分子凝集剤
JP5683219B2 (ja) * 2010-11-11 2015-03-11 Mtアクアポリマー株式会社 汚泥用脱水剤及びその製造方法
JP2012157816A (ja) * 2011-01-31 2012-08-23 Sanyo Chem Ind Ltd 高分子凝集剤
KR101938024B1 (ko) * 2011-04-26 2019-01-11 스윙 가부시키가이샤 오니 농축 방법 및 장치
CN102267795A (zh) * 2011-06-17 2011-12-07 中国科学院武汉岩土力学研究所 一种污水处理厂脱水污泥干化方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62132599A (en) * 1985-12-04 1987-06-15 Nagaharu Okuno Method for controlling operation in dehydrating sludge
JPH10249400A (ja) * 1997-03-14 1998-09-22 Nippon Shokubai Co Ltd 汚泥の脱水方法
JP2002177709A (ja) * 2000-12-15 2002-06-25 Toagosei Co Ltd 高分子凝集剤及び汚泥の脱水方法
JP2003251105A (ja) * 2002-03-06 2003-09-09 Dai Ichi Kogyo Seiyaku Co Ltd アクリル系カチオン性高分子凝集剤
JP2004195370A (ja) * 2002-12-18 2004-07-15 Toagosei Co Ltd 消化汚泥の脱水方法
JP2005246311A (ja) * 2004-03-05 2005-09-15 Ngk Insulators Ltd 汚泥連続加圧脱水機の運転方法
JP2006188694A (ja) * 2005-12-27 2006-07-20 Toagosei Co Ltd 組成物

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100497415C (zh) * 2005-10-26 2009-06-10 中国石油化工股份有限公司 一种阳离子型脱水剂的制备方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62132599A (en) * 1985-12-04 1987-06-15 Nagaharu Okuno Method for controlling operation in dehydrating sludge
JPH10249400A (ja) * 1997-03-14 1998-09-22 Nippon Shokubai Co Ltd 汚泥の脱水方法
JP2002177709A (ja) * 2000-12-15 2002-06-25 Toagosei Co Ltd 高分子凝集剤及び汚泥の脱水方法
JP2003251105A (ja) * 2002-03-06 2003-09-09 Dai Ichi Kogyo Seiyaku Co Ltd アクリル系カチオン性高分子凝集剤
JP2004195370A (ja) * 2002-12-18 2004-07-15 Toagosei Co Ltd 消化汚泥の脱水方法
JP2005246311A (ja) * 2004-03-05 2005-09-15 Ngk Insulators Ltd 汚泥連続加圧脱水機の運転方法
JP2006188694A (ja) * 2005-12-27 2006-07-20 Toagosei Co Ltd 組成物

Also Published As

Publication number Publication date
WO2008050702A1 (fr) 2008-05-02
CN101522581A (zh) 2009-09-02
JPWO2008050702A1 (ja) 2010-02-25
CN101522581B (zh) 2012-06-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5649279B2 (ja) 下水消化汚泥の脱水方法
DK1274652T3 (en) A process for the purification of water by the use of cationic dispersion polymers of low molecular weight
WO2003072622A1 (fr) Copolymere hydrosoluble, floculant polymere et procede de deshydratation de boues
JP5038587B2 (ja) 下水消化汚泥の脱水方法
JP4868127B2 (ja) 有機性汚泥の脱水方法
US20030042209A1 (en) Polymeric flocculant and method of sludge dehydration
JP5172372B2 (ja) 汚泥の脱水処理方法
JP5042057B2 (ja) 汚泥の脱水処理方法
JPH10249398A (ja) 汚泥の脱水方法
JP2004210986A (ja) 組成物、高分子凝集剤及び汚泥の脱水方法
JP2013215708A (ja) 両性水溶性高分子凝集剤およびそれを用いる汚泥の脱水方法
JPWO2008047739A1 (ja) 下水汚泥の脱水方法
JP2001179300A (ja) パルプ又は製紙工業汚泥の脱水方法
JP2004283716A (ja) 汚泥の脱水方法
JP3064878B2 (ja) 有機汚泥の処理法
JP3709825B2 (ja) 汚泥の脱水方法
JP5967705B2 (ja) 凝集処理剤およびそれを用いた汚泥脱水方法
JP4161559B2 (ja) 組成物、両性高分子凝集剤及び汚泥の脱水方法
JP5940881B2 (ja) 両性高分子凝集剤及びその製造方法並びにこれを用いる汚泥の脱水方法
JP6649762B2 (ja) 架橋型高分子凝集剤及びその製造方法並びにそれを用いる廃水処理方法
JP2002097236A (ja) ブロック共重合体の製造方法、当該共重合体を含む高分子凝集剤及び汚泥の脱水方法
JP4175194B2 (ja) ジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリレート4級塩重合体の製造方法
JP2004121997A (ja) 汚泥脱水剤及び汚泥脱水方法
JP6612630B2 (ja) 高分子凝集剤組成物及びその製造方法並びに該高分子凝集剤組成物を用いる汚泥の脱水方法
JP2004195370A (ja) 消化汚泥の脱水方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20100915

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130402

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130529

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20140114

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140219

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20141021

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20141111

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5649279

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250