JP6028598B2 - 有機汚泥の脱水処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、有機汚泥の脱水処理方法に関する。

従来、下水、し尿等の有機汚泥の脱水には、カチオン性高分子凝集剤や両性高分子凝集剤が使用されている。しかしながら、近年の汚泥発生量の増加および汚泥性状の悪化により、従来のカチオン性高分子凝集剤や両性高分子凝集剤では、汚泥の処理量に限界があり、更に凝集後のフロック粒径とその強度、ＳＳ回収率、脱水後のケーキ含水率等の点で処理状態は必ずしも満足できるものではなく、その改善が求められている。

従来のカチオン性高分子凝集剤や両性高分子凝集剤の欠点を改良するため、両性タイプのアミジン系ポリマーやそれを用いた混合物を含む２段添加が提案されているが、必ずしも満足できるものではない。

両性タイプのアミジン系ポリマー（特許文献１および特許文献２）の場合、汚泥脱水剤として見た場合、従来のアミジン系カチオン性ポリマーやエステル系カチオン性ポリマーに比較して処理液量や脱水ケーキ含水率は改善されるものの、前記の問題点を全て克服し、満足できるものではない。

更にこれら両性タイプのアミジン系ポリマーを用いた混合物、つまりアミジン系両性ポリマーとエステル系カチオン性ポリマーまたはエステル系両性ポリマーとの混合物と、エステル系アニオン性ポリマーとの２段添加（特許文献３）の場合、アミジン系両性ポリマーの課題として残ったフロック強度は改善が見られるものの、上記問題点全てを解決し、満足できる結果には至っていない。

特開平８−２４３６００号公報 特開平８−１５５５００号公報 特開２００３−１８１４９９号公報

本発明の目的は、これまでの両性タイプのアミジン系ポリマーや、アミジン系両性ポリマーとエステル系カチオン性ポリマーまたはエステル系両性ポリマーとの混合物と、エステル系アニオン性ポリマーとの２段添加からなる汚泥脱水剤を用いた有機汚泥の脱水処理方法での問題点全てを解決し満足できる結果、つまり大きく強固な凝集フロックを形成し、これにより処理液量は多く、そのＳＳ量が少なく、および脱水後のケーキ含水率が低い有機汚泥の脱水処理方法を提供することにある。

そこで、本発明者は、上記の目的を達成するため、有機汚泥の脱水処理方法について検討した結果、特定の汚泥脱水剤を組み合わせて使用することにより、これまでの汚泥脱水剤を用いた有機汚泥の脱水処理方法での問題点全てを解決し満足できることを見出し、本発明に達した。

すなわち、本発明の第１の要旨は、有機汚泥に汚泥脱水剤を添加した後、脱水機を用いて脱水処理する有機汚泥の脱水処理方法において、汚泥脱水剤として、先ず、下記一般式（１）及び／又は（２）で表されるアミジン構成単位および（メタ）アクリル酸構成単位を必須成分とするアミジン系両性ポリマーと下記一般式（３）で表されるカチオン性（メタ）アクリレート構成単位を必須成分とするエステル系カチオン性ポリマーからなる混合物を使用し、次いで、下記一般式（３）で表されるカチオン性（メタ）アクリレート構成単位および（メタ）アクリル酸構成単位を必須成分とするエステル系両性ポリマーを使用することを特徴とする有機汚泥の脱水処理方法に存する。

［式（１）および（２）中、Ｒ^１およびＲ^２は各々同一または異なる水素原子またはメチル基を示し、Ｘ⁻はアニオン基を示す。］

［式（３）中、Ｒ^３は水素原子またはメチル基を示し、Ｒ^４、Ｒ^５、およびＲ^６は各々同一または異なる炭素数が１〜３のアルキル基またはベンジル基を示し、Ｚ⁻はアニオン基を示す。ｎは１〜３の整数を示す。］

有機汚泥の脱水処理方法の好適な態様においては、有機汚泥に上記の汚泥脱水剤および凝結剤を添加し、また、脱水機としてスクリュープレス型脱水機を使用する。更に、有機汚泥は、繊維分：１〜１５質量％／ＴＳの難脱水性有機汚泥であることも好ましい。

本発明の有機汚泥の脱水処理方法は、従来の有機汚泥の脱水処理方法よりも、大きく強固な凝集フロックを形成させることが出来、これにより有機汚泥の脱水処理を効率良く行うことが出来る。そのため、スクリュープレス型脱水機を用いた脱水処理に要求される脱水初期での良好な水切れ、および脱水の際に凝集フロックに働くせん断力に対して優れた耐性を有する強固な凝集フロックを満足することが可能である。更に、繊維分：１〜１５質量％／ＴＳの難脱水性有機汚泥に対してもその脱水処理を効率良く行うことも可能である。

以下、本発明を詳細に説明する。

＜汚泥脱水剤＞
本発明の有機汚泥の脱水処理方法に使用する汚泥脱水剤（以下、「本汚泥脱水剤」という。）は、アミジン構成単位および（メタ）アクリル酸構成単位を必須成分とするアミジン系両性ポリマー（以下、「ポリマーＡ」という。）と４級アンモニウム基含有カチオン性（メタ）アクリレート構成単位を必須成分とするエステル系カチオン性ポリマー（以下、「ポリマーＢ」という。）からなる混合物と、４級アンモニウム基含有カチオン性（メタ）アクリレート構成単位および（メタ）アクリル酸構成単位を必須成分とするエステル系両性ポリマー（以下、「ポリマーＣ」という。）である。

［アミジン系両性ポリマー］
ポリマーＡは、下記一般式（４）、（５）、（６）及び／又は（７）で表されるモノマーを共重合し、得られたコポリマーを酸加水分解反応およびアミジン化反応をすることにより得ることが出来る。

［式（４）中、Ｒ^７は水素原子またはメチル基を示す。］
本発明に用いる一般式（４）で表されるモノマーとしては、アクリロニトリル、メタクリロニトリルが挙げられる。その中でも特にアクリロニトリルが好ましい。

［式（５）中、Ｒ^８は水素原子またはメチル基を示し、Ｒ^９は水素または炭素数１〜４のアルキル基を示す。］
本発明に用いる一般式（５）で表されるＮ−ビニルカルボン酸アミドモノマーとしては、Ｎ−ビニルホルムアミド、Ｎ−ビニルアセトアミド、Ｎ−ビニルプロピオンアミド、Ｎ−ビニルブチルアミド等が挙げられる。その中でも特にＮ−ビニルホルムアミドが好ましい。

［式（６）中、Ｒ^１０は水素原子またはメチル基を示し、Ｒ^１１、Ｒ^１２は、各々同一または異なる水素または炭素数１〜３のアルキル基を示す。］
本発明に用いる一般式（６）で表されるアクリルアミド系モノマーとしては、（メタ）アクリルアミド、ジメチル（メタ）アクリルアミド、ジエチル（メタ）アクリルアミド、ジプロピル（メタ）アクリルアミド、ジイソプロピル（メタ）アクリルアミド、メチルエチル（メタ）アクリルアミド、メチルプロピル（メタ）アクリルアミド、エチルプロピル（メタ）アクリルアミド等が挙げられる。その中でも特にアクリルアミドが好ましい。

［式（７）中、Ｒ^１３は水素原子またはメチル基を示し、Ａは水素原子またはカチオン基を示す。］
本発明に用いる一般式（７）で表されるアクリル酸系モノマーとしては、アクリル酸、およびその塩、メタクリル酸、およびその塩が挙げられる。その中でも特にアクリル酸塩が好ましい。

一般式（４）、（５）、（６）及び／又は（７）で表されるモノマーを共重合する際のモノマーの重合モル比は、次の通りである。すなわち、一般式（４）で表されるモノマーは、通常３５〜７０モル％、好ましくは４０〜６０モル％、一般式（５）で表されるモノマーは、通常３５〜７０モル％、４０〜６０モル％、一般式（６）及び／又は（７）で表されるモノマーは、通常３〜３０モル％、好ましくは５〜２０モル％である。

更に、一般式（４）及び（５）の重合モル比は、接近している方がより好ましい。これは、両者の高い交互共重合性および重合後の酸加水分解反応により、一般式（５）から成るモノマー構成単位の一部はビニルアミン構成単位となる。その後、一般式（４）から成るモノマー構成単位とビニルアミン構成単位との側鎖間でのアミジン化反応によりアミジン環構造を形成し、前記一般式（１）及び／又は（２）で表されるアミジン構成単位となるからである。

ポリマーＡは直鎖状の水溶性ポリマーであるが、枝分かれ状の非水溶性ポリマーであっても構わない。架橋型のポリマーＡを得る方法、特に架橋させる方法に関しては、例えば以下の２つの方法で実現することが出来る。

（ａ）重合性モノマーの重合により得た水溶性ポリマーを加熱などにより後架橋（自己架橋）させる方法
（ｂ）重合性モノマーと共に多官能基を有する架橋型モノマーまたは架橋剤を用いて重合し、重合時に架橋させる方法
架橋度の制御の点から、方法（ｂ）が好ましい。

重合時に架橋する方法としては、主成分としてのエチレン性不飽和結合を有する重合性モノマーと一緒に多官能性のモノマー（架橋性モノマー）を用いる方法が一般的である。架橋性モノマーとしては、エチレン性不飽和結合を２以上有するモノマーであれば特に制限はなく、Ｎ，Ｎ’−メチレンビス（メタ）アクリルアミド、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジアリルアミン等が挙げられる。
架橋性モノマーまたは架橋剤の添加量としては、ポリマーまたは原料全モノマーに対して、通常１〜１０００ｐｐｍである。

ポリマーＡの製造方法は、特に制限されず、通常のラジカル重合法が用いられ、塊状重合、水溶液重合、逆相懸濁重合、逆相乳化重合等のいずれも選択することが出来る。重合反応は、一般に、不活性ガス気流下、温度３０〜１００℃で実施される。溶媒中で重合を行う場合、モノマー濃度は通常１０〜８０質量％、好ましくは２０〜７０質量％である。重合開始剤は一般的なラジカル重合開始剤が用いられるが、好ましくはアゾ系開始剤であり、例えば２，２’−アゾビス（２−アミジノプロパン）二塩酸塩等が挙げられる。重合開始剤の使用量は、生成するポリマーの重合度や粘度などを考慮して適宜決められるが、通常原料全モノマーに対して１００〜１００００ｐｐｍ程度である。重合ｐＨはモノマー溶液調合時の安定性から５〜８に調節することが好ましい。

得られるポリマーはそのままの状態で、あるいは溶剤で希釈してすなわち溶液状態または懸濁状態で酸加水分解反応およびアミジン化反応（以下、「酸変性反応」という。）に供することが出来る。あるいは公知の方法で脱溶媒、乾燥することでポリマーを固体として取り出し、酸変性反応に供することも出来る。通常は、水懸濁液中で酸変性反応に供される。酸変性反応時のポリマー濃度としては、１〜２０質量％である。１質量％未満のポリマー濃度では、得られるポリマーの品質上特に問題はないが、生産性が低下する。２０質量％超のポリマー濃度では、酸変性反応が進むにつれてポリマー水溶液の粘度が高くなり、反応時に使用する攪拌翼の回転が困難となり、酸変性反応が系内で不均一となる。

酸変性反応に用いられる酸は、一般に鉱酸であり、好ましくは塩酸である。酸の添加量は、Ｎ−ビニルカルボン酸アミド構成単位と一般式（６）及び／又は（７）で表されるモノマー構成単位の合計に対して、通常０．５〜５．０倍当量、好ましくは１．０〜２．０倍当量である。反応温度は、通常６０〜１５０℃、好ましくは８０〜１２０℃である。反応時間は通常１〜２０時間である。

酸変性反応時、反応の阻害あるいは得られたポリマーの品質に問題がなければ、その他添加剤を適宜加えることが出来る。例えば、重合後の残存モノマーを低減させるための添加剤として、硫酸ヒドロキシアンモニウムが挙げられる。

このようにして得られたポリマーＡのアミジン構成単位の割合は、通常２０〜７０モル％、好ましくは３０〜６０モル％、（メタ）アクリル酸構成単位の割合は、通常３〜３０モル％、好ましくは５〜２０モル％である。ポリマーＡのアミジン構成単位の割合が２０モル％以上、７０モル％以下、（メタ）アクリル酸構成単位の割合が３モル％以上、３０モル％以下であれば、本発明の有機汚泥の脱水処理方法（以下、「本有機汚泥の脱水処理方法」という。）において、アミジン構成単位および（メタ）アクリル酸構成単位がポリマーＢの４級アンモニウム基含有カチオン性（メタ）アクリレート構成単位と共に、有機汚泥と荷電中和反応し、大きく強固な凝集フロックを形成させることが出来、その結果、高い処理液量および低い脱水ケーキ含水率が得られる。

本発明のポリマーＡは、分子量の指標となる１Ｎの硫酸ナトリウム水中、０．１ｇ／ｄＬのポリマー水溶液として３０℃で測定した還元粘度は、通常０．１〜１０ｄＬ／ｇ、好ましくは１〜５ｄＬ／ｇである。

上記の水溶液物性を有するポリマーＡを製造するためには、必要に応じて重合を連鎖移動剤の存在下で行うことが出来る。連鎖移動剤は適宜添加され、その種類は特に制限されず、例えば、メルカプトエタノール、メルカプトプロピオン酸等のチオール化合物、亜硫酸、およびそのナトリウム塩、重亜硫酸水素、およびそのナトリウム塩、次亜リン酸、およびそのナトリウム塩等の無機化合物等が挙げられる。その中でも特に連鎖移動効果が大きい点で、次亜リン酸が好ましい。連鎖移動剤の使用量は、生成するポリマーの重合度や粘度などを考慮して適宜決められるが、原料全モノマーに対して通常１〜１０００ｐｐｍ程度である。

［エステル系カチオン性ポリマー］
ポリマーＢは、４級アンモニウム基含有（メタ）アクリレートモノマーを単独重合あるいはその他のモノマーと共重合することにより得ることが出来る。
４級アンモニウム基含有（メタ）アクリレートモノマーとしては、特に制限はないが、各々のアルキル基の炭素数が１〜３のジアルキルアミノアルキル（メタ）アクリレートのアルキルクロライド４級塩が好ましい。各々のアルキル基の炭素数が１〜３のジアルキルアミノアルキル（メタ）アクリレートとしては、例えば、ジメチルアミノメチル（メタ）アクリレート、ジエチルアミノメチル（メタ）アクリレート、ジプロピルアミノメチル（メタ）アクリレート、ジイソプロピルアミノメチル（メタ）アクリレート、メチルエチルアミノメチル（メタ）アクリレート、メチルプロピルアミノメチル（メタ）アクリレート、エチルプロピルアミノメチル（メタ）アクリレート、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、ジプロピルアミノエチル（メタ）アクリレート、ジイソプロピルアミノエチル（メタ）アクリレート、メチルエチルアミノエチル（メタ）アクリレート、メチルプロピルアミノエチル（メタ）アクリレート、エチルプロピルアミノエチル（メタ）アクリレート、ジメチルアミノプロピル（メタ）アクリレート、ジエチルアミノプロピル（メタ）アクリレート、ジプロピルアミノプロピル（メタ）アクリレート、ジイソプロピルアミノプロピル（メタ）アクリレート、メチルエチルアミノプロピル（メタ）アクリレート、メチルプロピルアミノプロピル（メタ）アクリレート、エチルプロピルアミノプロピル（メタ）アクリレート等のメチルクロライド４級塩およびベンジルクロライド４級塩が挙げられる。その中でも特に、ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレートのメチルクロライド４級塩が好適である。これらモノマーは、１種を単独で用いても良く、２種類以上を併用しても良い。

その他のモノマーとしては、非イオン性モノマーを挙げることができる。非イオン性モノマーとしては、アクリルアミドが好ましい。

このようにして得られたポリマーＢの４級アンモニウム基含有カチオン性（メタ）アクリレート構成単位の割合は、特に制限はないが、通常２０〜１００モル％、好ましくは３０〜６０モル％である。

本発明のポリマーＢは、分子量の指標となる１Ｎの硫酸ナトリウム水中、０．１ｇ／ｄＬのポリマー水溶液として３０℃で測定した還元粘度は、通常１〜２０ｄＬ／ｇ、好ましくは３〜１０ｄＬ／ｇである。ポリマーＢの還元粘度が１ｄＬ／ｇ以上、２０ｄＬ／ｇ以下であれば、ポリマーＡと混合したとき、お互いの還元粘度の差が小さくなり、均一に混合し易い。

本発明のポリマーＡとポリマーＢの混合比は、通常、ポリマーＡが３０〜９０質量％、ポリマーＢが７０〜１０質量％であり、好ましくは、ポリマーＡが５０〜７０質量％、ポリマーＢが５０〜３０質量％である。ポリマーＡとポリマーＢの混合質量比（Ａ／Ｂ）が３０／７０以上、９０／１０以下であれば、本有機汚泥の脱水処理方法において、本汚泥脱水剤添加後の凝集フロックは強固となり易く、その結果、高い処理液量、その少ないＳＳ量、および低い脱水ケーキ含水率が得られ易くなる。

［エステル系両性ポリマー］
ポリマーＣは、４級アンモニウム塩含有（メタ）アクリレートモノマーと、（メタ）アクリル酸モノマーと、適宜その他のモノマーとを共重合することにより得ることが出来る。
４級アンモニウム基含有（メタ）アクリレートモノマーとしては、特に制限はなく、ポリマーＢを得るのと同じく、各々のアルキル基の炭素数が１〜３のジアルキルアミノアルキル（メタ）アクリレートのアルキルクロライド４級塩が好ましい。

（メタ）アクリル酸モノマーとしては、特に制限はないが、アクリル酸、メタクリル酸、およびそれらの塩が挙げられる。

その他のモノマーは、適宜用いることができ、その中でも非イオン性モノマーを挙げることが出来る。非イオン性モノマーとしては、アクリルアミドが好ましい。

このようにして得られたポリマーＣの４級アンモニウム基含有カチオン性（メタ）アクリレート構成単位の割合は、通常２０〜５０モル％、好ましくは３０〜４０モル％、（メタ）アクリル酸構成単位の割合は、通常２０〜５０モル％、好ましくは３０〜５０モル％である。４級アンモニウム基含有カチオン性（メタ）アクリレート構成単位の割合が２０モル％以上、５０モル％以下、（メタ）アクリル酸構成単位の割合が２０モル％以上、５０モル％以下であれば、本有機汚泥の脱水処理方法において、本汚泥脱水剤添加後の凝集フロックは強固となり易く、その結果、高い処理液量、その少ないＳＳ量、および低い脱水ケーキ含水率が得られ易くなる。特に上記カチオン性およびアニオン性の構成単位の割合に加え、（メタ）アクリル酸構成単位の割合が４級アンモニウム基含有カチオン性（メタ）アクリレート構成単位の割合よりも多い組成（モル比）の場合では、本有機汚泥の脱水処理方法において、本汚泥脱水剤添加後の凝集フロックは一段と強固になり、その結果、より高い処理液量、そのより少ないＳＳ量、およびより低い脱水ケーキ含水率が得られる。

本発明のポリマーＣは、分子量の指標となる１Ｎの硫酸ナトリウム水中、０．１ｇ／ｄＬのポリマー水溶液として３０℃で測定した還元粘度は、通常１〜１５ｄＬ／ｇ、好ましくは３〜１０ｄＬ／ｇである。ポリマーＣの還元粘度が１ｄＬ／ｇ以上、１５Ｌ／ｇ以下であれば、ポリマーＡとポリマーＢの混合物を有機汚泥に添加した後に、ポリマーＣを添加したとき、ポリマーＡとポリマーＢの混合物を含む有機汚泥に均一に混合し、得られる凝集フロックは強固になり易い。

＜有機汚泥の脱水処理方法＞
本有機汚泥の脱水処理方法は、前述した本汚泥脱水剤を有機汚泥に添加した後、脱水機を用いて脱水処理する有機汚泥の脱水処理方法である。

本有機汚泥の脱水処理方法が対象とする有機汚泥としては、下水処理場およびし尿処理場から排出される生汚泥、混合生汚泥、余剰汚泥、消化汚泥、オキシデーションディッチ処理した有機汚泥、あるいは製紙工業廃水、化学工業廃水、食品工業廃水、畜産工業廃水等の生物処理したときに排出される余剰汚泥等が好適である。この内、ＪＩＳ規格に記載された分析方法を用いて測定された有機汚泥の繊維分が１〜１５質量％／ＴＳであると優れた効果が得られ、特に５〜１０質量％／ＴＳであるとより優れた効果が得られる。このような難脱水性有機汚泥としては、下水処理場およびし尿処理場から排出される消化汚泥が挙げられる。本汚泥脱水剤を前記有機汚泥に加えることで、フロック粒径、フロック強度、処理速度（ろ過速度）、処理液中のＳＳ量、脱水ケーキ含水率のバランス性などが安定した凝集フロックを形成することが出来る。

本汚泥脱水剤の有機汚泥への添加方法および凝集フロックの形成方法としては、本汚泥脱水剤を用いる以外は公知の方法が適用できる。すなわち、本汚泥脱水剤を公知の方法で有機汚泥に添加することで凝集フロックを形成させることが出来る。

本汚泥脱水剤の添加方法としては、先ず、ポリマーＡとポリマーＢを水に０．２〜０．３質量％の濃度で溶解させた後、ほぼ同時に有機汚泥に添加し、その後、ポリマーＣを水に０．２〜０．３質量％の濃度で溶解させた後、有機汚泥に添加することが好ましい。ポリマーＡとポリマーＢを予め粉末の状態で混合し、水に溶解させても良い。場合によっては、本汚泥脱水剤を粉末のまま有機汚泥に添加しても良い。また、本汚泥脱水剤に加えて、本汚泥脱水剤の水への溶解性を向上させるために酸性物質を添加しても良い。酸性物質としては、例えば、スルファミン酸が挙げられる。なお、本汚泥脱水剤の上記の２段添加は、それぞれ別々の槽を設置して機械攪拌下に行うのが好ましいが、一つの槽を区切って使用しても構わない。ポリマーＡとポリマーＢは一つの槽で注入する位置をずらして添加しても構わない。混合・撹拌方法としては、機械攪拌、ライン混合等、乱流状態を作り出す方法であればよく、機械攪拌が好ましい。

凝集フロックを形成させた後は、脱水機を用いて凝集フロックを脱水し、脱水ケーキを得ることにより汚泥脱水処理を完了することが出来る。脱水機としては、特に制限はなく、例えば、フィルタープレス型脱水機、スクリュープレス型脱水機、真空型脱水機、ベルトプレス型脱水機、遠心型脱水機、多重円板型脱水機が挙げられる。本有機汚泥の脱水処理方法では、安定して凝集フロック粒径と凝集フロック強度を保ち易い点から、スクリュープレス型脱水機が好ましい。

本汚泥脱水剤の添加量は、有機汚泥の質、濃度等により異なり画一的に決められないが、大まかな目安として、汚泥の乾燥固形物１００質量部に対し、通常０．１〜３．０質量部、好ましくは１．０〜２．０質量部である。本汚泥脱水剤の前記添加量が０．１質量部以上であれば、十分なフロック粒径およびフロック強度を有する凝集フロックが形成され易い。また、本汚泥脱水剤の前記添加量が３．０質量部以下であれば、本汚泥脱水剤が過剰となることで形成される凝集フロックの粒径が小さくなったり、処理速度が遅くなったり、脱水ケーキの含水率が高くなったりすることを抑制し易い。

また、本有機汚泥の脱水処理方法においては、本汚泥脱水剤と、無機凝結剤及び／又は有機凝結剤（以下、これらをまとめて単に「凝結剤」という。）を併用して添加することが好ましい。

無機凝結剤としては、例えば、硫酸バンド、ポリ塩化アルミニウム、塩化第２鉄、硫酸第１鉄、硫酸第２鉄、ポリ鉄（ポリ硫酸鉄、ポリ塩化鉄など）が挙げられる。有機凝結剤としては、例えば、ポリアミン、ポリジアリルジメチルアンモニウムクロライド、ポリジアルキルアミノアルキルメタクリレートのアルキルクロライド４級塩、ポリ（ジアルキルアミノアルキルアクリレートのアルキルクロライド４級塩−アクリルアミド）、カチオン性界面活性剤が挙げられる。

凝結剤は、特に制限はないが、汚泥脱水剤を添加する前の工程で添加することが好ましい。凝結剤の添加量は、本汚泥脱水剤１００質量部に対して、１〜３０００質量部が好ましい。凝結剤の前記添加量が１質量部以上であれば、凝結剤を併用した効果が得られ易く、有機汚泥によっては本汚泥脱水剤の性能、特に処理液量が高くなる。また、凝結剤の前記添加量が３０００質量部以下であれば、特に添加量の多い無機凝結剤では脱水ケーキの含水率を低くし易くなる。

以上説明した本有機汚泥の脱水処理方法によれば、各種廃水処理施設より排出される有機汚泥の脱水処理において、大粒径高強度の凝集フロックを安定して形成させることが出来、その結果、ＳＳ量が少ない処理水および含水率の低い脱水ケーキが得られる。
これは、ポリマーＡは分子鎖中にアミジン構成単位と（メタ）アクリル酸構成単位を併せ持つため、例えばアミジン系カチオン性ポリマーあるいは４級アンモニウム基を含有するエステル系カチオン性ポリマーと（メタ）アクリル酸構成単位を含有するアニオン性ポリマーとの混合物に比較した場合、有機汚泥中では荷電中和反応が起こり易く、正負間の荷電距離を短くすることで水和圏を狭くしたポリマー構造を持つため、脱水後のケーキ含水率が低下し易い。更に例えば４級アンモニウム基を含有するエステル系両性ポリマーに比較し、より疎水性の高いアミジン構造単位を有するため、強固な凝集フロックを形成し易く、その結果ＳＳ量が少ない処理水および含水率の低い脱水ケーキが得られ易くなる。このポリマーＡとポリマーＢを混合した混合物のみを有機汚泥に添加混合した場合では、陽イオンが過剰となるため陽陰のイオンバランスが崩れ、大きく強固な凝集フロックが得られない。そこで、有機汚泥にこの混合物を添加混合した後にポリマーＣを添加混合することで、過剰な陽イオンをポリマーＣの陰イオンで荷電中和することが出来、陽陰バランスの整った有機汚泥の脱水処理方法を提供することが出来る。特に、ポリマーＣにおいて、（メタ）アクリル酸構成単位の割合が４級アンモニウム基含有カチオン性（メタ）アクリレート構成単位の割合よりも多い組成（モル比）では、本有機汚泥の脱水処理方法において、有機汚泥として繊維分：１〜１５質量％／ＴＳの難脱水性有機汚泥を用い、脱水機としてスクリュープレス型脱水機を使用することで、格段の脱水処理効果が得られる。

以下、実施例および比較例を示して本発明を詳細に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り以下の記載によって限定されるものではない。なお、本実施例および比較例における「％」は特に断りのない限り「質量％」を示す。また、以下の製造例および比較製造例で得られた各ポリマーについては、その物性を示す指標として下記に示す還元粘度、カチオン当量、および０．５％不溶解分量の測定を行った。

［還元粘度の測定］
製造例および比較製造例で得られた３質量％ポリマー水溶液あるいは粉末状ポリマーを１規定の硝酸ナトリウム水中に、純分（別途、１０５℃で９０分間熱風乾燥した後の乾燥残分より算出）０．１ｇ／ｄＬの濃度に溶解し、ガラスフィルターでろ過後、３０℃においてオストワルド型粘度計を用いて流下時間を測定した。同様に、１規定硝酸ナトリウム水の流下時間を測定し、次式により還元粘度を算出した。

［カチオン当量値の測定］
製造例および比較製造例で得られたポリマーサンプルのカチオン当量値は、以下に示すコロイド滴定法により測定した。

（１）コニカルビーカーに脱イオン水９０ｍＬを計り取り、下記（２）の方法で調製したポリマーサンプル５００ｐｐｍ水溶液の１０ｍＬを加え、塩酸水溶液でｐＨを３．０に調整し、約１０分間撹拌した。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（Ｎ／４００−ＰＶＳＫ）で滴定した。滴定速度は２ｍＬ／分とし、検水が青から赤紫色に変色し、１０秒間以上保持する時点を終点とした。Ｎ／４００−ＰＶＳＫの滴定量から、以下に記載の式によりカチオン当量値（Ｃｖ）を算出した。

（２）上記サンプル５００ｐｐｍ水溶液の調製は以下の方法で行った。共栓付三角フラスコに製造例および比較製造例で得られた３質量％ポリマー水溶液１．０ｇを精秤し、脱イオン水１１ｍＬを加えて溶解した。この５ｍＬを２５ｍＬメスフラスコにて脱イオン水でメスアップした。

［数２］
カチオン当量値 Ｃｖ［ｍｅｑ．／ｇ］＝（Ｎ／４００−ＰＶＳＫ滴定量）×（Ｎ／４００−ＰＶＳＫの力価）／２

［０．５％不溶解分量の測定］
製造例および比較製造例で得られた３質量％ポリマー水溶液８３．３ｇを脱イオン水に溶解し、０．５％ポリマー水溶液の５００ｇを調製した。これを直径２０ｃｍ、目開き１８０μｍの篩でろ過し、篩上の残留物（不溶解分）の水分を拭き取り、その質量を測定した。

製造例および比較製造例で用いた原料を以下に示す。

［モノマー］
Ｎ−ビニルホルムアミド（以下、「ＮＶＦ」という。）、ダイヤニトリックス社製、純度９９．２％。
アクリロニトリル（以下、「ＡＮ」という。）、ダイヤニトリックス社製、純度１００％。
アクリルアミド（以下、「ＡＡＭ」という。）、ダイヤニトリックス社製、純度５０％水溶液。
アクリル酸（以下、「ＡＡ」という。）、三菱化学社製、純度１００％。
Ｎ，Ｎ’−ジメチルアミノエチルアクリレートメチルクロライド４級塩（以下、「ＤＭＥ」という。）、大阪有機化学工業社製、純度８０％水溶液。
Ｎ，Ｎ’−ジメチルアミノエチルメタクリレートメチルクロライド４級塩（以下、「ＤＭＣ」という。）、大阪有機化学工業社製、純度８０％水溶液。
Ｎ，Ｎ’−ジメチルアミノエチルメタクリレートベンジルクロライド４級塩（以下、「ＤＭＬ」という。）、三菱レイヨン社製、純度６０％水溶液。

［開始剤］
２，２’−アゾビス（２−アミジノプロパン）二塩酸塩、商品名Ｖ−５０（以下、「Ｖ−５０」という。）、和光純薬社製、純度１００％。
２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニル−プロパン−１−オン、商品名ＤＡＲＯＣＵＲ １１７３（以下、「Ｄ−１１７３」という。）、ＢＡＳＦ社製、純度１００％。

［分散媒］
シクロヘキサン（以下、「ＣＨＸ」という。）、林純薬社製、純度１００％。

［界面活性剤］
ポリオキシエチレンオレイルエーテル、商品名ノイゲンＥＴ１４０Ｅ（以下、「ノイゲンＥＴ１４０Ｅ」という。）、第一工業製薬社製、ＨＬＢ＝１４．０、純度１００％。

［添加剤］
塩化アンモニウム（以下、「ＡＣ」という。）、和光純薬社製、純度１００％。
硫酸ヒドロキシアンモニウム（以下、「ＨＸ」という。）、キシダ化学社製、純度１００％。

［酸］
塩酸（以下、「ＨＣＡ」という。）、和光純薬社製、純度３５％水溶液。

［塩基］
水酸化ナトリウム（以下、「ＳＨ」という。）、和光純薬社製、純度１００％。

［連鎖移動剤］
次亜リン酸（以下、「ＨＰ」という。）、関東化学社製、純度１００％。

＜ポリマーＡの製造＞

［製造例１］
攪拌機、冷却管、滴下ロート、および窒素ガス導入管を備えた１リットルの４ツ口フラスコにＣＨＸ３３８．０ｇ、ノイゲンＥＴ１４０Ｅ３．０ｇ、ＡＣ５．７ｇ、および脱イオン水３９．７ｇを入れ、攪拌下５０℃に昇温した。

次に、ＮＶＦ５０．８ｇ、ＡＮ３７．６ｇ、ＡＡＭ５０．４ｇ、および脱イオン水１１．２ｇを十分に混合し、モノマー水溶液を調製した（ＮＶＦ：ＡＮ：ＡＡＭ＝４０：４０：２０（モル比）、モノマー濃度６０％）。これを滴下ロート内に充填した。

窒素ガス気流下、Ｖ−５０の１２％水溶液２．８ｇを添加した後、上記モノマー水溶液を３時間かけて上記フラスコ内に滴下した。その後、５０℃で１時間保持し、更に５５℃で２時間保持した。これにより、ＮＶＦ−ＡＮ−ＡＡＭポリマーを得た。得られたポリマーをフラスコから取り出し、ロートにて固液分離した。分離した湿粉状のポリマーを減圧乾燥機にて、真空下、６０℃で１０時間乾燥させた。これにより、粉末状ＮＶＦ−ＡＮ−ＡＡＭポリマーを得た。

攪拌機、冷却管、および窒素ガス導入管を備えた１リットルの３ツ口フラスコに脱イオン水４６６．９ｇおよび上記粉末状ポリマー１５．０ｇを入れ、攪拌下５０℃に昇温した。昇温後、ＨＸの２５％水溶液３．６ｇを添加し、１時間保持した。その後、７０℃に昇温し、ＨＣＡ１４．５ｇ（ＮＶＦおよびＡＡＭ構成単位の合計に対して１．１倍当量）を添加し、１時間保持した。更に８０℃で１０時間保持した。これにより、３％のアミジン系両性ポリマー（ポリマーＡ−１）水溶液を得た。

［製造例２］
製造例１において、使用するモノマーを、ＮＶＦ６１．８ｇ、ＡＮ４５．８ｇ、ＡＡＭ１２．９ｇ、および脱イオン水２９．１ｇに変更する（ＮＶＦ：ＡＮ：ＡＡＭ＝４７．５：４７．５：５（モル比）、モノマー濃度６０％）以外は、製造例１と同様の操作を行い、３％のアミジン系両性ポリマー（ポリマーＡ−２）水溶液を得た。

［製造例３］
製造例１において、使用するモノマーを、ＮＶＦ４３．５ｇ、ＡＮ３２．２ｇ、ＡＡＭ７４．０ｇ、および脱イオン水７．１ｇに変更する（ＮＶＦ：ＡＮ：ＡＡＭ＝３５：３５：３０（モル比）、モノマー濃度６０％）以外は、製造例１と同様の操作を行い、３％のアミジン系両性ポリマー（ポリマーＡ−３）水溶液を得た。

［製造例４］
実施に当たり、ＡＡはあらかじめＳＨの４８％水溶液でｐＨ７に調整し、純度５０％のアクリル酸ナトリウム塩水溶液（以下、「ＡＡ−Ｎａ」という。）として使用した。製造例１において、使用するモノマーを、ＮＶＦ６１．８ｇ、ＡＮ４５．８ｇ、ＡＡ−Ｎａ１２．９ｇ、および脱イオン水２９．１ｇに変更する（ＮＶＦ：ＡＮ：ＡＡ−Ｎａ＝３５：３５：３０（モル比）、モノマー濃度６０％）以外は、製造例１と同様の操作を行い、３％のアミジン系両性ポリマー（ポリマーＡ−４）水溶液を得た。

［比較製造例１］
製造例１において、使用するモノマーを、ＮＶＦ５８．５ｇ、ＡＮ５３．３ｇ、および脱イオン水３５．１ｇに変更する（ＮＶＦ：ＡＮ＝４５：５５（モル比）、モノマー濃度６０％）以外は、製造例１と同様の操作を行い、３％のアミジン系カチオンポリマー（比較ポリマーＣＡ−１）水溶液を得た。

＜ポリマーＢの製造＞

［製造例５］
ＤＭＥ７１３．５ｇおよびＡＡＭ４１８．４ｇを、内容積２０００ｍＬ褐色耐熱瓶に投入し、ＨＰを、全モノマーの総質量に対して、１００ｐｐｍ（０．０８ｇ）となるように投入し、更に蒸留水を加え、総質量が１２００ｇのモノマー水溶液（ＤＭＥ：ＡＡＭ＝５０：５０（モル比）、モノマー濃度６５％）を調製した。このモノマー水溶液を１ｍｏｌ／Ｌ硫酸により、ｐＨ４．５となるようにｐＨを調整した。更に、Ｄ−１１７３を、全モノマーの総質量に対して、５０ｐｐｍ（０．０４ｇ）となるように投入し、これに窒素ガスを３０分間吹き込みながらモノマー水溶液の温度を１５℃に調節した。

その後、モノマー水溶液をステンレス反応容器に移し、容器の下方から１０℃の水を噴霧しながら、ケミカルランプを用いて、容器の上方から５．０Ｗ／ｍ^２の照射強度で、表面温度計が４０℃になるまで光を照射した。表面温度計が４０℃に到達した後は、１．０Ｗ／ｍ^２の照射強度で３０分間光を照射した。更にモノマーの残存量を低減させるために、照射強度を５０Ｗ／ｍ^２にして１５分間光を照射した。これにより、含水ゲル状のポリマーを得た。

得られた含水ゲル状のポリマーを容器から取り出し、小型ミートチョッパーを用いて１０ｍｍ以下に切断した後、６０℃で１６時間乾燥した。その後、ウィレー型粉砕機を用いて乾燥したポリマーを粉砕し、粉末状エステル系カチオン性ポリマー（ポリマーＢ−１）を得た。

［製造例６〜９］
製造例５において、モノマー種、モノマー比、モノマー濃度、開始剤、および連鎖移動剤を表２−１および表２−２に記載の内容に変更する以外は、製造例５と同様の操作を行い、組成、還元粘度、およびカチオン当量の異なる粉末状エステル系カチオン性ポリマー（ポリマーＢ−２〜ポリマーＢ−５）を得た。

＜ポリマーＣの製造＞

［製造例１０］
ＤＭＥ６２６．５ｇ、ＡＡＭ９１．９ｇ、およびＡＡ４６５．８ｇを、内容積２０００ｍＬ褐色耐熱瓶に投入し、ＨＰを、全モノマーの総質量に対して、１００ｐｐｍ（０．０８ｇ）となるように投入し、更に蒸留水を加え、総質量が１２００ｇのモノマー水溶液（ＤＭＥ：ＡＡＭ：ＡＡ＝４０：１０：５０（モル比）、モノマー濃度６５％）を調製した。このモノマー水溶液を１ｍｏｌ／Ｌ硫酸により、ｐＨ２．５となるようにｐＨを調整した。更に、Ｄ−１１７３を、全モノマーの総質量に対して、５０ｐｐｍ（０．０４ｇ）となるように投入し、これに窒素ガスを３０分間吹き込みながらモノマー水溶液の温度を１５℃に調節した。以下、製造例５と同様の操作を行い、粉末状エステル系両性ポリマー（ポリマーＣ−１）を得た。

［製造例１１〜１４］
製造例１０において、モノマー種、モノマー比、モノマー濃度、開始剤、および連鎖移動剤を表２−１および表２−２に記載の内容に変更する以外は、製造例１０と同様の操作を行い、モノマー構成単位、還元粘度、およびカチオン当量の異なる粉末状エステル系両性ポリマー（ポリマーＣ−２〜ポリマーＣ−５）を得た。

＜ポリマーＤの製造＞

［比較製造例２］
ＡＡＭ８０５．３ｇおよびＡＡ１７５．０ｇを、内容積２０００ｍＬ褐色耐熱瓶に投入し、ＨＰを、全モノマーの総質量に対して、２００ｐｐｍ（０．１２ｇ）となるように投入し、更に蒸留水を加え、ｐＨ調整は行わず、総質量が１２００ｇのモノマー水溶液（ＡＡＭ：ＡＡ＝７０：３０（モル比）、モノマー濃度４８％）を調製した。更に、Ｄ−１１７３を、全モノマーの総質量に対して、６０ｐｐｍ（０．０３ｇ）となるように投入し、これに窒素ガスを３０分間吹き込みながらモノマー水溶液の温度を１５℃に調節した。以下、製造例５と同様の操作を行い、粉末状エステル系アニオン性ポリマー（比較ポリマーＤ−１）を得た。

前記の各製造例および比較製造例で得られたポリマーの組成を次のようにして求め、表２−１に示した。

（１）製造例１〜４および比較製造例１のポリマー（ポリマーＡ−１〜Ａ−４およびポリマーＣＡ−１）については、それぞれ得られた３％のポリマー水溶液に重水を加え、ＮＭＲスペクトロメーター（日本電子社製、２７０ＭＨｚ）にて^１３Ｃ−ＮＭＲスペクトルを測定し、^１３Ｃ−ＮＭＲスペクトルの各構成単位に対応したピークの積分値より各構成単位の組成を算出した。なお、前記一般式（１）および（２）の構成単位は区別することなく、その総量として求めた。

（２）製造例５〜１４および比較製造例２のポリマー（ポリマーＢ−１〜Ｂ−５、ポリマーＣ−１〜Ｃ−５、およびポリマーＤ−１）については、各々のモノマーに由来する構成単位の割合を各モノマーの仕込み量から計算した。

また、前記の各製造例および比例製造例で得られたポリマーについて、ポリマーの還元粘度、カチオン当量値、および０．５％不溶解分量を測定し、表２−２に示した。

各モノマーの構成単位の略号は下記の表１に示す。

以下、上記製造例で得られたポリマー（Ａ−１〜Ａ−４、Ｂ−１〜Ｂ−５、Ｃ−１〜Ｃ−５）および比較製造例で得られたポリマー（ＣＡ−１、Ｄ−１）を汚泥脱水剤として用いた有機汚泥処理について説明する。

［実施例１〜２０］
下水処理場から排出される消化汚泥（ｐＨ＝７．４、ＴＳ＝１．４％、繊維分＝６．０％／ＴＳ）を用い、次のように脱水試験を実施した。５００ｍＬビーカーに前記有機汚泥３００ｍＬを採取した。次いで、前記の表２−１および表２−２に記載のポリマーを、各々脱イオン水にて０．３％水溶液を調製し（ポリマーＤ−１においては０．１％水溶液）、ポリマーＡおよびポリマーＢは、表２−３に記載のポリマー種とその割合で混合し、混合物とした。混合物Ａ／Ｂ水溶液、ポリマーＣ水溶液の順で表３−１および表３−２に記載の最適添加量にて消化汚泥に添加した。
次いで、この消化汚泥をスパチュラで攪拌速度：１８０回転／分、攪拌時間：３０秒間撹拌混合して凝集フロックを形成させ、有機汚泥の脱水処理を行った。
なお、混合物Ａ／Ｂ水溶液の添加とポリマーＣ水溶液の添加の間にも上記と同じ条件の撹拌混合処理を施した。

［実施例２１］
５００ｍＬビーカーに前記有機汚泥３００ｍＬを採取した。次いで、無機凝集剤としてポリ塩化アルミニウムを表３−２に記載の最適添加量にて消化汚泥に添加した。その後は実施例１と同様にして、混合物Ａ／Ｂ−１水溶液、ポリマーＣ−１水溶液の順で表３−２に記載の最適添加量にて消化汚泥に添加した。次いで、実施例１と同様にして、凝集フロックを形成させ、有機汚泥の脱水処理を行った。

［実施例２２］
実施例２１において、ポリ塩化アルミニウムの代わりに有機凝結剤としてポリ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４級塩を用いた以外は同様の操作を行った。

［比較例１〜１３］
汚泥脱水剤に用いたポリマーを表４−１および表４−２に示す通り、比較例１〜８では実施例１〜８のポリマーＣ−１をポリマーＤ−１に、比較例９〜１３では実施例９〜１３の混合物Ａ／Ｂ−１中のポリマーＡ−１をポリマーＣＡ−１にして混合物Ａ／Ｂ−１３に変更した以外は、実施例１と同様にして凝集フロックを形成させ、有機汚泥の脱水処理を行った。

［比較例１４、１６］
汚泥脱水剤に用いたポリマーを表４−２に示す通り、比較例１４ではポリマーＣ−１をポリマーＤ−１に、比較例１６では混合物Ａ／Ｂ−１中のポリマーＡ−１をポリマーＣＡ−１にして混合物Ａ／Ｂ−１３に変更した以外は、実施例２１と同様にして凝集フロックを形成させ、有機汚泥の脱水処理を行った。

［比較例１５、１７］
汚泥脱水剤に用いたポリマーを表４−２に示す通り、比較例１５ではポリマーＣ−１をポリマーＤ−１に、比較例１７では混合物Ａ／Ｂ−１中のポリマーＡ−１をポリマーＣＡ−１にして混合物Ａ／Ｂ−１３に変更した以外は、実施例２２と同様にして凝集フロックを形成させ、有機汚泥の脱水処理を行った。

［比較例１８〜２０］
汚泥脱水剤に用いたポリマーを表４−２に示す通り、比較例１８では混合物Ａ／Ｂ−１のみで、比較例１９ではポリマーＡ−１のみで、比較例２０では混合物Ｃ／Ｂ−１およびポリマーＣ−１で、実施例１と同様にして凝集フロックを形成させ、有機汚泥の脱水処理を行った。

［評価方法］
実施例および比較例における脱水処理の評価は、以下に示す通りに行った。

（凝集フロック粒径、ろ過性能、ろ過水のＳＳ量）
各例において凝集フロックを形成させた後に攪拌を止め、凝集フロック粒径を目視により測定した。その後、予め、ろ布を敷いたヌッチェに凝集した有機汚泥を移し、ろ過性能（１０秒間のろ過水量）を測定した。このとき、６０秒間ろ過した後のろ過水のＳＳ量を目視により以下の基準で評価した。

− ：ろ過水がほとんど透き通っており、浮遊物はほぼ見られない（ＳＳ量目安：５０ｐｐｍ未満）。
＋ ：ろ過水に一部濁りが見られ、浮遊物がわずかに存在する（ＳＳ量目安：５０〜１００ｐｐｍ未満）。
＋＋ ：ろ過水に部分的に濁りが見られ、浮遊物がところどころ存在する（ＳＳ量目安：１００〜２００ｐｐｍ未満）。
＋＋＋ ：ろ過水に多数の濁りが見られ、浮遊物が全体的に存在する（ＳＳ量目安：２００〜５００ｐｐｍ未満）。
＋＋＋＋：ろ過水に全体的に多数の濁りが見られ、浮遊物が全体的に存在し、一部粗大な大きさで存在する（ＳＳ量目安：５００〜１０００ｐｐｍ未満）。
× ：ろ過水が完全に濁り、粗大な浮遊物が多数存在する（ＳＳ量目安：１０００ｐｐｍ以上）。

（凝集フロック強度、脱水ケーキの含水率）
更に、ろ過濃縮した有機汚泥（凝集フロック）をろ布上で５０回転がし、凝集フロックの強度（団粒性）を以下の基準で評価した。

◎：ろ布上で転がすことにより水が切れ、凝集フロックが数個の団子状になる。
○：ろ布上で転がすことにより水が切れ、凝集フロックが一塊状になる。
△：ろ布上で転がすことにより水が切れるが、凝集フロックが崩れ塊状にならない。
×：ろ布上で転がすことにより、凝集有機汚泥が崩れて流れ、ドロドロになる。

その後、０．１ＭＰａの圧力で６０秒間プレス脱水し、脱水ケーキを得た。この脱水ケーキの含水率を、常法（（財）日本下水道協会編、「下水道試験法上巻１９９７年度版」ｐ２９６〜２９７）により測定した。

実施例および比較例における各試験結果を表３−１、表３−２、表４−１および表４−２に示す。

表３−１および表３−２に示すように、本汚泥脱水剤を用いた実施例１〜２２では、粗大な凝集フロックを生成させることが出来た。また、特にポリマーＡ、ポリマーＢ、ポリマーＣの各モノマー構成単位の割合および還元粘度、ポリマーＡとポリマーＢの混合割合がより好ましい範囲にある実施例１、４、６、７、９、１０では、生成した凝集フロックの粒径が大きく、その強度も高い。更に、ろ過性能は非常に優れており、得られた脱水ケーキの含水率は低かった。無機凝集剤および有機凝集剤および実施例１の汚泥脱水剤を用いた実施例２１、２２では、実施例１と同程度の脱水性能を示し、特に実施例２１の無機凝集剤を用いた場合は脱水ケーキの含水率は実施例１に比較して若干低くなる結果であった。これにより、特に繊維分の少ない難脱水性の有機汚泥に対しては本発明の効果を十分に示すことが出来た。

一方、表４−１および表４−２に示すように、混合物Ａ／Ｂ−１〜８に、ポリマーＣ−１をポリマーＤ−１に変更した比較例１〜８、アミジン系両性ポリマーＡ−１をアミジン系カチオン性ポリマーＣＡ−１に変更した比較例９〜１３、無機凝集剤および有機凝集剤および比較例１および９の汚泥脱水剤を用いた比較例１４〜１７、混合物Ａ／Ｂ−１のみで処理した比較例１８、ポリマーＡ−１のみで処理した比較例１９、混合物Ｃ／Ｂ−１およびポリマーＣを用いた比較例２０では、生成した凝集フロック粒径は非常に小さく、その強度も非常に低い。そのため、ろ過性能は低く、得られた脱水ケーキの含水率は非常に高い結果であった。特にポリマーＣをポリマーＤに変更した比較例１〜８、１４、１５では、陽陰のイオンバランスが大きく崩れたため、凝集フロック粒径は著しく小さく、その強度も低く、脱水ケーキの含水率は大幅に高い結果であった。

［実施例２３〜４４］
下水処理場から排出される余剰汚泥（ｐＨ＝６．２、ＴＳ＝１．８％、繊維分＝２１．０％／ＴＳ）を用い、実施例２３〜３０は実施例１〜８と、実施例３１〜３４は実施例９〜１２と、実施例３５〜３８は実施例１３〜１６と、実施例３９〜４２は実施例１７〜２０と、実施例４３、４４は実施例２１、２２とそれぞれ同様の脱水試験を実施した。結果を表５−１および表５−２に示す。

［比較例２１〜４０］
比較例２１〜２８は比較例１〜８と、比較例２９〜３３は比較例９〜１３と、比較例３４〜３７は比較例１４〜１７と、比較例３８、３９、４０は比較例１８、１９、２０とそれぞれ同様にして凝集フロックを形成させ、有機汚泥の脱水処理を行った。結果を表６−１および表６−２に示す。

表５−１および表５−２に示すように、本汚泥脱水剤を用いた実施例２３〜４４では、粗大な凝集フロックを生成させることが出来た。また、特にポリマーＡ、ポリマーＢ、ポリマーＣの各モノマー構成単位の割合および還元粘度、ポリマーＡとポリマーＢの混合割合がより好ましい範囲にある実施例２３、２６、２８、２９、３１、３２では、生成した凝集フロックの粒径が大きく、その強度も高い。更に、ろ過性能は非常に優れており、得られた脱水ケーキの含水率は低かった。無機凝集剤および有機凝集剤および実施例２３の汚泥脱水剤を用いた実施例４３、４４では、実施例２３と同程度の脱水性能を示し、特に実施例４３の無機凝集剤を用いた場合は脱水ケーキの含水率は実施例２３に比較して若干低くなる結果であった。これにより、本発明の効果を示すことが出来た。

一方、表６−１および表６−２に示すように、混合物Ａ／Ｂ−１〜８に、ポリマーＣ−１をポリマーＤ−１に変更した比較例２１〜２８、アミジン系両性ポリマーＡ−１をアミジン系カチオン性ポリマーＣＡ−１に変更した比較例２９〜３３、無機凝集剤および有機凝集剤および比較例２１および２９の汚泥脱水剤を用いた比較例３４〜３７、混合物Ａ／Ｂ−１のみで処理した比較例３８、ポリマーＡ−１のみで処理した比較例３９、混合物Ｃ／Ｂ−１およびポリマーＣを用いた比較例４０では、生成した凝集フロック粒径は小さく、その強度も低く、十分とは言えない。そのため、ろ過性能は低く、得られた脱水ケーキの含水率は高い結果であった。

以上の本汚泥脱水剤として、混合物Ａ／Ｂ−１〜１２およびポリマーＣ−１〜５を用いて処理した有機汚泥の脱水処理評価結果より、本発明の効果を十分に示している。特に、繊維分の少ない難脱水性の有機汚泥に対しては非常に優れた性能であることを例証していることが明らかである。
更に大きな凝集フロック粒径および高い凝集フロック強度が要求されるスクリュープレス型脱水機を用いた脱水処理においても、本有機汚泥の脱水処理方法は十分に適用できることを示している。

Claims (4)

1. 有機汚泥に汚泥脱水剤を添加した後、脱水機を用いて脱水処理する有機汚泥の脱水処理方法において、
   汚泥脱水剤として、先ず、下記一般式（１）及び／又は（２）で表されるアミジン構成単位および（メタ）アクリル酸構成単位を必須成分とするアミジン系両性ポリマーと、下記一般式（３）で表されるカチオン性（メタ）アクリレート構成単位を必須成分とするエステル系カチオン性ポリマーからなる混合物を使用し、次いで、下記一般式（３）で表されるカチオン性（メタ）アクリレート構成単位および（メタ）アクリル酸構成単位を必須成分とするエステル系両性ポリマーを使用することを特徴とする有機汚泥の脱水処理方法。
   

   

   ［式（１）および（２）中、Ｒ^１およびＲ^２は各々同一または異なる水素原子またはメチル基を示し、Ｘ⁻はアニオン基を示す。］
   

   

   ［式（３）中、Ｒ^３は水素原子またはメチル基を示し、Ｒ^４、Ｒ^５、およびＲ^６は各々同一または異なる炭素数が１〜３のアルキル基またはベンジル基を示し、Ｚ⁻はアニオン基を示す。ｎは１〜３の整数を示す。］
2. 前記有機汚泥に汚泥脱水剤および凝結剤を添加する請求項１に記載の有機汚泥の脱水処理方法。
3. 脱水機としてスクリュープレス型脱水機を使用する請求項１または２に記載の有機汚泥の脱水処理方法。
4. 有機汚泥が繊維分：１〜１５質量％／ＴＳの難脱水性有機汚泥である請求項１〜３の何れかに記載の有機汚泥の脱水処理方法。