JPH0278499A

JPH0278499A - 汚泥の処理方法

Info

Publication number: JPH0278499A
Application number: JP63229323A
Authority: JP
Inventors: Tadahiro Sato; 忠弘佐藤; Masaaki Sonoda; 正明園田; Yoshiaki Okayama; 義昭岡山
Original assignee: Dai Ichi Kogyo Seiyaku Co Ltd
Current assignee: DKS Co Ltd
Priority date: 1988-09-13
Filing date: 1988-09-13
Publication date: 1990-03-19

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は各種産業廃水、下水、し尿処理等において発生
する汚泥または懸濁氷を、両性高分子凝集剤を用いて処
理する方法に関するものである。

［従来の技術］各種産業廃水、下水、し尿処理において発生する汚泥の
表面電位は通常負゛准荷を帯びているため、汚泥処理に
は対イオンのカチオン性凝集剤が有効であることが知ら
れている。しかし、この方法では要求される脱水性能（
懸濁浮遊物の回収率、脱水ケーキの含水率）および生産
性（ベルトプレス脱水時の肩敲性、各種脱水機での離水
性）等が不充分であり、これらの性能を改善するため、
ポリアクリルＭ（Ｉｆｆ）等の粉末状アニオン性高分子
凝集剤と粉末状カチオン性高分子凝集剤の混合物に酸を
配合した混合物を用いる方法（特開昭５８−２１５４５
４号）分子内に第４級カチオン性基や非イオン性基アミ
ンを含有する両性高分子電解質（特開昭５３−１４９２
９２号）、また分子内にカチオン性基として第３級アミ
ン、３ｔ、ｏ〜４、０　ｍ　ｅ　ｑ　／　ｇ　、アニオ
ン基０．３〜２．０ｍｅｑ／ｇ、その比が１．５〜８．
０の範囲にある両性高分子凝集剤の製造カフｊ：（特開
昭６２−２０５１１２号）が提案されている。

［発明が解決しようとする問題点］しかし、これらの方法においては使用時において１強酸
溶液であることが必要である。

通常、各種産業廃水、下水、し尿の汚泥は中性以下のｐ
Ｈ値にある０強酸水溶液の両性高分子凝集剤を、これら
汚泥に使用しても、汚泥のｐＨをより低下させる方向で
あって１両性高分子凝集剤中の７ニオン性基はイオン化
傾向ではない。

すなわち１両性化合物であっても、カチオン性基の活性
挙動を示しても、アニオン性基の活性挙動を示さない、
特に、中でも４級カチオン性基で構成された両性高分子
凝集剤は顕著である。

［問題点を解決するための手段］分子内にカチオン性基と７ニオン性基、もしくは、これ
らとノニオン性基を有する両性高分子凝集剤の話機能を
効率よく発揮させるべく、諸性性を詳細に検討した結果
、これらの両性高分子凝集剤は、ｐＨによって性能挙動
が異なり、適正なｐＨ領域に、調製するりＳにより飛１
７的な効果を示すことを見出し１本発明に到達したもの
である。すなわち、本発明はジメチルアミンエチルアク
リレートの４級化物、及びジメチルアミノエチルメタア
クリレートの４級化物から選択された単量体（■）と、
アクリル酸、メタアクリル酸及びそれらのＩ■から選択
された単り体（ＩＴ）で構成される重合体、または前記
ｔｐ−：！；５．体（Ｉ）、前記単量体（ＩＩ）および
アクリルアミド（ＩＩＩ）で構成される重合体で、カチ
オン　当量値Ｃｖが０．７０〜５．１０　ｍ　ｅ　ｑ　
／　ｇ　、アニオン当量値Ａｖが０．１５〜ｚ、７５ｍ
ｅｑ／ｇ、固有語１ｆ！；、［’＋］　Ｉ　Ｎ　　Ｎ　
ａＮＯ３（３０°Ｃ）３〜１５ｄ旦／ｇの範囲にあり、
且つｐＨの範囲を５．０〜８．０に３１整した重合体を
、両性高分子凝集剤として、汚泥に添加し凝集、脱水す
ることを特徴とする汚泥の処理方法を提供するものであ
る。

本発明において、カチオン嵩量りニ体（Ｉ）としては、
ジメチルアミノエチルメタアクリレート。

またはジメチルアミノエチルアクリレートの４級化物で
あり、４級化剤にはメチルクロライド、エチルクロライ
ド、ベンジルクロライド、ジメチルサルフェートを単独
または２種以上を使用することができる。

アニオン性単量体（ＩＩ）は、アクリル酸、メタアクリ
ル酸、または、これらの塩であり、塩としては、ナトリ
ウム、カリウム等のアルカリ金属塩、カルシウム、マグ
ネシウム等のアルカリ土類金属１１！を、単独または２
種以上を使用することが出来るが凝集性能面からみて、
アルカリ金属塩の方が有利である。

ノニオン性単量体（ｍ）には、アクリルアミドが適して
いる。

それ以外の１例えばメタクリルアミド、Ｎ、Ｎ−ジメチ
ルアクリルアミド、Ｎ、Ｎ−ジメチルメタクリル７ミド
、Ｎ、Ｎ−ジエチルアクリルアミド、Ｎ、Ｎ−ジメチル
メタクリルアミド等では。

本発明の優れた効果を発揮することはできない。

本発明は両性高分子凝集剤のｐＨが５．０〜８゜０の範
囲にイ１す、汚泥に添加し凝集、脱水することを特徴と
する。ｐＨ５，０より低い場合、アニオン性基であるカ
ルボキシル基の解離が阻害される。他方、ｐＨ８，０よ
り高い場合、カチオン性基の活性度が阻害されるか、ま
たは、アニオン性・。

基とカチオン性基のイオン反応を生じ、両性高分子凝集
剤としての充分な作用効果を期待することはできない。

両性高分子凝集剤のｐＨをｒＡ整する方法としては、■
鎖車量体を重合する吟に調整する方法０ｍ合終了後、調
整剤を添加し、ｐＨｔ調整する方法■該凝集剤を使用す
る時水溶液状慝でｐＨＷ整する方法が採用出来、いずれ
の方法においても、ｐＨ未調整物に比し、格段に優れた
凝集効果を発揮する。

ここで用いるｐＨ３１整剤は、苛性ソーダ、ソーダ灰、
苛性カリ等のアルカリ金属の水酸化物や、炭酸塩が特に
好適であるが、その他にもアルカリ土類金属の水酸化物
、アンモニア水や各種アミン類も使用することができる
。

本発明の両性高分子凝集剤において、カチオンａｆｆｌ
（ｉｉｆｆｃｖは０．７０−４．８０ｍｅｑ／ｇ、アニ
オン当量値Ａｙは０．１５−２．６５ｍｅｑ／ｇが効果
的である。

カチオン当量値Ｃｖが、０．７０ｍｅｑ／ｇより小さい
か、５．１０ｍｅＱ／ｇより大きいと、両性凝集剤とし
ての時性が現われにくく、アニオン当量値Ａｙが０．１
５ｍｅｑ／ｇより小さいか、２．７５ｍｅｑ／ｇより大
きい場合も、同様に充分な効果が期待出来ない。

一般に、有機質系の汚泥には、アニオン当量値Ａｙより
カチオン当量値Ｃｖの大さい凝集剤が好適であり、無機
質系の汚泥にはカチオン当量値ＣＶよりアニオン当量値
Ａｙの大きい凝集剤が適している。

本発明において前記のカチオン当ｆｆｉ値、７ニオン当
量値の他に分子量も適宜にコントロールすることが望ま
しい。

分子量を固有粘度［ｙ）］　ＩＮ　　ＮａＮ０ａ　（３
０℃）で表示すれば１両性高分子凝集剤の固有粘度［７
１］　ＩＮ　　ＮａＮ０ａ　（３０℃）が３．０〜１、
５　ｄ文／ｇの範囲、より好ましくは５〜１０ｄ文／ｇ
となるように屯合触奴量や重合時間等を適宜設定するこ
とが望ましい。

［η］　ｌ　Ｎ　−Ｎ　ａ　Ｎ　Ｏ：１　（３０°Ｃ）
が３．０より小さいと凝集処理時に生成するフロー、り
の強度が不充分となり脱水が困難になる場合が多く、ま
た１５を超えると凝集剤の粘度が大きすぎて凝集性およ
び脱水性が低下する傾向を示す。

本発明において、　ｉｉ？ｊ記の両性高分子凝集剤のカ
チオン当量値Ｃｖおよびアニオン当＋１　（直Ａｙは。

以下に示すコロイド適定法によって求めることができる
。

（コロイド当量値の測定）試ｔ１の２ｇＩ整：試籾約０．２ｇ純分換算を精秤し、０．２％水溶液にな
るように水に加える。試料が完全に溶解したなら、その
うち２５ｍＪＪをホールビベントでとり、木で１文にす
る（５０ｐｐｍ）。

■カチオン当量Ｃｒｉの測定５０ｐｐｍに調製した試ネ４１００ｍ文をコニカルビー
カーにとり、スタラーで撹拌しながら、Ｎ／１０ＨＣ１
溶液でｐＨ４に調整する。直ち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
溶液（Ｎ／４００　ＰＶＳＫ）で滴定する。検水が青色
から赤紫色に変色、１０秒間以上保持する点を終点とす
る。

計算法 ■アニオン当量値の測定５０ｐｐｍに２１！＋整した試料１００ｍ１をコニカル
ビーカーにとりＮ　／　１０　Ｎ　ａ　ＯＨを０．５ｍ
文加える。スターラーで撹拌しなからＮ／２００Ｍ、Ｇ
、Ｃ３ｍＭを正確に加えたのち、Ｎ／４ｏ。

Ｐ、Ｖ、Ｓ、にで滴定する。

終点の変色は青色→赤紫色で数秒たっても赤紫色が消え
ない点を終点とする。その滴定ｆ直をＡｍ又とする。別
に純水を用いて空試験を行なう、その滴定値をＢｍ又と
する。

アニオン当量値の計算法ｆ　：　Ｎ／４００ＰＶＳＫｓ　ｏ　Ｉ　ｎ　、７ｙク
タ一次に本発明を実施例により具体的に説明する。

実施例第１表（１）および第１表（２）に示した各単量体の配
合組成にて１ｍ合開始剤の存在下において溶液重合する
か、または、これらの工合物を混合する一般的な製法に
より両性高分子凝集剤を得た。

次いで、必要により、凝集剤のｐＨが５．０〜８．０に
なるよう、アルカリ剤を添加して、ｐＨ２ｇＪ整した。

それらの凝集剤の物性をｆｆ１１表（１）および第１表
（２）に示した。

各種産業廃水、下水、し尿Ｔの例として、下記のプレス
脱水試験法、遠沈脱氷試験法に基づき、それらの結果を
第２表および第３表に示した。

又１例として、リーフテスト試験法にノ、（づき、試験
を行ない、その結果を第４表に示した。

（プレス脱水試験法）供試Ｎｏ、２．３．５．６．１２．１４、比較量Ｎｏｔ
、２．５．６．７の両性高分子凝集剤を０．２工延％づ
つ溶解した水溶液を３Ｊ製し、下水処理場の生混合汚泥
（ｐＨ＝５．５，５Ｓ＝２　。

２％、ＳＳ中の有機質分＝７６％）に対して両性高分子
凝集剤の添加量が０．６重量％（対ＳＳ）になるように
加え、攪１↑機で３０秒間急速攪拌（２００ｒｐｍ）す
る、ついで、ナイ０７製ｏ；／１７（９６ｍｅｓｈ）を
敷いたヌッチｘ　（径７０　ｍ　ｍ）に凝集させた汚泥
を注ぎ、３０秒後の口液量を測定する。

ヌッチェに残留したフロックを口布にはさみ、プレス機
にかける。

ＩＫｇ／ｃｍ２Ｘ１分、４Ｋｇ／ｃｍ２Ｘ１分と逐次、
加圧を行なう、その後、剥離性を評価し、ケーキ含水率
を測定する。（試験結果を第２表に示した）（遠沈脱水試験？）：）プレス脱水試験方υ、と同様に調製した下水処理場の生
混合汚泥に対して両性高分子凝集剤の添加量が０．８重
量％（対ＳＳ）になるように加え攪拌機で３０秒間急速
攪拌（８００ｒｐｍ）する。

ついで、ナイロン製口４Ｔ　（９６ｍｅ　ｓ　ｈ）　ヲ
敷イたヌッチェ（径７０ｍｍ）に凝集させた汚泥を注ぎ
、３０秒後の口液量をΔＩＩＩ定する。

ヌッチェに残留したフロックをナイロン製６０ｍｅｓｈ
の袋に取り、遠沈機にセットする。徐々に回転数を上げ
１回転数３．ＯＯＯｒｐｍに達した時点より２分間遠心
分離する０次に、遠・沈着上部に分離した汚泥のケーキ
含水率を測定する。（試験結果を第３表に示した）（リーフテスト試験法）供試Ｎｏ３．５．１２．比較量Ｎｏ２．５．７の両性高
分子凝集剤の０．２重□１％水溶液を７Ａ５！する。ニ
ッケル鉱石スラリー（Ｓ　Ｓ　＝　５０％、ｐＨ６，３
に対して両性高分子凝集剤の添加量が０．３重量％（対
ＳＳ）になるように加え、攪拌機で３０秒間攪拌（１０
０ｒｐｍ）後、リーフテスターにかけ、４００ｍｍＨｇ
で３０秒間吸引濾過する０次にリーフを引き上げ、空吸
引を４００ｍｍＨｇで２分間行う、リーフに付着したケ
ーキ１昂、及びケーキ含水率を測定する。

（試験結果を：ｔＳ４表に示した。）（以下余白）第　２　表〔注）　’ＬＱ敲性Ｏ特に良ＴＪｆ Δ：やや劣るＸ　劣る第３表第＋１表〔江〕×・・・乾保物換算重ｊ−８［発明の効果］本発明に係る両性高分子凝果剤はカチオン基。

アニオン基の適度なイオン解離を有し、それらの相刺効
果により優れた性能を発揮する。

■凝集処理時に生成するフロックが大さく、硬いため脱
水１口過性に潰れ、脱水ケーキ含水率が小さい。

■凝集剤としてＳＳ除去性能が優れている。

■凝集処理時に生成したフロフクは粘若性が少ないため
、ベルト脱水時の口布′、ＡＳ性、スクリーコンベヤー
の移送性が良好である。

■ケーキ含水率の低下により、ケーキ発生面の減少、ケ
ーキの焼却処理では、エネルギーコス；・の削減などが
期待でさる。

特許出願人　第一工業製薬株式会社

Claims

【特許請求の範囲】

ジメチルアミノエチルアクリレートの４級化物、及びジ
メチルアミノエチルメタアクリレートの４級化物から選
択された単量体（ I ）と、アクリル酸、メタアクリル
酸及びそれらの塩から選択された単量体（II）で構成さ
れる重合体、または前記単量体（ I ）、前記単量体（
II）およびアクリルアミド（III）で構成される重合体
で、カチオン当量値Ｃｖが０．７０〜５．１０ｍｅｑ／
ｇ、アニオン当量値Ａｖが０．１５〜２．７５ｍｅｑ／
ｇ、固有粘度［η］１Ｎ−ＮａＮＯ＿３（３０℃）３〜
１５ｄｌ／ｇの範囲にあり、且つｐＨの範囲を５．０〜
８．０に調整した重合体を、両性高分子凝集剤として、
汚泥に添加し凝集、脱水することを特徴とする汚泥の処
理方法。