JPH04293600A - 汚泥脱水方法 - Google Patents

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は汚泥脱水方法の改良に関
するものである。さらに詳しくいえば、本発明は、従来
の脱水剤を用いた汚泥の脱水方法に比べて、処理量が多
く、かつ含水率の低い脱水ケーキを得ることができる汚
泥脱水方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、都市下水し尿処理や工場排水など
の活性汚泥処理が広く行われているが、発生する有機汚
泥は含水率が高いので、廃棄、焼却及び肥料化するため
に、効率よく脱水処理することが必要である。従来、汚
泥の脱水処理には、脱水剤として主にジメチルアミノエ
チル（メタ）アクリレートの三級塩又は四級化物のホモ
ポリマーやアクリルアミドとのコポリマーが用いられて
いる。しかしながら、近年、汚泥発生量の増加や汚泥性
状の悪化に伴い、これら従来のカチオン性ポリマーを用
いる方法においては、ろ布からのケーキの剥離性が悪い
ために、ろ布の目詰まりを起こし、その結果処理量の低
下や脱水ケーキの含水率が高くなるのを免れず、汚泥の
処理・処分に多大の費用を要するという欠点がある。し
たがって、脱水処理方法の改善を目的として、例えば脱
水剤として、Ｎ−ビニルホルムアミド単位又はＮ−ビニ
ルアセトアミド単位を含有するポリマーをケン化するこ
とによって得られるビニルアミン単位を有するポリマー
を用いることが提案されている（特開昭５９−３９３９
９号公報）。しかしながら、このビニルアミン単位を有
するポリマーはカチオン性が高く、脱水ケーキの含水率
が低い、ろ布からの剥離性がよい、などの特徴を有する
ものの、Ｎ−ビニルホルムアミド単位又はＮ−ビニルア
セトアミド単位をもつポリマーは高分子量のものが得ら
れにくく、したがって、このものをケン化して得られる
該ビニルアミン単位を有するポリマーは分子量が小さい
ために、凝集力が弱く、汚泥の処理量が低いという欠点
があり、その改良が望まれていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
従来の脱水剤を用いた汚泥の処理方法が有する欠点を克
服し、処理量が多い上、含水率が低く、かつろ布からの
剥離性のよい脱水ケーキを得ることのできる汚泥脱水方
法を提案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】本発明者らは前記目的を
達成するために鋭意研究を重ねた結果、脱水剤として特
定のカチオン性ポリマー２種を組み合わせ、汚泥に添加
混合することにより、その目的を達成しうることを見い
出し、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、（Ａ）一般式

【０００５】

【化３】

【０００６】（式中のＲ１は水素原子又はメチル基、Ｒ
２は炭素数１〜４のアルキレン基、Ｒ３は炭素数１〜４
のアルキル基、Ｒ４は水素原子、炭素数１〜４のアルキ
ル基又はベンジル基、Ａは−Ｏ−又は−ＮＨ−、Ｘ−は
陰性イオンである）で表される単量体の中から選ばれた
少なくとも１種から得られる重合体及び／又は前記単量
体と共重合可能なノニオン性ビニル系単量体との共重合
体と、（Ｂ）一般式

【０００７】

【化４】

【０００８】（式中のＹ−は陰性イオンである）で表さ
れるビニルアミン単位を含有するカチオン性ポリマーと
を組み合わせて、汚泥に添加混合し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。以下、本
発明を詳細に説明する。

【０００９】本発明方法において用いられる脱水剤の（
Ａ）成分は、前記一般式［１］で表される単量体の中か
ら選ばれた少なくとも１種から得られる重合体及び／又
は該単量体と共重合可能なノニオン性ビニル系単量体と
の共重合体である。前記一般式［１］におけるＲ１は水
素原子又はメチル基であり、Ｒ２はメチレン基、エチレ
ン基、プロピレン基、ブチレン基などの炭素数１〜４の
アルキレン基であって、該プロピレン基及びブチレン基
は直鎖状であってもよいし、分枝を有するものであって
もよい。Ｒ３はメチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、
イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ
−ブチル基、ｔ−ブチル基などの炭素数１〜４のアルキ
ル基であり、Ｒ４は水素原子、前記の炭素数１〜４のア
ルキル基又はベンジル基である。またＡは−Ｏ−又は−
ＮＨ−、Ｘ−はハロゲンイオン、１／２ＳＯ４２−、Ｎ
Ｏ３−、ＣＨ３ＣＯＯ−、ＣＨ３ＳＯ４−などの陰性イ
オンである。

【００１０】前記一般式［１］で表される単量体として
は、例えばジメチルアミノ（メチル、エチル、プロピル
又はブチル）アクリレート又はメタクリレート、ジエチ
ルアミノ（メチル、エチル、プロピル又はブチル）アク
リレート又はメタクリレート、ジ−ｎ−プロピルアミノ
（メチル、エチル、プロピル又はブチル）アクリレート
又はメタクリレート、ジイソプロピルアミノ（メチル、
エチル、プロピル又はブチル）アクリレート又はメタク
リレート、ジ−ｎ−ブチルアミノ（メチル、エチル、プ
ロピル又はブチル）アクリレート又はメタクリレート、
ジ−ｓｅｃ−ブチルアミノ（メチル、エチル、プロピル
又はブチル）アクリレート又はメタクリレート、ジイソ
ブチルアミノ（メチル、エチル、プロピル又はブチル）
アクリレート又はメタクリレート、ジメチルアミノ（メ
チル、エチル、プロピル又はブチル）アクリルアミド又
はメタクリルアミド、ジエチルアミノ（メチル、エチル
、プロピル又はブチル）アクリルアミド又はメタクリル
アミド、ジ−ｎ−プロピルアミノ（メチル、エチル、プ
ロピル又はブチル）アクリルアミド又はメタクリルアミ
ド、ジイソプロピルアミノ（メチル、エチル、プロピル
又はブチル）アクリルアミド又はメタクリルアミド、ジ
−ｎ−ブチルアミノ（メチル、エチル、プロピル又はブ
チル）アクリルアミド又はメタクリルアミド、ジ−ｓｅ
ｃ−ブチルアミノ（メチル、エチル、プロピル又はブチ
ル）アクリルアミド又はメタクリルアミド、ジイソブチ
ルアミノ（メチル、エチル、プロピル又はブチル）アク
リルアミド又はメタクリルアミドなどのハロゲン化水素
、硫酸、硝酸、酢酸などによる中和塩、ハロゲン化アル
キル、ジメチル硫酸、ジエチル硫酸などによる四級化物
などが挙げられるが、もちろんこれらに限定されるもの
ではない。ハロゲン化水素としては、塩化水素、臭化水
素、ハロゲン化アルキルとしては、例えば塩化メチル、
臭化メチル、ヨウ化メチル、塩化エチル、臭化エチル、
ヨウ化エチル、ベンジルクロリドなどが挙げられる。

【００１１】一方、これらの単量体と共重合させるノニ
オン性ビニル系単量体としては、例えばアクリルアミド
、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アミドなどのビニル基含
有アミド類、アクリロニトリルやメタクリロニトリルな
どのシアン化ビニル系化合物、アクリル酸メチル、アク
リル酸エチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチ
ルなどの（メタ）アクリル酸のアルキルエステル類、酢
酸ビニルなどのカルボン酸のビニルエステル類、スチレ
ン、α−メチルスチレン、ｐ−メチルスチレンなどの芳
香族ビニル系化合物などが挙げられるが、もちろんこれ
らに限定されるものではない。

【００１２】該（Ａ）成分のカチオン性ポリマーは、前
記一般式［１］で表される単量体１種から得られる単独
重合体であってもよいし、２種以上から得られる共重合
体であってもよく、あるいは、前記一般式［１］で表さ
れる単量体１種以上と該共重合可能なノニオン性ビニル
系単量体１種以上との共重合体であってもよい。このカ
チオン性ポリマーは、分子量が１Ｎ−硝酸ナトリウム水
溶液における温度３０℃での固有粘度で４．０ｄｌ／ｇ
以上のものが好適である。この固有粘度が４．０ｄｌ／
ｇ未満では安定した凝集性が発揮されないおそれがあり
、好ましくない。

【００１３】この（Ａ）成分のカチオン性ポリマーの製
造方法については特に制限はなく、通常の溶液重合、懸
濁重合、エマルジョン重合など、いずれの方法も用いる
ことができる。例えば水溶液重合においては、重合開始
剤として、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム、２，
２’−アゾビス（２−アミジノプロパン）二塩酸塩など
を用いて、通常の重合条件で、所定量の前記各モノマー
を重合させればよい。本発明方法において用いられる脱
水剤の（Ｂ）成分は、前記一般式［２］で表されるビニ
ルアミン単位を有するカチオン性ポリマーであって、一
般式［２］におけるＹ−はハロゲンイオン、１／２ＳＯ
４２−、ＮＯ３−、ＣＨ３ＣＯＯ−、ＣＨ３ＳＯ４−な
どの陰性イオンである。

【００１４】このビニルアミン単位を有するカチオン性
ポリマーはＮ−ビニルホルムアミド若しくはＮ−ビニル
アセトアミドのホモポリマー又はそれぞれのモノマーと
共重合可能なビニル系モノマーとの共重合体を酸性又は
アルカリ性条件下で加水分解することにより得られる。 該共重合可能なビニル系モノマーとしては、例えばアク
リルアミド、メタクリルアミド、アクリロニトリル、メ
タクリロニトリル、アクリル酸、メタクリル酸、アクリ
ル酸２−ヒドロキシエチル、メタクリル酸２−ヒドロキ
シエチル、アクリル酸２−ヒドロキシプロピル、メタク
リル酸２−ヒドロキシプロピル、アクリル酸３−ヒドロ
キシプロピル、メタクリル酸３−ヒドロキシプロピルな
どが挙げられる。これらの共重合可能なビニル系モノマ
ーは１種用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用い
てもよい。

【００１５】この（Ｂ）成分のビニルアミン単位を有す
る水溶性ポリマーは、該ビニルアミン単位の含有量が３
０〜８０モル％の範囲にあり、かつ分子量が、１Ｎ−塩
化ナトリウム水溶液中での温度３０℃における固有粘度
で２．０ｄｌ／ｇ以上であるものが好適である。該ビニ
ルアミン単位の含有量が前記範囲を逸脱すると本発明の
効果が十分に発揮されないし、また該固有粘度が２．０
ｄｌ／ｇより小さいと凝集力が弱く、汚泥の処理量が低
下する傾向がみられ、好ましくない。

【００１６】本発明方法においては、前記（Ａ）成分の
カチオン性ポリマー及び（Ｂ）成分のカチオン性ポリマ
ーは、該（Ａ）成分と（Ｂ）成分との割合が重量比で２
：８ないし８：２になるように用いるのが望ましい。 本発明方法においては、前記（Ａ）成分及び（Ｂ）成分
の汚泥への添加方法については特に制限はなく、例えば
該（Ａ）成分と（Ｂ）成分とを同一溶解タンク中で混合
して得られた混合液を汚泥に添加してもよいし、汚泥に
（Ａ）成分及び（Ｂ）成分をそれぞれ別々に添加して混
合してもよく、あるいはどちらかの成分を先に添加して
汚泥を凝集させたのち、もう一方の成分を添加してもよ
い。

【００１７】また、汚泥の脱水に用いられる脱水機とし
ては例えばベルトプレス型脱水機、遠心脱水機、スクリ
ュープレス脱水機、フィルタープレス脱水機などが挙げ
られる。本発明においては、必要に応じ、前記（Ａ）及
び（Ｂ）成分と共に無機系脱水剤、例えば硫酸バンド、
塩化第二鉄、硫酸第一鉄、ポリ塩化アルミニウム、ポリ
硫酸鉄などを併用することができる。本発明方法が適用
できる汚泥については特に制限はなく、例えば下水、し
尿、一般産業排水処理などで生じる有機性汚泥及び凝集
汚泥を含む混合汚泥などに有効に適用できる。

【００１８】

【実施例】次に実施例により本発明をさらに詳細に説明
するが、本発明はこれらの例によってなんら限定される
ものではない。なお、実施例、比較例で用いたポリマー
を第１表に示す。

【００１９】

【表１】

【００２０】注 １）固有粘度 Ｎｏ１〜３は１Ｎ−ＮａＮＯ３水溶液中における３０℃
での値であり、Ｎｏ４〜６は１Ｎ−ＮａＣｌ水溶液中に
おける３０℃での値である。 ２）略号は次を意味する。 ＤＡＭ（ＣＨ３Ｃｌ）：ジメチルアミノエチルメタクリ
レートの塩化メチル四級化物 ＤＡＡ（ＣＨ３Ｃｌ）：ジメチルアミノエチルアクリレ
ートの塩化メチル四級化物 ＡＡｍ：アクリルアミド また、試験に用いた汚泥は、下水処理場混合生汚泥で、
ｐＨ６．２、電導度２１６０μＳ／ｃｍ、ＳＳ１．６５
％、ＶＳＳ／ＳＳ８１．５％、繊維分／ＳＳ１５．３％
の性状を有するものである。

【００２１】実施例１ 汚泥２００ｍｌを３００ｍｌポリビーカーに採り、０．
４ｗｔ％に調製した第２表に示す種類のポリマーの水溶
液所定量をシリンジを用いて汚泥に加え、タービン羽根
を備えた撹拌機により３００ｒｐｍで３０秒間撹拌を行
った。その際のフロック径を測定したあと、ナイロンろ
布を敷いたヌッチュロートに内径５０ｍｍのポリ塩化ビ
ニルの円筒をおき、その中へ凝集した汚泥を注ぎ込み、
メスシリンダーを用いて１０秒後のろ液量を測定した。 次に、ろ布上に残った凝集汚泥をベルトプレス用のポリ
エステルろ布に一定量とり、０．５ｋｇ／ｃｍ２及び１
．０ｋｇ／ｃｍ２で１分間圧搾したのち、ケーキをヘラ
でかき取り、含水率を測定した。ろ布に付着した汚泥は
高圧水で洗い落とし、固形物量を測定することにより、
ろ布剥離性を評価した。 これらの結果を第２表に示す。

【００２２】

【表２】

【００２３】比較例１ 第３表に示す種類のポリマーの水溶液を用いて実施例１
と同様に実施した。その結果を第３表に示す。

【００２４】

【表３】

【００２５】

【発明の効果】本発明によると、（１）低含水率の脱水
ケーキが得られる、（２）ろ布からのケーキ剥離性がよ
い、（３）高圧脱水機にも使用できる強いフロック強度
を有する凝集フロックが得られる、（４）処理量アップ
が図れる、などの効果が得られる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】（Ａ）一般式 【化１】 （式中のＲ１は水素原子又はメチル基、Ｒ２は炭素数１
   〜４のアルキレン基、Ｒ３は炭素数１〜４のアルキル基
   、Ｒ４は水素原子、炭素数１〜４のアルキル基又はベン
   ジル基、Ａは−Ｏ−又は−ＮＨ−、Ｘ−は陰性イオンで
   ある）で表される単量体の中から選ばれた少なくとも１
   種から得られる重合体及び／又は前記単量体と共重合可
   能なノニオン性ビニル系単量体との共重合体と、（Ｂ）
   一般式 【化２】 （式中のＹ−は陰性イオンである）で表されるビニルア
   ミン単位を含有するカチオン性ポリマーとを組み合わせ
   て、汚泥に添加混合して脱水することを特徴とする汚泥
   脱水方法。