JPH09192700A - 汚泥の脱水法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 比較的脱水性の良好な汚泥はもとより、難脱
水性の汚泥であっても、優れた処理効率の下で、汚泥を
効果的に脱水処理して含水率の低い脱水ケーキとして分
離することのできる汚泥脱水法を開発することを目的と
する。 【解決手段】 汚泥を高分子凝集剤により凝集させた
後、脱水機に供給して脱水する汚泥の脱水方法におい
て、脱水機に供給する前工程で、汚泥にカチオン系高分
子凝集剤を添加して粗大フロック状とし、これを重力脱
水により濃縮した後、該濃縮汚泥に両性高分子凝集剤を
加えてから機械脱水を行う。使用する両性高分子凝集剤
としては、カチオン当量値（Ｃｖ）が０．８〜１３．０
meq/g 、アニオン当量値（Ａｖ）が０．１〜６．０meq/
g の高分子凝集剤が好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、排水処理場等で残
査物として生じる汚泥を効率よく脱水することのできる
汚泥脱水法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】下水やし尿処理場、有機質産業廃水等か
ら生じる汚泥は複雑な構造を有する多数の有機物及び無
機物の集合体であり、粒子サイズが小さく且つ水との親
和性も強いため、予備処理を行うことなく直接濾過や遠
心分離等の脱水処理にかけても水を効率良く分離するこ
とは難しい。そのため通常は、脱水剤（以下、凝集剤と
いうこともある）の添加等により汚泥の脱水特性を高め
てから脱水処理を行なう方法が採用されている。また脱
水をより効率よく遂行するための方法として特公平１−
１７７６０号公報には、一次脱水剤を添加してから重力
脱水によって部分脱水を行い、その後凝集力の高いカチ
オン性ポリマーを２次脱水剤として更に添加してから機
械脱水を行う方法も提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】一般に、高分子凝集剤
を用いて汚泥を脱水するには、汚泥の活性点に作用して
汚泥を疎水化（易脱水化）させる効果と、汚泥粒子との
間で架橋して粗大フロックを形成し重力脱水を容易にす
る効果が必要とされているが、有機物の含有率が高い汚
泥や消化汚泥の如く難脱水性の汚泥では、高分子凝集剤
に期待されるこれらの効果が十分に発揮されないことも
多い。また、前述の如く一次脱水剤を添加してから重力
脱水で部分脱水を行い、次いで凝集力の高いカチオンポ
リマーを更に添加し機械脱水を行う脱水法にしても、使
用する二次脱水剤がカチオン系ポリマーであるため、脱
水性の改善にはおのずと限界がある。

【０００４】しかしてカチオン系高分子凝集剤は、従来
の脱水方法の場合と同様に有機性の高い汚泥、例えば多
量の生活廃水を含む汚水や屎尿処理場から生じる汚泥の
如く、いわゆる難脱水性汚泥では十分なフロック強度が
得られず、それらに起因して機械脱水ケーキの脱水性や
剥離性も十分に改善できない。これは、上記の様な汚泥
に対しカチオン系高分子凝集剤では電荷中和剤としての
作用しか発揮されないことも原因しているものと考えら
れる。

【０００５】本発明は上記の様な事情に着目してなされ
たものであって、その目的は、先に提案された、一次脱
水剤添加による重力脱水と二次脱水剤添加後の機械脱水
を組合せた脱水法を更に改善し、難脱水性汚泥の脱水効
率を一段と高め機械脱水後のケーキの含水率を大幅に低
減することのできる２次脱水剤および汚泥脱水法を提供
しようとするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の課題を達成するこ
とのできた本発明に係る汚泥の脱水法とは、汚泥を高分
子凝集剤により凝集させた後、脱水機に供給して脱水す
る汚泥の脱水方法において、脱水機に供給する前工程
で、汚泥に１次脱水剤としてカチオン系高分子凝集剤を
添加して粗大フロック状とし、これを重力脱水により濃
縮した後、該濃縮汚泥に両性高分子化合物を加えてから
機械脱水を行うところにその特徴を有している。

【０００７】このとき使用される両性高分子凝集剤とし
ては、カチオン当量値（Ｃｖ）が０．８〜１３．０meq/
g 、アニオン当量値（Ａｖ）が０．１〜６．０meq/g の
高分子凝集剤が好ましく、又この両性高分子凝集剤の好
ましいものとしては、カルボキシル基含有重合性単量体
を必須的に含む重合性単量体から導かれる重合体であっ
て、該重合体分子中のカルボキシル基の一部が、１〜３
級アミノアルキルエステルの一塩基酸付加塩として存在
するポリアルキレンイミン系高分子凝集剤が挙げられ、
とりわけ、下記一般式（１）と一般式（２）で示される
繰り返し単位が、前者１モルに対し後者０．００５〜
７．５モルの比率で存在するポリアルキレンイミン系高
分子凝集剤は、極めて好ましいものとして推奨される。

【０００８】

【化２】

【０００９】

【発明の実施の形態】上記の様に本発明に係る脱水法で
は、汚泥に高分子凝集剤を加えて凝集させた後、これを
脱水機かけて水分を除去する脱水法を実施する際に、脱
水機にかける前工程で、汚泥に１次脱水剤（１次凝集剤
ということもある）としてカチオン系高分子凝集剤を添
加して粗大フロック化してから重力脱水により濃縮し、
次いでこの濃縮汚泥に、２次脱水剤（２次凝集剤という
こともある）として両性高分子凝集剤を添加してから機
械脱水を行うものであり、特に２次脱水剤として両性高
分子凝集剤を使用することによって、脱水効率を著しく
高めることができる。

【００１０】ここで用いられる本発明の両性高分子凝集
剤としては、カチオン当量値（Ｃｖ）が０．８〜１３．
０meq/g 、より好ましくは４．０〜１３．０meq/g で、
アニオン当量値（Ａｖ）が０．１〜６．０meq/g 、より
好ましくは０．２〜３．０meq/g の範囲の高分子凝集剤
が好ましく、該両性高分子凝集剤としてはカルボキシル
基含有重合性単量体を必須的に含む重合性単量体から導
かれる重合体であって、該分子中のカルボキシル基の一
部が、１〜３級アミノアルキルエステルの一塩基酸付加
塩として存在するポリアルキレンイミン系高分子凝集剤
が好ましい。

【００１１】上記両性高分子凝集剤の中でも特に好まし
いのは、前記一般式（１）と一般式（２）で示される繰
り返し単位が、前者１モルに対し後者０．００５〜７．
５モル、より好ましくは０．０２〜１．０モルの比率で
存在するポリアルキレンイミン系高分子凝集剤である。

【００１２】上記ポリアルキレンイミン系高分子凝集剤
は、通常アニオン性単量体(I) とノニオン性単量体(II)
の重合によって得られるカルボキシル基含有重合体(II
I) にアルキレンイミンを反応させることによって製造
される。この時の重合法に格別の制限はなく、水溶液重
合法や油中水型エマルション重合法等を採用することが
でき、その際に用いられる重合開始剤としては一般的な
ラジカル重合触媒を使用すれば良い。また、油中水型エ
マルション重合法を採用する際に用いられる疎水性有機
溶剤や活性剤、水等は公知の方法に従って任意の割合で
用いることができる。重合開始剤の種類や使用量は、得
られるポリアルキレンイミン系高分子凝集剤の分子量が
１００〜８００万の範囲に入る様に設定することが好ま
しく、油中水型エマルション重合の場合に用いられる好
ましい重合開始剤としては、アゾビスイソブチロニトリ
ルやアゾビス酪酸ジメチル等が例示される。

【００１３】上記ポリアルキレンイミン系高分子凝集剤
を製造する際に用いられる好ましいアニオン性単量体
(I) としては、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸
等が挙げられ、中でも特に好ましいのはアクリル酸であ
る。

【００１４】またノニオン性単量体（II）としては、前
記アニオン性単量体（Ｉ）と共重合可能な任意のノニオ
ン性単量体(II)を用いることができるが、好ましいのは
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等やヒドロキシエチルアクリレ
ート、ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシプ
ロピルメタクリレート等、あるいはアクリロニトリル等
である。これらのノニオン性単量体(II)は、ポリアルキ
レンイミン系高分子凝集剤の分子量やイオン当量の調節
等を主たる目的として使用されるものであり、通常は、
それらの重合によって得られるカルボキシル基含有重合
体(III) 中に占める比率で５０モル％以下に抑えること
が好ましい。

【００１５】また、上記ポリアルキレンイミン系高分子
凝集剤を製造するに当たっては、該ポリアルキルアミン
系高分子のカチオン当量値（Ｃｖ）が０．８〜１３．０
ｍｅｑ／ｇ、アニオン当量値（Ａｖ）が０．１〜６．０
ｍｅｑ／ｇの範囲になる様、カルボキシル基含有重合体
(III) を製造する際のアニオン性単量体(I) やノニオン
性単量体(II)の使用量を決めることが望ましく、またア
ミノアルキル化時においては、該カルボキシル基含有重
合体(III) とアルキレンイミンの使用量をその都度適正
に決めることが望ましい。ここで用いられるアルキレン
イミンとは、１，２−アルキレンイミン（アジリジン）
であり、中でも１，２−プロピレンイミンやエチレンイ
ミンは、比較的安価で且つ容易に入手することができる
ので好ましく用いられる。

【００１６】上記ポリアルキレンイミン系高分子のカチ
オン当量値（Ｃｖ）が０．８ｍｅｑ／ｇ未満では、両性
としての特性が十分に発揮されず、汚泥に対する凝集力
不足によって満足な脱水性が得られ難く、一方１３．０
ｍｅｑ／ｇを超えるものでは、相対的にアニオン不足と
なってやはり両性としての特性が有効に発揮され難くな
る。更に、アニオン当量値（Ａｖ）が６．０ｍｅｑ／ｇ
を超えるものでは、水への溶解性が低下して凝集作用が
有効に発揮され難くなるので好ましくない。

【００１７】ポリアルキレンイミン系高分子凝集剤の好
ましい分子量は１００〜８００万、より好ましくは２０
０〜６００の範囲であり、分子量が１００万未満では凝
集力不足となって満足な脱水効果が得られず、あるいは
添加量を過度に多くしなければならなくなり、逆に分子
量が８００万を超えて大きくなり過ぎると、粗大フロッ
ク化した汚泥に均一に分散し難くなり、良好な含水率低
下効果が発揮され難くなる。

【００１８】油中水型エマルション重合法を採用する際
に用いられる好ましい疎水性有機溶剤としては、イソパ
ラフィン、シクロヘキサン等の脂環族系溶剤やケロシン
等が例示される。また一塩基酸としては、塩酸、硝酸等
の鉱酸や酢酸、蟻酸等のカルボン酸を使用することがで
き、これらの一塩基酸は、付加アルキレンイミンに対し
通常５０〜１００モル％の範囲で用いられる。

【００１９】また、本発明に係る上記以外の両性高分子
凝集剤は、カチオン性単量体とアニオン性単量体を使用
し、これらを既知の方法で重合することによって得るこ
とができる。その際に用いられるカチオン性単量体の種
類は特に制限されないが、好ましいものとしては、アル
キルアミノエチルメタクリレート、アルキルアミノエチ
ルアクリレート等の中から選ばれる単量体もしくはそれ
らの４級アンモニウム塩が例示され、これらのカチオン
性単量体の中から最適のカチオン強度が得られる様に適
宜選択して使用すればよいが、通常はジメチルアミノエ
チルメタクリレート、ジメチルアミノエチルアクリレー
トやジメチルアミノプロピル（メタ）アクリルアミド及
びこれらの４級アンモニウム塩が好ましく用いられる。
１〜３級アミノ基の場合は通常中和の為の酸を必要とす
るが、その際に用いられる酸としては、例えば塩酸、硝
酸等の鉱酸や酢酸、蟻酸等のカルボン酸等の一塩基酸が
好ましく用いられる。一方、アニオン性単量体として
は、上記カチオン性単量体と共重合可能なものから任意
に選択することができるが、特に好ましいのはアクリル
酸、メタクリル酸やマレイン酸等である。

【００２０】上記の両性高分子凝集剤を製造するに当た
っては、更に他の成分として上記カチオン性単量体及び
アニオン性単量体と共重合可能な任意のノニオン性単量
体を用いることが可能であり、その様なノニオン性単量
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等やヒドロキシエチ
ルアクリレート、ヒドロキシエチルメタクリレートやヒ
ドロキシプロピルメタクリレート等やアクリロニトリル
等が挙げられる。尚これらのノニオン性単量体は、両性
高分子凝集剤の分子量やイオン当量の調節等を主たる目
的として使用されるものである。

【００２１】次に本発明の脱水法を実施する際に、１次
脱水剤（１次凝集剤）として使用するカチオン系高分子
凝集剤を構成するカチオン性ポリマーは、カチオンの種
類を問わない。即ち通常、有機性汚泥の調質に用いられ
るカチオン性ポリマーを使用することができ、例えばポ
リアルキルアミノエチルメタクリレート、ポリアルキル
アミノエチルアクリレート、もしくはこれらとポリアク
リルアミドとの共重合体、またはそれらの４級アンモニ
ウム塩、更にはポリアクリルアミドカチオン変性物等が
例示される。これらの中でも最も一般的なのはジメチル
アミノエチルメタクリレート、ジメチルアミノエチルア
クリレートやジメチルアミノプロピル（メタ）アクリル
アミド及びこれらの４級アンモニウム塩等である。１〜
３級アミノ基の場合は通常中和酸を必要とするが、この
場合に用いられる好ましい酸としては前述の様な一塩基
酸が挙げられる。これらカチオン性ポリマーの中から、
有機性汚泥の性状、脱水機の種類等に応じて、カチオン
強度や分子量の適切なものを適宜選択して使用される。
また、重力脱水可能な粗大フロック状汚泥を形成し得る
カチオン性ポリマーであれば、上記で例示した以外のカ
チオンポリマーをカチオン系高分子凝集剤として使用す
ることも可能である。

【００２２】上記カチオン系高分子凝集剤は、凝集性や
脱水性を総合的に考慮してカチオン当量値Ｃｖが１．０
ｍｅｑ／ｇ以上、より好ましくは２．０ｍｅｑ／ｇ以上
のものが好ましく、Ｃｖ値が１．０ｍｅｑ／ｇ未満のも
のでは、汚泥の凝集性能及び脱水性能が満足に発揮され
難くなる。Ｃｖ値の上限は特に限定されず、高いほど凝
集性や脱水性は向上するが、通常の場合は分子量との関
係から必然的に１２ｍｅｑ／ｇ程度が限界となる。好ま
しい分子量は１００万〜８００万、より好ましくは３０
０〜７００万の範囲であり、分子量が１００万未満では
汚泥に対する凝集力不足となった添加量の増大が必要と
なり、一方８００万を超えて過度に高分子量になると、
有機汚泥中に均一に分散させ難くなる。

【００２３】上記カチオン系高分子凝集剤を加えること
によって生成する重力脱水可能な粗大フロック状汚泥を
濃縮する装置としては、たとえばスクリーン装置、真空
濾過機、遠心分離機あるいはベルトプレス型脱水機等の
如く、基本的に汚泥中固形物の重力を利用して固液分離
を行なう方式を採用すべきである。しかして機械的に圧
力を加える機器ではコスト的に不利であり、しかも汚泥
を通常の機械脱水機で脱水すると、生成した粗大フロッ
ク状汚泥への両性高分子凝集剤の混合が困難となり、該
両性高分子凝集剤を用いることによってもたらされる優
れた脱水率向上効果も有効に活用できなくなるので、本
発明では、粗大フロック状汚泥の濃縮に重力による固液
分離法を採用する。

【００２４】重力による固液分離装置としては、スクリ
ーン装置の他、ロータリードラムスクリーンあるいは回
転円筒造粒脱水装置があり、いずれの装置を用いても構
わない。尚、機械脱水機としてベルトプレス型脱水機を
使用する場合、この脱水機には大抵の場合重力による固
液分離部が配備されているので、別途固液分離装置を設
ける必要がないという利点を享受できる。

【００２５】本発明で用いられる機械脱水機の種類にも
格別の制限はなく、例えばベルトプレス、フィルタープ
レス、スクリュープレス、真空濾過機、遠心分離機等を
使用できるが、中でもベルトプレス脱水機は、前述の如
く重力による固液分離区間が装置内に配備されているの
で、本発明の実施に特に適した機械脱水機として推奨さ
れる。但し本発明によれば、カチオン系高分子凝集剤に
よる粗大フロック化と重力脱水による濃縮、および該濃
縮汚泥への両性高分子凝集剤の添加という組合せによっ
て汚泥の脱水性が根本的に改善されるので、上記以外の
機械脱水機であっても勿論支障なく適用することが可能
である。

【００２６】カチオン系高分子凝集剤及び両性高分子凝
集剤の添加量は汚泥の種類や各凝集剤の組成によっても
変わってくるので、一律に決めることはできないが、一
般的には有機汚泥の固形分（ＴＳ）に対して０．０５重
量％以上であれば十分である。カチオン系高分子凝集剤
の場合、一液凝集法を採用する場合の適正添加量を超え
て添加する必要はなく、処理コストの増大と含水率低下
量のバランスから好ましくは０．２〜２％程度の範囲で
添加される。一方、両性高分子凝集剤の添加量は多けれ
ば多いほど効果的であるが、処理コストの増大と含水率
低下量のバランスから、好ましくは０．４〜１％の添加
量が採用される。

【００２７】また、カチオン系高分子凝集剤と共に適量
の無機多価電解質を併用すると更に効果的である。無機
多価電解質としてはカルシウム塩、マグネシウム塩、鉄
塩、アルミニウム塩等、具体的には、ポリ硫酸鉄、塩化
第二鉄、ポリ塩化アルミニウム、硫酸アルミニウム（硫
酸バンド）、硫酸第一鉄などが例示され、これらの無機
多価電解質は、カチオン系高分子凝集剤と同時に汚泥に
添加してもよいし、別々に添加しても構わないが、好ま
しくは無機多価電解質をカチオン系高分子凝集剤の添加
に先だって添加した方がより効果的である。無機多価電
解質の添加量は、併用されるカチオン系高分子凝集剤へ
の影響や処理コスト、含水率低下効果のバランスを考慮
して、汚泥の固形分に対し０．５〜１０重量％の範囲か
ら選ぶのがよい。

【００２８】本発明において被処理対象となる汚泥と
は、高ＢＯＤ廃水を生物処理等した時に生成する汚泥を
いい、その例としては、下水・し尿処理場で発生する汚
泥；食品工場、畜産場、化学工場等から発生する汚水・
廃水の活性汚泥法処理により生成する余剰汚泥や初沈汚
泥；それらを混合した混合生汚泥；汚水・廃水の嫌気性
消化により生成する消化汚泥等、を包含する上位概念の
汚泥を意味しており、それらの中でも、難脱水性汚泥に
対しては本発明の効果が極めて有効に発揮される。

【００２９】本発明は以上の様に構成されており、まず
汚泥にカチオン系高分子凝集剤を添加すると、汚泥は該
凝集剤の優れた凝集作用によって重力脱水可能な粗大フ
ロック状汚泥を形成し、この粗大フロック状汚泥を濃縮
した後に両性高分子凝集剤を添加すると、汚泥は該両性
高分子凝集剤の作用で表面親水層が効率よく疎水化され
て更に凝集し、その後の機械脱水により極めて効率よく
脱水される。

【００３０】本発明によって汚泥の脱水性が改善される
理由は必ずしも明確にされている訳ではないが、カチオ
ン系高分子凝集剤で汚泥を前処理してから濃縮すること
により、粗大フロック状汚泥中の電解質やコロイド分等
の有機酸性物質等の凝集・脱水を阻害する要因物質が低
減されると共に、両性高分子凝集剤中のカチオン基とア
ニオン基が疎水性の塩を形成し、該疎水性塩が離水性を
高めると共にフロック強度を高めて機械脱水ケーキの脱
水性と剥離性を高める効果を発揮し、カチオン性高分子
凝集剤を用いたのでは得ることのできない優れた含水率
低下効果と、汚泥への汎用性に優れた両性高分子凝集剤
の性能が極めて有効に発揮されたものと考えている。

【００３１】

【実施例】以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に
説明するが、本発明はもとより下記実施例によって制限
を受けるものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範
囲で適当に変更を加えて実施することも勿論可能であ
り、それらは全て本発明の技術的範囲に含まれる。

【００３２】［ポリアルキレンイミン系高分子凝集剤な
どの合成］ポリアルキレンイミン系高分子凝集剤は、ア
クリル酸とアクリルアミドとを活性剤（日本油脂社製
「ノニオンＯＰ−８０」）の共存下に、脂肪族炭化水素
（「エクソールＤ−８０」、エクソンケミカル社製）中
でアゾビスイソ酪酸ジメチルを重合開始剤として用いて
油中水型エマルション重合し、得られたカルボキシル基
含有重合体(III) をエチレンイミンによってアミノエチ
ル化し、次いで硝酸で酸性化して有効成分２０重量％の
油中水型エマルションとして得た。合成したポリアルキ
レンイミン系高分子凝集剤の組成、Ｃｖ値、Ａｖ値、分
子量を表１に示した。

【００３３】同様に、カチオン系高分子凝集剤及び他の
両性高分子凝集剤は、ジメチルアミノエチルメタクリレ
ートの４級アンモニウム塩（４ＤＡＭ）、ジメチルアミ
ノエチルアクリルレートの４級アンモニウム塩（４ＤＡ
Ａ）、ジメチルアミノエチルメタクリレート（３ＤＡ
Ｍ）、アクリルアミド（ＡＡｍ）及びアクリル酸（Ａ
Ａ）を使用し、既知の方法で重合または共重合させるこ
とによって得た。その組成及び物性も表１に示した。

【００３４】

【表１】

【００３５】実施例１ 都市下水処理場から発生した消化汚泥Ａ（ｐＨ：７．
３，ＴＳ：１．８％，Ｍアルカリ度：３０００ｐｐｍ）
を、ベルトプレス型脱水機を用いて脱水処理した。カチ
オン系高分子凝集剤（Ｃ−１）とポリアルキレンイミン
系高分子凝集剤（Ｒ−１）は、いずれも０．２重量％水
溶液として使用した。また、これら各凝集剤の添加量
は、いずれも汚泥のＴＳに対する重量％として示した。

【００３６】カチオン系高分子凝集剤（Ｃ−１）を、上
記消化汚泥のＴＳ当たり０．７重量％添加混合して粗大
フロック状汚泥を形成させ、ベルトプレス型脱水機の重
力脱水部で重力により固液分離した後、得られた濃縮汚
泥にポリアルキレンイミン系高分子凝集剤（Ｒ−１）を
ＴＳ当たり０．７重量％添加混合し、ベルトによって機
械的に圧搾脱水を行った。得られた機械脱水ケーキの含
水率は７６％であり、ベルトからの脱水ケーキの剥離性
は良好であった。

【００３７】比較例１ａ〜１ｄ 比較例として、ポリアルキレンイミン系高分子凝集剤の
使用を省略した場合（比較例１ａ）、ポリアルキレンイ
ミン系高分子凝集剤に代えてカチオン強度の高いカチオ
ン系ポリマーとしてポリエチレンイミンを使用した場合
（比較例１ｂ）、カチオン系高分子凝集剤とポリアルキ
レンイミン系高分子凝集剤を消化汚泥に同時に添加した
場合（比較例１ｃ）、ポリアルキレンイミン系高分子凝
集剤のみを用いて凝集してから脱水を行った場合（比較
例１ｄ）について、それぞれ同様の実験を行った。

【００３８】結果は表２に示す通りであり、本発明に従
って、カチオン系高分子凝集剤を添加して粗大フロック
状汚泥を形成してから重力脱水し、その後両性高分子凝
集剤を添加してから機械脱水を行なった実施例のケーキ
含水率は、比較例１ａ〜１ｄに比べて低く、且つ汚泥処
理能力も高いことが分かる。

【００３９】

【表２】

【００４０】実施例２ 都市下水処理場から発生した余剰汚泥Ｂ（ｐＨ：６．
７，ＴＳ：１．４％）をベルトプレス型脱水機によって
脱水処理した。カチオン系高分子凝集剤（Ｃ−２）とポ
リアルキレンイミン系高分子凝集剤（Ｒ−２）は、いず
れも０．２重量％水溶液として使用した。また、これら
各凝集剤の添加量は、いずれも汚泥のＴＳに対する重量
％として示した。

【００４１】カチオン系高分子凝集剤（Ｃ−２）を、上
記余剰汚泥のＴＳ当たり０．６重量％添加混合して粗大
フロック状汚泥を形成させ、ベルトプレス型脱水機の重
力脱水部で重力により固液分離した後、得られた濃縮汚
泥にポリアルキレンイミン系高分子凝集剤（Ｒ−２）を
ＴＳ当たり０．８重量％添加混合し、ベルトによって機
械的に圧搾脱水を行った。得られた機械脱水ケーキの含
水率は７８％であり、ベルトからの脱水ケーキの剥離性
は良好であった。

【００４２】比較例２ａ〜２ｄ 比較例として、ポリアルキレンイミン系高分子凝集剤の
使用を省略した場合（比較例２ａ）、ポリアルキレンイ
ミン系高分子凝集剤に代えてカチオン強度の高いカチオ
ン系ポリマーとしてポリエチレンイミンを使用した場合
（比較例２ｂ）、カチオン系高分子凝集剤とポリアルキ
レンイミン系高分子凝集剤を余剰汚泥に同時に添加した
場合（比較例２ｃ）、ポリアルキレンイミン系高分子凝
集剤のみを用いて凝集してから脱水を行った場合（比較
例２ｄ）について、それぞれ同様の実験を行った。

【００４３】結果は表３に示す通りであり、本発明に従
って、カチオン系高分子凝集剤を添加して粗大フロック
状汚泥を形成してから重力脱水し、その後両性高分子凝
集剤を添加して機械脱水を行なった実施例のケーキ含水
率は、比較例２ａ〜２ｄに比べて低く、且つ汚泥処理能
力も高いことが分かる。

【００４４】

【表３】

【００４５】実施例３，３ａ 都市下水処理場から発生した消化汚泥Ｃ（ｐＨ：７．
２，ＴＳ：１．７％，Ｍアルカリ度：２９００ｐｐｍ）
を、ベルトプレス型脱水機によって脱水処理した。カチ
オン系高分子凝集剤（Ｃ−２）とポリアルキレンイミン
系高分子凝集剤（Ｒ−３）は、いずれも０．２重量％水
溶液として使用した。また、これら各凝集剤の添加量
は、いずれも汚泥のＴＳに対する重量％として示した。

【００４６】カチオン系高分子凝集剤（Ｃ−２）を、上
記消化汚泥のＴＳ当たり０．６重量％添加混合して粗大
フロック状汚泥を形成させ、ベルトプレス型脱水機の重
力脱水部で重力により固液分離した後、得られた濃縮汚
泥にポリアルキレンイミン系高分子凝集剤（Ｒ−３）を
ＴＳ当たり０．８重量％添加混合し、ベルトによって機
械的に圧搾脱水を行った。得られた機械脱水ケーキの含
水率は７８％であり、ベルトからの脱水ケーキの剥離性
は良好であった（実施例３）。

【００４７】また、カチオン系高分子凝集剤（Ｃ−２）
を添加混合する前に、消化汚泥に無機多価電解質として
ポリ硫酸鉄を汚泥のＴＳ当たり２重量％添加した以外は
上記と全く同様にして実験を行なったところ、最終的に
機械的圧搾脱水を行なって得た機械脱水ケーキの含水率
は７４．１％で、実施例３よりも更に含水率は少なくな
っており、ベルトからの脱水ケーキの剥離性は良好であ
った（実施例３ａ）。

【００４８】比較例３ａ〜３ｄ 比較例として、ポリアルキレンイミン系高分子凝集剤の
使用を省略した場合（比較例３ａ）、ポリアルキレンイ
ミン系高分子凝集剤に代えてカチオン強度の高いカチオ
ン系ポリマーとしてポリエチレンイミンを使用した場合
（比較例３ｂ）、カチオン系高分子凝集剤とポリアルキ
レンイミン系高分子凝集剤を消化汚泥に同時に添加した
場合（比較例３ｃ）、ポリアルキレンイミン系高分子凝
集剤のみを用いて凝集してから脱水を行った場合（比較
例３ｄ）について、それぞれ同様の実験を行った。

【００４９】結果は表４に示す通りであり、本発明に従
って、カチオン系高分子凝集剤を添加して粗大フロック
状汚泥を形成してから重力脱水し、その後両性高分子凝
集剤を添加し、あるいは更に無機多価電解質を添加して
機械脱水を行なった実施例のケーキ含水率は、比較例３
ａ〜３ｄに比べて低く、且つ汚泥処理能力も高いことが
分かる。

【００５０】

【表４】

【００５１】実施例４ 都市下水処理場から発生した混合生汚泥Ｃ（ｐＨ：５．
６，ＴＳ：１．９％）を、ベルトプレス型脱水機によっ
て脱水処理した。カチオン系高分子凝集剤（Ｃ−２）
と、通常の方法で合成した両性高分子凝集剤（Ｒ−４）
は、いずれも０．２重量％水溶液として使用した。ま
た、これら各凝集剤の添加量は、いずれも汚泥のＴＳに
対する重量％として示した。

【００５２】カチオン系高分子凝集剤（Ｃ−２）を、上
記混合生汚泥のＴＳ当たり０．５重量％添加混合して粗
大フロック状汚泥を形成させ、ベルトプレス型脱水機の
重力脱水部で重力により固液分離した後、得られた濃縮
汚泥に両性高分子凝集剤（Ｒ−４）をＴＳ当たり０．６
重量％添加混合し、ベルトによって機械的に圧搾脱水を
行った。得られた機械脱水ケーキの含水率は７１％であ
り、ベルトからの脱水ケーキの剥離性は良好であった。

【００５３】比較例４ａ〜４ｄ 比較例として、両性高分子凝集剤の使用を省略した場合
（比較例４ａ）、両性高分子凝集剤に代えてカチオン強
度の高いカチオン系ポリマーとしてポリジアリルアンモ
ニウム塩化物を使用した場合（比較例４ｂ）、カチオン
系高分子凝集剤と両性高分子凝集剤を混合生汚泥に同時
に添加した場合（比較例４ｃ）、両性高分子凝集剤（Ｒ
−４）のみを用いて凝集してから脱水を行った場合（比
較例４ｄ）について、それぞれ同様の実験を行った。

【００５４】結果は表５に示す通りであり、本発明に従
って、カチオン系高分子凝集剤を添加して粗大フロック
状汚泥を形成してから重力脱水し、その後両性高分子凝
集剤を添加して機械脱水を行なった実施例のケーキ含水
率は、比較例４ａ〜４ｄに比べて低く、且つ汚泥処理能
力も高いことが分かる。

【００５５】

【表５】

【００５６】

【発明の効果】本発明は以上の様に構成されており、汚
泥にまずカチオン系凝集剤を加えてから重力脱水を行な
い、次いで両性高分子凝集剤を添加して機械脱水をする
手順を採用することにより、難脱水性汚泥を始めとする
様々の汚泥に対して卓越した凝集作用を発揮させること
ができ、それにより脱水ケーキの脱水効率を著しく高め
ると共に、汚泥処理効率の向上にも寄与することができ
る。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 汚泥を高分子凝集剤により凝集させた
   後、脱水機に供給して脱水する汚泥の脱水方法におい
   て、脱水機に供給する前工程で、汚泥にカチオン系高分
   子凝集剤を添加して粗大フロック状とし、これを重力脱
   水により濃縮した後、該濃縮汚泥に両性高分子凝集剤を
   加えてから機械脱水を行うことを特徴とする汚泥の脱水
   法。
2. 【請求項２】 両性高分子凝集剤として、カチオン当量
   値（Ｃｖ）が０．８〜１３．０meq/g 、アニオン当量値
   （Ａｖ）が０．１〜６．０meq/g の高分子凝集剤を使用
   する請求項１に記載の脱水法。
3. 【請求項３】 両性高分子凝集剤が、カルボキシル基含
   有重合性単量体を必須的に含む重合性単量体から導かれ
   る重合体であって、該重合体分子中のカルボキシル基の
   一部が、１〜３級アミノアルキルエステルの一塩基酸付
   加塩として存在するポリアルキレンイミン系高分子凝集
   剤である請求項１または２に記載の脱水法。
4. 【請求項４】 両性高分子凝集剤が、下記一般式（１）
   と一般式（２）で示される繰り返し単位が、前者１モル
   に対し後者０．００５〜７．５モルの比率で存在するポ
   リアルキレンイミン系高分子凝集剤である請求項１〜３
   のいずれかに記載の脱水法。 【化１】