JPH11700A - 汚泥の脱水方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】合成カチオン性高分子凝集剤とキトサンとを添
加して第１の撹拌を行い、次いでアニオン性高分子凝集
剤を添加して第２の撹拌を行い、生成したフロックを脱
水する汚泥の脱水方法において、薬剤の添加量が少な
く、フロックの脱水性が良好で、汚泥の処理量が多く、
かつ含水率が低い脱水ケーキが得られる汚泥の脱水方法
を提供する。 【解決手段】有機性汚泥に、合成カチオン性高分子凝集
剤とキトサンとを添加して第１の撹拌を行い、次いでア
ニオン性高分子凝集剤を添加して第２の撹拌を行い、生
成したフロックを脱水する汚泥の脱水方法において、合
成高分子カチオン性凝集剤が一般式［１］で表されるア
ミジン単位又は一般式［２］で表されるアミン単位を有
するものであることを特徴とする汚泥の脱水方法。ただ
し、式中、Ｒ¹、Ｒ²及びＲ³は水素又はメチル基であ
り、Ｘ^-及びＹ^-は塩形成アニオン基である。 【化１】

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、汚泥の脱水方法に
関する。さらに詳しくは、本発明は、合成カチオン性高
分子凝集剤とキトサンとを添加して第１の撹拌を行い、
次いでアニオン性高分子凝集剤を添加して第２の撹拌を
行い、生成したフロックを脱水する汚泥の脱水方法にお
いて、薬剤の添加量が少なく、フロックの脱水性が良好
で、汚泥の処理量が多く、かつ含水率が低い脱水ケーキ
を得ることができる汚泥の脱水方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、汚泥の脱水処理には、カチオ
ン性高分子凝集剤が広く用いられている。このようなカ
チオン性高分子凝集剤としては、例えば、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アンモニ
ウム塩の単独重合体、ジメチルアミノエチル(メタ)アク
リレートとアクリルアミドなどとの共重合体などのほ
か、アンモニウム塩などのカチオン性単位とアクリル酸
などのアニオン性単位を有する両性高分子凝集剤などが
用いられてきた。しかしながら、近年、下水道の整備な
どにより、汚泥発生量が増加し、汚泥中の有機物量の増
加や腐敗などの汚泥性状の悪化が進んでいる。そのため
に、現在主として使用されている上記のようなカチオン
性高分子凝集剤には、(１)凝集フロックは大きいが、強
度が弱いために、重力ろ過性が悪く、汚泥の処理量が上
がらない、(２)脱水ケーキの含水率が下がらないため、
ケーキの埋め立て処分の場合には、ケーキの運搬費用が
嵩み、焼却の場合には、焼却炉のトラブルを起こしやす
く、焼却のための燃料費が嵩む、(３)汚泥の脱水処理が
安定しない、などの問題があり、処理方法の改善が求め
られている。汚泥の脱水において、ろ過性と脱水性を向
上するための凝集剤として、アミン単位又はアミジン単
位を有する凝集剤が検討されている。アミン単位を有す
る凝集剤としては、例えば、特公昭６３−９５２３号公
報には、泥に添加することにより良好にろ過又は遠心分
離できる残渣を取得することができる凝集剤として、ポ
リ−Ｎ−ビニルホルムアミドの部分加水分解物が、特公
平３−６４２００号公報には、ろ過速度が著しく速い上
に含水率が著しく低下し、ろ布からの剥離性が極めて良
いフロックを形成する有機汚泥脱水剤として、Ｎ−ビニ
ルカルボン酸アミドと水溶性のアクリルモノマーの共重
合体を加水分解して得られる分子中にアミノ基とカルボ
キシル基を有する高分子量の水溶性重合体が、特公平４
−２３２０号公報には、強固な凝集フロックを形成し脱
水ろ過や遠心分離を施すことにより著しく汚泥の含水率
を低下することができる凝集剤として、ポリ−Ｎ−ビニ
ルアセトアミドの部分加水分解物が提案されている。ま
た、アミジン構造を有する凝集剤としては、例えば、特
開平５−１９２５１３号公報には、優れた性能を示す凝
集剤として、アクリロニトリルとＮ−ビニルホルムアミ
ドの共重合体を加水分解及びアミジン化して得られるア
ミジン構造を有するカチオン性高分子凝集剤が、特開平
６−２１８３９９号公報には、脱水性、ろ水性が良好で
あり、汚泥の処理を効率的に行うことができる汚泥脱水
剤として、上記のアミジン構造を有するカチオン性高分
子と両性高分子とを組み合わせてなる汚泥脱水剤が、特
開平６−２１８４００号公報には、脱水性、ろ水性が良
好であり、汚泥の処理を効率的に行うことができる汚泥
脱水剤として、上記のアミジン構造を有するカチオン性
高分子と四級アンモニウム基を有する(メタ)アクリレー
ト系カチオン性高分子を組み合わせてなる汚泥脱水剤が
提案されている。しかし、このようなアミン単位又はア
ミジン単位を有する凝集剤を用いても、汚泥の種類によ
ってはろ過性と脱水性が十分に向上しない場合があり、
そのために、２種類以上の凝集剤を２段に添加して汚泥
の脱水を行う方法が検討されている。例えば、特開昭５
８−７０８９８号公報には、処理速度を高めるとともに
ケーキ含水率を低下させることができる汚泥の脱水方法
として、縮合型ポリアミンからなるカチオン性有機高分
子凝集剤を添加混合したのち、ポリアクリル酸ナトリウ
ム又はポリアクリルアミドの部分加水分解物からなるア
ニオン性有機高分子凝集剤を添加混合して凝集処理する
方法が、特開昭５８−７０８９９号公報には、処理速度
を高めるとともにケーキ含水率を低下させることができ
る汚泥の脱水方法として、ポリアルキルアミノエチルア
クリレート、ポリアルキルアミノメタクリレート若しく
はこれらとポリアクリルアミドとの共重合体又はこれら
の四級アンモニウム塩からなるカチオン性有機高分子凝
集剤を添加混合したのち、ポリアクリル酸ナトリウム又
はポリアクリルアミドの部分加水分解物からなるアニオ
ン性有機高分子凝集剤を添加混合して凝集処理する方法
が、特開平６−２４６３００号公報には、経済的に有機
汚泥の脱水を行うことができ、優れた脱水効果が得られ
る脱水方法として、アクリロニトリルとＮ−ビニルホル
ムアミドの共重合体を加水分解及びアミジン化して得ら
れるアミジン構造を有するカチオン性高分子凝集剤を添
加混合したのちに、カルボキシル基単位を有するアニオ
ン性高分子凝集剤を添加混合して凝集処理を行う方法が
提案されている。また、本出願人は、特開昭５９−１６
０５９９号公報において、有機性汚泥にカチオン性高分
子凝集剤としてキトサンを添加して第１の撹拌を行い、
次いでアニオン性高分子凝集剤を添加して第２の撹拌を
行い、生成したフロックを脱水する方法を、特公平２−
１１３２０号公報において、有機性汚泥にカチオン性高
分子凝集剤としてキトサンと合成カチオン性高分子凝集
剤を併用して添加して第１の撹拌を行い、次いでアニオ
ン性高分子凝集剤を添加して第２の撹拌を行い、生成し
たフロックを脱水する方法を提案した。これらの方法に
より、汚泥の脱水におけるろ過性と脱水性はかなりな程
度に改良されたが、脱水性や経済性あるいは汚泥適応性
の点で必ずしも満足し得るものではなく、使用する薬剤
量のさらなる低減と、難処理性汚泥に対するろ過性と脱
水性のさらなる向上が望まれている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、合成カチオ
ン性高分子凝集剤とキトサンとを添加して第１の撹拌を
行い、次いでアニオン性高分子凝集剤を添加して第２の
撹拌を行い、生成したフロックを脱水する汚泥の脱水方
法において、薬剤の添加量が少なく、フロックの脱水性
が良好で、汚泥の処理量が多く、かつ含水率が低い脱水
ケーキが得られる汚泥の脱水方法を提供することを目的
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、上記の課
題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、合成カチオン性
高分子凝集剤とキトサンとを添加して第１の撹拌を行
い、次いでアニオン性高分子凝集剤を添加して第２の撹
拌を行い、生成したフロックを脱水する汚泥の脱水方法
において、合成カチオン性高分子凝集剤としてアミジン
単位又はアミン単位を有する凝集剤を用いることによ
り、生成するフロックのろ過性と脱水性が著しく向上す
ることを見いだし、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、有機性汚泥に、合成カチオン性高
分子凝集剤とキトサンとを添加して第１の撹拌を行い、
次いでアニオン性高分子凝集剤を添加して第２の撹拌を
行い、生成したフロックを脱水する汚泥の脱水方法にお
いて、合成高分子カチオン性凝集剤が一般式［１］で表
されるアミジン単位又は一般式［２］で表されるアミン
単位を有するものであることを特徴とする汚泥の脱水方
法、

【化３】 （ただし、式中、Ｒ¹及びＲ²は水素又はメチル基であ
り、Ｘ^-は塩形成アニオン基である。）

【化４】 （ただし、式中、Ｒ³は水素又はメチル基であり、Ｙ^-は
塩形成アニオン基である。）を提供するものである。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明方法を適用することができ
る有機性汚泥には特に制限はなく、例えば、し尿の嫌気
性消化汚泥、し尿の好気性消化汚泥、し尿浄化槽汚泥、
し尿消化脱離液、下水、各種廃水などの活性汚泥処理に
おける余剰汚泥、下水の最初沈殿池汚泥、し尿、下水な
どの三次処理で発生する凝集汚泥などを挙げることがで
きる。これらの汚泥は、単独で、あるいは混合して処理
することができる。本発明方法においては、有機性汚泥
に、一般式［１］で表されるアミジン単位又は一般式
［２］で表されるアミン単位を有する合成カチオン性高
分子凝集剤とキトサンを添加して、第１の撹拌を行う。

【化５】 ただし、一般式［１］において、Ｒ¹及びＲ²は水素又は
メチル基であり、Ｘ^-は塩形成アニオン基である。ま
た、一般式［２］において、Ｒ³は水素又はメチル基で
あり、Ｙ^-は塩形成アニオン基である。

【０００６】一般式［１］で表されるアミジン単位を有
するカチオン性高分子凝集剤は、Ｎ−ビニルカルボン酸
アミド又はＮ−イソプロペニルカルボン酸アミド及びア
クリロニトリル又はメタクリロニトリルを共重合し、得
られた共重合体を加水分解及びアミジン化することによ
って得ることができる。Ｎ−ビニルカルボン酸アミドと
しては、例えば、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、Ｎ−ビニルバレルアミドなどを挙げる
ことができる。Ｎ−イソプロペニルカルボン酸アミドと
しては、例えば、Ｎ−イソプロペニルホルムアミド、Ｎ
−イソプロペニルアセトアミド、Ｎ−イソプロペニルプ
ロピオンアミド、Ｎ−イソプロペニルブチルアミド、Ｎ
−イソプロペニルバレルアミドなどを挙げることができ
る。また、必要に応じて、Ｎ−ビニルカルボン酸アミド
又はＮ−イソプロペニルカルボン酸アミド及びアクリロ
ニトリル又はメタクリロニトリルと共重合可能な他の単
量体を共重合することができる。Ｎ−ビニルカルボン酸
アミド又はＮ−イソプロペニルカルボン酸アミドとアク
リロニトリル又はメタクリロニトリルとの共重合方法に
は特に制限はなく、溶液重合、懸濁重合、乳化重合など
を選ぶことができる。例えば、使用する単量体も生成す
る共重合体も水溶性であれば、水溶液重合が可能であ
る。水溶液重合により得られた共重合体は、そのまま又
は単離したのち、加水分解及びアミジン化反応に供する
ことができる。使用する重合開始剤には特に制限はな
く、例えば、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
を挙げることができる。

【０００７】Ｎ−ビニルカルボン酸アミド又はＮ−イソ
プロペニルカルボン酸アミドとアクリロニトリル又はメ
タクリロニトリルの共重合体の水溶液又は水分散液を、
酸又はアルカリの存在下に加熱することにより、共重合
体中の酸アミド単位を加水分解してアミン単位とし、さ
らにアミン単位と隣接するニトリル単位との反応により
一般式［１］で示されるアミジン単位を生成するアミジ
ン化反応を行うことができる。共重合体の構造と目的と
する加水分解率及びアミジン化率に応じて、反応条件を
適宜選択することができる。通常は上記の共重合体を５
〜８０重量％の水溶液又は水分散液とし、酸を加えて４
０〜１００℃に加熱することにより加水分解及びアミジ
ン化反応を行うことができる。酸による加水分解及びア
ミジン化反応を行うことにより、得られるカチオン性高
分子凝集剤のアミノ基はアンモニウム塩を形成する。加
水分解に使用する酸としては、例えば、塩酸、硝酸、硫
酸、酢酸などを挙げることができ、一般式［１］におけ
るＸ^-は、Ｃｌ^-、ＮＯ₃ ^-、ＨＳＯ₄ ^-、ＣＨ₃ＣＯＯ^-など
となる。本発明の汚泥の脱水方法において、合成カチオ
ン性高分子凝集剤中の一般式［１］で示されるアミジン
単位は、共重合体中の全構造単位の２０〜９０モル％で
あることが好ましく、３５〜８０モル％であることがよ
り好ましい。本発明方法に用いるアミジン単位を有する
カチオン性高分子凝集剤は、高分子量であることが好ま
しく、分子量の指標となる１Ｎ塩化ナトリウム水溶液を
溶媒として３０℃で測定した固有粘度が１dl／ｇ以上で
あることが好ましく、３dl／ｇ以上であることがより好
ましい。

【０００８】一般式［２］で表されるアミン単位を有す
るカチオン性高分子凝集剤は、Ｎ−ビニルカルボン酸ア
ミド又はＮ−イソプロペニルカルボン酸アミドを重合
し、得られた重合体を加水分解することによって得るこ
とができる。Ｎ−ビニルカルボン酸アミドとしては、例
えば、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、Ｎ−ビニルバレルアミドなどを使用することがで
きる。Ｎ−イソプロペニルカルボン酸アミドとしては、
例えば、Ｎ−イソプロペニルホルムアミド、Ｎ−イソプ
ロペニルアセトアミド、Ｎ−イソプロペニルプロピオン
アミド、Ｎ−イソプロペニルブチルアミド、Ｎ−イソプ
ロペニルバレルアミドなどを挙げることができる。ま
た、必要に応じて、Ｎ−ビニルカルボン酸アミド又はＮ
−イソプロペニルカルボン酸アミドと共重合可能な他の
単量体を共重合することができる。Ｎ−ビニルカルボン
酸アミド又はＮ−イソプロペニルカルボン酸アミドを重
合する方法には特に制限はなく、溶液重合、懸濁重合、
乳化重合などを選ぶことができる。得られた重合体の水
溶液又は水分散液を酸又はアルカリの存在下に加熱する
ことにより、酸アミド単位を加水分解して一般式［２］
で示されるアミン単位とすることができる。通常は上記
の重合体を５〜８０重量％の水溶液又は水分散液とし、
酸又はアルカリを加えて４０〜１００℃に加熱すること
により加水分解を行うことができる。酸による加水分解
の場合には、得られるカチオン性高分子凝集剤のアミノ
基はアンモニウム塩を形成する。加水分解に使用する酸
としては、例えば、塩酸、硝酸、硫酸、酢酸などを挙げ
ることができ、一般式［２］におけるＹ^-は、Ｃｌ^-、Ｎ
Ｏ₃ ^-、ＨＳＯ₄ ^-、ＣＨ₃ＣＯＯ^-などとなる。

【０００９】本発明方法に用いるアミン単位を有するカ
チオン性高分子凝集剤において、一般式［２］で示され
るアミン単位は、重合物中の全構造単位の１５〜１００
モル％であることが好ましく、２０〜８０モル％である
ことがより好ましい。アミン単位を有する合成カチオン
性高分子凝集剤は、高分子量であることが好ましく、分
子量の指標となる１Ｎ塩化ナトリウム水溶液を溶媒とし
て３０℃で測定した固有粘度が１dl／ｇ以上であること
が好ましく、３dl／ｇ以上であることがより好ましい。
本発明方法において、アミジン単位を有する合成カチオ
ン性高分子凝集剤及びアミン単位を有する合成カチオン
性高分子凝集剤は、１種類を単独で使用することがで
き、あるいは、２種類以上を組み合わせて使用すること
ができる。本発明方法において、必要に応じて、一般式
［１］で表されるアミジン単位又は一般式［２］で表さ
れるアミン単位を有する合成カチオン性凝集剤に共重合
することができる単量体としては、例えば、(メタ)アク
リルアミド、Ｎ−イソプロピル(メタ)アクリルアミド、
Ｎ,Ｎ−ジメチル(メタ)アクリルアミド、Ｎ,Ｎ−ジエチ
ル(メタ)アクリルアミド、メチル(メタ)アクリレート、
エチル(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アンモニウム塩、ジメチルアミ
ノプロピル(メタ)アクリルアミド、ジメチルアミノプロ
ピル(メタ)アクリルアミドの三級塩又は四級アンモニウ
ム塩、ジアリルジメチルアンモニウムクロライド、アリ
ルアミン、酢酸ビニル、スチレン、(メタ)アクリル酸、
ビニルスルフォン酸、スチレンスルフォン酸、２−アク
リルアミド−２−メチルプロパンスルフォン酸などを挙
げることができる。

【００１０】本発明方法において使用するキトサンは、
かに、えびなどの甲殻類のキチン質を濃アルカリ溶液と
加熱し、脱アセチル化することにより得ることができ
る。使用するキトサンには特に制限はないが、脱アセチ
ル化率が６７〜８５モル％であることが好ましい。キト
サンの脱アセチル化率は、キトサンのアミノ基を定量す
ることにより求めることができる。脱アセチル化率６７
〜８５モル％は、キトサンのpH４.０におけるコロイド
当量値で３.８〜５.１meq／ｇに相当する。キトサンの
アミノ基の定量は、キトサンを希酸溶液とし、指示薬と
してメチレンブルーを用いてポリビニル硫酸カリウムで
コロイド滴定して行う。キトサンの脱アセチル化率が６
７モル％未満であると、カチオン量が少ないので添加量
が多くなり、また、キトサンのアセチル化率が８５モル
％を超えると、アセチル化の副反応で分子量が低下する
ので汚泥の粘性低下効果が十分に発現しないおそれがあ
る。本発明方法に使用するキトサンは分子量が高いほど
効果が大きく、キトサンと同量の酢酸を添加して溶解し
た０.４重量％の水溶液の粘度が１００cps以上であるこ
とが好ましく、１５０cps以上であることがより好まし
い。キトサンは、塩酸塩として、あるいは、希酸溶液と
して、汚泥に添加することができる。

【００１１】本発明方法に用いるアニオン性高分子凝集
剤には特に制限はなく、例えば、ポリアクリル酸、ポリ
メタクリル酸、ポリアクリルアミドの部分加水分解物、
アクリル酸とアクリルアミドの共重合体、アクリル酸と
２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルフォン酸
の共重合体、アクリル酸とアクリルアミドとビニルスル
フォン酸の三元共重合体、さらに、これらの重合体のナ
トリウム塩、カリウム塩などを挙げることができる。ア
ニオン性高分子凝集剤は、高分子量であることが好まし
く、分子量の指標となる２Ｎ塩化ナトリウム水溶液を溶
媒として３０℃で測定した固有粘度が１dl／ｇ以上であ
ることが好ましく、５dl／ｇ以上であることがより好ま
しい。本発明方法においては、有機性汚泥に、一般式
［１］で表されるアミジン単位又は一般式［２］で表さ
れるアミン単位を有する合成カチオン性高分子凝集剤と
キトサンを添加する。合成カチオン性高分子凝集剤とキ
トサンの添加方法には特に制限はなく、例えば、合成カ
チオン性高分子凝集剤とキトサンをあらかじめ混合し、
両者を同時に添加することができ、あるいは、合成カチ
オン性高分子凝集剤とキトサンを別々に添加することが
できる。合成カチオン性高分子凝集剤とキトサンの割合
には特に制限はないが、合成カチオン性高分子凝集剤と
キトサンの割合が重量比で１：４〜４：１であることが
好ましい。両者の割合がこの範囲であれば、多くの場
合、良好なろ過性と脱水性を実現することができる。添
加する合成カチオン性高分子凝集剤とキトサンの量は、
汚泥の性状に応じて適宜選択することができるが、通常
は合成カチオン性高分子凝集剤とキトサンの合計量が、
汚泥中のＳＳに対して０.２〜３重量％であることが好
ましく、０.４〜１重量％であることがより好ましい。
本発明方法においては、有機性汚泥に一般式［１］で表
されるアミジン単位又は一般式［２］で表されるアミン
単位を有する合成カチオン性高分子凝集剤とキトサンを
添加したのち、第１の撹拌を行って一次凝集を行う。第
１の撹拌は、汚泥と合成カチオン性高分子凝集剤及びキ
トサンとを十分反応させ、荷電の中和を行うためのもの
であるから、フロックを形成しないか、あるいは、生成
したフロック径が２mm以下となるような強い撹拌である
ことが好ましい。

【００１２】本発明方法においては、第１に撹拌により
汚泥の荷電の中和を行ったのち、アニオン性高分子凝集
剤を添加して第２の撹拌を行い、フロックを形成させ
る。添加するアニオン性高分子凝集剤の量は、汚泥の性
状に応じて適宜選択することができるが、通常は汚泥中
のＳＳに対して０.０５〜１.５重量％であることが好ま
しく、０.１〜１重量％であることがより好ましい。第
２の撹拌は、フロックを形成させるためのものであるか
ら、第１の撹拌よりも弱く、通常の汚泥の凝集の際に採
用される程度の撹拌の強さとすることが好ましい。この
ような撹拌を行うことにより、合成カチオン性高分子凝
集剤及びキトサンと反応して電荷を中和された汚泥の粒
子が凝集し、フロックを形成するため、強固で大型のフ
ロックが生成し、ろ過性と脱水性が極めて良好となる。
本発明方法においては、以上の凝集により生成したフロ
ックをそのまま、あるいは分離水を除去したのち、脱水
機に供給し、脱水を行うことができる。脱水法には特に
制限はなく、例えば、遠心脱水、真空脱水、圧搾脱水法
などを採用することができる。このような脱水を行うた
めの脱水機としては、例えば、遠心脱水機、真空脱水
機、ベルトプレス脱水機、スクリュープレス、フィルタ
ープレスなどを挙げることができる。本発明方法による
汚泥の脱水において、ろ過性及び脱水性が良好となる詳
細な機構は明らかではないが、アミジン単位又はアミン
単位を有する合成カチオン性高分子凝集剤及びキトサン
を添加して行う第１の撹拌により、汚泥の荷電が適切に
中和され、汚泥の粘性が低下するとともに、アニオン性
高分子凝集剤を添加して行う第２の撹拌により、大型で
粘性の低いフロックが形成されるものと考えられる。本
発明方法において第２の撹拌により形成される大型で粘
性の低いフロックは、サラサラとしてべとつかず、ろ布
などに対する付着性が弱く、ろ過性に優れ、ケーキ含水
率も低くなるので、低コストで効率的な脱水を行うこと
ができる。また、第２の撹拌の際に添加するアニオン性
高分子凝集剤の必要添加量も少ない。これは、アミジン
単位又はアミン単位を有する合成カチオン性高分子凝集
剤の優れた汚泥の荷電中和力、キトサンの優れた汚泥の
粘性低下能力及びアニオン性高分子凝集剤の反応性が、
互いに相乗的に作用するためと考えられる。

【００１３】

【実施例】以下に、実施例を挙げて本発明をさらに詳細
に説明するが、本発明はこれらの実施例によりなんら限
定されるものではない。実施例及び比較例において使用
した薬剤を、まとめて第１表に示す。

【００１４】

【表１】

【００１５】［注］ ＶＡｍ：ビニルアミン、ＮＶＦ：Ｎ−ビニルホルムアミ
ド、ＡＮ：アクリロニトリル、ＤＡＭ：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四級化物、Ａ
Ａｍ：アクリルアミド、ＮａＡ：アクリル酸ナトリウ
ム、ＡＭＰＳ：メチルプロパンスルフォン酸ナトリウ
ム。 固有粘度の測定溶媒：* １Ｎ塩化ナトリウム水溶液、**
０.１Ｎ塩化ナトリウム水溶液、*** ２Ｎ塩化ナトリウ
ム水溶液、なお、固有粘度の測定はすべて３０℃で行っ
た。 実施例１ 単一の活性汚泥によりし尿を生物分解するとともに硝
化、脱窒を行った際発生した余剰汚泥と、処理水の硫酸
バンドによる三次処理で発生した汚泥との混合汚泥の脱
水試験を行った。混合汚泥の性状は、pH６.８、ＳＳ：
１.９重量％、ＶＳＳ：７２重量％対ＳＳ、電気伝導度
２,２３０μＳ／cmであった。この混合汚泥２００mlを
とり、薬剤Ｃ２（アミジン単位４３モル％、ビニルアミ
ン単位１１モル％、Ｎ−ビニルホルムアミド単位３モル
％及びアクリロニトリル単位４３モル％を有する合成カ
チオン性高分子凝集剤）及び薬剤Ｃ６（キトサン塩酸
塩、脱アセチル化率７５モル％）をそれぞれＳＳに対し
て０.４重量％になるよう添加し、２枚羽根付き撹拌機
を用いて、５００rpmで３０秒間第１の撹拌を行ってフ
ロックを形成した。次いで、薬剤Ａ２（アクリル酸ナト
リウムとアクリルアミドの共重合体）をＳＳに対して
０.６重量％になるよう添加し、同じ撹拌機を用いて２
５０rpmで２０秒間第２の撹拌を行った。生成したフロ
ックを含む液を、１００メッシュナイロンろ布を敷いた
ブフナーロート上に注ぎ、１０秒後のろ液量を測定した
ところ１３０mlであった（ヌッチェテスト）。ろ過後の
汚泥を１５ｇ採取し、ポリエステル製、杉綾織のベルト
プレス型脱水機用ろ布とスポンジではさみ、０.５kg/cm
²の圧力で６０秒間圧搾し、脱水ケーキの含水率を測定
したところ７８.２重量％であった（プレステスト）。 実施例２〜３ 第２表に示す薬剤を用いて、実施例１と同じ操作を繰り
返した。 比較例１ 薬剤Ｃ２と薬剤Ｃ６の代わりに、薬剤Ｃ１（アミジン単
位６７モル％、ビニルアミン単位１１モル％、Ｎ−ビニ
ルホルムアミド単位５モル％及びアクリロニトリル単位
１７モル％を有する合成カチオン性高分子凝集剤）をＳ
Ｓに対して０.８重量％になるよう添加して第１の撹拌
を行った以外は、実施例１と同じ操作を繰り返した。１
０秒後のろ液量は１１０mlであり、脱水ケーキの含水率
は８２.０重量％であった。 比較例２〜８ 第２表に示す薬剤を用いて、実施例１と同じ操作を繰り
返した。 比較例９ 薬剤Ｃ２と薬剤Ｃ６の代わりに、薬剤Ｃ９（ヘキサメチ
レンジアミン−エピクロルヒドリン縮合物）をＳＳに対
して０.８重量％になるよう添加して第１の撹拌を行
い、薬剤Ａ２をＳＳに対して０.８重量％になるよう添
加して第２の撹拌を行った以外は、実施例１と同じ操作
を繰り返したが、フロックの凝集は生じなかった。 比較例１０ 第１の撹拌を行うことなく、薬剤Ｃ１をＳＳに対して
０.８重量％になるよう添加し、２５０rpmで２０秒間撹
拌し、そのままヌッチェテストとプレステストを行っ
た。１０秒後のろ液量は５４mlであり、脱水ケーキの含
水率は８３.５重量％であった。 比較例１１〜１３ 第２表に示す薬剤を用いて、比較例１０と同じ操作を繰
り返した。実施例１〜３及び比較例１〜１３の結果を、
第２表に示す。

【００１６】

【表２】

【００１７】第２表の結果から、一般式［１］で表され
るアミジン単位又は一般式［２］で表されるアミン単位
を有する合成カチオン性高分子凝集剤とキトサンを添加
して第１の撹拌を行い、次いでアニオン性高分子凝集剤
を添加して第２の撹拌を行った実施例１〜３において
は、１０秒後のろ液量が多く、脱水ケーキの含水率が低
く、ろ過性と脱水性が良好であることが分かる。これに
対して、アミジン単位又はアミン単位を有する合成カチ
オン性高分子凝集剤のみを添加し、キトサンを添加する
ことなく第１の撹拌を行った比較例１〜３、キトサンの
みを添加し、アミジン単位又はアミン単位を有する合成
カチオン性高分子凝集剤を添加することなく第１の撹拌
を行った比較例４〜６においては、１０秒後のろ液量が
少なく、脱水ケーキの含水率が高いことから、アミジン
単位又はアミン単位を有する合成カチオン性高分子凝集
剤とキトサンを併用することが、ろ過性と脱水性の向上
に必要であることが分かる。また、ヘキサメチレンジア
ミン−エピクロルヒドリン縮合物を添加して第１の撹拌
を行った比較例９においては、フロックの凝集が起こら
ず、アミジン単位又はアミン単位を有する合成カチオン
性高分子凝集剤のみを添加して撹拌し、キトサンもアニ
オン性高分子凝集剤も添加しない比較例１０〜１３にお
いては、ろ過性が著しく劣り、脱水ケーキの含水率も高
い。 実施例４ 下水の最初沈殿池汚泥と活性汚泥処理における余剰汚泥
との混合汚泥の脱水試験を行った。混合汚泥の性状は、
pH５.８、ＳＳ：２.３２重量％、ＶＳＳ：７２重量％対
ＳＳ、電気伝導度１,２５０μＳ／cmであった。この混
合汚泥２００mlをとり、薬剤Ｃ２と薬剤Ｃ６の重量比
１：２の混合物をＳＳに対して０.５重量％になるよう
添加して第１の撹拌を行い、次いで薬剤Ａ１（アクリル
酸ナトリウムの単独重合体）をＳＳに対して０.２重量
％になるよう添加して第２の撹拌を行った以外は、実施
例１と同様にヌッチェテスト及びプレステストを行っ
た。１０秒後のろ液量は１３５mlであり、脱水ケーキの
含水率は７５.３重量％であった。 実施例５〜６ 第３表に示す薬剤を用いて、実施例４と同じ操作を繰り
返した。 比較例１４〜２１ 第３表に示す薬剤を用いて、実施例４と同じ操作を繰り
返した。 比較例２２ 第１の撹拌を行うことなく、薬剤Ｃ２をＳＳに対して
０.５重量％になるよう添加し、２５０rpmで２０秒間撹
拌し、そのままヌッチェテストとプレステストを行っ
た。１０秒後のろ液量は１２１mlであり、脱水ケーキの
含水率は８１.７重量％であった。 比較例２３ 第３表に示す薬剤を用いて、比較例２２と同じ操作を繰
り返した。実施例４〜６及び比較例１４〜２３の結果
を、第３表に示す。

【００１８】

【表３】

【００１９】第３表の結果から、一般式［１］で表され
るアミジン単位又は一般式［２］で表されるアミン単位
を有する合成カチオン性高分子凝集剤とキトサンを添加
して第１の撹拌を行い、次いでアニオン性高分子凝集剤
を添加して第２の撹拌を行った実施例４〜６において
は、１０秒後のろ液量が多く、脱水ケーキの含水率が低
く、ろ過性と脱水性が良好であることが分かる。これに
対して、アミジン単位又はアミン単位を有する合成カチ
オン性高分子凝集剤のみを添加し、キトサンを添加する
ことなく第１の撹拌を行った比較例１４〜１５において
は、ろ過性は比較的良好であるが、脱水ケーキの含水率
が高く、脱水性が劣っている。また、キトサンのみを添
加し、アミジン単位又はアミン単位を有する合成カチオ
ン性高分子凝集剤を添加することなく第１の撹拌を行っ
た比較例１６〜１８においては、１０秒後のろ液量が少
なく、脱水ケーキの含水率が高く、ろ過性と脱水性に劣
っている。特に、比較例１７と比較例１６又は比較例１
８を比較すると、キトサンとアニオン性高分子凝集剤の
添加量の多い比較例１７の結果に比べ、いずれかの添加
量を減らした場合はろ過性の低下が著しい。これらの結
果から、アミジン単位又はアミン単位を有する合成カチ
オン性高分子凝集剤とキトサンを併用することが、ろ過
性と脱水性の向上に効果があるばかりでなく、薬剤使用
量を低減する点からも有効であることが分かる。また、
アミジン単位又はアミン単位を有する合成カチオン性高
分子凝集剤の代わりに、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四級化物の単独重合体を用い
た比較例１９〜２１においては、１０秒後のろ液量が少
なく、脱水ケーキの含水率が高く、ろ過性と脱水性に劣
っていることから、合成カチオン性高分子凝集剤とキト
サンを添加して第１の撹拌を行っても、合成カチオン性
高分子凝集剤がアミジン単位又はアミン単位を有しない
場合は、効果が乏しいことが分かる。さらに、アミジン
単位又はアミン単位を有する合成カチオン性高分子凝集
剤のみを添加して撹拌し、キトサンもアニオン性高分子
凝集剤も添加しない比較例２２〜２３においては、１０
秒後のろ液量が少なく、脱水ケーキの含水率が高く、ろ
過性、脱水性ともに劣っている。 実施例７ 食品工場廃水の活性汚泥処理における余剰汚泥の脱水試
験を行った。余剰汚泥の性状は、pH６.８、ＳＳ：１.７
重量％、ＶＳＳ：７８重量％対ＳＳ、電気伝導度：２,
１５０μＳ／cmであった。この混合汚泥２００mlをと
り、薬剤Ｃ２と薬剤Ｃ６の重量比１：２の混合物をＳＳ
に対して０.８重量％になるよう添加して第１の撹拌を
行い、次いで薬剤Ａ３（アクリル酸ナトリウム、アクリ
ルアミド及びメチルプロパンスルフォン酸ナトリウムの
モル比７０：２５：５の共重合体）をＳＳに対して０.
３重量％になるよう添加して第２の撹拌を行った以外
は、実施例１と同様にヌッチェテスト及びプレステスト
を行った。１０秒後のろ液量は１２５mlであり、脱水ケ
ーキの含水率は７７.２重量％であった。 実施例８〜９ 第４表に示す薬剤を用いて、実施例７と同じ操作を繰り
返した。 比較例２４〜３１ 第４表に示す薬剤を用いて、実施例７と同じ操作を繰り
返した。 比較例３２ 第１の撹拌を行うことなく、薬剤Ｃ２をＳＳに対して
０.８重量％になるよう添加し、２５０rpmで２０秒間撹
拌し、そのままヌッチェテストとプレステストを行っ
た。１０秒後のろ液量は１０２mlであり、脱水ケーキの
含水率は８３.７重量％であった。 比較例３３ 第４表に示す薬剤を用いて、比較例３２と同じ操作を繰
り返した。実施例７〜９及び比較例２４〜３３の結果
を、第４表に示す。

【００２０】

【表４】

【００２１】第４表の結果から、一般式［１］で表され
るアミジン単位又は一般式［２］で表されるアミン単位
を有する合成カチオン性高分子凝集剤とキトサンを添加
して第１の撹拌を行い、次いでアニオン性高分子凝集剤
を添加して第２の撹拌を行った実施例７〜９において
は、１０秒後のろ液量が多く、脱水ケーキの含水率が低
く、ろ過性と脱水性が良好であることが分かる。これに
対して、アミジン単位又はアミン単位を有する合成カチ
オン性高分子凝集剤のみを添加し、キトサンを添加する
ことなく第１の撹拌を行った比較例２４〜２５において
は、ろ過性は比較的良好であるが、脱水ケーキの含水率
が高く、脱水性が劣っている。また、キトサンのみを添
加し、アミジン単位又はアミン単位を有する合成カチオ
ン性高分子凝集剤を添加することなく第１の撹拌を行っ
た比較例２６〜２８においては、１０秒後のろ液量が少
なく、脱水ケーキの含水率が高く、ろ過性と脱水性に劣
っている。特に、比較例２７と比較例２６又は比較例２
８を比較すると、キトサンとアニオン性高分子凝集剤の
添加量の多い比較例２７の結果に比べ、いずれかの添加
量を減らした場合はろ過性の低下が著しい。これらの結
果から、アミジン単位又はアミン単位を有する合成カチ
オン性高分子凝集剤とキトサンを併用することが、ろ過
性と脱水性の向上に効果があるばかりでなく、薬剤使用
量を低減する点からも有効であることが分かる。また、
アミジン単位又はアミン単位を有する合成カチオン性高
分子凝集剤の代わりに、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四級化物の単独重合体を用い
た比較例２９〜３１においては、１０秒後のろ液量が少
なく、脱水ケーキの含水率が高く、ろ過性と脱水性に劣
っていることから、合成カチオン性高分子凝集剤とキト
サンを添加して第１の撹拌を行っても、合成カチオン性
高分子凝集剤がアミジン単位又はアミン単位を有しない
場合は、効果が乏しいことが分かる。さらに、アミジン
単位又はアミン単位を有する合成カチオン性高分子凝集
剤のみを添加して撹拌し、キトサンもアニオン性高分子
凝集剤も添加しない比較例３２〜３３においては、１０
秒後のろ液量が少なく、脱水ケーキの含水率が高く、ろ
過性、脱水性ともに劣っている。

【００２２】

【発明の効果】本発明方法によれば、従来の汚泥の脱水
方法に比べて、より少ない量の薬剤を用いて、良好なろ
過性と脱水性が得られ、効率的に汚泥の脱水を行い、含
水率の低い脱水ケーキを得ることができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 水成 隆之 東京都新宿区西新宿３丁目４番７号 栗田 工業株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】有機性汚泥に、合成カチオン性高分子凝集
   剤とキトサンとを添加して第１の撹拌を行い、次いでア
   ニオン性高分子凝集剤を添加して第２の撹拌を行い、生
   成したフロックを脱水する汚泥の脱水方法において、合
   成高分子カチオン性凝集剤が一般式［１］で表されるア
   ミジン単位又は一般式［２］で表されるアミン単位を有
   するものであることを特徴とする汚泥の脱水方法。 【化１】 （ただし、式中、Ｒ¹及びＲ²は水素又はメチル基であ
   り、Ｘ^-は塩形成アニオン基である。） 【化２】 （ただし、式中、Ｒ³は水素又はメチル基であり、Ｙ^-は
   塩形成アニオン基である。）