JPS63252600A - 汚泥脱水剤 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、カチオン性有機高分子エマルジョン凝集剤と
アニオン性有機高分子エマルジ、ン凝集剤とを含有して
なる汚泥脱水剤に関するものである。

従来の技術 各種産業廃水、または、下水、し尿の処理において、凝
集沈澱汚泥や余剰汚泥が発生する。これらの汚泥の脱水
剤として近年、有機高分子凝集剤が使用されるようにな
ってきた。汚泥の凝集脱水方法としては、たとえばカチ
オン性有機高分子凝集剤を単独添加する方法、アニオン
性有機高分子凝集剤を添加して攪拌混合したのちカチオ
ン性有機高分子凝集剤を添加する方法、カチオン性有機
高分子凝集剤を添加し攪拌混合したのちアニオン性有１
１Ｍ集剤を添加する方法、カチオン性有機高分子凝集剤
とアニオン性有機高分子凝集剤とを同時に添加する方法
などが知られている。

しかしながら、カチオン性有機高分子凝集剤を単独使用
する方法では処理効果は充分でなく、ケーキ含水率、固
形分の回収率、処理速度などに満足する結果が得られず
、特に有機性物質を多量に含有する汚泥の場合、脱水機
としてベルトプレス式脱水機を用いると、濾布に対する
汚泥の剥離性が悪く、また遠心分離式脱水機を用いると
、凝集性が不充分で、処理不能の場合がある。

また、カチオン性有機高分子凝集剤およびアニオン性有
機高分子凝集剤を併用する場合には、ケーキ含水率、固
形分の回収率、剥離性、及び処理速度は改善される場合
があるものの、凝集剤の溶解槽、および貯槽、凝集剤反
応槽などを複数個必要とし、設備費が高価となる。

近年、特公昭１３０−４３８００号公報や特開昭５８−
２１８７０８号公報等にみられるように、−液にて、ア
ニオン性有機高分子凝集剤とカチオン性有機高分子凝集
剤を溶解溶液のＰ）Ｉをコントロールして使用する方法
の場合には、使用出来るカチオン性有機高分子凝集剤が
限定されるか、また特開昭５８−２１８７０７号公報の
方法の場合のように酸を添加し溶解溶液のＰＨを３．５
以下とする為、脱水剤の添加量が多く、処理費が嵩み、
さらに溶解液のＰＨが低い為に、溶解槽、脱水剤溶液の
添加装置の防錆処理を施さなければならず、その作業環
境も悪い。

発明が解決しようとする問題点 カチオン性およびアニオン性の両性を含む有機高分子凝
集剤を有機性汚泥の脱水剤として使用する場合、カチオ
ン性またはアニオン性の凝集剤を単独で使用する場合に
比べて、脱水ケーキの含水率が低下し、その懸濁固形物
（Ｓ、Ｓ）の回収率が良好となることは前記特許公報に
示されているとおりである。

これらの特許公報に示された方法は、両性の一方のイオ
ンを酸またはアルカリを添加することにより、解離を防
ぎ溶解水溶液の安定化を行っている。

しかし、この場合法のような問題がある。

（１）溶解水溶液のＰＨを調整するため、ＰＨ３１節剤
を添加しなければならない。

（２）溶解水溶液のＰＨを３以下、または１０以上とす
る必要があり、作業環境が悪い。

本発明は、これらの問題点を解決することを目的とする
もので、溶解水溶液のＰＨをｍ！することなく、汚泥性
状に対応し易く、しかも溶解が早く、かつ脱水性能など
の良好な汚泥脱水用の両性高分子エマルジョン凝集剤を
提供するものである。

問題点を解決するための手殴 すなわち本発明は、カチオン性有機高分子エマルジョン
凝集剤とアニオン性有機高分子エマルジョン凝集剤とを
含有してなることを特徴とする汚泥脱水剤である。

作用 本発明は、カチオン性有機高分子エマルジョン凝集剤と
アニオン性有機高分子エマルジョン凝集剤とを混合し、
カチオン性とアニオン性の有機高分子重合体を含有させ
たものであって、従来のようにＰＨ３１節剤やＰＨ３１
節用の設備など必要とせず、汚泥性状に対応し易く、し
かも溶解性が早く、かつ脱水性能に優れたものである。

以上さらに本発明の詳細な説明する。

本発明において処理対象となる汚泥としては特に制限さ
れるものはなく、たとえば、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、下水、各種産業
廃水の活性汚泥処理における余剰汚泥、下水の最初沈澱
汚泥、し尿、下水などの三次処理で発生する凝集汚泥、
各種産業廃水の凝集汚泥などがあげられる。

本発明におけるカチオン性有機高分子エマルジョン凝集
剤の具体例としては、ジメチルアミノエチルメタクリレ
ート、もしくはジメアチルアミノエチルアクリレートま
たはそれらの四級化物及び三級塩の単独重合体、ジメチ
ルアミノエチルメタクリレート、もしくはジメアチルア
ミノエチルアクリレートまたはそれらの四級化物及び三
級塩とアクリルアミドまたはメタアクリルアミドとの共
重合体、ジメチルアミノプロピルアクリルアミドもしく
はジメチルアミンプロピルメタアクリルアミドの四級化
物及び三級塩の単独重合体、ジメチルアミノプロピルア
クリルアミドもしくはジメチルアミンプロピルメタアク
リルアミド、またはそれらの四級化物及び三級塩とアク
リルアミドまたはメタアクリルアミドとの共重合体、ポ
リアクリルアミドもしくはポリメタアクリルアミドのマ
ニッヒ変性物またはその四級化物、ポリアクリルアミド
またはポリメタクリルアミドのホフマン分解物、ポリア
ミンスルフォン、ポリビニルイミダゾリンおよび、ポリ
ジメチルジアリルアンモニウムクロライド、またはジメ
チルジアリルアンモニウムクロライドとアクリルアミド
との共重合体から成る群などから選ばれた少なくとも１
種を含む油中水型エマルジョンがあげられる。

このエマルジョンは、たとえば水溶性かつエチレン性不
飽和単量体を含む水性相、疎水性液体、油中水型乳化剤
およびフリーラジカル開始剤より製造されるもので、微
細に分割された重合体粒子がエマルジョン中に約２０％
以上の濃度で分散して含有する安定なものである。

また、このエマルジョン凝集剤のＰ）Ｉ　４におけるコ
ロイド当量値が１．５ｍｅｑ／ｇ以上、固有粘度〔１３
３０℃ ｌＮ−ＮａＮｏ３が３．０ｄＪＬ　／ｇ以上であること
が好ましく、この範囲外では凝集脱水効果が低下する。

また本発明に用いられるアニオン性有機高分子エマルジ
ョン凝集剤の具体例としては、ポリアクリルアミド、ま
たはポリメタクリルアミドの部分加水分解物、およびア
クリルアミドまたはメタクリルアミドとアクリル酸ナト
リウム、またはメタクリル酸ナトリウムとの共重合体、
およびアクリルアミドまたはメタクリルアミドと２−ア
クリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸ナトリウ
ムとアクリル酸ナトリウムとの三成分共重合物などから
選ばれた少くとも１種を含む油中水型エマルジョンがあ
げられる。

このエマルジョンは、前記のカチオン性力機高分子エマ
ルジョンと同様の製法によって得られる微細な粒子がエ
マルジョン中に分散して含有する安定なものである。

このエマルジョン凝集剤のＰＨ１０におけるマイナスの
コロイド当量値が０．５ｍｅｑ／ｇ以上、固有粘度３０
℃ 〔η〕ＩＮ−ＮａＮ。３が１０ｄ文／ｇ以上であること
が好ましく、この範囲外では凝集脱水効果は得られない
。

本発明は、以上説明したカチオン性有機高分子エマルジ
ョン凝集剤とアニオン性有機高分子エマルジ重ン凝集剤
とをその有効成分（固形分）がそれぞれ重量比率で１０
：１〜１：１０の割合で含有するように混合したもので
ある。

本発明の脱水剤は、ＰＨ調節などすることなく、汚泥性
状に対応が容易で、そのまま使用でき、汚泥中のＳＳが
効率よく回収され、しかも脱水率の高いケーキが得られ
る。

以下実施例をあげさらに具体的に説明する。

実施例 実施例および比較例に用いた脱水剤を表−１に示す。

なお表−１に示した固有粘度およびコロイド当量値は次
の方法によって求めたものである。

（１）固有粘度 １００容積部の水に０．２重量部の試料ポリマーを溶解
し、ＰＨ４になるように塩酸にて調整する。この溶液５
０ｄを２０（Ｊｗｉ共栓付三角フラスコに採取し、２Ｎ
−ＮａＮＯ３５０−を加え、ゆるやかに攪拌し均一に溶
解する０次いでこの溶液から、０．０２％、０．０４％
、０．０６％、０．０８％の溶液を調整する。希釈には
ＩＮ　−ＮａＮＯ３を用い、ＰＨを４に調整する。

３０℃±０．１℃に調整した恒温槽にキャノンフェンス
ケ型粘度計をセットし、試料１０ｄを粘度計に入れ、自
然流下させて測定球の上下標線間°を通過する為に要す
る時間を測定する。この操作を３回以上繰返し平均値を
出す。ｌＮ−ＮａＮＯ３溶液を用いブランクとする。

この同様な操作を０．０２〜０．０８％溶液について行
なう。

次の計算より還元粘度を算出する。

相対粘度　ηｒｅｌ　＝　ｔ／ｌ。

比粘度　　ηｓｐ＝　（ｔ−ｔｏ）／　ｔｏ＝　ηｒｅ
ｌ　−１還元粘度　ηｓｐ／ｃ グラフの横軸に各試料濃度をとり、縦軸に還元粘度をと
り、各測定値をプロットし各点を通る直線を引き、試料
濃度がＯにおける縦軸の値をもって固有粘度とする。

ｔｏ　＝　ＩＮ　拳ＮａＮＯ３（７）流下時間ｔ＝試料
溶液の流下時間 ηｒｅｌ　＝相対粘度 ηｓｐ＝比粘度 Ｃ＝試料溶液の濃度 （２）コロイド当量値 Ａ　コロイド滴定法（アニオンに用いる。）蒸留水８０
−をとり、Ｎ／１０　ｌｌＮａＯＨを加え、ＰＨを１０
に調整する。そこへＮ／２００・ＭＧＣ（メチルグリコ
ールキトサン）をｌＯシ攪はんしながら滴下し、更に、
滴下終了後１分間以上攪はんする０次に、５００ｐｐｍ
サンプル溶液を５−ゆっくりと滴下し、滴下終了後５分
間以上攬はんする０次に、トルイジンブルー指示薬溶液
を２−３滴添加し、Ｎ／４００−ＰＶＳＫ　（ポリビニ
ル硫酸カリウム）にて滴定する。

滴定速度は２シ／分とし、検水が青から赤紫色に変色、
１０秒間以上保持する時点を終点とする。

Ｂ　コロイド滴定法（カチオンに用いる。）ビーカーに
蒸留水８５−をとり、試料１１０００ｐｐ溶液５シを加
え、１％ＭＣＩでＰＨ＝４．０とし、約１分間攪はんす
る。次に、トルイジンブルー指示薬溶液を２−３滴加え
、Ｎ／４００−　ＰＶＳＫテ滴定する０滴定速度は２シ
毎分とし、検水が青から赤に変色、１０秒間以上保持す
る時点を終点とする。

実施例１ 下水汚泥として、初沈汚泥と余剰汚泥とからなり、ソノ
汚泥性状がＰＨ５，５、ＳＳ、　１．４　、　ＶＳＳ　
７５％対ＳＳ　、電導度１５００　ＪＬＳ／ｃｍである
ものを用いた。

ＴＲＩＴＯＮ社製商品名ｒｓＴＩＲＲＥＲＴＩＭＥＲＴ
ＹＰＥ　１３１Ｊの攪拌機を用い２５０シビーカーに汚
泥１５０．ａｌｌを採取した。これに脱水剤を０．２％
水溶液の形で対５ＳＯ２７％または１．０％添加し、ｔ
ｏｏｏｒｐ■で３０秒間攪拌を行い、フロックを生成さ
せた後１．６０メツシユナイロン濾布を敷いたブフナー
ロート上に注ぎ、１０秒後の濾液量を測定した（ヌッチ
ェテスト）。

次に濾布上に得られたスラッジを遠心分離器（国産遠心
■社製商品名ｒＨ−１０３ＮＪ　）を用い２００Ｏｒｐ
ｍにて５分間脱水を行ない、得られた脱水ケーキの含水
率を１０５℃にて乾燥し求めた。これらの条件および結
果を表−２に示した。

なお、比較のために溶解溶液のＰＨを調整をする方法、
及びカチオン性脱水剤単独添加の場合についても表−２
に示した。

アニオン性凝集剤とカチオン性凝集剤とを混合した両性
凝集剤試験Ｎｏ　１とＮｏ　２、Ｎｏ　３が、Ｎｏ　４
、Ｎｏ　５、Ｎｏ　６の単独の凝集剤より濾水性が良好
で脱水ケーキの含水率も少ない。

また、混合した両性凝集剤Ｎｏ　１．　Ｎｏ　２、Ｎｏ
　３の中でも、本発明のＮｏ　ｌ処方が濾水性と脱ケー
キ含水率のバランスに優れ、０．２％溶解溶液のＰＩ（
調整を必要とせず、また作業性にも優れたものであった
。

実施例２ し尿の生物処理に伴い発生した余剰汚泥、消化汚泥およ
び、三次処理凝沈汚泥の混合汚泥（ＰＨ８，７、ＳＳ　
１．５％　ＶＴＳ８１．５％）に対し脱水テストした。

試験方法は、実施例１と同様にヌッチェテスト、遠心分
離脱水試験を行った。その条件および結果を表−３に示
した。

単独ではカチオン化度が低い物はどフロ°ツク性が良い
が脱水ケーキの含水率が悪くなる傾向を示した。

本発明の汚泥脱水剤の処方Ｎｏ　１．　Ｎｏ　２、Ｎｏ
　３、Ｎｏ　４、およびＮｏ　５の両性脱水剤は単独脱
水剤より濾水性及び脱水ケーキ含水率が優れる車は明ら
かである。

又本発明両性脱水剤は、アイオン性の油中水型エマルジ
ョンとカチオン性油中水型工・マルジョンを混合するだ
けで両性脱水剤としての優れた効果を示し、Ｎｏ　５処
方のようなＰＭ調整をすることがないため、作業環境に
も優れたものである。

実施例３ 染色整理工場廃水の活性汚泥処理に伴ない発生シタ余剰
汚泥（ＰＨ８，５、ＳＳ　２．４、ＶＳＳ　５１％、電
導度１Ｇ００ｇ／ｃｍ　）について実施例１と同様の方
法により表−４に示す処方にてプレス脱水試験を行った
。

５００シビーカーに余剰汚泥３００＋ｄを取り、二枚羽
根攪拌機にて５０Ｏｒｐｍで３０秒間攪拌し、フロック
を生成させた。

凝集した汚泥を径９ｃｍの円筒にベルトプレス型脱水機
用濾布（ポリエステル、杉絞織）を敷した筒に入れ、１
０秒後の濾水性を測定した。

次に重力脱水後、汚泥上に濾布とスポンジを乗せ、汚泥
をはさみ、３分間で０．２ｋｇ／ａｍ”まで徐々に加圧
し、　　０．２ｋｇ／ｃｍ″で１分間圧搾したのち、汚
泥の剥離性および含水率を測定した。その条件および結
果を表−４に示した。

表−４の結果より、アニオンとカチオンとの混合の方が
単独より脱水効果が良く、特に剥離性、濾水性が優れる
。

また、本発明のＮｏ　１の処方は、　０−１％溶液のＰ
Ｈは中性で、Ｎｏ　２の処方に比べ作業性に優れ脱水効
果も良好であった。

発明の効果 本発明品は、汚泥性状に対応し易く、しかも溶解性が早
く、かつ脱水性能などに優れたものである。

また、ＰＨ調節を必要としないため作業環境などに何ら
悪影響を及ぼすことがない優れた脱水剤である。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）カチオン性有機高分子エマルジョン凝集剤とアニ
   オン性有機高分子エマルジョン凝集剤とを含有してなる
   ことを特徴とする汚泥脱水剤。
2. （２）カチオン性有機高分子エマルジョン凝集剤のＰＨ
   ４におけるコロイド当量値が１．５ｍｅｑ／ｇ以上、固
   有粘度〔η〕＾３＾０＾℃＿１＿Ｎ＿−＿Ｎ＿ａ＿Ｎ＿
   Ｏ＿＿３が３．０ｄｌ／ｇ以上である特許請求の範囲第
   １項記載の汚泥脱水剤。
3. （３）アニオン性有機高分子エマルジョン凝集剤のＰＨ
   １０におけるマイナスのコロイド当量値が０．５ｍｅｑ
   ／ｇ以上、固有粘度〔η〕＾３＾０＾℃＿１＿Ｎ＿−＿
   Ｎ＿ａ＿Ｎ＿Ｏ＿＿３が１０ｄｌ／ｇ以上である特許請
   求の範囲第１項記載の汚泥脱水剤。
4. （４）カチオン性有機高分子エマルジョン凝集剤とアニ
   オン性有機高分子エマルジョン凝集剤との有効成分がそ
   れぞれ重量比率で１０：１〜１：１０である特許請求の
   範囲第１項記載の汚泥脱水剤。
5. （５）カチオン性有機高分子エマルジョン凝集剤が、ジ
   メチルアミノエチルメタクリレート、もしくはジメチル
   アミノエチルアクリレートまたはそれらの四級化物もし
   くは三級塩の単独重合体；ジメチルアミノエチルメタク
   リレートもくしはジメチルアミノエチルアクリレートま
   たはそれらの四級化物もしくは三級塩とアクリルアミド
   もしくはメタアクリルアミドとの共重合体；ジメチルア
   ミノプロピルアクリルアミドもしくはジメチルアミノプ
   ロピルメタアクリルアミドまたはそれらの四級化物もし
   くは三級塩の単独重合体；ジメチルアミノプロピルアク
   リルアミドもしくはジメチルアミノプロピルメタアクリ
   ルアミド、またはそれらの四級化物もしくは三級塩とア
   クリルアミドもしくはメタアクリルアミドとの共重合体
   ；ポリアクリルアミドもしくはポリメタアクリルアミド
   のマンニッヒ変性物またはその四級化物；ポリアクリル
   アミドもしくはポリメタクリルアミドのホフマン分解物
   ；ポリアミンスルフォン、ポリビニルイミダゾリン、ポ
   リジメチルジアリルアンモニウムクロライド、またはジ
   メチルジアリルアンモニウムクロライドとアクリルアミ
   ドとの共重合体から成る群から選ばれた少くとも１種の
   油中水型エマルジョンである特許請求の範囲第１項記載
   の汚泥脱水剤。
6. （６）アニオン性有機高分子エマルジョン凝集剤が、ポ
   リアクリルアミドもしくはポリメタクリルアミドの部分
   加水分解物；および、アクリルアミドもしくはメタクリ
   ルアミドとアクリル酸ナトリウムもしくはメタクリル酸
   ナトリウムとの共重合体；およびアクリルアミドもしく
   はメタクリルアミドと２−アクリルアミド−２−メチル
   プロパンスルホン酸ナトリウムもしくはアクリル酸ナト
   リウムとの共重合体から選ばれた少くとも１種の油中水
   型エマルジョンである特許請求の範囲第１項記載の汚泥
   脱水剤。