JP3305465B2

JP3305465B2 - 汚泥脱水剤及びそれを用いた汚泥処理方法

Info

Publication number: JP3305465B2
Application number: JP32734993A
Authority: JP
Inventors: 宏倫吉岡; 嘉仁福村; 和則福村; 正弘小林
Original assignee: Otsuka Chemical Co Ltd
Current assignee: Otsuka Chemical Co Ltd
Priority date: 1993-12-24
Filing date: 1993-12-24
Publication date: 2002-07-22
Anticipated expiration: 2017-07-22
Also published as: JPH07178399A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、下水、し尿、パルプ排
水、食品排水及び一般産業排水等の生物化学的処理に使
用されている活性汚泥の脱水処理剤及び処理方法に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】下水、し尿、パルプ排水、食品排水及び
一般産業排水等の有機性排水の処理に、活性汚泥法等の
生物化学的処理が広く利用されている。この生物化学的
処理においては、発生する汚泥の取り扱い、特に汚泥の
沈降性と脱水性が問題となり、汚泥の比重が低下する
と、汚泥の濃縮不能や沈降槽の表面層からの汚泥の流出
といった問題を生じる。また処理汚泥の水分量が多くな
ると、汚泥の脱水及び汚泥の焼却処分において問題とな
る。

【０００３】特公平１−４８８３９号公報においては、
アクリル酸ヒドラジド系高分子とアミノアルキル（メ
タ）アクリレートの四級化物を組み合わせて用いること
により、汚泥の脱水性を高め、濾布からの剥離性及び汚
泥処理ケーキの含水率を改善している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記公報に開示された
方法に従えば、ある程度汚泥の脱水ケーキの含水率を低
くすることができるが、脱水ケーキの取り扱いを容易に
し、焼却処分をさらに効率的に行うには、さらに脱水ケ
ーキの含水率を低くすることが要望されている。

【０００５】本発明の目的は、このような従来の要望を
満足すべく、有機性汚泥の脱水ケーキの含水率をさらに
低下させることができる汚泥脱水剤及びそれを用いた処
理方法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の汚泥脱水剤は、
アクリル酸ヒドラジド系高分子化合物（Ａ）と、アミジ
ン系高分子化合物（Ｂ）とを組み合わせることを特徴と
している。

【０００７】本発明で用いるアクリル酸ヒドラジド系高
分子化合物（以下、「ＡＨポリマー」という）として
は、下記の一般式（Ｉ）で表される化合物を用いること
が好ましい。

【０００８】

【化３】

【０００９】（式中、ＲはＨまたはＣＨ₃を表し、Ａは
アクリルアミド、メタクリルアミド、アクリル酸エステ
ル、メタクリル酸エステルのモノマー単位を表し、Ｂは
アクリル酸またはその塩、メタアクリル酸またはその
塩、または前記Ａと共重合可能なモノマー単位を表し、
ｌ、ｍ及びｎは、０モル％＜１≦１００モル％、ｎ＋ｍ
＋ｌ＝１００モル％の関係を有する）上記一般式（Ｉ）で表れる化合物においてＡ単位と共重
合可能なＢ単位としては、塩化ビニル、酢酸ビニル、ブ
タジエン、スチレン、アクリロニトリル等が挙げられ
る。

【００１０】ＡＨポリマーは、アクリル酸ヒドラジドの
単独ポリマーであってもよいし、Ａ単位及び／またはＢ
単位を共重合させた共重合体であってもよい。この場
合、共重合体の形態は、ブロック型、交互型、ランダム
型のいずれであってもよい。また、ＡＨポリマーの固有
粘度は、〔η〕（３０℃、１Ｎ−ＮａＮＯ₃）＞０．１
（ｄｌ／ｇ）であることが望ましい。ＡＨポリマーの製
造は、例えば、特開昭５５−１４４００４号公報に記載
された方法により製造することができる。

【００１１】本発明で用いるアミジン系高分子化合物
（以下、「ＡＭポリマー」という）としては、下記の一
般式（II）で表される化合物が好ましい。

【００１２】

【化４】

【００１３】（式中、Ｘはアミド基、ニトリル基、アミ
ン塩酸塩、またはホルムアミド基を表し、ａ及びｂは、
５≦ａ≦１００、０≦ｂ≦９５の関係を有する）ＡＭポ
リマーの分子量は、通常２０万以上であることが好まし
く、さらに好ましくは５０万以上である。

【００１４】これらのポリマーの添加量は、汚泥のＳＳ
（浮遊性懸濁物）に対し、合計で０．３〜５．０重量％
であることが好ましい。ＡＨポリマーとＡＭポリマーの
添加方法としては、一般的には添加前に一液化して使用
されるが、予め両者を別々の容器内で溶解し、使用に際
して同時に添加してもよい。

【００１５】これらのポリマーを一液化して使用する際
には、ポリマー間のイオン結合に基づく不溶化を防止す
るため、酸または酸性塩を添加してｐＨを４以下にする
ことが好ましい。このような酸または酸性塩としては、
塩酸、硫酸、スルファミン酸、硫酸水素ナトリウム等が
挙げられる。溶解されたポリマーは、攪拌槽に有機汚泥
が供給される前に添加してもよいし、攪拌槽内に直接添
加してもよい。

【００１６】本発明の汚泥脱水剤には、さらにアミノ基
または第四級アンモニウム塩を含有する高分子化合物
（Ｃ）を組み合わせることが好ましい。アミノ基または
第四級アンモニウム塩を含有する高分子化合物（以下、
「ＤＡポリマー」という）としては、ジメチルアミノエ
チルアクリレートなどのアミノアルキルアクリレート、
ジメチルアミノエチルメタクリレートなどのアミノアル
キルメタアクリレート、ジメチルアミノプロピルアクリ
ルアミドなどのアミノアルキルアクリルアミド、ジメチ
ルアミノプロピルメタクリルアミドなどのアミノアルキ
ルメタクリルアミド及びこれらの四級化物等が挙げられ
る。これらのポリマーは、他の単量体との共重合ポリマ
ーであってもよい。他の単量体としては、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、酢酸ビニル、アクリル酸エステル、メタクリ
ル酸エステル、アクリル酸、メタクリル酸、エタクリル
酸（α−エチルアクリル酸）、及びこれらのナトリウム
塩、カリウム塩、アンモニウム塩、さらにはビニルスル
ホン酸、ビニルメチルスルホン酸及びこれらのナトリウ
ム塩、カリウム塩、及びアンモニウム塩等が挙げられ
る。

【００１７】ＡＨポリマー（Ａ）とＡＭポリマー（Ｂ）
とＤＡポリマー（Ｃ）との使用割合は、重量比で、０．
１＜Ａ／Ａ＋Ｂ＋Ｃ＜０．９、０．１＜Ｂ／Ａ＋Ｂ＋Ｃ
＜０．８、０≦Ｃ／Ａ＋Ｂ＋Ｃ≦０．５が好ましい。

【００１８】ＤＡポリマーを併用する場合にも、ポリマ
ー（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）の合計の添加量は、汚泥の
ＳＳに対して合計で０．３〜５．０重量％であることが
好ましい。ＤＡポリマーを使用する場合にも、一液化し
て使用してもよいし、予めそれぞれのポリマーを別の容
器内に溶解し、使用に際して同時に添加してもよい。

【００１９】本発明の汚泥処理方法は、有機汚泥に金属
塩を添加し、本発明の汚泥脱水剤を添加することを特徴
としている。本発明の汚泥処理方法で用いる金属塩とし
ては、アルミニウムまたは鉄の塩が好ましい。具体的に
は、塩化アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム（ＰＡ
Ｃ）、硫酸バンド、硫酸第一鉄、硫酸第二鉄、塩化第二
鉄、塩化第一鉄、ポリ硫酸鉄等が挙げられる。これらの
金属塩の添加によって汚泥フロックは、より沈降し易い
状態になる。

【００２０】これらの金属塩の添加量は、汚泥のＳＳに
対し、１〜５０重量％、好ましくは３〜３０重量％であ
る。これらの金属塩は、上記ＡＨポリマー、ＡＭポリマ
ー、ＤＡポリマーの添加前、あるいは添加と同時に、あ
るいは添加後に添加することができるが、好ましくはこ
れらのポリマーの添加前に汚泥中に添加する。このよう
な好ましい実施態様においては、まず金属塩を汚泥に添
加し、汚泥中に金属塩が均一に分散するように適宜攪拌
を行う。次いで上記ポリマーを同一の溶液として、ある
いは別々に同時に添加し、適宜攪拌を行った後脱水す
る。脱水はベルトプレス、遠心分離機、スクリュープレ
ス、フィルタープレス等の公知の手段によって実施する
ことができる。

【００２１】

【発明の作用効果】本発明の汚泥処理方法によれば、有
機汚泥に金属塩を添加し、ＡＨポリマー及びＡＭポリマ
ーを添加する。有機汚泥は一般に負の電荷を有してお
り、このような有機汚泥に正の電荷を有する金属塩の金
属イオンが付着し、有機汚泥の電荷が中和される。ＡＨ
ポリマーは、このように有機汚泥に付着した金属イオン
とキレート化し、同時にＡＨポリマーのアニオン部分
に、ＡＭポリマーのカチオンの部分がイオン的に結合す
るものと推測される。このような結合によって水に不溶
性の粘着性を有しない巨大な分子となり、この結果、脱
水ケーキの含水率を大幅に低下させることができるもの
と思われる。

【００２２】なお、本発明において、ＤＡポリマーを併
用した場合、ＤＡポリマーのカチオン部はＡＨポリマー
のアニオン部とイオン的に結合し、さらに巨大な分子と
なるものと思われる。

【００２３】

【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。表１に、実施例及び比較例において使用した脱水剤
の組成成分を示す。なお、実施例及び比較例において用
いた汚泥は、ｐＨ７．０、ＳＳ２．１％、ＶＳＳ／ＳＳ
８０．５％の性状を有する、し尿処理場の余剰汚泥と凝
集沈澱汚泥との混合汚泥を使用した。

【００２４】

【表１】

【００２５】実施例１及び２汚泥１００ｍｌを３００ｍｌのビーカーに採り、ポリ塩
化アルミニウム（ＰＡＣ）を汚泥に対し３０００ｐｐｍ
加え、攪拌機により２５０ｒｐｍで３０秒間攪拌した。
次に、表２に示す組成の脱水剤の０．２重量％水溶液
を、表２に示すポリマー添加率となるように加え、さら
に２５０ｒｐｍで３０秒間攪拌した。フロック径を測定
した後、１００メッシュのナイロン濾布をセットしたヌ
ッチェロートに内径５０ｍｍ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
後の濾液量を測定した。

【００２６】次に濾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濾布にとり、０．４ｋｇｆ／ｃｍ²
で２分間圧搾し、脱水ケーキの含水率を測定した。フロ
ック径、濾液量、脱水ケーキの含水率及び脱水ケーキに
おけるＳＳあたりの水分の測定結果を表２に示す。な
お、表２においてＳＳあたりの水分における（）内の
値は、比較例１を１００とした場合の相対値である。

【００２７】比較例１表２に示す組成の脱水剤を用い、上記実施例１及び２と
同様にして汚泥を濾過し、評価した。結果を表２に示
す。

【００２８】

【表２】

【００２９】実施例３及び４汚泥１００ｍｌを３００ｍｌのビーカーに採り、ポリ塩
化アルミニウム（ＰＡＣ）を汚泥に対し３０００ｐｐｍ
加え、攪拌機により２５０ｒｐｍで３０秒間攪拌した。
次に、表３に示す組成の脱水剤の０．２重量％水溶液
を、表３に示すポリマー添加率となるように加え、さら
に２０００ｐｒｍで１分３０秒間攪拌を行った。フロッ
ク径を測定した後、１００メッシュのナイロン濾布をセ
ットしたヌッチェロートに内径５０ｍｍ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秒後の濾液量を測定した。

【００３０】次に濾布上に残った凝集汚泥をガーゼでく
るみ２０００Ｇの遠心力を有する遠心脱水機で１分間脱
水し、脱水ケーキの含水率を測定した。表３に、フロッ
ク径、濾液量、脱水ケーキの含水率及び脱水ケーキにお
けるＳＳあたりの水分〔（）内は比較例２を１００と
した場合の相対値〕の測定結果を示す。

【００３１】比較例２〜５表３に示すポリマーを用い、上記実施例３及び４と同様
にして汚泥を濾過した。測定結果を表３に示す。

【００３２】

【表３】

【００３３】表１及び表２の結果から明らかなように、
本発明に従い、ＡＨポリマー及びＡＭポリマーを組み合
わせて用いた実施例１〜４は、ＡＭポリマーを併用して
いない比較例１及び比較例２に比べ脱水ケーキの含水率
が低くなっており、ＳＳあたりの水分も少なくなってい
る。従って、本発明によれば、有機汚泥の脱水ケーキの
水分率を従来よりも大幅に低下させることができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者小林正弘徳島市川内町加賀須野463番地大塚化学株式会社徳島工場内 (56)参考文献特開昭60−248298（ＪＰ，Ａ) 特開平５−192513（ＪＰ，Ａ) 特開平７−100500（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C02F 11/14

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】（Ａ）アクリル酸ヒドラジド系高分子化
合物と、（Ｂ）アミジン系高分子化合物とを組み合わせ
たことを特徴とする汚泥脱水剤。
【請求項２】前記アクリル酸ヒドラジド系高分子化合
物（Ａ）が下記の一般式（Ｉ）で表される化合物である
請求項１に記載の汚泥脱水剤。【化１】（式中、ＲはＨまたはＣＨ₃を表し、Ａはアクリルアミ
ド、メタクリルアミド、アクリル酸エステル、メタクリ
ル酸エステルのモノマー単位を表し、Ｂはアクリル酸ま
たはその塩、メタアクリル酸またはその塩、または前記
Ａと共重合可能なモノマー単位を表し、ｌ、ｍ及びｎ
は、０モル％＜１≦１００モル％、ｎ＋ｍ＋ｌ＝１００
モル％の関係を有する）
【請求項３】前記アミジン系高分子化合物（Ｂ）が下
記の一般式（II）で表される化合物である請求項１に記
載の汚泥脱水剤。【化２】（式中、Ｘはアミド基、ニトリル基、アミン塩酸塩、ま
たはホルムアミド基を表し、ａ及びｂは、５≦ａ≦１０
０、０≦ｂ≦９５の関係を有する）
【請求項４】さらに（Ｃ）アミノ基または第四級アン
モニウム塩を含有する高分子化合物を組み合わせたこと
を特徴とする請求項１に記載の汚泥脱水剤。
【請求項５】前記アミノ基または第四級アンモニウム
塩を含有する高分子化合物が、アミノアルキルアクリレ
ート、アミノアルキルメタクリレート、アミノアルキル
アクリルアミド、アミノアルキルメタクリルアミド及び
これらの四級化物から選ばれる少なくとも１種の化合物
である請求項４に記載の汚泥脱水剤。
【請求項６】有機汚泥に金属塩を添加し、請求項１〜
５のいずれかに記載の汚泥脱水剤を添加することを特徴
とする汚泥処理方法。
【請求項７】前記金属塩が、アルミニウムまたは鉄の
塩である請求項６に記載の汚泥処理方法。