JPH0819797A - 汚泥脱水法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、電解質が多く含まれている水で高
分子凝集剤を溶解し、し尿、下水などの生活排水や産業
排水を凝集沈澱処理及び汚泥脱水処理する方法に関する
ものである。 【構成】 多官能性モノマーを全モノマーに対して０．
０００５ｗｔ％から０．００３ｗｔ％の範囲で加えて重
合したカチオン性ビニル系重合体を、電解質を５０ｐｐ
ｍ以上含む水で溶解して、汚泥を脱水する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電解質が多く含まれて
いる水で高分子凝集剤を溶解し、し尿、下水などの生活
排水や産業排水を凝集沈澱処理及び汚泥脱水処理する方
法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】下水、し尿及び産業排水より生ずる余剰
汚泥等の脱水や凝集沈澱に使用される高分子凝集剤の溶
解には、一般に市水や工業用水等が使用されている。

【０００３】しかし、近年市水や工業用水が不足してい
る地域または企業においては、止むをえず海水や海水が
含まれている地下水または処理後の３次処理水を使用し
なければならない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】海水や海水が含まれて
いる地下水または処理後の処理水など電解質を多く含む
水で高分子凝集剤を溶解して脱水処理を行うと十分な性
能が発現されない場合が多い。

【０００５】本発明者らは、このような問題を解決する
ことを目的とし研究した結果、本発明に到達した。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は多官能性モノマ
ーが全モノマーに対して０．０００５ｗｔ％から０．０
０３ｗｔ％の範囲で加えて重合したカチオン性ビニル系
重合体を、電解質を含む水に溶解し、その溶解水を添加
することにより汚泥を脱水することを特徴とする汚泥脱
水方法である。

【０００７】

【作用】電解質を含む海水や脱水処理水を高分子凝集剤
の溶解水として用いると、高分子が糸鞠化を起こすもの
と考えられる。

【０００８】しかし、多官能性モノマーを加えて重合し
た重合物の場合、電解質を含む溶解水で溶解しても糸鞠
化がある程度抑えられ、汚泥に添加しても凝集沈澱や脱
水処理が可能になるものと考えられる。

【０００９】以下本発明について詳しく説明する。

【００１０】本発明に用いられるカチオン性ビニル系重
合体としては、非イオン性ビニルモノマー１種または２
種以上とカチオン性ビニルモノマー１種または２種以上
に多官能性モノマー１種または２種以上を加えて重合し
て得られた共重合物、及びカチオン性ビニルモノマー１
種または２種以上に多官能性モノマー１種または２種以
上を加えて重合して得られた共重合物がある。

【００１１】さらに非イオン性モノマー１種または２種
以上に多官能性モノマー１種または２種以上加えて重合
して得られた共重合物を形成させた後、その官能基を変
性することにより最終的にカチオン性ポリマーとする方
法でも良い。

【００１２】たとえば、あらかじめメチレンビスアクリ
ルアミドを加えてアクリルアミドを重合させポリアクリ
ルアミドとした後、これをマンニッヒ反応、ホフマン分
解反応などによりカチオン性ポリマーとする方法などが
含まれる。

【００１３】本発明に用いられるビニル系モノマーとし
ては、（イ）非イオン性、（ロ）カチオン性で水溶性の
ものが用いられる。

【００１４】その具体例は次の通りである。 （イ）非イオン性ビニルモノマー （メタ）アクリルアミド、ビニルメチルエーテル、ビニ
ルエチルエーテルなど。

【００１５】（ロ）カチオン性ビニルモノマー 下記に示す（１―Ａ），（２―Ａ），（３―Ａ），（４
―Ａ）の群から選ばれたものである。

【００１６】（１―Ａ）第４級窒素含有（メタ）アクリ
レート［（メタ）アクリレートとはアクリレート、メタ
クリレートを指す。以下同様。］

【００１７】（ｉ）（メタ）アクリロイロキシアルキル
トリアルキルアンモニウム塩たとえば２―（メタ）アク
リロイロキシエチルトリメチルアンモニウムクロリド、
２―（メタ）アクリロイロキシエチルトリメチルアンモ
ニウムメトサルフェート、２―（メタ）アクリロイロキ
シエチルトリエチルアンモニウムエトサルフェート、３
―（メタ）アクリロイロキシプロピルジメチルエチルア
ンモニウムメトサルフェートなど。

【００１８】（ｉｉ）（メタ）アクリロイロキシヒドロ
キシアルキルトリアルキルアンモニウム塩たとえば３―
メタクリロイロキシ―２―ヒドロキシプロピルトリメチ
ルアンモニウムクロリド、３―メタクリロイロキシ―２
―ヒドロキシプロピルメチルジエチルアンモニウムクロ
リド、３―メタクリロイロキシ―２―ヒドロキシプロピ
ルトリメチルアンモニウムメトサルフェートなど。

【００１９】（２―Ａ）第３級窒素含有（メタ）アクリ
レートと酸との塩

【００２０】（ｉ）ジアルキルアミノアルキル（メタ）
アクリレートの塩たとえば２―ジメチルアミノエチル
（メタ）アクリレート硫酸塩、２―ジエチルアミノエチ
ル（メタ）アクリレート塩酸塩など。

【００２１】（ｉｉ）ジアルキルアミノヒドロキシアル
キル（メタ）アクリレートの塩たとえば３―ジメチルア
ミノ―２―ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート塩
酸塩、３―ジエチルアミノ―２―ヒドロキシプロピル
（メタ）アクリレート硫酸塩など。

【００２２】（３―Ａ）第４級窒素含有（メタ）アクリ
ルアミド

【００２３】（ｉ）（メタ）アクリルアミドアルキルト
リアルキルアンモニウム塩たとえば３―アクリルアミド
プロピルトリメチルアンモニウムクロリド、２―（メ
タ）アクリロイルアミノエチルトリメチルアンモニウム
メトサルフェートなど。

【００２４】（ｉｉ）（メタ）アクリルアミドヒドロキ
シアルキルトリアルキルアンモニウム塩たとえば３―
（メタ）アクリロイルアミノ―２―ヒドロキシルプロピ
ルトリメチルアンモニウムクロリド、３―（メタ）アク
リロイルアミノエチルトリメチルアンモニウムメトサル
フェートなど。

【００２５】（４―Ａ）第３級窒素含有（メタ）アクリ
ルアミドと酸との塩

【００２６】（ｉ）ジアルキルアミノアルキル（メタ）
アクリルアミドの塩たとえば２―ジメチルアミノエチル
（メタ）アクリルアミド塩酸塩、２―ジエチルアミノプ
ロピル（メタ）アクリルアミド硫酸塩など。

【００２７】（ｉｉ）ジアルキルアミノヒドロキシアル
キル（メタ）アクリルアミドの塩たとえば３―ジメチル
アミノ―２―ヒドロキシプロピル（メタ）アクリルアミ
ド酢酸塩、３―ジエチルアミノ―２―ヒドロキシプロピ
ル（メタ）アクリルアミド硫酸塩など。

【００２８】また、多官能性モノマーとしては、Ｎ，
Ｎ’―メチレンビスアクリルアミド、Ｎ，Ｎ’―メチレ
ンビスメタアクリアミド、ポリエチレングリコールジ
（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリコールジ
（メタ）アクリレート、ジビニルベンゼンなどのジビニ
ル化合物、メチロールメタアクリルアミドなどのビニル
系メチロール化合物、アクロレインなどのビニル系アル
デヒド化合物、メチルアクリルアミドグリコレートメチ
ルエーテルなどのビニル系化合物が挙げられる。

【００２９】本発明に用いられる重合体の多官能性モノ
マーは、水溶性ビニルモノマー全量に対して０．０００
５〜０．００３ｗｔ％の割合で配合し共重合したもので
ある。

【００３０】多官能性モノマーが０．０００５ｗｔ％未
満では通常用いられている高分子凝集剤と同等程度の効
果のものしか得られず、また０．００３ｗｔ％を越える
と汚泥に対する添加量が過大となり現実的な添加量の範
囲では、効果が認められなくなる。

【００３１】本発明に用いられるカチオン性ビニル系重
合体のカチオン度（カチオン性高分子凝集剤物性表示法
と分析法―３、高分子凝集剤工業会による）は１ｍｅｑ
／ｇ以上、好ましくは１．５ｍｅｑ／ｇ以上が特に有効
である。

【００３２】溶解水中に含まれる電解質としては、アル
カリ金属、アルカリ土類金属の塩が主であり例えば塩化
カリウム、塩化ナトリウム、塩化カルシウム、塩化マグ
ネシウム、塩化アンモニウム、硫酸カリウム、硫酸ナト
リウム、硫酸カルシウム、硫酸アンモニウム、硝酸ナト
リウム、硝酸カリウム等を挙げることができる。

【００３３】溶解水中には、これらの電解質が１種また
は２種類以上含まれていても良い。

【００３４】溶解水中の電解質濃度は特に５０ｐｐｍ以
上のものにたいして効果の発揮が顕著に認められる。

【００３５】本発明に用いられる重合体は、通常使用さ
れている公知の重合法によって共重合することができ
る。

【００３６】特に、疎水性界面活性剤と有機溶媒中で前
記水溶性ビニルモノマーと小量の多官能性モノマーとを
共重合する方法が好ましい。また、必要に応じて連鎖移
動剤、キレート剤等を用いることができる。

【００３７】さらに、多官能性モノマーは重合前・重合
中・重合後のいずれの時期に添加しても良い。

【００３８】たとえば、水溶性ビニルモノマーと多官能
性モノマーを含む水溶液と、ＨＬＢが３〜６である疎水
性界面活性剤を含む有機分散媒とを混合し乳化させた
後、ラジカル重合触媒の存在下、温度３０〜８０℃で重
合させ油中水型カチオン性重合体エマルションを製造す
る方法がある（特願昭６１―２３６２５０号）。

【００３９】この油中水型エマルションに親水性界面活
性剤を添加して水に混合し、水中油型のエマルションに
転相し使用する。

【００４０】また、本発明のカチオン性ポリマーを得る
方法としては、あらかじめポリマーを形成させたあと、
その官能基を変性することにより、最終的にカチオン性
ポリマーとする方法でも良い。例えば、あらかじめアク
リルアミドを重合させポリアクリルアミドとした後、こ
れをマンニッヒ反応、ホフマン分解反応などによりカチ
オン性ポリマーとする方法などが含まれる。

【００４１】本発明において使用する重合体の性状とし
ては、粉状でも、エマルション、サスペンション等の液
状品であっても良いが、水分散性の良好なエマルション
が好ましい。

【００４２】このような重合体を電解質が５０ｐｐｍ以
上含む溶解水に溶解し、各種汚泥及び排水へ添加し攪拌
混合するとフロックを形成する。重合体を汚泥に添加、
攪拌、混合する方法は、処理する汚泥の条件によって変
わるので限定しないが、例えば本重合体を有効成分で
０．２ｗｔ％に溶解したものを汚泥の蒸発残留物（下水
道試験法による）に対して重合体有効成分で０．１ｗｔ
％以上，５ｗｔ％以下好ましくは２〜０．３ｗｔ％程度
添加し、急速攪拌を短時間行いフロックを形成させ、こ
れを脱水するなどの方法が挙げられる。

【００４３】以下、実施例をあげ、さらに具体的に説明
する。

【００４４】

【実施例及び比較例】ジメチルアミノアクリレートの塩
化メチル４級化物（ＤＭＡＥＡ）３００．０ｇ、及びア
クリルアミド１００．０ｇ、及びメチレンビスアクリル
アミド（ＭＢＡ）０ｇ（Ｓａｍｐｌｅ Ａ，０ｗｔ
％）、０．００４ｇ（Ｓａｍｐｌｅ Ｂ，０．００１ｗ
ｔ％）、０．０１ｇ（Ｓａｍｐｌｅ Ｃ，０．００２５
ｗｔ％）、０．０２ｇ（Ｓａｍｐｌｅ Ｄ，０．００５
ｗｔ％）を蒸留水３０７ｇに溶解した水溶液をＨＬＢ
４．２のノニオン系界面活性剤１５．４ｇをパラフィン
油２０４．７ｇ中に注ぎ、ホモジナイザーにて乳化させ
た。

【００４５】これを窒素ガスにて脱気し、水溶性アゾ触
媒を添加し重合させた。

【００４６】これらの重合物を海水が含まれる水で溶解
し（電解質濃度６２５ｐｐｍ）、下水処理場から採取し
た活性汚泥の余剰汚泥（ＴＳ（蒸発残留物）２．００
％，ＳＳ（浮遊物質）１．８４％）に添加しＣＳＴミキ
サーで１０００ｒｐｍ，３０秒間攪拌した後、フロック
サイズ標準チャート目視比較判定し次に６０ｍｅｓｈの
スクリーン上に注ぎ１０秒後の濾水量を測定した。

【００４７】更に、スクリーン上に残った汚泥を遠沈管
式遠心分離器で２０００ｒｐｍ，５分間脱水し含水率を
測定した。これらの結果と蒸留水で溶解した場合の結果
を第１表に示す。

【００４８】第１表より、本発明の方法によれば汚泥を
効率よく脱水できる。

【００４９】上記重合物を食品工場の３次処理水で溶解
し（電解質濃度１５２ｐｐｍ）、同工場から採取した活
性汚泥の余剰汚泥（ＴＳ １．３６％，ＳＳ １．１４
％）に添加しＣＳＴミキサーで１０００ｒｐｍ，３０秒
間攪拌した後、フロックサイズ標準チャート目視比較判
定し次に６０ｍｅｓｈのスクリーン上に注ぎ１０秒後の
濾水量を測定した。

【００５０】更に、スクリーン上に残った汚泥を遠沈管
式遠心分離器で２０００ｒｐｍ，５分間脱水し含水率を
測定した。これらの結果と蒸留水で溶解した場合の結果
を第２表に示す。

【００５１】第２表より、本発明の方法によれば汚泥を
効率よく脱水できる。

【００５２】

【表１】

【００５３】

【表２】

【００５４】

【発明の効果】本発明によれば、電解質を多量に含む水
で高分子凝集剤を溶解し、汚泥に添加することにより汚
泥を効率よく脱水できる。

フロントページの続き (72)発明者 町田 益造 横浜市栄区笠間町1190番地 三井サイテッ ク株式会社大船技術研究所内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 多官能性モノマーを全モノマーに対して
   ０．０００５ｗｔ％から０．００３ｗｔ％の範囲で加え
   て重合したカチオン性ビニル系重合体を、電解質を５０
   ｐｐｍ以上含む水で溶解して汚泥を脱水することを特徴
   とする汚泥脱水方法。