JPH0938700A - 有機汚泥の処理法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 種々の有機質汚泥含有廃液に対し、比較的少
ない添加量で優れた凝集作用を発揮し、含水率が低くし
かも濾布やスクリーンからの剥離性の良好な脱水ケーキ
を与える様な凝集剤を開発し、それにより有機汚泥の処
理効率の向上、処理操作や処理設備の簡素化などを同時
に達成すること。 【解決手段】 有機汚泥を高分子凝集剤で処理するに当
たり、凝集剤として、分子量が１００万〜８００万のポ
リアルキレンイミン系高分子凝集剤と４級化されたアミ
ノ基を有するカチオン系高分子凝集剤を併用する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は下水やし尿処理場、
有機性産業廃水等から生じる有機汚泥を効率よく凝集せ
しめ、脱水等の処理をより簡単に行ない得る様に改善さ
れた処理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
ら生じる有機汚泥の処理法としては、当該汚泥含有液に
高分子系の凝集剤を添加混合することによって凝集せし
め、これをベルトプレス、遠心脱水機、フィルタープレ
ス等を用いて脱水処理する方法が採用されている。そし
て、脱水処理された汚泥（以下、脱水ケーキということ
がある）は埋立地に投棄したり焼却処分されている。

【０００３】ところで埋立地への投棄は、近年埋立場所
の減少が社会問題化してきているばかりでなく、投棄場
所も更に遠隔化する傾向があって運搬費が嵩むという問
題がある。一方焼却処理法では、燃料の大部分が脱水ケ
ーキ中に残存する水分の蒸発に消費されるので、燃料コ
ストが嵩むという問題が指摘されており、一般的に脱水
ケーキ中の水分が１％低下すると、消費燃料を１０％程
度節約できると言われている。また近年、被処理対象廃
液の性状の変化や多様化等によって、有機質汚泥は脱水
し難い性状のものも増えており、この様な有機質汚泥含
有廃液からでも、有機汚泥をより効率よく凝集せしめ含
水率の低い脱水ケーキを得ることのできる様な処理法の
開発が望まれている。

【０００４】こうした要望に沿うための手段として、従
来より凝集剤の凝集性能向上に主眼をおいた多くの研究
が進められており、通常のノニオン系高分子凝集剤やカ
チオン系あるいはアニオン系凝集剤はもとより、最近で
は、カチオン系とアニオン系の凝集剤を併用する方法
（特公昭３９−１７４９２）、塩化第二鉄等の無機質凝
集剤と併用する方法（特開昭５７−１６２７００）、両
性高分子凝集剤を用いる方法（特公平５−５６１９９）
等も提案されている。

【０００５】ところが、カチオン系凝集剤とアニオン系
凝集剤を併用する凝集法では、カチオン系凝集剤を単独
で用いる場合に比べて凝集剤の総使用量が多くなり、薬
剤コストが倍以上にも高まることがある。また無機系凝
集剤と有機系凝集剤を併用する凝集法では、焼却時の灰
分増大を招くのみならず、処理廃水への重金属の混入あ
るいは脱水機等の腐食による寿命の短縮、といった重大
な問題を招くことがある。これらに対し両性高分子凝集
剤を用いる方法では、上記の様な難点を生じることはな
いが、汚泥の種類によっては満足のいく凝集効果が発揮
されないことがあり、安定した処理効果が得られ難い。

【０００６】他の改善法として、汚泥の電荷中和剤とし
ての低分子量の両性凝集剤と高分子量のカチオン性また
は両性高分子凝集剤を併用する方法（特開平３−８４９
８）も提案されているが、この方法では高い脱水性は得
られるものの全体としての凝集剤の使用量が非常に多く
なるため、経済性に難点がある。更に他の方法として、
カルボキシル基を含む両性高分子凝集剤とアクリレート
系のカチオン性高分子凝集剤を併用する方法（特開平２
−３１８９９）もあるが、この方法では、カチオン系高
分子凝集剤を単独使用する方法に比べて脱水能が若干高
められる程度であって、最近求められている高度の凝集
能と脱水能を満たすまでには至っていない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記の様に従来技術で
は、有機汚泥を凝集処理するに当たり、用いる凝集剤の
使用量の低減あるいは脱水ケーキの含水率低減が望まれ
ているにも拘らず、凝集剤自体の凝集性能の向上に限界
があるため、凝集処理工程あるいはその後の脱水処理工
程の改善や設備の改造等によって、脱水ケーキの含水率
を低下させる方法を採用せざるを得ないのが実状であ
り、処理工程や設備の複雑化を余儀なくされている。ま
た凝集した脱水ケーキの処理に当たっては、濾布やスク
リーン等から脱水ケーキが容易に剥離し得る様な凝集状
態を得ることが望ましいが、こうした観点からの凝集剤
の検討も十分になされているとは言えない。

【０００８】本発明はこ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、どの様な種類の有機質汚泥
に対しても比較的少ない添加量で優れた凝集作用を発揮
し、含水率が低くしかも濾布やスクリーンからの剥離性
の良好な脱水ケーキを与える様な凝集剤を開発し、それ
により有機汚泥の処理効率の向上、処理操作や処理設備
の簡素化などを同時に達成し得る様な処理法を確立しよ
うとするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決すること
のできた本発明の処理法とは、有機汚泥を高分子凝集剤
で処理するに当たり、凝集剤として、分子量が１００万
〜８００万のポリアルキレンイミン系高分子凝集剤と４
級化されたアミノ基を有するカチオン系高分子凝集剤を
併用するところに要旨が存在する。

【００１０】この発明で使用されるポリアルキレンイミ
ン系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 である両性高分子凝集剤が特に好
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の重合体
もしくは共重合体であって、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ものが好ましい。

【００１１】上記ポリアルキレンイミン系高分子凝集剤
の中でも特に好ましいのは、下記［１］式と［２］式で
示される繰り返し単位が、前者１モルに対し後者０．０
０５〜７．５モルの比率で存在する両性高分子凝集剤で
ある。

【００１２】

【化３】

【００１３】

【化４】

【００１４】更に、前記４級化されたアミノ基を有する
カチオン系高分子凝集剤として特に好ましいのは、ジア
ルキルアミノアルキル（メタ）アクリレートおよび／ま
たはジアルキルアミノアルキル（メタ）アクリルアミド
の４級アンモニウム塩を含むカチオン系高分子凝集剤、
あるいはジメチルジアリルアミン、アリルアミンおよび
ビニルアミンよりなる群から選択される少なくとも１種
のアミンの４級アンモニウム塩を含むカチオン系高分子
凝集剤である。

【００１５】そして、上記ポリアルキレンイミン系高分
子凝集剤と４級化されたアミノ基を有するカチオン系高
分子凝集剤を、重量比で９０：１０〜１０：９０の比率
で併用することによって、優れた凝集性能と脱水性能を
より確実に発揮させることができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】上記の様に本発明では、分子量が
１００〜８００万のポリアルキレンイミン系高分子凝集
剤と４級化されたアミノ基を有するカチオン系高分子凝
集剤（以下、４級アミノ基含有カチオン系高分子凝集剤
ということがある）を併用し、それらの凝集作用を相乗
的に発揮させることによって、有機汚泥の種類の如何を
問わず比較的少ない添加量でも安定して優れた脱水性を
示すと共に、濾布やスクリーン等からの剥離性に優れた
凝集フロックを形成せしめ得ることに成功したものであ
る。

【００１７】本発明で使用されるポリアルキレンイミン
系高分子凝集剤の具体例については追って詳述するが、
その分子量は１００万〜８００万の範囲のものを使用す
ることが必要であり、分子量が１００万未満のもので
は、後述する４級アミノ基含有カチオン系高分子凝集剤
との併用にも拘らず、本発明で意図する様な優れた凝集
効果を得ることができず、また分子量が８００万を超え
る過度に高分子量のものになると、有機汚泥を含む被処
理液への分散性が低下し、均質で脱水性に優れたフロッ
クが形成されにくくなる。該ポリアルキレンイミン系高
分子凝集剤のより好ましい分子量は１００万〜５００万
の範囲である。尚、該ポリアルキレンイミン系高分子凝
集剤の好適分子量である１００〜８００万の範囲は、固
有粘度にすると概ね［η］＝３．５〜１４．０ml/gの範
囲となる。

【００１８】該ポリアルキレンイミン系高分子凝集剤の
中でも特に好ましいのは、カチオン当量値（Ｃｖ）が
０．８〜１３．０ｍｅｑ／ｇ、より好ましくは８．０〜
１２．８ｍｅｑ／ｇの範囲で且つアニオン当量値（Ａ
ｖ）が０．１〜６．０ｍｅｑ／ｇ、より好ましくは０．
５〜３．０ｍｅｑ／ｇの範囲にある両性高分子凝集剤で
あり、カチオン当量値（Ｃｖ）が０．８ｍｅｑ／ｇ未満
のものでは、両性としての特性が現れ難く、汚泥凝集フ
ロックの脱水性が不十分になる傾向があり、逆に１３．
０ｍｅｑ／ｇを超えて高くなり過ぎても、両性としての
特性が現れにくくなる。また、アニオン当量値（Ａｖ）
が０．１ｍｅｑ／ｇ未満でも両性としての特徴が発揮さ
れず、６．０ｍｅｑ／ｇを超えると有機汚泥含有被処理
液への溶解性が低下して凝集作用が有効に発揮されにく
くな傾向があるので好ましくない。

【００１９】この様なポリアルキレンイミン系高分子凝
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の重合体もしくは共重合体におけ
る、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高
分子化合物を挙げることができ、この様な高分子化合物
は、例えばアクリル酸やメタクリル酸などのカルボキシ
ル基を有するアニオン性の重合性単量体（ａ）の一種以
上、あるいはこれらと共にノニオン性の重合性単量体
（ｂ）を含む単量体成分を重合または共重合して得られ
るカルボキシル基含有重合体（ｃ）にアルキレンイミン
を反応させ、カルボキシル基をアミノアルキルエステル
化した後、これを一塩基酸付加塩とすることによって得
ることができる。

【００２０】該ポリアルキレンイミン系高分子凝集剤を
製造するときの重合方法には一切制限がなく、水溶液重
合でも油中水型エマルション重合でもよく、その場合の
重合開始剤は一般的なラジカル重合触媒を使用すること
ができ、また、油中水型エマルション重合法を採用する
場合に用いられる疎水性有機溶剤や界面活性剤などは、
公知のものを任意の組合せおよび任意ので割合で用いる
ことができ、油中水型エマルション重合の場合の好まし
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。また、油中水型
エマルション重合法を採用する場合の好ましい疎水性有
機溶剤としては、例えばイソパラフィン、シクロヘキサ
ン等の脂環族系溶剤あるいはケロシン等が挙げられる。
上記重合もしくは共重合に当たっては、最終的に得られ
るポリアルキレンイミン系高分子凝集剤としての分子量
が１００万〜８００万の範囲に入る様に、重合開始剤の
種類や量、更には温度等の重合条件をコントロールする
ことが必要となる。

【００２１】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、アニオン性の重合性単量体（ａ）と共
重合することのできるノニオン性の重合性単量体（ｂ）
としては、前記アニオン性の重合性単量体（ａ）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でき、
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のアクリルアミド系単量体；
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の
（メタ）アクリレート系単量体；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（ｂ）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
量の調節等を目的として必要に応じて使用されるもので
あり、その使用量が多くなり過ぎると、前記カルボキシ
ル基含有重合体（ｃ）中に占めるアニオン性単量体
（ａ）成分の比率が不十分となり、最終的に得られるポ
リアルキレンイミン系高分子凝集剤としての好ましいカ
チオン当量値（Ｃｖ）やアニオン当量値（Ａｖ）が得ら
れにくくなるので、これらノニオン性単量体（ｂ）の共
重合比率は、前記カルボキシル基含有重合体（ｃ）中に
占めるモノマー成分比率で５０モル％以下に抑えること
が望まれる。

【００２２】また本発明では、前述の如くポリアルキレ
ンイミン系高分子凝集剤としてのカチオン当量値（Ｃ
ｖ）が０．８〜１３．０ｍｅｑ／ｇ、アニオン当量値
（Ａｖ）が０．１〜６．０ｍｅｑ／ｇの範囲であるもの
が好ましいので、カルボキシル基含有重合体（ｃ）を製
造する際には、これらの点も考慮してアニオン性単量体
（ａ）とノニオン性単量体（ｂ）の使用量を決めるべき
であり、また該カルボキシル基含有重合体（ｃ）をアミ
ノアルキルエステル化する際には、該カルボキシル基含
有重合体（ｃ）とアルキレンイミンの使用量を決めるこ
とが必要となる。

【００２３】アミノアルキルエステル化に用いられるア
ルキレンイミンとしては、１，２−アルキレンイミン
（アジリジン）が挙げられ、中でも１，２−プロピレン
イミンおよびエチレンイミンは、入手容易性やコストの
点で最も好ましいものとして推奨される。アミノアルキ
ルエステル化に当たっては、カルボキシル基含有重合体
（ｃ）におけるカルボキシル基に対し、モル比で１．２
倍以上のアルキレンイミンを反応させるのがよく、アル
キレンイミンの使用量が不足する場合は、ポリエチレン
イミン系高分子凝集剤としての前述した好適カチオン当
量値（Ｃｖ）やアニオン当量（Ａｖ）が得られにくくな
る。

【００２４】アミノアルキルエステル化後これを酸付加
塩とするのに用いられる一塩基酸としては、例えば塩
酸、硝酸等の鉱酸や酢酸、蟻酸等を使用することがで
き、その好ましい使用量は、付加したアルキレンイミン
に対して５０〜１００モル％、より好ましくは６０〜９
５モル％の範囲である 上記ポリアルキレンイミン系高分子凝集剤の中でも特に
好ましいのは、前記［１］式と［２］式で示される繰り
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０．０１〜３．０モル、更に好ま
しくは０．０２〜１．０モルの比率でランダムまたはブ
ロック配列で存在するものであり、その配列は重合条件
や重合の手順を工夫することによって任意に変えること
ができるが、上記繰り返し単位を構成する単量体成分を
同時共重合反応させた時にはランダム状のものが最も得
られ易い。

【００２５】前記［１］、［２］式で示される繰り返し
単位において、低級アルキル基としては、炭素数が１〜
６の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基を表わし、特に
好ましいのはメチル基、エチル基、プロピル基である。
また、ｎで示される１〜５の整数のなかでも好ましいの
は１〜３の整数であり、これらは構造単位中の全てが同
じ数でなければならない訳ではなく、通常は異なるｎ数
のものが共存する。そして、カルボキシル基含有重合体
中のカルボキシル基をアミノアルキルエステル化した後
は、カルボキシル基の全てがアミノアルキル化されるの
ではなく、一部は遊離のカルボキシル基として残ってア
ニオン性を示し、両性の高分子凝集剤として作用する。

【００２６】また、これら［１］、［２］式で示される
繰り返し単位の好ましい存在比率は、前者１モルに対し
て後者０．００５〜７．５モル、より好ましくは前者１
モルに対して０．０１〜３．０モルの範囲であり、それ
により、前記４級アミノ基含有カチオン系高分子凝集剤
との併用による相乗的作用効果を一段と有効に発揮し得
るものとなる。

【００２７】次に、上記ポリアルキレンイミン系高分子
凝集剤と併用される４級アミノ基含有カチオン系高分子
凝集剤とは、ジアルキルアミノアルキル（メタ）アクリ
レートやジアルキルアミノアルキル（メタ）アクリルア
ミド等の４級アンモニウム塩を必須成分とするカチオン
系重合体からなるものであり、この中には他の単量体成
分としてノニオン性単量体が共重合されたものであって
も構わない。該カチオン性重合体を構成するカチオン性
単量体の例としては、ジメチルアミノエチルエチル（メ
タ）アクリレート、ジエチルアミノエチルエチル（メ
タ）アクリレート、ジメチルアミノプロピル（メタ）ア
クリルアミド等が挙げられ、これらの１種以上を重合さ
せ、あるいは他のノニオン性単量体と共重合させた後、
得られる重合体もしくは共重合体のアミノ基を塩化メチ
ルや塩化ベンジル等によって４級アンモニウム塩とする
ことによって得られる。このとき、必要に応じて共重合
されるノニオン性単量体としては、（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）アクリルアミド等が、非限定的に
例示される。

【００２８】本発明で使用できる他の４級アミノ基含有
カチオン系高分子凝集剤としては、ジメチルジアリルア
ミン、アリルアミン、ビニルアミン等の重合体における
アミノ基を、塩化メチル等でメチル化することによって
得られる４級アンモニウム塩を挙げることができ、該重
合体は、例えば（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）アクリルアミド等のノニオン性単量体が共重合され
たものであっても勿論構わない。

【００２９】上記４級アミノ基含有カチオン系高分子凝
集剤を製造する際の重合は、既知の方法によって行なう
ことができ、該４級アミノ基含有カチオン系高分子凝集
剤の形態は粉体状であってもよく或は油中水型エマルシ
ョン等の液状であっても構わない。

【００３０】上記４級アミノ基含有カチオン系高分子凝
集剤の好ましい分子量は１万〜８００万、より好ましく
は１００万〜６００万の範囲であり、１万〜８００万の
分子量のものは、固有粘度で表すと概ね［η］＝０．１
５〜１４．０ml/gの範囲となる。分子量が１万未満では
汚泥粒子への吸着に平衡が生じて十分な凝集作用を発揮
させるのに必要な添加量が多くなり、また分子量が８０
０万を超えると凝集剤が有機汚泥に均一に分散しがたく
なる。

【００３１】本発明では、上記２種類の高分子凝集剤を
併用するところにその特徴を有するものであり、これら
の併用によって顕著な効果が発揮される理由は明確では
ないが、ポリアルキレンイミン系高分子凝集剤、とりわ
け両性高分子凝集剤が、分子内の正負イオンの絡みと反
発によって安定構造を取るものと考えられ、粘着性の強
い汚泥と反応しても脱水性や濾布等からの剥離性が良好
に維持できること、また４級アミノ基含有カチオン系高
分子凝集剤は、ｐＨの高い有機汚泥やアルカリ度の高い
有機汚泥に対しても電荷中和を良好に行うことが考えら
れ、それらの機能が相互に補完されて優れた凝集能と脱
水能を発揮するものと考えられる。

【００３２】本発明が適用される有機汚泥の代表例とし
ては、高ＢＯＤ廃水を生物処理等に付した時に発生する
汚泥が挙げられ、たとえば下水・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ずる余剰汚泥や初沈汚
泥、あるいはこれらの混合生汚泥、更には汚水・廃水の
嫌気性消化により生ずる消化汚泥等を包含する全ての有
機汚泥に適用することができる。

【００３３】前記２種類の凝集剤を有機汚泥に加える方
法は特に限定されないが、一つの方法は、各々の凝集剤
をほぼ同時に加えて有機汚泥に作用させる方法、例えば
各々の凝集剤を別々に水に溶解し、これらをほぼ同時に
有機汚泥に加えて撹拌混合し、あるいは各々の凝集剤を
予め混合しておいてこれを有機汚泥含有被処理液に添加
する方法であり、別の方法として、先に４級アミノ基含
有カチオン系高分子凝集剤を有機汚泥含有被処理液に加
えてよく混合した後、ポリアルキレンイミン系高分子凝
集剤を加えて有機汚泥に作用させる方法が挙げられる。
しかし、先にポリアルキレンイミン系高分子凝集剤を加
え、その後に４級アミノ基含有カチオン系高分子凝集剤
を加える手順を採用すると、満足のいく凝集性能が発揮
されなくなることがあるので注意を要する。

【００３４】各々の凝集剤の使用比率や有機汚泥に対す
る添加量は、凝集剤の種類や有機汚泥の性状等によって
最適条件が異なるので、予め実用に供する前にビーカー
等に汚泥含有液を採取し、これに各々の凝集剤の量を種
々変更して添加し、最も良好な凝集性能や脱水性が得ら
れる条件を選定するのがよい。しかし通常の場合、２種
類の凝集剤のどちらかの使用比率が全体の１０重量％以
下になると、凝集性能や脱水性能が低くなことが多いの
で、前記ポリアルキレンイミン系高分子凝集剤と４級ア
ミノ基含有カチオン系高分子凝集剤は重量比率で９０：
１０〜１０〜９０の範囲から、最も良好な凝集性能と脱
水性能が発揮される比率を適宜選択して決定するのがよ
い。

【００３５】また、これら凝集剤の有機汚泥に対する総
添加量も特に限定されないが、標準的な好適添加量は、
汚泥中の浮遊物質（ｓｓ）成分に対しておよそ０．４〜
５重量％である。添加量が少ない場合は凝集性能が低下
するが、多すぎる場合も有機汚泥が再分散して満足な凝
集性能が得られないことが多い。

【００３６】一般に凝集剤の性能は、イオン性、イオン
当量値、分子量、化学構造等によって支配されるが、本
発明で用いられる前記４級アミノ基含有カチオン系高分
子凝集剤は、カチオン性基として４級化されたアミノ基
を有していればよく、イオン当量値や分子量は特に限定
されず、一方ポリアルキレンイミン系高分子凝集剤は、
１００万〜８００万の分子量を有し、好ましくは前述し
た構造単位とイオン当量値を有する両性高分子であれば
よい。

【００３７】しかし凝集性や脱水性を考慮すると、４級
アミノ基含有カチオン系高分子凝集剤はカチオン当量値
Ｃｖが１．０ｍｅｑ／ｇ以上、より好ましく、２．０ｍ
ｅｑ／ｇ以上のものが有効であり、Ｃｖ値が１．０ｍｅ
ｑ／ｇ未満の場合は、有機汚泥に対する凝集性能と脱水
性能がやや低下傾向を示す。Ｃｖ値の好ましい上限は特
になく、むしろ高い方が好ましい傾向にあるが、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。尚、これら高分子凝集剤のカチオン当量
値Ｃｖ及びアニオン当量値Ａｖは、以下に示すコロイド
滴定法によって求めることができる。

【００３８】(1) カチオン当量値の測定 Ｉ：ビーカーに蒸留水９５ｍｌを取り、これに試料の１
０００ｐｐｍ溶液５ｍｌを加えた後、１％塩酸水溶液ま
たは１％水酸化ナトリウム水溶液でｐＨ３．０に調整し
約１分間撹拌する。次いで、トルイジンブルー指示薬溶
液を２〜３滴加え、Ｎ／４００ＰＶＳＫ（ポリビニル硫
酸カリウム溶液）で滴定する。滴定速度は２ｍｌ毎分と
し、検水が青から赤紫に変色し１０秒間以上保持する時
点を終点とする。 II：計算法 カチオン当量値(Cv)[meq/g］＝（サンプル滴定量[ml]−
ブランク滴定量[ml]）×Ｆ／２×（試料中の有効成分濃
度[ppm] ） なお、有効成分は試料の固形分から中和酸を除いた成
分、または４級塩の場合は固形分である。

【００３９】(2) アニオン当量値の測定 Ｉ：ビーカーに蒸留水９０ｍｌを取り、試料の５００ｐ
ｐｍ水溶液８ｍｌをゆっくり滴下し、Ｎ／１０水酸化ナ
トリウム水溶液でｐＨ１１に調整する。次いで撹拌下に
Ｎ／２００メチルグリコールキトサン試薬１０ｍｌを添
加し、１０分間撹拌した後、トルイジンブルー指示薬を
２〜３滴加え、Ｎ／４００ＰＶＳＫで滴定する。

【００４０】滴定速度は２ｍｌ／分とし、検水が青から
赤紫色に変色して１０秒以上保持する時点を終点とす
る。尚上記操作において、試料を添加しない場合をブラ
ンク試験とする。 II ：試料の５００ｐｐｍ水溶液の調整 試料０．１ｇを精秤して共栓付き三角フラスコに取り、
蒸留水１００ｍｌに溶解する。この５０ｍｌを１００ｍ
ｌメスフラスコでメスアップする。 III ：計算法 アニオン当量値(Av)[meq/g] ＝（ブランク滴定量[ml]−
サンプル滴定量[ml])×F/2 ×（試料中の有効成分濃度
[ppm] ）

【００４１】尚、有効成分は試料の固形分から中和酸を
除いた成分、または４級塩の場合は固形分である。本発
明を実施するに当たっては、有機汚泥に対し前記２種類
の凝集剤を添加しフロックを形成させた後、公知の方法
により脱水するが、脱水機は通常の汚泥用脱水機を用い
ることができ、例えばベルトプレス、フィルタープレ
ス、遠心脱水機、スクリュープレス等を使用することが
できる。

【００４２】

【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・後記の趣旨に適合うし得る
範囲で適当に変更を加えて実施することも可能であり、
それらは全て本発明の技術的範囲に含まれる。

【００４３】［ポリアルキレンイミン系高分子凝集剤の
合成例］アクリル酸とアクリルアミドを活性剤共存下
に、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用いて油中水型エマルショ
ン重合を行う。得られたカルボキシル基含有重合体
（ｃ）をエチレンイミンによってアミノエチルエステル
化し、次いで硝酸で酸性化することにより、ポリアルキ
レンイミン系高分子凝集剤を有効成分２０ｗｔ％の油中
水型エマルションとして得る。得られたポリアルキレン
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。

【００４４】一方、比較としてジメチルアミノエチルメ
タクリレート（４ＤＡＭ）、ジメチルアミノエチルアク
リルレート（４ＤＡＡ）、アクリルアミド（ＡＡｍ）及
びアクリル酸（ＡＡ）を既知の方法で重合または共重合
させることにより得た。また４級アミノ基含有カチオン
系高分子凝集剤や両性高分子凝集剤についても、その組
成及び物性を表１に示した。

【００４５】

【表１】

【００４６】実施例１ ｐＨ：５．７，ＳＳ：２．１％，ＶＳＳ：７８％，Ｍア
ルカリ度：５４０ｐｐｍの下水の初沈汚泥と余剰汚泥の
混合汚泥を用いて、下記の実験を行った。４級アミノ基
含有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を、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ＳＳに対する重量％として示した。

【００４７】各凝集剤を同時添加して混合し凝集フロッ
クを生成させた後、ジャーテスターにより３０秒間撹拌
してからベルトプレス用濾布に挟み、２ｋｇ／ｃｍ² の
圧力で１分間圧搾して脱水試験を行った。結果は表２に
示す通りであり、生成したフロックは十分な大きさと強
度を有しており、脱水ケーキは粘着性が少なく濾布から
の剥離性も良好で、ケーキ含水率も良好であった。

【００４８】実施例２〜３ 実施例１と同様の汚泥を用い、ポリアルキレンイミン系
高分子凝集剤と４級アミノ基含有カチオン系高分子凝集
剤は表２示すものを組合せて用いた。試験は実施例１と
同様にして行ない、表２に示す如く良好な結果をた。

【００４９】比較例１〜５ 実施例１と同様の汚泥を用い、両性高分子凝集剤や４級
アミノ基含有カチオン系高分子凝集剤を表２の組合せで
用いた。試験は実施例１と同様にして行ない、表２に示
す結果を得た。

【００５０】

【表２】

【００５１】比較例１は、実施例１で用いたポリアルキ
レンイミン系高分子凝集剤を単独で用いた例であるが、
実施例１に比べて剥離性も普通程度となり脱水性能も通
常よりは良好ではあるものの、実施例１に比べると明か
に悪い結果となった。

【００５２】比較例２は、実施例２で用いたのと同じ４
級アミノ基含有カチオン系高分子凝集剤を単独で用いた
例であるが、この場合は、比較例１より更に剥離性が悪
化し脱水性も更に悪かった。

【００５３】比較例３、４は、４ＤＡＭ系の両性高分子
凝集剤を単独で用いた場合と、実施例２で用いたのと同
じ４級アミノ基含有カチオン系高分子凝集剤を組み合わ
せて使用した例であるが、比較例４は同３に比べて良好
ではあるものの、実施例２に比べると剥離性及び脱水性
が明らかに悪く、また比較例５は、実施例３で用いたＲ
−３に代えて分子量が５０万（固有粘度で表すと、概ね
［η］＝２．２dl/gに相当する）である低分子量のポリ
アルキレンイミン系高分子凝集剤Ｒ−５を使用した例で
あるが、性能は見劣りしないものの実施例３に比べる
と、凝集剤としての添加量が多くなり、経済性に劣るこ
とが分かる。

【００５４】

【発明の効果】本発明によれば、汚泥が４級アミノ基含
有カチオン系高分子重合体の添加によって効率よく有機
汚泥の電荷中和の近くまで反応することが期待でき、ま
た、ポリアルキレンイミン系高分子凝集剤の添加によっ
て汚泥の電荷が中和されると共にフロックは集合フロッ
クとして大きく成長するものと考えられ、これら２種の
凝集剤の併用によって、下水、し尿処理場等から生じる
汚水中の有機汚泥を効率よく凝集フロック化させると共
に、脱水ケーキの含水率を大幅に低減させることがで
き、かつ脱水ケーキの剥離性をも大幅に改善できる。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 有機汚泥を高分子凝集剤で処理するに当
   たり、凝集剤として、分子量が１００万〜８００万のポ
   リアルキレンイミン系高分子凝集剤と４級化されたアミ
   ノ基を有するカチオン系高分子凝集剤を併用することを
   特徴とする有機汚泥の処理法。
2. 【請求項２】 ポリアルキレンイミン系高分子凝集剤と
   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 で
   ある両性高分子凝集剤を使用する請求項１に記載の有機
   汚泥の処理法。
3. 【請求項３】 ポリアルキレンイミン系高分子凝集剤
   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請求項１または２に
   記載の有機汚泥の処理法。
4. 【請求項４】 ポリアルキレンイミン系高分子凝集剤
   が、下記［１］式と［２］式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
   率で存在する請求項１〜３のいずれかに記載の有機汚泥
   の処理法。 【化１】 【化２】
5. 【請求項５】 ４級化されたアミノ基を有するカチオン
   系高分子凝集剤として、ジアルキルアミノアルキル（メ
   タ）アクリレートおよび／またはジアルキルアミノアル
   キル（メタ）アクリルアミドの４級アンモニウム塩を含
   むカチオン系高分子凝集剤を使用する請求項１〜４のい
   ずれかに記載の有機汚泥の処理法。
6. 【請求項６】 ４級化されたアミノ基を有するカチオン
   系高分子凝集剤として、ジメチルジアリルアミン、アリ
   ルアミンおよびビニルアミンよりなる群から選択される
   少なくとも１種のアミンの４級アンモニウム塩を含むカ
   チオン系高分子凝集剤を使用する請求項１〜４のいずれ
   かに記載の有機汚泥の処理法。
7. 【請求項７】 ポリアルキレンイミン系高分子凝集剤と
   ４級化されたアミノ基を有するカチオン系高分子凝集剤
   を、重量比で９０：１０〜１０：９０の比率で併用する
   請求項１〜６のいずれかに記載の有機汚泥の処理法。