(57)【要約】  本発明は、下水消化汚泥に対して、凝集剤の使用量を低減し、凝集性、ろ過性及び分離液の清澄性に優れるフロックを得ることができ、且つ脱水ケーキの含水率を低下させることができる汚泥の脱水方法を提供する。具体的には、下水消化汚泥に、カチオン当量値が４．０ｍｅｑ／ｇ以上でかつ０．５％塩粘度が４０ｍＰａ・ｓ未満の重合体を含むカチオン性高分子凝集剤を添加した後、ベルトプレス又はフィルタープレスにより脱水処理することを特徴とする下水消化汚泥の脱水方法、並びに、下水消化汚泥に、無機凝集剤を使用せずに、カチオン当量値が４．０ｍｅｑ／ｇ以上でかつ０．５％塩粘度が４０ｍＰａ・ｓ以上の重合体を含むカチオン性高分子凝集剤を添加しつつ又は添加した後、遠心脱水処理することを特徴とする下水消化汚泥の脱水方法に関する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
下水消化汚泥に、カチオン当量値が４．０ｍｅｑ／ｇ以上でかつ０．５％塩粘度が４０ｍＰａ・ｓ未満の重合体を含むカチオン性高分子凝集剤を添加した後、ベルトプレス又はフィルタープレスにより脱水処理することを特徴とする下水消化汚泥の脱水方法。
【請求項２】
前記重合体のカチオン当量値が４．０〜５．２ｍｅｑ／ｇでかつ０．５％塩粘度が１０ｍＰａ・ｓ以上４０ｍＰａ・ｓ未満である請求項１に記載の下水消化汚泥の脱水方法。
【請求項３】
前記下水消化汚泥のｍ−アルカリ度が５００〜６０００であり、カチオン要求量が０．０５〜０．７ｍｅｑ／ｇ−ＴＳである請求項１又は２に記載の下水消化汚泥の脱水方法。
【請求項４】
下水消化汚泥に、無機凝集剤を使用せずに、カチオン当量値が４．０ｍｅｑ／ｇ以上でかつ０．５％塩粘度が４０ｍＰａ・ｓ以上の重合体を含むカチオン性高分子凝集剤を添加しつつ又は添加した後、遠心脱水処理することを特徴とする下水消化汚泥の脱水方法。
【請求項５】
前記重合体のカチオン当量値が４．０〜５．２ｍｅｑ／ｇでかつ０．５％塩粘度が４０〜１００ｍＰａ・ｓである請求項４に記載の下水消化汚泥の脱水方法。
【請求項６】
前記下水消化汚泥のｍ−アルカリ度が５００〜６０００であり、カチオン要求量が０．０５〜０．７ｍｅｑ／ｇ−ＴＳである請求項４又は５に記載の下水消化汚泥の脱水方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、凝集力及び脱水性に優れ、濾過速度が速く、優れたフロック（集塊）を得ることができるという各種凝集脱水性能に優れる、下水消化汚泥の脱水方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
下水、し尿処理場及び有機性産業排水等より生じる有機質汚泥は、高分子凝集剤を添加して、スクリュープレス、スクリューデカンター及びベルトプレス等の脱水装置を使用して脱水される。【０００３】
脱水処理後の汚泥ケーキは、埋め立てや焼却処分されるが、汚泥ケーキ中の含水率を１％低下させることで、焼却で使用する燃料の１０％程度をコストダウンすることができるため、汚泥ケーキ中の含水率を低下させるために、種々の検討が行われている。【０００４】
ところで、下水処理場において、汚泥中に含まれる有機分含有量が多い場合には、有機質汚泥に嫌気性処理がなされる。近年において、有機質汚泥を嫌気性処理して得られる消化汚泥は、繊維分が極端に低いことや、腐敗性粘着性物質を含むため、従来の脱水方法では脱水し難い性状となっている。【０００５】
消化汚泥の脱水方法としては、例えば、無機凝集剤としてポリ硫酸鉄を用い、これにノニオン、アニオン、又はカチオン性高分子凝集剤を単独で添加してフロックを形成し脱水する方法（特許文献１）や、無機凝集剤を添加後、ｐＨを５〜８に調節し、これに両性高分子凝集剤を添加する方法（特許文献２）があるが、凝集剤を多量に使用する必要があるため、凝集剤の使用コストが高くなったり、汚泥脱水性能が不十分となることがあった。【０００６】
最近では、消化汚泥の処理方法として、ポリアミジンを使用する方法（特許文献３）や、無機凝集剤とアクリレート系カチオン高分子凝集剤を併用する方法（特許文献４、５等）が知られている。前者のポリアミジンを使用する方法は、ポリアミジンの高いカチオン性により、前記した汚泥脱水方法に対して優れた方法であり、後者の無機凝集剤とアクリレート系カチオン高分子凝集剤を併用する方法も、前記した汚泥脱水方法に対して優れた方法である。【０００７】
しかしながら、得られるフロックが、凝集性及びろ過性の点で不十分で、脱水ケーキの含水率も不十分であり、かつ凝集剤の使用量を多量にせざるを得ないといった問題を有している。さらに加えて、汚泥脱水処理においては、脱水後のケーキは焼却して処理するが、無機凝集剤を使用する方法では無機凝集剤の割合が多いと燃焼性能が低下したり、又無機凝集剤は焼却しても残渣として残ってしまうので、廃棄物量が多くなってしまう問題を有するものであった。【０００８】
又、ポリアルキレンオキサイド単位を有するカチオン性高分子からなる高分子凝集剤を用いて、スクリュープレス脱水機又は回転加圧脱水機を用いて脱水する消化汚泥の脱水方法も提案されている（特許文献６）。【０００９】
しかしながら、これら脱水機を使用する場合は、強固なフロックを形成しないと、フロックが破壊したものがパンチングメタルの穴を通じてろ液に移行する問題が発生することがあり、また、遠心脱水機を使用する脱水には不向きであるため、さらなる改善の余地があった。
【特許文献１】特開昭５８−５１９９８号公報（特許請求の範囲）
【特許文献２】特開昭６３−１５８２００号公報（特許請求の範囲）
【特許文献３】特開平５−１９２５１３号公報（特許請求の範囲）
【特許文献４】特開平７−２１４１００号公報（特許請求の範囲）
【特許文献５】特開２００６−１５２０９号公報（特許請求の範囲）
【特許文献６】特開２００４−１９５３７０号公報（特許請求の範囲）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、下水消化汚泥に対して、凝集剤の使用量を低減し、凝集性、ろ過性及び分離液の清澄性に優れるフロックを得ることができ、且つ脱水ケーキの含水率を低下させることができる汚泥の脱水方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者は、上記の課題を解決するため鋭意研究を行った結果、下水消化汚泥に対して、無機凝集剤を使用せずに、カチオン当量値が４．０ｍｅｑ／ｇ以上でかつ０．５％塩粘度が４０ｍＰａ・ｓ未満の高分子凝集剤を添加した後、ベルトプレス又はフィルタープレスにより脱水することにより、前記課題を解決し得ることを見出した。かかる知見に基づき、さらに検討を重ねて本発明を完成するに至った。【００１２】
即ち、本発明は、以下の下水消化汚泥の脱水方法を提供する。以下、「第１発明」と表記する。【００１３】
項１．  下水消化汚泥に、カチオン当量値が４．０ｍｅｑ／ｇ以上でかつ０．５％塩粘度が４０ｍＰａ・ｓ未満の重合体を含むカチオン性高分子凝集剤を添加した後、ベルトプレス又はフィルタープレスにより脱水処理することを特徴とする下水消化汚泥の脱水方法。【００１４】
項２．  前記重合体のカチオン当量値が４．０〜５．２ｍｅｑ／ｇでかつ０．５％塩粘度が１０ｍＰａ・ｓ以上４０ｍＰａ・ｓ未満である項１に記載の下水消化汚泥の脱水方法。【００１５】
項３.  前記下水消化汚泥のｍ−アルカリ度が５００〜６０００であり、カチオン要求量が０．０５〜０．７ｍｅｑ／ｇ−ＴＳである項１又は２に記載の下水消化汚泥の脱水方法。【００１６】
また、本発明者は、下水消化汚泥に対して、無機凝集剤を使用せずに、カチオン当量値が４．０ｍｅｑ／ｇ以上でかつ０．５％塩粘度が４０ｍＰａ・ｓ以上の重合体を含む高分子凝集剤を添加しつつ又は添加した後、遠心脱水処理することにより、前記課題を解決し得ることを見出した。かかる知見に基づき、さらに検討を重ねて本発明を完成するに至った。【００１７】
即ち、本発明は、以下の下水消化汚泥の脱水方法を提供する。以下、「第２発明」と表記する。【００１８】
項４．  下水消化汚泥に、無機凝集剤を使用せずに、カチオン当量値が４．０ｍｅｑ／ｇ以上でかつ０．５％塩粘度が４０ｍＰａ・ｓ以上の重合体を含むカチオン性高分子凝集剤を添加しつつ又は添加した後、遠心脱水処理することを特徴とする下水消化汚泥の脱水方法。【００１９】
項５．  前記重合体のカチオン当量値が４．０〜５．２ｍｅｑ／ｇでかつ０．５％塩粘度が４０〜１００ｍＰａ・ｓである項４に記載の下水消化汚泥の脱水方法。【００２０】
項６.  前記下水消化汚泥のｍ−アルカリ度が５００〜６０００であり、カチオン要求量が０．０５〜０．７ｍｅｑ／ｇ−ＴＳである項４又は５に記載の下水消化汚泥の脱水方法。【００２１】
尚、本明細書においては、アクリレート又はメタクリレートを（メタ）アクリレートと表し、アクリルアミド又はメタクリルアミドを（メタ）アクリルアミドと表し、アクリル酸又はメタクリル酸を（メタ）アクリル酸と表し、アクリロニトリル又はメタクリロニトリルを（メタ）アクリロニトリルと表す。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の汚泥の脱水方法によれば、下水消化汚泥に対して、凝集剤の使用量を低減し、フロック凝集性及びろ過性に優れ、清澄性に優れた分離液を得ることができ、且つ脱水ケーキの含水率を低下させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明を詳細に説明する。
［第１発明］
本発明の下水消化汚泥の脱水方法は、下水消化汚泥に、カチオン当量値が４．０ｍｅｑ／ｇ以上でかつ０．５％塩粘度が４０ｍＰａ・ｓ未満の重合体を含むカチオン性高分子凝集剤を添加した後、ベルトプレス又はフィルタープレスにより脱水処理することを特徴とする。本発明では、上記所定の高分子凝集剤を使用するため、凝集剤の使用量を低減すると共に、凝集性及びろ過性に優れるフロックを形成し、しかも脱水ケーキの含水率を低下させることができる。【００２４】
本発明の汚泥脱水方法では、さらに無機凝集剤を使用する必要がないため、無機凝集剤に起因する脱水後のケーキ焼却において燃焼性能が低下や、廃棄物量が多くなってしまう問題を解消することができる。
１．カチオン性高分子凝集剤
本発明で使用するカチオン性高分子凝集剤（以下、単に「高分子凝集剤」という）は、カチオン当量値（以下「Ｃｖ」という）は、４．０ｍｅｑ／ｇ以上で、かつ０．５％塩粘度が４０ｍＰａ・ｓ未満の重合体（以下、単に「重合体」という）を含むものである。【００２５】
本発明の重合体のＣｖは、４．０ｍｅｑ／ｇ以上、、好ましくは４．０〜５．２ｍｅｑ／ｇ、より好ましくは４．２〜５．１ｍｅｑ／ｇである。Ｃｖが４．０ｍｅｑ／ｇ以上と高いため、より少量で汚泥の荷電中和が可能となる。Ｃｖが４．０ｍｅｑ／ｇ未満では、汚泥の荷電中和が不十分となるため、脱水が不十分してしまう。なお、Ｃｖは、実施例に示すコロイド滴定法によって求めた値をいう。【００２６】
本発明の重合体は、分子量の指標である０．５％塩粘度が４０ｍＰａ・ｓ未満であり、安定した脱水処理を達成するためには、好ましくは１０ｍＰａ・ｓ以上４０ｍＰａ・ｓ未満、より好ましくは１５ｍＰａ・ｓ以上４０ｍＰａ・ｓ未満である。０．５％塩粘度を４０ｍＰａ・ｓ未満とするのは、過大なフロックを形成して脱水性を低下させないためであり、４０ｍＰａ・ｓ以上であるとフロック径が大きくなりすぎ、ろ布からの剥離性が悪化し、又、フィルタープレスの場合はろ室への充填量が少なくなるため好ましくない。なお、０.５％塩粘度は、実施例に記載の測定方法によって求めた値をいう。【００２７】
前記重合体としては、例えば、カチオン性単量体単位を必須構成単量体単位とし、必要に応じノニオン性単量体単位を含むカチオン性重合体が挙げられ、或いは、カチオン性単量体単位及びアニオン性単量体単位を含み、必要に応じノニオン性単量体単位を有する両性重合体が挙げられる。上記のＣｖ及び０.５％塩粘度の範囲を満たすものであれば種々の重合体（高分子）が使用できる。これらの重合体は、１種又は２種以上の混合物を用いても良い。【００２８】
カチオン性単量体としては、カチオン性ビニル単量体が好ましく、具体的にはジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート、ジエチルアミノエチル（メタ）アクリレート及びジエチルアミノ−２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート等のジアルキルアミノアルキル（メタ）アクリレートの塩酸塩及び硫酸塩等の３級塩；ジアルキルアミノアルキル（メタ）アクリレートの塩化メチル付加物等のハロゲン化アルキル付加物及び塩化ベンジル付加物等のハロゲン化アラルキル付加物等の４級塩；Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピル（メタ）アクリルアミド等のジアルキルアミノアルキル（メタ）アクリルアミド等の塩酸塩及び硫酸塩等の３級塩；ジアルキルアミノアルキル（メタ）アクリルアミドの塩化メチル付加物等のハロゲン化アルキル付加物及び塩化ベンジル付加物等のハロゲン化アラルキル付加物等の４級塩等が挙げられる。【００２９】
アニオン性単量体としては、アニオン性ビニル単量体が好ましく、具体的には（メタ）アクリル酸及びこのナトリウム塩等のアルカリ金属塩又はアンモニウム塩；マレイン酸等及びそれらのアルカリ金属塩；アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸等のアクリルアミドアルキルアルカンスルホン酸及びこのアルカリ金属塩又はアンモニウム塩；並びにビニルスルホン酸及びこのアルカリ金属塩又はアンモニウム塩等が挙げられる。【００３０】
ノニオン性単量体としては、ノニオン性ビニル単量体が好ましく、具体的には（メタ）アクリルアミド、ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート等のジアルキルアミノアルキル（メタ）アクリレート、ジアルキルアミノプロピル（メタ）アクリルアミド等のジアルキルアミノアルキル（メタ）アクリルアミド、スチレン、アクリロニトリル、酢酸ビニル、アルキル(メタ)アクリレート、アルコキシアルキル（メタ）アクリレート、ビニルピリジン、ビニルイミダノール及びアリルアミン等を挙げることができる。これらの中でも、（メタ）アクリルアミドが好ましい。【００３１】
又、エチレン性不飽和基を有するアルキレンオキサイドオリゴマーの存在下に、前記した単量体を重合したものも使用できる。【００３２】
いずれの単量体も、単独又は２種以上を使用することができる。【００３３】
本発明における好ましい単量体の組合せとしては、カチオン性重合体の場合は、[1]カチオン性単量体としてジアルキルアミノアルキルアクリレートの３級塩又は４級塩、及びノニオン性単量体としてアクリルアミドからなる共重合体、[2]カチオン性単量体としてジアルキルアミノアルキルメタクリレートの３級塩又は４級塩、及びノニオン性単量体としてアクリルアミドからなる共重合体、並びに[3]カチオン性単量体としてジアルキルアミノアルキルメタクリレートの３級塩又は４級塩とジアルキルアミノアルキルアクリレートの３級塩又は４級塩、及びノニオン性単量体としてアクリルアミドからなる共重合体がある。【００３４】
又、両性重合体の場合は、[1]カチオン性単量体としてジアルキルアミノアルキルアクリレートの３級塩又は４級塩、アニオン性単量体としてアクリル酸塩、及びノニオン性単量体としてアクリルアミドからなる共重合体、[2]カチオン性単量体としてジアルキルアミノアルキルメタクリレートの３級塩又は４級塩、アニオン性単量体としてアクリル酸塩、及びノニオン性単量体としてアクリルアミドからなる共重合体、並びに[3]カチオン性単量体としてジアルキルアミノアルキルメタクリレートの３級塩又は４級塩とジアルキルアミノアルキルアクリレートの３級塩又は４級塩、アニオン性単量体としてアクリル酸塩、及びノニオン性単量体としてアクリルアミドからなる共重合体がある。【００３５】
本発明では、カチオン性単量体としてアクリレートを使用したカチオン性高分子が、単量体の共重合性に優れる高分子であり、消化汚泥の脱水性能に優れるためより好ましい。【００３６】
本発明のカチオン性重合体におけるカチオン性単量体単位の共重合割合としては、前記Ｃｖ及び０.５％塩粘度の範囲を満たす様に適宜設定すれば良く、全構成単量体単位を基準として、カチオン性単量体単位を５５〜１００モル％、好ましくは７０〜１００モル％、より好ましくは８０〜１００モル％である。カチオン性単量体単位以外のノニオン性単量体単位を含む場合は、０〜４５モル％、好ましくは０〜３０モル％、より好ましくは０〜２０モル％である。【００３７】
又、両性重合体の場合は、全構成単量体単位を基準として、カチオン性単量体単位を５５〜９５モル％、好ましくは７０〜９５モル％、より好ましくは８０〜９５モル％である。カチオン性単量体単位以外のアニオン性単量体単位及びノニオン性単量体単位が、両者の和が５〜４５モル％、好ましくは５〜３０モル％、より好ましくは５〜２０モル％である。この場合、ノニオン性単量体を少なくとも５モル％共重合させた共重合体が好ましい。【００３８】
前記重合体の製造方法については特に制限はなく、前記した単量体を使用して、一般的な重合方法を採用することができる。例えば、水溶液重合であれば、重合開始剤として過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム、２,２'−アゾビス（２−アミジノプロパン）二塩酸塩や、レドックス系の重合開始剤等を用いて、熱ラジカル重合を行う方法や、アゾ系化合物、ベンゾイン及びアセトフェノン型の光重合開始剤を用いて紫外線照射により光ラジカル重合を行うこともできる。又、逆相のエマルション重合であれば、前記重合開始剤以外に、アゾビスイソブチロニトリルや過酸化ベンゾイル等の水不溶性開始剤を用いて重合を行っても良い。【００３９】
水溶液重合の場合には、得られたゲル状の重合体は、その後、公知の方法で切断・細断する。細断した重合体は、バンド式乾燥機、回転式乾燥機、遠赤外線式乾燥機及び振動流動式乾燥機等の乾燥機を使用し、温度６０〜１５０℃程度で乾燥し、ロール式粉砕機等で粉砕して粉末状の重合体とされ、粒度調整される。【００４０】
逆相エマルション重合の場合には、水で希釈、転相させて水中油型エマルションとして使用する。【００４１】
本発明の高分子凝集剤としては、粉末状品のものでも逆相エマルション品のものでも使用できる。【００４２】
本発明では、前記高分子に加え、硫酸水素ナトリウム、硫酸ナトリウム及びスルファミン酸等、脱水処理に悪影響がでないかぎり公知の添加剤と混合して使用しても良い。
２．消化汚泥の脱水方法
本発明の脱水処理の対象とされる下水消化汚泥とは、下水処理場で発生する有機質汚泥を嫌気性消化処理したものであり、かかる汚泥であれば種々の汚泥が適用可能である。【００４３】
消化汚泥としては、消化の指標を表すｍ−アルカリ度が５００〜６，０００の汚泥が好ましく、より好ましくは２，０００〜４，５００の汚泥である。なお、「ｍ−アルカリ度」とは、消化汚泥の進行を表す指標であり、消化が進行するとアルカリの割合が増加するので、これを中和してｐＨ＝4.8にするために必要な酸の割合をＣａＣＯ３換算したものである。【００４４】
本発明においては、下水消化汚泥中のカチオン要求量を測定し、この結果に応じて高分子凝集剤を添加する方法が、効率的にしかも無駄なく高分子凝集剤を添加することができるため好ましい。下水消化汚泥中のカチオン要求量は、０．０５〜０．７ｍｅｑ／ｇ−ＴＳが好ましく、より好ましくは０．０５〜０．５ｍｅｑ／ｇ−ＴＳであれば容易に処理が可能である。なお、カチオン要求量とは、特開２０００−２５８４０７号公報に記載された光ラベル化カチオン性高分子を用いて測定した値である。【００４５】
本発明は、下水消化汚泥に、前記高分子凝集剤を添加した後、ベルトプレス又はフィルタープレス脱水機を用いて脱水するする消化汚泥の脱水方法である。【００４６】
高分子凝集剤の汚泥への添加方法、フロックの形成方法に格別の方法はなく、現在使用されている方法が問題なく適用される。【００４７】
本発明においては、高分子凝集剤を添加する前に、必要に応じ汚泥のｐＨを４〜８とすることが好ましい。これにより、より効果的に汚泥の処理を行うことができる。なお、ｐＨの調整は、酸又はアルカリを添加して調整する。酸としては、塩酸、硫酸、酢酸及びスルファミン酸等を挙げることができる。又、アルカリとしては、苛性ソーダ、苛性カリ、消石灰及びアンモニア等が挙げられる。【００４８】
高分子凝集剤の汚泥に対する添加割合としては、汚泥の蒸発残留物（ＴＳ）に対して０．１〜５．０質量％、好ましくは０．３〜３．０質量％、さらに好ましくは０．５〜２．０質量％である。高分子凝集剤と後記するその他の高分子凝集剤を併用する場合は、全高分子凝集剤の合計量が前記添加割合を満たすことが好ましい。【００４９】
本発明においては、前記高分子凝集剤の他、必要に要に応じて、有機カチオン性化合物、アニオン性高分子凝集剤等の他の凝集剤を併用することができる。他の凝集剤の使用量は、全凝集剤に対して１，０００質量％以下、好ましくは１００質量％以下である。【００５０】
有機カチオン性化合物としては、ポリマーポリアミン、ポリアミジン及びカチオン性界面活性剤等を例示できる。アニオン性高分子凝集剤としては、前記したアニオン性単量体の単独重合体及び前記したアニオン性単量体及びノニオン性単量体の共重合体等を挙げることができる。【００５１】
汚泥脱水剤を添加した後の攪拌速度及び攪拌時間等は、従来行われている脱水条件に従えば良い。【００５２】
本発明では、形成されたフロックをベルトプレス又はフィルタープレスにより脱水し、脱水ケーキとする。ここでベルトプレス又はフィルタープレス脱水処理を採用するのは、スクリュープレスやロータリープレスに比べ圧搾圧や圧搾時間の制御が容易なため、ろ液の清澄性を損なわないままケーキ含水率を低減する条件を得やすいからである。【００５３】
使用されるベルトプレス機としては、通常の重力脱水ゾーンと圧搾ゾーンが連続したもののほか、重力ゾーンを分離したタイプ、さらには後段に高圧圧搾装置を備えたもの等が例示できる。【００５４】
また、フィルタープレスとしては、横型積送方式で、ろ室が単式（くぼみのある板２枚で交互にはさむ構造）のものが挙げられる。さらには汚泥の圧入装置を備えたもの、通気脱水装置を備えたもの等が例示できる。【００５５】
脱水の条件としては、汚泥の性状、適用する汚泥の性状、使用する高分子凝集剤の種類及び遠心分離機の種類等に応じて適宜設定すれば良い。ベルトプレスでは初期圧搾脱水の面圧(ろ布張力/ロール半径)が１０〜１００ｋＰａの範囲であり、ろ布速度が０．３〜５ｍ／分で運転されることが好ましい。フィルタープレスでは、圧搾圧力が０．５〜５ＭＰａの範囲であり、圧搾時間が５〜２０分の範囲であることが好ましい。
［第２発明］
本発明の下水消化汚泥の脱水方法は、下水消化汚泥に、無機凝集剤を使用せずに、カチオン当量値が４．０ｍｅｑ／ｇ以上でかつ０．５％塩粘度が４０ｍＰａ・ｓ以上の重合体を含む高分子凝集剤を添加しつつ又は添加した後、遠心脱水処理することを特徴とする。本発明では、上記所定の高分子凝集剤を使用するため、無機凝集剤の使用を省略して凝集剤の使用量を低減すると共に、凝集性、ろ過性及び分離液（ろ液）の清澄性に優れるフロックを形成し、しかも脱水ケーキの含水率を低下させることができる。【００５６】
本発明の汚泥脱水方法では、無機凝集剤を使用しないため、脱水後のケーキ焼却において燃焼性能が低下や、廃棄物量が多くなってしまう問題を解消するものである。
１．カチオン性高分子凝集剤
本発明で使用するカチオン性高分子凝集剤（以下、単に「高分子凝集剤」という）は、カチオン当量値（以下「Ｃｖ」という）は、４．０ｍｅｑ／ｇ以上で、かつ０．５％塩粘度が４０ｍＰａ・ｓ以下の重合体（以下、単に「重合体」という）を含むものである。【００５７】
本発明の重合体のＣｖは、４．０ｍｅｑ／ｇ以上、好ましくは４．０〜５．２ｍｅｑ／ｇ、より好ましくは４．２〜５．１ｍｅｑ／ｇである。Ｃｖが４．０ｍｅｑ／ｇ以上と高いため、より少量で汚泥の荷電中和が可能となる。Ｃｖが４．０ｍｅｑ／ｇ未満では、汚泥の荷電中和が不十分となるため、脱水が不十分となり、且つフロックの造粒性が不足してしまう。なお、Ｃｖは、実施例に示すコロイド滴定法によって求めた値をいう。【００５８】
本発明の重合体は、分子量の指標である０．５％塩粘度が４０ｍＰａ・ｓ以上であり、安定した脱水処理を達成するためには、好ましくは４０〜１００ｍＰａ・ｓ、より好ましくは４０〜８０ｍＰａ・ｓである。０．５％塩粘度を４０ｍＰａ・ｓ以上とするのは、遠心沈降に十分な粒径のフロックを形成させるためであり、４０ｍＰａ・ｓ未満であるとフロック径を大きくしにくくなるため好ましくない。なお、０.５％塩粘度は、実施例に記載の測定方法によって求めた値をいう。【００５９】
前記重合体としては、例えば、カチオン性単量体単位を必須構成単量体単位とし、必要に応じノニオン性単量体単位を含むカチオン性重合体が挙げられ、或いは、カチオン性単量体単位及びアニオン性単量体単位を含み、必要に応じノニオン性単量体単位を有する両性重合体が挙げられる。上記のＣｖ及び０.５％塩粘度の範囲を満たすものであれば種々の重合体（高分子）が使用できる。これらの重合体は、１種又は２種以上の混合物を用いても良い。【００６０】
カチオン性単量体としては、カチオン性ビニル単量体が好ましく、具体的にはジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート、ジエチルアミノエチル（メタ）アクリレート及びジエチルアミノ−２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート等のジアルキルアミノアルキル（メタ）アクリレートの塩酸塩及び硫酸塩等の３級塩；ジアルキルアミノアルキル（メタ）アクリレートの塩化メチル付加物等のハロゲン化アルキル付加物及び塩化ベンジル付加物等のハロゲン化アラルキル付加物等の４級塩；Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピル（メタ）アクリルアミド等のジアルキルアミノアルキル（メタ）アクリルアミド等の塩酸塩及び硫酸塩等の３級塩；ジアルキルアミノアルキル（メタ）アクリルアミドの塩化メチル付加物等のハロゲン化アルキル付加物及び塩化ベンジル付加物等のハロゲン化アラルキル付加物等の４級塩等が挙げられる。【００６１】
アニオン性単量体としては、アニオン性ビニル単量体が好ましく、具体的には（メタ）アクリル酸及びこのナトリウム塩等のアルカリ金属塩又はアンモニウム塩；マレイン酸等及びそれらのアルカリ金属塩；アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸等のアクリルアミドアルキルアルカンスルホン酸及びこのアルカリ金属塩又はアンモニウム塩；並びにビニルスルホン酸及びこのアルカリ金属塩又はアンモニウム塩等が挙げられる。【００６２】
ノニオン性単量体としては、ノニオン性ビニル単量体が好ましく、具体的には（メタ）アクリルアミド、ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート等のジアルキルアミノアルキル（メタ）アクリレート、ジアルキルアミノプロピル（メタ）アクリルアミド等のジアルキルアミノアルキル（メタ）アクリルアミド、スチレン、アクリロニトリル、酢酸ビニル、アルキル(メタ)アクリレート、アルコキシアルキル（メタ）アクリレート、ビニルピリジン、ビニルイミダノール及びアリルアミン等を挙げることができる。これらの中でも、（メタ）アクリルアミドが好ましい。【００６３】
又、エチレン性不飽和基を有するアルキレンオキサイドオリゴマーの存在下に、前記した単量体を重合したものも使用できる。【００６４】
いずれの単量体も、単独又は２種以上を使用することができる。【００６５】
本発明における好ましい単量体の組合せとしては、カチオン性重合体の場合は、[1]カチオン性単量体としてジアルキルアミノアルキルアクリレートの３級塩又は４級塩、及びノニオン性単量体としてアクリルアミドからなる共重合体、[2]カチオン性単量体としてジアルキルアミノアルキルメタクリレートの３級塩又は４級塩、及びノニオン性単量体としてアクリルアミドからなる共重合体、並びに[3]カチオン性単量体としてジアルキルアミノアルキルメタクリレートの３級塩又は４級塩とジアルキルアミノアルキルアクリレートの３級塩又は４級塩、及びノニオン性単量体としてアクリルアミドからなる共重合体が挙げられる。【００６６】
又、両性重合体の場合は、[1]カチオン性単量体としてジアルキルアミノアルキルアクリレートの３級塩又は４級塩、アニオン性単量体としてアクリル酸塩、及びノニオン性単量体としてアクリルアミドからなる共重合体、[2]カチオン性単量体としてジアルキルアミノアルキルメタクリレートの３級塩又は４級塩、アニオン性単量体としてアクリル酸塩、及びノニオン性単量体としてアクリルアミドからなる共重合体、並びに[3]カチオン性単量体としてジアルキルアミノアルキルメタクリレートの３級塩又は４級塩とジアルキルアミノアルキルアクリレートの３級塩又は４級塩、アニオン性単量体としてアクリル酸塩、及びノニオン性単量体としてアクリルアミドからなる共重合体が挙げられる。【００６７】
本発明では、カチオン性単量体としてアクリレートを使用したカチオン性重合体が、単量体の共重合性に優れる高分子であり、消化汚泥の脱水性能に優れるためより好ましい。【００６８】
本発明のカチオン性重合体におけるカチオン性単量体単位の共重合割合としては、前記Ｃｖ及び０.５％塩粘度の範囲を満たす様に適宜設定すれば良く、全構成単量体単位を基準として、カチオン性単量体単位を５５〜１００モル％、好ましくは７０〜１００モル％、より好ましくは８０〜１００モル％である。カチオン性単量体単位以外のノニオン性単量体単位を含む場合は、０〜４５モル％、好ましくは０〜３０モル％、より好ましくは０〜２０モル％である。【００６９】
又、両性重合体の場合は、全構成単量体単位を基準として、カチオン性単量体単位を５５〜９５モル％、好ましくは７０〜９５モル％、より好ましくは８０〜９５モル％である。カチオン性単量体単位以外のアニオン性単量体単位及びノニオン性単量体単位が、両者の和が５〜４５モル％、好ましくは５〜３０モル％、より好ましくは５〜２０モル％である。この場合、ノニオン性単量体を少なくとも５モル％共重合させた共重合体が好ましい。【００７０】
前記重合体の製造方法については特に制限はなく、前記した単量体を使用して、一般的な重合方法を採用することができる。例えば、水溶液重合であれば、重合開始剤として過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム、２,２'−アゾビス（２−アミジノプロパン）二塩酸塩や、レドックス系の重合開始剤等を用いて、熱ラジカル重合を行う方法や、アゾ系化合物、ベンゾイン及びアセトフェノン型の光重合開始剤を用いて紫外線照射により光ラジカル重合を行うこともできる。又、逆相のエマルション重合であれば、前記重合開始剤以外に、アゾビスイソブチロニトリルや過酸化ベンゾイル等の水不溶性開始剤を用いて重合を行っても良い。【００７１】
水溶液重合の場合には、得られたゲル状の重合体は、その後、公知の方法で切断・細断する。細断した重合体は、バンド式乾燥機、回転式乾燥機、遠赤外線式乾燥機及び振動流動式乾燥機等の乾燥機を使用し、温度６０〜１５０℃程度で乾燥し、ロール式粉砕機等で粉砕して粉末状の重合体とされ、粒度調整される。【００７２】
逆相エマルション重合の場合には、水で希釈、転相させて水中油型エマルションとして使用する。【００７３】
本発明の高分子凝集剤としては、粉末状品のものでも逆相エマルション品のものでも使用できる。【００７４】
本発明では、前記高分子に加え、硫酸水素ナトリウム、硫酸ナトリウム及びスルファミン酸等、脱水処理に悪影響がでないかぎり公知の添加剤と混合して使用しても良い。
２．消化汚泥の脱水方法
本発明の脱水処理の対象とされる下水消化汚泥とは、下水処理場で発生する有機質汚泥を嫌気性消化処理したものであり、かかる汚泥であれば種々の汚泥が適用可能である。【００７５】
消化汚泥としては、消化の指標を表すｍ−アルカリ度が５００〜６，０００の汚泥が好ましく、より好ましくは２，０００〜４，５００の汚泥である。なお、「ｍ−アルカリ度」とは、消化汚泥の進行を表す指標であり、消化が進行するとアルカリの割合が増加するので、これを中和してｐＨ＝4.8にするために必要な酸の割合をＣａＣＯ３換算したものである。【００７６】
本発明においては、下水消化汚泥中のカチオン要求量を測定し、この結果に応じて高分子凝集剤を添加する方法が、効率的にしかも無駄なく高分子凝集剤を添加することができるため好ましい。下水消化汚泥中のカチオン要求量は、０．０５〜０．７ｍｅｑ／ｇ−ＴＳが好ましく、より好ましくは０．０５〜０．５ｍｅｑ／ｇ−ＴＳであれば容易に処理が可能である。なお、カチオン要求量とは、特開２０００−２５８４０７号公報に記載された光ラベル化カチオン性高分子を用いて測定した値である。【００７７】
本発明は、下水消化汚泥に、無機凝集剤を使用せずに、前記重合体を含む高分子凝集剤を添加しつつ又は添加した、遠心脱水機を用いて脱水するする消化汚泥の脱水方法である。【００７８】
高分子凝集剤の汚泥への添加方法、フロックの形成方法に格別の方法はなく、現在使用されている方法が問題なく適用される。【００７９】
高分子凝集剤の添加方法としては、汚泥に凝集剤を添加した後、これを遠心脱水機に供給して脱水する方法（機外薬注型）と、汚泥を遠心脱水機に供給しつつ、同時に凝集剤を添加する方法（機内薬注型）のいずれでも使用できる。【００８０】
本発明においては、高分子凝集剤を添加する前に、必要に応じ汚泥のｐＨを４〜８とすることが好ましい。これにより、より効果的に汚泥の処理を行うことができる。なお、ｐＨの調製は、酸又はアルカリを添加して調整する。酸としては、塩酸、硫酸、酢酸及びスルファミン酸等を挙げることができる。又、アルカリとしては、苛性ソーダ、苛性カリ、消石灰及びアンモニア等が挙げられる。【００８１】
高分子凝集剤の汚泥に対する添加割合としては、汚泥の蒸発残留物（ＴＳ）に対して０．１〜５．０質量％、好ましくは０．３〜３．０質量％、さらに好ましくは０．５〜２．０質量％である。高分子凝集剤と後記するその他の高分子凝集剤を併用する場合は、全高分子凝集剤の合計量が前記添加割合を満たすことが好ましい。【００８２】
本発明においては、前記高分子凝集剤の他、必要に要に応じて、有機カチオン性化合物、アニオン性高分子凝集剤等の他の凝集剤を併用することができる。他の凝集剤の使用量は、全凝集剤に対して１，０００質量％以下、好ましくは１００質量％以下である。【００８３】
有機カチオン性化合物としては、ポリマーポリアミン、ポリアミジン及びカチオン性界面活性剤等を例示できる。アニオン性高分子凝集剤としては、前記したアニオン性単量体の単独重合体及び前記したアニオン性単量体及びノニオン性単量体の共重合体等を挙げることができる。【００８４】
汚泥脱水剤を添加した後の攪拌速度及び攪拌時間等は、従来行われている脱水条件に従えば良い。【００８５】
本発明では、形成されたフロックを遠心脱水処理により脱水し、脱水ケーキとする。遠心脱水装置としては、例えば、デカンター型（スクリューデカンターといういこともある）及び直胴型等を例示することができる。【００８６】
本発明においては、遠心脱水処理を採用するため、密閉式であるため臭気の問題がなく、コンパクトであるため場所を要しないという効果を奏する。【００８７】
遠心脱水の条件としては、適用する汚泥の性状、使用する高分子凝集剤の種類及び遠心分離機の種類等に応じて適宜設定すれば良い。具体的には、固形物滞留時間（ボウル容積×０．２０／固形物注入速度）が０．２〜５分の範囲であり、スクリュー差速を０．５〜１０ｒｐｍの範囲とすることが好ましい。
【実施例】
【００８８】
以下に、実施例及び比較例を挙げ、本発明をより具体的に説明する。なお、以下において「％」とは特に断りのない限り「質量％」を意味する。【００８９】
高分子凝集剤（重合体）のカチオン当量値（Ｃｖ）及び０．５％塩粘度は、次のようにして測定した。
［Ｃｖの測定］
（１）滴定法
コニカルビーカーに脱イオン水９０ｍｌをとり、試料５００ｐｐｍ溶液１０ｍｌを加え、塩酸水溶液でｐＨを４．０とし、約１分間攪拌する。次に、トルイジンブルー指示薬を２〜３滴加え、Ｎ／４００ポリビニル硫酸カリウム試薬（以下Ｎ／４００ＰＶＳＫという）で滴定する。滴定速度は２ｍｌ／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。
（２）試料５００ｐｐｍ水溶液の調製
試料０．２ｇを精秤し、共栓付三角コルベンにとり、脱イオン水１００ｍｌで溶解する。この２５ｍｌを１００ｍｌメスフラスコにて脱イオン水でメスアップする。
（３）計算法【００９０】
【数１】
2008050702.tif 000002
【００９１】
［０.５％塩粘度］
重合体を４質量％の塩化ナトリウム水溶液に溶解し、０.５質量％重合体溶液を調製する。Ｂ型粘度計を用いて、温度２５℃、６０ｒｐｍ、５分後の重合体溶液の粘度を測定する。
［第１発明］
高分子凝集剤としては、粉末状の重合体である、下記表１に示すジメチルアミノエチルアクリレート塩化メチル付加物とアクリルアミドの共重合体（以下、ＤＡＡ系という）及びジメチルアミノエチルメタクリレート塩化メチル付加物の単独重合体（以下、ＤＭＡ系という）を使用した。
［製造例Ａ］
ジメチルアミノエチルアクリレート塩化メチル付加物（以下、「ＤＡＣ」という）の７９ｗｔ％水溶液、アクリルアミド（以下、「ＡＭ」という）の４０ｗｔ％水溶液およびイオン交換水を用い、単量体濃度がそれぞれ８０ｍｏｌ％、２０ｍｏｌ％となり、かつ単量体の濃度が５０ｗｔ％、全量が４５０ｍｌになるように混合した。【００９２】
これを窒素気流で３０分以上脱気しつつ１５℃に調整した。２,２'−アゾビス（２−アミジノプロパン）二塩酸塩（以下、「Ｖ−５０」という）の１０ｗｔ％水溶液を全単量体に対して固形分換算で１０００ｐｐｍ、重亜硫酸ナトリウム（以下、「ＳＨＳ」という）の５％水溶液を全単量体に対して固形分換算で１５ｐｐｍ添加した。【００９３】
これを照射強度が０．４ｍＷ／ｃｍ２となるように調整した紫外線照射装置に投入した。反応は１分以内に開始し、約７分後に最高温度に達した。最高温度到達後、２０分間照射を継続したのち、装置から取り出して放冷した。【００９４】
容器よりゲル状重合体を取り出し、ミートチョッパーに投入して裁断後、６０℃で１０時間乾燥した。冷却後、ミルで粉砕して粉末状高分子凝集剤を得た。
［製造例Ｂ］
製造例Ａにおいて、ＤＡＣ及びＡＭに代えジメチルアミノエチルメタクリレート塩化メチル付加物を１００モル％、単量体濃度を７４ｗｔ％とし、Ｖ−５０の４００ｐｐｍ及びＳＨＳの５ｐｐｍに変更し、製造例Ａの方法にならって重合を行った。【００９５】
得られた重合体を、製造例Ａと同様の方法に従い裁断、乾燥及び粉砕を行い、粉末状高分子凝集剤を得た。
［製造例Ｃ〜Ｄ］
製造例ＡにおけるＶ−５０及びＳＨＳの割合を以下に変更し、製造例Ａの方法にならって重合を行った。
・製造例Ｃ：Ｖ−５０；５００ｐｐｍ、ＳＨＳ；５ｐｐｍ
・製造例Ｄ：Ｖ−５０；３００ｐｐｍ、ＳＨＳ；３ｐｐｍ
［製造例Ｅ〜Ｆ］
製造例ＡにおけるＤＡＣ、ＡＭ、Ｖ−５０及びＳＨＳの割合を以下に変更し、製造例Ａの方法にならって重合を行った。
・製造例Ｅ：ＤＡＣ；６０モル％、ＡＭ；４０モル％、Ｖ−５０；１０００ｐｐｍ、ＳＨＳ；１０ｐｐｍ
・製造例Ｆ：ＤＡＣ；４５モル％、ＡＭ；５５モル％、Ｖ−５０；１２００ｐｐｍ、ＳＨＳ；４５ｐｐｍ
得られた重合体を、製造例Ａと同様の方法に従い裁断、乾燥及び粉砕を行い、粉末状高分子凝集剤を得た。【００９６】
【表１】
2008050702.tif 000003
【００９７】
［実施例１〜５，比較例１〜１０］
表２に示す消化汚泥１又は２の２００ｍｌを３００ｍｌのビーカーに採取し、表１に示した高分子凝集剤Ａ〜Ｆ（０．２％水溶液）を添加後、ジャーテスターを用いて２００ｒｐｍで６０秒間撹拌しフロックを形成させた。フロック径を測定後、８０メッシュのろ布をフィルターとして用いて前記フロック液を重力ろ過した。そのろ過速度を測定し、得られたろ液の概観を次の４段階で評価した。【００９８】
◎：極清澄
○：清澄
△：微濁
×：懸濁
又、得られたケーキをベルトプレス機で圧搾脱水し、その含水率を測定した。それらの結果を表３及び表４に示す。なお、比較例において無機凝集剤を使用する場合は、高分子凝集剤の添加に先立って、ポリ硫酸鉄を汚泥に対して１，０００ｐｐｍ添加し、ジャーテスターを用いて２００ｒｐｍで３０秒間撹拌した。【００９９】
【表２】
2008050702.tif 000004
【０１００】
【表３】
2008050702.tif 000005
【０１０１】
実施例１、２及び３では、フロック径が３乃至４ｍｍと圧搾脱水に適正な大きさとなり、ろ過速度も良好であった。又、ろ液清澄性もよく、ケーキ含水率も８１％以下を達成できた。【０１０２】
これに対し、塩粘度の高い高分子凝集剤Ｄ及び塩粘度が高くカチオン当量値が低い高分子凝集剤Ｅをそれぞれ使用した比較例１及び２では、フロックが水を含んで過大となり、添加量を増やしてもろ過速度が改善せず、むしろ低下した。又、ろ液の清澄性も悪くケーキ含水率も実施例１、２及び３に対し、同添加率比較で１％以上劣った。【０１０３】
カチオン当量値が低い高分子凝集剤Ｆを使用した比較例３では、実施例に比べカチオン当量値が低いため、汚泥の電荷が適正に中和できずフロック形成能、ろ過性とも劣った。又、添加量を増やしてもろ過性が改善せず、ケーキが水を含みやすくなって含水率の悪化につながった。【０１０４】
無機凝集剤を併用した比較例４、５では、実施例１、３と比較してフロック径がばらつき、ろ過性が劣った。又、添加率を増してもろ過性向上は見られず、結果としてケーキ含水率も１%以上劣った。又。比較例６では，フロックが粘調でいびつな形状となり、ろ過性が大幅に低下した。ろ液の清澄性も劣り、ケーキ含水率も大幅に劣った。又、これらの方法は、無機凝集剤を使用したため、これら以外にも、脱水後のケーキ焼却において燃焼性能が低下や、廃棄物量が多くなってしまう問題を内在するものであった。【０１０５】
【表４】
2008050702.tif 000006
【０１０６】
実施例４、５では、フロックが３乃至５ｍｍの径のそろった形状となり、ろ過速度も良好であった。又、ろ液清澄性もよく、ケーキ含水率も８１％以下を達成できた。【０１０７】
これに対し、塩粘度の高い高分子凝集剤Ｄを使用した比較例７では、フロックが水を含んで過大となり、ろ過性が低下した。又、ろ液の清澄性も悪く、ケーキ含水率も実施例４、５と同添加率比較で１％以上劣った。【０１０８】
塩粘度が高くカチオン当量値が低い高分子凝集剤Ｅを使用した比較例８では、フロックが成長せず、ろ過性も劣った。カチオン当量値が低いため、汚泥の電荷中和が不十分で脱水効果が出ず、含水率の悪化につながった。【０１０９】
無機凝集剤を併用した比較例９、１０では、無機凝集剤で凝結したフロックが成長しないため径が小さく、又べたついたものであったためろ過性が大幅に劣った添加率を増すと若干ろ過性が向上するものの、実施例４、５には及ばなかった。又、ケーキ含水率も８１％下回る事はできなかった。又、これらの方法は、無機凝集剤を使用したため、これら以外にも、脱水後のケーキ焼却において燃焼性能が低下や、廃棄物量が多くなってしまう問題を内在するものであった。
［第２発明］
高分子凝集剤としては、粉末状の重合体である、下記表５に示すジメチルアミノエチルアクリレート塩化メチル付加物とアクリルアミドの共重合体（以下、「ＤＡＡ系」という）及びジメチルアミノエチルメタクリレート塩化メチル付加物の単独共重合体（以下、「ＤＭＡ系」という）を使用した。
［製造例Ｇ］
ジメチルアミノエチルアクリレート塩化メチル付加物（以下、「ＤＡＣ」という）の７９ｗｔ％水溶液、アクリルアミド（以下、「ＡＭ」という）の４０ｗｔ％水溶液およびイオン交換水を用い、単量体濃度がそれぞれ８０ｍｏｌ％、２０ｍｏｌ％となり、かつ単量体の濃度が５０ｗｔ％、全量が４５０ｍｌになるように混合した。【０１１０】
これを窒素気流で３０分以上脱気しつつ１５℃に調整した。２,２'−アゾビス（２−アミジノプロパン）二塩酸塩（以下、「Ｖ−５０」という）の１０ｗｔ％水溶液を全単量体に対して固形分換算で３００ｐｐｍ、重亜硫酸ナトリウム（以下、「ＳＨＳ」という）の５％水溶液を全単量体に対して固形分換算で３ｐｐｍ添加した。【０１１１】
照射強度が０．４ｍＷ／ｃｍ２となるように調整した紫外線照射装置に投入した。反応は１分以内に開始し、約７分後に最高温度に達した。最高温度到達後、２０分間照射を継続したのち、装置から取り出して放冷した。【０１１２】
容器よりゲル状重合体を取り出し、ミートチョッパーに投入して裁断後、６０℃で１０時間乾燥した。冷却後、ミルで粉砕して粉末状高分子凝集剤を得た。
［製造例Ｈ〜Ｉ］
製造例ＧにおけるＶ−５０及びＳＨＳの割合を以下に変更し、製造例Ｇの方法にならって重合を行った。
・製造例Ｈ：Ｖ−５０；  ５００ｐｐｍ、ＳＨＳ；  ５ｐｐｍ
・製造例Ｉ：Ｖ−５０；１０００ｐｐｍ、ＳＨＳ；２０ｐｐｍ
得られた重合体を、製造例Ｇと同様の方法に従い裁断、乾燥及び粉砕を行い、粉末状高分子凝集剤を得た。
［製造例Ｊ］
製造例Ｇにおいて、ＤＡＣ及びＡＭに代えジメチルアミノエチルメタクリレート塩化メチル付加物を１００モル％、単量体濃度を７４ｗｔ％とし、Ｖ−５０の４００ｐｐｍ及びＳＨＳの５ｐｐｍに変更し、製造例Ｇの方法にならって重合を行った。【０１１３】
得られた重合体を、製造例Ｇと同様の方法に従い裁断、乾燥及び粉砕を行い、粉末状高分子凝集剤を得た。
［製造例Ｋ〜Ｌ］
製造例ＧにおけるＤＡＣ、ＡＭ、Ｖ−５０及びＳＨＳの割合を以下に変更し、製造例Ｇの方法にならって重合を行った。
・製造例Ｋ：ＤＡＣ；４５モル％、ＡＭ；５５モル％、Ｖ−５０；１０００ｐｐｍ、ＳＨＳ；１０ｐｐｍ
・製造例Ｌ：ＤＡＣ；３５モル％、ＡＭ；６５モル％、Ｖ−５０；１０００ｐｐｍ、ＳＨＳ；２０ｐｐｍ
得られた重合体を、製造例Ｇと同様の方法に従い裁断、乾燥及び粉砕を行い、粉末状高分子凝集剤を得た。【０１１４】
【表５】
2008050702.tif 000007
【０１１５】
［実施例６〜９，比較例１１〜１８］
表６に示す消化汚泥３又は４の２００ｍｌを３００ｍｌのビーカーに採取し、表５に示す高分子凝集剤Ｇ〜Ｌ（０．２％水溶液）を添加後、高速攪拌機を用いて１０００ｒｐｍで６０秒間撹拌しフロックを形成させた。なお、この攪拌条件は、実際の遠心脱水機における攪拌状態を再現するためのものである。フロック径を測定後、８０メッシュのろ布をフィルターとして用いて前記フロック液を重力ろ過した。そのろ過速度を測定し、得られたろ液の概観を次の４段階で評価した。【０１１６】
◎：極清澄
○：清澄
△：微濁
×：懸濁
又、得られたケーキを８０メッシュのろ布を内装した遠沈管に採り、２，０００ｒｐｍで１０分間遠心脱水して含水率を測定した。それらの結果を表７及び表８に示す。【０１１７】
なお、比較例において無機凝集剤を使用する場合は、高分子凝集剤の添加に先立って、ポリ硫酸鉄を汚泥に対して１，０００ｐｐｍ添加し、ジャーテスターを用いて２００ｒｐｍで３０秒間撹拌した。【０１１８】
【表６】
2008050702.tif 000008
【０１１９】
【表７】
2008050702.tif 000009
【０１２０】
実施例６及び７では、添加量を増加させるごとにフロック径が大きくなり、ろ過速度も向上した。又、添加量を増加させるごとに、分離液清澄性もよくなり、ケーキ含水率も８５％以下を達成できた。【０１２１】
これに対し、塩粘度の低い高分子凝集剤Ｉ及びＪをそれぞれ使用した比較例１１及び１２では、フロック径が大きくならず、そのためろ過速度が低下した。又、ケーキ含水率も実施例６及び７に対し、同添加率比較で１％以上劣った。【０１２２】
カチオン当量値が低い高分子凝集剤Ｋ及びＬをそれぞれ使用した比較例１３及び１４では、汚泥の電荷が適正に中和できずフロック形成能、ろ過性とも劣った。又、添加量を増やしても処理水の粘度が上がってしまうことにより、結果としてろ過性が低下し、又ケーキが水を含みやすくなるため含水率の悪化につながった。【０１２３】
無機凝集剤を併用した比較例１５では、実施例７と比較してフロック径が小さくろ過性が劣る。又添加率を増しても実施例７ほどのろ過性向上は見られず、結果としてケーキ含水率も１%以上劣った。又、この方法では無機凝集剤を使用したため、これら以外にも、脱水後のケーキ焼却において燃焼性能が低下や、廃棄物量が多くなってしまう問題を内在するものであった。【０１２４】
【表８】
2008050702.tif 000010
【０１２５】
実施例８及び９では、添加量を増加させるごとにフロック径が大きくなり、ろ過速度も向上した。又、分離液清澄性も良好で、ケーキ含水率も８５％以下を達成できた。【０１２６】
これに対し、カチオン当量値が低い高分子凝集剤Ｋを使用した比較例１６では、実施例８と比較してフロック径が小さくろ過性が劣る。又添加率を増しても実施例８ほどのろ過性向上は見られず、結果としてケーキ含水率も１%以上劣った。【０１２７】
実施例８及び９において無機凝集剤を併用した比較例１７及び１８では、実施例８及び９と同等のフロックを形成するものの微細な濁りが残り清澄性が劣った。又添加量を増やしても、汚泥の電荷中和量が過剰となるためケーキが水分を含みやすくなりろ過性が向上しない。結果としてケーキ含水率が１%以上劣った。又、無機凝集剤を使用したため、これら以外にも、脱水後のケーキ焼却において燃焼性能が低下や、廃棄物量が多くなってしまう問題を内在するものであった。
【国際調査報告】
2008050702.tif 000011
2008050702.tif 000012