(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機汚泥に無機凝集剤を添加混合した後に、下記式（１）で表される両性高分子凝集剤（Ａ）および式（２）で表される両性高分子凝集剤（Ｂ）を混合してなる汚泥脱水剤の水溶液を機内薬注して、デカンター内にて該汚泥を凝集させ、脱水する事を特徴とする汚泥の処理方法。
【化１】
0003633726.tif 000007
（式中Ｒ１  は水素原子またはメチル基、Ｒ２  はエチレン基またはプロピレン基、Ｒ３  ，Ｒ４  はメチル基またはエチル基、Ｒ５  は水素原子，  メチル基，エチル基またはベンジル基、Ｘ−  は対アニオンを表す。  またａ＋ｂ＋ｃ＝１００モル％，ａ＝１０〜５０モル％，ｂ＝４５〜８５モル％，ｃ＝５〜５０モル％の関係を有する。）
【化２】
0003633726.tif 000008
（ｄ＋ｅ＋ｆ＝約１００モル％，ｄ＝１０〜３０モル％，ｅ＝３０〜８０モル％，ｆ＝１０〜４０モル％の関係を有する。）
【請求項２】
両性高分子凝集剤（Ａ）および両性高分子凝集剤（Ｂ）を６：４〜８：２の比率で併用する事を特徴とする請求項１に記載の汚泥の処理方法。
【請求項３】
無機凝集剤が鉄塩および／又はアルミニウム塩である事を特徴とする請求項１ないし請求項２に記載の汚泥の処理方法。
【請求項４】
無機凝集剤がポリ塩化アルミニウムである事を特徴とする請求項１ないし請求項３に記載の汚泥の処理方法。
【請求項５】
有機汚泥が下水の嫌気性消化汚泥であることを特徴とする請求項１ないし請求項４に記載の汚泥の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は新規な汚泥脱水方法に関するものであり、特別な種類の高分子凝集剤を使用する事により高効率の脱水を行い低添加量で高処理量の脱水ケーキを得る事を目的とする。
【０００２】
【従来の技術】
これまでに各種の有機高分子凝集剤を用いた汚泥脱水方法が提案されている。特開昭６３−１５８２００号公報にはカチオン当量値とアニオン当量値の比が１．５〜８．０である両性高分子凝集剤を、無機凝集剤添加後のｐＨ値が５〜８である有機汚泥に添加し、ついで脱水する事を特徴とする汚泥の脱水方法が記載されている。  また特開昭６０−２４８２９９号公報には有機性汚泥に、アクリル酸ヒドラジド系高分子化合物とアミノ基又は第四級アンモニウム塩を含有する高分子化合物と、さらに酸又は酸性塩、中性塩およびアルカリ又はアルカリ性塩から選ばれる少なくとも一種とを含有する溶液を添加することを特徴とする汚泥の処理方法が記載されている。  ここに言うアミノ基又は第四級アンモニウム塩を含有する高分子化合物は明細書中の発明の詳細な説明の記載よりアクリル酸を含まぬポリマーである事は明らかである。  また特開昭６１−２１６８００号公報には有機性汚泥に金属塩を添加して攪拌したのち、さらにアクリル酸ヒドラジド系高分子化合物とアミノ基又は第四級アンモニウム塩を含有するカチオン系高分子化合物とを添加して造粒することを特徴とする有機性汚泥の凝集方法が記載されている。  また特開昭６２−２３５００号公報には汚泥に金属塩を添加した後、濃縮し、次いで濃縮汚泥にアクリル酸ヒドラジド系ポリマーまたはアクリル酸ヒドラジド系ポリマーとカチオン系ポリマーとを添加して脱水することを特徴とする汚泥の処理方法が記載されている。
【０００３】
【発明の課題】
しかしながら、これまで公知の方法ではデカンター脱水において、低添加量のポリマー消費により単位時間あたりに多量の汚泥を効率良く脱水する方法は知られていなかった。  本発明は効率よく上記問題を解決する事を課題とする。
【０００４】
【課題を解決する為の手段】
本願発明は上記課題を達成するために次の用に構成される。
請求項１の限定は有機汚泥に無機凝集剤を添加混合した後に、下記式（１）で表される両性高分子凝集剤（Ａ）および式（２）で表される両性高分子凝集剤（Ｂ）を混合してなる汚泥脱水剤の水溶液を機内薬注して、デカンター内にて該汚泥を凝集させ、脱水する事を特徴とする汚泥の処理方法である。
機内薬注とは、高分子凝集剤水溶液と汚泥を二重配管により回転軸部分からデカンター内に供給し、デカンターのボールの回転により混合する薬注方法を言う。
【化３】
0003633726.tif 000002
（式中Ｒ１  は水素原子またはメチル基、Ｒ２  はエチレン基またはプロピレン基、Ｒ３  ，Ｒ４  はメチル基またはエチル基、Ｒ５  は水素原子，  メチル基，エチル基またはベンジル基、Ｘ−  は対アニオンを表す。  またａ＋ｂ＋ｃ＝１００モル％，ａ＝１０〜５０モル％，ｂ＝４５〜８５モル％，ｃ＝５〜５０モル％の関係を有する。）
【化４】
0003633726.tif 000003
（ｄ＋ｅ＋ｆ＝約１００モル％，ｄ＝１０〜３０モル％，ｅ＝３０〜８０モル％，ｆ＝１０〜４０モル％の関係を有する。）
請求項２の限定は両性高分子凝集剤（Ａ）および両性高分子凝集剤（Ｂ）を６：４〜８：２の比率で併用する事を特徴とする請求項１に記載の汚泥の処理方法である。
請求項３の限定は無機凝集剤が鉄塩および／又はアルミニウム塩である事を特徴とする請求項１ないし請求項２に記載の汚泥の処理方法である。
請求項４の限定は無機凝集剤がポリ塩化アルミニウムである事を特徴とする請求項１ないし請求項３に記載の汚泥の処理方法である。
請求項５の限定は有機汚泥が下水の嫌気性消化汚泥であることを特徴とする請求項１ないし請求項４に記載の汚泥の処理方法である。
【０００５】
特開昭６０−２４８２９９号公報には有機性汚泥にアクリル酸ヒドラジド系高分子化合物とアミノ基又は第四級アンモニウム塩を含有する高分子化合物と、さらに酸又は酸性塩、中性塩およびアルカリ又はアルカリ性塩から選ばれる少なくとも一種とを含有する溶液を添加することを特徴とする汚泥の処理方法が記載されている。  ここに言うアミノ基又は第四級アンモニウム塩を含有する高分子化合物は、明細書中の発明の詳細な説明の記載にて、アクリル酸の生成を忌避している事から、両性（メタ）アクリル系高分子凝集剤を想定していない事は明らかである。  また実施例に記載されたアクリル酸ヒドラジド系高分子化合物の組成は本願発明のものとは異なる物質である。  すなわち本願発明のアクリル酸ヒドラジド系高分子化合物は、ポリアクリルアミドを無水ヒドラジンと反応させて得られた数十ｐｐｍから数百ｐｐｍの架橋結合をした高分子であるため特殊な凝集挙動を示し、両性（メタ）アクリレート高分子凝集剤と相乗効果を発揮し強力な凝集効果を表す。（ｄ＋ｅ＋ｆ＝約１００モル％の記述は上記微量の架橋結合の存在する結果による。）  ポリマー混合比も特開昭６０−２４８２９９号公報実施例とは異なる範囲であり、該実施例の評価方法もデカンターを想定したものでは無い。  すなわち特開昭６０−２４８２９９号公報から本願発明を成す事は困難であり、その進歩性ならびに新規性は十分に特許に値するものと考える。  なお両性高分子（Ａ）および（Ｂ）の分子式から明らかな様に、両高分子のカチオン性基は解離しアニオン性基は未解離であり、酸性状態にある事は自明である。本願発明に用いる無機凝集剤としてはポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）あるいは含鉄ＰＡＣが好ましく用いられる。  また本願発明の対象とする有機汚泥は、都市下水の嫌気性消化汚泥に対して特に有効である。  都市下水の嫌気性消化汚泥は混合生汚泥に比し、繊維分少なく微細粒子が多くアルカリ度が高く脱水性が悪く高分子凝集剤添加量が多めに必要であり、デカンターの処理能力が低くならざるを得ない。  かかる嫌気性消化汚泥に対して低添加量で有効な高分子凝集剤の登場は画期的なことである。
【０００６】
【実施例】
次に実施例によって、本発明を具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例に制約されるものではない。
【０００７】本願発明に用いる高分子凝集剤（Ａ）は（メタ）アクリレートカチオンモノマー，アクリルアミド，アクリル酸を脱塩水に溶解し、脱酸素後に和光純薬株式会社製水溶性アゾ系ラジカル発生剤Ｖ−５０を添加して重合を行い、ポリマー濃度０．２％の希釈水溶液として試験に供した。 ＰＨ調整のため対ポリマー５％の塩酸を混合した。 本願発明に用いる高分子凝集剤（Ｂ）はポリアクリルアミドの逆相乳化重合物を加熱脱水した乾燥微粒分散液に無水ヒドラジンを加えて加熱反応したのち、希塩酸水溶液に溶解して対イオンを含むポリマー濃度が０．２％水溶液となる様に希釈し、試験に供した。 ＰＨ３とＰＨ１０におけるコロイド適定値によりカチオン量とアニオン量を求め組成を決定した。 高分子凝集剤（Ａ）および高分子凝集剤（Ｂ）の固有粘度は１規定食塩水中で２５°Ｃにてオストワルド粘度計によって還元粘度を測定し決定した。 高分子凝集剤（Ａ）の特性を表ー１に示す。
【表１】
(表−１)    両性高分子凝集剤（Ａ）特性表
0003633726.tif 000004
ＡＭＣ：アクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロリド
ＤＭＣ：メタクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロリド
ＡＡｃ：アクリル酸
ＡＡｍ：アクリルアミド
同様に高分子凝集剤（Ｂ）の特性を表ー２に示す。
【表２】
(表−１)    両性高分子凝集剤（Ｂ）特性表
0003633726.tif 000005
ＡＨ：アクリル酸ヒドラジド・塩酸塩
ＡＭ：アクリル酸メチル
ＡＡｃ：アクリル酸
ＡＡｍ：アクリルアミド
この両者を混合して試料を調整し効果試験に供した。
【０００８】
【発明の効果】
効果試験−１都市下水汚泥の嫌気性消化汚泥（ＳＳ：９０００ｐｐｍ，ＰＨ：７．３５）にポリ塩化アルミニウムをアルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）換算対ＳＳ３％を添加混合後、高分子凝集剤を機内薬注により添加混合し、デカンターにより脱水した。 脱水試験の結果を表ー３に示す。 薬注量は９８％以上の回収率が得られる量とする。
【表３】
（表−３）高分子凝集剤添加量とケーキ含水率
0003633726.tif 000006
但し試料添加量はすべて汚泥懸濁固形物に対する重量割合を示す。
本願発明の薬注量低下効果は顕著であり経費削減に有効である。なお、特開昭６０−２４８２９９号公報実施例に記載されたと同等のポリアクリルアミドのマンニッヒ変性物と高分子凝集剤（Ｂ）各例との等量混合物は回収率９５％以上に成らなかった。
効果試験−２効果試験−１に用いた汚泥にポリ塩化アルミニウムをアルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）換算対ＳＳ３％を添加混合後、凝集槽に高分子凝集剤を添加混合しフロックを形成したのちデカンターに供給したところ、効果試験−１の各添加量において全て回収率は７０％以下であった。 この事から本願発明のポリマー添加は機内薬注が絶対必要条件であることがわかる。