(57)【要約】【課題】本発明の目的は、汚泥の含水率を低減できる汚泥用脱水剤を提供することにある。【解決手段】本発明は、表面を親水性油剤で処理した繊維状物（ａ）、凝集剤（ｂ）および水を含有する汚泥用脱水剤である。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面を親水性油剤で処理した繊維状物（ａ）、凝集剤（ｂ）および水を含有する汚泥用脱水剤。
【請求項２】
繊維状物（ａ）は、合成繊維、半合成繊維、再生繊維および天然繊維からなる群より選ばれる少なくとも一種である、請求項１記載の汚泥用脱水剤。
【請求項３】
親水性油剤は、ポリエーテル・ポリエステル共重合体またはエステル型ノニオン系界面活性剤である、請求項１記載の汚泥用脱水剤。
【請求項４】
凝集剤（ｂ）は、無機凝集剤および高分子凝集剤からなる群より選ばれる少なくとも一種である、請求項１記載の汚泥用脱水剤。
【請求項５】
無機凝集剤は、ポリ硫酸第二鉄（ポリ鉄）、ポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）、塩化第二鉄、硫酸アルミニウム（硫酸バンド）、消石灰および硫化第一鉄からなる群より選ばれる少なくとも一種である、請求項４記載の汚泥用脱水剤。
【請求項６】
高分子凝集剤は、ポリアクリルアミド、アクリルアミド・アクリル酸ソーダ共重合物、アクリルアミド・アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸ソーダ共重合物、アルキルアミノメタクリレート４級塩重合物、アルキルアミノアクリレート４級塩・アクリルアミド共重合物、ポリビニルアミジン、キトサン、ポリグルタミン酸、アルギン酸、ペクチン、でんぷん、アクリル酸エステルとアクリルアミドとの共重合体およびメタクリル酸エステル重合体からなる群より選ばれる少なくとも一種である、請求項４記載の汚泥用脱水剤。
【請求項７】
１００重量部の凝集剤（ｂ）に対して、０．８３〜２０，０００重量部の繊維状物（ａ）を含有する、請求項１記載の汚泥用脱水剤。
【請求項８】
繊維状物（ａ）は、長さが３〜３０ｍｍ、太さが２〜３００μｍである、請求項１記載の汚泥用脱水剤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、下水、有機性排水などを生物処理ないし化学薬品で処理する際に発生する汚泥の脱水剤に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、産業界では温室効果ガス排出量の削減、省エネルギー、廃棄物量の削減に代表される環境配慮がますます求められており、下水処理場、浄化槽、し尿処理施設、産業排水処理施設、その他排水処理施設等でも、環境に配慮した処理方法への転換が進められている。環境への配慮は同時に事業者にとってコストダウンにもつながり、今後さらに技術が進化することが予想される。
機械、装置面での工夫も進んでいるが、大型装置の更新は一般に数十年に一度であり、簡単には導入できないのも事実である。
下水、工場排水などの有機性排水の生物処理に伴い発生する汚泥は、脱水し、減量した上で廃棄または再利用されている。廃棄された後は焼却処分されることが多い。いずれの場合も、汚泥を脱水、減量化することが廃棄物量削減あるいは取り扱い性、また焼却時の補助燃料削減の意味でも重要である。しかし、処理方法の変化あるいは下水、排水自体の変化により、近年、汚泥の脱水、減量化がより困難になってきており、脱水性の低い、すなわち汚泥の含水率が高い汚泥の廃棄量が増加していることが問題となっている。中でも消化汚泥や標準活性汚泥法およびオキシデーションディッチ法に伴う余剰汚泥は脱水が難しいものとして知られている。
【０００３】
そこで、脱水対象である汚泥に凝集剤と、脱水助剤として再生セルロースなどの繊維を添加し、汚泥を脱水しやすい状態にした上で、機械または重力等を利用して脱水する処理することが提案されている（特許文献１、２）。しかしこの処理方法においても、汚泥中の脱水助剤である繊維の分散性をさらに向上させ、汚泥の脱水ケーキの含水率をさらに低下させることが求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５，６５８，１０７号
【特許文献２】特許第４，８１７，４３１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、汚泥の脱水ケーキの含水率を低減できる汚泥用脱水剤を提供することにある。また本発明の目的は、追加のタンクや装置の設置を行うことなく、簡単に汚泥の脱水ケーキの含水率を低減できる汚泥用脱水剤を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、凝集剤（ｂ）と共に、表面を親水性油剤で処理した繊維状物（ａ）を 脱水助剤として用いると、汚泥中の繊維の分散性を向上させることができ、汚泥の含水率を低減できることを見出し、本発明を完成した。
すなわち本発明は、表面を親水性油剤で処理した繊維状物（ａ）、凝集剤（ｂ）および水を含有する汚泥用脱水剤である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の汚泥用脱水剤は、汚泥処理槽中での繊維状物の分散性が良好であり、汚泥の脱水ケーキの含水率を低減できる。本発明の汚泥用脱水剤によれば、運搬性も優れ、追加のタンクや装置の設置を行うことなく、効率的に汚泥の脱水ケーキの含水率を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】排水処理の各工程を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
〔汚泥用脱水剤〕
本発明の汚泥用脱水剤は、表面を親水性油剤で処理した繊維状物（ａ）、凝集剤（ｂ）および水を含有する。
＜繊維状物（ａ）＞
繊維状物（ａ）として、合成繊維、半合成繊維、再生繊維および天然繊維からなる群より選ばれる少なくとも一種が挙げられる。
合成繊維として、ナイロン、ポリエチレンテレフタレート、ビニロン、炭素繊維、アラミド繊維、ポリ塩化ビニル、アクリル、ポリウレタン、ポリ乳酸 繊維などが挙げられる。
半合成繊維として、ガラス繊維、ビスコースレーヨン、銅アンモニアレーヨン（キュプラ）などのセルロース繊維、アセテートなどが挙げられる。
再生繊維として、古紙紙、古紙や紙の破砕物、稲わら、葦などのバイオマス、草木由来の繊維状物、織布、不織布、網状布を切断したもの、織布、不織布、網状布をほぐしたものが挙げられる。
天然繊維として、ポリ乳酸、木質パルプ、ケナフ、綿、麻、羊毛、絹、その他動物の毛等が挙げられる。
繊維状物（ａ）は長さが、好ましくは１〜５０ｍｍ、より好ましくは３〜２０ｍｍである。繊維状物（ａ）は太さが、好ましくは２〜３００μｍ、より好ましくは５〜３０μｍである。
【００１０】
親水性油剤として、ポリエーテル・ポリエステル共重合体、エステル型ノニオン系界面活性剤等が挙げられる。なかでもエステル型ノニオン系界面活性剤が好ましい。ポリエーテル・ポリエステル共重合体として、例えば、例えばテレフタル酸―アルキレングリコール―ポリアルキレングリコール、テレフタル酸―イソフタル酸―アルキレングリコール―ポリアルキレングリコール、テレフタル酸―アルキレングリコール―ポリアルキレングリコールモノエーテル、テレフタル酸―イソフタル酸―アルキレングリコール―ポリアルキレングリコールモノエーテル等の共重合体が挙げられる。該共重合体の製造に用いる低級アルキレングリコールとしては、エチレングリコール、プロピレングリコール、テトラメチレングリコール、ペンタメチルグリコールが好適であり、ポリアルキレングリコールとしては、通常平均分子量が４００〜１２，０００、好ましくは６００〜６，０００のポリエチレングリコール、ポリエチレングリコール・ポリプロピレングリコール共重合体、ポリプロピレングリコールが好適である。さらにポリアルキレングリコールのモノエーテルとしては、ポリエチレングリコール等のモノメチルエーテル、モノエチルエーテル、モノフェニルエーテル等が好適であるが、分散性向上効果の点からポリエチレングリコールのモノエーテル類が特に好適である。 
【００１１】
また該ブロック共重合体は、テレフタレート単位：イソフタレート単位が９５：５〜５０：５０（モル比）の範囲内にあることが分散性向上効果の点から特に好ましく、また、テレフタレート単位＋イソフタレート単位：ポリアルキレングリコール単位が３：１〜１０：１（モル比）の範囲内にあることが分散性向上効果の点から特に好ましい。
さらに該ブロック共重合体の平均分子量は使用するポリアルキレングリコールの分子量にもよるが、通常１，０００〜２０，０００、好ましくは３，０００〜１０，０００である。
【００１２】
エステル型ノニオン系界面活性剤としては、下記一般式
Ｒ−ＣＯ２（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）ｎ−Ｈ
で表される化合物を挙げることができる。上記式中、Ｒは炭素数８〜２２の長鎖アルキル基を意味し、ｎは自然数を意味する。
親水性油剤の量は、１００重量部の繊維状物（ａ）に対し、好ましくは０．５〜１００００重量部、より好ましくは１〜２５００重量部である。
繊維状物に親水性油剤に付与する方法としては、親水性油剤を溶解したウォーターバスまたは油浴中に繊維状物をくぐらせる方法、親水性油剤を溶解した水溶液を噴霧する方法などがある。
【００１３】
＜凝集剤（ｂ）＞
凝集剤（ｂ）として、無機凝集剤および高分子凝集剤からなる群より選ばれる少なくとも一種が挙げられる。
無機凝集剤として、ポリ硫酸第二鉄（ポリ鉄）、ポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）、塩化第二鉄、硫酸アルミニウム（硫酸バンド）、消石灰および硫化第一鉄からなる群より選ばれる少なくとも一種が挙げられる。
高分子凝集剤として、ポリアクリルアミド、アクリルアミド・アクリル酸ソーダ共重合物、アクリルアミド・アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸ソーダ共重合物、アルキルアミノメタクリレート４級塩重合物、アルキルアミノアクリレート４級塩・アクリルアミド共重合物、ポリビニルアミジン、キトサン、ポリグルタミン酸、アルギン酸、ペクチン、でんぷん、アクリル酸エステルとアクリルアミドとの共重合体およびメタクリル酸エステル重合体からなる群より選ばれる少なくとも一種が挙げられる。
本発明の汚泥用脱水剤は、１００重量部の凝集剤（ｂ）に対して、好ましくは０．８３〜２０，０００重量部、より好ましくは３〜５，０００重量部さらに好ましくは１〜２，０００重量部の繊維状物（ａ）を含有する。
【００１４】
＜汚泥用脱水剤の製造＞
汚泥用脱水剤は、表面を親水性油剤で処理した繊維状物（ａ）、凝集剤（ｂ）および水を混合して製造することができる。
１００重量部の水に対し、繊維状物（ａ）と凝集剤（ｂ）の合計として、好ましくは０．１〜２５０重量部、より好ましくは０．１〜１００重量部、さらに好ましくは０．１〜５０重量部の割合で混合することが好ましい。 汚泥用脱水剤は、図１に示す凝集剤溶解装置内で、繊維状物と凝集剤と水とを混合して製造することが好ましい。
〔汚泥の脱水方法の例〕
本発明の汚泥の脱水方法の一例として、工程（１）および工程（２）を含む方法を示す。
【００１５】
（工程（１））
工程（１）は、本発明の汚泥用脱水剤を汚泥に添加し、撹拌し汚泥フロック液Ｂを得る工程である。
汚泥として、下水処理場、農業集落排水施設、浄化槽、し尿処理施設、産業排水処理施設、浄水場、製紙工場または鉱山からの汚泥等が挙げられる。
汚泥用脱水剤は、１００重量部の汚泥に対し、好ましくは０．３〜３０００重量部、より好ましくは０．６〜１０００重量部添加する。
工程（１）は、生汚泥、消化汚泥、余剰汚泥などを入れた図１に示す凝集混和槽に、汚泥用脱水剤を添加し、撹拌し汚泥フロック液Ｂを得ることが好ましい。汚泥用脱水剤は、図１に示す汚泥濃縮槽または消化汚泥濃縮槽、汚泥凝集混和槽に添加しても良い。
【００１６】
（工程（２））
工程（２）は、汚泥フロック液Ｂを脱水し、脱水ケーキＣを得る工程である。脱水は、脱水機で行うことが好ましい。脱水機としては遠心脱水機、ベルトプレス、スクリュープレス、トルネードプレス、フィルタープレスなどを用いることができる。脱水ケーキＣの含水率は、好ましくは７０〜９５重量％、より好ましくは７０〜８５重量％、さらに好ましくは７０〜８０重量部％である 。
【産業上の利用可能性】
【００１７】
本発明の汚泥用脱水剤は、下水処理場、浄化槽、し尿処理施設、産業排水処理施設、その他排水処理施設工場から発生する汚泥、浄水場にて発生する汚泥、製紙工程で発生する汚泥、建築・土木工事で発生する汚泥、鉱廃水由来の汚泥などに用いることができる。
【実施例】
【００１８】
以下に本発明の詳細を実施例および比較例により説明し、結果は表１、表２、表３、表４、表５および表６に示す。なお、表１、表２、表３、表４、表５および表６の表内は、それぞれ同じ汚泥、同じ薬品を使用し、同日、同環境で試験を行った結果であり、同じ条件で２回テストを行った結果の平均値を示した。これらは一例であり、特定的な記載がない限りは、汚泥の種類、脱水助剤の材質や形状、使用方法等の条件を特定するものではない。
実施例、比較例における脱水ケーキの含水率は全て以下の方法で測定した。
（１）アルミカップの空重量を測定する。Ｘ（ｇ）
（２）測定対象の脱水ケーキをアルミカップに移し、重量Ｙ（ｇ）を測定する。
（３）アルミカップごと脱水ケーキを乾燥機に入れ、１０５℃で一晩乾燥させる。
（４）乾燥後、アルミカップごと脱水ケーキの重量Ｚ（ｇ）を測定する。
（５）以下の計算式で、脱水ケーキの含水率を算出する。
含水率（％）＝（Ｙ−Ｚ）／（Ｙ−Ｘ）
【００１９】
［実施例１］
＜汚泥用脱水剤の製造＞
繊維 状物（ａ）として、繊維径が１７．５μｍ、長さが５ｍｍの丸断面、捲縮がかかっていないストレートタイプのポリエチレンテレフタレート製ショートカットファイバーに、親水性油剤としてポリエーテル・ポリエステル共重合体を付与した繊維 状物を用いた。凝集剤（ｂ）として、アルキルアミノアクリレート４級塩・アクリルアミド共重合物）（固体）を用いた。
繊維 状物（ａ）２．１４ｇと凝集剤（ｂ）１ｇとの混合物を純水５００ｍｌに添加し、攪拌機を用いて５０〜１００ｒｐｍで１時間撹拌し、脱水剤Ａを調製した。
＜汚泥の脱水＞
（工程（１））
この脱水剤Ａ３７．４ｍｌを消化汚泥２００ｍｌに添加し、薬匙で撹拌して汚泥を凝集させ、汚泥フロック液Ｂを調製した。（脱水剤Ａの添加量は、凝集剤（ｂ）は汚泥ＴＳ対比で１．４ｗｔ％、同時に、繊維状物（ａ）は汚泥ＴＳ対比で３ｗｔ％相当）。
（工程（２））
凝集した汚泥フロック液Ｂをろ布（中尾フィルター製ＰＰ９Ａ２５）上で３０秒程度重力ろ過した後、圧空を利用したピストン型脱水機を用いて０．６ＭＰａの圧力で５分間圧搾し脱水ケーキを得た。得られた脱水ケーキの含水率を表１に示す。脱水ケーキの含水率は、工程（１）〜（２）の一連の操作を２回行い、各回の脱水ケーキの含水率値の平均値を求めた。
【００２０】
［実施例２］
＜汚泥用脱水剤の製造＞
純水５００ｍｌに、実施例１と同じ繊維 状物（ａ）を２．１４ｇ添加し、薬匙で撹拌して均一に分散させた後、凝集剤（ｂ）として、アルキルアミノアクリレート４級塩・アクリルアミド共重合物（固体）を１ｇ添加し、攪拌機を用いて５０〜１００ｒｐｍで１時間撹拌し、脱水剤Ｂを調製した。
＜汚泥の脱水＞
この脱水剤Ｂを実施例１と同じ汚泥の脱水方法で消化汚泥に添加し、凝集させた後、脱水し、汚泥フロックを得た。汚泥フロックを実施例１と同様の方法でピストン型脱水機にて脱水し、得られた脱水ケーキの含水率を測定した。
【００２１】
［実施例３］
＜汚泥用脱水剤の準備・汚泥の脱水＞
消化汚泥２００ｍｌに、実施例１と同じ繊維 状物（ａ）をＴＳ対比で３ｗｔ％となるよう０．１６ｇ添加し、薬匙で撹拌することで繊維 状物（ａ）を汚泥中に均一に分散させた。次に凝集剤（ｂ）溶液（アルキルアミノアクリレート４級塩・アクリルアミド共重合物）を汚泥ＴＳ対比１．４ｗｔ％相当となるよう３７．４ｍｌ汚泥に添加し、薬匙で撹拌して汚泥を凝集させ、汚泥フロックを得た。汚泥フロックを実施例１と同様の方法でピストン型脱水機にて脱水し、得られた脱水ケーキの含水率を測定した。
【００２２】
［比較例１］
＜汚泥の脱水＞
凝集剤（ｂ）（アルキルアミノアクリレート４級塩・アクリルアミド共重合物）を純水に溶解させた０．２ｗｔ％水溶液）３７．４ｍｌを消化汚泥２００ｍｌに添加し（ＴＳ対比で１．４ｗｔ％相当）、凝集させ汚泥フロックを得た。汚泥フロックを実施例１と同様の方法でピストン型脱水機にて脱水し、得られた脱水ケーキの含水率を測定した。
表１に示す実施例１、２、３と、繊維状物（ａ）を用いない比較例１の比較から明らかなように、本発明の汚泥用脱水剤は汚泥脱水性向上効果を有する。実施例１と実施例２を比較から明らかなように、水に繊維状物（ａ）を分散させた後、凝集剤（ｂ）を溶解して製造した汚泥用脱水剤によれば、より高い脱水性向上効果が得られる。
【００２３】
【表１】
2018167191.tif 000002
【００２４】
［実施例４］
消化汚泥２００ｍｌに繊維径２１．６μｍ、長さ５ｍｍの丸断面で、斑延伸処理を施したポリエチレンテレフタレート製のショートカットファイバーに親水性油剤（ポリエーテル・ポリエステル共重合体）を付与した繊維状物（ａ）０．１６ｇを添加し（ＴＳ対比３ｗｔ％相当）、薬匙で撹拌することで繊維状物（ａ）を汚泥中に均一に分散させた。次に凝集剤（ｂ）（アルキルアミノアクリレート４級塩・アクリルアミド共重合物）水溶液を３７．４ｍｌ汚泥に添加した後（ＴＳ対比で１．４ｗｔ％相当）、薬匙で撹拌して汚泥を凝集させ、汚泥フロックを得た。汚泥フロックを実施例１と同様の方法でピストン型脱水機にて脱水し、得られた脱水ケーキの含水率を測定した。
【００２５】
［比較例２］
親水性油剤を付与していない繊維径２１．６μｍ、長さ５ｍｍの丸断面で、斑延伸処理を施したポリエチレンテレフタレート製のショートカットファイバー０．１６ｇ（ＴＳ対比で３ｗｔ％相当）を消化汚泥２００ｍｌに添加し、薬匙で撹拌することで繊維状物（ａ）を汚泥中に均一に分散させた。さらに凝集剤（ｂ）（アルキルアミノアクリレート４級塩・アクリルアミド共重合物）水溶液を３７．４ｍｌ（ＴＳ対比で１．４ｗｔ％相当）を添加した後、薬匙で撹拌して汚泥を凝集させ、汚泥フロックを得た。汚泥フロックを実施例１と同様の方法でピストン型脱水機にて脱水し、得られた脱水ケーキの含水率を測定した。
【００２６】
［比較例３］
凝集剤（ｂ）（アルキルアミノアクリレート４級塩・アクリルアミド共重合物）水溶液３７．４ｍｌ（ＴＳ対比で１．４ｗｔ％相当）を汚泥に添加し、凝集させ汚泥フロックを得た。汚泥フロックを実施例１と同様の方法でピストン型脱水機にて脱水し、得られた脱水ケーキの含水率を測定した。表２に示す実施例４と比較例２、比較例３との比較のとおり、繊維に親水性油剤を付与した繊維状物（ａ）は、脱水性向上効果が高い。
【００２７】
【表２】
2018167191.tif 000003
【００２８】
［実施例５〜１０、比較例４］
［実施例５］
＜汚泥用脱水剤の製造＞
繊維径１４．３μｍ、長さ５ｍｍの三角断面、捲縮がかかっていないストレートタイプのポリエチレンテレフタレート製ショートカットファイバーに親水性油剤（ポリエーテル・ポリエステル共重合体）を付与した繊維状物（ａ）１．８８ｇと、凝集剤（ｂ）（アルキルアミノメタクリレート４級塩重合物）（固体）１ｇの混合物を、純水５００ｍｌに添加し、攪拌機を用いて５０〜１００ｒｐｍで１時間撹拌し、脱水剤Ｃを調製した。
＜汚泥の脱水＞
（工程（１））
この脱水剤Ｃ２２．４ｍｌを余剰汚泥２００ｍｌに添加し（凝集剤（ｂ）がＴＳ対比で１．６ｗｔ％、同時に繊維状物（ａ）３ｗｔ％）相当）薬匙で撹拌して汚泥を凝集させ、汚泥フロックを得た。汚泥フロックを実施例１と同様の方法でピストン型脱水機にて脱水し、得られた脱水ケーキの含水率を測定した。
［実施例６］
繊維径８μｍ、長さ６．４ｍｍの丸断面、捲縮がかかったタイプのポリ乳酸製ショートカットファイバーに親水性油剤（ポリエーテル・ポリエステル共重合体）を付与した繊維状物（ａ）１．８８ｇと、凝集剤（ｂ）（アルキルアミノメタクリレート４級塩重合物）（固体）１ｇの混合物を、純水５００ｍｌに添加し、攪拌機を用いて５０〜１００ｒｐｍで１時間撹拌し、脱水剤Ｄを調製した。
【００２９】
この脱水剤Ｄ２２．４ｍｌを余剰汚泥２００ｍｌに添加し薬匙で撹拌して汚泥を凝集させ、汚泥フロックを得た。汚泥フロックをピストン型脱水機にて脱水し、得られた脱水ケーキの含水率を測定した。
【００３０】
［実施例７］
繊維径１２．６μｍ、長さ５ｍｍの十字断面、捲縮がかかっていないストレートタイプのポリエチレンテレフタレート製ショートカットファイバーに親水性油剤（ポリエーテル・ポリエステル共重合体）を付与した繊維状物（ａ）１．８８ｇと、凝集剤（ｂ）（アルキルアミノメタクリレート４級塩重合物）（固体）１ｇの混合物を純水５００ｍｌに添加し、攪拌機を用いて５０〜１００ｒｐｍで１時間撹拌し、脱水剤Ｅを調製した。
【００３１】
この脱水剤Ｅ２２．４ｍｌを余剰汚泥２００ｍｌに添加し薬匙で撹拌して汚泥を凝集させ、汚泥フロックを得た。汚泥フロックを実施例１と同様の方法でピストン型脱水機にて脱水し、得られた脱水ケーキの含水率を測定した。
【００３２】
［実施例８］
繊維径１２．６μｍ、長さ５ｍｍのＷ字断面、捲縮がかかっていないストレートタイプのポリエチレンテレフタレート製ショートカットファイバーに親水性油剤（ポリエーテル・ポリエステル共重合体）を付与した繊維状物（ａ）１．８８ｇと、凝集剤（ｂ）（アルキルアミノメタクリレート４級塩重合物）（固体）１ｇの混合物を純水５００ｍｌに添加し、攪拌機を用いて５０〜１００ｒｐｍで１時間撹拌し、脱水剤Ｆを調製した。
【００３３】
この脱水剤Ｆ２２．４ｍｌを余剰汚泥２００ｍｌに添加し薬匙で撹拌して汚泥を凝集させ、汚泥フロックを得た。汚泥フロックを実施例１と同様の方法でピストン型脱水機にて脱水し、得られた脱水ケーキの含水率を測定した。
【００３４】
［実施例９］
余剰汚泥２００ｍｌに、実施例５と同じ繊維状物（ａ）をＴＳ対比で３ｗｔ％となるよう０．０８ｇ添加し、薬匙で撹拌することで繊維状物（ａ）を汚泥中に均一に分散させた。次に凝集剤（ｂ）（メタクリレート系）水溶液をＴＳ対比１．６ｗｔ％相当となるよう２２．４ｍｌ汚泥に添加した後、薬匙で撹拌して汚泥を凝集させ、実施例５と同様の方法で脱水試験を行った。
【００３５】
［実施例１０］
繊維径８μｍ、長さ６．４ｍｍの丸断面、捲縮がかかったタイプのポリ乳酸製ショートカットファイバーに親水性油剤（ポリエーテル・ポリエステル共重合体）を付与した繊維状物（ａ）０．０８ｇを余剰汚泥２００ｍｌ（ＴＳ対比で３ｗｔ％）に添加し、薬匙で撹拌することで繊維状物（ａ）を汚泥中に均一に分散させた。さらに凝集剤（ｂ）（メタクリレート系）水溶液２２．４ｍｌ（ＴＳ対比１．６ｗｔ％相当）を添加した後、薬匙で撹拌して汚泥を凝集させ、汚泥フロックを得た。汚泥フロックを実施例１と同様の方法でピストン型脱水機にて脱水し、得られた脱水ケーキの含水率を測定した。
【００３６】
［比較例４］
凝集剤（ｂ）（アルキルアミノメタクリレート４級塩重合物）水溶液２２．４ｍｌを余剰汚泥２００ｍｌに添加し（ＴＳ対比で１．６ｗｔ％相当）凝集させ、汚泥フロックを得た。汚泥フロックを実施例１と同様の方法でピストン型脱水機にて脱水し、得られた脱水ケーキの含水率を測定した。
表３に示すとおり、十字断面、Ｗ字断面の脱水助剤を用いて脱水剤Ｅ、Ｆをそれぞれ調製し使用した実施例７、８においても脱水性が大きく向上した。
繊維状物（ａ）と凝集剤（ｂ）とを混合、溶解した脱水剤Ｃ、Ｄを用いた実施例５、６はそれぞれ、脱水助剤を先に汚泥に分散させた後に凝集剤（ｂ）を添加した実施例６、７に比べ、より脱水性が向上した。
【００３７】
【表３】
2018167191.tif 000004
【００３８】
［実施例１１〜１２、比較例５］
繊維径１２．６μｍ、長さ５ｍｍの丸断面、捲縮がかかっていないストレートタイプのポリエチレンテレフタレート製ショートカットファイバーに、以下の２種類の親水性油剤を付与率０．３ｗｔ％となるよう均一に付与したのち、繊維含水率が５％程度になるまで常温で風乾し、繊維状物（ａ）を２種類製作した。
・親水性油剤（１）：ポリエーテル・ポリエステル共重合体
・親水性油剤（２）：エステル型ノニオン系界面活性剤（ポリオキシエチレンオレイン酸エステル）
これら２種類の繊維状物（ａ）を用いて、以下の試験を行った。
【００３９】
［実施例１１］
純水５００ｍｌに親水性油剤（１）（ポリエーテル・ポリエステル共重合体）を付与した繊維状物（ａ）を４．２９ｇ添加し、薬匙で撹拌して均一に分散させた後、凝集剤（ｂ）（アルキルアミノメタクリレート４級塩重合物）（固体）を１ｇ添加し、攪拌機を用いて５０〜１００ｒｐｍで１時間撹拌し、脱水剤Ｇを調製した。
この脱水剤Ｇ１３．７ｍｌを混合生汚泥２００ｍｌに添加し（凝集剤（ｂ）を汚泥ＴＳ対比で０．７ｗｔ％、同時に、脱水助剤３ｗｔ％相当）、薬匙で撹拌して汚泥を凝集させ、汚泥フロックを得た。汚泥フロックを実施例１と同様の方法でピストン型脱水機にて脱水し、得られた脱水ケーキの含水率を測定した。
【００４０】
［実施例１２］
親水性油剤（２）（エステル型ノニオン系界面活性剤）を付与した繊維状物（ａ）を４．２９ｇ添加し、薬匙で撹拌して均一に分散させた後、凝集剤（ｂ）（アルキルアミノメタクリレート４級塩重合物）（固体）を１ｇ添加し、攪拌機を用いて５０〜１００ｒｐｍで１時間撹拌し、脱水剤Ｈを調製した。この脱水剤Ｈ１３．７ｍｌを混合生汚泥２００ｍｌに添加し、薬匙で撹拌して汚泥を凝集させ、汚泥フロックを得た。汚泥フロックを実施例１と同様の方法でピストン型脱水機にて脱水し、得られた脱水ケーキの含水率を測定した。
【００４１】
［比較例５］
凝集剤（ｂ）（アルキルアミノメタクリレート４級塩重合物）水溶液１３．７ｍｌを汚泥に添加し（ＴＳ対比で０．７ｗｔ％相当）、凝集させ、汚泥フロックを得た。汚泥フロックを実施例１と同様の方法でピストン型脱水機にて脱水し、得られた脱水ケーキの含水率を測定した。
表４のとおり、エステル型ノニオン系界面活性剤を付与した実施例１２は、ポリエーテル・ポリエステル共重合体を付与した実施例１１よりも高い脱水性向上効果が得られた。
【００４２】
【表４】
2018167191.tif 000005
【００４３】
［参考実験１〜２］
親水性油剤の耐久性を比較するため、実施例１１、実施例１２で使用した繊維状物（ａ）を用いて以下の試験を行った。
［参考実験１］
５００ｍｌのビーカー３つ（ビーカーＡ、ビーカーＢ、ビーカーＣ）それぞれに水２００ｍｌを貯め、実施例１１で使用した繊維状物（ａ）を１ｇずつ添加し、攪拌機を用いて１００ｒｐｍで３分間撹拌し、繊維状物（ａ）を分散させた。その分散液をそれぞれろ布（中尾フィルター製ＰＰ９Ａ２５）でろ過して繊維を回収した。ビーカーＡから回収した繊維は乾燥機を用いて１０５℃で乾燥させ、乾燥前後の重量変化から保水率を算出した。ビーカーＢ、Ｃから回収した繊維は４０℃で風乾したのち、再度水２００ｍｌに添加し、同様に撹拌して分散させた後、ろ過により回収した。ビーカーＢから回収した繊維は乾燥機を用いて１０５℃で乾燥させ、保水率を算出した。ビーカーＣから回収した繊維は再度水２００ｍｌに添加し、同様に撹拌して分散させた後、ろ過で回収し、１０５℃で乾燥させて保水率を算出した。
【００４４】
［参考実験２］
実施例１２で使用した繊維状物（ａ）を用いて、参考実験１と同様に試験を行った。
表５に示す通り、ポリエーテル・ポリエステル共重合体を付与した参考実験１は、エステル型ノニオン系界面活性剤を付与した参考実験２よりも保水率が大きく減少した。これはポリエーテル・ポリエステル共重合体の方が親水性油剤としての耐久性が相対的に低いことを意味する。
実施例１１、１２、参考実験１、２の結果より、繊維を脱水助剤として使用する場合は、水相系内に均一に分散し、その状態を維持することが必要であるため、親水性油剤の耐久性が高いほど脱水性向上効果が高いということが解明された。
【００４５】
【表５】
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【００４６】
［実施例１３、比較例６］
下水処理場において、標準活性汚泥処理工程より発生した余剰汚泥に対して、遠心脱水機を用いた脱水試験の結果を表６に示す。
［実施例１３］
有効容量２ｍ３の凝集剤溶解槽に水道水を１ｍ３貯め、そこに繊維径１７．５μｍ、長さ５ｍｍの丸断面、捲縮がかかっていないストレートタイプのポリエチレンテレフタレート製ショートカットファイバーに、親水性油剤としてポリエーテル・ポリエステル共重合体を付与した繊維状物（ａ）を４．２４ｋｇ添加し、水中ミキサーで撹拌して繊維状物（ａ）を分散させた。その後，水道水を２００Ｌ添加しながら、同時に凝集剤（ｂ）（アルキルアミノメタクリレート４級塩重合物）を２．４ｋｇ（０．２ｗｔ％相当）添加し、合計１．２ｍ３の脱水剤Ｉを調製した。
下水処理場本設備より発生した余剰汚泥８ｍ３を汚泥貯留槽に貯留し、そこから遠心脱水機に送泥する送泥配管の脱水機流入部直前部に脱水剤Ｉを送液し、汚泥と混合させた。
脱水機の汚泥処理量７ｍ３／時に対し、脱水剤Ｉを４１７Ｌ／時で添加し、３０００Ｇで約２時間運転し、排出された脱水ケーキの含水率を測定した。
【００４７】
［比較例６］
有効容量２ｍ３の凝集剤溶解槽に水道水を１ｍ３貯め、その後水道水を２００Ｌ添加しながら、同時に凝集剤（ｂ）（アルキルアミノメタクリレート４級塩重合物）を２．４ｋｇ（０．２ｗｔ％相当）添加し、凝集剤（ｂ）溶液を調製した。
その後，実施例１３と同様の操作で脱水試験を行った。表６に示すとおり、脱水剤Ｉを用いた実施例１３において脱水性の向上効果を確認した。
【００４８】
【表６】
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【図１】
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