(57)【要約】【課題】有機性の高い難脱水性の汚泥処理に、無機凝集剤と有機高分子凝集剤、特に両性高分子凝集剤とを併用する方法が効果を発揮するが、無機凝集剤使用に由来する多くの問題点を有している。本発明は、従来の問題点を解消し、種々の汚泥、特に難脱水性の汚泥を効率的に脱水する方法を提供する。【解決手段】汚泥にジシアンジアミド系凝集剤と両性高分子凝集剤あるいは両性高分子凝集剤に代えてカチオン性高分子凝集剤とアニオン性高分子凝集剤とを順次あるいは同時に添加、脱水することによって、種々の汚泥、特に難脱水性の有機汚泥を効率的に処理することができる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
汚泥にジシアンジアミド系凝集剤と両性高分子凝集剤あるいは両性高分子凝集剤に代えてカチオン性高分子凝集剤とアニオン性高分子凝集剤とを順次あるいは同時に添加し、脱水することを特徴とする汚泥の脱水方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、汚泥の脱水方法に関するものであり、詳しくはジシアンジアミド系凝集剤と有機高分子凝集剤とを併用することによる汚泥の脱水方法、特に難脱水性有機汚泥に有効な脱水方法に関する。
【背景技術】
【０００２】有機高分子凝集剤は、少ない添加量で高い凝集性を示すことから、その開発以来、それまでの無機凝集剤に代わって、廃水中の汚濁物質の凝集や汚泥の濃縮、脱水に多用されるようになり、特に、カチオン性高分子凝集剤が単独で多く使用されてきた。しかしながら、近年、汚泥発生量の増加や汚泥性状の変化に伴う汚泥の難脱水性化が進み、汚泥処理量、脱水ケーキ含水率、ＳＳ回収率、ケーキの濾布からの剥離性などの点で、更なる向上が要求されるようになり、カチオン性高分子凝集剤単独では対応が難しくなっている。【０００３】このような状況に対応するため、物性や構造の異なる有機高分子凝集剤を組み合わせて使用する方法が種々提案されている。例えば、カチオン性高分子凝集剤とアニオン性高分子凝集剤と酸性物質を含有する汚泥脱水剤（特公昭６３−５２５２７号）、両性高分子凝集剤とアクリレート系カチオン性高分子凝集剤を併用する方法（特開平２−３１８９９号）、ポリアミジン系凝集剤と両性高分子凝集剤を併用する方法（特開平７−２２３０００号）、縮合型ポリアミンカチオン性高分子凝集剤と両性高分子凝集剤を併用する方法（特開２０００−２２５４００号）、アニオン性高分子凝集剤と両性高分子凝集剤を併用する方法（特開２００３−１１７６００号）など多くの脱水剤や処理方法が開示されている。【０００４】このように二種以上の有機高分子凝集剤を併用する方法が多く提案されている一方で、無機凝集剤と有機高分子凝集剤とを併用する方法も、依然として多くの提案がなされている。これは、無機凝集剤はカチオン性高分子凝集剤よりも汚泥の中和率を高められる場合が多く、特に難脱水性汚泥の処理に効果を発揮するためと考えられる。例えば、無機凝集剤と両性高分子凝集剤とを併用する方法（特開昭６３−１５８２００号、特開平２−１８０７００号、特開平４−５９１００号、特開平７−２５６３００号など）、無機凝集剤とアニオン性高分子凝集剤と両性高分子凝集剤とを併用する方法（特開平６−１３４２１３号、特開２００３−２５１３９９号）、無機凝集剤とアニオン性高分子凝集剤とを併用する方法（特開平１０−５７９６７号、特開２０００−１８５２０４号）、カチオン性高分子凝集剤と無機凝集剤とを併用する方法（特開平９−２４４００号、特開２００２−１６６３００号）などが開示されている。【０００５】しかしながら、無機凝集剤を併用する方法は、難脱水性汚泥に対して脱水性は改善されるが、以下のような種々の問題点を有している。
（１）無機凝集剤の成分は酸性が強く、設備機器類を腐食させる。
（２）汚泥によってはｐＨが低下し過ぎて、次に添加する高分子凝集剤の性能を低下させるため、中和を必要とする場合があり、操作が複雑となる。
（３）無機凝集剤は添加量が多く、その分脱水ケーキ量が増大するため、廃棄処理コストが上昇する。
（４）汚泥を肥料化する場合に無機凝集剤由来の金属成分が問題となる。
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】有機性の高い難脱水性の汚泥処理には、無機凝集剤と有機高分子凝集剤、特に両性高分子凝集剤とを併用する方法が効果を発揮するが、無機凝集剤使用に由来する上述のような多くの問題点を有している。本発明は、以上のような従来技術の問題点を解消し、各種汚泥、特に難脱水性有機汚泥を効率的に脱水する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】
【０００７】無機凝集剤を使用する限り、上述の問題点を解消することは難しく、無機凝集剤に代わる処理剤の検討を種々行った。その結果、多くの処理剤の中からジシアンジアミド系凝集剤の効果に着目し、検討の結果、ジシアンジアミド系凝集剤と有機高分子凝集剤とを併用することにより、本発明の目的を達成できることを見出し、本発明の完成に至った。
【０００８】すなわち、本発明は、汚泥にジシアンジアミド系凝集剤と両性高分子凝集剤あるいは両性高分子凝集剤に代えてカチオン性高分子凝集剤とアニオン性高分子凝集剤とを順次あるいは同時に添加混合し、脱水する方法に関するものである。なお、ジシアンジアミド系凝集剤を用いた汚泥の脱水に関しては、特開昭５４−９２５７２にジシアンジアミド−ホルムアルデヒド縮合系高分子凝集剤とキトサン系カチオン性高分子凝集剤とを併用する方法が開示されているが、それ以外には使用例は見当たらず、本発明の方法は新規な方法ということができる。
【０００９】本発明で使用するジシアンジアミド系凝集剤とは、水溶性のジシアンジアミド・ホルムアルデヒド縮合物あるいはジシアンジアミド・ホルムアルデヒド・塩化アンモニウム縮合物である。基本的には、酸あるいはそのアンモニウム塩の存在下で、ジシアンジアミドにホルムアルデヒドを加え、縮合させた生成物であり、水溶液として市販されているものを用いることができる。
【００１０】本発明で使用する両性高分子凝集剤としては、アニオン性モノマーとカチオン性モノマーの共重合物、アニオン性モノマーとカチオン性モノマーとノニオン性モノマーの共重合物、あるいはアニオン性モノマーとカチオン性モノマーの共重合物のマンニッヒ変性物またはホフマン分解物などを挙げることができる。具体的には、カチオン性モノマーとしては、ジアルキルアミノアルキルアクリレート、ジアルキルアミノアルキルメタクリレート、ジアルキルアミノアルキルアクリルアミドなどの３級化物あるいは４級化物が挙げられ、例えばジメチルアミノエチルメタクリレート、ジメチルアミノエチルアクリレート、ジメチルアミノプロピルアクリルアミドの３級化物あるいは４級化物が具体例として挙げられるが、これらに限定されない。アニオン性ビニル系モノマーとしては、アクリル酸、メタクリル酸、ビニルスルホン酸、３−メタクリロイルオキシプロパンスルホン酸およびこれらのアルカリ金属塩、アンモニウム塩などが挙げられるが、これらに限定されない。ノニオン性ビニル系モノマーとしては、例えばアクリルアミド、メタクリルアミドなどのビニル基含有アミド類、さらにはビニル基含有ニトリル類、（メタ）アクリル酸のアルキルエステル類などが挙げられるが、これらに限定されない。
【００１１】本発明で使用するカチオン系高分子凝集剤としては、ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート、ジメチルアミノプロピル（メタ）アクリレートまたはそれらの４級塩もしくは３級塩の単独重合物、あるいはそれらとアクリルアミドまたはメタクリルアミドとの共重合物、ポリアクリルアミドまたはポリメタクリルアミドのホフマン分解物、ポリアミジンなどが挙げられる。
【００１２】本発明で使用するアニオン系高分子凝集剤としては、アクリル酸ナトリウム重合物、アクリル酸ナトリウムまたはメタクリル酸ナトリウムとアクリルアミドまたはメタクリルアミドとの共重合物、アクリルアミド重合物またはメタクリルアミド重合物の部分加水分解物、アクリルアミドまたはメタクリルアミドとアクリル酸ナトリウムまたはメタクリル酸ナトリウムと２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸ナトリウムの三元共重合物などが挙げられる。
【００１３】本発明において各凝集剤を汚泥に添加する場合、最適な方法は汚泥性状によっても異なるが、一般的にはジシアンジアミド系凝集剤を最初に添加し、続いて有機系高分子凝集剤を添加する方法が好ましい。しかしながら、各凝集剤を同時に添加することも可能である。添加量については、ジシアンジアミド系凝集剤は汚泥に５０〜１０００ｐｐｍを添加することによって効果を発揮するが、より好ましい添加量は１００〜６００ｐｐｍである。また、ジシアンジアミド系凝集剤と両性高分子凝集剤とを用いる場合、その添加量は、重量比で１：０．１〜１：２の範囲が好ましい。ジシアンジアミド系凝集剤とカチオン性高分子凝集剤とアニオン性高分子凝集剤とを用いる場合、その重量比は１：０．１：０．１〜１：２：２の範囲が好ましい。なお、本発明の効果に影響を与えない限り、凝集剤に必要に応じてスルファミン酸その他の添加物を加えることができる。
【００１４】以上説明した本発明の方法を種々の汚泥に適用することによって、フロック径が大きく、低含水率で、剥離性に優れた脱水ケーキが得られることを確認した。本発明の方法は、下水や廃水の処理に伴って発生する余剰汚泥、混合汚泥、消化汚泥などの難脱水性有機汚泥の脱水処理に特に有効であり、従来の無機凝集剤を併用する方法と比較して、同程度あるいはそれ以上の効果が得られ、しかも添加量が少なく、操作が容易である特長を有している。
【実施例】
【００１５】以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの例によって限定されるものではない。【００１６】以下の比較例及び実施例には、下記の凝集剤を用いた。
ジシアンジアミド系凝集剤：ジシアンジアミド−ホルムアルデヒド−塩化アンモニウム縮合物５５％水溶液（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ製  商品名：Ｚｅｔａｇ７１０３）
両性高分子凝集剤：メタクリレート系硫酸塩（４５）−アクリルアミド（４６）−アクリル酸（９）共重合物（カヤフロック（株）商品名Ｄ−３３０Ｅ）
カチオン性高分子凝集剤：アクリレート系中カチオン（カヤフロック（株）商品名Ｃ−５９９−１ＲＭ）
アニオン性高分子凝集剤：アクリルアミド系中弱アニオン（カヤフロック（株）商品名Ａ−２００）
無機凝集剤：ポリ硫酸第二鉄（日鉄鉱業（株）商品名ポリテツ）、ポリ塩化アルミニウム（多木化学（株）商品名ＰＡＣ２６０Ａ）【００１７】試験用の汚泥としては、と畜場の難脱水性余剰汚泥を用いた。汚泥性状は下記の通りである。
ｐＨ：６．２５
ＴＳ：１．５０％
ＳＳ：１．４１％
ＶＴＳ：８０．７％
Ｍアルカリ度：４４０ｐｐｍ
粗繊維：５．０％【００１８】実施例１
３００ｍｌのビーカーに汚泥１００ｍｌを採り、撹拌下に所定量のジシアンジアミド系凝集剤（ＤＤ）、両性凝集剤（Ｄ−３３０Ｅ）を順次添加した後、３５０ｒｐｍで６０秒間撹拌した。凝集状態、フロック径を測定後、６０メッシュのナイロン製ろ布を敷いたヌッチェ漏斗（ろ過面積２０ｃｍ２）により、ろ過時間とろ液量の関係を測定し、ろ過性を見た。得られたケーキを６０メッシュナイロン製ろ布にはさみ、圧搾脱水試験器により、面圧０．５ｋｇ／ｃｍ２で１分間圧搾した後、ろ布からのケーキの剥離性とケーキ含水率を求めた。なお、ＤＤ添加量は３００ｐｐｍから５００ｐｐｍまで変え、Ｄ−３３０Ｅは１００ｐｐｍ一定とした。結果を第１表に示した。フロック径、ろ過速度、ケーキ含水率、剥離性のいずれも極めて良好な結果を示した。【００１９】比較例１
実施例１において、ＤＤ添加量を０とした試験を行った。結果を第１表に示した。ＤＤを添加した場合と比較して、脱水性、剥離性いずれも大きく低下した。【００２０】実施例２
実施例１において、Ｄ−３３０Ｅ添加量を１２０ｐｐｍ一定とした以外は同様の試験を行った。結果を第１表に示した。【００２１】比較例２
実施例２において、ＤＤ添加量を０とした試験を行った。結果を第１表に示した。【００２２】実施例３
実施例１において、Ｄ−３３０Ｅ添加量を１４０ｐｐｍ一定とした以外は、同様の試験を行った。結果を第１表に示した。両性凝集剤の添加量を増やすと、効果が増大する傾向を示した。【００２３】比較例３
実施例３において、ＤＤ添加量を０とした試験を行った。結果を第１表に示した。
2005103524.tif 000002
【００２４】比較例４
実施例１において、ジシアンジアミド系凝集剤の代わりにポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）を用いて同様の試験を行った。ＰＡＣ添加量を３００から３０００ｐｐｍまで変え、両性凝集剤Ｄ−３３０Ｅの添加量は１００ｐｐｍ一定とした。結果を第２表に示した。
2005103524.tif 000003
【００２５】比較例５
比較例１において、ポリ塩化アルミニウムに変えてポリ硫酸第二鉄（ポリ鉄）を用いて同様の試験を行った。ポリ鉄添加によってｐＨが低下したものについては苛性ソーダを加え、ｐＨ６．０に調整した。結果を第２表に示した。
2005103524.tif 000004
【００２６】実施例４
実施例１において、両性凝集剤（Ｄ−３３０Ｅ）に変えて、カチオン性凝集剤（Ｃ−５９９−１ＲＭ）とアニオン性凝集剤（Ａ−２００）とスルファミン酸とを重量比で７：２：１に混合溶解した水溶液（ＣＡ）を添加した以外は全く同様の試験を行った。結果を第４表に示した。両性凝集剤を用いた場合とほぼ同程度の効果が得られた。
2005103524.tif 000005
【発明の効果】
【００２７】本発明の方法は、種々の汚泥、特に汚泥処理が困難な有機性の難脱水汚泥に対し、従来の汚泥脱水剤および汚泥処理方法と比較して、凝集フロック径が大きく、ろ過速度、ケーキ含水率、脱水ケーキの剥離性、いずれも極めて良好な効果を示した。無機凝集剤を使用せずに、従来の無機凝集剤と有機高分子凝集剤との併用法と比較して、同等以上の効果を示す有用な方法である。