JPWO2008050702A1 - 下水消化汚泥の脱水方法 - Google Patents
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Abstract
Description
[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。
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。
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。
[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。
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。
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。
[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
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。
[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。
[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。
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。
○: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。
[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。
[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。
[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。
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。
○: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。
Claims (6)
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
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