污水消化污泥的脱水方法.pdf

本发明提供一种污泥的脱水方法，对污水消化污泥而言，可以降低凝聚剂的使用量、获得凝聚性、过滤性及分离液的澄清性优异的絮凝物，且可以使脱水滤饼的含水率降低。具体地，涉及一种污水消化污泥的脱水方法，其特征在于，在污水消化污泥中添加含有阳离子当量值为4.0meq/g以上且0.5％盐粘度小于40mPa·s的聚合物的阳离子性高分子凝聚剂后，利用带式脱水机或压滤机进行脱水处理；以及在污水消化污泥中不使用无机凝聚剂，在添加含有阳离子当量值为4.0meq/g以上且0.5％盐粘度为40mPa·s以上的聚合物的阳离子性高分子凝聚剂的同时或者添加之后，进行离心脱水处理。

1、  一种污水消化污泥的脱水方法，其特征在于，在污水消化污泥中添加阳离子性高分子凝聚剂后，利用带式脱水机或压滤机进行脱水处理，所述阳离子性高分子凝聚剂含有阳离子当量值为4.0meq/g以上且0.5％盐粘度小于40mPa·s的聚合物。

2、  如权利要求1所述的污水消化污泥的脱水方法，其特征在于，所述聚合物的阳离子当量值为4.0～5.2meq/g且0.5％盐粘度为10mPa·s以上且小于40mPa·s。

3、  如权利要求1或2所述的污水消化污泥的脱水方法，其特征在于，所述污水消化污泥的m-碱度为500～6000，阳离子需求量为0.05～0.7meq/g-TS。

4、  一种污水消化污泥的脱水方法，其特征在于，在污水消化污泥中不使用无机凝聚剂，在添加阳离子性高分子凝聚剂的同时或者添加之后，进行离心脱水处理，所述阳离子性高分子凝聚剂含有阳离子当量值为4.0meq/g以上且0.5％盐粘度为40mPa·s以上的聚合物。

5、  如权利要求4所述的污水消化污泥的脱水方法，其特征在于，所述聚合物的阳离子当量值为4.0～5.2meq/g且0.5％盐粘度为40～100mPa·s。

6、  如权利要求4或5所述的污水消化污泥的脱水方法，其特征在于，所述污水消化污泥的m-碱度为500～6000，阳离子需求量为0.05～0.7meq/g-TS。

污水消化污泥的脱水方法
技术领域
本发明涉及一种凝聚力和脱水性优异、过滤速度快、且可得到优异的絮凝物(集块)之类的各种凝聚脱水性能优异的污水消化污泥的脱水方法。
背景技术
污水、经粪便处理场和有机性产业排水等而产生的有机质污泥，通过添加高分子凝聚剂，使用螺旋压榨机、螺旋倾析器及带式脱水机等脱水装置而脱水。
脱水处理后的污泥滤饼(ケ—キ)，虽经填拓、焚烧处理，但是通过使污泥滤饼中的含水率降低1％，就可以将焚烧时使用的燃料成本降低10％左右，因此为了使污泥滤饼中的含水率降低，进行了各种研究。
然而，在污水处理场，当污泥中所含的有机成分含量高时，就要对有机质污泥进行厌氧性处理。近年来，将有机质污泥进行厌氧性处理而得到的消化污泥由于纤维成分极低、含腐败性粘着性物质，因此用以往的脱水方法，会呈现难以脱水的性状。
作为消化污泥的脱水方法，例如有使用聚硫酸铁作为无机凝聚剂，向其中单独添加非离子、阴离子、或阳离子性高分子凝聚剂而形成絮凝物进行脱水的方法(专利文献1)；添加无机凝聚剂后，将pH调整为5～8，向其中添加两性高分子凝聚剂的方法(专利文献2)，但是必须使用大量的凝聚剂，因此有时凝聚剂的使用成本增高，有时污泥脱水性能变得不充分。
最近，作为消化污泥的处理方法，已知使用聚脒的方法(专利文献3)；并用无机凝聚剂和丙烯酸酯系阳离子高分子凝聚剂的方法(专利文献4、5等)。前者的使用聚脒的方法，由于聚脒的高阳离子性，相对于上述的污泥脱水方法是优异的方法，后者的并用无机凝聚剂和丙烯酸酯系阳离子高分子凝聚剂的方法相对于上述的污泥脱水方法也是优异的方法。
然而，所得的絮凝物在凝聚性和过滤性方面不充分，因此存在脱水滤饼的含水率也不充分，且凝聚剂的使用量不得不使用大量的问题。而且，在污泥脱水处理中，脱水后的滤饼虽进行焚烧处理，但是使用无机凝聚剂的方法中，无机凝聚剂的比例多时，燃烧性能降低，或者无机凝聚剂即使焚烧也会残留有残渣，因此具有废弃物量增多的问题。
而且，还提出了使用由具有聚环氧烷烃单元的阳离子性高分子构成的高分子凝聚剂，使用螺旋压力脱水机和旋转加压脱水机进行脱水的消化污泥的脱水方法(专利文献6)。
但是，使用这些脱水机时，若未形成坚固的絮凝物，则会发生絮凝物破坏后的物质通过冲压金属的孔穴向滤液移动的问题，而且不适合使用离心脱水机的脱水，因此还有进一步改善的余地。
专利文献1：特开昭58-51998号公报(权利要求书)
专利文献2：特开昭63-158200号公报(权利要求书)
专利文献3：特开平5-192513号公报(权利要求书)
专利文献4：特开平7-214100号公报(权利要求书)
专利文献5：特开2006-15209号公报(权利要求书)
专利文献6：特开2004-195370号公报(权利要求书)
发明内容
本发明的目的在于提供一种污泥的脱水方法，对污水消化污泥而言，可以降低凝聚剂的使用量，获得凝聚性、过滤性及分离液的澄清性优异的絮凝物，且可以使脱水滤饼的含水率降低。
本发明人为了解决上述课题，进行了潜心研究，结果发现，在污水消化污泥中不使用无机凝聚剂，而添加阳离子当量值(cationequivalent)为4.0meq/g以上且0.5％盐粘度(salted viscosity)小于40mPa·s的高分子凝聚剂后，利用带式脱水机(belt press)或压滤机(filter press)进行脱水，由此可以解决上述课题。基于该见解，进一步进行了反复研究，结果完成本发明。
即，本发明提供以下的污水消化污泥的脱水方法。以下标记为“第1发明”。
项1.一种污水消化污泥的脱水方法，其特征在于，在污水消化污泥中添加阳离子性高分子凝聚剂后，利用带式脱水机或压滤机进行脱水处理，所述阳离子性高分子凝聚剂含有阳离子当量值为4.0meq/g以上且0.5％盐粘度小于40mPa·s的聚合物。
项2.如项1所述的污水消化污泥的脱水方法，其特征在于，所述聚合物的阳离子当量值为4.0～5.2meq/g且0.5％盐粘度为10mPa·s以上且小于40mPa·s。
项3.如项1或2所述的污水消化污泥的脱水方法，其特征在于，所述污水消化污泥的m-碱度是500～6000，阳离子需求量为0.05～0.7meq/g-TS。
此外，本发明人发现，通过在污水消化污泥中不使用无机凝聚剂，而在添加含有阳离子当量值为4.0meq/g以上且0.5％盐粘度40mPa·s以上的聚合物的阳离子性高分子凝聚剂的同时或者添加之后，进行离心脱水处理，可解决上述课题。基于该见解，进一步进行了反复研究，结果完成本发明。
即，本发明提供以下的污水消化污泥的脱水方法。以下标记为“第2发明”。
项4.一种污水消化污泥的脱水方法，其特征在于，在污水消化污泥中不使用无机凝聚剂，在添加阳离子性高分子凝聚剂的同时或者添加之后，进行离心脱水处理，所述阳离子性高分子凝聚剂含有阳离子当量值为4.0meq/g以上且0.5％盐粘度为40mPa·s以上的聚合物。
项5.如项4所述的污水消化污泥的脱水方法，其特征在于，所述聚合物的阳离子当量值为4.0～5.2meq/g且0.5％盐粘度为40～100Pa·s。
项6.如项4或5所述的污水消化污泥的脱水方法，其特征在于，所述污水消化污泥的m-碱度是500～6000，阳离子需求量为0.05～0.7meq/g-TS。
需要说明的是，在本说明书中，丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯以(甲基)丙烯酸酯表示，丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺以(甲基)丙烯酰胺表示，丙烯酸或甲基丙烯酸以(甲基)丙烯酸表示，丙烯腈或甲基丙烯腈以(甲基)丙烯腈表示。
根据本发明的污泥脱水方法，对于污水消化污泥而言，可以降低凝聚剂的使用量，可以获得絮凝物凝聚性和过滤性优异、澄清性优异的分离液，且可以使脱水滤饼的含水率降低。
具体实施方式
以下，对本发明进行详细说明。
[第1发明]
本发明的污水消化污泥的脱水方法的特征在于，在污水消化污泥中添加含有阳离子当量值为4.0meq/g以上且0.5％盐粘度小于40mPa·s的聚合物的阳离子性高分子凝聚剂后，利用带式脱水机或压滤机进行脱水处理。在本发明中，由于使用上述规定的高分子凝聚剂，因此可以降低凝聚剂的使用量，且形成凝聚性和过滤性优异的絮凝物，并且可以使脱水滤饼的含水率降低。
在本发明的污泥脱水方法中，由于不必进一步使用无机凝聚剂，因此可以消除因无机凝聚剂引起的脱水后的滤饼焚烧中燃烧性能降低、废弃物量增多的问题。
1.阳离子性高分子凝聚剂
在本发明中使用的阳离子性高分子凝聚剂(以下简称为“高分子凝聚剂”)是含有阳离子当量值(以下称为“Cv”)为4.0meq/g以上且0.5％盐粘度小于40mPa·s的聚合物(以下简称为“聚合物”)。
本发明的聚合物的Cv是4.0meq/g以上，优选4.0～5.2meq/g，更优选4.2～5.1meq/g。由于Cv高达4.0meq/g以上，因此可以用更少的量来中和污泥的电荷。Cv小于4.0meq/g时，污泥的电荷中和不充分，因此脱水不充分。需要说明的是，Cv是指通过实施例中示出的胶体滴定法而求出的值。
本发明的聚合物的作为分子量指标的0.5％盐粘度小于40mPa·s，为了实现稳定的脱水处理，优选10mPa·s以上且小于40mPa·s，更优选15mPa·s以上且小于40mPa·s。使0.5％盐粘度小于40mPa·s是为了形成过大的絮凝物而使脱水性降低，0.5％盐粘度为40mPa·s以上时，絮凝物直径变得过大，从滤布的剥离性变差，而且在使用压滤机时，向滤室中的填充量减少，因此不优选。需要说明的是，0.5％盐粘度是指通过实施例中记载的测定方法求出的值。
作为所述聚合物，可举出例如以阳离子性单体单元作为必需构成单体单元，根据需要含非离子性单体单元的阳离子性聚合物，或者可举出含阳离子性单体单元和阴离子性单体单元，根据需要具有非离子性单体单元的两性聚合物。只要满足上述的Cv和0.5％盐粘度的范围，则可以使用各种聚合物(高分子)。这些聚合物可以使用1种，或者使用两种以上的混合物。
作为阳离子性单体，优选阳离子性乙烯基单体，具体而言，可举出(甲基)丙烯酸二甲氨基乙酯、(甲基)丙烯酸二乙氨基乙酯、和(甲基)丙烯酸二乙氨基-2-羟基丙酯等二烷基氨基烷基(甲基)丙烯酸酯的盐酸盐和硫酸盐等叔盐；二烷基氨基烷基(甲基)丙烯酸酯的氯甲烷加成产物等的卤代烷加成产物和氯甲苯加成产物等卤代芳烷加成产物等的季盐；N，N-二甲氨基丙基(甲基)丙烯酰胺等二烷基氨基烷基(甲基)丙烯酰胺等的盐酸盐和硫酸盐等的叔盐；二烷基氨基烷基(甲基)丙烯酰胺的氯甲烷加成产物等的卤代烷加成产物及氯甲苯加成产物等卤代芳烷加成产物等的季盐等。
作为阴离子性单体，优选阴离子性乙烯基单体，具体而言，可举出(甲基)丙烯酸和其钠盐等碱金属盐或铵盐；马来酸等及它们的碱金属盐；丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸等丙烯酰胺烷基链烷磺酸及其碱金属盐或铵盐；以及乙烯基磺酸及其碱金属盐或铵盐等。
作为非离子性单体，优选非离子性乙烯基单体，具体地可举出(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸二甲氨基乙酯等二烷基氨基烷基(甲基)丙烯酸酯、二烷基氨基丙基(甲基)丙烯酰胺等二烷基氨基烷基(甲基)丙烯酰胺、苯乙烯、丙烯腈、乙酸乙烯酯、烷基(甲基)丙烯酸酯、烷氧基烷基(甲基)丙烯酸酯、乙烯基吡啶、乙烯基咪唑及烯丙胺等。其中，优选(甲基)丙烯酰胺。
此外，在具有烯属不饱和基团的环氧烷烃低聚物的存在下，可以使用将上述单体聚合而成的物质。
任何一种单体均可以单独使用或者使用两种以上。
作为在本发明中优选的单体的组合，为阳离子性聚合物时，有[1]由以二烷基氨基烷基丙烯酸酯的叔盐或季盐为阳离子性单体、和以丙烯酰胺为非离子性单体构成的共聚物、[2]由以二烷基氨基烷基甲基丙烯酸酯的叔盐或季盐为阳离子性单体、和以丙烯酰胺为非离子性单体构成的共聚物、以及[3]由以二烷基氨基烷基甲基丙烯酸酯的叔盐或季盐和二烷基氨基烷基丙烯酸酯的叔盐或季盐为阳离子性单体、和以丙烯酰胺为非离子性单体构成的共聚物。
此外，为两性聚合物时，有[1]由以二烷基氨基烷基丙烯酸酯的叔盐或季盐为阳离子性单体、以丙烯酸盐为阴离子性单体和以丙烯酰胺为非离子性单体构成的共聚物、[2]由以二烷基氨基烷基甲基丙烯酸酯的叔盐或季盐为阳离子性单体、以丙烯酸盐作为阴离子性单体和以丙烯酰胺为非离子性单体构成的共聚物、以及[3]由以二烷基氨基烷基甲基丙烯酸酯的叔盐或季盐和二烷基氨基烷基丙烯酸酯的叔盐或季盐为阳离子性单体、以丙烯酸盐为阴离子性单体和以丙烯酰胺为非离子性单体构成的共聚物。
本发明中，使用丙烯酸酯作为阳离子性单体的阳离子性高分子，是单体的共聚性优异的高分子，对消化污泥的脱水性能优异，因此更优选。
作为本发明的阳离子性聚合物中的阳离子性单体单元的共聚比例，适当设定使得满足上述Cv和0.5％盐粘度的范围即可，以全部构成单体单元为基准，阳离子性单体单元为55～100摩尔％，优选70～100摩尔％，更优选80～100摩尔％。在含有除了阳离子性单体单元以外的非离子性单体单元时，是0～45摩尔％，优选0～30摩尔％，更优选0～20摩尔％。
此外，为两性聚合物时，以全部构成单体单元为基准，阳离子性单体单元为55～95摩尔％，优选70～95摩尔％，更优选80～95摩尔％。除了阳离子性单体单元以外的阴离子性单体单元和非离子性单体单元，两者之和是5～45摩尔％，优选5～30摩尔％，更优选5～20摩尔％。此时，优选至少使5摩尔％的非离子性单体共聚而成的共聚物。
对于所述聚合物的制造方法没有特别限制，可以使用上述单体，采用普通的聚合方法。例如，若是水溶液聚合，作为聚合引发剂，可以使用过硫酸钾、过硫酸铵、2，2’-偶氮二异丁基脒二盐酸盐、REDOX系聚合引发剂等进行热自由基聚合的方法；使用偶氮系化合物、苯甲酰和苯乙酮型的光聚合引发剂利用紫外线照射进行光自由基聚合。此外，若是反相的乳液聚合，除了上述聚合引发剂以外，还可以使用偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酰等水不溶性引发剂进行聚合。
在水溶液聚合时，所得的凝胶状的聚合物，接下来用公知的方法剪切、细切。细切的聚合物使用带式干燥机、旋转式干燥机、远红外线式干燥机和振动流动式干燥机等干燥机，在60～150℃左右的温度下进行干燥，用辊式粉碎机等粉碎制成粉末状的聚合物，进行粒度调整。
进行反相乳液聚合时，用水稀释、转相，作为水包油型乳液使用。
作为本发明的高分子凝聚剂，还可以使用粉末状制品或者反相乳液制品。
在本发明中，除了所述高分子，只要是对脱水处理没有坏影响，还可以与硫酸氢钠、硫酸钠和氨基磺酸等公知的添加剂混合。
2.消化污泥的脱水方法
成为本发明的脱水处理对象的污水消化污泥是指，对污水处理场中产生的有机质污泥进行厌氧性消化处理而得的物质，只要是上述污泥各种污泥都可以应用。
作为消化污泥，优选表示消化指标的m-碱度为500～6000的污泥，更优选2000～4500的污泥。需要说明的是，所谓“m-碱度”是指表示消化污泥进行的指标，消化进行时碱的比例增加，因此是为了将其中和使pH为4.8而将必需酸的比例进行CaCO₃换算而得的。
在本发明中，测定污水消化污泥中的阳离子需求量，根据其结果添加高分子凝聚剂的方法，由于可以有效且没有浪费地添加高分子凝聚剂，因此优选。若污水消化污泥中的阳离子需求量优选0.05～0.7meq/g-TS，更优选0.05～0.5meq/g-TS，则可以容易地处理。需要说明的是，所谓阳离子需求量是指使用特开2000-258407号公报中记载的光标记化阳离子性高分子测定得到的值。
本发明是在污水消化污泥中添加所述高分子凝聚剂后，使用压带脱水机或压滤脱水机进行脱水的消化污泥的脱水方法。
高分子凝聚剂向污泥的添加方法、絮凝物的形成方法无需特殊的方法，现在使用的方法可没有问题地应用。
在本发明中，优选在添加高分子凝聚剂之前，根据需要使污泥的pH为4～8。由此，可以更有效地进行污泥的处理。需要说明的是，pH的调整是通过添加酸或碱来进行调整。作为酸，可举出盐酸、硫酸、乙酸和氨基磺酸等。此外，作为碱，可举出氢氧化钠、氢氧化钾、消石灰和铵等。
作为高分子凝聚剂相对于污泥的添加比例，相对于污泥的蒸发残留物(TS)为0.1～5.0质量％，优选0.3～3.0质量％，更优选0.5～2.0质量％。在并用高分子凝聚剂和后述的其他高分子凝聚剂时，优选全部高分子凝聚剂的合计量满足上述添加比例。
在本发明中，除了上述高分子凝聚剂，根据需要，可以并用有机阳离子性化合物、阴离子性高分子凝聚剂等其他的凝聚剂。其他凝聚剂的使用量，相对于全部凝聚剂为1000质量％以下，优选100质量％以下。
作为有机阳离子性化合物，可例示聚合物聚脒、聚脒和阳离子性表面活性剂等。作为阴离子性高分子凝聚剂，可举出上述的阴离子性单体的均聚物和上述阴离子性单体和非离子性单体的共聚物等。
添加污泥脱水剂后的搅拌速度、搅拌时间等依照以往进行的脱水条件即可。
在本发明中，将形成的絮凝物利用带式脱水机或压滤机脱水制成脱水滤饼。此处，采用带式脱水机或压滤机脱水处理是由于它们比螺旋压榨机和旋转压力机容易控制压榨压力和压榨时间，从而在不破坏滤液澄清性的情况下容易获得降低滤饼含水率的条件。
作为使用的带式脱水机，除了通常的重力脱水区和压榨区连续的带式脱水机以外，还可例示将重力区分离的类型，进而在后段具有高压压榨装置的类型等。
此外，作为压滤机，可举出以横向装运方式，滤室为单式(以两片有坑洼的板交替相夹的结构)的压滤机。还可例示具备污泥的压注装置的压滤机、具备通气脱水装置的压滤机等。
作为脱水条件，根据污泥的性状、适用的污泥性状、使用的高分子凝聚剂的种类和离心分离机的种类等进行适当设定即可。带式脱水机优选初期压榨脱水的面压(滤布张力/辊半径)为10～100kPa的范围，在滤布速度为0.3～5m/分钟进行运转。压滤机优选在压榨压力为0.5～5MPa的范围，压榨时间为5～20分钟的范围。
[第2发明]
本发明的污水消化污泥的脱水方法的特征在于，在污水消化污泥中不使用无机凝聚剂，在添加含有阳离子当量值为4.0meq/g以上且0.5％盐粘度为40mPa·s以上的聚合物的高分子凝聚剂的同时或者添加之后，进行离心脱水处理。在本发明中，由于使用上述规定的高分子凝聚剂，省略无机凝聚剂的使用从而使凝聚剂的使用量降低，且形成凝聚性、过滤性和分离液(滤液)的澄清性优异的絮凝物，而且可以使脱水滤饼的含水率降低。
在本发明的污泥脱水方法中，由于不使用无机凝聚剂，因此在脱水后的滤饼焚烧中，消除了燃烧性能降低，废弃物量增多的问题。
1.阳离子性高分子凝聚剂
在本发明中使用的阳离子性高分子凝聚剂(以下简称为“高分子凝聚剂”)是含有阳离子当量值(以下称为“Cv”)为4.0meq/g以上且0.5％盐粘度为40mPa·s以下的聚合物(以下简称为“聚合物”)。
本发明聚合物的Cv为4.0meq/g以上，优选4.0～5.2meq/g，更优选4.2～5.1meq/g。由于Cv高达4.0meq/g以上，因此可以用更少量来中和污泥的电荷。Cv小于4.0meq/g时，污泥的电荷中和不充分，因此脱水不充分且絮凝物的造粒性不足。需要说明的是，Cv是指通过实施例中示出的胶体滴定法而求出的值。
本发明的聚合物的作为分子量指标的0.5％盐粘度为40mPa·s以上，为了实现稳定的脱水处理，优选40～100mPa·s，更优选40～80mPa·s。使0.5％盐粘度为40mPa·s以上是为了在离心沉降时形成足够粒径的絮凝物，小于40mPa·s时，难以增大絮凝物直径，因此不优选。需要说明的是，0.5％盐粘度是指通过实施例中记载的测定方法求出的值。
作为所述聚合物，例如可举出以阳离子性单体单元作为必需构成单元，根据需要含非离子性单体单元的阳离子性聚合物，或者可举出含阳离子性单体单元和阴离子性单体单元，根据需要具有非离子性单体单元的两性聚合物。只要满足上述的Cv和0.5％盐粘度的范围，就可以使用各种聚合物(高分子)。这些聚合物可以使用1种，或者使用两种以上的混合物。
作为阳离子性单体，优选阳离子性乙烯基单体，具体而言，可举出(甲基)丙烯酸二甲氨基乙酯、(甲基)丙烯酸二乙氨基乙酯、和(甲基)丙烯酸二乙氨基-2-羟基丙酯等二烷基氨基烷基(甲基)丙烯酸酯的盐酸盐和硫酸盐等叔盐；二烷基氨基烷基(甲基)丙烯酸酯的氯甲烷加成产物等的卤代烷加成产物和氯甲苯加成产物等卤代芳烷加成产物等的季盐；N，N-二甲氨基丙基(甲基)丙烯酰胺等二烷基氨基烷基(甲基)丙烯酰胺等的盐酸盐和硫酸盐等的叔盐；二烷基氨基烷基(甲基)丙烯酰胺的氯甲烷加成产物等的卤代烷加成产物及氯甲苯加成产物等卤代芳烷加成产物等的季盐等。
作为阴离子性单体，优选阴离子性乙烯基单体，具体而言，可举出(甲基)丙烯酸和其钠盐等碱金属盐或铵盐；马来酸等及它们的碱金属盐；丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸等丙烯酰胺烷基链烷磺酸及其碱金属盐或铵盐；以及乙烯基磺酸及其碱金属盐或铵盐等。
作为非离子性单体，优选非离子性乙烯基单体，具体地可举出(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸二甲氨基乙酯等二烷基氨基烷基(甲基)丙烯酸酯、二烷基氨基丙基(甲基)丙烯酰胺等二烷基氨基烷基(甲基)丙烯酰胺、苯乙烯、丙烯腈、乙酸乙烯酯、烷基(甲基)丙烯酸酯、烷氧基烷基(甲基)丙烯酸酯、乙烯基吡啶、乙烯基咪唑及烯丙胺等。其中，优选(甲基)丙烯酰胺。
此外，在具有烯属不饱和基团的环氧烷烃低聚物的存在下，可以使用将上述单体聚合而成的物质。
任何一种单体均可以单独使用或者使用两种以上。
作为在本发明中优选的单体的组合，为阳离子性聚合物时，可举出[1]由以二烷基氨基烷基丙烯酸酯的叔盐或季盐为阳离子性单体、和以丙烯酰胺为非离子性单体构成的共聚物、[2]由以二烷基氨基烷基甲基丙烯酸酯的叔盐或季盐为阳离子性单体、和以丙烯酰胺为非离子性单体构成的共聚物、以及[3]由以二烷基氨基烷基甲基丙烯酸酯的叔盐或季盐和二烷基氨基烷基丙烯酸酯的叔盐或季盐为阳离子性单体、和以丙烯酰胺为非离子性单体构成的共聚物。
此外，为两性聚合物时，可举出[1]由以二烷基氨基烷基丙烯酸酯的叔盐或季盐为阳离子性单体、以丙烯酸盐为阴离子性单体和以丙烯酰胺为非离子性单体构成的共聚物、[2]由以二烷基氨基烷基甲基丙烯酸酯的叔盐或季盐为阳离子性单体、以丙烯酸盐作为阴离子性单体和以丙烯酰胺为非离子性单体构成的共聚物、以及[3]由以二烷基氨基烷基甲基丙烯酸酯的叔盐或季盐和二烷基氨基烷基丙烯酸酯的叔盐或季盐为阳离子性单体、以丙烯酸盐作为阴离子性单体和以丙烯酰胺为非离子性单体构成的共聚物。
本发明中，使用丙烯酸酯作为阳离子性单体的阳离子性聚合物，是单体的共聚性优异的高分子，对消化污泥的脱水性能优异，因此更优选。
作为本发明的阳离子性聚合物中的阳离子性单体单元的共聚比例，适当设定使得满足上述Cv和0.5％盐粘度的范围即可，以全部构成单体单元为基准，阳离子性单体单元为55～100摩尔％，优选70～100摩尔％，更优选80～100摩尔％。在含有除了阳离子性单体单元以外的非离子性单体单元时，是0～45摩尔％，优选0～30摩尔％，更优选0～20摩尔％。
此外，为两性聚合物时，以全部构成单体单元为基准，阳离子性单体单元为55～95摩尔％，优选70～95摩尔％，更优选80～95摩尔％。除了阳离子性单体单元以外的阴离子性单体单元和非离子性单体单元，两者之和是5～45摩尔％，优选5～30摩尔％，更优选5～20摩尔％。此时，优选至少使5摩尔％的非离子性单体共聚而成的共聚物。
对于所述聚合物的制造方法没有特别限制，可以使用上述单体，采用普通的聚合方法。例如，若是水溶液聚合，作为聚合引发剂，可以使用过硫酸钾、过硫酸铵、2，2’-偶氮二异丁基脒二盐酸盐、REDOX系聚合引发剂等进行热自由基聚合的方法；使用偶氮系化合物、苯甲酰和苯乙酮型的光聚合引发剂利用紫外线照射进行光自由基聚合。此外，若是反相的乳液聚合，除了上述聚合引发剂以外，还可以使用偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酰等水不溶性引发剂进行聚合。
在水溶液聚合时，所得的凝胶状的聚合物，接下来用公知的方法剪切、细切。细切的聚合物使用带式干燥机、旋转式干燥机、远红外线式干燥机和振动流动式干燥机等干燥机，在60～150℃左右的温度下进行干燥，用辊式粉碎机等粉碎制成粉末状的聚合物，进行粒度调整。
进行反相乳液聚合时，用水稀释、转相，作为水包油型乳液使用。
作为本发明的高分子凝聚剂，还可以使用粉末状制品或者反相乳液制品。
在本发明中，除了所述高分子，只要是对脱水处理没有坏影响，还可以与硫酸氢钠、硫酸钠和氨基磺酸等公知的添加剂混合来使用。
2.消化污泥的脱水方法
成为本发明的脱水处理对象的污水消化污泥是指，对污水处理场中产生的有机质污泥进行厌氧性消化处理而得的污泥，只要是该污泥各种污泥均可以应用。
作为消化污泥，优选表示消化指标的m-碱度为500～6000的污泥，更优选2000～4500的污泥。需要说明的是，所谓“m-碱度”是指表示消化污泥的进行的指标，消化进行时碱的比例增加，因此是为了将其中和使pH为4.8而将必须酸的比例进行CaCO₃换算而得的。
在本发明中，测定污水消化污泥中的阳离子需求量，根据其结果添加高分子凝聚剂的方法，由于可以有效且没有浪费地添加高分子凝聚剂，因此优选。污水消化污泥中的阳离子需求量优选0.05～0.7meq/g-TS，更优选0.05～0.5meq/g-TS，则可以容易地处理。需要说明的是，所谓阳离子需求量是指使用特开2000-258407号公报中记载的光标记化阳离子性高分子而测定得到的值。
本发明是在污水消化污泥中不使用无机凝聚剂，在添加含所述聚合物的高分子凝聚剂的同时或者在添加后，使用离心脱水机进行脱水的消化污泥的脱水方法。
高分子凝聚剂向污泥的添加方法、絮凝物的形成方法无需特殊的方法，现在使用的方法可没有问题地应用。
作为高分子凝聚剂的添加方法，还可以使用在污泥中添加凝聚剂后，将其供给离心脱水机进行脱水的方法(机外给料型)和、将污泥供给离心脱水机，同时添加凝聚剂的方法(机内给料型)中任一种。
在本发明中，优选在添加高分子凝聚剂之前，根据需要使污泥的pH为4～8。由此，可以更有效地进行污泥的处理。需要说明的是，pH的调整是通过添加酸或碱来进行调整。作为酸，可举出盐酸、硫酸、乙酸和氨基磺酸等。此外，作为碱，可举出氢氧化钠、氢氧化钾、消石灰和铵等。
作为高分子凝聚剂相对于污泥的添加比例，相对于污泥的蒸发残留物(TS)为0.1～5.0质量％，优选0.3～3.0质量％，更优选0.5～2.0质量％。在并用高分子凝聚剂和后述的其他高分子凝聚剂时，优选全部高分子凝聚剂的合计量满足上述添加比例。
在本发明中，除了上述高分子凝聚剂，根据需要，可以并用有机阳离子性化合物、阴离子性高分子凝聚剂等其他的凝聚剂。其他凝聚剂的使用量，相对于全部凝聚剂为1000质量％以下，优选100质量％以下。
作为有机阳离子性化合物，可例示聚合物聚脒、聚脒和阳离子性表面活性剂等。作为阴离子性高分子凝聚剂，可举出上述的阴离子性单体的均聚物和上述阴离子性单体和非离子性单体的共聚物等。
添加污泥脱水剂后的搅拌速度、搅拌时间等依照以往进行的脱水条件即可。
在本发明中，将形成的絮凝物通过离心脱水处理进行脱水，制成脱水滤饼。作为离心脱水装置，可例示例如，倾析器型(也有时称为螺旋倾析器)和直筒型等。
在本发明中，由于采用离心脱水处理因此是密闭式的，不存在臭味的问题，由于是小型的，因此起到不需要场所的效果。
作为离心脱水的条件，根据适用污泥的性状、使用的高分子凝聚剂的种类和离心分离机的种类等进行适当设定即可。具体地，优选固体成分滞留时间(盛器容积×0.20/固体物质注入速度)为0.2～5分钟的范围，将螺杆差速设为0.5～10rpm的范围。
实施例
以下，列举实施例和比较例，对本发明进行更具体地说明。需要说明的是，在下面内容中“％”没有特别说明，即是指“质量％”。
高分子凝聚剂(聚合物)的阳离子当量值(Cv)和0.5％盐浓度如下测定。
[Cv的测定]
(1)滴定法
在锥形烧杯中量取去离子水90ml，加入试样500ppm溶液10ml，用盐酸水溶液将pH调整到4.0，搅拌约1分钟。接着，加入2～3滴甲苯胺蓝指示剂，用N/400聚乙烯硫酸钾试剂(以下称为N/400PVSK)滴定。滴定速度为2ml/分钟，以检测水从蓝变为紫红色且保持10秒以上的时间点作为终点。
(2)试样500ppm水溶液的制备
精确称量试样0.2g，量取到带有塞子的三角烧瓶中，用去离子水100ml溶解。将其25ml在100ml量瓶中用去离子水进行定容。
(3)计算法

[0.5％盐粘度]
将聚合物溶解于4质量％的氯化钠水溶液中，制备0.5质量％聚合物溶液。使用B型粘度计，测定温度25℃、60rpm、5分钟后的聚合物溶液的粘度。
[第1发明]
作为高分子凝聚剂，使用粉末状的聚合物的、下述表1中所示的丙烯酸二甲氨基乙酯氯甲烷加成产物和丙烯酰胺的共聚物(以下称为“DAA系”)和甲基丙烯酸二甲氨基乙酯氯甲烷加成产物的均聚物(以下称为“DMA系”)。
[制造例A]
使用丙烯酸二甲基氨基乙酯氯甲烷加成产物(以下称为“DAC”)的79wt％水溶液、丙烯酰胺(以下称为“AM”)的40wt％水溶液和离子交换水，单体浓度分别为80mol％、20mol％，且进行混合使得单体浓度为50wt％，总量达到450ml。
将其在氮气流中脱气30分钟以上，且调整到15℃。相对于全部单体，以固体成分换算，添加1000ppm的2，2’-偶氮二异丁基脒二盐酸盐(以下称为“V-50”)的10wt％水溶液，相对于全部单体，以固体成分换算，添加15ppm焦亚硫酸钠(以下称为“SHS”)的5％水溶液。
将其投入将照射强度调整为0.4mW/cm²的紫外线照射装置中。反应在1分钟以内开始，约7分钟后达到最高温度。到达最高温度后，继续照射20分钟后，从装置中取出放冷。
从容器中取出凝胶状聚合物，投入绞肉机裁剪后，在60℃干燥10小时。冷却后，用研磨机粉碎，得到粉末状高分子凝聚剂。
[制造例B]
在制造例A中，代替DAC和AM，变为甲基丙烯酸二甲氨基乙酯氯甲烷加成产物100摩尔％，单体浓度为74wt％，V-50为400ppm和SHS为5ppm，依照制造例A的方法进行聚合。
将得到的聚合物按照与制造例A同样的方法进行裁剪、干燥和粉碎，得到粉末状高分子凝聚剂。
[制造例C～D]
将制造例A中的V-50和SHS的比例作如下变更，根据制造例A的方法进行聚合。
·制造例C：V-50：500ppm、SHS：5ppm
·制造例D：V-50：300ppm、SHS：3ppm
[制造例E～F]
将制造例A中的DAC、AM、V-50和SHS的比例作如下变更，依照制造例A的方法进行聚合。
·制造例E：DAC：60摩尔％、AM：40摩尔％、V-50：1000ppm、SHS：10ppm
·制造例F：DAC：45摩尔％、AM：55摩尔％、V-50：1200ppm、SHS：45ppm
将得到的聚合物按照与制造例A同样的方法进行裁剪、干燥和粉碎，得到粉末状高分子凝聚剂。
[表1]