スラッジ治療のためのアニオン性ポリアクリルアミドエマルジョン

汚泥脱水処理に陰イオン性PAMを用いる場合、通常はDAFのミンチやスカムの脱水処理を意味します。ポリアクリルアミドを用いた汚泥脱水処理は、物理化学的汚泥に適しているためです。 

生化学処理汚泥の脱水にカチオン系ポリアクリルアミドを使用するのに対し、前処理工程では、汚泥脱水処理にアニオン系ポリアクリルアミドが使用されます。これは、物理化学的汚泥が正電荷を帯びているため、汚泥処理にはアニオン系脱水処理が必要となるためです。

汚泥処理には、ジャーテストによるアニオン性ポリアクリルアミド（パム）の使用が脱水処理の鍵となります。適切なアニオン性ポリアクリルアミド（パム）は、脱水プロセスにおける経済的な方法です。汚泥処理用のアニオン性ポリアクリルアミドは、アクリルアミドと他の物質を重合処理して得られるエマルジョン物質です。 

スラッジ処理に用いられるアニオン性PAMの化学式は(C3H5NO)nで、スラッジ処理用ポリアクリルアミドの外観は白色エマルジョンです。スラッジ処理用アニオン性PAMの含有量は40%、分子量は15～30、比重は1.0、pH値（1%水溶液）は6.5～7.5です。

スラッジ（ポリアクリルアミドアニオン）粉末に無機凝集剤（ポリ塩化アルミニウム、ポリ硫酸鉄など）をアニオン性ポリアクリルアミドと組み合わせて使用すると、凝集相乗効果により、次の顕著な利点が得られます。 

1. 凝集効率の向上と固液分離の強化 

無機凝集剤は、加水分解によって下水中のコロイド粒子の表面電荷を急速に中和し、多核ヒドロキシ錯体（不安定化）を生成して微細なフロック（凝集効果）を形成します。高分子凝集剤として、ポリアクリルアミドアニオンは、長鎖分子の吸着橋渡し効果によって、これらの微細フロックをより大きく緻密なフロックに連結し、沈降または浮上速度を加速させ、固液分離効率を大幅に向上させます。 

2. 薬剤総投与量の削減とコスト削減 

無機凝集剤を単独で使用すると、有効なフロックを形成するために比較的多くの投与量が必要となり、汚泥発生量の増加につながる可能性があります。一方、陰イオン性凝集剤を単独で汚泥処理に使用すると、コロイドの電荷を直接中和することが困難であるため、凝集効果は限定的です。両者を併用する場合、無機凝集剤は不安定化を、ポリアクリルアミドは架橋を担います。相乗効果により、それぞれの投与量を大幅に削減できるため、薬剤の総コストとそれに伴う汚泥処理の負担を軽減できます。 

3. フロック特性の改善と複雑な水質への適応性

併用により形成されるフロックは、粒子径が大きく、密度が高く、機械的強度に優れ、破壊されにくく、せん断抵抗が強いため、特に工業廃水や都市下水など、濁度が高く、浮遊粒子が複雑な下水処理に適しています。同時に、単独使用による過剰投与の問題（例えば、無機凝集剤の過剰使用により排水中に金属イオンが残留するなど）を軽減できます。 

4. 排水品質の向上とその後の処理への負担軽減 

相乗効果により、下水中の浮遊粒子、コロイド物質、一部の有機物などをより徹底的に除去し、処理水の濁度と 代金引換 を低減して、その後の生化学的処理や高度な処理のための流入条件を改善します。 

まとめると、両者の併用により、無機凝集剤の電荷中和作用とポリアクリルアミドの吸着架橋作用による汚泥への相乗効果を最大限に活用することができ、処理効果の向上とコスト削減を実現できるため、下水処理において広く用いられている高効率な併用方式となっています。

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