JP2002166299A

JP2002166299A - 汚泥の脱水方法

Info

Publication number: JP2002166299A
Application number: JP2000290285A
Authority: JP
Inventors: Jun Aiso; 純相曾
Original assignee: Hymo Corp
Current assignee: Hymo Corp
Priority date: 2000-09-25
Filing date: 2000-09-25
Publication date: 2002-06-11

Abstract

(57)【要約】【課題】一級アミノ基含有アクリル型（共）重合体
の高ｐＨ域における脱水性能の低下とジメチルジアリル
アンモニウム塩系重合体の高カチオン性（共）重合体の
重合度低下という両者のマイナス面を克服する汚泥脱水
処方を提供する。【解決手段】有機性汚泥に対し、一級アミノ基含有ア
クリル型単量体を必須成分とする単量体（混合物）から
なる一級アミノ基含有（共）重合体（Ａ）とジメチルジ
アリルアンモニウム塩系重合体（Ｂ）とを併用し、該有
機性汚泥を凝集させた後、脱水機により脱水することに
より達成できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は汚泥脱水方法に関す
るものであり、特定の一級アミノ基含有（共）重合体
（Ａ）とジメチルジアリルアンモニウム塩系重合体
（Ｂ）とを併用し、該有機性汚泥を凝集させた後、脱水
機により脱水することを特徴とする汚泥の脱水方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】これまでに各種の有機高分子凝集剤を用
いた汚泥脱水方法が提案されている。特開平５−１９２
５１３号公報にはビニルアミンとニトリル基の閉環結合
によりアミジン基を生成させたＮビニルカルボン酸アミ
ドとアクリロニトリルの共重合物の酸による加水分解物
から成るカチオン性有機高分子凝集剤が開示されてい
る。特開平６−２１８４００号公報にはビニル系カチ
オン性有機高分子凝集剤とアミジン基を含有するカチオ
ン性有機高分子凝集剤を組み合わせて成る汚泥脱水剤お
よび該汚泥脱水剤を用いた汚泥の処理方法が開示されて
いる。しかし本公報にはジアルキルジ（メタ）アリルア
ンモニウム塩構造単位を含有するカチオン性高分子凝集
剤と一級アミノ基を含有するアクリル型高分子凝集剤を
組み合わせて成る汚泥脱水剤および該汚泥脱水剤を用い
た汚泥の処理方法について何も情報提供していない。特
公平５−５９８００号公報にはジアルキルジ（メタ）ア
リルアンモニウム塩構造単位、ビニル系カチオン性構造
単位およびアクリルアミド構造単位の３種の構造単位を
含有するカチオン性有機高分子凝集剤からなる汚泥脱水
剤および該汚泥脱水剤を用いた汚泥の処理方法について
記載されている。特開昭５０−３９３８３号公報にはジ
アルキルジ（メタ）アリルアンモニウム塩構造単位とア
クリルアミド構造単位の２種の構造単位を含有するカチ
オン性有機高分子凝集剤が記載され、特開昭５６−１８
６１１号公報にはポリジアルキルジ（メタ）アリルアン
モニウム塩から成るカチオン性有機高分子凝集剤が記載
されている。しかし、これらジアルキルジ（メタ）ア
リルアンモニウム塩構造単位を含有するカチオン性有機
高分子凝集剤と一級アミノ基を含有するアクリル型高分
子凝集剤を組み合わせて成る汚泥脱水剤および該汚泥脱
水剤を用いた汚泥の処理方法について何も情報提供して
いない。

【０００３】分子内に一級アミノ基を有するアクリル型
単量体は、米国特許３、０３７、９６９号公報や米国特
許３、３３６、３５８号公報によって製造することがで
きる。アクリル型単量体であるため、他のアクリル型単
量体との共重合が良好であり、分子量も一定以上の重合
体が生成し、重合後の加水分解も必要ない。一級アミノ
基を有する高分子は、分子内に多数の一級アミノ基が存
在するため他の高分子に較べ、種々の特異な性質を有す
る。特に汚泥脱水用凝集剤として使用すると、脱水ケ−
キの含水率が低下するなどの性能を有する。しかし、一
級アミノ基からなるカチオン性基であるため消化汚泥な
どのｐＨが比較的高い汚泥に対しては、効果が不良であ
る。

【０００４】また、ジメチルジアリルアンモニウム塩か
らなる（共）重合体は、アクリル系カチオン性高分子に
較べカチオン当量が比較的高い、酸やアルカリによる加
水分解に対して非常に安定である、製造が容易でアクリ
ル系カチオン性単量体に較べ価格が低い、重合体の毒性
が低いなどの特徴がる。マイナス面としては、ホモポリ
マ−あるいはジメチルジアリルアンモニウム塩の共重合
比率が高い場合、高重合度の共重合体を製造し難いこと
などである。特に汚泥脱水においては、カチオン当量の
高い重合体が要求されるため、高カチオン性（共）重合
体の重合度が上がらない点は、この種の重合体を汚泥脱
水に使用する際の大きな障害となっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、一級
アミノ基含有アクリル型（共）重合体の高ｐＨ域におけ
る脱水性能の低下とジメチルジアリルアンモニウム塩系
重合体の高カチオン性（共）重合体の重合度低下という
両者のマイナス面を克服する汚泥脱水処方を開発するこ
とである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題を
解決するため鋭意検討した結果、以下に述べるような発
明に到達した。すなわち本発明の請求項１の発明は、有
機性汚泥に対し、下記一般式（１）で表される単量体を
必須成分とする単量体（混合物）からなる一級アミノ基
含有（共）重合体（Ａ）とジメチルジアリルアンモニウ
ム塩系重合体（Ｂ）とを併用し、該有機性汚泥を凝集さ
せた後、脱水機により脱水することを特徴とする汚泥の
脱水方法である。

【化１】Ｒ１は水素またはメチル基、Ａは酸素原子またはＮＨ、
ＢはＣ２〜Ｃ３のアルキレン基またはアルコキシレン
基、Ｘは陰イオン

【０００７】請求項２の発明は、単量体（混合物）が前
記一般式（１）で表される単量体を２０〜１００モル
％、アクリルアミド０〜８０モル％及び下記一般式
（２）で表わされるアニオン性単量体０〜３０モル％と
からなることを特徴とする請求項１に記載の汚泥の脱水
方法である。

【化２】Ｒ２は水素、メチル基またはカルボキシメチル基、Ｒ３
は水素またはカルボキシル基、ＡはＳＯ３、Ｃ６Ｈ４Ｓ
Ｏ３、ＣＯＮＨＣ（ＣＨ３）２ＣＨ２ＳＯ３あるいはＣ
ＯＯ、Ｙは水素または陽イオン、あるいはＣＯＯＺ、Ｚ
は水素または陽イオン

【０００８】請求項３の発明は、単量体混合物が前記一
般式（１）で表される単量体を１０〜６０モル％、下記
一般式（３）で表わされるカチオン性単量体１０〜４０
モル％、アクリルアミド０〜８０モル％及び前記一般式
（２）で表わされるアニオン性単量体０〜３０モル％か
らなることを特徴とする請求項１に記載の汚泥の脱水方
法である。

【化３】Ｒ４は水素またはメチル基、Ｒ５メチル基またはエチル
基、Ｒ６はメチル基、エチル基あるいはベンジル基、Ｒ
７は水素原子、メチル基あるいはエチル基、Ａは酸素原
子またはＮＨ、ＢはＣ２〜Ｃ３のアルキレン基またはア
ルコキシレン基、Ｘは陰イオン

【０００９】請求項４の発明は、一級アミノ基含有
（共）重合体（Ａ）の分子量が、１０万〜１０００万で
あることを特徴とする請求項１〜３に記載の汚泥の脱水
方法である。

【００１０】請求項５の発明は、前記ジメチルジアリル
アンモニウム塩系重合体（Ｂ）が、ジメチルジアリルア
ンモニウム塩１０〜１００モル％とアクリルアミド０〜
９０モル％と前記一般式（２）で表わされるアニオン性
単量体０〜３０モル％からなることを特徴とする請求項
１に記載の汚泥の脱水方法である。

【００１１】請求項６の発明は、前記ジメチルジアリル
アンモニウム塩系重合体（Ｂ）の分子量が１０万〜５０
０万であることを特徴とする請求項１あるいは５に記載
の汚泥の脱水方法である。

【００１２】請求項７の発明は、一級アミノ基含有
（共）重合体（Ａ）とジメチルジアリルアンモニウム塩
系重合体（Ｂ）とを混合して使用することを特徴とする
請求項１〜６に記載の汚泥の脱水方法である。

【００１３】請求項８の発明は、一級アミノ基含有
（共）重合体（Ａ）とジメチルジアリルアンモニウム塩
系重合体（Ｂ）との併用割合が重量比で、（Ａ）：
（Ｂ）＝１：４〜４：１であることを特徴とする請求項
１〜７に記載の汚泥の脱水方法である。

【００１４】請求項９の発明は、前記有機性汚泥に無機
凝集剤を添加・混合した後、一級アミノ基含有（共）重
合体（Ａ）及び／またはジメチルジアリルアンモニウム
塩系重合体（Ｂ）を添加・混合し脱水機により脱水する
ことを特徴とする請求項１〜８に記載の汚泥の脱水方法
である。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明で使用する一級アミノ基含
有（共）重合体は、一般式（１）で表わされるように分
子内に一級アミノ基を持ったアクリル型カチオン性
（共）重合体である。この重合体は、一級アミノ基を持
ったアクリル型単量体の単独重合あるいは共重合反応に
よって製造することができる。単量体の製造法方として
は、公告３８−８３１０号公報、米国特許公報３、０３
７、９６９（１９６２年）記載されているにアクリロキ
シアルキルケチミンあるいはアクリロキシアルキルアル
ジミンの酸加水分解、あるいは米国特許公報３、３３
６、３５８（１９６７年）のようにエチレンイミンと
（メタ）アクリル酸との反応物を酸加水分解することに
よって該当する酸の塩の形で取り出すことが可能であ
る。例えば単量体として、２−アミノエチルアクリレ−
ト、２−アミノエチルメタアクリレ−ト、３−アミノプ
ロピルアクリレ−ト、３−アミノプロピルメタアクリレ
−トなどの有機酸や無機酸の塩が上げられる。

【００１６】アクリル型の単量体であるため種々の単量
体と良好な共重合反応が可能である。例えば、非イオン
性単量体の（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチル
アクリルアミド、酢酸ビニル、アクリロニトリル、アク
リル酸メチル、（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシエチ
ル、ジアセトンアクリルアミド、Ｎ−ビニルピロリド
ン、Ｎ−ビニルホルムアミド、Ｎ−ビニルアセトアミド
などがあげられ、非イオン性の単量体のうちから一種ま
たは二種以上と組み合わせ共重合することも可能であ
る。最も好ましい非イオン性単量体の例としては、アク
リルアミドである。また、アニオン性単量体のビニルス
ルフォン酸、スチレンスルフォン酸、アクリルアミド２
−メチルプロパンスルフォン酸、アクリル酸、メタアク
リル酸、イタコン酸あるいはマレイン酸などとも共重合
可能であり、この場合は両性となる。

【００１７】さらに三級アミノ基や四級アンモニウム基
含有単量体とも共重合可能である。三級アミノ基含有単
量体の例としては、（メタ）アクリル酸ジメチルアミノ
エチルやジメチルアミノプロピル（メタ）アクリルアミ
ドなどである。また、四級アンモニウム基単量体の例と
しては、前記三級アミノ基含有単量体の塩化メチルや塩
化ベンジルによる四級化物である（メタ）アクリロイル
オキシエチルトリメチルアンモニウム塩化物、（メタ）
アクリロイルオキシ２−ヒドロキシプロピルトリメチル
アンモニウム塩化物、（メタ）アクリロイルアミノプロ
ピルトリメチルアンモニウム塩化物、（メタ）アクリロ
イルオキシエチルジメチルベンジルアンモニウム塩化
物、（メタ）アクリロイルオキシ２−ヒドロキシプロピ
ルジメチルベンジルアンモニウム塩化物、（メタ）アク
リロイルアミノプロピルジメチルベンジルアンモニウム
塩化物などがあげられる。さらにジメチルジアリルアン
モニウム塩化物などとも共重合可能である。これら四級
アンモニウム基含有単量体と非イオン性単量体と本発明
で使用するカチオン性重合体中で必須成分となる一級ア
ミノ基含有アクリル型単量体からなる三元共重合体も本
発明の汚泥の脱水方法において使用可能である。

【００１８】これら一級アミノ基含有重合体中の一般式
（１）で表わされる一級アミノ基含有単量体の共重合モ
ル％としては、１０〜１００モル％であり、好ましくは
２０〜１００モル％である。１０モル％以下であると、
イオン強度が低く、その結果として凝集力が低下し実用
にならない。両性の場合、アニオン性単量体のモル％と
しては、０〜３０モル％であり、好ましくは５〜２０モ
ル％である。また三級アミノ基や四級アンモニウム基含
有単量体を共重合する場合、一般式（１）で表わされる
一級アミノ基含有単量体は全カチオン性単量体に対して
５０モル％以上含有するほうが好ましい。一級アミノ基
含有単量体が全カチオン性単量体に対して５０モル％未
満であると、脱水ケ−キ含水率が低下せず好ましくな
い。

【００１９】これら一級アミノ基含有重合体の分子量
は、１０万〜１０００万であるが、好ましくは１００万
〜１０００万である。１０万以下では凝集力が不足し歩
留率が低下し、また１０００万以上になると溶液粘度が
高くなり過ぎ分散性も悪くなるので好ましくない。ま
た、本発明で使用するカチオン性水溶性重合体の製品形
態としては、特に制限はなく、油中水型エマルジョン重
合法、油中型分散重合法、塩水溶液中分散重合法、水溶
液重合法など任意の重合法により合成し重合体を得て、
使用方法に合わせ目的に使用する。

【００２０】次ぎに具体的に重合方法を述べる。本発明
で使用する一級アミノ基含有重合体を製造するにはま
ず、一般式（１）で表わされるカチオン性単量体、ある
いは共重合する場合は、共重合する単量体を共存させた
水溶液を調製し、ｐＨを２．０〜６．０に調節した後、
窒素置換により反応系の酸素を除去しラジカル重合性開
始剤を添加することによって重合を開始させ、重合体を
製造することができる。一般式（１）で表わされるカチ
オン性単量体の例としては、２−アミノエチルアクリレ
−ト、２−アミノエチルメタアクリレ−ト、３−アミノ
プロピルアクリレ−ト、３−アミノプロピルメタアクリ
レ−トなどの有機酸や無機酸の塩があげられる。これら
の単量体は、普通、無機あるいは有機の酸塩の形でのみ
存在が可能であるので、塩の形で保存される。重合方法
は、既知の重合法である水溶液重合法、油中水型エマル
ジョン重合法、油中水型分散重合法、塩水溶液中分散重
合法などにより合成することが可能であり、そのため重
合濃度としては、５〜６０重量％の範囲実施が可能であ
り、好ましくは２０〜５０重量％で行うのが適当であ
る。また、反応の温度としては、１０〜１００℃の範囲
で行うことができる。

【００２１】重合の機構としては、ラジカル重合開始剤
を使用した一般的なラジカル重合によって重合体を生成
することができる。即ち開始剤としては、アゾ系、過酸
化物系、レドックス系いずれでも重合することが可能で
ある。油溶性アゾ系開始剤の例としては、２、２’−ア
ゾビスイソブチロニトリル、１、１’−アゾビス（シク
ロヘキサンカルボニトリル）、２、２’−アゾビス（２
−メチルブチロニトリル）、２、２’−アゾビス（２−
メチルプロピオネ−ト）などがあげられ、水混溶性溶剤
に溶解し添加する。水溶性アゾ系開始剤の例としては、
２、２’−アゾビス（アミジノプロパン）二塩化水素化
物、２、２’−アゾビス〔２−（５−メチル−２−イミ
ダゾリン−２−イル）プロパン〕二塩化水素化物、４、
４’−アゾビス（４−シアノ吉草酸）などがあげられ
る。またレドックス系の例としては、ペルオキシ二硫酸
アンモニウムあるいはカリウムと亜硫酸ナトリウム、亜
硫酸水素ナトリウム、トリメチルアミン、テトラメチル
エチレンジアミンなどとの組み合わせがあげられる。さ
らに過酸化物の例としては、ペルオクソ二硫酸アンモニ
ウム、過酸化水素、ベンゾイルペルオキサイド、ラウロ
イルペルオキサイド、オクタノイルペルオキサイド、サ
クシニックペルオキサイド、t-ブチルペルオキシ２−エ
チルヘキサノエ−トなどをあげることができる。こらの
なかで特に好ましい開始剤としては、水溶性のアゾ系開
始剤である２、２’−アゾビス（アミジノプロパン）二
塩化水素化物、２、２’−アゾビス〔２−（５−メチル
−２−イミダゾリン−２−イル）プロパン〕二塩化水素
化物などである。

【００２２】次ぎに、ジメチルジアリルアンモニウム塩
系重合体について説明する。ジメチルジアリルアンモニ
ウム塩系単量体はアクリルアミドに較べ重合速度が非常
に遅く、同時に単量体を全量仕込んだのではアクリルア
ミドが先に重合を完了し、残されたジアリルアミン系単
量体がその後単独で重合していき、ホモポリマ−が生成
し、仕込み単量体モル比から大きくずれた共重合組成と
ジアリルアミン系単量体のホモポリマ−との混合物にな
る確立が高い。そのため本発明では、重合時使用するジ
アリルアミン系単量体は重合系に全量あるいは一部を先
に仕込んでおき、アクリルアミドは、使用単量体を分割
して重合系に供給するか、あるいは連続的に供給する方
法を採用する。分割回数あるい連続供給速度は反応時
間、作業性などを考慮して適宜決めていくことが必要で
ある。添加する重合開始剤は、開始時、単量体溶液中に
添加するのが基本的な添加法であるが、その後、追加ア
クリルアミド単量体と同時に添加するか、あるいは追加
アクリルアミドの添加と時間差を設けるなどは、重合温
度、重合濃度、ジアリルアミン系単量体とアクリルアミ
ドとの共重合モル比などによって、両単量体の消費速度
を考慮しながら決めていく。また、連続的に供給する場
合も全単量体供給後、追加の開始剤を添加する必要があ
る。一度に開始剤を添加すると重合度が低下したり、ア
クリルアミドの反応がジアリルジメチルアンモニウム塩
系単量体に対し先に進行してしまい好ましくない。

【００２３】具体的な重合方法としては、既知の重合法
である水溶液重合法、油中水型エマルジョン重合法、油
中水型分散重合法、塩水溶液中分散重合法などにより合
成することが可能であり、そのため重合濃度としては、
５〜６０重量％の範囲実施が可能であり、好ましくは２
０〜５０重量％で行うのが適当である。また、反応の温
度としては、１０〜１００℃の範囲で行うことができ
る。ジアリルジメチルアンモニウム塩系重合体を製造す
るには、該単量体、あるいは共重合する単量体との水溶
液のｐＨを２．０〜７．０に調節した後、窒素置換によ
り反応系の酸素を除去しラジカル重合性開始剤を添加す
ることによって重合を開始させ、重合体を製造すること
ができる。ジアリルジメチルアンモニウム塩系単量体の
例としては、ジアリルジメチルアンモニウム塩化物、ジ
アリルメチルエチルアンモニウム塩化物あるいはジアリ
ルメチルベンジルアンモニウム塩化物などがある。ジア
リルジメチルアンモニウム塩系単量体の共重合率として
は、１０〜１００モル％、好ましくは２０〜１００モル
％である。共重合する非イオン性単量体のモル％として
は、０〜９０モル％であり、好ましくは０〜８０モル％
である。また、０〜３０モル％、好ましくは０〜２０モ
ル％のアニオン性単量体を共重合して両性重合体とする
ことも可能である。分子量としては、１０万〜５００万
であり、好ましくは１００万〜５００万である。

【００２４】本発明で使用する一級アミノ基含有（共）
重合体（Ａ）とジアリルジメチルアンモニウム塩系重合
体（Ｂ）の併用比率としては、重量比で（Ａ）：（Ｂ）
＝１：４〜４：１である。一級アミノ基含有（共）重合
体（Ａ）が、この比率より少ないと汚泥脱水持の含水率
が下がらず、またジアリルジメチルアンモニウム塩系重
合体（Ｂ）がこの比率より少ないと、汚泥ｐＨが高目の
時、脱水効果が低下して好ましくない。また、二つの重
合体は別々に添加しても良いが、混合して添加すると、
より効果を発揮し、また作業的にも効率的である。混合
法は、粉末製品同志でも良いし、油中水型エマルジョン
同志を混合した製品形態でも良い。

【００２５】本発明で使用する一級アミノ基含有（共）
重合体（Ａ）とジアリルジメチルアンモニウム塩系重合
体（Ｂ）を添加する前に無機凝集剤、即ち、硫酸バン
ド、ポリ塩化アルミニウム、ポリ塩化鉄などを先に添加
しておくと、難脱水性汚泥に対し脱水効率が向上する。

【００２６】本発明で使用する一級アミノ基含有（共）
重合体（Ａ）とジアリルジメチルアンモニウム塩系重合
体（Ｂ）の添加量としては、重合体の合計添加量とし
て、汚泥の固形分に対し、０．１重量パ−セント〜２．
０重量パ−セント、好ましくは０．３重量パ−セント〜
１．０重量である。

【００２７】脱水機は、デカンタ−、フィルタ−プレ
ス、ベルトプレスあるいはスクリュ−プレスなど従来か
らの機種を用いて脱水処理が行えが、好ましくはフィル
タ−プレス、スクリュ−プレスあるいはベルトプレスで
ある。また、汚泥としては、下水の生汚泥あるいは余剰
汚泥、その他工業排水の生物処理汚泥、製紙工業におけ
るパルプスラッジ、総合排水汚泥などがあげられる。

【００２８】

【実施例】次に実施例によって、本発明を具体的に説明
するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施
例に制約されるものではない。

【００２９】（合成例１）攪拌機および温度制御装置を
備えた反応槽に沸点１９０°Ｃないし２３０°Ｃのイソ
パラフィン１２６．０ｇにソルビタンモノオレート１
２．０ｇを仕込み溶解させた。別に脱イオン水５．３ｇ
および２−アミノエチルメタクリレ−ト塩酸塩（以下２
ＥＭＡと略記）６５％水溶液３４６．０ｇを混合し溶解
させ、ｐＨを４．０１に調節し、油と水溶液を混合し、
ホモジナイザーにて１０００ｒｐｍで６０分間攪拌乳化
した。得られたエマルジョンにイソプロピルアルコール
１０％水溶液０．４ｇ（対単量体０．２重量％）を加
え、単量体溶液の温度を２８〜３０度Ｃに保ち、窒素置
換を３０分行った後、２、２’−アゾビス〔２−（５−
メチル−２−イミダゾリン−２−イル）プロパン〕二塩
化水素化物１０％水溶液０．４５ｇ（対単量体０．０２
重量％）を加え、重合反応を開始させた。反応温度を２
８〜３０度Ｃで５時間反応させた後、４５度Ｃに昇温し
さらに３時間保ち、反応を完結させた。重合後、生成し
た油中水型エマルジョンに転相剤としてポリオキシエチ
レントリデシルエ−テル１１．０ｇ（対液２．２重量
％）を添加混合して試験に供する試料（試料−１）とし
た。また、また、静的光散乱法による分子量測定器（大
塚電子製ＤＬＳ−７０００）によって重量平均分子量を
測定した。結果を表１に示す。

【００３０】（合成例２）攪拌機および温度制御装置を
備えた反応槽に沸点１９０°Ｃないし２３０°Ｃのイソ
パラフィン１２６．０ｇおよびソルビタンモノオレート
１２．０ｇを仕込み溶解させた。別に２ＥＭＡ６５％水
溶液２７４．９ｇ、アクリルアミド５０（以下ＡＡＭと
略記）％水溶液９６．４ｇを混合し（単量体のモル比は
２ＥＭＡ：ＡＡＭ＝６：４）溶液のｐＨを３．７２に調
節し油と水溶液を混合し、ホモジナイザーにて１０００
ｒｐｍで６０分間攪拌乳化した。得られたエマルジョン
にイソプロピルアルコール１０％水溶液０．４ｇ（対単
量体０．２重量％）を加え、単量体溶液の温度を２５〜
２８度Ｃに保ち、窒素置換を３０分行った後、２、２’
−アゾビス〔２−（５−メチル−２−イミダゾリン−２
−イル）プロパン〕二塩化水素化物１０％水溶液０．４
０ｇ（対単量体０．０１７重量％）を加え、重合反応を
開始させ、５時間反応させた後、４５度Ｃに昇温し３時
間保ち、反応を完結させた。重合後、生成した油中水型
エマルジョンに転相剤としてポリオキシエチレントリデ
シルエ−テル１１．０ｇ（対液２．２重量％）を添加混
合して試験に供する試料（試料−２）とした。また、ま
た、静的光散乱法による分子量測定器（大塚電子製ＤＬ
Ｓ−７０００）によって重量平均分子量を測定した。結
果を表１に示す。

【００３１】（合成例３）攪拌機および温度制御装置を
備えた反応槽に沸点１９０°Ｃないし２３０°Ｃのイソ
パラフィン１２６．０ｇおよびソルビタンモノオレート
１２．０ｇを仕込んだ。脱イオン水２００．０ｇおよび
８０％水溶液アクリル酸（ＡＡＣ）４２．７ｇ、５０％
水溶液アクリルアミド（ＡＡＭ）１０１．０ｇを添加し
た後、水酸化ナトリウムの３５％水溶液５４．２ｇ（ア
クリル酸に対し当量）を液温が３０℃以上にならないよ
う冷却しながら加え中和した。次ぎに２ＥＭＡの６５％
水溶液を３０１．５ｇ加えた。単量体しこみ後のアクリ
ルアミド、アクリル酸及び２ＥＭＡのモル比は３０：２
０：５０である。その後、ホモジナイザーにて１０００
ｒｐｍで６０分間攪拌乳化した。得られたエマルジョン
にイソプロピルアルコール０．８４ｇ（対単量体０．０
３重量％）を加え窒素置換の後、開始剤として２、２’
−アゾビス〔２−（５−メチル−２−イミダゾリン−２
−イル）プロパン〕二塩化水素化物の１０％水溶液２．
８ｇを加え、温度２８〜３０度Ｃに制御しながら重合反
応を開始させ、５時後、前記開始剤を０．５６ｇ追加
し、更に５時間反応を継続し重合を完結させた。重合
後、生成した油中水型エマルジョンに転相剤としてポリ
オキシエチレントリデシルエ−テル６．０ｇ（対液１．
２重量％）を添加混合して試験に供する試料（試料−
３）とした。また、また、静的光散乱法による分子量測
定器（大塚電子製ＤＬＳ−７０００）によって重量平均
分子量を測定した。結果を表１に示す。

【００３２】（合成例４〜６）温度計、攪拌機、窒素導
入管、ペリスタポンプ（ＳＭＰ−２１型、東京理化器械
製）に接続した単量体供給管およびコンデンサ−を備え
た５００mＬの４ツ口フラスコ内にジメチルジアリルア
ンモニウム塩化物（商品名ＤＡＤＭＡＣ、６５重量％
品,ダイソ−製）７１．８ｇ、アクリルアミド（商品
名、アクリルアマイド、５０重量％品、日東化学製）３
０重量％を１０ｇ、イオン交換水２０ｇ、重合開始剤と
して２、２−アゾビスアミジノプロパンニ塩化水素化物
の１．０％水溶液を１．５ｇ（対全単量体当たり０．０
３％）をそれぞれ仕込んだ。原料混合物を攪拌しなが
ら、温度を４２℃に保ち窒素を流入させ３０分間重合を
進行させた後、アクリルアミドの３０重量％水溶液３
３．３ｇを毎分０．３ｇで１時間５０分かけフラスコ内
に供給した。供給終了後のＤＡＤＭＡＣとアクリルアミ
ドのモル比は６０：４０である。供給終了後、８時間で
重合開始剤を５ｇ追加した。重合開始から１２時間後、
保温を中止し重合を停止した。その後、静的光散乱法に
よる分子量測定器（大塚電子製ＤＬＳ−７０００）によ
って重量平均分子量を測定し、またコロイド滴定法によ
って重合物のカチオン当量（ｍｅｑ／ｇ）を測定した
（試作−４）。

【００３３】またアクリルアミド溶液の替わりにアクル
アミドとアクリル酸混合溶液を水酸化ナトリウムにより
ｐＨ６．５に中和した溶液を用いて、同様な操作により
アクリルアミド／ＤＡＤＭＡＣ／アクリル酸＝３０／５
０／２０モル％の重合物を合成した（試作−５）。更に
水溶液重合法によりＤＡＤＭＡＣホモポリマ−を合成し
た（試作−６）各重合物の物性は表１に示す。

【００３４】（比較合成例１〜３）合成例１〜３の油中
水型エマルジョン重合法を用いて、アクリロイルオキシ
エチルトリメチルアンモニウム塩化物のホモポリマ−、
アクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウム塩化
物とアクリルアミドの６０／４０（モル比）共重合物お
よびアクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウム
塩化物／アクリルアミド／アクリル酸＝５０／３０／２
０（モル比）共重合物を合成した（比較−１〜比較−
３）。結果を表１に示す。

【００３５】

【実施例１〜７】都市下水消化汚泥（ｐＨ７．８１、全
ｓｓ分３４、２００ｍｇ／Ｌ）２００ｍＬをポリビ−カ
−に採取し、表２のような組合せでジメチルジアリルア
ンモニウム塩系重合体である試作−４〜試作−６を対汚
泥固形分０．４％それぞれ添加し、ビ−カ−移し変え攪
拌１０回行った後、一級アミノ基含有重合体である試作
−１〜試作−３をそれぞれ対汚泥固形分０．５％添加
し、ビ−カ−移し変え攪拌１０回を行った後、Ｔ−１１
７９Ｌの濾布（ナイロン製）により濾過し、４５秒後の
濾液量を測定した。また濾過した汚泥をプレス圧２Ｋｇ
／ｍ2で１分間脱水する。その後ケ−キ自己支持性（脱
水ケ−キの硬さ、含水率と関係）、ケ−キ含水率（１０
５℃で２０ｈｒ乾燥）および濾布剥離を測定した。結果
を表２に示す。

【００３６】

【比較例１〜１１】実施例１〜７と同様な試験操作によ
り、試作−１〜試作−６をそれぞれ単独で汚泥に添加す
る試験を行った。また、ジメチルジアリルアンモニウム
塩系重合体とアクリロイルオキシエチルトリメチルアン
モニウム塩化物系重合体を表２のような組合せで添加し
試験を行った。結果を表２に示す。

【００３７】

【実施例８〜１６】食品加工排水余剰汚泥（ｐＨ６．２
７、全ｓｓ分２０、８００ｍｇ／Ｌ）につき脱水試験を
実施した。表２のような組合せと混合割合で一級アミノ
基含有重合体試作−１〜試作−３とジメチルジアリルア
ンモニウム塩系重合体、試作−４〜試作−６をそれぞれ
混合した。混合は重合体純分で０．２％水溶液を用い
た。２００ｍＬをポリビ−カ−に採取し、対汚泥固形分
０．７％それぞれ添加し、ビ−カ−移し変え攪拌１０回
行った後、Ｔ−１１７９Ｌの濾布（ナイロン製）により
濾過し、４５秒後の濾液量を測定した。また濾過した汚
泥をプレス圧２Ｋｇ／ｍ2で１分間脱水する。その後ケ
−キ自己支持性（脱水ケ−キの硬さ、含水率と関係）、
ケ−キ含水率（１０５℃で２０ｈｒ乾燥）および濾布剥
離を測定した。結果を表３に示す。

【００３８】

【比較例１２〜１８】実施例８〜１６と同様な試験操作
により、一級アミン含有重合体及びジメチルジアリルア
ンモニウム塩系重合体である試作−１〜試作−６とアク
リロイルオキシエチルトリメチルアンモニウム塩化物系
重合体である比較−１〜比較−３を表３のような組合せ
と混合比で混合した試料につき試験を行った。結果を表
３に示す。

【００３９】

【表１】２ＥＭＡ：２−アミノエチルメタクリレ−ト、ＡＡＭ：
アクリルアミドＤＡＤＭＡＣ：ジアリルジメチルアンモニウム塩化物、
ＡＡＣ：アクリル酸、ＤＭＱ：アクリロイルオキシエチ
ルトリメチルアンモニウム塩化物

【００４０】

【表２】

【００４１】

【表３】濾液量：ｍＬ、ケ−キ含水率：重量％、

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｃ０８Ｆ 220/02 Ｃ０８Ｆ 220/02 220/34 220/34 220/56 220/56 220/60 220/60 226/04 226/04 Ｃ０８Ｌ 33/00 Ｃ０８Ｌ 33/00 39/00 39/00 Ｆターム(参考） 4D015 BA03 BA06 BB09 BB12 CA01 DB02 DB12 DB23 DB43 DB44 EA06 EA14 EA35 FA30 4D059 AA07 BE55 BE56 BE57 BE59 DB24 DB25 DB26 EA05 EB05 4D062 BA03 BA06 BB09 BB12 CA01 DB02 DB12 DB23 DB43 DB44 EA06 EA14 EA35 FA30 4J002 BB16X BB28X BG07W BL02X GD04 4J100 AL08P AL08R AM15Q BA15P BA15R BA18P BA18R BA35P BC42R CA04 CA05 DA36 JA18

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】有機性汚泥に対し、下記一般式（１）で
表される単量体を必須成分とする単量体（混合物）から
なる一級アミノ基含有（共）重合体（Ａ）とジメチルジ
アリルアンモニウム塩系重合体（Ｂ）とを併用し、該有
機性汚泥を凝集させた後、脱水機により脱水することを
特徴とする汚泥の脱水方法。【化１】Ｒ１は水素またはメチル基、Ａは酸素原子またはＮＨ、
ＢはＣ２〜Ｃ３のアルキレン基またはアルコキシレン
基、Ｘは陰イオン
【請求項２】単量体（混合物）が前記一般式（１）で
表される単量体を２０〜１００モル％、アクリルアミド
０〜８０モル％及び下記一般式（２）で表わされるアニ
オン性単量体０〜３０モル％からなることを特徴とする
請求項１に記載の汚泥の脱水方法。【化２】Ｒ２は水素、メチル基またはカルボキシメチル基、Ｒ３
は水素またはカルボキシル基、ＡはＳＯ３、Ｃ６Ｈ４Ｓ
Ｏ３、ＣＯＮＨＣ（ＣＨ３）２ＣＨ２ＳＯ３あるいはＣ
ＯＯ、Ｙは水素または陽イオン、あるいはＣＯＯＺ、Ｚ
は水素または陽イオン
【請求項３】単量体混合物が前記一般式（１）で表さ
れる単量体を１０〜６０モル％、下記一般式（３）で表
わされるカチオン性単量体１０〜４０モル％、アクリル
アミド０〜８０モル％及び前記一般式（２）で表わされ
るアニオン性単量体０〜３０モル％からなることを特徴
とする請求項１に記載の汚泥の脱水方法。【化３】Ｒ４は水素またはメチル基、Ｒ５メチル基またはエチル
基、Ｒ６はメチル基、エチル基あるいはベンジル基、Ｒ
７は水素原子、メチル基あるいはエチル基、Ａは酸素原
子またはＮＨ、ＢはＣ２〜Ｃ３のアルキレン基またはア
ルコキシレン基、Ｘは陰イオン
【請求項４】一級アミノ基含有（共）重合体（Ａ）の
分子量が、１０万〜１０００万であることを特徴とする
請求項１〜３に記載の汚泥の脱水方法。
【請求項５】前記ジメチルジアリルアンモニウム塩系
重合体（Ｂ）が、ジメチルジアリルアンモニウム塩１０
〜１００モル％とアクリルアミド０〜９０モル％と前記
一般式（２）で表わされるアニオン性単量体０〜３０モ
ル％からなることを特徴とする請求項１に記載の汚泥の
脱水方法。
【請求項６】前記ジメチルジアリルアンモニウム塩系
重合体（Ｂ）の分子量が１０万〜５００万であることを
特徴とする請求項１あるいは５に記載の汚泥の脱水方
法。
【請求項７】一級アミノ基含有（共）重合体（Ａ）と
ジメチルジアリルアンモニウム塩系重合体（Ｂ）との併
用割合重量比で、（Ａ）：（Ｂ）＝１：４〜４：１であ
ることを特徴とする請求項１〜６に記載の汚泥の脱水方
法。
【請求項８】一級アミノ基含有（共）重合体（Ａ）と
ジメチルジアリルアンモニウム塩系重合体（Ｂ）とを混
合して使用することを特徴とする請求項１〜６に記載の
汚泥の脱水方法。
【請求項９】前記有機性汚泥に無機凝集剤を添加・混
合した後、一級アミノ基含有（共）重合体（Ａ）及び／
またはジメチルジアリルアンモニウム塩系重合体（Ｂ）
を添加・混合し脱水機により脱水することを特徴とする
請求項１〜８に記載の汚泥の脱水方法。