JP2002233708A - 汚泥脱水剤及び汚泥脱水方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ベルトプレス、あるいはフィルタ−プレス
により汚泥を脱水する場合、良好な濾水性と濾布剥離性
を有する凝集状態を実現できる脱水剤を開発するため、
アクリレ−ト系四級アンモニウム塩基含有単量体とメタ
クリレ−ト系四級アンモニウム塩基含有単量体を含有す
る単量体混合物を重合することによって得た両性高分子
を提供する。さらにその両性高分子を使用して、効率良
く有機汚泥を脱水する方法をも提供する。 【解決手段】 アクリレ−ト系四級アンモニウム塩基含
有単量体単位、メタクリレ−ト系四級アンモニウム塩基
含有単量体単位、（メタ）アクリル酸単位、アクリルア
ミド単位及び架橋剤単位をそれぞれ特定の割合で含有す
る両性高分子からなる汚泥脱水剤によって達成できる。
また、汚泥ｐＨを３以上、５未満に調節した後、該両性
高分子を用いて脱水することにより効率良い脱水方法が
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】本発明は汚泥脱水剤及び汚泥
脱水方法に関するものであり、詳しくは特定のカチオン
性構成単位、アニオン性構成単位及びノニオン性構成単
位を有する両性高分子からなる汚泥脱水剤と、有機汚泥
に対し無機凝集剤を添加しｐＨを３以上、５未満に調整
した後、前記の両性高分子を添加、混合した後、脱水機
により脱水することからなる汚泥の脱水方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、汚泥の脱水処理には、カチオン性
高分子脱水剤が単独で使用されているが、近年、汚泥発
生量の増加及び汚泥性状の悪化により、従来のカチオン
性高分子脱水剤では、汚泥の処理量に限界があること
や、脱水ケーキ含水率、ＳＳ回収率、ケーキのろ布から
の剥離性などの点で処理状態は必ずしも満足できるもの
ではなく、改善が求められている。これら従来のカチオ
ン性高分子脱水剤の欠点を改良するために、両性高分子
脱水剤が種々提案されているが、これらの両性高分子脱
水剤は必ずしも十分に満足しうるものではない。例え
ば、（１）三級アミノ基を有する両性高分子脱水剤（特
開昭６２−２０５１１２号公報）、（２）四級アンモニ
ウム基を含む両性高分子脱水剤（特開昭５３−１４９２
９２号公報）、（３）三級と四級を含む両性高分子脱水
剤（特開平３−１８９００号公報）などが開示されてい
る。しかし、前記（１）の両性高分子脱水剤において
は、従来のカチオン性高分子脱水剤に比べて凝集性に優
れ、大きな凝集フロックを形成するものの、下水やし尿
の消化汚泥などのpHの高い汚泥に対しては、三級アミノ
基の解離状態の問題で著しく性能が低下してしまうこと
や、ｐＨも含めて汚泥濃度などの汚泥性状変化に影響を
受けやすく、安定した処理ができない上、粉末や溶液状
態での製品の安定性の点で従来のカチオン性高分子脱水
剤に比べて劣るなどの欠点がある。また、前記（２）の
両性高分子脱水剤においては、三級アミノ基を含む両性
高分子脱水剤に比べて、製品安定性が良好で、かつ従来
のカチオン性高分子脱水剤に比べて凝集力はあるもの
の、必要添加量が多い、ケーキ含水率が高い、ろ布から
のケーキの剥離性が悪いなど、改善すべき点が多い。一
方、前記（３）の両性高分子脱水剤は、該（１）及び
（２）の脱水剤が有する欠点は改善されているものの、
必要添加量の点や、ケーキ含水率の点ではまだ満足でき
るレベルではなく、実用化に際しては改善が求められて
いる。

【０００３】こうした中で、両性高分子脱水剤の改良も
進められている。例えばジアルキルアミノエチルアクリ
レ−トとジアルキルアミノエチルメタアクリレ−トのそ
れぞれ四級アンモニウム塩基を両方含有する両性高分子
も提案されていて、特開平３−２９３１００号公報は両
方を含有し、特にメタクリレ−ト１〜５モル％を含有す
る両性高分子脱水剤が開示されている。また、特開平７
−２５６２９９号公報は、メタクリレ−ト含有率の高
く、カチオン性基含有率の高い両性高分子脱水剤が開示
され、特開平７−２５６３００号公報は、アクリレ−ト
含有率が高く、アニオン性基含有率の高い両性高分子脱
水剤が開示されている。

【０００４】さらに近年、分子中に架橋処理を施した両
性高分子が幅広く検討されている。有機質汚泥をベルト
プレスやフィルタ−プレスにより脱水する際、良好な剥
離性を得るためには、こうした架橋高分子が効果を発揮
する場合が多い。重合反応的にみれば、メタクリレ−ト
はアクリレ−トに較べ反応性がやや低下していて、特に
架橋剤を共存させ架橋処理を施した両性高分子を合成す
る場合には、メタクリレ−トは不利で、アクリレ−トの
ほうが重合反応も速やかに進むため、架橋反応が起き

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ベル
トプレス、あるいはフィルタ−プレス用汚泥脱水剤を開
発するに際し、良好な濾水性と濾布剥離性を有する凝集
状態を実現できる脱水剤を開発するため、架橋剤共存下
でアクリレ−ト系四級アンモニウム塩基含有単量体とメ
タクリレ−ト系四級アンモニウム塩基含有単量体からな
るカチオン性基を有する分子内に架橋結合のある両性高
分子を効率良く合成する重合方法を提供し、さらにその
両性高分子脱水剤を使用して、効率良く有機汚泥を脱水
する方法を提供することである。

【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、多官能性単量体とアニ
オン性単量体及びノニオン性単量体共存下で、メタクリ
レ−ト系四級アンモニウム塩基含有単量体とアクリレ−
ト系四級アンモニウム塩基含有単量体とを特定の割合で
強重合することにより、効率良く分子内に架橋結合の存
在する両性高分子を合成できることがわかり、以下の発
明に達した。すなわち本発明の請求項１の発明は、下記
一般式（１）で表わされる構成単位５〜３０モル％、一
般式（２）で表わされる構成単位１０〜５０モル％、一
般式（３）で表わされる構成単位５〜２０モル％、（メ
タ）アクリルアミド構成単位０〜８０モル％及び架橋性
単量体構成単位が高分子全量に対し０．０００１〜０．
０２モル％をそれぞれ含有し、かつ前記一般式（１）〜
（３）で表わされる構成単位のモル％をそれぞれａ，
ｂ，ｃとするとき、ａ，ｂ，ｃが０．９＞ｂ／（ａ＋
ｂ）であり、０．５＞ｃ／（ａ＋ｂ）の条件を満たす関
係にあることを特徴とする両性高分子からなる汚泥脱水
剤である。

【化１】 一般式（１） Ｒ１、Ｒ２はメチルあるいはエチル基、Ｒ３は炭素数１
〜３のアルキルまたアルコキシ基あるいはベンジル基、
Ｘ１は陰イオンをそれぞれ表わす

【化２】 一般式（２） Ｒ４、Ｒ５はメチルあるいはエチル基、Ｒ６は炭素数１
〜３のアルキルまたアルコキシ基あるいはベンジル基Ｘ
２は陰イオンをそれぞれ表わす

【化３】 一般式（３） Ｒ７は水素またはメチル基、Ｍは陽イオンをそれぞれ表
わす

【０００７】請求項２の発明は、分子の重量平均分子量
が２００万〜１５００万であることを特徴とする請求項
１あるいは２に記載の汚泥脱水剤である。

【０００８】請求項３の発明は、前記両性高分子が、水
に非混和性の有機溶剤と油溶性乳化剤存在下で、有機溶
剤を連続相、両性高分子水溶液を非連続相とする油中水
型エマルジョンからなることを特徴とする請求項１〜３
に記載の汚泥脱水剤である。

【０００９】請求項４の発明は、有機汚泥に対し無機凝
集剤を添加しｐＨを３以上、５未満に調整した後、請求
項１〜３に記載の両性高分子を添加、混合した後、脱水
機により脱水することを特徴とするの汚泥の脱水方法で
ある。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の多官能性単量体とアニオ
ン性単量体及びノニオン性単量体共存下で、メタクリレ
−ト系四級アンモニウム塩基含有単量体とアクリレ−ト
系四級アンモニウム塩基含有単量体とを特定の割合で重
合することにより合成される両性高分子は、具体的には
以下のような操作により合成することができる。すなわ
ち、多官能性単量体、アニオン性単量体、ノニオン性単
量体、メタクリレ−ト系四級アンモニウム塩基含有単量
体及びアクリレ−ト系四級アンモニウム塩基含有単量体
が共存する水溶液を調製し、ｐＨを２〜５にした後、公
知の重合法で重合する。重合法としては、水溶液重合、
油中水型エマルジョン重合、油中水型分散重合、塩水中
分散重合などによって重合した後、水溶液、分散液、エ
マルジョンあるいは粉末など任意の製品形態にすること
ができる。最も好ましい形態としては、乾燥工程が不要
であり、濃度を高められ、溶解時間も短い油中水型エマ
ルジョン重合品が適している。

【００１１】油中水型高分子エマルジョンの製造方法と
しては、カチオンン性単量体、あるいはカチオン性単量
体と共重合可能な単量体からなる単量体混合物を水、少
なくとも水と非混和性の炭化水素からなる油状物質、油
中水型エマルジョンを形成するに有効な量とＨＬＢを有
する少なくとも一種類の界面活性剤を混合し、強攪拌し
油中水型エマルジョンを形成させた後、重合することに
より合成する。

【００１２】分散媒として使用する炭化水素からなる油
状物質の例としては、パラフィン類あるいは灯油、軽
油、中油などの鉱油、あるいはこれらと実質的に同じ範
囲の沸点や粘度などの特性を有する炭化水素系合成油、
あるいはこれらの混合物があげられる。

【００１３】油中水型エマルジョンを形成するに有効な
量とＨＬＢを有する少なくとも一種類の界面活性剤の例
としては、ＨＬＢ３〜１１のノニオン性界面活性剤であ
り、その具体例としては、ソルビタンモノオレ−ト、ソ
ルビタンモノステアレ−ト、ソルビタンモノパルミテ−
トなどがあげられる。これら界面活性剤の添加量として
は、油中水型エマルジョン全量に対して０．５〜１０重
量％であり、好ましくは１〜５重量％である。

【００１４】重合後は、転相剤と呼ばれる親水性界面化
成剤を添加して油の膜で被われたエマルジョン粒子が水
になじみ易くし、中の水溶性高分子が溶解しやすくする
処理を行い、水で希釈しそれぞれの用途に用いる。親水
性界面化成剤の例としては、カチオン性界面化成剤やＨ
ＬＢ９〜１５のノニオン性界面化成剤であり、ポリオキ
シエチレンアルキルエ−テル系などである。

【００１５】重合濃度としては、水溶液重合ならば８〜
１５重量％であり、好ましくは１０〜１２重量％であ
り、油中水型エマルジョン重合あるいは油中水型分散重
合なら２０〜５０重量％であり、好ましくは２５〜４０
重量％であり、塩水中分散重合なら１５〜３５重量％、
好ましくは２０〜３０重量％である。重合温度として
は、０〜８０℃であり、好ましくは２０〜５０℃、最も
好ましくは２０〜４０℃であり、単量体の組成、重合
法、開始剤の選択によって適宜重合温度を設定する。

【００１６】使用するメタクリレ−ト系四級アンモニウ
ム塩基含有単量体の例としては、メタクロイルオキシエ
チルトリメチルアンモニウム塩、メタクロイルオキシエ
チルトリエチルアンモニウム塩、メタクロイルオキシエ
チルジメチルエチルアンモニウム塩、メタクロイルオキ
シエチルジメチルベンジルアンモニウム塩などが上げら
れる。また、アクリレ−ト系四級アンモニウム塩基含有
単量体の例としては、アクロイルオキシエチルトリメチ
ルアンモニウム塩、アクロイルオキシエチルトリエチル
アンモニウム塩、アクロイルオキシエチルジメチルエチ
ルアンモニウム塩、アクロイルオキシエチルジメチルベ
ンジルアンモニウム塩などが上げられる。ノニオン性単
量体の例しては、アクリルアミドあるいはメタアクリル
アミドである。更にアニオン性単量体の例としては、ア
クリル酸あるいはメタアクリル酸である。

【００１７】最も重要なメタクリレ−ト系四級アンモニ
ウム塩基含有単量体とアクリレ−ト系四級アンモニウム
塩基含有単量体の比率について説明すると、本発明の特
徴としてアクリレ−ト系四級アンモニウム塩基含有単量
体の比率を高めることである。従来、ベルトプレスなど
の脱水には、ニ重結合にメチル基が結合して疎水性がや
や高まったメタクリレ−ト系四級アンモニウム塩基含有
単量体が、脱水ケ−キの含水率が低下し、有用であると
され、メタクリレ−ト系四級アンモニウム塩基含有単量
体とアクリレ−ト系四級アンモニウム塩基含有単量体の
両方を含有する両性高分子においても、メタクリレ−ト
系四級アンモニウム塩基含有単量体を多く共重合する傾
向があった。しかし、単にメタクリレ−ト系四級アンモ
ニウム塩基含有単量体の比率を増加しただけでは解決で
きない汚泥がある。その場合、架橋結合の導入など検討
されてきた。メタクリレ−ト系四級アンモニウム塩基含
有単量体は、アクリレ−ト系四級アンモニウム塩基含有
単量体に較べ、重合反応性がやや低下し、そのため架橋
剤を共存しても効率良く架橋結合が導入できない場合が
多かった。

【００１８】そのため、本発明においてはアクリレ−ト
系四級アンモニウム塩基含有単量体の比率を多くする。
すなわちメタクリレ−ト系四級アンモニウム塩基含有単
量体の構成単位をａモル％で表わし、アクリレ−ト系四
級アンモニウム塩基含有単量体の構成単位をｂモル％で
表わすと、ａが５〜２０、ｂが２０〜４０である。ま
た、両者の比率は１＜ｂ／（ａ＋ｂ）＜０．５である。
さらにこのとき、アニオン性単量体の構成単位をｃモル
％とすると、ｃは５〜２０であり、アニオン性単量体構
成単位とカチオン性単量体の構成単位合計のモル％との
比率は、０．５＞ｃ／（ａ＋ｂ）＞０．１である。

【００１９】本発明の両性高分子を合成する場合使用す
る重合開始剤は、ラジカル重合開始剤を用いる。その例
としてアゾ系、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。

【００２０】使用する架橋剤は、Ｎ、Ｎ−メチレンビス
アクリルアミド、エチレングリコ−ルジ（メタ）アクリ
レ−ト、ペンタエリスリト−ルテトラ（メタ）アクリレ
−トなどの多不飽和単量体、あるいはＮ、Ｎ−ジメチル
アクリルアミドあるいはＮ、Ｎ−ジエチルアクリルアミ
ドなどの熱架橋性単量体である。これら架橋剤の両性高
分子中での含有量は、全高分子構成単位に対して０．０
００１〜０．０２モル％であり、好ましくは０．０００
１〜０．００２モル％である。０．０００１モル％未満
では、脱水剤として架橋の効果が発現しにくく、０．０
２モル％より高いと高分子がゲル化など水不溶性になり
やすく使用できない。

【００２１】架橋剤による高分子が架橋した物性の変化
を表わす指標としては、高分子純分０．５％濃度、１規
定食塩水中における回転粘度計で測定した粘性による。
本発明の場合、他の重合条件がすべて同様で架橋剤無添
加時を基準として、架橋剤を全単量体に０．０００１モ
ル％添加すると、前記粘度が２０％低下する。架橋剤の
添加量が０．００００５モル％であると、前記粘度は５
〜１０％しか低下しない。添加量が０．０００２〜０．
００１モル％では前記粘度は２０〜５０％低下する。ま
た、架橋剤が０．０２モル％より多いとゲル化、不溶化
が起こりやすい。しかし、この添加量は一つの目安であ
り、重合条件によって変化する。従って、重合条件によ
って適宜添加量を適性に決めることが必要である。

【００２２】本発明の両性高分子からなる汚泥脱水剤の
分子量としては、重量平均分子量として２００万〜１５
０００万であり、好ましくは３００万〜１０００万であ
る。２００万未満では、凝集性が不足し、脱水不良とな
り、１５００万より高いと粘性が増加し過ぎ、分散性が
悪くなり脱水性能が低下する。

【００２３】適用可能な汚泥は、製紙排水、化学工業排
水、食品工業排水などの生物処理したときに発生する余
剰汚泥、あるいは都市下水の生汚泥、混合生汚泥、余剰
汚泥、消化汚泥などの有機汚泥であるが、最も適する汚
泥は、食品工業排水の生物処理汚泥である。

【００２４】前記汚泥は、本発明の架橋性単量体、アク
リレ−ト系四級アンモニウム塩基含有単量体、メタクリ
レ−ト系四級アンモニウム塩基含有単量体、（メタ）ア
クリル酸及びアクリルアミドからなる両性高分子単独で
も処理可能であるが、無機凝集剤を併用するとさらに効
果が発現し、効率的な汚泥脱水が実施できる。無機凝集
剤の例としては、硫酸アルミニウム、塩化第二鉄、ポリ
塩化アルミニウム、ポリ塩化鉄などがあげられ、これら
無機凝集剤を先に汚泥に添加、混合後、本発明の両性高
分子を添加混合し、脱水機に送る。無機凝集剤の添加量
としては、汚泥固形分に対し重量で５００ｐｐｍ〜１０
０００ｐｐｍ程度であり、好ましくは１０００〜５００
０ｐｐｍである。

【００２５】また、本発明の汚泥処理方法は、汚泥のｐ
Ｈを５未満に調節して両性高分子からなる汚泥脱水剤を
添加する。上記無機凝集剤を添加すると汚泥ｐＨが低下
してくる傾向があるが、低下しない場合は、有機あるい
は無機酸を添加してｐＨを下げると効率的である。ま
た、本発明の両性高分子の添加量は、汚泥固形分に対し
重量で０．１〜１．０％であり、好ましくは０．２〜
０．５％である。本発明の汚泥脱水剤及び汚泥脱水方法
は、脱水機はベルトプレス、スクリュ−プレス、フィル
タ−プレスなどに適用できるが、特にベルトプレスに適
している。

【００２６】

【実施例】以下、実施例および比較例によって本発明を
さらに詳しく説明するが、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。

【００２７】（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
６．０ｇ及びポリリシノ−ル酸／ポリオキシエチレンブ
ロック共重合物０．６ｇを仕込み溶解させた。別に脱イ
オン水８３．２ｇとアクリル酸（ＡＡＣと略記）６０％
水溶液２３．６ｇを混合し、これを３５％水酸化ナトリ
ウム水溶液２２．４ｇで当量中和した。中和後、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（以
下ＤＭＱと略記）８０％水溶液１２６．７ｇ、メタクリ
ロイルオキシエチルトリメチルアンモニウム塩化物（以
下ＤＭＣと略記）８０％水溶液３４．０ｇ、アクリルア
ミド（ＡＡＭと略記）５０％水溶液６５．１ｇ及びＮ，
Ｎ−メチレンビスアクリルアミド（ＭＢＡと略記）０．
１％水溶液０．５ｇ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１
０００ｒｐｍで１５分間攪拌乳化した。この時の単量体
組成は、ＤＭＱ／ＤＭＣ／ＡＡＣ／ＡＡＭ＝４０／１０
／１５／３５（モル％）、また全単量体に対しＭＢＡは
０．０００２５モル％である。

【００２８】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０．５５ｇ（対単量体０．０２５重
量％）を加え、単量体溶液の温度を２５〜２８℃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〕二塩化水素化物の１０％水溶液０．３５ｇ（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２６±２℃で８時間重合させ反応を完結
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１０．
０ｇ（対液２．０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。

【００２９】（合成例２）合成例１と同様な操作によ
り、それぞれＤＭＱ／ＤＭＣ／ＡＡＣ／ＡＡＭ＝３０／
２０／１５／３５（試料−２）、４５／１５／２０／２
０（試料−３）、５５／２５／２０／０（試料−４）、
１０／５／５／８０（試料−５）（いずれもモル％）か
らなる組成の油中水型両性高分子エマルジョンを合成し
た。結果を表１に示す。

【００３０】（比較合成例）Ｎ，Ｎ−メチレンビスアク
リルアミドを添加しないで重合した他は、合成例１と同
様な操作により、比較−１〜比較−５を合成した。

【００３１】

【実施例１〜５】都市下水混合生汚泥（ｐＨ６．８９、
全ｓｓ分４０、３００ｍｇ／Ｌ）２００ｍＬをポリビ−
カ−に採取し、ポリ塩化第二鉄を対汚泥固形分２３００
ｐｐｍ添加しビ−カ−移し変え攪拌５回行った。この時
の汚泥ｐＨは、４．７２であった。次ぎに表１の本発明
における両性高分子、試料−１〜試料−５を対汚泥固形
分４０００ｐｐｍ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、
濾布剥離性とケ−キ自己支持性（脱水ケ−キの硬さ、含
水率と関係）を目視によりチェックし、ケ−キ含水率
（１０５℃で２０ｈｒ乾燥）を測定した。結果を表２に
示す。

【００３２】

【比較例１〜９】表２の比較合成例の試料、比較−１〜
比較−５の両性高分子を用いた試験、また、無機凝集剤
を併用しないで試料−１、試料−３のみをそれぞれ用い
た試験、さらに無機凝集剤の添加量を体汚泥固形分１２
００ｐｐｍ添加し、汚泥のｐＨを６．２０に調節し、試
料−１、試料−３を添加した試験を実施例１〜５と同様
な試験操作により行った。結果を表２に示す。

【００３３】

【実施例６〜１０】食品加工廃水余剰汚泥（ｐＨ６．６
５、全ｓｓ２４、０００ｍｇ／ｍＬ）２００ｍＬをポリ
ビ−カ−に採取し、ポリ塩化第二鉄を対汚泥固形分１６
００ｐｐｍ添加しビ−カ−移し変え攪拌５回行った。こ
の時の汚泥ｐＨは、４．２２であった。次ぎに表１の本
発明における両性高分子、試料−１〜試料−５を対汚泥
固形分５０００ｐｐｍ添加し、ビ−カ−移し変え攪拌１
０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、濾布剥離性とケ−キ自己支持性（脱水ケ−キの硬
さ、含水率と関係）を目視によりチェックし、ケ−キ含
水率（１０５℃で２０ｈｒ乾燥）を測定した。結果を表
３に示す。

【００３４】

【比較例１０〜１８】表２の比較合成例の試料、比較−
１〜比較−５の両性高分子を用いた試験、また、無機凝
集剤を併用しないで試料−３、試料−５のみをそれぞれ
用いた試験、さらに無機凝集剤の添加量を体汚泥固形分
７００ｐｐｍ添加し、汚泥のｐＨを６．１０に調節し、
試料−３、試料−５を添加した試験を実施例１１〜２０
と同様な試験操作により行った。結果を表３に示す。

【００３５】

【表１】 ＤＭＣ：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 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 ＡＡＣ：アクリル酸、ＡＡＭ：アクリルアミド、 分子量：単位は万、液性状；ＥＭ：油中水型エマルジョ
ン、ＡＱ：水溶液

【００３６】

【表２】 無機凝集剤添加量：ｐｐｍ（対汚泥固形分） 濾液量：ｍＬ、ケ−キ含水率：重量％、

【００３７】

【表３】 濾液量：ｍＬ、ケ−キ含水率：重量％、 無機凝集剤添加量：ｐｐｍ（対汚泥固形分）

【手続補正書】

【提出日】平成１２年１２月１４日（２０００．１２．
１４）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

【化１】 一般式（１） Ｒ１、Ｒ２はメチルあるいはエチル基、Ｒ３は炭素数１
〜３のアルキルまたアルコキシ基あるいはベンジル基、
Ｘ１は陰イオンをそれぞれ表わす

【化２】 一般式（２） Ｒ４、Ｒ５はメチルあるいはエチル基、Ｒ６は炭素数１
〜３のアルキルまたアルコキシ基あるいはベンジル基、
Ｘ２は陰イオンをそれぞれ表わす

【化３】 一般式（３） Ｒ７は水素またはメチル基、Ｍは陽イオンをそれぞれ表
わす

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００６

【補正方法】変更

【補正内容】

【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、多官能性単量体とアニ
オン性単量体及びノニオン性単量体共存下で、メタクリ
レ−ト系四級アンモニウム塩基含有単量体とアクリレ−
ト系四級アンモニウム塩基含有単量体とを特定の割合で
強重合することにより、効率良く分子内に架橋結合の存
在する両性高分子を合成できることがわかり、以下の発
明に達した。すなわち本発明の請求項１の発明は、下記
一般式（１）で表わされる構成単位５〜３０モル％、一
般式（２）で表わされる構成単位１０〜５０モル％、一
般式（３）で表わされる構成単位５〜２０モル％、（メ
タ）アクリルアミド構成単位０〜８０モル％及び架橋性
単量体構成単位が高分子全量に対し０．０００１〜０．
０２モル％をそれぞれ含有し、かつ前記一般式（１）〜
（３）で表わされる構成単位のモル％をそれぞれａ，
ｂ，ｃとするとき、ａ，ｂ，ｃが０．９＞ｂ／（ａ＋
ｂ）＞０．５であり、０．５＞ｃ／（ａ＋ｂ）＞０．１
の条件を満たす関係にあることを特徴とする両性高分子
からなる汚泥脱水剤である。

【化１】 一般式（１） Ｒ１、Ｒ２はメチルあるいはエチル基、Ｒ３は炭素数１
〜３のアルキルまたアルコキシ基あるいはベンジル基、
Ｘ１は陰イオンをそれぞれ表わす

【化２】 一般式（２） Ｒ４、Ｒ５はメチルあるいはエチル基、Ｒ６は炭素数１
〜３のアルキルまたアルコキシ基あるいはベンジル基、
Ｘ２は陰イオンをそれぞれ表わす

【化３】 一般式（３） Ｒ７は水素またはメチル基、Ｍは陽イオンをそれぞれ表
わす

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１８

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１８】そのため、本発明においてはアクリレ−ト
系四級アンモニウム塩基含有単量体の比率を多くする。
すなわちメタクリレ−ト系四級アンモニウム塩基含有単
量体の構成単位をａモル％で表わし、アクリレ−ト系四
級アンモニウム塩基含有単量体の構成単位をｂモル％で
表わすと、ａが５〜２０、ｂが２０〜４０である。ま
た、両者の比率は０．９＞ｂ／（ａ＋ｂ）＞０．５であ
る。さらにこのとき、アニオン性単量体の構成単位をｃ
モル％とすると、ｃは５〜２０であり、アニオン性単量
体構成単位とカチオン性単量体の構成単位合計のモル％
との比率は、０．５＞ｃ／（ａ＋ｂ）＞０．１である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4D015 BA02 BA09 BB12 CA02 CA12 DA04 DA05 DA13 DB02 DB12 DC06 EA13 EA39 FA19 4D059 AA05 BE08 BE16 BE26 BE55 BE56 BE60 BE61 BF12 DA16 DA17 DA24 DB26 DB28

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下記一般式（１）で表わされる構成単位
   ５〜３０モル％、一般式（２）で表わされる構成単位１
   ０〜５０モル％、一般式（３）で表わされる構成単位５
   〜２０モル％、（メタ）アクリルアミド構成単位０〜８
   ０モル％及び架橋性単量体構成単位が高分子全量に対し
   ０．０００１〜０．０２モル％をそれぞれ含有し、かつ
   前記一般式（１）〜（３）で表わされる構成単位のモル
   ％をそれぞれａ，ｂ，ｃとするとき、ａ，ｂ，ｃが０．
   ９＞ｂ／（ａ＋ｂ）であり、０．５＞ｃ／（ａ＋ｂ）の
   条件を満たす関係にあることを特徴とする両性高分子か
   らなる汚泥脱水剤。 【化１】 一般式（１） Ｒ１、Ｒ２はメチルあるいはエチル基、Ｒ３は炭素数１
   〜３のアルキルまたアルコキシ基あるいはベンジル基、
   Ｘ１は陰イオンをそれぞれ表わす 【化２】 一般式（２） Ｒ４、Ｒ５はメチルあるいはエチル基、Ｒ６は炭素数１
   〜３のアルキルまたアルコキシ基あるいはベンジル基Ｘ
   ２は陰イオンをそれぞれ表わす 【化３】 一般式（３） Ｒ７は水素またはメチル基、Ｍは陽イオンをそれぞれ表
   わす
2. 【請求項２】 前記両性高分子の重量平均分子量が２０
   ０万〜１５００万であることを特徴とする請求項１に記
   載の汚泥脱水剤。
3. 【請求項３】 前記両性高分子が、水に非混和性の有機
   溶剤と油溶性乳化剤存在下で、有機溶剤を連続相、両性
   高分子水溶液を非連続相とする油中水型エマルジョンか
   らなることを特徴とする請求項１あるいは２に記載の汚
   泥脱水剤。
4. 【請求項４】 有機汚泥に対し無機凝集剤を添加しｐＨ
   を３以上、５未満に調整した後、請求項１〜３に記載の
   両性高分子を添加、混合した後、脱水機により脱水する
   ことを特徴とするの汚泥の脱水方法。