JP2003275503A - 高分子凝集剤組成物 - Google Patents
高分子凝集剤組成物Info
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- JP2003275503A JP2003275503A JP2002080563A JP2002080563A JP2003275503A JP 2003275503 A JP2003275503 A JP 2003275503A JP 2002080563 A JP2002080563 A JP 2002080563A JP 2002080563 A JP2002080563 A JP 2002080563A JP 2003275503 A JP2003275503 A JP 2003275503A
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Abstract
する脱水効果が優れた高分子凝集剤を提供する。 【解決手段】 下記一般式(1)で示されるモノマーを
必須単位とするビニル系水溶性重合体(A)及び下記一
般式(2)で示されるモノマーを必須単位とするビニル
系水溶性重合体(B)からなる高分子凝集剤組成物であ
る。 一般式 CH2=CR1−CO−X1−Q1−NH2・HCl (1) [式中、R1はH又はCH3、X1はO又はNH;Q1はC
H2CH2、CH2CH2CH2等である。] 一般式 【化1】 [式中、R2はH又はCH3、X2はO又はNH;Q2はC
H2CH2、CH2CH2CH2等;ZはCl等。]
Description
物処理で生じる有機性汚泥の脱水に用いる新規な高分子
凝集剤組成物に関する。さらに詳しくは、遠心脱水、ベ
ルトプレス脱水において優れた脱水率を与える高分子凝
集剤組成物に関する。
る有機性汚泥の脱水に対しては、ポリメタクリロイルオ
キシエチルトリメチルアンモニウムクロライド、アクリ
ルアミド−アクリロイルオキシエチルトリメチルアンモ
ニウムクロライドコポリマー等のカチオン性高分子凝集
剤、アクリルアミド−アクリル酸−アクリロイルオキシ
エチルトリメチルアンモニウムクロライドコポリマー等
の両性高分子凝集剤(特開昭63−260928など)
が広く使用されてきた。また、最近ではポリビニルアミ
ジン、ポリアミノエチルメタクリレート塩酸塩(特開平
11−347600等)が提案されている。
ミジン、ポリアミノエチルメタクリレート塩酸塩等では
遠心脱水において充分な脱水率が得られなかった。特に
最近は、汚泥中の有機物含量の増加、腐敗の進行が顕著
に見られ、これと伴って脱水率が悪化傾向にある。脱水
率の低下は得られるケーキの含水率を上げ、従ってケー
キ焼却時の燃料費を増加させる問題がある。
水、し尿等の微生物処理で生じる有機性汚泥の遠心脱水
において優れた脱水率を発揮する高分子凝集剤組成物を
見い出すべく鋭意検討した結果、本発明に到った。すな
わち本発明は、下記一般式(1)で示される1級アミン
塩基を有するラジカル重合性(メタ)アクリル系モノマ
ー(m)を必須構成単位とするビニル系水溶性重合体
(A)及び下記一般式(2)で示される3級アミン塩基
を有するラジカル重合性(メタ)アクリル系モノマー
(n)を必須構成単位とするビニル系水溶性重合体
(B)からなる高分子凝集剤組成物である。 一般式 CH2=CR1−CO−X1−Q1−NH2・HCl (1) [式中、R1はH又はCH3、X1はO又はNH;Q1はC
H2CH2、CH2CH2CH2又はCH2CH(OH)CH
2である。] 一般式
NH;Q2はCH2CH2、CH2CH2CH2又はCH2C
H(OH)CH2;R3はCH3、CH2CH3、又はCH2
C6H5でそれぞれ同じでも異なっていてもよい;ZはC
l、Br、I、NO3 、1/2SO4、CH3SO4、H2P
O4又はCH3COOである。]
で示されるラジカル重合性(メタ)アクリル系モノマー
(m)の中で、工業的に製造しやすい点で、好ましくは
R1はCH3であり、X1がOであり、Q1がCH2CH2で
ある。具体的には、アミノエチル(メタ)アクリレート
塩酸塩、アミノプロピル(メタ)アクリレート塩酸塩等
の(メタ)アクリレート類;アミノエチル(メタ)アク
リルアミド塩酸塩、アミノプロピル(メタ)アクリルア
ミド塩酸塩等の(メタ)アクリルアミド類があげられ、
これらの1種以上が使用できる。これらの中で工業的製
造の容易さから、(メタ)アクリレート類が好ましく、
アミノエチル(メタ)アクリレート塩酸塩がさらに好ま
しく、アミノエチルメタアクリレート塩酸塩が特に好ま
しい。
るラジカル重合性(メタ)アクリル系モノマー(n)の
中で、工業的に製造しやすい点で、好ましくはR2はC
H3であり、X2がOであり、Q2がCH2CH2である。
具体的には、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレー
ト塩酸塩、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート
硫酸塩、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレートの
メチル硫酸塩、ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリ
レート塩酸塩等の(メタ)アクリレート類;ジメチルア
ミノエチル(メタ)アクリルアミド塩酸塩、ジメチルア
ミノエチル(メタ)アクリルアミド硫酸塩、ジメチルア
ミノプロピル(メタ)アクリルアミド塩酸塩等の(メ
タ)アクリルアミド類があげられ、これらの1種以上が
使用できる。
ート類であり、さらに好ましくはジメチルアミノエチル
(メタ)アクリレート塩酸塩、ジメチルアミノエチル
(メタ)アクリレート硫酸塩であり、特に好ましくはジ
メチルアミノエチル(メタ)アクリレート塩酸塩であ
り、最も好ましくはジメチルアミノエチルメタアクリレ
ート塩酸塩である。
(m)及び/又は(n)を必須構成単位とするビニル系
水溶性重合体(A)及び/又は(B)は、必要に応じて
他の公知のビニルモノマーと共重合できるが、その場合
に使用される他のビニルモノマーの例としてはアクリル
アミド、アクリロニトリル、ビニルピロリドン等の非イ
オン性ビニルモノマー、アクリル酸(塩)、アクリルア
ミドメチルプロパンスルホン酸(塩)、イタコン酸
(塩)等のアニオン性ビニルモノマー、(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クロライ
ド、(メタ)アクリロイルオキシエチルジメチルベンジ
ルアンモニウムクロライド、(メタ)アクリロイルアミ
ノエチルトリメチルアンモニウムクロライド、ジメチル
ジアリルアンモニウムメチルサルフェート、ビニルピリ
ジン等のカチオン性ビニルモノマー等があげられ、これ
らの1種以上が使用できる。
ミド、アクリロニトリル、アクリル酸、(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クロライド
が好ましく、より好ましくは、アクリルアミド、(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
クロライドである。
(n)に他のビニルモノマーを共重合する場合、共重合
する割合は目的に応じて自由に選びうるが、ポリマーの
性能とくに脱水率の観点から、ラジカル重合性モノマー
(m)及び/又は(n)の量はどちらもビニルモノマー
の合計モル数に対し少なくとも50モル%以上、より好
ましくは70モル%以上、さらに好ましくは80モル%
以上である。
(B)は、公知の方法、例えば水溶液重合、水と有機溶
剤を用いた乳化重合、懸濁重合等により製造できる。水
溶液重合の場合、モノマー濃度が通常10〜80質量%
となるようにモノマー水溶液として系内を不活性ガスで
置換した後、公知の重合触媒(過硫酸塩例えば過硫酸ア
ンモニウム及び過硫酸カリウム;有機過酸化物例えばベ
ンゾイルパーオキシド;アゾ系化合物例えば2,2′−
アゾビス−(アミジノプロパン)ハイドロクロライド及
びアゾビスシアノバレリン酸;レドックス触媒(過酸化
物(H2O2、過硫酸カリウム等)と還元剤(重亜硫酸ソ
ーダ、硫酸第一鉄等)との組合せ)を加えて20〜10
0℃程度で数時間重合を行うのが好ましい。また、光増
感剤を加えた後、紫外線等を照射してもよい。粉末化を
行うには、このようにして得られた重合物を適宜細断し
て熱風乾燥、溶剤沈澱・乾燥し、粉砕すればよい。この
様にして得られたビニル系水溶性重合体(A)及び/又
は(B)の分子量は、固有粘度(1NーNaNO3 中、
30℃で測定、単位:dl/g、以下同様)で通常2以
上のものである。2未満では分子量が小さすぎて一般に
はポリマーとして特性が出にくい。一般に凝集性能は分
子量が高いものほど良好であるので、固有粘度は好まし
くは4以上であり、より好ましくは5以上であり、特に
好ましくは8以上である。
(A)及び/又は(B)のpH4におけるコロイド等量
値の好ましい範囲は3.0以上でありより好ましくは
4.0以上以上、さらに好ましくは5.0以上である。
本発明の高分子凝集剤は上記ビニル系水溶性重合体
(A)及び(B)の配合物である。該(A)の量は
(A)と(B)との合計量に対して好ましくは20〜8
0重量%であり、さらに好ましくは40〜60重量%で
ある。(A)の量が20重量%以上であると有機性汚泥
に対し優れた脱水効果を有し、80重量%以下である本
発明の高分子凝集剤を使用した汚泥の強度が良好であ
る。配合する時期はビニル系水溶性重合体(A)及び
(B)が製造された後は任意であり、例えば乾燥前、乾
燥後粉砕前、粉砕後、使用直前、水溶解時等であり、い
つ使用してもよい。
溶性重合体(A)及び(B)の形状は、粉末状、フィル
ム状、水溶液状、w/oエマルション状、懸濁液状等公
知の任意形状でよい。
濁粒子に高い吸着性を示して効果的な凝集性(フロック
形成性)を示すので、公知の水系懸濁液の固液分離促進
に特に限定なく使用できるが、実用的価値の面から、下
水、し尿等の微生物処理で生じる有機性汚泥(いわゆる
生汚泥、余剰汚泥、混合生汚泥、消化汚泥、凝沈・浮上
汚泥及びこれらの混合物)の脱水により有用である。こ
れらの中でも、同じ理由で、固形分当りの有機物含有量
(VSS/SS)が好ましくは60%以上、さらに好ま
しくは70%以上の汚泥により有用である。
きるが、目的に応じて、他のカチオン性ラジカル重合性
モノマーを必須構成単位とするビニル系水溶性重合体
(C)と併用してもよい。(C)の具体例としては、ポ
リメタクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウム
クロライド、アクリルアミド−アクリロイルオキシエチ
ルトリメチルアンモニウムクロライドコポリマー、ポリ
ビニルアミジン等のカチオン性高分子凝集剤、アクリル
アミド−アクリル酸−アクリロイルオキシエチルトリメ
チルアンモニウムクロライドコポリマー等の両性高分子
凝集剤があげられるが、中でも、両性高分子凝集剤及
び、pH4におけるコロイド等量値が4.0以上である
カチオン性高分子凝集剤が好ましく、ポリメタクリロイ
ルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロライドが特
に好ましい。該(C)の配合量は(A)と(B)の合計
量に対して50重量%以下で配合するのが好ましい。ま
た、本発明の高分子凝集剤を添加され形成されたフロッ
ク状の汚泥の脱水方法としては、公知の遠心脱水、ベル
トプレス脱水、フィルタープレス脱水、キャピラリー脱
水等がとれるが、効果の点から遠心脱水、ベルトプレス
脱水がより好ましい。
度の濃度の水溶液にして使用されるが、その際、使用目
的に応じて、増粘剤、加重剤、分散剤、防腐剤、無機塩
等を併用できる。
らに説明するが、本発明はこれに限定されるものではな
い。
にとかして0.1%水溶液とし、K市下水処理場余剰汚
泥(pH6.9、TS2.3%、有機分81%)にポリ
マーとして0.85%/TSずつ添加して小型遠心脱水
機を用いて脱水試験を行い、得られた脱水ケーキの含水
率を測定した。試験結果を表1示すが、本発明の高分子
凝集剤(実施例1〜3)は比較例1〜3に比べて、高い
脱水性(低いケーキ含水率)を示した。
塩酸塩 METAH:ポリジメチルアミノエチルメタクリレート塩酸
塩 METAS:ポリジメチルアミノエチルメタクリレート硫酸
塩 METAC:ポリメタクリロイルオキシエチルトリメチルア
ンモニウムクロライド
の微生物処理で生じる有機性汚泥に対し優れた脱水効果
を有する。とくに従来脱水が困難であった有機分含有量
(VSS/SS)の高い汚泥に対し際だった効果を発揮
することから、本発明の高分子凝集剤は極めて有用であ
る。
Claims (5)
- 【請求項1】 下記一般式(1)で示される1級アミン
塩基を有するラジカル重合性(メタ)アクリル系モノマ
ー(m)を必須構成単位とするビニル系水溶性重合体
(A)及び下記一般式(2)で示される3級アミン塩基
を有するラジカル重合性(メタ)アクリル系モノマー
(n)を必須構成単位とするビニル系水溶性重合体
(B)からなる高分子凝集剤組成物。 一般式 CH2=CR1−CO−X1−Q1−NH2・HCl (1) [式中、R1はH又はCH3、X1はO又はNH;Q1はC
H2CH2、CH2CH2CH2又はCH2CH(OH)CH
2である。] 一般式 【化1】 [式中、R2はH又はCH3、X2はO又はNH;Q2はC
H2CH2、CH2CH2CH2又はCH2CH(OH)CH
2;R3はCH3、CH2CH3、又はCH2C6H5でそれぞ
れ同じでも異なっていてもよい;ZはCl、Br、I、
NO3 、1/2SO4、CH3SO4、H2PO4又はCH3C
OOである。] - 【請求項2】 前記ビニル系水溶性重合体(A)及び/
又は(B)の、1N−NaNO3中30℃で測定した固
有粘度(dl/g)が4以上である請求項1記載の高分
子凝集剤組成物。 - 【請求項3】 前記ビニル系水溶性重合体(A)の含量
が(A)と(B)の合計重量に対して20〜80%であ
る請求項1〜2記載の高分子凝集剤組成物。 - 【請求項4】 前記ビニル系水溶性重合体(A)及び/
又は(B)のpH4におけるコロイド当量値(meq/
g)が3以上である請求項1〜3いずれか記載の高分子
凝集剤組成物。 - 【請求項5】 請求項1〜4記載の高分子凝集剤組成物
を、固形分あたりの有機物含量が60重量%以上である
汚泥に対して添加してフロックを形成して固液分離を行
うことを特徴とする汚泥の脱水方法。
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JP2002080563A JP4142319B2 (ja) | 2002-03-22 | 2002-03-22 | 高分子凝集剤組成物 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015150534A (ja) * | 2014-02-18 | 2015-08-24 | ハイモ株式会社 | 凝集処理剤及びそれを用いた汚泥の脱水方法 |
WO2018046702A1 (en) | 2016-09-08 | 2018-03-15 | Jotun A/S | Coatings |
CN117023750A (zh) * | 2023-10-09 | 2023-11-10 | 杭州尚善若水环保科技有限公司 | 一种含氟废水的处理方法 |
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- 2002-03-22 JP JP2002080563A patent/JP4142319B2/ja not_active Expired - Fee Related
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CN117023750B (zh) * | 2023-10-09 | 2024-01-23 | 杭州尚善若水环保科技有限公司 | 一种含氟废水的处理方法 |
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