JP2005177666A - 有機汚泥の脱水方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 分散液で市販されている高分子凝集剤を用いて汚泥の脱水を実施す場合は通常、水で希釈し均一な水溶液の状態にした後汚泥に添加している。しかし希釈して低濃度で添加することは、汚泥に余分の水を供給することになり脱水機で脱水する場合、最も適した凝集状態を提供できるのか、また設備面から希釈装置を省略したら設備投資が削減可能になるのではないかという観点から検討を加えた。従って本発明の目的は、凝集剤の高濃度分散液を水により希釈せず分散液のままで薬注することによって、脱水性を改善する汚泥脱水方法を開発する。
【解決手段】 特定の単量体及びその単量体に対し生成した重合体が水溶性を保つモル比で架橋性単量体を添加した単量体混合物を重合して製造した塩水溶液中分散液あるいは油中水型エマルジョンを分散液状態のまま有機汚泥に添加し脱水機により脱水することによって達成できる。
【選択図】 なし

Description

本発明は、有機汚泥の脱水方法に関するものであり、特定の単量体と生成した重合体が前記単量体に対し水溶性を保つモル比で架橋性単量体を添加した単量体混合物を重合した、粒径１００μｍ以下からなる塩水溶液中イオン性水溶性重合体分散液、あるいは油中水型エマルジョンを分散液状態のまま有機汚泥に添加し、脱水機により脱水することを特徴とする有機汚泥の脱水方法に関する。

高分子凝集剤は、廃水処理薬剤や製紙用添加剤として広範囲に使用され、既に工業的になくてはならない薬剤となっている。前記高分子凝集剤は、水溶性高分子物質から構成されているので水に溶解すると高粘性溶液となり、従来、濃度を０．０５〜０．３重量％程度に希釈して排水や汚泥に添加してきた。そのため高粘性液体を攪拌するための特別な溶解装置が必用であり、その設置場所も必用になり設備投資計画に一定の負担を強いているのが現状である。

この高分子凝集剤は、粉末製品が主流であるが、溶解時間が短縮可能などメリットとして油中水型エマルジョンあるいは塩水中分散重合品も並行して発展している。この二つのタイプはパイプライン中で溶解可能など使用方法において工夫が残されていると推定され、今後まだ発展の余地がある。塩水中分散重合品の原液添加法は、特許文献１に開示されている。すなわち、任意形態からなるカチオン性高分子凝集剤希釈水溶液添加後、塩水中分散重合品アニオン性水溶性高分子を原液あるいは分散液の状態で添加し、有機汚泥の脱水を行なう処方である。ただしこのアニオン性水溶性高分子は、中性から酸性の水にのみ溶解する性質のものであり、使い勝手が非常に悪い。一方、油中水型エマルジョン製品は、重合後親水性界面活性剤を添加し、水への分散性を高めてあるが、多量に添加すると水溶性高分子水への溶解性は向上するが製品の安定性は低下するため添加量を制限してある。そのためこの製品を原液の状態で添加しても汚泥中への溶解、分散が悪く効率的な処理はできない。これに関連した処方は、特許文献２に開示されている。すなわち、スクリュープレス型脱水機により汚泥脱水する場合、油中水型エマルジョン製品あるいは塩水中分散重合品をそのまま、あるいは未溶解粒子の存在する水溶液で汚泥に添加し、脱水機のスクリューにより汚泥と未溶解粒子を混錬し、その溶解により再凝集を行い凝集フロックの高密度化を意図した処方である。

特開平１１−２７７０９４号公報 特開平０７−０３１９９９号公報

従来、分散液で市販されている高分子凝集剤を用いて汚泥の脱水を実施する場合、水で希釈し均一な水溶液の状態にした後汚泥に添加していた。しかし本発明者等は、二つの見地から従来の添加法に検討を加えた。すなわち希釈して低濃度で添加することは、脱水機で脱水する場合最も適した凝集状態を提供できるのか、また設備面から希釈装置を省略したら設備投資が削減可能になるのではないかと言う点である。従って本発明の目的は、凝集剤の高濃度分散液を水により希釈せず分散液のままで薬注し、脱水機で脱水する場合最も適した凝集状態を作り出すことにより従来よりも脱水性あるいは濾布などからの剥離性を改善する汚泥脱水処方を提供することである。

本発明者等は、上記課題を解決するため鋭意検討した結果、以下のような発明に達した。すなわち請求項１の発明は、散剤として該塩水溶液に可溶な水溶性高分子を共存させ、下記一般式（１）及び/又は（２）で表される単量体５〜１００モル％、（３）で表される単量体０〜５０モル％、非イオン性単量体０〜９５モル％及びこれら単量体の総量に対し生成した重合体が水溶性を保つモル比で架橋性単量体を添加した単量体混合物を、塩水溶液中攪拌下、分散重合して製造した粒径１００μｍ以下からなるイオン性水溶性重合体分散液を、分散液状態のまま有機汚泥に添加し、脱水機により脱水することを特徴とする有機汚泥の脱水方法に関する。

一般式（１）
Ｒ１は水素又はメチル基、Ｒ２、Ｒ３は炭素数１〜３のアルキル基、アルコキシ基あるいはベンジル基、Ｒ４は水素、炭素数１〜３のアルキル基、アルコキシ基あるいはベンジル基であり、同種でも異種でも良い。Ａは酸素またはＮＨ、Ｂは炭素数２〜４のアルキレン基またはアルコキシレン基、Ｘ１は陰イオンをそれぞれ表わす

一般式（２）
Ｒ５は水素又はメチル基、Ｒ６、Ｒ７は炭素数１〜３のアルキル基、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

一般式（３）
Ｒ８は水素またはＣＨ２ＣＯＯＹ２、ＱはＳＯ３、Ｃ６Ｈ４ＳＯ３、
ＣＯＮＨＣ（ＣＨ３）２ＣＨ２ＳＯ３、Ｃ６Ｈ４ＣＯＯあるいはＣＯＯ、Ｒ９は水素、メチル基またはＣＯＯＹ３であり、Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３は水素または陽イオン

請求項２の発明は、前記一般式（１）及び/又は（２）で表される単量体５〜１００モル％、（３）で表される単量体０〜５０モル％、非イオン性単量体０〜９５モル％、及びこれら単量体の総量に対し生成した重合体が水溶性を保つモル比で架橋性単量体を添加した単量体混合物と水に非混和性の有機液体を界面活性剤によって有機液体を連続相、水溶性単量体水溶液を分散相となるよう乳化し重合した後、適宜転相剤を添加し製造した油中水型エマルジョンを、分散液状態のまま有機汚泥に添加し、脱水機により脱水することを特徴とする有機汚泥の脱水方法である。

請求項３の発明は、前記界面活性剤のＨＬＢ（疎水性親水性バランス）が１〜８であることを特徴とする請求項２に記載の有機汚泥の脱水方法である。

請求項４の発明は、前記界面活性剤のＨＬＢ（疎水性親水性バランス）が１１〜２０であることを特徴とする請求項２に記載の有機汚泥の脱水方法である。

請求項５の発明は、前記イオン性水溶性重合体分散液あるいは油中水型エマルジョンの２５℃における粘度が、５０〜１０，０００ｍＰａ・ｓであることを特徴とする請求項１あるいは２に記載の有機汚泥の脱水方法である。

以下のような作用機構により従来に較べ優れた脱水効果が発現する。すなわち該分散液あるいは油中水型エマルジョンを汚泥に添加すると攪拌によって粒子表面に徐々に溶解していき、汚泥中の懸濁粒子を凝集させる。一度凝集した汚泥フロックは、後から溶解した水溶性高分子と攪拌によって新しいフロック面が現れ凝集しさらに密度の高い凝集フロックへと進化していく。その結果、これら高密度化した凝集フロックを脱水することによりケーキ脱水率の低下が起こると見られる。また架橋性水溶性高分子を使用することにより分子の広がりが抑制され、「密度の詰まった」分子形態として存在するため懸濁粒子と多点で結合し巨大フロック化せず、しかも強度の高いフロックが形成され汚泥脱水性の改善が発現する。本発明のもう一つの特長は、高濃度分散液状態において薬注されるため溶解設備を要せず、その結果、汚泥脱水設備のスペースを節約できることである。

本発明では、特定の単量体と生成した重合体が水溶性を保つモル比で架橋性単量体を添加した単量体混合物を重合した塩水溶液中イオン性水溶性重合体分散液あるいはイオン性水溶性重合体油中水型エマルジョンを分散液状態のまま有機汚泥に添加し、脱水機により脱水する。従来、エマルジョンあるいは分散液型高分子凝集剤を用いて汚泥の脱水を実施する場合、水を前記凝集剤に添加し希釈する。この操作により分散型凝集剤は、希釈した時点で分散液が均一な水溶液の状態に変化し、これを汚泥に添加するというのが常識的かつ普通に行なわれている添加法である。しかし本発明者等は、二つの見地から従来の添加法に検討を加えた。すなわち希釈して低濃度で添加することは、脱水機で脱水する場合最も適した凝集状態を提供できるのか、また設備面から希釈装置を省略したら設備投資が削減可能になるのではないかと言う点である。

上記観点から検討を加えた結果、汚泥との適切な攪拌状態を確保することによって希釈して低濃度にした水溶液状態で添加する従来法に較べ、分散状態にある高濃度液状品をそのまま汚泥に添加すると、脱水ケーキの含水率を低下できるなど優れた効果が発現することがわかった。すなわち該分散液あるいは油中水型エマルジョンを汚泥に添加すると攪拌によって粒子表面に徐々に溶解していき、汚泥中の懸濁粒子を凝集させる。一度凝集した汚泥フロックは、後から溶解した水溶性高分子と攪拌によって新しいフロック面が現れ凝集しさらに密度の高い凝集フロックへと進化していく。その結果、これら高密度化した凝集フロックを脱水することによりケーキ脱水率の低下が起こると見られる。

この場合水溶性高分子を架橋すると水中における分子の広がりが抑制される。そのためにより「密度の詰まった」分子形態として存在する。通常架橋型高分子凝集剤として使用されるのは、前記「密度の詰まった」分子形態である場合が効率的とされる。架橋型高分子凝集剤が汚泥中に添加されると懸濁粒子に吸着し、粒子同士の接着剤として作用し結果として粒子の凝集が起こる。この時「密度の詰まった」分子形態であるため粒子表面と多点で結合し、より締った強度の高いフロックを形成すると推定される。

このような上記分散液による添加で「分散粒子が徐々に溶解するため凝集剤が継続的に添加されると同様な効果、攪拌による凝集フロックの新しい凝集面の生成」及び架橋型高分子の懸濁粒子表面での多点結合により汚泥脱水性の改善が発現すると見られる。本発明のもう一つの特長は、高濃度分散液状態において薬注されるため溶解設備を要せず、その結果、汚泥脱水設備のスペースを節約できることである。

溶解装置を省略できる効果としては以下のように考えられる。高分子凝集剤は、廃水処理薬剤や製紙用添加剤として広範囲に使用され、既に工業的になくてはならない薬剤となっているが、前記高分子凝集剤は、水溶性高分子物質から構成されているので水に溶解すると高粘性溶液となり、従来、濃度を０．０５〜０．３質量％程度に希釈して排水や汚泥に添加してきた。そのため高粘性液体を攪拌するための特別な溶解装置が必用であり、その設置場所も必用になり設備投資計画に一定の負担を強いている。これら装置と土地が必要なくなるのは、非常に大きなメリットである。

本発明で使用する塩水溶液中イオン性水溶性重合体分散液は、水溶性単量体あるいは水溶性単量体混合物、及びこれら単量体の総量に対し生成した重合体が水溶性を保つモル比で添加した架橋性単量体を含有する単量体混合物を、塩水溶液中において高分子分散剤共存下に製造することができる。この製造方法は、特公平４−３９４８１号公報や特公平６−５１７５５号公報に記載された方法によって製造することが可能である。前者の公報は、分散剤として多価アルコ−ルを重合時共存させる方法が開示され、後者の公報では、分散剤として多価アニオン塩水溶液中に可溶なカチオン性高分子を重合時共存させる方法が開示されている。これら高分子分散剤は、イオン性あるいは非イオン性どちらでも使用することができる。非イオン性高分子は、ポリビニルピロリドンやポリビニルアルコールなどである。イオン性高分子は、イオン性ビニル単量体の重合体、あるいはイオン性ビニル単量体と非イオン性ビニル単量体の共重合体であり、例えば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重合体や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共重合体などである。

また油中水型高分子エマルジョンの製造方法としては、イオン性単量体、あるいはイオン性単量体、共重合可能な単量体及びこれら単量体に対し生成した重合体が水溶性を保つモル比で添加した架橋性単量体を含有す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重合することにより合成する。

また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。含有量としては、油中水型エマルジョン全量に対して２０重量％〜５０重量％の範囲であり、好ましくは２０重量％〜３５重量％の範囲である。

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、ＨＬＢ１〜８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％の範囲である。

この場合、高ＨＬＢ界面活性剤により乳化させ油中水型エマルジョンを形成させ重合したエマルジョンは、このままで水となじむので転相剤を添加する必用がない。これら界面活性剤のＨＬＢは、９〜２０のもの、好ましくは１１〜２０のものを使用する。そのような界面活性剤の例としては、カチオン性界面活性剤やＨＬＢ９〜１５のノニオン性界面活性剤であり、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエ−テル系、ポリオキシエチレンアルコールエ−テル系などである。

低ＨＬＢの界面活性剤により乳化、重合した場合は重合後は、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。親水性界面活性剤の例としては、カチオン性界面活性剤やＨＬＢ９〜１５のノニオン性界面活性剤であり、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエ−テル系、ポリオキシエチレンアルコールエ−テル系などである。

重合は窒素雰囲気下にて、重合開始剤、例えば２、２’−アゾビス（アミジノプロパン）二塩化水素化物または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〕二塩化水素化物のような水溶性アゾ系重合開始剤、あるいは過硫酸アンモニウムおよび亜硫酸水素ナトリウム併用のような水溶性レドックス系重合開始剤を添加し、撹拌下ラジカル重合を行う。

重合時使用する一般式（１）で表される単量体としては、三級アミノ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である。また一般式（２）で表されるジメチルジアリルアンモニウム系単量も使用可能であり、その例としてジメチルジアリルアンモニウム塩化物、ジアリルメチルベンジルアンモニウム塩化物などである。

両性水溶性重合体を製造する場合には、前記カチオン性と非イオン性単量体に加えて、さらに一般式（３）で表されるアニオン性単量体を共重合する。その例としては、スルフォン基でもカルボキシル基でもさしつかいなく、両方を併用しても良い。スルフォン基含有単量体の例は、ビニルスルフォン酸、ビニルベンゼンスルフォン酸あるいは２−アクリルアミド２−メチルプロパンスルフォン酸などである。またカルボキシル基含有単量体の例は、メタクリル酸、アクリル酸、イタコン酸、マレイン酸あるいはｐ−カルボキシスチレンなどである。

非イオン性単量体の例としては、（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、アクリロイルモルホリン、アクリロイルピペラジンなどがあげられる。

架橋性単量体は、メチレンビスアクリルアミドやエチレングルコ−ルジ（メタ）アクリレ−トなどの複数の重合性二重結合を有する単量体、あるいはＮ、Ｎ−ジメチルアクリルアミド単量体などの熱架橋性単量体がその一例である。添加量としては単量体混合物全重量に対し０．０００５〜０．１モル％であり、好ましくは０．００１０〜０．０５％であり、更に好ましくは０．００１５〜０．０３％である。また、重合度を調節するためイソプロピルアルコールを対単量体０．１〜５重量％など併用すると効果的である。

本発明で使用する塩水溶液中分散液あるいは油中水型エマルジョンは、液粘性があまり高いと汚泥中にイオン性水溶性重合体微粒子が分散しにくくなり好ましくない。そのため分散液粘性は、数十〜２０，０００ｍＰａ・ｓであるが、好ましくは５０〜１０，０００ｍＰａ・ｓである。また塩水溶液中分散液あるいは油中水型エマルジョンを構成するカチオン性及び／又は両性水溶性重合体の分子量としては、３００万〜２０００万であるが、更に好ましくは５００万〜１０００万である。

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。本発明で使用する塩水溶液中分散液あるいは油中水型エマルジョンの有機汚泥への添加量としては、分散液中重合体の汚泥固形分への比率は、質量％で０．１〜１．０％であり、好ましくは０．２〜０．８％である。

（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８３．１ｇ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及びメチレンビスアクリルアミド０．１質量％水溶液４．０ｇ（対単量体０．００２２モル％）を各々採取し前記アクリル酸溶液に添加し、完全に溶解させた。また、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％）である。

得られたエマルジョンにイソプロピルアルコール４０％水溶液２．０ｇ（対単量体０．５重量％）を加え、単量体溶液の温度を３０〜３３℃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３２±２℃で１２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。組成を表１に、結果を表２に示す。

（合成例２）合成例と同様な操作により単量体組成ＤＭＱ／ＡＡＭ＝６０／４０（モル％）からなる１油中水型エマルジョンを重合し、転相剤を加え試料−２とした。組成を表１に、及び結果を表２に示す。

（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に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％）を仕込み溶解させた。別に脱イオン水８３．１ｇ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及びメチレンビスアクリルアミド０．１質量％水溶液４．０ｇ（対単量体０．００２２モル％）を各々採取し前記アクリル酸溶液に添加し、完全に溶解させた。また、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％）である。

得られたエマルジョンにイソプロピルアルコール４０％水溶液２．０ｇ（対単量体０．５重量％）を加え、単量体溶液の温度を３０〜３３℃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３２±２℃で１２時間重合させ反応を完結させた（試料−３）。組成を表１に、及び結果を表２に示す。

（比較合成例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％）を仕込み溶解させた。別に脱イオン水８３．１ｇ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及びアクリルアミド（ＡＡＭと略記）５０％水溶液６５．１ｇを各々採取し前記アクリル酸溶液に添加し、完全に溶解させた。また、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％）である。

得られたエマルジョンにイソプロピルアルコール４０％水溶液２．０ｇ（対単量体０．５重量％）を加え、単量体溶液の温度を３０〜３３℃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３２±２℃で１２時間重合させ反応を完結させた。この試料を比較−１とする。組成を表１に、及び結果を表２に示す。

（合成例４）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ツ口フラスコ内にメタク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）の８０重量水溶液％４６．３ｇ、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）の８０重量％水溶液６０．５ｇ、アクリル酸（以下ＡＡＣと略記）の６０重量％水溶液２０．６ｇ、アクリルアミド（以下ＡＡＭと略記）の５０％水溶液３６．５ｇ、イオン交換水１７３．１ｇ、硫酸アンモニウム１２５．０ｇ、分散剤とし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単独重合体３０．０ｇ（２０質量％水溶液液、粘度６４５０ｍＰａ・ｓ）及びメチレンビスアクリルアミド０．１質量％水溶液２．３ｇ（対単量体０．００１５モル％）をそれぞれしこみｐＨを３．３に調節した。この時各単量体のモル％は、ＤＭＣ／ＤＭＱ／ＡＡＣ／ＡＡＭ＝２０／３０／２０／３０である。次ぎに反応器内の温度を３０±２℃に保ち、３０分間窒素置換をした後、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〕ニ塩化水素化物の１％水溶液１．２ｇ（対単量体０．０１％）を添加し重合を開始させた。内部温度を３０±２℃に保ち重合開始から７時間反応させた時点で上記開始剤を対単量体０．０１％追加し、さらに７時間反応させ終了した。得られた分散液のしこみ単量体濃度は２３．５％であり、ポリマー粒径は１０μｍ以下、分散液の粘度は８１０ｍＰａ・ｓであった。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。これを試料−４とする。組成を表１に、及び結果を表２に示す。

（合成例５）合成例４と同様な操作により、表１に示す複数のビニル基を有する単量体とその他の単量体組成により、それぞれＤＭＱ／ＡＡＭ＝６０／４０（モル％）（試料−５）からなる組成の塩水溶液中分散重合品を合成した。組成を表１に、及び結果を表２に示す。

（比較合成例２）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ツ口フラスコ内にメタク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）の８０重量水溶液％４６．３ｇ、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）の８０重量％水溶液６０．５ｇ、アクリル酸（以下ＡＡＣと略記）の６０重量％水溶液２０．６ｇ、アクリルアミド（以下ＡＡＭと略記）の５０％水溶液３６．５ｇ、イオン交換水１７３．１ｇ、硫酸アンモニウム１２５．０ｇ及び分散剤とし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単独重合体３０．０ｇ（２０質量％水溶液液、粘度６４５０ｍＰａ・ｓ）をそれぞれしこみｐＨを３．３に調節した。この時各単量体のモル％は、ＤＭＣ／ＤＭＱ／ＡＡＣ／ＡＡＭ＝２０／３０／２０／３０である。次ぎに反応器内の温度を３０±２℃に保ち、３０分間窒素置換をした後、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〕ニ塩化水素化物の１％水溶液１．２ｇ（対単量体０．０１％）を添加し重合を開始させた。内部温度を３０±２℃に保ち重合開始から７時間反応させた時点で上記開始剤を対単量体０．０１％追加し、さらに７時間反応させ終了した。得られた分散液のしこみ単量体濃度は２３．５％であり、ポリマー粒径は１０μｍ以下、分散液の粘度は７３５ｍＰａ・ｓであった。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。これを比較−２とする。組成を表１に、及び結果を表２に示す。
（表１）

ＤＭＣ：メタクロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロリド
ＤＭＱ：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リド、ＡＡＣ：アクリル酸、ＡＡＭ：アクリルアミド、架橋剤添加量：対単量体モル％、ＭＢＡ；メチレンビスアクリルアミド、製品形態；Ｅ：油中水型エマルジョン品、
Ｄ；塩水溶液中分散液、
（表２）

分散液粘度：ｍＰａ・ｓ、分子量：単位は万、
Ｅ；油中水型エマルジョン品、Ｄ；塩水溶液中分散液、

食品余剰汚泥（ｐＨ６．２０、ｓｓ分２３，０００ｍｇ／Ｌ）を用い、本発明の汚泥脱水方法を実施した。０．５ｍ３／ｈｒで上記汚泥を攪拌機の付いた凝集混和槽に供給し、試料−１を製品濃度のまま分散液状態で１６３ｍＬ／ｈｒ供給した（対ｓｓ分０．５０質量％）。凝集させた汚泥のフロック径を観察しつつベルトプレス脱水機（起毛一枚濾布タイプ）に送り脱水した。その後ベルトプレス脱水機から排出される脱水ケーキの濾布剥離性及びケーキ含水率を測定した（１０５℃で２０ｈｒ乾燥）。同様な操作により試料−２〜試料−５に関しても実施した。結果を表３に示す。また比較試験として各試料を０．３質量％に溶解した後、凝集混和槽から薬注した。すなわち０．５ｍ３／ｈｒで上記汚泥を攪拌機の付いた凝集混和槽に供給し、試料−１の溶解液を２１．７Ｌ／ｈｒ添加した（対ｓｓ分０．５０質量％）。その後、実施例と同様にフロック径、濾布剥離性及びケーキ含水率を測定した。同様に試料−４に関しても実施した。さらに比較試料−１及び比較試料−２に関しては、分散液のままと溶解し添加する方法に関して試験した。結果を表３に示す。











（表３）

フロック径：ｍｍ、ケーキ含水率：質量％、薬注量：対ｓｓ質量％
濾布剥離性：○＞△＞×の順に良いことを示す。

し尿余剰汚泥（ｐＨ７．１５、ｓｓ分２０，０００ｍｇ／Ｌ）を用い、本発明の汚泥脱水方法を実施した。０．５ｍ３／ｈｒで上記汚泥を攪拌機の付いた凝集混和槽に供給し、試料−１を製品濃度のまま分散液状態により１９９ｍＬ／ｈｒ供給した（対ｓｓ分０．７質量％）。凝集させた汚泥のフロック径を観察しつつベルトプレス脱水機（起毛一枚濾布タイプ）に送り脱水した。その後ベルトプレス脱水機から排出される脱水ケーキの濾布剥離性及びケーキ含水率を測定した（１０５℃で２０ｈｒ乾燥）。同様な操作により試料−２〜試料−５に関しても実施した。結果を表４に示す。また比較試験として各試料を０．３質量％に溶解した後、凝集混和槽から薬注した。すなわち０．５ｍ３／ｈｒで上記汚泥を攪拌機の付いた凝集混和槽に供給し、試料−１の溶解液を２６．４Ｌ／ｈｒ添加した（対ｓｓ分０．７質量％）。その後、実施例と同様にフロック径、濾布剥離性及びケーキ含水率を測定した。同様に比較試料−２に関しても実施した。結果を表４に示す。
（表４）

フロック径：ｍｍ、ケーキ含水率：質量％、薬注量：対ｓｓ質量％
濾布剥離性：○＞△＞×の順に良いことを示す。

Claims (5)

1. 分散剤として該塩水溶液に可溶な水溶性高分子を共存させ、下記一般式（１）及び/又は（２）で表される単量体５〜１００モル％、（３）で表される単量体０〜５０モル％、非イオン性単量体０〜９５モル％及びこれら単量体の総量に対し生成した重合体が水溶性を保つモル比で架橋性単量体を添加した単量体混合物を、塩水溶液中攪拌下、分散重合して製造した粒径１００μｍ以下からなるイオン性水溶性重合体分散液を、分散液状態のまま有機汚泥に添加し脱水機により脱水することを特徴とする有機汚泥の脱水方法。
   

   

   一般式（１）
   Ｒ１は水素又はメチル基、Ｒ２、Ｒ３は炭素数１〜３のアルキル基、アルコキシ基あるいはベンジル基、Ｒ４は水素、炭素数１〜３のアルキル基、アルコキシ基あるいはベンジル基であり、同種でも異種でも良い。Ａは酸素またはＮＨ、Ｂは炭素数２〜４のアルキレン基またはアルコキシレン基、Ｘ１は陰イオンをそれぞれ表わす
   

   

   一般式（２）
   Ｒ５は水素又はメチル基、Ｒ６、Ｒ７は炭素数１〜３のアルキル基、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
   
   

   

   一般式（３）
   Ｒ８は水素またはＣＨ２ＣＯＯＹ２、ＱはＳＯ３、Ｃ６Ｈ４ＳＯ３、
   ＣＯＮＨＣ（ＣＨ３）２ＣＨ２ＳＯ３、Ｃ６Ｈ４ＣＯＯあるいはＣＯＯ、Ｒ９は水素、メチル基またはＣＯＯＹ３であり、Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３は水素または陽イオン
2. 前記一般式（１）及び/又は（２）で表される単量体５〜１００モル％、（３）で表される単量体０〜５０モル％、非イオン性単量体０〜９５モル％及びこれら単量体の総量に対し生成した重合体が水溶性を保つモル比で架橋性単量体を添加した単量体混合物と水に非混和性の有機液体を界面活性剤によって有機液体を連続相、水溶性単量体水溶液を分散相となるよう乳化し重合した後、適宜転相剤を添加し製造したイオン性水溶性重合体からなる油中水型エマルジョンを、分散液状態のまま有機汚泥に添加し脱水機により脱水することを特徴とする有機汚泥の脱水方法。
3. 前記界面活性剤のＨＬＢ（疎水性親水性バランス）が１〜８であることを特徴とする請求項２に記載の有機汚泥の脱水方法。
4. 前記界面活性剤のＨＬＢ（疎水性親水性バランス）が１０〜２０であることを特徴とする請求項２に記載の有機汚泥の脱水方法。
5. 前記イオン性水溶性重合体分散液あるいは油中水型エマルジョンの２５℃における粘度が、５０〜１０，０００ｍＰａ・ｓであることを特徴とする請求項１あるいは２に記載の有機汚泥の脱水方法。