JP2008221171A - Method for dehydrating organic sludge - Google Patents

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Toshiaki Sugiyama
俊明 杉山
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a more improved recipe in a sludge dehydration method using an inorganic flocculant or a polycondensable cationic substance, and an amphoteric water soluble polymer, in combination. <P>SOLUTION: One or more kinds selected from an inorganic flocculant, polycondensable cationic substance and polymerizable cationic substance with the weight average molecular weight of 10,000 to 100,000 is added to organic sludge, and then a (metha)acrylic crosslinkable anion-rich amphoteric polymer in which a charge involving rate is 10 to 50%, and also, the difference between an anionic monomer copolymerization rate A and a cationic monomer copolymerization rate C is 5 to 15 mol% (wherein, 20≤A≤50 and 25≤A+C≤95 are satisfied, and both the units of A and C are mol%), is added to the organic sludge, which is then dehydrated. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、汚泥脱水方法に関するものであり、詳しくは有機汚泥に対し無機凝結剤、重縮合系カチオン性物質および重量平均分子量が1万〜200万の重合系カチオン性物質から選択される一種以上を添加後、電荷内包率が10%以上、50%以下であり、かつアニオン性単量体共重合率Aと、カチオン性単量体共重合率Cとの差が5〜15モル%である両性水溶性高分子(ただし20≦A≦50、25≦A+C≦95、AおよびCとも単位はモル%である)を添加し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。 The present invention relates to a sludge dewatering method, and more specifically, one or more selected from an inorganic coagulant, a polycondensation cationic substance, and a polymerization cationic substance having a weight average molecular weight of 10,000 to 2,000,000 with respect to organic sludge. Is added, the charge inclusion rate is 10% or more and 50% or less, and the difference between the anionic monomer copolymerization rate A and the cationic monomer copolymerization rate C is 5 to 15 mol%. The present invention relates to a method for dewatering organic sludge, characterized by adding an amphoteric water-soluble polymer (20 ≦ A ≦ 50, 25 ≦ A + C ≦ 95, both A and C being in mol%) and dewatering.

汚泥脱水効率を向上させるべき種々の処方が提案されているが、代表的なものとして特開昭63−158200は、無機凝結剤を添加後のpHを5〜8にした後、特定のイオン性を有する両性高分子を添加し脱水するものである。その後無機と両性高分子を併用した処方は、改良が重ねられ特開平7―256300はアクリレートカチオン性単量体とメタクリレートカチオン性単量体を特定の比率で共重合した両性高分子を使用している。また二種両性高分子の混合物を使用した例も提案されている(特開2003−117309)。更に架橋性高分子は、汚泥によっては特異的に高性能を示す場合があり、古くから検討がされていて、特開昭61−293510は、架橋度が高い高分子を用いた凝集処理方法が開示されている。また比較的架橋度が低い高分子を用いた例としては、特開平9−225499がある。また最近ではポリオキシアルキレン鎖を有する高分子がある(特開2005−68336)。 Various prescriptions for improving the sludge dewatering efficiency have been proposed. As a typical example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-158200 discloses a specific ionicity after the pH is adjusted to 5 to 8 after the addition of the inorganic coagulant. An amphoteric polymer having a water content is added and dehydrated. Thereafter, the formulation using both inorganic and amphoteric polymers has been repeatedly improved. JP 7-256300 uses amphoteric polymers obtained by copolymerizing acrylate cationic monomers and methacrylate cationic monomers at a specific ratio. Yes. An example using a mixture of two amphoteric polymers has also been proposed (Japanese Patent Laid-Open No. 2003-117309). Furthermore, the crosslinkable polymer may show high performance specifically depending on the sludge, and has been studied for a long time. JP-A-61-293510 discloses a coagulation treatment method using a polymer having a high degree of crosslinking. It is disclosed. Japanese Patent Laid-Open No. 9-225499 is an example using a polymer having a relatively low degree of crosslinking. Recently, there is a polymer having a polyoxyalkylene chain (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-68336).

現在知られている汚泥脱水法の改良を目指した代表的処方は、上記のように無機と両性高分子を併用した処方、二種以上両性高分子の混合物、架橋高分子を用いる方法、ポリオキシアルキレン鎖を有する高分子などである。
このうち二種以上両性高分子を混合した処方は、製品形態として粉末から油中水型エマルジョンまで適用が可能である。また架橋性の水溶性高分子を再現性良く同じ構造の高分子に製造することはなかなか難しい。これに較べ低架橋度の水溶性高分子を製造するほうが相対的に容易である。また一方両性水溶性高分子は、無機凝結剤との併用など使用範囲が広く、場合によっては架橋性の水溶性高分子と同様に難脱水性の汚泥を効率よく脱水することも可能である。現在までのところ低架橋度であり、かつアニオン性単量体共重合率と、カチオン性単量体共重合率との差が接近した両性水溶性高分子と無機凝結剤あるいは低分子カチオン性重合物とを併用した汚泥脱水法は知られていない。
Typical recipes aimed at improving the currently known sludge dewatering method are as described above, a combination of inorganic and amphoteric polymers, a mixture of two or more amphoteric polymers, a method using a crosslinked polymer, polyoxy A polymer having an alkylene chain.
Among these, a formulation in which two or more amphoteric polymers are mixed can be applied as a product form from powder to water-in-oil emulsion. It is also difficult to produce a cross-linkable water-soluble polymer into a polymer having the same structure with good reproducibility. Compared to this, it is relatively easy to produce a water-soluble polymer having a low degree of crosslinking. On the other hand, amphoteric water-soluble polymers have a wide range of uses such as combined use with inorganic coagulants, and in some cases, it is also possible to efficiently dehydrate hardly dewaterable sludge in the same manner as crosslinkable water-soluble polymers. To date, amphoteric water-soluble polymers and inorganic coagulants or low-molecular cationic polymerizations with low cross-linking and close differences between anionic monomer copolymerization rate and cationic monomer copolymerization rate There is no known sludge dewatering method that uses a combination of materials.

特開昭63−158200号公報JP 63-158200 A 特開平7―256300号公報Japanese Patent Laid-Open No. 7-256300 特開2003−117309号公報JP 2003-117309 A 特開昭61−293510号公報JP-A 61-293510 特開平9−225499号公報JP-A-9-225499 特開2005−68336号公報JP 2005-68336 A

本発明の目的は、無機凝結剤あるいは重縮合系カチオン性物質と両性水溶性高分子とを併用した汚泥脱水法において、更に優れた改良処方を提供することである。 An object of the present invention is to provide a further improved formulation in a sludge dewatering method using an inorganic coagulant or polycondensation cationic substance in combination with an amphoteric water-soluble polymer.

上記課題を解決するため詳細な検討を行った結果、以下に述べるような発明に到達した。すなわち請求項1の発明は、有機汚泥に対し無機凝結剤、重縮合系カチオン性物質および重量平均分子量が1万〜200万の重合系カチオン性物質から選択される一種以上を添加後、電荷内包率が10%以上、50%以下であり、かつアニオン性単量体共重合率Aと、カチオン性単量体共重合率Cとの差が5〜15モル%である(メタ)アクリル系の架橋性アニオン性リッチ両性高分子(ただし20≦A≦50であり、25≦A+C≦95、AおよびCとも単位はモル%である)を添加し脱水することを特徴とする有機汚泥の脱水方法である。 As a result of detailed studies to solve the above-mentioned problems, the inventors have reached the invention as described below. That is, the invention of claim 1 is a method comprising adding one or more selected from an inorganic coagulant, a polycondensation cationic substance, and a polymerization cationic substance having a weight average molecular weight of 10,000 to 2,000,000 to organic sludge. The rate is 10% or more and 50% or less, and the difference between the anionic monomer copolymerization rate A and the cationic monomer copolymerization rate C is 5 to 15 mol%. An organic sludge characterized by adding and dehydrating a crosslinkable anionic rich amphoteric polymer (20 ≦ A ≦ 50, 25 ≦ A + C ≦ 95, both A and C being in mol%) This is a dehydration method.

請求項2の発明は、前記両性高分子凝集剤が、油中水型エマルジョンあるいは塩水中分散液であることを特徴とする請求項1に記載の有機汚泥の脱水方法である。 The invention according to claim 2 is the organic sludge dewatering method according to claim 1, wherein the amphoteric polymer flocculant is a water-in-oil emulsion or a dispersion in salt water.

請求項3の発明は、前記無機凝結剤が、硫酸アルミニウム、塩化第二鉄、ポリ塩化アルムニウムおよびポリ硫酸鉄から選択される一種以上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。 The invention according to claim 3 is characterized in that the inorganic coagulant is at least one selected from aluminum sulfate, ferric chloride, polyaluminum chloride and polyiron sulfate. This is a sludge dewatering method.

請求項4の発明は、前記重縮合系カチオン性物質が、脂肪族モノアミンおよび脂肪族ポリアミンから選択された一種以上のアミノ化合物とエピハロヒドリンとの反応物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。 The invention of claim 4 is characterized in that the polycondensed cationic substance is a reaction product of one or more amino compounds selected from aliphatic monoamines and aliphatic polyamines and epihalohydrins. The organic sludge dehydration method described in 1.

請求項5の発明は、前記重合系カチオン性物質が、ジアリルアンモニウム塩系あるいはカチオン性(メタ)アクリル系重合物、ポリアミジン系重合物およびポリアルキレンイミン系物質から選択される一種以上のカチオン性物質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。 The invention according to claim 5 is characterized in that the polymeric cationic substance is one or more cationic substances selected from diallylammonium salt type or cationic (meth) acrylic type polymer, polyamidine type polymer, and polyalkyleneimine type substance. The method of dewatering organic sludge according to claim 1 or 2, characterized in that:

本発明の有機汚泥方法は、有機汚泥に無機凝結剤、重縮合系カチオン性物質および重量平均分子量が1万〜200万の重合系カチオン性物質から選択される一種以上を添加後、電荷内包率が10%以上、50%以下であり、かつアニオン性単量体共重合率Aと、カチオン性単量体共重合率Cとの差が5〜15モル%である(メタ)アクリル系の架橋性アニオン性リッチ両性高分子(ただし20≦A≦50であり、25≦A+C≦95、AおよびCとも単位はモル%である)を添加し脱水することを特徴とする。 In the organic sludge method of the present invention, after adding one or more selected from an inorganic coagulant, a polycondensation cationic substance, and a polymerization cationic substance having a weight average molecular weight of 10,000 to 2,000,000 to the organic sludge, the charge inclusion rate Is 10% or more and 50% or less, and the difference between the anionic monomer copolymerization rate A and the cationic monomer copolymerization rate C is 5 to 15 mol%. Anionic rich amphoteric polymer (20 ≦ A ≦ 50, 25 ≦ A + C ≦ 95, both A and C are in mol%) and dehydrated.

また前記両性高分子凝集剤が、油中水型エマルジョンあるいは塩水中分散液であることが好ましい。さらに前記無機凝結剤が、硫酸アルミニウム、塩化第二鉄、ポリ塩化アルムニウムおよびポリ硫酸鉄から選択される一種以上であることが好ましい。また前記重縮合系カチオン性物質が、脂肪族モノアミンおよび脂肪族ポリアミンから選択された一種以上のアミノ化合物とエピハロヒドリンとの反応物であることが好ましい。また前記重合系カチオン性物質は、カチオン性(メタ)アクリル系重合物、ポリアミジン系重合物およびポリアルキレンイミン系物質から選択される一種以上であることが好ましい。 The amphoteric polymer flocculant is preferably a water-in-oil emulsion or a salt water dispersion. Furthermore, the inorganic coagulant is preferably at least one selected from aluminum sulfate, ferric chloride, polyaluminum chloride, and polyiron sulfate. The polycondensed cationic substance is preferably a reaction product of one or more amino compounds selected from aliphatic monoamines and aliphatic polyamines and epihalohydrins. The polymerized cationic substance is preferably at least one selected from a cationic (meth) acrylic polymer, a polyamidine polymer, and a polyalkyleneimine substance.

本発明で定義する電荷内包率は、以下のように説明される。すなわちカチオン性リッチの架橋性の両性水溶性高分子において、電荷内包率とは以下のように計算される。
電荷内包率[%]=(1−α/β)×100
αは酢酸にてpH4.0に調整した架橋性水溶性イオン性高分子0.01%水溶液をミューテック社製PCD滴定装置(M&uuml;tek PCD 03、M&uuml;tek PCD−Two Titrator Version2)により、滴下液:1/1000N
ポリビニルスルホン酸カリウム水溶液、滴下速度:0.05ml/10sec、終点判定:0mvにて 滴定し、求めた滴定量である。βは酢酸にてpH4.0に調整した架橋性水溶性イオン性高分子0.01%水溶液に1/400N ポリビニルスルホン酸カリウム水溶液を電荷の中和を行うに十分な量加え、十分に攪拌し、同様にPCD滴定装置により、滴下液:1/1000N ジアリルジメチルアンモニウムクロライド水溶液、滴下速度:0.05ml/10sec、終点判定:0mvにて滴定し、この滴定量をブランク値から差し引いた値とする。ブランク値とは酢酸にてpH4.0に調整した前記サンプルと同濃度のポリビニルスルホン酸カリウム水溶液を同様にPCD滴定装置により、滴下液:1/1000N ジアリルジメチルアンモニウムクロライド水溶液、滴下速度:0.05ml/10sec、終点判定:0mvにて滴定し、求めた滴定量である。
The charge inclusion rate defined in the present invention is explained as follows. That is, in the cationic rich cross-linkable amphoteric water-soluble polymer, the charge inclusion rate is calculated as follows.
Charge inclusion rate [%] = (1−α / β) × 100
α is a 0.01% aqueous solution of a cross-linkable water-soluble ionic polymer adjusted to pH 4.0 with acetic acid by a PCD titrator (M &uuml; tek PCD 03, M &uuml; tek PCD-Two Titortor Version 2) manufactured by Mutec. Dropping liquid: 1 / 1000N
A titration amount obtained by titration with a potassium polyvinyl sulfonate aqueous solution, dropping rate: 0.05 ml / 10 sec, end point determination: 0 mV. β is added to a 0.01% aqueous solution of a crosslinkable water-soluble ionic polymer adjusted to pH 4.0 with acetic acid in an amount sufficient to neutralize the charge with a 1 / 400N aqueous potassium polyvinyl sulfonate solution, and sufficiently stirred. Similarly, titrate with a PCD titrator at a drop solution: 1 / 1000N diallyldimethylammonium chloride aqueous solution, drop rate: 0.05 ml / 10 sec, end point determination: 0 mV, and subtract this titration value from the blank value. . The blank value is a potassium polyvinyl sulfonate aqueous solution having the same concentration as that of the above sample adjusted to pH 4.0 with acetic acid. Similarly, using a PCD titration apparatus, dropping solution: 1 / 1000N diallyldimethylammonium chloride aqueous solution, dropping rate: 0.05 ml / 10 sec, end point determination: titration at 0 mv.

また本発明において、アニオン性リッチである架橋性の両性水溶性高分子において、電荷内包率とは以下のように計算される。
電荷内包率[%]=(1−α/β)×100
αはアンモニアにてpH10.0に調整した架橋性水溶性イオン性高分子0.01%水溶液をミューテック社製PCD滴定装置(M&uuml;tek PCD 03、M&uuml;tek PCD−Two Titrator Version2)により、滴下液:1/1000N
ジアリルジメチルアンモニウムクロライド水溶液、滴下速度:0.05ml/10sec、終点判定:0mvにて 滴定し、求めた滴定量である。βはアンモニアにてpH10.0に調整した架橋性水溶性イオン性高分子0.01%水溶液に1/400N ジアリルジメチルアンモニウムクロライド水溶液を電荷の中和を行うに十分な量加え、十分に攪拌し、同様にPCD滴定装置により、滴下液:1/1000N ポリビニルスルホン酸カリウム水溶液、滴下速度:0.05ml/10sec、終点判定:0mvにて滴定し、この滴定量をブランク値から差し引いた値とする。ブランク値とはアンモニアにてpH10.0に調整した前記サンプルと同濃度のジアリルジメチルアンモニウムクロライド水溶液を同様にPCD滴定装置により、滴下液:1/1000N ポリビニルスルホン酸カリウム水溶液、滴下速度:0.05ml/10sec、終点判定:0mvにて滴定し、求めた滴定量である。
In the present invention, in the crosslinkable amphoteric water-soluble polymer that is anionic rich, the charge inclusion rate is calculated as follows.
Charge inclusion rate [%] = (1−α / β) × 100
α is a 0.01% aqueous solution of a cross-linkable water-soluble ionic polymer adjusted to pH 10.0 with ammonia using a PCD titration apparatus (M &uuml; tek PCD 03, M &uuml; tek PCD-Two Titortor Version 2) manufactured by Mutec. Dropping liquid: 1 / 1000N
This is a titration amount obtained by titration with diallyldimethylammonium chloride aqueous solution, dropping rate: 0.05 ml / 10 sec, end point determination: 0 mV. β is added to a 0.01% aqueous solution of a crosslinkable water-soluble ionic polymer adjusted to pH 10.0 with ammonia by adding a sufficient amount of 1 / 400N diallyldimethylammonium chloride aqueous solution to neutralize the charge, and sufficiently stirred. In the same manner, titrate with a PCD titrator at a drop solution: 1 / 1000N potassium polyvinylsulfonate aqueous solution, drop rate: 0.05 ml / 10 sec, end point determination: 0 mV, and subtract this titration value from the blank value. . The blank value is a diallyldimethylammonium chloride aqueous solution having the same concentration as that of the above sample adjusted to pH 10.0 with ammonia in the same manner by using a PCD titrator, dropping solution: 1/1000 N aqueous potassium polyvinylsulfonate solution, dropping rate: 0.05 ml / 10 sec, end point determination: titration at 0 mv.

(メタ)アクリルアミド系架橋性アニオン性リッチ両性水溶性高分子は電荷内包率が10%以上、50%以下であるものを使用する。電荷内包率がこの範囲の架橋性水溶性高分子は、架橋度としては比較的低い。このような架橋性水溶性高分子を使用する理由は、背景技術のところでも述べたように架橋度の高い高分子を再現性良く製造することはなかなか難しいが、低架橋度の水溶性高分子を製造するほうが相対的に容易である。したがって本発明では低架橋度と両性という二つの要素を取り入れることにより汚泥脱水剤としての性能を上げることを検討した。 As the (meth) acrylamide cross-linkable anionic rich amphoteric water-soluble polymer, a polymer having a charge encapsulation rate of 10% or more and 50% or less is used. A crosslinkable water-soluble polymer having a charge inclusion ratio in this range has a relatively low degree of crosslinking. The reason for using such a crosslinkable water-soluble polymer is that, as described in the background art, it is quite difficult to produce a polymer having a high degree of crosslinking with good reproducibility. Is relatively easy to manufacture. Therefore, in the present invention, it was studied to improve the performance as a sludge dehydrating agent by incorporating two elements of low cross-linking degree and amphotericity.

本発明で使用する(メタ)アクリルアミド系架橋性アニオン性リッチ両性水溶性高分子を製造する際使用するイオン性単量体のうち、カチオン性単量体は以下のものが例としてあげられる。すなわち(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、メチルジアリルアミンなどの重合体や共重合体が上げられ、四級アンモニウム基含重合体の例は、前記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、ジアリルジメチルアンモニウム塩化物などである。 Among the ionic monomers used in the production of the (meth) acrylamide-based crosslinkable anionic rich amphoteric water-soluble polymer used in the present invention, the following are examples of cationic monomers. That is, polymers and copolymers such as dimethylaminoethyl (meth) acrylate, dimethylaminopropyl (meth) acrylamide, and methyldiallylamine are raised, and examples of quaternary ammonium group-containing polymers include the above-mentioned tertiary amino-containing monomer (Meth) acryloyloxyethyltrimethylammonium chloride, (meth) acryloyloxy 2-hydroxypropyltrimethylammonium chloride, (meth) acryloylaminopropyltrimethylammonium chloride, (Meth) acryloyloxyethyldimethylbenzylammonium chloride, (meth) acryloyloxy 2-hydroxypropyldimethylbenzylammonium chloride, (meth) acryloylaminopropyldimethylbenzylammonium Arm chloride, diallyl dimethyl ammonium chloride, and the like.

またアニオン性単量体としては、スルホン基含有単量体でもカルボキシル基含有単量体でもさしつかえなく、さらには両方を併用しても良い。スルホン基含有単量体の例は、ビニルスルホン酸、ビニルベンゼンスルホン酸あるいは2−アクリルアミド2−メチルプロパンスルホン酸などである。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。 The anionic monomer may be either a sulfone group-containing monomer or a carboxyl group-containing monomer, and both may be used in combination. Examples of the sulfone group-containing monomer are vinyl sulfonic acid, vinyl benzene sulfonic acid, 2-acrylamido 2-methylpropane sulfonic acid, and the like. Examples of the carboxyl group-containing monomer include methacrylic acid, acrylic acid, itaconic acid, maleic acid, and p-carboxystyrene.

両性水溶性高分子(A)および(B)を製造する際使用す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 Examples of nonionic monomers used in producing the amphoteric water-soluble polymers (A) and (B) include (meth) acrylamide, N, N-dimethylacrylamide, vinyl acetate, acrylonitrile, methyl acrylate, (Meth) acrylic acid 2-hydroxyethyl, diacetone acrylamide, N-vinylpyrrolidone, N-vinylformamide, N-vinylacetamidoacryloylmorpholine, acryloylpiperazine and the like.

本発明で使用する複数のビニル基を有する多官能性単量体の例として、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−トなどがあげられる。また架橋性単量体としてはN、N−ジメチルアクリルアミドのような熱架橋性単量体などがあげられる。 Examples of the polyfunctional monomer having a plurality of vinyl groups used in the present invention include methylene bisacrylamide and ethylene glycol di (meth) acrylate. Examples of the crosslinkable monomer include thermally crosslinkable monomers such as N, N-dimethylacrylamide.

複数のビニル基を有する多官能性単量体および/また架橋性単量体の、前記イオン性単量体、あるいはイオン性単量体および非イオン性単量体に対する添加量は、通常前記単量体混合物に対して0.005〜0.1重量%の範囲であり、好ましくは0.01〜0.1重量%の範囲である。また、重合度を調節するため連鎖移動剤としてイソプロピルアルコール等を対単量体0.01〜3重量%併用すると効果的である。 The addition amount of the polyfunctional monomer having a plurality of vinyl groups and / or the crosslinkable monomer with respect to the ionic monomer or the ionic monomer and the nonionic monomer is usually the above-mentioned single monomer. It is in the range of 0.005 to 0.1% by weight, preferably 0.01 to 0.1% by weight, based on the monomer mixture. In order to adjust the degree of polymerization, it is effective to use 0.01 to 3% by weight of isopropyl alcohol as a chain transfer agent in combination with the monomer.

本発明で使用する(メタ)アクリルアミド系両性水溶性高分子は、アニオン性単量体共重合率とカチオン性単量体共重合率の差が5〜15である。ただしアニオン性単量体共重合率は、20〜50モル%であり、カチオン性単量体共重合率とアニオン性単量体共重合率を合わせた共重合率は、25〜95モル%である。この理由は、本発明においては、有機汚泥を処理する場合、無機凝結剤あるいは重縮合系カチオン性物質を添加後、両性水溶性高分子を添加するためカチオン性単量体共重合率に対しアニオン性単量体共重合率の差が大きすぎると無機凝結剤あるいは重縮合系カチオン性物質によって改質された有機汚泥に悪影響を与える。また両性水溶性高分子を添加しても適正なフロックは生成せず、次の工程である汚泥脱水の効率も低下する。従って本発明の特徴はカチオン性単量体共重合率とアニオン性単量体共重合率の差が、小さいことが特徴である。 The difference between the anionic monomer copolymerization rate and the cationic monomer copolymerization rate of the (meth) acrylamide amphoteric water-soluble polymer used in the present invention is 5-15. However, the anionic monomer copolymerization rate is 20 to 50 mol%, and the total copolymerization rate of the cationic monomer copolymerization rate and the anionic monomer copolymerization rate is 25 to 95 mol%. is there. This is because, in the present invention, when treating organic sludge, an amphoteric water-soluble polymer is added after the addition of an inorganic coagulant or polycondensation cationic substance, so that the anionic property is compared with the cationic monomer copolymerization rate. If the difference in the copolymerizable monomer copolymerization ratio is too large, the organic sludge modified with the inorganic coagulant or the polycondensation cationic substance is adversely affected. Moreover, even if an amphoteric water-soluble polymer is added, an appropriate floc is not generated, and the efficiency of sludge dehydration, which is the next step, is also reduced. Therefore, the feature of the present invention is that the difference between the cationic monomer copolymerization rate and the anionic monomer copolymerization rate is small.

また難脱水汚泥に対応するため(メタ)アクリルアミド系両性水溶性高分子を重合する際に架橋性の単量体を共存させる。すなわち消化汚泥や余剰汚泥のように繊維分が少なく、粒径の小さい粒子が多い場合、多くの粒子はコロイド性粒子であり、アニオン性は高く安定に分散している。そのため直鎖高分子による架橋吸着作用による凝集は発現しにくい。つまり粒子が疎水化されず分散したままで、フロック形成が発現しないと考えられる。一方、架橋高分子は、直鎖高分子に較べ密に詰まった形態をしている。そのためコロイド粒子の表面電荷の中和も可能であり、直鎖高分子自体が凝結の核となり得る(ここで本発明では、直鎖高分子による架橋吸着作用によるフロック形成を凝集と呼び、コロイド粒子などの親水性粒子の主に表面電荷の中和作用による微細なフロック形成を凝結と呼んでいる)。その結果、密に締ったフロックを形成するので、攪拌にも抵抗力が高いため脱水機による脱水時にも脱水が効率良く達成される。さらに表面電荷の中和作用の結果、コロイド粒子が疎水化され含水率が下がる条件としては、良好な状態となっている。従って粒径の小さい粒子が多い汚泥には、架橋高分子が適していると考えられる。反対に繊維分や粒径の多き粒子が多い汚泥の場合は、直鎖高分子による架橋吸着作用による凝集が発現しやすい。 In order to cope with hardly dehydrated sludge, a crosslinkable monomer is allowed to coexist when polymerizing the (meth) acrylamide amphoteric water-soluble polymer. That is, when there are few fibers and many particles with a small particle diameter like digested sludge and excess sludge, many particles are colloidal particles, and anion property is high and is disperse | distributing stably. For this reason, aggregation due to the cross-linking adsorption action by the linear polymer is hardly expressed. That is, it is considered that the floc formation does not occur while the particles remain dispersed without being hydrophobized. On the other hand, the cross-linked polymer has a denser form than the straight-chain polymer. Therefore, it is possible to neutralize the surface charge of the colloidal particles, and the linear polymer itself can be a nucleus of aggregation (in the present invention, the formation of flocs by the cross-linking adsorption action by the linear polymer is called aggregation, The formation of fine flocs mainly due to neutralization of the surface charge of hydrophilic particles such as is called condensation). As a result, a tightly-locked floc is formed, and the resistance to stirring is high, so that dehydration can be achieved efficiently even when dehydrating with a dehydrator. Furthermore, as a result of neutralizing the surface charge, the conditions under which the colloidal particles are hydrophobized and the water content decreases are in good condition. Therefore, it is considered that a crosslinked polymer is suitable for sludge having a large number of small particles. On the contrary, in the case of sludge having a large amount of fibers and large particles, aggregation due to the cross-linking adsorption action by the linear polymer is likely to occur.

本発明で使用する(メタ)アクリルアミド系両性水溶性高分子の分子量は、重量平均分子量で300万以上であり、好ましくは500万〜2000万である。300未満では凝集力が不足し、好ましくは500万以上である。またこれらの値は、これは現在市販されている高分子凝集剤の一般的な分子量範囲から工業的に製造できる上限である。 The molecular weight of the (meth) acrylamide amphoteric water-soluble polymer used in the present invention is 3 million or more in terms of weight average molecular weight, preferably 5 million to 20 million. If it is less than 300, the cohesive force is insufficient, and preferably 5 million or more. Also, these values are the upper limits that can be industrially produced from the general molecular weight range of currently available polymer flocculants.

本発明の架橋性アニオン性リッチ両性水溶性高分子は、イオン性単量体、あるいはイオン性単量体および非イオン性単量体と複数のビニル基を有する多官能性単量体および/または架橋性単量体からなる単量体混合物を共重合することによって製造することができる。重合はこれら単量体を混合した水溶液を調製した後、通常の重合法によって行うことができる。 The crosslinkable anionic rich amphoteric water-soluble polymer of the present invention is an ionic monomer, or a polyfunctional monomer having a plurality of vinyl groups and / or an ionic monomer and a nonionic monomer and / or It can manufacture by copolymerizing the monomer mixture which consists of a crosslinkable monomer. The polymerization can be carried out by an ordinary polymerization method after preparing an aqueous solution in which these monomers are mixed.

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。好ましい形態としては、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である。 As the polymerization method, after polymerization by aqueous solution polymerization, water-in-oil emulsion polymerization, water-in-oil dispersion polymerization, salt water dispersion polymerization, etc., it can be made into any product form such as aqueous solution, dispersion, emulsion or powder. . A preferred form is a water-in-oil emulsion polymerized product having a high concentration and a short dissolution time.

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および共重合可能な単量体と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方法である。 As a method for producing a water-in-oil polymer emulsion, a monomer mixture comprising an ionic monomer or an ionic monomer and a copolymerizable monomer is water, at least water-immiscible. An oily substance composed of a hydrocarbon, an amount effective for forming a water-in-oil emulsion, and at least one surfactant having HLB are mixed and stirred vigorously to form a water-in-oil emulsion, followed by polymerization. This is a method of synthesis.

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質量%〜50質量%の範囲であり、好ましくは20質量%〜40質量%の範囲である。 Examples of oily substances composed of hydrocarbons used as dispersion media include paraffins, mineral oils such as kerosene, light oil, and middle oil, or hydrocarbon-based synthetics having characteristics such as boiling point and viscosity substantially in the same range as these. An oil or a mixture thereof may be mentioned. As content, it is the range of 20 mass%-50 mass% with respect to the water-in-oil type emulsion whole quantity, Preferably it is the range of 20 mass%-40 mass%.

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質量%の範囲である。 Examples of at least one surfactant having an amount effective to form a water-in-oil emulsion and HLB are HLB 3-11 nonionic surfactants, specific examples of which include sorbitan monooleate Sorbitan monostearate, sorbitan monopalmitate and the like. The addition amount of these surfactants is 0.5 to 10% by weight, preferably 1 to 5% by weight, based on the total amount of the water-in-oil emulsion.

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。 After the polymerization, a hydrophilic interfacial modifier called a phase inversion agent is added to make the emulsion particles covered with the oil film easy to become familiar with water, and to dissolve the water-soluble polymer therein. Dilute with and use for each application. Examples of hydrophilic surfactants are cationic surfactants and nonionic surfactants of HLB 9-15, such as polyoxyethylene polyoxypropylene alkyl ether systems and polyoxyethylene alcohol ether systems. is there.

重合条件は通常、使用する単量体や共重合モル%によって適宜決めていき、温度としては0〜100℃の範囲で行う。特に油中水型エマルジョン重合法を適用する場合は、20〜80℃、好ましくは20〜60℃の範囲で行う。重合開始はラジカル重合開始剤を使用する。これら開始剤は油溶性あるいは水溶性のどちらでも良く、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)、4、4−アゾビス(4−メトキシ−2、4ジメチル)バレロニトリルなどがあげられる。 The polymerization conditions are usually appropriately determined according to the monomer used and the copolymerization mol%, and the temperature is in the range of 0 to 100 ° C. In particular, when the water-in-oil emulsion polymerization method is applied, it is carried out in the range of 20 to 80 ° C, preferably 20 to 60 ° C. For the initiation of polymerization, a radical polymerization initiator is used. These initiators may be either oil-soluble or water-soluble, and can be polymerized by any of azo, peroxide, and redox systems. Examples of oil-soluble azo initiators include 2,2′-azobisisobutyronitrile, 1,1′-azobis (cyclohexanecarbonitrile), 2,2′-azobis (2-methylbutyronitrile), 2,2'-azobis (2-methylpropionate), 4,4-azobis (4-methoxy-2,4dimethyl) valeronitrile and the like.

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、ペルオクソ二硫酸アンモニ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あるいはカリウム、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。 Examples of water-soluble azo initiators include 2,2′-azobis (amidinopropane) dichloride, 2,2′-azobis [2- (5-methyl-2-imidazolin-2-yl) propane] And dihydrochloride, 4,4′-azobis (4-cyanovaleric acid), and the like. Examples of redox systems include a combination of ammonium peroxodisulfate and sodium sulfite, sodium hydrogen sulfite, trimethylamine, tetramethylethylenediamine, and the like. Examples of peroxides include ammonium or potassium peroxodisulfate, hydrogen peroxide, benzoyl peroxide, lauroyl peroxide, octanoyl peroxide, succinic peroxide, t-butylperoxy 2-ethylhexanoate, etc. I can give you.

単量体の重合濃度は20〜50質量%の範囲であり、好ましくは25〜40質量%の範囲であり、単量体の組成、重合法、開始剤の選択によって適宜重合の濃度と温度を設定する。 The polymerization concentration of the monomer is in the range of 20 to 50% by mass, and preferably in the range of 25 to 40% by mass. The concentration and temperature of the polymerization are appropriately determined depending on the composition of the monomer, the polymerization method, and the selection of the initiator. Set.

本発明で使用する無機凝結剤は、硫酸アルミニウム、塩化第二鉄、ポリ塩化アルムニウムおよびポリ硫酸鉄などである。また好ましくはこれら硫酸アルミニウム、塩化第二鉄、ポリ塩化アルムニウムおよびポリ硫酸鉄から選択される一種以上を使用する。 Examples of the inorganic coagulant used in the present invention include aluminum sulfate, ferric chloride, polyaluminum chloride, and polyiron sulfate. Preferably, one or more selected from aluminum sulfate, ferric chloride, polyaluminum chloride and polyiron sulfate are used.

本発明で使用する重縮合系カチオン性物質は、脂肪族モノアミンおよび脂肪族ポリアミンから選択された一種以上のアミノ化合物とエピハロヒドリンとの反応物である。たとえばモノメチルアミン、モノエチルアミン、ジメチルアミン、ジエチルアミン、あるいはエチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミンなどのポリアルキレンポリアミンなどと、エピクロロヒドリンなどのエピハロヒドリンとの重縮合物である。分子量は、重量平均分子量で数百以上であり、好ましくは1000〜10万である。数百未満では凝集力が不足し、従って好ましくは1000以上である。また10万というのは、現在工業的に製造できる重縮合物カチオン性物質の上限である。 The polycondensation cationic substance used in the present invention is a reaction product of one or more amino compounds selected from aliphatic monoamines and aliphatic polyamines and epihalohydrins. For example, it is a polycondensate of monomethylamine, monoethylamine, dimethylamine, diethylamine, or a polyalkylenepolyamine such as ethylenediamine, diethylenetriamine, or triethylenetetramine and an epihalohydrin such as epichlorohydrin. The molecular weight is several hundred or more in terms of weight average molecular weight, and preferably 1,000 to 100,000. If it is less than several hundreds, the cohesive force is insufficient, and therefore, preferably 1000 or more. Moreover, 100,000 is the upper limit of the polycondensate cationic substance that can be produced industrially at present.

本発明で使用する重合系カチオン性物質は、ジアリルアンモニウム塩系あるいはカチオン性(メタ)アクリル系重合物、ポリアミジン系重合物およびポリアルキレンイミン系物質から選択される一種以上のカチオン性物質である。すなわちジアリルジメチルアンモニウムクロリド、ジアリルメチルベンジルアンモニウムクロリドなどの重合物、あるいは(メタ)アクリルアミドなどとの共重合物である。あるいは(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、メチルジアリルアミンなどの重合体や共重合体が上げられ、四級アンモニウム基含重合体の例は、前記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などの重合物、あるいは(メタ)アクリルアミドなどとの共重合物である。さらにエチレンイミンの重合物、あるいはポリアミジン系重合物などである。 The polymeric cationic substance used in the present invention is one or more cationic substances selected from diallylammonium salt or cationic (meth) acrylic polymers, polyamidine polymers, and polyalkyleneimine substances. That is, it is a polymer such as diallyldimethylammonium chloride, diallylmethylbenzylammonium chloride, or a copolymer with (meth) acrylamide. Alternatively, polymers and copolymers such as dimethylaminoethyl (meth) acrylate, dimethylaminopropyl (meth) acrylamide, and methyldiallylamine can be raised. Examples of quaternary ammonium group-containing polymers include the above-mentioned tertiary amino-containing monomer (Meth) acryloyloxyethyltrimethylammonium chloride, which is a quaternized product of methyl chloride or benzyl chloride, polymer such as (meth) acryloyloxy 2-hydroxypropyltrimethylammonium chloride, or (meth) acrylamide It is a copolymer. Furthermore, it is a polymer of ethyleneimine or a polyamidine polymer.

本発明で使用する無機凝結剤は、汚泥SS分に対し0.05〜1.0質量%であり、好ましくは0.1〜0.5質量%である。重縮合系カチオン性物質あるいは重量平均分子量が1万〜100万の重合系カチオン性物質の添加量は、汚泥SS分に対し0.005〜0.05質量%であり、好ましくは0.01〜0.05質量%である。また(メタ)アクリル系の架橋性アニオン性リッチ両性水溶性高分子の添加量は、汚泥SS分に対し0.5〜5質量%であり、好ましくは0.1〜0.3質量%である。適用汚泥は、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、あるいは製紙スラッジの脱水などである。 The inorganic coagulant used in the present invention is 0.05 to 1.0 mass%, preferably 0.1 to 0.5 mass%, based on the sludge SS content. The addition amount of the polycondensation-type cationic substance or the polymerization-type cationic substance having a weight average molecular weight of 10,000 to 1,000,000 is 0.005 to 0.05% by mass with respect to the sludge SS content, preferably 0.01 to 0.05% by mass. The addition amount of the (meth) acrylic crosslinkable anionic rich amphoteric water-soluble polymer is 0.5 to 5% by mass, preferably 0.1 to 0.3% by mass, based on the sludge SS content. . Applicable sludge is surplus sludge generated by biological treatment such as paper wastewater, chemical industry wastewater, food industry wastewater, etc., or organic sludge such as raw sludge, mixed raw sludge, surplus sludge, digested sludge, etc. Such as dehydration.

以下、本発明を実施例により更に具体的に説明するが、本発明は、その要旨を越えない限り以下の実施例に限定されるものではない。なお、実施例において「%」は、特に断らない限り、「質量%」を意味する。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to the following examples unless it exceeds the gist. In the examples, “%” means “% by mass” unless otherwise specified.

(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130gにソルビタンモノオレート5.0gを仕込み溶解させた。別に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80.5g、アクリルアミド(AAMと略記)50%水溶液205.2g、アクリル酸60%水溶液、53.3g、メチレンビスアクリルアミド0.1%水溶液0.8g(対単量体4ppm)、イソプロピルアルコール0.76g(対単量体0.4質量%)、イオン交換水119.1gを各々採取し、混合し完全に溶解させた。その後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/AAM/AAC=15/65/20(モル%)である。 (Synthesis Example 1) In a reaction vessel equipped with a stirrer and a temperature controller, 5.0 g of sorbitan monooleate was charged and dissolved in 130 g of isoparaffin having a boiling point of 190 ° C to 230 ° C. Separately, 80.5 g of 80% aqueous solution of acryloyloxyethyltrimethylammonium chloride (hereinafter abbreviated as DMQ), 205.2 g of 50% aqueous solution of acrylamide (abbreviated as AAM), 60% aqueous solution of acrylic acid, 53.3 g, methylenebisacrylamide 0.1 % Aqueous solution 0.8 g (based on monomer 4 ppm), isopropyl alcohol 0.76 g (based on monomer 0.4% by mass), and ion-exchanged water 119.1 g were collected, mixed and completely dissolved. Thereafter, the oil and the aqueous solution were mixed, and stirred and emulsified with a homogenizer at 1000 rpm for 15 minutes. The monomer composition at this time is DMQ / AAM / AAC = 15/65/20 (mol%).

得られたエマルジョンを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、ジメチル−2,2−アゾビスイソブチレート(和光純薬製V−601)のジオキサン10質量%溶液0.4g(対単量体0.02質量%)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ポリオキシプロピレンアルキルエ−テル5.0g(対液1重量%)を添加混合した。その後、B型粘度計により製品粘度を測定すると、350mPa・sであった。コロイド滴定法と前記計算式により電荷内包率を求めると40.5%であった。これを脱水試験用試料として用い、試料−1とする。 The obtained emulsion was kept at a temperature of the monomer solution at 30 to 33 ° C. and purged with nitrogen for 30 minutes, and then dioxane of dimethyl-2,2-azobisisobutyrate (V-601, manufactured by Wako Pure Chemical Industries). 0.4 g of 10% by weight solution (0.02% by weight of monomer) was added to initiate the polymerization reaction. The reaction was completed at a reaction temperature of 32 ± 2 ° C. for 12 hours to complete the reaction. After the polymerization, 5.0 g of polyoxyethylene polyoxypropylene alkyl ether (1% by weight with respect to the liquid) was added to and mixed with the resulting water-in-oil emulsion as a phase inversion agent. Then, when the product viscosity was measured with a B-type viscometer, it was 350 mPa · s. The charge inclusion rate determined by the colloid titration method and the above formula was 40.5%. This is used as a sample for a dehydration test and is referred to as Sample-1.

(合成例2)合成例1と同様な操作により、表−1に示す組成により試料―2〜試料―12を合成した。結果を表−1に示す。 (Synthesis Example 2) Sample-2 to Sample-12 were synthesized in the same manner as in Synthesis Example 1 with the compositions shown in Table-1. The results are shown in Table-1.

(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130gにソルビタンモノオレート5.0gを仕込み溶解させた。別に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80.5g、アクリルアミド(AAMと略記)50%水溶液205.2g、アクリル酸60%水溶液、53.3g、イソプロピルアルコール0.76g(対単量体0.4質量%)、イオン交換水119.1gを各々採取し、混合し完全に溶解させた。その後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/AAM/AAC=15/65/20(モル%)である。 (Comparative Synthesis Example 1) 5.0 g of sorbitan monooleate was charged and dissolved in 130 g of isoparaffin having a boiling point of 190 ° C. to 230 ° C. in a reaction vessel equipped with a stirrer and a temperature controller. Separately, 80.5 g of 80% aqueous solution of acryloyloxyethyltrimethylammonium chloride (hereinafter abbreviated as DMQ), 205.2 g of 50% aqueous solution of acrylamide (abbreviated as AAM), 60% aqueous solution of acrylic acid, 53.3 g, 0.76 g of isopropyl alcohol ( 0.4% by mass of monomer) and 119.1 g of ion-exchanged water were each collected, mixed and completely dissolved. Thereafter, the oil and the aqueous solution were mixed, and stirred and emulsified with a homogenizer at 1000 rpm for 15 minutes. The monomer composition at this time is DMQ / AAM / AAC = 15/65/20 (mol%).

得られたエマルジョンを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、ジメチル−2,2−アゾビスイソブチレート(和光純薬製V−601)のジオキサン10質量%溶液0.4g(対単量体0.02質量%)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ポリオキシプロピレンアルキルエ−テル5.0g(対液1重量%)を添加混合した。その後、B型粘度計により製品粘度を測定すると、350mPa・sであった。コロイド滴定法と前記計算式により電荷内包率を求めると40.5%であった。これを脱水試験用試料として用い、比較−1とする。 The obtained emulsion was kept at a temperature of the monomer solution at 30 to 33 ° C. and purged with nitrogen for 30 minutes, and then dioxane of dimethyl-2,2-azobisisobutyrate (V-601, manufactured by Wako Pure Chemical Industries). 0.4 g of 10% by weight solution (0.02% by weight of monomer) was added to initiate the polymerization reaction. The reaction was completed at a reaction temperature of 32 ± 2 ° C. for 12 hours to complete the reaction. After the polymerization, 5.0 g of polyoxyethylene polyoxypropylene alkyl ether (1% by weight with respect to the liquid) was added to and mixed with the resulting water-in-oil emulsion as a phase inversion agent. Then, when the product viscosity was measured with a B-type viscometer, it was 350 mPa · s. The charge inclusion rate determined by the colloid titration method and the above formula was 40.5%. This is used as a sample for a dehydration test and is referred to as Comparative-1.

(比較合成例2)合成例1と同様な操作により、表−1に示す組成により比較―2〜比較―7を合成した。結果を表−1に示す。














(Comparative Synthesis Example 2) Comparative-2 to Comparative-7 were synthesized in the same manner as in Synthesis Example 1 with the compositions shown in Table-1. The results are shown in Table-1.














(表1)
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、AAM:アクリルアミド、AAC:アクリル酸、エマルジョン粘度(25℃);mPa・s、架橋性単量体添加量;対単量体質量%、電荷内包率;%
(Table 1)
DMQ: acryloyloxyethyltrimethylammonium chloride, AAM: acrylamide, AAC: acrylic acid, emulsion viscosity (25 ° C.); mPa · s, addition amount of crosslinkable monomer; monomer mass%, charge inclusion rate:%

下水処理場より発生する余剰汚泥(汚泥性状がpH6.6、SS:15500mg/L)について遠心脱水機を対象とした凝集濾過試験及び圧搾試験を実施した。この汚泥の性状は200メッシュオン残留物が17.3質量%と少なく、有機成分がSSに対して70.4質量%であり有機成分の割合が多く、また汚泥粒子も小さいため難脱水な汚泥の分類に入る。300m1容のポリプロピレン製ビーカーに汚泥を200m1入れた後、重縮合系カチオン性物質としてジメチルアミン/ペンタエチレンヘキサミン/エピクロルヒドリン反応物を対汚泥SS300ppm添加し、1000rpm、15秒間攪拌した後、表1の試料―1〜試料―12の溶解液を対汚泥SS0.7%添加し、1000rpm、30秒間の攪拌により汚泥を凝集させた。その後フロックの大きさを観察後、60メッシュの濾布付きビーカーにより濾過速度を調べた。また濾過後の凝集物を1kgf/cm2の圧搾圧力で30秒間プレス脱水後に脱水ケーキの含水率を求めた。これらの結果を表2に示す。 For excess sludge generated from a sewage treatment plant (sludge property is pH 6.6, SS: 15500 mg / L), a coagulation filtration test and a squeeze test were conducted for a centrifugal dehydrator. This sludge has a 200 mesh-on residue as low as 17.3% by mass, an organic component of 70.4% by mass with respect to SS, a large proportion of organic component, and sludge particles are also small, so that it is difficult to dewater. Enter into the classification. After 200 ml of sludge was put into a 300 ml polypropylene beaker, 300 ppm of dimethylamine / pentaethylenehexamine / epichlorohydrin reaction product as a polycondensation cationic substance was added to the sludge SS and stirred at 1000 rpm for 15 seconds. The dissolved solution of -1 to Sample-12 was added with 0.7% of sludge SS, and the sludge was agglomerated by stirring at 1000 rpm for 30 seconds. Thereafter, after observing the size of the floc, the filtration rate was examined with a beaker with a 60 mesh filter cloth. Further, the water content of the dehydrated cake was determined after press-dehydrating the aggregate after filtration for 30 seconds at a pressing pressure of 1 kgf / cm 2. These results are shown in Table 2.

(比較試験1)同様の試験操作により表1の比較―1〜比較―7に関し試験を行なった。これらの結果を表2に示す。 (Comparative Test 1) Tests were performed on Comparative-1 to Comparative-7 in Table 1 by the same test operation. These results are shown in Table 2.

結果をみて分かるように、荷電内包率が10より低い比較―1〜比較―3、及び荷電内包率は10〜50の範囲に入っていてもアニオン性単量体共重合率とカチオン性単量体共重合率の差が15より大きい比較―4〜比較―7は、いずれも効果が悪いことが分かる。 As can be seen from the results, the charge inclusion rate is lower than 10 in comparison-1 to comparison-3, and even if the charge inclusion rate is in the range of 10-50, the anionic monomer copolymerization rate and the cationic monomer amount It can be seen that the comparisons −4 to −7 where the difference in the body copolymerization ratio is greater than 15 are all ineffective.

(表2)
フロック径;mm、濾液量;mL、含水率;質量%、薬注量;対汚泥分散液
(Table 2)
Flock diameter: mm, filtrate amount: mL, water content: mass%, chemical injection amount: sludge dispersion

食肉処理場より発生する余剰汚泥(汚泥性状がpH6.2、SS:19000mg/L)について遠心脱水機を対象とした凝集濾過試験及び圧搾試験を実施した。この汚泥の性状は200メッシュオン残留物が29.8質量%でありやや少なく、比較的難脱水汚泥である。300m1容のポリプロピレン製ビーカーに汚泥を200m1入れた後、無機凝結剤としてポリ塩化アルミニウムを対汚泥SS2500ppm添加し、1000rpm、15秒間攪拌した後、表1の試料―1〜試料―12の溶解液を対汚泥SS0.5%添加し、1000rpm、30秒間の攪拌により汚泥を凝集させた。その後フロックの大きさを観察後、60メッシュの濾布付きビーカーにより濾過速度を調べた。また濾過後の凝集物を1kgf/cm2の圧搾圧力で30秒間プレス脱水後に脱水ケーキの含水率を求めた。これらの結果を表3に示す。 For excess sludge generated from the slaughterhouse (sludge property is pH 6.2, SS: 19000 mg / L), a coagulation filtration test and a squeeze test were conducted for a centrifugal dehydrator. The sludge has a relatively low 200-mesh-on residue of 29.8% by mass and is relatively hardly dehydrated sludge. After 200 ml of sludge was put in a 300 ml polypropylene beaker, 2500 ppm of polyaluminum chloride as an inorganic coagulant was added to the sludge SS and stirred at 1000 rpm for 15 seconds, and then the solutions of Sample-1 to Sample-12 in Table 1 were added. Sludge SS was added at 0.5%, and sludge was agglomerated by stirring at 1000 rpm for 30 seconds. Thereafter, after observing the size of the floc, the filtration rate was examined with a beaker with a 60 mesh filter cloth. Further, the water content of the dehydrated cake was determined after press-dehydrating the aggregate after filtration for 30 seconds at a pressing pressure of 1 kgf / cm 2. These results are shown in Table 3.

(比較試験2)同様の試験操作により表1の比較―1〜比較―7に関し試験を行なった。これらの結果を表3に示す。 (Comparative Test 2) Tests were performed on Comparative-1 to Comparative-7 in Table 1 by the same test operation. These results are shown in Table 3.

結果をみて分かるように、荷電内包率が10より低い比較―1〜比較―3、及び荷電内包率は10〜50の範囲に入っていてもアニオン性単量体共重合率とカチオン性単量体共重合率の差が15より大きい比較―4〜比較―7は、いずれも効果が悪いことが分かる。 As can be seen from the results, the charge inclusion rate is lower than 10 in comparison-1 to comparison-3, and even if the charge inclusion rate is in the range of 10-50, the anionic monomer copolymerization rate and the cationic monomer amount It can be seen that the comparisons −4 to −7 where the difference in the body copolymerization ratio is greater than 15 are all ineffective.

(表3)
フロック径;mm、濾液量;mL、含水率;質量%、薬注量;対汚泥分散液
(Table 3)
Flock diameter: mm, filtrate amount: mL, water content: mass%, chemical injection amount: sludge dispersion

Claims (5)

有機汚泥に対し無機凝結剤、重縮合系カチオン性物質および重量平均分子量が1万〜200万の重合系カチオン性物質から選択される一種以上を添加後、電荷内包率が10%以上、50%以下であり、かつアニオン性単量体共重合率Aと、カチオン性単量体共重合率Cとの差が5〜15モル%である(メタ)アクリル系の架橋性アニオン性リッチ両性水溶性高分子(ただし20≦A≦50であり、25≦A+C≦95、AおよびCとも単位はモル%である)を添加し脱水することを特徴とする有機汚泥の脱水方法。 After adding at least one selected from an inorganic coagulant, a polycondensation cationic substance, and a polymerization cationic substance having a weight average molecular weight of 10,000 to 2,000,000 to organic sludge, the charge encapsulation rate is 10% or more, 50% (Meth) acrylic crosslinkable anionic rich amphoteric water-soluble in which the difference between the anionic monomer copolymerization ratio A and the cationic monomer copolymerization ratio C is 5 to 15 mol% A method for dewatering organic sludge, comprising adding a polymer (provided that 20 ≦ A ≦ 50, 25 ≦ A + C ≦ 95, and both A and C are in mol%) and dewatering. 前記両性高分子が、油中水型エマルジョンあるいは塩水中分散液であることを特徴とする請求項1に記載の有機汚泥の脱水方法。 2. The organic sludge dewatering method according to claim 1, wherein the amphoteric polymer is a water-in-oil emulsion or a salt water dispersion. 前記無機凝結剤が、硫酸アルミニウム、塩化第二鉄、ポリ塩化アルムニウムおよびポリ硫酸鉄から選択される一種以上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。 3. The method of dewatering organic sludge according to claim 1, wherein the inorganic coagulant is at least one selected from aluminum sulfate, ferric chloride, polyaluminum chloride, and polyiron sulfate. 前記重縮合系カチオン性物質が、脂肪族モノアミンおよび脂肪族ポリアミンから選択された一種以上のアミノ化合物とエピハロヒドリンとの反応物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。 The dehydration of organic sludge according to claim 1 or 2, wherein the polycondensation cationic substance is a reaction product of one or more amino compounds selected from aliphatic monoamines and aliphatic polyamines and epihalohydrins. Method. 前記重合系カチオン性物質が、ジアリルアンモニウム塩系あるいはカチオン性(メタ)アクリル系重合物、ポリアミジン系重合物およびポリアルキレンイミン系物質から選択される一種以上のカチオン性物質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。















The polymeric cationic substance is one or more cationic substances selected from diallylammonium salt-based or cationic (meth) acrylic polymers, polyamidine polymers, and polyalkyleneimine substances. The method for dewatering organic sludge according to claim 1 or 2.















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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2008221172A (en) * 2007-03-15 2008-09-25 Hymo Corp Sludge dehydrating agent, and sludge dehydrating method
JP2010194446A (en) * 2009-02-25 2010-09-09 Hymo Corp Sludge dehydrating method
JP2010214341A (en) * 2009-03-19 2010-09-30 Hymo Corp Method for dehydrating sludge

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