JP2826962B2 - 高分子凝集剤 - Google Patents
高分子凝集剤Info
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- Y02A40/10—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in agriculture
- Y02A40/20—Fertilizers of biological origin, e.g. guano or fertilizers made from animal corpses
Description
機性汚泥の脱水に適した高分子凝集剤に関する。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
脱水性能を発揮する高分子凝集剤に関する。
の脱水に対しては、カチオン性高分子凝集剤が広く使用
されてきた。また、最近では両性高分子凝集剤が提案さ
れている(たとえば特開昭63−260928号公
報)。
高分子凝集剤では遠心脱水、ベルトプレス脱水等におい
て充分な脱水率が得られなかった。とくに最近は、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
れとともに脱水率は悪化傾向にある。脱水率の低下は得
られるケーキの含水率を上げ、したがってケーキ焼却時
の燃料費を増加させる問題があった。
尿等で生じる有機性汚泥の遠心脱水、ベルトプレス脱水
において優れた脱水率を発揮する高分子凝集剤を見い出
すべく鋭意検討した結果、本発明に到った。
されるカチオンポリマー(A)と、一般式(2)で示さ
れる両性ポリマー(B)とを含有し、(A)の量が、
(A)と(B)の合計重量に基づいて1〜20重量%で
あり、0.1重量%濃度の水溶液pHが4.0以下であ
る高分子凝集剤である。 一般式(1):
H、CH3、C2H5またはベンジル基(3個のR2は
それぞれ同一でも異なっていてもよい);XはOまたは
NH;YはCH2CH2、CH2CH2CH2またはC
H2CH(OH)CH2;ZはCl、Br、I、1/2
SO4またはCH3SO4を表し、aは任意の正数、b
は0または任意の正数を表す。] 一般式(2):
H、CH3、C2H5またはベンジル基(3個のR4は
それぞれ同一でも異なっていてもよい);XはOまたは
NH;YはCH2CH2、CH2CH2CH2またはC
H2CH(OH)CH2;ZはCl、Br、I、1/2
SO4またはCH3SO4;AはH、アルカリ金属また
はアルカリ土金属を表し、c、d、eはそれぞれ任意の
正数を表す。]
カチオンポリマー(A)は、対応する第4級アンモニウ
ム塩基含有モノマー(m)とアクリルアミドとの共重合
物であり、この第4級アンモニウム塩基含有モノマー
(m)の例としては、以下のものが挙げられる。 (メタ)アクリロイルオキシアルキル4級アンモニウ
ム塩:(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)アクリロイルオキシ−2−ヒドロキシプロピルトリ
メチルアンモニウムブロマイドなど (メタ)アクリロイルオキシアルキル3級アミン塩:
(メタ)アクリロイルオキシエチルジメチルアミン硫酸
塩、(メタ)アクリロイルオキシプロピルジメチルアミ
ン塩酸塩など (メタ)アクリロイルアミノアルキル4級アンモニウ
ム塩:(メタ)アクリロイルアミノプロピルトリメチル
アンモニウムクロライド、(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メチルサルフェートな
ど (メタ)アクリロイルアミノ(ヒドロキシ)アルキル
3級アミン塩:(メタ)アクリロイルアミノエチルジメ
チルアミン塩酸塩など これらのうち実用面および効果面から好ましくいもの
は、(メタ)アクリロイルオキシアルキル4級アンモニ
ウム塩であり、さらに実用上最も好ましいものはメタア
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。
両性ポリマー(B)は、対応する第4級アンモニウム塩
基含有モノマー(m)、アクリル酸(塩)およびアクリ
ルアミドの3元共重合物であり、この第4級アンモニウ
ム塩基含有モノマー(m)としては、一般式(1)で示
されるカチオンポリマー(A)に用いられる第4級アン
モニウム塩基含有モノマー(m)と同じものが例示され
る。また、アクリル酸(塩)の例としてはアクリル酸、
アクリル酸ソーダ、アクリル酸アンモン、アクリル酸カ
ルシウム、アクリル酸亜鉛などが挙げられる。
対象汚泥の性質によって選択されるが、(A)の量は
(A)と(B)の合計重量に基づいて通常1〜20重量
%、好ましくは2〜20重量%である。(A)の量が上
記範囲外では十分な脱水性能が得られない。
および両性ポリマー(B)には、それぞれ必要によりさ
らに他のコモノマーが共重合されていてもよい。その場
合の他のコモノマーとしては公知のものが使用できる
が、例えば、ビニルピロリドン、マレイン酸、マレイン
酸ソーダ、アクリロイルアミノ−2−メチルプロピルス
ルホン酸ソーダ、アクリロイルアミノ−2−メチルプロ
ピルスルホン酸亜鉛等の水溶性モノマー、アクリル酸メ
チル、アクリロニトリル、スチレン等の油溶性モノマー
等が挙げられる。これらの他のコモノマーのうち実用面
および効果面から好ましいものは水溶性モノマーであ
る。
チオンポリマー(A)または両性ポリマー(B)のいづ
れにおいても通常20モル%以下、好ましくは10モル
%以下である。20モル%を超えると脱水性能に悪影響
が出る場合がある。
よび両性ポリマー(B)の分子量は特に限定されない
が、一般的性能から、それぞれ[η](1NNaNO3
中、25℃で測定、以下同様)が通常2以上、好ましく
は5以上のものが好ましい。
マー(B)の性状は、実際面での取り扱い性から粉末状
であることが好ましい。
マー(B)は、公知の方法、たとえば水溶液重合法、水
と有機溶剤を用いた乳化重合法もしくは懸濁重合法など
により製造できる。水溶液重合法の場合、モノマー濃度
が通常10〜80重量%となるようなモノマー水溶液と
して系内を不活性ガスで置換した後、公知の重合触媒
[たとえば過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム等の過
硫酸塩;ベンゾイルパーオキシド等の有機過酸化物;
2,2′−アゾビス(アミジノプロパン)ハイドロクロ
ライド、アゾビスシアノバレリン酸等のアゾ系化合物;
レドックス触媒(H2O2、過硫酸カリウム等の機過酸化
物と、重亜硫酸ソーダ、硫酸第一鉄などの還元剤との組
合せ)など]を加えて20〜100℃程度で数時間重合
を行う。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。
度の水溶液とした時の水溶液pHが通常4.0以下、好
ましくは3.0以下である。水溶液pHが4.0を上回
ると十分な脱水性能が得られない。
を4.0以下とするために、本発明の高分子凝集剤は酸
性物質を含有する。該酸性物質としては公知の無機もし
くは有機の酸性物質が使用でき、具体例としては硫酸、
塩酸、リン酸などの鉱酸;酸性リン酸ソーダ、酸性ぼう
硝、塩化アンモン、硫安、重硫安、スルファミン酸など
の無機固体酸性物質;シュウ酸などの有機酸があげられ
るが、効果および経済性から無機固体酸性物質が好まし
く、中でもスルファミン酸、酸性ぼう硝がとくに好まし
い。
凝集剤を構成するカチオンポリマー(A)および両性ポ
リマー(B)と混合されるが、混合方法としては、使用
上の簡便さから、粉末状の(A)または(B)に無機固
体酸性物質を粉末ブレンドしておくか、あるいは(A)
または(B)の製造時に酸性物質を加えておき、しかる
後に両者をブレンドする方法が好ましい。
業排水の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・浮上汚泥および
これらの混合物)に通常0.1〜0.2%水溶液として
添加される。本発明の高分子凝集剤が対象とする汚泥に
はとくに限定ないが、有機分含有量(VSS/SS)の
高い汚泥、腐敗度の高い汚泥に対し特に有効であり好ま
しい。
泥脱水に使用しても良いが、脱水効果面からより好まし
いのは、鉄塩、アルミ塩等の無機多価金属塩と併用する
方法である。該無機多価金属塩としては、塩鉄、硫鉄、
ポリ鉄、PAC、ばんど、石灰などが挙げられる。
量は、通常1〜2%/汚泥固形分である。また、併用さ
れる無機多価金属塩の添加量は、通常0.2〜0.6%
/汚泥固形分である。
は、公知の方法で脱水されるが、脱水機としては遠心脱
水機、ベルトプレス脱水機がとくに適している。
明するが、本発明はこれに限定されるものではない。以
下において、%は重量%を示す。
ロライド0.8モルおよびアクリルアミド0.2モルの
共重合物(粉末状,[η]=6.1,以下、A−1とい
う)、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0.3モル、アクリル酸0.15モルお
よびアクリルアミド0.65モルの3元共重合物(粉末
状,[η]=8.1,以下、B−1という)およびスル
ファミン酸を表1に示す重量割合で混合したものを用い
て、K市下水混合生汚泥(VSS/SS:76%)を脱
水試験した。まず汚泥に塩鉄0.55/SSを加えた
後、高分子凝集剤を加え遠心脱水しSS回収率が95%
以上になる高分子凝集剤添加量とその時のケーキ含水率
を調べた。また比較のために表1に示すように、A−1
単独およびB−1単独にそれぞれスルファミン酸を混合
したもの、A−1とB−1との混合物にスルファミン酸
を添加しないもの、A−1の含有量が規定量より多いも
の等についても同様に試験した。これらの試験結果を表
1に示す。表1の結果から明らかなように、各実施例で
は、比較例に比べ低添加量で低いケーキ含水率が得られ
ている。
比べ優れた脱水性能を有し、汚泥に対して少量の添加量
で低いケーキ含水率を与える。上記効果を奏することか
ら本発明の高分子凝集剤は、下水、し尿、産業排水の処
理で生じる広範囲の有機性汚泥(いわゆる生汚泥、余剰
汚泥、混合生汚泥、消化汚泥、凝沈・浮上汚泥およびこ
れらの混合物)処理に極めて有用であり、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、腐敗度の高い汚泥に対して際だった効果を発揮す
る。
Claims (2)
- 【請求項1】 下記一般式(1)で示されるカチオンポ
リマー(A)と、一般式(2)で示される両性ポリマー
(B)とを含有し、(A)の量が、(A)と(B)の合
計重量に基づいて1〜20重量%であり、0.1重量%
濃度の水溶液pHが4.0以下である高分子凝集剤。 一般式(1): 【化1】 [式中、R1はHまたはCH3;R2はH,CH3、C
2H5またはベンジル基(3個のR2はそれぞれ同一で
も異なっていてもよい);XはOまたはNH;YはCH
2CH2、CH2CH2CH2またはCH2CH(O
H)CH2;ZはCl、 Br、I、1/2SO4またはCH3SO4を表し、a
は任意の正数、bは0または任意の正数を表す。] 一般式(2): 【化2】 [式中、R3はHまたはCH3;R4はH、CH3、C
2H5またはベンジル基(3個のR4はそれぞれ同一で
も異なっていてもよい);XはOまたはNH;YはCH
2CH2、CH2CH2CH2またはCH2CH(O
H)CH2;ZはCl、 Br、I、1/2SO4またはCH3SO4;AはH、
アルカリ金属またはアルカリ土金属を表し、c、d、e
はそれぞれ任意の正数を表す。] - 【請求項2】 (A)および(B)が、それぞれ5.0
以上の固有粘度を有するポリマーである請求項1記載の
高分子凝集剤。
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