JP3247795B2 - 両性高分子汚泥脱水剤及びこれを用いた汚泥脱水方法 - Google Patents
両性高分子汚泥脱水剤及びこれを用いた汚泥脱水方法Info
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- JP3247795B2 JP3247795B2 JP07820494A JP7820494A JP3247795B2 JP 3247795 B2 JP3247795 B2 JP 3247795B2 JP 07820494 A JP07820494 A JP 07820494A JP 7820494 A JP7820494 A JP 7820494A JP 3247795 B2 JP3247795 B2 JP 3247795B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は新規な汚泥脱水剤、さら
に詳しくは、凝集脱水性能に優れ、かつ低含水率のケー
キを与える、両性高分子共重合体を有効成分とする有機
性汚泥の脱水剤に関するものである。
に詳しくは、凝集脱水性能に優れ、かつ低含水率のケー
キを与える、両性高分子共重合体を有効成分とする有機
性汚泥の脱水剤に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】これまで、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）三級を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。しかしながら、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。
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）三級を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。しかしながら、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】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
従来の両性高分子脱水剤が有する欠点を克服し、凝集脱
水性能に優れ、必要添加量が少なくてすみ、かつ低含水
率のケーキを与えることのできる両性高分子脱水剤を提
供することを目的としてなされたものである。
従来の両性高分子脱水剤が有する欠点を克服し、凝集脱
水性能に優れ、必要添加量が少なくてすみ、かつ低含水
率のケーキを与えることのできる両性高分子脱水剤を提
供することを目的としてなされたものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記の好
ましい性質を有する両性高分子脱水剤を開発すべく鋭意
研究を重ねた結果、特定のカチオン性構成単位２種と特
定のアニオン性構成単位と特定のノニオン性構成単位と
を必須構成単位とし、かつ該カチオン性構成単位２種と
アニオン性構成単位とを特定の組成比で含有する両性高
分子共重合体を有効成分とする汚泥脱水剤により、その
目的を達成しうることを見い出した。本発明は、かかる
知見に基づいて完成したものである。
ましい性質を有する両性高分子脱水剤を開発すべく鋭意
研究を重ねた結果、特定のカチオン性構成単位２種と特
定のアニオン性構成単位と特定のノニオン性構成単位と
を必須構成単位とし、かつ該カチオン性構成単位２種と
アニオン性構成単位とを特定の組成比で含有する両性高
分子共重合体を有効成分とする汚泥脱水剤により、その
目的を達成しうることを見い出した。本発明は、かかる
知見に基づいて完成したものである。
【０００５】すなわち、本発明は、 （１）（Ａ）一般式
【化５】 ［式中のＲ1は炭化水素基またはヒドロキシアルキル
基、Ｒ2及びＲ3はそれぞれ炭素数１〜４のアルキル基で
あり、それらはたがいに同一でも異なっていてもよく、
(Ｘ1)-は陰イオンである］で表されるカチオン性構成単
位と、（Ｂ）一般式
基、Ｒ2及びＲ3はそれぞれ炭素数１〜４のアルキル基で
あり、それらはたがいに同一でも異なっていてもよく、
(Ｘ1)-は陰イオンである］で表されるカチオン性構成単
位と、（Ｂ）一般式
【化６】 ［式中のＲ4は炭化水素基またはヒドロキシアルキル
基、Ｒ5及びＲ6はそれぞれ炭素数１〜４のアルキル基で
あり、それらはたがいに同一でも異なっていてもよく、
(Ｘ2)-は陰イオンである］で表されるカチオン性構成単
位と、（Ｃ）一般式
基、Ｒ5及びＲ6はそれぞれ炭素数１〜４のアルキル基で
あり、それらはたがいに同一でも異なっていてもよく、
(Ｘ2)-は陰イオンである］で表されるカチオン性構成単
位と、（Ｃ）一般式
【化７】 ［式中のＲ7は水素原子又はメチル基、Ｍは水素原子、
アンモニウムイオン又はアルカリ金属イオンである］で
表されるアニオン性構成単位と、（Ｄ）一般式
アンモニウムイオン又はアルカリ金属イオンである］で
表されるアニオン性構成単位と、（Ｄ）一般式
【化８】 ［式中のＲ8及びＲ9はそれぞれ水素原子又はメチル基で
あり、それらはたがいに同一でも異なっていてもよく、
Ｒ10は水素原子又は炭素数１〜３のアルキル基である］
で表されるノニオン性構成単位とを必須構成単位とする
共重合体であって、組成モル比が ０.５＜（Ａ）単位／［（Ａ）単位＋（Ｂ）単位］＜１.０ 及び （Ｃ）単位／［（Ａ）単位＋（Ｂ）単位］＜０.８ の関係を満たし、（Ｄ）単位が３５〜８０モル％であ
り、かつ１Ｎ−硝酸ナトリウム又は１Ｎ−塩化ナトリウ
ム水溶液中、温度３０℃での固有粘度が２.０デシリッ
トル／ｇ以上である両性高分子共重合体を有効成分とす
る両性高分子汚泥脱水剤（ただし、アミジン単位を含む
カチオン性の水溶性ポリマー及び酸性物質を含むものは
除く）、及び （２）第１項記載の両性高分子汚泥脱水剤を、汚泥に対
して１４０ppm以下の割合で添加して、脱水を行うこと
を特徴とする汚泥脱水方法、を提供するものである。
あり、それらはたがいに同一でも異なっていてもよく、
Ｒ10は水素原子又は炭素数１〜３のアルキル基である］
で表されるノニオン性構成単位とを必須構成単位とする
共重合体であって、組成モル比が ０.５＜（Ａ）単位／［（Ａ）単位＋（Ｂ）単位］＜１.０ 及び （Ｃ）単位／［（Ａ）単位＋（Ｂ）単位］＜０.８ の関係を満たし、（Ｄ）単位が３５〜８０モル％であ
り、かつ１Ｎ−硝酸ナトリウム又は１Ｎ−塩化ナトリウ
ム水溶液中、温度３０℃での固有粘度が２.０デシリッ
トル／ｇ以上である両性高分子共重合体を有効成分とす
る両性高分子汚泥脱水剤（ただし、アミジン単位を含む
カチオン性の水溶性ポリマー及び酸性物質を含むものは
除く）、及び （２）第１項記載の両性高分子汚泥脱水剤を、汚泥に対
して１４０ppm以下の割合で添加して、脱水を行うこと
を特徴とする汚泥脱水方法、を提供するものである。
【０００６】以下、本発明を詳細に説明する。本発明の
両性高分子脱水剤は、（Ａ）一般式
両性高分子脱水剤は、（Ａ）一般式
【化９】 ［式中のＲ1、Ｒ2、Ｒ3及び(Ｘ1)-は前記と同じ意味を
もつ］で表されるカチオン性構成単位と、（Ｂ）一般式
もつ］で表されるカチオン性構成単位と、（Ｂ）一般式
【化１０】 ［式中のＲ4、Ｒ5、Ｒ6及び(Ｘ2)-同じ意味をもつ］で
表されるカチオン性構成単位と、（Ｃ）一般式
表されるカチオン性構成単位と、（Ｃ）一般式
【化１１】 ［式中のＲ7及びＭは前記と同じ意味をもつ］で表され
るアニオン性構成単位と、（Ｄ）一般式
るアニオン性構成単位と、（Ｄ）一般式
【化１２】 ［式中のＲ8、Ｒ9及びＲ10は前記と同じ意味をもつ］で
表されるノニオン性構成単位とを必須構成単位とする両
性高分子共重合体を有効成分とするものである。
表されるノニオン性構成単位とを必須構成単位とする両
性高分子共重合体を有効成分とするものである。
【０００７】前記一般式［１］及び［２］において、Ｒ
1及びＲ4は、例えばメチル基、エチル基、ベンジル基な
どの炭化水素基又はヒドロキシメチル基などのヒドロキ
シアルキル基である。また、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ5及びＲ6はメ
チル基やエチル基などの炭素数１〜４のアルキル基であ
り、該Ｒ2とＲ3、Ｒ5とＲ6は、それぞれにおいてたがい
に同一であってもよいし、異なっていてもよい。さら
に、(Ｘ1)-及び(Ｘ2)-はＣｌ-、Ｂｒ-、Ｉ-、ＨＳ
Ｏ4 -、１／２ＳＯ4 -、ＮＯ3 -、ＣＨ3ＣＯＯ-、ＨＣＯＯ
-、ＣＨ3ＳＯ4 -、Ｃ2Ｈ5ＳＯ4 -などの陰イオンである。
一方、一般式［３］において、Ｒ7は水素原子又はメチ
ル基、Ｍは水素原子又はナトリウムやカリウムなどのア
ルカリ金属イオンである。また、一般式［４］におい
て、Ｒ8及びＲ9は、それぞれ水素原子又はメチル基であ
り、それらはたがいに同一であってもよいし異なってい
てもよく、Ｒ10は水素原子又はメチル基、エチル基、プ
ロピル基などの炭素数１〜３のアルキル基である。前記
（Ａ）単位である一般式［１］で表されるカチオン性構
成単位を形成するカチオン性モノマーはジアルキルアミ
ノエチルメタクリレートの四級アンモニウム塩であり、
このようなものの具体例としては、ジメチルアミノエチ
ルメタクリレートの塩化メチル四級化物やジメチルアミ
ノエチルメタクリレートの塩化ベンジル四級化物などを
挙げることができ、これらは１種用いてもよいし、２種
以上を組み合わせて用いてもよい。
1及びＲ4は、例えばメチル基、エチル基、ベンジル基な
どの炭化水素基又はヒドロキシメチル基などのヒドロキ
シアルキル基である。また、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ5及びＲ6はメ
チル基やエチル基などの炭素数１〜４のアルキル基であ
り、該Ｒ2とＲ3、Ｒ5とＲ6は、それぞれにおいてたがい
に同一であってもよいし、異なっていてもよい。さら
に、(Ｘ1)-及び(Ｘ2)-はＣｌ-、Ｂｒ-、Ｉ-、ＨＳ
Ｏ4 -、１／２ＳＯ4 -、ＮＯ3 -、ＣＨ3ＣＯＯ-、ＨＣＯＯ
-、ＣＨ3ＳＯ4 -、Ｃ2Ｈ5ＳＯ4 -などの陰イオンである。
一方、一般式［３］において、Ｒ7は水素原子又はメチ
ル基、Ｍは水素原子又はナトリウムやカリウムなどのア
ルカリ金属イオンである。また、一般式［４］におい
て、Ｒ8及びＲ9は、それぞれ水素原子又はメチル基であ
り、それらはたがいに同一であってもよいし異なってい
てもよく、Ｒ10は水素原子又はメチル基、エチル基、プ
ロピル基などの炭素数１〜３のアルキル基である。前記
（Ａ）単位である一般式［１］で表されるカチオン性構
成単位を形成するカチオン性モノマーはジアルキルアミ
ノエチルメタクリレートの四級アンモニウム塩であり、
このようなものの具体例としては、ジメチルアミノエチ
ルメタクリレートの塩化メチル四級化物やジメチルアミ
ノエチルメタクリレートの塩化ベンジル四級化物などを
挙げることができ、これらは１種用いてもよいし、２種
以上を組み合わせて用いてもよい。
【０００８】前記（Ｂ）単位である一般式［２］で表さ
れるカチオン性構成単位を形成するカチオン性モノマー
はジアルキルアミノエチルアクリレートの四級アンモニ
ウム塩であり、このようなものの具体例としてはジメチ
ルアミノエチルアクリレートの塩化メチル四級化物やジ
メチルアミノエチルアクリレートの塩化ベンジル四級化
物などを挙げることができ、これらは１種用いてもよい
し、２種以上を組み合わせて用いてもよい。また、前記
（Ｃ）単位である一般式［３］で表されるアニオン性構
成単位を形成するアニオン性モノマーとしては、例えば
アクリル酸、メタクリル酸及びそれらのアンモニウム
塩、アルカリ金属塩を挙げることができ、それらは１種
用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよ
い。一方、前記（Ｄ）単位である一般式［４］で表され
るノニオン性構成単位を形成するノニオン性モノマーと
しては、例えばアクリルアミド、メタクリルアミド、ジ
メチルアクリルアミド、イソプロピルアクリルアミドな
どを挙げることができ、これらは１種用いてもよいし、
２種以上を組み合わせて用いてもよい。
れるカチオン性構成単位を形成するカチオン性モノマー
はジアルキルアミノエチルアクリレートの四級アンモニ
ウム塩であり、このようなものの具体例としてはジメチ
ルアミノエチルアクリレートの塩化メチル四級化物やジ
メチルアミノエチルアクリレートの塩化ベンジル四級化
物などを挙げることができ、これらは１種用いてもよい
し、２種以上を組み合わせて用いてもよい。また、前記
（Ｃ）単位である一般式［３］で表されるアニオン性構
成単位を形成するアニオン性モノマーとしては、例えば
アクリル酸、メタクリル酸及びそれらのアンモニウム
塩、アルカリ金属塩を挙げることができ、それらは１種
用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよ
い。一方、前記（Ｄ）単位である一般式［４］で表され
るノニオン性構成単位を形成するノニオン性モノマーと
しては、例えばアクリルアミド、メタクリルアミド、ジ
メチルアクリルアミド、イソプロピルアクリルアミドな
どを挙げることができ、これらは１種用いてもよいし、
２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【０００９】該両性高分子共重合体は、前記（Ａ）、
（Ｂ）、（Ｃ）及び（Ｄ）構成単位を必須単位として含
有するものであるが、これらの単位を形成するモノマー
と共重合可能な他のモノマーとを所望に応じ共重合させ
たものであってもよい。この共重合可能な他のモノマー
の中で、カチオン性モノマーとしては、例えばジアルキ
ルアミノエチル（メタ）アクリレート若しくはこれらの
塩酸塩、硫酸塩、硝酸塩、酢酸塩などの三級モノマー、
ジアルキルアミノプロピル（メタ）アクリルアミド若し
くはこれらの塩酸塩、硫酸塩、硝酸塩、酢酸塩などの三
級モノマー及び塩化メチル、臭化メチル、ヨウ化メチ
ル、ジメチル硫酸、塩化ベンジル、臭化ベンジルなどの
四級化剤を反応させた四級アンモニウム塩モノマー、ビ
ニルピリジン、ビニルピリジンの四級化誘導体、ビニル
イミダゾール、アリルアミンなどを挙げることができ
る。また、アニオン性モノマーとしては、例えばビニル
スルホン酸、２−アクリルアミド−２−メチルプロパン
スルホン酸、マレイン酸など、及びそれらのアルカリ金
属塩を挙げることができ、一方、ノニオン性モノマーと
しては、例えばスチレン、アクリロニトニル、酢酸ビニ
ル、アクリル酸アルキル、メタクリル酸アルキルなどを
挙げることができる。これらの共重合可能な他のモノマ
ーは１種用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用い
てもよい。該両性高分子共重合体における各構成単位の
含有量は（Ａ）単位が１０〜４０モル％、（Ｂ）単位が
５〜２０モル％、（Ｃ）単位が５〜３０モル％、（Ｄ）
単位が３５〜８０ル％の範囲で使用することができる。
（Ｂ）、（Ｃ）及び（Ｄ）構成単位を必須単位として含
有するものであるが、これらの単位を形成するモノマー
と共重合可能な他のモノマーとを所望に応じ共重合させ
たものであってもよい。この共重合可能な他のモノマー
の中で、カチオン性モノマーとしては、例えばジアルキ
ルアミノエチル（メタ）アクリレート若しくはこれらの
塩酸塩、硫酸塩、硝酸塩、酢酸塩などの三級モノマー、
ジアルキルアミノプロピル（メタ）アクリルアミド若し
くはこれらの塩酸塩、硫酸塩、硝酸塩、酢酸塩などの三
級モノマー及び塩化メチル、臭化メチル、ヨウ化メチ
ル、ジメチル硫酸、塩化ベンジル、臭化ベンジルなどの
四級化剤を反応させた四級アンモニウム塩モノマー、ビ
ニルピリジン、ビニルピリジンの四級化誘導体、ビニル
イミダゾール、アリルアミンなどを挙げることができ
る。また、アニオン性モノマーとしては、例えばビニル
スルホン酸、２−アクリルアミド−２−メチルプロパン
スルホン酸、マレイン酸など、及びそれらのアルカリ金
属塩を挙げることができ、一方、ノニオン性モノマーと
しては、例えばスチレン、アクリロニトニル、酢酸ビニ
ル、アクリル酸アルキル、メタクリル酸アルキルなどを
挙げることができる。これらの共重合可能な他のモノマ
ーは１種用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用い
てもよい。該両性高分子共重合体における各構成単位の
含有量は（Ａ）単位が１０〜４０モル％、（Ｂ）単位が
５〜２０モル％、（Ｃ）単位が５〜３０モル％、（Ｄ）
単位が３５〜８０ル％の範囲で使用することができる。
【００１０】さらに、本発明においては、該構成単位の
含有割合は、モル比で ０.５＜（Ａ）単位／［（Ａ）単位＋（Ｂ）単位］＜１.
０ 及び （Ｃ）単位／［（Ａ）単位＋（Ｂ）単位］＜０.８ の関係を満たすことが必要である。各構成単位の含有割
合が前記関係式を満たさない場合は、本発明の目的が達
せられない。また、該（Ｄ）単位も重要な成分で、前記
範囲内にあることが重要で、この範囲を逸脱すると、
（Ａ）及び（Ｂ）のカチオン性構成単位と（Ｃ）のアニ
オン性構成単位とが有効に作用しにくく、好ましくな
い。該両性高分子共重合体の分子量については、分子量
の指標である固有粘度で示すと、１Ｎ−硝酸ナトリウム
又は１Ｎ−塩化ナトリウム水溶液中、温度３０℃での測
定値が２デシリットル／ｇ以上であることが必要である
が、安定した脱水処理を達成するには５デシリットル／
ｇ以上が好ましい。この両性高分子共重合体の重合方法
については特に制限はなく、一般的な重合方法を採用す
ることができる。例えば、水溶液重合であれば、重合開
始剤として過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム、２,
２'−アゾビス（２−アミジノプロパン）二塩酸塩や、
レドックス系の開始剤などを用いることができる。ま
た、逆相の懸濁重合であれば、重合開始剤として前記と
同様なものを用いることができるし、一方逆相のエマル
ション重合であれば、前記重合開始剤以外に、アゾビス
イソブチロニトリルや過酸化ベンゾイルなどの水不溶性
開始剤を用いて重合を行ってもよい。
含有割合は、モル比で ０.５＜（Ａ）単位／［（Ａ）単位＋（Ｂ）単位］＜１.
０ 及び （Ｃ）単位／［（Ａ）単位＋（Ｂ）単位］＜０.８ の関係を満たすことが必要である。各構成単位の含有割
合が前記関係式を満たさない場合は、本発明の目的が達
せられない。また、該（Ｄ）単位も重要な成分で、前記
範囲内にあることが重要で、この範囲を逸脱すると、
（Ａ）及び（Ｂ）のカチオン性構成単位と（Ｃ）のアニ
オン性構成単位とが有効に作用しにくく、好ましくな
い。該両性高分子共重合体の分子量については、分子量
の指標である固有粘度で示すと、１Ｎ−硝酸ナトリウム
又は１Ｎ−塩化ナトリウム水溶液中、温度３０℃での測
定値が２デシリットル／ｇ以上であることが必要である
が、安定した脱水処理を達成するには５デシリットル／
ｇ以上が好ましい。この両性高分子共重合体の重合方法
については特に制限はなく、一般的な重合方法を採用す
ることができる。例えば、水溶液重合であれば、重合開
始剤として過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム、２,
２'−アゾビス（２−アミジノプロパン）二塩酸塩や、
レドックス系の開始剤などを用いることができる。ま
た、逆相の懸濁重合であれば、重合開始剤として前記と
同様なものを用いることができるし、一方逆相のエマル
ション重合であれば、前記重合開始剤以外に、アゾビス
イソブチロニトリルや過酸化ベンゾイルなどの水不溶性
開始剤を用いて重合を行ってもよい。
【００１１】本発明の汚泥脱水剤は、前記のようにして
得られた両性高分子共重合体を有効成分とするものであ
って、その製品形態については特に制限はなく、粉末、
溶液、エマルションなど、目的に応じて任意に選ぶこと
ができる。この汚泥脱水剤が有効に作用する汚泥として
は、例えば下水、し尿、一般産業排水処理で生じる有機
性汚泥及び凝集沈殿汚泥を含む混合汚泥などを挙げるこ
とができるが、特に対象は限定されるものではない。ま
た、該汚泥脱水剤の使用に際しては、他のカチオン性ポ
リマーやアニオン性ポリマーと併用したり、混合一液と
したり、硫酸水素ナトリウム、硫酸ナトリウム、スルフ
ァミン酸など、脱水処理に悪影響がでないかぎり公知の
添加剤と混合して使用してもよい。さらに、本発明の汚
泥脱水剤は、必要に応じ無機凝集剤と併用することがで
きる。例えば、汚泥に無機凝集剤を添加し、反応させた
のち、本発明の汚泥脱水剤で凝集させ、脱水処理しても
よいし、あるいは本発明の汚泥脱水剤を汚泥に添加し、
凝集させたのち、無機凝集剤を加えて脱水処理してもよ
い。併用する無機凝集剤としては、例えば硫酸アルミニ
ウム、ポリ塩化アルミニウム、塩化第二鉄、硫酸第一
鉄、ポリ硫酸鉄などが挙げられるが、これらに限定され
るものではない。
得られた両性高分子共重合体を有効成分とするものであ
って、その製品形態については特に制限はなく、粉末、
溶液、エマルションなど、目的に応じて任意に選ぶこと
ができる。この汚泥脱水剤が有効に作用する汚泥として
は、例えば下水、し尿、一般産業排水処理で生じる有機
性汚泥及び凝集沈殿汚泥を含む混合汚泥などを挙げるこ
とができるが、特に対象は限定されるものではない。ま
た、該汚泥脱水剤の使用に際しては、他のカチオン性ポ
リマーやアニオン性ポリマーと併用したり、混合一液と
したり、硫酸水素ナトリウム、硫酸ナトリウム、スルフ
ァミン酸など、脱水処理に悪影響がでないかぎり公知の
添加剤と混合して使用してもよい。さらに、本発明の汚
泥脱水剤は、必要に応じ無機凝集剤と併用することがで
きる。例えば、汚泥に無機凝集剤を添加し、反応させた
のち、本発明の汚泥脱水剤で凝集させ、脱水処理しても
よいし、あるいは本発明の汚泥脱水剤を汚泥に添加し、
凝集させたのち、無機凝集剤を加えて脱水処理してもよ
い。併用する無機凝集剤としては、例えば硫酸アルミニ
ウム、ポリ塩化アルミニウム、塩化第二鉄、硫酸第一
鉄、ポリ硫酸鉄などが挙げられるが、これらに限定され
るものではない。
【００１２】
【作用】特公昭５８−１５４９１号公報に記載されてい
るように、カチオン性モノマー単位として、（Ｂ）単位
を含むポリマーは、カチオン性モノマー単位として
（Ａ）単位を含むポリマーより凝集性が良く、必要添加
量が下がることが知られている。この理由は、前記公報
に記載されているとおり、モノマーの共重合反応性比よ
り、（Ｂ）単位を形成するモノマーは比較的均一ないし
ランダムに重合体に取り込まれやすいのに対し、（Ａ）
単位を形成するモノマーはブロック的に重合体に取り込
まれやすい。したがって、本発明の（Ａ）、（Ｂ）、
（Ｃ）及び（Ｄ）単位を必須構成単位として含有するポ
リマーにすることにより、優れた性能が出る理由は、
（１）凝集性の良い（Ｂ）単位を含んでいるため、凝集
性が高く、添加量の低減が図られていること、（２）反
応性の異なる（Ａ）単位と（Ｂ）単位とが今回見い出し
た一定の範囲の比において（Ｃ）単位のアニオン性基が
効果的に働くようなポリマーの組成分布になっているこ
とが考えられるが、詳細は必ずしも明らかではない。
るように、カチオン性モノマー単位として、（Ｂ）単位
を含むポリマーは、カチオン性モノマー単位として
（Ａ）単位を含むポリマーより凝集性が良く、必要添加
量が下がることが知られている。この理由は、前記公報
に記載されているとおり、モノマーの共重合反応性比よ
り、（Ｂ）単位を形成するモノマーは比較的均一ないし
ランダムに重合体に取り込まれやすいのに対し、（Ａ）
単位を形成するモノマーはブロック的に重合体に取り込
まれやすい。したがって、本発明の（Ａ）、（Ｂ）、
（Ｃ）及び（Ｄ）単位を必須構成単位として含有するポ
リマーにすることにより、優れた性能が出る理由は、
（１）凝集性の良い（Ｂ）単位を含んでいるため、凝集
性が高く、添加量の低減が図られていること、（２）反
応性の異なる（Ａ）単位と（Ｂ）単位とが今回見い出し
た一定の範囲の比において（Ｃ）単位のアニオン性基が
効果的に働くようなポリマーの組成分布になっているこ
とが考えられるが、詳細は必ずしも明らかではない。
【００１３】
【実施例】次に、実施例により本発明をさらに詳細に説
明するが、本発明はこれらの例によってなんら限定され
るものではない。 製造例１ 第１表及び第２表に、それぞれ本発明に係わるポリマー
及び比較ポリマーを示す。以下に、これらのポリマーの
代表的な製造例を示す。第１表及び第２表に示す組成
で、２．０モル／リットルに調整したモノマー水溶液を
室温にて２０分間窒素ガスバブリングを行い、全モノマ
ーに対して０．０１〜０．２０モル％の過硫酸カリウム
を加え、４０〜５０℃で６〜１０時間重合させた。次い
で、得られたポリマー水溶液ゲルを細断して、多量のア
セトンに投入したのち、ろ過して粉末化した。最後に真
空乾燥を行い、白色の粉末ポリマーを得た。なお、固有
粘度［η］は常法に従い、１Ｎ−ＮａＮＯ３水溶液中、
３０℃の条件にて測定した。結果を第１表及び第２表に
示す。第１表及び第２表に示す記号は次を意味する。 ＤＡＭ（ＣＨ３Ｃｌ）：ジメチルアミノエチルメタクリ
レートのメチルクロリド四級化物 ＤＡＡ（ＣＨ３Ｃｌ）：ジメチルアミノエチルアクリレ
ートのメチルクロリド四級化物 ＡＡ：アクリル酸 ＡＡｍ：アクリルアミド ＤＡＭ（Ｍｅ２ＳＯ４）：ジメチルアミノエチルメタク
リレートのジメチル硫酸四級化物 ＤＡＡ（ＢｚＣｌ）：ジメチルアミノエチルアクリレー
トのベンジルクロリド四級化物 ＤＡＭ（１／２Ｈ２ＳＯ４）：ジメチルアミノエチルメ
タクリレートの硫酸塩 ＭＡＡ：メタクリル酸
明するが、本発明はこれらの例によってなんら限定され
るものではない。 製造例１ 第１表及び第２表に、それぞれ本発明に係わるポリマー
及び比較ポリマーを示す。以下に、これらのポリマーの
代表的な製造例を示す。第１表及び第２表に示す組成
で、２．０モル／リットルに調整したモノマー水溶液を
室温にて２０分間窒素ガスバブリングを行い、全モノマ
ーに対して０．０１〜０．２０モル％の過硫酸カリウム
を加え、４０〜５０℃で６〜１０時間重合させた。次い
で、得られたポリマー水溶液ゲルを細断して、多量のア
セトンに投入したのち、ろ過して粉末化した。最後に真
空乾燥を行い、白色の粉末ポリマーを得た。なお、固有
粘度［η］は常法に従い、１Ｎ−ＮａＮＯ３水溶液中、
３０℃の条件にて測定した。結果を第１表及び第２表に
示す。第１表及び第２表に示す記号は次を意味する。 ＤＡＭ（ＣＨ３Ｃｌ）：ジメチルアミノエチルメタクリ
レートのメチルクロリド四級化物 ＤＡＡ（ＣＨ３Ｃｌ）：ジメチルアミノエチルアクリレ
ートのメチルクロリド四級化物 ＡＡ：アクリル酸 ＡＡｍ：アクリルアミド ＤＡＭ（Ｍｅ２ＳＯ４）：ジメチルアミノエチルメタク
リレートのジメチル硫酸四級化物 ＤＡＡ（ＢｚＣｌ）：ジメチルアミノエチルアクリレー
トのベンジルクロリド四級化物 ＤＡＭ（１／２Ｈ２ＳＯ４）：ジメチルアミノエチルメ
タクリレートの硫酸塩 ＭＡＡ：メタクリル酸
【００１４】
【表１】
【００１５】
【表２】
【００１６】実施例１、比較例１ 下水処理場混合生汚泥（pH６.４、ＳＳ１.９２％）を用
い、ヌッチェテスト及び圧搾テストを行った。操作は次
のとおりである。３００ミリリットルビーカーに汚泥２
００ミリリットルをとり、０.２wt％に調整したポリマ
ー水溶液を所定量汚泥に加えたのち、タービン羽根を備
えた撹拌機で２００rpm，３０秒間撹拌した。その際の
フロック径を測定したあと、ナイロンろ布を敷いたブフ
ナーロートに内径５cmのポリ塩化ビニルパイプを置き、
その中へ凝集汚泥を注ぎ込み、１０秒後のろ液量を測定
した。また、このときのろ液を３０００rpmで１０分間
遠心分離し、リークしたＳＳ量を測定することにより、
ＳＳ回収率を求めた。ろ過後の汚泥については、その一
定量をベルトプレス用ろ布にはさみ、面圧０.５kg／cm2
で１分間圧搾を行い、脱水ケーキのろ布からの剥離性及
びケーキ含水率を測定した。剥離性については、ろ布か
らケーキをヘラでかき取ったのち、高圧水でろ布に付着
している固形物を洗い出して、その洗浄液をろ過し、回
収した固形物を乾燥して重量を測定することにより、次
の式で表した。 剥離性（％）＝Ｗ2／（Ｗ1＋Ｗ2）×１００ ただし、Ｗ1はろ布に付着していた固形物の乾燥重量
（ｇ）、Ｗ2はヘラでかき取ったケーキの乾燥重量
（ｇ）である。結果を第３表に示す。
い、ヌッチェテスト及び圧搾テストを行った。操作は次
のとおりである。３００ミリリットルビーカーに汚泥２
００ミリリットルをとり、０.２wt％に調整したポリマ
ー水溶液を所定量汚泥に加えたのち、タービン羽根を備
えた撹拌機で２００rpm，３０秒間撹拌した。その際の
フロック径を測定したあと、ナイロンろ布を敷いたブフ
ナーロートに内径５cmのポリ塩化ビニルパイプを置き、
その中へ凝集汚泥を注ぎ込み、１０秒後のろ液量を測定
した。また、このときのろ液を３０００rpmで１０分間
遠心分離し、リークしたＳＳ量を測定することにより、
ＳＳ回収率を求めた。ろ過後の汚泥については、その一
定量をベルトプレス用ろ布にはさみ、面圧０.５kg／cm2
で１分間圧搾を行い、脱水ケーキのろ布からの剥離性及
びケーキ含水率を測定した。剥離性については、ろ布か
らケーキをヘラでかき取ったのち、高圧水でろ布に付着
している固形物を洗い出して、その洗浄液をろ過し、回
収した固形物を乾燥して重量を測定することにより、次
の式で表した。 剥離性（％）＝Ｗ2／（Ｗ1＋Ｗ2）×１００ ただし、Ｗ1はろ布に付着していた固形物の乾燥重量
（ｇ）、Ｗ2はヘラでかき取ったケーキの乾燥重量
（ｇ）である。結果を第３表に示す。
【００１７】
【表３】
【００１８】実施例２、比較例２ 実施例１で用いたのと同じ汚泥を用いて試験した。３０
０ミリリットルビーカーにとった２００ミリリットルの
汚泥に、１０wt％ポリ塩化アルミニウム２５００ppmを
加え、７５０rpmで１５秒間撹拌後、所定量のポリマー
水溶液を加え、実施例１と同じ操作で凝集実験を行っ
た。評価項目も実施例１と同じであるが、圧搾テストに
ついては、面圧０.５kg／cm2と面圧１.０kg／cm2の２条
件で評価した。結果を第４表に示す。
０ミリリットルビーカーにとった２００ミリリットルの
汚泥に、１０wt％ポリ塩化アルミニウム２５００ppmを
加え、７５０rpmで１５秒間撹拌後、所定量のポリマー
水溶液を加え、実施例１と同じ操作で凝集実験を行っ
た。評価項目も実施例１と同じであるが、圧搾テストに
ついては、面圧０.５kg／cm2と面圧１.０kg／cm2の２条
件で評価した。結果を第４表に示す。
【００１９】
【表４】
【００２０】
【発明の効果】本発明の両性高分子汚泥脱水剤は、両性
高分子共重合体を有効成分とするものであって、必要添
加量が少なくてすむ、フロック強度が高く、ろ布からの
剥離性がよい、ケーキ含水率が高い、汚泥の処理量が多
い、汚泥種、汚泥性状の変化に対して安定した処理効果
が得られる、など優れた性能を有している。
高分子共重合体を有効成分とするものであって、必要添
加量が少なくてすむ、フロック強度が高く、ろ布からの
剥離性がよい、ケーキ含水率が高い、汚泥の処理量が多
い、汚泥種、汚泥性状の変化に対して安定した処理効果
が得られる、など優れた性能を有している。
フロントページの続き (72)発明者 荒井 俊博 東京都足立区谷中１−10−４ (72)発明者 川口 忍 京都府京都市東山区一橋野本町11番地の １ 三洋化成工業株式会社内 (72)発明者 佐藤 茂 東京都新宿区西新宿３丁目４番７号 栗 田工業株式会社内 (72)発明者 大井 康裕 東京都新宿区西新宿３丁目４番７号 栗 田工業株式会社内 (72)発明者 松本 克美 東京都新宿区西新宿３丁目４番７号 栗 田工業株式会社内 (72)発明者 松島 尚司 東京都新宿区西新宿３丁目４番７号 栗 田工業株式会社内 (56)参考文献 特開 平６−40420（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−298300（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−78499（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−293100（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C02F 11/00 - 11/20 B01D 21/01 C02F 1/56 C08F 220/00 - 220/70
Claims (2)
- 【請求項１】（Ａ）一般式 【化１】 ［式中のＲ1は炭化水素基またはヒドロキシアルキル
基、Ｒ2及びＲ3はそれぞれ炭素数１〜４のアルキル基で
あり、それらはたがいに同一でも異なっていてもよく、
(Ｘ1)-は陰イオンである］で表されるカチオン性構成単
位と、（Ｂ）一般式 【化２】 ［式中のＲ4は炭化水素基またはヒドロキシアルキル
基、Ｒ5及びＲ6はそれぞれ炭素数１〜４のアルキル基で
あり、それらはたがいに同一でも異なっていてもよく、
(Ｘ2)-は陰イオンである］で表されるカチオン性構成単
位と、（Ｃ）一般式 【化３】 ［式中のＲ7は水素原子又はメチル基、Ｍは水素原子、
アンモニウムイオン又はアルカリ金属イオンである］で
表されるアニオン性構成単位と、（Ｄ）一般式 【化４】 ［式中のＲ8及びＲ9はそれぞれ水素原子又はメチル基で
あり、それらはたがいに同一でも異なっていてもよく、
Ｒ10は水素原子又は炭素数１〜３のアルキル基である］
で表されるノニオン性構成単位とを必須構成単位とする
共重合体であって、組成モル比が ０.５＜（Ａ）単位／［（Ａ）単位＋（Ｂ）単位］＜１.０ 及び （Ｃ）単位／［（Ａ）単位＋（Ｂ）単位］＜０.８ の関係を満たし、（Ｄ）単位が３５〜８０モル％であ
り、かつ１Ｎ−硝酸ナトリウム又は１Ｎ−塩化ナトリウ
ム水溶液中、温度３０℃での固有粘度が２.０デシリッ
トル／ｇ以上である両性高分子共重合体を有効成分とす
る両性高分子汚泥脱水剤（ただし、アミジン単位を含む
カチオン性の水溶性ポリマー及び酸性物質を含むものは
除く）。 - 【請求項２】請求項１記載の両性高分子汚泥脱水剤を、
汚泥に対して１４０ppm以下の割合で添加して、脱水を
行うことを特徴とする汚泥脱水方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07820494A JP3247795B2 (ja) | 1994-03-24 | 1994-03-24 | 両性高分子汚泥脱水剤及びこれを用いた汚泥脱水方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07820494A JP3247795B2 (ja) | 1994-03-24 | 1994-03-24 | 両性高分子汚泥脱水剤及びこれを用いた汚泥脱水方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07256299A JPH07256299A (ja) | 1995-10-09 |
| JP3247795B2 true JP3247795B2 (ja) | 2002-01-21 |
Family
ID=13655504
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07820494A Expired - Lifetime JP3247795B2 (ja) | 1994-03-24 | 1994-03-24 | 両性高分子汚泥脱水剤及びこれを用いた汚泥脱水方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
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|---|---|---|---|---|
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| JP4661998B2 (ja) * | 2000-04-24 | 2011-03-30 | 栗田工業株式会社 | 汚泥脱水方法 |
| JP2001314900A (ja) * | 2000-05-11 | 2001-11-13 | Kurita Water Ind Ltd | 汚泥脱水方法 |
| JP4660896B2 (ja) * | 2000-08-08 | 2011-03-30 | 東亞合成株式会社 | 汚泥の脱水方法 |
| CN1279109C (zh) | 2001-06-11 | 2006-10-11 | 海茂株式会社 | 两性水溶性高分子分散液及其使用方法 |
| KR20030092984A (ko) * | 2002-05-31 | 2003-12-06 | 서경도 | 폐수 및 토양오염처리용 양쪽성 가교 고분자 나노입자 |
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| JP4616108B2 (ja) * | 2005-07-22 | 2011-01-19 | 三洋化成工業株式会社 | 有機凝結剤および廃水または汚泥の処理法 |
| US7807766B2 (en) * | 2005-09-21 | 2010-10-05 | Cognis Ip Management Gmbh | Polymers for use in cleaning compositions |
| WO2008015769A1 (fr) | 2006-08-03 | 2008-02-07 | Hymo Corporation | Composition de floculant et procédé servant à la produire |
| JP5601704B2 (ja) * | 2010-07-08 | 2014-10-08 | ハイモ株式会社 | 汚泥脱水剤および汚泥脱水方法 |
| JP5683219B2 (ja) * | 2010-11-11 | 2015-03-11 | Ｍｔアクアポリマー株式会社 | 汚泥用脱水剤及びその製造方法 |
| US20230020603A1 (en) * | 2019-12-06 | 2023-01-19 | Kurita Water Industries Ltd. | Sludge dehydrating agent and sludge dehydrating method |
| EP4070870A4 (en) * | 2019-12-06 | 2023-01-25 | Kurita Water Industries Ltd. | SLUDGE DEWATERING AGENT AND SLUDGE DEWATERING PROCESS |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0278499A (ja) * | 1988-09-13 | 1990-03-19 | Dai Ichi Kogyo Seiyaku Co Ltd | 汚泥の処理方法 |
| JPH0630800B2 (ja) * | 1989-11-27 | 1994-04-27 | 栗田工業株式会社 | 汚泥脱水剤 |
| JPH0677760B2 (ja) * | 1990-04-11 | 1994-10-05 | 栗田工業株式会社 | 汚泥脱水剤 |
| JP3097162B2 (ja) * | 1991-03-27 | 2000-10-10 | 栗田工業株式会社 | 汚泥脱水剤及びそれを用いた汚泥の脱水方法 |
| JP3178224B2 (ja) * | 1994-02-15 | 2001-06-18 | 栗田工業株式会社 | 汚泥脱水剤 |
-
1994
- 1994-03-24 JP JP07820494A patent/JP3247795B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
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