JP3729976B2 - 膜分離汚泥の脱水剤および膜分離汚泥の脱水剤の製造方法 - Google Patents
膜分離汚泥の脱水剤および膜分離汚泥の脱水剤の製造方法 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は架橋した水溶性高分子から成る汚泥脱水剤に関するものであり、本発明の汚泥脱水剤は、限外濾過膜利用のし尿処理場等より発生する膜分離汚泥の脱水に特に有効である。
【０００２】
【従来の技術】
従来の高分子凝集剤の欠点を改良する為に、交叉結合されたカチオン性・アニオン性・ノニオン性の有機高分子組成物（ヨーロッパ特許第０，２０２，７８０号明細書、特開昭６１−２９３５１０号公報、特開昭６４−８５１９９号公報、特開平２−２１９８８７号公報、特開平４−２２６１０２号公報など）が、種々の固液分離に有効であると提案されている。
【０００３】
し尿の処理方式としては、これまで高負荷脱窒素処理方式がとられており、好気性条件におけるアンモニアの酸化および嫌気性条件における還元脱窒を繰り返してアンモニアを除去する方法が主流であり、嫌好気条件下における生化学反応を行う有機汚泥（生物処理汚泥）、および該生物処理水を鉄塩またはアルミニウム塩で凝集処理し脱色脱燐を行う際に発生する凝集汚泥（金属水酸化物）は沈降分離により固液分離が行われていた。
【０００４】
これに対し最近採用されている膜分離脱窒素処理方式では固液分離を限外濾過膜によって行う為に高濃度の生物処理汚泥を使用する事ができる。 しかしながら限外濾過膜により固液分離を行った汚泥は多量のコロイド状溶解物質を含み、有機高分子凝集剤による処理汚泥が粘着性に富み、脱水性が悪い特徴が有った。即ちベルトフィルターやフィルタープレス等の濾過脱水を行うとケーキの剥離が悪く濾布に付着し、デカンターにて遠心脱水すると含水率が高く塊状のケーキを排出し燃焼性が悪い欠点が有った。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来公知の両性高分子あるいはカチオン性高分子は性能上不満足である。 特に膜分離脱窒素処理方式より発生するし尿の処理汚泥を効率よく脱水する方法は知られていなかった。
【０００６】
本発明の請求項１の発明は、下記式（１）で表される水溶性カチオン性ビニル単量体またはその混合物を含有する単量体を連鎖移動剤の存在下に逆相乳化重合を行って得た重合物と親水性界面活性剤の混合物であり、汚泥に添加する濃度まで水で希釈した状態で、粒系３０μｍ以下の粒子が顕微鏡にて観察され、該希釈液をガラス板に塗布して１０５°Ｃにて加熱乾燥したときに連続状の乾燥膜を形成する性質を有し、かつコロイド適定によるイオン当量値が理論値の８５％以上測定されることを特徴とする膜分離汚泥の脱水剤である。
【化１】
（但し、式中、ＡはＯまたはＮＨ；ＢはＣ2 Ｈ4 、Ｃ3 Ｈ6 、Ｃ3 Ｈ5 ＯＨ；Ｒ1 はＨまたはＣＨ3 ；Ｒ2 、Ｒ3 は炭素数１〜４のアルキル基；Ｒ4 は水素または炭素数１〜４のアルキル基あるいはベンジル基；Ｘ- はアニオン性対イオンを表す。）
【０００７】
本発明の請求項２の発明は、（Ａ）全単量体中５〜９９．９９９９モル％の下記式（１）で表される水溶性カチオン性ビニル単量体またはその混合物、（Ｂ）全単量体中０．０００１〜０．０１モル％の２官能性単量体、（Ｃ）全単量体中０〜３０モル％の水溶性アニオン性ビニル単量体またはその混合物、（Ｄ）ノニオン性水溶性単量体、（Ｅ）連鎖移動剤、（Ｆ）水、（Ｇ）少なくとも１種類の炭化水素から成る油状物および（Ｈ）逆相エマルジョンすなわち油中水型エマルジョンを生成するに有効な量とＨＬＢである少なくとも１種類の界面活性剤を用意し、上記（Ａ）〜（Ｈ）成分を適時混合強攪拌し、油相中に微細単量体相液滴を形成させた後に重合操作を行い、親水性界面活性剤を混合し、水により希釈して使用することを特徴とする膜分離汚泥の脱水剤の製造方法である。
【化５】
（但し、式中、ＡはＯまたはＮＨ；ＢはＣ2 Ｈ4 、Ｃ3 Ｈ6 、Ｃ3 Ｈ5 ＯＨ；Ｒ1 はＨまたはＣＨ3 ；Ｒ2 、Ｒ3 は炭素数１〜４のアルキル基；Ｒ4 は水素または炭素数１〜４のアルキル基あるいはベンジル基；Ｘ- はアニオン性対イオンを表す。）
【０００８】
本発明の請求項３の発明は、（Ａ）全単量体中５〜９７．９９９９モル％の下記式（１）で表される水溶性カチオン性ビニル単量体またはその混合物、（Ｂ）全単量体中０．０００１〜０．０１モル％の２官能性単量体、（Ｃ）全単量体中２〜３０モル％の水溶性アニオン性ビニル単量体またはその混合物、（Ｄ）ノニオン性水溶性単量体、（Ｅ）連鎖移動剤、（Ｆ）水、（Ｇ）少なくとも１種類の炭化水素から成る油状物および（Ｈ）逆相エマルジョンすなわち油中水型エマルジョンを生成するに有効な量とＨＬＢである少なくとも１種類の界面活性剤を用意し、上記（Ａ）〜（Ｈ）成分を適時混合強攪拌し、油相中に微細単量体相液滴を形成させた後に重合操作を行い、親水性界面活性剤を混合し、水により希釈して使用することを特徴とする請求項２に記載の膜分離汚泥の脱水剤の製造方法である。
【化６】
（但し、式中、ＡはＯまたはＮＨ；ＢはＣ2 Ｈ4 、Ｃ3 Ｈ6 、Ｃ3 Ｈ5 ＯＨ；Ｒ1 はＨまたはＣＨ3 ；Ｒ2 、Ｒ3 は炭素数１〜４のアルキル基；Ｒ4 は水素または炭素数１〜４のアルキル基あるいはベンジル基；Ｘ- はアニオン性対イオンを表す。）
【０００９】
本発明の請求項４の発明は、ノニオン性水溶性単量体が（メタ）アクリルアミドであることを特徴とする請求項２ないし請求項３のいずれか１項に記載の膜分離汚泥の脱水剤の製造方法である。
【００１０】
本発明の請求項５の発明は、 水溶性アニオン性ビニル単量体が（メタ）アクリル酸であることを特徴とする請求項２ないし請求項３のいずれか１項に記載の膜分離汚泥の脱水剤の製造方法である。
【００１１】
本発明の請求項６の発明は、２官能性単量体がＮ，Ｎ−メチレンビスアクリルアミドあるいは２ヒドロキシプロピリデン１，３ビス〔（Ｎアクリロイルアミノプロピル）Ｎ，Ｎジメチルアンモニウムクロリド〕であることを特徴とする請求項２ないし請求項３のいずれか１項に記載の膜分離汚泥の脱水剤の製造方法である。
【００１２】
本発明の請求項７の発明は、 親水性界面活性剤がＨＬＢ９〜１５のノニオン性界面活性剤であることを特徴とする請求項２ないし請求項３のいずれか１項に記載の膜分離汚泥の脱水剤の製造方法である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明に用いられる前記式（１）で表される（Ａ）成分の水溶性カチオン性ビニル単量体の具体例としては、ジアルキルアミノアルキル（メタ）アクリレートの三級塩および四級アンモニウム塩、ジアルキルアミノアルキル（メタ）アクリルアミドの三級塩および四級アンモニウム塩、ジアルキルアミノヒドロキシアルキル（メタ）アクリレートの三級塩および四級アンモニウム塩、ジアルキルアミノヒドロキシアルキル（メタ）アクリルアミドの三級塩および四級アンモニウム塩あるいはこれらの混合物から選ばれる一種を挙げる事ができる。 これらの中でもアクリロイロキシエチルトリメチルアンモニウムクロリド、メタクリロイロキシエチルトリメチルアンモニウムクロリド、ジメチルアミノプロピルアクリルアミド塩酸塩あるいはこれらの混合物から選ばれる一種が好ましく用いられる。
【００１４】
本発明に用いられる（Ｂ）成分の２官能性単量体の具体例としては２ヒドロキシプロピリデン１，３ビス〔（Ｎアクリロイルアミノプロピル）Ｎ，Ｎジメチルアンモニウムクロリド〕、Ｎ，Ｎ’−メチレンビスアクリルアミド、Ｎ，Ｎ’−メチレンビスメタクリルアミド、ジビニルベンゼンなどのジビニル化合物、メチロールアクリルアミド、メチロールメタクリルアミドなどのビニル系メチロール化合物、アクロレインなどのビニル系アルデヒド化合物あるいはこれらの混合物が挙げられるが、これらの中でもＮ，Ｎ’−メチレンビスアクリルアミドは好ましく使用できる。
【００１５】
本発明に用いられる（Ｃ）成分の水溶性アニオン性ビニル単量体の具体例としては、（メタ）アクリル酸、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸、ビニルスルホン酸、スチレンスルホン酸、イタコン酸、マレイン酸、フマール酸、アリールスルホン酸およびその塩あるいはこれらの混合物が挙げられるが、これらの中でもアクリル酸が最も好ましく使用できる。
【００１６】
本発明に用いられる（Ｄ）成分の水溶性ノニオン性ビニル単量体の具体例としては、（メタ）アクリルアミド、ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテルあるいはこれらの混合物が挙げられるが、これらの中でもアクリルアミドが最も好ましく使用できる。
【００１７】
本発明に用いられる（Ｅ）成分の連鎖移動剤の具体例としては、アルコール、メルカプタン、ホスファイト、サルファイトあるいはこれらの混合物が挙げられ。 これら連鎖移動剤の添加量は、有機高分子凝集剤を汚泥に添加する濃度まで水で希釈した状態で、粒系３０μｍ以下の粒子が顕微鏡にて観察され、該希釈液をガラス板に塗布して１０５°Ｃにて加熱乾燥したときに連続状の乾燥膜を形成する性質を有する様に選ばれる。
【００１８】
本発明に用いられる（Ｇ）成分である少なくとも１種類の炭化水素から成る油状物の具体例としては、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挙げられる。
【００１９】
本発明に用いられる（Ｈ）成分である界面活性剤はＨＬＢ３〜６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ート、ソルビタンモノステアレート、ソルビタンモノパルミテートなどを挙げる事ができる。
【００２０】
本発明において油中水型エマルジョン重合により得られた重合物と混合される親水性界面活性剤としてはカチオン性界面活性剤あるいはＨＬＢ９〜１５のノニオン性界面活性剤が用いられ、好ましくはＨＬＢ１０〜１４のノニオン性界面活性剤が用いられる。 好ましいノニオン性界面活性剤の代表例としては例えばポリオキシエチレンノニルフェニルエーテルを挙げる事ができる。
【００２１】
本発明に用いられる（Ｂ）成分の２官能性単量体の重合性単量体全量に対する割合は０．０００１〜０．０１モル％、好ましくは０．０００２〜０．００３モル％の範囲で共重合する事が望ましい。 ０．０００１モル％未満では十分な網目構造が得られず優れた脱水性能が得られない。 また０．０１モル％を超えた量では水不溶性の重合体と成り、汚泥に添加混合しても脱水性良好なフロックが得られない。
【００２２】
本発明に係る高分子は本質的に公知の重合法により共重合する事ができる。
例えば重合性ビニル単量体と連鎖移動剤を含む水溶液と、ＨＬＢが３〜６であるノニオン性界面活性剤を含む有機分散媒とを混合し乳化させた後、ラジカル重合開始剤の存在下、温度３０〜８０°Ｃで重合させ油中水型カチオン性重合体エマルジョンを製造する方法が特開昭６１−２３６２５０号公報に記載されているが、この方法を適用して単量体組成を代える事により本発明の油中水型エマルジョンを合成する事ができる。 この油中水型エマルジョンに親水性界面活性剤を添加して水に混合し、水中油型エマルジョンに転相し、脱水剤として使用する。
溶解後の汚泥への添加条件は、通常の高分子凝集剤と異なる点は無い。
【００２３】
本発明の汚泥の処理方法は、し尿の膜分離汚泥の前処理として無機凝集剤を添加混合した後に、請求項１に記載の汚泥脱水剤の水による希釈液を添加し、攪拌を加えて膜分離汚泥を凝集させ、脱水機にて凝集汚泥を脱水することができる。ここに言う無機凝集剤とは硫酸アルミニウム、塩化アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム、ポリ硫酸鉄、塩化第二鉄およびこれらの混合物から選ばれる一種である。 無機凝集剤の添加量は汚泥ＳＳ（懸濁物）あたり１０〜１００重量％添加し、必要によりＰＨ調整を行う。 本発明における脱水機はベルトプレス・フィルタープレス・デカンター等の公知の汚泥脱水機を選定することができる。
【００２４】
【実施例】
次に実施例によって、本発明を具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例に制約されるものではない。
【００２５】
（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１２０．０Ｋｇおよびソルビタンモノオレート７．５Ｋｇを仕込んだ。 脱塩水１６５Ｋｇおよびアクリロイロキシエチルトリメチルアンモニウムクロリド（ＡＭＣ）２７．９９９７モル％（表１中に約２８と表す）、アクリル酸（ＡＡＣ）２モル％、Ｎ，Ｎ’−メチレンビスアクリルアミド（ＭＢＡＡ）３×１０-4モル％、アクリルアミド（ＡＡＭ）７０モル％の組成のモノマー２００Ｋｇの混合物を添加し、ホモジナイザーにて攪拌乳化した。 得られたエマルジョンにイソプロピルアルコール２００ｇを加え窒素置換の後、ジメチルアゾビスイソブチレート４０ｇを加え、温度５０°Ｃに制御しながら重合反応を完結させ、その後ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル７．５Ｋｇを添加混合して試験に供する試料（試料−１）（本発明の凝集剤）とした。
【００２６】
（合成例−２）
アクリロイロキシエチルトリメチルアンモニウムクロリド（ＡＭＣ）２７．９９８モル％（表１中に約２８と表す）、アクリル酸（ＡＡＣ）２モル％、Ｎ，Ｎ’−メチレンビスアクリルアミド（ＭＢＡＡ）２×１０-3モル％、アクリルアミド（ＡＡＭ）７０モル％の組成のモノマー２００Ｋｇのの混合物を用いた以外は合成例−１と同様にして試験に供する試料（試料−２）（本発明の凝集剤）を作った。
【００２７】
（合成例−３）
アクリロイロキシエチルトリメチルアンモニウムクロリド（ＡＭＣ）４９．９９９７モル％（表１中に約５０と表す）、アクリル酸（ＡＡＣ）１０モル％、Ｎ，Ｎ’−メチレンビスアクリルアミド（ＭＢＡＡ）３×１０-4モル％、アクリルアミド（ＡＡＭ）４０モル％の組成のモノマー２００Ｋｇの混合物を用いた以外は合成例−１と同様にして試験に供する試料（試料−３）（本発明の凝集剤）を作った。
【００２８】
（合成例−４）
アクリロイロキシエチルトリメチルアンモニウムクロリド（ＡＭＣ）４９．９９８モル％（表１中に約５０と表す）、アクリル酸（ＡＡＣ）１０モル％、Ｎ，Ｎ’−メチレンビスアクリルアミド（ＭＢＡＡ）２×１０-3モル％、アクリルアミド（ＡＡＭ）４０モル％の組成のモノマー２００Ｋｇの混合物を用いた以外は合成例−１と同様にして試験に供する試料（試料−４）（本発明の凝集剤）を作った。
【００２９】
（合成例−５）
アクリロイロキシエチルトリメチルアンモニウムクロリド（ＡＭＣ）４９．９９９７モル％（表１中に約５０と表す）、Ｎ，Ｎ’−メチレンビスアクリルアミド（ＭＢＡＡ）３×１０-4モル％、アクリルアミド（ＡＡＭ）５０モル％の組成のモノマー２００Ｋｇの混合物を用いた以外は合成例−１と同様にして試験に供する試料（試料−５）（本発明の凝集剤）を作った。
【００３０】
（合成例−６）
アクリロイロキシエチルトリメチルアンモニウムクロリド（ＡＭＣ）４９．９９８モル％（表１中に約５０と表す）、Ｎ，Ｎ’−メチレンビスアクリルアミド（ＭＢＡＡ）２×１０-3モル％、アクリルアミド（ＡＡＭ）５０モル％の組成のモノマー２００Ｋｇの混合物を用いた以外は合成例−１と同様にして試験に供する試料（試料−６）（本発明の凝集剤）を作った。
【００３１】
（比較合成例−１）
架橋剤であるＮ，Ｎ’−メチレンビスアクリルアミド（ＭＢＡＡ）を添加することなくアクリロイロキシエチルトリメチルアンモニウムクロリド（ＡＭＣ）２８モル％、アクリル酸（ＡＡＣ）２モル％、アクリルアミド（ＡＡＭ）７０モル％のみの組成のモノマー２００Ｋｇの混合物を用いた以外は合成例−１と同様にして試験に供する試料（試料−７）を作った。
【００３２】
（比較合成例−２）
架橋剤であるＮ，Ｎ’−メチレンビスアクリルアミド（ＭＢＡＡ）を添加することなくアクリロイロキシエチルトリメチルアンモニウムクロリド（ＡＭＣ）５０モル％、アクリル酸（ＡＡＣ）１０モル％、アクリルアミド（ＡＡＭ）４０モル％のみの組成のモノマー２００Ｋｇの混合物を用いた以外は合成例−１と同様にして試験に供する試料（試料−８）を作った。
【００３３】
（比較合成例−３）
架橋剤であるＮ，Ｎ’−メチレンビスアクリルアミド（ＭＢＡＡ）を添加することなくアクリロイロキシエチルトリメチルアンモニウムクロリド（ＡＭＣ）５０モル％、アクリルアミド（ＡＡＭ）５０モル％のみの組成のモノマー２００Ｋｇの混合物を用いた以外は合成例−１と同様にして試験に供する試料（試料−９）を作った。
【００３４】
（比較合成例−４）
連鎖移動剤としてのイソプロピルアルールを添加することなく重合を行った以外は合成例−２と同様に、アクリロイロキシエチルトリメチルアンモニウムクロリド（ＡＭＣ）２７．９９８モル％（表１中に約２８と表す）、アクリル酸（ＡＡＣ）２モル％、Ｎ，Ｎ’−メチレンビスアクリルアミド（ＭＢＡＡ）２×１０-3モル％、アクリルアミド（ＡＡＭ）７０モル％の組成のモノマー２００Ｋｇの混合物をもちいて試験に供する試料（試料−１０）を作った。
【００３５】
（比較合成例−５）
連鎖移動剤としてのイソプロピルアルールを添加することなく重合を行った以外は合成例−４と同様に、アクリロイロキシエチルトリメチルアンモニウムクロリド（ＡＭＣ）４９．９９８モル％（表１中に約５０と表す）、アクリル酸（ＡＡＣ）１０モル％、Ｎ，Ｎ’−メチレンビスアクリルアミド（ＭＢＡＡ）２×１０-3モル％、アクリルアミド（ＡＡＭ）４０モル％の組成のモノマー２００Ｋｇの混合物を用いて試験に供する試料（試料−１１）を作った。
【００３６】
（比較合成例−６）
連鎖移動剤としてのイソプロピルアルールを添加することなく重合を行った以外は合成例−６と同様に、アクリロイロキシエチルトリメチルアンモニウムクロリド（ＡＭＣ）４９．９９８モル％（表１中に約５０と表す）、Ｎ，Ｎ’−メチレンビスアクリルアミド（ＭＢＡＡ）２×１０-3モル％、アクリルアミド（ＡＡＭ）５０モル％の組成のモノマー２００Ｋｇの混合物を用いて試験に供する試料（試料−１２）を作った。
【００３７】
（比較合成例−７）
連鎖移動剤の共存下、アクリロイロキシエチルトリメチルアンモニウムクロリド（ＡＭＣ）２７．９９８モル％（表１中に約２８と表す）、アクリル酸（ＡＡＣ）２モル％、Ｎ，Ｎ’−メチレンビスアクリルアミド（ＭＢＡＡ）２×１０-3モル％、アクリルアミド（ＡＡＭ）７０モル％の組成のモノマー２００Ｋｇの混合物を用いて合成例２におけると同様の逆相乳化重合物を合成し、転相剤であるポリオキシエチレンノニルフェニルエーテルを重合物に後添加することなく、試験に供する試料（試料−１３）を作った。
【００３８】
（比較合成例−８）
連鎖移動剤の共存下、アクリロイロキシエチルトリメチルアンモニウムクロリド（ＡＭＣ）４９．９９８モル％（表１中に約５０と表す）、アクリル酸（ＡＡＣ）１０モル％、Ｎ，Ｎ’−メチレンビスアクリルアミド（ＭＢＡＡ）２×１０-3モル％、アクリルアミド（ＡＡＭ）４０モル％の組成のモノマー２００Ｋｇの混合物を用いて合成例２におけると同様の逆相乳化重合物を合成し、転相剤であるポリオキシエチレンノニルフェニルエーテルを重合物に後添加することなく、試験に供する試料（試料−１４）を作った。
【００３９】
（比較合成例−９）
連鎖移動剤の共存下、アクリロイロキシエチルトリメチルアンモニウムクロリド（ＡＭＣ）４９．９９８モル％（表１中に約５０と表す）、Ｎ，Ｎ’−メチレンビスアクリルアミド（ＭＢＡＡ）２×１０-3モル％、アクリルアミド（ＡＡＭ）５０モル％の組成のモノマー２００Ｋｇの混合物を用いて合成例２におけると同様の逆相乳化重合物を合成し、転相剤であるポリオキシエチレンノニルフェニルエーテルを重合物に後添加することなく、試験に供する試料（試料−１５）を作った。
以上まとめて表１に記載する。
【００４０】
【表１】
【００４１】
（観察結果−１）
エマルジョン状態の試料−１〜試料−６を水道水にて実機スクリュウ式攪拌装置（３００ｒｐｍ）により攪拌下ポリマー濃度０．２重量％になるように希釈し、１時間経過し増粘した液を採取し、顕微鏡にて観察したところ、全て一面に粒径３０μｍ以下（約３μｍ）の粒子が観察され、該希釈液をガラス板に塗布して１０５°Ｃにて加熱乾燥したところ連続状の乾燥膜を形成した。 また、この希釈液をコロイド適定によりイオン当量値を測定したところ、全て理論値の８５％以上のイオン当量値であった。
【００４２】
（観察結果−２）
観察結果−１と同様にエマルジョン状態の試料−７〜試料−９を水道水にて実機攪拌装置により攪拌下ポリマー濃度０．２重量％になるように希釈し１時間経過し増粘した液を採取し、顕微鏡にて観察したところ、全て均一溶液であり粒子は観察されなかった。 該希釈液をガラス板に塗布して１０５°Ｃにて加熱乾燥したところ連続状の乾燥膜を形成した。 また、この希釈液をコロイド適定によりイオン当量値を測定したところ、全て理論値の１００％のイオン当量値であった。
【００４３】
（観察結果−３）
観察結果−１と同様にエマルジョン状態の試料−１０〜試料−１２を水道水にて実機攪拌装置により攪拌下ポリマー濃度０．２重量％になるように希釈し１時間経過し増粘した液を採取し、顕微鏡にて観察したところ、すべて一面に粒径３０μｍ以下（約３μｍ）の粒子が観察され、該希釈液をガラス板に塗布して１０５°Ｃにて加熱乾燥したところ粒状の不連続乾燥膜を形成した。 また、この希釈液をコロイド適定によりイオン当量値を測定したところ、全て理論値の６０％以下のイオン当量値であった。
【００４４】
（観察結果−４）
観察結果−１と同様にエマルジョン状態の試料−１３〜試料−１５を水道水にて実機攪拌装置により攪拌下ポリマー濃度０．２重量％になるように希釈した結果、エマルジョンは水中に分散せず、ゲル状の塊が浮遊し、均一なポリマー希釈液は得られなかった。 これに対しビーカースケールでマグネティックスターラーにより強攪拌をした場合はエマルジョンは水中に分散し、ゲル状の塊が浮遊することなく、均一なポリマー希釈液が得られた。
溶解性不良の為に試料−１３〜試料−１５の効果試験は実施しなかった。
【００４５】
（効果試験１）
観察結果−１〜３にて調製した水希釈液を用いて、膜分離脱窒方式のし尿処理場より発生する膜分離汚泥をフィルタープレスにより脱水した。 試験に供した汚泥の性状は、ＰＨ；７．０，ＳＳ；１４７００ｍｇ／ｌ，強熱減量；６９．６％，電気伝導度８７０ｍＳ／ｍの膜分離混合汚泥であり三次処理はバンド添加である。 この汚泥に対ＳＳ３０％の液体バンドを加え十分混合したのち対ＳＳ１．２％のポリマーを添加攪拌し、フィルタープレスに打ち込み油圧プレスで脱水した結果を表２に示す。
【００４６】
【表２】
【００４７】
（効果試験２）
観察結果−１〜３にて調製した水希釈液を用いて、膜分離方式の厨房排水処理施設より発生する膜分離汚泥をベルトプレス機により脱水した。 試験に供した汚泥の性状は、ＰＨ；７．０，ＳＳ；１２１００ｍｇ／ｌ，強熱減量；７９．８％，電気伝導度８．１ｍＳ／ｍの膜分離余剰汚泥である。 この汚泥に対ＳＳ２０％の液体バンドを加え十分混合したのち対ＳＳ１．２％のポリマーを添加攪拌し、ベルトプレス機にて脱水した結果を表３に示す。
【００４８】
【表３】
【００４９】
【発明の効果】
重合時の連鎖移動剤および架橋剤を欠くと本願発明品よりも脱水効果が劣ることは上記効果試験より明白であり、逆相乳化重合物に転相剤を加えない場合は、凝集剤の現場溶解が不能であるため実用に耐えない。 本願発明の従来品に対する優位性は明らかである。
【表−１】
【表−２】
【表−３】
【発明の属する技術分野】
本発明は架橋した水溶性高分子から成る汚泥脱水剤に関するものであり、本発明の汚泥脱水剤は、限外濾過膜利用のし尿処理場等より発生する膜分離汚泥の脱水に特に有効である。
【０００２】
【従来の技術】
従来の高分子凝集剤の欠点を改良する為に、交叉結合されたカチオン性・アニオン性・ノニオン性の有機高分子組成物（ヨーロッパ特許第０，２０２，７８０号明細書、特開昭６１−２９３５１０号公報、特開昭６４−８５１９９号公報、特開平２−２１９８８７号公報、特開平４−２２６１０２号公報など）が、種々の固液分離に有効であると提案されている。
【０００３】
し尿の処理方式としては、これまで高負荷脱窒素処理方式がとられており、好気性条件におけるアンモニアの酸化および嫌気性条件における還元脱窒を繰り返してアンモニアを除去する方法が主流であり、嫌好気条件下における生化学反応を行う有機汚泥（生物処理汚泥）、および該生物処理水を鉄塩またはアルミニウム塩で凝集処理し脱色脱燐を行う際に発生する凝集汚泥（金属水酸化物）は沈降分離により固液分離が行われていた。
【０００４】
これに対し最近採用されている膜分離脱窒素処理方式では固液分離を限外濾過膜によって行う為に高濃度の生物処理汚泥を使用する事ができる。 しかしながら限外濾過膜により固液分離を行った汚泥は多量のコロイド状溶解物質を含み、有機高分子凝集剤による処理汚泥が粘着性に富み、脱水性が悪い特徴が有った。即ちベルトフィルターやフィルタープレス等の濾過脱水を行うとケーキの剥離が悪く濾布に付着し、デカンターにて遠心脱水すると含水率が高く塊状のケーキを排出し燃焼性が悪い欠点が有った。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来公知の両性高分子あるいはカチオン性高分子は性能上不満足である。 特に膜分離脱窒素処理方式より発生するし尿の処理汚泥を効率よく脱水する方法は知られていなかった。
【０００６】
本発明の請求項１の発明は、下記式（１）で表される水溶性カチオン性ビニル単量体またはその混合物を含有する単量体を連鎖移動剤の存在下に逆相乳化重合を行って得た重合物と親水性界面活性剤の混合物であり、汚泥に添加する濃度まで水で希釈した状態で、粒系３０μｍ以下の粒子が顕微鏡にて観察され、該希釈液をガラス板に塗布して１０５°Ｃにて加熱乾燥したときに連続状の乾燥膜を形成する性質を有し、かつコロイド適定によるイオン当量値が理論値の８５％以上測定されることを特徴とする膜分離汚泥の脱水剤である。
【化１】
【０００７】
本発明の請求項２の発明は、（Ａ）全単量体中５〜９９．９９９９モル％の下記式（１）で表される水溶性カチオン性ビニル単量体またはその混合物、（Ｂ）全単量体中０．０００１〜０．０１モル％の２官能性単量体、（Ｃ）全単量体中０〜３０モル％の水溶性アニオン性ビニル単量体またはその混合物、（Ｄ）ノニオン性水溶性単量体、（Ｅ）連鎖移動剤、（Ｆ）水、（Ｇ）少なくとも１種類の炭化水素から成る油状物および（Ｈ）逆相エマルジョンすなわち油中水型エマルジョンを生成するに有効な量とＨＬＢである少なくとも１種類の界面活性剤を用意し、上記（Ａ）〜（Ｈ）成分を適時混合強攪拌し、油相中に微細単量体相液滴を形成させた後に重合操作を行い、親水性界面活性剤を混合し、水により希釈して使用することを特徴とする膜分離汚泥の脱水剤の製造方法である。
【化５】
【０００８】
本発明の請求項３の発明は、（Ａ）全単量体中５〜９７．９９９９モル％の下記式（１）で表される水溶性カチオン性ビニル単量体またはその混合物、（Ｂ）全単量体中０．０００１〜０．０１モル％の２官能性単量体、（Ｃ）全単量体中２〜３０モル％の水溶性アニオン性ビニル単量体またはその混合物、（Ｄ）ノニオン性水溶性単量体、（Ｅ）連鎖移動剤、（Ｆ）水、（Ｇ）少なくとも１種類の炭化水素から成る油状物および（Ｈ）逆相エマルジョンすなわち油中水型エマルジョンを生成するに有効な量とＨＬＢである少なくとも１種類の界面活性剤を用意し、上記（Ａ）〜（Ｈ）成分を適時混合強攪拌し、油相中に微細単量体相液滴を形成させた後に重合操作を行い、親水性界面活性剤を混合し、水により希釈して使用することを特徴とする請求項２に記載の膜分離汚泥の脱水剤の製造方法である。
【化６】
【０００９】
本発明の請求項４の発明は、ノニオン性水溶性単量体が（メタ）アクリルアミドであることを特徴とする請求項２ないし請求項３のいずれか１項に記載の膜分離汚泥の脱水剤の製造方法である。
【００１０】
本発明の請求項５の発明は、 水溶性アニオン性ビニル単量体が（メタ）アクリル酸であることを特徴とする請求項２ないし請求項３のいずれか１項に記載の膜分離汚泥の脱水剤の製造方法である。
【００１１】
本発明の請求項６の発明は、２官能性単量体がＮ，Ｎ−メチレンビスアクリルアミドあるいは２ヒドロキシプロピリデン１，３ビス〔（Ｎアクリロイルアミノプロピル）Ｎ，Ｎジメチルアンモニウムクロリド〕であることを特徴とする請求項２ないし請求項３のいずれか１項に記載の膜分離汚泥の脱水剤の製造方法である。
【００１２】
本発明の請求項７の発明は、 親水性界面活性剤がＨＬＢ９〜１５のノニオン性界面活性剤であることを特徴とする請求項２ないし請求項３のいずれか１項に記載の膜分離汚泥の脱水剤の製造方法である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明に用いられる前記式（１）で表される（Ａ）成分の水溶性カチオン性ビニル単量体の具体例としては、ジアルキルアミノアルキル（メタ）アクリレートの三級塩および四級アンモニウム塩、ジアルキルアミノアルキル（メタ）アクリルアミドの三級塩および四級アンモニウム塩、ジアルキルアミノヒドロキシアルキル（メタ）アクリレートの三級塩および四級アンモニウム塩、ジアルキルアミノヒドロキシアルキル（メタ）アクリルアミドの三級塩および四級アンモニウム塩あるいはこれらの混合物から選ばれる一種を挙げる事ができる。 これらの中でもアクリロイロキシエチルトリメチルアンモニウムクロリド、メタクリロイロキシエチルトリメチルアンモニウムクロリド、ジメチルアミノプロピルアクリルアミド塩酸塩あるいはこれらの混合物から選ばれる一種が好ましく用いられる。
【００１４】
本発明に用いられる（Ｂ）成分の２官能性単量体の具体例としては２ヒドロキシプロピリデン１，３ビス〔（Ｎアクリロイルアミノプロピル）Ｎ，Ｎジメチルアンモニウムクロリド〕、Ｎ，Ｎ’−メチレンビスアクリルアミド、Ｎ，Ｎ’−メチレンビスメタクリルアミド、ジビニルベンゼンなどのジビニル化合物、メチロールアクリルアミド、メチロールメタクリルアミドなどのビニル系メチロール化合物、アクロレインなどのビニル系アルデヒド化合物あるいはこれらの混合物が挙げられるが、これらの中でもＮ，Ｎ’−メチレンビスアクリルアミドは好ましく使用できる。
【００１５】
本発明に用いられる（Ｃ）成分の水溶性アニオン性ビニル単量体の具体例としては、（メタ）アクリル酸、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸、ビニルスルホン酸、スチレンスルホン酸、イタコン酸、マレイン酸、フマール酸、アリールスルホン酸およびその塩あるいはこれらの混合物が挙げられるが、これらの中でもアクリル酸が最も好ましく使用できる。
【００１６】
本発明に用いられる（Ｄ）成分の水溶性ノニオン性ビニル単量体の具体例としては、（メタ）アクリルアミド、ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテルあるいはこれらの混合物が挙げられるが、これらの中でもアクリルアミドが最も好ましく使用できる。
【００１７】
本発明に用いられる（Ｅ）成分の連鎖移動剤の具体例としては、アルコール、メルカプタン、ホスファイト、サルファイトあるいはこれらの混合物が挙げられ。 これら連鎖移動剤の添加量は、有機高分子凝集剤を汚泥に添加する濃度まで水で希釈した状態で、粒系３０μｍ以下の粒子が顕微鏡にて観察され、該希釈液をガラス板に塗布して１０５°Ｃにて加熱乾燥したときに連続状の乾燥膜を形成する性質を有する様に選ばれる。
【００１８】
本発明に用いられる（Ｇ）成分である少なくとも１種類の炭化水素から成る油状物の具体例としては、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挙げられる。
【００１９】
本発明に用いられる（Ｈ）成分である界面活性剤はＨＬＢ３〜６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ート、ソルビタンモノステアレート、ソルビタンモノパルミテートなどを挙げる事ができる。
【００２０】
本発明において油中水型エマルジョン重合により得られた重合物と混合される親水性界面活性剤としてはカチオン性界面活性剤あるいはＨＬＢ９〜１５のノニオン性界面活性剤が用いられ、好ましくはＨＬＢ１０〜１４のノニオン性界面活性剤が用いられる。 好ましいノニオン性界面活性剤の代表例としては例えばポリオキシエチレンノニルフェニルエーテルを挙げる事ができる。
【００２１】
本発明に用いられる（Ｂ）成分の２官能性単量体の重合性単量体全量に対する割合は０．０００１〜０．０１モル％、好ましくは０．０００２〜０．００３モル％の範囲で共重合する事が望ましい。 ０．０００１モル％未満では十分な網目構造が得られず優れた脱水性能が得られない。 また０．０１モル％を超えた量では水不溶性の重合体と成り、汚泥に添加混合しても脱水性良好なフロックが得られない。
【００２２】
本発明に係る高分子は本質的に公知の重合法により共重合する事ができる。
例えば重合性ビニル単量体と連鎖移動剤を含む水溶液と、ＨＬＢが３〜６であるノニオン性界面活性剤を含む有機分散媒とを混合し乳化させた後、ラジカル重合開始剤の存在下、温度３０〜８０°Ｃで重合させ油中水型カチオン性重合体エマルジョンを製造する方法が特開昭６１−２３６２５０号公報に記載されているが、この方法を適用して単量体組成を代える事により本発明の油中水型エマルジョンを合成する事ができる。 この油中水型エマルジョンに親水性界面活性剤を添加して水に混合し、水中油型エマルジョンに転相し、脱水剤として使用する。
溶解後の汚泥への添加条件は、通常の高分子凝集剤と異なる点は無い。
【００２３】
本発明の汚泥の処理方法は、し尿の膜分離汚泥の前処理として無機凝集剤を添加混合した後に、請求項１に記載の汚泥脱水剤の水による希釈液を添加し、攪拌を加えて膜分離汚泥を凝集させ、脱水機にて凝集汚泥を脱水することができる。ここに言う無機凝集剤とは硫酸アルミニウム、塩化アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム、ポリ硫酸鉄、塩化第二鉄およびこれらの混合物から選ばれる一種である。 無機凝集剤の添加量は汚泥ＳＳ（懸濁物）あたり１０〜１００重量％添加し、必要によりＰＨ調整を行う。 本発明における脱水機はベルトプレス・フィルタープレス・デカンター等の公知の汚泥脱水機を選定することができる。
【００２４】
【実施例】
次に実施例によって、本発明を具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例に制約されるものではない。
【００２５】
（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１２０．０Ｋｇおよびソルビタンモノオレート７．５Ｋｇを仕込んだ。 脱塩水１６５Ｋｇおよびアクリロイロキシエチルトリメチルアンモニウムクロリド（ＡＭＣ）２７．９９９７モル％（表１中に約２８と表す）、アクリル酸（ＡＡＣ）２モル％、Ｎ，Ｎ’−メチレンビスアクリルアミド（ＭＢＡＡ）３×１０-4モル％、アクリルアミド（ＡＡＭ）７０モル％の組成のモノマー２００Ｋｇの混合物を添加し、ホモジナイザーにて攪拌乳化した。 得られたエマルジョンにイソプロピルアルコール２００ｇを加え窒素置換の後、ジメチルアゾビスイソブチレート４０ｇを加え、温度５０°Ｃに制御しながら重合反応を完結させ、その後ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル７．５Ｋｇを添加混合して試験に供する試料（試料−１）（本発明の凝集剤）とした。
【００２６】
（合成例−２）
アクリロイロキシエチルトリメチルアンモニウムクロリド（ＡＭＣ）２７．９９８モル％（表１中に約２８と表す）、アクリル酸（ＡＡＣ）２モル％、Ｎ，Ｎ’−メチレンビスアクリルアミド（ＭＢＡＡ）２×１０-3モル％、アクリルアミド（ＡＡＭ）７０モル％の組成のモノマー２００Ｋｇのの混合物を用いた以外は合成例−１と同様にして試験に供する試料（試料−２）（本発明の凝集剤）を作った。
【００２７】
（合成例−３）
アクリロイロキシエチルトリメチルアンモニウムクロリド（ＡＭＣ）４９．９９９７モル％（表１中に約５０と表す）、アクリル酸（ＡＡＣ）１０モル％、Ｎ，Ｎ’−メチレンビスアクリルアミド（ＭＢＡＡ）３×１０-4モル％、アクリルアミド（ＡＡＭ）４０モル％の組成のモノマー２００Ｋｇの混合物を用いた以外は合成例−１と同様にして試験に供する試料（試料−３）（本発明の凝集剤）を作った。
【００２８】
（合成例−４）
アクリロイロキシエチルトリメチルアンモニウムクロリド（ＡＭＣ）４９．９９８モル％（表１中に約５０と表す）、アクリル酸（ＡＡＣ）１０モル％、Ｎ，Ｎ’−メチレンビスアクリルアミド（ＭＢＡＡ）２×１０-3モル％、アクリルアミド（ＡＡＭ）４０モル％の組成のモノマー２００Ｋｇの混合物を用いた以外は合成例−１と同様にして試験に供する試料（試料−４）（本発明の凝集剤）を作った。
【００２９】
（合成例−５）
アクリロイロキシエチルトリメチルアンモニウムクロリド（ＡＭＣ）４９．９９９７モル％（表１中に約５０と表す）、Ｎ，Ｎ’−メチレンビスアクリルアミド（ＭＢＡＡ）３×１０-4モル％、アクリルアミド（ＡＡＭ）５０モル％の組成のモノマー２００Ｋｇの混合物を用いた以外は合成例−１と同様にして試験に供する試料（試料−５）（本発明の凝集剤）を作った。
【００３０】
（合成例−６）
アクリロイロキシエチルトリメチルアンモニウムクロリド（ＡＭＣ）４９．９９８モル％（表１中に約５０と表す）、Ｎ，Ｎ’−メチレンビスアクリルアミド（ＭＢＡＡ）２×１０-3モル％、アクリルアミド（ＡＡＭ）５０モル％の組成のモノマー２００Ｋｇの混合物を用いた以外は合成例−１と同様にして試験に供する試料（試料−６）（本発明の凝集剤）を作った。
【００３１】
（比較合成例−１）
架橋剤であるＮ，Ｎ’−メチレンビスアクリルアミド（ＭＢＡＡ）を添加することなくアクリロイロキシエチルトリメチルアンモニウムクロリド（ＡＭＣ）２８モル％、アクリル酸（ＡＡＣ）２モル％、アクリルアミド（ＡＡＭ）７０モル％のみの組成のモノマー２００Ｋｇの混合物を用いた以外は合成例−１と同様にして試験に供する試料（試料−７）を作った。
【００３２】
（比較合成例−２）
架橋剤であるＮ，Ｎ’−メチレンビスアクリルアミド（ＭＢＡＡ）を添加することなくアクリロイロキシエチルトリメチルアンモニウムクロリド（ＡＭＣ）５０モル％、アクリル酸（ＡＡＣ）１０モル％、アクリルアミド（ＡＡＭ）４０モル％のみの組成のモノマー２００Ｋｇの混合物を用いた以外は合成例−１と同様にして試験に供する試料（試料−８）を作った。
【００３３】
（比較合成例−３）
架橋剤であるＮ，Ｎ’−メチレンビスアクリルアミド（ＭＢＡＡ）を添加することなくアクリロイロキシエチルトリメチルアンモニウムクロリド（ＡＭＣ）５０モル％、アクリルアミド（ＡＡＭ）５０モル％のみの組成のモノマー２００Ｋｇの混合物を用いた以外は合成例−１と同様にして試験に供する試料（試料−９）を作った。
【００３４】
（比較合成例−４）
連鎖移動剤としてのイソプロピルアルールを添加することなく重合を行った以外は合成例−２と同様に、アクリロイロキシエチルトリメチルアンモニウムクロリド（ＡＭＣ）２７．９９８モル％（表１中に約２８と表す）、アクリル酸（ＡＡＣ）２モル％、Ｎ，Ｎ’−メチレンビスアクリルアミド（ＭＢＡＡ）２×１０-3モル％、アクリルアミド（ＡＡＭ）７０モル％の組成のモノマー２００Ｋｇの混合物をもちいて試験に供する試料（試料−１０）を作った。
【００３５】
（比較合成例−５）
連鎖移動剤としてのイソプロピルアルールを添加することなく重合を行った以外は合成例−４と同様に、アクリロイロキシエチルトリメチルアンモニウムクロリド（ＡＭＣ）４９．９９８モル％（表１中に約５０と表す）、アクリル酸（ＡＡＣ）１０モル％、Ｎ，Ｎ’−メチレンビスアクリルアミド（ＭＢＡＡ）２×１０-3モル％、アクリルアミド（ＡＡＭ）４０モル％の組成のモノマー２００Ｋｇの混合物を用いて試験に供する試料（試料−１１）を作った。
【００３６】
（比較合成例−６）
連鎖移動剤としてのイソプロピルアルールを添加することなく重合を行った以外は合成例−６と同様に、アクリロイロキシエチルトリメチルアンモニウムクロリド（ＡＭＣ）４９．９９８モル％（表１中に約５０と表す）、Ｎ，Ｎ’−メチレンビスアクリルアミド（ＭＢＡＡ）２×１０-3モル％、アクリルアミド（ＡＡＭ）５０モル％の組成のモノマー２００Ｋｇの混合物を用いて試験に供する試料（試料−１２）を作った。
【００３７】
（比較合成例−７）
連鎖移動剤の共存下、アクリロイロキシエチルトリメチルアンモニウムクロリド（ＡＭＣ）２７．９９８モル％（表１中に約２８と表す）、アクリル酸（ＡＡＣ）２モル％、Ｎ，Ｎ’−メチレンビスアクリルアミド（ＭＢＡＡ）２×１０-3モル％、アクリルアミド（ＡＡＭ）７０モル％の組成のモノマー２００Ｋｇの混合物を用いて合成例２におけると同様の逆相乳化重合物を合成し、転相剤であるポリオキシエチレンノニルフェニルエーテルを重合物に後添加することなく、試験に供する試料（試料−１３）を作った。
【００３８】
（比較合成例−８）
連鎖移動剤の共存下、アクリロイロキシエチルトリメチルアンモニウムクロリド（ＡＭＣ）４９．９９８モル％（表１中に約５０と表す）、アクリル酸（ＡＡＣ）１０モル％、Ｎ，Ｎ’−メチレンビスアクリルアミド（ＭＢＡＡ）２×１０-3モル％、アクリルアミド（ＡＡＭ）４０モル％の組成のモノマー２００Ｋｇの混合物を用いて合成例２におけると同様の逆相乳化重合物を合成し、転相剤であるポリオキシエチレンノニルフェニルエーテルを重合物に後添加することなく、試験に供する試料（試料−１４）を作った。
【００３９】
（比較合成例−９）
連鎖移動剤の共存下、アクリロイロキシエチルトリメチルアンモニウムクロリド（ＡＭＣ）４９．９９８モル％（表１中に約５０と表す）、Ｎ，Ｎ’−メチレンビスアクリルアミド（ＭＢＡＡ）２×１０-3モル％、アクリルアミド（ＡＡＭ）５０モル％の組成のモノマー２００Ｋｇの混合物を用いて合成例２におけると同様の逆相乳化重合物を合成し、転相剤であるポリオキシエチレンノニルフェニルエーテルを重合物に後添加することなく、試験に供する試料（試料−１５）を作った。
以上まとめて表１に記載する。
【００４０】
【表１】
【００４１】
（観察結果−１）
エマルジョン状態の試料−１〜試料−６を水道水にて実機スクリュウ式攪拌装置（３００ｒｐｍ）により攪拌下ポリマー濃度０．２重量％になるように希釈し、１時間経過し増粘した液を採取し、顕微鏡にて観察したところ、全て一面に粒径３０μｍ以下（約３μｍ）の粒子が観察され、該希釈液をガラス板に塗布して１０５°Ｃにて加熱乾燥したところ連続状の乾燥膜を形成した。 また、この希釈液をコロイド適定によりイオン当量値を測定したところ、全て理論値の８５％以上のイオン当量値であった。
【００４２】
（観察結果−２）
観察結果−１と同様にエマルジョン状態の試料−７〜試料−９を水道水にて実機攪拌装置により攪拌下ポリマー濃度０．２重量％になるように希釈し１時間経過し増粘した液を採取し、顕微鏡にて観察したところ、全て均一溶液であり粒子は観察されなかった。 該希釈液をガラス板に塗布して１０５°Ｃにて加熱乾燥したところ連続状の乾燥膜を形成した。 また、この希釈液をコロイド適定によりイオン当量値を測定したところ、全て理論値の１００％のイオン当量値であった。
【００４３】
（観察結果−３）
観察結果−１と同様にエマルジョン状態の試料−１０〜試料−１２を水道水にて実機攪拌装置により攪拌下ポリマー濃度０．２重量％になるように希釈し１時間経過し増粘した液を採取し、顕微鏡にて観察したところ、すべて一面に粒径３０μｍ以下（約３μｍ）の粒子が観察され、該希釈液をガラス板に塗布して１０５°Ｃにて加熱乾燥したところ粒状の不連続乾燥膜を形成した。 また、この希釈液をコロイド適定によりイオン当量値を測定したところ、全て理論値の６０％以下のイオン当量値であった。
【００４４】
（観察結果−４）
観察結果−１と同様にエマルジョン状態の試料−１３〜試料−１５を水道水にて実機攪拌装置により攪拌下ポリマー濃度０．２重量％になるように希釈した結果、エマルジョンは水中に分散せず、ゲル状の塊が浮遊し、均一なポリマー希釈液は得られなかった。 これに対しビーカースケールでマグネティックスターラーにより強攪拌をした場合はエマルジョンは水中に分散し、ゲル状の塊が浮遊することなく、均一なポリマー希釈液が得られた。
溶解性不良の為に試料−１３〜試料−１５の効果試験は実施しなかった。
【００４５】
（効果試験１）
観察結果−１〜３にて調製した水希釈液を用いて、膜分離脱窒方式のし尿処理場より発生する膜分離汚泥をフィルタープレスにより脱水した。 試験に供した汚泥の性状は、ＰＨ；７．０，ＳＳ；１４７００ｍｇ／ｌ，強熱減量；６９．６％，電気伝導度８７０ｍＳ／ｍの膜分離混合汚泥であり三次処理はバンド添加である。 この汚泥に対ＳＳ３０％の液体バンドを加え十分混合したのち対ＳＳ１．２％のポリマーを添加攪拌し、フィルタープレスに打ち込み油圧プレスで脱水した結果を表２に示す。
【００４６】
【表２】
【００４７】
（効果試験２）
観察結果−１〜３にて調製した水希釈液を用いて、膜分離方式の厨房排水処理施設より発生する膜分離汚泥をベルトプレス機により脱水した。 試験に供した汚泥の性状は、ＰＨ；７．０，ＳＳ；１２１００ｍｇ／ｌ，強熱減量；７９．８％，電気伝導度８．１ｍＳ／ｍの膜分離余剰汚泥である。 この汚泥に対ＳＳ２０％の液体バンドを加え十分混合したのち対ＳＳ１．２％のポリマーを添加攪拌し、ベルトプレス機にて脱水した結果を表３に示す。
【００４８】
【表３】
【００４９】
【発明の効果】
重合時の連鎖移動剤および架橋剤を欠くと本願発明品よりも脱水効果が劣ることは上記効果試験より明白であり、逆相乳化重合物に転相剤を加えない場合は、凝集剤の現場溶解が不能であるため実用に耐えない。 本願発明の従来品に対する優位性は明らかである。
【表−１】
Claims (7)
- 下記式（１）で表される水溶性カチオン性ビニル単量体またはその混合物を含有する単量体を連鎖移動剤の存在下に逆相乳化重合を行って得た重合物と親水性界面活性剤の混合物であり、汚泥に添加する濃度まで水で希釈した状態で、粒系３０μｍ以下の粒子が顕微鏡にて観察され、該希釈液をガラス板に塗布して１０５°Ｃにて加熱乾燥したときに連続状の乾燥膜を形成する性質を有し、かつコロイド適定によるイオン当量値が理論値の８５％以上測定されることを特徴とする膜分離汚泥の脱水剤。
- （Ａ）全単量体中５〜９９．９９９９モル％の下記式（１）で表される水溶性カチオン性ビニル単量体またはその混合物、（Ｂ）全単量体中０．０００１〜０．０１モル％の２官能性単量体、（Ｃ）全単量体中０〜３０モル％の水溶性アニオン性ビニル単量体またはその混合物、（Ｄ）ノニオン性水溶性単量体、（Ｅ）連鎖移動剤、（Ｆ）水、（Ｇ）少なくとも１種類の炭化水素から成る油状物および（Ｈ）逆相エマルジョンすなわち油中水型エマルジョンを生成するに有効な量とＨＬＢである少なくとも１種類の界面活性剤を用意し、上記（Ａ）〜（Ｈ）成分を適時混合強攪拌し、油相中に微細単量体相液滴を形成させた後に重合操作を行い、親水性界面活性剤を混合し、水により希釈して使用することを特徴とする膜分離汚泥の脱水剤の製造方法。
- （Ａ）全単量体中５〜９７．９９９９モル％の下記式（１）で表される水溶性カチオン性ビニル単量体またはその混合物、（Ｂ）全単量体中０．０００１〜０．０１モル％の２官能性単量体、（Ｃ）全単量体中２〜３０モル％の水溶性アニオン性ビニル単量体またはその混合物、（Ｄ）ノニオン性水溶性単量体、（Ｅ）連鎖移動剤、（Ｆ）水、（Ｇ）少なくとも１種類の炭化水素から成る油状物および（Ｈ）逆相エマルジョンすなわち油中水型エマルジョンを生成するに有効な量とＨＬＢである少なくとも１種類の界面活性剤を用意し、上記（Ａ）〜（Ｈ）成分を適時混合強攪拌し、油相中に微細単量体相液滴を形成させた後に重合操作を行い、親水性界面活性剤を混合し、水により希釈して使用することを特徴とする請求項２に記載の膜分離汚泥の脱水剤の製造方法。
- ノニオン性水溶性単量体が（メタ）アクリルアミドであることを特徴とする請求項２ないし請求項３のいずれか１項に記載の膜分離汚泥の脱水剤の製造方法。
- 水溶性アニオン性ビニル単量体が（メタ）アクリル酸であることを特徴とする請求項２ないし請求項３のいずれか１項に記載の膜分離汚泥の脱水剤の製造方法。
- ２官能性単量体がＮ，Ｎ−メチレンビスアクリルアミドあるいは２ヒドロキシプロピリデン１，３ビス〔（Ｎアクリロイルアミノプロピル）Ｎ，Ｎジメチルアンモニウムクロリド〕であることを特徴とする請求項２ないし請求項３のいずれか１項に記載の膜分離汚泥の脱水剤の製造方法。
- 親水性界面活性剤がＨＬＢ９〜１５のノニオン性界面活性剤であることを特徴とする請求項２ないし請求項３のいずれか１項に記載の膜分離汚泥の脱水剤の製造方法。
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1997
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