JP4201419B2

JP4201419B2 - 汚泥脱水剤

Info

Publication number: JP4201419B2
Application number: JP02231699A
Authority: JP
Inventors: 益造町田; 浩伸橋本; 幸雄豊田
Original assignee: 三井化学アクアポリマー株式会社
Priority date: 1999-01-29
Filing date: 1999-01-29
Publication date: 2008-12-24
Anticipated expiration: 2019-01-29
Also published as: JP2000218297A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は汚泥脱水剤、特に下水、し尿処理場および各種産業排水の生物性汚泥およびその他汚泥との混合汚泥を脱水処理するのに適した汚泥脱水剤に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、下水、し尿処理場および各種産業排水の生物性汚泥の余剰汚泥は、主としてカチオン性高分子凝集剤を添加して、遠心脱水機、ベルトプレス脱水機、スクリュウプレス脱水機等で脱水して処理されている。また、近年、汚泥の脱水性を向上するために、架橋性を有する多官能性単量体の存在下、逆相乳化重合法により得られた、カチオン性高分子凝集剤が特開昭６４−８５１９９や特開平２−２１９８８７に提案されている。
【０００３】
上記カチオン性高分子凝集剤は特開平７−３１３９９７に記載されているように単独、或いは特開平７−３１３９９９に記載されているように無機凝結剤と併用した場合、従来のカチオン性高分子凝集剤単独に比べ凝集性や脱水性は改善されるが、難脱水性の汚泥が発生するオキシデーションデッチ法を使用した場合や機械脱水における高負荷運転した場合等の難脱水条件の場合には、汚泥の処理量を上げることが困難であり、上げられる場合でもかなり多くの高分子凝集剤の添加が必要で経済性を損なう問題があり、凝集性能の一層の向上が望まれていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、汚泥の脱水性を高めることにより、より少ない添加量において、単位時間当たりの汚泥処理量を向上させる経済性良好なる汚泥脱水剤を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者はこれらの課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、特定の溶液粘度を有するカチオン性高分子と特定の両性高分子の混合物からなる汚泥脱水剤が極めて優れた汚泥脱水効果が発現することを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００６】
すなわち、本発明の第１は、１Ｍ−塩化ナトリウム中でその０．１重量％溶解液の溶液粘度が４．０ｍＰａ・ｓ以上であるカチオン性高分子（Ａ）と、カチオン性単量体、酸基の３〜３０モル％がアルカリにより中和されてなるアニオン性単量体及び（メタ）アクリルアミドを重合して得られる両性高分子（Ｂ）を１０〜９０：９０〜１０、好ましくは２０〜８０：８０〜２０の重量比で混合してなる汚泥脱水剤である。
【０００７】
本発明の第２は、上記カチオン性高分子（Ａ）と、カチオン性単量体、アニオン性単量体、（メタ）アクリルアミド及びこれらの全単量体重量に対して３〜３０ｐｐｍの多官能性単量体を重合して得られる両性高分子（Ｃ）を１０〜９０：９０〜１０、好ましくは２０〜８０：８０〜２０の重量比で混合してなる汚泥脱水剤である。
【０００８】
本発明の第３は、カチオン性高分子（Ａ）と、両性高分子（Ｂ）及び両性高分子（Ｃ）の混合物（Ｄ）を１０〜９０：９０〜１０、好ましくは２０〜８０：８０〜２０の重量比で混合してなる汚泥脱水剤である。
【０００９】
【発明の実態の形態】
上記の如く、本発明の汚泥脱水剤はカチオン性高分子（Ａ）と両性高分子（Ｂ）および／または（Ｃ）の混合物よりなる。
本発明のカチオン性高分子（Ａ）は、カチオン性単量体の単独重合体もしくはカチオン性単量体とノニオン性単量体の共重合体である。カチオン性単量体としては、特に限定されないが、４級アンモニウム基および／または３級アミノ基を有するビニル単量体等であり、例えばジメチルアミノエチルメタクリレート、ジメチルアミノエチルアクリレート、又はこれらの塩酸塩、硫酸塩、メチルクロライド第４級塩、ジメチル硫酸第４級塩、およびベンジルクロライド第４級塩等があり、これらの１種または２種以上を使用することができる。ノニオン性単量体としては、特に限定されないが、例えば（メタ）アクリルアミド、（メタ）アクリロニトリル、メチル（メタ）アクリレート、およびヒドロキシエチル（メタ）アクリレート等があり、これらの１種または２種以上を使用することができる。
【００１０】
カチオン性高分子（Ａ）に使用されるカチオン性単量体とノニオン性単量体のモル比は、好ましくは１５〜１００：０〜８５である。また、カチオン性高分子（Ａ）は、１Ｍ−塩化ナトリウム中に０．１重量％溶解液とした時、ＢＬ粘度計のＢＬアダプターで測定される溶液粘度が４．０ｍＰａ・ｓ以上、好ましくは４．５ｍＰａ・ｓ以上７．０ｍＰａ・ｓ以下である。溶液粘度が４．０ｍＰａ・ｓ未満の場合には目的とする汚泥の脱水性が改良された汚泥脱水剤が得られない。
【００１１】
両性高分子（Ｂ）は、アニオン性単量体とカチオン性単量体および（メタ）アクリルアミドを水溶液中で共重合することにより得られる。アニオン性単量体としては、特に限定されないが、例えばアクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、およびシトラコン酸等があり、これらの１種もしくは２種以上を使用することができる。中でもアクリル酸及び／又はメタクリル酸の使用が好ましい。両性高分子（Ｂ）の合成に際し、アニオン性単量体の酸基の３〜３０モル％をアルカリにより中和して使用することが本発明上必須である。酸基の中和が３モル％未満もしくは３０％超の場合には好ましい汚泥脱水剤が得られない。中和に使用するアルカリは特に限定されないが、例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の金属水酸化物、水酸化アンモニウム等が挙げられる。カチオン性単量体としては、前記のカチオン性高分子（Ａ）に使用する単量体の１種もしくは２種以上を使用できる。
【００１２】
また、両性高分子（Ｂ）に使用される共重合性単量体の比率は、モル比でアニオン性単量体：カチオン性単量体：（メタ）アクリルアミド＝５〜３０：１０〜６０：１０〜８５が好ましく、アニオン性単量体１モルに対しカチオン性単量体は１．５〜６．０モルで使用することが好ましい。また、必要に応じて他のノニオン性単量体、例えば（メタ）アクリロニトリル、メチル（メタ）アクリレート、およびヒドロキシエチル（メタ）アクリレート等を使用してもよい。
【００１３】
両性高分子（Ｃ）は、例えばアニオン性単量体、カチオン性単量体、（メタ）アクリルアミド及びこれらの全単量体重量に対し３〜３０ｐｐｍの多官能性単量体を水溶液中で混合した後、共重合することにより得られる。多官能性単量体が３ｐｐｍ未満もしくは３０ｐｐｍ超の場合には目的とする汚泥脱水剤が得られない。
【００１４】
両性高分子（Ｃ）に使用するアニオン性単量体、カチオン性単量体は前記両性高分子（Ｂ）の場合と同様であるが、アニオン性単量体の酸基のアルカリによる中和は必須ではない。多官能性単量体としては、例えばＮ，Ｎーメチレンビス（メタ）アクリルアミド、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジビニルベンゼンなどのジビニル化合物、メチロール（メタ）ア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、メチル（メタ）アクリルアミドグリコレートメチルエーテル等のビニル系エーテル化合物等が挙げられる。また、両性高分子（Ｃ）におけるアニオン性単量体、カチオン性単量体及び（メタ）アクリルアミドの使用比率は両性高分子（Ｂ）の合成の場合と同様である。また、必要に応じて他のノニオン性単量体、例えば（メタ）アクリロニトリル、メチル（メタ）アクリレート、又はヒドロキシエチル（メタ）アクリレート等を使用してもよい。
【００１５】
カチオン性高分子（Ａ）、両性高分子（Ｂ）及び両性高分子（Ｃ）は、例えば１種または２種以上の疎水性液体からなる油相、必要な単量体を含む水相、および油中水型エマルションを生成させるのに有効な界面活性剤を混合した後、重合開始剤を添加し、これらの共重合性単量体を重合することにより、分散層である高分子物質を含む水層粒子の数平均粒径が未膨潤の状態で０．１μｍ〜１０μｍである油中水系エマルションとして得ることができる。界面活性剤としては、例えばソルビタンモノオレエートのようなソルビタンエステル系、グリコールモノオレエートのような脂肪酸エステル系などを、モノマーと水の合計重量に対し例えば０．５〜１０％、好ましくは１〜５％用いることができる。合成に際し、必要に応じ連鎖移動剤やキレート剤を添加する。油中水系エマルションの重合方法は特開昭６３−９０５１０号や特開昭６３−２３２８８８号に開示されている。
【００１６】
また、カチオン性高分子（Ａ）、両性高分子（Ｂ）および両性高分子（Ｃ）は、水層のみの中で共重合することにより水溶液として得ることもできる。さらに、これらの高分子はそれぞれ、油層や水層の溶剤を除去し、粉砕することにより粉末として得ることもできる。これらの高分子は分子量が大きいので、これらの水溶液は油中水系エマルションとして得る場合に比べて粘性が高く、濃度を低下させて稀薄溶液として取扱うのが好ましい。また、粉体として得る場合は、水に溶解して使用しなければならい。この点でこれらの高分子は油中水系エマルションとして得られたものが好ましいが、水溶液や粉末として得られた高分子を使用した場合も本発明の範囲に含まれる。
【００１７】
各高分子を混合して本発明の汚泥脱水剤として使用する場合、これらの高分子の混合比率は、重量比でカチオン性高分子（Ａ）：両性高分子（Ｂ）及び／又は両性高分子（Ｃ）＝１０〜９０：９０〜１０、好ましくは２０〜８０：８０〜２０である。カチオン性高分子（Ａ）ないしは両性高分子（Ｂ）及び／又は両性高分子（Ｃ）のいずれか一方の混合比率が重量比で１０％未満の場合には目標とする汚泥脱水効果は不十分となる傾向にある。
【００１８】
カチオン性高分子（Ａ）、両性高分子（Ｂ）および両性高分子（Ｃ）をそれぞれ油中水系エマルションによる方法で得る場合、分散層である高分子物質の数平均粒子径は未膨潤の状態で０．１μｍ〜１０μｍ、好ましくは０．８〜５μｍである。高分子物質の粒子径が０．１μｍ未満では目標とする汚泥脱水効果が不十分となる傾向にあり、１０μｍ超ではエマルションの安定性が低下し凝集沈殿を生じ実用に適さなくなる傾向にある。
【００１９】
油中水系エマルションによる方法で得られるカチオン性高分子（Ａ）、両性高分子（Ｂ）および両性高分子（Ｃ）を混合使用する場合、例えば各々の油中水系エマルションを所望の比率で混合した後、水中へ投入し、水溶液に転相して使用する。その際、水溶液への転相を容易にするため、通常上記の油中水系エマルション混合物に予め転相用界面活性剤を添加しておくか、あるいは、水中へ投入した直後に転相用界面活性剤を添加する。
【００２０】
本発明の汚泥脱水剤が適用される汚泥の種類に制限はないが、下水処理場やし尿処理場の生物性汚泥や混合汚泥、並びに、一般産業廃水処理で生じる生物性汚泥、並びに、凝集汚泥を含む混合汚泥等に特に効果がある。また、ポリ塩化アルミニウム、硫酸バンド、塩化第２鉄、硫酸第１鉄、硫酸第２鉄、ポリ鉄（ポリ硫酸鉄、ポリ塩化鉄）、アルミン酸ソーダ等の無機凝結剤が予め含まれている汚泥や、これらの無機凝結剤の１種または２種以上が後から添加された汚泥についても本発明の汚泥脱水剤は効果がある。
【００２１】
本発明の汚泥脱水剤の使用方法は、処理する汚泥の諸性状の相違により特定するものではないが、一般的な使用方法は、０．２〜１．０重量％の水溶液（汚泥脱水水溶液と称す）としたものを汚泥の蒸発残留分重量に対して、汚泥脱水水溶液中に含まれる有効成分（本発明の高分子重合体）で０．１〜５重量％、好ましくは０．３〜２重量％を添加し、汚泥のフロック形成を促進することである。こうして得られた汚泥のフロックは、ベルトプレス、スクリュウプレス、フィルタープレス等の圧搾脱水機、または、遠心分離機、真空濾過機等の圧力脱水機で脱水処理される。本発明の汚泥脱水剤を使用することにより、これらの脱水機による脱水効率もしくは単位時間当たりの汚泥処理量が向上し、経済性を高めることができる。
【００２２】
【実施例】
以下、実施例および比較例を挙げ、本発明を具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
高分子化合物の溶液粘度は以下の方法に従った。１０００ｐｐｍの高分子化合物を含む水溶液５０ｍｌに塩化ナトリウム２．９２ｇを加え溶解した試料を２５℃に保ち、ＢＬ型回転粘度計にてＢＬアダプターを用い６０ｒｐｍの回転数で測定する。得られた指示値を粘度計の補正式に従い計算し、当該高分子化合物の溶液粘度とする。
【００２３】
実施製造例１
ジメチルアミノエチルアクリレートの塩化メチル４級化物（以下、ＤＡｑと称す）１０１．２ｇおよびアクリルアミド（以下、ＡＭＤと称す）６９．０ｇを１０００ｍｌ四つ口セパラブルフラスコに投入し、蒸留水を加えて、全量が４００ｇの単量体水溶液になるように調製した。この単量体水溶液に、全単量体重量に対し０．３重量％のイソプロピルアルコール（以下、ＩＰＡと称す）を加えた。さらに、この単量体水溶液をＨＬＢ４．２のノニオン性界面活性剤９．９ｇを溶解したパラフィン油１６０ｇに加え、ホモジナイザーにて高速撹拌し乳化した。撹拌機を通常の化学反応用の撹拌機に代え、撹拌しながらこの乳化液中に３０分間窒素ガスを通し脱気した後、窒素ガス雰囲気下で重合開始剤の水溶性アゾ触媒を添加し共重合反応を行った。反応終了後、ＨＬＢが１３．０のノニオン性界面活性剤１０．５ｇを加えて溶解しカチオン性高分子化合物（Ａ−１）を得た。（Ａ−１）の各単量体のモル比は、カチオン性単量体（ＤＡｑ）：ノニオン性単量体（ＡＭＤ）＝３５：６５である。（Ａ−１）の溶液粘度は、４．９ｍＰａ・ｓである。
【００２４】
実施製造例２
実施製造例１で各単量体のモル比を、カチオン性単量体（ＤＡｑ）：ノニオン性単量体（ＡＭＤ）を１５：８５に代えた他は同様の操作をしてカチオン性高分子化合物（Ａ−２）を得た。（Ａ−２）の溶液粘度は、５．４ｍＰａ・ｓである。
【００２５】
比較製造例１
実施製造例１で単量体水溶液に加えるＩＰＡの量を３．０重量％に代えた他は同様の操作をしてカチオン性高分子化合物（Ａ−３）を得た。（Ａ−３）の溶液粘度は、３．２ｍＰａ・ｓである。
【００２６】
実施製造例１〜２、および比較製造例１で示されたカチオン性高分子（Ａ−１）〜（Ａ−３）について、溶液粘度と粒子径を測定した。結果を表１に示す。
【００２７】
【表１】

【００２８】
実施製造例３
ＤＡｑ９６．７ｇ、ＡＭＤ７０．９ｇおよびアクリル酸（以下、ＡｃＡと称す）１２．０ｇを１０００ｍｌ四つ口セパラブルフラスコに投入し、３５０ｇの蒸留水を加え、さらに、アニオン性単量体の一部を中和するために５０％水酸化ナトリウム溶液０．４ｇを加えた後、再び蒸留水を加えて、全量が４００ｇの単量体水溶液になるように調製した。この単量体水溶液に、全単量体重量に対し０．３重量％のＩＰＡを加えた。さらに、この単量体水溶液をＨＬＢ４．２のノニオン性界面活性剤９．９ｇを溶解したパラフィン油１６０ｇに加え、ホモジナイザーにて高速撹拌し乳化した。撹拌機を通常の化学反応用の撹拌機に代え、撹拌しながらこの乳化液中に３０分間窒素ガスを通し脱気した後、窒素ガス雰囲気下で重合開始剤の水溶性アゾ触媒を添加し共重合反応を行った。反応終了後、ＨＬＢが１３．０のノニオン性界面活性剤１０．５ｇを加えて溶解し両性高分子化合物（Ｂ−１）を得た。（Ｂ−１）の各単量体のモル比は、カチオン性単量体（ＤＡｑ）：アニオン性単量体（ＡｃＡ）：ノニオン性単量体（ＡＭＤ）＝３０：１０：６０である。また、アニオン性単量体（ＡｃＡ）の中和度は３モル％である。
【００２９】
実施製造例４
実施製造例３で単量体水溶液に加える５０％水酸化ナトリウム溶液を１．３ｇに代えた他は同様の操作をして両性高分子化合物（Ｂ−２）を得た。アニオン性単量体（ＡｃＡ）の中和度は１０モル％である。
【００３０】
実施製造例５
実施製造例３で単量体水溶液に加える５０％水酸化ナトリウム溶液を２．７ｇに代えた他は同様の操作をして両性高分子化合物（Ｂ−３）を得た。アニオン性単量体（ＡｃＡ）の中和度は２０モル％である。
【００３１】
実施製造例６
実施製造例３で単量体水溶液に加える５０％水酸化ナトリウム溶液を４．０ｇに代えた他は同様の操作をして両性高分子化合物（Ｂ−４）を得た。アニオン性単量体（ＡｃＡ）の中和度は３０モル％である。
【００３２】
比較製造例２
実施製造例３で単量体水溶液に５０％水酸化ナトリウム溶液を加えない他は同様の操作をして両性高分子化合物（Ｂ−５）を得た。アニオン性単量体（ＡｃＡ）の中和度は０モル％である。
【００３３】
比較製造例３
実施製造例３で単量体水溶液に加える５０％水酸化ナトリウム溶液を６．７ｇに代えた他は同様の操作をして両性高分子化合物（Ｂ−６）を得た。アニオン性単量体（ＡｃＡ）の中和度は５０モル％である。
【００３４】
実施製造例３〜６、および比較製造例２〜３で示された両性高分子（Ｂ−１）〜（Ｂ−６）について、溶液粘度及び粒子径を測定した。結果を表２に示す。
【００３５】
【表２】

【００３６】
実施製造例７
ＤＡｑ９６．７ｇ、ＡＭＤ７０．９ｇおよびＡｃＡ１２．０ｇを１０００ｍｌ四つ口セパラブルフラスコに投入し、３５０ｇの蒸留水を加え、さらに、多官能性単量体としてメチレンビスアクリルアミド（以下、ＭＢＡと称す）０．５４ｍｇを加えた後、再び蒸留水を加えて、全量が４００ｇの単量体水溶液になるように調製した。この単量体水溶液に、全単量体重量に対し０．３重量％のＩＰＡを加えた。さらに、この単量体水溶液をＨＬＢ４．２のノニオン性界面活性剤９．９ｇを溶解したパラフィン油１６０ｇに加え、ホモジナイザーにて高速撹拌し乳化した。撹拌機を通常の化学反応用の撹拌機に代え、撹拌しながらこの乳化液中に３０分間窒素ガスを通し脱気した後、窒素ガス雰囲気下で重合開始剤の水溶性アゾ触媒を添加し共重合反応を行った。反応終了後、ＨＬＢが１３．０のノニオン性界面活性剤１０．５ｇを加えて溶解し両性高分子化合物（Ｃ−１）を得た。Ｃ−１の各単量体のモル比は、カチオン性単量体（ＤＡｑ）：アニオン性単量体（ＡｃＡ）：ノニオン性単量体（ＡＭＤ）＝３０：１０：６０である。また、ＤＡｑ、ＡＭＤ及びＡｃＡの全重量に対する多官能性単量体（ＭＢＡ）の重量は３ｐｐｍである。
【００３７】
実施製造例８
実施製造例７で単量体水溶液に加えるＭＢＡを０．９０ｍｇに代えた他は同様の操作をして両性高分子化合物（Ｃ−２）を得た。ＤＡｑ、ＡＭＤ及びＡｃＡの全重量に対する多官能性単量体（ＭＢＡ）の重量は５ｐｐｍである。
【００３８】
実施製造例９
実施製造例７で単量体水溶液に加えるＭＢＡを１．７９ｍｇに代えた他は同様の操作をして両性高分子化合物（Ｃ−３）を得た。ＤＡｑ、ＡＭＤ及びＡｃＡの全重量に対する多官能性単量体（ＭＢＡ）の重量は１０ｐｐｍである。
【００３９】
実施製造例１０
実施製造例７で単量体水溶液に加える加えるＭＢＡを５．３９ｍｇに代えた他は同様の操作をして両性高分子化合物（Ｃ−４）を得た。ＤＡｑ、ＡＭＤ及びＡｃＡの全重量に対する多官能性単量体（ＭＢＡ）の重量は３０ｐｐｍである。
【００４０】
比較製造例４
実施製造例７で単量体水溶液にＭＢＡをを加えない他は同様の操作をして両性高分子化合物（Ｃ−５）を得た。ＤＡｑ、ＡＭＤ及びＡｃＡの全重量に対する多官能性単量体（ＭＢＡ）の重量は０ｐｐｍである。
【００４１】
比較製造例５
実施製造例７で単量体水溶液に加える加えるＭＢＡを８．９６ｍｇに代えた他は同様の操作をして両性高分子化合物（Ｃ−６）を得た。ＤＡｑ、ＡＭＤ及びＡｃＡの全重量に対する多官能性単量体（ＭＢＡ）の重量は５０ｐｐｍである。
【００４２】
実施製造例７〜１０、および比較製造例４〜５で示された両性高分子（Ｃ−１）〜（Ｃ−６）について、溶液粘度を測定した。結果を表３に示す。
【００４３】
【表３】

【００４４】
実施例１−３および比較例１−６
し尿処理場から採取した混合汚泥（固形物濃度２．３％、ｐＨ６．５）１５０ｍｌを３００ｍｌビーカーに取り、これに表４に示すカチオン性高分子（Ａ）と両性高分子化合物（Ｂ）および／または（Ｃ）を表４に示す重量比で含む混合物からなる脱水剤を０．２重量％の水溶液として表４に示す量添加し、英国トライトン社製ＣＳＴミキサーで１０００ｒｐｍ、３０秒撹拌した。生成したフロックのサイズを目視にて判定し、次に６０メッシュのステンレス製濾過管上に注ぎ、１０秒後の濾水量をメスシリンダーにて測定した。
ステンレス製濾過管上に残った汚泥を、６０メッシュのナイロン布に包み、円沈管式遠心分離器で２０００ｒｐｍ、５分間脱水することにより、ナイロン布から洩れた汚泥を目視で観察し、脱水ケーキを得た。この脱水ケーキは常法によりケーキ含水率を測定した。以上の結果を表−４に示す。
【００４５】
【表４】

【００４６】
実施例４−７および比較例７
化学工場から採取した汚泥（固形物濃度２．４％、ｐＨ６．７）１５０ｍｌを３００ｍｌビーカーに取り、これに表５に示すカチオン性高分子（Ａ）と両性高分子化合物（Ｂ）を表５に示す重量比で含む混合物からなる脱水剤を０．２重量％の水溶液として表５に示す量添加し、英国トライトン社製ＣＳＴミキサーで１０００ｒｐｍ、３０秒撹拌した。生成したフロックのサイズを目視にて判定し、次に６０メッシュのステンレス製濾過管上に注ぎ、１０秒後の濾水量をメスシリンダーにて測定した。
ステンレス製濾過管上に残った汚泥を、６０メッシュのナイロン布に包み、円沈管式遠心分離器で２０００ｒｐｍ、５分間脱水することにより、メッシュから洩れた汚泥を目視で観察し、脱水ケーキを得た。この脱水ケーキは常法によりケーキ含水率を測定した。以上の結果を表−５に示す。
【００４７】
【表５】

【００４８】
実施例８−１１および比較例８
化学工場から採取した汚泥（固形物濃度２．７％、ｐＨ６．８）１５０ｍｌを３００ｍｌビーカーに取り、これに表６に示すカチオン性高分子（Ａ）と両性高分子化合物（Ｃ）を表６に示す重量比で含む混合物からなる脱水剤を０．２重量％の水溶液として表６に示す量添加し、英国トライトン社製ＣＳＴミキサーで１０００ｒｐｍ、３０秒撹拌した。生成したフロックのサイズを目視にて判定し、次に６０メッシュのステンレス製濾過管上に注ぎ、１０秒後の濾水量をメスシリンダーにて測定した。
ステンレス製濾過管上に残った汚泥を、６０メッシュのナイロン布に包み、円沈管式遠心分離器で２０００ｒｐｍ、５分間脱水することにより、ナイロン布から洩れた汚泥を目視で観察し、脱水ケーキを得た。この脱水ケーキは常法によりケーキ含水率を測定した。以上の結果を表−６に示す。
【００４９】
【表６】

【００５０】
実施例１２−１３および比較例９−１１
表７に示すカチオン性高分子（Ａ−１）と両性高分子化合物（Ｃ−２）で混合比２０：８０の混合物からなる脱水剤、両性高分子化合物（Ｃ−２）及び両性高分子化合物（Ｂ−２）を０．４重量％の水溶液として、実際の汚泥脱水用遠心脱水機に表７に示す量注入し、滋賀県、Ａし尿処理場の混合汚泥（固形物濃度２．３％、ｐＨ６．６、粗浮遊物２．９％／ＴＳ、電気伝導度５４０μＳ／ｃｍ）を６．０ｍ³／ｈｒの汚泥供給速度（汚泥処理量）にて脱水処理を行った。遠心脱水機より排出される脱離液および汚泥脱水ケーキを採取し、常法により脱離液の汚泥ＳＳ量およびケーキ含水率を測定した。以上の結果を表−７に示す。
【００５１】
【表７】

【００５２】
【発明の効果】
以上の実施例、比較例から明らかなように本発明の汚泥脱水剤を用いると、難脱水性汚泥や難脱水条件に対しても、より少ない添加量において、より大きな汚泥凝集フロックと高い濾水量が得られ、得られるケーキ含水率も著しく低下し、良好な処理が可能となる。

Claims

１Ｍ−塩化ナトリウム中でその０．１重量％溶解液の溶液粘度が４．０ｍＰａ・ｓ以上であるカチオン性高分子（Ａ）と、カチオン性単量体、酸基の３〜３０モル％がアルカリにより中和されてなるアニオン性単量体及び（メタ）アクリルアミドを重合して得られる両性高分子（Ｂ）を１０〜９０：９０〜１０の重量比で混合してなる汚泥脱水剤。
カチオン性高分子（Ａ）と、カチオン性単量体、アニオン性単量体、（メタ）アクリルアミド及びこれらの全単量体重量に対して３〜３０ｐｐｍの多官能性単量体を重合して得られる両性高分子（Ｃ）を１０〜９０：９０〜１０の重量比で混合してなる汚泥脱水剤。
１Ｍ−塩化ナトリウム中でその０．１重量％溶解液の溶液粘度が４．０ｍＰａ・ｓ以上であるカチオン性高分子（Ａ）と、カチオン性単量体、酸基の３〜３０モル％がアルカリにより中和されてなるアニオン性単量体及び（メタ）アクリルアミドを重合して得られる両性高分子（Ｂ）及びカチオン性単量体、アニオン性単量体、（メタ）アクリルアミド及びこれらの全単量体重量に対して３〜３０ｐｐｍの多官能性単量体を重合して得られる両性高分子（Ｃ）の混合物（Ｄ）を１０〜９０：９０〜１０の重量比で混合してなる汚泥脱水剤。
カチオン性高分子（Ａ）は、８５モル％以下の（メタ）アクリルアミドと１５モル％以上のカチオン性単量体の１種または２種以上を重合して得られる請求項１〜３のいずれか１項に記載の汚泥脱水剤。
カチオン性単量体はジメチルアミノエチルメタクリレート、ジメチルアミノエチルアクリレート、又はこれらの塩酸塩、硫酸塩、メチルクロライド第４級塩、ジメチル硫酸第４級塩、ベンジルクロライド第４級塩から選ばれた１種以上である請求項４の汚泥脱水剤。
両性高分子（Ｂ）は、（メタ）アクリルアミド、カチオン性単量体の１種または２種以上及びアニオン基の３〜３０モル％がアルカリにより中和されてなるアニオン性単量体を重合して得られ、（メタ）アクリルアミド：カチオン性単量体：アニオン性単量体のモル比が１０〜８５：１０〜６０：５〜３０であり、かつアニオン性単量体：カチオン性単量体のモル比が１：１．５〜６．０である請求項１又は３の汚泥脱水剤。
カチオン性単量体はジメチルアミノエチルメタクリレート、ジメチルアミノエチルアクリレート、又はこれらの塩酸塩、硫酸塩、メチルクロライド第４級塩、ジメチル硫酸第４級塩、ベンジルクロライド第４級塩から選ばれた１種以上であり、アニオン性単量体は（メタ）アクリル酸である請求項６の汚泥脱水剤。
両性高分子（Ｃ）は（メタ）アクリルアミド、カチオン性単量体の１種または２種以上、アニオン性単量体及びこれらの全単量体重量に対して３〜３０ｐｐｍの多官能性単量体を重合して得られ、（メタ）アクリルアミド：カチオン性単量体：アニオン性単量体のモル比が１０〜８５：１０〜６０：５〜３０であり、かつアニオン性単量体：カチオン性単量体のモル比が１：１．５〜６．０である請求項２〜３のいずれか１項記載の汚泥脱水剤。
カチオン性単量体はジメチルアミノエチルメタクリレート、ジメチルアミノエチルアクリレート、又はこれらの塩酸塩、硫酸塩、メチルクロライド第４級塩、ジメチル硫酸第４級塩、ベンジルクロライド第４級塩から選ばれた１種以上であり、アニオン性単量体は（メタ）アクリル酸である請求項８の汚泥脱水剤。
カチオン性高分子（Ａ）、両性高分子（Ｂ）または両性高分子（Ｃ）は１種または２種以上の疎水性液体からなる油相、原料である単量体を含む水相及び油中水型エマルションを生成させるのに有効な界面活性剤を混合した後、これらを重合することによりエマルションとして得られ、該エマルション粒子の未膨潤状態における数平均粒径が０．１μｍ〜１０μｍである高分子重合体からなる請求項１〜９項のいずれか１項記載の汚泥脱水剤。