JP5732818B2 - Sludge dewatering agent and sludge dewatering method - Google Patents

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Description

本発明は、難脱水性の有機性汚泥をも効率的に脱水処理することができる汚泥脱水剤と、この汚泥脱水剤を用いた汚泥脱水方法に関する。   The present invention relates to a sludge dewatering agent capable of efficiently dewatering hardly dewatering organic sludge and a sludge dewatering method using the sludge dewatering agent.

食品工場、化学工場、下水処理場等で発生する余剰汚泥を主体とした有機性汚泥は、一般に、汚泥脱水剤を添加して脱水機で脱水処理されている。
従来、被処理汚泥に添加する汚泥脱水剤としては、ビニル系カチオンポリマー、特にジメチルアミノエチルメタアクリレート(DAM)或いはその塩化メチル4級化物(DAM・MeCl)や、ジメチルアミノエチルアクリレート(DAA)或いはその塩化メチル4級化物(DAA・MeCl)といったカチオン系高分子脱水剤が主として用いられているが、得られる脱水ケーキの更なる低含水率化を目指して、カチオン系高分子脱水剤の単独使用ではなく、無機凝集剤を添加した後両性高分子脱水剤を添加する方法も提案されている(例えば特許文献1)。
Organic sludge mainly composed of surplus sludge generated in food factories, chemical factories, sewage treatment plants, etc. is generally dehydrated with a dehydrator after adding a sludge dehydrating agent.
Conventionally, as a sludge dehydrating agent to be added to the treated sludge, a vinyl cationic polymer, particularly dimethylaminoethyl methacrylate (DAM) or its methyl chloride quaternized product (DAM · MeCl 4 ), dimethylaminoethyl acrylate (DAA) Alternatively, a cationic polymer dehydrating agent such as methyl chloride quaternized product (DAA · MeCl 4 ) is mainly used, but with the aim of further reducing the water content of the dehydrated cake obtained, A method of adding an amphoteric polymer dehydrating agent after adding an inorganic flocculant instead of using alone is also proposed (for example, Patent Document 1).

しかし、無機凝集剤を併用する方法では、無機凝集剤による汚泥量の増加や無機凝集剤と高分子脱水剤との2種類の薬剤の添加率バランスの調整が煩雑であるなどの欠点がある。このため、高分子脱水剤のみで有機性汚泥を脱水処理することが望まれる。   However, the method using an inorganic flocculant has drawbacks such as an increase in the amount of sludge due to the inorganic flocculant and a complicated adjustment of the addition rate balance of the two kinds of chemicals, the inorganic flocculant and the polymer dehydrating agent. For this reason, it is desired to dehydrate organic sludge only with a polymer dehydrating agent.

高分子脱水剤を用いる汚泥の脱水方法としては、ポリビニルアミン又はポリアミジンとビニル系カチオンポリマーとの併用添加(特許文献2,3)、ポリアミジンと架橋性ビニル系カチオンポリマーとの併用添加(特許文献4)などが提案されている。なお、特許文献2〜4には、ビニル系カチオンポリマーとして、ベンジル系のものも記載されているが、多数のビニル系カチオンポリマーの中の一種として例示があるのみで、実際に使用された例はない。従来、ビニル系カチオンポリマーとしては、通常、上述のDAA、DAM、DAA・MeClやDAM・MeClなどが用いられている。 As sludge dewatering methods using a polymer dehydrating agent, combined use of polyvinylamine or polyamidine and a vinyl cationic polymer (Patent Documents 2 and 3), and combined use of polyamidine and a crosslinkable vinyl cationic polymer (Patent Document 4) ) Etc. have been proposed. In addition, Patent Documents 2 to 4 also describe benzyl-based polymers as vinyl-based cationic polymers, but only examples are given as one of many vinyl-based cationic polymers. There is no. Conventionally, the above-mentioned DAA, DAM, DAA · MeCl 4 , DAM · MeCl 4 and the like are usually used as the vinyl cationic polymer.

なお、特許文献5には、ベンジル系カチオン性単量体と非ベンジル系カチオン性単量体との共重合体よりなる汚泥脱水剤が提案され、この特許文献5には、ベンジル系カチオンポリマー(メタ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リドのホモポリマー又はコポリマー)は、無機塩を多く含む汚泥には良好な効果を示すが、それ以外の汚泥に対しては十分な効果が得られないことが記載されている。   Patent Document 5 proposes a sludge dewatering agent comprising a copolymer of a benzylic cationic monomer and a non-benzylic cationic monomer. Patent Document 5 discloses a benzylic cationic polymer ( Methacryloyloxyethyldimethylbenzylammonium chloride homopolymer or copolymer) shows a good effect on sludge containing a large amount of inorganic salt, but it is described that a sufficient effect cannot be obtained on other sludges. Yes.

特開昭63−158200号公報JP 63-158200 A 特開平4−293600号公報JP-A-4-293600 特開平6−218400号公報JP-A-6-218400 特開2004−25095号公報JP 2004-25095 A 特公平7−71678号公報Japanese Patent Publication No. 7-71678

有機性汚泥は難脱水性のものが多く、このような有機性汚泥に汚泥脱水剤を添加して脱水処理して得られる脱水ケーキの含水率は、通常80%以上と高く、これを焼却処理する際の焼却燃料の増加や最終処分量の増大など、処分費用、環境負荷の点などから、得られる脱水ケーキの含水率の更なる低減が望まれている。また、余剰汚泥は脱水剤を添加して得られる凝集フロックの強度が十分でなく、特に多重円盤脱水機やスクリュープレス脱水機、回転加圧式脱水機などの金属スリットや金属メッシュの濾過部と圧密脱水部を有する脱水機を用いた場合、濾過部からのSSの漏れによる脱水効率の低下(ケーキ収量の低下)も問題となっている。   Many organic sludges are difficult to dehydrate, and the moisture content of the dehydrated cake obtained by adding a sludge dehydrating agent to such organic sludge is usually as high as 80% or more, and this is incinerated. Further reduction of the moisture content of the resulting dehydrated cake is desired from the viewpoint of disposal costs and environmental impact, such as an increase in incinerated fuel and an increase in final disposal amount. In addition, surplus sludge does not have sufficient strength of agglomeration floc obtained by adding a dehydrating agent. Especially, it is consolidated with metal slits such as multiple disk dehydrators, screw press dehydrators, rotary press dehydrators and metal mesh filtration parts. When a dehydrator having a dewatering unit is used, a decrease in dewatering efficiency (decrease in cake yield) due to SS leakage from the filtration unit is also a problem.

このような問題に対して、従来の汚泥脱水剤はいずれも十分に満足し得るものとは言えず、例えば、特許文献2,3に記載されるポリビニルアミン又はポリビニルアミンとビニル系カチオンポリマーとの組み合わせでは、得られる脱水ケーキの含水率を十分に下げることはできない。また、特許文献4に記載される架橋性ビニル系カチオンポリマーは、水への溶解性が悪いために添加時の取り扱い性が悪い;吸湿により劣化し易く、経時安定性が悪い;といった問題がある。
本発明は、上記従来の問題点を解決し、難脱水性の有機性汚泥をも効率的に脱水処理して低含水率の脱水ケーキを得ることができる汚泥脱水剤及び汚泥脱水方法を提供することを課題とする。
For such problems, none of the conventional sludge dewatering agents can be said to be sufficiently satisfactory. For example, polyvinylamine described in Patent Documents 2 and 3, or polyvinylamine and a vinyl cationic polymer. In combination, the water content of the dehydrated cake obtained cannot be lowered sufficiently. In addition, the crosslinkable vinyl cationic polymer described in Patent Document 4 has problems such as poor handling in addition due to poor solubility in water; easy deterioration due to moisture absorption and poor temporal stability. .
The present invention provides a sludge dewatering agent and a sludge dewatering method capable of solving the above-mentioned conventional problems and efficiently obtaining a dehydrated cake having a low water content by efficiently dewatering hardly dewaterable organic sludge. This is the issue.

本発明者は上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、ポリビニルアミジン又はポリビニルアミンとベンジル系ビニルカチオンポリマーとを組み合わせて用いることにより、難脱水性の有機性汚泥をも効率的に脱水処理して低含水率の脱水ケーキを得ることができることを見出した。   As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the present inventor efficiently dehydrated difficult-to-dehydrate organic sludge by using a combination of polyvinylamidine or polyvinylamine and a benzylic vinyl cation polymer. It has been found that a dehydrated cake having a low water content can be obtained.

本発明はこのような知見に基いて達成されたものであり、以下を要旨とする。   The present invention has been achieved on the basis of such findings, and the gist thereof is as follows.

[1] 下記一般式(1)又は(2)で表されるアミジン単位、或いは下記一般式(3)で表されるビニルアミン単位を繰り返し単位として有するカチオン性ポリマーAと、下記一般式(4)で表されるベンジル系カチオン単位を繰り返し単位として有するカチオン性ポリマーBとを含む汚泥脱水剤であって、該カチオン性ポリマーAと該カチオン性ポリマーBとを重量比で30〜70:70〜30の範囲で含み、該カチオン性ポリマーAは、下記一般式(1)又は(2)で表されるアミジン単位と他の繰り返し単位とを有するコポリマーであって、該アミジン単位を全繰り返し単位中に20〜90モル%含有するコポリマーであるか、或いは、下記一般式(3)で表されるビニルアミン単位のみからなるホモポリマーであるか、或いは、該ビニルアミン単位と他の繰り返し単位とを有するコポリマーであって、該ビニルアミン単位を全繰り返し単位中に35モル%以上含有するコポリマーであり、該カチオン性ポリマーBが、該一般式(4)で表されるベンジル系カチオン単位のみからなるホモポリマーであるか、或いは、該ベンジル系カチオン単位と他の繰り返し単位とを有するコポリマーであって、該ベンジル系カチオン単位を全繰り返し単位中に70モル%以上含有するコポリマーであることを特徴とする汚泥脱水剤。 [1] Cationic polymer A having an amidine unit represented by the following general formula (1) or (2) or a vinylamine unit represented by the following general formula (3) as a repeating unit, and the following general formula (4) And a cationic polymer B having a benzylic cationic unit as a repeating unit, wherein the cationic polymer A and the cationic polymer B are in a weight ratio of 30 to 70:70 to 30. The cationic polymer A is a copolymer having an amidine unit represented by the following general formula (1) or (2) and another repeating unit, and the amidine unit is contained in all repeating units. A copolymer containing 20 to 90 mol%, or a homopolymer consisting only of vinylamine units represented by the following general formula (3), or A copolymer having a nilamine unit and another repeating unit, wherein the vinylamine unit is contained in an amount of 35 mol% or more in all repeating units, and the cationic polymer B is represented by the general formula (4). Or a copolymer having the benzylic cation unit and another repeating unit, the benzylic cation unit being contained in 70% by mole or more in all the repeating units. A sludge dehydrating agent characterized by being a copolymer.

Figure 0005732818
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(上記式中、R11,R12は各々独立に水素原子又はメチル基を表し、Xは塩形成性アニオンを表す。) (In the above formula, R 11 and R 12 each independently represents a hydrogen atom or a methyl group, and X represents a salt-forming anion.)

Figure 0005732818
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(上記式中、Yは塩形成性アニオンを表す。) (In the above formula, Y represents a salt-forming anion.)

Figure 0005732818
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(上記式中、Rは水素原子又はメチル基を表し、Rは炭素数1〜4のアルキレン基を表し、R3a,R3bは各々独立に炭素数1〜4のアルキル基を表し、Rはベンジル基を表す。Aは−O−又は−NH−、Zは塩形成性アニオンを表す。) (In the above formula, R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group, R 2 represents an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms, R 3a and R 3b each independently represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, R 4 is -NH- .A is -O- or where a benzyl group, Z - represents a salt-forming anion).

[2] 前記カチオン性ポリマーAと前記カチオン性ポリマーBとを重量比で30〜70:70〜30の範囲で含むことを特徴とする[1]に記載の汚泥脱水剤。 [2] The sludge dehydrating agent according to [1], comprising the cationic polymer A and the cationic polymer B in a weight ratio of 30 to 70:70 to 30.

] [1]に記載の汚泥脱水剤を汚泥に添加して脱水することを特徴とする汚泥脱水方法。 [ 2 ] A sludge dewatering method, wherein the sludge dewatering agent according to [1 ] is added to the sludge for dehydration.

] 前記汚泥脱水剤を、汚泥のSSに対して0.4〜2.0重量%の割合で添加することを特徴とする[]に記載の汚泥脱水方法。 [ 3 ] The sludge dewatering method according to [ 2 ], wherein the sludge dewatering agent is added at a ratio of 0.4 to 2.0% by weight with respect to SS of the sludge.

] 前記汚泥が、VSS/SS比0.68以上の有機性汚泥であることを特徴とする[]又は[]に記載の汚泥脱水方法。 [ 4 ] The sludge dewatering method according to [ 2 ] or [ 3 ], wherein the sludge is an organic sludge having a VSS / SS ratio of 0.68 or more.

] 多重円盤脱水機、スクリュープレス脱水機又は回転加圧脱水機で脱水することを特徴とする[]ないし[]のいずれかに記載の汚泥脱水方法。 [ 5 ] The sludge dewatering method according to any one of [ 2 ] to [ 4 ], wherein the dewatering is performed by a multiple disk dehydrator, a screw press dehydrator, or a rotary pressure dehydrator.

本発明の汚泥脱水剤を汚泥に添加して凝集させることにより、濾過、脱水性に優れかつ強度の高い凝集フロックを得ることができる。   By adding the sludge dehydrating agent of the present invention to sludge and agglomerating it, it is possible to obtain a coagulated floc having excellent filtration and dewatering properties and high strength.

この凝集フロックは十分な強度を有することから取り扱い性に優れ、例えば金属スリットや金属メッシュよりなる濾過部と圧密脱水部を有する脱水機、例えば、スクリュープレス脱水機やロータリープレスフィルター脱水機を用いた場合であっても、濾過部からのSSの漏れが防止され、ケーキ収量(SS回収効率)を高めることができる。また、濾過、脱水性に優れることから、これを脱水して低含水率の脱水ケーキを得ることができる。   This agglomerated floc has sufficient strength and is easy to handle. For example, a dehydrator having a filtration part and a consolidation dehydration part made of a metal slit or metal mesh, for example, a screw press dehydrator or a rotary press filter dehydrator was used. Even if it is a case, the leakage of SS from a filtration part is prevented, and a cake yield (SS collection | recovery efficiency) can be improved. Moreover, since it is excellent in filtration and dehydrating property, it can be dehydrated to obtain a dehydrated cake having a low water content.

本発明により得られた脱水ケーキは、従来法で得られる脱水ケーキと比べて低含水率であることから、小容量であり、これを焼却処分する場合の焼却燃料を低減することができ、また、小容量であるため、運搬費、汚泥処分費用の削減、環境負荷の低減を図ることができる。   The dehydrated cake obtained by the present invention has a low water content compared to the dehydrated cake obtained by the conventional method, and thus has a small capacity, and can reduce the incinerated fuel when incinerated. Because of its small capacity, it can reduce transportation costs, sludge disposal costs, and environmental impact.

以下に本発明の実施の形態を詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.

なお、本明細書において、「ポリマー」とは「ホモポリマー(単独重合体)」と「コポリマー(共重合体)」を含む重合体ないしは重合物の総称である。ただし、ホモポリマーは繰り返し単位が1種類であるものの他、同種の繰り返し単位、即ち、同一の一般式で表される2種以上のアミジン単位やビニルアミン単位、ベンジル系カチオン単位を含むものを包含するものとする。
また、「(メタ)アクリル」は「アクリル」及び/又は「メタアクリル(メタクリル)」をさし、「(メタ)アクリレート」、「(メタ)アクリロ」についても同様である。
In this specification, “polymer” is a general term for polymers or polymers including “homopolymer (homopolymer)” and “copolymer (copolymer)”. However, homopolymers include those having one type of repeating unit and those containing the same type of repeating unit, that is, two or more types of amidine units, vinylamine units and benzylic cation units represented by the same general formula. Shall.
Further, “(meth) acryl” means “acryl” and / or “methacryl (methacryl)”, and the same applies to “(meth) acrylate” and “(meth) acrylo”.

[作用機構]
特定のカチオン性ポリマーAとカチオン性ポリマーBとを併用する本発明の脱水効率の向上効果の作用機構の詳細は明らかではないが、カチオン性ポリマーBに含まれるベンジル4級化塩のベンジル基に由来する高い疎水性のために、本発明の汚泥脱水剤を添加して得られる凝集フロックの水親和性が低下し、含水率が下がり易い脱水性に優れた凝集フロックが形成されると共に、カチオン性ポリマーAの凝集力と相俟って、従来の非ベンジル系のビニル系カチオンポリマーとの組み合わせでは得られない高い脱水効率が得られることによるものと推定される。
[Action mechanism]
Although the details of the action mechanism of the effect of improving the dehydration efficiency of the present invention using the specific cationic polymer A and the cationic polymer B in combination are not clear, the benzyl group of the benzyl quaternized salt contained in the cationic polymer B Due to the high hydrophobicity derived, the water affinity of the aggregated floc obtained by adding the sludge dehydrating agent of the present invention is reduced, and the aggregated floc excellent in dehydrating property is easily formed and the water content is easily lowered. In combination with the cohesive strength of the conductive polymer A, it is presumed that the high dehydration efficiency that cannot be obtained by the combination with the conventional non-benzyl vinyl cationic polymer is obtained.

[カチオン性ポリマーA]
本発明で用いるカチオン性ポリマーAは、下記一般式(1)で表されるアミジン単位(以下「アミジン単位(1)」と称す場合がある。)又は下記一般式(2)で表されるアミジン単位(以下「アミジン単位(2)」と称す場合がある。)、或いは、下記一般式(3)で表されるビニルアミン単位(以下、「ビニルアミン単位(3)」と称す場合がある。)を繰り返し単位として有するものである。
[Cationic polymer A]
The cationic polymer A used in the present invention is an amidine unit represented by the following general formula (1) (hereinafter sometimes referred to as “amidine unit (1)”) or an amidine represented by the following general formula (2). A unit (hereinafter sometimes referred to as “amidine unit (2)”) or a vinylamine unit represented by the following general formula (3) (hereinafter sometimes referred to as “vinylamine unit (3)”). It has as a repeating unit.

Figure 0005732818
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(上記式中、R11,R12は各々独立に水素原子又はメチル基を表し、Xは塩形成性アニオンを表す。) (In the above formula, R 11 and R 12 each independently represents a hydrogen atom or a methyl group, and X represents a salt-forming anion.)

Figure 0005732818
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(上記式中、Yは塩形成性アニオンを表す。) (In the above formula, Y represents a salt-forming anion.)

上記一般式(1)〜(3)において、X,Yとしては、塩素イオン、臭素イオン、ヨウ素イオンなどのハロゲンイオン、1/2SO 2−、NO 、CHCOO、CHSO 、CSO などが挙げられる。 In the above general formulas (1) to (3), X and Y are a halogen ion such as chlorine ion, bromine ion or iodine ion, 1 / 2SO 4 2− , NO 3 , CH 3 COO , CH 3 SO 4 , C 2 H 5 SO 4 — and the like.

本発明で用いるアミジン単位(1)又はアミジン単位(2)を繰り返し単位として含むカチオン性ポリマーA(アミジン単位(1)とアミジン単位(2)の両方を含むものであってもよい。)は、下記一般式(5)で表されるN−ビニルカルボン酸アミド又はN−イソプロペニルカルボン酸アミドと、下記一般式(6)で表される(メタ)アクリロニトリルと、必要に応じて用いられるこれらと共重合可能なモノマー(以下「共重合性モノマー」と称す場合がある。)を共重合し、得られたコポリマーを加水分解及びアミジン化することによって得ることができる。   The cationic polymer A (which may contain both the amidine unit (1) and the amidine unit (2)) containing the amidine unit (1) or the amidine unit (2) as a repeating unit used in the present invention may be used. N-vinylcarboxylic acid amide or N-isopropenylcarboxylic acid amide represented by the following general formula (5), (meth) acrylonitrile represented by the following general formula (6), and those used as necessary It can be obtained by copolymerizing a copolymerizable monomer (hereinafter sometimes referred to as “copolymerizable monomer”), and hydrolyzing and amidating the resulting copolymer.

Figure 0005732818
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(ただし、式中、R11は水素原子又はメチル基、R13は水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基である。) (In the formula, R 11 is a hydrogen atom or a methyl group, and R 13 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.)

CH=CR12−CN ・・・(6) CH 2 = CR 12 -CN (6)

(ただし、式中、R12は水素原子又はメチル基である。) (In the formula, R 12 is a hydrogen atom or a methyl group.)

上記のN−ビニルカルボン酸アミドとしては、例えば、N−ビニルホルムアミド、N−ビニルアセトアミド、N−ビニルプロピオンアミド、N−ビニルブチルアミド、N−ビニルバレルアミドなどを挙げることができる。N−イソプロペニルカルボン酸アミドとしては、例えば、N−イソプロペニルホルムアミド、N−イソプロペニルアセトアミド、N−イソプロペニルプロピオンアミド、N−イソプロペニルブチルアミド、N−イソプロペニルバレルアミドなどを挙げることができる。   Examples of the N-vinylcarboxylic acid amide include N-vinylformamide, N-vinylacetamide, N-vinylpropionamide, N-vinylbutyramide, N-vinyl barrelamide, and the like. Examples of N-isopropenylcarboxylic acid amide include N-isopropenylformamide, N-isopropenylacetamide, N-isopropenylpropionamide, N-isopropenylbutyramide, N-isopropenylvaleramide and the like. .

必要に応じてN−ビニルカルボン酸アミド又はN−イソプロペニルカルボン酸アミドの代わりに、N−ビニルこはく酸イミド、N−ビニルグルタルイミド、N−イソプロペニルこはく酸イミド、N−イソプロペニルグルタルイミドなどのN−ビニルカルボン酸イミド又はN−イソプロペニルカルボン酸イミドを使用することができる。   N-vinyl succinimide, N-vinyl glutarimide, N-isopropenyl succinimide, N-isopropenyl glutarimide, etc. instead of N-vinyl carboxylic amide or N-isopropenyl carboxylic amide as required N-vinylcarboxylic acid imide or N-isopropenylcarboxylic acid imide can be used.

共重合性モノマーとしては、適当なモノマー反応性比を有するものであれば制限なく使用することができ、例えば、(メタ)アクリルアミド、スチレン、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、酢酸ビニル、N−ビニルピロリドンなどのノニオン性モノマー、(メタ)アクリル酸又はそのアルカリ金属塩、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、スチレンスルホン酸などのスルホン基を有するモノマー又はそのアルカリ金属塩などのアニオン性モノマー、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミドなどの3級塩若しくは4級アンモニウム塩などのカチオン性モノマーなどの1種又は2種以上を挙げることができる。   As the copolymerizable monomer, any monomer having an appropriate monomer reactivity ratio can be used without limitation. For example, (meth) acrylamide, styrene, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, vinyl acetate Nonionic monomers such as N-vinylpyrrolidone, (meth) acrylic acid or alkali metal salts thereof, monomers having a sulfone group such as vinylsulfonic acid, 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid, styrenesulfonic acid, or alkalis thereof Examples thereof include one or more anionic monomers such as metal salts, cationic monomers such as tertiary salts or quaternary ammonium salts such as dimethylaminoethyl (meth) acrylate and dimethylaminopropyl (meth) acrylamide. it can.

重合方法には特に制限はなく、使用するモノマー及び生成するポリマーの溶解性などに応じて、溶液重合、懸濁重合、乳化重合などを選ぶことができる。例えば、使用するモノマーも生成するポリマーも水溶性であれば、水溶液重合が可能であり、モノマーを水に溶解し、不活性ガスをバブリングし、所定温度まで昇温した後、水溶性重合開始剤を添加することによってポリマーを得ることができる。水溶液重合により得られたポリマーは、そのまま又は単離した後、加水分解及びアミジン化反応に供することができる。また、使用するモノマーの水への溶解度が小さいときは、懸濁重合、乳化重合などを用いることができる。   The polymerization method is not particularly limited, and solution polymerization, suspension polymerization, emulsion polymerization, and the like can be selected according to the monomer used and the solubility of the polymer to be formed. For example, if the monomer to be used and the polymer to be produced are both water-soluble, aqueous solution polymerization is possible. The monomer is dissolved in water, an inert gas is bubbled, the temperature is raised to a predetermined temperature, and then a water-soluble polymerization initiator is used. The polymer can be obtained by adding. The polymer obtained by aqueous solution polymerization can be subjected to hydrolysis and amidine reaction as it is or after isolation. Moreover, when the solubility of the monomer used in water is small, suspension polymerization, emulsion polymerization, or the like can be used.

乳化重合においては、水中にモノマー、乳化剤、水溶性の重合開始剤などを加え、不活性ガス雰囲気中で撹拌下に加熱することによりポリマーを得ることができる。   In emulsion polymerization, a polymer can be obtained by adding a monomer, an emulsifier, a water-soluble polymerization initiator and the like to water and heating in an inert gas atmosphere with stirring.

重合開始剤としては、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム、2,2'−アゾビス(2−アミジノプロパン)二塩酸塩など、一般的な開始剤を用いることができるが、アゾ系化合物が特に好ましい。   As the polymerization initiator, general initiators such as ammonium persulfate, potassium persulfate, and 2,2′-azobis (2-amidinopropane) dihydrochloride can be used, and azo compounds are particularly preferable.

本発明において、上記のポリマーの水溶液を酸又はアルカリの存在下に加熱することにより、ポリマー中の酸アミド単位を加水分解してアミン単位とし、さらにアミン単位と隣接するニトリル単位の反応によりアミジン単位(1)及び/又は(2)を生成するアミジン化反応を行う。
アミジン単位(1),(2)は反応するモノマーの異性体によって決定される。なお、この異性体は通常、共存している。
In the present invention, by heating an aqueous solution of the above polymer in the presence of an acid or alkali, the acid amide unit in the polymer is hydrolyzed to an amine unit, and the amidine unit is further reacted by the reaction of the nitrile unit adjacent to the amine unit. An amidation reaction to produce (1) and / or (2) is performed.
Amidine units (1) and (2) are determined by the isomers of the monomers to be reacted. This isomer usually coexists.

加水分解及びアミジン化反応は2段階で行うことができるが、通常は1段階で行うことが好ましい。ポリマーの構造と目的の加水分解率及びアミジン化率に応じて、反応条件を選択することが可能である。通常は上記のポリマーを5〜80重量%の水溶液又は水分散液とし、酸アミド単位に対し1〜5当量倍の酸、又は酸アミド単位に対し1〜5当量倍のアルカリを加え、40〜100℃に加熱することにより加水分解及びアミジン化反応を行うことができる。酸による加水分解及びアミジン化反応を行った場合には、得られるカチオン性ポリマーAのアミノ基はアンモニウム塩を形成する。   The hydrolysis and amidination reaction can be carried out in two stages, but usually it is preferably carried out in one stage. The reaction conditions can be selected depending on the structure of the polymer and the desired hydrolysis rate and amidation rate. Usually, the above polymer is made into an aqueous solution or water dispersion of 5 to 80% by weight, 1 to 5 equivalents of acid to acid amide units, or 1 to 5 equivalents of alkali to acid amide units is added, and 40 to By heating to 100 ° C., hydrolysis and amidine reaction can be performed. In the case of hydrolysis and amidation reaction with an acid, the amino group of the resulting cationic polymer A forms an ammonium salt.

なお、前記の共重合性モノマーのうち、(メタ)アクリルアミド類及び(メタ)アクリレート類に由来するポリマー中の構造単位は、加水分解によって一部は(メタ)アクリル酸単位に変化する。   Among the copolymerizable monomers, a part of the structural units in the polymer derived from (meth) acrylamides and (meth) acrylates are changed to (meth) acrylic acid units by hydrolysis.

アミジン単位(1),(2)を有するカチオン性ポリマーAを構成する全繰り返し単位に占めるアミジン単位(1),(2)の割合は、20〜90モル%であ、50〜90モル%であることが好ましい。カチオン性ポリマーA中のアミジン単位(1),(2)が少な過ぎるとアミジン単位(1),(2)を含むことによる含水率減少効果が低下する。全繰り返し単位中にアミジン単位(1),(2)を90モル%よりも多く含むポリマーは製造が容易ではない。 Amidine units (1), (2) the amidine units in the total repeating units constituting the cationic polymer A having a (1), the ratio of (2) is Ri 20-90 mol% der, 50-90 mol% it is good Masui is. If the amount of the amidine units (1) and (2) in the cationic polymer A is too small, the water content reduction effect due to the inclusion of the amidine units (1) and (2) is lowered. A polymer containing more than 90 mol% of amidine units (1) and (2) in all repeating units is not easy to produce.

アミジン単位(1),(2)を有するカチオン性ポリマーAは、高分子量であることが好ましく、分子量の指標となる1N塩化ナトリウム水溶液を溶媒として30℃で測定した固有粘度が1dl/g以上であることが好ましく、3dl/g以上であることがさらに好ましい。なお、この固有粘度の上限は通常10dl/g以下である。   The cationic polymer A having amidine units (1) and (2) preferably has a high molecular weight, and has an intrinsic viscosity of 1 dl / g or more measured at 30 ° C. using a 1N sodium chloride aqueous solution serving as a molecular weight index as a solvent. It is preferable that it is 3 dl / g or more. The upper limit of this intrinsic viscosity is usually 10 dl / g or less.

本発明において、ビニルアミン単位(3)を有するカチオン性ポリマーAは、前記一般式(5)で表されるN−ビニルカルボン酸アミド又はN−イソプロペニルカルボン酸アミド、及び、必要に応じて他の共重合性モノマーを重合又は共重合し、得られたポリマーを加水分解することによって得ることができる。   In the present invention, the cationic polymer A having a vinylamine unit (3) is an N-vinyl carboxylic acid amide or N-isopropenyl carboxylic acid amide represented by the general formula (5) and, if necessary, other It can be obtained by polymerizing or copolymerizing a copolymerizable monomer and hydrolyzing the resulting polymer.

N−ビニルカルボン酸アミド又はN−イソプロペニルカルボン酸アミドとしては、アミジン単位(1),(2)を有するカチオン性ポリマーAの製造に用いるものとして例示したものを使用することができ、例えば、N−ビニルホルムアミド、N−ビニルアセトアミド、N−ビニルプロピオンアミド、N−ビニルブチルアミド、N−ビニルバレルアミド、N−イソプロペニルホルムアミド、N−イソプロペニルアセトアミド、N−イソプロペニルプロピオンアミド、N−イソプロペニルブチルアミド、N−イソプロペニルバレルアミドなどを使用することができる。また、必要に応じてN−ビニルカルボン酸アミド又はN−イソプロペニルカルボン酸アミドの代わりに、N−ビニルカルボン酸イミド又はN−イソプロペニルカルボン酸イミドを使用することができる。   As N-vinylcarboxylic acid amide or N-isopropenylcarboxylic acid amide, those exemplified for use in the production of cationic polymer A having amidine units (1) and (2) can be used. N-vinylformamide, N-vinylacetamide, N-vinylpropionamide, N-vinylbutyramide, N-vinylvaleramide, N-isopropenylformamide, N-isopropenylacetamide, N-isopropenylpropionamide, N-iso Propenylbutyramide, N-isopropenylvaleramide and the like can be used. Moreover, N-vinyl carboxylic imide or N-isopropenyl carboxylic imide can be used instead of N-vinyl carboxylic amide or N-isopropenyl carboxylic amide as needed.

共重合性モノマーとしては、適当なモノマー反応性比を有するものであれば制限なく使用することができ、例えば、(メタ)アクリルアミド、スチレン、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、酢酸ビニル、アクリロニトリル、N−ビニルピロリドンなどのノニオン性モノマー、(メタ)アクリル酸又はそのアルカリ金属塩、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、スチレンスルホン酸などのスルホン基を有するモノマー又はそのアルカリ金属塩などのアニオン性モノマー、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミドなどの3級塩若しくは4級アンモニウム塩などのカチオン性モノマーなどの1種又は2種以上を挙げることができる。   As the copolymerizable monomer, any monomer having an appropriate monomer reactivity ratio can be used without limitation. For example, (meth) acrylamide, styrene, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, vinyl acetate , A nonionic monomer such as acrylonitrile, N-vinylpyrrolidone, a monomer having a sulfone group such as (meth) acrylic acid or an alkali metal salt thereof, vinylsulfonic acid, 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid, styrenesulfonic acid, or the like One or more of anionic monomers such as alkali metal salts, cationic monomers such as tertiary salts or quaternary ammonium salts such as dimethylaminoethyl (meth) acrylate and dimethylaminopropyl (meth) acrylamide are listed. It is possible .

本発明において、上記のモノマーを重合する方法には特に制限はなく、使用するモノマー及び生成するポリマーの溶解性などに応じて、溶液重合、懸濁重合、乳化重合などを選ぶことができる。得られたポリマーの水溶液を酸又はアルカリの存在下に加熱することにより、ポリマー中の酸アミド単位を加水分解してビニルアミン単位(3)を生成させる。   In the present invention, the method for polymerizing the above monomers is not particularly limited, and solution polymerization, suspension polymerization, emulsion polymerization, and the like can be selected according to the monomers used and the solubility of the produced polymer. By heating an aqueous solution of the obtained polymer in the presence of an acid or an alkali, the acid amide unit in the polymer is hydrolyzed to produce a vinylamine unit (3).

本発明においては、ポリマーの構造と目的の加水分解率に応じて、反応条件を選択することが可能である。通常は上記のポリマーを5〜80重量%の水溶液又は水分散液とし、酸アミド単位に対し1〜5当量倍の酸、又は酸アミド単位に対し1〜5当量倍のアルカリを加え、40〜100℃に加熱することにより加水分解を行うことができる。酸による加水分解を行った場合には、得られるカチオン性ポリマーAのアミノ基はアンモニウム塩を形成し、アルカリによる加水分解を行った場合には、得られるカチオン性ポリマーAのアミノ基は遊離の形態となる。   In the present invention, reaction conditions can be selected according to the polymer structure and the desired hydrolysis rate. Usually, the above polymer is made into an aqueous solution or water dispersion of 5 to 80% by weight, 1 to 5 equivalents of acid to acid amide units, or 1 to 5 equivalents of alkali to acid amide units is added, and 40 to Hydrolysis can be performed by heating to 100 ° C. In the case of hydrolysis with an acid, the amino group of the resulting cationic polymer A forms an ammonium salt, and in the case of hydrolysis with an alkali, the amino group of the resulting cationic polymer A is free. It becomes a form.

なお、前記の共重合性モノマーのうち、(メタ)アクリルアミド類及び(メタ)アクリレート類に由来するポリマー中の構造単位は、加水分解によって一部が(メタ)アクリル酸単位に変化する。   Among the copolymerizable monomers, a part of the structural unit in the polymer derived from (meth) acrylamides and (meth) acrylates is changed to a (meth) acrylic acid unit by hydrolysis.

ビニルアミン単位(3)を有するカチオン性ポリマーAを構成する全繰り返し単位に占めるビニルアミン単位(3)の割合は、35〜100モル%であ、60〜80モル%であることが好ましい。カチオン性ポリマーA中のビニルアミン単位(3)が少な過ぎると汚泥脱水剤としての凝集性能が低下する。 Ratio of vinylamine the total repeating units units (3) constituting the cationic polymer A having a vinylamine unit (3) is 35 to 100 mol% der is, it is favorable preferable 60 to 80 mol%. When there are too few vinylamine units (3) in the cationic polymer A, the aggregation performance as a sludge dewatering agent will fall.

ビニルアミン単位(3)を有するカチオン性ポリマーAは、高分子量であることが好ましく、分子量の指標となる1N塩化ナトリウム水溶液を溶媒として30℃で測定した固有粘度が4dl/g以上であることが好ましく、5dl/g以上であることがさらに好ましい。なお、この固有粘度の上限は通常10dl/g以下である。   The cationic polymer A having a vinylamine unit (3) preferably has a high molecular weight, and preferably has an intrinsic viscosity of 4 dl / g or more measured at 30 ° C. using a 1N sodium chloride aqueous solution serving as a molecular weight index as a solvent. More preferably, it is 5 dl / g or more. The upper limit of this intrinsic viscosity is usually 10 dl / g or less.

また、カチオン性ポリマーAのコロイド当量は、5.0〜6.4meq/g、特に5.5〜6.4meq/gであることが好ましい。カチオン性ポリマーAのコロイド当量がこの範囲であることにより高い凝集性が得られ、好ましい。なお、カチオン性ポリマーAのコロイド当量は「コロイド滴定法」(千手諒一著、南江堂(株)(S44年11月発行))により測定される。   Further, the colloid equivalent of the cationic polymer A is preferably 5.0 to 6.4 meq / g, particularly preferably 5.5 to 6.4 meq / g. When the colloid equivalent of the cationic polymer A is within this range, high cohesiveness can be obtained, which is preferable. The colloidal equivalent of the cationic polymer A is measured by “colloidal titration method” (by Soichi Sente, Nankodo Co., Ltd. (issued in November, S44)).

本発明において、カチオン性ポリマーAは、上記アミジン化反応又は加水分解を終了した水溶液のまま又は濃縮若しくは希釈した水溶液として、汚泥脱水剤に使用することができる。或いは、カチオン性ポリマーAの水溶液をアセトンなどの有機溶媒と混合し、カチオン性ポリマーAを沈殿させた後、分離、乾燥して粉末化し、若しくはエマルションなどとして使用することができる。   In the present invention, the cationic polymer A can be used as a sludge dewatering agent as an aqueous solution that has been subjected to the amidation reaction or hydrolysis, or as a concentrated or diluted aqueous solution. Alternatively, an aqueous solution of the cationic polymer A can be mixed with an organic solvent such as acetone to precipitate the cationic polymer A, and then separated, dried, powdered, or used as an emulsion.

[カチオン性ポリマーB]
本発明で用いるカチオン性ポリマーBは、下記一般式(4)で表されるベンジル系カチオン単位(4)(以下「ベンジル系カチオン単位(4)」と称す場合がある。)を繰り返し単位として含むものである。
[Cationic polymer B]
The cationic polymer B used in the present invention contains a benzylic cation unit (4) represented by the following general formula (4) (hereinafter sometimes referred to as “benzylic cation unit (4)”) as a repeating unit. It is a waste.

Figure 0005732818
Figure 0005732818

(上記式中、Rは水素原子又はメチル基を表し、Rは炭素数1〜4のアルキレン基を表し、R3a,R3bは各々独立に炭素数1〜4のアルキル基を表し、Rはベンジル基を表す。Aは−O−又は−NH−、Zは塩形成性アニオンを表す。) (In the above formula, R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group, R 2 represents an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms, R 3a and R 3b each independently represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, R 4 is -NH- .A is -O- or where a benzyl group, Z - represents a salt-forming anion).

上記一般式(4)において、Rは水素原子又はメチル基であり、Rはメチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基などの炭素数1〜4のアルキレン基であり、プロピレン基及びブチレン基は直鎖状であってもよく、側鎖を有するものであってもよい。R3a,R3bは各々独立にメチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基などの炭素数1〜4のアルキル基であり、Rはベンジル基である。また、Aは−O−又は−NH−であり、Zは塩素イオン、臭素イオン、ヨウ素イオンなどのハロゲンイオン、1/2SO 2−、NO 、CHCOO、CHSO 、CSO などの塩形成性アニオンである。 In the general formula (4), R 1 is a hydrogen atom or a methyl group, R 2 is an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms such as a methylene group, an ethylene group, a propylene group, or a butylene group, and the propylene group and butylene. The group may be linear or have a side chain. R 3a and R 3b are each independently an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms such as methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, and tert-butyl group. And R 4 is a benzyl group. A is —O— or —NH—, and Z is a halogen ion such as chlorine ion, bromine ion, iodine ion, 1 / 2SO 4 2− , NO 3 , CH 3 COO , CH 3 SO 4. -, C 2 H 5 SO 4 - is a salt-forming anion such as.

一般式(4)で表される繰り返し単位を有するカチオン性ポリマーBは、下記一般式(4A)で表されるベンジル系カチオン性モノマーを用いて製造される。   The cationic polymer B having a repeating unit represented by the general formula (4) is produced using a benzylic cationic monomer represented by the following general formula (4A).

Figure 0005732818
Figure 0005732818

(上記式中、R、R、R3a、R3b、R、A及びZは一般式(4)におけると同義であり、その具体例も同様である。) (In the above formula, R 1 , R 2 , R 3a , R 3b , R 4 , A and Z have the same meaning as in general formula (4), and specific examples thereof are also the same).

一般式(4A)で表されるベンジル系カチオン性モノマーとしては、例えば、ジメチルアミノ(メチル、エチル、プロピル又はブチル)アクリレート又はメタクリレート、ジエチルアミノ(メチル、エチル、プロピル又はブチル)アクリレート又はメタクリレート、ジ−n−プロピルアミノ(メチル、エチル、プロピル又はブチル)アクリレート又はメタクリレート、ジイソプロピルアミノ(メチル、エチル、プロピル又はブチル)アクリレート又はメタクリレート、ジ−n−ブチルアミノ(メチル、エチル、プロピル又はブチル)アクリレート又はメタクリレート、ジ−sec−ブチルアミノ(メチル、エチル、プロピル又はブチル)アクリレート又はメタクリレート、ジイソブチルアミノ(メチル、エチル、プロピル又はブチル)アクリレート又はメタクリレート、ジメチルアミノ(メチル、エチル、プロピル又はブチル)アクリルアミド又はメタクリルアミド、ジエチルアミノ(メチル、エチル、プロピル又はブチル)アクリルアミド又はメタクリルアミド、ジ−n−プロピルアミノ(メチル、エチル、プロピル又はブチル)アクリルアミド又はメタクリルアミド、ジイソプロピルアミノ(メチル、エチル、プロピル又はブチル)アクリルアミド又はメタクリルアミド、ジ−n−ブチルアミノ(メチル、エチル、プロピル又はブチル)アクリルアミド又はメタクリルアミド、ジ−sec−ブチルアミノ(メチル、エチル、プロピル又はブチル)アクリルアミド又はメタクリルアミド、ジイソブチルアミノ(メチル、エチル、プロピル又はブチル)アクリルアミド又はメタクリルアミドなどの、ハロゲン化ベンジルによる四級化物などを挙げることができる。ハロゲン化ベンジルとしては、塩化ベンジル、臭化ベンジルなどを挙げることができる。   Examples of the benzylic cationic monomer represented by the general formula (4A) include dimethylamino (methyl, ethyl, propyl or butyl) acrylate or methacrylate, diethylamino (methyl, ethyl, propyl or butyl) acrylate or methacrylate, di- n-propylamino (methyl, ethyl, propyl or butyl) acrylate or methacrylate, diisopropylamino (methyl, ethyl, propyl or butyl) acrylate or methacrylate, di-n-butylamino (methyl, ethyl, propyl or butyl) acrylate or methacrylate , Di-sec-butylamino (methyl, ethyl, propyl or butyl) acrylate or methacrylate, diisobutylamino (methyl, ethyl, propyl or butyl) acrylate or methacrylate Dimethylamino (methyl, ethyl, propyl or butyl) acrylamide or methacrylamide, diethylamino (methyl, ethyl, propyl or butyl) acrylamide or methacrylamide, di-n-propylamino (methyl, ethyl, propyl or butyl) acrylamide or methacryl Amide, diisopropylamino (methyl, ethyl, propyl or butyl) acrylamide or methacrylamide, di-n-butylamino (methyl, ethyl, propyl or butyl) acrylamide or methacrylamide, di-sec-butylamino (methyl, ethyl, propyl) Or butyl) quaternization with benzyl halides such as acrylamide or methacrylamide, diisobutylamino (methyl, ethyl, propyl or butyl) acrylamide or methacrylamide. And the like. Examples of the benzyl halide include benzyl chloride and benzyl bromide.

カチオン性ポリマーBの製造にあたり、これらのベンジル系カチオン性モノマーは、1種を単独で用いることができ、また、2種以上を組み合わせて用いることもできる。   In the production of the cationic polymer B, these benzylic cationic monomers can be used alone or in combination of two or more.

本発明で用いるカチオン性ポリマーBは、上記のベンジル系カチオン性モノマーのホモポリマーでもよいが、このベンジル系カチオン性モノマーと共重合可能な他のモノマー(以下、「共重合性モノマー」と称す場合がある。)の1種又は2種以上とのコポリマーであってもよい。   The cationic polymer B used in the present invention may be a homopolymer of the above-mentioned benzylic cationic monomer, but may be another monomer copolymerizable with this benzylic cationic monomer (hereinafter referred to as “copolymerizable monomer”). 1) or a copolymer with two or more thereof.

カチオン性ポリマーBがベンジル系カチオン性モノマーと共重合性モノマーとのコポリマーである場合、使用される共重合性モノマーには特に制限はない。   When the cationic polymer B is a copolymer of a benzylic cationic monomer and a copolymerizable monomer, the copolymerizable monomer used is not particularly limited.

この共重合性モノマーとしてのノニオン性ビニルモノマーとしては、例えば、アクリルアミド、メタクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、N,N−ジメチルメタクリルアミドなどのアミド類、アクリロニトリルやメタクリロニトリルなどのシアン化ビニル系化合物、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチルなどの(メタ)アクリル酸のアルキルエステル類、酢酸ビニルなどのビニルエステル類、スチレン、α−メチルスチレン、p−メチルスチレンなどの芳香族ビニル系化合物などを挙げることができる。これらのノニオン性ビニルモノマーは、1種を単独で用いることができ、また、2種以上を組み合わせて用いることもできる。   Examples of the nonionic vinyl monomer as the copolymerizable monomer include amides such as acrylamide, methacrylamide, N, N-dimethylacrylamide and N, N-dimethylmethacrylamide, and vinyl cyanide such as acrylonitrile and methacrylonitrile. Compounds, alkyl esters of (meth) acrylic acid such as methyl acrylate, ethyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, vinyl esters such as vinyl acetate, styrene, α-methyl styrene, p-methyl styrene, etc. And aromatic vinyl compounds. These nonionic vinyl monomers can be used individually by 1 type, and can also be used in combination of 2 or more type.

本発明において、カチオン性ポリマーBが上記のコポリマーである場合、コポリマー中のベンジル系カチオン単位(4)の割合が過度に少ないと本発明の効果を十分に得ることができない。従って、カチオン性ポリマーBは、全繰り返し単位中のベンジル系カチオン単位(4)の割合が70〜100モル%で、ノニオン性ビニルモノマー由来の繰り返し単位が0〜30モル%であ、特に、全繰り返し単位中のベンジル系カチオン単位(4)の割合は80〜100モル%、とりわけ90〜100モル%で、カチオン性ポリマーBはベンジル系カチオン性モノマー(4)のみからなるホモポリマーであることが好ましい。なお、このホモポリマーとは、2種以上のベンジル系カチオン単位(4)が含まれるものを包含するものとする。 In the present invention, when the cationic polymer B is the above-mentioned copolymer, the effect of the present invention cannot be sufficiently obtained if the proportion of the benzylic cation unit (4) in the copolymer is excessively small. Thus, the cationic polymer B, and the ratio is 70 to 100 mol% of benzylic cation units in all repeating units (4), Ri repeating units from 0 to 30 mol% der from nonionic vinyl monomer, in particular, The proportion of the benzylic cationic unit (4) in all repeating units is 80 to 100 mol%, particularly 90 to 100 mol%, and the cationic polymer B is a homopolymer consisting only of the benzylic cationic monomer (4). Is preferred. The homopolymer includes those containing two or more benzylic cation units (4).

また、本発明で用いるカチオン性ポリマーBは、0.1Nの硝酸ナトリウム水溶液を溶媒として30℃で測定した固有粘度が4dl/g以上、特に6dl/g以上であることが好ましい。固有粘度が4dl/g未満であると、凝集力が弱く、汚泥の処理量が低下するおそれがある。なお、この固有粘度の上限は通常12dl/g以下である。   Further, the cationic polymer B used in the present invention preferably has an intrinsic viscosity of 4 dl / g or more, particularly 6 dl / g or more, measured at 30 ° C. using a 0.1N sodium nitrate aqueous solution as a solvent. If the intrinsic viscosity is less than 4 dl / g, the cohesive force is weak and the amount of sludge treated may be reduced. The upper limit of this intrinsic viscosity is usually 12 dl / g or less.

また、本発明で用いるカチオン性ポリマーBのコロイド当量は2.8〜3.5meq/gであることが好ましい。小さ過ぎるとベンジル基の疎水性効果が得難くなるため好ましくない。カチオン性ポリマーBのコロイド当量はカチオン性ポリマーAと同様の方法により測定される。   The colloid equivalent of the cationic polymer B used in the present invention is preferably 2.8 to 3.5 meq / g. If it is too small, it is difficult to obtain the hydrophobic effect of the benzyl group. The colloid equivalent of the cationic polymer B is measured by the same method as that for the cationic polymer A.

本発明に用いるカチオン性ポリマーBの製造方法には特に制限はなく、常法である溶液重合、懸濁重合、エマルション重合など、いずれの方法も用いることができる。水溶液重合においては、モノマーを水に溶解し、雰囲気を不活性ガスで置換し、重合温度まで昇温した後、重合開始剤として、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム、2,2'−アゾビス(2−アミジノプロパン)二塩酸塩などの水溶性重合開始剤を加えて重合することができる。   There is no restriction | limiting in particular in the manufacturing method of the cationic polymer B used for this invention, Any methods, such as solution polymerization, suspension polymerization, and emulsion polymerization which are conventional methods, can be used. In aqueous solution polymerization, the monomer is dissolved in water, the atmosphere is replaced with an inert gas, the temperature is raised to the polymerization temperature, and ammonium persulfate, potassium persulfate, 2,2′-azobis (2- Polymerization can be carried out by adding a water-soluble polymerization initiator such as amidinopropane) dihydrochloride.

[カチオン性ポリマーAとカチオン性ポリマーBの割合]
本発明の汚泥脱水剤中のカチオン性ポリマーAとカチオン性ポリマーBとの割合は、過度に一方が多く、過度に他方が少ないと、これらの2種類のポリマーを併用することによる本発明の効果を十分に得ることができない。
[Proportion of cationic polymer A and cationic polymer B]
When the ratio of the cationic polymer A and the cationic polymer B in the sludge dehydrating agent of the present invention is excessively large and excessively small, the effect of the present invention by using these two types of polymers in combination. Can't get enough.

従って、本発明の汚泥脱水剤中のカチオン性ポリマーAとカチオン性ポリマーBの割合は、重量比で30〜70:70〜30の範囲であ、特に40〜60:60〜40の範囲であることが好ましい。 Thus, the proportion of the cationic polymer A and the cationic polymer B in the sludge dehydrating agent of the present invention, 30 to 70 by weight ratio: ranges der of 70-30 is, in particular 40 to 60: in the range of 60 to 40 Preferably there is.

[汚泥脱水剤の形態]
本発明の汚泥脱水剤は、上述のカチオン性ポリマーAとカチオン性ポリマーBとを含むものであればよく、カチオン性ポリマーAとカチオン性ポリマーBとが別々に提供されるものであっても、これらが予め混合されて一剤化されたものであってもよい。
カチオン性ポリマーAとカチオン性ポリマーBとが予め所定の割合で混合されて一剤化されたものであれば、汚泥への脱水剤の添加制御が簡略化され、好ましい。
[Form of sludge dehydrating agent]
The sludge dehydrating agent of the present invention is only required to contain the above-mentioned cationic polymer A and cationic polymer B, and even if the cationic polymer A and the cationic polymer B are provided separately, These may be mixed in advance to form a single agent.
If the cationic polymer A and the cationic polymer B are previously mixed at a predetermined ratio into a single agent, the addition control of the dehydrating agent to the sludge is simplified, which is preferable.

なお、本発明の汚泥脱水剤は、カチオン性ポリマーAとカチオン性ポリマーB以外の他の薬剤例えばスルファミン酸等の粉末酸や硫酸ナトリウム等の塩類等の1種又は2種以上を含有していてもよい。   In addition, the sludge dehydrating agent of the present invention contains one or more kinds of agents other than the cationic polymer A and the cationic polymer B, such as powder acids such as sulfamic acid and salts such as sodium sulfate. Also good.

[脱水方法]
本発明の汚泥脱水剤を汚泥に添加して脱水するには、本発明の汚泥脱水剤を汚泥に添加して20秒〜5分程度混合した後、脱水機に投入して脱水すれば良い。
この汚泥脱水剤と汚泥との混合は、移送配管内で行われるものであってもよく、遠心脱水機のように混合機構を有する脱水機であれば、脱水前の混合工程を省略することができる。
[Dehydration method]
In order to add the sludge dehydrating agent of the present invention to sludge and dehydrate it, the sludge dehydrating agent of the present invention may be added to the sludge and mixed for about 20 seconds to 5 minutes, and then charged into a dehydrator for dehydration.
The mixing of the sludge dewatering agent and the sludge may be performed in a transfer pipe. If the dehydrator has a mixing mechanism such as a centrifugal dehydrator, the mixing step before dehydration may be omitted. it can.

汚泥への汚泥脱水剤の添加量としては、十分な凝集効果で高い脱水性が得られる程度であれば良く、汚泥性状や用いるポリマーの種類などによって適宜決定されるが、通常、SS0.5〜2重量%程度の汚泥に対してカチオン性ポリマーAとカチオン性ポリマーBとの合計の添加量が20〜400mg/L、特に50〜300mg/L程度、すなわち、汚泥のSSに対して0.4〜2.0重量%、特に1.0〜1.5重量%程度となるような添加量とすることが好ましい。   The amount of the sludge dehydrating agent added to the sludge is not limited as long as high dewaterability is obtained with a sufficient coagulation effect, and is appropriately determined depending on the sludge properties and the type of polymer used. The total addition amount of the cationic polymer A and the cationic polymer B is about 20 to 400 mg / L, particularly about 50 to 300 mg / L with respect to about 2% by weight of sludge, that is, 0.4 with respect to the sludge SS. It is preferable to set the amount to be about 2.0 to 2.0% by weight, particularly about 1.0 to 1.5% by weight.

なお、カチオン性ポリマーAとカチオン性ポリマーBとは汚泥に対して同時に添加してもよく、予め混合して添加してもよく、別々に添加してもよい。   The cationic polymer A and the cationic polymer B may be added to the sludge at the same time, may be added in advance, or may be added separately.

用いる脱水機としては特に制限はなく、多重円盤脱水機、スクリュープレス脱水機、回転加圧脱水機、フィルタープレス脱水機、ベルトプレス脱水機、遠心脱水機等、様々な脱水機を適用することができるが、本発明の汚泥脱水剤を用いる汚泥脱水方法では、特にフロック強度が強く、濾水性に優れることから、多重円盤脱水機、スクリュープレス脱水機、回転加圧脱水機が好適に用いられる。   The dehydrator to be used is not particularly limited, and various dehydrators such as a multiple disk dehydrator, a screw press dehydrator, a rotary pressure dehydrator, a filter press dehydrator, a belt press dehydrator, a centrifugal dehydrator, etc. can be applied. However, in the sludge dewatering method using the sludge dewatering agent of the present invention, a multi-disk dewatering machine, a screw press dewatering machine, and a rotary pressure dewatering machine are preferably used because of particularly strong floc strength and excellent drainage.

本発明によれば、このような脱水処理により、含水率80重量%以下の低含水率の脱水ケーキを得ることができる。得られた脱水ケーキは焼却処分又は埋め立て処分などに供される。   According to the present invention, by such a dehydration treatment, a dehydrated cake having a low water content of 80% by weight or less can be obtained. The obtained dehydrated cake is used for incineration or landfill disposal.

なお、本発明で脱水処理する汚泥には特に制限はなく、例えば下水、し尿、一般産業排水処理などで発生する有機性汚泥や食品工場、水産加工工場、食肉加工工場、畜産業等から排出される余剰汚泥、或いはこれらの汚泥を含む混合汚泥が挙げられる。
特に、本発明は、その優れた脱水効果から、食品工場、水産加工工場、食肉加工工場、畜産業等から排出される余剰汚泥のように、VSS/SS比が0.68以上、100メッシュふるいで測定される繊維状物がSS重量の10重量%以下であるような難脱水性の有機性汚泥の脱水処理に有効である。
The sludge to be dehydrated in the present invention is not particularly limited, and is discharged from, for example, organic sludge generated in sewage, human waste, general industrial wastewater treatment, food factories, fish processing factories, meat processing factories, livestock industries, etc. Surplus sludge or mixed sludge containing these sludges.
In particular, the present invention has a VSS / SS ratio of 0.68 or more and a 100 mesh sieve such as surplus sludge discharged from food factories, fishery processing factories, meat processing factories, livestock industries, etc. due to its excellent dehydration effect. It is effective for the dehydration treatment of hardly dewatering organic sludge in which the fibrous material measured in (1) is 10% by weight or less of the SS weight.

以下に、製造例、実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。以下において、「%」は「重量%」を意味する。   Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to production examples, examples, and comparative examples. However, the present invention is not limited to the following examples unless it exceeds the gist. In the following, “%” means “% by weight”.

以下の実施例及び比較例で用いたポリマーは次の通りである。   The polymers used in the following examples and comparative examples are as follows.

Figure 0005732818
Figure 0005732818

[製造例1:カチオン性ポリマーA−1の製造]
撹拌機、還流冷却管、温度計及び窒素導入管をつけた500mlフラスコに、N−ビニルホルムアミド35.5g(0.5モル)、アクリロニトリル26.5g(0.5モル)及び水310gを入れ、雰囲気を窒素で置換した。撹拌しつつ60℃に昇温し、2,2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)二塩酸塩の10%水溶液1.0gを添加し、60℃を保ったまま5時間重合を続けた。水中にポリマーが析出した懸濁液に濃塩酸98.1g(塩化水素として1.0モル)を加え、加熱して還流しつつ4時間反応し、ポリマーをアミジン化した。得られたポリマー溶液をアセトン中に添加し、析出したポリマーを真空乾燥した。
このカチオン性ポリマーの、1N塩化ナトリウム水溶液を溶媒として30℃で測定した固有粘度は、4.0dl/gであった。また、このカチオン性ポリマーのコロイド当量は、pH=4において7.5meq/gであった。このカチオン性ポリマーを、ポリマーA−1とする。
[Production Example 1: Production of cationic polymer A-1]
N-vinylformamide 35.5 g (0.5 mol), acrylonitrile 26.5 g (0.5 mol) and water 310 g were placed in a 500 ml flask equipped with a stirrer, reflux condenser, thermometer and nitrogen inlet tube. The atmosphere was replaced with nitrogen. The temperature was raised to 60 ° C. with stirring, 1.0 g of a 10% aqueous solution of 2,2′-azobis (2-amidinopropane) dihydrochloride was added, and polymerization was continued for 5 hours while maintaining 60 ° C. Concentrated hydrochloric acid 98.1 g (1.0 mol as hydrogen chloride) was added to the suspension in which the polymer was precipitated in water, and the mixture was reacted for 4 hours while heating to reflux to amidine the polymer. The obtained polymer solution was added to acetone, and the precipitated polymer was vacuum-dried.
The intrinsic viscosity of this cationic polymer measured at 30 ° C. using a 1N sodium chloride aqueous solution as a solvent was 4.0 dl / g. Moreover, the colloid equivalent of this cationic polymer was 7.5 meq / g in pH = 4. This cationic polymer is designated as polymer A-1.

[製造例2:カチオン性ポリマーA−2の製造]
撹拌機、還流冷却管、温度計及び窒素導入管をつけた500mlフラスコに、N−ビニルホルムアミド71.0g(1.0モル)及び水310gを入れ、雰囲気を窒素で置換した。撹拌しつつ60℃に昇温し、2,2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)二塩酸塩の10%水溶液1.0gを添加し、60℃を保ったまま5時間重合を続けた。ポリマー溶液に濃塩酸147g(塩化水素として1.5モル)を加え、加熱して還流しつつ4時間反応し、ポリマーを加水分解した。得られたポリマー溶液をアセトン中に添加し、析出したポリマーを真空乾燥した。このカチオン性ポリマーの、1N塩化ナトリウム水溶液を溶媒として30℃で測定した固有粘度は、5.4dl/gであった。また、このカチオン性ポリマーのコロイド当量は、pH=4において6.2meq/gであった。このカチオン性ポリマーを、ポリマーA−2とする。
[Production Example 2: Production of cationic polymer A-2]
In a 500 ml flask equipped with a stirrer, a reflux condenser, a thermometer, and a nitrogen inlet tube, 71.0 g (1.0 mol) of N-vinylformamide and 310 g of water were placed, and the atmosphere was replaced with nitrogen. The temperature was raised to 60 ° C. with stirring, 1.0 g of a 10% aqueous solution of 2,2′-azobis (2-amidinopropane) dihydrochloride was added, and polymerization was continued for 5 hours while maintaining 60 ° C. Concentrated hydrochloric acid 147 g (1.5 mol as hydrogen chloride) was added to the polymer solution, and the mixture was heated and refluxed for 4 hours to hydrolyze the polymer. The obtained polymer solution was added to acetone, and the precipitated polymer was vacuum-dried. The intrinsic viscosity of this cationic polymer measured at 30 ° C. using a 1N sodium chloride aqueous solution as a solvent was 5.4 dl / g. Further, the colloid equivalent of this cationic polymer was 6.2 meq / g at pH = 4. This cationic polymer is designated as polymer A-2.

[製造例3:カチオン性ポリマーX−1の製造]
撹拌機、還流冷却管、温度計及び窒素導入管をつけた500mLフラスコに、ジメチルアミノエチルメタアクリレートの塩化メチル4級化物の2.0モル/L溶液を300mL入れ、雰囲気を窒素ガスで置換した。ここへ2,2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)二塩酸塩を5.0×10−4モル/L加え、40℃に昇温し10時間重合を行なった。得られたポリマーゲルをアセトン中で裁断し、濾過した後、真空乾燥して粉末ポリマーを得た。
このカチオン性ポリマーの、0.1Nの硝酸ナトリウム水溶液を溶媒として30℃で測定した固有粘度は、6.4dl/gであった。また、このカチオン性ポリマーのコロイド当量は、pH=4において4.8meq/gであった。このカチオン性ポリマーを、ポリマーX−1とする。
[Production Example 3: Production of Cationic Polymer X-1]
In a 500 mL flask equipped with a stirrer, a reflux condenser, a thermometer, and a nitrogen introduction tube, 300 mL of a 2.0 mol / L solution of dimethylaminoethyl methacrylate in methyl chloride quaternized product was placed, and the atmosphere was replaced with nitrogen gas. . To this, 2,2′-azobis (2-amidinopropane) dihydrochloride (5.0 × 10 −4 mol / L) was added, and the temperature was raised to 40 ° C. for polymerization for 10 hours. The obtained polymer gel was cut in acetone, filtered, and then vacuum dried to obtain a powder polymer.
The intrinsic viscosity of this cationic polymer measured at 30 ° C. using a 0.1N sodium nitrate aqueous solution as a solvent was 6.4 dl / g. Moreover, the colloid equivalent of this cationic polymer was 4.8 meq / g in pH = 4. This cationic polymer is referred to as polymer X-1.

[製造例4:カチオン性ポリマーX−2の製造]
撹拌機、還流冷却管、温度計及び窒素導入管をつけた500mLフラスコに、ジメチルアミノエチルアクリレートの塩化メチル4級化物とアクリルアミドの割合が80:20モル%で全モノマー濃度が2.0モル/Lになるように調整したモノマー溶液を300mL入れ、雰囲気を窒素ガスで置換した。ここへ過硫酸カリウムを5.0×10−3モル/L加え、40℃に昇温し10時間重合を行なった。得られたポリマーゲルをアセトン中で裁断し、濾過した後、真空乾燥して粉末ポリマーを得た。
このカチオン性ポリマーの、0.1Nの硝酸ナトリウム水溶液を溶媒として30℃で測定した固有粘度は、6.8dl/gであった。また、このカチオン性ポリマーのコロイド当量は、pH=4において4.8meq/gであった。このカチオン性ポリマーを、ポリマーX−2とする。
[Production Example 4: Production of cationic polymer X-2]
In a 500 mL flask equipped with a stirrer, reflux condenser, thermometer and nitrogen inlet tube, the ratio of methyl chloride quaternized dimethylaminoethyl acrylate to acrylamide was 80:20 mol% and the total monomer concentration was 2.0 mol / 300 mL of the monomer solution adjusted to L was added, and the atmosphere was replaced with nitrogen gas. To this was added potassium persulfate (5.0 × 10 −3 mol / L), the temperature was raised to 40 ° C., and polymerization was carried out for 10 hours. The obtained polymer gel was cut in acetone, filtered, and then vacuum dried to obtain a powder polymer.
The intrinsic viscosity of this cationic polymer measured at 30 ° C. using a 0.1N aqueous sodium nitrate solution as a solvent was 6.8 dl / g. Moreover, the colloid equivalent of this cationic polymer was 4.8 meq / g in pH = 4. This cationic polymer is referred to as a polymer X-2.

[製造例5:カチオン性ポリマーB−1の製造]
撹拌機、還流冷却管、温度計及び窒素導入管をつけた500mLフラスコに、ジメチルアミノエチルメタアクリレートのベンジルクロライド4級化物の2.0モル/L溶液を300mL入れ、雰囲気を窒素ガスで置換した。ここへ2,2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)二塩酸塩を5.0×10−4モル/L加え、40℃に昇温し10時間重合を行なった。得られたポリマーゲルをアセトン中で裁断し、濾過した後、真空乾燥して粉末ポリマーを得た。
このカチオン性ポリマーの、0.1Nの硝酸ナトリウム水溶液を溶媒として30℃で測定した固有粘度は、6.6dl/gであった。また、このカチオン性ポリマーのコロイド当量は、pH=4において3.6meq/gであった。このカチオン性ポリマーを、ポリマーB−1とする。
[Production Example 5: Production of cationic polymer B-1]
A 500 mL flask equipped with a stirrer, a reflux condenser, a thermometer, and a nitrogen inlet tube was charged with 300 mL of a 2.0 mol / L solution of benzyl chloride quaternized dimethylaminoethyl methacrylate, and the atmosphere was replaced with nitrogen gas. . To this, 2,2′-azobis (2-amidinopropane) dihydrochloride (5.0 × 10 −4 mol / L) was added, and the temperature was raised to 40 ° C. for polymerization for 10 hours. The obtained polymer gel was cut in acetone, filtered, and then vacuum dried to obtain a powder polymer.
The intrinsic viscosity of this cationic polymer measured at 30 ° C. using a 0.1N aqueous sodium nitrate solution as a solvent was 6.6 dl / g. Further, the colloid equivalent of this cationic polymer was 3.6 meq / g at pH = 4. This cationic polymer is designated as polymer B-1.

[製造例6:カチオン性ポリマーB−2の製造]
撹拌機、還流冷却管、温度計及び窒素導入管をつけた500mLフラスコに、ジメチルアミノエチルアクリレートのベンジルクロライド4級化物とアクリルアミドの割合が80:20モル%で全モノマー濃度が2.0モル/Lになるように調整したモノマー溶液を300mL入れ、雰囲気を窒素ガスで置換した。ここへ過硫酸カリウムを5.0×10−4モル/L加え、40℃に昇温し10時間重合を行なった。得られたポリマーゲルをアセトン中で裁断し、濾過した後、真空乾燥して粉末ポリマーを得た。
このカチオン性ポリマーの、0.1Nの硝酸ナトリウム水溶液を溶媒として30℃で測定した固有粘度は、6.2dl/gであった。また、このカチオン性ポリマーのコロイド当量は、pH=4において4.0meq/gであった。このカチオン性ポリマーを、ポリマーB−2とする。
[Production Example 6: Production of cationic polymer B-2]
In a 500 mL flask equipped with a stirrer, a reflux condenser, a thermometer, and a nitrogen introduction tube, the ratio of benzyl chloride quaternized dimethylaminoethyl acrylate to acrylamide was 80:20 mol%, and the total monomer concentration was 2.0 mol / 300 mL of the monomer solution adjusted to L was added, and the atmosphere was replaced with nitrogen gas. To this was added potassium persulfate at 5.0 × 10 −4 mol / L, the temperature was raised to 40 ° C., and polymerization was carried out for 10 hours. The obtained polymer gel was cut in acetone, filtered, and then vacuum dried to obtain a powder polymer.
The intrinsic viscosity of this cationic polymer measured at 30 ° C. using a 0.1N sodium nitrate aqueous solution as a solvent was 6.2 dl / g. Moreover, the colloid equivalent of this cationic polymer was 4.0 meq / g in pH = 4. This cationic polymer is designated as polymer B-2.

[実施例1〜3、比較例1〜3]
主として大豆を原料とした食品加工工場の余剰汚泥(SS:1.15%,VSS/SS:0.726,pH:6.3,導電率:600mS/m)を用いて凝集脱水試験を実施した。
汚泥200mLを300mL容のビーカーに採取し、脱水剤を添加し、180rpmで30秒反応させて凝集させた。脱水剤として用いたポリマーの種類及び添加量は表2に示す通りである。次いで、ブフナーロートに直径50mmの筒をセットし、ここに凝集させた汚泥を流し入れ、20秒後の濾過量を測定した。
また、以下の方法で凝集フロック強度の評価と脱水ケーキの含水率及びケーキ収量の測定を行い、これらの結果を表2に示した。
[Examples 1-3, Comparative Examples 1-3]
A coagulation dehydration test was conducted using surplus sludge (SS: 1.15%, VSS / SS: 0.726, pH: 6.3, conductivity: 600 mS / m) of a food processing plant mainly made from soybeans. .
200 mL of sludge was collected in a 300 mL beaker, a dehydrating agent was added, and the mixture was reacted at 180 rpm for 30 seconds for aggregation. Table 2 shows the types and addition amounts of the polymers used as the dehydrating agent. Next, a tube having a diameter of 50 mm was set on the Buchner funnel, and the coagulated sludge was poured therein, and the amount of filtration after 20 seconds was measured.
In addition, evaluation of the aggregate floc strength and measurement of the moisture content and cake yield of the dehydrated cake were carried out by the following methods, and the results are shown in Table 2.

<フロック強度>
濾過後のブフナーロート上の凝集物を手に取り、徐々に絞ってその時の強度をフロック強度として以下の基準で判定した。
強度5:1回絞り込んで容易に水が抜け固形物となり、さらに力を加えても指の間から
凝集物が抜けない。
強度4:上記強度5と下記強度3の中間の強度。
強度3:緩やかに4〜5回絞ることで固形物となるが、指の間から凝集物が漏れる。
強度2:上記強度3と下記強度1の中間の強度。
強度1:緩やかに絞っても容易にフロックが指の間から抜け、固形状まで絞ることが出
来ない。
強度5から強度1の範囲で多重円盤脱水機、スクリュープレス脱水機、回転加圧脱水機での脱水工程後半の圧密圧搾工程でのフロック耐性を相対的に評価することができ、この強度は4又は5であることが好ましい。
<Flock strength>
Aggregates on the Buchner funnel after filtration were picked up and gradually squeezed, and the strength at that time was determined as the flock strength according to the following criteria.
Strength 5: Squeeze once to easily drain water and become a solid substance.
Aggregates do not come off.
Strength 4: Intermediate strength between the above strength 5 and the following strength 3.
Strength 3: A solid material is obtained by gently squeezing 4 to 5 times, but aggregates leak from between fingers.
Strength 2: An intermediate strength between the above strength 3 and the following strength 1.
Strength 1: Flock can easily come out from between fingers even if it is gently squeezed, and it can be squeezed to a solid state.
do not come.
In the range of strength 5 to strength 1, floc resistance in the compaction squeezing process in the latter half of the dehydration process in the multiple disk dehydrator, screw press dehydrator, and rotary pressure dehydrator can be relatively evaluated. Or 5 is preferred.

<含水率・ケーキ収量>
濾過後のブフナーロート上の凝集物を、直径30mm、高さ17.5mmのカラムに詰め、0.1MPaで60秒圧搾して脱水ケーキを得た。この脱水ケーキの含水率を測定すると共に、単位ケーキ面積あたりの固形物量(mg/cm)を測定した。
ケーキ収量はケーキの圧密性の良さを示し、数値が大きいほど脱水剤の効果が優れる。
<Moisture content / cake yield>
The aggregate on the Buchner funnel after filtration was packed in a column with a diameter of 30 mm and a height of 17.5 mm, and pressed at 0.1 MPa for 60 seconds to obtain a dehydrated cake. While measuring the moisture content of this dehydrated cake, the amount of solids per unit cake area (mg / cm 2 ) was measured.
The cake yield indicates the compactness of the cake, and the larger the value, the better the effect of the dehydrating agent.

Figure 0005732818
Figure 0005732818

表2より明らかなように、実施例1〜3では、比較例1〜3に比べて、フロック強度が高く、ケーキ含水率が約1%低い。また、ケーキ収量は20%多く、すべての項目で良好な効果を示している。   As apparent from Table 2, in Examples 1 to 3, the floc strength is higher and the cake moisture content is lower by about 1% than in Comparative Examples 1 to 3. In addition, the cake yield was 20% higher, showing good effects in all items.

[実施例4,5、比較例4〜7]
被処理汚泥として、乳製品工場の余剰汚泥(SS:0.95%,VSS/SS:0.916,pH:6.8,導電率:190mS/m)を用い、脱水剤として表3に示すポリマーを表3に示す割合及び添加量で用いたこと以外は実施例1〜3と同様にして凝集脱水試験を行い、結果を表3に示した。
[Examples 4 and 5, Comparative Examples 4 to 7]
Excess sludge from a dairy factory (SS: 0.95%, VSS / SS: 0.916, pH: 6.8, conductivity: 190 mS / m) is used as the sludge to be treated. The aggregation dehydration test was conducted in the same manner as in Examples 1 to 3 except that the polymer was used in the proportions and addition amounts shown in Table 3, and the results are shown in Table 3.

Figure 0005732818
Figure 0005732818

表3より明らかなように、実施例4,5では、比較例4,5に対して濾過性に優れ、フロック強度も高い。また、ケーキ含水率は0.8〜1.2%低く、ケーキ収量も20%程度多い。
比較例6,7に示すように、DAM・BzCLホモポリマーとDAM・MeCLの重合物との単独使用で比較すると、DAM・MeCLホモポリマーの方が優れるが、実施例4と比較例7、比較例4と比較例6の対比から明らかなように、ポリアミジンと組み合せることで、DAM・BzCLは特異的に優れた効果が得られる。
As is apparent from Table 3, in Examples 4 and 5, the filterability is excellent and the floc strength is high as compared with Comparative Examples 4 and 5. Further, the moisture content of the cake is 0.8 to 1.2% lower, and the cake yield is about 20% higher.
As shown in Comparative Examples 6 and 7, when the DAM · BzCL 4 homopolymer and the polymer of DAM · MeCL 4 were used alone, the DAM · MeCL 4 homopolymer was superior, but Example 4 and Comparative Example 7. As is clear from the comparison between Comparative Example 4 and Comparative Example 6, DAM · BzCL 4 has a particularly excellent effect when combined with polyamidine.

Claims (5)

下記一般式(1)又は(2)で表されるアミジン単位、或いは下記一般式(3)で表されるビニルアミン単位を繰り返し単位として有するカチオン性ポリマーAと、下記一般式(4)で表されるベンジル系カチオン単位を繰り返し単位として有するカチオン性ポリマーBとを含む汚泥脱水剤であって、
該カチオン性ポリマーAと該カチオン性ポリマーBとを重量比で30〜70:70〜30の範囲で含み、
該カチオン性ポリマーAは、下記一般式(1)又は(2)で表されるアミジン単位と他の繰り返し単位とを有するコポリマーであって、該アミジン単位を全繰り返し単位中に20〜90モル%含有するコポリマーであるか、或いは、下記一般式(3)で表されるビニルアミン単位のみからなるホモポリマーであるか、或いは、該ビニルアミン単位と他の繰り返し単位とを有するコポリマーであって、該ビニルアミン単位を全繰り返し単位中に35モル%以上含有するコポリマーであり、
該カチオン性ポリマーBが、該一般式(4)で表されるベンジル系カチオン単位のみからなるホモポリマーであるか、或いは、該ベンジル系カチオン単位と他の繰り返し単位とを有するコポリマーであって、該ベンジル系カチオン単位を全繰り返し単位中に70モル%以上含有するコポリマーであることを特徴とする汚泥脱水剤。
Figure 0005732818
(上記式中、R11,R12は各々独立に水素原子又はメチル基を表し、Xは塩形成性アニオンを表す。)
Figure 0005732818
(上記式中、Yは塩形成性アニオンを表す。)
Figure 0005732818
(上記式中、Rは水素原子又はメチル基を表し、Rは炭素数1〜4のアルキレン基を表し、R3a,R3bは各々独立に炭素数1〜4のアルキル基を表し、Rはベンジル基を表す。Aは−O−又は−NH−、Zは塩形成性アニオンを表す。)
The cationic polymer A having the amidine unit represented by the following general formula (1) or (2) or the vinylamine unit represented by the following general formula (3) as a repeating unit, and the following general formula (4) A sludge dehydrating agent comprising a cationic polymer B having a benzylic cationic unit as a repeating unit,
The cationic polymer A and the cationic polymer B are included in a weight ratio in the range of 30 to 70:70 to 30,
The cationic polymer A is a copolymer having an amidine unit represented by the following general formula (1) or (2) and another repeating unit, and the amidine unit is contained in an amount of 20 to 90 mol% in all repeating units. A copolymer containing only a vinylamine unit represented by the following general formula (3), or a copolymer having the vinylamine unit and another repeating unit, A copolymer containing at least 35 mol% of all repeating units,
The cationic polymer B is a homopolymer consisting only of the benzylic cation unit represented by the general formula (4), or a copolymer having the benzylic cation unit and another repeating unit, A sludge dewatering agent, which is a copolymer containing 70 mol% or more of the benzylic cationic unit in all repeating units.
Figure 0005732818
(In the above formula, R 11 and R 12 each independently represents a hydrogen atom or a methyl group, and X represents a salt-forming anion.)
Figure 0005732818
(In the above formula, Y represents a salt-forming anion.)
Figure 0005732818
(In the above formula, R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group, R 2 represents an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms, R 3a and R 3b each independently represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, R 4 is -NH- .A is -O- or where a benzyl group, Z - represents a salt-forming anion).
請求項1に記載の汚泥脱水剤を汚泥に添加して脱水することを特徴とする汚泥脱水方法。 A sludge dewatering method comprising adding the sludge dewatering agent according to claim 1 to sludge for dewatering. 前記汚泥脱水剤を、汚泥のSSに対して0.4〜2.0重量%の割合で添加することを特徴とする請求項に記載の汚泥脱水方法。 The sludge dewatering method according to claim 2 , wherein the sludge dewatering agent is added at a ratio of 0.4 to 2.0 wt% with respect to SS of the sludge. 前記汚泥が、VSS/SS比0.68以上の有機性汚泥であることを特徴とする請求項又はに記載の汚泥脱水方法。 The sludge dewatering method according to claim 2 or 3 , wherein the sludge is an organic sludge having a VSS / SS ratio of 0.68 or more. 多重円盤脱水機、スクリュープレス脱水機又は回転加圧脱水機で脱水することを特徴とする請求項ないしのいずれか1項に記載の汚泥脱水方法。 The sludge dewatering method according to any one of claims 2 to 4 , wherein the dewatering is performed by a multiple disk dehydrator, a screw press dehydrator or a rotary pressure dehydrator.
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