JP5946166B2 - Sludge dewatering method - Google Patents

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Description

本発明は、汚泥脱水方法に関するものであり、詳しくは特定の構造単位のうち一種を70〜100モルを有するカチオン性あるいは両性水性高分子を添加した後、特定の構造単位70〜100モル%を有するカチオン性あるいは両性水性高分子を添加することを特徴とする汚泥脱水方法に関する。 The present invention relates to a sludge dewatering method. Specifically, after adding a cationic or amphoteric aqueous polymer having 70 to 100 moles of a specific structural unit, a specific structural unit of 70 to 100 mole% is added. The present invention relates to a sludge dewatering method characterized by adding a cationic or amphoteric aqueous polymer.

汚泥脱水において二種の凝集剤溶液を逐次添加する方法は、種々開示されている。カチオン性凝集剤を添加した後アニオン性凝集剤を添加する方法特許文献1、無機凝結剤を添加した後カチオン性高分子を添加する方法特許文献2など提案されている。特許文献3は、架橋性単量体を存在させず重合したカチオン性凝集剤を添加した後、異なる組成の架橋性カチオン性凝集剤を添加する方法であるが、架橋性カチオン性あるいは両性凝集剤のカチオン性単量体共重合比は、60モル%あるいは40モル%が実施例に記載されているのみで70〜100モル%の高カチオン性高分子の記載はない。 Various methods for sequentially adding two kinds of flocculant solutions in sludge dewatering have been disclosed. A method of adding an anionic flocculant after adding a cationic flocculant, and a method of adding a cationic polymer after adding an inorganic coagulant have been proposed. Patent Document 3 is a method of adding a crosslinkable cationic flocculant having a different composition after adding a polymerized cationic flocculant without the presence of a crosslinkable monomer. The cationic monomer copolymerization ratio of 60 mol% or 40 mol% is only described in the examples, and there is no description of a high cationic polymer of 70 to 100 mol%.

汚泥の脱水性を改良するため架橋性単量体を重合時共存させ、架橋性あるいは分岐を有する水溶性高分子は、多数開示されている。特許文献4および特許文献5は、共に(メタ)アクリル系カチオン性単量体、アクリルアミドおよび架橋性単量体の重合物を汚泥脱水剤として使用することが開示されている。これら特許文献の実施例を見ると形態として油中水型エマルジョンを用い、(メタ)アクリル系カチオン性単量体の共重合率は50〜60モル%であり、(メタ)アクリル系カチオン性単量体の共重合率80〜100モル%など高カチオン性重合物に関しては、記載されていない。更に機能向上を目的として二種以上の高分子の配合物も提案されている。特許文献6は、(メタ)アクリル系カチオン性単量体を使用し、高架橋度高分子と低架橋度高分子の配合物を開示しているが、実施例ではカチオン単量体共重合率80モル%のみが記載され、特許文献7は、
カチオン性が40〜80モル%架橋性高分子、カチオン性が30〜60モル%架橋性両性高分子および酸性物質からなる配合物が開示されている。
特開平6−246300号公報 特開平7−214100号公報 特開2009−72754号公報 特開平2−219887号公報 特開昭61−293510号公報 特開2005−144346号公報 特開2010−163538号公報
In order to improve the dewaterability of sludge, many water-soluble polymers having a crosslinkable or branched coexisting crosslinkable monomer are disclosed. Patent Document 4 and Patent Document 5 both disclose the use of a polymer of (meth) acrylic cationic monomer, acrylamide and a crosslinkable monomer as a sludge dehydrating agent. In the examples of these patent documents, a water-in-oil emulsion is used as the form, the copolymerization ratio of the (meth) acrylic cationic monomer is 50 to 60 mol%, and the (meth) acrylic cationic monomer is used. There is no description regarding highly cationic polymers such as a copolymerization rate of 80 to 100 mol% of the monomer. Furthermore, a blend of two or more kinds of polymers has been proposed for the purpose of improving the function. Patent Document 6 discloses a blend of a high-crosslinking polymer and a low-crosslinking polymer using a (meth) acrylic cationic monomer. Only mol% is described, and Patent Document 7
A formulation comprising a cationic polymer of 40-80 mol% crosslinkable polymer, a cationic polymer of 30-60 mol% crosslinkable amphoteric polymer and an acidic substance is disclosed.
JP-A-6-246300 JP-A-7-214100 JP 2009-72754 A Japanese Patent Laid-Open No. 2-219887 JP-A 61-293510 JP 2005-144346 A JP 2010-163538 A

本発明の課題は、下水処理場における下水混合生汚泥や下水余剰汚泥、下水消化汚泥、各種余剰汚泥に対して良好な凝集とケーキ含水率低下能の高い汚泥脱水方法を開発することである。種々の脱水機に対応でき、脱水ケーキ含水率低下の要求を満足し、同時に架橋あるいは分岐した水性高分子の難点とされる薬剤添加量の増加にも対応でき汚泥脱水方法を、市販品として汎用されている(メタ)アクリル系単量体を使用して開発することにある。 An object of the present invention is to develop a sludge dewatering method that has good agglomeration and high cake moisture content reduction ability for sewage mixed raw sludge, sewage surplus sludge, sewage digested sludge, and various surplus sludge in a sewage treatment plant. The sludge dewatering method can be used as a commercial product that can be applied to various dehydrators, satisfies the requirement of reducing the moisture content of the dehydrated cake, and at the same time can respond to the increase in the amount of chemicals added, which is a difficult point of crosslinked or branched aqueous polymers. The development is to use (meth) acrylic monomers.

上記課題を解決するため本発明者は、鋭意検討した結果、以下に述べる発明に到達した。すなわち、下記一般式(1)〜(4)で表される構造単位のうち一種を70〜100モルを有するカチオン性あるいは両性水性高分子(A)を添加した後、前記一般式(1)〜(2)で表される構造単位を有するカチオン性あるいは両性水性高分子のうち、前記カチオン性あるいは両性水性高分子(A)とは異なる共重合率を有し、前記一般式(1)〜(2)で表される構造単位70〜100モル%を有するカチオン性あるいは両性水性高分子(B)、あるいは前記カチオン性あるいは両性水性高分子(A)に使用した単量体とは異なる単量体を使用した下記一般式(1)〜(2)で表される構造単位70〜100モルを有するカチオン性あるいは両性水性高分子(B)あるいは(5)で表される構造単位70〜100モルを有するカチオン性あるいは両性水性高分子(B)を添加することによって達成できることが分かった。またカチオン性あるいは両性水性高分子(B)は重合時、全単量体に対し質量で20〜300ppmの架橋性単量体を添加して重合した下記一般式(5)で表される構造単位を有するものであることが特に好ましい。
一般式(1)
(Rは水素又はメチル基、R、Rは炭素数1〜3のアルキルあるいはアルコキシル基、Rは水素、炭素数1〜3のアルキル基、アルコキシル基であり、同種でも異種でも良い、Aは酸素またはNH、Bは炭素数2〜4のアルキレン基またはアルコキシレン基を表わす、X は陰イオンをそれぞれ表わす)

一般式(2)
(R、Rは水素又はメチル基、R、Rは炭素数1〜3のアルキル基、アルコキシ基あるいはベンジル基、X は陰イオンをそれぞれ表わす)

一般式(3)
は水素またはメチル基、Hは無機酸および/または有機酸を表し、未中和時H=0である。
一般式(4)
10、11は水素またはメチル基、Hは無機酸および/または有機酸を表し、未中和時H=0である。
一般式(5)
12は水素又はメチル基、R13、R14は水素、炭素数1〜3のアルキルあるいはアルコキシル基であり、同種でも異種でも良い、R15は炭素数7〜20のアルキル基あるいはアリール基、Aは酸素原子またはNH、Bは炭素数2〜4のアルキレン基またはアルコキシレン基を表わす、X は陰イオンをそれぞれ表わす。
As a result of intensive investigations to solve the above problems, the present inventors have reached the invention described below. That is, after adding a cationic or amphoteric aqueous polymer (A) having 70 to 100 mol % of one of the structural units represented by the following general formulas (1) to (4), the general formula (1) Of the cationic or amphoteric aqueous polymer having the structural unit represented by (2), the cationic or amphoteric aqueous polymer (A) has a copolymerization rate different from that of the general formula (1) to A cationic or amphoteric aqueous polymer (B) having a structural unit represented by 70 to 100 mol% represented by (2), or a monomer different from the monomer used in the cationic or amphoteric aqueous polymer (A) Structural units 70 to 100 represented by a cationic or amphoteric aqueous polymer (B) or (5) having 70 to 100 mol % of structural units represented by the following general formulas (1) to (2) mosquitoes having a molar% It was found to be achieved by the addition of on-resistance or amphoteric aqueous polymer (B). The cationic or amphoteric aqueous polymer (B) is a structure represented by the following general formula (5) polymerized by adding a crosslinkable monomer of 20 to 300 ppm by mass with respect to all monomers at the time of polymerization. It is particularly preferred that it has a unit.
General formula (1)
(R 1 is hydrogen or a methyl group, R 2 and R 3 are alkyl or alkoxyl groups having 1 to 3 carbon atoms, R 4 is hydrogen, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, or an alkoxyl group, and may be the same or different. , a is oxygen or NH, B represents an alkylene group or an alkoxylene group having 2 to 4 carbon atoms, X 1 - represents respectively an anion)

General formula (2)
(R 5 and R 6 are hydrogen or a methyl group, R 7 and R 8 are an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, an alkoxy group or a benzyl group, and X 2 represents an anion, respectively)

General formula (3)
R 9 represents hydrogen or a methyl group, H + Z represents an inorganic acid and / or an organic acid, and H + Z = 0 when not neutralized.
General formula (4)
R 10 and R 11 represent hydrogen or a methyl group, H + Z represents an inorganic acid and / or an organic acid, and H + Z = 0 when not neutralized.
General formula (5)
R 12 is hydrogen or a methyl group, R 13 and R 14 are hydrogen, an alkyl or alkoxyl group having 1 to 3 carbon atoms, which may be the same or different, and R 15 is an alkyl group or aryl group having 7 to 20 carbon atoms, A represents an oxygen atom or NH, B represents an alkylene group or an alkoxylene group having 2 to 4 carbon atoms, and X 3 represents an anion.

前記一般式(1)〜(4)で表される構造単位のうち一種を70〜100モルを有するカチオン性または両性水性高分子(A)、あるいは前記一般式(5)で表される構造単位70〜100モルを有するカチオン性または両性水性高分子(B)は、水と非混和性の炭化水素を連続相、前記カチオン性または両性水溶性高分子の水溶液を分散相とする油中水型エマルジョンとすることができる。また前記油中水型エマルジョンを製造後、エマルジョンブレイクすることにより塊状化させ、乾燥後細粒化した粉末状とすることができる。 Cationic or amphoteric aqueous polymer (A) having 70 to 100 mol % of the structural units represented by the general formulas (1) to (4), or the structure represented by the general formula (5) The cationic or amphoteric aqueous polymer (B) having units of 70 to 100 mol % is in an oil having a water-immiscible hydrocarbon as a continuous phase and an aqueous solution of the cationic or amphoteric water-soluble polymer as a dispersed phase. It can be a water-type emulsion. Further, after the water-in-oil emulsion is produced, it can be agglomerated by emulsion breaking, and then dried to obtain a finely divided powder.

エマルジョンブレイクは、イオン性界面活性剤、HLB価11〜20の非イオン性界面活性剤および親水性基と疎水性基を有する油溶性高分子化合物から選択される一種以上のエマルジョンブレイカーを使用する。油溶性高分子化合物は、疎水基を有する単量体と親水性基を有する単量体の共重合物である。疎水基を有する単量体としては、スチレンやα−メチルスチレンなど芳香環やアルキル基の付加した芳香環を有する単量体やα−オレフィンなど炭素数6〜20の芳香環あるいは脂肪族ビニル化合物である。また炭素数4〜18のアルキル基を持つアルキル(メタ)アクリレートも使用することができる。親水基を有する単量体としては、ジアルキルアミノアルキルアクリルアミドであるジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、あるいはジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリレートであるジメチルアミノエチル(メタ)アクリレートなどがある。 The emulsion breaker uses one or more emulsion breakers selected from an ionic surfactant, a nonionic surfactant having an HLB value of 11 to 20, and an oil-soluble polymer compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group. The oil-soluble polymer compound is a copolymer of a monomer having a hydrophobic group and a monomer having a hydrophilic group. Examples of the monomer having a hydrophobic group include a monomer having an aromatic ring such as styrene or α-methylstyrene or an aromatic ring to which an alkyl group is added, an aromatic ring having 6 to 20 carbon atoms such as an α-olefin, or an aliphatic vinyl compound. It is. Moreover, the alkyl (meth) acrylate which has a C4-C18 alkyl group can also be used. Examples of the monomer having a hydrophilic group include dimethylaminopropyl (meth) acrylamide that is dialkylaminoalkylacrylamide, dimethylaminoethyl (meth) acrylate that is dialkylaminoalkyl (meth) acrylate, and the like.

本発明で言うカチオン性あるいは両性水性高分子とは、重合時共存させる架橋性単量体の添加量、あるいは共重合させる単量体組成によって、水溶性になる場合も水膨潤性になり場合もある。これらをまとめて水性高分子と呼んでいる。
本発明の汚泥脱水方法は、初めに特定の構造単位を70〜100モルを有するカチオン性または両性水性高分子を添加することにより、表面電荷の中和を主体とした凝結作用が発現し、細かなフロック形成を起こす。その後、異なる特定の構造単位70〜100モルを有するカチオン性または両性水性高分子を添加、攪拌する。この水性高分子は架橋構造を有するものであり、ふわふわした巨大フロックは形成せず、機械による脱水に適した大きさを持った強固なフロックを形成する。
The cationic or amphoteric aqueous polymer referred to in the present invention may be water-soluble or water-swellable depending on the addition amount of the crosslinkable monomer that coexists during polymerization or the monomer composition to be copolymerized. is there. These are collectively called aqueous polymer.
In the sludge dewatering method of the present invention, by first adding a cationic or amphoteric aqueous polymer having a specific structural unit of 70 to 100 mol % , a coagulation action mainly composed of neutralization of surface charge is expressed, Causes fine floc formation. Thereafter, a cationic or amphoteric aqueous polymer having 70 to 100 mol % of different specific structural units is added and stirred. This aqueous polymer has a crosslinked structure, and does not form a fluffy huge floc, but forms a strong floc having a size suitable for dehydration by a machine.

製造法は、ポリアミジン系水性高分子に較べると容易でありコストも低い。製品形態は油中水型エマルジョンも容易に製造可能であり、脱水現場における取り扱いも容易である。更に前記油中水型エマルジョンをエマルジョンブレイクさせ、固化後造粒乾燥した粉末形態も比較的容易に工業的規模で製造できる。 The production method is easier and less expensive than polyamidine-based aqueous polymers. As for the product form, a water-in-oil emulsion can be easily produced, and handling at a dehydration site is also easy. Furthermore, a powder form in which the water-in-oil emulsion is subjected to emulsion breakage, solidified, and granulated and dried can be produced on an industrial scale relatively easily.

ポリアミジン系水性高分子は、下水の混合生汚泥、同余剰汚泥、あるいは食品加工・水産加工排水の余剰汚泥など微生物処理の過程で発生した低分子化された有機物を不溶化・凝集する性能に特徴があると考えられるが、従来この作用を(メタ)アクリル系カチオン性あるいは両性高分子によって処理することは、なかなか困難であった。この理由の一つに(メタ)アクリル系カチオン性あるいは両性高分子は、分子量が非常に高く、架橋吸着作用による大きく強度の高いフロックを生成するには適していたが、微生物処理の過程で発生する汚泥は、親水性が高くしかも繊維分が少ない。このような汚泥を凝集させるには表面電荷の中和を必ずしも伴わない不溶化機能が必用と推定される。この機能に必用な要素は分子量、カチオン当量、親水性・疎水性のバランスなど関係していると考えられるが、本発明においては、分子量の調節、高カチオン性、架橋剤を加え重合し高架橋性高分子にすることにより達成できたと考えられる。 Polyamidine-based water-based polymers are characterized by the ability to insolubilize and agglomerate low-molecular-weight organic substances generated in the process of microorganisms, such as mixed raw sludge, sewage sludge, or surplus sludge from wastewater from food processing and fishery processing. It is thought that there is, but it has been difficult to treat this action with a (meth) acrylic cationic or amphoteric polymer. One reason for this is that (meth) acrylic cationic or amphoteric polymers have a very high molecular weight and are suitable for producing large, high-strength flocs due to cross-linking and adsorption, but they are generated during microbial treatment. The sludge is highly hydrophilic and has a low fiber content. In order to agglomerate such sludge, it is presumed that an insolubilizing function not necessarily accompanied by neutralization of surface charge is necessary. The elements necessary for this function are thought to be related to molecular weight, cation equivalent, balance between hydrophilicity and hydrophobicity, but in the present invention, molecular weight adjustment, high cationicity, polymerization with addition of a crosslinking agent, and high crosslinkability. It is thought that this was achieved by using a polymer.

カチオン性あるいは両性水性高分子(A)のみでは、ポリアミジン系水溶性高分子に較べ良好な脱水状態に要する薬剤添加量は、2倍〜3倍要する。また一方、カチオン性あるいは両性水性高分子(B)のみでは、ポリアミジン系水溶性高分子の脱水ケーキ含水率まで達することはできない。しかし驚くべきことに一定の比率に両水性高分子を逐次的に添加し汚泥を処理すると、ポリアミジン系水溶性高分子と同等、あるいはそれ以上の脱水性を有することができる。この原因として以下の理由が考えられる。カチオン性あるいは両性水性高分子(A)が汚泥中の親水性のコロイド成分に吸着して表面電荷を中和し、その結果前記コロイドを疎水化し微細なフロックを形成させ、その後カチオン性あるいは両性水性高分子(B)がより大きくしかも緻密で強固なフロックに成長させるという構図である。この両性水性高分子(B)は、ベンジルなどアリール基や炭素数7〜20のアルキル基を有するため、凝集フロックは疎水化されやすく緻密で強固なフロックに成長させることができる。 With only the cationic or amphoteric aqueous polymer (A), the amount of the drug required for a good dehydration state is 2 to 3 times that of the polyamidine water-soluble polymer. On the other hand, only the cationic or amphoteric aqueous polymer (B) cannot reach the dehydrated cake water content of the polyamidine-based water-soluble polymer. Surprisingly, however, when both aqueous polymers are sequentially added at a constant ratio and the sludge is treated, it can have a dehydrating property equal to or higher than that of the polyamidine water-soluble polymer. The following reasons can be considered as this cause. The cationic or amphoteric aqueous polymer (A) is adsorbed on the hydrophilic colloid component in the sludge to neutralize the surface charge. As a result, the colloid is hydrophobized to form fine flocs, and then cationic or amphoteric aqueous The composition is such that the polymer (B) grows larger and more dense and strong. Since this amphoteric aqueous polymer (B) has an aryl group such as benzyl and an alkyl group having 7 to 20 carbon atoms, the aggregated floc is easily hydrophobized and can be grown into a dense and strong floc.

本発明のカチオン性あるいは両性水性高分子(A)は、カチオン性単量体、必要により非イオン性単量体あるいは両性の場合はアニオン性単量体を含有させ、これら単量体混合物を重合し製造することができる。重合時、架橋性単量体を必要に応じて添加し、直鎖性あるいは架橋性高分子にすることができる。製品形態は、油中水型エマルジョン、粉末、塩水中分散液など特に限定はないが、特に好ましい形態は、油中水型エマルジョンあるいは油中水型エマルジョンをエマルジョンブレイク後、細粒化し乾燥した粉末タイプである。この形態にすることにより架橋性水性高分子の性能が十分に発揮でき、この油中水型エマルジョンを上記の方法で乾燥することにより、油中水型エマルジョンの性能がそのまま保持できる。 The cationic or amphoteric aqueous polymer (A) of the present invention contains a cationic monomer, and if necessary, a nonionic monomer or an anionic monomer in the case of amphoteric, and polymerizes these monomer mixtures. Can be manufactured. At the time of polymerization, a crosslinkable monomer can be added as necessary to obtain a linear or crosslinkable polymer. The product form is not particularly limited, such as a water-in-oil emulsion, powder, or a dispersion in salt water, but a particularly preferred form is a powder obtained by finely granulating and drying a water-in-oil emulsion or a water-in-oil emulsion after emulsion breakage. Type. By adopting this form, the performance of the crosslinkable aqueous polymer can be sufficiently exhibited, and the performance of the water-in-oil emulsion can be maintained as it is by drying the water-in-oil emulsion by the above method.

カチオン性あるいは両性水性高分子(B)は、カチオン性単量体及び架橋性単量体、必要により非イオン性単量体あるいは両性の場合はアニオン性単量体を含有させ、これら単量体混合物を重合し製造することができる。製品形態は、油中水型エマルジョン、粉末、塩水中分散液など特に限定はないが、特に好ましい形態は、油中水型エマルジョンあるいは油中水型エマルジョンをエマルジョンブレイク後、細粒化し乾燥した粉末タイプである。カチオン性あるいは両性水性高分子(A)とカチオン性あるいは両性水性高分子(B)の違いは、以下のようである。カチオン性あるいは両性水性高分子(B)は、前記一般式(3)および前記一般式(4)の構造単位を有する水性高分子は含まれないこと、また前記一般式(1)の構造単位を有する水性高分子を初めに添加した場合は、
前記一般式(1)の構造単位を有する水性高分子とは異なる共重合率を有する水性高分子あるいは一般式(1)の構造単位の範囲で異なる単量体を重合して製造した水性高分子である。またカチオン性あるいは両性水性高分子(B)は、使用するカチオン性単量体が炭素数7〜20のアルキル基あるいはアリール基などを有する水性高分子も使用することができる。
The cationic or amphoteric aqueous polymer (B) contains a cationic monomer and a crosslinkable monomer, and optionally contains a nonionic monomer or an anionic monomer in the case of amphoteric, The mixture can be polymerized and produced. The product form is not particularly limited, such as a water-in-oil emulsion, powder, or a dispersion in salt water, but a particularly preferred form is a powder obtained by finely granulating and drying a water-in-oil emulsion or a water-in-oil emulsion after emulsion breakage. Type. The difference between the cationic or amphoteric aqueous polymer (A) and the cationic or amphoteric aqueous polymer (B) is as follows. The cationic or amphoteric aqueous polymer (B) does not include the aqueous polymer having the structural units of the general formula (3) and the general formula (4), and the structural unit of the general formula (1). When the aqueous polymer having is first added,
An aqueous polymer having a copolymerization rate different from that of the aqueous polymer having the structural unit of the general formula (1) or an aqueous polymer produced by polymerizing different monomers in the range of the structural unit of the general formula (1) It is. As the cationic or amphoteric aqueous polymer (B), an aqueous polymer in which the cationic monomer used has an alkyl group or aryl group having 7 to 20 carbon atoms can also be used.

カチオン性あるいは両性水性高分子(A)で使用するカチオン性単量体は、以下の様なものがある。すなわち一般式(1)で表される構造単位は、(メタ)アクリル酸ジメチルアミノエチルやジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミドを塩化メチルや塩化エチルなど低級アルキル基のハロゲン化物により四級化した単量体を重合したものである。その例として(メタ)アクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウム塩化物、(メタ)アクリロイルオキシ−2−ヒドロキシプロピルトリメチルアンモニウム塩化物、(メタ)アクリロイルアミノプロピルトリメチルアンモニウム塩化物などである。また一般式(2)であらわされる構造単位は、ジアリルメチルアンモニウム塩化物あるいはジアリルジメチルアンモニウム塩化物などを重合したものである。また一般式(3)で表される構造単位は、ビニルアミン構造単位を有する水性高分子であり、N−ビニルホルムアミドやN−ビニルアセトアミドの重合物や共重合物の酸やアルカリによる加水分解によって製造することができる。さらに一般式(4)で表される構造単位は、ビニルアミジン構造単位を有する水性高分子であり、N−ビニルホルムアミドやN−ビニルアセトアミドとアクリロニトリルの共重合物の酸による加水分解によって製造することができる。 Cationic monomers used in the cationic or amphoteric aqueous polymer (A) include the following. That is, the structural unit represented by the general formula (1) is a single unit obtained by quaternizing dimethylaminoethyl (meth) acrylate or dimethylaminopropyl (meth) acrylamide with a halide of a lower alkyl group such as methyl chloride or ethyl chloride. The body is polymerized. Examples thereof include (meth) acryloyloxyethyltrimethylammonium chloride, (meth) acryloyloxy-2-hydroxypropyltrimethylammonium chloride, (meth) acryloylaminopropyltrimethylammonium chloride, and the like. The structural unit represented by the general formula (2) is obtained by polymerizing diallylmethylammonium chloride or diallyldimethylammonium chloride. The structural unit represented by the general formula (3) is an aqueous polymer having a vinylamine structural unit, and is produced by hydrolysis of a polymer or copolymer of N-vinylformamide or N-vinylacetamide with an acid or alkali. can do. Furthermore, the structural unit represented by the general formula (4) is an aqueous polymer having a vinylamidine structural unit, and is produced by hydrolysis of N-vinylformamide or a copolymer of N-vinylacetamide and acrylonitrile with an acid. Can do.

両性の油中水型エマルジョンからなる水性高分子を製造する場合は、上記ビニル系カチオン性単量体の他、ビニル系アニオン性単量体を併用する。その例としてはビニルスルホン酸、ビニルベンゼンスルホン酸あるいは2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、メタクリル酸、アクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、フタル酸あるいはp−カルボキシスチレン酸等が挙げられる。 When producing an aqueous polymer comprising an amphoteric water-in-oil emulsion, a vinyl anionic monomer is used in combination with the vinyl cationic monomer. Examples thereof include vinyl sulfonic acid, vinyl benzene sulfonic acid or 2-acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid, methacrylic acid, acrylic acid, itaconic acid, maleic acid, phthalic acid, and p-carboxystyrene acid.

また非イオン性単量体を共重合する場合は、(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、アクリロニトリル、(メタ)アクリル酸−2−ヒドロキシエチル、ジアセトンアクリルアミド、N−ビニルピロリドン、N−ビニルホルムアミド、N−ビニルアセトアミド、アクリロイルモルホリン等が挙げられる。 When copolymerizing nonionic monomers, (meth) acrylamide, N, N-dimethylacrylamide, acrylonitrile, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, diacetone acrylamide, N-vinylpyrrolidone, N- Vinylformamide, N-vinylacetamide, acryloylmorpholine and the like can be mentioned.

カチオン性あるいは両性水性高分子(A)の共重合比率は、以下のようである。カチオン性単量体70〜100モル%、アニオン性単量体0〜30モル%、非イオン性単量体0〜30モル%である。しかし本発明では汚泥脱水剤として使用するため、カチオン性はある程度高いことが必要であるため好ましくは、カチオン性単量体80〜100モル%、アニオン性単量体0〜20モル%、非イオン性単量体0〜20モル%である。カチオン性あるいは両性水性高分子(B)の共重合比率も同様な範囲である。カチオン性あるいは両性水性高分子(A)の共重合比率のうち、一般式(3)で表される構造単位は、N−ビニルホルムアミドあるいはN−ビニルアセトアミド(共)重合物の加水分解度によって調節することが可能であり、ビニルアミン構造単位が70〜100モル%であり、好ましくは80〜100モル%である。また一般式(4)で表される構造単位は、N−ビニルホルムアミドとアクリルニトリル共重合物の酸による加水分解度とアミジン化によって調節することが可能であり、ビニルアミジン構造単位が70〜100モル%であり、好ましくは80〜100モル%である。またカチオン性あるいは両性水性高分子(A)は、後の段落で説明する架橋性単量体を重合時使用して架橋性高分子とすることもできる。この架橋性単量体は、単量体総量に対し質量で20〜5,000ppm、また好ましくは20〜2,000ppmである。 The copolymerization ratio of the cationic or amphoteric aqueous polymer (A) is as follows. They are 70-100 mol% of cationic monomers, 0-30 mol% of anionic monomers, and 0-30 mol% of nonionic monomers. However, since it is used as a sludge dehydrating agent in the present invention, the cationicity needs to be high to some extent, and preferably, the cationic monomer is 80 to 100 mol%, the anionic monomer is 0 to 20 mol%, and the nonionic It is 0-20 mol% of a sex monomer. The copolymerization ratio of the cationic or amphoteric aqueous polymer (B) is also in the same range. Of the copolymerization ratio of the cationic or amphoteric aqueous polymer (A), the structural unit represented by the general formula (3) is controlled by the degree of hydrolysis of the N-vinylformamide or N-vinylacetamide (co) polymer. The vinylamine structural unit is 70 to 100 mol%, preferably 80 to 100 mol%. Moreover, the structural unit represented by the general formula (4) can be adjusted by the acid hydrolysis degree of N-vinylformamide and an acrylonitrile copolymer and amidine formation, and the vinylamidine structural unit is 70 to 100. It is mol%, Preferably it is 80-100 mol%. Further, the cationic or amphoteric aqueous polymer (A) can also be made into a crosslinkable polymer by using a crosslinkable monomer described in the later paragraph during polymerization. This crosslinkable monomer is 20 to 5,000 ppm by mass with respect to the total amount of the monomers, and preferably 20 to 2,000 ppm.

カチオン性あるいは両性水性高分子(A)あるいはカチオン性あるいは両性水性高分子(B)を製造するためには、重合時に構造改質剤、すなわち高分子を構造変性する架橋性単量体を使用する。この架橋性単量体は、単量体総量に対し質量で20〜5,000ppm、また好ましくは50〜2,000ppm存在させる。架橋性単量体の例としては、N,N−メチレンビス(メタ)アクリルアミド、トリアリルアミン、ジメタクリル酸エチレングリコール、ジメタクリル酸ジエチレングリコール、ジメタクリル酸トリエチレングリコール、ジメタクリル酸テトラエチレングリコール、ジメタクリル酸−1,3−ブチレングリコール、ジ(メタ)アクリル酸ポリエチレングリコール、N−ビニル(メタ)アクリルアミド、N−メチルアリルアクリルアミド、アクリル酸グリシジル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、アクロレイン、グリオキザール、ビニルトリメトキシシランなどがあるが、この場合の架橋剤としては、水溶性ポリビニル化合物がより好ましく、最も好ましいのはN,N−メチレンビス(メタ)アクリルアミドである。またギ酸ナトリウム、イソプロピルアルコール、メタリルスルホン酸ナトリウム等の連鎖移動剤を併用することも架橋性を調節する手法として効果的である。添加量としては、単量体総量に対し質量で0.001〜1.0%、好ましくは0.01〜0.1%存在させる。 In order to produce the cationic or amphoteric aqueous polymer (A) or the cationic or amphoteric aqueous polymer (B), a structural modifier, that is, a crosslinkable monomer that structurally modifies the polymer is used during polymerization. . This crosslinkable monomer is present in a mass of 20 to 5,000 ppm, preferably 50 to 2,000 ppm, based on the total amount of monomers. Examples of the crosslinkable monomer include N, N-methylenebis (meth) acrylamide, triallylamine, ethylene glycol dimethacrylate, diethylene glycol dimethacrylate, triethylene glycol dimethacrylate, tetraethylene glycol dimethacrylate, and dimethacrylic acid. Acid-1,3-butylene glycol, polyethylene glycol di (meth) acrylate, N-vinyl (meth) acrylamide, N-methylallylacrylamide, glycidyl acrylate, polyethylene glycol diglycidyl ether, acrolein, glyoxal, vinyltrimethoxysilane In this case, the crosslinking agent is more preferably a water-soluble polyvinyl compound, and most preferably N, N-methylenebis (meth) acrylamide. Also, using a chain transfer agent such as sodium formate, isopropyl alcohol, sodium methallyl sulfonate, etc. is also effective as a method for adjusting the cross-linking property. The amount added is 0.001 to 1.0% by mass, preferably 0.01 to 0.1% by mass relative to the total amount of monomers.

カチオン性あるいは両性水性高分子(B)を製造するため重合時使用するカチオン性単量体は、以下のようなものがある。すなわち(メタ)アクリル酸ジメチルアミノエチルやジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミドを塩化ベンジルあるいは炭素数7〜20のアルキル基あるいはアリール基を有するハロゲン化物による四級化物である。その例として一般式(5)であらわされる単量体は、(メタ)アクリロイルオキシエチルベンジルジメチルアンモニウム塩化物、(メタ)アクリロイルオキシ−2−ヒドロキシプロピルベンジルジメチルアンモニウム塩化物、(メタ)アクリロイルアミノプロピルベンジルジメチルアンモニウム塩化物などである。使用する非イオン性単量体、また両性水性高分子を重合する場合に使用するアニオン性単量体は、カチオン性あるいは両性水性高分子(A)と同様なものである。また各単量体の共重合比も同様である。 Examples of the cationic monomer used in the polymerization for producing the cationic or amphoteric aqueous polymer (B) include the following. That is, it is a quaternized product of dimethylaminoethyl (meth) acrylate or dimethylaminopropyl (meth) acrylamide with benzyl chloride or a halide having an alkyl group or aryl group having 7 to 20 carbon atoms. Examples of the monomer represented by the general formula (5) include (meth) acryloyloxyethylbenzyldimethylammonium chloride, (meth) acryloyloxy-2-hydroxypropylbenzyldimethylammonium chloride, and (meth) acryloylaminopropyl. Such as benzyldimethylammonium chloride. The nonionic monomer used and the anionic monomer used when polymerizing the amphoteric aqueous polymer are the same as those of the cationic or amphoteric aqueous polymer (A). The copolymerization ratio of each monomer is also the same.

本発明の汚泥脱水方法で使用する水性高分子(A)および(B)ともに、重量平均分子量で100万〜1000万が好ましく、より好ましくは100万〜800万、さらに好ましくは300万〜600万である。汚泥脱水剤は、親水性コロイドの表面電荷の中和が大きな役割としてあり、この作用には必ずしも超巨大な高分子量の水性高分子は必要なく、カチオン当量値が重要な役割を示す。しかし同時に架橋吸着による凝集作用によって締まった強固なフロックを形成させることも必要であり、一定以上の分子量が必要である。そのため重量平均分子量は、上記の範囲となる。これは現在市販されているポリアミジン系高分子からなる凝集剤の分子量が300万〜500万であることと関連していると考えられる。 Both the aqueous polymers (A) and (B) used in the sludge dewatering method of the present invention preferably have a weight average molecular weight of 1,000,000 to 10,000,000, more preferably 1,000,000 to 8,000,000, more preferably 3,000,000 to 6,000,000. It is. The sludge dehydrating agent plays a major role in neutralizing the surface charge of the hydrophilic colloid, and this action does not necessarily require an ultra-high molecular weight aqueous polymer, and the cation equivalent value plays an important role. However, at the same time, it is necessary to form a strong floc that is tightened by aggregating action due to cross-linking adsorption, and a molecular weight higher than a certain level is required. Therefore, a weight average molecular weight becomes said range. This is considered to be related to the fact that the molecular weight of a flocculant composed of a polyamidine polymer currently on the market is 3 million to 5 million.

油中水型エマルジョンを製造する場合の分散媒として使用する炭化水素からなる油状物質の例としては、パラフィン類あるいは灯油、軽油、中油等の鉱油、あるいはこれらと実質的に同じ範囲の沸点や粘度等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あげられる。含有量としては、油中水型エマルジョン全量に対して20質量%〜50質量%の範囲であり、好ましくは20質量%〜35質量%の範囲である。 Examples of oily substances consisting of hydrocarbons used as dispersion media in the production of water-in-oil emulsions include paraffins, mineral oils such as kerosene, light oil, and middle oil, or boiling points and viscosities in substantially the same range as these. Hydrocarbon synthetic oils having these characteristics, or mixtures thereof. As content, it is the range of 20 mass%-50 mass% with respect to the water-in-oil type emulsion whole quantity, Preferably it is the range of 20 mass%-35 mass%.

油中水型エマルジョンを形成するに有効な量とHLBを有する少なくとも一種類の界面活性剤の例としては、HLB3〜11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、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル等が挙げられる。これら界面活性剤の添加量としては、油中水型エマルジョン全量に対して0.5〜10質量%であり、好ましくは1〜5質量%の範囲である。 Examples of at least one surfactant having an amount effective to form a water-in-oil emulsion and HLB are HLB 3-11 nonionic surfactants, specific examples of which include sorbitan monooleate, Examples include sorbitan monostearate, sorbitan monopalmitate, and polyoxyethylene nonylphenyl ether. The amount of these surfactants to be added is 0.5 to 10% by mass, preferably 1 to 5% by mass, based on the total amount of the water-in-oil emulsion.

重合後は、転相剤と呼ばれる親水性界面活性剤を添加して油の膜で被われたエマルジョン粒子が水になじみ易くし、中の水溶性高分子が溶解しやすくする処理を行ない、水で希釈しそれぞれの用途に用いる。親水性界面活性剤の例としては、カチオン性界面活性剤やHLB9〜15のノ二オン性界面活性剤であり、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテル系、ポリオキシエチレンアルコールエーテル系等である。 After the polymerization, a hydrophilic surfactant called a phase inversion agent is added to make the emulsion particles covered with the oil film easy to adjust to water, and the water-soluble polymer therein is easily dissolved. Dilute with and use for each application. Examples of hydrophilic surfactants are cationic surfactants and HLB 9-15 nonionic surfactants, such as polyoxyethylene polyoxypropylene alkyl ethers and polyoxyethylene alcohol ethers.

重合条件は通常、使用する単量体や共重合モル%によって適宜決めていき、温度としては0〜100℃の範囲で行なう。特に油中水型エマルジョン重合法を適用する場合は、20〜80℃、好ましくは20〜60℃の範囲で行なう。重合開始はラジカル重合開始剤を使用する。これら開始剤は油溶性あるいは水溶性のどちらでも良く、アゾ系、過酸化物系、レドックス系何れでも重合することが可能である。油溶性アゾ系開始剤の例としては、2、2’−アゾビスイソブチロニトリル、1、1−アゾビスシクロヘキサンカルボニトリル、2、2’−アゾビス−2−メチルブチロニトリル、2、2’−アゾビス−2−メチルプロピオネート、4、4’−アゾビス−(4−メトキシ−2、4−ジメチル)バレロニトリル等が挙げられる。 The polymerization conditions are usually appropriately determined depending on the monomer used and the copolymerization mol%, and the temperature is in the range of 0 to 100 ° C. In particular, when the water-in-oil emulsion polymerization method is applied, it is carried out in the range of 20 to 80 ° C, preferably 20 to 60 ° C. For the initiation of polymerization, a radical polymerization initiator is used. These initiators may be either oil-soluble or water-soluble, and can be polymerized by any of azo, peroxide, and redox systems. Examples of oil-soluble azo initiators are 2,2′-azobisisobutyronitrile, 1,1-azobiscyclohexanecarbonitrile, 2,2′-azobis-2-methylbutyronitrile, 2,2 Examples include '-azobis-2-methylpropionate, 4,4'-azobis- (4-methoxy-2,4-dimethyl) valeronitrile.

水溶性アゾ開始剤の例としては、2、2’−アゾビス(アミジノプロパン)二塩化水素化物、2、2’−アゾビス[2−(5−メチル−イミダゾリン−2−イル)プロパン]二塩化水素化物、4、4’−アゾビス(4−シアノ吉草酸)等が挙げられる。またレドックス系の例としては、ペルオキソ二硫酸アンモニウムと亜硫酸ナトリウム、亜硫酸水素ナトリウム、トリメチルアミン、テトラメチルエチレンジアミン等との組み合わせが挙げられる。更に過酸化物の例としては、ペルオキソ二硫酸アンモニウムあるいはカリウム、過酸化水素、ベンゾイルペルオキサイド、ラウロイルペルオキサイド、オクタノイルペルオキサイド、サクシニックペルオキサイド、t−ブチルペルオキシ−2−エチルヘキサノエート等を挙げることができる。 Examples of water soluble azo initiators are 2,2'-azobis (amidinopropane) dichloride, 2,2'-azobis [2- (5-methyl-imidazolin-2-yl) propane] hydrogen dichloride And 4,4′-azobis (4-cyanovaleric acid). Examples of redox systems include a combination of ammonium peroxodisulfate and sodium sulfite, sodium hydrogen sulfite, trimethylamine, tetramethylethylenediamine and the like. Examples of peroxides include ammonium or potassium peroxodisulfate, hydrogen peroxide, benzoyl peroxide, lauroyl peroxide, octanoyl peroxide, succinic peroxide, t-butylperoxy-2-ethylhexanoate, and the like. Can be mentioned.

油中水型エマルジョンを乾燥し、粉末化したタイプの製造方法は、以下のようにして行う。油中水型エマルジョンを製造後、エマルジョンブレイクさせ固化し、固化物を粗砕あるいは細粒化し、乾燥する。更に粉砕が必要な場合は、粉砕し、粒度調整を行い製品とする。 A production method of a type in which a water-in-oil emulsion is dried and pulverized is performed as follows. After the water-in-oil emulsion is produced, the emulsion is broken and solidified, and the solidified product is crushed or finely divided and dried. If further pulverization is required, pulverize and adjust the particle size to obtain a product.

エマルジョンブレイクを引き起こす方法としては既知の方法を用いることができる。特に有効であるのは、エマルジョンブレイカーを添加する、機械的なシェアを掛けてエマルジョンを破壊する方法である。さらに加熱をすることでエマルジョンブレイクを効率よく行うことができる。 A known method can be used as a method for causing an emulsion break. Particularly effective is a method of adding an emulsion breaker and breaking the emulsion by applying mechanical shear. Furthermore, an emulsion break can be efficiently performed by heating.

初めにエマルジョンブレイカーによるエマルジョンブレイクの方法を説明する。エマルジョンブレイクの方法の一つに界面活性剤を添加して乳化バランスを変えることでエマルジョンブレイクさせることができる。界面活性剤としてはイオン性界面活性剤又はHLB価11〜20の非イオン性界面活性剤を用いる。非イオン性界面活性剤としては、ポリオキシエチレン、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンポリプロピレンアルキルエーテル、アルキルアミンなどが挙げられる。
イオン性界面活性剤としては、アルキルスルホン酸塩、アルキルベンゼンゼンスルホン酸塩、アルキルエーテルカルボン酸塩等のアニオン性界面活性剤やアルキルアンモニウム塩、アルキルトリメチルアンモニウム塩、アルキルピリジニウム塩等のカチオン界面活性剤が挙げられる。
First, an emulsion break method using an emulsion breaker will be described. An emulsion break can be achieved by adding a surfactant to one of the emulsion break methods to change the emulsification balance. As the surfactant, an ionic surfactant or a nonionic surfactant having an HLB value of 11 to 20 is used. Examples of the nonionic surfactant include polyoxyethylene, polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene alkylphenyl ether, polyoxyethylene polypropylene alkyl ether, and alkylamine.
Examples of ionic surfactants include anionic surfactants such as alkyl sulfonates, alkyl benzene sulfonates, and alkyl ether carboxylates, and cationic surfactants such as alkyl ammonium salts, alkyl trimethyl ammonium salts, and alkyl pyridinium salts. Is mentioned.

次に親水性基と疎水性基を有する高分子化合物によりエマルジョンブレイクさせる方法に関して説明する。親水性基と疎水性基を有する高分子化合物は、W/Oエマルジョンの連続相であるオイル相に実質的に溶解するものが好ましい。親水性基と疎水性基を有する高分子化合物は、W/Oエマルジョンに添加した際に、親水性基が水相粒子表面に吸着して、界面の乳化剤を排除し、乳化状態を不安定化させることで乳化状態を破壊することができる。親水性基と疎水性基を有する高分子化合物は、親水性基を有する単量体と疎水性基を有する単量体を共重合することにより得ることができる。 Next, a method for emulsion breaking with a polymer compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group will be described. The polymer compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group is preferably one that substantially dissolves in the oil phase that is the continuous phase of the W / O emulsion. When a polymer compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group is added to a W / O emulsion, the hydrophilic group is adsorbed on the surface of the aqueous phase particles, eliminating the emulsifier at the interface and destabilizing the emulsified state. By doing so, the emulsified state can be destroyed. The polymer compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group can be obtained by copolymerizing a monomer having a hydrophilic group and a monomer having a hydrophobic group.

親水性基を有する単量体としては、メトキシ又はフェノキシポリエチレングリコール(ポリオキシエチレンの重合度、以下n=と記載4、9又は23)(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール(n=4、9又は23)モノ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アリルエーテル、メトキシポリエチレングリコールモノアリルエーテルなどがあげられる。またイオン性単量体が更に好ましく、例えばジアルキルアミノアルキルアクリルアミドであるジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、あるいはジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリレートであるジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸、イタコン酸、フマル酸、マレイン酸、
ビニルスルホン酸、(メタ)アリルスルホン酸、スルホエチル(メタ)アクリレート、スチレンスルホン酸、アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸等が例示できる。
Examples of the monomer having a hydrophilic group include methoxy or phenoxy polyethylene glycol (polymerization degree of polyoxyethylene, hereinafter referred to as n =, 4, 9 or 23) (meth) acrylate, polyethylene glycol (n = 4, 9 or 23). ) Mono (meth) acrylate, polyethylene glycol mono (meth) allyl ether, methoxypolyethylene glycol monoallyl ether and the like. Further, ionic monomers are more preferable. For example, dimethylaminopropyl (meth) acrylamide which is dialkylaminoalkyl acrylamide, dimethylaminoethyl (meth) acrylate which is dialkylaminoalkyl (meth) acrylate, (meth) acrylic acid, itacon Acid, fumaric acid, maleic acid,
Examples thereof include vinyl sulfonic acid, (meth) allyl sulfonic acid, sulfoethyl (meth) acrylate, styrene sulfonic acid, and acrylamide-2-methylpropane sulfonic acid.

疎水基を有する単量体としては、スチレンやα−メチルスチレンなど芳香環やアルキル基の付加した芳香環を有する単量体やα−オレフィンなど炭素数6〜20の芳香環あるいは脂肪族ビニル化合物である。また炭素数4〜18のアルキル基を持つアルキル(メタ)アクリレートも使用することができる。すなわちアクリル酸ブチル、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸ステアリル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸ステアリルなどである。 Examples of the monomer having a hydrophobic group include a monomer having an aromatic ring such as styrene or α-methylstyrene or an aromatic ring to which an alkyl group is added, an aromatic ring having 6 to 20 carbon atoms such as an α-olefin, or an aliphatic vinyl compound. It is. Moreover, the alkyl (meth) acrylate which has a C4-C18 alkyl group can also be used. That is, butyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, lauryl acrylate, stearyl acrylate, butyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, lauryl methacrylate, stearyl methacrylate, and the like.

親水性単量体の割合が多すぎるとオイル相に溶解できなくなるが、一方疎水性単量体の割合が多すぎるとエマルジョンブレイカーとしての作用が弱くなる。疎水性単量体と親水性単量体の割合は、モル比で疎水性単量体:親水性単量体が90:10〜30:70であり、好ましくは70:30〜40:60である。また、GPC測定による親水基と疎水基を有する高分子の平均分子量は5000〜100,000、好ましくは10,000〜50,000である。 If the ratio of the hydrophilic monomer is too large, it cannot be dissolved in the oil phase. On the other hand, if the ratio of the hydrophobic monomer is too large, the action as an emulsion breaker is weakened. The ratio of the hydrophobic monomer to the hydrophilic monomer is 90:10 to 30:70, preferably 70:30 to 40:60, as a molar ratio of hydrophobic monomer: hydrophilic monomer. is there. The average molecular weight of the polymer having a hydrophilic group and a hydrophobic group as measured by GPC is 5,000 to 100,000, preferably 10,000 to 50,000.

親水性基と疎水性基を有する高分子化合物は、後述の油中水型エマルジョンに用いる炭化水素系溶媒と同種の炭化水素系溶媒中で溶液重合にて製造することが好ましい。油中水型高分子エマルジョンに用いる炭化水素系溶媒と同種の炭化水素系溶媒を用いる事により油中水型高分子エマルジョン製造時の乳化剤としての使用に際し、作業性が良好である。単量体濃度は20〜80%、好ましくは40〜60%で重合する。重合温度は30〜180℃、好ましくは40〜150℃の範囲で行う。重合開始は油溶性ラジカル重合開始剤を使用する。アゾ系、過酸化物系、レドックス系いずれでも重合することが可能であるが好ましくはアゾ系である。油溶性アゾ系開始剤の例としては、2、2’−アゾビスイソブチロニトリル、1、1’−アゾビス(シクロヘキサンカルボニトリル)、2、2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)、2、2’−アゾビス(2−メチルプロピオネ−ト)、4、4−アゾビス(4−メトキシ−2、4ジメチル)バレロニトリルなどがあげられる。 The polymer compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group is preferably produced by solution polymerization in a hydrocarbon solvent of the same type as the hydrocarbon solvent used in the water-in-oil emulsion described later. By using a hydrocarbon solvent of the same type as the hydrocarbon solvent used in the water-in-oil polymer emulsion, workability is good when used as an emulsifier in the production of a water-in-oil polymer emulsion. Polymerization is performed at a monomer concentration of 20 to 80%, preferably 40 to 60%. The polymerization temperature is 30 to 180 ° C, preferably 40 to 150 ° C. For initiation of polymerization, an oil-soluble radical polymerization initiator is used. Polymerization can be carried out by any of azo, peroxide and redox systems, but azo is preferred. Examples of oil-soluble azo initiators are 2,2′-azobisisobutyronitrile, 1,1′-azobis (cyclohexanecarbonitrile), 2,2′-azobis (2-methylbutyronitrile), 2,2′-azobis (2-methylpropionate), 4,4-azobis (4-methoxy-2,4dimethyl) valeronitrile and the like.

エマルジョンブレイカーの添加量については特に指定はないが、添加量が少ないとエマルジョンブレイクに要する時間が長くなりすぎる。エマルジョンブレイカーは乾燥後に不純物として残存するため添加量が多すぎることも好ましくない。よってエマルジョンブレイカーの添加量は油中水型エマルジョンの液量に対して0.1〜10%質量であり、好ましくは0.5〜5%質量であり、更に好ましくは0.5〜3%質量である。 The amount of emulsion breaker added is not particularly specified, but if the amount added is too small, the time required for emulsion break becomes too long. Since the emulsion breaker remains as an impurity after drying, it is not preferable that the amount added is too large. Therefore, the addition amount of the emulsion breaker is 0.1 to 10% by mass with respect to the liquid amount of the water-in-oil emulsion, preferably 0.5 to 5% by mass, and more preferably 0.5 to 3% by mass. It is.

乳化状態が不安定な系では機械的なシェアを掛けるだけでエマルジョンブレイクを引き起こすことができる。機械的なシェアを掛ける手段としてはホモジナイザーやミキサーを使用する方法が挙げられる。さらにエマルジョンブレイカーを添加して機械的シェアを掛けることにより、短時間でエマルジョンブレイクを引き起こすことができる。 In a system in which the emulsified state is unstable, an emulsion break can be caused only by applying a mechanical share. As a means for multiplying mechanical share, a method using a homogenizer or a mixer can be mentioned. Furthermore, an emulsion breaker can be caused in a short time by adding an emulsion breaker and multiplying the mechanical share.

さらには加熱をすることでエマルジョンブレイクを効率よく引き起こすことができる。加熱温度が高いほどエマルジョンブレイクするまでの時間は短くてすむが、加熱温度が高すぎると、含有する親水性高分子が劣化するなどの問題も生じる。よって加熱温度は、50〜150℃であり、好ましくは70℃〜120である。 Furthermore, an emulsion break can be efficiently caused by heating. The higher the heating temperature is, the shorter the time until the emulsion breaks is. However, when the heating temperature is too high, there is a problem that the hydrophilic polymer contained is deteriorated. Therefore, heating temperature is 50-150 degreeC, Preferably it is 70 degreeC-120.

粒子径のコントロールは乾燥前と後のどちらでも行うことができる。乾燥前に粒子径をコントロールする場合、方法は特に制限しないが、カッター、ミートチョッパー、押出成型機等の含水ゲルを造粒する機具が採用される。乾燥方法に応じて適当な大きさに油中水型エマルジョンからなる親水性高分子の塊状化物を解砕、造粒する。 The particle size can be controlled either before or after drying. In the case of controlling the particle size before drying, the method is not particularly limited, but a device for granulating a hydrogel such as a cutter, a meat chopper, and an extrusion molding machine is employed. Depending on the drying method, the agglomerate of hydrophilic polymer composed of a water-in-oil emulsion is pulverized and granulated to an appropriate size.

造粒後の乾燥方法に特に制限は無く、熱風乾燥、伝導伝熱乾燥、輻射熱乾燥等の方法を用いることができる。特に流動乾燥、通気乾燥のような乾燥効率の良い熱風乾燥が好ましい。乾燥後に乾燥された固体物を解砕機等で処理することで、比較的大きい粒子のほかにマイクロメートルオーダーの平均粒子径を有する微細粒子を得ることができる。 There is no restriction | limiting in particular in the drying method after granulation, Methods, such as hot air drying, conductive heat transfer drying, and radiant heat drying, can be used. In particular, hot air drying with good drying efficiency such as fluidized drying and aeration drying is preferable. By treating the solid matter dried after drying with a pulverizer or the like, fine particles having an average particle size on the order of micrometers can be obtained in addition to relatively large particles.

本発明は、架橋剤存在下で重合した架橋性水性高分子からなる凝集処理剤である。また本発明の水性高分子の処理対象として推奨される汚泥は、消化汚泥や各産業排水の微生物処理より発生する余剰汚泥など繊維分の少ない汚泥である。あるいは余剰汚泥と生汚泥の混合物など親水性コロイドなど親水性の高い成分を多く含む汚泥である。これら繊維分の少ない汚泥に対しては、いわゆる直鎖状水溶性高分子は汚泥脱水機に掛かるような強固なフロックを形成しにくい。すなわち直鎖状水溶性高分子は、水中に分子が広がった状態で存在する。重合系のような高分子量のカチオン性水溶性高分子の凝集作用は、いわゆる「架橋吸着作用」による多数懸濁粒子を水溶性高分子の分子鎖による結合作用で起きると考えられている。しかし直鎖状水溶性高分子は伸びた状態にあり、そこに懸濁粒子を吸着させ生成した凝集フロックは、大きいがふわふわして強固になりにくい。強度を増すため添加量を増加していってもフロックの改善はない。その原因は、伸びた状態にあるため懸濁粒子との接触サイトが多く、その結果見かけ上の電荷的飽和になりやすい。攪拌強度を増加させ生成フロックを破壊し新しい吸着面を作ればよいが、上記のような現象がまた起こり、結局小さく強固なフロックは生成しない。 The present invention is an aggregating treatment agent comprising a crosslinkable aqueous polymer polymerized in the presence of a crosslinking agent. Moreover, the sludge recommended as a treatment target of the aqueous polymer of the present invention is sludge having a low fiber content such as digested sludge and surplus sludge generated by microbial treatment of each industrial wastewater. Or it is a sludge which contains many highly hydrophilic components, such as hydrophilic colloids, such as a mixture of surplus sludge and raw sludge. For these sludges with low fiber content, so-called linear water-soluble polymers are unlikely to form a strong floc that is applied to a sludge dewatering machine. That is, the linear water-soluble polymer exists in a state where the molecules are spread in water. It is considered that the aggregating action of a high-molecular weight cationic water-soluble polymer such as a polymerization system is caused by a binding action of a large number of suspended particles by a so-called “cross-linking adsorption action” by a molecular chain of the water-soluble polymer. However, the linear water-soluble polymer is in an extended state, and the aggregated floc formed by adsorbing the suspended particles therein is large but fluffy and difficult to become strong. Even if the amount added is increased to increase the strength, there is no improvement in floc. The cause of this is an extended state, so there are many contact sites with the suspended particles, and as a result, apparent charge saturation is likely to occur. It is only necessary to increase the agitation strength and destroy the generated floc to create a new adsorption surface. However, the above phenomenon occurs again, and eventually a small and strong floc is not generated.

これに対し架橋性水溶性高分子は、架橋することによって水中における分子の広がりが抑制される。そのためにより「密度の詰まった」分子形態として存在し、さらに架橋が進めば水膨潤性の微粒子となる。通常高分子凝集剤として使用されるのは、前記の「密度の詰まった」分子形態であり、水溶性である場合が効率的とされる。架橋性水溶性高分子が汚泥中に添加されると懸濁粒子に吸着し、粒子同士の接着剤として作用し結果として粒子の凝集が起こる。この時「密度の詰まった」分子形態であるため粒子表面と多点で結合し、より締った強度の高いフロックを形成すると推定される。多点で結合することは、懸濁粒子への吸着性能が優れ、そのため未吸着の水溶性高分子が少なく、汚泥中に遊離せず汚泥粘性の増加が発生しない。またまるまった形態をした分子の内側に存在するカチオン性基は、懸濁粒子の電荷中和には寄与せず、見かけ上カチオン化度の低い分子として作用し、カチオン性飽和による再分散作用は少なくなる。結果として小さなサイズで絞まった強固なフロックが形成され機械脱水時、水切れが良くケーキ含水率が低下すると考えられる。 On the other hand, the crosslinkable water-soluble polymer suppresses the spread of molecules in water by crosslinking. For this reason, it exists as a “density packed” molecular form, and when the crosslinking proceeds further, it becomes a water-swellable fine particle. The polymer flocculant usually used in the above-mentioned “density packed” molecular form is efficient when it is water-soluble. When the crosslinkable water-soluble polymer is added to the sludge, it adsorbs to the suspended particles and acts as an adhesive between the particles, resulting in aggregation of the particles. At this time, it is presumed that since it is in a “dense packed” molecular form, it binds to the particle surface at multiple points to form a tighter and stronger floc. Bonding at multiple points is excellent in adsorption performance to suspended particles, so that there are few unadsorbed water-soluble polymers, they are not released into sludge, and sludge viscosity does not increase. In addition, the cationic group present inside the molecule in a round shape does not contribute to charge neutralization of the suspended particles, but acts as a molecule with an apparently low degree of cationization, and is redispersed by cationic saturation. Will be less. As a result, it is considered that a strong floc that has been squeezed with a small size is formed, and when the machine is dehydrated, the water drainage is good and the moisture content of the cake decreases.

ポリアミジン系水溶性高分子は、下水の混合生汚泥、同余剰汚泥、あるいは食品加工・水産加工排水の余剰汚泥など微生物処理の過程で発生した低分子化された有機物を不溶化・凝集する性能に特徴があると考えられるが、従来この作用を(メタ)アクリル系カチオン性あるいは両性高分子によって処理することは、なかなか困難であった。この理由の一つに(メタ)アクリル系カチオン性あるいは両性高分子は、分子量が非常に高く、架橋吸着作用による大きく強度の高いフロックを生成するには適していたが、微生物処理の過程で発生する親水性の高い汚泥を、表面電荷の中和や必ずしも表面電荷の中和を伴わない不溶化機能は低かった。これには分子量、カチオン当量、親水性・疎水性のバランスなど影響していると考えられるが、本発明においては、これらの因子を分子量の調節、高カチオン性、架橋剤を加え重合し架橋性高分子にすることにより
疎水化し調節することができたと考えられる。
Polyamidine-based water-soluble polymers are characterized by the ability to insolubilize and agglomerate low-molecular organic substances generated during the process of microorganisms, such as mixed raw sludge from sewage, excess sludge, or excess sludge from wastewater from food processing and fishery processing. However, it has been difficult to treat this action with (meth) acrylic cationic or amphoteric polymers. One reason for this is that (meth) acrylic cationic or amphoteric polymers have a very high molecular weight and are suitable for producing large, high-strength flocs due to cross-linking and adsorption, but they are generated during microbial treatment. The insolubilizing function of the highly hydrophilic sludge that does not involve neutralization of the surface charge or necessarily neutralization of the surface charge was low. This is thought to be influenced by molecular weight, cation equivalent, balance between hydrophilicity and hydrophobicity. In the present invention, these factors are polymerized by adjusting molecular weight, adding high cationicity, and adding a crosslinking agent. It is thought that the polymer could be hydrophobized and controlled by using a polymer.

架橋性高分子の架橋の度合いを表示する方法は、現在のところまだ一般的な表示はない。前述した特許文献2では「イオン性回復率」によって定義され、また特開2005−144346号公報では、「電荷内包率」を定義しているが、いずれも架橋によって高分子のイオン性基が分子の外側に現れにくくなることを応用してそれらの電荷を測定している。ここでは初めに粘性の測定によって架橋度を表すことを説明する。本発明の水性高分子は、その0.2質量%水溶液粘度をAQV、前記両性水溶性高分子の0.5質量%1N食塩水溶液中粘度をSLVとすると、両方の比が
30≦AQV/SLV≦300(25℃において)
であることが好ましい。この数値は架橋の度合いを表すのに使用することができる。架橋性のイオン性水溶性高分子は、分子内で架橋しているために、水中においても分子が広がりにくい性質を有し、直鎖状高分子に較べれば水中での広がりは小さいはずであるが、架橋度が増加するに従い、B型粘度計(回転粘度計の一種)により測定した場合の粘度は大きくなる。この原因はB型粘度計のローター(測定時の回転子)と溶液との摩擦かあるいは絡み合いによるものと推定されるが正確には不明である。一方、架橋性のイオン性水溶性高分子の塩水中の粘度は、架橋度が増加するに従い低下していく。架橋によって分子が収縮しているので、塩水中の多量のイオンによってその影響をより大きく受けるものと考えられる。従ってこれらの理由によって二つの粘度測定値の比、AQV/SLVは、架橋度が高くなるに従い大きくなる(架橋がさらに進み水不溶性になった場合は、この関係は成り立たない)。本発明の架橋性カチオン性あるいは両性水性高分子では、この値は約30〜300程度になる。直鎖状の水溶性高分子、あるいは弱く架橋した水性高分子では、この値が10から30未満程度であることを考慮すると、本発明の架橋性カチオン性あるいは両性水性高分子は、高度に架橋した水溶性高分子であることが分かる。
At present, there is no general method for displaying the degree of crosslinking of the crosslinkable polymer. In the above-mentioned Patent Document 2, it is defined by “ionic recovery rate”, and in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-144346, “charge inclusion rate” is defined. These charges are measured by applying the fact that they are less likely to appear outside. Here, it will be explained first that the degree of crosslinking is expressed by measuring viscosity. The aqueous polymer of the present invention has an AQV as its 0.2% by weight aqueous solution viscosity, and SLV as its viscosity in a 0.5% by weight 1N saline solution of the amphoteric water-soluble polymer.
30 ≦ AQV / SLV ≦ 300 (at 25 ° C.)
It is preferable that This number can be used to represent the degree of crosslinking. Crosslinkable ionic water-soluble polymers are cross-linked in the molecule, and therefore have the property that molecules are difficult to spread in water, and should be less spread in water than linear polymers. However, as the degree of crosslinking increases, the viscosity when measured with a B-type viscometer (a type of rotational viscometer) increases. The cause is presumed to be due to friction or entanglement between the rotor of the B-type viscometer (rotor at the time of measurement) and the solution, but it is not exactly known. On the other hand, the viscosity of the crosslinkable ionic water-soluble polymer in salt water decreases as the degree of crosslinking increases. Since the molecule is contracted by the cross-linking, it is considered that the influence is greatly influenced by a large amount of ions in the salt water. Therefore, for these reasons, the ratio of the two viscosity measurements, AQV / SLV, increases as the degree of cross-linking increases (if the cross-linking progresses further and becomes water-insoluble, this relationship does not hold). In the crosslinkable cationic or amphoteric aqueous polymer of the present invention, this value is about 30 to 300. In view of the fact that this value is about 10 to less than 30 for a linear water-soluble polymer or a weakly crosslinked aqueous polymer, the crosslinkable cationic or amphoteric aqueous polymer of the present invention is highly crosslinked. It can be seen that this is a water-soluble polymer.

また前述の電荷内包率に関しても説明する。電荷内包率は、以下のように定義される。すなわち
定義1)水溶性カチオン性高分子および両性でかつカチオン性単量体とアニオン性単量体共重合率の差が正である水溶性高分子の場合
電荷内包率[%]=(1−α/β)×100
αは酢酸にてpH4.0に調整した水溶性カチオン性高分子あるいは両性水溶性高分子水溶液をポリビニルスルホン酸カリウム水溶液にて滴定した滴定量。βは酢酸にてpH4.0に調整した水溶性カチオン性高分子あるいは両性水溶性高分子水溶液にポリビニルスルホン酸カリウム水溶液を前記水溶性カチオン性高分子あるいは両性水溶性高分子の電荷の中和を行うに十分な量加え、その後ポリジアリルジメチルアンモニウムクロライド水溶液にて滴定した滴定量をブランク値から差し引いた滴定量。ここでブランク値とは、水溶性カチオン性高分子あるいは両性水溶性高分子水溶液無添加時にポリビニルスルホン酸カリウム水溶液をポリジアリルジメチルアンモニウムクロライド水溶液にて滴定した滴定量である。
定義2)両性でかつカチオン性単量体とアニオン性単量体の共重合率の差が負である水溶性高分子の場合
電荷内包率[%]=(1−α/β)×100
αはアンモニアにてpH10.0に調整した水溶性両性高分子水溶液をポリジアリルジメチルアンモニウムクロライド水溶液にて滴定した滴定量。βはアンモニアにてpH10.0に調整した水溶性両性高分子水溶液にポリジアリルジメチルアンモニウムクロライド水溶液を前記水溶性両性高分子の電荷の中和を行うに十分な量加え、その後ポリビニルスルホン酸カリウム水溶液にて滴定した滴定量をブランク値から差し引いた滴定量。ここでブランク値とは、水溶性両性高分子水溶液無添加時にジアリルジメチルアンモニウムクロライド水溶液をポリビニルスルホン酸カリウム水溶液にて滴定した滴定量である。
Further, the above-described charge inclusion rate will be described. The charge inclusion rate is defined as follows. That is, definition 1) In the case of a water-soluble cationic polymer and an amphoteric and water-soluble polymer having a positive difference in the copolymerization rate between a cationic monomer and an anionic monomer, the charge inclusion rate [%] = (1− α / β) × 100
α is a titration amount obtained by titrating a water-soluble cationic polymer or an amphoteric water-soluble polymer aqueous solution adjusted to pH 4.0 with acetic acid with a potassium polyvinyl sulfonate aqueous solution. β is a water-soluble cationic polymer or an amphoteric water-soluble polymer aqueous solution adjusted to pH 4.0 with acetic acid, and an aqueous polyvinyl sulfonate potassium solution is used to neutralize the charge of the water-soluble cationic polymer or amphoteric water-soluble polymer. A titration amount obtained by adding a sufficient amount to perform, and then subtracting the titration amount titrated with an aqueous polydiallyldimethylammonium chloride solution from the blank value. Here, the blank value is a titration amount obtained by titrating a potassium polyvinylsulfonate aqueous solution with a polydiallyldimethylammonium chloride aqueous solution when no water-soluble cationic polymer or amphoteric water-soluble polymer aqueous solution was added.
Definition 2) Charge inclusion ratio [%] = (1−α / β) × 100 in the case of a water-soluble polymer that is amphoteric and has a negative difference in copolymerization rate between a cationic monomer and an anionic monomer
α is a titration amount obtained by titrating a water-soluble amphoteric polymer aqueous solution adjusted to pH 10.0 with ammonia with a polydiallyldimethylammonium chloride aqueous solution. β is a water-soluble amphoteric polymer aqueous solution adjusted to pH 10.0 with ammonia, and a polydiallyldimethylammonium chloride aqueous solution is added in an amount sufficient to neutralize the charge of the water-soluble amphoteric polymer, and then a potassium polyvinyl sulfonate aqueous solution Titration volume obtained by subtracting the titration volume titrated with the blank value. Here, the blank value is a titration amount obtained by titrating a diallyldimethylammonium chloride aqueous solution with a potassium polyvinyl sulfonate aqueous solution when no water-soluble amphoteric polymer aqueous solution was added.

すなわち電荷内包率の高い水溶性高分子は、架橋度が高まった水溶性高分子であり、電荷内包率の低い水溶性高分子は、架橋度が低い水溶性高分子であると言える。この理由は、以下の通りに説明される。直鎖状水溶性高分子は、希薄溶液中では、分子はほぼ「伸びきった」形状をしている。一方、架橋性水溶性高分子は、溶液中において粒子状の丸まった形状をしていて、粒子状の内部に存在するイオン性基は、外側には現われにくく、反対電荷との反応も緩慢に起こると考えられる。 That is, it can be said that a water-soluble polymer having a high charge encapsulation rate is a water-soluble polymer having a high degree of crosslinking, and a water-soluble polymer having a low charge encapsulation rate is a water-soluble polymer having a low crosslinking rate. The reason for this is explained as follows. A linear water-soluble polymer has a substantially “stretched” shape in a dilute solution. On the other hand, the crosslinkable water-soluble polymer has a rounded particle shape in the solution, and the ionic group present inside the particle is unlikely to appear on the outside and reacts slowly with the opposite charge. It is thought to happen.

ここで架橋性水溶性カチオン性高分子および、両性でかつカチオン性単量体とアニオン性単量体の共重合率の差が正である架橋性水溶性両性高分子に関しては、電荷内包率は以下のようになる。
電荷内包率[%]=(1−α/β)×100
滴定量αは、試料である架橋性カチオン性(両性)水溶性高分子に反対電荷を有するポリビニルスルホン酸カリウム水溶液を滴下して行き、水溶性カチオン性(両性)高分子の「表面」(粒子状の表面部)に存在するイオン性基にイオン的静電反応を行わせる操作を意味する。
For crosslinkable water-soluble cationic polymers and crosslinkable water-soluble amphoteric polymers that are amphoteric and have a positive difference in the copolymerization rate between the cationic monomer and the anionic monomer, the charge inclusion rate is It becomes as follows.
Charge inclusion rate [%] = (1−α / β) × 100
The titration amount α is obtained by dropping an aqueous solution of potassium polyvinyl sulfonate having an opposite charge onto a crosslinkable cationic (amphoteric) water-soluble polymer as a sample, and then “surface” (particles) of the water-soluble cationic (amphoteric) polymer. Meaning an ionic electrostatic reaction on an ionic group present on the surface portion.

次に架橋性カチオン性(両性)水溶性高分子の理論的な電荷量を中和するに十分な量以上の反対電荷を有するポリビニルスルホン酸カリウムを添加し、反応時間を十分取ったその後、余剰のポリビニルスルホン酸カリウムをジアリルジメチルアンモニウムクロライド水溶液により滴定する。また別に架橋性カチオン性(両性)水溶性高分子を添加しないでポリビニルスルホン酸カリウム溶液をジアリルジメチルアンモニウムクロライド水溶液により滴定し、ブランク値を出しておき、ブランク値より架橋性カチオン性(両性)水溶性高分子を添加した場合の滴定量を差し引き、この値がβとなる。β値は、架橋性カチオン性(両性)水溶性高分子の化学組成から計算される理論的な電荷量に相当すると考えられる。すなわち架橋性カチオン性(両性)水溶性高分子に対し、反対電荷が多量に存在するので、表面のカチオン性電荷だけでなく、内部の電荷まで静電的な中和反応が行われると考えられる。架橋度が高ければ、αはβに対し小さくなり、(1−α/β)値は1に近き、電荷内包率は大きくなる(すなわち架橋の度合いは高くなる)。 Next, potassium polyvinyl sulfonate having an opposite charge more than the amount sufficient to neutralize the theoretical charge amount of the crosslinkable cationic (amphoteric) water-soluble polymer was added, the reaction time was sufficient, and then the surplus Of polyvinyl sulfonate is titrated with an aqueous diallyldimethylammonium chloride solution. Separately, titrate the potassium polyvinyl sulfonate solution with diallyldimethylammonium chloride aqueous solution without adding a crosslinkable cationic (amphoteric) water-soluble polymer, and give a blank value. This value is β after subtracting the titration amount when the functional polymer is added. The β value is considered to correspond to the theoretical charge calculated from the chemical composition of the crosslinkable cationic (amphoteric) water-soluble polymer. In other words, the cross-linkable cationic (amphoteric) water-soluble polymer has a large amount of opposite charge, so it is considered that not only the surface cationic charge but also the internal charge is electrostatically neutralized. . If the degree of cross-linking is high, α is smaller than β, the (1-α / β) value is close to 1, and the charge inclusion rate is large (that is, the degree of cross-linking is high).

両性でかつカチオン性単量体とアニオン性単量体の共重合率の差が負である架橋性水溶性両性高分子の電荷内包率に関しても、上記とほぼ同じ内容で説明することができるが、アニオン性基を解離させるためアンモニアでpHをアルカリ性にするという違いだけがある。 The charge inclusion rate of the crosslinkable water-soluble amphoteric polymer that is amphoteric and has a negative difference in the copolymerization rate between the cationic monomer and the anionic monomer can be explained in the same manner as described above. The only difference is that the pH is made alkaline with ammonia to dissociate the anionic group.

電荷内包率に関しては、20%から30%が弱く架橋した水性高分子であり、30%から50%は中程度に架橋した水性高分子、50%以上は高度に架橋した水性高分子ということができる。本発明の水性高分子は30%以上の電荷内包率の中程度以上の架橋度を有する水性高分子である。ここでAQV/SLVと電荷内包率の数値の比較をする。段落0059の表1に記載する試料−1は、AQV/SLV値は47、電荷内包率は38%であり、高度に架橋した水性高分子である。これに対し比較−1は、架橋単量体の添加量を本発明の範囲外組成で共存させ重合したものであるが、AQV/SLV値は35、電荷内包率は40%である。比較−2は架橋単量体無添加で重合したものであり、それらの値は14および17%であり、ほぼ直鎖高分子である。 Regarding charge inclusion, 20% to 30% are weakly crosslinked aqueous polymers, 30% to 50% are moderately crosslinked aqueous polymers, and more than 50% are highly crosslinked aqueous polymers. it can. The aqueous polymer of the present invention is an aqueous polymer having a moderate degree of crosslinking of charge inclusion ratio of 30% or more. Here, AQV / SLV and the charge inclusion rate are compared. Sample-1 described in Table 1 of Paragraph 0059 is a highly crosslinked aqueous polymer having an AQV / SLV value of 47 and a charge inclusion rate of 38%. On the other hand, Comparative-1 was polymerized by coexisting the addition amount of the crosslinking monomer at a composition outside the range of the present invention, but the AQV / SLV value was 35 and the charge inclusion rate was 40%. Comparative-2 was polymerized without addition of a crosslinking monomer, and their values were 14 and 17%, which are almost linear polymers.

本発明の水性高分子からなる凝集処理剤は、下水、し尿、産業排水の処理で生じる有機性汚泥(いわゆる生汚泥、余剰汚泥、混合生汚泥、消化汚泥、凝沈・浮上汚泥およびこれらの混合物)に通常0.1〜0.2質量%水溶液として添加される。添加量は、対汚泥固形分として0.2〜2質量%であり、好ましくは0.3〜1.0質量%である。対象とする汚泥に特に限定されないが、繊維分の少ない汚泥、有機分含有量(VSS/SS)の高い汚泥、腐敗度の高い汚泥に対し特に有効であり好ましい。 The agglomeration treatment agent comprising the aqueous polymer of the present invention is an organic sludge (so-called raw sludge, excess sludge, mixed raw sludge, digested sludge, coagulation / floating sludge, and mixtures thereof) produced in the treatment of sewage, human waste, and industrial wastewater. ) Is usually added as a 0.1 to 0.2 mass% aqueous solution. The addition amount is 0.2 to 2% by mass, preferably 0.3 to 1.0% by mass, as solid content with respect to sludge. Although not particularly limited to the target sludge, it is particularly effective and preferable for sludge having a low fiber content, sludge having a high organic content (VSS / SS), and sludge having a high degree of spoilage.

カチオン性あるいは両性水性高分子(A)とカチオン性あるいは両性水性高分子(B)の添加比率はいずれも質量%表示において、(A):(B)=90:10〜40:60が好ましく、より好ましくは(A):(B)=80:20〜50:50である。カチオン性あるいは両性水性高分子(A)の添加量が全添加量に対し90質量%より高くなると汚泥脱水時の含水率が増加し、また40質量%未満では全添加量が増加し好ましくない。またカチオン性あるいは両性水性高分子(A)は、異なる二つの(A)の組成により重合した水性高分子の混合物であってもよい。例えばメタクロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロリド単独重合物とアクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロリド単独重合物の混合物、あるいはメタクロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロリド単独重合物と、アクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロリドとアクリルアミドの共重合物の混合物などである。 The addition ratio of the cationic or amphoteric aqueous polymer (A) to the cationic or amphoteric aqueous polymer (B) is preferably (A) :( B) = 90: 10 to 40:60 in terms of mass%. More preferably, (A) :( B) = 80: 20 to 50:50. If the addition amount of the cationic or amphoteric aqueous polymer (A) is higher than 90% by mass relative to the total addition amount, the water content during sludge dehydration increases, and if it is less than 40% by mass, the total addition amount increases, which is not preferable. The cationic or amphoteric aqueous polymer (A) may be a mixture of aqueous polymers polymerized by two different compositions (A). For example, a mixture of methacryloyloxyethyltrimethylammonium chloride homopolymer and acryloyloxyethyltrimethylammonium chloride homopolymer, or methacryloyloxyethyltrimethylammonium chloride homopolymer, copolymer of acryloyloxyethyltrimethylammonium chloride and acrylamide Such as a mixture.

また本発明のカチオン性あるいは両性水溶性高分子を使用する汚泥脱水方法は、有機高分子のみで汚泥脱水に使用しても良いが、無機凝集剤と併用することもできる。該無機凝集剤としては、塩鉄、硫鉄、ポリ鉄、PAC、硫酸バンドなどが挙げられる。汚泥に対する添加量は、通常汚泥固形分に対し0.1〜2質量%、好ましくは0.3〜1.0質量%である。 The sludge dewatering method using the cationic or amphoteric water-soluble polymer of the present invention may be used for sludge dewatering using only an organic polymer, but can also be used in combination with an inorganic flocculant. Examples of the inorganic flocculant include salt iron, iron sulfate, polyiron, PAC, and sulfuric acid band. The addition amount with respect to sludge is 0.1-2 mass% normally with respect to sludge solid content, Preferably it is 0.3-1.0 mass%.

使用する脱水機の種類は、ベルトプレス、遠心脱水機、スクリュープレス、多重円板脱水機、ロータリープレスなどに対応できる。 The type of dehydrator used can correspond to a belt press, a centrifugal dehydrator, a screw press, a multi-disc dehydrator, a rotary press, and the like.

(実施例)以下に実施例をあげて本発明を詳細に説明するが、本発明はこれら実施例により限定されるものではない。 (Examples) The present invention will be described in detail below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.

(製造例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126.0gにポリオキシエチレントリデシルエ−テル12.5g(対エマルジョン2.5質量%)を仕込み溶解させた。別に脱イオン水103.1gとアクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウム塩化物(以下DMQと略記)80%水溶液250.0g、及びメチレンビスアクリルアミド1質量%水溶液2.0g(質量で対単量体100ppm)を各々採取し、各々を混合し完全に溶解させた。その後pHを3.95に調節し、油相と水溶液を混合し、ホモジナイザーにて8000rpmで2分間により攪拌乳化した。
(Production Example 1)
A reaction vessel equipped with a stirrer and a temperature controller was charged with 12.5 g of polyoxyethylene tridecyl ether (2.5% by mass of emulsion) and dissolved in 126.0 g of isoparaffin having a boiling point of 190 ° C. to 230 ° C. Separately, 103.1 g of deionized water, 250.0 g of an 80% aqueous solution of acryloyloxyethyltrimethylammonium chloride (hereinafter abbreviated as DMQ), and 2.0 g of a 1% by mass aqueous solution of methylenebisacrylamide (100 ppm relative to the monomer), respectively. Collected and mixed to dissolve completely. Thereafter, the pH was adjusted to 3.95, the oil phase and the aqueous solution were mixed, and the mixture was emulsified with stirring at 8000 rpm for 2 minutes with a homogenizer.

得られたエマルジョンにイソプロピルアルコール10質量%水溶液1.0g(対単量体0.05質量%)を加え、単量体溶液の温度を30〜33℃に保ち、窒素置換を30分行った後、2、2’−アゾビス〔2−(5−メチル−2−イミダゾリン−2−イル)プロパン〕二塩化水素化物の1質量%水溶液2.0g(対単量体0.01質量%)を加え、重合反応を開始させた。反応温度を32±2℃で12時間重合させ反応を完結させた。この試料名を試料−1とする。試験に供する試料を、水溶性高分子濃度0.1質量%とした場合の粘度(AQV)、0.1質量%で1N食塩水中の粘度(SLV)を25℃においてB型粘度計(回転粘度計の一種)により測定し、ミューテック社製PCD滴定装置により電荷内包率および光散乱法による重量平均分子量を測定した。 After adding 1.0 g of isopropyl alcohol 10 mass% aqueous solution (0.05 mass% monomer) to the obtained emulsion, maintaining the temperature of the monomer solution at 30 to 33 ° C. and performing nitrogen substitution for 30 minutes 2,2'-azobis [2- (5-methyl-2-imidazolin-2-yl) propane] dihydrochloride 2.0 g (0.01% by weight monomer) was added. The polymerization reaction was started. The reaction was completed at a reaction temperature of 32 ± 2 ° C. for 12 hours to complete the reaction. This sample name is designated as Sample-1. Viscosity (AQV) when water-soluble polymer concentration is 0.1% by mass for sample to be used for test, B-type viscometer (rotational viscosity at 25 ° C. with viscosity (SLV) in 1N saline solution at 0.1% by mass) The charge inclusion rate and the weight average molecular weight by the light scattering method were measured with a PCD titration device manufactured by Mutech.

(製造例2)
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126.0gにポリオキシエチレントリデシルエ−テル12.5g(対エマルジョン2.5質量%)を仕込み溶解させた。別に脱イオン水101.0gとアクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウム塩化物(以下DMQと略記)80%水溶液246.1g、アクリルアミド50質量%水溶液6.0g(以下AAMと略記)及びメチレンビスアクリルアミド1質量%水溶液2.0g(質量で対単量体50ppm)を各々採取し、各々を混合し完全に溶解させた。その後pHを3.95に調節し、油相と水溶液を混合し、ホモジナイザーにて8000rpmで2分間攪拌乳化した。
(Production Example 2)
A reaction vessel equipped with a stirrer and a temperature controller was charged with 12.5 g of polyoxyethylene tridecyl ether (2.5% by mass of emulsion) and dissolved in 126.0 g of isoparaffin having a boiling point of 190 ° C. to 230 ° C. Separately, 101.0 g of deionized water, 246.1 g of 80% aqueous solution of acryloyloxyethyltrimethylammonium chloride (hereinafter abbreviated as DMQ), 6.0 g (hereinafter abbreviated as AAM) of 50% by mass of acrylamide, and 1% by mass of methylenebisacrylamide Each 2.0 g (50 ppm by weight of monomer) was collected and mixed to dissolve completely. Thereafter, the pH was adjusted to 3.95, the oil phase and the aqueous solution were mixed, and stirred and emulsified with a homogenizer at 8000 rpm for 2 minutes.

得られたエマルジョンにイソプロピルアルコール10質量%水溶液1.0g(対単量体0.05質量%)を加え、単量体溶液の温度を30〜33℃に保ち、窒素置換を30分行った後、2、2’−アゾビス〔2−(5−メチル−2−イミダゾリン−2−イル)プロパン〕二塩化水素化物の1質量%水溶液2.0g(対単量体0.01質量%)を加え、重合反応を開始させた。反応温度を32±2℃で12時間重合させ反応を完結させた。これを試料−2とする。試験に供する試料を、水溶性高分子濃度0.1質量%とした場合の粘度(AQV)、0.1質量%で1N食塩水中の粘度(SLV)を25℃においてB型粘度計(回転粘度計の一種)により測定し、ミューテック社製PCD滴定装置により電荷内包率および光散乱法による重量平均分子量を測定した。 After adding 1.0 g of isopropyl alcohol 10 mass% aqueous solution (0.05 mass% monomer) to the obtained emulsion, maintaining the temperature of the monomer solution at 30 to 33 ° C. and performing nitrogen substitution for 30 minutes 2,2'-azobis [2- (5-methyl-2-imidazolin-2-yl) propane] dihydrochloride 2.0 g (0.01% by weight monomer) was added. The polymerization reaction was started. The reaction was completed at a reaction temperature of 32 ± 2 ° C. for 12 hours to complete the reaction. This is designated as Sample-2. Viscosity (AQV) when water-soluble polymer concentration is 0.1% by mass for sample to be used for test, B-type viscometer (rotational viscosity at 25 ° C. with viscosity (SLV) in 1N saline solution at 0.1% by mass) The charge inclusion rate and the weight average molecular weight by the light scattering method were measured with a PCD titration device manufactured by Mutech.

同様な操作により表1のような組成の水性高分子、試料−3〜試料−13、比較−1〜比較−2をそれぞれ合成した。 By the same operation, aqueous polymers having the compositions shown in Table 1, Sample-3 to Sample-13, and Comparative-1 to Comparative-2 were synthesized.

(表1)
DMC;メタクロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロリド
DMQ;アクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロリド
DMBZ;アクリロイルオキシエチルジメチルベンジルアンモニウムクロリド
DMPQ;アクリロイルアミノプロピルトリメチルアンモニウムクロリド
DD;ジアリルジメチルアンモニウムクロリド、MBA;メチレンビスアクリルアミド、AAM;アクリルアミド、
(Table 1)
DMC; methacryloyloxyethyltrimethylammonium chloride DMQ; acryloyloxyethyltrimethylammonium chloride DMBZ; acryloyloxyethyldimethylbenzylammonium chloride DMPQ; acryloylaminopropyltrimethylammonium chloride DD; diallyldimethylammonium chloride, MBA; methylenebisacrylamide, AAM; acrylamide ,

(製造例3)
上記表1に記載した油中水型エマルジョンからなる水性高分子、試料−1、試料−3、試料−6、試料−8、試料−9、試料−11、比較−1、比較−2を用いてエマルジョンブレイクによる塊状化、その後の造粒、さらに乾燥試験を実施し粉末タイプ製品を作成した。
(Production Example 3)
Using the water-based polymer consisting of the water-in-oil emulsion described in Table 1 above, Sample-1, Sample-3, Sample-6, Sample-8, Sample-9, Sample-11, Comparison-1, and Comparison-2 Then, agglomeration by emulsion break, subsequent granulation, and a drying test were performed to prepare a powder type product.

試料−1を100g採取しジメチルアミノエチルメタクリレート、アクリル酸2−エチルヘキシル共重合物(共重合比60モル%:40モル%)(重量平均分子量16,100)を2.0g添加し、マグネチックスターラーにて攪拌して塊状化させた。エマルジョンブレイクさせた塊状物をダイス径4.8mmのミートチョッパーに供給して4〜6mmの粒子径を有する粒状物にした。その後、粒状物を棚式通風乾燥機にて105℃、1時間で乾燥粉末化させた。得られた乾燥粉末を孔径2mmのスクリーンで解砕した。また得られた粉末の平均粒子径を測定した。この粉末を試料−20とする。 100 g of Sample-1 was collected and 2.0 g of dimethylaminoethyl methacrylate and 2-ethylhexyl acrylate copolymer (copolymerization ratio 60 mol%: 40 mol%) (weight average molecular weight 16,100) were added, and a magnetic stirrer was added. And agglomerated by stirring. The emulsion-breaked lump was supplied to a meat chopper having a die diameter of 4.8 mm to form a granule having a particle diameter of 4 to 6 mm. Thereafter, the granular material was dried and powdered at 105 ° C. for 1 hour using a shelf-type ventilation dryer. The obtained dry powder was crushed with a screen having a pore diameter of 2 mm. Moreover, the average particle diameter of the obtained powder was measured. This powder is designated as Sample-20.

同様な操作を試料−3、試料−6、試料−8、試料−9、試料−11、比較−1、比較−2に関して実施し、粉末タイプ水性高分子、試料−21〜試料−25および比較−10、比較−11を作成した。以上の結果を表2に示す。 Similar operations were performed for Sample-3, Sample-6, Sample-8, Sample-9, Sample-11, Comparative-1, and Comparative-2, and the powder type aqueous polymer, Sample-21 to Sample-25, and Comparative -10 and Comparative-11 were prepared. The results are shown in Table 2.

(表2)
(Table 2)

(実施例1)
食品排水余剰汚泥(pH6.70、ss分19,200mg/L)を用い、本発明のカチオン性あるいは両性水性高分子を用い汚泥脱水試験を実施した。200mLをポリビ−カ−に採取し、表1の試料−10〜試料−13(いずれも架橋剤無添加品)をそれぞれ対汚泥SS分0.50%加え、ビ−カ−移し替え攪拌20回行った後、表1の試料−1、試料−6(いずれも架橋剤添加品)をそれぞれ対汚泥SS分0.3%加え、ビ−カ−移し替え攪拌20回行った後、T−1179Lの濾布(ナイロン製)により濾過し、10秒後の濾液量の測定、及びフロック強度(大きさ)を目視により測定した。その後50秒間濾過した汚泥をプレス圧3Kg/m2で1分間脱水する。その後、濾布剥離性を目視によりチェックし、ケ−キ含水率(105℃で20hr乾燥)を測定した。結果を表3に示す。
Example 1
A sludge dewatering test was carried out using the surplus sludge (pH 6.70, ss min. 19,200 mg / L) using the cationic or amphoteric aqueous polymer of the present invention. 200 mL was collected in a poly beaker, and samples-10 to 13 in Table 1 (both without any cross-linking agent) were added to each sludge SS 0.50%, and the beaker was transferred and stirred 20 times. After the test, Sample-1 and Sample-6 in Table 1 (both added with a cross-linking agent ) were each added with 0.3% of sludge SS content, the beaker was transferred and stirred 20 times, and then T-1179L. The filter cloth (made of nylon) was filtered, and the amount of filtrate after 10 seconds and the floc strength (size) were measured visually. Thereafter, the sludge filtered for 50 seconds is dehydrated at a press pressure of 3 kg / m 2 for 1 minute. Thereafter, the filter cloth peelability was visually checked, and the cake water content (dried at 105 ° C. for 20 hours) was measured. The results are shown in Table 3.

(比較例1)
実施例1と同様な操作により、表1の比較−2を添加した後、表1の試料−1、試料−6(いずれも架橋剤添加品)あるいは試料−9(架橋剤無添加品)を添加する処方により試験を行った。結果を表3に示す。
(Comparative Example 1)
After adding Comparative-2 in Table 1 by the same operation as in Example 1, Sample-1, Sample-6 (all with a crosslinking agent added product) or Sample-9 (Crosslinking agent-free product) in Table 1 was added. The test was conducted according to the formulation to be added. The results are shown in Table 3.

架橋剤無添加品である試料−10〜試料−13と架橋剤添加品である試料−1あるいは試料−6の組み合わせが、効果が良い結果が出ている。また本発明の範囲外である比較−2との組み合わせでは、試料−1〜試料−9との組み合わせでいずれも効果が低下していることが分かる。 The combination of sample -1 or sample -6 as Sample -10 Sample -13 a crosslinking agent additive-free products are crosslinking agent addition products, effects are out good results. Further, it can be seen that in the combination with Comparative-2, which is outside the scope of the present invention, the effect is lowered in any combination with Sample-1 to Sample-9.

表3
ケーキ含水率:質量%、10秒後濾液量:mL、フロック径:mm
( Table 3 )
Moisture content of cake: mass%, 10 seconds later, filtrate amount: mL, floc diameter: mm

(実施例2)
実施例1で使用した汚泥と同じものを用い、本発明のカチオン性あるいは両性水性高分子を用い汚泥脱水試験を実施した。200mLをポリビ−カ−に採取し、表1の試料−1〜試料−6(いずれも架橋剤添加品)をそれぞれ対汚泥SS分0.30%加え、ビ−カ−移し替え攪拌20回行った後、表1の試料−8(架橋剤添加品)を対汚泥SS分0.50%加え、ビ−カ−移し替え攪拌20回行った後、T−1179Lの濾布(ナイロン製)により濾過し、10秒後の濾液量の測定、及びフロック強度(大きさ)を目視により測定した。その後50秒間濾過した汚泥をプレス圧3Kg/m2で1分間脱水する。その後、濾布剥離性を目視によりチェックし、ケ−キ含水率(105℃で20hr乾燥)を測定した。結果を表4に示す。
(Example 2)
Using the same sludge used in Example 1, a sludge dewatering test was carried out using the cationic or amphoteric aqueous polymer of the present invention. Sample 200mL in a poly beaker, add Sample-1 to Sample-6 in Table 1 (both products with a cross-linking agent) to each sludge SS content 0.30%, transfer to the beaker and perform stirring 20 times. Then, sample-8 (addition agent for cross-linking agent ) in Table 1 was added to the sludge SS content 0.50%, and after the beaker was transferred and stirred 20 times, T-1179L filter cloth (made of nylon) was used. After filtration, the amount of filtrate after 10 seconds and the floc strength (size) were measured visually. Thereafter, the sludge filtered for 50 seconds is dehydrated at a press pressure of 3 kg / m 2 for 1 minute. Thereafter, the filter cloth peelability was visually checked, and the cake water content (dried at 105 ° C. for 20 hours) was measured. The results are shown in Table 4.

(比較例2)
実施例2と同様な操作により、表1の比較−1(架橋剤添加品)と試料−8(架橋剤添加品)あるいは試料−11(架橋剤無添加品)を組み合わせた処方に関して試験を実施した。結果を表4に示す。
(Comparative Example 2)
Tests were conducted on the combination of Comparative-1 (addition product with crosslinking agent) and Sample-8 (addition product with crosslinking agent) or Sample-11 (product without addition of crosslinking agent) in Table 1 in the same manner as in Example 2. did. The results are shown in Table 4.

架橋剤添加品である試料−1〜試料−6と架橋剤添加品である試料−8の組み合わせは、効果が良い結果が出ている。また本発明の範囲外である比較−1との組み合わせでは、試料−8あるいは試料−11との組み合わせでいずれも効果が低下していることが分かる。 The combination of sample -8 a sample -1 sample -6 a crosslinking agent addition products is a cross-linking agent added products, effects are out good results. In addition, it can be seen that in the combination with Comparative-1 which is outside the scope of the present invention, the effect is lowered in any combination with Sample-8 or Sample-11.

表4
ケーキ含水率:質量%、10秒後濾液量:mL、フロック径:mm
( Table 4 )
Moisture content of cake: mass%, 10 seconds later, filtrate amount: mL, floc diameter: mm

(実施例3)
下水混合生汚泥(pH6.75、ss分40,800mg/L)を用い、本発明の水性高分子を用い汚泥脱水試験を実施した。200mLをポリビ−カ−に採取し、表2の粉末化した試料−24〜試料−25(いずれも架橋剤無添加品)、
あるいは試料−20〜試料−23(いずれも架橋剤添加品)をそれぞれ対汚泥SS分0.45%加え、ビ−カ−移し替え攪拌20回行った後、表2の粉末化した試料−20〜試料−23(いずれも架橋剤添加品)をそれぞれ対汚泥SS分0.40%加え、ビ−カ−移し替え攪拌20回行い、T−1179Lの濾布(ナイロン製)により濾過し、10秒後の濾液量の測定、及びフロック強度(大きさ)を目視により測定した。その後50秒間濾過した汚泥をプレス圧3Kg/m2で1分間脱水する。その後、濾布剥離性を目視によりチェックし、ケ−キ含水率(105℃で20hr乾燥)を測定した。結果を表5に示す。
(Example 3)
Using sludge mixed raw sludge (pH 6.75, ss content 40,800 mg / L), a sludge dewatering test was carried out using the aqueous polymer of the present invention. 200 mL was collected in a poly-bicker, and the powdered sample -24 to sample -25 (all of which were not added with a crosslinking agent) in Table 2,
Alternatively, after adding Sample-20 to Sample-23 (both with a crosslinking agent) to the sludge SS content 0.45%, beaker-transferring and stirring 20 times, powdered sample-20 in Table 2 ~ Sample-23 (both with cross-linking agent added ) 0.40% of sludge SS content, beaker-transferred and stirred 20 times, filtered through T-1179L filter cloth (made of nylon), 10 The amount of filtrate after 2 seconds and the floc strength (size) were measured visually. Thereafter, the sludge filtered for 50 seconds is dehydrated at a press pressure of 3 kg / m 2 for 1 minute. Thereafter, the filter cloth peelability was visually checked, and the cake water content (dried at 105 ° C. for 20 hours) was measured. The results are shown in Table 5.

(比較例3)
実施例3と同様な操作により、表2の比較−10(架橋剤添加品)あるいは比較−11(架橋剤無添加品)と試料−20あるいは試料−22(いずれも架橋剤添加品)を組み合わせた処方に関して試験を実施した。結果を表5に示す。
(Comparative Example 3)
In the same manner as in Example 3, the combination of Comparison-10 (product with added crosslinking agent) or Comparison-11 (product without added crosslinking agent) and Sample-20 or Sample-22 (both products with added crosslinking agent) in Table 2 was combined. Tests were conducted on the prescribed formulations. The results are shown in Table 5.

試料−24あるいは試料−25(いずれも架橋剤無添加品)と試料−20〜試料−23(いずれも架橋剤添加品)の組み合わせは、試料−20〜試料−23と試料−22(架橋剤添加品)より特に良いことが分かる。また本発明の範囲外である比較−10(架橋剤無添加品)あるいは比較−11(架橋剤添加品)と試料−20あるいは試料−22との組み合わせは、効果が低下していることが分かる。 The combination of sample -24 or sample -25 (both cross-linking agent additive-free product) and Sample -20 Sample 23 (both crosslinking agent addition product), specimen -20 Sample -23 and the sample 22 (crosslinked It can be seen that it is particularly better than the additive-added product. Moreover, it turns out that the effect is low in the combination of the comparative-10 (crosslinking agent additive-free product) or comparative 11 (crosslinking agent addition product) and the sample-20 or sample-22 which are outside the scope of the present invention. .

表5
ケーキ含水率:質量%、10秒後濾液量:mL、フロック径:mm
( Table 5 )
Moisture content of cake: mass%, 10 seconds later, filtrate amount: mL, floc diameter: mm

Claims (2)

下記一般式(1)〜(4)で表される構造単位のうち一種を70〜100モルを有するカチオン性あるいは両性水性高分子(A)を添加した後、前記一般式(1)〜(2)で表される構造単位を有するカチオン性あるいは両性水性高分子のうち、前記カチオン性あるいは両性水性高分子(A)とは異なる共重合率を有し、前記一般式(1)〜(2)で表される構造単位70〜100モル%を有するカチオン性あるいは両性水性高分子(B)、あるいは前記カチオン性あるいは両性水性高分子(A)に使用した単量体とは異なる単量体を使用した下記一般式(1)〜(2)で表される構造単位70〜100モルを有するカチオン性あるいは両性水性高分子(B)あるいは(5)で表される構造単位70〜100モルを有するカチオン性あるいは両性水性高分子(B)であり、当該カチオン性あるいは両性水性高分子(B)が重合時、全単量体に対し質量で20〜300ppmの架橋性単量体を添加して重合して得たカチオン性あるいは両性水性高分子(B)を添加する汚泥脱水方法であり、前記カチオン性あるいは両性水性高分子(A)及び前記カチオン性あるいは両性水性高分子(B)が、水と非混和性の炭化水素を連続相、前記一般式(1)〜(4)で表される構造単位、あるいは前記一般式(5)で表される構造単位を有するカチオン性あるいは両性水性高分子(A)またはカチオン性あるいは両性水性高分子(B)の水溶液を分散相とする油中水型エマルジョンを製造後、エマルジョンブレイクすることにより塊状化させ、乾燥後細粒化した粉末状であることを特徴とする汚泥脱水方法
一般式(1)
(Rは水素又はメチル基、R、Rは炭素数1〜3のアルキルあるいはアルコキシル基、Rは水素、炭素数1〜3のアルキル基、アルコキシル基であり、同種でも異種でも良い、Aは酸素またはNH、Bは炭素数2〜4のアルキレン基またはアルコキシレン基を表わす、X は陰イオンをそれぞれ表わす)。

一般式(2)
(R、Rは水素又はメチル基、R、Rは炭素数1〜3のアルキル基あるいはアルコキシ基、X は陰イオンをそれぞれ表わす)
一般式(3)
は水素またはメチル基、Hは無機酸および/または有機酸を表し、未中和時H=0である。

一般式(4)
10、11は水素またはメチル基、Hは無機酸および/または有機酸を表し、未中和時H=0である。
一般式(5)
12は水素又はメチル基、R13、R14は水素、炭素数1〜3のアルキルあるいはアルコキシル基であり、同種でも異種でも良い、R15は炭素数7〜20のアルキル基あるいはアリール基、Aは酸素原子またはNH、Bは炭素数2〜4のアルキレン基またはアルコキシレン基を表わす、X は陰イオンをそれぞれ表わす。
After adding a cationic or amphoteric aqueous polymer (A) having 70 to 100 mol % of one of the structural units represented by the following general formulas (1) to (4), the general formulas (1) to ( Among the cationic or amphoteric aqueous polymers having the structural unit represented by 2), the cationic or amphoteric aqueous polymer (A) has a copolymerization rate different from those of the general formulas (1) to (2). A cationic or amphoteric aqueous polymer (B) having a structural unit represented by 70-100 mol%, or a monomer different from the monomer used in the cationic or amphoteric aqueous polymer (A). following formula was used (1) to cationic or amphoteric aqueous polymer (B) having a structural unit 70 to 100 mol% of the formula (2) or (5) structural unit represented by 70 to 100 mol% Cationic cation having There is an amphoteric aqueous polymer (B), the time of cationic or amphoteric aqueous polymer (B) is polymerized, polymerization by adding a crosslinking monomer 20~300ppm mass relative to the total monomer A cationic or amphoteric aqueous polymer (B) obtained in this manner, wherein the cationic or amphoteric aqueous polymer (A) and the cationic or amphoteric aqueous polymer (B) are water and non-aqueous. Cationic or amphoteric aqueous polymer having a miscible hydrocarbon as a continuous phase, a structural unit represented by the general formulas (1) to (4), or a structural unit represented by the general formula (5) (A ) Or a water-in-oil emulsion containing an aqueous solution of a cationic or amphoteric aqueous polymer (B) as a dispersed phase, and then agglomerated by emulsion breaking, dried and finely divided into powder. When Sludge dewatering how.
General formula (1)
(R 1 is hydrogen or a methyl group, R 2 and R 3 are alkyl or alkoxyl groups having 1 to 3 carbon atoms, R 4 is hydrogen, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, or an alkoxyl group, and may be the same or different. , a is oxygen or NH, B represents an alkylene group or an alkoxylene group having 2 to 4 carbon atoms, X 1 - represents respectively an anion).

General formula (2)
(R 5 and R 6 are hydrogen or a methyl group, R 7 and R 8 are an alkyl group or an alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms, and X 2 is an anion.)
General formula (3)
R 9 represents hydrogen or a methyl group, H + Z represents an inorganic acid and / or an organic acid, and H + Z = 0 when not neutralized.

General formula (4)
R 10 and R 11 represent hydrogen or a methyl group, H + Z represents an inorganic acid and / or an organic acid, and H + Z = 0 when not neutralized.
General formula (5)
R 12 is hydrogen or a methyl group, R 13 and R 14 are hydrogen, an alkyl or alkoxyl group having 1 to 3 carbon atoms, which may be the same or different, and R 15 is an alkyl group or aryl group having 7 to 20 carbon atoms, A represents an oxygen atom or NH, B represents an alkylene group or an alkoxylene group having 2 to 4 carbon atoms, and X 3 represents an anion.
イオン性界面活性剤、HLB価11〜20の非イオン性界面活性剤から選択される一種以上のエマルジョンブレイカーを前記油中水型エマルジョンに添加し、前記エマルジョンブレイクを行うことを特徴とする請求項に記載の汚泥の脱水方法。 The emulsion break is performed by adding one or more emulsion breakers selected from an ionic surfactant and a nonionic surfactant having an HLB value of 11 to 20 to the water-in-oil emulsion. 2. The sludge dewatering method according to 1.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5763200A (en) * 1980-10-06 1982-04-16 Kurita Water Ind Ltd Dehydrating method of sludge
JP3181132B2 (en) * 1993-02-25 2001-07-03 ハイモ株式会社 Organic sludge dewatering method
JP3731740B2 (en) * 2001-12-21 2006-01-05 ハイモ株式会社 Sludge dewatering method
JP2003245700A (en) * 2002-02-26 2003-09-02 Hymo Corp Method for dehydrating organic sludge
JP4167969B2 (en) * 2003-11-17 2008-10-22 ハイモ株式会社 Aggregation treatment agent and method of using the same
JP2009072754A (en) * 2007-08-29 2009-04-09 Hymo Corp Method for dehydrating sludge
JP5305443B2 (en) * 2009-01-16 2013-10-02 ハイモ株式会社 Water-soluble polymer composition
JP5258647B2 (en) * 2009-03-19 2013-08-07 ハイモ株式会社 Sludge dewatering method
JP2010215867A (en) * 2009-03-19 2010-09-30 Hymo Corp Water-soluble polymer composition
JP5348757B2 (en) * 2009-03-25 2013-11-20 ハイモ株式会社 Water-soluble polymer composition
JP5641642B2 (en) * 2010-09-29 2014-12-17 ハイモ株式会社 Concentration method of sludge
JP5729717B2 (en) * 2010-11-30 2015-06-03 ハイモ株式会社 Concentration method of sludge
JP5692910B2 (en) * 2011-02-24 2015-04-01 ハイモ株式会社 Sludge dewatering agent and sludge dewatering treatment method
JP5692911B2 (en) * 2011-02-24 2015-04-01 ハイモ株式会社 Coagulation treatment agent and sludge dewatering method using the same
JP5765768B2 (en) * 2011-03-30 2015-08-19 ハイモ株式会社 Coagulation treatment agent and sludge dewatering method using the same

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