JPH03213200A - 有機汚泥脱水剤 - Google Patents
有機汚泥脱水剤Info
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- 125000003011 styrenyl group Chemical group [H]\C(*)=C(/[H])C1=C([H])C([H])=C([H])C([H])=C1[H] 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 229950003937 tolonium Drugs 0.000 description 1
- HNONEKILPDHFOL-UHFFFAOYSA-M tolonium chloride Chemical compound [Cl-].C1=C(C)C(N)=CC2=[S+]C3=CC(N(C)C)=CC=C3N=C21 HNONEKILPDHFOL-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 1
- DGVVWUTYPXICAM-UHFFFAOYSA-N β‐Mercaptoethanol Chemical compound OCCS DGVVWUTYPXICAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
- Separation Of Suspended Particles By Flocculating Agents (AREA)
- Treatment Of Sludge (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は新規な両性高分子電解質からなる有機汚泥脱水
剤に関するものである。
剤に関するものである。
[従来の技術]
従来より、各種産業廃水および下水し尿処理等において
、凝集沈澱汚泥や余剰汚泥が生じる。これらの汚泥の脱
水剤として近年、有機高分子凝集剤が使用されるように
なってきた。汚泥の凝集脱水方法としては、たとえばカ
チオン性有機高分子凝集剤を単独添加する方法、カチオ
ン性有機高分子凝集剤とアニオン性有機高分子凝集剤と
を同時に添加する方法等が知られている。
、凝集沈澱汚泥や余剰汚泥が生じる。これらの汚泥の脱
水剤として近年、有機高分子凝集剤が使用されるように
なってきた。汚泥の凝集脱水方法としては、たとえばカ
チオン性有機高分子凝集剤を単独添加する方法、カチオ
ン性有機高分子凝集剤とアニオン性有機高分子凝集剤と
を同時に添加する方法等が知られている。
しかしながら、カチオン性有機高分子凝集剤を単独使用
する方法では処理効果が十分でなく、ケーキ含水率、濾
過速度などに満足する結果が得られていない。
する方法では処理効果が十分でなく、ケーキ含水率、濾
過速度などに満足する結果が得られていない。
また、カチオン性有機高分子凝集剤およびアニオン性有
機高分子凝集剤を併用する場合には、ケーキ含水率、沢
過速度などに改善される場合があるものの、凝集剤の溶
解槽、凝集剤反応槽などを複数個必要とし、設備費用が
高価となったり、添加量が多量になり薬品費用が高価に
なったりする。
機高分子凝集剤を併用する場合には、ケーキ含水率、沢
過速度などに改善される場合があるものの、凝集剤の溶
解槽、凝集剤反応槽などを複数個必要とし、設備費用が
高価となったり、添加量が多量になり薬品費用が高価に
なったりする。
近年、特公昭60−43800や特開昭58−2167
06等にみられるように、−液にてカチオン性有機高分
子凝集剤とアニオン性有機高分子凝集剤を溶解溶液のp
Hを制御して使用する方法の場合は、使用できるカチオ
ン性有機高分子凝集剤が限定される。また特開昭62−
205112に開示されているように第三級アミンや第
四級塩を含有する単量体をカチオン成分とする両性有機
高分子凝集剤の場合はその組成のバランスに限界がある
。
06等にみられるように、−液にてカチオン性有機高分
子凝集剤とアニオン性有機高分子凝集剤を溶解溶液のp
Hを制御して使用する方法の場合は、使用できるカチオ
ン性有機高分子凝集剤が限定される。また特開昭62−
205112に開示されているように第三級アミンや第
四級塩を含有する単量体をカチオン成分とする両性有機
高分子凝集剤の場合はその組成のバランスに限界がある
。
[発明が解決しようとする問題点]
カチオン性およびアニオン性の両性を含む有機高分子凝
集剤を有機汚泥脱水剤として使用する場合、カチオン性
またはアニオン性の凝集剤を単独で使用する場合に比較
して、脱水ケーキの含水率が低下することは特公昭60
−43800、特開昭58−216706および特開昭
62−205112に開示されているがその使用に限界
がある。
集剤を有機汚泥脱水剤として使用する場合、カチオン性
またはアニオン性の凝集剤を単独で使用する場合に比較
して、脱水ケーキの含水率が低下することは特公昭60
−43800、特開昭58−216706および特開昭
62−205112に開示されているがその使用に限界
がある。
また、第三級アミンを含有する単量体をカチオン性成分
とする両性有機高分子凝集剤の場合は、その組成のバラ
ンスに限界があるため、カチオン当量値、アニオン当量
値およびカチオン/アニオン当量比に自ら限界があり、
凝集性能および脱水性能を兼ね備えた両性有機汚泥脱水
剤は見いだされていない。
とする両性有機高分子凝集剤の場合は、その組成のバラ
ンスに限界があるため、カチオン当量値、アニオン当量
値およびカチオン/アニオン当量比に自ら限界があり、
凝集性能および脱水性能を兼ね備えた両性有機汚泥脱水
剤は見いだされていない。
本発明者等はカチオン性成分としてアミノアルキル基を
用い、カチオン性成分、アニオン性成分および中性成分
の組成および製造された有機汚泥脱水剤の緒特性を詳細
に検討した結果、上記のような問題点を解決した有機汚
泥脱水剤が得られることを見い出し本発明を完成した。
用い、カチオン性成分、アニオン性成分および中性成分
の組成および製造された有機汚泥脱水剤の緒特性を詳細
に検討した結果、上記のような問題点を解決した有機汚
泥脱水剤が得られることを見い出し本発明を完成した。
[問題を解決するための手段]
本発明は
一般式(1)
%式%
[2
]
)
()
(1)
[式中、n=1〜5の整数で、a、b、c、dの比率は
、a+b+c+d=1またはa+b+c=1である。
、a+b+c+d=1またはa+b+c=1である。
RRRRおよびR5はそれぞれ水素原子またはアル1’
2° 3・ 4 キル基を示す。
2° 3・ 4 キル基を示す。
R6は水素原子またはアルキル基またはω−しドロキシ
基で置換されたアルキル基を示す。
基で置換されたアルキル基を示す。
HYは一塩基酸を示す。
Aは一般式(2)
%式%(2)
(式中、R7はアルキル基、芳香族基または脂環族基を
示す、) で示されるエステル基、または、 一般式(3) (式中、R8は水素原子またはアルキル基または水酸基
を示す、) で示されるp−置換フェニル基、または、一般式(4) %式%(4) で示されるニトリル基を示す。
示す、) で示されるエステル基、または、 一般式(3) (式中、R8は水素原子またはアルキル基または水酸基
を示す、) で示されるp−置換フェニル基、または、一般式(4) %式%(4) で示されるニトリル基を示す。
Bは一般式(5)
%式%)
(式中、R9およびRloはそれぞれ水素原子またはア
ルキル基を示す、) で示されるアミド基、または 一般式(6) %式% (6) (式中、RおよびR12はそれぞれ水素原子また1 はアルキル基を示す、) で示されるヒドロキシアルキル基、または一般式(7) %式%(7) で示されるニトリル基を示す、] の組成からなるカチオン当量値(Cv)が0.8〜10
.0 [q / t 、アニオン当量値(Av)が0.
1〜6.01meq / gの範囲にある両性高分子電
解質を含むことを特徴とする有機汚泥脱水剤に関するも
のである。また、 アクリル酸、メタクリル酸から選ばれる一種以上のアニ
オン性単量体(I)と乳化させることを目的に加えた一
般式(1)のAに相当するノニオン性単量体(I[)と
を水中で乳化重合し、また一般式(1)のBに相当する
親水性のノニオン性単量体(I[[)をさらに加え水中
にて乳化重合し、得られたビニル系カルボン酸重合体エ
マルジョン(IV )にアルキレンイミンを反応させ、
アミノアルキル化し、ついで一塩基酸で酸性化すること
を特徴とするアミノアルキル基及びカルボキシル基を有
する有機汚泥脱水剤に関するものである。
ルキル基を示す、) で示されるアミド基、または 一般式(6) %式% (6) (式中、RおよびR12はそれぞれ水素原子また1 はアルキル基を示す、) で示されるヒドロキシアルキル基、または一般式(7) %式%(7) で示されるニトリル基を示す、] の組成からなるカチオン当量値(Cv)が0.8〜10
.0 [q / t 、アニオン当量値(Av)が0.
1〜6.01meq / gの範囲にある両性高分子電
解質を含むことを特徴とする有機汚泥脱水剤に関するも
のである。また、 アクリル酸、メタクリル酸から選ばれる一種以上のアニ
オン性単量体(I)と乳化させることを目的に加えた一
般式(1)のAに相当するノニオン性単量体(I[)と
を水中で乳化重合し、また一般式(1)のBに相当する
親水性のノニオン性単量体(I[[)をさらに加え水中
にて乳化重合し、得られたビニル系カルボン酸重合体エ
マルジョン(IV )にアルキレンイミンを反応させ、
アミノアルキル化し、ついで一塩基酸で酸性化すること
を特徴とするアミノアルキル基及びカルボキシル基を有
する有機汚泥脱水剤に関するものである。
アニオン性単量体(I>としてはアクリル酸、メタクリ
ル酸が好ましい。
ル酸が好ましい。
ノニオン性単量体(It)としては、乳化させることが
可能で、かつ前記の単量体(I)と共重合可能なノニオ
ン性単量体を用いることができ、たとえば一般式(8)
で示されるエステル基を有するビニル型単量体を用いる
ことができる。
可能で、かつ前記の単量体(I)と共重合可能なノニオ
ン性単量体を用いることができ、たとえば一般式(8)
で示されるエステル基を有するビニル型単量体を用いる
ことができる。
CH2
1
R−C−C−0−R2・・・(8)
1
一般式(8)においてR1は水素原子またはアルキル基
であり、R2はアルキル基、芳香族基または脂環族基で
あり、具体例としてアクリル酸メチル、アクリル酸n−
プロピル、アクリル[19is。
であり、R2はアルキル基、芳香族基または脂環族基で
あり、具体例としてアクリル酸メチル、アクリル酸n−
プロピル、アクリル[19is。
−プロピル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸1so
−ブチル、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸
シクロヘキシル、アクリル酸フェニル、メタクリル酸メ
チル、メタクリル酸エチル、メタフリルミn−ブチル、
メタクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸シクロ
ヘキシル、メタクリル酸フェニル等を挙げることができ
る。また、一般式(9)で示されるp−置換フェニル基
を有するビニル系単量体を用いることができる。
−ブチル、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸
シクロヘキシル、アクリル酸フェニル、メタクリル酸メ
チル、メタクリル酸エチル、メタフリルミn−ブチル、
メタクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸シクロ
ヘキシル、メタクリル酸フェニル等を挙げることができ
る。また、一般式(9)で示されるp−置換フェニル基
を有するビニル系単量体を用いることができる。
CH2
1
一般式(9)においてR1は水素原子またはアルキル基
であり、R2は水素原子またはアルキル基または水酸基
であり、具体例としてスチレン、p−メチルスチレン、
p−ビニルフェノール等を挙げることができる。その他
にアクリロニトリル等も挙げられる。
であり、R2は水素原子またはアルキル基または水酸基
であり、具体例としてスチレン、p−メチルスチレン、
p−ビニルフェノール等を挙げることができる。その他
にアクリロニトリル等も挙げられる。
なお、ノニオン性単量体(n)はビニル系カルボン酸重
合体エマルジョン(IV)が低粘度で高分子量化が可能
であるエマルジョンで得られることを目的として使用さ
れるものである0通常ビニル系カルボン酸重合体エマル
ジョン(1v)のうち20モル%以下が好ましい。20
モル%を超えると有機汚泥脱水剤の水中での溶解性が低
下するので好ましくない。
合体エマルジョン(IV)が低粘度で高分子量化が可能
であるエマルジョンで得られることを目的として使用さ
れるものである0通常ビニル系カルボン酸重合体エマル
ジョン(1v)のうち20モル%以下が好ましい。20
モル%を超えると有機汚泥脱水剤の水中での溶解性が低
下するので好ましくない。
ノニオン性単量体(III>としては、前記の単量体(
1)および(It)と共重合可能な任意のノニオン性単
量体を用いることができ、たとえば一般式(10)で示
されるアミド基を有するビニル型単量体を用いることが
できる。
1)および(It)と共重合可能な任意のノニオン性単
量体を用いることができ、たとえば一般式(10)で示
されるアミド基を有するビニル型単量体を用いることが
できる。
II R2
R1−C−C−N <
II R3・・・(10)
一般式(10)においてR,R2およびR3は水素また
はアルキル基であり、具体例としてアクリルアミド、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、N、N−ジエチルア
クリルアミド、N、N−ジエチルメタクリルアミド等を
挙げることができる。
はアルキル基であり、具体例としてアクリルアミド、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、N、N−ジエチルア
クリルアミド、N、N−ジエチルメタクリルアミド等を
挙げることができる。
また、一般式(11)で示されるヒドロキシアルキル基
を有するビニル系単量体を用いることもできる。
を有するビニル系単量体を用いることもできる。
1
R1−C−Co−CH−CH−0H
(11)
1
一般式(11)においてR,R2およびR3は水1
素またはアルキル基であり、具体例としてはヒドロキシ
エチルアルリレート、ヒドロキシエチルメタクリレート
、ヒドロキシプロピルアクリレート、ヒドロキシプロピ
ルメタクリレート等を挙げることができる。その他にア
クリロニトリル等も挙げられる。
エチルアルリレート、ヒドロキシエチルメタクリレート
、ヒドロキシプロピルアクリレート、ヒドロキシプロピ
ルメタクリレート等を挙げることができる。その他にア
クリロニトリル等も挙げられる。
なお、ノニオン性単量体(I[[)は有機汚泥脱水剤の
分子量やイオン当量の調節等を目的として使用されるも
のである。
分子量やイオン当量の調節等を目的として使用されるも
のである。
本発明の重合時の単量体[アニオン性単量体(1)、ノ
ニオン性単量体(II)、(III)の合計量(以下「
単量体合計量」という)]の濃度はおよそ10〜80重
量%程度であることが好ましい。
ニオン性単量体(II)、(III)の合計量(以下「
単量体合計量」という)]の濃度はおよそ10〜80重
量%程度であることが好ましい。
アクリル酸、メタクリル酸から選ばれる1種以上のアニ
オン性単量体(I>と乳化することを目的の加えた一般
式(1)のAに相当するノニオン性単量体(II)とを
水中で乳化重合、または一般式(1)のBに相当する親
水性のノニオン性単量体(II)をさらに加えて水中に
て乳化重合する際に、単量体(I>、(II)および(
III)を充分分散させるために界面活性剤を使用して
もよい、使用する界面活性剤に特に制限はないが、乳化
に際してO/W型のエマルジョンを作り得る比較的親水
性の高いものが好適である。具体的な例としては、ポリ
オキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエ
チレンステアリルエーテルなどのノニオン界面活性剤、
ラウリル硫酸ナトリウム、ポリオキシエチレンノニルフ
ェニルエーテル硫酸ナトリウムなどのアニオン系界面活
性荊、またはステアリルアミンアセテート、ステアリル
トリメチルアンモニウムクロライドなどのカチオン系界
面活性剤などが使用できる。界面活性剤の使用量は、単
量体合計量に対し、0.01〜10重量%、好ましくは
0.1〜5重量%である。
オン性単量体(I>と乳化することを目的の加えた一般
式(1)のAに相当するノニオン性単量体(II)とを
水中で乳化重合、または一般式(1)のBに相当する親
水性のノニオン性単量体(II)をさらに加えて水中に
て乳化重合する際に、単量体(I>、(II)および(
III)を充分分散させるために界面活性剤を使用して
もよい、使用する界面活性剤に特に制限はないが、乳化
に際してO/W型のエマルジョンを作り得る比較的親水
性の高いものが好適である。具体的な例としては、ポリ
オキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエ
チレンステアリルエーテルなどのノニオン界面活性剤、
ラウリル硫酸ナトリウム、ポリオキシエチレンノニルフ
ェニルエーテル硫酸ナトリウムなどのアニオン系界面活
性荊、またはステアリルアミンアセテート、ステアリル
トリメチルアンモニウムクロライドなどのカチオン系界
面活性剤などが使用できる。界面活性剤の使用量は、単
量体合計量に対し、0.01〜10重量%、好ましくは
0.1〜5重量%である。
また、ビニル系カルボン酸重合体エマルジョンNV)を
製造する際に必要に応じてレドックス系やアゾ系等のラ
ジカル重合開始剤を使用することができる。レドックス
系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、過酸化水素、クメンハイドロパーオキサイド等
の酸化剤とホルムアルデヒドナトリウムスルホキシレー
ト、チオグリコール酸、L−アスコルビン酸、ジメチル
アミノプロピオニトリル、亜硫酸水素ナトリウム、β−
メルカプトエタノール、2価の鉄塩等の還元剤との組合
せを挙げることができる。またアゾ系重合開始剤として
は、アゾビスイソブチロニトリル、2.2−一アゾビス
(2−アミジノプロパン)2塩酸塩、2.2−一アゾビ
ス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、4.4−−ア
ゾビス(4−シアノベンタノイツクアシツド)等を挙げ
ることができる。また他のレドックス系重合開始剤やア
ゾ系重合開始剤を併用することもできる。
製造する際に必要に応じてレドックス系やアゾ系等のラ
ジカル重合開始剤を使用することができる。レドックス
系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、過酸化水素、クメンハイドロパーオキサイド等
の酸化剤とホルムアルデヒドナトリウムスルホキシレー
ト、チオグリコール酸、L−アスコルビン酸、ジメチル
アミノプロピオニトリル、亜硫酸水素ナトリウム、β−
メルカプトエタノール、2価の鉄塩等の還元剤との組合
せを挙げることができる。またアゾ系重合開始剤として
は、アゾビスイソブチロニトリル、2.2−一アゾビス
(2−アミジノプロパン)2塩酸塩、2.2−一アゾビ
ス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、4.4−−ア
ゾビス(4−シアノベンタノイツクアシツド)等を挙げ
ることができる。また他のレドックス系重合開始剤やア
ゾ系重合開始剤を併用することもできる。
重合温度としては、初期温度を10〜40°C程度とし
て系外から温度を制御しながら30〜100℃程度の温
度条件で重合する。
て系外から温度を制御しながら30〜100℃程度の温
度条件で重合する。
重合時間は、単量体の濃度や重合温度、あるいは目標と
する重合度等によって変化するがおよそ10分間〜10
時間程度であり、より好ましくはおよそ1〜7時間程度
である。
する重合度等によって変化するがおよそ10分間〜10
時間程度であり、より好ましくはおよそ1〜7時間程度
である。
また、アミノアルキル化時においてはビニル系カルボン
酸重合体エマルジョン(IV)とアルキレンイミンの使
用量を決めることが必要である。
酸重合体エマルジョン(IV)とアルキレンイミンの使
用量を決めることが必要である。
アミノアルキル化反応は、ビニル系カルボン酸共重合体
エマルジョン(IV )にアルキレンイミンを反応させ
ることによって行なうことができる。
エマルジョン(IV )にアルキレンイミンを反応させ
ることによって行なうことができる。
該ビニル系カルボン酸重合体エマルジョン(IV)のカ
ルボン酸基と、アルキレンイミンとを反応させてアミノ
アルキル化する。
ルボン酸基と、アルキレンイミンとを反応させてアミノ
アルキル化する。
ビニル重合体の遊離のカルボン酸基をアミノエステル基
に変換するためのアルキレンイミンは1゜2−アルキレ
ンイミン(アジリジン)でありそのうち1.2−プロピ
レンイミンおよびエチレンイミンはそれらの入手可能性
および比較的安価であることのゆえに特に好ましい。所
望ならばn−アルキル置換または非置換の1.3−アル
キレンイミン(アゼチジン)もアミノエステル基をあた
えるのに、それらイミンがその化学的反応性および性質
が1,2−イミンに類似しているから使用できる。
に変換するためのアルキレンイミンは1゜2−アルキレ
ンイミン(アジリジン)でありそのうち1.2−プロピ
レンイミンおよびエチレンイミンはそれらの入手可能性
および比較的安価であることのゆえに特に好ましい。所
望ならばn−アルキル置換または非置換の1.3−アル
キレンイミン(アゼチジン)もアミノエステル基をあた
えるのに、それらイミンがその化学的反応性および性質
が1,2−イミンに類似しているから使用できる。
懸垂アミノアルキル基の酸性化は一塩基酸で行なわれ、
付加アルキレンイミンに対し50〜100モル%量用い
られ(好ましくは60〜90モル%用いられる)アミノ
アルキル化時に一括して又は分割して行なわれる。一塩
基酸としては塩酸、硝酸等の鉱酸、またはギ酸等のカル
ボン酸の内から選ばれる。
付加アルキレンイミンに対し50〜100モル%量用い
られ(好ましくは60〜90モル%用いられる)アミノ
アルキル化時に一括して又は分割して行なわれる。一塩
基酸としては塩酸、硝酸等の鉱酸、またはギ酸等のカル
ボン酸の内から選ばれる。
本発明の製法によって得られる有機汚泥脱水剤において
は、前記のカチオン当量値、アニオン当量値の他に分子
量も適度にコントロールすることが望ましい。分子量を
示す指標として固有粘度を用いるとこの有機゛汚泥脱水
剤の固有粘度[61番よ0.1〜25、好ましくは1〜
15となるように各車量体の組成や重合条件等を適宜設
定することが望ましい。
は、前記のカチオン当量値、アニオン当量値の他に分子
量も適度にコントロールすることが望ましい。分子量を
示す指標として固有粘度を用いるとこの有機゛汚泥脱水
剤の固有粘度[61番よ0.1〜25、好ましくは1〜
15となるように各車量体の組成や重合条件等を適宜設
定することが望ましい。
以上述べたような条件を採用して水中にて重合及び反応
させることにより、有機汚泥脱水剤を得ることができる
。
させることにより、有機汚泥脱水剤を得ることができる
。
本発明においては有機汚泥脱水剤を添加し、フロックを
形成させた後、公知の手法により脱水されるが、脱水機
としては、たとえばスクリュープレス型説水機、フィル
タープレス型脱水機、ベルトプレス型脱水機、スクリュ
ーデカンタ−1遠心脱水機等を使用することができる。
形成させた後、公知の手法により脱水されるが、脱水機
としては、たとえばスクリュープレス型説水機、フィル
タープレス型脱水機、ベルトプレス型脱水機、スクリュ
ーデカンタ−1遠心脱水機等を使用することができる。
[作 用]
本発明の有機汚泥脱水剤は有機汚泥に対して従来用いら
れているジメチルアミノエチルメタクリレートの四級化
物等のカチオン凝集剤と同様の方法で用いることができ
る。その効果は少量の添加で強固な凝集フロックを形成
し、プレス脱水により著しく汚泥の含水率を低減できる
。またその効果はプレス脱水処理をすることにより特に
顕著に現われる。プレス脱水機の重力濾過工程における
濾過速度が重合体中のカチオン基とアニオン基の相互作
用により著しく早い上に含水率が著しく低下し、沢布か
らの剥離性が極めて良い、脱水された汚泥は粘着性が少
なく含水率が低いので取り扱いやすく、また焼却等の燃
料や費用を著しく低減できる。脱水処理の対象となる有
機汚泥としては下水処理における初沈生汚泥、活性汚泥
処理における余剰汚泥およびこれらの混合物、し原酒性
汚泥処理における余剰汚泥、消化汚泥、各種の有機物含
有排水の活性汚泥により発生する余剰汚泥などが挙げら
れる。
れているジメチルアミノエチルメタクリレートの四級化
物等のカチオン凝集剤と同様の方法で用いることができ
る。その効果は少量の添加で強固な凝集フロックを形成
し、プレス脱水により著しく汚泥の含水率を低減できる
。またその効果はプレス脱水処理をすることにより特に
顕著に現われる。プレス脱水機の重力濾過工程における
濾過速度が重合体中のカチオン基とアニオン基の相互作
用により著しく早い上に含水率が著しく低下し、沢布か
らの剥離性が極めて良い、脱水された汚泥は粘着性が少
なく含水率が低いので取り扱いやすく、また焼却等の燃
料や費用を著しく低減できる。脱水処理の対象となる有
機汚泥としては下水処理における初沈生汚泥、活性汚泥
処理における余剰汚泥およびこれらの混合物、し原酒性
汚泥処理における余剰汚泥、消化汚泥、各種の有機物含
有排水の活性汚泥により発生する余剰汚泥などが挙げら
れる。
[実 施 例]
以下実施例により更に具体的に説明するが、本発明はこ
れらにより何ら限定されるものではない。
れらにより何ら限定されるものではない。
(有機汚泥脱水剤の製造方法)
参考例1
撹拌機、温度計、冷却器、滴下ロートおよび窒素カス導
入管のついた四つ目フラスコにイオン交換水820gと
界面活性剤としてラウリル硫酸ナトリウム、0.8gを
入れ十分に溶解させた。これにアクリル酸(AA)25
.6g、アクリルアミド(AAm)3.2g、スチレン
(St)3゜2gを加え撹拌しながら系内を十分窒素?
1ftlな。
入管のついた四つ目フラスコにイオン交換水820gと
界面活性剤としてラウリル硫酸ナトリウム、0.8gを
入れ十分に溶解させた。これにアクリル酸(AA)25
.6g、アクリルアミド(AAm)3.2g、スチレン
(St)3゜2gを加え撹拌しながら系内を十分窒素?
1ftlな。
窒素置換後、50℃に昇温し触媒として、過硫酸アンモ
ニウム<APS)0.288g、亜硫酸水素ナトリウム
(SB)o、288gを加えた。ただちにアクリル酸(
AA)102.4g、アクリルアミド(AAm)12.
8g、スチレン(St)12.8gを滴下ロートより温
度を50℃に保ちながら2時間にわたって滴下した。2
時間の熟成の後ビニル系カルボン酸重合体エマルジョン
が得られた。
ニウム<APS)0.288g、亜硫酸水素ナトリウム
(SB)o、288gを加えた。ただちにアクリル酸(
AA)102.4g、アクリルアミド(AAm)12.
8g、スチレン(St)12.8gを滴下ロートより温
度を50℃に保ちながら2時間にわたって滴下した。2
時間の熟成の後ビニル系カルボン酸重合体エマルジョン
が得られた。
これを50℃に保持しなからエチレンイミンを38.2
g滴下し30分間撹拌した。つい、で61重量%硝酸水
溶液91.8g滴下し30分間撹拌した。つぎにエチレ
ンイミン121.8g滴下し30分間撹拌した。ついで
61重量%硝酸水溶液を177.2g滴下し30分間撹
拌し目的の有機汚泥脱水剤を得た6反応条件は表−1に
示す通りである。
g滴下し30分間撹拌した。つい、で61重量%硝酸水
溶液91.8g滴下し30分間撹拌した。つぎにエチレ
ンイミン121.8g滴下し30分間撹拌した。ついで
61重量%硝酸水溶液を177.2g滴下し30分間撹
拌し目的の有機汚泥脱水剤を得た6反応条件は表−1に
示す通りである。
参考例2〜10
参考例1において表−1に示す条件で行う以外は同様に
行った。
行った。
表−1
AA ニアクリル酸
AAmニアクリルアミド
St =スチレン
AN :アクリロニトリル
HEAニアクリル酸2−ヒドロキシエチルMMA:メタ
クリル酸メチル MAm:メタクリルアミド El :エチレンイミン 実施例1〜6 下水処理場の混合生汚泥(I)H6,7,SS1.9w
t%、VSS/5S73゜9yg)150mlに表−1
に記載した所定量の有機汚泥脱水剤を添加し、300
rplmで30秒間撹拌し、凝集させた。凝集汚泥10
0m1を100メツシユナイロン枦布を敷いたブフナー
ロート上に注き′、10秒後の沢水量を測定した1次に
5分間濾過した後の汚泥を沢布の間にはさんで0.5k
g/−で2分間圧搾脱水し、脱水後の汚泥(ケーキ)の
含水率を測定した。それらの結果および物性を表−2に
示した。
クリル酸メチル MAm:メタクリルアミド El :エチレンイミン 実施例1〜6 下水処理場の混合生汚泥(I)H6,7,SS1.9w
t%、VSS/5S73゜9yg)150mlに表−1
に記載した所定量の有機汚泥脱水剤を添加し、300
rplmで30秒間撹拌し、凝集させた。凝集汚泥10
0m1を100メツシユナイロン枦布を敷いたブフナー
ロート上に注き′、10秒後の沢水量を測定した1次に
5分間濾過した後の汚泥を沢布の間にはさんで0.5k
g/−で2分間圧搾脱水し、脱水後の汚泥(ケーキ)の
含水率を測定した。それらの結果および物性を表−2に
示した。
比較例1〜3
表−2に記載したDAM (N、N−ジメチルアミノエ
チルメタクリレート)系高分子重合体を公知の方法で重
合し、実施例1と同様の凝集試験を行なった。結果およ
び物性を表−2に示す。
チルメタクリレート)系高分子重合体を公知の方法で重
合し、実施例1と同様の凝集試験を行なった。結果およ
び物性を表−2に示す。
表−2
固有粘度はIN NaN03(30℃)の惜実施例7
〜8 下水処理場の混合生汚泥(pH6,5,SS1.2Wt
X、 VSS/5S70.6%)に表−1に記載した有
機汚泥脱水剤を用い、実施例1と同様の凝集試験を行な
った。結果および物性を表−3に示す。
〜8 下水処理場の混合生汚泥(pH6,5,SS1.2Wt
X、 VSS/5S70.6%)に表−1に記載した有
機汚泥脱水剤を用い、実施例1と同様の凝集試験を行な
った。結果および物性を表−3に示す。
比較例4〜5
表−3に記載しなりAM (N、N−ジメチルアミンエ
チルメタクリレート)系高分子重合体を公知の方法で重
合し、実施例1と同様の凝集試験を行なった。結果およ
び物性を表−3に示す。
チルメタクリレート)系高分子重合体を公知の方法で重
合し、実施例1と同様の凝集試験を行なった。結果およ
び物性を表−3に示す。
実施例9〜10
下水処理場の混合生汚泥(pH6゜2.SS1.5wt
%、 VSS/5S71.5%>に表−1に記載した有
機汚泥脱水剤を用い、実施例1と同様の凝集試験を行な
った。結果および物性を表−4に示す。
%、 VSS/5S71.5%>に表−1に記載した有
機汚泥脱水剤を用い、実施例1と同様の凝集試験を行な
った。結果および物性を表−4に示す。
比較例6〜7
表−4に記載したCAM (N、N−ジメチルアミノエ
チルメタクリレート)系高分子重合体を公知の方法で重
合し、実施例1と同様の凝集試験を行なった。結果およ
び物性を表−4に示す。
チルメタクリレート)系高分子重合体を公知の方法で重
合し、実施例1と同様の凝集試験を行なった。結果およ
び物性を表−4に示す。
表−3
表−4
なお、表−2〜4に示したカチオン当量値、アニオン当
量値および固有粘度は、っぎの方法によって求めたもの
である。
量値および固有粘度は、っぎの方法によって求めたもの
である。
(1)カチオン当量値
と−カに蒸溜水95mJをとり、試料11000pp溶
液5mJを加え、1%HCIまたは、1%N a OH
でpH7,0に調整し約1分間撹拌し、ついでトルイジ
ンブルー指示薬溶液を2〜3滴加えN/400PVSK
(ポリビニル硫酸カリウム溶液)で滴定した0滴定速度
は2m1毎分とし、検水が青から赤紫に変色し10秒間
以上保持する時点を終点とした。
液5mJを加え、1%HCIまたは、1%N a OH
でpH7,0に調整し約1分間撹拌し、ついでトルイジ
ンブルー指示薬溶液を2〜3滴加えN/400PVSK
(ポリビニル硫酸カリウム溶液)で滴定した0滴定速度
は2m1毎分とし、検水が青から赤紫に変色し10秒間
以上保持する時点を終点とした。
カチオン当量値(Cv)[me q/g] =(サンプ
ル滴定量[mJ ] ブランク滴定量[mJ ] )XF/2X(試料中の有
効成分濃度[ppm] )なお、有効成分は試料の固形
分から中和酸を除いた成分である。
ル滴定量[mJ ] ブランク滴定量[mJ ] )XF/2X(試料中の有
効成分濃度[ppm] )なお、有効成分は試料の固形
分から中和酸を除いた成分である。
(2)アニオン当量値
ビー力に蒸溜水50mJIをと9、試料的0.3gを精
秤し加えた。撹拌しつつN/1ONaOH溶液で滴定し
電導度を読みとる。いくつかある変曲点のうちfit&
の変曲点(全ての酸が中和された点)に相当する滴定量
を読む。
秤し加えた。撹拌しつつN/1ONaOH溶液で滴定し
電導度を読みとる。いくつかある変曲点のうちfit&
の変曲点(全ての酸が中和された点)に相当する滴定量
を読む。
アニオン当量1ia(Av)[meq/g]=0、 1
XFX (N/1ONaOHの滴定量[mj ] )(精秤試料
中の仕込中和酸のミリモル数[meq])/(試料中の
有効成分量[gコ)(3)固有粘度 [旧/Q] 100容積部の水に0.2重量部の試料ポリマーを溶解
し、p]14になるように塩酸にて調整する。
XFX (N/1ONaOHの滴定量[mj ] )(精秤試料
中の仕込中和酸のミリモル数[meq])/(試料中の
有効成分量[gコ)(3)固有粘度 [旧/Q] 100容積部の水に0.2重量部の試料ポリマーを溶解
し、p]14になるように塩酸にて調整する。
この溶液50m1を200m1共栓付三角フラスコに採
取し、2N −NaNO350mlを加え、ゆるやかに
撹拌し均一に溶解する0次いでこの溶液から、0.02
%、 0.04%、 0.06%、 O,Oa%の溶液
を調整する。
取し、2N −NaNO350mlを加え、ゆるやかに
撹拌し均一に溶解する0次いでこの溶液から、0.02
%、 0.04%、 0.06%、 O,Oa%の溶液
を調整する。
希釈にはI N−NaNO3を用い、l)Hを4にF!
整する。
整する。
30℃±0.1℃に調整した恒温槽にキャノンフェンス
ケ型粘度計をセットし、試料10m1を粘度計に入れ、
自然流下させて測定球の上下標線間を通過する為に要す
る時間を測定する。この操作を3回以上繰返し平均値を
出す、tN−NaNO3溶液を用いブランクとする。
ケ型粘度計をセットし、試料10m1を粘度計に入れ、
自然流下させて測定球の上下標線間を通過する為に要す
る時間を測定する。この操作を3回以上繰返し平均値を
出す、tN−NaNO3溶液を用いブランクとする。
この同様な操作を0.02〜0.08%溶液について行
なう。
なう。
次の計算により還元粘度を算出する。
相対粘度 ηr131=t/lO
比粘度 ?7SE)= (t −to) / to=
y7rel −1還元粘度 ηsp/c グラフの横軸に各試料濃度をとり、縦軸に還元粘度をと
り、各測定値をプロットし各点を通る直線を引き、試料
濃度が0における縦軸の値をもって固有粘度とする。
y7rel −1還元粘度 ηsp/c グラフの横軸に各試料濃度をとり、縦軸に還元粘度をと
り、各測定値をプロットし各点を通る直線を引き、試料
濃度が0における縦軸の値をもって固有粘度とする。
to= IN −NaNO3の流下時間t;試料溶液の
流下時間 η 「e1=相対粘度 η Sp =比粘度 C=試料溶液の濃度
流下時間 η 「e1=相対粘度 η Sp =比粘度 C=試料溶液の濃度
Claims (3)
- (1)一般式(1) ▲数式、化学式、表等があります▼ …(1) [式中、n=1〜5の整数で、 a、b、c、dの比率は、a+b+c+d=1またはa
+b+c=1である。 R_1、R_2、R_3、R_4およびR_5はそれぞ
れ水素原子またはアルキル基を示す。 R_6は水素原子またはアルキル基またはω−ヒドロキ
シ基で置換されたアルキル基を示す。 HYは一塩基酸を示す。 Aは一般式(2) −CO_2R_7…(2) (式中、R_7はアルキル基、芳香族基または脂環族基
を示す。) で示されるエステル基、または、 一般式(3) ▲数式、化学式、表等があります▼…(3) (式中、R_8は水素原子またはアルキル基または水酸
基を示す。) で示されるp−置換フェニル基、または、 式(4) −CN…(4) で示されるニトリル基を示す。 Bは一般式(5) −CONR_9R_1_0…(5) (式中、R_9およびR_1_0はそれぞれ水素原子ま
たはアルキル基を示す。) で示されるアミド基、または 一般式(6) ▲数式、化学式、表等があります▼…(6) (式中、R_1_1およびR_1_2はそれぞれ水素原
子またはアルキル基を示す。) で示されるヒドロキシアルキル基、または 一般式(7) −CN…(7) で示されるニトリル基を示す。] の組成からなる両性高分子電解質を含むことを特徴とす
る有機汚泥脱水剤。 - (2)カチオン当量値(Cv)が0.8〜10.0me
q/g、アニオン当量値(Av)が0.1〜6.0me
q/gの範囲にある請求項1記載の有機汚泥脱水剤。 - (3)アクリル酸、メタクリル酸から選ばれる一種以上
のアニオン性単量体( I )と乳化させることを目的に
加えた一般式(1)のAに相当するノニオン性単量体(
II)とを水中で乳化重合し、または一般式(1)のBに
相当する親水性のノニオン性単量体(III)をさらに加
え水中にて乳化重合し、得られたビニル系カルボン酸重
合体エマルジョン(IV)にアルキレンイミンを反応させ
、アミノアルキル化し、ついで一塩基酸で酸性化するこ
とを特徴とするアミノアルキル基及びカルボキシル基を
有する有機汚泥脱水剤。
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003435A JPH03213200A (ja) | 1990-01-12 | 1990-01-12 | 有機汚泥脱水剤 |
EP90103596A EP0387567B1 (en) | 1989-02-23 | 1990-02-23 | Amphoteric polyelectrolyte, method for production thereof, and organic sludge dehydrater |
DE69026744T DE69026744T2 (de) | 1989-02-23 | 1990-02-23 | Amphoterer Elektrolyt, Verfahren zur Herstellung und Entwässerungsmittel für organische Schlämme |
US07/483,830 US5194515A (en) | 1989-02-23 | 1990-02-23 | Amphoteric polyelectrolite, method for production thereof, and organic sludge dehydrater |
CA002025785A CA2025785A1 (en) | 1990-01-09 | 1990-09-20 | Organic sludge dehydrater |
US07/959,804 US5284909A (en) | 1989-02-23 | 1992-10-13 | Amphoteric polyelectrolyte, method for production thereof, and organic sludge dehydrater |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003435A JPH03213200A (ja) | 1990-01-12 | 1990-01-12 | 有機汚泥脱水剤 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03213200A true JPH03213200A (ja) | 1991-09-18 |
Family
ID=11557285
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003435A Pending JPH03213200A (ja) | 1989-02-23 | 1990-01-12 | 有機汚泥脱水剤 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH03213200A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007007563A (ja) * | 2005-06-30 | 2007-01-18 | Kurita Water Ind Ltd | 生物処理水の高度処理方法及び生物処理水用凝集促進剤 |
JP2012500857A (ja) * | 2008-08-22 | 2012-01-12 | アクゾ ノーベル ナムローゼ フェンノートシャップ | ポリマー分散液 |
CN110330214A (zh) * | 2018-03-30 | 2019-10-15 | 中国石油化工股份有限公司 | 油田含聚污泥处理装置及含聚污泥处理方法和应用 |
-
1990
- 1990-01-12 JP JP2003435A patent/JPH03213200A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007007563A (ja) * | 2005-06-30 | 2007-01-18 | Kurita Water Ind Ltd | 生物処理水の高度処理方法及び生物処理水用凝集促進剤 |
JP2012500857A (ja) * | 2008-08-22 | 2012-01-12 | アクゾ ノーベル ナムローゼ フェンノートシャップ | ポリマー分散液 |
CN110330214A (zh) * | 2018-03-30 | 2019-10-15 | 中国石油化工股份有限公司 | 油田含聚污泥处理装置及含聚污泥处理方法和应用 |
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