JPH0771678B2

JPH0771678B2 - 汚泥脱水剤

Info

Publication number: JPH0771678B2
Application number: JP61106072A
Authority: JP
Inventors: 久雄武田; 睦美河野
Original assignee: Hymo Corp
Current assignee: Hymo Corp
Priority date: 1986-05-09
Filing date: 1986-05-09
Publication date: 1995-08-02
Anticipated expiration: 2010-08-02
Also published as: JPS62262799A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は都市下水、屎尿の余剰汚泥、消化汚泥をデカン
ター、ベルトプレスなどで凝集脱水する際に添加する汚
泥脱水剤に関するものである。

（従来の技術）従来、汚泥脱水剤としてメタ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の単独重合体、あるい
は、これとアクリルアミドとの共重合体が主に市販され
使用されている。また無機塩を含有する汚泥の処理に対
しては、メタクリロイルオキシエチルジメチルベンジル
アンモニウムクロリドの共重合体が優れた性能を有して
いる（特開昭54−121557）。

（発明が解決しようとする問題点）汚泥脱水剤として主に使用されているメタクリロイルオ
キシエチルトリメチルアンモニウムクロリド（以下DMC
と略す）の単独重合体あるいはアクリルアミドとの共重
合体は、都市下水の汚泥に関しては、比較的良好な脱水
性能を示すものの、その他の汚泥に関しては、様々の欠
点を有している。例えば、屎尿の余剰汚泥の処理では、
DMCの単独重合体では、ほとんど凝集を起こさず、DMCが
40モル％以下のアクリルアミドとの共重合体のような低
カチオンのもののみ凝集を起こす。しかしながら、この
低カチオンの脱水剤では充分に脱水できず、脱水ケーキ
の含水率が高くなる欠点を有している。またメタクリロ
イルオキシエチルジメチルベンジルアンモニウムクロリ
ドの単独重合体及び共重合体では、無機塩を含む汚泥に
は良好な効果を示すが、都市下水の汚泥に対しては、カ
チオン密度が低いため、含水率が低下しないという欠点
を有している。

（発明の目的）本発明は上述の問題点を解決するためになされたもの
で、上述の種々の汚泥に対して脱水性能の優れた汚泥脱
水剤を提供することを目的としている。

（問題点を解決するための手段）本発明者らは上記の欠点を克服し、種々の汚泥に対して
脱水性能の優れた汚泥脱水剤を鋭意検討した結果、本発
明に到達した。

すなわち本発明は下記式（Ｉ）及び（II）を必須成分と
してそれぞれ５モル％以上含む水溶性単量体の共重合体
であることを特徴とする汚泥脱水剤に関するものであ
る。

この式（Ｉ）で示される単量体の代表的なものはアクリ
ロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロリド、
ジメチルアミノエチルアクリレートの塩酸塩等が挙げら
れ、式（II）で示される単量体の代表例はアクリロイル
オキシエチルジメチルベンジルアンモニウムクロリドが
挙げられる。また式（Ｉ）（II）と共重合可能な他の水
溶性単量体としては（メタ）アクリルアミド、Ｎ−メチ
ル（メタ）アクリルアミド、N,N−ジメチル（メタ）ア
クリルアミド等が挙げられるが、式（Ｉ）（II）と共重
合可能な水溶性単量体ならば特に限定されない。

本発明の必須成分である式（Ｉ）と（II）の水溶性単量
体は共重合体中にそれぞれ５モル％以上必要であり、そ
れ以下では両者の相乗作用が発揮されない。

次に重合方法であるが、公知の重合方法はすべて適用で
きる。例えば水溶液中で重合してもよく、疎水性溶剤中
での懸濁重合、逆相乳化重合も採用できる。最終製品の
形も限定されず、水溶液状でも、乾燥した粉末状でも油
中水型エマルジヨンでもよい。

重合温度も、重合開始剤の種類により異なり、開始剤が
機能する温度であればよく、特に限定されない。また、
重合開始剤も一般的に使用されているレドツクス系、ア
ゾ系などどのようなものを使用してもよく、限定されな
い。

（作用）本発明の特徴は式（Ｉ）と（II）で示される水溶性単量
体を共重合させ両者の相乗作用により、広範囲の汚泥に
対して優れた脱水性能を持つ汚泥脱水剤を提供すること
にある。後述する効果例のように式（II）の単量体を含
むことにより、低カチオンでありながら、脱水ケーキの
含水率を低下させている。これは式（II）の単量体にあ
るベンジル基の疎水性が含水率の低下に寄与しているも
のと考えられる。

（実施例）次に本発明を実施例にもとづき更に具体的に説明する
が、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例に
制約されるものではない。

実施例１１ビーカーに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の80％水溶液を53.6g（20モル
％）、アクリロイルオキシエチルジメチルベンジルアン
モニウムクロリドの80％水溶液を74.8g（20モル％）、
及びアクリルアミド47.3g（60モル％）を仕込み、それ
に824.3gのイオン交換水を加えて混合し均一にした。40
℃に加温し、窒素ガスにより脱酸素を行つた後、過硫酸
アンモニウムの１％水溶液を1.5c.c.、亜硫酸水素ナト
リウムの１％水溶液を1.5c.c.加えて、重合を開始さ
せ、16時間重合を継続し、ゲル状の含水重合体を得た。

このもののポリマー濃度0.5％水溶液の粘度はブルツク
フイールド粘度計で420cp（25℃）であつた。

実施例２撹拌機、温度計、還流冷却器、窒素導入管を備えた500m
lの五つ口のセパラブルフラスコに、シクロヘキサン200
gを仕込み、エチルセルロース（ハーキユリーズ社製Ｔ
−100）を1gを加え60℃に加温して溶解させ、窒素ガス
を通して脱酸素した。

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
リドの80％水溶液32.4g（40モル％）とアクリロイルオ
キシエチルジメチルベンジルアンモニウムクロリドの80
％水溶液67.6g（60モル％）とを混合したものに2,2′−
アゾビス（２−アミジノプロパン）塩酸塩の10％水溶液
を1.6g加え、滴下ロートに仕込み、窒素ガスを通して酸
素を除いた。これを撹拌下、シクロヘキサン中に徐々に
滴下し重合を行つた。

60℃で３時間重合した後、還流冷却器を共沸水分離器に
替え、フラスコ中で撹拌下、外温80〜90℃の湯浴にて共
沸脱水を行つた。充分脱水後ポリマー粒子を別し、シ
クロヘキサンを乾燥により除くとビーズ状の固体高分子
を得ることができた。

このもののポリマー濃度0.5％水溶液の粘度はブルツク
フイールド粘度計で590cp（25℃）であつた。

実施例３実施例２で用いたセパラブルフラスコにシクロヘキサン
200gを仕込み、エチルセルロース（ハーキユリーズ社製
Ｔ−100）を1g加え60℃に加温して溶解させ、窒素ガス
を通して脱酸素した。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の80％水溶液69g（70モル
％）、アクリロイルオキシエチルジメチルベンジルアン
モニウムクロリドの80％水溶液27.4g（20モル％）、ア
クリルアミドの50％水溶液5.8g（10モル％）を混合した
ものに2,2′−アゾビス（２−アミジノプロパン）塩酸
塩の10％水溶液を1.6g加え、滴下ロートに仕込み、窒素
ガスを通して酸素を除いた。これを撹拌下、シクロヘキ
サン中に徐々に滴下し重合を行つた。60℃で３時間重合
した後、還流冷却器を共沸水分離器に替え、フラスコ中
で撹拌下、外温80〜90℃の湯浴にて共沸脱水を行つた。
充分脱水後ポリマー粒子を別し、シクロヘキサンを乾
燥により除くとビーズ状の固体高分子を得ることができ
た。

このもののポリマー濃度0.5％水溶液の粘度はブルツク
フイールド粘度計で480cp（25℃）であつた。

実施例４実施例２で用いたセパラブルフラスコにアイソパーＭ
（エツソ石油）を80g仕込み、これに界面活性剤（ICI社
製Ｂ−246）を12g加え溶解した。別の容器にアクリロイ
ルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロリドの80％
水溶液を11.0g（10モル％）、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の80％水溶液
38.0g（25モル％）、アクリルアミド20.8g（65モル％）
を採り、イオン交換水を50.2g加えて均一にした。この
単量体水溶液を前述のセパラブルフラスコに添加し、撹
拌して、アイソパーＭに乳化した。系を50℃に加温し、
窒素ガスを通して撹拌下、脱酸素した。次にAIBNの10％
アセトン溶液を0.3g添加し重合を開始させ、系の温度を
50℃に調節しながら16時間重合を続けると、半透明の油
中水型エマルジヨンが得られた。

このエマルジヨンをツイーン20で転化し、ポリマー濃度
0.5％になるように水で溶解した。

このものの粘度はブルツクフイールド粘度計で450cp（2
5℃）であつた。

実施例５１ビーカーにジメチルアミノエチルアクリレート塩酸
塩の80％水溶液を32.7g（10モル％）、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の80
％水溶液を49.0％（10モル％）、アクリルアミドを82.6
g（80モル％）仕込み、それに835.7gイオン交換水を加
えて均一にした。40℃に加温し、窒素ガスを通して脱酸
素した後、過硫酸アンモニウムの１％水溶液を1.5c.
c.、亜硫酸水素ナトリウムの１％水溶液を1.5c.c.加え
て重合を開始させ、16時間重合を継続し、ゲル状の含水
重合体を得た。

このもののポリマー濃度0.5％水溶液の粘度はブルツク
フイールド粘度計で530cp（25℃）であつた。

実施例６ 200c.c.のビーカーに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の80％水溶液を34.1g（30モ
ル％）、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の80％水溶液を47.5g（30モル
％）、アクリルアミド10.0g（30モル％）、N,N−ジメチ
ルアクリルアミド4.7g（10モル％）を採り、イオン交換
水を23.4g加え、均一にした。系を50℃に加温し、窒素
ガスを通して脱酸素した後、2,2′−アゾビス（２−ア
ミジノプロパン）塩酸塩の10％水溶液を0.8g加えて重合
を開始させ、８時間重合を継続し、ゲル状の含水重合体
を得た。この重合体をナイフでスライス状に薄く切り、
105℃で乾燥し、さらにコーヒー・ミルで粉砕し、粉末
状の重合体を得た。

このもののポリマー濃度0.5％水溶液の粘度はブルツク
フイールド粘度計で380cp（25℃）であつた。

（効果）実施例で合成した重合体を種々の汚泥に対して適用し脱
水性能を試験した。試験方法は次のようである。

汚泥200mlを500mlのビーカーに入れ次いで各種重合体の
0.25％水溶液を所定量添加した。先端に直径5mm長さ20m
mの丸棒を３本付した撹拌棒を用いて1000r.p.m.で10秒
間撹拌した。

凝集汚泥を重力過により６メツシユのナイロン布で
過し、20秒後の水量を測定した。また重力過後の
汚泥を30cm角のポリエステル製モノフライメント布
（敷島カンバス製Ｔ−1179L）２枚にはさみ更にこれを
水ぬけの溝を有するポリ塩化ビニル板にはさみピストン
径20mmの油圧プレスにてピストン圧50Kg/cm²の加圧条件
を保ちつつ30秒間プレス脱水した。脱水汚泥の重量と12
0℃で３時間乾燥後の汚泥固型分の重量から脱水汚泥の
含水率を測定した。

添加量は汚泥スラリーの容量に対する重量で示した。

また本発明品と比較したサンプルは下記のようなもので
ある。

比較サンプルA:DMCのホモポリマー、0.5％水溶液粘度48
0cp 比較サンプルB:DMC（60モル％）とアクリルアミド（40
モル％）の共重合体、0.5％水溶液粘度440cp 比較サンプルC:DMC（30モル％）とアクリルアミド（70
モル％）の共重合体、0.5％水溶液粘度450cp 比較サンプルD: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（30モル％）とアクリルアミド（70
モル％）の共重合体、0.5％水溶液粘度450cp 比較サンプルE: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（30モル％）とアクリルアミ
ド（70モル％）の共重合体、0.5％水溶液粘度420cp 比較サンプルF: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のホモポリマー、0.5％水溶
液390cp （１）Ｋ市衛生処理場の屎尿余剰汚泥；固型分1.8
％、ポリマー添加量225ppm （２）Ｏ市屎尿処理場の海水希釈の屎尿余剰汚泥；固
型分2.8％、ポリマー添加量250ppm （３）Ｎ市下水処理場；下水混合生汚泥；固型分1.5
％、ポリマー添加量100ppm （４）Ｕ市下水処理場；下水消化汚泥；固型分2.5
％、ポリマー添加量250ppm このように本発明品は比較サンプルに比べて、水量と
含水率の両方において良好な性能を示している。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】下記式（Ｉ）及び（II）を必須成分として
それぞれ５モル％以上含む水溶性単量体の共重合体であ
ることを特徴とする汚泥脱水剤。（式中、R₁、R₂は炭素数１〜２のアルキル基;R₃はＨ又
は炭素数１〜２のアルキル基;X^-はアニオン性対イオン
である。）
【請求項２】上記式（Ｉ）の単量体としてアクリロイル
オキシエチルトリメチルアンモニウム塩、及び上記式
（II）の単量体として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塩を必須成分とする請求項１記
載の汚泥脱水剤。
【請求項３】上記式（Ｉ）の単量体としてアクリロイル
オキシエチルトリメチルアンモニウム塩、上記式（II）
の単量体としてアクリロイルオキシエチルジメチルベン
ジルアンモニウム塩及びアクリルアミドを必須成分とす
る請求項１記載の汚泥脱水剤。