JPH0787920B2 - Organic sludge dehydrator - Google Patents

Organic sludge dehydrator

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JPH0787920B2
JPH0787920B2 JP2001036A JP103690A JPH0787920B2 JP H0787920 B2 JPH0787920 B2 JP H0787920B2 JP 2001036 A JP2001036 A JP 2001036A JP 103690 A JP103690 A JP 103690A JP H0787920 B2 JPH0787920 B2 JP H0787920B2
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acid
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光一 山本
和友 高橋
隆 田崎
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Nippon Shokubai Co Ltd
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Nippon Shokubai Co Ltd
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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を含む油中水型両性重
合体エマルジョンからなる有機汚泥脱水剤に関するもの
である。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to an organic sludge dehydrating agent comprising a water-in-oil type amphoteric polymer emulsion containing a novel amphoteric polyelectrolyte.

[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。
[Prior Art] Conventionally, coagulated sedimented sludge and surplus sludge are generated in various industrial wastewater and sewage treatment. In recent years, organic polymer flocculants have been used as dehydrating agents for these sludges. As a method of coagulating and dehydrating sludge, for example, a method of adding a cationic organic polymer coagulant alone, a method of simultaneously adding a cationic organic polymer coagulant and an anionic organic polymer coagulant, and the like are known.

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、
渦速度などに満足する結果が得られていない。
However, the treatment effect is not sufficient in the method of using the cationic organic polymer flocculant alone, and the cake water content,
No satisfactory results have been obtained for vortex velocity.

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、
渦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。
When the cationic organic polymer flocculant and the anionic organic polymer flocculant are used in combination, the cake water content,
Although the vortex speed may be improved, multiple coagulant dissolution tanks, coagulant reaction tanks, etc. are required, resulting in high equipment costs and large amounts of added chemicals. To do.

近年、特公昭60−43800や特開昭58−216706等にみられ
るように、一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pH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。またこれらの高分子凝
集剤の形態としては粉末状のものが多くある。
In recent years, as shown in JP-B-60-43800, JP-A-58-216706, etc., the cationic organic polymer flocculant and the anionic organic polymer flocculant are used in one solution while controlling the pH of the solution. In the case of the method described above, the cationic organic polymer flocculants that can be used are limited. Further, as disclosed in JP-A-62-205112, in the case of an amphoteric organic polymer flocculant containing a monomer containing a tertiary amine or a quaternary salt as a cation component, the balance of the composition is limited. There is. Many of these polymer flocculants have a powdery form.

[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。
[Problems to be Solved by the Invention] When an organic polymer flocculant containing both a cationic and anionic amphotericity is used as an organic sludge dehydrating agent, a comparison is made when a cationic or anionic flocculant is used alone. As a result, the water content of the dehydrated cake decreases.
43800, JP-A-58-216706 and JP-A-62-205112, but their use is limited.

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脱水剤の場合は、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。
Further, in the case of an amphoteric organic polymer dehydrating agent containing a monomer containing a tertiary amine as a cationic component, there is a limit to the balance of the composition, so that the cation equivalent value, the anion equivalent value and the cation / anion equivalent value are The ratio has its own limit,
No amphoteric organic sludge dehydrating agent having both coagulation performance and dehydration performance has been found.

また粉末状のものは使用時に水に溶解する必要がある。
溶解工程は長時間を要し、時として重合体の安定性が問
題となり、また特別な希釈装置が必要とされる。
Further, powdery substances need to be dissolved in water before use.
The dissolution process takes a long time, sometimes the stability of the polymer becomes a problem, and a special diluting device is required.

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諸特性を詳
細に検討した結果、上記のような問題を解決した有機汚
泥脱水剤が得られることを見い出し本発明を完成した。
The present inventors have used aminoalkyl groups as the cationic component, and have studied in detail the composition of the cationic component, the anionic component and the neutral component, and the various properties of the produced organic sludge dehydrating agent. The inventors have found that an organic sludge dehydrating agent that solves these problems can be obtained, and completed the present invention.

[問題を解決するための手段] 本発明は一般式(1) [式中、n=1〜5の整数、 a,bは1以上の自然数、cは0または1以上の自然数、 R1、R2、R3およびR4はそれぞれ同一又は異なって水素原
子またはアルキル基、 R5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、 HYは一塩基酸、 Zは一般式(2)で示されるアミド基、 −CONR6R7……(2) (式中、R6およびR7はそれぞれ水素原子またはアルキル
基を示す) または一般式(3)で示されるヒドロキシアルキル基、 (式中、R8およびR9はそれぞれ水素原子またはアルキル
基を示す) または一般式(4)で示されるニトリル基、 −CN……(4) または一般式(5)で示されるエステル基を示す。
[Means for Solving the Problem] The present invention has the general formula (1) [Wherein n is an integer of 1 to 5, a and b are natural numbers of 1 or more, c is 0 or a natural number of 1 or more, and R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are the same or different and each is a hydrogen atom or Alkyl group, R 5 is a hydrogen atom or an alkyl group or an alkyl group substituted with an ω-hydroxy group, HY is a monobasic acid, Z is an amide group represented by the general formula (2), -CONR 6 R 7 ...... ( 2) (in the formula, R 6 and R 7 each represent a hydrogen atom or an alkyl group) or a hydroxyalkyl group represented by the general formula (3), (Wherein, R 8 and R 9 each represent a hydrogen atom or an alkyl group) or a nitrile group represented by the general formula (4), —CN (4) or an ester group represented by the general formula (5). Show.

−COOR10……(5) (式中、R10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、好ましくはカチオン当量値(CV)が0.8〜1
0.0meq/g、アニオン当量値(AV)が0.1〜6.0meq/gの範
囲にある酸付加塩型の両性高分子電解質を含む油中水型
エマルジョンよりなる有機汚泥脱水剤に関するものであ
る。
--COOR 10 (5) (wherein R 10 represents an alkyl group, an aromatic group or an alicyclic group)], and preferably has a cation equivalent value (C V ) of 0.8 to 1
The present invention relates to an organic sludge dehydrating agent comprising a water-in-oil emulsion containing an acid addition salt type amphoteric polymer electrolyte having an anion equivalent value (A V ) of 0.0 to 6.0 meq / g.

また、本発明はアクリル酸、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)を、またはノニオン
性単量体(II)との混合物からなる単量体を水、界面活
性剤および疎水性有機溶媒の存在下で油中水型に乳化さ
せた後、ラジカル重合触媒を用いて重合または、共重合
し得られたビニル系カルボン酸重合体エマルジョン(II
I)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油中水型両性
共重合体エマルジョンよりなる有機汚泥脱水剤に関する
ものである。
In the present invention, one or more anionic monomers (I) selected from acrylic acid and methacrylic acid, or a monomer composed of a mixture with a nonionic monomer (II) is added to water, a surfactant and Emulsified to water-in-oil type in the presence of a hydrophobic organic solvent, and then polymerized or copolymerized with a radical polymerization catalyst to obtain a vinyl-based carboxylic acid polymer emulsion (II
I) an organic sludge dehydrating agent comprising a water-in-oil amphoteric copolymer emulsion having an aminoalkyl group and a carboxyl group, characterized by reacting alkyleneimine with aminoalkyl, and then acidifying with monobasic acid It is a thing.

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。また、アニオン性単量体(I)は水酸
化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニア等の塩基に
より中和してもよい。このときのアニオン性単量体
(I)の中和率は5〜100モル%、好ましくは20〜95モ
ル%の範囲である。
Acrylic acid and methacrylic acid are preferred as the anionic monomer (I). The anionic monomer (I) may be neutralized with a base such as sodium hydroxide, potassium hydroxide or ammonia. The neutralization rate of the anionic monomer (I) at this time is in the range of 5 to 100 mol%, preferably 20 to 95 mol%.

ノニオン性単量体(II)としては、前記の単量体(I)
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(6)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。
Examples of the nonionic monomer (II) include the above-mentioned monomer (I)
Any nonionic monomer copolymerizable with can be used, and for example, a vinyl-type monomer having an amide group represented by the general formula (6) can be used.

一般式(6)において、R11、R12およびR13はそれぞれ
同一又は異なって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。
In the general formula (6), R 11 , R 12 and R 13 are the same or different and each is hydrogen or an alkyl group, and specific examples thereof include acrylamide, methacrylamide, N, N-dimethylacrylamide and N, N-dimethylmethacrylamide. , N, N-diethyl acrylamide, N, N-diethyl methacrylamide, and the like.

また、一般式(7)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。
Further, a vinyl-based monomer having a hydroxyalkyl group represented by the general formula (7) can also be used.

一般式(7)において、R11、R12およびR13は水素また
はアルキル基であり、具体例としてはヒドロキシエチル
アクリレート、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。
In the general formula (7), R 11 , R 12 and R 13 are hydrogen or an alkyl group, and specific examples thereof include hydroxyethyl acrylate, hydroxyethyl methacrylate, hydroxypropyl acrylate and hydroxypropyl methacrylate.

また一般式(8)で示されるエステル基を有するビニル
系単量体を用いることができる。
Further, a vinyl-based monomer having an ester group represented by the general formula (8) can be used.

一般式(8)において、R14は水素原子またはアルキル
基であり、R15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、アクリル酸iso−プロピル、アクリル酸n
−ブチル、アクリル酸iso−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、
メタクリル酸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。その他にアクリロニトリ
ル等も挙げられる。
In the general formula (8), R 14 is a hydrogen atom or an alkyl group, R 15 is an alkyl group, an aromatic group or an alicyclic group, and specific examples include methyl acrylate and acrylic acid n.
-Propyl, iso-propyl acrylate, acrylic acid n
-Butyl, iso-butyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, cyclohexyl acrylate, phenyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate,
Examples thereof include n-butyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate, phenyl methacrylate and the like. Other examples include acrylonitrile and the like.

なお、ノニオン性単量体(II)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。
The nonionic monomer (II) is used for the purpose of adjusting the molecular weight and ionic equivalent of the organic sludge dehydrating agent.

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)を、またはノニオン性単量体(II)
との混合物からなる単量体を水、界面活性剤および疎水
性有機溶媒の存在下で油中水型に乳化させるとき、用い
る界面活性剤としては通常の非イオン性界面活性剤が挙
げられる。たとえば、ソルビタンモノオレエート、ソル
ビタンモノステアレート、ソルビタンモノラウレート、
ポリオキシエチレンソルビタンモノオレエート、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
レンラウリルエーテル、グリセロールモノオレート等が
挙げられる。これらの非イオン性界面活性剤は単独もし
くは混合物で使用することができる。
One or more anionic monomers (I) selected from acrylic acid and methacrylic acid, or nonionic monomers (II)
When emulsifying a monomer consisting of a mixture of the above with water, a surfactant, and a water-in-oil type in the presence of a hydrophobic organic solvent, the surfactant to be used includes an ordinary nonionic surfactant. For example, sorbitan monooleate, sorbitan monostearate, sorbitan monolaurate,
Examples thereof include polyoxyethylene sorbitan monooleate, polyoxyethylene nonylphenyl ether, polyoxyethylene lauryl ether, and glycerol monooleate. These nonionic surfactants can be used alone or in a mixture.

また、これらの非イオン性界面活性剤は通常のアニオン
性およびカチオン性の界面活性剤と併用して使用するこ
ともできる。
Further, these nonionic surfactants can be used in combination with ordinary anionic and cationic surfactants.

また、疎水性有機溶媒としては、疎水性の脂肪族または
芳香族炭化水素、植物性または動物性の油やこれらの変
性油などが挙げられる。代表的なものはノルマルパラフ
ィン、イソパラフィン、シクロヘキサン、ナフテン、ト
ルエン、キシレン、ケロシン、鉱油、灯油である。
Examples of the hydrophobic organic solvent include hydrophobic aliphatic or aromatic hydrocarbons, vegetable or animal oils and modified oils thereof. Typical examples are normal paraffin, isoparaffin, cyclohexane, naphthene, toluene, xylene, kerosene, mineral oil and kerosene.

このときのアニオン性単量体(I)およびノニオン性単
量体(II)の合計量の全量に対する濃度は、20〜80重量
%が望ましい。また用いる界面活性剤の疎水性有機溶媒
に対する濃度は5〜30重量%が望ましい。また、疎水性
有機溶媒と水の割合は、1:10〜10:1、好ましくは1:5〜
3:1である。
At this time, the concentration of the total amount of the anionic monomer (I) and the nonionic monomer (II) with respect to the total amount is preferably 20 to 80% by weight. The concentration of the surfactant used with respect to the hydrophobic organic solvent is preferably 5 to 30% by weight. The ratio of the hydrophobic organic solvent and water is 1:10 to 10: 1, preferably 1: 5 to.
It is 3: 1.

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)を、またはノニオン性単量体(II)
との混合物からなる単量体を水、界面活性剤および疎水
性有機溶媒の存在下で油中水型に乳化させた後、重合ま
たは共重合する際に、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。
たとえば、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、過酸化ベン
ゾイル、tert−ブチルパーオキサイド等を挙げることが
できる。また、アゾ系重合開始剤としては、アゾビス
(アミジノプロパン)塩酸塩、アゾビスイソブチロニト
リル、アゾビス(ジメチルバレロニトリル)、アゾビス
(シクロヘキサンカルボニトリル)等を挙げることがで
きる。
One or more anionic monomers (I) selected from acrylic acid and methacrylic acid, or nonionic monomers (II)
After emulsifying a monomer consisting of a mixture with water, a water-in-oil type in the presence of a surfactant and a hydrophobic organic solvent, and then polymerizing or copolymerizing the same, if necessary, a redox system or an azo A radical polymerization initiator such as a system can be used.
Examples of redox-based polymerization initiators include ammonium persulfate, potassium persulfate, hydrogen peroxide, benzoyl peroxide, and tert-butyl peroxide. Examples of the azo-based polymerization initiator include azobis (amidinopropane) hydrochloride, azobisisobutyronitrile, azobis (dimethylvaleronitrile), azobis (cyclohexanecarbonitrile) and the like.

また、イソプロピルアルコール、エリトルビン酸、2−
メルカプトエタノール等の公知の連鎖移動剤を添加して
もよい。
Also, isopropyl alcohol, erythorbic acid, 2-
A known chain transfer agent such as mercaptoethanol may be added.

重合温度としては、初期温度を10〜60℃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。
Regarding the polymerization temperature, the initial temperature is about 10 to 60 ° C, and the temperature is controlled from the outside of the system to carry out the polymerization under the temperature condition of about 30 to 100 ° C.

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。
The polymerization time is about 10 minutes to 10 hours, more preferably about 1 to 7 hours, although it varies depending on the concentration of the monomer, the polymerization temperature, the target degree of polymerization, and the like.

アミノアルキル化反応は、油中水型ビニル系カルボン酸
重合体エマルジョン(III)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。
The aminoalkylation reaction can be carried out by reacting the water-in-oil type vinyl carboxylic acid polymer emulsion (III) with an alkyleneimine.

また、アミノアルキル化時においては油中水型ビニル系
カルボン酸重合体エマルジョン(III)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。
Further, it is necessary to determine the amounts of the water-in-oil type vinyl carboxylic acid polymer emulsion (III) and the alkyleneimine to be used at the time of aminoalkylation.

該油中水型ビニル系カルボン酸重合体エマルジョン(II
I)の酸基と、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。
The water-in-oil type vinyl carboxylic acid polymer emulsion (II
Aminoalkylation is carried out by reacting the acid group of I) with an alkyleneimine.

ビニル重合体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
(マジリジン)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。
Alkyleneimines for converting carboxylic acid groups of vinyl polymers to aminoester groups are 1,2-alkyleneimines (maziridine), of which 1,2-propyleneimine and ethyleneimine are available and relatively inexpensive. Therefore, it is particularly preferable. N if desired
-Alkyl-substituted or unsubstituted 1,3-alkyleneimines (azetidines) can also be used to give aminoester groups, since they have similar chemical reactivity and properties to 1,2-imines.

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酢酸、ギ酸等のカルボン
酸の内から選ばれる。
Acidification of the pendant aminoalkyl group is carried out with a monobasic acid,
It is used in an amount of 50 to 100 mol% (preferably 60 to 90 mol%) with respect to the added alkyleneimine, and is carried out collectively or dividedly during aminoalkylation. The monobasic acid is selected from mineral acids such as hydrochloric acid and nitric acid or carboxylic acids such as acetic acid and formic acid.

本発明の製法によって得られる油中水型両性共重合体エ
マルジョンの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[η]
は0.1〜25、好ましくは1〜15となるように各単量体の
組成や重合条件等を適宜設定することが望ましい。本発
明においては両性有機高分子脱水剤を添加し、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脱水機、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
ューデカンター、遠心脱水機等を使用することができ
る。
In the organic sludge dehydrating agent for the water-in-oil type amphoteric copolymer emulsion obtained by the production method of the present invention, it is desirable to appropriately control the molecular weight in addition to the above-mentioned cation equivalent value and anion equivalent value. Intrinsic viscosity [η] of this organic sludge dehydrating agent is used as an indicator of molecular weight.
It is desirable to appropriately set the composition of each monomer, the polymerization conditions, etc. so that the ratio is 0.1 to 25, preferably 1 to 15. In the present invention, an amphoteric organic polymer dehydrating agent is added to form flocs and then dehydrated by a known method. Examples of the dehydrator include a screw press type dehydrator, a filter press type dehydrator and a belt press. A mold dehydrator, a screw decanter, a centrifugal dehydrator or the like can be used.

[作 用] 本発明の有機汚泥の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。プレス脱水機の重量過工程における過速度が重
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、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、し尿活性汚泥処理にお
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。
[Operation] The dehydrating agent for organic sludge of the present invention can be used in the same manner as a cationic flocculant such as a quaternized product of dimethylaminoethyl methacrylate which is conventionally used for organic sludge. The effect is that a small amount of addition forms a strong floc, and press dehydration can significantly reduce the water content of sludge. The overspeed in the overweight step of the press dehydrator is remarkably fast due to the interaction between the cation group and the anion group in the polymer, and the water content is remarkably lowered, and the releasability from the cloth is very good. Since the dehydrated sludge has low tackiness and low water content, it is easy to handle, and the fuel and cost for incineration can be significantly reduced. Organic sludge that is subject to dehydration treatment is generated by primary sludge in sewage treatment, excess sludge in activated sludge treatment and mixtures thereof, and excess sludge in digested activated sludge treatment, digested sludge, and activated sludge from various organic matter-containing wastewater. Excess sludge that can be used.

[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。
[Examples] Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to Examples, but the present invention is not limited thereto.

(有機汚泥脱水剤の製造方法) 参考例1 攪拌機、温度計、冷却器、滴下ロートおよび窒素ガス導
入管のついた四つ口フラスコにアイソパーM(エクソン
化学(株)製イソパラフィン溶剤)100gを入れそれにソ
ルビタンモノオレート11.6gを溶かす。これに、モノマ
ー水溶液として調整したアクリル酸80g、アクリルアミ
ド20g、28%アンモニア水52.9g、イオン交換水33.9gの
混合液をゆっくり加え乳化させた。充分に系内を窒素置
換した後、60℃に昇温し触媒として、アゾビス(ジメチ
ルバレロニトリル)0.7gを加え温度を60℃に保ちながら
4時間加熱攪拌すると油中水型ビニル系カルボン酸重合
体エマルジョンが得られた。
(Method for producing organic sludge dehydrating agent) Reference Example 1 100 g of Isopar M (isoparaffin solvent manufactured by Exxon Chemical Co., Ltd.) was placed in a four-necked flask equipped with a stirrer, a thermometer, a cooler, a dropping funnel and a nitrogen gas introducing tube. Dissolve 11.6 g of sorbitan monooleate in it. To this, a mixed solution of 80 g of acrylic acid prepared as a monomer aqueous solution, 20 g of acrylamide, 52.9 g of 28% ammonia water, and 33.9 g of ion-exchanged water was slowly added and emulsified. After the system was sufficiently replaced with nitrogen, the temperature was raised to 60 ° C, 0.7 g of azobis (dimethylvaleronitrile) was added as a catalyst, and the mixture was heated and stirred for 4 hours while maintaining the temperature at 60 ° C. A coalesced emulsion was obtained.

これを50℃に保持しながらエチレンイミンを23.9g滴下
し30分間攪拌した。ついで61重量%硝酸水溶液57.4g滴
下し30分間攪拌した。つぎにエチレンイミン76.1g滴下
し30分間攪拌した。ついで61重量%硝酸水溶液を110.7g
滴下し30分間攪拌し目的の有機汚泥脱水剤を得た。反応
条件は表−1に示す通りである。
While maintaining this at 50 ° C., 23.9 g of ethyleneimine was added dropwise and stirred for 30 minutes. Then, 57.4 g of a 61 wt% nitric acid aqueous solution was added dropwise, and the mixture was stirred for 30 minutes. Next, 76.1 g of ethyleneimine was added dropwise and stirred for 30 minutes. Then, 110.7 g of 61 wt% nitric acid aqueous solution
The mixture was dropped and stirred for 30 minutes to obtain a target organic sludge dehydrating agent. The reaction conditions are as shown in Table-1.

参考例2〜10 参考例1において表−1に示す条件で行なう以外は同様
に行なった。
Reference Examples 2 to 10 The same procedure as in Reference Example 1 was carried out except that the conditions shown in Table 1 were used.

実施例1〜6 下水処理場の混合生汚泥(pH6.1,SS1.8Wt%,VSS/SS76.3
%)150mlに表−1に記載した所定量の有機汚泥脱水剤
を添加し、300rpmで30秒間攪拌し、凝集させた。凝集汚
泥100mlを100メッシュナイロン布を敷いたブフナーロ
ート上に注ぎ、10秒後の水量を測定した。次に5分間
過した後の汚泥を布の間にはさんで0.5kg/cm2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に示す。
Examples 1 to 6 Mixed raw sludge of sewage treatment plant (pH 6.1, SS1.8Wt%, VSS / SS76.3
%) 150 ml of the predetermined amount of the organic sludge dehydrating agent shown in Table 1 was added, and the mixture was stirred at 300 rpm for 30 seconds to aggregate. 100 ml of coagulated sludge was poured onto a Buchner funnel lined with 100 mesh nylon cloth, and the amount of water after 10 seconds was measured. Then 2 sludge after spent 5 minutes at 0.5 kg / cm 2 is sandwiched between the fabric
It was squeezed and dehydrated for minutes, and the water content of the sludge (cake) after dehydration was measured. The results and physical properties are shown in Table 2.

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)系高分子重合体の4級化物を使用し、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。
Comparative Examples 1 to 3 Using a quaternized DAM (N, N-dimethylaminoethylmethacrylate) -based high molecular polymer shown in Table 2, the same aggregation test as in Example 1 was performed. The results and physical properties are shown in Table-2.

実施例7〜8 下水処理場の混合生汚泥(pH6.4,SS1.7Wt%,VSS/SS73.6
%)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。
Examples 7 to 8 Mixed raw sludge of sewage treatment plant (pH6.4, SS1.7Wt%, VSS / SS73.6
%) And the organic sludge dehydrating agent shown in Table 1 was used, and the same coagulation test as in Example 1 was performed. Table of results and physical properties
3 shows.

比較例4〜5 表−3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)系高分子重合体の4級化物を使用し、実施
例7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。
Comparative Examples 4 to 5 Using the quaternized DAM (N, N-dimethylaminoethyl methacrylate) -based high-molecular polymer shown in Table 3, the same aggregation test as in Example 7 was performed. The results and physical properties are shown in Table-3.

実施例9〜10 下水処理場の混合生汚泥(pH6.2,SS1.4Wt%,VSS/SS74.6
%)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−
4に示す。
Examples 9-10 Mixed raw sludge (pH6.2, SS1.4Wt%, VSS / SS74.6 of sewage treatment plant
%) And the organic sludge dehydrating agent shown in Table 1 was used, and the same coagulation test as in Example 1 was performed. Table of results and physical properties
4 shows.

比較例6〜7 表−4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)系高分子重合体の4級化物を使用し、実施
例7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。
Comparative Examples 6 to 7 Using the quaternized DAM (N, N-dimethylaminoethyl methacrylate) -based high molecular polymer shown in Table 4, the same aggregation test as in Example 7 was performed. The results and physical properties are shown in Table-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、つぎの方法によって求めたもの
である。
The cation equivalent value, anion equivalent value and intrinsic viscosity shown in Tables 2 to 4 are obtained by the following method.

(1)カチオン当量値 ビーカに蒸溜水95mlをとり、試料1000ppm溶液5mlを加
え、1%HClまたは、1%NaOHでpH7.0に調整し約1分間
攪拌し、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。滴定速度は2ml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。
(1) Cation equivalent value Take 95 ml of distilled water in a beaker, add 5 ml of 1000 ppm sample, adjust to pH 7.0 with 1% HCl or 1% NaOH, stir for about 1 minute, and then add 2 toluidine blue indicator solution. Three drops were added and titrated with N / 400 PVSK (polyvinyl potassium sulfate solution). The titration rate was 2 ml per minute, and the end point was when the test water changed from blue to reddish purple and was held for 10 seconds or longer.

カチオン当量値(Cv)[meq/g]= (サンプル滴定量[ml]− ブランク滴定量[ml])×F/2× (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。
Cation equivalent value (Cv) [meq / g] = (Sample titer [ml] -Blank titer [ml]) x F / 2 x (Active ingredient concentration [ppm] in sample) It is a component obtained by removing the neutralizing acid from the solid content.

(2)アニオン当量値 ビーカに蒸溜水50mlをとり、試料約0.3gを精秤し加え
た。攪拌しつつN/10NaOH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最後の変曲点(全ての酸
が中和された点)に相当する滴定量を読む。
(2) Anion equivalent value 50 ml of distilled water was placed in a beaker, and about 0.3 g of a sample was precisely weighed and added. Read the conductivity by titrating with N / 10 NaOH solution while stirring. Read the titer corresponding to the last of several inflection points (where all acids have been neutralized).

アニオン当量値(Av)[meq/g]=0.1×F× (N/10NaOHの滴定量[ml])− (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]) (3)固有粘度[dl/g] 100容積部の水に0.2重量部の試料ポリマーを溶解し、pH
4になるように塩酸にて調整する。この溶液50mlを200ml
共栓付三角フラスコに採取し、2N−NaNO3 50mlを加え、
ゆるやかに攪拌し均一に溶解する。次いでこの溶液か
ら、0.02%,0.04%,0.06%,0.08%の溶液を調整する。
希釈には1N−NaNO3を用い、pHを4に調整する。
Anion equivalent value (Av) [meq / g] = 0.1 x F x (N / 10NaOH titration amount [ml])-(millimeter number of charged neutralizing acid [meq] in precise balance sample) / (in sample Amount of active ingredient [g]) (3) Intrinsic viscosity [dl / g] Dissolve 0.2 parts by weight of sample polymer in 100 parts by volume of water,
Adjust to 4 with hydrochloric acid. 200 ml of this solution 50 ml
Collect in an Erlenmeyer flask with a stopper, add 50 ml of 2N-NaNO 3 ,
Stir gently to dissolve uniformly. Next, from this solution, 0.02%, 0.04%, 0.06% and 0.08% solutions are prepared.
With 1N-NaNO 3 in dilution, the pH is adjusted to 4.

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10ml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。1N
−NaNO3溶液を用いブランクとする。
Set the Canon Fenske viscometer in a constant temperature bath adjusted to 30 ° C ± 0.1 ° C, put 10 ml of the sample into the viscometer, let it flow naturally, and measure the time required to pass between the upper and lower marked lines of the measuring sphere. . This operation is repeated three times or more and the average value is obtained. 1N
And the blank with -NaNO 3 solution.

この同様な操作を0.02〜0.08%溶液について行なう。This same operation is performed for 0.02-0.08% solution.

次の計算により還元粘度を算出する。The reduced viscosity is calculated by the following calculation.

相対粘度 ηrel=t/to 比粘度 ηsp=(t−to)/to=ηrel−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。
Relative viscosity ηrel = t / to Specific viscosity ηsp = (t-to) / to = ηrel-1 Reduced viscosity ηsp / c Each sample concentration is plotted on the horizontal axis and reduced viscosity is plotted on the vertical axis. A straight line passing through each point is plotted, and the value on the vertical axis when the sample concentration is 0 is taken as the intrinsic viscosity.

to=1N・NaNO3の流下時間 t=試料溶液の流下時間 ηrel=相対粘度 ηsp=比粘度 c=試料溶液の濃度to = 1N ・ NaNO 3 flow-down time t = flow-down time of sample solution ηrel = relative viscosity ηsp = specific viscosity c = concentration of sample solution

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C08F 220/26 MMN 220/34 MMR 220/46 MMZ 220/48 MNA 220/56 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI technical display location C08F 220/26 MMN 220/34 MMR 220/46 MMZ 220/48 MNA 220/56

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】下記一般式で示される酸付加塩型の両性高
分子電解質を含む油中水型エマルジョンであることを特
徴とする有機汚泥脱水剤。 [式中、n=1〜5の整数、 a,bは1以上の自然数、cは0または1以上の自然数、 R1、R2、R3およびR4はそれぞれ同一又は異なって水素原
子またはアルキル基、 R5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、 HYは一塩基酸、 Zは一般式(2)で示されるアミド基、 −CONR6R7……(2) (式中、R6およびR7はそれぞれ水素原子またはアルキル
基を示す) または一般式(3)で示されるヒドロキシアルキル基、 (式中、R8およびR9はそれぞれ水素原子またはアルキル
基を示す) または一般式(4)で示されるニトリル基、 −CN……(4) 一般式(5)で示されるエステル基を示す。 −COOR10……(5) (式中、R10はアルキル基、芳香族基または脂環族基を
示す)]
1. An organic sludge dewatering agent, which is a water-in-oil emulsion containing an acid addition salt type amphoteric polymer electrolyte represented by the following general formula. [Wherein n is an integer of 1 to 5, a and b are natural numbers of 1 or more, c is 0 or a natural number of 1 or more, and R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are the same or different and each is a hydrogen atom or Alkyl group, R 5 is a hydrogen atom or an alkyl group or an alkyl group substituted with an ω-hydroxy group, HY is a monobasic acid, Z is an amide group represented by the general formula (2), -CONR 6 R 7 ...... ( 2) (in the formula, R 6 and R 7 each represent a hydrogen atom or an alkyl group) or a hydroxyalkyl group represented by the general formula (3), (Wherein R 8 and R 9 each represent a hydrogen atom or an alkyl group) or a nitrile group represented by the general formula (4), —CN (4) represents an ester group represented by the general formula (5) . —COOR 10 (5) (wherein R 10 represents an alkyl group, an aromatic group or an alicyclic group)]
【請求項2】両性高分子電解質のカチオン当量値(CV
が0.8〜10.0meq/gの、アニオン当量値(AV)が0.1〜6.0
meq/gの範囲にある請求項1記載の有機汚泥脱水剤。
2. A cation equivalent value (C V ) of an amphoteric polyelectrolyte.
Of 0.8 to 10.0 meq / g, anion equivalent value (A V ) of 0.1 to 6.0
The organic sludge dehydrating agent according to claim 1, which is in the range of meq / g.
【請求項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)を、またはノニオン性
単量体(II)との混合物からなる単量体を水、界面活性
剤及び疎水性有機溶媒の存在下で油中水型に乳化させた
後、ラジカル重合触媒を用いて重合または共重合して得
られた油中水型ビニル系カルボン酸重合体エマルジョン
(III)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したものであることを
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
る請求項1または2記載の有機汚泥脱水剤。
3. A monomer comprising a mixture of at least one anionic monomer (I) selected from acrylic acid and methacrylic acid or a nonionic monomer (II) with water, a surfactant and The water-in-oil type vinyl carboxylic acid polymer emulsion (III) obtained by emulsifying to water-in-oil type in the presence of a hydrophobic organic solvent and then polymerizing or copolymerizing using a radical polymerization catalyst 3. The organic sludge dewatering agent according to claim 1 or 2, which has an aminoalkyl group and a carboxyl group, which is obtained by reacting the above with an aminoalkyl group, and then acidifying with a monobasic acid.
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