JPH1157315A - 水溶性高分子凝集剤組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 水溶性高分子凝集剤を水溶液としたときの微
生物増殖防止効果に優れ、当該高分子凝集剤の不溶化や
機能低下の虞れもなく、しかも皮膚刺激性および急性毒
性が低く、取り扱いが容易な水溶性高分子凝集剤を提供
する。 【解決手段】 水溶性高分子凝集剤に、ビス（２−ピリ
ジルチオ−１−オキシド）亜鉛を微生物増殖防止剤とし
て含有させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、微生物増殖抑制剤
を含有する水溶性高分子凝集剤組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】水溶性高分子凝集剤は、水中に縣濁する
微粒子の凝集分離、汚泥の脱水、紙製造工程における歩
留まり及びろ水性の向上、白水回収などのために産業上
広く用いられている。かかる水溶性高分子凝集剤は、非
イオン性でかつ水溶性の高分子と、イオン性の高分子電
解質とに分類され、後者は水溶液中での荷電の符号によ
り、アニオン性、カチオン性、及び両性の高分子電解質
に分類される。

【０００３】これらの水溶性高分子凝集剤は、通常水溶
液として用いられている。しかし、水溶性高分子凝集剤
を水溶液にすると、水質によってはその直後から微生物
の増殖が始まり、微生物菌体と高分子凝集剤とが複合し
た粘着性のゲルを生成したり、微生物の代謝産物により
高分子凝集剤が不溶化したりする。これにより、凝集機
能の低下や凝集剤注入配管の閉塞といった問題を引き起
こし、安定した凝集効果が得られないことがある。この
ため従来、２，２−ジブロモ−３−トリニトロプロピオ
ンアミドや２，２−ジブロモ−２−ニトロエタノール
が、微生物抑制のための殺菌剤として用いられてきた。
これらの薬剤は、強い殺菌力を有し、微生物の増殖を抑
制する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た薬剤は酸化剤であるため、高分子凝集剤と共に混合す
ると、高分子凝集剤を酸化分解してその分子量を著しく
低下させ、高分子凝集剤の機能が損なわれるという問題
があった。また、これらの殺菌剤は皮膚刺激性と急性毒
性が高く、取り扱い時に安全上の注意が必要である。

【０００５】本発明は、このような事情に鑑み、水溶性
高分子凝集剤を水溶液としたときの微生物増殖防止効果
に優れ、当該高分子凝集剤の不溶化や機能低下の虞れも
なく、しかも皮膚刺激性および急性毒性が低く、取り扱
いが容易な水溶性高分子凝集剤を提供することを課題と
する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決すべく、検討を重ねた結果、ビス（２−ピリジル
チオ−１−オキシド）亜鉛を含む水溶性高分子凝集剤が
水溶液としたときの微生物増殖防止に優れた効果を有す
ることを見いだし、本発明を完成した。ここで、本発明
で用いる微生物増殖抑制剤ビス（２−ピリジルチオ−１
−オキシド）亜鉛は、例えば特公平１−６００４号にも
記載されているように、シャンプーにも添加できる程、
人体の皮膚に対する刺激性が極めて小さいものである。

【０００７】本発明に用いることができる水溶性高分子
凝集剤としては、例えば、ポリアクリルアミド、ポリメ
タクリルアミド、ポリエチレンオキシド、尿素−ホルマ
リン縮合物、ポリアクリル酸およびその塩、ポリメタク
リル酸およびその塩、ポリアクリルアミドの部分加水分
解物、ポリメタクリルアミドの部分加水分解物、アクリ
ルアミドまたはメタクリルアミドとアクリル酸またはメ
タクリル酸との共重合体、部分スルホメチル化ポリアク
リルアミド、部分スルホメチル化ポリメタクリルアミ
ド、ポリ（２−アクリルアミド）−２−メチルプロパン
硫酸塩、ポリアクリロニトリルの部分加水分解物、ポリ
メタクリロニトリルの部分加水分解物、ポリ−Ｎ−ビニ
ルホルムアミドの部分加水分解物、ポリ−Ｎ−ビニルア
セトアミドの部分加水分解物、ポリアミノアルキルアク
リレート、その塩およびその四級化物、ポリアミノアル
キルメタクリレート、その塩およびその四級化物、アミ
ノアルキルアクリレートまたはアミノアルキルメタクリ
レートとアクリルアミドまたはメタクリルアミドとの共
重合体、ポリエチレンイミン、ハロゲン化ポリジアリル
アンモニウム、キトサンなどを挙げることができる。さ
らに、上記の共重合体のほかに、上記の水溶性高分子の
構成単位の２種以上を構成単位として有する共重合体も
本発明において使用することができ、このような共重合
体としては、例えば、アクリルアミド、アクリル酸、ジ
メチルアミノエチルアクリレートの四級化物およびジメ
チルアミノエチルメタクリレートの四級化物を構成単位
とする四元共重合体などを挙げることができる。

【０００８】本発明においては、これらの水溶性高分子
凝集剤水溶液中における微生物の増殖を抑制するため
に、ビス（２−ピリジルチオ−１−オキシド）亜鉛を使
用する。

【０００９】ビス（２−ピリジルチオ−１−オキシド）
亜鉛の使用量は、亜鉛水溶液高分子凝集剤に対し、０．
１〜２．０重量％配合するのが好ましく、水溶性高分子
凝集剤を水溶液としたときの濃度は２ｍｇ／ｌ〜１００
ｍｇ／ｌ、好ましくは５ｍｇ／ｌ〜２０ｍｇ／ｌであ
る。

【００１０】ビス（２−ピリジルチオ−１−オキシド）
亜鉛は、粉末状態あるいは有機溶媒もしくは水に溶解し
た溶液または縣濁した縣濁液として水溶性高分子凝集剤
粉末と混合しても良い。あるいはビス（２−ピリジルチ
オ−１−オキシド）亜鉛と水溶性高分子凝集剤とを水に
溶解して水溶液形態の水溶性高分子凝集剤組成物として
もよい。

【００１１】本発明の水溶性高分子凝集剤組成物は、微
生物増殖抑制剤であるビス（２−ピリジルチオ−１−オ
キシド）亜鉛の他、水溶性高分子凝集剤と通常併用され
ることのある他の添加剤を含有してもよい。これらの添
加剤としては、ｐＨ調整剤として用いられるスルファミ
ン酸、硫酸一水素ナトリウムなど、高分子水溶液の劣化
防止剤として用いられるチオ尿素、メルカプトベンズイ
ミダゾールおよびその塩、メルカプトベンズチアゾール
およびその塩等を挙げることができる。また、その他、
粉末製剤の場合の流動性を保つためのシリカ系粉末等、
さらに消泡剤、例えば、高級アルコール系、脂肪酸エス
テル系またはエーテルエステル系消泡剤を添加してもよ
い。

【００１２】例えば、水溶性凝集剤として両性ポリマを
用いる場合、アクリル酸などのアニオン基がかい離して
カチオン基と反応してゲル化し、不溶化するのを防止す
るため、ｐＨを下げるためにｐＨ調整剤が添加される。
なお、ビス（２−ピリジルチオ−１−オキシド）亜鉛
は、ｐＨ２．３以上で実用上問題なく使用できるが、ｐ
Ｈ４〜８の間で使用するのが安定である。

【００１３】

【作用】水溶性高分子凝集剤水溶液中においては、微生
物は、溶解水あるいは水溶性高分子凝集剤に不純物とし
て含まれている塩類あるいは有機物を栄養源として増殖
すると考えられるが、本発明の水溶性高分子凝集剤組成
物に含有されるビス（２−ピリジルチオ−１−オキシ
ド）亜鉛はこれら微生物の呼吸を阻害して増殖を抑制す
るものと考えられる。

【００１４】

【発明の実施の形態】水溶性高分子凝集剤水溶液中での
微生物増殖抑制剤の効果を、バイオフォトレコーダー法
により測定した。

【００１５】すなわち、Ｌ字型培養管に水溶性高分子凝
集剤と微生物増殖抑制剤および栄養塩を水に溶解し、３
０℃で培養しそのときの微生物の増殖を吸光光度計で連
続測定した。以下、実施例によって本発明の詳細を説明
するが、本発明はこれら実施例により何ら制限されるも
のではない。

【００１６】（実施例１〜２）アクリルアミド／アクリ
ル酸／ジメチルアミノエチルメタクリレートの塩化メチ
ルによる四級化物／ジメチルアミノエチルアクリレート
の塩化メチルによる四級化物で、モル比が６０／３０／
５／２５で分子量が６００万の４元共重合体を、０．４
重量％となるように下水処理水に溶解した。次いでビス
（２−ピリジルチオ−１−オキシド）亜鉛を水溶液に対
して、それぞれ５ｍｇ／ｌ（実施例１）および１０ｍｇ
／ｌ（実施例２）となるように添加した。これらの水溶
液を３０℃で培養し、バイオフォトレコーダーを用いて
微生物の増殖開始時間を測定し、表１の結果を得た。

【００１７】（比較例１）微生物抑制剤を添加しないこ
とを除いて、実施例１〜２と同様の操作をした。結果を
表１に示す。

【００１８】

【表１】

【００１９】表１の結果より、ビス（２−ピリジルチオ
−１−オキシド）亜鉛を５ｍｇ／ｌ添加した実施例１
は、無添加の比較例１に比べて微生物増殖開始時間が３
倍以上となり、また、同薬剤を１０ｍｇ／ｌ添加した実
施例２では１２０時間以上微生物の増殖を抑制すること
が確認できた。これにより、ビス（２−ピリジルチオ−
１−オキシド）亜鉛は微生物増殖抑制効果を有すること
がわかった。

【００２０】（実施例３〜４）アクリルアミド／アクリ
ル酸／ジメチルアミノエチルメタクリレートの塩化メチ
ルによる四級化物／ジメチルアミノエチルアクリレート
の塩化メチルによる四級化物で、モル比が６０／３０／
５／２５で分子量が６００万の４元共重合体９０重量％
とスルファミン酸１０重量％との混合品を０．４重量％
となるように下水処理水に溶解した。次いでビス（２−
ピリジルチオ−１−オキシド）亜鉛を水溶液に対して、
それぞれ５ｍｇ／ｌおよび１０ｍｇ／ｌとなるように添
加した。バイオフォトレコーダーを用いて増殖開始時間
を測定し、表２の結果を得た。

【００２１】（比較例２）増殖抑制剤を添加しないこと
を除いて、実施例３〜４と同様の操作をした。結果を表
２に示す。

【００２２】

【表２】

【００２３】比較例２では４．５時間で微生物の増殖が
始まったが、実施例３では比較例２の３倍以上である１
６．５時間まで増殖が抑制され、また実施例４では比較
例２の約５倍である２２．８時間まで増殖が抑制され
た。これにより、ビス（２−ピリジルチオ−１−オキシ
ド）亜鉛が微生物増殖抑制に有効であることがわかっ
た。

【００２４】（実施例５、比較例３）凝集試験 アクリルアミド／アクリル酸／ジメチルアミノエチルメ
タクリレートの塩化メチルによる４級化物／ジメチルア
ミノエチルアクリレートの塩化メチルによる４級化物の
モル比が６０／３０／５／２５で分子量が６００万の４
元共重合体（比較例３）の粉末と、この４元共重合体９
５重量部およびジンクピリチオン（ＺＰ）５重量部を混
合して調製した凝集剤組成物（実施例５）との凝集結果
を比較した。

【００２５】これらはそれぞれ、濃度が４ｇ／Ｌとなる
ように下水処理水に溶解して試験に用いた。これらを下
水余剰汚泥の造粒濃縮槽に注入して汚泥を造粒凝集さ
せ、その後汚泥をベルトプレス脱水機で脱水した。これ
ら凝集剤の効果を造粒性、造粒濃縮槽のＳＳ回収率、汚
泥の最終含水率で評価し、比較した。結果を表３に示し
た。表中の数値は１０回の連続実験で得られたデータの
平均値である。表中、造粒濃縮槽のＳＳ回収率は次式に
より算出した。

【００２６】ＳＳ回収率＝１００×｛（造粒槽に供給し
たＳＳ）−（造粒槽上部のスリットから漏れ出たＳ
Ｓ）｝／（造粒槽に供給したＳＳ）

【００２７】

【表３】

【００２８】表３に示されているように、本発明による
凝集剤組成物（実施例５）は造粒性、ＳＳ回収率、含水
率のいずれにおいても優れた効果を示し、比較例より劣
ることはなかった。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、ビス
（２−ピリジルチオ−１−オキシド）亜鉛を微生物増殖
防止剤として用いることにより、水溶性高分子凝集剤を
水溶液としたときの微生物増殖防止効果に優れ、当該高
分子凝集剤の不溶化や機能低下の虞れもなく、しかも皮
膚刺激性および急性毒性が低く、取り扱いが容易な水溶
性高分子凝集剤を提供することができる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水溶性高分子凝集剤と、ビス（２−ピリ
   ジルチオ−１−オキシド）亜鉛とを含有することを特徴
   とする水溶性高分子凝集剤組成物。
2. 【請求項２】 請求項１において、ビス（２−ピリジル
   チオ−１−オキシド）亜鉛は、前記水溶液高分子凝集剤
   に対し、０．１〜２．０重量％配合されていることを特
   徴とする水溶性高分子凝集剤組成物。