JPS62262799A - 汚泥脱水剤 - Google Patents

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。

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、凍原の余剰汚泥、消化汚泥をデカン
タ−、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）幾塩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ＤＭ
Ｃ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、凍原の余剰汚泥の処理では
、ＤＭＣの単独重合体では、はとんど凝集を起こさず、
ＤＭＣが＝ｌＯモル多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ツメチルベンジル
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（１）及び（Ｉｔ）を必須成分
とする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（１）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、
ツ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（ｎ）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ノルクロリドが挙げられる。

また式（１）　（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（１）　（Ｉｔ）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（１）と（Ｉｔ）の水溶性単
量体は共重合体中にそれぞれ５モル係以上必要であり、
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ろ。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
マルジョンでもよい。

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ックス系、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（１）と（Ｉｔ）で示されろ水溶性単
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（Ｉｔ）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（■）の単量体にあるペン・ゾル基の疎水性が
含水率の低下に寄与しているものと考えられろ。

（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１ １ｔ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５３．６　Ｆ　
（２０モルチ）、アクリロイルオキシエチルツメチルペ
ンノルアンモニウムクロリドの８０％水溶液を７４．８
１　（２０モル％）、及びアクリルアミド４７．３ｆ（
６０モルチ）を仕込み、それに８２４．３　Ｆのイオン
交換水を加えて混合し均一にした。４０°Ｃに加温し、
窒素ガスにより脱酸素を行った後、過硫酸アンモニウム
の１％水溶液を１．５　ＣＣ１亜硫酸水素ナトリウムの
１％水溶液を１．５　ＣＣ加えて、重合を開始させ、１
６時間重合を継続し、グ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ッ
クフィールド粘度計で４２０　（ｐ（２５°Ｇ）であっ
た。

実施例２ 攪拌機、温度計、還流冷却器、窒素導入管を備えた５０
０　ｒｎｔの五つ口の七ツクラブルフラスコに、シクロ
ヘキサン２００　Ｆを仕込み、エチルセルロース（バー
キュリーズ社製Ｔ　−１００）を１１加え６０°Ｃ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３２．４　Ｆ　（４０モルチ）とア
クリロイルオキシエチルジメチルベンノルアンモニウム
クロリドの８０チ水溶液６７．６５’　（６０モルチ）
とを混合したものに２，２′−アゾビス（２−アミジノ
プロ／’Ｐン）塩酸塩の１０％水溶液を１．６１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。

これを攪拌下、シクロヘキサン中に徐々に滴下し重合を
行った。

６０’Ｃで３時間重合した後、還流冷却器を共沸水分離
器に替え、フラスコ中で攪拌下、外温８０〜９００Ｃの
湯浴にて共沸脱水を行った。充分脱水後、７１Ｊマ一粒
子を戸別し、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ッ
クフィールド粘度計で５９０　ｃｐ　（２５°ｌであっ
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
２００Ｆヲ仕込み、エチルセルロース（〕〕飄−キュリ
ーズ社製Ｔ−１００）を１１加え６０°Ｃ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％水浴液６９　Ｆ　（７０モル係）、アクリ
ロイルオキシエチルジメチルベンノルアンモニウムクロ
リドの８０％水溶液２７．４　ｆ　（２０モルチ）、ア
クリルアミドの５０％水溶液５．８　ｒ　（１０モル％
）を混合したものに２，２′−アゾビス（２−アミツノ
プロ・ぐン）塩酸塩の１０％水溶液を１．６１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
れを攪拌下、シクロヘキサン中に徐々に滴下し重合を行
った。ｂＯｏＣで３時間重合した後、還流冷却器を共沸
水分離器に替え、フラスコ中で攪拌下、外温８０〜９０
０Ｃの湯浴にて共沸脱水を行った。

充分脱水後ポリマー粒子を戸別し、シクロヘキサンを乾
燥により除（とピ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チ水溶液の粘度はブルッ
クフィールド粘度計で４８００ｐ　（２５°Ｃ）であっ
た。

実施例４ 実施例２で用いた七／ぞラブルフラスコにアイソ／４’
　−Ｍ　（エッソ石油）を８０２仕込み、これに界面活
性剤（工Ｃ工社製Ｂ　−２４６）を１２１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１１．０ｒ（１０モ
ル％）、アクリロイルオキシエチルジメチルベンノルア
ンモニウムクロリドの８０％水溶液３８、＋１（２５モ
ル％）、アクリルアミド２０．８　ｒ　（６５モル％）
を採り、イオン交換水を５０．２　ｆ加えて均一にした
。この単量体水溶液を前述のセ・ぐラブルフラスコに添
加し、攪拌して、アイソ・ｅｙ、に乳化した。系を５０
°Ｃに加温し、窒素ガスを通して攪押下、脱酸素した。

次にＡよりＨの１０チアセトン溶液を０．３２添加し重
合を開始させ、系の温度を５０００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ョンが
得られた。

このエマルジョンをツイーン頒で転化し、ポリマー濃度
０．５チになるように水で溶解した。

このものの粘度はブルックフィールド粘度計で４５０　
Ｃｐ（２５°Ｃ）であった。

実施例５ １ｔの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３２．７　Ｆ　（１０モル％）、
アクリロイルオキシエチルジメチルベンノルアンモニウ
ムクロリドの８０多水溶液を４９．Ｏｆ　（１０モル％
）、アクリルアミドを８２．６９　（８０モル％）仕込
み、それに８３５．７１イオン交換水を加えて均一にし
た。４０’Ｃ！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多水溶液を１．５　ＣＣ１
亜硫酸水素ナトリウムの１チ水溶液を１．５　ＣＣ加え
て重合を開始させ、１６時間重合を継続し、ケ゛ル状の
含水重合体を得た。

このものの、ｄ　ＩＪママ一度０．５％水溶液の粘度は
ブルックフィールド粘度計で５３０　ＣＩ）　（２５°
Ｃ）であった。

実施例６ ２０００１１、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係水浴液を３４
．１　ｆ　（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４７．５９（３０モル％）、アクリルアミド１０．０
ｆ（３０モル％）、Ｎ、Ｎ−ジメチルアクリルアミド４
．７　ｆ　（１０モル％）を採り、イオン交換水を２３
．４２加え、均一にした。系を５０００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−
アミジノゾロ／？ン）塩酸塩の１０％水溶液を０．８１
加えて重合を開始させ、８時間重合を継続し、デル状の
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°Ｃ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、７リマー濃度０．５　％水溶液の粘度はブ
ルックフィールド粘度計で３８０　ｃｐ　（２５°Ｃ）
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２００−を５００−のビーカーに入れ次いで各種重
合体の０．２５％水浴液を所定量添加した。先端に直径
５酎長さ２０ｒＢの丸棒を３本付した攪拌棒を用いて１
ｏｏｏ　ｒ、ｐ、ｍ、で１０秒間攪拌した。

１疑集汚泥を重力濾過により（イ）メツシュのナイロン
戸布で濾過し、加秒後の戸水量を測定した。また重力濾
過後の汚泥を３０ｍ角のポリエステル製モノフィラメン
ト戸布（敷島カンバスＭ　Ｔ　−１１７９Ｌ）２枚には
さみ更にこれを水ぬげの溝を有するポリ塩化ビニル板に
はさみピストン径２Ｄｒａｎの油圧プレスにてピストン
圧５０　Ｋｇ／ｃｍ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１２０°Ｃ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４８０　ｃｐ 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４００　ｃｐ 比較サンプルＯ：ＤＭ（：！（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４５００ｐ 比較サンプルＤニ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係水溶液粘 度４５０Ｃｐ 比較サンプルコニアクリロイルオキシエチルツメチルベ
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ニ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チ水溶液 ９０　ｃｐ （１）Ｋ市衛生処理場の凍原余゛剰汚泥；固型分１．８
チ、ポリマー添加量２２５　ｐｐｍ （２）　　○車床尿処理場の海水希釈の凍原余剰汚泥；
固型分２．８チ、ポリマー添加量２５０　Ｍｌｍ（３）
Ｎ重下水処理場；下水混合生汚泥；固型分１．５％、ポ
リマー添加量１００　ｐＩ）ｍ（４）Ｕ重下水処理場；
下水消化汚泥；固型分２．５チ、ポリマー添加量２５０
ｐｐｍ このように本発明品は比較サンプルに比べて、戸水量と
含水率の両方において良好な性能を示している。

特許出願人　　　株式会社協立有機工業研究所手続補正
書 昭和６１年６り／Ｚ日 （特許庁審査官　　　　　　　殿） １、事件の表示 昭和６１年　特　許　願　第１０６０７２号２、発明の
名称 汚泥脱水剤 ３、補正をする者 事件との関係　　出　願　人 名　称　　　株式会社　協立有機工業研究所４、代理人 住　所　　東京都港区南青山−丁目１番１号５、補正命
令の日付（自発） （発送日）昭和　　年　　月　　日 Ｚ補正の内容 （１）明細書中、特許請求の範囲を別紙の如（訂正する
。

（２）明細書第４頁末行の（１）式を下記に訂正する。

「 」 （３）同第５頁第１行の（ＩＩ）式を下記に訂正する。

「 」 （４）同第５頁第３行（括弧内）の「及び」を「又は」
に訂正する。

（５）同第５頁下から第９行 「ルクロリド」を「ルアンモニウムクロリド」に訂正す
る。

以上 ２、特許請求の範囲 「（１）下記式（１）及び（■）を必須成分とする水溶
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
。

（２）上記水溶性単量体が、アクリロイルオキシエチル
トリメチルアンモニウム塩、及びアクリロイルオキシエ
チルツメチルベンジルアンモニウム塩である、特許請求
の範囲第１項記載の汚泥脱水剤。

（３）上記水溶性単量体がアクリルアミド、アクリロイ
ルオキシエチルトリメチルアンモニウム塩、及びアクリ
ロイルオキシエチルツメチルベンジルアンモニウム塩で
ある、特許請求の範囲第１項記載の汚泥脱水剤。

（４）上記必須成分（１）と（ＩＩ）をそれぞれ５モル
チ以上を含む共重合体である、特許請求の範囲第１項記
載の汚泥脱水剤。」

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）下記式（ I ）及び（II）を必須成分とする水溶
   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
   。 ▲数式、化学式、表等があります▼（ I ） ▲数式、化学式、表等があります▼（II） （式中、Ｒ＿１、Ｒ＿２は炭素数１〜２のアルキル基；
   Ｒ＿３はＨ及び炭素数１〜２のアルキル基；Ｘ＾−はア
   ニオン性対イオンである。）（２）上記水溶性単量体が
   、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
   モニウム塩である、特許請求の範囲第１項記載の汚泥脱
   水剤。 （３）上記水溶性単量体がアクリルアミド、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で
   ある、特許請求の範囲第１項記載の汚泥脱水剤。 （４）上記必須成分（ I ）と（II）をそれぞれ５モル
   ％以上を含む共重合体である、特許請求の範囲第１項記
   載の汚泥脱水剤。