JPS626842B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は汚泥脱水用のカチオン性高分試子凝集
剤として広く使用されているポリアクリルアマイ
ドのマンニツヒ誘導体の凝集力を増強させる方法
に関するものである。 近年数多くの合成高分子凝集剤が開発され廃水
の処理は言うに及ばず、各種汚泥の脱水や、各種
工業における製造プロセスへの応用等、多くの分
野で使用されている。 とくにアクリルアマイドを主成分とする高分子
凝集剤の開発には目をみはるものがある。その中
で、ポリアクリルアマイドをホルムアルデヒドと
ジアルキルアミンによつてマンニツヒ反応を行
い、アミノメチロール化させたものは、カチオン
性高分子凝集剤として、有機汚泥の脱水、都市下
水汚泥の脱水、各種産業廃水の生物処理システム
により排出される汚泥の沈降分離に、あるいはそ
の浮上分離剤として広く利用されている。しかし
ながら、このポリアクリルアマイドのマンニツヒ
誘導体の宿命的な欠点は製品の保存性安定性がき
わめて悪いことであつて、すなわちポリアクリル
アマイドのマンニツヒ反応時にポリアクリルアマ
イドとホルムアルデヒドが反応してメチロール基
が形成され、このメチロール基とジアルキルアミ
ンとが反応してアミノメチル化が完了するのであ
るが、ジアルキルアミンと反応しなかつたメチロ
ール基がどうしても残るので、これとメチロール
化されなかつたアミド基間の反応が起り、分子間
の架橋が生ずる、この架橋反応の進行によつて高
分子凝集剤そのものは水に稀釈しても溶解せずそ
の機能を充分発揮できなくなる。この傾向はマン
ニツヒ反応をさせる前のポリアクリルアマイドの
分子量に大きく依存し、分子量が大きいほど、こ
の不溶化の速度は早くなる。そのため実用に供す
ることができる安定な製品を得るためには分子量
を犠牲にせざるを得ないのが現状である。 高分子凝集剤の性能を大きく左右するのはその
高分子の持つ分子量が極めて大きな役割を有して
いるということで公知の事実である。現在市販さ
れているポリアクリルアマイドを主成分とするア
ニオン系、ノニオン系の高分子凝集剤においては
分子量の面での開発が進み、現在では分子量1000
万以上のものが市販され、優れた機能を発揮して
いる。しかしながら本発明で取上げているポリア
クリルアマイドのマンニツヒ誘導体は前述のとお
り製品の安定性のためアニオン系、ノニオン系の
様な高分子量のものは得られないため、その用途
を限定せざるを得ないのが現状である。 本発明者らはこのポリアクリルアマイドのマン
ニツヒ誘導体の凝集剤としての性能面での改善を
計るため、種々検討した結果、本発明に到達した
ものである。 すなわち、本発明はポリアクリルアマイドのマ
ンニツヒ誘導体を凝集剤として使用する際に、こ
のポリアクリルアマイドをそのマンニツヒ誘導体
に対し、10〜30重量％の割合で混溶して使用する
ことにより上記凝集剤としてのマンニツヒ誘導体
の凝集機能を向上させるものである。 こゝで混溶に用いることのできるアクリルアマ
イドは0.1重量％水溶液の還元粘度が15以上で、
その分子内にアニオン性官能基が２モル％以下の
ものである。 この両者の混溶により、マンニツヒ誘導体の凝
集機能が向上する原因としては、ポリアクリルア
マイドのマンニツヒ誘導体はポリアクリルアマイ
ドにホルムアルデヒドとジアルキルアミンを反応
させて得られるものであるが、このポリマーを稀
釈するとマンニツヒ反応により結合していたジア
ルキルアミンがポリマーよりはづれ、ポリマー中
のメチロール基が増加する。稀釈液中に高分子量
のポリアクリルアマイドが共存していることによ
り、このメチロール基とアミド基の脱水縮合によ
る架橋が起り、アクリルアマイドのマンニツヒ誘
導体の高分子量化が起るためと推測される。 本発明によつて得られたマンニツヒ誘導体稀釈
液中には、従来カチオン性高分子凝集剤が形成さ
れ、性能面でも、もとのポリアクリルアミドのマ
ンニツヒ誘導体は勿論のこと、他の市販のカチオ
ン凝集剤とも比較にならない程優れた凝集機能を
発揮するに至つた。 本発明でポリアクリルアマイドのマンニツヒ誘
導体と混溶して、凝集剤としての機能を向上させ
得る高分子化合物としては、完全なアクリルアマ
イドのホモポリマーが望ましいが、ポリアクリル
アマイドの内に２モル％以下のアニオン性解離基
を有するものであれば本発明に使用することがで
きる。 また混溶ポリアクリルアマイドの分子量は稀釈
後の放置時間さえ充分にとれば比較的低分子量の
ものでも有効に働くが、実用上の制限からその
0.1重量％の水溶液の還元粘度が15以上のものが
使用できる。 本発明により調整されたポリアクリルアマイド
のマンニツヒ誘導体は、従来からこの化合物が用
いられていた用途のみならず、使用することので
きなかつた廃水処理や汚泥の脱水の技術的分野に
も広く利用することができるものである。 本発明の実施例として、ポリアクリルアマイド
のマンニツヒ誘導体の主たる用途の一つである都
市下水処理場より発生する汚泥の脱水実験につい
て述べる。 脱水実験の方法は40メツシユスクリーンを直径
80mmの円筒の底に張つたものの中に、凝集させた
汚泥を投入して、重力過を行い、30秒後の液
量を測定するものである。次にこの重力過脱水
したケーキを布に挾んで、２Kg／cm²の圧力で１
分間プレスした後、ケーキの布からの剥離性と
含水率を測定する。試験に使用した凝集剤は下記
の通りである。 (1) アクリルアマイドのホモポリマーの種類を下
表のように選んだ。0.1重量％水溶液における
還元粘度で示す。

【表】 (2) アクリルアミドとアクリル酸ソーダの共重合
体

【表】 (3) ポリアクリルアマイドのマンニツヒ誘導体

【表】 マンニツヒ誘導体とポリアクリルアマイドの混
溶条件は水温20℃で、ポリマーの濃度0.5重量
％、溶解時間５時間とする。 実験に使用した汚泥は某下水処理場の生汚泥と
余剰汚泥の混合された第１沈澱槽の濃縮汚泥で、
その水質はPH6.5、S.Sは38000ppmのものであ
る。 実験 １ 混合比率と脱水効果について成績を見るに第１
表の如き結果となつた。 混溶比は上記(3)のＭと、(1)のＢとの混合によつ
た。 この表より明らかなようにマンニツヒ誘導体に
対し10〜30重量％のポリアクリルアミドの混溶比
のものが剥離性が優秀であることが示されてい
る。

【表】

【表】 実験 ２ 混溶に用いたポリアクリルアマイドの還元粘度
が剥離性に及す影響については第２表の如き結果
を得た。

【表】 即ち還元粘度が15以上のサンプルＡ、Ｂ、Ｃが
優秀の成績を示していることがわかる。 実験 ３ 混溶に用いたアクリルアマイド、アクリル酸ソ
ーダ共重合体と脱水効果につき第３表の如き結果
を得た。

【表】 この表から判るようにポリアクリルアマイドの
その分子内にアニオン官能基が２モル％以下であ
るサンプルＧ、Ｈ、Ｉが剥離性および過性が優
秀であることを示している。 以上のことから本発明の要点とするところはポ
リアクリルアマイドのマンニツヒ誘導体を凝集剤
として使用するに際し、ポリアクリルアマイドを
マンニツヒ誘導体に対し10〜30重量％の割合で混
溶し、かつポリアクリルアマイドの0.1重量％水
溶液の還元粘度が15以下であり、更にポリアクリ
ルアマイドの分子内に含有するアニオン性官能基
が２モル％以下のものを使用して混溶して使用す
ることによりポリアクリルアマイドのマンニツヒ
誘導体の凝集剤としての凝集力を増強するにあ
る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ポリアクリルアマイドのマンニツヒ誘導体を
   汚泥脱水用の凝集剤として使用するに際し、ポリ
   アクリルアマイドをマンニツヒ誘導体に対し、10
   〜30重量％混合することを特徴とする高分子凝集
   剤の凝集力増強方法。 ２ ポリアクリルアマイドの0.1重量％水溶液の
   還元粘度が15以上である特許請求の範囲第１項記
   載の高分子凝集剤の凝集力増強方法。 ３ ポリアクリルアマイドのその分子内に含有す
   るアニオン性官能基が２モル％以下である特許請
   求の範囲第１項記載の高分子凝集剤の凝集力増強
   方法。