KR100625732B1 - 정화, 탈수 및 보류도와 배수에 도움이 되는 고활성 분산 중합체 - Google Patents

정화, 탈수 및 보류도와 배수에 도움이 되는 고활성 분산 중합체 Download PDF

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Abstract

본 발명은 1종 이상의 수용성 양이온성 중합체 응집제의 분산액 유효량으로 산업 폐수 또는 지료를 정화, 탈수시키거나 그 보류도 및 배수를 개선시키는 방법에 관한 것인데, 개선점은 상기 폐수 또는 지료에 대하여 25퍼센트 이상의 농도를 갖는 상기 중합체의 첨가를 포함하는 것이다. 바람직하게는, 상기 산업 폐기물은 식가공 폐수, 유성 폐수, 제지공장 폐수 및 무기물 오염 폐수이다. 상기 지료는 수성 셀룰로오스 현탁액일 수 있다.
폐수, 정화, 탈수, 지료, 응집제, 분산제, 제지공장

Description

정화, 탈수 및 보류도와 배수에 도움이 되는 고활성 분산 중합체{Higher Actives Dispersion Polymer to Aid Clarification, Dewatering, and Retention and Drainage}
본 발명은 1종 이상의 수용성 양이온성 중합체 응집제의 분산액 유효량으로 산업 폐수 또는 지료(paper furnish)를 정화하는 방법에 관한 것인데, 상기 방법의 개선점은 상기 폐수 또는 지료에 대하여 25퍼센트 이상의 농도를 갖는 상기 중합체의 첨가를 포함한다. 바람직하게는, 상기 산업 폐기물은 식가공 폐수, 유성 폐수, 제지공장 폐수 및 무기물 오염 폐수이다. 상기 지료는 수성 셀룰로오스 현탁액일 수 있다.
본 발명은 하수 및 공장 처리 폐액에서 또는 제지공장에서 발견되는 것과 같은 단백질 또는 셀룰로오스성 유기물질의 현탁액에 대한 응집제로서 특히 가치있는 중합체에 관한 것이다.
본질적으로 친수성이고 종종 이들을 현탁시키는 수용성 액체와 비슷한 비중을 갖는 현탁된 물질이 여과, 부유, 침강, 탈수와 같은 물리적 탈수 단계 전에 또는 공정을 위해 상기 물질을 보유하는데 있어서 화학적 시약으로 경제적으로 응집시키기가 매우 어려움이 종종 발견된다는 점에서 더 소수성인 광물 현탁액과 현저 하게 대조적이라고 일반적으로 인식되고 있다. 이러한 난점들은 특히 현탁 물질의 비율이 더 높을수록, 통상적으로 0.5 중량퍼센트 이상의 농도를 포함하는 경우에 특히 눈에 띄며, 이 때, 현탁액은 풀같은 점도를 가지며 일반적으로 슬러지 또는 지료라 호칭된다.
하수 및 산업 슬러지 및 유사 유기물 현탁액의 정화 또는 탈수는 응고 또는 응집 상태를 유도하기 위해 가해지는 화학적 시약의 사용(물로부터 고체/액체 또는 액체/액체 분리 공정을 이용)으로 도움받을 수 있다는 것이 잘 알려져 있다. 이러한 목적으로, 철 또는 알루미늄의 라임(lime) 또는 염이 이용되어 왔다. 더 최근에는 합성 고분자전해질, 특히 특정 아크릴아미드의 양이온성 공중합체가 이점이 있음이 발견되었다.
물로부터 물 중에 분산되거나 현탁된 고체 또는 불혼화성 액체의 분리 및 고체를 함유하는 물의 탈수를 포함하는 다양한 공정들에 양이온으로 대전된 수용성 또는 수분산성 중합체가 이용된다. 천연 또는 합성일 수 있는, 이러한 형태의 중합체는 광의로 응고제 또는 응집제라 칭한다. 이러한 중합체들은 유화 파괴, 슬러지 탈수, 원수 정화, 펄프 및 종이 제조과정에서 배수(drainage) 및 보류도(retention) 도움제, 채광 공정 및 탈색과정에서 부유 도움제로서 다양한 공정에 사용될 수 있다.
이러한 형태의 중합체들은 일반적으로 제거해야할 현탁된 고체, 또는 액체의 음전하를 중화시켜 작용한다. 이러한 고체 또는 액체는 물로부터 제거되어야 하는 폐액이거나, 응고 또는 응집될 수 있고 연료로서 판매될 수 있는 미분탄(coal fines)과 같은 수성계로부터 회수되는 목적 생성물일 수 있다.
고체/액체 분리의 수처리 분야에서, 현탁된 고체는 침전, 거름, 부유, 여과, 응고, 응집 및, 특히, 유화 파괴를 포함하는 다양한 공정에 의해 물로부터 제거된다. 또한, 현탁된 고체를 물로부터 제거한 후, 이를 종종 추가 처리 또는 적절하게 처리될 수 있도록 탈수시킨다. 고체 제거를 위한 처리액은 현탁된 고체 또는 분산된 오일을 수 ppb(parts per billion) 만큼 적게 가지거나, 현탁된 고체 또는 오일을 다량 함유할 수 있다. 탈수처리되는 고형분은 어쨋든 고형분 0.25 중량퍼센트 내지 40 또는 50 중량퍼센트를 함유할 수 있다. 고체/액체 또는 액체/액체 분리 공정은 액체로부터 고체를 제거하거나 액체로부터 액체를 제거하도록 고안된다.
엄밀한 의미의 기계적 수단이 고체/액체 분리에 사용되어 왔지만, 현대적 방법은 고체를 물로부터 제거할 수 있는 속도를 가속시키기 위해 종종 합성 및 천연 양이온성 고분자 물질에 의해 증대된 기계적 분리 기술에 의존한다. 이러한 공정들은 현탁된 무기 입자들을 가라앉히고 이 물을 산업 또는 도시 용수로 사용가능하게 하는 양이온성 응고 중합체로 원수를 처리하는 것을 포함한다. 이러한 공정들의 다른 예로는 제지공장 유출 폐액으로부터 유색의 가용성 종들의 제거, 산업 및 도시 폐기물을 응집시키기 위한 유기 응집제 중합체의 사용, 슬러지 회수 및 유화 파괴를 포함한다.
분리 공정의 메카니즘에 관하여, 입자들은 본질적으로 양 또는 음전하 어느것이든 가질 수 있다. 따라서, 이러한 입자들은 이 입자들의 전하와 반대되는 전 하를 갖는 수용성 응고 또는 응집제 중합체에 의해 제거된다. 이를 고분자전해질 강화 고체/액체 분리 공정이라 하며, 여기서 수용성 또는 분산성 대전된 중합체가 가해져 대전된 입자 또는 유제 액적을 중화시켜 분리된다. 이러한 중합체의 투입량은 공정의 수행에 중요하다. 너무 적은 대전된 중합체 및 현탁된 입자는 중화되지 않을 것이며, 따라서 여전히 서로간에 척력이 작용할 것이다. 너무 많은 중합체의 경우, 상기 중합체는 허비되거나, 더 나쁜 경우는 자체로서 문제를 제공할 것이다.
탈수를 위한 상기 양이온성 중합체의 예로는 하수 슬러지의 처리를 위한 기타 양이온성 중합체와 함께 N-(아미노 메틸)-폴리아크릴아미드의 용도를 기술하고 있는 미국특허 제 3,409,546호; 아크릴아미드 및 쿼터나이즈드(quaternized) 양이온성 메타크릴레이트 에스테르의 공중합체의 용도를 기술하고 있는 미국특허 제 3,414,514호, 수용성 공중합체 및 또 다른 부류의 양이온성 중합체를 미국특허 제3,897,333호에 기술된 하수 슬러지를 탈수시키는데 사용하는 것을 기술하고 있는 일본특허 61-106072호가 있다. 폴리에틸렌이민과 양이온성 아크릴레이트 및 메타크릴레이트의 단독중합체와 폴리비닐 피리딘 등의 기타 양이온성 중합체의 이용이 공지되어 있다.
슬러지 처리에 유용한 양이온성 중합체의 또 다른 예는 미국특허 제4,191,645호인데, 여기서는 아크릴아미드와 같은 비이온성 단량체, 트리에틸암모늄 에틸메타크릴레이트 메틸 설페이트 쿼터너리(TMAEM.MSQ) 또는 디메틸아미노에틸아크릴레이트 메틸 설페이트 쿼터너리(DMAEA.MSQ)와 같은 양이온성 단량체가 개시 되어 있다. 슬러지 탈수를 위한 중합체 처리의 추가적 예로는 미국특허 제3,928,448호에 개시된 바와 같은 1,4-디클로로-2-부텐 디메틸아민 이오넨 클로라이드 중합체 및 미국특허 제5,234,604호에 개시된 블럭 공중합체가 있다.
보류도 및 배수를 개선시키기 위한 유용한 처리에는 미국특허 제5,126,014호 및 5,266,164호에 기술된 처리가 있다.
고체 슬러지를 응집 또는 응고시킬 수 있는 것으로 밝혀진 시판되는 다양한 중합체에도 불구하고, 이러한 시약들의 유용성을 제한하는 경향이 있는 다양한 환경들이 존재한다. 특정 슬러지에 대한 이러한 공지된 시약으로의 경제적 처리는 그럴듯 하지만, 슬러지의 성공적 처리에 매우 크고 비경제적인 투입량이 요구되는 경우가 매우 흔하다. 더구나, 임의의 원인으로부터 슬러지에 종종 변형이 발생한다. 예를 들면, 폐수/슬러지/지료 공정수에의 재료 공급에서의 변형 및(또는) 이러한 물들의 생성에 포함될 수 있는 산화 조건들의 변형은 제거해야할 다양한 입자형태를 만든다. 더구나, 어떤 이유로 임의의 공지된 중합체 응집제에 의해 쉽게 응집되지 않는 슬러지를 보게되는 것이 보통이다. 그러므로, 본 발명의 목적은 슬러지 함유 산업 폐수의 탈수 또는 산업 공정 도움제의 보류도에서 보다 우수한 방법을 업계에 제공하는 것이다.
<발명의 요약>
본 발명은 수용성 양이온성 중합체 응집제의 1종 이상의 분산액의 유효량으로 산업 폐수 또는 지료를 정화하는 방법인데, 상기 개선된 방법은 상기 폐수 또는 지료에 25퍼센트 이상의 농도를 갖는 상기 중합체의 첨가를 포함한다. 산업 폐액 은 바람직하게는 식가공 폐수, 유성 폐수, 제지공장 폐수 및 무기물 오염 폐수이다. 지료는 수성 셀룰로오스 현탁액일 수 있다.
본 발명에 사용된 중합체 분산액을 제조하는 방법은 미국특허 제5,006,590 및 4,929,655호(일본 도쿄에 소재한 Kyoritsu Yuki Co., Ltd에 양도) 및 미국특허 제5,708,071 및 5,587,415호(일본 도쿄에 소재한 Hymo Corporation에 양도)에 상세히 기술되어 있다.
본 발명은 당업계에서의 중합체 분산액으로의 수성계 처리 방법의 실질적 개선을 보여준다. 하기 실시예에서 보게되는 바와 같이, 현재 사용되고 개시된 더 낮은 농도의 분산 중합체는 본 명세서에 개시된 더 높은 농도의 분산 중합체보다 불량하다. 본 명세서에 개시된 중합체의 우수성은 당업계의 숙련자에게 통상적으로 기대되는 첨가에 의한 증가 효과보다 매우 크다. 본 실시예는 전에는 예상하지 못했던, 훨씬 낮은 투입량에서의 이러한 기대이상의 우수한 활성을 예증할 것이다.
단량체
본 발명에 따르면, 생성된 물을 처리하는데 사용되는 중합체 분산액은 하기 화학식 I의 양이온성 단량체 5 몰％ 이상을 함유하는 수용성 단량체 혼합물로부터 제조된다:
Figure 112001025799388-pct00001
식 중, R1은 H 또는 CH3이고; R2 및 R3는 각각 탄소원자 1 또는 2개를 갖는 알킬기이고; A1은 산소원자 또는 NH이고; B1은 탄소원자 2 내지 4개를 갖는 알킬기 또는 히드록시프로필기이고; X1은 상대 음이온이다. 상기 수용성 단량체 혼합물은 음이온성 염의 수용액에 가용성이다. 그러나, 상기 단량체 혼합물로부터 생성된 중합체는 음이온성 염 수용액에 불용성이다. 단량체 혼합물의 중합체는 시드(seed) 중합체로서 사용될 수도 있다. 상기 시드 중합체는 하기 상세히 설명한다.
화학식 I으로 표현되는 상기 양이온성 단량체는 바람직하게는 벤질 클로라이드와 디메틸아미노에틸 아크릴레이트, 디에틸아미노에틸 아크릴레이트, 디메틸아미노히드록시프로필 아크릴레이트, 디메틸아미노프로필 아크릴아미드, 디메틸아미노에틸 메타크릴레이트, 디메틸아미노에틸 메타크릴레이트, 디에틸아미노에틸 메타크릴레이트 및 디메틸아미노프로필 메타크릴아미드의 반응에 의해 얻어진 4차 암모늄염이다.
화학식 I에 의해 표현되는 양이온성 단량체로 공중합되는 것이 바람직한 단 량체로는 아크릴아미드, 메타크릴아미드 또는 기타 N-치환 (메트)아크릴아미드 및 하기 화학식 II의 양이온성 단량체가 있다:
Figure 112001025799388-pct00002
식 중, R4는 H 또는 CH3이고; R5 및 R6은 각각 탄소원자 1 또는 2개를 갖는 알킬기이고; R7은 H 이거나 탄소원자 1 또는 2개를 갖는 알킬기이고; A2는 산소원자 또는 NH이고; B2는 탄소원자 2 내지 4개를 갖는 알킬기 또는 히드록시프로필기이고; X2는 상대 음이온이다. X1 및 X2는 할라이드, 유사할라이드, -SO3 OCH3 및, 특히 -OC(O)CH3 와 같은 상대 음이온일 수 있다.
화학식 II로 표현되는 바람직한 단량체로는 디메틸아미노에틸 아크릴레이트, 디에틸아미노에틸 아크릴레이트, 디메틸아미노프로필 아크릴아미드, 디에틸아미노프로필 아크릴아미드 및 디메틸히드록시프로필 아크릴레이트, 디메틸아미노에틸 메타크릴레이트, 디에틸아미노에틸 메타크릴레이트, 디메틸아미노프로필 메타크릴아미드, 디에틸아미노프로필 메타크릴아미드 및 디메틸히드록시프로필 메타크릴레이트 또는 기타 N-치환 (메트)아크릴아미드의 암모늄 염뿐만 아니라 메틸화 및 에틸화된 4급염들이 있다. 화학식 II로 표현되는 양이온성 단량체 중에서도 상기 염들 및 디알킬아미노에틸 아크릴레이트 및 디알킬아미노에틸 메타크릴레이트의 메틸화 4급염이 더 바람직하다. 상기 단량체의 중합 반응 혼합물 중에서의 농도는 5 내지 30 중량％ 범위 내가 바람직하다.
음이온성 염
본 발명에 따른 수용액 중에 도입되는 음이온성 염은 황산염, 인산염, 클로라이드 또는 이들의 혼합물이 적합하다. 바람직한 염으로는 황산암모늄, 황산나트륨, 황산마그네슘, 황산알루미늄, 염화암모늄, 염화나트륨, 인산수소암모늄, 인산수소나트륨 및 인산수소칼륨이 적합하다. 본 발명에서, 이러한 염들은 각각 합산 농도 10％ 이상을 갖는 이들의 수용액으로서 사용될 수 있다.
분산제
분산제 중합체(안정제 중합체라고도 함)는 상기 단량체의 중합이 일어나는 음이온성 염 수용액 중에 존재한다. 상기 분산제 중합체는 수용성 고분자량 양이온성 중합체이다. 분산제 중합체는 적어도 부분적으로 상기 염 수용액중에 가용성이다. 분산제 중합체는 단량체들의 총중량 기준 1 내지 10중량％의 양으로 사용되는 것이 바람직하다. 분산제 중합체는 화학식 I 또는 II에 의해 표현되는 양이온성 단량체 단위 또는 디알릴디알킬 암모늄 할라이드 5 몰％ 이상으로 이루어진다. 바람직하게는 나머지 몰％는 아크릴아미드 또는 메타크릴아미드 또는 기타 N-치환 (메트)아크릴아미드 또는 디알릴디메틸 암모늄 클로라이드이다. 상기 분산제의 성능은 분자량에 의해 크게 영향받지 않는다. 그러나, 분산제의 분자량은 10,000 내지 10,000,000의 범위 내가 바람직하다. 본 발명의 한 실시태양에 따르면, 글리세 린 또는 폴리에틸렌 글리콜과 같은 다가 알코올 또는 포름산나트륨과 같은 사슬 이동제가 중합반응계 내에 공존한다. 미세 입자의 퇴적이 이러한 제제의 존재하에 부드럽게 행해진다.
분산 중합체
중합을 위해, 일반적 수용성 라디칼-형성제를 사용할 수 있지만, 2,2'-아조비스(2-아미디노프로판) 염산염 및 2,2'-아조비스(N,N'-디메틸렌이소부틸아민) 염산염과 같은 수용성 아조 화합물을 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 한 실시태양에 따르면, 미세 분산액을 얻기위한 목적으로 상기 단량체들의 중합이 일어나기 전에 시드 중합체를 가할 수 있다. 시드 중합체는 음이온성 염의 수용액에 불용성인 수용성 양이온성 중합체이다. 시드 중합체는 본 명세서에서 기술된 공정에 의해 상기 단량체 혼합물로부터 제조되는 중합체가 바람직하다. 그럼에도 불구하고, 시드 중합체의 단량체 조성은 중합과정 동안 형성된 수용성 양이온성 중합체와 항상 같을 필요는 없다. 그러나, 중합과정 동안 형성된 수용성 중합체처럼, 시드 중합체는 화학식 I에 의해 표현되는 양이온성 단량체 단위를 5몰％ 이상 함유해야 한다. 본발명의 한 실시태양에 따르면, 한 중합반응에 사용되는 시드 중합체는 동일한 단량체 혼합물을 사용한 종전 반응에서 제조된 수용성 중합체이다.
본 발명의 한 양태는 수용성 양이온성 중합체 응집제의 1종 이상의 분산액의 정화 유효량으로 폐수를 정화하는 방법인데, 여기서 상기 수용성 응집제를 현탁된 고체를 응집시키기에 유효한 양으로 상기 폐수에 가하고, 상기 현탁된 고체를 제거하고, 정화된 물을 얻게되며, 상기 수용성 양이온성 중합체 응집제의 상기 분산액은 물, 단량체, 안정제 중합체 및 음이온성 수용액을 함유하는 매질 중에서 유리라디칼 형성 조건하에 비닐계 단량체를 중합하여 형성되는데, 여기서 상기 수용성 양이온성 중합체 응집제는
a) 하기 화학식 I의 단량체 및 하기 화학식 II의 단량체로 이루어진 군으로부터 선택된 양이온성 단량체 5 몰％ 이상:
<화학식 I>
Figure 112001025799388-pct00003
<화학식 II>
Figure 112001025799388-pct00004
[식 중, R1은 H 및 CH3로 이루어진 군으로부터 선택되고, R2 및 R3은 C1 알킬 및 C2 알킬로 이루어진 군으로부터 선택되고, A1은 O 및 NH로 이루어진 군으로부터 선택되고, B1은 C2 알킬, C3 알킬 및 히드로프로폭시기로 이루어진 군으로부터 선택되고, X1 -은 상대 음이온이고, R4는 H 및 CH3로 이루어진 군으로부터 선택되고, R5 및 R6은 C1 알킬 및 C2 알킬로 이루어진 군으로부터 선택되고, R7은 수소원자, C1 알킬 및 C2 알킬로 이루어진 군으로부터 선택되고, A2는 산소원자 및 NH로 이루어진 군으로부터 선택되고, B2은 C2 알킬, C3 알킬, C4 알킬 및 히드록시프로필기로 이루어진 군으로부터 선택되고, X2 -은 상대 음이온임]과
b) C1-C10 N-알킬 아크릴아미드, C1-C10 N,N-디알킬 아릴아미드, C1-C10 N-알킬 메타크릴아미드, C1-C10 N,N-디알킬 메타크릴아미드, N-아릴 아크릴아미드, N,N-디아릴 아크릴아미드, N-아릴 메타크릴아미드, N,N-디아릴 메타크릴아미드, N-아릴알킬 아크릴아미드, N,N-디아릴알킬 아크릴아미드, N-아릴알킬 메타크릴아미드, N,N-디아릴알킬 메타크릴아미드, 아크릴아미드 및 메타크릴아미드로 이루어진 군으로부터 선택된 단량체 5 몰％ 이상으로부터 중합된 것이며, 상기 안정제 중합체는 상기 음이온성 염의 수용액에 적어도 부분적으로 가용성인 양이온성 중합체이고, 상기 방법의 개선점은 상기 수용성 양이온성 응집제 중합체 분산액을 물 중에 중합체 분산액 25 중량％ 이상의 농도로 상기 폐수에 가하는 것을 포함한다.
본 발명의 또 다른 양태는 수용성 양이온성 중합체 응집제의 1종 이상의 분산액의 탈수 유효량으로 폐수를 탈수시키는 방법인데, 여기서 상기 수용성 응집제가 현탁된 고체를 탈수시키기에 유효한 양으로 상기 폐수에 가해지고, 상기 현탁된 고체가 제거되고, 정화된 물을 얻게되며, 상기 수용성 양이온성 중합체 응집제의 상기 분산액은 물, 단량체, 안정제 중합체 및 음이온성 수용액을 함유하는 매질 중에서 유리라디칼 형성 조건하에 비닐계 단량체를 중합하여 형성되는데, 여기서 상기 수용성 양이온성 중합체 응집제는
a) 하기 화학식 I의 단량체 및 하기 화학식 II의 단량체로 이루어진 군으로부터 선택된 양이온성 단량체 5 몰％ 이상:
<화학식 I>
Figure 112001025799388-pct00005
<화학식 II>
Figure 112001025799388-pct00006
[식 중, R1은 H 및 CH3로 이루어진 군으로부터 선택되고, R2 및 R3은 C1 알킬 및 C2 알킬로 이루어진 군으로부터 선택되고, A1은 O 및 NH로 이루어진 군으로부터 선택되고, B1은 C2 알킬, C3 알킬 및 히드로프로폭시기로 이루어진 군으로부터 선택되고, X1 -은 상대 음이온이고, R4는 H 및 CH3로 이루어진 군으로부터 선택되고, R5 및 R6은 C1 알킬 및 C2 알킬로 이루어진 군으로부터 선택되고, R7은 수소원자, C1 알킬 및 C2 알킬로 이루어진 군으로부터 선택되고, A2는 산소원자 및 NH로 이루어진 군으로부터 선택되고, B2은 C2 알킬, C3 알킬, C4 알킬 및 히드록시프로필기로 이루어진 군으로부터 선택되고, X2 -은 상대 음이온임]과
b) C1-C10 N-알킬 아크릴아미드, C1-C10 N,N-디알킬 아릴아미드, C1-C10 N-알킬 메타크릴아미드, C1-C10 N,N-디알킬 메타크릴아미드, N-아릴 아크릴아미드, N,N-디아릴 아크릴아미드, N-아릴 메타크릴아미드, N,N-디아릴 메타크릴아미드, N-아릴알킬 아크릴아미드, N,N-디아릴알킬 아크릴아미드, N-아릴알킬 메타크릴아미드, N,N-디아릴알킬 메타크릴아미드, 아크릴아미드 및 메타크릴아미드로 이루어진 군으로부터 선택된 단량체 5 몰％ 이상으로부터 중합된 것이며, 상기 안정제 중합체는 상기 음이온성 염의 수용액에 적어도 부분적으로 가용성인 양이온성 중합체이고, 개선점은 상기 수용성 양이온성 응집제 중합체 분산액을 물 중에 중합체 분산액 25 중량％ 이상의 농도로 상기 폐수에 가하는 것을 포함한다.
본 발명의 또 다른 양태는 수용성 양이온성 중합체 응집제의 1종 이상의 분산액의 유효량으로 펄프 및 종이 생산에서 공정수의 보류도 및 배수를 개선하는 방법인데, 여기서 상기 수용성 응집제는 보류도 및 배수를 향상시키기에 효과적인 양으로 상기 공정수에 가해지고, 상기 수용성 양이온성 중합체 응집제의 상기 분산액은 물, 단량체, 안정제 중합체 및 음이온성 수용액을 함유하는 매질 중에서 유리라디칼 형성 조건하에 비닐계 단량체를 중합하여 형성되는데, 여기서 상기 수용성 양이온성 중합체 응집제는
a) 하기 화학식 I의 단량체 및 하기 화학식 II의 단량체로 이루어진 군으로부터 선택된 양이온성 단량체 5 몰％ 이상:
<화학식 I>
Figure 112001025799388-pct00007
<화학식 II>
Figure 112001025799388-pct00008
[식 중, R1은 H 및 CH3로 이루어진 군으로부터 선택되고, R2 및 R3은 C1 알킬 및 C2 알킬로 이루어진 군으로부터 선택되고, A1은 O 및 NH로 이루어진 군으로부터 선택되고, B1은 C2 알킬, C3 알킬 및 히드로프로폭시기로 이루어진 군으로부터 선택되고, X1 -은 상대 음이온이고, R4는 H 및 CH3로 이루어진 군으로부터 선택되고, R5 및 R6은 C1 알킬 및 C2 알킬로 이루어진 군으로부터 선택되고, R7은 수소원자, C1 알킬 및 C2 알킬로 이루어진 군으로부터 선택되고, A2는 산소원자 및 NH로 이루어진 군으로부터 선택되고, B2은 C2 알킬, C3 알킬, C4 알킬 및 히드록시프로필기로 이루어진 군으로부터 선택되고, X2 -은 상대 음이온임]과
b) C1-C10 N-알킬 아크릴아미드, C1-C10 N,N-디알킬 아릴아미드, C1-C10 N-알킬 메타크릴아미드, C1-C10 N,N-디알킬 메타크릴아미드, N-아릴 아크릴아미드, N,N-디아릴 아크릴아미드, N-아릴 메타크릴아미드, N,N-디아릴 메타크릴아미드, N-아릴알킬 아크릴아미드, N,N-디아릴알킬 아크릴아미드, N-아릴알킬 메타크릴아미드, N,N-디아릴알킬 메타크릴아미드, 아크릴아미드 및 메타크릴아미드로 이루어진 군으로부터 선택된 단량체 5 몰％ 이상으로부터 중합된 것이며, 상기 안정제 중합체는 상기 음이온성 염의 수용액에 적어도 부분적으로 가용성인 양이온성 중합체이고, 개선점은 상기 수용성 양이온성 응집제 중합체 분산액을 물 중에 중합체 분산액 25 중량％ 이상의 농도로 상기 폐수에 가하는 것을 포함한다.
바람직한 고분자 응집제는 폴리(DMAEA.MCQ/AcAm), 폴리(DMAEA.BCQ/AcAm) 및 폴리(DMAEA.MCQ/DMAEA.BCQ/AcAm)이다.
본 발명의 임의의 양태에 대하여, 안정제 중합체는 화학식 I의 단량체, 디알 릴 디알킬 암모늄 할라이드 및 하기 화학식 II의 단량체로 이루어진 군으로부터 선택된 양이온성 단량체 5 몰％ 이상으로부터 중합될 수 있다:
<화학식 I>
Figure 112001025799388-pct00009
<화학식 II>
Figure 112001025799388-pct00010
식 중, R1은 H 및 CH3로 이루어진 군으로 선택되고, R2 및 R3은 C1 알킬 및 C2 알킬로 이루어진 군으로부터 선택되고, A1은 O 및 NH로 이루어진 군으로부터 선택되고, B1은 C2 알킬, C3 알킬 및 히드로프로폭시기로 이루어진 군으로부터 선택되고, X1 -은 상대 음이온이고, R4는 H 및 CH3로 이루어진 군으로부터 선택되고, R5 및 R6은 C1 알킬 및 C2 알킬로 이루어진 군으로부터 선택되고, R7은 수소원자, C1 알킬 및 C2 알킬로 이루어진 군으로부터 선택되고, A2는 산소원자 및 NH로 이루어진 군으로부터 선택되고, B2은 C2 알킬, C3 알킬, C4 알킬 및 히드록시프로필기로 이루어진 군으로부터 선택되고, X2 -은 상대 음이온이다. 바람직한 디알릴 디알킬 암모늄 할라이드는 디알릴 디메틸 암모늄 클로라이드(DADMAC)이다.
폐수는 산업 폐수 및 도시 폐수로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 또한, 산업 폐수는 식가공 폐수, 유성 폐수, 제지공장 폐수 및 무기물 오염 폐수로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 본 명세서에 기술된 중합체는 폴리(DADMAC), 폴리(에피클로로히드린/디메틸아민) 및, 특히, 무기 물질과 같은 응고제와 함께 사용될 수 있다.
본 발명의 중합체는 스페인의 회사[Derypol S.A. Corporation] 제조 중합체와 비교된다. 상기 중합체 제품은 상표명 DR-2570(15％ 농도로 판매), DR-3000 및 DR-4000(둘 다 20％ 농도로 판매)하에 [Derypol S.A. Corporation]으로부터 구입할 수 있다.
하기 실시예들은 본 발명의 바람직한 실시태양 및 유용성을 설명하기 위해 제공되며 본 명세서에 첨부된 청구항에 달리 언급되지 않는다면 본 발명을 제한하고자 하는 것이 아니다.
실시예 1
25％ 중합체 고형분, 65/25/10 몰퍼센트 AcAm/DMAEA. BCQ/DMAEA. MCQ 분산액을 다음과 같은 방식으로 합성하였다. 1500cc 반응 플라스크에 기계적 교반기, 열전쌍, 응축기, 질소 퍼지 튜브, 첨가구(addition port) 및 가열 테이프를 갖추었다. 이 반응기에 아크릴아미드 173.7g(50％ 수용액, 미국 일리노이주 네이퍼빌 소재 Nalco Chemical Co. 로부터 구입가능), 디메틸아미노에틸 아크릴레이트 벤질 클로라이드 4급염 158.5g(80％ 수용액, 미국 일리노이주 네이퍼빌 소재 Nalco Chemical Co. 로부터 구입가능), 디메틸아미노에틸 아크릴레이트 메틸 클로라이드 4급염 45.5g(80％ 수용액, 미국 뉴욕주 올드 브릿지 소재 CPS Chemical Company로부터 구입가능), 글리세린 18.8g, 디메틸아미노에틸 아크릴레이트 메틸 클로라이드 4급염의 단독중합체(20% 수용액, 미국 일리노이주 네이퍼빌 소재 Nalco Chemical Co. 로부터 구입가능) 45.9g, 디알릴디메틸암모늄 클로라이드 및 디메틸아미노에틸 아크릴레이트 벤질 클로라이드 4급염의 공중합체 16.7g(15％ 수용액, 미국 일리노이주 네이퍼빌 소재 Nalco Chemical Co. 로부터 구입가능), 중아황산나트륨 1.0％ 수용액 1.5g, 나트륨 디에틸렌 트리아민 펜타아세테이트(DABERSEEN 503, 스페인 Derypol S.A.로부터 구입가능, 45％ 수용액) 0.5g, 황산암모늄 135.0g 및 탈이온수 332.3g을 가하였다. 이어서, 혼합물을 90rpm으로 교반하면서 지속적인 질소 퍼지하에 35℃로 가온하였다. 35℃에 도달한 후 질소의 지속적인 퍼지하에 2,2'-아조비스(N,N'-디메틸렌이소부티르아미딘)디히드로클로라이드의 1.0％ 수용액(WAKO VA-044, 미국 텍사스주 댈라스 소재 Wako Chemicals로부터 구입가능) 3.7g을 반응 혼합물에 가하고 온도를 대략 16시간 동안 유지시켰다. 이어서 온도를 50℃로 올리고 과황산암모늄 10％ 수용액 1.5g 및 중아황산나트륨 10％ 수용액 1.5g을 가하였다. 온도를 1시간 동안 유지시키고, 주위 온도로 냉각한 다음 황산암모늄 45.0g, 티오황산나트륨 10.0g 및 아세트산 10.0g을 가하였다. 최종 생성물은 벌크 점도 1950 cps의 부드러운 우유빛 백색 분산액이었다. 0.5％ 활성 중합체로 희석시, 2％ 황산암모늄 수용액 중의 용액 점도 74cps를 얻었다.
실시예 2
폐수의 정화도를 개선하는데 있어서 실시예 1의 절차를 따라 합성된 더 높은 고분자 고형분 중합체의 증가된 유효성을 결정하기 위해, 동물 사료 생산 시설에서 단지 시험법(jar test)을 행하였다. 처리되지 않은 배출물의 200ml 채집 표본을 수용장(reception pit) 전의 시설에서 오수지(sump)로부터 취하였다. 적절한 양의 중합체를 pH 7.1에서 표본에 가하였다. 용액을 5초간 격렬하게 혼합한 다음, 천천히 30초간 혼합하였다.
상청액의 정화도를 1 내지 10의 지정값으로 시각적 평가에 의해 결정하였는데, 여기서 10은 고형분이 거의 없는 것이고 가장 바람직한 상태이다. 플록(floc) 크기도 시각적 평가에 기초하고 있는데, 더 큰 플록(더 큰 숫자)이 더 바람직하다.
표 I은 중합체 A(20％ 활성 분산 중합체 DR-3000, 스페인의 Derypol S.A. Corporation으로부터 구입가능)와 중합체 B(25％ 활성 분산 중합체, 실시예 1에 기술된 절차에 따라 합성) 간의 비교 결과를 보여준다. 상기 두 중합체의 분자량은 중합체 A 및 중합체 B가 0.125N NaNO3 용액 중에서 기록된 바와 같이 등가의 감소된 비(比) 점도 측정값을 갖는다는 사실에 기초하여 동일한 것으로 간주되었다.
표 I에서 생성물의 투입량을 동일한 중합체 활성 기준에 맞추었다. 상기 중 합체들이 같은 화학적 조성 및 분자량을 가지므로 일반적으로 활성 기준 상 동일한 성능이 기대되지만, 이 경우에는 시판되는 중합체 A에서 얻어진 값에 대한 본 발명의 중합체 B의 유효성 및 효율의 증가가 명백하다. 중합체 A에 비하여 더 우수한 플록 크기 및 물 정화도를 중합체 B에게서 얻었으므로, 현저하게 더 낮은 처리 용량을 이용할 수 있다.
이 놀라운 결과는 25％ 농도 값에서 얻어졌다. 당업계의 숙련자라면 이러한 놀랍게도 큰 결과를 인식하고, 이후에 더 높은 농도에서도 이러한 증대 효과를 발생시킬 것이라는 것을 이해할 것이다.
처 리 투입량(ppm)1 플록 크기2 상청액 정화도3
중합체 A 2 5 5
중합체 A 3 6 6
중합체 A 4 7 7
중합체 A 5 7.5 7.5
중합체 A 6 8 8
중합체 B 2.5 7 7
중합체 B 3 8 8
중합체 B 3.75 9 9
중합체 B 5 9 9
중합체 B 6.25 9 9
중합체 A = 20％ 활성 분산 중합체 DR-3000, 스페인 Derypol S.A. Corporation으로부터 구입가능 중합체 B = 25％ 활성 분산 중합체, 실시예 1에서 기술된 절차에 따라 합성 1 = 동일한 활성 기준으로 나열된 중합체 투입량 2 = 척도 1-10, 10이 가장 큰 플록 크기를 나타내며 가장 바람직함 3 = 척도 1-10, 10이 가장 높은 정화도를 나타내며 가장 바람직함

실시예 3
실시예 1의 절차에 따라 합성된 중합체 비교는 식품 생산 시설의 트윈 벨트 프레스위에서 슬러지의 탈수 목적 처리로서 유효성에 대해서도 행해졌다.
중합체 A 및 중합체 B를 라텍스 중합체로의 시도를 위해 사전에 사용된 NALMAT 투입시스템(미국 일리노이주 네이퍼빌 소재의 Nalco Chemical Co.로부터 구입가능)을 이용하여 식가공 폐수 스트림에 공급하였다. 먼저 희석을 행하였고 중합체를 희석 용액으로서 제조하였다. 중합체 B의 용액은 훨씬 더 높은 브룩필드(Brookfield) 점도로 인하여 중합체 A보다 더 낮은 농도에서 제조되어야 했다. 일차 희석 중합체를 먼저 NALMAT 투입 시스템으로 준비하고 이어서 더 낮은 농도에 도달하기 위해 정적 혼합기(static mixer)로 이차 희석을 하였다. 상기 두 희석 농도가 표 II의 결과에 나타나 있다.
벨트 필터 프레스로부터 방출된 여액의 탁도를 Hach(등록상표) DR-2000 분광광도계로 측정하였다. 탁도 판독값이 더 낮을수록 더 우수한 중합체 성능을 나타낸다. 케이크 고형분(벨트 필터 프레스의 출구에서의 최종 슬러지)를 표준 절차에 따라 중력계로 결정하였다. 케이크 고형분이 많을수록, 제거된 고형분 폐수(또는 슬러리)를 탈수하는 데 본 처리가 더욱 효과적이었다. 케이크 고형분은 중합체의 성능이 불량하고 고형분의 상당량이 기계로부터 짜내어진 경우 인위적으로 높일 수 있다. 그러므로 중합체의 전반적 성능이 고려되어야 한다. 벨트 프레스의 성능이 시각적 평가에 상당히 의존하기 때문에, 하기 매개변수들을 측정하였다: 플록 크기 및 형상; 자연배수 대역(free-drainage zone) 정화도; 웨지(wedge) 대역 슬러지 안정도(압착); 및 프레스 대역 안정도(케이크 점착성 및 매트(mat) 특성 포함).
이러한 결과를 표 II에 나타내었다. 시판되는 중합체 A에 대하여 중합체 B의 경우 개선된 성능을 얻었다. 중합체 B로의 처리 결과, 케이크 고형분은 중합체 A와 유사하였다. 그러나, 중합체 B의 경우 전반적 품질이 우수하고, 상기 벨트에는 블라인딩(즉, 막힌 벨트)이 없었고 여액의 정화도는 중합체 A와 비교시 더 낮은 투입량에서 더 우수하였다. 실시예 2에서와 같이, 상기 중합체들이 동일한 화학적 조성 및 분자량을 가지므로 활성 기준상 동일한 성능을 일반적으로 기대할 것이다. 그러나, 본 발명의 중합체 B의 경우 시판되는 중합체 A로 얻어진 것에 대하여 유효성 및 효율성의 증가가 명백하였다.
처 리 투입량1 (ppm) 용액 농도2 (％) 시각적 성능 케이크 고형분3 (％) 탁도4 (NTU)
중합체 A 56 0.4/0.16 과량투입 N/A 267
중합체 A 34 0.4/0.16 과량투입 20.7 269
중합체 A 24 0.4/0.16 양호 21 242
중합체 A 22 0.4/0.16 기준미달 18.6 277
중합체 A 20 0.4/0.16 부족량투입 N/A N/A
중합체 B 33.4 0.18/0.04 양호-여전히 과량투입 19.2 175
중합체 B 26 0.18/0.04 우수 19.7 262
중합체 B 21.25 0.18/0.06 최우수 20.8 217
중합체 B 14.25 0.14/0.03 우수 18 131
N/A = 불가능 중합체 A = 20％ 활성 분산 중합체 DR-3000, 스페인 Derypol S.A. Corporation으로부터 구입가능 중합체 B = 25％ 활성 분산 중합체, 실시예 1에서 기술된 절차에 따라 합성 1 = 동일한 활성 기준으로 나열된 중합체 투입량 2 = 활성 중합체의 용액 농도로서 나열. 처음 숫자는 일차 희석, 두번째 숫자는 이차 희석을 나타냄 3 = 케이크 고형분의 더 높은 백분율이 더 바람직함 4 = 더 낮은 탁도가 더 바람직함

실시예 4
실시예 1의 절차에 따라 합성된 중합체를 폐수처리 시설에서 유성 그리스 함유 폐수로부터 원심분리과정에서 슬러지를 탈수시키는 능력에 대해서도 비교하였다.
중합체 A 및 중합체 B를 기어 펌프를 사용하여 인라인 공급되었다. 이러한 형태의 설치의 경우, 투입량 변화는 자동적으로 표 III에 나타낸 바와 같은 용액 농도 변화를 일으킬 것이다.
원심분리액(원심분리로부터의 배출수) 정화도 및 케이크 품질을 시각 기준으로 질적으로 비교하였고 그 결과를 표 III에 요약하였다. 우수한 성능을 양 중합체에 대하여 얻었지만, 중합체 B가 더 우수하였다.
표 III에 대하여, 원심분리액 정화도 값이 더 낮을 수록, 중합체의 성능은 더 우수하였다. 원심분리액 정화도가 동일 투입량에서 두 중합체간에 동일할지라도, 중합체 B는 투입량 범위에 걸쳐 더 높은 케이크 품질(더 건조한 케이크, 점착성이 덜함, 더 밀함)로 인하여 더 우수하였다. 이러한 예에서, 종전 실시예에서와 같이 일반적으로, 상기 중합체들이 동일한 화학적 조성 및 분자량을 가지므로 활성 기준상 동일한 성능을 기대할 것이다. 표 III은 본 발명의 중합체 B가 시판되는 중합체 A의 경우 얻어진 것에 대하여 유효성 및 효율성이 증가되었음이 명백함을 보여준다.
처 리 투입량1 (ppm) 용액농도2 (％) 원심분리액 정화도3 케이크 고형분
중합체 A 71 0.24 1 좋음
중합체 A 58 0.20 2 좋음
중합체 A 45 0.15 3 좋음
중합체 B 91 0.2 0 중합체 A 보다 좋음
중합체 B 68 0.15 1
중합체 B 58 0.13 2
중합체 A = 20％ 활성 분산 중합체 DR-3000, 스페인 Derypol S.A. Corporation으로부터 구입가능 중합체 B = 25％ 활성 분산 중합체, 실시예 1에서 기술된 절차에 따라 합성 1 = 동일한 활성 기준으로 나열된 중합체 투입량 2 = 활성 중합체의 용액 농도로서 나열 3 = 척도 0-3, 0은 가장 높은 물 정화도를 나타내며 가장 바람직함

실시예 5
실시예 1의 절차에 따라 합성된 중합체를 철로로부터 무기물 오염된 토양에 대해서도 비교하였다. 실시예 2와 유사한 절차를 이용하여 표 IV의 결과를 얻었다.
표 IV에서 중합체의 투입량은 동일한 중합체 활성 기준에 맞추었다. 중합체들의 성능을 플록 크기(가장 큰 플록 크기가 가장 바람직함), 슬러지 침강 속도(침강속도가 빠를수록 더 바람직함), 전단에 대한 플록 안정도(전단에 대한 저항성이 더 강할수록 더 바람직함) 및 배수 속도(배수된 물의 체적이 가장 클 경우 가장 바람직함)의 견지에서 평가하였다. 상기 중합체들이 동일한 화학적 조성 및 분자량을 가지므로, 일반적으로 동등한 성능이 기대되지만, 표 IV는 중합체 B가 시판되는 중합체 A의 경우에 얻어진 것 보다 유효성 및 효율성이 증가되었음이 명백함을 보여준다.
처 리 투입량1 (ppm) 용액농도2 (％) 플록크기 형성3 침강 속도4 플록 안정도5 탈수 속도 (ml/m)6
중합체 A 500 0.30 작음 느림 약함 35
중합체 A 500 0.16 작음 느림 약함
중합체 A 500 0.10 매우작음 가장느림 약함
중합체 B 213 0.05 작음 상대적으로 빠름 양호
중합체 B 213 0.13 중간 빠름 양호
중합체 B 213 0.20 양호 빠름 양호 85
중합체 A = 20％ 활성 분산 중합체 DR-3000, 스페인 Derypol S.A. Corporation으로부터 구입가능 중합체 B = 25％ 활성 분산 중합체, 실시예 1에서 기술된 절차에 따라 합성 1 = 동일한 활성 기준으로 나열된 중합체 투입량 2 = 활성 중합체의 용액 농도로서 나열 3 = 더 큰 플록이 더 바람직함 4 = 더 빠름 침강이 더 바람직함 5 = 더 큰 플록 안정도가 더 바람직함 6 = 더 빠른 배수가 더 바람직함
실시예 6
실시예 1의 절차에 따라 합성된 중합체를 재생판지 공장에서 이들의 보류도 및 배수 능력에 대해서도 비교하였다.
중합체 A 및 중합체 B 둘 다 압력 스크린에 앞서서 인라인으로 직접 공급되었다. 단순한 정적 혼합기를 사용하여 중합체 용액을 제조하였다. 숙성 탱크는 요구되지 않았다.
상기 두 중합체의 성능을 제일 통과 보류도(First Pass Retension; FPR)를 측정하여 평가하였다. FPR은 종이 시트에 보유된 섬유, 미분 및 충진제의 양을 측정하는 것이며, 하기 식에 의해 계산된다:
％ FPR = [(A-B)/A] x 100
A = 헤드박스 지료의 농도 (g/l)
B = 화이트워터(즉, 여액) 의 농도(g/l)
가능한 한 높은 ％ FPR을 갖는 것이 바람직하다. 표 V에 명백하게 예시되었듯이, 중합체 A의 사용에 의해 얻어지는 것과 동일한 ％ FPR을 이루기위해 상당히 낮은 투입량의 중합체 B가 요구되므로 중합체 A보다 중합체 B가 더 효율적이다. 상기 중합체들이 동일한 화학적 조성 및 분자량을 가지므로 활성 기준으로 동일한 성능이 일반적으로 기대되지만, 이 경우에는 본 발명의 중합체 B가 시판되는 중합체 A에 대하여 얻어진 것보다 증가된 효율성을 가짐이 명백하다.
처 리 총보류도 FPR1 (％) 투입량2 (kg/t)
중합체 A 37 0.15
중합체 A 54 0.3
중합체 A 50 0.3
중합체 B 48 0.13
중합체 B 48 0.13
중합체 B 52 0.19
중합체 A = 20％ 활성 분산 중합체 DR-3000, 스페인 Derypol S.A. Corporation으로부터 구입가능 중합체 B = 25％ 활성 분산 중합체, 실시예 1에서 기술된 절차에 따라 합성 1 = 제일 통과 보류도가 더 높은 것이 바람직함 2 = 동일한 활성기준으로 나열된 중합체 투입량

실시예 7
실시예 1의 방법에 따라 합성된 중합체를 제련소로부터 유성 슬러지를 탈수시키는 능력에 대해서도 비교하였다. 슬러지 표본을 탈수를 위해 사용되는 트윈 벨트 프레스 전에 모았다. 중합체를 하기 방식으로 수행된 자연배수 시험을 이용하여 평가하였다: 원하는 양의 중합체를 슬러지 200mL에 가하고 등급이 매겨진 실린더를 사용하여 10회의 역전시켜 혼합하였다. 상기 시험 하물을 필터의 상부에 놓여진 관에 붓고 즉시 시간을 재기 시작하였다. 10초 후 자연배수 용적을 기록하였다.
결과는 표 VI에 나타내었는데, 여기서 10초에서의 배수 용적이 주어진다. 더 큰 용적이 배수될수록, 탈수가 더 효율적이다. 표 VI에 명백하기 나타낸 바와 같이, 중합체 B는 활성기준으로 중합체 A를 능가하며, 이는 중합체 B가 더 효과적이고(더 높은 탈수 용적) 더 효율적(더 작은 투입량이 요구됨)이기 때문이다. 상기 중합체들이 동일한 화학적 조성 및 분자량을 가지므로 일반적으로 활성기준으로 동일한 성능이 예상되지만, 이 경우 본 발명의 중합체 B가 시판되는 중합체 A에 대하여 얻어진 것에 대하여 증가된 효율성을 가짐이 명백하다.
처 리 용 량1 (ppm) 탈수 용적2 (mL)(10초에서)
중합체 A 80 68
중합체 A 100 96
중합체 A 125 96
중합체 A 140 96
중합체 B 75 95
중합체 B 87.5 107
중합체 B 100 108
중합체 B 112.5 108
중합체 B 125 95
중합체 A = 20％ 활성 분산 중합체 DR-3000, 스페인 Derypol S.A. Corporation으로부터 구입가능 중합체 B = 25％ 활성 분산 중합체, 실시예 1에서 기술된 절차에 따라 합성 1 = 동일한 활성기준으로 나열된 중합체 투입량 2 = 더 높은 배수이 더 바람직함
하기 청구항에 정의된 바와 같은 본 발명의 개념 및 범위를 벗어나지 않고 본 명세서에서 기술된 본 발명의 방법의 상기 조성, 작동 및 배열을 변화시킬 수 있다.

Claims (36)

  1. 25 중량% 이상의 중합체 고체를 함유하는 수용성 양이온성 중합체 분산액의 효과량을 폐수에 첨가하는 단계를 포함하며, 상기 수용성 양이온성 중합체 분산액은 2종 이상의 안정제 중합체 존재 하에 음이온성 염의 수용액 중의 자유 라디칼 형성 조건에서 단량체를 중합하여 제조되며, 상기 단량체는
    (a) 하기 화학식 I의 양이온성 단량체 5 몰% 이상,
    <화학식 I>
    Figure 112006035619824-pct00019
    (b) 하기 화학식 II 의 단량체
    <화학식 II>
    Figure 112006035619824-pct00020
    [식 중, R1은 H 및 CH3로 이루어진 군으로부터 선택되고, R2 및 R3은 C1 알킬 및 C2 알킬로부터 선택되고, A1은 O이고, B1은 C2 알킬 또는 C3 알킬이고, X1 -은 상대 음이온이고, R4는 H 또는 CH3이고, R5 및 R6은 C1 알킬 및 C2 알킬로부터 선택되고, R7은 H, C1 알킬 또는 C2 알킬이고, A2는 O이고, B2은 C2 알킬 또는 C3 알킬이고, X2 -은 상대 음이온임] 및
    (c) 아크릴아미드 또는 메타크릴아미드 5 몰% 이상
    으로 이루어지는 군으로부터 선택되며,
    상기 안정제 중합체는 음이온성 염의 수용액에 적어도 부분적으로 가용성인 양이온성 중합체이며,
    상기 안정제 중합체가
    (a) 디알릴디메틸암모늄 클로라이드와 하기 화학식 I의 단량체로 이루어지는 하나 이상의 양이온성 중합체 및
    <화학식 I>
    Figure 112006035619824-pct00021
    (b) 하기 화학식 II의 양이온성 단량체로 이루어지는 하나 이상의 양이온성 중합체
    <화학식 II>
    Figure 112006035619824-pct00022
    [식 중, R1은 H 또는 CH3이고, R2 및 R3은 C1 알킬 및 C2 알킬로부터 선택되고, A1은 O이고, B1은 C2 알킬 또는 C3 알킬이고, X1 -은 상대 음이온이고, R4는 H 또는 CH3이고, R5 및 R6은 C1 알킬 및 C2 알킬로부터 선택되고, R7은 H, C1 알킬 또는 C2 알킬이고, A2는 O이고, B2은 C2 알킬 또는 C3 알킬이고, X2 -은 상대 음이온임]
    를 포함하는 것인, 폐수의 정화 및 탈수 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 음이온성 염이 인산염, 황산염, 클로라이드 및 이들의 혼합물로부터 선택된 것인 방법.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 25 중량% 이상의 중합체 고체를 함유하는 수용성 양이온성 중합체 분산액의 효과량을 지료 공정수에 첨가하는 단계를 포함하며, 상기 수용성 양이온성 중합체 분산액은 2종 이상의 안정제 중합체 존재 하에 음이온성 염의 수용액 중의 자유 라디칼 형성 조건에서 단량체를 중합하여 제조되며, 상기 단량체는
    (a) 하기 화학식 I의 양이온성 단량체 5 몰% 이상,
    <화학식 I>
    Figure 112006035619824-pct00023
    (b) 하기 화학식 II 의 단량체
    <화학식 II>
    Figure 112006035619824-pct00024
    [식 중, R1은 H 및 CH3로 이루어진 군으로부터 선택되고, R2 및 R3은 C1 알킬 및 C2 알킬로부터 선택되고, A1은 O이고, B1은 C2 알킬 또는 C3 알킬이고, X1 -은 상대 음이온이고, R4는 H 또는 CH3이고, R5 및 R6은 C1 알킬 및 C2 알킬로부터 선택되고, R7은 H, C1 알킬 또는 C2 알킬이고, A2는 O이고, B2은 C2 알킬, C3 알킬 또는 C4 알킬이고, X2 -은 상대 음이온임] 및
    (c) 아크릴아미드 또는 메타크릴아미드 5 몰% 이상
    으로 이루어지는 군으로부터 선택되며,
    상기 안정제 중합체는 음이온성 염의 수용액에 적어도 부분적으로 가용성인 양이온성 중합체이며,
    상기 안정제 중합체가
    (a) 디알릴디메틸암모늄 클로라이드와 하기 화학식 I의 단량체로 이루어지는 하나 이상의 양이온성 중합체 및
    <화학식 I>
    Figure 112006035619824-pct00025
    (b) 하기 화학식 II의 양이온성 단량체로 이루어지는 하나 이상의 양이온성 중합체
    <화학식 II>
    Figure 112006035619824-pct00026
    [식 중, R1은 H 또는 CH3이고, R2 및 R3은 C1 알킬 및 C2 알킬로부터 선택되고, A1은 O이고, B1은 C2 알킬 또는 C3 알킬이고, X1 -은 상대 음이온이고, R4는 H 또는 CH3이고, R5 및 R6은 C1 알킬 및 C2 알킬로부터 선택되고, R7은 H, C1 알킬 또는 C2 알킬이고, A2는 O이고, B2은 C2 알킬 또는 C3 알킬이고, X2 -은 상대 음이온임]
    를 포함하는 것인, 지료 공정수의 보류도 및 탈수성을 개선시키는 방법.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 제1항에 있어서, 상기 폐수에 유효량의 1종 이상의 응고제를 첨가하는 단계를 더 포함하는 방법.
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 제1항에 있어서, 상기 폐수가 산업 폐수 및 도시 폐수로부터 선택된 것인 방법.
  19. 삭제
  20. 삭제
  21. 제18항에 있어서, 상기 산업 폐수가 식가공 폐수, 유성 폐수, 제지공장 폐수 및 무기물 오염 폐수로부터 선택된 것인 방법.
  22. 삭제
  23. 삭제
  24. 삭제
  25. 삭제
  26. 삭제
  27. 삭제
  28. 삭제
  29. 삭제
  30. 삭제
  31. 삭제
  32. 제1항에 있어서, 상기 양이온성 분산액 중합체가
    (a) 디메틸아미노에틸아크릴레이트 벤질 클로라이드 4급염 5 몰% 이상;
    (b) 디메틸아미노에틸아크릴레이트 메틸 클로라이드 4급염; 및
    (c) 아크릴아미드 5 몰% 이상
    으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 단량체로부터 제조된 것인 방법.
  33. 제1항에 있어서, 상기 안정제 중합체가 디메틸아미노에틸아크릴레이트 메틸 클로라이드 4급염의 단독중합체 및 디메틸아미노에틸아크릴레이트 벤질 클로라이드 4급염과 디알릴디메틸암모늄 클로라이드의 공중합체인 방법.
  34. 제8항에 있어서, 상기 음이온성 염이 인산염, 황산염, 클로라이드 및 이들의 혼합물로부터 선택된 것인 방법.
  35. 제8항에 있어서, 상기 양이온성 분산액 중합체가
    (a) 디메틸아미노에틸아크릴레이트 벤질 클로라이드 4급염 5 몰% 이상;
    (b) 디메틸아미노에틸아크릴레이트 메틸 클로라이드 4급염; 및
    (c) 아크릴아미드 5 몰% 이상
    으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 단량체로부터 제조된 것인 방법.
  36. 제8항에 있어서, 상기 안정제 중합체가 디메틸아미노에틸아크릴레이트 메틸 클로라이드 4급염의 단독중합체 및 디메틸아미노에틸아크릴레이트 벤질 클로라이드 4급염과 디알릴디메틸암모늄 클로라이드의 공중합체인 방법.
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