JPS6036840B2 - 有機汚泥脱水助剤 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は有機汚泥脱水助剤に関するものであり、さらに
詳しくは、炉布を用いる脱水機に好適な有機汚泥脱水勤
剤に関するものである。

有機汚泥の脱水助剤として腸イオン性の合成高分子化合
物、例えば水溶性の、ポリアクリルアミドのマンニッヒ
変性物、ポリアルキレンポリアミンの縮合物又はジメチ
ルアミノヱチルメタクリレートもしくはその第４級化物
の重合体、あるいはジメチルアミノエチルメタクリレー
トもしくはその第４級化物とアクリルアミドの共重合体
が、主として用いられている。

これらの有機合成高分子化合物は旧釆の無機脱水助剤に
比べて、使用の際の添加量が少なくてすみ、したがって
発生するケーキの量が少量となる。また、有機質の脱水
助剤を用いて得られる汚泥には無機質の混入が少なく、
無機質の脱水勤剤を使用して得られる汚泥に〈らべてそ
の焼却が容易となる。しかし、従来、脱水助剤として使
用される高分子化合物は、水系で使用することから、水
に添加した際、完全に透明となる水溶性の高分子化合物
であり、水に熔解しない高分子化合物や乳濁状にしかな
らない高分子化合物は有効とは考えられていなかった。
従来の水溶性の有機合成高分子化合物は、真空脱水機、
加圧脱水機のような炉布を用いる脱水機を用いて汚泥を
脱水するために添加すると、無機脱水助剤を添加した場
合に比べて脱水ケーキの収量が悪く、脱水ケーキの含水
率が高くなるとともに、ケーキの剥離性が劣ることが最
大の欠点である。したがって、従来の上述した様な有機
合成高分子化合物は炉布を用いる脱水機用の脱水助剤と
しては用いられておらず、炉布を用いない遠心脱水機用
の脱水助剤として用いられているにすぎない。炉布を使
用しない遠心脱水機は、炉布を使用する真空脱水機や加
圧脱水機に比べて一般に脱水ケーキの含水率が高く、脱
水効率が悪いという欠点を有している。本発明の目的は
、ケーキ収量が良く、脱水ケーキの含水率も低くかつ、
脱水ケーキの炉布からの剥離性の良いものを提供するこ
とにある。

本発明の脱水助剤は 次式： （式中、Ｒは水素原子又は低級アルキル基を示す。

）で表わされる構成単位と 次式：（式中、ＲＩは水素
原子又は低級アルキル基、Ｒ２は低級アルキレン基、Ｒ
３，Ｒ４は低級アルルキル基、Ｒ５はペンジル基を示し
、Ｘは陰性基を示す。

）で表わされる構成単位とを含む共重合体であって、残
基（０）のモル分率が０．１〜０．５で、共重合体の０
．２重量％水溶液が乳濁液となるところの共重合体を成
分とする有機汚泥脱水籾剤である。本発明の脱水助剤は
、例えばアクリロニトリル又はＱ−低級ァルキル置換ア
クリロニトリルとジアルキルベンジルアミノアルキルア
クリレート又はジアルキルベンジルアミノ−Ｑ−低級ア
ルキル置換−ァクリレートとを、水に溶解させ、酸素を
排除して、開始剤の存在下に、加溢して反応させること
により製造される。

Ｑ−低級アルキル置換アクリロニトリルの低級アルキル
は炭素数１〜３のアルキル基であり、Ｑ−低級アルキル
置換アクリロニトリルとしては、特にメタクリロニトリ
ルが好ましい。また、ジアルキルベンジルアミノアルキ
ルアクリレート又はジアルキルベンジルアミノーＱ−低
級ァルキル置換ーアクリレートとしては、例えば、ジメ
チルベンジルアミノエチルアクリレート（ジメチルベン
ジルアクリロイルオキシヱチルアンモニウム塩）ジメチ
ルベンジルアミノエチルメタクリレート（ジメチルベン
ジルメタクリロイルオキシエチルアンモニウム塩）ジエ
チルベンジルアミノエチルアクリレート（ジヱチルベン
ジルアクリロイルオキシエチルアンモニウム塩）ジエチ
ルベンジルアミノエチルメタクリレート（ジエチルベン
ジルメタクリロイルオキシエチルアンモニウム塩）ジメ
チルベンジルアミノプロピルアクリレート（ジメチルベ
ンジルアクリロイルオキシプロピルアンモニウム塩）ジ
メチルベンジルアミノプロピルメタクリレート（ジメチ
ルベンジルメタクリ。

イルオキシプロピルアンモニウム塩）などが挙げられる
。

上記アンモニウム塩の陰性基としては水酸基（ＯＨ‐、
ハロゲンイオン（ＣＩ‐，Ｂｒ‐および１‐）又は有機
酸もしくは無機酸中の陰性基などがある。本発明の共重
合体は、前記の残基（１）および（０）と他の構成単位
たとえばアクリルアミド、スチレンなどの多元共重合体
であってもよい。本発明の共重合体の構成単位である （式中、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５および×は前に
定義したとおりである。

）のモル分率は、０．１〜０．５となるように製造する
。モル分率が０．５を越える・と脱水助剤を使用して得
られる脱水ケーキの炉布からの剥離性が悪くなり、０．
１未満になると共重合体中の疎水性基の割合が増大し、
英重合体が水に不溶となる。最も好ましい、上記のモル
分率は０．２〜０．４である。また、本発明の共重合体
は純水に添加して鷹拝する際乳化状（乳濁状）になるも
のを使用する。低濃度でも乳濁状になるが、肉眼で簡単
に判断するために、共重合体を０．２重量％濃度になる
ように純水と混合する。そしてこの混合によって液が透
明なものは共重合体が完全にとげた状態でありこのよう
な共重合体は従来の水溶性高分子化合物と同様な作用効
果を有し、脱水剤として使用した場合炉布からのケーキ
の剥離性が悪い。また混合した際、溶けずに英重合体が
懸濁状態のものはカチオン性を示さず脱水効果は示さな
い。ところが、乳化状態（白色不透明）のものは脱水性
、剥離性が良く、脱水剤として適している。なお、水に
添加した際溶解した状態か、乳濁状かは肉眼でも判断で
きるが、濁度を測定することにより一層明確になる。好
ましい共重合体は共重合体を水に添加し１加持間静層後
の濁度が２０度以上のものであり、２０度より小さいと
水溶一性の重合物の性質に近くなり脱水効果は低下する
。また、完全に不熔性の重合物は水に添加した際懸濁状
になるが、１斑時間静暦すると沈降して濁度は２０度以
下となるので区別できる。脱水ケーキの剥離性に関して
は、（式中、Ｒは前記の意味を有する。

）なる構成単位が重要な役割を果すものと考えられ、単
量体として例えば、アクリルアミド、スチレンなどを共
重合させて得られる共重合体に比べて、本発明脱水助剤
はすぐれた剥離性を示す。本発明の脱水助剤は、溶液の
状態で脱水助剤として適用することもできるが、粉末化
した後、適用することもできる。

粉末化するには、例えば、反応混合物を水溶性の有機溶
媒と混合することにより共重合体のみを析出させて取り
出し、乾燥することにより行なう。この共重合体は有機
汚泥、例えば下水、し尿、産業廃水のような汚水を生物
学的に処理して浄化した際に発生する、消化汚泥、余剰
汚泥、生汚泥またはこれらの混合物などのような有機物
を含む汚泥を脱水する際の助剤として使用される。

脱水機としては加圧脱水機、真空脱水機のような炉布を
用いる脱水機を使用すると好適であるが、従来の助剤に
比べて脱水ケーキの含水率を低くすることができ、遠心
脱水機にも適用できる。汚泥にこの脱水助剤（通常、０
．１〜１％溶液を使用する。）を添加し、蝿拝して、脱
水機に供給し脱水する。添加量は汚泥中の個形物量に対
し、０．５〜５重量％好ましくは２〜４重量％がよい。
この脱水助剤を使用すると炉布から脱水ケーキが良好に
剥離し、炉布の目づまりを起すことなく真空脱水機、加
圧脱水機を使用することができる。そして脱水機の性能
とこの脱水助剤の作用とによってケーキ収量、含水率を
向上させることもでき、したがって汚泥の脱水を効率よ
く行なうことができる。比較例 アクリロニトリルとジメチルベンジルメタクロイルオキ
シエチルアンモニウム・クロリドをモル比で３：７、単
量体濃度をａＭとして１００の‘の水に溶解し、三ッ口
のセパラブルフラスコに入れた。

フラスコ内の空気を窒素ガスで置換した後、開始剤を添
加し、５０ｑｏで１即時間重合させた。重合反応液を取
り出しアセトンと混合して析出した共重合体を分離、乾
燥して粉末化した。得られた共重合体を０．２重量％と
なるように純水に添加し、かきまぜると、該共重合体は
完全に溶解し、透明な溶液が得られた。実施例 １ アクリロニトリルとジメチルベンジルメタクロイルオキ
シエチルアンモニウム・クロリドのモル比を５：５とし
て、比較例と同様の条件下に重合反応を行なった。

反応後、比較例の操作に従って共重合体を粉末化した。
得られた粉末を０．２重量％となるように純水に添加し
、かきまぜると白色の乳濁液が得られた。乳濁液の濁度
は３５度であった。実施例 ２ アクリロニトリルとジメチルベンジルメタクロイルオキ
シエチルアンモニウム・クロリドのモル比を７：３とし
て、比較例と同様の条件下に重合反応を行い、粉末化し
た。

得られた粉末を０．２重量％となるように純水に添加し
、かきまぜると白色の乳濁液が得られた。乳濁液の濁度
は３００度であった。実施例 ３ 比較例および実施例１〜２において合成された共重合体
ならびに市販の凝集剤であるジメチルアミノェチルメタ
クリレート第４級化物の重合体およびアクリルアミドと
ジメチルアミノエチルメタクリレート第４級化物の共重
合体の真空脱水リーフテストを次の条件下に行なった。

圧力：４００側Ｈｇ、リーフ面積：３３．１７の、涙布
：敷島カンバスＮ−７４（敷島カンバス株式会社製）汚
泥量：５００舷、浸債時間：６万段 脱水時間：８親砂 使用した汚泥の性質は、懸濁固形分（ＳＳ）：３．１１
％、ｐＨ＝６．２であった。

結果を第１表に示した。表から本発明の乳濁性の共重合
体は、従来の水溶性の重合体と比較して剥離性、含水率
、炉過速度の点でかなりすぐれていることがわかる。第
１表実施例 ４ アクリルアミドとジメチルアミノエチルメタクリレート
第４級化物の共重合体（第２表中の従来例１）およびジ
メチルアミノエチルメタクリレート第４級化物の重合体
（同従来例２）、ならびにアクリロニトリルとジメチル
ベンジルメタクロイルオキシェチルアンモニウム・クロ
リドとの共重合体であって、モル比を３５：６５にした
もの（同比較例１）、モル比を４５：５５にしたもの（
同比較例２）、モル比を５５：４５にしたもの（同本発
明共重合体１）およびモル比を７０：３０にしたもの（
同本発明共重合体２）のそれぞれについて脱水ヌッチェ
試験を次のようにして行なった。

２００叫の汚泥に所定のポリマーを添加し、凝梓後９６
メッシュの炉布を敷いたヌッチェロートの中に汚泥を流
し込み、２０分後の炉液量を測定したさらに１分後汚泥
ケーキの一部をとって手絞り状態を観察した。

使用した汚泥の性質は、懸濁固形分（ＳＳ）：０．７１
％、ＰＨ６．６であった。

結果を第２表に示す。第 ２ 表第２表より明らかなよ
うに、本発明共重合体は従来の脱水肋剤に比べ、その炉
水性にすぐれ炉過後、手絞り状態の良好なフロックを与
え、延し、てはフロックさりこ圧搾して得られるケーキ
の含水率を低下せしめる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 次式： ▲数式、化学式、表等があります▼ （式中、Ｒは水素原子又は低級アルキル基を示す。 ）で表わされる構成単位と次式：▲数式、化学式、表等
   があります▼ （式中、Ｒ＾１は水素原子又は低級アルキル基、Ｒ＾２
   は低級アルキレン基、Ｒ＾３，Ｒ＾４は低級アルルキル
   基、Ｒ＾５はベンジル基を示し、Ｘは陰性基を示す。 ）で表わされる構成単位とを含む共重合体であつて、残
   基（II）のモル分率が０．１〜０．５で、共重合体の０
   ．２重量％水溶液が乳濁液となるところの共重合体を成
   分とする有機汚泥脱水助剤。