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JP4786558B2 - Polymer flocculant - Google Patents
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JP4786558B2 - Polymer flocculant - Google Patents

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JP4786558B2 JP2007007008A JP2007007008A JP4786558B2 JP 4786558 B2 JP4786558 B2 JP 4786558B2 JP 2007007008 A JP2007007008 A JP 2007007008A JP 2007007008 A JP2007007008 A JP 2007007008A JP 4786558 B2 JP4786558 B2 JP 4786558B2
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Description

本発明は下水もしくはし尿(以下、下水等と略記)等の微生物処理で生じる有機性汚泥の脱水に用いる新規な高分子凝集剤、並びに該高分子凝集剤を用いた汚泥の処理方法に関する。   The present invention relates to a novel polymer flocculant used for dehydration of organic sludge generated by microbial treatment such as sewage or human waste (hereinafter abbreviated as sewage), and a method for treating sludge using the polymer flocculant.

従来、下水等の微生物処理で生じる有機性汚泥(以下において、単に汚泥ということがある)の脱水においては、カチオン性高分子凝集剤が広く使用されてきた。しかし、近年、汚泥処理の効率化を目的とした汚泥集約処理が進む中、汚泥の送泥や貯留等で汚泥の脱水処理までに長時間を要し、汚泥の腐敗等で難脱水化が生じていることから、脱水性改善のために無機凝集剤と両性高分子凝集剤を併用する方法(例えば特許文献1、2参照)が提案され、広く用いられるようになっている。但し、該方法は、カチオン性高分子凝集剤を用いる方法と比較すると薬剤コストが高く、無機凝集剤の使用で発生する汚泥ケーキの増大や、焼却後の灰の増大などの問題があり、併用する無機凝集剤の低減が求められている。しかし、無機凝集剤量を低減すると汚泥凝集フロック(以下フロックと略記)の強度が低下して壊れやすく、含水率が上がる等の問題が生じる。
そこで、これらを解決すべく疎水性モノマーを共重合させた両性高分子凝集剤が提案されている(例えば特許文献2参照)。しかし、アニオン性、カチオン性および疎水性モノマーの共重合は、溶解性の違いから疎水性モノマーが均一に重合させ難く、疎水性モノマーの導入量が限られることから、強固なフロックを形成させる効果は不十分であった。
一方脱水機は、近年、臭気抑制やコンパクト化の点からベルトプレス脱水機からスクリュープレス脱水機に変わりつつある。スクリュープレス脱水機は、汚泥凝集フロックにかかるせん断力がより大きいため、ベルトプレス脱水機で主に使用されている従来のカチオン性高分子凝集剤では、フロック強度が弱く壊れやすいことから含水率が悪化する等の問題がある。
Conventionally, cationic polymer flocculants have been widely used in the dehydration of organic sludge (hereinafter sometimes simply referred to as sludge) generated by microbial treatment of sewage or the like. However, in recent years, while sludge consolidation for the purpose of improving the efficiency of sludge treatment has progressed, it takes a long time for sludge to be dewatered due to sludge transport and storage, etc., and sludge decay causes difficulty in dewatering. Therefore, in order to improve dewaterability, a method of using an inorganic flocculant and an amphoteric polymer flocculant in combination (for example, see Patent Documents 1 and 2) has been proposed and widely used. However, this method has a higher drug cost than the method using a cationic polymer flocculant, and there are problems such as an increase in sludge cake generated by the use of an inorganic flocculant and an increase in ash after incineration. Reduction of inorganic flocculants is required. However, if the amount of the inorganic flocculant is reduced, the strength of the sludge flocculation floc (hereinafter abbreviated as “floc”) is lowered and easily broken, resulting in an increase in water content.
In order to solve these problems, amphoteric polymer flocculants obtained by copolymerizing hydrophobic monomers have been proposed (see, for example, Patent Document 2). However, the copolymerization of anionic, cationic and hydrophobic monomers is difficult to uniformly polymerize hydrophobic monomers due to the difference in solubility, and the amount of hydrophobic monomers introduced is limited. Was insufficient.
On the other hand, in recent years, the dehydrator is changing from a belt press dehydrator to a screw press dehydrator in terms of odor control and downsizing. Since the screw press dehydrator has a greater shearing force on the sludge coagulation floc, the conventional cationic polymer flocculant mainly used in the belt press dehydrator has a low water content because it has a weak floc strength and is easily broken. There are problems such as worsening.

特開平2−180700号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2-180700 特開平11−156400号公報JP 11-156400 A

上記のとおり、近年の汚泥処理に使用される高分子凝集剤は、低添加量で、より強固なフロックを形成し、脱水後のケーキ含水率を低減する性能が求められている。
本発明の目的は、低添加量で強固なフロックを形成させて汚泥の処理効率を高めることができる高分子凝集剤を提供することにある。
As described above, a polymer flocculant used for sludge treatment in recent years is required to have a capability of forming a stronger floc with a low addition amount and reducing the moisture content of the cake after dehydration.
An object of the present invention is to provide a polymer flocculant capable of forming sluggish flocs with a low addition amount and enhancing the treatment efficiency of sludge.

本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意検討した結果、本発明に到達した。すなわち、本発明は、50〜85モル%の下記一般式(1)で表される繰り返し単位と、15〜50モル%の、1個の(メタ)アクリロイル基を有する化合物および1個のビニル基を有する芳香環含有ビニル化合物からなる群から選ばれる1種または2種以上の疎水性モノマー(b)からなる繰り返し単位を有する共重合体(A)を含有することを特徴とする高分子凝集剤

Figure 0004786558
[式中、XはOまたはNH;Qは炭素数2〜4のアルキレン基または炭素数2〜4のヒドロキシアルキレン基;R1はHまたはメチル基;R2、R3、R4はそれぞれ独立にH、炭素数1〜16のアルキル、アリールアルキルまたはアルキルアリール基;Z-は対アニオンを表す。]
;並びに、該高分子凝集剤を有機性汚泥に添加してフロックを形成させ、固液分離させることを特徴とする汚泥の処理方法である。 As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the present inventors have reached the present invention. That is, the present invention provides 50 to 85 mol% of a repeating unit represented by the following general formula (1), 15 to 50 mol% of a compound having one (meth) acryloyl group and one vinyl group. A polymer flocculant comprising a copolymer (A) having a repeating unit composed of one or more hydrophobic monomers (b) selected from the group consisting of aromatic ring-containing vinyl compounds having
Figure 0004786558
[Wherein X is O or NH; Q is an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms or a hydroxyalkylene group having 2 to 4 carbon atoms; R 1 is H or a methyl group; R 2 , R 3 and R 4 are each independently selected. And H, an alkyl, arylalkyl or alkylaryl group having 1 to 16 carbon atoms; Z represents a counter anion. ]
And a sludge treatment method characterized in that the polymer flocculant is added to organic sludge to form a floc and solid-liquid separation is performed.

本発明の高分子凝集剤は、有機性汚泥に少量添加、混合することにより、強固なフロックを形成させ、汚泥脱水処理後のケーキ含水率を大幅に低減するという効果を奏する。   The polymer flocculant of the present invention has the effect of adding a small amount to organic sludge and mixing it to form a strong floc and greatly reduce the moisture content of the cake after sludge dewatering treatment.

本発明における共重合体(A)は、50〜85モル%の下記一般式(1)で表される繰り返し単位と、15〜50モル%の、1個の(メタ)アクリロイル基を有する化合物および1個のビニル基を有する芳香環含有ビニル化合物からなる群から選ばれる1種または2種以上の疎水性モノマー(b)からなる繰り返し単位を有する。

Figure 0004786558
該(A)は、下記一般式(2)で表されるカチオン性モノマー(a)と、疎水性モノマー(b)からなるモノマーを有機溶媒中で共重合させてなる共重合体(A0)を、酸で中和もしくは4級化剤で4級化することにより形成される。
Figure 0004786558
式(1)、(2)中、XはOまたはNH、また、Qは炭素数(以下Cと略記)2〜4(好ましくは2〜3)のアルキレン基またはC2〜4(好ましくは2〜3)のヒドロキシアルキレン基を表す。QのCが4を超えると(A)の水への溶解性が悪くなる。 The copolymer (A) in the present invention is a compound having 50 to 85 mol% of a repeating unit represented by the following general formula (1) and 15 to 50 mol% of a (meth) acryloyl group and It has a repeating unit composed of one or more hydrophobic monomers (b) selected from the group consisting of an aromatic ring-containing vinyl compound having one vinyl group.
Figure 0004786558
The (A) is a copolymer (A0) obtained by copolymerizing a cationic monomer (a) represented by the following general formula (2) and a monomer comprising a hydrophobic monomer (b) in an organic solvent. It is formed by neutralization with an acid or quaternization with a quaternizing agent.
Figure 0004786558
In the formulas (1) and (2), X is O or NH, and Q is an alkylene group having 2 to 4 (preferably 2-3) carbon atoms (hereinafter abbreviated as C) or C2-4 (preferably 2 to 2). 3) a hydroxyalkylene group. When C of Q exceeds 4, the solubility of (A) in water becomes poor.

C2〜4のアルキレン基には、エチレン、n−およびi−プロピレン、1,2−、1,3−および2,3−ブチレンおよびテトラメチレン基が含まれ;C2〜4のヒドロキシアルキレン基には、ヒドロキシエチレン、1−および2−ヒドロキシプロピレン、1−ヒドロキシ−i−プロピレン、2−ヒドロキシメチルプロピレンおよび2−メチル−2−ヒドロキシプロピレン、並びに1−および2−ヒドロキシテトラメチレン基が含まれる。   C2-4 alkylene groups include ethylene, n- and i-propylene, 1,2-, 1,3- and 2,3-butylene and tetramethylene groups; C2-4 hydroxyalkylene groups , Hydroxyethylene, 1- and 2-hydroxypropylene, 1-hydroxy-i-propylene, 2-hydroxymethylpropylene and 2-methyl-2-hydroxypropylene, and 1- and 2-hydroxytetramethylene groups.

式(1)、(2)中、R1はHまたはメチル基を表し、フロック強度の観点から好ましいのはメチル基である。R2、R3、R4はそれぞれ独立にH、C1〜16(好ましくはC1〜10)の、アルキル、アリールアルキルまたはアルキルアリール基を表す。
Cが16を超えると(A)の水への溶解性が悪くなる。該アルキル基としては、例えばメチル、エチル、n−およびi−プロピル、n−、i−、sec−およびt−ブチル、n−、i−、sec−およびt−アミルおよびラウリル基;アリールアルキル基としては、例えばベンジルおよびフェニルエチル基;アルキルアリール基としては、例えばトルイル、エチルフェニルおよびクミル基が挙げられる。
フロック強度の観点からR2、R3、R4のうちの1つがHであることが好ましい。
In the formulas (1) and (2), R 1 represents H or a methyl group, and a methyl group is preferred from the viewpoint of floc strength. R 2 , R 3 and R 4 each independently represent H, C 1-16 (preferably C 1-10) alkyl, arylalkyl or alkylaryl groups.
When C exceeds 16, the solubility of (A) in water becomes poor. Examples of the alkyl group include methyl, ethyl, n- and i-propyl, n-, i-, sec- and t-butyl, n-, i-, sec- and t-amyl and lauryl groups; arylalkyl groups Examples include benzyl and phenylethyl groups; examples of alkylaryl groups include toluyl, ethylphenyl, and cumyl groups.
It is preferable that one of R 2 , R 3 and R 4 is H from the viewpoint of flock strength.

式(1)中、Z-としては、下記のもののアニオンが挙げられる。
(1)無機酸、例えばハロゲン化水素酸(例えばHF、HCl、HBrおよびHI)、硫酸、硝酸およびリン酸
(2)硫酸エステル、例えばC1〜30の硫酸エステル[例えばアルキルもしくはアルケ
ニル硫酸(例えばメチル硫酸、エチル硫酸、ラウリル硫酸、ミリスチル硫酸、パルミチル硫酸、ステアリル硫酸、オレイル硫酸、リノール硫酸およびセチル硫酸)および高級アルコール(C10〜20)のエチレンオキサイド(以下、EOと略記)1〜10モル付加物の硫酸エステル]
In formula (1), examples of Z include the following anions.
(1) inorganic acids such as hydrohalic acids (eg HF, HCl, HBr and HI), sulfuric acid, nitric acid and phosphoric acid (2) sulfate esters such as C1-30 sulfate esters [eg alkyl or alkenyl sulfates (eg methyl Sulfuric acid, ethyl sulfate, lauryl sulfate, myristyl sulfate, palmityl sulfate, stearyl sulfate, oleyl sulfate, linole sulfate and cetyl sulfate) and higher alcohols (C10-20) ethylene oxide (hereinafter abbreviated as EO) 1-10 mol adduct Of sulfate]

(3)スルホン酸、例えばC1〜30のスルホン酸〔例えばアルキル(C1〜10)スルホン酸(例えばメチルスルホン酸およびエチルスルホン酸)、アルキルアリール(C7〜30)スルホン酸[アルキルベンゼンスルホン酸、アルキルフェノールスルホン酸およびアルキルナフタレンスルホン酸]、高級アルキル(C10〜30)スルホン酸、高級脂肪酸エステル(C10〜30)スルホン酸、高級アルコールエーテル(C10〜30)スルホン酸、スルホコハク酸エステル、高級脂肪酸アミド(C10〜20)のアルキル(C1〜10)スルホン酸、アルキル(C1〜10)ジフェニルエーテルスルホン酸およびアルキル(C1〜10)ベンズイミダゾールスルホン酸〕 (3) Sulfonic acids such as C1-30 sulfonic acids [eg alkyl (C1-10) sulfonic acids (eg methylsulfonic acid and ethylsulfonic acid), alkylaryl (C7-30) sulfonic acids [alkylbenzenesulfonic acid, alkylphenolsulfone Acid and alkyl naphthalene sulfonic acid], higher alkyl (C10-30) sulfonic acid, higher fatty acid ester (C10-30) sulfonic acid, higher alcohol ether (C10-30) sulfonic acid, sulfosuccinic acid ester, higher fatty acid amide (C10 20) alkyl (C1-10) sulfonic acid, alkyl (C1-10) diphenyl ether sulfonic acid and alkyl (C1-10) benzimidazole sulfonic acid]

(4)リン酸エステル、例えばC1〜30のリン酸エステル〔例えばモノ−およびジアルキル(アルキルC1〜30)リン酸エステル、モノ−およびジアルケニル(アルケニルC1〜30)リン酸エステル、(ポリ)オキシアルキレン[EO1〜14モル付加および/またはプロピレンオキサイド(以下、POと略記)1〜9モル付加]アルキル(C1〜30)エーテルリン酸エステル、糖リン酸エステル(例えばグルコース−リン酸エステル、グルコースアミンリン酸エステル、マルトース−1−リン酸および蔗糖リン酸エステル)およびグリセリンリン酸(例えばホスファチジン酸) (4) Phosphate esters such as C1-30 phosphate esters [eg mono- and dialkyl (alkyl C1-30) phosphate esters, mono- and dialkenyl (alkenyl C1-30) phosphate esters, (poly) oxyalkylenes [EO 1-14 mol addition and / or propylene oxide (hereinafter abbreviated as PO) 1-9 mol addition] alkyl (C1-30) ether phosphate ester, sugar phosphate ester (eg glucose-phosphate ester, glucose amine phosphorus) Acid esters, maltose-1-phosphate and sucrose phosphate esters) and glycerin phosphate (eg phosphatidic acid)

(5)ホスホン酸、例えばC1〜30のホスホン酸〔例えばアルキル(C1〜10)ホスホン酸(例えばメチルホスホン酸およびエチルホスホン酸)、アルキルアリール(C7〜30)ホスホン酸(例えばアルキルベンゼンホスホン酸およびアルキルフェノールホスホン酸)、高級アルキル(C10〜30)ホスホン酸、高級脂肪酸エステル(C10〜30)のホスホン酸、高級アルコールエーテル(C10〜30)のホスホン酸、高級脂肪酸アミド(C10〜20)のアルキル(C1〜10)ホスホン酸、アルキル(C1〜10)ジフェニルエーテルホスホン酸およびアルキル(C1〜10)ベンズイミダゾールホスホン酸〕
(6)カルボン酸、例えばC1〜30のカルボン酸、例えば脂肪族[C1〜30のモノ−およびジカルボン酸、例えばギ酸、シュウ酸、酢酸、プロピオン酸、マレイン酸、フマル酸およびアジピン酸];脂環式[C4〜30のモノ−およびジカルボン酸、例えばシクロペンタン(ジ)カルボン酸およびシクロヘキサン(ジ)カルボン酸];および芳香(脂肪)族[C7〜30のモノ−およびジカルボン酸、例えば安息香酸、フタル酸、キシリレンジカルボン酸]
(5) Phosphonic acids, such as C1-30 phosphonic acids [eg alkyl (C1-10) phosphonic acids (eg methylphosphonic acid and ethylphosphonic acid), alkylaryl (C7-30) phosphonic acids (eg alkylbenzene phosphonic acid and alkylphenol phosphones) Acid), higher alkyl (C10-30) phosphonic acid, phosphonic acid of higher fatty acid ester (C10-30), phosphonic acid of higher alcohol ether (C10-30), alkyl of higher fatty acid amide (C10-20) (C1 10) Phosphonic acid, alkyl (C1-10) diphenyl ether phosphonic acid and alkyl (C1-10) benzimidazolephosphonic acid]
(6) Carboxylic acids such as C1-30 carboxylic acids such as aliphatic [C1-30 mono- and dicarboxylic acids such as formic acid, oxalic acid, acetic acid, propionic acid, maleic acid, fumaric acid and adipic acid]; Cyclic [C4-30 mono- and dicarboxylic acids such as cyclopentane (di) carboxylic acid and cyclohexane (di) carboxylic acid]; and aromatic (aliphatic) [C7-30 mono- and dicarboxylic acids such as benzoic acid , Phthalic acid, xylylene dicarboxylic acid]

これらのZ-のうち、(A)の水溶性の観点から好ましいのはスルホン酸のアニオン、およびさらに好ましいのは硫酸、ハロゲン(例えばCl-およびBr-)および硫酸エステル(例えばアルキルおよびアルケニル硫酸エステル)のアニオン、特に好ましいのは硫酸、Cl-、メチル硫酸およびエチル硫酸のアニオン、最も好ましいのは硫酸、Cl-である。 Of these Z , the anion of sulfonic acid is preferable from the viewpoint of the water solubility of (A), and more preferable are sulfuric acid, halogen (for example, Cl and Br ) and sulfuric acid esters (for example, alkyl and alkenyl sulfuric acid esters). ), Particularly preferred are sulfuric acid, Cl , methylsulfuric acid and ethylsulfuric acid anions, and most preferred are sulfuric acid and Cl .

前記カチオン性モノマー(a)としては例えば以下のもの、およびこれらの混合物が挙げられる。
(a1)(メタ)アクリレート[一般式(1)におけるXがOの場合]
1級アミノ基含有(メタ)アクリレート[C5〜20、例えばアミノエチル(メタ)アクリレートおよびアミノプロピル(メタ)アクリレート]、2級アミノ基含有(メタ)アクリレート[C6〜20、例えばメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、メチルアミノプロピル(メタ)アクリレートおよびアミノエチル(メタ)アクリレート]および3級アミノ基含有(メタ)アクリレート[C7〜20、例えばジメチルアミノエチル(メタ)
アクリレートおよびジメチルアミノプロピル(メタ)アクリレート]。
Examples of the cationic monomer (a) include the following, and mixtures thereof.
(A1) (Meth) acrylate [when X in the general formula (1) is O]
Primary amino group-containing (meth) acrylate [C5-20, such as aminoethyl (meth) acrylate and aminopropyl (meth) acrylate] Secondary amino group-containing (meth) acrylate [C6-20, such as methylaminoethyl (meth) ) Acrylates, methylaminopropyl (meth) acrylates and aminoethyl (meth) acrylates] and tertiary amino group-containing (meth) acrylates [C7-20, such as dimethylaminoethyl (meth)
Acrylate and dimethylaminopropyl (meth) acrylate].

(a2)(メタ)アクリルアミド化合物[一般式(1)におけるXがNの場合]
1級アミノ基含有(メタ)アクリルアミド[C5〜20、例えばアミノエチル(メタ)アクリルアミドおよびアミノプロピル(メタ)アクリルアミド]、2級アミノ基含有(メタ)アクリルアミド[C6〜20、例えばメチルアミノエチル(メタ)アクリルアミドおよびメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド]および3級アミノ基含有(メタ)アクリルアミド[C7〜20、例えばジメチルアミノエチル(メタ)アクリルアミドおよびジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド]。
(A2) (Meth) acrylamide compound [when X in the general formula (1) is N]
Primary amino group-containing (meth) acrylamide [C5-20, such as aminoethyl (meth) acrylamide and aminopropyl (meth) acrylamide] Secondary amino group-containing (meth) acrylamide [C6-20, such as methylaminoethyl (meth) ) Acrylamide and methylaminopropyl (meth) acrylamide] and tertiary amino group-containing (meth) acrylamide [C7-20, such as dimethylaminoethyl (meth) acrylamide and dimethylaminopropyl (meth) acrylamide].

これらのうち、工業上の観点から好ましいのは(a1)、さらに好ましいのは3級アミノ基含有(メタ)アクリレート、とくに好ましいのはジメチルアミノエチル(メタ)アクリレートである。   Among these, (a1) is preferable from an industrial viewpoint, tertiary amino group-containing (meth) acrylate is more preferable, and dimethylaminoethyl (meth) acrylate is particularly preferable.

前記疎水性モノマー(b)は、1個の(メタ)アクリロイル基を有する化合物(b1)および1個のビニル基を有する芳香環含有ビニル化合物(b2)からなる群から選ばれる1種または2種以上のモノマーである。ここにおいて、疎水性とは、20℃の水への溶解度が1g/水100g以下であることを意味し、以下において同じである。
(b)の水への溶解度が1g/水100gを超えて疎水性でなくなると、得られた高分子凝集剤を有機汚泥に添加しても強固なフロックが形成されない。
The hydrophobic monomer (b) is one or two selected from the group consisting of a compound (b1) having one (meth) acryloyl group and an aromatic ring-containing vinyl compound (b2) having one vinyl group These monomers. Here, hydrophobic means that the solubility in water at 20 ° C. is 1 g / 100 g or less of water, and the same applies hereinafter.
When the solubility of (b) in water exceeds 1 g / 100 g of water and becomes non-hydrophobic, a strong floc is not formed even when the obtained polymer flocculant is added to organic sludge.

(b1)としては以下のもの、およびこれらの混合物が挙げられる。
(b11)(メタ)アクリル酸エステル
C8以上かつ数平均分子量[以下、Mnと略記、測定はゲルパーミエイションクロマトグラフィー(GPC)法による。]1,000以下、例えば(メタ)アクリル酸アルキルエステル、(メタ)アクリル酸アルケニルエステル、および(メタ)アクリル酸ポリオキシプロピレンエステル:例えば、ブチルメタアクリレート、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸オクチル、(メタ)アクリル酸ドデシル、(メタ)アクリル酸ラウリル、(メタ)アクリル酸セチル、(メタ)アクリル酸ステアリル、(メタ)アクリル酸オレイル、ポリプロピレングリコール(Mn100〜800)の(メタ)アクリル酸エステル。
Examples of (b1) include the following and mixtures thereof.
(B11) (Meth) acrylic acid ester C8 or more and number average molecular weight [hereinafter abbreviated as Mn, measurement is by gel permeation chromatography (GPC) method. ] 1,000 or less, for example, (meth) acrylic acid alkyl ester, (meth) acrylic acid alkenyl ester, and (meth) acrylic acid polyoxypropylene ester: for example, butyl methacrylate, (meth) acrylic acid 2-ethylhexyl, ( (Meth) acrylic acid octyl, (meth) acrylic acid dodecyl, (meth) acrylic acid lauryl, (meth) acrylic acid cetyl, (meth) acrylic acid stearyl, (meth) acrylic acid oleyl, polypropylene glycol (Mn100-800) (Meth) acrylic acid ester.

(b12)C8〜24のN置換(メタ)アクリルアミド
N−アルキル置換(メタ)アクリルアミド、N−アルケニル置換(メタ)アクリルアミド、およびN−(ポリ)オキシプロピル置換(メタ)アクリルアミド;例えば、N,N−
ジエチル(メタ)アクリルアミド、N−2エチルヘキシル(メタ)アクリルアミド、N−オクチル(メタ)アクリルアミド、N−ドデシル(メタ)アクリルアミド、N−ラウリル(メタ)アクリルアミド、N−セチル(メタ)アクリルアミド、N−ステアリル(メタ)アクリルアミド、N−オレイル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジ(ポリ)オキシプロピル[(ポリ)オキシプロピル基はPO1〜3モル付加](メタ)アクリルアミド等。
(B12) C8-24 N-substituted (meth) acrylamides N-alkyl substituted (meth) acrylamides, N-alkenyl substituted (meth) acrylamides, and N- (poly) oxypropyl substituted (meth) acrylamides; for example, N, N −
Diethyl (meth) acrylamide, N-2 ethylhexyl (meth) acrylamide, N-octyl (meth) acrylamide, N-dodecyl (meth) acrylamide, N-lauryl (meth) acrylamide, N-cetyl (meth) acrylamide, N-stearyl (Meth) acrylamide, N-oleyl (meth) acrylamide, N, N-di (poly) oxypropyl [(poly) oxypropyl group added with 1 to 3 moles of PO] (meth) acrylamide and the like.

これらの(b1)のうち、疎水性、工業上および(a)との共重合性の観点から好ましいのは(b11)、さらに好ましいのはC8〜24の(メタ)アクリル酸アルキルおよびアルケニルエステル、とくに好ましいのは(メタ)アクリル酸ラウリル、−セチル、−ステアリルおよび−オレイルである。   Among these (b1), from the viewpoint of hydrophobicity, industrially and copolymerization with (a), (b11) is preferable, and more preferable are C8-24 alkyl (meth) acrylates and alkenyl esters, Particularly preferred are lauryl (meth) acrylate, -cetyl, -stearyl and -oleyl.

(b2)としては、以下のもの、およびこれらの混合物が挙げられる。
(b21)単環化合物
C8〜C13、例えばスチレン、α−メチルスチレン、β−メチルスチレン、メチルスチレン、ジメチルスチレン、トリメチルスチレン、ヒドロキシスチレン、メトキシスチレン、アセトキシスチレン、アリルベンゼン、アリルフェノールが挙げられる。
(b22)多環化合物
C12〜C15、例えばビニルナフタレン、ナフチルアクリル酸、ビニルナフトールが挙げられる。
これらの(b2)のうち工業上の観点から好ましいのは、スチレン、α−メチルスチレン、ヒドロキシスチレン、アセトキシスチレン、さらに好ましいのはスチレン、α−メチルスチレン、アセトキシスチレンとくに好ましいのはスチレンである。
Examples of (b2) include the following and mixtures thereof.
(B21) Monocyclic compounds C8 to C13, such as styrene, α-methylstyrene, β-methylstyrene, methylstyrene, dimethylstyrene, trimethylstyrene, hydroxystyrene, methoxystyrene, acetoxystyrene, allylbenzene, and allylphenol.
(B22) Polycyclic compounds C12 to C15, such as vinylnaphthalene, naphthylacrylic acid, and vinylnaphthol.
Of these (b2), styrene, α-methylstyrene, hydroxystyrene, and acetoxystyrene are preferable from the industrial viewpoint, and styrene, α-methylstyrene, and acetoxystyrene are more preferable, and styrene is particularly preferable.

共重合体(A0)には、本発明の効果を阻害しない範囲で必要により、(a)、(b)以外の、その他のエチレン性不飽和基含有モノマー(c)を構成単位として含有させることができる。(c)には、下記のモノマーおよびこれらの混合物が含まれる。
(c1)1個の不飽和基を有する水溶性化合物
ここにおいて水溶性とは、20℃の水への溶解度が1g/水100gを超えることを意味する。
(c11)(メタ)アクリレート
C5以上かつMn3,000以下、例えば水酸基含有(メタ)アクリレート[例えばヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール(重合度3〜50)モノ(メタ)アクリレートおよび(ポリ)グリセロール(重合度1〜10)モノ(メタ)アクリレート]、2−シアノエチル(メタ)アクリレート、メチル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート
If necessary, the copolymer (A0) may contain other ethylenically unsaturated group-containing monomer (c) as a constituent unit other than (a) and (b) as long as the effects of the present invention are not impaired. Can do. (C) includes the following monomers and mixtures thereof.
(C1) Water-soluble compound having one unsaturated group Water-soluble herein means that the solubility in water at 20 ° C. exceeds 1 g / 100 g of water.
(C11) (Meth) acrylate C5 or more and Mn 3,000 or less, for example, hydroxyl group-containing (meth) acrylate [for example, hydroxyethyl (meth) acrylate, diethylene glycol mono (meth) acrylate, polyethylene glycol (degree of polymerization 3 to 50) mono (meta ) Acrylate and (poly) glycerol (degree of polymerization 1 to 10) mono (meth) acrylate], 2-cyanoethyl (meth) acrylate, methyl (meth) acrylate, glycidyl (meth) acrylate

(c12)不飽和カルボン酸
モノカルボン酸[C3〜30、例えば(メタ)アクリル酸、ビニル安息香酸およびアリル酢酸]およびポリ(2価〜4価またはそれ以上)カルボン酸[C4〜30、例えば(無水)マレイン酸、フマル酸および(無水)イタコン酸]
(c13)不飽和スルホン酸
脂肪族スルホン酸[C2〜20、例えばビニルスルホン酸、(メタ)アリルスルホン酸];芳香族スルホン酸[C6〜20、例えばスチレンスルホン酸、α−メチルスチレンスルホン酸];スルホカルボン酸(例えばα−スルホアルカン酸およびスルホコハク酸)のアルケニルおよびアルキル(C1〜18)アルケニルエステル[C7〜30、例えばメチルビニル、プロピル(メタ)アリルおよびステアリル(メタ)アリルスルホサクシネート、(メタ)アリルスルホラウレート];スルホ基含有(メタ)アクリレート〔C4〜30、例えば(メタ)アクリロイルオキシアルカン(アルカンのCは2〜20)スルホン酸[
例えば2−(メタ)アクリロイルオキシエタンスルホン酸、2−および3−(メタ)アクリロイルオキシプロパンスルホン酸、2−および4−(メタ)アクリロイルオキシブタンスルホン酸、2−(メタ)アクリロイルオキシ−2,2−ジメチルエタンスルホン酸]、p−(メタ)アクリロイルオキシメチルベンゼンスルホン酸〕;スルホ基含有(メタ)アクリルアミド[C5〜30、例えば2−(メタ)アクリロイルアミノエタン−、プロパン−およびブタン−スルホン酸、3−(メタ)アクリロイルアミノプロパンスルホン酸、4−(メタ)アクリロイルアミノブタンスルホン酸、2−(メタ)アクリロイルアミノ−2,2−ジメチルエタンスルホン酸、p−(メタ)アクリロイルアミノメチルベンゼンスルホン酸];アルキル(C1〜20)(メタ)アリルスルホコハク酸エステル[C8〜28、例えばメチル(メタ)アリルスルホコハク酸エステル]等
(C12) Unsaturated carboxylic acids Monocarboxylic acids [C3-30, such as (meth) acrylic acid, vinylbenzoic acid and allylic acetic acid] and poly (divalent to tetravalent or higher) carboxylic acids [C4-30, such as ( Anhydrous) maleic acid, fumaric acid and (anhydrous) itaconic acid]
(C13) Unsaturated sulfonic acid Aliphatic sulfonic acid [C2-20, such as vinylsulfonic acid, (meth) allylsulfonic acid]; Aromatic sulfonic acid [C6-20, such as styrenesulfonic acid, α-methylstyrenesulfonic acid] Alkenyl and alkyl (C1-18) alkenyl esters of sulfocarboxylic acids (eg α-sulfoalkanoic acids and sulfosuccinic acids) [C7-30, eg methylvinyl, propyl (meth) allyl and stearyl (meth) allylsulfosuccinate, (Meth) allylsulfolaurate]; sulfo group-containing (meth) acrylate [C4-30, for example, (meth) acryloyloxyalkane (C in alkane is 2-20) sulfonic acid [
For example, 2- (meth) acryloyloxyethanesulfonic acid, 2- and 3- (meth) acryloyloxypropanesulfonic acid, 2- and 4- (meth) acryloyloxybutanesulfonic acid, 2- (meth) acryloyloxy-2, 2-dimethylethanesulfonic acid], p- (meth) acryloyloxymethylbenzenesulfonic acid]; sulfo group-containing (meth) acrylamide [C5-30, such as 2- (meth) acryloylaminoethane-, propane- and butane-sulfone Acid, 3- (meth) acryloylaminopropanesulfonic acid, 4- (meth) acryloylaminobutanesulfonic acid, 2- (meth) acryloylamino-2,2-dimethylethanesulfonic acid, p- (meth) acryloylaminomethylbenzene Sulfonic acid]; alkyl (C1- 0) (meth) allyl sulfosuccinate [C8~28, such as methyl (meth) allyl sulfosuccinate], etc.

(c14)C3〜7の(メタ)アクリルアミド化合物
(メタ)アクリルアミド、N−アルキル(C1〜3)(メタ)アクリルアミド[N−メチル、−エチル並びに−n−および−i−プロピル(メタ)アクリルアミド等]およびN−メチロール(メタ)アクリルアミド等
(c15)アミンイミド基を有する化合物
1,1,1−トリメチルアミン(メタ)アクリルイミド、1,1−ジメチル−1−エチルアミン(メタ)アクリルイミド、1,1−ジメチル−1−(2’−フェニル−2’−ヒドロキシエチル)アミン(メタ)アクリルイミドおよび1,1,1−トリメチルアミン(メタ)アクリルイミド等
(c16)上記以外の窒素原子含有不飽和基含有化合物
C3〜20、例えばアクリロニトリル、N−ビニルホルムアミド、N−ビニル−2−ピロリドン、ビニルイミダゾール、N−ビニルスクシンイミド、N−ビニルカルバゾール、ビニルアニリン、(メタ)アリルアミン、ジ(メタ)アリルアミン、2−ビニルピリジン、3−ビニルピペリジン、ビニルピラジンおよびビニルモルホリン
(C14) C3-7 (meth) acrylamide compound (meth) acrylamide, N-alkyl (C1-3) (meth) acrylamide [N-methyl, -ethyl, -n- and -i-propyl (meth) acrylamide, etc. And N-methylol (meth) acrylamide etc. (c15) Compound having amine imide group 1,1,1-trimethylamine (meth) acrylimide, 1,1-dimethyl-1-ethylamine (meth) acrylimide, 1,1- Dimethyl-1- (2′-phenyl-2′-hydroxyethyl) amine (meth) acrylimide and 1,1,1-trimethylamine (meth) acrylimide, etc. (c16) Other nitrogen atom-containing unsaturated group-containing compounds C3-20, such as acrylonitrile, N-vinylformamide, N-vinyl-2- Pyrrolidone, vinyl imidazole, N- vinyl succinimide, N- vinyl carbazole, vinyl aniline, (meth) allylamine, di (meth) allylamine, 2-vinylpyridine, 3-vinyl piperidine, vinyl pyrazine and vinyl morpholine

(c2)1個の不飽和基を有する疎水性化合物
C2〜7、例えば不飽和炭化水素[エチレン、プロピレンおよびその他のα−オレフィン(1−ブテン、1−ヘキセン、1−ヘプタン等)等]が挙げられる。
(c3)2個の不飽和基を含有する化合物
C10〜54、例えば不飽和炭化水素(ジビニルベンゼン等)、ジ(メタ)アクリレート[1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、(ポリ)エチレングリコール(C2以上かつMn1,200以下)ジ(メタ)アクリレート、(ポリ)プロピレングリコール(C3以上かつMn900以下)ジ(メタ)アクリレート等]
(C2) Hydrophobic compound having one unsaturated group C2-7, for example, unsaturated hydrocarbon [ethylene, propylene and other α-olefins (1-butene, 1-hexene, 1-heptane, etc.), etc.] Can be mentioned.
(C3) Compound containing two unsaturated groups C10-54, for example, unsaturated hydrocarbon (divinylbenzene, etc.), di (meth) acrylate [1,6-hexanediol di (meth) acrylate, (poly) ethylene Glycol (C2 or more and Mn 1,200 or less) di (meth) acrylate, (poly) propylene glycol (C3 or more and Mn 900 or less) di (meth) acrylate, etc.]

(c4)(メタ)アクリレート[前記一般式(1)におけるXがOの場合]のアミン塩
前記(a1)として例示したアミノ基含有(メタ)アクリレートの、無機酸(前記のもの)塩、有機酸(前記の硫酸エステル、スルホン酸、リン酸エステル、ホスホン酸、カルボン酸等)塩、およびこれらのアミノ基含有(メタ)アクリレートもしくはその塩を4級化剤[C1〜6のアルキル、C7〜16のアリールアルキルまたはC7〜16のアルキルアリールハロゲン化物、例えばメチルクロライド、エチルクロライド、ベンジルクロライド、フェネチルクロライド]で4級化してなる第4級アンモニウム塩
(c5)(メタ)アクリルアミド化合物[一般式(1)におけるXがNの場合]のアミン塩
前記(a2)として例示したアミノ基含有(メタ)アクリルアミドの、無機酸(前記のもの)塩、有機酸(前記のもの)塩、およびこれらのアミノ基含有(メタ)アクリルアミドもしくはその塩を4級化剤(上記のもの)で4級化してなる第4級アンモニウム塩
(C4) Amine salt of (meth) acrylate [when X in the general formula (1) is O] An inorganic acid (above) salt of an amino group-containing (meth) acrylate exemplified as the above (a1), organic Acid salts (sulfuric acid ester, sulfonic acid, phosphoric acid ester, phosphonic acid, carboxylic acid, etc.), and amino group-containing (meth) acrylates or salts thereof are converted into quaternizing agents [C1-6 alkyl, C7- A quaternary ammonium salt (c5) (meth) acrylamide compound [general formula (4) quaternized with 16 arylalkyls or C7-16 alkylaryl halides such as methyl chloride, ethyl chloride, benzyl chloride, phenethyl chloride] Amine salt in the case where X in 1) is N] Amino group-containing (meta) exemplified as (a2) above Inorganic acid (above) salts of acrylamide, organic acid (above) salts, and amino group-containing (meth) acrylamides or salts thereof are quaternized with a quaternizing agent (above). Quaternary ammonium salt

これらの(c)のうち、重合時の有機溶媒への溶解性、(A0)の水溶性の観点および工業上の観点から好ましいのは(メタ)アクリルアミド、ポリエチレングリコール(重合度3〜50)モノ(メタ)アクリレート;カチオン性を向上させる観点から好ましいのはジメチルアミエチル(メタ)アクリレートのメチルクロライドまたはベンジルクロライドで4級化してなる第4級アンモニウム塩;(A)中の、カチオン性基とアニオン性基によるイオン架橋によるフロック強度向上の観点から好ましいのは(メタ)アクリル酸;(A)を架橋または分岐構造とすることによる荷電密度向上の観点から好ましいのは2個の不飽和基を有する化合物である。また、後述するように、(A)に水溶性モノマーをグラフト反応させる観点から好ましいのはグリシジルメタクリレートである。   Of these (c), (meth) acrylamide, polyethylene glycol (polymerization degree: 3 to 50) mono are preferable from the viewpoint of solubility in an organic solvent during polymerization, water solubility of (A0) and industrial viewpoint. (Meth) acrylate; quaternary ammonium salt formed by quaternization with methyl chloride or benzyl chloride of dimethylamiethyl (meth) acrylate is preferred from the viewpoint of improving cationicity; and a cationic group in (A) From the viewpoint of improving floc strength by ionic crosslinking with an anionic group, (meth) acrylic acid is preferred; from the viewpoint of improving charge density by making (A) a crosslinked or branched structure, two unsaturated groups are preferred. It is a compound that has. As will be described later, glycidyl methacrylate is preferable from the viewpoint of grafting a water-soluble monomer to (A).

(A0)を構成する全モノマー中の、(a)の割合は、50〜85モル%、汚泥粒子表面の荷電中和および疎水性の観点から、好ましくは53〜83モル%、さらに好ましくは55〜80モル%、とくに好ましくは60〜78モル%;(b)の割合は、15〜50モル%、疎水性と親水性のバランスの観点から好ましくは17〜47モル%、さらに好ましくは20〜45モル%、とくに好ましくは22〜40モル%;(c)の割合は、好ましくは40モル%以下、さらに好ましくは30モル%以下、とくに好ましくは20モル%以下である。   The proportion of (a) in the total monomers constituting (A0) is preferably from 50 to 85 mol%, preferably from 53 to 83 mol%, more preferably from the viewpoint of charge neutralization and hydrophobicity on the sludge particle surface. -80 mol%, particularly preferably 60-78 mol%; the proportion of (b) is 15-50 mol%, preferably 17-47 mol%, more preferably 20-, from the viewpoint of the balance between hydrophobicity and hydrophilicity The proportion of 45 mol%, particularly preferably 22 to 40 mol%; (c) is preferably 40 mol% or less, more preferably 30 mol% or less, particularly preferably 20 mol% or less.

(A)は、まず、(a)と(b)を有機溶媒または有機溶媒と水の混合溶媒中で共重合させて(A0)とした後、酸で中和、もしくは4級化剤で4級化して4級アンモニウム塩とすることにより、製造することができる。
(A)を構成する、(a)、(b)および必要により(c)からなる各構成単位の割合および好ましい割合は、(A0)における上記それらの割合と同じである。
(A0)の製造方法としては、ラジカル重合法が挙げられ、工業的観点、分子量制御の観点から好ましいのは溶液滴下重合である。
溶液滴下重合としては、例えば溶媒の沸点下にモノマー、溶媒およびラジカル重合開始剤の溶液を滴下する方法(例えば特開平6−211942号公報)で製造することができる。
In (A), (a) and (b) are first copolymerized in an organic solvent or a mixed solvent of an organic solvent and water to give (A0), and then neutralized with an acid, or 4 with a quaternizing agent. It can manufacture by classifying into a quaternary ammonium salt.
The proportions and preferred proportions of the structural units comprising (A), (b) and optionally (c) constituting (A) are the same as those proportions in (A0).
The production method of (A0) includes a radical polymerization method, and solution dropping polymerization is preferable from the viewpoint of industrial viewpoint and molecular weight control.
The solution dropping polymerization can be produced, for example, by a method of dropping a monomer, a solvent and a radical polymerization initiator solution at the boiling point of the solvent (for example, JP-A-6-211942).

使用する溶媒としては、例えばアルコール(C1〜6、例えばメタノール、エタノール、n−およびi−プロピルアルコール)、ケトン(C3〜6、例えばアセトン、メチルエチルケトン)、テトラヒドロフラン(THF)、ジメチルホルムアミド(DMF)、これらの混合物、およびこれらと水との混合物等の極性溶媒、またはトルエン、キシレン等の非極性溶媒が挙げられる。
これらのうちでモノマーおよび開始剤の溶解性、重合後の脱溶媒のしやすさの観点から好ましいのはi−プロピルアルコール、メチルエチルケトンおよびこれらと水との混合溶媒である。さらに好ましいのはi−プロピルアルコール、メチルエチルケトンである。
Examples of the solvent used include alcohols (C1-6, such as methanol, ethanol, n- and i-propyl alcohol), ketones (C3-6, such as acetone, methyl ethyl ketone), tetrahydrofuran (THF), dimethylformamide (DMF), A polar solvent such as a mixture of these and a mixture of these with water, or a nonpolar solvent such as toluene or xylene can be used.
Of these, i-propyl alcohol, methyl ethyl ketone, and a mixed solvent thereof with water are preferable from the viewpoints of solubility of the monomer and initiator and ease of solvent removal after polymerization. More preferred are i-propyl alcohol and methyl ethyl ketone.

上記ラジカル重合開始剤としては、例えば水溶性アゾ開始剤〔例えばアゾビスアミジノプロパン(塩)[例えば、2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオンアミジン)ジハイドロクロライド、2,2’−アゾビス−(アミジノプロパン)ジハイドロクロライド]、アゾビスシアノバレリン酸(塩)および2,2’−アゾビス[2−(5−メチル−2−イミダゾリン−2−イル)プロパン](塩)〕、油溶性アゾ開始剤(例えばアゾビスシアノバレロニトリル、アゾビスイソブチロニトリルおよびアゾビスシクロヘキサンカルボニトリル)、水溶性過酸化物[無機過酸化物(過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウム、過酸化水素等)および有機過酸化物(過酢酸、t−ブチルハイドロパーオキシド等)]、油溶性過酸化物(例えばベンゾイルパーオキシド、クメンヒドロキシパーオキシド、ジ−t−ブチルパーオキシド、ジ−t−ブチルパーオキシヘキサハイドロテレフタレート)等が挙げられる。
上記の過酸化物は還元剤と組み合わせてレドックス開始剤として用いてもよく、還元剤としては重亜硫酸塩(例えば重亜硫酸ナトリウム、重亜硫酸カリウムおよび重亜硫酸アンモニウム)、還元性金属塩[例えば硫酸鉄(II)]、3級アミン[例えばジメチルアミノ安息香酸(塩)およびジメチルアミノエタノール]、遷移金属塩のアミン錯体[例えば塩化コバルト(III)のペンタメチレンヘキサミン錯体および塩化銅(II)のジエチレントリアミン錯体]および有機性還元剤(例えばアスコルビン酸)が挙げられる。また、アゾ開始剤、過酸化物開始剤およびレドックス開始剤はそれぞれ単独で用いてもよいし、2種以上の開始剤を併用してもよい。
Examples of the radical polymerization initiator include water-soluble azo initiators [for example, azobisamidinopropane (salt) [for example, 2,2′-azobis (2-methylpropionamidine) dihydrochloride, 2,2′-azobis- (Amidinopropane) dihydrochloride], azobiscyanovaleric acid (salt) and 2,2′-azobis [2- (5-methyl-2-imidazolin-2-yl) propane] (salt)], oil-soluble azo Initiators (eg azobiscyanovaleronitrile, azobisisobutyronitrile and azobiscyclohexanecarbonitrile), water-soluble peroxides [inorganic peroxides (ammonium persulfate, sodium persulfate, hydrogen peroxide, etc.) and organic peroxides Oxides (peracetic acid, t-butyl hydroperoxide, etc.)], oil-soluble peroxides (eg benzoyl peroxide) Kishido, cumene hydroxy peroxide, di -t- butyl peroxide, di -t- butyl peroxy hexahydro terephthalate) and the like.
The above peroxides may be used as a redox initiator in combination with a reducing agent, such as bisulfite (eg, sodium bisulfite, potassium bisulfite and ammonium bisulfite), reducing metal salts [eg, iron sulfate] (II)], tertiary amines [eg dimethylaminobenzoic acid (salt) and dimethylaminoethanol], amine complexes of transition metal salts [eg pentamethylenehexamine complex of cobalt (III) chloride and diethylenetriamine complex of copper (II) chloride And an organic reducing agent (for example, ascorbic acid). Further, the azo initiator, peroxide initiator, and redox initiator may be used alone or in combination of two or more initiators.

ラジカル重合開始剤の使用量は、(A0)として最適な分子量を得るとの観点から、モノマーの合計重量に基づいて、好ましい下限は0.001%、さらに好ましくは0.005%、とくに好ましくは0.01%、最も好ましくは0.05%、好ましい上限は20%、さらに好ましくは10%、とくに好ましくは5%、最も好ましくは3%である。   The use amount of the radical polymerization initiator is preferably 0.001%, more preferably 0.005%, particularly preferably from the viewpoint of obtaining an optimal molecular weight as (A0) based on the total weight of the monomers. 0.01%, most preferably 0.05%, and a preferable upper limit is 20%, more preferably 10%, particularly preferably 5%, and most preferably 3%.

また、必要によりラジカル重合用連鎖移動剤を使用してもよい。ラジカル重合用連鎖移動剤としては、特に限定なく、例えば分子内に1つまたは2つ以上の水酸基を有する化合物[分子量32以上かつMn50,000以下、例えばメタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、エチレングリコール、プロピレングリコール、ポリエチレングリコール(分子量106以上かつMn50,000以下)および(ポリ)エチレン(ポリ)プロピレングリコール(分子量120以上かつMn50,000以下)]、分子内に1つまたは2つ以上のアミノ基を有する化合物[例えばアンモニアおよびアミン(C1〜30、例
えばメチルアミン、ジメチルアミン、トリエチルアミンおよびプロパノールアミン)]および分子内に1つまたは2つ以上のチオール基を有する化合物(後述)が挙げられる。
これらのうちで分子量制御の観点から好ましいのは、分子内に1つまたは2つ以上のチオール基を有する化合物である。
Moreover, you may use the chain transfer agent for radical polymerization as needed. The chain transfer agent for radical polymerization is not particularly limited. For example, a compound having one or more hydroxyl groups in the molecule [molecular weight of 32 or more and Mn of 50,000 or less, such as methanol, ethanol, isopropyl alcohol, ethylene glycol, propylene Glycol, polyethylene glycol (molecular weight 106 or more and Mn 50,000 or less) and (poly) ethylene (poly) propylene glycol (molecular weight 120 or more and Mn 50,000 or less)], having one or two or more amino groups in the molecule Examples include compounds [for example, ammonia and amines (C1-30, for example, methylamine, dimethylamine, triethylamine, and propanolamine)] and compounds having one or more thiol groups in the molecule (described later).
Among these, a compound having one or more thiol groups in the molecule is preferable from the viewpoint of molecular weight control.

分子内にチオール基を有する化合物には、以下のもの、これらの塩[アルカリ金属(例えばリチウム、ナトリウムおよびカリウム)塩、アルカリ土類金属(例えばマグネシウムおよびカルシウム)塩、アンモニウム塩、アミン(C1〜20)塩および無機酸(例えば塩酸、硫酸、硝酸およびリン酸)塩]、およびこれらの混合物が含まれる。
(1)1価チオール
脂肪族チオール[C1〜20、例えばメタンチオール、エタンチオール、プロパンチオール、n−オクタンチオール、n−ドデカンチオール、ヘキサデカンチオール、n−オクタデカンチオール、2−メルカプトエタノール、メルカプト酢酸、3−メルカプトプロピオン酸、1−チオグリセロール、チオグリコール酸モノエタノールアミン)、1−チオグリセロール、チオグリコール酸モノエタノールアミン、チオマレイン酸、システインおよび2−メルカプトエチルアミン]、脂環式チオール(C5〜20、例えばシクロペンタンチオールおよびシクロヘキサンチオール)および芳香(脂肪)族チオール(C6〜12、例えばベンゼンチオールおよびベンジルメルカプタンおよびチオサリチル酸)が挙げられる。
Compounds having a thiol group in the molecule include the following, salts thereof [alkali metal (for example, lithium, sodium and potassium) salts, alkaline earth metal (for example, magnesium and calcium) salts, ammonium salts, amines (C1- 20) salts and inorganic acids (eg hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid and phosphoric acid) salts], and mixtures thereof.
(1) Monovalent thiol Aliphatic thiol [C1-20, such as methanethiol, ethanethiol, propanethiol, n-octanethiol, n-dodecanethiol, hexadecanethiol, n-octadecanethiol, 2-mercaptoethanol, mercaptoacetic acid, 3-mercaptopropionic acid, 1-thioglycerol, thioglycolic acid monoethanolamine), 1-thioglycerol, thioglycolic acid monoethanolamine, thiomaleic acid, cysteine and 2-mercaptoethylamine], alicyclic thiols (C5-20) For example, cyclopentanethiol and cyclohexanethiol) and aromatic (aliphatic) thiols (C6-12, such as benzenethiol and benzyl mercaptan and thiosalicylic acid).

(2)多価チオール
ジチオール[脂肪族(C2〜40)ジチオール(例えばエタンジチオール、ジエチレンジチオール、トリエチレンジチオール、プロパンジチオール、1,3−および1,4−ブタンジチオール、1,6−ヘキサンジチオール、ネオペンタンジチオール等)、脂環式(C5〜20)ジチオール(例えばシクロペンタンジチオールおよびシクロヘキサンジチオール)および芳香族(C6〜16)ジチオール(例えばベンゼンジチオール、ビフェニルジチオール)が挙げられる。
(2) polyvalent thiol dithiol [aliphatic (C2-40) dithiol (for example, ethanedithiol, diethylenedithiol, triethylenedithiol, propanedithiol, 1,3- and 1,4-butanedithiol, 1,6-hexanedithiol, Neopentanedithiol, etc.), alicyclic (C5-20) dithiols (eg cyclopentanedithiol and cyclohexanedithiol) and aromatic (C6-16) dithiols (eg benzenedithiol, biphenyldithiol).

ラジカル重合用連鎖移動剤を使用する場合の使用量は、(A0)として最適な分子量を得るとの観点から、モノマーの合計重量に基づいて、好ましい下限は0.001%、さらに好ましくは0.005%、とくに好ましくは0.01%、最も好ましくは0.05%、好ましい上限は10%、さらに好ましくは5%、とくに好ましくは3%、最も好ましくは1%である。   In the case of using a chain transfer agent for radical polymerization, the preferred lower limit is 0.001% based on the total weight of monomers, more preferably 0.001%, from the viewpoint of obtaining an optimal molecular weight as (A0). 005%, particularly preferably 0.01%, most preferably 0.05%, and a preferred upper limit is 10%, more preferably 5%, particularly preferably 3%, most preferably 1%.

溶液滴下重合におけるモノマー溶液中のモノマー濃度は、モノマー溶液の全重量に基づいて、下限は通常5%、残存モノマー低減の観点から好ましくは10%、さらに好ましくは15%、とくに好ましくは25%、最も好ましくは25%、上限は通常90%、重合時の温度コントロールの観点から好ましくは85%、さらに好ましくは80%、とくに好ましくは75%、最も好ましくは70%である。   The monomer concentration in the monomer solution in the solution dropping polymerization is, based on the total weight of the monomer solution, the lower limit is usually 5%, preferably 10% from the viewpoint of reducing the residual monomer, more preferably 15%, particularly preferably 25%, Most preferably, it is 25%, the upper limit is usually 90%, preferably 85%, more preferably 80%, particularly preferably 75%, most preferably 70% from the viewpoint of temperature control during polymerization.

溶液滴下重合における重合温度は、所定温度を一定(例えば所定温度±5℃)に保つように、コントロールするのが分子量制御の点から好ましい。温度は反応槽を適宜加熱、冷却することにより制御することもできるが、溶媒の沸点下で滴下重合するのが所定の温度を一定に保ち易いとの観点から好ましい。溶媒の沸点は溶媒の種類および圧力によって調整できる。重合温度は通常40〜190℃、温度制御の容易さおよび安全性の観点から好ましくは50〜180℃、さらに好ましくは60〜170℃、とくに好ましくは70〜160℃、最も好ましくは80〜150℃である。   The polymerization temperature in the solution dropping polymerization is preferably controlled from the viewpoint of molecular weight control so as to keep the predetermined temperature constant (for example, predetermined temperature ± 5 ° C.). Although the temperature can be controlled by appropriately heating and cooling the reaction vessel, it is preferable to perform drop polymerization at the boiling point of the solvent from the viewpoint that it is easy to keep the predetermined temperature constant. The boiling point of the solvent can be adjusted by the type and pressure of the solvent. The polymerization temperature is usually from 40 to 190 ° C., preferably from 50 to 180 ° C., more preferably from 60 to 170 ° C., particularly preferably from 70 to 160 ° C., and most preferably from 80 to 150 ° C. from the viewpoint of ease of temperature control and safety. It is.

重合は重合による発熱がなくなった時点で反応終点が確認できるが、重合時間は通常発熱により重合開始を確認した時点から1〜24時間、重合を完結し、残存モノマーを減少させるとの観点および工業的観点から、好ましくは2〜12時間である。
上記のモノマー濃度、重合温度および重合時間は、モノマー組成、重合法および開始剤種類等によって適宜調整することができる。
The end point of the reaction can be confirmed when the heat generation due to the polymerization disappears, but the polymerization time is usually 1 to 24 hours from the time when the start of the polymerization is confirmed by the heat generation. From a specific viewpoint, it is preferably 2 to 12 hours.
The monomer concentration, polymerization temperature, and polymerization time can be appropriately adjusted depending on the monomer composition, polymerization method, initiator type, and the like.

(A0)のMnは、フロック強度の観点から好ましい下限は1,000、さらに好ましくは3,000、特に好ましくは5,000、高分子凝集剤の溶解性の観点から好ましい上限は100万、さらに好ましくは50万、特に好ましくは20万である。
(A0)のMnのGPC測定条件については後述する。
Mn of (A0) is preferably 1,000, more preferably 3,000, particularly preferably 5,000 from the viewpoint of flock strength, and 1,000,000, more preferably 1,000,000 from the viewpoint of the solubility of the polymer flocculant. Preferably it is 500,000, particularly preferably 200,000.
The GPC measurement conditions for Mn of (A0) will be described later.

(A0)を酸で中和して(A)を製造する方法としては(A0)を製造後、酸と必要により水を加えて中和したのち、脱溶媒(および必要により水。以下同じ。)する方法、(A0)を製造後、脱溶媒した後、酸と必要により水を加えて中和する方法、および酸の水溶液に(A0)を加えて中和した後脱溶媒する方法等が挙げられる。工業的観点および均一中和の観点から好ましいのは、(A0)を製造後、酸と必要により水を加えて中和した後、脱溶媒する方法である。酸としてはアニオンとしてZ-を有する前記の酸が挙げられる。
(A0)を4級化剤で4級化して(A)を製造する方法としては、(A0)を製造後、脱溶媒した後、4級化剤と必要により水を加えて4級化する方法、4級化剤の水溶液に(A0)を加えて4級化する方法等が挙げられる。工業的観点および均一に4級化させる観点から好ましいのは、(A0)を製造後、脱溶媒した後、4級化剤と必要により水を加えて4級化する方法である。4級化剤としては前記のものが挙げられる。
(A)は水溶液でもよいし、脱水、乾燥して固体状態で取り出し、冷却後粉砕して粒状もしくはペレット状にしてもよい。
As a method for producing (A) by neutralizing (A0) with an acid, after producing (A0), neutralization is carried out by adding an acid and water as required, followed by desolvation (and water if necessary. The same applies hereinafter). ), After removing (A0), removing the solvent, and then neutralizing by adding an acid and water if necessary, and by adding (A0) to the acid aqueous solution to neutralize and then removing the solvent, etc. Can be mentioned. Preferred from the viewpoint of industrial and uniform neutralization is a method in which (A0) is produced, neutralized by adding acid and water as necessary, and then desolvated. Examples of the acid include the aforementioned acids having Z as an anion.
As a method of producing (A) by quaternizing (A0) with a quaternizing agent, after removing (A0) and then removing the solvent, quaternization is performed by adding a quaternizing agent and water as required. Examples thereof include a method of adding quaternization by adding (A0) to an aqueous solution of a quaternizing agent. From the viewpoint of industrialization and uniform quaternization, the method of quaternization by preparing (A0), removing the solvent, and then adding a quaternizing agent and water as necessary is preferable. Examples of the quaternizing agent include those described above.
(A) may be an aqueous solution, or may be dehydrated and dried to be taken out in a solid state, cooled and pulverized into granules or pellets.

本発明の高分子凝集剤は上記(A)を含有してなることを特徴とするが、必要により(A)以外の水溶性(共)重合体(B)を含有させてもよい。
該(B)を構成するモノマーとしては、エチレン性不飽和基を有する水溶性モノマー、例えば前記カチオン性モノマー(a)、(c4)、(c5)、前記不飽和基含有モノマー(c1)〜(c3)およびこれらの混合物が挙げられる。また、本発明の効果を阻害しない範囲で必要により、前記疎水性モノマー(b)を上記モノマーと併用することもできる。
The polymer flocculant of the present invention is characterized by containing the above (A), but if necessary, it may contain a water-soluble (co) polymer (B) other than (A).
Examples of the monomer constituting (B) include water-soluble monomers having an ethylenically unsaturated group, such as the cationic monomers (a), (c4) and (c5), and the unsaturated group-containing monomers (c1) to (c1) to ( c3) and mixtures thereof. In addition, the hydrophobic monomer (b) can be used in combination with the above monomer as long as it does not inhibit the effects of the present invention.

(B)を構成する上記カチオン性モノマー(a)、(c4)、(c5)およびこれらの混合物のうち、工業上の観点から好ましいのは、(メタ)アクリレートアミン(塩)、さらに好ましいのはジメチルアミノエチル(メタ)アクリレートの塩酸塩または硫酸塩、並びにこれらのアミン(塩)を4級化剤(前記のもの)で4級化してなる第4級アンモニウム塩である。
また、上記不飽和基含有モノマー(c1)〜(c3)のうち、工業上の観点から好ましいのは(メタ)アクリルアミド、ポリエチレングリコール(重合度3〜50)モノ(メタ)アクリレートであり、後述する無機凝集剤とのイオン架橋効果によるフロック強度アップの観点から好ましいのは不飽和カルボン酸、工業上の観点からさらに好ましいのは(メタ)アクリル酸である。
Of the above cationic monomers (a), (c4), (c5) and mixtures thereof constituting (B), (meth) acrylate amine (salt) is more preferable from an industrial viewpoint, and more preferable. It is a quaternary ammonium salt formed by quaternizing dimethylaminoethyl (meth) acrylate hydrochloride or sulfate, and these amines (salts) with a quaternizing agent (as described above).
Of the unsaturated group-containing monomers (c1) to (c3), (meth) acrylamide and polyethylene glycol (polymerization degree 3 to 50) mono (meth) acrylate are preferable from an industrial viewpoint, which will be described later. From the viewpoint of increasing the floc strength due to the ionic crosslinking effect with the inorganic flocculant, unsaturated carboxylic acid is preferable, and (meth) acrylic acid is more preferable from the industrial viewpoint.

水溶性(共)重合体(B)の分子量は、1N−NaNO3 水溶液中30℃で測定した固有粘度(dl/g)で表した場合、下限は通常1、凝集性能(とくにフロック粒径の増大)の観点から好ましくは1.5、さらに好ましくは2、とくに好ましくは4、最も好ましくは6、上限は通常40、凝集性能(とくにフロック強度の向上)の観点から好ましくは30、さらに好ましくは25、とくに好ましくは20、最も好ましくは16である。 When the molecular weight of the water-soluble (co) polymer (B) is expressed in terms of intrinsic viscosity (dl / g) measured at 30 ° C. in a 1N—NaNO 3 aqueous solution, the lower limit is usually 1, and the aggregation performance (particularly the floc particle size) From the viewpoint of (increased), preferably 1.5, more preferably 2, particularly preferably 4, most preferably 6, the upper limit is usually 40, preferably 30 from the viewpoint of agglomeration performance (especially improvement in floc strength), more preferably 25, particularly preferably 20, and most preferably 16.

(B)の製造方法としては、特に限定はなく、種々のラジカル重合法、例えば水溶液重合、逆相懸濁重合、光重合、沈澱重合および逆相乳化重合が採用できる。これらのうち工業的観点から好ましいのは、水溶液重合、逆相懸濁重合、光重合、逆相乳化重合、さらに好ましいのは水溶液重合および逆相懸濁重合である。
水溶液重合としては、例えばモノマーの水溶液を外部からの熱の出入りがない容器中に入れ、断熱重合させる方法(例えば特公昭59−40843号公報)およびモノマーの水溶液を外部から温調可能な容器中で定温重合させる方法(例えば特開平3−189000号公報)を用いることができる。
The production method of (B) is not particularly limited, and various radical polymerization methods such as aqueous solution polymerization, reverse phase suspension polymerization, photopolymerization, precipitation polymerization and reverse phase emulsion polymerization can be employed. Among these, aqueous solution polymerization, reverse phase suspension polymerization, photopolymerization and reverse phase emulsion polymerization are preferable from an industrial viewpoint, and aqueous solution polymerization and reverse phase suspension polymerization are more preferable.
As aqueous solution polymerization, for example, an aqueous monomer solution is placed in a container that does not allow heat to enter and exit from the outside, and adiabatic polymerization is performed (for example, Japanese Patent Publication No. 59-40843). And a method of performing constant temperature polymerization (for example, JP-A-3-1899000) can be used.

光重合としては、例えば、モノマーに、さらに必要により光増感剤を加え、波長300〜500nmの光を照射して重合させる方法(例えば、特公昭45−37033号公報に記載の方法)が使用できる。
光増感剤としては、過酸化物(過酸化ベンゾイル等)、アゾ化合物(アゾビスイソブチロニトリル等)、カルボニル化合物(ジアセチル、ジベンジル等)、硫黄化合物(ジフェニルモノ−およびジスルフィド、ジベンゾイルモノ−およびジスルフィド等)、ハロゲン化合物(四塩化炭素等)、および金属塩(三塩化鉄等)が挙げられる。
As the photopolymerization, for example, a method in which a photosensitizer is further added to the monomer as necessary, and polymerization is performed by irradiating light with a wavelength of 300 to 500 nm (for example, a method described in JP-B-45-37033) is used. it can.
Photosensitizers include peroxides (benzoyl peroxide, etc.), azo compounds (azobisisobutyronitrile, etc.), carbonyl compounds (diacetyl, dibenzyl, etc.), sulfur compounds (diphenyl mono- and disulfides, dibenzoyl mono). -And disulfides), halogen compounds (carbon tetrachloride, etc.), and metal salts (iron trichloride, etc.).

逆相懸濁重合としては、例えばモノマーの水溶液を油溶性高分子物質またはノニオン性界面活性剤を分散安定剤として、油中水型に分散して重合させる方法(例えば特開昭56−53111号公報)を用いることができる。
油溶性高分子物質としては、例えばセルロースエーテル(Mn100〜100,000、例えばエチルセルロースおよびエチルヒドロキシエチルセルロース)、アルケンとα,β−不飽和多価カルボン酸(無水物)との共重合体またはその誘導体[Mn100〜100,000、例えばC20〜40の1−オレフィンと(無水)マレイン酸の共重合体]が挙げられる。
ノニオン性界面活性剤としては、例えばショ糖脂肪酸エステル(C13〜100、例えばショ糖ジステアレートおよびショ糖トリステアレート)、ソルビタン脂肪酸エステル(C7〜100、例えばソルビタンモノステアレートおよびソルビタンモノオレート)およ
び(ポリ)グリセリン脂肪酸エステル(C6〜100、例えばグリセリンモノステアレート)が挙げられる。
油溶性高分子物質の使用量は、使用する後述の分散媒(有機溶媒)の重量に基づいて、下限は通常0.1%、分散粒径安定化の観点から好ましくは0.2%、さらに好ましくは0.5%、上限は通常10%、反応系の低粘度化の観点から好ましくは5%、さらに好ましくは3%である。
ノニオン性界面活性剤の使用量は、使用する後述の分散媒(有機溶媒)の重量に基づいて、下限は通常0.1%、分散粒径安定化の観点から好ましくは0.2%、さらに好ましくは0.5%、上限は通常5%、反応系の低粘度化の観点から好ましくは3%、さらに好ましくは1%である。
使用する分散媒(有機溶媒)としては、例えば脂肪族炭化水素[C6〜30、例えばヘキサン、ヘプタン、n−デカン、パラフィン(例えばn−およびi−パラフィン)、鉱油(例えば灯油、軽油および中油)および合成油]が挙げられる、脂環式炭化水素(C6〜30、例えばシクロヘキサンおよびデカリン)および芳香族炭化水素(C6〜12、例えばベンゼン、トルエンおよびキシレン)およびこれらの混合物が挙げられる。
分散媒の使用量は、分散系の安定性の観点からモノマー水溶液の全重量に基づいて、好ましい下限は25%、さらに好ましくは40%、とくに好ましくは65%、分散系の粘度の観点から好ましい上限は1,000%、さらに好ましくは400%、とくに好ましくは200%である。
The reverse phase suspension polymerization is, for example, a method in which an aqueous monomer solution is dispersed in a water-in-oil type polymer using an oil-soluble polymer substance or a nonionic surfactant as a dispersion stabilizer (for example, JP-A-56-53111). Publication) can be used.
Examples of the oil-soluble polymer substance include cellulose ether (Mn 100 to 100,000, such as ethyl cellulose and ethyl hydroxyethyl cellulose), a copolymer of alkene and α, β-unsaturated polyvalent carboxylic acid (anhydride), or a derivative thereof. [Mn 100-100,000, for example, C20-40 1-olefin and (anhydrous) maleic acid copolymer].
Nonionic surfactants include, for example, sucrose fatty acid esters (C13-100, such as sucrose distearate and sucrose tristearate), sorbitan fatty acid esters (C7-100, such as sorbitan monostearate and sorbitan monooleate) and ( Poly) glycerin fatty acid esters (C6-100, such as glycerin monostearate).
The amount of the oil-soluble polymer substance to be used is based on the weight of the below-mentioned dispersion medium (organic solvent) to be used, the lower limit is usually 0.1%, preferably 0.2% from the viewpoint of stabilizing the dispersed particle diameter, Preferably, it is 0.5%, the upper limit is usually 10%, preferably 5%, more preferably 3% from the viewpoint of reducing the viscosity of the reaction system.
The use amount of the nonionic surfactant is usually 0.1% based on the weight of the below-mentioned dispersion medium (organic solvent) to be used, preferably 0.2% from the viewpoint of stabilizing the dispersed particle diameter, Preferably, it is 0.5%, the upper limit is usually 5%, preferably 3%, more preferably 1% from the viewpoint of reducing the viscosity of the reaction system.
Examples of the dispersion medium (organic solvent) to be used include aliphatic hydrocarbons [C6-30, such as hexane, heptane, n-decane, paraffin (for example, n- and i-paraffin), mineral oil (for example, kerosene, light oil, and medium oil). And alicyclic hydrocarbons (C6-30, such as cyclohexane and decalin) and aromatic hydrocarbons (C6-12, such as benzene, toluene, and xylene) and mixtures thereof.
The amount of the dispersion medium used is preferably 25%, more preferably 40%, particularly preferably 65%, from the viewpoint of the viscosity of the dispersion, based on the total weight of the aqueous monomer solution from the viewpoint of the stability of the dispersion. The upper limit is 1,000%, more preferably 400%, particularly preferably 200%.

また、逆相乳化重合としては、例えばモノマーの水溶液を界面活性剤を用いて、油中水型エマルションを形成させて重合させる方法(例えば特許第2676483号公報および特開平9−208802号公報等に記載の方法)を用いることができる。
使用する分散媒としては、前記逆相懸濁重合と同様のものが挙げられる。分散媒の使用量は、エマルションの安定性の観点からモノマー水溶液の全重量に基づいて、好ましい下限は20%、さらに好ましくは30%、とくに好ましくは40%、エマルションの粘度の観点から好ましい上限は80%、さらに好ましくは70%、とくに好ましくは60%である。
乳化する際に用いられる界面活性剤としては、例えば特許第2676483号公報および特開平9−208802号公報に記載のものが使用でき、これらのうちエマルションの安定性の観点から好ましいのは、ノニオン性界面活性剤である。
Further, as the inverse emulsion polymerization, for example, a method of polymerizing an aqueous monomer solution by using a surfactant to form a water-in-oil emulsion (for example, Japanese Patent No. 2676483 and Japanese Patent Laid-Open No. 9-208802). The described method) can be used.
Examples of the dispersion medium to be used include the same ones as in the reverse phase suspension polymerization. The use amount of the dispersion medium is preferably 20%, more preferably 30%, particularly preferably 40% based on the total weight of the monomer aqueous solution from the viewpoint of emulsion stability, and the preferred upper limit from the viewpoint of the viscosity of the emulsion. 80%, more preferably 70%, particularly preferably 60%.
As the surfactant used for emulsification, for example, those described in Japanese Patent No. 2676483 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-208802 can be used. Of these, nonionic properties are preferable from the viewpoint of emulsion stability. It is a surfactant.

上記ノニオン性界面活性剤としては、例えば高級脂肪酸エステル(例えば、ソルビタンモノステアレート、ソルビタンジステアレート、ソルビタンモノオレートおよびオレイン酸ソルビタンエステルEO付加物)、ポリオキシエチレン長鎖アルキルエーテル(例えばラウリルアルコールポリオキシエチレンエーテルおよびポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル)および長鎖アルキルアルカノールアミド(例えばN,N−ジヒドロキシエチルラウリルアミド)が挙げられる。
界面活性剤の使用量は、分散媒の重量に基づいて、下限は通常0.05%、分散粒径安定化の観点から好ましくは0.1%、さらに好ましくは0.12%、上限は通常1%、反応系の低粘度化の観点から好ましくは0.5%、さらに好ましくは0.25%である。
また、油中水型エマルションを水で希釈して使用する際に、水に投入して素早く転相して水に溶解するように、予め油中水型エマルションに転相剤を添加しておいてもよい。転相剤としては、親水性の高い界面活性剤[例えば、HLB(Hydrophile−Lipophile Balance、親水性と親油性のつり合いを示す指標で、グリフィンのHLB理論に基づくもの)が9〜20のもの]、例えば特許第2676483号公報および特開平9−208802号公報に記載のカチオン性界面活性剤および/またはノニオン性界面活性剤が使用できる。
Examples of the nonionic surfactant include higher fatty acid esters (for example, sorbitan monostearate, sorbitan distearate, sorbitan monooleate and oleic acid sorbitan ester EO adduct), polyoxyethylene long chain alkyl ether (for example, lauryl alcohol). Polyoxyethylene ethers and polyoxyethylene nonylphenyl ethers) and long-chain alkyl alkanolamides such as N, N-dihydroxyethyllaurylamide.
Based on the weight of the dispersion medium, the lower limit is usually 0.05%, preferably 0.1%, more preferably 0.12%, and the upper limit is usually 0.12% from the viewpoint of stabilizing the dispersed particle size. From the viewpoint of reducing the viscosity of the reaction system, it is preferably 0.5%, more preferably 0.25%.
In addition, when diluting a water-in-oil emulsion with water, a phase inversion agent is added to the water-in-oil emulsion in advance so that the water-in-oil emulsion can be poured into water and quickly phase-inverted and dissolved in water. May be. As the phase inversion agent, a highly hydrophilic surfactant [for example, HLB (Hydrophile-Lipophile Balance, an index indicating a balance between hydrophilicity and lipophilicity, based on the Griffin's HLB theory) of 9 to 20] For example, cationic surfactants and / or nonionic surfactants described in Japanese Patent No. 2676483 and JP-A-9-208802 can be used.

上記ラジカル重合法におけるラジカル重合開始剤および必要により用いるラジカル重合用連鎖移動剤の種類、使用量等は前記に同じである。   In the radical polymerization method, the radical polymerization initiator, the type of radical polymerization chain transfer agent used as required, the amount used, and the like are the same as described above.

ラジカル重合法におけるモノマー水溶液中のモノマー濃度は、水溶液重合ではモノマー水溶液の全重量に基づいて、下限は通常1%、残存モノマー低減の観点に基づいて好ましくは5%、さらに好ましくは10%、とくに好ましくは15%、最も好ましくは20%、上限は通常80%、重合時の温度コントロールの観点に基づいて好ましくは75%、さらに好ましくは70%、特に好ましくは65%、最も好ましくは60%;逆相懸濁重合では、下限は通常30%、残存モノマー低減の観点に基づいて好ましくは40%、さらに好ましくは45%、とくに好ましくは50%、最も好ましくは55%、上限は通常90%、重合時の温度コントロールの観点に基づいて好ましくは85%、さらに好ましくは80%、とくに好ましくは78%、最も好ましくは75%;逆相乳化重合では、下限は通常10%、残存モノマー低減の観点に基づいて好ましくは20%、さらに好ましくは30%、とくに好ましくは40%、最も好ましくは55%、上限は通常90%、重合時の温度コントロールの観点に基づいて好ましくは80%、より好ましくは75%、とくに好ましくは70%、最も好ましくは65%である。   The monomer concentration in the aqueous monomer solution in the radical polymerization method is usually 1% based on the total weight of the aqueous monomer solution in aqueous solution polymerization, preferably 5%, more preferably 10%, particularly preferably 10% based on the viewpoint of reducing residual monomer. Preferably 15%, most preferably 20%, upper limit is usually 80%, preferably 75% based on temperature control during polymerization, more preferably 70%, particularly preferably 65%, most preferably 60%; In the reverse phase suspension polymerization, the lower limit is usually 30%, preferably 40%, more preferably 45%, particularly preferably 50%, most preferably 55%, and the upper limit is usually 90% based on the viewpoint of reducing the residual monomer. From the viewpoint of temperature control during polymerization, preferably 85%, more preferably 80%, particularly preferably 78%, most preferably Preferably 75%; in reverse phase emulsion polymerization, the lower limit is usually 10%, preferably 20%, more preferably 30%, particularly preferably 40%, most preferably 55%, the upper limit based on the viewpoint of reducing residual monomers. Is usually 90%, preferably 80% based on temperature control during polymerization, more preferably 75%, particularly preferably 70%, and most preferably 65%.

分散媒の使用量は、逆相懸濁重合では、分散系の安定性の観点からモノマー水溶液の全重量に基づいて、好ましい下限は25%、さらに好ましくは40%、とくに好ましくは65%、分散系の粘度の観点から好ましい上限は1,000%、さらに好ましくは400%、とくに好ましくは200%;逆相乳化重合では、エマルションの安定性の観点からモノマー水溶液の全重量に基づいて、好ましい下限は20%、さらに好ましくは30%、とくに好ましくは40%、エマルションの粘度の観点から好ましい上限は80%、さらに好ましくは70%、とくに好ましくは60%である。   In the reverse phase suspension polymerization, the amount of the dispersion medium used is preferably 25%, more preferably 40%, particularly preferably 65%, based on the total weight of the aqueous monomer solution from the viewpoint of dispersion stability. From the viewpoint of the viscosity of the system, the preferable upper limit is 1,000%, more preferably 400%, particularly preferably 200%; in reverse phase emulsion polymerization, the preferable lower limit is based on the total weight of the aqueous monomer solution from the viewpoint of emulsion stability. Is 20%, more preferably 30%, particularly preferably 40%, and from the viewpoint of the viscosity of the emulsion, the preferable upper limit is 80%, more preferably 70%, particularly preferably 60%.

重合温度は、水溶液重合では、下限は通常−10℃、(B)として最適な分子量を得るとの観点から好ましくは0℃、さらに好ましくは5℃、とくに好ましくは10℃、最も好ましくは15℃、上限は通常130℃(加圧下)、上記と同様の観点から好ましくは100℃、さらに好ましくは95℃、とくに好ましくは90℃、最も好ましくは85℃である。また、重合中は所定温度を一定(例えば所定重合温度±5℃)に保つように、適宜加熱、冷却して調節してもよいし、ガラス製の断熱容器等内で断熱重合してもよい。   In aqueous solution polymerization, the lower limit is usually −10 ° C., and preferably 0 ° C., more preferably 5 ° C., particularly preferably 10 ° C., most preferably 15 ° C. from the viewpoint of obtaining an optimal molecular weight as (B). The upper limit is usually 130 ° C. (under pressure), preferably 100 ° C., more preferably 95 ° C., particularly preferably 90 ° C., most preferably 85 ° C. from the same viewpoint as described above. Further, during polymerization, the temperature may be adjusted by appropriately heating and cooling so as to keep a predetermined temperature constant (for example, a predetermined polymerization temperature ± 5 ° C.), or adiabatic polymerization may be performed in a glass heat insulating container or the like. .

光重合における重合温度は、下限は通常0℃、(B)として最適な分子量を得るとの観点から好ましくは5℃、さらに好ましくは10℃、とくに好ましくは15℃、最も好ましくは20℃、上限は通常100℃、上記と同様の観点から好ましくは95℃、さらに好ましくは90℃、とくに好ましくは80℃、最も好ましくは70℃である。
また、重合中は所定重合温度を一定(例えば所定重合温度±5℃)に保つように、適宜加熱、冷却して調節してもよいし、比較的低温(例えば15〜35℃)で重合を開始させ、一定時間(例えば1〜3時間)重合後に昇温(例えば55〜80℃)してもよい。
The polymerization temperature in the photopolymerization is preferably 0 ° C. at the lower limit, preferably 5 ° C., more preferably 10 ° C., particularly preferably 15 ° C., most preferably 20 ° C., upper limit from the viewpoint of obtaining the optimum molecular weight as (B). Is usually 100 ° C., preferably 95 ° C., more preferably 90 ° C., particularly preferably 80 ° C., most preferably 70 ° C. from the same viewpoint as described above.
Further, during the polymerization, the temperature may be adjusted by appropriately heating and cooling so as to keep the predetermined polymerization temperature constant (for example, the predetermined polymerization temperature ± 5 ° C), or the polymerization may be performed at a relatively low temperature (for example, 15 to 35 ° C). It may be started and heated (for example, 55 to 80 ° C.) after polymerization for a certain time (for example, 1 to 3 hours).

逆相懸濁重合における重合温度は、下限は通常10℃以上、(B)として最適な分子量を得るとの観点から好ましくは20℃、より好ましくは30℃、とくに好ましくは40℃、最も好ましくは50℃、上限は通常95℃、上記と同様の観点から好ましくは90℃、さらに好ましくは80℃、とくに好ましくは70℃、最も好ましくは60℃である。
また、重合中は所定重合温度を一定(例えば所定重合温度±5℃)に保つよう、適宜加熱、冷却して調節することが好ましい。重合温度を一定に保つために、予め所定重合温度に温調した分散媒に撹拌下でモノマーを随時滴下してもよい。その際の滴下時間は、モノマー濃度、および重合反応発熱量により異なるが、通常0.5〜20時間、好ましくは1〜10時間である。
逆相乳化重合における重合温度は、下限は通常0℃、(B)として最適な分子量を得るとの観点から好ましくは5℃、さらに好ましくは10℃、とくに好ましくは15℃、最も好ましくは20℃、上限は通常95℃、上記と同様の観点から好ましくは90℃、さらに好ましくは80℃、とくに好ましくは70℃、最も好ましくは55℃である。
また、重合中は所定重合温度を一定(例えば所定重合温度±5℃)に保つように、適宜加熱、冷却して調節してもよいし、比較的低温(例えば15〜35℃)で重合を開始させ、一定時間(例えば1〜3時間)重合後に昇温(例えば55〜80℃)してもよい。
The lower limit of the polymerization temperature in the reverse phase suspension polymerization is usually 10 ° C. or higher, and preferably 20 ° C., more preferably 30 ° C., particularly preferably 40 ° C., most preferably from the viewpoint of obtaining the optimum molecular weight as (B). The upper limit is usually 95 ° C, preferably 90 ° C, more preferably 80 ° C, particularly preferably 70 ° C, and most preferably 60 ° C.
Further, during polymerization, it is preferable to adjust by appropriately heating and cooling so that the predetermined polymerization temperature is kept constant (for example, predetermined polymerization temperature ± 5 ° C.). In order to keep the polymerization temperature constant, the monomer may be added dropwise to the dispersion medium that has been previously adjusted to a predetermined polymerization temperature under stirring. The dropping time at that time varies depending on the monomer concentration and the amount of heat generated by the polymerization reaction, but is usually 0.5 to 20 hours, preferably 1 to 10 hours.
The lower limit of the polymerization temperature in the inverse emulsion polymerization is usually 0 ° C., preferably 5 ° C., more preferably 10 ° C., particularly preferably 15 ° C., most preferably 20 ° C. from the viewpoint of obtaining an optimum molecular weight as (B). The upper limit is usually 95 ° C., preferably 90 ° C., more preferably 80 ° C., particularly preferably 70 ° C., and most preferably 55 ° C. from the same viewpoint as described above.
Further, during the polymerization, the temperature may be adjusted by appropriately heating and cooling so as to keep the predetermined polymerization temperature constant (for example, the predetermined polymerization temperature ± 5 ° C), or the polymerization may be performed at a relatively low temperature (for example, 15 to 35 ° C). It may be started and heated (for example, 55 to 80 ° C.) after polymerization for a certain time (for example, 1 to 3 hours).

重合は重合による発熱がなくなった時点で反応終点が確認できるが、重合時間は通常発熱により重合開始を確認した時点から1〜24時間、工業的観点および重合を完結し、残存モノマーを減少させるとの観点から、好ましくは2〜12時間である。
逆相懸濁重合の場合のように、モノマーを随時滴下する場合は滴下終了後から上記時間重合することが好ましい。
上記のモノマー濃度、重合温度および重合時間は、モノマー組成、重合法および開始剤種類等によって適宜調整することができる。
The end point of the polymerization can be confirmed at the time when the heat generation due to the polymerization disappears, but the polymerization time is usually 1 to 24 hours from the time when the start of the polymerization is confirmed by the heat generation. From this viewpoint, it is preferably 2 to 12 hours.
As in the case of reverse phase suspension polymerization, when the monomer is dropped at any time, it is preferable to carry out the polymerization for the above time after completion of the dropping.
The monomer concentration, polymerization temperature, and polymerization time can be appropriately adjusted depending on the monomer composition, polymerization method, initiator type, and the like.

重合時の圧力(単位はkPa、以下絶対圧力を示す。)は、特に限定されないが、通常常圧下で行う。水溶液重合の場合で沸点を超える場合は加圧下で行うことが好ましい。具体的には、好ましい下限は、常圧下(101kPa)、さらに好ましくは150kPa、とくに好ましくは200kPa、好ましい上限は1,000kPa、さらに好ましくは500kPa、とくに好ましくは300kPaである。また、逆相懸濁重合の場合は、重合時の温度調節が容易である点から、好ましくは重合温度において、分散媒が沸騰する圧力または疎水性分散媒と水とが共沸する圧力が好ましい。具体的には、好ましい下限は5kPa、さらに好ましくは12kPa、とくに好ましくは25kPa、好ましい上限は95kPa、さらに好ましくは80kPa、とくに好ましくは65kPaである。   The pressure at the time of polymerization (unit: kPa, hereinafter indicates absolute pressure) is not particularly limited, but is usually carried out under normal pressure. In the case of aqueous solution polymerization, when the boiling point is exceeded, it is preferably carried out under pressure. Specifically, the preferred lower limit is normal pressure (101 kPa), more preferably 150 kPa, particularly preferably 200 kPa, and the preferred upper limit is 1,000 kPa, more preferably 500 kPa, and particularly preferably 300 kPa. In the case of reverse phase suspension polymerization, the pressure at which the dispersion medium boils or the pressure at which the hydrophobic dispersion medium and water azeotrope is preferably used at the polymerization temperature because the temperature can be easily adjusted during the polymerization. . Specifically, the preferred lower limit is 5 kPa, more preferably 12 kPa, particularly preferably 25 kPa, and the preferred upper limit is 95 kPa, more preferably 80 kPa, and particularly preferably 65 kPa.

重合時のモノマー水溶液のpHは、特に限定されないが、重合速度、得られる(B)の溶解性の観点から、好ましくは1〜8、さらに好ましくは2〜7、とくに好ましくは3〜6.5である。上記pHに調整するために用いられるpH調整剤としては特に限定されることはなく、モノマー水溶液がアルカリ性の場合には無機酸(例えば塩酸、硫酸、硝酸およびリン酸)、無機固体酸性物質(例えば酸性リン酸ソーダ、酸性ぼう硝、塩化アンモン、硫安、重硫安およびスルファミン酸)および有機酸(例えばシュウ酸、こはく酸およびリンゴ酸)が挙げられ、モノマー水溶液が酸性の場合には無機アルカリ性物質(例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウムおよびアンモニア)および有機アルカリ性物質(例えばグアニジン)が挙げられる。なお、上記pHは、重合で用いるモノマー水溶液の原液についての室温(20℃)でのpHメーター等を用いた測定値である。   The pH of the aqueous monomer solution at the time of polymerization is not particularly limited, but is preferably 1 to 8, more preferably 2 to 7, particularly preferably 3 to 6.5 from the viewpoint of the polymerization rate and the solubility of the obtained (B). It is. The pH adjuster used for adjusting the pH is not particularly limited. When the monomer aqueous solution is alkaline, an inorganic acid (for example, hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid and phosphoric acid), an inorganic solid acidic substance (for example, Acid sodium phosphate, acid sodium nitrate, ammonium chloride, ammonium sulfate, ammonium bisulfate and sulfamic acid) and organic acids (eg oxalic acid, succinic acid and malic acid), and inorganic alkaline substances (if the aqueous monomer solution is acidic) Examples include sodium hydroxide, potassium hydroxide and ammonia) and organic alkaline substances (eg guanidine). The pH is a value measured using a pH meter or the like at room temperature (20 ° C.) for the stock solution of the monomer aqueous solution used in the polymerization.

(B)は、予め上記の方法により製造した後、ポリマー変性反応させたものでもよい。ポリマー変性反応としては、例えばアクリルアミド等の加水分解性官能基を分子内に有する水溶性不飽和モノマーを使用した場合に、重合時または重合後に苛性アルカリ(例えば水酸化ナトリウムおよび水酸化カリウム)または炭酸アルカリ(例えば炭酸ナトリウムおよび炭酸カリウム)を添加して、モノマーのアミド基を部分的に加水分解(加水分解率は全モノマーの合計モル数に基づいて約1〜60モル%)してカルボキシル基を導入する方法(例えば、特開昭56−16505号公報)、例えばホルムアルデヒド、ジアルキル(C1〜12)アミンおよびハロゲン化(例えば塩化、臭化およびヨウ化)アルキル(C1〜12)(例えばメチルクロライドおよびエチルクロライド)を加え、マンニッヒ反応によって部分的にカチオン性基を導入する方法、およびアクリロニトリル等のニトリル基と、ビニルホルムアミド等の加水分解により得られるアミノ基との閉環反応により分子内にアミジン環を形成させる方法(例えば特開平5−192513号公報)が挙げられる。
また、2種以上の(B)を用いる場合、予めそれぞれを製造した後に混合してもよいし、一方を予め製造しておき、他方の製造時に加えてもよい。
(B) may be prepared in advance by the above method and then polymer-modified. As the polymer modification reaction, for example, when a water-soluble unsaturated monomer having a hydrolyzable functional group in the molecule such as acrylamide is used, a caustic alkali (for example, sodium hydroxide and potassium hydroxide) or carbonic acid is used during or after the polymerization. Alkali (for example, sodium carbonate and potassium carbonate) is added to partially hydrolyze the amide group of the monomer (the hydrolysis rate is about 1 to 60 mol% based on the total number of moles of all monomers) to convert the carboxyl group. Methods of introduction (for example, JP-A-56-16505), for example, formaldehyde, dialkyl (C1-12) amine and halogenated (for example, chloride, bromide and iodide) alkyl (C1-12) (for example, methyl chloride and Ethyl chloride) and partially cationic groups by Mannich reaction And a method of forming an amidine ring in the molecule by a ring-closing reaction between a nitrile group such as acrylonitrile and an amino group obtained by hydrolysis of vinylformamide (for example, JP-A-5-192513). .
Moreover, when using 2 or more types of (B), you may mix after manufacturing each previously, may manufacture one beforehand and may add at the time of the other manufacture.

本発明の、(A)を含有してなる高分子凝集剤には、(A)単独、および(A)と(B)を組み合わせた高分子凝集剤が含まれる。該(A)と(B)を組み合わせた高分子凝集剤としての使用方法には、(B)に予め(A)を含有させて使用する方法、および汚泥処理時に(B)と(A)を別々に、同時または逐次的に汚泥に添加する方法が含まれる。これらのうちフロック強度の観点から好ましいのは(B)に予め(A)を含有させて使用する方法である。
(B)に予め(A)を含有させる方法としては、[1]上記の方法で製造した(B)と(A)を混合して含有させる方法、[2](B)を製造後、裁断した重合ゲルに添加混合し乾燥させることにより含有させる方法、および[3](A)の存在下、前記のエチレン性不飽和基を有する水溶性モノマーを重合させて(B)を製造する方法等が挙げられる。 これらのうち、高分子凝集剤中の(A)の均一性および(A)の少なくとも一部が(B)にグラフト結合して、(B)の疎水性が高まることにより、汚泥処理時のフロック強度の向上が図れるとの観点から、[3]の方法が好ましい。
The polymer flocculant containing (A) of the present invention includes (A) alone and a polymer flocculant obtained by combining (A) and (B). The polymer flocculant used in combination of (A) and (B) includes a method of containing (A) in advance in (B), and (B) and (A) during sludge treatment. A method of adding to sludge separately, simultaneously or sequentially is included. Among these, the method of using (A) in advance in (B) is preferable from the viewpoint of floc strength.
As a method of previously containing (A) in (B), [1] a method of mixing and containing (B) and (A) produced by the above method, and [2] cutting after producing (B) A method of adding to and mixing with the polymerized gel and drying, and a method of producing (B) by polymerizing the water-soluble monomer having an ethylenically unsaturated group in the presence of [3] (A), etc. Is mentioned. Among these, the homogeneity of (A) in the polymer flocculant and at least a part of (A) are grafted to (B), and the hydrophobicity of (B) is increased, so that the flocs during sludge treatment are increased. From the viewpoint that the strength can be improved, the method [3] is preferable.

上記[3]の方法において(A)を(B)にグラフトさせるために、(A)に(メタ)アクリロイル基、ビニル基等を導入しておくことが好ましい。導入方法としては、例えば(a)が1級または2級アミンモノマーの場合、重合が終了して、脱溶媒後、グリシジル(メタ)アクリレートや無水マレイン酸などをアミンと反応させる方法が挙げられる。(a)が3級アミンモノマーの場合、重合が終了して、脱溶媒後、有機酸(前記のもの)を添加したのち、グリシジル(メタ)アクリレートを反応させることで導入することができる(例えば、特許第2629120号公報参照)。   In order to graft (A) to (B) in the method [3] above, it is preferable to introduce a (meth) acryloyl group, a vinyl group or the like into (A). As the introduction method, for example, when (a) is a primary or secondary amine monomer, there is a method of reacting glycidyl (meth) acrylate or maleic anhydride with an amine after the polymerization is completed and the solvent is removed. When (a) is a tertiary amine monomer, it can be introduced by reacting glycidyl (meth) acrylate after the polymerization is completed and after removing the solvent, after adding an organic acid (as described above). And Japanese Patent No. 2629120).

高分子凝集剤は取り扱い易さの観点から粉末状(水溶液重合、光重合および逆相懸濁重合の場合)またはエマルション状(逆相乳化重合の場合)または水溶液状が好ましい。
水溶液重合および光重合の場合の粉末化法としては、重合後の含水ゲルを細断して公知の乾燥機(バンド式乾燥機、遠赤外線式乾燥機など)を用い加熱(温度80〜120℃)して乾燥し、公知の粉砕機〔奈良式粉砕機[奈良機械(株)製]、ロール式粉砕機など〕を用いて粉砕し体積平均粒径100〜2,000μmの粉末状にする方法などが挙げられる。
逆相懸濁重合の場合の粉末化法としては、重合後の含水ゲル(通常体積平均粒径100〜2,000μm)をロ過または遠心分離により固液分離させた後、公知の乾燥機(真空乾燥機、スクリューコンベア、ドラムドライヤーなど)を用いて加熱(温度30〜120℃)し乾燥させる方法などが挙げられる。
From the viewpoint of easy handling, the polymer flocculant is preferably in the form of powder (in the case of aqueous solution polymerization, photopolymerization and reverse phase suspension polymerization), emulsion (in the case of reverse phase emulsion polymerization) or aqueous solution.
As a pulverization method in the case of aqueous solution polymerization and photopolymerization, the hydrogel after polymerization is shredded and heated using a known dryer (such as a band dryer or a far-infrared dryer) (temperature 80 to 120 ° C). And then dried and pulverized using a known pulverizer [Nara type pulverizer [manufactured by Nara Machinery Co., Ltd.], roll type pulverizer, etc.] to obtain a powder with a volume average particle size of 100 to 2,000 μm. Etc.
As a pulverization method in the case of reverse phase suspension polymerization, a water-containing gel after polymerization (usually volume average particle size of 100 to 2,000 μm) is subjected to solid-liquid separation by filtration or centrifugation, and then a known dryer ( Examples thereof include a method of heating (temperature 30 to 120 ° C.) and drying using a vacuum dryer, screw conveyor, drum dryer or the like.

本発明の高分子凝集剤中の(A)の含有量は、フロック強度の観点から、高分子凝集剤の重量に基づいて、好ましい下限は5%、さらに好ましくは6%、とくに好ましくは8%、最も好ましくは10%、高分子凝集剤の水溶性の観点から好ましい上限は100%、さらに好ましくは80%、とくに好ましくは60%、最も好ましくは40%である。   The content of (A) in the polymer flocculant of the present invention is preferably 5%, more preferably 6%, particularly preferably 8% based on the weight of the polymer flocculant from the viewpoint of floc strength. From the viewpoint of water solubility of the polymer flocculant, the upper limit is preferably 100%, more preferably 80%, particularly preferably 60%, and most preferably 40%.

本発明の高分子凝集剤の分子量は、1N−NaNO3 水溶液中30℃で測定した固有粘度(dl/g)で表した場合、下限は通常1、凝集性能(とくにフロック粒径の増大)の観点から好ましくは1.5、さらに好ましくは2、とくに好ましくは4、最も好ましくは6、上限は通常40、凝集性能(とくにフロック強度の向上)の観点から好ましくは30、さらに好ましくは25、とくに好ましくは20、最も好ましくは16である。 When the molecular weight of the polymer flocculant of the present invention is expressed in terms of intrinsic viscosity (dl / g) measured at 30 ° C. in a 1N—NaNO 3 aqueous solution, the lower limit is usually 1, and the aggregation performance (particularly, increase in floc particle size) From the viewpoint, it is preferably 1.5, more preferably 2, particularly preferably 4, most preferably 6, the upper limit is usually 40, preferably 30 from the viewpoint of agglomeration performance (particularly improvement of floc strength), more preferably 25, especially Preferably 20 and most preferably 16.

本高分子凝集剤のうち、カチオン性高分子凝集剤の、カチオンコロイド当量値(meq/g)は、凝集性能の観点から好ましい下限は0.1、さらに好ましくは0.5、とくに好ましくは1、最も好ましくは1.5、また、同様の観点から好ましい上限は20、さらに好ましくは12、とくに好ましくは8、最も好ましくは6である。 また、両性高分子凝集剤中のカチオンコロイド当量値(meq/g)は、上記と同様の観点から、好ましい下限は1、さらに好ましくは1.5、とくに好ましくは2、また好ましい上限は6、さらに好ましくは5、とくに好ましくは4.5である。
またアニオンコロイド当量値(meq/g)は高分子凝集剤の水への溶解性の観点から好ましい下限は−5、さらに好ましくは−4、とくに好ましくは−3、また凝集性の観点から好ましい上限は−0.1、さらに好ましくは−0.3、とくに好ましくは−0.5である。
ここにおいて、カチオン性高分子凝集剤とは、分子内にカチオン性基を有する高分子凝集剤、すなわち水に溶解した際にカチオン性を示す高分子凝集剤であり、また両性高分子凝集剤とは、分子内にカチオン性基およびアニオン性基を有する高分子凝集剤または分子内にカチオン性基を有する高分子凝集剤と分子内にアニオン性基を有する高分子凝集剤の混合物、すなわち水に溶解した際にカチオン性およびアニオン性を示す高分子凝集剤であり、アニオン性高分子凝集剤とは、分子内にアニオン性基を有する高分子凝集剤、すなわち水に溶解した際にアニオン性を示す高分子凝集剤である。
Among the polymer flocculants, the cationic colloid equivalent of the cationic polymer flocculant (meq / g) is preferably 0.1, more preferably 0.5, particularly preferably 1 from the viewpoint of aggregation performance. The upper limit is preferably 1.5, and from the same viewpoint, the upper limit is preferably 20, more preferably 12, particularly preferably 8, and most preferably 6. In addition, the cation colloid equivalent value (meq / g) in the amphoteric polymer flocculant is preferably the lower limit of 1, more preferably 1.5, particularly preferably 2, and the preferable upper limit of 6, from the same viewpoint as described above. Further preferred is 5, particularly preferred is 4.5.
The lower limit of the anionic colloid equivalent value (meq / g) is preferably -5, more preferably -4, particularly preferably -3 from the viewpoint of the solubility of the polymer flocculant in water, and the upper limit preferable from the viewpoint of aggregation. Is -0.1, more preferably -0.3, particularly preferably -0.5.
Here, the cationic polymer flocculant is a polymer flocculant having a cationic group in the molecule, that is, a polymer flocculant exhibiting a cationic property when dissolved in water, and an amphoteric polymer flocculant and Is a polymer flocculant having a cationic group and an anionic group in the molecule or a mixture of a polymer flocculant having a cationic group in the molecule and a polymer flocculant having an anionic group in the molecule, that is, in water. It is a polymer flocculant that exhibits cationic and anionic properties when dissolved. An anionic polymer flocculant is a polymer flocculant having an anionic group in the molecule, that is, an anionic property when dissolved in water. The polymer flocculant shown.

コロイド当量値は以下に示すコロイド滴定法により求めることができる。なお、以降の測定は室温(約20℃)下で行う。
(1)測定試料(50ppm水溶液)の調製
試料0.2g(固形分含量換算したもの)を精秤し、200mlのガラス製三角フラスコにとり、全体の重量(試料とイオン交換水の合計重量)が100gとなるようにイオン交換水を加えた後、マグネチックスターラー(1,000rpm)で、3時間撹拌して完全に溶解し、0.2重量%の高分子凝集剤溶液を調製する。さらに500mlのガラス製ビーカーに上記調製した溶液10.00gを小数点第2位まで計ることができる天秤を用いて正確に秤りとり、全体の重量(溶液10mlとイオン交換水の合計重量)が400.00gとなるようにイオン交換水を加え、再度マグネチックスターラー(1,000〜1,200rpm)で、30分間撹拌して、均一な測定試料とする。
なお、高分子凝集剤の固形分含量は、試料約1.0gをシャーレに秤量(W1)して、循風乾燥機中105±5℃で90分間乾燥させた後の残存重量を(W2)として、次式から算出した値である。

固形分含量(重量%)=(W2)×100/(W1)
The colloid equivalent value can be determined by the colloid titration method shown below. The subsequent measurement is performed at room temperature (about 20 ° C.).
(1) Preparation of measurement sample (50 ppm aqueous solution) A sample 0.2 g (converted to solid content) is precisely weighed and taken in a 200 ml Erlenmeyer flask, and the total weight (total weight of sample and ion-exchanged water) is After adding ion-exchanged water so that it may become 100 g, it stirs for 3 hours with a magnetic stirrer (1,000 rpm), and melt | dissolves completely, and a 0.2 weight% polymer flocculant solution is prepared. Further, 10.00 g of the prepared solution was accurately weighed into a 500 ml glass beaker using a balance capable of measuring to the second decimal place, and the total weight (total weight of 10 ml of solution and ion-exchanged water) was 400. Add ion-exchanged water to 0.000 g, and stir again with a magnetic stirrer (1,000 to 1,200 rpm) for 30 minutes to obtain a uniform measurement sample.
The solid content of the polymer flocculant is the residual weight after weighing about 1.0 g of sample in a petri dish (W1) and drying at 105 ± 5 ° C. for 90 minutes in a circulating drier (W2). Is a value calculated from the following equation.

Solid content (% by weight) = (W2) × 100 / (W1)

(2)カチオンコロイド当量値の測定
測定試料100.0gを200mlのガラス製コニカルビーカーにとり、撹拌しながら徐々に0.5重量%硫酸水溶液を加え、pH3に調整する。次にトルイジンブルー指示薬(TB指示薬)を2〜3滴加え、N/400ポリビニル硫酸カリウム(N/400PVSK)試薬で滴定する。滴定速度は2ml/分とし、測定試料が青から赤紫色に変色し、30秒間保持する時点を終点とする。
(3)アニオンコロイド当量値の測定
測定試料100.0gを200mlのガラス製コニカルビーカーにとり、マグネチックスターラー(500rpm)で撹拌しながら、N/10水酸化ナトリウム水溶液0.5mlを加え、さらにN/200メチルグリコールキトサン水溶液5mlを5mlのホールピペットを用いて加えた後、5分間撹拌する(その時のpH約10.5)。TB指示薬を2〜3滴加え、(2)と同様にして滴定する。
(4)空試験
測定試料の代わりにイオン交換水100.0gを用いる以外(2)および(3)と同様の操作を行う。
(5)計算方法
カチオンまたはアニオンコロイド当量値(meq/g)=1/2×(試料の滴定量−空試験の滴定量)×(N/400PVSKの力価)
(2) Measurement of cation colloid equivalent value 100.0 g of a measurement sample is placed in a 200 ml glass conical beaker, and a 0.5% by weight sulfuric acid aqueous solution is gradually added to adjust to pH 3 while stirring. Next, add 2-3 drops of toluidine blue indicator (TB indicator) and titrate with N / 400 potassium potassium sulfate (N / 400 PVSK) reagent. The titration rate is 2 ml / min, and the end point is the time when the measurement sample changes from blue to magenta and is held for 30 seconds.
(3) Measurement of anion colloid equivalent value 100.0 g of a measurement sample was placed in a 200 ml glass conical beaker and 0.5 ml of an N / 10 aqueous sodium hydroxide solution was added while stirring with a magnetic stirrer (500 rpm). After adding 5 ml of 200 methyl glycol chitosan aqueous solution using a 5 ml whole pipette, it is stirred for 5 minutes (pH at that time is about 10.5). Add 2-3 drops of TB indicator and titrate as in (2).
(4) Blank test The same operation as (2) and (3) is performed except that 100.0 g of ion-exchanged water is used instead of the measurement sample.
(5) Calculation method Cation or anion colloid equivalent value (meq / g) = 1/2 × (sample titration-blank titration) × (N / 400 PVSK titer)

本発明の高分子凝集剤は必要に応じ、本発明の効果を阻害しない範囲で、消泡剤、キレート化剤、pH調整剤、界面活性剤、ブロッキング防止剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤および防腐剤からなる群から選ばれる添加剤を併用することができる。   The polymer flocculant of the present invention is an antifoaming agent, a chelating agent, a pH adjuster, a surfactant, an antiblocking agent, an antioxidant, an ultraviolet absorber, and an antifoaming agent, as long as the effects of the present invention are not impaired An additive selected from the group consisting of preservatives can be used in combination.

消泡剤としては、シリコーン系(例えばMn100〜100,000のジメチルポリシロキサン)、鉱物油(例えばスピンドル油およびケロシン)、C12〜22の金属石ケン(例えばステアリン酸カルシウム);
キレート化剤としては、C6〜12のアミノカルボン酸(例えばエチレンジアミンテトラ酢酸、ジエチレントリアミンペンタ酢酸、ヒドロキシエチルエチレンジアミントリ酢酸、ニトリロトリ酢酸およびトリエチレンテトラミンヘキサ酢酸)、多価カルボン酸〔例えばマレイン酸、ポリアクリル酸(Mn1,000〜10,000)およびイソアミレン−マレイン酸共重合体(Mn1,000〜10,000)〕、C3〜10のヒドロキシカルボン酸(例えばクエン酸、グルコン酸、乳酸およびリンゴ酸)、縮合リン酸(例えばトリポリリン酸およびトリメタリン酸)およびこれらの塩〔例えばアルカリ金属(例えばナトリウムおよびカリウム)塩、アルカリ土類金属(例えばカルシウムおよびマグネシウム)
塩、アンモニウム塩、C1〜20のアルキルアミン(例えばメチルアミン、エチルアミンおよびオクチルアミン)塩およびC2〜12のアルカノールアミン(例えばモノ−、ジ−およびトリエタノールアミン)塩〕;
Antifoaming agents include silicones (eg Mn 100-100,000 dimethylpolysiloxane), mineral oils (eg spindle oil and kerosene), C12-22 metal soaps (eg calcium stearate);
Chelating agents include C6-12 aminocarboxylic acids (eg ethylenediaminetetraacetic acid, diethylenetriaminepentaacetic acid, hydroxyethylethylenediaminetriacetic acid, nitrilotriacetic acid and triethylenetetraminehexaacetic acid), polyvalent carboxylic acids (eg maleic acid, polyacrylic acid). Acid (Mn 1,000-10,000) and isoamylene-maleic acid copolymer (Mn 1,000-10,000)], C3-10 hydroxycarboxylic acids (eg citric acid, gluconic acid, lactic acid and malic acid), Condensed phosphoric acids (eg tripolyphosphoric acid and trimetaphosphoric acid) and their salts [eg alkali metal (eg sodium and potassium) salts, alkaline earth metals (eg calcium and magnesium)
Salts, ammonium salts, C1-20 alkylamine (eg methylamine, ethylamine and octylamine) salts and C2-12 alkanolamine (eg mono-, di- and triethanolamine) salts];

pH調整剤としては、苛性アルカリ(例えば苛性ソーダ)、アミン(例えばモノ−、ジ−およびトリエタノールアミン)、無機酸(塩)[例えば無機酸(例えば塩酸、硫酸、硝酸、リン酸、スルファミン酸および炭酸)、およびこれらの金属(例えばアルカリ金属およびアルカリ土類金属)塩(例えば炭酸ソーダ、炭酸カリウム、硫酸ソーダ、硫酸水素ナトリウムおよびリン酸1ナトリウム)およびアンモニウム塩(例えば炭酸アンモンおよび硫酸アンモン)]、有機酸(塩)[例えば有機酸(例えばカルボン酸、スルホン酸およびフェノール)、およびこれらの金属(上記に同じ)塩(例えば酢酸ソーダおよび乳酸ソーダ)およびアンモニウム塩(例えば酢酸アンモニウムおよび乳酸アンモニウム)];   pH adjusters include caustic (eg caustic soda), amines (eg mono-, di- and triethanolamine), inorganic acids (salts) [eg inorganic acids (eg hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, phosphoric acid, sulfamic acid and Carbonates) and their metals (eg, alkali and alkaline earth metal) salts (eg, sodium carbonate, potassium carbonate, sodium sulfate, sodium hydrogen sulfate and monosodium phosphate) and ammonium salts (eg, ammonium carbonate and ammonium sulfate)] Organic acids (salts) [eg organic acids (eg carboxylic acids, sulfonic acids and phenols) and their metal (same as above) salts (eg sodium acetate and sodium lactate) and ammonium salts (eg ammonium acetate and ammonium lactate) ];

界面活性剤としては、米国特許第4331447号明細書記載の界面活性剤、例えばポリオキシエチレンノニルフェノールエーテルおよびジオクチルスルホコハク酸ソーダ];
ブロッキング防止剤としては、ポリエーテル変性シリコーンオイル、例えば、ポリエチレンオキシド変性シリコーンおよびポリエチレンオキシド・ポリプロピレンオキシド変性シリコーン;
As the surfactant, surfactants described in US Pat. No. 4,331,447 such as polyoxyethylene nonylphenol ether and sodium dioctylsulfosuccinate];
Anti-blocking agents include polyether-modified silicone oils such as polyethylene oxide-modified silicones and polyethylene oxide / polypropylene oxide-modified silicones;

酸化防止剤としては、フェノール化合物[例えばハイドロキノン、メトキシハイドロキノン、カテコール、2,6−ジ−t−ブチル−p−クレゾール(BHT)および2,2’−メチレンビス(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)]、含硫化合物〔例えばチオ尿素、テトラメチルチウラムジサルファイド、ジメチルジチオカルバミン酸およびその塩[例えば金属(上記に同じ)塩およびアンモニウム塩]、亜硫酸ナトリウム、チオ硫酸ナトリウム、2−メルカプトベンゾチアゾールおよびその塩(上記に同じ)、ジラウリル3,3’−チオジプロピオネート(DLTDP)およびジステアリル3,3’−チオジプロピオネート(DSTDP)〕、含リン化合物[例えばトリフェニルホスファイト、トリエチルホスファイト、亜リン酸ナトリウム、次亜リン酸ナトリウム、トリフェニルホスファイト(TPP)およびトリイソデシルホスファイト(TDP)]および含窒素化合物[アミン(例えばオクチル化ジフェニルアミン、N−n−ブチル−p−アミノフェノールおよびN,N−ジイソプロピル−p−フェニレンジアミン)、尿素、グアニジン、およびグアニジンの上記無機酸塩];   Antioxidants include phenol compounds [eg hydroquinone, methoxyhydroquinone, catechol, 2,6-di-t-butyl-p-cresol (BHT) and 2,2′-methylenebis (4-methyl-6-t-butylphenol). )], Sulfur-containing compounds [eg thiourea, tetramethylthiuram disulfide, dimethyldithiocarbamic acid and its salts [eg metal (same as above) and ammonium salts], sodium sulfite, sodium thiosulfate, 2-mercaptobenzothiazole and Salts thereof (same as above), dilauryl 3,3′-thiodipropionate (DLTDP) and distearyl 3,3′-thiodipropionate (DSTDP)], phosphorus-containing compounds [eg triphenyl phosphite, triethyl phosphite Fight, sodium phosphite Lithium, sodium hypophosphite, triphenyl phosphite (TPP) and triisodecyl phosphite (TDP)] and nitrogenous compounds [amines such as octylated diphenylamine, Nn-butyl-p-aminophenol and N, N-diisopropyl-p-phenylenediamine), urea, guanidine, and the above inorganic acid salts of guanidine];

紫外線吸収剤としては、ベンゾフェノン系(例えば2−ヒドロキシベンゾフェノンおよび2,4−ジヒドロキシベンゾフェノン)、サリチレート系(例えばフェニルサリチレートおよび2,4−ジ−t−ブチルフェニル−3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンゾエート)、ベンゾトリアゾール系[例えば(2’−ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾールおよび(2’−ヒドロキシ−5’−メチルフェニル)ベンゾトリアゾール]およびアクリル系[例えばエチル−2−シアノ−3,3−ジフェニルアクリレートおよびメチル−2−カルボメトキシ−3−(パラメトキシベンジル)アクリレート];
防腐剤としては、例えば安息香酸、パラオキシ安息香酸エステルおよびソルビン酸が挙げられる。
Examples of ultraviolet absorbers include benzophenone (for example, 2-hydroxybenzophenone and 2,4-dihydroxybenzophenone), salicylate (for example, phenyl salicylate and 2,4-di-t-butylphenyl-3,5-di-t). -Butyl-4-hydroxybenzoate), benzotriazoles [eg (2'-hydroxyphenyl) benzotriazole and (2'-hydroxy-5'-methylphenyl) benzotriazole] and acrylics [eg ethyl-2-cyano- 3,3-diphenyl acrylate and methyl-2-carbomethoxy-3- (paramethoxybenzyl) acrylate];
Examples of the preservative include benzoic acid, p-hydroxybenzoic acid ester and sorbic acid.

これらの添加剤は、(A)および/または(B)のいずれに含有させてもよい。また、ブロッキング防止剤を除く添加剤については、本発明の効果を阻害しない範囲で(A)および/または(B)の製造前のモノマー水溶液中に予め含有させてもよい。
上記添加剤全体の使用量は、添加剤を(A)および/または(B)に含有させる場合は、(A)および/または(B)の重量に基づいて、またモノマー水溶液中に予め含有させる場合は、モノマー重量に基づいて、通常30%以下、本発明の効果(フロック強度)の観点から好ましくは0〜10%である。
各添加剤の使用量については、上記と同様の重量に基づいて、消泡剤は通常5%以下、好ましくは1〜3%、キレート化剤は通常30%以下、好ましくは2〜10%、pH調整剤は通常10%以下、好ましくは1〜5%、界面活性剤およびブロッキング防止剤はそれぞれ通常5%以下、好ましくは1〜3%、酸化防止剤、紫外線吸収剤および防腐剤はそれぞれ通常5%以下、好ましくは0.1〜2%である。
These additives may be contained in either (A) and / or (B). Further, additives other than the anti-blocking agent may be preliminarily contained in the monomer aqueous solution before the production of (A) and / or (B) within a range that does not impair the effects of the present invention.
When the additive is contained in (A) and / or (B), the total amount of the additive is preliminarily contained in the monomer aqueous solution based on the weight of (A) and / or (B). In the case, it is usually 30% or less based on the monomer weight, and preferably 0 to 10% from the viewpoint of the effect (floc strength) of the present invention.
About the usage-amount of each additive, based on the weight similar to the above, an antifoamer is 5% or less normally, Preferably it is 1-3%, a chelating agent is 30% or less normally, Preferably it is 2-10%, The pH adjuster is usually 10% or less, preferably 1 to 5%, the surfactant and the antiblocking agent are usually 5% or less, preferably 1 to 3%, respectively, the antioxidant, the ultraviolet absorber and the preservative are usually used. 5% or less, preferably 0.1 to 2%.

本発明の高分子凝集剤は、従来にないフロック強度を有し、特異的な凝集効果やろ液の清澄性向上効果(例えばろ液SS低減)を示すことから、下水等または工場廃水等の処理で生じた有機性または無機性汚泥の脱水処理用高分子凝集剤として用いることができ、とくに有機性汚泥の脱水処理用として好適に用いられる。   The polymer flocculant of the present invention has an unprecedented floc strength and exhibits a specific flocculation effect and a clarification improvement effect of filtrate (for example, reduction of filtrate SS). It can be used as a polymer flocculant for dehydration treatment of organic or inorganic sludge generated in the above, and is particularly suitably used for dehydration treatment of organic sludge.

本発明の高分子凝集剤を用いた下水等の有機性汚泥や工場廃水等の無機性の汚泥または廃水の処理方法は、高分子凝集剤を汚泥または廃水に添加、混合してフロックを形成させ、固液分離を行う方法であれば特に限定されることはない。   The method for treating organic sludge such as sewage or inorganic sludge such as factory wastewater or wastewater using the polymer flocculant of the present invention is to add and mix the polymer flocculant to sludge or wastewater to form a floc. The method is not particularly limited as long as it is a method for performing solid-liquid separation.

また、本発明の高分子凝集剤を汚泥または廃水に使用する際には、公知の無機および有機凝結剤を1種以上併用してもよい。これらを併用する場合は、汚泥に有機凝結剤およびまたは無機凝結剤を添加したのち本発明の高分子凝集剤を添加する方法、有機凝結剤およびまたは無機凝結剤と高分子凝集剤を同時に添加する方法。本発明の高分子凝集剤を添加し、脱水したのちケーキに有機凝結剤およびまたは無機凝結剤を添加する方法のいずれを採用してもよい。   Moreover, when using the polymer flocculent of this invention for sludge or wastewater, you may use together 1 or more types of well-known inorganic and organic coagulants. When these are used in combination, the organic coagulant and / or inorganic coagulant is added to the sludge, and then the polymer coagulant of the present invention is added. The organic coagulant and / or inorganic coagulant and polymer coagulant are added simultaneously. Method. Any method of adding an organic coagulant and / or an inorganic coagulant to the cake after adding the polymer flocculant of the present invention and dehydrating may be employed.

公知の無機凝結剤としては、例えば硫酸バンド、ポリ塩化アルミニウム、塩化第二鉄、硫酸第二鉄、ポリ硫酸鉄および消石灰が挙げられる。
公知の有機凝結剤としては、例えばエピハロヒドリンとアミンとの重縮合体(もしくはその塩酸塩、以下塩酸塩と略記)、エピハロヒドリンとアルキレンジアミンとの重縮合体(塩酸塩)、ポリエチレンイミン(塩酸塩)、アルキレンジハライド−アルキレンポリアミン重縮合体(塩酸塩)、アニリン−ホルムアルデヒド重縮合体(塩酸塩)、ポリビニルベンジルトリメチルアンモニウムクロライド、ポリビニルピリジン(塩酸塩)、(ジ)メチルジ(メタ)アリルアンモニウムクロライドおよびポリビニルイミダゾリン(塩酸塩)が挙げられる。
これらの公知の無機および有機凝結剤はそれぞれの1種または2種以上用いても、あるいは両者を併用してもいずれでもよい。
Known inorganic coagulants include, for example, sulfate bands, polyaluminum chloride, ferric chloride, ferric sulfate, polyiron sulfate and slaked lime.
Known organic coagulants include, for example, a polycondensate of epihalohydrin and amine (or its hydrochloride, hereinafter abbreviated as hydrochloride), a polycondensate of epihalohydrin and alkylenediamine (hydrochloride), and polyethyleneimine (hydrochloride). , Alkylene dihalide-alkylene polyamine polycondensate (hydrochloride), aniline-formaldehyde polycondensate (hydrochloride), polyvinylbenzyltrimethylammonium chloride, polyvinylpyridine (hydrochloride), (di) methyldi (meth) allylammonium chloride and Polyvinyl imidazoline (hydrochloride) is mentioned.
These known inorganic and organic coagulants may be used alone or in combination of two or more, or both may be used in combination.

公知の無機および/または有機凝結剤を汚泥または廃水に添加する場合の使用量は、汚泥または廃水の種類、懸濁している粒子の大きさ、および廃水中の蒸発残留物重量(以下TSと略記)等によって異なるが、汚泥または廃水中のTSに基づいて、公知の無機凝結剤では、凝集性の観点から好ましい下限は0.5%、さらに好ましくは1%、とくに好ましくは2%、同様の観点から好ましい上限は40%、さらに好ましくは30%、とくに好ましくは20%であり、公知の有機凝結剤では、凝集性の観点から好ましい下限は0.01%、さらに好ましくは0.05%、とくに好ましくは0.1%、同様の観点から好ましい上限は10%以下、さらに好ましくは8%以下、とくに好ましくは5%である。   When a known inorganic and / or organic coagulant is added to sludge or wastewater, the amount used is the type of sludge or wastewater, the size of suspended particles, and the weight of evaporation residue in wastewater (hereinafter abbreviated as TS). ), Etc., but based on the TS in the sludge or wastewater, in the known inorganic coagulant, the preferable lower limit from the viewpoint of cohesiveness is 0.5%, more preferably 1%, particularly preferably 2%, the same From the viewpoint, the preferable upper limit is 40%, more preferably 30%, particularly preferably 20%. In the known organic coagulants, the preferable lower limit is 0.01%, more preferably 0.05%, from the viewpoint of aggregation. The upper limit is preferably 0.1%, and from the same viewpoint, the upper limit is preferably 10% or less, more preferably 8% or less, and particularly preferably 5%.

本発明の高分子凝集剤を、汚泥または廃水に添加する方法としては、特に限定はなく、そのまま該汚泥または廃水に添加してもよいが、均一混合の観点から好ましいのは高分子凝集剤を水溶液にした後に該汚泥または廃水に添加する方法である。高分子凝集剤を水溶液として用いる場合の濃度は、好ましくは0.05〜1重量%、さらに好ましくは0.1〜0.5重量%である。
溶解方法、溶解後の希釈方法は特に限定はないが、粉末状の高分子凝集剤を水に溶解する際、一度に加えるとままこを生じて水に溶解しにくくなるため好ましくない。
また、本発明の高分子凝集剤の溶解性を高めるために、溶解した水溶液のpHが2.0〜5.0の範囲になるように前述したpH調整剤を添加し調整するのが好ましい。さらに好ましくはpHが2.5〜4.0、とくに好ましくはpHが2.7〜3.5である。
The method for adding the polymer flocculant of the present invention to sludge or wastewater is not particularly limited, and it may be added to the sludge or wastewater as it is, but from the viewpoint of uniform mixing, the polymer flocculant is preferred. This is a method of adding an aqueous solution to the sludge or waste water. The concentration when the polymer flocculant is used as an aqueous solution is preferably 0.05 to 1% by weight, more preferably 0.1 to 0.5% by weight.
The dissolution method and the dilution method after dissolution are not particularly limited. However, when the powdery polymer flocculant is dissolved in water, if it is added at once, it becomes undesirably generated and difficult to dissolve in water.
Moreover, in order to improve the solubility of the polymer flocculant of the present invention, it is preferable to add and adjust the aforementioned pH adjuster so that the pH of the dissolved aqueous solution is in the range of 2.0 to 5.0. More preferably, the pH is 2.5 to 4.0, and particularly preferably 2.7 to 3.5.

汚泥または廃水に添加する際の高分子凝集剤の使用量は、汚泥または廃水の種類、懸濁している粒子の含有量および高分子凝集剤の分子量等によって異なり、とくに限定はされないが、汚泥または廃水中のTSに基づいて凝集性能の観点から、好ましい下限は0.01%、さらに好ましくは0.05%、とくに好ましくは0.1%、最も好ましくは0.5%、同様の観点から、好ましい上限は10%、さらに好ましくは8%、とくに好ましくは5%、最も好ましくは3%である。   The amount of the polymer flocculant used when added to the sludge or wastewater varies depending on the type of sludge or wastewater, the content of suspended particles and the molecular weight of the polymer flocculant, and is not particularly limited. From the viewpoint of flocculation performance based on TS in wastewater, the preferred lower limit is 0.01%, more preferably 0.05%, particularly preferably 0.1%, most preferably 0.5%, from the same viewpoint, The upper limit is preferably 10%, more preferably 8%, particularly preferably 5%, and most preferably 3%.

また上記の処理方法により形成されたフロック状の汚泥の脱水方法(固液分離法)としては、例えば重力沈降、膜ろ過、カラムろ過、加圧浮上、および濃縮装置(例えばシックナー)および脱水装置(例えば遠心脱水機、スクリュープレス脱水機、ベルトプレス脱水機、フィルタープレス脱水機およびキャピラリー脱水機)を用いる方法が挙げられる。これらのうち本発明の高分子凝集剤の特異的な凝集性能である高フロック強度の観点から好ましいのは、脱水装置、とくに遠心脱水機、およびスクリュープレス脱水機を用いる方法である。   In addition, as a dehydration method (solid-liquid separation method) of floc sludge formed by the above-described treatment method, for example, gravity sedimentation, membrane filtration, column filtration, pressurized flotation, and a concentration device (for example, thickener) and a dehydration device ( Examples thereof include a method using a centrifugal dehydrator, a screw press dehydrator, a belt press dehydrator, a filter press dehydrator, and a capillary dehydrator. Among these, the method using a dehydrator, particularly a centrifugal dehydrator and a screw press dehydrator is preferable from the viewpoint of high floc strength, which is a specific aggregating performance of the polymer flocculant of the present invention.

以下実施例をもって本発明を具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。なお、製造例および実施例中の部は重量部、%は重量%を表す。(A0)のMnは以下のGPC条件で測定した。
(GPC測定条件)
測定機:HLC−8220GPC、東ソー(株)製
カラム:Guardcolumn α、TSKgel α−M
溶離液:DMF LiBr 0.01M
流量 :1ml/min
サンプル濃度:0.125%
注入量:100μl
カラム温度:40℃
検量線標準物質:ポリスチレン
また、高分子凝集剤の固有粘度[η](dl/g)は1N−NaNO3水溶液中、30℃で測定した値である。高分子凝集剤のコロイド当量値および固形分含量は、前記の方法によって測定した。
なお、汚泥または廃水中のTS、有機分(強熱減量)は、下水道試験方法(日本下水道協会、1997年度版)記載の分析方法に準じて行った。
また、本実施例中のフロック粒径、ろ液量、ろ布剥離性、ケーキ含水率、ろ液清澄度は以下の方法に従って性能評価した。
EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. In addition, the part in a manufacture example and an Example represents a weight part, and% represents weight%. Mn of (A0) was measured under the following GPC conditions.
(GPC measurement conditions)
Measuring machine: HLC-8220GPC, manufactured by Tosoh Corporation Column: Guardcolumn α, TSKgel α-M
Eluent: DMF LiBr 0.01M
Flow rate: 1 ml / min
Sample concentration: 0.125%
Injection volume: 100 μl
Column temperature: 40 ° C
Calibration curve standard material: polystyrene The intrinsic viscosity [η] (dl / g) of the polymer flocculant is a value measured at 30 ° C. in a 1N—NaNO 3 aqueous solution. The colloidal equivalent value and solid content of the polymer flocculant were measured by the methods described above.
In addition, TS and organic content (ignition loss) in sludge or wastewater were performed according to the analysis method described in the sewer test method (Japan Sewerage Association, 1997 edition).
The floc particle size, filtrate amount, filter cloth peelability, cake moisture content, and filtrate clarity in this example were evaluated according to the following methods.

<フロック粒径>
ジャーテスター[宮本理研工業(株)製、形式JMD−6HS−A、以下同じ。]に板状の塩ビ製撹拌羽根(直径5cm、高さ2cm、厚さ0.2cm)2枚を十字になる様に上下に連続して撹拌棒に取り付け、汚泥または廃水200部を500mlのビーカーに取り、ジャーテスターにセットする。ジャーテスターの回転数を120rpmにし、ゆっくり汚泥を撹拌しながら、所定量の0.2重量%の高分子凝集剤水溶液を一気に添加し、30秒間撹拌した後、撹拌を止め凝集物の大きさを目視にて観察する(回転数120rpmでのフロック粒径を表中に示す)。
続いて回転数を300rpmにセットし、さらに30秒間撹拌した後、撹拌を止め凝集物の大きさを再度目視にて観察する(回転数300rpmでのフロック粒径を表中に示す)。
<Flock particle size>
Jar tester [Miyamoto Riken Kogyo Co., Ltd., model JMD-6HS-A, and so on. ] Two plate-shaped PVC stirring blades (diameter: 5 cm, height: 2 cm, thickness: 0.2 cm) are attached to the stirring bar continuously in a vertical shape to form a cross, and 200 parts of sludge or waste water is placed in a 500 ml beaker. And set it on the jar tester. While rotating the jar tester at 120 rpm and slowly stirring the sludge, add a predetermined amount of 0.2% by weight of the polymer flocculant aqueous solution at once, and after stirring for 30 seconds, stop stirring and reduce the size of the aggregate. Observe visually (the floc particle diameter at 120 rpm is shown in the table).
Subsequently, the rotational speed is set to 300 rpm, and after stirring for 30 seconds, the stirring is stopped and the size of the aggregate is visually observed again (the floc particle size at the rotational speed of 300 rpm is shown in the table).

<ろ液量>
T−1189のナイロン製ろ布[敷島カンバス(株)製、円形状、直径9cm]、ヌッチェ漏斗、300mlが測れるメスシリンダーをセットし、上記フロック粒径試験後の汚泥を一度に投入して濾過し、ストップウォッチを用いて投入直後から60秒後のろ液量を測定する。
<ろ布剥離性>
濾過した汚泥の一部をスパーテルで取り出し、プレスフィルター試験機を用いて脱水試験(2kg/cm2、60秒)を行い、試験後のろ布からの脱水ケーキの剥離性を下記の基準に従って評価する。

◎:非常に剥がれやすい(ろ布付着物ほとんどなし)
○:剥がれやすい (わずかに、ろ布付着物あり)
△:多少剥がれにくい (ろ布付着物あり、わずかに、ろ布内部まで付着)
×:剥がれにくい (ろ布内部まで付着)
<Amount of filtrate>
T-1189 nylon filter cloth [Shikishima Kanbusu Co., Ltd., circular shape, diameter 9 cm], Nutsche funnel, graduated cylinder that can measure 300 ml, set sludge after the above floc particle size test and filter at once Then, using a stopwatch, measure the filtrate amount 60 seconds after immediately after the addition.
<Filter cloth peelability>
Part of the filtered sludge is removed with a spatula and subjected to a dehydration test (2 kg / cm 2 , 60 seconds) using a press filter tester, and the peelability of the dewatered cake from the filter cloth after the test is evaluated according to the following criteria: To do.

A: Very easy to peel off (almost no filter cloth deposits)
○: Easy to peel off (slightly attached filter cloth)
Δ: Slightly difficult to peel off (there is a filter cloth deposit, slightly sticking to the inside of the filter cloth)
×: Hard to peel off (attaches to the inside of the filter cloth)

<ケーキ含水率>
上記ろ布剥離性試験後の脱水ケーキ約3.0gをシャーレに秤量(W3)して、循風乾燥機中で完全に水分が蒸発するまで(例えば、105±5℃で8時間)乾燥させた後、シャーレ上に残った乾燥ケーキの重量を(W4)として、次式からケーキ含水率を算出する。

ケーキ含水率(重量%)={(W3)−(W4)}×100/(W3)
<Moisture content of cake>
About 3.0 g of the dehydrated cake after the filter cloth peelability test is weighed into a petri dish (W3) and dried in a circulating drier until the water has completely evaporated (for example, at 105 ± 5 ° C. for 8 hours). After that, the weight of the dry cake remaining on the petri dish is set as (W4), and the moisture content of the cake is calculated from the following formula.

Cake moisture content (% by weight) = {(W3) − (W4)} × 100 / (W3)

<ろ液清澄度>
上記ろ液量測定後のろ液を用いて、吸光度計[(株)島津製作所製、UV−1200、以下同じ。]で波長590nmおよび700nmの時の吸光度を測定し、ろ液清澄度を評価する。なお、吸光度の数値(%)は、イオン交換水の吸光度を100%とした時の値を示す。
<Filtrate clarity>
Using the filtrate after measuring the above filtrate amount, an absorbance meter [manufactured by Shimadzu Corporation, UV-1200, the same shall apply hereinafter. ], The absorbance at wavelengths of 590 nm and 700 nm is measured, and the filtrate clarity is evaluated. The numerical value (%) of absorbance indicates a value when the absorbance of ion-exchanged water is 100%.

[共重合体(A)の製造]
製造例1
撹拌機、温度センサー、冷却管、滴下ロートおよびマントルヒーターを備えた反応容器にi−プロピルアルコール(以下IPAと略記)200部を投入し、撹拌下、加熱し還流させた。滴下ロートから、カチオン性モノマーとしてN,N−ジメチルアミノエチルメタクリレート(以下DAMと略記)96部、疎水性モノマーとしてラウリルメタクリレート104部、重合開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル(以下AIBNと略記)1.6部の均一混合液を、反応容器内を80〜85℃で撹拌下、4時間で反応容器内に滴下した。 滴下後、同温度で2時間熟成させ、重合を完結させるために、さらにIPA50部とAIBN0.4部の溶液を、1時間で滴下し、3時間同温度で熟成させて共重合体(A01)溶液を得た。(A01)のMnは20,000であった。
その後、塩酸(塩化水素35%含有、以下同じ。)64部を1時間で滴下後、水200部を30分で滴下し冷却した。重合物溶液を金属トレイに移し、減圧乾燥機にて80℃でIPAおよび水を除去した。重合物を冷却後、ジューサーミキサーにて粉砕して粒状の共重合体(A1)を得た。
製造例2
上記(A01)溶液に、酢酸5部、グリシジルメタクリレート1.2部を加え2時間80℃で反応させて共重合体(A02)溶液を得た。(A02)のMnは22,000であった。その後、製造例1と同様にして粒状の共重合体(A2)を得た。
製造例3
製造例1において、モノマーをDAM172部、ラウリルメタクリレート6部、スチレン20部、メタクリル酸2部に代えたこと以外は製造例1と同様にして、共重合体(A03)[Mn25,000]溶液を得、その後、塩酸64部を114部に代えたこと以外は製造例1と同様にして粒状の共重合体(A3)を得た。
製造例4
製造例2において、(A01)溶液を(A03)溶液に代えたこと以外は、製造例2と同様にして、共重合体(A04)[Mn27,000]溶液を得、その後、塩酸64部を114部に代えたこと以外は製造例2と同様にして粒状の共重合体(A4)を得た。
製造例5
製造例1において、モノマーをDAM120部、ラウリルメタクリレート60部、メタクリル酸20部に代えたこと以外は製造例1と同様にして共重合体(A05)[Mn15,000]溶液を得、その後、製造例1と同様にして、塩酸80部とする以外は製造例1と同様にしてさらに粒状の共重合体(A5)を得た。
製造例6
製造例1において、モノマーをDAM123部、ラウリルメタクリレート10部、スチレン67部に代えたこと以外は製造例1と同様にして、共重合体(A06)[Mn25,000]溶液を得、その後、塩酸64部を82部に代えたこと以外は製造例1と同様にして、粒状の共重合体(A6)を得た。
比較製造例1
製造例1において、モノマーをDAM178部、ラウリルメタクリレート22部に代えたこと以外は製造例1と同様にして共重合体(比A01)[Mn25,000]溶液を得、その後、塩酸64部を118部に代えたこと以外は製造例1と同様にして、粒状の共重合体(比A1)を得た。
比較製造例2
製造例1において、モノマーをDAM180部、メタクリル酸20部に代えたこと以外は製造例1と同様にして共重合体(比A02)[Mn20,000]溶液を得、その後、塩酸64部を120部に代えたこと以外は製造例1と同様にして、粒状の共重合体(比A2)を得た。
比較製造例3
製造例1において、モノマーをDAM200部に代えたこと以外は製造例1と同様にして共重合体(比A03)[Mn27,000]溶液を得、その後、塩酸64部を133部に代えたこと以外は製造例1と同様にして、粒状の共重合体(比A3)を得た。
[Production of Copolymer (A)]
Production Example 1
In a reaction vessel equipped with a stirrer, a temperature sensor, a cooling tube, a dropping funnel, and a mantle heater, 200 parts of i-propyl alcohol (hereinafter abbreviated as IPA) was charged and heated to reflux with stirring. From the dropping funnel, 96 parts of N, N-dimethylaminoethyl methacrylate (hereinafter abbreviated as DAM) as a cationic monomer, 104 parts of lauryl methacrylate as a hydrophobic monomer, and azobisisobutyronitrile (hereinafter abbreviated as AIBN) as a polymerization initiator. 1.6 parts of the homogeneous mixed solution was dropped into the reaction vessel in 4 hours with stirring in the reaction vessel at 80 to 85 ° C. After the dropwise addition, the mixture was aged at the same temperature for 2 hours to complete the polymerization. Further, a solution of 50 parts of IPA and 0.4 part of AIBN was added dropwise over 1 hour and aged at the same temperature for 3 hours to obtain a copolymer (A01) A solution was obtained. The Mn of (A01) was 20,000.
Thereafter, 64 parts of hydrochloric acid (containing 35% hydrogen chloride, the same shall apply hereinafter) was added dropwise over 1 hour, and then 200 parts of water was added dropwise over 30 minutes and cooled. The polymer solution was transferred to a metal tray, and IPA and water were removed at 80 ° C. in a vacuum dryer. The polymer was cooled and pulverized with a juicer mixer to obtain a granular copolymer (A1).
Production Example 2
To the above (A01) solution, 5 parts of acetic acid and 1.2 parts of glycidyl methacrylate were added and reacted at 80 ° C. for 2 hours to obtain a copolymer (A02) solution. The Mn of (A02) was 22,000. Thereafter, a granular copolymer (A2) was obtained in the same manner as in Production Example 1.
Production Example 3
A copolymer (A03) [Mn25,000] solution was prepared in the same manner as in Production Example 1 except that the monomer was replaced with 172 parts of DAM, 6 parts of lauryl methacrylate, 20 parts of styrene, and 2 parts of methacrylic acid. After that, a granular copolymer (A3) was obtained in the same manner as in Production Example 1 except that 64 parts of hydrochloric acid was replaced with 114 parts.
Production Example 4
In Production Example 2, a copolymer (A04) [Mn27,000] solution was obtained in the same manner as in Production Example 2 except that the (A01) solution was replaced with the (A03) solution, and then 64 parts of hydrochloric acid was added. A granular copolymer (A4) was obtained in the same manner as in Production Example 2, except that the amount was changed to 114 parts.
Production Example 5
In Production Example 1, a copolymer (A05) [Mn 15,000] solution was obtained in the same manner as in Production Example 1 except that the monomer was replaced with 120 parts of DAM, 60 parts of lauryl methacrylate, and 20 parts of methacrylic acid. In the same manner as in Example 1, except that 80 parts of hydrochloric acid was used, a granular copolymer (A5) was obtained in the same manner as in Production Example 1.
Production Example 6
In Production Example 1, a copolymer (A06) [Mn25,000] solution was obtained in the same manner as in Production Example 1 except that the monomer was replaced with 123 parts of DAM, 10 parts of lauryl methacrylate, and 67 parts of styrene. A granular copolymer (A6) was obtained in the same manner as in Production Example 1 except that 64 parts were replaced with 82 parts.
Comparative production example 1
In Production Example 1, a copolymer (ratio A01) [Mn 25,000] solution was obtained in the same manner as in Production Example 1 except that the monomer was replaced with 178 parts of DAM and 22 parts of lauryl methacrylate, and then, 64 parts of hydrochloric acid was added to 118 parts. A granular copolymer (Ratio A1) was obtained in the same manner as in Production Example 1 except that the part was changed to the part.
Comparative production example 2
In Production Example 1, a copolymer (ratio A02) [Mn 20,000] solution was obtained in the same manner as in Production Example 1 except that the monomer was replaced with 180 parts of DAM and 20 parts of methacrylic acid. A granular copolymer (Ratio A2) was obtained in the same manner as in Production Example 1 except that the part was changed to the part.
Comparative production example 3
In Production Example 1, a copolymer (ratio A03) [Mn 27,000] solution was obtained in the same manner as in Production Example 1 except that the monomer was replaced with 200 parts of DAM, and then 64 parts of hydrochloric acid was replaced with 133 parts. Except that, in the same manner as in Production Example 1, a granular copolymer (ratio A3) was obtained.

[高分子凝集剤(X)の製造]
実施例1
100mlのビーカーにDAMメチルクロライド4級塩の60%水溶液45部と(A1)3部を入れて撹拌し、均一水溶液とした。該水溶液を内径25mm高さ200mmの試験管に全量移し入れ、液中に窒素を5分間通気して窒素置換した後、2,2’−アゾビス−(アミジノプロパン)ジハイドロクロライドの2%水溶液を2.5部添加し、密閉下50℃で20時間重合させた。その後試験管内のゲルを取り出し細断後、循風乾燥機で80℃×2時間乾燥し、さらにジューサーミキサーで粉砕(体積平均粒径0.1〜1.7mm、以下同じ。)して高分子凝集剤(X1)を得た。(X1)の固有粘度は6.1dl/g(以下数値のみで表す。)、カチオンコロイド当量値は4.6meq/g(以下数値のみで表す。)であった。
実施例2
実施例1において、(A1)3部を(A2)3部に代えたこと以外は実施例1と同様にして、高分子凝集剤(X2)を得た。(X2)の固有粘度は7.1、カチオンコロイド当量値は4.6であった。
実施例3
実施例1において、(A1)3部を(A3)3部に代えたこと以外は実施例1と同様にして、高分子凝集剤(X3)を得た。(X3)の固有粘度は7.5、カチオンコロイド当量値は4.8であった。
実施例4
実施例1において、(A1)3部を(A4)3部に代えたこと以外は実施例1と同様にして、高分子凝集剤(X4)を得た。(X4)の固有粘度は8.0、カチオンコロイド当量値は4.8であった。
実施例5
実施例1において、(A1)3部を(A5)3部に代えたこと以外は実施例1と同様にして、高分子凝集剤(X5)を得た。(X5)の固有粘度は8.1、カチオンコロイド当量値は4.7であった。
実施例6
実施例1において、(A1)3部を(A6)3部に代えたこと以外は実施例1と同様にして、高分子凝集剤(X6)を得た。(X6)の固有粘度は7.1、カチオンコロイド当量値は4.7であった。
実施例7
実施例1において、DAMメチルクロライド4級塩の60%水溶液45部を47部に、(A1)3部を1.8部に、2,2’−アゾビス−(アミジノプロパン)ジハイドロクロライドの2%水溶液を2.5部を2.6部に代えたこと以外は実施例1と同様にして、高分子凝集剤(X7)を得た。(X7)の固有粘度は8.2、カチオンコロイド当量値は4.7であった。
実施例8
実施例1において、DAMメチルクロライド4級塩の60%水溶液45部を25部に、(A1)3部を15部に、2,2’−アゾビス−(アミジノプロパン)ジハイドロクロライドの2%水溶液を2.5部を1.4部に代えたこと以外は実施例1と同様にして、高分子凝集剤(X8)を得た。(X8)の固有粘度は4.4、カチオンコロイド当量値は3.8であった。
比較例1
実施例1において、(A1)を用いないこと以外は実施例1と同様にして、高分子凝集剤(比X1)を得た。(比X1)の固有粘度は6.0、カチオンコロイド当量値は4.8であった。
比較例2
実施例1において、(A1)3部を(比A1)3部に代えたこと以外は実施例1と同様にして、高分子凝集剤(比X2)を得た。(比X2)の固有粘度は7.1、カチオンコロイド当量値は4.8であった。
比較例3
実施例1において、(A1)3部を(比A2)3部に代えたこと以外は実施例1と同様にして、高分子凝集剤(比X3)を得た。(比X3)の固有粘度は7.2、カチオンコロイド当量値は4.8であった。
比較例4
実施例1において、(A1)3部を(比A3)3部に代えたこと以外は実施例1と同様にして、高分子凝集剤(比X4)を得た。(比X4)の固有粘度は7.0、カチオンコロイド当量値は4.9であった。
実施例9
実施例1において、DAMメチルクロライド4級塩の60%水溶液45部を、DAMメチルクロライド4級塩の60%水溶液21部、ジメチルアミノエチルアクリレートメチルクロライド4級塩の60%水溶液3.8部、アクリルアミドの50%水溶液20.6部、およびアクリル酸1.7部に代えたこと以外は実施例1と同様にして、高分子凝集剤(X9)を得た。(X9)の固有粘度は8.0、カチオンコロイド当量値は2.7、アニオンコロイド当量値は−0.8meq/g(以下数値のみで表す。)であった。
実施例10
実施例9において、(A1)3部を(A2)3部に代えたこと以外は実施例9と同様にして、高分子凝集剤(X10)を得た。(X10)の固有粘度は9.1、カチオンコロイド当量値は2.7、アニオンコロイド当量値は−0.8であった。
実施例11
実施例9において、(A1)3部を(A3)3部に代えたこと以外は実施例9と同様にして、高分子凝集剤(X11)を得た。(X11)の固有粘度は10.0、カチオンコロイド当量値は2.9、アニオンコロイド当量値は−0.8であった。
実施例12
実施例9において、(A1)3部を(A4)3部に代えたこと以外は実施例9と同様にして、高分子凝集剤(X12)を得た。(X12)の固有粘度は10.1、カチオンコロイド当量値は2.9、アニオンコロイド当量値は−0.8であった。
実施例13
実施例9において、(A1)3部を(A5)3部に代えたこと以外は実施例9と同様にして、高分子凝集剤(X13)を得た。(X13)の固有粘度は10.2、カチオンコロイド当量値は2.8、アニオンコロイド当量値は−0.9であった。
実施例14
実施例9において、(A1)3部を(A6)3部に代えたこと以外は実施例9と同様にして、高分子凝集剤(X14)を得た。(X14)の固有粘度は10.1、カチオンコロイド当量値は2.8、アニオンコロイド当量値は−0.8であった。
実施例15
実施例9において、DMAメチルクロライド4級塩の60%水溶液21部を、21.9部に、ジメチルアミノエチルアクリレートメチルクロライド4級塩の60%水溶液3.8部を4.0部に、アクリルアミドの50%水溶液20.6部を21.5部に、アクリル酸1.7部を1.8部に、(A1)3部を1.8部に、2,2’−アゾビス−(アミジノプロパン)ジハイドロクロライドの2%水溶液2.5部を2.6部に代えたこと以外は実施例9と同様にして、高分子凝集剤(X15)を得た。(X15)の固有粘度は11.0、カチオンコロイド当量値は2.7、アニオンコロイド当量値は−0.8であった。
実施例16
実施例9において、DMAメチルクロライド4級塩の60%水溶液21部を、11.7部に、ジメチルアミノエチルアクリレートメチルクロライド4級塩の60%水溶液3.8部を2.1部に、アクリルアミドの50%水溶液20.6部を11.4部に、アクリル酸1.7部を0.9部に、(A1)3部を15部に、2,2’−アゾビス−(アミジノプロパン)ジハイドロクロライドの2%水溶液2.5部を1.4部に代えたこと以外は実施例9と同様にして、高分子凝集剤(X16)を得た。(X16)の固有粘度は5.3、カチオンコロイド当量値は2.7、アニオンコロイド当量値は−0.4であった。
比較例5
実施例9において、(A1)を用いないこと以外は実施例9と同様にして、高分子凝集剤(比X5)を得た。(比X5)の固有粘度は8.2、カチオンコロイド当量値は2.7、アニオンコロイド当量値は−0.9であった。
比較例6
実施例9において、(A1)3部を(比A1)3部に代えたこと以外は実施例9と同様にして、高分子凝集剤(比X6)を得た。(比X6)の固有粘度は8.3、カチオンコロイド当量値は2.9、アニオンコロイド当量値は−0.8であった。
比較例7
実施例9において、(A1)3部を(比A2)3部に代えたこと以外は実施例9と同様にして、高分子凝集剤(比X7)を得た。(比X7)の固有粘度は8.0、カチオンコロイド当量値は2.9、アニオンコロイド当量値は−0.9であった。
比較例8
実施例9において、(A1)3部を(比A3)3部に代えたこと以外は実施例9と同様にして、高分子凝集剤(比X8)を得た。(比X8)の固有粘度は8.1、カチオンコロイド当量値は2.9、アニオンコロイド当量値は−0.8であった。
[Production of polymer flocculant (X)]
Example 1
In a 100 ml beaker, 45 parts of a 60% aqueous solution of DAM methyl chloride quaternary salt and 3 parts of (A1) were added and stirred to obtain a uniform aqueous solution. The entire amount of the aqueous solution was transferred to a test tube having an inner diameter of 25 mm and a height of 200 mm, and after nitrogen substitution was performed by bubbling nitrogen through the solution for 5 minutes, a 2% aqueous solution of 2,2′-azobis- (amidinopropane) dihydrochloride was added. 2.5 parts was added, and polymerization was carried out at 50 ° C. for 20 hours in a sealed state. Thereafter, the gel in the test tube is taken out, chopped, dried at 80 ° C. for 2 hours with a circulating drier, and further pulverized with a juicer mixer (volume average particle diameter of 0.1 to 1.7 mm, the same applies hereinafter). A flocculant (X1) was obtained. The intrinsic viscosity of (X1) was 6.1 dl / g (hereinafter expressed only by numerical values), and the cation colloid equivalent value was 4.6 meq / g (hereinafter expressed only by numerical values).
Example 2
A polymer flocculant (X2) was obtained in the same manner as in Example 1 except that 3 parts of (A1) was replaced with 3 parts of (A2) in Example 1. The intrinsic viscosity of (X2) was 7.1, and the cation colloid equivalent value was 4.6.
Example 3
A polymer flocculant (X3) was obtained in the same manner as in Example 1 except that 3 parts of (A1) was replaced with 3 parts of (A3) in Example 1. The intrinsic viscosity of (X3) was 7.5, and the cation colloid equivalent value was 4.8.
Example 4
In Example 1, a polymer flocculant (X4) was obtained in the same manner as in Example 1 except that 3 parts of (A1) was replaced with 3 parts of (A4). The intrinsic viscosity of (X4) was 8.0, and the cation colloid equivalent value was 4.8.
Example 5
In Example 1, a polymer flocculant (X5) was obtained in the same manner as in Example 1 except that 3 parts of (A1) was replaced with 3 parts of (A5). The intrinsic viscosity of (X5) was 8.1, and the cation colloid equivalent value was 4.7.
Example 6
In Example 1, a polymer flocculant (X6) was obtained in the same manner as in Example 1 except that 3 parts of (A1) was replaced with 3 parts of (A6). The intrinsic viscosity of (X6) was 7.1, and the cation colloid equivalent value was 4.7.
Example 7
In Example 1, 45 parts of a 60% aqueous solution of DAM methyl chloride quaternary salt is 47 parts, (A1) 3 parts is 1.8 parts, and 2,2′-azobis- (amidinopropane) dihydrochloride 2 A polymer flocculant (X7) was obtained in the same manner as in Example 1 except that 2.5 parts of the% aqueous solution was replaced with 2.6 parts. The intrinsic viscosity of (X7) was 8.2, and the cation colloid equivalent value was 4.7.
Example 8
In Example 1, 45 parts of 60% aqueous solution of DAM methyl chloride quaternary salt is 25 parts, 3 parts of (A1) is 15 parts, and 2% aqueous solution of 2,2′-azobis- (amidinopropane) dihydrochloride. The polymer flocculant (X8) was obtained in the same manner as in Example 1 except that 2.5 parts were replaced with 1.4 parts. The intrinsic viscosity of (X8) was 4.4, and the cation colloid equivalent value was 3.8.
Comparative Example 1
In Example 1, a polymer flocculant (ratio X1) was obtained in the same manner as in Example 1 except that (A1) was not used. (Ratio X1) had an intrinsic viscosity of 6.0 and a cation colloid equivalent value of 4.8.
Comparative Example 2
In Example 1, a polymer flocculant (Ratio X2) was obtained in the same manner as in Example 1 except that 3 parts of (A1) was replaced with 3 parts of (Ratio A1). (Ratio X2) had an intrinsic viscosity of 7.1 and a cation colloid equivalent value of 4.8.
Comparative Example 3
In Example 1, a polymer flocculant (Ratio X3) was obtained in the same manner as in Example 1 except that 3 parts of (A1) was replaced with 3 parts of (Ratio A2). (Ratio X3) had an intrinsic viscosity of 7.2 and a cation colloid equivalent value of 4.8.
Comparative Example 4
In Example 1, a polymer flocculant (Ratio X4) was obtained in the same manner as in Example 1 except that 3 parts of (A1) was replaced with 3 parts of (Ratio A3). (Ratio X4) had an intrinsic viscosity of 7.0 and a cation colloid equivalent value of 4.9.
Example 9
In Example 1, 45 parts of a 60% aqueous solution of DAM methyl chloride quaternary salt, 21 parts of a 60% aqueous solution of DAM methyl chloride quaternary salt, 3.8 parts of a 60% aqueous solution of dimethylaminoethyl acrylate methyl chloride quaternary salt, A polymer flocculant (X9) was obtained in the same manner as in Example 1 except that 20.6 parts of 50% aqueous solution of acrylamide and 1.7 parts of acrylic acid were used. The intrinsic viscosity of (X9) was 8.0, the cation colloid equivalent value was 2.7, and the anion colloid equivalent value was −0.8 meq / g (hereinafter, only represented by numerical values).
Example 10
In Example 9, a polymer flocculant (X10) was obtained in the same manner as in Example 9 except that 3 parts of (A1) was replaced with 3 parts of (A2). The intrinsic viscosity of (X10) was 9.1, the cation colloid equivalent value was 2.7, and the anion colloid equivalent value was -0.8.
Example 11
In Example 9, a polymer flocculant (X11) was obtained in the same manner as in Example 9 except that 3 parts of (A1) was replaced with 3 parts of (A3). The intrinsic viscosity of (X11) was 10.0, the cation colloid equivalent value was 2.9, and the anion colloid equivalent value was -0.8.
Example 12
In Example 9, a polymer flocculant (X12) was obtained in the same manner as in Example 9 except that 3 parts of (A1) was replaced with 3 parts of (A4). The intrinsic viscosity of (X12) was 10.1, the cation colloid equivalent value was 2.9, and the anion colloid equivalent value was -0.8.
Example 13
In Example 9, a polymer flocculant (X13) was obtained in the same manner as in Example 9 except that 3 parts of (A1) was replaced with 3 parts of (A5). The intrinsic viscosity of (X13) was 10.2, the cation colloid equivalent value was 2.8, and the anion colloid equivalent value was -0.9.
Example 14
In Example 9, a polymer flocculant (X14) was obtained in the same manner as in Example 9 except that 3 parts of (A1) was replaced with 3 parts of (A6). The intrinsic viscosity of (X14) was 10.1, the cation colloid equivalent value was 2.8, and the anion colloid equivalent value was -0.8.
Example 15
In Example 9, 21 parts of a 60% aqueous solution of DMA methyl chloride quaternary salt was added to 21.9 parts, 3.8 parts of a 60% aqueous solution of dimethylaminoethyl acrylate methyl chloride quaternary salt was added to 4.0 parts, and acrylamide 20.6 parts of a 50% aqueous solution of the above, 21.5 parts, 1.7 parts of acrylic acid, 1.8 parts, (A1) 3 parts, 1.8 parts, 2,2′-azobis- (amidinopropane) ) A polymer flocculant (X15) was obtained in the same manner as in Example 9 except that 2.5 parts of a 2% aqueous solution of dihydrochloride was replaced with 2.6 parts. The intrinsic viscosity of (X15) was 11.0, the cation colloid equivalent value was 2.7, and the anion colloid equivalent value was -0.8.
Example 16
In Example 9, 21 parts of a 60% aqueous solution of DMA methyl chloride quaternary salt was added to 11.7 parts, 3.8 parts of a 60% aqueous solution of dimethylaminoethyl acrylate methyl chloride quaternary salt was added to 2.1 parts, acrylamide 21.4 parts of a 50% aqueous solution, 11.4 parts, 1.7 parts of acrylic acid, 0.9 parts, (A1) 3 parts, 15 parts of 2,2′-azobis- (amidinopropane) di A polymer flocculant (X16) was obtained in the same manner as in Example 9 except that 2.5 parts of a 2% aqueous solution of hydrochloride was replaced with 1.4 parts. The intrinsic viscosity of (X16) was 5.3, the cation colloid equivalent value was 2.7, and the anion colloid equivalent value was -0.4.
Comparative Example 5
In Example 9, a polymer flocculant (ratio X5) was obtained in the same manner as in Example 9 except that (A1) was not used. (Ratio X5) had an intrinsic viscosity of 8.2, a cation colloid equivalent value of 2.7, and an anion colloid equivalent value of -0.9.
Comparative Example 6
In Example 9, a polymer flocculant (Ratio X6) was obtained in the same manner as in Example 9 except that 3 parts of (A1) was replaced with 3 parts of (Ratio A1). (Ratio X6) had an intrinsic viscosity of 8.3, a cation colloid equivalent value of 2.9, and an anion colloid equivalent value of -0.8.
Comparative Example 7
In Example 9, a polymer flocculant (Ratio X7) was obtained in the same manner as in Example 9 except that 3 parts of (A1) was replaced with 3 parts of (Ratio A2). (Ratio X7) had an intrinsic viscosity of 8.0, a cation colloid equivalent value of 2.9, and an anion colloid equivalent value of -0.9.
Comparative Example 8
In Example 9, a polymer flocculant (Ratio X8) was obtained in the same manner as in Example 9 except that 3 parts of (A1) was replaced with 3 parts of (Ratio A3). (Ratio X8) had an intrinsic viscosity of 8.1, a cation colloid equivalent value of 2.9, and an anion colloid equivalent value of -0.8.

上記で得られた高分子凝集剤(X1)〜(X16)および(比X1)〜(比X8)の組成、コロイド当量値および固有粘度を表1に示す。   Table 1 shows the compositions, colloid equivalent values, and intrinsic viscosities of the polymer flocculants (X1) to (X16) and (Ratio X1) to (Ratio X8) obtained above.

Figure 0004786558
DAM :N,N−ジメチルアミノエチルメタクリレート
LMA :ラウリルメタクリレート
St :スチレン
MAc :メタクリル酸
GMA :グリシジルメタクリレート
AAM :アクリルアミド
DAAQ:N,N−ジメチルアミノエチルアクリレートのメチルクロライド4級アンモ
ニウム塩
DAMQ:N,N−ジメチルアミノエチルメタクリレートのメチルクロライド4級アン
モニウム塩
AAc :アクリル酸
Figure 0004786558
DAM: N, N-dimethylaminoethyl methacrylate LMA: Lauryl methacrylate St: Styrene MAc: Methacrylic acid GMA: Glycidyl methacrylate AAM: Acrylamide DAAQ: Methyl chloride quaternary ammonia of N, N-dimethylaminoethyl acrylate
Nium salt DAMQ: N, N-dimethylaminoethyl methacrylate methyl chloride quaternary amine
Monium salt AAc: Acrylic acid

[高分子凝集剤の性能評価]
実施例1〜8、比較例1〜4
(X1)〜(X8)、(比X1)〜(比X4)を高分子凝集剤として用い、それぞれについて性能評価を行った。
高分子凝集剤をそれぞれイオン交換水に溶解して固形分含量0.2%の水溶液とした。A下水処理場から採取した消化汚泥[pH6.0、TS1.9%、有機分63%]を必要な個数の500mlビーカーに200部ずつ採り、先に調製した各水溶液17部を添加(固形分添加量0.9%/TS)して撹拌、混合処理し、前記の評価方法によりフロック粒径、ろ液量、ろ布剥離性、ケーキ含水率、およびろ液清澄度について性能評価した。結果を表2に示す。
表2から、実施例1〜8では、比較例1〜4に比べて、大粒径のフロックが形成され、高撹拌下(300rpm)でも一旦形成されたフロックが壊れにくく(フロックが強固である)こと、ろ過速度が速いこと、およびろ布剥離性、ケーキ含水率(脱水性)およびろ液清澄性において優れた効果を示すことがわかる。
[Performance evaluation of polymer flocculants]
Examples 1-8, Comparative Examples 1-4
(X1) to (X8) and (Ratio X1) to (Ratio X4) were used as polymer flocculants, and performance evaluation was performed on each.
Each polymer flocculant was dissolved in ion exchange water to obtain an aqueous solution having a solid content of 0.2%. Take 200 parts of digested sludge [pH 6.0, TS 1.9%, organic content 63%] collected from the sewage treatment plant A in a required number of 500 ml beakers, and add 17 parts of each aqueous solution previously prepared (solid content) The amount of addition was 0.9% / TS), and the mixture was stirred and mixed, and the performance was evaluated with respect to the floc particle size, the filtrate amount, the filter cloth peelability, the cake moisture content, and the filtrate clarity by the above-described evaluation methods. The results are shown in Table 2.
From Table 2, in Examples 1-8, compared with Comparative Examples 1-4, a floc with a large particle diameter is formed, and the flocs once formed are not easily broken even under high agitation (300 rpm) (the floc is strong). ), A high filtration rate, and excellent effects in filter cloth peelability, cake moisture content (dehydration) and filtrate clarification.

Figure 0004786558
Figure 0004786558

実施例9〜17、比較例5〜8
(X9)〜(X16)、(A1)/(比X5)、および(比X5)〜(比X8)を高分子凝集剤として用い、それぞれについて性能評価を行った。
高分子凝集剤をそれぞれイオン交換水に溶解して固形分含量0.2%の水溶液とした。
実施例17については、(A1)と(比X5)の割合が1/9(重量比)の0.2%の水溶液とした。
T下水処理場から採取した混合汚泥[余剰汚泥/消化汚泥=1/1(重量比)、pH5.8、TS2.7%、有機分72%]を必要な個数の500mlビーカーに200部ずつ採り、それぞれポリテツ[日鉄鉱業(株)製、以下同じ。]0.27部を添加しハンドミキサーで30秒間撹拌混合したのち、先に調製した各水溶液19部を添加(固形分添加量0.7%/TS)して、上記実施例1〜8、比較例1〜4と同様に性能評価した。結果を表3に示す。
表3から、実施例9〜17では、比較例5〜8に比べて、大粒径のフロックが形成され、高撹拌下(300rpm)でも一旦形成されたフロックが壊れにくい(フロックが強固である)こと、ろ過速度が速いこと、およびろ布剥離性、ケーキ含水率(脱水性)およびろ液清澄性において優れた効果を示すことがわかる。
Examples 9-17, Comparative Examples 5-8
(X9) to (X16), (A1) / (Ratio X5), and (Ratio X5) to (Ratio X8) were used as polymer flocculants, and performance evaluation was performed on each.
Each polymer flocculant was dissolved in ion exchange water to obtain an aqueous solution having a solid content of 0.2%.
About Example 17, it was set as the 0.2% aqueous solution whose ratio of (A1) and (ratio X5) is 1/9 (weight ratio).
200 parts of mixed sludge collected from T sewage treatment plant [excess sludge / digested sludge = 1/1 (weight ratio), pH 5.8, TS 2.7%, organic content 72%] in 200 ml beakers of the required number. Polytetsu [manufactured by Nittetsu Mining Co., Ltd., and so on. ] After adding 0.27 parts and stirring and mixing with a hand mixer for 30 seconds, 19 parts of each previously prepared aqueous solution was added (solid content addition amount 0.7% / TS), and the above Examples 1 to 8, The performance was evaluated in the same manner as in Comparative Examples 1 to 4. The results are shown in Table 3.
From Table 3, in Examples 9-17, compared with Comparative Examples 5-8, flocs having a large particle diameter were formed, and the flocs once formed were not easily broken even under high agitation (300 rpm) (the flocs are strong). ), A high filtration rate, and excellent effects in filter cloth peelability, cake moisture content (dehydration) and filtrate clarification.

Figure 0004786558
実施例18〜21、比較例9〜11
(A1)、(A3)、(A5)、(A6)、(比A1)、(比A2)、(比A3)を高分子凝集剤として用い、それぞれについて性能評価を行った。
高分子凝集剤をそれぞれイオン交換水に溶解して固形分含量0.2%の水溶液とした。H食品工場から採取した廃水[pH6.6、TS0.8%、有機分72%]を必要な個数の500mlビーカーに200部ずつ採り、それぞれポリテツ0.8部を添加しハンドミキサーで30秒間撹拌混合し、10%の水酸化ナトリウム水溶液を添加してpHを7.0とした後、先に調製した各水溶液10部を添加(固形分添加量1.25%/TS)して、上記実施例1〜8、比較例1〜4と同様に性能評価した。結果を表4に示す。
表4から、実施例18〜21では、比較例9〜11に比べて、大粒径のフロックが形成され、高撹拌下(300rpm)でも一旦形成されたフロックが壊れにくい(フロックが強固である)こと、ろ過速度が速いこと、およびろ布剥離性、ケーキ含水率(脱水性)およびろ液清澄性において優れた効果を示すことがわかる。
Figure 0004786558
Examples 18-21, Comparative Examples 9-11
(A1), (A3), (A5), (A6), (Ratio A1), (Ratio A2), and (Ratio A3) were used as polymer flocculants, and performance evaluation was performed on each.
Each polymer flocculant was dissolved in ion exchange water to obtain an aqueous solution having a solid content of 0.2%. H Take 200 parts of waste water [pH 6.6, TS 0.8%, organic content 72%] collected from a food factory in a required number of 500 ml beakers, add 0.8 parts of polytetsu and stir with a hand mixer for 30 seconds. After mixing and adding 10% aqueous sodium hydroxide solution to adjust the pH to 7.0, 10 parts of each previously prepared aqueous solution was added (solid content addition amount 1.25% / TS). The performance was evaluated in the same manner as in Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 4. The results are shown in Table 4.
From Table 4, in Examples 18-21, compared to Comparative Examples 9-11, flocs having a large particle size were formed, and the flocs once formed were not easily broken even under high agitation (300 rpm) (the flocs are strong) ), A high filtration rate, and excellent effects in filter cloth peelability, cake moisture content (dehydration) and filtrate clarification.

Figure 0004786558
Figure 0004786558

本発明の高分子凝集剤は、下水等または工場廃水等の処理で生じた有機性汚泥または無機性汚泥の脱水処理用、とくに有機性汚泥の脱水処理用として好適に用いられる他、分散剤、スケール防止剤、凝結剤、脱色剤、増粘剤、帯電防止剤、繊維用処理剤等の幅広い用途、およびとくに掘削・泥水処理用凝集剤、製紙用薬剤(例えば製紙工業用地合形成助剤、濾水歩留向上剤、濾水性向上剤および紙力増強剤)等にも好適に用いられる。   The polymer flocculant of the present invention is suitably used for the dehydration treatment of organic sludge or inorganic sludge generated by the treatment of sewage or the like or factory wastewater, particularly for the dehydration treatment of organic sludge, a dispersant, Wide range of uses such as scale inhibitors, coagulants, decolorizers, thickeners, antistatic agents, textile treatment agents, and especially flocculants for drilling and muddy water treatment, papermaking chemicals (for example, formation forming aids for the paper industry, It is also suitably used for drainage yield improvers, drainage improvers and paper strength enhancers.

Claims (4)

50〜85モル%の、下記一般式(1)で表される繰り返し単位と、15〜50モル%の、1個の(メタ)アクリロイル基を有する化合物および1個のビニル基を有する芳香環含有ビニル化合物からなる群から選ばれる1種または2種以上の疎水性モノマー(b)からなる繰り返し単位を有する共重合体(A)を含有し、(A)の存在下で、エチレン性不飽和基を有する水溶性モノマーを重合させてなることを特徴とする高分子凝集剤。
Figure 0004786558
[式中、XはOまたはNH;Qは炭素数2〜4のアルキレン基または炭素数2〜4のヒドロキシアルキレン基;R1はHまたはメチル基;R2、R3、R4はそれぞれ独立にH、炭素数1〜16のアルキル、アリールアルキルまたはアルキルアリール基;Z-は対アニオンを表す。]
50 to 85 mol% of a repeating unit represented by the following general formula (1), 15 to 50 mol% of a compound having one (meth) acryloyl group and an aromatic ring having one vinyl group Containing a copolymer (A) having a repeating unit consisting of one or more hydrophobic monomers (b) selected from the group consisting of vinyl compounds, and in the presence of (A), an ethylenically unsaturated group A polymer flocculant obtained by polymerizing a water-soluble monomer containing
Figure 0004786558
[Wherein X is O or NH; Q is an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms or a hydroxyalkylene group having 2 to 4 carbon atoms; R 1 is H or a methyl group; R 2 , R 3 and R 4 are each independently selected. And H, an alkyl, arylalkyl or alkylaryl group having 1 to 16 carbon atoms; Z represents a counter anion. ]
(A)の含有量が、5〜80重量%である請求項1記載の高分子凝集剤。 The polymer flocculant according to claim 1, wherein the content of (A) is 5 to 80 % by weight. 50〜85モル%の下記一般式(2)で表されるカチオン性モノマー(a)と、15〜50モル%の、1個の(メタ)アクリロイル基を有する化合物および1個のビニル基を有する芳香環含有ビニル化合物からなる群から選ばれる1種または2種以上の疎水性モノマー(b)からなるモノマーを有機溶媒中で共重合させてなる共重合体(A0)を、酸で中和もしくは4級化剤で4級化することを特徴とする、請求項1または2記載の共重合体(A)を含有してなる高分子凝集剤の製造方法。
Figure 0004786558
[式中、XはOまたはNH;Qは炭素数2〜4のアルキレン基または炭素数2〜4のヒドロキシアルキレン基;R1はHまたはメチル基;R2、R3はそれぞれ独立にH、炭素数1〜16のアルキル、アリールアルキルまたはアルキルアリール基を表す。]
50 to 85 mol% of a cationic monomer (a) represented by the following general formula (2), 15 to 50 mol% of a compound having one (meth) acryloyl group and one vinyl group A copolymer (A0) obtained by copolymerizing a monomer consisting of one or more hydrophobic monomers (b) selected from the group consisting of aromatic ring-containing vinyl compounds in an organic solvent is neutralized with an acid or The method for producing a polymer flocculant comprising the copolymer (A) according to claim 1 or 2 , wherein the polymer is quaternized with a quaternizing agent.
Figure 0004786558
[Wherein, X is O or NH; Q is an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms or a hydroxyalkylene group having 2 to 4 carbon atoms; R 1 is H or a methyl group; R 2 and R 3 are each independently H, An alkyl, arylalkyl or alkylaryl group having 1 to 16 carbon atoms is represented. ]
請求項1または2記載の高分子凝集剤を有機性汚泥に添加してフロックを形成させ固液分離を行うことを特徴とする有機性汚泥の処理方法。
3. A method for treating organic sludge, comprising adding the polymer flocculant according to claim 1 or 2 to organic sludge to form a floc for solid-liquid separation.
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