(57)【要約】【課題】  無機凝結剤あるいは重縮合系カチオン性物質と両性水溶性高分子とを併用した汚泥脱水法において、更に優れた改良処方を提供する。【解決手段】  有機汚泥に対し無機凝結剤、重縮合系カチオン性物質および重量平均分子量が１万〜１００万の重合系カチオン性物質から選択される一種以上を添加後、電荷内包率が１０％以上、５０％以下であり、かつアニオン性単量体共重合率Ａと、カチオン性単量体共重合率Ｃとの差が５〜１５モル％である（メタ）アクリル系の架橋性アニオン性リッチ両性高分子（ただし２０≦Ａ≦５０であり、２５≦Ａ+Ｃ≦９５、ＡおよびＣとも単位はモル％である）を添加し脱水することによって達成できる。 【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機汚泥に対し無機凝結剤、重縮合系カチオン性物質および重量平均分子量が１万〜２００万の重合系カチオン性物質から選択される一種以上を添加後、電荷内包率が１０％以上、５０％以下であり、かつアニオン性単量体共重合率Ａと、カチオン性単量体共重合率Ｃとの差が５〜１５モル％である（メタ）アクリル系の架橋性アニオン性リッチ両性水溶性高分子（ただし２０≦Ａ≦５０であり、２５≦Ａ+Ｃ≦９５、ＡおよびＣとも単位はモル％である）を添加し脱水することを特徴とする有機汚泥の脱水方法。
【請求項２】
前記両性高分子が、油中水型エマルジョンあるいは塩水中分散液であることを特徴とする請求項１に記載の有機汚泥の脱水方法。
【請求項３】
前記無機凝結剤が、硫酸アルミニウム、塩化第二鉄、ポリ塩化アルムニウムおよびポリ硫酸鉄から選択される一種以上であることを特徴とする請求項１あるいは2に記載の有機汚泥の脱水方法。
【請求項４】
前記重縮合系カチオン性物質が、脂肪族モノアミンおよび脂肪族ポリアミンから選択された一種以上のアミノ化合物とエピハロヒドリンとの反応物であることを特徴とする請求項１あるいは2に記載の有機汚泥の脱水方法。
【請求項５】
前記重合系カチオン性物質が、ジアリルアンモニウム塩系あるいはカチオン性（メタ）アクリル系重合物、ポリアミジン系重合物およびポリアルキレンイミン系物質から選択される一種以上のカチオン性物質であることを特徴とする請求項１あるいは2に記載の有機汚泥の脱水方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、汚泥脱水方法に関するものであり、詳しくは有機汚泥に対し無機凝結剤、重縮合系カチオン性物質および重量平均分子量が１万〜２００万の重合系カチオン性物質から選択される一種以上を添加後、電荷内包率が１０％以上、５０％以下であり、かつアニオン性単量体共重合率Ａと、カチオン性単量体共重合率Ｃとの差が５〜１５モル％である両性水溶性高分子（ただし２０≦Ａ≦５０、２５≦Ａ+Ｃ≦９５、ＡおよびＣとも単位はモル％である）を添加し脱水することを特徴とする有機汚泥の脱水方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
汚泥脱水効率を向上させるべき種々の処方が提案されているが、代表的なものとして特開昭６３−１５８２００は、無機凝結剤を添加後のｐＨを５〜８にした後、特定のイオン性を有する両性高分子を添加し脱水するものである。その後無機と両性高分子を併用した処方は、改良が重ねられ特開平７―２５６３００はアクリレートカチオン性単量体とメタクリレートカチオン性単量体を特定の比率で共重合した両性高分子を使用している。また二種両性高分子の混合物を使用した例も提案されている（特開２００３−１１７３０９）。更に架橋性高分子は、汚泥によっては特異的に高性能を示す場合があり、古くから検討がされていて、特開昭６１−２９３５１０は、架橋度が高い高分子を用いた凝集処理方法が開示されている。また比較的架橋度が低い高分子を用いた例としては、特開平９−２２５４９９がある。また最近ではポリオキシアルキレン鎖を有する高分子がある（特開２００５−６８３３６）。
【０００３】
現在知られている汚泥脱水法の改良を目指した代表的処方は、上記のように無機と両性高分子を併用した処方、二種以上両性高分子の混合物、架橋高分子を用いる方法、ポリオキシアルキレン鎖を有する高分子などである。
このうち二種以上両性高分子を混合した処方は、製品形態として粉末から油中水型エマルジョンまで適用が可能である。また架橋性の水溶性高分子を再現性良く同じ構造の高分子に製造することはなかなか難しい。これに較べ低架橋度の水溶性高分子を製造するほうが相対的に容易である。また一方両性水溶性高分子は、無機凝結剤との併用など使用範囲が広く、場合によっては架橋性の水溶性高分子と同様に難脱水性の汚泥を効率よく脱水することも可能である。現在までのところ低架橋度であり、かつアニオン性単量体共重合率と、カチオン性単量体共重合率との差が接近した両性水溶性高分子と無機凝結剤あるいは低分子カチオン性重合物とを併用した汚泥脱水法は知られていない。
【０００４】
【特許文献１】特開昭６３−１５８２００号公報
【特許文献２】特開平７―２５６３００号公報
【特許文献３】特開２００３−１１７３０９号公報
【特許文献４】特開昭６１−２９３５１０号公報
【特許文献５】特開平９−２２５４９９号公報
【特許文献６】特開２００５−６８３３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、無機凝結剤あるいは重縮合系カチオン性物質と両性水溶性高分子とを併用した汚泥脱水法において、更に優れた改良処方を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため詳細な検討を行った結果、以下に述べるような発明に到達した。すなわち請求項１の発明は、有機汚泥に対し無機凝結剤、重縮合系カチオン性物質および重量平均分子量が１万〜２００万の重合系カチオン性物質から選択される一種以上を添加後、電荷内包率が１０％以上、５０％以下であり、かつアニオン性単量体共重合率Ａと、カチオン性単量体共重合率Ｃとの差が５〜１５モル％である（メタ）アクリル系の架橋性アニオン性リッチ両性高分子（ただし２０≦Ａ≦５０であり、２５≦Ａ+Ｃ≦９５、ＡおよびＣとも単位はモル％である）を添加し脱水することを特徴とする有機汚泥の脱水方法である。
【０００７】
請求項２の発明は、前記両性高分子凝集剤が、油中水型エマルジョンあるいは塩水中分散液であることを特徴とする請求項１に記載の有機汚泥の脱水方法である。
【０００８】
請求項３の発明は、前記無機凝結剤が、硫酸アルミニウム、塩化第二鉄、ポリ塩化アルムニウムおよびポリ硫酸鉄から選択される一種以上であることを特徴とする請求項１あるいは2に記載の有機汚泥の脱水方法である。
【０００９】
請求項４の発明は、前記重縮合系カチオン性物質が、脂肪族モノアミンおよび脂肪族ポリアミンから選択された一種以上のアミノ化合物とエピハロヒドリンとの反応物であることを特徴とする請求項１あるいは2に記載の有機汚泥の脱水方法である。
【００１０】
請求項５の発明は、前記重合系カチオン性物質が、ジアリルアンモニウム塩系あるいはカチオン性（メタ）アクリル系重合物、ポリアミジン系重合物およびポリアルキレンイミン系物質から選択される一種以上のカチオン性物質であることを特徴とする請求項１あるいは2に記載の有機汚泥の脱水方法である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の有機汚泥方法は、有機汚泥に無機凝結剤、重縮合系カチオン性物質および重量平均分子量が１万〜２００万の重合系カチオン性物質から選択される一種以上を添加後、電荷内包率が１０％以上、５０％以下であり、かつアニオン性単量体共重合率Ａと、カチオン性単量体共重合率Ｃとの差が５〜１５モル％である（メタ）アクリル系の架橋性アニオン性リッチ両性高分子（ただし２０≦Ａ≦５０であり、２５≦Ａ+Ｃ≦９５、ＡおよびＣとも単位はモル％である）を添加し脱水することを特徴とする。
【００１２】
また前記両性高分子凝集剤が、油中水型エマルジョンあるいは塩水中分散液であることが好ましい。さらに前記無機凝結剤が、硫酸アルミニウム、塩化第二鉄、ポリ塩化アルムニウムおよびポリ硫酸鉄から選択される一種以上であることが好ましい。また前記重縮合系カチオン性物質が、脂肪族モノアミンおよび脂肪族ポリアミンから選択された一種以上のアミノ化合物とエピハロヒドリンとの反応物であることが好ましい。また前記重合系カチオン性物質は、カチオン性（メタ）アクリル系重合物、ポリアミジン系重合物およびポリアルキレンイミン系物質から選択される一種以上であることが好ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明で定義する電荷内包率は、以下のように説明される。すなわちカチオン性リッチの架橋性の両性水溶性高分子において、電荷内包率とは以下のように計算される。
電荷内包率[％]＝（１−α/β）×１００
αは酢酸にてｐＨ４．０に調整した架橋性水溶性イオン性高分子０．０１％水溶液をミューテック社製ＰＣＤ滴定装置（Ｍ&uuml;ｔｅｋ  ＰＣＤ  ０３、Ｍ&uuml;ｔｅｋ  ＰＣＤ−Ｔｗｏ  Ｔｉｔｒａｔｏｒ  Ｖｅｒｓｉｏｎ２）により、滴下液：１／１０００Ｎ
ポリビニルスルホン酸カリウム水溶液、滴下速度：０．０５ｍｌ／１０ｓｅｃ、終点判定：０ｍｖにて 滴定し、求めた滴定量である。βは酢酸にてｐＨ４．０に調整した架橋性水溶性イオン性高分子０．０１％水溶液に１／４００Ｎ ポリビニルスルホン酸カリウム水溶液を電荷の中和を行うに十分な量加え、十分に攪拌し、同様にPCD滴定装置により、滴下液：１／１０００Ｎ  ジアリルジメチルアンモニウムクロライド水溶液、滴下速度：０．０５ｍｌ／１０ｓｅｃ、終点判定：０ｍｖにて滴定し、この滴定量をブランク値から差し引いた値とする。ブランク値とは酢酸にてｐＨ４．０に調整した前記サンプルと同濃度のポリビニルスルホン酸カリウム水溶液を同様にPCD滴定装置により、滴下液：１／１０００Ｎ  ジアリルジメチルアンモニウムクロライド水溶液、滴下速度：０．０５ｍｌ／１０ｓｅｃ、終点判定：０ｍｖにて滴定し、求めた滴定量である。
【００１４】
また本発明において、アニオン性リッチである架橋性の両性水溶性高分子において、電荷内包率とは以下のように計算される。
電荷内包率[％]＝（１−α/β）×１００
αはアンモニアにてｐＨ１０．０に調整した架橋性水溶性イオン性高分子０．０１％水溶液をミューテック社製PCD滴定装置（Ｍ&uuml;ｔｅｋ  ＰＣＤ  ０３、Ｍ&uuml;ｔｅｋ  ＰＣＤ−Ｔｗｏ  Ｔｉｔｒａｔｏｒ  Ｖｅｒｓｉｏｎ２）により、滴下液：１／１０００Ｎ
ジアリルジメチルアンモニウムクロライド水溶液、滴下速度：０．０５ｍｌ／１０ｓｅｃ、終点判定：０ｍｖにて 滴定し、求めた滴定量である。βはアンモニアにてｐＨ１０．０に調整した架橋性水溶性イオン性高分子０．０１％水溶液に１／４００Ｎ ジアリルジメチルアンモニウムクロライド水溶液を電荷の中和を行うに十分な量加え、十分に攪拌し、同様にPCD滴定装置により、滴下液：１／１０００Ｎ  ポリビニルスルホン酸カリウム水溶液、滴下速度：０．０５ｍｌ／１０ｓｅｃ、終点判定：０ｍｖにて滴定し、この滴定量をブランク値から差し引いた値とする。ブランク値とはアンモニアにてｐＨ１０．０に調整した前記サンプルと同濃度のジアリルジメチルアンモニウムクロライド水溶液を同様にＰＣＤ滴定装置により、滴下液：１／１０００Ｎ  ポリビニルスルホン酸カリウム水溶液、滴下速度：０．０５ｍｌ／１０ｓｅｃ、終点判定：０ｍｖにて滴定し、求めた滴定量である。
【００１５】
（メタ）アクリルアミド系架橋性アニオン性リッチ両性水溶性高分子は電荷内包率が１０％以上、５０％以下であるものを使用する。電荷内包率がこの範囲の架橋性水溶性高分子は、架橋度としては比較的低い。このような架橋性水溶性高分子を使用する理由は、背景技術のところでも述べたように架橋度の高い高分子を再現性良く製造することはなかなか難しいが、低架橋度の水溶性高分子を製造するほうが相対的に容易である。したがって本発明では低架橋度と両性という二つの要素を取り入れることにより汚泥脱水剤としての性能を上げることを検討した。
【００１６】
本発明で使用する（メタ）アクリルアミド系架橋性アニオン性リッチ両性水溶性高分子を製造する際使用するイオン性単量体のうち、カチオン性単量体は以下のものが例としてあげられる。すなわち（メタ）アクリル酸ジメチルアミノエチルやジメチルアミノプロピル（メタ）アクリルアミド、メチルジアリルアミンなどの重合体や共重合体が上げられ、四級アンモニウム基含重合体の例は、前記三級アミノ含有単量体の塩化メチルや塩化ベンジルによる四級化物である（メタ）アクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウム塩化物、（メタ）アクリロイルオキシ２−ヒドロキシプロピルトリメチルアンモニウム塩化物、（メタ）アクリロイルアミノプロピルトリメチルアンモニウム塩化物、（メタ）アクリロイルオキシエチルジメチルベンジルアンモニウム塩化物、（メタ）アクリロイルオキシ２−ヒドロキシプロピルジメチルベンジルアンモニウム塩化物、（メタ）アクリロイルアミノプロピルジメチルベンジルアンモニウム塩化物、ジアリルジメチルアンモニウム塩化物などである。
【００１７】
またアニオン性単量体としては、スルホン基含有単量体でもカルボキシル基含有単量体でもさしつかえなく、さらには両方を併用しても良い。スルホン基含有単量体の例は、ビニルスルホン酸、ビニルベンゼンスルホン酸あるいは２−アクリルアミド２−メチルプロパンスルホン酸などである。またカルボキシル基含有単量体の例は、メタクリル酸、アクリル酸、イタコン酸、マレイン酸あるいはｐ−カルボキシスチレンなどである。
【００１８】
両性水溶性高分子（Ａ）および（Ｂ）を製造する際使用する非イオン性単量体の例としては、（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド、酢酸ビニル、アクリロニトリル、アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシエチル、ジアセトンアクリルアミド、Ｎ−ビニルピロリドン、Ｎ−ビニルホルムアミド、Ｎ−ビニルアセトアミドアクリロイルモルホリン、アクリロイルピペラジンなどがあげられる
【００１９】
本発明で使用する複数のビニル基を有する多官能性単量体の例として、メチレンビスアクリルアミドやエチレングルコ−ルジ（メタ）アクリレ−トなどがあげられる。また架橋性単量体としてはＮ、Ｎ−ジメチルアクリルアミドのような熱架橋性単量体などがあげられる。
【００２０】
複数のビニル基を有する多官能性単量体および／また架橋性単量体の、前記イオン性単量体、あるいはイオン性単量体および非イオン性単量体に対する添加量は、通常前記単量体混合物に対して０．００５〜０．１重量％の範囲であり、好ましくは０．０１〜０．１重量％の範囲である。また、重合度を調節するため連鎖移動剤としてイソプロピルアルコール等を対単量体０．０１〜３重量％併用すると効果的である。
【００２１】
本発明で使用する（メタ）アクリルアミド系両性水溶性高分子は、アニオン性単量体共重合率とカチオン性単量体共重合率の差が５〜１５である。ただしアニオン性単量体共重合率は、２０〜５０モル％であり、カチオン性単量体共重合率とアニオン性単量体共重合率を合わせた共重合率は、２５〜９５モル％である。この理由は、本発明においては、有機汚泥を処理する場合、無機凝結剤あるいは重縮合系カチオン性物質を添加後、両性水溶性高分子を添加するためカチオン性単量体共重合率に対しアニオン性単量体共重合率の差が大きすぎると無機凝結剤あるいは重縮合系カチオン性物質によって改質された有機汚泥に悪影響を与える。また両性水溶性高分子を添加しても適正なフロックは生成せず、次の工程である汚泥脱水の効率も低下する。従って本発明の特徴はカチオン性単量体共重合率とアニオン性単量体共重合率の差が、小さいことが特徴である。
【００２２】
また難脱水汚泥に対応するため（メタ）アクリルアミド系両性水溶性高分子を重合する際に架橋性の単量体を共存させる。すなわち消化汚泥や余剰汚泥のように繊維分が少なく、粒径の小さい粒子が多い場合、多くの粒子はコロイド性粒子であり、アニオン性は高く安定に分散している。そのため直鎖高分子による架橋吸着作用による凝集は発現しにくい。つまり粒子が疎水化されず分散したままで、フロック形成が発現しないと考えられる。一方、架橋高分子は、直鎖高分子に較べ密に詰まった形態をしている。そのためコロイド粒子の表面電荷の中和も可能であり、直鎖高分子自体が凝結の核となり得る（ここで本発明では、直鎖高分子による架橋吸着作用によるフロック形成を凝集と呼び、コロイド粒子などの親水性粒子の主に表面電荷の中和作用による微細なフロック形成を凝結と呼んでいる）。その結果、密に締ったフロックを形成するので、攪拌にも抵抗力が高いため脱水機による脱水時にも脱水が効率良く達成される。さらに表面電荷の中和作用の結果、コロイド粒子が疎水化され含水率が下がる条件としては、良好な状態となっている。従って粒径の小さい粒子が多い汚泥には、架橋高分子が適していると考えられる。反対に繊維分や粒径の多き粒子が多い汚泥の場合は、直鎖高分子による架橋吸着作用による凝集が発現しやすい。
【００２３】
本発明で使用する（メタ）アクリルアミド系両性水溶性高分子の分子量は、重量平均分子量で３００万以上であり、好ましくは５００万〜２０００万である。３００未満では凝集力が不足し、好ましくは５００万以上である。またこれらの値は、これは現在市販されている高分子凝集剤の一般的な分子量範囲から工業的に製造できる上限である。
【００２４】
本発明の架橋性アニオン性リッチ両性水溶性高分子は、イオン性単量体、あるいはイオン性単量体および非イオン性単量体と複数のビニル基を有する多官能性単量体および／または架橋性単量体からなる単量体混合物を共重合することによって製造することができる。重合はこれら単量体を混合した水溶液を調製した後、通常の重合法によって行うことができる。
【００２５】
重合法としては、水溶液重合、油中水型エマルジョン重合、油中水型分散重合、塩水中分散重合などによって重合した後、水溶液、分散液、エマルジョンあるいは粉末など任意の製品形態にすることができる。好ましい形態としては、濃度を高められ、溶解時間も短い油中水型エマルジョン重合品である。
【００２６】
油中水型高分子エマルジョンの製造方法としては、イオン性単量体、あるいはイオン性単量体および共重合可能な単量体とからなる単量体混合物を水、少なくとも水と非混和性の炭化水素からなる油状物質、油中水型エマルジョンを形成するに有効な量とＨＬＢを有する少なくとも一種類の界面活性剤を混合し、強攪拌し油中水型エマルジョンを形成させた後、重合することにより合成する方法である。
【００２７】
また分散媒として使用する炭化水素からなる油状物質の例としては、パラフィン類あるいは灯油、軽油、中油などの鉱油、あるいはこれらと実質的に同じ範囲の沸点や粘度などの特性を有する炭化水素系合成油、あるいはこれらの混合物があげられる。含有量としては、油中水型エマルジョン全量に対して２０質量％〜５０質量％の範囲であり、好ましくは２０質量％〜４０質量％の範囲である。
【００２８】
油中水型エマルジョンを形成するに有効な量とＨＬＢを有する少なくとも一種類の界面活性剤の例としては、ＨＬＢ３〜１１のノニオン性界面活性剤であり、その具体例としては、ソルビタンモノオレ−ト、ソルビタンモノステアレ−ト、ソルビタンモノパルミテ−トなどがあげられる。これら界面活性剤の添加量としては、油中水型エマルジョン全量に対して０．５〜１０重量％であり、好ましくは１〜５質量％の範囲である。
【００２９】
重合後は、転相剤と呼ばれる親水性界面化成剤を添加して油の膜で被われたエマルジョン粒子が水になじみ易くし、中の水溶性高分子が溶解しやすくする処理を行い、水で希釈しそれぞれの用途に用いる。親水性界面活性剤の例としては、カチオン性界面活性剤やＨＬＢ９〜１５のノニオン性界面活性剤であり、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエ−テル系、ポリオキシエチレンアルコールエ−テル系などである。
【００３０】
重合条件は通常、使用する単量体や共重合モル％によって適宜決めていき、温度としては０〜１００℃の範囲で行う。特に油中水型エマルジョン重合法を適用する場合は、２０〜８０℃、好ましくは２０〜６０℃の範囲で行う。重合開始はラジカル重合開始剤を使用する。これら開始剤は油溶性あるいは水溶性のどちらでも良く、アゾ系、過酸化物系、レドックス系いずれでも重合することが可能である。油溶性アゾ系開始剤の例としては、２、２’−アゾビスイソブチロニトリル、１、１’−アゾビス（シクロヘキサンカルボニトリル）、２、２’−アゾビス（２−メチルブチロニトリル）、２、２’−アゾビス（２−メチルプロピオネ−ト）、４、４−アゾビス（４−メトキシ−２、４ジメチル）バレロニトリルなどがあげられる。
【００３１】
水溶性アゾ系開始剤の例としては、２、２’−アゾビス（アミジノプロパン）二塩化水素化物、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〕二塩化水素化物、４、４’−アゾビス（４−シアノ吉草酸）などがあげられる。またレドックス系の例としては、ペルオクソ二硫酸アンモニウムと亜硫酸ナトリウム、亜硫酸水素ナトリウム、トリメチルアミン、テトラメチルエチレンジアミンなどとの組み合わせがあげられる。さらに過酸化物の例としては、ペルオクソ二硫酸アンモニウムあるいはカリウム、過酸化水素,ベンゾイルペルオキサイド、ラウロイルペルオキサイド、オクタノイルペルオキサイド、サクシニックペルオキサイド、t-ブチルペルオキシ２−エチルヘキサノエ−トなどをあげることができる。
【００３２】
単量体の重合濃度は２０〜５０質量％の範囲であり、好ましくは２５〜４０質量％の範囲であり、単量体の組成、重合法、開始剤の選択によって適宜重合の濃度と温度を設定する。
【００３３】
本発明で使用する無機凝結剤は、硫酸アルミニウム、塩化第二鉄、ポリ塩化アルムニウムおよびポリ硫酸鉄などである。また好ましくはこれら硫酸アルミニウム、塩化第二鉄、ポリ塩化アルムニウムおよびポリ硫酸鉄から選択される一種以上を使用する。
【００３４】
本発明で使用する重縮合系カチオン性物質は、脂肪族モノアミンおよび脂肪族ポリアミンから選択された一種以上のアミノ化合物とエピハロヒドリンとの反応物である。たとえばモノメチルアミン、モノエチルアミン、ジメチルアミン、ジエチルアミン、あるいはエチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミンなどのポリアルキレンポリアミンなどと、エピクロロヒドリンなどのエピハロヒドリンとの重縮合物である。分子量は、重量平均分子量で数百以上であり、好ましくは１０００〜１０万である。数百未満では凝集力が不足し、従って好ましくは１０００以上である。また１０万というのは、現在工業的に製造できる重縮合物カチオン性物質の上限である。
【００３５】
本発明で使用する重合系カチオン性物質は、ジアリルアンモニウム塩系あるいはカチオン性（メタ）アクリル系重合物、ポリアミジン系重合物およびポリアルキレンイミン系物質から選択される一種以上のカチオン性物質である。すなわちジアリルジメチルアンモニウムクロリド、ジアリルメチルベンジルアンモニウムクロリドなどの重合物、あるいは（メタ）アクリルアミドなどとの共重合物である。あるいは（メタ）アクリル酸ジメチルアミノエチルやジメチルアミノプロピル（メタ）アクリルアミド、メチルジアリルアミンなどの重合体や共重合体が上げられ、四級アンモニウム基含重合体の例は、前記三級アミノ含有単量体の塩化メチルや塩化ベンジルによる四級化物である（メタ）アクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウム塩化物、（メタ）アクリロイルオキシ２−ヒドロキシプロピルトリメチルアンモニウム塩化物などの重合物、あるいは（メタ）アクリルアミドなどとの共重合物である。さらにエチレンイミンの重合物、あるいはポリアミジン系重合物などである。
【００３６】
本発明で使用する無機凝結剤は、汚泥ＳＳ分に対し０．０５〜１．０質量％であり、好ましくは０．１〜０．５質量％である。重縮合系カチオン性物質あるいは重量平均分子量が１万〜１００万の重合系カチオン性物質の添加量は、汚泥ＳＳ分に対し０．００５〜０．０５質量％であり、好ましくは０．０１〜０．０５質量％である。また（メタ）アクリル系の架橋性アニオン性リッチ両性水溶性高分子の添加量は、汚泥ＳＳ分に対し０．５〜５質量％であり、好ましくは０．１〜０．３質量％である。適用汚泥は、製紙排水、化学工業排水、食品工業排水などの生物処理したときに発生する余剰汚泥、あるいは都市下水の生汚泥、混合生汚泥、余剰汚泥、消化汚泥などの有機汚泥、あるいは製紙スラッジの脱水などである。
【００３７】
以下、本発明を実施例により更に具体的に説明するが、本発明は、その要旨を越えない限り以下の実施例に限定されるものではない。なお、実施例において「％」は、特に断らない限り、「質量％」を意味する。
【００３８】
（合成例１）攪拌機および温度制御装置を備えた反応槽に沸点１９０°Ｃないし２３０°Ｃのイソパラフィン１３０ｇにソルビタンモノオレート５．０ｇを仕込み溶解させた。別にアクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウム塩化物（以下ＤＭＱと略記）８０％水溶液８０．５ｇ、アクリルアミド（ＡＡＭと略記）５０％水溶液２０５．２ｇ、アクリル酸６０％水溶液、５３．３ｇ、メチレンビスアクリルアミド０．１％水溶液０．８ｇ（対単量体４ｐｐｍ）、イソプロピルアルコール０．７６ｇ（対単量体０．４質量％）、イオン交換水１１９．１ｇを各々採取し、混合し完全に溶解させた。その後油と水溶液を混合し、ホモジナイザーにて１０００ｒｐｍで１５分間攪拌乳化した。この時の単量体組成は、ＤＭＱ／ＡＡＭ／ＡＡＣ＝１５／６５／２０（モル％）である。
【００３９】
得られたエマルジョンを単量体溶液の温度を３０〜３３℃に保ち、窒素置換を３０分行った後、ジメチル−２，２−アゾビスイソブチレート（和光純薬製Ｖ−６０１）のジオキサン１０質量％溶液０．４ｇ（対単量体０．０２質量％）を加え、重合反応を開始させた。反応温度を３２±２℃で１２時間重合させ反応を完結させた。重合後、生成した油中水型エマルジョンに転相剤としてポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエ−テル５．０ｇ（対液１重量％）を添加混合した。その後、Ｂ型粘度計により製品粘度を測定すると、３５０ｍＰａ・ｓであった。コロイド滴定法と前記計算式により電荷内包率を求めると４０．５％であった。これを脱水試験用試料として用い、試料−１とする。
【００４０】
（合成例２）合成例１と同様な操作により、表−１に示す組成により試料―２〜試料―１２を合成した。結果を表−１に示す。
【００４１】
（比較合成例１）攪拌機および温度制御装置を備えた反応槽に沸点１９０°Ｃないし２３０°Ｃのイソパラフィン１３０ｇにソルビタンモノオレート５．０ｇを仕込み溶解させた。別にアクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウム塩化物（以下ＤＭＱと略記）８０％水溶液８０．５ｇ、アクリルアミド（ＡＡＭと略記）５０％水溶液２０５．２ｇ、アクリル酸６０％水溶液、５３．３ｇ、イソプロピルアルコール０．７６ｇ（対単量体０．４質量％）、イオン交換水１１９．１ｇを各々採取し、混合し完全に溶解させた。その後油と水溶液を混合し、ホモジナイザーにて１０００ｒｐｍで１５分間攪拌乳化した。この時の単量体組成は、ＤＭＱ／ＡＡＭ／ＡＡＣ＝１５／６５／２０（モル％）である。
【００４２】
得られたエマルジョンを単量体溶液の温度を３０〜３３℃に保ち、窒素置換を３０分行った後、ジメチル−２，２−アゾビスイソブチレート（和光純薬製Ｖ−６０１）のジオキサン１０質量％溶液０．４ｇ（対単量体０．０２質量％）を加え、重合反応を開始させた。反応温度を３２±２℃で１２時間重合させ反応を完結させた。重合後、生成した油中水型エマルジョンに転相剤としてポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエ−テル５．０ｇ（対液１重量％）を添加混合した。その後、Ｂ型粘度計により製品粘度を測定すると、３５０ｍＰａ・ｓであった。コロイド滴定法と前記計算式により電荷内包率を求めると４０．５％であった。これを脱水試験用試料として用い、比較−１とする。
【００４３】
（比較合成例２）合成例１と同様な操作により、表−１に示す組成により比較―２〜比較―７を合成した。結果を表−１に示す。
【００４４】
（表１）
2008221171.tif 000002
ＤＭＱ：アクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロリド、ＡＡＭ：アクリルアミド、ＡＡＣ：アクリル酸、エマルジョン粘度（２５℃）；ｍＰａ・ｓ、架橋性単量体添加量；対単量体質量％、電荷内包率；％
【実施例１】
【００４５】
下水処理場より発生する余剰汚泥（汚泥性状がｐＨ６．６、ＳＳ：１５５００ｍｇ／Ｌ）について遠心脱水機を対象とした凝集濾過試験及び圧搾試験を実施した。この汚泥の性状は２００メッシュオン残留物が１７．３質量％と少なく、有機成分がＳＳに対して７０．４質量％であり有機成分の割合が多く、また汚泥粒子も小さいため難脱水な汚泥の分類に入る。３００ｍ１容のポリプロピレン製ビーカーに汚泥を２００ｍ１入れた後、重縮合系カチオン性物質としてジメチルアミン／ペンタエチレンヘキサミン／エピクロルヒドリン反応物を対汚泥ＳＳ３００ｐｐｍ添加し、１０００ｒｐｍ、１５秒間攪拌した後、表１の試料―１〜試料―１２の溶解液を対汚泥ＳＳ０．７％添加し、１０００ｒｐｍ、３０秒間の攪拌により汚泥を凝集させた。その後フロックの大きさを観察後、６０メッシュの濾布付きビーカーにより濾過速度を調べた。また濾過後の凝集物を１ｋｇf／ｃｍ２の圧搾圧力で３０秒間プレス脱水後に脱水ケーキの含水率を求めた。これらの結果を表２に示す。
【００４６】
（比較試験１）同様の試験操作により表１の比較―１〜比較―７に関し試験を行なった。これらの結果を表２に示す。
【００４７】
結果をみて分かるように、荷電内包率が１０より低い比較―１〜比較―３、及び荷電内包率は１０〜５０の範囲に入っていてもアニオン性単量体共重合率とカチオン性単量体共重合率の差が１５より大きい比較―４〜比較―７は、いずれも効果が悪いことが分かる。
【００４８】
（表２）
2008221171.tif 000003
フロック径；ｍｍ、濾液量；ｍＬ、含水率；質量％、薬注量；対汚泥分散液
【実施例２】
【００４９】
食肉処理場より発生する余剰汚泥（汚泥性状がｐＨ６．２、ＳＳ：１９０００ｍｇ／Ｌ）について遠心脱水機を対象とした凝集濾過試験及び圧搾試験を実施した。この汚泥の性状は２００メッシュオン残留物が２９．８質量％でありやや少なく、比較的難脱水汚泥である。３００ｍ１容のポリプロピレン製ビーカーに汚泥を２００ｍ１入れた後、無機凝結剤としてポリ塩化アルミニウムを対汚泥ＳＳ２５００ｐｐｍ添加し、１０００ｒｐｍ、１５秒間攪拌した後、表１の試料―１〜試料―１２の溶解液を対汚泥ＳＳ０．５％添加し、１０００ｒｐｍ、３０秒間の攪拌により汚泥を凝集させた。その後フロックの大きさを観察後、６０メッシュの濾布付きビーカーにより濾過速度を調べた。また濾過後の凝集物を１ｋｇf／ｃｍ２の圧搾圧力で３０秒間プレス脱水後に脱水ケーキの含水率を求めた。これらの結果を表３に示す。
【００５０】
（比較試験２）同様の試験操作により表１の比較―１〜比較―７に関し試験を行なった。これらの結果を表３に示す。
【００５１】
結果をみて分かるように、荷電内包率が１０より低い比較―１〜比較―３、及び荷電内包率は１０〜５０の範囲に入っていてもアニオン性単量体共重合率とカチオン性単量体共重合率の差が１５より大きい比較―４〜比較―７は、いずれも効果が悪いことが分かる。
【００５２】
（表３）
2008221171.tif 000004
フロック径；ｍｍ、濾液量；ｍＬ、含水率；質量％、薬注量；対汚泥分散液