(57)【要約】【課題】無機物を多く含む有機質排水又は汚泥のカチオン要求を、簡便かつ正確に行うことができる方法の提供。【解決手段】可視光吸収性基を有するカチオン性高分子からなる有機性排水又は汚泥のカチオン要求量測定剤、好ましくは、前記カチオン性高分子が下記一般式（１）で表される高分子からなるカチオン要求量測定剤。【化１】2004317313.tif 000006〔式（１）において、ｍ、ｎ及びｏは、以下の▲１▼〜▲３▼を満たす整数である。▲１▼ｍ＋ｎ＋ｏ＝２００〜４０００▲２▼ｍ：（ｎ＋ｏ）＝９９：１〜７０：３０▲３▼ｎ：ｏ＝５０：５０〜９９：１〕【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
可視光吸収性基を有するカチオン性高分子からなる有機性排水又は汚泥のカチオン要求量測定剤。
【請求項２】
前記カチオン性高分子が下記一般式（１）で表される高分子からなる有機性排水又は汚泥のカチオン要求量測定剤。
【化１】
2004317313.tif 000005
〔式（１）において、ｍ、ｎ及びｏは、以下の▲１▼〜▲３▼を満たす整数である。
▲１▼ｍ＋ｎ＋ｏ＝２００〜４０００
▲２▼ｍ：（ｎ＋ｏ）＝９９：１〜７０：３０
▲３▼ｎ：ｏ＝５０：５０〜９９：１〕
【請求項３】
請求項１又は請求項２記載の測定剤を有機性排水又は汚泥に添加した後固液分離し、上澄み液の吸光度を測定することを特徴とする有機性排水又は汚泥のカチオン要求量測定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機性排水又は汚泥のカチオン要求量測定剤及びこれを使用するカチオン要求量測定方法に関するものであり、廃水処理及び汚泥脱水等の技術分野等で賞用され得るものである。
【０００２】
【従来の技術、発明が解決しようとする課題】
従来から、有機性汚泥を脱水する方法としては、有機性汚泥に無機凝集剤やカチオン性高分子凝集剤等のカチオン性凝集剤を添加し、固液分離を促進した後、脱水する方法が実施されている。
この場合、有機性汚泥に添加する凝集剤の量は、有機性汚泥の負電荷量、即ちカチオン要求量に相当する量のカチオン性凝集剤を添加することが理想とされている。これは、汚泥脱水性能が優れたものとなることはもとより、経済性の面でも要求されている。
【０００３】
従来、有機性汚泥のカチオン要求量の測定には、コロイド滴定法が通常使用されている。この方法は、有機性汚泥の試料懸濁液に対し、有機性汚泥の負電荷量より過剰のカチオン性高分子を添加して中和させ、中和しなかった過剰のカチオン性高分子の量を、指示薬のトルイジンブルーの存在下にポリビニル硫酸カリウムを用いて滴定し、計算により求めるものである。この方法の他にも、この原理を応用したものとして、流動電位法が挙げられる。
しかしながら、上記のコロイド滴定法は、懸濁液中の無機物が０．２〜２０ｍモル／ｌ以上にイオン強度が増大すると、滴定の終点の判定が極めて困難となる。一方、下水、製紙、食品及び化学工業排水等の実排水では、懸濁液中に上記の値を超えて無機物を含んでいることがほとんどであり、この様な排水系にも適用できるカチオン要求量の測定方法が望まれている。
【０００４】
本発明は、無機物を多く含む有機質排水又は汚泥のカチオン要求を、簡便かつ正確に行うことができる方法を見出すため鋭意検討を行ったのである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
最近、蛍光、紫外線又は可視光ラベルしたカチオン性高分子を用いた懸濁系のカチオン要求量を決定する方法に関する提案がなされている（特許文献１）。
本発明者は、この技術を有機質排水又は汚泥にも適用できるべく検討を進め、本発明を完成した。
以下、本発明を詳細に説明する。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−２５８４０７号（特許請求の範囲）
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明のカチオン要求量測定剤は、可視光吸収性基を有するカチオン性高分子（以下可視光ラベル高分子という）からなる。
【０００８】
可視光ラベル高分子を構成する高分子としては、ポリアリルアミン、ポリビニルアミン、カチオン性−Ｎ−ホルムアミドアミジン、ポリエチレンイミン、カチオン性ポリアクリルアミドのホフマン反応生成物、ジアリルジメチルアンモニウムとビニルアミン共重合体、一級アミン含有カチオン性高分子及び天然高分子誘導体等が挙げられる。一級アミン含有カチオン性高分子としては、アリルアミン及びＮ−ホルムアミドアミジン共重合体等が挙げられる。天然高分子誘導体としては、キトサン、メチルキトサン、カチオン化澱粉及びカチオン化セルロース等が挙げられる。
【０００９】
可視光吸収基としては、４−ジメチルアミノアゾベンゼン−４’−スルフォニル基、４−ジメチルアミノフェニルアゾフェニル−４’−イソチオシアネート基、４−ジメチルアミノフェニルペンタジエナール基、７−ヒドロキシクマリン−３−カルボン酸のコハク酸イミドエステル基等が好ましい。
【００１０】
可視光ラベル高分子を製造する方法としては、可視光吸収性基を有する単量体とカチオン性単量体と共重合させる方法、及びカチオン性高分子と可視光吸収性基を有する化合物とを反応させる方法等が挙げられる。
可視光吸収性基を有する化合物としては、４−ジメチルアミノアゾベンゼン−４’−スルフォニルクロライド（ダブシルクロライド）等のスルフォニルクロライド；４−ジメチルアミノフェニルアゾフェニル−４’−イソチオシアネート等のイソチオシアネート；４−ジメチルアミノフェニルペンタジエナール等のアルデヒド；７−ヒドロキシクマリン−３−カルボン酸のコハク酸イミドエステル等の活性エステル等が挙げられる。
可視光ラベル高分子の分子量としては、数平均分子量で５０，０００〜１，０００，０００が好ましい。
【００１１】
本発明における可視光ラベル高分子としては、下記一般式（１）で表される高分子（以下単に化合物（１）という）が好ましい。
【００１２】
【化２】
2004317313.tif 000002
【００１３】
式（１）において、ｍ、ｎ及びｏは、以下の▲１▼〜▲３▼を満たす整数である。
▲１▼ｍ＋ｎ＋ｏ＝２００〜４０００
▲２▼ｍ：（ｎ＋ｏ）＝９９：１〜７０：３０
▲３▼ｎ：ｏ＝５０：５０〜９９：１
ｍ：（ｎ＋ｏ）としては、９９：１〜７５：２５が好ましい。
【００１４】
化合物（１）は、種々の方法で製造されたものが使用できるが、ジアリルジメチルアンモニウム塩とＮ−ビニルアミド共重合体のアミノ基に、４−ジメチルアミノアゾベンゼン−４’−スルフォニルクロライド（ダブシルクロライド）を反応させたものが好ましい。
【００１５】
本発明の測定剤を使用したカチオン当量測定法は、常法に従えば良い。
例えば、有機性排水又は汚泥に、所定量の所定濃度の可視光ラベル高分子を添加し、必要に応じて蒸留水で希釈し、攪拌した後、遠心分離装置で固形分を分離して、上澄み液を濾過し、ｐＨを約３に調整する。この試料の吸光度を分光光度計にて測定し、カチオン要求量を測定する。
【００１６】
本発明の測定剤は、種々の有機性排水又は汚泥に適用できる。例えば、生活廃水処理排水、食品工業廃水処理排水、化学工業廃水処理排水、養豚場廃水処理排水及びパルプ又は製紙工業排水等、並びにこれらの排水の汚泥等が挙げられる。
【００１７】
【実施例】
以下に実施例及び比較例を挙げ、本発明をより具体的に説明する。
【００１８】
○製造例１
ジアリルジメチルアンモニウムクロライドとＮ−ビニルホルムアミドを共重合体を加水分解した後、４−ジメチルアミノアゾベンゼン−４’−スルフォニルクロライドと反応させ、可視光ラベル高分子（以下ＣＰＤＡＤＭＡＣと言う）を得た。
【００１９】
【化３】
2004317313.tif 000003
【００２０】
○実施例１
都市下水混合生汚泥（ＳＳ＝２０８００ｍｇ／ｌ、ＶＳＳ＝８５．１％ＳＳ）３．０ｇに対し所定量の０．０３Ｎ−ＣＰＤＡＤＭＡＣを添加、蒸留水８０ｍｌで希釈後、マグネティックスターラーを用いて２０分間攪拌した。
その後遠心分離装置（３０００ｒｐｍ×１０分）にて固形分を分離して、上澄み液をマイクロフィルターで濾過、続いて塩酸にてｐＨを約３に調整した。
この試料の吸光度を分光光度計にて測定し、ＣＰＤＡＤＭＡＣ使用量に対してプロットした（表１、図１）。又、試料溶液の色調を目視確認によっても観察した（表１）。
図１よりＣＰＤＡＤＭＡＣ使用量０．１５、０．２５及び０．５０ｍｌ使用時の吸光度を最小二乗法により直線近似し吸光度＝０時のＣＰＤＡＤＭＡＣ量を外挿すると０．１２５ｍｌであり、この時のカチオン要求量＝０．６ｍｅｑ／ｇ−ｓｓと求められた。
【００２１】
○実施例２〜４
表１記載の各種汚泥について実施例と同様な方法でカチオン要求量を求めた。それらの結果を表１に示す。
【００２２】
【表１】
2004317313.tif 000004
【００２３】
【発明の効果】
本発明の測定剤及びこれを使用するカチオン要求量測定方法によれば、従来法では測定困難であった、無機物を多く含む有機質排水又は汚泥のカチオン要求を、簡便かつ正確に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、実施例１における濾液中の残ＣＰＤＡＤＭＡＣによる吸光度を測定した結果を示した図である。
【図１】
2004317313.tif 000007