(57)【要約】  【課題】  分散液で市販されている高分子凝集剤を用いて汚泥の脱水を実施す場合は通常、水で希釈し均一な水溶液の状態にした後汚泥に添加している。しかし希釈して低濃度で添加することは、汚泥に余分の水を供給することになり脱水機で脱水する場合、最も適した凝集状態を提供できるのか、また設備面から希釈装置を省略したら設備投資が削減可能になるのではないかという観点から検討を加えた。従って本発明の目的は、凝集剤の高濃度分散液を水により希釈せず分散液のままで薬注することによって、脱水性、濾布などからの剥離性を改善する汚泥脱水処方を開発する。  【解決手段】  粒径１００μｍ以下のカチオン性及び／又は両性水溶性重合体微粒子が、ポリアルキレンイミン及び／又はポリアルキレンイミン変性物中に共存する水溶性重合体分散液を、分散液状態のまま有機汚泥に添加し、脱水機により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】
粒径１００μｍ以下のカチオン性及び／又は両性水溶性重合体微粒子が、ポリアルキレンイミン及び／又はポリアルキレンイミン変性物中に共存する水溶性重合体分散液を、分散液状態のまま有機汚泥に添加し、脱水機により脱水することを特徴とする有機汚泥の脱水方法。
【化１】
2005125214.tif 000012
一般式（１）
Ｒ１は水素又はメチル基、Ｒ２、Ｒ３は炭素数１〜３のアルキル基、アルコキシ基あるいはベンジル基、Ｒ４は水素、炭素数１〜３のアルキル基、アルコキシ基あるいはベンジル基であり、同種でも異種でも良い。Ａは酸素またはＮＨ、Ｂは炭素数２〜４のアルキレン基またはアルコキシレン基、Ｘ１は陰イオンをそれぞれ表わす
【請求項２】
前記カチオン性及び／又は両性水溶性重合体分散液が、前記ポリアルキレンイミン及び／又はポリアルキレンイミン変性物水溶液中で、下記一般式（１）及び／又は（２）で表わされる単量体５〜１００モル％、下記一般式（３）で表わされる単量体０〜５０モル％、水溶性非イオン性単量体０〜９５モル％からなる単量体（混合物）を攪拌下、重合し製造されたもの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。
【化２】
2005125214.tif 000013
一般式（２）
Ｒ５は水素又はメチル基、Ｒ６、Ｒ７は炭素数１〜３のアルキル基、アルコキシ基あるいはベンジル基、Ｘ２は陰イオンをそれぞれ表わす
【化３】
2005125214.tif 000014
一般式（３）
Ｒ８は水素またはＣＨ２ＣＯＯＹ２、ＱはＳＯ３、Ｃ６Ｈ４ＳＯ３、
ＣＯＮＨＣ（ＣＨ３）２ＣＨ２ＳＯ３、Ｃ６Ｈ４ＣＯＯあるいはＣＯＯ、Ｒ９は水素、メチル基またはＣＯＯＹ３であり、Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３は水素または陽イオン
【請求項３】
前記ポリアルキレンイミン変性物が、下記一般式（４）及び／または（５）で表される構造単位を有す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。
【化４】
2005125214.tif 000015
一般式（４）
【化５】
2005125214.tif 000016
一般式（５）
但し、式（４）、（５）中のｐは０〜２０の整数であり、Ｒ１０〜Ｒ１７は水素、又は炭素数１〜３のアルキル基、ヒドロキシアルキル碁あるいはベンジル基、Ｘ３〜Ｘ６は陰イオンである。
【請求項４】
前記ポリアルキレンイミン変性物が、ポリアルキレンイミンあるいはポリアルキレンイミンとポリアミン混合物と下記一般式（６）及び／または（７）で表されるポリカチオン物質との反応物からなることを特徴とする請求項１〜３に記載の有機汚泥の脱水方法。
【化６】
2005125214.tif 000017
一般式（６）
【化７】
2005125214.tif 000018
一般式（７）
但し、式（６）、（７）中のＰはエポキシ基あるいはハロヒドリン基、ｐは０〜２０の整数であり、
Ｒ１８〜Ｒ２６は水素、炭素数１〜３のアルキル基、ヒドロキシアルキル基あるいはベンジル基、Ｘ７〜Ｘ１０は陰イオンである。
【請求項５】
前記ポリアルキレンイミン変性物が、前記一般式（６）で表されるポリカチオン物質によって架橋されていることを特徴とする請求項１〜３に記載の有機汚泥の脱水方法。
【請求項６】
前記ポリアルキレンイミンがポリエチレンイミン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７】
前記ポリアルキレンイミン及び／又はポリアルキレンイミン変性物が、前記カチオン性あるいは両性水溶性重合体微粒子に対し、２０〜２００質量％共存す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８】
前記カチオン性及び／又は両性水溶性重合体分散液の２５℃における粘度が、５００〜１５，０００ｍＰａ・ｓ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】
本発明は有機汚泥の脱水方法に関するものであり、詳しくは粒径１００μｍ以下のカチオン性及び／又は両性水溶性重合体微粒子とポリアルキレンイミン及び／又はポリアルキレンイミン変性物とが共存する水溶性重合体分散液を、分散液状態のまま有機汚泥に添加し、脱水機により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】
高分子凝集剤は、廃水処理薬剤や製紙用添加剤として広範囲に使用され、既に工業的になくてはならない薬剤となっている。前記高分子凝集剤は、水溶性高分子物質から構成されているので水に溶解すると高粘性溶液となり、従来、濃度を０．０５〜０．３重量％程度に希釈して排水や汚泥に添加してきた。そのため高粘性液体を攪拌するための特別な溶解装置が必用であり、その設置場所も必用になり設備投資計画に一定の負担を強いているのが現状である。
【０００３】
この高分子凝集剤は、粉末製品が主流であるが、溶解時間が短縮可能などメリットとして油中水型エマルジョンあるいは塩水中分散重合品も並行して発展している。この二つのタイプはパイプライン中で溶解可能など使用方法において工夫が残されていると推定され、今後まだ発展の余地がある。塩水中分散重合品の原液添加法は、特許文献１に開示されている。すなわち、任意形態からなるカチオン性高分子凝集剤希釈水溶液添加後、塩水中分散重合品アニオン性水溶性高分子を原液あるいは分散液の状態で添加し、有機汚泥の脱水を行なう処方である。一方、油中水型エマルジョン製品は、重合後親水性界面活性剤を添加し、水への分散性を高めてあるが、多量に添加すると水溶性高分子水への溶解性は向上するが製品の安定性は低下するため添加量を制限してある。そのためこの製品を原液の状態で添加しても汚泥中への溶解、分散が悪く効率的な処理はできない。これに関連した処方は、特許文献２に開示されている。すなわち、スクリュープレス型脱水機により汚泥脱水する場合、油中水型エマルジョン製品あるいは塩水中分散重合品をそのまま、あるいは未溶解粒子の存在する水溶液で汚泥に添加し、脱水機のスクリューにより汚泥と未溶解粒子を混錬し、その溶解により再凝集を行い凝集フロックの高密度化を意図した処方である。
【０００４】
【特許文献１】特開平Ｈ１１−２７７０９４号公報
【特許文献２】特開平Ｈ０７−０３１９９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来、分散液で市販されている高分子凝集剤を用いて汚泥の脱水を実施する場合、水で希釈し均一な水溶液の状態にした後汚泥に添加していた。しかし本発明者等は、二つの見地から従来の添加法に検討を加えた。すなわち希釈して低濃度で添加することは、脱水機で脱水する場合最も適した凝集状態を提供できるのか、また設備面から希釈装置を省略したら設備投資が削減可能になるのではないかと言う点である。従って本発明の目的は、凝集剤の高濃度分散液を水により希釈せず分散液のままで薬注し、脱水機で脱水する場合最も適した凝集状態を作り出すことにより従来よりも脱水性あるいは濾布などからの剥離性を改善する汚泥脱水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】
本発明者等は、上記課題を解決するため鋭意検討した結果、以下のような発明に達した。すなわち請求項１の発明は、粒径１００μｍ以下のカチオン性及び／又は両性水溶性重合体微粒子が、ポリアルキレンイミン及び／又はポリアルキレンイミン変性物中に共存する水溶性重合体分散液を、分散液状態のまま有機汚泥に添加し、脱水機により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。
【０００７】
請求項２の発明は、前記カチオン性及び／又は両性水溶性重合体分散液が、前記ポリアルキレンイミン及び／又はポリアルキレンイミン変性物水溶液中で、下記一般式（１）及び／又は（２）で表わされる単量体５〜１００モル％、下記一般式（３）で表わされる単量体０〜５０モル％、水溶性非イオン性単量体０〜９５モル％からなる単量体（混合物）を攪拌下、重合し製造されたもの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。
【化１】
2005125214.tif 000002
一般式（１）
Ｒ１は水素又はメチル基、Ｒ２、Ｒ３は炭素数１〜３のアルキル基、アルコキシ基あるいはベンジル基、Ｒ４は水素、炭素数１〜３のアルキル基、アルコキシ基あるいはベンジル基であり、同種でも異種でも良い。Ａは酸素またはＮＨ、Ｂは炭素数２〜４のアルキレン基またはアルコキシレン基、Ｘ１は陰イオンをそれぞれ表わす
【化２】
2005125214.tif 000003
一般式（２）
Ｒ５は水素又はメチル基、Ｒ６、Ｒ７は炭素数１〜３のアルキル基、アルコキシ基あるいはベンジル基、Ｘ２は陰イオンをそれぞれ表わす
【化３】
2005125214.tif 000004
一般式（３）
Ｒ８は水素またはＣＨ２ＣＯＯＹ２、ＱはＳＯ３、Ｃ６Ｈ４ＳＯ３、
ＣＯＮＨＣ（ＣＨ３）２ＣＨ２ＳＯ３、Ｃ６Ｈ４ＣＯＯあるいはＣＯＯ、Ｒ９は水素、メチル基またはＣＯＯＹ３であり、Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３は水素または陽イオン
【０００８】
請求項３の発明は、前記ポリアルキレンイミン変性物が、下記一般式（４）及び／または（５）で表される構造単位を有す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。
【化４】
2005125214.tif 000005
一般式（４）
【化５】
2005125214.tif 000006
一般式（５）
但し、式（４）、（５）中のｐは０〜２０の整数であり、Ｒ１０〜Ｒ１７は水素、又は炭素数１〜３のアルキル基、ヒドロキシアルキル碁あるいはベンジル基、Ｘ３〜Ｘ６は陰イオンである。
【０００９】
請求項４の発明は、前記ポリアルキレンイミン変性物が、ポリアルキレンイミンあるいはポリアルキレンイミンとポリアミン混合物と下記一般式（６）及び／または（７）で表されるポリカチオン物質との反応物からなることを特徴とする請求項１〜３に記載の有機汚泥の脱水方法である。
【化６】
2005125214.tif 000007
一般式（６）
【化７】
2005125214.tif 000008
一般式（７）
但し、式（６）、（７）中のＰはエポキシ基あるいはハロヒドリン基、
ｐは０〜２０の整数であり、Ｒ１８〜Ｒ２６は水素、炭素数１〜３のアルキル基、ヒドロキシアルキル基あるいはベンジル基、Ｘ７〜Ｘ１０は陰イオンである。
【００１０】
請求項５の発明は、前記ポリアルキレンイミン変性物が、前記一般式（６）で表されるポリカチオン物質によって架橋されていることを特徴とする請求項１〜３に記載の有機汚泥の脱水方法である。
【００１１】
請求項６の発明は、前記ポリアルキレンイミンがポリエチレンイミン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。
【００１２】
請求項７の発明は、前記ポリアルキレンイミン及び／又はポリアルキレンイミン変性物が、前記カチオン性あるいは両性水溶性重合体微粒子に対し、２０〜２００質量％共存す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。
【００１３】
請求項８の発明は、前記カチオン性及び／又は両性水溶性重合体微粒子が、ポリアルキレンイミン及び／又はポリアルキレンイミン変性物中に存在する水溶性重合体分散液の２５℃における粘度が、５００〜１５，０００ｍＰａ・ｓ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】
【００１４】
本発明で使用するカチオン性及び／又は両性水溶性重合体微粒子が、ポリアルキレンイミン及び／又はポリアルキレンイミン変性物中に共存する水溶性重合体分散液を汚泥に添加するとポリアルキレンイミン及び／又はポリアルキレンイミン変性物が汚泥中に拡散していき、生物処理によって生成した水溶性のタンパク質や多糖類などアニオン性に帯電した物質を電気的に中和する。その後カチオン性及び／又は両性水溶性重合体微粒子が、攪拌によって徐々に溶解していき汚泥中の懸濁粒子を凝集させる。攪拌が進行していくにつれさらに粒子表面が溶解していき一度凝集した汚泥フロックは、後から溶解した水溶性高分子と攪拌によってさらに密度の高い凝集フロックへと進化していく。その結果、これら高密度化した凝集フロックを脱水することによりケーキ脱水率の低下が起こると見られる。本発明の特徴は、これらの凝集機構を一液によって行なうことができる。本発明のもう一つの特長は、高濃度分散液状態において薬注されるため溶解設備を要せず、その結果、汚泥脱水設備のスペースを節約できることである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の汚泥の脱水方法は、粒径１００μｍ以下のカチオン性及び／又は両性水溶性重合体微粒子が、ポリアルキレンイミン及び／又はポリアルキレンイミン変性物中に共存する水溶性重合体分散液を、分散液状態のまま有機汚泥に添加し、脱水機により脱水する。従来、エマルジョンあるいはデイスパージョン型高分子凝集剤を用いて汚泥の脱水を実施する場合、水を前記凝集剤に添加し希釈する。この操作により分散型凝集剤は、希釈した時点で分散液が均一な水溶液の状態に変化し、これを汚泥に添加するというのが常識的かつ普通に行なわれている添加法である。しかし本発明者等は、二つの見地から従来の添加法に検討を加えた。すなわち希釈して低濃度で添加することは、脱水機で脱水する場合最も適した凝集状態を提供できるのか、また設備面から希釈装置を省略したら設備投資が削減可能になるのではないかと言う点である。
【００１６】
上記観点から検討を加えた結果、汚泥との適切な攪拌状態を確保することによって希釈して低濃度にした水溶液状態で添加する従来法に較べ、分散状態にある高濃度液状品をそのまま汚泥に添加すると、脱水ケーキの含水率を低下できるなど優れた効果が発現することがわかった。これは本発明で使用するカチオン性及び／又は両性水溶性重合体微粒子が、ポリアルキレンイミン及び／又はポリアルキレンイミン変性物中に共存する分散液を使用することに起因していると考えられる。すなわち該分散液を汚泥に添加するとポリアルキレンイミン及び／又はポリアルキレンイミン変性物が汚泥中に拡散していき、生物処理によって生成した水溶性のタンパク質や多糖類などアニオン性に帯電した物質を電気的に中和する。その後カチオン性及び／又は両性水溶性重合体微粒子が、攪拌によって徐々に溶解していき汚泥中の懸濁粒子を凝集させる。さらに攪拌が進行していくとさらに粒子表面が溶解していき一度凝集した汚泥フロックは、後から溶解した水溶性高分子と攪拌によってさらに密度の高い凝集フロックへと進化していく。その結果、これら高密度化した凝集フロックを脱水することによりケーキ脱水率の低下が起こると見られる。以上に考察されるように低濃度の水溶液で添加するよりも高密度化した凝集フロックが生成すると推定される。
【００１７】
この凝集機構は、どのような分散型の高分子凝集剤を汚泥に添加した場合にも同様に起きると考えられるが、本発明で使用する分散型の高分子凝集剤は、カチオン性及び／又は両性水溶性重合体に較べ低分子量であるポリアルキレンイミン及び／又はポリアルキレンイミン変性物と、より高分子量であるカチオン性及び／又は両性水溶性重合体の汚泥中における溶解性に差があるため、低分子量と高分子量を段階的に添加したと同様な効果を発現させていると推定される。
【００１８】
本発明で使用するカチオン性及び／又は両性水溶性重合体微粒子がポリアルキレンイミン及び／又はポリアルキレンイミン変性物中に共存する分散液は、従って分散液粘性があまり高いと汚泥中に水溶性重合体微粒子が分散しにくくなり好ましくない。そのため分散液粘性は、数百〜２０，０００ｍＰａ・ｓであるが、好ましくは５００〜１５，０００ｍＰａ・ｓである。また微粒子を構成するカチオン性及び／又は両性水溶性重合体の分子量としては、３００万〜２０００万であるが、更に好ましくは３００万〜１０００万である。
【００１９】
また溶解装置を省略できる効果としては以下のように考えられる。高分子凝集剤は、廃水処理薬剤や製紙用添加剤として広範囲に使用され、既に工業的になくてはならない薬剤となっているが、前記高分子凝集剤は、水溶性高分子物質から構成されているので水に溶解すると高粘性溶液となり、従来、濃度を０．０５〜０．３重量％程度に希釈して排水や汚泥に添加してきた。そのため高粘性液体を攪拌するための特別な溶解装置が必用であり、その設置場所も必用になり設備投資計画に一定の負担を強いている。これら装置と土地が必要なくなるのは、非常に大きなメリットである。
【００２０】
本発明で使用するカチオン性及び／又は両性水溶性重合体微粒子が、ポリアルキレンイミン及び／又はポリアルキレンイミン変性物中に共存する水溶性重合体分散液は、ポリエチレンイミン及び／又はポリエチレンイミン変性物を、単量体と共存させて攪拌下、重合することにより水溶性重合体微粒子からなる分散液を製造することができる。すなわちポリエチレンイミン及び／又はポリエチレンイミン変性物の２０〜５０重量％水溶液を用意し、有機又は無機酸によりアミン当量の５０〜１００％を中和する。この時の水溶液ｐＨは、２〜１２に調整した後、この水溶液に単量体を加え混合する。単量体濃度としては、１０〜４０質量％であり、好ましくは１５〜３０質量％である。ポリエチレンイミン及び／又はポリエチレンイミン変性物の単量体に対する添加量は、２０〜２００質量％であるが、好ましくは２０〜１５０質量％、さらに好ましくは４０〜１５０質量％である。
【００２１】
その後、窒素雰囲気下にて、重合開始剤、例えば２、２’−アゾビス（アミジノプロパン）二塩化水素化物または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〕二塩化水素化物のような水溶性アゾ系重合開始剤、あるいは過硫酸アンモニウムおよび亜硫酸水素ナトリウム併用のような水溶性レドックス系重合開始剤を添加し、撹拌下ラジカル重合を行う。本発明で使用するポリアルキレンイミンは、ポリエチレンイミンあるいはポリプロピレンイミンなどであるが、実用的にはポリエチレンイミンである。分子量は、５０００以上あれば本発明の分散重合に使用できるが、あまり重合度が高いと分散液の粘性が高くなり好ましくない。従って好ましくは５，０００以上、５００，０００以下であり、更に好ましくは５，０００以上、２００，０００以下である。また、ポリアルキレンイミン変性物の場合も同様に、変性後の分子量が好ましくは５０,０００以上、１,０００，０００以下であり、更に好ましくは５０，０００以上、５００，０００以下である。
【００２２】
またポリアルキレンイミン変性物も使用することができる。例えばエピクロロヒドリン、エチレングリコールジグリシジルエーテルなどで架橋により変性したポリアルキレンイミンも使用することができるが、一般式（４）あるいは（５）で表される構造単位を有するポリアルキレンイミン変性物を使用することが好ましい。これはポリアルキレンイミンあるいはポリアルキレンイミンとポリアミンとの混合物と、一般式（６）及び／又は（７）で表されるポリカチオン物質との反応によって合成されたものである。このポリカチオン物質は、アンモニア、脂肪族第１級〜第３級アミン（以下第１級アミンなどと記載する）から選択された１種以上のアミン類とエピハロヒドリンを反応させて製造することができる。
【００２３】
重合は一般的には中性〜酸性で行うのが、単量体も安定であり、反応性も良好であり、重合度や重合率も向上するので、ポリアルキレンイミンあるいはポリアルキレンイミン変性物は、中和して弱アルカリ〜酸性の水溶液とすることが好ましい。ｐＨとしては１２〜２であるが、好ましくは１０〜３であり、更に好ましくは６〜３である。中和する酸は、有機あるいは無機の酸を使用する。有機酸としては、蟻酸、酢酸、アジピン酸、無機酸としては、塩酸、硫酸、スルファミン酸などであるが、最も好ましい酸は硫酸である。中和度としては、分子中のアミノ基に対して、５０〜１００当量％である。
【００２４】
次にイオン性水溶性重合体を製造する場合に使用する単量体について説明する。カチオン性水溶性重合体を製造する場合には、カチオン性単量体の一種以上を使用し、また非イオン性単量体との共重合をすることもできる。カチオン性単量体の例としては、一般式（１）で表される（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などである。また、一般式（２）で表されるジメチルジアリルアンモニウム系単量も使用可能であり、その例としてジメチルジアリルアンモニウム塩化物、ジアリルメチルベンジルアンモニウム塩化物などである。
【００２５】
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、アくリロイルピペラジンなどがあげられる。
【００２６】
両性水溶性重合体を製造する場合には、前記カチオン性と非イオン性単量体に加えて、さらに一般式（３）で表されるアニオン性単量体を共重合する。その例としては、スルフォン基でもカルボキシル基でもさしつかいなく、両方を併用しても良い。スルフォン基含有単量体の例は、ビニルスルフォン酸、ビニルベンゼンスルフォン酸あるいは２−アクリルアミド２−メチルプロパンスルフォン酸などである。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。
【００２７】
また、本発明のイオン性水溶性重合体分散液は、ポリアルキレンイミン及び／又はポリアルキレンイミン変性物の他、分子量の比較的低い他のカチオン性水溶性重合体を併用することも好ましい。そのようなカチオン性水溶性重合体としては、前記一般式（１）及び／又は前記一般式（２）で表されるカチオン性単量体一種以上の重合体あるいは共重合体である。あるいは前記カチオン性単量体一種以上と水溶性非イオン性単量体との共重合体も使用できる。これらカチオン性水溶性重合体は、重合時、あるいは重合後添加する。分子量は、１，０００〜３，０００，０００であり、好ましくは１０，０００〜２，０００，０００である。
【００２８】
適用可能な汚泥は、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である。本発明の粒径１００μｍ以下のカチオン性及び／又は両性水溶性重合体微粒子が、ポリアルキレンイミン及び／又はポリアルキレンイミン変性物中に共存する水溶性重合体分散液の添加量は、汚泥固形分に対し質量で０．１〜１．０％であり、好ましくは０．２〜０．８％である。
【００２９】
（合成例１）攪拌機および温度制御装置を備えた反応器に５０重量％ポリエチレンイミン水溶液（重量平均分子量；５０，０００）１００部をイオン交換水２４．２部に溶解し、７５重量％硫酸７５．８部を冷却攪拌下添加し、ｐＨを３．５に調整した。攪拌機、窒素曝気管および温度制御装置を備えた反応器に前記操作により中和したポリエチレンイミン水溶液１５６．０ｇを仕込み、メタクロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロリド８０％水溶液５０．０ｇ、イオン交換水６３．２ｇを仕込み混合した。この時、単量体とポリエチレンイミンの濃度は、それぞえ２０質量％、質量比は、１：１である。窒素で置換しながら１０重量％の２，２アゾビス（Ｎ，Ｎ−ジメチレンイソブチルアミジン）ジハイドロクロライド水溶液を重合開始剤として対モノマーあたり重量で５００ｐｐｍ添加し、撹拌下３６℃で１８時間重合した。その結果、粒径１〜１０μｍの微粒子の重合体分散液が得られた（試料−１）。生成したポリマ―分散液をＢ型粘度計により測定した分散液の粘度、及び静的光散乱法による分子量測定器（大塚電子製ＤＬＳ−７０００）によって重量平均分子量を測定した。
【００３０】
また上記操作と同様に表ー１記載の組成のモノマーを表１記載の単量体濃度になるように仕込み、同様な重合操作によって水溶性重合体分散液を得た（試料−２〜試料−４）。結果を表１に示す。
【００３１】
（合成例２）温度計、攪拌機、滴下漏斗を備えた４つ口のセパラブルフラスコに、エピクロロヒドリン１４６．６ｇとイオン交換水２９．６ｇを仕込み、ジメチルアミンの５０重量％水溶液１２３．８ｇを４０〜４５℃で２時間かけて滴下し、滴下終了後４５℃で１時間反応後、イオン交換水２９．６ｇを加えた。
【００３２】
次ぎに温度計、攪拌機を備えたセパラブルフラスコに、ポリエチレンイミン（重量平均分子量；１０，０００）、１００％品を２３．３ｇとイオン交換水を６０．０ｇ加えて撹拌後、合成例１のポリカチオン生成物を２６．９ｇ加え、２８℃で４５分間反応させ、反応物の粘度上昇が認められた時点で７５％硫酸３１．９ｇを加えてｐＨを３．７にし反応を停止させた。重量平均分子量を測定すると７３，０００であった。
【００３３】
攪拌機および温度制御装置を備えた反応器に、合成例２で調製したポリエチレンイミン変性物を１４３．９ｇを採取した。次にアクリルアミド５０％水溶液１４．９ｇ、アクリル酸６０％水溶液５．４ｇ、アクロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロリド８０％水溶液３６．１ｇをそれぞれ仕込み混合した。この時、単量体濃度及びポリエチレンイミン変性物濃度は、それぞれ２０％であり、単量体とポリエチレンイミン変性物の質量比は、１：１である。その後、合成例１と同様な操作により表１に示す組成の微粒子重合体分散液を得た（試料−５）。結果を表１に示す。
（表１）
2005125214.tif 000009
ＤＭＣ：メタクロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロリド
ＤＭＱ：アクロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロリド、
ＡＡＣ：アクリル酸、ＡＡＭ：アクリルアミド、共存高分子：対単量体質量％、
分子量単位；万
【実施例１】
【００３４】
化学余剰汚泥（ｐＨ６．７１、ｓｓ分２０，０００ｍｇ／Ｌ）を用い、本発明の汚泥脱水方法を実施した。０．５ｍ３／ｈｒで上記汚泥を攪拌機の付いた凝集混和槽に供給し、試料−１を製品濃度のまま分散液状態（ポリエチレンイミンと重合した共重合体の総和濃度は４０質量％）で１２５ｍＬ／ｈｒ供給した（対ｓｓ分０．４４質量％）。凝集させた汚泥のフロック径を観察しつつベルトプレス脱水機（起毛一枚濾布タイプ）に送り脱水した。その後ベルトプレス脱水機から排出される脱水ケーキの濾布剥離性及びケーキ含水率を測定した（１０５℃で２０ｈｒ乾燥）。同様な操作により試料−２〜試料−５に関しても実施した。結果を表２に示す。
【比較例１】
【００３５】
比較として各試料を０．３質量％に溶解した後、凝集混和槽から薬注した。すなわち０．５ｍ３／ｈｒで上記汚泥を攪拌機の付いた凝集混和槽に供給し、試料−１の溶解液を１６．６Ｌ／ｈｒ添加した（対ｓｓ分０．４４質量％）。その後、実施例と同様にフロック径、濾布剥離性及びケーキ含水率を測定した。同様に試料−２〜試料−５に関しても実施した。結果を表２に示す。
（表２）
2005125214.tif 000010
フロック径：ｍｍ、ケーキ含水率：質量％、薬注量：対ｓｓ質量％
濾布剥離性：○＞△＞×の順に良いことを示す。
【実施例２】
【００３６】
都市下水混合生汚泥（ｐＨ６．８５、ｓｓ分３１，０００ｍｇ／Ｌ）を用い、本発明の汚泥脱水方法を実施した。０．５ｍ３／ｈｒで上記汚泥を攪拌機の付いた凝集混和槽に供給し、試料−１を製品濃度のまま分散液状態（ポリエチレンイミンと重合した共重合体の総和濃度は４０質量％）により２６４ｍＬ／ｈｒ供給した（対ｓｓ分０．６質量％）。凝集させた汚泥のフロック径を観察しつつベルトプレス脱水機（起毛一枚濾布タイプ）に送り脱水した。その後ベルトプレス脱水機から排出される脱水ケーキの濾布剥離性及びケーキ含水率を測定した（１０５℃で２０ｈｒ乾燥）。同様な操作により試料−２〜試料−５に関しても実施した。結果を表３に示す。
【比較例２】
【００３７】
実施例６〜１０と同様な操作により試料−１〜試料−５に関して脱水試験を行なった。今回は比較として各試料を０．３質量％に溶解した後、凝集混和槽から薬注した。すなわち０．５ｍ３／ｈｒで上記汚泥を攪拌機の付いた凝集混和槽に供給し、試料−１の溶解液を３５．１Ｌ／ｈｒ添加した（対ｓｓ分０．６質量％）。その後、実施例と同様にフロック径、濾布剥離性及びケーキ含水率を測定した。同様に試料−２〜試料−５に関しても実施した。結果を表３に示す。
（表３）
2005125214.tif 000011
フロック径：ｍｍ、ケーキ含水率：質量％、薬注量：対ｓｓ質量％
濾布剥離性：○＞△＞×の順に良いことを示す。