(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
産業廃水を浄化する方法であって以下の工程を含むことを特徴とする方法。
１）高分子量の水溶性の陰イオン性又は非イオン性分散ポリマーの有効量を廃水に添加する工程であって、前記分散ポリマーは２５℃で１０〜２５，０００ｃｐｓの体積ブルックフィールド粘度を有し、且つ、安定剤が存在する水溶性塩の水溶液中においてフリーラジカルが形成する条件下で、以下のものを重合することにより調製された水溶性ポリマーを５〜５０重量％含有し：
ｉ．０〜３０重量％のアクリル酸、メタクリル酸、及びそれらのアルカリ金属、アルカリ土類金属及びアンモニウム塩から選択される少なくとも１つ、及び
ｉｉ．１００〜７０重量％のアクリルアミド；
ここで前記安定剤は、１Ｍ硝酸ナトリウム中で０．１〜１０ｄｌ／ｇの固有粘度を有するアクリル酸又はメタクリル酸と２−アクリルアミド−２−メチル−１−プロパンスルホン酸との陰イオン性水溶性コポリマーであり、分散系の総量の０．１〜５重量％を構成し、該コポリマーは、３〜６０重量％の２−アクリルアミド−２−メチル−１−プロパンスルホン酸と９７〜４０重量％のアクリル酸、又は、１１〜９５．５重量％の２−アクリルアミド−２−メチル−１−プロパンスルホン酸と８９〜４．５重量％のメタクリル酸を含み、且つ、前記水溶性塩はアンモニウム、アルカリ金属及びアルカリ土類金属のハロゲン化物、硫酸塩及びリン酸塩からなるグループから選択され、分散系の５〜４０重量％を構成する、及び
２）該産業廃水を浄化する工程。
【請求項２】
前記安定剤が分散系の総量の０．２５〜２重量％の濃度であり、且つ、１Ｍ硝酸ナトリウム中で０．５〜７．０ｄｌ／ｇの固有粘度を有する請求項１の方法。
【請求項３】
前記水溶性ポリマーが、７〜３０重量％のアクリル酸と９３〜７０重量％のアクリルアミドからなるポリ（アクリル酸／アクリルアミド）である請求項１又は２の方法。
【請求項４】
前記水溶性ポリマーがアクリル酸：アクリルアミドの重量比が７：９３であるポリ（アクリル酸／アクリルアミド）であり、且つ、前記安定剤が２−アクリルアミド−２−メチル−１−プロパンスルホン酸：アクリル酸の重量比が１３：８７であるポリ（２−アクリルアミド−２−メチル−１−プロパンスルホン酸／アクリル酸）である請求項１乃至３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記水溶性ポリマーがアクリル酸：アクリルアミドの重量比が７：９３であるポリ（アクリル酸／アクリルアミド）であり、且つ、前記安定剤が２−アクリルアミド−２−メチル−１−プロパンスルホン酸：メタクリル酸の重量比が３７．５：６２．５であるポリ（２−アクリルアミド−２−メチル−１−プロパンスルホン酸／メタクリル酸）である請求項１乃至３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記水溶性ポリマーがアクリル酸：アクリルアミドの重量比が７：９３であるポリ（アクリル酸／アクリルアミド）であり、且つ、前記安定剤が２−アクリルアミド−２−メチル−１−プロパンスルホン酸：メタクリル酸の重量比が５１：４９であるポリ（２−アクリルアミド−２−メチル−１−プロパンスルホン酸／アクリル酸）である請求項１乃至３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記水溶性ポリマーがアクリル酸：アクリルアミドの重量比が３０：７０であるポリ（アクリル酸／アクリルアミド）であり、且つ、前記安定剤が２−アクリルアミド−２−メチル−１−プロパンスルホン酸：メタクリル酸の重量比が８４．７：１５．３であるポリ（２−アクリルアミド−２−メチル−１−プロパンスルホン酸／メタクリル酸）である請求項１乃至３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記水溶性ポリマーがアクリル酸：アクリルアミドの重量比が３０：７０であるポリ（アクリル酸／アクリルアミド）であり、且つ、前記安定剤が２−アクリルアミド−２−メチル−１−プロパンスルホン酸：メタクリル酸の重量比が９０．６：９．４であるポリ（２−アクリルアミド−２−メチル−１−プロパンスルホン酸／メタクリル酸）である請求項１乃至３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
前記産業廃水が製紙工場の排出水である請求項１乃至８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
前記廃水に凝析剤を添加することをさらに備えた請求項９の方法。
【請求項１１】
前記凝析剤が水溶性の陽イオン性ポリマーである請求項１０の方法。
【請求項１２】
１〜５０ｐｐｍの前記水溶性の陽イオンポリマーが廃水に添加される請求項１１の方法。
【請求項１３】
前記水溶性の陽イオン性ポリマーがエピクロロヒドリン−ジメチルアミン又はポリジアリルジメチルアンモニウム塩化物である請求項１１又は１２の方法。
【請求項１４】
前記凝析剤が硫酸アルミニウム、塩化アルミニウム、硫酸鉄（III）、塩化鉄（III）から選択された無機凝析剤である請求項１０の方法。
【請求項１５】
２００〜５００ｐｐｍの前記無機凝析剤が廃水に添加される請求項１４の方法。
【請求項１６】
産業廃水から乳化油を除く方法であって以下の工程を含むことを特徴とする方法。
１）高分子量の水溶性の陰イオン性又は非イオン性分散ポリマーの有効量を廃水に添加する工程であって、前記分散ポリマーは２５℃で１０〜２５，０００ｃｐｓの体積ブルックフィールド粘度を有し、且つ、安定剤が存在する水溶性塩の水溶液中においてフリーラジカルが形成する条件下で、以下のものを重合することにより調製された水溶性ポリマーを５〜５０重量％含有し：
ｉ．０〜３０重量％のアクリル酸、メタクリル酸、及びそれらのアルカリ金属、アルカリ土類金属及びアンモニウム塩から選択される少なくとも１つ、及び
ｉｉ．１００〜７０重量％のアクリルアミド；
ここで前記安定剤は、１Ｍ硝酸ナトリウム中で０．１〜１０ｄｌ／ｇの固有粘度を有するアクリル酸又はメタクリル酸と２−アクリルアミド−２−メチル−１−プロパンスルホン酸との陰イオン性水溶性コポリマーであり、分散系の総量の０．１〜５重量％を構成し、該コポリマーは、３〜６０重量％の２−アクリルアミド−２−メチル−１−プロパンスルホン酸と９７〜４０重量％のアクリル酸、又は、１１〜９５．５重量％の２−アクリルアミド−２−メチル−１−プロパンスルホン酸と８９〜４．５重量％のメタクリル酸を含み、且つ、前記水溶性塩はアンモニウム、アルカリ金属及びアルカリ土類金属のハロゲン化物、硫酸塩及びリン酸塩からなるグループから選択され、分散系の５〜４０重量％を構成する、及び
２）該産業廃水から乳化油を除く工程。
【請求項１７】
前記産業廃水が精油所及びＣＰＩの産業廃水、鋼鉄及びアルミニウム産業廃水、マット及び食品加工時の廃水、油田廃水からなるグループから選択される請求項１６の方法。
【請求項１８】
汚泥を脱水する方法であって以下の工程を含むことを特徴とする方法。
１）高分子量の水溶性の陰イオン性又は非イオン性分散ポリマーの有効量を汚泥に添加する工程であって、前記分散ポリマーは２５℃で１０〜２５，０００ｃｐｓの体積ブルックフィールド粘度を有し、且つ、安定剤が存在する水溶性塩の水溶液中においてフリーラジカルが形成する条件下で、以下のものを重合することにより調製された水溶性ポリマーを５〜５０重量％含有し：
ｉ．０〜３０重量％のアクリル酸、メタクリル酸、及びそれらのアルカリ金属、アルカリ土類金属及びアンモニウム塩から選択される少なくとも１つ、及び
ｉｉ．１００〜７０重量％のアクリルアミド；
ここで前記安定剤は、１Ｍ硝酸ナトリウム中で０．１〜１０ｄｌ／ｇの固有粘度を有するアクリル酸又はメタクリル酸と２−アクリルアミド−２−メチル−１−プロパンスルホン酸との陰イオン性水溶性コポリマーであり、分散系の総量の０．１〜５重量％を構成し、該コポリマーは、３〜６０重量％の２−アクリルアミド−２−メチル−１−プロパンスルホン酸と９７〜４０重量％のアクリル酸、又は、１１〜９５．５重量％の２−アクリルアミド−２−メチル−１−プロパンスルホン酸と８９〜４．５重量％のメタクリル酸を含み、且つ、前記水溶性塩はアンモニウム、アルカリ金属及びアルカリ土類金属のハロゲン化物、硫酸塩及びリン酸塩からなるグループから選択され、分散系の５〜４０重量％を構成する、及び
２）該汚泥を脱水する工程。
【請求項１９】
前記高分子量の水溶性の陰イオン性又は非イオン性分散ポリマーが０．１〜５０ｐｐｍ、前記産業廃水に添加される請求項１乃至１８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２０】
前記高分子量の水溶性の陰イオン性又は非イオン性分散ポリマーが０．５〜１０ｐｐｍ、前記廃水に添加される請求項１乃至１８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２１】
前記フリーラジカルが形成する条件下のｐＨの範囲が、ｐＨ３〜８であることを特徴とする請求項１乃至２０のいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
発明の属する技術分野
本発明は、高分子量の水溶性の陰イオン性又は非イオン性分散ポリマーを用いて、産業廃水を浄化する方法に関する。
【０００２】
発明の背景
水溶性重合体の凝集剤は、汚水及び工場プラント処理廃棄物中や製紙工場中に見られるタンパク質やセルロース天然物の有機物質の懸濁液を浄化するために一般的に用いられている。
【０００３】
これらの懸濁物質は本質的には親水性であり、それらが懸濁されている水溶液にかなり近い比重を大抵有しており、より疎水性の無機物の懸濁液とは著しく異なり、ろ過、浮選、沈降又は脱水のような物理的な脱水段階の前に化学試薬で経済的に凝集させることが往々にしてずっと難しい。これらの困難性は、懸濁物質が高い比率、通常は濃度が０．５重量％となり、懸濁液がペーストのような粘ちょうさを帯びて一般的に汚泥と称される状態に到達した時に特に顕著である。
【０００４】
汚水や産業汚泥や同様の有機懸濁液の浄化や脱水が、水から固体／液体又は液体／液体分離のプロセスを容易化させる凝析や凝集状態を引き起こすために添加される化学試薬によって促進される場合があることは、よく知られている。この目的のために、石灰、或いは、鉄やアルミニウムの塩が利用されてきた。さらに最近、合成高分子電解質、特にある種の陽イオン性及び陰イオン性のアクリルアミド共重合体に関心が持たれている。
【０００５】
これらのタイプのポリマーは、天然物でも合成物でもどちらでもよいが、広く凝析剤や凝集剤と呼ばれている。これらのポリマーは、エマルション破壊、汚泥脱水、原水及び廃水の浄化、パルプや紙の製造における排水及び保持の補助、採鉱や脱色プロセスにおける浮選の補助のような種々のプロセスにおいて利用され得る。
【０００６】
固体／液体分離の水処理分野においては、懸濁された固体は、様々なプロセス、とりわけ沈降、裏漉し、浮選、濾過、凝析、凝集、及び、エマルション破壊等によって水から除去される。さらに、懸濁された固体が水から除去された後、それらは、さらに処理されたり適当に廃棄されても良いように、大抵は脱水される必要がある。固体除去のために処理された液体は、大抵、わずかに数ｐｐｂの懸濁された固体か分散された油しか含有しないが、或いは、大量の懸濁された固体か油を含有している場合もある。脱水される固体は、おおよそ０．２５重量％の固形分乃至４０又は５０重量％の固体物質を含有し得る。固体／液体又は液体／液体分離のプロセスは、液体から固体を除去するか又は液体から液体を除去するために設計されている。
【０００７】
厳密な機械的手段が固体／液体分離を果たすのに用いられてきたが、現代の方法は大抵、固体が水から除去される速度を加速するために合成及び天然高分子材料によって増強された機械的な分離技術に頼っている。これらのプロセスには、懸濁された無機粒子を沈殿して産業用又は都市目的で水を使用できるようにする陽イオン性凝析剤ポリマーを用いて原水を処理することが含まれる。これらのプロセスの他の例には、製紙工場の流出廃棄物からの着色溶解物の除去や、産業及び都市廃棄物を凝集するための有機凝集剤ポリマーの使用や、汚泥再生やエマルション破壊が含まれる。
【０００８】
分離プロセスのメカニズムについて言うと、粒子は本質的に正か負のいずれかの電荷を有する。従って、これらの粒子はしばしば、粒子とは反対の電荷を有する水溶性凝析剤又は凝集剤ポリマーによって除去される。これは高分子電解質強化固体／液体分離プロセスと呼ばれ、ここでは、分離すべき荷電した粒子やエマルション小滴を中和するために、イオン性に荷電した水溶性又は分散性のポリマーが添加される。これらのポリマーの適用量はプロセスの性能にとって重大である。イオン性荷電したポリマーが少なすぎると、懸濁された粒子は電荷を中和されず、そのため互いにまだ反発することになる。ポリマーが多すぎると、ポリマーが無駄にされるか、又はさらに悪いことに本質的にそれ自身の問題を呈することになる。
【０００９】
固体／液体分離に効果があることが分かっている市販で入手可能なポリマーが多様にあるにもかかわらず、これらの試薬の実用性を限定させる様々な事情がある。ある種の廃水にとっては、これらの知られた試薬で経済的な処理を実行できるが、かなり多くの場合には、処理を成功させるために非常に多量のコスト的に無駄な適用量が必要とされる。さらに、どんな発生源からの廃水でも大抵はばらつきを生じる。例えば、廃水／汚泥／紙加工プロセス水への材料供給におけるばらつき、及び／又はこれらの水の生成時に遭遇する場合がある酸化状態のばらつきが、除去を要する粒子タイプの多様な変化を生じさせる。さらに、知られたポリマー凝集剤のいずれによっても、何らかの理由で凝集しない固体に遭遇するのは稀なことではない。それゆえ本発明の目的は、産業廃水を浄化及び脱水するための優れた方法を提供することにある。
【００１０】
米国特許第５，６０５，９７０号は、ある種の高分子量陰イオン性ポリマー分散系を調製するためのプロセスを開示している。米国特許第５，８３７，７７６号は、ある種の高分子量陰イオン性凝集剤とその調製のためのプロセスを開示している。分散剤の存在中で水溶性ポリマー分散系を製造するためのプロセスにおいて、分散剤はポリ（２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸（ＡＭＰＳ））又はＡＭＰＳを３０モル％又はそれ以上有する共重合体であってもよいことが欧州特許０１８３４６６号において開示されている。
【００１１】
発明の概要
原理的に、本発明は、産業廃水を浄化する方法であって以下の工程を含むことを特徴とするものである。
１）高分子量の水溶性の陰イオン性又は非イオン性分散ポリマーの有効量を廃水に添加する工程であって、前記分散ポリマーは２５℃で１０〜２５，０００ｃｐｓの体積ブルックフィールド粘度を有し、且つ、安定剤が存在する水溶性塩の水溶液中においてフリーラジカルが形成する条件下で、以下のものを重合することにより調製された水溶性ポリマーを５〜５０重量％含有し：
ｉ．０〜３０重量％のアクリル酸、メタクリル酸、及びそれらのアルカリ金属、アルカリ土類金属及びアンモニウム塩から選択される少なくとも１つ、及び
ｉｉ．１００〜７０重量％のアクリルアミド；
ここで前記安定剤は、１Ｍ硝酸ナトリウム中で０．１〜１０ｄｌ／ｇの固有粘度を有するアクリル酸又はメタクリル酸と２−アクリルアミド−２−メチル−１−プロパンスルホン酸との陰イオン性水溶性コポリマーであり、分散系の総量の０．１〜５重量％を構成し、該コポリマーは、３〜６０重量％の２−アクリルアミド−２−メチル−１−プロパンスルホン酸と９７〜４０重量％のアクリル酸、又は、１１〜９５．５重量％の２−アクリルアミド−２−メチル−１−プロパンスルホン酸と８９〜４．５重量％のメタクリル酸を含み、且つ、前記水溶性塩はアンモニウム、アルカリ金属及びアルカリ土類金属のハロゲン化物、硫酸塩及びリン酸塩からなるグループから選択され、分散系の５〜４０重量％を構成する、及び
２）該産業廃水を浄化する工程。
【００１２】
発明の詳細な説明
“モノマー”とは、重合可能なアリル、ビニル又はアクリル化合物を意味する。
【００１３】
“陰イオン性モノマー”とは、ここで定義されたように実質的な負電荷（a net negative charge）を有するモノマーを意味する。代表的な陰イオン性モノマーには、アクリル酸、メタクリル酸、２−アクリルアミド−２−メチル−１−プロパンスルホン酸、アクリルアミドメチルブタン酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、ビニルスルホン酸、スチレンスルホン酸、ビニルホスホン酸、アリルスルホン酸、アリルホスホン酸、スルホメチル化アクリルアミド、ホスホノメチル化アクリルアミド、及びそれらの水溶性アルカリ金属、アルカリ土類金属及びアンモニウム塩が含まれる。陰イオン性モノマーの選択は、用いたいコモノマーと重合するためのモノマーの能力、生成されたポリマーの有益性、及びコストを含むいくつかの因子に基づかれる。好ましい陰イオン性モノマーはアクリル酸である。
【００１４】
ある場合には、重合後に本発明の分散ポリマー中に含まれる非イオン性モノマー成分を化学的に修飾して、陰イオン性官能基を持たせることが可能であり、例えば、組み込まれたアクリルアミドのモノマー単位を、対応するスルホン酸塩やホスホン酸塩に改変する。
【００１５】
“非イオン性モノマー”とは、ここで定義されたように電気的に中性のモノマーを意味する。代表的な非イオン性モノマーには、アクリルアミド、メタクリルアミド、Ｎ−メチルアクリルアミド、Ｎ−イソプロピルアクリルアミド、Ｎ−ｔ−ブチルアクリルアミド、Ｎ−メチロールアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−イソプロピル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−（２−ヒドロキシプロピル）メタクリルアミド、Ｎ−メチロールアクリルアミド、Ｎ−ビニルホルムアミド、Ｎ−ビニルアセトアミド、Ｎ−ビニル−Ｎ−メチルアセトアミド、ポリ（エチレングリコール）（メタ）アクリレート、ポリ（エチレングリコール）モノメチルエーテルモノ（メタ）アクリレート、Ｎ−ビニル−２−ピロリドン、グリセロールモノ（（メタ）アクリレート）、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、ビニルメチルスルホン、ビニルアセテート等である。好ましい非イオン性モノマーは、アクリルアミド、メタクリルアミド、Ｎ−イソプロピルアクリルアミド、Ｎ−ｔ−ブチルアクリルアミド、及びＮ−メチロールアクリルアミドである。さらに好ましい非イオン性モノマーは、アクリルアミド及びメタクリルアミドである。アクリルアミドが、なお一層のこと好ましい。
【００１６】
ＲＳＶは、還元比粘度（Reduced Specific Viscosity）を表す。還元比粘度は、ポリマー鎖長と平均分子量の指標である。ポリマー鎖長と平均分子量は製造中に重合の程度を示す。ＲＳＶは与えられたポリマー濃度と温度で測定されて下記のように計算される：
ＲＳＶ＝［（η／η0）−１］／ｃ
η＝ポリマー溶液の粘度
η0＝同じ温度での溶媒の粘度
ｃ＝溶液中のポリマー濃度
この特許出願においては、濃度“ｃ”の単位は（グラム／１００ｍｌか又はグラム／デシリットル）である。それゆえ、ＲＳＶの単位は、ｄｌ／ｇである。この特許出願においては、ＲＳＶ測定に用いた溶媒は、１．０モルの硝酸ナトリウム溶液である。この溶媒中のポリマー濃度は０．０４５ｇ／ｄｌである。ＲＳＶは３０℃で測定される。粘度ηとη0はキャノン−ウベローデ型（Cannon Ubbelohde）セミミクロ希釈型粘度計、サイズ７５を用いて測定された。粘度計は３０±０．０２℃に調節された一定温度のバス中に、完全に垂直な位置で据え付けられる。ＲＳＶの計算における固有の誤差は約２ｄｌ／ｇである。同じ組成の２つのポリマーが同一の状況下で測定されて同様のＲＳＶ値を有する時は、それらが同様の分子量を有することを示す。
【００１７】
ＩＶは、極限粘度を表し、ポリマー濃度の極限値がゼロのときのＲＳＶである。
【００１８】
“転相エマルションポリマー”及び“ラテックスポリマー”は、水相中に存在する本発明によるポリマー、油相用の炭化水素油、油−中−水型乳化剤、及び、転相界面活性剤を含有する自己転相油−中−水型ポリマーエマルションを意味する。転相エマルションポリマーは、炭化水素マトリックス中にミクロンサイズの粒子として分散された水溶性ポリマーに連続している炭化水素である。転相エマルションポリマーはそれから、せん断、希釈、及び一般的には別の界面活性剤を用いて、粒子からポリマーを放出することによって使用のために“転相”されるか又は活性化される。
【００１９】
転相エマルションポリマーは、用いたいモノマーを水相中に溶解し、油相中に乳化剤を溶解し、油相中に水相を乳化して油−中−水型エマルションを調製し、油−中−水型エマルションを均質化し、油−中−水型エマルションの水相中に溶解されたモノマーを重合してポリマーを得て、それから自己転相界面活性剤を添加して油−中−水型自己転相エマルションを得ることによって調製される。
【００２０】
“溶液ポリマー”は、生成されたポリマーが溶解可能な溶媒中でモノマーが重合されるプロセスによって調製されるポリマーを意味する。一般的には、ポリマー分子量が増加するにつれて溶液の粘性が高くなりすぎる傾向があるので、溶液重合は低分子量のポリマーの調製に用いられる。
【００２１】
溶液ポリマーの調製は、一般的には１又はそれ以上の水溶性モノマーと、キレート化剤、ｐＨ緩衝剤又は連鎖移動剤のような重合添加剤を含む水溶液を調製することによってなされる。この溶液はミキサー、熱伝対、窒素パージ用チューブ、水式凝縮器が備わった反応器に充填される。溶液は激しく混合され、望ましい温度に加熱され、それから１又はそれ以上の水溶性フリーラジカル重合開始剤が添加される。溶液は温度を保って混合している数時間の間、窒素でパージされる。典型的には、溶液の粘度はこの間に増加する。重合が完了した後に、反応器の中身は室温まで冷却されて貯蔵所に移される。
【００２２】
“分散ポリマー”とは、１又はそれ以上の無機塩を含有する水溶性の連続相中に分散された水溶性ポリマーを意味する。分散重合のプロセスにおいて、モノマーと開始剤は重合媒体中に共に溶解できるが、生成されたポリマーにとってはその媒体は貧溶媒である。従って、反応混合物は開始時には均質であり、重合は均質な溶液中で開始される。生成されたオリゴマーやマクロラジカル及びマクロ分子にとっての媒体の溶解性に依存して、相分離が早い段階で起こる。これにより核形成がなされて“プリカーサー”と呼ばれる一次粒子が形成されて、プリカーサーは安定剤の吸着によりコロイド状に安定化される。その粒子は、重合媒体及び／又はモノマーによって膨潤されて、約０．１〜１０．０ミクロンの大きさの球状粒子を形成していくと考えられている。
【００２３】
“陰イオン性分散ポリマー”は、ここで定義されたように実質的な負電荷を有する分散ポリマーを意味する。
【００２４】
“非イオン性分散ポリマー”は、ここで定義されたように電気的に中性である分散ポリマーを意味する。
【００２５】
いずれの分散重合においても、通常制御される変数は、安定剤、モノマー及び開始剤の濃度、分散媒体の溶解性、並びに反応温度である。これらの変数は、粒子サイズ、最終的なポリマー粒子の分子量、及び重合プロセス速度論に重大な影響を及ぼし得ることがわかっている。
【００２６】
いずれの安定剤もない分散重合によって製造された粒子は、十分な安定性がなく、それらの形成後に凝集する場合がある。重合混合物に少量の適した安定剤を加えることにより、安定した分散粒子が生成される。分散重合における粒子安定化は、“立体的配置の安定化（steric stabilization）”と通常言われている。分散重合にとってよい安定剤は、重合媒体中で低い溶解性であり且つポリマー粒子に対して適度の親和力を有する、ポリマー又はオリゴマー化合物である。
【００２７】
安定剤の濃度が増大するにつれて、粒子サイズは小さくなり、それは安定剤濃度の増大に伴って形成される核の数が増加することを意味する。吸着される安定剤の濃度が高ければ高いほど凝析工程がゆっくりになるので、凝析核生成理論は、安定剤濃度に対する粒子サイズの観測される依存性を非常にうまく説明する。この結果、成熟した粒子になるプリカーサーをより多くもたらし、そのため生成される粒子のサイズが小さくなる。
【００２８】
分散媒体の溶解性が増大するにつれて、（ａ）オリゴマーはそれらがプリカーサー核になる前に大きな分子量に成長するであろうし、（ｂ）安定剤残基の固定はおそらく減少するであろうし、（ｃ）粒子サイズは増大する。開始剤の濃度が増加するにつれて、最終粒子サイズが大きくなることが観測されている。速度論に関しては、分散媒体が形成されているポリマーにとって溶解性がなく、重合場所が主として成長している粒子の中にあって、系が塊状重合速度論に従うときは、ｎ（動力学的鎖長）＝Ｒｐ／Ｒｔで、Ｒｐは伸長速度で、Ｒｔは終了速度であると報告されている。成長しているポリマー粒子にとって分散媒体の溶解性が増大するにつれて、ポリマーの成長は溶液中で進行する。溶液中で形成される重合ラジカルはそれから成長している粒子によって捕獲される。その結果、粒子の重合プロセスの場所が変わって、重合の速度論においても付随した変化が見られる。
【００２９】
本発明の分散ポリマーは、分散系の総量の約０．１〜約５重量％の安定剤を含有する。
【００３０】
ここで使用されるような安定剤には、約１００，０００〜約５，０００，０００の分子量、好ましくは約１，０００，０００〜約３，０００，０００の分子量を有する陰イオン性に荷電した水溶性ポリマーが含まれる。安定剤ポリマーは、塩溶液に可溶か僅かに可溶でなければならず、且つ水溶性でなければならない。安定剤ポリマーは一般的には、３０℃において約０．１〜１０ｄｌ／ｇ、好ましくは約０．５〜７．０ｄｌ／ｇ、さらに好ましくは２．０〜６．０ｄｌ／ｇの１モルの硝酸ナトリウムにおける固有粘度を有する。
【００３１】
好ましい安定剤は、ポリアクリル酸、ポリ（メタ）アクリル酸、ポリ（２−アクリルアミド−２−メチル−１−プロパンスルホン酸）、及び、２−アクリルアミド−２−メチル−１−プロパンスルホン酸とアクリル酸及びメタクリル酸から選択される陰イオン性コモノマーとの共重合体である。
【００３２】
安定剤ポリマーは従来の溶液重合技術を用いて調製され、油−中−水型エマルション形態に調製されるか、又はここに記述された分散重合技術に従って調製される。特定の安定剤ポリマーの選択は、製造されている特定のポリマー、塩溶液中に含まれる特定の塩、ポリマー形成中に分散系がさらされるその他の反応条件による。
【００３３】
分散系の総量又は最終生成物に対して、好ましくは約０．１〜約５重量％、さらに好ましくは約０．２５〜約１．５重量％、もっとさらに好ましくは約０．４〜約１．２５重量％の安定剤が用いられる。
【００３４】
安定剤成分を用いずに調製されたポリマー分散系は、安定な分散を形成しなかったことを示して、スラリーのようなペーストをもたらす。ペースト状の生成物は、一般に、比較的短時間に濃度が濃くなって塊になってしまい、このタイプのポリマーが使われる一般的な応用の範囲では、ポンプで汲み出したり、取り扱いができない。
【００３５】
分散系の残りは、アンモニウム、アルカリ金属及びアルカリ土類金属のハロゲン化物、硫酸塩及びリン酸塩からなるグループから選択された、分散系の総量の約２〜約４０重量％の水溶性塩を含有する水溶液から構成される。
【００３６】
このような水溶性媒体中で生成されるポリマーが形成時において不溶性にされること、及び、それに応じて適した攪拌がなされた場合に重合が水溶性ポリマーの粒子を生成することにおいて、塩は重要である。使用される特定の塩の選択は生成される特定のポリマー及び使用される安定剤に依存する。塩の選択、及び存在する塩の量は、生成されるポリマーが塩溶液に不溶であるようにされるべきである。特に有効な塩には、水溶液を飽和するような量の硫酸アンモニウムと硫酸ナトリウムとの混合物がある。硫酸ナトリウムは単独で用いてもよいが、我々はそれが重合中に沈殿プロセスを変えることを見出した。１価の陰イオン塩は一定条件下で使用してもよいが、２又は３価の陰イオンを含む塩は、例えばアルカリ、アルカリ土類、又はアンモニウムハロゲン化塩に比べて水に対する溶解性が小さいために好ましい。２又は３価の陰イオンを含む塩を使用すると、一般的に１価の陰イオンを含む塩に比べて、塩物質が低い割合で含まれるポリマー分散系をもたらす。
【００３７】
使用される特定の塩は、塩又は複数の塩の飽和溶液を調製し、使用したい安定剤と使用したいポリマーの溶解性を決定することによって決定される。分散系の総量に対して好ましくは約５〜約３０、さらに好ましくは約５〜約２５、一層さらに好ましくは約８〜約２０重量％の塩が用いられる。より多量のモノマーを用いる時は、より少ない塩しか必要とされない。
【００３８】
上記に加えて、本発明のポリマー分散系を作る際に他の成分を使用してもよい。これらの追加成分には、使用されるフリーラジカル触媒の活性を妨害する金属不純物を除去させるキレート化剤、分子量を制御するための連鎖移動剤、核生成剤、及び共分散剤物質が含まれる。核生成剤が用いられる時には、通常、核生成剤は少量の生成される同様のポリマーを取り囲む。そのため、仮に７０モル％のアクリル酸（又はその水溶性塩）と３０モル％のアクリルアミドを含有するポリマーが生成されるとしたら、核生成剤又は同じ若しくは同様のポリマー組成の“種”が使用できる。分散系に含有されるポリマーに対して、一般的に約１０重量％まで、好ましくは約０．１〜約５重量％、さらに好ましくは約０．５〜約４重量％、及び、一層さらに好ましくは約０．７５〜約２重量％の核生成剤が用いられる。
【００３９】
使用される共分散剤物質には、水溶性の糖、約２０００〜約５０，０００の分子量を有するポリエチレングリコール、及びその他の多価アルコールタイプの物質からなる群からの分散剤が含まれる。アミンと２〜１２の炭素原子を有するポリアミンもまた、しばしば共分散剤物質として有効であるが、それらは重合中に連鎖移動剤としても作用する場合があるので注意して用いる必要がある。共分散剤の機能は、重合の早い段階でコロイド安定剤として作用することである。共分散剤物質の使用は任意であって、本発明のポリマー分散系を得るのに必ずしも必要ではない。使用時には、共分散剤は分散系に対して約１０重量％まで、好ましくは約０．１〜４重量％、さらに好ましくは約０．２〜２重量％のレベルで存在する。
【００４０】
分散系において陰イオン性及び非イオン性水溶性モノマーから調製された水溶性ポリマーの総量は、分散系の総量の約５〜約５０重量％まで変更させてもよく、好ましくは分散系の重量に対して約１０〜約４０重量％である。最も好ましくは、分散系は、陰イオン性及び非イオン性水溶性モノマーから調製されたポリマーを約１５〜約３０重量％の含有する。
【００４１】
ここで記述された重合反応は、適当なフリーラジカルの生成をもたらすいずれかの手段によって開始される。アゾ、過酸化物、ヒドロパーオキシド、及び過エステル化合物の熱によるホモリティック開裂からもたらされたラジカル種である、熱誘導ラジカルが好ましい。特に好ましい開始剤は、２，２’−アゾビス（２−アミジノプロパン）ジヒドロクロライド、２，２’−アゾビス［２−（２−イミダゾリン−２−ニル）プロパン］ジヒドロクロライド、２，２’−アゾビス（イソブチロニトリル）（ＡＩＢＮ）、２，２’−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）（ＡＩＶＮ）等を含むアゾ化合物である。
【００４２】
モノマーは、重合前に水、塩及び安定剤と共に混合されるか、又はその代わりに、合成された分散ポリマーにモノマーが適切に組み込まれるように、１つ又は両方のモノマーが重合中に徐々に添加される場合もある。本発明の重合は、−１０℃〜採用されるモノマーの沸点と同じ高さまでの温度範囲で実行されても良い。好ましくは、分散重合は約−１０℃〜約８０℃で行われる。さらに好ましくは、分散重合は約３０℃〜約４５℃で行われる。
【００４３】
本発明の分散ポリマーは、約３〜約８のｐＨで調製される。重合後の分散系のｐＨは、分散された性質を維持するようにポリマーが不溶性のままである限り、いずれかの望ましい値に調節されても良い。好ましくは、重合は分散系を維持するために十分な攪拌をして不活性雰囲気下で行われる。
【００４４】
本発明の分散ポリマーは、典型的には２５℃で（ブルックフィールドで）約２５，０００ｃｐｓより小さい、さらに好ましくは５，０００ｃｐｓより小さい、いっそうさらに好ましくは約２，０００ｃｐｓより小さい体積溶液粘度を有する。これらの粘度では、ポリマー分散系は通常の重合設備で容易に取り扱われる。
【００４５】
本発明の分散ポリマーは、典型的には約５０，０００〜ポリマーが水溶性である限界までの範囲の分子量を有する。好ましくは、分散系は約１００万〜約５０００万の分子量を有する。
【００４６】
本発明の好ましい態様において、安定剤は分散系の総量の約０．２５〜約２重量％の濃度、及び１モルの硝酸ナトリウム中で約０．５〜７．０ｄｌ／ｇの固有粘度を有する。
【００４７】
本発明の別の好ましい態様において、安定剤はポリ（アクリル酸）、ポリ（２−アクリルアミド−２−メチル−１−プロパンスルホン酸）、約３〜約６０重量％の２−アクリルアミド−２−メチル−１−プロパンスルホン酸と約９７〜約４０重量％のアクリル酸から構成される２−アクリルアミド−２−メチル−１−プロパンスルホン酸とアクリル酸のフリーラジカル重合によって形成された陰イオン性の水溶性共重合体、約１１〜約９５．５重量％の２−アクリルアミド−２−メチル−１−プロパンスルホン酸と約８９〜約４．５重量％のメタクリル酸から構成される２−アクリルアミド−２−メチル−１−プロパンスルホン酸とメタクリル酸のフリーラジカル重合によって形成された陰イオン性の水溶性共重合体である。
【００４８】
本発明のさらに好ましい態様において、水溶性ポリマーは、アクリル酸：アクリルアミドの重量比が７：９３であるポリ（アクリル酸／アクリルアミド）であり、且つ、安定剤が２−アクリルアミド−２−メチル−１−プロパンスルホン酸：アクリル酸の重量比が１３：８７であるポリ（２−アクリルアミド−２−メチル−１−プロパンスルホン酸／アクリル酸）である。
【００４９】
本発明の別のさらに好ましい態様において、水溶性ポリマーは、アクリル酸：アクリルアミドの重量比が７：９３であるポリ（アクリル酸／アクリルアミド）であり、且つ、前記安定剤が２−アクリルアミド−２−メチル−１−プロパンスルホン酸：メタクリル酸の重量比が５１：４９であるポリ（２−アクリルアミド−２−メチル−１−プロパンスルホン酸／アクリル酸）である。
【００５０】
本発明の別のさらに好ましい態様において、水溶性ポリマーは、アクリル酸：アクリルアミドの重量比が３０：７０であるポリ（アクリル酸／アクリルアミド）であり、且つ、安定剤が２−アクリルアミド−２−メチル−１−プロパンスルホン酸：メタクリル酸の重量比が８４．７：１５．３であるポリ（２−アクリルアミド−２−メチル−１−プロパンスルホン酸／メタクリル酸）である。
【００５１】
本発明のさらに好ましい態様において、水溶性ポリマーは、アクリル酸：アクリルアミドの重量比が３０：７０であるポリ（アクリル酸／アクリルアミド）であり、且つ、安定剤が２−アクリルアミド−２−メチル−１−プロパンスルホン酸：メタクリル酸の重量比が９０．６：９．４であるポリ（２−アクリルアミド−２−メチル−１−プロパンスルホン酸／メタクリル酸）である。
本発明の別のさらに好ましい態様において、約０．１〜約５０ｐｐｍの高分子量水溶性陰イオン性又は非イオン性分散ポリマーが廃水に加えられる。
【００５２】
本発明の別のさらに好ましい態様において、約０．５〜約１０ｐｐｍの高分子量水溶性陰イオン性又は非イオン性分散ポリマーが廃水に加えられる。
【００５３】
ＡＡ／ＡＭＰＳ及びＭＡＡ／ＡＭＰＳ共重合体安定剤の調製
（実施例１）
攪拌機、温度コントローラー、及び水冷式凝縮器が備わった１．５リットルの樹脂反応器に、９０６．７９ｇの脱イオン水、２００ｇのアクリル酸、２２０．３４ｇの５０％水酸化ナトリウム溶液（ｐＨ＝７．０）、及び０．２０ｇのＥＤＴＡが加えられる。生成された溶液は１０００ｃｃ／分で窒素を噴霧され、４５℃に加熱され、１．００ｇの亜硫酸水素ナトリウムの１２％溶液、５．００ｇの２，２’アゾビス（Ｎ，Ｎ’２−アミジノプロパン）ジヒドロクロライド（Ｖ−５０、米国ワコーケミカル株式会社、リッチモンド、ヴァージニア州、米国（Wako Chemicals USA, Inc., Richmond, VA, USA）から入手可能）の１０％溶液が加えられる。重合は５分以内に始まり、２０分後に溶液は粘ちょうになり、反応温度は８０℃まで上がる。反応は７８〜８２℃で合計１６時間続けられる。生成されたポリマーは２５℃で６００００ｃｐｓのブルックフィールド粘度を有し、１モルの硝酸ナトリウム中で２．０８ｄｌ／ｇｍの固有粘度を有する１５％のアクリル酸のホモポリマーを含有している。
（実施例２）
攪拌機、温度コントローラー、及び水冷式凝縮器が備わった１．５リットルの樹脂反応器に、９１０．７５ｇの脱イオン水、４９．４５ｇの２−アクリルアミド−２−メチル−１−プロパンスルホン酸（ＡＭＰＳ）のナトリウム塩の５８％溶液、１７１．３２ｇのアクリル酸、１８１．１７ｇの５０％水酸化ナトリウム溶液（ｐＨ＝７．０）、及び０．２０ｇのＥＤＴＡが加えられる。生成された溶液は１０００ｃｃ／分で窒素を噴霧され、４５℃に加熱され、１．００ｇの亜硫酸水素ナトリウムの２５％溶液、５．００ｇのＶ−５０の１０％溶液が添加される。重合は５分以内に始まり、１５分後に溶液は粘ちょうになり、反応温度は８０℃まで上がる。反応は７８〜８２℃で合計１６時間続けられる。生成されたポリマー溶液は２５℃で１５１００ｃｐｓのブルックフィールド粘度を有し、１モルの硝酸ナトリウム中で１．９５ｄｌ／ｇｍの固有粘度を有する１５％の８７／１３の重量比のアクリル酸／ＡＭＰＳの共重合体を含有している。
【００５４】
実施例１〜８において調製されたＡＡ、ＡＭＰＳ、及びＡＡ／ＡＭＰＳ安定剤の特性が表１に要約されている。安定剤３〜７は、実施例２に記述されたように調製される。安定剤８は、米国特許第５，８３７，７７６に記述されたように調製される。
【００５５】
【表１】
0004141141.tif 000002
【００５６】
（実施例９）
攪拌機、温度コントローラー、及び水冷式凝縮器が備わった１．５リットルの樹脂反応器に、９４５．５９ｇの脱イオン水、１４１．９６ｇの２−アクリルアミド−２−メチル−１−プロパンスルホン酸（ＡＭＰＳ）のナトリウム塩の５８％溶液、１２６．１８ｇの９９％メタクリル酸、１１４．９ｇの５０％水酸化ナトリウム溶液（ｐＨ＝７．０）、及び０．２０ｇのＥＤＴＡが加えられる。生成された溶液は１０００ｃｃ／分で窒素を噴霧され、４５℃に加熱され、０．５０ｇのＶ−５０が添加される。重合は１５分以内に始まり、６０分後に溶液は粘ちょうになり、反応温度は５０℃まで上がる。反応は４８〜５２℃で合計７２時間続けられる。生成されたポリマー溶液は２５℃で６１３００ｃｐｓのブルックフィールド粘度を有し、１モルの硝酸ナトリウム中で４．２６ｄｌ／ｇｍの固有粘度を有する１５％の６２．５／３７．５の重量比（８０／２０のモル比）のメタクリル酸／ＡＭＰＳの共重合体を含有している。
（実施例１０）
攪拌機、温度コントローラー、及び水冷式凝縮器が備わった１．５リットルの樹脂反応器に、９３９．２１ｇの脱イオン水、１９１．９２ｇの２−アクリルアミド−２−メチル−１−プロパンスルホン酸（ＡＭＰＳ）のナトリウム塩の５８％溶液、９９．５ｇの９９％メタクリル酸、９２．０ｇの５０％水酸化ナトリウム溶液（ｐＨ＝７．０）、及び０．２０ｇのＥＤＴＡが加えられる。生成された溶液は１０００ｃｃ／分で窒素を噴霧され、４５℃に加熱され、０．５０ｇのＶ−５０が添加される。重合は１５分以内に始まり、６０分後に溶液は粘ちょうになり、反応温度は５０℃まで上がる。反応は４８〜５２℃で合計１８時間続けられる。反応混合物はそれから８０℃に加熱され、７８〜８２℃で２４時間維持される。生成されたポリマー溶液は２５℃で４３２００ｃｐｓのブルックフィールド粘度を有し、１モルの硝酸ナトリウム中で４．２８ｄｌ／ｇｍの固有粘度を有する１５％の４９／５１の重量比（７０／３０のモル比）のメタクリル酸／ＡＭＰＳの共重合体を含有している。
【００５７】
実施例９〜１９において調製されたＭＡＡ／ＡＭＰＳ安定剤の特性が表３に要約されている。安定剤１１〜１９は、実施例９と１０に記述されたように調製される。
【００５８】
【表２】
0004141141.tif 000003
【００５９】
陰イオン性分散ポリマーの調製
（実施例２０）
攪拌機、温度コントローラー、及び水冷式凝縮器が備わった１．５リットルの樹脂反応器に、４４２．４４ｇの脱イオン水、１２６ｇの硫酸ナトリウム、８４ｇの硫酸アンモニウム、０．４０ｇのギ酸ナトリウム、４０ｇの重量比が８７／１３のアクリル酸／ＡＭＰＳの１５％溶液、２８０．９９ｇのアクリルアミド（１３９．３６ｇ）の４９．６％溶液、１０．６４ｇのアクリル酸、１１．６５ｇの５０％水酸化ナトリウム水溶液、０．４０ｇのギ酸ナトリウム及び０．２５ｇのＥＤＴＡが加えられる。混合物は３５℃まで加熱され、０．３０ｇの２，２’アゾビス（Ｎ，Ｎ’−ジメチレンイソブチリラミジン）ジヒドロクロライド（ＶＡ−０４４、和光純薬工業株式会社、大阪、日本（Wako Pure Chemical Industries Ltd, Osaka, Japan）から入手可能）の４％溶液が添加される。生成された溶液は１０００ｃｃ／分で窒素を噴霧される。３０分後に重合は開始し、溶液は粘ちょうになる。２時間後、混合物は乳濁性の分散系となり、０．３０ｇのＶＡ−０４４の４％溶液が添加される。４時間後、０．３０ｇのＶＡ−０４４の４％溶液が添加される。５時間後、１．２０ｇのＶＡ−０４４の４％溶液が添加される。８時間後、２．９０ｇのＶＡ−０４４の４％溶液が添加される。反応は３４〜３６℃で合計１６時間続けられる。生成されたポリマー分散系は２９５０ｃｐｓのブルックフィールド粘度を有する。生成された分散ポリマーに６ｇの硫酸ナトリウムと４ｇの硫酸アンモニウムが添加される。生成されたポリマー分散系は１２００ｃｐｓのブルックフィールド粘度、７．０のｐＨを有し、１．０規定の硝酸ナトリウム中に０．０４５％で２３．１ｄｌ／ｇｍの還元比粘度を有する１５％の９３／７のアクリルアミド／アクリル酸の共重合体を含有している。
（実施例２１）
攪拌機、温度コントローラー、及び水冷式凝縮器が備わった１．５リットルの樹脂反応器に、４４３．４２ｇの脱イオン水、１２６ｇの硫酸ナトリウム、８４ｇの硫酸アンモニウム、０．４０ｇのギ酸ナトリウム、４０ｇの重量比が６２．５／３７．５のメタクリル酸／ＡＭＰＳ共重合体の１５％溶液、２８０．９９ｇのアクリルアミド（１３９．３６ｇ）の４９．６％溶液、１０．６４ｇのアクリル酸、１１．８ｇの５０％水酸化ナトリウム水溶液、及び０．２５ｇのＥＤＴＡが加えられる。混合物は３５℃まで加熱され、０．３０ｇのＶＡ−０４４の１％溶液が添加される。生成された溶液は１０００ｃｃ／分で窒素を噴霧される。３０分後に重合は開始し、溶液は粘ちょうになる。２時間後、混合物は乳濁性の分散系となり、０．３０ｇのＶＡ−０４４の１％溶液が添加される。４時間後、０．３０ｇのＶＡ−０４４の１％溶液が添加される。５時間後、１．２ｇのＶＡ−０４４の１％溶液が添加される。６時間後、２．９ｇのＶＡ−０４４の１％溶液が添加される。７時間後、５．０ｇのＶＡ−０４４の１％溶液が添加される。反応は３４〜３６℃で合計１６時間続けられる。生成された分散ポリマーに６ｇの硫酸ナトリウムと４ｇの硫酸アンモニウムが添加される。生成されたポリマー分散系は８２５ｃｐｓのブルックフィールド粘度、７．０のｐＨを有し、１．０規定の硝酸ナトリウム中に０．０４５％で２２．９ｄｌ／ｇｍの還元比粘度を有する１５％の９３／７のアクリルアミド／アクリル酸の共重合体を含有している。
（実施例２２）
攪拌機、温度コントローラー、及び水冷式凝縮器が備わった１．５リットルの樹脂反応器に、５３５．８１ｇの脱イオン水、７１．２７ｇの硫酸ナトリウム、９２．７８ｇの硫酸アンモニウム、０．８０ｇのギ酸ナトリウム、４０ｇの重量比が２９．４／７０．６のメタクリル酸／ＡＭＰＳ共重合体の１５％溶液、２１０．８１ｇのアクリルアミド（１０４．５６ｇ）の４９．６％溶液、４５．４４ｇのアクリル酸、１．５０ｇの５０％水酸化ナトリウム水溶液、及び０．２５ｇのＥＤＴＡが加えられる。混合物は３５℃まで加熱され、１．０ｇのＶＡ−０４４の２％溶液が添加される。生成された溶液は１０００ｃｃ／分で窒素を噴霧される。１．５時間後に混合物は乳濁性の分散系となる。４時間後、１．０ｇのＶＡ−０４４の２％溶液が添加される。７時間後、３．０ｇのＶＡ−０４４の２％溶液が添加される。反応は３４〜３６℃で合計２７時間続けられる。生成されたポリマー分散系は１００００ｃｐｓのブルックフィールド粘度、３．６２のｐＨを有し、１．０規定の硝酸ナトリウム中に０．０４５％で１８．７８ｄｌ／ｇｍの還元比粘度を有する１５％の７０／３０のアクリルアミド／アクリル酸の共重合体を含有している。
【００６０】
代表的な陰イオン性ポリマー分散系の特性が表３に挙げられる。表３において、適当な安定剤を用いて、ポリマーＩは実施例２０に記述されたように調製され、ポリマーＩＩ、ＩＩＩ及びＩＶは実施例２１に記述されたように調製され、ポリマーＶ、ＶＩ、ＶＩＩ、ＶＩＩＩ、ＩＸ、Ｘ及びＸＩは実施例２２に記述されたように調製される。
【００６１】
【表３】
0004141141.tif 000004
【００６２】
非イオン性分散ポリマーの調製
（実施例２３）
攪拌機、温度コントローラー、及び水冷式凝縮器が備わった１．５リットルの樹脂反応器に、４０３．７５ｇの脱イオン水、１３１．２５ｇの硫酸ナトリウム、８７．５ｇの硫酸アンモニウム、６４ｇのモル比が８０／２０のアクリル酸／ＡＭＰＳ共重合体（ＩＶ＝１．９４ｄｌ／ｇｍ）の１５％溶液、４８１．７２ｇのアクリルアミド（２３４．１ｇ）の４８．６％溶液、０．６０ｇのギ酸ナトリウム、及び０．３３ｇのＥＤＴＡが加えられる。混合物は３５℃まで加熱され、０．３０ｇのＶＡ−０４４の２％溶液が添加される。生成された溶液は１０００ｃｃ／分で窒素を噴霧される。６０分後に重合は始まり、溶液は粘ちょうになる。２．７５時間後に、混合物は乳濁性の軟塊となって、それに、０．３０ｇのＶＡ−０４４の２％溶液が添加される。３．７５時間後、０．３０ｇのＶＡ−０４４の２％溶液が添加される。４．７５時間後、混合物は乳濁性の分散系となり、１．２ｇのＶＡ−０４４の２％溶液が添加される。６．５時間後、２．９０ｇのＶＡ−０４４の２％溶液が添加される。反応は３４〜３６℃で合計２４時間続けられる。反応の終点時に、分散系（４４８４−０３９）は２７７０ｃｐｓのブルックフィールド粘度を有する。この分散系に１５ｇの硫酸ナトリウムと１０ｇの硫酸アンモニウムが添加される。生成された分散系は、４８７．５ｃｐｓのブルックフィールド粘度を有し、１．０モルの硝酸ナトリウム中で１５．２６ｄｌ／ｇｍの固有粘度を有する２０％のアクリルアミドのホモポリマーを含有している。
【００６３】
代表的な非イオン性分散ポリマーの特性を表４に示す。表４に示されたポリマーは実施例２３の方法に従って調製される。
【００６４】
【表４】
0004141141.tif 000005
【００６５】
その他の代表的なポリマー処理の特性を表５に示す。
【００６６】
【表５】
0004141141.tif 000006
【００６７】
代表的な凝析剤を表６に示す。
【００６８】
【表６】
0004141141.tif 000007
【００６９】
製紙工場プロセス水のインク除去
再生紙はパルプ源としてますます使用されている。主なパルプ化工程群の１つには、印刷された再生紙源いずれからもインクを除去することがある。インク除去プロセスには大容量の水が必要とされ、その浄化は固体／液体分離装置の操作を用いて成されている。溶存空気浮選（Dissolved air flotation）（ＤＡＦ）が通常用いられる。
【００７０】
溶存空気浮選は、細かい気泡が懸濁された粒子に付着されて、個々の粒子の密度を減少してそれらを表面に浮上させる固体除去プロセスである。分離された固体はそれから固体と気泡の混合物である浮選層を形成する。捕らえられた空気によって発揮される浮遊力はまた、浮選層が液体から除かれる前に固体を小容量に引き締める作用もする。
【００７１】
空気は通常、加圧混合室を経て、流入しているインク積載水に導入される。その流入水が非加圧の浮選装置に入ると、超飽和溶液がとても細かい泡を形成してその空気を放出し、その気泡が懸濁された粒子に付着されるようになる。浮選装置から最大の結果を得るためには、その空気と一緒に浄化補助剤が追加される必要がある。浮選法は、懸濁された固体除去を９８％までの高レベルで達成することができる。
【００７２】
再生紙工場は大抵都市圏にあり、そこでは製紙工場の水の循環を閉じることに対して非常に重きが置かれる。結果として、例えばＤＡＦから発生された水を再利用すると輝度のようなシート品質が落ちるので、インク除去洗浄水の効果的な浄化が重要になる。また、もしこれらの水がほかの目的に用いられる場合には、ＢＯＤ／ＣＯＤ及び懸濁された固体の量を最小限にすることが必要とされる。
【００７３】
浄化用薬品は、典型的にはプロセス水流から固形物を除去するための機械的な浄化器と共に使用される。浄化用薬品は、懸濁された固形物を凝析及び／又は凝集して大きな粒子にし、その粒子はその後重力沈降分離や浮選によってプロセス流水から除去される。
【００７４】
浄化とは一般的に、凝析（Coagulation）、凝集（flocculation）、沈降によって沈殿させられない物質の除去をいう。凝析とは、電荷の中和により不安定化する過程である。一度中和されると、粒子はもうそれ以上お互い反発せずに、結び合わされ得る。凝析はコロイドサイズの懸濁物質の除去に必要である。凝集とは、不安定化され、“凝析された”粒子が結び合わさってより大きな凝塊又は綿状沈殿物になる過程である。
【００７５】
個々の水の特性に依存して、異なった化学種やプログラムが使用されても良い。溶存空気浮選によるプロセス水のインク除去の浄化には、二重のポリマープログラムが慣習的に使用される。典型的には、これは無機凝析剤又は低分子量の陽イオン性凝析剤の後に高分子量の凝集剤を追加する。
【００７６】
廃水浄化用に無機凝析剤を使用することは、米国特許第４，６５５，９３４号に開示されており、本明細書において参照される。好ましい無機凝析剤には、硫酸アルミニウム、塩化アルミニウム、硫酸鉄（ＩＩＩ）、塩化鉄（ＩＩＩ）が含まれる。好ましくは、約２００〜約５００ｐｐｍの無機凝析剤が廃水に添加される。
【００７７】
“低分子量陽イオン性凝析剤”とは、水に溶解されたときに正電荷を持つ又は持つことができる、いずれかの水溶性ポリマーを意味する。このようなポリマーには、ビニルモノマー由来ポリマーと同様の縮重合体を含む。上述のような水溶性で陽イオン性のビニルポリマーには、変性ポリアミド、例えば、典型的なマンニッヒ反応生成物や第４級塩のマンニッヒ反応生成物によって変性される、又は陽イオン性の置換基を有するモノマーをビニルモノマーとして使用するその他のビニルポリマーを含んでいる。代表的なビニルモノマーには、アリルアミン、ジメチルアミノエチルメタクリレート、硫酸ジメチルで第４級塩にされたジメチルアミノエチルメタクリレート、ジアリルシクロヘキシルアミン塩酸塩、ジアリルジメチルアンモニウム塩化物、ジメチルアミノエチルアクリレート及び／又はその酸塩、メタクリルアミドプロピルトリメチルアンモニウム塩化物、（塩化メチル、臭化メチル、又は硫酸ジメチルで第４級塩にされた）１−アクリルアミド−４−メチルピペラジン、ジエチルアミノエチルアクリレート及び／又はその酸塩、ジエチルアミノエチルメタクリレート及び／又はその酸塩、ジメチルアミノエチルアクリルアミド及び／又はその酸塩、ジメチルアミノエチルメタクリルアミド及び／又はその酸塩、ジエチルアミノエチルアクリルアミド及び／又はその酸塩、ジエチルアミノエチルメタクリルアミド及び／又はその酸塩等、及びそれらの混合物が含まれる。陽イオン性凝析剤は、好ましくは約２，０００から、１，０００，０００より大きい分子量を有する。参照されて本明細書に編入された米国特許第４，６５５，９３４号を参照のこと。
【００７８】
ポリジアリルジメチルアンモニウム塩化物と１又はそれ以上の陰イオン性モノマーを含む陽イオン性凝析剤が、参照文献によってここに編入された米国特許第４，７１５，９６２号、５，０１３，４５６号、５，２０７，９２４号に開示されている。
【００７９】
ジメチルアンモニウム塩化物とビニルトリアルコキシシランモノマー単位を含む陽イオン性凝析剤が、参照によってここに編入された米国特許第５，５８９，０７５号において開示されている。
【００８０】
好ましい低分子量陽イオン性凝析剤は、エピクロロヒドリンジメチルアミンとポリジアリルジメチルアンモニウム塩化物である。参照によってここに編入された米国特許第４，６５５，９３４号を参照のこと。好ましくは約１〜約５０ｐｐｍの水溶性の陽イオン性ポリマーが廃水に添加される。
【００８１】
上記で議論されたような二重の処理管理にもかかわらず、本発明の陰イオン性及び非イオン性分散ポリマーの有利な点は、その方法ではその分散ポリマーを単独の処理剤として使用しても良い点である。他の処理剤が添加物として加えられても良いが、それは活性には必要がない。本発明の別の有利な点は、これらの分散ポリマーを使用すると、従来のラテックスポリマー中に含まれている油や界面活性剤の好ましくない添加をすることなく、粒状物質を除去することができる点である。さらに、これらのポリマーは、転相システムを必要とせず、単純な供給装置を用いて紙プロセス水流に導入され得る。
【００８２】
ここに記述された陰イオン性及び非イオン性分散ポリマーは、製紙工場廃水に有効である。分散ポリマーの活性は下記のようなジャー（jar）テストを用いて測定される。
【００８３】
ＤＡＦ流入水のサンプルは、２００ｒｐｍ（速い混合）で３分間攪拌される。凝析剤（ミョウバン）が速い混合の開始時に添加されて、陰イオン性又は非イオン性分散ポリマーが速い混合の最後の４０秒間の間に添加される。分散ポリマーの添加の後に引き続き、２分間の２５ｒｐｍの遅い混合が行われる。サンプルは５分間静置されて、上側の液層が除かれる。それから、フォルマジン（Formazin）濁度装置（ＦＴＵ’ｓ）で測定された上清の濁度を、４５０ｎｍでＨＡＣＨ  ＤＲ２０００で用いて決定される。濁度が低ければ低いほど、凝集剤がより効果的である。（ＦＴＵで）決定された濁度値は、式を用いて改善パーセント（Percent Improvement）に変換される。
【００８４】
改善パーセント＝１００×（濁度ｕ−濁度ｔ）／濁度ｕ
ここで濁度ｕは、ポリマーや粒子の全くないブランクの結果を読んだ濁度であり、濁度ｔは、ポリマーを用いたテストの結果を読んだ濁度である。
【００８５】
ここに列挙されたポリマー投与量（ｐｐｍ）は、処理される液体を１００万分とした時の実際のポリマーの部数である。
【００８６】
【表７】
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【００８７】
【表８】
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【００８８】
【表９】
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【００８９】
【表１０】
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【００９０】
【表１１】
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【００９１】
上記データは、等量の投与量でラテックス凝集剤よりも陰イオン性分散系がより高い能力を有することを示す。凝析剤の存在中でさえも、陰イオン性分散系は等量の投与量でラテックス凝集剤よりもより高い能力を有する。ラテックス凝集剤は濃度が増加するにつれて効果が少なくなるが、この効果は分散系生成物には観測されない。表９におけるデータは、固定された凝集剤の投与に対し、凝析剤の投与量が増加するにつれて、陰イオン性分散系はラテックス製品よりも有意に良好な性能を発揮することを明らかに示す。ラテックスと分散系生成物の間の差は明白であり、より少ない程度であるけれども、無機凝析剤（ミョウバン）が存在する時でさえもある。
【００９２】
汚泥脱水
凝集剤は長い間廃水処理に用いられてきたが、汚泥除去や廃水の応用に一般に使用される凝集剤を改良する努力が絶えず成されている。凝集剤の製造業者は、より少ない量のポリマーを用いながら排水や汚泥からの水除去を極限まで増加するための研究を絶えずしている。
【００９３】
ラテックスと分散ポリマーの脱水能力が、中西部の製紙工場からの製紙工場汚泥において比較されている。工場からの最初の汚泥は３．１％の固形分を有したが、実験を容易にするために半分までさらに希釈される。５００ｍｌの目盛りがされたシリンダー中の２００ｍｌの汚泥に、必要量のポリマーが加えられる。シリンダーを５回ひっくり返すことにより混合が成されて、それから調節された汚泥はベルトプレスフィルター媒体を通して注がれる。ポリマー能力測定用に１０秒で排水される水の量が取られ、排水の値が高ければ高いほど、より良い脱水能力であることを示す。得られた結果を表１２に示す。
【００９４】
【表１２】
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【００９５】
従って、別の態様においては、本発明は、汚泥を脱水する方法であって以下の工程を含むことを特徴とする方法に関する。
１）高分子量の水溶性の陰イオン性又は非イオン性分散ポリマーの有効量を汚泥に添加する工程であって、前記分散ポリマーは２５℃で１０〜２５，０００ｃｐｓの体積ブルックフィールド粘度を有し、且つ、安定剤が存在する水溶性塩の水溶液中においてフリーラジカルが形成する条件下で、以下のものを重合することにより調製された水溶性ポリマーを５〜５０重量％含有し：
ｉ．０〜３０重量％のアクリル酸、メタクリル酸、及びそれらのアルカリ金属、アルカリ土類金属及びアンモニウム塩から選択される少なくとも１つ、及び
ｉｉ．１００〜７０重量％のアクリルアミド；
ここで前記安定剤は、１Ｍ硝酸ナトリウム中で０．１〜１０ｄｌ／ｇの固有粘度を有するアクリル酸又はメタクリル酸と２−アクリルアミド−２−メチル−１−プロパンスルホン酸との陰イオン性水溶性コポリマーであり、分散系の総量の０．１〜５重量％を構成し、該コポリマーは、３〜６０重量％の２−アクリルアミド−２−メチル−１−プロパンスルホン酸と９７〜４０重量％のアクリル酸、又は、１１〜９５．５重量％の２−アクリルアミド−２−メチル−１−プロパンスルホン酸と８９〜４．５重量％のメタクリル酸を含み、且つ、前記水溶性塩はアンモニウム、アルカリ金属及びアルカリ土類金属のハロゲン化物、硫酸塩及びリン酸塩からなるグループから選択され、分散系の５〜４０重量％を構成する、及び
２）該汚泥を脱水する工程。
【００９６】
油性排水の浄化
産業において、油性排水は、鉄鋼及びアルミニウム産業、化学プロセス産業（ＣＰＩ）、自動車産業、洗濯産業、精製産業にある様々なプロセスにおいて生成される。これらの産業においては、特定の産業よって様々な目的で高精製油、潤滑油、油脂が水に接触している。これは廃水流中に高く分散された又はひどい油−中−水エマルションをもたらす。
【００９７】
例えば、鉄鋼及びアルミニウム産業においては、熱間圧延機を使用している鉄鋼及びアルミニウム工場からの廃水は、潤滑用及び油圧用の炭化水素を含有する。冷間圧延機からの廃水は、シートを滑らかにし錆を減らすための油を含有する。厳密に言えば、冷間圧延機には、圧延中に冷却材として作用するために油−中−水エマルションが金属に噴霧される。また、金属加工プラントは、潤滑及び切削用油、研磨及びまくれ除去用化合物、研削用及びその他の特別な流体を含む廃水流を生成する。これらの油は通常高精製炭化水素である。
【００９８】
精製廃油は２つの異なった排出源からくる：（１）水浄化装置、すなわち、ＤＡＦやＡＰＩの分離器からすくい取った浮きかすであって、主に原油から構成されるもの；及び、（２）トラップを経由して集められたプロセスからの漏出物やプラントから出た排水。この油は通常、廃水処理プラントから送られる。
【００９９】
あるタイプの廃油は、廃水処理プラントにおいて廃水から分散油を除去するプロセス中に形成される。その油（“浮遊物”又は“浮きかす”と呼ばれる）は、例えば溶存空気浮選装置（Dissolved air floatation units（ＤＡＦｓ））、誘導ガス浮選装置（induced gas floatation units（ＩＧＦｓ））、波板分離器（corrugated plate interceptors（ＣＰＩｓ））、及び保持タンクのような浄化器内に濃縮される。これら装置の上部の油浮遊物は、機械的手段によって除去されて貯蔵される。この廃油はそれから焼却によって処分されるか、油再生場所に送られるか、又は現場で処理される場合がある。これらの廃油は最小で５０％から９５％までの油を有して、廃水から油を除去するのに用いられる薬品によって安定化され、乳濁された水と固形分を含有する。
【０１００】
綿及び毛織物工場プラントからの廃水には、不純物除去、糊抜き、及び仕上げ作業由来の油と油脂が含まれている。回転機械での繊維の摩擦や破損を減らすために綿及び毛織物工業において用いられる仕上げ用油は、最後に廃水になる。例えば：塗料、表面被覆剤、及び接着剤；石鹸及び洗剤；染料及びインク；及び革製品産業のような他の産業におけるプロセスもまた油性廃水を生成する。上記の各産業において、プロセスで用いられる油は、高濃度で分散されてか又は油−水エマルションとして廃水流を結局汚染する。
【０１０１】
廃水中に乳濁された油は典型的には数百から数万ｐｐｍの範囲で存在する。環境の観点から、放出前に廃水流からこの油を除去することは重大なことである。米国環境保護局は、公共の飲料水供給源や開かれた水域に放出される水に対する油及び油脂総量（ＴＯＧ）の限界について厳しい制限を設けている。溶存固形分総量（ＴＳＳ）、炭素酸素要求量（ＣＯＤ）、生物学的酸素要求量（ＢＯＤ）、及び有機炭素の総量（ＴＯＣ）に対して設置されている、その土地の下水や川への排出制限を満たすのに、この油の除去はとても重大である。環境保護局が油や油脂の排出に対する厳しい制限を設置しているだけでなく、地方都市条例によってもまたこれらの産業は影響を及ぼされている。
【０１０２】
エマルションは、例えば油と水のような２つの液相の完全な混合物であり、その中で液体は互いに不溶であり、どちらかの相がもう一方の相の中に分散されている場合がある。油性の廃エマルションは、油が水相中に分散されていて、広い範囲の濃度で様々な種類の油のいずれかを含有している場合がある。これらの油は、ヘキサン、四塩化炭素、クロロホルム、又はフッ化炭素系溶媒によって水から抽出される物質として定義される。油に加えて、これらのエマルションの典型的な汚染物質は、固形分、沈泥、金属粒子、乳化剤、洗剤、石鹸、溶媒、及びその他の残渣である。これらのエマルション中に見られる油のタイプは、産業に依存するだろう。それらは、潤滑油、切削用流体、例えばタール、油脂、原油、ディーゼル油のような重炭化水素、及びまたガソリン、ケロセン、ジェット燃料を含む軽炭化水素である場合がある。廃水におけるそれらの濃度は体積当たりたったの数ｐｐｍから５〜１０％程まで変動し得る。
【０１０３】
安定した油−中−水エマルションは、イオン性環境によって取り囲まれている電気的に荷電した油滴のコロイド系である。エマルションの安定性は物理的及び化学的メカニズムの組み合わせによって維持される。
【０１０４】
エマルションは化学的、電気的、物理的方法によって壊される場合がある。エマルションの破壊は、元々の混合物をその部分に分けることが目的なので、分離とも呼ばれる。薬品は通常油性廃水処理に用いられ、また機械的処理を強化するために用いられる。エマルション破壊において、安定化要因は乳化された小滴を合体させるように中和されなければならない。乳化された小滴にためられた電荷は乳化された小滴を合体させるように中和される。乳化された小滴にためられた電荷は小滴とは反対の電荷を導入することにより中和される。化学的なエマルション破壊剤はこの反対の電荷を提供し、それゆえ通常は本質的にイオン性である。
【０１０５】
通常における油性の廃水処理は、２段階、すなわち、表面活性剤の乳化特性を破壊するか又は荷電した油滴を中和する凝析、及び中和された油滴を大きな分離可能な小球体の塊にする凝集に分けられる。油性の廃水という言葉は、油、分散された固形分、及び水を含む可能性がある油−中−水エマルションをいう。
【０１０６】
歴史的には、乾性ポリマー、溶液ポリマー、及び転相エマルションラテックスが廃水処理に用いられてきた。各々の物質は独特の有利な点と不利な点がある。
【０１０７】
ここでラテックスポリマーと呼ばれる水溶性ビニル添加ポリマーの油−中−水エマルションは、いくつかの不利な点があるけれどもかなり頻繁に用いられている。第一の不利な点は、ラテックスポリマーは使用前に転相されなければならず、これはポリマーを系に送るプロセスを複雑にする。この送る方法に関連した多数の問題によって、多くの使用者がラテックスポリマーを避けてきた。さらに、ラテックスは通常処理能力範囲が狭く、それが高い投与量での過度の処理をもたらす。さらに、ラテックスポリマーは典型的に２０〜３０重量％の炭化水素連続層を含有するので、ラテックスポリマーがずっと多くの油を処理される水流に加える。もちろん、系にさらに油や表面活性剤を加えることは廃水流処理時には好ましくない。
【０１０８】
溶液ポリマーは事前に準備する必要がないが、これらのポリマーの活性ポリマー容量と分子量特性は本質的に限られている。これらの凝析剤はしばしば水−中−油エマルション破壊に用いられるが、分散された油を凝集することができず、それゆえにプロセスを完了させるためには補助の薬品（凝集剤）を必要とする。
【０１０９】
本発明の陰イオン性及び非イオン性分散ポリマーは、ここに記述された方法論を用いてテストされたように、油性の廃水の乳化を破壊するのに効果的である。
【０１１０】
したがって、別の態様において、本発明は、産業廃水から乳化油を除く方法であって以下の工程を含むことを特徴とする方法に関する。
１）高分子量の水溶性の陰イオン性又は非イオン性分散ポリマーの有効量を廃水に添加する工程であって、前記分散ポリマーは２５℃で１０〜２５，０００ｃｐｓの体積ブルックフィールド粘度を有し、且つ、安定剤が存在する水溶性塩の水溶液中においてフリーラジカルが形成する条件下で、以下のものを重合することにより調製された水溶性ポリマーを５〜５０重量％含有し：
ｉ．０〜３０重量％のアクリル酸、メタクリル酸、及びそれらのアルカリ金属、アルカリ土類金属及びアンモニウム塩から選択される少なくとも１つ、及び
ｉｉ．１００〜７０重量％のアクリルアミド；
ここで前記安定剤は、１Ｍ硝酸ナトリウム中で０．１〜１０ｄｌ／ｇの固有粘度を有するアクリル酸又はメタクリル酸と２−アクリルアミド−２−メチル−１−プロパンスルホン酸との陰イオン性水溶性コポリマーであり、分散系の総量の０．１〜５重量％を構成し、該コポリマーは、３〜６０重量％の２−アクリルアミド−２−メチル−１−プロパンスルホン酸と９７〜４０重量％のアクリル酸、又は、１１〜９５．５重量％の２−アクリルアミド−２−メチル−１−プロパンスルホン酸と８９〜４．５重量％のメタクリル酸を含み、且つ、前記水溶性塩はアンモニウム、アルカリ金属及びアルカリ土類金属のハロゲン化物、硫酸塩及びリン酸塩からなるグループから選択され、分散系の５〜４０重量％を構成する、及び
２）該産業廃水から乳化油を除く工程。
【０１１１】
前述の好ましい態様としては、産業廃水は、精油及びＣＰＩ産業廃水、鉄鋼及びアルミニウム産業廃水、マット及び食品加工廃水、及び油田廃水から成るグループから選択される。
【０１１２】
食品加工廃棄物の浄化
毎日、食品加工産業は大量の食品加工廃棄物を生成している。このような食品加工廃棄物は、食品加工システムを通して流れる水流を汚染している。例えば、鶏肉農場廃水排出物は、脂肪、油、血液及び他の鶏肉加工由来の固形分が多く含まれている。これらの副生成物、例えば脂肪、血液、及び組織は、数百から数万ｐｐｍの範囲で廃水中に典型的に存在する。
【０１１３】
規制上の理由だけでなく経済的な理由からも、食品加工団体は食品加工廃水の処分及び再利用に関する果てしない懸念に直面している。このような副生成物の除去は、環境の観点から重大である。実際、米国環境保護局は、公共の飲料水供給源や開かれた水域に排出される水中の油及び固形分の総量について厳しい制限を設けている。
【０１１４】
溶存固形分総量（ＴＤＳ）、炭素酸素要求量（ＣＯＤ）、生物学的酸素要求量（ＢＯＤ）、及び有機炭素の総量（ＴＯＣ）に対して設置されている、その土地の下水や川への排出制限に対して、このような固形分の除去はまたとても重大である。環境保護局の厳しい排出制限に加えて、食品加工産業は地方都市条例にも関わらなければならない。
【０１１５】
水流などへの処理水の排出に代わるものとして、加工システムに戻す廃棄物の再利用は、コストに有効なシステムを提供する。しかしながら、このような廃水を再利用するためには、清浄な水をシステムに戻すために固形分等は効果的に除去される必要がある。したがって、ＥＰＡ規格のためにこのような固形分の除去に関して在る同様の関心事が、再利用目的に対してもまた存在する。
【０１１６】
脂肪、廃液中の血液、組織及び他の固形分を最も効果的に除去する方法の１つは、薬品補助剤を使用することである。歴史的には、乾性ポリマー及び転相エマルションラテックスが食品加工水の処理に用いられてきた。各々の物質は固有の有利な点と不利な点が存在する。乾性ポリマーは非常に濃縮されており、それゆえ輸送コストを削減できるという利点がある一方で、ポリマーを溶解する装置は高価で、現場においてすべての末端使用者が利用できるものではない。乾性ポリマーはまた多量の架橋部分を有する；それゆえ不溶性なゲル物質が存在する。
【０１１７】
ラテックスポリマーもまた問題を有するが、かなり頻繁に使用されている。ラテックスポリマーの調製品は油中に分散された３０〜３５％の固形分を含有する。ラテックスポリマーはまた、使用前に転相されなければならない。この送る方法に関連した多数の問題によって、多くの顧客がラテックスポリマーを避けてきた。さらに、ラテックスは通常処理能力範囲がとても狭く、しばしば高い投与量で過度の処理をもたらしている。
【０１１８】
これらの化学的処理は食品、血液、油及び他の固形分を廃液から除去する手段を提供してきた一方で、これらの化学的処理にも不利な点が存在する。例えば、上記ポリマーは伝統的に油性溶媒中で合成されてきて、それゆえ潜在的な火災の危険性を与えると共に、環境に敵対した処理プログラムを作っている。さらに、上記ポリマーを混合している化学的な処理には界面活性剤が含まれる。また、さらに、これらの事前の化学的処理は高い毒性を有し、それゆえこれらの処理水の使用は再利用目的や公共飲料水供給源に避けられている。
【０１１９】
ここに記述された陰イオン性及び非イオン性分散ポリマーは、食品加工廃棄物の浄化に対して効果的である。分散ポリマーの活性は上述したようなブリットジャーテスト（a Britt Jar test）を用いて測定された。
【０１２０】
従来のラテックスポリマー処理以上に陰イオン性分散ポリマーが優位な点は、下記の例によって例証される。
【０１２１】
油性廃液の浄化の改良で陰イオン性ポリマーの増強された効力を決定するために、食品処分処理施設でジャーテストが行われる。ヨーロッパの施設はレストラン由来の廃棄物（脂肪廃棄物）及び産業廃棄物（油性の廃棄物）を処理した。油性の廃水流は無機凝析剤ブルー（Blue）とポリマーＸＸＩＩＩと同様のラテックスポリマーで容易に処理される。テスト用に、４００ｍｌのｏ／ｗ（油／水）エマルションの引き抜きサンプルが量られる。すべての引き抜きサンプルは、ポリマー（凝集剤）の添加の前に２重の凝析剤プログラムで等しく処理される。適量のポリマー（凝集剤）が７．３のｐＨでサンプルに添加される。溶液は５秒間激しく、それから３０秒間ゆっくり混合された。
【０１２２】
上清の透明さはＨａｃｈ（商標）ＤＲ−２０００分光光度計で濾液の濁度測定によって決定された。濁度の値が低ければ低いほど、透明さはより良く、その結果ポリマーの能力がより高い。
【０１２３】
表１３はポリマーＸＩ及びＸＸＩＩＩで処理後の浄化された水の濁度を比較している。表１３における生成物の投与量は、等量のポリマーに基づく。ポリマーが同じ化学組成及びコロイド電荷なので、活性に対して等しい能力を通常期待するが、この場合、市販で入手可能なポリマーＸＸＩＩＩで得られるものよりまさって、本発明のポリマーＸＩでは、効果と効率が増強されていることが明白である。ポリマーＸＸＩＩＩに比べてポリマーＸＩで優れた水浄化が得られ、したがって有意により低い処理投与量が使用され得る。
【０１２４】
【表１３】
0004141141.tif 000014
【０１２５】
本発明は前述や実施例を通して説明されている。多くの変形がそれらの観点において当業者の通常の技術で明らかになるだろうから、前述はそれに制限されない例証として意図されている。追加された請求項の視野及び精神の範囲内での、このような変形の全てはそれによって包含されることが意図されている。
【０１２６】
前述の請求項に定義されたような発明の概念と視野からはずれることなく、ここに記述された本発明の組成、方法の操作及び取り合わせにおいて変形が成され得る。