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公開番号2025105285
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-10
出願番号2023223736
出願日2023-12-29
発明の名称高分子凝集剤及びその製造方法、並びに汚泥の脱水方法
出願人MTアクアポリマー株式会社
代理人個人
主分類B01D 21/01 20060101AFI20250703BHJP(物理的または化学的方法または装置一般)
要約【課題】凝集性能が優れる高分子凝集剤及びその製造方法を提供する。
【解決手段】以下の成分(a)～(d)
(a)4級アンモニウム塩基を有するカチオン性単量体、
(b)アニオン性単量体、
(c)ノニオン性単量体、及び
(d)架橋性単量体
を含む単量体混合物を油中水型エマルション重合して得られる高分子重合体を含む油中水型エマルションであって、前記アニオン性単量体のうち、酸基が中和されているアニオン性単量体の含有量が前記アニオン性単量体に対して30モル%超70モル%以下であり、前記油中水型エマルションがHLB値3～5のノニオン界面活性剤を1種以上と、HLB値8～15のノニオン性界面活性剤を2種以上と、を含んで成り、前記油中水型エマルションを高分子重合体換算で0.1質量%含む1M塩化ナトリウム水溶液の25℃における粘度が1.3～3.5mPa・sである高分子凝集剤は上記課題を解決できる。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
以下の成分（ａ）～（ｄ）
（ａ）４級アンモニウム塩基を有するカチオン性単量体、
（ｂ）アニオン性単量体、
（ｃ）ノニオン性単量体、及び
（ｄ）架橋性単量体
を含む単量体混合物を油中水型エマルション重合して得られる高分子重合体を含む油中水型エマルションであって、
前記アニオン性単量体のうち、酸基が中和されているアニオン性単量体の含有量が前記アニオン性単量体に対して３０モル％超７０モル％以下であり、
前記油中水型エマルションがＨＬＢ値３～５のノニオン界面活性剤を１種以上と、ＨＬＢ値８～１５のノニオン性界面活性剤を２種以上と、を含んで成り、
前記油中水型エマルションを高分子重合体換算で０．１質量％含む１Ｍ塩化ナトリウム水溶液の２５℃における粘度が１．３～３．５ｍＰａ・ｓであることを特徴とする高分子凝集剤。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記カチオン性単量体の含有量が全体単量体に対して２０～５５モル％である請求項１に記載の高分子凝集剤。
【請求項３】
前記カチオン性単量体が、少なくとも下記式（１）：
ＣＨ
２
＝ＣＲ
１
－ＣＯ－Ｘ－Ｑ－Ｎ
＋
Ｒ
２ａ
Ｒ
２ｂ
Ｒ
２ｃ
・Ｚ
－
・・・化（１）
（但し、式（１）において、Ｒ
１
は水素原子又はメチル基、Ｒ
２ａ
及びＲ
２ｂ
はそれぞれ独立に炭素数１～３のアルキル基又はベンジル基、Ｒ
２ｃ
は炭素数１～３のアルキル基又はベンジル基であり、同種でも異種でもよい。Ｘは酸素原子又はＮＨ、Ｑは炭素数１～４のアルキレン基又は炭素数２～４のヒドロキシアルキレン基、Ｚ
－
は対アニオンをそれぞれ表す。）
で表されるカチオン性単量体を含む、請求項１に記載の高分子凝集剤。
【請求項４】
前記アニオン性単量体の含有量が全体単量体に対して１～３５モル％である請求項１に記載の高分子凝集剤。
【請求項５】
前記アニオン性単量体が（メタ）アクリル酸（塩）である請求項１に記載の高分子凝集剤。
【請求項６】
前記ノニオン性単量体の含有量が全体単量体に対して２０～７９モル％である請求項１に記載の高分子凝集剤。
【請求項７】
前記ノニオン性単量体が（メタ）アクリルアミドである請求項１に記載の高分子凝集剤。
【請求項８】
以下の成分（ａ）～（ｄ）
（ａ）４級アンモニウム塩基を有するカチオン性単量体、
（ｂ’）酸基が中和されていないアニオン性単量体、
（ｃ）ノニオン性単量体、及び
（ｄ）架橋性単量体
を含む単量体混合物を
ＨＬＢ値３～５のノニオン界面活性剤を１種以上と、ＨＬＢ値８～１５のノニオン性界面活性剤を２種以上と、を含む界面活性剤の存在下で油中水型エマルション重合し、高分子重合体を含む油中水型エマルションを得る高分子凝集剤の製造方法であって、
前記（ｃ）ノニオン性単量体と（ｂ’）酸基が中和されていないアニオン性単量体と水を含む混合物にアルカリを加えて前記（ｂ’）酸基が中和されていないアニオン性単量体の３０モル％超７０モル％以下を中和後に前記（ａ）カチオン性単量体を添加する工程を有する請求項１に記載の高分子凝集剤の製造方法。
【請求項９】
汚泥に有機凝結剤および／又は無機凝結剤を添加後、請求項１に記載の高分子凝集剤を添加して脱水することを特徴とする汚泥の脱水方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、高分子凝集剤及びその製造方法、並びに汚泥の脱水方法に関する。さらに詳しくは凝集性能に優れる油中水型エマルション高分子凝集剤及びその製造方法、並びに汚泥の脱水方法に関するものである。
続きを表示（約 1,000 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、一般産業廃水処理場や下水処理場、し尿処理場等から排出される汚泥の脱水処理には、カチオン性高分子凝集剤が多用されている。しかし、汚泥発生量の増加や、汚泥性状の悪化により、従来のカチオン性高分子凝集剤を用いる脱水方法は充分満足し得る脱水処理を達成し得なくなっている。
【０００３】
脱水効率を高めるために両性高分子凝集剤を用いて汚泥の脱水を行うことが提案されているが、適用する汚泥によっては汚泥に対して多量に添加する必要があったり、又フロック粒径が小さくなったり、濾過速度が不十分であったりするため、単位時間当りの処理量を大きくすることが出来ず、更に得られるケーキ含水量を低下させることができなかった。
【０００４】
このような状況下、脱水機能を発現する凝集剤には一層の性能向上が求められている。
【０００５】
特許文献１には、酸基の３～３０モル％がアルカリ性物質により中和されてなるアニオン性単量体と、カチオン性単量体及びノニオン性単量体よりなる３種の単量体を重合して両性高分子重合体を製造する方法が開示されている。
【０００６】
特許文献１に記載の乳化重合法で製造される両性高分子重合体は、優れた脱水性能を示す。しかし、本発明者らの検証によれば、汚泥性状の悪化に対応して十分満足し得る脱水処理性能を未だ達成することができていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特開２０００－２１８２９８
【非特許文献】
【０００８】
全訂版新・界面活性剤入門（１９９６年、三洋化成工業株式会社発行、藤本武彦著、１９７－１９８頁）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の課題は、凝集性能が優れる高分子凝集剤及びその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは上記課題について鋭意検討を進めた結果、アニオン性単量体の酸基の一部をアルカリで中和した単量体の含有量を３０モル％超７０モル％以下とし、且つ所定の界面活性剤を用いて所定の単量体混合物を重合させることにより得られる両性高分子が極めて優れた凝集性能を発現することを見出し、本発明を完成するに至った。
（【００１１】以降は省略されています）

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