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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023167130
(43)【公開日】2023-11-24
(54)【発明の名称】汚泥脱水剤及びそれを用いた汚泥脱水方法
(51)【国際特許分類】
C02F 11/147 20190101AFI20231116BHJP
C08F 220/34 20060101ALI20231116BHJP
C08F 236/02 20060101ALI20231116BHJP
B01D 21/01 20060101ALI20231116BHJP
【ＦＩ】
C02F11/147 ZAB
C08F220/34
C08F236/02
B01D21/01 107
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022078053
(22)【出願日】2022-05-11
(71)【出願人】
【識別番号】000142148
【氏名又は名称】ハイモ株式会社
(72)【発明者】
【氏名】高橋 雄樹
(72)【発明者】
【氏名】林田 豪一
(72)【発明者】
【氏名】米倉 温
(72)【発明者】
【氏名】本多 剛
【テーマコード（参考）】
4D015
4D059
4J100
【Ｆターム（参考）】
4D015BA06
4D015BA19
4D015CA11
4D015CA12
4D015DB07
4D015DB15
4D015DB18
4D015DC03
4D015DC07
4D059AA01
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4D059AA05
4D059AA06
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4D059BE08
4D059BE15
4D059BE16
4D059BE17
4D059BE19
4D059BE26
4D059BE27
4D059BE38
4D059BE53
4D059BE55
4D059BJ00
4D059DA16
4D059DA17
4D059DA23
4D059DA24
4D059DB05
4D059DB11
4D059DB21
4D059DB24
4D059DB25
4D059DB26
4D059DB28
4J100AL08P
4J100AM15Q
4J100AS17R
4J100BA32P
4J100BA36R
4J100CA04
4J100CA05
4J100DA09
4J100DA38
4J100FA03
4J100FA20
4J100FA28
4J100JA18
(57)【要約】
【課題】
汚泥脱水処理として使用される汚泥脱水剤に関するものであり、より性能の高い汚泥脱水剤及び汚泥脱水方法を提供することを課題とする。
【解決手段】
特定の物性、組成を有する水溶性高分子を含有する汚泥脱水剤を使用することで汚泥脱水性能の向上を達成することができる。水溶性高分子の物性値は、高分子０．０５質量％水溶液の粘度をＢ型粘度計にて回転数２．５、５、１０、２０、５０、１００ｒｐｍで測定（２５℃）、回転数をＸ、粘度（ｍＰａ・ｓ）をＹとし、回転数ｌｎ（Ｘ）をＸ軸、粘度ｌｎ（Ｙ）をＹ軸とする一次関数グラフを作成し、得られる傾き値（絶対値）が０．３２～０．４６の範囲を有する。
【選択図】 図１
汚泥脱水処理として使用される汚泥脱水剤に関するものであり、より性能の高い汚泥脱水剤及び汚泥脱水方法を提供することを課題とする。
【解決手段】
特定の物性、組成を有する水溶性高分子を含有する汚泥脱水剤を使用することで汚泥脱水性能の向上を達成することができる。水溶性高分子の物性値は、高分子０．０５質量％水溶液の粘度をＢ型粘度計にて回転数２．５、５、１０、２０、５０、１００ｒｐｍで測定（２５℃）、回転数をＸ、粘度（ｍＰａ・ｓ）をＹとし、回転数ｌｎ（Ｘ）をＸ軸、粘度ｌｎ（Ｙ）をＹ軸とする一次関数グラフを作成し、得られる傾き値（絶対値）が０．３２～０．４６の範囲を有する。
【選択図】 図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
下記一般式（１）で表されるカチオン性単量体１～９９モル％、下記一般式（２）で表されるアニオン性単量体０～２０モル％及び非イオン性単量体１～９９モル％を構成単位とする水溶性高分子を含有する汚泥脱水剤であって、前記水溶性高分子が、下記方法（１）から算出される傾き値（絶対値）０．３２～０．４６の範囲を有することを特徴とする汚泥脱水剤。
一般式（１）
Ｒ１は水素又はメチル基、Ｒ２、Ｒ３は炭素数１～３のアルキルあるいはアルコキシ基、Ｒ４は炭素数１～３のアルキルあるいはアルコキシ基、７～２０のアルキル基あるいはアリール基、Ａは酸素またはＮＨ、Ｂは炭素数２～４のアルキレン基を表わす、Ｘ１ －は陰イオンをそれぞれ表わす。
一般式（２）
Ｒ５は水素、メチル基またはカルボキシメチル基、ＱはＳＯ３ ―、Ｃ６Ｈ４ＳＯ３ ―、ＣＯＮＨＣ（ＣＨ３）２ＣＨ２ＳＯ３ ―、Ｃ６Ｈ４ＣＯＯ―あるいはＣＯＯ―、Ｒ６は水素またはＣＯＯ―Ｙ２ ＋、Ｙ１あるいはＹ２は水素または陽イオンをそれぞれ表わす。
方法（１）；水溶性高分子０．０５質量％水溶液をＢ型粘度計にて回転数２．５、５、１０、２０、５０、１００ｒｐｍで粘度（ｍＰａ・ｓ、２５℃）を測定、回転数ｌｎ（Ｘ）をＸ軸、粘度ｌｎ（Ｙ）をＹ軸とする一次関数グラフを作成し、得られる傾き値（絶対値）。尚、Ｘは回転数、Ｙは粘度、ｌｎ（Ｘ）、ｌｎ（Ｙ）は、それぞれの自然対数を表す。
Ｒ１は水素又はメチル基、Ｒ２、Ｒ３は炭素数１～３のアルキルあるいはアルコキシ基、Ｒ４は炭素数１～３のアルキルあるいはアルコキシ基、７～２０のアルキル基あるいはアリール基、Ａは酸素またはＮＨ、Ｂは炭素数２～４のアルキレン基を表わす、Ｘ１ －は陰イオンをそれぞれ表わす。
Ｒ５は水素、メチル基またはカルボキシメチル基、ＱはＳＯ３ ―、Ｃ６Ｈ４ＳＯ３ ―、ＣＯＮＨＣ（ＣＨ３）２ＣＨ２ＳＯ３ ―、Ｃ６Ｈ４ＣＯＯ―あるいはＣＯＯ―、Ｒ６は水素またはＣＯＯ―Ｙ２ ＋、Ｙ１あるいはＹ２は水素または陽イオンをそれぞれ表わす。
方法（１）；水溶性高分子０．０５質量％水溶液をＢ型粘度計にて回転数２．５、５、１０、２０、５０、１００ｒｐｍで粘度（ｍＰａ・ｓ、２５℃）を測定、回転数ｌｎ（Ｘ）をＸ軸、粘度ｌｎ（Ｙ）をＹ軸とする一次関数グラフを作成し、得られる傾き値（絶対値）。尚、Ｘは回転数、Ｙは粘度、ｌｎ（Ｘ）、ｌｎ（Ｙ）は、それぞれの自然対数を表す。
【請求項2】
前記水溶性高分子が、重合開始剤としてアゾ系重合開始剤と過酸化物系重合開始剤を併用して製造した水溶性高分子であることを特徴とする請求項１に記載の汚泥脱水剤。
【請求項3】
前記水溶性高分子の２５℃で測定した１規定食塩水溶液中の固有粘度が、２～１０ｄＬ/ｇであることを特徴とする請求項１あるいは２に記載の汚泥脱水剤。
【請求項4】
前記水溶性高分子が、多官能不飽和単量体を単量体総量に対して０．００１～０．０１質量％含有する請求項１あるいは２に記載の汚泥脱水剤。
【請求項5】
前記水溶性高分子の形態が油中水型エマルジョンであることを特徴とする請求項１あるいは２に記載の汚泥脱水剤。
【請求項6】
前記請求項１あるいは２に記載の汚泥脱水剤を汚泥に添加し、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、汚泥脱水剤として汎用されている水溶性高分子に関するものであり、詳しくは、汚泥脱水性能が向上する水溶性高分子を含有する汚泥脱水剤及びそれを用いた汚泥脱水方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
下水処理における汚泥脱水においては、一般に水溶性高分子が使用される。しかし、近年の難脱水汚泥に対しては、ＰＡＭ系汚泥脱水剤単独では効果が不良な場合が多く、様々な脱水処方が提案されている。
例えば、特許文献１では、界面活性剤により水に非混和性有機液体を連続相、カチオン性単量体および複数の不飽和二重結合を有する多官能性単量体を必須として含む単量体混合物水溶液を分散相となるよう乳化し重合した後、得られる油中水滴型エマルジョン状液体を、乾燥工程を経ることによって造粒し製造した、電荷内包率が３５％以上９０％以下であるイオン性水溶性高分子粉末の汚泥脱水剤について開示されている。
このように不飽和二重結合を有する多官能性単量体を共重合することにより、高分子に架橋構造を導入することが検討されているが、多官能性単量体を使用する場合にはミクロゲルが発生しやすいという問題がある。また、多官能性単量体による架橋、分岐構造の導入は、多官能性単量体中の複数の２重結合が反応する必要があるが、この反応率は反応条件に影響されやすく、最適量の調節が困難である。このため性能としては不十分であった。
一方、重合開始剤として過酸化物を使用すると、過酸化物の水素引き抜き効果により、高分子に分岐構造が導入されることが知られている。
特許文献２、特許文献３にはアゾ系開始剤と、硫酸鉄（ＩＩ）と過酸化水素を使用するレドックス系開始剤を併用、あるいはアゾ開始剤と、過硫酸アンモニウムと亜硫酸水素ナトリウムを併用する例が記載されている。レドックス系開始剤は、ラジカルが急激に発生し、過剰に分岐構造が導入され、適度な分岐構造を導入することが困難であり、制御が難しいという問題がある。
例えば、特許文献１では、界面活性剤により水に非混和性有機液体を連続相、カチオン性単量体および複数の不飽和二重結合を有する多官能性単量体を必須として含む単量体混合物水溶液を分散相となるよう乳化し重合した後、得られる油中水滴型エマルジョン状液体を、乾燥工程を経ることによって造粒し製造した、電荷内包率が３５％以上９０％以下であるイオン性水溶性高分子粉末の汚泥脱水剤について開示されている。
このように不飽和二重結合を有する多官能性単量体を共重合することにより、高分子に架橋構造を導入することが検討されているが、多官能性単量体を使用する場合にはミクロゲルが発生しやすいという問題がある。また、多官能性単量体による架橋、分岐構造の導入は、多官能性単量体中の複数の２重結合が反応する必要があるが、この反応率は反応条件に影響されやすく、最適量の調節が困難である。このため性能としては不十分であった。
一方、重合開始剤として過酸化物を使用すると、過酸化物の水素引き抜き効果により、高分子に分岐構造が導入されることが知られている。
特許文献２、特許文献３にはアゾ系開始剤と、硫酸鉄（ＩＩ）と過酸化水素を使用するレドックス系開始剤を併用、あるいはアゾ開始剤と、過硫酸アンモニウムと亜硫酸水素ナトリウムを併用する例が記載されている。レドックス系開始剤は、ラジカルが急激に発生し、過剰に分岐構造が導入され、適度な分岐構造を導入することが困難であり、制御が難しいという問題がある。
【0003】
【特許文献1】特開２００９－２８０６４９号公報
【特許文献2】特開２０１４－１８０６４８号公報
【特許文献3】特開２００６－１８８６９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明は、汚泥脱水処理として使用される汚泥脱水剤に関するものであり、より性能の高い汚泥脱水剤及び汚泥脱水方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
上記課題を解決するため鋭意検討を行なった結果、特定の組成と物性を有する水溶性高分子を含有する汚泥脱水剤を使用することで汚泥脱水性能の向上を達成することができることを見出し、本発明に至った。
一般に高分子水溶液はずり速度の増加に従い粘度が低下する、シェアシニングを示す。その原因についてはいろいろ研究されているが、流動により高分子が伸長し、排除体積効果が減少することにより粘度が低下するという考え方がある（山口則子ら、Ｓｃｉｅｎｃｅ ｒｅｐｏｒｔｓ ｏｆ Ｔｏｋｙｏ Ｗｏｍａｎ‘ｓ Ｃｈｒｉｓｔｉａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ、Ｒｅｃｅｉｖｅｄ Ｊａｎｕａｒｙ １０、１９８０）。
この考え方に従うと、高分子内に分岐或いは架橋構造が導入されると高分子の柔軟性が低下し、流動による高分子の伸長が抑制され、粘度低下が起きにくくなると考えられる。
また、分子量分布が広いと粘度の下降が緩やかになるとの結果も報告されている（近久芳昭、日本物理学会誌第２２巻第８号５２０項）。
一方、水溶性高分子の電荷、分子量等が凝集、脱水性能に影響を及ぼすことは周知であるが、水中での高分子の形状、流水中での形状変化も脱水性能に重要な影響を及ぼすと考えられる。
そうするとシェアシニングの程度、即ち粘度のずり速度依存性は、凝集、脱水性能に影響するものと考えられる。
以上の考察のもと検討を進めた結果、高分子水溶液の粘度がずり速度に対し特定の依存性を有する場合に、優れた凝集、脱水性能を有することを明らかにした。
一般に高分子水溶液はずり速度の増加に従い粘度が低下する、シェアシニングを示す。その原因についてはいろいろ研究されているが、流動により高分子が伸長し、排除体積効果が減少することにより粘度が低下するという考え方がある（山口則子ら、Ｓｃｉｅｎｃｅ ｒｅｐｏｒｔｓ ｏｆ Ｔｏｋｙｏ Ｗｏｍａｎ‘ｓ Ｃｈｒｉｓｔｉａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ、Ｒｅｃｅｉｖｅｄ Ｊａｎｕａｒｙ １０、１９８０）。
この考え方に従うと、高分子内に分岐或いは架橋構造が導入されると高分子の柔軟性が低下し、流動による高分子の伸長が抑制され、粘度低下が起きにくくなると考えられる。
また、分子量分布が広いと粘度の下降が緩やかになるとの結果も報告されている（近久芳昭、日本物理学会誌第２２巻第８号５２０項）。
一方、水溶性高分子の電荷、分子量等が凝集、脱水性能に影響を及ぼすことは周知であるが、水中での高分子の形状、流水中での形状変化も脱水性能に重要な影響を及ぼすと考えられる。
そうするとシェアシニングの程度、即ち粘度のずり速度依存性は、凝集、脱水性能に影響するものと考えられる。
以上の考察のもと検討を進めた結果、高分子水溶液の粘度がずり速度に対し特定の依存性を有する場合に、優れた凝集、脱水性能を有することを明らかにした。
【発明の効果】
【0006】
本発明における汚泥脱水剤を使用することで、難脱水汚泥や多種多様な汚泥に対して汚泥脱水性能の向上を達成することができる。
【発明を実施するための形態】
【0007】
本発明における水溶性高分子としては、下記一般式（１）で表されるカチオン性単量体１～９９モル％、下記一般式（２）で表されるアニオン性単量体０～２０モル％、非イオン性単量体１～９９モル％を構成単位とする。
一般式（１）で表されるカチオン性単量体２０～９９モル％が好ましく、３０～９９モル％がより好ましく、４０～９９モル％がより一層好ましい。これはカチオン性単量体の割合が中～高モルである方が、汚泥種への汎用性があり、本発明における物性値の高分子が製造しやすいためである。
一般式（１）
Ｒ１は水素又はメチル基、Ｒ２、Ｒ３は炭素数１～３のアルキルあるいはアルコキシ基、Ｒ４は炭素数１～３のアルキルあるいはアルコキシ基、７～２０のアルキル基あるいはアリール基、Ａは酸素またはＮＨ、Ｂは炭素数２～４のアルキレン基を表わす、Ｘ１ －は陰イオンをそれぞれ表わす。
一般式（２）
Ｒ５は水素、メチル基またはカルボキシメチル基、ＱはＳＯ３ －、Ｃ６Ｈ４ＳＯ３ －、ＣＯＮＨＣ（ＣＨ３）２ＣＨ２ＳＯ３ －、Ｃ６Ｈ４ＣＯＯ－あるいはＣＯＯ－、Ｒ６は水素またはＣＯＯ－Ｙ２ ＋、Ｙ１あるいはＹ２は水素または陽イオンをそれぞれ表わす。
一般式（１）で表されるカチオン性単量体２０～９９モル％が好ましく、３０～９９モル％がより好ましく、４０～９９モル％がより一層好ましい。これはカチオン性単量体の割合が中～高モルである方が、汚泥種への汎用性があり、本発明における物性値の高分子が製造しやすいためである。
Ｒ１は水素又はメチル基、Ｒ２、Ｒ３は炭素数１～３のアルキルあるいはアルコキシ基、Ｒ４は炭素数１～３のアルキルあるいはアルコキシ基、７～２０のアルキル基あるいはアリール基、Ａは酸素またはＮＨ、Ｂは炭素数２～４のアルキレン基を表わす、Ｘ１ －は陰イオンをそれぞれ表わす。
Ｒ５は水素、メチル基またはカルボキシメチル基、ＱはＳＯ３ －、Ｃ６Ｈ４ＳＯ３ －、ＣＯＮＨＣ（ＣＨ３）２ＣＨ２ＳＯ３ －、Ｃ６Ｈ４ＣＯＯ－あるいはＣＯＯ－、Ｒ６は水素またはＣＯＯ－Ｙ２ ＋、Ｙ１あるいはＹ２は水素または陽イオンをそれぞれ表わす。
【0008】
一般式（１）で表されるカチオン性単量体として、ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレートあるいはジメチルアミノプロピルアクリルアミドの塩化メチルや塩化エチルなど低級アルキル基のハロゲン化物による四級化物である。例えば、（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）アクリロイルアミノ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等である。これらを二種以上、組み合わせても差し支えない。一般式（２）で表されるアニオン性単量体としては、（メタ）アクリル酸あるいはそのナトリウム塩等のアルカリ金属塩またはアンモニウム塩、マレイン酸あるいはそのアルカリ金属塩、アクリルアミド－２－メチルプロパンスルホン酸等のアクリルアミドアルカンスルホン酸あるいはそのアルカリ金属塩またはアンモニウム塩等が挙げられる。これらを二種以上、組み合わせても差し支えない。
【0009】
本発明で使用する非イオン性単量体としては、（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ’－ジメチルアクリルアミド、アクリロニトリル、（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等が挙げられる。これらの中で（メタ）アクリルアミドが好ましい。これらを二種以上、組み合わせても差し支えない。
【0010】
本発明における水溶性高分子は、カチオン性単量体、非イオン性単量体、及びアニオン性単量体から選択される一種以上の単量体あるいは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。共重合は、例えば、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、塩水中分散重合等によって重合した後、水溶液、塩水中分散液、油中水型エマルジョンあるいは粉末等、任意の製品形態にすることができる。この中でも本発明における物性を有する水溶性高分子を製造しやすい油中水型エマルジョン重合が好ましい。
【0011】
油中水型エマルジョンの場合は、特開平１０－１４０４９６号公報や特開２０１１－９９０７６号公報等に挙げられる方法に準じて適宜に製造することができる。即ち、カチオン性単量体、非イオン性単量体、及びアニオン性単量体から選択される一種以上を含有す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。
【0012】
又、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、ナフテン類、あるいは灯油、軽油、中油等の鉱油、あるいはこれらと実質的に同じ範囲の沸点や粘度等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挙げられる。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％～３５質量％の範囲である。
【0013】
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、ＨＬＢ１～１５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ート、ソルビタンモノステアレート、ソルビタンモノパルミテート、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル等が挙げられる。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質量％であり、好ましくは1～５質量％の範囲である。
【0014】
単量体の重合濃度は２０～６０質量％の範囲であり、単量体の組成、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。重合温度としては２０～８０℃、好ましくは２０～６０℃の範囲で行なう。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或いは水溶性のどちらでも良く、アゾ系、過酸化物系開始剤を併用することが好ましい。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、ジメチル－２、２’－アゾビスイソブチレート、１、１’－アゾビス（シクロヘキサン－１－カルボニトリル）、２、２’－アゾビス（２－メチルブチロニトリル）、ジメチル－２、２’－アゾビス（２－メチルプロピオネート）、２、２’－アゾビス（４－メトキシ－２、４－ジメチルバレロニトリル）等が挙げられる。
【0015】
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－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）等が挙げられる。更に過酸化物系の例としては、ペルオキソ二硫酸アンモニウム或いはカリウム、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－エチルヘキサノエート、ｔ－ブチルヒドロペルオキシド等を挙げることができる。
適度な分岐構造を導入するために、アゾ系開始剤、過酸化物系開始剤を併用することが好ましい。使用する開始剤の量は、アゾ系開始剤１０～１０００ｐｐｍ、過酸化物系開始剤１０～１０００ｐｐｍの併用が好ましい。更に好ましくはアゾ系開始剤１００～６００ｐｐｍ、過酸化物系開始剤１００～６００ｐｐｍの併用である。
適度な分岐構造を導入するために、アゾ系開始剤、過酸化物系開始剤を併用することが好ましい。使用する開始剤の量は、アゾ系開始剤１０～１０００ｐｐｍ、過酸化物系開始剤１０～１０００ｐｐｍの併用が好ましい。更に好ましくはアゾ系開始剤１００～６００ｐｐｍ、過酸化物系開始剤１００～６００ｐｐｍの併用である。
【0016】
本発明における水溶性高分子を製造する際の重合時あるいは重合後、構造変性剤として多官能不飽和単量体を使用すると、本発明における水溶性高分子が有する物性値を得やすいので好ましい。多官能不飽和単量体の種類にもよるが、多官能不飽和単量体を単量体総量に対し、０．００１～０．０１質量％の範囲内で存在させる。更に好ましくは、０．００２～０．００６質量％である。多官能不飽和単量体の例としては、Ｎ，Ｎ’－メチレンビス（メタ）アクリルアミド、トリアリルアミン、ジメタクリル酸エチレングリコール、ジメタクリル酸ジエチレングリコール、ジメタクリル酸トリエチレングリコール、ジメタクリル酸テトラエチレングリコール、ジメタクリル酸－１，３－ブチレングリコール、ジ（メタ）アクリル酸ポリエチレングリコール、Ｎ－ビニル（メタ）アクリルアミド、Ｎ－メチルアリルアクリルアミド、アクリル酸グリシジル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、アクロレイン、グリオキザール、ビニルトリメトキシシラン等が挙げられ、Ｎ，Ｎ’－メチレンビス（メタ）アクリルアミドが好ましい。
【0017】
又、重合度を調節するためイソプロピルアルコールを対単量体０．１～５質量％併用、あるいはギ酸ソーダを対単量体０．０１～０．５質量％併用すると効果的である。
【0018】
重合後は、必要に応じて転相剤と呼ばれる親水性界面活性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馴染み易くし、中の水溶性高分子が溶解し易くする処理を行い、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ーテル系、ポリオキシエチレンアルコールエーテル系等が挙げられる。
【0019】
本発明における水溶性高分子の物性値について説明する。
液体は主としてニュートン性流体あるいは非ニュートン性流体として分類されて下記の式で表される。
η＝σ／γ
η：粘度（Ｐａ・ｓ）、σ：ずり応力（Ｐａ）、γ：ずり速度（ｓ－１）
ニュートン性流体は、粘度がずり速度に依存せず、ずり速度が大きくなっても粘度は略一定である。一方、非ニュートン性流体に区分されるダイラタント流体はずり速度が大きくなるに従って粘度も大きくなる性質を有している。一般に高分子溶液は、ずり速度の増加とともに粘度が低下するシェアシニングを示す。
液体は主としてニュートン性流体あるいは非ニュートン性流体として分類されて下記の式で表される。
η＝σ／γ
η：粘度（Ｐａ・ｓ）、σ：ずり応力（Ｐａ）、γ：ずり速度（ｓ－１）
ニュートン性流体は、粘度がずり速度に依存せず、ずり速度が大きくなっても粘度は略一定である。一方、非ニュートン性流体に区分されるダイラタント流体はずり速度が大きくなるに従って粘度も大きくなる性質を有している。一般に高分子溶液は、ずり速度の増加とともに粘度が低下するシェアシニングを示す。
【0020】
本発明における水溶性高分子は、下記方法（１）から算出される傾き値を有する。
方法（１）；水溶性高分子０．０５質量％水溶液をＢ型粘度計にて回転数２．５、５、１０、２０、５０、１００ｒｐｍで粘度（ｍＰａ・ｓ、２５℃）を測定、回転数ｌｎ（Ｘ）をＸ軸、粘度ｌｎ（Ｙ）をＹ軸とする一次関数グラフを作成し、得られる傾き値（絶対値）。ここで、Ｘは回転数、Ｙは粘度、ｌｎ（Ｘ）、ｌｎ（Ｙ）は、それぞれの自然対数を表す。尚、水溶性高分子０．０５質量％水溶液を作製する際は、純水もしくは蒸留水を使用し、８００ｒｐｍで３０分間攪拌して作製する。又、低い回転数（２．５ｒｐｍ）から順番に測定する。
傾き値の具体的な求め方は後述の図１（高分子水溶液の回転数と粘度の一次関数グラフ）で示す。尚、粘度測定は１号ローターを使用する。適宜２号ローターを使用する。
この傾き値が小さいことは、流動場における高分子の変形が小さいこと、即ち強い分岐、架橋構造を有することを示している。一方傾き値が大きいことは、流動場における高分子の変形が大きいこと、即ち弱い分岐、架橋構造を有することを意味する。
方法（１）；水溶性高分子０．０５質量％水溶液をＢ型粘度計にて回転数２．５、５、１０、２０、５０、１００ｒｐｍで粘度（ｍＰａ・ｓ、２５℃）を測定、回転数ｌｎ（Ｘ）をＸ軸、粘度ｌｎ（Ｙ）をＹ軸とする一次関数グラフを作成し、得られる傾き値（絶対値）。ここで、Ｘは回転数、Ｙは粘度、ｌｎ（Ｘ）、ｌｎ（Ｙ）は、それぞれの自然対数を表す。尚、水溶性高分子０．０５質量％水溶液を作製する際は、純水もしくは蒸留水を使用し、８００ｒｐｍで３０分間攪拌して作製する。又、低い回転数（２．５ｒｐｍ）から順番に測定する。
傾き値の具体的な求め方は後述の図１（高分子水溶液の回転数と粘度の一次関数グラフ）で示す。尚、粘度測定は１号ローターを使用する。適宜２号ローターを使用する。
この傾き値が小さいことは、流動場における高分子の変形が小さいこと、即ち強い分岐、架橋構造を有することを示している。一方傾き値が大きいことは、流動場における高分子の変形が大きいこと、即ち弱い分岐、架橋構造を有することを意味する。
【0021】
一般的な汚泥脱水剤としてのＰＡＭ系高分子では、通常、傾きは－（マイナス）であり、傾き値（絶対値）が０．５０以上となり、０．５０～０．７０の範囲である。しかし、本発明における水溶性高分子では高分子構造を調節することで、傾き値（絶対値）を０．３２～０．４６の範囲を有する。０．３２より小さいと分岐、架橋が過剰に導入されており、高分子の柔軟性が失われ、フロック形成が阻害され、脱水性能が低下する。０．４６よりも大きいと分岐、架橋構造が少なすぎ、高分子の柔軟性が過剰となり、緩いフロックとなり、脱水性能が低下する。
【0022】
本発明では、高分子の傾き値が０．３２～０．４６の範囲を有すると脱水効果が優れることを見出したものである。特に重合開始剤としてアゾ系開始剤と過酸化物系開始剤の重合機構の異なるラジカル種を併用することで適度な分子量を有し、適度な分岐、架橋構造を有する高分子を得ることができる。過酸化物系開始剤は水素引き抜き効果により分岐を促進するが同時に低分子量化を引き起こす。従って高分子量化を期待できるアゾ開始剤と併用することが好ましい。
レドックス系開始剤はラジカルが急激に発生するために分岐構造導入の制御が難しく、また過剰に導入されやすいため好ましくない。
傾き値が本発明における範囲を有することで難脱水汚泥や多種多様な汚泥に対する優れた脱水効果が得られる。
レドックス系開始剤はラジカルが急激に発生するために分岐構造導入の制御が難しく、また過剰に導入されやすいため好ましくない。
傾き値が本発明における範囲を有することで難脱水汚泥や多種多様な汚泥に対する優れた脱水効果が得られる。
【0023】
（不可能・非実際的事情）
上記の通り、アゾ系開始剤と過酸化物系開始剤を用いて重合した場合、得られる高分子には分岐構造が導入されると考えられる。しかしながらその程度は微量と考えられ、得られる高分子をその構造又は特性により直接特定することは不可能であるか、又はおおよそ実際的ではない。
上記の通り、アゾ系開始剤と過酸化物系開始剤を用いて重合した場合、得られる高分子には分岐構造が導入されると考えられる。しかしながらその程度は微量と考えられ、得られる高分子をその構造又は特性により直接特定することは不可能であるか、又はおおよそ実際的ではない。
【0024】
本発明における水溶性高分子は、汚泥脱水剤として性能を発揮するには一定の分子量が必要である。分子量の指標として固有粘度がある。固有粘度を指標とすると、水溶性高分子の２５℃で測定した１規定食塩水溶液中の固有粘度２～１０ｄＬ／ｇ、好ましくは４～８ｄＬ／ｇである。固有粘度は、柴山科学機械製作所製自動粘度測定装置ＳＳ－１２０－Ｌ１型装置を使用して測定した。
固有粘度が小さいことは一般に分子量が小さいことを意味するが、この場合フロック形成が阻害され、脱水性能が低下する。また、固有粘度が小さいと高分子溶液の粘性は高分子間の相互作用が低下することからニュートン流体に近づき、高分子の傾き値は低下する。
固有粘度が小さいことは一般に分子量が小さいことを意味するが、この場合フロック形成が阻害され、脱水性能が低下する。また、固有粘度が小さいと高分子溶液の粘性は高分子間の相互作用が低下することからニュートン流体に近づき、高分子の傾き値は低下する。
【0025】
高分子濃度が０．５質量％になるように完全溶解したときの２５℃において回転粘度計にて測定した４質量％食塩水溶液粘度（ＳＬＶ；０．５質量％塩水溶液粘度）も分子量の指標として使用される。本発明における水溶性高分子では、ＳＬＶが５ｍＰａ・ｓ以上、１００ｍＰａ・ｓ以下が好ましく、１０ｍＰａ・ｓ以上、１００ｍＰａ・ｓ以下がより好ましく、１０ｍＰａ・ｓ以上、７０ｍＰａ・ｓ以下がより一層好ましい。この０．５質量％塩水溶液粘度は、Ｂ型粘度計において１号ローター、６０ｒｐｍで測定した値である。Ｂ型粘度計としては東機産業ＴＶＢ－１０Ｍ等が使用される。尚、高分子溶解液は８００ｒｐｍで３０分間攪拌して作製する。
【0026】
本発明の汚泥脱水剤が適用される難脱水汚泥は、脱水がより困難な有機分比率の高い汚泥である。具体的には有機物の指標となる汚泥の有機物量（ＶＳＳ、浮遊物質中の強熱減量、質量％対ＳＳ）が４５質量％以上の汚泥である。
近年、これら有機性の汚泥では、ＶＳＳやＶＴＳ（蒸発残留物中の強熱減量、質量％対ＴＳ）が増加する傾向にあり、従来の汚泥脱水剤に比べて本発明の汚泥脱水剤の効果がより顕著となるため、ＶＳＳが６０質量％以上の汚泥が好ましく、７０質量％以上が更に好ましい。尚、各種測定値は、定法（下水試験方法）に基づく測定による。
近年、これら有機性の汚泥では、ＶＳＳやＶＴＳ（蒸発残留物中の強熱減量、質量％対ＴＳ）が増加する傾向にあり、従来の汚泥脱水剤に比べて本発明の汚泥脱水剤の効果がより顕著となるため、ＶＳＳが６０質量％以上の汚泥が好ましく、７０質量％以上が更に好ましい。尚、各種測定値は、定法（下水試験方法）に基づく測定による。
【0027】
汚泥脱水剤中に本発明における物性値を有する水溶性高分子以外の水溶性高分子を含有していても差し支えない。多種多様な汚泥で効果を発揮するには汚泥脱水剤の全質量に対して本発明における物性値を有する水溶性高分子を５０質量％以上含有することが好ましい。
【0028】
本発明における汚泥脱水剤添加処理後、スクリュー濃縮機、遠心濃縮機、楕円盤型濃縮機等や、ベルトプレス、遠心脱水機、スクリュープレス、多重円盤型脱水機、ロータリープレス、フィルタープレス等の脱水機を任意に適用できる。
【0029】
本発明における汚泥脱水剤として適用可能な汚泥種は、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、し尿、産業排水の処理で生じる有機性汚泥（いわゆる生汚泥、余剰汚泥、混合生汚泥、消化汚泥、凝沈・浮上汚泥およびこれらの混合物）であるが、これら汚泥に任意の濃度に水で希釈して添加される。０．０１～１．０質量％の範囲が好ましい。汚泥に対する添加率は、汚泥種、脱水機種によっても異なるが、汚泥液量に対し１～１０００ｐｐｍである。使用する脱水機の種類は、ベルトプレス、遠心脱水機、スクリュープレス、多重円板型脱水機、ロータリープレス、フィルタープレス等に対応できる。又、硫酸アルミニウム、塩化アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム、ポリ硫酸第一鉄、ポリ硫酸第二鉄、塩化第二鉄等の無機系凝集剤と併用しても良い。
【実施例0030】
以下に本発明における汚泥脱水剤について具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【0031】
（実施例１）
攪拌機、温度計および窒素導入管を備えた４つ口５００ｍｌセパラブルフラスコに沸点１９０℃ないし２３０℃のナフテン系オイル１４３．８ｇにソルビタンモノオレート４．３ｇ及びポリオキシエチレンモノオレート １４．５ｇを仕込み溶解させた。別に８０質量％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）２００．９ｇ、５０質量％アクリルアミド（ＡＡＭと略記）７８．６ｇ、ギ酸ナトリウム０．５ｇ、メチレンビスアクリルアミド０．００５ｇ、純水を各々採取し添加した。油と水溶液を混合し、ホモジナイザーで乳化した。この時の単量体組成は、ＤＭＱ／ＡＡＭ＝６０／４０（モル％）である。
得られたエマルジョン単量体溶液の温度を４５～４８℃に保ち、窒素置換を３０分行なった後、アゾ系開始剤ジメチル－２,２’－アゾビスイソブチレート（富士フィルム和光純薬Ｖ－６０１）０．１ｇ（対単量体０．０５質量％）、過酸化物系開始剤ペルオキソ二硫酸アンモニウム０．１ｇ（対単量体０．０５質量％）を加え、重合反応を開始させた。５０℃で４時間重合させ反応を完結させた。試料Ａとし、組成、物性を表１に示す。又、単量体組成、開始剤量、多官能性不飽和単量体量を変更した他は試料Ａと同様な重合条件で反応した。これらを試料Ｂ～Ｆとし、組成、物性を表１に示す。
攪拌機、温度計および窒素導入管を備えた４つ口５００ｍｌセパラブルフラスコに沸点１９０℃ないし２３０℃のナフテン系オイル１４３．８ｇにソルビタンモノオレート４．３ｇ及びポリオキシエチレンモノオレート １４．５ｇを仕込み溶解させた。別に８０質量％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）２００．９ｇ、５０質量％アクリルアミド（ＡＡＭと略記）７８．６ｇ、ギ酸ナトリウム０．５ｇ、メチレンビスアクリルアミド０．００５ｇ、純水を各々採取し添加した。油と水溶液を混合し、ホモジナイザーで乳化した。この時の単量体組成は、ＤＭＱ／ＡＡＭ＝６０／４０（モル％）である。
得られたエマルジョン単量体溶液の温度を４５～４８℃に保ち、窒素置換を３０分行なった後、アゾ系開始剤ジメチル－２,２’－アゾビスイソブチレート（富士フィルム和光純薬Ｖ－６０１）０．１ｇ（対単量体０．０５質量％）、過酸化物系開始剤ペルオキソ二硫酸アンモニウム０．１ｇ（対単量体０．０５質量％）を加え、重合反応を開始させた。５０℃で４時間重合させ反応を完結させた。試料Ａとし、組成、物性を表１に示す。又、単量体組成、開始剤量、多官能性不飽和単量体量を変更した他は試料Ａと同様な重合条件で反応した。これらを試料Ｂ～Ｆとし、組成、物性を表１に示す。
【0032】
（比較例１）
試料Ａと同様に、単量体組成ＤＭＱ／ＡＡＭ＝６０／４０（モル％）のエマルジョン単量体溶液を調整した。得られたエマルジョン単量体溶液の温度を３０～３２℃に保ち、窒素置換を３０分行なった後、レドックス系開始剤の酸化剤ｔ－ブチルヒドロペルオキシド０．００８ｇ（対単量体０．００４質量％）を加えた。還元剤亜硫酸水素ナトリウム ０．０１２ ｇ（対単量体０．００６質量％）を３５℃で１時間逐次添加を行うことで重合させ反応を完結させた。試料１とし、組成、物性を表１に示す。又、開始剤としてアゾ系開始剤ジメチル－２,２’－アゾビスイソブチレートのみを使用し、単量体組成、開始剤量、多官能性不飽和単量体量を変更した他は試料Ａと同様な重合条件で反応した。これらを試料２～８とし、組成、物性を表１に示す。
試料Ａと同様に、単量体組成ＤＭＱ／ＡＡＭ＝６０／４０（モル％）のエマルジョン単量体溶液を調整した。得られたエマルジョン単量体溶液の温度を３０～３２℃に保ち、窒素置換を３０分行なった後、レドックス系開始剤の酸化剤ｔ－ブチルヒドロペルオキシド０．００８ｇ（対単量体０．００４質量％）を加えた。還元剤亜硫酸水素ナトリウム ０．０１２ ｇ（対単量体０．００６質量％）を３５℃で１時間逐次添加を行うことで重合させ反応を完結させた。試料１とし、組成、物性を表１に示す。又、開始剤としてアゾ系開始剤ジメチル－２,２’－アゾビスイソブチレートのみを使用し、単量体組成、開始剤量、多官能性不飽和単量体量を変更した他は試料Ａと同様な重合条件で反応した。これらを試料２～８とし、組成、物性を表１に示す。
【0033】
８０質量％ＤＭＱ１２５ｇと純水３７５ｇを混合し、温度を４５～４８℃に保ち、窒素置換を３０分行なった後、水溶性アゾ系開始剤２、２’－アゾビス（アミジノプロパン）二塩化水素化物（Ｖ５０）０．１ｇ（対単量体０．１質量％）を加え、重合反応を開始させた。５０℃で４時間重合させ反応を完結させた。試料９とし、組成、物性を表１に示す。
【0034】
（表１）
単量体；ＤＭＱ：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、ＡＡＭ：アクリルアミド、ＡＡＣ：アクリル酸、ＤＭＣ：メタ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
０．５質量％塩水溶液粘度：４質量％食塩水中に高分子濃度が０．５質量％になるように溶解したときの２５℃において測定した粘度（ｍＰａ・ｓ）。
０．２質量％水溶液粘度：高分子濃度が０．２質量％になるように水で溶解したときの２５℃において測定した粘度（ｍＰａ・ｓ）。
０．５質量％塩水溶液粘度：４質量％食塩水中に高分子濃度が０．５質量％になるように溶解したときの２５℃において測定した粘度（ｍＰａ・ｓ）。
０．２質量％水溶液粘度：高分子濃度が０．２質量％になるように水で溶解したときの２５℃において測定した粘度（ｍＰａ・ｓ）。
【0035】
（実施試験例１）
下水処理場より発生した余剰汚泥（ｐＨ６．６、電気伝導度１０１ｍＳ／ｍ、ＳＳ分１０５００ｍｇ／Ｌ、ＶＳＳ８５．７質量％、ＶＴＳ８１．４質量％、Ｍ－アルカリ度２３０ｍｇ／Ｌ、アニオン量２．１３ｍｅｑ／Ｌ）についてスクリュープレス型脱水機を想定した脱水試験を実施した。
汚泥２００ｍＬをポリビーカーに採取し、表１の実施例１の試料Ａの０．２質量％水溶液を対汚泥液量１２０ｐｐｍ添加（高分子純分）、ＣＳＴ測定装置において５００ｒｐｍで６０秒間撹拌後、４０メッシュにて濾過し濾水量を測定した。その後、ナイロン製濾布（＃２０２）を用いて汚泥をプレス圧４Ｋｇ／ｃｍ２で６０秒間脱水し、ケーキ含水率（１０５℃で２０時間乾燥）を測定した。試料Ｂ及びＣについても同様な条件で同様な試験を実施した。結果を表２に示す。
下水処理場より発生した余剰汚泥（ｐＨ６．６、電気伝導度１０１ｍＳ／ｍ、ＳＳ分１０５００ｍｇ／Ｌ、ＶＳＳ８５．７質量％、ＶＴＳ８１．４質量％、Ｍ－アルカリ度２３０ｍｇ／Ｌ、アニオン量２．１３ｍｅｑ／Ｌ）についてスクリュープレス型脱水機を想定した脱水試験を実施した。
汚泥２００ｍＬをポリビーカーに採取し、表１の実施例１の試料Ａの０．２質量％水溶液を対汚泥液量１２０ｐｐｍ添加（高分子純分）、ＣＳＴ測定装置において５００ｒｐｍで６０秒間撹拌後、４０メッシュにて濾過し濾水量を測定した。その後、ナイロン製濾布（＃２０２）を用いて汚泥をプレス圧４Ｋｇ／ｃｍ２で６０秒間脱水し、ケーキ含水率（１０５℃で２０時間乾燥）を測定した。試料Ｂ及びＣについても同様な条件で同様な試験を実施した。結果を表２に示す。
【0036】
（比較試験例１）実施試験例１と同様な汚泥を用い、表１の比較例１の試料を用いて同様な試験を実施した。これらの結果を表２に示す。
【0037】
（表２）
【0038】
本発明における水溶性高分子を添加した実施試験例１では、比較試験例１に比べてケーキ含水率が低下を示し、本発明における傾き値を有する水溶性高分子の脱水効果が優れることが分かった。傾き値が０．３０の試料１添加時では、効果が不良であり、傾き値が小さすぎると性能を発揮しないことが分かった。
【0039】
（実施試験例２）
食品工場より発生した余剰汚泥（ｐＨ６．９、電気伝導度１１６ｍＳ／ｍ、ＳＳ分８０００ｍｇ／Ｌ、ＶＳＳ９３．７質量％、ＶＴＳ８７．９質量％、Ｍ－アルカリ度２８９ｍｇ／Ｌ、アニオン量２３．９３ｍｅｑ／Ｌ）についてスクリュープレス型脱水機を想定した脱水試験を実施した。
汚泥２００ｍＬをポリビーカーに採取し、試料Ａあるいは試料Ｃの０．２質量％水溶液を対汚泥液量１５０ｐｐｍ添加（高分子純分）、ＣＳＴ測定装置において５００ｒｐｍで６０秒間撹拌後、４０メッシュにて濾過し濾水量を測定した。その後、ナイロン製濾布（＃２０２）を用いて汚泥をプレス圧４Ｋｇ／ｃｍ２で６０秒間脱水し、ケーキ含水率（１０５℃で２０時間乾燥）を測定した。結果を表３に示す。
食品工場より発生した余剰汚泥（ｐＨ６．９、電気伝導度１１６ｍＳ／ｍ、ＳＳ分８０００ｍｇ／Ｌ、ＶＳＳ９３．７質量％、ＶＴＳ８７．９質量％、Ｍ－アルカリ度２８９ｍｇ／Ｌ、アニオン量２３．９３ｍｅｑ／Ｌ）についてスクリュープレス型脱水機を想定した脱水試験を実施した。
汚泥２００ｍＬをポリビーカーに採取し、試料Ａあるいは試料Ｃの０．２質量％水溶液を対汚泥液量１５０ｐｐｍ添加（高分子純分）、ＣＳＴ測定装置において５００ｒｐｍで６０秒間撹拌後、４０メッシュにて濾過し濾水量を測定した。その後、ナイロン製濾布（＃２０２）を用いて汚泥をプレス圧４Ｋｇ／ｃｍ２で６０秒間脱水し、ケーキ含水率（１０５℃で２０時間乾燥）を測定した。結果を表３に示す。
【0040】
（比較試験例２）実施試験例２と同様な汚泥を用い、表１の比較例１の試料を用いて同様な試験を実施した。結果を表３に示す。
【0041】
（表３）
【0042】
本発明における水溶性高分子を添加した実施試験例２では、比較試験例２に比べてケーキ含水率が低下を示し、本発明における傾き値を有する水溶性高分子の脱水効果が優れることが分かった。同モル組成で同程度の分子量を有する高分子の比較において、本発明における水溶性高分子の効果が優れることが分かった。
【0043】
（実施試験例３）
畜産工場より発生した畜産汚泥（ｐＨ６．７、電気伝導度１２６１ｍＳ／ｍ、ＳＳ分１５０００ｍｇ／Ｌ、ＶＳＳ８８．３質量％、ＶＴＳ７４．０質量％、Ｍ－アルカリ度３１７ｍｇ／Ｌ、アニオン量４．７７ｍｅｑ／Ｌ）についてスクリュープレス型脱水機を想定した脱水試験を実施した。
汚泥２００ｍＬをポリビーカーに採取し、試料Ａあるいは試料Ｃの０．２質量％水溶液を対汚泥液量３５０ｐｐｍ添加（高分子純分）、ＣＳＴ測定装置において５００ｒｐｍで６０秒間撹拌後、４０メッシュにて濾過し濾水量を測定した。その後、ナイロン製濾布（＃２０２）を用いて汚泥をプレス圧４Ｋｇ／ｃｍ２で６０秒間脱水し、ケーキ含水率（１０５℃で２０時間乾燥）を測定した。結果を表４に示す。
畜産工場より発生した畜産汚泥（ｐＨ６．７、電気伝導度１２６１ｍＳ／ｍ、ＳＳ分１５０００ｍｇ／Ｌ、ＶＳＳ８８．３質量％、ＶＴＳ７４．０質量％、Ｍ－アルカリ度３１７ｍｇ／Ｌ、アニオン量４．７７ｍｅｑ／Ｌ）についてスクリュープレス型脱水機を想定した脱水試験を実施した。
汚泥２００ｍＬをポリビーカーに採取し、試料Ａあるいは試料Ｃの０．２質量％水溶液を対汚泥液量３５０ｐｐｍ添加（高分子純分）、ＣＳＴ測定装置において５００ｒｐｍで６０秒間撹拌後、４０メッシュにて濾過し濾水量を測定した。その後、ナイロン製濾布（＃２０２）を用いて汚泥をプレス圧４Ｋｇ／ｃｍ２で６０秒間脱水し、ケーキ含水率（１０５℃で２０時間乾燥）を測定した。結果を表４に示す。
【0044】
（比較試験例３）実施試験例３と同様な汚泥を用い、表１の比較例１の試料を用いて同様な試験を実施した。結果を表４に示す。
【0045】
（表４）
【0046】
本発明における水溶性高分子を添加した実施試験例３では、比較試験例３に比べてケーキ含水率が低下を示し、本発明における傾き値を有する水溶性高分子の脱水効果が優れることが分かった。
【0047】
（実施試験例４）
衛生プラントより発生したし尿汚泥（ｐＨ６．５、電気伝導度１１０ｍＳ／ｍ、ＳＳ分３７１５ｍｇ／Ｌ、ＶＳＳ８３．６質量％、ＶＴＳ７２．４質量％、Ｍ－アルカリ度５０ｍｇ／Ｌ、アニオン量０．６６ｍｅｑ／Ｌ）についてスクリュープレス型脱水機を想定した脱水試験を実施した。
汚泥２００ｍＬをポリビーカーに採取し、試料Ｃの０．２質量％水溶液を対汚泥液量３０ｐｐｍ添加（高分子純分）、ＣＳＴ測定装置において１０００ｒｐｍで４５秒間撹拌後、４０メッシュにて濾過し濾水量を測定した。その後、ナイロン製濾布（＃２０２）を用いて汚泥をプレス圧３Ｋｇ／ｃｍ２で６０秒間脱水し、ケーキ含水率（１０５℃で２０時間乾燥）を測定した。結果を表５に示す。
衛生プラントより発生したし尿汚泥（ｐＨ６．５、電気伝導度１１０ｍＳ／ｍ、ＳＳ分３７１５ｍｇ／Ｌ、ＶＳＳ８３．６質量％、ＶＴＳ７２．４質量％、Ｍ－アルカリ度５０ｍｇ／Ｌ、アニオン量０．６６ｍｅｑ／Ｌ）についてスクリュープレス型脱水機を想定した脱水試験を実施した。
汚泥２００ｍＬをポリビーカーに採取し、試料Ｃの０．２質量％水溶液を対汚泥液量３０ｐｐｍ添加（高分子純分）、ＣＳＴ測定装置において１０００ｒｐｍで４５秒間撹拌後、４０メッシュにて濾過し濾水量を測定した。その後、ナイロン製濾布（＃２０２）を用いて汚泥をプレス圧３Ｋｇ／ｃｍ２で６０秒間脱水し、ケーキ含水率（１０５℃で２０時間乾燥）を測定した。結果を表５に示す。
【0048】
（比較試験例４）実施試験例４と同様な汚泥を用い、表１の比較例１の試料を用いて同様な試験を実施した。結果を表５に示す。
【0049】
（表５）
【0050】
本発明における水溶性高分子を添加した実施試験例４では、比較試験例４に比べてケーキ含水率が低下を示し、本発明における傾き値を有する水溶性高分子の脱水効果が優れることが分かった。
【0051】
（実施試験例５）
衛生プラントより発生した下水余剰汚泥（ｐＨ６．７、電気伝導度２６．６ｍＳ／ｍ、ＳＳ分３４９７ｍｇ／Ｌ、ＶＳＳ８３．２質量％、ＶＴＳ８０．１質量％、Ｍ－アルカリ度７９ｍｇ／Ｌ、アニオン量０．２３ｍｅｑ／Ｌ）について遠心脱水機を想定した脱水試験を実施した。
汚泥２００ｍＬをポリビーカーに採取し、試料Ｄあるいは試料Ｅの０．２質量％水溶液を対汚泥液量５０ｐｐｍ添加（高分子純分）、ＣＳＴ測定装置において１０００ｒｐｍで６０秒間撹拌後、４０メッシュにて濾過し濾水量を測定した。その後、ナイロン製濾布（＃２０２）を用いて汚泥をプレス圧３Ｋｇ／ｃｍ２で３０秒間脱水し、ケーキ含水率（１０５℃で２０時間乾燥）を測定した。結果を表６に示す。
衛生プラントより発生した下水余剰汚泥（ｐＨ６．７、電気伝導度２６．６ｍＳ／ｍ、ＳＳ分３４９７ｍｇ／Ｌ、ＶＳＳ８３．２質量％、ＶＴＳ８０．１質量％、Ｍ－アルカリ度７９ｍｇ／Ｌ、アニオン量０．２３ｍｅｑ／Ｌ）について遠心脱水機を想定した脱水試験を実施した。
汚泥２００ｍＬをポリビーカーに採取し、試料Ｄあるいは試料Ｅの０．２質量％水溶液を対汚泥液量５０ｐｐｍ添加（高分子純分）、ＣＳＴ測定装置において１０００ｒｐｍで６０秒間撹拌後、４０メッシュにて濾過し濾水量を測定した。その後、ナイロン製濾布（＃２０２）を用いて汚泥をプレス圧３Ｋｇ／ｃｍ２で３０秒間脱水し、ケーキ含水率（１０５℃で２０時間乾燥）を測定した。結果を表６に示す。
【0052】
（比較試験例５）実施試験例５と同様な汚泥を用い、表１の比較例１の試料を用いて同様な試験を実施した。結果を表６に示す。
【0053】
（表６）
【0054】
本発明における水溶性高分子を添加した実施試験例５では、比較試験例５に比べてケーキ含水率が低下を示し、本発明における傾き値を有する水溶性高分子の脱水効果が優れることが分かった。同モル組成で同程度の分子量の比較において、本発明における水溶性高分子の効果が優れることが分かった。
【0055】
（実施試験例６）
衛生プラントより発生した下水余剰汚泥（ｐＨ６．１、電気伝導度５８ｍＳ／ｍ、ＳＳ分９２５０ｍｇ／Ｌ、ＶＳＳ８９．２質量％、ＶＴＳ８６．１質量％、Ｍ－アルカリ度１０９ｍｇ／Ｌ、アニオン量０．７ｍｅｑ／Ｌ）について多重円盤型脱水機を想定した脱水試験を実施した。
汚泥２００ｍＬをポリビーカーに採取し、試料Ｆの０．２質量％水溶液を対汚泥液量１００ｐｐｍ添加（高分子純分）、ポリビーカー移し替え２０回撹拌後、４０メッシュにて濾過し濾水量を測定した。その後、ナイロン製濾布（＃２０２）を用いて汚泥をプレス圧３Ｋｇ／ｃｍ２で６０秒間脱水し、ケーキ含水率（１０５℃で２０時間乾燥）を測定した。結果を表７に示す。
衛生プラントより発生した下水余剰汚泥（ｐＨ６．１、電気伝導度５８ｍＳ／ｍ、ＳＳ分９２５０ｍｇ／Ｌ、ＶＳＳ８９．２質量％、ＶＴＳ８６．１質量％、Ｍ－アルカリ度１０９ｍｇ／Ｌ、アニオン量０．７ｍｅｑ／Ｌ）について多重円盤型脱水機を想定した脱水試験を実施した。
汚泥２００ｍＬをポリビーカーに採取し、試料Ｆの０．２質量％水溶液を対汚泥液量１００ｐｐｍ添加（高分子純分）、ポリビーカー移し替え２０回撹拌後、４０メッシュにて濾過し濾水量を測定した。その後、ナイロン製濾布（＃２０２）を用いて汚泥をプレス圧３Ｋｇ／ｃｍ２で６０秒間脱水し、ケーキ含水率（１０５℃で２０時間乾燥）を測定した。結果を表７に示す。
【0056】
（比較試験例６）実施試験例６と同様な汚泥を用い、表１の比較例１の試料を用いて同様な試験を実施した。結果を表７に示す。
【0057】
（表７）
【0058】
本発明における水溶性高分子を添加した実施試験例６では、比較試験例６に比べてケーキ含水率が低下を示し、本発明における傾き値を有する水溶性高分子の脱水効果が優れることが分かった。同モル組成で同程度の分子量の比較において、本発明における水溶性高分子の効果が優れることが分かった。
【0059】
本発明における水溶性高分子を汚泥脱水剤として適用することで優れた脱水効果が得られることが分かり、難脱水汚泥やその他、多種多様な汚泥での展開が可能である。
【図面の簡単な説明】
【0060】
【図1】（高分子水溶液の回転数と粘度の一次関数グラフ）水溶性高分子が有する傾き値について具体的な求め方を示したものである。表１の試料Ｃの０．０５質量％水溶液をＢ型粘度計にて回転数２．５、５、１０、２０、５０、１００ｒｐｍで粘度（ｍＰａ・ｓ、２５℃）を測定し、それぞれの回転数で、粘度２１６、１６７、１２６、９４、６３、４６ｍＰａ・ｓが求められた。回転数をＸ、粘度をＹとし、それぞれの自然対数をｌｎ（Ｘ）、ｌｎ（Ｙ）とする一次関数グラフを作成した。一次関数グラフから傾き値０．４２（≒０．４２０９）（絶対値）が得られ、本発明における水溶性高分子の傾き値の範囲を有する。
【図1】
