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JP2012196661A - Polymer flocculant - Google Patents

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JP2012196661A
JP2012196661A JP2011263014A JP2011263014A JP2012196661A JP 2012196661 A JP2012196661 A JP 2012196661A JP 2011263014 A JP2011263014 A JP 2011263014A JP 2011263014 A JP2011263014 A JP 2011263014A JP 2012196661 A JP2012196661 A JP 2012196661A
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Japan
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acid
water
polymer
meth
polymer flocculant
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Pending
Application number
JP2011263014A
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Japanese (ja)
Inventor
Shigekuni Nakada
繁邦 中田
Toshiya Iwata
俊哉 岩田
Naoshi Yabuta
尚士 薮田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sanyo Chemical Industries Ltd
Original Assignee
Sanyo Chemical Industries Ltd
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Publication date
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  • Polymerisation Methods In General (AREA)
  • Paper (AREA)
  • Separation Of Suspended Particles By Flocculating Agents (AREA)
  • Treatment Of Sludge (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a polymer flocculant that can greatly improve the dehydration efficiency of sludge by forming firm and coarse flocs in dehydration of hard-to-dehydrate organic sludge and the like.SOLUTION: The polymer flocculant includes (A) a water-soluble polymer containing a water-soluble unsaturated monomer (a) as a structural unit, and (B) an aromatic ring-containing carboxylic acid and/or its salt. Preferably, (A) is a water-soluble polymer obtained by radical polymerization of the water-soluble unsaturated monomer (a) in the presence of (B).

Description

本発明は高分子凝集剤に関する。さらに詳しくは、有機性汚泥等の脱水性能に優れる高分子凝集剤に関する。   The present invention relates to a polymer flocculant. More specifically, the present invention relates to a polymer flocculant excellent in dewatering performance such as organic sludge.

従来、下水もしくはし尿(以下、汚泥と略記)等又は工場廃水もしくは無機性汚泥(以下、廃水と略記)等のうち、汚泥とくに有機性汚泥の脱水に対しては、ポリ(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クロライド、アクリルアミド−アクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロライドコポリマー、ポリアミジン等のカチオン性高分子凝集剤、アクリルアミド−アクリル酸−アクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロライドコポリマー等の両性高分子凝集剤が広く使用されている。
また、廃水等の脱水に対しては、ポリアクリルアミド等のノニオン性高分子凝集剤、アクリルアミド−アクリル酸ナトリウムコポリマー等のアニオン性高分子凝集剤が広く使用されている。
これらの高分子凝集剤の製造方法としては、水溶液重合法、薄膜重合法、逆相懸濁重合法、沈殿重合法および乳化重合法等が知られている。
Conventionally, among sewage or human waste (hereinafter abbreviated as sludge) or factory wastewater or inorganic sludge (hereinafter abbreviated as wastewater), poly (meth) acryloyloxyethyl has been used for dewatering sludge, particularly organic sludge. Amphoteric polymer flocculants such as trimethylammonium chloride, acrylamide-acryloyloxyethyltrimethylammonium chloride copolymer, polyamidine and other cationic polymer flocculants, and acrylamide-acrylic acid-acryloyloxyethyltrimethylammonium chloride copolymer are widely used.
For dehydration of waste water and the like, nonionic polymer flocculants such as polyacrylamide and anionic polymer flocculants such as acrylamide-sodium acrylate copolymer are widely used.
Known methods for producing these polymer flocculants include an aqueous solution polymerization method, a thin film polymerization method, a reverse phase suspension polymerization method, a precipitation polymerization method, and an emulsion polymerization method.

これらの高分子凝集剤の中で、近年、特に有機性汚泥の脱水に関して、発生する汚泥量の増加および汚泥性状の難脱水性化への対応の観点から脱水処理速度向上のニーズが高まってきており、より強いフロックを形成する高分子凝集剤が望まれている。
また、脱水ケーキを焼却処分する際の焼却処分費用の高騰、脱水ケーキをそのまま埋め立て処分する際の埋め立て地の逼迫した状況から、脱水ケーキ含水率の低減を実現することができる高分子凝集剤が望まれている。
Among these polymer flocculants, in recent years, especially regarding the dewatering of organic sludge, there is an increasing need for an increase in the dewatering treatment speed from the viewpoint of increasing the amount of generated sludge and making sludge properties difficult to dewater. Therefore, a polymer flocculant that forms a stronger floc is desired.
In addition, the polymer flocculants that can reduce the moisture content of dehydrated cakes due to soaring incineration costs when dewatered cakes are incinerated, and the tightness of landfill sites when dehydrated cakes are landfilled as they are, It is desired.

最近では、これらの高性能化を目的とした高分子凝集剤として、例えば、重合時又は重合後にポリマー中のカルボキシル基と化学結合する架橋剤を加え反応させることで部分架橋を形成させた両性高分子凝集剤(例えば、特許文献1参照)、重合時にアゾ基を有するポリアルキレンオキサイド化合物又は光開裂基を有するポリアルキレンオキサイド化合物を添加して製造したもの(例えば、特許文献2参照)、重合時にニトロキシラジカルを添加して製造したもの(例えば、特許文献3参照)等が開示されている。   Recently, as a polymer flocculant for the purpose of improving the performance of these polymers, for example, an amphoteric high polymer having a partial cross-linking formed by reacting with a cross-linking agent chemically bonded to a carboxyl group in the polymer at the time of polymerization or after polymerization is reacted. A molecular flocculant (for example, see Patent Document 1), a product prepared by adding a polyalkylene oxide compound having an azo group or a polyalkylene oxide compound having a photocleavable group at the time of polymerization (for example, see Patent Document 2), at the time of polymerization Those manufactured by adding a nitroxy radical (for example, see Patent Document 3) are disclosed.

特開2001−129311号公報JP 2001-129511 A 特開2002−97236号公報JP 2002-97236 A 特開2001−139606号公報JP 2001-139606 A

しかしながら、現状用いられている高分子凝集剤は、まだ前記の課題を十分に解決できるレベルには到達しておらず、また上記開示されている高分子凝集剤はフロック強度や脱水ケーキ含水率の観点から、多少は改良されているもののまだ不十分であった。
本発明の目的は、難脱水性の有機性汚泥の脱水処理において、強固な粗大フロックを形成させて汚泥の脱水処理効率を大幅に向上できる高分子凝集剤を提供することにある。
However, currently used polymer flocculants have not yet reached a level that can sufficiently solve the above problems, and the disclosed polymer flocculants have a floc strength and a dehydrated cake moisture content. From the point of view, although it was improved somewhat, it was still insufficient.
An object of the present invention is to provide a polymer flocculant capable of forming a strong coarse floc in the dewatering treatment of hardly dewatering organic sludge and greatly improving the sludge dewatering efficiency.

本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果本発明に到達した。すなわち、本発明は、水溶性不飽和モノマー(a)を構成単位とする水溶性ポリマー(A)、および芳香環含有カルボン酸および/またはその塩(B)を含有してなる高分子凝集剤(P);並びに上記の高分子凝集剤(P)を汚泥または廃水に添加、混合してフロックを形成させ、固液分離を行うことを特徴とする汚泥または廃水の処理方法である。   The inventors of the present invention have arrived at the present invention as a result of intensive studies to solve the above problems. That is, the present invention relates to a polymer flocculant comprising a water-soluble polymer (A) having a water-soluble unsaturated monomer (a) as a structural unit, and an aromatic ring-containing carboxylic acid and / or a salt thereof (B) ( P); and the above-mentioned polymer flocculant (P) is added to and mixed with sludge or wastewater to form flocs, and solid-liquid separation is performed.

本発明の高分子凝集剤は下記の効果を奏する。
(1)汚泥等の脱水処理において強固な粗大フロックを形成する。
(2)形成されたフロックは破壊、再分散されにくいため凝集処理の安定性や処理速度を著しく高めることができる。
(3)脱水工程後のケーキ含水率が低く廃棄物量および焼却処理コストを低減できる。
The polymer flocculant of the present invention has the following effects.
(1) A strong coarse floc is formed in a dewatering process such as sludge.
(2) Since the formed floc is not easily broken or redispersed, the stability and processing speed of the aggregation treatment can be remarkably increased.
(3) The moisture content of the cake after the dehydration step is low, and the amount of waste and incineration costs can be reduced.

[水溶性ポリマー(A)]
本発明における水溶性ポリマー(A)は、水溶性不飽和モノマー(a)を必須構成単位とする。(a)は、懸濁物の凝集性の観点から、カチオン性モノマー(a1)[下記一般式(1)または(2)で表される(a11)、(a12)、および後述の(a13)、(a14)等]を含有するのが好ましい。
(a)中には(a1)の他に、必要によりさらに、1個の不飽和基を有する、ノニオン性モノマー(a2)および/またはアニオン性モノマー(a3)を含有させることができる。
なお、ここおよび以下において水溶性不飽和モノマーもしくは水溶性ポリマーとは、水に対する溶解度が1g以上/水100g(20℃)であるものを意味し、後述する水不溶性不飽和モノマーとは、水に対する溶解度が1g未満/水100g(20℃)であるものを意味する。

CH2=C(R1)CO−Q−X−NR23 (1)
CH2=C(R1)CO−Q−X−N+234・Z- (2)
[Water-soluble polymer (A)]
The water-soluble polymer (A) in the present invention comprises a water-soluble unsaturated monomer (a) as an essential structural unit. (A) is a cationic monomer (a1) [(a11), (a12) represented by the following general formula (1) or (2), and (a13) described later, from the viewpoint of aggregation of the suspension. , (A14) etc.].
In (a), in addition to (a1), a nonionic monomer (a2) and / or an anionic monomer (a3) having one unsaturated group can be further contained as required.
In the following and below, a water-soluble unsaturated monomer or a water-soluble polymer means one having a solubility in water of 1 g or more / 100 g of water (20 ° C.). It means that the solubility is less than 1 g / 100 g of water (20 ° C.).

CH 2 = C (R 1) CO-Q-X-NR 2 R 3 (1)
CH 2 = C (R 1) CO-Q-X-N + R 2 R 3 R 4 · Z - (2)

一般式(1)、(2)中、R1はHまたはメチル基、R2、R3は、ヘテロ原子を含有してもよい炭素数(以下Cと略記)1〜3[凝集性能(高フロック強度、フロックの粗大化、脱水ケーキの低含水率化等。以下同じ。)の観点から好ましくは1〜2]のアルキルもしくはアルコキシル基を表し、R2とR3は互いに結合して環を形成してもよい。
4はHまたはC1〜7の、アルキル、アルコキシルまたはベンジル基を表す。R1〜R4は相互に同じでも異なっていてもよい。
QはOまたはNH、XはC1〜4のアルキレン基またはC2〜4のヒドロキシアルキレン基を表す。
-はハロゲンイオン、硫酸イオン、リン酸イオン、硝酸イオン等の陰イオンを表す。
In the general formulas (1) and (2), R 1 is H or a methyl group, R 2 and R 3 are carbon atoms (hereinafter abbreviated as C) 1 to 3 [aggregation performance (high From the viewpoint of floc strength, floc coarsening, low water content of dehydrated cake, etc., the same shall apply hereinafter), preferably represents an alkyl or alkoxyl group of 1-2], and R 2 and R 3 are bonded to each other to form a ring. It may be formed.
R 4 represents H or a C1-7 alkyl, alkoxyl or benzyl group. R 1 to R 4 may be the same as or different from each other.
Q represents O or NH, and X represents a C1-4 alkylene group or a C2-4 hydroxyalkylene group.
Z represents an anion such as a halogen ion, a sulfate ion, a phosphate ion, or a nitrate ion.

(a1)〜(a3)としては下記のものが挙げられる。
(a1)カチオン性モノマー
下記のもの、これらの塩[例えば無機酸(塩酸、硫酸、リン酸および硝酸等)塩、メチルクロライド塩、ジメチル硫酸塩およびベンジルクロライド塩]、およびこれらの混合物が挙げられる。
(a11) 窒素原子含有(メタ)アクリレート[ここにおいて(メタ)アクリレートは、アクリレートまたはメタアクリレートを表す。以下同じ。]
C6〜21のもの、例えばアミノアルキル(C2〜3)(メタ)アクリレート、N,N−ジアルキル(アルキル基はC1〜2)アミノアルキル(C2〜3)(メタ)アクリレート[N,N−ジメチルアミノエチルおよび−プロピル(メタ)アクリレート、N,N−ジエチルアミノエチルおよび−プロピル(メタ)アクリレート等]、複素環含有(メタ)アクリレート[N−モルホリノエチル(メタ)アクリレート等];
(a12) 窒素原子含有(メタ)アクリルアミド誘導体
C6〜21のもの、例えばN,N−ジアルキル(C1〜2)アミノアルキル(C2〜3)(メタ)アクリルアミド[N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド等];
(a13) アミノ基を有するエチレン性不飽和化合物
C6〜21のもの、例えばビニルアミン、ビニルアニリン、(メタ)アリルアミン、p−アミノスチレン等];
(a14) アミンイミド基を有する化合物
C6〜21のもの、例えば1,1,1−トリメチルアミン(メタ)アクリルイミド、1,1−ジメチル−1−エチルアミン(メタ)アクリルイミド、1,1−ジメチル−1−(2’−フェニル−2’−ヒドロキシエチル)アミン(メタ)アクリルイミド。
Examples of (a1) to (a3) include the following.
(A1) Cationic monomer The following are included, and salts thereof [for example, inorganic acid (hydrochloric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, nitric acid, etc.) salts, methyl chloride salts, dimethyl sulfate salts and benzyl chloride salts], and mixtures thereof. .
(A11) Nitrogen atom-containing (meth) acrylate [where (meth) acrylate represents acrylate or methacrylate. same as below. ]
C6-21, such as aminoalkyl (C2-3) (meth) acrylate, N, N-dialkyl (alkyl group is C1-2) aminoalkyl (C2-3) (meth) acrylate [N, N-dimethylamino Ethyl and -propyl (meth) acrylate, N, N-diethylaminoethyl and -propyl (meth) acrylate and the like], heterocycle-containing (meth) acrylate [N-morpholinoethyl (meth) acrylate and the like];
(A12) Nitrogen atom-containing (meth) acrylamide derivative C6-21, such as N, N-dialkyl (C1-2) aminoalkyl (C2-3) (meth) acrylamide [N, N-dimethylaminoethyl (meth) Acrylamide etc.];
(A13) Ethylenically unsaturated compound having an amino group C6-21, such as vinylamine, vinylaniline, (meth) allylamine, p-aminostyrene, etc.];
(A14) Compound having amine imide group C6-21, such as 1,1,1-trimethylamine (meth) acrylimide, 1,1-dimethyl-1-ethylamine (meth) acrylimide, 1,1-dimethyl-1 -(2'-Phenyl-2'-hydroxyethyl) amine (meth) acrylimide.

(a2)ノニオン性モノマー
下記のもの、およびこれらの混合物が挙げられる。
(a21)(メタ)アクリレート
C4以上かつ数平均分子量[以下Mnと略記。測定は後述の測定条件でのゲルパーミエイションクロマトグラフィー(GPC)法による。基準物質:ポリスチレン]5,000以下のもの、例えば水酸基含有(メタ)アクリレート[例えばヒドロキシエチル−、ジエチレングリコールモノ−、ポリエチレングリコール(重合度3〜50)モノ−および(ポリ)グリセロール(重合度1〜10)モノ(メタ)アクリレート]およびアクリル酸アルキル(アルキル基はC1〜2)エステル(C4〜5、例えばアクリル酸メチル、アクリル酸エチル);
(a22)(メタ)アクリルアミドおよびその誘導体
C3〜30のもの、例えば(メタ)アクリルアミド、N−アルキル(C1〜3)(メタ)アクリルアミド[N−メチルおよび−イソプロピル(メタ)アクリルアミド等]、N−アルキロール(メタ)アクリルアミド[N−メチロール(メタ)アクリルアミド等]、N−アルキロール(C1〜2)(メタ)アクリルアミドのアルキレンオキシド(C2〜3、以下AOと略記。)1〜8モル付加物;
(a23) 前記(a1)以外の窒素原子含有エチレン性不飽和化合物
C3〜30のもの、例えばアクリロニトリル、N−ビニルホルムアミド、N−ビニル−2−ピロリドン、N−ビニルイミダゾール、N−ビニルスクシンイミド、N−ビニルカルバゾールおよび2−シアノエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシエチルマレイミドのAO2〜10モル付加物。
(A2) Nonionic monomer The following are mentioned, and these mixtures.
(A21) (Meth) acrylate C4 or more and number average molecular weight [hereinafter abbreviated as Mn. The measurement is based on a gel permeation chromatography (GPC) method under the measurement conditions described later. Reference substance: Polystyrene] 5,000 or less, for example, hydroxyl group-containing (meth) acrylate [eg, hydroxyethyl-, diethylene glycol mono-, polyethylene glycol (degree of polymerization 3-50) mono- and (poly) glycerol (degree of polymerization 1 10) mono (meth) acrylate] and alkyl acrylate (alkyl group is C1-2) ester (C4-5, such as methyl acrylate, ethyl acrylate);
(A22) (Meth) acrylamide and its derivatives C3-30, such as (meth) acrylamide, N-alkyl (C1-3) (meth) acrylamide [N-methyl and -isopropyl (meth) acrylamide etc.], N- Alkylol (meth) acrylamide [N-methylol (meth) acrylamide etc.], N-alkylol (C1-2) (meth) acrylamide alkylene oxide (C2-3, hereinafter abbreviated as AO) 1-8 mol adduct ;
(A23) Nitrogen-containing ethylenically unsaturated compounds other than (a1) C3-30, such as acrylonitrile, N-vinylformamide, N-vinyl-2-pyrrolidone, N-vinylimidazole, N-vinylsuccinimide, N -AO2 to 10 mol adduct of vinylcarbazole and 2-cyanoethyl (meth) acrylate, hydroxyethylmaleimide.

(a3)アニオン性モノマー
下記のもの、これらの塩[アルカリ金属(リチウム、ナトリウム、カリウム等、以下同じ。)塩、アルカリ土類金属(マグネシウム、カルシウム等、以下同じ。)塩、アンモニウム塩およびアミン(C1〜20)塩等]、およびこれらの混合物が挙げられる。
(A3) Anionic monomer The following, these salts [alkali metal (lithium, sodium, potassium, etc., the same shall apply hereinafter) salt, alkaline earth metal (magnesium, calcium, etc., the same shall apply hereinafter) salt, ammonium salt and amine (C1-20) salts and the like], and mixtures thereof.

(a31) 不飽和カルボン酸
C3〜30のもの、例えば(メタ)アクリル酸、(無水)マレイン酸、フマル酸、(無水)イタコン酸、ビニル安息香酸、アリル酢酸、マレイン酸AO付加物モノエステル;
(a32) 不飽和スルホン酸
C2〜20の脂肪族不飽和スルホン酸(ビニルスルホン酸等)、C6〜20の芳香族不飽和スルホン酸(スチレンスルホン酸等)、スルホン酸基含有(メタ)アクリレート[スルホアルキル(C2〜20)(メタ)アクリレート[2−(メタ)アクリロイルオキシエタン、−プロパンおよび−ブタンスルホン酸、3−(メタ)アクリロイルオキシプロパンスルホン酸、4−(メタ)アクリロイルオキシブタンスルホン酸、2−(メタ)アクリロイルオキシ−2,2−ジメチルエタンスルホン酸、p−(メタ)アクリロイルオキシメチルベンゼンスルホン酸等]、スルホン酸基含有(メタ)アクリルアミド[2−(メタ)アクリロイルアミノエタンスルホン酸、2−および3−(メタ)アクリロイルアミノプロパンスルホン酸、2−および4−(メタ)アクリロイルアミノブタンスルホン酸、2−(メタ)アクリロイルアミノ−2,2−ジメチルエタンスルホン酸、p−(メタ)アクリロイルアミノメチルベンゼンスルホン酸等]、アルキル(C1〜20)(メタ)アリルスルホコハク酸エステル[メチル(メタ)アリルスルホコハク酸エステル等]等;
(a33) (メタ)アクリロイルポリオキシアルキレン(アルキレン基はC1〜3)硫酸エステル
(メタ)アクリロイルポリオキシエチレン(重合度2〜50)硫酸エステル等。
(A31) unsaturated carboxylic acids of C3-30, such as (meth) acrylic acid, (anhydrous) maleic acid, fumaric acid, (anhydrous) itaconic acid, vinylbenzoic acid, allylic acetic acid, maleic acid AO adduct monoester;
(A32) Unsaturated sulfonic acid C2-20 aliphatic unsaturated sulfonic acid (such as vinyl sulfonic acid), C6-20 aromatic unsaturated sulfonic acid (such as styrene sulfonic acid), sulfonic acid group-containing (meth) acrylate [ Sulfoalkyl (C2-20) (meth) acrylate [2- (meth) acryloyloxyethane, -propane and -butanesulfonic acid, 3- (meth) acryloyloxypropanesulfonic acid, 4- (meth) acryloyloxybutanesulfonic acid 2- (meth) acryloyloxy-2,2-dimethylethanesulfonic acid, p- (meth) acryloyloxymethylbenzenesulfonic acid, etc.], sulfonic acid group-containing (meth) acrylamide [2- (meth) acryloylaminoethanesulfone Acid, 2- and 3- (meth) acryloylaminoprop Sulfonic acid, 2- and 4- (meth) acryloylaminobutanesulfonic acid, 2- (meth) acryloylamino-2,2-dimethylethanesulfonic acid, p- (meth) acryloylaminomethylbenzenesulfonic acid, etc.], alkyl ( C1-20) (meth) allylsulfosuccinic acid ester [methyl (meth) allylsulfosuccinic acid ester and the like] and the like;
(A33) (Meth) acryloyl polyoxyalkylene (alkylene group is C1-3) sulfate ester (meth) acryloyl polyoxyethylene (polymerization degree 2-50) sulfate ester and the like.

(a)のうち水溶性ポリマー(A)の高分子量化の観点から好ましいのは、カチオン性モノマーのうちの(a11)、(a12)、(a13)、ノニオン性モノマーのうちの(a21)、(a22)、アニオン性モノマーのうちの(a31)、(a32)、さらに好ましいのは(a11)、(a12)、(a13)、(a21)、(a22)、(a31)、および(a32)のうちのスルホン酸基含有(メタ)アクリレート、スルホン酸基含有(メタ)アクリルアミド、特に好ましいのは(a11)、(a12)、(a13)、(a21)、(a31)、および(a32)のうちのスルホン酸基含有(メタ)アクリレート、スルホン酸基含有(メタ)アクリルアミド、最も好ましいのは(a11)のうちのN,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレートおよびこれらの塩(前記のもの)、(a22)のうちの(メタ)アクリルアミド、(a23)のうちのアクリロニトリル、N−ビニルホルムアミド、(a31)のうちの(メタ)アクリル酸、(無水)マレイン酸、(無水)イタコン酸およびこれらのアルカリ金属塩、(a32)のうちの2−(メタ)アクリロイルオキシエタンスルホン酸、2−および3−(メタ)アクリロイルオキシプロパンスルホン酸、2−(メタ)アクリロイルアミノ−2,2−ジメチルエタンスルホン酸およびこれらのアルカリ金属塩である。また、これらの(a)は、任意に混合して共重合させることができる。   Among (a), from the viewpoint of increasing the molecular weight of the water-soluble polymer (A), (a11), (a12), (a13) among the cationic monomers, (a21) among the nonionic monomers, (A22), (a31), (a32) of anionic monomers, more preferably (a11), (a12), (a13), (a21), (a22), (a31), and (a32) Of these, sulfonic acid group-containing (meth) acrylate, sulfonic acid group-containing (meth) acrylamide, particularly preferred are (a11), (a12), (a13), (a21), (a31), and (a32). Of these, sulfonic acid group-containing (meth) acrylate, sulfonic acid group-containing (meth) acrylamide, and most preferred is N, N-dimethylaminoethyl (meth) of (a11). ) Acrylates and their salts (as described above), (meth) acrylamide in (a22), acrylonitrile in (a23), N-vinylformamide, (meth) acrylic acid in (a31), (anhydrous) ) Maleic acid, (anhydrous) itaconic acid and alkali metal salts thereof, (a32) 2- (meth) acryloyloxyethanesulfonic acid, 2- and 3- (meth) acryloyloxypropanesulfonic acid, 2- ( (Meth) acryloylamino-2,2-dimethylethanesulfonic acid and alkali metal salts thereof. Moreover, these (a) can be arbitrarily mixed and copolymerized.

本発明におけるMnおよび後述の重量平均分子量のGPC測定は次の測定条件に従うものとする。
<GPC測定条件>
GPC機種:HLC−8120GPC、東ソー(株)製
カラム :TSKgel GMHXL2本+TSKgel
Multipore HXL−M、東ソー(株)製
検出装置 :屈折率検出器
基準物質 :標準ポリスチレン(TSKstandard POLYSTYRENE)、
東ソー(株)製
The GPC measurement of Mn and the weight average molecular weight described later in the present invention shall be in accordance with the following measurement conditions.
<GPC measurement conditions>
GPC model: HLC-8120GPC, column made by Tosoh Corporation: TSKgel 2 GMHXL + TSKgel
Multipore HXL-M, Tosoh Co., Ltd. detector: Refractive index detector reference material: Standard polystyrene (TSK standard POLYSTYRENE),
Made by Tosoh Corporation

水溶性不飽和モノマー(a)中のカチオン性モノマー(a1)の含有量(モル%)は、凝集性能の観点から好ましくは20〜100モル%、さらに好ましくは30〜100モル%;ノニオン性モノマー(a2)の含有量(モル%)は、(A)の高分子量化および凝集性能の観点から好ましくは0〜80モル%、さらに好ましくは0〜50モル%;アニオン性モノマー(a3)の含有量(モル%)は、(A)の高分子量化および汚泥粒子表面の電荷中和の観点から好ましくは0〜30モル%、さらに好ましくは0〜20モル%である。   The content (mol%) of the cationic monomer (a1) in the water-soluble unsaturated monomer (a) is preferably 20 to 100 mol%, more preferably 30 to 100 mol% from the viewpoint of aggregation performance; The content (mol%) of (a2) is preferably 0 to 80 mol%, more preferably 0 to 50 mol%, from the viewpoint of high molecular weight and aggregation performance of (A); content of anionic monomer (a3) The amount (mol%) is preferably 0 to 30 mol%, more preferably 0 to 20 mol% from the viewpoint of increasing the molecular weight of (A) and neutralizing the charge on the sludge particle surface.

水溶性ポリマー(A)を構成するモノマーとしては、本発明の効果を阻害しない範囲で水溶性不飽和モノマー(a)の他に必要により水不溶性モノマー(x)および架橋性モノマー(y)を併用することができる。
水不溶性モノマー(x)としては、以下の(x1)〜(x5)、およびこれらの混合物が挙げられる。
(x1) C6〜23の(メタ)アクリレート
脂肪族または脂環式アルコール(C3〜20)の(メタ)アクリレート[プロピル−、ブチル−、ラウリル−、オクタデシル−およびシクロヘキシル(メタ)アクリレート等]およびエポキシ基(C4〜20)含有(メタ)アクリレート[グリシジル(メタ)アクリレート等];
As a monomer constituting the water-soluble polymer (A), a water-insoluble monomer (x) and a cross-linkable monomer (y) are used in combination with the water-soluble unsaturated monomer (a) as necessary, as long as the effects of the present invention are not impaired. can do.
Examples of the water-insoluble monomer (x) include the following (x1) to (x5) and mixtures thereof.
(X1) (Meth) acrylate of C6-23 (meth) acrylate of aliphatic or alicyclic alcohol (C3-20) [propyl-, butyl-, lauryl-, octadecyl- and cyclohexyl (meth) acrylate etc.] and epoxy Group (C4-20) -containing (meth) acrylate [glycidyl (meth) acrylate and the like];

(x2) [モノアルコキシ(C1〜20)−、モノシクロアルコキシ(C3〜12)−もしくはモノフェノキシ]ポリプロピレングリコール(ポリプロピレングリコールは以下、PPGと略記)(重合度2〜50)の不飽和カルボン酸モノエステル
モノオール(C1〜20)もしくは1価フェノール(C6〜20)のプロピレンオキシド(以下POと略記)付加物の(メタ)アクリル酸エステル[ω−メトキシPPGモノ(メタ)アクリレート、ω−エトキシPPGモノ(メタ)アクリレート、ω−プロポキシPPGモノ(メタ)アクリレート、ω−ブトキシPPGモノ(メタ)アクリレート、ω−シクロヘキシルPPGモノ(メタ)アクリレート、ω−フェノキシPPGモノ(メタ)アクリレート等]およびジオール(C2〜20)もしくは2価フェノール(C6〜20)のPO付加物の(メタ)アクリル酸エステル[ω−ヒドロキシエチル(ポリ)オキシプロピレンモノ(メタ)アクリレート等]等;
(X2) Unsaturated carboxylic acid of [monoalkoxy (C1-20)-, monocycloalkoxy (C3-12)-or monophenoxy] polypropylene glycol (polypropylene glycol is hereinafter abbreviated as PPG) (degree of polymerization 2-50) Monoester Monool (C1-20) or monohydric phenol (C6-20) propylene oxide (hereinafter abbreviated as PO) adduct (meth) acrylate ester [ω-methoxy PPG mono (meth) acrylate, ω-ethoxy PPG mono (meth) acrylate, ω-propoxy PPG mono (meth) acrylate, ω-butoxy PPG mono (meth) acrylate, ω-cyclohexyl PPG mono (meth) acrylate, ω-phenoxy PPG mono (meth) acrylate, etc.] and diol (C2-20) or Valence phenol (meth) acrylic acid ester [.omega.-hydroxyethyl (poly) oxypropylene mono (meth) acrylate] of the PO adduct of (C6-20) or the like;

(x3) C2〜30の不飽和炭化水素
エチレン、ノネン、スチレン、1−メチルスチレン等;
(x4) 不飽和アルコール[C2〜4のもの、例えばビニルアルコール、(メタ)アリルアルコール]のカルボン酸(C2〜30)エステル(酢酸ビニル等);
(x5) ハロゲン含有モノマー(C2〜30のもの、例えば塩化ビニル)。
(X3) C2-30 unsaturated hydrocarbon ethylene, nonene, styrene, 1-methylstyrene and the like;
(X4) Carboxylic acid (C2-30) ester (vinyl acetate, etc.) of unsaturated alcohol [C2-4, such as vinyl alcohol, (meth) allyl alcohol];
(X5) Halogen-containing monomer (C2-30, such as vinyl chloride).

また、架橋性モノマー(y)としては、2個またはそれ以上の不飽和基を有する、以下の(y1)〜(y4)、反応性エポキシ基を2個もしくはそれ以上、または不飽和基と反応性エポキシ基を合計で2個もしくはそれ以上有する、以下の(y5)、これらの塩[例えば、塩基性モノマーについては、無機酸(塩酸、臭化水素酸、ヨウ化水素酸、硫酸、亜硫酸、リン酸、硝酸等)塩、メチルクロライド塩、ジメチル硫酸塩およびベンジルクロライド塩、酸性モノマーについては、アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アミン(C1〜20のもの、例えばメチルアミン、エチルアミン、シクロヘキシルアミン)塩]、およびこれらの混合物が挙げられる。   Further, as the crosslinkable monomer (y), the following (y1) to (y4) having two or more unsaturated groups, two or more reactive epoxy groups, or a reaction with an unsaturated group The following (y5), these salts having a total of 2 or more functional epoxy groups (for example, for basic monomers, inorganic acids (hydrochloric acid, hydrobromic acid, hydroiodic acid, sulfuric acid, sulfurous acid, Phosphoric acid, nitric acid, etc.) salt, methyl chloride salt, dimethyl sulfate salt and benzyl chloride salt, acidic monomer, alkali metal salt, alkaline earth metal salt, amine (C1-20, such as methylamine, ethylamine, cyclohexyl) Amine) salts], and mixtures thereof.

(y1) ビスポリ(2〜4またはそれ以上)(メタ)アクリルアミド
C5〜30のもの、例えばN,N’−メチレンビス(メタ)アクリルアミド;
(y2) ポリ(2〜4またはそれ以上)(メタ)アクリレート
C8〜30のもの、例えばエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールポリ(2〜4)(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート;
(Y1) Bispoly (2-4 or more) (meth) acrylamides C5-30, such as N, N′-methylenebis (meth) acrylamide;
(Y2) Poly (2-4 or more) (meth) acrylates of C8-30, such as ethylene glycol di (meth) acrylate, pentaerythritol poly (2-4) (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) ) Acrylate;

(y3) ビニル基(2〜20個またはそれ以上)含有モノマー
C4以上かつMn6,000以下、例えばジビニルアミン、多価(2価〜5価またはそれ以上)アミン[C2以上かつMn3,000以下、例えばエチレンジアミン、ポリエチレンイミン(C4以上かつMn3,000以下)]のポリ(2〜20)ビニルアミン、ジビニルエーテル、多価アルコール〔C2以上かつMn3,000以下、例えばアルキレン(C2〜6またはそれ以上)グリコール[エチレングリコール(以下、EGと略記)、プロピレングリコール、1,6−ヘキサンジオール等]、ポリオキシアルキレン[Mn2,000〜3,000、例えばポリエチレングリコール(以下、PEGと略記)(分子量106以上かつMn3,000以下)、PPG(分子量134以上かつMn3,000以下)、ポリオキシエチレン(分子量106以上かつMn3,000以下)/ポリオキシプロピレン(分子量134以上かつMn3,000以下)ブロックコポリマー]、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、(ポリ)(2〜50)グリセリン(グリセリンは以下、GRと略記)、ペンタエリスリトール、ソルビトール、デンプン〕のポリ(2〜20)ビニルエーテル等;
(Y3) Vinyl group (2 to 20 or more) -containing monomer C4 or more and Mn 6,000 or less, for example, divinylamine, polyvalent (divalent to pentavalent or more) amine [C2 or more and Mn 3,000 or less, For example, poly (2-20) vinylamine, divinyl ether, polyhydric alcohol [C2 or more and Mn3,000 or less, such as alkylene (C2-6 or more) glycol of ethylenediamine, polyethyleneimine (C4 or more and Mn3,000 or less)] [Ethylene glycol (hereinafter abbreviated as EG), propylene glycol, 1,6-hexanediol, etc.], polyoxyalkylene [Mn 2,000 to 3,000, for example, polyethylene glycol (hereinafter abbreviated as PEG) (molecular weight of 106 or more and Mn 3,000 or less), PPG (molecular weight 1) 4 or more and Mn 3,000 or less), polyoxyethylene (molecular weight 106 or more and Mn 3,000 or less) / polyoxypropylene (molecular weight 134 or more and Mn 3,000 or less) block copolymer], trimethylolethane, trimethylolpropane, (poly ) (2-50) glycerin (glycerin is hereinafter abbreviated as GR), pentaerythritol, sorbitol, starch] poly (2-20) vinyl ether and the like;

(y4) アリル基(2〜20個またはそれ以上)含有モノマー
C6以上かつMn3,000以下、例えばジ(メタ)アリルアミン、N−アルキル(C1〜20)ジ(メタ)アリルアミン、多価アミン(上記のもの)のポリ(2〜20)(メタ)アリルアミン、ジ(メタ)アリルエーテル、多価アルコール(上記のもの)のポリ(2〜20)(メタ)アリルエーテル、ポリ(2〜20)(メタ)アリロキシアルカン(C1〜20)(テトラアリロキシエタン等);
(y5) 反応性エポキシ基を2個もしくはそれ以上、または不飽和基と反応性エポキシ基を合計で2個もしくはそれ以上有するもの
C8以上かつMn6,000以下、例えばEGジグリシジルエーテル、PEGジグリシジルエーテル、GRトリグリシジルエーテル、グリシジル(メタ)アクリレート、3,4−エポキシヘキサヒドロベンジル(メタ)アクリレート。
(Y4) Allyl group (2 to 20 or more) -containing monomer C6 or more and Mn 3,000 or less, for example, di (meth) allylamine, N-alkyl (C1-20) di (meth) allylamine, polyvalent amine (above Poly (2-20) (meth) allylamine, di (meth) allyl ether, poly (2-20) (meth) allyl ether of polyhydric alcohol (above), poly (2-20) ( (Meth) allyloxyalkanes (C1-20) (tetraallyloxyethane and the like);
(Y5) having two or more reactive epoxy groups or a total of two or more unsaturated groups and reactive epoxy groups C8 or more and Mn 6,000 or less, such as EG diglycidyl ether, PEG diglycidyl Ether, GR triglycidyl ether, glycidyl (meth) acrylate, 3,4-epoxyhexahydrobenzyl (meth) acrylate.

水溶性ポリマー(A)を構成するモノマー(a)、および必要により併用する(x)、(y)の合計モル数に基づく各モノマーの含有量は、(a)は、通常50%以上、凝集性能の観点から好ましくは70〜100%、さらに好ましくは80〜100%;(x)は、通常50%以下、凝集性能発現および高分子凝集剤の水への溶解性の観点から好ましくは0.1〜20%、さらに好ましくは0.5〜10%;また、(y)は、通常5%以下、(y)の重合性または反応性にも依存するものの、凝集性能発現および高分子凝集剤の水への溶解性の観点から、好ましくは0.001〜1%、さらに好ましくは0.01〜0.5%である。   The content of each monomer based on the total number of moles of the monomer (a) constituting the water-soluble polymer (A) and (x) and (y) used in combination as necessary is (a) usually 50% or more, agglomeration From the viewpoint of performance, it is preferably 70 to 100%, more preferably 80 to 100%; (x) is usually 50% or less, preferably from the viewpoint of the aggregation performance expression and the solubility of the polymer flocculant in water. 1 to 20%, more preferably 0.5 to 10%; and (y) is usually 5% or less, and although depending on the polymerizability or reactivity of (y), expression of aggregation performance and polymer flocculant From the viewpoint of solubility in water, it is preferably 0.001 to 1%, more preferably 0.01 to 0.5%.

水溶性ポリマー(A)は、公知の水溶液重合(例えば、特開昭55−133413号公報に記載の断熱重合、薄膜重合、噴霧重合)や、公知の逆相懸濁重合(例えば特公昭54−30710号公報、特開昭56−26909号公報、特開平1−5808号公報に記載のもの)を含む種々の重合法[光重合(例えば特公平6−804公報に記載のもの)、沈澱重合(例えば特開昭61−123610公報に記載のもの)、逆相乳化重合(例えば特開昭58−197398号に記載のもの)等]で、ラジカル重合開始剤(d)を用いて製造することができる。該重合法のうち、有機溶媒等を使用する必要がないこと等、工業上の観点から好ましいのは水溶液重合法である。
なお、本発明の高分子凝集剤(P)については後述のとおり、次の製造方法(1)〜(3)で製造することができ、(1)の場合の(A)の製造は、後述する芳香環含有カルボン酸および/またはその塩(B)の存在下で行われる。
(1)(B)の存在下で(A)を製造する方法
(2)製造後の(A)の含水ゲルに(B)を浸透させて製造する方法
(3)製造後の(A)の粉末に(B)を混合して製造する方法
The water-soluble polymer (A) may be a known aqueous solution polymerization (for example, adiabatic polymerization, thin film polymerization, spray polymerization described in JP-A-55-133413) or a known reverse phase suspension polymerization (for example, JP-B-54- Various polymerization methods including those described in Japanese Patent No. 30710, Japanese Patent Application Laid-Open No. 56-26909, and Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-5808 (photopolymerization (for example, those described in Japanese Patent Publication No. 6-804)), precipitation polymerization (For example, those described in JP-A-61-123610), reverse-phase emulsion polymerization (for example, those described in JP-A-58-197398), etc., using radical polymerization initiator (d) Can do. Among the polymerization methods, the aqueous solution polymerization method is preferable from an industrial viewpoint, for example, that it is not necessary to use an organic solvent.
The polymer flocculant (P) of the present invention can be produced by the following production methods (1) to (3) as described later, and the production of (A) in the case of (1) will be described later. In the presence of an aromatic ring-containing carboxylic acid and / or salt (B) thereof.
(1) A method for producing (A) in the presence of (B) (2) A method for producing (A) by impregnating (B) a hydrogel after production (3) (A) after production Method for producing powder by mixing (B)

ラジカル重合開始剤(d)としては、種々のもの、例えばアゾ化合物〔水溶性のもの[アゾビスアミジノプロパン(塩)、アゾビスシアノバレリン酸(塩)、4,4’−アゾビス(4−シアノペンタン酸)等]および油溶性のもの[アゾビスシアノバレロニトリル、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビスシクロヘキサンカルボニトリル等]〕および過酸化物〔水溶性のもの[過酢酸、t−ブチルパーオキシド、過酸化水素、過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム等]および油溶性のもの[ベンゾイルパーオキシド、クメンヒドロキシパーオキシド、ジクミルパーオキシド等]〕が挙げられる。
上記アゾ化合物における塩としては、無機酸(塩酸、硫酸、リン酸、硝酸等)塩およびアルカリ金属(リチウム、ナトリウム、カリウム等)塩、アンモニウム塩等が挙げられる。
Examples of the radical polymerization initiator (d) include various compounds such as azo compounds [water-soluble compounds [azobisamidinopropane (salt), azobiscyanovaleric acid (salt), 4,4′-azobis (4-cyano). Pentanoic acid) etc.] and oil-soluble [azobiscyanovaleronitrile, azobisisobutyronitrile, azobiscyclohexanecarbonitrile, etc.]] and peroxides [water-soluble [peracetic acid, t-butyl peroxide] , Hydrogen peroxide, ammonium persulfate, sodium persulfate, potassium persulfate and the like] and oil-soluble ones (benzoyl peroxide, cumene hydroxy peroxide, dicumyl peroxide, etc.)].
Examples of the salt in the azo compound include inorganic acid (hydrochloric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, nitric acid, etc.) salts, alkali metal (lithium, sodium, potassium, etc.) salts, ammonium salts, and the like.

上記過酸化物は還元剤と組み合わせてレドックス開始剤として用いてもよく、還元剤としては重亜硫酸塩(重亜硫酸ナトリウム、重亜硫酸カリウム、重亜硫酸アンモニウム等)、還元性金属塩[硫酸鉄(II)等]、遷移金属塩のアミン錯体[塩化コバルト(III)のペンタメチレンヘキサミン錯体、塩化銅(II)のジエチレントリアミン錯体等]、有機性還元剤〔アスコルビン酸、3級アミン[ジメチルアミノ安息香酸(塩)、ジメチルアミノエタノール等]等〕等が挙げられる。
また、アゾ化合物、過酸化物およびレドックス開始剤はそれぞれ単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもいずれでもよい。
これらのうち、水溶性ポリマー(A)の水不溶解分低減の観点からアゾ化合物が好ましい。
(d)は、通常重合系の水相に含有させるが、前記重合方法によっては水相(もしくは分散相)および/または油相(もしくは連続相)のいずれに存在させてもよい。
The above peroxide may be used as a redox initiator in combination with a reducing agent. Examples of the reducing agent include bisulfites (sodium bisulfite, potassium bisulfite, ammonium bisulfite, etc.), reducing metal salts [iron sulfate (II ), Etc.], amine complexes of transition metal salts [pentamethylenehexamine complexes of cobalt (III) chloride, diethylenetriamine complexes of copper (II) chloride, etc.], organic reducing agents [ascorbic acid, tertiary amine [dimethylaminobenzoic acid ( Salt), dimethylaminoethanol and the like] and the like.
Further, the azo compound, peroxide and redox initiator may be used alone or in combination of two or more.
Among these, an azo compound is preferable from the viewpoint of reducing the water-insoluble content of the water-soluble polymer (A).
(D) is usually contained in the aqueous phase of the polymerization system, but depending on the polymerization method, it may be present in either the aqueous phase (or dispersed phase) and / or the oil phase (or continuous phase).

(d)の使用量は、最適な分子量を得るとの観点から、(A)を構成するモノマーの全重量に基づいて、好ましくは0.001〜1.0%、さらに好ましくは0.005〜0.5%、とくに好ましくは0.01〜0.2%、最も好ましくは0.02〜0.1%である。   The amount of (d) used is preferably 0.001 to 1.0%, more preferably 0.005 to 0.005% based on the total weight of the monomers constituting (A) from the viewpoint of obtaining an optimum molecular weight. 0.5%, particularly preferably 0.01-0.2%, most preferably 0.02-0.1%.

重合に際しては、さらに連鎖移動剤(f)を使用することができる。
(f)としては、0.01〜100、好ましくは0.05〜50、とくに好ましくは0.1〜10の連鎖移動定数を有するものが挙げられる。
連鎖移動定数の定義は、ジェー・ブランドルプおよびイー・エッチ・インマーグト編「ポリマー・ハンドブック(第4版)」、ジョン ウィレー アンド サンズ刊(J.Brandrup and E.H.Immergut編のPolymerHandbook fourth edition,JOHN WILEY & SONS)の97〜98頁に記載されている。
本発明における連鎖移動定数は、「高分子合成の実験法」[化学同人(株)、1993年刊行]等に記載されている一般的な方法を用いて測定される、60℃のアクリルアミドへの連鎖移動定数であるものとする。
In the polymerization, a chain transfer agent (f) can be further used.
Examples of (f) include those having a chain transfer constant of 0.01 to 100, preferably 0.05 to 50, particularly preferably 0.1 to 10.
The definition of the chain transfer constant is as follows: “Handbook of Polymer Handbook (4th edition)” edited by J. Brandrup and EE Immag, published by J. Brandrup and EH Immergut, Polymer Handbook fourth edition, JOHN WILEY & SONS), pages 97-98.
The chain transfer constant in the present invention is measured using a general method described in “Experimental Methods for Polymer Synthesis” [Chemical Doujin Co., Ltd., published in 1993] and the like. It shall be a chain transfer constant.

該(f)としては、分子内に1個または2個以上のアミノ基を有する化合物[C0〜60のもの、例えばアンモニア、メチルアミン、ジメチルアミン、トリエチルアミン、n−およびi−プロパノールアミン]、分子内に1個または2個以上のチオール基を有する化合物(後述)および(次)亜リン酸化合物〔亜リン酸、次亜リン酸、およびこれらの塩[アルカリ金属(Na、K等)塩等]、並びにこれらの誘導体等〕等が挙げられる。
これらのうち、分子量制御の観点から好ましいのは分子内に1個または2個以上のチオール基を有する化合物および(次)亜リン酸化合物である。
As (f), a compound having one or more amino groups in the molecule [C0-60, such as ammonia, methylamine, dimethylamine, triethylamine, n- and i-propanolamine], molecule Compounds having one or more thiol groups (described later) and (hypo) phosphorous acid compounds [phosphorous acid, hypophosphorous acid, and salts thereof [alkali metal (Na, K, etc.) salts, etc.] And their derivatives] and the like.
Among these, compounds having one or more thiol groups in the molecule and (hypo) phosphite compounds are preferable from the viewpoint of molecular weight control.

分子内に1個または2個以上のチオール基を有する化合物としては、以下のもの、これらの塩[アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アンモニウム塩、アミン(C1〜20のもの、例えばメチルアミン、エタノールアミン)塩、無機酸(塩酸、硫酸、リン酸、硝酸等)塩等]、およびこれらの混合物が挙げられる。
(1)1価チオール
脂肪族チオール(C1〜20のもの、例えばメタンチオール、エタンチオール、プロパンチオール、n−オクタンチオール、n−ドデカンチオール、ヘキサデカンチオール、n−オクタデカンチオール、2−メルカプトエタノール、メルカプト酢酸、3−メルカプトプロピオン酸、1−チオグリセロール、チオグリコール酸モノエタノールアミン、チオマレイン酸、メルカプトコハク酸、システイン、システアミン)、脂環含有チオール(C5〜20のもの、例えばシクロペンタンチオール、シクロヘキサンチオール)、芳香族チオール(C6〜12のもの、例えばベンゼンチオール、チオサリチル酸、チオクレゾール、チオキシレノール、チオナフトール)および芳香脂肪族チオール(C7〜20のもの、例えばα−トルエンチオール)が挙げられる。
Examples of the compound having one or more thiol groups in the molecule include the following compounds, salts thereof [alkali metal salts, alkaline earth metal salts, ammonium salts, amines (C1-20, for example, methylamine). , Ethanolamine) salts, inorganic acid (hydrochloric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, nitric acid, etc.) salts, and the like, and mixtures thereof.
(1) Monovalent thiol Aliphatic thiol (C1-20, such as methanethiol, ethanethiol, propanethiol, n-octanethiol, n-dodecanethiol, hexadecanethiol, n-octadecanethiol, 2-mercaptoethanol, mercapto Acetic acid, 3-mercaptopropionic acid, 1-thioglycerol, monoethanolamine thioglycolate, thiomaleic acid, mercaptosuccinic acid, cysteine, cysteamine), alicyclic thiol (C5-20, such as cyclopentanethiol, cyclohexanethiol) ), Aromatic thiols (C6-12, such as benzenethiol, thiosalicylic acid, thiocresol, thiolenol, thionaphthol) and araliphatic thiols (C7-20, such as α-to) Enethiol), and the like.

(2)多価チオール
ジチオール[脂肪族ジチオール(C2〜40のもの、例えばエタンジチオール、ジエチレンジチオール、トリエチレンジチオール、n−、i−およびsec−プロパンジチオール、1,3−および1,4−ブタンジチオール、1,6−ヘキサンジチオール、ネオペンタンジチオール、トリエチレングリコールジチオール、EG−ジ−2−メルカプトエチルエーテル)、脂環式ジチオール(C5〜20のもの、例えばシクロペンタンジチオール、シクロヘキサンジチオール)、芳香族ジチオール(C6〜16のもの、例えばベンゼンジチオール、ビフェニルジチオール)および芳香脂肪族ジチオール(C8〜20のもの、例えばキシレンジチオール)が挙げられる。
(2) Polyvalent thiol Dithiol [aliphatic dithiol (C2-40, such as ethanedithiol, diethylenedithiol, triethylenedithiol, n-, i- and sec-propanedithiol, 1,3- and 1,4-butane Dithiol, 1,6-hexanedithiol, neopentanedithiol, triethylene glycol dithiol, EG-di-2-mercaptoethyl ether), alicyclic dithiol (of C5-20, such as cyclopentanedithiol, cyclohexanedithiol), aroma Group dithiols (C6-16, such as benzenedithiol, biphenyldithiol) and araliphatic dithiols (C8-20, such as xylenedithiol).

また、上記(f)のうち、高分子凝集剤の水不溶解分低減の観点から水溶性の高いものが好ましく、(f)の水/n−デカン分配係数は、好ましくは10/90〜100/0、さらに好ましくは20/80〜100/0、とくに好ましくは50/50〜100/0である。ここにおける水/n−デカン分配係数は、日本工業規格(JIS)に規定されている水/1−オクタノール分配係数(JIS Z7260−107)と同様の測定方法で、1−オクタノールを、n−デカンに代えることで測定することができる。
(f)の使用量は、(A)を構成するモノマーの全重量に基づいて、高分子凝集剤の水不溶解分低減および高分子量化の観点から、好ましくは0.0001〜1%、さらに好ましくは0.001〜0.5%、とくに好ましくは0.01〜0.3%、最も好ましくは0.05〜0.1%である。
Of the above (f), those having high water solubility are preferred from the viewpoint of reducing the water-insoluble content of the polymer flocculant, and the water / n-decane partition coefficient in (f) is preferably 10/90 to 100. / 0, more preferably 20/80 to 100/0, particularly preferably 50/50 to 100/0. The water / n-decane partition coefficient here is the same measurement method as the water / 1-octanol partition coefficient (JIS Z7260-107) defined in Japanese Industrial Standard (JIS), and 1-octanol is converted to n-decane. It can measure by substituting.
The amount of (f) used is preferably 0.0001 to 1% based on the total weight of the monomers constituting (A), from the viewpoint of reducing the water-insoluble content of the polymer flocculant and increasing the molecular weight. Preferably it is 0.001-0.5%, Especially preferably, it is 0.01-0.3%, Most preferably, it is 0.05-0.1%.

水溶性ポリマー(A)の製造方法のうち逆相懸濁重合法としては、例えば次の方法が挙げられる。
すなわち、疎水性分散媒(b)および分散剤(c)を重合槽に仕込み、必要に応じて加熱しながら所定の重合温度(通常20〜100℃、好ましくは30〜80℃)に調整した後、槽内を不活性ガス(例えば窒素)で十分置換する。
一方、水溶性不飽和モノマー(a)、ラジカル重合開始剤(d)、および必要により連鎖移動剤(f)、並びに水不溶性不飽和モノマー(x)および/または架橋性モノマー(y)を加えたモノマー水溶液を調製し、不活性ガスで十分置換した後、撹拌下で重合槽内に投入し、懸濁させながら重合させる。
モノマー水溶液の投入方法としては、一括投入または滴下のいずれでもよい。また、その際モノマー水溶液としては、(a)、(d)および必要により加える(x)および/または(y)の均一水溶液としてもよいし、別々の水溶液とした上で、滴下直前で混合してもよいし、別々に同時滴下してもよい。モノマー水溶液等を不活性ガスで置換する方法としては、モノマー水溶液等に不活性ガスをバブリング供給する方法、滴下ライン中でスタティックミキサー等により不活性ガスをブレンドする方法等が挙げられ、重合の均一性の観点からスタティックミキサーで不活性ガスをブレンドする方法が好ましい。
Among the methods for producing the water-soluble polymer (A), examples of the reverse phase suspension polymerization method include the following methods.
That is, after the hydrophobic dispersion medium (b) and the dispersant (c) are charged into a polymerization tank and adjusted to a predetermined polymerization temperature (usually 20 to 100 ° C., preferably 30 to 80 ° C.) while heating as necessary. The inside of the tank is sufficiently replaced with an inert gas (for example, nitrogen).
On the other hand, a water-soluble unsaturated monomer (a), a radical polymerization initiator (d), and a chain transfer agent (f) as necessary, and a water-insoluble unsaturated monomer (x) and / or a crosslinkable monomer (y) were added. After preparing an aqueous monomer solution and sufficiently substituting with an inert gas, it is put into a polymerization tank under stirring and polymerized while being suspended.
The method for charging the monomer aqueous solution may be either batch charging or dropping. In this case, the monomer aqueous solution may be a uniform aqueous solution of (a), (d) and (x) and / or (y) to be added if necessary. It may be dropped simultaneously or separately. Examples of the method of replacing the monomer aqueous solution with an inert gas include a method of bubbling and supplying an inert gas to the monomer aqueous solution, a method of blending an inert gas with a static mixer or the like in a dropping line, and the like. From the viewpoint of properties, a method of blending an inert gas with a static mixer is preferred.

水溶性ポリマー(A)の製造方法のうち逆相懸濁重合法や逆相乳化重合法で用いられる疎水性分散媒(b)としては、以下の炭化水素、ケトン、エーテル、エステルおよびこれらの混合物が挙げられる。
なお、ここにおいて疎水性分散媒とは、水に対する溶解度(20℃)が1g未満/水100gである分散媒を意味する。
(1)炭化水素
脂肪族(C5〜12、例えばn−ヘキサン、n−ヘプタン、n−オクタン、n−ノナン、n−デカン)、脂環含有(C5〜12、例えばシクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタン、メチルシクロヘキサン、シクロオクタン、デカリン)および芳香環含有炭化水素(C6〜12、例えばベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン)等]等;
(2)ケトン
脂肪族(C3〜10、例えばメチル−n−プロピルケトン、ジエチルケトン、メチルイソブチルケトン)、脂環含有(C5〜10、例えばシクロペンタノン、シクロヘキサノン)および芳香環含有ケトン(C8〜13、例えばアセトフェノン、ベンゾフェノン)等]等;
(3)エーテル
脂肪族(C4〜8、例えばジ−n−プロピルエーテル、ジ−n−ブチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル)、環状(C4〜18、例えばテトラヒドロピラン)および芳香環含有エーテル(C7〜12、例えばアニソール)等]等;
(4)エステル
脂肪族(C3〜10、例えば酢酸n−ブチル、酢酸イソブチル)、脂環含有(C7〜12、例えば酢酸シクロヘキシル、シクロヘキサンカルボン酸メチル)および芳香環含有エステル(C8〜13、例えば安息香酸メチル、安息香酸エチル、安息香酸n−ブチル、酢酸ベンジル、ジメチルフタレート、ジエチルフタレート、ジ−n−ブチルフタレート)等]等。
Among the production methods of the water-soluble polymer (A), the hydrophobic dispersion medium (b) used in the reverse phase suspension polymerization method or the reverse phase emulsion polymerization method includes the following hydrocarbons, ketones, ethers, esters and mixtures thereof. Is mentioned.
Here, the hydrophobic dispersion medium means a dispersion medium having a solubility in water (20 ° C.) of less than 1 g / 100 g of water.
(1) Hydrocarbon aliphatic (C5-12, such as n-hexane, n-heptane, n-octane, n-nonane, n-decane), alicyclic ring (C5-12, such as cyclopentane, cyclohexane, cycloheptane) , Methylcyclohexane, cyclooctane, decalin) and aromatic ring-containing hydrocarbons (C6-12, such as benzene, toluene, xylene, ethylbenzene) and the like];
(2) Ketone Aliphatic (C3-10, such as methyl-n-propylketone, diethylketone, methylisobutylketone), alicyclic ring-containing (C5-10, such as cyclopentanone, cyclohexanone) and aromatic ring-containing ketone (C8- 13, for example, acetophenone, benzophenone) and the like];
(3) Ethers Aliphatic (C4-8, eg di-n-propyl ether, di-n-butyl ether, diethylene glycol dimethyl ether), cyclic (C4-18, eg tetrahydropyran) and aromatic ring-containing ethers (C7-12, eg Anisole) etc.] etc .;
(4) Esters Aliphatic (C3-10, eg n-butyl acetate, isobutyl acetate), alicyclic (C7-12, eg cyclohexyl acetate, methyl cyclohexanecarboxylate) and aromatic ring containing esters (C8-13, eg benzoic) Acid methyl, ethyl benzoate, n-butyl benzoate, benzyl acetate, dimethyl phthalate, diethyl phthalate, di-n-butyl phthalate) and the like.

これらのうち、製造時の取り扱い性、および重合時の温度制御の観点から、好ましいのは脂肪族および脂環含有炭化水素、脂肪族および脂環含有エステル、さらに好ましいのはn−ヘキサン、n−ヘプタン、n−オクタン、n−ノナン、n−デカン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、酢酸n−ブチル、酢酸イソブチルおよび酢酸シクロヘキシルである。   Among these, from the viewpoints of handling during production and temperature control during polymerization, aliphatic and alicyclic hydrocarbons, aliphatic and alicyclic esters are preferable, and n-hexane, n-hexane are more preferable. Heptane, n-octane, n-nonane, n-decane, cyclohexane, methylcyclohexane, n-butyl acetate, isobutyl acetate and cyclohexyl acetate.

疎水性分散媒(b)の使用量は、逆相懸濁重合では、分散系の粘度の観点からモノマー水溶液の全重量に基づいて、好ましい下限は25%、さらに好ましくは40%、とくに好ましくは65%、分散系の安定性の観点から好ましい上限は1,000%、さらに好ましくは400%、とくに好ましくは200%;逆相乳化重合では、エマルションの粘度の観点からモノマー水溶液の全重量に基づいて、好ましい下限は20%、さらに好ましくは30%、とくに好ましくは40%、エマルションの安定性の観点から好ましい上限は80%、さらに好ましくは70%、とくに好ましくは60%である。   The amount of the hydrophobic dispersion medium (b) used in reverse phase suspension polymerization is preferably 25%, more preferably 40%, particularly preferably, based on the total weight of the aqueous monomer solution from the viewpoint of the viscosity of the dispersion. 65%, and the upper limit is preferably 1,000% from the viewpoint of dispersion stability, more preferably 400%, particularly preferably 200%; in reverse emulsion polymerization, based on the total weight of the monomer aqueous solution from the viewpoint of emulsion viscosity. The preferable lower limit is 20%, more preferably 30%, particularly preferably 40%, and the preferable upper limit is 80%, more preferably 70%, particularly preferably 60% from the viewpoint of emulsion stability.

また、逆相懸濁重合法で用いられる分散剤(c)としては、逆相懸濁または乳化粒子の分散または乳化安定性、および後述の水溶性ポリマー(A)の乾燥粒子の安息角、すなわち粉体流動性の制御の観点から好ましくはHLBが1〜8、さらに好ましくは1.5〜7.5、とくに好ましくは2〜7の、種々の油溶性物質が挙げられる。
ここにおいてHLBとは、Hydrophile−Lipophile Balanceを略記したもので、親水性と親油性とのつり合いを表し、下記の式から求められる[「界面活性剤の合成と其応用」、501頁、1957年槇書店刊;「新・界面活性剤入門」、197−198頁、1992年三洋化成工業(株)刊、等参照]。

HLB=10×(無機性/有機性)

上記式中、( )内は有機化合物の無機性と有機性の比率を表し、該比率は上記文献に記載されている値から計算することができる。
The dispersant (c) used in the reverse phase suspension polymerization method includes the reverse phase suspension or dispersion or emulsion stability of the emulsified particles, and the angle of repose of the dry particles of the water-soluble polymer (A) described below, that is, From the viewpoint of controlling the powder fluidity, various oil-soluble substances having an HLB of preferably 1 to 8, more preferably 1.5 to 7.5, and particularly preferably 2 to 7 may be mentioned.
Here, HLB is an abbreviation of Hydrophile-Lipophile Balance, which represents a balance between hydrophilicity and lipophilicity, and is obtained from the following formula ["Synthesis of surfactants and their applications", page 501, 1957. Published by Sakai Shoten; “Introduction to New Surfactants”, pages 197-198, published by Sanyo Chemical Industries, Ltd. in 1992, etc.].

HLB = 10 × (inorganic / organic)

In the above formula, the value in () represents the inorganic to organic ratio of the organic compound, and the ratio can be calculated from the values described in the above documents.

(c)の融点は、水溶性ポリマー(A)を含有してなる高分子凝集剤の粒子の安息角の観点から、好ましくは25〜100℃、さらに好ましくは30〜80℃、とくに好ましくは40〜70℃である。該融点はJIS K0064−1992,3.2融点試験方法に準じ、融点測定装置を用いて測定される。   The melting point of (c) is preferably 25 to 100 ° C., more preferably 30 to 80 ° C., particularly preferably 40 from the viewpoint of the angle of repose of the particles of the polymer flocculant containing the water-soluble polymer (A). ~ 70 ° C. The melting point is measured using a melting point measuring apparatus according to JIS K0064-1992, 3.2 melting point test method.

(c)には、重量平均分子量[以下Mwと略記。測定は前記条件でのGPC法による。基準物質:ポリスチレン]が5,000未満(さらに好ましくは100〜3,000、とくに好ましくは100〜1,000)の低分子分散剤(c1)、およびMwが5,000以上(さらに好ましくは7,000〜1,000,000、とくに好ましくは10,000〜100,000)の高分子分散剤(c2)が含まれる。   (C) is a weight average molecular weight [hereinafter abbreviated as Mw. The measurement is based on the GPC method under the above conditions. Low-molecular-weight dispersant (c1) having a reference material: polystyrene] of less than 5,000 (more preferably 100 to 3,000, particularly preferably 100 to 1,000), and Mw of 5,000 or more (more preferably 7 , 1,000 to 1,000,000, particularly preferably 10,000 to 100,000) of the polymer dispersant (c2).

(c1)には、多価(2〜8またはそれ以上)アルコールの脂肪酸(C10〜30)エステル〔ショ糖脂肪酸エステル(C22〜120のもの、例えばショ糖ジステアレート、ショ糖トリステアレート)、ソルビタン脂肪酸エステル(C16〜120のもの、例えばソルビタンモノステアレート、ソルビタンモノオレート)、(ポリ)グリセリン脂肪酸エステル(C12〜120のもの、例えばグリセリンモノステアレート)、PEG脂肪酸エステル[Mw100〜5,000未満、例えばPEGのモノおよびジステアレート]等〕、アルキル(C1〜30)アリルエーテル等が含まれる。   (C1) includes fatty acid (C10-30) esters of polyhydric (2-8 or more) alcohols [sucrose fatty acid esters (of C22-120, such as sucrose distearate, sucrose tristearate), sorbitan Fatty acid esters (those of C16 to 120, such as sorbitan monostearate, sorbitan monooleate), (poly) glycerin fatty acid esters (those of C12 to 120, such as glycerin monostearate), PEG fatty acid esters [Mw 100 to less than 5,000 PEG mono and distearate, etc.], alkyl (C1-30) allyl ether, and the like.

上記(c1)のうち、製造時における重合装置への重合粒子付着防止および乾燥後の高分子凝集剤の乾燥粒子の安息角の観点から好ましいのは、多価アルコールの脂肪酸エステル、さらに好ましいのはショ糖脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、PEG脂肪酸エステルである。   Of the above (c1), the fatty acid ester of a polyhydric alcohol is preferred from the viewpoint of preventing the polymer particles from adhering to the polymerization apparatus during production and the angle of repose of the dried particles of the polymer flocculant after drying, more preferably Sucrose fatty acid ester, sorbitan fatty acid ester, and PEG fatty acid ester.

(c2)には、アルケンとα,β−不飽和多価カルボン酸(無水物)との共重合体またはその誘導体[例えば1−オレフィン(C11〜100)/(無水)マレイン酸共重合体、およびそのアミン反応物]、長鎖アルキル基(C12〜50)含有(メタ)アクリレート(共)重合体、変性(アミノ、カルボキシ、エポキシ、ヒドロキシ、メルカプト、脂肪酸エステル、脂肪酸アミド変性等)オルガノポリシロキサン、セルロースエーテル(例えばエチルセルロース、エチルヒドロキシエチルセルロース)、(無水マレイン酸変性)エチレン・酢酸ビニル共重合体等が含まれる。
上記(無水マレイン酸変性)エチレン・酢酸ビニル共重合体には、エチレンと酢酸ビニルの共重合体、およびエチレン・酢酸ビニル共重合物を無水マレイン酸で変性したもの等が含まれる。
該エチレン・酢酸ビニル共重合体を無水マレイン酸で変性したものとしては、無水マレイン酸をエチレン・酢酸ビニル共重合体に付加したものが挙げられ、無水マレイン酸とエチレン・酢酸ビニル共重合体の重量比は、逆相懸濁粒子の分散安定性および反応物の分子量調整の観点から好ましくは2/98〜30/70、さらに好ましくは5/95〜20/80である。
(C2) includes a copolymer of an alkene and an α, β-unsaturated polyvalent carboxylic acid (anhydride) or a derivative thereof [for example, 1-olefin (C11-100) / (anhydrous) maleic acid copolymer, And its amine reaction product], long-chain alkyl group (C12-50) -containing (meth) acrylate (co) polymer, modified (amino, carboxy, epoxy, hydroxy, mercapto, fatty acid ester, fatty acid amide modified, etc.) organopolysiloxane , Cellulose ether (for example, ethyl cellulose, ethyl hydroxyethyl cellulose), (maleic anhydride modified) ethylene / vinyl acetate copolymer, and the like.
Examples of the (maleic anhydride-modified) ethylene / vinyl acetate copolymer include a copolymer of ethylene and vinyl acetate, and an ethylene / vinyl acetate copolymer modified with maleic anhydride.
Examples of the ethylene / vinyl acetate copolymer modified with maleic anhydride include those obtained by adding maleic anhydride to the ethylene / vinyl acetate copolymer. The weight ratio is preferably 2/98 to 30/70, more preferably 5/95 to 20/80, from the viewpoint of dispersion stability of the reversed-phase suspended particles and adjustment of the molecular weight of the reaction product.

上記(c2)のうち、製造時における重合装置への重合粒子付着防止および乾燥後の高分子凝集剤の乾燥粒子の安息角の観点から好ましいのは、アルケンとα,β−不飽和多価カルボン酸(無水物)との共重合体またはその誘導体、変性オルガノポリシロキサン、(無水マレイン酸変性)エチレン・酢酸ビニル共重合体である。   Among the above (c2), from the viewpoint of preventing the polymer particles from adhering to the polymerization apparatus during production and the angle of repose of the dried particles of the polymer flocculant after drying, the alkene and the α, β-unsaturated polyvalent carboxylic acid are preferable. A copolymer with an acid (anhydride) or a derivative thereof, a modified organopolysiloxane, and a (maleic anhydride modified) ethylene / vinyl acetate copolymer.

分散剤(c)の使用に当たっては、逆相懸濁粒子の分散安定性および乾燥粒子の安息角、粒度分布の観点から(c1)と(c2)を併用することが好ましく、併用する際の重量比[(c1)/(c2)]は、同様の観点から好ましくは70/30〜1/99、さらに好ましくは50/50〜5/95である。
(c1)と(c2)を併用する場合、粒度分布の観点から好ましい組合せは、多価アルコールの脂肪酸エステルと無水マレイン酸変性エチレン・酢酸ビニル共重合体の組合せ、さらに好ましいのはPEG脂肪酸エステルと無水マレイン酸変性エチレン・酢酸ビニル共重合体の組み合わせである。
In using the dispersant (c), it is preferable to use (c1) and (c2) in combination from the viewpoints of dispersion stability of reversed-phase suspended particles, angle of repose of dry particles, and particle size distribution. The ratio [(c1) / (c2)] is preferably 70/30 to 1/99, more preferably 50/50 to 5/95, from the same viewpoint.
When (c1) and (c2) are used in combination, a preferable combination from the viewpoint of particle size distribution is a combination of a fatty acid ester of a polyhydric alcohol and a maleic anhydride-modified ethylene / vinyl acetate copolymer, and more preferably a PEG fatty acid ester. This is a combination of maleic anhydride-modified ethylene / vinyl acetate copolymer.

(c)の使用量は、疎水性分散媒(b)の重量に基づいて、通常20%以下、逆相懸濁粒子の安定性、乾燥後の高分子凝集剤の乾燥粒子の安息角および粒子径制御の観点から好ましくは0.01〜10%、さらに好ましくは0.05〜5%である。   The amount of (c) used is usually 20% or less based on the weight of the hydrophobic dispersion medium (b), the stability of the reversed phase suspended particles, the angle of repose of the dried particles of the polymer flocculant after drying, and the particles From the viewpoint of diameter control, it is preferably 0.01 to 10%, more preferably 0.05 to 5%.

ラジカル重合法におけるモノマー水溶液中のモノマー濃度は、水溶液重合ではモノマー水溶液の全重量に基づいて、下限は通常1%、工業上の観点から好ましくは5%、さらに好ましくは10%、とくに好ましくは15%、最も好ましくは20%、上限は通常80%、重合時の温度コントロールの観点から好ましくは75%、さらに好ましくは70%、特に好ましくは65%、最も好ましくは60%;逆相懸濁重合では、下限は通常30%、前記と同様の観点から好ましくは40%、さらに好ましくは45%、とくに好ましくは50%、最も好ましくは55%、上限は通常90%、前記と同様の観点から好ましくは85%、さらに好ましくは80%、とくに好ましくは78%、最も好ましくは75%;逆相乳化重合では、下限は通常10%、前記と同様の観点から好ましくは20%、さらに好ましくは30%、とくに好ましくは40%、最も好ましくは55%、上限は通常90%、前記と同様の観点から好ましくは80%、より好ましくは75%、とくに好ましくは70%、最も好ましくは65%である。   The monomer concentration in the aqueous monomer solution in the radical polymerization method is usually 1% based on the total weight of the aqueous monomer solution in aqueous solution polymerization, preferably 5% from an industrial viewpoint, more preferably 10%, and particularly preferably 15%. %, Most preferably 20%, upper limit is usually 80%, preferably 75%, more preferably 70%, particularly preferably 65%, most preferably 60% from the viewpoint of temperature control during polymerization; The lower limit is usually 30%, preferably 40% from the same viewpoint as described above, more preferably 45%, particularly preferably 50%, most preferably 55%, and the upper limit is usually 90%, preferably from the same viewpoint as described above. Is 85%, more preferably 80%, particularly preferably 78%, most preferably 75%; in reverse phase emulsion polymerization, the lower limit is usually 10%, From the same viewpoint as described above, preferably 20%, more preferably 30%, particularly preferably 40%, most preferably 55%, the upper limit is usually 90%, and from the same viewpoint as described above, preferably 80%, more preferably 75%. %, Particularly preferably 70%, most preferably 65%.

本発明における水溶性ポリマー(A)は、さらに変性反応させてもよい。ポリマー変性方法としては、例えば、水溶性不飽和モノマー(a)として加水分解性官能基を分子内に有する(メタ)アクリルアミドを使用した場合、重合時または重合後に苛性アルカリ(水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等)または炭酸アルカリ(炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等)を添加して、(a)のアミド基を部分的に加水分解してカルボキシル基を導入する方法(特開昭56−16505号公報等参照);ホルムアルデヒド、ジアルキルアミン(C1〜12)およびハロゲン(塩素、臭素、ヨウ素等)化アルキル(C1〜12)(メチルクロライド、エチルクロライド等)を加え、マンニッヒ反応によって部分的にカチオン性基を導入する方法;アクリロニトリル等のニトリル基と、ビニルホルムアミドなどの加水分解により得られるアミノ基との閉環反応により分子内にアミジン環を形成させる方法(特開平5−192513号公報等参照);および重合後に前記の架橋性モノマー(y)を添加して架橋反応させる方法(特許3305688号公報等参照)等が挙げられる。   The water-soluble polymer (A) in the present invention may be further modified. As the polymer modification method, for example, when (meth) acrylamide having a hydrolyzable functional group in the molecule is used as the water-soluble unsaturated monomer (a), a caustic alkali (sodium hydroxide, hydroxide) is used during or after the polymerization. Potassium etc.) or alkali carbonate (sodium carbonate, potassium carbonate, etc.) is added, and the amide group of (a) is partially hydrolyzed to introduce a carboxyl group (see JP-A-56-16505 etc.) ); Formaldehyde, dialkylamine (C1-12) and halogenated (chlorine, bromine, iodine, etc.) alkylated (C1-12) (methyl chloride, ethyl chloride, etc.) are added, and a cationic group is partially introduced by the Mannich reaction. Obtained by hydrolysis of nitrile groups such as acrylonitrile and vinylformamide A method of forming an amidine ring in a molecule by a ring-closing reaction with an amino group (see JP-A-5-192513, etc.); and a method of adding a crosslinkable monomer (y) after polymerization to cause a crosslinking reaction (patent) No. 3305688) and the like.

[芳香環含有カルボン酸および/またはその塩(B)]
本発明の高分子凝集剤(P)は、水溶性ポリマー(A)と共に、芳香環含有カルボン酸および/またはその塩(B)を含有する。(B)中のカルボキシル基および/またはその塩基の個数は、(P)の凝集性能および水溶解性の観点から好ましくは2〜8個、さらに好ましくは2〜6個である。なお、本発明ではポリカルボン酸は無水物を含む意味で用いる。
高分子凝集剤(P)は、(B)を含有することにより、フロック径が大きく、撹拌によるフロック径変化が小さくなる(フロック強度が大となる)等の凝集性能が向上する。
(B)としては、下記(B1)〜(B3)、これらの塩〔金属塩[アルカリ金属(K、Na等)塩、アルカリ土類金属(Ca、Mg等)塩等]等。以下の金属塩も同様。〕、およびこれらの混合物が挙げられる。なお、(B)の芳香環には、炭素のみが環を形成した芳香環(ベンゼン環、ナフタレン環等)、炭素と窒素が環を形成した芳香環(ピリジン環等)等が含まれる。
[Aromatic ring-containing carboxylic acid and / or salt thereof (B)]
The polymer flocculant (P) of the present invention contains an aromatic ring-containing carboxylic acid and / or a salt thereof (B) together with the water-soluble polymer (A). The number of carboxyl groups and / or bases in (B) is preferably 2 to 8, more preferably 2 to 6, from the viewpoint of the aggregation performance and water solubility of (P). In the present invention, polycarboxylic acid is used in the sense of containing an anhydride.
When the polymer flocculant (P) contains (B), the floc diameter is large, and the floc diameter change due to stirring is small (the floc strength is large).
Examples of (B) include the following (B1) to (B3), salts thereof [metal salts [alkali metal (K, Na, etc.) salts, alkaline earth metal (Ca, Mg, etc.) salts, etc.], etc.]. The same applies to the following metal salts. And mixtures thereof. The aromatic ring (B) includes an aromatic ring (benzene ring, naphthalene ring, etc.) in which only carbon forms a ring, an aromatic ring (pyridine ring, etc.) in which carbon and nitrogen form a ring, and the like.

(B1)単一の芳香環をもつ(ポリ)カルボン酸
C7〜30のもの、例えばカルボキシル基が1個のもの:カルボキシル基が芳香環に直結するもの[安息香酸、メチル安息香酸、ジメチル安息香酸(キシリル酸、ヘメリト酸、メシチレン酸等)、トリメチル安息香酸(プレーニチル酸、イソジュリル酸、ジュリル酸、メシト酸)、サリチル酸、メトキシ安息香酸、イソプロピル安息香酸、ヒドロキシメチル安息香酸、ジヒドロキシ安息香酸、ヒドロキシメトキシ安息香酸、ジメトキシ安息香酸、ジヒドロキシメチル安息香酸、トリヒドロキシ安息香酸(没食子酸)、ヒドロキシジメトキシ安息香酸、トリメトキシ安息香酸、4−ピリジンカルボン酸、4−メチルピリジン−3−カルボン酸等]、カルボキシル基が芳香環に直結しないもの[フェニル酢酸、ヒドロキシフェニル酢酸、(4−メトキシフェニル)酢酸、ジヒドロキシフェニル酢酸、フェノキシ酢酸、2−フェニルプロパン酸、3−フェニルプロパン酸等];
(B1) (Poly) carboxylic acid having a single aromatic ring C7-30, for example, having one carboxyl group: one having a carboxyl group directly linked to the aromatic ring [benzoic acid, methylbenzoic acid, dimethylbenzoic acid (Xylyl acid, hemelic acid, mesitylene acid, etc.), trimethylbenzoic acid (planicylic acid, isodiuric acid, jurylic acid, mesitonic acid), salicylic acid, methoxybenzoic acid, isopropylbenzoic acid, hydroxymethylbenzoic acid, dihydroxybenzoic acid, hydroxymethoxy Benzoic acid, dimethoxybenzoic acid, dihydroxymethylbenzoic acid, trihydroxybenzoic acid (gallic acid), hydroxydimethoxybenzoic acid, trimethoxybenzoic acid, 4-pyridinecarboxylic acid, 4-methylpyridine-3-carboxylic acid, etc.], carboxyl group Is not directly connected to the aromatic ring Phenylacetic acid, hydroxyphenylacetic acid, (4-methoxyphenyl) acetic acid, dihydroxyphenylacetic acid, phenoxyacetic acid, 2-phenylpropanoic acid, 3-phenylpropanoic acid and the like];

カルボキシル基が2個のもの:2個のカルボキシル基が芳香環に直結するもの[ベンゼンジカルボン酸(フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸等)、メチルイソフタル酸、ジメトキシフタル酸、3,5−ピリジンジカルボン酸等]、1個のカルボキシル基が芳香環に直結するもの[カルボキシメチル安息香酸(ホモフタル酸、ホモイソフタル酸、ホモテレフタル酸等)、カルボキシカルボニル安息香酸(フタロン酸、イソフタロン酸、テレフタロン酸等)等]等; Those having two carboxyl groups: those having two carboxyl groups directly linked to an aromatic ring [benzenedicarboxylic acid (phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, etc.), methylisophthalic acid, dimethoxyphthalic acid, 3,5-pyridinedicarboxylic acid Acid etc.] One carboxyl group directly linked to an aromatic ring [Carboxymethylbenzoic acid (homophthalic acid, homoisophthalic acid, homoterephthalic acid etc.), Carboxycarbonylbenzoic acid (phthalonic acid, isophthalonic acid, terephthalonic acid etc.) And so on;

カルボキシル基が3個のもの:3個のカルボキシル基が芳香環に直結するもの[ベンゼントリカルボン酸(ヘミメリット酸、トリメリット酸、トリメシン酸等)等]等;
カルボキシル基が4個のもの:4個のカルボキシル基が芳香環に直結するもの[ベンゼンテトラカルボン酸(メロファン酸、ピロメリット酸等)等];
およびこれらの酸無水物等。
Those having three carboxyl groups: those having three carboxyl groups directly linked to an aromatic ring [benzenetricarboxylic acid (hemimellitic acid, trimellitic acid, trimesic acid, etc.), etc.], etc .;
Those having 4 carboxyl groups: those having 4 carboxyl groups directly linked to an aromatic ring [benzenetetracarboxylic acid (merophane acid, pyromellitic acid, etc.), etc.];
And acid anhydrides thereof.

(B2)2個の芳香環をもつ(ポリ)カルボン酸
C11〜30のもの、例えばカルボキシル基が1個のもの:カルボキシル基が芳香環に直結するもの[ナフタレンカルボン酸、ヒドロキシナフタレンカルボン酸、ジヒドロキシナフタレンカルボン酸、フェニル安息香酸、メトキシナフタレンカルボン酸、アミノナフタレンカルボン酸、クロロヒドロキシナフタレンカルボン酸、ブロモナフタレンカルボン酸、トリメトキシジヒドロナフタレンカルボン酸等]、カルボキシル基が芳香環に直結しないもの[2−ナフチル酢酸、アセトキシナフチル酢酸等];
(B2) (Poly) carboxylic acid having two aromatic rings C11-30, for example, having one carboxyl group: one having a carboxyl group directly linked to an aromatic ring [naphthalenecarboxylic acid, hydroxynaphthalenecarboxylic acid, dihydroxy Naphthalenecarboxylic acid, phenylbenzoic acid, methoxynaphthalenecarboxylic acid, aminonaphthalenecarboxylic acid, chlorohydroxynaphthalenecarboxylic acid, bromonaphthalenecarboxylic acid, trimethoxydihydronaphthalenecarboxylic acid, etc.], wherein the carboxyl group is not directly linked to the aromatic ring [2- Naphthylacetic acid, acetoxynaphthylacetic acid, etc.];

カルボキシル基が2個のもの:2個のカルボキシル基が芳香環に直結するもの[1,4−、1,6−、1,8−、2,3−および2,6−ナフタレンジカルボン酸、ヒドロキシナフタレンジカルボン酸、ビフェニルジカルボン酸、2,2’−ビピリジン−5,5’−ジカルボン酸等]等; Those having two carboxyl groups: those having two carboxyl groups directly linked to an aromatic ring [1,4-, 1,6-, 1,8-, 2,3- and 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, hydroxy Naphthalenedicarboxylic acid, biphenyldicarboxylic acid, 2,2′-bipyridine-5,5′-dicarboxylic acid, etc.];

カルボキシル基が3個のもの:3個のカルボキシル基が芳香環に直結するもの[ナフタレントリカルボン酸、ビフェニルトリカルボン酸等]等;
カルボキシル基が4個のもの:4個のカルボキシル基が芳香環に直結するもの[ナフタレンテトラカルボン酸、ビフェニルテトラカルボン酸等]等;
およびこれらの酸無水物等。
Those having three carboxyl groups: those having three carboxyl groups directly linked to an aromatic ring [naphthalene tricarboxylic acid, biphenyl tricarboxylic acid, etc.] and the like;
Those having 4 carboxyl groups: those having 4 carboxyl groups directly linked to the aromatic ring [naphthalene tetracarboxylic acid, biphenyl tetracarboxylic acid, etc.] and the like;
And acid anhydrides thereof.

(B3)3個以上の芳香環をもつ(ポリ)カルボン酸
C15〜40のもの、例えばカルボキシル基が1〜8個のもの:カルボキシル基が芳香環に直結するもの[フェナントレンやアントラセンのモノ−およびポリ(2〜8個)カルボン酸、オクタカルボキシフタロシアニン等]等、およびこれらの酸無水物等。
(B3) (Poly) carboxylic acids having 3 or more aromatic rings C15-40, for example those having 1 to 8 carboxyl groups: those having a carboxyl group directly linked to the aromatic ring [phenanthrene and anthracene mono- and Poly (2 to 8) carboxylic acid, octacarboxyphthalocyanine and the like], and their acid anhydrides.

上記(B1)〜(B3)のうち、水溶性ポリマー(A)と併用した高分子凝集剤(P)による汚泥等の処理時のフロック径、撹拌によるフロック径変化(フロック強度)の観点から、好ましいのは2〜6個のカルボキシル基を有するポリカルボン酸、さらに好ましいのは(B1)中の該ポリカルボン酸、より好ましいのは少なくとも2個のカルボキシル基が芳香環に直結するもの、特に好ましいのはベンゼンジ−、トリ−およびテトラカルボン酸、最も好ましいのはヘミメリット酸、トリメリット酸、トリメシン酸、メロファン酸およびピロメリット酸である。なお、上記の好ましいものには、対応する酸無水物、および金属塩が含まれる。
また、(B)は(P)の水溶解性の観点からエチレン性不飽和基を有しない非重合性のものが好ましい。
Of the above (B1) to (B3), from the viewpoint of floc diameter at the time of treatment such as sludge with the polymer flocculant (P) used in combination with the water-soluble polymer (A), floc diameter change (floc strength) by stirring, Preferred are polycarboxylic acids having 2 to 6 carboxyl groups, more preferred are those polycarboxylic acids in (B1), more preferred are those in which at least two carboxyl groups are directly linked to an aromatic ring, particularly preferred. Are benzenedi-, tri- and tetracarboxylic acids, most preferred are hemimellitic acid, trimellitic acid, trimesic acid, merophanic acid and pyromellitic acid. In addition, said preferable thing includes a corresponding acid anhydride and a metal salt.
(B) is preferably non-polymerizable having no ethylenically unsaturated group from the viewpoint of water solubility of (P).

[高分子凝集剤(P)]
本発明の高分子凝集剤(P)は前記(A)および(B)を含有してなる。
(B)の含有量は、凝集性能および水不溶解分の観点から、(A)を構成するモノマーの全重量に基づいて、好ましくは0.1〜10%、さらに好ましくは0.2〜5%、とくに好ましくは0.5〜4%、最も好ましくは1〜3%である。
[Polymer flocculant (P)]
The polymer flocculant (P) of the present invention comprises the above (A) and (B).
The content of (B) is preferably 0.1 to 10%, more preferably 0.2 to 5 based on the total weight of the monomers constituting (A) from the viewpoint of aggregation performance and water-insoluble content. %, Particularly preferably 0.5 to 4%, most preferably 1 to 3%.

本発明の高分子凝集剤(P)の製造方法には、下記(1)、(2)、(3)の製造方法が含まれ、凝集性能の観点から、(1)の製造方法が好ましい。
(1)(B)の存在下で前記水溶性不飽和モノマー(a)、および必要により(x)、(y)を重合させて、(B)および水溶性ポリマー(A)を含有する(P)を製造する方法。重合させるモノマーへの(B)の添加は、重合前および/または重合中のいずれでもよいが、高分子量化の観点から重合前が好ましい。
(2)水溶性不飽和モノマー(a)の水溶液、および必要により(x)、(y)を加えたモノマーを重合させて水溶性ポリマー(A)の含水ゲルを製造した後に、(B)を(A)の含水ゲルに浸透させて製造する方法。該浸透方法には、(A)の含水ゲルを含む、水溶液中もしくは水と有機溶剤の混合液中に、(B)を水または有機溶剤に溶解もしくは分散させた(B)の溶液もしくは分散液を加えて、撹拌し、(B)を(A)の含水ゲルに浸透させる方法が含まれる。該(2)の方法のうち(A)に対する(B)の浸透性の観点から、(B)を溶解した溶液を用いる方法が好ましい。
(3)重合後に乾燥させた粉末状の(A)に対して、粉末状の(B)を混合する方法(ドライブレンド法)。
The production method of the polymer flocculant (P) of the present invention includes the following production methods (1), (2) and (3), and the production method (1) is preferred from the viewpoint of aggregation performance.
(1) The water-soluble unsaturated monomer (a) and, if necessary, (x) and (y) are polymerized in the presence of (B) to contain (B) and the water-soluble polymer (A) (P ). The addition of (B) to the monomer to be polymerized may be before polymerization and / or during polymerization, but is preferably before polymerization from the viewpoint of increasing the molecular weight.
(2) After producing an aqueous gel of the water-soluble polymer (A) by polymerizing an aqueous solution of the water-soluble unsaturated monomer (a) and, if necessary, monomers added with (x) and (y), (B) (A) The method of making it osmose | permeate the hydrous gel. In the permeation method, the solution or dispersion of (B) in which (B) is dissolved or dispersed in water or an organic solvent in an aqueous solution or a mixture of water and an organic solvent containing the hydrous gel of (A) And stirring, and (B) is allowed to permeate the hydrogel of (A). Among the methods (2), from the viewpoint of the permeability of (B) to (A), a method using a solution in which (B) is dissolved is preferable.
(3) A method of mixing powdery (B) with powdery (A) dried after polymerization (dry blending method).

前記重合させて得られる含水ゲル[製造方法(1)では水溶性ポリマー(A)、(B)と水、または製造方法(2)では(A)、(B)と、水および/または有機溶剤からなる]は、必要に応じて細断され、さらに脱水、乾燥することによって粉末状の水溶性ポリマーが得られる。   Water-containing gel obtained by the polymerization [in the production method (1), the water-soluble polymer (A), (B) and water, or in the production method (2), (A), (B), water and / or organic solvent Is composed of, if necessary, dehydrated and dried to obtain a powdery water-soluble polymer.

水溶性ポリマー(A)、並びに芳香環含有カルボン酸および/またはその塩(B)を含有する本発明の高分子凝集剤(P)の0.5重量%塩水溶液粘度(以下0.5%塩水溶液粘度ということがある)(mPa・s、25℃)は、好ましくは1〜200、さらに好ましくは2〜180、とくに好ましくは3〜150である。0.5%塩水溶液粘度が1以上であると、汚泥等の処理における凝集性が良好であり、200以下であると、懸濁粒子との反応性が良好である。なお、0.5%塩水溶液粘度は後述の方法で測定することができる。
また、水溶性ポリマー(A)の0.2重量%水溶液粘度(以下0.2%水溶液粘度ということがある)(mPa・s、25℃)は、好ましくは50〜1,000、さらに好ましくは100〜900、とくに好ましくは200〜800である。0.2%水溶液粘度が50以上であると汚泥等の処理における凝集性が良好であり、1,000以下であると懸濁粒子との反応性が良好である。なお、0.2%水溶液粘度は後述の方法で測定することができる。
0.5% by weight salt aqueous solution viscosity (hereinafter 0.5% salt) of the polymer flocculant (P) of the present invention containing the water-soluble polymer (A) and the aromatic ring-containing carboxylic acid and / or salt thereof (B) (It may be called aqueous solution viscosity) (mPa * s, 25 degreeC) becomes like this. Preferably it is 1-200, More preferably, it is 2-180, Most preferably, it is 3-150. When the 0.5% salt aqueous solution viscosity is 1 or more, the cohesiveness in the treatment of sludge and the like is good, and when it is 200 or less, the reactivity with the suspended particles is good. In addition, 0.5% salt aqueous solution viscosity can be measured by the below-mentioned method.
Further, the 0.2% by weight aqueous solution viscosity of the water-soluble polymer (A) (hereinafter sometimes referred to as 0.2% aqueous solution viscosity) (mPa · s, 25 ° C.) is preferably 50 to 1,000, more preferably 100 to 900, particularly preferably 200 to 800. When the 0.2% aqueous solution viscosity is 50 or more, the cohesiveness in the treatment of sludge is good, and when it is 1,000 or less, the reactivity with the suspended particles is good. The 0.2% aqueous solution viscosity can be measured by the method described later.

高分子凝集剤の分子量分布を表すことができる簡便な測定方法として、0.4重量%水溶液の曳糸長が挙げられ、該曳糸長が小さいほど分子量分布は狭く、曳糸長が大きいほど分子量分布は広いことを示すことができる。
高分子凝集剤(P)の0.4重量%水溶液の曳糸長(mm)は、後述するノニオン性およびアニオン性高分子凝集剤では、工業上および凝集性能の観点から、好ましくは20〜200、さらに好ましくは40〜150、カチオン性および両性高分子凝集剤では、同様の観点から、好ましくは5〜100、さらに好ましくは6〜80である。
As a simple measuring method capable of expressing the molecular weight distribution of the polymer flocculant, there is a string length of a 0.4 wt% aqueous solution. The smaller the string length, the narrower the molecular weight distribution, and the larger the string length. It can be shown that the molecular weight distribution is broad.
In the nonionic and anionic polymer flocculants described later, the thread length (mm) of the 0.4% by weight aqueous solution of the polymer flocculant (P) is preferably 20 to 200 from the viewpoint of industrial and aggregation performance. More preferably, it is 40 to 150, and the cationic and amphoteric polymer flocculants are preferably 5 to 100, more preferably 6 to 80 from the same viewpoint.

ここで、曳糸長L(mm)は曳糸性測定器[協和界面科学(株)製]等を用いて以下の手順で測定することができる。
ポリマー(高分子凝集剤)粒子0.80g(固形分換算)を300mlのガラス製ビーカーにとり、該粒子とイオン交換水の重量の合計が200.0gとなるようにイオン交換水をすばやく加え、ガラス棒などを用いて該重合体が膨潤して均一分散するまで(約1分)撹拌する。この時、該重合体がままこにならないように注意する。その後、透明樹脂フィルムでふたをして室温(約20℃)で約20時間静置した後、板状の塩ビ製撹拌羽根(直径5cm、高さ2cm、厚さ0.2cm)1枚付き撹拌棒を取り付けたジャーテスターにセットし、120rpmで1時間撹拌して測定試料の0.4重量%水溶液を調製する。該測定試料を25±2℃に温度調整した後、曳糸性測定器の、吊り下げ糸の下端に取り付けられたガラス製回転楕円体(以下ガラス球という)(短径7mm、長径11mm。長径方向に吊り下げる。)をガラス球の長径上端が測定試料の液面直下に位置するように浸漬し、15秒間保持した後、16mm/秒の速度でガラス球を引き上げ、ポリマー水溶液の糸が切れるまでの、液面からガラス球下端までの距離を測定する。測定試料におけるガラス球の浸漬位置を変更して、測定を10回繰り返し、平均値を算出し、曳糸長L(mm)の値とする。
Here, the string length L (mm) can be measured by the following procedure using a stringiness measuring instrument [manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.].
Take 0.80 g of polymer (polymer flocculant) particles (in terms of solid content) in a 300 ml glass beaker, and quickly add ion exchange water so that the total weight of the particles and ion exchange water is 200.0 g. Stir using a stick or the like until the polymer swells and disperses uniformly (about 1 minute). At this time, care is taken so that the polymer does not remain. Then, after covering with a transparent resin film and allowing to stand at room temperature (about 20 ° C.) for about 20 hours, stirring with a plate-like PVC stirring blade (diameter 5 cm, height 2 cm, thickness 0.2 cm) A jar tester equipped with a stick is set and stirred at 120 rpm for 1 hour to prepare a 0.4 wt% aqueous solution of the measurement sample. After adjusting the temperature of the measurement sample to 25 ± 2 ° C., a glass spheroid (hereinafter referred to as a glass sphere) (short diameter 7 mm, long diameter 11 mm, long diameter) attached to the lower end of the hanging thread of the spinnability measuring instrument. Is suspended so that the upper end of the major axis of the glass sphere is located immediately below the liquid surface of the measurement sample, and held for 15 seconds, then the glass sphere is pulled up at a speed of 16 mm / second, and the yarn of the polymer aqueous solution is cut. Measure the distance from the liquid level to the lower end of the glass bulb. The immersion position of the glass sphere in the measurement sample is changed, the measurement is repeated 10 times, the average value is calculated, and the value is taken as the value of the string length L (mm).

高分子凝集剤(P)の固有粘度η(1N−NaNO3水溶液中30℃での測定値。単位はdl/g。以下同じ)は、凝集性および懸濁粒子との反応性(凝集速度)の観点から好ましくは2〜30、さらに好ましくは10〜20である。 The intrinsic viscosity η of the polymer flocculant (P) (measured value in a 1N-NaNO 3 aqueous solution at 30 ° C., the unit is dl / g. The same applies hereinafter) is agglomeration and reactivity with suspended particles (aggregation rate). From this viewpoint, it is preferably 2 to 30, more preferably 10 to 20.

前記のように通常、曳糸長は分子量または分子量分布と相関があり、分子量が大である程、もしくは分子量分布が広い程大きな値となる。また、異なる水溶性ポリマー同士を比較する際は、いずれも水不溶解分量が小さく、しかも同程度の分子量(固有粘度の差が±5%以内)である場合は、曳糸長が短い方が分子量分布がシャープであり、凝集性能に優れると判断することができる。このような曳糸長、分子量(固有粘度)および凝集性能の関係から、本発明において、さらに曳糸長と固有粘度の比(L/η)を特定の範囲とすることで、さらに優れた凝集性能を発揮することができることを見出した。
すなわち(P)の曳糸長L(mm)と固有粘度η(dl/g)の比(L/η)は、工業上および凝集性能の観点から、好ましくは1〜8、さらに好ましくは1.5〜7、特に好ましくは2〜5である。
As described above, the yarn length generally correlates with the molecular weight or the molecular weight distribution, and becomes larger as the molecular weight is larger or the molecular weight distribution is wider. Also, when comparing different water-soluble polymers, if the water-insoluble amount is small and the molecular weight is the same (difference in intrinsic viscosity is within ± 5%), the shorter thread length is better. It can be determined that the molecular weight distribution is sharp and the aggregation performance is excellent. From the relationship between the yarn length, molecular weight (intrinsic viscosity) and agglomeration performance, in the present invention, the ratio of the yarn length to the intrinsic viscosity (L / η) is further set to a specific range, thereby further aggregating. It has been found that performance can be demonstrated.
That is, the ratio (L / η) of the yarn length L (mm) and the intrinsic viscosity η (dl / g) of (P) is preferably 1 to 8, more preferably 1. 5 to 7, particularly preferably 2 to 5.

本発明の高分子凝集剤(P)は、用途により、適したイオン性のものを用いる。
一般的に、汚泥においては、懸濁粒子の大きさが比較的大きく、また水中における懸濁粒子表面がマイナス荷電を有していることから、脱水用高分子凝集剤としてはカチオン性または両性高分子凝集剤、およびこれらの混合物が好ましい。
廃水においては、溶解性有機物等を処理するためにまず無機凝集剤を添加することが多く、その場合、懸濁粒子表面は無機凝集剤で覆われることとなりプラス荷電を有していることから、凝集沈殿処理用高分子凝集剤としては、アニオン性またはノニオン性、およびこれらの混合物が好ましい。
石油の3次回収用としては、比較的大きな分子量を有するものが使用され、アニオン性またはノニオン性、およびこれらの混合物が好ましい。
製紙工程での濾水歩留向上用または紙力増強用としては、カチオン性または両性高分子凝集剤、およびこれらの混合物が好ましい。
上記のイオン性は、本発明の高分子凝集剤中の、水溶性ポリマー(A)のイオン性に由来するものである。
As the polymer flocculant (P) of the present invention, a suitable ionic one is used depending on the application.
In general, in sludge, the size of suspended particles is relatively large, and the surface of suspended particles in water is negatively charged. Molecular flocculants and mixtures thereof are preferred.
In wastewater, in order to treat soluble organic matter and the like, an inorganic flocculant is often added first, and in that case, the suspended particle surface is covered with the inorganic flocculant and has a positive charge. As the polymer flocculant for the coagulation sedimentation treatment, anionic or nonionic and mixtures thereof are preferable.
For the tertiary recovery of petroleum, those having a relatively large molecular weight are used, and anionic or nonionic and mixtures thereof are preferred.
Cationic or amphoteric polymer flocculants and mixtures thereof are preferred for improving drainage yield or enhancing paper strength in the papermaking process.
The above ionicity is derived from the ionicity of the water-soluble polymer (A) in the polymer flocculant of the present invention.

ここで、カチオン性高分子凝集剤とは、分子内にカチオン性基を有する高分子凝集剤、すなわち水に溶解した際にカチオン性を示す高分子凝集剤であり、また両性高分子凝集剤とは、分子内にカチオン性基およびアニオン性基を有する高分子凝集剤、すなわち水に溶解した際にカチオン性およびアニオン性を示す高分子凝集剤である。これらの高分子凝集剤の水中におけるカチオン性またはアニオン性の評価方法については、コロイド当量値(meq/g)として求めることができる。すなわち、カチオン性凝集剤中のカチオン性基当量値はカチオンコロイド当量値として求めることができ、両性凝集剤中のカチオン性基当量値およびアニオン性基当量値は、それぞれカチオンコロイド当量値、アニオンコロイド当量値として求めることができる。   Here, the cationic polymer flocculant is a polymer flocculant having a cationic group in the molecule, that is, a polymer flocculant exhibiting a cationic property when dissolved in water, and an amphoteric polymer flocculant and Is a polymer flocculant having a cationic group and an anionic group in the molecule, that is, a polymer flocculant exhibiting cationic and anionic properties when dissolved in water. About the cationic or anionic evaluation method of these polymer flocculants in water, it can obtain | require as a colloid equivalent value (meq / g). That is, the cationic group equivalent value in the cationic flocculant can be determined as the cation colloid equivalent value, and the cationic group equivalent value and the anionic group equivalent value in the amphoteric flocculant are the cationic colloid equivalent value and the anionic colloid respectively. It can be determined as an equivalent value.

本発明の高分子凝集剤がカチオン性高分子凝集剤の場合、該凝集剤中のカチオンコロイド当量値(meq/g)は、凝集性能の観点から好ましい下限は0.1、より好ましくは0.5、さらに好ましくは1.0、とくに好ましくは1.5、最も好ましくは2.0、凝集性能の観点から好ましい上限は7.0、より好ましくは6.0、さらに好ましくは5.5、とくに好ましくは5.2、最も好ましくは5.0である。
また本発明の高分子凝集剤が両性高分子凝集剤の場合、該凝集剤中のカチオンコロイド当量値(meq/g)は、凝集性能の観点から好ましい下限は0.1、より好ましくは0.5、さらに好ましくは1.0、とくに好ましくは1.5、最も好ましくは2.0、凝集性能の観点から好ましい上限は7.0、より好ましくは6.0、さらに好ましくは5.5、とくに好ましくは5.2、最も好ましくは5.0であり;アニオンコロイド当量値(meq/g)は、凝集性能の観点から好ましい下限は−13.0、より好ましくは−10.0、さらに好ましくは−8.0、とくに好ましくは−5.0、最も好ましくは−3.0、凝集性能の観点から好ましい上限は−0.05、より好ましくは−0.1、さらに好ましくは−0.3、とくに好ましくは−0.5、最も好ましくは−1.0である。
When the polymer flocculant of the present invention is a cationic polymer flocculant, the preferable lower limit of the cation colloid equivalent value (meq / g) in the flocculant is 0.1, more preferably 0.8. 5, more preferably 1.0, particularly preferably 1.5, most preferably 2.0, and from the viewpoint of agglomeration performance, a preferable upper limit is 7.0, more preferably 6.0, still more preferably 5.5, especially Preferably it is 5.2, most preferably 5.0.
When the polymer flocculant of the present invention is an amphoteric polymer flocculant, the lower limit of the cation colloid equivalent value (meq / g) in the flocculant is preferably 0.1, more preferably 0.8. 5, more preferably 1.0, particularly preferably 1.5, most preferably 2.0, and from the viewpoint of agglomeration performance, a preferable upper limit is 7.0, more preferably 6.0, still more preferably 5.5, especially Preferably, it is 5.2, and most preferably 5.0; the anion colloid equivalent value (meq / g) is preferably -13.0, more preferably -10.0, more preferably from the viewpoint of aggregation performance. −8.0, particularly preferably −5.0, most preferably −3.0, and the upper limit is preferably −0.05, more preferably −0.1, still more preferably −0.3, from the viewpoint of aggregation performance. Especially preferred -0.5, and most preferably -1.0.

コロイド当量値は以下に示すコロイド滴定法により求めることができる。なお、以降の測定は室温(約20℃)下で行う。
(1)測定試料(高分子凝集剤の50ppm水溶液)の調製
試料0.2g(固形分含量換算したもの)を精秤し、200mlの三角フラスコにとり、全体の重量(試料とイオン交換水の合計重量)が100gとなるようにイオン交換水を加えた後、マグネチックスターラー(長さ40mm、直径5mmの円筒状マグネット、回転数1,000rpm)で、3時間撹拌して完全に溶解させ、0.2重量%の高分子凝集剤溶液を調製する。500mlのビーカーに該調製溶液10mlをとり、全体の重量(溶液10mlとイオン交換水の合計重量)が400gとなるようにイオン交換水を加え、再度マグネチックスターラー(1,000〜1,200rpm)で、30分間撹拌して、均一な測定試料とする。
なお、高分子凝集剤の固形分含量は、試料約1.0gをシャーレ(直径100mm、深さ10mm)に秤量(W1)して、循風乾燥機中、105±5℃で90分間乾燥させた後の残存重量を(W2)として、次式から算出した値である。

固形分含量(重量%)=(W2)×100/(W1)
The colloid equivalent value can be determined by the colloid titration method shown below. The subsequent measurement is performed at room temperature (about 20 ° C.).
(1) Preparation of measurement sample (50 ppm aqueous solution of polymer flocculant) Weigh accurately 0.2 g of sample (in terms of solid content), put it in a 200 ml Erlenmeyer flask, and total weight (total of sample and ion-exchanged water) After adding ion-exchanged water so that the weight becomes 100 g, the mixture is stirred for 3 hours with a magnetic stirrer (a cylindrical magnet having a length of 40 mm and a diameter of 5 mm, a rotational speed of 1,000 rpm) to completely dissolve it. Prepare a 2% by weight polymer flocculant solution. Take 10 ml of the prepared solution in a 500 ml beaker, add ion exchange water so that the total weight (total weight of solution 10 ml and ion exchange water) is 400 g, and again magnetic stirrer (1,000 to 1,200 rpm). Then, stir for 30 minutes to obtain a uniform measurement sample.
The solid content of the polymer flocculant was weighed (W1) in a petri dish (diameter: 100 mm, depth: 10 mm) and dried at 105 ± 5 ° C. for 90 minutes in a circulating drier. This is a value calculated from the following equation, assuming that the remaining weight after (W2).

Solid content (% by weight) = (W2) × 100 / (W1)

(2)カチオンコロイド当量値の測定
測定試料100gを200mlのコニカルビーカーにとり、マグネチックスターラー(500rpm)で撹拌しながら徐々に0.5重量%硫酸水溶液を加え、pH3に調整する。 次にトルイジンブルー指示薬(TB指示薬)を2〜3滴加え、N/400ポリビニル硫酸カリウム(N/400PVSK)試薬で滴定する。滴定速度は2ml/分とし、測定試料が青から赤紫色に変色し、赤紫色が30秒間保持される時点を終点とする。
(3)アニオンコロイド当量値の測定
測定試料100gを200mlのコニカルビーカーにとり、マグネチックスターラー(500rpm)で撹拌しながら、N/10水酸化ナトリウム水溶液0.5mlを加え、さらにN/200メチルグリコールキトサン水溶液5mlを加えた後、5分間撹拌する(その時のpH約10.5)。TB指示薬を2〜3滴加え、上記(2)と同様にして滴定する。
(4)空試験
測定試料の代わりにイオン交換水100gを用いる以外は(2)および(3)と同様の操作を行う。
(5)計算方法

コロイド当量値(meq/g)=(1/2)×(試料の滴定量−空試験の滴定量)
×(N/400PVSKの力価)
(2) Measurement of cation colloid equivalent value 100 g of a measurement sample is placed in a 200 ml conical beaker, and a 0.5 wt% aqueous sulfuric acid solution is gradually added while stirring with a magnetic stirrer (500 rpm) to adjust to pH 3. Next, add 2-3 drops of toluidine blue indicator (TB indicator) and titrate with N / 400 potassium potassium sulfate (N / 400 PVSK) reagent. The titration rate is 2 ml / min, and the end point is the time when the measurement sample changes color from blue to reddish purple and the reddish purple color is maintained for 30 seconds.
(3) Measurement of anion colloid equivalent value 100 g of a measurement sample was placed in a 200 ml conical beaker, 0.5 ml of an N / 10 sodium hydroxide aqueous solution was added while stirring with a magnetic stirrer (500 rpm), and further N / 200 methyl glycol chitosan. After adding 5 ml of an aqueous solution, the mixture is stirred for 5 minutes (pH about 10.5 at that time). Add 2-3 drops of TB indicator and titrate in the same manner as in (2) above.
(4) Blank test The same operation as (2) and (3) is performed except that 100 g of ion-exchanged water is used instead of the measurement sample.
(5) Calculation method

Colloid equivalent value (meq / g) = (1/2) × (sample titration-blank test titration)
× (N / 400 PVSK titer)

本発明の高分子凝集剤(P)は、前記(A)と(B)以外に、必要に応じ、本発明の効果を阻害しない範囲で、高分子凝集剤に通常用いられる、消泡剤、キレート化剤、pH調整剤、界面活性剤、ブロッキング防止剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤および防腐剤からなる群から選ばれる添加剤を含有することができる。
上記添加剤の合計含有量は、フロック強度の観点から、(A)と(B)の合計重量に基づいて、好ましくは30%以下、さらに好ましくは10%以下である。
In addition to the above (A) and (B), the polymer flocculant (P) of the present invention is an antifoaming agent that is usually used for the polymer flocculant as long as it does not inhibit the effects of the present invention. An additive selected from the group consisting of a chelating agent, a pH adjusting agent, a surfactant, an antiblocking agent, an antioxidant, an ultraviolet absorber and a preservative can be contained.
From the viewpoint of flock strength, the total content of the additives is preferably 30% or less, more preferably 10% or less, based on the total weight of (A) and (B).

本発明の高分子凝集剤(P)を汚泥または廃水に添加する方法としては、特に限定はなく、例えば特許第1311340号公報または特許第2038341号公報等に記載の方法が挙げられる。
本発明の高分子凝集剤(P)の使用量は、汚泥または廃水の種類、懸濁粒子の含有量、高分子凝集剤の分子量等により異なるが、特に限定はなく、汚泥または廃水中の蒸発残留物重量(以下、TSと略記)に基づいて、通常0.01〜10%、凝集性能の観点から好ましい下限は0.1%、さらに好ましくは0.5%、とくに好ましくは1%、処理費用の観点から好ましい上限は5%、さらに好ましくは3%、とくに好ましくは2%である。
The method for adding the polymer flocculant (P) of the present invention to sludge or wastewater is not particularly limited, and examples thereof include the methods described in Japanese Patent No. 13111340 or Japanese Patent No. 2038341.
The amount of the polymer flocculant (P) of the present invention varies depending on the type of sludge or waste water, the content of suspended particles, the molecular weight of the polymer flocculant, etc., but there is no particular limitation, and evaporation in the sludge or waste water Based on the weight of the residue (hereinafter abbreviated as TS), usually 0.01 to 10%. From the viewpoint of agglomeration performance, the lower limit is preferably 0.1%, more preferably 0.5%, particularly preferably 1%. From the viewpoint of cost, the preferable upper limit is 5%, more preferably 3%, and particularly preferably 2%.

本発明の高分子凝集剤(P)の使用方法としては、十分な凝集性能の観点から水溶液にした後に汚泥または廃水に添加するのが好ましいが、(P)を固体の状態で直接汚泥または廃水に添加することもできる。(P)を水溶液として用いる場合の濃度は、取り扱い上および溶解速度の観点から好ましくは0.05〜1重量%である。
(P)の溶解方法としては、特に限定されることはなく、例えば予め秤り取った水をジャーテスターなどの撹拌装置を用いて撹拌しながら所定量の(P)を徐々に加え、数時間(約2〜4時間程度)かけて溶解させる方法等が採用できる。粉末状の(P)を水に溶解させる際に、所定量の(P)を一気に加える方法はままこを生じ、完全に水に溶解させることが困難となることから好ましくない。
As a method of using the polymer flocculant (P) of the present invention, it is preferable to make it into an aqueous solution from the viewpoint of sufficient flocculation performance and then add it to sludge or wastewater. However, (P) is directly added to sludge or wastewater in a solid state. It can also be added. The concentration when (P) is used as an aqueous solution is preferably 0.05 to 1% by weight from the viewpoint of handling and dissolution rate.
The method for dissolving (P) is not particularly limited. For example, a predetermined amount of (P) is gradually added while stirring water previously weighed using a stirring device such as a jar tester, and several hours. A method of dissolving over about 2 to 4 hours can be employed. When powdered (P) is dissolved in water, the method of adding a predetermined amount of (P) at a stretch is undesirably resulting in undesired dissolution and difficulty in completely dissolving in water.

本発明の高分子凝集剤(P)を石油の3次回収用として使用する際には、通常水溶液として使用される。該(P)の濃度(重量%)は、通常0.001〜3%、増粘効果および送液可能な粘度の観点から好ましくは0.005〜1%、さらに好ましくは0.01〜0.5%である。   When the polymer flocculant (P) of the present invention is used for tertiary recovery of petroleum, it is usually used as an aqueous solution. The concentration (% by weight) of (P) is usually from 0.001 to 3%, preferably from 0.005 to 1%, more preferably from 0.01 to 0. 5%.

また、本発明の高分子凝集剤(P)は、凝集性能(フロック強度、ろ過速度等)向上の観点から、該(P)以外の他の高分子凝集剤(Q)を併用してもよい。該(Q)には特願2011−55783明細書に記載の高分子凝集剤等が含まれる。該(Q)は、ハロゲンイオンを対イオンとする3級アミン塩基または4級アンモニウム塩基を有する水溶性不飽和モノマーを必須モノマーとする水溶性不飽和モノマーを含有する不飽和モノマーが、2〜10個のカルボキシル基を有する飽和脂肪族ポリカルボン酸および/またはその塩の存在下で、ラジカル重合されてなる水溶性ポリマーを含有する高分子凝集剤である。   The polymer flocculant (P) of the present invention may be used in combination with another polymer flocculant (Q) other than (P) from the viewpoint of improving the agglomeration performance (floc strength, filtration rate, etc.). . The (Q) includes a polymer flocculant described in Japanese Patent Application No. 2011-55783. The (Q) is an unsaturated monomer containing a water-soluble unsaturated monomer whose essential monomer is a water-soluble unsaturated monomer having a tertiary amine base or a quaternary ammonium base with a halogen ion as a counter ion. It is a polymer flocculant containing a water-soluble polymer obtained by radical polymerization in the presence of a saturated aliphatic polycarboxylic acid having one carboxyl group and / or a salt thereof.

(P)と(Q)を併用する方法としては、それぞれ作成した粉末状の(P)と(Q)をあらかじめ混合後、水に溶解しこれを汚泥または廃水に添加する方法、(P)と(Q)の各水溶液を作成後、これらを汚泥または廃水に、(P)、(Q)ほぼ同時に添加する方法、(P)を添加して1次処理後、(Q)を添加して2次処理する、あるいは(Q)を添加して1次処理後、(P)を添加して2次処理する逐次的添加方法等が挙げられる。
これらの方法のうち、凝集性能(フロック強度、ろ過速度等)向上の観点から好ましいのは粉末状の(P)と(Q)をあらかじめ混合後、水に溶解しこれを汚泥または廃水に添加する方法である。
As a method of using (P) and (Q) in combination, each of the prepared powdery (P) and (Q) is mixed in advance, dissolved in water and added to sludge or waste water, and (P) After preparing each aqueous solution of (Q), these are added to sludge or wastewater (P), (Q) almost simultaneously, (P) is added and after the primary treatment, (Q) is added 2 Examples include a sequential addition method in which the next treatment is performed, or (Q) is added and the first treatment is performed, and then (P) is added and the second treatment is performed.
Among these methods, from the viewpoint of improving the agglomeration performance (floc strength, filtration speed, etc.), powdery (P) and (Q) are preferably mixed in advance, dissolved in water, and added to sludge or wastewater. Is the method.

(P)と該(Q)を併用する場合の(Q)の使用量は、(P)と(Q)の合計重量に基づいて通常90%以下、より強固なフロックを形成する観点および凝集性能の観点から好ましくは5〜70%、さらに好ましくは10〜30%である。   When (P) and (Q) are used in combination, the amount of (Q) used is usually 90% or less based on the total weight of (P) and (Q). From this viewpoint, it is preferably 5-70%, more preferably 10-30%.

本発明の高分子凝集剤(P)を汚泥または廃水に適用する際、汚泥または廃水が有機性の汚泥や嫌気性菌処理汚泥である場合は、汚泥粒子の荷電中和の観点から無機および/または有機凝結剤を併用するのが好ましい。
無機凝結剤としては、硫酸バンド、ポリ塩化アルミニウム、塩化第二鉄、硫酸第二鉄、ポリ硫酸鉄、消石灰等;有機凝結剤としては、アニリン−ホルムアルデヒド重縮合物塩酸塩、ポリビニルベンジルトリメチルアンモニウムクロライド、ジメチルジ(メタ)アリルアンモニウムクロライド、(メタ)アリルアミンまたはジ(メタ)アリルアミン−マレイン酸共重合体、(メタ)アリルアミンまたはジ(メタ)アリルアミン−シトラコン酸共重合体、(メタ)アリルアミンまたはジ(メタ)アリルアミン−イタコン酸、(メタ)アリルアミンまたはジ(メタ)アリルアミン−フマル酸共重合体等が挙げられる。
無機および/または有機凝結剤を併用する場合は、本発明の高分子凝集剤(P)に予めこれらを添加した混合物で汚泥または廃水を処理するか、汚泥または廃水に予め無機凝結剤および/または有機凝結剤を添加して一次凝集させた後、本発明の高分子凝集剤(P)を添加して処理するかいずれでもよいが、フロックの強度の観点から好ましいのは後者の方法である。
When the polymer flocculant (P) of the present invention is applied to sludge or wastewater, when the sludge or wastewater is organic sludge or anaerobic bacteria-treated sludge, inorganic and / or from the viewpoint of charge neutralization of sludge particles. Or it is preferable to use an organic coagulant together.
Inorganic coagulants include sulfuric acid band, polyaluminum chloride, ferric chloride, ferric sulfate, polyiron sulfate, slaked lime, etc .; organic coagulants include aniline-formaldehyde polycondensate hydrochloride, polyvinylbenzyltrimethylammonium chloride , Dimethyldi (meth) allyl ammonium chloride, (meth) allylamine or di (meth) allylamine-maleic acid copolymer, (meth) allylamine or di (meth) allylamine-citraconic acid copolymer, (meth) allylamine or di ( Examples include (meth) allylamine-itaconic acid, (meth) allylamine, di (meth) allylamine-fumaric acid copolymer, and the like.
When an inorganic and / or organic coagulant is used in combination, the sludge or wastewater is treated with a mixture obtained by adding these to the polymer flocculant (P) of the present invention in advance, or the inorganic coagulant and / or the sludge or wastewater is previously treated. After the organic aggregating agent is added for primary agglomeration, the polymer aggregating agent (P) of the present invention may be added for treatment, but the latter method is preferable from the viewpoint of floc strength.

無機凝結剤および/または有機凝結剤を併用する場合の使用量は、汚泥または廃水の種類、懸濁粒子の大きさ、用いる凝結剤の種類などによって異なるが、特に限定はなく、汚泥または廃水中のTSに基づいて、無機凝結剤では通常20%以下、凝結性能の観点から好ましい下限は0.5%、さらに好ましくは1%、とくに好ましくは1.5%、凝結性能の観点から好ましい上限は10%、さらに好ましくは5%、とくに好ましくは3%であり、有機凝結剤では通常1%以下、凝結性能の観点から好ましい下限は0.01%、さらに好ましくは0.025%、とくに好ましくは0.05%、凝結性能の観点から好ましい上限は0.5%、さらに好ましくは0.2%、とくに好ましくは0.15%である。   The amount used in combination with an inorganic coagulant and / or organic coagulant varies depending on the type of sludge or wastewater, the size of suspended particles, the type of coagulant used, etc., but there is no particular limitation. Sludge or wastewater Based on TS, the inorganic coagulant is usually 20% or less, preferably 0.5% from the viewpoint of setting performance, more preferably 1%, particularly preferably 1.5%, and the upper limit preferable from the viewpoint of setting performance. 10%, more preferably 5%, and particularly preferably 3%. In the case of an organic coagulant, it is usually 1% or less, and a preferable lower limit from the viewpoint of setting performance is 0.01%, more preferably 0.025%, particularly preferably. The upper limit is preferably 0.5%, more preferably 0.2%, and particularly preferably 0.15% from the viewpoint of setting performance of 0.05%.

本発明の高分子凝集剤(P)の添加の際には、汚泥または廃水のpHを予め調整しておいてもよい。pHの調整範囲は通常3〜8、加水分解防止の観点から好ましい下限は3.5、さらに好ましくは4、とくに好ましくは4.5、溶解性の観点から好ましい上限は7、さらに好ましくは6、とくに好ましくは5.5である。
pHの調整方法としては、特に限定されることはなく、無機酸(硫酸、塩酸、リン酸、硝酸等)等の酸性物質や苛性アルカリ(水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等)等のアルカリ性物質を用いる方法が挙げられる。また、前記の無機または有機凝結剤を汚泥または廃水に予め加えることで、上記pHに調整することもできる。
When adding the polymer flocculant (P) of the present invention, the pH of sludge or waste water may be adjusted in advance. The pH adjustment range is usually from 3 to 8, the lower limit preferable from the viewpoint of hydrolysis prevention is 3.5, more preferably 4, particularly preferably 4.5, and the upper limit preferable from the viewpoint of solubility is 7, more preferably 6. Particularly preferred is 5.5.
The pH adjustment method is not particularly limited, and an acidic substance such as inorganic acid (sulfuric acid, hydrochloric acid, phosphoric acid, nitric acid, etc.) or an alkaline substance such as caustic alkali (sodium hydroxide, potassium hydroxide, etc.) is used. The method to use is mentioned. Moreover, it can also adjust to the said pH by previously adding the said inorganic or organic coagulant to sludge or wastewater.

また、本発明の高分子凝集剤(P)を汚泥または廃水に添加して形成されたフロックの脱水方法(固液分離法)としては、遠心脱水、フィルタープレス脱水、ベルトプレス脱水、スクリュープレス脱水およびキャピラリー脱水等の種々の脱水法が適用できる。これらのうち、本発明の高分子凝集剤(P)の特異的な凝集性能である高フロック強度の観点から好ましいのは、スクリュープレス脱水およびベルトプレス脱水である。   In addition, as a dehydration method (solid-liquid separation method) of floc formed by adding the polymer flocculant (P) of the present invention to sludge or wastewater, centrifugal dehydration, filter press dehydration, belt press dehydration, screw press dehydration Various dehydration methods such as capillary dehydration can be applied. Among these, screw press dewatering and belt press dewatering are preferable from the viewpoint of high floc strength, which is a specific aggregating performance of the polymer flocculant (P) of the present invention.

以下実施例をもって本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、実施例中の部は重量部、%は重量%を表す。   EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. In addition, the part in an Example represents a weight part and% represents weight%.

実施例および比較例に使用した原料の組成、記号等は次のとおりである。
(1)水溶性不飽和モノマー(a)
(a−1):N,N−ジメチルアミノエチルメタクリレートのメチルクロライド塩
の80%水溶液
(a−2):N,N−ジメチルアミノエチルアクリレートのメチルクロライド塩
の70%水溶液
(a−3):アクリルアミドの50%水溶液
(a−4):アクリル酸
(2)芳香環含有カルボン酸および/またはその塩(B)
(B1−1):トリメリット酸のナトリウム塩
(B1−2):フタル酸
(B1−3):ピロメリット酸のナトリウム塩
(B1−4):4−ヒドロキシ安息香酸
(B3−1):2,3−アントラセンジカルボン酸のナトリウム塩
(B3−2):オクタカルボキシフタロシアニンのナトリウム塩
(3)連鎖移動剤(f)
(f−1):1−チオグリセロールの1%水溶液
(f−2):エチレングリコール−ジ−2−メルカプトエチルエーテルの1%水溶液
(f−3):次亜リン酸Naの1%水溶液
(f−4)2−アミノベンゼンチオール
The composition, symbols, etc. of the raw materials used in the examples and comparative examples are as follows.
(1) Water-soluble unsaturated monomer (a)
(A-1): Methyl chloride salt of N, N-dimethylaminoethyl methacrylate
80% aqueous solution of (a-2): methyl chloride salt of N, N-dimethylaminoethyl acrylate
(A-3): 50% aqueous solution of acrylamide (a-4): Acrylic acid (2) Aromatic ring-containing carboxylic acid and / or salt thereof (B)
(B1-1): sodium salt of trimellitic acid (B1-2): phthalic acid (B1-3): sodium salt of pyromellitic acid (B1-4): 4-hydroxybenzoic acid (B3-1): 2 , 3-Anthracene dicarboxylic acid sodium salt (B3-2): Octacarboxyphthalocyanine sodium salt (3) Chain transfer agent (f)
(F-1): 1% aqueous solution of 1-thioglycerol (f-2): 1% aqueous solution of ethylene glycol-di-2-mercaptoethyl ether (f-3): 1% aqueous solution of sodium hypophosphite f-4) 2-Aminobenzenethiol

(4)ラジカル重合開始剤(d)
(d−1):アゾビスアミジノプロパン塩酸塩[和光純薬工業(株)製、「V−
50」、10時間半減期温度:56℃]の10%水溶液
(d−2):4,4’−アゾビス(4−シアノペンタン酸)[和光純薬工業(株)製、
「V−501」、10時間半減期温度:69℃]の10%水溶液(水
酸化ナトリウム水溶液でpH7.0に調整したもの。)
(d−3):過酸化水素水の1%水溶液
(d−4):アスコルビン酸の1%水溶液
(d−5):硫酸鉄(II)の1%水溶液
(d−6):ジクミルパーオキシド
(4) Radical polymerization initiator (d)
(D-1): Azobisamidinopropane hydrochloride [manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., “V-
50 ”, 10 hour half-life temperature: 56 ° C.] (d-2): 4,4′-azobis (4-cyanopentanoic acid) [manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.,
10% aqueous solution (water) of “V-501”, 10 hour half-life temperature: 69 ° C.
Adjusted to pH 7.0 with aqueous sodium oxide solution. )
(D-3): 1% aqueous solution of hydrogen peroxide (d-4): 1% aqueous solution of ascorbic acid (d-5): 1% aqueous solution of iron (II) sulfate (d-6): Dicumylper Oxide

(5)疎水性分散媒(b)
(b−1):n−デカン
(6)分散剤(c)
(c1−1):PEG(Mn300)のジステアリン酸エステル[商品名「イオネット DS−300」、三洋化成工業(株)製、HLB6.6、Mw700]
(c2−1):後述の製造例1で得られた分散剤(HLB2.1、Mw15,000)
(5) Hydrophobic dispersion medium (b)
(B-1): n-decane (6) Dispersant (c)
(C1-1): Distearic acid ester of PEG (Mn300) [trade name “IONET DS-300”, manufactured by Sanyo Chemical Industries, HLB6.6, Mw700]
(C2-1): Dispersant (HLB2.1, Mw15,000) obtained in Production Example 1 described later

曳糸長、固形分含量は前記の方法で評価し、その他の項目は下記の方法で評価した。
なお、汚泥または廃水中の蒸発残留物重量(TS)、浮遊物質(SS)、有機分(強熱減量)、アルカリ度は、「下水試験方法」(日本下水道協会、1984年度版)記載の分析方法に準じて行った。
The string length and the solid content were evaluated by the above methods, and the other items were evaluated by the following methods.
In addition, the evaporation residue weight (TS), suspended solids (SS), organic content (loss on ignition), and alkalinity in sludge or wastewater are analyzed according to “Sewage Test Method” (Japan Sewerage Association, 1984 version). It carried out according to the method.

(1)0.2%水溶液粘度(mPa・s、25℃)
ジャーテスター[型式「JMD−6HS−A」、宮本理研工業(株)製、以下同じ。]に板状の塩ビ製撹拌羽根(直径5cm、高さ2cm、厚さ0.2cm)2枚を十字になるように上下に連続して撹拌棒に取り付けた撹拌装置を用い、500mLビーカーにイオン交換水499gを入れ、水温20〜25℃にて300rpmで撹拌下、固形分1.0gの高分子凝集剤試料を徐々に加えて、3時間かけて完全に溶解させる。その後、得られた水溶液の一部を200mLトールビーカーに移し、25℃の恒温槽に20分間静置して温度調整した後、B型粘度計[型式「TV−10M」、東機産業(株)製、以下同じ。]でM2ローター、30rpmにて測定開始300秒後の値を0.2%水溶液粘度とする。
(1) 0.2% aqueous solution viscosity (mPa · s, 25 ° C.)
Jar tester [model “JMD-6HS-A”, manufactured by Miyamoto Riken Kogyo Co., Ltd., and so on. ] Using a stirrer in which two plate-like stirrer blades (diameter: 5 cm, height: 2 cm, thickness: 0.2 cm) are attached to a stir bar continuously up and down so as to form a cross. 499 g of exchange water is added, and a polymer flocculant sample having a solid content of 1.0 g is gradually added with stirring at 300 rpm at a water temperature of 20 to 25 ° C., and completely dissolved over 3 hours. Thereafter, a part of the obtained aqueous solution was transferred to a 200 mL tall beaker and left to stand in a thermostatic bath at 25 ° C. for 20 minutes to adjust the temperature. Then, a B-type viscometer [model “TV-10M”, Toki Sangyo Co., Ltd. ) Made the same below. ], The value 300 seconds after the start of measurement at 30 rpm with an M2 rotor is defined as the 0.2% aqueous solution viscosity.

(2)0.5%塩水溶液粘度(mPa・s、25℃)
上記と同じ撹拌装置を用い、500mLビーカーにイオン交換水477.5gを入れ、水温20〜25℃にて200rpmで撹拌下、固形分2.5gの高分子凝集剤試料を徐々に加えて、4時間かけて完全に溶解させる。その後、塩化ナトリウム20gを入れ、さらに30分間撹拌して溶解させる。その後、得られた塩水溶液(塩化ナトリウムの濃度は4重量%)の一部を200mLトールビーカーに移し、25℃の恒温槽に20分間静置して温度調整した後、B型粘度計[東機産業(株)製、型式TV−10M、以下同じ。]でM1ローター、60rpmにて、測定開始300秒後の値を0.5%塩水溶液粘度とする。
(2) 0.5% salt aqueous solution viscosity (mPa · s, 25 ° C.)
Using the same stirrer as described above, 477.5 g of ion-exchanged water was put into a 500 mL beaker, and a polymer flocculant sample having a solid content of 2.5 g was gradually added while stirring at 200 rpm at a water temperature of 20 to 25 ° C. Dissolve completely over time. Thereafter, 20 g of sodium chloride is added, and the mixture is further stirred for 30 minutes to dissolve. Thereafter, a portion of the obtained aqueous salt solution (sodium chloride concentration is 4% by weight) was transferred to a 200 mL tall beaker and left to stand in a thermostatic bath at 25 ° C. for 20 minutes to adjust the temperature. Machine Industry Co., Ltd., model TV-10M, and so on. The value after 300 seconds from the start of measurement at the M1 rotor and 60 rpm is taken as the 0.5% salt aqueous solution viscosity.

(3)水溶解性
上記の0.5%塩水溶液粘度を測定した際に調整した水溶液全量(W5)を、あらかじめ重量(W3)を測定したふるい(目開き180μm)に全量移し、ろ過した。ろ過後、水道水の流水(流速:約10L/min)でふるい上の残分を3分間洗浄した。洗浄後、ふるいの枠に付着している水分を布などでふき取り、重量(W4)を測定し、次式から水不溶解分量を計算した。

水不溶解分量(%)=[(W4)−(W3)]×100/(W5)

上記の式から求めた水不溶解分量に基づき、下記の基準に従って水溶解性を評価した。
<評価基準>
◎ 水溶解性が非常に良好 (水不溶解分≦1%)
○ 良好 (1%<水不溶解分≦3%)
△ やや悪い (3%<水不溶解分≦6%)
× 悪い (6%<水不溶解分)
(3) Water solubility The total amount of the aqueous solution (W5) prepared when the above 0.5% salt aqueous solution viscosity was measured was transferred to a sieve (mesh size 180 μm) whose weight (W3) was measured in advance and filtered. After filtration, the residue on the sieve was washed for 3 minutes with running tap water (flow rate: about 10 L / min). After washing, the moisture adhering to the sieve frame was wiped off with a cloth, the weight (W4) was measured, and the amount of water insoluble was calculated from the following formula.

Water insoluble content (%) = [(W4) − (W3)] × 100 / (W5)

Based on the water-insoluble amount determined from the above formula, water solubility was evaluated according to the following criteria.
<Evaluation criteria>
◎ Very good water solubility (water insoluble content ≤ 1%)
○ Good (1% <water-insoluble content ≦ 3%)
△ Slightly bad (3% <water insoluble ≦ 6%)
× Bad (6% <water insoluble matter)

(4)フロック粒径(mm)
300mlのビーカーに汚泥200mlを入れ、上記(1)と同じ撹拌装置にセットする。ジャーテスターの回転数を300rpmとし、徐々に汚泥を撹拌しながら、所定の濃度の高分子凝集剤の水溶液を所定の方法で添加し、30秒間撹拌した後、撹拌を止め形成されたフロックの粒径(mm)を目視にて観察する。続いて回転数を650rpmに変え、さらに30秒間撹拌した後、撹拌を止め形成されたフロックの粒径(mm)を再度目視にて観察する。
(4) Flock particle size (mm)
Put 200 ml of sludge in a 300 ml beaker and set in the same stirring device as in (1) above. The rotation speed of the jar tester was set to 300 rpm, and while the sludge was gradually stirred, an aqueous solution of a polymer flocculant having a predetermined concentration was added by a predetermined method and stirred for 30 seconds. The diameter (mm) is visually observed. Subsequently, the rotational speed is changed to 650 rpm, and the mixture is further stirred for 30 seconds, and then the stirring is stopped and the particle diameter (mm) of the formed floc is again visually observed.

(5)フロック強度
上記(3)における回転数300rpmおよび650rpmでのフロック粒径を比較し、フロック粒径の変化からフロック強度を下記の基準に従って評価する。
<評価基準>
◎ 非常に強固 (粒径に変化なし)
○ 強固 (ごく一部細分化)
△ やや弱い (部分的に細分化)
× 弱い (全体的に細分化)
(5) Flock strength The floc particle sizes at the rotation speeds of 300 rpm and 650 rpm in the above (3) are compared, and the floc strength is evaluated according to the following criteria from the change in the floc particle size.
<Evaluation criteria>
◎ Very strong (no change in particle size)
○ Strong (partially subdivided)
△ Slightly weak (partially subdivided)
× Weak (Overall segmentation)

(6)10秒後ろ液量、60秒後ろ液量(ml)
T−1189のナイロン製ろ布[敷島カンバス(株)製、円形状、直径9cm]、ヌッチェ漏斗、および300mlが計測できるメスシリンダーを用いてろ過装置をセットする。上記(3)のフロック粒径試験後の汚泥をヌッチェろ過面上に一気に全量投入して濾過し、ストップウォッチを用いて投入直後から10秒後および60秒後までに通過したろ液量を測定する。
(6) Liquid volume after 10 seconds, liquid volume behind 60 seconds (ml)
T-1189 nylon filter cloth (Shikishima Canvas Co., Ltd., circular shape, diameter 9 cm), Nutsche funnel, and measuring cylinder are set using a measuring cylinder capable of measuring 300 ml. All the sludge after the floc particle size test of (3) above is filtered at once on the Nutsche filtration surface, and the amount of filtrate that has passed from 10 seconds to 60 seconds after the addition is measured using a stopwatch. To do.

(7)ろ布剥離性
ろ過した汚泥の一部をスパーテルで取り出し、プレスフィルター試験機を用いて脱水試験(1kg/cm2、60秒)を行い、試験後のろ布に付着した脱水ケーキをスパーテル
で剥離させる場合の脱水ケーキの剥離性を下記の基準に従って評価する。
<評価基準>
◎:非常に剥がれやすい(ろ布に付着物なし)
○:剥がれやすい (ろ布に付着物わずかにあり)
△:多少剥がれにくい (ろ布に付着物あり、わずかにろ布内部にまで付着物あり)
×:剥がれにくい (ろ布内部にまで付着物多い)
(7) Filter cloth peelability A part of the filtered sludge is removed with a spatula and subjected to a dehydration test (1 kg / cm 2 , 60 seconds) using a press filter tester, and the dehydrated cake adhered to the filter cloth after the test is obtained. The peelability of the dehydrated cake when peeled with a spatula is evaluated according to the following criteria.
<Evaluation criteria>
A: Very easy to peel off (no deposit on the filter cloth)
○: Easy to peel off (Slight deposits on filter cloth)
△: Slightly difficult to peel off (There are deposits on the filter cloth, and there are deposits slightly inside the filter cloth.)
×: Hard to peel off (There are many deposits even inside the filter cloth)

(8)脱水ケーキ含水率(%)
上記(7)のろ布剥離性試験後の脱水ケーキ約3gをシャーレに秤量(W6)して、循風乾燥機中、105±5℃、8時間で乾燥させた後、シャーレ上に残った乾燥ケーキの重量を(W7)として、次式からケーキ含水率を算出する。

脱水ケーキ含水率(%)=[(W6)−(W7)]×100/(W6)
(8) Moisture content of dehydrated cake (%)
About 3 g of the dehydrated cake after the filter cloth peelability test of (7) above was weighed (W6) in a petri dish, dried in a circulating air dryer at 105 ± 5 ° C. for 8 hours, and then left on the petri dish. Using the weight of the dry cake as (W7), the moisture content of the cake is calculated from the following equation.

Dehydrated cake moisture content (%) = [(W6) − (W7)] × 100 / (W6)

製造例1[分散剤(c2−1)の製造]
ステンレス製オートクレーブに、エチレン・酢酸ビニル共重合体[商品名「AC−POLY−400」、Honeywell(株)製、酢酸ビニル単位含量14%]171部、無水マレイン酸17.1部、キシレン117.7部を仕込み、100℃まで加熱して均一溶液とし、ポリマー溶液を調製した。別の容器に、重合開始剤(d−6)11.8部、キシレン11.8部、n−ドデカンチオール0.092部を仕込み、均一混合して開始剤溶液とした。
150℃に加熱した前記ポリマー溶液に上記開始剤溶液を0.4部/分(ここにおいて「部」を「g」と読み替えた場合はg/分を示す。)の滴下速度で1時間かけて投入し、その後同温度で3時間反応させた後、キシレンを3〜20kPaの減圧下、140〜160℃、2時間でストリッピングして、分散剤(c2−1)(無水マレイン酸変性エチレン・酢酸ビニル共重合体)を得た。
Production Example 1 [Production of Dispersant (c2-1)]
In a stainless steel autoclave, ethylene / vinyl acetate copolymer [trade name “AC-POLY-400”, manufactured by Honeywell, vinyl acetate unit content 14%] 171 parts, maleic anhydride 17.1 parts, xylene 117. 7 parts were charged and heated to 100 ° C. to obtain a uniform solution to prepare a polymer solution. In another container, 11.8 parts of a polymerization initiator (d-6), 11.8 parts of xylene, and 0.092 parts of n-dodecanethiol were charged and uniformly mixed to obtain an initiator solution.
The above initiator solution is added to the polymer solution heated to 150 ° C. at a dropping rate of 0.4 part / minute (where “part” is replaced with “g” to indicate g / minute) over 1 hour. Then, after reacting at the same temperature for 3 hours, xylene was stripped at 140 to 160 ° C. for 2 hours under a reduced pressure of 3 to 20 kPa to obtain a dispersant (c2-1) (maleic anhydride-modified ethylene. Vinyl acetate copolymer) was obtained.

実施例1 [高分子凝集剤(P−1)の製造](水溶液重合)
撹拌機を備えた反応容器に、表1に従って、(a)、(B)、緩衝剤およびイオン交換水を仕込み水相(1)として、均一になるまで混合、撹拌した。撹拌下、水相(1)のpH(20℃)をpHメーターで監視しながら硫酸を用いて3.0に調整した。
次に、0℃の恒温水槽中で溶液温度を5℃に調整し、系内を窒素(純度99.999%以上)で充分に置換した(気相酸素濃度約5ppm)。その後、表1に基づいてラジカル重合開始剤(d−1)、(d−3)、(d−4)、(d−5)および連鎖移動剤(f−1)を水相(2)として加えたモノマー水溶液配合物について、溶液温度5℃で重合を開始させ、重合により発生する熱により溶液温度が上昇し、溶液温度が70℃に達した時点で90℃の恒温槽内に反応容器を入れて10時間保温し重合を完結させた。なお、重合中、内容物が高粘度となり撹拌が困難となったため、撹拌は途中で停止した。
その後、得られた含水ゲルを取り出し、ミートチョッパー機[型番「12VR−400K」、ROYAL(株)製、目皿の目開き6mm]により混合、混練、さらにミンチ状に細断し、80℃の熱風で2時間乾燥後ジューサーミキサーで粉砕して、水溶性ポリマー(A−1)と芳香環含有カルボン酸塩[トリメリット酸のナトリウム塩(B1−1)]からなる粉末状の高分子凝集剤(P−1)920部を得た(収率92%、固形分含量95%)。評価結果を表1に示す。
Example 1 [Production of polymer flocculant (P-1)] (aqueous solution polymerization)
According to Table 1, a reaction vessel equipped with a stirrer was charged with (a), (B), a buffering agent and ion-exchanged water and mixed and stirred as an aqueous phase (1) until uniform. Under stirring, the pH (20 ° C.) of the aqueous phase (1) was adjusted to 3.0 using sulfuric acid while monitoring with a pH meter.
Next, the solution temperature was adjusted to 5 ° C. in a constant temperature water bath at 0 ° C., and the system was sufficiently substituted with nitrogen (purity 99.999% or more) (gas phase oxygen concentration of about 5 ppm). Then, based on Table 1, radical polymerization initiators (d-1), (d-3), (d-4), (d-5) and a chain transfer agent (f-1) were used as the aqueous phase (2). About the added monomer aqueous solution formulation, polymerization is started at a solution temperature of 5 ° C., the temperature of the solution rises due to heat generated by the polymerization, and when the solution temperature reaches 70 ° C., the reaction vessel is placed in a 90 ° C. constant temperature bath. The mixture was kept warm for 10 hours to complete the polymerization. During the polymerization, the contents became highly viscous and stirring was difficult, so stirring was stopped midway.
Thereafter, the obtained hydrogel was taken out, mixed and kneaded by a meat chopper machine [model number “12VR-400K”, manufactured by ROYAL Co., Ltd., mesh opening 6 mm], and further minced into 80 ° C. Powdery polymer flocculant comprising water-soluble polymer (A-1) and aromatic ring-containing carboxylate [sodium salt of trimellitic acid (B1-1)] after drying with hot air for 2 hours and pulverizing with a juicer mixer 920 parts of (P-1) were obtained (yield 92%, solid content 95%). The evaluation results are shown in Table 1.

実施例2〜12、比較例1〜3[高分子凝集剤(P−2)〜(P−12)、(RP−1)〜(RP−3)の製造]
実施例1において、モノマー水溶液配合物を表1〜2に基づいて配合したモノマー水溶液配合物に代えたこと以外は実施例1と同様にして、各高分子凝集剤を得た。各高分子凝集剤の評価結果を表1〜2に示す。
Examples 2 to 12, Comparative Examples 1 to 3 [Production of polymer flocculants (P-2) to (P-12), (RP-1) to (RP-3)]
In Example 1, each polymer flocculant was obtained in the same manner as in Example 1 except that the monomer aqueous solution formulation was replaced with the monomer aqueous solution formulation formulated according to Tables 1 and 2. The evaluation results of each polymer flocculant are shown in Tables 1-2.

実施例13[高分子凝集剤(P−13)の製造](逆相懸濁重合)
[第1工程] 容器に、表2に従って、(a)、(B)および緩衝剤を仕込み、水相(1)を室温(20〜25℃)で調製した。さらにスルファミン酸を用いて水相(1)のpH(20℃)をpHメーターで監視しながら3.0に調整した。別の容器に、重合開始剤(d−1)、連鎖移動剤(f−1)およびイオン交換水を表1に従って配合し、水相(2)を調製した。該水相(1)、(2)を別々に窒素(純度99.999%以上。以下同じ。)を通気して十分に窒素置換(溶存酸素濃度20ppb以下)した。
これらとは別に、撹拌翼(マックスブレンド翼)を備えた反応槽に、疎水性分散媒(b−1)1,770部、分散剤(c1−1)21.3部および(c2−1)5.3部を仕込み油相を調製した。撹拌翼を340rpmの回転数にて撹拌しながら、反応槽内を窒素置換(気相酸素濃度10ppm以下)した後、80℃まで昇温して30分間保持した後、重合温度である50℃まで冷却した。重合温度に到達後、0.1kPa圧力条件下で、上記水相(1)、(2)を各々滴下ポンプにて室温(20〜25℃)で送液し、スタティックミキサーにて連続的に混合しながら、混合液(モノマー水溶液)を反応槽中に2時間かけて全量滴下投入した。その後2時間、50℃で撹拌を継続し逆相懸濁重合させた。
Example 13 [Production of Polymer Flocculant (P-13)] (Reverse Phase Suspension Polymerization)
[First Step] According to Table 2, (a), (B) and a buffering agent were charged into a container, and an aqueous phase (1) was prepared at room temperature (20 to 25 ° C.). Further, the pH (20 ° C.) of the aqueous phase (1) was adjusted to 3.0 using sulfamic acid while monitoring with a pH meter. In a separate container, a polymerization initiator (d-1), a chain transfer agent (f-1) and ion-exchanged water were blended according to Table 1 to prepare an aqueous phase (2). The aqueous phases (1) and (2) were separately purged with nitrogen (purity 99.999% or more; the same shall apply hereinafter) and thoroughly substituted with nitrogen (dissolved oxygen concentration of 20 ppb or less).
Apart from these, in a reaction vessel equipped with a stirring blade (Max Blend blade), 1,770 parts of a hydrophobic dispersion medium (b-1), 21.3 parts of a dispersant (c1-1) and (c2-1) An oil phase was prepared by charging 5.3 parts. While stirring the stirring blade at a rotation speed of 340 rpm, the inside of the reaction vessel was replaced with nitrogen (gas phase oxygen concentration: 10 ppm or less), then heated to 80 ° C. and held for 30 minutes, and then to the polymerization temperature of 50 ° C. Cooled down. After reaching the polymerization temperature, the aqueous phases (1) and (2) are each fed at room temperature (20 to 25 ° C.) with a dropping pump under a pressure condition of 0.1 kPa and continuously mixed with a static mixer. The entire amount of the mixed solution (monomer aqueous solution) was dropped into the reaction vessel over 2 hours. Thereafter, stirring was continued at 50 ° C. for 2 hours to carry out reverse phase suspension polymerization.

[第2工程] その後、さらに同じ配合比で作成した水相(2)を9部添加し、その1時間後さらに重亜硫酸ナトリウム14部およびメルカプト酢酸0.19部をイオン交換水10部に溶解させた水溶液を追加投入し、該投入した時点から反応系の温度を55℃とし、30分間撹拌を継続して重合を完結させた。
減圧(3〜20kPa)により共沸脱水させてスラリーを得た。該スラリーを減圧ろ過機に供給し固液分離を行った後、固形分を減圧乾燥機中(1.3kPa、40℃×2時間)で乾燥させ、水溶性ポリマー(A−13)と芳香環含有カルボン酸塩[トリメリット酸のナトリウム塩(B1−1)]を含有してなる乾燥粒子である高分子凝集剤(P−13)960部を得た(収率96%、固形分含量95%)。(P−13)の評価結果を表2に示す。
[Second Step] Thereafter, 9 parts of the aqueous phase (2) prepared at the same mixing ratio was further added, and after 1 hour, 14 parts of sodium bisulfite and 0.19 parts of mercaptoacetic acid were dissolved in 10 parts of ion-exchanged water. The added aqueous solution was added, and the temperature of the reaction system was changed to 55 ° C. from the time of the addition, and stirring was continued for 30 minutes to complete the polymerization.
A slurry was obtained by azeotropic dehydration under reduced pressure (3 to 20 kPa). The slurry was supplied to a vacuum filter and subjected to solid-liquid separation, and then the solid content was dried in a vacuum dryer (1.3 kPa, 40 ° C. × 2 hours) to obtain a water-soluble polymer (A-13) and an aromatic ring. 960 parts of a polymer flocculant (P-13) which is a dry particle containing the containing carboxylate [sodium trimellitic acid salt (B1-1)] (yield 96%, solid content 95) %). The evaluation results of (P-13) are shown in Table 2.

実施例14[高分子凝集剤(P−14)の製造][(A)の含水ゲルに(B)を浸透させる製造方法(2)]
実施例1の水溶性ポリマー(A−1)の製造において、(B)を用いなかったこと以外は実施例1と同様にして水溶性ポリマー(A−14)の含水ゲルからなるミンチ状細断物を得た。その後、(A−14)含水ゲルからなる該ミンチ状細断物全量に対して、トリメリット酸のナトリウム塩(B1−1)、およびイオン交換水を表2に基づいて配合し、これを撹拌して均一に溶解させて含水ゲルを得た。その後、得られた含水ゲルについて、実施例1と同様にして80℃の熱風で2時間乾燥後ジューサーミキサーで粉砕して、水溶性ポリマー(A−14)と(B1−1)からなる粉末状の高分子凝集剤(P−14)890部を得た(収率88%、固形分含量95%)。(P−14)の評価結果を表2に示す。
Example 14 [Production of polymer flocculant (P-14)] [Production method (2) in which (B) is infiltrated into the water-containing gel of (A)]
In the production of the water-soluble polymer (A-1) of Example 1, mince-like chopping comprising a water-containing polymer (A-14) -containing gel in the same manner as in Example 1 except that (B) was not used. I got a thing. Thereafter, (M-14) sodium trimellitic acid salt (B1-1) and ion-exchanged water are blended based on Table 2 with respect to the total amount of the minced shredded product comprising the hydrous gel, and this is stirred. Then, it was dissolved uniformly to obtain a hydrous gel. Thereafter, the obtained hydrogel was dried in hot air at 80 ° C. for 2 hours in the same manner as in Example 1 and then pulverized with a juicer mixer to form a powder consisting of water-soluble polymers (A-14) and (B1-1). 890 parts of a polymer flocculant (P-14) was obtained (yield 88%, solid content 95%). The evaluation results of (P-14) are shown in Table 2.

実施例15[高分子凝集剤(P−15)の製造][(A)の粉末に(B)の粉末を混合する製造方法(3)]
実施例1の水溶性ポリマー(A−1)の製造において、(B)を用いなかったこと以外は実施例1と同様にして、粉末状の水溶性ポリマー(A−15)を得た。その後、該粉末(A−15)全量に対して、トリメリット酸のナトリウム塩(B1−1)の粉末を、表2に基いて配合しドライブレンド法で混合することにより、(A−15)と(B1−1)からなる粉末状の高分子凝集剤(P−15)920部を得た(収率91%、固形分含量95%)。(P−15)の評価結果を表2に示す。
Example 15 [Production of polymer flocculant (P-15)] [Production method (3) in which powder (B) is mixed with powder (A)]
In the production of the water-soluble polymer (A-1) of Example 1, a powdery water-soluble polymer (A-15) was obtained in the same manner as in Example 1 except that (B) was not used. Then, the powder of sodium salt of trimellitic acid (B1-1) is blended based on Table 2 with respect to the total amount of the powder (A-15), and mixed by the dry blend method to obtain (A-15) And 920 parts of a powdery polymer flocculant (P-15) composed of (B1-1) (yield 91%, solid content 95%). The evaluation results of (P-15) are shown in Table 2.

Figure 2012196661
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Figure 2012196661
実施例16〜30、比較例4〜6[高分子凝集剤の性能評価]
得られた高分子凝集剤をそれぞれイオン交換水に溶解させて固形分含量0.2%の水溶液とした。A市処理場から採取した消化処理した消化汚泥[pH7.4、TS2.9%、SS2.7%、有機分65%、アルカリ度4,543mg−CaCO3/L]200gを500mLのビーカーに採り、上記高分子凝集剤の各水溶液20g添加(この時の固形分添加量0.7%/TS)し、性能を評価した。結果を表3に示す。
Figure 2012196661
Examples 16 to 30, Comparative Examples 4 to 6 [Performance evaluation of polymer flocculant]
The obtained polymer flocculants were each dissolved in ion exchange water to obtain an aqueous solution having a solid content of 0.2%. 200 g of digested digested sludge [pH 7.4, TS 2.9%, SS 2.7%, organic content 65%, alkalinity 4,543 mg-CaCO 3 / L] collected from A city treatment plant is taken in a 500 mL beaker. Then, 20 g of each aqueous solution of the polymer flocculant was added (the amount of solid content added was 0.7% / TS at this time), and the performance was evaluated. The results are shown in Table 3.

Figure 2012196661
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表3から、実施例16〜30では、比較例4〜6に比べて、大粒径のフロックが形成され、低撹拌下(300rpm)で一旦形成されたフロックが高撹拌下(650rpm)でも壊れにくい(フロック強度が強い)こと、10秒後ろ液量が多いことから初期ろ過速度が速いこと、および脱水性(脱水ケーキ含水率)において優れた効果を示すことから、本発明の高分子凝集剤(P)は凝集性能に極めて優れることがわかる。   From Table 3, in Examples 16-30, compared to Comparative Examples 4-6, flocs having a large particle size were formed, and flocs once formed under low agitation (300 rpm) were broken even under high agitation (650 rpm). The polymer flocculant of the present invention is difficult (high flock strength), has a high initial filtration rate due to a large amount of liquid after 10 seconds, and exhibits an excellent effect in dewaterability (water content of dehydrated cake). It can be seen that (P) is extremely excellent in aggregation performance.

本発明の高分子凝集剤は、従来にない特異的な凝集性能を示すことから、汚泥または廃水の脱水用高分子凝集剤、製紙工程での濾水歩留向上用または紙力増強用高分子凝集剤の他、産業廃水の凝集沈殿処理用、石油の3次回収用等の高分子凝集剤として幅広く好適に用いられ、極めて有用である。   Since the polymer flocculant of the present invention exhibits unprecedented specific flocculation performance, the polymer flocculant for dewatering sludge or wastewater, the polymer for improving the drainage yield in the papermaking process, or the paper strength enhancing polymer In addition to the flocculant, it is widely and suitably used as a polymer flocculant for flocculation and precipitation treatment of industrial wastewater, tertiary recovery of petroleum, etc. and is extremely useful.

Claims (8)

水溶性不飽和モノマー(a)を構成単位とする水溶性ポリマー(A)、および芳香環含有カルボン酸および/またはその塩(B)を含有してなる高分子凝集剤(P)。 A polymer flocculant (P) comprising a water-soluble polymer (A) having a water-soluble unsaturated monomer (a) as a structural unit, and an aromatic ring-containing carboxylic acid and / or a salt thereof (B). (A)が、(B)の存在下、水溶性不飽和モノマー(a)をラジカル重合させてなる水溶性ポリマーである請求項1記載の高分子凝集剤。 The polymer flocculant according to claim 1, wherein (A) is a water-soluble polymer obtained by radical polymerization of the water-soluble unsaturated monomer (a) in the presence of (B). (B)中のカルボキシル基および/またはその塩基が、2〜6個である請求項1または2記載の高分子凝集剤。 The polymer flocculant according to claim 1 or 2, wherein the number of carboxyl groups and / or bases in (B) is 2-6. (A)を構成するモノマーの全重量に基づく(B)の含有量が0.1〜10%である請求項1〜3のいずれか記載の高分子凝集剤。 The polymer flocculant according to any one of claims 1 to 3, wherein the content of (B) based on the total weight of the monomers constituting (A) is 0.1 to 10%. (A)が、さらに連鎖移動剤(f)の存在下、(a)をラジカル重合させてなる水溶性ポリマーである請求項2〜4のいずれか記載の高分子凝集剤。 The polymer flocculant according to any one of claims 2 to 4, wherein (A) is a water-soluble polymer obtained by radical polymerization of (a) in the presence of a chain transfer agent (f). (A)を構成するモノマーの全重量に基づく(f)の使用量が、0.0001〜1%である請求項5記載の高分子凝集剤。 The polymer flocculant according to claim 5, wherein the amount of (f) used based on the total weight of the monomers constituting (A) is 0.0001 to 1%. 芳香環含有カルボン酸および/またはその塩(B)の存在下で、水溶性不飽和モノマー(a)をラジカル重合させて水溶性ポリマー(A)とすることを特徴とする、(A)と(B)を含有してなる高分子凝集剤(P)の製造方法。 (A) and (A), wherein the water-soluble unsaturated monomer (a) is radically polymerized into a water-soluble polymer (A) in the presence of an aromatic ring-containing carboxylic acid and / or a salt thereof (B). A method for producing a polymer flocculant (P) containing B). 請求項1〜6のいずれか記載の高分子凝集剤(P)を汚泥または廃水に添加、混合してフロックを形成させ、固液分離を行うことを特徴とする汚泥または廃水の処理方法。 A method for treating sludge or wastewater, wherein the polymer flocculant (P) according to any one of claims 1 to 6 is added to and mixed with sludge or wastewater to form a floc, and solid-liquid separation is performed.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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