專利名稱：陽離子性高分子聚合物和陽離子性高分子凝聚劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及陽離子性高分子聚合物和陽離子性高分子凝聚劑。
背景技術(shù)：
陽離子性高分子聚合物主要在污水處理、屎尿處理、食品、紙·紙漿以及其他各種產(chǎn)業(yè)的排水處理中，作為用于使被稱為有機污泥的懸濁微細(xì)粒子發(fā)生凝聚的凝聚劑來使用。一般，在水中懸濁的污泥、紙漿等帶負(fù)電，通過向含有這些物質(zhì)的排水中添加、混合陽離子性高分子聚合物，使得在該陽離子性高分子聚合物的作用下，水中懸浮的有機污泥等發(fā)生凝聚，形成作為容易固液分離的塊的凝聚絮狀物。對該凝聚絮狀物進(jìn)行固液分離、脫水后，通常，通過焚燒、掩埋等進(jìn)行處理。
一直以來，已知高陽離子性的高分子聚合物對于有機污泥是有效的(非專利文獻(xiàn)1)，例如，(甲基)丙烯酸N，N-二烷基氨基烷基酯的鹽酸鹽或硫酸鹽的聚合物，作為有機污泥用的陽離子性高分子凝聚劑，逐漸被實用化。
但是，上述陽離子性高分子凝聚劑存在這樣的問題，即，使有機污泥等發(fā)生凝聚形成凝聚絮狀物的能力(凝聚性能)不佳、或者使用濾布使該凝聚絮狀物脫水時，與濾布的剝離性不佳。
另外，在制造上述(甲基)丙烯酸N，N-二烷基氨基烷基酯的鹽酸鹽或硫酸鹽的聚合物時，由于使用鹽酸或硫酸這樣的強酸，所以還存在對制造設(shè)備的腐蝕的問題和需要注意小心操作的問題。
然而，雖然用陽離子性高分子凝聚劑處理過的污泥團塊最終大部分被焚燒處理，但是在作為該陽離子性高分子凝聚劑使用鹽酸鹽的情況下，通過焚燒有可能產(chǎn)生二英，在作為該陽離子性高分子凝聚劑使用硫酸鹽的情況下，存在焚燒灰量增加的問題。
因此，期待一種可作為凝聚劑使用的陽離子性高分子聚合物，其使有機污泥等發(fā)生凝聚而形成作為容易進(jìn)行固液分離的塊的凝聚絮狀物的能力(凝聚性能)良好，以及在使用濾布使該凝聚絮狀物脫水后，從濾布剝離污泥團塊的剝離性良好，此外，對制造設(shè)備不產(chǎn)生腐蝕，即使進(jìn)一步進(jìn)行焚燒等，也不會產(chǎn)生二英等。
工業(yè)材料第45卷第7號，第43頁(1997年)發(fā)明內(nèi)容針對上述問題，本發(fā)明的課題在于提供一種可作為凝聚劑使用的陽離子性高分子聚合物，該聚合物使有機污泥等發(fā)生凝聚而形成作為容易進(jìn)行固液分離的塊的凝聚絮狀物的能力(凝聚性能)良好，以及使用濾布使該凝聚絮狀物脫水后、從濾布剝離污泥團塊的剝離性良好，此外對制造設(shè)備不產(chǎn)生腐蝕，即使進(jìn)一步進(jìn)行焚燒等，也不會產(chǎn)生二英等。
本發(fā)明的發(fā)明者為解決上述問題，進(jìn)行了深入研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)利用下述高分子聚合物可解決上述課題，從而完成了本發(fā)明。
即，本發(fā)明提供了一種陽離子性高分子聚合物，其特征在于，由下述通式(1)所示結(jié)構(gòu)形成。
式中，R1表示氫、甲基，R2表示乙基、丙基，R3表示甲基、乙基、丙基，A-(COO)-n表示一個分子中具有2個或其以上羧酸基的飽和羧酸的陰離子，n表示2或其以上的整數(shù)。
此外，在本發(fā)明中，所謂飽和羧酸，是指1個分子中具有2個或其以上的羧酸基，分子內(nèi)不具有碳-碳不飽和鍵的羧酸。
在形成叔胺鹽時，通過代替鹽酸、硫酸的無機酸而使用1個分子中具有2個或其以上羧酸基的飽和羧酸，可不對制造設(shè)備等產(chǎn)生腐蝕，此外，在焚燒時也不會產(chǎn)生二英等。
另外，作為叔胺鹽的反荷離子，通過代替鹽酸鹽、硫酸鹽而使用飽和羧酸鹽，可提高凝聚性能和剝離性。
根據(jù)本發(fā)明涉及的陽離子性高分子聚合物，可提高對有機污泥的凝聚性能，進(jìn)而可提高在使用濾布對該凝聚絮狀物進(jìn)行脫水后，從濾布剝離該凝聚絮狀物時的剝離性。
此外，由于在制造過程中不使用鹽酸等的強酸，所以本發(fā)明涉及的陽離子性高分子聚合物不對制造設(shè)備產(chǎn)生腐蝕，并且可提高操作效率。
進(jìn)而，即使對由本發(fā)明所涉及的陽離子性高分子聚合物處理過的凝聚絮狀物進(jìn)行焚燒處理，也沒有產(chǎn)生二英的可能性，另外焚燒灰量也不會增加。


圖1是甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯叔胺-檸檬酸鹽單體的紅外吸收光譜的測定結(jié)果。
圖2是甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯叔胺-檸檬酸鹽聚合物的紅外吸收光譜的測定結(jié)果。
具體實施例方式
下面，對本發(fā)明的陽離子性高分子聚合物進(jìn)行說明。
本發(fā)明的陽離子性高分子聚合物為以上通式(1)所示的聚合物。
式中，R1表示氫、甲基，R2表示乙基、丙基，R3表示甲基、乙基、丙基，A-(COO)-n表示一個分子中具有2個或其以上羧酸基的飽和羧酸陰離子，n表示2或其以上的整數(shù)。
上述通式中的叔胺部分以(甲基)丙烯酸N，N-二烷基氨基烷基酯作為基本骨架，陰離子部分以一個分子中具有2個或其以上羧酸基的飽和羧酸作為基本骨架。
作為上述(甲基)丙烯酸N，N-二烷基氨基烷基酯，可以列舉出例如，(甲基)丙烯酸N，N-二甲基氨基乙酯、(甲基)丙烯酸N，N-二甲基氨基丙酯、(甲基)丙烯酸N，N-二乙基氨基乙酯、(甲基)丙烯酸N，N-二乙基氨基丙酯、(甲基)丙烯酸N，N-二丙基氨基乙酯、(甲基)丙烯酸N，N-二丙基氨基丙酯、(甲基)丙烯酸N-甲基-N-乙基-氨基乙酯、(甲基)丙烯酸N-甲基-N-乙基-氨基丙酯、(甲基)丙烯酸N-甲基-N-丙基-氨基乙酯、(甲基)丙烯酸N-甲基-N-丙基-氨基丙酯、(甲基)丙烯酸N-乙基-N-丙基-氨基乙酯、(甲基)丙烯酸N-乙基-N-丙基-氨基丙酯。
作為上述飽和羧酸，只要是在1個分子中具有2個或其以上羧酸基的羧酸，就對其無特別限制。
例如，作為飽和羧酸，可以列舉出檸檬酸、蘋果酸、酒石酸、草酸、己二酸、琥珀酸等分子量小于等于300的羧酸。
此外，本發(fā)明的陽離子性高分子聚合物是，通過如下操作而獲得的，即，使1個分子中具有2個或其以上羧酸基的飽和羧酸與相對該飽和羧酸的羧酸基為等當(dāng)量的(甲基)丙烯酸N，N-二烷基氨基烷基酯發(fā)生反應(yīng)來獲得叔胺-飽和羧酸鹽單體，使其發(fā)生聚合而獲得的高分子聚合物。
作為上述(甲基)丙烯酸N，N-二烷基氨基烷基酯，可以列舉出如上所述的化合物，此外，作為上述飽和羧酸也可以列舉出如上所述的化合物。
在本發(fā)明中，作為上述(甲基)丙烯酸N，N-二烷基氨基烷基酯與上述飽和羧酸的優(yōu)選組合，可以列舉出(甲基)丙烯酸N，N-二甲基氨基乙酯與檸檬酸、(甲基)丙烯酸N，N-二甲基氨基乙酯與蘋果酸、(甲基)丙烯酸N，N-二乙基氨基乙酯與檸檬酸、(甲基)丙烯酸N，N-二乙基氨基乙酯與蘋果酸。
上述叔胺-飽和羧酸鹽單體可以通過使1個分子中具有2個或其以上羧酸基的飽和羧酸與相對該飽和羧酸的羧酸基為等當(dāng)量的上述(甲基)丙烯酸N，N-二烷基氨基烷基酯在水溶液中進(jìn)行混合、攪拌來獲得。
本發(fā)明的陽離子性高分子聚合物是通過使上述叔胺-飽和羧酸鹽單體發(fā)生聚合而獲得的。
作為使該叔胺-飽和羧酸鹽單體發(fā)生聚合的方法，可根據(jù)目前公知的熱聚合或光聚合來進(jìn)行，對其沒有特別限制，例如優(yōu)選通過特公平8-5926號公報中記載的光聚合方法來進(jìn)行，下面，以利用該光聚合方法進(jìn)行聚合的情況為例進(jìn)行說明。
該叔胺-飽和羧酸鹽單體的聚合通過在水溶液中的溶液聚合來進(jìn)行。
在溶液聚合的情況下，該叔胺-飽和羧酸鹽單體的溶液濃度一般優(yōu)選在65～80重量％的范圍內(nèi)。
如果該叔胺-飽和羧酸鹽單體的溶液的濃度小于65重量％，則存在生產(chǎn)效率降低的問題。
另外，如果該叔胺-飽和羧酸鹽單體的溶液濃度超過80重量％，則存在難以控制聚合發(fā)熱、制品品質(zhì)降低的問題。
作為進(jìn)行光聚合情況下的聚合引發(fā)劑，可使用例如二苯甲酮、苯偶姻、苯偶姻烷基醚等引發(fā)劑。
該聚合引發(fā)劑的使用量優(yōu)選相對于100重量份上述叔胺-飽和羧酸鹽單體的單體量，為0.001～1.0重量份。
作為產(chǎn)生用于引發(fā)光聚合的光能的裝置，通常，可使用已市售的、可獲得的氙燈、鎢燈、鹵素?zé)簟⑻蓟?，除此之外，作為水銀燈還可使用高壓水銀燈、低壓水銀燈、超高壓水銀燈，但一般使用高壓水銀燈。
使用的波長，隨著使用的光聚合引發(fā)劑的種類的不同而有一定的差異，通常在300～380nm的范圍內(nèi)最有效。
作為該聚合方法，是在調(diào)制出規(guī)定溶液濃度的叔胺-飽和羧酸鹽單體的溶液，加入光聚合引發(fā)劑后，封入氮氣或二氧化碳等的惰性氣體，來除去溶存的氧。
如果用紫外燈照射該叔胺-飽和羧酸鹽單體的溶液，則在短時間內(nèi)進(jìn)行聚合，而可獲得目標(biāo)陽離子性高分子聚合物。
另外，本發(fā)明的陽離子性高分子聚合物，還可通過將1個分子中具有2個或其以上羧酸基的飽和羧酸與相對于該飽和羧酸的羧酸基為等當(dāng)量的(甲基)丙烯酸N，N-二烷基氨基烷基酯聚合物混合，并使其中和來獲得。
作為通過上述中和來獲得陽離子性高分子聚合物的方法，例如，采用上述聚合方法使(甲基)丙烯酸N，N-二烷基氨基烷基酯單體發(fā)生聚合，使所生成的聚合物粉末化。接著，通過使1個分子中具有2個或其以上羧酸基的飽和羧酸(例如檸檬酸、蘋果酸等)與相對于該飽和羧酸的羧酸基為等當(dāng)量的上述粉末化了的聚合物在水溶液中混合，來進(jìn)行中和，可獲得該陽離子性高分子聚合物。
本發(fā)明的陽離子性高分子聚合物可用作陽離子性高分子凝聚劑。在用作陽離子性高分子凝聚劑的情況下，需要具有適當(dāng)范圍的分子量。在高分子凝聚劑的領(lǐng)域中，經(jīng)常使用所謂特性粘度的數(shù)值來標(biāo)記適當(dāng)范圍的分子量。
在本發(fā)明的陽離子性高分子聚合物中，特性粘度在3.0dl/g或其以上。
為使特性粘度為3.0dl/g或其以上，可通過在叔胺-飽和羧酸鹽單體聚合時使用鏈轉(zhuǎn)移劑來進(jìn)行調(diào)整。作為該鏈轉(zhuǎn)移劑，可使用異丙醇、烯丙醇等醇類，硫甘醇酸、硫甘油等的硫醇類、次磷酸鈉等的亞磷酸鹽類。
當(dāng)特性粘度小于3.0dl/g時，存在有機污泥等的凝聚力變?nèi)?，凝聚絮狀物變小，且脫水性能降低的問題。
另外，特性粘度根據(jù)實施例記載的方法進(jìn)行測定。
上述陽離子性高分子凝聚劑相對于有機污泥的使用量，在2.5重量份有機污泥(絕對干燥狀態(tài))混懸于100重量份水中的情況下，該陽離子性高分子凝聚劑為0.002～0.1重量份，優(yōu)選為0.003～0.075重量份。
當(dāng)該陽離子性高分子凝聚劑小于0.002重量份時，存在不能形成凝聚絮狀物，不能進(jìn)行固液分離的問題。
另外，當(dāng)該陽離子性高分子凝聚劑大于0.1重量份時，存在出現(xiàn)粘稠性，凝聚絮狀物難以進(jìn)行固液分離和脫水的問題。
這里，上述所謂的絕對干燥狀態(tài)，是指有機污泥中不含水分的狀態(tài)。
在將上述陽離子性高分子凝聚劑添加于有機污泥中來使用的情況下，可以根據(jù)需要合并使用無機凝聚劑。
作為合并使用的無機凝聚劑，沒有特別的限制，可以列舉出例如，聚合鐵(聚硫酸鐵)、硫酸鋁、聚氯化鋁、氯化鐵、硫酸亞鐵等。
在合并使用無機凝聚劑的情況下，優(yōu)選在向有機污泥中添加無機凝聚劑并攪拌后，添加該陽離子性高分子凝聚劑。
作為合并使用上述陽離子性高分子凝聚劑和上述無機凝聚劑的情況下的該無機凝聚劑的使用量，相對于100重量份有機污泥，該無機凝聚劑為0.01～0.5重量份，優(yōu)選為0.03～0.3重量份。
當(dāng)無機凝聚劑的使用量小于0.01重量份時，與陽離子性高分子凝聚劑合并使用可能不會有效。
此外，在作為陽離子性高分子凝聚劑使用的情況下，還可添加氨基磺酸、硫酸氫鈉等酸性物質(zhì)。添加該酸性物質(zhì)的原因是為了中和用于使該陽離子性凝聚劑溶解的溶解水中的堿性成分。該酸性物質(zhì)的使用量可根據(jù)溶解時所用的水的種類(例如工廠廢水、城市供水、污水處理水等)來進(jìn)行適宜調(diào)整。
作為利用上述陽離子性高分子凝聚劑的凝聚方法，可以列舉出例如，在向有機污泥中添加、混合該陽離子性高分子凝聚劑并進(jìn)行攪拌而形成凝聚絮狀物后，用脫水機使該凝聚絮狀物脫水的方法。該脫水通常可采用重力脫水機、加壓脫水機和離心脫水機來進(jìn)行。作為重力脫水機，可以列舉出旋轉(zhuǎn)篩等。作為加壓脫水機，可以列舉出壓帶機、螺桿壓榨機、履帶式輥壓機、濾壓機等。此外，作為離心脫水機，可以列舉出螺桿傾析器、籃型傾析器等。
作為這些類型中優(yōu)選的脫水機，可以列舉出壓帶脫水機、螺桿壓榨離心脫水機。
作為成為使用上述陽離子性高分子凝聚劑的對象的有機污泥，可以列舉出例如污水屎尿、工業(yè)排水等的原污泥、由微生物處理而產(chǎn)生的污泥(剩余污泥、消化污泥)和這些污泥的混合污泥等。
如果向有機污泥中添加上述陽離子性高分子凝聚劑并進(jìn)行攪拌，則在該陽離子性高分子凝聚劑中和有機污泥中的SS電荷(負(fù))的同時，由于該中和而生成微細(xì)的絮狀物。所生成的微細(xì)絮狀物，由于該陽離子性高分子凝聚劑而成長為粗大且堅固的絮狀物、其凝聚性能和脫水后與濾布的剝離性優(yōu)異。
實施例下面通過實施例對本發(fā)明進(jìn)行具體說明，但本發(fā)明不受這些實施例的任何限定。
(絮狀物直徑的測定方法)通過目測來測定向有機污泥中添加、攪拌陽離子性高分子凝聚劑而生成的凝聚絮狀物的直徑。
(污泥團塊的含水率的測定方法)測定剛壓榨后的污泥團塊的重量，將該污泥團塊放入105℃的干燥機中，除去水分。當(dāng)干燥后的重量恒定時，測定重量，求出含水率。
(透明度的測定法)使用透明度計來測定濾液的澄清性能。向透明度計中加入樣品，測定通過水層可看清置于底部的標(biāo)識板的雙線時的水層的高度。
(特性粘度的測定方法)1)測定用樣品溶液的調(diào)整將約0.2g樣品(陽離子性高分子聚合物)稱量到200ml具塞三角燒瓶中，加入純水使得蒸發(fā)殘留成分換算為0.2％，使其溶解，使用磁力攪拌器以300rpm攪拌1小時，并密閉。將該溶液放置一夜(約15～24小時)后，用磁力攪拌器以300rpm攪拌1小時。使用玻璃過濾器(3G-1)對該0.2％的水溶液慢慢進(jìn)行過濾，除去不溶解成分。
用25ml的單刻度移液管將該濾液取至100ml具塞三角燒瓶中，用單刻度移液管加入25ml 2N的硝酸鈉溶液。這樣形成了0.1％的1N的硝酸鈉溶液。
以該0.1％的1N的硝酸鈉溶液作為母液，使用1N的硝酸鈉溶液作為稀釋液，在100ml具塞三角燒瓶中調(diào)節(jié)出0.08％、0.06％、0.04％、0.02％的樣品溶液。
2)粘度計(坎農(nóng)-芬斯克型粘度計)的準(zhǔn)備使用吸氣器、用純水對粘度計清洗5次或其以上，流通丙酮、對內(nèi)部進(jìn)行干燥(10分鐘或其以上)。
3)粘度計的空白值的測定將坎農(nóng)-芬斯克型粘度計垂直放置在預(yù)先調(diào)節(jié)至30±0.1℃的恒溫槽中，用單刻度移液管向其中加入10ml 1N的硝酸鈉溶液，放置20～30分鐘后進(jìn)行測定。測定時使用橡膠吸液玻璃管將液面升至高于上述粘度計標(biāo)線的10～15mm的位置后，使液體自然流下，測定液面通過該粘度計上下標(biāo)線之間的時間。重復(fù)該操作2次或其以上，繼續(xù)測定直至測定值的差在0.2秒以內(nèi)。將其平均值作為粘度計的空白值(T0)。
4)粘度的測定通過用與上述3)同樣的操作，用單刻度移液管向粘度計中加入0.08％、0.06％、0.04％、0.02％的各樣品溶液，測定流下時間。
5)特性粘度的計算以樣品溶液的濃度作為X軸，以比濃粘度作為Y軸，用最小二乘法算出直線式，求出X＝0時的Y值。將該值作為特性粘度。
比濃粘度的計算根據(jù)ηsp/C＝(ηrel-1)/C的公式求出。這里，ηrel＝T/T0、ηsp＝ηrel-1、T樣品溶液的流下時間(秒)、T0空白液的流下時間(秒)、ηrel相對粘度、ηsp比粘度、C樣品溶液的濃度(％)、ηsp/C比濃粘度(dl/g)。
(合成例1)向257.6g去離子水中依次加入554.0g(3.528mol)的甲基丙烯酸N，N-二甲基氨基乙酯、226.0g(1.177mol)的檸檬酸、1.56g硫脲、0.08g聚氧化烯烷基醚(HLB約為11)、0.059g次磷酸鈉，攪拌，合成了固體成分濃度為75.0％的甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯叔胺-檸檬酸鹽的單體。該甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯叔胺-檸檬酸鹽單體的化學(xué)式(2)如以下所示。
圖1示出了該甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯叔胺-檸檬酸鹽單體的紅外吸收光譜的測定結(jié)果。
(合成例2)使用與合成例1一樣的方法，合成了固體成分濃度為75.0％的甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯叔胺-蘋果酸鹽的單體。表1中示出了原料的使用量。
(合成例3)使用與合成例1一樣的方法，合成了固體成分濃度為75.0％的甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯叔胺-乳酸鹽的單體。表1中示出了原料的使用量。
(合成例4)使用與合成例1一樣的方法，合成了固體成分濃度為70.0％的甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯叔胺-鹽酸鹽的單體。表1中示出了原料的使用量。
(合成例5)使用與合成例1一樣的方法，合成了固體成分濃度為70.0％的甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯叔胺-硫酸鹽的單體。表1中示出了原料的使用量。
(合成例6)代替甲基丙烯酸N，N-二甲基氨基乙酯而使用甲基丙烯酸N，N-二乙基氨基乙酯，并使用與合成例1一樣的方法，合成了固體成分濃度為75.0％的甲基丙烯酸二乙基氨基乙酯叔胺-檸檬酸鹽的單體。表1中示出了原料的使用量。
(合成例7)代替甲基丙烯酸N，N-二甲基氨基乙酯而使用甲基丙烯酸N，N-二乙基氨基乙酯，并使用與合成例1一樣的方法，合成了固體成分濃度為75.0％的甲基丙烯酸二乙基氨基乙酯叔胺-蘋果酸鹽的單體。表1中示出了原料的使用量。
(合成例8)代替甲基丙烯酸N，N-二甲基氨基乙酯而使用甲基丙烯酸N，N-二乙基氨基乙酯，并使用與合成例1一樣的方法，合成了固體成分濃度為70.0％的甲基丙烯酸二乙基氨基乙酯叔胺-硫酸鹽的單體。表1中示出了原料的使用量。
表1

*1HLB約為11(g)*2(單體重量+所使用的酸的重量)÷總計
(甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯叔胺-檸檬酸鹽聚合物的合成)反應(yīng)槽為裝備有夾套的邊長為25cm的四角形，該反應(yīng)槽的上部用玻璃板覆蓋，在該玻璃板上設(shè)置有紫外燈。用惰性氣體(氮氣)向該反應(yīng)槽內(nèi)充氣，將該反應(yīng)槽內(nèi)的氧氣濃度調(diào)節(jié)至0.2容量％或其以下。
向940g上述合成例1所得的甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯叔胺-檸檬酸鹽的單體溶液中導(dǎo)入氮氣，調(diào)節(jié)該溶液中的氧氣濃度至1mg/L以下，添加并混合4.23g聚合引發(fā)劑溶液(5％的苯偶姻異丙基醚的甲醇溶液)，并流入至上述反應(yīng)槽中。在冷卻該反應(yīng)槽的同時，對該單體溶液照射紫外線，并調(diào)節(jié)紫外線強度使得反應(yīng)槽底部的紫外線強度為10W/m2，持續(xù)照射該紫外線60分鐘。所得的聚合物凝膠被切成碎片狀后，用粉碎機粉碎至1mm左右，用80℃的熱風(fēng)式干燥機干燥1小時，獲得甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯叔胺-檸檬酸鹽聚合物。該甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯叔胺-檸檬酸鹽聚合物的特性粘度為5.09dl/g。特性粘度值示于表2。圖2中示出了甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯叔胺-檸檬酸鹽聚合物的紅外吸收光譜的測定結(jié)果。
(甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯叔胺-蘋果酸鹽聚合物的合成)采用與上述甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯叔胺-檸檬酸鹽聚合物的合成一樣的方法，獲得甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯叔胺-蘋果酸鹽聚合物。該甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯叔胺-蘋果酸鹽聚合物的特性粘度為5.02dl/g。特性粘度值示于表2。
(甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯叔胺-乳酸鹽聚合物的合成)采用與上述甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯叔胺-檸檬酸鹽聚合物的合成一樣的方法，獲得甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯叔胺-乳酸鹽聚合物。該甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯叔胺-乳酸鹽聚合物的特性粘度為5.00dl/g。特性粘度值示于表2。
(甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯叔胺-鹽酸鹽聚合物的合成)采用與上述甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯叔胺-檸檬酸鹽聚合物的合成一樣的方法，獲得甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯叔胺-鹽酸鹽聚合物。
該甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯叔胺-鹽酸鹽聚合物的特性粘度為5.00dl/g。特性粘度值示于表2。
(甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯叔胺-硫酸鹽聚合物的合成)采用與上述甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯叔胺-檸檬酸鹽聚合物的合成一樣的方法，獲得甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯叔胺-硫酸鹽聚合物。
該甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯叔胺-硫酸鹽聚合物的特性粘度為5.06dl/g。特性粘度值示于表2。
(甲基丙烯酸二乙基氨基乙酯叔胺-檸檬鹽聚合物的合成)采用與上述甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯叔胺-檸檬酸鹽聚合物的合成一樣的方法，獲得甲基丙烯酸二乙基氨基乙酯叔胺-檸檬酸鹽聚合物。該甲基丙烯酸二乙基氨基乙酯叔胺-檸檬酸鹽聚合物的特性粘度為5.10dl/g。特性粘度值示于表2。
(甲基丙烯酸二乙基氨基乙酯叔胺-蘋果酸鹽聚合物的合成)采用與上述甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯叔胺-檸檬酸鹽聚合物的合成一樣的方法，獲得甲基丙烯酸二乙基氨基乙酯叔胺-蘋果酸鹽聚合物。該甲基丙烯酸二乙基氨基乙酯叔胺-蘋果酸鹽聚合物的特性粘度為5.04dl/g。特性粘度值示于表2。
(甲基丙烯酸二乙基氨基乙酯叔胺-硫酸鹽聚合物的合成)采用與上述甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯叔胺-檸檬酸鹽聚合物的合成一樣的方法，獲得甲基丙烯酸二乙基氨基乙酯叔胺-硫酸鹽聚合物。該甲基丙烯酸二乙基氨基乙酯叔胺-硫酸鹽聚合物的特性粘度為5.05dl/g。特性粘度值示于表2。
(利用中和法的甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯叔胺-檸檬酸鹽聚合物的合成)使甲基丙烯酸N，N-二甲基氨基乙酯聚合，向100g形成為粉末狀的甲基丙烯酸N，N-二甲基氨基乙酯聚合物中加入37.5g檸檬酸，在水溶液中進(jìn)行中和。
用該水溶液的pH達(dá)到6.5～7.5來確認(rèn)中和。利用中和法獲得的甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯叔胺-檸檬酸鹽聚合物的特性粘度為4.98dl/g。特性粘度值示于表2。
(利用中和法的甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯叔胺-蘋果酸鹽聚合物的合成)使甲基丙烯酸N，N-二甲基氨基乙酯聚合，向100g形成為粉末狀的甲基丙烯酸N，N-二甲基氨基乙酯聚合物中加入39.3g蘋果酸，在水溶液中進(jìn)行中和。
用該水溶液的pH達(dá)到6.5～7.5來確認(rèn)中和。利用中和法獲得的甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯叔胺-蘋果酸鹽聚合物的特性粘度為5.00dl/g。特性粘度值示于表2。
表2

(污水污泥評價試驗)(實施例1)取200ml污泥(TS＝2.1％(污泥中絕對干燥狀態(tài)下的固體成分濃度)、pH＝6.3、原·剩余污泥混合物)到300ml燒杯中，添加甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯叔胺-檸檬酸鹽聚合物的0.2重量％的水溶液，并使其添加量變化為10.0ml、12.5ml、15.0ml，采用具備渦輪葉片的攪拌機，以200rpm的速度攪拌30秒。
攪拌后，測定所生成的聚集污泥的絮狀物直徑，然后，向鋪有尼龍制濾布(日本フイルコン(株)制、商品名Lh4085、透氣度為155cc/cm2/秒)的努采漏斗(直徑為7cm)中注入該凝聚污泥，進(jìn)行自然過濾，測定30秒后的濾液量。
此外，利用透明度計對此時的濾液的澄清性能進(jìn)行評價。
將過濾后的凝聚污泥取至壓帶機用的濾布上，以1kg/cm2和2kg/cm2各進(jìn)行1分鐘的壓榨，通過目測來評價壓榨后污泥團塊從濾布的剝離性，測定該污泥團塊的含水率。其結(jié)果示于表3。
此外，污泥團塊的含水率根據(jù)上述記載的方法求出。
(實施例2)代替上述甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯叔胺-檸檬酸鹽聚合物而使用甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯叔胺-蘋果酸鹽聚合物，進(jìn)行與實施例1一樣的操作。結(jié)果示于表3。
(實施例3)代替上述甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯叔胺-檸檬酸鹽聚合物而使用甲基丙烯酸二乙基氨基乙酯叔胺-檸檬酸鹽聚合物，進(jìn)行與實施例1一樣的操作。結(jié)果示于表3。
(實施例4)代替上述甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯叔胺-檸檬酸鹽聚合物而使用甲基丙烯酸二乙基氨基乙酯叔胺-蘋果酸鹽聚合物，進(jìn)行與實施例1一樣的操作。結(jié)果示于表3。
(比較例1)代替上述甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯叔胺-檸檬酸鹽聚合物而使用甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯叔胺-鹽酸鹽聚合物，進(jìn)行與實施例1一樣的操作。結(jié)果示于表3。
(比較例2)代替上述甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯叔胺-檸檬酸鹽聚合物而使用甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯叔胺-硫酸鹽聚合物，進(jìn)行與實施例1一樣的操作。結(jié)果示于表3。
(比較例3)代替上述甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯叔胺-檸檬酸鹽聚合物而使用甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯叔胺-乳酸鹽聚合物，進(jìn)行與實施例1一樣的操作。結(jié)果示于表3。
(比較例4)代替上述甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯叔胺-檸檬酸鹽聚合物而使用甲基丙烯酸二乙基氨基乙酯叔胺-硫酸鹽聚合物，進(jìn)行與實施例1一樣的操作。結(jié)果示于表3。
表3


(合并使用聚合鐵的污水污泥評價試驗)(實施例5)取200ml污泥(TS＝2.1％、pH＝6.3、原·剩余污泥混合物)至300ml燒杯中，添加0.1ml聚合鐵(Fe＝11重量％)并混合均勻后，添加10.0ml甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯叔胺-檸檬酸鹽聚合物的0.2重量％的水溶液，使用具備渦輪葉片的攪拌機以200rpm攪拌30秒。
攪拌后，測定所生成的聚集污泥的絮狀物直徑，此后，向鋪有尼龍制濾布(日本フイルコン(株)制、商品名Lh4085、透氣度為155cc/cm2/秒)的努采漏斗(直徑為7cm)中注入該凝聚污泥，進(jìn)行自然過濾，測定30秒后的濾液量。
此外，利用透明度計對此時的濾液的澄清性能進(jìn)行評價。
將過濾后的凝聚污泥取至壓帶機用濾布上，以1kg/cm2和2kg/cm2各進(jìn)行1分鐘的壓榨，通過目測來評價壓榨后的污泥團塊從濾布的剝離性，測定該污泥團塊的含水率。將上述聚合鐵的添加量變化為0.2ml、0.3ml，進(jìn)行上述測定。
其結(jié)果示于表4。
(實施例6)使用甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯叔胺-蘋果酸鹽聚合物，進(jìn)行與實施例5一樣的操作。結(jié)果示于表4。
(實施例7)使用甲基丙烯酸二乙基氨基乙酯叔胺-檸檬酸鹽聚合物，進(jìn)行與實施例5一樣的操作。結(jié)果示于表4。
(實施例8)使用甲基丙烯酸二乙基氨基乙酯叔胺-蘋果酸鹽聚合物，進(jìn)行與實施例5一樣的操作。結(jié)果示于表4。
(比較例5)使用甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯叔胺-鹽酸鹽聚合物，進(jìn)行與實施例5一樣的操作。結(jié)果示于表4。
(比較例6)使用甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯叔胺-硫酸鹽聚合物，進(jìn)行與實施例5一樣的操作。結(jié)果示于表4。
(比較例7)使用甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯叔胺-乳酸鹽聚合物，進(jìn)行與實施例5一樣的操作。結(jié)果示于表4。
(比較例8)使用甲基丙烯酸二乙基氨基乙酯叔胺-硫酸鹽聚合物，進(jìn)行與實施例5一樣的操作。結(jié)果示于表4。
表4


在實施例1～8中，濾液澄清性和剝離性提高。
權(quán)利要求
1.一種陽離子性高分子聚合物，其特征在于，由下述通式(1)所示聚合物形成， 式中，R1表示氫、甲基，R2表示乙基、丙基，R3表示甲基、乙基、丙基，A-(COO)-n表示一個分子中具有2個或其以上羧酸基的飽和羧酸的陰離子，n表示2或其以上的整數(shù)。
2.如權(quán)利要求1所述的陽離子性高分子聚合物，其特征在于，是使1個分子中具有2個或其以上的羧酸基的飽和羧酸與相對于該飽和羧酸的羧酸基為等當(dāng)量的(甲基)丙烯酸N，N-二烷基氨基烷基酯反應(yīng)所獲得的叔胺-飽和羧酸鹽單體發(fā)生聚合而獲得的。
3.如權(quán)利要求1所述的陽離子性高分子聚合物，其特征在于，是將1個分子中具有2個或其以上羧酸基的飽和羧酸與相對于該飽和羧酸的羧酸基為等當(dāng)量的(甲基)丙烯酸N，N-二烷基氨基烷基酯聚合物混合，進(jìn)行中和而獲得的。
4.一種陽離子性高分子凝聚劑，其特征在于，是含有權(quán)利要求1～3任一項所述的陽離子性高分子聚合物而形成的。
全文摘要
本發(fā)明的課題在于，提供一種可作為凝聚劑使用的陽離子性高分子聚合物，該聚合物使有機污泥發(fā)生凝聚而形成容易進(jìn)行固液分離的塊的凝聚絮狀物的能力(凝聚性能)良好，以及采用濾布使該凝聚絮狀物脫水后、從濾布剝離污泥團塊的剝離性良好，此外對制造設(shè)備不產(chǎn)生腐蝕，即使進(jìn)一步進(jìn)行焚燒等，也不會有產(chǎn)生二噁英等。本發(fā)明提供一種通式(1)所示的陽離子性高分子聚合物。式中，R
文檔編號C02F1/54GK1919883SQ20051009293
公開日2007年2月28日 申請日期2005年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月30日
發(fā)明者平綱訓(xùn) 申請人:第一工業(yè)制藥株式會社