TW202130589A - 污泥脫水劑及污泥脫水方法 - Google Patents

Abstract

本發明是有關於一種污泥脫水劑，其含有陽離子性聚合物，所述陽離子性聚合物具有由特定結構的四級銨鹽衍生的構成單元a、與選自由特定結構的四級銨鹽衍生的構成單元b及由特定結構的三級胺鹽衍生的構成單元c中的一種以上的構成單元，並且所述陽離子性聚合物於1莫耳/L硝酸鈉水溶液中的30℃下的固有黏度為0.5 dL/g～4.0 dL/g。

Description

污泥脫水劑及污泥脫水方法

本發明是有關於一種污泥脫水劑及污泥脫水方法。 本申請案基於2019年12月6日於日本提出申請的日本專利特願2019-221219號而主張優先權，並將其內容引用於本申請案中。

污泥脫水劑可用於以食品工廠或化工廠、糞便處理廠等中所產生的剩餘污泥等為主體的污泥的脫水處理。作為污泥脫水劑，通常使用陽離子性高分子凝聚劑。作為陽離子性高分子凝聚劑，可列舉(甲基)丙烯酸二甲基胺基乙酯或其氯化甲基四級化物等。伴隨近年來污泥的產生量的增加或性狀的變化等污泥的多樣化，難脫水性的污泥亦增加，要求一種重力過濾性等脫水性能更優異的污泥脫水劑。為了進一步提高脫水性能，亦提出了多種陽離子性高分子凝聚劑以外的污泥脫水劑。

例如，於專利文獻1中提出了一種併用陽離子性水溶性高分子、兩性水溶性高分子及具有乙烯胺結構單元的水溶性高分子的凝聚處理劑。 於專利文獻2中提出了一種選自脒系水溶性高分子、(甲基)丙烯酸系水溶性高分子及交聯性水溶性高分子中的一種以上的高分子污泥脫水劑。 於專利文獻3中提出了一種將陽離子性單體與具有多個乙烯基的單體的單體混合物聚合而成的交聯型離子性高分子凝聚劑。 [現有技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開2013-255863號公報 [專利文獻2]日本專利特開2009-39651號公報 [專利文獻3]日本專利特開2005-125215號公報

[發明所欲解決之課題] 然而，於專利文獻1～專利文獻3的技術中，污泥脫水劑的固有黏度即分子量大。因此，由污泥獲得的凝聚絮凝體（floc）有變大的傾向，容易包含大量的水分。因此，藉由進行脫水處理並加以固液分離而獲得的脫水泥餅（cake）的含水率難以降低，作為脫水處理，無法充分滿足。

因此，本發明的目的在於提供一種脫水性能更優異的污泥脫水劑及使用其的污泥脫水方法。 [解決課題之手段]

本發明者等人進行了努力研究，結果發現藉由使聚合物交聯，並且使用作為特定結構的四級銨鹽的單體，可獲得濾水性良好且可進一步降低脫水泥餅的含水率的污泥脫水劑，從而完成了本發明。

即，本發明具有以下的態樣。 [1]一種污泥脫水劑，含有陽離子性聚合物，所述陽離子性聚合物具有由下述式（a1）所表示的四級銨鹽衍生的構成單元a、與選自由下述式（b1）所表示的四級銨鹽衍生的構成單元b及由下述式（c1）所表示的三級胺鹽衍生的構成單元c中的一種以上的構成單元，並且所述陽離子性聚合物於1莫耳/L硝酸鈉水溶液中的30℃下的固有黏度為0.5 dL/g～4.0 dL/g。 [化1]

（式（a1）中，R¹ 及R³ 分別獨立地為碳數1～3的烷基，R² 為碳數1～3的烷基或苄基；A為氧原子或-NR⁹ -，R⁹ 為氫原子或碳數1～3的烷基，B為碳數2～4的伸烷基；X^- 為陰離子） [化2]

（式（b1）中，R⁴ 及R⁶ 分別獨立地為碳數1～3的烷基，R⁵ 為碳數1～3的烷基或苄基；A為氧原子或-NR⁹ -，R⁹ 為氫原子或碳數1～3的烷基，B為碳數2～4的伸烷基；X^- 為陰離子） [化3]

（式（c1）中，R⁷ 及R⁸ 分別獨立地為碳數1～3的烷基；A為氧原子或-NR⁹ -，R⁹ 為氫原子或碳數1～3的烷基，B為碳數2～4的伸烷基；X^- 為陰離子） [2]如[1]所述的污泥脫水劑，其中，相對於成為所述陽離子性聚合物的構成單元的單體單元的合計100莫耳%，所述構成單元a、所述構成單元b及所述構成單元c的合計為60莫耳%以上、100莫耳%以下。 [3]如[1]或[2]所述的污泥脫水劑，其中，所述陽離子性聚合物更具有由非離子性單體衍生的構成單元d，相對於成為所述陽離子性聚合物的構成單元的單體單元的合計100莫耳%，所述構成單元a為超過0莫耳%、60莫耳%以下，相對於成為所述陽離子性聚合物的構成單元的單體單元的合計100莫耳%，選自所述構成單元b及所述構成單元c中的一種以上的構成單元為20莫耳%以上、60莫耳%以下，相對於成為所述陽離子性聚合物的構成單元的單體單元的合計100莫耳%，所述構成單元d為超過0莫耳%、40莫耳%以下。 [4]一種污泥脫水方法，其中，將如[1]至[3]中任一項所述的污泥脫水劑添加於污泥中，來對所述污泥進行脫水。 [發明的效果]

根據本發明的污泥脫水劑及污泥脫水方法，脫水性能更優異。

以下，對本發明的污泥脫水劑及使用所述污泥脫水劑的污泥脫水方法進行詳細說明。 再者，於本說明書中，所謂「(甲基)丙烯酸」，是指丙烯酸及甲基丙烯酸的兩者或任一者。關於「(甲基)丙烯酸酯」及「(甲基)丙烯醯基」的表述，亦同樣如此。

[污泥脫水劑] 本發明的污泥脫水劑含有陽離子性聚合物，所述陽離子性聚合物具有構成單元a、與選自構成單元b及構成單元c中的一種以上的構成單元。

＜＜陽離子性聚合物＞＞ 於本說明書中，所謂「陽離子性聚合物」，是指相對於構成聚合物的單體單元（單體單元）的合計100莫耳%，陽離子性單體單元與非離子性單體單元的莫耳量的合計為96莫耳%以上且陽離子性單體單元的莫耳量為50莫耳%以上的聚合物。於陽離子性聚合物中，相對於構成聚合物的單體單元的合計100莫耳%，陽離子性單體單元與非離子性單體單元的莫耳量的合計為96莫耳%以上，較佳為97莫耳%以上，更佳為98莫耳%以上，進而佳為99莫耳%以上，特佳為99.5莫耳%以上，亦可為100莫耳%。 於陽離子性聚合物中，相對於構成聚合物的單體單元的合計100莫耳%，陽離子性單體單元的莫耳量為50莫耳%以上，較佳為60莫耳%以上，更佳為70莫耳%以上。若陽離子性單體單元的莫耳量為所述下限值以上，則對於帶負電的污泥粒子的電荷中和力高，聚合物牢固地吸附於污泥粒子，因此容易進一步提高脫水性能。 於陽離子性聚合物中，相對於構成聚合物的單體單元的合計100莫耳%，陰離子性單體單元的莫耳量為4莫耳%以下，較佳為3莫耳%以下，更佳為2莫耳%以下，進而佳為1莫耳%以下，特佳為0.5莫耳%以下，亦可為0莫耳%。若陰離子性單體單元的莫耳量為所述上限值以下，則容易進一步提高脫水性能。 再者，於本說明書中，將陽離子性聚合物聚合時的單體的調配組成比視作陽離子性聚合物的構成單元的組成比。

本實施形態的陽離子性聚合物於1莫耳/L硝酸鈉水溶液中的30℃下的固有黏度為0.5 dL/g～4.0 dL/g。陽離子性聚合物於1莫耳/L硝酸鈉水溶液中的30℃下的固有黏度較佳為0.5 dL/g～3.5 dL/g，更佳為0.7 dL/g～3.5 dL/g，進而佳為1.0 dL/g～3.5 dL/g。另外，陽離子性聚合物於1莫耳/L硝酸鈉水溶液中的30℃下的固有黏度特佳為1.0 dL/g～3.0 dL/g、1.0 dL/g～2.8 dL/g或1.0 dL/g～2.5 dL/g。若陽離子性聚合物於1莫耳/L硝酸鈉水溶液中的30℃下的固有黏度為所述數值範圍內，則提高污泥脫水劑的濾水性，容易進一步提高脫水性能。

固有黏度是成為聚合物鏈的擴散或收縮的程度的指標的聚合物物性。固有黏度亦成為分子量的指標，且有聚合物的分子量越大，固有黏度越高的傾向。但是，固有黏度亦受到作為構成聚合物的單體單元的單體的結構或聚合條件等的影響，因此並不始終與分子量顯示出直接的相關關係。

固有黏度由[η]表示，並設為使用下述式（I）所表示的赫金斯（Huggins）的式而算出的值。 η_SP /C=[η]+k'[η]2C   …（I） 式（I）中，η_SP ：表示比黏度（=η_rel -1），k'：表示赫金斯常數，C：表示聚合物溶液濃度，η_rel ：表示相對黏度。 赫金斯（Huggins）常數k'是根據聚合物的種類或溶媒的種類而確定的常數。赫金斯（Huggins）常數k'可以繪製成將縱軸設為η_SP /C、將橫軸設為C的圖表時的傾斜率的形式求出。具體而言，製備濃度不同的陽離子性聚合物的溶液，針對各濃度的溶液來求出比黏度η_SP ，並繪製η_SP /C對C的關係，將C外推至0的截距的值為固有黏度[η]。 比黏度η_SP 可藉由後述實施例中所示的方法而求出。

＜陽離子性單體＞ 本實施形態的陽離子性聚合物為具有構成單元a、與選自構成單元b及構成單元c中的一種以上的構成單元的聚合物。 構成單元a、構成單元b及構成單元c為由陽離子性單體衍生的構成單元。於本說明書中，所謂「陽離子性單體」，是指具有陽離子性官能基且不具有陰離子性官能基的陽離子性單體。作為陽離子性官能基，例如可列舉胺基等官能基。 再者，於單體內不顯示陽離子性的官能基不相當於陽離子性官能基。例如，關於後述的作為非離子性單體的丙烯醯胺，醯胺基中所含的胺基不顯示陽離子性，因此不相當於陽離子性官能基。

（構成單位a） 構成單元a為由下述式（a1）所表示的四級銨鹽衍生的構成單元。即，構成單元a為下述式（a2）所表示的單體單元。

[化4]

[化5]

式（a1）及式（a2）中，R¹ 及R³ 分別獨立地為碳數1～3的烷基。 R² 為碳數1～3的烷基或苄基，較佳為碳數1～3的烷基。 A為氧原子或-NR⁹ -，R⁹ 為氫原子或碳數1～3的烷基。B為碳數2～4的伸烷基。 X^- 為陰離子，較佳為氯化物離子、溴化物離子、碘化物離子、1/2（SO₄ ^2- ）、HSO₄ ^- 或CH₃ SO₄ ^- 。再者，於X^- 為1/2（SO₄ ^2- ）的情況下，兩個式（a1）中的陽離子部分與作為二價的陰離子的（SO₄ ^2- ）結合而形成二聚物（Dimer），或者一個式（a1）中的陽離子部分及一個式（b1）或式（c1）中的陽離子部分與作為二價的陰離子的（SO₄ ^2- ）結合而形成二聚物（Dimer）。

作為式（a1）所表示的化合物，例如可列舉丙烯酸二甲基胺基乙酯（Dimethylamino ethylacrylate，DAA）的四級化合物（DAA四級鹽）、丙烯酸二甲基胺基丙酯的四級化合物等丙烯醯氧基烷基四級銨鹽等。 作為DAA四級鹽，例如可列舉2-(丙烯醯氧基)乙基三甲基氯化銨、2-(丙烯醯氧基)乙基二甲基苄基氯化銨等。作為丙烯酸二甲基胺基丙酯的四級化合物，例如可列舉3-(丙烯醯基胺基)丙基三甲基氯化銨等丙烯醯基胺基烷基四級銨鹽；3-(丙烯醯基胺基)丙基三甲基銨甲基硫酸鹽等丙烯醯基胺基烷基四級硫酸鹽等。該些可單獨使用一種，亦可併用兩種以上。 作為構成單元a，就聚合性或污泥脫水性能等觀點而言，較佳為由丙烯醯氧基烷基四級銨鹽衍生的構成單元，更佳為由DAA四級鹽衍生的構成單元，進而佳為由2-(丙烯醯氧基)乙基三甲基氯化銨衍生的構成單元。

相對於成為陽離子性聚合物的構成單元的單體單元的合計100莫耳%，構成單元a較佳為超過0莫耳%、60莫耳%以下，更佳為30莫耳%以上、60莫耳%以下，進而佳為30莫耳%以上、55莫耳%以下。若構成單元a為所述數值範圍內，則容易進一步提高污泥脫水劑的脫水性能。

（構成單位b） 構成單元b為由下述式（b1）所表示的四級銨鹽衍生的構成單元。即，構成單元b為下述式（b2）所表示的單體單元。

[化6]

[化7]

式（b1）及式（b2）中，R⁴ 及R⁶ 分別獨立地為碳數1～3的烷基。 R⁵ 為碳數1～3的烷基或苄基，較佳為碳數1～3的烷基。 A為氧原子或-NR⁹ -，R⁹ 為氫原子或碳數1～3的烷基。B為碳數2～4的伸烷基。 X^- 為陰離子，較佳為氯化物離子、溴化物離子、碘化物離子、1/2（SO₄ ^2- ）、HSO₄ ^- 或CH₃ SO₄ ^- 。再者，於X^- 為1/2（SO₄ ^2- ）的情況下，兩個式（b1）中的陽離子部分與作為二價的陰離子的（SO₄ ^2- ）結合而形成二聚物（Dimer），或者一個式（b1）中的陽離子部分及一個式（a1）或式（c1）中的陽離子部分與作為二價的陰離子的（SO₄ ^2- ）結合而形成二聚物（Dimer）。

作為式（b1）所表示的化合物，例如可列舉甲基丙烯酸二甲基胺基乙酯（Dimethylamino ethyl methacrylate，DAM）的四級化合物（DAM四級鹽）、甲基丙烯酸二甲基胺基丙酯的四級化合物等甲基丙烯醯氧基烷基四級銨鹽等。 作為DAM四級鹽，例如可列舉2-(甲基丙烯醯氧基)乙基三甲基氯化銨、2-(甲基丙烯醯氧基)乙基二甲基苄基氯化銨等。作為甲基丙烯酸二甲基胺基丙酯的四級化合物，例如可列舉3-(甲基丙烯醯基胺基)丙基三甲基氯化銨等甲基丙烯醯基胺基烷基四級銨鹽；3-(甲基丙烯醯基胺基)丙基三甲基銨甲基硫酸鹽等甲基丙烯醯基胺基烷基四級硫酸鹽等。該些可單獨使用一種，亦可併用兩種以上。 作為構成單元b，就聚合性或污泥脫水性能等觀點而言，較佳為由甲基丙烯醯氧基烷基四級銨鹽衍生的構成單元，更佳為由DAM四級鹽衍生的構成單元，進而佳為由2-(甲基丙烯醯氧基)乙基三甲基氯化銨衍生的構成單元。

相對於成為陽離子性聚合物的構成單元的單體單元的合計100莫耳%，構成單元b較佳為10莫耳%以上、70莫耳%以下，更佳為20莫耳%以上、70莫耳%以下，進而佳為30莫耳%以上、60莫耳%以下。若構成單元b為所述數值範圍內，則容易進一步提高污泥脫水劑的脫水性能。

（構成單位c） 構成單元c為由下述式（c1）所表示的三級胺鹽衍生的構成單元。即，構成單元c為下述式（c2）所表示的單體單元。

[化8]

[化9]

式（c1）及式（c2）中，R⁷ 及R⁸ 分別獨立地為碳數1～3的烷基。 A為氧原子或-NR⁹ -，R⁹ 為氫原子或碳數1～3的烷基。B為碳數2～4的伸烷基。 X^- 為陰離子，較佳為氯化物離子、溴化物離子、碘化物離子、1/2（SO₄ ^2- ）、HSO₄ ^- 或CH₃ SO₄ ^- 。再者，於X^- 為1/2（SO₄ ^2- ）的情況下，兩個式（c1）中的陽離子部分與作為二價的陰離子的（SO₄ ^2- ）結合而形成二聚物（Dimer），或者一個式（c1）中的陽離子部分及一個式（a1）或式（b1）中的陽離子部分與作為二價的陰離子的（SO₄ ^2- ）結合而形成二聚物（Dimer）。

作為式（c1）所表示的化合物，例如可列舉DAM的三級化合物（DAM三級鹽）、甲基丙烯酸二甲基胺基丙酯的三級化合物等甲基丙烯醯氧基烷基三級胺鹽等。 作為DAM三級鹽，例如可列舉2-(甲基丙烯醯氧基)乙基二甲胺的硫酸鹽、2-(甲基丙烯醯氧基)乙基二甲胺的鹽酸鹽等。作為甲基丙烯酸二甲基胺基丙酯的三級化合物，例如可列舉3-(甲基丙烯醯基胺基)丙基二甲胺的硫酸鹽、3-(甲基丙烯醯基胺基)丙基二甲胺的鹽酸鹽等。該些可單獨使用一種，亦可併用兩種以上。 作為構成單元c，就聚合性或污泥脫水性能等觀點而言，較佳為由DAM三級鹽衍生的構成單元，更佳為由2-(甲基丙烯醯氧基)乙基二甲胺的硫酸鹽衍生的構成單元。

相對於成為陽離子性聚合物的構成單元的單體單元的合計100莫耳%，構成單元c較佳為0莫耳%以上、70莫耳%以下，更佳為0莫耳%以上、60莫耳%以下，進而佳為20莫耳%以上、60莫耳%以下，特佳為30莫耳%以上、60莫耳%以下。若構成單元c為所述數值範圍內，則容易進一步提高污泥脫水劑的脫水性能。

相對於成為陽離子性聚合物的構成單元的單體單元的合計100莫耳%，選自構成單元b及構成單元c中的一種以上的構成單元較佳為20莫耳%以上、60莫耳%以下，更佳為30莫耳%以上、60莫耳%以下，進而佳為40莫耳%以上、60莫耳%以下。若選自構成單元b及構成單元c中的一種以上的構成單元為所述數值範圍內，則容易進一步提高污泥脫水劑的脫水性能。

本實施形態的陽離子性聚合物較佳為具有甲基丙烯酸酯型陽離子性單體單元，所述甲基丙烯酸酯型陽離子性單體單元具有選自構成單元b及構成單元c中的一種以上的構成單元。藉由陽離子性聚合物具有選自構成單元b及構成單元c中的一種以上的構成單元，聚合物變得更剛直，不易包入水，因此容易進一步提高污泥脫水劑的脫水性能。 於陽離子性聚合物具有構成單元b及構成單元c的情況下，（構成單元b）/（構成單元b+構成單元c）所表示的莫耳比較佳為0.33～1，更佳為0.67～1。若（構成單元b）/（構成單元b+構成單元c）所表示的莫耳比為所述數值範圍內，則容易進一步提高污泥脫水劑的脫水性能。

於本實施形態的陽離子性聚合物中，相對於成為陽離子性聚合物的構成單元的單體單元的合計100莫耳%，構成單元a、構成單元b及構成單元c的合計較佳為60莫耳%以上，更佳為70莫耳%以上，進而佳為80莫耳%以上，特佳為90莫耳%以上，亦可為100莫耳%。若構成單元a、構成單元b及構成單元c的合計為所述下限值以上，則容易進一步提高污泥脫水劑的脫水性能。 再者，設為：相對於成為陽離子性聚合物的構成單元的單體單元的合計100莫耳%，構成單元a、構成單元b及構成單元c的合計為100莫耳%以下。

於本實施形態的陽離子性聚合物中，（構成單元a）/（構成單元b+構成單元c）所表示的莫耳比較佳為0.3～0.9，更佳為0.5～0.8，進而佳為0.6～0.7。若（構成單元a）/（構成單元b+構成單元c）所表示的莫耳比為所述下限值以上，則聚合物的凝聚性提高，容易提高污泥脫水劑的濾水性。若（構成單元a）/（構成單元b+構成單元c）所表示的莫耳比為所述上限值以下，則聚合物變得更剛直，不易包入水，因此容易進一步提高污泥脫水劑的脫水性能。因此，可進一步降低脫水泥餅的含水率。

＜非離子性單體＞ （構成單位d） 本實施形態的陽離子性聚合物亦可具有由非離子性單體衍生的構成單元d。於本說明書中，所謂「非離子單體」，是指不具有陽離子官能基及陰離子官能基且電中性（非離子性）的單體。 作為非離子性單體，例如可列舉：(甲基)丙烯醯胺、N,N-二甲基(甲基)丙烯醯胺等醯胺類；(甲基)丙烯腈等氰乙烯（vinyl cyanide）系化合物；(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯等(甲基)丙烯酸烷基酯類；乙酸乙烯酯等乙烯酯類；苯乙烯、α-甲基苯乙烯、對甲基苯乙烯等芳香族乙烯基系化合物等。該些可單獨使用一種，亦可併用兩種以上。 非離子性單體中，就水溶性優異、陽離子性聚合物中的單體組成比的調整容易且容易獲得良好的污泥脫水性能等方面而言，較佳為醯胺類，更佳為(甲基)丙烯醯胺，進而佳為丙烯醯胺。

於陽離子性聚合物具有構成單元d的情況下，相對於成為陽離子性聚合物的構成單元的單體單元的合計100莫耳%，構成單元d較佳為超過0莫耳%、40莫耳%以下，更佳為超過0莫耳%、30莫耳%以下，進而佳為0.1莫耳%以上、30莫耳%以下。若構成單元d為所述數值範圍內，則容易進一步提高污泥脫水劑的脫水性能。 再者，設為：相對於成為陽離子性聚合物的構成單元的單體單元的合計100莫耳%，構成單元a、構成單元b、構成單元c及構成單元d的合計為100莫耳%以下。

＜陰離子性單體＞ 本實施形態的陽離子性聚合物亦可具有由陰離子性單體衍生的構成單元。於本說明書中，所謂「陰離子性單體」，是指具有陰離子性官能基且不具有陽離子性官能基的陰離子性單體。作為陰離子性官能基，例如可列舉羧基、磺酸基、磷酸基等。 再者，於單體內不顯示陰離子性的官能基不相當於陰離子性官能基。 作為陰離子性單體，例如可列舉：乙烯基磺酸、乙烯基苯磺酸、2-丙烯醯胺-2-甲基丙磺酸、(甲基)丙烯酸、衣康酸、馬來酸及該些的鹼金屬鹽等。該些可單獨使用一種，亦可併用兩種以上。

於本實施形態的陽離子性聚合物中，於成為陽離子性聚合物的構成單元的單體單元的合計100莫耳%中，由陰離子性單體衍生的構成單元為4莫耳%以下，較佳為3莫耳%以下，更佳為2莫耳%以下，進而佳為1莫耳%以下，特佳為0.5莫耳%以下，亦可為0莫耳%。若由陰離子性單體衍生的構成單元為所述上限值以下，則電荷中和力下降，脫水性能容易降低。 再者，設為：相對於成為陽離子性聚合物的構成單元的單體單元的合計100莫耳%，由陽離子性單體衍生的構成單元、由非離子性單體衍生的構成單元及由陰離子性單體衍生的構成單元的合計為100莫耳%以下。

本實施形態的陽離子性聚合物亦可具有由式（a1）、式（b1）及式（c1）所表示的化合物以外的其他陽離子性單體衍生的構成單元。作為由其他陽離子性單體衍生的構成單元，例如可列舉由DAA的三級化合物（DAA三級鹽）衍生的構成單元等。

本實施形態的陽離子性聚合物較佳為陽離子性單體單元的交聯聚合體或陽離子性單體單元與非離子性單體單元的交聯共聚物。另外，於所述交聯共聚物中，於成為陽離子性聚合物的構成單元的單體單元的合計100莫耳%中，由陽離子性單體衍生的構成單元的總量較佳為60莫耳%以上，更佳為70莫耳%～95莫耳%，進而佳為75莫耳%～90莫耳%。 若為此種具有由陽離子性單體衍生的構成單元的交聯聚合體，則容易獲得於1莫耳/L硝酸鈉水溶液中的30℃下的固有黏度為0.5 dL/g～4.0 dL/g的陽離子性聚合物。 此種陽離子性聚合物藉由交聯而不易收縮，濾水性良好，可進一步降低脫水泥餅的含水率。此外，認為藉由使用源自四級鹽的單體，聚合物的側鏈的移動受到限制，聚合物更不易收縮。

污泥脫水劑中所含的陽離子性聚合物可單獨使用一種，亦可併用兩種以上。例如，於為兩種聚合物的情況下，可設為將各聚合物混合的1劑型，或者，亦可設為將各聚合物製成獨立的液劑等，於使用時併用的2劑型。

相對於污泥脫水劑100質量%，污泥脫水劑中所含的陽離子性聚合物的含量較佳為30質量%以上，更佳為35質量%以上，進而佳為40質量%以上。若污泥脫水劑中所含的陽離子性聚合物的含量為所述下限值以上，則凝聚絮凝體的機械強度提高，容易進一步降低脫水泥餅的含水率。此外，若污泥脫水劑中所含的陽離子性聚合物的含量為所述下限值以上，則可減少添加於污泥中的污泥脫水劑的添加量。污泥脫水劑中所含的陽離子性聚合物的含量的上限值並無特別限定，但相對於污泥脫水劑100質量%，例如可為60質量%、55質量%或45質量%。即，相對於污泥脫水劑100質量%，污泥脫水劑中所含的陽離子性聚合物的含量較佳為30質量%以上、60質量%以下，更佳為35質量%以上、60質量%以下，進而佳為40質量%以上、60質量%以下。或者，相對於污泥脫水劑100質量%，污泥脫水劑中所含的陽離子性聚合物的含量較佳為30質量%以上、55質量%以下，更佳為35質量%以上、55質量%以下，進而佳為40質量%以上、55質量%以下。或者，相對於污泥脫水劑100質量%，污泥脫水劑中所含的陽離子性聚合物的含量較佳為30質量%以上、45質量%以下，更佳為35質量%以上、45質量%以下，進而佳為40質量%以上、45質量%以下。

污泥脫水劑亦可於不損及本發明的效果的範圍內含有陽離子性聚合物以外的其他成分。作為其他成分，例如可列舉：胺基磺酸、硫酸鈉、硫酸氫鈉等添加劑或溶媒等。 相對於污泥脫水劑的總質量，添加劑的含量較佳為10質量%以下，更佳為5質量%以下，最佳為0質量%。 另外，本發明的污泥脫水劑亦可為藉由後述的乳化聚合法而獲得的油包水（water-in-oil，W/O）乳劑型聚合物的形態。

[污泥脫水劑的製造方法] 污泥脫水劑可藉由將陽離子性聚合物分散於所述溶媒中而獲得。 以下，對陽離子性聚合物的製造方法進行說明。

＜＜陽離子性聚合物的製造方法＞＞ 陽離子性聚合物可藉由使用聚合起始劑及視需要的交聯劑使成為其構成單元的單體聚合來製造。

＜聚合起始劑＞ 作為陽離子性聚合物的聚合中所使用的聚合起始劑，例如可列舉：過硫酸銨、過硫酸鉀等過硫酸鹽；過氧化苯甲醯等有機化氧化物；偶氮雙異丁腈、偶氮雙氰基戊酸、2,2'-偶氮雙(2-脒基丙烷)二鹽酸鹽、2,2'-偶氮雙(2,4-二甲基戊腈)、2,2'-偶氮雙(4-甲氧基-2,4-二甲基戊腈)、2,2'-偶氮雙(2-甲基脒基丙烷)二鹽酸鹽、2,2'-偶氮雙(2-甲基丙基脒)二鹽酸鹽、2,2'-偶氮雙[2-(2-咪唑啉-2-基)丙烷]二鹽酸鹽等偶氮系化合物等。該些可單獨使用一種，亦可併用兩種以上。

聚合起始劑的添加量可根據成為陽離子性聚合物的構成單元的單體的組成等來適宜調整。相對於成為陽離子性聚合物的構成單元的單體的合計質量100質量份，聚合起始劑的添加量較佳為0.01質量份～0.5質量份。

＜交聯劑＞ 本實施形態的陽離子性聚合物可於聚合時視需要而使用交聯劑來製造。 作為交聯劑，例如可列舉：N,N'-亞甲基雙(甲基)丙烯醯胺、三烯丙胺、乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,3-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、乙氧基化異氰脲酸三(甲基)丙烯酸酯等。該些可單獨使用一種，亦可併用兩種以上。 該些交聯劑中，就容易將所獲得的陽離子性聚合物的固有黏度調整為規定的數值範圍內的方面而言，較佳為N,N'-亞甲基雙(甲基)丙烯醯胺、三烯丙胺、乙氧基化異氰脲酸三(甲基)丙烯酸酯，更佳為N,N'-亞甲基雙丙烯醯胺、三烯丙胺、乙氧基化異氰脲酸三丙烯酸酯，進而佳為N,N'-亞甲基雙丙烯醯胺。 再者，於本實施形態的成為陽離子性聚合物的構成單元的單體中不包含交聯劑。

交聯劑的添加量可根據陽離子性聚合物的所期望的固有黏度來適宜調整。 相對於成為陽離子性聚合物的構成單元的單體的合計100莫耳%，交聯劑的添加量較佳為0.0005莫耳%～0.05莫耳%，更佳為0.001莫耳%～0.04莫耳%，進而佳為0.0015莫耳%～0.03莫耳%。

（聚合方法） 作為聚合方法的態樣，例如可列舉：乳化聚合法、水溶液聚合法、懸浮聚合法等。該些聚合方法中，就製造容易性或所製造的陽離子性聚合物的作為污泥脫水劑的處理容易性或對於污泥的溶解性等觀點而言，較佳為以W/O乳劑型獲得陽離子性聚合物的乳化聚合法。 乳化聚合法可使用公知的方法。關於乳化聚合法，例如，製備包含油性溶媒與界面活性劑的油相，於該油相中添加成為陽離子性聚合物的構成單元的單體的水溶液並加以攪拌混合，使其乳化來進行聚合。聚合起始劑於水溶性的情況下，只要預先混合於所述單體的水溶液中即可，另外，於油溶性的情況下，只要於乳化後添加即可。 作為所述油性溶媒，例如可使用煤油、輕油等礦物油及作為該些的精製品的正鏈烷烴（normal paraffin）、異鏈烷烴（isoparaffin）、環烷油（naphthenic oil）等。另外，亦可使用與該些具有同等性狀的合成油、植物油、動物油或該些的混合物。 作為所述界面活性劑，例如可較佳地使用山梨糖醇酐單油酸酯、山梨糖醇酐單硬脂酸酯等山梨糖醇酐脂肪酸酯；聚氧乙烯月桂基醚、戊氧乙烯油烯基醚等聚氧乙烯烷基醚等非離子性界面活性劑。

關於以所述方式獲得的W/O乳劑型聚合物，可利用水及規定濃度的硝酸鈉水溶液進行稀釋來製成固有黏度的測定中所使用的聚合物溶液試樣。如上所述，W/O乳劑型聚合物無需聚合後的陽離子性聚合物的精製等後處理，因此可簡化聚合物製造的操作。 再者，W/O乳劑型聚合物可以包含所述油性溶媒的狀態獲得，但固有黏度的測定中所使用的聚合物溶液試樣可利用大量的水及硝酸鈉水溶液進行稀釋來製備，因此可忽略所述油性溶媒的存在。因此，W/O乳劑型聚合物的固有黏度亦可視作以硝酸鈉水溶液為溶媒而測定所得的陽離子性聚合物的固有黏度。

使所製造的陽離子性聚合物經過乾燥或粉碎等後處理而製成固體狀後，為了測定固有黏度，將陽離子性聚合物溶解來製備溶液時，操作變得繁雜。此外，亦存在如下情況：藉由後處理時的加熱或粉碎時的切變（shear）等，陽離子性聚合物的剛直性發生變化，無法穩定地獲得具有所期望的固有黏度的陽離子性聚合物。因此，就對於污泥以液狀添加使用的污泥脫水劑的實用上的觀點而言，陽離子性聚合物亦較佳為W/O乳劑型，所述W/O乳劑型聚合物可藉由利用水進行稀釋而迅速且簡便地製備為污泥脫水劑。

[污泥脫水方法] 本發明的污泥脫水方法（即，本發明的污泥脫水劑的使用方法）是於污泥中添加所述污泥脫水劑來對所述污泥進行脫水的方法。 關於作為污泥脫水方法的應用對象的污泥，例如可列舉：污水的剩餘污泥、混合生污泥、消化污泥、食品工廠或化工廠等的剩餘污泥或凝結沈澱混合污泥、糞便處理廠等的混合污泥等。 根據使用本發明的污泥脫水劑的污泥脫水方法，可對各種污泥穩定且有效率地進行脫水處理。

例如，於污泥中的懸浮物質（懸浮固體（Suspended Solids，SS））的含量為0.4質量%～4.0質量%左右的情況下，污泥脫水劑的添加量較佳為20 mg/L～1600 mg/L，更佳為30 mg/L～1200 mg/L，進而佳為50 mg/L～800 mg/L。 再者，此處所述的SS的含量是藉由下述實施例中記載的分析方法而求出的值。

污泥脫水劑對於污泥的添加方法並無特別限定，可應用公知的方法。例如，可利用水等溶媒對污泥脫水劑進行稀釋，以使所述污泥脫水劑中的陽離子性聚合物成為規定的濃度，然後添加於污泥中。 就使陽離子性聚合物均勻地分散於污泥中等觀點而言，添加污泥脫水劑時的添加液中的陽離子性聚合物的濃度較佳為0.01質量%～1.0質量%，更佳為0.03質量%～0.6質量%，進而佳為0.05質量%～0.4質量%。

添加了污泥脫水劑的污泥例如可藉由如下方式來形成凝聚絮凝體：於凝聚反應槽中，利用攪拌葉片於規定的攪拌條件（例如，以180 rpm進行30秒等）下進行攪拌。 然後，利用脫水機對所述凝聚絮凝體進行脫水處理，並進行固液分離，藉此獲得脫水泥餅。 作為所述脫水機，並無特別限定，例如可列舉：帶式壓過濾機、螺旋壓脫水機、多重圓板型脫水機、離心脫水機等。

所述脫水泥餅可以填埋廢棄處理或者園藝用土或水泥原料的形式再利用。 就製成於搬運或處理、再利用加工等中容易處理者的觀點而言，所述脫水泥餅較佳為塊狀的泥餅形狀不崩解，且含水分盡可能少。根據本發明的污泥脫水方法，可獲得此種處理性良好的脫水泥餅。

關於本發明的污泥脫水方法，藉由使用本發明的污泥脫水劑，絮凝體形成力提高，從而提高重力過濾性。因此，可對各種污泥穩定且有效率地進行脫水處理。 本發明的污泥脫水方法除使用本發明的污泥脫水劑以外，亦可併用包含與本發明的陽離子性聚合物不同的聚合物的其他污泥脫水劑。作為所併用的其他污泥脫水劑中的聚合物，例如可列舉具有陽離子性官能基的聚合物或陰離子性聚合物。於所述具有陽離子性官能基的聚合物中，不僅包含陽離子性聚合物，而且亦包含兩性聚合物。另外，該些聚合物可為交聯型，亦可為直鏈狀等非交聯型。 較佳為所述其他污泥脫水劑亦可利用與本發明的污泥脫水劑的添加相同的添加方法來添加。 [實施例]

以下，基於實施例來說明本發明，但本發明並不由下述實施例限定。 準備各種聚合物作為陽離子性聚合物，並進行使用該些聚合物的污泥脫水劑試樣的評價試驗。

[聚合物的準備] 藉由以下所示的各合成例或市售品來準備下述實施例及比較例的污泥脫水劑試樣中所使用的各種聚合物。 各種聚合物中的各自的構成單體的簡稱如下所述。 •DAA4：2-(丙烯醯氧基)乙基三甲基氯化銨；分子量193.7。 •DAM4：2-(甲基丙烯醯氧基)乙基三甲基氯化銨；分子量207.7。 •DAM3：2-(甲基丙烯醯氧基)乙基二甲胺的硫酸鹽；分子量266.3。 •AAM：丙烯醯胺；分子量71.1。 •AA：丙烯酸；分子量72.1。

（合成例1） 於附有攪拌機、冷卻管、氮氣導入管及溫度計的1 L四口可分離式燒瓶中裝入正鏈烷烴301 g、戊氧乙烯油醇醚40 g及山梨糖醇酐單油酸酯12 g，並進行攪拌混合，從而製備油相混合物。 繼而，將DAA4的80質量%水溶液190 g、DAM4的80質量%水溶液307 g、丙烯醯胺（acrylamide，AAM）3 g、作為交聯劑的N,N'-亞甲基雙丙烯醯胺（N,N'-Methylene bisacrylamide，MBA）0.009 g及水145 g的混合水溶液添加於所述油相混合物中，並藉由均質機攪拌而加以乳化。於攪拌下將所得物調整為50℃，並將氮氣起泡30分鐘。於氮氣氣流下，加入作為聚合起始劑的2,2'-偶氮雙(2-甲基丙基脒)二鹽酸鹽的4質量%甲苯溶液1.0 g，於45℃～55℃下聚合8小時，從而獲得W/O乳劑型聚合物（聚合物1）。

（合成例2～合成例13） 於合成例1中，將用作合成原料的構成單體、交聯劑及聚合起始劑變更為下述表1的各合成例中所示者，除此以外，與合成例1同樣地獲得各W/O乳劑型聚合物（聚合物2～聚合物13）。

[表1]

合成例	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13
構成單體[g] （下段：莫耳%）
	DAA4 （80質量%水溶液）	190 （39）	260 （53）	291.5 （45）	195 （37）	200 （30）	200 （30）	190 （39）	200 （30）	157 （24）	157 （24）	-	238 （30）	190 （37）
DAM4 （80質量%水溶液）	307 （59）	247 （47）	205.3 （30）	186 （33）	215 （30）	215 （30）	307 （59）	-	253 （36）	253 （36）	500 （98）	85 （10）	307 （56）
DAM3	-	-	-	101 （19）	-	-	-	200 （30）	-	-	-	-	-
AAM	3 （2）	1.5 （0）	49 （25）	17 （11）	80 （40）	80 （40）	3 （1.9）	78 （40）	77 （40）	77 （40）	3 （2）	139 （60）	3 （2）
AA	-	-	-	-	-	-	0.15 （0.1）	-	-	-	-	-	7.5 （5）
交聯劑[g] （下段：莫耳%）
	N,N'-亞甲基雙丙烯醯胺	0.009 （0.0028）	0.040 （0.0126）	0.038 （0.0103）	0.030 （0.0087）	-	-	0.009 （0.0028）	0.010 （0.0024）	-	1.672 （0.4000）	-	0.010 （0.0020）	0.009 （0.0028）
三烯丙胺	-	-	-	-	-	0.191 （0.0500）	-	-	-	-	-	-	-
乙氧基化異氰脲酸三丙烯酸酯	-	-	-	-	0.045 （0.0030）	0.052 （0.0035）	-	-	-	-	-	-	-
聚合起始劑[g] （4質量%甲苯溶液）
	2,2'-偶氮雙(2-甲基丙基脒)二鹽酸鹽	1.0	1.0	1.0	1.0	1.0	1.0	1.0	1.0	1.0	1.0	1.0	1.0	1.0
溶媒（純水）[g]	145	140	167	150	155	155	145	160	160	160	145	225	144

（聚合物14～聚合物15） 作為市售的W/O乳劑型聚合物，使用栗田工業股份有限公司製造的「庫利菲克斯（CLIFIX）（註冊商標）」系列。構成單體的組成分別如下述表2所示（聚合物14～聚合物15）。

＜固有黏度＞ 針對各聚合物，依據以下的（i）～（v）的步驟來求出固有黏度。 （i）將5支坎農-范氏（Cannon-Fenske）黏度計（草野化學股份有限公司製造的No.75）於玻璃器具用中性洗滌劑中浸漬一天以上後，利用水進行充分清洗並加以乾燥。 （ii）利用水對W/O乳劑型聚合物進行稀釋，製備聚合物濃度0.2質量%的水溶液。 （iii）於（ii）中所製備的聚合物濃度0.2質量%的水溶液50 mL中加入2莫耳/L硝酸鈉水溶液50 mL，利用磁力攪拌器以500 rpm攪拌20分鐘，獲得聚合物濃度0.1質量%的1莫耳/L硝酸鈉水溶液。利用1莫耳/L硝酸鈉水溶液對所得物進行稀釋而製備0.02質量%、0.04質量%、0.06質量%、0.08質量%、0.1質量%這5階段的聚合物濃度的聚合物溶液試樣。再者，將未添加聚合物的1莫耳/L硝酸鈉水溶液設為對照（blank）溶液。 （iv）於調整為溫度30℃（±0.02℃內）的恆溫水槽內垂直地安裝5支（i）中所準備的黏度計。利用全移液管（whole pipette）將對照溶液10 mL放入各黏度計中後，為了使溫度一定而靜置約30分鐘。其後，使用吸管塞將溶液吸上來並使其自然下落，利用馬錶測定通過標線的時間，至1/100秒單位為止。針對各黏度計，重覆進行5次該測定，並將平均值設為對照值（t₀ ）。 （v）將（iii）中所製備的5階段的聚合物濃度的聚合物溶液試樣各10 mL放入進行了對照溶液的測定的5支黏度計中，為了使溫度一定而靜置約30分鐘。其後，重覆進行3次與對照溶液的測定相同的操作，並將每一濃度的通過時間的平均值設為測定值（t）。 根據對照值t₀ 、測定值t及聚合物溶液試樣的濃度[質量/體積%]（=C[g/dL]），並根據下述式（II）及式（III）所表示的關係式來求出相對黏度η_rel 、比黏度η_SP 及還原黏度η_SP /C[dL/g]。 η_rel =t/t₀ …（II） η_SP =（t-t₀ ）/t₀ =η_rel -1      …（III） 根據該些值，並依據基於所述赫金斯的式的固有黏度的求出方法來求出各聚合物的固有黏度[η]。

將各聚合物的固有黏度[η]示於下述表2中。

[表2]

	組成（莫耳%）	固有黏度
陽離子性單體	非離子性單體	陰離子性單體	交聯劑單體	1 mol/LNaNO3 中 （dL/g）
構成單元a	構成單元b	構成單元c	構成單元d
合成例1 聚合物1	DAA4 （39）	DAM4 （59）	-	AAM （2）	-	MBA （0.0028）	2.4
合成例2 聚合物2	DAA4 （53）	DAM4 （47）	-	AAM （0）	-	MBA （0.0126）	1.0
合成例3 聚合物3	DAA4 （45）	DAM4 （30）	-	AAM （25）	-	MBA （0.0103）	0.9
合成例4 聚合物4	DAA4 （37）	DAM4 （33）	DAM3 （19）	AAM （11）	-	MBA （0.0087）	2.4
合成例5 聚合物5	DAA4 （30）	DAM4 （30）	-	AAM （40）	-	A9300 （0.0030）	2.3
合成例6 聚合物6	DAA4 （30）	DAM4 （30）	-	AAM （40）	-	A9300/TAA （0.0035）/（0.0500）	2.3
合成例7 聚合物7	DAA4 （39）	DAM4 （59）	-	AAM （1.9）	AA （0.1）	MBA （0.0028）	2.3
合成例8 聚合物8	DAA4 （30）	-	DAM3 （30）	AAM （40）	-	MBA （0.0024）	2.2
合成例9 聚合物9	DAA4 （24）	DAM4 （36）	-	AAM （40）	-	-	6.4
合成例10 聚合物10	DAA4 （24）	DAM4 （36）	-	AAM （40）	-	MBA （0.4000）	0.3
合成例11 聚合物11	-	DAM4 （98）	-	AAM （2）	-	-	4.4
合成例12 聚合物12	DAA4 （30）	DAM4 （10）	-	AAM （60）	-	MBA （0.0020）	4.1
合成例13 聚合物13	DAA4 （37）	DAM4 （56）	-	AAM （2）	AA （5）	MBA （0.0028）	2.2
聚合物14	DAA4 （60）	-	-	AAM （40）	-	MBA （0.0020）	3.8
聚合物15	DAA4 （40）	-	-	AAM （50）	AA （10）	MBA （0.0050）	4.0

[污泥] 將污泥脫水劑試樣的評價試驗中所使用的污泥的詳細情況示於下述表3中。表3中所示的表示污泥的性狀的各項目的簡稱及分析方法（依據下水道試驗法）如以下所述。

（1-1）懸浮固體（Suspended Solids，SS） 秤量污泥100 mL後，以3000 rpm離心分離10分鐘並將上清液去除。一面對沈澱物進行水洗一面使其流入秤量完畢的坩堝中，於105℃～110℃的範圍內的溫度下乾燥15小時，然後進行秤量並求出乾燥後的所述坩堝內的殘留物的質量。 將所述殘留物的質量相對於乾燥前的污泥100 mL的質量的比例設為污泥100 mL中的懸浮物質（懸浮固體（Suspended Solids，SS））的含量[質量%]。

（1-2）揮發性懸浮固體（Volatile Suspended Solids，VSS） 於在所述（1-1）中求出所述坩堝內的殘留物（SS）的質量後，於將所述殘留物（SS）放入坩堝中的狀態下且於600℃±25℃的範圍內的溫度下灼燒2小時，放置冷卻後，進行秤量並求出灼燒後的所述坩堝內的殘留物的質量。 灼燒前的所述坩堝內的殘留物（SS）與灼燒後的所述坩堝內的殘留物的質量的差量是污泥100 mL中的揮發性懸浮物質（揮發性懸浮固體（Volatile Suspended Solids，VSS））的質量。求出灼燒後的所述殘留物（VSS）的質量相對於SS的質量的比例作為VSS的含有率[質量%/SS]。

（1-3）總固體（Total Solids，TS） 秤量污泥100 mL並放入秤量完畢的坩堝中，於105℃～110℃的範圍內的溫度下乾燥15小時後，進行秤量並求出乾燥後的所述坩堝內的殘留物的質量。 求出所述殘留物的質量相對於乾燥前的污泥100 mL的質量的比例作為污泥100 mL中的蒸發殘留物（總固體（Total Solids，TS）；總固體成分）的含有率[質量%]。

（1-4）揮發性總固體（Volatile Total Solids，VTS） 於在所述（1-3）中求出所述坩堝內的殘留物（TS）的質量後，於將所述殘留物（TS）放入坩堝中的狀態下且於600℃±25℃的範圍內的溫度下灼燒2小時，放置冷卻後，進行秤量並求出灼燒後的所述坩堝內的殘留物的質量。 灼燒前的所述坩堝內的殘留物（TS）與灼燒後的所述坩堝內的殘留物的質量的差量是污泥100 mL中的揮發性懸浮物質（揮發性總固體（Volatile Total Solids，VTS））的質量。求出灼燒後的所述殘留物（VTS）的質量相對於TS的質量的比例作為VTS的含有率[質量%/TS]。

（1-5）纖維成分 利用100目（孔徑149 μm）的篩對污泥100 mL進行過濾，一面對篩上的殘留物進行水洗，一面使其流入秤量完畢的坩堝中，於105℃～110℃的範圍內的溫度下乾燥15小時，然後進行秤量並求出乾燥後的所述坩堝內的殘留物的質量。 其後，於將所述殘留物放入坩堝中的狀態下且於600℃±25℃的範圍內的溫度下灼燒2小時，放置冷卻後，進行秤量並求出灼燒後的所述坩堝內的殘留物的質量。 灼燒前的所述坩堝內的殘留物與灼燒後的所述坩堝內的殘留物的質量的差量是污泥100 mL中的粒徑約149 μm以上的揮發性懸浮物質的質量，且主要為揮發性的纖維成分的質量。求出灼燒後的所述殘留物（粒徑約149 μm以上的揮發性懸浮物質）的質量相對於SS的質量的比例作為纖維成分的含有率[質量%/SS]。

（1-6）pH值 依據日本工業標準（Japanese Industrial Standards，JIS）Z 8802：2011，並基於玻璃電極法的操作來測定pH值。再者，於pH值的校正中使用市售的鄰苯二甲酸鹽、中性磷酸鹽及碳酸鹽的各pH標準液。

（1-7）導電率 依據JIS K 0102：2016來測定導電率。

[表3]

污泥	A	B	C
化工廠剩餘污泥	食品工廠剩餘污泥	污水處理廠混合污泥
SS	[質量%]	3.2	1.1	2.7
VSS	[質量%/SS]	67.5	92.5	91.3
TS	[質量%]	3.6	1.0	3.1
VTS	[質量%/TS]	64.2	86.9	89.4
纖維成分	[質量%/SS]	0.83	32.8	23.6
pH值		6.4	4.7	5.2
導電率	[mS/m]	459	132	210

[污泥脫水劑試樣的評價試驗] 針對使用了所述所準備的聚合物的污泥脫水劑試樣，進行對於各種污泥的污泥脫水的評價試驗。藉由下述評價方法來對污泥脫水劑試樣的污泥脫水性能進行評價。

（實施例1） 利用水對合成例1中所獲得的W/O乳劑型聚合物進行稀釋來製備聚合物濃度0.2質量%的水溶液，並將其設為污泥脫水劑試樣1（污泥脫水劑）。 將污泥A 200 mL採取至300 mL燒杯中，以使聚合物的添加濃度成為400 mg/L的方式添加污泥脫水劑試樣1，以180 rpm攪拌30秒而形成凝聚絮凝體，從而獲得處理污泥。

（實施例2～實施例24及比較例1～比較例21） 於實施例1中，如下述表4所示般變更污泥、污泥脫水劑及其添加濃度，除此以外，與實施例1同樣地於污泥中添加污泥脫水劑，形成凝聚絮凝體，從而獲得處理污泥。

＜評價方法＞ 針對所述實施例及比較例的處理污泥，進行以下所示的各項目的評價。將該些評價結果歸納示於下述表4中。

（2-1）絮凝體直徑 所述燒杯內的凝聚絮凝體中，將可自所述燒杯的上方觀察到的任意約100個作為對象，利用尺（measure）來測定各凝聚絮凝體的最大直徑，將該些的平均值設為絮凝體直徑。 絮凝體直徑是污泥脫水劑的絮凝體形成力的指標。絮凝體直徑越大，則可評價為形成了越粗大的凝聚絮凝體，可以說污泥脫水劑的絮凝體形成力越高。但是，於絮凝體直徑過大的情況下，有後述的泥餅含水率變高的傾向。絮凝體直徑較佳為4.5 mm以上。

（2-2）20秒過濾量 於200 mL量筒上設置布赫納漏斗（Buchner funnel）（內徑80 mm、孔徑約1 mm），繼而，於所述布赫納漏斗的過濾面的上側設置直徑50 mm的聚氯乙烯製的筒。將處理污泥一下子注入至所述筒內，利用量筒採取自開始注入至20秒為止的濾液，將根據所述量筒的刻度讀取的濾液的量設為20秒過濾量。 20秒過濾量是重力過濾性的指標。20秒過濾量越多，則可評價為形成了重力過濾性越優異的凝聚絮凝體。但是，即便20秒過濾量多，若後述的SS洩漏量多，則亦無法說是處理污泥以良好的狀態進行了脫水處理，於污泥脫水劑的污泥脫水性能的評價中，需要一併判斷20秒過濾量及SS洩漏量。即，於20秒過濾量多且SS洩漏量少的情況下，可以說污泥脫水劑的濾水性優異。

（2-3）SS洩漏量 於在所述（2-2）中測定20秒過濾量後，進而，於40秒後，將所述量筒替換為另一量筒，根據所述另一量筒的刻度讀取自開始注入處理污泥起經過60秒後以後的通過所述布赫納漏斗的孔而被採取的液體的量。將該讀取的液量設為SS洩漏量。 所謂此處所述的SS洩漏量是於處理污泥中，未形成粗大的凝聚絮凝體或者成為崩解的微小絮凝體等懸浮物質（SS）的量的標準的數值。 SS洩漏量越少，則可評價為形成了越牢固且越粗大的凝聚絮凝體。

（2-4）泥餅含水率 於在所述（2-3）中測定SS洩漏量後，將殘留於所述布赫納漏斗上的凝聚絮凝體填塞於聚氯乙烯製管柱（直徑30 mm、高度17.5 mm）中。移去所述管柱，針對底面為約30 mm的略圓形的塊狀的凝聚絮凝體，自上表面以0.1 MPa壓榨60秒，從而獲得脫水泥餅。 對所述脫水泥餅的質量及使所述脫水泥餅於105℃下乾燥15小時後的脫水泥餅的質量進行測定。將所述脫水泥餅的乾燥前與乾燥後的質量的差量視作脫水泥餅的含水量。求出所述含水量相對於乾燥前的所述脫水泥餅的質量的比例作為泥餅含水率[質量%]。 於表3的污泥A及污泥B中，若泥餅含水率未滿83質量%，則可評價為獲得了與利用基於先前的污泥處理劑的脫水處理而獲得的脫水泥餅相比處理性更良好的脫水泥餅。另外，就脫水泥餅的廢棄處理等中的處理性等觀點而言，泥餅含水率以低為宜。例如，若泥餅含水率自85質量%減少為83質量%，則可將所產生的污泥的量減少12質量%。因此，若可減少泥餅含水率，則可大幅削減廢棄物的量。 於表3的污泥C中，若泥餅含水率未滿75質量%，則可評價為獲得了與利用基於先前的污泥處理劑的脫水處理而獲得的脫水泥餅相比處理性更良好的脫水泥餅。 再者，關於比較例1、比較例2、比較例3、比較例9、比較例10、比較例15、比較例16及比較例17，SS洩漏量過多，難以獲得對於要求泥餅含水率而言充分的脫水泥餅（於表4中記為「無法測定」）。

[表4]

	污泥種 採取量 （mL）	污泥脫水劑試樣（污泥脫水劑）	絮凝體直徑 （mm）	20秒過濾量 （mL）	SS洩漏量 （mL）	泥餅含水率 （質量%）
試樣編號	聚合物的種類	添加濃度 （mg/L）
實施例	1	污泥A （200 mL）	1	聚合物-1	400	10	135	0	81.6
2	2	聚合物-2	400	8	131	0	81.7
3	3	聚合物-3	400	9	136	0	81.5
4	4	聚合物-4	400	9	136	0	81.2
5	5	聚合物-5	400	7	133	0	82.6
6	6	聚合物-6	400	6	133	0	82.2
7	7	聚合物-7	400	9	132	0	81.2
8	8	聚合物-8	400	7	130	0	81.8
比較例	1	9	聚合物-9	400	4	62	32	無法測定
2	10	聚合物-10	400	2	36	50	無法測定
3	11	聚合物-11	400	3	55	30	無法測定
4	12	聚合物-12	400	8	131	0	83.5
5	13	聚合物-13	400	8	121	2	83.4
6	14	聚合物-14	400	9	106	4	83.3
7	15	聚合物-15	400	9	102	0	83.6
實施例	9	污泥B （200 mL）	1	聚合物-1	80	7	158	1	81.8
10	2	聚合物-2	80	8	164	0	82.1
11	3	聚合物-3	80	8	162	4	81.9
12	4	聚合物-4	80	7	164	2	81.7
13	5	聚合物-5	80	6	162	6	82.5
14	6	聚合物-6	80	6	160	8	82.4
15	7	聚合物-7	80	8	159	2	81.9
16	8	聚合物-8	80	6	161	2	82.2
比較例	8	9	聚合物-9	80	5	108	40	84.6
9	10	聚合物-10	80	2	48	60	無法測定
10	11	聚合物-11	80	4	56	36	無法測定
11	12	聚合物-12	80	9	154	2	83.3
12	13	聚合物-13	80	9	160	4	83.2
13	14	聚合物-14	80	9	159	0	83.1
14	15	聚合物-15	80	11	160	0	83.0
實施例	17	污泥C （200 mL）	1	聚合物-1	100	7	174	4	73.3
18	2	聚合物-2	100	6	172	2	72.7
19	3	聚合物-3	100	6	178	0	73.4
20	4	聚合物-4	100	7	171	0	72.6
21	5	聚合物-5	100	6	165	6	74.1
22	6	聚合物-6	100	6	170	8	73.9
23	7	聚合物-7	100	7	177	3	72.3
24	8	聚合物-8	100	6	172	0	72.8
比較例	15	9	聚合物-9	100	4	62	50	無法測定
16	10	聚合物-10	100	3	54	40	無法測定
17	11	聚合物-11	100	4	70	30	無法測定
18	12	聚合物-12	100	8	162	2	75.9
19	13	聚合物-13	100	8	152	0	76.0
20	14	聚合物-14	100	6	122	20	76.1
21	15	聚合物-15	100	8	158	2	75.9

根據表4所示的結果而可知：根據含有固有黏度為規定範圍內的陽離子性聚合物的本發明的污泥脫水劑，處理污泥中的絮凝體直徑、20秒過濾量、SS洩漏量及泥餅含水率均良好。即，確認到本發明的污泥脫水劑的污泥脫水性能更優異。

Claims (4)

1. 一種污泥脫水劑，含有陽離子性聚合物， 所述陽離子性聚合物具有由下述式（a1）所表示的四級銨鹽衍生的構成單元a、與 選自由下述式（b1）所表示的四級銨鹽衍生的構成單元b及由下述式（c1）所表示的三級胺鹽衍生的構成單元c中的一種以上的構成單元，並且 所述陽離子性聚合物於1莫耳/L硝酸鈉水溶液中的30℃下的固有黏度為0.5 dL/g～4.0 dL/g；

   

   （式（a1）中，R¹ 及R³ 分別獨立地為碳數1～3的烷基，R² 為碳數1～3的烷基或苄基；A為氧原子或-NR⁹ -，R⁹ 為氫原子或碳數1～3的烷基，B為碳數2～4的伸烷基；X^- 為陰離子）

   

   （式（b1）中，R⁴ 及R⁶ 分別獨立地為碳數1～3的烷基，R⁵ 為碳數1～3的烷基或苄基；A為氧原子或-NR⁹ -，R⁹ 為氫原子或碳數1～3的烷基，B為碳數2～4的伸烷基；X^- 為陰離子）

   

   （式（c1）中，R⁷ 及R⁸ 分別獨立地為碳數1～3的烷基；A為氧原子或-NR⁹ -，R⁹ 為氫原子或碳數1～3的烷基，B為碳數2～4的伸烷基；X^- 為陰離子）。
2. 如請求項1所述的污泥脫水劑，其中，相對於成為所述陽離子性聚合物的構成單元的單體單元的合計100莫耳%，所述構成單元a、所述構成單元b及所述構成單元c的合計為60莫耳%以上、100莫耳%以下。
3. 如請求項1或請求項2所述的污泥脫水劑，其中，所述陽離子性聚合物更具有由非離子性單體衍生的構成單元d， 相對於成為所述陽離子性聚合物的構成單元的單體單元的合計100莫耳%，所述構成單元a為超過0莫耳%、60莫耳%以下， 相對於成為所述陽離子性聚合物的構成單元的單體單元的合計100莫耳%，選自所述構成單元b及所述構成單元c中的一種以上的構成單元為20莫耳%以上、60莫耳%以下， 相對於成為所述陽離子性聚合物的構成單元的單體單元的合計100莫耳%，所述構成單元d為超過0莫耳%、40莫耳%以下。
4. 一種污泥脫水方法，其中，將如請求項1至請求項3中任一項所述的污泥脫水劑添加於污泥中，來對所述污泥進行脫水。