JP2000154377A

JP2000154377A - スカム含有廃水のゲル化剤、及び、これを用いたスカムの処理方法

Info

Publication number: JP2000154377A
Application number: JP10331465A
Authority: JP
Inventors: Nobuaki Matsushita; 伸顕松下; Yoshiaki Okayama; 義昭岡山; Hiroshi Sogabe; 博曽我部
Original assignee: Dai Ichi Kogyo Seiyaku Co Ltd; Tokyo Metropolitan Sewerage Service Corp
Current assignee: Tokyo Metropolitan Sewerage Service Corp; DKS Co Ltd
Priority date: 1998-11-20
Filing date: 1998-11-20
Publication date: 2000-06-06

Abstract

(57)【要約】【課題】家庭や工場から出る下水中のスカムを容易
に回収処理することのできる処理薬剤及び処理方法を提
供する。【解決手段】親水性のアルキレンオキシド重合体に芳香
族ポリイソシアネート（ＮＣＯ基の数が２〜３）を付加
した上で、ブロック剤によりＮＣＯ基をブロックする。
このようにして得られる水溶性または水分散性のマスク
ド・ウレタンプレポリマーをゲル化剤として用いること
により、スカムを含有する廃水を、大型ミキサー等によ
り多量に効率よく処理することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、下水表面に発生す
る有機性浮遊物質、いわゆるスカムを固形化処理するた
めの固形化処理剤、及び、これを用いたスカム含有液の
処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】下水表面に発生する有機性浮遊物質（ス
カム）は種々の要因によって形成される。

【０００３】例えば、排水中の油分は、下水処理場の第
一沈殿槽中に浮遊対流して、油分の多いスカムを形成す
る。また、流入水中の放線菌が終末処理場で曝気されて
増殖すると、反応タンクで発泡してスカムとなり、反応
タンクや最終沈殿池で浮上する。

【０００４】油分の多いスカムの形成原因を一例として
挙げると、次のとおりである。

【０００５】食堂や家庭の厨房、或いは工場からの排水
には種々の油分が含まれる。食堂や家庭の厨房から排出
される下水中には、種々の食用油脂が分散浮遊してい
る。例えば、天ぷらや揚げ物等に用いられるゴマ油等の
植物油、食肉やインスタントラーメンに含まれる牛脂や
ラード分が挙げられる。また、工場からの排水には、エ
ンジンオイル、ギヤーオイル、グリース、潤滑油廃油等
が含まれる。これらの油分は、下水処理場の導水路や第
１沈殿槽といった流速が低下する場所で他の浮遊物質と
ともに水面近くにまで浮上して浮遊滞留する。さらにそ
のまま放置すると、表層に蓄積堆積し、厚い層を形成す
る。

【０００６】スカムは水処理剤や活性汚泥による処理が
困難であり、通常、手作業で回収され埋め立て廃棄され
ている。

【０００７】ところが、埋め立て廃棄に対する規制及び
近隣住民の反発が強くなるにつれて、処分用地の確保が
年々困難になっている。また、水面表層に蓄積堆積した
スカムの回収は極めて困難である。

【０００８】油分を多く含有するスカムの場合、分散剤
を加えて排水中に乳化し、燃料油とともに燃焼処理する
ことも考えられる。しかし、大掛かりな専用設備を必要
とするだけでなく、固形油脂やその他の固形ゴミによっ
てボイラーへの供給配管が目詰まりするという問題があ
る。

【０００９】また、特開昭５３−１０８０７０において
は、廃油に、同重量以下の水と、同重量程度のポリイソ
シアネート（実施例ではポリメリックＭＤＩ）をアミン
触媒とともに加えて攪拌することにより、固形化するこ
とが開示されている。しかし、このような廃油の処理方
法を、比較的低濃度の油脂が浮遊する廃水に適用した場
合、ポリイソシアネートを水中に分散させるためには強
力な攪拌混合が必要であり特殊な装置を必要とする。ま
た、多量のポリイソシアネートを使用するので、コスト
高となる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
に鑑みなされたものであり、回収処理作業が非常に困難
であった下水中のスカムを処理するための薬剤及び方法
において、特に大型ミキサー等で大量のスカム含有廃水
を、取扱の容易な固形体に簡易に効率よく変換すること
ができ、この固形体の廃棄も容易であり、しかも特別な
設備を必要としないものを提供する。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載のスカム
含有廃水のゲル化剤においては、スカムを含有した廃水
に添加混合されて、この廃水をゲル化するゲル化剤であ
って、下記（ｉ）〜（ii）の特徴を有するアルキレンオ
キシド重合体に、ポリイソシアネートをＮＣＯ−／ＯＨ
−当量比１．５〜２００で付加反応し、さらに、イソシ
アネート基をブロック剤でマスクすることにより得られ
る水溶性または水分散性のマスクド・ウレタンプレポリ
マーからなる。

【００１２】（ｉ）アルキレンオキシド重合鎖における
エチレンオキシド単位の含有率が４０重量％以上であ
り、（ii）水酸基価から求められる平均分子量が１００
〜５０,０００である。

【００１３】上記構成のゲル化剤により、スカム含有廃
水を、取扱が容易で燃焼排気が容易な固形物に簡易に変
換できる。特にマスクド・ウレタンプレポリマーをゲル
化剤として用いることにより、スカムを含有する廃水
を、大型ミキサー等により多量に効率よく処理すること
ができる。

【００１４】請求項２に記載のスカム含有廃水のゲル化
剤においては、請求項１記載のスカム含有廃水のゲル化
剤において、前記アルキレンオキシド重合体がジオール
またはトリオールであり、前記ポリイソシアネートはイ
ソシアネート基の数が２〜３の芳香族ポリイソシアネー
トであることを特徴とする。

【００１５】請求項３に記載のスカム含有廃水のゲル化
剤においては、請求項１記載のスカム含有廃水のゲル化
剤において、濃度５０重量％以下のスカムを含有した廃
水に添加混合されることを特徴とする。

【００１６】請求項４に記載のスカムの処理方法におい
ては、下記（ｉ）〜（ii）の特徴を有するアルキレンオ
キシド重合体に、ポリイソシアネートをＮＣＯ−／ＯＨ
−当量比１．５〜２００で付加反応し、さらに、イソシ
アネート基をブロック剤でマスクすることによって得ら
れる水溶性または水分散性のマスクド・ウレタンプレポ
リマーからなるゲル化剤を、スカムを含有した廃水１０
０重量部に対して０．５〜５０重量部混合添加すること
により前記廃水をゲル化する。

【００１７】（ｉ）アルキレンオキシド重合鎖における
エチレンオキシド単位の含有率が４０重量％以上であ
り、（ii）水酸基価から求められる平均分子量が１００
〜５０,０００である。

【００１８】請求項５に記載のスカムの処理方法におい
ては、請求項４に記載のスカムの処理方法において、廃
水中に５０重量％以下の濃度で含有されるスカムを処理
することを特徴とする。

【００１９】請求項６に記載のスカムの処理方法におい
ては、請求項４に記載のスカムの処理方法において、前
記ゲル化の後に燃焼廃棄することを特徴とする。

【００２０】上記構成により、ゲル化物を容易に廃棄で
きる。

【００２１】

【発明の実施の形態】本発明のスカムの処理方法におい
ては、親水性のポリエーテルポリオール（アルキレンオ
キシド重合体）にポリイソシアネートを付加し、さらに
イソシアネート基をブロック剤によりブロックすること
によって得られる、水溶性または水分散性のマスクド・
ウレタンプレポリマーからなるゲル化剤を、スカムを含
有する廃水に添加してゲル化する。これにより、スカム
が含水ウレタンゲル中に捕捉される。

【００２２】本発明の処理に適したスカム含有廃水は、
スカムの濃度が０．３〜５０重量％のもの、特には濃度
１〜４０重量％のものである。

【００２３】本発明の方法は、下水で発生するスカムに
適用できる。油分を多く含有するスカムの場合、ゴマ油
や牛脂といった植物性及び動物性の油脂からなるものの
他、エンジンオイル、ギヤーオイル、グリース、潤滑油
廃油等からなるものであっても容易に処理することがで
きる。また、このような油脂又は油分の他に固形ゴミが
多量に混在したものや放線菌に起因するもの等であって
も同様に処理することができる。

【００２４】アルキレンオキシド重合体を構成するアル
キレンオキシドには、親水性のエチレンオキシド、及
び、非親水性のプロピレンオキシド、ブチレンオキシ
ド、スチレンオキシド等が含まれる。

【００２５】ゲル化剤の製造に用いるアルキレンオキシ
ド重合体は、親水性のエチレンオキシド単位の含有率が
約４０重量％以上、好ましくは５０〜９０重量％であ
る。すなわち、非親水性のアルキレンオキシドの含有率
は、６０重量％以下、好ましくは、５０〜１０重量％で
ある。

【００２６】アルキレンオキシド重合体におけるエチレ
ンオキシド単位の含有率が４０重量％未満である場合に
は、ゲル化剤の親水性や反応性が低下するため、含水率
の高い（したがってスカム濃度の低い）スカム含有廃水
に対するゲル化性能が低下する。ここで、ゲル化性能に
は、固結性（ある程度の時間内にゲル化して固形物とな
る性能）、及び、解砕性（取扱の容易な小寸法の塊に解
砕するためのゲルの硬さ(弾性)）が含まれる。

【００２７】一方、エチレンオキシド単位の含有率が９
０％を越える場合には、得られるウレタンプレポリマー
の凝固点及び粘度が高くなり、水との混合拡散が困難に
なる傾向にあるので好ましくない。

【００２８】ただし、エチレンオキシドのホモポリマー
も使用可能であり、特に、後述のようにエチレンオキシ
ド単位の含有率が９０％未満であるアルキレンオキシド
共重合体と併用する場合には好ましいゲル化性能が得ら
れる。

【００２９】アルキレンオキシド重合鎖におけるエチレ
ンオキシド単位の含有率は、ゲル化の均一さ及び固結性
の点では、７０〜９０重量％であるのが好ましいが、離
水性（静置時の含水ゲルからの水の滲出の度合い）の点
では、一般に、４０〜９０重量％の範囲で低い方が部分
ゲルを形成し易くなり、離水効果が大きい。

【００３０】エチレンオキシドと非親水性アルキレンオ
キシドとの共重合の形式は、ランダム共重合でもブロッ
ク共重合でも良い。しかし、一般にはランダム共重合体
の方が、得られるウレタンプレポリマー液の粘性、及
び、廃水への分散性の点で好ましい。

【００３１】本発明におけるアルキレンオキシド重合体
は、活性水素基数が１〜８個、好ましくは２〜８個、よ
り好ましくは２〜４個、さらに好ましくは２〜３個であ
る。したがって、上記アルキレンオキシドを付加する重
付加反応の出発物質（ポリエーテルポリオール生成の開
始剤）として、末端にこのような数の活性水素基を有す
る低分子量化合物（分子量１０００以下、特には３００
以下）を用いる。

【００３２】特に好ましい出発物質は、トリオール、ま
たはジオールである。トリオールとしては、グリセリ
ン、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン、
１，２，６−ヘキサントリオールといった単純な構造の
トリオールの他、ソルビトール、ペンタエリスリトール
等の多価アルコールを脂肪酸により部分エステル化して
得られるトリオール化合物、又は、トリエタノールアミ
ン等の化合物が挙げられる。ジオールとしては、エチレ
ングリコール、ジエチレングリコール、及びプロピレン
グリコールを代表的なものとして挙げることができる。
２〜４個の活性水素基を有する低分子量化合物として
は、これらの他に、ペンタエリスリトール、ジグリセリ
ン、メチルグルコシッドといったテトラオールを用いる
こともできる。また、これらのポリオールに代えて、フ
ェノール系水酸基やアミノ基を活性水素基として含む低
分子量の有機化合物を、単独でまたはポリオールと併用
して用いることもできる。例えば、テトラオールに代え
て、エチレンジアミンや芳香族ジアミンを用いることも
できる。

【００３３】活性水素基の数が４を越え、かつ８以下で
ある化合物としては官能基数６のソルビトール及び官能
基数８のショ糖が最も一般的である。しかし、活性水素
化合物として、これらの他の種々の化合物が同様に好適
に用いられる。

【００３４】活性水素基の数（官能基数）が１の出発化
合物から合成され、したがって官能基数が１であるアル
キレンオキシド重合体は、単独で用いることはできな
い。活性水素基の数が１のモノオールからウレタンプレ
ポリマーを合成したならば、その粘度は低く貯蔵安定性
も良好であるが、ウレタンプレポリマー中の架橋密度が
低すぎるために、廃水に対する固結性が不良となる。し
かし、官能基数が２以上のアルキレンオキシド重合体と
混合して用いることができ、特には官能基数が４以上の
アルキレンオキシド重合体に添加混合して、ウレタンプ
レポリマーの粘度の調整や貯蔵安定性の改良を行うこと
ができる。

【００３５】親水性アルキレンオキシド重合体の平均分
子量は、１００〜５０，０００、好ましくは１０００〜
１０，０００、さらに好ましくは６０００〜９０００で
ある。平均分子量が１００未満であると、ウレタン化反
応のために添加するイソシアネートの比率が極端に大き
くなる。そのため、得られる親水性ウレタンプレポリマ
ー（ゲル化剤）の親水性が低下し、スカム含有廃水に対
する分散性や反応性が低下して高粘性となるとともに、
固結性が低下してしまう。一方、平均分子量が５０，０
００を越えると、アルキレンオキシド重合体自身が高粘
性となるため、精製のための濾過を行うことが極端に困
難となり、工業生産が困難である。平均分子量が１００
０〜１０，０００であると、このような問題がほとんど
なく、得られたウレタンポリマーの粘度は、取扱及びス
カム含有廃水と混合するのに適当な範囲内であり、ま
た、ゲル化性能も良好である。

【００３６】ここで、平均分子量は、水酸基価から算出
される数平均分子量である。水酸基価の測定は公知の一
般的な方法による。

【００３７】上記のアルキレンオキシド重合体は、単独
または適宜混合して、ウレタンプレポリマーを生成する
反応に供することができる。

【００３８】本発明のゲル化剤の製造に際して、必要に
よっては、アセタール化ポリオールを上記アルキレンオ
キシド重合体に添加しておくことができる（特公昭５３
−１９８４６参照）。

【００３９】本発明のゲル化剤を製造するためのポリイ
ソシアネートとしては、ＴＤＩ（トリレンジイソシアネ
ートであって、２，４−ＴＤＩと２，６−ＴＤＩとの比
率が１００／０、８０／２０及び６５／３５であるも
の）、ＮＤＩ（ナフタレンジイソシアネート）、ピュア
ＭＤＩ（４，４'−もしくは２，４'−のジフェニルメタ
ンジイソシアネート、モノメリックＭＤＩ）、液状ピュ
アＭＤＩ（ピュアＭＤＩのカルボジイミド変成体）、ク
ルードＭＤＩ（ポリメチレンポリフェニルイソシアネー
ト、ポリメリックＭＤＩ）、ＸＤＩ（キシレンジイソシ
アネート）といった芳香族ポリイソシアネートの他、Ｈ
ＤＩ（ヘキサメチレンジイソシアネート）、トリメチル
ヘキサメチレンジイソシアネートといった脂肪族ポリイ
ソシアネート、ＩＰＤＩ（イソホロンジイソシアネー
ト）等の脂環族ポリイソシアネート、及び、これらの混
合物が挙げられる。さらに、各ポリイソシアネートの２
量体、３量体、さらには水や低分子アルコールとのアダ
クト体等も使用できる。これらは、合計炭素数６〜３０
の芳香族、脂肪族または脂環族基にイソシアネート基が
２以上結合したものである。これらの中でも、固結性及
びコストの点から芳香族のポリイソシアネートが好まし
い。特に好ましいものは、芳香族ジイソシアネート、ま
たはその他の、イソシアネート基の数が２〜３の芳香族
ポリイソシアネートである。

【００４０】上記のアルキレンオキシド重合体またはそ
の混合物に、ポリイソシアネートを付加してポリウレタ
ンプレポリマーを生成する反応において、イソシアネー
ト／水酸基（ＮＣＯ／ＯＨ）当量比は、１．５〜２０
０、好ましくは２〜１０である。ＮＣＯ／ＯＨ当量比が
１．５未満の場合には、得られるポリウレタンプレポリ
マーが高粘性となり、貯蔵安定性が悪くなる。時にはウ
レタン化反応中にゲル化してしまいゲル化剤として全く
使用できない場合もある。

【００４１】一方、ＮＣＯ／ＯＨ当量比が２００を越え
る場合には、付加するイソシアネート化合物及びブロッ
ク剤の量が極端に多くなるため、ゲル化剤製品のコスト
を上昇させてしまう。また、ＮＣＯ／ＯＨ当量比が２０
０を越えると、親水性が大幅に低下するため、廃水への
分散性や反応性が悪くなり、固結性を低下させてしま
う。

【００４２】ＮＣＯ／ＯＨ当量比が２〜１０であると、
上記のような問題がほとんどなく、貯蔵安定性において
も、廃水への分散性及び固結性においても優れたゲル化
剤を得ることができる。特に、ＮＣＯ／ＯＨ当量比が２
〜１０であって、かつ、親水性アルキレンオキシド重合
体の平均分子量が１０００〜１０，０００の範囲である
と、ベースポリオール（アルキレンオキシド重合体）の
量とイソシアネート化合物の量とのバランスが良い。そ
のため、スカム含有廃水に対する固結性が非常に良好
で、かつ、解砕性が良好であり、さらには、適度の部分
ゲル化が見られるために高い離水性が得られる。

【００４３】本発明においては、上記のようにして得ら
れるウレタンプレポリマーのイソシアネート基をブロッ
ク剤によりマスク（ブロック）することにより、水との
反応ゲル化時間を延長することが可能となった。

【００４４】ブロック剤としては、メタノール等のアル
コール類、フェノール類、メチルエチルケトオキシム等
のオキシム類、ε−カプロラクタム、アセト酢酸エチ
ル、イミダゾール化合物、重亜硫酸ソーダ（亜硫酸水素
ナトリウム）等のいずれも使用可能である。このマスク
ド・ウレタンプレポリマーをスカム含有廃水中に添加混
合すると、廃水中の水の作用によりブロック剤が徐々に
解離し、元のイソシアネート基を再生する。再生したイ
ソシアネート基は、廃水中の水分と反応して、炭酸ガス
の発生を伴って尿素結合を作り、抱水状態のスカム含有
廃水の固形化物を生成する。これらのブロック剤の中で
も、常温で解離されてイソシアネート基を再生するイミ
ダゾール化合物が最も好ましい。しかし、ジブチル・ス
ズ・ジラウレートやＮ−メチルモルホリンといった適当
な解離触媒を用いるならば、イミダゾール化合物以外の
種々のブロック剤であっても、常温で解離されてイソシ
アネート基を再生することができる。

【００４５】このようなブロック剤によってウレタンプ
レポリマーのイソシアネート基をマスク（ブロック）す
るためには、例えば、イソシアネート基に対して０．８
〜１．５当量、好ましくは１．０当量のブロック剤をウ
レタンプレポリマーに添加し、５０〜９０℃にて０．５
〜２時間攪拌を加える。

【００４６】本発明のゲル化剤は、このような水溶性ま
たは水分散性のマスクド・ウレタンプレポリマー（ブロ
ック・ウレタンプレポリマー）そのもの、または、これ
に適宜、不活性溶媒を希釈溶剤として添加したものであ
る。

【００４７】粘度調整が必要な場合に添加される希釈溶
剤は、好ましくは、高沸点であって粘度低減効果の大き
いものである。このような高沸点希釈溶剤として、二塩
基酸（グルタール酸、コハク酸及びアジピン酸）ジメチ
ルエステル（ＤＢＡＭ）、γ−ブチロラクトン、ジオク
チルアジペート（ＤＯＡ）、エチレングリコールジアセ
テート（ＥＧＤＡ）、ジブチルフタレート（ＤＢＰ）、
ジオクチルフタレート（ＤＯＰ）等を挙げることができ
る。このよう希釈溶剤の添加量は、通常、ゲル化剤製品
中における濃度が５〜３０重量％となる範囲内である。

【００４８】しかし、高沸点希釈溶剤以外にも一般の不
活性溶媒を使用することができる。

【００４９】上記のような希釈溶剤の添加により、得ら
れるマスクドウレタンプレポリマーの水に対する溶解、
分散性を向上させることができる。

【００５０】このようなゲル化剤の添加量は、スカムを
含有した廃水１００重量部に対して０．５〜８０重量
部、好ましくは０．５〜５０重量部である。

【００５１】ゲル化剤の添加量が多すぎると経済的でな
く、ゲル化剤の添加量が少なすぎると、固結性、解砕性
といったゲル化性能が低下する。

【００５２】本マスクドウレタンプレポリマーは、イソ
シアネート基をブロックする前のウレタンプレポリマー
と比較して、ゲルタイムが長くなり、したがって、均一
混合するための混合時間を必要とする大型ミキサー等に
よる大量のスカム含有廃水の混合固形化処理に適する。

【００５３】

【実施例】＜ゲル化剤の製造＞本発明のスカムの処理方
法に用いるゲル化剤の製造例（下記表１の製造例４）に
ついて以下に説明する。

【００５４】（１）アルキレンオキシド重合体（ゲル化
剤のベースポリオール）の合成グリセリンに水酸化カリウムを目標反応収量に対して
０．４重量％加え、減圧下に脱水と窒素置換を行う。エ
チレンオキシドとプロピレンオキシドとを重量比８０／
２０で混合した混合アルキレンオキシドを、反応温度１
００〜１３０℃、反応圧力１〜５Ｋｇ／ｃｍ²にて９〜
１２時間かけて導入して付加重合させ、反応圧力が低下
後、平衡に達するまで熟成した後に反応を終了する。

【００５５】この反応粗製物に、合成珪酸マグネシウム
を３重量％、濾過助剤トプコパーライトＮｏ．３１を
０．５重量％加え、温度１１０〜１２０℃で減圧中和処
理を約１時間かけて行う。この後、濾過機で濾過するこ
とにより、高純度で透明なエチレンオキシド−プロピレ
ンオキシドランダム共重合体を得る。濾過後の精製物
は、アルカリ金属含有量が１０ｐｐｍ以下であり、水分
が０．０５％以下の高純度の親水性ポリオールである。

【００５６】（２）水溶性または水分散性のウレタンプ
レポリマーの合成次に、上記のようにして得られたベースポリオール７５
００ｇを、容量２０リットルのベンチスケールプラント
の反応釜に仕込み、１２０℃１時間減圧脱水し一旦６０
℃まで冷却した。この後、ＴＤＩ−８０を６２６ｇ加
え、８０〜１２０℃で２時間窒素雰囲気下に攪拌して反
応を行った。このときのＮＣＯ−／ＯＨ−当量比は２．
４である。得られた反応生成物は、遊離イソシアネート
基の含量が２．４重量％の粘稠なウレタンプレポリマー
である。

【００５７】（３）ブロック化ブロック剤としてイミダゾールを３１７ｇ添加し、８０
〜９０℃で１時間窒素雰囲気下に攪拌を行った。このよ
うにして得られたブロック化生成物について、赤外線吸
収スペクトル（ＩＲ）分析により、イソシアネート基に
基づく２２５０〜２２７０ｃｍ^-1の吸収がほぼ消失して
いることを確認した。

【００５８】（４）高沸点希釈溶剤の添加上記反応器中で、得られたウレタンプレポリマーを６０
℃まで冷却した後、エチレングリコールジアセテート
（ＥＧＤＡ）を３６１８ｇ添加し、３０分間の攪拌によ
り充分に混合した。このような高沸点希釈溶剤の添加に
より、ウレタンプレポリマーの見かけ粘度を適度に減少
させた。

【００５９】このようにして得られたゲル化剤（製造例
４）は、取扱が容易な範囲の粘性を有し、スカム−廃水
スラリーに対する親和性及び分散性に優れる。また、後
述のようにゲル化性能にも優れる。

【００６０】下記表１には、上記製造例４のゲル化剤の
製造条件について、他の製造例（１〜３及び５〜１０）
とともにまとめて示す。他の製造例においても、表に示
された条件の他は、上記に説明した製造例４と全く同様
にして製造を行った。

【００６１】

【表１】製造例５においてのみ、エチレンオキシド−ブチレンオ
キシド（ＢＯ）共重合体をウレタンプレポリマー生成の
ためのベースポリオールとして用いたが、他の製造例で
は、全てエチレンオキシド−プロピレンオキシド共重合
体を用いた。また、製造例１のみ、ブロック共重合体を
単独でベースポリオールとして用いているが、製造例２
〜７及び１０ではランダム共重合体のみを用いており、
製造例８〜９では、ランダム共重合体を主体として、ブ
ロック共重合体等を混合している。

【００６２】製造例８及び９におけるベースポリオール
は、別個に重合を行った２種のアルキレンオキシド重合
体を、「混合モル比」の欄に示すモル比にて混合したも
のである。

【００６３】アルキレンオキシドを付加する出発物質の
官能基数、すなわちアルキレンオキシド重合体の官能基
数は、製造例７及び９を除き、全て２または３である。
製造例７では官能基数６のソルビトールを用いており、
製造例９では官能基数８のものを官能基数１のものと混
合して用いている。

【００６４】製造例８においては、製造例４で用いたと
同一のエチレンオキシド−プロピレンオキシド共重合体
０．９モルに対して、エチレンオキシドの単独重合体を
０．１モル加えた。これら２種のアルキレンオキシド重
合体には分子量に開きがあるため、重量比で見るとエチ
レンオキシドの単独重合体の添加比率はかなり少ない。

【００６５】製造例９においては、官能基数１のエチレ
ンオキシド−プロピレンオキシドブロック共重合体０．
２モルと、官能基数８のエチレンオキシド−プロピレン
オキシドランダム共重合体０．８モルとを混合して用い
ている。また、これらの数平均分子量は５００及び６０
０とかなり小さい。

【００６６】イソシアネート化合物を付加してウレタン
プレポリマーを生成する反応において、ＮＣＯ−／ＯＨ
−当量比は１．５〜２００の広い範囲にわたっている。

【００６７】製造例１０では製造例３と同一のベースポ
リオールを用いている。しかし、製造例３では、イソシ
アネート基の数（ＮＣＯ数と呼ぶことにする）が２であ
るＴＤＩ−８０をＮＣＯ−／ＯＨ−当量比１．５で付加
しているのに対して、製造例１０では、平均ＮＣＯ数
２．７のクルードＭＤＩ（c-ＭＤＩ、ポリメリックＭＤ
Ｉ）をＮＣＯ−／ＯＨ−当量比２００で付加している。

【００６８】製造例１〜３及び５〜１０においても得ら
れた親水性ウレタンプレポリマーは製造例４と同様に粘
稠であったため、同様に高沸点希釈溶剤を添加して適度
な粘度のゲル化剤としている。表１の右端には、高沸点
希釈溶剤を含むゲル化剤製品中における高沸点希釈溶剤
の重量濃度を示す。

【００６９】また、下記表２には、上記と同様の工程に
より製造した比較製造例のゲル化剤について、その製造
条件をまとめて示す。

【００７０】

【表２】比較製造例１及び３は、プロピレンオキシド単位を７０
重量％または８０重量％含む弱親水性のエチレンオキシ
ド−プロピレンオキシドランダム共重合体を用いてい
る。特に、比較製造例３においては、比較製造例２と同
一の数平均分子量３５００のエチレンオキシド−プロピ
レンオキシドランダム共重合体と、数平均分子量６２の
エチレングリコールとを０．７／０．３のモル比で混合
したものを、ウレタンプレポリマーのベースポリオール
として用いた。

【００７１】比較製造例４は、表１の製造例４と、ブロ
ック化を行っていない点でのみ異なっている。ベースポ
リオールとして同一のアルキレンオキシド重合体を用い
ており、これに付加するイソシアネート化合物も等し
く、イソシアネート化合物の添加量も等しい。

【００７２】＜スカム含有廃水＞試験に用いたスカム含
有廃水について、下記表３にまとめて示す。

【００７３】スカムの濃度の測定は、ビーカーに採取し
たスカム含有廃水について、１０５℃８時間の加熱乾燥
を行って水分を除去することにより行った。

【００７４】表２中、廃水例５における、スカムの濃縮
は、常圧若しくは加圧浮上、又は遠心分離といった物理
的な方法により行った。

【００７５】スカム含有廃水について濃度５０％以上に
濃縮した場合には、流動性が極めて低いので、ゲル化剤
との混合が困難になる。また、濃縮のための工程操作自
身も非常に困難なものとなる。

【００７６】

【表３】＜スカム含有廃水のゲル化とその評価＞（１）ゲル化処理上記廃水例のスカム含有廃水１００ｇを２００ｍｌビー
カーに採取し、前記製造例のゲル化剤を１〜５０ｇの範
囲の所定量添加して、スパチュラにより３０秒間攪拌し
た後、しばらく静置した。この攪拌及び静置の際の温度
は、２０〜２５℃である。

【００７７】ゲル化についての評価は、以下のように行
った。

【００７８】（２）混合作業性大型ミキサー等で、大量のスカム含有廃水にゲル化剤を
添加、固化処理する場合、均一に混合するには最小限１
０分の混合時間が必要と思われる。したがって、ゲル化
剤の添加後、混合時間が１０分以上とれるものを
「○」、１０分未満でゲル化し、均一混合が充分にでき
ないものを「×」とした。

【００７９】（３）ゲル化の速さ上記のゲル化剤添加後１０分〜３時間でゲル化して粘着
性のない固形物が得られたものを○とし、１０分までに
固化してしまうものを×(+)、３時間までに固化しない
ものを×(-)とした。

【００８０】大型ミキサー等で大量のスカム含有廃水を
処理する場合、ゲル化に要する時間が短すぎると混合中
に固結してしまい、処理が困難であり、固結体が不均一
となって未硬化部分が混在する形となるので、本発明の
目的を達することができない。一方、ゲル化に要する時
間が長すぎる場合には、処理が非能率となるか、また
は、未硬化であって処理できないものとなる。

【００８１】（４）解砕性の評価ゲル化剤を添加して３時間の後に、得られたゲル化物に
ついてミートチョッパーによる解砕を試み、解砕できる
ものを「○」、柔らかくて解砕できないものを「×」と
した。

【００８２】解砕処理によって容易に適度の大きさの塊
とすることができると、収集、運搬、焼却などの取扱を
容易にすることができ、離水及び乾燥をも容易にする。

【００８３】（５）評価結果下記の表４に、ゲル化の条件と評価結果についてまとめ
て示す。混合作業性、ゲル化の速さ、及び解砕性の全て
において評価が「○」である場合に総合評価を「○」と
し、そうでない場合には総合評価を「×」とした。

【００８４】

【表４】上記表に示すように、全ての実施例において、総合評価
が「○」であった。すなわち、全ての実施例において、
混合作業性及びゲル化の速さ（ゲル化時間）は、モルタ
ルミキサーやコンクリートミキサーといった大型の混合
装置を用いて大量のスカム含有廃水の固形化処理を行う
のに適した範囲内であり、ゲル化後には容易に解砕する
ことができた。

【００８５】これに対して、比較例１〜５においては、
混合作業性は良好であるものの、ゲル化剤添加３時間後
にもゲル化が完了せず、したがって解砕も不可能であっ
た。

【００８６】比較例１〜３で所望の性能が得られなかっ
た理由は次のように考えられる。これら比較例において
用いた比較製造例１〜３のゲル化剤は、表２に示したと
おり、いずれもポリエーテル鎖における非親水性アルキ
レンオキシド単位の含有率が７０重量％以上である。そ
のため、ゲル化剤の廃水に対する分散性や反応性が低
く、弾性ゲルを形成するに至らなかったと思われる。

【００８７】一方、ブロック化を行っていないゲル化剤
を用いた比較例４では、解砕性は良好であるものの、混
合作業性が良好でなく、ゲル化剤添加後２分でゲル化が
完了してしまい本発明の目的にはゲル化が速すぎた。

【００８８】なお、実施例２及び１０において、ゲル化
を解離する触媒として、ジブチル・スズ・ジラウレート
乳剤（固形分１０重量％）を、マスクドウレタンプレポ
リマー１００ｇに対して５ｇ添加したところ、いずれも
評価は良好であった。

【００８９】上記に説明した実施例のスカム含有廃水の
処理方法により得られたゲル化物は、解砕処理によって
容易に適度の大きさの塊とすることで、収集、運搬、焼
却などの取扱を容易にすることができた。

【００９０】さらに、得られたゲル化物は、表４には示
さないが離水性を有するために含水ゲルの含水量が自然
に低減するため、運搬、乾燥及び焼却が容易となる。特
に、離水性及び乾燥性は上記の解砕処理によって向上す
る。このように乾燥が容易になるので高い焼却効率を得
ることができる。

【００９１】特に、マスクド・ウレタンプレポリマーを
ゲル化剤として使用するので、マスクされていない水溶
性ウレタンプレポリマーを用いる場合に比べて、ゲル化
までの時間を充分に長くとることができる。そのため、
大型ミキサーを用い、大量のスカム含有廃水について均
一な状態の固形化を図る大規模スケールにおいても、ス
カム含有廃水とゲル化剤との均一な混合が可能となり、
多量のスカム含有廃水を、効率よく、解砕可能な固形物
に変換することが可能となった。

【００９２】

【発明の効果】そのままでは極めて取り扱い難いもので
ある、スカムを含有する廃水を、取扱の容易な固形物に
簡易に変換することができる。特に、マスクド・ウレタ
ンプレポリマーを用いているので大型ミキサー等を用い
て多量に効率よく処理することができる。しかも、得ら
れる固形物は、容易に解砕することができるとともに離
水効果も期待できて、容易に含水量を低下させることが
でき、また、通常の焼却装置にて容易に燃焼廃棄するこ
とができる。

【００９３】したがって、環境問題に対応できるだけで
なく、スカムを処理するための労力及びコストを大幅に
低減することができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｃ０２Ｆ 1/40 ＺＡＢＣ０８Ｇ 18/10 Ｃ０８Ｇ 18/10 18/48 Ｚ 18/48 18/80 18/80 Ｃ０９Ｋ 3/00 １０３ＬＣ０９Ｋ 3/00 １０３Ｂ０９Ｂ 3/00 ３０３Ｅ (72)発明者曽我部博神奈川県横浜市戸塚区俣野町1403 ドリームハイツ17−704 Ｆターム(参考） 4D004 AA07 CA28 CA42 CA45 4D051 AA04 AB03 AB09 EA14 EB04 EC03 EC04 EC16 4J034 BA08 CA04 CA05 CB03 CB04 DG02 DG03 DG09 DG10 DG12 HA07 HC03 HC12 HC17 HC22 HD02 HD03 HD04 HD05 HD12 HD15 JA01 JA42 QA03 QA05 QB19 RA17 RA19

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】スカムを含有した廃水に添加混合されて、
この廃水をゲル化するゲル化剤であって、下記（ｉ）〜（ii）の特徴を有するアルキレンオキシド
重合体に、ポリイソシアネートをＮＣＯ−／ＯＨ−当量
比１．５〜２００で付加反応し、さらに、イソシアネー
ト基をブロック剤でマスクすることにより得られる水溶
性または水分散性のマスクド・ウレタンプレポリマーか
らなるスカム含有廃水のゲル化剤。（ｉ）アルキレンオキシド重合鎖におけるエチレンオキ
シド単位の含有率が４０重量％以上であり、（ii）水酸基価から求められる平均分子量が１００〜５
０,０００である。
【請求項２】前記アルキレンオキシド重合体がジオール
またはトリオールであり、前記ポリイソシアネートはイ
ソシアネート基の数が２〜３の芳香族ポリイソシアネー
トであることを特徴とする請求項１記載のスカム含有廃
水のゲル化剤。
【請求項３】濃度５０重量％以下のスカムを含有した廃
水に添加混合されることを特徴とする請求項１記載のス
カム含有廃水のゲル化剤。
【請求項４】下記（ｉ）〜（ii）の特徴を有するアルキ
レンオキシド重合体に、ポリイソシアネートをＮＣＯ−
／ＯＨ−当量比１．５〜２００で付加反応し、さらに、
イソシアネート基をブロック剤でマスクすることによっ
て得られる水溶性または水分散性のマスクド・ウレタン
プレポリマーからなるゲル化剤を、スカムを含有した廃
水１００重量部に対して０．５〜５０重量部混合添加す
ることにより前記廃水をゲル化することを特徴とするス
カムの処理方法。（ｉ）アルキレンオキシド重合鎖におけるエチレンオキ
シド単位の含有率が４０重量％以上であり、（ii）水酸基価から求められる平均分子量が１００〜５
０,０００である。
【請求項５】廃水中に５０重量％以下の濃度で含有され
るスカムを処理することを特徴とする請求項４記載のス
カムの処理方法。
【請求項６】前記ゲル化の後に燃焼廃棄することを特徴
とする請求項４記載のスカムの処理方法。