JP2002018447A - 粘着性凝集物形成体よりの固液分離処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 凝集分離操作における、粘着性凝集物の固液
分離方法の提供。 【解決手段】 粘着性成分を含む系における凝集分離操
作において、予め非粘着性の合融阻止剤を介在せしめ、
反応工程で発生する個々の粘着性凝集物を相互に隔離し
ながら合融阻止し、少なくとも二段階の固液分別工程を
経て夫々凝集物を系外に排除する事を特徴とする固液分
離方法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、水中に浮遊又は溶
解している粘着性成分を固体粒状化して凝集分離操作を
行うに際し、生成する粘着性固体粒状物を、固液分離が
可能な如く変成して効率よく分離する処理方法に関す
る。更に詳細には、特に、排水処理の分野で濁質を多く
含む排水の凝集反応では凝集生成物が多く発生し、特に
排水中の汚濁成分が粘着性を有する場合には凝集段階に
置いて互いに合融して固液分離段階の操作が進まない。
是を凝集反応の進行時に対処して効率よく短時間に固液
分離を行う処理技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、水処理においては、一般に硫酸バ
ンド、ポリ塩化アルミニウムなどに代表される無機系凝
集剤及びｐＨの調整、更にこれに必要に応じて液状の天
然又は合成の高分子凝集剤を注入撹拌することにより、
水中より汚濁成分をフロックとして分離する方式が良く
知られ慣用されている。ところが、原水中に存在する汚
濁成分量が極めて多く、且つ凝集時に粘着性の凝集物粒
子として発生したり、或いはこれらの凝集物粒子が更に
互いに合融して全体として一体化する傾向を示す場合、
通常の固液分離過程が正常に実行できない。

【０００３】このような粘着性凝集物の固液分離には、
一旦回収後時間を掛けて自然沈降分離が行われ、更に凝
集物からの脱水工程において脱水助剤を投入するとか、
更に凝集を促進する高分子系凝集剤を添加するなど、長
時間の沈降分離の為の保持時間や手間とコストが高くな
り種々問題を抱えていると言わざるを得ない。従って、
全体的に見れば処理に相当の時間を要するのみならず、
反応及び滞留時間の長時間化など満足すべき状態ではな
い。

【０００４】これらを解決する為に、従来これに適合し
た凝集剤や処理条件を選定する方策とか、凝集剤そのも
のについての改質などが検討されている。例えば、凝集
処理速度の問題、或いは生成フロックの脱水性を改良す
るなどの手段として、凝集剤に加える助剤として珪藻
土、クレー、石膏類、石灰類、炭酸カルシウム等を添加
する方法、または排水処理工程の改善をも意図したｐＨ
調整機能を有する凝集剤組成物の開発など、種々の改良
方策が研究され報告されている。しかしながら、確実に
実用性の有る画期的な有効手段では無く、更に安定で優
れた処理方式が期待されている現状である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記の如く、従来行わ
れている処理方法並びに各種報告されている改善策方式
によっても、工程上反応の度合いを常時観察して操作を
加えるなど操作面で繁雑となる上、イニシャルコスト、
ランニングコスト共に高くならざるを得ず、必要に応じ
それ相当の処理装置を追加設置するなど、処理現場など
では実用効果を有する対処方法として未だ不十分であ
る。また生成凝集物の固液分離後に、必ずしも好ましい
上澄水が得られるとも限らない。この様に実際面では多
くの課題が残されており、未だ根本的に技術開発検討を
重ねる必要性を指摘されている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、このよう
な現状に鑑み上記の課題を解決するために鋭意研究し
た。その結果、従来の慣用設備に適用出来、且つ取扱い
が容易で粘着性成分を含む処理対象水に対し、単なる添
加攪拌工程のみで脱水性良好で安定な凝集物を得る方法
を開発し、次に示す要旨の発明をなし本願の特許出願を
行うに至った。

【０００７】即ち、粘着性成分を含む系における凝集分
離操作において、予め非粘着性の合融阻止剤を介在せし
め、反応工程で発生する個々の粘着性凝集物を相互に隔
離しながら合融阻止し、少なくとも二段階の固液分別工
程を経て夫々凝集物を系外に排除する事を特徴とする固
液分離方法である。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明の方法は、従来行われてい
る水処理の分野で凝集処理を行うに際し、撹拌しながら
本発明で所轄する特定の非粘着性でなる生成凝集物の合
融阻止剤を所定量投入して、その反応系に適合するｐＨ
環境に調整したのち析出凝集物を適切に系外に除去しな
がら凝集操作を行うもので、該凝集操作方法は既に慣用
されている公知のものを含む。本発明で取り入れる手法
の構成では、段階的に行う手順が必要であり、本発明の
各構成手段においては公知の手法を活用するが、これま
でには実現し得なかった手段として有用な作用効果を発
揮する。

【０００９】本発明の特徴は、対象処理水中に多量の汚
濁質を含む系、特に粘着性を有する汚濁物を含む系、或
いは凝集処理の結果多量に発生する可能性を有する粘着
性生成物が見込まれる系において、凝集生成物と余水と
を分離可能とするものである。このような分離難航が予
測されれば、凝集反応前に本発明の方法により完全に回
避出来る点に特徴を有する。従来このような状態下での
対処は、これら凝集生成物を別途設けた滞留槽に移行さ
せた上、時間を掛けて静置分離を行う方法が採用されて
来たが、是とて容易に固液分離が進行しない点で改善が
求められて来た。

【００１０】ところが、本発明の方法によれば繁雑な工
程手段を伴なわず、対象とする水中に予め合融阻止剤を
投入して、反応工程で発生する個々の粘着性凝集物を相
互に隔離しながら合融阻止して凝集反応を進行させ、少
なくとも二段階の多段工程を導入して各段における凝集
生成物を逐次系外に分別排除する事により、効率的に作
業が促進され極めて短時間に、しかも経済的に固液分離
が完結するものである。

【００１１】本発明で採用する非粘着性の固体粒状物と
して互いに隔離し得る合融阻止剤とは、凝集反応時に発
生する個々の生成凝集物粒子が合体し、あたかも一つの
塊状海綿体に集約される現象を阻止する作用を示す単独
或いは複合の物質全般を指称するものである。これらの
物質は、主として水不溶性の無機系物質で凝集反応には
直接関与しないもので構成される。本発明では無機系物
質はそのまま使用する事も出来るが、単独に或いは複合
して粉体ないし粒体に加工する事により活性化出来る。

【００１２】一方、汚濁水質の内容によっては凝集反応
を促進するために化学的作用を伴う塩析剤、生物処理工
程などで発生する汚泥なども合融阻止剤とする事が出来
る。さらに、塩析効果を強調するために凝集の前処理と
して中和剤、溶解成分の析出を促進するために反応系内
を変成する酸化剤などを必要に応じ添加する場合があ
る。

【００１３】上記合融阻止剤の代表例を具体的に示す
と、水不溶性の無機系物質の原料を例示すると珪藻土、
ベントナイト、カオリン、クレー、炭酸カルシウム、ガ
ラスの粉体、各種岩石の粉体、粘土などである。これら
は、単独に或いは複合して同時に或いは非同時に処理対
象水中に本発明の手法に従い投入する事により達成でき
る。また、主な塩析剤としては塩化マグネシウム、塩化
カルシウムなどであり、水溶性物質であっても中和処理
などの後工程で、例えば硫酸カルシウムや水酸化マグネ
シウムの如く不溶性の無機化合物を形成すれば、本発明
の目的を達成する事が可能である。さらに、排水を生物
化学的処理する場合に発生する余剰汚泥や、木粉、オカ
ラの乾燥物なども本発明の合融阻止剤として採用する事
が出来る。

【００１３】本発明では、多量に発生する粘着性を有す
る凝集物を取り扱うので、その特徴ある手法を以下に説
明する。本発明の実施の態様を図面により説明すると、
図１のブロックダイヤグラムに示す通り凝集処理を行う
に際し原水に対し予め適当量の合融阻止剤を添加する。
合融阻止剤を混合し十分攪拌した後、ｐＨ値を調整或い
は必要に応じ酸化剤を添加するなど、合融阻止剤の介在
により安定に隔離された凝集物として析出させる。次い
で、通常採用されている凝集剤を添加攪拌することによ
り個々の凝集物ををさらに大きく成長させた後、予め適
当な目付けを有する金網やネットなどのろ過機材により
大部分の凝集物集団を一次ろ過して系外に排除する。こ
の時、発生する成長凝集物集団は、本発明の特徴とする
合融阻止剤により互いに粘着することなく安定なスラリ
ー状物として配管やバルブを経由してろ過機材に移動出
来る。

【００１４】このあと、残留する微細な固体粒状物を、
２０〜３０μの如き適当な目開きのろ布などを用いて最
終ろ過し、最終の固液分離を果たす事が出来る。最終ろ
過においても、合融阻止剤の作用効果により、ろ布を全
く目詰まりさせることなく凝集微粒子が除去され、容易
に透明なろ過水とする事ができる。

【００１５】本発明において一次ろ過に用いられるろ過
機材は、極めて安価なもので充分対処出来、これにより
大部分の凝集物が系外に排除され、最終ろ過への負荷が
著しく軽減される為、固液分離に要するトータルコスト
も極めて低く押さえることができる。上記の工程におい
て、凝集剤の添加時期は特に限定されるものではなく、
一次ろ過の前後で凝集剤の添加量を低く押さえる様にす
る事が好ましい。

【００１６】以上述べたように、本発明によれば、水中
に浮遊又は溶解している粘着性成分を固体粒状化して凝
集分離操作を行うに際し、配管やポンプの閉塞やろ過機
材への粘着、目詰まり等のトラブルが完全に回避され、
固液分離操作を著しく簡便かつ経済的に行うことが出来
る。従って、通常の固液分離の大幅な工程合理化に新た
な道を開く事になるに留まらず、従来処理が困難視され
てそのまま浄化槽や下水道に放流され、公害問題を引き
起こしていたようなエマルション塗料排水やワックス剥
離排水などの濃厚排水も容易に処理出来る。ひいては、
ＩＳＯ１４００１認証取得やＰＲＴＲ法への対応も可能
になり、地球環境保護に大きく貢献出来るものである。

【００１７】以下、実施例及び比較例を示して本発明を
説明する。

【実施例】実施例１ 塗料製造工場より発生するカチオン系エマルション塗料
排水とアニオン系エマルション塗料排水を等量混合して
なる混合排水１００部に、予め、生物処理槽から発生す
る余剰汚泥を２０部混合して原水とした。この状態で
は、長時間放置していても安定で、固体状物が分離する
状況は全く認められなかった。この混合液を攪拌しなが
ら、次亜塩素酸ナトリウムの１２％水溶液を少量づつ添
加したところ、添加量が３．５部に達したところで、塗
料排水中の樹脂分が粒状で凝固したスラリー状の混合物
が得られた。これを１００メッシュの篩でろ過すること
により、予め粗大粒子を除去した後のろ過液に、（株）
ノアテック社製の無機系粉末凝集剤（商品名『スーパー
ナミット』ＴＮ４００Ｌ）を０．２部添加して、４００
ｒ．ｐ．ｍ．で３０秒間攪拌したのち、１００ｒ．ｐ．
ｍ．で１分間攪拌したところ、ろ過液中の濁度成分が凝
集してフロックを形成した。この混合液を半分に分け、
一方を１０分間静置したところ、約３０％の沈降スラッ
ジが得られ、スラッジ界面より上層部は透明な処理水と
なった。一方、残り半分をゆっくり攪拌しながら３０μ
のポリエステル繊維の不織布からなるろ布でろ過したと
ころ、ろ過が極めて速く、しかも上記と同様の透明な処
理水が得られた。又、ろ布をさらによく搾ったところ、
引き続き透明なろ過水が得られ、ろ布中に残ったスラッ
ジは約４部であった。このスラッジは極めてサラサラし
ており、このスラッジの含水率が４７％であり、極めて
よく脱水されていることが認められた。

【００１８】比較例１ 実施例１において、余剰汚泥を添加しなかった以外は、
実施例１と同様の処理を試みたところ、次亜塩素酸ナト
リウムを添加したところで急激に粘着性の塊状物が分離
して、攪拌不能となった。そこで、攪拌力を上げて同様
の操作を行ったところ、一次的に粒状物が発生したが、
粒子同士が直に合融してしまい、以降の操作が不可能で
あった。即ち、合融阻止剤として余剰汚泥を添加しない
と、実用的なエマルション排水処理が不可能であること
が確認できた。

【００１９】実施例２ 暗灰色粘性懸濁液状のワックス剥離排水（ｐＨ：１０．
１、ＳＳ：２２，０００ｍｇ／Ｌ、ｎ−ヘキサン抽出物
質：３，８００ｍｇ／Ｌ）１００部に、予め、（株）ノ
アテック社製の合融阻止剤（商品名『スーパーナミッ
ト』ＴＮ３２８Ｓ）を２部添加して充分攪拌混合した
後、引き続き攪拌しながら、５０％硫酸を加えることに
より中和したところ、約２部添加した時点で、粒状の固
形物を含むスラリー状物が得られた。

【００２０】このスラリー状物に、（株）ノアテック社
製の無機系粉末凝集剤（商品名『スーパーナミット』Ｔ
Ｎ３１５ＮＹ）を０．２部添加して、４００ｒ．ｐ．
ｍ．で３０秒間攪拌したのち、１００ｒ．ｐ．ｍ．で１
分間攪拌したところ、粒状物が凝集してフロックを形成
した。この混合物を２００メッシュの篩でろ過すること
により、予め大きな粒状物を除去した後、ろ過液を３０
μのポリエステル繊維の不織布からなるろ布でろ過した
ところ、ろ過が極めて速く、淡黄色透明な処理水７６部
が得られた。又、ろ布をさらによく搾ったところ、引き
続き透明なろ過水が得られ、ろ布中に残ったスラッジは
約２８部であった。

【００２１】処理水は、微臭があり、のｐＨは、６．０
で、ＳＳ、ｎ−ヘキサン抽出物質はそれぞれ、８．０ｍ
ｇ／Ｌ、９．０ｍｇ／Ｌであった。この処理水１００部
に、三菱化学（株）製の粉末活性炭（商品名『ダイヤホ
ープ』）を２部添加して１５分間攪拌した後、『スーパ
ーナミット』ＴＮ３１５ＮＹを０．０５部添加して微分
状の活性炭が凝集させ、上記と同様に３０μのろ布でろ
過したところ、ＳＳ及びｎ−ヘキサン抽出物質がそれぞ
れ、５．０ｍｇ／Ｌ、３．５ｍｇ／Ｌの無色透明なろ液
が得られ、臭気も完全に消えていた。

【００２２】実施例３ 実施例２において、ＴＮ３２８Ｓの代わりに、粉末状塩
化カルシウムを２部添加した以外は、全く同様の操作を
行ったところ、実施例２と同様に透明な処理水が得ら
れ、スラッジもサラサラしていた。

【００２３】比較例２ 実施例２、３に用いたワックス剥離排水に、（株）ノア
テック社製の合融阻止剤（商品名『スーパーナミット』
ＴＮ３２８Ｓ）又は塩化カルシウムを添加せずに、５０
％硫酸を添加して中和を試みたところ、粘着性の塊状物
が発生してそれ以降の処理は全く不可能となった。

【００２４】実施例４ 実施例３において、（株）ノアテック社製の無機系粉末
凝集剤（商品名『スーパーナミット』ＴＮ３１５ＮＹ）
の代わりに、ポリ塩化アルミニウムの１０％水溶液０．
０４部を加えた後、ダイヤフロック社のアニオン系高分
子凝集剤（商品名、ダイヤフロックＡＰ１２０）の０．
１％水溶液を０．５部加えて攪拌した以外は実施例３と
全く同様の操作を行ったところ、２００メッシュの篩に
残る量は、実施例の約半分であったが、３０μのポリエ
ステル繊維の不織布からなるろ布では容易にろ過するこ
とができ、淡黄色の透明なろ過液が得られた。

【００２５】

【発明の効果】本発明では、水中に浮遊又は溶解してい
る粘着性成分に対して凝集分離操作を行うに際し、本発
明で特徴とする合融阻止剤の作用効果により、粘着性凝
集物の易脱水性の根本的改善、粘着性に起因するトラブ
ルとしての配管やポンプの閉塞、或いはろ過機材への着
床、目詰まり等の諸問題を完全に回避する事が可能で、
固液分離操作を著しく簡便にし、ひいてはコスト改善が
達成出来る点で極めて優れた手法である。この事は、通
常粘着性を有する凝集物の固液分離に対する大幅な工程
合理化に繋がり、難処理性の濃厚排水の処理技術分野に
おいても、有用で画期的な技術効果を示し工業的に寄与
出来るところが極めて多大であるものと確信する。

【００２６】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の代表的な実施の態様をブロックダイヤ
グラムにて示すものである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4D050 AA13 AB01 BB06 CA15 CA16 4D062 BA19 BB05 BB09 BB12 CA06 CA08 CA20 DA04 DA32 DA34 DA40 DB31 DB34 DC08 EA02 EA24 EA35

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】粘着性成分を含む系における凝集分離操作
   において、予め非粘着性の合融阻止剤を介在せしめ、反
   応工程で発生する個々の粘着性凝集物を相互に隔離しな
   がら合融阻止し、少なくとも二段階の固液分別工程を経
   て夫々凝集物を系外に排除する事を特徴とする固液分離
   方法。
2. 【請求項２】前記合融阻止剤が、不溶性無機系粉体であ
   る請求項１に記載の固液分離処理方法。
3. 【請求項３】前記合融阻止剤が、塩析効果を有する無機
   系化合物である請求項１ないし２に記載の固液分離処理
   方法。
4. 【請求項４】前記操作を行うに際し、処理工程中にて酸
   化処理を行う事を特徴とする請求項１ないし３に記載の
   固液分離処理方法。
5. 【請求項５】前記凝集分離操作の過程において、処理対
   象としてワックス剥離排水、エマルジョン系塗料排水、
   水溶性塗料排水の何れかである事を特徴とする請求項１
   ないし４に記載の固液分離処理方法。