JP2002205079A - 排水処理剤 - Google Patents

排水処理剤

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JP2002205079A
JP2002205079A JP2001003596A JP2001003596A JP2002205079A JP 2002205079 A JP2002205079 A JP 2002205079A JP 2001003596 A JP2001003596 A JP 2001003596A JP 2001003596 A JP2001003596 A JP 2001003596A JP 2002205079 A JP2002205079 A JP 2002205079A
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wastewater
surfactant
coagulant
aluminum
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Mugihei Ikemizu
麦平 池水
Hiroshi Yoshikawa
浩史 吉川
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Sharp Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 低温においても安定した性能が得られ、少
量で排水中の水溶性汚染物質を除去できる排水処理剤を
提供する。 【解決手段】 分子量の異なる凝集剤であるポリ塩化ア
ルミニウムと塩化アルミニウムとを混合した排水処理剤
の水溶液を、界面活性剤を含む排水中に添加する。これ
により、排水中の界面活性剤が凝集して大きなフロック
として析出する。この場合、ポリ塩化アルミニウムと、
塩化アルミニウムとの混合割合を、酸化アルミニウムに
換算した重量比で4:1〜6:1の範囲内とすると、低
温の排水中でも少量で充分な凝集性能が得られるととも
に、排水処理剤水溶液の保存安定性が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、洗濯排水等の使用
済みの排水中に含まれる界面活性剤を除去して排水を浄
化する排水処理剤に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般家庭から排出される洗濯用洗剤や食
器用洗剤等を含む生活排水中には、界面活性剤が含まれ
ている。このような界面活性剤としては、脂肪酸ナトリ
ウム(石鹸)、直鎖アルキルベンゼンスルホン酸ナトリ
ウム、アルキル硫酸エステル等のアニオン性界面活性剤
が使用されている。
【0003】これらの界面活性剤は、それ自体が河川等
の水質を汚染するだけでなく、微生物に悪影響を与えて
その活性を阻害する。その結果、他の有機物の分解が妨
げられ、水質環境を著しく損なう原因となっている。こ
のため、排水中の界面活性剤の濃度を低減することが環
境保護の観点から強く要望されている。
【0004】このような要望に対して、従来から排水中
の界面活性剤を除去する方法が考えられており、活性炭
やイオン交換樹脂等の吸着剤による吸着方法、所定の担
持体に担持させた微生物に処理させるバイオ処理方法、
光触媒等の触媒により分解する触媒処理方法、凝集剤等
により分解する触媒処理方法等がある。
【0005】しかしながら、有機汚染物質である界面活
性剤を数100ppm程度含む排水を処理して、数pp
m程度にまで浄化する場合、従来の吸着方法を採用すれ
ば、多量の吸着剤が必要となり、しかも、寿命のある吸
着剤の洗浄や交換による再生を定期的に行わねばならな
いため、コスト的に採算が合わないという現実がある。
【0006】また、バイオ処理方法、触媒処理方法等で
は排水の浄化に極めて長時間を要し、その間排水を保持
しておく大きなスペースが必要であった。
【0007】それに対し、凝集による除去の場合は、処
理時間が数分〜数十分と比較的短くて済むものの、排水
の温度が低いと所望の性能が充分に得られない。低温で
も優位な凝集剤として、特開平7−8709号公報に開
示されている排水処理剤があるが、この排水処理剤は高
塩基度、かつ、高分子量であるため、低温から高温まで
の懸濁物質には効果的だが、水溶性の汚染物質の除去に
対しては効率が悪く、その除去率、及びコストの面から
も不十分である。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】一般に、低温の排水の
凝集処理には塩化アルミニウム(AlCl3)が広く用
いられている。AlCl3は比較的低分子量の凝集剤で
あるため、排水中の小さな界面活性剤を凝集沈澱(フロ
ック)として析出させやすい反面、得られるフロックが
微粒子となりやすい。従って、析出したフロックが排水
中で懸濁してしまい、これを除去するのに長時間を要し
て目の細かいフィルタで分離する必要があった。
【0009】それに対し、ポリ塩化アルミニウム(PA
C)に代表される高塩基度の凝集剤が注目されている。
PACとは分子量600〜1400の一般式Aln(O
H)mCl3n-m (nは任意の正数,mはm<3nを満
たす任意の正数)で示される塩基性の無機物で、アルミ
ニウムイオン(Al3+)には水酸化物イオン(OH-
と塩化物イオン(Cl-)が結合している。これら負イ
オンのうちOH-の占める割合、つまり、上記一般式に
おけるm/3nの値を塩基度という。
【0010】PACは水溶液中でOH-を架橋として、
キレートと呼ばれる塩基性の多核錯体を形成するため、
塩基度が大きいものほど、上記一般式中の添え字mが大
きくなり、全体として高分子量のキレートが形成され
る。また、高塩基度のPACは、溶液中の界面活性剤を
大きなフロックとして析出させやすく、その点ではAl
Cl3より界面活性剤の凝集・除去性能に秀でている。
【0011】しかしながら、高塩基度のPACのキレー
トは高分子量であるので、水に溶解している小さな分子
の界面活性剤成分に対しては効果が薄く、従って、多量
にPACを添加する必要があり、二次汚染を引き起こし
やすい。また、PACは低温では水に対する溶解度が低
く保存安定性が悪いため、冬季の洗濯排水の処理には不
向きであるという問題があった。
【0012】本発明は、低温においても安定した性能が
得られ、少量で排水中の水溶性の界面活性剤を除去でき
る排水処理剤を提供することを目的とする。また、本発
明の他の目的は、水溶液として保存安定性に優れた排水
処理剤を提供することをにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明による排水処理剤は、排水中の界面活性剤成分を
凝集させる分子量の比較的大きな第1凝集剤及び分子量
の比較的小さな第2凝集剤を混合して成る。これによる
と、分子量に差がある2種の凝集剤の相乗効果によっ
て、排水中の界面活性剤を容易に大きなフロックとして
析出できる。
【0014】特に、前記第1凝集剤をポリ塩化アルミニ
ウムとし、前記第2の凝集剤を塩化アルミニウムとする
ことにより、塩化アルミニウムの凝集能力が単独の場合
よりも高まり、排水中の小さな界面活性剤が凝集して生
成するフロックが粗大化するとともに、酸化アルミニウ
ムに換算した凝集剤の必要量が軽減される。
【0015】この場合、前記ポリ塩化アルミニウムと、
前記塩化アルミニウムとの混合割合を、酸化アルミニウ
ムに換算した重量比で4:1〜6:1の範囲内とする
と、凝集剤水溶液の保存安定性が向上する。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。 (1)テスト用原水の調製 一般的なアニオン性界面活性剤の臨界ミセル濃度は10
0〜200mg/Lであるため、ほとんどの場合、洗濯
済み排水中のアニオン性界面活性剤濃度は150〜40
0mg/Lの範囲に収まる。そこで、浄化処理試験の対
象であるテスト用原水として、花王製家庭用粉末洗剤
「アタック(登録商標)」の水溶液を用い、具体的には
洗濯時の標準濃度(667mg/L;うち界面活性剤2
40mg/L)に調製した水溶液を試験に供した。
【0017】(2)凝集剤溶液 凝集剤溶液としては、下記の表1に示す多木化学製の2
種の無機凝集剤水溶液「タキバイン#1500」及び
「タキバイン#100」を単独又は混合した水溶液を用
いた。
【0018】
【表1】
【0019】表1に示すように、タキバイン#1500
は塩基度83のPAC水溶液であり、その濃度は酸化ア
ルミニウム(Al23)に換算して23.2%である。
一方、タキバイン#100は塩基度が零、つまり塩化ア
ルミニウム(AlCl3)水溶液であり、その濃度はA
23に換算して11.5%である。
【0020】このような特性を有するタキバイン#15
00及びタキバイン#100のそれぞれを適量混合する
ことにより、組成の異なる数種類の凝集剤溶液を調製し
た。このとき、タキバイン#1500中のPACとタキ
バイン#100中のAlCl 3とのAl23に換算した
質量比が、6:1,2:1及び2:3である3種のサン
プル溶液を作製した。それぞれのサンプル溶液をSA−
1,SA−2及びSA−3とする。
【0021】(3)原水処理テスト <実施例1,実施例2及び実施例3>3つのトールビー
カーに5℃の上記テスト用原水を500mLずつ取り、
それぞれに上記凝集剤溶液SA−1,SA−2及びSA
−3を少量ずつ添加していき、凝集沈澱法によりテスト
用原水中の界面活性剤成分が95%以上除去されるまで
添加を繰り返した。そして、上記凝集剤溶液SA−1,
SA−2及びSA−3の添加量(mL/L)を記録し、
そのときの原水中に混合された凝集剤のAl23に換算
した全重量(mg/L)を上記凝集剤溶液の組成、濃度
及び添加量から求めた。それぞれを、実施例1,実施例
2及び実施例3とする。
【0022】<比較例1及び比較例2>また、タキバイ
ン#1500又はタキバイン#100単独を凝集剤溶液
(それぞれ、RE−1,RE−2とする。)として上記
と同様の手順で5℃のテスト用原水の処理試験に供し
た。そして、上記凝集剤溶液の添加量(mL/L)を記
録し、そのときの原水中に混合された凝集剤のAl23
に換算した重量(mg/L)を上記凝集剤溶液の組成、
濃度及び添加量から求めた。それぞれを、比較例1,比
較例2とする。
【0023】以上の実験結果を表2に示す。尚、表2中
の○は凝集処理の開始から5分後の上澄み液の濁度が2
NTU以下であった場合を示し、一方、×は2NTUよ
り大きかった場合を示している。
【0024】
【表2】
【0025】RE−1を凝集剤溶液として使用した比較
例1によると、Al23換算で230mg/Lと比較的
多量のPACがテスト用原水中に混合されるだけのRE
−1の添加が必要であるものの、5℃のテスト用原水中
で比較的大きなフロックが生成して速やかに沈澱するの
で、処理済み原水の上澄み液の濁度は容易に2NTU以
下になった。従って、目の粗いフィルタで処理済み原水
をろ過することによって、効率よくフロックを除去して
きれいな上澄み液を得ることができる。
【0026】また、比較例2のようにRE−2のみの場
合は、Al23に換算して60mg/LのAlCl3
テスト用原水中に混合されるような比較的少ないAlC
3の添加量で5℃のテスト用原水中の界面活性剤のほ
とんどを除去できるものの、生成したフロックが小さい
ため、上澄み液と沈澱との分離が悪く、処理済み原水の
濁度を2NTU以下に低下させることはできなかった。
【0027】従って、排水のろ過に目の細かいフィルタ
が必要であるため、フロックが目詰まりしやすい。一旦
目詰まりすると、フィルタを排水が通過する速度が著し
く低下して処理効率が悪くなるため、フィルタの洗浄や
交換を頻繁に行って再生しなければならない。そのた
め、多大な手間とコストを要するという問題がある。
【0028】一方、実施例1〜実施例3のように、タキ
バイン#1500とタキバイン#100とを混合した混
合溶液SA−1,SA−2及びSA−3では、いずれの
混合比においても、RE−1単独で5℃のテスト用原水
を処理する場合より、少ない凝集剤の使用量(Al23
換算)で処理済み原水の上澄み液の濁度を容易に2NT
U以下にできた。従って、目の粗いフィルタで処理済み
原水をろ過することによって、効率よくフロックを除去
してきれいな上澄み液を得ることができる。
【0029】このように2種の凝集剤溶液を混合するこ
とにより、タキバイン#1500を単独の場合と同様の
排水処理性能を得るのに、それより処理対象となる排水
中に混合される凝集剤のAl23換算重量が少なくて済
むようになる理由は今のところ明らかではないが、恐ら
く、次のような仮説に基づくものと考えられる。
【0030】PACに代表されるアルミニウム系の凝集
剤は、一般に凝集処理後の水溶液のpHが5.5〜6.
5となることが望ましいが、排水がpH9.5〜10.
5といったアルカリ性の場合、高塩基度PACのみでは
pHが下がりにくい。一般に、アニオン性界面活性剤
は、アルカリ性の水溶液中の方が洗浄力が高い。そのた
め、洗濯水はpH10前後に調整されていることが多
い。従って、高塩基度PACにAlCl3のようなpH
低下作用の強い無機凝集剤を併用すると、排水のアルカ
リ性が幾分緩和されるため、PAC自体の凝集能力がP
AC単独で使用する場合より高まり、上記のような凝集
剤の減量が図られるものと思われる。
【0031】<比較例3>更に比較のため、タキバイン
#1500の代わりに多木化学製の無機高分子凝集剤
で、塩基度が50前後の「PAC250AD」を用い、
上記実施例1〜実施例3と同一の混合比でタキバイン#
100と混合して、上記テスト用原水の処理試験を行っ
たところ、どのような混合比でも5℃の冷水中では界面
活性剤の凝集性が悪く、濁度を2NTU以下に下げるこ
とができなかった。
【0032】(4)凝集剤溶液の安定性の評価 また、別に凝集剤混合溶液の安定性について評価を行っ
た。タキバイン#1500とタキバイン#100のAl
23換算の質量比2:1〜2:3では、Al23換算濃
度を20%にすると、白濁して著しくテスト用原水中の
界面活性剤に対する凝集能力が低下したが、4:1〜
6:1では、Al23換算濃度を20%にしても白濁す
ることがなく、水溶液として安定に保存できることが確
かめられた。
【0033】尚、本発明が適用される処理対象となる汚
水は、洗濯排水に限定されず、他の界面活性剤成分(例
えば、食器用洗剤や頭髪用洗剤)を含む汚水であっても
よい。
【0034】
【発明の効果】以上説明したように本発明によると、分
子量の異なる凝集剤であるポリ塩化アルミニウムと塩化
アルミニウムを混合した排水処理剤の水溶液を、界面活
性剤を含む排水中に添加することにより、塩化アルミニ
ウムを単独で凝集剤として使用した場合に比し、排水中
の界面活性剤を大きなフロックとして析出させて容易に
除去できるようになる。また、界面活性剤を凝集・除去
するのに必要な凝集剤の減量化が図られる。
【0035】この場合、前記ポリ塩化アルミニウムと、
前記塩化アルミニウムとの混合割合を、酸化アルミニウ
ムに換算した重量比で4:1〜6:1の範囲内とする
と、低温の排水中でも充分な凝集性能が得られるととも
に、排水処理剤水溶液の保存安定性が向上する。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 排水中の界面活性剤成分を凝集させる分
    子量の比較的大きな第1凝集剤及び分子量の比較的小さ
    な第2凝集剤を混合して成る排水処理剤。
  2. 【請求項2】 前記第1凝集剤がポリ塩化アルミニウム
    であり、前記第2の凝集剤が塩化アルミニウムであるこ
    とを特徴とする請求項1に記載の排水処理剤。
  3. 【請求項3】 前記ポリ塩化アルミニウムと、前記塩化
    アルミニウムとの混合割合が、酸化アルミニウムに換算
    した重量比で4:1〜6:1の範囲内であることを特徴
    とする請求項2に記載の排水処理剤。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105129942A (zh) * 2015-08-31 2015-12-09 韩功篑 一种造纸污水絮凝剂

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