JP2006000791A - 排水処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】トナー製造における排水から窒素成分を極力除く。
【解決手段】排水処理方法は、静電荷像現像用トナーの製造工程から発生する少なくとも窒素成分を含む排水を処理対象とする排水処理方法であって、凝集沈殿処理または加圧浮上処理の後に、前記製造工程から発生する窒素成分を嫌気性処理により除去する工程を備え、前記窒素成分を除去する工程が、メタン発酵法工程からなる。
【選択図】なし

Description

本発明は、静電荷像現像用トナーの製造工程から発生する少なくとも窒素成分を含む排水を処理対象とする排水処理方法に関するものである。

従来より、トナー製造工場から発生する排水として、界面活性剤水溶液や、顔料分散液、ワックス分散液、窒素成分を含む水溶液、エマルション水溶液等を含有する排水が発生している。これらの排水には、上述した界面活性剤や、着色成分である顔料等が含まれているため、このままの状態で、河川や下水道等に排出することはできない。このため、これらの排水は、工場内の排水処理施設にて処理された後に外部に排出される。排水処理としては、凝集沈殿処理が利用される場合が多い。凝集沈殿処理とは、五訂公害防止の技術と法規水質編(通商産業省環境立地局監修、平成１３年発行)ｐ１４１にも記載されているように、排水処理の分野において最も一般的に用いられている固液分離操作の一つであり、広く用いられている。凝集沈殿処理は、排水に凝集剤を添加することによりフロック(凝集により生じた粗大粒子)を生じさせ、水とフロックとの比重差により、フロックが沈殿し固液分離を行う処理方法である。こうして固体として分離されたフロックは、産業廃棄物の汚泥として処理され、固体を分離した水は、河川や下水道等へ排出されている。

特許文献１では、有機汚染物質含有排水を固液分離する排水処理方法において、発生した汚泥の一部を、被処理原水側に戻して循環することにより、汚泥の最終処理が容易な排水処理方法が開示されている。しかし、窒素成分を含む水溶液の処理にこの方法を用いる場合、その窒素の作用により、メカニズムはよくわからないが、汚泥が沈降しにくいという問題を生じてしまう。一方、特許文献２では、エマルション排水の処理に、加圧浮上分離を行う方法が開示されている。しかし、この方法は、エマルション排水の処理は可能であるが、トナー製造工場から発生する全ての種類の排水にそのまま適用することはできない。

特開平７−１３６４０８号公報 特開平９−２２５４７４号公報

たとえば、トナー製造工場から発生する多成分含有排水の凝集沈殿処理では、フロックの沈殿槽等における沈降性が悪く、固液分離に際し非常に長時間の沈降処理が要求される。更に、排水中に含まれる窒素成分を凝集沈殿処理するために、多量の凝集剤を添加する必要があることから、産業廃棄物として処理する汚泥が多量に発生するという問題があり非効率である。

そこで、本発明は、少量の凝集剤使用量でも効率良く汚泥を沈降させ、かつ汚泥の発生量を削減する排水処理方法を提供することを目的とする。

本発明は、以下の特徴を有する。

（１）静電荷像現像用トナーの製造工程から発生する少なくとも窒素成分を含む排水を処理対象とする排水処理方法であって、前記製造工程から発生する窒素成分を、嫌気性処理により除去する工程を備えた排水処理方法である。

（２）上記（１）に記載の排水処理方法において、前記窒素成分を処理する工程が、メタン発酵法工程からなる排水処理方法である。

（３）静電荷像現像用トナーの製造工程から発生する少なくとも窒素成分を含む排水を処理対象とする排水処理方法であって、前記製造工程から発生する窒素成分を含む排水に対し凝集沈殿処理を行った後、嫌気性処理により除去する工程とを備えた排水処理方法である。

（４）所定の製造工程から発生する少なくとも窒素成分を含む排水を処理対象とする排水処理方法であって、前記製造工程から発生する窒素成分を含む排水の加圧浮上処理を行った後、嫌気性処理により除去する工程を備えた排水処理方法である。

本発明によれば、製造工程から発生する、少なくとも窒素成分を含有する排水の処理に使用する凝集剤量と、排水処理によって発生する汚泥の発生量を削減することができる。また、排水処理後の排水中の窒素含有量を大幅に減らすことができる。

上記排水処理が必要な製造工程として、トナー製造工程を例にして以下に説明する。

トナー製造工程は、トナーの原材料となるラテックスポリマー、着色剤分散液、離型剤分散液及びその他の分散液の製造工程と、現像用トナーの製造方法に分けられる。以下に、それぞれについて一例を挙げ説明する。

［ラテックスポリマーの製造工程］
ラテックスポリマーを生成するには、通常モノマーとアニオン性界面活性剤とを水に加え、攪拌してエマルションとする。モノマーエマルションが生成したら、該モノマーエマルションの２５重量％以下（すなわち、少量のモノマーエマルション）と遊離基開始剤とを、水相に加えて混合し、所望の反応温度で種重合を開始する。種粒子の生成後、この種粒子含有組成物に更にモノマーエマルションを追加し、規定の温度で所望の時間、重合を続けて重合を完了し、ラテックスポリマーを生成させる。このラテックスポリマーの製造工程からは、製造工程で不要となったり、その製造工程の設備メンテナンス等にて発生したエマルション水溶液が排出される。

なお、ラテックスポリマーの製造方法は、上述の方法に限るものではなく、乳化重合、懸濁重合であれば、いかなる製造方法を用いてもよい。

前記モノマーの種類としては遊離基開始剤と反応しうるものであれば特に制限はない。モノマーの具体例としてはスチレン、パラクロロスチレン、α−メチルスチレン等のスチレン類の単独重合体または共重合体；アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ｎ−プロピル、アクリル酸ｎ−ブチル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸２−エチルヘキシル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ｎ−プロピル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸２−エチルヘキシル等のビニル基を有するエステル類の単独重合体または共重合体；アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のビニルニトリル類の単独重合体または共重合体を挙げることができる。

また自己乳化性を持つポリエステル、ポリウレタンのような樹脂を界面活性剤とともに水系媒体中でせん断し分散させても良い。また、ラテックスポリマーとして、アンモニア成分を含むものも用いられる。

［現像用トナーの製造方法］ 上記調製法により得られたラテックスポリマーは、次のような方法でトナーの調製に用いられる。本件に述べる方法で調製したラテックスポリマーと、少なくとも着色剤を含む複数種の分散液に、必要に応じて凝集剤及び／又は電荷添加剤及び／又は他の添加剤を混合し、得られた混合物をラテックスポリマーのＴｇ近辺の温度、望ましくはラテックスポリマーのＴｇ±１０℃で効果的な時間、例えば１〜８時間加熱して、トナー大の凝集体を生成する。次に、凝集体懸濁液を、ラテックスポリマーのＴｇ又はそれより高い温度、例えば約６０〜約１２０℃に加熱して合体又は融合させてトナー粒子を造粒し、このトナー粒子をろ過などの手段で母液から分離して、イオン交換水などで洗浄(洗浄工程)した後、乾燥する。

ラテックスポリマーは、通常トナーの結着樹脂として用いられ、７５〜９８重量％程度トナー内に存在する。本発明の製法に適したラテックスポリマーの大きさはレーザー回折式粒度分布測定機等で測定することができ、例えば、マイクロトラック(日機装社製)で測定した体積平均粒径で、０．０５〜１μｍ程度である。

着色剤は、通常トナー中に効果的な量、例えばトナーの１〜１５重量％程度、好ましくは３〜１０重量％程度存在する。また、その大きさは、例えば、該マイクロトラックで測定した体積平均粒径で、０．０５〜０．５μｍ程度である。

該凝集剤は効果的な量、例えばトナーの固形分に対して０．０１〜１０重量％程度を用いることができる。使用する凝集剤としては、一価以上の電荷を有する化合物が好ましく、その化合物の具体例としては、前述のイオン性界面活性剤類、塩酸、硫酸、硝酸、酢酸、シュウ酸等の酸類、塩化マグネシウム、塩化ナトリウム、硫酸アルミニウム、硫酸カルシウム、硫酸アンモニウム、硝酸アルミニウム、硝酸銀、硫酸銅、炭酸ナトリウム、ポリ塩化アルミニウム等が挙げられるが、これらに限るものではない。好ましい凝集剤としては、硝酸等の窒素成分を有するものが挙げられる。

帯電制御剤も効果的な量、例えばトナーの０．１〜５重量％を使用しても良い。適当な帯電制御剤としては、アルキルピリジニウムハロゲン化物類、重硫酸塩類、シリカ等の帯電制御剤類、アルミニウム錯体のような陰帯電制御剤等が挙げられるが、これらに限るものではない。使用する他の添加剤としては、離型剤として働くワックス類などが挙げられる。ワックスの好ましい量としては、トナーの固形分に対して、５〜２０重量％程度である。

またワックスの種類としては特に制限はないが、たとえばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン等の低分子量ポリオレフィン類；軟化点を有するシリコーン類；オレイン酸アミド、エルカ酸アミド、リシノール酸アミド、ステアリン酸アミド等の脂肪酸アミド類；カルナウバワックス、ライスワックス、キャンデリラワックス、木ロウ、ホホバ油等の植物系ワックス；ミツロウ等の動物系ワックス類；モンタンワックス、 オゾケライト、セレシン、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、フィッシャートロプシュワックス等の鉱物・石油系ワックス類；ステアリン酸ステアリル、ベヘン酸ベヘニル等の高級脂肪酸と高級アルコールとのエステルワックス類などが挙げられる。

湿式添加する無機微粒子としては、シリカ、アルミナ、チタニア、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、リン酸三カルシウムなど、通常トナー表面の外添剤として使用される全てのものを、イオン性界面活性剤や高分子酸、高分子塩基で水に分散して湿式添加することができる。

前記トナー製造工程から、製造工程で不要となったり、その製造工程の設備メンテナンス等にて発生した界面活性剤水溶液、顔料分散液、ワックス分散液、窒素成分を含む水溶液が、排出される。その排水量割合は、前記洗浄工程から排出される窒素成分を含む水溶液が全体の１〜１０重量％を占める。

本発明者らの研究によれば、トナー製造工程から排出される割合が、全排水量に対して８０重量％を占める界面活性剤水溶液を含有する排水と、窒素成分を含有する排水を混合すると、メカニズムはよくわからないが、界面活性剤の作用により、凝集沈殿処理での沈降時間が長くなり、また、凝集沈殿させるために使用する無機凝集剤、例えば塩化第二鉄の添加量が増加し、その結果、凝集沈殿物の量、つまり、産業廃棄物として処理する汚泥が多量に発生する。これは、無機凝集剤として使用している塩化第二鉄の一定量が、排水中に含まれる界面活性剤と電荷中和反応し、凝集剤としての作用を阻害しているためである。

すなわち、本発明者は鋭意検討の結果、窒素成分を含む排水中の窒素成分を、嫌気性処理により除去することで、水中に存在している窒素成分を除去することができ、その結果、凝集沈殿させるために必要な無機凝集剤の量を削減することができることから、本発明の目的を達成することを見出し、本発明の完成に至ったものである。

［排水処理方法］
本実施の形態の排水処理方法を、図面を用いて説明する。

図１には実施形態に係る排水処理方法が示され、図２には、従来の排水処理方法が示されている。

図１において、少なくとも窒素成分を含む排水は、まず始めに、凝集沈殿処理または加圧浮上処理が行われる。以下、凝集沈殿処理を例にとって、排水からの窒素成分除去プロセスを説明する。

上記凝集沈殿処理では、まず反応槽において、排水に対し無機凝集剤である塩化第二鉄が添加され、フロックを生成させる。このフロック中には、主に、顔料やワックス等が含まれている。次に、凝集槽において、高分子凝集剤が添加され、無機凝集剤にて生成したフロックが成長する。最後に、沈殿槽において、沈殿したフロックが除去される。この凝集沈殿処理にて、窒素成分以外の成分が除去される。

次いで、フロックを除去した後、嫌気性処理が行われ、窒素成分が除去される。ここで、排水から除去される窒素成分は、主にアンモニアに分解され、そのあと、還元されて窒素として除去される。洗浄用に用いられた硝酸についても、同様に窒素に還元されたあと除去される。なお、排水からの窒素成分の除去は、排水による富栄養化をより厳しく抑制するためである。

そして、上述の各処理が実施された後、河川等に放流される。一方、凝集沈殿後の沈殿物(フロック)は、汚泥脱水処理工程を経て、産業廃棄物の汚泥として処理される。

この排水処理設備で使用する凝集剤としては、無機凝集剤と有機凝集剤とが用いられる。無機凝集剤としては、例えば、硫酸アルミニウム、塩化第二鉄、ポリ塩化アルミニウム等が用いられる。この無機凝集剤の添加量は、排水量に対して５００〜５０００ｍｇ／Ｌ程度である。但し、無機凝集剤は、必ずしもこれらに限定されるわけではない。さらに、フロックを成長させるために、高分子凝集剤として、例えば、アクリルアミド系アニオン性凝集剤等を使用することができる。添加量としては、排水量に対して０．５〜５ｍｇ／Ｌ程度である。なお、高分子凝集剤は、必ずしもアクリルアミド系アニオン性凝集剤に限定されるわけではなく、他のアニオン性凝集剤または、カチオン性凝集剤や、ノニオン性凝集剤の使用も可能である。また、これらを組み合わせて使用しても構わない。

また、加圧浮上処理は、次のように行われる。まず、反応槽において、排水に対して無機凝集剤である塩化第二鉄が添加され、フロックを生成させ、次に、高分子凝集剤が添加され、無機凝集剤にて生成したフロックが成長する。その後、加圧浮上槽において、槽内に導入した気泡の表面にこのフロックが吸着し、槽表面に浮上したフロックが除去される。

本実施の形態の嫌気性処理は、上述の凝集沈殿処理または加圧浮上処理の後に行うことによって、後述するように汚泥生成量および窒素成分の除去性も向上する。本実施の形態の嫌気性処理として、メタン発酵法を用いる。この方法は、嫌気性細菌の作用によりメタンや二酸化炭素に還元分解する方法である。嫌気性細菌としては、例えばメタン生成細菌が好適であり、メタン生成細菌としては、例えば、メタノサリナトリウム・フラジェルムＮＹ−２１８、メタノサイシナ・アルカリフィラＮＹ−７２８などが挙げられる。

上記、嫌気性処理は、次のようなメカニズムにより、排水中の窒素成分（主にラテックス中に含まれている）、主にアンモニアを分解する。

排水中の有機物に含まれている窒素は、嫌気性菌の関与のもとに、加水分解、発酵により、高級脂肪酸、アミノ酸などを経て低級脂肪酸、酢酸、水素などに分解され、さらに、二酸化炭素、メタン、アンモニア、硫化水素へと還元的に分解される。そこで生成したアンモニアは、硝酸イオンに硝化されたあと、最終的に二次汚染の心配のない窒素に還元され、大気中に放出される。

上記嫌気性処理に供されるリアクターとしては、腐敗槽、トラビス槽、イムホフ槽、慣用的消化槽、高速消化槽を用いるが、これらに限定されるものでない。

また、排水中に含まれる窒素成分は、「ＪＩＳ Ｋ ０１０２ ４５．１」に準じ測定される。すなわち、排水に水酸化ナトリウムを加えて蒸留し、アンモニウムイオン等を除去した後、残液にデバルダ合金を加えて硝酸イオン及び亜硝酸イオンを還元してアンモニアを生成させる。これを蒸留し、インドフェノール青吸光光度法によって定量し、硝酸イオン及び亜硝酸イオンに相当する窒素の量を求める。別に排水をとり、硫酸、硫酸カリウムおよび硫酸銅を加えて加熱し、有機体窒素をアンモニウムイオンに変えた後、アルカリ性で蒸留し、もともと存在したアンモニウムイオンから発生するアンモニアと合せて蒸留分離する。捕集したアンモニウムイオンをインドフェノール青吸光光度法で定量し、有機体窒素及びアンモニウムイオンに相当する窒素の量を求める。この両者の和を全窒素とする。

なお、本実施の形態において、排水中から除去可能な排水に含まれる窒素成分の含有量は、１ｍｇ／Ｌ〜１０００ｍｇ／Ｌである。前記嫌気性処理において、本実施の形態ではメタン発酵法処理を実施するが、これに限るものではない。

また、上記窒素成分量１ｍｇ／Ｌに対する嫌気性細菌の添加量は、槽の大きさなども考慮するが、およそ、３ｇ／Ｌ (１ｍ^３槽あたり３ｋｇ)程度であるが、より具体的には０．５ｇ／Ｌ〜５ｇ／Ｌ程度である。

図２の従来の排水処理では、凝集沈殿処理または加圧浮上処理のみ実施された後、河川等に放流される。一方、凝集沈殿後の沈殿物(汚泥)は、汚泥脱水処理工程を経て、産業廃棄物の汚泥として処理される。

次に実施例および比較例にて、本発明を更に具体的に説明する。

本発明のトナーにおいて、特定の分子量分布は、以下の条件で行ったものである。ＧＰＣは「ＨＬＣ−８１２０ＧＰＣ、ＳＣ−８０２０（東ソー（株）社製）装置」を用い、カラムは「ＴＳＫｇｅｌ、ＳｕｐｅｒＨＭ−Ｈ（東ソー（株）社製６．０ｍｍＩＤ×１５ｃｍ）」を２本用い、溶離液としてＴＨＦ（テトラヒドロフラン）を用いた。実験条件としては、試料濃度０．５％、流速０．６ｍｌ／ｍｉｎ、サンプル注入量１０μｌ、測定温度４０℃、ＩＲ検出器を用いて実験を行った。また、検量線は東ソー社製「ｐｏｌｙｓｔｙｌｅｎｅ標準試料ＴＳＫ ｓｔａｎｄａｒｄ」：「Ａ−５００」、「Ｆ−１」、「Ｆ−１０」、「Ｆ−８０」、「Ｆ−３８０」、「Ａ−２５００」、「Ｆ−４」、「Ｆ−４０」、「Ｆ−１２８」、「Ｆ−７００」の１０サンプルから作製した。

以下に、本実施例および比較例に供される静電荷現像用トナーの製造例を示す。

［トナーの製造例１］
＜第１工程＞
――分散液（１）の調製――
スチレン ３２０重量部
ｎ−ブチルアクリレート ８０重量部
アクリル酸 １０重量部
ドデカンチオール １０重量部

この溶液４２０重量部と、非イオン性界面活性剤（三洋化成社製、ノニポール４００）６重量部、及びアニオン性界面活性剤（第一製薬社製、ネオゲンＲ）１０重量部をイオン交換水５５０重量部に溶解した溶液をフラスコ中に入れて分散、乳化し、１０分間ゆっくりと攪拌・混合しながら、過硫酸アンモニウム４重量部を溶解したイオン交換水５０重量部を投入した。その後、フラスコ内を窒素で充分に置換してから攪拌しながらオイルバスで系内が７０℃になるまで加熱し、５時間そのまま乳化重合を継続し、樹脂微粒子分散液Ａ−１を得た。

樹脂微粒子分散液Ａ−１で得られたラテックスは、レーザー回折式粒度分布測定装置（堀場製作所製、ＬＡ−７００）で樹脂微粒子の体積平均粒子径（Ｄ_５０）を測定したところ１５５ｎｍであり、示差走査熱量計（島津制作所社製、ＤＳＣ−５０）を用いて昇温速度１０℃／ｍｉｎで樹脂のガラス転移点を測定したところ５４℃であり、重量平均分子量を測定したところ３３０００であった。

――着色剤分散液（１）の調製――
カーボンブラック（モーガルＬ：キャボット社製） ６０重量部
ノニオン性界面活性剤（ノニポール４００：三洋化成社製） ６重量部
イオン交換水 ２４０重量部
以上を混合して溶解したものを、ホモジナイザー（ウルトラタラックスＴ５０：ＩＫＡ社製）を用いて１０分間攪拌し、その後、アルティマイザーにて分散処理して体積平均粒径が２５０ｎｍである着色剤（カーボンブラック）粒子が分散された着色剤分散液（１）を調製した。

――離型剤分散液（１）の調製――
パラフィンワックス・・・・・・・・・・ ５０重量部
（日本精蝋（株）製：ＨＮＰ０１９０、融点８５℃）
カチオン性界面活性剤・・・・・・・・・ ５重量部
（花王（株）製：サニゾールＢ５０）
イオン交換水・・・・・・・・・・・・・２００重量部

以上を９５℃に加熱して、ホモジナイザー（ＩＫＡ社製：ウルトラタラックスＴ５０）を用いて分散した後、圧力吐出型ホモジナイザーで分散処理し、平均粒径が５５０ｎｍである離型剤を分散させてなる離型剤分散液（１）を調製した。

――凝集粒子の調製――
分散液（１）・・・・・・・・・・・・２００重量部
着色剤分散液（１）・・・・・・・・・ ５０重量部
離型剤分散液（１）・・・・・・・・・ ５０重量部
カチオン性界面活性剤・・・・・・・・１．５重量部
（花王（株）製：サニゾールＢ５０）

以上を丸型ステンレス製フラスコ中でホモジナイザー（ＩＫＡ社製：ウルトラタラックスＴ５０）を用いて混合し、分散した後、加熱用オイルバス中でフラスコ内を攪拌しながら４８℃まで加熱した。４８℃で３０分間保持した後、光学顕微鏡にて観察すると平均粒径が約５μｍである凝集粒子（体積：９５ｃｍ^３）が形成されていることが確認された。

――付着粒子の調製――
ここに、樹脂含有微粒子分散液としての分散液（１）を緩やかに６０重量部追加した。なお、前記分散液（１）に含まれる樹脂粒子の体積は（２５ｃｍ^３）である。そして、加熱用オイルバスの温度を５０℃に上げて１時間保持した。光学顕微鏡にて観察すると、平均粒径が約５．７μｍである付着粒子が形成されていることが確認された。

＜第３工程＞
その後、ここにアニオン性界面活性剤（第一工業製薬（株）製：ネオゲンＳＣ）３重量部を追加した後、前記ステンレス製フラスコを密閉し、磁力シールを用いて攪拌を継続しながら、１０５℃まで加熱し、３時間保持した。そして、冷却後、反応生成物をろ過し、イオン交換水で十分に洗浄した後、乾燥させることにより、静電荷像現像用トナーを得た。

上記製造例１の製造に際し排出された排水Ａ中の窒素成分の含有量は、上述した「ＪＩＳ Ｋ ０１０２ ４５．１」に準じて測定され、１ｍｇ／Ｌであった。

［トナーの製造例２］
＜第１工程＞
――分散液（２）の調製――
スチレン ３２０重量部
ｎ−ブチルアクリレート ８０重量部
アクリル酸 １０重量部
ドデカンチオール ５重量部

この溶液４３４重量部と、非イオン性界面活性剤（三洋化成社製、ノニポール４００）６重量部、及びアニオン性界面活性剤（第一製薬社製、ネオゲンＲ）１０重量部をイオン交換水５５０重量部に溶解した溶液をフラスコ中に入れて分散、乳化し、１０分間ゆっくりと攪拌・混合しながら、過硫酸アンモニウム１６重量部を溶解したイオン交換水５０重量部を投入した。その後、フラスコ内を窒素で充分に置換してから攪拌しながらオイルバスで系内が７０℃になるまで加熱し、５時間そのまま乳化重合を継続し、樹脂微粒子分散液Ａ−２を得た。

樹脂微粒子分散液Ａ−２で得られたラテックスは、レーザー回折式粒度分布測定装置（堀場製作所製、ＬＡ−７００）で樹脂微粒子の体積平均粒子径（Ｄ_５０）を測定したところ１５５ｎｍであり、示差走査熱量計（島津制作所社製、ＤＳＣ−５０）を用いて昇温速度１０℃／ｍｉｎで樹脂のガラス転移点を測定したところ５４℃であり、重量平均分子量（ポリスチレン換算）を測定したところ３１０００であった。

――凝集粒子の調製――
分散液（２）・・・・・・・・・・・・２００重量部
着色剤分散液（１）・・・・・・・・・ ５０重量部
離型剤分散液（１）・・・・・・・・・ ７０重量部
カチオン性界面活性剤・・・・・・・・２．０重量部
（花王（株）製：サニゾールＢ５０）

以上を丸型ステンレス製フラスコ中でホモジナイザー（ＩＫＡ社製：ウルトラタラックスＴ５０）を用いて混合し、分散した後、加熱用オイルバス中でフラスコ内を攪拌しながら４８℃まで加熱した。４８℃で３０分間保持した後、光学顕微鏡にて観察すると平均粒径が約５．２μｍである凝集粒子（体積：９５ｃｍ^３）が形成されていることが確認された。

――付着粒子の調製――
ここに、樹脂含有微粒子分散液としての分散液（２）を緩やかに６０部追加した。なお、前記分散液（２）に含まれる樹脂粒子の体積は（２５ｃｍ^３）である。そして、加熱用オイルバスの温度を５０℃に上げて１時間保持した。光学顕微鏡にて観察すると、平均粒径が約５．７μｍである付着粒子が形成されていることが確認された。

＜第３工程＞
その後、ここにアニオン性界面活性剤（第一工業製薬（株）製：ネオゲンＳＣ）３重量部を追加した後、前記ステンレス製フラスコを密閉し、磁力シールを用いて攪拌を継続しながら、１０５℃まで加熱し、３時間保持した。そして、冷却後、反応生成物をろ過し、イオン交換水で十分に洗浄した後、乾燥させることにより、静電荷像現像用トナーを得た。

上記製造例１の製造に際し排出された排水Ｂ中の窒素成分の含有量は、上述した「ＪＩＳ Ｋ ０１０２ ４５．１」に準じて測定され、３．９ｍｇ／Ｌであった。

［排水Ａの組成］
排水Ａは、上記製造例１の製造により工場から実際に排出される排水であり、その中には、顔料分散液、ワックス分散液、エマルション水溶液、界面活性剤水溶液のほか、少なくとも窒素成分が含まれる排水である。排水Ａの主な組成について以下に示す。
窒素成分： ０．０６重量部
アニオン界面活性剤（「ネオゲンＳＣ」第一工業製薬（株）製）：０．０８重量部
ラテックスポリマー： ０．０４重量部
着色剤： ０．１６重量部
ワックス（「ポリワックス７２５」 東洋ペトロライト（株）製）：０．１２重量部
水： ９９９．５重量部

［排水Ｂの組成］
排水Ｂは、上記製造例２の製造により工場から実際に排出される排水であり、その中には、顔料分散液、ワックス分散液、エマルション水溶液、界面活性剤水溶液のほか、少なくとも窒素成分が含まれる排水である。排水Ａの主な組成について以下に示す。

窒素成分： ０．２３重量部
アニオン界面活性剤（「ネオゲンＳＣ」第一工業製薬（株）製）：０．３２重量部
ラテックスポリマー： ０．１５重量部
着色剤： ０．６１重量部
ワックス（「ポリワックス７２５」 東洋ペトロライト（株）製）：０．５重量部
水： ９９８．２重量部

（実施例１）
排水Ａの処理性
被処理物質固形分濃度０．５ｗｔ％の排水Ａを、図１に記載の排水処理設備を用いて処理した。凝集沈殿処理には、無機凝集剤(塩化第二鉄)を１０００ｍｇ／Ｌ、高分子凝集剤(アクリルアミド系高分子凝集剤：ハイモロックＳＳ−１００：ハイモ社製)を１ｍｇ／Ｌを添加し、１８ｍ^３の凝集沈殿槽を持つ排水処理設備で、バッチ式で処理した。嫌気性処理は、１００ｍ^３の高速消化槽で、５時間にて処理した。この結果、汚泥発生量は、１．１ｇ／Ｌで、処理された排水は着色なく透明であり、全窒素量(アンモニア性窒素、硝酸性窒素等の合計)は、上述した「ＪＩＳ Ｋ ０１０２ ４５．１」に準じて測定され、＜１．０ｍｇ／Ｌで、処理性も問題なかった。

（実施例２）
排水Ｂ処理性
被処理物質固形分濃度１．８ｗｔ％の排水Ｂを、図１に記載の排水処理設備を用いて、実施例１と同様に処理した。この時、無機凝集剤(塩化第二鉄)を２０００ｍｇ／Ｌ、高分子凝集剤(アクリルアミド系高分子凝集剤：ハイモロックＳＳ−１００)を２ｍｇ／Ｌを添加し、１８ｍ^３の凝集沈殿槽を持つ排水処理設備で、バッチ式で処理した。嫌気性処理は、１００ｍ^３の高速消化槽で、５時間にて処理した。この結果、汚泥発生量は、７４ｇ／Ｌで、処理された排水は着色なく透明であり、全窒素量は上述した「ＪＩＳ Ｋ ０１０２ ４５．１」に準じて測定され、＜１．０ｍｇ／Ｌで、処理性も問題なかった。

（実施例３）
排水Ａの処理性
被処理物質固形分濃度０．０５ｗｔ％の排水Ａを、図１に記載の排水処理設備を用いて処理した。加圧浮上処理には、無機凝集剤(塩化第二鉄)を１０００ｍｇ／Ｌ、高分子凝集剤(アクリルアミド系高分子凝集剤：ハイモロックＳＳ−１００：ハイモ社製)を１ｍｇ／Ｌを添加し、１８ｍ^３の加圧浮上槽を持つ排水処理設備で、バッチ式で処理した。嫌気性処理は、１００ｍ^３の高速消化槽で、５時間にて処理した。この結果、汚泥発生量は、１．１ｇ／Ｌで、処理された排水は着色なく透明であり、全窒素量は上述した「ＪＩＳ Ｋ ０１０２ ４５．１」に準じて測定され、＜１．０ｍｇ／Ｌで、処理性も問題なかった。

（実施例４）
排水Ｂ処理性
被処理物質固形分濃度１．８ｗｔ％の排水Ｂを、図１に記載の排水処理設備を用いて、実施例１と同様に処理した。この時、無機凝集剤(塩化第二鉄)を２０００ｍｇ／Ｌ、高分子凝集剤(アクリルアミド系高分子凝集剤：ハイモロックＳＳ−１００)を２ｍｇ／Ｌを添加し、１８ｍ^３の加圧浮上槽を持つ排水処理設備で、バッチ式で処理した。嫌気性処理は、１００ｍ^３の高速消化槽で、５時間にて処理した。この結果、汚泥発生量は、７４ｇ／Ｌで、処理された排水は着色なく透明であり、全窒素量は上述した「ＪＩＳ Ｋ ０１０２ ４５．１」に準じて測定され、＜１．０ｍｇ／Ｌで、処理性も問題なかった。

（比較例１）
排水Ａの処理性
被処理物質固形分濃度０．０１ｗｔ％の排水Ａを、図２の排水処理設備を用いて処理した。この時、無機凝集剤(塩化第二鉄)を５０００ｍｇ／Ｌ、高分子凝集剤(アクリルアミド系高分子凝集剤：ハイモロックＳＳ−１００)を１ｍｇ／Ｌを添加し、１８ｍ^３の凝集沈殿槽を持つ排水処理設備で、バッチ式で７時間にて処理した。この結果、汚泥発生量は５．１ｇ／Ｌで、実施例１の約５倍の汚泥を発生したが、全窒素量は上述した「ＪＩＳ Ｋ ０１０２ ４５．１」に準じて測定され、＜１．０ｍｇ／Ｌで、処理性には問題はなかった。

（比較例２）
排水Ｂの処理性
被処理物質固形分濃度５ｗｔ％の排水Ｂを、図２の排水処理設備を用いて処理した。この時、無機凝集剤(塩化第二鉄)を５０００ｍｇ／Ｌ、高分子凝集剤(アクリルアミド系高分子凝集剤：ハイモロックＳＳ−１００)を２ｍｇ／Ｌを添加し、１８ｍ^３の凝集沈殿槽を持つ排水処理設備で、バッチ式で７時間にて処理した。この結果、汚泥発生量は１８５ｇ／Ｌで、実施例２の約２．５倍の量の汚泥が発生した。また、凝集沈殿処理後も顔料等による排水の着色が残り、全窒素量は上述した「ＪＩＳ Ｋ ０１０２ ４５．１」に準じて測定され、１０ｍｇ／Ｌで、処理性は悪かった。

本発明の排水処理方法は、静電荷現像用トナーの製造時に排出される排水処理に特に有用であるが、有機無機の特性の異なる物質を有する工業排水処理においても有用である。

実施形態にかかる排水処理方法を説明する図である。 従来の排水処理方法を説明する図である。

Claims (2)

1. 静電荷像現像用トナーの製造工程から発生する少なくとも窒素成分を含む排水を処理対象とする排水処理方法であって、
   前記製造工程から発生する窒素成分を嫌気性処理により除去する工程を備えたことを特徴とする排水処理方法。
2. 請求項１に記載の排水処理方法において、
   前記窒素成分を除去する工程が、メタン発酵法工程からなることを特徴とする排水処理方法。

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