JP3225465B2 - 製紙プロセスからの界面活性剤の回収法 - Google Patents
製紙プロセスからの界面活性剤の回収法Info
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Description
る紙等の繊維質ウェブの製造プロセスにおける界面活性
剤の回収法に関する。
は製紙において利点が多い。しかし多量の界面活性剤を
用いるため環境問題が生ずる。本発明は従来の発泡体
(以下フォームという)置換での環境問題点を解決し回
収流体中の界面活性剤を濃縮する経済的にして実用的な
方法を提供する。多くの場合、界面活性剤、それを含有
する流体又はこの両者は再使用しうる範囲で精製するこ
とができ、当業者のゆめといわれる密閉プロセスにより
近い工程を多くすることが望まれる。
収法に関する。一の態様はフォーム形成製紙プロセスに
おける廃棄フォーム化液から再使用できる界面活性剤を
回収する方法に関する。さらに本発明はフォーム化繊維
完成紙料(フォームドファイバーファニッシュ)を繊維
の水スラリーと、水と空気と界面活性剤からなるフォー
ム化液とを混合してつくる湿式ウェブフォーム化プロセ
スに関する。この方法では繊維質ウェブを製紙機械上の
動いているフェルト又はワイヤ上でつくりそこからフォ
ーム化液を回収し、その一部をリサイクルして更なる量
の完成紙料をつくり、且つ一部をこのプロセスでの再使
用のために界面活性剤の回収用に処理する。本発明方法
で回収する界面活性剤を含む水は湖等に放出するに要求
される環境基準を満たす程度に、また製紙プロセスにリ
サイクルしたり再使用するに足る程度に処理される。本
発明の方法は界面活性剤のフォーム形成性混合物を用い
る製紙方法、たとえばフォーム利用脱水プロセスと組合
せて用いることもできる。
散させ、製紙機械の形成ワイヤ上にフォーム−繊維完成
紙料をデポジットさせてタオルやティッシュ(特に洗面
及びバスルームティッシュ)等の高級紙をつくることは
公知である。たとえばUS特許4,443,297参
照。
のオーダーの、界面活性剤(重量)を含有するフォーム
化した又はフォーム形成性水性混合物から界面活性剤、
たとえばアルフォオレフィンスルホネート又はpeg6
ラウロアミドを回収する方法と製造に関する。
収したフォーム化水性混合物から界面活性剤を回収する
方法であって、 (a)該フォーム化混合物から同伴する泡が実質上ない
界面活性剤の少なくなった液体を取り出し、それによっ
て界面活性剤に豊むフォームをつくり; (b)この界面活性剤に豊むフォームを界面活性剤の少
なくなった液体から分離し;そして (c)該界面活性剤に豊むフォーム中の界面活性剤を該
繊維質ウェブ形成プロセスにもどすことを特徴とする方
法である。
性混合物よりも高い界面活性剤濃度をもつ流体の形でウ
ェブ形成プロセスにもどされる。
の少なくなった液体を次のサブ工程をもつ追加の界面活
性剤分離工程に更に供する: (i)前工程で生成した界面活性剤の少なくなった液体
に空気の泡を通すことによって安定なフォームをつく
り; (ii)前工程で生成した該安定なフォームから界面活性
剤の少なくなった液体を取り、これによって第2の界面
活性剤を豊むフォームをつくり; (iii)(ii)で生成した界面活性剤の少なくなった液体
から(ii)で生成した界面活性剤に豊むフォームを分離
し; (iv)該追加の工程の少なくとも1つで得た界面活性剤
に豊むフォーム中の界面活性剤を該繊維質ウェブ形成プ
ロセスにもどす。
活性剤は該フォーム化水性混合物より高い界面活性剤濃
度をもつ流体の形でもどされうる。
性剤分離工程のサブ工程(ii)からの界面活性剤の少な
くなった液体中の界面活性剤の少なくとも1部が該繊維
質ウェブ形成プロセスにもどされる。好ましくはこれは
該水性フォーム化混合物よりも低い界面活性剤濃度をも
つ流体の形でもどされる。
少なくなった液体は界面活性剤濃度を10ppm(重
量)以下にするに足る追加の分離工程に供される。かく
して得られた最終の液体が環境中に廃棄される。
い。また本発明は繊維質ウェブ形成プロセスから回収し
た界面活性剤を含有するフォーム形成性水性混合物流か
ら界面活性剤濃度に豊む流体を製造する方法であって、 (a)該フォーム形成性水性混合物に空気の泡を通して
安定なフォームをつくり; (b)該安定なフォームから同伴泡の実質的にない界面
活性剤の少なくなった液体を取り、界面活性剤に豊むフ
ォームを形成する; (c)界面活性剤の少なくなった液体から界面活性剤に
豊むフォームを分離し;そして (d)該界面活性剤に豊むフォーム中の界面活性剤を該
繊維質ウェブ形成プロセスにもどすことを特徴とする方
法である。
性水性混合物より高い界面活性剤濃度をもつ流体の形で
ウェブ形成プロセスにもどされる。
くとも1の更なる分離工程に供することができ、その最
終工程から回収された液体の少なくとも1部は繊維質ウ
ェブ形成プロセスにもどすか又は環境に廃棄される。
ら出たフォーム化水性混合物から界面活性剤の少なくな
った水界面活性剤混合物を回収する方法であって; (a)該フォーム化混合物から同伴する泡が実質上ない
界面活性剤の少なくなった液体を取り出し、それによっ
て第1の界面活性剤に豊むフォームをつくり; (b)第1の界面活性剤に豊むフォームを界面活性剤の
少なくなった液体から分離して第1の界面活性剤に豊む
オーバーフローと第1の界面活性剤の少なくなったアン
ダーフローとをつくり; (c)該界面活性剤の少なくなったアンダーフローを水
性混合供給流として少なくとも次のいづれか1つの水性
精製工程に供することを特徴とする方法を提供する; (i)該供給流に空気泡を通すことによってそこから安
定なフォームをつくる; (ii)該フォームから同伴泡の実質上ない界面活性剤の
少なくなった水性液体を排液で分離して界面活性剤に豊
むフォームをつくる; (iii)該界面活性剤に豊むフォームを該界面活性剤の少
なくなった液体から分離して、該界面活性剤に豊むフォ
ームから界面活性剤に豊むオーバーフローをまた該界面
活性剤の少なくなった水性液体から界面活性剤の少なく
なったアンダーフローをつくる。
は繊維質ウェブ形成プロセスに有効にもどされうる。
ったアンダーフローはまた繊維質ウェブ形成プロセスに
もどすか環境中に廃棄されうる。
ら出たフォーム形成性水性混合物の供給流を界面活性剤
に豊む流れと使用可能な界面活性剤の少なくなった流れ
に分ける方法において、 (a)該供給流に空気泡を通してそこから安定なフォー
ムをつくり; (b)該安定なフォームから同伴泡の実質的にない界面
活性剤の少なくなった水性液体を取りそれにより界面活
性剤に豊むフォームをつくり; (c)該界面活性剤に豊むフォームを該界面活性剤の少
なくなった液体から分けて、界面活性剤に豊むフォーム
からは界面活性剤に豊むオーバーフロー流をまた界面活
性剤の少なくなった水性液体からは界面活性剤の少なく
なった水性アンダーフロー流をつくり; (d)該界面活性剤の少なくなった水性アンダーフロー
流中の界面活性剤を該繊維質ウェブ形成プロセスにもど
すことを特徴とする方法である。
い濃度をもつ流体の形で工程(d)にもどされる。
性剤の少なくなった液体から分けた界面活性剤に豊むフ
ォームをそこに含まれるフォームをつぶしてそこから空
気を分けるように処理し、それにより該フォーム中の界
面活性剤を該繊維質ウェブ形成プロセスにもどす前に溶
解した界面活性剤に豊むフォームをつくる。
フォーム化は流体完成紙料をヘッドボックスに存在さ
せ、界面活性剤に豊むフォームからの界面活性剤の少な
くなった液体の取り出しを該フォーム中の界面活性剤の
濃度が該ヘッドボックス中のフォーム化した水性完成紙
料中の界面活性剤の濃度(通常30ppm以上)に少な
くとも実質上等しくなるまで続ける。
ォーム化した水性混合物はたとえば、少なくとも約30
ppmの界面活性剤、約1%〜約97%の液体水性相
(容量で)同じ約3%〜約99%の空気(これは該水性
相に分散されている)を有する。
排出)、エアレーション及びフォーム溶解を含む多段プ
ロセスによってフォーム化液体を再使用できる界面活性
剤混合物と精製した水性流に分ける。まず、フォーム化
流体を取り出し、界面活性剤に乏しいフォーム形成性液
体のより濃いフラクションと界面活性剤に豊むフォーム
のより濃さの小さいフラクションをつくる。次いで、こ
れらのフラクションを互に分けて、取り出し工程からの
より濃いフラクションを(所望により製紙操作の別のソ
ースからのフォーム形成性液体と合わせて)空気泡(好
ましくは約1〜5mmの均一サイズ範囲)でエアレーシ
ョンして界面活性剤に豊む安定な自由排出性のフォーム
をつくり(それから界面活性剤の少なくなった液体のよ
り濃い相を取り出し、フォームから分け、所望により他
のエアレーションを行なう。生成フォームはやぶれるか
又は溶けてそこから空気を除き、そして生成した界面活
性剤に豊むフォーム化液体又はフォーム形成性液体流を
リサイクルする。またはフォームを溶かさずにリサイク
ルすることもできる。
を含むフォーム化水性液体の界面活性剤含量を本発明方
法によって約10ppm以下に、またエアレーション、
排出及び分離工程を繰返すことにより約3ppmまで低
下させることができる。
くフォーム形成性液から回収する場合には最初の取り出
し工程を省略しうる。取り出し(排液)工程は別途の排
液装置を要することなくフォーム形成性液体もどしライ
ン内で行ないうる。
用いて説明する。
ーム化水性完成紙料を低コンシステンシーパルプからつ
くるための補助装置を含む製紙機械の工程概略図であ
る。
形の装置の部分水平断面図である。
(Sparger)要素の平面図である。
面図である。
る。この機械は公知であり(クレッセントに形成機とし
て知られている)、US特許第3,326,745号に
記載されている。
端には液体製造性形成フェルト又は布帛11及び不織布
のウェット形成用に用いられているタイブの圧縮ワイヤ
又はスクリーン12がある。形成フェルト11は以後可
動有孔支持部材と称することもある。形成フェルト11
はナイロン又はポリエステルのメッシュ織物とそれにつ
けた細い合成バットから厚い液体透過性布帛としこれを
通常の手段でロール上に支持したものが好ましい。尚ロ
ールとしてはブレストロール15及びコーチロール は
圧縮ロール、たとえばサクション圧力ロール16があ
る。圧縮ワイヤも同様にブレストロール15に関連した
位置にあるロール15と19を含むロール上に支持さ
れ、圧縮ワイヤをフェルト11に関し急角度で円筒状の
ブレストロール15における形成フェルト11上に集中
させる。フェルト11とワイヤ12は同方向に同速度で
且つブレストロール15の回転方向に動く。
11は形成ロール15の上部表面上に集中してウェッジ
(まち)形の空間又はニップを形成し、そこにフォーム
化繊維完成紙料のジェットが加圧されたヘッドボックス
20から射出されるワイヤ12はブレストロール15上
のフェルト11をこえて通るように張られ、フォーム化
液体−繊維分散体はワイヤ12とワイヤ12をとおりセ
ーブオール22に液体を押しつけているフェルト11の
間で圧縮され、セーブオールでこの方法での再使用用に
55〜75容量%の空気含量をもつフォーム化液体とし
て集められる。このプロセスでつくられた湿ウェブWは
圧縮ロール16にフェルト11によって運ばれ、ヤンキ
ードライヤーのドラム26に運ばれる。湿ウェブがドラ
イヤーのドラム26に移動されそこで乾燥されしぼ寄せ
ブレード27でしぼ寄せされると共に湿ウェブから圧縮
ロール16によって液体が圧搾される。仕上げウェブが
巻取りロール28上に集められる。このプロセスで用い
られるフォーム化水性液体を形成するに要する界面活性
剤の幾分かはウェブ中に残る。
しい態様において、フォーム化液体がUS特許第4,4
43,299号に記載のようにまず形成される。開始に
際し適当な供給源(図示せず)からライン31を通りサ
イロ30に目的とするフォーム化液体をつくるに十分な
界面活性剤と共に加えられる。たとえば、ニューヨーク
のWitco Corp.からWitconate A
OSの商品名で販売されているアルファオレフィンスル
ホネート等の適当なアニオン界面活性剤の水溶液が約1
50〜約350ppm(重量)の好ましい濃度で好まし
い水性フォームをつくるのに用いられる。本発明の目的
には、水添加剤として多くの界面活性剤を用いることが
でき、それらは通常ノニオン系、アニオン系、カチオン
系又は両性の界面活性剤に分類される市販品である。そ
の濃度は通常150〜1000ppm(重量)である。
好ましいノニオン系界面活性剤はシカゴのMazer
Chemical社からMazamide L−5AC
の商品名で販売されているpeg−6ラウロアミドであ
る。
いる他の添加剤の化学特性によって選択されるのが好ま
しい。US特許第3,716,449号及び3,87
1,952号にはフォーム中の繊維分散体からのウェブ
の製造に適するノニオン系、アニオン系及びカチオン系
の界面活性剤が開示されている。US 特許第4,05
6,456号には両性界面剤が開示されており、これら
は本発明に好ましく用いられる。水とガス又は空気との
界面張力を変性して半安定性の水性キャリアをつくるた
めの多くの他の界面活性剤物質も用いうる。これらは本
発明方法による界面活性剤の回収にも適している。当業
者は所望により2種以上を適宜配合することもできる。
アとしてつくる好ましい方法はUS特許第4,443,
299号に開示されている。開始の一例として、まず形
成フェルト11とワイヤ12を約20〜約60pli
(ポンドパーリニアインチ)、好ましくは約30pli
に調節した圧縮ワイヤ12の張力で約2500フィート
/分(fpm)の速度で動かすことによってフォーム化
キャリアをつくる容積式置換ファンポンプ32によっ
て、たとえばアニオン系界面活性剤を300ppm含有
する水性界面活性剤溶液をサイロ30からライン33と
34を通りヘッドボックス20に移り、そこからフォー
ム形成性液体のジェットを形成フェルト11とワイヤ1
2の交点につくられたニップに当てる。ヘッドボックス
でのフォーム形成性液体の圧力と流速は、フォーム形成
とその後のウェブ形成の間の形成フェルト11とワイヤ
12の速度の約90〜150%のジェット速度を達成す
るよう調節される。典型的には、ジェット速度はフェル
トとワイヤの速度の約110%である。約1000〜約
7000フィート/分(fpm)又はそれ以上の形成フ
ェルト及びワイヤ速度がウェブWの形成に用いられう
る。
に当たると、フェルト表面上に分散し、外側のワイヤ1
2が内側フェルト上に動くと圧力が生じ外側ワイヤ12
上にヘッドボックス20から射出された液体の力と組合
さって、フォーム形成性液体を外側ワイヤ12のすき間
を通ってセーブオール22内へ流す。形成フェルト11
上へのワイヤの約束によって生じた力及びヘッドボック
ス20からワイヤ上への液体ジェットの線速度と衝突力
とが組合わさってヘッドボックス20とワイヤ12を通
る液体上に組合された遠心力、圧縮力及びせん断力を生
ずる。これらの力はワイヤに沿って移動する空気及びそ
のすき間にある空気を移すに十分であり、それにより、
たとえば60〜70容量%の空気を含有する所望のフォ
ーム化液体を生ずる。
められたフォーム化液体を導管28によってフォームサ
イロ30にもどす。典型的には、約5〜30回のサイク
ル期間にフォーム形成性液体の空気含量はほぼゼロから
約60〜70容量%で最大泡サイズがたとえば約20〜
200ミクロン即ち完成紙料に用いる繊維の長さよりは
小さいサイズの範囲の安定操作に好ましい値にまで増加
する。泡寸法対繊維寸法の最適な関係はU.S.特許第
3,716,449号及び3,871,952号に開示
されており、本発明でもそれに準ずる。フォーム化液体
の空気含量が所望の安定操作レベル、たとえば60〜7
0容量%に達したら、フォーム化液体に繊維を加えて紙
形成を開始してフォーム化繊維完成紙料をつくる。ウェ
ブ形成操作中フォーム化液体は上記と同様にして製紙材
料のワイヤ上に生成する。
紙料から集められたフォーム化液体をライン28からフ
ォームサイロ30に引きとる。0.5〜7重量%、好ま
しくは約2.5〜約4.5%の繊維を含有するパルプの
水スラリーが機械チェスト36からライン37と流れ制
御バルブ38をとおりライン33に流れ、約0.1〜3
重量%、好ましくは約0.3〜1.2%の繊維濃度をも
つフォーム−繊維完成紙料(furnish)をつくる
に必要な量サイロ30からフォーム化液体に加えられ
る。フォーム−繊維完成紙料は容積式置換ファンポンプ
32によって導管34をとおって加圧されたヘッドボッ
クス20に送られる。ファンポンプへのライン37中の
パルプ供給物の速度は基礎重量計80、濃度計39及び
流量計40からの信号に基づきコントローラ78で制御
されるバルブ38で制御され、製紙機械10の形成フェ
ルト11の製造速度で所望の目付重量をもつウェブを形
成する。
ラリーは湿ウェブによって系から除かれる水よりも速い
速度で系に水を導入する。本発明によれば、セーブオー
ル20から回収された過剰のフォーム化液体をライン4
2をとおして液体分離機45に供給する。図では、コン
トローラ44に応答するポンプ43が、サイロ30の底
の圧力センサー41aからの信号及びライン34中の密
度計41bからの信号に応答してサイロ30中の所望の
空気含量の泡を実質上一定の量維持する。
化液体を導入する容器をもちうる。この分離機中ではよ
り重い液体に富む相が排液し、より軽い液体の少ないフ
ォーム相から分けられる。分離したフォーム相はライン
47をとおり容器の上部から、フォーム化液体から空気
を分けるフォーム分割機48に排出される。
はフォームからガス状成分の実質的な部分を除くことを
いい、この場合ガス状成分は、液体の実質的部分を、ガ
ス状成分の実質的部分を除くことなしにフォームから除
かれる排出液(drainage)から区別される。従
って、「分割フォーム」はガスを含まないか又は依然と
して比較的多量のガスを含みうる。フォーム分割におい
ては、通常そこに含まれるガスをガスと液体の混合物か
ら分けるよりフォームに含まれる泡を破壊し、一方排出
液では界面活性剤の少なくなった液体が除かれるよう泡
はあってもごくわずかにされる。分離はフォーム又はそ
のより軽い部分を液体又は濃い相から物理的に移動させ
ることを意味する。又は逆に液体がフォームから濃い相
にまじらないように液体又は濃い相を移動させてもよ
い。「混合」は多相又は単一相、溶液、分散、コロイ
ド、懸濁、フォーム、エマルジョン、クロス、物理的混
合物その他にかかわらず1成分以上のすべての集合体を
含める意味で用いている。「繊維質ウェブ形成プロセ
ス」とは紙又は不織布の形成、さらにはパルピング、再
パルピング、シャワリング、洗浄、繊維回収、パディン
グ、含浸、コーティング、乾燥、脱水等の補助プロセス
をも包含するものである。
2に供給したフォーム化液体からライン47を通って分
離又は回収される界面活性剤に豊むフォーム相を回収す
る。同様に、界面活性剤の少なくなった液体相が界面活
性剤に豊む相から分離されライン56を通って回収され
る。たとえば、ライン56を通って液体分離機45をは
なれる液体はライン42を通って液体分離機に入るフォ
ーム化液体の約半分の界面活性剤濃度をもつ。一方排出
したフォームは約100ppm(重量)以上、好ましく
は約300ppm以上、より好ましくは約400〜70
0ppmの濃度をもつ。
ォームフォーム分割機48中で50〜80容量%の空気
含量にされ、得られる界面活性剤に豊むフォームから空
気が分離され、同フォームは導管51を通りサイロ30
にもどる直線状刃をもつ放射状ブロワーはフォーム分割
機として好ましい。またいわゆるフォーム破壊機といわ
れる装置(Pulp and Paper Canad
a,Vol.78,No.2,2月1977,37−4
2頁)も用いうる。本発明方法では約80容量%以下の
適宜の量の空気を含むフォーム化液体をサイロ30にも
どすことが好ましい。
ット82又は真空ボックス84等の他の供給源からライ
ン86の液体と合体しうる、液体分離機45からの液体
をライン56を通って界面活性剤回収機55に導びかれ
る。同装置55は下記の目的での空気導入手段60を含
む。界面活性剤回収機55の低部に設けたエアレータ6
0としてはフォーム形成性液体混合物から安定で自由排
出性のフォームを生じうる適宜の構造のものが用いられ
る。たとえば加圧空気エアレータ、タービンエアレー
タ、デンバーセル、ジェットエアレータ、多孔質分散機
等がある。これらはたとえば約30ppm(重量)以下
といった比較的少量の界面活性剤を含む混合物と用いる
と好ましい。しかしその濃度が高くなると、これらのエ
アレータ、特にジェットエアレータは実用しがたくな
る。約100ppm以上といった高濃度ではこれら、特
にジェットエアレータは事実上用い得ない。セルロース
質繊維の存在は多くのエアレータの問題に寄与しうる。
しかし図2、3及び4に示したタイプの詰りのないエア
レータは極めて有効であり、滞留時間を大巾に減らし、
分離機全体の容積を減らし且つ実質量の繊維と極めて高
濃度の界面活性剤を含む混合物から安定な自由排出性の
フォームを生成して、高い界面活性剤回収率を達成す
る。これらの効果は約1〜5mmに制御された狭い範囲
の寸法分布をもつ泡の使用で特にもたらされる。もし不
均一な極めて広い寸法分布の泡を用いると過度の粗大化
が起こり有効な界面活性剤分離が達成されなくなる。小
さい泡(1mm以下のオーダー)は界面活性剤含有混合
物中をゆっくり上昇し、界面活性剤を伴なう濃厚相に捕
捉され分離効果を減少する。大きい泡(10mm以上の
オーダー)は容易に破壊し不安定な泡をつくるので好ま
しくない。従って大きな泡は界面活性剤の捕捉と界面活
性剤の高濃度のフォームの形成の両方で好ましくない。
小さい泡は液体の排出がゆっくりになり、滞留時間と容
積が増すのでフォーム相の形成には好ましくない。つま
り泡が小さすぎると過剰の界面活性剤が排液で除かれる
濃厚相に残存すると共にフォーム相の界面活性剤も製紙
プロセスでの再使用に適するレベルに容易に濃縮できな
い。約1〜約5mmの範囲の比較的均一な寸法分布の泡
をつくることによって、不均一の泡やそれより大きい又
は小さい泡をつくるエアレータに比し、所望の分離を行
なうに要する滞溜時間と容積を顕著(即ち何倍のオーダ
ーで)低下させうる。また生成した泡の寸法分布を、界
面活性剤回収機を出た濃厚相が、その流れ中に捕捉され
た空気泡の実質量を実質上もたず、また同時に濃厚相上
につくられたフォーム相が少なくとも数秒、好ましくは
少なくとも10秒、より好ましくは少なくとも約30秒
のフォーム滞溜時間十分に安定であり、比較的純粋な液
体を濃厚相にもどすことを可能とする寸法分布に十分に
近づけることを実験的に確かめることができる。このよ
うなフォームを「安定で、自由排出性の」のフォームと
いう。図2、3及び4のタイプのエアレータの使用に要
するエネルギーはジェットエアレーション、溶解空気浮
上、又はタービンエアレーションに比し小さい。好まし
い態様では1つの大きいタンクより複数の装置(ユニッ
ト)の使用が好ましい。適宜の供給源からの空気を供給
ライン61とマニホールド62からエアレータ60に供
給する、空気が界面活性剤回収機(SRU)55中のフ
ォーム形成性液体63を通って泡立つと、未回収界面活
性剤を含む安定な自由排出性のフォームが生じ、液体6
3上の自由空間に流れ集まり、ライン64から上記のタ
イプのフォーム分割機65(即ちフォーム48)に排出
される。本発明はTAPPI Vol.57,No.
7,314頁に開示されているような排液が望ましくな
くそれを避ける工程が用いられるような低界面活性剤濃
度プロセスのような通常のフォームフラクショネーショ
ン廃水処理プロセスとは異なる。本発明では安定な自由
排出性のフォームからの排出を用い且つ促進するプロセ
スによって水性相と界面活性剤の両方を精製して2つの
有用な流れを得ることができるのである。フォーム中の
界面活性剤濃度が曲ヘッドボックス中のフォーム繊維完
成紙料の界面活性剤濃度と少なくとも同じになるまで排
出を続けることは極めて大きな利点である。
活性剤回収機55に供給する界面活性剤の容積に対する
空気の容積は実験で決められる。一般的には空気/液体
容積比が約5:1〜20:1、好ましくは約6:1〜1
2:1がライン中の各界面活性剤回収機にとって好まし
い。
%以上含有するすべてのガスを包含する意味であり、大
気空気又はそれから誘導されたガスは、燃焼廃ガスのよ
うに酸素が少なくなっていたり、または2酸化炭素、1
酸化炭素、窒素又は他の汚染成分の酸化物等に富むもの
であっても包含される。
の流れに沿ってシリーズに用い、界面活性剤濃度を廃水
として過剰の水を排出するに十分な低レベルまで又は製
紙目的での再使用及び同時にSRUに要求される空間を
最小にする低レベルまで低下させることが好ましい。本
発明により、界面活性剤濃度は3〜5ppmのオーダー
の通常の他の製紙工程用や廃水として環境基準を満たす
程度に低下させうる。
性剤回収機55からの液体をライン68を通して抜き出
し、55と同じ構造の第2段階の界面活性剤回収機69
に導びく、69内の詰りのないエアレータ60がライン
71とマニホールド72を通って空気又はガスを供給す
る。界面活性剤の少なくなった廃水はライン73を通
り、又は他のプラント廃水で処理して、排出される。界
面活性剤に豊むフォームはライン74から抜き出しフォ
ーム受器75に入れる。回収界面活性剤を含有する液体
を空気セパレータ76を通りフォーム受器75からライ
ン51に流しそしてサイロ30にもどす。
い形が示されている。このエアレータはプラスチック製
で中央の管状通路78(そこを通って空気がマニホール
ドから自由に流れる)をもつ平らな又は上部が凸状の皿
77からなる。皿の上面は高弾性ダイヤフラム79で覆
われており、このダイアフラムは多数のほぼ均一な大き
さの孔80をもち所望の寸法範囲の均一な泡を生ずるの
に用いられる。ダイアフラム79の中心には孔はなく、
それ故空気圧が通路79に付与されるとダイアフラムは
図2と4に示すように上がり延伸され、孔が開きほぼ均
一寸法の泡を生成させて空気を液体63中ににがす。泡
は界面活性剤に豊むフォームを形成しこれが液体63上
の空間に集まり、ライン64を通って容器65から排出
される。このタイプのエアレータはピッツバーグのRo
ediger社からROEFLEXダイアフラムエアデ
イフューザの商品名で販売されている。
込み皿77に対し孔80を密閉し、その間空気供給は管
状通路に対しダイアフラム79の孔のない中心が引かれ
ることによって閉じられる。このエアレータの使用はエ
アレータに供給される空気のきびしい濾過を要しないと
いう利点をもつ。
ーズで用いることが好ましい。図ではこの回収機69は
55と同一構造である。適宜の数の回収機を好ましくは
シリーズで用いるが平行でも用いる孔両方を組合せるこ
とも可能であり、それは界面活性剤の回収の程度や廃水
の精製の程度に応じて決められる。操作の信頼性及び柔
軟性からは複数の回収機をシリーズを含むラインを複数
平行にならべることが好ましい。
棄され280ppmのWitconate AOSを含
有する、ウェブ形成系からの過剰のフォーム化液体は4
5での排液の後約155ppmを含有し、一方ライン4
7から除かれるフォーム中の界面活性剤濃度は約600
ppmとなる。約60ppmの界面活性剤を含有するラ
イン86からのフォーム形成性液体を合体した後はSR
U55に供給されるライン87中の濃度は約87ppm
となる。SRU55からライン64を通って引き出され
た液体中の界面活性剤濃度は約600ppmである。こ
の分離には、ライン56を通る供給物流速が約100リ
ットル/分/床面積m2、空気流速が約600標準リッ
トル/分/床面積m2で十分である。各々の場合、フォ
ームの空気含量は約99容積%である。ライン68を通
り、SRU55を離れる液体の界面活性剤含量はSRU
69では約32ppmに低下する。ライン74を通り受
器75に入れられるSRU69からのフォームは界面活
性剤を約600ppm含有する。SRU69からの濃厚
相の界面活性剤濃度は1つの追加のSRUをつなげる
(図示せず)ことにより約5ppm以下に低下する。い
くつかのSRUの各々からのフォーム中の界面活性剤濃
度は約600ppmで実質上一定である。
に適したフォーム分割機はシカゴブロワー社から販売さ
れているタイプの放射状ブロワーである。
わゆるクレセント形製紙機械への応用について述べたが
フォームを用いる他の適宜の製紙プロセスに用いうるこ
とは云うまでもない。
完成紙料を低コンシステンシーパルプからつくるための
補助装置を含む製紙機械の工程概略図である。
部分水平断面図である。
Claims (23)
- 【請求項1】 繊維質ウェブ形成プロセスから回収した
フォーム化水性混合物から界面活性剤を回収する方法で
あって、 (a)該フォーム化混合物から同伴する泡が実質上ない
界面活性剤の少なくなった液体を取り出し、それによっ
て界面活性剤に豊むフォームをつくり; (b)この界面活性剤に豊むフォームを界面活性剤の少
なくなった液体から分離し;そして (c)該界面活性剤に豊むフォーム中の界面活性剤を該
繊維質ウェブ形成プロセスにもどすことを特徴とする方
法。 - 【請求項2】 界面活性剤の少なくなった液体を次のサ
ブ工程をもつ追加の界面活性剤分離工程に更に供する請
求項1記載の方法: (i)前工程で生成した界面活性剤の少なくなった液体
に空気の泡を通すことによって、安定なフォームをつく
り; (ii)前工程で生成した該安定なフォームから界面活性
剤の少なくなった液体を取り、これによって第2の界面
活性剤に豊むフォームをつくり; (iii)(ii)で生成した界面活性剤の少なくなった液体
から(ii)で生成した界面活性剤に豊むフォームを分離
し; (iv)該界面活性剤に豊むフォーム中の界面活性剤を該
繊維質ウェブ形成プロセスにもどす。 - 【請求項3】 最後の界面活性剤回収工程のサブ工程
(ii)からの界面活性剤の少なくなった液体中の界面活
性剤を該繊維質ウェブ形成プロセスにもどす請求項2記
載の方法。 - 【請求項4】 最後の界面活性剤分離工程のサブ工程
(ii)の界面活性剤の少なくなった液体中の界面活性剤
濃度を10ppm以下に減少させるために追加の界面活
性剤分離工程を用い、かくして得られた最終の界面活性
剤の少なくなった液体を界面活性剤含量が10ppm以
下の水性廃棄物として廃棄する請求項2記載の方法。 - 【請求項5】 該フォーム化水性混合物が少なくとも3
0ppmの界面活性剤と、約1〜97容積%の水性液体
相と約3〜99%の該水性液体相中に分散した空気を有
する請求項1〜4のいづれか1記載の方法。 - 【請求項6】 工程(c)において界面活性剤をその濃
度がフォーム化した水性混合物の濃度をこえる流れの形
で該ウェブ形成プロセスにもどす請求項1〜5のいづれ
か1項記載の方法。 - 【請求項7】 繊維質ウェブ形成プロセスから回収した
界面活性剤を含有するフォーム形成性水性混合物流から
界面活性剤濃度に豊む流体を製造する方法であって、 (a)該フォーム形成性水性混合物に空気の泡を通して
安定なフォームをつくり; (b)該安定なフォームから同伴泡の実質的にない界面
活性剤の少なくなった液体を取り、界面活性剤に豊むフ
ォームを形成し; (c)界面活性剤の少なくなった液体から界面活性剤に
豊むフォームを分離し;そして (d)該界面活性剤に豊むフォーム中の界面活性剤を該
繊維質ウェブ形成プロセスにもどすことを特徴とする方
法。 - 【請求項8】 界面活性剤の少なくなった液体を次のサ
ブ工程をもつ追加の界面活性剤分離工程に供する請求項
7記載の方法; (i)前工程で生成した界面活性剤の少なくなった液体
に空気の泡を通すことによって、安定なフォームをつく
り; (ii)前工程(i)で生成した該安定なフォームから界
面活性剤の少なくなった液体を取り、これによって界面
活性剤に豊むフォームをつくり; (iii)(ii)で生成した界面活性剤の少なくなった液体
から(ii)で生成した界面活性剤に豊むフォームを分離
し; (iv)該界面活性剤に豊むフォーム中の界面活性剤を該
繊維質ウェブ形成プロセスにもどす。 - 【請求項9】 最後の界面活性剤回収工程のサブ工程
(ii)からの界面活性剤の少なくなった液体中の界面活
性剤を該繊維質ウェブ形成プロセスにもどす請求項8記
載の方法。 - 【請求項10】 最後の界面活性剤分離工程のサブ工程
(iii)の界面活性剤の少なくなった液体中の界面活性剤
濃度を10ppm以下に減少させるために追加の界面活
性剤分離工程を用い、かくして得られた最終の界面活性
剤の少なくなった液体を界面活性剤含量が10ppm以
下の水性廃棄物として廃棄する請求項8記載の方法。 - 【請求項11】 界面活性剤の少なくなった液体から分
離した界面活性剤に豊むフォームが界面活性剤に豊むオ
ーバーフロー流を形成し、界面活性剤の少なくなった液
体が界面活性剤の少なくなったアンダーフロー流を形成
し、該アンダーフロー流が該繊維質ウェブ形成プロセス
にもどされる請求項7記載の方法。 - 【請求項12】 繊維質ウェブ形成プロセスから出たフ
ォーム化水性混合物から界面活性剤の少なくなった水界
面活性剤混合物を回収する方法であって; (a)該フォーム化混合物から同伴する泡が実質上ない
界面活性剤の少なくなった液体を取り出し、それによっ
て第1の界面活性剤に豊むフォームをつくり; (b)第1の界面活性剤に豊むフォームを界面活性剤の
少なくなった液体から分離して第1の界面活性剤に豊む
オーバーフローと第1の界面活性剤の少なくなったアン
ダーフローとをつくり; (c)該界面活性剤の少なくなったアンダーフローを水
性混合供給流としてサブ工程をもつ水性精製工程に供す
ることを特徴とする方法: (i)該供給流に空気泡を通すことによってそこから安
定なフォームをつくり; (ii)該フォームから同伴泡の実質上ない界面活性剤の
少なくなった水性液体を排液で分離して界面活性剤に豊
むフォームをつくり; (iii)該界面活性剤に豊むフォームを該界面活性剤の少
なくなった液体から分離して、該界面活性剤に豊むフォ
ームから界面活性剤に豊むオーバーフローをまた該界面
活性剤の少なくなった水性液体から界面活性剤の少なく
なったアンダーフローをつくる。 - 【請求項13】 最後の工程からの界面活性剤の少なく
なったアンダーフローを該繊維質ウェブ形成プロセスに
もどす請求項12記載の方法。 - 【請求項14】 最後の界面活性剤分離工程のサブ工程
(iii)の界面活性剤の少なくなった液体中の界面活性剤
濃度を10ppm以下に減少させるために十分な水性精
製工程を用い、かくして得られた最終の界面活性剤の少
なくなった液体を界面活性剤含量が10ppm以下の水
性廃棄物として廃棄する請求項12記載の方法。 - 【請求項15】 環境中に廃棄する前に最後の界面活性
剤の少なくなった液体から空気を分離する請求項4、1
0又は14記載の方法。 - 【請求項16】 繊維質ウェブ形成プロセスから出たフ
ォーム形成性水性混合物の供給流を界面活性剤に豊む流
れと使用可能な界面活性剤の少なくなった流れに分ける
方法において、 (a)該供給流に空気泡を通してそこから安定なフォー
ムをつくり; (b)該安定なフォームから同伴泡の実質的にない界面
活性剤の少なくなった水性液体を取りそれにより界面活
性剤に豊むフォームをつくり; (c)該界面活性剤に豊むフォームを該界面活性剤の少
なくなった液体から分けて、界面活性剤に豊むフォーム
からは界面活性剤に豊むオーバーフロー流をまた界面活
性剤の少なくなった水性液体からは界面活性剤の少なく
なった水性アンダーフロー流をつくり; (d)該界面活性剤の少なくなった水性アンダーフロー
流中の界面活性剤を該繊維質ウェブ形成プロセスにもど
すことを特徴とする方法。 - 【請求項17】 工程(c)の繊維質ウェブ形成プロセ
スにもどされる界面活性剤がフォーム化水性混合物より
高い界面活性剤濃度をもつ流体の形でもどされる請求項
7〜16のいづれか1記載の方法。 - 【請求項18】 該空気泡の少なくとも50容積%又は
少なくとも50%の数が約1〜5mmの寸法をもつ請求
項2〜17のいづれか1記載の方法。 - 【請求項19】 界面活性剤の少なくなった液体から分
離した界面活性剤に豊むフォームをそこに含まれる泡を
破壊することによってそこから空気を分離するように処
理し、それによって該フォーム中の界面活性剤を該繊維
質ウェブ形成プロセスにもどす前に、界面活性剤に豊む
フォームを形成する請求項1〜18のいづれか1記載の
方法。 - 【請求項20】 該繊維質ウェブ形成プロセスが界面活
性剤を含有するフォーム化水性完成紙料がヘッドボック
スに存在する形成プロセスであり且つ界面活性剤に豊む
フォーム中の界面活性剤の濃度が該ヘッドボックス中の
フォーム化水性完成紙料中の界面活性剤濃度に少なくと
も実質上等しくなるまで排出を続ける請求項19記載の
方法。 - 【請求項21】 界面活性剤に豊むフォーム中の界面活
性剤の濃度が約100ppm以上である請求項1〜20
のいづれか1記載の方法。 - 【請求項22】 各々の形成された安定なフォームが界
面活性剤の少なくなった液体を少なくとも30秒間そこ
から排出するに十分安定であり且つ安定なフォームから
の界面活性剤の少なくなった液体の排出工程が少なくと
も30秒間続けられる請求項1〜21のいづれか1記載
の方法。 - 【請求項23】 界面活性剤が少なくとも約10の炭素
原子をもつアルファオレフィンスルホネートである請求
項1〜22のいづれか1記載の方法。
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