JP3266711B2 - 排水の処理方法 - Google Patents

排水の処理方法

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  • Separation Of Suspended Particles By Flocculating Agents (AREA)

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【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はポリビニルアルコールを
含有する排水処理方法に関する。
【0002】
【従来の技術】ポリビニルアルコール(以下PVAと略
称する。)は経糸糊剤、各種バインダー、接着剤、紙や
布の表面処理剤、硬仕上げ剤などに広く使用されてお
り、他に類を見ない優れたフィルム強度とタフネスを有
した水溶性高分子として知られている。これらの使用分
野によっては、一度使用されたPVAを、再度、水に溶
解して使用する場合がある。例えば経糸糊付けした織布
の糊抜きを行う場合、紙や不織布を再使用する為に再生
処理時に再度、水に溶解する場合などである。これらの
排水中に溶解したPVAの処理方法としては、活性汚泥
法が一般に用いられているが、特定の資化菌を用いて処
理する必要があることから、処理費用が高く、かつ広い
処理面積が必要である。他の排水処理方法としては、凝
集沈澱法が一般によく用いられているが、1%以下の薄
い濃度のPVAを凝集沈澱させる薬剤がないことから、
処理できないのが現状であった。またPVAを保護コロ
イド剤として用いた水性エマルジョン、例えば酢酸ビニ
ルエマルジョン、アクリルエマルジョン、エチレン−酢
酸ビニル共重合体エマルジョン等の排水処理についても
凝集沈降法が非常に困難であった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、従
来、PVAを含有する排水の処理方法としては使用する
ことが不可能であった凝集沈澱方法を用いて、より安価
で効率の良いPVAを含有する排水処理方法を提供する
ものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者らはかかる現状
に鑑み、鋭意検討した結果、排水中のPVAを凝集沈降
法により処理する方法として、ポリメタクリル酸をPV
Aの含有量に対して0.1〜400重量%を添加してポ
リビニルアルコールを凝集沈降させることを特徴とする
PVAを含有する排水の処理方法を見出したものであ
る。すなわち、本発明に使用するポリメタクリル酸は排
水中の非常に希薄な濃度のPVAと反応してPVA−ポ
リメタクリル酸の複合体を生じ、水に不溶な沈降物を生
じ、PVAを水中から分離しうることを見出し本発明に
至ったものである。
【0005】ポリメタクリル酸とPVAの複合体を生成
せしめ有効にPVAを分離するためには、排水中のpH
が3.5〜6.5であり、好ましくは4.0〜6.0が
よい。pHが3.5より小さいとポリメタクリル酸より
強酸が多く存在していることになり、複合体が生成して
も水の不溶性の構造を取りえず、分離が不十分になるこ
とが多い。またpHが6.5よりも大きい場合には排水
中のPVAの濃度にもよるが、ポリメタクリル酸がアル
カリ性の塩になり、水不溶性の複合体を作ることが困難
となる。pHの調整方法としては、排水処理において一
般に行われている方法で良い。pH調整する時期につい
ては、特に制限はないが、ポリメタクリル酸を添加する
前あるいはポリメタクリル酸と同時に添加することが好
ましい。但し、PVAとポリメタクリル酸とが水不溶性
の複合体を生成した後は、pH値が上記範囲以外になっ
ても該複合体が壊れず、PVAが水溶性に変化しないこ
とから、pHの範囲は自由に取り得る。
【0006】本発明で使用するポリメタクリル酸はメタ
クリル酸を単独重合したものが好ましく、場合によって
は少量の他の単量体との共重合体でもよい。しかし、他
の単量体の共重合割合は10モル%以下であることが好
ましい。ポリメタクリル酸の分子量は特に限定はない
が、数平均重合度で100〜10000であり、好まし
くは200〜2000である。ポリメタクリル酸の分子
量が100より小さいと、PVAとの強固な複合体が生
成しにくく、10000より大きい場合にはポリメタク
リル酸の製造が困難であり、水溶液での取扱いが難し
く、複合体の生成速度も非常に遅いものになる。ポリメ
タクリル酸の使用形態としては、特に制限はなく、固体
状態、微粉末状のもの、水溶液、あるいは他の担体等に
吸着しているものを使用してもよいが、一般的には一定
の濃度の溶液にして添加する。ポリメタクリル酸のPV
Aに対する添加量はPVAの含有量に対して0.1〜4
00重量%であり、さらに好ましくは10〜200重量
%である。ポリメタクリル酸の添加量が0.1重量%よ
りも小さい場合には水不溶性の複合体を生成しないため
使用できず、また400重量%よりも大の場合でも強固
な水不溶体性の複合体の生成が困難なため使用できな
い。
【0007】排水中のPVAについては特に限定はな
く、どのようなPVAであっても処理可能である。例え
ばPVAとしては、重合度100〜10000および鹸
化度20〜100モル%の範囲のPVA、さらには無変
性のPVA、カルボキシル基変性PVA、スルホン酸変
性PVA、カチオン変性PVA、疎水基を導入したPV
Aやその他種々の変性PVAが本発明の対象になる。ま
たPVA単独ばかりでなくPVAを保護コロイド剤とし
て用いた水性エマルジョン、例えば酢酸ビニルエマルジ
ョン、アクリルエマルジョン、エチレン−酢酸ビニル共
重合体エマルジョン等の排水処理についても本発明の凝
集沈澱方法による排水処理方法が取り得る。これらのエ
マルジョンの場合、添加するポリメタクリル酸の量は、
エマルジョンの重量濃度に対する量でなく含まれるPV
Aの量に対して加える必要があり、PVAの含有量に対
して0.1〜400重量%を添加して処理する必要があ
る。但し一般的にはエマルジョン中のPVAの量が不明
の場合が多く、通常エマルジョンの固形分に対して5〜
50重量%を最適添加量とすれば良い。
【0008】本発明の排水処理方法は排水中のPVAと
ポリメタクルリ酸との反応で水不溶性の複合体を生成さ
せて、PVAを水中から分離する事を目的に行うもので
あるが、PVAの排水中の濃度、PVAとポリメタクリ
ル酸の配合割合、その他の排水中の混入物およびその他
の種々の要因で生成した水不溶性の複合体が小さくなり
沈降分離が遅い場合もあり、このような場合には一般に
使用されている無機凝集剤を併用することによってより
大きな複合体が得られる場合がある。本発明で使用でき
る無機凝集剤としては、例えば硫酸アルミニウム(硫酸
バンド)、ポリ塩化アルミニウム(PAC)、塩化アル
ミニウム、塩化第二鉄、ポリ硫酸第二鉄、硫酸第二鉄、
硫酸第一鉄等が挙げられる。これらの無機凝集剤は一般
には水溶液で使用されることが多いが、本発明の場合、
水溶液の状態だけでなく固体の状態の無機凝集剤でもよ
い。また無機凝集剤は一種または二種以上を混合して使
用することもできる。無機凝集剤は排水中のPVAとポ
リメタクリル酸との反応物が生成された後に添加するこ
とが望ましい。しかし排水のpHの調整にこれらの凝集
剤の水溶液を用いて行うことも可能であり、添加の順序
は特に制限されない。さらにPVAを含む水不溶性の複
合体をより大きな粒子にして、水との分離を効率良く行
わせる為に、状況によっては高分子凝集剤も使用するこ
とができる。高分子凝集剤としては、ポリアクリル酸ナ
トリウム、ポリアクリルアミド、この部分加水分解物、
またはこれにカチオン基を導入したもの、ポリエチレン
オキシド等である。一般には水溶液で使用されることが
多く、固体状で添加されることは希であるが、本発明の
場合、水溶液の状態だけでなく固体の状態の無機凝集剤
でもよい。高分子凝集剤は一種または二種以上を混合し
て使用することもできる。
【0009】排水処理の装置としては、一般的に使用さ
れている装置を使用することができ、特に新しい機構を
備える必要はない。以下、一般的な処理装置と処理方法
について述べるが、これに限定されるものではない。従
来から通常使用されている連続凝集処理装置はpH計と
急速攪拌機を備えた混和槽と緩速攪拌機を備えた凝集槽
からなっている。混和槽にはpH調整液を定量供給する
定量ポンプが設けられ、凝集槽にはポリメタクリル酸の
水溶液を定量供給する定量ポンプと、場合によっては無
機凝集剤や高分子凝集剤の供給ポンプが備えつけられて
いる。PVA(PVAを保護コロイドにしたエマルジョ
ンを含む)を含有する排水が、定量ポンプによって定量
注入される。pH調整液がpH計の制御下に一定のpH
になるまで供給されて、混合される。この排水は次いで
凝集槽に送られ、ここでポリメタクリル酸を一定量供給
して水不溶性の複合体を生成させる。さらに必要に応じ
て、無機凝集剤や高分子凝集剤を一定量添加してより大
きな凝集フロックに成長させる。生成された凝集フロッ
クは、必要に応じてさらに沈澱槽、浮上分離槽または濃
縮スクリーン等へ供給され、凝集フロックが分離され
る。この連続処理装置ばかりでなく、一槽でバッチ式で
処理する方法でもよく、ポリメタクリル酸の添加につい
ても凝集槽で添加する方法のほかに、混合槽で混合した
後、凝集槽へ送液する方法でもよい。
【0010】
【実施例】以下に実施例を挙げて本発明をさらに詳しく
説明するが、本発明はこれによって限定されるものでは
ない。尚、実施例中等に断りのないかぎり、「%」およ
び「部」は重量基準を表す。
【0011】実施例1 CODが165〜205mg/lのPVAを含む排水
を、pH計と急速攪拌装置を有する混和槽と緩速攪拌機
を有する凝集槽、および沈澱槽からなる連続処理装置を
用いて排水処理を行った。混和槽にはさらにpH調整液
を定量供給できる定量ポンプを備え、凝集槽には重合度
1260のポリメタクリル酸の10%水溶液を供給でき
る定量ポンプと、無機凝集剤の水溶液と高分子凝集剤を
供給できる3つの定量ポンプが設けられている。この凝
集分離工程で処理された処理水は沈澱槽に送液される。
流入する排水のpHは7.2であり、混和槽に供給する
pH調整液としては硫酸バンドの水溶液を用い、排水の
pHが5.0になるようにpH計で流量を制御した。ま
た凝集槽に備え付けた高分子凝集剤はアニオン系高分子
凝集剤「アロンフロック」(東亜合成(株)製)を使用
した。薬剤使用量と凝集分離工程における流入水質と処
理水質を表1および表2に示す。この処理によりPVA
とポリメタクリル酸は水不溶性の複合体フロックを生成
し、沈澱槽の底に凝集沈澱した。
【0012】比較例1 実施例1でポリメタクリル酸を使用しない他は、実施例
1と同様にして処理を行った。その結果を表1および表
2に示す。ポリメタクリル酸を使用しない場合はPVA
は凝集沈澱せず、CODの低下もほとんど見られなかっ
た。
【0013】実施例2 実施例1の排水を処理するにあたり、硫酸水でpHを
4.5に調整し、ポリメタクリル酸を320mg/l使
用した他は、他の凝集剤を添加せず実施例1と同様にし
て処理を行ったところPVAとポリメタクリル酸の複合
体フロックはやや小さかったが、問題なく凝集沈澱し
た。結果を表1および表2に示す。
【0014】実施例3 実施例1の排水を硫酸水でpHを5.3に調整した後、
ポリメタクリル酸を160mg/l、無機凝集剤として
塩化鉄を70mg/l、実施例1で使用した高分子凝集
剤を1.30mg/l使用した他は、実施例1と同様に
して処理を行った。結果を表1および表2に示す。
【0015】実施例4 PVAを保護コロイドに用いたエチレン−酢酸ビニル共
重合体エマルジョン(株式会社クラレ製、OM#400
0)の排水を表1の処理条件で実施例1と同様にして行
った。結果を表1および表2に示す。
【0016】
【表1】
【0017】
【表2】
【0018】
【発明の効果】本発明によると、従来は不可能であった
PVAの希薄水溶液から、安価でかつ効率よく、PVA
を沈澱させることが可能である。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−65382(JP,A) 特開 昭55−31471(JP,A) 特開 昭54−119760(JP,A) 特開 昭52−146961(JP,A) 特開 昭51−148257(JP,A) 特開 昭51−146751(JP,A) 特開 昭49−116857(JP,A) 特開 昭48−41548(JP,A) 特開 昭61−61692(JP,A) 特開 昭52−41456(JP,A) 特開 昭52−34547(JP,A) 特開 昭52−18060(JP,A) 特開 昭51−73756(JP,A) 特開 昭49−79982(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C02F 1/52 - 1/56 B01D 21/01

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 排水のpHを3.5〜6.5に調整し、
    ポリメタクリル酸をポリビニルアルコールの含有量に対
    して0.1〜400重量%を添加してポリビニルアルコ
    ールを凝集沈降させることを特徴とするポリビニルアル
    コールを含有する排水の処理方法。
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