JP4238842B2 - スライムコントロール効果の判定方法及びスライムコントロール方法 - Google Patents

Description

本発明は、殺菌対象水系に酸化性殺菌剤を添加してスライムコントロールを行うにあたり、スライムコントロールが適正に実施されているか否かを判定する方法と、この判定結果に基いて、酸化性殺菌剤の添加量を制御することにより、的確なスライムコントロールを行う方法に関する。

製紙工程、パルプ調整工程等の、高濃度の有機物を含み、かつ温暖な環境条件をもつ水系においては、細菌によるスライム（生物膜）が発生し、断紙等の生産性の低下や、紙の斑点や欠損等の品質低下などの障害を引き起こし、著しい場合には、硫化水素発生による作業環境、地域環境の悪化をもたらす。

従来、このようなスライム障害を防止するために、次亜塩素酸ナトリウム等の酸化性殺菌剤が用いられている。通常、酸化性殺菌剤は定期的（例えば１日に３回程度）に定量注入することでスライムコントロールが行われている（例えば、特開平５−１４６７８５号公報）。この場合、酸化性殺菌剤の過剰注入は環境保護や薬剤コストの面で好ましくなく、従って、酸化性殺菌剤はその必要最低限の量で定量注入されている。

しかしながら、このような定期的な酸化性殺菌剤の定量注入では、水質変動や条件変動による処理水系の汚れの多少等により、添加された薬剤が早期に消耗され、十分な残留濃度を維持し得ず、所期の処理効果が得られない場合があった。

従来、水質変動等による薬剤の過不足に対応するために、手作業により、ヨウ素デンプン反応、還元物質を用いた滴定法やＤＰＤ法による比色分析等による残留薬剤濃度の確認、菌数測定、系内汚れ状況の確認等を行い、その結果に基いて薬剤の注入量を制御することが行われている。しかしながら、このような測定ないし確認のためには多くの手間と時間を要するため、頻繁に実施することは困難であり、また、ごく限られた箇所にしか適用できず、更には即時的に対応することも困難であるために、薬注不良のためにスライム障害に到るケースも多く見られた。

特に、最近では、製紙工程、パルプ調整工程において、系内における低酸素濃度域や装置特性上発生するデッドスペースもしくはメッシュ等における有機物の捕捉等、また原料及び水の循環率向上による系内滞留期間の増加といった、有機物の腐敗を助長する要素が増大し、更には、製紙工程においては断紙増加等の操業上トラブルによる回収原料、回収処理水の系内滞留期間の不定期的な変動といった条件変動によるスライム障害の要因が増大する傾向にある状況において、系内のスライムの発生状況を的確に把握して酸化性殺菌剤の適正な薬注制御を行うこと、更にはスライム障害に到る傾向にある箇所を早期に特定して迅速に処置を施すことが要求されているが、このような要求には対応し得ないのが現状である。
特開平５−１４６７８５号公報

本発明は、殺菌対象水系に酸化性殺菌剤を添加してスライムコントロールを行うにあたり、スライムコントロールが適正に実施されているか否かを人手を要することなく迅速かつ的確に判定し、更には、系内のスライムの発生傾向にある箇所を特定することにより、早期段階でその必要箇所に、適正なスライムコントロール処理を行って、条件変動のある水系においてもスライム障害を確実に防止するためのスライムコントロールの判定方法及びスライムコントロール方法を提供することを目的とする。

本発明者らは上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、水系内における有機物の腐敗は酸化還元電位（ＯＲＰ）を指標として判断することができ、ＯＲＰの低下は腐敗の進行を示すこと；特に、水系のＯＲＰがプラス域からマイナス域になることは、系内が無酸素状態、更には嫌気状態となり、嫌気性細菌による有機物の腐敗が進行し、同時にこれら細菌の増殖により壁面へのスライムの成長が促進されること；ＯＲＰの低下が更に進み−２６０ｍＶ付近まで達すると硫化水素の発生が始まること；を知見した。そして、酸化性殺菌剤を添加することにより、これらの細菌を殺菌し、また系内のＯＲＰをプラスとしてこれらの細菌が生育しにくい環境とすることができることから、ＯＲＰは系内のスライム発生状況の指標とすることができ、例えば、ＯＲＰの経時的推移が低下傾向にあるときにスライムが発生し易い状況にあると判定し、ＯＲＰが低下傾向とならないように、また、ＯＲＰがマイナスにならないように、酸化性殺菌剤の薬注制御を行うことにより、スライム障害を確実に防止することができることを見出し、本発明を完成させた。

即ち、本発明は以下を要旨とするものである。
［１］ 原料スラリーを脱水して抄紙する抄紙水系であって、原料スラリーの脱水で得られた白水を受ける白水サイロと、白水サイロからの白水を回収装置で回収し濃縮した回収原料を貯留する回収原料タンクと、該回収装置で分離された濾液を貯留する一次処理水タンクとを有する抄紙水系の、白水サイロ、一次処理水タンク、及び回収原料タンクにそれぞれ酸化性殺菌剤を添加してスライムコントロールを行っている抄紙水系において、スライムコントロール効果を判定する方法であって、白水サイロ、一次処理水タンク、及び回収原料タンクにそれぞれＯＲＰ計を設けて前記水系の複数箇所における酸化還元電位を連続もしくは間歇で測定することにより酸化還元電位の経時的推移を求めるステップと、該酸化還元電位の経時的推移が低下傾向にある場合に、スライムコントロール効果が不十分であることによりスライムの形成環境下にあると判定するステップと、を含むことを特徴とするスライムコントロール効果の判定方法。
［２］ 水系に酸化性殺菌剤を添加してスライムコントロールを行う方法において、［１］に記載の判定方法によりスライムの形成環境下にあると判定された場合に、前記酸化性殺菌剤の添加量を増量することを特徴とするスライムコントロール方法。

本発明のスライムコントロール効果の判定方法によれば、系内のＯＲＰからスライムの発生状況を確実に把握して、スライムコントロール処理が適正で十分な効果が奏されているか否かを的確に判定することができる。特に、ＯＲＰを複数箇所で測定することにより、スライム障害の発生源となる傾向のある箇所を特定することが可能である。従って、このスライムコントロール効果の判定方法によりスライムコントロール効果が不十分であり、スライムの形成環境下にあると判定された場合に酸化性殺菌剤の添加量を増量する本発明のスライムコントロール方法によれば、酸化性殺菌剤の最適な薬注制御を行って、水系のスライム障害を確実に防止することができる。

このような本発明のスライムコントロール効果の判定方法及びスライムコントロール方法によれば、例えば、次のような効果が奏される。
１．製紙工程において、スライムに起因する欠点の発生や断紙等が殆どなくなり、生産性の向上、品質の向上を図ることができる。
２．日常の点検管理としてスライムコントロールが正常に行なわれていることを視覚的に確認することができる。
３．ＯＲＰを指標として早期段階でスライムコントロール処理仕様の改善が行なえるため、スライム障害を未然に防止することができる。
４．スライムが発生し易い傾向にあり、スライムコントロール処理の強化を必要とする箇所を早期特定することができ、スライムコントロール処理仕様の改善を直接的かつ個別に迅速に行うことができ、また、効果的な薬注量調整により過剰な薬注を防止することができる。
５．自動測定及び自動薬注により人手を掛けることなく、常時、最適なスライムコントロール処理が可能となる。

以下に本発明のスライムコントロール効果の判定方法及びスライムコントロール方法の実施の形態を詳細に説明する。

本発明においては、酸化性殺菌剤を添加してスライムコントロールを行っている水系において、ＯＲＰを測定し、ＯＲＰの経時的推移を調べ、この結果に基いてスライムコントロール効果を判定する。そして、スライムコントロール効果が不十分で、スライムの形成環境下にあると判定された場合には、酸化性殺菌剤の添加量を増量する。

このスライムコントロール効果の判定方法及びスライムコントロール方法は、具体的には次のような手順で実施される。

（１） スライムコントロール処理対象水系にＯＲＰ測定点を設置する。ＯＲＰ測定点は２点以上の複数点である。２点以上の複数点設けた場合には、各側定点毎にＯＲＰの経時的推移を調べることにより、スライムの発生傾向にある箇所を特定することが可能となり、各測定点毎に個別かつ最適なスライムコントロール処理を行える。

（２） ＯＲＰ測定点でＯＲＰ測定を行って、ＯＲＰの経時的推移を調べる。測定結果は、データを蓄積することができるコントロールユニットに取り込み、自動的にＯＲＰの経時的推移を記録、出力することが好ましい。

（３） ＯＲＰの経時的推移のベースとなるライン（酸化性殺菌剤無添加時の測定値のライン；例えば、後掲の図２（ａ）のＡのライン）に着目し、水系の運転開始当初のＯＲＰと比較して低下傾向にあるか否かを調べる。なお、ＯＲＰは、後掲の図２，３に示すように、推移しており、その低下傾向とは、例えば、薬剤添加前のＯＲＰ値が次第にもしくは急激な低下傾向を示すような状態をさす。

（４） ＯＲＰの経時的推移が低下傾向にある場合には、酸化性殺菌剤の添加量を増量する。
酸化性殺菌剤の添加量の増量は、例えば酸化性殺菌剤を一定の頻度で定期的に添加している系においては、酸化性殺菌剤を定期的に添加する際の注入時間の延長又は単位時間当たりの注入量の増量を行うことにより容易に実施することができる。また、一定期間内の酸化性殺菌剤の添加頻度を高めることにより行うこともできる。
ＯＲＰを複数点で測定している場合には、ＯＲＰが低下傾向にある測定点に対してのみ、酸化性殺菌剤の添加量を増量すれば良く、酸化性殺菌剤を効率的に適用することができる。

（５） 酸化性殺菌剤添加量の増量により、上記ＯＲＰの経時的推移の低下傾向が解消し、ＯＲＰの経時的推移が上昇傾向に変わったら、あるいは、ＯＲＰの水準が当初の水準に回復したら、酸化性殺菌剤の添加量を当初の添加量（設定添加量）に戻す。なお、酸化性殺菌剤の設定添加量は、予め当該水系の水を用いた予備試験により設定しておく。

上記酸化性殺菌剤の添加量の増加又は設定添加量への復起は、手動で行うこともできるが、コントロールユニットからの出力信号による自動制御とすることにより、人手を要さず、薬注制御を行うことが可能となる。

なお、本発明において、水系に添加する酸化性殺菌剤としては特に制限はないが、水中で次亜塩素酸及び／又は次亜臭素酸を生じる化合物が好ましく、例えば塩素、二酸化塩素、高度さらし粉、次亜塩素酸、次亜塩素酸ナトリウム、次亜塩素酸カリウム、次亜塩素酸カルシウム、次亜塩素酸アンモニウム、次亜塩素酸マグネシウム、次亜臭素酸、次亜臭素酸ナトリウム、次亜臭素酸カリウム、次亜臭素酸カルシウム、次亜臭素酸アンモニウム、次亜臭素酸マグネシウム、クロル化及び／又はブロム化ヒダントイン類、クロル化及び／又はブロム化イソシアヌル酸及びそのナトリウム塩やカリウム塩などが挙げられる。また、臭化ナトリウム、臭化カリウム、臭化アンモニウム、臭化カルシウムなどの無機臭化物と塩素、二酸化塩素、オゾンなどの酸化性化合物を同時に作用させ次亜臭素酸を発生させるものであっても良い。上記のような無機酸化性殺菌剤のほか、有機酸化性殺菌剤を用いてもよい。有機酸化性殺菌剤としては、例えば、２−ブロモ−２−ニトロプロパン−１，３−ジオール、２，２−ジブロモ−２−ニトロ−１−エタノール、２，２−ジブロモ−３−ニトリロプロピオンアミド、１，４−ビス（ブロモアセトキシ）−２−ブテンなどが挙げられる。これらの酸化性殺菌剤は１種を単独で用いても良く、２種以上を併用しても良い。

これらの酸化性殺菌剤の添加形態には特に制限はないが、一般的には、１〜３５重量％程度の水溶液として用いるのが好ましい。

このような本発明のスライムコントロール効果の判定方法及びスライムコントロール方法は、製紙工程、パルプ調整工程、開放循環冷却水、密閉循環冷却水等の各種水系のスライムコントロールに有用である。

以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例に何ら限定されるものではない。

実施例１
図１に示す上質紙抄紙水系を対象としてＯＲＰに基くスライムコントロール処理を行った。

この上質紙抄紙水系では、原料として、ブローク、ＮＢＫＰ（広葉樹晒クラフトパルプ）、ＬＢＫＰ（針葉樹晒クラフトパルプ）及び回収原料を用い、ブロークタンク１、ＮＢＫＰタンク２、ＬＢＫＰタンク３内の各原料をそれぞれ一次処理水タンク１６からの仕込水及び濃調水により濃度調整した後、回収原料タンク１７からの回収原料と共にミキシングチェスト４に導入して均一に混合してスラリー状とする。このスラリーは、マシンチェスト５、種箱６を経て、白水サイロ１３からの白水と共に、ポンプ７、スクリーン８、インレット９を経て、ワイヤーパート１０に送り込み、ワイヤーパート１０におけるワイヤー工程、プレスパート１１におけるプレス工程、ドライパート（図示せず）におけるドライ工程を経て脱水する。脱水により得られた白水は白水サイロ１３で受ける。ワイヤー工程、プレス工程においては、ワイヤー及びフェルトを清浄に維持するために、水タンク１２からの清温水及び回収水がシャワーノズル１２Ａから散水される。この水タンク１２の水は、ワイヤーを通過した白水が白水サイロ１３、シールピット１４を経て回収装置１５で分離された濾液であり、回収装置１５から、一次処理水タンク１６に貯留された後、送水されたものである。回収装置１５で回収され濃縮された白水（回収原料）は、回収原料タンク１７で貯留される。

本実施例では、ＯＲＰ計２１，２２，２３を白水サイロ１３、一次処理水タンク１６、回収原料タンク１７にそれぞれ設けた。２０はコントロールユニット、３０は酸化性殺菌剤の薬注設備であり、コントロールユニット２０には、ＯＲＰ計２１，２２，２３の測定値が入力され、この測定値に基いて、コントロールユニット２０から薬注設備３０に薬注信号が出力され、薬注設備３０から白水サイロ１３、一次処理水タンク１６、回収原料タンク１７への薬注量が制御される。

具体的な実施条件及び実施方法は、次の通りであり、
［実施条件］
対象水：上質紙抄紙水系の白水
白水水温：２５〜４０℃
白水ｐＨ：７．０〜８．０
薬剤添加点：３点（白水サイロ１３、一次処理水タンク１６、回収原料タンク１７）
ＯＲＰ測定箇所：３点（白水サイロ１３、一次処理水タンク１６、回収原料タンク
１７）
酸化性殺菌剤：２．５重量％臭化アンモニウム水溶液９０重量部と１重量％次亜塩素
酸ナトリウム水溶液１７０重量部を添加直前に混合した混合液
［実施方法］
各添加点への酸化性殺菌剤添加方法は、次の手順により、各添加点において各添加時に自動的に定められるものとした。なお、抄造開始前に各系に汚れ等の付着物がなく、また原料であるＮＢＫＰ、ＬＢＫＰ、回収原料タンク１７内の回収原料、一次処理水タンク内の貯留水のＯＲＰ値はプラスであることを予め確認した。本実施例におけるＯＲＰの経時的推移は図２（ａ）〜（ｄ）に示す通りである。

抄造開始時（酸化性殺菌剤添加前）の各ＯＲＰ測定点におけるＯＲＰ値をそれぞれ基準値と定め、このときの標準添加時間（１５分間）をコントロールユニットに設定する。この標準添加時間は前もって同程度のＯＲＰ値にサンプリングしたものを用いて実施した殺菌試験の結果から設定したものである。

酸化性殺菌剤の添加は１日当たり４回（約６時間毎に）実施した（図２（ａ））。抄造開始から２日後からＯＲＰ値のベースラインの低下傾向が認められ始めた。４日目後半からは低下傾向が更に顕著となったため、薬剤添加時間を２０分に延長した。かかる添加時間の延長は、ベースラインが回復した７日目まで実施した。その後は再び添加時間を１５分へ戻した（図２（ｂ））。

このように、本発明を適用した処理においては、１５日目まで欠点・断紙を生じることなく安定して操業することができた（図２（ｃ），（ｄ））。

なお、上記ＯＲＰの経時的推移は、上質紙抄紙水系のうちの白水サイロで測定されたものであるが、他の２ヶ所においても、同様な制御を行った。

比較例１
実施例１のように薬剤添加時間の延長をすることなく、抄造開始から１５日目まで１日あたり４回、１５分間の酸化性殺菌剤添加を行ったこと以外は同様にしてスライムコントロール処理を行ったところ、図３（ａ）〜（ｄ）に示す如く７日目からＯＲＰのベースラインの低下傾向が認められ、９日目からは低下傾向が更に顕著となった。１０日目からは製品にスライム由来の欠点が頻発するようになった。

以上の結果から明らかなように、本発明を適用した処理により従来処理時にみられたＯＲＰ基準値の低下は避けられ、その結果、操業状況において欠点や断紙が皆無となることで生産性及び品質向上の効果が得られた。

実施例１及び比較例１でスライムコントロール処理を行った上質紙抄紙水系を示す系統図である。 実施例１におけるＯＲＰの経時的推移を示すグラフである。 比較例１におけるＯＲＰの経時的推移を示すグラフである。

符号の説明

１ ブロークタンク
２ ＮＢＫＰ（広葉樹晒クラフトパルプ）タンク
３ ＬＢＫＰ（針葉樹晒クラフトパルプ）タンク
４ ミキシングチェスト
５ マシンチェスト
６ 種箱
９ インレット
１０ ワイヤーパート
１１ プレスパート
１２ 水タンク
１３ 白水サイロ
１４ シールピット
１５ 回収装置
１６ 一次処理水タンク
１７ 回収原料タンク
２０ コントロールユニット
２１，２２，２３ ＯＲＰ計
３０ 薬注設備

Claims (2)

1. 原料スラリーを脱水して抄紙する抄紙水系であって、原料スラリーの脱水で得られた白水を受ける白水サイロと、白水サイロからの白水を回収装置で回収し濃縮した回収原料を貯留する回収原料タンクと、該回収装置で分離された濾液を貯留する一次処理水タンクとを有する抄紙水系の、白水サイロ、一次処理水タンク、及び回収原料タンクにそれぞれ酸化性殺菌剤を添加してスライムコントロールを行っている抄紙水系において、スライムコントロール効果を判定する方法であって、
   白水サイロ、一次処理水タンク、及び回収原料タンクにそれぞれＯＲＰ計を設けて前記水系の複数箇所における酸化還元電位を連続もしくは間歇で測定することにより酸化還元電位の経時的推移を求めるステップと、
   該酸化還元電位の経時的推移が低下傾向にある場合に、スライムコントロール効果が不十分であることによりスライムの形成環境下にあると判定するステップと、
   を含むことを特徴とするスライムコントロール効果の判定方法。
2. 水系に酸化性殺菌剤を添加してスライムコントロールを行う方法において、請求項１に記載の判定方法によりスライムの形成環境下にあると判定された場合に、前記酸化性殺菌剤の添加量を増量することを特徴とするスライムコントロール方法。

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