JP4525083B2 - Wastewater treatment method - Google Patents

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Description

本発明は、所定の製造工程から発生する少なくともシリカ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。   The present invention relates to a wastewater treatment method for treating wastewater containing at least silica generated from a predetermined production process.

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、シリカ分散液、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。   Conventionally, as waste water generated from a toner manufacturing factory, waste water containing an aqueous surfactant solution, a pigment dispersion, a wax dispersion, a silica dispersion, an aqueous emulsion, and the like has been generated. Since these wastewater contains the above-mentioned surfactant, pigments which are coloring components, etc., they cannot be discharged into rivers, sewers or the like as they are. For this reason, these wastewaters are discharged outside after being treated at a wastewater treatment facility in the factory. As the wastewater treatment, coagulation sedimentation treatment is often used. Coagulation and sedimentation treatment is the most commonly used in the field of wastewater treatment, as described in the 5th edition pollution prevention technology and regulatory water quality edition (supervised by the Ministry of International Trade and Industry, Environmental Location Bureau, issued in 2001) p141. This is one of the solid-liquid separation operations that are widely used. The coagulation sedimentation treatment is a treatment method in which flocs (coarse particles generated by coagulation) are generated by adding a coagulant to the wastewater, and the flocs precipitate due to the difference in specific gravity between water and flocs to perform solid-liquid separation. The floc thus separated as a solid is treated as sludge for industrial waste, and the water from which the solid has been separated is discharged into rivers, sewers and the like.

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、この方法をシリカ含有排水の処理に用いる場合、そのシリカの作用により、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。   In Patent Document 1, in a wastewater treatment method for solid-liquid separation of organic pollutant-containing wastewater, a wastewater treatment method that facilitates final treatment of sludge by returning a part of the generated sludge to the treated raw water side and circulating it. Is disclosed. However, when this method is used for the treatment of silica-containing wastewater, the mechanism of the silica is not well understood due to the action of the silica, but there is a problem that sludge is difficult to settle. On the other hand, Patent Document 2 discloses a method of performing pressure levitation separation for the treatment of emulsion wastewater. However, this method can treat emulsion wastewater, but cannot be applied as it is to all types of wastewater generated from toner manufacturing plants.

特開平7−136408号公報JP-A-7-136408 特開平9−225474号公報Japanese Patent Laid-Open No. 9-225474

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、排水中に含まれるシリカ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る。   For example, in the coagulation sedimentation treatment of wastewater containing multicomponents generated from a toner manufacturing factory, the sedimentation property in a floc sedimentation tank or the like is poor, and a very long sedimentation treatment is required for solid-liquid separation. Furthermore, in order to coagulate and precipitate the silica component contained in the waste water, it is necessary to add a large amount of a flocculant, which causes a problem that a large amount of sludge is generated as industrial waste.

そこで、本発明は、凝集剤使用量と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。   Then, an object of this invention is to provide the waste water treatment method which reduces the usage-amount of a flocculant and the generation amount of sludge.

本発明は、以下の特徴を有する。   The present invention has the following features.

(1)トナーの製造工程から発生する少なくともシリカを含む排水を処理対象とする排水処理方法であって、前記トナーの製造工程から発生するシリカ成分を含む排水に対して凝集沈殿処理又は加圧浮上処理を行った後、シリカ成分をイオン化する工程と、イオン状のシリカ成分を膜により分離し除去する工程と、を備え、前記凝集沈殿処理又は加圧浮上処理には無機凝集剤と高分子凝集剤の両方が用いられ、前記無機凝集剤の添加量は、500mg/Lから5000mg/Lであり、前記高分子凝集剤の添加量は、0.5mg/Lから5mg/Lであり、前記シリカ成分のイオン化する工程が、シリカを含む排水に、オゾンガスを接触させる工程と、紫外線を照射する工程と、からなり、前記オゾンガスの濃度は、0.5ppm以上10ppm以下であり、前記紫外線照射は、発光波長を170nmから400nmとし、前記紫外線の光量は30WH/m 3 以上200WH/m 3 以下である排水処理方法である。 (1) A wastewater treatment method for treating wastewater containing at least silica generated from a toner production process, wherein the wastewater containing silica component generated from the toner production process is coagulated and precipitated or pressurized and floated. after the treatment, the step of ionizing the silica component, and a step of removing separated by membrane ion-like silica component, wherein the coagulating sedimentation treatment or, floatation on the processing and polymer flocculating inorganic coagulant Both of the agent are used, the addition amount of the inorganic flocculant is 500 mg / L to 5000 mg / L, the addition amount of the polymer flocculant is 0.5 mg / L to 5 mg / L, and the silica The step of ionizing the components comprises a step of contacting ozone gas with waste water containing silica and a step of irradiating ultraviolet rays, and the concentration of the ozone gas is 0.5 ppm or more and 10 p. m or less, wherein the ultraviolet irradiation, and 400nm emission wavelengths from 170 nm, the light quantity of the ultraviolet is 30 Wh / m 3 or more 200Wh / m 3 or less is waste water treatment method.

)上記(1)に記載の排水処理方法において、前記膜が、逆浸透膜である。

( 2 ) In the wastewater treatment method according to ( 1), the membrane is a reverse osmosis membrane.

本発明によれば、製造工程から発生する、少なくともシリカ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。   According to the present invention, it is possible to reduce the amount of flocculant used in the treatment of wastewater containing at least silica and the amount of sludge generated by wastewater treatment generated from the production process.

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。   As a manufacturing process that requires the waste water treatment, a toner manufacturing process will be described below as an example.

トナー製造工程は、大きくトナーの原材料となるラテックスポリマーの製造工程と、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。   The toner manufacturing process is roughly divided into a manufacturing process of a latex polymer that is a raw material of toner and a manufacturing method of a developing toner. Below, an example is given and demonstrated about each.

[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。ラテックスポリマーが生成したら、後述の現像剤トナーの製造方法に記載した通り、着色剤とともに凝集させて凝集体粒子とし、次にこれを融合させてトナー粒子とする。このラテックスポリマーの製造工程から、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エマルション水溶液が排出される。
[Latex polymer production process]
In order to produce a latex polymer, a monomer and an anionic surfactant are usually added to water and stirred to form an emulsion. Once the monomer emulsion is formed, 25 wt% or less of the monomer emulsion (ie, a small amount of monomer emulsion) and the free radical initiator are added to the aqueous phase and mixed to initiate seed polymerization at the desired reaction temperature. After the seed particles are formed, a monomer emulsion is further added to the seed particle-containing composition, and polymerization is continued at a specified temperature for a desired time to complete the polymerization, thereby forming a latex polymer. When the latex polymer is formed, it is aggregated together with the colorant to form aggregate particles, which are then fused to form toner particles, as described in the developer toner production method described below. From the latex polymer production process, an emulsion aqueous solution that is no longer necessary in the production process or generated during equipment maintenance in the production process is discharged.

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。   The monomer is not particularly limited as long as it can react with a free radical initiator. Specific examples of the monomer include homopolymers or copolymers of styrenes such as styrene, parachlorostyrene, and α-methylstyrene; methyl acrylate, ethyl acrylate, n-propyl acrylate, n-butyl acrylate, acrylic Homopolymers or copolymers of esters having vinyl groups such as lauryl acid, 2-ethylhexyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, n-propyl methacrylate, lauryl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate; acrylonitrile And homopolymers or copolymers of vinyl nitriles such as methacrylonitrile.

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。   Further, a resin such as polyester or polyurethane having self-emulsifying properties may be sheared and dispersed in an aqueous medium together with a surfactant.

[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。
[Method for producing developing toner]
The latex polymer obtained by the above preparation method is used for toner preparation by the following method. A flocculant and / or a charge additive and / or other additives are mixed with the latex polymer prepared by the method described in the present invention and a plurality of dispersions containing at least a colorant as required, and the resulting mixture is obtained. Is heated at a temperature near the Tg of the latex polymer, preferably Tg ± 10 ° C. of the latex polymer for an effective time, for example 1 to 8 hours, to form toner-sized aggregates. The aggregate suspension is then heated to a latex polymer Tg or higher temperature, for example about 60 to about 120 ° C. to coalesce or coalesce to granulate the toner particles, and the toner particles are filtered, etc. It is separated from the mother liquor by means, washed with ion-exchanged water or the like (washing process), and then dried.

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。   The latex polymer is usually used as a binder resin for toner, and is present in the toner at about 75 to 98% by weight. The size of the latex polymer suitable for the production method of the present invention can be measured with a laser diffraction type particle size distribution analyzer, for example, a volume average particle size measured with a microtrack (manufactured by Nikkiso Co., Ltd.), 0.05 to It is about 1 μm.

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。   The colorant is usually present in an effective amount in the toner, for example, about 1 to 15% by weight, preferably about 3 to 10% by weight of the toner. Moreover, the magnitude | size is a volume average particle diameter measured with this microtrack, for example, and is about 0.05-0.5 micrometer.

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、ポリ塩化アルミニウム等の多価の電荷を有するものが挙げられる。   The flocculant can be used in an effective amount, for example, about 0.01 to 10% by weight based on the solid content of the toner. As the aggregating agent to be used, a compound having a monovalent or higher charge is preferable. Specific examples of the compound include the above-mentioned ionic surfactants, acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, acetic acid, oxalic acid, and chloride. Examples thereof include, but are not limited to, magnesium, sodium chloride, aluminum sulfate, calcium sulfate, ammonium sulfate, aluminum nitrate, silver nitrate, copper sulfate, sodium carbonate, and polyaluminum chloride. Preferred flocculants include those having a multivalent charge such as polyaluminum chloride.

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。   An effective amount of the charge control agent may be used, for example, 0.1 to 5% by weight of the toner. Suitable charge control agents include, but are not limited to, alkyl pyridinium halides, bisulfates, charge control agents such as silica, and negative charge control agents such as aluminum complexes. Examples of other additives used include waxes that act as mold release agents. A preferable amount of the wax is about 5 to 20% by weight based on the solid content of the toner.

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。   The type of wax is not particularly limited. For example, low molecular weight polyolefins such as polyethylene, polypropylene and polybutene; silicones having a softening point; fatty acids such as oleic acid amide, erucic acid amide, ricinoleic acid amide and stearic acid amide Amides; plant waxes such as carnauba wax, rice wax, candelilla wax, tree wax, jojoba oil; animal waxes such as beeswax; montan wax, ozokerite, ceresin, paraffin wax, microcrystalline wax, Fischer-Tropsch wax And mineral waxes such as petroleum waxes; ester waxes of higher fatty acids such as stearyl stearate and behenyl behenate and higher alcohols.

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。   Examples of inorganic fine particles to be wet-added include silica, alumina, titania, calcium carbonate, magnesium carbonate, and tricalcium phosphate, all of which are usually used as external additives on the toner surface, such as ionic surfactants and polymers. It can be dispersed in water with an acid or a polymer base and added wet.

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、シリカ分散液が、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シリカ分散液が全体の約1重量%を占める。   From the toner manufacturing process, surfactant aqueous solutions, pigment dispersions, wax dispersions, and silica dispersions that are no longer necessary in the manufacturing process or generated during equipment maintenance in the manufacturing process are discharged. As for the drainage rate, the silica dispersion discharged from the washing step accounts for about 1% by weight of the whole.

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に、微量のシリカを含有する排水を混合すると、界面活性剤の作用により、シリカの分散状態がより安定することから、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、排水中に含まれるシリカおよび、シリカを排水中で安定に分散させてい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。   According to the study by the present inventors, when waste water containing a trace amount of silica is mixed with waste water containing an aqueous surfactant solution that accounts for 80% by weight of the total amount of waste water discharged from the toner production process. In addition, since the dispersion state of the silica becomes more stable due to the action of the surfactant, the settling time in the coagulation sedimentation process becomes longer, and the addition of an inorganic coagulant used for coagulation precipitation, such as ferric chloride As a result, the amount of coagulated sediment increases, that is, a large amount of sludge to be treated as industrial waste is generated. This is because a certain amount of ferric chloride used as an inorganic flocculant undergoes charge neutralization reaction with the silica contained in the wastewater and the surfactant that stably disperses the silica in the wastewater. It is because the action as an agent is inhibited.

すなわち、本発明者は鋭意検討の結果、シリカを含む排水中のシリカ成分を、イオン化させ、次いでイオン状のシリカ成分を、例えば逆浸透膜装置で膜分離することで、水中に存在し凝集阻害因子であるシリカ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。   That is, as a result of intensive studies, the present inventors have ionized the silica component in the wastewater containing silica, and then separated the ionic silica component with, for example, a reverse osmosis membrane device so that it is present in water and inhibits aggregation. The silica that is a factor can be removed, and as a result, the amount of the inorganic flocculant necessary for the coagulation and precipitation can be reduced. Thus, the inventors have found that the object of the present invention can be achieved and completed the present invention. It has come.

[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。
[Wastewater treatment method]
The waste water treatment method of the present embodiment will be described with reference to the drawings.

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。   FIG. 1 shows a wastewater treatment method according to the embodiment, and FIG. 2 shows a conventional wastewater treatment method.

図1において、少なくともシリカを含む排水は、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、排水からのシリカ除去プロセスを説明する。   In FIG. 1, wastewater containing at least silica is first subjected to a coagulation sedimentation process or a pressure levitation process. Hereinafter, the silica removal process from the wastewater will be described by taking the coagulation sedimentation process as an example.

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、シリカ以外の成分が除去される。   In the coagulation sedimentation treatment, first, ferric chloride, which is an inorganic coagulant, is added to the wastewater in the reaction tank to generate floc. This flock contains mainly pigments and waxes. Next, in the flocculation tank, a polymer flocculant is added, and flocs generated with the inorganic flocculant grow. Finally, the precipitated floc is removed in the settling tank. Components other than silica are removed by this aggregation and precipitation treatment.

次いで、フロックを除去した後、イオン化処理工程にて、オゾン処理と紫外線処理とが行われ、イオン化処理が行われた排水に対して、膜分離処理、例えば逆浸透膜処理が行われる。   Next, after the floc is removed, ozone treatment and ultraviolet treatment are performed in the ionization treatment step, and membrane separation treatment, for example, reverse osmosis membrane treatment is performed on the wastewater subjected to the ionization treatment.

これら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。   After each of these treatments, they are released into rivers. On the other hand, the precipitate (floc) after coagulation sedimentation is processed as sludge of industrial waste through a sludge dewatering process.

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、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、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。   As the flocculant used in this wastewater treatment facility, an inorganic flocculant and an organic flocculant are used. As the inorganic flocculant, for example, aluminum sulfate, ferric chloride, polyaluminum chloride and the like are used. The amount of the inorganic flocculant added is about 500 to 5000 mg / L. However, the inorganic flocculant is not necessarily limited to these. Furthermore, for growing flocs, for example, an acrylamide anionic flocculant can be used as the polymer flocculant. The amount added is about 0.5 to 5 mg / L. The polymer flocculant is not necessarily limited to acrylamide anionic flocculants, and other anionic flocculants, cationic flocculants, and nonionic flocculants can be used. Moreover, you may use combining these.

前記イオン化処理において、本実施の形態ではオゾン処理と紫外線処理を実施するが、これに限るものではない。イオン化処理において、例えば、処理装置や用途に応じて、X線、α線、β線、γ線などの放射線を使用してもよい。   In the ionization treatment, ozone treatment and ultraviolet treatment are performed in the present embodiment, but are not limited thereto. In the ionization process, for example, radiation such as X-rays, α-rays, β-rays, and γ-rays may be used depending on the processing apparatus and application.

本実施の形態で使用するオゾンガスの濃度は、0.5ppm以上10ppm以下、好ましくは1ppm以上5ppm以下とすることが好ましく、また紫外線照射は、発光波長を170〜400nmとし、光量として30WH/m以上200WH/m以下、好ましくは70WH/m以上100WH/m以下とする。上記オゾンガス濃度および紫外線照射の光量は、排水中の含有シリカ量に応じて適宜調整することが好ましい。また、イオン化処理時間は、2秒/Lから4秒/Lである。なお、イオン化処理を施されるシリカの粒子径は、約10nmから1000nmである。 The concentration of ozone gas used in this embodiment is 0.5 ppm or more and 10 ppm or less, preferably 1 ppm or more and 5 ppm or less, and the ultraviolet irradiation is performed with an emission wavelength of 170 to 400 nm and a light quantity of 30 WH / m 3. It is 200 WH / m 3 or less, preferably 70 WH / m 3 or more and 100 WH / m 3 or less. The ozone gas concentration and the amount of ultraviolet irradiation are preferably adjusted as appropriate according to the amount of silica contained in the waste water. The ionization processing time is 2 seconds / L to 4 seconds / L. In addition, the particle diameter of the silica which performs an ionization process is about 10 nm to 1000 nm.

上記逆浸透膜としては、一般の排水処理用に用いられているものであれば、いかなるものを用いても良いが、例えば、東レ社製の逆浸透膜(商品名「ロメンブラSU-SERIES」)などが使用できる。また、上記逆浸透膜を用いた逆浸透装置において、初期の逆浸透膜の入口側の水圧は、1.0〜2.0MPaが好ましい。   Any reverse osmosis membrane may be used as long as it is used for general wastewater treatment. For example, a reverse osmosis membrane manufactured by Toray Industries, Inc. (trade name “Romenbra SU-SERIES”) Etc. can be used. In the reverse osmosis device using the reverse osmosis membrane, the water pressure on the inlet side of the initial reverse osmosis membrane is preferably 1.0 to 2.0 MPa.

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。   In the conventional wastewater treatment of FIG. 2, only the coagulation sedimentation treatment or the pressure levitation treatment is performed, and then discharged into a river or the like. On the other hand, the precipitate (sludge) after the coagulation sedimentation is processed as sludge of industrial waste through a sludge dehydration process.

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。   Next, the present invention will be described more specifically with reference to Examples and Comparative Examples.

(排水Aの組成)
排水Aとは、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、少なくともシリカ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。
(Composition of drainage A)
The waste water A is waste water that is actually discharged from a factory, and includes waste water containing at least silica in addition to a pigment dispersion, a wax dispersion, an emulsion aqueous solution, and a surfactant aqueous solution. The main composition of the drainage A is shown below.

シリカ(粒子径:100nm): 0.006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): 0.0008重量部
ラテックスポリマー: 0.0004重量部
着色剤: 0.0016重量部
ワックス(「ポリワックス725」東洋ペトロライト(株)製):0.0012 重量部
水: 999.9重量部
Silica (particle diameter: 100 nm): 0.006 parts by weight Anionic surfactant (Neogen SC: manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.): 0.0008 parts by weight Latex polymer: 0.0004 parts by weight Colorant: 0.0016 Part by weight wax ("Polywax 725" manufactured by Toyo Petrolite Co., Ltd.): 0.0012 parts by weight Water: 999.9 parts by weight

(排水Bの組成)
排水Bは、排水Aとは、組成は同じであるがその濃度が異なる。排水Bの主な組成について以下に示す。
(Composition of drainage B)
Drainage B has the same composition as drainage A but has a different concentration. The main composition of the waste water B is shown below.

シリカ(粒子径:100nm): 30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): 4重量部
ラテックスポリマー: 2重量部
着色剤: 8重量部
ワックス(「ポリワックス725」東洋ペトロライト(株)製): 6重量部
水: 950重量部
Silica (particle size: 100 nm): 30 parts by weight anionic surfactant (Neogen SC: manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.): 4 parts by weight Latex polymer: 2 parts by weight Colorant: 8 parts by weight wax ("Polywax 725 “Toyo Petrolite Co., Ltd.”): 6 parts by weight Water: 950 parts by weight

(実施例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の凝集沈殿槽を持つ排水処理設備で、通常運転(14m/h)にて処理した。イオン化処理は、オゾンガス濃度1ppm、紫外線照射は発光波長を170〜400nmとし70WH/mとした。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処理性も問題なかった。
Example 1
Wastewater A Treated wastewater A having a solid content concentration of 0.01 wt% was treated using the wastewater treatment facility shown in FIG. For the coagulation sedimentation treatment, 1000 mg / L of an inorganic flocculant (ferric chloride) and 1 mg / L of a polymer flocculant (acrylamide polymer flocculant: Hymolock SS-100, manufactured by Hymo Co., Ltd.) are added, and 18 m In a wastewater treatment facility having 3 coagulation sedimentation tanks, treatment was performed in a normal operation (14 m 3 / h). The ionization treatment was performed at an ozone gas concentration of 1 ppm, and the ultraviolet irradiation was performed at an emission wavelength of 170 to 400 nm and 70 WH / m 3 . As a result, the amount of sludge generated was 1.1 g / L, and the treated wastewater was transparent without coloration, and there was no problem with the processability.

(実施例2)
排水B処理性
被処理物質固形分濃度5wt%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の凝集沈殿槽を持つ排水処理設備で、通常運転(14m/h)にて処理した。イオン化処理は、オゾンガス濃度5ppm、紫外線照射は発光波長を170〜400nmとし100WH/mとした。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処理性も問題なかった。
(Example 2)
Wastewater B processable wastewater B having a solid content concentration of 5 wt% was treated in the same manner as in Example 1 using the wastewater treatment facility shown in FIG. At this time, 2000 mg / L of an inorganic flocculant (ferric chloride) and 2 mg / L of a polymer flocculant (acrylamide polymer flocculant: Hymolock SS-100) are added, and an 18 m 3 coagulation sedimentation tank is provided. The wastewater treatment facility was used for normal operation (14 m 3 / h). The ionization treatment was performed at an ozone gas concentration of 5 ppm, and the ultraviolet irradiation was performed at an emission wavelength of 170 to 400 nm and 100 WH / m 3 . As a result, the amount of sludge generated was 74 g / L, and the treated wastewater was transparent without coloration, and there was no problem with the processability.

(実施例3)
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の加圧浮上槽を持つ排水処理設備で、通常運転(14m/h)にて処理した。イオン化処理は、オゾンガス濃度0.5ppm、紫外線照射は発光波長を170〜400nmとし30WH/mとした。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処理性も問題なかった。
(Example 3)
Wastewater A Treated wastewater A having a solid content concentration of 0.01 wt% was treated using the wastewater treatment facility shown in FIG. For the pressure levitation treatment, 1000 mg / L of an inorganic flocculant (ferric chloride) and 1 mg / L of a polymer flocculant (acrylamide polymer flocculant: Hymolock SS-100, manufactured by Hymo Co.) are added, In a wastewater treatment facility having a pressurized floating tank of 18 m 3 , it was treated in normal operation (14 m 3 / h). In the ionization treatment, the ozone gas concentration was 0.5 ppm, and in the ultraviolet irradiation, the emission wavelength was set to 170 to 400 nm and 30 WH / m 3 . As a result, the amount of sludge generated was 1.1 g / L, and the treated wastewater was transparent without coloration, and there was no problem with the processability.

(実施例4)
排水B処理性
被処理物質固形分濃度5wt%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の加圧浮上槽を持つ排水処理設備で、通常運転(14m/h)にて処理した。イオン化処理は、オゾンガス濃度10ppm、紫外線照射は発光波長を170〜400nmとし200WH/mとした。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処理性も問題なかった。
Example 4
Wastewater B processable wastewater B having a solid content concentration of 5 wt% was treated in the same manner as in Example 1 using the wastewater treatment facility shown in FIG. At this time, 2000 mg / L of an inorganic flocculant (ferric chloride) and 2 mg / L of a polymer flocculant (acrylamide polymer flocculant: Hymolock SS-100) were added, and a 18 m 3 pressurized floating tank was added. The wastewater treatment facility had a normal operation (14 m 3 / h). The ionization treatment was performed at an ozone gas concentration of 10 ppm, and the ultraviolet irradiation was performed at an emission wavelength of 170 to 400 nm and 200 WH / m 3 . As a result, the amount of sludge generated was 74 g / L, and the treated wastewater was transparent without coloration, and there was no problem with the processability.

(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の凝集沈殿槽を持つ排水処理設備で、通常運転(14m/h)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、処理性には問題はなかった。
(Comparative Example 1)
Wastewater A Treated wastewater A having a solid content concentration of 0.01 wt% was treated using the wastewater treatment facility of FIG. At this time, 5000 mg / L of an inorganic flocculant (ferric chloride) and 1 mg / L of a polymer flocculant (acrylamide polymer flocculant: Hymolock SS-100) are added, and an 18 m 3 coagulation sedimentation tank is provided. The wastewater treatment facility was used for normal operation (14 m 3 / h). As a result, the amount of sludge generated was 5.1 g / L, and about 5 times as much sludge was generated as in Example 1, but there was no problem with the processability.

(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の凝集沈殿槽を持つ排水処理設備で、通常運転(14m/h)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、処理性は悪かった。
(Comparative Example 2)
Wastewater B Treated wastewater B having a solid content concentration of 5 wt% was treated using the wastewater treatment facility of FIG. At this time, 5000 mg / L of an inorganic flocculant (ferric chloride) and 2 mg / L of a polymer flocculant (acrylamide polymer flocculant: Hymolock SS-100) are added, and an 18 m 3 coagulation sedimentation tank is provided. The wastewater treatment facility was used for normal operation (14 m 3 / h). As a result, the amount of sludge generated was 185 g / L, and about 2.5 times as much sludge was generated as in Example 2. Further, even after the coagulation sedimentation treatment, the waste water was still colored with pigments and the like, and the processability was poor.

実施形態にかかる排水処理方法を説明する図である。It is a figure explaining the waste water treatment method concerning an embodiment. 従来の排水処理方法を説明する図である。It is a figure explaining the conventional waste water treatment method.

Claims (2)

トナーの製造工程から発生する少なくともシリカを含む排水を処理対象とする排水処理方法であって、
前記トナーの製造工程から発生するシリカ成分を含む排水に対して凝集沈殿処理又は加圧浮上処理を行った後、シリカ成分をイオン化する工程と、
イオン状のシリカ成分を膜により分離し除去する工程と、
を備え
前記凝集沈殿処理又は加圧浮上処理には無機凝集剤と高分子凝集剤の両方が用いられ、前記無機凝集剤の添加量は、500mg/Lから5000mg/Lであり、前記高分子凝集剤の添加量は、0.5mg/Lから5mg/Lであり、
前記シリカ成分のイオン化する工程が、シリカを含む排水に、オゾンガスを接触させる工程と、紫外線を照射する工程と、からなり、
前記オゾンガスの濃度は、0.5ppm以上10ppm以下であり、前記紫外線照射は、発光波長を170nmから400nmとし、前記紫外線の光量は30WH/m 3 以上200WH/m 3 以下であることを特徴とする排水処理方法。
A wastewater treatment method for treating wastewater containing at least silica generated from a toner manufacturing process,
A step of ionizing the silica component after subjecting the wastewater containing the silica component generated from the toner production process to a coagulation sedimentation treatment or a pressure levitation treatment ;
Separating and removing ionic silica components with a membrane;
Equipped with a,
Both the inorganic flocculant and the polymer flocculant are used for the coagulation sedimentation treatment or pressure flotation treatment, and the amount of the inorganic flocculant added is 500 mg / L to 5000 mg / L. The addition amount is 0.5 mg / L to 5 mg / L,
The step of ionizing the silica component comprises a step of contacting ozone gas with waste water containing silica, and a step of irradiating ultraviolet rays.
The ozone gas has a concentration of 0.5 ppm or more and 10 ppm or less, and the ultraviolet irradiation has an emission wavelength of 170 nm to 400 nm, and the amount of the ultraviolet light is 30 WH / m 3 or more and 200 WH / m 3 or less. Wastewater treatment method.
請求項1に記載の排水処理方法において、
前記膜が、逆浸透膜であることを特徴とする排水処理方法。
The waste water treatment method according to claim 1 ,
The waste water treatment method, wherein the membrane is a reverse osmosis membrane.
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