JP4761500B2 - Inhibitor of calcium carbonate scale by slaked lime suspension and method of inhibiting calcium carbonate scale - Google Patents
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本発明は、一般の工業排水処理場や公共下水処理場の汚泥凝集剤として消石灰懸濁液を使用する場合、特に鉄塩と消石灰懸濁液を併用して汚泥凝集を行う場合において、汚泥凝集処理工程内の消石灰懸濁液の調製槽、送液配管内等に消石灰懸濁液に由来する炭酸カルシウムスケールを抑制するスケール抑制剤およびスケール抑制方法に関するものである。 The present invention uses sludge flocculation as a sludge flocculating agent for general industrial wastewater treatment plants and public sewage treatment plants, particularly when sludge flocculation is performed using iron salt and slaked lime suspension in combination. The present invention relates to a scale inhibitor and a scale suppression method for suppressing a calcium carbonate scale derived from a slaked lime suspension in a slaked lime suspension preparation tank, a liquid feeding pipe, and the like in the treatment process.
従来より、消石灰は安価で安全性が高く、環境への影響も少ないことから一般の工業排水処理場や公共下水処理場の汚泥用凝集剤として多用されている。例えば、地域から集められた下水は所定の薬品処理、微生物処理等を行って処理した後、この処理水をポリ塩化鉄と消石灰懸濁液を添加して凝集沈殿させた後、遠心脱水機で固液分離して、汚泥を焼却処理あるいは埋め立て処理とし、分離した処理液は殺菌処理とｐH調整を行って河川に放流されている。 Conventionally, slaked lime is widely used as a flocculant for sludge in general industrial wastewater treatment plants and public sewage treatment plants because it is inexpensive, has high safety, and has little impact on the environment. For example, the sewage collected from the area is treated with a predetermined chemical treatment, microbial treatment, etc., and then this treated water is added to polyiron chloride and slaked lime suspension to agglomerate and precipitate, and then centrifuged with a centrifugal dehydrator. The sludge is incinerated or landfilled after solid-liquid separation, and the separated treatment liquid is sterilized and pH adjusted and discharged into the river.
一般に消石灰懸濁液の調製は、生石灰（酸化カルシウム）を水と反応させて（消化反応）調製するか、消石灰を水に溶解させて調製される。調製された消石灰懸濁液は、貯留槽に蓄えられ、逐次、送液ポンプを用いて移送配管により目的の箇所に送られる。しかし、調製された消石灰懸濁液は、空気中の二酸化炭素と反応して炭酸カルシウムを形成するために消石灰懸濁液貯留槽、移送配管内、遠心脱水機フィルターおよび排水配管内に炭酸カルシウムのスケールが付着、沈積し、種々の障害を引き起こしている。例えば、消石灰懸濁液貯留槽内壁の炭酸カルシウムスケールが付着、沈積し、これが剥離すると移送ポンプに詰ってポンプの故障の原因になったり、移送配管内に炭酸カルシウムスケールが付着、沈積、蓄積して配管の閉塞を起こしたりする。 In general, the slaked lime suspension is prepared by reacting quick lime (calcium oxide) with water (digestion reaction) or by dissolving slaked lime in water. The prepared slaked lime suspension is stored in a storage tank, and is sequentially sent to a target location by a transfer pipe using a liquid feed pump. However, the prepared slaked lime suspension reacts with carbon dioxide in the air to form calcium carbonate to form calcium carbonate in the slaked lime suspension storage tank, transfer pipe, centrifugal dehydrator filter and drain pipe. Scale adheres and deposits, causing various obstacles. For example, the calcium carbonate scale on the inner wall of the slaked lime suspension storage tank adheres and deposits, and if this peels off, it clogs the transfer pump and causes pump failure, or the calcium carbonate scale adheres, deposits and accumulates in the transfer pipe. Cause blockage of the piping.
そこで、従来から定期的に人力による炭酸カルシウムスケールの除去を行っていたが、効率が悪く、好ましいものではない。また、炭酸カルシウムのスケール抑制剤及びスケール抑制方法としてエチレンジアミン四酢酸２〜４ナトリウム塩（ＥＤＴＡ・２〜４Ｎａ）や１−ヒドロキシエチリデン−１、１−ジホスホン酸ナトリウム（ＨＥＤＰ）、２−ホスホノ−１，２，４−ブタントリカルボン酸ナトリウム（ＰＢＴＣ）などのホスホン酸化合物を用いる方法が知られているが、十分な効果を発揮していない。しかも汚泥凝集剤として使用しているポリ塩化鉄の汚泥凝集作用に悪影響を及ぼす場合があり、好ましいものではない。また、石灰乳（炭酸カルシウム）を移送する際に配管内に付着が生じるために、石灰乳を移送する配管の外側にコイルを巻いて、このコイルに電気を導通させてスケール付着を防止する方法（磁場処理の一種：交流磁場処理）が既に知られており、交流磁気処理を行った水を使用して消石灰懸濁液の調製を行う方法（特許文献１参照）も提案されているが、満足しうる改善効果を得られるものではない。そのため、依然として凝集沈殿効果を損なうことなく、消石灰懸濁液の調製槽内、移送配管内壁、遠心脱水機内、遠心脱水機フィルターおよび排水配管内への炭酸カルシウムスケールの付着、蓄積を防止する消石灰懸濁液の炭酸カルシウムスケールの抑制剤および該スケールの抑制方法が強く望まれている。
Therefore, the calcium carbonate scale has been periodically removed manually by the conventional method, but the efficiency is low and this is not preferable. Further, as a scale inhibitor and a scale suppression method for calcium carbonate, ethylenediaminetetraacetic acid 2-4 sodium salt (EDTA 2-4Na), 1-hydroxyethylidene-1, 1-diphosphonate sodium (HEDP), 2-phosphono-1 Although a method using a phosphonic acid compound such as
本発明は、この様な事情に鑑みてなされたものであり、一般の工業排水処理場や公共下水処理場の汚泥用凝集剤として多用されている消石灰懸濁液の汚泥凝集効果に影響することなく、消石灰懸濁液の調製槽、移送配管、遠心脱水機内、遠心脱水機フィルターおよび排水配管内等への炭酸カルシウムスケールの付着、蓄積を防止するスケール抑制剤およびスケール抑制方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and affects the sludge aggregation effect of slaked lime suspension that is frequently used as a sludge coagulant for general industrial wastewater treatment plants and public sewage treatment plants. There is also provided a scale inhibitor and a scale control method for preventing calcium carbonate scale from adhering and accumulating in a slaked lime suspension preparation tank, transfer pipe, centrifugal dehydrator, centrifugal dehydrator filter, drain pipe, etc. Objective.
上記目的を達成するために、本発明者らは消石灰懸濁液の調製方法について鋭意研究を行った結果、構成単位としてアクリル酸と２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸が特定の比率である共重合体および／又はその水溶性塩が消石灰懸濁液に由来する炭酸カルシウムスケールの抑制に有効であることを見い出し、本発明を完成するに至った。
To achieve the above object, the present inventors have as a result of intense research on how the preparation of slaked lime suspension, acrylic acid and 2-acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid is in a specific ratio as a structural unit The present inventors have found that the copolymer and / or water-soluble salt thereof is effective for suppressing the calcium carbonate scale derived from the slaked lime suspension, and have completed the present invention.
すなわち、請求項１に係る発明は、消石灰懸濁液を用いた汚泥凝集処理工程において、該消石灰懸濁液による炭酸カルシウムスケールの抑制剤であって、アクリル酸と２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸を構成単位とし、そのアクリル酸と２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸が、モル比で９９．３：０．７〜８０：２０である共重合体および／又はその水溶性塩を含有することを特徴とする消石灰懸濁液による炭酸カルシウムスケールの抑制剤である。
That is, the invention according to
請求項２に係る発明は、消石灰懸濁液を用いた汚泥凝集処理工程において、該消石灰懸濁液による炭酸カルシウムスケールの抑制方法であって、アクリル酸と２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸を構成単位とし、そのアクリル酸と２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸が、モル比で９９．３：０．７〜８０：２０である共重合体および／又はその水溶性塩を消石灰懸濁液に添加することを特徴とする消石灰懸濁液による炭酸カルシウムスケールの抑制方法である。
The invention according to
本発明の炭酸カルシウムスケール抑制剤および該スケール抑制方法により、汚泥凝集に影響を及ぼすことなく、消石灰懸濁液に由来する炭酸カルシウムの調製槽、移送配管内、遠心脱水機内、遠心脱水機フィルターおよび排水配管内等への該スケールの付着、蓄積が長期間に亘り防止され、従来行われていた炭酸カルシウムスケールの除去作業が大幅に低減され、作業コストの低減をもたらすだけでなく、安定な汚泥凝集処理および汚泥脱水処理をもたらし、作業の改善に大きく寄与した。 By the calcium carbonate scale inhibitor and the scale suppression method of the present invention, the calcium carbonate preparation tank, the transfer pipe, the centrifugal dehydrator filter, the centrifugal dehydrator filter and the calcium carbonate derived from the slaked lime suspension without affecting the sludge aggregation The scale is prevented from adhering and accumulating in the drainage pipe for a long period of time, and the conventional removal of calcium carbonate scale is greatly reduced, not only reducing the work cost but also stable sludge. It contributed to the improvement of work by bringing about coagulation and sludge dehydration.
本発明は、一般の工業排水処理場や公共下水処理場の汚泥凝集処理工程で汚泥用凝集剤として消石灰懸濁液を使用することにより、該消石灰懸濁液に由来して生じる炭酸カルシウムスケールが当該汚泥凝集処理工程内の設備に付着、蓄積することを抑制する炭酸カルシウムスケールの抑制剤および炭酸カルシウムスケールの抑制方法であって、アクリル酸と２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸を構成単位とし、特定の比率でなる共重合体及び／又はその水溶性塩を含有する消石灰懸濁液による炭酸カルシウムスケールの抑制剤、および汚泥用凝集剤として消石灰懸濁液を使用している当該汚泥凝集処理工程に当該共重合体及び／又はその水溶性塩を添加して、消石灰懸濁液に由来して当該処理工程で生じる炭酸カルシウムスケールを抑制する方法である。
The present invention uses a slaked lime suspension as a coagulant for sludge in a sludge agglomeration treatment process of a general industrial wastewater treatment plant or a public sewage treatment plant. A calcium carbonate scale inhibitor and a calcium carbonate scale inhibitor that suppress adhesion and accumulation in equipment in the sludge agglomeration treatment process, wherein acrylic acid and 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid are constituent units. and then, a specific copolymer composed at a ratio of and / or inhibitors of calcium carbonate scale by slaked lime suspension containing the water-soluble salts, and the sludge using slaked lime suspension as sludge flocculant By adding the copolymer and / or water-soluble salt thereof to the coagulation treatment step, the calcium carbonate produced in the treatment step is derived from the slaked lime suspension. A method of inhibiting Lumpur.
本発明において、対象とするスケールは消石灰懸濁液中の水酸化カルシウムと空気中の二酸化炭素が反応して生じる炭酸カルシウムを主体とする炭酸カルシウムスケールで、これに水酸化カルシウムを付随して含むスケールも包含する。 In the present invention, the target scale is a calcium carbonate scale mainly composed of calcium carbonate produced by a reaction between calcium hydroxide in slaked lime suspension and carbon dioxide in the air, and this is accompanied by calcium hydroxide. Includes scale.
本発明における汚泥凝集処理工程は、一般の工業排水処理場や公共下水処理場で通常行われているように、処理対象としている区域・地域から集められた排水・下水を所定の薬品処理、微生物処理等を行った後の処理水に消石灰懸濁液を添加して凝集沈殿させる工程である。例えば、消石灰懸濁液を調製する調製槽、消石灰懸濁液を移送する移送配管、消石灰懸濁液と処理水を混合して凝集処理する凝集槽、凝集物を含む被処理水の固液分離を行って汚泥と処理水に分離する遠心脱水機およびその周辺設備、遠心脱水機で固液分離して分離されたろ液の貯留槽、ろ液排出配管、さらに濾液に殺菌処理とｐH調整を行って河川に放流されるまでの排出配管およびその処置を行う周辺設備をこれに含む。通常、汚泥は乾燥して焼却する、あるいは埋め立て処理される。 The sludge agglomeration treatment process in the present invention, as is usually done in general industrial wastewater treatment plants and public sewage treatment plants, drains and sewage collected from the area / region to be treated with a predetermined chemical treatment, microorganisms In this step, the slaked lime suspension is added to the treated water after the treatment or the like to cause aggregation. For example, a preparation tank for preparing a slaked lime suspension, a transfer pipe for transferring the slaked lime suspension, a flocculation tank for coagulating by mixing the slaked lime suspension and the treated water, and a solid-liquid separation of water to be treated containing the aggregates The centrifugal dehydrator and its peripheral equipment that separates into sludge and treated water, the filtrate storage tank separated by solid-liquid separation with the centrifugal dehydrator, the filtrate discharge pipe, and the filtrate are sterilized and pH adjusted This includes the discharge piping until it is discharged into the river and the peripheral equipment that performs the treatment. Usually, sludge is dried and incinerated or landfilled.
本発明における消石灰懸濁液は、特に限定されるものではなく、一般的な水酸化カルシウムの水懸濁液であり、水に溶解した水酸化カルシウムと微細粒子となっている水に分散・懸濁した水酸化カルシウムが混在した状態の水酸化カルシウムの水懸濁液である。具体的には、生石灰（酸化カルシウム）と水を反応させて消石灰（水酸化カルシウム）として水懸濁液を得る方法と、消石灰を水に分散させて消石灰懸濁液を得る方法があり、いずれの方法でも良い。消石灰懸濁液の濃度は、使用状況に応じて適宜決定されるものであるが、通常は、１〜２０重量％である。 The slaked lime suspension in the present invention is not particularly limited, and is a general aqueous suspension of calcium hydroxide, which is dispersed / suspended in calcium hydroxide dissolved in water and water in the form of fine particles. It is an aqueous suspension of calcium hydroxide in a state where turbid calcium hydroxide is mixed. Specifically, there is a method of obtaining a water suspension as slaked lime (calcium hydroxide) by reacting quick lime (calcium oxide) with water, and a method of obtaining a slaked lime suspension by dispersing slaked lime in water, The method is also acceptable. Although the density | concentration of slaked lime suspension is suitably determined according to a use condition, Usually, it is 1 to 20 weight%.
本発明における消石灰懸濁液に由来する炭酸カルシウムスケールの抑制剤（以下、「本発明のスケール抑制剤」とする。）は、構成単位としてアクリル酸と２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸（以下、「ＡＭＰＳ」とする。）を構成単位とし、そのアクリル酸と２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸が、モル比で９９．３：０．７〜８０：２０である共重合体および／又はその水溶性塩（以下、「本発明の共重合体」とする。）を含有する炭酸カルシウムスケール抑制剤である。本発明の共重合体の水溶性塩としては、完全中和あるいは部分中和のナトリウム塩、カリウム塩、アンモニウム塩およびこれらの複合塩がある。
The inhibitor of calcium carbonate scale derived from the slaked lime suspension in the present invention (hereinafter referred to as “scale inhibitor of the present invention”) is composed of acrylic acid and 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid (unit: Hereinafter referred to as “AMPS”) as a structural unit, and the acrylic acid and 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid are in a molar ratio of 99.3: 0.7 to 80:20 And / or a calcium carbonate scale inhibitor containing a water-soluble salt thereof (hereinafter referred to as “copolymer of the present invention”). Examples of the water-soluble salt of the copolymer of the present invention include completely neutralized or partially neutralized sodium, potassium, ammonium and complex salts thereof.
本発明の共重合体において構成単位であるアクリル酸とＡＭＰＳの比率は、９９．３：０．７〜８０：２０、好ましくは９５：５〜８５：１５の範囲で含む共重合体である。アクリル酸とＡＭＰＳのモル比がこの範囲以外では本発明の効果が十分に発揮されない場合がある。また、該共重合体の重量平均分子量は５００〜３０，０００、好ましくは１，０００〜２０，０００である。平均分子量の範囲は、スケール抑制効果の上から求められたものであり、この範囲の外でもスケール抑制効果はあるが、それほど大きなスケール抑制効果の向上が見られない。
In the copolymer of the present invention, the ratio of acrylic acid and AMPS which are constituent units is a copolymer containing 99.3: 0.7 to 80:20, preferably 95: 5 to 85:15. If the molar ratio of acrylic acid to AMPS is outside this range, the effects of the present invention may not be sufficiently exhibited. The weight average molecular weight of the copolymer is 500 to 30,000, preferably 1,000 to 20,000. The range of the average molecular weight is obtained from the viewpoint of the scale suppression effect, and even if outside this range, there is a scale suppression effect, but no significant improvement in the scale suppression effect is observed.
本発明の共重合体の製造方法は、特に限定されるものではなく、公知の方法により得られる。例えば、アクリル酸及びＡＭＰＳの水溶液にアルカリ金属水酸化物水溶液を加え、８０〜９０℃に加温し、重合開始剤を滴下して重合することにより得られる。この場合、アクリル酸、ＡＭＰＳの各成分は遊離の状態で重合させてもよいが、これらをナトリウム塩、カリウム塩、アンモニウム塩として重合反応に供することもできる。重合開始剤としては、例えば過硫酸ナトリウム、過酸化塩素、ブチルヒドロパーオキサイド等の過酸化物、アゾビスイソブチロニトリル等のアゾ化合物が挙げられる。好ましい重合開始剤は過酸化水素と過硫酸塩である。重合開始剤の使用量は、用いる重合開始剤の種類により異なるが、例えば過酸化水素では単量体全量に対して０．５〜１０モル％、好ましくは１〜５モル％である。重合溶媒としては水が最も好ましいが、アルコール類、ジオキサン等の有機溶媒を用いることもできる。重合時の加熱温度は８０〜９０℃が好ましく、低温で重合させると、未反応の単量体が残る場合があり、好ましくない場合がある。 The method for producing the copolymer of the present invention is not particularly limited, and can be obtained by a known method. For example, it can be obtained by adding an alkali metal hydroxide aqueous solution to an aqueous solution of acrylic acid and AMPS, heating to 80 to 90 ° C., dropping a polymerization initiator and polymerizing. In this case, each component of acrylic acid and AMPS may be polymerized in a free state, but these can also be subjected to a polymerization reaction as a sodium salt, potassium salt or ammonium salt. Examples of the polymerization initiator include peroxides such as sodium persulfate, chlorine peroxide, and butyl hydroperoxide, and azo compounds such as azobisisobutyronitrile. Preferred polymerization initiators are hydrogen peroxide and persulfate. Although the usage-amount of a polymerization initiator changes with kinds of polymerization initiator to be used, in hydrogen peroxide, it is 0.5-10 mol% with respect to the monomer whole quantity, Preferably it is 1-5 mol%. As the polymerization solvent, water is most preferable, but organic solvents such as alcohols and dioxane can also be used. The heating temperature during the polymerization is preferably 80 to 90 ° C. When polymerization is performed at a low temperature, an unreacted monomer may remain and may not be preferable.
また、本発明のスケール抑制剤の効果を損なわない範囲において、従来から使用されてきた他のスケール抑制剤、例えばＥＤＴＡおよびその水溶性塩，ポリマレイン酸およびその水溶性塩、ポリアクリル酸およびその水溶性塩、ポリＡＭＰＳおよびその水溶性塩、マレイン酸−アクリル酸共重合体およびその水溶性塩、ＰＢＴＣやＨＥＤＰ等のホスホン酸塩等を含んでも良く、本発明は何ら制限を加えるものではない。 In addition, other scale inhibitors conventionally used, for example, EDTA and water-soluble salts thereof, polymaleic acid and water-soluble salts thereof, polyacrylic acid and water-soluble water thereof, as long as the effects of the scale inhibitor of the present invention are not impaired. , Phosphonates such as PBTC and HEDP, and the like, and the present invention is not limited thereto.
本発明における消石灰懸濁液に由来する炭酸カルシウムスケールの抑制方法（以下、「本発明のスケール抑制方法」とする。）は、一般の工業排水処理場や公共下水処理場の汚泥凝集処理工程に本発明の共重合体を添加して、当該工程に用いる消石灰懸濁液に由来する炭酸カルシウムスケールの発生および付着を抑制する方法である。 The method for suppressing calcium carbonate scale derived from the slaked lime suspension in the present invention (hereinafter referred to as “the scale suppressing method of the present invention”) is used in the sludge aggregation treatment process of general industrial wastewater treatment plants and public sewage treatment plants. In this method, the copolymer of the present invention is added to suppress generation and adhesion of calcium carbonate scale derived from the slaked lime suspension used in the step.
本発明のスケール抑制方法における当該共重合体の添加量は、消石灰懸濁液を使用する工程の条件、対象とする水系の水質、炭酸カルシウムスケールの状況、当該スケールの改善要求度などにより適宜決定されるものであり一律に決定できないが、通常、消石灰懸濁液中の消石灰分に対して、本発明の共重合体を０．０５〜１０重量％、好ましくは０.１〜５重量％である。本発明の共重合体の添加量が０．０５重量％より低いと、本発明の効果が十分に得られない場合があり、１０重量％を越えると本発明の効果は得られるが、添加量の割には効果の向上が小さく、経済的見地から好ましくないことが多い。 The addition amount of the copolymer in the scale suppression method of the present invention is appropriately determined depending on the conditions of the process using the slaked lime suspension, the water quality of the target aqueous system, the situation of the calcium carbonate scale, the degree of demand for improvement of the scale, However, the copolymer of the present invention is usually 0.05 to 10% by weight, preferably 0.1 to 5% by weight, based on the slaked lime content in the slaked lime suspension. is there. When the addition amount of the copolymer of the present invention is lower than 0.05% by weight, the effect of the present invention may not be sufficiently obtained. When it exceeds 10% by weight, the effect of the present invention can be obtained. However, the improvement in effect is small, and it is often not preferable from an economic point of view.
本発明の共重合体の添加箇所は、通常、炭酸カルシウムスケールが生成する箇所や炭酸カルシウムスケールの付着が生じる箇所およびその上流部である。例えば、消石灰懸濁液の調製後の貯留槽への添加や消石灰懸濁液の移送配管への注入、汚泥脱水装置に入る直前の汚泥への添加などがある。 The addition location of the copolymer of the present invention is usually a location where calcium carbonate scale is generated, a location where calcium carbonate scale adheres, and an upstream portion thereof. For example, there are addition to a storage tank after preparation of slaked lime suspension, injection to a transfer pipe of slaked lime suspension, addition to sludge immediately before entering a sludge dewatering device, and the like.
本発明の共重合体の使用方法は、特に限定されるものではなく、状況により適宜選択決定されれば良いが、通常は共重合体を水で１〜５０重量％程度に希釈して使用される。また、本発明の共重合体の添加手段は、特に限定するものではないが、通常、薬品注入ポンプを用いて添加される。 The method of using the copolymer of the present invention is not particularly limited, and may be appropriately selected and determined depending on the situation. Usually, the copolymer is diluted to 1 to 50% by weight with water and used. The The means for adding the copolymer of the present invention is not particularly limited, but is usually added using a chemical injection pump.
本発明の共重合体の添加方法は、特定の添加箇所に一点添加する方法、複数の箇所に分けて多点添加する方法、さらに添加を連続的に行なう連続添加方法、または一定時間毎に添加を行なう間歇添加方法などがあり、種々の状況に沿って適宜選択すれば良い。 The addition method of the copolymer of the present invention is a method of adding a single point to a specific addition site, a method of adding multiple points divided into a plurality of locations, a continuous addition method of continuously adding, or an addition at regular intervals There are intermittent addition methods, etc., which can be appropriately selected according to various situations.
本発明のスケール抑制方法において、本発明の効果を損なわない範囲において、本発明の共重合体と従来から使用されてきた他のスケール抑制剤、例えば、ＥＤＴＡ，ポリマレイン酸およびその水溶性塩、ポリアクリル酸およびその水溶性塩、ポリＡＭＰＳおよびその水溶性塩、マレイン酸−アクリル酸共重合体およびその水溶性塩、ＰＢＴＣやＨＥＤＰ等のホスホン酸塩等を併用して良く、本発明は何ら制限を加えるものではない。
In the scale suppression method of the present invention, the copolymer of the present invention and other scale inhibitors conventionally used, such as EDTA, polymaleic acid and water-soluble salts thereof, Acrylic acid and its water-soluble salt, polyAMPS and its water-soluble salt, maleic acid-acrylic acid copolymer and its water-soluble salt, phosphonates such as PBTC and HEDP, etc. may be used in combination. It does not add.
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples, but the present invention is not limited thereto.
〔実施例で用いるスケール抑制剤〕
・共重合体１：アクリル酸−ＡＭＰＳモル比８０：２０共重合体（分子量１０，０００）
・共重合体２：アクリル酸−ＡＭＰＳモル比８５：１５共重合体（分子量２０，０００）
・共重合体３：アクリル酸−ＡＭＰＳモル比９０：１０共重合体（分子量３，０００）
・共重合体４：アクリル酸−ＡＭＰＳモル比９５：５共重合体（分子量８，０００）
・共重合体５：アクリル酸−ＡＭＰＳモル比９９．３：０．７共重合体（分子量１０，０００）。
[Scale inhibitor used in Examples]
-Copolymer 1: Acrylic acid-AMPS molar ratio 80:20 copolymer (molecular weight 10,000)
-Copolymer 2: Acrylic acid-AMPS molar ratio 85:15 copolymer (molecular weight 20,000)
Copolymer 3: Acrylic acid-AMPS molar ratio 90:10 copolymer (molecular weight 3,000)
Copolymer 4: Acrylic acid-AMPS molar ratio 95: 5 copolymer (molecular weight 8,000)
-Copolymer 5: acrylic acid-AMPS molar ratio 99.3: 0.7 copolymer (molecular weight 10,000).
〔比較例で用いるスケール抑制剤〕
・共重合体６：アクリル酸−ＡＭＰＳモル比７３：２７共重合体（分子量１０，０００）
・共重合体７：アクリル酸−アクリルアミド共重合体モル比５０：５０（分子量２０，０００）
・ＰＡＡ：ポリアクリル酸（分子量２０，０００）
・ＨＥＤＰ：１−ヒドロキシエチリデン−１、１−ジホスホン酸ナトリウム〔「Ｂｒｉｑｕｅｓｔ ＡＤＰＡ６０Ａ」（商品名）、ローディア・ジャパン製〕
・ＰＢＴＣ：２−ホスホノ−１，２，４−ブタントリカルボン酸ナトリウム〔「ベルクレン６５０」（商品名）、グレート・レークス・ケミカル製〕。
[Scale inhibitor used in comparative examples]
Copolymer 6: acrylic acid-AMPS molar ratio 73:27 copolymer (molecular weight 10,000)
-Copolymer 7: acrylic acid-acrylamide copolymer molar ratio 50:50 (molecular weight 20,000)
PAA: polyacrylic acid (molecular weight 20,000)
HEDP: 1-hydroxyethylidene-1, 1-diphosphonate sodium ["Briquest ADPA60A" (trade name), manufactured by Rhodia Japan]
PBTC: sodium 2-phosphono-1,2,4-butanetricarboxylate [“Berkulen 650” (trade name), manufactured by Great Lakes Chemical].
〔消石灰水溶液のスケール抑制試験１〕
公共下水処理場では、地域から集められた下水は所定の薬品処理を行って処理した後、この処理下水をポリ塩化鉄と消石灰懸濁液で凝集沈殿し、遠心脱水機で固液分離して、汚泥は焼却処理あるいは埋め立て処理を行い、分離した処理液はさらに薬品処理とｐH調整を行って河川に放流していた。詳しくは図１を参照し説明すると、使用する消石灰懸濁液は、消石灰を水で分散させて１重量％濃度（ｐＨ：１２．７、溶解カルシウム濃度：１，０８０ｍｇ／Ｌ）として調製した後、貯留槽１に貯留し、移送配管４、５を通して遠心脱水機１０、１１に導入され、処理下水１６と混合されて当該処理下水の凝集沈殿と固液分離を行って汚泥１２、１３と排水１４、１５に分けて処理されていた。しかし、消石灰懸濁液や汚泥の脱水排出水〔ｐＨ：１１．３、Mアルカリ度（ｍg／L−ＣａＣＯ３）：１，６２０、カルシウム硬度（ｍg／L−ＣａＣＯ３）：４，４８０〕は強アルカリ性であるために、約４ヶ月で貯留槽内壁、移送配管内壁、遠心脱水機フィルター、さらには遠心脱水機からの排出配管内壁に炭酸カルシウムのスケールが蓄積し、種々の障害が発生していた。例えば、貯留槽内壁に付着した炭酸カルシウムスケールが剥離して消石灰懸濁液移送ポンプの破損を引き起こしたり、移送配管内壁に付着した炭酸カルシウムスケールにより移送配管の口径が狭くなり消石灰懸濁液の移送量が低下、遠心脱水機のフィルターに炭酸カルシウムのスケールが蓄積して脱水効率が大きく低下し十分な汚泥脱水が得られない、さらに排出配管内壁に付着した炭酸カルシウムスケールにより排出配管の口径が狭くなり遠心脱水機からの排水が詰まる等の障害が生じていた。そこで、当該公共下水処理場より１重量％消石灰懸濁液を採取し、供試液として用いて以下のようにしてスケール抑制試験を行った。
[
In a public sewage treatment plant, the sewage collected from the area is treated with the prescribed chemical treatment, and then the treated sewage is coagulated and precipitated with polyiron chloride and slaked lime suspension, and separated into solid and liquid by a centrifugal dehydrator. The sludge was incinerated or landfilled, and the separated treatment liquid was further discharged into the river after chemical treatment and pH adjustment. Specifically, referring to FIG. 1, the slaked lime suspension used is prepared by dispersing slaked lime with water to a concentration of 1% by weight (pH: 12.7, dissolved calcium concentration: 1,080 mg / L). , Stored in the
３００ｍＬ三角フラスコに供試液（消石灰水溶液）を１００ｍｌ入れ、スケール抑制剤を所定量添加し、栓をせず開放した状態で振とう機にセットして３０回／分の速度で２４時間振とうした。次に、供試液中に生じた炭酸カルシウムによる析出物をＮｏ．６ろ紙でろ過し、ろ液のカルシウム濃度（ｍｇ／Ｌ）をＥＤＴＡ滴定法で測定した。測定結果を基に次式で炭酸カルシム析出抑制率（％）を算出し評価した。炭酸カルシム析出抑制率（％）が高い方が好ましい。結果を表１に示した。
炭酸カルシム析出抑制率（％）＝〔（Ａ−Ｂ）／（１０８０−Ｂ）〕×１００
Ａ：スケール抑制剤を添加した時のろ液のカルシウム濃度（ｍｇ／Ｌ）
Ｂ：スケール抑制剤を添加しない時のろ液のカルシウム濃度（ｍｇ／Ｌ）
Add 100 ml of the test solution (slaked lime aqueous solution) to a 300 mL Erlenmeyer flask, add a predetermined amount of scale inhibitor, set it on a shaker without opening the stopper, and shake at a rate of 30 times / minute for 24 hours. . Next, precipitates of calcium carbonate generated in the test solution were No. The solution was filtered through 6 filter papers, and the calcium concentration (mg / L) of the filtrate was measured by the EDTA titration method. Based on the measurement results, the calcium carbonate precipitation inhibition rate (%) was calculated and evaluated by the following formula. It is preferable that the calcium carbonate precipitation inhibition rate (%) is higher. The results are shown in Table 1.
Calcium carbonate precipitation inhibition rate (%) = [(A−B) / (1080−B)] × 100
A: Calcium concentration of filtrate when adding scale inhibitor (mg / L)
B: Calcium concentration in the filtrate when no scale inhibitor is added (mg / L)
〔消石灰水溶液のスケール抑制試験２〕
消石灰水溶液のスケール抑制試験１記載の公共下水処理場において、貯留槽１から１重量％濃度の消石灰懸濁液を遠心脱水機１０、１１の内の処理下水に導入する移送配管４、５に、薬注ポンプ６、７でそれぞれスケール抑制剤を０．１重量％（対消石灰）注入し、通常の遠心脱水による固液分離を行なった。約４ヶ月後、移送配管４、５の内壁、遠心脱水機１０、１１のフィルター、遠心脱水機の排出配管１４、１５の内壁への炭酸カルシウムのスケールの蓄積状況を目視観察し評価した。また、その間のスケール抑制剤の添加による消石灰懸濁液の凝集効果への影響についても評価を行った。評価の目安は以下のようにし、結果を表２にまとめた。
（スケールの付着状況の評価）
○：スケール付着がほとんど無い〜無い。
△：スケールが少し付着している（部分的にスケールが付着し、最大付着厚さ：１ｍｍ未満で支障なしと判断できるレベル）。
×：明確にスケールが付着している（付着厚さ：１ｍｍ以上）。
（凝集効果への影響）
無：汚泥凝集に影響なし。
有：影響あり（凝集した汚泥塊が小さい、凝集汚泥の強度が弱い等の影響がある。）
[
In the public sewage treatment plant described in the
(Evaluation of scale adhesion)
○: There is almost no scale adhesion.
Δ: A little adhered to the scale (a level where the scale is partially adhered and the maximum adhesion thickness is less than 1 mm and can be judged as no problem).
X: Scale is clearly attached (attachment thickness: 1 mm or more).
(Influence on aggregation effect)
None: No effect on sludge aggregation.
Yes: There is an effect (the effect is that the aggregated sludge mass is small, the strength of the aggregated sludge is weak, etc.)
１：１％消石灰懸濁液貯留槽
２、３：移送ポンプ
４、５：移送配管
６、７：スケール抑制剤注入ポンプ
８、９：スケール抑制剤貯留槽
１０、１１：遠心脱水機
１２、１３：（遠心脱水した）汚泥
１４、１５：（遠心脱水した）排出水
１６：下水処理水
1: 1% slaked lime
Claims (2)
In the sludge agglomeration treatment step using slaked lime suspension, a method for inhibiting calcium carbonate scale by the slaked lime suspension, comprising acrylic acid and 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid as constituent units , the acrylic Adding a copolymer of acid and 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid in a molar ratio of 99.3: 0.7 to 80:20 and / or a water-soluble salt thereof to the slaked lime suspension. A method for suppressing calcium carbonate scale by a slaked lime suspension.
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