JP6411182B2 - 汚泥の脱水助剤及び汚泥の脱水方法 - Google Patents
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Description
当該脱水助剤は汚泥の脱水に用いられるものであり、パルプを含有する。また、本発明の効果を妨げない範囲であれば、当該脱水助剤はその他の任意成分を含有してもよい。
上記パルプとしては、通常の製紙原料として用いられているパルプを採用でき、例えば木材パルプ、非木材パルプ、古紙パルプ等が挙げられる。
当該脱水助剤の製造方法としては、パルプを叩解又は混練する工程(以下、「叩解等工程」ともいう。)、パルプを分級する工程(以下、「分級工程」ともいう。)、及びパルプの流動電位値を調節する工程(以下、「流動電位値調整工程」ともいう。)を主に備える。また、パルプ中の夾雑物等を除去する工程(以下、「除去工程」ともいう。)を備えるとよい。以下、各工程について説明する。
本工程では、パルプ中の種々の夾雑物、未離解繊維等を除去する。この夾雑物等の除去は、通常のスクリーン処理等により行うことができる。
本工程では、パルプを叩解又は混練することにより、パルプ繊維を微細化し、又パルプ繊維にフィブリルが形成される。
本工程では、叩解又は混練処理後のパルプを分級する。これにより、パルプの重量平均繊維長のばらつきが小さくなり、上記標準偏差の3σを上記の好適な範囲とすることができる。
本工程では、分級後のパルプの流動電位値を低下又は上昇させる。これにより、パルプの流動電位値を上述の好適な範囲とすることができる。
当該脱水助剤を用いて汚泥を脱水する方法としては、例えば汚泥に当該脱水助剤を添加する工程(以下、「脱水助剤添加工程」ともいう。)、汚泥に高分子凝集剤を添加する工程(以下、「高分子凝集剤添加工程」ともいう。)、及び汚泥を機械脱水する工程(以下、「脱水工程」ともいう。)を主に備えるものが挙げられる。
本工程では、汚泥に当該脱水助剤を添加する。必要量の当該脱水助剤を一度に汚泥に添加してもよく、複数回に分けて添加してもよい。
本工程では、汚泥に高分子凝集剤を添加する。これにより、汚泥中の微小な固形分が凝集する。
本工程では、当該脱水助剤及び上記高分子凝集剤を添加した汚泥を脱水する。この脱水処理に用いる脱水機としては、公知のものを使用でき、例えば加圧脱水機、真空脱水機、ベルトプレス脱水機、遠心脱水機、スクリュープレス脱水機、フィルタープレス脱水機等が挙げられる。
[流動電位値(単位:mV)]
パルプを純水で希釈し、固形分濃度5質量%の分散液とした。この分散液800mLを1Lビーカーに投入し、ゼータ電位測定装置(MUTEK社の「model:SZP06」)を用い、電気泳動光散乱測定法により流動電位値を測定した。
JIS−P−8220:2012「パルプ−離解方法」に準拠して離解したパルプについて、重量平均繊維長をJ.TAPPI−No.52に準拠し測定した。
JIS−P−8211:2011「パルプ−カッパー価試験方法」に準拠し測定した。
JIS−P−8225:2003「パルプ−紙料の固形分濃度測定方法」に準拠し測定した。
以下の原料を用いて、下記の製造方法に従い脱水助剤を得た。
夾雑物を除去した針葉樹系漂白クラフトパルプ(NBKP)を配合し、PFIミル(熊谷理機工業社)を用いて叩解を行った。その後、パルプ篩分試験機(熊谷理機工業社)を用いて分級を行った。
上記分級後のパルプを、絶乾質量が280gになるように計量し、40mm×50mmの大きさのビニール袋に投入した。このビニール袋に二酸化塩素を0.1質量%投入し、さらにパルプ濃度が10質量%となるように純水を添加した。このビニール袋を約10分間手で揉み、内容物を均一に混ぜ合わせた。その後、吸引機を用いてビニール袋内の空気を吸引し、ビニール袋内を密閉した。密閉後のビニール袋を、75℃に加温したウォーターバス(ヤマト科学社の「model:BX−31」)に浸漬し、5時間静置した。その後、ビニール袋をウォーターバスから取り出し、ビニール袋内に純水を添加してパルプを希釈した。このパルプをNo.2ろ紙を用いて吸引ろ過した。以上の操作をさらにもう一巡行い、パルプを漂白することで脱水助剤を製造した。
実施例1の原料、処理に用いた薬品の種類及び添加量並びに処理時間等を表1に記載のように変更した以外は実施例1と同様にして脱水助剤を製造した。これらの脱水助剤の各種物性を表2に示す。
[脱水性]
次の手順で脱水性を評価した。まず、下水処理設備で生じる水分98質量%の消化汚泥200ccをビーカー300ccに投入し、脱水助剤を表3の記載に沿って添加し、よく撹拌する。この汚泥に高分子凝集剤(アクリレート系、中カチオン、分子量:500万)を消化汚泥固形分に対して固形分で1.5質量%添加し、さらに撹拌する。凝集させた汚泥を網で重力ろ過し、ろ布上に置いたパイプに流し込む。その後パイプを外し、下ろ布に乗っている汚泥に上ろ布を重ねる。このろ布で挟み込んだ汚泥を面圧0.1Mpaにて加圧脱水する。この汚泥について、下式を用いて算出した消化汚泥の含水率低下割合で、脱水性を評価した。
消化汚泥の含水率低下割合(%)=(A−B)/A
A:脱水前の消化汚泥含水率(%)
B:脱水後の消化汚泥含水率(%)
Claims (5)
- パルプを含有する汚泥の脱水助剤であって、
上記パルプの流動電位値が−85mV以上−58mV以下であり、
上記パルプの重量平均繊維長が0.5mm以上5.0mm以下であり、
上記パルプの上記重量平均繊維長の標準偏差をσとしたときの3σが1mm以上5mm以下であり、
上記パルプのカッパー価が0.05以上0.75以下であることを特徴とする汚泥の脱水助剤。 - 上記パルプがフィブリル化された繊維を含み、上記パルプにおける繊維のフィブリル化率が1.5%以上5%以下であり、
高分子凝集剤としてアクリレート系の中カチオン性高分子凝集剤を用いる請求項1に記載の汚泥の脱水助剤。 - 上記パルプが酸化処理されたパルプである請求項1又は請求項2に記載の汚泥の脱水助剤。
- パルプを含有する汚泥の脱水助剤を用いる汚泥の脱水方法であって、
上記パルプの流動電位値が−85mV以上−58mV以下であり、
上記パルプの重量平均繊維長が0.5mm以上5.0mm以下であり、
上記パルプの上記重量平均繊維長の標準偏差をσとしたときの3σが1mm以上5mm以下であり、
上記パルプのカッパー価が0.05以上0.75以下である脱水助剤を汚泥に添加する工程、
上記脱水助剤が添加された汚泥に高分子凝集剤を添加する工程、及び
上記高分子凝集剤が添加された汚泥を機械脱水する工程をこの順に備える汚泥の脱水方法。 - 上記パルプがフィブリル化された繊維を含み、上記パルプにおける繊維のフィブリル化率が1.5%以上5%以下であり、
上記高分子凝集剤としてアクリレート系の中カチオン性高分子凝集剤を用いる請求項4に記載の汚泥の脱水方法。
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