JP6577271B2

JP6577271B2 - 汚泥処理設備の洗浄剤組成物および洗浄方法

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Publication number: JP6577271B2
Application number: JP2015137108A
Authority: JP
Inventors: 安永　利幸; 利幸安永; 智子西
Original assignee: Swing Corp
Current assignee: Swing Corp
Priority date: 2015-07-08
Filing date: 2015-07-08
Publication date: 2019-09-18
Anticipated expiration: 2035-07-08
Also published as: JP2017019902A

Description

本発明は、汚泥処理設備の洗浄に用いる洗浄剤組成物および洗浄方法に関し、特にスクリュープレス脱水機のスクリーンドラム等の汚泥処理設備に付着したスケールを洗浄するための洗浄剤及び洗浄方法に関する。

一般に、下水処理設備等で発生した汚泥を汚泥処理施設等に輸送する汚泥管内では、汚泥中のマグネシウムイオン（Ｍｇ^２＋）やリン酸イオン（ＰＯ_４ ^３−）及びアンモニウムイオン（ＮＨ_４ ^＋）等が化合した、いわゆるＭＡＰ粒子（Magnesium-Ammonium-Phosphate：Mg(NH₄)PO₄）と称される析出物がしばしば発生することがある。

このＭＡＰ粒子は、汚泥中に溶存した形で存在しているＭｇ^２＋，ＮＨ_４ ^＋，ＰＯ_４ ^３−が汚泥管内を流れる際にｐＨ上昇等によって化合して析出したものであることが知られている。このＭＡＰ粒子は水に対する溶解度があまり大きくないため、汚泥処理設備に付着し、脱水効率の低下を招くことがある。特に、スクリュープレス脱水機のスクリーンドラム表面に付着した場合には分離液の排出を妨げ、汚泥処理量の低下やケーキ含水率の上昇を引き起こすといったおそれがある。このような現象が発生した場合には、一般に人海戦術によって汚泥処理設備を清掃して、付着したＭＡＰ粒子を除去する、あるいは設備自体を新たなものに取り替える等の作業を行うことになる。このような清掃作業や交換作業には多大な労力とコストを要する上に、これら作業中には下水処理設備等の運転を一時的に休止しなければならないといった問題がある。

脱水設備に付着したＭＡＰの洗浄方法としては、ジョウロなどを使用して酸性水溶液を散布する方法がある。例えばスクリュープレス脱水機のスクリーンドラムは円筒型の金属であるため、洗浄液を散布して洗浄する際に、洗浄液が汚れを除去したい場所に留まらず直ぐに流れ落ちてしまうので、洗浄液の大部分が無駄になってしまう。また、洗浄を十分にしようとすると多量の酸性水溶液が必要となるので、発生する酸性廃液の処分の問題が出てくる。

一方、洗浄剤としては、過酸化水素、リン酸、ホスホン酸類及び分子中にカルボキシル基を２〜５個有する有機カルボン酸から選ばれる少なくとも１種の酸剤、アミンオキシド及び非イオン界面活性剤から選ばれる少なくとも１種の界面活性剤を、それぞれ特定範囲の比率で含有し、２５℃におけるｐＨが２〜５である硬質表面用洗浄剤組成物が開示されている（特許文献１）。当該硬質表面用洗浄剤組成物は、シンク、トイレ、浴室などの硬質表面に接触させた際に、細菌と過酸化水素との接触により発生する酸素の発泡を利用する一般家庭用サニタリー洗浄剤であり、除菌性能と硬質表面に対する優れた洗浄力を有し、使用時に即座に微生物の存在を判断できることを特徴としている。この硬質表面用洗浄剤組成物の発泡は、高粘度の泡の形成とは異なる。

また、（Ａ）２鎖２極性基含有陰イオン界面活性剤の１種又は２種以上と、（Ｂ）高級脂肪酸塩及び／又はスルホン酸基含有１鎖１極性基含有陰イオン界面活性剤の１種又は２種以上と、（Ｃ）非イオン界面活性剤を含有し、（Ａ）／（Ｂ）の重量比が９／１〜１／９であり、（Ｃ）の含有量が０．５〜１０重量％である、泡立ちがよく、泡のクリーミイ感に優れ、使用後のコンディショニング効果の良い洗浄剤組成物が提案されている（特許文献２）。

特開２０１０−５９２９６号公報特開平１０−２１２４９４号公報

本発明は、少量で汚泥処理設備に析出するＭＡＰ粒子スケールを除去できる洗浄剤組成物を提供することを目的とする。

また、本発明は、洗浄剤の使用量を低減し、容易にＭＡＰ粒子スケールを除去できる汚泥処理設備の洗浄方法を提供することを目的とする。

本発明によれば、少量で汚泥処理設備に析出するＭＡＰ粒子スケールを除去できる洗浄剤組成物が提供される。本発明の具体的態様は以下を含む。
［１］（Ａ）酸又は酸塩１０〜８０ｗｔ％、（Ｂ）非イオン界面活性剤１〜１５ｗｔ％及び（ｃ）水残部を含むことを特徴とする汚泥処理設備の洗浄剤組成物。
［２］Ｂ型粘度計を用いて２５℃で計測した粘度として１〜１００ｍＰａ・ｓの粘度を有することを特徴とする［１］に記載の洗浄剤組成物。
［３］前記（Ａ）酸又は酸塩は、リン酸又はリン酸塩であることを特徴とする［１］又は［２］に記載の洗浄剤組成物。
［４］前記（Ｂ）非イオン界面活性剤は、ポリオキシエチレンアルキルエーテルであることを特徴とする［１］〜［３］のいずれか１に記載の洗浄剤組成物。
［５］泡吐出機構を有する容器に、［１］〜［４］のいずれか１に記載の洗浄剤組成物を充填してなる洗浄剤物品。
［６］泡吐出機構を有する容器から、［１］〜［４］のいずれか１に記載の洗浄剤組成物を泡状に吐出させ、当該泡状の洗浄剤組成物を被洗浄物に付着させることを特徴とする、汚泥処理設備の洗浄方法。
［７］被洗浄物に対して、前記洗浄剤組成物を５０〜１０００ｇ／ｍ^２の割合で付着させることを特徴とする、［６］に記載の洗浄方法。
［８］被洗浄物に対して泡状の前記洗浄剤組成物を３分〜１時間付着させた後、被洗浄物を水洗することを特徴とする、［６］又は［７］に記載の洗浄方法。
［９］前記被洗浄物は、汚泥処理設備の脱水設備に形成されるＭＡＰスケールである、［６］〜［８］のいずれか１に記載の洗浄方法。

本発明の洗浄剤組成物を被洗浄物に対して泡状に吐出させ、被洗浄物を泡状に被覆したまま放置した後に水洗することによって、洗浄剤組成物が滞留できない垂直面、斜面、メッシュなどの複雑な形状の部材を有する汚泥処理設備におけるＭＡＰスケールを容易に溶解除去することができる。本発明の洗浄方法において用いる洗浄剤組成物は、粘度の高い泡として被洗浄物に留まるため、少量の適用でよく、酸性廃液の発生量を低減できるため、洗浄費用も抑制することができる。

実施例における脱水ドラムスクリーン面に洗浄剤組成物を噴霧した４〜５分後の状況を示す写真である。実施例における洗浄前の脱水ドラムスクリーン面の状態を拡大して示す写真である。実施例における洗浄後の脱水ドラムスクリーン面の状態を拡大して示す写真である。

好ましい実施形態

本発明の洗浄剤組成物は、特定の配合比で（Ａ）酸又は酸塩１０〜８０ｗｔ％、（Ｂ）非イオン界面活性剤１〜１５ｗｔ％及び（ｃ）水残部を含み、２５℃におけるＢ型粘度（Ｂ型粘度計、ローターＮｏ．１、６０ｒｐｍで測定した）として１〜１００ｍＰａ・ｓを有することにより、被洗浄物に対して粘着性のある泡として適用できるため、（Ａ）成分によるＭＡＰスケールの溶解性及び（Ｂ）成分による被洗浄面に対する濡れ性を十分に発揮させることができる。本発明の洗浄剤組成物を適用する被洗浄面は、脱水機などの汚泥処理設備であり、複雑な形状を有する部材や、垂直面、斜面、メッシュなどを多く含む。これらの被洗浄面に通常の洗浄剤組成物を適用しても、流れ落ちてしまったり、被洗浄面に到達しなかったりするが、本発明の洗浄剤組成物は被洗浄面に到達して留まることができる泡を形成することができる。なお、本願明細書において、垂直面、斜面又はメッシュなどの被洗浄面に対して、洗浄剤組成物が筋状に垂れ落ちたりせず、万遍なく被洗浄面を覆うことができることを「均一広がり性」という。

（Ａ）酸又は酸塩としては、塩酸、硫酸、硝酸、リン酸又はこれらの塩などを挙げることができ、特にリン酸又はリン酸塩が好ましい。例えば、リン酸、ピロリン酸、トリポリリン酸、テトラポリリン酸、メタリン酸、亜リン酸、次亜リン酸あるいはそれらのナトリウム塩、カリウム塩、アンモニウム塩が好ましく、特にリン酸あるいはメタリン酸とそのカリウム塩は防錆被膜を形成するために好適である。

本発明の洗浄剤組成物中の（Ａ）酸又は酸塩の配合量は洗浄剤組成物の全質量を基準として約１０〜約８０ｗｔ％、好ましくは約２０〜約７０ｗｔ％である。約１０ｗｔ％未満では十分なＭＡＰスケールの除去効果が得られず、約８０ｗｔ％を超えると泡形成が不十分となるため好ましくない。

（Ｂ）非イオン界面活性剤としては、ポリオキシアルキレンアルキルアミン、ポリオキシアルキレンアルケニルアミン、ポリオキシアルキレンアルキルアミド、ポリオキシアルキレンアルケニルアミド、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、ポリオキシアルキレンアルケニルエーテルなどから選ばれる少なくとも１種を好ましく用いることができる。中でもポリオキシエチレンアルキルエーテルが好ましい。ポリオキシエチレンアルキルエーテルとしては、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンイソデシルエーテル、ポリオキシエチレントリデシルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンセチルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレン−2−エチルヘキシルエーテルを好適に挙げることができ、特に好ましいのはポリオキシエチレンイソデシルエーテル、ポリオキシエチレントリデシルエーテルである。

本発明の洗浄剤組成物中の（Ｂ）非イオン界面活性剤の配合量は洗浄剤組成物の全質量を基準として約１〜約１５ｗｔ％、好ましくは約３〜約１０ｗｔ％である。約１ｗｔ％未満では泡立ちが不十分となり、被洗浄面への広がりも均一ではなくなることがある。約１５ｗｔ％を超えると洗浄剤組成物全体の溶解性が均一ではなくなり、洗浄後の水洗性が低下するので好ましくない。

本発明の洗浄剤組成物は、（Ａ）成分及び（Ｂ）成分の作用を阻害しない範囲内で、アミンオキシドやアルキルジメチルベタインなどの他の界面活性剤を含んでいてもよい。適当なアミンオキシドとしては、ラウリルジメチルアミンオキシド、デシルジメチルアミンオキシド、ミリスチルジメチルアミンオキシド、カプロイルアミノプロピルジメチルアミンオキシド、ラウロイルアミノプロピルジメチルアミンオキシド、ミリスチロイルアミノプロピルジメチルアミンオキシド、ヤシアルキルジメチルアミンオキシド、ラウリル−ビス（２−ヒドロキシエチル）アミンオキシド、ミリスチル−ビス（２−ヒドロキシエチル）アミンオキシド、ヤシアルキル−ビス（２−ヒドロキシエチル）アミンオキシド等を挙げることができる。アルキルジメチルベタインとしては、ココナツジメチルベタイン、ラウリルジメチルベタイン、デシルジメチルベタイン、２−（Ｎ−デシル−Ｎ，Ｎ−ジメチル−アンモニア）アセテート、２−（Ｎ−ココ−Ｎ，Ｎ−ジメチルアンモニオ）アセテート、ミリスチルジメチルベタイン、パルミチルジメチルベタイン、セチルジメチルベタイン、ステアリルジメチルベタインを好適に挙げることができる。

さらに、本発明の洗浄剤組成物は、泡の安定性や付着性を増加させるために泡安定剤を含んでいてもよい。泡安定剤としては、ポリアルキレングリコール、多糖類ポリマーあるいはこれらの混合物を好適に挙げることができる。ポリアルキレングリコールとしては、４００〜１００万分子量を有するポリエチレングリコールが好適である。多糖類ポリマーとしては、カルボキシメチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、サクシノグリカン、キサンタンガム、グアーガム、ロクストビーンガム、トラガントガム、カラギーナン、アルギン酸ナトリウム、カゼイネート、あるいはこれらの誘導体の少なくとも１種以上を好適に挙げることができる。

本発明の洗浄剤組成物中の泡安定剤の配合量は、洗浄剤組成物の全質量を基準として約０．０１〜約３ｗｔ％が好ましく、約０．０５〜約２ｗｔ％がより好ましい。約０．０１ｗｔ％以上配合することにより、脱水設備の垂直面や傾斜面、スクリーンドラムの円筒面でのＭＡＰスケールに対する付着滞留性を向上させ、ＭＡＰスケールの洗浄性能を向上させることができる。配合量が約３ｗｔ％を超えると、洗浄剤組成物の粘度が高くなり過ぎ、容器からの吐出が困難になり、あるいは被洗浄面での均一広がり性が悪化するなどの問題を生じることがある。

また、本発明によれば、泡吐出機構を有する容器に上記の洗浄剤組成物を充填してなる洗浄剤物品が提供される。

泡吐出機構を有する容器としては、スプレー式容器、トリガースプレーヤー式容器などを好適に挙げることができる。トリガースプレーヤー式容器としては、実公平６−３４８５８号公報、特開平８−３３２４２２号公報に開示されている容器などを制限なく用いることができ、吐出方式も手動式又は蓄圧式のいずれでもよい。被洗浄物が脱水機などの複雑で入り組んだ構造物に形成されているＭＡＰスケールである場合には、被洗浄物に直接、洗浄剤組成物を泡状に吐出することができるように先端にノズルを具備する容器が好適である。また、ノズルの口径、ラウンド長さ、吐出圧を変えることによって、所望の径又は厚みの泡として吐出することができる。

さらに、本発明によれば、泡吐出機構を有する容器から、上記の洗浄剤組成物を泡状に吐出させ、当該泡状の洗浄剤組成物を被洗浄物に付着させることを特徴とする汚泥処理設備の洗浄方法が提供される。

被洗浄物に対して、本発明の洗浄剤組成物を約５０〜約１０００ｇ／ｍ^２の割合で付着させることが好ましい。被洗浄物がＭＡＰスケールである場合、洗浄効率及び経済性の観点から、約２〜約１０ｍｍの厚さの泡状として洗浄剤組成物を被洗浄物に付着させることが好ましい。本発明の洗浄剤組成物は１０倍程度まで水希釈して使用しても良い。

被洗浄物に対して泡状の前記洗浄剤組成物を好ましくは約３分〜約１時間、より好ましくは５分〜３０分間付着させて被洗浄物を膨潤させて剥離しやすい状態にした後、被洗浄物を水洗、好ましくは高圧洗浄することにより、本発明の洗浄剤組成物により溶解除去されたＭＡＰスケールを洗い流すことができる。本発明の洗浄剤組成物は、ＭＡＰ以外のカルシウムやマグネシウムを主成分とするスケールの洗浄にも効果的である。

本発明の洗浄剤組成物、洗浄剤物品及び洗浄方法は、汚泥処理設備、特に複雑な形状を有する脱水機設備の構成部材面に付着したＭＡＰスケールの溶解除去に好適である。

以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

［実施例１］
リン酸６０ｗｔ％、ポリオキシエチレンイソデシルエーテル１０ｗｔ％、残部は蒸留水となるように混合して洗浄剤組成物を調製した。この洗浄剤組成物の粘度をＢ型粘度計を用いてローターＮｏ．１、２０℃の条件で６０ｒｐｍで測定した。

この洗浄剤組成物をトリガースプレーヤー式泡吐出容器に充填して、距離２０ｃｍほど離隔した位置から、垂直に立てたアクリル板に泡を３ストローク吐出させて、吐出直後及び２分後の垂直面における泡の性状を観察した。１ストロークの洗浄剤組成物の吐出量は０．７ｍｌであった。泡の性状は吐出直後及び２分後ともに十分な泡形成が確認でき、液垂れは観察されなかった。

次いで、消化工程を有する下水処理場で使用されていて、ＭＡＰスケールが実際に付着しているスクリュープレス脱水機のドラムスクリーン面（１０ｃｍ×１０ｃｍ）に対して、上記洗浄剤組成物を１０ストローク吐出させて１０分間放置した後、水洗した。洗浄剤組成物を吐出させる前のドラムスクリーン面には、ＭＡＰスケールが付着してスクリーンの孔を閉塞している様子が観察される（図２）。洗浄剤組成物を吐出させた後４〜５分経過後のドラムスクリーン面の状態を図１に示す。白い部分が泡状に吐出された洗浄剤組成物である。洗浄剤組成物の吐出と水洗とを３回繰り返した後、当該ドラムスクリーン面のＭＡＰスケールの付着状況を観察した。ＭＡＰスケールが溶解除去されてスクリーンの孔が貫通している様子が観察される（図３）。

［実施例２〜７及び比較例１〜３］
洗浄剤組成物の組成を表１に示すものに変更した以外は実施例１と同様に行い、垂直面における泡の性状及びドラムスクリーン面のＭＡＰスケールの除去（又は付着）状況を観察した。結果を表１に示す。

Claims

（Ａ）リン酸又はリン酸塩１０〜８０ｗｔ％、（Ｂ）非イオン界面活性剤１〜１５ｗｔ％及び（ｃ）水残部を含むことを特徴とする汚泥処理設備の洗浄剤組成物。
Ｂ型粘度計を用いて２５℃で計測した粘度として１〜１００ｍＰａ・ｓの粘度を有することを特徴とする請求項１に記載の洗浄剤組成物。
前記（Ｂ）非イオン界面活性剤は、ポリオキシエチレンアルキルエーテルであることを特徴とする請求項１〜２のいずれか１に記載の洗浄剤組成物。
泡吐出機構を有する容器に、請求項１〜３のいずれか１に記載の洗浄剤組成物を充填してなる洗浄剤物品。
泡吐出機構を有する容器から、請求項１〜３のいずれか１に記載の洗浄剤組成物を泡状に吐出させ、当該泡状の洗浄剤組成物を被洗浄物に付着させることを特徴とする、汚泥処理設備の洗浄方法。
被洗浄物に対して、前記洗浄剤組成物を５０〜１０００ｇ／ｍ^２の割合で付着させることを特徴とする、請求項５に記載の洗浄方法。
被洗浄物に対して泡状の前記洗浄剤組成物を３分〜１時間付着させた後、被洗浄物を水洗することを特徴とする、請求項５又は６に記載の洗浄方法。
前記被洗浄物は、汚泥処理設備の脱水設備に形成されるＭＡＰスケールである、請求項５〜７のいずれか１に記載の洗浄方法。