JP6807574B2 - 濾布を用いる圧搾式脱水装置の濾布からのケーキの剥離性向上剤およびそれを用いるケーキの剥離方法 - Google Patents

Description

本発明は、濾布を用いる圧搾式脱水装置の濾布からのケーキの剥離性向上剤およびそれを用いるケーキの剥離方法に関する。本発明の剥離性向上剤は、ベルトプレス型脱水機やフィルタープレス型脱水機のような濾布を用いる圧搾式脱水装置、特にベルトプレス型脱水機を用いた汚泥処理において好適に用いることができる。

従来から固液分離処理技術は、例えば、製紙パルプの蒸解薬液の回収工程、顔料の製造工程、油脂の精製工程、浄水場での汚泥の脱水工程など様々な技術分野の各種工程において多用されている。そして、それに用いる固液分離装置は、フィルタープレス、真空濾過、遠心分離、ベルトプレスなどの様々な方式、形態が開発・改良され、実用されている。
固液分離用濾過布（「濾布」ともいう）は、固液分離装置において最も重要な役割を担う部材であり、高捕集性、耐目詰り性、ケーキ剥離性、機械的強度・物理化学的安定性、寸法安定性などの性能が要求される。技術分野を問わず、濾布に対する共通する課題は、濾過初期の濾布の目詰まりまたは濾布上のケーキ薄層付着によるケーキ剥離困難による濾過サイクルの障害である。すなわち、濾布が操業から早期に使用不能になり、その結果、濾布洗浄の頻度が高くなり、洗浄に要する多大な手間と時間が問題視されている。

上記の課題を解消するための様々な技術が提案されている。
第１に、濾布の織構造の改良やその表面改質、濾布を構成する糸自体の表面改質の技術が挙げられる。例えば、実開平７−２１１１４号公報（特許文献１）には、ポリエステルマルチフィラメントからなる経糸と、ポリエステルマルチフィラメントのバルキー加工糸が撚糸の表面の大部分を占めるようにされた緯糸とで製織し、得られた織布に、ポリエチレングリコール・カルバメートなどのポリエステルに対して強固に結合して親水性を発揮する薬剤で親水加工を施し、織布の表面層と裏面層との間に瀘液の保持空間を形成した酒もろみ瀘過用フィルタ−クロスが開示されている。

また、特開２００３−１５４２２１号公報（特許文献２）には、モノフィラメント糸、マルチフィラメント糸、紡績糸から選択される合成樹脂繊維材料からなる経糸と緯糸とを製織し、コロナ放電処理および／またはオゾンガス処理により濾布表面に親水性の官能基を導入して親水性を付与した固液分離用濾布が開示されている。

第２に、固液分離の対象液の懸濁成分を、凝集剤を用いてフロック化する技術が挙げられる。例えば、特開２０００−１５３２９９号公報（特許文献３）には、固液分離の対象液である汚泥に、有機系高分子凝集剤とシリコーンエマルションを併用添加する汚泥の凝集処理方法が開示されている。

実開平７−２１１１４号公報 特開２００３−１５４２２１号公報 特開２０００−１５３２９９号公報 特開２０００−９６４８８号公報

しかしながら、上記の先行技術では、課題解決には不充分で、さらなる改善が求められている。例えば、濾布の繊維に親水性処理剤を付着させる特許文献１の技術では、使用素材や使用工程、固液分離の対象（濾過物）によっては早期に親水性処理剤が脱落し、ケーキ剥離性の低下現象が問題視される。また、濾布表面に親水性基を導入する特許文献２の技術では、コロナ放電処理やオゾンガス処理にコストが掛かるという問題がある。
さらに、固液分離の対象液の懸濁成分を凝集剤でフロック化する特許文献３の技術では、固体成分をケーキ状にしても濾布への貼り付きや濾布の目詰まりなどの問題が残る。

そこで、本発明は、濾布上のケーキ薄層の付着を防止してケーキの剥離性を向上させ、濾布の洗浄回数を減少させて濾過サイクルを向上させかつケーキの含水率を低下させ得る、濾布を用いる圧搾式脱水装置の濾布からのケーキの剥離性向上剤およびそれを用いる圧搾式脱水装置の濾布からのケーキの剥離方法を提供することを課題とする。

本発明の発明者らは、上記の課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、有効成分として特定のポリジアリルジメチルアンモニウム塩と、カチオン界面活性剤、ノニオン界面活性剤および両性界面活性剤から選択される１種以上の界面活性剤とを含有する薬剤を、濾布を用いる圧搾式脱水装置のケーキが直接接触する濾布の表面に散布することにより、前記薬剤の併用効果でケーキの剥離性が向上しかつケーキの含水率も従来の処理品と同等にできるか、もしくは低減できる事実を見出し、本発明を完成するに到った。

本発明の薬剤の組み合わせによる効果は、後述する比較例のように、ポリジアリルジメチルアンモニウム塩やノニオン界面活性剤を単独で用いた場合には得られない。すなわち、本発明とは薬剤の使用形態は異なるが、ケーキの剥離性向上のために、単独の薬剤を用いて濾布に親水性処理を施す特許文献１のような技術からは本発明を導き出すことはできない。

ここで、特開２０００−９６４８８号公報（特許文献４）には、本発明の有効成分を用いた、抄紙機のプレスパート部におけるロールの紙離れ促進剤、具体的には、分子量１０，０００〜２００，０００のポリジアリルジメチルアンモニウム塩、分子量１０，０００〜２００，０００のエピクロルヒドリンジアルキルアミン縮合物および炭素数１２〜１８のアルキル基を有するアルキルジメチルベンジルアンモニウム塩から選択される４級アンモニウム化合物を、任意にホスホン酸化合物を有効成分として含有する抄紙機のプレスパート部におけるロールの紙離れ促進剤およびそれを用いる紙切れ防止方法が開示されている。
しかしながら、この技術は、抄紙機の高速運転に伴う抄紙工程水中に含まれるスライム、ピッチおよびスケールなどが絡みあったデポジットが起因の紙切れを防止するために、抄紙機のプレスパート部の紙が直接接触するロールの表面から紙が速やかに離れることを促進する紙離れ促進剤およびこれを用いた紙切れ防止方法であり、本発明とは技術分野が異なり、発明の課題が異なる技術である。

かくして、本発明によれば、分子量１０，０００〜２００，０００のポリジアリルジメチルアンモニウムクロライドと、ノニオン界面活性剤とを有効成分として含有し、水溶液の形態にあり、かつ濾布を用いる圧搾式脱水装置のケーキが直接接触する濾布の表面への散布用であることを特徴とする濾布を用いる圧搾式脱水装置の濾布からのケーキの剥離性向上剤が提供される。

また、本発明によれば、上記の剥離性向上剤を、濾布を用いる圧搾式脱水装置のケーキが直接接触する濾布の表面に散布することを特徴とする濾布を用いる圧搾式脱水装置の濾布からのケーキの剥離方法が提供される。

本発明によれば、濾布上のケーキ薄層の付着を防止してケーキの剥離性を向上させ、濾布の洗浄回数を減少させて濾過サイクルを向上させかつケーキの含水率を低下させ得る、濾布を用いる圧搾式脱水装置の濾布からのケーキの剥離性向上剤およびそれを用いる圧搾式脱水装置の濾布からのケーキの剥離方法を提供することができる。

本発明の剥離性向上剤は、次の条件（１）〜（６）のいずれか１つを満たす場合に、上記の効果をより発揮する。
（１）剥離性向上剤が、水溶液の形態にある。
（２）ポリジアリルジメチルアンモニウム塩がポリジアリルジメチルアンモニウムクロライドであり、かつ界面活性剤がアルキルジメチルベンジルアンモニウムクロライド、ステアリルアミン・エチレンオキサイド付加物またはラウリルジメチルアミノ酢酸ベタインである。
（３）界面活性剤が、ノニオン界面活性剤である。
（４）剥離性向上剤が、有効成分としてホスホン酸化合物をさらに含有する。
（５）上記のホスホン酸化合物が、１−ヒドロキシエタン−１，１−ジホスホン酸である。
（６）濾布を用いる圧搾式脱水装置の処理対象が、凝集剤を含有する汚泥である。

本発明の剥離方法は、次の条件（７）を満たす場合に、上記の効果をより発揮する。
（７）剥離性向上剤を濾布の洗浄水に添加して散布する。

試験例１の実施例１〜４におけるプレス後の濾布表面の外観を示す図である。 試験例１の比較例１〜５におけるプレス後の濾布表面の外観を示す図である。 試験例１で用いた市販の果汁用の手絞りジューサーの外観写真である。 試験例１におけるケーキ圧搾（プレス）の説明図である。 ベルトプレス型脱水機の一例を示す模式図である。

（１）濾布を用いる圧搾式脱水装置の濾布からのケーキの剥離性向上剤
本発明の濾布を用いる圧搾式脱水装置の濾布からのケーキの剥離性向上剤（以下、「剥離性向上剤」ともいう）は、分子量１０，０００〜２００，０００のポリジアリルジメチルアンモニウム塩と、カチオン界面活性剤、ノニオン界面活性剤および両性界面活性剤から選択される１種以上の界面活性剤とを有効成分として含有することを特徴とする。

（ポリジアリルジメチルアンモニウム塩）
本発明において用いられる分子量１０，０００〜２００，０００のポリジアリルジメチルアンモニウム塩は、一般式（Ｉ）：
（式中、Ｘはハロゲン原子または鉱酸アニオン、ｎは整数）で表される。

一般式（Ｉ）におけるＸの「ハロゲン原子」としては、フッ素、塩素、臭素およびヨウ素などが挙げられ、塩素が特に好ましい。また、Ｘの鉱酸アニオンとしては、硫酸、硝酸、リン酸および炭酸などのアニオン、すなわちＨＳＯ₄―、ＮＯ₃―、Ｈ₂ＰＯ₄―およびＨＣＯ₃―などが挙げられる。一般式（Ｉ）におけるｎは、ポリジアリルジメチルアンモニウム塩の分子量が１０，０００〜２００，０００となり得るような整数である。
ポリジアリルジメチルアンモニウム塩の分子量は、剥離性向上効果の点で２０，０００〜１００，０００が好ましく、３０，０００〜８０，０００が特に好ましい。

一般式（Ｉ）で表されるポリジアリルジメチルアンモニウム塩としては、具体的にはポリジアリルジメチルアンモニウムクロライド、ポリジアリルジメチルアンモニウムブロマイド、ポリジアリルジメチルアンモニウムナイトレート、ポリジアリルジメチルアンモニウムサルフェートおよびポリジアリルジメチルアンモニウムホスフェートなどが挙げられ、本発明ではこれらの１種を単独でまたは２種以上を組み合せて用いることができる。また、これらの中でも、剥離性向上効果の点で、ポリジアリルジメチルアンモニウムクロライドが特に好ましい。
上記のポリジアリルジメチルアンモニウム塩は、カチオン界面活性剤として用いられる化合物であり、市販のものを使用することができる。

（界面活性剤）
本発明において用いられる界面活性剤は、カチオン界面活性剤、ノニオン界面活性剤および両性界面活性剤から選択される１種以上である。
前述のようにポリジアリルジメチルアンモニウム塩は、カチオン界面活性剤としても用いられる化合物であり、アニオン界面活性剤との共存下では凝集により製剤化ができず、アニオン界面活性剤は、本発明の界面活性剤の選択肢から除外される。

（カチオン界面活性剤）
本発明において用いられるカチオン界面活性剤としては、例えば、炭素数１２〜１８のアルキル基を有するアルキルジメチルベンジルアンモニウム塩のような４級アンモニウム化合物が挙げられる。
具体的には、ドデシルジメチルベンジルアンモニウムクロライド、ドデシルジメチルベンジルアンモニウムブロマイド、テトラデシルジメチルベンジルアンモニウムクロライド、テトラデシルジメチルベンジルアンモニウムブロマイド、ヘキサデシルジメチルベンジルアンモニウムクロライド、ヘキサデシルジメチルベンジルアンモニウムブロマイド、オクタデシルジメチルベンジルアンモニウムクロライドおよびオクタデシルジメチルベンジルアンモニウムブロマイドなどが挙げられ、本発明ではこれらの１種を単独でまたは２種以上を組み合せて用いることができる。また、これらの中でも、剥離性向上効果の点で、炭素数１２〜１６のアルキル基を有するアルキルジメチルベンジルアンモニウムクロライドの混合物が特に好ましい。
上記の４級アンモニウム化合物は、いずれも公知のカチオン界面活性剤であり、市販のものを使用することができる。

（ノニオン界面活性剤）
本発明において用いられるノニオン界面活性剤としては、例えば、高級脂肪族アミンのエチレンオキサイドまたはエチレンオキサイドとプロピレンオキサイドの付加物が挙げられる。特に、炭素数１０〜２０の飽和または不飽和の脂肪族アミンに、エチレンオキサイドを１５〜３０モル付加させたもの、プロピレンオキサイドを０〜１５モル付加させたものが、剥離性向上効果の点で好ましく、エチレンオキサイドを１５〜２０モル付加させたもの、プロピレンオキサイドを０〜５モル付加させたものがさらに好ましい。

炭素数１０〜２０の飽和または不飽和の脂肪族アミンとしては、デシルアミン、ドデシルアミン、テトラデシルアミン、ヘキサデシルアミン、オクタデシルアミン、オレイルアミン、牛脂アルキルアミン、およびヤシアルキルアミンが挙げられる。ここで、牛脂アルキルアミン、ヤシアルキルアミンとは、そのアミンがヤシ油もしくはヤシ脂肪、牛脂などから公知の手段により製造された炭素数１２〜２０の直鎖状または分枝状の飽和または不飽和の脂肪族炭化水素基がその主要成分を占めるアミンの混合物（混合アルキルアミン）であることを意味する。
本発明ではこれらの１種を単独でまたは２種以上を組み合せて用いることができる。
具体的には、ステアリルアミン・エチレンオキサイド２０モル付加物および牛脂アミン・エチレンオキサイドプロピレンオキサイド付加比８５／１５（エチレンオキサイド３１モルプロピレンオキサイド４モル付加物）が挙げられ、これらは、剥離性向上効果の点で特に好ましい。
上記の付加物は、いずれも公知のノニオン界面活性剤であり、市販のものを使用することができる。

（両性界面活性剤）
本発明において用いられる両性界面活性剤としては、例えば、炭素数１０〜１８の飽和または不飽和のアルキル基を有するアルキルジメチルアミノ酢酸ベタインが挙げられる。
具体例としては、デシルジメチルアミノ酢酸ベタイン、ドデシルジメチルアミノ酢酸ベタイン、テトラデシルジメチルアミノ酢酸ベタイン、ヘキサデシルジメチルアミノ酢酸ベタイン、オクタデシルジメチルアミノ酢酸ベタイン、ラウリルジメチルアミノ酢酸ベタイン、ステアリルジメチルアミノ酢酸ベタインなどが挙げられ、本発明ではこれらの１種を単独でまたは２種以上を組み合せて用いることができる。また、これらの中でも、剥離性向上効果の点で、ラウリルジメチルアミノ酢酸ベタインが特に好ましい。
上記のアルキルジメチルアミノ酢酸ベタインは、いずれも公知のノニオン界面活性剤であり、市販のものを使用することができる。

本発明の剥離性向上剤は、剥離性向上効果の点で、ポリジアリルジメチルアンモニウム塩がポリジアリルジメチルアンモニウムクロライドであり、かつ界面活性剤がアルキルジメチルベンジルアンモニウムクロライド、ステアリルアミン・エチレンオキサイド付加物またはラウリルジメチルアミノ酢酸ベタインであるのが好ましい。
また、本発明の剥離性向上剤は、剥離性向上効果の点で、界面活性剤がノニオン界面活性剤であるのが好ましい。

（ポリジアリルジメチルアンモニウム塩および界面活性剤の配合割合）
本発明の剥離性向上剤におけるポリジアリルジメチルアンモニウム塩と界面活性剤との好ましい配合割合は、それらの化合物の種類や添加対象の性状により異なるが、通常、それらの重量比で１：９〜９：１程度である。
界面活性剤がポリジアリルジメチルアンモニウム塩に対して１０重量％未満である場合には、十分な剥離効果が得られないことがある。一方、界面活性剤がポリジアリルジメチルアンモニウム塩に対して９０重量％を超える場合には、十分な剥離効果が得られないことがある。
より好ましい配合割合は、ポリジアリルジメチルアンモニウム塩と界面活性剤との重量比で１：３〜５：１である。

（製剤）
本発明の剥離性向上剤は、水溶液の形態にあるのが好ましく、具体的には、ポリジアリルジメチルアンモニウム塩と界面活性剤との水に溶解した液剤形態で製剤化して用いるのが好ましい。
一液製剤の場合、両成分の合計濃度は、溶解度やｐＨなどに左右され特に限定されるものではないが、通常１〜５０重量％程度であり、製剤安定性や経済性の点で５〜４０重量％程度が特に好ましい。

（ホスホン酸化合物）
本発明の剥離性向上剤は、有効成分としてホスホン酸化合物をさらに含有するのが、剥離性向上効果の点で特に好ましい
本発明において用いられるホスホン酸化合物としては、例えば、アミノトリメチレンホスホン酸、エチレンジアミンテトラメチレンホスホン酸、トリメチレンジアミンテトラメチレンホスホン酸、ヘキサメチレンジアミンテトラメチルホスホン酸、ジエチレントリアミン（ペンタメチレンホスホン酸）、１−ヒドロキシエタン−１，１−ジホスホン酸、１−ヒドロキシプロパン−１，１−ジホスホン酸、１−アミノプロパン−１，１−ジホスホン酸および１，２，４−トリカルボキシブタン−２−ホスホン酸ならびにそれらのアルカリ金属塩が挙げられる。アルカリ金属塩としては、ナトリウム塩およびカリウム塩などが挙げられる。本発明ではこれらの１種を単独でまたは２種以上を組み合せて用いることができる。また、これらの中でも、剥離性向上効果の点で、１−ヒドロキシエタン−１，１−ジホスホン酸および１，２，４−トリカルボキシブタン−２−ホスホン酸が好ましく、１−ヒドロキシエタン−１，１−ジホスホン酸が特に好ましい。

ホスホン酸化合物の併用割合は、ポリジアリルジメチルアンモニウム塩１重量部に対して、０．１〜３重量部、好ましくは０．２〜２重量部である。併用割合が上記の範囲であれば、良好な剥離性向上効果が得られる。

（他の配合成分）
本発明の剥離性向上剤は、本発明の効果を阻害しない範囲で、他の機能を有する薬剤を含有していてもよく、例えば、殺菌剤、防カビ剤、防食剤およびスケール分散剤などが挙げられる。
本発明においては、これら他の機能を有する薬剤の１種を単独でまたは２種以上を組み合せて用いることができる。
これらの薬剤の配合割合は、処理対象やその性状などにより適宜設定すればよく、例えば、剥離性向上の有効成分１重量部に対して、０．１〜２重量部程度である。

（適用対象）
本発明の剥離性向上剤は、例えば、製紙パルプの蒸解薬液の回収工程、顔料の製造工程、油脂の精製工程、浄水場での汚泥の脱水工程などの各種工業分野の固液分離工程に用いられる濾布を用いる圧搾式脱水装置に適用される。具体的には、濾布を用いる圧搾式脱水装置の濾布に塗布や散布することにより適用される。
濾布を用いる圧搾式脱水装置としては、ベルトプレス型脱水機、フィルタープレス型脱水機（加圧脱水機）、真空脱水機、遠心脱水機および水平ベルトフィルター型脱水機などが挙げられ、これらの中でも、ベルトプレス型脱水機、フィルタープレス型脱水機が好ましく、ベルトプレス型脱水機が特に好ましい。
また、本発明の剥離性向上剤は、濾布を用いる圧搾式脱水装置の対象水が凝集剤を含有する汚泥である場合に、凝集剤のみの添加では得られない特に優れた効果を発揮する。

（２）濾布を用いる圧搾式脱水装置の濾布からのケーキの剥離方法
本発明の濾布を用いる圧搾式脱水装置の濾布からのケーキの剥離方法（以下、「剥離方法」ともいう）は、本発明の剥離性向上剤を、前記濾布を用いる圧搾式脱水装置のケーキが直接接触する濾布の表面に散布することを特徴とする。

（適用）
本発明の剥離性向上剤の好適な使用場面としては、「濾布を用いる圧搾式脱水装置のケーキが直接接触する濾布」が挙げられる。
例えば、ベルトプレス型脱水機およびフィルタープレス型脱水機について説明する。
ベルトプレスは、濾布上に対象物を載置して重力により固液分離する重力脱水と、２枚の濾布で対象物を挟み込み、濾布の張力により生じる面圧を徐々に高くして対象物中の液体成分を搾り出す圧搾脱水とを連続して行う脱水方式であり、例えば、図５に示されるような汚泥の脱水処理が挙げられる。

図５は、汚泥処理のベルトプレス型脱水機の一例を示す模式図である。
まず、凝集反応槽の第１槽および第２槽に汚泥が投入され、モータＭで撹拌下の汚泥に凝集剤が添加され、フロックが形成される。次に、凝集処理された汚泥が、ベルトプレス型脱水機の濾布Ａ上に送られ、重力脱水に付される。次に、濾布上の汚泥が、濾布Ａと、加圧ベルトにより張力を与えられた、もう１つの濾布Ｂとに挟まれ、圧搾脱水に付される。その後、脱水された汚泥が脱水ケーキとしてスクレーパーＡにより掻き取られて回収される。

一方、２系統の濾布ＡおよびＢは、それぞれ濾過機からポンプＰを介して送液される洗浄水の洗浄シャワーＡおよびＢにより洗浄される。濾布Ｂの洗浄前には、スクレーパーＢにより残留する脱水ケーキが掻き取られる。
なお、凝集反応槽の第１槽および第２槽にはバルブを介して排水の設備、洗浄水タンクにはバルブを介して補給水および排水の設備が付帯する。

本発明の剥離方法において、本発明の剥離性向上剤を散布する濾布のポイントは、剥離性向上剤がケーキに直接散布されない限り特に限定されないが、図５の薬剤添加ＡおよびＢに示されるように、洗浄シャワーＡおよびＢの洗浄水（シャワー水）に剥離性向上剤を添加して散布するのが好ましい。この方法であれば、剥離性向上剤用のバッファ槽を設けるだけで、特に大掛かりな新たな設備を必要とせず、作業性および希釈性の点でも好ましい。
また、剥離性向上剤の濾布への散布は連続的であっても、間欠的であってもよいが、剥離性向上効果の点で、連続的であるのが好ましい。

剥離性向上剤の散布にあたっては、適用対象やその処理の程度などにも因るが、通常、その有効成分の濃度が１００〜１０，０００ｍｇ／Ｌ程度になるように、すなわち剥離性向上剤を０．０５〜５重量％程度に水で希釈すればよい。
また、剥離性向上剤を洗浄水に添加して散布する場合には、剥離性向上剤の有効成分の濃度が洗浄水中で１００〜１０，０００ｍｇ／Ｌ、好ましくは１５０〜５，０００ｍｇ／Ｌとなるように添加すればよい。
剥離性向上剤の有効成分の濃度が洗浄水中で１００ｍｇ／Ｌ未満では、汚泥の剥離効果が十分に得られないことがある。一方、剥離性向上剤の有効成分の濃度が洗浄水中で１０，０００ｍｇ／Ｌを超えると、経済的な損失が生まれることがある。

本発明の剥離方法においては、本発明の剥離向上剤の各有効成分を含有する一液製剤として用いるのが好ましいが、各有効成分を含有する単一製剤として別々に添加してもよい。

フィルタープレスは、濾布を張った濾板を複数直列に密着させ、濾板の中心に対象物を圧入し、濾布の外に液体成分を排出させて、２枚の濾布間のケーキ状の対象物を回収する、基本的にバッチ方式の脱水方式である。
したがって、本発明の剥離方法としては、例えば、本発明の剥離性向上剤を添加した洗浄液で濾布を洗浄する方法、本発明の剥離性向上剤の希釈液を洗浄後の濾布に塗布もしくは散布する方法が挙げられる。その他の条件については、ベルトプレスに準ずる。

本発明を製剤例および試験例により具体的に説明するが、本発明はこれらの製剤例および試験例により限定されるものではない。
なお、下記の製剤例１、４および６ならびに実施例３および４は参考例である。

製剤例および試験例において次の化合物および水を用いた。
［ポリジアリルジメチルアンモニウム塩］
ポリジアリルジメチルアンモニウムクロライド（ＰｄＡｄＭＡＣ）
（分子量５万〜７万、センカ株式会社製、製品名：ユニセンスＦＰＡ１００Ｌ）
［カチオン界面活性剤］
炭素数１２〜１６のアルキル基を有するアルキルジメチルベンジルアンモニウムクロライドの混合物
（和光純薬工業株式会社製、塩化アルキルジメチルベンジルアンモニウムクロライド（塩化ベンザルコニウム）５０％ｗ／ｗ水溶液）
「ノニオン界面活性剤］
ステアリルアミン・エチレンオキサイド２０モル付加物（ポリオキシエチレンステアリルアミン）
※以下、エチレンオキサイドを「ＥＯ」と略す。
（青木油脂工業株式会社製、製品名：ブラウノンＳ２２０）
牛脂アミン・エチレンオキサイドプロピレンオキサイド付加比８５／１５（ポリオキシエチレンポリオキシプロピレン牛脂アミン）
※以下、エチレンオキサイドプロピレンオキサイドを「ＥＯＰＯ」と略す
（青木油脂工業株式会社製、製品名：ブラウノンＳＡＰ−３００４）
［両性界面活性剤］
ラウリルジメチルアミノ酢酸ベタイン
（第一工業製薬株式会社製、製品名：アモーゲンＳ−Ｈ）

［ホスホン酸化合物］
１−ヒドロキシエタン−１，１−ジホスホン酸
（キシダ化学株式会社製、特級試薬）
「アニオン界面活性剤］
アルキルナフタレンスルホン酸ナトリウム
（花王株式会社製、製品名：ペレックスＮＢＬ）
［公知の凝集剤］
ポリマー系凝集剤
（株式会社片山化学工業研究所製、製品名：フロクランＣ１４３０）
ポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）
（多木化学株式会社製、製品名：ポリ塩化アルミニウム）
ポリ硫酸第二鉄（ポリ鉄）
（多木化学株式会社製、製品名：ダンパワー）
［水］
大阪市水

製剤例１〜６では、それぞれ下記の化合物（有効成分）がその配合割合（含有量）になるように水に添加混合し液体製剤を得た。同様にして、比較製剤例１でも製剤化を試みたが、有効成分が凝集して製剤が得られなかった。
（製剤例１：カチオン界面活性剤）
ＰｄＡｄＭＡＣ ５％
アルキルジメチルベンジルアンモニウムクロライド １３．５％
（製剤例２：ノニオン界面活性剤）
ＰｄＡｄＭＡＣ ５％
ステアリルアミンＥＯ２０モル付加物 １３．５％
（製剤例３：ノニオン界面活性剤）
ＰｄＡｄＭＡＣ ５％
牛脂アミンＥＯＰＯ付加比８５／１５ １３．５％

（製剤例４：両性界面活性剤）
ＰｄＡｄＭＡＣ ５％
ラウリルジメチルアミン酢酸ベタイン １３．５％
（製剤例５：ノニオン界面活性剤＋ホスホン酸化合物）
ＰｄＡｄＭＡＣ ５％
ステアリルアミンＥＯ２０モル付加物 １３．５％
ＨＥＤＰ ５％
（製剤例６：カチオン界面活性剤＋ホスホン酸化合物）
ＰｄＡｄＭＡＣ ５％
アルキルジメチルベンジルアンモニウムクロライド １３．５％
ＨＥＤＰ ５％
（比較製剤例１：アニオン界面活性剤）
ＰｄＡｄＭＡＣ ５％
アルキルナフタレンスルホン酸ナトリウム １３．５％

（試験例１）
某食品工場の汚泥廃水から採取した、ベルトプレス型脱水機で処理される汚泥濃度２０ｇ／Ｌの汚泥を汚泥サンプルとして使用した。
容量５００ｍＬのシリンダーに汚泥２００ｍＬを入れ、ポリマー系凝集剤を、汚泥に対して３００ｐｐｍ加えた。凝集剤の添加濃度は、汚泥の汚泥濃度などの影響を受けるため、予めその濃度から最適な添加濃度を設定しておいた。
次いで、シリンダーの開放口を密閉し、シリンダーの長尺方向の天地が逆になるように１０回動作してシリンダーの内容物を撹拌し、汚泥のフロックを形成させた。その後、プラスチック樹脂製漏斗（内径１３０ｍｍ）の上に濾布（汚泥を採取した実機のベルトプレス型脱水機用濾布、株式会社相模商会製、品番：ＳＦ６００、厚さ１．２ｍｍ）を置き、さらにその上に６０ｍｅｓｈの金網ふるい（内径８０ｍｍ）を置いた中に汚泥を流し入れて汚泥ケーキ（乾燥重量で約４ｇ）を得た。

予め、図３に示す市販の果汁用の手絞りジューサー（有限会社アイデアセキカワ製、製品名：１８−８ステンレスビタミンジューサー）を改造して、試験例１のケーキ圧搾機を準備しておいた。
図４に示すように、手絞りジューサーの持ち手にステンレス製寸切りボルトを貫通させて装着し、濾布剥離性向上剤無添加時の汚泥ケーキの含水率が実機と同程度になるように、ナットの位置を設定した。すなわち、図４に示すように、手絞りジューサー内にケーキを設置して、その上部の持ち手を下部の持ち手に下降したときに、ナットがストッパーになり、ケーキに掛かる圧力が一定になるようにした。

次いで、表１に示す化合物（有効成分）がその配合割合（含有量）になるように水に添加混合して液体製剤を得、さらに得られた液体製剤が１重量％になるように水で希釈して濾布浸漬用水溶液を得た。
得られた水溶液に、ケーキ圧搾機に合わせて外径８５ｍｍに切断しておいた上記の実機用濾布２枚を３０分間浸漬した。
次いで、図４に示すように、２枚の濾布でケーキを挟み込み（ａ）、ケーキ圧搾機に設置し（ｂ）、ケーキ圧搾機の上部の持ち手をナットの位置まで下降させ１分間保持して、ケーキを圧搾した（ｃ）。ケーキの挟み込みでは、１枚の濾布上の略中心に、プラスチック製円筒（外径約２０ｍｍ×高さ約１５ｍｍ×厚さ約２ｍｍ）を設置し、この円筒に摺切り一杯になるように汚泥ケーキを充填し、円筒を除いてもう１枚の濾布浸漬用水溶液に浸漬した濾布で汚泥ケーキを挟んだ圧搾後、濾布からケーキを剥離し（ｄ）、濾布のケーキとの接触面の光学写真を撮った。

下記の条件とすること以外は、上記の実施例と同様にして試験した（比較例１〜５）。
比較例１（ブランク）：濾布を水に浸漬
比較例２：濾布をＰｄＡｄＭＡＣ１８５０ｍｇ／Ｌ水溶液に浸漬
比較例３：濾布をノニオン界面活性剤１８５０ｍｇ／Ｌ水溶液に浸漬
比較例４：濾布をＰＡＣ１８５０ｍｇ／Ｌ水溶液に浸漬
比較例５：濾布をポリ鉄１８５０ｍｇ／Ｌ水溶液に浸漬

図１および図２に、それぞれ実施例１〜４および比較例１〜５におけるプレス後の濾布表面の外観を示す。これらの濾布は、手絞りジューサーに設置したケーキの上側の濾布である。
試験例１の卓上試験では、ケーキの圧搾条件がベルトプレス型脱水機の実機とは異なるため、ケーキの上側の濾布表面に付着する傾向にあり、剥離性の評価においては、剥離性の向上効果が顕著に表れるケーキの上側の濾布を用いて評価した。
得られた写真から、濾布をケーキの濾布への貼り付き面積を計測し、圧搾により広がった剥離前のケーキの付着面積を基準として、ケーキの濾布への貼り付き面積の割合を求め、下記の基準で剥離性を評価した。
濾布への貼り付き面積の割合
◎：十分な剥離性 ０％以上１０％未満
○：貼り付き僅かで、実用可 １０％以上３０％未満
×：貼り付きが多く、実用不可 ３０％以上１００％未満
得られた結果を、使用化合物とその含有量と共に表１に示す。

圧搾後の濾布とケーキとを秤量し、次いでそれらを温度１０５℃に設定した恒温槽に１０時間以上静置して乾燥させ、秤量した。
乾燥前後の濾布とケーキとの合計重量の差から含水率を求めた。
得られた結果を、使用化合物とその含有量と共に表１に示す。

表１の結果から次のことがわかる。
・剥離性については、ＰｄＡｄＭＡＣとノニオン界面活性剤（実施例１および２）、ＰｄＡｄＭＡＣとカチオン界面活性剤（実施例３）、ＰｄＡｄＭＡＣと両性界面活性剤（実施例４）のいずれの組み合わせとも十分にケーキが剥離され、良好であり、これらの中でもノニオン界面活性剤を配合した実施例１および２が特に良好であること
・含水率についても同様の傾向が見られ、実施例１〜４では良好な結果が得られ、ＰｄＡｄＭＡＣとノニオン界面活性剤にさらにＨＥＤＰを配合した実施例２では剥離性および含水率が共に最も良好な結果が得られること

（試験例２）
某食品工場において稼働する濾布を用いる圧搾式脱水装置（図５に示されるベルトプレス型脱水機）および供試薬剤として試験例１の実施例２の薬剤（ＰｄＡｄＭＡＣ５％＋ステアリルアミンＥＯ２０モル付加物１３．５％＋ＨＥＤＰ３％の水溶液）を用いて実機試験を実施した。
具体的には、まず、図５に示されるベルトプレス型脱水機において、濾布の洗浄用に設置されている洗浄シャワーの配管の下流側に配管を設置して薬剤添加ラインとした。薬剤添加ライン中の水中の供試薬剤の有効成分濃度が２１５ｍｇ／Ｌ、１６１ｍｇ／Ｌおよび１０７ｍｇ／Ｌになるように、添加ライン水に供試薬剤を添加した（濾布単位面積あたりの添加量で、それぞれ０．６ｇ／ｍ²、０．５ｇ／ｍ²および０．３ｇ／ｍ²）。

ベルトプレス型脱水機が駆動中であり、汚泥供給も継続されている状態で、シャワー水にて濾布を洗浄後、濾布が２回転する時間（１４分間）、薬剤添加水流量１０Ｌ／分で添加して、濾布に薬剤を接触させた。薬剤添加終了後から１０分後、２０分後、３０分後および４０分後における濾布への汚泥付着量、汚泥剥離状況を目視で観察し、各濃度による効果継続時間を検証した。
濾布の目視観察は、図５の濾布Ｂについて実施した。
汚泥剥離状況を濾布への汚泥ケーキの貼り付き状態により下記の基準で評価した。
○：貼り付きが観察されない
△：濾布面積の３０〜６０％程度で濾布にしみついたように貼り付きが観察される
×：濾布のほぼ全面で貼り付きが観察される
得られた結果を、薬剤有効成分濃度とその濾布単位面積あたりの添加量と共に表２に示す。
表中の濾布単位面積あたりの添加量（ｇ／ｍ²）は、希釈前薬剤量（ｇ）を２回転分の濾布面積、すなわち濾布の面積の２倍（ｍ²）で除することにより求めた。

表２の実機試験の結果から次のことがわかる。
・薬剤有効成分濃度２１５ｍｇ／Ｌの添加で汚泥処理開始から４０分間、薬剤有効成分濃度１６１ｍｇ／Ｌの添加で汚泥処理開始から３０分間、薬剤有効成分濃度１０７ｍｇ／Ｌの添加で、汚泥処理開始から１０分間、濾布の剥離性向上効果が得られること。
・圧搾式脱水装置の機構や規模、連続運転（操業）条件、脱水処理対象の汚泥の性状、脱水処理されたケーキの付着し易さなどにより、薬剤の添加濃度やその添加頻度を適宜設定する必要があり、試験例２の場合には、濾布の剥離性向上効果を得るためには、通常１６１ｍｇ／Ｌ以上の薬剤有効成分濃度が必要であること
・試験例２では、薬剤添加（濾布への薬剤接触）と汚泥の脱水処理とを段階的に実施したが、薬剤有効成分濃度を適宜設定して、それらを同時に実施することにより、連続的な濾布の剥離性向上効果が期待できること

Claims (7)

1. 分子量１０，０００〜２００，０００のポリジアリルジメチルアンモニウムクロライドと、ノニオン界面活性剤とを有効成分として含有し、水溶液の形態にあり、かつ濾布を用いる圧搾式脱水装置のケーキが直接接触する濾布の表面への散布用であることを特徴とする濾布を用いる圧搾式脱水装置の濾布からのケーキの剥離性向上剤。
2. 前記界面活性剤が、ステアリルアミン・エチレンオキサイド付加物である請求項１に記載の剥離性向上剤。
3. 前記剥離性向上剤が、有効成分としてホスホン酸化合物をさらに含有する請求項１または２に記載の剥離性向上剤。
4. 前記ホスホン酸化合物が、１−ヒドロキシエタン−１，１−ジホスホン酸である請求項３に記載の剥離性向上剤。
5. 前記濾布を用いる圧搾式脱水装置の処理対象が、凝集剤を含有する汚泥である請求項１〜４のいずれか１つに記載の剥離性向上剤
6. 請求項１〜５のいずれか１つに記載の剥離性向上剤を、前記濾布を用いる圧搾式脱水装置のケーキが直接接触する濾布の表面に散布することを特徴とする濾布を用いる圧搾式脱水装置の濾布からのケーキの剥離方法。
7. 前記剥離性向上剤を前記濾布の洗浄水に添加して散布する請求項６に記載のケーキの剥離方法。