JPH04281091A - 製紙汚濁水の処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、製紙工程において生成
する汚濁水の浄化処理方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】本発明において汚濁水とは、製紙工程に
おいて原料処理工程から排出するフィルター濾水、抄紙
工程から排出するワイヤー濾水（抄紙機の網下濾水）、
製紙工場より排出される排水などを総称したものである
。

【０００３】製紙汚濁水中には、微細な繊維質物の外に
、鉱物、コーティング剤、サイズ剤、インキ、顔料、木
材樹脂、粘着物などを含有している。そしてこの汚濁水
の一般的処理方法としては、活性汚泥法、凝集沈殿分離
法などが行われ、スラッジと処理水に分離され、処理水
は水質基準値に合格する値で排出されるか、あるいは一
部高度に処理されたものは、工程水として再度循環使用
される。また積極的に用水を循環使用するクローズド系
原料処理工程においては、水質によるパルプの汚染、ス
ケール、スライム、ピッチ、粘着物の発生、装置の腐食
などを防止するために、白水に凝集剤、気泡剤などを添
加し、空気を吹込み、懸濁汚質物を気泡に付着させて浮
上選別する処理方法が実施されている。あるいはまた、
空気を含んだ加圧水を吹込み、発生する気泡に懸濁物質
を付着させて浮上選別する処理方法（加圧浮上選別法）
も実施されている。特に後者は設備費が少なく、広範囲
な水質要求に対応できるために普及している。上記各処
理において重要な要素は凝集剤の選択にある。

【０００４】一般的な凝集剤としては、凝集沈殿法には
硫酸アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム、硫酸鉄、塩
化鉄、高分子凝集剤などが使用され、凝集浮上法には硫
酸アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム、高分子凝集剤
などが使用される。また、本発明者等は、凝集沈殿およ
び凝集浮上処理用の効果的な凝集剤として、モンモリロ
ナイト系粘土鉱物と陽イオン界面活性剤の併用処理を報
告している（特願平１−２５７０８９）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】製紙汚濁水は、一般に
種々のアニオン性汚質物質が溶存し、これらを除去する
には多くの陽イオン性凝集剤を必要とする。しかし、陽
イオン性凝集剤（特に陽イオン性高分子凝集剤）は陰イ
オン性および非イオン性のものに比べて高価であるため
、処理費の増加は避けられない。モンモリロナイト系粘
土鉱物と陽イオン界面活性剤との併用処理についても同
様に、高度な処理効果をもたらす反面、陽イオン性界面
活性剤の価格が比較的高いために、使用量の増加にとも
なって処理価格の上昇は避けられなかった。すなわち、
薬品添加量の削減はこのシステムを採用する上では最重
要課題であった。他方、一般的な凝集剤は処理水中に幾
分残留するが、このことは処理水を再度循環使用する際
に問題となる。特に鉄化合物では処理水中に鉄イオンが
残留するために、処理水を製紙工程水に循環再使用する
ことは困難であった。すなわち、鉄はパルプに強く吸着
されパルプや紙を変色させる。また、過酸化物漂白剤の
分解を促進し、セルロースのアルカリ性での酸化分解を
加速する。鉄バクテリアの繁殖を促しスライムトラブル
の原因ともなる。処理水中に鉄が残留することは以上の
ような問題を引起す。また、ポリエチレンイミンが処理
水に残留すると、古紙処理工程においてパルプの洗浄効
率を低下させるとの報告もある。本発明は以上のことに
鑑み、これらの欠点を改善することを主たる目的とする
ものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成すべく鋭
意研究を重ねた結果、前以て比較的安価な凝集剤（一次
凝集剤）により凝集処理を行った後、この処理水に陽イ
オン界面活性剤とモンモリロナイトを主成分とする粘土
鉱物を添加して二次凝集処理を行うことにより、高価な
薬品使用量を削減させることができ、また処理効果の向
上および凝集剤残留量の低下が得られることを見いだし
本発明を完成した。すなわち本発明は、製紙汚濁水の処
理方法において、製紙汚濁水をあらかじめ一次凝集処理
を行い、次いでモンモリロナイト系粘土鉱物と陽イオン
性界面活性剤を添加して二次凝集処理を行うことを特徴
とする、製紙汚濁水の処理方法を提供するものである。

【０００７】以下本発明を具体的に説明する。 （一次凝集）本発明においては、まず製紙汚濁水に一次
凝集剤を添加して、凝集前処理を行う。処理の方法は通
常行われる前処理の方法でよく、例えば凝集沈澱あるい
は加圧浮上等の方法がある。使用される一次凝集剤とし
ては、鉄化合物（例えば硫酸第二鉄、硫酸第一鉄、塩化
第二鉄、塩化コッパラス、硫酸第一鉄、硫酸第二鉄など
）、アルミニウム化合物（例えば硫酸バンド、ポリ塩化
アルミニウムなど）、ポリエチレンイミンなどである。

【０００８】（二次凝集）一次凝集処理した処理水に、
二次凝集剤としての粘土鉱物および陽イオン性界面活性
剤を添加して二次凝集を行う。二次凝集剤として使用さ
れる代表的な粘土鉱物には、おもにモンモリロナイト系
粘土鉱物あるいはカオリナイト系粘土鉱物、セピオライ
ト、アロフェンなどがあるが、本発明に用いる粘土鉱物
はモンモリロナイトを主成分とし、化学式Ａｌ２Ｏ３・
４ＳｉＯ２・Ｈ２（このＨ２はＮａ、Ｋ、Ｃａ、Ｍｇな
どと交換可能である）で表される鉱物で、具体的にはモ
ンモリロナイト、ベントナイト（交換イオンが主にＮａ
、Ｃａであるもの）、酸性白土（交換イオンの一部がＨ
＋であるもの）などが挙げられる。ただし、天然の粘土
鉱物では少量のその他の金属（例えばＦｅ、Ｍｎなど）
を含んでいる。二次凝集剤として使用される陽イオン界
面活性剤としては、脂肪族系のアミンおよびその塩ある
いは脂肪族系の４級アンモニウム塩などで、具体的には
アミンではステアリルアミン、セチルアミン、ラウリル
アミン、Ｎ，Ｎ−ジメチル−ステアリルアミン、Ｎ，Ｎ
−ジメチル−セチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチル−テトラ
デシルアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチル−ラウリルアミン、Ｎ
−メチル−ステアリルアミン、Ｎ−メチル−セチルアミ
ン、ジオクチルアミン、ジラウリルアミンなどおよびそ
れらの混合物、４級アンモニウム塩ではステアリルトリ
メチルアンモニウム塩、セチルトリメチルアンモニウム
塩、テトラデシルトリメチルアンモニウム塩、ラウリル
トリメチルアンモニウム塩、ジデシルジメチルアンモニ
ウム塩、ジラウリルジメチルアンモニウム塩、ジセチル
ジメチルアンモニウム塩、ジステアリルジメチルアンモ
ニウム塩などおよびそれらの混合物が挙げられる。 （凝集剤の添加量）上記の一次凝集剤を汚濁水に所定量
添加して凝集沈殿を行う。処理水に更に所定量の粘土鉱
物と陽イオン界面活性剤を加えて生じた凝集体を、分離
処理で清澄水と分離する。各添加剤の使用量は汚濁水の
汚濁の程度に依存するが、一般に、一次凝集剤は１ｐｐ
ｍ〜１０００ｐｐｍ（対汚濁水）、粘土鉱物は１〜１０
００ｐｐｍ（対処理水）、陽イオン界面活性剤は０．０
１〜１００ｐｐｍ（対処理水）程度を添加するのが好ま
しい。一般に上記の一次凝集剤による凝集処理では沈降
あるいは浮上速度を速めるために、０．１〜１０ｐｐｍ
程度の高分子凝集剤（例えばポリアクリアミド、ポリア
クリルエステル系ポリマーなど）が併用される。当然の
ことながら、当発明においてもこれら高分子凝集剤を一
次凝集剤に併用することは可能である。

【０００９】以下、本発明を実施例をもとに説明する。

【実施例】（使用白水）本実施例で用いた白水は古紙離
解後のフィルター濾水（汚濁水１）、製紙排水（汚濁水
２）である。それぞれのＳＳ（Ｓｕｓｐｅｎｄｅｄ　Ｓ
ｏｌｉｄ）量、ＣＯＤ（ＣｈｅｍｉｃａｌＯｘｇｅｎ　
Ｄｅｍａｎｄ）を表１に示す。

【００１０】

【００１１】比較例　１ 上記の汚濁水１にベントナイト１２００ｐｐｍとステア
リルトリメチルアンモニウムクロリド５０ｐｐｍ添加し
てｐＨ５に調節した後、加圧浮上処理を行った。処理水
のＣＯＤは１０２ｐｐｍであった。

【００１２】比較例　２ 汚濁水１にベントナイト１２００ｐｐｍとステアリルト
リメチルアンモニウムクロリド１００ｐｐｍ添加してｐ
Ｈ５に調節した後、加圧浮上処理を行った。処理水のＣ
ＯＤは７０ｐｐｍであった。

【００１３】実施例　１ 汚濁水１に硫酸第一鉄を４００ｐｐｍ添加してｐＨを５
．０に調節した。３０分放置後、処理水（上澄み）を取
り出し、そのＣＯＤおよびフェナントロリン法による鉄
の定量を行った。処理水のＣＯＤは７５ｐｐｍ、鉄濃度
は２．１ｐｐｍであった。この処理水にベントナイト１
００ｐｐｍ、ステアリルトリメチルアンモニウムクロリ
ド５ｐｐｍ添加して加圧浮上処理を行うと、処理水のＣ
ＯＤは６５ｐｐｍ、鉄濃度は０．３ｐｐｍとなった。比
較例２と比べると同等の処理効果を得るのに粘土鉱物と
陽イオン界面活性剤の使用量は１／１０以下に減少した
。特に後者では１／２０で充分であった。処理水中の鉄
濃度に関しても水道水中の鉄濃度が０．１ｐｐｍである
ことを考えれば極めて低い濃度であることがわかる。処
理水のＳＳ量は鉄化合物による凝集沈殿処理のみで極め
て微量になった。

【００１４】実施例　２ 汚濁水１に硫酸第一鉄を４００ｐｐｍ添加してｐＨ７．
０に調節し、実施例１と同様の操作を行った。処理水の
ＣＯＤは９０ｐｐｍ、鉄濃度は６．０ｐｐｍであった。 この処理水にベントナイト１００ｐｐｍ、ステアリルト
リメチルアンモニウムクロリド５ｐｐｍ添加して加圧浮
上処理を行うと、処理水のＣＯＤは７０ｐｐｍ、鉄濃度
は０．３ｐｐｍとなった。

【００１５】実施例　３ 汚濁水１に塩化第二鉄を３００ｐｐｍ添加して実施例１
と同様の操作を行った。処理水のＣＯＤは８５ｐｐｍ、
鉄濃度は４．５ｐｐｍであった。この処理水にベントナ
イト１００ｐｐｍ、ステアリルトリメチルアンモニウム
クロリド５ｐｐｍ添加して加圧浮上処理を行うと、処理
水のＣＯＤは７０ｐｐｍ、鉄濃度は０．２ｐｐｍとなっ
た。

【００１６】実施例　４ 汚濁水１に塩化第二鉄を３００ｐｐｍ添加して実施例１
と同様の操作を行った。処理水にベントナイト５００ｐ
ｐｍ、ステアリルトリメチルアンモニウムクロリド２５
ｐｐｍ添加して加圧浮上処理を行うと、処理水のＣＯＤ
は６８ｐｐｍ、鉄濃度は０．２ｐｐｍとなった。

【００１７】実施例　５ 汚濁水１に塩化第二鉄３００ｐｐｍ添加して実施例１と
同様の操作を行った。処理水にモンモリロナイト５０ｐ
ｐｍ、ジメチルステアリルアミン塩酸塩５ｐｐｍ添加し
て加圧浮上処理を行うと、処理水のＣＯＤは６５ｐｐｍ
、鉄濃度は０．２ｐｐｍであった。

【００１８】実施例　６ 汚濁水２に塩化第一鉄を１００ｐｐｍ添加して実施例１
と同様の操作を行った。処理水のＣＯＤは３０ｐｐｍ、
鉄濃度は１．９ｐｐｍであった。この処理水にベントナ
イト１００ｐｐｍ、ステアリルトリメチルアンモニウム
クロリド５ｐｐｍ添加して加圧浮上処理を行うと、処理
水のＣＯＤは２５ｐｐｍ、鉄濃度は０．２ｐｐｍとなっ
た。

【００１９】実施例　７ 汚濁水１に硫酸バンド３００ｐｐｍ添加してｐＨ４．５
に調節した。３０分間放置後、処理水（上澄み）を取り
出し、そのＣＯＤおよび８−キノリノール法によるアル
ミニウムの定量を行った。処理水のＣＯＤは１１０ｐｐ
ｍ、アルミニウム濃度は２２．１ｐｐｍであった。この
処理水にベントナイト１００ｐｐｍ、ステアリルトリメ
チルアンモニウムクロリド５ｐｐｍ添加して加圧浮上処
理を行うと、処理水のＣＯＤは７５ｐｐｍ、アルミニウ
ム濃度は９．４ｐｐｍとなった。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように汚濁水を一次凝集剤
で凝集処理を行った後、陽イオン性界面活性剤とモンモ
リロナイトを主成分とする粘土鉱物を処理水に添加し、
二次凝集処理を行うことによって、処理用の薬品消費量
が大幅に削減でき、ひいては処理薬品コストの低下がも
たらされる。さらに、汚濁水の浄化効果が高く、処理水
中に残留する凝集剤の濃度が極めて低いので、再度循環
水として使用することが可能となった。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　製紙汚濁水の処理方法において、製紙
   汚濁水をあらかじめ一次凝集処理を行い、次いでモンモ
   リロナイト系粘土鉱物と陽イオン性界面活性剤を添加し
   て二次凝集処理を行うことを特徴とする、製紙汚濁水の
   処理方法。
2. 【請求項２】　　鉄化合物系の凝集剤を用いて一次凝集
   処理を行うことを特徴とする、請求項１に記載の製紙汚
   濁水の処理方法。
3. 【請求項３】　　請求項１または２に記載の処理方法に
   より得られた処理水を製紙工程水として再使用すること
   を特徴とする循環水の製造方法。