JPH04341387A - 脱墨排水の処理方法 - 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】本発明は脱インキ古紙パルプ排水
を含む排水の処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、環境保護の立場から古紙の回収再
利用が強く望まれている。我国では、紙・板紙全体での
古紙回収率は５０％前後であり、これを５５％まで高め
ようという努力がなされている。

【０００３】古紙は、主として板紙と下級印刷紙で構成
されているが、現在以上に古紙の再利用率を高めるには
、印刷紙全般に古紙パルプの使用量を高める必要がある
。それには、高白色度の脱インキ古紙パルプ（以下ＤＩ
Ｐと略す）を製造することが不可欠であり、そのためも
あって、ＤＩＰの製造技術は年々進歩している。

【０００４】ＤＩＰの製造には、多量の工程水を使用す
る必要があり、その一部は排水として排出するので、排
水処理工程での負担が増大する。

【０００５】ＤＩＰ製造工程から発生する排水（以下Ｄ
ＩＰ排水と略す）の特色としては、■微細繊維等のＳＳ
分が多い。

【０００６】■塗料バインダーなどに由来するポリマー
の粒子およびＡＳＴ処理の難しい分子量の高い水溶性の
ＣＯＤ成分が混在する。

【０００７】■界面活性剤が多く、発泡し易い。などの
点が挙げられる。

【０００８】前記ＤＩＰ排水は、上記した■■の理由か
ら、これを直接、活性汚泥で処理すると、ＣＯＤの除去
率が低くなるという問題点がある。

【０００９】ところで、ＤＩＰ排水だけではなく、一般
に、排水を活性汚泥処理する前に前処理する方法は知ら
れている。例えば、特開昭５８−１０４６９９号公報に
は、高濃度着色の有機性廃水をアルミニウム塩の添加に
より凝集処理した後、汚泥を沈降分離により除去し、そ
の後、前記廃水を生物処理する技術が記載されている。 また、特開平１−１８９３９９号公報にも、生物処理の
前工程で、懸濁物質を凝集分離する技術が記載されてい
る。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかし、ＤＩＰ排水は
、■微細繊維たるＳＳ分の沈降速度が遅い。■ポリマー
の粒子も比重が軽いため、沈降速度が遅い。■界面活性
剤が存在するため泡が出易く、泡により沈降が妨げられ
る、などの問題を有しているので、前記公知の方法によ
っては、満足すべき成果をあげることが出来ない。

【００１１】本発明は、活性汚泥処理の前処理に工夫を
凝らして、微細繊維、ポリマー粒子等を効率よく短時間
で取り除き、それによって活性汚泥処理の効率をあげる
ことを目的としたものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
、本発明は、次のような構成をとしたものである。すな
わち、本発明は、ＤＩＰ排水を含む排水の処理方法にお
いて、第１段目に活性汚泥処理の前処理として加圧浮上
方式の分離装置を用いて排水中のＳＳ分を浮上分離させ
、次いで残る排水を２段目で活性汚泥処理し、さらに３
段目で凝集分離処理を行わせ、その際、第１段目の前処
理における加圧浮上分離槽内を、（イ）硫酸バン土の添
加量を３００ｐｐｍ以上、（ロ）ｐＨを６．０〜５．０
、（ハ）高分子凝集剤を０．５ｐｐｍ以上、の条件下に
保持しつつ浮上分離を遂行させ、さらに第２段の活性汚
泥処理した後の排水を、（ニ）ｐＨ６．０以下、（ホ）
ポリ硫酸鉄を４０ｐｐｍ以上、（ヘ）硫酸バン土を２０
０ｐｐｍ以上、（ト）高分子凝集剤を０．５ｐｐｍ以上
、の条件下で凝集して分離することを特徴とする脱墨排
水の処理方法である。

【００１３】本発明で、前処理として用いる加圧浮上分
離装置は、密閉室内で加圧により空気を多量に水中に溶
解させ、続いて大気圧に戻すことにより水中で気泡を発
生させ、気泡にＳＳ分を付着せしめて浮上させ、浮上物
（スカム）を除去する装置である。例えば、一般に抄紙
機のマシン排水を処理するために用いるクロフターを本
発明における前処理として使用することが可能である。

【００１４】この場合、本発明において使用する加圧浮
上分離槽内は、ＳＳ分を多く凝集浮上させるために前記
（イ）〜（ハ）の条件を満足させておくことが必要であ
る。

【００１５】硫酸バン土は、微細繊維同志の凝集を促進
すると共に、他の微粒子を繊維に付着させる作用を奏す
る。微細繊維その他のＳＳ分は、それ自体をとり除いて
排水する必要があるのは勿論であるが、ＳＳ分が活性汚
泥処理の妨げとなるため、活性汚泥処理の前に取り除く
ことが重要である。ＳＳ分を取り除くためには、硫酸バ
ン土は３００ｐｐｍ以上必要であって、それ以下では所
期の効果をあげることが出来ない。また、ｐＨは６．０
以下で行う必要がある。

【００１６】原水は、古紙を離解する条件により一般に
アルカリ性であるが、そのため、水に溶解しているポリ
マー等のＣＯＤ成分が存在する。ＰＨを６．０以下とす
ることにより、このＣＯＤ成分がＳＳとともに凝集浮上
して、前処理においてＣＯＤ成分も一部カットすること
ができる。

【００１７】ｐＨの調整は硫酸、塩酸などの酸を加えて
調整するが、前記硫酸バン土によってｐＨが下がるので
、処理水のＣＯＤ濃度により、硫酸バンドの必要量を決
定した後に、さらに必要な酸の量を計算すれば良い。

【００１８】硫酸バンドと酸を適正に添加しても、必ず
しも充分な浮上分離ができないので本発明においては、
高分子凝集剤の併用を不可欠とする。高分子凝集剤とし
てはカチオン系、アニオン系いずれでも良い。例えば、
ポリアクリルアミド系、変性ポリアクリルアミド系、ポ
リアクリル酸ソーダ系、変性ポリアクリル酸ソーダ系の
アニオンまたはカオチン高分子物質などが使用できる。 使用量としては０．５ｐｐｍ以上が必要である。

【００１９】本発明の２段目の処理である活性汚泥処理
（以下ＡＳＴと略称する）に当っては、添付図面にも示
すように従来公知の装置をそのまま使用することができ
る。

【００２０】ＡＳＴは、排水に含まれている各種の有機
物を培養基として溶存酸素の存在下で微生物の混合集団
を連続培養し、汚染有機物を凝集、吸着、酸化分解、沈
澱の各作用によって除去する方法である。本発明におけ
るＡＳＴの処理条件を空気法を用いた場合について述べ
る。

【００２１】栄養源の添加量比率は、ＢＯＤ：Ｎ：Ｐ＝
１００：５：１が、一般的な標準であるが、排水の水質
レベルにより変動することがある。排水のｐＨは入口ｐ
Ｈで６．０〜７．０程度の変動があっても、本発明では
６．５前後であればよく、また混合液浮遊物質（ＭＬＳ
Ｓ）は、各種のレベルが採用できるが、本発明では、８
０００ｐｐｍ程度の高い濃度で行うのが好ましい。溶存
酸素（ＤＯ）は３〜５ｐｐｍ、本発明では４ｐｐｍ程度
が好ましい。

【００２２】処理時間は一定しないが、本発明の標準的
な処理時間は８Ｈｒ前後である。

【００２３】ＡＳＴの空気法は、例えば、図１における
本発明のＤＩＰ排水の３段処理フローシートに、符号１
２で示すように、攪拌器を備えた曝気槽３槽からなる公
知のＡＳＴ設備が使用される。ＡＳＴ設備に入るＤＩＰ
排水は、その前に酸またはアルカリでｐＨ調節され、前
記栄養剤が添加されるのが普通である。

【００２４】本発明によれば、ＤＩＰ排水は２段目の処
理であるＡＳＴにより、原水のＢＯＤの９９％以上がカ
ットされ、ＣＯＤも前処理後のＣＯＤに対し、７８％以
上も除去することができる。

【００２５】次に、３段目の処理工程たる凝集分離処理
について説明する。古紙パルプ排水あるいはＤＩＰ排水
は、従来一般に排水に硫酸バン土などの無機凝集剤、ポ
リアクリルアミドなどの有機高分子凝集剤を加えて凝集
させた後、適当な分離装置により、凝集物と水とを分離
するか、或いはＡＳＴを行った後、凝集沈澱処理するも
ので、そのこと自体は新規でないが、本発明においては
、この処理を前記１〜２段目の処理と組み合わせ、かつ
この凝集分離処理に当っては、ｐＨを６．０以下、ポリ
硫酸鉄を４０ｐｐｍ以上、硫酸バンド２００ｐｐｍ以上
、高分子凝集剤を０．５ｐｐｍ以上の条件下で行うよう
にしたものである。前記のポリ硫酸鉄は、ポリテツとも
称され、鉄系の無機高分子凝集剤である。

【００２６】本発明の凝集分離処理では、前述のように
最終処理水のｐＨを５．５〜６．０になるようｐＨ調整
した後、これに硫酸バン土、ポリ硫酸第２鉄等の金属イ
オン溶液を加えて凝集を行い、高分子凝集剤を加えるこ
とでフロックを生じさせ、浮上または沈降により処理水
とフロックの分離を行うようにしたものである。

【００２７】後述の実施例、比較例から明らかなように
、硫酸バンド、ポリ硫酸第２鉄の添加量を増やすことに
より、ＣＯＤ成分のフロックへの抱き込みが増加し、Ｃ
ＯＤを低減する方向にある。

【００２８】なお、前記３段目の後処理においては、加
圧浮上タイプまたは沈降タイプの排水処理装置のいずれ
をも使用することができ、また、公知のクラリファイヤ
ー等を使用することもできる。

【００２９】後処理である凝集沈澱処理又は加圧浮上処
理においては、前記した要件をすべて満足させないと有
効な凝集分離は行われず、後述の実施例、比較例にみる
ように、ＣＯＤの除去が不充分となり、本発明の目的を
達成できない。無機凝集剤として硫酸バンドは他のアル
ミニウム塩でもよいが、本発明では硫酸バンドの使用が
好ましい。

【００３０】一般的に、凝集分離処理において第一鉄イ
オン、第二鉄イオン、高分子凝集剤などを用いている。 本発明でもその点は同様であるが、加圧浮上分離による
前処理、活性汚泥処理を経た後の排水を対象にする場合
、加圧浮上分離で分離されず、なおかつ、活性汚泥処理
でも処理されなかったＣＯＤ成分を後処理工程で除去す
ることを意図した点に特色を有する。

【００３１】本発明者らの研究によれば、硫酸バンドお
よびポリ鉄を添加することにより、ＣＯＤ成分のフロッ
クへの抱き込みが増加し、その結果ＣＯＤを低減させる
ことができるのである。処理時のｐＨとしては、適切な
ｐＨがあり、各金属イオンが水酸化物として不溶化する
条件を選択する必要がある。ポリマーの添加量はフロッ
クの形状を見て決定するが、添加量の多いほど、フロッ
クは巨大化し、沈降速度又は浮上速度も速くなる傾向が
ある。また、ポリマー添加時のｐＨもポリマーの種類に
より適切な範囲があるので、ｐＨの設定は重要な因子で
ある。

【００３２】以下、実施例により本発明を説明するが、
それに先だって、添付図面に基づき本方法を実施する場
合に使用する装置の一例を、フローシートにより具体的
に説明しておく。図１において、符号１１は、第一段目
の処理を行う加圧浮上方式の分離装置であって、攪拌翼
１１ａならびに加圧空気導入口１１ｂを具え、この装置
内に排水を導入する。この装置を介して排水中のＳＳ分
を浮上分離させた後、残る排水を、符号１２で示す２段
目の処理装置たる活性汚泥処理設備に導く。図示の装置
は、散気管１２ａを具備した曝気槽１２ｂから構成され
ている。符号１３は、３段目の後処理を行うクラリファ
イヤーである。

【００３３】

【実施例】前処理の加圧浮上分離装置としてテスト用加
圧浮上装置を用いた。原水としてＢＯＤ＝５００ｐｐｍ
、ＣＯＤ＝６３８ｐｐｍ、ＳＳ＝８８９ｐｐｍ、ｐＨ１
０．２のＤＩＰ排水を用いた。

【００３４】原水に、表１の各テストＮｏ．　の水準で
硫酸、硫酸バンドを添加した。前処理条件は各水準とも
同じで、温度３０度Ｃ、処理時間１０分の条件で処理し
た。その結果は、表１に示すとおりで、ｐＨおよび硫酸
バン土の量の双方が、ＳＳ分、ＣＯＤ分の減少に相関を
有し、ＰＨは６．０以下、硫酸バン土は５００ｐｐｍ上
が必要であることが解かった。

【００３５】次に、各テストＮｏ．　によって前処理し
た後の水分を活性汚泥処理した。

【００３６】活性汚泥処理テストは、回分式処理を実施
した。１ｌのガラス円筒に、汚泥混合液浮遊物質をＭＬ
ＳＳが８０００ｐｐｍになるよう添加し、１週間程度被
処理水で汚泥を馴養し、ＣＯＤカット率が一定となった
（飽和した）時点で、データをとった。

【００３７】 栄養剤添加率　　ＢＯＤ：Ｎ：Ｐ＝１００：５：１ＤＯ
　　　　　　２〜３ｐｐｍコントロールＰＨ　　　　　
　７．０ この結果、ＢＯＤは、概ね９９％以上カットされ、良好
な処理であった。活性汚泥処理後の凝集沈澱処理により
、ＣＯＤは表１に示すように、前処理がある方がカット
率が向上している。

【００３８】次に、活性汚泥処理によりＣＯＤが７８ｐ
ｐｍとなった処理水をジャーテスターにより凝集沈澱処
理を行った。最終ｐＨが設定ｐＨとなるよう、予め硫酸
でｐＨ調整した被処理液に、硫酸バンドおよび／または
ポリ鉄を所定量加え、急速攪拌を行った後、ポリマーを
所定量加え、緩速攪拌を行う。処理液を１０分放置後、
上澄液を採取し、濾過してＣＯＤを測定した。

【００３９】後処理の条件は、表２に記載した各水準で
行ったが、表２の処理後のＣＯＤカット率から明らかな
ように、ｐＨが６．０以下、高分子凝集剤が０．５ｐｐ
ｍ以上、硫酸バン土が３００ｐｐｍ以上、ポリ硫酸鉄が
４０ｐｐｍ以上の４つの条件がそろったときに、ＣＯＤ
カット率が目標とする４０％を越えることが判明した。

【００４０】

【発明の効果】本発明により活性汚泥処理のみでは除去
しにくいＣＯＤ成分を除去することができ、トータルの
ＣＯＤカット率を向上することができるようになり、公
害防止に役立つ。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す模式図。

【符号の説明】

１１　　分離装置 １１ａ　　攪拌翼 １１ｂ　　加圧空気導入口 １２　　処理装置 １２ａ　　散気管 １２ｂ　　曝気槽 １３　　クラリファイヤー

【表１】

【表２】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　脱インキ古紙パルプ（ＤＩＰ）排水を
   含む排水の処理方法において、第１段目において、活性
   汚泥処理の前処理として加圧浮上方式の分離装置を用い
   て排水中のＳＳ分を浮上分離させ、次いで残る排水を２
   段目で活性汚泥処理し、さらに３段目で凝集処理を行わ
   せ、その際、第１段目の前処理における加圧浮上分離槽
   内を、（イ）硫酸バン土の添加量を３００ｐｐｍ以上、
   （ロ）ｐＨを６．０〜５．０、（ハ）高分子凝集剤を０
   ．５ｐｐｍ以上、の条件下に保持しつつ浮上分離を遂行
   させ、さらに第２段の活性汚泥処理した後の排水を、（
   ニ）ｐＨ６．０以下、（ホ）ポリ硫酸鉄を４０ｐｐｍ以
   上、（ヘ）硫酸バン土を２００ｐｐｍ以上、（ト）高分
   子凝集剤を０．５ｐｐｍ以上、の条件下で凝集して分離
   することを特徴とする脱墨排水の処理方法。