JPH0892889A - 浄化スラッジの濾水度を高める方法 - Google Patents

浄化スラッジの濾水度を高める方法

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JPH0892889A
JPH0892889A JP7207112A JP20711295A JPH0892889A JP H0892889 A JPH0892889 A JP H0892889A JP 7207112 A JP7207112 A JP 7207112A JP 20711295 A JP20711295 A JP 20711295A JP H0892889 A JPH0892889 A JP H0892889A
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エム．サーカー ジョード
Hanuman P Didwania
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 製紙工業において従来使用されなかった浄化
スラッジを製紙原料としてに再使用できるように、浄化
スラッジの濾水度を高める方法を提供する。 【解決手段】 パルプの乾燥重量を基準に少なくとも
０．０５％のセルロース分解酵素をパルプに添加し、パ
ルプをセルロース分解酵素に少なくとも４０℃の温度で
約３０分間〜約６０分間接触させ、水溶性カチオン系ポ
リマーをパルプの乾燥重量を基準に少なくとも０．０１
１％添加し、アクリルアミド／アクリル酸からなる群よ
り選択された水溶性ポリマー（カチオン系ポリマー）を
パルプの乾燥重量を基準に少なくとも０．００７％添加
する、各過程を順次に含む浄化スラッジの濾水度を高め
る方法である。好ましくは、水溶性カチオン系ポリマー
は、２０〜８０重量％のアクリルアミドを含むコポリマ
ーであり、アクリル酸又はメタクリル酸とのコポリマー
である。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、製紙業における浄
化スラッジの濾水度を高めるために使用する、セルロー
ス分解酵素とカチオン系及びアニオン系ポリマーとの併
用に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】製紙業
において、リサイクル紙の使用量は増加しつつある。例
えば、段ボールの製造において、リサイクルされた繊維
を基礎とする原料がより高い頻度で使用されてきてお
り、同時にリサイクルの回数も増している。繊維強度が
低下し、より多くの微粉が発生するといったように、各
リサイクル毎に原料の品質が低下する。また、より多く
の汚染物が蓄積される。これらの問題は全てパルプの濾
水度の減少につながる。
【０００３】製紙業の生成物の１種は、いわゆる浄化ス
ラッジである。浄化スラッジは、パルプ製紙業の排液の
濃縮物であり、主として繊維微粉の形態の固体を含む。
古新聞紙はもう１つのタイプのリサイクル紙である。浄
化スラッジの中に見られる繊維微粉は、一般に１０μｍ
より短い。また、浄化スラッジの中には、ヘミセルロー
スや、スターチ、ロジン、カリミョウバン、ホットメル
ト（通常は粘着物や粘着性物質と称される）のような化
学物質、有機物が含まれる。浄化スラッジは一般に、法
外な高いコストで製紙業地域や環境に埋め立て処理され
る。微粉（一般に「アニオン系屑」と称される）は、通
常の機械的・化学的方法によって処理するには難しす
ぎ、経済的でない。これらの方法には、精製、スクリー
ニング、固着剤や排水処理剤を用いた処理がある。この
業界においては、製紙プロセスを１〜２回経由した水系
サスペンションであるいわゆるリサイクル紙原料が使用
される。
【０００４】また、古新聞紙は、パルプが生成するまで
連続攪拌しながら熱水によってパルパーで処理される古
ダンボール紙を含む他のリサイクルパルプと区別される
べきである。典型的に、古ダンボール紙の繊維は浄化ス
ラッジよりも長く、理由は広葉樹とクラフト紙の切屑か
ら得られる化学機械的パルプと化学熱機械的パルプの混
合物であるためである。さらに、浄化スラッジは、稠
度、見掛け粘度、ｐＨ、電荷、繊維強度を含む多くの物
理的特性や固形分の組成において古ダンボール紙と相違
する。浄化スラッジは、粘着力のある微生物系多糖類を
多量に含む。これらの微生物系ポリマーは多量の水を保
有し、通常の方法によって処理することが難しい。酵素
は多糖構造を壊すことができ、スラッジの濾水性を高め
ることができる。
【０００５】製紙機に使用される段階の水系サスペンシ
ョン中のパルプは種々のパラメーターによって特徴づけ
ることができ、そのうちの１つは、パルプの水切能力を
予測するに特に重要である。パルプの水切能力の尺度
は、用語「濾水度(freeness)」で表現されることが多
い。具体的には、濾水度はカナダ標準濾水度(Canadian
Standard Freeness 、又はＣＳＦ) 測定法によって測定
される。ＣＳＦ測定法は、１リットルの水に懸濁した３
グラム（オーブン乾燥の重量）のパルプの濾水量を測定
する。
【０００６】セルラーゼ及び／又はヘミセルラーゼのよ
うなセルロース分解酵素を、濾水度を改良するためにリ
サイクル紙パルプの処理に使用することは、米国特許第
４９２３５６５号の主題であり、この特許は本願でも参
考にして含まれる。この米国特許第４９２３５６５号に
開示されたセルロース分解酵素は、本発明の実施に使用
することができる。
【０００７】ＳａｒｋａｒとＣｏｓｐｅｒの米国特許第
５１６９４９７号は、古ダンボールのパルプの濾水度に
与える、種々の組成のカチオン系凝集剤と組み合わせた
セルラーゼの効果を議論している。この米国特許第５１
６９４９７号は、リサイクル繊維の濾水度を向上させる
ための酵素とカチオン系ポリマーの使用の組み合わせを
クレイムしている。具体的には、保持力のために二重の
ポリマー処理プログラムもまた使用される。
【０００８】そのパルプは最初にセルロース分解酵素
で、次にカチオン系とアニオン系のポリマーで処理され
る。二重のポリマー保持系において、２種類のポリマー
が順次にパルプと混合され、１種類のポリマーで得られ
るよりも良好な結果が達成される。通常は、先ず低分子
量で高電荷のカチオン系ポリマーが製紙用完全紙料に添
加され、次いでその後の段階で高分子量のアニオン系ポ
リマーが添加される。二重のポリマーは製紙業に受入れ
られ、広範囲に使用されている。良好な保持力は大きな
経済的利益を有する。ダンボール、微細紙(fine pape
r)、新聞紙のグレードへのリサイクル繊維の用途が増え
ると、保持力の助けによる効果を提供する機会もまた増
加している。微細繊維が、有効な保持力の助けによって
保持されなければ、又は酵素によって加水分解される
と、それらは濾水やフェルト形成を妨げ、堆積の問題を
生じることがある。酵素による保持助力の基本的効果
は、濾水の低下とその結果としての機械の速度の低下を
防ぐことである。濾水は、白液ループ中の微細繊維の蓄
積を防ぐことによって維持することができる。
【０００９】Ｆｕｅｎｔｅｓらの米国特許第５３０８４
４９号は、製紙用パルプとして使用されるリサイクル紙
の処理方法に酵素を使用することを議論している。Ｆｕ
ｅｎｔｅｓらは、後に製紙に使用する浄化スラッジの中
からパルプを回収する浄化スラッジの問題に取り組んで
いない。さらに、Ｆｕｅｎｔｅｓらは、リサイクル紙が
製紙プロセス中に戻された後の、パルプの濾水度や濾水
性を向上させるための処理剤について議論していない。
【００１０】理想的には、浄化スラッジから紙パルプの
回収を可能にし、同時に製紙機械によって処理されたと
きに全ての得られた紙パルプの濾水度と濾水性を高める
方法が存在するであろう。本発明の目的は、従来使用さ
れなかった浄化スラッジを製紙系に再使用するための処
理方法を開示することである。浄化スラッジを再使用す
ることにより、廃棄物の処理コストの低下、及び製紙業
で使用される材料の向上された効率によって、相当な経
済的効果を引き出すことができる。古新聞のパルプは古
ダンボールのパルプよりもかなり安価であるため、製紙
業界は大きな経済的効果を収得するであろう。
【００１１】
【課題を解決するための手段及び発明の実施の形態及び
発明の効果】浄化スラッジ及び／又は古新聞紙の濾水度
を向上させる方法であって、パルプの乾燥重量を基準に
少なくとも０．０５％のセルロース分解酵素をパルプに
添加し、少なくとも４０℃の温度で約４０分間〜約６０
分間パルプをセルロース分解酵素に接触させ、パルプの
乾燥重量を基準に少なくとも０．０１１％の水溶性カチ
オン系ポリマーを添加し、パルプの乾燥重量を基準に少
なくとも０．００７％の水溶性アニオン系ポリマーを添
加し、そしてこのようにして処理したパルプを紙にす
る。
【００１２】本発明の実施には、種々の水溶性カチオン
系凝集剤を使用することができる。縮合ポリマーとビニ
ル付加ポリマーの両方が使用可能である。水溶性カチオ
ン系ポリマーのリストとして、カナダ特許第７３１２１
２号を参照することができ、この開示事項は本願でも取
り入れられている。カチオン系ポリマーの適切な群は、
アクリルアミドのカチオン系ポリマーであり、本発明の
好ましい態様において、４０〜８９重量％のアクリルア
ミドを含む。例えば３０〜８０重量％のように、これよ
りも多い又は少ない量でアクリルアミドを含むポリマー
も使用可能である。アクリルアミドと共に重合されるカ
チオン系モノマーの典型的な例は、ジアリルジメチルア
ンモニウムクロリド（ＤＡＤＭＡＣ）、ジメチルアミノ
エチル／アクリレートメチルクロリド第四アンモニウム
塩（ＤＭＡＥＡ．ＭＣＱ）、エピクロロヒドリンジメチ
ルアミン縮合ポリマー（ｅｐｉ−ＤＭＡ）、エチレンジ
クロリド（ＥＤＣ−ＮＨ3 ）がある。これらのカチオン
系アクリルアミド系ポリマーが使用される場合、これら
は少なくとも３の換算比粘度(reduced specific viscos
ity)を有するべきであり、好ましくは５〜２０又はそれ
以上の換算比粘度を有するべきである。換算比粘度は、
３０℃の１モル硝酸ナトリウム溶液を用いて測定され
る。この溶液中のアクリルアミド系ポリマー濃度は０．
０４５％である。
【００１３】アニオン系ポリマーの好ましい群は、ポリ
マー重量を基準に２０〜９５重量％のアクリルアミド
と、５〜８０重量％のアニオン系モノマー例えばアクリ
ル酸やメタクリル酸を含むアクリクアミド系ポリマーで
ある。本発明は、各種のスラッジ、クラフトパルプや他
の種類のパルプを含む紙パルプの濾水性又は濾水度を改
良するにおいて適用性を有する。本発明は、リサイクル
繊維を含むパルプの処理に特に有用である。濾水の改良
における本発明の効果は、パルプが少なくとも１０重量
％のリサイクル繊維を含む場合に非常に顕著であり、リ
サイクル繊維含有率又は処理されるパルプが少なくとも
５０％又はそれ以上のとき、大幅な改良が明らかに分か
る。
【００１４】上記のように、本発明は、先ずスラッジ又
はパルプが酵素によって処理され、次にカチオン系ポリ
マーによって、最後にアニオン系ポリマーによって処理
されることが必要である。また、本発明を首尾よく実施
するために、酵素による処理が行われる条件が、パルプ
と酵素の最適反応時間を提供するような条件であること
が必要である。
【００１５】酵素によるスラッジ又はパルプの処理は、
６０分間以下の時間で行われることが好ましい。最短処
理時間は約３０分間である。典型的な処理時間は約４０
分間であろう。最適な結果を達成するためのパルプのｐ
Ｈは、５〜７．５であることが必要である。処理温度は
２０℃以上が必要であり、通常は６０℃以下である。典
型的な平均反応温度は４０℃が好ましい。
【００１６】カチオン系ポリマーの好ましい投与量は、
活性成分として、パルプの乾燥重量を基準に０．０２５
〜０．２％である。パルプを処理するために使用するこ
とができるポリマーの一般的な投与量は、ポリマーの
０．０１〜０．０８重量％である。アニオン系ポリマー
の好ましい投与量は、パルプの乾燥重量を基準に活性成
分として０．０２５〜０．０７５重量％である。
【００１７】酵素の投与量は、好ましい態様において、
パルプの乾燥重量を基準に約０．０５〜約０．４重量％
である。使用される酵素の一般的な投与量は、０．１〜
０．２重量％である。酵素が上記の充分な反応時間と混
合を受けるためには、前記の条件が生じるに充分な時間
が足りるような製紙系の箇所のパルプに酵素を添加する
ことが必要である。したがって、製紙系における典型的
な添加箇所は、機械の容器であろう。また、適当な接触
時間が得られる他の箇所も、添加箇所として使用可能で
ある。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 5/20 Ａ

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 （ａ）パルプの乾燥重量を基準に少なく
    とも０．０５％のセルロース分解酵素をパルプに添加
    し、（ｂ）パルプをセルロース分解酵素に少なくとも４
    ０℃の温度で約３０分間〜約６０分間接触させ、（ｃ）
    水溶性カチオン系ポリマーをパルプの乾燥重量を基準に
    少なくとも０．０１１％添加し、（ｄ）アクリルアミド
    ／アクリル酸からなる群より選択された水溶性ポリマー
    （カチオン系ポリマー）をパルプの乾燥重量を基準に少
    なくとも０．００７％添加する、各過程を順次に含む、
    浄化スラッジの濾水度を高める方法。
  2. 【請求項２】 水溶性カチオン系ポリマーが、２０〜８
    ０重量％のアクリルアミドを含むコポリマーである請求
    項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】 カチオン系アクリルアミドコポリマーが
    アクリルアミド−ジアリルジメチルアンモニウムクロリ
    ドコポリマーである請求項２に記載の方法。
  4. 【請求項４】 アニオン系ポリマーが、ポリマー重量で
    約２０〜９５％のアクリルアミドと約５〜８０％のアニ
    オン系モノマーを含むアクリルアミド系ポリマーである
    請求項１に記載の方法。
  5. 【請求項５】 アニオン系モノマーが、アクリル酸とメ
    タクリル酸からなる群より選択された請求項４に記載の
    方法。
  6. 【請求項６】 （ａ）パルプの乾燥重量を基準に少なく
    とも０．０５％のセルロース分解酵素をパルプに添加
    し、（ｂ）パルプをセルロース分解酵素に少なくとも４
    ０℃の温度で約３０分間〜約６０分間接触させ、（ｃ）
    水溶性カチオン系ポリマーをパルプの乾燥重量を基準に
    少なくとも０．０１１％添加し、（ｄ）アクリルアミド
    ／アクリル酸からなる群より選択された水溶性ポリマー
    （カチオン系ポリマー）をパルプの乾燥重量を基準に少
    なくとも０．００７％添加する、各過程を順次に含む、
    古新聞の濾水度を高める方法。
  7. 【請求項７】 水溶性カチオン系ポリマーが、２０〜８
    ０重量％のアクリルアミドを含むコポリマーである請求
    項６に記載の方法。
  8. 【請求項８】 カチオン系アクリルアミドコポリマーが
    アクリルアミド−ジアリルジメチルアンモニウムクロリ
    ドコポリマーである請求項７に記載の方法。
  9. 【請求項９】 アニオン系ポリマーが、ポリマー重量で
    約２０〜９５％のアクリルアミドと約５〜８０％のアニ
    オン系モノマーを含むアクリルアミド系ポリマーである
    請求項６に記載の方法。
  10. 【請求項１０】 アニオン系モノマーが、アクリル酸と
    メタクリル酸からなる群より選択された請求項９に記載
    の方法。
JP7207112A 1994-08-12 1995-08-14 浄化スラッジの濾水度を高める方法 Pending JPH0892889A (ja)

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US289451 1999-04-09

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