JPH09253407A

JPH09253407A - 凝集剤

Info

Publication number: JPH09253407A
Application number: JP8068493A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Kawada; 聡志川田; Tsutomu Kase; 勉加瀬
Original assignee: Tokuyama Corp
Current assignee: Tokuyama Corp
Priority date: 1996-03-25
Filing date: 1996-03-25
Publication date: 1997-09-30

Abstract

(57)【要約】【課題】産業廃水に含まれる懸濁粒子を良好に凝集分離
でき、且つ得られる分離水中への高分子凝集剤の残留が
抑制された凝集剤を提供すること。【解決手段】アニオン性高分子凝集剤成分と該アニオン
性高分子凝集剤成分のアニオン性官能基１モルに対して
１〜１５モルの塩化カルシウム等の水溶性金属化合物成
分とが水に溶解されてなる凝集剤。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、凝集剤、詳しくは
アニオン性高分子凝集剤成分と水溶性金属化合物成分と
が水に溶解されてなる凝集剤に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、鉱山廃水、生コン工場廃水、建設
現場廃泥水等の各種産業廃水の処理方法として、これに
凝集剤を添加して、含有される懸濁粒子を凝集させ、機
械脱水等で固液分離して固形物とすることが行われてい
る。その際、上記凝集剤としては、水溶性無機塩等から
なる無機凝集剤やカチオン系、アニオン系、ノニオン系
の高分子凝集剤或いはこれらを併用したものが使われて
いる。また、これらの凝集剤は、通常、水溶液の形態で
使用されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、各種産業廃水
の凝集脱水処理は、該廃水に種々の凝集剤を添加した
後、機械脱水にて固液分離することにより行われている
が、凝集剤の凝集効果が十分ではなく脱水で固液分離さ
れた固形分の含水率が高くて、十分な減容効果が得られ
ない場合が多かった。また、凝集により形成されるフロ
ックの径が小さくなり、濾過性等が悪くなることも多々
あった。

【０００４】さらに、上記凝集剤のうち高分子凝集剤を
用いた場合、凝集した固形物を分離した後得られる水中
に、相当量の高分子凝集剤が残留している問題があっ
た。しかして、このように分離水中に高分子凝集剤が溶
解していると、液が着色したり透明性が悪化し外観的に
不良となる他、該分離水を廃棄する際にＢＯＤ値が高く
なったり、或いはこのものをグラウトやコンクリートの
練り水などに再利用しようとした際に、セメント等の必
要成分の分散が妨げられたりする現象が生じる。

【０００５】以上の背景から本発明は、産業廃水に含ま
れる懸濁粒子を良好に凝集分離でき、且つ使用した際に
得られる分離水中への高分子凝集剤の残留が抑制された
凝集剤を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するため研究を重ねてきた。その結果、アニオン
性高分子凝集剤に水溶性金属化合物を一定範囲の量で併
用することにより、上記の課題が解決できることを見出
し、本発明を完成させるに至った。

【０００７】即ち、本発明は、アニオン性高分子凝集剤
成分と該アニオン性高分子凝集剤成分のアニオン性官能
基１モルに対して１〜１５モルの水溶性金属化合物成分
とが水に溶解されてなる凝集剤である。

【０００８】本発明の特徴は、アニオン性高分子凝集剤
中に存在するアニオン性官能基と水溶性金属化合物との
比率がある一定の範囲である場合に、最も優れた凝集効
果が得られる点にある。即ち、懸濁粒子を含む泥水に対
して、アニオン性高分子凝集剤成分と水溶性無機化合物
成分とが本発明が特定する組成で溶解された水溶液を添
加した場合において特に、良好な反応速度と反応率で凝
集反応が進行する。しかも、上記アニオン性高分子凝集
剤成分のほとんど全量が固形分に吸着されて硬いフロッ
クが作られ、分離水中に該高分子凝集剤成分が残留する
ことも防止される。

【０００９】本発明において、アニオン性高分子凝集剤
は、公知のものが何等制限なく使用できる。アニオン性
官能基としては、カルボキシル基、スルホン酸基等が挙
げられ、このうちカルボキシル基が好適である。具体的
には、ポリアクリルアミドまたはポリメタクリルアミド
の部分加水分解物、アクリルアミドまたはメタクリルア
ミドとアクリル酸塩またはメタクリル酸塩との共重合
物、アクリルアミドまたはメタクリルアミドとビニルス
ルホン酸塩または２−アクリルアミド−２−メチルプロ
パンスルホン酸塩との共重合物、アクリルアミドまたは
メタクリルアミドとアクリル酸塩またはメタクリル酸塩
とビニルスルホン酸塩または２−アクリルアミド−２−
メチルプロパンスルホン酸塩との３元共重合物等やこれ
らに類似したものが挙げられる。このうちポリアクリル
アミドの部分加水分解物、アクリルアミドとアクリル酸
塩の共重合物、アクリルアミドとアクリル酸塩とビニル
スルホン酸塩の３元共重合物などが好適である。

【００１０】また、アニオン性高分子凝集剤は、高分子
体を構成する全単量体数に対してアニオン性の官能基を
１０〜４０モル％有するものが好ましい。さらに、その
分子量が１，０００〜２，０００万のものが好適に使用
できる。又、アニオン性高分子凝集剤は粉末型とエマル
ジョン型のものがあるが、どちらも使用できる。

【００１１】本発明において、上記アニオン性高分子凝
集剤成分の溶解量は、特に制限されるものではないが、
凝集効果の良さを勘案すれば０．１〜５．０重量％であ
るのが好適である。

【００１２】一方、本発明において、水溶性金属化合物
としては、公知のものが何等制限無く使用できるが、好
ましくは金属の塩化物、臭化物、硫酸塩、炭酸塩、水酸
化物等が挙げられ、特に塩化物が好ましい。具体的に
は、塩化マグネシウム、塩化カルシウム、塩化ナトリウ
ム、塩化カリウム、塩化第二鉄、塩化アルミニウム等が
挙げられる。金属としては、アルカリ土類金属であるの
が良好である。本発明においては上記水溶性金属化合物
として、塩化カルシウムを用いるのが最も好適である。
本発明において、上記水溶性金属化合物は、単独である
いは２種以上のものが併用されて使用される。

【００１３】ここで、上記水溶性金属化合物成分の水へ
の溶解量は、使用するアニオン性高分子凝集剤のアニオ
ン性官能基１モルに対して１〜１５モル、好ましくは３
〜１２モルである。この量が１モルより小さい場合、凝
集効果が十分でなくなり、また、１５モルより大きい場
合、フロックの径が小さくなり、濾過性ではマイナスと
なる。さらに上記範囲を外れた場合、分離水へのアニオ
ン性高分子凝集剤の残留が激しくなる。

【００１４】本発明において、上記アニオン性高分子凝
集剤成分及び水溶性金属化合物成分の水への溶解は、如
何なる方法で行っても良い。水への溶解順序は、上記両
者を同時に水に配合しても良いし、アニオン性高分子凝
集剤成分を先に水に溶解させて次いで水溶性金属化合物
成分を溶解させても良いが、アニオン性高分子凝集剤成
分の溶解性を高める観点からは、先に水溶性金属化合物
成分を溶解させ次いでアニオン性高分子凝集剤成分を溶
解させるのが良好である。また、溶解時の水温は、１０
〜４０℃であるのが好ましい。その他、溶解は通常、撹
拌下で行うのが一般的であり、攪拌羽根の周速１〜３ｍ
／秒で攪拌するのが好ましい。攪拌時間は３０分〜２時
間が好ましい。

【００１５】以上により得られる凝集剤は、懸濁粒子が
分散する水において、その粒子分を凝集させる際に制限
なく使用される。通常は、鉱山廃水、生コン工場廃水、
建設現場廃泥水等の各種産業廃水を処理する際に使用す
るのが好適である。

【００１６】特に、各種地盤改良工法を実施した際に排
出されるセメントを含んだ泥水の凝集剤として使用する
のが良好である。この場合、固液分離操作により得られ
た分離水は、泥水中のセメントに起因して水酸化カルシ
ウムを主とする水溶性カルシウム化合物が既に一定量含
まれている。従って、この分離水を、再度、本発明の凝
集剤を製造する際の水原料として使用した場合、水溶性
金属化合物成分の使用量は不足する分を補うだけです
み、その使用量を減らすことができる。通常、この分離
水には、こうした水溶性カルシウム化合物が４．０〜１
３．５ｍｏｌ／ｍ ³含まれている。また、上記分離水に
は、前記したとおりアニオン性高分子凝集剤成分がほと
んど残留していないので、地盤改良工法に用いるグラウ
トの原料水としても良好に再使用できる。

【００１７】加えて、アニオン性高分子凝集剤成分を溶
解する水として海水を用いることも可能である。その場
合、海水中に含まれるナトリウム、カルシウム、マグネ
シウムなどの金属化合物の合計量をもとに、さらに、水
溶性金属化合物を補ったり新たに水を加えたりして、溶
解させるアニオン性高分子凝集剤成分に対する水溶性金
属化合物成分の溶解量を調整すれば良い。

【００１８】本発明の実施に於いて、添加する凝集剤の
処理水に対する適切な使用量を決定するためには、処理
水中の固形分量の測定が必要である。その場合、固形分
量は懸濁粒子によって極わずかの差異はあるものの泥水
の比重に比例するので、簡易手法としては比重測定によ
って決めれば良い。比重測定は、マッドバランス器（Ｓ
ＨＯＥＩ理工製）、重量法（単位容積当たりの重量を秤
る手法）、電気的測定法など従来手法によって簡単に測
定できる。一般に、固形分量に対し本発明の凝集剤を、
そのアニオン性高分子凝集剤成分の濃度が１００〜１０
００ｐｐｍになる量で使用するのが一般的である。

【００１９】本発明の凝集剤において、処理水に配合
後、凝集した固形分を固液分離する方法としては、例え
ばフィルタープレス、ベルトプレス、スクリュープレス
などの濾過・圧搾手法のほかに、遠心力を利用する手法
も採用できる。遠心力を伴う分離機とは、凝集フロック
に遠心力を与えて構成物質の密度差によって分離する原
理に基ずくものであれば特に限定されないが、スクリュ
ウタイプ遠心分離機、液体サイクロンなどが好適に使用
される。

【００２０】

【発明の効果】本発明の方法により得られる凝集剤は、
凝集効果が高く固液分離された固形分の含水率が低く減
容効果も高い。また、形成されるフロックの径が大きく
固液分離しやすい。

【００２１】そして、地盤改良工法等で排出される泥水
の処理に適用した場合、得られる分離水は、再利用する
ことが可能であるため、廃水の減容化の観点からも有用
である。例えば、上記地盤改良工法からの分離水は、懸
濁する土粒子が十分に除去されておりアニオン性高分子
凝集剤成分も残留していないので、該分離水は、再び同
地盤改良工法で使用するグラウトの製造原料水として使
用することが可能である。

【００２２】

【実施例】以下に本発明の実施例を示すが、本発明は本
例に限定されるものではない。実施例１アニオン性高分子凝集剤成分として、アニオン性官能基
の存在量が１３モル％であり分子量が１９００万のポリ
アクリルアミドの部分加水分解物を使用した。このアニ
オン性高分子凝集剤２Ｋｇを、濃度が２４．３モル／ｍ
³の塩化カルシウム水溶液１ｍ³に溶解させ凝集剤を調整
した。この凝集剤において、溶解するアニオン性高分子
凝集剤成分のカルボン酸塩１モルに対する塩化カルシウ
ムの溶解量は６．８モルであった。

【００２３】この凝集剤を、細砂層の軟弱地盤にジェッ
トグラウト工法を施工した際に排出される泥水の処理に
使用した。この泥水はセメントを含み、比重１．４、乾
燥固型分４５％、水分５５％であった。凝集剤の混合量
は、泥水１ｍ³当たり０．２０ｍ³とした。反応槽内で十
分に凝集させた後、反応生成物をスクリュータイプ遠心
分離機（ＩＨＩ社製、ＨＳ５００ＭＷ−ＣＭ型、主軸モ
ーター１８００ｒｐｍ、９００Ｇで運転）に連続的に送
入し、固液分離した。

【００２４】その結果、スライム１ｍ³当たり、分離水
５６８Ｋｇと、排土８３２Ｋｇ（含水率２４．３％）に
分離した。排土を形成するフロックの性状は、堅固であ
り粒径は８ｍｍであった。また、分離水は無色透明であ
り、また、アニオン性高分子凝集剤成分の含有量を高速
液体クロマトグラフにて測定したところ、１０ｐｐｍに
すぎなかった。以上の結果を表１に示した。

【００２５】実施例２実施例１において、使用する塩化カルシウム水溶液の濃
度を１２．６モル／ｍ³とし、凝集剤中に溶解するアニ
オン性高分子凝集剤成分のアニオン性官能基１モルに対
する該塩化カルシウムの溶解量を３．５モルとした以外
は、実施例１と同様の操作を行った。

【００２６】その結果、スライム１ｍ³当たり、分離水
５４１Ｋｇと、排土８５９Ｋｇ（含水率２５．０％）に
分離した。排土を形成するフロックの性状は、堅固であ
り粒径は７ｍｍであった。また、分離水は無色透明で
あり、また、アニオン性高分子凝集剤成分は、検出され
なかった。以上の結果を表１に示した。

【００２７】実施例３実施例１において、使用する塩化カルシウム水溶液の濃
度を３６．０モル／ｍ³とし、凝集剤中に溶解するアニ
オン性高分子凝集剤成分のアニオン性官能基１モルに対
する該塩化カルシウムの溶解量を１０．０モル／ｍ³と
した以外は、実施例１と同様の操作を行った。

【００２８】その結果、スライム１ｍ³当たり、分離水
５６０Ｋｇと、排土８４０Ｋｇ（含水率２６．１％）に
分離した。排土を形成するフロックの性状は、堅固であ
り粒径は７ｍｍであった。また、分離水は無色透明であ
り、また、アニオン性高分子凝集剤成分の含有量は、１
０ｐｐｍにすぎなかった。以上の結果を表１に示した。

【００２９】実施例４実施例１において、使用するアニオン性高分子凝集剤成
分として、アニオン性官能基の存在量が１８モル％であ
り分子量が１８００万のアクリルアミドとビニルスルホ
ン酸塩との共重合物を使用した以外は、実施例１と同様
の操作を行った。

【００３０】その結果、スライム１ｍ³当たり、分離水
５７３Ｋｇと、排土８２７Ｋｇ（含水率２８．８％）に
分離した。排土を形成するフロックの性状は、堅固であ
り粒径は９ｍｍであった。また、分離水は無色透明であ
り、また、アニオン性高分子凝集剤成分は、検出されな
かった。以上の結果を表１に示した。

【００３１】実施例５実施例１において、使用するアニオン性高分子凝集剤成
分として、アニオン官能基の存在量が２０モル％であり
分子量が１６００万のアクリルアミドとアクリル酸塩と
ビニルスルホン酸塩との３元共重合物を使用した以外
は、実施例１と同様の操作を行った。

【００３２】その結果、スライム１ｍ³当たり、分離水
５３７Ｋｇと、排土８６３Ｋｇ（含水率２３．８％）に
分離した。排土を形成するフロックの性状は、堅固であ
り粒径は８ｍｍであった。また、分離水は無色透明であ
り、また、アニオン性高分子凝集剤成分は、検出されな
かった。以上の結果を表１に示した。

【００３３】実施例６実施例１において、塩化カルシウムに変えて硫酸カルシ
ウムを用いた以外は、実施例１と同様の操作を行った。

【００３４】その結果、スライム１ｍ³当たり、分離水
５０９Ｋｇと、排土８９１Ｋｇ（含水率２９．３％）に
分離した。排土を形成するフロックの性状は、堅固であ
り粒径は８ｍｍであった。また、分離水は無色透明であ
り、また、アニオン性高分子凝集剤成分は、検出されな
かった。以上の結果を表１に示した。

【００３５】実施例７実施例１において、塩化カルシウムに変えて塩化マグネ
シウムを用いた以外は、実施例１と同様の操作を行っ
た。

【００３６】その結果、スライム１ｍ³当たり、分離水
５４５Ｋｇと、排土８５５Ｋｇ（含水率２６．３％）に
分離した。排土を形成するフロックの性状は、堅固であ
り粒径は８ｍｍであった。また、分離水は無色透明であ
り、また、アニオン性高分子凝集剤成分の含有量は、１
２ｐｐｍにすぎなかった。以上の結果を表１に示した。

【００３７】実施例８まず、実施例１により得られた分離水中に含有されるカ
ルシウムイオン濃度を測定し、溶解しているカルシウム
化合物の濃度を求めた（６．３ｍｏｌ／ｍ³）。次い
で、この分離水に塩化カルシウムを、上記カルシウム化
合物との合計濃度が２４．３モル／ｍ³となるように溶
解させた。そして、この水溶液をアニオン性高分子凝集
剤成分を溶解させるための水原料として用いて、以後実
施例１と同様の操作を行った。

【００３８】その結果、スライム１ｍ³当たり、分離水
５５８Ｋｇと、排土８４２Ｋｇ（含水率２５．２％）に
分離した。排土を形成するフロックの性状は、堅固であ
り粒径は９ｍｍであった。また、分離水は無色透明であ
り、また、アニオン性高分子凝集剤成分は検出されなか
った。以上の結果を表１に示した。

【００３９】比較例１実施例１において、使用する塩化カルシウム溶液の濃度
を８０モル／ｍ³とし、凝集剤中に溶解するアニオン性
高分子凝集剤成分のアニオン性官能基１モルに対する該
塩化カルシウムの溶解量を２２．２モルとした以外は、
実施例１と同様の操作を行った。

【００４０】その結果、スライム１ｍ³当たり、分離水
３１６Ｋｇと、排土１０２４Ｋｇ（含水率４１．９％）
に分離した。排土を形成するフロックの性状は、軟弱で
あり粒径は３ｍｍであった。また、分離水は無色透明で
あり、また、アニオン性高分子凝集剤成分の含有量は、
５０ｐｐｍであった。以上の結果を表１に示した。

【００４１】比較例２実施例１において、塩化カルシウム水溶液に変えて水を
使用した以外は、実施例１と同様の操作を行った。

【００４２】その結果、スライム１ｍ³当たり、分離水
２８５Ｋｇと、排土１１１５Ｋｇ（含水率４３．５％）
に分離した。排土を形成するフロックの性状は、軟弱で
あり粒径は０．５ｍｍであった。また、分離水は灰色半
透明であり、また、アニオン性高分子凝集剤成分の含有
量は、１１０ｐｐｍであった。以上の結果を表１に示し
た。

【００４３】比較例３実施例１において、アニオン性高分子凝集剤成分に変え
て、分子量が５００万のポリアクリルアミド（ノニオ
ン性高分子凝集剤）を使用した以外は、実施例１と同様
の操作を行った。

【００４４】その結果、スライム１ｍ³当たり、分離水
３６７Ｋｇと、排土１０３３Ｋｇ（含水率３９．０％）
に分離した。排土を形成するフロックの性状は、軟弱で
あり粒径は４ｍｍであった。また、分離水は灰色半透明
であり、また、ノニオン性高分子凝集剤の含有量は、９
０ｐｐｍであった。以上の結果を表１に示した。

【００４５】

【表１】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アニオン性高分子凝集剤成分と該アニオン
性高分子凝集剤成分のアニオン性官能基１モルに対して
１〜１５モルの水溶性金属化合物成分とが水に溶解され
てなる凝集剤。