JPS6359319A - 懸濁物質の凝集剤組成物 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は懸濁物質の７０ツク形成、凝集用組成物に関し
、工業用水処理、下水・し尿処理、石油化学、紙パルプ
、鉄鋼、非鉄金属、鉱山・土木工事、窯業、染色、食品
工業等の廃水処理に利用される。

〔従来の技術〕

従来よ）廃水処理用の高分子凝集剤としてはポリアクリ
ルアミドが数多く使用されておシ、ま九近年ではカチオ
ン性凝集剤としてアクリルアミドージメチルアミノエチ
ルメタクリンート共重合体及びその４級塩共重合体がそ
の凝集性、清澄性のよさから使用量が増大している。

またポリビニルアルコール（以下ＰＶＡと略）系の高分
子凝集剤としてはＰＶＡにエピクロルヒドリンを反応さ
せ、次いでポリエチレンポリアミンを反応さ−ｖｉｅも
の〔日本化学会誌、／ｇ１ｉ、ｐ−１９９５（１９７５
年）〕、ＰｖＡニグリシソＡ／トリメチルアンモニウム
塩を反応させ念もの〔特公昭５７−３４８４２号公報〕
等があシ、さらに古くからカチオン性ＰＶＡの合成が試
みられ、その用途の１つとして廃水処理に利用されない
かという発想はあるものの、工業的にまった〈実施され
ていないのが現状である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

前記従来の高分子凝集剤は分子量が高いもの程凝果性能
が良くなるが、分子量が高くなるにつ几て俗液の曳糸性
が高くなり、凝集効果が悪くなるという欠点があった。

特にポリアクリルアミド系の凝集剤についてその傾向が
顕著であった。例えば通常凝集剤は水溶液で添加するが
、粘性が高いと攪拌、溶解が困難となシ、これを避ける
為に低濃度にすると装置自体が大きくなシ、汚泥脱水の
場合には大量の水分を持ち込むことによシ処理能力の低
下、ウェットケーキ含水率が高くなるという結果を招く
ことになる。

一方カチオン性ＰＶＡは、分子量が低い為に凝集性能が
著しく劣シ現在工業的規模ではまった〈実施されていな
かった。

そこで本発明者らは高分子凝集剤溶液の粘性及び曳糸性
を低下させかつ懸濁物質の優れた凝集・脱水剤組成物を
探索し比。

〔問題点を解決する為の手段、〕

本発明は、カチオン性ＰＶＡ　、無機凝集剤並びにノニ
オン及び／又はカチオン性ポリアクリルアミドよシなろ
水中懸濁物質の凝集剤組成物である。

本発明の組成物中のカチオン性ＰｖＡは、これまで公知
のカチオン性ＰＶＡであれは使用可能であシ、特に構造
・分子量・カチオン基量等は規定されない。例えば共重
合によ）合成したものとして酢酸ビニル−ビニルピリジ
ン共重合体ケン化物（高分子化学、８　４６７（１９５
１）、酢酸ビニル−ビニルイミダゾール共重合体ケン化
物（特開昭５６−９９２０４号公報）、酢酸−二ルーア
クリルアミドプロビルトリメチルアンモニウムクロリド
共重合体ケン化物（特開昭５６−１４５０４号公報）、
酢酸ビニル−ジメチルジアリルアンモニウムクロリド共
重合体ケン化物（特開昭５６−１１８９９７号公報）、
酢酸ビニル−アリルオキ。

シー替≠９中中ｖヒドロキシプロピルトリメチルアンモ
ニウムクロリド共重合体ケン化物（特開昭５９−１３５
２０２号公報）等があげられる。後変性によシ合成した
ものとしてはＰＶＡにカチオン性不飽和モノマーをグラ
フト共重合したもの、ＰＶＡと３−クロロ−２−ヒドロ
キシゾロピルトリメチルアンモニウムクロリドを反応さ
せ九もの、ＰＶＡにエピクロルヒドリンを反応させ、更
にポリエチレンポリアミンを反応させ次もの（日本化学
会誌１．％１１　１９９５（１９７５年）、ラクトン環
を有するＰＶＡ　Ｋヒドラジンを作用させ、ヒドラジド
化したもの（％公昭５２−２３３８２号公報）　ＦＶＡ
にアクリルアミドをマイケル付加させ、次いでホフマン
分解したもの（Ｂｕｌｌｅｔｉｎ　ｏｆＣｈｅｍｉｃａ
ｌ　８ｏｃｉｅｔｙ　ｏｆ　Ｊａｐａｎｓ　４７　２９
９０（１９７４））等があげられる。

無機凝集剤としては、ポリ塩化アルミニウム、硫酸バン
ド、塩化第二鉄、硫酸第一鉄、石灰等があげられ、一種
又は二種以上を併用することもできる。

ノニオン性ポリアクリルアミドとしては現在市販されて
いるもので、アクリルアミドの単独重合体である。ただ
し、ノニオン性と表示されているものの中には微量のア
ニオン基（例えはアミド基が加水分解したもの）が導入
されているものもあシ、本発明で使用するノニオン性ポ
リアクリルアミドとは、前記微量アニオン基含有ポリア
クリルアミドをも包含するものである◎カチオン性ポリ
アクリルアミドとしては、Ｎ。

Ｎ−ジメチルアミノアルΦル（メタ）アクリレートまた
はその４級塩とアクリルアミドを共重合したもの、′Ｎ
、Ｎ−ジメチルアミノゾロビルアクリルアミドまたはそ
の４級塩とアクリルアミドを共重合したもの、ポリアク
リルアミドのマンニッヒ、ホフマン変性物等があげられ
、゛分子量はノニオン、カチオンともに１００万〜１８
００万程度の範囲から適宜選択される。

本発明の実施方法について説明する。まずカチオン性Ｐ
ＶＡと無機凝集剤とノニオン又はカチオン性ポリアクリ
ルアンドを別個に水に溶解して０．０５〜５％程度の凝
集剤の溶液を）１ｍ製しておく。

次に被処理懸濁物質含有水を採取して、予備テストによ
シカチオン性ＦＶＡと無機凝集剤の添加量及びノニオン
性ポリアクリルアミド及び／又はカチオン性ポリアクリ
ルアミドの添加量を種々変化させて最適凝集条件を求め
る。また添加順序を逆にして同様の試験を行い、凝集性
能を比較しておく。この最適条件の決定にはジャーテス
ト、ヌッチェテスト、上澄液の濁度等の公知の方法にょ
シ決定される。

以上の予備テストによって各凝集剤の添加量を求めたら
次に添加順序を決めるテストを行う。これは懸濁物質の
性状・種類によってはカチオン性ＰＶＡ　、無機凝集剤
、ノニオン性ポリアクリルアミド及び又はカチオン性ポ
リアクリルアミドの添加順序の違いによって生成フロッ
クの脱水性がかなシ異なる場合があるからである。した
がってカチオン性ＰＶＡ　１無機凝集剤、ノニオン性ポ
リアクリルアミド及び／又はカチオン性ポリアクリルア
ミドの添加順序を種々変化させたシ、三者を同時に添加
したシしたもののそれぞれについて凝集処理し、フロッ
クをメツチェテスト法で脱水性を測定して最も脱水性の
優れた添加順序を決定する。こうして予備テストよシ求
められた凝集剤の添加量及び添加順序で実際の凝集処理
を行う。

本発明で使用される凝集装置は従来と同様のものが使用
され、攪拌等の条件も従来通シでさしつかえない。こう
して凝集処理されたフロックは、公知の脱水方法である
遠心分離機、フィルタプレス式脱水機ベルトプレス式脱
水機、スクリュープレス式脱水機等で脱水を行うことが
できる。

凝集剤の添加量は通常懸濁液中の固形分（ＳＳ）ニ対し
て純分でカチオン性ポリビニルアルコール０．００１〜
２重量係、ポリアクリルアミドｏ、ｏｏｉ〜２重量％及
び無機凝集剤０．０１〜５重量％が好しい。この量は懸
濁物質の状態、処理条件等に応じて変更させる。この量
よシ少いと効果なく、多いと無駄である。

また、被処理懸濁物質含有水の−によっては、適当な一
調節剤を添加することは何らさしつかえない。

〔作用〕

本発明の凝集剤組成物が優れた凝集・脱水性を発現する
理論的根拠は元号明らかでは、ないが、懸濁物質表面に
吸着したカチオン性ＰＶＡのカチオン基とビニルアルコ
ール成分の水酸基と無機凝集剤成分及びアクリルアミド
成分のアミド基に基づく二次的結合による懸濁粒子との
特異的相互作用による粗大フロック形成の為と推測され
る。

同、カチオン性ＰＶＡと無機凝集剤の併用のみでは、粗
大フロックを形成させる能力に著しく欠ける。

このような効果は単に併用するという発想からは予想し
えないものである。

〔実施例〕

以下本発明の実施例について説明する。

問、例中時にことわらないかぎ＃）ｅｓは重量％である
。

実施例１ 採石工場砂利洗浄排水を使用して凝集・脱水処理を行っ
た。（ｓｓ　；　３％、ｐ）ｌ　；　８．１　＞本排水
を高分子凝集剤で凝集するにあたシ、カチオン性ＰＶＡ
無機凝集剤、ノニオン性ポリアクリルアミド及び／又は
カチオン性ポリアクリルアミドの添加量、添加順序を種
々変化させて凝集・フィルタープレスによシ脱水処理を
行った。

同、各凝集剤の水溶液の粘性は極めて低く、糸曳性もな
かった。

その結果表１に示す組み合わせによシ凝集・脱水するこ
とができた。

比較例として表１に示す条件により、凝集・脱水処理を
行った。

実施例２ トンネル工事よシ排水された排水汚泥を使用して凝集・
脱水処理を行った（外観；茶褐色、−１２，０，８８；
３０００ｐｐｍ）。

本排水を高分子凝集剤で凝集するにあた）、カチオン性
ＰＶＡ、無機凝集剤、ノニオン性ポリアクリルアミド及
び／又はカチオン性ポリアクリルアミドの添２７０量、
添加順序を種々変えて凝集、フィルタープレスによシ脱
水処理を行つ九。

同、各ｍ粟剤の水浴液の粘性は極めて低く、糸曳性もな
かった。

その結果表２に示す組み合わせで凝集・脱水することが
できた。また比較例として表２に示す条件によシ、凝集
・脱水処理を行った。

＊１〜２；ジャーテスターの３０分後、１０分後のスラ
ッジボリュームをメスシリンダーによシ測定した。

＊３；　静置後の上澄液の濁度をポイツク積分球式濁度
計（日本精密工業社製型式ＳＥＰ　−ＰＴ　−５０１Ｄ
　）にて測定した。

〔発明の効果〕

（１）　　カチオン性ＰＶＡ単独を使用し几場合に比較
して、本発明におけるカチオン基、ビニルアルコール成
分の水酸基と無機凝集剤成分及びアクリルアミド成分の
アミド基の組み合わせに基づく特異的相互作用によシ、
沈降性、ケーキ含水率、処理水濁度に対して優れた相乗
効果を示す。

（２１ｍ放物中カチオン性ＰＶＡのような比較的低分子
量のようなものを用いても、その分子量からは予想だに
しえない沈降・凝集促進効果があり、また清澄性が極め
て優れる。

（３）　　本発明のｄ濁物質の凝集剤組成物を用い友場
合、低粘性、低糸曳性の為に凝集操作が容易であるとと
もに高濃度ｍ＊が可能となシ装置全体を小さくできる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. カチオン性ポリビニルアルコール、無機凝集剤並びにノ
   ニオン及び／又はカチオン性ポリアクリルアミドよりな
   る水中懸濁物質の凝集剤組成物。