KR102652925B1 - 현탁물질의 퇴적억제방법, 피치장해의 억제방법 및 현탁물질의 퇴적검출방법 - Google Patents

현탁물질의 퇴적억제방법, 피치장해의 억제방법 및 현탁물질의 퇴적검출방법 Download PDF

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Abstract

초지설비를 연속해서 가동할 때에, 산소함유 가스, 슬라임 컨트롤제 또는 피치 컨트롤제를 적절하게 제어함으로써, 저장조로부터 발생되는 퇴적물이나 피치에 기인하여 생기는 불량품의 발생을 감소시킬 수 있는, 새로운 현탁물질의 퇴적억제방법, 피치장해의 억제방법 및 그와 같은 방법에 사용할 수 있는 현탁물질의 퇴적검출방법을 제공하는 것이다. 본 발명의 현탁물질의 퇴적억제방법은, 초지설비에 있어서 수계에 배치되는 통의 바닥부에 수중의 현탁물질이 퇴적되는 것을 억제하는 방법으로서, 물에 대하여 산소함유 가스를 분사하여 교반 및 폭기를 실시하는 공정과, 교반 및 폭기에 의한 통내의 현탁물질 존재상태의 경시적 변화를 검출하는 공정과, 검출결과에 의거하여 산소함유 가스 및 슬라임 컨트롤제 중에서 적어도 어느 하나를 통내에 공급하여 통내의 현탁물질 퇴적을 억제하는 제어공정을 구비한다.

Description

현탁물질의 퇴적억제방법, 피치장해의 억제방법 및 현탁물질의 퇴적검출방법
본 발명은, 현탁물질(懸濁物質)의 퇴적억제방법(堆積抑制方法), 피치장해(pitch 障害)의 억제방법 및 현탁물질의 퇴적검출방법(堆積檢出方法)에 관한 것이다.
종이의 제조(제지(製紙))는 펄프원료(pulp 原料)를 수질(水質)에 분산시킨 원료 슬러리(slurry)를 초지(抄紙)함으로써 이루어진다. 이 제지에 있어서, 미세섬유, 전분(澱粉), 전료(塡料) 등의 펄프원료로부터 파생되는 현탁물질을 포함하는 백수(白水)가 초지기(抄紙機) 등으로부터 다량으로 배출된다. 이 백수는 수자원의 유효활용이나 재이용의 관점에서 원료의 희석수(稀釋水)로서 다시 초지공정(抄紙工程)의 수계(水系)로 순환시켜져 사용되고 있다.
그러나 백수의 체류시간이 긴 통(槽)에서는, 백수에 포함되는 현탁물질이 침전(沈殿)하여 통의 바닥부에 퇴적되는 경우가 있다. 이렇게 현탁물질이 통의 바닥부에 퇴적되면, 그 내부에 산소가 공급되지 않게 되어 혐기성(嫌氣性) 상태가 된다. 이러한 환경하에서는, 혐기성 미생물이 발생하여 활성화 환원물질(還元物質)을 수중으로 방출하여 혐기화시킨다. 또한 혐기화된 물이 초지공정의 수계를 순환하여 원료의 희석에 사용되기 때문에, 백수순환계 전체가 혐기화하고, 백수순환계 전체로 혐기성 미생물이 활성화한다. 그리고 이렇게 활성화된 혐기성 미생물이 종이의 강도를 향상시키기 위한 전분을 분해하여, 원하는 강도의 종이가 얻어지지 않게 되는 경우가 있다. 또한 백수순환계에서는, 미생물로부터 발생하는 슬라임(slime)의 억제를 위하여 사용되는 슬라임 컨트롤제(slime control 劑)의 대부분은 산화제이기 때문에, 환원물질이 그 슬라임 컨트롤제와 반응하여 원하는 슬라임 억제효과가 얻어지지 않게 되는 경우도 있다.
또한 혐기성 미생물은 이상에서 설명한대로 전분을 분해하여 소비한 후에 유기산(有機酸)을 생성한다. 한편, 백수순환계에는 전료로서 탄산칼슘이 첨가되지만, 이 탄산칼슘은 유기산과 반응하여 용해하여, 칼슘이온이 백수순환계에 증가한다. 그리고 이렇게 증가한 칼슘이온은, 지력제(紙力劑), 사이징제(sizing 劑), 염료 등 종이의 품질을 향상시키기 위한 제(劑)(첨가제)가 종이에 정착하는 것을 저해하여, 원하는 품질의 종이가 얻어지지 않게 되는 경우도 있다.
그래서, 예를 들면 특허문헌1 및 2에 있어서는, 백수에 대하여 산소함유 가스를 폭기(曝氣)하여 백수순환계를 호기성(好氣性) 조건으로 변하게 하여 환원물질의 생성을 억제하는 방법이 개시(開示)되어 있다. 그리고 이러한 방법에 의하면, 백수순환계에 첨가되는 슬라임 컨트롤제의 양을 감소시킬 수 있다.
일본국 특허제 5952230호 공보 일본국 특허제 6002095호 공보
특허문헌1 및 2의 방법을 실시하는 경우에 있어서 백수에 대한 산소함유 가스는, 보통 과거의 실적 등에 의거하여 일정량을 공급하고 있다. 그러나 백수에 포함되는 현탁물질은 반드시 일정하다고는 할 수 없기 때문에, 통내(槽內)에 퇴적되는 현탁물질도 일정하다고는 할 수 없다. 따라서 일정량의 산소함유 가스를 공급하여 가동하면, 통내에 퇴적되는 현탁물질을 호기성으로 하는데 필요한 양에 대하여 과부족이 발생할 수 있다. 특히, 산소함유 가스의 양이 부족한 경우에는, 혐기성 미생물이 활성화해서 환원성물질이 증가하여, 적절하게 초지를 할 수 없게 되는 경우가 있다. 그 때문에, 처리해야 할 수계의 환경에 대응하여 산소함유 가스의 공급을 보다 적절하게 제어할 필요가 있다.
또한 초지설비의 통내에는 보통 필요에 따라 슬라임 컨트롤제를 첨가한다. 예를 들면 특허문헌1 및 2에서는, 저장조의 백수중의 산화환원전위(酸化還元電位)를 측정하고 있고, 이 산화환원전위에 의거하여 슬라임 컨트롤제를 첨가하지만, 산화환원전위는 혐기성 미생물이 활성화되어야 변화되기 때문에, 혐기성 미생물이 급격하게 활성화하였을 경우 등에 있어서 슬라임 컨트롤제를 사후적으로 첨가하여도, 백수의 환경에 따라서는 혐기성 미생물의 활성화를 억제하지 못하여 불량품이 생기게 되는 경우가 있다. 그 때문에, 처리해야 할 수계의 환경에 대응하여 슬라임 컨트롤제의 공급을 보다 적절하게 제어할 필요가 있다.
또한 통내의 수중에는, 전분, 사이징제, 라텍스(latex) 및 카제인(casein) 등으로 구성되는 피치가 포함되어 있다. 이 피치에 의하여 피치장해가 야기되어서 불량품을 생기게 하는 경우가 있다. 그 때문에, 피치 컨트롤제를 첨가하여 피치장해의 발생을 억제하고 있다. 그러나 초지설비의 통내에 퇴적물이 퇴적하고 있으면, 피치 컨트롤제의 효과가 충분하게 발휘될 수 없고, 대량의 피치 컨트롤제가 필요하게 될 수 있다. 그 때문에, 처리해야 할 수계의 환경에 대응하여 피치 컨트롤제의 공급을 적절하게 제어할 필요가 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 초지설비를 연속해서 가동할 때에, 산소함유 가스, 슬라임 컨트롤제 또는 피치 컨트롤제의 공급량을 적절하게 제어함으로써, 저장조 중의 퇴적물이나 피치에 기인하여 생기는 불량품의 발생을 감소시키기 위해서는 더욱 개량의 여지가 있었다.
본 발명은, 이상과 같은 실정을 감안하여 이루어진 것으로서, 초지설비를 연속해서 가동할 때에, 산소함유 가스, 슬라임 컨트롤제 또는 피치 컨트롤제를 적절하게 제어함으로써, 저장조로부터 발생되는 퇴적물이나 피치에 기인하여 생기는 불량품의 발생을 감소시킬 수 있는, 새로운 현탁물질의 퇴적억제방법, 피치장해의 억제방법 및 그와 같은 방법에 사용할 수 있는 현탁물질의 퇴적검출방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자는, 상기한 과제를 해결하기 위해서 예의(銳意) 검토를 거듭하였다. 그 결과, 초지설비에 있어서 수계에 배치되는 통의 바닥부에 수중(水中)의 현탁물질이 퇴적되는 것을 억제하는 현탁물질의 퇴적억제방법으로서, 통내에 존재하는 물에 대하여 산소함유 가스를 분사함으로써, 교반(攪拌) 및 폭기를 실시하는 폭기공정과, 교반 및 폭기에 의한 통내의 수중에 존재하는 현탁물질 존재상태의 경시적(經時的) 변화를 검출하는 검출공정과, 검출공정으로부터의 검출결과에 의거하여, 초지설비의 가동중에 산소함유 가스 및 슬라임 컨트롤제 중에서 적어도 어느 하나를 통내에 공급하여, 통내의 현탁물질 퇴적을 억제하는 제어공정을 구비하는 현탁물질의 퇴적억제방법에 의하면, 초지설비를 연속해서 가동할 때에, 산소함유 가스, 슬라임 컨트롤제 또는 피치 컨트롤제의 공급량을 보다 적절하게 제어함으로써, 저장조의 퇴적물에 기인하여 생기는 불량품의 발생을 감소시킬 수 있다는 것을 발견하여 본 발명을 완성하기에 이르렀다. 구체적으로 본 발명은 다음의 것을 제공한다.
(1)초지설비에 있어서 수계에 배치되는 통의 바닥부에 수중의 현탁물질이 퇴적되는 것을 억제하는 현탁물질의 퇴적억제방법으로서, 상기 통내에 존재하는 물에 대하여 산소함유 가스를 분사함으로써, 교반 및 폭기를 실시하는 폭기공정과, 상기 교반 및 상기 폭기에 의한 상기 통내의 수중에 존재하는 현탁물질 존재상태의 경시적 변화를 검출하는 검출공정과, 상기 검출공정으로부터의 검출결과에 의거하여, 상기 초지설비의 가동중에 산소함유 가스 및 슬라임 컨트롤제 중에서 적어도 어느 하나를 상기 통내에 공급하여, 상기 통내의 현탁물질 퇴적을 억제하는 제어공정을 구비하는 현탁물질의 퇴적억제방법.
(2)상기 검출공정은, 온도계, 탁도계, ＭＬＳＳ계(Mixed Liquor Suspended Solid 計) 및 초음파 센서 중에서 적어도 1개를 사용하여, 상기 통내의 수중에 존재하는 현탁물질 존재상태의 경시적 변화를 검출하는, 상기(1)에 기재되어 있는 현탁물질의 퇴적억제방법.
(3)상기 검출공정은, 초음파 센서를 사용한 화상해석결과에 의거하여, 상기 통내에 존재하는 수중의 현탁물질 존재상태의 경시적 변화를 검출하는, 상기(1)에 기재되어 있는 현탁물질의 퇴적억제방법.
(4)초지설비에 있어서 수계에 배치되는 통에서 피치가 발생되는 것을 억제하는 피치장해의 억제방법으로서, 상기 통내에 존재하는 물에 대하여 산소함유 가스를 분사함으로써, 교반 및 폭기를 실시하는 폭기공정과, 상기 교반 및 상기 폭기에 의한 상기 통내의 수중에 존재하는 현탁물질 존재상태의 경시적 변화를 검출하는 검출공정과, 상기 검출공정으로부터의 검출결과에 의거하여, 상기 초지설비의 가동중에 산소의 가스 및 피치 컨트롤제 중에서 적어도 어느 하나를 상기 통내에 공급하여, 상기 통내의 피치 발생을 억제하는 제어공정을 구비하는 피치장해의 억제방법.
(5)초지설비에 있어서 수계에 배치되는 통의 바닥부에 수중의 현탁물질이 퇴적되는 것을 검출하는 현탁물질의 퇴적검출방법으로서, 상기 통내에 존재하는 물에 대하여 산소함유 가스를 분사함으로써, 교반 및 폭기를 실시하는 폭기공정과, 상기 교반 및 상기 폭기에 의한 상기 통내의 수중에 존재하는 현탁물질 존재상태의 경시적 변화를 검출하는 검출공정을 구비하는 현탁물질의 퇴적검출방법.
본 발명에 의하면, 초지설비를 연속해서 가동할 때에, 산소함유 가스, 슬라임 컨트롤제 또는 피치 컨트롤제의 공급량을 보다 적절하게 제어함으로써, 저장조의 퇴적물에 기인하여 생기는 불량품의 발생을 감소시킬 수 있는 현탁물질의 퇴적억제방법, 피치장해의 억제방법 및 그와 같은 방법에 사용할 수 있는 현탁물질의 퇴적검출방법을 제공할 수 있다.
[도1] 본 실시형태에 관한 초지설비의 하나의 양태(樣態)를 나타내는 도면이다.
[도2] 온도의 측정방법을 설명하기 위한 통(槽)의 종단면 모식도(模式圖)이다.
[도3] 시험례1의 온도차율(溫度差率)의 경시변화(經時變化)를 나타내는 그래프이다.
[도4] 대조시험례1의 온도차율의 경시변화를 나타내는 그래프이다.
[도5] 탁도의 측정방법을 설명하기 위한 통의 종단면 모식도이다.
[도6] 시험례2의 탁도차율의 경시변화를 나타내는 그래프이다.
[도7] 대상시험례2의 탁도차율의 경시변화를 나타내는 그래프이다.
[도8] 초음파 센서를 사용한 화상해석방법을 설명하기 위한 통의 종단면 모식도이다.
[도9] 시험례3에 있어서 통내의 퇴적물의 화상해석결과를 나타내는 도면이다.
[도10] 대조시험례3에 있어서 통내의 퇴적물의 화상해석결과를 나타내는 도면이다.
이하에서, 본 발명의 구체적인 실시형태에 대해서 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이하 실시예에 전혀 한정되지 않고, 본 발명의 목적의 범위내에 있어서 적절하게 변경을 가하여 실시할 수 있다.
≪현탁물질의 퇴적억제방법≫
본 실시형태에 관한 현탁물질의 퇴적억제방법은, 초지설비에 있어서 수계에 배치되는 통의 바닥부에 수중의 현탁물질이 퇴적되는 것을 억제하는 것이다.
보다 구체적으로, 본 실시형태에 관한 현탁물질의 퇴적억제방법은, 통내에 존재하는 물에 대하여 산소함유 가스를 분사함으로써 교반 및 폭기를 실시하는 폭기공정과, 교반 및 폭기에 의한 통내의 수중에 존재하는 현탁물질 존재상태의 경시적 변화를 검출하는 검출공정과, 검출공정으로부터의 검출결과에 의거하여, 초지설비의 가동중에 산소함유 가스 및 슬라임 컨트롤제 중에서 적어도 어느 하나를 통내에 공급하여, 통내의 현탁물질 퇴적을 억제하는 제어공정을 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기한 바와 같이 종래의 기술에서는, 초지설비의 가동중에 통내의 현탁물질 존재상태는 확인하지 않고, 일정한 종류나 양(量)의 산소함유 가스를 공급하고 있었다. 그러나, 현탁물질이 바닥부에 퇴적되어 산소함유 가스가 충분하지 않게 되면, 퇴적된 현탁물질내에 혐기성 미생물이 증가하고 또한 수중에 환원물질이 증가하여 슬라임 컨트롤제의 필요가 많아진다.
이에 대하여, 본 실시형태에 관한 현탁물질의 퇴적억제방법은, 물에 대하여 산소함유 가스를 분사하여 교반 및 폭기를 함으로써, 통내의 수중에 존재하는 현탁물질 존재상태의 경시적 변화를 검출하고, 그 검출결과에 의거하여, 초지설비의 가동중에 산소함유 가스 및 슬라임 컨트롤제 중에서 적어도 어느 하나의 공급을 제어한다.
이에 따라 산소함유 가스 및 슬라임 컨트롤제 중에서 적어도 어느 하나를 통내에 실제의 통내 현탁물질의 상태에 따라 조정할 수 있다. 특히, 통내에 존재하는 현탁물질 중에서 통의 바닥부에 퇴적되어 있는 것은 혐기성 미생물을 증가시킬 수 있다. 산소함유 가스의 폭기량을 조정하여, 통의 바닥부에 퇴적되어 있는 현탁물질중에 산소를 유입하거나 현탁물질을 부유시키거나 함으로써, 혐기성 미생물의 증가를 억제하고, 거기에서 슬라임이 발생하는 것을 억제할 수 있다. 또한 통의 바닥부에 현탁물질이 퇴적되어 그 내부가 혐기상태가 되었다고 하여도, 혐기성 미생물이 증가하기 전에 슬라임 컨트롤제를 적당량 첨가하면, 혐기성 미생물의 급격한 증가가 억제될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 「현탁물질의 퇴적억제」라는 것은, 통내에 존재하는 물에 대하여 산소함유 가스를 분사함으로써, 교반하여 통의 바닥부에 퇴적된 현탁물질을 부상시켜서 퇴적을 억제하는 것과 혐기성 미생물에 의해 현탁물질로부터 발생하는 슬라임을 억제하는 것의 두가지 중에서 적어도 하나의 의의(意義)를 갖는다.
본 명세서에 있어서, 「펄프원료」라는 것은 종이펄프를 제조하기 위한 원료를 말한다. 구체적으로, 펄프원료로서는 적어도 펄프를 포함하는 것으로서, 그 외에 각종 제지용 약제를 포함하고 있어도 좋다.
펄프원료 중에서 펄프로서는, 특별하게 한정되지 않고, 예를 들면 활엽수 표백 크라프트 펄프(ＬＢＫＰ), 침엽수 표백 크라프트 펄프(ＮＢＫＰ), 활엽수 미표백 크라프트 펄프(ＬＵＫＰ), 침엽수 미표백 크라프트 펄프(ＮＵＫＰ) 등의 화학펄프, 그라운드 펄프(ＧＰ), 서모 메커니컬 펄프(ＴＭＰ), 케미 서모 메커니컬 펄프(ＣＴＭＰ), 리파이너 메카니컬 펄프(ＲＭＰ) 등의 기계펄프, 골판지 고지(古紙), 라이너 고지(liner 古紙), 잡지 고지, 신문 고지, 지권 고지(地券古紙) 등으로부터 재생한 고지 펄프, 상백고지 펄프(上白古紙 pulp), 탈묵고지 펄프(脫墨古紙 pulp) 등을 사용할 수 있다. 또한 원료펄프는 이들 중에서 1종을 단독으로 사용하여도 좋고, 2종 이상을 조합시켜서 사용하여도 좋다.
펄프원료 중에서 제지용 약제로서는, 특별하게 한정되지 않고, 예를 들면 계면활성제(界面活性劑), 왁스(wax), 사이징제, 전료, 방청제(녹방지제), 도전제(導電劑), 소포제(消泡劑), 분산제(分散劑), 점성조정제(粘性調整劑), 응집제(凝集劑), 응결제(凝結劑), 지력증강제(紙力增强劑), 수율향상제(收率向上劑), 지분탈락방지제(紙粉脫落防止劑), 벌킹제(bulking 劑) 등을 사용할 수 있다. 또한 제지용 약제는 이들 중에서 1종을 단독으로 사용하여도 좋고, 2종 이상을 조합시켜서 사용하여도 좋다.
통으로서는, 초지설비에 배치되는 것이라면 특별하게 한정되지 않고, 예를 들면 백수사일로(白水 silo), 여과액조, 잉여백수조, 처리수조 등을 들 수 있다. 또한, 이들 초지설비에 있어서 배치의 일례 등 상세사항에 관해서는 후술한다.
이하에서, 본 실시형태에 관한 현탁물질의 퇴적억제방법에 대하여 공정별로 상세하게 설명한다.
<폭기공정>
폭기공정은 통내에 존재하는 물에 대하여 산소함유 가스를 분사함으로써 교반 및 폭기를 실시하는 공정이다.
이렇게 하여 통내에 존재하는 물에 대하여 산소함유 가스를 분사함으로써, 통의 바닥부에 퇴적된 현탁물질을 호기성 조건으로 변화시키면서 아울러 현탁물질을 유동시켜서 부유(浮遊)시킬 수 있다. 그리고, 그에 따라 환원성물질의 생성을 억제하고, 또한 피치의 소수기(疎水基)에 의한 초지설비의 각 부(部) 등과의 결합을 상기 유동작용에 의해 물리적으로 억제할 수 있다.
산소함유 가스로서는, 특별하게 한정되지 않고, 예를 들면 산소가스 단체(單體), 공기 등의 산소를 포함하는 혼합가스 등을 들 수 있다. 이들 중에서는, 입수 용이성(入手容易性)의 관점에서 혼합가스가 바람직하고, 공기가 보다 더 바람직하다. 혼합가스에는 산소 이외의 가스로서, 질소, 이산화탄소 등이 포함되어 있어도 좋다. 산소함유 가스는 1종을 단독으로 사용하여도 좋고, 2종 이상을 병용하여도 좋다.
산소함유 가스를 분사하는 방법으로서는, 특별하게 한정되지 않고, 산기관(散氣管)을 사용하는 방법을 들 수 있다. 구체적으로는, 산기관의 기포 배출구(氣泡排出口)를 통의 바닥부로부터 상방을 향해 기포를 배출하여 산소와 물(특히 퇴적된 현탁물질)의 접속효율을 높일 수 있다. 산기관으로서는, 특별하게 한정되지 않고, 예를 들면 배기구가 지름 1mm 이상 5mm 이하의 구경을 구비하는 것을 들 수 있다. 또한 산기관으로서는 1개를 사용할 수도 있고, 복수개를 사용할 수도 있다. 산기관을 복수개 사용할 경우에, 이러한 배기구를 예를 들면 5cm 이상 50cm 이하마다 배치한다.
산기관의 위치로서는, 통내에 존재하는 물에 대하여 산소함유 가스를 분사하는 위치라면 특별하게 한정되지 않고, 통내 및 통외의 적어도 1개소에 설치하면 좋다. 산기관을 통내에 설치할 경우에, 통내의 위치도 특별하게 한정되지 않지만, 적어도 1개는 상기한 바와 같이 통의 바닥부로부터 상방을 향하여 기포를 배출하여 산소함유 가스를 분사하는 것이 바람직하다.
산기관을 바닥부에 설치할 경우에 있어서 그 산기관에 의한 분출량으로서는, 특별하게 한정되지 않지만, 예를 들면 산기관 1개에 있어서 통의 단위바닥면적(1m2)당 0.5m3/시간 이상 10m3/시간 이하인 것이 바람직하다. 이러한 분출량으로 산소함유 가스를 분사함으로써, 효율적으로 교반 및 폭기를 할 수 있고 혐기성 미생물의 활성화를 억제할 수 있다.
산소함유 가스의 분사는 연속적으로 하여도 좋고, 또한 간헐적(間歇的)으로 하여도 좋다. 간헐적으로 실시할 경우에 있어서 1회당의 산소함유 가스를 분사하는 시간으로서는, 특별하게 한정되지 않지만, 3분 이상 30일 이하이고, 바람직하게는 4분 이상 20일 이하이다. 산소함유 가스를 분사하는 시간이 3분 이상으로 함으로써, 물(특히 퇴적한 현탁물질)에 산소를 충분히 공급할 수 있다. 산소함유 가스를 분사하는 시간이 30일 초과되더라도 산소를 물에 충분히 공급할 수 있지만, 그에 합당한 효과는 얻어지지 않는다. 또한 산소함유 가스의 분사를 정지하는 시간으로서는, 특별하게 한정되지 않지만, 3분 이상 30일 이하이고, 바람직하게는 4분 이상 20일 이하이다.
<검출공정>
검출공정은, 교반 및 폭기에 의한 통내의 수중에 존재하는 현탁물질 존재상태의 경시적 변화를 검출하는 공정이다.
현탁물질 존재상태의 경시적 변화를 검출하는 방법으로서는, 특별하게 한정되지 않고, 예를 들면 온도계, 탁도계, ＭＬＳＳ계(Ｍｉｘｅｄ Ｌｉｑｕｏｒ Ｓｕｓｐｅｎｄｅｄ Ｓｏｌｉｄｓ, 활성오니 부유물질(活性汚泥 浮遊物質)), 초음파 센서, 직선모양 파이프 중에서 적어도 1개를 사용한 방법을 들 수 있다. 이 중에서, 온도계, 탁도계 및 초음파 센서 중에서 적어도 1개를 사용한 방법이 바람직하고, 적어도 초음파 센서를 사용한 방법이 보다 더 바람직하다.
또한 이들의 검출은 연속적으로 하여도 좋고, 간헐적으로 하여도 좋다. 또한 얻어진 전기적 신호나 데이터는 연속적 또는 간헐적으로, 계산기, 데이터 로거(data logger), 시퀀서(sequencer) 등에 유선 또는 무선으로 송신하여 그들의 경시변화를 기록하여도 좋다.
또한 정확한 검출을 실시하는 관점에서, 온도계, 탁도계, ＭＬＳＳ계, 초음파 센서에는 오염의 부착을 방지하는 기구(예를 들면 정기적으로 세정을 실시하는 세정기구)를 설치하는 것이 바람직하다.
이하에서 각각의 방법에 대하여 구체적으로 설명한다.
(온도계를 사용하는 경우)
통의 바닥부에 현탁물질이 퇴적되면, 그 장소에서는 물의 흐름이 생기기 어려워져, 그 장소보다 상방(上方)의 현탁물질이 퇴적되어 있지 않은 장소와 비교하여 온도가 낮아진다. 여기에서, 통의 높이 또는 물의 높이(액의 높이)(또는, 그들의 반 정도의 높이, 몇분의 1의 높이)를 복수(예를 들면 2 이상)로 등분(等分)하고, 각각의 장소(높이)에 온도계를 높이방향으로 일직선상이 되도록 배치한다. 이에 따라, 적어도 온도가 상방에 비해서 현저하게 낮은(예를 들면 바로 위의 온도계의 값과 비교하여 20% 낮는 등) 장소에는 현탁물질이 존재하고 있다는 것을 검지할 수 있다.
온도계로서는 통내의 물의 수온을 측정할 수 있는 것이라면 특별하게 한정되지 않는다.
온도계의 개수로서는, 적어도 층의 높이방향으로 2개 설치하면 특별하게 한정되지 않지만 많을수록 정확하게 측정할 수 있기 때문에, 예를 들면 통의 높이방향으로 3개 이상 설치하는 것이 바람직하고, 4개 이상 설치하는 것이 더 바람직하고, 5개 이상 설치하는 것이 보다 더 바람직하다. 또한 통의 높이방향의 온도계의 개수로서는, 예를 들면 1000개 이하, 500개 이하, 100개 이하, 50개 이하, 20개 이하, 10개 이하여도 좋다.
온도계의 수평방향(통의 높이방향과 수직인 면방향)의 위치로서, 특별하게 한정되지 않고, 벽면 근방, 통의 중심 등 모든 장소에 설치할 수 있다
높이방향으로 등분하여 배치된 복수개의 온도계는, 수평방향으로 1개소만 배치하면 되지만, 현탁물질의 퇴적량이 수평방향의 위치에 따라 다른 경우가 있다. 이러한 경우에 대비하여, 높이방향으로 등분하여 배치된 복수개의 온도계를 수평방향으로도 복수개의 장소에 배치하여도 좋다.
(탁도계 또는 ＭＬＳＳ계를 사용하는 경우)
통의 바닥부에 현탁물질이 퇴적되면, 그 장소에서는 탁도가 증가하고, 그 장소보다 상방의 현탁물질이 퇴적되지 않고 있는 장소와 비교하여 탁도가 높아진다. 여기에서, 통의 높이 또는 물의 높이(액 높이)(또는, 그들의 반 정도의 높이, 몇분의 1의 높이)를 복수(예를 들면 2 이상)로 등분하고, 각각의 장소(높이)에 탁도계 또는 ＭＬＳＳ계를 높이방향으로 일직선상이 되도록 배치한다. 또한 이 때에, 높이방향으로 복수개가 배치된 탁도계 또는 ＭＬＳＳ계의 모두를 수평방향(통의 높이방향과 수직인 면방향)에 있어서 동일한 방향을 향하도록 배치한다. 그리고, 높이방향으로 복수개가 배치된 탁도계 또는 ＭＬＳＳ계의 모두에 대해서 동일한 시점에 측정을 실시한다. 이에 따라, 적어도 탁도가 상방에 비해서 현저하게 높은(예를 들면 바로 위의 탁도계 또는 ＭＬＳＳ계의 값과 비교하여 30% 높는 등) 장소에는 현탁물질이 존재하고 있다는 것을 검지할 수 있다.
탁도계 또는 ＭＬＳＳ계의 개수로서는, 적어도 층의 높이방향으로 2개 설치하면 특별하게 한정되지 않지만 많을수록 정확하게 측정할 수 있기 때문에, 예를 들면 통의 높이방향으로 3개 이상 설치하는 것이 바람직하고, 4개 이상 설치하는 것이 더 바람직하고, 5개 이상 설치하는 것이 보다 더 바람직하다. 또한 통의 높이방향의 탁도계 또는 ＭＬＳＳ계의 개수로서는, 예를 들면 1000개 이하, 500개 이하, 100개 이하, 50개 이하, 20개 이하, 10개 이하여도 좋다.
탁도계 또는 ＭＬＳＳ계의 수평방향(통의 높이방향과 수직인 면방향)의 위치로서, 특별하게 한정되지 않고, 벽면 근방, 통의 중심 등 모든 장소에 설치할 수 있다
탁도계 또는 ＭＬＳＳ계의 수평방향(통의 높이방향과 수직인 면방향)에 있어서의 방향으로서, 특별하게 한정되지 않고, 벽면 근방, 통의 중심 등 모든 장소를 향할 수 있지만, 수평방향의 위치를 포함하여 탁도를 측정하기에 충분한 거리를 담보할 필요가 있다.
높이방향으로 등분하여 배치된 복수개의 탁도계 또는 ＭＬＳＳ계는, 수평방향으로 1개소에만 배치하면 되지만, 현탁물질의 퇴적량이 수평방향의 위치에 따라 다른 경우가 있다. 이러한 경우에 대비하여, 높이방향으로 등분하여 배치된 복수개의 탁도계 또는 ＭＬＳＳ계를 수평방향에도 복수개의 장소에 배치하여도 좋다.
또한, 통의 높이방향으로 탁도계 또는 ＭＬＳＳ계를 복수개 설치하는 것 이외에, 탁도계 또는 ＭＬＳＳ계를 통의 높이방향을 따라 이동시키면서 측정하는 방법도 들 수 있다.
(초음파 센서를 사용하는 경우)
초음파는 전달되어 가는 도중에 서서히 감쇠하지만, 그 전파경로의 도중에 물성(음향 임피던스(音響 impedance))이 변경하는 경계가 있으면, 그 경계에서 초음파의 일부가 반사하여 역방향으로 전달된다. 이 현상을 이용하여, 수면(水面) 또는 그 근방에 초음파 센서를 배치하여 초음파를 수면으로부터 통의 바닥부의 방향으로 조사(照射)하고, 반사한 파를 초음파 센서로 검출한다. 현탁물질이 퇴적된 장소는 통상의 물과는 물성이 다르기 때문에, 현탁물질이 퇴적된 장소와 현탁물질이 퇴적되지 않고 있는 장소를 구별할 수 있다. 이 검출결과는, 적어도 통의 높이방향으로 1차원적으로 얻어지는 것이어도 되고, 2차원적으로 화상해석결과로서 얻어지는 것이어도 좋다. 이렇게 초음파 센서를 사용하여 얻어진 결과는, 통내의 실제의 퇴적물을 높은 정밀도로 반영시킨 것이며, 다른 방법과 비교하여도 높은 정밀도로 현탁물질 존재상태(특히, 퇴적상태)를 검출할 수 있다. 특히, 2차원적인 화상해석결과는 더 높은 정밀도로 현탁물질 존재상태(특히, 퇴적상태)를 검출할 수 있다.
초음파 센서의 개수로서는, 특별하게 한정되지 않고, 1개 이상 임의의 개수를 설치하여도 되지만, 적어도 1개를 설치하면 측정이 가능하다.
(직선모양의 파이프를 사용하는 경우)
양단(兩端)이 열린, 통내의 물의 수면높이보다 높은 직선모양의 파이프를 수면으로부터 바닥부를 향해서 밀어넣고, 일방(一方)의 단부(端部)가 통의 바닥부에 도달한 후, 다른 일방의 단부를 밀폐하여 파이프를 들어올리면, 그 파이프내의 높이방향은 통내의 높이방향의 현탁물질의 존재상태를 반영한 것이 된다.
또한 검출공정에서는, 상기한 수중의 현탁물질 존재상태에 더하여, 통내의 물의 산화환원전위를 측정하여도 좋다.
(산화환원전위계를 사용하는 경우)
산화환원전위는 적어도 1개의 산화환원전위계를 배치하여 통내의 물의 산화환원전위를 측정하면 좋다. 다만 통의 바닥부에 현탁물질이 퇴적하고 또한 혐기성 상태가 되어 혐기성 미생물이 증가하면, 그 장소에서는 산화환원전위가 저하하여, 그 장소보다 상방의 현탁물질이 퇴적되어 있지 않은 장소에 비해서 산화환원전위가 낮아져 오차를 발생시키는 경우도 있다. 그래서, 통의 높이 또는 물의 높이(또는, 그들의 반 정도의 높이, 몇분의 1의 높이)을 복수(예를 들면 2 이상)로 등분하고, 각각의 장소(높이)에 산화환원전위계를 높이방향으로 일직선상이 되도록 배치한다. 이에 따라 산화환원전위가 적어도 상방에 비해서 현저하게 낮은 장소에서는 혐기성 미생물이 존재하고 있다는 것을 검지할 수 있다.
산화환원전위계의 개수로서는, 특별하게 한정되지 않고 많을수록 정확하게 측정할 수 있어, 예를 들면 통의 높이방향으로 3개 이상 설치하는 것이 바람직하고, 4개 이상 설치하는 것이 더 바람직하고, 5개 이상 설치하는 것이 보다 더 바람직하다. 또한 통의 높이방향의 산화환원전위계의 개수로서는, 예를 들면 1000개 이하, 500개 이하, 100개 이하, 50개 이하, 20개 이하, 10개 이하여도 좋다.
산화환원전위계의 수평방향(통의 높이방향과 수직인 면방향)의 위치로서, 특별하게 한정되지 않고, 벽면 근방, 통의 중심 등 모든 장소에 설치할 수 있다.
산화환원전위계의 수평방향(통의 높이방향과 수직인 면방향)에 있어서의 방향으로서, 특별하게 한정되지 않고, 벽면 근방, 통의 중심 등 모든 장소를 향할 수 있지만, 수평방향의 위치를 포함하여 탁도를 측정하기에 충분한 거리를 담보할 필요가 있다.
높이방향으로 등분하여 배치된 복수개의 산화환원전위계는, 수평방향으로 1개소에만 배치하면 되지만, 현탁물질의 퇴적량이 수평방향의 위치에 따라 다른 경우가 있다. 이러한 경우에 대비하여, 높이방향으로 등분하여 배치된 복수개의 산화환원전위계를 수평방향으로도 복수개의 장소에 배치하여도 좋다.
또한, 통의 높이방향으로 산화환원전위계를 복수개 설치하는 것 이외에, 산화환원전위계를 통의 높이방향을 따라 이동시키면서 측정하는 방법도 들 수 있다.
이 산화환원전위의 검출은 연속적으로 하여도 되고, 간헐적으로 하여도 좋다. 또한 얻어진 전기적 신호나 데이터는 연속적 또는 간헐적으로, 계산기, 데이터로거, 시퀀서 등에 유선 또는 무선으로 송신하여 그들의 경시변화를 기록하여도 좋다.
정확한 검출을 실시하는 관점에서, 산화환원전위계에는 오염의 부착을 방지하는 기구(예를 들면 정기적으로 세정을 실시하는 세정기구)를 설치하는 것이 바람직하다.
<제어공정>
제어공정은, 검출공정으로부터의 검출결과에 의거하여, 초지설비의 가동중에 산소함유 가스 및 슬라임 컨트롤제 중에서 적어도 어느 하나를 통내에 공급하여, 통내의 현탁물질 퇴적을 억제하는 공정이다.
검출공정으로부터의 검출결과에 의거한 산소함유 가스의 공급방법으로서는, 특별하게 한정되지 않지만, 산소함유 가스의 양의 증감, 산소함유 가스중의 산소량의 증감, 가스공급속도의 증감, 가스공급압력의 증감 등을 들 수 있다.
검출공정으로부터의 검출결과에 의거한 슬라임 컨트롤제의 공급방법으로서는, 특별하게 한정되지 않지만, 슬라임 컨트롤제의 양의 증감, (용매(溶媒) 등을 혼합해서 첨가하는 경우에는) 슬라임 컨트롤제의 농도의 증감, (간헐적으로 첨가하는 경우에는) 첨가간격의 증감 등을 들 수 있다.
이하에서, 검출공정에 있어서의 현탁물질 존재상태의 경시적 변화를 검출하는 방법별로 구체적인 산소함유 가스 및 슬라임 컨트롤제의 공급제어에 대해서 설명한다.
초음파 센서를 사용하는 경우에는, 통의 바닥부에 퇴적된 현탁물질의 높이가 직접적으로 얻어진다. 검출공정으로부터의 검출결과를 참조하여, 통내에 존재하는 백수에 대하여 소정시간에서의 산소함유 가스의 분사 전후를 대비하여 퇴적한 현탁물질의 높이가 어떻게 변화되었는지 분석한다. 예를 들면, 산소함유 가스의 분사후의 현탁물질의 높이가 산소함유 가스의 분사전의 현탁물질의 높이와 비교하여 0∼10% 증가하였을 경우에는, 그 이후의 단위시간당 산소함유 가스의 폭기량 또는 슬라임 컨트롤제의 첨가량을, 그 이전의 단위시간당 산소함유 가스의 폭기량 또는 슬라임 컨트롤제의 첨가량에 대하여 5∼10% 감소시킨다. 또한, 산소함유 가스의 분사후의 현탁물질의 높이가 산소함유 가스의 분사전의 현탁물질의 높이와 비교하여 10∼20% 증가하였을 경우에는, 그 이후의 단위시간당 산소함유 가스의 폭기량 또는 슬라임 컨트롤제의 첨가량을, 그 이전의 단위시간당 산소함유 가스의 폭기량 또는 슬라임 컨트롤제의 첨가량에 대하여 0∼5% 감소시킨다. 또한, 산소함유 가스의 분사후의 현탁물질의 높이가 산소함유 가스의 분사전의 현탁물질의 높이와 비교하여 20% 이상 증가하였을 경우에는, 그 이후의 단위시간당 산소함유 가스의 폭기량 또는 슬라임 컨트롤제의 첨가량을, 그 이전의 단위시간당 산소함유 가스의 폭기량 또는 슬라임 컨트롤제의 첨가량에 대하여 10% 이상 증가시킨다.
또한 온도계, 탁도계 또는 ＭＬＳＳ계를 사용하는 경우에는, 통의 바닥부에 퇴적된 현탁물질중의 온도(온도계) 또는 탁도(탁도계 또는 ＭＬＳＳ계)가 얻어진다. 검출공정으로부터의 검출결과를 참조하여, 통내에 존재하는 백수에 대하여 소정시간에서의 산소함유 가스의 분사 전후를 대비하여 퇴적한 현탁물질의 온도 또는 탁도가 어떻게 변화되었는지 분석한다. 예를 들면, 산소함유 가스의 분사후의 현탁물질의 온도 또는 탁도가 산소함유 가스의 분사전의 현탁물질의 온도 또는 탁도와 비교하여 0∼10% 증가하였을 경우에는, 그 이후의 단위시간당 산소함유 가스의 폭기량 또는 슬라임 컨트롤제의 첨가량을, 그 이전의 단위시간당 산소함유 가스의 폭기량 또는 슬라임 컨트롤제의 첨가량에 대하여 5∼10% 감소시킨다. 또한, 산소함유 가스의 분사후의 현탁물질의 온도 또는 탁도가 산소함유 가스의 분사전의 현탁물질의 온도 또는 탁도와 비교하여 10∼20% 증가하였을 경우에는, 그 이후의 단위시간당 산소함유 가스의 폭기량 또는 슬라임 컨트롤제의 첨가량을, 그 이전의 단위시간당 산소함유 가스의 폭기량 또는 슬라임 컨트롤제의 첨가량에 대하여 0∼5% 감소시킨다. 또한, 산소함유 가스의 분사후의 현탁물질의 온도 또는 탁도가 산소함유 가스의 분사전의 현탁물질의 온도 또는 탁도와 비교하여 20% 이상 증가하였을 경우에는, 그 이후의 단위시간당 산소함유 가스의 폭기량 또는 슬라임 컨트롤제의 첨가량을, 그 이전의 단위시간당 산소함유 가스의 폭기량 또는 슬라임 컨트롤제의 첨가량에 대하여 10% 이상 증가시킨다.
슬라임 컨트롤제로서는, 특별하게 한정되지 않고, 예를 들면 유기계 항균제(有機系 抗菌劑), 무기계 항균제(無機系 抗菌劑) 등을 들 수 있다.
유기계 항균제로서는, 특별하게 한정되지 않고, 예를 들면 메틸렌비스티오시아네이트, 5-클로로-2-메틸-4-이소티아졸린-3-온, 2-메틸-4-이소티아졸린-3-온, 4,5-디클로로-2-n-옥틸이소티아졸린-3-온, 1,2-벤조이소티아졸린-3-온, 2-n-옥틸이소티아졸린-3-온, 디메틸디티오카르밤산나트륨, 2,2-디브로모-3-니트릴로프로피온아미드, 2-브로모-2-브로모메틸글루타로니트릴, 2-브로모-2-니트로프로판-1,3-디올, 2,2-디브로모-2-니트로에탄올, 1,1-디브로모-1-니트로-2-프로판올, 1,1-디브로모-1-니트로-2-아세톡시에탄, 1,1-디브로모-1-니트로-2-아세톡시프로판, 2-브로모-2-니트로-1,3-디아세톡시프로판, 트리브로모니트로메탄, β-브로모-β-니트로스티렌, 5-브로모-5-니트로-1,3-디옥산, 5-브로모-2-메틸-5-니트로-1,3-디옥산, 1,2-비스(브로모아세톡시)에탄, 1,2-비스(브로모아세톡시)프로판, 1,4-비스(브로모아세톡시)-2-부텐, 메틸렌비스브로모아세테이트, 벤질브로모아세테이트, N-브로모아세트아미드, 2-브로모아세트아미드, 디클로로글리옥심, α-클로로벤즈알독심, α-클로로벤즈알독심아세테이트, 2-(p-히드록시페닐)글리옥시히드록시모일클로라이드, 트리요오도알릴알코올, 5-클로로-2,4,6-트리플루오로이소프탈로니트릴, 2,4,5,6-테트라클로로이소프탈로니트릴, 3,3,4,4-테트라클로로테트라히드로티오펜-1,1-디옥시드, 4,5-디클로로-1,2-디티올-3-온, 헥사브로모디메틸술폰, 글루타르알데히드, 오르토프탈알데히드, 디클로로펜, 제4급 암모늄염 등을 들 수 있다.
이들 중에서는 더 높은 항균효과를 기대할 수 있는 2,2-디브로모-3-니트릴로프로피온아미드, 2,2-디브로모-2-니트로에탄올이 바람직하다.
무기계 항균제로서는, 특별하게 한정되지 않고, 예를 들면 차아염소산나트륨, 차아염소산칼륨, 차아염소산칼슘, 차아염소산바륨 등의 차아염소산염, 이산화염소, 염소화이소시아누르산, 결합염소형화합물 등을 들 수 있다.
이들 중에서는, 적절한 산화력(酸化力)을 구비하고 용존유기물(溶存有機物)과의 반응성이 낮은 차아염소산나트륨, 결합염소형화합물이 바람직하다.
결합염소형화합물은, 보통 유리염소(遊離鹽素)를 방출하는 염소도너(chlorine donor)와, 암모니아, 암모늄염, 유기질소화합물 중의 어느 하나를 적당한 조건으로 반응시킴으로써 생성된다. 염소도너로서는, 특히 제한되지 않고, 예를 들면 차아염소산나트륨이 사용된다. 암모늄염으로서는, 예를 들면 염화암모늄, 브롬화암모늄 등의 할로겐화암모늄, 황산암모늄, 질산암모늄 등을 들 수 있고, 유기아민으로서는 예를 들면, 술팜산이나 요소 등도 사용된다. 또한 수중에서 차아염소산 및/또는 차아브롬산을 발생하는 화합물도 좋고, 예를 들면 염소, 이산화염소, 고도표백분(高度漂白粉), 차아염소산, 차아염소산나트륨, 차아염소산칼륨, 차아염소산칼슘, 차아염소산암모늄, 차아염소산마그네슘, 차아브롬산, 차아브롬산나트륨, 차아브롬산칼륨, 차아브롬산칼슘, 차아브롬산암모늄, 차아브롬산마그네슘, 염소화 및/또는 브롬화 히단토인류, 염소화 및/또는 브롬화 이소시아누르산 및 그의 나트륨염이나 칼륨염 등을 들 수 있다.
결합염소형화합물로서는, 공지의 방법을 따라서 제조한 것을 사용할 수도 있지만, 예를 들면 구리타공업주식회사(Kurita Water Industries Ltd.)의 제품 「퍼지사이드(Fuzzicide)」(등록상표)로서 상업적으로 입수가 가능하다. 이 「퍼지사이드」(등록상표)는, 브롬화암모늄과 차아염소산나트륨의 1:1 반응물(몰비)이다.
슬라임 컨트롤제는, 1종을 단독으로 사용하여도 되고, 2종 이상을 병용하여도 좋다. 또한 슬라임 컨트롤제의 첨가를 한번에 하여도 되고, 여러 번에 나누어 하여도 좋다.
슬라임 컨트롤제의 수계에 대한 첨가방법으로서는, 특별하게 한정되지 않고, 슬라임 컨트롤제를 그대로 첨가하여도 되고, 슬라임 컨트롤제를 용매에 용해 또는 분산시켜 용액으로서 사용할 수도 있다. 상기 용매로서는, 특별하게 한정되지 않고, 예를 들면 물, 유기용매, 이들의 혼합용매 등을 들 수 있다.
슬라임 컨트롤제의 수계에 대한 첨가량으로서는, 특별하게 한정되지 않고, 고형분(固形分) 환산으로 0.1mg/ｌ 이상 1000mg/ｌ 이하이며, 바람직하게는 1mg/ｌ 이상 100mg/ｌ 이하이다. 농도가 0.1mg/ｌ 이상 1000mg/l임으로써 슬라임의 발생을 충분하게 억제할 수 있는 경향이 있다.
또한, 폭기와 슬라임 컨트롤제의 첨가는 동시에 실시하여도 되고, 사이를 띄워 하여도 좋다.
≪피치장해의 억제방법≫
본 실시형태에 관한 피치장해의 억제방법은, 초지설비의 수계에 배치되는 통에서 피치가 발생되는 것을 억제하는 것이다.
보다 구체적으로, 본 실시형태에 관한 피치장해의 억제방법은, 통내에 존재하는 물에 대하여 산소함유 가스를 분사함으로써, 교반 및 폭기를 실시하는 폭기공정과, 교반 및 폭기에 의한 통내의 수중에 존재하는 현탁물질 존재상태의 경시적 변화를 검출하는 검출공정과, 검출공정으로부터의 검출결과에 의거하여, 초지설비의 가동중에 산소함유 가스 및 피치 컨트롤제 중에서 적어도 어느 하나를 통내에 공급하여, 통내의 피치 발생을 억제하는 제어공정을 구비한 것이다.
상기한 바와 같이, 피치 컨트롤제의 피치장해의 억제효과는 통내의 현탁물질 퇴적의 상태에 크게 의존한다. 그래서, 통내의 현탁물질 존재상태의 경시적 변화를 검출하고, 그 검출결과에 의거하여 산소함유 가스 및 피치 컨트롤제 중에서 적어도 어느 하나를 공급한다. 이에 따라, 통내의 현탁물질 존재상태의 경시적 변화를 고려하여 피치 컨트롤제를 적당량으로 첨가할 수 있다.
또한 폭기공정 및 검출공정에 대해서는, 상기한 퇴적억제방법과 같기 때문에 여기에서는 제어공정에 대해서만 설명한다.
<제어공정>
제어공정은, 검출공정으로부터의 검출결과에 의거하여, 초지설비의 가동중에 산소함유 가스 및 피치 컨트롤제 중에서 적어도 어느 하나를 통내에 공급하여, 통내의 피치 발생을 억제하는 공정이다.
이하에서, 검출공정에 있어서 현탁물질 존재상태의 경시적 변화를 검출하는 방법별로 구체적인 산소함유 가스 및 피치 컨트롤제의 공급제어에 대해서 설명한다. 또한 폭기공정 및 검출공정은, 모두 상기한 현탁물질의 퇴적억제방법과 공통되기 때문에 여기에서 상세한 설명은 생략한다.
초음파 센서를 사용하는 경우에는, 통의 바닥부에 퇴적된 현탁물질의 높이가 직접적으로 얻어진다. 검출공정으로부터의 검출결과를 참조하여, 통내에 존재하는 백수에 대하여 소정시간에서의 산소함유 가스의 분사 전후를 대비하여 퇴적된 현탁물질의 높이가 어떻게 변화되었는지 분석한다. 예를 들면, 산소함유 가스의 분사후의 현탁물질의 높이가 산소함유 가스의 분사전의 현탁물질의 높이와 비교하여 0∼10% 증가하였을 경우에는, 그 이후의 단위시간당 산소함유 가스의 폭기량 또는 피치 컨트롤제의 첨가량을, 그 이전의 단위시간당 산소함유 가스의 폭기량 또는 피치 컨트롤제의 첨가량에 대하여 5∼10% 감소시킨다. 또한, 산소함유 가스의 분사후의 현탁물질의 높이가 산소함유 가스의 분사전의 현탁물질의 높이와 비교하여 10∼20% 증가하였을 경우에는, 그 이후의 단위시간당 산소함유 가스의 폭기량 또는 피치 컨트롤제의 첨가량을, 그 이전의 단위시간당 산소함유 가스의 폭기량 또는 피치 컨트롤제의 첨가량에 대하여 0∼5% 감소시킨다. 또한, 산소함유 가스의 분사후의 현탁물질의 높이가 산소함유 가스의 분사전의 현탁물질의 높이와 비교하여 20% 이상 증가하였을 경우에는, 그 이후의 단위시간당 산소함유 가스의 폭기량 또는 피치 컨트롤제의 첨가량을, 그 이전의 단위시간당 산소함유 가스의 폭기량 또는 피치 컨트롤제의 첨가량에 대하여 10% 이상 증가시킨다.
또한 온도계, 탁도계 또는 ＭＬＳＳ계를 사용하는 경우에는, 통의 바닥부에 퇴적된 현탁물질중의 온도(온도계) 또는 탁도(탁도계 또는 ＭＬＳＳ계)가 얻어진다. 검출공정으로부터의 검출결과를 참조하여, 통내에 존재하는 백수에 대하여 소정시간에서의 산소함유 가스의 분사 전후를 대비하여 퇴적한 현탁물질의 온도 또는 탁도가 어떻게 변화되었는지 분석한다. 예를 들면, 산소함유 가스의 분사후의 현탁물질의 온도 또는 탁도가 산소함유 가스의 분사전의 현탁물질의 온도 또는 탁도와 비교하여 0∼10% 증가하였을 경우에는, 그 이후의 단위시간당 산소함유 가스의 폭기량 또는 피치 컨트롤제의 첨가량을, 그 이전의 단위시간당 산소함유 가스의 폭기량 또는 피치 컨트롤제의 첨가량에 대하여 5∼10% 감소시킨다. 또한, 산소함유 가스의 분사후의 현탁물질의 온도 또는 탁도가 산소함유 가스의 분사전의 현탁물질의 온도 또는 탁도와 비교하여 10∼20% 증가하였을 경우에는, 그 이후의 단위시간당 산소함유 가스의 폭기량 또는 피치 컨트롤제의 첨가량을, 그 이전의 단위시간당 산소함유 가스의 폭기량 또는 피치 컨트롤제의 첨가량에 대하여 0∼5% 감소시킨다. 또한, 산소함유 가스의 분사후의 현탁물질의 온도 또는 탁도가 산소함유 가스의 분사전의 현탁물질의 온도 또는 탁도와 비교하여 20% 이상 증가하였을 경우에는, 그 이후의 단위시간당 산소함유 가스의 폭기량 또는 피치 컨트롤제의 첨가량을, 그 이전의 단위시간당 산소함유 가스의 폭기량 또는 피치 컨트롤제의 첨가량에 대하여 10% 이상 증가시킨다.
피치 컨트롤제로서는, 특별하게 한정되지 않고, 계면활성제(카티온성, 아니온성, 비이온성)·폴리머(수용성, 카티온성 모노머, 카티온성, 아니온성, 양쪽성, 비이온성), 알칼리화합물, 코폴리머, 4급 암모늄계, 에스테르계, 에테르계, 알코올계, 글리콜계, 에테르에스테르계, 메타크릴계, 폴리비닐알코올, 폴리아미드, 아크릴아미드, 폴리에테르에스테르아미드, 알킬아민, 알킬렌디아민, 디알릴아민, 폴리에틸렌이민, 피롤리돈, 폴리아민/에피할로히드린, 히드록시알킬셀룰로오스, 변성실리콘, 페놀수지, 폴리비닐아세탈수지, 멜라민수지, 우레탄수지, 폴록사머, 테르펜알코올계, 무기재료(무기염, 알칼리금속염, 알루미늄화합물, 철화합물, 칼슘화합물, 탤크(talc), 벤토나이트, 제올라이트, 규조토, 마이카, 화이트카본), 전분, 단백질, 효소, 시클로덱스트린, 수용성 셀룰로오스, 유기산, 포스폰산, 글루콘산, 사과산, 구연산, 아세트산, 술폰산, 말레인산, 주석산, 젖산, 글리콜산, 황산, 왁스, 광물유, 식물유, 동물유, 유화제, 산화제, 킬레이트제 등을 들 수 있다.
피치 컨트롤제로서는, 예를 들면 구리타공업주식회사(Kurita Water Industries Ltd.)의 제품 「스팬플러스(SpanPlus)」(등록상표)가 상업적으로 입수가 가능하다. 피치 컨트롤제는 1종을 단독으로 사용하여도 되고, 2종 이상을 병용하여도 좋다. 또한, 피치 컨트롤제의 첨가는 한번에 하여도 되고, 여러 번에 나누어 하여도 좋다. 피치 컨트롤제의 수계에서의 첨가량은, 특별하게 한정되지 않고, ＳＳ에 대하여 0.1mg/ｌ 이상 10,000mg/ｌ 이하이다.
≪현탁물질의 퇴적검출방법≫
본 실시형태에 관한 현탁물질의 퇴적검출방법은, 초지설비에 있어서, 펄프원료중의 성분으로부터 파생된 현탁물질을 포함하는 백수가 순환하는 백수순환계, 및 백수순환계로 유입되는 수계 중에서 적어도 일방에 배치되는 통의 바닥부에, 백수중의 현탁물질이 퇴적되는 것을 검출하는 현탁물질의 퇴적검출방법이다.
보다 구체적으로, 본 실시형태에 관한 현탁물질의 퇴적검출방법은, 통내에 존재하는 백수에 대하여 산소함유 가스를 분사함으로써, 교반 및 폭기를 실시하는 폭기공정과, 교반 및 상기 폭기에 의한 상기 통내에 존재하는 백수중의 현탁물질 존재상태의 경시적 변화를 검출하는 검출공정을 구비하는 것을 특징으로 한다.
그리고 이러한 퇴적검출방법은, 상기한 현탁물질의 퇴적억제방법이나 피치장해의 억제방법으로 대표되는 것과 같이, 통내의 현탁물질 퇴적량에 의거하여 초지설비에 대한 유지관리 등의 제어를 하는 경우에 유용하다.
≪초지설비의 일례≫
이하에서, 위에서 기술한 현탁물질의 퇴적억제방법 및 현탁물질의 퇴적검출방법을 적용할 수 있는 초지설비에 대해서, 도면을 사용하여 구체적으로 설명한다. 또한, 본 발명은 다음의 구체적인 초지설비에 일체 한정되는 것은 아니다.
도1은 본 실시형태에 관한 초지설비의 하나의 양태를 나타내는 도면이다. 원료펄프 슬러리 제조장치(1)는, 원료펄프 슬러리를 제조하기 위한 장치로서, 머신탱크(machine tank)(2)와 배관을 통하여 접속되어 있다. 머신탱크(2)는, 원료펄프 슬러리를 보관하는 탱크로서, 팬펌프(27), 팬펌프(3)에 의해 스크린(4)을 경유하여 인렛(inlet)(5)에 보낸다. 인렛(5)에 보내진 원료펄프 슬러리를 와이어파트((wire part)(6)에 공급하여 탈수한다. 탈수된 습윤시트(濕潤 sheet)(7)를 프레스파트(press part)(8)로부터 드라이어파트(dryer part)(9)에 보낸다. 와이어파트(6)에서 분리된 백수(10)는, 백수사일로(11)에 저장한다. 백수사일로(11)에 저장된 백수의 일부는 원료와 함께 인렛(5)으로 보내지고, 또한 팬펌프(23)를 통하여 잉여백수조(13)로도 보내진다. 잉여백수조(13)로 보내진 백수는 팬펌프(25)를 통하여 고액분리장치(固液分離裝置)(15)로 보내지고, 고형분은 배출 또는 원료계통으로 회수된다(16). 한편 고액분리장치(15)에서 발생된 여과액은, 팬펌프(26)를 통하여 원료펄프 슬러리 제조장치(1) 또는 머신탱크(2)에서 배출되는 펄프 슬러리와 혼합되어 백수순환계로 유입된다. 또한 백수순환계로 유입되는 수계(19)는 처리수조(20)에 저장된 후에 팬펌프(24)를 통하여 잉여백수조(13)로 유입된다. 또한, 백수사일로(11), 잉여백수조(13), 여과액조(17), 처리수조(20)에는 슬라임 컨트롤제(12, 14, 18, 21)가 각각 첨가된다.
그리고, 이러한 초지설비에 있어서, 상기한 현탁물질의 퇴적억제방법 및 현탁물질의 퇴적검출방법은, 백수순환계(초지계)에 한정되지 않고, 초지설비내에 배치되는 모든 통에 적용할 수 있다. 구체적으로, 현탁물질의 퇴적억제방법 및 현탁물질의 퇴적검출방법은, 백수사일로(11), 잉여백수조(13), 여과액조(17), 처리수조(20) 등 통의 현탁물질의 퇴적억제 및 퇴적검출에 유효하다.
이러한 통에 있어서, 통내의 물에 대하여 산소함유 가스를 폭기함과 함께 퇴적물의 상태에 대해서 검출을 실시하고, 그 결과에 의거하여 산소함유 가스, 슬라임 컨트롤제, 피치 컨트롤제 중에서 적어도 어느 하나를 첨가하여 퇴적물의 억제 또는 피치장해를 억제함으로써, 저장조의 퇴적물이나 피치에 기인하여 생기는 불량품의 발생을 감소시킬 수 있다.
(실시예)
이하에서, 실시예에 의해 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들에 한정되는 것은 아니다.
〔시험례1〕
초지설비내에 설치된 높이 4m, 지름 4m의 원통형 잉여백수조내의 백수에 대하여, 높이방향으로 10cm마다 지름 2mm의 구경을 구비하는 산기관을 사용하여 산기관 1개당, 통의 바닥면적에 대해서 단위면적 1m2당 2m3/시간의 공기에 의해 연속적으로 폭기했다. 우선, 잉여백수조의 청소를 실시하여 퇴적물을 완전하게 제거한 상태에서 가동을 시작했다. 시작으로부터 8일이 경과한 시점에서 가동을 일단 정지하고, 2일간 통내를 청소하여 퇴적물을 완전하게 제거한 상태에서 다시 가동을 9일간 실시하고(최초 시작으로부터 19일 경과 후), 그 후 가동을 정지했다. 이하에 나타나 있는 방법으로 초지설비의 가동중에 잉여백수조내의 물의 온도를 측정했다.
〔시험례2〕
잉여백수조내의 물의 탁도측정을 실시한 것 이외는 시험례1과 동일하게 시험을 했다.
〔시험례3〕
잉여백수조내의 물에 대해서 초음파 센서를 사용한 화상해석을 실시한 것 이외는 시험례1과 동일하게 시험을 했다.
〔대조시험례1〕
공기에 의한 폭기를 실시하지 않은 것 이외는 상기 시험례1과 동일하게 시험을 했다.
〔대조시험례2〕
공기에 의한 폭기를 실시하지 않은 것 이외는 상기 시험례2와 동일하게 시험을 했다.
〔대조시험례3〕
공기에 의한 폭기를 실시하지 않은 것 이외는 상기 시험례3과 동일하게 시험을 했다.
또한, 시험례1∼3, 대조시험례1∼3은 각각 동일한 시기에 시험한 것은 아니다.
(온도의 측정)
도2는 온도의 측정방법을 설명하기 위한 통의 종단면 모식도이다. 통의 높이를 100%, 통의 바닥부를 0%이라고 했을 때에, 통의 높이방향으로 약 0∼25% 사이의 물의 온도를 측정하기 위한 제1온도계를 통의 높이방향으로 12.5%의 위치에, 통의 높이방향으로 약 30∼50% 사이의 물의 온도를 측정하기 위한 제2온도계를 통의 높이방향으로 40%의 위치에 각각 배치했다. 이들 제1온도계 및 제2온도계가 나타내는 온도를 경시적으로 측정함과 함께, 제2온도계가 나타내는 온도에 대한 제2온도계가 나타내는 온도와 제1온도계가 나타내는 온도의 차이(제2온도계가 나타내는 온도 - 제1온도계가 나타내는 온도)를 산출했다(이하에서 「온도차율」이라고 한다). 도3은 시험례1의 온도차율의 경시변화를 나타내는 그래프이다. 또한 도4는 대조시험례1의 온도차율의 경시변화를 나타내는 그래프이다. 또한, 이 계(系)에서는 온도차율이 20% 이상이 되면 퇴적물의 퇴적이 많아졌다고 할 수 있다.
(탁도의 측정)
도5는 탁도의 측정방법을 설명하기 위한 통의 종단면 모식도이다. 통의 높이를 100%, 통의 바닥부를 0%이라고 했을 때에, 통의 높이방향으로 약 0∼25% 사이의 물의 탁도를 측정하기 위한 제1탁도계를 통의 높이방향으로 12.5%의 위치에, 통의 높이방향으로 약 30∼50% 사이의 물의 탁도를 측정하기 위한 제2탁도계를 통의 높이방향으로 40%의 위치에 각각 배치했다. 이들 제1탁도계 및 제2탁도계가 나타내는 탁도를 경시적으로 측정함과 함께, 제2탁도계가 나타내는 탁도에 대한 제1탁도계가 나타내는 탁도와 제2탁도계가 나타내는 탁도의 차이(제1탁도계가 나타내는 탁도 - 제2탁도계가 나타내는 탁도)를 산출했다(이하에서 「탁도차율」이라고 한다). 도6은 시험례2의 탁도차율의 경시변화를 나타내는 그래프이다. 또한 도7은 대상시험례2의 탁도차율의 경시변화를 나타내는 그래프이다. 또한, 이 계에서는 탁도차율이 30% 이상이 되면 퇴적물의 퇴적이 많아졌다고 할 수 있다.
(초음파 센서를 사용한 화상해석)
도8은 초음파 센서를 사용한 화상해석방법을 설명하기 위한 통의 종단면 모식도이다. 통의 상방에 초음파 센서(구리소닉(Kurisonic), 구리타공업주식회사(Kurita Water Industries Ltd.)의 제품)를 사용하여 통내부의 퇴적물 상태에 대해서 화상해석을 했다. 도9는 시험례1에 있어서 통내의 퇴적물의 화상해석결과를 나타내는 도면이다. 또한 도10은 대조시험례1에 있어서 통내의 퇴적물의 화상해석결과를 나타내는 도면이다.
(퇴적물 높이의 측정)
가동이 정지된 때에 통내의 바닥부에 퇴적된 퇴적물을 메저(measure)로 측정했다. 또한, 시험례3 및 대상시험례3에서 측정된 퇴적물 높이와, 가동정지 직전에 초음파 센서를 사용한 화상해석에 의해 측정된 퇴적물 높이는 일치했다.
(산화환원전위의 측정)
ＴＲＸ-98(도코화학연구소(TOKO化學硏究所)(주)의 제품)를 사용하여 통의 상부의 물의 산화환원전위를 측정했다.
(환원물질 농도의 측정)
가동정지 시에 통으로부터 펌프로 송액(送液)되는 백수를 샘플링 밸브(sampling valve)로부터 채취하고, 그 백수에 대해서 JIS K 0102:2008에 준거하여 아황산이온의 양을 측정했다.
[표1]
1 원료제조공정
2 머신탱크
3 팬펌프
4 스크린
5 인렛
6 와이어파트
7 습윤시트
8 프레스파트
9 드라이어파트
10 백수
11 백수사일로
12,14,18,21 슬라임 컨트롤제
13 잉여백수조
15 고액분리장치
16 고형분을 배출 또는 원료계통으로 회수
17 여과액조
19 백수순환계로 유입되는 수계
20 처리수조
22 백수순환계
23,24,25,26 팬펌프

Claims (5)

  1. 초지설비(抄紙設備)에 있어서 수계(水系)에 배치되는 통의 바닥부에 수중(水中)의 현탁물질(懸濁物質)이 퇴적되는 것을 억제하는 현탁물질의 퇴적억제방법으로서,
    상기 통내에 존재하는 물에 대하여 산소함유 가스를 분사함으로써, 교반(攪拌) 및 폭기(曝氣)를 실시하는 폭기공정과,
    상기 교반 및 상기 폭기에 의한 상기 통내의 수중에 존재하는 현탁물질 존재상태의 경시적 변화를 검출하는 검출공정과,
    상기 검출공정으로부터의 검출결과에 의거하여, 상기 초지설비의 가동중에, 산소함유 가스 및 슬라임 컨트롤제(slime control 劑) 중에서 적어도 어느 하나를 상기 통내에 공급하여, 상기 통내의 현탁물질 퇴적을 억제하는 제어공정을
    구비하고,
    상기 검출공정은, 상기 통의 높이방향으로 복수 배치된, 온도계, 탁도계(濁度計), ＭＬＳＳ계(Mixed Liquor Suspended Solid 計) 중에서 적어도 1개에 의하여 온도 또는 탁도에 대해서 측정되는, 복수의 측정결과의 차이에 의거하여 상기 통내의 수중에 존재하는 현탁물질 존재상태의 경시적 변화를 검출하는
    현탁물질의 퇴적억제방법.
  2. 초지설비에 있어서 수계에 배치되는 통에서, 피치(pitch)가 발생되는 것을 억제하는 피치장해의 억제방법으로서,
    상기 통내에 존재하는 물에 대하여 산소함유 가스를 분사함으로써 교반 및 폭기를 실시하는 폭기공정과,
    상기 교반 및 상기 폭기에 의한 상기 통내의 수중에 존재하는 현탁물질 존재상태의 경시적 변화를 검출하는 검출공정과,
    상기 검출공정으로부터의 검출결과에 의거하여, 상기 초지설비의 가동중에 산소함유 가스 및 피치 컨트롤제 중에서 적어도 어느 하나를 상기 통내에 공급하여, 상기 통내의 피치 발생을 억제하는 제어공정을,
    구비하고,
    상기 검출공정은, 상기 통의 높이방향으로 복수 배치된, 온도계, 탁도계, ＭＬＳＳ계 중에서 적어도 1개에 의하여 온도 또는 탁도에 대해서 측정되는, 복수의 측정결과의 차이에 의거하여 상기 통내의 수중에 존재하는 현탁물질 존재상태의 경시적 변화를 검출하는
    피치장해의 억제방법.
  3. 초지설비에 있어서 수계에 배치되는 통의 바닥부에 수중의 현탁물질이 퇴적되는 것을 검출하는 현탁물질의 퇴적검출방법으로서,
    상기 통내에 존재하는 물에 대하여 산소함유 가스를 분사함으로써, 교반 및 폭기를 실시하는 폭기공정과,
    상기 교반 및 상기 폭기에 의한 상기 통내의 수중에 존재하는 현탁물질 존재상태의 경시적 변화로부터 상기 현탁물질의 퇴적을 검출하는 검출공정을
    구비하고,
    상기 검출공정은, 상기 통의 높이방향으로 복수 배치된, 온도계, 탁도계, ＭＬＳＳ계 중에서 적어도 1개에 의하여 온도 또는 탁도에 대해서 측정되는, 복수의 측정결과의 차이에 의거하여 상기 통내의 수중에 존재하는 현탁물질 존재상태의 경시적 변화를 검출하는
    현탁물질의 퇴적검출방법.


  4. 삭제
  5. 삭제
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