JPS62279812A - 懸濁物質の凝集方法 - 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】 ６、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フロック形成、凝集方法に関し、工
業用水処理、下水・し尿処理、石油化ス紙パルプ、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〕

従来より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夕、またアニオン性の高
分子凝集剤としてはポリアクリルアミドの部分ケン化物
がその凝集性のよさから使用量が増大している。

またアニオン性ポリビニルアルコール（以下ポリビニル
アルコールをＰＶＡと略）としては、従来よりカルボキ
シル基変性ＰＶＡ　（特公昭４４−５３３１号公報〕や
スルホン酸基変性ＰＶＡ　（％開昭５６−７２００６号
公報〕が知られており、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集性能
が良くなるが、分子量が高くなるにつれて溶液の粘性及
び曳糸性が高くなり、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。例えは通常凝集剤は水溶液で添
加するが、粘性が高いと攪拌、溶解が困難となり、これ
を避ける為には低濃度にすると装置自体が大きくなり、
汚泥脱水の場合には大量の水分を持込むことにより処理
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ＩＦ−なる。

一方ＰＶＡ系の高分子凝集剤としてはアニオン性ＰＶＡ
の合成が古くから試みられ、その用途の１つとして廃水
処理に利用できないかという発想はあるものの、ポリア
クリルアミドに比較して分子量が極めて低い為に凝集性
能が著しく劣り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・脱水方法を探索
した結果、アニオン性ＰＶＡ及びノニオン及び／又はア
ニオン性ポリアクリルアミドを添加して懸濁物質を凝集
、脱水処理したところ、驚くべきことにアニオン性ＰＶ
Ａとポリアクリルアミドの相乗効果により単に併用する
という発想からは予想だにしえない、ポリアクリルアミ
ド単独使用に比較して溶液の粘性及び曳糸性の低下、優
れた凝集、脱水作用を見い出し本発明を完成するに至っ
た。

〔問題点を解決する為の手段〕

本発明は、水中懸濁物質を、アニオン性ＰＶＡとノニオ
ン及び／又はアニオン性メリアクリルアミドの添加によ
り凝集させることを特徴とする前記水中懸濁物質の凝集
方法である。

本発明の実施方法について説明する。ますアニオン性Ｐ
ＶＡとノニオン及びアニオン性ポリアクリルアミドを別
個に水に溶解して０．０５〜５％程度の凝集剤の溶液を
調製しておく。

次に被処理懸濁物質含有水を採取して、予備テストによ
りアニオン性ＰＶＡの添加量及びノニオン及び／又はア
ニオン性ポリアクリルアミドの添加ｆｔ一種々変化させ
て最適凝集条件を求める。また添加順序を変えて同様の
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、ヌツチェテスト上澄液の濁度等
の公知の方法により決定される。

以上の予備テストによって各凝集剤の添加ｔを求めたら
次に添加順序を決めるテストヲ行う。これは懸濁物質の
性状・種類によってはアニオン性ＰＶＡとノニオン性及
び／又はアニ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り異なる場合が
あるからである。

したがってアニオン性ＰＶＡを先に、ついでノニオン性
＆　ＩＪアクリルアミド及び／又はアニオン性ポリアク
リルアミドを後で添加する。また添加順序を変えたり、
王者を同時に添加したもの等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
ストより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りでさしつかえない。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、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。

次に本発明で使用されるアニオン性ＰＶＡであるが、こ
れまで公知のアニオン性ＰＶＡであれば全て使用可能で
あり、特に構造・分子量・アニオン基量等は規定されな
い。アニオン基としてカルボキシル基、スルホン酸基、
リン酸基等があげられるが、経済性、製造のしやすさの
点でカルボキシル基、スルホン酸基が好ましい。

例えばＰＶＡにカルボキシル基を導入する方法としては
、ビニルエステルと共重合し５る不飽和塩基性酸、不飽
和三塩基性酸、これらの無水物、またはこれらのエステ
ルや塩、例えばアクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸
、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、無水マレイン酸
、無水イタコン酸などの共重合体をケン化することによ
り、あるいは上記ビニルエステル類とアクリロニトリル
、メタクリロニトリル、アクリルアミド、メタクリルア
ミド等の共重合体をケン化することによって目的とする
カルボキシル基変性ＰＶＡ　ｉ得ることができる。

またグラフト重合による方法としてはＰＶＡあるいはポ
リ酢酸ビニル等のようなポリビニルエステルにアクリロ
ニトリル、アクリルアミドなどをグラフト重合してケン
化する方法、ＦＶＡの化学反応による方法としてはＰＶ
Ａに二塩基性酸たとえばマレイン酸、フマル酸、フタル
酸、蓚酸、マロン酸、コハク酸、アジピン酸あるいはこ
れらの無水物を反応させて片エステル化反応によってＰ
ｖＡにカルボキシル基を導入することができる。

ＰＶＡにスルホン酸基を導入する方法としては、ＰＶＡ
と濃硫酸を反応させる方法、エチレンスルホン酸、了り
ルスルホン酸、メタアリルスルホン酸、２−アクリルア
ミド−２−メチルプロパンスルホン酸またはそれらのエ
ステルや塩と酢酸ビニルとを共重合させたのちケン化す
ることによジ、スルホン酸基変性ＰＶＡ　ｉ得ることが
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り、アニ
オン性ポリアクリルアミドとしては、ポリアクリルアミ
ドの部分ケン化物や、アクリルアミドと（メタ）アクリ
ル酸ソーダを共重合したもの、アクリルアミドー不飽和
スルホン酸基含有単量体の共重合体等があげられる。

分子量はノニオン、アニオン性ポリアクリルアミドとも
に１００万〜１５００万程度の範囲から適宜選択される
。

凝集剤の添加量は通常懸濁液中の固形分に対して純分で
［１，００１〜５重量係であるがこの量はそれぞれの懸
濁液の状態、処理条件等に応じて変更することもできる
。

尚、場合によってはポリ塩化アルミ、硫酸バンド、塩化
第二鉄、硫酸第一鉄、石灰のような無機系の凝集剤や一
調節剤を併用してもさしつかえない。

〔作　用〕

本発明の凝集処理方法が優れた凝集・脱水性を発現する
理論的根拠は充分明らかではないが、懸濁物質表夏に吸
着したアニオン性ＰＶＡのアニオン基とビニルアルコー
ル成分の水酸基及びポリアクリルアミド成分のアミド基
の組み合わせ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
。また、処理された水は清澄性が極めて優れるものであ
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。

尚、例中特にことわらないかぎクチは重量％である口 実施例１ 砂利洗浄排水を使用して凝集・脱水処理を行った。（外
観；茶褐色、ｐＨ８，０、ＳＳ　；　５％）本排水を高
分子凝集剤で凝集するにあたって公知の予備試験により
アニオン性ＰＶＡの添加量とポリアクリルアミドの添加
量を糧々変化させ、また添加順序を逆にしたり、同時添
加により最適添加により最適添加量及び添加順序を決定
した。その結果、表１に示す組み合わせにより凝集・脱
水することができた。また、比較例として、アニオン性
Ｐ”／Ａ単独、ノニオン又はアニオン性？リアクリルア
ミド単独について表１に示す条件により凝集させ、ベル
トプレス方式により脱水処理した。

実施例２ トンネル掘削土木工事より排出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、ｐＨ１１，５、ｓｓ　；　４０００　
ｐｐｍ）実施例１と同様に予備試験を行って表２に示す
。

組み合わせにより凝集・脱水することができた。

また比較例としてアニオン性ＰＶＡ　単独、ノニオンス
はアニオン性ポリアクリルアミド単独について表２に示
す条件により凝集させ、ベルトプレス方式によフ脱水処
理した。

＊１〜＊２：ジャーテスターの夫々１０分後、２０分後
のスラッジボリュームをメスシリング−により測定した
。沈降性、ケーキ含水率は数値の小さい程、ＳＳ回収率
は数値の大きい程、凝集性・脱水性は優れることをあら
れす。

＊３：それぞれの高分子凝集剤の組み合せの場合の０．
１チ水溶液粘度（無機凝集剤を併用している場合は無機
凝集剤無添加） 〔発明の効果〕 （１）アニオン性ＰＶＡ単独を使用した場合に比較して
、本発明におけるアニオン性、ビニルアルコール成分の
水酸基及び＆　ＩＪアクリルアミド成分のアミｈＯ基の
組み合わせに基づく特異的相互作用により沈降性、ケー
キ含水率、ＳＳ回収率に対して優れた相乗効果を示す。

（２）　　アニオン性ＰＶＡのような比較的低分子量の
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）高価なポリアクリルアミドの添加量を減らすこと
ができ、コストを低減できる。

（４）　　アニオン性ＰＶＡとポリアクリルアミドを同
時に添加する場合、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調製が可能となり装置全体が
小さくできる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 水中懸濁物質を、アニオン性ポリビニルアルコールとノ
   ニオン及び／又はアニオン性ポリアクリルアミドの添加
   により凝集させることを特徴とする前記水中懸濁物質の
   凝集方法。