WO2006022188A1 - 脱水助剤及びその製造方法 - Google Patents

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Seihachiro Miura
Yoshihiro Niikura
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Miura, Etsuko
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    • B01J2220/68—Superabsorbents

Definitions

  • the present invention relates to a dehydration aid effective for increasing the dewatering rate when sludge in industrial wastewater or household wastewater is dehydrated, and a method for producing the same.
  • wastepaper for example, low-grade wastepaper with high recycled paper use value
  • color Waste paper is pulverized to a particle size of about 0.25 to about Lmm, added at a rate of 10 to 50% by mass per sludge solid content, and compressed using a belt press or screw press.
  • a method of dehydrating at 30 MPa is known (see Non-Patent Documents 1 and 2).
  • a belt press provided with a filter cloth that has previously been mixed with sludge by adding a flocculant and pulverized waste paper to form agglomerated sludge, and circulating this agglomerated sludge between a gravity dewatering unit and a pressure dewatering unit.
  • a dehydration method that stabilizes the moisture content of the dewatered cake by controlling the amount of waste paper mixed and the running speed of the filter cloth when dewatering the water by supplying it to a water-type dewatering machine (see Patent Document 1).
  • Sludge treatment method that mixes 1 to 20% by weight of sludge pulp per sludge, then concentrates (see Patent Document 2), agglomerates are mixed in the sludge and agglomerated, and the agglomerated sludge is first dehydrated and used paper Dewatering method of sludge to be mixed and dehydrated as a dehydrating aid (see Patent Document 3), adding inorganic salt flocculant to sludge generated in human waste treatment plant, dehydrating, and then adding crushed shell to dehydrated cake Adjust pH and add crushed waste paper to improve air permeability and aerobic A composting method (see Patent Document 4) in which microorganisms are propagated to decompose organic substances and absorb bad odors has been proposed.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 9-216000 (Claims and Others)
  • Patent Document 2 Japanese Patent Laid-Open No. 11-19698 (Patents and Others)
  • Patent Document 3 Japanese No. 2001-121199 (Claims and others)
  • Patent Document 4 Japanese Patent Laid-Open No. 2001-302377 (Claims and others)
  • Non-Patent Document 1 “Monthly Sewerage”, Vol. 21, No. 73, p. 85-88
  • Non-Patent Document 2 Resource Environment Measures, 1988, No. 34, No. 9, p. 25-33
  • one of the inventors of the present invention is a fine material having a diameter of 10 to 30 ⁇ m and a length of 500 to 1000 ⁇ m, to which mechanochemical activity has been previously imparted by mechanical shearing.
  • highly active cellulose fibers made of pulp fibers As a dehydration aid (Japanese Patent Application No. 2004-56927)
  • pretreatment such as deinking treatment was performed.
  • it is necessary to perform mechanical shearing under controlled conditions it is inevitable that the production cost of the dewatering aid will be high. There is a drawback that becomes larger.
  • the present invention has been made for the purpose of overcoming such drawbacks, providing an inexpensive dehydration aid, and reducing treatment costs required for treating a large amount of sludge and other wastewater.
  • the present invention provides a mixture of (A) fine wood flour activated by mechanochemical treatment and (B) highly active cellulose fiber, or dewatered water that also has a milling power of the mixture.
  • a dehydration aid characterized by adding high-activity cellulose fiber to the auxiliary agent and wood flour in a proportion not to be less than 10% based on the total mass of wood flour and high-activity cellulose fiber and subjecting to a frame treatment for at least 30 minutes.
  • the manufacturing method of an agent is provided.
  • the fine wood powder used as the component (A) in the dehydrating aid of the present invention may be either a coniferous or hardwood wood powder, or may be a monocotyledonous plant, i.e., bamboo powder, which has become woody, and is not particularly limited.
  • the coniferous trees include cedar, ripe pine, pine pine, todomatsu, beech, baitsuga, and sitka blues. There are mizunara, zelkova, birch, red lawan, abiton, madake, houraidake, and sasa.
  • the power to use these wood flours can be obtained by using wastes such as thinned wood chips, crushed wood chips, or sawdust generated during sawing. it can.
  • wood flour As the component (A) of the present invention, it is necessary to use such wood flour in the form of fine wood flour that is mechanically activated by applying mechanical shearing force.
  • mechanochemical is a phenomenon in which mechanical energy is absorbed into a solid substance and collapsed to form an active site to generate chemical reaction performance. This includes an increase in surface area due to collapse. It is related to the accumulation of internal energy due to the added mechanical energy.
  • mechanical energy is applied by using a vibration ball mill, a rotating ball mill, a rod mill, an attrition mill, a jet mill, a micro atomizer, a high-speed force agitator, etc.
  • a vibration ball mill a rotating ball mill
  • a rod mill a rod mill
  • an attrition mill a jet mill
  • a micro atomizer a high-speed force agitator, etc.
  • it is carried out by grinding it is particularly preferred to grind in a dry state using a grinder. This grinding or grinding is preferably carried out until a fine wood flour with a particle size of 1 to: LOO / zm, preferably 10 to 50 ⁇ m, is obtained, which is usually at least 30 minutes, preferably Processing time of 1 to 3 hours is required.
  • Ordinary wood powder such as sawdust
  • the component (A) of the present invention was mechanochemically treated until the her cam structure was destroyed. It is preferable to use one. Grinding debris generated by sanding by drum sander, belt sander, wild belt sander, etc. in the final finishing process when manufacturing plywood (plywood), and grinding generated by sandblasting in the finishing process of woodwork products
  • the scrap is particularly suitable because it is a very fine powder and a strong mechanical energy is added during polishing.
  • the wood flour contains hiba or cypress wood flour or bamboo powder, bactericidal and deodorizing properties are imparted, and the dehydrated processed product can be prevented from decaying and producing bad odor over a long period of time.
  • the content of the hiba or hinoki during this, is sufficient 5 to 30 mass 0/0 of the total wood flour.
  • the component (B) to be mixed with the component (A) highly active cellulose fibers are used.
  • the cellulose fibers may be dispersed in water or in a dry state. It is manufactured by stirring or grinding until the total energy of the cellulose fiber is refined to a size of 10 to 30 ⁇ m in diameter and 500 to 1000 ⁇ m in length, with a total energy. .
  • the pulp fiber used as a raw material in this case is wood pulp such as alkali wood pulp, sulfite pulp, chemical ground pulp, semi-chemical pulp, bagasse pulp, hemp pulp, bamboo, which are used as ordinary papermaking raw materials. It is preferable to use waste paper pulp from the viewpoint of effective recycling of power resources, which can be arbitrarily selected from pulp for papermaking, such as pulp, bast pulp, and straw pulp.
  • used paper pulp is simply soaked in water and each fiber is disaggregated, which is previously deinked in the same way as in the case of ordinary recycled paper, and is used as a coloring pigment or extender pigment. Except for papermaking additives such as sizing agents, it is necessary to increase the purity of cellulose fibers to 97% or more, preferably 99% or more.
  • This deinking treatment can be performed, for example, by calcining alkali and steaming, then separating and separating impurities from the cellulose fibers, and collecting the cellulose fibers floating in the aqueous solution.
  • a dispersing agent such as a surfactant, a sulfonated oil, bentonite, or sodium metasilicate may be added.
  • the mechanochemical treatment of this high-purity cellulose fiber to form a highly active cellulose fiber is performed by, for example, treating a high-purity cellulose fiber in water with a diameter of 10 to 30 ⁇ m and a long length. Trim until fine pulp fibers of 500-1000 ⁇ m And by applying mechanical energy.
  • the highly active cellulose fiber obtained in this way the light emission (photon) phenomenon changes immediately after the mechanochemical treatment. By irradiating it with light, for example, ultraviolet rays, and measuring the photon emitted, You can know the degree of activity.
  • the highly active cellulose fiber used in the present invention is irradiated with ultraviolet rays after mechanochemical treatment, and the luminescence phenomenon immediately after the irradiation is analyzed with a very weak luminescence measuring device. It is preferable to use a 5 times increase.
  • Such a highly active cellulose fiber is commercially available, for example, under the trade name “Reserva 1” from Reserva Co., Ltd.
  • the dehydrating aid of the present invention is obtained by mixing the component (B) with the component (A) in a proportion of 10% or less, preferably 40% or more based on the total mass of both. .
  • This mixing can also be performed by force-mixing or shaking the ingredients (A) and (B) in a dry ratio at a predetermined ratio and uniformly dispersing them. However, it is preferable to disperse uniformly.
  • Component (A) For example, waste wood powder generated when sanding a plywood board may be used alone.
  • It can be milled to a fine powder of 00 m, preferably 5 to 50 m, and mechanochemically activated simultaneously with mixing.
  • the highly active cellulose fiber of component (B) has a reduced activity when it is made too fine by a single treatment, so when used alone, it must be used as a fiber having a size within the above range. However, when it is refined in the state of being mixed with the component (A), since the activity does not decrease even as a fine powder mixture having a particle size of 1 to LOO ⁇ m, it can be used as a fine powder.
  • the sewage sludge is 5 to 35% by mass, preferably 10 to 20% by mass based on the mass of solids therein. Add% dehydration aid and mix thoroughly. This treatment separates the solids in the sewage into sludge lumps.
  • an organic polymer flocculant is added to the sewage containing the sludge sludge as an aqueous solution having a concentration of 0.1 to 0.5 mass%.
  • the addition amount at this time is selected in the range of 0.1 to 20% by mass, preferably 0.5 to 10% by mass, based on the solid content mass in the sewage.
  • a nonionic, cationic or amphoteric synthetic polymer flocculant is used as the organic polymer flocculant.
  • non-ionic synthetic polymer flocculant examples include polyacrylamide, polyethylene oxide, and urea formalin coconut resin.
  • examples of the cationic synthetic polymer flocculant include polyaminomethylacrylamide, Examples of polyvinyl imidazoline, chitosan, ionene copolymer, epoxyamine copolymer, and amphoteric synthetic polymer flocculants include, for example, lecithin amphoteric surfactants and casein degradation amphoteric surfactants. Can do.
  • acryloyloxyalkyltrialkylammonium salts or methacryloyloxyalkyltrialkylammonium salts particularly preferred are homopolymers of acryloyloxyalkyltrialkylammonium salts or methacryloyloxyalkyltrialkylammonium salts, and these ammonium salts and acrylamides. And a copolymer.
  • the molecular weight of these polymers or copolymers is suitably in the range of 3,000 to 100,000.
  • Such synthetic polymer flocculants are commercially available, for example, as liquid polymer flocculants “E-513” and “E-555” (both made of high-money earth).
  • an inorganic polymer flocculant can be used in combination as necessary.
  • the inorganic polymer flocculant include poly iron sulfate (111), poly salt iron (111), poly salt aluminum, and poly sulfate aluminum. These inorganic polymer flocculants are usually used in an amount of 1.0 to 20 times, preferably 2.0 to 5.0 times the amount of the organic polymer flocculant used as an aqueous solution having a concentration of 5 to 15% by mass. It is added to sewage sludge.
  • the composition of sewage sludge varies depending on the production environment and season, it is necessary to appropriately increase or decrease the amount of dehydration aid and organic polymer flocculant used within the above range according to this composition.
  • the order of addition of the dehydration aid and the organic polymer flocculant is important. First, the dehydration aid is added and stirred to form sludge. Add flocculant. If this order of addition is reversed, the dehydrating effect is reduced. In order to form this sludge, it is necessary to stir vigorously for at least 1 minute, preferably 3 to 5 minutes.
  • the treated material sufficiently flocked as described above is squeezed by, for example, a screw press method, a belt press method, or a pressure filtration method.
  • the pressing pressure at this time is usually selected within a range of 30 to: LOOkPa, preferably about 50 kPa or more.
  • a method using a pressure lower than this can be used, for example, a vacuum dehydration method, but the dehydration performance of the dehydration aid is demonstrated as the pressure increases, so use a squeezer with a press pressure as high as possible. I prefer to do it.
  • the dehydration aid of the present invention is used for the treatment of various industrial waste liquids such as aquatic processing waste liquids, food waste liquids, paper waste liquids, animal manure, and the like, which can be obtained only by dewatering of sewage sludge. Can be dehydrated.
  • industrial waste liquids such as aquatic processing waste liquids, food waste liquids, paper waste liquids, animal manure, and the like, which can be obtained only by dewatering of sewage sludge. Can be dehydrated.
  • Corrugated waste paper strength Recycled high-purity cellulose fiber (impurity content 1 mass% or less, diameter 30-100 ⁇ m, length 2-2.5 mm) grinder (Akiki Tekko Co., Ltd., product name “wood crusher K-3000 "), and the sample 2 (diameter 25 to 35 111, length 1 to 1.5 mm) and sample 3 (diameter 10 ⁇ 13 m, length 0.8-1. Omm).
  • Samples 2 and 3 thus obtained and untreated high-purity cellulose fibers (Sample 1) The chemiluminescence test was conducted as follows.
  • Sample lOmg was placed in a stainless steel petri dish with a diameter of 50 mm, irradiated with LED—UV (wavelength 375 mm) for 10 seconds, and then 1 second later at room temperature in the atmosphere (24 ° C) (Tohoku Electronics Industry) The number of generated photons was measured using a registered trade name “Chemiluminescence Analyzer MLA—GOL DS” manufactured by Komatsu Ltd.
  • the sewage sludge thus treated was then dehydrated for 10 minutes at a pressure of 8 kgZcm 2 using a hand squeezer, and the moisture content of the resulting dehydrated cake was measured.
  • Table 2 shows the properties of the floc and the water content of the dehydrated cake obtained.
  • the evaluation of the floc shape in the table has the following meaning.
  • Size A Average diameter 10mm or more
  • A The shape is maintained, but dents are not generated even when pressed with fingers.
  • Example 2 Instead of the dehydrating aid in Example 1, 25% by weight of used paper disaggregation fiber was used. Outside, when the sewage sludge was dehydrated under the same conditions as in Example 1, the floc properties were size D, hardness D, grip feeling C, and the moisture content of the dewatered cake produced after squeezing was 81 It was 5% by mass.
  • Example 1 Dewatering aid used in Example 1 (No. 5 sample) for 20 liters of dewatered drainage scum (water content: 93.3% by mass) from Shiogama Sakai Complex Fisheries Processing Industry Co., Ltd. 200g (corresponding to 11.5% by mass with respect to the solid content in the scum), and after stirring for 5 minutes at 2200rpm, the amphoteric type polymer flocculant (trade name “Paraloc” manufactured by Asada Chemical Industry Co., Ltd.) 410K101 ”) 8.7 g of 0.2% by weight aqueous solution was added, and the flocs were lifted by stirring for 3 minutes. The properties of this flock were size A, hardness B, and grip feeling B.
  • the dehydration aid of the present invention can be used as a component of a dewatering aid by using wood flour that has been discarded without being used so far, the raw material cost can be reduced.
  • this dewatering aid the water-containing sludge generated from various domestic and industrial wastewater can be dewatered to a water content of 65% or less. Therefore, sludge treated with this dehydrating aid Can be used as compost raw material.
  • the volume is usually about one-half, so there is an advantage that the amount of treatment can be significantly reduced in the subsequent disposal of waste such as incineration and landfill. . Therefore, the dewatering aid of the present invention can be suitably used for sludge dewatering during various waste liquid treatments.

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Abstract

　大量の汚泥処理その他の廃水処理に要する処理費用を低減することを目的とした安価な脱水助剤を提供する。該脱水助剤は、（Ａ）メカノケミカル処理により活性化された微細木粉と、（Ｂ）高活性セルロースファイバーとの混合物又はその混合物の摩砕化処理物からなり、木粉に対し高活性セルロースファイバーを木粉と高活性セルロースファイバーとの合計質量に基づき１０％以下にならない割合で加え、少なくとも３０分間摩砕処理することにより製造される。

Description

脱水助剤及びその製造方法
技術分野
[0001] 本発明は、産業排水や家庭排水中のスラッジを脱水処理する際に、脱水率を高め るために有効な脱水助剤及びその製造方法に関するものである。
背景技術
[0002] 産業排水や家庭排水中のスラッジを濃縮するために種々の脱水助剤が用いられて いるが、その中の 1つに古紙利用があり、例えば再生紙利用価値の高い低級古紙、 色物古紙を粒径 0. 25〜： Lmm程度に粉砕し、汚泥固形分当り 10〜50質量％の割 合で添カ卩し、ベルトプレスやスクリュープレスを用いて圧搾圧力 0. 05〜0. 30MPa で脱水する方法が知られている（非特許文献 1、 2参照)。
[0003] そのほか、これまでに汚泥に凝集剤と古紙粉砕物とを混和して凝集汚泥とし、この 凝集汚泥を重力脱水部と加圧脱水部との間を循環走行するろ布を備えたベルトプレ ス型脱水機に供給して脱水する際に、古紙の混合量及びろ布の走行速度を制御し て、脱水ケーキの含水率を安定ィ匕する脱水方法 (特許文献 1参照)、有機汚泥に離 解パルプを汚泥 SS当り 1〜20重量％混合したのち、濃縮操作を行う汚泥処理方法（ 特許文献 2参照)、汚泥に凝集剤を混和して凝集させ、その凝集汚泥を一次脱水後 、古紙を脱水助剤として混合し、二次脱水する汚泥の脱水方法 (特許文献 3参照）、 し尿処理場で発生する汚泥に無機塩凝集剤を添加して脱水後、脱水ケーキに粉砕 貝殻を添加して pH調整を行い、さらに破砕古紙を加えて通気性をよくし、好気性微 生物を繁殖させて有機物の分解と悪臭の吸収を行わせるコンポスト化法 (特許文献 4 参照)などが提案されている。
[0004] し力しながら、これらの古紙を利用して汚泥を脱水する方法は、含水率 90質量％以 上の動物泥状糞や下水汚泥、産業廃液汚泥を含水率 70質量％以下にすることはほ とんど不可能であり、また可能であったとしても汚泥に対して 20質量％以上、場合に よっては 30質量％以上の古紙を混合しなければならず、そのため脱水ケーキが増量 し、その取り扱 、が煩雑になるのを免れな ヽと 、う欠点があった。 [0005] 特許文献 1 :日本国特開平 9— 216000号公報 (特許請求の範囲その他） 特許文献 2：日本国特開平 11— 19698号公報 (特許請求の範囲その他） 特許文献 3：日本国特開 2001— 121199号公報 (特許請求の範囲その他） 特許文献 4：特開 2001— 302377号公報 (特許請求の範囲その他）
非特許文献 1 :「月刊下水道」、第 21卷、第 73号、 p. 85-88
非特許文献 2 :「資源環境対策」、 1988年、第 34卷、第 9号、 p. 25— 33
発明の開示
[0006] 以上のような事情のもとで、本発明者の 1人は、先に機械的剪断によりメカノケミカ ル活性が付与された径 10〜30 μ m、長さ 500〜1000 μ mの微細パルプ繊維から なる高活性セルロースファイバーを脱水助剤として用いることを提案したが（特願 200 4— 56927号）、この原料として古紙を用いる場合には、脱墨処理などの前処理を施 し、かつ制御された条件下で機械的剪断を行うことが必要であるために、脱水助剤の 製造費が高くなるのを避けられず、大量の汚泥処理において、脱水助剤のコスト高に より経費が大きくなるという欠点があった。
本発明は、このような欠点を克服し、安価な脱水助剤を提供し、大量の汚泥処理そ の他の廃水処理に要する処理費用を低減することを目的としてなされたものである。
[0007] 本発明者らは、効率がよく、し力も安価な脱水助剤を開発するために種々研究を重 ねた結果、前記の高活性セルロースファイバーに、これまで未利用のまま廃棄又は 焼却されていた木屑をメカノケミカル処理により微粉ィ匕し活性ィ匕したものを混合すれ ば、脱水効率を低下させることなくコストを低減させ得ること、及び木製品のサンダー 掛け時に発生する研削屑微粉が、上記の活性ィ匕した微細木粉としてそのまま利用し 得ることを見出し、この知見に基づいて本発明をなすに至った。
[0008] すなわち、本発明は、（A)メカノケミカル処理により活性ィ匕された微細木粉と、 (B) 高活性セルロースファイバーとの混合物又はその混合物の摩砕ィ匕処理物力もなる脱 水助剤、及び木粉に対し高活性セルロースファイバーを木粉と高活性セルロースファ ィバーとの合計質量に基づき 10%以下にならない割合で加え、少なくとも 30分間摩 枠処理することを特徴とする脱水助剤の製造方法を提供するものである。
[0009] 次に、本発明をさらに詳細に説明する。 本発明の脱水助剤における (A)成分として用いる微細木粉は、針葉樹又は広葉樹 のいずれの木粉でもよぐまた稈が木質化した単子葉植物すなわち竹の粉末でもよく 、特に制限はない。この針葉樹としては、例えば、スギ、了力マツ、ェゾマツ、トドマツ、 べィマツ、ベイツガ、シトカスブルースなどがあるし、また広葉樹としては、例えばキリ 、シナノキ、ブナ、マカバ、カツラ、力ェデ、ミズナラ、ケャキ、シラカシ、レッドラワン、 アビトン、マダケ、ホウライダケ、ササなどがある。
[0010] 本発明の (A)成分としては、これらの木粉を用いる力 これは間伐材チップや木工 の切屑の粉砕物又は製材時に発生するのこ屑のような廃棄物を利用することができ る。
本発明の (A)成分としては、このような木粉を機械的剪断力を加えてメカノケミカル 的に活性ィ匕した微細木粉の形で用いることが必要である。
[0011] ここでメカノケミカルとは、固体物質に機械的エネルギーをカ卩えて崩壊させ、活性点 を形成させて化学的な反応性能を発生させる現象であり、これには崩壊による表面 積の増大のみでなぐ加えられた機械的エネルギーによる内部エネルギーの蓄積が 関係してくる。
[0012] この際の機械的エネルギーの印加は、振動ボールミル、回転ボールミル、ロッドミル 、アトリシヨンミル、ジェットミル、マイクロアトマイザ一、高速力きまぜ機などを用い、乾 燥状態又は湿潤状態で粉砕又は摩砕することにより行われるが、特に擂潰機を用い て乾燥状態で摩砕するのが好ましい。この粉砕又は摩砕は、粒径 1〜： LOO /z m、好ま しくは 10〜50 μ mの微細木粉が得られるまで行うのが好ましいが、これには通常少 なくとも 30分、好ましくは 1〜3時間の処理時間が必要である。
[0013] 通常の木材粉末、例えばおが屑は、電子顕微鏡で観察すると、ハニカム構造を有 するが、本発明の (A)成分としては、このハ-カム構造が破壊されるまでメカノケミカ ル処理されたものを用いるのが好ましい。特に合板 (ベニヤ板)の製造の際の最終仕 上げ工程におけるドラムサンダー、ベルトサンダー、ワイルドベルトサンダーなどによ るサンダー掛けで発生する研削屑や、木工造形品の仕上げ工程におけるサンドブラ ストで発生する研削屑は、非常に微細な粉末であり、かつ研摩の際に強力な機械工 ネルギ一が加えられるので、特に好適である。 木粉がヒバ又はヒノキの木粉或 、はタケの粉末を含む場合は、殺菌性及び消臭性 が付与され、長期間にわたって脱水処理物の腐敗や悪臭発生を防ぐことができる。こ の際のヒバ又はヒノキの含有割合としては、木粉全体の 5〜30質量0 /0で十分である。
[0014] 次に、上記の (A)成分と混合する（B)成分としては、高活性セルロースファイバー が用いられるが、これは例えばセルロース繊維を水中に分散させた状態或 、は乾燥 状態で機械的エネルギーをカ卩えて該セルロース繊維の全質量の少なくとも 50質量 %が径 10〜30 μ m、長さ 500〜1000 μ mのサイズに微細化するまで撹拌又は摩 枠処理することによって製造される。
[0015] この際の原料として用いるパルプ繊維は、通常の製紙原料として用いられているァ ルカリ法木材パルプ、亜硫酸パルプ、ケミカルグランドパルプ、セミケミカルパルプの ような木材パルプゃバガスパルプ、麻パルプ、竹パルプ、靭皮パルプ、ワラパルプな どの製紙用パルプの中から任意に選ぶことができる力 資源の再生有効利用の上か ら古紙パルプを用いるのが好まし 、。
[0016] 上記の製紙用パルプの中には種々の夾雑物や未離解繊維などが混入して 、ること が多いので、あら力じめスクリーン処理によりこれらを除去し、セルロース繊維としての 純度を 97%以上、好ましくは 99%以上に高めたものを原料として用いる。この繊維と しては、さらに、叩解して十分に繊維をフイブリルィ匕したものを用いるのが好ましい。
[0017] また、古紙パルプは単に水に浸漬して各繊維を離解させたものを用いるが、これは あらかじめ通常の再生紙の場合と同じようにして脱墨処理して、着色顔料、体質顔料 、サイズ剤などの製紙用添加剤を除き、セルロース繊維としての純度を 97%以上、好 ましくは 99%以上に高めることが必要である。この脱墨処理は、例えばアルカリをカロ えて蒸煮したのち、セルロース繊維から、きょう雑物を沈降分離し、水溶液中に浮遊 するセルロース繊維を捕集することによって行うことができる。この際、脱墨を促進す るために、界面活性剤、スルホンィ匕油、ベントナイト、メタケイ酸ナトリウムなどの分散 剤を添加することもできる。
[0018] 次に、この高純度セルロース繊維をメカノケミカル処理して高活性セルロースフアイ バーを形成させる力 このメカノケミカル処理は、例えば高純度セルロース繊維を水 中において、径 10〜30 μ m、長さ 500〜1000 μ mの微細パルプ繊維になるまで剪 断し、機械的エネルギーを印加することによって行われる。このようにして得られる高 活性セルロースファイバ一は、メカノケミカル処理直後に発光 (フオトン)現象が変化 するので、これに光線例えば紫外線を照射し、放出されるフオトンを計測することによ つて、その活性ィ匕の程度を知ることができる。そして、本発明において用いる高活性 セルロースファイバ一としては、メカノケミカル処理後に紫外線を照射し、照射直後の 発光現象を極微弱発光計測装置で解析し、フオトン計測値が処理前に比べ、少なく とも 1. 5倍に増加したものを用いるのが好まし 、。
このような好ま 、高活性セルロースファイバ一は、例えば有限会社リセルバ一社よ り登録商標名「リセルバ一」として市販されている。
[0019] 本発明の脱水助剤は、（A)成分に対し (B)成分を両者の合計質量に基づき 10% 以下にならな 、割合、好ましくは 40%以上の割合で混合したものである。
この混合は、乾燥状態の (A)成分と (B)成分とを所定の割合で、力きまぜ又は振り まぜ、均一に分散させることによって行うこともできる力 両者の混合物を少なくとも 30 分間摩砕しながら均一に分散させるのが好ましい。
[0020] (A)成分例えばベニヤ板のサンダー掛けの際に発生する屑木粉を単独で用いても
、ある程度の脱水促進効果は得られるが、（B)成分と混合することにより、（B)成分を 単独で使用した場合に匹敵する、あるいは、より高い効果が得られる。
[0021] この場合、（A)成分としてメカノケミカル処理により活性ィ匕された微細木粉の代りに
、粒径 300〜1500 μ mの粗木粉を用い、これを (B)成分に配合し、これが粒径 1〜1
00 m、好ましくは 5〜50 mの微粉になるまで摩砕処理して、混合と同時にメカノ ケミカル的に活性ィ匕することもできる。
[0022] (B)成分の高活性セルロースファイバ一は、単独処理ではあまり微細化するとその 活性が低下するため、単独で用いる場合には前記した範囲内のサイズの繊維として 用いなければならな ヽが、 (A)成分と混合した状態で微細化すると粒径 1〜： LOO μ m の微粉混合物としても活性低下は生じないので、微粉末状態として利用しうるので有 利である。
[0023] 本発明の脱水助剤を用いて廃液スラッジ例えば下水汚泥を脱水するには、下水汚 泥に対し、その中の固形分の質量に基づき 5〜35質量％、好ましくは 10〜20質量 %の脱水助剤を加えて十分に混合する。この処理により下水中の固形分はスラッジ 状態の塊りとなって分離する。
[0024] 次いで、このスラッジ状の汚泥を含む下水に有機高分子凝集剤を、 0. 1〜0. 5質 量％濃度の水溶液として添加する。この際の添加量は、下水中の固形分質量に基 づき 0. 1〜20質量％、好ましくは 0. 5〜10質量％の範囲内で選ばれる。この有機 高分子凝集剤としては、ノ-オン系、カチオン系又は両性合成高分子凝集剤が用い られる。
[0025] このノ-オン系合成高分子凝集剤としては、例えばポリアクリルアミド、ポリエチレン ォキシド、尿素 ホルマリン榭脂を挙げることができるし、カチオン系合成高分子凝 集剤としては、例えばポリアミノメチルアクリルアミド、ポリビニルイミダゾリン、キトサン、 アイォネン系共重合体、エポキシアミン系共重合体を、また両性合成高分子凝集剤 としては、例えば、レシチン系両性界面活性剤、カゼイン分解物系両性界面活性剤 などを挙げることができる。
[0026] この中で特に好ましいのは、アタリロイルォキシアルキルトリアルキルアンモ-ゥム塩 又はメタクリロイルォキシアルキルトリアルキルアンモ-ゥム塩の単独重合体及びこれ らのアンモ-ゥム塩とアクリルアミドとの共重合体である。これらの重合体又は共重合 体の分子量としては、 3, 000ないし 100, 000の範囲が適当である。
このような合成高分子凝集剤は、例えば液状高分子凝集剤「E— 513」及び「E— 5 55」（いずれもハイモネ土製）として市販されている。
[0027] この有機合成高分子凝集剤によるスラッジの凝集が十分に行われない場合には、 必要に応じ無機高分子凝集剤を併用することができる。この無機高分子凝集剤とし ては、例えばポリ硫酸鉄 (111)、ポリ塩ィ匕鉄 (111)、ポリ塩ィ匕アルミニウム、ポリ硫酸アル ミニゥムなどがある。これらの無機高分子凝集剤は、通常 5〜15質量％濃度の水溶 液として有機高分子凝集剤の使用量の 1. 0〜20倍量、好ましくは 2. 0〜5. 0倍量 の割合で下水汚泥に添加される。
[0028] 下水汚泥の組成は、生成環境、季節により変動するので、この組成に応じ脱水助 剤及び有機高分子凝集剤の使用量を、上記範囲内において適宜増減することが必 要である。 [0029] この下水汚泥の処理に際しては、脱水助剤と有機高分子凝集剤の添加順序が重 要であり、先ず脱水助剤を加えて力きまぜ、スラッジを形成させたのち、有機高分子 凝集剤を添加させる。この添加順序を逆にすると、脱水効果が低下する。このスラッ ジを形成させるには、少なくとも 1分間、好ましくは 3〜5分間激しくかきまぜることが必 要である。
[0030] 次に、このようにして形成させたスラッジに、有機高分子凝集剤を添加し、カゝきまぜ ると、次第にフロックが形成してくるので、十分にフロックを形成させたのちに、搾液処 理を行う。このフロック形成に要する時間は少なくとも 2分、通常は 3〜： LO分で十分で あるが、必要ならば、さらに長い時間処理することもできる。
[0031] このようにして十分にフロック形成させた処理物を、例えばスクリュープレス方式、ベ ルトプレス方式又は加圧ろ過方式により搾液する。この際のプレス圧力としては、通 常 30〜： LOOkPa、好ましくは約 50kPa又はそれ以上の範囲内で選ばれる。これよりも 低い圧力を用いる方式、例えば真空脱水方式を用いることもできるが、脱水助剤の 脱水性能は、圧力が高ければ高いほど発揮されるので、できるだけ高いプレス圧力 の搾液機を用 、て行うのが好まし 、。
[0032] 本発明の脱水助剤は、下水汚泥の脱水のみでなぐ水産加工廃液、食品廃液、製 紙廃液、動物糞尿などの各種産業廃液の処理に用いて、含水率 65%以下まで効率 よく脱水することができる。
発明を実施するための最良の形態
[0033] 次に、実施例により本発明を実施するための最良の形態を説明するが、本発明は これらの例によってなんら限定されるものではない。
[0034] 参考例
段ボール古紙力 再生した高純度セルロース繊維 (不純分含量 1質量％以下、径 3 0-100 μ m、長さ 2〜2. 5mm)を摩砕機 (秋木鉄工社製、製品名「木材破砕機 K— 3000」）により、 1分間又は 3分間摩砕してメカノケミカル的に活性ィ匕することにより、 サンプル2 (径25〜35 111、長さ 1〜1. 5mm)及びサンプル 3 (径 10〜13 m、長 さ 0. 8〜1. Omm)を得た。
[0035] このようにして得たサンプル 2及び 3と未処理の高純度セルロース繊維（サンプル 1) について、以下のようにしてケミルミネッセンス試験を行った。
径 50mmのステンレス鋼製シャーレにサンプル lOmgを入れ、 LED— UV (波長 37 5mm)を 10秒間照射し、 1秒後に大気中室温（24°C)において、極微弱発光計測装 置 (東北電子産業社製、登録商標名「ケミルミネッセンスアナライザー MLA— GOL DS」）を用いて、発生フォトン数を計測した。
この結果を表 1に示す。
[表 1]
Figure imgf000009_0001
[0036] 実施例 1
高活性セルロースファイバー（参考例で得たサンプル 3)とラワン微粉 (ベニヤ板サ ンダー仕上げ時発生粉、平均粒径 30 / m)とを、表 2に示す質量比で混合し、擂潰 機 [ (株)石川工場製、製品名「石川式撹拌擂潰機 AGA」]を用いて、 60分間擂り潰 すことにより、微粉末状 (平均粒径 30 μ m)の脱水助剤を調製した。
[0037] 仙塩浄化センター下水処理場から採取した下水汚泥 (含水率 96質量％) 20リット ルに上記の脱水助剤 80g (汚泥固形分に対し 10質量％に相当）を添加し、 2分間か きまぜてスラッジ形成したのち、高分子凝集剤 (浅田化学工業社製，商品名「イシフロ ック ICD3832」）の 0. 2%水溶液を 520ml (汚泥固形分に対し 1. 3質量％固形分に 相当）を加え、 3分間力きまぜたところ、汚泥中にフロックが形成された。
このように処理した下水汚泥を、次に手搾り機を用い、 8kgZcm2の圧力で 10分間 脱水し、得られた脱水ケーキの含水率を測定した。
この際のフロックの性状及び得られた脱水ケーキの含水率を表 2に示す。 なお、表中におけるフロックの形状の評価は以下の意味をもつ。
[0038] (1)大きさ A:平均径 10mm以上
B：平均径 5mm以上 1 Omm未満
C：平均径 3mm以上 5mm未満
D:平均径 3mm未満
[0039] (2)硬さ
A:形状維持するが指で圧しても凹みを生じない。
B：形状維持するが指で圧すと凹みを生じる。
C：形状維持するが指で圧すと容易に中まで入る。
D：軟らかくて形状維持できな ヽ。
[0040] (3)握り感
A:しっかり握れる
B:やっと握れる
C :全く握れない
[0041] [表 2]
Figure imgf000010_0001
[0042] 表 2から明らかなように、木粉を配合しても、高活性セルロースファイバーの脱水能 力は十分に保持される上に、繊維状の高活性セルロースファイバーと異なり、粉末状 で添カ卩しうるので、形成されるフロックの性状はむしろ向上する。
[0043] 比較例
実施例 1における脱水助剤の代りに、古紙の離解ファイバー 25質量％を用いる以 外は、実施例 1と同じ条件で下水汚泥の脱水処理を行ったところ、フロックの性状は、 大きさ D、硬さ D、握り感 Cで、搾った後に生じた脱水ケーキの含水率は 81. 5質量％ であった。
[0044] 実施例 2
T養豚場力も排出された泥状動物糞尿 (含水率 95. 3質量％) 20リットルに対し、実 施例 1で用いた脱水助剤 (No. 5試料） 200g (糞尿中の固形分に対し 21. 3質量％ に相当）を添加し、 2分間カゝきまぜてスラッジ形成したのち、液状両性高分子凝集剤（ ハイモ社製，商品名「E— 513」）の 0. 28質量％水溶液 2. 0リットル (糞尿中の固形 分に対し 0. 60質量％に相当）を加え、約 3分間力きまぜた。
この処理により、フロックが形成され、汚水部分と分離してくる。次いで、この処理物 をスクリュープレス式汚泥脱水機 (新明和社製、製品名「SSP— 1000」）により、回転 速度 2. 4回 Z分で脱水した。
このようにして含水率 63. 5質量％の脱水ケーキを得た。この際のフロックの性状は 大きさ B、硬さ B、握り感 Bであった。
[0045] 実施例 3
塩釜巿団地水産加工業協同組合内水処理施設力ゝらの脱潤した排水スカム (含水 率 93. 3質量％) 20リットルに対し、実施例 1で用いた脱水助剤 (No. 5試料） 200g ( スカム中の固形分に対し、 11. 5質量％に相当）を添カロし、 2200rpmで 5分間力きま ぜたのち、両性タイプ高分子凝集剤（浅田化学工業社製、商品名「パラロック 410K1 01」）8. 7gを 0. 2質量％水溶液としてカロえ、さらに 3分間力きまぜることによりフロック を浮上させた。このフロックの性状は、大きさ A、硬さ B、握り感 Bであった。
次に、このフロックを含む排水を実施例 2で用いたのと同じスクリュープレスで脱水 処理したところ、含水率 55質量％の残滓ケーキを得た。
産業上の利用可能性
[0046] 本発明の脱水助剤は、これまで未利用のまま廃棄されていた木粉を利用して、脱 水助剤の成分として用いることができるため、原料コストを低減しうる。また、この脱水 助剤を用いると、各種の生活排水、産業排水から生じる含水汚泥を、 65%以下の含 水量になるまで脱水することができる。したがって、この脱水助剤で処理された汚泥 は、コンポスト原料として使用することができる。また、含水量が 65%以下になると通 常、体積は約 2分の 1になるので、その後の焼却、埋立てなどの廃棄物処理に際して も、処理量を著しく減じることができるという利点がある。したがって、本発明の脱水助 剤は、各種廃液処理の際のスラッジの脱水用として好適に利用することができる。

Claims

請求の範囲
[I] (A)メカノケミカル処理により活性ィ匕された微細木粉と、（B)高活性セルロースファ ィバーとの混合物力 なる脱水助剤。
[2] (A)メカノケミカル処理により活性ィ匕された微細木粉と、（B)高活性セルロースファ ィバーとの混合物の摩砕ィ匕処理物力 なる脱水助剤。
[3] (A)成分がヒバ又はヒノキの微細木粉を 5〜30質量％の割合で含有する微細木粉 である請求の範囲第 1又は 2項記載の脱水助剤。
[4] (B)成分の混合割合が、（A)成分と (B)成分の合計質量に基づき 10%以下になら な！、範囲である請求の範囲第 1、 2又は 3項記載の脱水助剤。
[5] (A)成分が木製品のサンダー掛け時に発生する研削屑微粉である請求の範囲第 1 な！ヽし 4項の 、ずれかに記載の脱水助剤。
[6] 木製品のサンダー掛け時に発生する研削屑微粉がヒバ又はヒノキの微細木粉 5〜
30質量％を含有する請求の範囲第 5項記載の脱水助剤。
[7] 木粉に対し高活性セルロースファイバーを木粉と高活性セルロースファイバーとの 合計質量に基づき 10%以下にならない割合で加え、少なくとも 30分間摩砕処理す ることを特徴とする脱水助剤の製造方法。
[8] 木粉が粒径 300〜 1500 μ mの粗木粉である請求の範囲第 7項記載の脱水助剤の 製造方法。
[9] 粗木粉がヒバ又はヒノキの木粉を含む請求の範囲第 8項記載の脱水助剤の製造方 法。
[10] 粗木粉が粒径 1〜： L00 μ mの微粉になるまで摩砕混合する請求の範囲第 8又は 9 項記載の脱水助剤の製造方法。
[II] 木粉がサンダー掛け時に発生する研削屑微粉である請求の範囲第 7項記載の脱 水助剤の製造方法。
[12] 木粉がサンダー掛け時に発生する研削屑微粉とヒバ又はヒノキの木粉との混合物 である請求の範囲第 11項記載の脱水助剤の製造方法。
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