JP2000246011A - 吸水性樹脂含有廃棄物の処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 吸水性樹脂含有廃棄物を容易に処理し得る処
理方法を提供することを課題とする。 【解決手段】 吸水性樹脂含有廃棄物、例えば吸水性樹
脂が一価の陽イオンの塩の水溶液の分散した廃水に二価
以上の多価金属の塩を添加して該吸水性樹脂を凝集せし
めることを特徴とする吸水性樹脂含有廃棄物の処理方
法。 【効果】 今後、益々増加するであろう各種の吸水性樹
脂含有廃棄物の処理に有効である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、吸水した吸水性樹
脂を含有する廃棄物の処理方法に関する。吸水性樹脂
は、吸水の程度が進行すると漸次その吸水性能が低下
し、遂にはその性能を喪失する。本発明はこのような吸
水性樹脂の廃棄方法に関し、またこのような吸水性樹脂
を含む廃棄物或いは廃水の処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】吸水した吸水性樹脂は、多くの場合、ゲ
ルまたはゲル状である。吸水性樹脂含有廃棄物は大量の
含有水のために、吸水性樹脂の含有重量の割にその体積
および重量が甚大であって所定個所に放棄するにしても
その取扱いや運搬が困難である。放棄し得る個所が無い
場合には、止むなく該ゲル状廃棄物に大量の水を加えて
吸水性樹脂が分散した廃水とし、これを河川に放流する
方法が考えられるが、この方法は河川を汚染する問題が
ある。他の処理方法として、該廃棄物を加熱して含有水
を除去して乾燥物とする方法も考えられるが、この方法
はその加熱乾燥に大量のエネルギーを必要とする欠点が
ある。

【０００３】吸水性樹脂含有廃棄物の他の例として、蓄
冷剤として使用された、無機塩、水および高吸水性樹脂
を含む廃棄物がある。かかる廃棄物の処理に際しては、
該廃棄物を濾過等により吸水性樹脂部分と水部分とに分
離し、水部分については必要に応じてｐＨ調節を行なっ
て河川などに放流し、吸水性樹脂部分についてはこれを
加熱乾燥して固形の産業廃棄物として処分し得る。しか
し濾別された吸水性樹脂部分は、大量の吸水分のために
前記と同様の問題がある。それのみならず該吸水性樹脂
部分は、多量の無機塩を含有しているので水洗して脱塩
する必要があり、脱塩のための水洗の際に大量に再吸水
する問題もある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記した諸
問題に鑑み、吸水性樹脂含有廃棄物を容易に処理し得る
処理方法を提供することを課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の課題は、つぎの処
理方法により解決することができる。 (1) 吸水性樹脂を含む廃棄物に二価以上の多価金属イオ
ンの塩を添加して、水中で該吸水性樹脂を、凝集せしめ
ることを特徴とする吸水性樹脂含有廃棄物の処理方法。 (2) 吸水性樹脂を含む廃棄物が、一価の陽イオンの塩を
含む廃水である上記(1)記載の吸水性樹脂含有廃棄物の
処理方法。 (3) 凝集した該吸水性樹脂を濾別し、ついで乾燥する上
記(1) または(2) 記載の吸水性樹脂含有廃棄物の処理方
法。 (4) 濾別した該吸水性樹脂を乾燥する前に水洗する上記
(3) 記載の吸水性樹脂含有廃棄物の処理方法。 (5) 多価金属イオンの塩が、塩化マグネシウム、塩化カ
ルシウム、炭酸カルシウム、硫酸アルミニウム、硫酸ア
ルミニウムアンモニウム、および硫酸カリウムアルミニ
ウムからなる群から選ばれた少なくとも１種である上記
(1) 〜(4) のいずれかに記載の吸水性樹脂含有廃棄物の
処理方法。 (6) 多価金属イオンの塩の使用量が、該廃棄物に含まれ
ている吸水性樹脂１００重量部あたり５０〜２０００重
量部である上記(1) 〜(5) のいずれかに記載の吸水性樹
脂含有廃棄物の処理方法。

【０００６】

【作用】吸水性樹脂含有廃棄物に二価以上の多価金属イ
オンの塩を添加して処理すると、多価金属イオンの作用
により廃棄物中の吸水性樹脂が含有水分量の少ない固形
分に凝集する。よって濾別された該固形分は、従来の濾
別された吸水性樹脂と比較して嵩が小さく、また軽度の
加熱乾燥にて乾燥固体とすることができる。さらに濾別
された該固形分には上記の多価金属の塩が付着している
が、これらの付着塩を必要により除去するために水洗し
ても水洗による再吸水量はさほど多くなく、やはり軽度
の加熱乾燥にて乾燥固体とすることができる。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明において処理対象とし得る
吸水性樹脂含有廃棄物を形成する吸水性樹脂としては特
に制限がなく、各種のものを対象とし得る。グラフト重
合型澱粉系樹脂、カルボキシメチル化型澱粉系樹脂、グ
ラフト重合型セルロース系樹脂、カルボキシメチル化型
セルロース系樹脂、澱粉−ポリアクリル酸塩系樹脂など
の澱粉等のセルロース系樹脂類、ポリアクリル酸塩系樹
脂、ポバール−ポリアクリル酸塩系樹脂、ポリアクリル
アミド系樹脂、ポリオキシエチレン系樹脂、イソブチレ
ン−マレイン酸系樹脂、イソプレン−マレイン酸系樹脂
などの合成系樹脂類などが本発明の方法により有効に処
理できる。吸水性樹脂として、三次元の分子構造で内部
に一価の陽イオンを含有し、樹脂内部の高イオン濃度に
基づく浸透圧により高吸水性機能を示すものが多く使用
されるが、本発明における吸水性樹脂はこれに限定され
ることなく高吸水性を機能とする吸水性樹脂全てに本発
明を適用し得る。

【０００８】吸水性樹脂含有廃棄物としては、十分に吸
水した吸水性樹脂のみからなるゲルやゲル状あるいはゼ
リー状の廃棄物（以下、ゲル状廃棄物と総称する。）、
吸水した吸水性樹脂が水や廃棄物に含まれる無機塩の水
溶液などの分散媒中でコロイドやサスペンジョンなどの
分散状態、あるいはその他の状態で存在する廃水（以
下、樹脂分散廃水と称する。）などである。吸水性樹脂
含有廃棄中に含まれる吸水性樹脂は、上記した吸水性樹
脂の１種または２種以上の混合物であってもよい。ま
た、廃棄物中の、吸水性樹脂含有量が０．１〜２０重量
％程度、好ましくは０．５〜１０重量％程度である場合
に、本発明により効果的な処理を行うことが出来る。

【０００９】〔吸水性樹脂含有廃棄物に含まれる吸水性
樹脂の含有量の定量方法〕処理対象の吸水性樹脂含有廃
棄物から１００〜５００ｇ（重量：Ｗ１）の試料を採取
し、該廃棄物が一価の陽イオンの塩などの水溶性成分を
含有している場合には、水希釈液とし、濾過後さらに水
洗して、それら水溶性成分を除去し、ついで水溶性成分
が除去された試料を１００〜１２０℃で５〜１５時間加
熱乾燥して恒量を示す乾燥固形分を得、その量Ｗ２を秤
量する。樹脂分散廃水に含有される吸水性樹脂の含有量
（重量％）は、（Ｗ１／Ｗ２）×１００にて算出され
る。

【００１０】本発明において吸水性樹脂含有廃棄物の処
理は、二価以上の多価金属イオンの塩（以下、多価金属
塩と称する。）を添加して該廃棄物中の吸水性樹脂を凝
集せしめる。多価金属塩としては、マグネシウム、カル
シウム、バリウムなどの新周期律表（以下同様）の第２
族元素、アルミニウム、ガリウムなどの第１３族元素、
錫などの第１４族元素などの塩酸塩、硝酸塩、硫酸塩、
炭酸塩などの無機酸塩類、酢酸、シュウ酸などの有機酸
塩類であるが、水溶性或いは少なくとも水分散性のもの
が有効に使用できる。また多価金属塩としては、かかる
多価金属とアルカリ金属やアンモニウム基との複塩であ
ってもよい。多価金属塩を例示すると、塩化マグネシウ
ム、硝酸マグネシウム、硫酸マグネシウム、塩化カルシ
ウム、炭酸カルシウム、硝酸バリウム、硫酸アルミニウ
ム、硫酸アルミニウムアンモニウム、硫酸カリウムアル
ミニウム、硝酸錫などである。就中、マグネシウム、カ
ルシウムなどの第２族元素やアルミニウムの塩、特に塩
化マグネシウム、塩化カルシウム、炭酸カルシウム、硫
酸アルミニウム、硫酸アルミニウムアンモニウム、およ
び硫酸カリウムアルミニウムからなる群から選ばれた少
なくとも１種が好ましい。

【００１１】多価金属塩の使用量は、吸水性樹脂含有廃
棄物中に含まれている吸水性樹脂１００重量部あたり５
０〜２０００重量部である。吸水性樹脂の含有量は、上
記の定量方法にて知ることができる。多価金属塩の使用
量が吸水性樹脂１００重量部あたり５０重量部未満であ
ると、使用量が過少のために該廃棄物中に含まれている
吸水性樹脂を凝集する作用が乏しく、一方、２０００重
量部より多いと吸水性樹脂の凝集作用が最早飽和して多
価金属塩の使用が無駄になる。多価金属塩の使用量は、
吸水性樹脂１００重量部あたり１００〜１０００重量部
とすることがさらに好ましい。その際、採用する多価金
属塩が結晶水を有するものである場合には、多価金属塩
のかかる使用量は、結晶水を除く部分の量の値とし、ま
た２種以上の塩を使用する場合はそれらの合計量の値と
する。

【００１２】吸水性樹脂含有廃棄物の処理においては、
多価金属塩を固体のままで、あるいは水溶液として吸水
性樹脂含有廃棄物と混合し撹拌下に接触させることがで
きる。多価金属イオンと吸水性樹脂含有廃棄物との接触
を可及的に良好とするために、多価金属塩は水溶液、就
中、０．１〜１０重量％程度、特に０．２〜５重量％程
度の水溶液であることが好ましい。多価金属塩を吸収性
樹脂含有廃棄物と接触させる際の温度は、室温〜９５℃
程度、特に５０〜８０℃程度が好ましく、時間は１０〜
１２０分程度、特に２０〜６０分程度が好ましい。

【００１３】吸水性樹脂含有廃棄物と多価金属塩を含む
上記の反応系は、酸性、中性、アルカリ性のいずれであ
ってもよいが、一般的には中性〜アルカリ性である方が
好ましく、特に該廃棄物中の吸水性樹脂が前記した吸水
性樹脂のうちのポリアクリル酸塩系樹脂、ポバール−ポ
リアクリル酸塩系樹脂、ポリアクリルアミド系樹脂、ポ
リオキシエチレン系樹脂、イソブチレン−マレイン酸系
樹脂、イソプレン−マレイン酸系樹脂などの合成系樹脂
類である場合には、反応系を少なくともｐＨ８のアルカ
リ性とすることが好ましい。かかるアルカリ性化は、炭
酸ナトリウム、ホウ酸ナトリウムなどのアルカリ性塩の
添加により達成することができる。

【００１４】本発明処理方法が特に効果的に使用出来る
のは、無機塩、水、高吸水性樹脂を含む蓄冷材を使用後
廃棄物として処理する場合である。該廃棄物中には無機
塩としてアルカリ金属やアンモニウム基の塩酸塩、硝酸
塩、硫酸塩、炭酸塩などの無機酸塩類、酢酸、シュウ酸
などの有機酸塩類、例えば、塩化ナトリウム、硫酸ナト
リウム、炭酸ナトリウム、硝酸アンモニウム、酢酸カリ
ウムなどの一価の陽イオンの塩が多量に含まれる。これ
ら廃棄物を吸水性樹脂を水と分離した場合、吸水性樹脂
にはなお多量の水が含まれているうえ、上記無機塩が多
量に含まれているので、そのまま廃棄処分や焼却処分が
できない。無機塩を取り除くために水洗すると吸水性樹
脂はますます多量の水分を含む様になる。

【００１５】上記のごとき廃棄物は、本発明による処理
が容易であり、処理対象として好ましい。すなわち、吸
水性樹脂は一価の陽イオンの塩の存在下で多価金属塩を
加えることにより、強く凝集し多量の水分を分離する。
同時に一価の陽イオンの塩もそれと共に分離される。濾
過等の手段により水を分離した吸水性樹脂部分は多価金
属塩を添加しない場合に比べて、水分の含有量は著しく
少なく、従って容量、重量共に著しく減少する。また一
価の陽イオンの塩の大部分は吸水性樹脂を分離した濾液
の中に含まれているので、希釈、ｐＨ調整をした後、廃
棄に付される。

【００１６】濾別した吸水性樹脂には、なお若干の一価
の陽イオンの塩と凝集剤として加えた多価金属塩が含ま
れるが、これは水洗により除去することができる。本発
明の方法によると、この水洗は少量の水で行うことが出
来、水洗による吸水量も多価金属塩を添加しない場合に
比べて非常に少ない。水洗後の吸水性樹脂は乾燥の後、
可燃性のプラスチックゴミとして廃棄することができ
る。また濾別した水溶液は、多価金属塩を含んでいるの
でつぎの吸水性樹脂含有廃棄物の処理に利用することが
できる。

【００１７】

【実施例】以下、実施例により本発明を一層詳細に説明
するとともに、比較例をも挙げて本発明の顕著な効果を
明らかにする。

【００１８】実施例１（デンプン系吸水性樹脂のケー
ス） 塩化ナトリウム２３．３重量％、硫酸ナトリウム５．０
重量％、炭酸ナトリウム１．２重量％、吸水性樹脂（三
洋化成社製の商品名ＳＴ−１００、ポリアクリル酸ナト
リウム／グラフトデンプン系）４重量％、および残部が
水からなる樹脂分散廃水（ｐＨ：７．３）を処理対象と
し、これの２００ｇを８０℃に加熱した２リットルの塩
化カルシウム水溶液（塩化カルシウム濃度：２重量％）
中に投入し、液温を８０℃に維持した状態で３０分間撹
拌した。この結果、吸水性樹脂は、凝集して反応容器の
底に沈殿した。ついで反応容器の内容物を濾紙を用いて
吸引濾過して上記の樹脂からなる固形分と塩水溶液とに
分離し、塩水溶液は他の吸水性樹脂含有廃棄物の処理用
として採取した。一方、濾別後の固形分を８０℃の温水
（水道水）約２リットルにて洗浄し、洗浄水はｐＨ調節
して放流した。洗浄後の固形分の水分保有量を前記した
吸水性樹脂の含有量の定量方法に準じて測定したとこ
ろ、６３ミリリットルであった。また該固形分は、１１
０℃のオーブン中での２．５時間の加熱にて十分乾燥す
ることができた。

【００１９】実施例２ 塩化カルシウムの２重量％水溶液に代えて、塩化マグネ
シウムの１．５重量％水溶液を用いた以外は実施例１と
同じ方法並びに条件にて処理した。この結果、８０℃の
温水で洗浄した後の固形分の水分保有量は、６３ミリリ
ットルであった。また該固形分は、１１０℃のオーブン
中での２．５時間の加熱にて十分乾燥することができ
た。

【００２０】実施例３ 塩化カルシウムの２重量％水溶液に代えて、硫酸アルミ
ニウムの１．０重量％水溶液を用いた以外は実施例１と
同じ方法並びに条件にて処理した。この結果、８０℃の
温水で洗浄した後の固形分の水分保有量は、６３ミリリ
ットルであった。また該固形分は、１１０℃のオーブン
中での２．５時間の加熱にて十分乾燥することができ
た。

【００２１】実施例４ 塩化カルシウムの２重量％水溶液に代えて、硫酸アルミ
ニウムアンモニウムの３重量％水溶液を用いた以外は実
施例１と同じ方法並びに条件にて処理した。この結果、
８０℃の温水で洗浄した後の固形分の水分保有量は、６
３ミリリットルであった。また該固形分は、１１０℃の
オーブン中での２．５時間の加熱にて十分乾燥すること
ができた。

【００２２】実施例５ 塩化カルシウムの２重量％水溶液に代えて、硫酸カリウ
ムアルミニウムの３重量％水溶液を用いた以外は実施例
１と同じ方法並びに条件にて処理した。この結果、８０
℃の温水で洗浄した後の固形分の水分保有量は、６３ミ
リリットルであった。また該固形分は、１１０℃のオー
ブン中での２．５時間の加熱にて十分乾燥することがで
きた。

【００２３】実施例６（合成樹脂系吸水性樹脂のケー
ス） 塩化ナトリウム２３．３重量％、硫酸ナトリウム５重量
％、炭酸ナトリウム２重量％、吸水性樹脂（吸水）（ク
ラレ社製の商品名ＫＩゲル、イソブチレン−マレイン酸
系樹脂）５重量％、および残部水からなる樹脂分散廃水
（ｐＨが９．９のアルカリ性）を処理対象とした以外
は、実施例１と同じ方法並びに条件にて処理した。この
結果、８０℃の温水で洗浄した後の固形分の水分保有量
は、５０ミリリットルであった。また該固形分は、１１
０℃のオーブン中での２．５時間の加熱にて十分乾燥す
ることができた。

【００２４】実施例７ 塩化カルシウムの２重量％水溶液に代えて、炭酸カルシ
ウムの１．５重量％水溶液を用いた以外は実施例６と同
じ方法並びに条件にて処理した。この結果、８０℃の温
水で洗浄した後の固形分の水分保有量は、６３ミリリッ
トルであった。また該固形分は、１１０℃のオーブン中
での２．５時間の加熱にて十分乾燥することができた。

【００２５】比較例１（実施例１の比較例） 実施例１で処理対象とした樹脂分散廃水を室温の水道水
２リットル中に投入し、液温を室温に維持した状態で３
０分間撹拌し、２５μｍ孔の篩を用いて反応容器の内容
物を濾過し、ついで該篩上の固形分を約２リットルの水
道水を用いて洗浄した。洗浄後の固形分の水分保有量
は、５００ミリリットルであった。また該固形分は、１
１０℃のオーブン中で十分乾燥するのに８時間を要し
た。

【００２６】比較例２（実施例１の比較例） 実施例１で処理対象とした樹脂分散廃水を８０℃に加熱
した水道水２リットル中に投入し、８０℃に維持した状
態で３０分間撹拌し、２５μｍ孔の篩を用いて反応容器
の内容物を濾過し、ついで該篩上の固形分を８０℃の水
道水約２リットルを用いて洗浄した。洗浄後の固形分の
水分保有量は、１１００ミリリットルであった。また該
固形分は、１１０℃のオーブン中で十分乾燥するのに１
２時間を要した。

【００２７】

【発明の効果】本発明は、これまで説明してきた通り、
従来処理が頗る困難であった吸水性樹脂を含む廃棄物を
容易に処理し得る。今日、吸水性樹脂はその極めて優れ
た吸水性により、子供用や老人用の紙おむつ材や女性向
けの生理用材として、さらには吸水性樹脂は吸水すると
ゲル化する性質を利用して各種の水溶液を非流動性のゲ
ル状とするためのゲル化剤として、多用されており、そ
の年間使用量は今後も増加の一途を辿ることが予想され
ている。吸水性樹脂の使用量の増加は、とりもなおさず
該樹脂を含む廃棄物の増加を意味し、かくして本発明は
それら廃棄物の処理に大きく貢献することができる。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 吸水性樹脂を含む廃棄物に二価以上の多
   価金属イオンの塩を添加して、水中で該吸水性樹脂を凝
   集せしめることを特徴とする吸水性樹脂含有廃棄物の処
   理方法。
2. 【請求項２】 吸水性樹脂を含む廃棄物が、一価の陽イ
   オンの塩を含む廃水である請求項１記載の吸水性樹脂含
   有廃棄物の処理方法。
3. 【請求項３】 凝集した該吸水性樹脂を濾別し、ついで
   乾燥する請求項１または２記載の吸水性樹脂含有廃棄物
   の処理方法。
4. 【請求項４】 濾別した該吸水性樹脂を乾燥する前に水
   洗する請求項３記載の吸水性樹脂含有廃棄物の処理方
   法。
5. 【請求項５】 多価金属イオンの塩が、塩化マグネシウ
   ム、塩化カルシウム、炭酸カルシウム、硫酸アルミニウ
   ム、硫酸アルミニウムアンモニウム、および硫酸カリウ
   ムアルミニウムからなる群から選ばれた少なくとも１種
   である請求項１〜４のいずれかに記載の吸水性樹脂含有
   廃棄物の処理方法。
6. 【請求項６】 多価金属イオンの塩の使用量が、該廃棄
   物に含まれている吸水性樹脂１００重量部あたり５０〜
   ２０００重量部である請求項１〜５のいずれかに記載の
   吸水性樹脂含有廃棄物の処理方法。