JPH03119189A - 製紙白水の処理方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、製紙工程において排出される白水の処理方法
に関するものである。さらに詳しくは製。

紙工程から排出される白水から凝集沈澱分離法または浮
上選別法により繊維質物ならびに非繊維質物を回収除去
することにより、用水を循環使用する白水の処理方法に
関するものである。

〔従来の技術〕

本発明において白水とは、製紙工程において原料処理工
程から排出するフィルター炉水および抄紙工程から排出
するワイヤー枦水（抄紙機の網下枦水）などを総称した
ものである。製紙工程においては、多量の白水が排出さ
れるが、この中には微細な繊維質物の外に鉱物、コーテ
ィング剤、サイズ剤、インキ、顔料、木材樹脂、粘着物
などの原料処理工程からくる汚質物貫を含有している。

そしてこの白水の一般的処理方法としては、従来、活性
汚泥法、凝集沈澱分離法などが行われ、スラッジと排水
に分離され、排水は水質基準値に合格する値で排出され
るか、あるいは一部高度に処理された排水は、工程水と
して再度循環使用される。

また積極的に用水を循環使用するクローズド系原料処理
工程では、水質によるバルブの汚染、スケール、スライ
ム、ピッチ、粘着物の発生、装置の腐食などを防止する
ために、白水に凝集剤、気泡剤などを添加し、空気を吹
込み発生する気泡に懸濁汚質物を付着させて、浮上選別
する処理方法が実施されている。または空気を含んだ加
圧水を吹込み懸濁物質を発生する気泡に付着させて浮上
選別する処理方法（加圧浮上選別法）も実施されている
。特に後者は設備費が少なく、広範囲な水質要求に対応
できるために普及している。

〔発明が解決しようとする課題〕

前述のような凝集沈澱法もしくは浮上選別法で最適な処
理効果を得るためには、最適な凝集剤もしくは気泡剤を
選別することが最も重要である。

上記の凝集沈澱分離法あるいは浮上選別法で用いられる
一般的な凝集剤は、硫酸アルミニウム（アラム）、陰イ
オン性、非イオン性、陽イオン性の高分子、ある種の鉱
物などが単独でもしくは併用して用いられる。

しかし、従来の薬品では使用条件の範囲が狭い（特にｐ
Ｈなど）、効果が充分でない、あるいは処理法によって
薬品の選択を行う必要があるなどの問題があった。

本発明は以上のことに鑑み、これらの欠点を改善するこ
とを主たる目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

すなわち本発明は、製紙白水に４級アンモニウム基を有
する陽イオン性界面活性剤とモンモリロナイトを主成分
とする粘土鉱物とを添加し、汚濁物質を分離除去するこ
とを特徴とする、製紙白水の処理方法を提供するもので
ある。

このことによって、″ａ集沈澱処理および浮上選別処理
の両者に適し、広範な条件に適用可能で著しい効果を発
現することを見いだし、本発明を完成した。

以下、本発明を具体的に説明する。

本発明で使用される４級アンモニウム基を有する界面活
性剤としては、直鎖または有枝の長鎖炭化水素基を１つ
または２つ有するアンモニウム・塩で、一般に次の化学
式で表されるものをさす。

Ｒ″ Ｒ−Ｎ”−Ｒ”　　・　Ｘ 【 Ｒ″ または、 Ｒ″ Ｒ−Ｎ’−Ｒ・　Ｘ− Ｒ″ ここでＲおよびＲ″は、同一または異なった長鎖の炭化
水素基を示し、炭素数８〜２０が好ましい１例えばオク
チル、デシル、ドデシル、セチル、ステアリル等が通常
使用される。Ｒ”で示す窒素に結合している長鎖炭化水
素基以外の基としては、低級炭化水素基、例えばメチル
、エチル、あるいはプロピル、ブチル等の基であっても
よい。Ｘ−は、４級アンモニウムの対イオンであり、例
えばハロゲン（Ｆ−、ＣＩ−、Ｂｒ−、ｒ−）、Ｎ　Ｏ
ｉＣＨ，ＣＯＯ−Ｈ８Ｏ，−などが挙げられる。

その他のアンモニウム塩としては、上記のＲまたはＲ″
で示される長鎖の炭化水素基を有するピリジニウム塩、
ベンジル基を有するベンザルコニウム塩等も挙げること
ができる。

これらの陽イオン性の界面活性剤を所定量添加した後、
所定量の粘土鉱物を加えて生じた凝集体を、凝集沈澱分
離もしくは浮上選別分離処理で清澄水と分離する。この
場合、陽イオン性界面活性剤と粘土鉱物の添加順序はど
ちらを先に用いても構わないし、同時であってもよい。

代表的な粘土鉱物としては、おもにモンモリロナイト系
粘土鉱物とカオリナイト系粘土鉱物、セピオライト、ア
ロフェンなどがあるが、本発明に用いる粘土鉱物は、モ
ンモリロナイトを主成分とし、化学式Ａｌ２Ｏ５・４　
Ｓ　ｉ　Ｏｔ・Ｈ２（このＨ２はＮａ、に、Ｃａ、Ｍｇ
と交換可能である）で表される鉱物で、具体的にはモン
モリロナイｌ−、ベン）・ナイト（交換イオンが主にＮ
ａ、Ｃａであるもの）、酸性白土（交換イオンの一部が
Ｈ゛であるもの）などが挙げられる。

陽イオン性界面活性剤の添加量は白水の汚濁度、汚濁物
質の質によっても異なるが、通常は１０〜１０．０００
ｐｐ鶴、好ましくは１００〜１　、ＯＯＯｐｐｍである
。

粘土鉱物は、陽イオン性界面活性剤の量の１１５〜１０
０倍、好ましくは２〜１０倍である。

−ａに白水中の成分は負に帯電しており、陽イオン性界
面活性剤の添加量は、白水のカチオン要求量く白水中の
ゼータ電位をＯにするために要するカチオンのＪＬ）の
２５％以上が好ましい、陽イオン性界面活性剤が等電点
に達する量の１２５％以上で使用される時は、ベントナ
イト使用量を少なくとも陽イオン性界面活性剤の量の２
倍以上用いるのが好ましい。

陽イオン性界面活性剤の量が、上記カチオン要求量の２
５％以下であると所期の分離効果が得られない。また逆
にこの量がカチオン要求量の１２５％以上になっても、
効果が比例的に大きくなるわけではなく、コスト的に不
利となる。

以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。

〔実施例〕

九且真述 本実施例で用いた白水は、古紙離解後のフィルター炉水
（白水１）、古紙処理工程の浮上脱墨後のフィルター炉
水（白水２）、ブナ材クラフトバルブの蒸解後の洗浄水
（白水３）である。各々の組成を表１に示す。

表１ 車力チオン要求量： 白水中の成分のゼータ電位（−最に表面電位の代わりに
測定する値）をＯｍＶにするに要する陽イオンの量であ
る。（ゼータ電位およびカチオン要求量の詳細は紙バル
ブ技術タイムス昭和６１年５月号４９〜５４ページに記
載されている。）夾Ｊし匹−ユ 白水ｌにステアリルトリメチルアンモニウムクロライド
（ＳＴＭＭＣ）を８８０　ｐｐｍ＋（カチオン要求量と
等量）とベントナイトを４０００　ｐｐｍ加えて、ｐＨ
３〜１１．０の間の所定値に調節して、凝集沈澱処理お
よび加圧浮上選別処理をそれぞれ行った。

清澄水を採取して、それぞれの紫外域の２８０　ｎｍの
吸光度を測定した。通常の濁度測定に使用する可視域で
測定しながったのは、より細かい溶存物質の除去効果も
併せて測定するためである。処理による効果は、未処理
の吸光度を１００とし、処理水の吸光度の減少率（％）
で表した。表２に結果な示す。

表２ −で吹込みながら圧力４ｋｇ／ｃａｎ’に調節した加圧
水を白水に対して１／３ｉ加え、５分後の清澄水を吸光
度測定の試料とした。微酸性状態では８５％以上の極め
て高い処理効果が得られ、ｐＨ１１。

０でも７５％以上の極めて高い処理効果が得られた。こ
のように、９Ｈ依存性が少なくまた凝集沈澱処理と加圧
浮上処理の両者に高い効果を示すことが特徴である。

良１」副 白水１に、ＳＴＭ＾Ｃとベントナイトの量を変えて、ｐ
Ｈ４，５に調節して凝集沈澱処理もしくは加圧浮上分離
処理を行った。結果を表３に示す。

ベントナイトをＳＴＭ八〇へ２倍以上使用すると、凝集
沈澱処理の効果がみられる。

ＳＴＭ＾Ｃが２２０ｐｐ…（ここで用いた白水のカチオ
ン要求量の２５％に相当する）以下になると、減少率は
低下する傾向にある。すなわち、白水のカチオン要求量
の２５％以上の４級アンモニウム塩を使用することが好
ましい。

加圧浮上処理においては、空気をコンブレッサ去ＪＪ舛
−ユ 白水１に、オクチルトリメチルアンモニウムプロミド（
ＯＴＭ八へ）　８００　ｐｐｍ（カチオン要求量とほぼ
等１＞とベントナイト４０００　ｐｐｍ、あるいはジセ
チルジメチルアンモニウムブロミド（ＤＣＤＨΔＢ）１
５００　ｐｐｍとベントナイト４０００　ｐｐｍを添加
し、ｐＨ４，５に調節して凝集沈澱処理および加圧浮上
処理を行った。凝集沈澱処理ではそれぞれ５９．９％、
３６．１％で加圧浮上処理ではそれぞれ４７゜８％、８
４．７％の処理効果が得られた。モノアルキルタイプの
４級アンモニウム塩の脂肪銀は好ましくは炭素数８以上
のものがよい。ジ長鎖アルキルタイプの４級アンモニウ
ム塩は、加圧浮上処理で好結果を与える。

及１１」 白水１に、ステアリルピリジニウムプロミド１０００　
ｐｐｍ（カチオン要求量とほぼ等量）とベントナイト４
０００　ｐｐｍを添加してｐＨを４．５に調節し、同様
の実験を行った。凝集沈澱処理は８０゜１％、加圧浮上
処理は８１．３％の効果が得られた。

１１」副 白水１にＳＴＭ＾ｃＢ　ｓ　ｏ　ｐｐｍと酸性白土４０
００ｐｐ＋ｓを添加してｐＨ４，５に調節して同様の実
験を行うと、１１集沈澱処理は８８．０％、加圧浮上処
理は８９．４％の効果が得られた。

１１」玉 白水２に、３００　ｐｐＩＩｌのＳＴＭ＾Ｃ（カチオン
要求量とほぼ等量）と１４００　ｐｐｍのベントナイト
を加えてｐＨ４，５に調節、あるいは白水３に８００　
ｐｐｍのＳＴＭ＾Ｃ（カチオン要求量とほぼ等量）と３
５００ｐｐ＋＊のベントナイトを加えてｐＨ９，０に調
節して同様の実験を行ったところ、凝集沈澱処理の効果
はそれぞれ８５．４％、８９．７％、加圧浮上処理の効
果はそれぞれ８４．８％、８６．５％であった。

ル１ 白水１に、ステアリルトリメチルアンモニウムクロライ
ド（ＳＴＭ＾Ｃ）を８８０　ｐｐＴａ加え、ｐＨ４，５
に調節して凝集沈澱処理もしくは加圧浮上選別処理を行
った６その結果、それぞれの減少率はともに３％であっ
た。

白水１に、ベントナイト４　Ｑ　ＯＯｐｐｍを加えて同
様の実験を行ったところ、凝集沈澱処理、加圧浮上処理
による減少率はそれぞれ５１％と一７５％であった。

処理効果が負の値を取るのは主に、凝集あるいは除去さ
れずに残った填料のために処理水の吸光度が出発原料白
水の吸光度より大きくなったためである。

すなわち、陽イオン性界面活性剤あるいはベントナイト
単独では充分な効果は得られない。

ｍユ 白水１に、７−７ム１０００ｐｐｍ（ｊ＆′ａ添加ｆｉ
　）　モしくはポリエチレンイミン１２０　ｐｐｍ（最
適添加量）を添加してｐＨを変えて凝集沈澱処理もしく
は加圧浮上処理した。結果を表４に示す。

表４をみると、アラムではｐＨ５，０以下あるいはポリ
エチレンイミンではｐＨ８，０以下の範囲でしか効果が
得られないことが判る。

表 ４ 白水１にＳＴＭ＾Ｃ８８０ｐｐｍとカオリン４０００ｐ
ｐｍあるいはＳＴＭ＾Ｃ８８０ｐｐｍとタルク４０００
　ｐｐ１１添加してｐＨ４，５に調節した後、同様の実
験を行った。その結果、凝集沈澱処理ではそれぞれ−２
４，１％、４１．４％で、加圧浮上処理ではそれぞれ−
３０，８％、−１３０％であった。

カオリン、タルクはベントナイトとともに製紙工程での
汚質物質の吸着剤として汎用されているものである。

〔発明の効果〕

本発明においては、以上に説明したように、４級アンモ
ニウム基を有する陽イオン性界面活性剤とモンモリロナ
イトを主成分とする粘土鉱物を白水に添加し、凝集沈澱
処理および／または浮上選別処理を行うことによって著
しく、白水の清澄効果を向上することができた。同時に
従来、凝集沈澱処理もしくは浮上選別処理において凝集
剤を区別して使用する必要があったが、本発明によりそ
の両者に適し、広範な条件、特に高ｐＨ域でも適用可能
になった。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、製紙白水に４級アンモニウム基を有する陽イオン性
   界面活性剤とモンモリロナイトを主成分とする粘土鉱物
   とを添加し、汚濁物質を分離除去することを特徴とする
   、製紙白水の処理方法。 ２、陽イオン性界面活性剤が、炭素数が８〜２０の脂肪
   鎖を少なくとも１つ以上有する４級アンモニウム系界面
   活性剤である、請求項第１項記載の方法。 ３、陽イオン性界面活性剤と粘土鉱物を添加した後に凝
   集沈澱処理および／または浮上選別処理を行う、請求項
   第１項記載の方法。 ４、白水のカチオン要求量の２５％以上に相当する陽イ
   オン性界面活性剤を使用して行う、請求項第１項記載の
   方法。