JPH0691922B2 - 凝集剤及び凝集法 - Google Patents

凝集剤及び凝集法

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JPH0691922B2
JPH0691922B2 JP60189395A JP18939585A JPH0691922B2 JP H0691922 B2 JPH0691922 B2 JP H0691922B2 JP 60189395 A JP60189395 A JP 60189395A JP 18939585 A JP18939585 A JP 18939585A JP H0691922 B2 JPH0691922 B2 JP H0691922B2
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organic polymer
polymer electrolyte
flocculant
wastewater
anionic
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徹夫 竹内
正光 大島
敏生 川越
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市川毛織株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は産業廃水、生活廃水などを処理する際に添加し
て廃水中の懸濁物質を効果的に凝集せしめる改良した凝
集剤及びこの凝集剤を用いた凝集法に関するものであ
る。
「従来の技術」 従来、上記のような廃水を処理する凝集剤としてはアニ
オン性有機高分子凝集剤及びカチオン性有機高分子凝集
剤があり、処理法としてはこれらの各々を単独で添加す
るか、両者を逐次添加して懸濁物質を凝集せしめてい
た。
「発明が解決しようとする問題点」 上記従来の技術ではアニオン性有機高分子凝集剤を単独
で添加する場合は懸濁物質は架橋吸着によって凝集し、
生成したフロックは小さくて強度が低く、次後の工程に
おいて沈澱や過をする際その速度が遅く、且つ脱水不
良を生ずることが多く、カチオン性有機高分子凝集剤単
独の場合も成生するフロックの性状や大きさ及びその脱
水性に若干の差はあるが殆ど同様であり、又アニオン性
有機高分子凝集剤とカチオン性有機高分子凝集剤を逐次
添加する場合は優れた凝集効果があり、大きいフロック
になるが架橋吸着であるため結合力は弱く、強度が低く
て砕け易く、且つ親水性であるため、脱水性が悪く、特
に加圧過、ベルトプレス過等の布を使用する脱水
処理を行なう場合は脱水後の汚泥は布からの剥離性が
悪く、脱水効率もよくない。すなわち上記のようなフロ
ックが加圧脱水されるとフロックは砕けてフロック間の
脱水路は閉ざされ、内部の水は除去されないで留まり、
且つ砕けたフロックは材の目を詰めて、脱水効率の低
下を増幅せることとなり、更に2種の高分子凝集剤を用
いるので溶解槽が2基必要であるなど設備費が高価で、
管理が煩雑であるなどの問題点があった。
本発明の目的はこれらの問題点を解決するための優れた
凝集剤及びこれを用いた効率的な凝集法を提供すること
である。
「問題点を解決するための手段」 アニオン性有機高分子凝集剤とカチオン性有機高分子凝
集剤を同一溶液に溶解すると互いに反応して析出物を生
成してしまい、廃水中の懸濁物質とは反応しないものに
なってしまう。本発明者らは両者を共存させても水に容
易に且つ完全に溶解し、懸濁物質に作用して大きくて硬
いフロックを生成せしめる手段を鋭意研究の結果、両者
に中性の無機アンモニウム塩を共存せしめるのが効果的
であることを究明した。
本発明の構成はアニオン性有機高分子電解質とカチオン
性有機高分子電解質と中性の無機アンモニウム塩を混交
してなる凝集剤である。また、第2の発明として、アニ
オン性有機高分子電解質とカチオン性有機高分子電解質
と中性の無機アンモニウム塩を混交してなる凝集剤を水
に溶解して水溶液を作成した後、この水溶液を廃水に添
加して懸濁物質と反応させ凝集せしめる凝集法である。
混交するアニオン性有機高分子電解質及びカチオン性有
機高分子電解質の形状は液状、ペースト状、粉末状があ
り、その混合比は有効分として1:10〜10:1であり、この
範囲外では凝集効果が低下する。中性の無機アンモニウ
ム塩の混合率は両高分子電解質の合計重量に対して50〜
1000%、好ましくは100〜500%であり、これらを同一容
器内に入れ、混合して本発明の凝集剤を得る。
アニオン性有機高分子電解質の種類としてはポリアクリ
ル酸ソーダ、ポリメタクリル酸ソーダ、アクリルアミド
又はメタクリルアミドとアクリル酸又はメタクリル酸の
共重合物のナトリウム塩、アクリルアミド−2−メチル
プロパンスルホン酸ナトリウム共重合物などであり、カ
チオン性有機高分子電解質としてはメタクリル酸エステ
ル重合物及び共重合物のカチオン変成物〔例えばポリメ
タクリル酸トリアルキル(又はジアルキルモノベンジ
ル)アンモニオエチル塩、メタクリル酸ジエチルアミノ
エチル・メタクリル酸トリエチルアミノエチル塩・アク
リルアミド共重合物、メタクリル酸N・N1−ジアルキル
アミノアルキル・アクリルアミド共重合物、メタクリル
酸トリアルキルアンモノアルキル・アクリルアミド共重
合物のクロライド〕ポリアルキレンポリアミン及びその
誘導体〔例えばポリエチレンイミン、アルキル化ポリア
ルキレンポリアミン〕などであり、中性の無機アンモニ
ウム塩としては、塩化アンモニウム、硫酸アンモニウ
ム、硝酸アンモニウムなどである。
本発明の凝集剤を用いて廃水を処理するには、廃水の性
状、すなわち懸濁物質の種類、濃度及びPHなどを予め測
定しておき、前記アニオン性有機高分子電解質とカチオ
ン性有機高分子電解質の種類及び混合比1:10〜10:1のも
のから選択するのが好ましい。廃水に添加するのに先立
ち、予備作業として凝集剤を水に溶解するには、両有機
高分子電解質が合計で0.2〜5.0%程に調整するのがよ
く、又中性の無機アンモニウム塩が0.5〜20.0%好まし
くは1.0〜10.0%になるように調整することが肝要であ
り、0.5%以下であるとアニオン性有機高分子電解質と
カチオン性有機高分子電解質が反応して析出物を生成し
てしまい、20.0%以上であるとノニオン化したアニオン
性有機高分子電解質が凝集剤を廃水に添加後アニオン性
に戻るのに又マスキングされたカチオン性有機高分子電
解質がマスキング解除されるのに時間を要し、反応が遅
くなる。この凝集剤の水溶液を廃水に添加して懸濁物質
と反応せしめ大きくて強度が高いフロックを生成させ
る、この際添加量はアニオン性有機高分子電解質とカチ
オン性有機高分子電解質の合計が懸濁物質に対して0.05
〜5.00重量%になるように調整するのが好ましい。
「作用」 廃水処理の予備作業として本発明の凝集剤を水に溶解し
て水溶液を作成するとアニオン性有機高分子電解質は中
性の無機アンモニウム塩と反応してノニオン化し、且つ
親水性を保持し、又カチオン性有機高分子電解質はその
カチオン基を中性の無機アンモニウム塩のアンモニウム
イオンによってマスキングされ、両有機高分子電解質同
士は互いに反応せず、互いに近接した共溶状態となる。
次にこの水溶液を廃水に添加するとアンモニウムイオン
は懸濁物質と反応し、又は稀釈されるのでノニオン化し
たアニオン性有機高分子電解質との結合は弱められ遂に
は切れるので再びこのアニオン性有機高分子電解質はア
ニオン性に戻り、又共溶しているカチオン性有機高分子
電解質もマスキングしていたアンモニウムイオンが懸濁
物質と反応し、又は稀釈されるのでマスキングが解除さ
れ、カチオン性有機高分子電解質としての働きをするの
で、両有機高分子電解質は析出反応を進ませながら懸濁
物質との反応を進める。このために近接している両有機
高分子電解質同士の反応により高分子鎖が搦み合って巨
大分子量の高分子となって析出しながら懸濁物質を次々
にとりこんで凝集させ、大きくて強度が高いフロックを
形成させる。
「実施例」 (1)N金属会社の廃水(懸濁物質濃度500mg/l、PH6.
8)にアニオン性有機高分子電解質のポリアクリル酸ソ
ーダ、カチオン性有機高分子電解質のメタクリル酸N・
N1−ジアルキルアミノアルキル・アクリルアミド共重合
物及び中性の無機アンモニウム塩の塩化アンモニウムを
4:1:10の比率で混交してなる凝集剤(第1表中、M1で表
示)を前記した方法で水に溶解して各0.8%、0.2%及び
2.0%共溶液とし、これを廃水に添加率がアニオン性有
機高分子電解質が0.4%/SS、カチオン性有機高分子電解
質が0.1%/SSになるように添加し、処理してフロックを
作り、スクリーン過を行ない第1表の結果を得た。比
較のため従来の凝集剤としてポリアクリル酸ソーダ単独
(第1表中、C1-1で表示)で添加率0.5%/SSで処理した
場合及びポリアクリル酸ソーダ0.4%/SSとメタクリル酸
N・N′−ジアルキルアミノアルキル・アクリルアミド
共重合物0.1%/SSを逐次添加(第1表中C1-2で表示)し
た場合を示す。
本発明の凝集剤を用いた凝集法は従来品を用いた凝集法
に比し、過能力が優れ、SS除去率が著しよく、含水率
が少ないケーキが得られ、極めて良好であった。
(2)T醸造会社の工場廃水の活性汚泥処理の余剰汚泥
(懸濁物質12,000mg/l、PH6.4)をカチオン性有機高分
子電解質のポリメタクリル酸トリアルキルアンモニオエ
チル塩、アニオン性有機高分子電解質のアクリルアミド
・アクリル酸共重合物のナトリウム塩及び中性の無機ア
ンモニウム塩の硫酸アンモニウムを4:1:10の比率で混交
してなる凝集剤(第2表中M2で表示)を前記の方法で水
に溶解して共溶液とした後、廃水に添加率がカチオン性
有機高分子電解質が1.2%/SS、アニオン性有機高分子電
解質が0.3%/SSになるように添加し処理してフロックを
作り、これをベルトプレス方式で脱水して第2表の結果
を得た。比較のため従来の凝集剤としてポリメタクリル
酸トリアルキルアンモニオエチル塩単独(第2表中C2-1
で表示)で添加率1.5%/SSで処理した場合及びポリメタ
クリル酸トリアルキルアンモニオエチル塩1.2%/SSとア
クリルアミド・アクリル酸共重合物のナトリウム塩0.3
%/SSを逐次添加(第2表中C2-2で表示)し、処理した
結果を示す。
本発明の凝集剤を用いた凝集法は従来品を用いた凝集法
に比し、過能力及びSS除去率が著しく優れ、脱水後の
ケーキの含水率も少なく格段に勝っていた。
「発明の効果」 本発明の凝集剤は以上のようにアニオン性有機高分子電
解質とカチオン性有機高分子電解質と中性の無機アンモ
ニウム塩を混交してなるものであるから異なるイオン性
の有機高分子電解質を1液で溶解することができ、これ
を廃水に添加すると各有機高分子電解質は元のイオン性
に戻り、前記のような効果的な反応が起るので、大きく
て且つ強度が高いフロックが生成し、このため次後の固
液を分離する処理、すなわち凝集沈澱処理、スクリーン
による過処理、材によるプレス搾水処理、遠心脱水
処理、ロールプレス処理及びスクリュープレス処理など
を効果的に行なうことができるので処理能力が優れ、懸
濁物質の回収率がよく、脱水後のケーキの含水率が少な
い、又凝集剤は1種のみで、且つ高濃度に容易に溶解で
きるので溶解槽が1基のみで且つ小さいものでよいなど
設備費が安価で操作が簡単であり、設置面積が小さくて
よいなど多くの効果がある。また、本発明はカチオン性
有機高分子電解質とアニオン性有機高分子電解質の極性
基の解離を調整して両ポリマーの反応を防止して一液化
を図るのではなく、PHとしては中性な塩化アンモニウ
ム、硫酸アンモニウム、硝酸アンモニウムなどの中性の
無機アンモニウム塩を前記両電解質と混交した凝集剤で
あって、これに水に溶解して水溶液を作用すると、ア
ニオン性有機高分子電解質は中性の無機アンモニウム塩
と反応してノニオン化し、かつ親水性を保持する。ま
たカチオン性有機高分子電解質はそのカチオン基を中性
の無機アンモニウム塩のアンモニウムイオンによってマ
スキングされる。前記両電解質同士は互いに近接した
共溶状態となる。従って、PHによって極性基の解離の程
度の調整が全く不要である。また従来のPH調整する凝集
剤では適用できないとされていた4級アンモニウム、塩
含有カチオン性ポリマーやポリアクリルアミドスルホメ
チル化合物(アニオン性ポリマー)などノニオン性を除
く殆ど全てのイオン性有機高分子凝集剤に適用できる。
さらに、この水溶液を廃水に添加してからの作用、効果
は、中性の無機アンモニウム塩は希釈によって速やか
に、アニオン性ポリマーやカチオン性ポリマーとの反応
やマスキングが解除されるので、近接している前記両電
解質同士の反応により高分子鎖が絡み合って巨大高分子
量の高分子となって析出しながら懸濁物質を次々に取込
んで凝集させ、大きくて強度が高いフロックを形成させ
るという独特の凝集作用を発揮することができる。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】アニオン性有機高分子電解質とカチオン性
    有機高分子電解質と中性の無機アンモニウム塩を混交し
    てなることを特徴とする凝集剤。
  2. 【請求項2】アニオン性有機高分子電解質とカチオン性
    有機高分子電解質と中性の無機アンモニウム塩を混交し
    てなる凝集剤を水に溶解して水溶液を作成した後、この
    水溶液を廃水に添加して懸濁物質と反応させ凝集せしめ
    ることを特徴とする凝集法。
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