JPH07155774A - パルプ製紙排水を脱色するために還元剤とポリマーで処理する方法 - Google Patents
パルプ製紙排水を脱色するために還元剤とポリマーで処理する方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 パルプ製紙排水を脱色する方法において、安
価で脱色効果の大きい方法を提供する。 【構成】 次の工程を含んでなるパルプ製紙排水を脱色
する方法である： （ａ）前記排水を発色させる官能基の少なくとも一部を
不活性化できる還元剤で前記排水を処理し、（ｂ）工程
（ａ）の後に、排水を脱色できるポリマーで前記排水を
処理する。好ましくは、還元剤は、前記発色官能基を酸
化、還元、及び／又は化学的変性することによって前記
発色官能基の少なくとも一部を不活性化することがで
き、前記排水のｐＨは約４．０〜約１１．０の範囲にあ
り、前記還元剤は、亜硫酸水素ナトリウム、ハイドロサ
ルファイト、過硫酸ナトリウムから選択し、ポリマーは
ポリアミン、好ましくはエピクロロヒドリン−ジメチル
アミンである。
価で脱色効果の大きい方法を提供する。 【構成】 次の工程を含んでなるパルプ製紙排水を脱色
する方法である： （ａ）前記排水を発色させる官能基の少なくとも一部を
不活性化できる還元剤で前記排水を処理し、（ｂ）工程
（ａ）の後に、排水を脱色できるポリマーで前記排水を
処理する。好ましくは、還元剤は、前記発色官能基を酸
化、還元、及び／又は化学的変性することによって前記
発色官能基の少なくとも一部を不活性化することがで
き、前記排水のｐＨは約４．０〜約１１．０の範囲にあ
り、前記還元剤は、亜硫酸水素ナトリウム、ハイドロサ
ルファイト、過硫酸ナトリウムから選択し、ポリマーは
ポリアミン、好ましくはエピクロロヒドリン−ジメチル
アミンである。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、一般に、パルプ製紙排
水を脱色するための２つの工程のプロセスに関する。詳
しくは、このプロセスは、排水の発色官能基と反応する
ことができる還元剤で製紙工場の排水を処理し、次いで
脱色することができるポリマーで排水を処理することを
含む。
水を脱色するための２つの工程のプロセスに関する。詳
しくは、このプロセスは、排水の発色官能基と反応する
ことができる還元剤で製紙工場の排水を処理し、次いで
脱色することができるポリマーで排水を処理することを
含む。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】製紙工
場から流出する排水の脱色は、従来よりパルプ製紙工業
における課題である。一般の水路に放流する前に排水を
脱色処理する必要がある。米国の木材パルプ生産能力は
約６０００万トン／年である。木材の平均セルロース含
有率は約４０％であるため、この６０００万トンの生産
のためには１億５０００万トンの木材を生産する必要が
ある。これらの２つの数値の違いは、セルロース繊維を
遊離するため、パルプ化処理においてリグニン及びヘミ
セルロースを除去又は分離しなければならないことを表
す。
場から流出する排水の脱色は、従来よりパルプ製紙工業
における課題である。一般の水路に放流する前に排水を
脱色処理する必要がある。米国の木材パルプ生産能力は
約６０００万トン／年である。木材の平均セルロース含
有率は約４０％であるため、この６０００万トンの生産
のためには１億５０００万トンの木材を生産する必要が
ある。これらの２つの数値の違いは、セルロース繊維を
遊離するため、パルプ化処理においてリグニン及びヘミ
セルロースを除去又は分離しなければならないことを表
す。
【０００３】ここで、パルプ化プロセスは木材中に存在
するリグニンの１００％は除去せず、クラフトとスルフ
ィットのパルプ化のいずれにおいても約５％が残存する
（機械的パルプ化ではこの量はかなり多い）。目的とす
る最終製品が高級紙である場合、この残存リグニンを除
去する必要があり、パルプの漂白によって行う。米国に
おいて生産されるパルプの３５％以上が漂白されるた
め、毎年約１００万トンのリグニンが漂白プラントで除
去され、この殆どはアルカリ抽出工程である。除去プロ
セス（即ち、漂白）において残存リグニンは可溶化され
るため、この量は膨大である。可溶化されたリグニン
は、漂白プラントの酸化過程の間に生成したキノイド部
分と不飽和の結合によって生じた、可視光の強い吸収体
である。結果として、漂白プラントの流出液は強く着色
している。製紙工場の流出液にはこの他の発色源もある
が、漂白を行った場合、その流出液が排水の色の主な原
因であることが容易に分かる。事実として、クラフト法
の漂白製紙工場において、第１アルカリ抽出工程からの
流出液は、排水の色の少なくとも７０％の原因である。
するリグニンの１００％は除去せず、クラフトとスルフ
ィットのパルプ化のいずれにおいても約５％が残存する
（機械的パルプ化ではこの量はかなり多い）。目的とす
る最終製品が高級紙である場合、この残存リグニンを除
去する必要があり、パルプの漂白によって行う。米国に
おいて生産されるパルプの３５％以上が漂白されるた
め、毎年約１００万トンのリグニンが漂白プラントで除
去され、この殆どはアルカリ抽出工程である。除去プロ
セス（即ち、漂白）において残存リグニンは可溶化され
るため、この量は膨大である。可溶化されたリグニン
は、漂白プラントの酸化過程の間に生成したキノイド部
分と不飽和の結合によって生じた、可視光の強い吸収体
である。結果として、漂白プラントの流出液は強く着色
している。製紙工場の流出液にはこの他の発色源もある
が、漂白を行った場合、その流出液が排水の色の主な原
因であることが容易に分かる。事実として、クラフト法
の漂白製紙工場において、第１アルカリ抽出工程からの
流出液は、排水の色の少なくとも７０％の原因である。
【０００４】パルプ化と漂白操作の目標は、木材中のセ
ルロース繊維からリグニンとヘミセルロースを除去する
ことである。パルプ化によって除去された９５％は、黒
液中に存在する無機化合物質の回収プロセスにおける燃
料として燃やすことが多い。漂白操作において、５％の
残存リグニンは分解と可溶化によって繊維から分離し、
最終的に排水中に入る。したがって、化学的除去はこの
溶解性を減らすことによってのみ達成することができる
が、それは困難な操作であることが分かっている。
ルロース繊維からリグニンとヘミセルロースを除去する
ことである。パルプ化によって除去された９５％は、黒
液中に存在する無機化合物質の回収プロセスにおける燃
料として燃やすことが多い。漂白操作において、５％の
残存リグニンは分解と可溶化によって繊維から分離し、
最終的に排水中に入る。したがって、化学的除去はこの
溶解性を減らすことによってのみ達成することができる
が、それは困難な操作であることが分かっている。
【０００５】流出液の脱色プロセスは、石灰、パルプや
クレーのような固体粒状物、分散剤／界面活性剤、製紙
プロセスの各工程で使用するポリマーの存在のため、か
なり複雑である。固体粒状物は一般にアニオントラッシ
ュと称される。製紙プロセスから流出する排液からの脱
色に関する殆どの政府規制は、正確な色(true color)、
即ち７．６のｐＨに調節して０．８ミクロンの濾紙で濾
過したサンプルによる４６５ｎｍの光の吸収としてのＥ
ＰＡ／ＮＣＡＳＩ試験で測定される色に関係する。色は
標準カラー単位（ｓｃｕ）で表し、これは吸光度と等価
な度合い生成するカラー標準溶液の濃度を示す（１ｓｃ
ｕ＝１ｍｇ／リットル（塩化白金酸塩として））。
クレーのような固体粒状物、分散剤／界面活性剤、製紙
プロセスの各工程で使用するポリマーの存在のため、か
なり複雑である。固体粒状物は一般にアニオントラッシ
ュと称される。製紙プロセスから流出する排液からの脱
色に関する殆どの政府規制は、正確な色(true color)、
即ち７．６のｐＨに調節して０．８ミクロンの濾紙で濾
過したサンプルによる４６５ｎｍの光の吸収としてのＥ
ＰＡ／ＮＣＡＳＩ試験で測定される色に関係する。色は
標準カラー単位（ｓｃｕ）で表し、これは吸光度と等価
な度合い生成するカラー標準溶液の濃度を示す（１ｓｃ
ｕ＝１ｍｇ／リットル（塩化白金酸塩として））。
【０００６】しかし、一般の水路に排水が流入したとき
に肉眼で色が見えるため、パルプ製紙工業の排出液の見
かけの色を下げる要請が強くなっている。見かけの色は
濾過やｐＨ調節をしていない液の色であり、一部は光を
散乱する粒子による。処理を行った系の正確な色は弱い
が、対応する見かけの色が強い場合がある。この問題
は、系の濁りの増加を生じさせる懸濁した粒状物の存在
によって一般に生じる。したがって、脱色のための全て
の新しい処理は、流出液の正確な色を除くだけでなく、
見かけの色もまた抑えることが重要である。
に肉眼で色が見えるため、パルプ製紙工業の排出液の見
かけの色を下げる要請が強くなっている。見かけの色は
濾過やｐＨ調節をしていない液の色であり、一部は光を
散乱する粒子による。処理を行った系の正確な色は弱い
が、対応する見かけの色が強い場合がある。この問題
は、系の濁りの増加を生じさせる懸濁した粒状物の存在
によって一般に生じる。したがって、脱色のための全て
の新しい処理は、流出液の正確な色を除くだけでなく、
見かけの色もまた抑えることが重要である。
【０００７】脱色の要請は主として連邦の環境局からで
ある。以前は着色した排液の放出は水の美的価値のみに
影響すると考えられていたが、生物学者は起こりうる毒
性作用、即ち、水を通る光の透過率の低下の効果が光合
成活性のレベルの低下を生じさせ、当然にこの活性の低
下が溶存酸素濃度を低下させることについて関心を強め
ている。さらに、これらの着色した廃棄物は生物的酸化
にかなり抵抗し、これらの着色した物質の大部分は生物
的処理プラントでは除去されない。
ある。以前は着色した排液の放出は水の美的価値のみに
影響すると考えられていたが、生物学者は起こりうる毒
性作用、即ち、水を通る光の透過率の低下の効果が光合
成活性のレベルの低下を生じさせ、当然にこの活性の低
下が溶存酸素濃度を低下させることについて関心を強め
ている。さらに、これらの着色した廃棄物は生物的酸化
にかなり抵抗し、これらの着色した物質の大部分は生物
的処理プラントでは除去されない。
【０００８】副生物は水溶性であり、かなりの量が産出
されることが示されている。このことは脱色に使用する
化学物質に厳しい要求を課している。ここで、生物学的
処理の前又は途中又はその後に独立した排水の流れから
色の９０％以上を除去することができる漂白プラントの
アルカリ抽出工程のような、利用可能な技術が既に存在
している。これらの技術には化学物質処理（例、ミョウ
バン、第二鉄、石灰の高分子電解質）、生物プロセス
（木材腐朽菌）、物理的プロセス（例、限外濾過、イオ
ン交換、炭素吸着）がある。いずれの方法も経済性が良
くないため、広範囲な使用を享有していない。
されることが示されている。このことは脱色に使用する
化学物質に厳しい要求を課している。ここで、生物学的
処理の前又は途中又はその後に独立した排水の流れから
色の９０％以上を除去することができる漂白プラントの
アルカリ抽出工程のような、利用可能な技術が既に存在
している。これらの技術には化学物質処理（例、ミョウ
バン、第二鉄、石灰の高分子電解質）、生物プロセス
（木材腐朽菌）、物理的プロセス（例、限外濾過、イオ
ン交換、炭素吸着）がある。いずれの方法も経済性が良
くないため、広範囲な使用を享有していない。
【０００９】脱色の用途に使用する物品への要求は非常
に厳しく、即ち、その物品は発色物を不溶性にする仕方
で発色物と反応できなければならず、発色物を含む排水
は生成量が極めて多量であるため、脱色用物品は非常に
少ない投与量で作用しなければならず、そうでなければ
実施不可能なコストが障害になるであろう。通常の化学
処理法、例えばエピクロロヒドリン−ジメチルアミン
（Ｅｐｉ−ＤＭＡ）で合成したポリマーによる処理に伴
う共通の問題は、これらのポリマーが、系の色を、それ
を超えると再度色を散乱しやすいある値以下に下げるこ
とができないことである。この問題は「過剰投与」と称
される。
に厳しく、即ち、その物品は発色物を不溶性にする仕方
で発色物と反応できなければならず、発色物を含む排水
は生成量が極めて多量であるため、脱色用物品は非常に
少ない投与量で作用しなければならず、そうでなければ
実施不可能なコストが障害になるであろう。通常の化学
処理法、例えばエピクロロヒドリン−ジメチルアミン
（Ｅｐｉ−ＤＭＡ）で合成したポリマーによる処理に伴
う共通の問題は、これらのポリマーが、系の色を、それ
を超えると再度色を散乱しやすいある値以下に下げるこ
とができないことである。この問題は「過剰投与」と称
される。
【００１０】１つの例として、米国の東南部のある製紙
工場において、１０００カラー単位から約３５０カラー
単位まで色を下げるためにＥｐｉ−ＤＭＡを使用してい
る。ここで、政府はパルプ製紙工場の排水の許容できる
色のレベルを約１００カラー単位に下げる用意をしてい
る。現在のところ、製紙排水の中の発色物質の化学構造
又は発生源についてはあまり知られていない。一般的に
は、排水の色は主にリグニン分解生成物又は一連のリュ
ーコ発色団（無色）化合物によるものであり、これらは
次いで自動酸化又は脱水素を受けて共役発色団を生成す
ると考えられている。
工場において、１０００カラー単位から約３５０カラー
単位まで色を下げるためにＥｐｉ−ＤＭＡを使用してい
る。ここで、政府はパルプ製紙工場の排水の許容できる
色のレベルを約１００カラー単位に下げる用意をしてい
る。現在のところ、製紙排水の中の発色物質の化学構造
又は発生源についてはあまり知られていない。一般的に
は、排水の色は主にリグニン分解生成物又は一連のリュ
ーコ発色団（無色）化合物によるものであり、これらは
次いで自動酸化又は脱水素を受けて共役発色団を生成す
ると考えられている。
【００１１】いくつかの発色団の構造は炭水化物から誘
導されたケト−エノール生成物であるとの提案がある。
本発明者らは、炭水化物から誘導されたケト−エノール
生成物はＥｐｉ−ＤＭＡで有効に処理するには小さ過ぎ
ると考える。本発明者らは、２つの工程の処理プログラ
ムを開発し、排水を還元剤で処理して以降のＥｐｉ／Ｄ
ＭＡ処理により好都合な化合物を生成する。
導されたケト−エノール生成物であるとの提案がある。
本発明者らは、炭水化物から誘導されたケト−エノール
生成物はＥｐｉ−ＤＭＡで有効に処理するには小さ過ぎ
ると考える。本発明者らは、２つの工程の処理プログラ
ムを開発し、排水を還元剤で処理して以降のＥｐｉ／Ｄ
ＭＡ処理により好都合な化合物を生成する。
【００１２】また、本発明者らは、亜硫酸水素ナトリウ
ムのような還元剤を製紙工場の排水に添加し、次いでポ
リマー（例、ポリアミン）で処理することにより、還元
剤又はポリマーが単独で達成できるよりもはるかに効果
的に排水を脱色できることを見いだした。また、本発明
は多くの付加的な長所を提供するが、これらは以降の説
明より明らかになるであろう。
ムのような還元剤を製紙工場の排水に添加し、次いでポ
リマー（例、ポリアミン）で処理することにより、還元
剤又はポリマーが単独で達成できるよりもはるかに効果
的に排水を脱色できることを見いだした。また、本発明
は多くの付加的な長所を提供するが、これらは以降の説
明より明らかになるであろう。
【００１３】
【課題を解決するための手段及び作用効果】次の工程を
含んでなるパルプ製紙排水の脱色方法である： （ａ）排水の色を形成する官能基の少なくとも一部と反
応できる還元剤で排水を処理し、（ｂ）工程（ａ）の後
に、排水を脱色できるポリマーで排水を処理する。
含んでなるパルプ製紙排水の脱色方法である： （ａ）排水の色を形成する官能基の少なくとも一部と反
応できる還元剤で排水を処理し、（ｂ）工程（ａ）の後
に、排水を脱色できるポリマーで排水を処理する。
【００１４】本発明による方法の好ましい運転上のパラ
メーターは次の通りである。排水のｐＨを約６．０〜１
１．０、より好ましくは６．０〜８．５に維持する。反
応温度は好ましくは周囲温度である。還元剤は一般に排
水中に約５０〜４００ｐｐｍ（重量基準）の量で添加す
る。ポリマー（ポリマー活性として）は排水に約２５〜
５００ｐｐｍ（重量基準）の量で添加する。
メーターは次の通りである。排水のｐＨを約６．０〜１
１．０、より好ましくは６．０〜８．５に維持する。反
応温度は好ましくは周囲温度である。還元剤は一般に排
水中に約５０〜４００ｐｐｍ（重量基準）の量で添加す
る。ポリマー（ポリマー活性として）は排水に約２５〜
５００ｐｐｍ（重量基準）の量で添加する。
【００１５】本発明のこの他の目的、長所、特徴は次の
説明と添付の図面を参照することにより理解されるであ
ろう。図１は、エピクロロヒドリン−ジメチルアミンを
併用したときの、亜硫酸水素ナトリウムの投与量の変化
に対する脱色活性の比較である。図２は、亜硫酸水素ナ
トリウムだけのときと、排水の入口の溜で１００ｐｐｍ
のエピクロロヒドリン−ジメチルアミンを併用して亜硫
酸水素ナトリウムの投与量を変化させたときの脱色活性
を比較したグラフである。
説明と添付の図面を参照することにより理解されるであ
ろう。図１は、エピクロロヒドリン−ジメチルアミンを
併用したときの、亜硫酸水素ナトリウムの投与量の変化
に対する脱色活性の比較である。図２は、亜硫酸水素ナ
トリウムだけのときと、排水の入口の溜で１００ｐｐｍ
のエピクロロヒドリン−ジメチルアミンを併用して亜硫
酸水素ナトリウムの投与量を変化させたときの脱色活性
を比較したグラフである。
【００１６】図３は、エピクロロヒドリン−ジメチルア
ミンだけのときと、排水の入口の溜で４００ｐｐｍの亜
硫酸水素ナトリウムを併用してエピクロロヒドリン−ジ
メチルアミンの投与量を変化させたときの脱色活性を比
較したグラフである。図４は、エピクロロヒドリン−ジ
メチルアミンだけのときと、排水の出口の溜で２００ｐ
ｐｍと４００ｐｐｍの亜硫酸水素ナトリウムを併用して
エピクロロヒドリン−ジメチルアミンの投与量を変化さ
せたときの脱色活性を比較したグラフである。
ミンだけのときと、排水の入口の溜で４００ｐｐｍの亜
硫酸水素ナトリウムを併用してエピクロロヒドリン−ジ
メチルアミンの投与量を変化させたときの脱色活性を比
較したグラフである。図４は、エピクロロヒドリン−ジ
メチルアミンだけのときと、排水の出口の溜で２００ｐ
ｐｍと４００ｐｐｍの亜硫酸水素ナトリウムを併用して
エピクロロヒドリン−ジメチルアミンの投与量を変化さ
せたときの脱色活性を比較したグラフである。
【００１７】図５は、エピクロロヒドリン−ジメチルア
ミンだけのときと、４００ｐｐｍの亜硫酸水素ナトリウ
ムを併用したときの２００ｐｐｍのエピクロロヒドリン
−ジメチルアミンの吸光度と波長のプロットである。図
６は、ｐＨ６と亜硫酸水素ナトリウムとエピクロロヒド
リン−ジメチルアミンの種々の投与量において、下記の
例４から導いた統計データより求めた予測式から得られ
た等高線プロットを示すグラフである。
ミンだけのときと、４００ｐｐｍの亜硫酸水素ナトリウ
ムを併用したときの２００ｐｐｍのエピクロロヒドリン
−ジメチルアミンの吸光度と波長のプロットである。図
６は、ｐＨ６と亜硫酸水素ナトリウムとエピクロロヒド
リン−ジメチルアミンの種々の投与量において、下記の
例４から導いた統計データより求めた予測式から得られ
た等高線プロットを示すグラフである。
【００１８】図７は、ｐＨ１１と亜硫酸水素ナトリウム
とエピクロロヒドリン−ジメチルアミンの種々の投与量
において、下記の例４から導いた統計データより求めた
予測式から得られた等高線プロットを示すグラフであ
る。図８は、エリトロン酸(erythorbic acid) とエピク
ロロヒドリン−ジメチルアミンの種々の投与量におい
て、下記の例５から導いた統計データより求めた予測式
から得られた、濾過後の見かけの色を示すグラフであ
る。
とエピクロロヒドリン−ジメチルアミンの種々の投与量
において、下記の例４から導いた統計データより求めた
予測式から得られた等高線プロットを示すグラフであ
る。図８は、エリトロン酸(erythorbic acid) とエピク
ロロヒドリン−ジメチルアミンの種々の投与量におい
て、下記の例５から導いた統計データより求めた予測式
から得られた、濾過後の見かけの色を示すグラフであ
る。
【００１９】図９は、エリトロン酸とエピクロロヒドリ
ン−ジメチルアミンの種々の投与量において、下記の例
５から導いた統計データより求めた予測式から得られた
等高線プロットからの正確な色を示すグラフである。図
１０は、亜硫酸水素ナトリウムとエピクロロヒドリン−
ジメチルアミンの種々の投与量において、下記の例５か
ら導いた統計データより求めた予測式から得られた等高
線プロットの、濾過後の見かけの色を示すグラフであ
る。
ン−ジメチルアミンの種々の投与量において、下記の例
５から導いた統計データより求めた予測式から得られた
等高線プロットからの正確な色を示すグラフである。図
１０は、亜硫酸水素ナトリウムとエピクロロヒドリン−
ジメチルアミンの種々の投与量において、下記の例５か
ら導いた統計データより求めた予測式から得られた等高
線プロットの、濾過後の見かけの色を示すグラフであ
る。
【００２０】図１１は、亜硫酸水素ナトリウムとエピク
ロロヒドリン−ジメチルアミンの種々の投与量におい
て、下記の例５から導いた統計データより求めた予測式
から得られた等高線プロットからの正確な色を示すグラ
フである。パルプ製紙排水中のいくつかの発色カラー分
子は官能基を含む。これらの官能基は、木材のパルプ化
と漂白プロセスの間に生成した炭水化物の分解生成物に
結合して存在する。本発明者らは、例えば酸化・還元剤
がこれらの官能基と反応し、それによって発色分子を不
活性化するといったような、化学反応によってこれらの
発色官能基を不活性化することができる新規な方法を開
発した。
ロロヒドリン−ジメチルアミンの種々の投与量におい
て、下記の例５から導いた統計データより求めた予測式
から得られた等高線プロットからの正確な色を示すグラ
フである。パルプ製紙排水中のいくつかの発色カラー分
子は官能基を含む。これらの官能基は、木材のパルプ化
と漂白プロセスの間に生成した炭水化物の分解生成物に
結合して存在する。本発明者らは、例えば酸化・還元剤
がこれらの官能基と反応し、それによって発色分子を不
活性化するといったような、化学反応によってこれらの
発色官能基を不活性化することができる新規な方法を開
発した。
【００２１】発色体の特性評価から、パルプ製紙排水中
に存在するアルデヒドとケト−エノールタイプの分子で
あることが分かった。これらの官能基は化学反応によっ
て変化させることができる。亜硫酸水素ナトリウムは還
元剤であるが、亜硫酸水素ナトリウムとアルデヒドやケ
ト−エノール分子との反応は酸化還元反応だけに限られ
ない。ＮａＨＳＯ3 の、アルデヒド、メチルケトン、環
状ケトン、α−ケトエステルから生成した二重結合及び
／又は亜硫酸水素塩への付加が最も起こり得るメカニズ
ムである。
に存在するアルデヒドとケト−エノールタイプの分子で
あることが分かった。これらの官能基は化学反応によっ
て変化させることができる。亜硫酸水素ナトリウムは還
元剤であるが、亜硫酸水素ナトリウムとアルデヒドやケ
ト−エノール分子との反応は酸化還元反応だけに限られ
ない。ＮａＨＳＯ3 の、アルデヒド、メチルケトン、環
状ケトン、α−ケトエステルから生成した二重結合及び
／又は亜硫酸水素塩への付加が最も起こり得るメカニズ
ムである。
【００２２】ＮａＨＳＯ3 の二重結合への付加は次の反
応式となる。
応式となる。
【００２３】
【化１】
【００２４】さらに、次の付加反応生成物がアニオン帯
電し、次いで脱色用ポリマー（例、Ｅｐｉ／ＤＭＡ）の
付加によって容易に除去できることが見いだされた。
電し、次いで脱色用ポリマー（例、Ｅｐｉ／ＤＭＡ）の
付加によって容易に除去できることが見いだされた。
【００２５】
【化２】
【００２６】パルプ製紙排水の好ましい脱色方法は、次
の工程を含んでなる： （ａ）排水を着色する官能基の少なくとも一部を不活性
化することができる還元剤で排水を処理し、（ｂ）工程
（ａ）の後に、排水を脱色できるポリマーで排水を処理
する。この還元剤は、好ましくは発色官能基を酸化、還
元、及び／又は化学的に変性することによって発色官能
基の少なくとも一部を不活性化することができる還元剤
である。
の工程を含んでなる： （ａ）排水を着色する官能基の少なくとも一部を不活性
化することができる還元剤で排水を処理し、（ｂ）工程
（ａ）の後に、排水を脱色できるポリマーで排水を処理
する。この還元剤は、好ましくは発色官能基を酸化、還
元、及び／又は化学的に変性することによって発色官能
基の少なくとも一部を不活性化することができる還元剤
である。
【００２７】還元剤は、亜硫酸水素ナトリウム、ハイド
ロサルファイト、過硫酸ナトリウムからなる群より選択
される少なくとも１種の化合物である。還元剤は重量基
準で排水に対して約５０〜約４００ｐｐｍの量で添加す
る。ポリマーは好ましくはカチオン系ポリマー及び／又
はカチオン系コポリマーであり、例えばエピクロロヒド
リン−ジメチルアミン、ポリジアリルジメチルアンモニ
ウムクロライド、ポリエチレンイミン、ポリジアリルジ
メチルアンモニウムクロライドとアクリルアミドとのコ
ポリマー、エチレンジクロライド−アンモニアがあり、
これらはまた、還元剤での処理の後に排水を脱色するた
めに使用することができる。
ロサルファイト、過硫酸ナトリウムからなる群より選択
される少なくとも１種の化合物である。還元剤は重量基
準で排水に対して約５０〜約４００ｐｐｍの量で添加す
る。ポリマーは好ましくはカチオン系ポリマー及び／又
はカチオン系コポリマーであり、例えばエピクロロヒド
リン−ジメチルアミン、ポリジアリルジメチルアンモニ
ウムクロライド、ポリエチレンイミン、ポリジアリルジ
メチルアンモニウムクロライドとアクリルアミドとのコ
ポリマー、エチレンジクロライド−アンモニアがあり、
これらはまた、還元剤での処理の後に排水を脱色するた
めに使用することができる。
【００２８】所望により、エチレンジアミン、アンモニ
ア、ヘキサメチレンジアミン等からなる群より選択され
た少なくとも１種の化合物でポリマーを架橋する。ポリ
マーは活性ベースで約２５〜約５００ｐｐｍ（重量）の
量で排水に添加する。
ア、ヘキサメチレンジアミン等からなる群より選択され
た少なくとも１種の化合物でポリマーを架橋する。ポリ
マーは活性ベースで約２５〜約５００ｐｐｍ（重量）の
量で排水に添加する。
【００２９】
【実施例】例１ 本発明による脱色処理プログラムを、種々の投与量にお
いて、１つだけのポリマー処理プログラムと比較した。
性能比較のための脱色投与量分布を確立するためにベー
スラインＥｐｉ−ＤＭＡ試験を使用した。
いて、１つだけのポリマー処理プログラムと比較した。
性能比較のための脱色投与量分布を確立するためにベー
スラインＥｐｉ−ＤＭＡ試験を使用した。
【００３０】米国東南部の製紙工場からの排水を亜硫酸
水素ナトリウムによって５０〜４００ｐｐｍの投与量で
処理し、次いでＥｐｉ−ＤＭＡで処理した。添付の図１
は、正確な色を２００ｓｃｕ未満に下げることができる
ことを示す。例として、最大ベースラインの脱色は１２
０ｐｐｍのＥｐｉ−ＤＭＡで生じた（即ち、２９８ｓｃ
ｕ）。１００ｐｐｍの亜硫酸水素ナトリウムと１２０ｐ
ｐｍのＥｐｉ−ＤＭＡの組み合わせの処理は色を１８３
ｓｃｕまで下げた。また、二重の処理プログラムによっ
て見かけの色が実質的に下がった。
水素ナトリウムによって５０〜４００ｐｐｍの投与量で
処理し、次いでＥｐｉ−ＤＭＡで処理した。添付の図１
は、正確な色を２００ｓｃｕ未満に下げることができる
ことを示す。例として、最大ベースラインの脱色は１２
０ｐｐｍのＥｐｉ−ＤＭＡで生じた（即ち、２９８ｓｃ
ｕ）。１００ｐｐｍの亜硫酸水素ナトリウムと１２０ｐ
ｐｍのＥｐｉ−ＤＭＡの組み合わせの処理は色を１８３
ｓｃｕまで下げた。また、二重の処理プログラムによっ
て見かけの色が実質的に下がった。
【００３１】例２ 米国東南部の製紙工場からの２種の水サンプル（溜の入
口と出口）を標準ジャー試験法を用いて評価した。溜の
入口と出口の水サンプルのカラー単位（７．６のｐＨに
おけるＰｔ−Ｃｏ）はそれそれ８３３と６２１であっ
た。脱色に対する亜硫酸水素ナトリウム処理とそれに続
くＥｐｉ−ＤＭＡ処理の効果を調べた。図２の結果は、
溜の入口の水サンプルを２００ｐｐｍの亜硫酸水素ナト
リウムで処理した場合、カラー単位が８３３から７８０
に減少したことを示す。これと比較して、亜硫酸水素ナ
トリウム（２００ｐｐｍ）処理に続いてＥｐｉ−ＤＭＡ
（１００ｐｐｍの生成物）で処理すると、さらに２２０
ｐｐｍのカラー単位まで減少する結果となった。入口と
出口の流出液をそれぞれ４００ｐｐｍの亜硫酸水素ナト
リウムと２００ｐｐｍのＥｐｉ−ＤＭＡで処理すると、
それぞれ１００と１２０のカラー単位まで減少する結果
となった（図３と４を参照）。全ての水サンプルの分光
分析は、亜硫酸水素ナトリウム又はＥｐｉ−ＤＭＡで単
独で処理するよりも、亜硫酸水素ナトリウムとＥｐｉ−
ＤＭＡを組み合わせて処理した場合に、より多くの着色
体が除去されることを示した（図５参照）。
口と出口）を標準ジャー試験法を用いて評価した。溜の
入口と出口の水サンプルのカラー単位（７．６のｐＨに
おけるＰｔ−Ｃｏ）はそれそれ８３３と６２１であっ
た。脱色に対する亜硫酸水素ナトリウム処理とそれに続
くＥｐｉ−ＤＭＡ処理の効果を調べた。図２の結果は、
溜の入口の水サンプルを２００ｐｐｍの亜硫酸水素ナト
リウムで処理した場合、カラー単位が８３３から７８０
に減少したことを示す。これと比較して、亜硫酸水素ナ
トリウム（２００ｐｐｍ）処理に続いてＥｐｉ−ＤＭＡ
（１００ｐｐｍの生成物）で処理すると、さらに２２０
ｐｐｍのカラー単位まで減少する結果となった。入口と
出口の流出液をそれぞれ４００ｐｐｍの亜硫酸水素ナト
リウムと２００ｐｐｍのＥｐｉ−ＤＭＡで処理すると、
それぞれ１００と１２０のカラー単位まで減少する結果
となった（図３と４を参照）。全ての水サンプルの分光
分析は、亜硫酸水素ナトリウム又はＥｐｉ−ＤＭＡで単
独で処理するよりも、亜硫酸水素ナトリウムとＥｐｉ−
ＤＭＡを組み合わせて処理した場合に、より多くの着色
体が除去されることを示した（図５参照）。
【００３２】例３ 米国東南部の製紙工場からの３種の水サンプル（即ち、
溜の入口、酸の下水管、アルカリの下水管）を標準ジャ
ー試験法を用いて評価した。溜の入口は主な流入排水と
しても知られる。酸とアルカリの下水管の流出液は、漂
白プロセスの間に発生した液である。溜の入口、酸の下
水管、アルカリの下水管の水サンプルのカラー単位
（７．６のｐＨにおけるＰｔ−Ｃｏ）はそれぞれ９３
１、５８０、２６２１であった。４００ｐｐｍの亜硫酸
水素ナトリウムと、２００ｐｐｍのポリマーの単独の効
果、及び４００ｐｐｍの亜硫酸水素ナトリウムに続く２
００ｐｐｍのＥｐｉ−ＤＭＡの組み合わせの効果を脱色
について調べた。表１に示す結果は、溜の入口の水サン
プルを亜硫酸水素ナトリウムで処理したとき、カラー単
位は９３１から６８４（２７％の減少）に低下したこと
を示す。これと比較して、亜硫酸水素ナトリウムの次に
Ｅｐｉ−ＤＭＡで処理すると、さらに３５０までカラー
単位が低下した（６２％の減少）。Ｅｐｉ−ＤＭＡ単独
での処理によって、酸の下水管の水サンプルは５８０か
ら１４０までカラー単位が低下した（７６％の減少）。
ここで、亜硫酸水素ナトリウム単独、又はＥｐｉ−ＤＭ
Ａとの組み合わせは効果的ではなかった。アルカリの下
水管の水サンプルのＥｐｉ−ＤＭＡによる処理は脱色に
全く効果がなかった。しかしながら、亜硫酸水素ナトリ
ウム単独又はＥｐｉ−ＤＭＡとの組み合わせでアルカリ
の下水管の水サンプルを処理すると、わずかにカラー単
位の低下（１７％）が見られた。
溜の入口、酸の下水管、アルカリの下水管）を標準ジャ
ー試験法を用いて評価した。溜の入口は主な流入排水と
しても知られる。酸とアルカリの下水管の流出液は、漂
白プロセスの間に発生した液である。溜の入口、酸の下
水管、アルカリの下水管の水サンプルのカラー単位
（７．６のｐＨにおけるＰｔ−Ｃｏ）はそれぞれ９３
１、５８０、２６２１であった。４００ｐｐｍの亜硫酸
水素ナトリウムと、２００ｐｐｍのポリマーの単独の効
果、及び４００ｐｐｍの亜硫酸水素ナトリウムに続く２
００ｐｐｍのＥｐｉ−ＤＭＡの組み合わせの効果を脱色
について調べた。表１に示す結果は、溜の入口の水サン
プルを亜硫酸水素ナトリウムで処理したとき、カラー単
位は９３１から６８４（２７％の減少）に低下したこと
を示す。これと比較して、亜硫酸水素ナトリウムの次に
Ｅｐｉ−ＤＭＡで処理すると、さらに３５０までカラー
単位が低下した（６２％の減少）。Ｅｐｉ−ＤＭＡ単独
での処理によって、酸の下水管の水サンプルは５８０か
ら１４０までカラー単位が低下した（７６％の減少）。
ここで、亜硫酸水素ナトリウム単独、又はＥｐｉ−ＤＭ
Ａとの組み合わせは効果的ではなかった。アルカリの下
水管の水サンプルのＥｐｉ−ＤＭＡによる処理は脱色に
全く効果がなかった。しかしながら、亜硫酸水素ナトリ
ウム単独又はＥｐｉ−ＤＭＡとの組み合わせでアルカリ
の下水管の水サンプルを処理すると、わずかにカラー単
位の低下（１７％）が見られた。
【００３３】
【表１】
【００３４】例４ 主要な混成についての１６通りの応答表面デザイン(res
ponse surface design) 実験を行い、Ｅｐｉ−ＤＭＡと
亜硫酸水素ナトリウムの投与量をそれぞれ５０〜３９２
ｐｐｍ、５０〜５００ｐｐｍとし、種々のｐＨ値（４〜
１２）とし、溜の入口水の脱色性能について評価した。
次の表２と３に示したデータを使用し、予測式を作成
し、等高線プロットを作図した。
ponse surface design) 実験を行い、Ｅｐｉ−ＤＭＡと
亜硫酸水素ナトリウムの投与量をそれぞれ５０〜３９２
ｐｐｍ、５０〜５００ｐｐｍとし、種々のｐＨ値（４〜
１２）とし、溜の入口水の脱色性能について評価した。
次の表２と３に示したデータを使用し、予測式を作成
し、等高線プロットを作図した。
【００３５】
【表２】
【００３６】
【表３】
【００３７】統計的解析結果より、０．９８３５のＲ平
方値(R-square value)と０．９５５８のＲ平方調整値(R
-square Adj. value) を有するモデルとなった。これら
の値は本発明に使用するモデルの正確さを示す。結果は
明らかに亜硫酸水素ナトリウムとＥｐｉ−ＤＭＡを組み
合わせた処理がｐＨ６、次いでｐＨ１１．０において良
好に脱色することを示す（図６と７を参照）。
方値(R-square value)と０．９５５８のＲ平方調整値(R
-square Adj. value) を有するモデルとなった。これら
の値は本発明に使用するモデルの正確さを示す。結果は
明らかに亜硫酸水素ナトリウムとＥｐｉ−ＤＭＡを組み
合わせた処理がｐＨ６、次いでｐＨ１１．０において良
好に脱色することを示す（図６と７を参照）。
【００３８】例５ エリトロン酸、ハイドロサルファイト、過硫酸ナトリウ
ム、チオシアン酸アンモニウム、チオ硫酸ナトリウムの
ような他の還元剤もまた単独又はＥｐｉ−ＤＭＡとの組
み合わせで試験した。表４に示した結果はエリトロン
酸、チオシアン酸アンモニウム、チオ硫酸ナトリウムは
脱色に全く効果がないが、ハイドロサルファイト、過硫
酸ナトリウムは単独又はＥｐｉ−ＤＭＡとの組み合わせ
で脱色できることを示している。
ム、チオシアン酸アンモニウム、チオ硫酸ナトリウムの
ような他の還元剤もまた単独又はＥｐｉ−ＤＭＡとの組
み合わせで試験した。表４に示した結果はエリトロン
酸、チオシアン酸アンモニウム、チオ硫酸ナトリウムは
脱色に全く効果がないが、ハイドロサルファイト、過硫
酸ナトリウムは単独又はＥｐｉ−ＤＭＡとの組み合わせ
で脱色できることを示している。
【００３９】
【表４】
【００４０】エリトロン酸とハイドロサルファイトの効
果を、１５通りの改良応答表面デザインを用いて調べ
た。エリトロン酸とハイドロサルファイトの投与量は０
〜２００ｐｐｍとし、Ｅｐｉ−ＤＭＡは９０〜１６０ｐ
ｐｍとした。溜の入口の流出液の見かけ及び正確な色の
データを統計的に解析した。予測式を作成し、等高線プ
ロットを作図した。図８と９に示した結果は、エリトロ
ン酸の単独又はＥｐｉ−ＤＭＡとの組み合わせのいずれ
も脱色において顕著な効果を示していない。対照的に、
亜硫酸水素ナトリウムとＥｐｉ−ＤＭＡの二重の処理は
かなりの脱色を示した（図１０と１１）。
果を、１５通りの改良応答表面デザインを用いて調べ
た。エリトロン酸とハイドロサルファイトの投与量は０
〜２００ｐｐｍとし、Ｅｐｉ−ＤＭＡは９０〜１６０ｐ
ｐｍとした。溜の入口の流出液の見かけ及び正確な色の
データを統計的に解析した。予測式を作成し、等高線プ
ロットを作図した。図８と９に示した結果は、エリトロ
ン酸の単独又はＥｐｉ−ＤＭＡとの組み合わせのいずれ
も脱色において顕著な効果を示していない。対照的に、
亜硫酸水素ナトリウムとＥｐｉ−ＤＭＡの二重の処理は
かなりの脱色を示した（図１０と１１）。
【図１】脱色活性の比較を示すグラフである。
【図２】脱色活性の比較を示すグラフである。
【図３】脱色活性の比較を示すグラフである。
【図４】脱色活性の比較を示すグラフである。
【図５】吸光度と波長のプロットを示すグラフである。
【図６】等高線プロットを示すグラフである。
【図７】等高線プロットを示すグラフである。
【図８】見かけの色を示すグラフである。
【図９】正確な色を示すグラフである。
【図１０】見かけの色を示すグラフである。
【図１１】正確な色を示すグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０２Ｆ 9/00 ５０４ Ｂ 7305−4Ｄ (72)発明者 エイミー エム．ツェン アメリカ合衆国，イリノイ 60517，ウッ ドブリッジ，フィーラー ストリート 2013 (72)発明者 ジョン エイチ．コリンズ アメリカ合衆国，イリノイ 60108，ブル ーミンデール，メドウラーク ロード 389
Claims (14)
- 【請求項１】 パルプ製紙排水を脱色する方法であっ
て、次の工程を含んでなる方法： （ａ）前記排水を発色させる官能基の少なくとも一部を
不活性化できる還元剤で前記排水を処理し、（ｂ）工程
（ａ）の後に、排水を脱色できるポリマーで前記排水を
処理する。 - 【請求項２】 前記還元剤は、前記発色官能基を酸化、
還元、及び／又は化学的変性することによって前記発色
官能基の少なくとも一部を不活性化することができる請
求項１に記載の方法。 - 【請求項３】 前記発色官能基は、アルデヒドとケト−
エノールからなる群より選択された少なくとも１種の化
合物である請求項１に記載の方法。 - 【請求項４】 前記排水のｐＨが約４．０〜約１１．０
の範囲にある請求項１に記載の方法。 - 【請求項５】 前記排水のｐＨが約６．０〜約８．５の
範囲にある請求項４に記載の方法。 - 【請求項６】 前記還元剤が、亜硫酸水素ナトリウム、
ハイドロサルファイト、過硫酸ナトリウムからなる群よ
り選択された少なくとも１種の化合物である請求項１に
記載の方法。 - 【請求項７】 前記ポリマーがポリアミンである請求項
１に記載の方法。 - 【請求項８】 前記ポリアミンがエピクロロヒドリン−
ジメチルアミンである請求項７に記載の方法。 - 【請求項９】 前記ポリマーを、エチレンジアミン、ア
ンモニア、ヘキサメチレンジアミンからなる群より選択
された少なくとも１種の化合物で架橋する請求項１に記
載の方法。 - 【請求項１０】 前記ポリマーが、エピクロロヒドリン
−ジメチルアミン、ポリエチレンイミン、ポリジアリル
ジメチルアンモニウムクロライド、ポリジアリルジメチ
ルアンモニウムクロライドとアクリルアミドとのコポリ
マー、エチレンジクロライド−アンモニアからなる群よ
り選択された少なくとも１種のポリマー及び／又はコポ
リマーである請求項１に記載の方法。 - 【請求項１１】 前記還元剤を前記排水に重量基準で約
５０〜約４００ｐｐｍの量で添加する請求項１に記載の
方法。 - 【請求項１２】 前記ポリマーを前記排水に重量基準の
ポリマー活性として約２５〜約５００ｐｐｍの量で添加
する請求項１に記載の方法。 - 【請求項１３】 前記排水を、生物的排水処理プラント
の一次若しくは二次箇所から又は一次清澄プラントのい
ずれかから採取する請求項１に記載の方法。 - 【請求項１４】 前記排水が、排水処理プラントの前で
処理することができる漂白プラントから採取したアルカ
リ性の下水である請求項１に記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US115469 | 1980-01-25 | ||
| US08/115,469 US5326479A (en) | 1993-09-01 | 1993-09-01 | Treatment of pulp and paper wastewater with reducing agent and a polymer for color removal |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07155774A true JPH07155774A (ja) | 1995-06-20 |
Family
ID=22361612
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20870194A Pending JPH07155774A (ja) | 1993-09-01 | 1994-09-01 | パルプ製紙排水を脱色するために還元剤とポリマーで処理する方法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5326479A (ja) |
| EP (1) | EP0641743B1 (ja) |
| JP (1) | JPH07155774A (ja) |
| CA (1) | CA2131240A1 (ja) |
| DE (1) | DE69410039T2 (ja) |
| FI (1) | FI944000L (ja) |
Families Citing this family (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US5529697A (en) * | 1994-07-20 | 1996-06-25 | The University Of Southern Mississippi | Process for color removal from paper mill wastewaters |
| US5635027A (en) * | 1995-04-03 | 1997-06-03 | North Carolina State University | Method of reducing the viscosity of a black liquor |
| US6013708A (en) * | 1996-10-03 | 2000-01-11 | Cytec Technology Corp. | Cationic water-soluble polymer precipitation in salt solutions |
| US5733462A (en) * | 1996-10-03 | 1998-03-31 | Cytec Technology Corp. | Cationic water-soluble polymer precipitation in salt solutions |
| US5779396A (en) * | 1996-10-03 | 1998-07-14 | Cytec Technology Corp. | Processes for conditioning soil with anionic water-soluble polymers |
| US5843320A (en) * | 1996-10-03 | 1998-12-01 | Cytec Technology Corp. | Aqueous dispersions |
| US5792366A (en) * | 1996-10-03 | 1998-08-11 | Cytec Technology Corp. | Aqueous dispersions |
| US6702946B1 (en) | 1996-10-03 | 2004-03-09 | Cytec Technology Corp. | Aqueous dispersions |
| US5889097A (en) * | 1996-10-03 | 1999-03-30 | Cytec Technology Corp. | Anionic water-soluble polymer precipitation in salt solution |
| US6664326B1 (en) | 1996-10-03 | 2003-12-16 | Cytec Technology Corp. | Aqueous dispersions |
| US5738794A (en) * | 1996-10-03 | 1998-04-14 | Cytec Technology Corp. | Cationic water-soluble polymer preciptation in salt solutions |
| US5919854A (en) * | 1996-10-03 | 1999-07-06 | Cytec Technology Corp. | Process for preparing aqueous dispersions |
| US6059978A (en) * | 1998-05-06 | 2000-05-09 | Simco Holding Corporation | Method of removing colorants from wastewater |
| US6491827B1 (en) | 1999-02-12 | 2002-12-10 | Steen Research, Llc | Process for reducing true color in waste liquids |
| US6466317B1 (en) | 1999-02-12 | 2002-10-15 | Steen Research, Llc. | Automatic real time monitoring of true color in waste liquids |
| CN100513543C (zh) * | 2002-01-29 | 2009-07-15 | 花王株式会社 | 阴离子型表面活性剂粉末 |
| CN101234865A (zh) * | 2007-08-22 | 2008-08-06 | 陈国忠 | 一种利用纸浆稀黑液改性接枝羰基脂肪族制备混凝土高效减水剂的方法 |
| CN103922508B (zh) * | 2014-04-24 | 2015-08-12 | 中国科学院武汉植物园 | 一种去除景观水体颜色的方法 |
| CN108017145A (zh) * | 2017-12-15 | 2018-05-11 | 中国海洋大学 | 基于丝瓜络为载体的生物系统处理油田含聚污水的方法 |
| US12065367B2 (en) | 2021-04-23 | 2024-08-20 | Ecolab Usa Inc. | Volatile fatty acid control |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5524880B2 (ja) * | 1972-10-03 | 1980-07-02 | ||
| JPS553985B2 (ja) * | 1974-05-17 | 1980-01-28 | ||
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