JP3969355B2 - 懸濁物質の凝集処理方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、懸濁物質を含有する原液に高分子凝集剤と水ガラスを添加して、懸濁物質のフロックを生成させる凝集処理方法の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、浄水、下水および産業排水に高分子凝集剤や無機凝集剤を、単独またはそれらを組み合わせて添加し、懸濁物質を凝集させて脱水する方法は良く知られている。無機凝集剤はフロックの機械的強度は余り大きくなく、フロックの大きさや沈降速度に限界があり、真空ろ過機や加圧ろ過機に汚泥の調質剤として使用している。高分子凝集剤は、長い鎖状の分子構造をもっており、フロックの結合力が強められ、粒径が大きく、沈降速度の速いフロックが得られ、スクリュープレスやベルトプレスの脱水用に使用している。また、原液中の懸濁物質に水ガラスを加えた後、高分子凝集剤を添加して十分な聚合条件を与え、次に、多価電解質を添加撹拌して懸濁物質の凝集体を生成させる凝集処理方法は、特許文献１に記載してあるように公知である。そして、珪酸水溶液を無機金属塩凝集剤とともに処理対象原液に注入する凝集処理方法も、特許文献２に記載してあるように公知である。
【０００３】
【特許文献１】
特開昭５２−２５４５８号公報（特許請求の範囲、発明の詳細な説明の欄）
【特許文献２】
特開平１１−５７７４０号公報（段落番号００１７乃至段落番号００１９、図１）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来、水ガラスを混合した原液に、高分子凝集剤を添加する凝集処理方法は、高分子凝集剤を添加した時点では、原液の懸濁物質は凝集せず、懸濁物質の周囲に水ガラスが混在する。高分子凝集剤と水ガラスの凝集反応から白濁の浮遊物が発生し、懸濁物質に直接高分子凝集剤の凝集効果が働かなくなる。そして、特許文献２に記載してあるように、従来の珪酸水溶液を無機金属塩凝集剤とともに処理対象原液に注入する凝集処理方法では、処理水が酸性となり、装置類を腐食させる。この発明は、原液中の懸濁物質を凝集性の優れたフロックに形成させ、凝集フロックの脱水性と剥離性を向上させる懸濁物質の凝集処理方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明の要旨は、懸濁物質を含有する原液にカチオン系高分子凝集剤を添加して凝集フロックを生成させた後、調整した水ガラスを緩速撹拌しながら添加して、凝集フロックに反応させる原液の凝集処理方法である。調整した水ガラスは、水ガラスを３０〜４０倍に希釈してＳｉＯ²濃度０．７２〜０．９６％の珪酸ソーダ水溶液を作り、リン酸を加えてｐＨ６〜７に調整し、１０〜１５分放置した後、無色透明から白濁に変化している活性化状態の水溶液を、浄水汚泥の凝集剤として用いるものである。原液中の懸濁物質は、凝集性に優れたフロックに形成され、凝集フロックの脱水性と剥離性を向上させることができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
この発明に係る懸濁物質の凝集処理方法は上記のように構成してあり、カチオン系高分子凝集剤により凝集フロックが形成され、アニオン効果を持つ水ガラスの添加により凝集フロック同志が結合し、さらにしっかりした大きいフロックを形成し、沈降濃縮性が増加する。また、高分子凝集剤の添加率も水中のアクリルアミドモノマーの基準残存量以下に限定して使用するため、安全性の問題はない。
【０００７】
【実施例】
この発明に係る懸濁物質の凝集処理方法について、凝集実験と脱水実験を行った。この実験に用いる試薬と試験液は、下記のように調整した。
▲１▼水ガラスの調整は、水ガラス３号を３０〜４０倍に希釈してＳｉＯ²濃度０．７２〜０．９６％の珪酸ソーダ水溶液を作り、この珪酸ソーダ水溶液に燐酸を加え中和してｐＨ６〜７に調整した。１０〜１５分放置すると、珪酸ソーダ水溶液は無色透明から白濁を呈し、活性化したものを凝集剤として用いる。なお、珪酸ソーダ水溶液は放置している時間が２０〜２５分経過すると、活性のないゲルとなり、凝集剤としての効果が失われる。
▲２▼試験液は、ＳＳ濃度４．４％ｗ／ｖの浄水スラッジを水道水にて２倍に希釈し、ＳＳ濃度２．２％ｗ／ｖとした。
▲３▼カチオン系有機高分子凝集剤は、石垣メンテナンス株式会社のイシフロックＩＣＤ３８３２を使用した。
【０００８】
凝集試験は、作成した試薬と試験液を用いて下記の４方法について行った。
ａ．浄水スラッジの試験液に、調整した水ガラスのみ添加した（添加率１１．４％対ＳＳ）。活性化する前段の水ガラスを添加した場合には、フロックが寒天状に固まった。時間が経過して活性化した水ガラスでは、ドロッとしたゾル状の凝集フロックとなった。
ｂ．浄水スラッジの試験液に、カチオン系有機高分子凝集剤のみ添加した（添加率１．１８％対ＳＳ）。その結果の凝集フロックは良好であった。
ｃ．浄水スラッジの試験液に、調整水ガラス、高カチオン系有機高分子凝集剤の順に添加した。高分子凝集剤を添加した時点では、ＳＳの周囲に水ガラスが混在し、高分子凝集剤の効果が懸濁物質に直接働かなかった。試験液の懸濁物質とは凝集せずに水ガラスと凝集が起こり、白色の浮遊物が発生した。これは、カチオンポリマーがプラスに荷電する傾向があり、原液中の懸濁物質と混在するマィナスに荷電した水ガラスとの凝集反応が優先されたものと考えられる。
ｄ．浄水スラッジの試験液に、高カチオン系有機高分子凝集剤、調整水ガラスの順に添加した。その結果は、水ガラスを添加した時点で、沈降濃縮性が増加した。これは、予め、懸濁物質がカチオンポリマーにより凝集フロックを形成し、水ガラスの添加によりアニオン効果が発揮され、凝集フロックに反応して、さらにしっかりしたフロックを形成するものと考えられる。
【０００９】
凝集試験でフロックが形成された（ｂ）高カチオン系有機高分子凝集剤のみを添加した浄水スラッジと、（ｄ）高カチオン系有機高分子凝集剤、調整水ガラスの順に添加した浄水スラッジを、簡易ベルト型のテスト機で脱水し、ケーキ水分とろ過能力を測定した。その結果は、表１のとおりである。（ｂ）の高分子単独では、ろ布からの剥離性が非常に悪かった。（ｄ）については、水ガラスを添加することで、高分子単独よりろ過能力が増加し、剥離性も大きく向上した。懸濁物質を含有する原液に高分子凝集剤を添加し、その後段に調整水ガラスを緩速撹拌しながら添加することで、沈降濃縮性が増し、脱水性の向上が図れることが分った。
【００１０】
【表１】

【００１１】
ポリマー使用の安全性は、各々のポリマーについて経済産業省のＭＳＤＳ制度（Ｍａｔｅｒｉａｌ Ｓａｆｅｔｙ Ｄａｔａ Ｓｈｅｅｔ）に従いアクリルアミドモノマー残存量の記入が義務づけられている。ＭＳＤＳ制度により義務づけられたポリマーを使用し、かつポリマー添加量を０．２ｇ／ｌ以下に抑えることで、厚生省の薬品基準（ポリマー中のアクリルアミドモノマーの含有量が、０．０５％以下）を満足し、かつ施設基準値については、０．０５μｇ／ｌを満足する添加量となる。
【００１２】
【発明の効果】
以上のように、この発明に係る懸濁物質の凝集処理方法は、安全性が保たれて、浄水汚泥の凝集性の優れたフロックを形成させ、凝集フロックの脱水性と剥離性を向上させることができる。即ち、従来の水ガラスを混合した原液に、高分子凝集剤を添加する凝集処理方法は、懸濁物質に高分子凝集剤の凝集効果が働かず、高分子凝集剤と水ガラスが凝集反応を起こす恐れがあった。そして、従来の珪酸水溶液を無機金属塩凝集剤とともに処理対象原液に注入する凝集処理方法は、処理水が酸性となり、装置類が腐食する恐れがあったものであるが、この発明にあっては、懸濁物質を含有する原液にカチオン系高分子凝集剤を添加して凝集フロックを生成させた後、調整した水ガラスを緩速撹拌しながら添加して、凝集フロックに反応させる原液の凝集処理方法であり、高い凝集効果が得られる。
【００１３】
調整した水ガラスは、ＳｉＯ²濃度０．７２〜０．９６％の珪酸ソーダ水溶液を作り、リン酸を加えてｐＨ６〜７に調整し、１０〜１５分放置した後、浄水汚泥の凝集剤として用いるもので、カチオン系高分子凝集剤により凝集フロックが形成され、アニオン効果を持つ水ガラスの添加により凝集フロックに反応して、さらにしっかりした大きいフロックを形成し、沈降濃縮性が増加する。また、高分子凝集剤の添加率も水中のアクリルアミドモノマーの基準残存量以下であり、安全性にも問題がないものである。

Claims (2)

1. 懸濁物質を含有する原液にカチオン系高分子凝集剤を添加して凝集フロックを生成させた後、調整した水ガラスを緩速撹拌しながら添加して、凝集フロックに反応させることを特徴とする懸濁物質の凝集処理方法。
2. 上記水ガラスを３０〜４０倍に希釈してＳｉＯ²濃度０．７２〜０．９６％の珪酸ソーダ水溶液を作り、リン酸を加えてｐＨ６〜７に調整し、１０〜１５分放置した後、無色透明から白濁に変化している活性化状態の水溶液を、浄水汚泥の凝集剤として用いることを特徴とする請求項１記載の懸濁物質の凝集処理方法。