(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
グリーストラップに溜まった油脂類および残渣を水分とともに集めたグリーストラップ廃水に添加する凝集助剤であって、 セリサイトと、モンモリロナイト、ベントナイト、酸化チタン顔料および焼成バーミキュライトの中から選択した１または複数の無機物とをシランカップリング剤により変性した変性無機物を含む無機系凝集助剤を備える凝集助剤。
【請求項２】
グリーストラップに溜まった油脂類および残渣を水分とともに集めたグリーストラップ廃水に添加する凝集助剤であって、 セリサイト、モンモリロナイト、ベントナイトおよび焼成バーミキュライトの中から選択した１または複数の無機物を含む無機系凝集助剤と、 ジアルキルアミノアルキルアクリレート系のカチオン系高分子凝集助剤とを備え、 さらに、前記無機系凝集助剤は、  セリサイトと、モンモリロナイト、ベントナイト、酸化チタン顔料および焼成バーミキュライトの中から選択した１または複数の無機物とをシランカップリング剤により変性した変性無機物を含む凝集助剤。
【請求項３】
グリーストラップに溜まった油脂類および残渣を水分とともに集めたグリーストラップ廃水に添加する凝集助剤であって、 セリサイト、モンモリロナイト、ベントナイトおよび焼成バーミキュライトの中から選択した１または複数の無機物を含む無機系凝集助剤と、 ジアルキルアミノアルキルアクリレート系のカチオン系高分子凝集助剤と、 グルコマンナン、アルギン酸塩およびグアー豆酵素分解物の中から選択した１または複数の有機物をシランカップリング剤により変性した変性有機物とを備える凝集助剤。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載の凝集助剤において、  グルコマンナン、アルギン酸塩およびグアー豆酵素分解物の中から選択した１または複数の有機物をシランカップリング剤により変性した変性有機物を備える凝集助剤。
【請求項５】
請求項１または請求項２に記載の凝集助剤において、  前記変性無機物は、多孔質の顆粒であって、含水率が０．１〜５．０重量％、嵩比重が０．５〜２．０ｇ／ｍｌ、平均粒径が０．５〜２．０ｍｍである凝集助剤。
【請求項６】
請求項３または請求項４に記載の凝集助剤において、  前記変性有機物は、多孔質の顆粒であって、含水率が０．１〜５．０重量％、嵩比重が０．５〜２．０ｇ／ｍｌ、平均粒径が０．５〜２．０ｍｍである凝集助剤。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６の内のいずれか１つに記載の凝集助剤において、  前記シランカップリング剤は、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、３−（２−アミノエチル）アミノプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリエトキシシランおよび３−アミノプロピルトリヒドロキシシランの中から選択した１または複数のシラン化合物である凝集助剤。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７の内のいずれか１つに記載の凝集助剤において、  ポリアクリル酸エステル系のカチオン系高分子凝集助剤と、  ポリアクリルアミド系のアニオン系高分子凝集助剤とを備える凝集助剤。
【請求項９】
セリサイトと、モンモリロナイト、ベントナイト、酸化チタン顔料および焼成バーミキュライトの中から選択した１または複数の無機物とをシランカップリング剤により変性した変性無機物を含む無機系凝集助剤を備え、  グリーストラップに溜まった油脂類および残渣を水分とともに集めたグリーストラップ廃水に添加する凝集助剤の製造方法において、  セリサイトの塊状物にアルコールを添加して粉砕し、粉砕後のセリサイトをこのアルコール中に分散する粉砕工程と、  この粉砕工程を経たセリサイト、前記選択した１または複数の無機物、および、前記アルコールの混合物に、シランカップリング剤および過酸化水素水を添加して前記変性無機物を生成する変性工程とを備える凝集助剤の製造方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の凝集助剤の製造方法において、  前記凝集助剤は、グルコマンナン、アルギン酸塩およびグアー豆酵素分解物の中から選択した１または複数の有機物をシランカップリング剤により変性した変性有機物を備え、  前記変性工程では、前記選択した１または複数の有機物が前記混合物に含まれており、シランカップリング剤および過酸化水素水の添加により前記変性有機物が生成され、  前記選択した１または複数の有機物を、前記変性工程の前に予め前記混合物に混合しておく凝集助剤の製造方法。
【請求項１１】
請求項９または請求項１０に記載の凝集助剤の製造方法おいて、  前記アルコールはエタノールである凝集助剤の製造方法。
【請求項１２】
請求項９ないし請求項１１の内のいずれか１つに記載の凝集助剤の製造方法おいて、  前記変性工程で得られた生成物を洗浄する洗浄工程を備え、  この洗浄工程では、食塩水により前記生成物を洗浄する凝集助剤の製造方法。
【請求項１３】
請求項９ないし請求項１２の内のいずれか１つに記載の凝集助剤の製造方法おいて、  前記変性工程で得られた生成物を洗浄する洗浄工程と、  この洗浄工程後に前記生成物を乾燥する乾燥工程とを備え、  この乾燥工程では、マイクロウェーブを用いる凝集助剤の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
本出願は、２０１６年９月２６日に出願された日本出願番号２０１６−１８７５０２号に基づくもので、ここにその記載内容を援用する。
【技術分野】
【０００２】
本開示は、業務用厨房等に設置が義務付けられているグリーストラップに溜まった食品屑等の残渣や油脂分を水分とともにバキューム吸引等することで集めた廃水（以下、グリーストラップ廃水と呼ぶことがある。）の浄化のために添加する凝集助剤に係わる。
【背景技術】
【０００３】
従来から、業務用厨房等では油脂分や食品屑等を含む汚水がそのまま下水に流れるのを防止するため、グリーストラップが設置されているが、グリーストラップは油脂分や食品屑等を堰き止めるものである（例えば、特許文献１参照。）。このため、堰き止めて溜まった油脂分や残渣をグリーストラップから定期的に除く必要がある。そこで、上記のようにグリーストラップに溜まった油脂分や残渣を水分とともにバキューム吸引して集めることが行われている。【０００４】
しかし、このようにして集めたグリーストラップ廃水には、食用油脂類、食塩、界面活性剤、メラノジン、アミンおよび汚泥が混在しており、エマルジョン化した食用油脂類の除去が極めて難しい。
そこで、本開示者らは、従来から、エマルジョン化した食用油脂類をグリーストラップ廃水から効果的に除去するため、モンモリロナイト、ベントナイト等の鉱物系の無機物をグリーストラップ廃水に添加して浄化する検討を行ってきた。【０００５】
ここで、エマルジョンを含む廃水に、モンモリロナイト、ベントナイト等の鉱物を添加し、エマルジョンを鉱物粒子に吸着等させて除去する廃水処理方法が公知である（例えば、特許文献１参照。）。
また、グリーストラップ廃水についても、油脂類以外の浮遊物を除去する高分子凝集助剤と併せて、または、単独で鉱物系の無機物を添加し、鉱物粒子のフロックを形成することにより、食用油脂類の含有量の指標となるノルマルヘキサン抽出物質含有量を大きく低減することができる点が公知となっている（例えば、特許文献２参照。）。【０００６】
ところで、鉱物系の無機物によるノルマルヘキサン抽出物質含有量の低減は、鉱物粒子の吸水膨潤により生じる膨潤粒子の貢献が大きいと考えられている。つまり、鉱物の膨潤粒子は、廃水中の食用油脂類の吸着能力が高く、この膨潤粒子の吸着能力によりノルマルヘキサン抽出物質含有量を大きく低減することができると考えられている。【０００７】
しかし、鉱物粒子は、水分に対して飽和するまで吸水して膨潤する。このため、鉱物系の無機物を添加しすぎると廃水の流動性が損なわれ、廃水の処理に支障が生じる。また、鉱物粒子による吸着処理後、さらに廃水から水分を分離した後の残渣には、鉱物の膨潤粒子が水分を多量に吸収した状態で含まれており、残渣中の膨潤粒子から水分を除去するのが困難になってしまう。このため、鉱物系の無機物の添加量には限界があり、結果的に、鉱物系の無機物によるノルマルヘキサン抽出物質含有量の低減にも限界がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−０２９７７０号公報
【特許文献２】特開２０１４−１２４５９４号公報
【発明の概要】
【０００９】
本開示は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、鉱物粒子による油脂類の吸着効果を利用したグリーストラップ廃水の浄化において、鉱物粒子の吸水膨潤に伴う問題（廃水の流動性低下や残渣の膨潤粒子に水分が多量に含まれてしまうこと）を抑制しつつ、廃水中のノルマルヘキサン抽出物質含有量の更なる低減を達成することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】  本開示の参考例の凝集助剤は、グリーストラップに溜まった油脂類および残渣を水分とともに集めたグリーストラップ廃水に添加するものである。そして、この凝集助剤は、  セリサイト、モンモリロナイト、ベントナイトおよび焼成バーミキュライトの中から選択した１または複数の無機物を含む無機系凝集助剤と、ジアルキルアミノアルキルアクリレート系のカチオン系高分子凝集助剤とを備える。【００１１】  本開示者らは、上記の課題を解決するため鋭意検討を重ねた結果、セリサイト、モンモリロナイト、ベントナイトおよび焼成バーミキュライトの中から選択した１または複数の無機物と、ジアルキルアミノアルキルアクリレート系のカチオン系高分子凝集助剤とを併用することで、上記課題を解決することができることを見出した。【００１２】
すなわち、油脂類に対する吸着能力が高いジアルキルアミノアルキルアクリレート系のカチオン系高分子凝集助剤を、鉱物系の無機物と併用することで、従来のように鉱物系の無機物のみを用いた場合に比べ、ノルマルヘキサン抽出物質含有量の更なる低減を実現することができた。
また、ジアルキルアミノアルキルアクリレート系のカチオン系高分子凝集助剤と鉱物系の無機物との併用により、鉱物系の無機物の添加量を抑えても、ノルマルヘキサン抽出物質含有量を確実に低減することができるので、鉱物粒子の吸水膨潤に伴う問題を抑制することができる。【００１３】  本開示の第一、第二態様によれば、凝集助剤は、次のような変性無機物を含む無機系凝集助剤を備える。  すなわち、変性無機物は、セリサイトと、モンモリロナイト、ベントナイト、酸化チタン顔料および焼成バーミキュライトの中から選択した１または複数の無機物とをシランカップリング剤により変性したものである。【００１４】  これにより、本開示の参考例と同様に、鉱物粒子による油脂類の吸着効果を利用したグリーストラップ廃水の浄化処理において、鉱物粒子の吸水膨潤に伴う問題を抑制しつつ、廃水中のノルマルヘキサン抽出物質含有量の更なる低減を達成することができる。  ここで、変性無機物が上記の課題を解決するメカニズムについては定かではないものの、以下のように考えることができる。【００１５】
すなわち、セリサイトは、層状珪酸塩鉱物であって層間に水が入りやすく、比表面積が拡大しやすい。また、セリサイトをシランカップリング剤で変性したものは、変性反応によって表面積が拡大しており、さらに、拡大した表面にシリコン特有の疎水性基と親水性基とが混在しているものと考えられる。このため、吸水を抑制しつつ、エマルジョン化した油脂類のセリサイトによる取込量を増やすことができるものと考えられ、結果的に、無機系凝集助剤の過剰な吸水を抑えつつ、ノルマルヘキサン抽出物質含有量の更なる低減を達成することができる。【００１６】
なお、酸化チタン顔料とは、酸化チタン粒子の表面に、ＳｉＯ２、アルミナ、または、水酸化アルミニウムがコーティングされたものであって安価である。また、凝集助剤としては、酸化チタン顔料中の酸化チタン含有率が８０〜９５ｗｔ％のものが好ましい。
また、焼成バーミキュライトとは、蛭石を高温（例えば、８００℃以上）で焼いて膨張させたものである。【００１７】  本開示の第三、第四態様によれば、凝集助剤は、次のような変性有機物を備える。すなわち、変性有機物は、グルコマンナン、アルギン酸塩およびグアー豆酵素分解物の中から選択した１または複数の有機物をシランカップリング剤により変性したものである。  これにより、グルコマンナン、アルギン酸塩およびグアー豆酵素分解物が有する着色成分の除去能力を利用してグリーストラップ廃水に含まれる着色成分（例えば、メラノジン）を除去することができる。また、これら有機物をシランカップリング剤により変性せずに使用すると、粘性が高くなって廃水の流動性が悪くなる。これに対し、変性有機物を使用することにより、廃水の流動性を改善することができる。【００１８】
また、グルコマンナン、アルギン酸塩およびグアー豆酵素分解物は生分解性であり、残渣における速やかな分解を期待することができる。
さらに、アルギン酸塩は、残渣を堆肥として利用する場合に好ましく、グルコマンナン、グアー豆酵素分解物は、ヒ素などの重金属を除去する必要がある場合に好ましい。【００１９】
本開示の第五態様によれば、変性無機物は、多孔質の顆粒であって、含水率が０．１〜５．０重量％、嵩比重が０．５〜２．０ｇ／ｍｌ、平均粒径が０．５〜２．０ｍｍである。
これにより、変性無機物を廃水に良好に混合することができ、さらに、混合後、廃水における変性無機物の分散性を良好に保って変性無機物の沈降や浮上を阻止することができる。【００２０】
本開示の第六態様によれば、変性有機物は、多孔質の顆粒であって、含水率が０．１〜５．０重量％、嵩比重が０．５〜２．０ｇ／ｍｌ、平均粒径が０．５〜２．０ｍｍである。
これにより、変性有機物を廃水に良好に混合することができ、さらに、混合後、廃水における変性有機物の分散性を良好に保って変性有機物の沈降や浮上を阻止することができる。【００２１】
本開示の第七態様によれば、シランカップリング剤は、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、３−（２−アミノエチル）アミノプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリエトキシシランおよび３−アミノプロピルトリヒドロキシシランの中から選択した１または複数のシラン化合物である。
これにより、変性無機物または変性有機物を確実に得ることができる。【００２２】
本開示の第八態様によれば、凝集助剤は、ポリアクリル酸エステル系のカチオン系高分子凝集助剤と、ポリアクリルアミド系のアニオン系高分子凝集助剤とを備える。
これにより、油脂類以外の微小な粒子についても凝集させて分離することができる。【００２３】
本開示の第九態様によれば、凝集助剤の製造方法は、以下の粉砕工程および変性工程を備える。まず、粉砕工程は、セリサイトの塊状物にアルコールを添加して粉砕し、粉砕後のセリサイトをアルコール中に分散する。また、変性工程は、粉砕工程を経たセリサイト、選択した１または複数の無機物、および、アルコールの混合物に、シランカップリング剤および過酸化水素水を添加して変性無機物を生成する。【００２４】
まず、粉砕工程でアルコールを添加して粉砕することにより、水を添加して粉砕する場合に比べてセリサイトの塊状物を粉砕しやすくなる。
また、変性工程で過酸化水素水を添加することにより、セリサイトを含む無機物とシランカップリング剤との反応を劇的に促進することができ、さらに反応熱による乾燥を促進することができる。このため、変性工程および乾燥工程の省力化を達成することができる。また、反応中に多孔質化および顆粒化を促進することができるため、凝集助剤の多孔質化および顆粒化に関しても、省力化を達成することができる。【００２５】
本開示の第十態様によれば、変性工程では、選択した１または複数の有機物が混合物に含まれており、シランカップリング剤および過酸化水素水の添加により変性有機物が生成される。そして、選択した１または複数の有機物を、変性工程の前に予め混合物に混合しておく。【００２６】
まず、有機物を含む混合物にシランカップリング剤および過酸化水素水を添加することにより、シランカップリング処理によって有機官能基と有機物との反応や相互作用を促すことができる。また、予め、有機物をアルコールに含浸させておくことで、変性有機物を効率的に生成することができる。さらに、変性工程の前に、セリサイトを含む無機物に有機物を混合しておくことができるので、変性無機物、変性有機物を両方とも含む凝集助剤を効率よく製造することができる。【００２７】
本開示の第十一態様によれば、アルコールはエタノールである。
アルコールの中でもメタノールの使用は好ましくなく、エタノールよりも炭素数が多いアルコールはコストが高い。また、エタノールは、例えば、バイオエタノールを用いることで、安価に、セリサイトの塊状物を粉砕しやすくすることができる。【００２８】
本開示の第十二態様によれば、凝集助剤の製造方法は、変性工程で得られた生成物を洗浄する洗浄工程を備え、洗浄工程では食塩水により生成物を洗浄する。
これにより、シランカップリング剤の未反応物、生成物の中でも粒径が小さすぎる微細物、および、多孔質化が不十分な未多孔物質等を除去することができる。【００２９】
本開示の第十三態様によれば、凝集助剤の製造方法は、洗浄工程後に生成物を乾燥する乾燥工程を備え、乾燥工程ではマイクロウェーブを用いる。
これにより、洗浄後の生成物から水分と揮発性成分とを効率よく蒸発させて変性無機物を確実に多孔質化することができる。また、水分を含む揮発性成分の沸騰による物理的作用で多孔質化を促進して表面積の拡大を促すことができる。さらに、乾燥工程でヒータを用いて加熱した場合に懸念される有機成分の焦げ焼損を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】第２の実施例の凝集助剤を示す写真である。
【図２】試験１におけるフロックの形成状態を示す写真である。
【図３】試験２におけるフロックの形成状態を示す写真である。
【図４】試験３におけるフロックの形成状態を示す写真である。
【図５】試験４におけるフロックの形成状態を示す写真である。
【図６】試験５におけるフロックの形成状態を示す写真である。
【図７】試験６におけるフロックの形成状態を示す写真である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】  以下、発明を実施するための形態を説明する。 まず、参考例の凝集助剤は、グリーストラップに溜まった油脂類および残渣を水分とともに集めたグリーストラップ廃水に添加するものであり、グリーストラップ廃水を凝集処理するために好適に利用することができる。
【００３２】  また、参考例の凝集助剤は、セリサイト、モンモリロナイト、ベントナイトおよび焼成バーミキュライトの中から選択した１または複数の無機物を含む無機系凝集助剤と、ジアルキルアミノアルキルアクリレート系のカチオン系高分子凝集助剤とを備えるものである。
【００３３】
本開示者らは、鉱物粒子による油脂類の吸着効果を利用したグリーストラップ廃水の浄化において、鉱物粒子の吸水膨潤に伴う問題を抑制しつつ、廃水中のノルマルヘキサン抽出物質含有量の更なる低減を達成するため鋭意検討を重ねた。この結果、セリサイト、モンモリロナイト、ベントナイトおよび焼成バーミキュライトの中から選択した１または複数の無機物と、ジアルキルアミノアルキルアクリレート系のカチオン系高分子凝集助剤とを併用することで、鉱物粒子の吸水膨潤に伴う問題を抑制しつつ、廃水中のノルマルヘキサン抽出物質含有量の更なる低減を達成することができることを見出した。
【００３４】
すなわち、油脂類に対する吸着能力が高いジアルキルアミノアルキルアクリレート系のカチオン系高分子凝集助剤を、鉱物系の無機物と併用することで、従来のように鉱物系の無機物のみを用いた場合に比べ、ノルマルヘキサン抽出物質含有量の更なる低減を実現することができた。
また、ジアルキルアミノアルキルアクリレート系のカチオン系高分子凝集助剤と鉱物系の無機物との併用により、鉱物系の無機物の添加量を抑えても、ノルマルヘキサン抽出物質含有量を確実に低減することができるので、鉱物粒子の吸水膨潤に伴う問題を抑制することができる。
【００３５】
なお、無機物として、ベントナイトを用いる場合には、例えば、ナトリウム型のモンモリロナイトを主成分とするＮａ型ベントナイトを用いるのが好ましく、中でも、米国ワイオミング産のＮａ型ベントナイトを用いるのが好ましい。
【００３６】
また、ジアルキルアミノアルキルアクリレート系のカチオン系高分子凝集助剤には、ジアルキルアミノアルキル（メタ）アクリレートの３級塩または４級塩を用いるのが好ましい。なお、ジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリレート系の高分子凝集助剤の一般的な化学構造式は下記のとおりである。
【化１】
0006721699.tif 000002
この化学構造式において、Ｒ１は、メチル基または水素原子を示し、Ｒ２は炭素数１〜４のアルキル基を示し、ｎは２〜４の数を示す。
【００３７】  さらに、参考例の凝集助剤には、ポリアクリル酸エステル系のカチオン系高分子凝集助剤と、ポリアクリルアミド系のアニオン系高分子凝集助剤とを含ませるのが好ましい。  これにより、油脂類以外の微小な粒子についても凝集させて分離することができる。  なお、参考例の凝集助剤によれば、構成成分を廃水に添加する順序は、無機系凝集助剤→ジアルキルアミノアルキルアクリレート系のカチオン系高分子凝集助剤→ポリアクリル酸エステル系のカチオン系高分子凝集助剤→ポリアクリルアミド系のアニオン系高分子凝集助剤とするのが好ましい。
【００３８】 実施態様の凝集助剤は、次のような変性無機物を含む無機系凝集助剤を備える。  すなわち、変性無機物は、セリサイトと、モンモリロナイト、ベントナイト、酸化チタン顔料および焼成バーミキュライトの中から選択した１または複数の無機物とをシランカップリング剤により変性したものである。
【００３９】  これにより、参考例と同様に、鉱物粒子による油脂類の吸着効果を利用したグリーストラップ廃水の浄化処理において、鉱物粒子の吸水膨潤に伴う問題を抑制しつつ、廃水中のノルマルヘキサン抽出物質含有量の更なる低減を達成することができる。  ここで、変性無機物が上記の課題を解決するメカニズムについては定かではないものの、以下のように考えることができる。
【００４０】
すなわち、セリサイトは、層状珪酸塩鉱物であって層間に水が入りやすく、比表面積が拡大しやすい。また、セリサイトをシランカップリング剤で変性したものは、変性反応によって表面積が拡大しており、さらに、拡大した表面にシリコン特有の疎水性基と親水性基とが混在しているものと考えられる。このため、吸水を抑制しつつ、エマルジョン化した油脂類のセリサイトによる取込量を増やすことができるものと考えられ、結果的に、無機系凝集助剤の過剰な吸水を抑えつつ、ノルマルヘキサン抽出物質含有量の更なる低減を達成することができる。
【００４１】
なお、シランカップリング剤により変性する無機物として、ベントナイトを用いる場合には、例えば、ナトリウム型のモンモリロナイトを主成分とするＮａ型ベントナイトを用いるのが好ましい。
【００４２】
また、酸化チタン顔料とは、酸化チタン粒子の表面に、ＳｉＯ２、アルミナ、または、水酸化アルミニウムがコーティングされたものであって安価である。また、凝集助剤としては、酸化チタン顔料中の酸化チタン含有率が８０〜９５ｗｔ％のものが好ましい。
さらに、焼成バーミキュライトとは、蛭石を高温（例えば、８００℃以上）で焼いて膨張させたものである。
【００４３】  また、実施態様の凝集助剤には、次のような変性有機物を含ませるのが好ましい。  すなわち、変性有機物とは、グルコマンナン、アルギン酸塩およびグアー豆酵素分解物の中から選択した１または複数の有機物をシランカップリング剤により変性したものである。
【００４４】
これにより、グルコマンナン、アルギン酸塩およびグアー豆酵素分解物が有する着色成分の除去能力を利用してグリーストラップ廃水に含まれる着色成分（例えば、メラノジン）を除去することができる。また、これら有機物をシランカップリング剤により変性せずに使用すると、粘性が高くなって廃水の流動性が悪くなる。これに対し、変性有機物を使用することにより、廃水の流動性を改善することができる。
【００４５】
また、グルコマンナン、アルギン酸塩およびグアー豆酵素分解物は生分解性であり、残渣における速やかな分解を期待することができる。
さらに、アルギン酸塩は、残渣を堆肥として利用する場合に好ましく、グルコマンナン、グアー豆酵素分解物は、ヒ素などの重金属を除去する必要がある場合に好ましい。
【００４６】  また、実施態様の凝集助剤の物性に関し、次のように限定するのが好ましい。  すなわち、変性無機物は、多孔質の顆粒とし、含水率を０．１〜５．０重量％、嵩比重を０．５〜２．０ｇ／ｍｌ、平均粒径を０．５〜２．０ｍｍとするのが好ましい。  これにより、変性無機物を廃水に良好に混合することができ、さらに、混合後、廃水における変性無機物の分散性を良好に保って変性無機物の沈降や浮上を阻止することができる。
【００４７】
また、変性有機物に関しても、多孔質の顆粒とし、含水率を０．１〜５．０重量％、嵩比重を０．５〜２．０ｇ／ｍｌ、平均粒径を０．５〜２．０ｍｍとするのが好ましい。
これにより、変性有機物を廃水に良好に混合することができ、さらに、混合後、廃水における変性有機物の分散性を良好に保って変性有機物の沈降や浮上を阻止することができる。
【００４８】
また、シランカップリング剤には、次のようなシラン化合物の中から１または複数を選択して使用するのが好ましい。すなわち、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、３−（２−アミノエチル）アミノプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリエトキシシランおよび３−アミノプロピルトリヒドロキシシランの中から１または複数のシラン化合物を選択して使用するのが好ましい。
これにより、変性無機物または変性有機物を確実に得ることができる。
【００４９】  さらに、実施態様の凝集助剤に関しても、参考例と同様に、ポリアクリル酸エステル系のカチオン系高分子凝集助剤と、ポリアクリルアミド系のアニオン系高分子凝集助剤とを含ませるのが好ましい。  これにより、油脂類以外の微小な粒子についても凝集させて分離することができる。
【００５０】  〔実施態様の凝集助剤の製造方法〕 実施態様の凝集助剤は、次のような粉砕工程、変性工程、洗浄工程および乾燥工程を経て製造される。  まず、粉砕工程は、セリサイトの塊状物にアルコールを添加して粉砕し、粉砕後のセリサイトをアルコール中に分散する。  粉砕工程でアルコールを添加して粉砕することにより、水を添加して粉砕する場合に比べてセリサイトの塊状物を粉砕しやすくなる。
【００５１】
また、粉砕工程で用いるアルコールはエタノールが好ましい。
アルコールの中でもメタノールの使用は好ましくなく、エタノールよりも炭素数が多いアルコールはコストが高い。また、エタノールは、無水エタノールを用いるのではなく、水分が２.５〜５重量％含まれているものを用いる方が好ましい。なお、エタノールとして、例えば、バイオエタノールを用いると安価である。
【００５２】
次に、変性工程は、粉砕工程を経たセリサイト、選択した１または複数の無機物、および、アルコールの混合物に、シランカップリング剤および過酸化水素水を添加して変性無機物を生成する。変性工程では、シランカップリング剤の加水分解を促すとともに、加水分解によって得られたシラノール基と無機物の表面の水酸基との間の水素結合の形成、さらに進んで、シラノール基と水酸基との間の脱水縮合反応によって、より強固な共有結合の形成を促す。
【００５３】
また、変性工程では、粉砕工程を経たセリサイト、セリサイト以外の無機物、および、アルコールの混合物に、シランカップリング剤および過酸化水素水を添加するのが好ましい。
変性工程で過酸化水素水を添加することにより、セリサイトを含む無機物とシランカップリング剤との反応を劇的に促進することができ、さらに反応熱による乾燥を促進することができる。このため、変性工程および乾燥工程の省力化を達成することができる。また、反応中に多孔質化および顆粒化を促進することができるため、凝集助剤の多孔質化および顆粒化に関しても、省力化を達成することができる。
【００５４】
また、凝集助剤に、変性有機物を含める場合、変性工程の前に、予め、アルコールとセリサイトとを含む混合物に有機物を混合しておくのが好ましい。
有機物を含む混合物にシランカップリング剤および過酸化水素水を添加することにより、シランカップリング処理によって有機官能基と有機物との反応や相互作用を促すことができる。また、予め、有機物をアルコールに含浸させておくことで、変性有機物を効率的に生成することができる。さらに、変性工程の前に、セリサイトを含む無機物に有機物を混合しておくことができるので、変性無機物、変性有機物を両方とも含む凝集助剤を効率よく製造することができる。
【００５５】
次に、洗浄工程は、変性工程で得られた生成物を洗浄する工程であり、洗浄工程では食塩水により生成物を洗浄するのが好ましい。
食塩水を利用することで、シランカップリング剤の未反応物、生成物の中でも粒径が小さすぎる微細物、および、多孔質化が不十分な未多孔物質等を除去することができる。
【００５６】
さらに、乾燥工程は、洗浄工程後に生成物を乾燥する工程であり、乾燥工程ではマイクロウェーブを用いる。
これにより、洗浄後の生成物から水分と揮発性成分とを効率よく蒸発させて凝集助剤を確実に多孔質化することができる。また、水分を含む揮発性成分の沸騰による物理的作用で多孔質化を促進して表面積の拡大を促すことができる。さらに、乾燥工程でヒータを用いて加熱した場合に懸念される有機成分の焦げ焼損を防止することができる。
以下、本願凝集助剤の実施例を説明する。なお、本開示が実施例の凝集助剤に限定されないことは言うまでもない。
【実施例】
【００５７】  〔参考例〕 参考例の凝集助剤は、無機系凝集助剤としてのベントナイト、ジアルキルアミノアルキルアクリレート系のカチオン系高分子凝集助剤、ポリアクリル酸エステル系のカチオン系高分子凝集助剤、および、ポリアクリルアミド系のアニオン系高分子凝集助剤からなる。そして、このような参考例の凝集助剤、および、第１の比較例の凝集助剤を用いて次の試験Ａ、Ｂを行った。【００５８】  すなわち、試験Ａは、グリーストラップ廃水の原水に参考例の凝集助剤を添加し、添加後の廃水の性状を確認したものである。また、試験Ｂは、グリーストラップ廃水の原水に第１の比較例の凝集助剤を添加し、添加後の廃水の性状を確認したものである。  なお、第１の比較例の凝集助剤は、参考例の凝集助剤を構成する成分の内、ジアルキルアミノアルキルアクリレート系のカチオン系高分子凝集助剤を備えず、無機系凝集助剤としてのベントナイト、ポリアクリル酸エステル系のカチオン系高分子凝集助剤、および、ポリアクリルアミド系のアニオン系高分子凝集助剤からなる。【００５９】  また、参考例および第１の比較例で用いる凝集助剤の各成分には、すべて市販されているものを使用した。  そして、ベントナイトには、参考例、第１の比較例、両方とも、米国ワイオミング産のＮａ型ベントナイトを使用し、ジアルキルアミノアルキルアクリレート系のカチオン系高分子凝集助剤には、ジアルキルアミノアルキル（メタ）アクリレートの４級塩を主成分とするものを使用した。【００６０】
以下、試験Ａ、Ｂについて説明する。
試験Ａ、Ｂでは、無機系凝集助剤としてのベントナイトを水に分散させて数ｗｔ％程度の水スラリーとして調整し、ジアルキルアミノアルキルアクリレート系のカチオン系高分子凝集助剤、ポリアクリル酸エステル系のカチオン系高分子凝集助剤、および、ポリアクリルアミド系のアニオン系高分子凝集助剤を、それぞれ、個別に、水に分散させて１ｗｔ％未満の水スラリーとして調整した。そして、これら水スラリーを個別にグリーストラップ廃水の原水に添加した。【００６１】
すなわち、試験Ａでは、グリーストラップ廃水の原水１リットルに、ベントナイト、ジアルキルアミノアルキルアクリレート系のカチオン系高分子凝集助剤、ポリアクリル酸エステル系のカチオン系高分子凝集助剤、および、ポリアクリルアミド系のアニオン系高分子凝集助剤それぞれの水スラリを数滴ずつ添加凝集処理した後、フロックを濾過して除去し、処理後の廃水の性状を分析した。【００６２】  同様に、試験Ｂでも、グリーストラップ廃水の原水１リットルに、ベントナイト、ポリアクリル酸エステル系のカチオン系高分子凝集助剤、および、ポリアクリルアミド系のアニオン系高分子凝集助剤それぞれの水スラリを数滴ずつ添加して凝集処理した後、フロックを濾過して除去し、処理後の廃水の性状を分析した。  分析項目および分析方法は表１に示すとおりである。【表１】
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【００６３】 参考例、第１の比較例ともに、全項目、グリーストラップ廃水の原水に対して大幅に改善されている。また、参考例の凝集助剤のようにジアルキルアミノアルキルアクリレート系のカチオン系高分子凝集助剤を併用することで、第１の比較例の凝集助剤と比べて、ノルマルヘキサン抽出物質含有量を１ｐｐｍ未満に低減することができた。  なお、試験Ａ、Ｂでは、上記の凝集助剤とともに無水硫酸カリウムアルミニウムを添加した。【００６４】  〔第１の実施例〕 第１の実施例の凝集助剤は、セリサイトおよびベントナイトの両方を３−アミノプロピルトリエトキシシランおよびビニルトリメトキシシランにより変性した変性無機物からなる。  そして、このような第１の実施例の凝集助剤、および、第２の比較例の凝集助剤を用いて次の試験１〜４を行った。【００６５】  すなわち、試験１は、モデル廃水に第１の実施例の凝集助剤を添加してフロックの形成状態を確認したものであり、試験２は、モデル廃水に第２の比較例の凝集助剤を添加してフロックの形成状態を確認したものである。また、試験３は、モデル廃水に第１の実施例の凝集助剤を添加してフロックの形成状態、および、添加後の廃水の性状を確認したものであり、試験４は、モデル廃水に第２の比較例の凝集助剤を添加してフロックの形成状態、および、添加後の廃水の性状を確認したものである。【００６６】  次に、試験１〜４について説明する前に、第１の実施例の変性無機物の製造方法について説明する。  なお、変性無機物の製造に使用した各種の無機物やシランカップリング剤等は全て市販されているものである。【００６７】 第１の実施例の変性無機物は、以下の粉砕工程、変性工程、洗浄工程および乾燥工程を経て得られたものである。  まず、粉砕工程では、エタノール２０ｇに、無機物として、ベントナイトの粉末６０ｇ、および、セリサイトの塊状物５０ｇを加え、主にセリサイトの塊状物を粉砕しつつ、全体を撹拌した。これにより、ベントナイト、セリサイトおよびエタノールの混合物を得た。【００６８】
ここで、ベントナイトには、米国ワイオミング産のＮａ型ベントナイトを使用し、セリサイトには、山形県大峠産を使用した。また、エタノールには、純エタノールの含有率が９５．１〜９６．９ｗｔ％（純エタノール以外の成分は大部分が水である。）のものを使用した。【００６９】
次に、変性工程では、粉砕工程で得た混合物の全量に、シランカップリング剤として、３−アミノプロピルトリエトキシシラン１５ｇ、および、ビニルトリメトキシシラン１５ｇを加え、さらに、３０ｗｔ％の過酸化水素水１０ｇを加えてシランカップリング剤の加水分解、ならびに、加水分解後のシランカップリング剤と無機物との化学結合を促し、変性無機物を含む顆粒状かつ多孔質の固形物を得た。
なお、過酸化水素水１０ｇは、シランカップリング剤とともに反応開始時に５ｇ、５分経過後に５ｇ、と２段階に分けて添加した。【００７０】
次に、洗浄工程では、変性工程で得た固形物を水切りネットに入れて飽和食塩水中で揉み洗いし、その後、水切りをしてシランカップリング剤の未反応物、生成物の中でも粒径が小さすぎる微細物、および、多孔質化が不十分な未多孔物質等を除去した。
さらに、乾燥工程では、水切りネットに残った固形物を取り出してマイクロウェーブで乾燥させた。【００７１】  以上により得られた第１の実施例の変性無機物は、含水率が３．４重量％、嵩比重が１．４ｇ／ｍｌ、平均粒径が４ｍｍであった。  なお、含水率は、株式会社ケツト科学研究所製の赤外線水分計ＦＤ−６６０を用いて測定した。また、嵩比重は、所定量の凝集助剤の粉末の質量を測定し、さらに、測定した凝集助剤の全量をメスシリンダに充填して粒面を目盛から読み取って体積を測定し、質量を体積で割ることで算出した。さらに、平均粒径は、ふるい分け法により測定した。  また、第１の実施例の無機変性物の写真、つまり、マイクロウェーブ乾燥後の固形物の写真を図１に添付した。【００７２】  以下、第１の実施例の凝集助剤、および、第２の比較例の凝集助剤を用いた試験１〜４を説明する。試験１〜４は、上記のとおりモデル廃水に凝集助剤を添加してフロックの形成状態を確認するものである。  ここで、第２の比較例の凝集助剤は第１の比較例と同様のベントナイトである。  また、モデル廃水は、水道水５００ミリリットルに食塩０．５ｇ、食用オイル３ｇおよび界面活性剤である脂肪酸アルカノール１ｇを加えて撹拌したものである。【００７３】  試験１では、第１の実施例の凝集助剤である変性無機物とともに無水硫酸カリウムアルミニウムを添加し、試験２では、第２の比較例の凝集助剤であるベントナイトとともに無水硫酸カリウムアルミニウムを添加した。  また、試験３では、第１の実施例の凝集助剤とともに無水硫酸カリウムアルミニウムおよび高分子凝集助剤を添加し、試験４では、第２の比較例の凝集助剤とともに無水硫酸カリウムアルミニウムおよび高分子凝集助剤を添加した。【００７４】  なお、高分子凝集助剤は、ポリアクリル酸エステル系のカチオン系高分子凝集助剤である。  また、試験１〜４で使用した第１の実施例、第２の比較例の凝集助剤の質量、無水硫酸カリウムアルミニウムの質量、および、高分子凝集助剤の質量は表２に記載したとおりである。【表２】
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【００７５】  試験１〜４のフロックの形成状態を、それぞれ図２〜図５に示す。  まず、高分子凝集助剤を併用しない場合に関し、第１の実施例の凝集助剤と第２の比較例の凝集助剤とでフロックの形成状態を比べると（表２の試験１、２、ならびに、図２および図３参照。）、第１の実施例の凝集助剤（図２）の方が第２の比較例の凝集助剤（図３）に比べて明らかに澄んでおり、ややわかりにくいがフロックの拡大、つまり、凝集助剤の吸水が抑制されている。【００７６】  次に、高分子凝集助剤を併用する場合に関し、第１の実施例の凝集助剤と第２の比較例の凝集助剤とでフロックの形成状態を比べると（表２の試験３、４、ならびに、図４および図５参照。）、第１の実施例の凝集助剤（図４）の方が第２の比較例の凝集助剤（図５）に比べて、フロックの拡大、つまり、凝集助剤の吸水が抑制されている点が明確にわかる。【００７７】  また、試験３、４と同じ処方により、それぞれモデル廃水５００ミリリットルを凝集処理した後、フロックを濾過して除去し、処理後の廃水の性状を分析した。  分析項目および分析方法は表３に示すとおりである。【表３】
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【００７８】 第１の実施例、第２の比較例ともに、全項目、モデル廃水に対して大幅に改善されている。また、第１の実施例の凝集助剤のように変性無機物を使用することで、第２の比較例の凝集助剤と比べて、ノルマルヘキサン抽出物質含有量を２ｐｐｍから１ｐｐｍ未満に低減することができた。【００７９】  〔第２の実施例〕 第２の実施例の凝集助剤は、セリサイトおよびベントナイトの両方を３−アミノプロピルトリエトキシシランおよびビニルトリメトキシシランにより変性した変性無機物、ならびに、グルコマンナンを３−アミノプロピルトリエトキシシランおよびビニルトリメトキシシランにより変性した変性有機物からなる。【００８０】  そして、このような第２の実施例の凝集助剤、および、第３の比較例の凝集助剤を用いて次の試験５、６を行った。  すなわち、試験５は、グリーストラップ廃水の原水に第２の実施例の凝集助剤を添加してフロックの形成状態を確認したものであり、試験６は、グリーストラップ廃水の原水に第３の比較例の凝集助剤を添加してフロックの形成状態を確認したものである。【００８１】  次に、試験５、６について説明する前に、第２の実施例の変性無機物および変性有機物の製造方法について説明する。 第２の実施例の変性無機物および変性有機物は、以下の粉砕工程、混合工程、変性工程、洗浄工程および乾燥工程を経て得られたものである。なお、混合工程以外の工程は第１の実施例の変性無機物と同様である。また、変性有機物の製造に使用した各種の有機物等は全て市販されているものである。【００８２】  混合工程では、粉砕工程で得られたベントナイト、セリサイトおよびエタノールの混合物にグルコマンナン５ｇを混合した。そして、変性工程では、ベントナイト、セリサイト、エタノールおよびグルコマンナンの混合物に第１の実施例と同様の処方を施し、変性無機物および変性有機物を含む顆粒状かつ多孔質の固形物を得た。【００８３】  以上により得られた第２の実施例の凝集助剤は、含水率が３．４重量％、嵩比重が１．４ｇ／ｍｌ、平均粒径が４ｍｍであった。  なお、含水率、嵩比重および平均粒径の測定方法は、第１の実施例と同様である。【００８４】  以下、第２の実施例の凝集助剤、および、第３の比較例の凝集助剤を用いた試験５、６を説明する。試験５、６は、上記のとおりグリーストラップ廃水の原水に凝集助剤を添加してフロックの形成状態を確認するものである。  ここで、第３の比較例の凝集助剤は第１、第２の比較例と同様のベントナイトである。【００８５】  試験５は、第２の実施例の凝集助剤である変性無機物および変性有機物とともに無水硫酸カリウムアルミニウムおよび高分子凝集助剤を添加し、試験６は、第３の比較例の凝集助剤であるベントナイトとともに無水硫酸カリウムアルミニウムおよび高分子凝集助剤を添加した。【００８６】  なお、無水硫酸カリウムアルミニウム、および、高分子凝集助剤は、試験１〜４と同様のものを使用した。  また、試験５、６で使用した第２の実施例、第３の比較例の凝集助剤の質量、無水硫酸カリウムアルミニウムの質量、および、高分子凝集助剤の質量は表４に記載したとおりであり、これらを、試験５、６それぞれで５００ミリリットルのグリーストラップ廃水に添加した。【表４】
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【００８７】
試験５、６のフロックの形成状態を、それぞれ図６、図７に示す。
図６と図７との対比により、変性無機物および変性有機物を両方とも含む場合にも、フロックの拡大、つまり、凝集助剤の吸水が抑制されている点が明確にわかる。【００８８】
〔変形例〕
本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は、当該実施例に限定されるものではなく、様々な変形例を包含する。例えば、シランカップリング剤により変性されていない未変性無機物、および、変性無機物を両方とも凝集助剤に含めてもよく、セリサイト、モンモリロナイト、ベントナイトおよび焼成バーミキュライトの未変性無機物と変性有機物とにより凝集助剤を構成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８９】
本開示の凝集助剤は、グリーストラップ廃水の凝集処理に好適に用ることができるものである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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