(57)【要約】【課題】簡単且つ確実に塗工紙製造廃液を処理（固液分離）し得る方法を提供する。【解決手段】塗工紙製造廃液に、無機凝集剤、アニオン性高分子凝集剤、及び、カチオン構成単位をアニオン構成単位よりも多く含む両性高分子凝集剤を順次添加混合し、いわゆる多重円板型脱水機９を用いて、隣接する円板同士の間に脱水用間隙を設けて回転自在に配設された円板群１０で搬送しながら固液分離する。この方法によれば、造粒槽を用いて行う造粒工程が不要となるので、塗工紙製造廃液を容易に処理することができる。しかも、前記脱水用間隙を有する前記円板群で搬送しながら濾過するので、濾過体の目詰まりが生ずることもなく、確実に固液分離を行うことができる。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
塗工紙製造廃液に、無機凝集剤、アニオン性高分子凝集剤、及び、カチオン構成単位をアニオン構成単位よりも多く含む両性高分子凝集剤を順次添加混合し、隣接する円板同士の間に脱水用間隙を設けて回転自在に配設された円板群で搬送しながら固液分離することを特徴とする、塗工紙製造廃液の処理方法。
【請求項２】
塗工紙製造廃液に、無機凝集剤、アニオン性高分子凝集剤、及び、カチオン構成単位をアニオン構成単位よりも多く含む両性高分子凝集剤を順次添加混合し、造粒工程を経ることなく、隣接する円板同士の間に脱水用間隙を設けて回転自在に配設された円板群で搬送しながら固液分離することを特徴とする、塗工紙製造廃液の処理方法。
【請求項３】
塗工紙製造廃液に凝集剤を添加混合する凝集工程と、該凝集工程を経た被処理液を、隣接する円板同士の間に脱水用間隙を設けて回転自在に配設された円板群で搬送しながら固液分離する脱水工程と、を備えている、塗工紙製造廃液の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、塗工紙製造工程で生ずる廃液の処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
塗工紙（印刷用紙）の製造工程から生ずる廃液を処理するための方法として、次のような方法が提案されている。すなわち、塗工紙製造廃液に、無機凝集剤、アニオン性高分子凝集剤、及び、カチオン構成単位とアニオン構成単位とのモル比が１以上の両性高分子凝集剤を順次添加混合し、所定構造の造粒槽で造粒または造粒濃縮した後に、ベルトプレス、スクリュープレス、フィルタープレス、遠心分離機等の脱水機で固液分離する方法である（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特許第３３４０４７７号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の方法では、廃液の濃度等の性状によっては、脱水工程において脱水機の濾布に目詰まりが生じやすい場合があった。このため、脱水機の運転管理が煩雑となっていた。また、分離液中へ固形分が漏洩することが多い等の問題もあった。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、簡単且つ確実に塗工紙製造廃液を処理（固液分離）し得る方法を提供しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明の実施の一形態に係る塗工紙製造廃液の処理方法は、塗工紙製造廃液に、無機凝集剤、アニオン性高分子凝集剤、及び、カチオン構成単位をアニオン構成単位よりも多く含む両性高分子凝集剤を順次添加混合し、隣接する円板同士の間に脱水用間隙を設けて回転自在に配設された円板群で搬送しながら固液分離することを特徴とするものである（請求項１）。
【０００７】
本発明方法によれば、被処理液である塗工紙製造廃液に対して、無機凝集剤、アニオン性高分子凝集剤、及び、カチオン構成単位をアニオン構成単位よりも多く含む両性高分子凝集剤が順次添加混合されることによって、前記廃液中に凝集物が形成される。そして、この凝集工程を経た廃液が、隣接する円板同士の間に脱水用間隙を設けて回転自在に配設された円板群で、搬送しながら固液分離される。したがって、本発明方法によれば、前記従来方法とは異なり、造粒槽を用いて行う造粒工程が不要となるので、塗工紙製造廃液を容易に処理することができる。しかも、前記脱水用間隙を有する前記円板群で搬送しながら濾過するので、濾過体の目詰まりが生ずることもなく、確実に固液分離を行うことができる。
【０００８】
本発明の他の実施の形態に係る塗工紙製造廃液の処理方法は、塗工紙製造廃液に、無機凝集剤、アニオン性高分子凝集剤、及び、カチオン構成単位をアニオン構成単位よりも多く含む両性高分子凝集剤を順次添加混合し、造粒工程を経ることなく、隣接する円板同士の間に脱水用間隙を設けて回転自在に配設された円板群で搬送しながら固液分離することを特徴とするものである（請求項２）。
【０００９】
また、本発明の他の実施の形態に係る塗工紙製造廃液の処理方法は、塗工紙製造廃液に凝集剤を添加混合する凝集工程と、該凝集工程を経た被処理液を、隣接する円板同士の間に脱水用間隙を設けて回転自在に配設された円板群で搬送しながら固液分離する脱水工程と、を備えたことを特徴とするものである（請求項３）。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な一実施の形態について説明する。
【００１１】
図１は、本発明の一実施の形態に係る塗工紙製造廃液の処理方法のフローチャート、図２は、図１中の脱水機を構成する円板群の一部の平面図、図３は、他の形態の円板群の一部平面図である。
【００１２】
本発明の一実施の形態に係る塗工紙製造廃液の処理方法は、被処理液の均質化工程と、均質化された被処理液に凝集剤を添加混合する凝集工程と、凝集後の被処理液を固液分離する脱水工程と、を備えている。
【００１３】
図１に示すように、塗工紙製造工程から生ずる被処理液としての廃液は、廃液ピット１に導かれ、該廃液ピット１において、その濃度や性状をある程度均質化せしめられる（均質化工程）。均質化後の廃液の濃度（ＳＳ濃度）は、ほぼ０．７Ｗ／Ｖ％以上であり、通常は、１Ｗ／Ｖ％前後となる。
【００１４】
前記廃液ピット１から出た廃液は、一次凝集槽（一次反応層）２に送られ、ここで、無機凝集剤の添加および一次攪拌機３による攪拌が行われる。これにより、廃液中のラテックス分、カゼイン、デンプンなどの接着剤成分が凝集（荷電中和）せしめられる。無機凝集剤の添加量は、廃液のコロイドの電荷を中和するのに必要十分な量、且つ、凝集生成物に十分な凝集強度（フロック強度）を付与し得る量とする。無機凝集剤の添加量は、被処理液のｐＨによってコントロールし、その値は、４．０〜８．５、好ましくは４．５〜８．０とするが、無機凝集剤の添加量の低減を図るために、塩酸や硫酸などの酸を併用するのが望ましい。無機凝集剤としては、例えば、硫酸バンド、塩化第二鉄、塩化アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム、ポリ硫酸鉄などを用いることができる。
【００１５】
前記一次凝集槽２を出た一次凝集廃液は、二次凝集槽（二次反応層）４に送られ、ここで、アニオン性高分子凝集剤の添加および二次攪拌機５による攪拌が行われる。前記アニオン性高分子凝集剤の添加量は、フロック強度に関係し、一般に、前記無機凝集剤の添加量に対応して増加する。前記アニオン性高分子凝集剤としては、低ｐＨ域に有効な３元重合物系のアニオン性物質を用いるのが望ましい。
【００１６】
なお、前記二次凝集槽４においては、前記二次攪拌機５で強攪拌を行うことにより、凝集性の良好な、強度の高い基礎フロックを形成することができる。
【００１７】
前記二次凝集槽４を出た二次凝集廃液は、三次凝集槽（三次反応層）６において、所定の両性高分子凝集剤の添加および三次攪拌機７による攪拌が行われる。前記両性高分子凝集剤としては、カチオン構成単位をアニオン構成単位よりも多く含むものを用いる。また、前記両性高分子凝集剤は、官能基の均一性に基づく反応性の良さ及び添加幅の広さ、高分子量に基づく粘着性の大きさ、等を勘案して選定するのが望ましい。例えば、アニオン性のモノマー成分とカチオン性のモノマー成分との共重合体、アニオン性のモノマー成分とカチオン性のモノマー成分とノニオン性のモノマー成分との共重合体、あるいは、アニオン性のモノマー成分とノニオン性のモノマー成分との共重合体のマンニッヒ変性物またはホフマン分解物などを挙げることができる。
【００１８】
アニオン性のモノマー成分としては、例えば、アクリル酸（ＡＡ）、アクリル酸ナトリウム（ＮａＡ）、メタクリル酸、メタクリル酸ナトリウム、２−アクリルアミドプロパンスルホン酸、２−アクリルアミドプロパンスルホン酸ナトリウムなどが挙げられる。
【００１９】
また、カチオン酸のモノマー成分としては、例えば、ジメチルアミノエチルアクリレート（ＤＡＡ）、ジメチルアミノエチルメタクリレート（ＤＡＭ）、ジメチルアミノプロピルメタクリレート、ジメチルアミノピルアクリルアミド（ＤＡＰＡＡｍ）、ジメチルアミノプロピルメタクリレート及びこれらの四級化物などを挙げることができる。四級化物としては、例えば、ジメチルアミノエチルアクリレートメチルクロリド四級化物などを挙げることができる。また、ジメチルアミノプロピルアクリルアミドの塩酸塩なども用いることができる。
【００２０】
ノニオン性のモノマー成分としては、例えば、アクリルアミド（ＡＡｍ）、メタクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルメタクリルアミドなどを挙げることができる。
【００２１】
これらの化合物の共重合体として、具体的には、ＤＡＡ四級化物／ＤＡＭ四級化物／ＡＡ／ＡＡｍ共重合体、ＤＡＡ四級化物／ＡＡ／ＡＡｍ共重合体、ＤＡＭ四級化物／ＡＡ／ＡＡｍ共重合体、ＤＡＰＡＡｍ／ＡＡ／ＡＡｍ共重合体、ＤＡＡ四級化物／ＡＡ共重合体、又はＮａＡ／ＡＡｍ共重合体のマンニッヒ変性物などを挙げることができる。
【００２２】
前記三次凝集槽６においては、前記三次攪拌機７で緩速攪拌を行うことにより、大形フロックを形成することができる。
【００２３】
なお、図１に示す実施の形態では、前記二次凝集槽４を形成する槽体８の内部を仕切ることによって、すなわち、前記二次凝集槽４と槽体８を共通にして、前記三次反応層６を形成している。しかし、前記二次凝集槽４とは別の槽体によって前記三次凝集槽６を形成してもよいことは、言うまでもない。
【００２４】
前記三次凝集槽６を出た三次凝集廃液は、従来行われていた造粒工程を経ることなく、それ自体公知の適当な構成の多重円板型脱水機９へと送られ、隣接する円板同士の間に脱水用間隙Ｓ１，Ｓ２を設けて回転自在に配設された円板群１０で、搬送しながら固液分離される（脱水工程）。
【００２５】
前記多重円板型脱水機９は、四方を壁面で囲まれた箱型の脱水処理室１１を備えている。この脱水処理室１１内には、被処理液に脱水作用を施すための濾体群１２が配設されている。また、前記脱水処理室１１の互いに対向する前後の壁面１３，１４のそれぞれには、被処理液入口１５と、脱水ケーキ出口１６と、が形成され、前記脱水処理室１１の底面１７には、分離液取り出し口１８が形成されている。
【００２６】
前記濾体群１２を構成する濾体１９は、それぞれの回転軸２０を被処理液の搬送方向Ｙと直角な水平方向に向けて配列されている。前記各回転軸２０は、前記脱水処理室１１の左右の側壁に回転自在に支持され、該左右の側壁の外部に配設された図示しない電動モータ等を駆動源として一斉に回転するようにされており、回転数を全体的に制御することができるようになっている。
【００２７】
図２に示すように、前記各回転軸２０には、所定の厚み及び口径を有する大小二種類のリング状の円板２１，２２が、交互に重合されて固定配列されている。そして、前記被処理液の搬送方向Ｙに沿って隣接する一対の濾体１９，１９において、一方の濾体１９の大径円板２１は、他方の濾体１９の大径円板２１，２１間の、スペーサとして機能する小径円板２２によって形成された間隙に突入している。その結果、前記回転軸２０の軸方向に沿って隣接する大径円板２１，２１の側面同士の間には、微小な脱水用間隙Ｓ１が形成され、同様に、前記被処理液の搬送方向Ｙに沿って隣接する大径円板２１と小径円板２２との周面同士の間にも、微小な脱水用間隙Ｓ２が形成されている。このような規則的な配列の前記円板群１０によって、前記被処理液を搬送しながら脱水するための濾過体が形成されている。
【００２８】
図１に示すように、前記濾体群１２は、前記脱水処理室１１内において、前記被処理液入口１５側から前記脱水ケーキ出口１６側へ向かって徐々に上下間隔が狭まるように、上下二段に配列されている。図１において、下段の濾体群１２ｂは右回り方向へ、上段の濾体群１２ａは左回り方向へと回転駆動される。前記被処理液入口１５から前記脱水処理室１１内へと導入された前記三次凝集廃液は、前記各濾体１９を前記方向へと一斉に回転させることによって、前記汚泥ケーキ出口１６へ向けて搬送される。この搬送過程において、前記三次凝集廃液は、前記大径円板２１によるせん断作用を受けながら、徐々に狭まる上下の濾体群１２ａ，１２ｂで圧搾される。そして、前記三次凝集廃液の液体成分は、前記円板群１０の前記脱水用間隙Ｓ１，Ｓ２から流れ落ちて前記分離液取り出し口から取り出され、前記三次凝集廃液の固体成分は、前記汚泥ケーキ出口１６から外部へと排出される。
【００２９】
なお、前記三次凝集廃液は、前記一次凝集槽２から前記三次凝集槽６までの凝集工程において、固形分が強く凝集した性状のものとなっている。このため、濾体として、図２に示したように、口径差の大きな大径円板と小径円板とを交互に配列した、搬送力の大きなものを用いると、回転トルクが過剰となって、駆動系に支障をきたすことも予想される。そこで、その場合には、本願出願人の出願に係る特開２００１−３１４８９９号公報に記載されているように、被処理物の搬送力を緩和するための緩衝円板列を含んだ構成の濾体を用いることもできる。
【００３０】
図３の濾体１９ａは、図２の濾体１９において、回転軸２０の軸方向に沿って隣接する前記大径円板２１と前記小径円板２２との間に、中口径の中径円板２３を介装した構成である。その結果、前記濾体１９ａを組み合わせて形成される円板群１０ａには、前記中径円板２３が互いに外周面を対向させて前記被処理液の搬送方向Ｙに沿って一列に並んだ、緩衝円板列Ｒが多数含まれることになる。該緩衝円板列Ｒの存在により、図３の円板群１０ａにおいては、図２のものに比べて、濾過体上における凹凸の激しさが緩和されている。このため、被処理物の搬送力、すなわち、濾体群の回転トルクが緩和される。
【００３１】
なお、前記特開２００１−３１４８９９号公報に詳細に記載されているように、他の実施の形態として、円板群中における前記緩衝円板列の含有量（含有率）を変えたり、口径の異なる複数種類の緩衝円板で緩衝円板列を構成したりするなど、被処理物搬送力に差異がある円板列を適宜組み合わせ、被処理物搬送力のより弱い円板列を緩衝円板列として利用することによって、所望の被処理物搬送力を有する脱水機とすることができる。
【００３２】
本発明の発明者等は、本実施の形態に係る塗工紙製造廃液の処理方法の有効性を検証するため、濃度の異なる三種類の塗工紙廃液Ａ，Ｂ，Ｃに対して、凝集剤の種類や添加量を変えて凝集工程を実施し、それぞれについて、前記多重円板型脱水機９による脱水工程を実施した。この実験では、アニオン性高分子凝集剤として、アクリルアミド（９４モル％）と、２−アクリルアミドプロパンスルホン酸（６モル％）と、の共重合体（固有粘度（ｄＬ／ｇ）２１）を用いた。また、両性高分子凝集剤として、アクリル酸ナトリウム（３３モル％）と、ジメチルアミノエチルメタクリレートのメチルクロライド四級塩（３０モル％）と、アクリルアミド（３７モル％）と、の共重合体（固有粘度（ｄＬ／ｇ）８．０）を用いた。その実験結果は、次の表１に示す通りであった。
【００３３】
【表１】
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この実験によれば、凝集工程におけるフロックの形成性が良好であったほか、分離液の水抜けの具合や、脱水ケーキの状態も良好であった。また、脱水機として、濾布を用いない形式の前記多重円板型脱水機９を使用しているので、従来の処理方法による場合とは異なり、脱水工程における濾布の目詰まりや、固形分のリーク等の問題もなく、処理設備の運転管理も容易であった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る塗工紙製造廃液の処理方法のフローチャートである。
【図２】図１中の多重円板型脱水機を構成する円板群の一部拡大平面図である。
【図３】他の形態の円板群の一部平面図である。
【符号の説明】
９    多重円板型脱水機
１０  円板群
２１  円板（大径円板）
２２  円板（小径円板）
Ｓ１，Ｓ２  脱水用間隙
【図１】
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【図２】
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【図３】
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