(57)【要約】【課題】  地球規模で水の循環環境を考え環境保全につとめなければならない。人口の集中的増加や、産業活動の高度化に伴って使用水量が急増して河川、湖沼、港湾、海底の汚染が進行し、大きな社会問題としてクローズアップされている。産業廃棄物である廃石こうの粉末とイオン性脱水剤および粉末硫酸アルミニウムとの組み合わせにより、汚濁水から固形分と水分とを分離させる疎水化固液分離剤を提供する。【解決手段】  汚濁水処理用疎水化分離剤が１００重量部の石こうまたは石こうボード粉末と０．１〜２重量部のイオン性脱水剤および０．１〜３重量部の粉末硫酸アルミニウムを均一に混合し、配合された粉末状であり、容易に疎水化、凝集、脱水し固液分離ができる事を特徴とする疎水化固液分離剤である。【特許請求の範囲】
【請求項１】
１００重量部の石こうと０．１〜２重量部のイオン性脱水剤および０．１〜３重量部の粉末硫酸アルミニウムを均一に混合し、配合された汚濁水処理用疎水化固液分離剤。
【請求項２】
石こうが石こうボードに代表される産業廃棄物である廃石こうを粉砕した粉末であることを特徴とする請求項１記載の汚濁水処理用疎水化固液分離剤。
【請求項３】
イオン性脱水剤がカチオン性、アニオン性、ノニオン性あるいは両性脱水剤より選択した一種類以上を含むものであることを特徴とする請求項１、２記載の汚濁水処理用疎水化固液分離剤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】      本発明は、ダム工事などの現場で発生する建設泥土、湖沼、河川、港湾、ダム、海底などの浚渫汚泥、うどん店、ラーメン店などで発生する有機汚泥、屠殺場・食肉加工発生汚泥などに代表される産業排水・生活排水中に含まれる有機汚泥、さらには海で発生するプランクトンなどと水分とを分離させる疎水化固液分離剤に関するものである。
【背景技術】
【０００２】      従来、下水などの排水処理、浚渫汚泥処理には、例えばＳＳ、ＣＯＤ、ＢＯＤなどの汚濁物質除去のために、一般的に凝集沈殿処理法が利用されている。凝集沈殿処理に使用される凝集剤は、水などに溶解して使用する高分子凝集剤、硫酸アルミニウムまたは塩化アルミニウムまたは塩化第２鉄などで構成される溶液系凝集剤と無機凝集剤や有機凝集剤を併用して粉体のまま利用する固体系凝集剤とに分けられてある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】      これら凝集剤を水処理に利用しようとする場合、
（イ）得られた脱水ケーキの含水率は、８０〜９０％程度と高い数値であり、脱水ケーキの流動性も高く、性状が不安定で経時的に含水率が増加し、再汚泥化しやすく、埋立、投棄等の最終処分が極めて困難であり、汚泥の処理費用が高騰する。
（ロ）汚泥を採取した浚渫現場などにおいて脱水処理をする場合、汚泥の沈降速度が遅いため、処理日数がかかり、腐敗・悪臭により生活環境を保全できない。
（ハ）得られた汚泥の沈降速度が遅いため、高精度の清浄化水処理に使用する逆浸透膜保護を目的とする前水処理には適さない。
（ニ）凝集剤は、荷電性を持った無機金属塩であり、イオン価の異なる物質を、複数配合するため、高価になる。
などの問題点があった。
本発明は、これらの問題点を解決するためになされたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】本発明者らは、上記課題を解決するため各種水処理凝集剤について研究を重ね、石こうに少量のイオン性脱水剤と硫酸アルミニウムを均一に混合分散し、配合された固液分離剤が従来の汚濁水処理に必要であったポリ塩化アルミニウムや硫酸バンド等による前処理、苛性ソーダなどによるｐＨ調整処理、高分子凝集剤などによる凝集処理、沈殿処理などの多くの工程を簡略化あるいは省略でき、かつ他の水処理凝集剤あるいは石こうと少量のイオン性脱水剤のみからなる固液分離剤と同等あるいはそれ以上の凝集沈殿効果を示すこと、脱水性能に優れること、優れた汚濁水の清浄効果を示すことを見出し、本発明を完成するに至った。すなはち、本発明は、【１】１００重量部の石こうと０．１〜２重量部のイオン性脱水剤および０．１〜３重量部の粉末硫酸アルミニウムを均一に混合し、配合された汚濁水処理用疎水化固液分離剤、【２】石こうが石こうボードに代表される産業廃棄物である廃石こうを粉砕した粉末であることを特徴とする【１】記載の汚濁水処理用疎水化固液分離剤、【３】イオン性脱水剤がカチオン性、アニオン性、ノニオン性あるいは両性脱水剤より選択した一種類以上を含むものであることを特徴とする【１】
【２】記載の汚濁水処理用疎水化固液分離剤である。【０００５】      以下、本発明を詳細に説明する。本発明では、上記【１】で示される石こうに均一に混合し、配合されたイオン性脱水剤と粉末硫酸アルミニウムを用いる。本発明においてはこのイオン性脱水剤と粉末硫酸アルミニウムを含有することが、粉末状態で処理水中に投入し、水中での凝集フロックの沈降速度を速めるために必須である。【０００６】      次に、本発明の固液分離剤に用いる石こうについて説明する。石こうは、２水石こう、天然石こう、排煙脱硫石こう、りん酸石こう、廃棄石こう型材、石こうボード廃材、あるいは、これらを加熱処理して得られる焼石こう、半水石こう、水硬性せっこう、およびこれらの混合物などが挙げられるがこれらに限定されるものではない。特に廃石こうは、環境負荷を軽減し、廃棄物を有効利用という観点から、その利用が好まれる。石こうの形態は水との接触面積を高め、汚泥中への分散効率を高めるために微粉末状であることが好ましい。【０００７】      イオン性脱水剤は、市販のカチオン性、アニオン性、ノニオン性、両性脱水剤が挙げられる。アニオン性とノニオン性脱水剤では、主成分系がアクリル酸系、ポリアクリルアミド系、アクリル酸・ポリアクリルアミド系やポリアクリル酸ソーダ系が、カチオン性では、ポリアクリル酸エステル系、アクリル酸ジメチルアミノ系、メタクリル酸ジメチルアミノエチル系、アクリル酸ジメチルアミノエチル系、ポリアミジン系やエポキシアミン系が、両性では、アクリル酸ジメチルアミノエチル、アクリル酸、アクリルアミド、メタクリル酸の少なくとも１種類以上の混合系が挙げられるが、これらに限定されるものではない。なお、環境負荷を軽減し、かつ、少ない投入量で各種汚泥の凝集効果を高めるために、強カチオン性、強アニオン性脱水剤の使用が好ましい。イオン性脱水剤の形態は、石こうの形態と同様、水との接触面積を高め、汚泥中への分散効率を高めるために粉末状であることが好ましい。【０００８】      本発明の汚濁水処理用疎水化固液分離剤中の【１】で示されるイオン性脱水剤の含有量は水あるいは各種汚泥中に含まれるイオン種、イオン成分量などが異なるため、その配合量が異なり、一概に限定されないが、石こう１００重量部に対して、０．５重量部を基準とする。各種汚泥の凝集沈殿に効果が見られるためには、石こう１００重量部に対するイオン性脱水剤の配合量は０．１〜２重量部であり、好ましくは０．１〜１重量部、さらに好ましくは０．１〜０．５重量部である。粉末硫酸アルミニウムの配合量は０．１〜３重量部であり、好ましくは０．１〜２重量部、さらに好ましくは０．１〜１重量部である。疎水化固液分離剤中のイオン性脱水剤の含有量が２重量部以上であると、処理水の透明度を阻害することになり、好ましくない。また、０．１重量部未満であると、固液分離性能や汚濁物質の除去性が低下し、好ましくない。また、疎水化固液分離剤中の粉末硫酸アルミニウムの含有量が、１重量部以上であると水のｐＨが低下し、０．１重量部未満であると、固液分離性能や汚濁物質の除去性が低下し、好ましくない。【０００９】      次に、本発明の汚泥水処理方法について説明する。ビーカー内に例えば、含水率４００重量％の汚泥濁水を投入し、攪拌する。攪拌が維持された汚泥濁水中へ粉末状の疎水化固液分離剤  配合成分：石こう、カチオン性脱水剤、粉末硫酸アルミニウム  を一気に添加する。添加終了後から約３０〜４０秒で粒状汚泥形成、固液分離過程は終了し、液体である水の清浄化が始まり、経時的に水は清浄化され、透明度が高くなる。疎水化固液分離剤添加時の汚泥濁水攪拌速度を上げると、フロックがより大きくなり、より高い凝集効果が得られる。疎水化固液分離剤は均一混合分散されたものを使用した時のみ、絶大な汚泥除去効果が見られ、各成分を単独で使用あるいは適当な間隔で順次添加しても汚泥除去効果・水の清浄化に大きな効果は見られない。汚泥濁水と疎水化固液分離剤の混合に際しては、予め汚泥濁水を加温するか、あるいは沸騰水のような高温水を使用するなど処理水の温度を上げると、固液分離は促進される。【００１０】      本発明の疎水化固液分離剤は、これのみで疎水性、凝集性、脱水性があり、自重による水中脱水性を持つ。このため、脱水ケーキの流動性が低く、性状安定で経時的に含水率が下がり、再度水と混じることはないため、汚泥の処理費用の高騰を解消することができる。また、この点に加え、汚泥凝集除去速度が速く、かつ、汚泥凝集除去のために必要な攪拌駆動力が水流が利用できる点などから、汚泥濁水の処理規模が大きい河川、湖沼、港湾、海底などの現場における浚渫汚泥処理用途で特に利用価値が高い。汚泥濁水処理量に対する疎水化固液分離剤の添加量は汚泥の濃度により異なるが、含水率４００％で重量比は疎水化固液分離剤／汚泥濁水＝１／５０００を基準とする。【００１１】      汚泥濁水より得られたケーキは、流水による濁水の発生が抑えられるため、水の清浄化が効率的に行われる。また、疎水化作用が極めて高いため、他の凝集剤使用後ケーキと比較し、ケーキの含水率が低く、脱水速度も速い。堤防、土地造成などの埋め立て用素材、植生土壌やコンクリート用骨材として使用することが可能であり、再利用することが出来る。また、汚泥ケーキが除かれた水の性状は水質汚濁防止法の排水基準に適合する。【００１２】      本発明の疎水化固液分離剤は、その高い固液分離性能を生かし、ダム工事などの現場で発生する建設泥土、湖沼、河川、港湾、ダム、海底などの浚渫汚泥、うどん店、ラーメン店などで発生する有機汚泥、屠殺場・食肉加工発生汚泥に代表される産業排水・生活排水中に含まれる有機汚泥、高精度の水処理に使用する逆浸透膜の保護のための前処理剤、さらには海で発生するプランクトンなどと水分との分離などに使用することができる。【００１３】      また、本発明の疎水化固液分離剤は、その優れた凝集沈殿性能、脱水性能、水質清浄性能を活かして、重金属などによる汚染土壌の改良、農地排水処理、淡水・海水養殖場の水質浄化、生コンクリート車の洗浄廃水処理、コンクリート工場末端廃水処理、製鉄会社・製紙会社の廃水処理、塗装・メッキ処理工場の廃水処理、食品工場の廃水処理、下水・し尿・浄化槽の汚泥処理などに使用することができる。
【発明の効果】
【００１４】      本発明により、環境負荷を軽減するために産業廃棄物を有効利用することと同時に少量使用で効力を発揮する浚渫汚泥、産業排水・生活排水、さらには海で発生するプランクトンなどに適用できるクリーンな環境保全に貢献する汚泥沈降性能・脱水性能・汚濁水の清浄作用に優れた汚濁水処理用疎水化固液分離剤を提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】      以下、本発明について、実施例を用いて発明の効果をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【実施例１】
【００１６】産業廃棄物である石こうボードより、石こう部のみを取り出し、これを卓上強力粉砕機ＦＤＳで５分間粉砕し、石こう粉末を得た。この粉末石こうをワーリングブレンダーＭＭＢ１４２のカップ内に１００ｇ入れた後、市販品である粉末イオン性脱水剤  ポリアクリル酸エステル系高分子凝集剤  を０．２ｇを添加し、６０秒間の均一分散操作を行い、粉末汚濁水処理用疎水化固液分離剤１を作製した。【００１７】    同様に、産業廃棄物である石こうボードより、石こう部のみを取り出し、これを卓上強力粉砕機ＦＤＳで５分間粉砕して得られた粉末石こうをワーリングブレンダーＭＭＢ１４２のカップ内に１００ｇ入れた後、市販品である粉末イオン性脱水剤  ポリアクリル酸エステル系高分子凝集剤  を０．２ｇを添加し、さらに市販品である粉末硫酸アルミニウム（日本軽金属（株）製  固型１号）を０．１ｇ添加した後、６０秒間の均一分散操作を行い、粉末汚濁水処理用疎水化固液分離剤２を作製した。【００１８】      次に香川県さぬき市の沼より採取したアオコが発生した沼水を１０００ｇ計量し、２つの２Ｌビーカ内へそれぞれ投入した。ビーカー内のアオコが発生した沼水の攪拌を攪拌機を用いて開始し、攪拌羽の回転数が８０ｒｐｍで安定した後、それぞれのビーカ内へ０．４ｇの粉末汚濁水処理用疎水化固液分離剤１および粉末汚濁水処理用疎水化固液分離剤２を一気に投入後、３０秒間攪拌を継続した後、攪拌を停止した。撹拌停止からフロックが完全に静止し、沈降終了するまでの時間とフロックが沈降開始してから終了するまでに見られる浮遊フロックの大きさを目視により観察した。結果を表１に示す。表１より、粉末汚濁水処理用疎水化固液分離剤２は従来の粉末汚濁水処理用疎水化固液分離剤１よりも良好な凝集沈殿性能を示した。
【表１】
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＊粉末汚濁水処理用疎水性固液分離剤１を使用した場合に見られる浮遊フロックの大きさを小と定義し、これと比較して大きい場合を大と定義した。
【実施例２】
【００１９】    実施例１で得られた粉末汚濁水処理用疎水化固液分離剤２を用い、汚濁水の沈降試験を下記の手順に従い行った。【００２０】      ４ｍｍ目のふるいを用い通過させた乾燥土壌１００ｇとＭｉｌｌｉｐｏｒｅ社製ＭｉｌｌｉＱＡ１０で作製した純水１０００ｍｌを３Ｌビーカに加えて、回転数１０ｒｐｍで１０分間連続して、撹拌機で撹拌したものを３つ準備した。その後、３つのビーカ共に撹拌を維持したまま、１つ目は粉末汚濁水処理用固液分離剤２を汚濁水重量に対し１％一気に添加、２つ目は粉末汚濁水処理用固液分離剤２を汚濁水重量に対し０．２％一気に添加、３つ目は無添加を同時に行った後、全３サンプルともに撹拌維持の状態のまま、さらに３０秒程度撹拌した後、静置時間の経過に伴う土壌の沈降状態を調べた。【００２１】    その結果、粉末汚濁水処理用固液分離剤２の添加量が０．２％、１．０％、共に添加直後から土壌粒子の沈降が見られ、３０秒後にはビーカー反対側がはっきりと見える状態になった。一方、粉末汚濁水処理用固液分離剤２無添加のサンプル水はビーカーの底に粒子の大きな土壌は沈降しているが、小さな粒子状物は浮遊したままであり、３０分経過後も、濁り状態はほとんど変化がなかった。
【実施例３】
【００２２】    実施例２における実験で扱った水に関して、粉末汚濁水処理用固液分離剤２の添加直後および、静置後３０分のサンプルの上澄み液を採取し、排水基準項目であるＢＯＤ，ＣＯＤ，ＳＳ，大腸菌群、ノルマルヘキサン抽出物質（油分）およびその他として一般細菌、濁度の分析を行った。結果を表２に示す。表２より、ＢＯＤ，ＣＯＤ，ＳＳ、濁度は、粉末汚濁水処理用固液分離剤２を投入してから、直後、３０分経過後共に、極めて低い値を示し、水の清浄化が格段に進んでいることが分かった。
【表２】
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