(57)【要約】  【課題】排水の浮上処理、あるいは排水の沈降処理において凝集効果を向上させることにより、有機高分子凝集剤を使用してもコストがアップせず、また無機凝集剤を使用しないか、極力低添加量に抑制することによりスラッジ量が増加しない排水の処理方法を提供する。【解決手段】特定のカチオン性単量体あるいは該カチオン性単量体および非イオン性単量体からなる単量体混合物を、分散剤として塩水溶液に可溶な水溶性高分子を共存させ該塩水溶液中にて撹拌下、分散重合した水溶性高分子微粒子からなる分散液を希釈せず分散液の状態で排水に添加、あるいは前記分散液に希釈水を混合し、生成した不完全溶解混合物を排水に添加することによって課題を解決できる。 【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記一般式（１）で表される単量体あるいは下記一般式（２）で表される単量体あるいは該単量体および非イオン性単量体からなる単量体混合物を、分散剤として塩水溶液に可溶な水溶性高分子を共存させ該塩水溶液中にて撹拌下、分散重合した水溶性高分子微粒子からなる分散液を希釈せず分散液の状態で排水に添加、混合し凝集させた後、固液分離することを特徴とする排水の処理方法。
【化１】
2013248584.tif 000008
一般式（１）
Ｒ１は水素又はメチル基、Ｒ２、Ｒ３は炭素数１〜３のアルキルあるいはアルコキシル基、Ｒ４は水素、炭素数１〜３のアルキル基、炭素数７〜２０のアルキル基あるいはアリール基であり、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４は同種でも異種でも良い。Ａは酸素またはＮＨ、Ｂは炭素数２〜４のアルキレン基またはヒドロキシアルキレン基を表わす。Ｘ１−は陰イオンをそれぞれ表わす。
【化２】
2013248584.tif 000009
一般式（２）
Ｒ５は水素又はメチル基、Ｒ６、Ｒ７は炭素数１〜３のアルキル基、ヒドロキシアルキル基あるいは炭素数７〜２０のアルキル基あるいはアリール基であり、Ｘ２−は陰イオンをそれぞれ表わす。
【化３】
2013248584.tif 000010
一般式（３）
Ｒ８は水素、メチル基またはカルボキシメチル基、ＱはＳＯ３−、Ｃ６Ｈ４ＳＯ３−、ＣＯＮＨＣ（ＣＨ３）２ＣＨ２ＳＯ３−、Ｃ６Ｈ４ＣＯＯ−あるいはＣＯＯ−、
Ｒ９は水素またはＣＯＯ−Ｙ１＋は水素イオンまたは陽イオンをそれぞれ表す。
【請求項２】
下記一般式（１）で表される単量体あるいは下記一般式（２）で表される単量体あるいは該単量体および非イオン性単量体からなる単量体混合物を、分散剤として塩水溶液に可溶な水溶性高分子を共存させ該塩水溶液中にて撹拌下、分散重合した水溶性高分子微粒子からなる分散液に希釈水を混合し、生成した不完全溶解混合物を排水に添加、混合し凝集させた後固液分離することを特徴とする排水の処理方法。
【化１】
2013248584.tif 000011
一般式（１）
Ｒ１は水素又はメチル基、Ｒ２、Ｒ３は炭素数１〜３のアルキルあるいはアルコキシル基、Ｒ４は水素、炭素数１〜３のアルキル基、炭素数７〜２０のアルキル基あるいはアリール基であり、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４は同種でも異種でも良い。Ａは酸素またはＮＨ、Ｂは炭素数２〜４のアルキレン基またはヒドロキシアルキレン基を表わす。Ｘ１−は陰イオンをそれぞれ表わす。
【化２】
2013248584.tif 000012
一般式（２）
Ｒ５は水素又はメチル基、Ｒ６、Ｒ７は炭素数１〜３のアルキル基、ヒドロキシアルキル基あるいは炭素数７〜２０のアルキル基あるいはアリール基であり、Ｘ２−は陰イオンをそれぞれ表わす。
【化３】
2013248584.tif 000013
一般式（３）
Ｒ８は水素、メチル基またはカルボキシメチル基、ＱはＳＯ３−、Ｃ６Ｈ４ＳＯ３−、ＣＯＮＨＣ（ＣＨ３）２ＣＨ２ＳＯ３−、Ｃ６Ｈ４ＣＯＯ−あるいはＣＯＯ−、
Ｒ９は水素またはＣＯＯ−Ｙ１＋は水素イオンまたは陽イオンをそれぞれ表す。
【請求項３】
前記不完全溶解混合物が、前記分散液と希釈水を混合し不完全溶解混合物とした後、２〜６０秒以内に排水に添加することを特徴とする請求項２に記載の排水の処理方法。
【請求項４】
前記分散液と希釈水との混合比が質量で１：１〜１：２０であることを特徴とする請求項２あるいは３に記載の排水の処理方法。
【請求項５】
前記固液分離が、浮上処理あるいは沈降処理であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の排水の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加圧浮上処理方法に関するものであり、詳しくは特定のカチオン性単量体あるいは特定のカチオン性単量体および非イオン性単量体からなる単量体混合物を、分散剤として塩水溶液に可溶な水溶性高分子を共存させ該塩水溶液中にて撹拌下、分散重合した水溶性高分子微粒子からなる分散液を希釈せず分散液の状態で排水に添加するか、または該分散液と希釈水とを混合し生成した不完全溶解混合物を添加し、混合し凝集させた後、固液分離することを特徴とする排水の処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
放流水質の規制強化に伴い、処理装置の改良や廃水処理方法の改善により、水質の向上が図られており、無機凝集剤添加量の増加が不可欠となっている。ところが、無機凝集剤の使用量を増加させると、薬品コストの増加、発生汚泥量の増加並びに発生汚泥処理コストが増大することになる。また、廃水中には色々なコロイド物質及び溶解性有機物が含まれるため、廃水の種類によっては単に無機凝集剤の添加量を増やしても処理水の水質に不安が残る場合がある。例えば産業上の製造工程で排水を発生させる業種としては、自動車製造工場、製鐵所、紙パルプ製造業、クリーニング、砂利産業、その他の化学工場などがあるが、一般的に凝集処理としては、硫酸バンド、ポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）等アルミ系ないし鉄系の無機凝集剤を添加した後に更に高分子凝集剤を添加して凝集フロックを生成させ、次いで、凝集沈殿又は凝集浮上法で処理する方法が採用されている。
【０００３】
処理水の水質を維持・向上するためには無機凝集剤使用量を増加させなければならならないが、一方ではコストアップの制約もあり、新たな処方開発が求められている。その目的のため有機凝結剤の適用が進められている。有機凝結剤は、分子内に多数のカチオン基を有する高分子電解質であるので、無機凝集剤と同様に被処理水中の懸濁物質の荷電を中和する目的で使用される。しかも、有機凝結剤は、無機凝集剤よりもカチオンの電荷密度が高いために、その凝結作用は無機凝集剤よりはるかに大きいという特徴を持っている。また、有機凝結剤は懸濁物質を中和するだけでなく、負に帯電しているフミン酸等の溶解物質と反応して不溶性塩を形成する作用があり色度及びＣＯＤの減少効果も期待される。
【０００４】
上記のように無機凝集剤使用は、スラッジ量の増加を発生させ、有機凝結剤の使用は種々の利点を有しながらもコストアップの要因を含んでいるが、その改良処方も検討されている。特許文献１は、無機凝集剤を使用しなくても有機性懸濁粒子の存在下では、有機性懸濁粒子が数１００μｍの径が大きい気泡への付着の媒介剤として作用し、原水中の微細な懸濁粒子が気泡界面に強く付着し、清澄な処理水を分離できるという処方を開示している。特許文献２は、含油廃水の浮上分離処理において、有機凝結剤と高分子凝集剤を併用する処方を開示している。この処方の適用によって、処理水中の油分を削減することが可能になり、更に汚泥発生量がされるとことに加え、加圧脱水における脱水性が向上し、汚泥圧入速度の向上と脱水ケーキ含水率が低下し、トータルの廃水処理コストが大幅に低減するとしている。また引用文献３は、凝集剤によって形成されたフロックと泡との付着性が優れるとし、凝集剤として分子内に疎水基を有する水溶性高分子を使用する処方を開示する。凝集剤の添加法として明細書および実施例とも希釈した溶液として排水に添加する方法が開示されている。また明細書中に分散液を直接注入するとの記載があるが、どのような分散液か、どのような添加法か具体的な記載はない。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−３５１３７５号公報
【特許文献２】特開２０１１−１３１１６４号公報
【特許文献３】特開平８−２９０１６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
以上先行文献を見てきたように、浮上分離における課題というのは、処理効率を向上させるため無機凝集剤を単独で使用、あるいは有機凝集剤や有機凝結剤と無機凝集剤を併用する処方があるが、スラッジ量が増加する。一方、有機凝結剤の単独、あるいは有機凝結剤と有機凝集剤を併用する処方は、コストのアップや二液処方による装置の増加、あるいは操作の煩雑さが発生するという問題がある。したがって本発明の課題は、排水の浮上分離処理、あるいは排水の沈降分離処理において凝集効果を向上させることにより、有機高分子凝集剤を使用してもコストがアップせず、また無機凝集剤を使用しないか、極力低添加量に抑制することによりスラッジ量が増加しない排水の処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは鋭意検討した結果、以下に述べる発明に到達した。すなわち下記一般式（１）で表される単量体あるいは下記一般式（２）で表される単量体および非イオン性単量体からなる単量体あるいは単量体混合物を、分散剤として塩水溶液に可溶な水溶性高分子を共存させ該塩水溶液中にて撹拌下、分散重合した水溶性高分子微粒子からなる分散液を、希釈溶解せず分散液の状態で排水に添加し、凝集させた後、固液分離することを特徴とする排水の処理方法に関する。
【化１】
2013248584.tif 000002
一般式（１）
Ｒ１は水素又はメチル基、Ｒ２、Ｒ３は炭素数１〜３のアルキルあるいはアルコキシル基、Ｒ４は水素、炭素数１〜３のアルキル基、炭素数７〜２０のアルキル基あるいはアリール基であり、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４は同種でも異種でも良い。Ａは酸素またはＮＨ、Ｂは炭素数２〜４のアルキレン基またはヒドロキシアルキレン基を表わす。Ｘ１−は陰イオンをそれぞれ表わす。
【化２】
2013248584.tif 000003
一般式（２）
Ｒ５は水素又はメチル基、Ｒ６、Ｒ７は炭素数１〜３のアルキル基、ヒドロキシアルキル基あるいは炭素数７〜２０のアルキル基あるいはアリール基であり、Ｘ２−は陰イオンをそれぞれ表わす。
【化３】
2013248584.tif 000004
一般式（３）
Ｒ８は水素、メチル基またはカルボキシメチル基、ＱはＳＯ３−、Ｃ６Ｈ４ＳＯ３−、ＣＯＮＨＣ（ＣＨ３）２ＣＨ２ＳＯ３−、Ｃ６Ｈ４ＣＯＯ−あるいはＣＯＯ−、
Ｒ９は水素またはＣＯＯ−Ｙ１＋は水素イオンまたは陽イオンをそれぞれ表す。
【０００８】
前記不完全溶解混合物が、前記分散液と希釈水を混合し不完全溶解混合物とした後、２〜６０秒以内に排水に添加することが好ましい。さらに前記固液分離は、浮上処理あるいは沈降処理により実施される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の排水の処理方法は、塩水溶液中水溶性高分子微粒子からなる分散液を希釈せず分散液の状態で排水に添加、混合し凝集させた後、固液分離するか、あるいは前記分散液に希釈水を混合し、生成した不完全溶解混合物を排水に添加、混合し凝集させた後固液分離することを特徴とする。本発明の処理方法によれば、無機凝集剤が無添加、あるいは極力低添加量に抑制することによりスラッジ量が増加せず、有機高分子凝集剤の使用量が通常の溶解濃度０．５〜０．２質量％にて添加する場合より、低減することが可能である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明で用いるカチオン性あるいは両性水溶性高分子の微粒子からなる分散液は、以下に説明する方法によって製造することができる。例えばナトリウムやカリウムのようなアルカリ金属イオンやアンモニウムイオンとハロゲン化物イオン、硫酸イオン、硝酸イオン、リン酸イオンなどとの塩を使用するが、多価陰イオンとの塩がより好ましい。これら塩類の塩濃度としては、７質量％〜飽和濃度まで使用する。この中に水溶性高分子であり、かつ前記塩類水溶液にも溶解する水溶性高分子を分散剤として塩類水溶液に添加する。
【００１１】
重合する単量体としては、カチオン性単量体としてジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート等、ジアリルアルキルアミン等の３級塩、塩化メチル等のハロゲン化アルキル等、あるいは塩化ベンジルなどのハロゲン化アリール化合物による４級化物等があげられ、これらのカチオン性ビニル系単量体は１種を単独で用いることができ、２種以上を組み合わせて用いることもできる。具体的な例として一般式（１）は、（メタ）アクリル酸ジメチルアミノエチルやジメチルアミノプロピル（メタ）アクリルアミドを塩化ベンジルあるいは炭素数７〜２０のアルキル基あるいはアリール基を有するハロゲン化物による四級化物である。その例として（メタ）アクリロイルオキシエチルベンジルジメチルアンモニウム塩化物、（メタ）アクリロイルオキシ−２−ヒドロキシプロピルベンジルジメチルアンモニウム塩化物、（メタ）アクリロイルアミノプロピルベンジルジメチルアンモニウム塩化物などである。あるいは（メタ）アクリル酸ジメチルアミノエチルやジメチルアミノプロピル（メタ）アクリルアミド、メチルジアリルアミン等の塩化メチルや塩化エチルなど低級アルキル基のハロゲン化物による四級化物である。例えば（メタ）アクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウム塩化物、（メタ）アクリロイルオキシ−２−ヒドロキシプロピルトリメチルアンモニウム塩化物、（メタ）アクリロイルアミノプロピルトリメチルアンモニウム塩化物がある。また一般式（２）であらわされる単量体は、ジアリルメチルアンモニウム塩化物、ジアリルジメチルアンモニウム塩化物などがある。
【００１２】
また必用に応じて共重合されるノニオン性単量体としては、アクリルアミド、Ｎ−ビニルホルムアミド、Ｎ−ビニルアセトアミド、Ｎ−ビニルピロリドン、Ｎ、Ｎ−ジメチルアクリルアミド、アクリロニトリル、ジアセトンアクリルアミド、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレ−ト等があげられる。
【００１３】
本発明においては両性水性高分子を使用することができる。前記カチオン性単量体とともに、アニオン性単量体として（メタ）アクリル酸あるいはそのナトリウム塩等のアルカリ金属塩またはアンモニウム塩、マレイン酸あるいはそのアルカリ金属塩、アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸等のアクリルアミドアルカンスルホン酸あるいはそのアルカリ金属塩またはアンモニウム塩等があげられる。
【００１４】
分散剤として使用する水溶性高分子は、カチオン性あるいは非イオン性が好ましい。カチオン性高分子は、前記カチオン性単量体の重合体あるいはアクリルアミド、Ｎ−ビニルホルムアミド、Ｎ−ビニルアセトアミド、Ｎ−ビニルピロリドン、Ｎ、Ｎ−ジメチルアクリルアミド、アクリロニトリル、ジアセトンアクリルアミド、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレートなどとの共重合物
である。また前記非イオン性単量体の重合物も使用することができる。これら
水溶性高分子の分子量は、５、０００から３００万、好ましくは５万から２００万である。また、非イオン性高分子の分子量としては、１，０００〜１００万であり、好ましくは１，０００〜５０万である。これら水溶性高分子の単量体に対する添加量は、重合時１／１００〜１５／１００であり、好ましくは２／１００〜１／１０である。
【００１５】
分散重合時の温度は、５〜４０℃であり、好ましくは１５〜３０℃である。４０℃より高くすると重合の制御は難しく、急激な温度上昇や重合液の塊状化などが起きて、高重合度で安定な分散液は生成しない。
【００１６】
使用する開始は、２、２−アゾビス［２−（５−メチル−２−イミダゾリン−２−イル）プロパン］ニ塩化水素化物、あるいは４、４−アゾビス（４−メトキシ−２、４ジメチル）バレロニトリルなどのアゾ系重合開始剤でも使用できるが、添加量を多くしなければ開始しにくい。そのため重合系の温度が多少でも上昇してくると、重合速度が加速され制御しにくい。従って添加量が少量で、低温で開始可能なレドックス系開始剤を使用する。この開始剤の添加量は、重合開始時、単量体当たり１０〜５０ｐｐｍ、好ましくは１０〜３０ｐｐｍ添加する。通常単量体濃度が低い場合、この開始剤添加量と温度では、重合は開始しない。しかし、本発明では、塩水溶液中の分散重合法を用いるので単量体濃度は２０〜３５重量％であり、比較的高濃度のため開始するものと推定される。しかし、添加量レベルが低いため一度の添加では、重合率が低くなる。そのため数回に分けて添加することが好ましい。添加回数としては、２〜５回、好ましくは２〜３回である。
【００１７】
レドックス系開始剤としては、酸化性物質と還元性物質を組み合わせる。酸化性物質の例としては、ペルオクソ二硫酸アンモニウム、ペルオクソ二硫酸カリウム、過酸化水素などであり、還元性物質の例としては、亜硫酸ナトリウム、亜硫酸水素ナトリウム、硫酸第一鉄、チオ硫酸ナトリウム、シュウ酸ナトリウム、トリエタノ−ルアミンあるいはテトラメチルエチレンジアミンなどであるが、このうちペルオクソ二硫酸アンモニウムと亜硫酸水素ナトリウムの組み合わせが最も好ましい。このようにして、比較的低温で、開始剤の添加量レベルを低く抑えることにより、重合速度を制御し高重合度で安定した高分子分散液を製造することができる。
【００１８】
上記方法によって製造し、本発明に使用する塩水溶液中に分散した微粒子からなる水溶性高分子の分子量は３００万〜２０００万であり、好ましくは５００万〜１５００万である。
【００１９】
本発明におけるカチオン性あるいは両性水溶性高分子の塩水溶液粘度（４％食塩水中に高分子濃度が０．５％になるように完全溶解したときの粘度を２５℃において回転粘度計にて測定）は５ｍＰａ・Ｓ以上、６０ｍＰa・Ｓ以下、好ましくは１０ｍＰａ・Ｓ以上、３０ｍＰａ・Ｓ以下であればその効果を発揮することができる。これを重量平均分子量で表わせば２００万〜１５００万であり、好ましくは３００万〜１０００万であり、更に好ましくは３００万〜７００万である。
【００２０】
本発明の分散重合法により製造された分散液からなるカチオン性あるいは両性水溶性高分子は、水溶液重合法、油中水型エマルジョン重合法、油中水型分散重合法により製造されたアニオン性高分子などに較べ、水に溶解した場合の見かけ粘度が非常に低い。たとえば、アクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロリドとアクリルアミドを２０／８０のモル比で含有する共重合体の場合、分子量約６００万で０．２質量％の水溶液の粘度は、油中水型エマルジョン重合法による重合物では、６００〜７００ｍＰａ・ｓであるのに対し、本発明で使用する分散重合法により製造された分散液からなるカチオン性水溶性高分子は、３０〜５０ｍＰａ・ｓである。これは重合時共存させる無機塩類の影響もあるが、しかしこれらの影響を差し引いても、これだけでは説明できない。この現象は、塩水溶液中で生成した高分子を析出させながら重合していることも原因していると推定されるが、詳細な機構は未解明である。そのため、見かけ粘度が低いということは、それだけ処理を目的とした水中での分散性が良く、凝集機能を十分発揮できることを意味する。
【００２１】
このことを本発明の排水の処理方法と関連付けて考察してみると以下のようになると考えられる。塩水溶液中高分子分散液を排水に添加すると、溶解液粘性が低いため排水中に拡散していき、凝集反応が連続的に起きる。この時、粉末凝集剤や油中水型エマルジョンを使用するのであれば、溶解液の粘性が高く凝集剤粒子の周りは高粘性のゲル状物が生成し、排水の凝集槽に攪拌機などが設置されていてもこれ以上凝集剤成分は拡散していかない。また水で希釈し完全な溶解液を添加した場合との違いを考察してみると以下のように考えられる。
溶解液を添加した場合、凝集剤成分の拡散は速い。しかし、排水の単位容積中の凝集剤成分の濃度としては低い。すると一定の大きさの凝集フロックに成長するまでの時間は、それだけ長くなると推定される。また低濃度の凝集剤成分が分散している懸濁粒子を集め生成した凝集フロックは、ふわふわした強度の弱いものになることが予想される。また有効に使用される凝集剤成分の効率の低い。一方、塩水溶液中分散液を構成する高分子微粒子からなる凝集剤が直接、排水中に添加され表面から溶解していくと、局部的に凝集剤成分が高濃度になり、急速な懸濁粒子の凝集が起きると考えられる。このようにして生成した凝集フロックは、強度的にも高く、凝集剤成分の効率も高いと考えられる。さらに高濃度であれば高分子鎖の絡み合いも残り見かけ上巨大分子となり、凝集性能を向上させる。
【００２２】
本発明においては、分散液に希釈水を混合し、生成した不完全溶解混合物を排水に添加しても効率よく凝集反応を起こすことができる。不完全溶解混合物は、
凝集剤成分の高分子微粒子と高濃度溶解液の混合物と考えれば、上記の説明に当てはまると考えられる。従って塩水溶液中分散液と希釈水の混合比も重要な要素になり、塩水溶液中分散液と希釈水は質量で１：１〜１：２０、より好ましくは１：２〜１：１５である。１：２０より質量比が高いと凝集剤成分が拡散しすぎ完全な溶解液を添加した場合と同様な効果になってしまう。１：１より質量比が低い場合は、塩水溶液中分散液が希釈水と混合した時点で粗大粒子を発生させ好ましくない。従って高分子微粒子よりなる分散液の濃度が２０質量％であるならば、塩水溶液中分散液と希釈水が１：１の場合は、分散液の平均的な濃度が１０質量％で添加、塩水溶液中分散液と希釈水が１：２０の場合は、分散液の平均的な濃度が１．０質量％で添加されることになる。
【００２３】
本発明においては不完全溶解混合物の溶解状態を、分散液と希釈水が混合物として存在する時間で定義する。すなわち分散液と希釈水を混合し不完全溶解混合物とした後、２〜６０秒以内に排水に添加することによって溶解状態を限定している。これによって塩水溶液中分散液を構成する高分子微粒子が完全には溶解せず、一部粒子状のまま排水に添加されることのほうが、全量分散液の状態で添加されるより更に効率的であることを表している。分散液と希釈水を混合し不完全溶解混合物で存在する時間が２秒以内であると溶解状態が低すぎ、６０秒以上であると溶解が完全に近くなり、不完全溶解混合物の効果は低下する。従って混合物として保つ時間は２〜６０秒以内であり、好ましくは３秒〜４０以内である。
【００２４】
本発明で排水に添加する不完全溶解混合物は、溶解装置など大掛かりな設備は必要ない。分散液と希釈水を配管途中で合流させることにより混合し、前記に規定した時間内に排水に添加する。あるいは希釈水を流しているオープンの溝状な水路に分散液を滴下させることにより混合し、その後排水に添加するなど
攪拌機は不必要か、あるいは弱い攪拌によって分散液と希釈水を混合する程度でよい。攪拌が強いと高分子分散粒子が溶解してしまい、本発明の効果が発現しにくくなる。
【００２５】
本発明で使用する水溶液中にて撹拌下、分散重合した分散液からなる水溶性高分子の添加量は、排水の種類や固液分離の装置によって適宜決めていくことが必要であるが、染色排水のような場合を除けば、おおよそ対排水１〜１００ｍｇ／Ｌであり、好ましくは２〜５０ｍｇ／Ｌである。また無機凝集剤を併用すると、ＣＯＤや色度を減少させることが可能な場合があるが、その場合はスラッジ量が増加することに留意する。更に酸やアルカリを添加し排水のｐＨを必要に応じて調製し、固液分離の効率を向上させることもできる。
【００２６】
本発明は、塩水溶液中にて撹拌下、分散重合した水溶性高分子微粒子からなる分散液を希釈せず分散液の状態で排水に添加、混合し凝集させた後、固液分離することを特徴とする排水の処理方法であるが、排水の懸濁物質の種類によって沈殿処理あるいは浮上処理が可能である。食品排水や古紙製造排水のように懸濁物質の密度が比較的低いものは、浮上処理が適し、砂利洗浄排水のような懸濁物質の密度が比較的高いものは、沈殿処理が適している。
【００２７】
（実施例）以下、実施例および比較例によって本発明をさらに詳しく説明する。本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例に制約されるものではない。
【００２８】
（塩水溶液中高分子分散液の合成）
攪拌機、還流冷却管、温度計および窒素導入管を備えた４つ口５００ｍｌセパラブルフラスコに脱イオン水１５０．７ｇ、硫酸アンモニウム１１０．８ｇ、８０％質量％アクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロリド２９．１ｇ、５０質量％アクリルアミド１５３．４ｇ、分散剤としてアクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロリド２０質量％６０ｇ（対単量体１２質量％）をそれぞれ加え、均一になるまで攪拌した。その後ｐＨを４．３に調節し攪拌しながら窒素導入管より窒素を導入し溶存酸素の除去を行う。この間恒温水槽により２５℃に内部温度を調整する。窒素導入３０分後、１質量％２、２−アゾビス［２−（５−メチル−２−イミダゾリン−２−イル）プロパン］ニ塩化水素化物１ｇ（対単量体、それぞれ１００ｐｐｍ）添加し重合を開始させた。重合開始１時間後、反応物液が増粘するのが観察されたが、分散粒子が析出し始めた。重合開始後６時間たったところで前記開始剤を５０ｐｐｍ追加し、さらに１２時間重合を継続させ反応を終了した。この試作品を試料−１とする。この試料−１のアクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロリド／アクリルアミドのモル比は１０／９０であり、単量体濃度２０質量％、粘度は４５０ｍＰａ・ｓであった。なお、顕微鏡観察の結果、３〜２０μｍの粒子であることが判明した。また静的光散乱法による重量平均分子量を測定した。同様な操作によって試料−２〜試料−１０を製造した。結果を表１に示す。
【００２９】
（表１）
2013248584.tif 000005
ＤＭＱ；アクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロリド、
ＤＭＣ；メタクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロリド、
ＡＢＺ；アクリロイルオキシエチルベンジルジメチルアンモニウムクロリド、
ＤＤ；ジアリルジメチルアンモニウムクロリド、ＡＡＣ；アクリル酸、
ＡＡＭ；アクリルアミド、分散液粘性；ｍＰ・ｓ、
【００３０】
（実施例１）
食品加工排水（ｐＨ；６．５３、ＳＳ；４６０ｍｇ／Ｌ、濁度；４０７ＮＴＵ、ＣＯＤ；１４００ｍｇ／Ｌ）を用い浮上処理試験を実施した。浮上処理試験は、ユーエスマシーナリイ社の浮上処理装置クロフターに適用し実施した。試験概要としては、凝集槽、加圧タンク、浮上分離槽および加圧ポンプが設置された加圧浮上処理施設において、加圧水の圧力３．５気圧、混合比２０％の条件にて運転し、高分子凝集剤の薬注場所は凝集槽にて行なう。前記薬注は、塩水溶液中水溶性高分子微粒子からなる分散液１質量に対し、希釈水９質量で混合された未溶解粒子が混在する１０倍に希釈した混合液を凝集槽に添加することにより実施する。添加量は、対排水液量７ｐｐｍおよび２０ｐｐｍである。
排水を凝集槽にて撹拌下、前記未溶解粒子が混在する混合液を薬注ポンプにて添加し、加圧ポンプで加圧され加圧タンクにて空気を溶解した加圧水が、凝集槽にて凝集処理された排水と混合され、浮上分離槽へ導入されて固液分離を行い、浮上した凝集フロック（スカム）を分離された処理水のＳＳ（懸濁粒子濃度）、濁度、ＣＯＤ（化学的酸素要求量）およびＳＶ（スラッジボリューム）の各数値を測定する。結果を表２に示す。
【００３１】
（比較例１）
試料−１、試料−３および試料−８をそれぞれ０．５質量％に溶解し実施例１と同様な操作にて排水に添加し沈降分離試験を実施した。結果を表２に示す。
【００３２】
（表２）
2013248584.tif 000006
ＳＳ；ｍｇ／Ｌ、濁度；ＮＴＵ、ＣＯＤ；ｍｇ／Ｌ、ＳＶ；％
添加量；対液ｐｐｍ
【００３３】
表２を見て分かるように、分散液１質量に対し、希釈水９質量で混合された未溶解粒子が混在する１０倍に希釈した分散液にて添加した試験では、対液７ｐｐｍで良好な浮上分離効果が発現しているが、通常の溶解液にして添加した試験では、対液２０ｐｐｍまで添加しないと同等な効果が発現していない。
【００３４】
（実施例２）
製紙工場より採取した古紙パルプ製造排水（ｐＨ７．２０、ＳＳ１１５０ｍｇ／Ｌ、濁度８４５ＮＴＵ、ＣＯＤ６２０ｍｇ／Ｌ）を用い、試作した塩水溶液中高分子分散液、試料−１〜試料−１０に関して沈降分離試験を実施した。
１０００ｍＬのビーカーに上記排水１０００ｍＬを採取した。一方、表１の試料−１を１０ｇ採取し、攪拌棒により弱く攪拌しながら９０ｇの希釈水を添加し、未溶解粒子が混在する６倍に希釈した混合液を前記排水に対液１０ｐｐｍおよび３０ｐｐｍ添加し、ジャーテスターを用いて２００ｒｐｍにて１２０秒攪拌し、１００ｒｐｍにて６０秒攪拌した後６０秒間静置し、上澄み液のＳＳ（懸濁粒子）濃度、濁度、ＣＯＤ濃度、ＳＶ（スラッジボリューム）値を測定した。結果を表３に示す。
【００３５】
（比較例２）
試料−１、試料−３および試料−８をそれぞれ０．５質量％に溶解し実施例２と同様な操作にて排水に添加し沈降分離試験を実施した。結果を表３に示す。
【００３６】
（表３）
2013248584.tif 000007
ＳＳ；ｍｇ／Ｌ、濁度；ＮＴＵ、ＣＯＤ；ｍｇ／Ｌ、ＳＶ；％
添加量；対液ｐｐｍ
【００３７】
表３を見て分かるように、分散液１質量に対し、希釈水９質量で混合された未溶解粒子が混在する１０倍に希釈した分散液にて添加した試験では、対液１０ｐｐｍで良好な浮上分離効果が発現しているが、通常の溶解液にして添加した試験では、対液３０ｐｐｍまで添加しないと同等な効果が発現していない。