(57)【要約】【課題】用排水を凝集処理した後、浮上分離処理する方法において、浮上分離を効率よく行うことができる水処理方法を提供する。【解決手段】被処理水に凝集剤を添加して凝集反応を行う凝集反応工程と、該凝集反応工程から流出する凝集処理水を固液分離する浮上分離工程とを備えた水処理方法において、該凝集剤は、疎水性官能基を有するカチオン性高分子凝集剤であることを特徴とする水処理方法。疎水性官能基を有するカチオン性高分子凝集剤と共に無機凝集剤や他の高分子凝集剤を併用してもよい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理水に凝集剤を添加して凝集反応を行う凝集反応工程と、
該凝集反応工程から流出する凝集処理水を固液分離する浮上分離工程と
を備えた水処理方法において、
該凝集剤は、疎水性官能基を有するカチオン性高分子凝集剤であることを特徴とする水処理方法。
【請求項２】
請求項１において、前記カチオン性高分子凝集剤は、疎水性官能基を有するカチオン性ポリマーであるか、又は少なくとも、疎水性官能基を有するモノマーと、カチオン性官能基を有するモノマーとを重合させて得られたものであることを特徴とする水処理方法。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記凝集反応工程において、さらに無機凝集剤を添加することを特徴とする水処理方法。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項において、前記凝集反応工程において、さらにアニオン性又はノニオン性高分子凝集剤を添加することを特徴とする水処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は水処理方法に係り、特に、被処理水を凝集処理した後、浮上分離処理する水処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
河川水、工業用水、生物処理水など各種の用排水中の懸濁物質や溶解性物質等の汚染物質を除去するために、用排水を凝集処理した後、浮上分離処理する方法が広く行われている。例えば、特開平７−２４１５９７、特開２００２−１１３４７１、特開２００７−２０９８９０号公報には、有機性排水を凝集処理した後、浮上分離処理する方法が記載されている。固液分離手段としての浮上分離装置は沈殿槽に比べて設置スペースが小さくて足りる利点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−２４１５９７号公報
【特許文献２】特開２００２−１１３４７１号公報
【特許文献３】特開２００７−２０９８９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、用排水を凝集処理した後、浮上分離処理する方法において、浮上分離を効率よく行うことができる水処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の水処理方法は、被処理水に凝集剤を添加して凝集反応を行う凝集反応工程と、該凝集反応工程から流出する凝集処理水を固液分離する浮上分離工程とを備えた水処理方法において、該凝集剤は、疎水性官能基を有するカチオン性高分子凝集剤であることを特徴とするものである。
【０００６】
前記カチオン性高分子凝集剤は、（ｉ）疎水性官能基を有するカチオン性モノマー、又は（ii）少なくとも、疎水性官能基を有するモノマーと、カチオン性官能基を有するモノマーとを重合させて得られたものが好ましい。
【０００７】
前記凝集反応工程において、さらに無機凝集剤を添加してもよい。
【０００８】
前記凝集反応工程において、さらにアニオン性又はノニオン性高分子凝集剤を添加してもよい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明では、用排水を凝集処理した後、浮上分離処理する方法において、凝集剤として疎水性官能基を有するカチオン性高分子凝集剤を用いる。この疎水性官能基を有するカチオン性高分子凝集剤は、カチオン性であるため、一般に負に帯電している用排水中の懸濁物質を効率よく凝集させる。また、この疎水性官能基を有するカチオン性高分子凝集剤は、疎水性官能基を有しているため、浮上分離処理用のマイクロエアーが付着し易く、浮上分離処理が効率よく行われる。
【００１０】
凝集反応工程において、無機凝集剤、アニオン性高分子凝集剤又はノニオン性高分子凝集剤を添加すると、凝集効率がさらに向上する。なお、疎水性官能基を有するカチオン性高分子凝集剤を用いることにより、従来の無機凝集剤と高分子凝集剤との凝集処理の場合に比べて無機凝集剤の添加量が少なくても十分な効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施の形態に係る水処理方法のフロー図である。
【図２】実施の形態に係る水処理方法のフロー図である。
【図３】実施例１及び比較例１の処理操作を示すフローシートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に本発明の水処理方法の実施の形態を詳細に説明する。
【００１３】
［被処理水］
本発明において、被処理水としては、河川水、工業用水、井水などの用水、電子産業排水、化学工場排水、食品工場排水などの排水が挙げられる。排水は、有機性排水の生物処理水であってもよい。
【００１４】
［疎水性官能基を有するカチオン性高分子凝集剤］
疎水性官能基を有するカチオン性高分子凝集剤としては、次の（１），（２）が例示されるが、これらに限定されるものではない。
【００１５】
（１）  疎水性官能基を有するカチオン性モノマーを必須とする高分子凝集剤
疎水性官能基を有するカチオン性モノマーとしては例えば、ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート、ジメチルアミノプロピル（メタ）アクリルアミド、ジエチルアミノエチル（メタ）アクリレート、ジエチルアミノプロピル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−メチル−Ｎ−エチルアミノエチル（メタ）アクリレート及びＮ−メチル−Ｎ−エチルアミノプロピル（メタ）アクリルアミドなどのメチルクロライド塩等が挙げられる。疎水性官能基を有するカチオン性高分子凝集剤は、これらのホモポリマーもしくは共重合可能なビニルモノマーとのコポリマーである。
【００１６】
（２）  疎水性モノマーとカチオン性モノマーとを必須成分とする高分子凝集剤
疎水性モノマーとしては、例えばＮ−メチル（Ｎ，Ｎ−ジメチル）アクリルアミド、アクリロニトリル、スチレン、メチルもしくはエチル（メタ）アクリレート等が挙げられる。
【００１７】
カチオン性モノマーの具体例としては、カチオン性ビニルモノマー、ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレートの酸塩もしくはその４級アンモニウム塩、ジメチルアミノプロピル（メタ）アクリルアミドの酸塩もしくはその４級アンモニウム塩、ジアリルジメチルアンモニウムクロリド等が挙げられる。
【００１８】
なお、（１），（２）ともに、ノニオン性モノマーを共重合させたものであってもよい。ノニオン性モノマーとしては、（メタ）アクリルアミド、Ｎ−イソプロピルアクリルアミド、Ｎ−メチル（Ｎ，Ｎ−ジメチル）アクリルアミド等が挙げられる。
【００１９】
重合方法としては、特に限定はなく、公知のラジカル重合法、例えば水溶液重合、溶液重合、逆相懸濁重合、光重合、沈殿重合および逆相乳化重合が適用できる。
【００２０】
＜疎水性官能基を有するカチオン性高分子凝集剤のポリマー物性＞
疎水性官能基を有するカチオン性高分子凝集剤の重量平均分子量は１０００〜１０００万特に３００万〜１０００万程度が好ましい。通常、分子量の指標として１Ｎ−ＮａＣｌを溶媒とした固有粘度を用いる。しかし、疎水性官能基を有するポリマーは１Ｎ−ＮａＣｌ中では析出するため、０．１Ｎ−ＮａＣｌを溶媒とした固有粘度を用いることができる。その場合、３０℃で１０ｄｌ／ｇ以上であることが好ましい。
【００２１】
カチオン度としては、カチオン性モノマー単位が１０モル％以上特に１０〜１００モル％とりわけ５０〜１００モル％が好ましい。１０モル％を下回るとカチオン性が足りず凝集効果が低下する。疎水性官能基を有するカチオン性モノマーのモノマー単位は、１０モル％以上特に１０〜１００モル％とりわけ５０〜１００モル％が好ましい。疎水性モノマーのモノマー単位は、１０モル％以上特に１０〜８０モル％とりわけ３０〜８０モル％が好ましい。
【００２２】
＜疎水性官能基を有するカチオン性高分子凝集剤の製品形態＞
粉末状でも逆相エマルションまたはサスペンション状の分散液でもよく、形態は限定されない。
【００２３】
＜疎水性官能基を有するカチオン性高分子凝集剤の添加方法＞
この高分子凝集剤を被処理水に添加する形態に特に限定はないが、０．０５〜１重量％特に０．１〜０．５重量％に溶解した液で添加するのが反応性の点で好ましい。
【００２４】
＜疎水性官能基を有するカチオン性高分子凝集剤の添加量＞
この高分子凝集剤の添加量は、被処理水に対して０．１〜１００ｍｇ／Ｌ、特に０．１〜１０ｍｇ／Ｌ程度が好ましい。
【００２５】
［その他の凝集剤］
凝集処理にさらに無機凝集剤を併用してもよい。無機凝集剤としては、塩化第二鉄、ポリ硫酸鉄などの鉄系凝集剤、硫酸アルミニウム、塩化アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム等のアルミニウム系凝集剤、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウムが例示されるが、これらのうちでも鉄系又はアルミニウム系凝集剤が好ましい。これらの無機凝集剤は、１種を単独で用いても良く、２種以上を併用しても良い。無機凝集剤は、疎水性官能基を有するカチオン性高分子凝集剤の添加の前、後、同時のいずれで添加されてもよい。
【００２６】
無機凝集剤の添加量は、被処理水の性状や水質にもよるが、通常１〜２０００ｍｇ／Ｌ特に５０〜３００ｍｇ／Ｌ程度とすることが好ましい。
【００２７】
また、被処理水の性状に応じてアニオン性高分子凝集剤、ノニオン性高分子凝集剤を併用することでさらに凝集処理水の水質向上や加圧浮上分離性の向上効果が得られることがある。アニオン性高分子凝集剤としては、例えば、ポリ（メタ）アクリル酸、（メタ）アクリル酸と（メタ）アクリルアミドの共重合物、及び、それらのアルカリ金属塩等のアニオン系高分子凝集剤が挙げられる。ノニオン性高分子凝集剤としては、ポリ（メタ）アクリルアミド等のノニオン系の有機系高分子凝集剤などが例示される。
【００２８】
このアニオン性又はノニオン性高分子凝集剤は、疎水性官能基を有するカチオン性高分子凝集剤の添加の前、後、同時のいずれで添加されてもよい。アニオン性又はノニオン性高分子凝集剤の添加量は、通常の場合、固形分として０．０１〜１０ｍｇ／Ｌ特に１〜１０ｍｇ／Ｌ程度とすることが好ましい。
【００２９】
＜ｐＨ調整＞
凝集処理時のｐＨは、凝集槽において、ｐＨ４〜１０であることが好ましく、必要に応じｐＨ調整する。ｐＨ調整には塩酸（ＨＣｌ）、硫酸（Ｈ２ＳＯ４）等の酸や、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）等のアルカリが適宜用いられる。
【００３０】
［浮上分離］
凝集処理水は次いで浮上分離を行って、生成した凝集フロックを固液分離する。この浮上分離を行うには、空気を加圧溶解させた加圧水を凝集処理水に添加し、浮上槽にて浮上分離するのが好ましい。この加圧浮上分離には各種の加圧浮上分離装置を用いることができる。
【００３１】
［その他の処理］
更に、本発明では、加圧浮上分離装置の後段で、上記以外のその他の処理を併用しても良い。例えば、残留溶解性有機物を除去するために、活性炭処理や膜分離処理を行っても良い。
【００３２】
［処理装置］
以下に図面を参照して本発明の排水処理装置の一例を説明する。
【００３３】
図１，２は、本発明の排水処理装置の一例を示す系統図であり、１，２は凝集槽、３は加圧浮上分離槽を示す。各凝集槽には撹拌手段が設けられている。
【００３４】
図１の排水処理装置においては、被処理水は第１凝集槽１において疎水性官能基を有するカチオン性高分子凝集剤が添加され、次いで第２凝集槽２において無機凝集剤（例えば鉄系凝集剤）が添加されて凝集処理され、凝集処理水は次いで加圧浮上分離槽３で加圧水が添加され、浮上分離され、処理水は槽下部から取り出され、浮上物は槽上部から取り出される。加圧水は、浮上分離槽３への導入前に添加されてもよい。
【００３５】
図２に示す装置は、図１において、疎水性官能基を有するカチオン性高分子凝集剤と無機凝集剤との添加順序を逆にしたものである。
【００３６】
なお、図１，２に示す装置は、本発明の排水処理装置の一例であって、本発明は何ら図示の方法に限定されるものではなく、無機凝集剤の代わりに、又は無機凝集剤と共にアニオン性又はノニオン性高分子凝集剤を添加してもよい。
【実施例】
【００３７】
以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に説明する。なお、以下の実施例では、疎水性官能基を有するカチオン性高分子凝集剤として、ジメチルアミノエチルメタクリレートの塩化ベンジル４級化物ＤＡＭ（ＢＺＣｌ）の重合体（栗田工業（株）製クリファームＰＣ７９７）を用いた。なお、このジメチルアミノエチルメタクリレートの塩化ベンジル４級化物の重合体は、０．１Ｎ−ＮａＣｌでの固有粘度が１２．５ｄｌ／ｇであり、ＧＰＣ測定により求めた重量平均分子量は９００万であった。
【００３８】
［実施例１及び比較例１］
図３に示す試験フローにより、下記模擬有機排水を生物処理を行ったものを原水とし、凝集加圧浮上処理を行った。生物処理は連続処理とした。凝集と加圧浮上処理はビーカーおよびカラムを用いたバッチ処理とした。
［模擬排水］
ＢＯＤ：２０ｍｇ／Ｌ（グルコースと酢酸混合水）
［生物処理］
スポンジ担体式流動床
反応槽：１０Ｌ
滞留時間：１時間
［原水（生物処理水）］
ＢＯＤ：＜５ｍｇ／Ｌ
ＳＳ：１０ｍｇ／Ｌ
濁度：３．８度
［凝集１  凝集条件］
１Ｌビーカーでのバッチ式凝集
無機凝集剤（３８％塩化第二鉄）：１００ｍｇ／Ｌ
疎水性カチオンポリマー添加量：０．２ｍｇ／Ｌ（実施例１で添加。比較例１では添加せず。）
反応時間：５分
ｐＨ：５．５
［凝集２  凝集条件］
１Ｌビーカーでのバッチ式凝集
アニオンポリマー：アクリルアミド系ポリマー  栗田工業（株）製クリフロックＰＡ３３１
アニオンポリマー添加量：０．５ｍｇ／Ｌ
反応時間：３分
ｐＨ：５．５
［加圧浮上］
１Ｌカラムでのバッチ式加圧浮上。加圧水は純水を用いた。
加圧圧力：０．３５ＭＰａ
加圧水量比：２０％
［処理指標］
加圧浮上処理の性能向上評価を発生スカムの浮上速度とスカム強度、また処理水の濁度で評価した。結果を表１に示す。
【００３９】
【表１】
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【００４０】
表１の通り、本発明によると効率よく浮上分離処理が行われ、処理水の水質も良好になることが認められる。
【符号の説明】
【００４１】
１  第１凝集槽
２  第２凝集槽
３  加圧浮上分離槽
【図１】
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【図２】
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【図３】
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