(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
脱墨工程から排出される排水に、下記（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）から選択される四級アンモニウム塩を有するカチオン性荷電調整剤を添加して一次凝集処理したのち、１Ｎ塩化ナトリウム水溶液を溶媒として２５℃で測定した固有粘度が５ｄｌ／ｇ以上のアニオン性高分子凝集剤若しくはノニオン性高分子凝集剤又は１Ｎ硝酸ナトリウム水溶液を溶媒として２５℃で測定した固有粘度が５ｄｌ／ｇ以上であるカチオン性高分子凝集剤を添加して二次凝集処理し、固液分離することを特徴とする脱墨排水の処理方法。
（ａ）１Ｎ硝酸ナトリウム水溶液を溶媒として２５℃で測定した固有粘度が０.００２〜０.５ｄｌ／ｇであるアルキルアミン−エピクロロヒドリン縮合物
（ｂ）１Ｎ硝酸ナトリウム水溶液を溶媒として２５℃で測定した固有粘度が０.０１〜０.５ｄｌ／ｇであるポリジメチルジアリルアンモニウムハライド
（ｃ）１Ｎ硝酸ナトリウム水溶液を溶媒として２５℃で測定した固有粘度が０.０５〜１.０ｄｌ／ｇであるポリジメチルアミノアルキル(メタ)アクリレート
【請求項２】
二次凝集処理に用いる高分子凝集剤が、アニオン性高分子凝集剤又はカチオン性荷電調整剤であって、脱墨排水のｐＨが９を超える場合はアニオン性高分子凝集剤を添加し、ｐＨが９以下の場合はカチオン性高分子凝集剤を添加する請求項１記載の脱墨排水の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、脱墨排水の処理方法に関する。さらに詳しくは、本発明は、スケール障害の発生が少なく、脱墨工程から排出される排水を固液分離して水及び水中に溶解している薬剤を再利用し、高品質の脱墨パルプの製造を可能とする脱墨排水の処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、省エネルギー、省資源の立場から古紙の再利用が大きな課題となっている。古紙を回収し再利用するために、脱墨工程により印刷インキなどを除去して、脱墨パルプが製造される。脱墨工程の一例を述べると、先ずパルパーによって水中に古紙の繊維を分散しパルプ化したのち、ニーダーで脱墨剤と混練し、タワー中でインキをパルプから引きはがす。次いで、フローテーターでインキを浮上分離して系外に除去し、エキストラクターでパルプと水を洗浄分離し、フィルターでさらに水を分離する。このようにしてインキや汚れを取り除いた脱墨パルプを、新聞紙をはじめ中質紙、家庭紙などの原料として使用する。
脱墨工程においては、洗浄工程から排出される排水や脱水工程から排出されるろ液からインキや微細ＳＳを分離し、水及び水中に溶解している薬剤を再利用することが必要となる。この目的のために、洗浄ろ液からの水の回収工程に加圧浮上装置が設置されるようになってきた。加圧浮上装置では、インキやＳＳを除去するために、アニオン性高分子凝集剤が用いられた。しかし、アニオン性高分子凝集剤のみでは、インキやＳＳの凝集が不十分であり、処理水の水質が十分に向上しない。
そこで、硫酸バンドとアニオン性高分子凝集剤が組み合わせて使用されてきた。しかし、この組み合わせでは、脱墨の目的で使用されている苛性ソーダやケイ酸ソーダなどのアルカリ性薬剤が消耗され、得られる回収水を使用すると脱墨工程のpHが低下し、混入したアルミニウムイオンにより脱墨効果が低下する。また、アルミニウム化合物を主体とするスケールが発生するなどのトラブルが生じやすい。さらに、回収したＳＳを廃棄する場合の廃棄物量が増えるという問題がある。
そこで、硫酸バンドに代わって、ベントナイトとノニオン性高分子凝集剤を併用することによってこれらの弊害を解消する方法がとられた。ベントナイトとノニオン性高分子凝集剤の組み合わせによれば、ベントナイトが洗浄ろ液中の微細繊維、填料やインキを吸着する性質を有するため処理水のpHを下げることなく有効にＳＳ成分が除去される。しかし、ベントナイトとノニオン性高分子凝集剤の組み合わせは凝集力が弱く、特にpHが高いパルパーとニーダーの間の脱水機のろ液に対してはほとんど効果がない。
このため、脱墨工程において、洗浄工程から排出される排水や脱水工程から排出されるろ液からインキや微細なＳＳを分離し、スケール障害を発生することなく、水及び水中に溶解している脱墨剤、苛性ソーダ、ケイ酸ソーダなどの薬剤の再利用を可能とし、品質の優れた脱墨パルプを製造することができる脱墨排水の処理方法が求められている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、脱墨工程から排出される排水を固液分離して、水及び水中に溶解している薬剤を再利用し、スケールの発生が少なく工程の合理化が可能であり、高品質の脱墨パルプを製造することができる脱墨排水の処理方法を提供することを目的としてなされたものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記の課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、脱墨排水に四級アンモニウム基を有するカチオン性荷電調整剤を添加して一次凝集処理したのち、高分子凝集剤を添加して二次凝集処理することにより、脱墨排水中のアルカリ剤を消耗することなく、効果的にＳＳを除去し得ることを見いだし、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、
（１）脱墨工程から排出される排水に、下記（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）から選択される四級アンモニウム塩を有するカチオン性荷電調整剤を添加して一次凝集処理したのち、１Ｎ塩化ナトリウム水溶液を溶媒として２５℃で測定した固有粘度が５ｄｌ／ｇ以上のアニオン性高分子凝集剤若しくはノニオン性高分子凝集剤又は１Ｎ硝酸ナトリウム水溶液を溶媒として２５℃で測定した固有粘度が５ｄｌ／ｇ以上であるカチオン性高分子凝集剤を添加して二次凝集処理し、固液分離することを特徴とする脱墨排水の処理方法、
（ａ）１Ｎ硝酸ナトリウム水溶液を溶媒として２５℃で測定した固有粘度が０.００２〜０.５ｄｌ／ｇであるアルキルアミン−エピクロロヒドリン縮合物
（ｂ）１Ｎ硝酸ナトリウム水溶液を溶媒として２５℃で測定した固有粘度が０.０１〜０.５ｄｌ／ｇであるポリジメチルジアリルアンモニウムハライド
（ｃ）１Ｎ硝酸ナトリウム水溶液を溶媒として２５℃で測定した固有粘度が０.０５〜１.０ｄｌ／ｇであるポリジメチルアミノアルキル(メタ)アクリレート、及び
（２）二次凝集処理に用いる高分子凝集剤が、アニオン性高分子凝集剤又はカチオン性荷電調整剤であって、脱墨排水のｐＨが９を超える場合はアニオン性高分子凝集剤を添加し、ｐＨが９以下の場合はカチオン性高分子凝集剤を添加する第(１)項記載の脱墨排水の処理方法、
を提供するものである。
さらに、本発明の好ましい態様として、
（３）四級アンモニウム基を有するカチオン性荷電調整剤が、ジメチルアミン−エピクロロヒドリン縮合物、ポリジメチルジアリルアンモニウムクロライド又はポリジメチルアミノエチルアクリレートの塩化メチル四級化物、あるいはこれらを構成するモノマーとアクリルアミド等のノニオン性モノマーからなる共重合物である第(１)項記載の脱墨排水の処理方法、
（４）高分子凝集剤がアニオン性高分子凝集剤である第(１)項記載の脱墨排水の処理方法、
（５）高分子凝集剤がカチオン性高分子凝集剤である第(１)項記載の脱墨排水の処理方法、及び、
（６）固液分離の方法が、加圧浮上である第(１)項記載の脱墨排水の処理方法、
を挙げることができる。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明方法は、古紙を回収し脱墨パルプとして再使用するための脱墨工程より排出される脱墨排水、例えば、パルパーとニーダーの間にある脱水機により脱水されたろ液、フローテーターから排出されるフロス、フローテーター後の洗浄工程から排出される排水などの処理に適用することができる。
本発明方法においては、脱墨排水に先ず四級アンモニウム基を有するカチオン性荷電調整剤を添加して一次凝集処理を行う。四級アンモニウム基を有するカチオン性荷電調整剤としては、例えば、アルキルアミン−エピクロロヒドリン縮合物、ポリアミドアミン−エピクロロヒドリン縮合物などのアミンとエピクロロヒドリンの縮合物、ジメチルジアリルアンモニウムハライドの重合物又は共重合物、ジメチルアミノアルキルアクリレート、ジメチルアミノアルキルメタクリレートの重合物又は共重合物の四級化物などを挙げることができる。脱墨排水は、主たる原料となる新聞紙にリグニンなどのアニオン性物質を多く含む機械パルプが配合されており、また、苛性ソーダ、ケイ酸ソーダ、亜硫酸ソーダなどのアルカリ剤が添加されているので、ＳＳは強いアニオン性を示し、分散した状態にある。このような強いアニオン性を有するＳＳに対して、一般にカチオン性高分子凝集剤は荷電を中和してフロックを生成させるが、脱墨排水に対しては、四級アンモニウム基を有するカチオン性荷電調整剤が特に有効である。
本発明方法において使用する四級アンモニウム基を有するカチオン性荷電調整剤は、１Ｎ硝酸ナトリウム水溶液を溶媒として２５℃で測定した固有粘度が１dl／ｇ以下であることが好ましく、０.５dl／ｇ以下であることがより好ましい。一般に高分子凝集剤は、分子量が大きいほど水中で分子が広がり、橋かけ凝集を起こしやすいので、凝集効果に優れているとされているが、本発明方法においては、全く予期に反して、分子量の大きい四級アンモニウム基を有するカチオン性荷電調整剤を一次凝集に用いた場合は凝集効果が劣り、固有粘度が１dl／ｇを超えるとその凝集効果は急激に低下する。
本発明方法において、四級アンモニウム基を有するカチオン性荷電調整剤が凝集効果を発揮するために必要な固有粘度の下限値は、カチオン性荷電調整剤の種類によってそれぞれ異なり、例えば、ジメチルアミン−エピクロロヒドリン縮合物は固有粘度０.００２dl／ｇまで凝集効果を発揮するのに対して、ポリジメチルジアリルアンモニウムクロライドは固有粘度が０.０１dl／ｇ未満になると凝集効果が低下し、ポリジメチルアミノエチルアクリレートの塩化メチル四級化物は固有粘度が０.０５dl／ｇ未満になると凝集効果が低下する。
【０００６】
本発明方法において、四級アンモニウム基を有するカチオン性荷電調整剤の添加量には特に制限はなく、脱墨排水の性状に応じて適当に添加量を選定することができる。例えば、脱墨工程のパルパーとニーダーの間の脱水機のろ液のように、pHが高い排水に対しては１００〜５００mg／リットルのような比較的多量の四級アンモニウム基を有するカチオン性荷電調整剤を添加することが好ましい。また、フローテーター後の洗浄工程のろ液のように、比較的pHが高くない排水に対しては０.５〜５mg／リットルのような比較的少量の四級アンモニウム基を有するカチオン性荷電調整剤の添加により、凝集効果を十分発揮することができる。
本発明方法においては、脱墨排水に四級アンモニウム基を有するカチオン性荷電調整剤を添加して一次凝集処理したのち、高分子凝集剤を添加して二次凝集処理を行う。使用する高分子凝集剤には特に制限はなく、例えば、アニオン性高分子凝集剤、ノニオン性高分子凝集剤、カチオン性高分子凝集剤などを使用することができる。アニオン性高分子凝集剤としては、例えば、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリアクリルアミドの部分加水分解物、アクリルアミドとアクリル酸の共重合物、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸の重合物又は共重合物などを挙げることができる。ノニオン性高分子凝集剤としては、例えば、ポリアクリルアミド、ポリエチレンオキシド、尿素−ホルマリン縮合物などを挙げることができる。カチオン性高分子凝集剤としては、例えば、ポリアミノアルキルメタクリレート又はその塩化メチル四級化物、アミノアルキルメタクリレート又はその塩化メチル四級化物とアクリルアミドの共重合物、ポリエチレンイミン、キトサンなどを挙げることができる。
本発明方法において、二次凝集処理に用いる高分子凝集剤は、脱墨排水のpHが９を超える場合は、ポリアクリルアミドの加水分解物などのアニオン性高分子凝集剤であることが好ましく、脱墨排水のpHが９以下である場合は、ポリジメチルアミノエチルアクリレート又はその塩化メチル四級化物、ポリジメチルアミノエチルメタクリレート又はその塩化メチル四級化物、ジメチルアミノエチルアクリレート又はその塩化メチル四級化物とアクリルアミドの共重合物、ジメチルアミノエチルメタクリレート又はその塩化メチル四級化物とアクリルアミドの共重合物などのカチオン性高分子凝集剤であることが好ましい。
【０００７】
本発明方法において、二次凝集処理に用いる高分子凝集剤は、一次凝集処理に用いる四級アンモニウム基を有するカチオン性荷電調整剤と異なり、高分子量であることが好ましい。アニオン性高分子凝集剤及びノニオン性高分子凝集剤は、１Ｎ塩化ナトリウム水溶液を溶媒として２５℃で測定した固有粘度が５dl／ｇ以上であることが好ましく、カチオン性高分子凝集剤は、１Ｎ硝酸ナトリウム水溶液を溶媒として２５℃で測定した固有粘度が５dl／ｇ以上であることが好ましい。本発明方法において、高分子凝集剤の添加量には特に制限はないが、四級アンモニウム基を有するカチオン性荷電調整剤で一次凝集処理を行った後の脱墨排水に対しては、通常０.５〜５mg／リットルの添加により十分に二次凝集処理を行うことができる。
本発明方法において、高分子凝集剤の添加により二次凝集処理した排水は、次いで固液分離を行う。固液分離方法には特に制限はなく、例えば、沈降処理、加圧浮上、ろ過などにより固液分離することができるが、これらの方法の中で、加圧浮上を特に好適に使用することができる。
本発明方法においては、脱墨工程から排出される脱墨排水に、その他の工程において発生する排水、例えば、マシン余剰白水、余剰白水処理水、原質系排水などと混合して処理することができる。
本発明方法によれば、従来の硫酸バンドと高分子凝集剤の組み合わせのように、脱墨排水中のアルカリ剤を消耗することなく、pHの高い排水からも効率的にＳＳを除去し、使用水及び水中に溶解している薬剤を再利用し、経済的に高品質の脱墨パルプを製造することができる。また、従来の硫酸バンドと比較して、スケールの発生量が少なく、装置の洗浄回数を減少することができ、工程の合理化が可能となる。
【０００８】
【実施例】
以下に、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によりなんら限定されるものではない。
なお、実施例及び比較例において、カチオン性荷電調整剤及びカチオン性高分子凝集剤の固有粘度は、１Ｎ硝酸ナトリウム水溶液を溶媒として２５℃で測定した値であり、ノニオン性高分子凝集剤及びアニオン性高分子凝集剤の固有粘度は、１Ｎ塩化ナトリウム水溶液を溶媒として２５℃で測定した値である。
また、実施例及び比較例に用いたろ液は、図１に示すフローテーション法による脱墨工程から発生したものである。本工程においては、古紙がパルパー１において水中にパルプ状に解離され、脱水機２においてしぼられたのち、ニーダー３へ送られる。脱水機においては、アルカリ性の強いpHの高いろ液が発生する。ニーダーでパルプと脱墨剤とを混練して、タワー４においてパルプから印刷インキなどを引きはがす。印刷インキなどは、フローテーター５で浮上分離して系外に除去する。次いで、エキストラクター６でパルプと水を洗浄分離し、さらにバルブレスフィルター７で水を分離する。エキストラクターとバルブレスフィルターでは、アルカリ性の比較的弱いろ液が発生する。
実施例１
四級アンモニウム基を有するカチオン性荷電調整剤(Ａ)として、固有粘度が０.２dl／ｇであるジメチルアミン−エピクロロヒドリン縮合物を用い、高分子凝集剤(Ｂ)として加水分解率が７０％であり、固有粘度が１５dl／ｇであるポリアクリルアミド加水分解物を用いて、脱墨工程のパルパーとニーダーの間の脱水機のろ液の処理を行った。ろ液は、ＳＳ７１５mg／リットルであり、pH１０.８、ゼータ電位−３１.２mVであった。
ろ液０.５リットルに、荷電調整剤(Ａ)を３００mg／リットル添加して１５０rpmで３０秒間撹拌し、一次凝集処理を行ったのち、高分子凝集剤(Ｂ)を２mg／リットル添加して１５０rpmで３０秒間撹拌し、さらに５０rpmで６０秒間撹拌し、二次凝集処理を行った。処理後の上澄水のＳＳは３０mg／リットルであり、pHは１０.８であった。
比較例１
実施例１と同じろ液を、高分子凝集剤(Ｂ)のみを用いて処理した。
ろ液０.５リットルに、高分子凝集剤(Ｂ)を２mg／リットル添加して１５０rpmで３０秒間撹拌し、さらに５０rpmで６０秒間撹拌し、凝集処理を行った。処理後の上澄水のＳＳは５００mg／リットルであり、pHは１０.８であった。
比較例２
実施例１と同じろ液を、硫酸バンドと高分子凝集剤(Ｂ)を用いて処理した。
ろ液０.５リットルに、硫酸バンドを５,０００mg／リットル添加して１５０rpmで３０秒間撹拌し、次いで高分子凝集剤(Ｂ)を２mg／リットル添加して１５０rpmで３０秒間撹拌し、さらに５０rpmで６０秒間撹拌し、凝集処理を行った。処理後の上澄水のＳＳは２０mg／リットルであり、pHは７.０であった。
比較例３
実施例１と同じろ液を、ベントナイト及び高分子凝集剤(Ｃ)として固有粘度が１５dl／ｇであるポリアクリルアミドを用いて処理した。
ろ液０.５リットルに、ベントナイトを１,５００mg／リットル添加して１５０rpmで３０秒間撹拌し、次いで高分子凝集剤(Ｃ)を２mg／リットル添加して１５０rpmで３０秒間撹拌し、さらに５０rpmで６０秒間撹拌し、凝集処理を行った。処理後の上澄水のＳＳは４５０mg／リットルであり、pHは１０.８であった。
実施例２
四級アンモニウム基を有するカチオン性荷電調整剤(Ａ)及び高分子凝集剤(Ｄ)として固有粘度が１５dl／ｇであるジメチルアミノエチルアクリレートの塩化メチル四級化物−アクリルアミド共重合物を用いて、フローテーター後の洗浄工程のエキストラクターろ液及びバルブレスフィルターろ液の混合液の処理を行った。ろ液の混合液は、ＳＳ６９５mg／リットルであり、pH８.７、ゼータ電位−２０.９mVであった。
ろ液の混合液０.５リットルに、荷電調整剤(Ａ)を２mg／リットル添加して１５０rpmで３０秒間撹拌し、一次凝集処理を行ったのち、高分子凝集剤(Ｄ)を１mg／リットル添加して１５０rpmで３０秒間撹拌し、さらに５０rpmで６０秒間撹拌し、二次凝集処理を行った。処理後の上澄水のＳＳは５mg／リットルであり、pHは８.７であった。
比較例４
実施例２と同じろ液の混合液を、高分子凝集剤(Ｄ)のみを用いて処理した。
ろ液の混合液０.５リットルに、高分子凝集剤(Ｄ)を１mg／リットル添加して１５０rpmで３０秒間撹拌し、凝集処理を行った。処理後の上澄水のＳＳは３５０mg／リットルであり、pHは８.７であった。
比較例５
実施例２と同じろ液の混合液を、硫酸バンドと高分子凝集剤(Ｄ)を用いて処理した。
ろ液の混合液０.５リットルに、硫酸バンドを２,０００mg／リットル添加して１５０rpmで３０秒間撹拌し、次いで高分子凝集剤(Ｄ)を１mg／リットル添加して１５０rpmで３０秒間撹拌し、さらに５０rpmで６０秒間撹拌し、凝集処理を行った。処理後の上澄水のＳＳは５mg／リットルであり、pHは６.８であった。
比較例６
実施例２と同じろ液の混合液を、ベントナイト及び高分子凝集剤(Ｃ)を用いて処理した。
ろ液の混合液０.５リットルに、ベントナイトを５００mg／リットル添加して１５０rpmで３０秒間撹拌し、次いで高分子凝集剤(Ｃ)を１mg／リットル添加して１５０rpmで３０秒間撹拌し、さらに５０rpmで６０秒間撹拌し、凝集処理を行った。処理後の上澄水のＳＳは２５mg／リットルであり、pHは８.７であった。
実施例１〜２及び比較例１〜６の結果を第１表に示す。
【０００９】
【表１】
0003937102.tif 000002
【００１０】
四級アンモニウム塩を有するジメチルアミン−エピクロロヒドリン縮合物を用いて一次凝集処理を行い、ポリアクリルアミド加水分解物又はジメチルアミノエチルアクリレートの塩化メチル四級化物−アクリルアミド共重合物を用いて二次凝集処理を行った実施例１及び実施例２の処理水は、いずれもＳＳの量が十分に減少し、また、pH値は原水と変わらないことからアルカリ剤が消耗されていないことが分かる。一方、ポリアクリルアミド加水分解物を用いる処理のみを行った比較例１及びジメチルアミノエチルアクリレートの塩化メチル四級化物−アクリルアミド共重合物を用いる処理のみを行った比較例４においては、処理水のpH値は原水と変わらないが、処理水はなお多量のＳＳを含んでいる。硫酸バンドとポリアクリルアミド加水分解物を組み合わせて用いた比較例２及び硫酸バンドとジメチルアミノエチルアクリレートの塩化メチル四級化物−アクリルアミド共重合物を組み合わせて用いた比較例５においては、処理水中のＳＳの量は減少しているが、処理水のpHが低下し、アルカリ剤が消耗されている。ベントナイトとポリアクリルアミドの組み合わせは、比較例６のエキストラクターろ液及びバルブレスフィルターろ液の混合液に対しては有効であるが、比較例３のpHの高いパルパーとニーダーの間の脱水機のろ液に対しては、ＳＳ除去能力が不足している。
実施例３
荷電調整剤(Ａ)及び高分子凝集剤(Ｂ)の組み合わせにおいて、荷電調整剤(Ａ)の添加量を変えて、実施例１に用いた脱墨工程のパルパーとニーダーの間の脱水機のろ液の処理を行った。
ろ液各０.５リットルを入れた４個のビーカーの１個には荷電調整剤(Ａ)を添加せず、他の３個には荷電調整剤(Ａ)をそれぞれ１００mg／リットル、２００mg／リットル及び３００mg／リットル添加して１５０rpmで３０秒間撹拌し、一次凝集処理を行ったのち、それぞれのビーカーに高分子凝集剤(Ｂ)を２mg／リットル添加して１５０rpmで３０秒間撹拌し、さらに５０rpmで６０秒間撹拌し、二次凝集処理を行った。処理後の上澄水のＳＳ量は、荷電調整剤(Ａ)を添加しないものが５００mg／リットル、１００mg／リットル添加したものが１９４mg／リットル、２００mg／リットル添加したものが４８mg／リットル、３００mg／リットル添加したものが２８mg／リットルであった。
実施例４
荷電調整剤(Ａ)の代わりに、四級アンモニウム基を有するカチオン性荷電調整剤(Ｅ)として、固有粘度が０.２dl／ｇであるポリジメチルジアリルアンモニウムクロライドを用いた以外は、実施例３と同じ操作を繰り返した。
処理後の上澄水のＳＳ量は、荷電調整剤(Ｅ)を１００mg／リットル添加したものが２９８mg／リットル、２００mg／リットル添加したものが１９４mg／リットル、３００mg／リットル添加したものが１１６mg／リットルであった。
実施例５
荷電調整剤(Ａ)の代わりに、四級アンモニウム基を有するカチオン性荷電調整剤(Ｆ)として、固有粘度が０.２dl／ｇであるポリジメチルアミノエチルアクリレートの塩化メチル四級化物を用いた以外は、実施例３と同じ操作を繰り返した。
処理後の上澄水のＳＳ量は、荷電調整剤(Ｆ)を１００mg／リットル添加したものが３９６mg／リットル、２００mg／リットル添加したものが２４１mg／リットル、３００mg／リットル添加したものが１５１mg／リットルであった。
比較例７
荷電調整剤(Ａ)の代わりに、荷電調整剤(Ｇ)として、固有粘度が０.２dl／ｇであるポリエチレンイミンを用いた以外は、実施例３と同じ操作を繰り返した。
処理後の上澄水のＳＳ量は、荷電調整剤(Ｇ)を１００mg／リットル添加したものが４７５mg／リットル、２００mg／リットル添加したものが５１２mg／リットル、３００mg／リットル添加したものが４８５mg／リットルであった。
比較例８
荷電調整剤(Ａ)の代わりに、荷電調整剤(Ｈ)として、固有粘度が０.２dl／ｇであるポリビニルアミンを用いた以外は、実施例３と同じ操作を繰り返した。
処理後の上澄水のＳＳ量は、荷電調整剤(Ｈ)を１００mg／リットル添加したものが４９６mg／リットル、２００mg／リットル添加したものが５１５mg／リットル、３００mg／リットル添加したものが４７５mg／リットルであった。
比較例９
荷電調整剤(Ａ)の代わりに、荷電調整剤(Ｉ)として、固有粘度が０.２dl／ｇであるジシアンジアミド−ホルマリン縮合物を用いた以外は、実施例３と同じ操作を繰り返した。
処理後の上澄水のＳＳ量は、荷電調整剤(Ｉ)を１００mg／リットル添加したものが４６５mg／リットル、２００mg／リットル添加したものが４８３mg／リットル、３００mg／リットル添加したものが４９６mg／リットルであった。
実施例３〜５及び比較例７〜９の結果を第２表に示す。
【００１１】
【表２】
0003937102.tif 000003
【００１２】
ジメチルアミン−エピクロロヒドリン縮合物を用いて一次凝集処理を行った実施例３、ポリジメチルジアリルアンモニウムクロライドを用いて一次凝集処理を行った実施例４及びポリジメチルアミノエチルアクリレートの塩化メチル四級化物を用いて一次凝集処理を行った実施例５においては、ポリアクリルアミド加水分解物を用いて二次凝集処理を行った後の処理水中のＳＳの量が、効果的に減少している。一方、ポリエチレンイミンを用いて一次凝集処理を行った比較例７、ポリビニルアミンを用いて一次凝集処理を行った比較例８及びジシアンジアミド−ホルマリン縮合物を用いて一次凝集処理を行った比較例９においては、ポリアクリルアミド加水分解物を用いて二次凝集処理を行った後の処理水中のＳＳの量は、ポリアクリルアミド加水分解物のみを用いて処理した場合のＳＳの量に比べてほとんど減少していない。
実施例６
荷電調整剤(Ａ)及び高分子凝集剤(Ｄ)の組み合わせにおいて、荷電調整剤(Ａ)の添加量を変えて、実施例２に用いたフローテーター後の洗浄工程のエキストラクターろ液及びバルブレスフィルターろ液の混合液の処理を行った。
ろ液の混合液各０.５リットルを入れた４個のビーカーの１個には荷電調整剤(Ａ)を添加せず、他の３個には荷電調整剤(Ａ)をそれぞれ５mg／リットル、１０mg／リットル及び１５mg／リットル添加して１５０rpmで３０秒間撹拌し、一次凝集処理を行ったのち、それぞれのビーカーに高分子凝集剤(Ｄ)を１mg／リットル添加して１５０rpmで３０秒間撹拌し、さらに５０rpmで６０秒間撹拌し、二次凝集処理を行った。処理後の上澄水のＳＳ量は、荷電調整剤(Ａ)を添加しないものが３５０mg／リットル、荷電調整剤(Ａ)を５mg／リットル添加したものが６８mg／リットル、１０mg／リットル添加したものが６mg／リットル、１５mg／リットル添加したものが５mg／リットルであった。
実施例７
荷電調整剤(Ａ)の代わりに、荷電調整剤(Ｅ)を用いた以外は、実施例６と同じ操作を繰り返した。
処理後の上澄水のＳＳ量は、荷電調整剤(Ｅ)を５mg／リットル添加したものが１４７mg／リットル、１０mg／リットル添加したものが９９mg／リットル、１５mg／リットル添加したものが７９mg／リットルであった。
実施例８
荷電調整剤(Ａ)の代わりに、荷電調整剤(Ｆ)を用いた以外は、実施例６と同じ操作を繰り返した。
処理後の上澄水のＳＳ量は、荷電調整剤(Ｆ)を５mg／リットル添加したものが１９４mg／リットル、１０mg／リットル添加したものが４８mg／リットル、１５mg／リットル添加したものが１３mg／リットルであった。
比較例１０
荷電調整剤(Ａ)の代わりに、荷電調整剤(Ｇ)を用いた以外は、実施例６と同じ操作を繰り返した。
処理後の上澄水のＳＳ量は、荷電調整剤(Ｇ)を５mg／リットル添加したものが３４４mg／リットル、１０mg／リットル添加したものが３３８mg／リットル、１５mg／リットル添加したものが３３１mg／リットルであった。
比較例１１
荷電調整剤(Ａ)の代わりに、荷電調整剤(Ｈ)を用いた以外は、実施例６と同じ操作を繰り返した。
処理後の上澄水のＳＳ量は、荷電調整剤(Ｈ)を５mg／リットル添加したものが３２６mg／リットル、１０mg／リットル添加したものが３４１mg／リットル、１５mg／リットル添加したものが３２６mg／リットルであった。
比較例１２
荷電調整剤(Ａ)の代わりに、荷電調整剤(Ｉ)を用いた以外は、実施例６と同じ操作を繰り返した。
処理後の上澄水のＳＳ量は、荷電調整剤(Ｉ)を５mg／リットル添加したものが３５６mg／リットル、１０mg／リットル添加したものが３２４mg／リットル、１５mg／リットル添加したものが３３６mg／リットルであった。
実施例６〜８及び比較例１０〜１２の結果を第３表に示す。
【００１３】
【表３】
0003937102.tif 000004
【００１４】
ジメチルアミン−エピクロロヒドリン縮合物を用いて一次凝集処理を行った実施例６、ポリジメチルジアリルアンモニウムクロライドを用いて一次凝集処理を行った実施例７及びポリジメチルアミノエチルアクリレートの塩化メチル四級化物を用いて一次凝集処理を行った実施例８においては、ジメチルアミノエチルアクリレートの塩化メチル四級化物−アクリルアミド共重合物を用いて二次凝集処理を行った後の処理水中のＳＳの量が、効果的に減少している。一方、ポリエチレンイミンを用いて一次凝集処理を行った比較例１０、ポリビニルアミンを用いて一次凝集処理を行った比較例１１及びジシアンジアミド−ホルマリン縮合物を用いて一次凝集処理を行った比較例１２においては、ジメチルアミノエチルアクリレートの塩化メチル四級化物−アクリルアミド共重合物を用いて二次凝集処理を行った後の処理水中のＳＳの量は、ジメチルアミノエチルアクリレートの塩化メチル四級化物−アクリルアミド共重合物のみを用いて処理した場合のＳＳの量に比べてほとんど減少していない。
実施例９
実施例１の脱墨工程のパルパーとニーダーの間の脱水機のろ液を用いて、ジメチルアミン−エピクロロヒドリン縮合物の固有粘度と、脱墨排水中のＳＳを除去する性能の関係を調べた。
ろ液０.５リットルを入れた１０個のビーカーに、固有粘度が０.００１〜１dl／ｇである１０種のジメチルアミン−エピクロロヒドリン縮合物をそれぞれ３００mg／リットル添加して１５０rpmで３０秒間撹拌し、一次凝集処理を行った。次いで、それぞれのビーカーに、加水分解率が７０％であり、固有粘度が１５dl／ｇであるポリアクリルアミド加水分解物を２mg／リットル添加して１５０rpmで３０秒間撹拌し、さらに５０rpmで６０秒間撹拌し、二次凝集処理を行った。処理後の上澄水のＳＳ量は、ジメチルアミン−エピクロロヒドリン縮合物の固有粘度が０.００１dl／ｇのとき３５０mg／リットルであり、０.００２dl／ｇのとき１７７mg／リットル、０.０１dl／ｇのとき３６mg／リットル、０.０５dl／ｇのとき３２mg／リットル、０.１dl／ｇのとき３５mg／リットル、０.５dl／ｇのとき６９mg／リットル、１dl／ｇのとき２１８mg／リットルであった。
実施例１０
ジメチルアミン−エピクロロヒドリン縮合物の代わりにポリジメチルジアリルアンモニウムクロライドを用いて、実施例９と同様にして、固有粘度と性能の関係を調べた。
処理後の上澄水のＳＳ量は、ポリジメチルジアリルアンモニウムクロライドの固有粘度が０.００５dl／ｇのとき３６０mg／リットルであり、０.０１dl／ｇのとき２６９mg／リットル、０.０５dl／ｇのとき１０８mg／リットル、０.１dl／ｇのとき１１９mg／リットル、０.５dl／ｇのとき１４９mg／リットル、１dl／ｇのとき３２８mg／リットルであった。
実施例１１
ジメチルアミン−エピクロロヒドリン縮合物の代わりにポリジメチルアミノエチルアクリレートの塩化メチル四級化物を用いて、実施例９と同様にして、固有粘度と性能の関係を調べた。
処理後の上澄水のＳＳ量は、ポリジメチルアミノエチルアクリレートの塩化メチル四級化物の固有粘度が０.０２dl／ｇのとき３９６mg／リットルであり、０.０５dl／ｇのとき３１５mg／リットル、０.１dl／ｇのとき１９８mg／リットル、０.５dl／ｇのとき１４９mg／リットル、１dl／ｇのとき１５３mg／リットル、２dl／ｇのとき３８２mg／リットルであった。
実施例９〜１１の結果を第４表に示す。
【００１５】
【表４】
0003937102.tif 000005
【００１６】
第４表の結果から、試験した３種の四級アンモニウム基を有するカチオン性荷電調整剤の中では、ジメチルアミン−エピクロロヒドリン縮合物がＳＳ量を減少する性能において最も優れ、ポリジメチルジアリルアンモニウムクロライドとポリジメチルアミノエチルアクリレートの塩化メチル四級化物がこの順で続くことが分かる。また、いずれのカチオン性荷電調整剤も、固有粘度が高くなると性能が低下し、固有粘度が１dl／ｇ以下の低分子量の領域にあるものが優れた性能を有することが分かる。
比較例１３
図１に示されるフローテーション法による脱墨工程は、従来は下記の条件で運転されていた。
すなわち、パルパーとニーダーの間の脱水機のろ液は、処理することなくそのままパルパーの仕込み水として使用していた。また、フローテーター後の洗浄工程のエキストラクターろ液及びバルブレスフィルターろ液の混合液は、硫酸バンドを２,０００mg／リットル添加して一次凝集を行ったのち、固有粘度が１５dl／ｇであるジメチルアミノエチルアクリレート−アクリルアミド共重合物を１mg／リットル添加して二次凝集処理し、加圧浮上後の処理水をフローテーター後の洗浄水として使用していた。
この脱墨工程では、３日ごとにエキストラクターを洗浄する必要があった。また、得られる脱墨パルプのＪＩＳ Ｐ ８００３にしたがって測定した灰分は７重量％であり、ＪＩＳ Ｐ ８１２３にしたがって測定したハンター白色度は５５.５％であった。
実施例１２
比較例１３の脱墨工程に、本発明方法を適用した。
すなわち、パルパーとニーダーの間の脱水機のろ液に、固有粘度が０.２dl／ｇであるジメチルアミン−エピクロロヒドリン縮合物を３００mg／リットル添加して一次凝集処理したのち、加水分解率が７０％であり、固有粘度が１５dl／ｇであるポリアクリルアミド加水分解物を２mg／リットル添加して二次凝集処理し、加圧浮上後の処理水をパルパーの仕込み水として使用した。
また、フローテーター後の洗浄工程のエキストラクターろ液及びバルブレスフィルターろ液の混合液は、固有粘度が０.２dl／ｇであるジメチルアミン−エピクロロヒドリン縮合物を１０mg／リットル添加して一次凝集を行ったのち、固有粘度が１５dl／ｇであるジメチルアミノエチルアクリレートの塩化メチル四級化物−アクリルアミド共重合物を１mg／リットル添加して二次凝集処理し、加圧浮上後の処理水をフローテーター後の洗浄水として使用した。
その結果、洗浄工程でのスケールの発生が減少し、エキストラクターの洗浄は月２回ですむようになった。また、比較例１３と同様にして測定した脱墨パルプの灰分は２重量％、ハンター白色度は５６.９％となった。
比較例１３及び実施例１２の結果を第５表に示す。
【００１７】
【表５】
0003937102.tif 000006
【００１８】
第５表の結果に見られるように、脱墨工程の排水処理に本発明方法を適用することにより、エキストラクターの洗浄回数が従来の５分の１となり、工程が大幅に合理化された。また、製造される脱墨パルプの灰分が約３分の１となり、ハンター白色度も向上し、脱墨パルプの品質が改善された。
【００１９】
【発明の効果】
本発明方法によれば、脱墨排水中のアルカリ剤を消耗することなく、pHの高い排水からも効率的にＳＳを除去し、使用水及び水中に溶解している薬剤を再利用し、高品質の脱墨パルプを経済的に製造することができる。また、スケールの発生量が少なく、装置の洗浄回数を減少することができ、工程の合理化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、フローテーション法による脱墨工程の系統図である。
【符号の説明】
１  パルパー
２  脱水機
３  ニーダー
４  タワー
５  フローテーター
６  エキストラクター
７  バルブレスフィルター
【図１】
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