(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンブ又はコンブ抽出液と、カリウムみょうばんと、重炭酸ナトリウムとを含む凝集剤組成物。
【請求項２】
前記コンブ抽出液が、コンブをその重量比１００ないし４００倍の水又は湯に１時間以上浸漬して得られる液体を１０倍以上に濃縮した際に生じる褐色粘調水溶液であることを特徴とする請求項１記載の凝集剤組成物。
【請求項３】
抽出の際の前記水又は湯の温度が室温から７０℃であることを特徴とする請求項２記載の凝集剤組成物。
【請求項４】
保存料としての安息香酸ナトリウムをさらに含むことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の凝集剤組成物。
【請求項５】
被処理水にコンブ又はコンブ抽出液と、カリウムみょうばんと、重炭酸ナトリウムとを添加する汚水処理方法。
【請求項６】
前記コンブ抽出液が、コンブをその重量比１００ないし４００倍の水又は湯に１時間以上浸漬して得られる液体を１０倍以上に濃縮した際に生じる褐色粘調水溶液であることを特徴とする請求項５記載の汚水処理方法。
【請求項７】
被処理水１００重量部に対してコンブを０．０１〜０．０２重量部、カリウムみょうばん及び重炭酸ナトリウムを重量比で１：１〜２：１の割合で各々０．０１〜５重量部添加する請求項５記載の汚水処理方法。
【請求項８】
被処理水１００重量部に対してコンブ抽出液を０．２〜１０重量部、カリウムみょうばん及び重炭酸ナトリウムを重量比で１：１〜２：１の割合で各々０．０１〜５重量部添加する請求項６記載の汚水処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、廃水処理分野、下水道分野、印刷業廃水処理分野、製版業廃水処理分野及び製紙業廃水処理分野等に使用される凝集剤組成物及び汚水処理方法に関する。更に詳しくは、凝集剤としてコンブ又はコンブ抽出液を使用した凝集剤組成物及び汚水処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、廃水処理に用いられる凝集剤としては、ゼオライトや活性炭などの多孔質物質と有機系凝集剤とを組み合わせたものが公知である。しかしながら、これら凝集剤を用いて廃水処理を行う場合、分離凝集した汚泥の体積が大きく、かつ、当該汚泥は微粒子状であり凝結していないため、当該汚泥を他所へ移送するのが大変に面倒であった。また、上述の有機系凝集剤としてはポリアクリルアミド等の合成高分子物質が公知であるが、これらは分解され難いため、環境保全の観点から当該汚泥が乾燥して微細な粉末となっても、これらが大気中に飛散しないよう対策を講ずる必要があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従来の多孔質物質と合成高分子物質とを組み合わせた凝集剤の諸問題を解決するためになされたものであり、分離凝集した汚泥の量を低減でき、汚泥が大気中に飛散し難く、環境や人体への害がなく、かつ、優れた凝集性能を示す新規な凝集剤組成物及び汚水処理方法を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決すべく鋭意研究の結果、本発明者らは、コンブ又はコンブ抽出液が各種混濁液に対して優れた凝集活性を有すること、コンブそれ自体が常食されており人畜無害であるのみならず、四方を海に囲まれた本邦において低廉かつ豊富に入手可能であること、また、カリウムみょうばんや重炭酸ナトリウム、保存料も食品添加物として広く用いられており安全性が極めて高いことを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００５】
すなわち、本発明は、コンブ又はコンブ抽出液と、カリウムみょうばんと、重炭酸ナトリウムとを含む凝集剤組成物を提供する。
【０００６】
コンブ抽出液の一例としては、コンブをその重量比１００ないし４００倍の水又は湯に１時間以上浸漬して得られる液体を１０倍以上に濃縮した際に生じる褐色粘調水溶液が挙げられる。
【０００７】
抽出の際の前記水又は湯の温度は室温から７０℃であることが好ましい。また、本発明の凝集剤組成物は保存料を含有していてもよく、好適に使用できる保存料としては水溶性である安息香酸ナトリウムを挙げることができる。
【０００８】
また、本発明は、被処理水にコンブ又はコンブ抽出液と、カリウムみょうばんと、重炭酸ナトリウムとを添加する汚水処理方法を提供する。コンブ抽出液としては前述の褐色粘調水溶液を使用することができる。
【０００９】
前記汚水処理方法において、被処理水１００重量部に対してコンブを０．０１〜０．０２重量部、カリウムみょうばん及び重炭酸ナトリウムを重量比で１：１〜２：１の割合で各々０．０１〜５重量部添加することが好ましい。また、コンブ抽出液を使用する場合には、被処理水１００重量部に対してコンブ抽出液を０．２〜１０重量部、カリウムみょうばん及び重炭酸ナトリウムを重量比で１：１〜２：１の割合で各々０．０１〜５重量部添加することが好ましい。
【００１０】
本発明の凝集剤組成物及び汚水処理方法では、コンブ又はコンブ抽出液が中核を成すものである。コンブの成分としては、アルギン酸ナトリウム、グルタミン酸ナトリウム、マンニッド、フコイダン、ラミナラン、アスパラギン酸、プロリン、アラニン、タウリン、グリシン等が挙げられるが、当該コンブ抽出液を化学分析した結果判明したところの、その主な成分であるアルギン酸ナトリウムやグルタミン酸ナトリウムを単独で、またはこれらをカリウムみょうばん、重炭酸ナトリウムと組み合わせて使用しても所望の凝集性能は得られない。また、当該コンブ抽出液を単独で用いても所望の凝集性能は得られない。あくまで本発明の如く、当該コンブ抽出液とカリウムみょうばんと重炭酸ナトリウムとを組み合わせて用いることが必須である。
【００１１】
本発明におけるカリウムみょうばんの役割は凝集に有効な金属イオンを放出すること及び被処理水中に含まれる懸濁物が凝集し易い水酸イオン濃度（ｐＨ値）を保つことにあると推測される。また、重炭酸ナトリウムの役割は炭酸ガス（ＣＯ2）を発生させて、発生した気泡により汚水内を攪拌することにあると推測される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
コンブには、マコンブ、ナガコンブ、ミツイシコンブ、リシリコンブ、カゴメ、ホソメコンブ、アツバコンブ、ネコアシコンブ、トロロコンブ等があるが、本発明に使用されるコンブとしては、これらいずれのものでも構わない。
【００１３】
コンブは生のものでも、乾燥したものでもよいが、抽出液として使用しない場合には粉砕して使用することが好ましい。乾燥コンブを使用する場合には粉砕後に防湿処理を施してもよい。
【００１４】
コンブ抽出液は前記コンブを水又は湯に浸漬して得られる。コンブ抽出液はこのようにして得られた液体を濃縮したコンブ濃縮液でもよい。水又は湯の使用量は抽出方法にもよるが、一般的にはコンブの重量に対し５０倍以上であることが好ましい。濃縮に要する時間、コスト及び凝集性能等を考慮すると、水又は湯の使用量は１００倍から４００倍であることがより好ましい。
【００１５】
抽出の際の水又は湯の温度は室温ないし約７０℃とすることが好ましい。抽出効率を上げようとして７０℃を超える熱湯を用いたり、あるいは過熱水蒸気を吹き掛けたりすると、所望の凝集性能は得られなくなる。
【００１６】
浸漬時間は室温に浸す場合には１時間以上が好ましい。しかし、浸漬時間は浸漬温度や濃縮率によっても変化し、上記範囲に限られない。
【００１７】
先に述べたとおり、得られた液体は必要に応じて濃縮される。濃縮率は濃縮前の液体の濃度に応じて調整されるが、コンブをその重量比１００ないし４００倍の水又は湯に１時間以上浸漬して得られた液体である場合には、１０倍以上に濃縮することが好ましい。濃縮に際しては液体温度が７０℃を超えないように留意する。このようにして得たコンブ抽出液は褐色粘調水溶液となる。
【００１８】
この褐色粘調水溶液はこのまま使用してもよいが、これを同等量ないし２〜３倍のエタノールに投入して凝固させたものを乾燥して使用してもよい。
【００１９】
コンブは天然物であって、その産地や収穫時期により成分は若干異なるから、被処理水に対するコンブ又はコンブ抽出液の最適な濃度（使用量）は一該には規定できないが、コンブをそのまま使用する場合には、一般的には、被処理水１００重量部に対し、０．０１〜０．０２重量部使用することが好ましく、０．０１５〜０．０２０重量部使用することがより好ましい。コンブ抽出液を使用する場合には、一般的には、被処理水１００重量部に対し、０．２〜１０重量部使用することが好ましく、０．５〜５重量部使用することがより好ましい。
【００２０】
カリウムみょうばん及び重炭酸ナトリウムの好ましい添加量は被処理水の種類や前述のコンブ又はコンブ抽出液の使用量によって異なるが、１００重量部に対し、各々０．０１〜５重量部使用することが好ましく、０．０１〜０．１重量部使用することがより好ましい。
【００２１】
カリウムみょうばん及び重炭酸ナトリウムは理論上は１．４：１程度で使用するのが好ましいが、実際には、重量比で１：１〜２：１の範囲で使用することができる。
【００２２】
本発明の凝集剤組成物は、腐敗防止及び防黴のため保存料を含むことが望ましい。本発明に使用する保存料としては、食品添加物として一般に使用されているものを選ぶことが安全性の観点から好ましく、安息香酸ナトリウム、ソルビン酸、ソルビン酸カリウム、デヒドロ酢酸ナトリウム、プロピオン酸ナトリウム、プロピオン酸カルシウム、チアベンダゾール等が例示される。このなかでも容易に水に溶けること、防黴および殺菌効果の高いこと、そして安全性が高いこと等の観点から、特に安息香酸ナトリウムが好適である。
【００２３】
本発明の凝集剤組成物及び汚水処理方法は、下水、印刷業廃水、製版業廃水及び製紙業廃水の処理に使用することができる。また、この凝集剤組成物及び汚水処理方法は安全性も非常に高いため、食品や、人、動物の口に入る製品にも応用できる。
【００２４】
【実施例】
以下、実施例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。
【００２５】
実施例及び比較例の凝集剤組成物の凝集性能を評価するのに、以下の三つの被処理水を使用した。一つは、馬鈴薯澱粉１グラムを５０℃の温水４９グラムに完全に溶解した後、室温まで冷ましたコロイド状水溶液（以下、澱粉液と記す）であり、二番目は酸化鉄１グラムを常温の水４９グラムに拡散させたもの（以下、酸化鉄液と記す）、三番目は富士写真フイルム株式会社製製版フィルム用自動現像機（商品名：ＰＳ９００Ｄ）廃水（以下、自現機廃水と記す）である。
（実施例１）
前述の被処理水三種類各５０グラムに対し、▲１▼コンブ１グラムを２００グラムの室温の水に１時間浸漬して得られた抽出液を６０℃の雰囲気中で真空乾燥して１０倍に濃縮して生じた褐色粘調水溶液０．５グラム、▲２▼前記▲１▼の褐色粘調水溶液０．５グラム及びカリウムみょうばん０．０２グラム、▲４▼前記▲１▼の褐色粘調水溶液０．５グラム及び重炭酸ナトリウム０．０２グラム、▲３▼前記▲１▼の褐色粘調水溶液０．５グラム、カリウムみょうばん０．０２グラム及び重炭酸ナトリウム０．０２グラム、▲５▼カリウムみょうばん０．０２グラムのみ、▲６▼重炭酸ナトリウム０．０２グラムのみ、▲７▼カリウムみょうばん０．０２グラム及び重炭酸ナトリウム０．０２グラム、をそれぞれ加え、添加後５分経過時、３０分経過時、６０分経過時の被処理水の状態を観察した結果を表１に示す。なお、上述の各種薬剤を添加後３０秒間はマグネットスターラで連続的に攪拌し、それ以降は静置した（以下、実施例２以降における攪拌条件においても同様とする）。
【００２６】
【表１】
0003936993.tif 000002
【００２７】
ここで、表１中の×印は凝集が生じなかったもの、○印は平均粒径約２ミリメートル未満の大きさの凝集が生じたもの、◎印は平均粒径約２ないし８ミリメートルの大きさの凝集物が生じたものを示す（以下、実施例２以降の結果の表現においても同様とする）。
【００２８】
表１から、前記▲１▼記載の褐色粘調水溶液０．５グラムにカリウムみょうばん０．０２グラムと重炭酸ナトリウム０．０２グラムとを組み合わせたものが良好な凝集性能を示すことが判明した。
（実施例２）
前述の被処理水三種類各５０グラムに対し、室温の蒸留水を乾燥板コンブの重量に対し、各々▲１▼５０倍、▲２▼１００倍、▲３▼２００倍、▲４▼４００倍で用い１時間浸漬して得られた抽出液を６０℃の雰囲気中で真空乾燥して１０倍に濃縮して生じた褐色粘調水溶０．５グラム、カリウムみょうばん０．０２グラム及び重炭酸ナトリウム０．０２グラムを加え、添加後５分経過時、３０分経過時、６０分経過時の被処理水の状態を観察した結果を表２に示す。
【００２９】
【表２】
0003936993.tif 000003
【００３０】
表２から、いずれにおいても凝集性能が得られるが、特に水の量がコンブの重量の１００倍〜４００倍である場合に良好な凝集性能が得られることがわかる。（実施例３）
重量比で２００倍の室温の蒸留水に乾燥板コンブを１時間浸漬して得られた抽出液を１０倍に濃縮するに際し、真空乾燥機雰囲気温度をそれぞれ▲１▼５０℃、▲２▼６０℃、▲３▼７０℃として褐色粘調水溶液を得た。前述の被処理水三種類各５０グラムに対し、得られた褐色粘調水溶液０．５グラム、カリウムみょうばん０．０２グラム及び重炭酸ナトリウム０．０２グラムをそれぞれ加え、添加後５分経過時、３０分経過時、６０分経過時の被処理水の状態を観察した結果を表３に示す。
【００３１】
【表３】
0003936993.tif 000004
【００３２】
表３の如く、いずれも良好な凝集性能が得られることが判明した。
（実施例４）
前述の被処理水三種類各５０グラムに対し、重量比で２００倍の室温の蒸留水に乾燥板コンブを１時間浸漬して得られた抽出液を７０℃の雰囲気温度の真空乾燥機内で１０倍に濃縮して得られた褐色粘調液０．５グラムと、カリウムみょうばん及び、重炭酸ナトリウムを各々▲１▼０．００５グラム、▲２▼０．０１グラム、▲３▼０．０５グラムを加え、添加後５分経過時、３０分経過時、６０分経過時の被処理水の状態を観察した結果を表４に示す。
【００３３】
【表４】
0003936993.tif 000005
【００３４】
表４の如く、カリウムみょうばん及び重炭酸ナトリウムの添加量が被処理水重量の０．０１ないし０．１％の範囲内である場合、良好な凝集性能が得られることが判明した。
（実施例５）
以上実施例１ないし４の如く、本発明者らは、コンブをその重量比１００ないし４００倍の水に１時間以上浸漬して得られる液体を７０℃以内の雰囲気中で１０倍以上に濃縮して得られた粘調水溶液を被処理水重量の１％程度加え、更に当該被処理水重量の０．０１ないし０．１％の等量のカリウムみょうばんと重炭酸ナトリウムとを添加することによって、所望の凝集性能を得ることができることを見出した。また、分離凝集した汚泥は凝結しており、そのため量も少なく、他所へ移送する必要が生じた場合にもその扱いは比較的に楽であり、また、当該汚泥が乾燥しても微細な粉体となることなく、大気中への飛散が防止されることもわかった。さらに、この凝集剤組成物は安全性も非常に高い。しかしながら、当該粘調水溶液を常温下で保管する数日後にはカビが発生して腐敗が進み異臭を放つようになり、冷蔵庫で４ないし１０℃に保ったとしても、１ないし３週間後には同様な状態となっていた。この不具合を改善すべく本発明者らは種々検討した結果、防カビ作用および殺菌作用を有する食品向け保存料である安息香酸ナトリウムを当該粘調水溶液を得た直後にその重量比で約３％添加することにより、常温下で１ないし２箇月間保管した場合でもカビ発生や腐敗は起こらないことを見出した。
【００３５】
念のため、上述の安息香酸ナトリウムを約３％添加した当該粘調水溶液を用いて凝集性能に影響するか否かを確認した結果、特段の支障は生じなかった。
（比較例１）
文献によれば、前述のコンブ由来の粘調水溶液の主な成分はアルギン酸ナトリウム、グルタミン酸ナトリウムである。そこで、この二種類の有機物質を被処理水重量の０．１％ないし１０％の範囲内で単独あるいは組み合わせ、更にカリウムみょうばんおよび重炭酸ナトリウムも０．０１％ないし１０％の割合で添加して約３００通りの組み合わせで凝集物が生じるか否かを比較実験したところ、どの組み合わせにおいても所望の凝集性能を得ることはできなかった。
【００３６】
【発明の効果】
本発明は、分離凝集した汚泥の量を低減でき、汚泥が大気中に飛散し難く、環境や人体への害がなく、かつ、優れた凝集性能を現す新規な凝集剤組成物及び汚水処理方法を提供することができる。