JP6083949B2 - Sustained release flocculant, turbid water treatment method and method for producing sustained release flocculant - Google Patents
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Description
本発明は濁水処理に際し、浮遊懸濁物質(SS)の凝集沈殿に用いる徐放性凝集剤、濁水処理方法および徐放性凝集剤の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a sustained release flocculant, a turbid water treatment method, and a method for producing a sustained release flocculant used for agglomeration and precipitation of suspended suspended solids (SS) in turbid water treatment.
河川、湖沼などにおける架橋、護岸工事などの建築土木工事や砂利採取作業などで発生する泥排水には、不溶性の浮遊懸濁物質(以下「SS」という。)が多量に含まれており、このような泥排水を放流するにあたっては、生活環境や生態系に悪影響を及ぼさぬよう、水質汚濁防止法などの規制に基づいて懸濁物質をあらかじめ除去する必要がある。かかる懸濁物質の除去処理には、従来から無機系および有機系の凝集剤が用いられている。これらの凝集剤はpH依存性があり、処理に際してpH調整を必要とする。 Mud drainage generated during construction works such as bridges in rivers and lakes, revetment works, and gravel collection work, contains a large amount of insoluble suspended solids (hereinafter referred to as “SS”). When discharging such mud drainage, it is necessary to remove suspended substances in advance based on regulations such as the Water Pollution Control Law so as not to adversely affect the living environment and ecosystem. Conventionally, inorganic and organic flocculants have been used for the removal of suspended substances. These flocculants are pH dependent and require pH adjustment during processing.
一方、SS除去を中心に考える場合、凝集剤を使用しない自然沈殿方式と、凝集剤を使用する凝集沈殿方式とに分類される。
自然沈殿方式は凝集剤を使用しないため、攪拌装置や凝集剤注入ポンプなどが不要となり、設備的には最も簡易なものとなるが、重力によって沈降させる方式であるため、微細な粘土粒子などの粒径の小さなSSを多量に含む濁水にはあまり適さない。
On the other hand, when focusing on SS removal, it is classified into a natural precipitation method that does not use a flocculant and a coagulation precipitation method that uses a flocculant.
Since the natural precipitation method does not use a flocculant, a stirrer or a flocculant injection pump is not necessary, and it is the simplest in terms of equipment. Not suitable for turbid water containing a large amount of SS with small particle size.
凝集沈殿方式は、凝集剤によってSSを大きなフロックにし、該フロックを沈殿池やシックナで沈降させるので、粒径の小さな懸濁物質でも沈降させることができるが、凝集剤を溶解するためのタンクや、凝集剤の注入量を制御するポンプや攪拌機などの設置が必要であるため、濁水処理に要する設備投資などの費用が高くなる。 In the coagulation-precipitation method, SS is made into a large floc by a flocculant, and the floc is settled in a sedimentation basin or thickener, so that even a suspended substance with a small particle size can be settled. Further, since it is necessary to install a pump or a stirrer for controlling the injection amount of the flocculant, the cost for capital investment required for muddy water treatment becomes high.
凝集沈殿方式では、上記したように、従来から無機系および有機系の凝集剤が使用されている。無機系凝集剤としては、硫酸アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム(PAC)、硫酸アルミニウムカリウムまたはアルミン酸ナトリウムなどのアルミニウム含有化合物、硫酸鉄または塩化鉄などの鉄含有化合物、あるいは生石灰または消石灰などのカルシウム含有化合物があり、ポリ塩化アルミニウム、消石灰、塩化第二鉄などを使用する技術(例えば、特許文献1参照)、シリカおよび生石灰を主成分とし、塩素、鉄成分、アルミニウム成分を含む凝集剤(例えば、特許文献2参照)、あるいは、3価の鉄塩と3価のアルミニウム塩と1価のカリウム塩とアルミナカリウム塩とを含む汚泥処理剤に、さらに塩化マグネシウムを含有する排水処理剤(例えば、特許文献3参照)などが知られている。一方、有機系凝集剤としては、ポリアクリルアミドまたはアルギン酸ナトリウムなどのカチオン性高分子凝集剤(例えば、特許文献4参照)、アニオン性有機高分子電解質とカチオン性有機高分子電解質と中性の無機アンモニウム塩とを混合してなる凝集剤(例えば、特許文献5参照)、あるいは、天然有機酸と硫酸アルミニウム、および硫酸アルミニウムカリウム、炭酸ナトリウム、ポリアクリルアミドなどからなる凝集剤(例えば、特許文献6参照)などが知られている。 In the coagulation precipitation method, as described above, inorganic and organic coagulants are conventionally used. Inorganic flocculants include aluminum-containing compounds such as aluminum sulfate, polyaluminum chloride (PAC), aluminum potassium sulfate or sodium aluminate, iron-containing compounds such as iron sulfate or iron chloride, or calcium-containing compounds such as quick lime or slaked lime. Technology using polyaluminum chloride, slaked lime, ferric chloride, etc. (see, for example, Patent Document 1), flocculant containing silica, quick lime as a main component, and containing chlorine, iron component, aluminum component (for example, patent) Reference 2), or a wastewater treatment agent containing magnesium chloride in addition to a sludge treatment agent containing a trivalent iron salt, a trivalent aluminum salt, a monovalent potassium salt and an alumina potassium salt (for example, patent document) 3) is known. On the other hand, examples of organic flocculants include cationic polymer flocculants such as polyacrylamide or sodium alginate (see, for example, Patent Document 4), anionic organic polymer electrolytes, cationic organic polymer electrolytes, and neutral inorganic ammonium. A flocculant formed by mixing a salt (for example, see Patent Document 5), or a flocculant composed of a natural organic acid and aluminum sulfate, and aluminum sulfate potassium, sodium carbonate, polyacrylamide, etc. (for example, see Patent Document 6). Etc. are known.
しかし、上記凝集剤は溶解速度が速いため、速効的な効果を発揮できるものの効果の持続に課題があり、効果の持続には凝集剤濃度を維持する必要がある。例えば、沈砂池および沈砂池への濁水流路に直接凝集剤を供給する場合、SSを沈殿させるのに必要な量だけ凝集剤を供給することが理想であるが流水条件下では困難である。よって効果の持続のためには、凝集効果が得られる前に流出してしまう凝集剤量を考慮して過剰の凝集剤を供給し、SSを除去しているのが実態である。その結果、凝集剤の利用率が低いことはもとより、下流域に凝集剤成分や低pHの処理水が流出し、生活環境や生態系に悪影響を及ぼすことが懸念される。凝集剤の溶解が持続的に行われるようにする方法としては、例えば、凝集剤の粒子径を大きくする、硬く成形するなどして凝集剤の水への放出速度を徐放化する、水溶性物質を膜で覆う、または、結合材などで成形体の形状を保つ、ことなどが挙げられるが、最近、凝集剤を芯材としてその表面に、樹脂などの被膜材料で被覆した形態が検討されている。 However, since the above-mentioned flocculant has a high dissolution rate, it has a problem in sustaining the effect although it can exhibit a fast-acting effect, and it is necessary to maintain the flocculant concentration in order to maintain the effect. For example, when supplying the flocculant directly to the sand basin and the muddy water flow path to the sand basin, it is ideal to supply the flocculant in an amount necessary to precipitate SS, but it is difficult under flowing water conditions. Therefore, in order to maintain the effect, the actual condition is that the excess coagulant is supplied and SS is removed in consideration of the amount of the coagulant that flows out before the coagulation effect is obtained. As a result, not only the utilization rate of the flocculant is low, but also there is a concern that the flocculant component and the low pH treated water will flow out to the downstream area and adversely affect the living environment and the ecosystem. As a method for continuously dissolving the flocculant, for example, the particle diameter of the flocculant is increased, or the flocculant is gradually molded to harden the release rate of the flocculant into water. Examples include covering the substance with a film or maintaining the shape of the molded body with a binder, etc. Recently, a form in which the surface is coated with a coating material such as a resin using a flocculant as a core material has been studied. ing.
本発明は、長期にわたり凝集効果を維持しつつ、余剰の凝集剤成分や低pHの処理水の流出を抑える徐放性凝集剤、濁水処理方法および徐放性凝集剤の製造方法を提供することを課題とする。 The present invention provides a sustained-release flocculant, a muddy water treatment method, and a method for producing a sustained-release flocculant that suppress the outflow of excess flocculant components and low pH treated water while maintaining the flocculant effect over a long period of time. Is an issue.
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、特定の金属含有化合物を含む水溶性凝集剤の表面を、樹脂を含む被膜材料で被覆することにより、水溶性凝集剤成分の放出速度を調節することができ、上記課題が解決されることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have released the water-soluble flocculant component by coating the surface of the water-soluble flocculant containing a specific metal-containing compound with a coating material containing a resin. It has been found that the speed can be adjusted and the above-mentioned problems can be solved, and the present invention has been completed.
すなわち、本発明は、以下の事項を含む。
本発明の徐放性凝集剤は、2価または3価の金属含有化合物を含む水溶性凝集剤の表面を、1種以上の樹脂、詳しくは熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂を含む被膜材料で被覆してなり、水溶性凝集剤の水溶性が1g/20℃純水100g以上であることを特徴とする。
That is, the present invention includes the following matters.
The sustained-release flocculant of the present invention is a coating material containing one or more resins, specifically a thermoplastic resin or a thermosetting resin, on the surface of a water-soluble flocculant containing a divalent or trivalent metal-containing compound. The water-soluble flocculant has a water solubility of 1 g / 20 ° C pure water 100 g or more.
上記金属含有化合物は、アルミニウム、鉄およびカルシウムよりなる群から選ばれる金属を含有する化合物であることが好ましい。
上記熱可塑性樹脂は、オレフィン系重合体、上記熱硬化性樹脂は、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂またはアルキッド樹脂であることが好ましい。
The metal-containing compound is preferably a compound containing a metal selected from the group consisting of aluminum, iron and calcium.
The thermoplastic resin is preferably an olefin polymer, and the thermosetting resin is preferably a urethane resin, an epoxy resin, or an alkyd resin.
上記被膜材料は、さらにフィラーおよび界面活性剤を含んでいてもよい。
上記フィラーの含有割合は、特に限定されるものではないが、被膜に対し、10〜80質量%含まれることが好ましく、20〜80質量%がより好ましく、30〜80質量%が特に好ましい。
また、上記界面活性剤の含有割合は、特に限定されるものではないが、被膜に対し、0.01〜10質量%含まれることが好ましく、0.1〜5質量%含まれることがより好ましい。
上記被膜材料は、水溶性凝集剤100質量%に対し、被膜材料が1〜25質量%、好ましくは2〜18質量%である。
The coating material may further contain a filler and a surfactant.
Although the content rate of the said filler is not specifically limited, It is preferable that 10-80 mass% is contained with respect to a film, 20-80 mass% is more preferable, 30-80 mass% is especially preferable.
The content of the surfactant is not particularly limited, but is preferably 0.01 to 10% by mass, more preferably 0.1 to 5% by mass with respect to the coating. .
The coating material is 1 to 25% by mass, preferably 2 to 18% by mass with respect to 100% by mass of the water-soluble flocculant.
本発明の濁水処理方法は、2価または3価の金属含有化合物を含む水溶性凝集剤の表面を、1種以上の樹脂を含む被膜材料で被覆してなり、水溶性凝集剤の水溶性が1g/20℃純水100g以上である徐放性凝集剤を沈砂池および沈砂池への濁水流入路に投入して、該水溶性凝集剤を1〜5mg/Lの範囲の量で水中に放出することを特徴とする。
本発明の徐放性凝集剤において、水溶性凝集剤表面を被覆するための方法は、特に限定されるものではない。例えば、溶融させた樹脂及び添加物(樹脂等という)を水溶性凝集剤に噴霧する方法、溶剤に樹脂等を溶解または溶解分散させた溶解液またはエマルジョンを水溶性凝集剤表面に噴霧する方法(以下「溶解液噴霧法」という)、樹脂等の粉末を水溶性凝集剤表面に付着させ、溶融して被膜を形成させる方法、更に樹脂等の溶融液または溶解液に水溶性凝集剤を浸すディップ法、被膜材料を噴霧・滴下後、反応硬化させて被膜を形成させる方法等で製造することができる。
The muddy water treatment method of the present invention is obtained by coating the surface of a water-soluble flocculant containing a divalent or trivalent metal-containing compound with a coating material containing one or more kinds of resins. A slow-release flocculant that is 100 g or more of 1 g / 20 ° C. pure water is introduced into the sedimentation basin and the muddy water inflow passage to the sand basin, and the water-soluble flocculant is released into water in an amount in the range of 1 to 5 mg / L. It is characterized by doing.
In the sustained-release flocculant of the present invention, the method for coating the surface of the water-soluble flocculant is not particularly limited. For example, a method of spraying a molten resin and an additive (referred to as a resin) on a water-soluble flocculant, a method of spraying a solution or emulsion in which a resin or the like is dissolved or dissolved in a solvent on the surface of the water-soluble flocculant ( (Hereinafter referred to as “solution spraying method”), a method in which a powder such as resin is adhered to the surface of the water-soluble flocculant and melted to form a film, and a dip in which the water-soluble flocculant is immersed in a melt or solution such as resin It can be produced by a method such as spraying and dropping a coating material, followed by reaction curing to form a coating.
本発明の徐放性凝集剤の製造方法は、(1)水溶性凝集剤を温度40℃以上の上昇気流により流動させる工程、(2)前記流動状態の水溶性凝集剤に熱可塑性樹脂を含む被膜材料溶解分散液を噴霧する工程、(3)前記噴霧により水溶性凝集剤表面に付着した被膜材料溶解分散液から上昇気流により溶媒を除去する工程、(4)前記(3)の上昇気流に含まれる溶媒を気流から分離回収する工程の各工程を含み、被膜が水溶性凝集剤の表面を熱可塑性樹脂で被覆することを特徴とする。 The method for producing a sustained-release flocculant of the present invention includes (1) a step of flowing a water-soluble flocculant by an upward air flow at a temperature of 40 ° C. or higher, and (2) a thermoplastic resin in the water-soluble flocculant in the fluid state. A step of spraying the coating material solution and dispersion; (3) a step of removing the solvent from the coating material solution and dispersion adhering to the surface of the water-soluble flocculant by the spraying by ascending current; and (4) the ascending current of (3). Each step of separating and recovering the contained solvent from the air stream, wherein the coating coats the surface of the water-soluble flocculant with a thermoplastic resin.
具体的には、上方に水溶性凝集剤投入口を有し、下方に徐放性凝集剤排出口を有する噴流塔と、該噴流塔から排出された気体から固形物を分離し、固形異物が除去された気体を凝縮器に送り込む固気分離器と、該固気分離器から送り出された気体に含まれる溶剤等を凝縮回収する凝縮器と、該凝縮器で溶剤等を除去した気体をヒーターに送り、噴流塔下部に導入して、噴流塔下部から上方へ上昇気流を形成するブロアーと、ブロアーから送られた該気体を加熱するヒーターとを有する徐放性凝集剤の循環製造装置を用いて徐放性凝集剤を製造する方法であって、上記水溶性凝集剤投入口から投入した水溶性凝集剤に、熱可塑性樹脂を含む被膜材料を溶剤に溶解または溶解分散させた溶液を、噴流塔の下部にある整流缶から噴霧ノズルを介して噴流塔の上方に向う温度40℃以上、好ましくは40〜200℃に加熱された気流に噴霧して、該上方に向い気流中で水溶性凝集剤の外周に厚さ10〜1000μmの被覆層を形成すると共に、噴流塔内に形成された上方気流により該水溶性凝集剤を被覆する被覆層から溶剤を分離して、噴流塔下部から徐放性凝集剤を排出させることを特徴とする。 Specifically, a solid tower is separated from a jet tower having a water-soluble flocculant inlet at the top and a slow-release flocculant outlet at the bottom, and a gas discharged from the jet tower. A solid-gas separator that sends the removed gas to the condenser, a condenser that condenses and recovers the solvent contained in the gas sent from the solid-gas separator, and a heater that removes the solvent and the like from the condenser A slow-release flocculant circulating production apparatus having a blower that is introduced into the lower part of the jet tower and forms an upward air flow from the lower part of the jet tower and a heater that heats the gas sent from the blower A method for producing a sustained-release flocculant, wherein a solution obtained by dissolving or dissolving a coating material containing a thermoplastic resin in a solvent is added to the water-soluble flocculant charged from the water-soluble flocculant inlet. From the rectifier at the bottom of the tower through the spray nozzle Spray onto an air stream heated to a temperature of 40 ° C. or higher, preferably 40 to 200 ° C. toward the upper side of the flow tower, and form a coating layer having a thickness of 10 to 1000 μm on the outer periphery of the water-soluble flocculant in the upward air stream. In addition, the solvent is separated from the coating layer covering the water-soluble flocculant by the upward airflow formed in the jet tower, and the sustained-release flocculant is discharged from the lower part of the jet tower.
上記のほかに本発明の徐放性凝集剤の製造方法としては、(1)水溶性凝集剤を温度20℃〜100℃の流動状態または転動状態にする工程、(2)流動状態または転動状態の水溶性凝集剤に熱硬化性樹脂を含む被膜材料を被覆する工程、(3)前記被膜材料から成る未硬化被覆層を前記水溶性凝集剤表面に形成させる工程、(4)形成した未硬化被覆層を熱硬化させて被膜を形成する工程の各工程を含む方法で、被膜が水溶性凝集剤の表面を熱硬化性樹脂で被覆することを特徴とする。 In addition to the above, the method for producing the sustained-release flocculant of the present invention includes (1) a step of bringing the water-soluble flocculant into a fluid state or rolling state at a temperature of 20 ° C. to 100 ° C., and (2) a fluid state or rolling state. A step of coating a coating material containing a thermosetting resin on a moving water-soluble flocculant, (3) a step of forming an uncured coating layer made of the coating material on the surface of the water-soluble flocculant, and (4) forming The method comprises the steps of forming a film by thermally curing the uncured coating layer, wherein the film coats the surface of the water-soluble flocculant with a thermosetting resin.
上記徐放性凝集剤、濁水処理方法または徐放性凝集剤の製造方法では、水温25℃の閉鎖系容器内の水中で、下記式で表される放出率が80質量%になるのに要する時間が240時間以上であることが好ましい。 In the sustained release flocculant, the turbid water treatment method or the sustained release flocculant production method, the release rate represented by the following formula is required to be 80% by mass in water in a closed container at a water temperature of 25 ° C. The time is preferably 240 hours or more.
本発明の徐放性凝集剤を使用すれば、凝集剤を注入するための設備等を必要とせず、長期にわたり凝集効果を維持しつつ、低pHの処理水および余剰凝集剤成分が流出しにくい効果を併せもつ濁水処理が可能である。 If the sustained-release flocculant of the present invention is used, equipment for injecting the flocculant and the like are not required, and low pH treated water and excess flocculant components are unlikely to flow out while maintaining the flocculation effect over a long period of time. Muddy water treatment that has both effects is possible.
すなわち、本発明の徐放性凝集剤は、水溶解性の高い水溶性凝集剤を特定の樹脂で被覆することにより、濁水中の凝集剤成分の放出速度を調整できるため、凝集剤成分の過剰溶解による処理水のpH低下や余剰成分の流出を抑制することができる。このような徐放性凝集剤を用いた濁水処理方法は、濁度や濁水の流量(空間速度SV)に応じて、凝集剤の放出速度やその供給量を選択することで、種々の工事現場で容易に実施することができる。 That is, the sustained-release flocculant of the present invention can adjust the release rate of the flocculant component in muddy water by coating the water-soluble flocculant with high water solubility with a specific resin, so that the excess of the flocculant component It is possible to suppress pH reduction of treated water due to dissolution and outflow of excess components. The turbid water treatment method using such a sustained-release flocculant can be selected from various construction sites by selecting the flocculant release rate and its supply amount according to the turbidity and the flow rate of turbid water (space velocity SV). Can be easily implemented.
以下、本発明の徐放性凝集剤、濁水処理方法および徐放性凝集剤の製造方法について詳細に説明する。
なお、本発明において、「徐放性」とは、濁りの解消に有効な凝集剤成分の放出または溶出が持続的に行われることであり、上記[数1]で表される放出率が80質量%になるのに要する時間が240時間以上である事を意味する。
Hereinafter, the sustained-release flocculant, the muddy water treatment method and the method for producing the sustained-release flocculant of the present invention will be described in detail.
In the present invention, “sustained release” means that the flocculant component effective for eliminating turbidity is continuously released or eluted, and the release rate represented by the above [Equation 1] is 80. It means that the time required for mass% is 240 hours or more.
[徐放性凝集剤]
本発明の徐放性凝集剤は、2価または3価の金属含有化合物を含む水溶性凝集剤の表面を1種以上の樹脂、詳しくは熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂を含む被膜材料で被覆してなり、水溶性凝集剤の水溶性が1g/20℃純水100g以上である徐放性凝集剤である。
[Slow release flocculant]
In the sustained-release flocculant of the present invention, the surface of a water-soluble flocculant containing a divalent or trivalent metal-containing compound is coated with one or more resins, specifically, a coating material containing a thermoplastic resin or a thermosetting resin. Thus, the water-soluble flocculant is a sustained-release flocculant having a water solubility of 1 g / 20 ° C. pure water of 100 g or more.
上記水溶性凝集剤は、例えば、汎用の水溶性アルミニウム含有化合物など、2価または3価の金属含有化合物を含むもので、かつ、水溶性のものであれば、特に制限なく用いられる。2価または3価の金属含有化合物は、アルミニウム、鉄およびカルシウムから選ばれる金属を含有する化合物、すなわち、2価または3価のアルミニウム塩、鉄塩およびカルシウム塩から選ばれた少なくとも1種以上であることが好ましい。具体的には、硫酸アルミニウム、硫酸アルミニウムカリウム、硫酸アルミニウムアンモニウム、ポリ塩化アルミニウム、塩化第一鉄、塩化第二鉄、硫酸第一鉄、硫酸第二鉄、ポリ硫酸第二鉄、塩化カルシウム、硫酸カルシウム、炭酸カルシウム、硝酸カルシウム、アルギン酸カルシウム、リン酸カルシウム、リン酸水素カルシウム、リン酸二水素カルシウムまたは、これらの複塩、無機高分子系凝集剤(活性ケイ酸・ポリシリカ鉄)、天然有機高分子系凝集剤(アルギン酸ソーダ・キチン・キトサン系・バイオ凝集剤)および合成有機高分子系凝集剤(カチオン・アニオン・ノニオン系)の凝集剤などがある。これらのうち、硫酸アルミニウム、硫酸アルミニウムカリウム、硫酸アルミニウムアンモニウム、ポリ塩化アルミニウム、塩化第二鉄、ポリ硫酸第二鉄が好ましい。また、これらの複塩、あるいはこれらを2つ以上複合したものを用いることもできる。 The water-soluble flocculant is not particularly limited as long as it contains a divalent or trivalent metal-containing compound such as a general-purpose water-soluble aluminum-containing compound and is water-soluble. The divalent or trivalent metal-containing compound is a compound containing a metal selected from aluminum, iron and calcium, that is, at least one selected from divalent or trivalent aluminum salts, iron salts and calcium salts. Preferably there is. Specifically, aluminum sulfate, potassium aluminum sulfate, ammonium aluminum sulfate, polyaluminum chloride, ferrous chloride, ferric chloride, ferrous sulfate, ferric sulfate, polyferric sulfate, calcium chloride, sulfuric acid Calcium, calcium carbonate, calcium nitrate, calcium alginate, calcium phosphate, calcium hydrogen phosphate, calcium dihydrogen phosphate or their double salts, inorganic polymer flocculants (active silicic acid, polysilica iron), natural organic polymer systems There are flocculants (sodium alginate / chitin / chitosan-based / bio-flocculants) and synthetic organic polymer-based flocculants (cation / anion / nonionic). Among these, aluminum sulfate, potassium aluminum sulfate, ammonium aluminum sulfate, polyaluminum chloride, ferric chloride, and polyferric sulfate are preferable. These double salts or a combination of two or more of these can also be used.
上記被膜材料は1種以上の樹脂であり、詳しくは熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂を含むものである。
本発明で用いられる熱可塑性樹脂としては、オレフィン系重合体、塩化ビニリデン系重合体、ジエン系重合体、ワックス類、ポリエステル、石油樹脂、天然樹脂、油脂およびその変性物、ならびにウレタン樹脂が挙げられる。
The coating material is one or more kinds of resin, and specifically includes a thermoplastic resin or a thermosetting resin.
Examples of the thermoplastic resin used in the present invention include olefin polymers, vinylidene chloride polymers, diene polymers, waxes, polyesters, petroleum resins, natural resins, oils and fats, modified products thereof, and urethane resins. .
オレフィン系重合体としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−一酸化炭素共重合体、エチレン−ヘキセン共重合体、エチレン−ブタジエン共重合体、ポリブテン、ブテン−エチレン共重合体、ブテン−プロピレン共重合体、ポリスチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−酢酸ビニル−一酸化炭素三元共重合体、エチレン−アクリル酸共重合体およびエチレン−メタクリル酸エステル共重合体などが挙げられる。 Examples of the olefin polymer include polyethylene, polypropylene, ethylene-propylene copolymer, ethylene-carbon monoxide copolymer, ethylene-hexene copolymer, ethylene-butadiene copolymer, polybutene, butene-ethylene copolymer. Polymer, butene-propylene copolymer, polystyrene, ethylene-vinyl acetate copolymer, ethylene-vinyl acetate-carbon monoxide terpolymer, ethylene-acrylic acid copolymer, ethylene-methacrylic acid ester copolymer, etc. Is mentioned.
塩化ビニリデン系重合体としては、例えば、塩化ビニリデン−塩化ビニル共重合体などが挙げられる。
ジエン系重合体としては、例えば、ブタジエン重合体、イソプレン重合体、クロロプレン重合体、ブタジエン−スチレン共重合体、EPDM重合体およびスチレン−イソプレン共重合体などが挙げられる。
Examples of the vinylidene chloride polymer include a vinylidene chloride-vinyl chloride copolymer.
Examples of the diene polymer include a butadiene polymer, an isoprene polymer, a chloroprene polymer, a butadiene-styrene copolymer, an EPDM polymer, and a styrene-isoprene copolymer.
ワックス類としては、例えば、密ロウ、木ロウおよびパラフィンなどが挙げられる。
ポリエステルとしては、例えば、ポリ乳酸およびポリカプロラクトンなどの脂肪族ポリエステルならびにポリエチレンテレフタレートなどの芳香族ポリエステルが挙げられる。
Examples of waxes include beeswax, wood wax, and paraffin.
Examples of the polyester include aliphatic polyesters such as polylactic acid and polycaprolactone, and aromatic polyesters such as polyethylene terephthalate.
天然樹脂としては、例えば、天然ゴムおよびロジンなどが挙げられる。
油脂およびその変性物としては、例えば、硬化物、固形脂肪酸および金属塩などが挙げられる。
Examples of natural resins include natural rubber and rosin.
Examples of fats and oils and modified products thereof include cured products, solid fatty acids, and metal salts.
上記熱可塑性樹脂は、オレフィン系重合体が好ましく、具体的には、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−一酸化炭素共重合体、エチレン−ヘキセン共重合体、エチレン−ブテン共重合体、エチレン−オクテン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸エチル共重合体、およびプロピレン−ブテン共重合体、から選ばれた1種以上であることがより好ましい。 The thermoplastic resin is preferably an olefin polymer, specifically, polyethylene, polypropylene, ethylene-propylene copolymer, ethylene-carbon monoxide copolymer, ethylene-hexene copolymer, ethylene-butene copolymer. More preferably, it is at least one selected from a polymer, an ethylene-octene copolymer, an ethylene-vinyl acetate copolymer, an ethylene-ethyl acrylate copolymer, and a propylene-butene copolymer.
上記被膜材料には、本発明の効果を損なわない程度であれば、フィラーまたは界面活性剤を含有させることができる。
フィラーとしては、例えば、タルク、クレー、カオリン、ベントナイト、硫黄、白雲母、金雲母、雲母状酸化鉄、金属酸化物、珪酸質、ガラス、アルカリ土類金属の炭酸塩、硫酸塩、吸水性高分子および澱粉などが挙げられる。
The coating material can contain a filler or a surfactant as long as the effects of the present invention are not impaired.
Examples of the filler include talc, clay, kaolin, bentonite, sulfur, muscovite, phlogopite, mica-like iron oxide, metal oxide, siliceous, glass, alkaline earth metal carbonate, sulfate, and high water absorption. Examples include molecules and starch.
界面活性剤としては、例えば、ポリオールの脂肪酸エステルに代表されるノニオン界面活性剤、非イオン系界面活性剤、カチオン界面活性剤、アニオン界面活性剤などが挙げられる。 Examples of the surfactant include nonionic surfactants typified by polyol fatty acid esters, nonionic surfactants, cationic surfactants, and anionic surfactants.
上記フィラーの含有割合は、特に限定されるものではないが、被膜材料100質量%に対し、好ましくは20〜80質量%の範囲であり、より好ましくは、30〜80質量%の範囲である。上記範囲内であると、徐放性凝集剤の被膜整膜性および溶出速度の制御性が良好である。 Although the content rate of the said filler is not specifically limited, Preferably it is the range of 20-80 mass% with respect to 100 mass% of coating materials, More preferably, it is the range of 30-80 mass%. Within the above range, the film-forming properties and the elution rate controllability of the sustained-release flocculant are good.
上記界面活性剤の含有割合は、特に限定されるものではないが、被膜材料100質量%に対し、好ましくは0.01〜10質量%の範囲であり、より好ましくは、0.1〜5質量%の範囲である。界面活性剤は溶剤に被膜材料等を溶解または溶解分散させた溶解液またはエマルジョン中のフィラーの分散性を良くするのに役立ち、上記範囲内であると、効果が充分であり溶出速度コントロールに影響することもない。 Although the content rate of the said surfactant is not specifically limited, Preferably it is the range of 0.01-10 mass% with respect to 100 mass% of coating materials, More preferably, it is 0.1-5 mass % Range. Surfactants are useful for improving the dispersibility of fillers in a solution or emulsion in which a coating material or the like is dissolved or dissolved in a solvent. If it is within the above range, the effect is sufficient and affects the dissolution rate control. I don't have to.
被膜は樹脂を含む層が1層以上であれば良く、例えば、硫黄などのフィラーを外層あるいは内層に使用しても良い。
本発明で用いられる熱硬化性樹脂としては、フェノール樹脂、フラン樹脂、キシレン−ホルムアルデヒド樹脂、ケトン−ホルムアルデヒド樹脂、アミノ樹脂、アルキド樹脂、不飽和ポリエステル、エポキシ樹脂、ケイ素樹脂、ウレタン樹脂および乾性油などが挙げられる。このうち、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂またはアルキッド樹脂が好ましい。
The coating only needs to have at least one resin-containing layer. For example, a filler such as sulfur may be used for the outer layer or the inner layer.
Examples of the thermosetting resin used in the present invention include phenol resin, furan resin, xylene-formaldehyde resin, ketone-formaldehyde resin, amino resin, alkyd resin, unsaturated polyester, epoxy resin, silicon resin, urethane resin and drying oil. Is mentioned. Among these, a urethane resin, an epoxy resin, or an alkyd resin is preferable.
上記熱硬化性樹脂は一般に、硬化剤や硬化促進剤と組み合わせて用いられるが、本発明では、これらの組み合わせは特に限定されない。
なお、2価または3価の金属含有化合物およびこれを含む水溶性凝集剤については、すでに上記した通りである。
The thermosetting resin is generally used in combination with a curing agent or a curing accelerator, but in the present invention, these combinations are not particularly limited.
The divalent or trivalent metal-containing compound and the water-soluble flocculant containing the same are as described above.
上記熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂は、それぞれの単独使用のほか、本発明効果を損なわない範囲であれば、被膜中にそれぞれが混合された状態で含まれていてもかまわない。 The thermoplastic resin or thermosetting resin may be contained in a state of being mixed in the coating as long as the effects of the present invention are not impaired in addition to the individual use.
上記被膜材料は、水溶性凝集剤100質量%に対し、被膜材料が1〜25質量%、好ましくは2〜18質量%の量である。被膜材料が下限値未満では放出速度を制御する事が難しく、上限値を超えると、放出速度が遅くなる傾向にあり、且つ凝集剤成分の割合が低下する事など製造コスト高くなり実用的ではない。
被覆用水溶性凝集剤粒子の平均粒子径は1〜10mm、好ましくは1〜5mmである。平均粒子径は上記範囲内であると製造性が良好であり、下限値未満では被覆中に粒子間の固着が発生しハンドリングが悪くなる。また上限値を超えると、噴流状態を維持するための風量(エネルギー)が必要となり実用的ではない。
The amount of the coating material is 1 to 25% by mass, preferably 2 to 18% by mass, with respect to 100% by mass of the water-soluble flocculant. If the coating material is less than the lower limit, it is difficult to control the release rate, and if it exceeds the upper limit, the release rate tends to be slow, and the production cost is high, such as a decrease in the proportion of the flocculant component, which is not practical. .
The average particle diameter of the water-soluble flocculant particles for coating is 1 to 10 mm, preferably 1 to 5 mm. If the average particle size is within the above range, the productivity is good. If the average particle size is less than the lower limit, sticking between particles occurs during coating, and handling becomes worse. If the upper limit is exceeded, an air volume (energy) is required to maintain the jet state, which is not practical.
また、上記徐放性凝集剤の形態は、特に限定されるものではないが、放出速度を安定的にコントロールするという点から、粒状であることが好ましく、球状に近いことがより好ましい。本発明の水溶性凝集剤の粒子径に特に制限はないが、通常0.5〜10mm、好ましくは1〜5mmである。また、形状は球状に近いものが好ましい。具体的には下記式で求められた円形度係数が、好ましくは0.7以上、より好ましくは0.75以上、更に好ましくは0.8以上の球状である。円形度係数の最大値は1であり、1に近づくほど粒子は真円に近づき、粒子形状が真円から崩れるに従って円形度係数は小さくなる。
円形度係数={(4π×粒子の投影面積)/(粒子投影図の輪郭の長さ)2}
Moreover, the form of the above-mentioned sustained release flocculant is not particularly limited, but is preferably granular and more preferably spherical, from the viewpoint of stably controlling the release rate. Although there is no restriction | limiting in particular in the particle diameter of the water-soluble flocculant of this invention, Usually, it is 0.5-10 mm, Preferably it is 1-5 mm. The shape is preferably nearly spherical. Specifically, the sphericity coefficient obtained by the following formula is preferably 0.7 or more, more preferably 0.75 or more, and still more preferably 0.8 or more. The maximum value of the circularity coefficient is 1, and as the value approaches 1, the particle approaches a perfect circle, and the circularity coefficient decreases as the particle shape collapses from the perfect circle.
Circularity coefficient = {(4π × projection area of particle) / (length of contour of particle projection) 2 }
[濁水処理方法]
本発明の濁水処理方法は、2価または3価の金属含有化合物を含む水溶性凝集剤の表面を1種以上の樹脂、詳しくは熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂を含む被膜材料で被覆してなり、水溶性凝集剤の水溶性が1g/20℃純水100g以上である徐放性凝集剤である徐放性凝集剤を、沈砂池および沈砂池への濁水流入路に投入して、該水溶性凝集剤を1〜5mg/Lの範囲の量で水中に放出する。水中に放出する凝集剤濃度が1mg/L未満では凝集効果が得られず、5mg/Lを超えると、凝集効果は得られるが、排水中のpHは低下する。
[Muddy water treatment method]
In the muddy water treatment method of the present invention, the surface of a water-soluble flocculant containing a divalent or trivalent metal-containing compound is coated with a coating material containing one or more resins, specifically, a thermoplastic resin or a thermosetting resin. The water-soluble flocculant has a water-soluble flocculant having a water-solubility of 1 g / 20 ° C. and 100 g or more of pure water. Release the water-soluble flocculant in water in an amount ranging from 1 to 5 mg / L. When the concentration of the flocculant released into water is less than 1 mg / L, the aggregation effect cannot be obtained. When the concentration exceeds 5 mg / L, the aggregation effect is obtained, but the pH in the wastewater is lowered.
上記徐放性凝集剤を、沈砂池および沈砂池への濁水流入路に投入する方法としては、特に制限はなく、徐放性凝集剤が濁水と効率的に接触できればよいが、例えば、不織布やナイロン製の袋、樹脂性のネット袋などに徐放性凝集剤を入れ、沈砂池や沈砂池への濁水流路に満遍なく設置するか、または、濁水流入路に徐放性凝集剤を充填したカラムを設置し、そのカラムに濁水を通水するなどの方法が挙げられる。例えば、図4に記載された方法などを用いてもよい。 The method for introducing the sustained release flocculant into the sedimentation basin and the turbid water inflow path to the sand basin is not particularly limited, as long as the sustained release flocculant can be efficiently contacted with the turbid water. Put a slow-release flocculant in a nylon bag, a resin net bag, etc., and install it uniformly in the settling basin or the muddy water flow path to the settling basin, or fill the muddy water inflow passage with the sustained-release flocculant Examples include a method of installing a column and passing turbid water through the column. For example, the method described in FIG. 4 may be used.
上記徐放性凝集剤は、水温25℃の閉鎖系容器内の水中で、下記式で表される放出率が80質量%になるのに要する時間が240時間以上であり、240時間以上960時間以下の範囲であることがより好ましい。 The above-mentioned sustained release flocculant has a time required for the release rate represented by the following formula to be 80% by mass in water in a closed container at a water temperature of 25 ° C. for 240 hours or more, and 240 hours or more and 960 hours. The following range is more preferable.
ここで、放出時間の測定方法の具体例を以下に示す。
徐放性凝集剤5gをポリエチレン製の蓋付容器に入れ、200mlの蒸留水を満たして密栓する。この容器を25℃のインキュベーターに保存し、7日間経過毎に蒸留水に放出した全アルミニウム量を測定する。徐放性凝集剤の放出率は下記の式で算出する。
Here, the specific example of the measuring method of discharge | release time is shown below.
5 g of the sustained-release flocculant is put into a polyethylene container with a lid, filled with 200 ml of distilled water and sealed. This container is stored in an incubator at 25 ° C., and the total amount of aluminum released into distilled water is measured every 7 days. The release rate of the sustained release flocculant is calculated by the following formula.
本発明の徐放性凝集剤を用いて濁水処理を行うことにより、濁水中における凝集剤成分の放出速度が調整され、凝集剤成分の過剰溶解による処理水のpH低下や余剰成分の流出を抑制することができ、また、濁水処理設備の簡略化や徐放性凝集剤散布の省力化も図ることができる。さらに、上記徐放性凝集剤を用いることにより、濁度や濁水の流量(空間速度SV(Space Velocity))に応じて、凝集剤の放出速度やその供給量を選択することで、種々の工事現場において容易に実施することができる。 By performing turbid water treatment using the sustained-release flocculant of the present invention, the release rate of the flocculant component in the turbid water is adjusted, and the pH decrease of the treated water due to excessive dissolution of the flocculant component and the outflow of excess components are suppressed. In addition, simplification of the turbid water treatment facility and labor saving of the sustained-release flocculant application can be achieved. Furthermore, by using the above-mentioned sustained-release flocculant, various construction works can be performed by selecting the flocculant release rate and its supply amount according to the turbidity and the flow rate of turbid water (space velocity SV (Space Velocity)). It can be implemented easily on site.
なお、本発明の濁水処理方法では、本発明の効果を損なわない程度であれば、上記徐放性凝集剤とともに、例えば、硫酸アルミニウム、硫酸アルミニウムカリウム、硫酸アルミニウムアンモニウム、ポリ塩化アルミニウム、塩化第二鉄、ポリ硫酸第二鉄などの公知の凝集剤を用いてもよい。 In addition, in the muddy water treatment method of the present invention, for example, aluminum sulfate, potassium aluminum sulfate, ammonium aluminum sulfate, polyaluminum chloride, and second chloride together with the above-mentioned sustained-release flocculant as long as the effects of the present invention are not impaired. A known flocculant such as iron or polyferric sulfate may be used.
[徐放性凝集剤の製造方法]
本発明の徐放性凝集剤の製造方法は特に限定されないが、被膜材料によって適当な方法を選択することができる。
[Method for producing sustained-release flocculant]
Although the manufacturing method of the sustained release flocculant of this invention is not specifically limited, A suitable method can be selected with coating material.
本発明の徐放性凝集剤は、下記(1)〜(4)の工程を含み、所定量の熱可塑性樹脂を含む被膜材料で被覆された水溶性凝集剤を落下させて噴流塔下部から排出させることにより製造することができる。
(1)水溶性凝集剤を温度40℃以上、好ましくは40〜200℃の上昇気流により流動させる工程
(2)前記流動状態の水溶性凝集剤に熱可塑性樹脂を含む被膜材料溶解分散液を噴霧する工程
(3)前記噴霧により水溶性凝集剤表面に付着した被膜材料溶解分散液から上昇気流により溶媒を除去する工程
(4)前記(3)の上昇気流に含まれる溶媒を気流から分離回収する工程
具体的には、本発明の徐放性凝集剤の製造方法は、上方に水溶性凝集剤投入口を有し、下方に徐放性凝集剤排出口を有する噴流塔と、該噴流塔から排出された気体から固形物を分離し、固形異物が除去された気体を凝縮器に送り込む固気分離器と、該固気分離器から送り出された気体に含まれる溶剤等を凝縮回収する凝縮器と、該凝縮器で溶剤等を除去した気体をヒーターに送り、噴流塔下部に導入して、噴流塔下部から上方へ上昇気流を形成するブロアーと、ブロアーから送られた該気体を加熱するヒーターとを有する徐放性凝集剤の循環製造装置を用いて徐放性凝集剤を製造する方法であって、上記水溶性凝集剤投入口から投入した水溶性凝集剤に、熱可塑性樹脂を含む被膜材料を溶剤に溶解または溶解分散させた溶液(以下、「被覆液」とする)を、噴流塔の下部にある整流缶から噴霧ノズルを介して噴流塔の上方に向う温度40℃以上、好ましくは40〜200℃に加熱された気流に噴霧して、該上方に向い気流中で水溶性凝集剤の外周に厚さ10〜1000μmの被覆層を形成すると共に、噴流塔内に形成された上方気流により該水溶性凝集剤を被覆する被覆層から該気流中へ溶剤を分離して、噴流塔下部から徐放性凝集剤を排出させることにより製造することができる。尚、被覆液を噴霧する際の気流の温度が上記範囲であるときは製造性が良好であるが、40℃未満では、凝集剤表面に付着した被膜材料溶解分散液からの溶剤が効率的に除去できず、その結果、溶剤が残る(乾燥不足)事により被膜の整膜性が損なわれ、且つ粒同士の固着が発生する。また200℃を超えると、樹脂の軟化が起こり粒同士の固着が発生するなどのトラブルが起こる。
The sustained-release flocculant of the present invention includes the following steps (1) to (4), drops the water-soluble flocculant coated with a coating material containing a predetermined amount of thermoplastic resin, and discharges it from the lower part of the jet tower. Can be manufactured.
(1) A step of causing a water-soluble flocculant to flow by an ascending air current at a temperature of 40 ° C. or higher, preferably 40 to 200 ° C. (2) Spraying a coating material solution and dispersion containing a thermoplastic resin to the water-soluble flocculant in the fluid state (3) The step of removing the solvent by the rising air current from the coating material solution and dispersion adhering to the surface of the water-soluble flocculant by the spraying. (4) The solvent contained in the upward air current of (3) is separated and recovered from the air current. Step Specifically, the method for producing a sustained-release flocculant of the present invention includes a jet tower having a water-soluble flocculant inlet on the upper side and a slow-release flocculant outlet on the lower side, and the jet tower. A solid-gas separator that separates solids from the discharged gas and sends the gas from which solid foreign matters have been removed to the condenser, and a condenser that condenses and recovers the solvent contained in the gas sent from the solid-gas separator And the gas from which the solvent is removed by the condenser An apparatus for circulating and producing a sustained-release flocculant having a blower that is sent to a heater and introduced into the lower part of the jet tower to form an upward air flow from the lower part of the jet tower and a heater that heats the gas sent from the blower A method for producing a sustained-release flocculant using a solution obtained by dissolving or dissolving a coating material containing a thermoplastic resin in a water-soluble flocculant charged from the water-soluble flocculant inlet (hereinafter referred to as a water-soluble flocculant) , "The coating liquid") is sprayed from a rectifier at the bottom of the jet tower through an atomizing nozzle onto an air stream heated to a temperature of 40 ° C or higher, preferably 40 to 200 ° C. A coating layer having a thickness of 10 to 1000 μm is formed on the outer periphery of the water-soluble flocculant in the upward air flow, and the water-soluble flocculant is coated from the coating layer covered with the upper air flow formed in the jet tower. Separate the solvent into the air stream It can be produced by discharging the sustained release flocculant from the lower jet tower. The productivity is good when the temperature of the air flow when spraying the coating liquid is in the above range, but when it is less than 40 ° C., the solvent from the coating material solution and dispersion adhering to the surface of the flocculant is efficiently used. As a result, since the solvent remains (insufficient drying), the film-forming property of the coating is impaired, and adhesion between grains occurs. On the other hand, when the temperature exceeds 200 ° C., troubles such as softening of the resin and adhesion of grains occur.
ここで、被覆液を噴霧する際の噴流状態にある水溶性凝集剤の温度は40〜80℃であることが好ましい。
本発明で使用する徐放性凝集剤の製造装置について一例を挙げて説明する。図1に示すように、噴流塔1は塔径(内径)1,300mm、高さ8,500mm、円錘角50度の形状を有し、水溶性凝集剤投入口15および徐放性凝集剤排出口13を有する。噴霧ノズル2はフルコン型一流体スプレーノズル、3は水溶性凝集剤である。6は固気分離器、7は凝縮器である。8はブロワー(ルーツ型)、12はヒーターである。9は攪拌機付の被膜材料混合溶解槽(溶解槽)であり、10は送液ポンプ(ダイヤフラム型)である。14はガイド管(直径300mm、長さ1,760mm、フッ素樹脂被覆品)、11は整流缶である。21は絞り円盤である。図2は絞り円盤21の詳細が示されており、絞り円盤21は直径154mm、噴出孔23の内径45mm、噴出孔数4個(開口率34%)、各噴出孔23の中央にそれぞれ噴霧ノズル2を設けたものである。なお、噴霧ノズル2は、絞り円盤21の中心を中心とする直径95mmの円上に配置する。
Here, the temperature of the water-soluble flocculant in the jet state when spraying the coating liquid is preferably 40 to 80 ° C.
An example of an apparatus for producing a sustained-release flocculant used in the present invention will be described. As shown in FIG. 1, the
上記装置において、ブロワー8を用いて、噴出孔23での気流温度150℃に保持した空気を噴流塔1に送りながら、水溶性凝集剤3を水溶性凝集剤投入口15から投入し、水溶性凝集剤3を噴流状態にする。このとき、水溶性凝集剤の温度が70±5℃になるように、熱せられた気流の流量および温度を調節する。70±5℃に昇温したところで被覆液を送液ポンプ10にて噴霧ノズル2より霧状で噴流状態にある水溶性凝集剤に吹きつける。このとき、気流の流量はブロワー8と整流缶11との間に設置した流量計で測定しながら調節し、熱せられた気流の温度は、水溶性凝集剤の温度および噴流塔出口温度を測定しながら調節する。循環風量は3,000m3/hであり、凝集剤投入量は1,000kgである。所定量の被覆液を供給したらブロワー8を止めて被覆された水溶性凝集剤を製品排出口13より抜き出し、徐放性凝集剤を得る。
In the above apparatus, the water-
なお、上記製造例は、本発明の徐放性凝集剤の製造方法の一例を示すものであり、製造条件などはこれに限定されるものではない。例えば、上記製造方法において、流動装置または噴流動装置により、水溶性凝集剤を流動状態にしてもよい。 In addition, the said manufacture example shows an example of the manufacturing method of the sustained release flocculant of this invention, and manufacturing conditions etc. are not limited to this. For example, in the production method described above, the water-soluble flocculant may be brought into a fluid state by a fluidizer or a jet fluidizer.
本発明の徐放性凝集剤の製造方法は、下記(1)〜(4)の工程を含み、熱硬化性樹脂を含む被膜が水溶性凝集剤100質量%に対して1〜25質量%であることを特徴とする。
(1)水溶性凝集剤を温度20℃〜100℃の流動状態または転動状態にする工程
(2)流動状態または転動状態の水溶性凝集剤に熱硬化性樹脂を含む被膜材料を被覆する工程
(3)前記被膜材料から成る未硬化被覆層を前記水溶性凝集剤表面に形成させる工程
(4)形成した未硬化被覆層を熱硬化させて被膜を形成する工程
例えば、ポリウレタン材料の滴下や噴霧は、ポリオール成分とポリイソシアネート成分の混合液を滴下または噴霧しても、ポリオール成分とポリイソシアネート成分を混合せずにそれぞれを交互に、あるいは同時に滴下または噴霧してもよい。ポリウレタン材料の滴下や噴霧の方法としては、連続滴下、一液または二液ノズルを用いた噴霧、ガスを用いた二流体ノズルなどが使用できる。尚、水溶性凝集剤を流動状態または転動状態する温度が上記範囲であるときは製造性が良好であるが、20℃未満では、凝集剤表面に付着した被膜材料の硬化反応が遅く粒同士の固着が発生する。また100℃を超えると、硬化反応が速いため被膜の整膜性が損なわれる。
The method for producing a sustained-release flocculant of the present invention includes the following steps (1) to (4), and the film containing a thermosetting resin is 1 to 25% by mass with respect to 100% by mass of the water-soluble flocculant. It is characterized by being.
(1) A step of bringing a water-soluble flocculant into a fluidized state or a rolling state at a temperature of 20 ° C. to 100 ° C. (2) A coating material containing a thermosetting resin is coated on the water-soluble flocculant in a fluidized state or a rolling state. Step (3) A step of forming an uncured coating layer made of the coating material on the surface of the water-soluble flocculant (4) A step of thermally curing the formed uncured coating layer to form a coating film. Spraying may be performed by dropping or spraying a mixed solution of a polyol component and a polyisocyanate component, or by dropping or spraying each of them alternately or simultaneously without mixing the polyol component and the polyisocyanate component. As a method of dripping or spraying the polyurethane material, continuous dripping, spraying using a one-component or two-component nozzle, two-fluid nozzle using gas, and the like can be used. In addition, when the temperature at which the water-soluble flocculant is in a fluidized state or in a rolling state is in the above range, the manufacturability is good, but if it is less than 20 ° C., the curing reaction of the coating material adhering to the surface of the flocculant is slow. Sticking occurs. On the other hand, when the temperature exceeds 100 ° C., the film-forming property is impaired because the curing reaction is fast.
すなわち、上記製造方法では、回転パンや回転ドラムなどにより水溶性凝集剤を転動状態にせしめ、熱硬化性樹脂を含む被膜材料に必要な硬化剤や硬化促進剤を滴下し、噴霧するなどの方法で該水溶性凝集剤に添加して、該水溶性凝集剤の表面を被覆し、被膜を形成させることにより徐放性凝集剤を製造することができる。 That is, in the above production method, the water-soluble flocculant is brought into a rolling state by a rotating pan, a rotating drum, etc., and a curing agent or a curing accelerator necessary for a coating material containing a thermosetting resin is dropped and sprayed. A sustained-release flocculant can be produced by adding to the water-soluble flocculant by a method, coating the surface of the water-soluble flocculant, and forming a film.
以下、実施例により本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
<水溶性の測定>
2価または3価の金属含有化合物各1gを純水200mlビーカーに入れた20℃の純水100g中に攪拌しながら加えた。3分間攪拌し静置した後沈殿がある場合を不溶(×)、沈殿がない場合を可溶(○)と判定し結果を表1に示した。
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention in detail, this invention is not limited to this.
<Measurement of water solubility>
1 g each of the divalent or trivalent metal-containing compound was added to 100 g of pure water at 20 ° C. in a 200 ml pure water beaker with stirring. Table 3 shows that the case where there was a precipitate after stirring for 3 minutes and standing was determined to be insoluble (X), and the case where there was no precipitate was determined to be soluble (O).
[徐放性凝集剤の製造]
水溶性凝集剤F1について、以下の方法により被覆を行い、水溶性凝集剤成分の放出速度が異なる凝集剤C1〜13を得た。
[Production of sustained-release flocculant]
The water-soluble flocculant F1 was coated by the following method to obtain flocculants C1 to C13 having different water-soluble flocculant component release rates.
<製造装置1>
製造装置1の構成は、図1のフローシートと同様であり、噴流塔1は塔径(内径)1,300mm、高さ8,500mm、円錘角50度の形状を有し、水溶性凝集剤投入口15および製品排出口13を有する。噴霧ノズル2はフルコン型一流体スプレーノズル、3は水溶性凝集剤(芯材)である。6は固気分離器、7は凝縮器である。8はブロワー(ルーツ型)、12はヒーターである。9は攪拌機付の被膜材料混合溶解槽(溶解槽)であり、10は送液ポンプ(ダイヤフラム型)である。14はガイド管(直径300mm、長さ1,760mm、フッ素樹脂被覆品)、11は整流缶である。21は絞り円盤である。
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The structure of the
絞り円盤21の詳細を図2に示す。図2において、直径154mm、噴出孔23の内径45mm、噴出孔数4個(開口率34%)、各噴出孔23の中央にそれぞれ噴霧ノズル2を設けたものであった。なお、噴霧ノズル2は、絞り円盤21の中心を中心とする直径95mmの円上に配置した。
Details of the
<製造方法1>
上記の製造装置1を用いて、下記の条件下、被覆された凝集剤を製造した。すなわち、熱せられた気流が噴流塔1の下部から上部に向けて流れ、固気分離器6を通過し、凝縮器7で気流を冷却し、有機溶媒を凝縮回収する。凝縮器7によって有機溶媒を分離・除去された気流はブロワー8からヒーター12を通過して加熱され高温気流として再度噴流塔1へ導かれるように循環している。まず、ブロワー8を用いて、噴出孔23での気流温度150℃に保持した空気を噴流塔1に送りながら、水溶性凝集剤3を凝集剤投入口15から投入し、水溶性凝集剤3を噴流状態にした。この際、水溶性凝集剤の温度が70±5℃になるように、熱せられた気流の流量および温度を調節した。70±5℃に昇温したところで、被膜材料を溶解分散させた被覆液を送液ポンプ10によって噴霧ノズル2より霧状で噴流状態にある凝集剤に吹きつけた。その際、気流の流量はブロワー8と整流缶11との間に設置した流量計で測定しながら調節し、熱せられた気流の温度は、水溶性凝集剤の温度や噴流塔出口温度を測定しながら調節した。循環風量は3,000m3/hであり、凝集剤投入量は1,000kgであった。所定量の該被覆液を供給したらブロワー8を止めて、製品排出口13より凝集剤を抜き出し、被覆された凝集剤を得た。
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A coated flocculant was produced using the
[実施例1〜9、比較例3〜4および参考例1〜2]
有機溶剤(テトラクロロエチレン)95質量%に、表2に示す組成の被膜材料を溶解・分散させることにより、被覆液を調製した。上記製造装置を用いて、水溶性凝集剤F1の表面に上記被覆液で被覆することにより、被覆された凝集剤C1〜C13を製造した。
[Example 1-9, Comparative Examples 3-4 and Reference Example 1-2]
A coating solution was prepared by dissolving and dispersing the coating material having the composition shown in Table 2 in 95% by mass of an organic solvent (tetrachloroethylene). The coated flocculants C1 to C13 were produced by coating the surface of the water-soluble flocculant F1 with the coating liquid using the production apparatus.
本実施例で使用した熱可塑性樹脂としては、汎用的な低密度ポリエチレンとエチレン−酢酸ビニル共重合体を使用した。 As the thermoplastic resin used in this example, general-purpose low-density polyethylene and ethylene-vinyl acetate copolymer were used.
製造装置2として、熱風発生機を付設した温度制御可能な傾斜パン型転動造粒機(パン径450mm)を用いた。
As the
<製造方法2>
上記の製造装置2を用いて次の方法により徐放性凝集剤を製造した。水溶性凝集剤920gを、上記製造装置2に仕込み、20〜45RPMで回転させ、該水溶性凝集剤を転動状態にした。該装置を加熱して該水溶性凝集剤の温度を65〜75℃に維持し、転動状態を維持した。熱硬化性樹脂の原料としてポリオールとポリイソシアネート、およびアミン触媒としてジメチルエタノールアミン0.8gを混合し、送液ポンプを用いて加温されかつ転動状態にある該水溶性凝集剤にそれぞれ40分間で添加し、被覆した。その後、該水溶性凝集剤の温度を10分間、65〜75℃の範囲に保持することにより被覆された凝集剤を得た。
<
A sustained release flocculant was produced by the following method using the
[実施例10〜12]
表3に示す組成の被膜材料および被膜重量(被覆される凝集剤に対する被膜の質量%)に従って、上記製造装置2を用いて被覆された凝集剤C14〜C16を製造した。被覆される水溶性凝集剤としてはF1を用いた。
[Examples 10 to 12 ]
According to the coating material having the composition shown in Table 3 and the coating weight (mass% of the coating film with respect to the aggregating agent to be coated), the aggregating agents C14 to C16 coated using the
高濃度濁水(浮遊物質(SS)濃度2500mg/L)および低濃度濁水(浮遊物質(SS)濃度100mg/L)に、アルミニウム濃度がそれぞれ2、5および10mg/Lとなるように硫酸アルミニウムを添加し、よく攪拌混合した。
Aluminum sulfate is added to high-concentration turbid water (suspended matter (SS) concentration 2500 mg / L) and low-concentration turbid water (suspension matter (SS) concentration 100 mg / L) so that the aluminum concentration becomes 2, 5 and 10 mg / L, respectively. And mixed well with stirring.
硫酸アルミニウムを入れた濁水を1Lビーカーに入れて、往復振とうにより攪拌した後、25℃の室温内に静置した。
静置した後、1、10、30、60、240および1440分後に水面から10cmの箇所をピペットで50〜200mL採取し、SS濃度を測定して沈降速度を求めた。
Muddy water containing aluminum sulfate was placed in a 1 L beaker and stirred by reciprocal shaking, and then allowed to stand at room temperature of 25 ° C.
After standing, 50 to 200 mL of a 10 cm portion from the water surface was collected with a pipette after 1, 10, 30, 60, 240, and 1440 minutes, and the SS concentration was measured to determine the sedimentation rate.
濁水処理に要するアルミニウム濃度についての評価結果を表4に示す。 Table 4 shows the evaluation results for the aluminum concentration required for muddy water treatment.
[凝集剤の特性評価]
(1)凝集剤の放出特性(80質量%放出時間)
凝集剤(C1〜C16)5gをポリエチレン製の蓋付容器に入れ、200mlの蒸留水を満たして密栓した。この容器を25℃のインキュベーター内に保存し、7日間経過毎に蒸留水に放出した全アルミニウム量を測定した。徐放性凝集剤の放出率は下記の式により算出した。なお、80質量%放出時間とは、放出されたアルミニウム濃度の累積放出量が80%になる時間である。
[Characteristic evaluation of flocculant]
(1) Release characteristics of flocculant (80% by mass release time)
5 g of the flocculant (C1 to C16) was placed in a polyethylene lidded container, filled with 200 ml of distilled water and sealed. This container was stored in an incubator at 25 ° C., and the total amount of aluminum released into distilled water every 7 days was measured. The release rate of the sustained release flocculant was calculated by the following formula. The 80 mass% release time is the time when the cumulative release amount of the released aluminum concentration is 80%.
凝集剤の80質量%放出時間の評価結果を表5に示す。 Table 5 shows the evaluation results of the 80 mass% release time of the flocculant.
(2)凝集剤の溶解特性(カラム通水試験)
図3に示す装置を用いて、C1〜4、C10〜11、C14〜16およびF1〜2の凝集剤の溶解特性を評価した。すなわち、円筒カラム24(内径10cm、長さ9cm)に、各層の体積が1層目27にガラスビーズが314cm3、2層目28に凝集剤が78.5cm3、3層目29にガラスビーズが314cm3となるよう層状に詰めた。上記状態の円筒カラム24に、貯水タンク31より送液ポンプ25にて送液管26から円筒カラム24に所定の流速で蒸留水を通水した(通水条件:SV=250)。通水してから5分後および10分後に排出管30より排出された蒸留水をそれぞれサンプリングした。
(2) Solubility of flocculant (column flow test)
Using the apparatus shown in FIG. 3, the dissolution characteristics of C1-4, C10-11, C14-16 and F1-2 flocculants were evaluated. That is, the cylindrical column 24 (
凝集剤の溶解特性結果を表6に示す。 Table 6 shows the results of the dissolution characteristics of the flocculant.
実施例1〜2、比較例3および参考例1についてジャーテスト試験を行い、濁水処理効果を検証した。すなわち、高濃度濁水(浮遊物質濃度2500mg/L)および低濃度濁水(100mg/L)を500mLずつビーカーに採取し、凝集剤C1、C2、C10およびC11を投入した。これらを回転数を150min-1に設定したジャーテスター中で20分間攪拌した後、30分静置した。30分後、上澄み液を採取し、清澄度の観察、浮遊物質(SS)濃度およびpHを測定した。
The jar test test was conducted about Examples 1-2 , the comparative example 3, and the reference example 1 , and the muddy water treatment effect was verified. That is, a high concentration turbid water (suspended solids concentration 2500 mg / L) and low concentration turbid water (100 mg / L) were taken into a beaker by 500 mL, was charged flocculant C1, C2,
ジャーテスト試験の試験結果を表7に示す。 Table 7 shows the test results of the jar test.
1.噴流塔
2.噴霧ノズル
3.水溶性凝集剤(芯材)
4.循環気流配管
5.被覆液供給配管
6.固気分離器
7.凝縮器
8.ブロワー
9.被膜材料混合溶解槽(溶解槽)
10.送液ポンプ
11.整流缶
12.ヒーター
13.製品排出口
14.ガイド管
15.水溶性凝集剤(芯材)投入口
21.絞り円盤
22.円盤主体
23.噴出孔
24.円筒カラム
25.送液ポンプ
26.送液管
27.1層目(ガラスビーズ)
28.2層目(凝集剤)
29.3層目(ガラスビーズ)
30.排出管
31.貯水タンク
32.沈砂池
33.濁水流入口
34.凝集剤
35.整流板
36.接触ろ過材
37.油吸着マット
38.排出口
39.造成地
1.
4). Circulating air flow piping5. 5. Coating liquid supply pipe 6. Solid-gas separator Condenser 8. Blower 9 Coating material mixing dissolution tank (dissolution tank)
10. Liquid feed pump 11. Rectification can 12.
28. Second layer (flocculating agent)
29. 3rd layer (glass beads)
30.
Claims (6)
ここで、前記徐放性凝集剤は、水溶性凝集剤100質量%に対し、被膜材料が1〜25質量%の量で被覆されており、
被膜材料はフィラーを20〜80質量%を含有し、
水温25℃の閉鎖系容器内の水中で、下記式で表される放出率が80質量%になるのに要する時間が240時間以上960時間以下の範囲である
ことを特徴とする。
Here, the sustained-release flocculant is coated with a coating material in an amount of 1 to 25% by mass with respect to 100% by mass of the water-soluble flocculant,
The coating material contains 20 to 80% by mass of filler,
In water closed system in the container of the water temperature 25 ° C., you wherein the time required for the release rate of the following formula is 80% by weight in the range of less 240 hours or more 960 hours.
ここで、前記徐放性凝集剤は、水溶性凝集剤100質量%に対し、被膜材料が1〜25質量%の量で被覆されており、
水温25℃の閉鎖系容器内の水中で、下記式で表される放出率が80質量%になるのに要する時間が240時間以上の範囲である
ことを特徴とする。
Here, the sustained-release flocculant is coated with a coating material in an amount of 1 to 25% by mass with respect to 100% by mass of the water-soluble flocculant,
In water closed system in the container of the water temperature 25 ° C., you wherein the time required for the release rate of the following formula is 80% by weight in the range of more than 240 hours.
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