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JP7598707B2 - How paper is made - Google Patents

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JP7598707B2 JP2019190547A JP2019190547A JP7598707B2 JP 7598707 B2 JP7598707 B2 JP 7598707B2 JP 2019190547 A JP2019190547 A JP 2019190547A JP 2019190547 A JP2019190547 A JP 2019190547A JP 7598707 B2 JP7598707 B2 JP 7598707B2
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隆 三枝
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Kurita Water Industries Ltd
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  • Separation Of Suspended Particles By Flocculating Agents (AREA)
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Description

本発明は、紙の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing paper.

紙・パルプ工場では、紙や板紙を製造する際、得られる紙や板紙の強度を向上させることを目的として、原料に対してデンプンが添加、散布、塗布される。また、各種の食品工場では、食品の原料としてデンプンが用いられる。これらに代表されるデンプンを使用する工場や、デンプン工場などでは、排水にデンプンが溶解し化学的酸素要求量(COD)が増加し、排水処理の負荷を高めている。 When producing paper or paperboard in paper and pulp factories, starch is added, sprinkled or applied to the raw materials in order to improve the strength of the resulting paper or paperboard. Also, in various food factories, starch is used as a food ingredient. In factories that use starch, such as these, and starch factories, starch dissolves in wastewater, increasing the chemical oxygen demand (COD) and putting a strain on wastewater treatment.

ところで、一般的に、排水を処理するために、アニオン性またはカチオン性の沈殿剤が用いられている。しかしながら、排水に溶解するデンプンは、ノニオン性のものが多く、一般に用いられるアニオン性またはカチオン性の沈殿剤によって除去することは困難である。 Generally, anionic or cationic precipitants are used to treat wastewater. However, most of the starch that dissolves in wastewater is nonionic, and it is difficult to remove it using the commonly used anionic or cationic precipitants.

このような課題を解決するため、排水処理原水に含まれる水溶性デンプンを凝集させて除去可能な凝集剤についての検討がなされている。 To solve these problems, research is being conducted into flocculants that can aggregate and remove the water-soluble starch contained in raw wastewater.

例えば、特許文献1では、メラミンホルマリン樹脂酸コロイドによる有機性排水の処理が提案されている。また、特許文献2では、水膨潤性カチオン重合体粒子によるデンプン含有水の処理が提案されている。さらに、特許文献3では、カチオン性又はノニオン性のポリマー微粒子を含む液を、ホモジナイザーで30秒以上処理を施して、排水処理に使用することが提案されている。特許文献4では、有効成分をスメクタイトとし、そのスメクタイトの層間に含まれるナトリウムイオンがカルシウムイオンに対して1.8倍以上のミリ当量比であるか、又はスメクタイトに含まれるノントロナイトがスメクタイトに対して6.0モル%以上である、溶解性COD成分除去剤が提案されている。 For example, Patent Document 1 proposes the treatment of organic wastewater using melamine formalin resin acid colloid. Patent Document 2 proposes the treatment of starch-containing water using water-swellable cationic polymer particles. Patent Document 3 proposes treating a liquid containing cationic or nonionic polymer microparticles with a homogenizer for 30 seconds or more before use in wastewater treatment. Patent Document 4 proposes a soluble COD component remover in which the active ingredient is smectite, and the sodium ions contained between the layers of the smectite are at a milliequivalent ratio of 1.8 times or more to calcium ions, or the nontronite contained in the smectite is 6.0 mol% or more relative to the smectite.

特開昭59-177190号公報Japanese Patent Application Publication No. 59-177190 特開昭63-232888公報Japanese Patent Application Publication No. 63-232888 特開2008-246372号公報JP 2008-246372 A 特開2007-268357号公報JP 2007-268357 A

しかしながら、特許文献1~4に記載のいずれの処理剤も、ノニオン性の除去対象物中の微量アニオンとのイオン結合や、ノニオン性の除去対象物と物理的な吸着を利用するものであり、十分な除去率が得られないことが多かった。特に、水溶性デンプンは、親水性が強いので、物理的な吸着によって不溶化および凝集をさせることは困難である。 However, all of the treatment agents described in Patent Documents 1 to 4 utilize ionic bonds with trace anions in the nonionic substances to be removed or physical adsorption with the nonionic substances to be removed, and often do not achieve a sufficient removal rate. In particular, water-soluble starch is highly hydrophilic, so it is difficult to insolubilize and aggregate it through physical adsorption.

また、以上のような不溶化・凝集機構を用いる以外には、生物処理、活性炭処理、紫外線照射、オゾン処理、硫酸第一鉄と過酸化水素とを組み合わせたフェントン処理などの方法が提案されている。しかしながら、これらのような方法では、処理施設が大型になること、薬剤や電力コストが高いこと、操業の維持管理の難易度が高いことなどの理由から実用的でないことが多い。 In addition to using the insolubilization and coagulation mechanisms described above, other methods have been proposed, such as biological treatment, activated carbon treatment, ultraviolet irradiation, ozone treatment, and Fenton treatment, which combines ferrous sulfate and hydrogen peroxide. However, these methods are often not practical due to the large size of the treatment facilities, the high costs of chemicals and electricity, and the difficulty of maintaining and managing operations.

一方で、近年、水資源の不足や環境保護の観点から、排水中のCOD濃度には低い排出基準が設けられるなど、排水処理において高いCOD除去能が求められている。 On the other hand, in recent years, due to the shortage of water resources and environmental protection considerations, low discharge standards have been set for the COD concentration in wastewater, and high COD removal capacity is required in wastewater treatment.

本発明は、以上のような実情に鑑みてなされたものであり、排水処理原水に含まれる水溶性デンプンを効率的かつ簡易的に不溶化して、CODを低減させることができる排水処理方法を提供することを目的とする。 The present invention was made in consideration of the above-mentioned circumstances, and aims to provide a wastewater treatment method that can efficiently and simply insolubilize water-soluble starch contained in raw wastewater for treatment, thereby reducing COD.

本発明者は、上述した課題を解決するために鋭意検討を重ねた。その結果、所定の方法で計測したときの塩粘度が2mPa・s以上であるポリアルキレンオキサイド部位を有するポリマーを、水溶性デンプンを含有する排水処理原水に添加して、水溶性デンプンを不溶化する不溶化処理工程を含む排水処理方法によれば、排水処理原水に含まれる水溶性デンプンを効率的かつ簡易的に不溶化して分離することにより、排水処理水中のCODを低減させることができることを見出し、本発明を完成するに至った。具体的に、本発明は、以下のものを提供する。 The present inventors have conducted extensive research to solve the above-mentioned problems. As a result, they have found that a wastewater treatment method including an insolubilization treatment step in which a polymer having a polyalkylene oxide moiety with a salt viscosity of 2 mPa·s or more when measured by a specified method is added to raw wastewater to be treated that contains water-soluble starch, thereby insolubilizing the water-soluble starch, and thereby reducing the COD in the wastewater to be treated, thereby completing the present invention. Specifically, the present invention provides the following.

(1)ポリアルキレンオキサイド部位を有するポリマーを、水溶性デンプンを含有する排水処理原水に添加して、水溶性デンプンを不溶化する不溶化処理工程を含み、以下の方法で計測したときの前記ポリマーの塩粘度が2mPa・s以上である、排水処理方法。
<塩粘度の計測方法>
25℃、ローターの回転数が60rpmの条件で、水溶液100mlに対して、4gの塩化ナトリウムおよび0.5gの前記ポリマーを含有する水溶液の粘度(塩粘度)を測定する。粘度測定方法はJIS K 7117-2:1999に基づく。
(1) A wastewater treatment method comprising an insolubilization treatment step of adding a polymer having a polyalkylene oxide moiety to raw wastewater containing water-soluble starch to insolubilize the water-soluble starch, wherein the salt viscosity of the polymer is 2 mPa·s or more when measured by the following method.
<Method of measuring salt viscosity>
The viscosity (salt viscosity) of an aqueous solution containing 4 g of sodium chloride and 0.5 g of the polymer per 100 ml of the aqueous solution is measured at 25° C. and a rotor rotation speed of 60 rpm according to JIS K 7117-2:1999.

(2)前記ポリマーを構成する全モノマーに対する、前記ポリアルキレンオキサイド部位を構成するモノマーの割合が10モル%以上100モル%以下である、上記(1)に記載の排水処理方法。 (2) The wastewater treatment method according to (1) above, in which the ratio of the monomer constituting the polyalkylene oxide moiety to the total monomers constituting the polymer is 10 mol % or more and 100 mol % or less.

(3)前記不溶化処理工程では、前記排水処理原水がさらに懸濁物質を含む、上記(1)または(2)に記載の排水処理方法。 (3) The wastewater treatment method according to (1) or (2) above, wherein in the insolubilization treatment step, the raw wastewater further contains suspended solids.

(4)前記不溶化処理工程で前記排水処理原水中に添加する前記ポリマーの濃度が0.1mg/L以上100mg/L以下である、上記(1)、(2)または(3)に記載の排水処理方法。 (4) The wastewater treatment method according to (1), (2) or (3) above, in which the concentration of the polymer added to the raw wastewater in the insolubilization treatment step is 0.1 mg/L or more and 100 mg/L or less.

本発明によれば、排水処理原水に含まれる水溶性デンプンを効率的かつ簡易的に不溶化して、排水処理原水中のCODを低減させることができる。また、本発明の排水処理方法を、生物処理工程の前段の凝集分離工程で行う場合に、その生物処理工程の負荷を低減(微生物量や処理時間の低減など)させることができる。 According to the present invention, it is possible to efficiently and simply insolubilize water-soluble starch contained in raw wastewater to be treated, thereby reducing the COD in the raw wastewater to be treated. Furthermore, when the wastewater treatment method of the present invention is carried out in a coagulation and separation process prior to a biological treatment process, it is possible to reduce the load on the biological treatment process (reducing the amount of microorganisms, treatment time, etc.).

以下、本発明の具体的な実施形態について、詳細に説明するが、本発明は、以下の実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の目的の範囲内において、適宜変更を加えて実施することができる。 Specific embodiments of the present invention are described in detail below, but the present invention is not limited to the following embodiments and can be modified as appropriate within the scope of the invention.

≪排水処理方法≫
本実施形態における排水処理方法は、ポリアルキレンオキサイド部位を有するポリマーを、水溶性デンプンを含有する排水処理原水に添加して、水溶性デンプンを不溶化する不溶化処理工程を含み、以下の方法で計測したときのポリマーの塩粘度が2mPa・s以上であることを特徴とするものである。
<塩粘度の計測方法>
25℃、ローターの回転数が60rpmの条件で、水溶液100mlに対して、4gの塩化ナトリウムおよび0.5gのポリマーを含有する水溶液の粘度(塩粘度)を測定する。粘度測定方法はJIS K 7117-2:1999に基づく。
<Wastewater treatment method>
The wastewater treatment method in this embodiment includes an insolubilization treatment step of adding a polymer having a polyalkylene oxide moiety to raw wastewater treatment water containing water-soluble starch to insolubilize the water-soluble starch, and is characterized in that the salt viscosity of the polymer is 2 mPa·s or more when measured by the following method.
<Method of measuring salt viscosity>
The viscosity (salt viscosity) of an aqueous solution containing 4 g of sodium chloride and 0.5 g of a polymer per 100 ml of the aqueous solution is measured at 25° C. and a rotor rotation speed of 60 rpm. The viscosity measurement method is based on JIS K 7117-2:1999.

〔不溶化処理工程〕
[排水処理原水]
「排水処理原水」とは、水溶性デンプンを含有する水であり、少なくとも水溶性デンプンに対して不溶化処理を施す対象の水をいう。具体的な「排水処理原水」の例としては、上述したとおり、紙・パルプ工場から排出される抄紙工程水や、食品工場から排出される製造工程水などが挙げられる。
[Insolubilization treatment process]
[Raw wastewater for treatment]
The term "raw wastewater for wastewater treatment" refers to water containing water-soluble starch, and is intended to subject at least the water-soluble starch to insolubilization treatment. As described above, specific examples of "raw wastewater for wastewater treatment" include papermaking process water discharged from paper and pulp factories and manufacturing process water discharged from food factories.

(水溶性デンプン)
本実施形態において、水溶性デンプンとは、孔径7μmのろ紙を通過するデンプンをいう。このような水溶性デンプンとしては、加熱などにより糊化した(α化した)デンプンが挙げられる。一方、糊化していない粒子状の生デンプンは比較的容易に凝集し、例えば上述したろ紙によって固液分離可能である。したがって、粒子状のデンプンと水に溶解またはコロイド状に分散したデンプンとは、孔径7mmの5Aろ紙によって分離することができる。
(Water-soluble starch)
In this embodiment, water-soluble starch refers to starch that passes through a filter paper with a pore size of 7 μm. Examples of such water-soluble starch include starch that has been gelatinized (gelatinized) by heating or the like. On the other hand, ungelatinized granular raw starch aggregates relatively easily and can be separated into solid and liquid forms, for example, by the above-mentioned filter paper. Therefore, granular starch and starch dissolved or dispersed in colloidal form in water can be separated by a 5A filter paper with a pore size of 7 mm.

排水処理原水に含まれる水溶性デンプンの濃度としては、特に限定されず、排水処理原水中のCOD濃度と、不溶化処理工程を含む排水処理後または排出時の排水中のCOD濃度との兼ね合いで適宜選択すればよいが、通常、0.1mg/L以上であることが好ましい。水溶性デンプン濃度が低すぎると、不溶化される水溶性デンプンの量も少なくなり、ポリアルキレンオキサイド部位を有するポリマーの添加に対して、除去される水溶性デンプンが見合わないことがある。一方で、排水処理原水に含まれる水溶性デンプンの濃度は、特に限定されない。なお、水溶性デンプンの濃度が高すぎる場合には、ポリアルキレンオキサイド部位を有するポリマーの添加と、不溶化した水溶性デンプン(以下、「不溶化デンプン」ということもある。)のろ過を複数回繰り返してもよい。 The concentration of water-soluble starch contained in the raw wastewater is not particularly limited, and may be appropriately selected based on the balance between the COD concentration in the raw wastewater and the COD concentration in the wastewater after the wastewater treatment including the insolubilization treatment step or at the time of discharge, but is usually preferably 0.1 mg/L or more. If the water-soluble starch concentration is too low, the amount of water-soluble starch that is insolubilized will also be small, and the amount of water-soluble starch removed may not be commensurate with the addition of the polymer having a polyalkylene oxide moiety. On the other hand, the concentration of water-soluble starch contained in the raw wastewater is not particularly limited. If the concentration of water-soluble starch is too high, the addition of the polymer having a polyalkylene oxide moiety and the filtration of the insolubilized water-soluble starch (hereinafter sometimes referred to as "insolubilized starch") may be repeated multiple times.

本実施形態において、水溶性デンプンの濃度は、次の方法で測定するものとする。排水処理原水を5Aろ紙でろ過したろ液を、10倍希釈塩酸を用いて体積比で2~20倍に希釈した後、ろ液100体積%に対して、0.002Nヨウ素溶液を5.26体積%加えて分光光度計で580nmの吸光度を測定する。そして、測定値を、キシダ化学製試薬特級のデンプンを用いて予め作成した検量線にあてはめ、水溶性デンプンの濃度を得る。 In this embodiment, the concentration of water-soluble starch is measured by the following method. The filtrate obtained by filtering raw wastewater through 5A filter paper is diluted 2 to 20 times by volume using 10-fold diluted hydrochloric acid, and then 5.26% by volume of 0.002N iodine solution is added to 100% by volume of the filtrate, and the absorbance at 580 nm is measured using a spectrophotometer. The measured value is then applied to a calibration curve previously prepared using Kishida Chemical's special grade reagent starch to obtain the concentration of water-soluble starch.

(懸濁物質(SS))
必須の構成要素ではないが、排水処理原水は、懸濁物質(SS)を含むことが好ましい。懸濁物質は、紙・パルプ工場の排水処理原水を処理する場合には、パルプ繊維、化学繊維、填料、顔料などが挙げられ、食品工場の排水処理原水を処理する場合には、食品原料の残渣などが挙げられる。このように、排水処理原水中に懸濁物質が存在することにより、不溶化デンプンが懸濁物質に付着し、不溶化デンプンを固液分離しやすくなる。
(Suspended solids (SS))
Although not an essential component, the raw wastewater preferably contains suspended solids (SS). In the case of treating raw wastewater from a paper/pulp factory, the suspended solids include pulp fibers, chemical fibers, etc. In the case of treating raw wastewater from a food factory, the suspended solids included in the raw wastewater are insoluble materials, fillers, pigments, etc. In the case of treating raw wastewater from a food factory, the suspended solids included in the raw wastewater are insoluble materials, etc. The starch adheres to the suspended matter, making it easier to separate the insolubilized starch into solid and liquid forms.

排水処理原水に含まれる懸濁物質の濃度としては、0.1g/L以上であることが好ましく、0.2g/L以上であることがより好ましく、0.5g/L以上であることがさらに好ましく、1g/L以上であることが特に好ましい。懸濁物質の濃度が低すぎると、排水処理原水に含まれる水溶性デンプンを、ポリアルキレンオキサイド部位を有するポリマーで不溶化させたとしても、水溶性デンプンの付着対象である懸濁物質の量が十分でなく、不溶化デンプンの固液分離の容易性を高める効果が得られない可能性がある。また、懸濁物質の濃度としては、後段での除去処理などの観点から、例えば200g/L以下であることが好ましく、100g/L以下であることがより好ましく、50g/L以下であることがさらに好ましい。 The concentration of suspended solids contained in the raw wastewater is preferably 0.1 g/L or more, more preferably 0.2 g/L or more, even more preferably 0.5 g/L or more, and particularly preferably 1 g/L or more. If the concentration of suspended solids is too low, even if the water-soluble starch contained in the raw wastewater is insolubilized with a polymer having a polyalkylene oxide moiety, the amount of suspended solids to which the water-soluble starch adheres may be insufficient, and the effect of increasing the ease of solid-liquid separation of the insolubilized starch may not be obtained. In addition, from the viewpoint of removal processing in the subsequent stage, the concentration of suspended solids is preferably, for example, 200 g/L or less, more preferably 100 g/L or less, and even more preferably 50 g/L or less.

本実施形態において、排水処理原水に含まれる懸濁物質の濃度は、JIS P 8225:2003にしたがって測定するものとする。 In this embodiment, the concentration of suspended solids contained in the raw wastewater to be treated is measured in accordance with JIS P 8225:2003.

[ポリアルキレンオキサイド部位を有するポリマー:デンプン不溶化剤]
本実施形態に係る排水処理方法は、上述した排水処理原水に、ポリアルキレンオキサイド部位を有するポリマーを添加する工程を含む。そして、このポリマーは、排水処理原水に含まれる水溶性デンプンを不溶化させる機能を有する。
[Polymers Having Polyalkylene Oxide Moieties: Starch Insolubilizers]
The wastewater treatment method according to the present embodiment includes a step of adding a polymer having a polyalkylene oxide moiety to the raw wastewater to be treated. The polymer has a function of insolubilizing water-soluble starch contained in the raw wastewater to be treated.

ポリマーに含まれるポリアルキレンオキサイド部位と、排水処理原水に含まれる水溶性デンプンとが反応し、水溶性デンプンが不溶化する。具体的に、水溶性デンプンの不溶化は、水酸基の水素結合による分子の会合により起こると推測される。このような分子の会合は、強い結合力を有し、これによって水溶性デンプンが効率的に不溶化される。 The polyalkylene oxide moieties in the polymer react with the water-soluble starch contained in the raw wastewater, causing the water-soluble starch to become insoluble. Specifically, it is believed that the insolubilization of water-soluble starch occurs due to molecular association caused by hydrogen bonds of hydroxyl groups. Such molecular associations have strong binding strength, which efficiently insolubilizes the water-soluble starch.

本実施形態の排水処理方法において、不溶化デンプンの形状としては、固い粒子状の完全な不溶化物に限るものでなく、ゼリー状、高粘度液状の態様も含まれるものとする。 In the wastewater treatment method of this embodiment, the shape of the insolubilized starch is not limited to a completely insolubilized solid particulate matter, but also includes jelly-like and highly viscous liquid forms.

本実施形態の排水処理方法において、ポリアルキレンオキサイド部位としては、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド、ポリブチレンオキサイドなど、ポリアルキレンオキサイドの構造を有するものであれば、特に限定されない。ポリアルキレンオキサイド部位は、アルキレンオキサイドを重合した構成単位を繰り返し単位としてポリエーテル構造を有し、アルキレンオキサイドの種類としては、単独のものが用いられていても、複数種の組み合わせであってもよく、モノマーの配列がランダム構造であってもブロック構造であってもよい。ポリマーの構造としては、ポリアルキレンオキサイド部位を主鎖とするものであってもよいし何らかのポリマー主鎖にポリアルキレンオキサイド部位を側鎖として付加したものであってもよい。 In the wastewater treatment method of this embodiment, the polyalkylene oxide moiety is not particularly limited as long as it has a polyalkylene oxide structure, such as polyethylene oxide, polypropylene oxide, polybutylene oxide, etc. The polyalkylene oxide moiety has a polyether structure with repeating units of polymerized alkylene oxides, and the alkylene oxide may be a single type or a combination of multiple types, and the monomer arrangement may be a random structure or a block structure. The polymer structure may be one in which the polyalkylene oxide moiety is the main chain, or one in which the polyalkylene oxide moiety is added as a side chain to a polymer main chain.

ポリアルキレンオキサイド部位を有するポリマーの塩粘度としては、上述したとおり、2mPa・s以上であれば特に限定されないが、例えば3mPa・s以上であることが好ましく、5mPa・s以上であることがより好ましく、10mPa・s以上であることがさらに好ましく、50mPa・s以上であることが特に好ましい。ポリマーの塩粘度が低すぎると、排水処理原水に含まれる水溶性デンプンを、ポリアルキレンオキサイド部位を有するポリマーで不溶化させたとしても、不溶化デンプンの凝集効率が悪く、適切に固液分離できない可能性がある。一方で、ポリアルキレンオキサイド部位を有するポリマーの塩粘度としては、排水処理原水への水溶性や、ポリマーの取り扱い性に影響が及ぶのを防ぐため、2,000mPa・s以下であることが好ましく、1,000mPa・s以下であることがより好ましく、500mPa・s以下であることがさらに好ましい。 As described above, the salt viscosity of the polymer having a polyalkylene oxide moiety is not particularly limited as long as it is 2 mPa·s or more, but is preferably 3 mPa·s or more, more preferably 5 mPa·s or more, even more preferably 10 mPa·s or more, and particularly preferably 50 mPa·s or more. If the salt viscosity of the polymer is too low, even if the water-soluble starch contained in the raw wastewater is insolubilized with a polymer having a polyalkylene oxide moiety, the aggregation efficiency of the insolubilized starch may be poor and proper solid-liquid separation may not be possible. On the other hand, the salt viscosity of the polymer having a polyalkylene oxide moiety is preferably 2,000 mPa·s or less, more preferably 1,000 mPa·s or less, and even more preferably 500 mPa·s or less, in order to prevent the water solubility in the raw wastewater and the handleability of the polymer from being affected.

なお、本実施形態の排水処理方法において、塩濃度の計測は、次の手法にて行うものとする。25℃、ローターの回転数が60rpmの条件で、水溶液100mlに対して、4gの塩化ナトリウムおよび0.5gのポリマーを含有する水溶液の粘度(塩粘度)を測定する。粘度測定方法はJIS K 7117-2:1999に基づく。 In the wastewater treatment method of this embodiment, the salt concentration is measured by the following method. The viscosity (salt viscosity) of an aqueous solution containing 4 g of sodium chloride and 0.5 g of polymer per 100 ml of aqueous solution is measured at 25°C and a rotor rotation speed of 60 rpm. The viscosity measurement method is based on JIS K 7117-2:1999.

デンプン不溶化剤を構成するポリマーに含まれるポリアルキレンオキサイド部位の割合としては、ポリマー全体に対して5モル%以上であることが好ましく、10モル%以上であることがより好ましく、30モル%以上であることがさらに好ましく、50モル%以上であることが特に好ましい。デンプン不溶化剤を構成するポリマーに含まれるポリアルキレンオキサイド部位の割合の上限値としては、ポリマーの塩粘度が好適な範囲内にある限りにおいては特に限定されず、ポリマー全体に対して100モル%であってもよい。すなわち、「ポリアルキレンオキサイド部位を有するポリマー」には、ポリアルキレンオキサイド部位のみから構成される(ポリアルキレンオキサイド部位以外の部位を有しない)ものも含まれる。また、このポリマーは架橋していてもよい。 The proportion of polyalkylene oxide moieties contained in the polymer constituting the starch insolubilizer is preferably 5 mol% or more, more preferably 10 mol% or more, even more preferably 30 mol% or more, and particularly preferably 50 mol% or more, based on the entire polymer. The upper limit of the proportion of polyalkylene oxide moieties contained in the polymer constituting the starch insolubilizer is not particularly limited as long as the salt viscosity of the polymer is within a suitable range, and may be 100 mol% based on the entire polymer. In other words, "polymers having polyalkylene oxide moieties" also include those composed only of polyalkylene oxide moieties (having no moieties other than polyalkylene oxide moieties). In addition, this polymer may be crosslinked.

ポリマーを構成する官能基のうち、ポリアルキレンオキサイド部位以外の部位(モノマー)としては、特に限定されず、合成物を用いてもよいし、天然物を用いてもよい。また、ポリアルキレンオキサイド部位による水素結合は、イオン結合や他の官能基による水素結合により阻害されることはないので、ポリアルキレンオキサイド部位以外の部位としては、カチオン性部位(モノマー)、アニオン性部位(モノマー)、両性部位(モノマー)、ノニオン性部位(モノマー)のいずれを用いることもできる。 Of the functional groups constituting the polymer, the moieties (monomers) other than the polyalkylene oxide moieties are not particularly limited, and may be synthetic or natural products. In addition, since hydrogen bonds formed by the polyalkylene oxide moieties are not inhibited by ionic bonds or hydrogen bonds formed by other functional groups, the moieties other than the polyalkylene oxide moieties may be cationic moieties (monomers), anionic moieties (monomers), amphoteric moieties (monomers), or nonionic moieties (monomers).

カチオン性モノマーとしては、特に限定されないが、アクリル酸ジアルキルアミノアルキル(アクリル酸ジエチルアミノエチルなど)、メタクリル酸ジアルキルアミノアルキル(メタクリル酸ジエチルアミノエチルなど)、アクリル酸ジアルキルアミノアルキルまたはメタクリル酸ジアルキルアミノアルキルの4級塩または酸塩(アクリル酸ジメチルアミノエチル塩化メチル4級塩、アクリル酸ジメチルアミノエチルスルホン酸メチル4級塩、アクリル酸ジメチルアミノエチル塩化ベンジル4級塩、アクリル酸ジメチルアミノエチルスルホン酸塩、アクリル酸ジメチルアミノエチル塩酸塩、メタクリル酸ジメチルアミノエチル塩化メチル4級塩、メタクリル酸ジメチルアミノエチルスルホン酸メチル4級塩、メタクリル酸ジメチルアミノエチル塩化ベンジル4級塩、メタクリル酸ジメチルアミノエチルスルホン酸塩、メタクリル酸ジメチルアミノエチル塩酸塩など)が挙げられる。また、塩化アクリルアミドプロピルトリメチルアンモニウム、ジメチルアミノプロピルアクリルアミドスルホン酸メチル4級塩、ジメチルアミノプロピルアクリルアミドスルホン酸塩、ジメチルアミノプロピルアクリルアミド塩酸塩、塩化メタクリルアミドプロピルトリメチルアンモニウム、ジメチルアミノプロピルメタクリルアミドスルホン酸メチル4級塩、ジメチルアミノプロピルメタクリルアミドスルホン酸塩、ジメチルアミノプロピルメタクリルアミド塩酸塩のようなジアルキルアミノアルキルアクリルアミド又はジアルキルアミノアルキルメタクリルアミド、およびそれらの4級塩および酸塩も挙げられる。さらに、ハロゲン化ジアリルジアルキルアンモニウム(塩化ジアリルジエチルアンモニウムおよび塩化ジアリルジメチルアンモニウムなど)も挙げられる。 Examples of cationic monomers include, but are not limited to, dialkylaminoalkyl acrylates (such as diethylaminoethyl acrylate), dialkylaminoalkyl methacrylates (such as diethylaminoethyl methacrylate), quaternary salts or acid salts of dialkylaminoalkyl acrylates or dialkylaminoalkyl methacrylates (dimethylaminoethyl acrylate methyl chloride quaternary salt, dimethylaminoethyl acrylate methyl sulfonate quaternary salt, dimethylaminoethyl acrylate benzyl chloride quaternary salt, dimethylaminoethyl acrylate sulfonate, dimethylaminoethyl acrylate hydrochloride, dimethylaminoethyl methacrylate methyl chloride quaternary salt, dimethylaminoethyl methacrylate methyl sulfonate quaternary salt, dimethylaminoethyl methacrylate benzyl chloride quaternary salt, dimethylaminoethyl methacrylate sulfonate, dimethylaminoethyl methacrylate hydrochloride, etc.). Also included are dialkylaminoalkyl acrylamides or dialkylaminoalkyl methacrylamides, such as acrylamidopropyl trimethylammonium chloride, dimethylaminopropyl acrylamido methyl sulfonate quaternary salt, dimethylaminopropyl acrylamido sulfonate, dimethylaminopropyl acrylamide hydrochloride, methacrylamidepropyl trimethylammonium chloride, dimethylaminopropyl methacrylamido methyl sulfonate quaternary salt, dimethylaminopropyl methacrylamido sulfonate, and dimethylaminopropyl methacrylamide hydrochloride, and their quaternary salts and acid salts.Further, diallyl dialkyl ammonium halides (such as diallyl diethyl ammonium chloride and diallyl dimethyl ammonium chloride) are also included.

アニオン性モノマーとしては、特に限定されないが、(メタ)アクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、2-アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸、スチレンスルホン酸、メチルプロペンスルホン酸などが挙げられる。 Anionic monomers include, but are not limited to, (meth)acrylic acid, itaconic acid, maleic acid, 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid, styrenesulfonic acid, and methylpropenesulfonic acid.

ノニオン性モノマーとしては、特に限定されないが、アクリルアミド、メタアクリルアミド、N-メチルアクリルアミド、N-エチルアクリルアミド、N,N-ジメチルアクリルアミド、N-イソプロピルアクリルアミド、N-メチロールアクリルアミド、ダイアセトンアクリルアミド等の水溶性であるN置換低級(直鎖状、または分枝鎖状の炭素数1~6)アルキルアクリルアミド、メタクリロニトリル、アクリロニトリル、アルキルアクリレート、ヒドロキシアクリレート、酢酸ビニルなどが挙げられる。 Nonionic monomers include, but are not limited to, water-soluble N-substituted lower (straight-chain or branched-chain, carbon number 1 to 6) alkyl acrylamides such as acrylamide, methacrylamide, N-methylacrylamide, N-ethylacrylamide, N,N-dimethylacrylamide, N-isopropylacrylamide, N-methylolacrylamide, and diacetone acrylamide, methacrylonitrile, acrylonitrile, alkyl acrylates, hydroxyacrylates, and vinyl acetate.

ポリアルキレンオキサイド部位以外の部位としては、以上に示した、カチオン性部位(モノマー)、アニオン性部位(モノマー)、両性部位(モノマー)、ノニオン性部位(モノマー)などのうち1種を単独で、または2種以上を組み合わせて用いることができる。 As the moiety other than the polyalkylene oxide moiety, one of the above-mentioned cationic moieties (monomers), anionic moieties (monomers), amphoteric moieties (monomers), nonionic moieties (monomers), etc. can be used alone or in combination of two or more.

ポリマーの添加量としては、特に限定されないが、例えば、通常、排水処理原水1Lに対して0.1mg以上100mg以下の範囲で添加することができる。または、排水処理に懸濁物質が含まれる場合には、懸濁物質1kgに対して10g以上10,000g以下の範囲で添加してもよい。また、水溶性デンプンに対して重量比で1/1000倍以上10倍以下の範囲で添加してもよい。 The amount of polymer to be added is not particularly limited, but for example, it can usually be added in the range of 0.1 mg to 100 mg per 1 L of raw wastewater to be treated. Alternatively, if the wastewater treatment contains suspended solids, it may be added in the range of 10 g to 10,000 g per kg of suspended solids. It may also be added in the range of 1/1000 to 10 times the weight of the water-soluble starch.

[他の添加剤]
デンプン不溶化物の凝集、沈殿および後段での固液分離の効率を高めるため、または、水溶性デンプン以外のものを除去するため、ポリアルキレンオキサイド部位を有するポリマー以外の従来公知の凝集剤、凝結剤(以下、「凝集剤」という。)を併用することもできる。具体的に、このような凝集剤としては、無機凝集剤、有機凝集剤のいずれを用いることもできる。また、凝集剤としては、アニオン性凝集剤、カチオン性凝集剤、両性凝集剤、ノニオン性凝集剤のいずれを用いることもできる。このような凝集剤は、単独または複数を組み合わせて用いることができる。また、このような凝集剤は、ポリアルキレンオキサイド部位を有するポリマーの添加の前、後、添加と同時いずれの時期に添加してもよいが、このような凝集剤を固液分離目的で使用する場合には、ポリアルキレンオキサイド部位を有するポリマーの添加の後に添加することが好ましい。
[Other Additives]
In order to increase the efficiency of the aggregation and precipitation of the insoluble starch and the subsequent solid-liquid separation, or to remove substances other than water-soluble starch, a conventionally known flocculant or coagulant (hereinafter referred to as "flocculant") other than the polymer having a polyalkylene oxide moiety can be used in combination. Specifically, as such a flocculant, either an inorganic flocculant or an organic flocculant can be used. In addition, as the flocculant, either an anionic flocculant, a cationic flocculant, an amphoteric flocculant, or a nonionic flocculant can be used. Such flocculants can be used alone or in combination. In addition, such a flocculant may be added before, after, or simultaneously with the addition of the polymer having a polyalkylene oxide moiety, but when such a flocculant is used for the purpose of solid-liquid separation, it is preferable to add it after the addition of the polymer having a polyalkylene oxide moiety.

〔固液分離工程〕
必須の構成要素ではないが、本実施形態の排水処理方法は、不溶化デンプンを固液分離する固液分離工程を含んでもよい。
[Solid-liquid separation process]
Although not an essential component, the wastewater treatment method of the present embodiment may include a solid-liquid separation step of performing solid-liquid separation of the insolubilized starch.

具体的に、固液分離の方法としては、特に限定されないが、沈降分離、加圧浮上分離、ろ過などの方法を用いることができる。 Specific methods for solid-liquid separation are not particularly limited, but methods such as sedimentation, pressure flotation, and filtration can be used.

〔その他の工程〕
必須の構成要素ではないが、本実施形態の排水処理方法は、処理すべき排水処理原水の水質などに応じて、生物処理、吸着処理、酸化処理、紫外線処理などを併用してもよい。これらの処理は、通常、固液分離より後に行うことが好ましいが、これに制限されず、例えば処理すべき排水処理原水の水質などに応じて、適宜順序を設定することができる。
[Other steps]
Although not essential components, the wastewater treatment method of the present embodiment may also use biological treatment, adsorption treatment, oxidation treatment, ultraviolet treatment, etc. in combination depending on the water quality of the raw wastewater to be treated, etc. Generally, these treatments are preferably performed after solid-liquid separation, but are not limited thereto, and the order can be set appropriately depending on, for example, the water quality of the raw wastewater to be treated.

以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるもので
はない。
The present invention will be specifically described below with reference to examples, but the present invention is not limited to these.

デンプン不溶化剤として、以下の表1に示すポリマーA~Jおよび表2に示す薬剤K~Pを用意した。 Polymers A to J shown in Table 1 below and agents K to P shown in Table 2 were prepared as starch insolubilizers.

なお、表1および表2に示した塩粘度は、25℃、ローターの回転数が60rpmの条件で、水溶液100mlに対して、4gの塩化ナトリウムおよび0.5gのポリマーを含有する水溶液の粘度(塩粘度)である。粘度測定方法はJIS K 7117-2:1999に基づいて行った。また、表2の薬剤Mに関し、ベントナイトの膨潤力は、日本ベントナイト工業会標準試験法、ベントナイト(粉体)の膨潤試験方法(JBAS・104・77),1977に準拠して測定した。 The salt viscosity shown in Tables 1 and 2 is the viscosity (salt viscosity) of an aqueous solution containing 4 g of sodium chloride and 0.5 g of polymer per 100 ml of aqueous solution at 25°C and a rotor rotation speed of 60 rpm. The viscosity measurement method was based on JIS K 7117-2:1999. For Agent M in Table 2, the swelling power of bentonite was measured in accordance with the Japan Bentonite Industry Association Standard Test Method, Bentonite (Powder) Swelling Test Method (JBAS 104 77), 1977.

Figure 0007598707000001
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Figure 0007598707000002
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次いで、水溶性デンプンを約400mg/L、懸濁物質を1500mg/L含有する紙・パルプ工場から排出された排水処理原水を撹拌しながら、デンプン不溶化剤試料を表3に示す量で添加し、2分間撹拌した後、1分間沈降分離し、上澄み液の水溶性デンプン濃度と過マンガン酸カリウムによる化学的酸素要求(CODMn)を測定した。 Next, the raw wastewater discharged from a paper and pulp factory containing approximately 400 mg/L of water-soluble starch and 1,500 mg/L of suspended solids was stirred while adding the starch insolubilizer sample in the amount shown in Table 3. After stirring for 2 minutes, the mixture was allowed to settle for 1 minute, and the water-soluble starch concentration of the supernatant and the chemical oxygen demand (COD Mn ) measured using potassium permanganate were measured.

具体的に、水溶性デンプン濃度は、上澄み液を5Aろ紙でろ過して得たろ液を、10倍希釈塩酸を用いて体積比で2~20倍に希釈した後、ろ液100体積%に対して、0.002Nヨウ素溶液を5.26体積%加えて分光光度計で580nmの吸光度を測定した。そして、測定値を、キシダ化学製試薬特級のデンプンを用いて予め作成した検量線と対比して、上澄み液に残存する水溶性デンプンの濃度を算出した。水溶性デンプンの残存濃度の測定結果を表3にあわせて示す。 Specifically, the concentration of water-soluble starch was measured by filtering the supernatant through 5A filter paper, diluting the filtrate obtained with 10-fold diluted hydrochloric acid by 2-20-fold volume ratio, adding 5.26% by volume of 0.002N iodine solution to 100% by volume of the filtrate, and measuring the absorbance at 580 nm with a spectrophotometer. The measured value was then compared with a calibration curve prepared in advance using Kishida Chemical's special grade reagent starch to calculate the concentration of water-soluble starch remaining in the supernatant. The measurement results for the remaining concentration of water-soluble starch are also shown in Table 3.

また、CODMnは、JIS K 0102:2019の第17項に規定される方法で測定した。測定結果を表3にあわせて示す。 The COD Mn was measured by the method specified in Section 17 of JIS K 0102:2019. The measurement results are also shown in Table 3.

Figure 0007598707000003
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表3に示すとおり、塩粘度が2mPa・s以上であるポリアルキレンオキサイド部位を有するポリマーを、水溶性デンプンを含有する排水処理原水に添加した実施例1~8は、比較例1~19よりも上澄み液の水溶性デンプン濃度およびCODMnが低かった。 As shown in Table 3, in Examples 1 to 8 in which a polymer having a polyalkylene oxide moiety with a salt viscosity of 2 mPa·s or more was added to raw wastewater containing water-soluble starch, the water-soluble starch concentration and COD Mn of the supernatant were lower than those of Comparative Examples 1 to 19.

以上のことから、塩粘度が2mPa・s以上であるポリアルキレンオキサイド部位を有するポリマーを、水溶性デンプンを含有する排水処理原水に添加することにより、排水処理原水に含まれる水溶性デンプンを効率的かつ簡易的に不溶化して、排水処理原水中のCODを低減させることができることが分かった。 From the above, it was found that by adding a polymer having a polyalkylene oxide moiety with a salt viscosity of 2 mPa·s or more to raw wastewater to be treated that contains water-soluble starch, the water-soluble starch contained in the raw wastewater to be treated can be efficiently and simply insolubilized, thereby reducing the COD in the raw wastewater to be treated.

Claims (3)

ポリアルキレンオキサイド部位を有するポリマーを、水溶性デンプンを含有する排水処理原水に添加して、水溶性デンプンを不溶化する不溶化処理工程を含み、
以下の方法で測定したときの前記ポリマーの塩粘度が2mPa・s以上であり、
前記ポリマーを構成する全モノマーに対する、前記ポリアルキレンオキサイド部位を構成するモノマーの割合が13モル%以上100モル%以下である、排水処理方法。
<塩粘度の測定方法>
25℃、ローターの回転数が60rpmの条件で、水溶液100mlに対して、4gの塩化ナトリウムおよび0.5gの前記ポリマーを含有する水溶液の粘度(塩粘度)を測定する。粘度測定方法はJIS K 7117-2:1999に基づく。
The method includes an insolubilization treatment step of adding a polymer having a polyalkylene oxide moiety to raw wastewater containing water-soluble starch to insolubilize the water-soluble starch,
The polymer has a salt viscosity of 2 mPa·s or more as measured by the following method,
a ratio of the monomer constituting the polyalkylene oxide moiety to all monomers constituting the polymer is 13 mol % or more and 100 mol % or less .
<Method for measuring salt viscosity>
The viscosity (salt viscosity) of an aqueous solution containing 4 g of sodium chloride and 0.5 g of the polymer per 100 ml of the aqueous solution is measured at 25° C. and a rotor rotation speed of 60 rpm according to JIS K 7117-2:1999.
前記不溶化処理工程では、前記排水処理原水がさらに懸濁物質を含む、請求項1に記載の排水処理方法。 The wastewater treatment method according to claim 1 , wherein in the insolubilization treatment step, the raw wastewater for treatment further contains suspended solids. 前記不溶化処理工程で前記排水処理原水中に添加する前記ポリマーの濃度が0.1mg/L以上100mg/L以下である、請求項1または2に記載の排水処理方法。
3. The wastewater treatment method according to claim 1, wherein the concentration of the polymer added to the raw wastewater to be treated in the insolubilization treatment step is 0.1 mg/L or more and 100 mg/L or less.
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