JP6651866B2

JP6651866B2 - ポリマー液の溶解・希釈装置

Info

Publication number: JP6651866B2
Application number: JP2016008909A
Authority: JP
Inventors: 恒行吉田
Original assignee: Kurita Water Industries Ltd
Current assignee: Kurita Water Industries Ltd
Priority date: 2016-01-20
Filing date: 2016-01-20
Publication date: 2020-02-19
Anticipated expiration: 2036-01-20
Also published as: JP2017127815A

Description

本発明は液状ポリマーや、ポリマーの溶液又は分散液などのポリマー液を水などの媒体に溶解又は希釈させるための装置に関する。

エマルション型ポリマーやディスパージョン型ポリマーなどの液体高分子凝集剤は、原液のまま使用するよりも、原液を水で０．１〜１％程度に溶解して使用するほうが効果が２〜５倍良いため、希釈して使用するのが望ましい。従来の自動希釈、溶解、注入装置では、希釈溶解のための撹拌タンクに水とポリマーを連続的または間欠的に入れ、タンクで十分撹拌、溶解したうえで、その溶解液をポンプで送り、注入したり、配管で送られてくる水に原液ポリマーを注入し、その後ラインミキサーで撹拌、溶解して注入していた。

ラインミキサーは、詰まりやすく、頻繁な清掃が必要であったり、滞留時間がとれないので、ポリマーの十分な溶解が困難である。また、タンクで撹拌、溶解する方法は、ポンプで送る液がポリマーの溶解液で粘性も高く、ポンプもやや特殊で、さらに、撹拌機、制御などの設備は、煩雑、高価なものが多かった。

特許文献１には、希釈水を定量供給装置で配管中を送水しながら高分子薬品液をポンプで添加し、次いでラインミキサや遠心ポンプで混合する溶解方法、溶解システムが記載されているが、ラインミキサや遠心ポンプ等の混合装置が必要である。

特許文献２にはエマルションポリマー又はその一次希釈液に希釈水を添加し、スタティッキミキサで混合することが記載されているが、スタティッキミキサが必要である。

特開平１０−５７７９０特開２００７−６９１６７

スタティッキミキサやラインミキサ、遠心ポンプなどの混合装置を用いると、溶解・希釈装置の構成が複雑でコスト高になると共に、混合装置での閉塞等のトラブルにより溶解・希釈装置の運転の安定性が損なわれるおそれもある。

本発明は、スタティッキミキサやラインミキサ、遠心ポンプ等の混合装置が不要であり、装置構成が簡易であると共に、運転の安定性にも優れたポリマー液の溶解・希釈装置を提供することを目的とする。

本発明のポリマー液の溶解・希釈装置は、溶解又は希釈用の水が第１のダイアフラムポンプ及び第１の逆止弁を介して被処理水系のポリマー注入点に供給される配管と、該第１の逆止弁よりも下流側において第２の逆止弁を介して該配管内にポリマー液を供給するポリマー液供給手段とを備える。

本発明では、前記ポリマー液供給手段は、ポリマー液を送液するための第２のダイアフラムポンプを有することが好ましい。

また、本発明では、前記配管のポリマー液供給点から被処理水系への注入点までの長さが、供給される液体の滞留時間が１分以上を有するものであることが好ましい。

本発明のポリマー液の溶解・希釈装置では、第１のダイアフラムポンプから供給された水は、脈動しながら配管（ホース）内を流れ、この配管にポリマー液が添加される。水が、脈動しながら配管内を流れることによる撹拌効果により、ポリマー液が十分に均一に溶解及び／又は希釈される。

ポリマー液を第２のダイアフラムポンプで添加することにより、ポリマー液も脈動しながら添加されるようになり、ポリマー液が十分に均一に溶解又は希釈される。

本発明のポリマー液の溶解・希釈装置は、ラインミキサ等の混合装置がなく、低コストである。また、混合装置の閉塞等によるトラブルもないので、運転が安定して行われる。

実施の形態に係るポリマー液の溶解・希釈装置の構成図である。

以下、図１を参照して実施の形態に係るポリマー液の溶解・希釈装置について説明する。

溶解・希釈用の水（この実施の形態では工水（工業用水））を貯留するためのタンク１に対し、工水がボールタップ１ａによって規定水位となるように導入される。タンク１内の水は、ホース２ａ、ダイアフラムポンプ２、ホース２ｂ及び第１の逆止弁（この実施の形態ではバタフライ逆止弁）３を介してブレードホース等よりなる配管としてのホース４に送り出される。ホース４の末端はチーズ５の第１流入口５ａに接続されている。

ポリマー液タンク６内のポリマー液は、ダイアフラムポンプ７及びホース等よりなる配管としてのホース８及び逆止弁９を介してチーズ５の第２流入口５ｂに供給される。チーズ５の流出口５ｃに長いホース等よりなる配管としてのホース１０が接続され、該ホース１０の末端からブース循環水や排水等の被処理水に溶解又は希釈液が注入される。

タンク１からの工水は、ダイアフラムポンプ２でホース１０へ送水されるため、脈動する。また、ポリマー液タンク６からのポリマー液も、ダイアフラムポンプ７でチーズ５からホース１０へ送液されるため、脈動する。このように工水及びポリマー液が脈動しながら配管１０内を流れることで得られる撹拌効果により、ポリマー液が十分に溶解又は希釈される。

ホース１０の長さＬは、ポリマーが十分に溶解するだけの滞留時間を要するような長さにすることが好ましい。ポリマーが十分に溶解するための滞留時間は、ポリマー液によって異なるが、いずれのポリマー液であっても１分以上であることが好ましく、ディスパージョン型ポリマーの場合には２分以上、エマルション型ポリマーの場合には３分以上であることがより好ましい。

また、ポリマー液を十分に溶解または希釈するためには、溶解又は希釈液がホース１０内を十分な流速で供給されることが好ましく、例えば、ポリマー液（ポリマー原液）を０．１〜１質量％程度に希釈する場合には、ホース１０の内径を４〜５０ｍｍ、ポリマー希釈液（ポリマー液＋溶解又は希釈用の水）の流速を１０〜１００，０００ｍＬ／ｍｉｎ程度、特に５００〜５０，０００ｍＬ／ｍｉｎ程度とすることが好ましい。

このポリマー液の溶解・希釈装置は、ラインミキサ、スタティックミキサ、遠心ポンプなどの混合装置が不要であり、構成が簡易であり、低コストである。また、上記混合装置を用いないため、混合装置での閉塞がなく、装置の運転の安定性に優れる。配管１０の長さを長くすることにより、溶解しにくいポリマー液であっても十分に溶解又は希釈することができる。なお、ホース１０の長さをポリマー液の溶解特性に合わせて調整してもよい。

本発明で溶解又は希釈されるポリマー液としては、液体状ポリマー（原液）、その溶解液又は分散液などが挙げられる。ポリマー液としては、具体的には液体高分子凝集剤が好適であり、エマルション型ポリマーやディスパーション型ポリマーなどの液体高分子凝集剤が例示される。

ポンプ２からの工水の送水量及びポンプ７からのポリマー液の送液量を定量とすることにより、規定濃度のポリマー液溶解水又は分散液を供給することができる。

なお、溶解又は希釈するための水は、工水のほか、水道水、地下水など任意である。

［実施例１］
塗装ブース循環水ピットのスラッジ回収装置に添加されるポリマー水溶液を図１に示す装置を用いて製造した。

３０Ｌポリプロピレンタンクよりなるタンク１にボールタップ１ａを取り付けた。工水蛇口とボールタップ１ａとを内径１５ｍｍのブレードホースで接続した。タンク１の上にタクミナ社ＣＳ２ダイアフラムポンプ（１．５Ｌ／ｍｉｎ、０．３ＭＰａ）２を設置し、ポンプ２の吸込口にホース２ａの一端を接続し、ホース２ａの他端をタンク１内へ差し込んだ。

ポンプ２の吐出口を長さ１ｍのホース２ｂを介して真鍮製のバタフライ逆止弁３の流入口に接続した。バタフライ逆止弁３の流出口を、長さ２０ｃｍのホース４を介してチーズ５の流入口５ａに接続した。チーズ５の流入口５ｂにはポリマー原液用の逆止弁（イワキ社ＣＡ４）９を取り付け、流出口５ｃに内径ｄ＝１５ｍｍ、長さＬ＝２０ｍのホース１０の後端を接続した。このホース１０は巻いて一か所にコンパクトに置いた。

ポリマー原液用の逆止弁９を、内径４ｍｍのホース８（長さ５０ｃｍ）を介して、イワキ社製ダイアフラムポンプ（ソレノイド方式、３８ｍｌ／ｍｉｎ、１ＭＰａ）７の吐出口に接続した。このダイアフラムポンプ７の吸込口に接続したホース７ａの先端を、ポリマー液タンク６内のポリマー原液（栗田工業株式会社製クリスタックＢ−３０３、ディスパージョン型カチオンポリマーよりなる高分子凝集剤）に差し込んだ。

ホース１０の先端を、ブース循環水ピットにある浮上スラッジ取水ポンプ（水中ポンプ）の吸込口に、ホース１０から流出してきた溶解ポリマーが吸い込まれるようにセットした。

ダイアフラムポンプ２を作動させ、タンク１内の工水を１．５Ｌ／ｍｉｎ（ホース内滞留時間２．３分、線速８．７ｍ／ｍｉｎ）にてホース１０に送水すると共に、ダイアフラムポンプ７を作動させ、１０ｍＬ／ｍｉｎにてポリマー原液を、チーズ５を介してホース１０に注入した。

浮上スラッジ取水ポンプから送られた凝集水は、加圧浮上装置（取水１００Ｌ／ｍｉｎ、容量３ｍ^３）に送られ、凝集したスラッジが浮上し、かきとられた。浮上したスラッジが分離された処理水はピットに戻した。この処理水および加圧浮上装置に入る凝集液（表１に原水と記載。以下、同様）を採取し、それぞれの懸濁物質濃度をＪＩＳ法で測定した。結果を表１に示す。

［実施例２］
ポリマー凝集剤をクリフィックスＥＣ−４８２（栗田工業株式会社エマルション型カチオンポリマー）に変え、その添加量を５ｍＬ／ｍｉｎにしたこと以外は、実施例１と同様に試験した。処理水および加圧浮上装置に入る凝集液を採取し、それぞれの懸濁物質濃度をＪＩＳ法で測定した。結果を表１に示す。

［実施例３］
ポリマー混合液を送るホース１０の長さを３０ｍとしたこと以外は、実施例２と同様に試験した。処理水および加圧浮上装置に入る凝集液を採取し、それぞれの懸濁物質濃度をＪＩＳ法で測定した。結果を表１に示す。

［比較例１］
前記ポリマー原液をそのまま取水口（前記ブース循環水ピットにある浮上スラッジ取水ポンプの吸込口）に添加したこと以外は、実施例１と同様の試験を行った。処理水および加圧浮上装置に入る凝集液を採取し、それぞれの懸濁物質濃度をＪＩＳ法で測定した。結果を表１に示す。

［比較例２］
原液のまま取水口にポリマー添加したこと以外は、実施例３と同様の試験を行った。処理水および加圧浮上装置に入る凝集液を採取し、それぞれの懸濁物質濃度をＪＩＳ法で測定した。結果を表１に示す。

［比較例３］
ダイアフラムポンプ２を用いず、圧力がかかった（約０．５ＭＰａ）工場内での工水の吐出口に逆止弁、バルブをつけ、ここから工水を１．５Ｌ／ｍｉｎにて供給したこと以外は実施例１と同じ方法で希釈ポリマーを取水ポンプの吸い口に送った。なお、この場合、ダイアフラムポンプを使用しないので、送水される工水には脈動がない。処理水および加圧浮上装置に入る凝集液を採取し、それぞれの懸濁物質濃度をＪＩＳ法で測定した。結果を表１に示す。

表１の通り、実施例１〜３によると、処理水の懸濁物質濃度は比較例に比べて著しく低くなることが認められ、特にホース１０の長さを３０ｍとした実施例３によると、実施例２よりもさらに効果的であることが認められた。

１，６タンク
２，７ダイアフラムポンプ
５チーズ
１０配管（ホース）

Claims

溶解又は希釈用の水が第１のダイアフラムポンプ及び第１の逆止弁を介して被処理水系への注入点へ供給される配管と、
該第１の逆止弁よりも下流側において第２の逆止弁を介して該配管内に、液体高分子凝集剤であるポリマー液を供給するポリマー液供給手段と
を備えたことを特徴とするポリマー液の溶解・希釈装置。
請求項１において、前記ポリマー液供給手段は、前記ポリマー液を送液するための第２のダイアフラムポンプを有することを特徴とするポリマー液の溶解・希釈装置。
請求項１又は２において、前記配管の前記ポリマー液供給点から被処理水系への注入点までの長さが、供給される液体の滞留時間が１分以上を有するものであることを特徴とするポリマー液の溶解・希釈装置。