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高分子凝集剤についての概要、用途、原理などをご説明します。また、高分子凝集剤のメーカー34社一覧や企業ランキングも掲載しております。高分子凝集剤関連企業の2025年2月注目ランキングは1位:株式会社ヘリオス、2位:多木化学株式会社、3位:センカ株式会社となっています。
高分子凝集剤とは、水中に懸濁している粒子の表面電荷を中和して粒子を凝集させる高分子薬剤のことです。
主に、廃水中で汚濁の原因となっている浮遊微粒子を凝集・沈殿させるのに用いられます。高分子凝集剤を用いて沈殿させた沈殿物は、脱水やろ過により、水と分離して処理することが可能です。
高分子凝集剤は、凝集させる微粒子の表面荷電によってアニオン性・カチオン性・ノニオン性・両性のものを使い分けます。粉末状やエマルジョンなどの形状があり、粉末状の方が管理が容易ですが、水への溶解ではエマルジョンの方が優れています。
高分子凝集剤は、下記に例を挙げる産業における汚泥の濃縮、体積を減らす (減容化) 用途、選鉱処理などに用いられます。
また、用水処理に高分子凝集剤は使用しません。高分子凝集剤が残存した場合、イオン交換装置や逆浸透膜装置の有機物汚染の原因になるためです。
図1. 高分子凝集剤による凝集のイメージ
高分子凝集剤によって凝集・沈殿を生じるメカニズムは以下のようになります。
図2. 主な凝集剤
沈殿に際して、pHの調整には注意が必要です。理由として、適切なpH環境でなければ沈殿が生じないことや、沈殿後に再溶解恐れがあることが挙げられます。また、高分子凝集剤を必要量以上に投入してしまうと、高分子凝集剤への吸着が先行し、架橋が不十分になり、凝集が生じにくくなります。
各凝集剤に対して適切なpHは下記のとおりです。
図3. 主な高分子凝集剤のモノマー構造
高分子凝集剤は、イオン性と形状の観点から分類することができます。
前述の通り、高分子凝集剤には、帯電している電荷によって、アニオン性 (陰イオン) ・カチオン性 (陽イオン) ・ノニオン性 (非イオン) ・両性のものがあります。アニオン性やノニオン性は、主に、無機・有機凝結剤によって基礎フロックを形成した粒子を架橋し、粗大フロック化するのに用いられます。カチオン性の高分子凝集剤は、生物処理汚泥の脱水に用いられることが多いです。
高分子凝集剤は粉末状の固体と、エマルジョン状の商品が流通しています。粉末状のものは、運搬と保管の上で取り扱い易いですが、溶解性が低いため使用時には注意が必要です。通常は粉体を水に少量ずつ投入し攪拌します。一度に大量に入れると、表面だけが膨潤し、未溶解粒子同士が付着して大きな固まりとなる恐れがあるためです。
溶解自体にも、エマルジョン状のものより時間がかかり、撹拌しながらしばらく待つ必要があります。また、粉体の場合は吸湿するので、保管は禁水です。このため、屋外に高分子凝集剤タンクがある場合はエマルジョン製品を使用する方が適切と言えます。
エマルジョン状のものは粉末状のものより溶解しやすく、比較的すぐに溶解します。ただし、粉体よりも種類が少なく、特殊な原水にはマッチしない場合があるので注意が必要です。
最適な高分子凝集剤を選定するためには、様々な条件を考慮することが必要です。添加対象の原水の成分、pH変動幅、最適添加量、使用時の気温や、設備上の投入ポイントなど様々な要素があります。夏季用と冬季用で種類を変えるケースも少なくありません。
選定にあたっては、凝集沈殿試験 (ジャーテスター、シリンダーテスター等) や脱水試験机上試験 (遠心脱水試験、ベルトプレス脱水試験等) を行って適正銘柄・適正処理条件を選定した後、実機試験を行います。
参考文献
http://oec.gr.jp/intro03.html
https://www.jstage.jst.go.jp/article/kobunshi1952/51/7/51_7_504/_article/-char/ja/
https://www.hsingnan.com.tw/images/aronfloc/TDS/polymer.pdf
https://kcr.kurita.co.jp/wtschool/012.html
*一部商社などの取扱い企業なども含みます。
| 順位 | 会社名 | クリックシェア |
|---|---|---|
| 1 | 株式会社ヘリオス |
17.7%
|
| 2 | 多木化学株式会社 |
6.5%
|
| 3 | センカ株式会社 |
6.5%
|
| 4 | 大明化学工業株式会社 |
4.8%
|
| 5 | クボタ環境エンジニアリング株式会社 |
4.8%
|
| 6 | テクニカ合同株式会社 |
4.8%
|
| 7 | 三泰産業株式会社 |
3.2%
|
| 8 | 友岡化研株式会社 |
3.2%
|
| 9 | 東亞合成株式会社 |
3.2%
|
| 10 | 小厚化成株式会社 |
3.2%
|
項目別
イオン性
中アニオン性 強アニオン性 強カチオン性 中強カチオン性 両性成分
ポリアクリルアミド系 ポリアクリル酸エステル系 ポリアミジン系 メタクリル酸ジメチルアミノエチル アクリル酸ジメチルアミノエチル分子量 万
0 - 300 300 - 400 400 - 500 500 - 1,000 1,000 - 1,500 1,500 - 2,000有効PH領域
1 - 3 3 - 4 4 - 8 8 - 9 9 - 10 10 - 11 11 - 12使用濃度 ％
0 - 0.1 0.1 - 0.2 0.2 - 0.3市水溶液PH
2 - 3 3 - 4 4 - 5 5 - 6 6 - 7 7 - 8 8 - 9市水溶液粘度 mPa・s
0 - 50 50 - 100 100 - 200 200 - 500 500 - 1,000 1,000 - 1,500 1,500 - 2,000外観
白色粉末 淡黄粉末 乳白～淡黄色液体荷姿 kg
0 - 5 5 - 10 10 - 15 15 - 1821 点の製品がみつかりました
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大明化学工業株式会社
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■特徴 酸～中性域での懸濁液の凝集に有効です ■主な用途 紙・パルプ、金属、化学、精錬など
