JPH06343976A - 反応染料を含有する着色排水の脱色方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 反応染料を含有する着色排水を、経済的でか
つ簡単な操作で脱色する方法を提供することを目的とす
る。 【構成】 スルファトエチルスルホン系、トリアジン系
若しくはピリミジン系反応染料及び／又は該反応染料の
反応基が加水分解された反応染料を含有する着色排水に
無機凝集剤、ジシアンジアミド系カチオン脱色剤及び高
分子凝集剤を添加し、排水中から着色成分を凝集分離す
ることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、反応染料を含有する排
水の脱色に関する。更に詳しくは、反応染料製造工場の
製造工程から出る排水、反応染料製品を取り扱う過程か
ら出る排水、及び反応染料を使用する染色工場等から出
る排水等の凝集脱色に関する。

【０００２】

【従来の技術】染料は、現在、繊維の染色以外に、化粧
品、文房具、食品、液晶、電子機器、カラーフィルタ用
色素等、広範囲に使用されている。中でも反応染料は他
の種属の染料と比べて水溶性が大きいこと、染料と繊維
間に生じた共有結合が化学的に安定であること、染色堅
牢度、特に湿潤堅牢度が高いこと、色相が鮮明であるこ
と等、染色加工において大きな利点を有するが故に、現
在多用されており、今後とも期待されている染料種属で
ある。

【０００３】一般に染料を含有する着色排水は、環境負
荷を表すＣＯＤ，ＢＯＤ値が比較的小さいにもかかわら
ず、着色度が極端に高い。例えば赤色の塩基性染料を１
ｐｐｍ含有する排水の着色度は希釈法（水深３０ｃｍの
透視度計を用いて、希釈した排水を蒸留水と比較して区
別がつかなくなった希釈倍数を表す）で約４００であっ
て、環境負荷が小さくとも濃色であり、美観を損ね、感
覚的に強い汚染感を与える。

【０００４】染色工場の排水処理には、通常、無機凝集
剤及び／又は高分子凝集剤による凝集沈澱法又は浮上法
が採用されている場合が多い。特公昭５５−３９８５号
公報には、反応染料を含有する工場排水に対し、第１鉄
イオンを使用する凝集脱色において、ハイドロサルファ
イト、亜硫酸水素ナトリウムの如き還元剤を併用するこ
とを提案している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、無機凝
集剤及び／又は高分子凝集剤による処理は、分散染料の
ような水不溶性染料に対しては、脱色効果が十分にあ
り、経済性よく凝集脱色できるが、反応染料の場合に
は、その繊維の染色性に対して具備している優れた特性
は、この染料を含む排水の脱色に対しては逆の作用をも
たらし、脱色を困難にしている。更に反応基が加水分解
して親水性が増加した反応染料に対しては、多量の凝集
剤を必要とし、生成するスラッジの処理を含めて経済的
な方法とは言えない。

【０００６】第一鉄イオンと還元剤を用いる方法は、大
量に使用すべき第１鉄イオンが削減できることを発明の
効果としてうたっているが、第１鉄イオンを用いた場合
には、一般的に処理後の液が鉄イオンに基づく黄色を呈
するので、追加的な高度処理を必要とし、プロセスが複
雑化する。

【０００７】かかる事情に鑑み、本発明者は反応染料を
含有する着色排水の脱色方法について鋭意検討した結
果、ジシアンジアミド系のカチオン性脱色剤、特にｐＨ
４におけるカチオン交換当量が約２〜８ｍｅｑ／ｇのジ
シアンジアミド系のカチオン脱色剤を用いることによ
り、良く脱色できることを見出し、本発明に至った。

【０００８】

【問題を解決するための手段】すなわち本発明は、スル
ファトエチルスルホン系、トリアジン系若しくはピリミ
ジン系反応染料及び／又は該反応染料の反応基が加水分
解された反応染料を含有する着色排水に無機凝集剤、ジ
シアンジアミド系カチオン脱色剤及び高分子凝集剤を添
加し、排水中から着色成分を凝集分離することを特徴と
する反応染料を含有する着色排水の脱色方法である。

【０００９】本発明が対象とする反応染料としては、染
料分子内に−SO₂C₂H₄OSO₃Na で示されるスルファトエチ
ルスルホン基を有するスルファトエチルスルホン系の反
応染料、一般式 化１

【化１】 （Ｘ₁ は塩素原子、弗素原子、置換アミノ基を、Ｘ₂ は
塩素原子、メトキシ基、置換アミノ基を表す）で示され
るトリアジン基を有するトリアジン系の反応染料、一般
式 化２

【化２】 （Ｘ₁ は塩素原子、弗素原子、−SO₂CH₃基を、Ｘ₂ は塩
素原子、弗素原子、メチル基を、Ｘ₃ は塩素原子を表
す）で示されるピリミジン基を有するピリミジン系の反
応染料が挙げられる。

【００１０】また、これらの反応染料は一般に、染色工
程において、加水分解反応を受けており、反応基の一部
は分解している。本発明はこのような反応染料の反応基
が加水分解した反応染料を含有する排水に適用できる。
又、染色工場排水の場合には、浸染法染色排水、捺染法
染色排水のいずれか、及び混合排水にも適用できる。

【００１１】本発明では脱色剤として、ジシアンジアミ
ド系カチオン性脱色剤を用いる。ポリアクリルアミドの
カチオン化変成によって得られるカチオン性脱色剤、ビ
ニルラクタムアクリルアミド共重合体として得られるカ
チオン性脱色剤、ジアリルアンモニウムハロゲン化物の
環化重合物として得られるカチオン性脱色剤、ポリビニ
ルピリジン系カチオン性脱色剤、ポリビニルイミダゾリ
ン系カチオン性脱色剤、ジアルキルアミノエチルアクリ
レート又はメタアクリレート系カチオン性脱色剤、キト
サン系カチオン性脱色剤等に比べてジシアンジアミド系
カチオン性脱色剤が脱色に対し特に有効である。

【００１２】図１に各脱色剤のカチオン当量と溶液のｐ
Ｈとの関係を示した。図１において、Ａ、Ｂはポリアク
リル酸又はポリメタアクリル酸のカチオン化変成からな
る４級アンモニウム塩型のカチオン性脱色剤を、Ｃ、
Ｄ、Ｅはジシアンジアミド系カチオン性脱色剤を示す。
Ｃ、Ｄ、ＥのｐＨ４におけるカチオン当量は５．８、
４．７、０．９である。これらカチオン性脱色剤のＡ〜
Ｅにつき、反応染料（C.I.Reactive Yellow 145 : 染料
の名称はColour Index Name で表示する）７０ｐｐｍ、
芒硝７０００ｐｐｍ、炭酸ソーダ３０００ｐｐｍ、非イ
オン性活性剤３００ｐｐｍを含有する液について脱色処
理を行った結果、ｐＨ４において脱色剤を５０ｐｐｍ使
用の場合における脱色処理後の着色度（希釈法）は各々
５００以上、５００以上、４０、７０、２５０であっ
た。

【００１３】従って、ジシアンジアミド系カチオン性脱
色剤に関しては、カチオン当量値の高い程脱色性能は大
きく、ｐＨ４におけるカチオン当量が約２〜８ｍｅｑ／
ｇ、より好ましくは約４〜６ｍｅｑ／ｇの脱色剤が好適
である。

【００１４】尚、カチオン当量値の測定は、通常のコロ
イド分析において、トルイジンブルーを指示薬とし、ポ
リビニルスルホン酸カリウム溶液による滴定によって、
容易に実施できる。

【００１５】無機凝集剤としては、特に限定されるもの
ではなく、通常、硫酸アルミニウム、ポリ塩化アルミニ
ウムが用いられるが、装置の腐食性、スラッジの焼却処
理性を考慮すると硫酸アルミニウムが好ましく用いられ
る。

【００１６】高分子凝集剤としては、通常、ノニオン性
又はアニオン性のポリアクリルアミド系高分子凝集剤が
用いられるが、フロックの凝集力を強めるためにカチオ
ン系高分子凝集剤を用いることもできる。これらの高分
子凝集剤は全て、市販されている高分子凝集剤で十分に
目的を達することができる。

【００１７】脱色処理は、通常、まず反応染料を含有す
る着色排水に無機凝集剤を添加する。無機凝集剤は固型
物換算で、排水に対して約５０〜５００ｐｐｍ、好まし
くは１００〜２００ｐｐｍ添加される。通常、この量で
十分に脱色の目的を達することができるが、勿論、排水
中の染料濃度が高い場合にはより多く用いることができ
る。

【００１８】次いで無機凝集剤を添加した後の液のｐＨ
調整をする。このｐＨは、通常、約４〜７が良いが、最
適ｐＨは排水中に含有する反応染料の種類によっても異
なる。なお図１において、ジシアンジアミド系脱色剤の
カチオン当量が、ｐＨが大きくなるにつれて低下してい
る理由は明確には分からないが、恐らくｐＨが高くなる
とジシアンジアミド系脱色剤のＮＨ₃ ⁺ 基がＮＨ₂ 基に
変化するためと考えられる。しかしながら、ジシアンジ
アミド系脱色剤においては、ｐＨが上がってカチオン当
量値が低下することはあっても、脱色に有効なカチオン
基は保持されていると考えられる。実際にｐＨ１１の条
件で、ｐＨ４と同程度の脱色能力を有する場合が認めら
れている。一般には、ｐＨ約４〜７が有効であることが
多いが、ｐＨ７〜１１においても十分に脱色できる場合
がある。

【００１９】次にジシアンジアミド系脱色剤を排水に対
して、通常、固型物換算で約５０〜５００ｐｐｍ、好ま
しくは約１００〜３００ｐｐｍ添加する。通常、この量
で十分に脱色の目的を達することができるが、水中の染
料濃度が高い場合にはより多く用いることができる。ジ
シアンジアミド系カチオン脱色剤の添加により、排水中
の着色成分は、通常、コロイド状となって析出する。

【００２０】通常、最後に高分子凝集剤を添加し、無機
凝集剤のフロックとコロイド状の着色成分を粗大なフロ
ックに凝集させる。高分子凝集剤の添加量は、通常、固
型物換算で排水に対して約０．５〜５ｐｐｍが好ましい
が、着色成分を高濃度である場合には、添加量を増加す
ることがある。生成したフロックは浮上法又は沈降法に
より分離する。一般にフロックの大きさは十分に大きい
ので、容易に分離が可能である。

【００２１】無機凝集剤、ジシアンジアミド系カチオン
性脱色剤、高分子凝集剤の添加順序は特に制限されるも
のでなく、またこれらの最適添加量は、適宜、小実験に
よって確認し、実排水の変動の幅を考慮して添加され
る。上記の操作は、いずれも常温、攪拌下で実施するも
のである。各段階の処理時間は、通常数分間で終了する
ので、操作性は極めてよい。従って、各段階の処理にあ
たっては回分式、連続式のいずれでも可能である。本発
明は添加方式や処理方式によって特に制限されるもので
はない。

【００２２】

【発明の作用】本発明は無機凝集剤、カチオン性脱色
剤、高分子凝集剤の三つが相互に作用して、反応染料を
含有する着色排水の脱色が達成されるものである。排水
中の反応染料のアニオン基とジシアンジアミド系カチオ
ン脱色剤とが結合して電気的に中和し、微細な着色性コ
ロイド粒子を生成し、このコロイド粒子は無機凝集剤の
フロックと共に高分子凝集剤の作用によって、粗大なフ
ロックとなって凝集分離すると考えられる。

【００２３】本発明において、ジシアンジアミド系カチ
オン脱色剤のカチオン当量が、同程度のカチオン当量を
有するポリアクリルアミド系カチオン性脱色剤と比べ
て、著しい脱色性能を示す理由は明らかではないが、次
のような理由が考えられる。ジシアンジアミドの縮重合
によって得られるジシアンジアミド系カチオン性脱色剤
の分子量は、ラジカル反応によって得られるポリアクリ
ルアミド系のカチオン性脱色剤の分子量と比べてかなり
小さいと考えられる。従って、分子量のより小さいジシ
アンジアミド系カチオン脱色剤は、液中において分散性
が良く、水溶液に溶解分散している反応染料分子との接
触が円滑に行われることとなり、脱色剤と染料分子との
荷電中和がより効率的に起こり易くなるものと考えられ
る。

【００２４】

【発明の効果】本発明方法によれば、反応染料を含有す
る着色排水を経済的で、かつ簡単な操作で脱色すること
ができ、染料製造工場、染色工場等の反応染料を取り扱
う工場廃水の脱色浄化が容易となり、環境保全、生産性
向上に役立つ。また、脱色後の処理水は再利用可能であ
り、省資源化、省エネルギー化に寄与するところが大き
い。

【００２５】

【実施例】以下、本発明を実施例により説明するが、本
発明はこれら実施例に限定されるものではない。排水の
着色度測定は希釈法（公害対策Vol.27,No.8,P.717(199
1))によって行った。処理後の排水の着色度の表示は、
◎印が５０以下、○印が８０以下、△印が２００以下、
×印が２００以上を表す。

【００２６】実施例１ ビーカーに下記の浸染法染色モデル排水を２００ｍｌ取
り、攪拌しながらこれに硫酸アルミニウムを１００ｐｐ
ｍとなるように加え、苛性ソーダでｐＨを６〜７に調整
する。次いで各種脱色剤３００ｐｐｍ及び高分子凝集剤
としてスミフロックFN−20H （住友化学工業株式会社
製）２ｐｐｍ（いずれも固形分濃度）を添加し、約１分
間攪拌を続けた後静止した。上澄液を濾過分離し、着色
度を測定した。結果を表１に示す。

【００２７】 （浸染法染色モデル排水組成） ・染料（C.I. Reactive Yellow 145） ７０ ｐｐｍ ・無水芒硝 ７０００ ｐｐｍ ・炭酸ソーダ ３０００ ｐｐｍ ・非イオン性界面活性剤（スクアロール 400 花王製） ３００ ｐｐｍ モデル排水は上記組成の液を８０℃で１時間熱処理した
ものを用いた。 原排水着色度：１４００

【００２８】

【表１】 スミフロック CL-A 及びスミフロック CL-B はｐＨ４におけるカチオ
ン当量がそれぞれ４．７、５．８である。

【００２９】実施例２ スミフロックＣＬ−ＡとスミフロックＣＬ−Ｂを用い、
硫酸アルミニウム添加後のｐＨを４、７、１１に、脱色
剤の添加量を３００ppm 、１５０ppm 、５０ppm にして
脱色程度を評価した。結果を表２に示す。試験操作、モ
デル排水組成等は実施例１と同じであるが、反応染料は
３種類について試験を行った。原排水の着色度は用いた
染料C.I.Reactive Yellow 145 、C.I.Reactive Red 19
5、C.I.Reactive Blue 221 について、それぞれ１４０
０、５６００、１４００である。

【００３０】

【表２】

【００３１】実施例３ 捺染法染色モデル排水を用いた以外は実施例２と同様に
行った。結果を表３に示す。原排水の着色度は実施例２
と同じである。 （捺染法染色モデル排水組成） ・染料 ７０ ｐｐｍ ・アルギン酸ソーダ ２００ ｐｐｍ ・重炭酸ソーダ １５０ ｐｐｍ ・ヘキサメタリン酸ソーダ ３０ ｐｐｍ ・ｍ−ニトロベンゼンスルホン酸ソーダ １５０ ｐｐｍ ・非イオン性界面活性剤（スクアロール 400 花王製） ３００ ｐｐｍ モデル排水は上記組成の液を８０℃で１時間熱処理した
ものを用いた。

【００３２】

【表３】

【００３３】実施例４ 捺染法を主体とする染色工場の実際の着色廃水を用い
て、実施例２と同様の方法で脱色試験を実施した。結果
を表４に示す。無機凝集剤として硫酸アルミニウムを１
００ｐｐｍ、高分子凝集剤としてスミフロックＦＮ−２
０Ｈを２ｐｐｍ添加した。原排水のｐＨは９．３、着色
度は８９０であった。

【００３４】

【表４】

【図面の簡単な説明】

【図１】脱色剤のカチオン当量と溶液のｐＨとの関係を
示す図である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スルファトエチルスルホン系、トリアジ
   ン系若しくはピリミジン系反応染料及び／又は該反応染
   料の反応基が加水分解された反応染料を含有する着色排
   水に無機凝集剤、ジシアンジアミド系カチオン脱色剤及
   び高分子凝集剤を添加し、排水中から着色成分を凝集分
   離することを特徴とする反応染料を含有する着色排水の
   脱色方法。
2. 【請求項２】 ｐＨ４におけるカチオン交換当量が２〜
   ８ｍｅｑ／ｇであるジシアンジアミド系カチオン脱色剤
   を用いる請求項１記載の反応染料を含有する着色排水の
   脱色方法。
3. 【請求項３】 無機凝集剤が硫酸アルミニウム又はポリ
   塩化アルミニウムである請求項１記載の反応染料を含有
   する着色排水の脱色方法。