天然高分子のゲル化反応を利用した難濾過性コロイド懸濁質の除去法に関する研究

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07650931
• Research Category: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• Research Institution: Suzuka National College of Technology
• Principal Investigator: 岩田 政司 鈴鹿工業高等専門学校, 工業化学科, 助教授 (10151747)
• Keywords: ゲル / コロイド / アルギン酸ナトリウム / カルシウムイオン / 圧搾脱水 / 圧縮透過試験 / ベントナイト

Research Abstract

天然高分子であるアルギン酸ナトリウムとカルシウムイオンのゲル化反応を利用し,コロイド粒子をゲル内に包括させ懸濁系から除去する新規なコロイド分離プロセスについて検討を加えた。本年度は,アルギン酸ナトリウム水溶液中にコロイド粒子を懸濁させ,この混合液を塩化カルシウム水溶液に滴下し球状のコロイド包括ゲルを生成させ,このゲルを脱水する最もシンプルな固液分離プロセスについて検討した。本年度得られた結論は以下の通りである。
1.アルギン酸の水溶液およびカルシウム水溶液が濃厚であるほど強固なゲルが形成される。また,ゲル懸濁液の上澄み中の遊離アルギン酸量は,混合液中のカルシウムとアルギン酸濃度比が10以上であればほぼ0となった。したがって,これ以上のカルシウム量の下ではアルギン酸は全量ゲル化する。
2.圧縮透過試験により,ゲルの平均的な網目の大きさを求めたところ,数10kPa程度の圧力下では数μm程度であった。滴下混合により生ずるゲルの表面はこれ以下の緻密な網目となっているものと予想される。
3.ベントナイトを難濾過性コロイド粒子として用い,アルギン酸ゲルに包括させた。ベントナイト包括ゲルの圧縮平衡データは,ベントナイト単独の場合と大略一致しており,ゲル化処理は脱水可能な水分量を変化させるわけではないことが判明した。
4.ベントナイト包括ゲルの圧搾速度は,未処理のゲルより速くなっており,100kPaで予圧密し1000kPaで圧搾した場合,圧密係数が二倍程度になっていた。また,圧縮透過試験の結果,ゲル化処理したベントナイトスラッジの透過比抵抗は未処理のものの最大1/1000程度にまで改善されており,本手法が難脱水性スラッジの固液分離処理に極めて有効であることが判明した。