JP7190959B2 - 水浄化剤、及び水浄化方法 - Google Patents
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Description
そこで、例えば、特定の塩基度を有するポリ塩化アルミニウムとジメチルジアリルアンモニウムクロライド系ポリマーとからなる凝集剤を用いることにより、無機凝集剤の添加量を低減できることが開示されている(例えば、特許文献1参照)。
また、長朔黄麻の粉末と高分子凝集剤との混合物を含む造粒物からなる水浄化剤であって、前記造粒物のメジアン径(D50)が250μm以上850μm以下である水浄化剤が提案されている(例えば、特許文献2参照)。
また、特許文献2には、短時間で所望の濃度以下まで無機イオン濃度を減少させることができる水浄化性能については開示されているが、無機イオンの不溶化処理に用いる無機凝集剤の使用量の低減、及び汚泥発生量の削減効果については記載も示唆もなく、水浄化性能に優れ、無機凝集剤の使用量を減らすことができると共に、汚泥含水率の低下による汚泥発生量の削減が図れる水浄化剤の提供が望まれていた。
<1> 長朔黄麻の粉末と高分子凝集剤との混合物を含む造粒物からなる水浄化剤であって、
前記造粒物の累積10%体積粒子径D10が100μm以上400μm以下であり、かつ累積90%体積粒子径D90が800μm以上1,200μm以下であることを特徴とする水浄化剤である。
<2> 前記長朔黄麻と前記高分子凝集剤の質量組成比が9:1~1:9である前記<1>に記載の水浄化剤である。
<3> 前記長朔黄麻が、中国農業科学院麻類研究所による鑑定番号が国鑑麻2013の「中黄麻4号」である前記<1>から<2>のいずれかに記載の水浄化剤である。
<4> 前記長朔黄麻が、中国農業科学院麻類研究所による鑑定番号が皖品▲鑑▼登字第1209006の「「中黄麻3号」である前記<1>から<3>のいずれかに記載の水浄化剤である。
<5> 前記長朔黄麻が、中国農業科学院麻類研究所による鑑定番号が皖品▲鑑▼登字第1209001の「中紅麻」である前記<1>から<4>のいずれかに記載の水浄化剤である。
<6> 前記高分子凝集剤がポリアクリルアミドである前記<1>から<5>のいずれかに記載の水浄化剤である。
<7> 前記ポリアクリルアミドはアクリル酸塩又はカルボン酸塩を有する前記<6>に記載の水浄化剤である。
<8> 長朔黄麻の粉末と高分子凝集剤とを混合し水分を加えて混練し、混練物を得る混練工程と、
前記混練物を延伸法によりシート状に成形し、シート状の成形物を得る延伸・シート化工程と、
得られたシート状の成形物を乾燥させ、乾燥したシートを得る乾燥工程と、
乾燥したシートを粉砕する粉砕工程と、
を含むことを特徴とする水浄化剤の製造方法である。
<9> 前記<1>から<7>のいずれかに記載の水浄化剤を水に溶かし、長朔黄麻の粉末及び高分子凝集剤の分散液を得、無機系不要物を含有する排水に前記分散液を供することにより、排水中の無機系不要物を除去することを特徴とする水浄化方法である。
<10> 前記排水が、ニッケル、フッ素、鉄、銅、亜鉛、クロム、ヒ素、カドミウム、錫、及び鉛の少なくともいずれかを有する無機系不要物を含有する排水である前記<9>に記載の水浄化方法である。
<11> 前記無機系不要物におけるニッケルイオン、フッ素イオン、鉄イオン、銅イオン、亜鉛イオン、クロムイオン、ヒ素イオン、カドミウムイオン、錫イオン、及び鉛イオンの少なくともいずれかの無機イオンに対し不溶化処理を施した後、前記分散液を前記排水に供する前記<10>に記載の水浄化方法である。
<12> 前記不溶化処理に用いる無機凝集剤の使用量が4,500ppm以下である前記<11>に記載の水浄化方法である。
本発明の水浄化剤は、長朔黄麻の粉末と高分子凝集剤との混合物を含む造粒物からなる水浄化剤であって、前記造粒物の累積10%体積粒子径D10が100μm以上400μm以下であり、かつ累積90%体積粒子径D90が800μm以上1,200μm以下である。
本発明では、工業排水、例えば、ニッケル、フッ素、鉄、銅、亜鉛、クロム、ヒ素、カドミウム、錫、鉛等の無機系不要物を含有する工業排水を対象とし、その排水から無機系不要物を除去する(「水の浄化」ともいう)のに、無機系不要物におけるニッケルイオン、フッ素イオン、鉄イオン等の無機イオンを無機凝集剤により不溶化し、懸濁固形物(本発明では、「ミクロフロック」ともいう)を形成させ、該ミクロフロックを凝集沈降させ、固液分離することにより行っている。かかる水の浄化の際に、長朔黄麻の粉末と高分子凝集剤とからなる造粒物を使うと、
(i)高分子凝集剤により排水中の無機イオンのミクロフロック化が促進される、
(ii)長朔黄麻の粉末により排水中の無機イオンの吸着効果が高まる、
(iii)長朔黄麻の粉末に存在する細孔によりミクロフロックを吸着する効果が高まる、と考えている。
造粒物の累積10%体積粒子径D10が100μm未満であり、かつ累積90%体積粒子径D90が800μm未満であると、造粒物の比表面積が小さくなり、造粒物による吸着効果を十分発揮させることができない。
一方、浄化の際、長朔黄麻は沈降が遅いので、造粒物の粒径は比較的大きくすることができるが、造粒物の累積10%体積粒子径D10が400μmを超え、かつ累積90%体積粒子径D90が1200μmを超えると、沈降速度が早くなってしまい、造粒物の吸着効果を十分に発揮させることができない。
したがって、累積10%体積粒子径D10及び累積90%体積粒子径D90が特定の範囲である造粒物は、長朔黄麻の特徴を十分に活かすことができ、十分なミクロフロックの吸着効果がある優れた水浄化性能を示し、無機イオンの不溶化処理に用いる無機凝集剤の量を減らすことができ、汚泥含水率の減少による汚泥発生量の削減が図れると考えている。
以下、水浄化剤の具体的な構成について説明する。
前記長朔黄麻の粉末は、陽イオン交換機能が高く、また前記無機イオンを含む排水中のミクロフロックを吸着し得る細孔を有するため、好ましく用いることができる。
長朔黄麻の部位としては、葉又は茎が、好ましく使用できる。
なお、前記「中黄麻3号」と前記「中紅麻」の鑑定番号を図1に示す。
農産物種類:黄麻
品種の出所:湘黄麻3号×0-4(l)交雑F1代と湘黄麻3号で繁殖したもの
特徴特性:中黄麻4号は、長果種の通常品の黄麻で、緑茎で、茎が円筒状で、葉っぱが分散した針の形で、葉の柄が緑色で、主茎との角が小さくて、側芽・托葉がある。萼が緑色で、長果円筒形で、五室、種が晩熟品種である。
前記高分子凝集剤としては、上記長朔黄麻と同様、排水中の前記無機系不要物を除去する効果を示すものであれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ポリアクリルアミド(PAM)、ポリアクリルアミドの部分加水分解塩、ポリアミン、アルギン酸ナトリウム、ポリアクリル酸ナトリウム、カルボキシメチルセルロース(CMC)ナトリウム塩などが挙げられる。これらの中でも、ポリアクリルアミドが好ましい。
ポリアクリルアミドとしては、例えば、アクリル酸塩、又はカルボン酸塩を有するものなどが挙げられる。
前記ポリアクリルアミドとしては、市販品を用いることができ、前記市販品としては、例えば、Flopan AN934(側鎖にアクリル酸塩を有するポリアクリルアミド)、Flopan AN913(側鎖にカルボン酸塩を有するポリアクリルアミド)(いずれも、株式会社エス・エヌ・エフ製)などが挙げられる。
前記長朔黄麻の粉末と前記高分子凝集剤の質量組成比は、9:1~1:9が好ましく、5:5~1:9がより好ましく、3:7~1:9が更に好ましい。この質量組成比の範囲であれば、十分なミクロフロックの吸着効果がある優れた水浄化性能が発揮される。なお、上記質量組成比は、乾燥質量をもとに算出することができる。
前記造粒物は、以下の特性を示す。
本発明で規定する造粒物の累積10%体積粒子径D10が100μm以上400μm以下であり、かつ累積90%体積粒子径D90が800μm以上1,200μm以下である。
造粒物の累積10%体積粒子径D10が100μm以上400μm以下であり、かつ累積90%体積粒子径D90が800μm以下であると、長朔黄麻の粉末によるミクロフロックの吸着効果を十分に発揮させることができる。
造粒物の累積10%体積粒子径D10が100μmを下回ると、微粉が発生し、製造時の不具合や投入時の粉塵発生が懸念される。
一方、D90が1200μmを上回ると、不溶解分が発生し、配管での目詰まりや水処理効率の悪化が懸念される。
また、D10が400μmを上回る、及びD90が800μmを下回る場合は、造粒物のD50(メジアン径)が、良好な水浄化性能を発揮する領域から外れる可能性がある。
ここで、体積基準の粒度分布に基づいて測定された小粒子側から10%累積部の粒子径を累積10%体積粒子径D10といい、体積基準の粒度分布に基づいて測定された小粒子側から90%累積部の粒子径を累積90%体積粒子径D90という。
また、前記D10及びD90は、例えば、マスターサイザー2000(マルバーン インスツルメント社製)等の市販の粒度分布測定機により計測することができる。
本発明で規定する造粒物は、前記長朔黄麻の粉末と前記高分子凝集剤とを混合し水分を加えて混練し、混練物を得る混練工程と、該混練物を延伸法によりシート状に成形し、シート状の成形物を得る延伸・シート化工程と、該シート状の成形物を乾燥させ、乾燥したシートを得る乾燥工程と、該乾燥したシートを粉砕する粉砕工程とを含む製造方法により製造される。
更に、前記粉砕工程後に、ふるいにより造粒物を分級する分級工程を含んでもよい。
造粒物には、長朔黄麻の繊維構造により穴がたくさん空いている空隙(ポーラス)が存在する多孔質形状が形成されている。
延伸・シート化工程による造粒法で造粒物を製造したところ、混練物にかかるシェアをコントロールすることができ、そのような延伸・シート化工程で製造した造粒物は、排水と接する長朔黄麻のポーラス部分を十分確保することができ、無機系不要物に対する良好な吸着効果を示すことがわかった。
ここで、水の添加量としては、例えば、長朔黄麻の粉末と高分子凝集剤とを混合した合計質量に対し、例えば、3倍の質量程度の水を加えることが好ましい。
混練は、ミキサー、例えば、プラネタリーミキサー等の縦型ミキサーなどを用い、回転数、及び時間を所定の範囲に設定して行うことが好ましい。
ミキサーにおける混練の際の回転数、及び時間は、長朔黄麻の粉末と高分子凝集剤との混合比等の条件を考慮しつつ適宜設定することができるが、例えば、回転数は20rpm~150rpmが好ましく、時間は、5分~25分が好ましい。
前記延伸・シート化工程では、得られた混練物に対しローラーを用い延伸法により、厚さ4mm~20mmになるよう、好ましくは10mm程度になるまで延伸し、シート状に成形するとよい。
前記粉砕工程では、粉砕機、例えば気流式超微粉砕機を用いメジアン径が250μm~850μmの範囲になるように粉砕することが好ましい。
前記分級工程では、粉砕した粉末を、分級機、例えば、振動ふるい機、あるいはカートリッジ式ふるい機を用い、累積10%体積粒子径D10が100μm以上400μm以下であり、かつ累積90%体積粒子径D90が800μm以上1,200μm以下となるように造粒物を分級することが好ましい。
更に本発明では、ふるいにかけ、100μm未満の造粒物や1200μmより大きい造粒物を積極的に分別・排除(カット)し、粒子径が100μm以上1,200μm以下の範囲の造粒物のみ使用すると、より好ましい。
本発明の水浄化方法は、上述した本発明の水浄化剤を水に溶かし、長朔黄麻の粉末と高分子凝集剤との分散液を得、前記分散液を排水に供することにより排水中の無機系不要物を除去する。
前記無機系不要物としては、例えば、ニッケル、フッ素、鉄、銅、亜鉛、クロム、ヒ素、カドミウム、錫、及び鉛の少なくともいずれかを有する無機系不要物などが挙げられる。
排水中の無機系不要物におけるニッケルイオン、フッ素イオン、鉄イオンなどの無機イオンに対して無機凝集剤を添加する不溶化処理を施し、ミクロフロックを形成させる。この排水に、0.1質量%~0.2質量%の水溶液とした前記分散液を供する。そして、ミクロフロックを凝集沈降させ、沈降分離された沈殿物を取り除くと、排水は浄化される。
前記不溶化処理では、例えば、排水に塩基を加え排水を塩基性にしてから無機凝集剤を添加し前記無機イオンを不溶化させる。
無機凝集剤としては、例えば、塩化第二鉄、ポリ硫酸第二鉄、硫酸第一鉄、硫酸アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム(PAC)、消石灰などが挙げられる。
無機凝集剤の使用量は、特に制限はなく、排水の種類、排水中の無機系不要物の量、無機凝集剤の種類などに応じて異なり一概には規定できないが、4,500ppm以下であることが好ましく、4,000ppm以下がより好ましい。
なお、排水に塩基を加え、無機凝集剤を添加した後、本発明の水浄化剤を添加する前に、高分子凝集剤を単独で添加してもよい。本発明の水浄化剤を添加する前に、高分子凝集剤を単独で添加しておくと、排水中のミクロフロックのフロックサイズを大きくすることができる。
<排水>
処理する排水として、Zn、Ni系原水排水(Zn濃度:300ppm、Ni濃度:100ppm)を用いた。
次に、上記排水に、無機凝集剤としてのポリ塩化アルミニウム(PAC)を5,000ppm添加し、pHが8.0になるように水酸化ナトリウムを添加しながら撹拌した。この操作により、排水は、ミクロフロックを含む上澄み液と沈殿物に分離した。
次に、長朔黄麻(中国の長沙市産)と、高分子凝集剤(ポリアクリルアミド(PAM1)、Flopan AN913、側鎖にカルボン酸塩を有するポリアクリルアミド、株式会社エス・エヌ・エフ製)との質量組成比が2:8である造粒物を下記に示す製造方法により作製し、造粒物を得、この造粒物を水浄化剤A1として使用した。
長朔黄麻の粉末1500gと、高分子凝集剤(ポリアクリルアミド(PAM1))6000gとを合わせた固形分の質量に対し3倍の質量の水を加えて得られた混練物(長朔黄麻の粉末+高分子凝集剤+水=30kg)を、プラネタリーミキサー(株式会社愛工舎製作所製、混合機ACM-110、容量110L)に入れ、回転数80rpm、15分混合の条件にてシェアをかけ混練した。
得られた混練物を、プレス機(コマツ産機株式会社製、45tプレス機)を用いてローラーによる延伸を施し、厚さ10mm程度のシート状の成形物を作製した。
この成形物を、多段階熱風式乾燥機(株式会社七洋製作所製、ラック式オーブン装置)を用いて、120℃で3時間、更に150℃で2時間乾燥させた。
次に、乾燥させたシートを、気流式超微粉砕機(増幸産業株式会社製、セレンミラー)を用いて粉砕した。
次に、得られた粉砕物について、以下のように(A)を60%、(B)を20%、(C)を20%の割合で混合し、造粒物の累積10%体積粒子径D10が282μmであり、かつ累積90%体積粒子径D90が962μmに調整した。なお、累積10%体積粒子径D10及び累積90%体積粒子径D90は、マスターサイザー2000(マルバーン インスツルメント社製)により測定した。
(A)粒子径1000μmより大きいものは公称目開き1mm(メッシュNo.18)、及び粒子径300μmより小さいものは公称目開き300μm(メッシュNo.50)のふるいにかけ取り除く。
(B)粒子径300μmより大きいものは公称目開き300μm(メッシュNo.50)、及び粒子径250μmより小さいものは公称目開き250μm(メッシュNo.60)のふるいにかけ取り除く。
(C)粒子径1000μmより大きいものは公称目開き1mm(メッシュNo.18)、及び粒子径850mより小さいものは公称目開き850μm(メッシュNo.20)のふるいにかけ取り除く。
以上により、造粒物を得、この造粒物を水浄化剤A1とした。
次に、得られた水浄化剤A1を水に溶かし、0.1質量%水溶液の分散液を作製した。この分散液を、上記ミクロフロックを含む上澄み液と沈殿物からなる排水に対して、撹拌しながら、3mL/分間の速度で滴下した。この際、上記排水中の固形分に対して15ppmになるように水浄化剤A1を添加した。ここで、「固形分」の測定方法は、排水中のスラリー濃度を水分計にて計測し、逆算することにより、求めた。
滴下後、1分間撹拌を維持した後、以下のようにして、「Zn濃度とNi濃度」「浮遊物質(SS)の量」、及び「汚泥含水率」を測定した。結果を表1に示した。
撹拌停止後60秒間後の上澄みをサンプリングし、高周波誘導結合プラズマ発光分光装置ICP-AES(SPECTRO社製)でZn濃度、Ni濃度を測定した。
撹拌停止後、2分間後の上澄みをサンプリングし、分光光度計(DR2800、HACK社製)を用い、波長810nmの吸光度を測定することで、浮遊物質(SS)の量を測定した。
試験水を濾過して回収し、その汚泥の質量Aを測定した。続いて、105℃のオーブンで絶乾状態(水分量0.05%以下)にした汚泥の質量Bを測定した。ここで、水分量の確認には加熱乾燥式水分計MX-50(エー・アンド・デイ社製)を用いた。これらより、汚泥に含まれる水分の質量(A-B)を汚泥の質量(A)で除し百分率とすることで、汚泥含水率を求めた。
実施例1の<一次凝集>において、ポリ塩化アルミニウム(PAC)の添加量を4,375ppmに変更した以外は、実施例1と同様にして、浄化処理を行い、「Zn濃度とNi濃度」、「浮遊物質(SS)の量」、及び「汚泥含水率」を測定した。結果を表1に示した。
実施例1の<一次凝集>において、ポリ塩化アルミニウム(PAC)の添加量を3,750ppmに変更した以外は、実施例1と同様にして、浄化処理を行い、「Zn濃度とNi濃度」、「浮遊物質(SS)の量」、及び「汚泥含水率」を測定した。結果を表1に示した。
実施例1の<<水浄化剤の製造方法>>において、以下のように(A)を60%、(B)を20%、(C)を20%の割合で混合し、造粒物の累積10%体積粒子径D10が100μmであり、かつ累積90%体積粒子径D90が800μmに調整した以外は、実施例1と同様にして、造粒物を得た。なお、累積10%体積粒子径D10及び累積90%体積粒子径D90は、マスターサイザー2000(マルバーン インスツルメント社製)により測定した。
(A)粒子径850μmより大きいものは公称目開き850μm(メッシュNo.20)、及び粒子径150μmより小さいものは公称目開き150μm(メッシュNo.100)のふるいにかけ取り除く。
(B)粒子径125μmより大きいものは公称目開き125μm(メッシュNo.120)、及び粒子径75μmより小さいものは公称目開き75μm(メッシュNo.200)のふるいにかけ取り除く。
(C)粒子径850μmより大きいものは公称目開き850μm(メッシュNo.20)、及び粒子径710μmより小さいものは公称目開き710μm(メッシュNo.25)のふるいにかけ取り除く。
実施例1の<<水浄化剤の製造方法>>において、以下のように(A)を60%、(B)を20%、(C)を20%の割合で混合し、造粒物の累積10%体積粒子径D10が400μmであり、かつ累積90%体積粒子径D90が1200μmに調整した以外は、実施例1と同様にして、造粒物を得た。なお、累積10%体積粒子径D10及び累積90%体積粒子径D90は、マスターサイザー2000(マルバーン インスツルメント社製)により測定した。
(A)粒子径1180μmより大きいものは公称目開き1.18mm(メッシュNo.18)、及び粒子径500μmより小さいものは公称目開き500μm(メッシュNo.35)のふるいにかけ取り除く。
(B)粒子径425μmより大きいものは公称目開き425μm(メッシュNo.40)、及び粒子径355μmより小さいものは公称目開き355μm(メッシュNo.45)のふるいにかけ取り除く。
(C)粒子径1400μmより大きいものは公称目開き1.4mm(メッシュNo.14)、及び粒子径1000μmより小さいものは公称目開き1mm(メッシュNo.18)のふるいにかけ取り除く。
実施例1の<<水浄化剤の製造方法>>において、以下のように(A)を60%、(B)を20%、(C)を20%の割合で混合し、造粒物の累積10%体積粒子径D10が200μmであり、かつ累積90%体積粒子径D90が900μmに調整した以外は、実施例1と同様にして、造粒物を得た。なお、累積10%体積粒子径D10及び累積90%体積粒子径D90は、マスターサイザー2000(マルバーン インスツルメント社製)により測定した。
(A)粒子径850μmより大きいものは公称目開き850μm(メッシュNo.20)、及び粒子径150μmより小さいものは公称目開き150μm(メッシュNo.100)のふるいにかけ取り除く。
(B)粒子径250mより大きいものは公称目開き250μm(メッシュNo.60)、は及び粒子径150μmより小さいものは公称目開き150μm(メッシュNo.60)のふるいにかけ取り除く。
(C)粒子径1180μmより大きいものは公称目開き1180μm(メッシュNo.16)、及び粒子径850μmより小さいものは公称目開き850μm(メッシュNo.20)のふるいにかけ取り除く。
実施例1の<<水浄化剤の製造方法>>において、以下のように(A)を60%、(B)を20%、(C)を20%の割合で混合し、造粒物の累積10%体積粒子径D10が350μmであり、かつ累積90%体積粒子径D90が1100μmに調整した以外は、実施例1と同様にして、造粒物を得た。なお、累積10%体積粒子径D10及び累積90%体積粒子径D90は、マスターサイザー2000(マルバーン インスツルメント社製)により測定した。
(A)粒子径1000μmより大きいものは公称目開き1mm(メッシュNo.18)、及び粒子径425μmより小さいものは公称目開き425μm(メッシュNo.18)のふるいにかけ取り除く。
(B)粒子径425μmより大きいものは公称目開き425μm(メッシュNo.18)、及び粒子径300μmより小さいものは公称目開き300μm(メッシュNo.50)のふるいにかけ取り除く。
(C)粒子径1180μmより大きいものは公称目開き1180μm(メッシュNo.16)、及び粒子径1mmより小さいものは公称目開き1mm(メッシュNo.18)のふるいにかけ取り除く。
実施例1の<<水浄化剤の製造方法>>において、長朔黄麻の粉末750gと、高分子凝集剤(ポリアクリルアミド(PAM1))6750gに変更した以外は、実施例1と同様にして、長朔黄麻と高分子凝集剤との質量組成比が1:9である造粒物を得、この造粒物を水浄化剤A2とした。
得られた水浄化剤A2を用いた以外は、実施例2と同様にして、浄化処理を行い、「Zn濃度とNi濃度」、「浮遊物質(SS)の量」、及び「汚泥含水率」を測定した。結果を表2に示した。
実施例1の<<水浄化剤の製造方法>>において、長朔黄麻の粉末2250gと、高分子凝集剤(ポリアクリルアミド(PAM1))5250gに変更した以外は、実施例1と同様にして、長朔黄麻と高分子凝集剤との質量組成比が3:7である造粒物を得、この造粒物を水浄化剤A3とした。
得られた水浄化剤A3を用いた以外は、実施例2と同様にして、浄化処理を行い、「Zn濃度とNi濃度」、「浮遊物質(SS)の量」、及び「汚泥含水率」を測定した。結果を表2に示した。
実施例1の<<水浄化剤の製造方法>>において、高分子凝集剤(ポリアクリルアミド(PAM1))を高分子凝集剤(ポリアクリルアミド(PAM2)、商品名:Flopan AN934、株式会社エス・エヌ・エフ、側鎖にアクリル酸塩を有するポリアクリルアミド)に変更した以外は、実施例1と同様にして、造粒物を得た。
得られた造粒物からなる水浄化剤A4を用いた以外は、実施例2と同様にして、浄化処理を行い、「Zn濃度とNi濃度」、「浮遊物質(SS)の量」、及び「汚泥含水率」を測定した。結果を表2に示した。
実施例1において、水浄化剤A1の代わりに、高分子凝集剤A(N-110、MTアクアポリマー株式会社製)からなる水浄化剤A5を用いた以外は、実施例1と同様にして、浄化処理を行い、「Zn濃度とNi濃度」「浮遊物質(SS)の量」、及び「汚泥含水率」を測定した。結果を表3に示した。
実施例2において、水浄化剤A1の代わりに、高分子凝集剤A(N-110、MTアクアポリマー株式会社製)からなる水浄化剤A5を用いた以外は、実施例2と同様にして、浄化処理を行い、「Zn濃度とNi濃度」「浮遊物質(SS)の量」、及び「汚泥含水率」を測定した。結果を表3に示した。
実施例3において、水浄化剤A1の代わりに、高分子凝集剤A(N-110、MTアクアポリマー株式会社製)からなる水浄化剤A5を用いた以外は、実施例3と同様にして、浄化処理を行い、「Zn濃度とNi濃度」「浮遊物質(SS)の量」、及び「汚泥含水率」を測定した。結果を表3に示した。
実施例1の<<水浄化剤の製造方法>>において、以下のように(A)を60%、(B)を20%、(C)を20%の割合で混合し、造粒物の累積10%体積粒子径D10が90μmであり、かつ累積90%体積粒子径D90が790μmに調整した以外は、実施例1と同様にして、造粒物を得た。なお、累積10%体積粒子径D10及び累積90%体積粒子径D90は、マスターサイザー2000(マルバーン インスツルメント社製)により測定した。
(A)造粒物全量の60%は粒子径710μmより大きいものは公称目開き710μm(メッシュNo.18)、及び粒子径150μmより小さいものは公称目開き150μm(メッシュNo.100)のふるいにかけ取り除く。
(B)粒子径75μmより大きいものは公称目開き75μm(メッシュNo.200)、及び粒子径106μmより小さいものは公称目開き106μm(メッシュNo.140)のふるいにかけ取り除く。
(C)粒子径850μmより大きいものは公称目開き850μm(メッシュNo.20)、及び粒子径710μmより小さいものは公称目開き710μm(メッシュNo.25)のふるいにかけ取り除く。
実施例1の<<水浄化剤の製造方法>>において、以下のように(A)を60%、(B)を20%、(C)を20%の割合で混合し、造粒物の累積10%体積粒子径D10が410μmであり、かつ累積90%体積粒子径D90が1210μmに調整した以外は、実施例1と同様にして、造粒物を得た。なお、累積10%体積粒子径D10及び累積90%体積粒子径D90は、マスターサイザー2000(マルバーン インスツルメント社製)により測定した。
(A)粒子径1180μmより大きいものは公称目開き1180μm(メッシュNo.16)、及び粒子径425μmより小さいものは公称目開き425μm(メッシュNo.40)のふるいにかけ取り除く。
(B)粒子径425μmより大きいものは公称目開き425μm(メッシュNo.40)、及び粒子径355μmより小さいものは公称目開き355μm(メッシュNo.45)のふるいにかけ取り除く。
(C)粒子径1400μmより大きいものは公称目開き1400μm(メッシュNo.14)、及び粒子径1180μmより小さいものは公称目開き1180μm(メッシュNo.16)のふるいにかけ取り除く。
実施例1の<<水浄化剤の製造方法>>において、以下のように(A)を60%、(B)を20%、(C)を20%の割合で混合し、造粒物の累積10%体積粒子径D10が90μmであり、かつ累積90%体積粒子径D90が962μmに調整した以外は、実施例1と同様にして、造粒物を得た。なお、累積10%体積粒子径D10及び累積90%体積粒子径D90は、マスターサイザー2000(マルバーン インスツルメント社製)により測定した。
(A)粒子径850μmより大きいものは公称目開き850μm(メッシュNo.20)、及び粒子径106μmより小さいものは公称目開き106μm(メッシュNo.140)のふるいにかけ取り除く。
(B)粒子径106μmより大きいものは公称目開き106μm(メッシュNo.140)、及び粒子径75μmより小さいものは公称目開き75μm(メッシュNo.200)のふるいにかけ取り除く。
(C)粒子径1mmより大きいものは公称目開き1mm(メッシュNo.18)、及び粒子径850μmより小さいものは公称目開き850μm(メッシュNo.20)のふるいにかけ取り除く。
実施例1の<<水浄化剤の製造方法>>において、以下のように(A)を60%、(B)を20%、(C)を20%の割合で混合し、造粒物の累積10%体積粒子径D10が282μmであり、かつ累積90%体積粒子径D90が790μmに調整した以外は、実施例1と同様にして、造粒物を得た。なお、累積10%体積粒子径D10及び累積90%体積粒子径D90は、マスターサイザー2000(マルバーン インスツルメント社製)により測定した。
(A)粒子径850μmより大きいものは公称目開き850μm(メッシュNo.20)、及び粒子径300μmより小さいものは公称目開き300μm(メッシュNo.50)のふるいにかけ取り除く。
(B)粒子径300μmより大きいものは公称目開き300μm(メッシュNo.50)、及び粒子径250μmより小さいものは公称目開き250μm(メッシュNo.60)のふるいにかけ取り除く。
(C)粒子径850μmより大きいものは公称目開き850μm(メッシュNo.20)、及び粒子径710μmより小さいものは公称目開き710μm(メッシュNo.25)のふるいにかけ取り除く。
実施例1の<<水浄化剤の製造方法>>において、以下のように(A)を60%、(B)を20%、(C)を20%の割合で混合し、造粒物の累積10%体積粒子径D10が410μmであり、かつ累積90%体積粒子径D90が962μmに調整した以外は、実施例1と同様にして、造粒物を得た。なお、累積10%体積粒子径D10及び累積90%体積粒子径D90は、マスターサイザー2000(マルバーン インスツルメント社製)により測定した。
(A)粒子径1mmより大きいものは公称目開き1mm(メッシュNo.18)、及び粒子径425μmより小さいものは公称目開き425μm(メッシュNo.40)のふるいにかけ取り除く。
(B)粒子径425μmより大きいものは公称目開き425μm(メッシュNo.40)、及び粒子径355μmより小さいものは公称目開き355μm(メッシュNo.45)のふるいにかけ取り除く。
(C)粒子径1mmより大きいものは公称目開き1mm(メッシュNo.18)、及び粒子径850μmより小さいものは公称目開き850μm(メッシュNo.20)のふるいにかけ取り除く。
実施例1の<<水浄化剤の製造方法>>において、以下のように(A)を60%、(B)を20%、(C)を20%の割合で混合し、造粒物の累積10%体積粒子径D10が282μmであり、かつ累積90%体積粒子径D90が1210μmに調整した以外は、実施例1と同様にして、造粒物を得た。なお、累積10%体積粒子径D10及び累積90%体積粒子径D90は、マスターサイザー2000(マルバーン インスツルメント社製)により測定した。
(A)粒子径300μmより大きいものは公称目開き300μm(メッシュNo.50)、及び粒子径1180μmより小さいものは公称目開き1180μm(メッシュNo.16)のふるいにかけ取り除く。
(B)粒子径300μmより大きいものは公称目開き300μm(メッシュNo.50)、及び粒子径250μmより小さいものは公称目開き250μm(メッシュNo.60)のふるいにかけ取り除く。
(C)粒子径1400μmより大きいものは公称目開き1400μm(メッシュNo.14)、及び粒子径1180μmより小さいものは公称目開き1180μm(メッシュNo.16)のふるいにかけ取り除く。
実施例2において、水浄化剤A1の代わりに、長朔黄麻からなる水浄化剤A6を用いた以外は、実施例2と同様にして、浄化処理を行い、「Zn濃度とNi濃度」「浮遊物質(SS)の量」、及び「汚泥含水率」を測定した。結果を表4に示した。
<排水>
処理する排水として、フッ素系原水排水(F濃度:1,000ppm)を用いた。
次に、上記排水に、無機凝集剤としての15質量%消石灰を2,000ppm添加し、pHが8になるように5質量%H2SO4を添加しながら撹拌した。この操作により、排水は、ミクロフロックを含む上澄み液と沈殿物に分離した。
次に、長朔黄麻(中国の長沙市産)と、高分子凝集剤(ポリアクリルアミド(PAM1)、AN913、株式会社エス・エヌ・エフ製、側鎖にカルボン酸塩を有するポリアクリルアミド)との質量組成比が2:8である造粒物を下記に示す製造方法により作製し、造粒物を得、この造粒物を水浄化剤B1として使用した。
長朔黄麻の粉末1500gと、高分子凝集剤(ポリアクリルアミド(PAM1))6000gとを合わせた固形分の質量に対し3倍の質量の水を加えて得られた混練物(長朔黄麻の粉末+高分子凝集剤+水=30kg)を、プラネタリーミキサー(株式会社愛工舎製作所製、混合機ACM-110、容量110L)に入れ、回転数80rpm、15分混合の条件にてシェアをかけ混練した。
得られた混練物を、プレス機(コマツ産機株式会社製、45tプレス機)を用いてローラーによる延伸を施し、厚さ10mm程度のシート状の成形物を作製した。
この成形物を、多段階熱風式乾燥機(株式会社七洋製作所製、ラック式オーブン装置)を用いて、120℃で3時間、更に150℃で2時間乾燥させた。
次に乾燥させたシートを、気流式超微粉砕機(増幸産業株式会社製、セレンミラー)を用いて粉砕した。
次に、得られた粉砕物について、以下のように(A)を60%、(B)を20%、(c)を20%の割合で混合し、造粒物の累積10%体積粒子径D10が282μmであり、かつ累積90%体積粒子径D90が962μmに調整した。なお、累積10%体積粒子径D10及び累積90%体積粒子径D90は、マスターサイザー2000(マルバーン インスツルメント社製)により測定した。
(A)粒子径1000μmより大きいものは公称目開き1mm(メッシュNo.18)、及び粒子径300μmより小さいものは公称目開き300μm(メッシュNo.50)のふるいにかけ取り除く。
(B)粒子径300μmより大きいものは公称目開き300μm(メッシュNo.50)、及び粒子径250μmより小さいものは公称目開き250μm(メッシュNo.60)のふるいにかけ取り除く。
(C)粒子径1000μmより大きいものは公称目開き1mm(メッシュNo.18)、及び粒子径850mより小さいものは公称目開き850μm(メッシュNo.20)のふるいにかけ取り除く。
以上により、造粒物を得、水浄化剤B1とした。
次に、得られた水浄化剤B1を水に溶かし、0.1質量%水溶液の分散液を作製した。この分散液を、上記ミクロフロックを含む上澄み液と沈殿物からなる排水に対して、撹拌しながら、3mL/分間の速度で滴下した。この際、上記排水中の固形分に対して4.5ppmになるように水浄化剤B1を添加した。ここで、「固形分」の測定方法は、排水中のスラリー濃度を水分計にて計測し、逆算することにより、求めた。
滴下後、1分間撹拌を維持した後、以下のようにして、「F濃度」を測定し、実施例1と同様にして「浮遊物質(SS)の量」、及び「汚泥含水率」を測定した。結果を表5に示した。
撹拌停止後2分間後の上澄みをサンプリングし、ラムダ(Λ)9000(共立理化学研究所製)により、フッ素(F)濃度を測定した。
実施例11において、<一次凝集>における消石灰の添加量を1,800ppmに変更した以外は、実施例11と同様にして、浄化処理を行い、「F濃度」、「浮遊物質(SS)の量」、及び「汚泥含水率」を測定した。結果を表5に示した。
実施例11において、<一次凝集>における消石灰の添加量を1,600ppmに変更した以外は、実施例11と同様にして、浄化処理を行い、「F濃度」、「浮遊物質(SS)の量」、及び「汚泥含水率」を測定した。結果を表5に示した。
実施例11の<<水浄化剤の製造方法>>において、以下のように(A)を60%、(B)を20%、(C)を20%の割合で混合し、造粒物の累積10%体積粒子径D10が200μmであり、かつ累積90%体積粒子径D90が900μmに調整した以外は、実施例1と同様にして、造粒物を得た。なお、累積10%体積粒子径D10及び累積90%体積粒子径D90は、マスターサイザー2000(マルバーン インスツルメント社製)により測定した。
(A)粒子径850μmより大きいものは公称目開き850μm(メッシュNo.20)、及び粒子径150μmより小さいものは公称目開き150μm(メッシュNo.100)のふるいにかけ取り除く。
(B)粒子径250mより大きいものは公称目開き250μm(メッシュNo.60)、は及び粒子径150μmより小さいものは公称目開き150μm(メッシュNo.60)のふるいにかけ取り除く。
(C)粒子径1180μmより大きいものは公称目開き1180μm(メッシュNo.16)、及び粒子径850μmより小さいものは公称目開き850μm(メッシュNo.20)のふるいにかけ取り除く。
<排水>
処理する排水として、メッキ系原水排水(Cu濃度:100ppm)を用いた。
次に、上記排水に、無機凝集剤としてのFeCl2を200ppm添加し、pHが11になるようにCa(OH)2を添加しながら撹拌した。この操作により、排水は、ミクロフロックを含む上澄み液と沈殿物に分離した。
撹拌停止後60秒間後の上澄みをサンプリングし、高周波誘導結合プラズマ発光分光装置ICP-AES(SPECTRO社製)でCu濃度を測定した。
実施例15において、<一次凝集>における無機凝集剤としてのFeCl2を添加しなかった以外は、実施例15と同様にして、浄化処理を行い、「Cu濃度」、「浮遊物質(SS)の量」、及び「汚泥含水率」を測定した。結果を表6に示した。
実施例15において、水浄化剤A1の代わりに、高分子凝集剤A(A-120、MTアクアポリマー株式会社製)からなる水浄化剤A5を用いた以外は、実施例15と同様にして、浄化処理を行い、「Cu濃度」「浮遊物質(SS)の量」、及び「汚泥含水率」を測定した。結果を表6に示した。
実施例16において、水浄化剤A1の代わりに、高分子凝集剤A(A-120、MTアクアポリマー株式会社製)からなる水浄化剤A5を用いた以外は、実施例16と同様にして、浄化処理を行い、「Cu濃度」「浮遊物質(SS)の量」、及び「汚泥含水率」を測定した。結果を表6に示した。
Claims (12)
- 長朔黄麻の粉末と高分子凝集剤との混合物を含む造粒物からなる水浄化剤であって、
前記造粒物の累積10%体積粒子径D10が100μm以上400μm以下であり、かつ累積90%体積粒子径D90が800μm以上1,200μm以下であることを特徴とする水浄化剤。 - 前記長朔黄麻と前記高分子凝集剤の質量組成比が9:1~1:9である請求項1に記載の水浄化剤。
- 前記長朔黄麻が、中国農業科学院麻類研究所による鑑定番号が国鑑麻2013の「中黄麻4号」である請求項1から2のいずれかに記載の水浄化剤。
- 前記長朔黄麻が、中国農業科学院麻類研究所による鑑定番号が皖品▲鑑▼登字第1209006の「「中黄麻3号」である請求項1から2のいずれかに記載の水浄化剤。
- 前記長朔黄麻が、中国農業科学院麻類研究所による鑑定番号が皖品▲鑑▼登字第1209001の「中紅麻」である請求項1から2のいずれかに記載の水浄化剤。
- 前記高分子凝集剤がポリアクリルアミドである請求項1から5のいずれかに記載の水浄化剤。
- 前記ポリアクリルアミドはアクリル酸塩又はカルボン酸塩を有する請求項6に記載の水浄化剤。
- 請求項1から7のいずれかに記載の水浄化剤を製造する方法であって、
長朔黄麻の粉末と高分子凝集剤とを混合し水分を加えて混練し、混練物を得る混練工程と、
前記混練物を延伸法によりシート状に成形し、シート状の成形物を得る延伸・シート化工程と、
得られたシート状の成形物を乾燥させ、乾燥したシートを得る乾燥工程と、
乾燥したシートを粉砕する粉砕工程と、
を含むことを特徴とする水浄化剤の製造方法。 - 請求項1から7のいずれかに記載の水浄化剤を水に溶かし、長朔黄麻の粉末及び高分子凝集剤の分散液を得、無機系不要物を含有する排水に前記分散液を供することにより、排水中の無機系不要物を除去することを特徴とする水浄化方法。
- 前記排水が、ニッケル、フッ素、鉄、銅、亜鉛、クロム、ヒ素、カドミウム、錫、及び鉛の少なくともいずれかを有する無機系不要物を含有する排水である請求項9に記載の水浄化方法。
- 前記無機系不要物におけるニッケルイオン、フッ素イオン、鉄イオン、銅イオン、亜鉛イオン、クロムイオン、ヒ素イオン、カドミウムイオン、錫イオン、及び鉛イオンの少なくともいずれかの無機イオンに対し不溶化処理を施した後、前記分散液を前記排水に供する請求項10に記載の水浄化方法。
- 前記不溶化処理に用いる無機凝集剤の量が4,500ppm以下である請求項11に記載の水浄化方法。
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