WO2020217841A1 - 水浄化剤、及び水浄化方法 - Google Patents

水浄化剤、及び水浄化方法 Download PDF

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jute
purifying agent
particle diameter
cumulative
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修二 大橋
泰祐 廣芝
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デクセリアルズ株式会社
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D21/00Separation of suspended solid particles from liquids by sedimentation
    • B01D21/01Separation of suspended solid particles from liquids by sedimentation using flocculating agents
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/52Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/52Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities
    • C02F1/54Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities using organic material
    • C02F1/56Macromolecular compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/58Treatment of water, waste water, or sewage by removing specified dissolved compounds
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    • C02F1/62Heavy metal compounds
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    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/58Treatment of water, waste water, or sewage by removing specified dissolved compounds
    • C02F1/62Heavy metal compounds
    • C02F1/64Heavy metal compounds of iron or manganese

Definitions

  • the present invention relates to a water purifying agent and a water purifying method using the water purifying agent.
  • inorganic flocculants such as iron chloride, aluminum sulfate, and polyaluminum chloride (PAC) for insolubilizing inorganic ions
  • PAC polyaluminum chloride
  • the amount of the inorganic flocculant added can be reduced by using a flocculant composed of polyaluminum chloride having a specific basicity and a dimethyldiallylammonium chloride-based polymer (for example, Patent Document 1). reference).
  • a water purifying agent composed of a granulated product containing a mixture of Nagasaku jute powder and a polymer flocculant, wherein the median diameter (D 50 ) of the granulated product is 250 ⁇ m or more and 850 ⁇ m or less.
  • D 50 median diameter
  • Patent Document 2 discloses a water purification performance capable of reducing the concentration of inorganic ions to a desired concentration or less in a short time, but the amount of the inorganic flocculant used for the insolubilization treatment of inorganic ions is used. There is no description or suggestion about the effect of reduction and reduction of sludge generation amount, and water that has excellent water purification performance, can reduce the amount of inorganic flocculant used, and can reduce sludge generation amount by reducing sludge water content. The provision of a purifying agent has been desired.
  • An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems in the past and to achieve the following objects. That is, an object of the present invention is to provide a water purifying agent which is excellent in water purification performance, can reduce the amount of inorganic flocculant used, and can reduce the amount of sludge generated due to a decrease in sludge water content.
  • a water purifying agent composed of granules containing a mixture of Nagasaku Jute powder and a polymer flocculant.
  • the water purifying agent is characterized in that the cumulative 10% volume particle diameter D 10 of the granulated product is 100 ⁇ m or more and 400 ⁇ m or less, and the cumulative 90% volume particle diameter D 90 is 800 ⁇ m or more and 1,200 ⁇ m or less.
  • ⁇ 9> Dissolve the water purifying agent according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 7> in water to obtain a dispersion of Nagasaku Homa powder and a polymer flocculant, and use it as wastewater containing inorganic unnecessary substances. It is a water purification method characterized by removing inorganic unnecessary substances in wastewater by providing the dispersion liquid.
  • ⁇ 11> Insolubilization treatment for at least one of nickel ion, fluorine ion, iron ion, copper ion, zinc ion, chromium ion, arsenic ion, cadmium ion, tin ion, and lead ion in the inorganic unnecessary substance.
  • ⁇ 12> The water purification method according to ⁇ 11>, wherein the amount of the inorganic flocculant used in the insolubilization treatment is 4,500 ppm or less.
  • the above-mentioned problems in the prior art can be solved, the above object can be achieved, the water purification performance is excellent, the amount of the inorganic flocculant used can be reduced, and the sludge due to the reduction of the sludge water content can be reduced. It is possible to provide a water purifying agent that can reduce the amount of water generated.
  • FIG. 1 is a diagram showing the identification numbers of "Jute No. 3" and "Jute” used in the present invention.
  • the water purifying agent of the present invention is a water purifying agent composed of a granulated product containing a mixture of Nagasaku bran powder and a polymer flocculant, and the cumulative 10% volume particle diameter D 10 of the granulated product is 100 ⁇ m. It is 400 ⁇ m or less, and the cumulative 90% volume particle diameter D 90 is 800 ⁇ m or more and 1,200 ⁇ m or less.
  • the present inventors have diligently studied a water purification agent containing plant powder in order to provide a water purification agent having excellent water purification performance.
  • the cumulative 10% volume particle diameter D 10 and the cumulative 90% volume particle diameter D 90 of the granulated product obtained by kneading the Nagasaku sludge powder and the polymer flocculant are within a specific range. It was found that the water purification performance is excellent, the amount of inorganic coagulant used can be reduced, and the amount of sludge generated can be reduced by reducing the sludge water content.
  • the present invention targets industrial wastewater, for example, industrial wastewater containing inorganic unnecessary substances such as nickel, fluorine, iron, copper, zinc, chromium, arsenic, cadmium, tin, and lead.
  • inorganic unnecessary substances such as nickel, fluorine, iron, copper, zinc, chromium, arsenic, cadmium, tin, and lead.
  • purification of water the inorganic ions such as nickel ions, fluorine ions, and iron ions in the inorganic unnecessary substances are insolubilized by an inorganic flocculant, and the suspended solid matter (in the present invention, " (Also referred to as "microfloc) is formed, the microfloc is coagulated and settled, and solid-liquid separation is performed.
  • the particle size of the granulated product can be made relatively large, but the cumulative 10% volume particle diameter D 10 of the granulated product exceeds 400 ⁇ m and is cumulative. If the 90% volume particle diameter D 90 exceeds 1200 ⁇ m, the sedimentation speed becomes high, and the adsorption effect of the granulated product cannot be sufficiently exerted. Therefore, the granulated products having a cumulative 10% volume particle diameter D 10 and a cumulative 90% volume particle diameter D 90 in a specific range can fully utilize the characteristics of Nagasaku edible hemp and have a sufficient adsorption effect of microfloc. It shows excellent water purification performance, and it is thought that the amount of inorganic coagulant used for insolubilizing inorganic ions can be reduced, and the amount of sludge generated can be reduced by reducing the sludge water content.
  • the granulated product specified in the present invention can be preferably produced by the production method described later.
  • the specific configuration of the water purifying agent will be described.
  • the Nagasaku Jute powder has a high cation exchange function and has pores capable of adsorbing microflocs in wastewater containing the inorganic ions, and thus can be preferably used.
  • leaves or stems can be preferably used as the site of Jute.
  • the "Jute No. 4" has the following characteristics.
  • Characteristic characteristics: Medium-Jute No. 4 is a regular long-fruited jute. It is a green stem, the stem is cylindrical, the shape of a needle with dispersed leaves, the handle of the leaf is green, the corner with the main stem is small, and there are lateral buds and jute.
  • the calyx is green, long-fruited cylinder, five chambers, and the seeds are late-ripening varieties.
  • the polymer flocculant is not particularly limited as long as it has an effect of removing the inorganic unnecessary substances in the wastewater, as in the case of Nagasaku chlorophyll, and can be appropriately selected depending on the intended purpose.
  • polyacrylamide PAM
  • a partially hydrolyzed salt of polyacrylamide, polyamine, sodium alginate, sodium polyacrylate, sodium carboxymethyl cellulose (CMC) salt and the like can be mentioned.
  • polyacrylamide is preferable.
  • the polyacrylamide include those having an acrylate or a carboxylic acid salt.
  • polyacrylamide a commercially available product can be used, and examples of the commercially available product include Flopan AN934 (polyacrylamide having an acrylate in the side chain) and Flopan AN913 (polyacrylamide having a carboxylate in the side chain). ) (Both are manufactured by SNF Co., Ltd.).
  • the mass composition ratio of the long moon jute powder to the polymer flocculant is preferably 9: 1 to 1: 9, more preferably 5: 5 to 1: 9, and even more preferably 3: 7 to 1: 9. Within this mass composition ratio range, excellent water purification performance with a sufficient adsorption effect of microflocs is exhibited.
  • the mass composition ratio can be calculated based on the dry mass.
  • the granulated product exhibits the following characteristics.
  • Cumulative 10% volume particle diameter D 10 , cumulative 90% volume particle diameter D 90 The cumulative 10% volume particle diameter D 10 of the granulated product specified in the present invention is 100 ⁇ m or more and 400 ⁇ m or less, and the cumulative 90% volume particle diameter D 90 is 800 ⁇ m or more and 1,200 ⁇ m or less.
  • the cumulative 10% volume particle diameter D 10 of the granulated product is 100 ⁇ m or more and 400 ⁇ m or less, and the cumulative 90% volume particle diameter D 90 is 800 ⁇ m or less, the adsorption effect of microfloc by the powder of Nagasaku jute is sufficient. It can be demonstrated.
  • the cumulative 10% volume particle diameter D 10 of the granulated product is less than 100 ⁇ m, fine powder is generated, and there is a concern that a defect during manufacturing or dust generation during charging may occur.
  • D 90 exceeds 1200 ⁇ m, insoluble matter is generated, and there is a concern that the piping may be clogged and the water treatment efficiency may be deteriorated.
  • D 10 is more than 400 ⁇ m and D 90 is less than 800 ⁇ m, D 50 (median diameter) of the granulated product may be out of the region where good water purification performance is exhibited.
  • the measured small particles 10% cumulative particle size of 10% accumulation unit from the side volume particle diameter D 10 on the basis of the volume-based particle size distribution small particles measured based on the volume-based particle size distribution
  • the particle size of the 90% cumulative part from the side is called the cumulative 90% volume particle size D 90 .
  • the D 10 and D 90 can be measured by, for example, a commercially available particle size distribution measuring device such as Master Sizar 2000 (manufactured by Malvern Instruments).
  • the granulated product specified in the present invention is formed into a sheet by a kneading step of mixing the Nagasaku yellow hemp powder and the polymer flocculant, adding water and kneading to obtain a kneaded product, and a stretching method.
  • Manufacture including a stretching / sheeting step of forming into a sheet to obtain a sheet-shaped molded product, a drying step of drying the sheet-shaped molded product to obtain a dried sheet, and a crushing step of crushing the dried sheet.
  • a classification step of classifying the granulated product by a sieve may be included.
  • the present inventors have experimentally confirmed that if a shearing force (share) is applied too strongly to the kneaded material during granulation, the polymer flocculant enters the porous portion of the fibers of Nagasaku Jute.
  • the granulated product has a porous shape in which voids (porous) with many holes are present due to the fiber structure of Jute.
  • the share of the kneaded product could be controlled, and the granulated product produced by such the stretching / sheeting process had a length in contact with the wastewater. It was found that the porous part of jute could be sufficiently secured and that it showed a good adsorption effect on inorganic unnecessary substances.
  • the kneaded product is gradually stretched by a roller, and a sheet-shaped molded product having a predetermined thickness is formed step by step.
  • a molded product while maintaining a good viscosity of the kneaded product, and this may also be effective in exerting the adsorption effect of Nagasaku Jute. I suspect there isn't.
  • the dried product of Nagasaku Jute is coarsely pulverized, then finely pulverized to obtain a powder of Nagasaku Jute of a desired size, and then the obtained powder of Nagasaku Jute and high polymer are obtained.
  • Mix with a molecular flocculant add water and knead.
  • the amount of water added it is preferable to add, for example, about three times the mass of the total mass of the Nagasaku jute powder and the polymer flocculant.
  • the kneading is preferably performed by using a mixer, for example, a vertical mixer such as a planetary mixer, and setting the rotation speed and the time within a predetermined range.
  • the rotation speed and time during kneading in the mixer can be appropriately set in consideration of conditions such as the mixing ratio of the Nagasaku jute powder and the polymer flocculant.
  • the rotation speed is 20 rpm to 150 rpm.
  • the time is preferably 5 to 25 minutes.
  • the obtained kneaded product may be stretched to a thickness of 4 mm to 20 mm, preferably about 10 mm by a stretching method using a roller, and molded into a sheet shape.
  • Conditions such as the mixing ratio of Nagasaku jute powder and polymer, the amount of water added, the mixing speed (the number of rotations of the mixer at the time of kneading), the mixing time (the kneading time in the mixer), or the stretching / stretching in the kneading step.
  • the stretching conditions in the sheeting step By appropriately changing the stretching conditions in the sheeting step, the share of the kneaded product can be controlled.
  • the drying step it is preferable to dry the obtained molded product at a temperature of 80 ° C. to 150 ° C. for 2 hours to 12 hours using a multi-stage hot air dryer.
  • a pulverizer for example, an air flow type ultrafine pulverizer so that the median diameter is in the range of 250 ⁇ m to 850 ⁇ m.
  • the crushed powder is subjected to a classification machine, for example, a vibration sieving machine or a cartridge type sieving machine, and the cumulative 10% volume particle diameter D 10 is 100 ⁇ m or more and 400 ⁇ m or less, and the cumulative 90% volume particle diameter.
  • D 90 is 800 ⁇ m or more and 1,200 ⁇ m or less.
  • the granules having a particle size of 100 ⁇ m or more and 1,200 ⁇ m or less are used by sieving to positively separate and eliminate (cut) the granules having a particle size of less than 100 ⁇ m and the granules having a particle size of more than 1200 ⁇ m. Then, it is more preferable.
  • the above-mentioned water purification agent of the present invention is dissolved in water to obtain a dispersion liquid of Nagasaku Homa powder and a polymer flocculant, and the dispersion liquid is used for wastewater to be discharged.
  • the inorganic unnecessary substance include an inorganic unnecessary substance having at least one of nickel, fluorine, iron, copper, zinc, chromium, arsenic, cadmium, tin, and lead.
  • Microflocs are formed by insolubilizing inorganic ions such as nickel ions, fluorine ions, and iron ions in the inorganic unnecessary substances in the wastewater by adding an inorganic flocculant.
  • the dispersion liquid prepared as an aqueous solution of 0.1% by mass to 0.2% by mass is provided to the waste water.
  • the wastewater is purified by coagulating and sedimenting the microflocs and removing the sediment separated by sedimentation.
  • a base is added to the wastewater to make the wastewater basic, and then an inorganic flocculant is added to insolubilize the inorganic ions.
  • the inorganic flocculant examples include ferric chloride, polyferric sulfate, ferrous sulfate, aluminum sulfate, polyaluminum chloride (PAC), and slaked lime.
  • the amount of the inorganic coagulant used is not particularly limited and varies depending on the type of wastewater, the amount of inorganic unnecessary substances in the wastewater, the type of the inorganic coagulant, etc., and cannot be unconditionally specified, but is 4,500 ppm or less. It is preferable, and 4,000 ppm or less is more preferable.
  • the polymer flocculant may be added alone after the base is added to the wastewater and the inorganic flocculant is added and before the water purifying agent of the present invention is added. If the polymer flocculant is added alone before the water purifying agent of the present invention is added, the floc size of the microfloc in the wastewater can be increased.
  • Example 1 ⁇ Drainage> As the wastewater to be treated, Zn and Ni-based raw water wastewater (Zn concentration: 300 ppm, Ni concentration: 100 ppm) was used.
  • the obtained kneaded product was stretched by a roller using a press machine (Komatsu Industries Corp., 45t press machine) to prepare a sheet-shaped molded product having a thickness of about 10 mm.
  • This molded product was dried at 120 ° C. for 3 hours and further at 150 ° C. for 2 hours using a multi-stage hot air dryer (rack type oven device manufactured by Nanyo Seisakusho Co., Ltd.).
  • the dried sheet was pulverized using an airflow type ultrafine pulverizer (selenium mirror manufactured by Masuko Sangyo Co., Ltd.).
  • (A) was mixed at a ratio of 60%, (B) at 20%, and (C) at a ratio of 20% as follows, and the cumulative 10% volume particle diameter of the granulated product was obtained.
  • the D 10 was adjusted to 282 ⁇ m, and the cumulative 90% volume particle diameter D 90 was adjusted to 962 ⁇ m.
  • the cumulative 10% volume particle diameter D 10 and the cumulative 90% volume particle diameter D 90 were measured by Master Sizar 2000 (manufactured by Malvern Instruments).
  • (A) Those having a particle size larger than 1000 ⁇ m are removed by sieving with a nominal opening of 1 mm (mesh No.
  • ⁇ Sludge moisture content> The test water was filtered and collected, and the mass A of the sludge was measured. Subsequently, the mass B of the sludge dried in an oven at 105 ° C. (water content of 0.05% or less) was measured. Here, a heat-drying moisture meter MX-50 (manufactured by A & D Co., Ltd.) was used to confirm the amount of water. From these, the sludge water content was determined by dividing the mass (AB) of water contained in the sludge by the mass (A) of the sludge to obtain a percentage.
  • Example 2 In the ⁇ primary agglutination> of Example 1, purification treatment was performed in the same manner as in Example 1 except that the amount of polyaluminum chloride (PAC) added was changed to 4,375 ppm, and "Zn concentration and Ni concentration", “Amount of suspended solids (SS)” and “sludge moisture content” were measured. The results are shown in Table 1.
  • PAC polyaluminum chloride
  • Example 3 In the ⁇ primary agglutination> of Example 1, purification treatment was performed in the same manner as in Example 1 except that the amount of polyaluminum chloride (PAC) added was changed to 3,750 ppm, and "Zn concentration and Ni concentration", “Amount of suspended solids (SS)” and “sludge moisture content” were measured. The results are shown in Table 1.
  • PAC polyaluminum chloride
  • Example 4 In the ⁇ manufacturing method of water purifying agent >> of Example 1, (A) is mixed at a ratio of 60%, (B) is mixed at a ratio of 20%, and (C) is mixed at a ratio of 20% as follows to produce a granulated product. Granules were obtained in the same manner as in Example 1 except that the cumulative 10% volume particle diameter D 10 was adjusted to 100 ⁇ m and the cumulative 90% volume particle diameter D 90 was adjusted to 800 ⁇ m. The cumulative 10% volume particle diameter D 10 and the cumulative 90% volume particle diameter D 90 were measured by Master Sizar 2000 (manufactured by Malvern Instruments). (A) Those having a particle size larger than 850 ⁇ m are removed by sieving with a nominal opening of 850 ⁇ m (mesh No.
  • Example 5 In the ⁇ manufacturing method of water purifying agent >> of Example 1, (A) is mixed at a ratio of 60%, (B) is mixed at a ratio of 20%, and (C) is mixed at a ratio of 20% as follows to produce a granulated product.
  • a granulated product was obtained in the same manner as in Example 1 except that the cumulative 10% volume particle diameter D 10 was adjusted to 400 ⁇ m and the cumulative 90% volume particle diameter D 90 was adjusted to 1200 ⁇ m.
  • the cumulative 10% volume particle diameter D 10 and the cumulative 90% volume particle diameter D 90 were measured by Master Sizar 2000 (manufactured by Malvern Instruments).
  • Example 6 In the ⁇ manufacturing method of water purifying agent >> of Example 1, (A) is mixed at a ratio of 60%, (B) is mixed at a ratio of 20%, and (C) is mixed at a ratio of 20% as follows to produce a granulated product. Granules were obtained in the same manner as in Example 1 except that the cumulative 10% volume particle diameter D 10 was adjusted to 200 ⁇ m and the cumulative 90% volume particle diameter D 90 was adjusted to 900 ⁇ m. The cumulative 10% volume particle diameter D 10 and the cumulative 90% volume particle diameter D 90 were measured by Master Sizar 2000 (manufactured by Malvern Instruments).
  • Example 7 In the ⁇ manufacturing method of water purifying agent >> of Example 1, (A) is mixed at a ratio of 60%, (B) is mixed at a ratio of 20%, and (C) is mixed at a ratio of 20% as follows to produce a granulated product. Granules were obtained in the same manner as in Example 1 except that the cumulative 10% volume particle diameter D 10 was adjusted to 350 ⁇ m and the cumulative 90% volume particle diameter D 90 was adjusted to 1100 ⁇ m. The cumulative 10% volume particle diameter D 10 and the cumulative 90% volume particle diameter D 90 were measured by Master Sizar 2000 (manufactured by Malvern Instruments). (A) Those having a particle size larger than 1000 ⁇ m are removed by sieving with a nominal opening of 1 mm (mesh No.
  • Example 8 In the same manner as in Example 1 except that 750 g of Nagasaku jute powder and 6750 g of polymer flocculant (polyacrylamide (PAM1)) were changed in ⁇ Method for producing water purifying agent >> of Example 1. A granulated product having a mass composition ratio of Nagasaku jute and a polymer flocculant of 1: 9 was obtained, and this granulated product was used as a water purifying agent A2. Purification treatment was performed in the same manner as in Example 2 except that the obtained water purifying agent A2 was used, and "Zn concentration and Ni concentration", "amount of suspended solids (SS)", and "sludge water content”. was measured. The results are shown in Table 2.
  • Example 9 In the same manner as in Example 1 except that 2250 g of Nagasaku Jute powder and 5250 g of polymer flocculant (polyacrylamide (PAM1)) were changed in ⁇ Method for producing water purifying agent >> of Example 1. A granulated product having a mass composition ratio of Nagasaku jute and a polymer flocculant of 3: 7 was obtained, and this granulated product was used as a water purifying agent A3. Purification treatment was performed in the same manner as in Example 2 except that the obtained water purifying agent A3 was used, and "Zn concentration and Ni concentration", "amount of suspended solids (SS)", and "sludge water content”. was measured. The results are shown in Table 2.
  • Example 10 In the ⁇ method for producing a water purifying agent >> of Example 1, the polymer flocculant (polyacrylamide (PAM1)) was replaced with a polymer flocculant (polyacrylamide (PAM2), trade name: Flopan AN934, NS Co., Ltd. A granulated product was obtained in the same manner as in Example 1 except that it was changed to F, polyacrylamide having an acrylate in the side chain. Purification treatment was performed in the same manner as in Example 2 except that the water purifying agent A4 composed of the obtained granulated product was used, and "Zn concentration and Ni concentration", “amount of suspended solids (SS)", and "Sludge moisture content” was measured. The results are shown in Table 2.
  • Example 1 the water purifying agent A5 composed of the polymer flocculant A (N-110, manufactured by MT Aquapolymer Co., Ltd.) was used instead of the water purifying agent A1 in the same manner as in Example 1. Purification treatment was performed, and "Zn concentration and Ni concentration”, “amount of suspended solids (SS)”, and "sludge water content” were measured. The results are shown in Table 3.
  • Example 2 (Comparative Example 2) In Example 2, the water purifying agent A5 composed of the polymer flocculant A (N-110, manufactured by MT Aquapolymer Co., Ltd.) was used instead of the water purifying agent A1 in the same manner as in Example 2. Purification treatment was performed, and "Zn concentration and Ni concentration”, “amount of suspended solids (SS)”, and "sludge water content” were measured. The results are shown in Table 3.
  • Example 3 (Comparative Example 3)
  • the water purifying agent A5 composed of the polymer flocculant A (N-110, manufactured by MT Aquapolymer Co., Ltd.) was used instead of the water purifying agent A1 in the same manner as in Example 3. Purification treatment was performed, and "Zn concentration and Ni concentration”, “amount of suspended solids (SS)", and "sludge water content” were measured. The results are shown in Table 3.
  • Example 4 In the ⁇ manufacturing method of water purifying agent >> of Example 1, (A) is mixed at a ratio of 60%, (B) at 20%, and (C) at a ratio of 20% as follows, and the granulated product A granulated product was obtained in the same manner as in Example 1 except that the cumulative 10% volume particle diameter D 10 was 90 ⁇ m and the cumulative 90% volume particle diameter D 90 was adjusted to 790 ⁇ m. The cumulative 10% volume particle diameter D 10 and the cumulative 90% volume particle diameter D 90 were measured by Master Sizar 2000 (manufactured by Malvern Instruments). (A) 60% of the total amount of granulated material is sieved with a nominal opening of 710 ⁇ m (mesh No.
  • Example 5 In the ⁇ manufacturing method of water purifying agent >> of Example 1, (A) is mixed at a ratio of 60%, (B) is mixed at a ratio of 20%, and (C) is mixed at a ratio of 20% as follows to produce a granulated product.
  • a granulated product was obtained in the same manner as in Example 1 except that the cumulative 10% volume particle diameter D 10 was adjusted to 410 ⁇ m and the cumulative 90% volume particle diameter D 90 was adjusted to 1210 ⁇ m.
  • the cumulative 10% volume particle diameter D 10 and the cumulative 90% volume particle diameter D 90 were measured by Master Sizar 2000 (manufactured by Malvern Instruments).
  • Example 6 In the ⁇ manufacturing method of water purifying agent >> of Example 1, (A) is mixed at a ratio of 60%, (B) is mixed at a ratio of 20%, and (C) is mixed at a ratio of 20% as follows to produce a granulated product. Granules were obtained in the same manner as in Example 1 except that the cumulative 10% volume particle diameter D 10 was 90 ⁇ m and the cumulative 90% volume particle diameter D 90 was adjusted to 962 ⁇ m. The cumulative 10% volume particle diameter D 10 and the cumulative 90% volume particle diameter D 90 were measured by Master Sizar 2000 (manufactured by Malvern Instruments). (A) Those having a particle size larger than 850 ⁇ m are removed by sieving with a nominal opening of 850 ⁇ m (mesh No.
  • Example 7 In the ⁇ manufacturing method of water purifying agent >> of Example 1, (A) is mixed at a ratio of 60%, (B) is mixed at a ratio of 20%, and (C) is mixed at a ratio of 20% as follows to produce a granulated product. Granules were obtained in the same manner as in Example 1 except that the cumulative 10% volume particle diameter D 10 was 282 ⁇ m and the cumulative 90% volume particle diameter D 90 was adjusted to 790 ⁇ m. The cumulative 10% volume particle diameter D 10 and the cumulative 90% volume particle diameter D 90 were measured by Master Sizar 2000 (manufactured by Malvern Instruments).
  • Example 8 In the ⁇ manufacturing method of water purifying agent >> of Example 1, (A) is mixed at a ratio of 60%, (B) is mixed at a ratio of 20%, and (C) is mixed at a ratio of 20% as follows to produce a granulated product. A granulated product was obtained in the same manner as in Example 1 except that the cumulative 10% volume particle diameter D 10 was 410 ⁇ m and the cumulative 90% volume particle diameter D 90 was adjusted to 962 ⁇ m. The cumulative 10% volume particle diameter D 10 and the cumulative 90% volume particle diameter D 90 were measured by Master Sizar 2000 (manufactured by Malvern Instruments). (A) Those having a particle diameter larger than 1 mm are removed by sieving with a nominal opening of 1 mm (mesh No.
  • Example 9 In the ⁇ manufacturing method of water purifying agent >> of Example 1, (A) is mixed at a ratio of 60%, (B) is mixed at a ratio of 20%, and (C) is mixed at a ratio of 20% as follows to produce a granulated product. Granules were obtained in the same manner as in Example 1 except that the cumulative 10% volume particle diameter D 10 was 282 ⁇ m and the cumulative 90% volume particle diameter D 90 was adjusted to 1210 ⁇ m. The cumulative 10% volume particle diameter D 10 and the cumulative 90% volume particle diameter D 90 were measured by Master Sizar 2000 (manufactured by Malvern Instruments). (A) Those having a particle size larger than 300 ⁇ m are removed by sieving with a nominal opening of 300 ⁇ m (mesh No.
  • Example 10 Comparative Example 10
  • the purification treatment was performed in the same manner as in Example 2 except that the water purifying agent A6 made of Nagasaku sludge was used instead of the water purifying agent A1, and "Zn concentration and Ni concentration” and “suspended solids” were performed. "Amount of substance (SS)” and "sludge water content” were measured. The results are shown in Table 4.
  • the obtained kneaded product was stretched by a roller using a press machine (Komatsu Industries Corp., 45t press machine) to prepare a sheet-shaped molded product having a thickness of about 10 mm.
  • This molded product was dried at 120 ° C. for 3 hours and further at 150 ° C. for 2 hours using a multi-stage hot air dryer (rack type oven device manufactured by Nanyo Seisakusho Co., Ltd.).
  • the dried sheet was pulverized using an airflow type ultrafine pulverizer (selenium mirror manufactured by Masuko Sangyo Co., Ltd.).
  • (A) was mixed at a ratio of 60%, (B) at 20%, and (c) at a ratio of 20% as follows, and the cumulative 10% volume particle diameter of the granulated product was obtained.
  • the D 10 was adjusted to 282 ⁇ m, and the cumulative 90% volume particle diameter D 90 was adjusted to 962 ⁇ m.
  • the cumulative 10% volume particle diameter D 10 and the cumulative 90% volume particle diameter D 90 were measured by Master Sizar 2000 (manufactured by Malvern Instruments).
  • (A) Those having a particle size larger than 1000 ⁇ m are removed by sieving with a nominal opening of 1 mm (mesh No.
  • the obtained water purifying agent B1 was dissolved in water to prepare a dispersion of a 0.1% by mass aqueous solution. This dispersion was added dropwise to the wastewater composed of the supernatant containing microflocs and the precipitate at a rate of 3 mL / min with stirring. At this time, the water purifying agent B1 was added so as to be 4.5 ppm with respect to the solid content in the wastewater.
  • the method for measuring the "solid content” was obtained by measuring the slurry concentration in the wastewater with a moisture meter and calculating back.
  • Example 12 In Example 11, purification treatment was performed in the same manner as in Example 11 except that the amount of slaked lime added in ⁇ primary agglutination> was changed to 1,800 ppm, and the "F concentration” and “amount of suspended solids (SS)” were obtained. , And “sludge moisture content” were measured. The results are shown in Table 5.
  • Example 13 In Example 11, purification treatment was performed in the same manner as in Example 11 except that the amount of slaked lime added in ⁇ primary agglutination> was changed to 1,600 ppm, and the “F concentration” and “amount of suspended solids (SS)” were obtained. , And “sludge moisture content” were measured. The results are shown in Table 5.
  • Example 14 In the ⁇ manufacturing method of water purifying agent >> of Example 11, (A) is mixed at a ratio of 60%, (B) is mixed at a ratio of 20%, and (C) is mixed at a ratio of 20% as follows to produce a granulated product. Granules were obtained in the same manner as in Example 1 except that the cumulative 10% volume particle diameter D 10 was adjusted to 200 ⁇ m and the cumulative 90% volume particle diameter D 90 was adjusted to 900 ⁇ m. The cumulative 10% volume particle diameter D 10 and the cumulative 90% volume particle diameter D 90 were measured by Master Sizar 2000 (manufactured by Malvern Instruments).
  • Example 15 ⁇ Drainage> As the wastewater to be treated, plating-based raw water wastewater (Cu concentration: 100 ppm) was used.
  • Example 1 purification treatment was performed in the same manner as in Example 1 except that 6 ppm of the water purifying agent A1 was added, and the “Cu concentration” was measured as follows, and the same as in Example 1. Then, “amount of suspended solids (SS)” and “sludge water content” were measured. The results are shown in Table 6.
  • Example 16 In Example 15, purification treatment was performed in the same manner as in Example 15 except that FeCl 2 as an inorganic agglutinant in ⁇ primary agglutination> was not added, and the "Cu concentration” and “suspended solids (SS)” were determined. “Amount” and “sludge moisture content” were measured. The results are shown in Table 6.
  • Example 12 Comparative Example 12
  • the water purifying agent A5 composed of the polymer flocculant A (A-120, manufactured by MT Aqua Polymer Co., Ltd.) was used instead of the water purifying agent A1 in Example 16. Purification treatment was performed, and "Cu concentration”, “amount of suspended solids (SS)”, and “sludge water content” were measured. The results are shown in Table 6.
  • the water purifying agent of the present invention is excellent in water purification performance, the amount of the inorganic flocculant used can be reduced, and the amount of sludge generated by reducing the sludge water content can be reduced. It was confirmed that it could be planned.
  • the water purification agent of the present invention has excellent water purification performance, can reduce the amount of inorganic flocculant used, and can reduce the amount of sludge generated by reducing the sludge water content. Therefore, wastewater treatment, water purification treatment and sludge can be reduced. Can be suitably used for concentration and the like.

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Abstract

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以下である水浄化剤を提供する。

Description

水浄化剤、及び水浄化方法
 本発明は、水浄化剤、及び該水浄化剤を用いた水浄化方法に関する。
 近年、工場で種々の製品を製造する過程において、無機イオンとして金属イオンやフッ素イオン等の環境負荷物質を含む廃液が大量に発生している。
 これまでの水浄化剤においては、無機イオンの不溶化処理に塩化鉄、硫酸アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム(PAC)等の無機凝集剤を必要としているが、前記無機凝集剤の使用は環境負荷が高く、無機凝集剤を多量に添加すると汚泥発生量(汚泥含水率)が増加したり、薬剤コストの増加を招くことから、無機凝集剤の不使用又は使用量の削減を図ることが望まれている。
 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)。
特許第6028826号公報 特許第6133348号公報
 特許文献1に記載の技術では、無機凝集剤の使用量を低減できるとしても、汚泥含水率の低下による汚泥発生量の削減を図ることはできない。
 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。
 本発明は、従来における前記諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明は、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を提供することを目的とする。
 前記課題を解決するための手段としては、以下の通りである。即ち、
 <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。
 本発明によれば、従来における前記諸問題を解決し、前記目的を達成することができ、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、汚泥含水率の減少による汚泥発生量の削減が図れる水浄化剤を提供することができる。
図1は、本発明で使用する「中黄麻3号」と「中紅麻」の鑑定番号を示す図である。
(水浄化剤)
 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。
 本発明者らは、水浄化性能に優れた水浄化剤を提供するため、植物粉末を含む水浄化剤について鋭意検討を行った。その結果、長朔黄麻の粉末と高分子凝集剤とを混練して得られた造粒物の累積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ことで、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、汚泥含水率の減少による汚泥発生量の削減が図れることを見出した。
 その理由は明らかではないが、以下のように考えられる。
 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。
 その際、長朔黄麻が急速に吸水し沈降してしまうと、上記吸着効果を発揮することができず、一方、長朔黄麻の繊維の空隙(ポーラス)部分と排水とが十分接触できないと、陽イオン交換機能を有する長朔黄麻による上記(ii)及び(iii)の効果を発揮することができない。
 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。
 本発明で規定する造粒物は、後述する製造方法により好ましく作製できる。
 以下、水浄化剤の具体的な構成について説明する。 
<長朔黄麻>
 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。
 また、長朔黄麻の中でも、中国の長沙市産の長朔黄麻、又は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」、鑑定番号が皖品▲鑑▼登字第1209006の「中黄麻3号」、鑑定番号がXPD005-2005の「中黄麻1号」、若しくは鑑定番号が皖品▲鑑▼登字第1209001の「中紅麻」が好ましく使用できる。更に、前記「中黄麻4号」、前記「中黄麻3号」、及び前記「中紅麻」がより好ましく、前記「中黄麻4号」が特に好ましい。
 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。
 前記「中黄麻4号」は、以下の特性を有する。
 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。
<高分子凝集剤>
 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。
<長朔黄麻の粉末と高分子凝集剤との混合物の造粒物>
 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。
<<累積10%体積粒子径D10、累積90%体積粒子径D90>>
 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。
<造粒物の製造方法>
 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。
 本発明者らは、造粒する際、混練物に剪断力(シェア)を強くかけ過ぎると、長朔黄麻の繊維のポーラス部分に高分子凝集剤が入り込んでしまうことを実験により確認した。
 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。
 更に、前記延伸・シート化工程では、混練物はローラーにより徐々に伸ばされていき、段階を踏んで所定の厚みのシート状成形物が形成される。この方法によれば、混練物の粘度が良好に保たれたまま成形物を製造することができ、このことも長朔黄麻の吸着効果を発揮させる上で、効果的に作用しているのではないかと思われる。
 前記混練工程では、長朔黄麻の乾燥物を粗粉砕をし、次に微粉砕をし、所望の大きさの長朔黄麻の粉末を得、その後、得られた長朔黄麻の粉末と、高分子凝集剤とを混合し、水分を加えて混練を行う。
 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。
 前記混練工程における、長朔黄麻の粉末と高分子の混合比率、加水量、混合速度(混練時のミキサーの回転数)、混合時間(ミキサーでの混練時間)等の条件や、あるいは前記延伸・シート化工程における、延伸条件を適宜変更することにより、混練物にかかるシェアをコントロールすることができる。
 前記乾燥工程では、得られた成形物に対し、多段階熱風式乾燥機を用い、80℃~150℃の温度で2時間~12時間乾燥させることが好ましい。
 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。
(水浄化方法)
 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。
 本発明の水浄化方法について具体的に説明する。
 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。
 以下、本発明の実施例を説明するが、本発明は、これらの実施例に何ら限定されるものではない。
(実施例1)
<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。
<一次凝集>
 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。
<水浄化剤の作製>
 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。
<<水浄化剤の製造方法>>
 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。
<浄化処理>
 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。
<Zn、Ni濃度の測定>
 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。
<浮遊物質(SS)の量>
 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。
<汚泥含水率>
 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2)
 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3)
 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4)
 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。
 得られた造粒物からなる水浄化剤A1を用いて、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1に示した。
(実施例5)
 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。
 得られた造粒物からなる水浄化剤A1を用いて、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1に示した。
(実施例6)
 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。
 得られた造粒物からなる水浄化剤A1を用いて、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7)
 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。
 得られた造粒物からなる水浄化剤A1を用いて、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8)
 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9)
 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10)
 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。
(比較例1)
 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。
(比較例2)
 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。
(比較例3)
 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。
(比較例4)
 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。
 得られた造粒物からなる水浄化剤A1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。
(比較例5)
 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。
 得られた造粒物からなる水浄化剤A1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。
(比較例6)
 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。
 得られた造粒物からなる水浄化剤A1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。
(比較例7)
 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。
 得られた造粒物からなる水浄化剤A1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。
(比較例8)
 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。
 得られた造粒物からなる水浄化剤A1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。
(比較例9)
 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。
 得られた造粒物からなる水浄化剤A1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。
(比較例10)
 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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
(実施例11)
<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。
<一次凝集>
 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%HSO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。
<水浄化剤の作製>
 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。
<<水浄化剤の製造方法>>
 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。
<浄化処理>
 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。
<F濃度の測定>
 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12)
 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13)
 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14)
 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。
 得られた造粒物からなる水浄化剤B1を用いた以外は、実施例12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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
(実施例15)
<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。
<一次凝集>
 次に、上記排水に、無機凝集剤としてのFeClを200ppm添加し、pHが11になるようにCa(OH)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、実施例1において、水浄化剤A1を6ppm添加した以外は、実施例1と同様にして、浄化処理を行い、以下のようにして「Cu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6に示した。
<Cu濃度の測定>
 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16)
 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FeCl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。
(比較例11)
 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。
(比較例12)
 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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
 以上、実施例1から16の結果から、本発明の水浄化剤は、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、汚泥含水率の減少による汚泥発生量の削減が図れることが確認できた。
 本発明の水浄化剤は、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、汚泥含水率の減少による汚泥発生量の削減が図れるので、排水処理、水浄化処理や汚泥の濃縮などに好適に用いることができる。

Claims (12)

  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。
  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である請求項1に記載の水浄化剤。
  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」である請求項1から2のいずれかに記載の水浄化剤。
  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」である請求項1から3のいずれかに記載の水浄化剤。
  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」である請求項1から4のいずれかに記載の水浄化剤。
  6.  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。
  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請求項6に記載の水浄化剤。
  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。
  9.  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。
  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請求項9に記載の水浄化方法。
  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請求項10に記載の水浄化方法。
  12.  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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