特許 6133348 水浄化剤、水浄化剤の製造方法、及び水浄化方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6133348

(24)【登録日】2017年4月28日

(45)【発行日】2017年5月24日

(54)【発明の名称】水浄化剤、水浄化剤の製造方法、及び水浄化方法

(51)【国際特許分類】

   B01D 21/01 20060101AFI20170515BHJP

   C02F 1/56 20060101ALI20170515BHJP

【ＦＩ】

   B01D21/01 108

   B01D21/01 101A

   C02F1/56 J

【請求項の数】11

【全頁数】18

(21)【出願番号】特願2015-69281(P2015-69281)

(22)【出願日】2015年3月30日

(65)【公開番号】特開2016-187783(P2016-187783A)

(43)【公開日】2016年11月4日

【審査請求日】2016年10月19日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000108410

【氏名又は名称】デクセリアルズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107515

【弁理士】

【氏名又は名称】廣田 浩一

(74)【代理人】

【識別番号】100107733

【弁理士】

【氏名又は名称】流 良広

(74)【代理人】

【識別番号】100115347

【弁理士】

【氏名又は名称】松田 奈緒子

(74)【代理人】

【識別番号】100163038

【弁理士】

【氏名又は名称】山下 武志

(72)【発明者】

【氏名】中村 雅之

(72)【発明者】

【氏名】島田 竜

(72)【発明者】

【氏名】藤田 貴則

(72)【発明者】

【氏名】木村 和浩

(72)【発明者】

【氏名】長谷川 正人

【審査官】 金 公彦

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１４−００８４２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５２−００２８７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１９４３８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−０００９２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭４９−０８３６８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１４−５０５５８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−１１４３１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−１９４３８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−１１４３１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５９−０８７０９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１１／００９４９６８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 嶋田 英誠，たいわんつなそ (台湾綱麻)，[online]，跡見学園女子大学＞柳上書屋＞常務理事からの花便り＞跡見群芳譜＞農産譜，２０１０年，［平成２８年１１月９日検索]，インターネット，ＵＲＬ，http://www2.mmc.atomi.ac.jp/web01/Flower%20Information%20by%20Vps/Flower%20Albumn/ch4-vegitables/taiwan%20tsunaso.html

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ０１Ｄ ２１／０１

Ｃ０２Ｆ １／５２− １／５６

ＤＷＰＩ（Ｔｈｏｍｓｏｎ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項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、
前記長朔黄麻と前記高分子凝集剤の質量組成比が７：３〜３：７であり、
前記造粒物のメジアン径が２５０μｍ以上８５０μｍ以下であることを特徴とする水浄化剤。

【請求項2】

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であり、
前記造粒物のメジアン径が３００μｍ以上８００μｍ以下であることを特徴とする水浄化剤。

【請求項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。

【請求項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２のいずれかに記載の水浄化剤。

【請求項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２のいずれかに記載の水浄化剤。

【請求項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。

【請求項7】

前記造粒物の水分量が１６質量％以下である、請求項１から６のいずれかに記載の水浄化剤。

【請求項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、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、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ことを特徴とする、水浄化剤の製造方法。

【請求項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該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。

【請求項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。

【請求項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。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、工業排水などの水の浄化に使用する、植物由来の水浄化剤、及び該水浄化剤を用いた水浄化方法に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、工場に於いて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。
一方、これらの無機イオンの排出に関する規制は徐々に厳しくなっている。この排出規制を遵守するために、無機イオンを含む排水から無機イオンを効果的に除去することができ、しかもできるだけ簡易に、低コストで実施できる無機イオンの除去方法が求められている。
従来、工場排水などから不純物イオンを除去する方法としては、凝集沈殿法、イオン交換法、活性炭などの吸着剤への吸着法、電気的吸着法、および磁気吸着法などが提案されている。

【0003】

例えば、凝集沈殿法として、重金属イオンが溶解した排水に塩基を加え、排水を塩基性にして、重金属イオンの少なくとも一部を不溶化し、懸濁固形物を形成させる工程と、排水に無機凝集剤を加え、懸濁固形物を凝結沈降させる工程と、排水に高分子凝集剤を加え、懸濁固形物を巨大フロック化する工程と、モロヘイヤ、小松菜などの葉菜からなる陽イオン交換体が含有されている吸着層に排水を通水する吸着工程を行う方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
また、モロヘイヤ、又はこの乾燥物、又はこの抽出物の少なくともいずれかを含有する凝集剤と、高分子凝集剤とを混合或いは併用して懸濁液中の微粒子を凝集分離する凝集方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

【0004】

ところで、浄化したい排水の量が多い、排水に含まれる不要物質の量が多い、あるいは排水に含まれる不要物質の種類が多いほど、これら排水の浄化処理に必要な浄化剤を自動で投入するシステムの構築が望まれる。
高速で安定した浄化処理を行ううえで、装置の自動化は重要な課題であり、自動化浄化装置に供するうえで適した水浄化剤の提供が望まれている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１１−１９４３８５号公報

【特許文献2】特開平１１−１１４３１３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかし、上記特許文献１に記載の方法は、凝集剤による凝集工程と陽イオン交換体による吸着工程が別々であるために手間と時間が掛かる。また、上記特許文献２に記載の方法は、所望の濃度以下まで無機イオンを減少させるのに時間がかかる。いずれの方法も水浄化性能が満足のいくものではなかった。
さらにこれらの文献に記載の方法は、排水を浄化処理する自動化装置は全く意図しておらず、文献に記載の浄化剤は、自動化システム装置に供するうえで適したものではなかった。
そこで、所定の時間内に所望の濃度以下まで無機イオンを減少させることができる水浄化性能に優れた水浄化剤であって、自動化システム装置にも好適に使用し得る水浄化剤の提供が望まれていた。

【0007】

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、水浄化性能に優れた水浄化剤であって、排水の自動化浄化装置にも好適に使用し得る水浄化剤を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

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、前記造粒物のメジアン径が２５０μｍ以上８５０μｍ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＞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皖品▲鑑▼登字第１２０９００６の「「中黄麻３号」である、前記＜１＞に記載の水浄化剤である。
＜４＞ 前記長朔黄麻が、 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＞に記載の水浄化剤である。
＜５＞ 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＜４＞のいずれかに記載の水浄化剤である。
＜６＞ 前記造粒物の水分量が１６質量％以下である、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＞から＜６＞のいずれかに記載の水浄化剤である。
＜８＞ 水浄化剤が、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、前記＜１＞から＜７＞のいずれかに記載の水浄化剤である。
＜９＞ 前記＜１＞から＜８＞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該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。

【発明の効果】

【0009】

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、水浄化性能に優れた水浄化剤であって、排水の自動化浄化装置にも好適に使用し得る水浄化剤を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】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。

【発明を実施するための形態】

【0011】

（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。
前記水浄化剤のメジアン径は、２５０μｍ以上８５０μｍ以下である。
上記要件を満たす本発明の水浄化剤は、水浄化性能に優れた水浄化剤であって、排水の自動化浄化装置にも好適に使用し得る水浄化剤となる。

【0012】

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が水浄化性能に優れていることを見出した。
さらに、特定の範囲のメジアン径を有する長朔黄麻を使用した造粒物とすることで、長朔黄麻の水浄化性能を十分発揮させることができることを見出した。

【0013】

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、鉛など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、鉄イオンなどの無機イオンを不溶化し、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、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。

【0014】

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。
造粒物のメジアン径が２５０μｍ未満であると、表面積が小さく、長朔黄麻の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、しかし造粒物のメジアン径が８５０μｍより大きいと沈降が早まるため、吸着効果を発揮することができず、無機イオンの除去機能を十分確保することができない。
造粒物のメジアン径が２５０μｍ以上８５０μｍ以下の範囲である造粒物は、長朔黄麻の特徴を活かすことができ、十分な吸着効果がある優れた水浄化性能を示すことができると考えている。

【0015】

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。
また、本発明で規定する造粒物は、流動性に優れており、自動化浄化装置にも好適に使用し得る。
以下、水浄化剤の具体的な構成について説明する。

【0016】

＜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。

【0017】

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。さらに、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。
尚、前記「中黄麻３号」と前記「中紅麻」の鑑定番号を図１に示す。

【0018】

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。

【0019】

＜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、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、ＣＭＣナトリウム塩などを挙げることができる。これらの中でも、ポリアクリルアミドが好ましく使用できる。該ポリアクリルアミドとしては、例えば、市販されているＦｌｏｐａｎ ＡＮ ９０５、Ｆｌｏｐａｎ ＡＮ ９２６、Ｆｌｏｐａｎ ＡＮ ９５６（株式会社エス・エヌ・エフ製）などを用いることができる。

【0020】

＜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の範囲であるとよい。この範囲であれば、不溶化したミクロフロックを吸着する効果が十分発揮される。尚、上記質量比は、乾燥質量をもとに算出する。
前記造粒物は、以下の特性を示す。

【0021】

＜＜メジアン径＞＞
本発明で規定する造粒物のメジアン径は、２５０μｍ以上８５０μｍ以下の範囲である。また、メジアン径が、３００μｍ以上８００μｍ以下の範囲であると好ましく、４００μｍ以上６００μｍ以下の範囲であるとより好ましい。
メジアン径が２５０μｍ以上であると、長朔黄麻の粉末による吸着効果を十分発揮させることができる。また、メジアン径が８５０μｍ以下であると、浄化の際の沈降時間を十分確保し、吸着効果を十分発揮させることができる。
さらにまた、メジアン径が８５０μｍ以下であると、粉砕機や自動供給機等での配管内での詰まりを生じる恐れがなく、自動化浄化装置に好適に使用し得る。
ここで、メジアン径(ｄ５０ともいう)とは、前記造粒物を粒子径の大きさでプロットしたとき、全体の個数の５０％にプロットされた粒子径（粒子径の大きい側と小さい側が等量となっている粒子径）をいう。本発明において、粒子径とは、容積粒子径をいう。
また、前記メジアン径は、マスターサイザー２０００（マルバーン インスツルメント製）等の市販の測定機により計測することができる。

【0022】

＜＜造粒物の水分量＞＞
本発明で規定する造粒物は、水分量が１６質量％以下であるとよい。１６質量％以下であると、不溶化したミクロフロックを吸着する効果がより発揮されるからである。
ここで、造粒物の水分量は、市販の水分計を用いて測定することができ、例えば、以下のようにして測定する。
造粒物を、２±０．１ｇ計量後、設定温度１０５℃、加熱時間２０分間で水分計（株式会社エーアンドディー社製）により測定を行う。

【0023】

＜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。
さらに、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。

【0024】

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。

【0025】

さらに、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うえで、効果的に作用しているのではないかと思われる。

【0026】

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のが好ましい。
混練は、ミキサー、例えばプラネタリーミキサーなどの縦型ミキサー等を用い、回転数、及び時間を所定の範囲に設定して行う。
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。

【0027】

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。

【0028】

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の範囲になるよう粉砕するとよい。
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、メジアン径が２５０μｍ〜８５０μｍの範囲になるよう粒子径が所定の範囲にある造粒物を分級するとよい。
さらに本発明では、ふるいにかけ、２５０μｍ未満の造粒物や８５０μｍ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２５０μｍから８５０μｍの範囲の造粒物のみ使用すると、より好ましい。

【0029】

（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、該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が挙げられる。

【0030】

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％から０．２％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、前記無機イオンを不溶化させる。さらに、塩基を加えた後、高分子凝集剤を単独で添加してもよい。その場合、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。

【実施例】

【0031】

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。

【0032】

（実施例１）
実験用に使用する排水として、フッ化カリウムを純水に溶解し、２，５００ｍｇ／Ｌのフッ素イオンを含む水溶液を８００ｇ作製した（仮想排水）。
次に、上記排水に、塩化カルシウムを８．６ｍｇ／Ｌ添加し、ｐＨが７．５〜９．０になるよう水酸化ナトリウムを添加しながら攪拌してフッ素を不溶化した。
この操作により、フッ素水溶液は、ミクロフロックを含む上澄み液と沈殿物に分離した。
この時点で、上澄み液のフッ素濃度は１０ｍｇ／Ｌであった。

【0033】

＜水浄化剤＞
次に、長朔黄麻（中国の長沙市産）と高分子凝集剤（ポリアミン）の質量比が５：５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１を得、かかる造粒物１を水浄化剤１として使用した。
＜＜水浄化剤の製造方法＞＞
長朔黄麻の粉末と高分子凝集剤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、さらに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）を用いてメジアン径が４００μｍになるよう粉砕した。
尚、メジアン径は、マスターサイザー２０００（マルバーン インスツルメント製）により測定した。
このようにして、造粒物１を得、水浄化剤１とした。
上記で得られた造粒物１の水分量を、上述した方法で測定したところ、１０質量％であった。

【0034】

次に、上記で得られた水浄化剤１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、攪拌しながら、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５ｍｇ／Ｌになるように水浄化剤を添加した。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、求めることができる。
滴下後、１分間撹拌を維持した後、撹拌停止後１分毎にフッ素イオン濃度を測定し、４ｍｇ／Ｌ以下になるまでに要した時間を測定した。
ここで、イオン濃度は、ラムダ（Λ）９０００（共立理化学研究所製）により測定した。
尚、測定結果は、６時間以内が実用上合格レベルであり、更に時間が短いほど良好な結果であることを表している。
実施例１の評価結果を表１−１に示す。尚、表１−１において、ＰＡＭはポリアクリルアミドを表す（表１−２〜表１−６においても同様）。

【0035】

（実施例２）
実施例１において、粉砕した粉末を分級機（株式会社ダルトン製 振動ふるい機）を用い、粒子径が２００μｍ未満ものは、ふるいにかけ取り除いた（カットした）。
それ以外は、実施例１と同様にして、造粒物２を作製した。
造粒物２からなる水浄化剤２を使用して、実施例１と同様にして、水浄化剤の特性を評価した。実施例２の評価結果を表１−１に示す。

【0036】

（実施例３）
実施例１において、粉砕した粉末を分級機（株式会社ダルトン製 振動ふるい機）を用い、粒子径が８５０μｍより大きいものは、ふるいにかけ取り除いた（カットした）。
それ以外は、実施例１と同様にして、造粒物３を作製した。
造粒物３からなる水浄化剤３を使用して、実施例１と同様にして、水浄化剤の特性を評価した。実施例３の評価結果を表１−１に示す。

【0037】

（実施例４）
実施例１において、粉砕した粉末を分級機（株式会社ダルトン製 振動ふるい機）を用い、粒子径が２５０μｍ未満のものと８５０μｍより大きいものは、ふるいにかけ取り除いた（カットした）。粒子径が２５０μｍ以上８５０μｍ以下の範囲に入るもののみ使用するようにし、それ以外は、実施例１と同様にして、造粒物４を作製した。
造粒物４からなる水浄化剤４を使用して、実施例１と同様にして、水浄化剤の特性を評価した。実施例４の評価結果を表１−１に示す。

【0038】

（実施例５）
実施例４において、高分子凝集剤としてポリアクリルアミド（ＰＡＭ）を使用した以外は、実施例４と同様にして、造粒物５を作製した。
造粒物５からなる水浄化剤５を使用して、実施例１と同様にして、水浄化剤の特性を評価した。実施例５の評価結果を表１−１に示す。

【0039】

（実施例６）
実施例５において、長朔黄麻として、「中黄麻４号」を使用した以外は、実施例５と同様にして、造粒物６を作製した。
造粒物６からなる水浄化剤６を使用して、実施例１と同様にして、水浄化剤の特性を評価した。実施例６の評価結果を表１−２に示す。

【0040】

（実施例７）
実施例６において、造粒物を湿熱下で保存し、造粒物の水分量が１６質量％になるよう調整した以外は、実施例６と同様にして、造粒物７を作製した。
造粒物７からなる水浄化剤７を使用して、実施例１と同様にして、水浄化剤の特性を評価した。実施例７の評価結果を表１−２に示す。

【0041】

（実施例８）
実施例６において、造粒物を湿熱下で保存し、造粒物の水分量が２０質量％になるよう調整した以外は、実施例６と同様にして、造粒物８を作製した。
造粒物８からなる水浄化剤８を使用して、実施例１と同様にして、水浄化剤の特性を評価した。実施例８の評価結果を表２−２に示す。

【0042】

（実施例９）
実施例６において、造粒物を湿熱下で保存し、造粒物の水分量が５質量％になるよう調整した以外は、実施例６と同様にして、造粒物９を作製した。
造粒物９からなる水浄化剤９を使用して、実施例１と同様にして、水浄化剤の特性を評価した。実施例９の評価結果を表２−２に示す。

【0043】

（実施例１０）
実施例６において、「中黄麻４号」と高分子凝集剤との質量比を９０：１０に変更した以外は、実施例６と同様にして、造粒物１０を作製した。
造粒物１０からなる水浄化剤１０を使用して、実施例１と同様にして、水浄化剤の特性を評価した。実施例１０の評価結果を表１−２に示す。

【0044】

（実施例１１）
実施例６において、「中黄麻４号」と高分子凝集剤との質量比を７０：３０に変更した以外は、実施例６と同様にして、造粒物１１を作製した。
造粒物１１からなる水浄化剤１１を使用して、実施例１と同様にして、水浄化剤の特性を評価した。実施例１１の評価結果を表１−３に示す。

【0045】

（実施例１２）
実施例６において、「中黄麻４号」と高分子凝集剤との質量比を３０：７０に変更した以外は、実施例６と同様にして、造粒物１２を作製した。
造粒物１２からなる水浄化剤１２を使用して、実施例１と同様にして、水浄化剤の特性を評価した。実施例１２の評価結果を表１−３に示す。

【0046】

（実施例１３）
実施例６において、「中黄麻４号」と高分子凝集剤との質量比を１０：９０に変更した以外は、実施例６と同様にして、造粒物１３を作製した。
造粒物１３からなる水浄化剤１３を使用して、実施例１と同様にして、水浄化剤の特性を評価した。実施例１３の評価結果を表１−３に示す。

【0047】

（実施例１４）
実施例６において、「中黄麻４号」の添加量が、前記ミクロフロックを含有する排水の固形分に対し２ｍｇ／Ｌとした以外は、実施例６と同様にして、造粒物１４を作製した。
造粒物１４からなる水浄化剤１４を使用して、実施例１と同様にして、水浄化剤の特性を評価した。実施例１４の評価結果を表１−３に示す。

【0048】

（実施例１５）
実施例６において、「中黄麻４号」の添加量が、前記ミクロフロックを含有する排水の固形分に対し１ｍｇ／Ｌとした以外は、実施例６と同様にして、造粒物１５を作製した。
造粒物１５からなる水浄化剤１５を使用して、実施例１と同様にして、水浄化剤の特性を評価した。実施例１５の評価結果を表１−３に示す。

【0049】

（実施例１６）
実験用に使用する排水として、硫酸ニッケル六水和物を純水に溶解し、５０ｍｇ／Ｌのニッケルイオンを含む水溶液を８００ｇ作製した（仮想排水）。
次に、上記排水に、ｐＨが８．５〜１０．０になるよう水酸化ナトリウムを添加しながら攪拌して、ニッケルを不溶化した。
この時点で、該排水の上澄み液のイオン濃度は２ｍｇ／Ｌであった。
また、「所要時間」は、イオン濃度が１ｍｇ／Ｌ以下になるまでに要した時間を測定した。
それ以外は、実施例６と同様の操作を行い、造粒物６からなる水浄化剤６を使用して、水浄化剤の特性を評価した。実施例１６の評価結果を表１−４に示す。

【0050】

（実施例１７）
実験用に使用する排水として、塩化第二鉄・六水和物を純水に溶解し、２００ｍｇ／Ｌの鉄イオンを含む水溶液を８００ｇ作製した（仮想廃液）。
次に、上記排水に、ｐＨが６．５〜９．０になるよう水酸化ナトリウムを添加しながら攪拌して、鉄を不溶化した。
この時点で、該排水の上澄み液のイオン濃度は２ｍｇ／Ｌであった。
また、「所要時間」は、イオン濃度が１ｍｇ／Ｌ以下になるまでに要した時間を測定した。
それ以外は、実施例６と同様の操作を行い、造粒物６からなる水浄化剤６を使用して、水浄化剤の特性を評価した。実施例１７の評価結果を表１−４に示す。

【0051】

（実施例１８）
実験用に使用する排水として、硫酸銅・五水和物を純水に溶解し、１００ｍｇ／Ｌの銅イオンを含む水溶液を８００ｇ作製した（仮想廃液）。
次に、上記排水に、ｐＨが７．０〜８．０になるよう水酸化ナトリウムを添加しながら攪拌して、銅を不溶化した。
この時点で、該排水の上澄み液のイオン濃度は２ｍｇ／Ｌであった。
また、「所要時間」は、イオン濃度が１ｍｇ／Ｌ以下になるまでに要した時間を測定した。
それ以外は、実施例６と同様の操作を行い、造粒物６からなる水浄化剤６を使用して、水浄化剤の特性を評価した。実施例１８の評価結果を表１−４に示す。

【0052】

（実施例１９）
実験用に使用する排水として、硝酸亜鉛・六水和物を純水に溶解し、１００ｍｇ／Ｌの亜鉛イオンを含む水溶液を８００ｇ作製した（仮想廃液）。
次に、上記排水に、ｐＨが．９．０〜９．５になるよう水酸化ナトリウムを添加しながら攪拌して、亜鉛を不溶化した。
この時点で、該排水の上澄み液のイオン濃度は５ｍｇ／Ｌであった。
また、「所要時間」は、イオン濃度が３ｍｇ／Ｌ以下になるまでに要した時間を測定した。
それ以外は、実施例６と同様の操作を行い、造粒物６からなる水浄化剤６を使用して、水浄化剤の特性を評価した。実施例１９の評価結果を表１−４に示す。

【0053】

（実施例２０）
実験用に使用する排水として、二クロム酸カリウムを純水に溶解し、１００ｍｇ／Ｌのクロムイオンを含む水溶液を８００ｇ作製した（仮想廃液）。
次に、上記排水に、ｐＨが６．０〜７．５になるよう水酸化ナトリウムを添加しながら攪拌して、クロムを不溶化した。
この時点で、該排水の上澄み液のイオン濃度は５ｍｇ／Ｌであった。
また、「所要時間」は、イオン濃度が３ｍｇ／Ｌ以下になるまでに要した時間を測定した。
それ以外は、実施例６と同様の操作を行い、造粒物６からなる水浄化剤６を使用して、水浄化剤の特性を評価した。実施例２０の評価結果を表１−４に示す。

【0054】

（実施例２１）
実験用に使用する排水として、三酸化二ヒ素を純水に溶解し、１０ｍｇ／Ｌのヒ素イオンを含む水溶液を８００ｇ作製した（仮想廃液）。
次に、上記排水に、塩化第二鉄を６５ｍｇ／Ｌ、塩化カルシウムを３５４ｍｇ／Ｌ添加し、次に、ｐＨが８．０〜９．５になるよう水酸化ナトリウムを添加しながら攪拌して、ヒ素を不溶化した。
この時点で、該排水の上澄み液のイオン濃度は０．０５ｍｇ／Ｌであった。
また、「所要時間」は、イオン濃度が０．０１ｍｇ／Ｌ以下になるまでに要した時間を測定した。
それ以外は、実施例６と同様の操作を行い、造粒物６からなる水浄化剤６を使用して、水浄化剤の特性を評価した。実施例２１の評価結果を表１−５に示す。

【0055】

（実施例２２）
実施例５において、長朔黄麻として、「中黄麻１号」を使用した以外は、実施例５と同様にして、造粒物２２を作製した。
造粒物２２からなる水浄化剤２２を使用して、実施例１と同様にして、水浄化剤の特性を評価した。実施例２２の評価結果を表１−５に示す。

【0056】

（実施例２３）
実施例５において、長朔黄麻として、「中黄麻３号」を使用した以外は、実施例５と同様にして、造粒物２３を作製した。
造粒物２３からなる水浄化剤２３を使用して、実施例１と同様にして、水浄化剤の特性を評価した。実施例２３の評価結果を表１−５に示す。

【0057】

（実施例２４）
実施例５において、長朔黄麻として、「中紅麻」を使用した以外は、実施例５と同様にして、造粒物２４を作製した。
造粒物２４からなる水浄化剤２４を使用して、実施例１と同様にして、水浄化剤の特性を評価した。実施例２４の評価結果を表１−５に示す。

【0058】

（実施例２５）
実施例６において、シートを粉砕する際、メジアン径が３００μｍになるよう粉砕し、その粉砕により得られた粉砕物をふるいによる分級を行わずそのまま造粒物２５として使用した以外は、実施例６と同様にして実験を行った。
実施例２５で使用した造粒物２５は、上記実施例１の造粒物１と同様、粉砕後の分級工程は行っておらず、ふるいによるカットは行わなかった。
造粒物２５からなる水浄化剤２５を使用して、実施例１と同様にして、水浄化剤の特性を評価した。実施例２５の評価結果を表１−５に示す。

【0059】

（実施例２６）
実施例２５において、シートを粉砕する際、メジアン径が８００μｍになるよう粉砕して、造粒物２６を作製した以外は、実施例２５と同様にして実験を行った。
造粒物２６からなる水浄化剤２６を使用して、実施例１と同様にして、水浄化剤の特性を評価した。実施例２６の評価結果を表１−５に示す。

【0060】

（比較例１）
実施例６において、造粒物を使用せず、高分子凝集剤のみ使用した以外は、実施例６と同様にして、実験を行った。比較例１における高分子凝集剤の添加量は５ｍｇ／Ｌであり、高分子凝集剤の水分量は１０質量％であった。
比較例１の比較用水浄化剤１を使用して、実施例１と同様にして、水浄化特性を評価した。比較例１の評価結果を表１−６に示す。

【0061】

（比較例２）
実施例６において、造粒物を使用せず、長朔黄麻の粉末と高分子凝集剤とをそれぞれ単体で使用した以外は、実施例６と同様にして、実験を行った。比較例２における長朔黄麻と高分子凝集剤とを合計した添加量は５ｍｇ／Ｌであり、長朔黄麻と高分子凝集剤とを合わせた混合物の水分量は１０質量％であった。
比較例２の比較用水浄化剤２を使用して、実施例１と同様にして、水浄化剤の特性を評価した。比較例２の評価結果を表１−６に示す。

【0062】

（比較例３）
実施例６において、不溶化処理を行わなかった以外は、実施例６と同様にして、実験を行った。
実施例１と同様にして、比較例３における水浄化剤の特性を評価した。比較例３の評価結果を表１−６に示す。

【0063】

（比較例４）
実施例２５において、シートを粉砕する際、メジアン径が２００μｍになるよう粉砕して、比較用造粒物４を作製した以外は、実施例２５と同様にして実験を行った。
比較用造粒物４からなる比較用水浄化剤４を使用して、実施例１と同様にして、水浄化剤の特性を評価した。比較例４の評価結果を表１−６に示す。

【0064】

（比較例５）
実施例２５において、シートを粉砕する際、メジアン径が９００μｍになるよう粉砕して、比較用造粒物５を作製した以外は、実施例２５と同様にして実験を行った。
比較用造粒物５からなる比較用水浄化剤５を使用して、実施例１と同様にして、水浄化剤の特性を評価した。比較例５の評価結果を表１−６に示す。
尚、比較例５は、再現性に問題があった。測定結果が得られる場合と、自動供給機フィーダーに詰まりが生じ自動供給できなくなり測定ができない場合があった。そこで、表１−６には、自動供給機フィーダーに詰まりがなく、最後まで実験でき測定に至った時に得られた結果を記載した。

【0065】

【表1-1】

【0066】

【表1-2】

【0067】

【表1-3】

【0068】

【表1-4】

【0069】

【表1-5】

【0070】

【表1-6】

【0071】

以上、実施例１から２６の結果から、本発明の水浄化剤は、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できる、水浄化性能に優れた水浄化剤であることが確認できた。また、本発明の水浄化剤は、流動性がよく、自動供給機や定量器などにおいて、つまりを生じることのない自動化システム装置に好適に使用し得る水浄化剤である。

【図1】