JPH04118006A - 部分的に疎水性の高分子電解質を用いた同時凝結・吸着による水処理法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、同時に凝結剤としても吸着剤としても作用す
る部分的に疎水性の高分子電解質を用いた水処理法に関
する。 水処理、特に産業用、家庭用及び飲料用の水の処理とは
、特に、その水を使用する際あるいは廃水とする時環境
に対して危険性のある懸濁粒子、病原性微生物及び溶解
分子を除去することである。 上記の危険因子を除去する方法として次の方法がある。 凝折又埼凝結 懸濁粒子（粘土、シリカ等）を大きなフレークやフロッ
ク状に凝集させ、沈澱させてからム濾マ過してフロック
を除去する。 凝結剤としては塩化第二鉄、硫酸アルミニウム、アルミ
ニウム塩等があり、特にＥＰ出願３２７，４１９に記載
されたものや水溶性高分子電解質、例えばＣ１Ａ、Ｓ　
　９４　（１６）１２２２８１ｄ、Ｃ，Ａ、Ｓ　　８９
　（１２）９０８２６ｐＣ，Ａ、Ｓ　　７８　（１０）
６２０２３ｄに記載されているようにポリスチレンをク
ロロメチル化してから第三級アミンを用いてアミノ化し
て得られる化合物等がある。 醇化 主として有機物を除去する目的で行なわれ、例えばＨ２
Ｏ２，０３、ＣＩ。、ＣｌＯ２、ＮａＣ１○によって病
原性微生物を破壊して水を消毒することを目的とする。 溶方］彰七ヂ 例えば芳香族化合物を、活性炭等の吸着剤を用いた吸着
によって除去する。この吸着剤は残留懸濁物をム濾マ遇
する作用もある。 上述のようにこれらの方法は望ましくない粒子や因子を
除去することを目的と本発明は天然水又は廃水の処理方
法であり、これにより懸濁粒子や溶解有機化合物を同時
に除去する事が可能になる。 この方法では、無機及び／又は有機懸濁粒子に対しては
凝結剤として、溶解している有機化合物に対しては吸着
剤として同時に作用する部分的に疎水性の高分子電解質
が用いられる。 本発明で使用する凝結剤／吸着剤は部分的に疎水性の高
分子電解質であって、・カチオン性ポリスチレンゲル、
及び／又は直鎖状カチオン性ポリマーから選ばれる。 本発明のカチオン性ポリスチレンゲルは、アルキルアミ
ン基、好ましくはメチルアミン又はエチルアミンを有す
る部分的に架橋されたポリスチレンポリマーであって、
下記構造式（Ｉ）で示される。

【化３】 式中、 ｘ＝ｙ＋ｚ ｏ＜ｙ＜１ ０＜ｚ＜０゜ １≦ｎ≦５、好ましくはｎ≦２ ＲＲ及びＲ３は、それぞれ水素原子又は炭素数１〜１０
のアルキル基、好１゛２ ましくはメチル、エチル又は水素であって、同一でも異
なっていても良い。 メチルアンモニウム基を有する化合物の合成法は、特に
仏特許出願２．１９０８６０に詳述されている。 Ｒは、銀量の化学架橋の結果生じたものでもよいし、ア
ミノ化工程での二次反応によって生じたものでも良い。 架橋度はＤＣｒ　　（％）＝１００Ｘｚで表わされる。 カチオン化度はＤＣａ　（％）＝１００Ｘｙで表わされ
る。 脱イオン水中でのカチオン性ゲルの膨潤度Ｑは乾燥ポリ
マーの単位重量（１グラム）当りの吸収した水分（ダラ
ム）で表わされる。 本発明での直鎖状カチオン性ポリマーとは、スチレンか
ら誘導されたカチオン性ポリマーであって、特に下記の
構造式で示される。

【化４】 式中、０．３≦Ｘ＜１ １≦ｎ≦５、好ましくはｎ≦２ であって、Ｒ１、Ｒ２及びＲ３は、各々水素原子又は炭
素数１〜１０のアルキル基、好ましくはエチル、又はメ
チルであって、同一でも異なっていても良い。 これ等はクロロアルキルスチレン（及びスチレン）の（
共）重合体を用いて、アミン又はアンモニアによる塩素
求核置換反応によって製造することができる。 直鎖状カチオン性ポリマーのカチオン化度ＤＣａはＤＣ
ａ　（％）＝１００Ｘｘで表わされる。 上述の通り、部分的に疎水性の高分子電解質は水中の懸
濁粒子と溶解有機化合物又は微小汚染物質とを同時に除
去する事ができる。 上記の凝結剤／吸着剤を用いた本発明の水処理方法は、
通常、凝結剤としてアルミニウム塩を用いる方法と同様
に行なわれる。凝結剤／吸着剤（単一又は複数）を処理
する水性媒体に入れて処理剤と除去すべき粒子や化合物
とが良く分散・接触するように攪拌する。 フロックが形成される一方で、急激な攪拌によるフロッ
クの機械的破壊が生じないよう上手に兼合いを図りなが
ら攪拌する。 フロックを沈澱させてム濾マ過し、清浄上澄み液を回収
する。 水の浄化に要する凝結／吸着剤の量は、そのカチオン化
度ＤＣａと架橋度（カチオン性ゲルの場合）によって決
まる。 一般に、ＤＣａが高ければ高い程、凝結／吸着に要する
凝結／吸着剤の使用量は少なくなる。 本発明のアルキルアミン基を有する部分的に架橋された
ポリスチレンゲルは優れた吸着剤であり、凝結可能な懸
濁粒子が媒体中に存在しない場合は吸着剤となる。 更に活性炭と比べて、溶解している化合物を一層速く吸
着するという利点がある。

【実施例】

以下に実施例を用いて本発明を説明するが本発明はこれ
に拘束されるものではない。 脱イオン水１１当り０．１〜０．３５ｇの乾燥ゲルの濃
度のゲル水性懸濁液（サンプルＡ〜Ｄ）をテフロン製の
ふた付きネジ込み式試、装管に入れる。 ピレンのエタノール溶液（濃度：ピレン１２２．５ｍｇ
／エタノール１）を添加する。懸濁液中のピレン濃度は
０．１５ｐｐｍとなる。 懸濁液を約１時間試、装管の回転攪拌子で（約１回転７
１０秒）攪拌する。次に上澄み液を常圧で、６３μｍメ
ツシュの金属格子を通してム濾マ過してゲルから分離す
る。 サンプルＡ〜Ｄに用いたゲルは、メチルアンモニウム基
を有する部分的に架橋されたポリスチレンで、Ｒ１＝Ｒ
２＝Ｒ３＝Ｈである。 これらは仏特許出願２，１９０，８６０に準じて製造し
た。その特性は下記の通りである。

【表１】 上澄み液中のピレンを紫外線分光器で測定し、ゲルによ
る微小汚染物質の吸着率Ａを下記式により算出する。 Ａ（％）＝１００ｘ　（Ｃｐ−Ｃｓ）／Ｃｐ＊　Ｃｐ＝
当初の微小汚染物質濃度 Ｃｓ＝上澄み液中の微小汚染物質濃度 （Ｂ）ゲルの０着　凝結交　、 脱イオン水１１当り４ｇのシリカ濃度のシリカ水性懸濁
液をテフロン製ふた付きネジ込み式試験管に入れる。 使用するシリカは沈降シリカで、粒子の９０％が１０〜
８０ｎｍの半径の数平均で３３　ｎｍになる球状粒子か
ら成り、脱イオン水で洗浄してから使用する。又比表面
積は３５ｍ／ｇで単位体積当りの質量は２．２ｇ／ｃｍ
３である。 微／ＪＸ汚染物質の添加は、Ｉへの記載と同様に行なう
。懸濁液を均一にするため３０秒間急速に攪拌してから
試験管の回転攪拌子で（約２０回転／分）３０分間攪拌
する。 遠心分離後の上澄み液中の微小汚染物質（ピレン）濃度
Ｃｓを紫外線分光器で測定する。各Ｃｐに対応する吸着
率を算出する。 テストに用いたゲルは実施例ＩＡに記載したサンプルＡ
−Ｄである。 吸着率はＡの結果と同じであった。（表１を参照）。

【表２】 サンプルＡ、Ｃ，及びＤについては、最大量懸濁粒子を
凝結するために水中に添加される最小凝結／吸着剤量比
に該当する最適凝結ｏｆｃを求める。ｏｆｃは除去され
たシリカｇ当りの使用した乾燥ゲルｍｇで表わされる。 結果を表２に示す。

【表３】 サンプルＢの乾燥ゲルを用意し、Ｕｌ　ｔ　ｒ　ａ−Ｔ
ｕｒ　ｒ　ａｘ　（登録商標）を使って１０分間、低速
と高速で粉砕する。各粉砕物のｏｆｃを求め結果を表３
に示９゜

【表４】 （Ａ）グ少府吸看効呆 水性懸濁液中の微４ｚ汚染物質として、約０．７ｐｐｍ
の１−ヒドロキシアントラキノンを用いて、実施例ＩＡ
と同様の方法でテストする。 １−ヒドロキシアントラキノンの吸着率を、実施例ＩＡ
のサンプルＡ、Ｂ及びＤに対して実施例ＩＡで述べた方
法で測定する。 結果を表４に示す。

【表５】 脱イオン水１１当り５．３ｇのシリカ濃度のシリカ水性
懸濁液を用意する。使用するシリカの特性は、実施例Ｉ
Ｂに記載したのと同じである。 ポリマー水溶液（サンプルＥ−Ｈ）とピレンのエタノー
ル溶液（濃度：１２２５ｍｇ／ｌ）を用意し、実施例Ｉ
Ｂと同一条件で懸濁液に添加する。 媒質中のポリマー濃度は０．０１〜０．２ｇ／ｌの範囲
で変えたが、ピレン濃度は０．１５ｐｐｍで一定である
。 サンプルＥ−Ｈのポリマーは、まずクロロメチルスチレ
ン（及びスチレン）をフリーラジカル（共）重合させ、
クロロホルムの存在下トリエチルアミンによる塩素求核
置換反応を行なって製造する。 特性の概要は下記の通りである。

【表６】 懸濁液を約１時間急速攪拌し、遠心分離して（１５゜み
液とフロックに分離する。 各Ｃｐについて上澄み液中の微小汚染物質（ピレン）で
測定しそれぞれの吸着率Ａを算出する。 結果を表５に示す。

【表７】 ０００ｇ、 １時間）上澄 濃度Ｃｓを紫外線分光器 サンプルＥ−Ｈの各々についてｏｆｃを求める。ｏｆｃ
ば、除去されたシリカのダラム当りの投入ポリマー〇ｇ
で表わされる。 表６に結果を示す。

【表８】 セーヌ河川水タイプの合成水を用意する。 ０．４５μｍで濾過した２団交換水 Ｎ　ａ　２　ＣＯ２ 組成は下記の通り。 ７２ｍｇ ■ フミン酸（Ａｌｄｒｉｃｈ社製２ナトリウム塩）　　　
　　　　　２８ｍｇベントナイト　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　１００ｍｇ合成水のｐＨは
８・３６で濁り度は１０．５ＮＴＵ、有機物含有量は８
．６ｍｇ０２／１に相当する。 合成水をサンプルＥとＨのゲルで処理し、次に塩基性ク
ロロ硫酸アルミニウム（サンプル■）で処理するが、こ
れには下記のものが含まれている。（重量％）Ａ１３＋
　　　　　１０（Ａ１゜０３として）Ｃ１９゜３２ Ｃａ２＋　　　　　０．２１ 塩基度　　　　　４７％ 下記の要領でジャーテス）　（ｊａｒ−ｔｅｓｔ）凝結
試験を行なう。 １１のビーカー 温度　１５℃ 合成水 Ｈ￥ＤＲＯＣＵＲＥタイプ　ＳＬＨ６ジャーテストる。 即ちフロックが沈澱せずに癒着するのに充分なように攪
拌する。 次いで混合物を３０分間静置して沈澱させ、上澄み液を
ム濾マ過する。 使用した各割合の凝結剤について濁り度ＮＴＵを測定す
る。 表７に結果を示す。

【表９】 表７一

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】下記構造式（ I ）及び（ I I ）で表わ
   される物質から選択されることを特徴とする凝結／吸着
   剤。 【化１】 （ I ） ▲数式、化学式、表等があります▼ 式中、ｘ＝ｙ＋ｚ ０＜ｙ＜１ ０＜ｚ＜０．１ １≦ｎ≦５、好ましくはｎ≦２であり、 Ｒ＿１、Ｒ＿２及びＲ＿３は、水素原子又は炭素数１〜
   １０のアルキル基、好ましくはメチル、エチル、又は水
   素であって、同一でも異っていても良い。 【化２】 （ I I ） ▲数式、化学式、表等があります▼ 式中、０．３≦Ｘ≦１ １≦ｎ≦５、好ましくはｎ≦２であり、 Ｒ＿１、Ｒ＿２及びＲ＿３は、水素原子又は炭素数１〜
   １０のアルキル基、好ましくはエチル又はメチルであっ
   て、同一でも異なっていても良い。
2. 【請求項２】請求項１で定義された凝結／吸着剤を少な
   くとも１つ使用することを特徴とする水処理法。
3. 【請求項３】ピレン及び／又は１−ヒドロキシアントラ
   キノンを含有する水を処理することを特徴とする請求項
   ２に記載の方法。
4. 【請求項４】シリカ及び／又はベントナイトを含有する
   水を処理することを特徴とする請求項２又は３に記載の
   方法。