CN103723865A

CN103723865A - 水处理方法和水处理混凝剂

Info

Publication number: CN103723865A
Application number: CN201410008642.6A
Authority: CN
Inventors: 大井康裕; 多田景二郎; 阿部幸雄; 饭塚毅; 北野智
Original assignee: GUNSAKA CHEM INDUSTRY Co Ltd; Kurita Water Industries Ltd
Current assignee: GUNSAKA CHEM INDUSTRY Co Ltd; Gun Ei Chemical Industry Co Ltd; Kurita Water Industries Ltd
Priority date: 2009-08-11
Filing date: 2010-08-05
Publication date: 2014-04-16
Anticipated expiration: 2030-08-05
Also published as: WO2011018978A1; CN102470289B; US20120241377A1; EP2465593A1; CN102470289A; BR112012008166A2; CN103723865B; BR112012008166B1; CN103739119A; SG178163A1; KR20120072363A; CN103739119B; KR101726010B1; JP2011056496A; BR112012008166B8; JP5407994B2; ES2716203T3; US9403704B2; EP2465593A4; EP2465593B1

Abstract

本发明的目的在于提供一种使用了水处理混凝剂的水处理方法，其中，所述水处理混凝剂由通过混凝残留物引起的二次污染极少的酚醛树脂类碱溶液形成。在被处理水中添加混凝剂后进行膜分离处理的水处理方法。所述混凝剂，由熔点为130～220℃的酚醛树脂的碱溶液形成。该水处理混凝剂是通过下述反应获得：在酸催化剂的存在下，使酚类和醛类发生反应，在所得到的酚醛清漆型酚醛树脂的碱溶液中添加醛类，然后，在碱催化剂的存在下进行甲阶酚醛树脂型的二次反应。

Description

水处理方法和水处理混凝剂

本申请是申请日为2010年8月5日、申请号为201080035751.7、发明名称为“水处理方法和水处理混凝剂”的申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种由酚醛树脂的碱溶液形成的水处理混凝剂及使用该水处理混凝剂的水处理方法。详细而言，涉及一种例如熔点为远高于通常的酚醛清漆型酚醛树脂的熔点50～100℃的130～220℃且由通过混凝残留物引起的二次污染少的酚醛树脂的碱溶液形成的水处理混凝剂，以及针对添加了该水处理混凝剂的被处理水进行膜分离处理的水处理方法，尤其是有效地用于使用逆渗透（RO）膜分离处理的水处理的水处理方法。

本发明还涉及该水处理混凝剂的制造方法。

背景技术

酚醛清漆型酚醛树脂也被称作与其发明者相关的“贝克莱特酚醛树脂（Bakelite resin）”，以前作为塑料制食器，后来通过发挥其耐热性、绝缘性、机械强度上的优良特性而作为铸模等耐火、耐热材料而得到应用，最近作为电子材料的原料树脂正在广泛普及。

酚醛清漆型酚醛树脂，是通过相对于1摩尔苯酚使甲醛略微少于1摩尔并且在酸性催化剂的作用下进行加成缩合反应来获得。其结构是基于通过甲醛相对于一个苯酚环的加成缩合反应而生成的亚甲基键而在反应原理上以二维形式相联的结构，因此链的自由度大，其结果是，酚醛清漆型酚醛树脂的熔点比较低，通常为50～100℃，即使熔点最高的也只达到120℃。因此，在成型时易于进行加温、软化处理。

酚醛清漆型酚醛树脂，由于不含反应活性的羟甲基，所以通过六亚甲基四胺等固化剂和相应于用途的辅料进行混合后加热至树脂熔点以上而使其软化，在进行规定的成型的同时进行热固化反应，由此形成树脂制品。该固化反应后的树脂，其耐热性（加热时的变形耐受性、热裂化耐受性）高，由此支持着贝克莱特酚醛树脂的多种用途。

另一方面，作为将酚醛清漆型酚醛树脂溶解于碱溶液而形成的水处理剂，在作为用于冲洗汽车涂装室的多余涂料的循环水中的涂料回收去除剂（商品名“クリスタックB310”，栗田工业株式会社制造）已在市售之中。

但是，上述水处理剂是能达到适用于涂装室循环水程度的处理剂，不能作为能够满足排放到公共用水域中的澄清度的水处理混凝剂使用，也未见有实际的应用事例。

其原因在于，若将酚醛清漆型酚醛树脂碱溶液用于废水的混凝处理，则含有大量不发生混凝而直接溶解于水中的成分，因此，它们在处理水中残留，例如专利文献1的表1中的比较例2所示，与被处理水相比处理水的总有机碳（TOC）增加，随之COD_Mn增加。

上述不发生混凝而残留于处理水中的成分，分子量为1000以下、尤其是通过亚甲基键连接两个苯酚骨架而成的分子量大于200的苯酚双核体。

此外，在作为酚醛清漆型酚醛树脂本来的用途的热固化树脂及其固化工序中，这些成分作为固化树脂成分发生反应，并没有特别的影响。

本发明人等，从以前就针对在逆渗透（RO）膜等的膜分离处理中去除原水中所夹带的膜污染物质的技术不断地进行研究，发现上述酚醛清漆型酚醛树脂的碱溶液对膜污染物质的混凝去除是有效的并且能够改善作为处理水的膜污染度指标的MFF。

MFF与JIS K3802所定义的FI或ASTM D4189所定义的SDI同样地，是作为表示逆渗透膜供水澄清度的指标而提出的，通常通过使用孔径为0.45μm的微滤膜来进行测定。具体而言，采用日本ミリポア株式会社制造的孔径为0.45μm、47φ的硝基纤维素制成的膜滤器，在66kPa（500mmHg）的减压下过滤50mL过滤水，测量过滤时间T1。进而，同样地进行减压过滤500mL，测定过滤时间T2。根据T2/T1的比值求出MFF，在完全不存在污浊物质的纯水中，T1＝T2，MFF成为1.00。在逆渗透膜供给时所需的MFF低于1.10，作为应该满足的水平设定为低于1.05。

但是，为了达到作为MFF的良好标准的低于1.1的目标，需要加大酚醛清漆型酚醛树脂的碱溶液的添加量，在此基础上混凝残留物的比率大，该结果会显著提高处理水中的残留树脂成分，并且该成分在实际使用了逆渗透膜的平板膜试验中，会形成引起透过通量降低的新的膜污染物质，因此，相对于防止透过通量的降低的目的而言并不适当。

关于去除上述不发生混凝的成分的方法，在专利文献2和专利文献3中，提出了一种方法，其是对酚醛清漆型酚醛树脂的碱溶液进行酸中和，将沉淀物和水中所残留的杂质进行固液分离，通过使沉淀物再次溶解于碱中来进行精制。

但是，当采用专利文献2、3中所记载的方法时，在酚醛清漆型酚醛树脂浓度为约30%的碱溶液中，沉淀物占据全部体积，即使进行离心分离也只获得极少的分离液量，并且不发生混凝的低分子量成分大量向沉淀物侧吸附迁移以及随同水分迁移，其去除量微不足道。

基于上述而言，为了获得能够通过少量添加量就使MFF低于1.1并使混凝残留物减少并确保在使用逆渗透膜的平板膜试验中使透过通量稳定的精制物，需要将酚醛清漆型酚醛树脂浓度设为低于0.5%（200倍以上的稀释液）。

因此，上述精制方法的工业化，是从酚醛清漆型酚醛树脂的200倍以上的稀释液开始出发的，因此在精制物分离、脱水、干燥方面需要大容量设备。另一方面，从有1000mg/L以上的高COD_Mn的废液大量产生并需要进行处理的问题以及沉淀物易形成橡胶状的块并粘着于设备上的所及之处等问题出发，不论经济上还是技术上均是困难的。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平3-146191号公报

专利文献2：日本特开平6-285476号公报

专利文献3：日本特开平6-287262号公报

发明内容

发明要解决的课题

如上所述，在酚醛清漆型酚醛树脂中，混有与混凝无关并残留于处理水中的低分子量成分，因此，不能将其碱溶液用于用水、废水的混凝处理，尤其是不能用于作为其残留物会成为新的膜污染物质的逆渗透膜分离处理的前工序的混凝处理中。

本发明的目的在于以低成本且高收率的方式提供一种由通过混凝残留物引起的二次污染少的酚醛树脂类碱溶液形成的水处理混凝剂。

本发明的目的还在于提供一种使用了上述水处理混凝剂的水处理方法以及该水处理混凝剂的制造方法。

解决课题的方法

本发明人等，尝试了在碱溶液中溶解酚醛清漆型酚醛树脂，然后，添加醛类，并使其发生加成缩合反应的甲阶酚醛树脂型二次反应。由此，减少了在混凝处理时残留的树脂中的包括酚类双核体在内的低分子量成分，并且增加了有助于提高混凝效果的高分子量成分，而且树脂成分的固化等对产品没有妨碍，能够以低成本、高收率方式提供一种膜污染指标MFF的改善效果大的酚醛树脂碱溶液。

该结果发现，通过研究甲阶酚醛树脂型二次反应用甲醛的装料比、反应温度、反应时间等，获得了所得到的树脂熔点为130～220℃、优选为150℃～200℃的以往没有的高熔点的二次反应树脂的碱溶液，并以此能够实现上述目的。

本发明就是基于上述见解而完成的，并且以如下各种技术方案作为要点。

第一技术方案提供一种水处理方法，其包括在被处理水中添加混凝剂的混凝处理工序、以及将该混凝处理工序的混凝处理水进行膜分离处理的膜分离处理工序，其特征在于，该混凝剂，由熔点为130～220℃的酚醛树脂的碱溶液形成。

第二技术方案提供一种水处理方法，其包括在被处理水中添加混凝剂的混凝处理工序、以及将该混凝处理工序的混凝处理水进行膜分离处理的膜分离处理工序，其特征在于，该混凝剂是通过下述反应获得的酚醛树脂的碱溶液：在酸催化剂的存在下，使酚类和醛类发生反应，在所得到的酚醛清漆型酚醛树脂的碱溶液中添加醛类，然后，在碱催化剂的存在下进行甲阶酚醛树脂型的二次反应。

第三技术方案提供一种水处理方法，其特征在于，在第二技术方案所述的水处理方法中，通过进行上述甲阶酚醛树脂型的二次反应所得到的酚醛树脂的熔点为130～220℃。

第四技术方案提供一种水处理方法，其特征在于，在第一至第三技术方案的任一技术方案所述的水处理方法中，上述膜分离处理工序是逆渗透膜分离处理工序。

第五技术方案提供一种水处理方法，其特征在于，在第二至第四技术方案的任一技术方案所述的水处理方法中，在酸催化剂的存在下使上述酚类和醛类发生反应所得到的酚醛清漆型酚醛树脂是含有3重量%以上的酚类双核体且重均分子量为2000以上的酚醛树脂，并且通过进行上述甲阶酚醛树脂型的二次反应所得到的酚醛树脂中酚类双核体的含量低于3重量%。

第六技术方案提供一种水处理方法，其特征在于，在第五技术方案所述的水处理方法中，通过进行上述甲阶酚醛树脂型的二次反应所得到的酚醛树脂中，分子量为624以下的低分子量成分的含量是10重量%以下。

第七技术方案提供一种水处理方法，其特征在于，在第五或者第六技术方案所述的水处理方法中，通过进行上述甲阶酚醛树脂型的二次反应所得到的酚醛树脂中，分子量为超过624且在1200以下的低分子量成分的含量是10重量%以下。

第八技术方案提供一种水处理方法，其特征在于，在第一、第三至第七技术方案的任一技术方案所述的水处理方法中，上述熔点为130～220℃的酚醛树脂的聚苯乙烯换算重均分子量是5000～50000。

第九技术方案提供一种水处理方法，其特征在于，在第八技术方案所述的水处理方法中，上述熔点为130～220℃的酚醛树脂中，分子量在1000以下的低分子量成分的含量是15重量%以下。

第十技术方案提供一种水处理方法，其特征在于，在第一至第九技术方案的任一技术方案所述的水处理方法中，上述混凝处理工序，是在被处理水中添加上述混凝剂后添加无机混凝剂的工序。

第十一技术方案提供一种水处理混凝剂，其特征在于，由熔点为130～220℃的酚醛树脂的碱溶液形成。

第十二技术方案提供一种水处理混凝剂，其特征在于，该水处理混凝剂是由通过下述反应获得的酚醛树脂的碱溶液形成：在酸催化剂的存在下，使酚类和醛类发生反应，在所得到的酚醛清漆型酚醛树脂的碱溶液中添加醛类，然后，在碱催化剂的存在下进行甲阶酚醛树脂型的二次反应。

第十三技术方案提供一种水处理混凝剂，其特征在于，在第十二技术方案所述的水处理混凝剂中，通过进行上述甲阶酚醛树脂型的二次反应所得到的酚醛树脂的熔点为130～220℃。

第十四技术方案提供一种水处理混凝剂，其特征在于，在第十二或者第十三技术方案所述的水处理混凝剂中，在酸催化剂的存在下使上述酚类和醛类发生反应所得到的酚醛清漆型酚醛树脂是含有3重量%以上的酚类双核体且重均分子量为2000以上的酚醛树脂，并且通过进行上述甲阶酚醛树脂型的二次反应所得到的酚醛树脂中酚类双核体的含量低于3重量%。

第十五技术方案提供一种水处理混凝剂，其特征在于，在第十四技术方案所述的水处理混凝剂中，通过进行上述甲阶酚醛树脂型的二次反应所得到的酚醛树脂中，分子量为624以下的低分子量成分的含量是10重量%以下。

第十六技术方案提供一种水处理混凝剂，其特征在于，在第十四或者第十五技术方案所述的水处理混凝剂中，通过进行上述甲阶酚醛树脂型的二次反应所得到的酚醛树脂中，分子量为超过624且在1200以下的低分子量成分的含量是10重量%以下。

第十七技术方案提供一种水处理混凝剂，其特征在于，在第十一、第十三至第十六技术方案的任一技术方案所述的水处理混凝剂中，上述熔点为130～220℃的酚醛树脂的重均分子量是5000～50000。

第十八技术方案提供一种水处理混凝剂，其特征在于，在第十七技术方案所述的水处理混凝剂中，上述熔点为130～220℃的酚醛树脂中，分子量在1000以下的低分子量成分的含量是15重量%以下。

第十九技术方案提供一种水处理混凝剂的制造方法，其特征在于，包括下述工序：在酸催化剂的存在下，使酚类和醛类发生反应获得酚醛清漆型酚醛树脂，在该酚醛清漆型酚醛树脂的碱溶液中添加醛类，然后，在碱催化剂的存在下进行甲阶酚醛树脂型的二次反应。

第二十技术方案提供一种水处理混凝剂的制造方法，其特征在于，在第十九技术方案所述的水处理混凝剂的制造方法中，在酸催化剂的存在下使上述酚类和醛类发生反应，获得酚类双核体含量为3重量%以上且重均分子量为2000以上的酚醛清漆型酚醛树脂，并且通过进行上述甲阶酚醛树脂型的二次反应，获得酚类双核体的含量低于3重量%的酚醛树脂。

第二十一技术方案提供一种水处理混凝剂的制造方法，其特征在于，在第二十技术方案所述的水处理混凝剂的制造方法中，通过进行上述甲阶酚醛树脂型的二次反应，获得分子量为624以下的低分子量成分的含量是10重量%以下的酚醛树脂。

第二十二技术方案提供一种水处理混凝剂的制造方法，其特征在于，在第二十或者第二十一技术方案所述的水处理混凝剂的制造方法中，通过进行上述甲阶酚醛树脂型的二次反应，获得分子量为超过624且在1200以下的低分子量成分的含量是10重量%以下的酚醛树脂。

发明效果

由熔点为130～220℃的前所未有的高熔点的酚醛树脂的碱溶液、或者对酚醛清漆型酚醛树脂进行甲阶酚醛树脂型的二次反应所得到的酚醛树脂的碱溶液形成的本发明的水处理混凝剂，能够有效混凝、去除非离子表面活性剂或者没有电荷的中性多糖类等不能单独通过一般在水混凝处理中所用的无机混凝剂进行处理的污浊物质，也减少了污浊成分混入处理水中的问题。

本发明的水处理混凝剂，尤其是作为逆渗透膜分离处理等的膜分离处理工序的预处理工序来进行混凝处理是有效的，并且可改善用于膜分离处理的水的膜污染指标MFF，并可防止逆渗透膜等的膜的透过通量的降低，实现长期持续稳定且有效的膜分离处理。

因此，通过针对使用上述本发明的水处理混凝剂的混凝处理水进行膜分离处理的本发明的水处理方法，能够继续进行长期持续稳定且有效率的处理。

另外，通过本发明的水处理混凝剂的制造方法，通过使酚醛清漆型酚醛树脂成为碱溶液并添加醛类以在碱催化剂的存在下进行甲阶酚醛树脂型二次反应，使包括酚类双核体在内的分子量为1000以下的低分子量成分发生高分子量化，并减少在作为水处理混凝剂使用时不合适的低分子量成分的含量，而且变成对混凝处理有效的物质，实现酚醛树脂的高分子量化、高熔点化，由此，能够有效制造上述本发明的水处理混凝剂。

在上述方法中，不产生有机溶剂等的废水而且还有可能达到100%的收率，因此，能够以低成本、高收率的方式显著减少低分子量成分的量而获得高熔点、高分子量的酚醛树脂类水处理混凝剂。

附图说明

图1是表示实施例中使用的平板膜测试装置的结构的示意图。

具体实施方式

下面，详细说明本发明的实施方式。

此外，在本发明中，分子量或者重均分子量，是采用GPC法（gel permeationchromatography：凝胶渗透色谱法）进行测定并通过使用基于标准聚苯乙烯的校准曲线求出的值。

[水处理混凝剂]

首先，针对本发明的水处理混凝剂，根据其制造方法进行说明。

本发明的混凝剂，由熔点为130～220℃的酚醛树脂的碱溶液形成。

对上述本发明的水处理混凝剂的制造方法并没有特别限制，但优选采用进行如下反应的本发明的水处理混凝剂的制造方法来制造：在酸催化剂的存在下，使酚类和醛类发生反应得到酚醛清漆型酚醛树脂，在该酚醛清漆型酚醛树脂的碱溶液中添加醛类，然后，在碱催化剂的存在下进行甲阶酚醛树脂型的二次反应。

即，使酚醛清漆型酚醛树脂成为碱溶液并按每含有1摩尔苯酚环添加0.2～0.4摩尔的甲醛类，并使它们在80～100℃下反应1～12小时。在该反应中，使包括苯酚双核体的低分子量成分的苯酚环与甲醛类加成，产生反应活性基的羟甲基并使其与既存的苯酚缩合物发生反应，由此使低分子量成分转换成高分子量的混凝有效成分。

同时，既存的缩合高分子成分的苯酚环，也会引起甲醛类的加成、羟甲基的生成、对其它缩合高分子成分的加成反应，并且树脂整体的平均分子量，从原树脂的2000～6000增加至数倍左右的5000～30000。

在该反应中，苯酚环从以两个键相连的方式形成的二级结构（线状）变成以三个键相连的方式形成的三级结构，高分子链的自由度减少，其结果是熔点上升。

当熔点上升小时，低分子量成分的减少不充分。相反，若熔点过度上升进而致使熔点上升到测量不到的程度（230℃以上时开始降解，并不清楚是否存在熔点），则酚醛树脂的分子量上升至100万的等级以上，极端而言则是上升至整块全部相连成一个分子的状态，树脂不能溶解而进行析出、固化。并且，即使保持液体状态其粘度也会上升，经过几日、几十日则会开始固化而变得无法作为水处理剂进行实际应用。

因此，作为水处理混凝剂，能够使用以后述方法所测定的树脂熔点为130～220℃、优选为150～200℃的混凝剂。

在本发明的水处理混凝剂的制造方法中，对成为甲阶酚醛树脂型二次反应的原料的酚醛清漆型酚醛树脂而言，是按通常的方法，在反应釜中，使酚类和醛类在酸性催化剂的存在下发生缩聚反应，然后，在常压和减压下进行脱水以及去除未反应的苯酚而进行制造。

作为制造酚醛清漆型酚醛树脂所用的酚类，例如，可以举出：苯酚、邻、间、对甲基苯酚等各种甲基苯酚、邻、间、对乙基苯酚等各种乙基苯酚、二甲苯酚的各种异构体等烷基酚类、α、β的各萘酚等多芳环酚类、双酚A、双酚F、双酚S、连苯三酚、间苯二酚、邻苯二酚等多元酚类、氢醌等，但并不受这些示例的任何局限。对上述酚类，既可以单独使用一种也可以并用两种以上。

其中，实用的物质是苯酚、甲基苯酚类、二甲苯酚类、邻苯二酚。

另一方面，作为醛类，可以举出：甲醛、多聚甲醛、乙醛、丙醛、苯甲醛、邻羟基苯醛（水杨醛）、乙二醛等，但并不受这些示例的任何局限。对上述醛类，既可以单独使用一种，也可以并用两种以上。

其中，实用的物质是甲醛、多聚甲醛。

作为制造酚醛清漆型酚醛树脂时所用的酸催化剂，可以举出：盐酸、硫酸、磷酸等无机酸类；草酸、醋酸、柠檬酸、酒石酸、苯甲酸、对甲苯磺酸等有机酸类；醋酸锌、硼酸锌等有机酸盐类，但并不受这些示例的任何局限。对上述酸催化剂，既可以单独使用一种，也可以并用两种以上。

对成为甲阶酚醛树脂型二次反应的原料的酚醛清漆型酚醛树脂的熔点并没有限制，但对熔点高达65℃以上的树脂而言，减少了作为甲阶酚醛树脂型二次反应的对象的低分子量成分，并且扩大了用以使二次反应后的树脂熔点成为作为目标的130～220℃的甲阶酚醛树脂型二次反应的条件范围，这是有利的。

另外，在同组成的酚醛清漆型酚醛树脂中，熔点越高，则该原料酚醛清漆型酚醛树脂的分子量越大，甲阶酚醛树脂型二次反应后的树脂的分子量也相应地越高，并且作为混凝剂的混凝效果也越高。

对原料酚醛清漆型酚醛树脂的熔点上限并没有限制，但酚醛清漆型酚醛树脂是通过加热使其熔解、软化而成型，并通过热固化来使用的，如前面所述，在工业上几乎不生产熔点在120℃以上的制品。

此外，若熔点超过120℃，则软化·流动温度大致在150℃以上，并且酚醛清漆型酚醛树脂在反应釜中的局部温度会高达超过200℃。因此，会引起树脂发生降解或焦糊，得不到稳定品质的制品。并且，由于熔融粘度过于增高，在其取出利用时会产生在工业上变得困难的问题。

并且，对成为甲阶酚醛树脂型二次反应的原料的酚醛清漆型酚醛树脂的分子量并没有限制，但分子量较高的树脂，在二次反应结束后，酚类双核体和分子量在624左右以下的不仅不参与混凝而且残留于混凝处理水中污染处理水的低分子量成分的含量减少，因此优选。因此，优选使用的酚醛清漆型酚醛树脂的重均分子量在1000以上，特别优选在2000以上。

对酚醛清漆型酚醛树脂的分子量的上限并没有限制，但在如上所述的用途和生产上存在制约，通常重均分子量在6000左右。

在上述酚醛清漆型酚醛树脂中，即使是重均分子量在2000左右以上的树脂中，分子量在200左右的酚类双核体也为3重量%以上，而且分子量在624以下的不参与混凝且容易残留于混凝处理水中的低分子量成分合计含有15重量%以上。并且，例如，在原料中使用了苯酚和甲醛的酚醛清漆型酚醛树脂的情况下，分子量在200左右的酚类双核体通常含有3～20重量%左右，分子量在624以下的不参与混凝且容易残留于混凝处理水中的低分子量成分通常合计含有15～40重量%左右，分子量在1000以下的不显示混凝效果的低分子量成分合计含有25～50重量%左右。

在本发明中，首先将上述酚醛清漆型酚醛树脂形成碱溶液。

作为溶解酚醛清漆型酚醛树脂的溶剂，可以举出含有氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、氢氧化钡等碱金属或碱土类金属的氢氧化物中的一种或两种以上的水溶液，并且它们同时会成为下一工序的甲阶酚醛树脂型二次反应的碱催化剂。

并且，除上述之外，在下列物质中溶解有三乙胺、三甲胺、DBU（1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一烷-7-烯）、DBN（1,5-二氮杂双环[4.3.0]壬-5-烯）等有机碱的碱性溶剂，也能够作为兼作甲阶酚醛树脂型二次反应的碱催化剂的碱溶液来使用：甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、乙二醇等醇类，丙酮、甲乙酮、甲基戊基酮、甲基异丁基甲酮等酮类，甲基溶纤剂、乙基溶纤剂、丁基溶纤剂等溶纤剂类和溶纤剂类的酯，甲基卡必醇、乙基卡必醇、乙基卡必醇乙酸酯等卡必醇类和卡必醇类的酯，丙二醇单甲醚、丙二醇单甲醚乙酸酯、乳酸乙酯、乙酸丁酯等酯类等。

对酚醛清漆型酚醛树脂的碱溶液的pH并没有特别限制，但若pH过低则会使酚醛清漆型酚醛树脂的溶解性变差，若过高则会浪费所添加的碱物质，因此，优选为pH11～13左右。

另外，在酚醛清漆型酚醛树脂的碱溶液中的酚醛清漆型酚醛树脂浓度而言，并没有特别限制，但若浓度过高则溶液粘性增高并且对添加醛类的二次反应的均匀性保持甚至最终制品的泵加药等操作均不适合，若过低则有时生产效率降低或最终制品的包装、输送费用增加，因此，优选为5～50重量%、特别优选为10～30重量%左右。

作为用于甲阶酚醛树脂型二次反应中添加于酚醛清漆型酚醛树脂的碱溶液中的醛类，能够单独使用一种或混合两种以上的与上述作为酚醛清漆型酚醛树脂原料的醛类相同的醛类，其中，甲醛、多聚甲醛为特别实用的醛类，但并不限定于这些。

在酚醛清漆型酚醛树脂的碱溶液中的醛类添加量，并没有特别限定，但若添加量过少则包括双核体在内的低分子量成分的降低不充分，通过甲阶酚醛树脂型二次反应所获得的酚醛树脂（下面，有时也称“二次反应酚醛树脂”）的熔点上升也较少。相反，若过多则所获得的二次反应酚醛树脂的熔点接近不能测定的降解温度，交联继续进行，导致不溶解化、固化。对醛类的适当添加量而言，根据原料酚醛清漆型酚醛树脂中的包括双核体的分子量在1000以下的低分子量成分的含量或者所构成的酚类种类不同而不同，但大致上每1摩尔的酚醛清漆型酚醛树脂中的苯酚环，醛类的添加量为0.2～0.4摩尔。但是，实际上，优选以下述方式来决定醛类添加量，即，事先进行预备试验以确认醛类添加量和二次反应酚醛树脂的熔点之间的关系，基于该结果获得所需熔点的二次反应酚醛树脂。

对甲阶酚醛树脂型的二次反应的方法并没有特别限制，例如，采用具有搅拌机、蒸气吹入设备、回流器和温度控制结构的反应设备，通过蒸气吹入等来使具有规定的树脂浓度和pH的酚醛清漆型酚醛树脂的碱溶液升温至规定温度，例如40～70℃左右，然后，添加醛类，在保持温度处于80～100℃下1～12小时的同时，在碱催化剂作用下进行甲阶酚醛树脂型反应。

反应结束后，冷却反应液获得二次反应酚醛树脂的碱溶液，该二次反应酚醛树脂的熔点为130～220℃、优选为150℃～200℃，其中，包括酚类双核体在内的分子量在1000以下的低分子量成分的含量少，并且重均分子量得到提高。

此外，对上述二次反应中的树脂浓度、pH、醛类添加量、反应温度和反应时间并没有任何限制，可适当设定以能够获得所需熔点的二次反应酚醛树脂。

通过如此操作所获得的二次反应酚醛树脂的熔点为130～220℃，优选为150～200℃。

另外，优选该二次反应酚醛树脂的重均分子量为5000以上，更优选为10000以上。另一方面，若重均分子量超过50000，则产生一部分分子量在100万以上的分子，粘度较高且随着时间经过进一步发生交联并且产生不溶解物的可能性高，因此，优选二次反应酚醛树脂的重均分子量为50000以下，特别优选为30000以下。

并且，优选该二次反应酚醛树脂的重均分子量，成为反应前即作为甲阶酚醛树脂型二次反应的原料的酚醛清漆型酚醛树脂的重均分子量的2～5倍左右。

并且，优选二次反应酚醛树脂中酚类双核体含量低于3重量%，特别优选为2重量%以下，并且优选分子量在624以下的低分子量成分的含量为10重量%以下。更优选分子量在624以下的低分子量成分的含量为5重量%以下。并且，优选分子量超过624且在1200以下的低分子量成分的含量为10重量%以下，特别优选为7重量%以下。

并且，该二次反应酚醛树脂，相对于作为甲阶酚醛树脂型二次反应的原料的酚醛清漆型酚醛树脂而言，包括双核体的分子量大致在1000以下的低分子量成分通常减少至15重量%以下，优选大幅减少至10重量%以下。当用于水的混凝处理中时，获得了作为膜分离处理供水所优选的在混凝处理水中残留的未混凝物显著减少并且TOC、COD_Mn显著减少的混凝处理水。

该甲阶酚醛树脂型二次反应中所获得的酚醛树脂的碱溶液，是可用于泵加药的液体，能够将制造品直接作为水处理混凝剂来使用。

此外，本发明中的二次反应酚醛树脂或者作为甲阶酚醛树脂型二次反应原料的酚醛清漆型酚醛树脂的熔点测定试样制备法、熔点测定法、分子量等测定试样制备法、分子量等测定法，如下所述。

＜熔点测定试样制备法＞

采用离子交换水进行稀释以使二次反应酚醛树脂的碱溶液的树脂浓度成为1重量%以下，用搅拌器等形成充分搅拌的状态，滴加约1N左右的盐酸，调节pH至低于5。采用No.5A滤纸过滤该操作中析出的树脂，然后，用离子交换水清洗两次，将该析出树脂转移至其它滤纸上并很好地去除水分。

在常温下对水分得到很好去除的树脂进行真空干燥一晚，或者用干燥器干燥几日直至重量不再减少为止。

此外，对于未施以二次反应的作为甲阶酚醛树脂型二次反应的原料的酚醛清漆型酚醛树脂，在使其成为碱溶液后，再次采用上述方法制备试样。

＜熔点测定法＞

通过使用エスアイアイ·ナノテクノロジー株式会社制造的示差扫描量热仪（Differential Scanning Calorimetry：DSC）来进行测定。

在DSC测定器上置入2mg试样，按10℃/分钟进行升温，相对于横坐标的温度上升，求出热流（Heat Flow/mW）的线，以吸热峰的最高温度作为熔点。

在本发明中，酚醛清漆型酚醛树脂和二次反应酚醛树脂的熔点，是采用上述试样制备法和熔点测定法所测定的值。

＜分子量等测定试样制备法＞

在测定含有级分的分子量时，需要以使该树脂中包括酚类双核体的低分子量成分不流出的方式进行二次反应酚醛树脂的碱溶液的碱金属离子的去除和水分去除。

因此，首先，将二次反应酚醛树脂的碱溶液稀释成树脂浓度达0.1重量%（1000mg/L）左右，装入透析膜装置中，接着，预先确定用于使处于离解状态的苯酚羟基发生非离解化所需的中性化用盐酸的量，将其添加于透析膜装置内的溶液中，然后进行透析。采用减压烧瓶，将透析结束后包括附着物在内的全部内容物，在40℃左右的低温下浓缩、干固。

对此在常温下进行真空干燥，用上述的四氢呋喃进行溶解，获得含有级分的分子量测定试样。

此外，对甲阶酚醛树脂型二次反应进行前的原料的酚醛清漆型酚醛树脂，也同样地进行操作，并使预处理时有可能产生测定值偏移等误差的因素共同化。

＜分子量级分·分子量测定方法＞

分子量是通过凝胶渗透色谱法（gel permeation chromatography，下记为GPC）进行测定。

将上述二次反应酚醛树脂的四氢呋喃溶液，通过使用TOSOH制造的HLC8022作为色谱柱、四氢呋喃作为溶剂，在流量为0.8mL/分钟、温度为40℃下展开，并进行溶解析出。树脂检测根据折射率和紫外吸光来进行，并且设定最大吸收波长为254nm。检测器使用TOSOH制造的RI-8020和UV-8020。

使该结果与使用分子量明确的聚苯乙烯标准物质的校准曲线相比照，检验分子量级分和被级分的树脂成分的分子量及其含量。

低分子量成分的含量，按照GPC的分子量分布曲线，根据相对于树脂整体的面积比率（%）进行计算。

本发明中的酚醛树脂的重均分子量和低分子量成分的分子量以及其含量，是采用上述试样制备法和分子量级分·分子量测定法求出的值。

本发明的水处理混凝剂，优选通过如上述操作进行酚醛清漆型酚醛树脂的甲阶酚醛树脂型二次反应所获得的熔点为130～220℃、优选为150～200℃的二次反应酚醛树脂的碱溶液来形成，作为其酚醛树脂浓度，优选为10～25重量%、pH优选为11.0～13.0左右。

该水处理混凝剂，与混凝无关且残留于处理水中的低分子量成分量少，因此，可有效用作在用水或废水的混凝处理中所用的水处理混凝剂，特别是用作在膜分离处理、尤其是逆渗透膜分离处理的预处理工序的混凝处理中所用的水处理混凝剂。

[水处理方法]

本发明的水处理方法，其通过在被处理水中添加混凝剂来进行混凝处理并将该混凝处理水进行膜分离处理，其特征在于，作为添加在被处理水中的混凝剂，使用上述本发明的水处理混凝剂。

本发明的水处理混凝剂，特别发挥其混凝效果的对象物质，是不能通过使用通常的以聚合氯化铝（PAC）等铝盐、氯化铁等铁盐为代表的无机混凝剂来进行处理的非离子性表面活性剂、不带有阴离子性的中性多糖类、或者是极少阴离子性的中性多糖类。

在逆渗透膜分离处理中，使用通常的无机混凝剂不能通过预处理混凝进行去除的中性多糖类发生残留，并且污染逆渗透膜，使其透过通量减少而成为问题，因此，尤其是在上述领域中有效适用本发明的水处理混凝剂和水处理方法。

当上述混凝处理中使用本发明的水处理混凝剂时，向被处理水中添加的水处理混凝剂的量，能够根据被处理水的水质或者作为目标的混凝处理效果进行适当确定，并且根据有无并用无机混凝剂而有所不同，但大致设定为等量于作为本发明的水处理混凝剂的混凝对象的非离子性表面活性剂、中性多糖类的程度，例如，若在逆渗透膜分离处理等的膜分离处理工序的预处理工序中使用，则作为酚醛树脂换算的添加量优选为0.1～5.0mg/L，特别优选为0.3～2.0mg/L左右。

并且，尤其是，当本发明的水处理混凝剂用于作为使用逆渗透膜、超滤膜、微滤膜等的膜分离处理的预处理工序的混凝处理时，优选与本发明的水处理混凝剂一起并用无机混凝剂。

作为所并用的无机混凝剂，并没有特别限制，可以举出聚合氯化铝（PAC）、硫酸铝、氯化铝等铝类混凝剂，或者氯化铁、硫酸铁、聚合硫酸铁等铁类混凝剂，对它们既可以单独使用一种也可以并用两种以上。

无机混凝剂的添加量，根据被处理水的水质或作为目标的处理水质等不同而有所不同。若被处理水为工业用水而且用于膜分离工序的预处理工序中，则通常为20～100mg/L左右；若被处理水为生物处理水等的废水的一次处理水而且用于膜分离工序的预处理工序中，则通常为100～400mg/L左右。

当通过并用本发明的水处理混凝剂和无机混凝剂而进行作为膜分离处理的预处理的混凝处理时，最初在被处理水中添加本发明的水处理混凝剂后，添加无机混凝剂。具体而言，优选如下技术方案：在被处理水中添加本发明的水处理混凝剂并使其反应1分钟以上，然后，添加无机混凝剂并急速搅拌3～10分钟左右，进而缓速搅拌3～10分钟左右使其发生反应，将所获得的混凝处理液通过沉淀槽、加压悬浮装置等进行一次固液分离，进而通过重力过滤装置进行二次固液分离，并将分离水作为膜分离处理的供水。

若同时对被处理水添加本发明的水处理混凝剂和无机混凝剂、或者在与本发明的添加水处理混凝剂的部位接近的部位添加无机混凝剂，则酚醛树脂和无机混凝剂之间直接发生反应，其结果是得不到酚醛树脂的添加效果，而且为了补充因反应而消耗的部分药剂的所需添加量增大。

此外，若在无机混凝剂之后添加本发明的水处理混凝剂，则除了被处理水是海水等电导率在1000mS/m以上的含有大量盐类的水的情况以外，酚醛树脂以未混凝的状态残留并成为膜分离抑制物且使MFF发生劣化。

实施例

下面，通过举出实施例来更具体地说明本发明。

此外，下面的“%”表示“重量%”。

并且，下面，针对按照上述＜熔点测定试样制备法＞所制备的试样，将按照上述＜熔点测定法＞所测定的熔点仅称作“熔点”，并且将树脂的商品目录数据值或者不使试样树脂溶解于碱溶液中而测定的熔点称作“原体树脂熔点”。

[二次反应酚醛树脂碱溶液的制造]

作为原料树脂，使用了群荣化学工业株式会社制造的“レヂトップPSM-6358和PSM-4324。本品是在酸催化剂的存在下使苯酚和甲醛发生缩聚反应所获得的酚醛清漆型酚醛树脂，其熔点、重均分子量、低分子量成分含量等，如下所示。

表1

	PSM-6358	PSM-4324
			原体树脂熔点（℃）	67	63
熔点（℃）	71	67
			重均分子量	5400	2300
酚类双核体含量（%）	3.8	7.4
			分子量为1000以下的低分子量成分含量（%）	29	37

上述PSM-6358和PSM-4324的主要用途是电子材料层叠板用环氧固化剂，并不作为水处理混凝剂使用。

＜实施例I-1＞

在烧杯中装入41g的PSM-6358、146.2g离子交换水以及12.8g的48%氢氧化钠水溶液，采用磁力搅拌器进行搅拌溶解，获得200g含有20.5%PSM-6358的酚醛清漆型酚醛树脂碱溶液。该溶液的pH为12.4。

在200mg/L带有塞（共栓）的三角烧瓶中装入100g的PSM-6358碱液，在加温至约60℃后添加4.43g的37%甲醛水溶液，将冷凝器、搅拌用氮气喷射管和温度计安装在塞上，通过油浴在85℃液温度下进行甲阶酚醛树脂型的甲醛加成缩聚反应8小时（甲阶酚醛树脂型二次反应）。此外，在此所用的甲醛量，作为相对于PSM-6358的苯酚环（分子量为106）的比例，相当于28mol%（PSM-6358为20.5g，20.5÷106＝0.193mol；甲醛为4.43×0.37＝1.64g，1.64÷30＝0.055mol，因此0.055÷0.193＝0.28）。然后，对此进行冷却，添加4.46g离子交换水（浓度调节用离子交换水），减少包括酚类双核体的低分子量成分的含量，获得使重均分子量增加的高熔点的二次反应酚醛树脂碱溶液（下称“本发明合成品A”）。

＜实施例I-2＞

除了使用PSM-4324代替PSM-6358以外，与实施例I-1同样地进行操作获得二次反应酚醛树脂碱溶液（下称“本发明合成品B”）。

＜实施例I-3＞

除了设定甲阶酚醛树脂型二次反应中添加的37%甲醛水溶液的添加量为3.9g、并且设定甲阶酚醛树脂型二次反应结束后的浓度调节离子交换水的添加量为4.59g以外，与实施例I-1同样地进行操作获得二次反应酚醛树脂碱溶液（下称“本发明合成品C”）。

＜实施例I-4＞

除了设定甲阶酚醛树脂型二次反应中添加的37%甲醛水溶液的添加量为3.2g、并且设定甲阶酚醛树脂型二次反应结束后的浓度调节离子交换水的添加量为4.76g以外，与实施例I-1同样地进行操作获得二次反应酚醛树脂碱溶液（下称“本发明合成品D”）。

＜实施例I-5＞

除了设定甲阶酚醛树脂型二次反应中添加的37%甲醛水溶液的添加量为5.0g、并且设定甲阶酚醛树脂型二次反应结束后的浓度调节离子交换水的添加量为4.33g以外，与实施例I-1同样地进行操作获得二次反应酚醛树脂碱溶液（下称“本发明合成品E”）。

＜比较例I-1＞

除了设定甲阶酚醛树脂型二次反应中添加的37%甲醛水溶液的添加量为2.5g、并且设定甲阶酚醛树脂型二次反应结束后的浓度调节离子交换水的添加量为4.92g以外，与实施例I-1同样地进行操作获得二次反应酚醛树脂碱溶液（下称“比较合成品F”）。

＜比较例I-2＞

除了设定甲阶酚醛树脂型二次反应中添加的37%甲醛水溶液的添加量为5.6g、并且设定甲阶酚醛树脂型二次反应结束后的浓度调节离子交换水的添加量为4.19g以外，与实施例I-1同样地进行操作获得二次反应酚醛树脂碱溶液（下称“比较合成品G”）。

＜比较例I-3＞

在实施例I-1中将100g树脂原料PSM-6358的碱溶液中加入5.52g离子交换水后进行混合而成比较调节品H。

＜比较例I-4＞

在实施例I-2中将100g树脂原料PSM-4324的碱溶液中加入5.52g离子交换水后进行混合而成比较调节品I。

上述本发明合成品A～E、比较合成品F、G和比较调节品H、I碱溶液中的树脂浓度，包括在甲阶酚醛树脂型二次反应中添加的甲醛发生树脂化而成的部分在内，均为19.43%。

[熔点、分子量和低分子量成分含量的测定]

针对本发明合成品A～E、比较合成品F、G和比较调节品H、I，采用上述方法分别进行分子量级分，对苯酚（单体）、酚类双核体和低分子量成分含量进行检测并将结果示于表2中。

并且，采用上述方法测定熔点，并将结果示于表2中。

此外，根据JIS K-6910-7.22另行分析苯酚（单体）。

[加温下保管稳定性的评价]

将本发明合成品A～E、比较合成品F、G和比较调节品H、I的酚醛树脂碱溶液50mL，密封于50mL的聚乙烯容器中，在60℃下保管一个月或者三个月后通过目测观察流动性等变化，调查加温下的保管稳定性，将结果示于表2中。

此外，该加温下保管稳定性的评价标准如下所述。

○：与保管前相比，流动性没有变化、良好

△：当横置容器时，液面处于慢慢移动的状态

×：即使倒置容器，液体也不下垂的状态

此外，在表2中一并记入各例中用于甲阶酚醛树脂型二次反应的酚醛清漆型酚醛树脂的碱溶液中每含有一摩尔苯酚环时的甲醛摩尔量。

由表2可明确如下的情况。

本发明合成品A、C～E和本发明合成品B，分别与比较调节品H、I相比，大大减少了低分子量成分的含量，并且熔点和重均分子量也变大，获得了具有作为水处理混凝剂的适应性的物理性质。

此外，熔点低至125℃的比较合成品F，如下列表3所示，作为水处理混凝剂的性能是低的。并且，熔点高达233℃的比较合成品G，在60℃下保管一个月时流动性消失并形成固体，不可能作为混凝剂使用。

[作为水处理混凝剂的性能评价]

通过使用本发明合成品A～E和比较合成品F以及比较调节品H、I，进行作为水处理混凝剂的评价。

｛非离子类表面活性剂合成废水的混凝处理｝

在水处理用混凝中，无机混凝剂的使用是不可欠缺的。无机混凝剂的代表为聚合氯化铝（PAC）、硫酸铝、氯化铁等。其作用是通过将被处理水（下面记作“原水”）中的通常带负电并且在静电排斥下分散、稳定的浊质进行电荷中和而使其发生凝结、混凝。

作为通过该无机混凝剂难以混凝去除的代表物质，有非离子系表面活性剂。该物质不含电荷，因此与无机混凝剂不发生相互静电作用，并不能通过无机混凝剂发生凝结、混凝。

因此，作为非离子表面活性剂，使用亲水度高的HLB15的聚氧乙烯烷基苯基醚（ミヨシ1230），将此按20mg/L浓度溶解于日本栃木县野木町自来水中形成非离子类表面活性剂合成废水，采用下述方法以上述废水作为原水进行混凝处理性能评价，并将结果示于表3中。

该合成废水的TOC为16.5mg/L（减去野木町自来水部分的0.5mg/L后，表面活性剂部分为16.0mg/L）；COD_Mn为12.2mg/L（同样减去0.4mg/L后，表面活性剂部分为11.8mg/L）。

＜实施例Ⅱ-1～4＞

在500mL烧杯中采集合成废水，并安装在瓶式检验器（jar tester）上，将本发明合成品A作为树脂成分各添加9.7mg/L、19.4mg/L、29.1mg/L、38.9mg/L，以150rpm急速搅拌2分钟，接着，添加100mg/L的PAC，以150rpm急速搅拌2分钟，然后，以50rpm缓速搅拌5分钟。然后，在静置30分钟后，将上部澄清水通过已用纯水冲洗滤纸中所含溶解性TOC的No.5A滤纸来进行过滤，获得处理水。

处理水的TOC随着本发明合成品A（熔点为183℃）的添加量增加而降低，添加量为29.1mg/L时，合成废水从16.0mg/L变成最低值的3.6mg/L。

处理水COD_Mn，与TOC同样也在添加29.1mg/L本发明合成品A时，变成最低值的3.4mg/L。在添加38.9mg/L本发明合成品A时处理水的TOC、COD_Mn转变为上升，其原因在于，一方面表面活性剂的去除已基本趋于结束，另一方面，处理水中低分子量的酚醛树脂成分，虽然量少但随着本发明合成品A的添加量的增加而在一点一点地增加。

＜实施例Ⅱ-5～8＞

在实施例Ⅱ-1～4中的本发明合成品A的最适添加量29.1mg/L的条件下，针对本发明合成品B（熔点为153℃）、本发明合成品C（熔点为151℃）、本发明合成品D（熔点为132℃）、本发明合成品E（熔点213℃），分别同样地进行了试验。作为结果，各本发明合成品均使处理水的TOC在7.4mg/L以下，并且相对于原水的TOC的16.0mg/L减少50%以上。

并且，使处理水COD_Mn在6.9mg/L以下，并且相对于原水COD_Mn的11.8mg/L得以减少40%以上。

＜比较例Ⅱ-1＞

通过使用比较合成品F（熔点为125℃）与实施例Ⅱ-5同样地进行试验，尽管处理水的TOC、COD_Mn相对于原水降低，但相对于实施例Ⅱ-1～8则明显差。

＜比较例Ⅱ-2、3＞

通过使用比较调节品H（熔点71℃）和比较调节品I（熔点67℃），与实施例Ⅱ-5同样地进行试验，和原水相比增加了处理水TOC、COD_Mn。

＜比较例Ⅱ-4＞

在实施例Ⅱ-1中，不使用本发明合成品A而只用100mg/L的PAC来同样地进行试验，结果是处理水TOC、COD_Mn与原水相比几乎未变化，不能去除表面活性剂。

表3

※注：表中的TOC和COD_Mn，是分别减去野木町（日本地名）自来水的TOC（0.5mg/L）、COD_Mn（0.4mg/L）后所得到的数值。

{中性多糖类合成废水的混凝处理}

在逆渗透膜等的膜分离处理中，藻类或包括活性污泥微生物的微生物代谢产生的多糖类变成为膜污染物，并且，在多糖类之内不具有阴离子性的中性多糖类或者只有极少阴离子性的中性多糖类，不能用无机混凝剂进行处理，因此，开发尤其是通过上述混凝处理进行有效去除的方法是重要的。

因此，将作为中性多糖类的一种的支链淀粉（pullulan）添加于自来水中所形成的水作为原水，评价该原水的混凝处理性能并将结果示于表4中。

支链淀粉使用东京化成工业株式会社制造的试剂，并使其以5mg/L的浓度溶解于野木町自来水中作为合成废水。野木町自来水的No.5A滤纸过滤水的TOC为0.45mg/L，膜过滤性指标MFF为1.042。

在其中溶解5mg/L支链淀粉而形成的合成废水的TOC，减去野木町自来水的TOC的0.45mg/L的值为2.25mg/L，膜过滤性指标MFF劣化至1.124。

通过测定混凝处理过滤水的TOC和作为膜过滤性指标的MFF来进行评价。

该步骤如下所示：

（1）将原水调节至22±2℃水温，取其中1100L置于烧杯中，采用宫本制作所制造的MJS-6进行瓶式检验（jar test）。

作为反应条件，设定为：添加规定量的各酚醛树脂碱溶液，以150rpm反应3分钟后，添加100mg/L的PAC，以150rpm搅拌10分钟，接着以50rpm搅拌7分钟进行反应（其中，在比较例Ⅲ-4中只添加PAC）。

（2）将混凝处理水沉淀约30分钟后，通过已用纯水冲洗滤纸中所含的溶解性TOC的No.5A滤纸，对所含全部混凝絮凝物进行过滤。

（3）将所获得的1000mL过滤水各取500mL装入两只量筒（cylinder）中。

（4）采用日本ミリポア株式会社制造的孔径为0.45μm、47φ的硝基纤维素制成的膜过滤器，在66kPa（500mmHg）的减压下过滤500mL过滤水，测量过滤时间T1。接着，同样地进行减压过滤另一只量筒的500mL，测定过滤时间T2。以使水温在测定时成为22±2℃的方式，对实验室温度进行调节，并同时记录测定时的水温。

（5）根据T2/T1的比值求出MFF，在完全不存在污浊物质的纯水中，T1＝T2，MFF成为1.00。逆渗透膜供水的优选MFF低于1.10，并且作为应该满足的水平设定为低于1.05。

（6）针对残余的过滤水，采用50mm比色皿测定了酚醛树脂的吸收峰值波长280nm的紫外吸光度。并且，测定了TOC（总有机碳）。

（7）支链淀粉没有280nm波长的紫外吸光，因此280nm波长的紫外吸光度与比较例Ⅲ-4中只有100mg/L的PAC的处理中的280nm波长紫外吸光度之间的差（Δ280nm），视为酚醛树脂残留成分。因此，根据酚醛树脂的浓度～吸光度校准曲线（酚醛树脂浓度＝Δ280/0.093），求出残留浓度。

＜实施例Ⅲ-1～3＞

将本发明合成品A（熔点为183℃）作为树脂成分，以1.6mg/L、3.1mg/L、4.7mg/L的添加量进行添加以去除支链淀粉，所获得去除率与添加量相对应分别为30%、45%、60%。

膜过滤性指标的MFF，在支链淀粉去除率为30%时为自来水以下的1.033，显示出良好的结果。认为其原因在于：多糖类的膜过滤抑制作用随着其分子量变得越大而增大，对分子量被推测为小至1000以下的多糖而言，被设想为不具有充分的膜过滤抑制作用；另一方面，基于经过甲阶酚醛树脂型二次反应的酚醛树脂进行的支链淀粉的混凝去除，支链淀粉分子量越大则会优先得以进行。

＜实施例Ⅲ-4～7＞

在用本发明合成品A获得MFF为1.024的非常良好的膜过滤性以及支链淀粉去除率为45%的、添加量为3.1mg/L的条件下，评价本发明合成品B（熔点为153℃）、本发明合成品C（熔点为151℃）、本发明合成品D（熔点为132℃）和本发明合成品E（熔点213℃）。对所有合成品而言，获得了良好的结果：处理水的MFF为1.020～1.033，支链淀粉去除率为39～47%。

＜比较例Ⅲ-1＞

虽然实施了甲阶酚醛树脂型二次反应，但在熔点为125℃和130℃以下的比较合成品F中，在添加量为3.1mg/L时，获得的MFF与野木町自来水并列为1.041，然而，支链淀粉去除率为26%，比所有实施例差。

＜比较例Ⅲ-2、3＞

对未实施甲阶酚醛树脂型二次反应并且熔点为71℃的比较调节品H和熔点为67℃的比较调节品I而言，与比较例Ⅲ-4中只添加100mg/L的PAC时相比，可见到MFF得到改善，但未达到原自来水的MFF水平。

并且，由于低分子量成分大量残留，所以与合成原水相比TOC增加，也不适宜作为用于废水净化的混凝剂。

＜比较例Ⅲ-4＞

当只用无机混凝剂100mg/L的PAC进行处理时，与原水相比改善了MFF，但成为1.162而远不如不含支链淀粉的原自来水的MFF1.041。并且支链淀粉去除率仅为4%。

{生物处理水的混凝处理和逆渗透膜分离处理}

〔混凝处理〕

除了作为原水使用的是针对液晶制造工序废水进行包括脱氮在内的生物处理而成的处理水、进而用聚合硫酸铁进行混凝处理、接着通过逆渗透膜分离处理来进行废水回收的F工厂的生物处理水、并且作为无机混凝剂使用400mg/L的聚合硫酸铁代替PAC以外，与上述中性多糖类合成废水的混凝处理中同样地进行瓶式检验、No.5A滤纸过滤、MFF测定、280nm紫外吸光度测定。

酚醛树脂残留浓度，采用与上述中性多糖类合成废水的混凝处理中相同的方法进行计算，但对本原水而言，在原水中存在的对280nm波长具有吸光的成分的一部分，通过酚醛树脂有可能被混凝、去除，因此作为参考值。

将针对本发明合成品A、本发明合成品C和比较合成品F、比较调节品H改变酚醛树脂添加量为0.97mg/L、1.36mg/L、1.94mg/L时的结果以及只用聚合硫酸铁时的结果示于表5中。

＜实施例Ⅳ-1～6＞

本发明合成品A（熔点为183℃）和本发明合成品C（熔点为151℃），均可通过添加1.36mg/L酚醛树脂，获得处理水MFF低于1.1的良好水平，并基于残留树脂对280nm紫外吸光度的增加也非常少。

＜比较例Ⅳ-1～6＞

比较合成品F（熔点为125℃），虽然进行了甲阶酚醛树脂型二次反应，但熔点低而且推断低分子量成分的减少不充分，并且酚醛树脂残留浓度变得高于实施例Ⅳ-1～6。并且还推断高分子量化不充分，而且基于1.36mg/L的添加量不能使处理水达到MFF低于1.1的良好水平。

比较调节品H（熔点71℃）与比较合成品F相比，其结果更差。

＜比较例Ⅳ-7＞

只用400mg/L的聚合硫酸铁进行处理，膜过滤性指标MFF为1.354的不良结果。

表5

〔逆渗透膜分离处理〕

针对所获得MFF均为良好水平的MFF低于1.1的实施例Ⅳ-2（本发明合成品A：1.36mg/L）、实施例Ⅳ-5（本发明合成品C：1.36mg/L）、比较例Ⅳ-3（比较合成品F：1.94mg/L）、比较例Ⅳ-6（比较调节品H：1.94mg/L）以及MFF为1.354的只用聚合硫酸铁的比较例Ⅳ-7，分别反复进行同样的瓶式检验和过滤，由此制备约20L混凝处理水，并进行平板膜试验，将结果示于表6～10中。

平板膜试验，通过实际使用逆渗透膜片，在加压下使混凝处理水（供水）透过，测定透过水量，对每单位膜面积的透过通量（m³/m²·hr）相对于时间的降低程度进行检验。基于该结果，能够评价将混凝处理水向逆渗透膜模块进行实际通水时膜的堵塞情况，换言之，能够评价可连续通水的时间。

作为测试装置，使用了图1中所示的装置。将混凝处理水（逆渗透膜供水），采用高压泵4，经过管道11，向密闭容器1中安装了逆渗透膜的平板膜单元2下侧的原水室1A中，以0.7mL/min进行定量供给。在原水室1A内，通过用搅拌器3来旋转搅拌子5进行搅拌。密闭容器内的压力，通过浓缩水取出管道13上所设置的压力计6和压力调节阀7来调节至0.75MPa，在该条件下测量透过水量。

作为逆渗透膜，使用了日东电工株式会社制造的聚酰胺膜制品、名称为ES-20。平板膜单元面的过滤面积为8.04cm²。

该试验是在不大偏离室温25℃的条件下进行，实际测量透过水的水温t，换算成水温25℃后根据下式计算透过通量。

透过通量＝透过水量×温度修正系数（1.024(^25-t)）÷平板膜面积（单位：m³/m²·hr）

并且，计算出作为透过通量相对时间的降低倾向指标的通量衰减率（fluxdecline slope）（下称“m值”），进行评价。

m值的计算式和评价如下所示。

m值＝（log初期透过通量-log经过时间T的透过通量）÷（log初期时间（通常1hr）-log经过时间T）

m值取负值，m值与透过通量降低至初期的80%（降低20%）的时间成为如下所示关系。

m＝-0.02：降低时间计算值70000小时（8年）

m＝-0.025：降低时间计算值7500小时（10个月）

m＝-0.03：降低时间计算值1700小时（2.3个月）

m＝-0.035：降低时间计算值587小时（0.8个月）

m＝-0.04：降低时间计算值265小时（11天）

通常，当以工业用水作为原水并对其充分进行混凝处理、重力过滤处理时，m值达到-0.02左右。以用过一次的废水作为原水并对其进行混凝处理、重力过滤时的m值作为标准，m值达到-0.04以上（绝对值为0.04以下）。

在逆渗透膜通水时，在时间经过的同时，透过通量趋于降低。对应于上述降低，通过提高供水压力而确保初期透过通量，但通常若降低至80%左右，则停止通水、实施膜清洗。若如此反复操作下去，则通过清洗来恢复透过通量的程度变差，在这种情况下进行膜更换。

根据上述m值的透过通量降低时间计算值，是表示由膜供水中所夹带的微粒子或溶解性有机物所引起的透过通量降低的程度的数值。实际上，还有由供水浓缩所引起的无机盐类等的水垢附着、由微生物繁殖所引起的其代谢生成物附着等的后天性透过通量降低的原因。

因此，当m值为-0.02时，尽管降低时间计算值为8年，但也存在上述污染因素或者膜的物理强度寿命，实际上不可能实现连续通水8年。

＜实施例Ⅴ-1＞

将采用实施例Ⅳ-2的本发明合成品A（熔点为183℃）的混凝处理水作为逆渗透膜供水时，以m值为-0.0282、透过通量降低至20%来计算通水天数为113天，结果良好。

表6实施例Ⅴ-1（实施例Ⅳ-2的混凝处理水）

＜实施例Ⅴ-2＞

将采用实施例Ⅳ-5的本发明合成品C（熔点为151℃）的混凝处理水作为逆渗透膜供水时，以m值为-0.0294、透过通量降低至20%来计算通水天数为83天，结果良好。

表7实施例Ⅴ-2（实施例Ⅳ-5的混凝处理水）

＜比较例Ⅴ-1＞

当采用比较例Ⅳ-3的实施甲阶酚醛树脂型二次反应但低熔点的比较合成品F（熔点为125℃）的混凝处理水作为逆渗透膜供水时，以m值为-0.0351、透过通量降低至20%来计算通水天数为24天，与实施例有显著差异。

表8比较例Ⅴ-1（比较例Ⅳ-3的混凝处理水）

＜比较例Ⅴ-2＞

当采用比较例Ⅳ-6的未实施甲阶酚醛树脂型二次反应的比较调节品H（熔点为71℃）的混凝处理水作为逆渗透膜供水时，以m值为-0.0375、透过通量降低至20%来计算通水天数为16天，其优于比较例Ⅴ-3的只用聚合硫酸铁的情况，但与实施例之间有显著差异。

表9比较例Ⅴ-2（比较例Ⅳ-6的混凝处理水）

＜比较例Ⅴ-3＞

当采用只用聚合硫酸铁而未添加酚醛树脂碱溶液的比较例Ⅳ-7的混凝处理水作为逆渗透膜供水时，以m值为-0.0451、透过通量降低至20%来计算通水天数为6天，膜污染度大。

表10比较例Ⅴ-3（比较例Ⅳ-7的混凝处理水）

{工业用水的混凝处理和逆渗透膜分离处理}

〔混凝处理〕

＜实施例Ⅵ-1、2，比较例Ⅵ-1～5＞

针对日本茨城县鹿岛地区工业用水，通过使用本发明合成品A（熔点为183℃）、或者作为其原料的比较调节品H（熔点71℃）和PAC、或者只用PAC进行混凝处理，评价了膜透过性指标MFF、处理水TOC、以及紫外线吸光度，并将结果示于表11中。

上述工业用水的取水源，是位于封闭性水域的北浦（日本地名），属于污浊度大的种类。

作为混凝试验、MFF、紫外线吸光度的评价方法，除了采用100mg/L的PAC作为无机混凝剂代替400mg/L的聚合硫酸铁之外，与上述生物处理水的混凝处理中的评价方法相同。

表11

由表11可明确如下的情况。

在只用100mg/L的PAC的比较例Ⅵ-3中，MFF为1.141时，对逆渗透供水而言是不充分的值，但在并用本发明合成品A的实施例Ⅵ-1、2中均获得MFF低于1.10的结果。对MFF而言，与合成品A的添加量从0.50mg/L→0.97mg/L的增加相对应，成为1.072→1.042的优化结果。

另一方面，当并用作为本发明合成品A的原料的比较调节品H时，添加量为0.50mg/L则MFF为1.108，因此不合适作为逆渗透膜的供水。在添加量为0.97mg/L的比较例Ⅴ-2中，MFF成为1.071。但是，对280nm的紫外线吸光度而言，在只用PAC进行处理的比较例Ⅵ-3中，相对于吸光度0.102上升为0.125，可见TOC也上升，可设想酚醛清漆型酚醛树脂的包括酚类双核体的低分子量成分的残留为0.23mg/L。

并且，当只用PAC时，即使增加添加量，也在140mg/L时MFF达到界限1.102。

〔逆渗透膜分离处理〕

＜实施例Ⅶ-1、比较例Ⅶ-1、2＞

通过使用实施例Ⅵ-1、比较例Ⅵ-2、4的混凝处理水，与上述生物处理水的混凝处理水的逆渗透膜分离处理中同样地进行使用逆渗透膜的平板膜试验，并将结果示于表12～14中。

表12实施例Ⅶ-1（实施例Ⅵ-1处理水：MFF为1.072）

表13比较例Ⅶ-1（比较例Ⅵ-2处理水：MFF为1.071）

表14比较例Ⅶ-2（比较例Ⅵ-4处理水：MFF为1.102）

由表12～14可明确如下的情况。

针对施以0.50mg/L本发明合成品A和100mg/L的PAC的并用处理的实施例Ⅵ-1的混凝处理水进行平板膜试验的实施例Ⅶ-1中，连续通水10天的透过通量下降率为10.4%、m值为-0.0200。根据m值所计算的透过通量下降率达20%为止的计算天数为2920天。

针对施以0.97mg/L比较调整品H和100mg/L的PAC的并用处理的比较例Ⅵ-2的混凝处理水进行平板膜试验的比较例Ⅶ-1中，连续通水10天的透过通量下降率为14.6%、m值为-0.0288。根据m值所计算的透过通量下降率达20%为止的计算天数为96天。

对比较例Ⅵ-2的混凝处理水而言，尽管膜透过性指标达到良好的1.071，但只获得了与膜透过性指标为1.102的通过140mg/L的PAC的单独处理的比较例Ⅵ-3的混凝处理水相同水平的平板膜的评价结果，判断其原因在于，包括酚类双核体的低分子量成分残留于处理水中。

针对只用140mg/L的PAC进行混凝处理的比较例Ⅵ-4的混凝处理水进行平板膜试验的比较例Ⅶ-2中，连续通水10天的透过通量下降率为14.5%、m值为-0.0273。根据m值所计算的透过通量下降率达20%为止的计算天数为102天。

虽然通过使用特定的方式详细说明了本发明，但对本领域技术人员而言，能够明确在不超出本发明的宗旨和范围内，可进行各种改变。

此外，本申请是基于2009年8月11日提出的日本特许申请（特愿2009-186348）以及2010年3月31日提出的日本特许申请（特愿2010-081078）进行的申请，在此通过引用而援引其全部内容。

Claims

1.一种水处理混凝剂，其特征在于，其由熔点为130～220℃的酚醛树脂的碱溶液形成，并且上述熔点为130～220℃的酚醛树脂中，分子量在1000以下的低分子量成分的含量是15重量%以下。

2.如权利要求1所述的水处理混凝剂，其特征在于，上述熔点为130～220℃的酚醛树脂的重均分子量是5000～50000。