CN113710342A - 水净化剂和水净化方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种水净化剂，其是由含有长蒴黄麻的粉末和高分子凝聚剂的混合物的造粒物构成的水净化剂，所述造粒物的累积10％体积粒径D10为100μm以上400μm以下且累积90％体积粒径D90为800μm以上1,200μm以下。

Description

水净化剂和水净化方法
技术领域
本发明涉及水净化剂和使用该水净化剂的水净化方法。
背景技术
近年来，在工厂制造各种产品的过程中会产生大量的废液，该废液包含作为无机离子的金属离子、氟离子等环境负荷物质。
在迄今为止的水净化剂中，在无机离子的不溶化处理中，氯化铁、硫酸铝、聚合氯化铝(PAC)等无机凝聚剂是必需的，但上述无机凝聚剂的使用会提高环境负荷，如果大量添加无机凝聚剂则污泥产生量(污泥含水率)会增加、或导致药剂成本增加，因而希望能够实现不使用无机凝聚剂或削减其使用量。
对此，提出了通过使用例如包含具有特定碱性的聚合氯化铝和二甲基二烯丙基氯化铵系聚合物的凝聚剂，能降低无机凝聚剂的添加量(例如，参照专利文献1)。
此外，提出了一种水净化剂，其是由含有长蒴黄麻的粉末和高分子凝聚剂的混合物的造粒物构成的水净化剂，上述造粒物的中值粒径(D50)为250μm以上850μm以下(例如，参照专利文献2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特许第6028826号公报
专利文献2：日本特许第6133348号公报
发明内容
发明要解决的课题
在专利文献1记载的技术中，即使能够降低无机凝聚剂的使用量，也不能实现由污泥含水率的降低带来的污泥产生量的削减。
此外，在专利文献2中，虽然对于能够在短时间内将无机离子浓度降低至所希望的浓度以下的水净化性能有所公开，但对于无机离子的不溶化处理中所使用的无机凝聚剂的使用量的减少和污泥产生量的削减效果没有任何记载或教导，因而希望提供一种水净化剂，其水净化性能优异、能够减少无机凝聚剂的使用量同时实现由污泥含水率的降低带来的污泥产生量的削减。
本发明的课题在于解决以往的上述各问题，实现如下的目的。即，本发明的目的在于提供一种水净化剂，其水净化性能优异、能够减少无机凝聚剂的使用量同时实现由污泥含水率的降低带来的污泥产生量的削减。
用于解决课题的方法
作为用于解决上述课题的方法，如下所述。即：
<1>一种水净化剂，其特征在于，是由含有长蒴黄麻的粉末和高分子凝聚剂的混合物的造粒物构成的水净化剂，上述造粒物的累积10％体积粒径D10为100μm以上400μm以下且累积90％体积粒径D90为800μm以上1,200μm以下。
<2>如上述<1>记载的水净化剂，其中，上述长蒴黄麻与上述高分子凝聚剂的质量组成比为9：1～1：9。
<3>如上述<1>至<2>中任一项记载的水净化剂，其中，上述长蒴黄麻为中国农业科学院麻类研究所的鉴定编号为国鉴麻2013的“中黄麻4号”。
<4>如上述<1>至<3>中任一项记载的水净化剂，其中，上述长蒴黄麻为中国农业科学院麻类研究所的鉴定编号为皖品鉴登字第1209006的“中黄麻3号”。
<5>如上述<1>至<4>中任一项记载的水净化剂，其中，上述长蒴黄麻为中国农业科学院麻类研究所的鉴定编号为皖品鉴登字第1209001的“中红麻”。
<6>如上述<1>至<5>中任一项记载的水净化剂，其中，上述高分子凝聚剂为聚丙烯酰胺。
<7>如上述<6>记载的水净化剂，其中，上述聚丙烯酰胺具有丙烯酸盐或羧酸盐。
<8>一种水净化剂的制造方法，其特征在于，包括：
将长蒴黄麻的粉末和高分子凝聚剂混合并添加水分进行混炼，得到混炼物的混炼工序，
通过拉伸法将上述混炼物成型为片状，得到片状成型物的拉伸成片化工序，使得到的片状成型物干燥，得到干燥片的干燥工序，和
将干燥片粉碎的粉碎工序。
<9>一种水净化方法，其特征在于，将上述<1>至<7>中任一项记载的水净化剂溶于水，得到长蒴黄麻的粉末和高分子凝聚剂的分散液，向含有无机系无用物的排放水供给上述分散液，从而将排放水中的无机系无用物除去。
<10>如上述<9>记载的水净化方法，其中，上述排放水是含有具有镍、氟、铁、铜、锌、铬、砷、镉、锡和铅中的至少任一种的无机系无用物的排放水。
<11>如上述<10>记载的水净化方法，其中，在对上述无机系无用物中的镍离子、氟离子、铁离子、铜离子、锌离子、铬离子、砷离子、镉离子、锡离子和铅离子中的至少任一种无机离子实施不溶化处理后，向上述排放水供给上述分散液。
<12>如上述<11>记载的水净化方法，其中，上述不溶化处理中使用的无机凝聚剂的使用量为4,500ppm以下。
发明效果
根据本发明，能够解决以往的上述各问题、实现上述目的，提供一种水净化剂，其水净化性能优异、能够减少无机凝聚剂的使用量同时实现由降低污泥含水率的减少带来的污泥产生量的削减。
附图说明
[图1]图1是显示本发明中所使用的“中黄麻3号”和“中红麻”的鉴定编号的图。
具体实施方式
(水净化剂)
本发明的水净化剂是由含有长蒴黄麻的粉末和高分子凝聚剂的混合物的造粒物构成的水净化剂，上述造粒物的累积10％体积粒径D10为100μm以上400μm以下且累积90％体积粒径D90为800μm以上1,200μm以下。
本发明人等为了提供水净化性能优异的水净化剂，对含有植物粉末的水净化剂进行了潜心研究。结果发现，通过使将长蒴黄麻的粉末和高分子凝聚剂混炼得到的造粒物的累积10％体积粒径D10和累积90％体积粒径D90为特定范围，在水净化性能优异、能够减少无机凝聚剂的使用量的同时实现由污泥含水率的减少带来的污泥产生量的削减。
其理由虽不明晰，但考虑如下。
本发明中，以工业排放水，例如含有镍、氟、铁、铜、锌、铬、砷、镉、锡、铅等无机系无用物的工业排放水为对象，为了从该排放水中除去无机系无用物(也称为“水的净化”)，要通过利用无机凝聚剂使无机系无用物中的镍离子、氟离子、铁离子等无机离子不溶化，形成悬浊固体物质(本发明中，也称为“微絮凝物”，并使该微絮凝物凝聚沉降，进行固液分离来进行。认为在进行这样的水的净化时，如果使用由长蒴黄麻的粉末和高分子凝聚剂构成的造粒物，则：
(i)由高分子凝聚剂促进排放水中的无机离子的微絮凝物化，
(ii)由长蒴黄麻的粉末提高排放水中的无机离子的吸附效果，
(iii)通过存在于长蒴黄麻的粉末中的细孔来提高微絮凝物的吸附效果。
这时，如果长蒴黄麻急速吸水并沉降，则不能发挥上述吸附效果，而另一方面，如果长蒴黄麻纤维的空隙(孔隙)部分不能与排放水充分接触，则也不能发挥由具有阳离子交换性能的长蒴黄麻带来的上述(ii)和(iii)的效果。
如果造粒物的累积10％体积粒径D10小于100μm且累积90％体积粒径D90小于800μm，则造粒物的比表面积小，不能充分发挥由造粒物带来的吸附效果。
另一方面，在净化时，由于长蒴黄麻的沉降慢，造粒物的粒径可以比较大，但如果造粒物的累积10％体积粒径D10超过400μm且累积90％体积粒径D90超过1200μm，则沉降速度会变快，不能充分发挥造粒物的吸附效果。
因此，认为累积10％体积粒径D10和累积90％体积粒径D90在特定范围的造粒物能够充分利用长蒴黄麻的特征，表现具有充分的微絮凝物吸附效果的优异的水净化性能，能够减少无机离子的不溶化处理中使用的无机凝聚剂的量，实现由污泥含水率的减少带来的污泥产生量的削减。
本发明中规定的造粒物优选通过后述的制造方法来制备。
以下对水净化剂的具体构成进行说明。
<长蒴黄麻>
上述长蒴黄麻的粉末的阳离子交换性能高，且具有能够吸附含有上述无机离子的排放水中的微絮凝物的细孔，因而可以优选使用。
作为长蒴黄麻的部位，优选使用叶或茎。
此外，长蒴黄麻中，优选使用中国长沙市产的长蒴黄麻或中国农业科学院麻类研究所的鉴定编号为国鉴麻2013的“中黄麻4号”、鉴定编号为皖品鉴登字第1209006的“中黄麻3号”、鉴定编号为XPD005-2005的“中黄麻1号”或鉴定编号为为皖品鉴登字第1209001的“中红麻”。进一步，更优选上述“中黄麻4号”、上述“中黄麻3号”和上述“中红麻”，特别优选上述“中黄麻4号”。
需说明的是，上述“中黄麻3号”和上述“中红麻”的鉴定编号示于图1。
上述“中黄麻4号”具有如下特性。
农作物种类：黄麻
品种来源：由湘黄麻3号×0-4(l)杂交F1代与湘黄麻3号培育而成
特征特性：中黄麻4号是长果种的常规黄麻，绿茎，茎为圆筒状，叶为分散的针形，叶柄为绿色，与主茎的角小，有侧芽、托叶。萼为绿色，长果圆筒形，有五室，种子为晩熟品种。
<高分子凝聚剂>
作为上述高分子凝聚剂，与上述长蒴黄麻同样，只要表现除去排放水中的上述无机系无用物的效果就没有特别限制，可以根据目的而适当选择，例如，可列举聚丙烯酰胺(PAM)、聚丙烯酰胺的部分水解盐、多胺、藻酸钠、聚丙烯酸钠、羧甲基纤维素(CMC)钠盐等。其中，优选聚丙烯酰胺。
作为聚丙烯酰胺，例如可列举具有丙烯酸盐或羧酸盐的聚丙烯酰胺。
作为上述聚丙烯酰胺，可以使用市售品，作为上述市售品，可列举例如FlopanAN934(在侧链具有丙烯酸盐的聚丙烯酰胺)、Flopan AN913(在侧链具有羧酸盐的聚丙烯酰胺)(均由SNF株式会社制)等。
<长蒴黄麻的粉末和高分子凝聚剂的混合物的造粒物>
上述长蒴黄麻的粉末与上述高分子凝聚剂的质量组成比优选为9：1～1：9，更优选为5：5～1：9，进一步优选为3：7～1：9。如果在该质量组成比的范围内，则能充分发挥具有微絮凝物吸附效果的优异的水净化性能。需说明的是，上述质量组成比可以基于干燥质量计算。
上述造粒物显示如下特性。
《累积10％体积粒径D10、累积90％体积粒径D90》
本发明中规定的造粒物的累积10％体积粒径D10为100μm以上400μm以下且累积90％体积粒径D90为800μm以上1,200μm以下。
如果造粒物的累积10％体积粒径D10为100μm以上400μm以下且累积90％体积粒径D90为800μm以下，则能够充分发挥由长蒴黄麻的粉末带来的微絮凝物的吸附效果。
如果造粒物的累积10％体积粒径D10小于100μm，则会产生微粉，有在制造时产生不良状况、投入时产生粉尘的担忧。
另一方面，如果D90大于1200μm，则会产生不溶解成分，有发生配管的堵塞、水处理效率恶化的担忧。
此外，在D10大于400μm且D90小于800μm时，造粒物的D50(中值粒径)有可能落在发挥良好水净化性能的区域之外。
在此，将基于体积基准的粒度分布测定的从小粒子侧开始的10％累积部分的粒径称为累积10％体积粒径D10，将基于体积基准的粒度分布测定的从小粒子侧开始的90％累积部分的粒径称为累积90％体积粒径D90。
此外，上述D10和D90可以由例如MasterSizar 2000(Malvern Instruments公司制造)等市售的粒度分布测定仪来测量。
<造粒物的制造方法>
本发明中规定的造粒物由如下的制造方法制造，该制造方法包括：将上述长蒴黄麻的粉末和上述高分子凝聚剂混合并加水混炼而得到混炼物的混炼工序，通过拉伸法将该混炼物成型为片状而得到片状成型物的拉伸成片化工序，使该片状成型物干燥而得到干燥片的干燥工序，和将该干燥片粉碎的粉碎工序。
进一步，还可以包括在上述粉碎工序后用筛子对造粒物进行分级的分级工序。
本发明人等通过实验确认了，在进行造粒时，如果对混炼物过度施加强剪切力(shear)，则高分子凝聚剂会进入到长蒴黄麻纤维的孔隙部分。
造粒物中，由于长蒴黄麻的纤维结构，形成有存在空出大量孔的空隙(孔隙)的多孔质形状。
了解到如果通过基于拉伸成片化工序的造粒法来制造造粒物，则可以控制对混炼物施加的剪切力，由这样的拉伸成片化工序制造的造粒物可以充分确保与排放水接触的长蒴黄麻的孔隙部分，对于无机系无用物表现出良好的吸附效果。
进一步，在上述拉伸成片化工序中，由滚筒缓慢拉伸混炼物，分阶段形成规定厚度的片状成型物。认为根据这样的方法，能够在良好地保持混炼物的粘度的情况下制造成型物，由此也能发挥长蒴黄麻的吸附效果，并使其有效地发挥作用。
在上述混炼工序中，将长蒴黄麻的干燥物进行粗粉碎，进一步微粉碎，得到所希望大小的长蒴黄麻的粉末，然后，将得到的长蒴黄麻的粉末与高分子凝聚剂混合，添加水分，进行混炼。
这时，作为水的添加量，例如，相对于将长蒴黄麻的粉末和高分子凝聚剂混合后的合计质量，优选加入例如3倍质量左右的水。
混炼优选通过使用搅拌机、例如行星搅拌机等纵型搅拌机等，将转数和时间设为规定的范围来进行。
搅拌机中的混炼时的转数和时间可以考虑长蒴黄麻的粉末和高分子凝聚剂的混合比等条件适当设定，例如，转数优选为20rpm～150rpm，时间优选为5分钟～25分钟。
上述拉伸成片化工序中，可以使用滚筒通过拉伸法将得到的混炼物拉伸至厚度4mm～20mm、优选10mm左右，成型为片状。
通过适当变更上述混炼工序中的长蒴黄麻的粉末和高分子的混合比率、加水量、混合速度(混炼时搅拌机的转数)、混合时间(搅拌机中的混炼时间)等条件或上述拉伸成片化工序中的拉伸条件，能够控制对混炼物施加的剪切力。
上述干燥工序中，对于得到的成型物，优选使用多段式风式干燥机在80℃～150℃的温度使其干燥2小时～12小时。
上述粉碎工序中，优选使用粉碎机、例如气流式超微粉碎机粉碎至中值粒径为250μm～850μm的范围。
上述分级工序中，优选使用分级机、例如振动筛分机或盒式筛分机按照使粉碎的粉末成为累积10％体积粒径D10为100μm以上400μm以下且累积90％体积粒径D90为800μm以上1,200μm以下的方式，对造粒物进行分级。
进一步，在本发明中，如果进行筛分，将小于100μm的造粒物、大于1200μm的造粒物积极地分离、排除(去除)，仅使用粒径100μm以上1,200μm以下范围的造粒物，则更优选。
(水净化方法)
本发明的水净化方法中，将上述本发明的水净化剂溶于水，得到长蒴黄麻的粉末和高分子凝聚剂的分散液，向排放水供给上述分散液，从而将排放水中的无机系无用物除去。
作为上述无机系无用物，例如，可列举含有镍、氟、铁、铜、锌、铬、砷、镉、锡和铅中的至少任一种的无机系无用物等。
对本发明的水净化方法进行具体说明。
对于排放水中的无机系无用物中的镍离子、氟离子、铁离子等无机离子添加无机凝聚剂，实施不溶化处理，形成微絮凝物。向该排放水中供给作为0.1质量％～0.2质量％的水溶液的上述分散液。然后，使微絮凝物凝聚沉降，将沉降分离后的沉淀物去除，将排放水净化。
上述不溶化处理中，例如，向排放水添加碱，使排放水成为碱性，然后添加无机凝聚剂，使上述无机离子不溶化。
作为无机凝聚剂，例如，可列举氯化铁、聚合硫酸铁、硫酸亚铁、硫酸铝、聚合氯化铝(PAC)、消石灰等。
无机凝聚剂的使用量没有特别限制，可以根据排放水的种类、排放水中无机系无用物的量、无机凝聚剂的种类等而不同，不能统一规定，但优选为4,500ppm以下，更优选为4,000ppm以下。
需说明的是，在向排放水中添加碱、添加无机凝聚剂之后，在添加本发明的水净化剂之前，还可以单独添加高分子凝聚剂。在添加本发明的水净化剂之前，如果单独添加高分子凝聚剂，则可以增大排放水中微絮凝物的凝絮尺寸。
实施例
以下说明本发明的实施例，但本发明不受这些实施例的任何限定。
(实施例1)
<排放水>
作为要处理的排放水，使用Zn、Ni系原水排放水(Zn浓度：300ppm，Ni浓度：100ppm)。
<一次凝聚>
接着，向上述排放水中添加作为无机凝聚剂的聚合氯化铝(PAC)5,000ppm，在添加氢氧化钠的同时进行搅拌，使pH达到8.0。通过这样的操作，将排放水分离为含微絮凝物的上清液和沉淀物。
<水净化剂的制作>
接着，按照如下所示的制造方法，制备长蒴黄麻(中国长沙市产)与高分子凝聚剂(聚丙烯酰胺(PAM1)，Flopan AN913，侧链具有羧酸盐的聚丙烯酰胺，SNF株式会社制)的质量组成比为2：8的造粒物，得到造粒物，将该造粒物作为水净化剂A1来使用。
《水净化剂的制造方法》
加入相对于长蒴黄麻的粉末1500g与高分子凝聚剂(聚丙烯酰胺(PAM1))6000g合计固体成分质量为3倍质量的水，将得到的混炼物(长蒴黄麻的粉末+高分子凝聚剂+水＝30kg)投入行星搅拌机(株式会社爱工舍制作所制，混合机ACM-110，容量110L)，以转数80rpm、15分钟混合的条件施加剪切力，进行混炼。
使用挤压机(小松产机株式会社，45t挤压机)由滚筒对所得到的混炼物实施拉伸，制作厚度10mm左右的片状成型物。
使用多段式风式干燥机(株式会社七洋制作所制，架式烘箱装置)使该成型物在120℃干燥3小时、进一步在150℃干燥2小时。
接着，使用气流式超微粉碎机(增幸产业株式会社制，Ceren-Miller)对干燥片进行粉碎。
接着，对于所得到的粉碎物，将如下所示的(A)以60％、(B)以20％、(C)以20％的比例混合，调整至造粒物的累积10％体积粒径D10为282μm且累积90％体积粒径D90为962μm。需说明的是，累积10％体积粒径D10和累积90％体积粒径D90由MasterSizar 2000(MalvernInstruments公司制造)测定。
(A)粒径大于1000μm的物质由标称网孔尺寸1mm(第18号筛)过筛并去除，粒径小于300μm的物质由标称网孔尺寸300μm(第50号筛)过筛并去除。
(B)粒径大于300μm的物质由标称网孔尺寸300μm(第50号筛)过筛并去除，小于250μm的物质由标称网孔尺寸250μm(第60号筛)过筛并去除。
(C)粒径大于1000μm的物质由标称网孔尺寸1mm(第18号筛)过筛并去除，小于850m的物质由标称网孔尺寸850μm(第20号筛)过筛并去除。
通过上述操作，得到造粒物，将该造粒物作为水净化剂A1。
<净化处理>
接着，将得到的水净化剂A1溶于水，制作0.1质量％水溶液的分散液。对于由含有上述微絮凝物的上清液和沉淀物构成的排放水，一边搅拌一边以3mL/分钟的速度滴加该分散液。此时，添加水净化剂A1，使得相对于上述排放水中的固体成分为15ppm。这里的“固体成分”的测定方法是用水分计测量排放水中的浆料浓度，通过逆运算来求出。
在滴加后，维持搅拌1分钟，然后，如下所述测定“Zn浓度和Ni浓度”、“悬浮物质(SS)的量”和“污泥含水率”。结果示于表1。
<Zn、Ni浓度的测定>
对停止搅拌后60秒后的上清液进行取样，由高频电感耦合等离子体发光分光装置ICP-AES(SPECTRO公司制)测定Zn浓度、Ni浓度。
<悬浮物质(SS)的量>
对停止搅拌后、2分钟后的上清液进行取样，使用分光光度计(DR2800，HACK公司制)测定波长810nm的吸光度，从而测定悬浮物质(SS)的量。
<污泥含水率>
过滤试验水并回收，测定该污泥的质量A。接下来，测量在105℃烘箱中达到绝对干燥状态(水分量0.05％以下)的污泥的质量B。在此，水分量的确认中使用加热干燥式水分计MX-50(A&D公司制)。由此，由污泥中所含的水分的质量(A-B)除以污泥的质量(A)以百分比求出污泥含水率。
(实施例2)
实施例1的<一次凝聚>中，将聚合氯化铝(PAC)的添加量变更为4,375ppm，除此之外，与实施例1同样地操作，进行净化处理，测定“Zn浓度和Ni浓度”、“悬浮物质(SS)的量”和“污泥含水率”。结果示于表1。
(实施例3)
实施例1的<一次凝聚>中，将聚合氯化铝(PAC)的添加量变更为3,750ppm，除此之外，与实施例1同样地操作，进行净化处理，测定“Zn浓度和Ni浓度”、“悬浮物质(SS)的量”和“污泥含水率”。结果示于表1。
(实施例4)
实施例1的《水净化剂的制造方法》中，将如下所示的(A)以60％、(B)以20％、(C)以20％的比例混合，调整至造粒物的累积10％体积粒径D10为100μm且累积90％体积粒径D90为800μm，除此之外，与实施例1同样地操作，得到造粒物。需说明的是，累积10％体积粒径D10和累积90％体积粒径D90由MasterSizar 2000(Malvern Instruments公司制造)测定。
(A)粒径大于850μm的物质由标称网孔尺寸850μm(第20号筛)过筛并去除，小于150μm的物质由标称网孔尺寸150μm(第100号筛)过筛并去除。
(B)粒径大于125μm的物质由标称网孔尺寸125μm(第120号筛)过筛并去除，小于75μm的物质由标称网孔尺寸75μm(第200号筛)过筛并去除。
(C)粒径大于850μm的物质由标称网孔尺寸850μm(第20号筛)过筛并去除，小于710μm的物质由标称网孔尺寸710μm(第25号筛)过筛并去除。
使用由得到的造粒物构成的水净化剂A1，与实施例2同样地操作，进行净化处理，测定“Zn浓度和Ni浓度”、“悬浮物质(SS)的量”和“污泥含水率”。结果示于表1。
(实施例5)
实施例1的《水净化剂的制造方法》中，将如下所示的(A)以60％、(B)以20％、(C)以20％的比例混合，调整至造粒物的累积10％体积粒径D10为400μm且累积90％体积粒径D90为1200μm，除此之外，与实施例1同样地操作，得到造粒物。需说明的是，累积10％体积粒径D10和累积90％体积粒径D90由MasterSizar 2000(Malvern Instruments公司制造)测定。
(A)粒径大于1180μm的物质由标称网孔尺寸1.18mm(第18号筛)过筛并去除，小于500μm的物质由标称网孔尺寸500μm(第35号筛)过筛并去除。
(B)粒径大于425μm的物质由标称网孔尺寸425μm(第40号筛)过筛并去除，小于355μm的物质由标称网孔尺寸355μm(第45号筛)过筛并去除。
(C)粒径大于1400μm的物质由标称网孔尺寸1.4mm(第14号筛)过筛并去除，小于1000μm的物质由标称网孔尺寸1mm(第18号筛)过筛并去除。
使用由得到的造粒物构成的水净化剂A1，与实施例2同样地操作，进行净化处理，测定“Zn浓度和Ni浓度”、“悬浮物质(SS)的量”和“污泥含水率”。结果示于表1。
(实施例6)
实施例1的《水净化剂的制造方法》中，将如下所示的(A)以60％、(B)以20％、(C)以20％的比例混合，调整至造粒物的累积10％体积粒径D10为200μm且累积90％体积粒径D90为900μm，除此之外，与实施例1同样地操作，得到造粒物。需说明的是，累积10％体积粒径D10和累积90％体积粒径D90由MasterSizar 2000(Malvern Instruments公司制造)测定。
(A)粒径大于850μm的物质由标称网孔尺寸850μm(第20号筛)过筛并去除，小于150μm的物质由标称网孔尺寸150μm(第100号筛)过筛并去除。
(B)粒径大于250m的物质由标称网孔尺寸250μm(第60号筛)过筛并去除，粒径小于150μm的物质由标称网孔尺寸150μm(第60号筛)过筛并去除。
(C)粒径大于1180μm的物质由标称网孔尺寸1180μm(第16号筛)过筛并去除，小于850μm的物质由标称网孔尺寸850μm(第20号筛)过筛并去除。
使用由得到的造粒物构成的水净化剂A1，与实施例2同样地操作，进行净化处理，测定“Zn浓度和Ni浓度”、“悬浮物质(SS)的量”和“污泥含水率”。结果示于表2。
(实施例7)
实施例1的《水净化剂的制造方法》中，将如下所示的(A)以60％、(B)以20％、(C)以20％的比例混合，调整至造粒物的累积10％体积粒径D10为350μm且累积90％体积粒径D90为1100μm，除此之外，与实施例1同样地操作，得到造粒物。需说明的是，累积10％体积粒径D10和累积90％体积粒径D90由MasterSizar 2000(Malvern Instruments公司制造)测定。
(A)粒径大于1000μm的物质由标称网孔尺寸1mm(第18号筛)过筛并去除，小于425μm的物质由标称网孔尺寸425μm(第18号筛)过筛并去除。
(B)粒径大于425μm的物质由标称网孔尺寸425μm(第18号筛)过筛并去除，小于300μm的物质由标称网孔尺寸300μm(第50号筛)过筛并去除。
(C)粒径大于1180μm的物质由标称网孔尺寸1180μm(第16号筛)过筛并去除，小于1mm的物质由标称网孔尺寸1mm(第18号筛)过筛并去除。
使用由得到的造粒物构成的水净化剂A1，与实施例2同样地操作，进行净化处理，测定“Zn浓度和Ni浓度”、“悬浮物质(SS)的量”和“污泥含水率”。结果示于表2。
(实施例8)
实施例1的《水净化剂的制造方法》中，将长蒴黄麻的粉末变更为750g、高分子凝聚剂(聚丙烯酰胺(PAM1))变更为6750g，除此之外，与实施例1同样地操作，得到长蒴黄麻与高分子凝聚剂的质量组成比为1：9的造粒物，将该造粒物作为水净化剂A2。
使用得到的水净化剂A2，除此之外，与实施例2同样地操作，进行净化处理，测定“Zn浓度和Ni浓度”、“悬浮物质(SS)的量”和“污泥含水率”。结果示于表2。
(实施例9)
实施例1的《水净化剂的制造方法》中，将长蒴黄麻的粉末变更为2250g、高分子凝聚剂(聚丙烯酰胺(PAM1))变更为5250g，除此之外，与实施例1同样地操作，得到长蒴黄麻与高分子凝聚剂的质量组成比为3：7的造粒物，将该造粒物作为水净化剂A3。
使用得到的水净化剂A3，除此之外，与实施例2同样地操作，进行净化处理，测定“Zn浓度和Ni浓度”、“悬浮物质(SS)的量”和“污泥含水率”。结果示于表2。
(实施例10)
实施例1的《水净化剂的制造方法》中，将高分子凝聚剂(聚丙烯酰胺(PAM1))变更为高分子凝聚剂(聚丙烯酰胺(PAM2)，商品名：Flopan AN934，SNF株式会社，侧链具有丙烯酸盐的聚丙烯酰胺)，除此之外，与实施例1同样地操作，得到造粒物。
使用由得到的造粒物构成的水净化剂A4，除此之外，与实施例2同样地操作，进行净化处理，测定“Zn浓度和Ni浓度”、“悬浮物质(SS)的量”和“污泥含水率”。结果示于表2。
(比较例1)
实施例1中，代替水净化剂A1，使用由高分子凝聚剂A(N-110，MT AquaPolymer株式会社制)构成的水净化剂A5，除此之外，与实施例1同样地操作，进行净化处理，测定“Zn浓度和Ni浓度”、“悬浮物质(SS)的量”和“污泥含水率”。结果示于表3。
(比较例2)
实施例2中，代替水净化剂A1，使用由高分子凝聚剂A(N-110、MT AquaPolymer株式会社制)构成的水净化剂A5，除此之外，与实施例2同样地操作，进行净化处理，测定“Zn浓度和Ni浓度”、“悬浮物质(SS)的量”和“污泥含水率”。结果示于表3。
(比较例3)
实施例3中，代替水净化剂A1，使用由高分子凝聚剂A(N-110、MT AquaPolymer株式会社制)构成的水净化剂A5，除此之外，与实施例3同样地操作，进行净化处理，测定“Zn浓度和Ni浓度”、“悬浮物质(SS)的量”和“污泥含水率”。结果示于表3。
(比较例4)
实施例1的《水净化剂的制造方法》中，将如下所示的(A)以60％、(B)以20％、(C)以20％的比例混合，调整至造粒物的累积10％体积粒径D10为90μm且累积90％体积粒径D90为790μm，除此之外，与实施例1同样地操作，得到造粒物。需说明的是，累积10％体积粒径D10和累积90％体积粒径D90由MasterSizar 2000(Malvern Instruments公司制造)测定。
(A)造粒物总量的60％中，粒径大于710μm的物质由标称网孔尺寸710μm(第18号筛)过筛并去除，小于150μm的物质由标称网孔尺寸150μm(第100号筛)过筛并去除。
(B)粒径大于75μm的物质由标称网孔尺寸75μm(第200号筛)过筛并去除，小于106μm的物质由标称网孔尺寸106μm(第140号筛)过筛并去除。
(C)粒径大于850μm的物质由标称网孔尺寸850μm(第20号筛)过筛并去除，小于710μm的物质由标称网孔尺寸710μm(第25号筛)过筛并去除。
使用由得到的造粒物构成的水净化剂A1，除此之外，与实施例2同样地操作，进行净化处理，测定“Zn浓度和Ni浓度”、“悬浮物质(SS)的量”和“污泥含水率”。结果示于表3。
(比较例5)
实施例1的《水净化剂的制造方法》中，将如下所示的(A)以60％、(B)以20％、(C)以20％的比例混合，调整至造粒物的累积10％体积粒径D10为410μm且累积90％体积粒径D90为1210μm，除此之外，与实施例1同样地操作，得到造粒物。需说明的是，累积10％体积粒径D10和累积90％体积粒径D90由MasterSizar 2000(Malvern Instruments公司制造)测定。
(A)粒径大于1180μm的物质由标称网孔尺寸1180μm(第16号筛)过筛并去除，小于425μm的物质由标称网孔尺寸425μm(第40号筛)过筛并去除。
(B)粒径大于425μm的物质由标称网孔尺寸425μm(第40号筛)过筛并去除，小于355μm的物质由标称网孔尺寸355μm(第45号筛)过筛并去除。
(C)粒径大于1400μm的物质由标称网孔尺寸1400μm(第14号筛)过筛并去除，小于1180μm的物质由标称网孔尺寸1180μm(第16号筛)过筛并去除。
使用由得到的造粒物构成的水净化剂A1，除此之外，与实施例2同样地操作，进行净化处理，测定“Zn浓度和Ni浓度”、“悬浮物质(SS)的量”和“污泥含水率”。结果示于表3。
(比较例6)
实施例1的《水净化剂的制造方法》中，将如下所示的(A)以60％、(B)以20％、(C)以20％的比例混合，调整至造粒物的累积10％体积粒径D10为90μm且累积90％体积粒径D90为962μm，除此之外，与实施例1同样地操作，得到造粒物。需说明的是，累积10％体积粒径D10和累积90％体积粒径D90由MasterSizar 2000(Malvern Instruments公司制造)测定。
(A)粒径大于850μm的物质由标称网孔尺寸850μm(第20号筛)过筛并去除，小于106μm的物质由标称网孔尺寸106μm(第140号筛)过筛并去除。
(B)粒径大于106μm的物质由标称网孔尺寸106μm(第140号筛)过筛并去除，小于75μm的物质由标称网孔尺寸75μm(第200号筛)过筛并去除。
(C)粒径大于1mm的物质由标称网孔尺寸1mm(第18号筛)过筛并去除，小于850μm的物质由标称网孔尺寸850μm(第20号筛)过筛并去除。
由得到的造粒物构成的水净化剂A1，除此之外，与实施例2同样地操作，进行净化处理，测定“Zn浓度和Ni浓度”、“悬浮物质(SS)的量”和“污泥含水率”。结果示于表4。
(比较例7)
实施例1的《水净化剂的制造方法》中，将如下所示的(A)以60％、(B)以20％、(C)以20％的比例混合，调整至造粒物的累积10％体积粒径D10为282μm且累积90％体积粒径D90为790μm，除此之外，与实施例1同样地操作，得到造粒物。需说明的是，累积10％体积粒径D10和累积90％体积粒径D90由MasterSizar 2000(Malvern Instruments公司制造)测定。
(A)粒径大于850μm的物质由标称网孔尺寸850μm(第20号筛)过筛并去除，小于300μm的物质由标称网孔尺寸300μm(第50号筛)过筛并去除。
(B)粒径大于300μm的物质由标称网孔尺寸300μm(第50号筛)过筛并去除，小于250μm的物质由标称网孔尺寸250μm(第60号筛)过筛并去除。
(C)粒径大于850μm的物质由标称网孔尺寸850μm(第20号筛)过筛并去除，小于710μm的物质由标称网孔尺寸710μm(第25号筛)过筛并去除。
由得到的造粒物构成的水净化剂A1，除此之外，与实施例2同样地操作，进行净化处理，测定“Zn浓度和Ni浓度”、“悬浮物质(SS)的量”和“污泥含水率”。结果示于表4。
(比较例8)
实施例1的《水净化剂的制造方法》中，将如下所示的(A)以60％、(B)以20％、(C)以20％的比例混合，调整至造粒物的累积10％体积粒径D10为410μm且累积90％体积粒径D90为962μm，除此之外，与实施例1同样地操作，得到造粒物。需说明的是，累积10％体积粒径D10和累积90％体积粒径D90由MasterSizar 2000(Malvern Instruments公司制造)测定。
(A)粒径大于1mm的物质由标称网孔尺寸1mm(第18号筛)过筛并去除，小于425μm的物质由标称网孔尺寸425μm(第40号筛)过筛并去除。
(B)粒径大于425μm的物质由标称网孔尺寸425μm(第40号筛)过筛并去除，小于355μm的物质由标称网孔尺寸355μm(第45号筛)过筛并去除。
(C)粒径大于1mm的物质由标称网孔尺寸1mm(第18号筛)过筛并去除，小于850μm的物质由标称网孔尺寸850μm(第20号筛)过筛并去除。
由得到的造粒物构成的水净化剂A1，除此之外，与实施例2同样地操作，进行净化处理，测定“Zn浓度和Ni浓度”、“悬浮物质(SS)的量”和“污泥含水率”。结果示于表4。
(比较例9)
实施例1的《水净化剂的制造方法》中，将如下所示的(A)以60％、(B)以20％、(C)以20％的比例混合，调整至造粒物的累积10％体积粒径D10为282μm且累积90％体积粒径D90为1210μm，除此之外，与实施例1同样地操作，得到造粒物。需说明的是，累积10％体积粒径D10和累积90％体积粒径D90由MasterSizar 2000(Malvern Instruments公司制造)测定。
(A)粒径大于300μm的物质由标称网孔尺寸300μm(第50号筛)过筛并去除，小于1180μm的物质由标称网孔尺寸1180μm(第16号筛)过筛并去除。
(B)粒径大于300μm的物质由标称网孔尺寸300μm(第50号筛)过筛并去除，小于250μm的物质由标称网孔尺寸250μm(第60号筛)过筛并去除。
(C)粒径大于1400μm的物质由标称网孔尺寸1400μm(第14号筛)过筛并去除，小于1180μm的物质由标称网孔尺寸1180μm(第16号筛)过筛并去除。
由得到的造粒物构成的水净化剂A1，除此之外，与实施例2同样地操作，进行净化处理，测定“Zn浓度和Ni浓度”、“悬浮物质(SS)的量”和“污泥含水率”。结果示于表4。
(比较例10)
实施例2中，代替水净化剂A1，使用由长蒴黄麻构成的水净化剂A6，除此之外，与实施例2同样地操作，进行净化处理，测定“Zn浓度和Ni浓度”、“悬浮物质(SS)的量”和“污泥含水率”。结果示于表4。
[表1]
Figure BDA0003313770340000181
[表2]
Figure BDA0003313770340000182
[表3]
Figure BDA0003313770340000191
[表4]
Figure BDA0003313770340000192
(实施例11)
<排放水>
作为要处理的排放水，使用氟系原水排放水(F浓度：1,000ppm)。
<一次凝聚>
接着，向上述排放水中添加作为无机凝聚剂的15质量％消石灰2,000ppm，在添加5质量％H2SO4的同时进行搅拌，使pH达到8.0。通过这样的操作，将排放水分离为含微絮凝物的上清液和沉淀物。
<水净化剂的制备>
接着，按照如下所示的制造方法制备长蒴黄麻(中国长沙市产)与高分子凝聚剂(聚丙烯酰胺(PAM1)，AN913，SNF株式会社制，侧链具有羧酸盐的聚丙烯酰胺)的质量组成比为2：8的造粒物，得到造粒物，将该造粒物作为水净化剂B1来使用。
《水净化剂的制造方法》
加入相对于长蒴黄麻的粉末1500g与高分子凝聚剂(聚丙烯酰胺(PAM1))6000g合计固体成分的质量为3倍质量的水，将得到的混炼物(长蒴黄麻的粉末+高分子凝聚剂+水＝30kg)投入行星搅拌机(株式会社爱工舍制作所制，混合机ACM-110，容量110L)，以转数80rpm、15分钟混合的条件施加剪切力，进行混炼。
使用挤压机(小松产机株式会社，45t挤压机)由滚筒对所得到的混炼物实施拉伸，制作厚度10mm左右的片状成型物。
使用多段式风式干燥机(株式会社七洋制作所制，架式烘箱装置)使该成型物在120℃干燥3小时，进一步在150℃干燥2小时。
接着，使用气流式超微粉碎机(增幸产业株式会社制，Ceren-Miller)对干燥片进行粉碎。
接着，对于所得到的粉碎物，将如下所示的(A)以60％、(B)以20％、(C)以20％的比例混合，调整至造粒物的累积10％体积粒径D10为282μm且累积90％体积粒径D90为962μm。需说明的是，累积10％体积粒径D10和累积90％体积粒径D90由MasterSizar 2000(MalvernInstruments公司制造)测定。
(A)粒径大于1000μm的物质由标称网孔尺寸1mm(第18号筛)过筛并去除，小于300μm的物质由标称网孔尺寸300μm(第50号筛)过筛并去除。
(B)粒径大于300μm的物质由标称网孔尺寸300μm(第50号筛)过筛并去除，小于250μm的物质由标称网孔尺寸250μm(第60号筛)过筛并去除。
(C)粒径大于1000μm的物质由标称网孔尺寸1mm(第18号筛)过筛并去除，小于850m的物质由标称网孔尺寸850μm(第20号筛)过筛并去除。
通过上述操作，得到造粒物，作为水净化剂B1。
<净化处理>
接着，将得到的水净化剂B1溶于水，制作0.1质量％水溶液的分散液。对于由含有上述微絮凝物的上清液和沉淀物构成的排放水，一边搅拌一边以3mL/分钟的速度滴加该分散液。此时，添加水净化剂B1，使得相对于上述排放水中的固体成分为4.5ppm。这里的“固体成分”的测定方法是用水分计测量排放水中的浆料浓度，通过逆运算来求出。
在滴加后，维持搅拌1分钟，然后，如下所述测定“F浓度”，与实施例1同样地操作，测定“悬浮物质(SS)的量”和“污泥含水率”。结果示于表5。
<F浓度的测定>
对停止搅拌后2分钟后的上清液进行取样，通过LAMBDA(Λ)9000(共立理化学研究所制)测定氟(F)浓度。
(实施例12)
实施例11中，将<一次凝聚>中的消石灰的添加量变更为1,800ppm，除此之外，与实施例11同样地操作，进行净化处理，测定“F浓度”、“悬浮物质(SS)的量”和“污泥含水率”。结果示于表5。
(实施例13)
实施例11中，将<一次凝聚>中的消石灰的添加量变更为1,600ppm，除此之外，与实施例11同样地操作，进行净化处理，测定“F浓度”、“悬浮物质(SS)的量”和“污泥含水率”。结果示于表5。
(实施例14)
实施例11的《水净化剂的制造方法》中，将如下所示的(A)以60％、(B)以20％、(C)以20％的比例混合，调整至造粒物的累积10％体积粒径D10为200μm且累积90％体积粒径D90为900μm，除此之外，与实施例1同样地操作，得到造粒物。需说明的是，累积10％体积粒径D10和累积90％体积粒径D90由MasterSizar 2000(Malvern Instruments公司制造)测定。
(A)粒径大于850μm的物质由标称网孔尺寸850μm(第20号筛)过筛并去除，小于150μm的物质由标称网孔尺寸150μm(第100号筛)过筛并去除。
(B)粒径大于250m的物质由标称网孔尺寸250μm(第60号筛)过筛并去除，粒径小于150μm的物质由标称网孔尺寸150μm(第60号筛)过筛并去除。
(C)粒径大于1180μm的物质由标称网孔尺寸1180μm(第16号筛)过筛并去除，小于850μm的物质由标称网孔尺寸850μm(第20号筛)过筛并去除。
使用由得到的造粒物构成的水净化剂B1，除此之外，与实施例12同样地操作，进行净化处理，测定“F浓度”、“悬浮物质(SS)的量”和“污泥含水率”。结果示于表5。
[表5]
Figure BDA0003313770340000221
(实施例15)
<排放水>
作为要处理的排放水，使用电镀系原水排放水(Cu浓度：100ppm)。
<一次凝聚>
接着，向上述排放水中添加作为无机凝聚剂的FeCl2 200ppm，在添加Ca(OH)2的同时进行搅拌，使pH达到11。通过这样的操作，将排放水分离为含微絮凝物的上清液和沉淀物。
接着，在实施例1中，添加6ppm水净化剂A1，除此之外，与实施例1同样地操作，进行净化处理，如下所述测定“Cu浓度”，与实施例1同样地操作，测定“悬浮物质(SS)的量”和“污泥含水率”。结果示于表6。
<Cu浓度的测定>
对停止搅拌后60秒后的上清液进行取样，通过高频电感耦合等离子体发光分光装置ICP-AES(SPECTRO公司制)测定Cu浓度。
(实施例16)
实施例15中，在<一次凝聚>中没有添加作为无机凝聚剂的FeCl2，除此之外，与实施例15同样地操作，进行净化处理，测定“Cu浓度”、“悬浮物质(SS)的量”和“污泥含水率”。结果示于表6。
(比较例11)
实施例15中，代替水净化剂A1，使用由高分子凝聚剂A(A-120，MT AquaPolymer株式会社制)构成的水净化剂A5，除此之外，与实施例15同样地操作，进行净化处理，测定“Cu浓度”、“悬浮物质(SS)的量”和“污泥含水率”。结果示于表6。
(比较例12)
实施例16中，代替水净化剂A1，使用由高分子凝聚剂A(A-120，MT AquaPolymer株式会社制)构成的水净化剂A5，除此之外，与实施例16同样地操作，进行净化处理，测定“Cu浓度”、“悬浮物质(SS)的量”和“污泥含水率”。结果示于表6。
[表6]
Figure BDA0003313770340000241
由以上的实施例1至16的结果可以确认，本发明的水净化剂的水净化性能优异，能够减少无机凝聚剂的使用量，同时能够实现由污泥含水率的减少带来的污泥产生量的削减。
产业上的利用可能性
本发明的水净化剂的水净化性能优异，能够减少无机凝聚剂的使用量，同时能够实现由污泥含水率的减少带来的污泥产生量的削减，因而适合在排放水处理、水净化处理、污泥浓缩等中使用。

Claims (12)

1.一种水净化剂，其特征在于，是由含有长蒴黄麻的粉末和高分子凝聚剂的混合物的造粒物构成的水净化剂，
所述造粒物的累积10％体积粒径D10为100μm以上400μm以下且累积90％体积粒径D90为800μm以上1,200μm以下。
2.如权利要求1所述的水净化剂，其中，
所述长蒴黄麻与所述高分子凝聚剂的质量组成比为9：1～1：9。
3.如权利要求1至2中任一项所述的水净化剂，其中，
所述长蒴黄麻为中国农业科学院麻类研究所的鉴定编号为国鉴麻2013的“中黄麻4号”。
4.如权利要求1至3中任一项所述的水净化剂，其中，
所述长蒴黄麻为中国农业科学院麻类研究所的鉴定编号为皖品鉴登字第1209006的“中黄麻3号”。
5.如权利要求1至4中任一项所述的水净化剂，其中，
所述长蒴黄麻为中国农业科学院麻类研究所的鉴定编号为皖品鉴登字第1209001的“中红麻”。
6.如权利要求1至5中任一项所述的水净化剂，其中，
所述高分子凝聚剂为聚丙烯酰胺。
7.如权利要求6所述的水净化剂，其中，
所述聚丙烯酰胺具有丙烯酸盐或羧酸盐。
8.一种水净化剂的制造方法，其特征在于，包括：
将长蒴黄麻的粉末和高分子凝聚剂混合并添加水分进行混炼，得到混炼物的混炼工序，
通过拉伸法将所述混炼物成型为片状，得到片状成型物的拉伸成片化工序，
使得到的片状成型物干燥，得到干燥片的干燥工序，和
将干燥片粉碎的粉碎工序。
9.一种水净化方法，其特征在于，
将权利要求1至7中任一项所述的水净化剂溶于水，得到长蒴黄麻的粉末和高分子凝聚剂的分散液，向含有无机系无用物的排放水供给所述分散液来将排放水中的无机系无用物除去。
10.如权利要求9所述的水净化方法，其中，
所述排放水是含有具有镍、氟、铁、铜、锌、铬、砷、镉、锡和铅中的至少任一种的无机系无用物的排放水。
11.如权利要求10所述的水净化方法，其中，
在对所述无机系无用物中的镍离子、氟离子、铁离子、铜离子、锌离子、铬离子、砷离子、镉离子、锡离子和铅离子中的至少任一种无机离子实施不溶化处理后，向所述排放水供给所述分散液。
12.如权利要求11所述的水净化方法，其中，
所述不溶化处理中使用的无机凝聚剂的量为4,500ppm以下。
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