JP2024069827A - マイクロプラスチックの処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】目開き４００μｍ以下の濾過部材を通過する大きさのマイクロプラスチックを効率よく分離し回収することができるマイクロプラスチックの処理方法の提供。【解決手段】目開き４００μｍ以下の濾過部材を通過する大きさのマイクロプラスチックを含む被処理物に無機凝集剤及びアニオン性凝集剤を添加し、前記マイクロプラスチックを凝集させて分離する分離工程を含むマイクロプラスチックの処理方法である。【選択図】なし

Description

本発明は、マイクロプラスチックの処理方法に関する。

近年、環境中に流出したプラスチックごみが長期間滞留することによる環境汚染が問題になっている。中でも、海洋生物が、５ｍｍ程度又はそれ以下のサイズになった生分解性の低いマイクロプラスチック及びマイクロプラスチックに付着した有害物質（ＰＣＢ又はＤＤＴなど）を摂取し、食物連鎖による生物濃縮によって海鳥や人間の健康にも影響することが懸念されている（例えば、非特許文献１参照）。

漂流中のマイクロプラスチックは、一般にニューストンネット（目開き：３３３μｍ）を使って採取される（例えば、非特許文献２参照）が、ニューストンネットの網目よりも微小なマイクロプラスチックを海水中から経済的に分離・回収する方法は現在のところ存在しない。また、３３３μｍ未満の微小なマイクロプラスチックはニューストンネットの網目を通り抜けてしまい回収することができないという問題がある。

そこで、例えば、マイクロプラスチック吸着回収能を有する藻類を、マイクロプラスチックを含有する被処理水中に存在させる工程を含むマイクロプラスチックの回収方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特許第６９５５２９２号公報

山下麗ら、「海洋プラスチック汚染：海洋生態系におけるプラスチックの動態と生物への影響」 日本生態学会誌 ２０１６年 ６６巻 １号 ｐ．５１－６８ 中嶋 亮太ら、「海洋マイクロプラスチックの採取・前処理・定量方法」 海の研究（Ｏｃｅａｎｏｇｒａｐｈｙ ｉｎ Ｊａｐａｎ），２９（５），１２９－１５１，２０２０

しかしながら、上記特許文献１に記載のマイクロプラスチックの回収方法では、藻類はマイクロプラスチックを凝集させることはできず、また、マイクロプラスチックの回収処理が、藻類が成育できる環境に限られてしまうという問題がある。

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、目開き４００μｍ以下の濾過部材を通過する大きさのマイクロプラスチックを効率よく分離し回収することができるマイクロプラスチックの処理方法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＞ 目開き４００μｍ以下の濾過部材を通過する大きさのマイクロプラスチックを含む被処理物に無機凝集剤及びアニオン性凝集剤を添加し、前記マイクロプラスチックを凝集させて分離する分離工程を含むことを特徴とするマイクロプラスチックの処理方法である。
＜２＞ 前記分離工程において、更にバラスト剤を添加する、前記＜１＞に記載のマイクロプラスチックの処理方法である。
＜３＞ 前記無機凝集剤が、鉄系無機凝集剤及びアルミニウム系無機凝集剤の少なくともいずれかである、前記＜１＞から＜２＞のいずれかに記載のマイクロプラスチックの処理方法である。
＜４＞ 前記鉄系無機凝集剤が、塩化鉄（ＩＩ）、塩化鉄（ＩＩＩ）、硫酸鉄（ＩＩ）、硫酸鉄（ＩＩＩ）、ポリ硫酸鉄（ＩＩＩ）、ポリシリカ鉄、硝酸鉄（ＩＩ）、及び硝酸鉄（ＩＩＩ）から選択される少なくとも１種である、前記＜３＞に記載のマイクロプラスチックの処理方法である。
＜５＞ 前記アルミニウム系無機凝集剤が、ポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）、硫酸アルミニウム（硫酸バンド）、及び塩化アルミニウムから選択される少なくとも１種である、前記＜３＞に記載のマイクロプラスチックの処理方法である。
＜６＞ 前記アニオン性凝集剤が、ガラクトマンナンと、前記ガラクトマンナン以外の多糖類との混練物を造粒してなる顆粒物である、前記＜１＞から＜２＞のいずれかに記載のマイクロプラスチックの処理方法である。
＜７＞ 前記ガラクトマンナンが、フェヌグリークガム、グアーガム、タラガム、及びローカストビーンガムから選択される少なくとも１種であり、
前記ガラクトマンナン以外の多糖類が、キサンタンガム、カラギーナン、及びカルボキシメチルセルロースから選択される少なくとも１種である、前記＜６＞に記載のマイクロプラスチックの処理方法である。
＜８＞ マイクロプラスチックを含む被処理物を目開き４００μｍ以下の濾過部材で濾過する濾過工程を更に含み、
前記目開き４００μｍ以下の濾過部材がニューストンネットである、前記＜１＞から＜２＞のいずれかに記載のマイクロプラスチックの処理方法である。
＜９＞ 前記バラスト剤が、カオリン及び珪藻土から選択される少なくとも１種である、前記＜２＞に記載のマイクロプラスチックの処理方法である。
＜１０＞ 前記被処理物が、下水の処理水、海水、河川、及び湖沼の少なくともいずれかである、前記＜１＞から＜２＞のいずれかに記載のマイクロプラスチックの処理方法である。

本発明によると、目開き４００μｍ以下の濾過部材を通過する大きさのマイクロプラスチックを効率よく分離し回収することができるマイクロプラスチックの処理方法を提供することができる。

（マイクロプラスチックの処理方法）
本発明のマイクロプラスチックの処理方法は、分離工程を含み、濾過工程を含むことが好ましく、更に必要に応じてその他の工程を含む。

本発明においては、目開き４００μｍ以下の濾過部材を通過する大きさのマイクロプラスチックを含む被処理物に無機凝集剤及びアニオン性凝集剤を添加することにより、アニオン性凝集剤単体の場合よりも高粘度となり、海水中でも高い凝集能力を発揮し、４００μｍ未満の大きさのマイクロプラスチックを効率よく分離・回収できる。
例えば、下水処理場の放流水に対して本発明のマイクロプラスチックの処理方法を施すことにより、下水処理場で処理できなかったマイクロプラスチックが下水から海洋へ新たに流出することを防止できる。また、港湾、湖沼などの水に対して本発明のマイクロプラスチックの処理方法を施すことにより、環境負荷を抑制しながら水中に浮遊しているマイクロプラスチックを効率よく除去することができる。

＜マイクロプラスチック＞
本発明において、「マイクロプラスチック」とは、目開き４００μｍ以下の濾過部材を通過する大きさのマイクロプラスチックを意味する。
このようなマイクロプラスチックとしては、レジンペレット又はマイクロビーズが海に流れ込む一次的マイクロプラスチックと、マイクロプラスチックが紫外線と物理的な力によって崩壊・細片化してできる二次的マイクロプラスチックとがある。
本発明のマイクロプラスチックの処理方法における処理対象となるマイクロプラスチックの大きさは、目開き４００μｍ以下の濾過部材を通過する大きさであればよく、具体的には、４００μｍ未満が好ましく、３５０μｍ以下がより好ましく、３００μｍ以下が更に好ましく、２５０μｍ以下が特に好ましい。
マイクロプラスチックの大きさが４００μｍを超えると、マイクロプラスチックの処理方法を用いて凝集させることなく、そのまま目開き４００μｍ以下の濾過部材によって回収することができる。
前記マイクロプラスチックの大きさ（最大長部分）は、例えば、粒子画像分析装置（マルバーン・パナリティカル社製、モフォロギＧ３）により測定することができる。

マイクロプラスチックの元になるプラスチックの種類としては、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、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン等のポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、アクリル樹脂、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）などが挙げられる。これらは、１種単独であってもよいし、２種以上が混合されていてもよい。

＜分離工程＞
分離工程は、目開き４００μｍ以下の濾過部材を通過する大きさのマイクロプラスチックを含む被処理物に無機凝集剤及びアニオン性凝集剤を添加し、前記マイクロプラスチックを凝集させて分離する工程である。

＜＜アニオン性凝集剤＞＞
アニオン性凝集剤は、ガラクトマンナンと、前記ガラクトマンナン以外の多糖類とを含有し、更に必要に応じて、その他の成分を含有する。
前記アニオン性凝集剤は、前記ガラクトマンナンと、前記ガラクトマンナン以外の多糖類とを含有する混合物である。
前記アニオン性凝集剤は、前記混合物の粒子である。

－ガラクトマンナン－
前記ガラクトマンナンは、マンノースからなる直線状主鎖〔β－（１－４）－Ｄ－マンノピラノース〕にガラクトース〔α－Ｄ－ガラクトピラノース〕がα－（１－６）－結合した多糖類である。

前記ガラクトマンナンとしては、例えば、フェヌグリークガム、グアーガム、セスバニアガム、タラガム、ローカストビーンガム、カシアガムなどが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。これらの中でも、フェヌグリークガム、グアーガム、タラガム、ローカストビーンガムが好ましい。

前記ガラクトマンナンは、一般的に、天然物に由来する。
前記フェヌグリークガムは、フェヌグリーク種子由来のガラクトマンナンである。
前記グアーガムは、グアー豆種子由来のガラクトマンナンである。
前記セスバニアガムは、セスバニア種子由来のガラクトマンナンである。
前記タラガムは、タラ種子由来のガラクトマンナンである。
前記ローカストビーンガムは、イナゴマメ種子由来のガラクトマンナンである。
前記カシアガムは、エビスグサの種子由来のガラクトマンナンである。

前記ガラクトマンナンの分子量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。

前記ガラクトマンナンにおける構成成分としてのマンノースとガラクトースとのモル比率（マンノース：ガラクトース）としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、４．５：１～１：１が好ましく、４：１～２：１がより好ましい。
なお、下記に各種ガラクトマンナンにおけるモル比率の一例を示す。
・フェヌグリークガム
マンノース：ガラクトース＝１：１（モル比率）
・グアーガム
マンノース：ガラクトース＝２：１（モル比率）
・タラガム
マンノース：ガラクトース＝３：１（モル比率）
・ローカストビーンガム
マンノース：ガラクトース＝４：１（モル比率）
・カシアガム
マンノース：ガラクトース＝５：１（モル比率）

－ガラクトマンナン以外の多糖類－
前記ガラクトマンナン以外の多糖類としては、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、キサンタンガム、カラギーナン、カルボキシメチルセルロースなどが挙げられる。
前記多糖類は、一般的に、天然物に由来する。

前記キサンタンガムは、グルコース２分子、マンノース２分子、グルクロン酸の繰り返し単位からなる。前記キサンタンガムには、カリウム塩、ナトリウム塩、カルシウム塩も含まれる。前記キサンタンガムは、一般的に、トウモロコシなどの澱粉を細菌Ｘａｎｔｈｏｍｏｎａｓ ｃａｍｐｅｓｔｒｉｓにより発酵させて作られる。

前記カラギーナンは、直鎖含硫黄多糖類の一種で、Ｄ－ガラクトース（又は、３，６－アンヒドロ－Ｄ－ガラクトース）と硫酸から構成される陰イオン性高分子化合物である。前記カラギーナンは、一般的に、紅藻類をアルカリ抽出することにより得られる。

前記多糖類の平均分子量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。

前記アニオン性凝集剤における、前記ガラクトマンナンと、前記ガラクトマンナン以外の多糖類との質量比率（ガラクトマンナン：多糖類）としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、０．１：９９．９～９９．９：０．１が好ましく、０．５：９９．５～９９．５：０．５がより好ましく、１：９９～９９：１が更に好ましく、１０：９０～９０：１０が特に好ましい。

前記アニオン性凝集剤においては、凝集性能に優れる点から、純水１００質量部に対して前記アニオン性凝集剤０．２質量部を溶解して得られる水溶液の粘度が、２５℃で、１０ｍＰａ・ｓ以上が好ましく、１００ｍＰａ・ｓ以上がより好ましく、２００ｍＰａ・ｓ以上１，１００ｍＰａ・ｓ以下が更に好ましく、３００ｍＰａ・ｓ以上８００ｍＰａ・ｓ以下が特に好ましい。
ここで、前記水溶液の粘度は、２５℃においてＢ型粘度計（ブルックフィールド形回転粘度計）（回転速度：３０ｒｐｍ）を用いて測定される粘度である。

前記アニオン性凝集剤においては、凝集性能に優れる点で、純水１００質量部に対して前記ガラクトマンナン０．２質量部を溶解して得られる水溶液の粘度（Ｘ）、及び純水１００質量部に対して前記多糖類０．２質量部を溶解して得られる水溶液の粘度（Ｙ）よりも、純水１００質量部に対して前記アニオン性凝集剤０．２質量部を溶解して得られる水溶液の粘度（Ａ）の方が、大きいことが好ましい。
また、前記アニオン性凝集剤においては、凝集性能に優れる点で、純水１００質量部に対して前記ガラクトマンナン０．２質量部を溶解して得られる水溶液の粘度（Ｘ）よりも、純水１００質量部に対して前記アニオン性凝集剤０．２質量部を溶解して得られる水溶液の粘度（Ａ）の方が、２倍以上大きいことが好ましく、１０倍以上大きいことがより好ましく、２０倍以上大きいことが特に好ましい。前記粘度（Ｘ）と前記粘度（Ａ）との比〔粘度（Ａ）／粘度（Ｘ）〕の上限値としては、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、１００倍以下などが挙げられる。
また、前記アニオン性凝集剤においては、凝集性能に優れる点で、純水１００質量部に対して前記多糖類０．２質量部を溶解して得られる水溶液の粘度（Ｙ）よりも、純水１００質量部に対して前記アニオン性凝集剤０．２質量部を溶解して得られる水溶液の粘度（Ａ）の方が、１．５倍以上大きいことが好ましく、２倍以上大きいことが好ましい。前記粘度（Ｙ）と前記粘度（Ａ）との比〔粘度（Ａ）／粘度（Ｙ）〕の上限値としては、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、１０倍以下などが挙げられる。

前記アニオン性凝集剤の嵩密度は、０．５０ｇ／ｃｍ^３以上１．００ｇ／ｃｍ^３以下が好ましく、０．６０ｇ／ｃｍ^３以上０．９０ｇ／ｃｍ^３以下がより好ましい。
前記嵩密度が、０．５０ｇ／ｃｍ^３未満であると、被処理物に前記アニオン性凝集剤を添加した際に、前記アニオン性凝集剤が浮きやすなり、分散性が劣る結果、前記被処理物中に前記アニオン性凝集剤の塊ができ、取り扱いにくくなる。
前記嵩密度が、１．００ｇ／ｃｍ^３を超えると、被処理物に前記アニオン性凝集剤を添加した際に、前記アニオン性凝集剤が沈み、分散性が劣る結果、前記被処理物中に前記アニオン性凝集剤の塊ができ、取り扱いにくくなる。
ここでの「塊」とは、粉を水などに混ぜたとき、十分に分散しないで粉末のまま固まった部分を指す。日本語では、継粉（ままこ）又はダマともいう。

前記嵩密度は、ゆるみ嵩密度である。
前記嵩密度は、粉体特性評価装置（ホソカワミクロン株式会社製、パウダーテスターＰＴ－Ｘ）を用いて測定することができる。前記嵩密度の測定は、装置の説明書に準じて行うことができる。

前記アニオン性凝集剤の粒子径Ｄ_５０は、２５０μｍ以上８５０μｍ以下が好ましく、３００μｍ以上８００μｍ以下がより好ましい。
前記粒子径Ｄ_５０が、２５０μｍ未満であると、水を含む被処理物に前記アニオン性凝集剤を添加した際に、前記アニオン性凝集剤が浮きやすなり、分散性が劣る結果、前記被処理物中に前記アニオン性凝集剤の塊ができ、取り扱いにくくなる。
前記粒子径Ｄ_５０が、８５０μｍを超えると、凝集剤の流動性が悪くなりホッパー内でブリッジ又はラットホールが発生しやすくなる。また粒子径が大きくなると凝集剤を水に溶解する際に溶解に長い時間が必要になる。
前記粒子径Ｄ_５０は、メディアン径であり、頻度の累積が５０％になる粒子径を指す。

前記アニオン性凝集剤の粒子径Ｄ_１０は、１５０μｍ以上が好ましく、２００μｍ以上がより好ましい。
前記粒子径Ｄ_１０が、１５０μｍ未満であると、微粉が多くなり、被処理物に前記アニオン性凝集剤を添加した際に、前記アニオン性凝集剤が浮きやすなり、分散性が劣る結果、前記被処理物中に前記アニオン性凝集剤の塊ができ、取り扱いにくくなる。
前記粒子径Ｄ_１０は、頻度の累積が１０％になる粒子径を指す。

なお、通常、前記粒子径Ｄ_１０は、前記粒子径Ｄ_５０よりも小さい。前記粒子径Ｄ５０と、前記粒子径Ｄ_１０との差（Ｄ_５０－Ｄ_１０）としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、５０μｍ以上３００μｍ以下が好ましく、１００μｍ以上２００μｍ以下がより好ましい。

前記粒子径Ｄ_５０及び前記粒子径Ｄ_１０は、散乱式粒子径分布測定装置（株式会社堀場製作所製、レーザ回折／散乱式粒子径分布測定装置ＬＡ－９５０Ｖ２＋乾式測定ユニット）を用いて測定することができる。前記粒子径Ｄ_５０及び前記粒子径Ｄ_１０の測定は、装置の説明書に準じて行うことができる。

本発明のマイクロプラスチックの処理方法に用いる前記アニオン性凝集剤の使用量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、１Ｌの前記被処理物に対して、０．０１ｍｇ以上５０ｍｇ以下が好ましく、０．０５ｍｇ以上２０ｍｇ以下がより好ましく、０．１ｍｇ以上１０ｍｇ以下が更に好ましい。

－アニオン性凝集剤の製造方法－
前記アニオン性凝集剤の製造方法は、混練物作製工程と、造粒工程と、乾燥工程と、解砕工程と、分級工程とを少なくとも含み、更に必要に応じて、その他の工程を含む。

前記混練物作製工程としては、前記ガラクトマンナンと、前記多糖類（前記ガラクトマンナン以外の多糖類）と、水とを混練して混練物を得る工程であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。

前記混練物作製工程においては、前記ガラクトマンナンと、前記多糖類（前記ガラクトマンナン以外の多糖類）と、水とを一度に混合して得られる混合物を練って混練物を得てもよい。
また、前記混練物作製工程においては、前記ガラクトマンナンと、前記多糖類とを混合して混合物を得た後に、前記混合物に水を加え、その後、水を加えた前記混合物を練って混練物を得てもよい。
前記混練物作製工程としては、前記ガラクトマンナンと、前記多糖類とを混合して混合物を得た後に、前記混合物に水を加え、その後、水を加えた前記混合物を練って混練物を得ることが、所望の粒子径及び嵩密度の顆粒物を得やすい点から好ましい。

前記混練物作製工程における、前記ガラクトマンナン及び前記多糖類の合計に対する水の使用量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、５質量％以上２５０質量％以下が好ましく、１０質量％以上１００質量％以下がより好ましく、１０質量％以上６０質量％以下が特に好ましい。前記使用量が特に好ましい範囲であると、粒子径及び嵩密度を調整しやすい点で有利である。

前記造粒工程は、前記混練物を、押出造粒又は攪拌造粒により造粒して造粒物を得る工程であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
混練物を造粒する方法としては、押出造粒方式、攪拌造粒方式、シート化造粒方式などが挙げられるところ、前記ガラクトマンナンと前記多糖類とを含有する混練物を造粒する際には、押出造粒方式又は攪拌造粒方式の方が、シート化造粒方式に比べ歩留まり率が高く、高生産性となる。具体的には、押出造粒方式又は攪拌造粒方式の方が、シート化造粒方式に比べ分級の際のロスが少ない。更には、攪拌造粒方式よりも押出造粒方式の方が、分級の際のロスが少なく、攪拌造粒方式よりも押出造粒方式の方が高生産性である。

ここで、押出造粒とは、前記混練物の湿塊を小孔から円柱状に押し出して造粒する方法である。
攪拌造粒とは、前記混練物を容器に入れ攪拌しながら液体の結合剤を添加して粒子を凝集させて造粒する方法である。
シート化造粒とは、乾式造粒の一種で、粉体を２つのローラー間で押し潰して原材料をシート状にした後に粉砕して造粒する方法である。

例えば、前記混練物作製工程における水分量、及び前記造粒工程における造粒条件を適宜調整することで、製造される前記アニオン性凝集剤を所望の嵩密度に調整することができる。

前記乾燥工程としては、前記造粒物を乾燥させて乾燥物を得る工程であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記乾燥物における水分量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、１５質量％以下であることが好ましい。

前記乾燥工程は、例えば、振動流動層乾燥機、熱風乾燥機などにより行うことができる。
前記乾燥工程を行うことで、続く解砕工程において、解砕がしやすくなり、高生産性となる。

前記解砕工程としては、前記乾燥物を解砕して解砕物を得る工程であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。

前記解砕工程では、例えば、粉砕機などにより行うことができる。
前記粉砕機としては、例えば、圧縮粉砕機、せん断粉砕機、衝撃粉砕機、ボール媒体粉砕機、気流粉砕機などが挙げられる。

前記分級工程としては、前記解砕物を分級する工程であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。

前記分級工程は、例えば、篩を用いた篩い分けや、重力分級機、遠心分級機（サイクロン式分級機）、慣性分級機などを用いて行うことができる。

例えば、前記解砕工程の解砕条件、及び前記分級工程の分級条件を適宜調整することで、製造される前記アニオン性凝集剤を所望の粒子径、及び粒度分布に調整することができる。

＜＜無機凝集剤＞＞
前記無機凝集剤としては、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、アルミニウム系無機凝集剤、鉄系無機凝集剤、消石灰、塩化マグネシウム、硫酸マグネシウムなどが挙げられる。これらは１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。これらの中でも、鉄系無機凝集剤、アルミニウム系無機凝集剤が好ましい。
前記アルミニウム系無機凝集剤としては、例えば、ポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）、硫酸アルミニウム（硫酸バンド）、塩化アルミニウムなどが挙げられる。これらは１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
前記鉄系無機凝集剤としては、例えば、塩化鉄（ＩＩ）、塩化鉄（ＩＩＩ）、硫酸鉄（ＩＩ）、硫酸鉄（ＩＩＩ）、ポリ硫酸鉄（ＩＩＩ）、ポリシリカ鉄、硝酸鉄（ＩＩ）、硝酸鉄（ＩＩＩ）などが挙げられる。これらは１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。

本発明のマイクロプラスチックの処理方法に用いる前記無機凝集剤の使用量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、１Ｌの前記被処理物に対して、１ｍｇ以上２００ｍｇ以下が好ましく、５ｍｇ以上１００ｍｇ以下がより好ましく、１０ｍｇ以上５０ｍｇ以下が更に好ましい。

前記アニオン性凝集剤（Ａ）と、前記無機凝集剤（Ｂ）との質量比率〔（Ａ）／（Ｂ）〕としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、０．００５以上１０以下が好ましく、０．０５以上１以下がより好ましく、０．１以上０．５以下が更に好ましい。

＜＜バラスト剤＞＞
前記分離工程において、更にバラスト剤を添加することが好ましい。
前記バラスト剤としては、水よりも比重が大きい素材が好ましく、例えば、カオリン、珪藻土、ベントナイト、ゼオライト、砂、金属粒などが挙げられる。
本発明のマイクロプラスチックの処理方法に用いる前記バラスト剤の使用量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、１Ｌの前記被処理物に対して、１０ｍｇ以上２，０００ｍｇ以下が好ましく、１００ｍｇ以上１，５００ｍｇ以下が好ましい。

＜濾過工程＞
濾過工程は、マイクロプラスチックを含む被処理物を目開き４００μｍ以下の濾過部材で濾過する工程である。
前記目開き４００μｍ以下の濾過部材としては、例えば、ニューストンネット、マンタネット、ステンレス篩などが挙げられる。これらの中でも、ニューストンネットが好ましい。前記濾過部材の目開きは、４００μｍ以下であり、３５０μｍ以下が好ましい。

＜その他の工程＞
その他の工程としては、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、回収工程、乾燥工程、洗浄工程などが挙げられる。

本発明のマイクロプラスチックの処理方法は、目開き４００μｍ以下の濾過部材を通過する大きさのマイクロプラスチックを含む被処理物に前記無機凝集剤及び前記アニオン性凝集剤を添加することにより、前記アニオン性凝集剤単体の使用よりも前記被処理物の粘度を高粘度化できる結果、凝集効果が高まり、マイクロプラスチックの回収効果が高くなる。
前記処理方法は、前記アニオン性凝集剤と前記無機凝集剤を、前記被処理物に同時に添加する処理方法であってもよい。
また、前記処理方法は、前記アニオン性凝集剤を前記被処理物に添加した後に、前記無機凝集剤を前記被処理物に添加する処理方法であってもよい。
また、前記処理方法は、前記無機凝集剤を前記被処理物に添加した後に、前記アニオン性凝集剤を前記被処理物に添加する処理方法であってもよい。

本発明のマイクロプラスチックの処理方法においては、被処理物としては、目開き４００μｍ以下の濾過部材を通過する大きさのマイクロプラスチックを含んでい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、マイクロプラスチックが存在する水又は存在する可能性のある水であり、海水、淡水、汽水等を挙げることができる。より具体的な例としては、人間や動物が摂取又は接触する可能性のある水（例えば、養殖用海水、養殖用淡水、バラスト水、飲料水等）を調製する際の原水である。

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。

（製造例１）
ガラクトマンナン（グアーガム、商品名：グリンステッドグアー１７５、ダニスコ社製）８０質量部と、他の多糖類（キサンタンガム、商品名：ケルザン、ＣＰケルコ社製）２０質量部と、水４０質量部とを混練した後に、押出造粒機を用いて押出造粒（回転数：３０ｒｐｍ、スクリーン径φ０．８ｍｍ）を行い、更に乾燥機を用いた乾燥（１２０℃、３０分）、解砕機を用いた解砕（１,０００ｒｐｍ、スクリーン径φ５ｍｍ）及び分級機を用いた分級（篩目開き：８５０μｍ）を行って、製造例１のアニオン性凝集剤を得た。
押出造粒機としては、株式会社菊水製作所製のバスケット式湿式造粒機を用いた。
乾燥機としては、株式会社ゴダイエンジニアリング製のコンベア型乾燥機を用いた。
解砕機としては、オリエント機械株式会社製のオリエントミルを用いた。
分級機としては、株式会社ダルトン製の振動式分級機を用いた。
得られたアニオン性凝集剤について、以下のようにして測定した嵩密度は０．７０ｇ／ｃｍ^３、粒子径Ｄ_５０は５８５μｍ、粒子径Ｄ_１０は４２５μｍであった。

＜嵩密度＞
製造したアニオン性凝集剤の嵩密度（ゆるみ嵩密度）を以下のようにして測定した。
１００ｃｃのステンレス製コップに測定試料を静かに入れ、粉体特性評価装置（ホソカワミクロン株式会社製、パウダーテスターＰＴ－Ｘ）を用いて測定した。測定は、装置の説明書に準じて行った。

＜粒子径（Ｄ_５０）及び粒子径（Ｄ_１０）＞
粒子径Ｄ_５０及び粒子径Ｄ_１０は、散乱式粒子径分布測定装置（株式会社堀場製作所製、レーザ回折／散乱式粒子径分布測定装置ＬＡ－９５０Ｖ２＋乾式測定ユニット）を用いて測定した。測定は、装置の説明書に準じて行った。

（実施例１）
－純水中のポリスチレン（ＰＳ）－
ポリスチレン（ＰＳ）のマイクロプラスチックを純水に分散し、目開き３５５μｍの篩（東京スクリーン株式会社製、試験用ふるい、ＪＩＳ Ｚ ８８０１、直径φ２００ｍｍ×４５ｍｍ、目開き３５５μｍ）で濾過した被処理水の濁度を以下のようにして測定したところ、１４．５度であった。
この被処理水に塩化鉄（ＩＩＩ）（塩化鉄（ＩＩＩ）・六水和物、富士フイルム和光純薬株式会社製）を２０ｍｇ／Ｌ添加して攪拌した後、製造例１のアニオン性凝集剤を５ｍｇ／Ｌ添加して１５０ｒｐｍで１分間、５０ｒｐｍで２分間攪拌して、マイクロプラスチックを凝集・沈澱した。攪拌停止３分間後に上澄水を採取し、以下のようにして濁度を測定したところ、０．８度であった。

＜濁度の測定＞
濁度の測定は、ＪＩＳ Ｋ ０１０１：１９９８（工業用水試験方法 ９．４ 積分球濁度）に準じ、積分球式濁度計（日本電色工業株式会社製、ＷＡ７７００）で行った。

（比較例１）
実施例１において、被処理水に製造例１のアニオン性凝集剤を５ｍｇ／Ｌ添加した以外は、実施例１と同様にして、マイクロプラスチックを凝集・沈澱した。攪拌停止３分間後に上澄水を採取し、実施例１と同様にして濁度を測定したところ、１３．８度であった。

（比較例２）
実施例１において、被処理水に塩化鉄（ＩＩＩ）（塩化鉄（ＩＩＩ）・六水和物、富士フイルム和光純薬株式会社製）を２０ｍｇ／Ｌ添加した以外は、実施例１と同様にして、マイクロプラスチックを凝集・沈澱した。攪拌停止３分間後に上澄水を採取し、実施例１と同様にして濁度を測定したところ、８．２度であった。

（実施例２）
－純水中のポリエチレン（ＰＥ）－
ポリエチレン（ＰＥ）のマイクロプラスチックを純水に分散し、目開き３５５μｍの篩（東京スクリーン株式会社製、試験用ふるい、ＪＩＳ Ｚ ８８０１、直径φ２００ｍｍ×４５ｍｍ、目開き３５５μｍ）で濾過した被処理水の濁度を実施例１と同様にして測定したところ、１９．５度であった。
この被処理水に塩化鉄（ＩＩＩ）（塩化鉄（ＩＩＩ）・六水和物、富士フイルム和光純薬株式会社製）を２０ｍｇ／Ｌ添加して攪拌した後、製造例１のアニオン性凝集剤を５ｍｇ／Ｌ添加して１５０ｒｐｍで１分間、５０ｒｐｍで２分間攪拌して、マイクロプラスチックを凝集・沈澱した。攪拌停止３分間後に上澄水を採取し、実施例１と同様にして、濁度を測定したところ、０．６度であった。

（実施例３）
－純水中のポリプロピレン（ＰＰ）－
ポリプロピレン（ＰＰ）のマイクロプラスチックを純水に分散し、目開き３５５μｍの篩（東京スクリーン株式会社製、試験用ふるい、ＪＩＳ Ｚ ８８０１、直径φ２００ｍｍ×４５ｍｍ、目開き３５５μｍ）で濾過した被処理水の濁度を実施例１と同様にして測定したところ、１５．６度であった。
この被処理水に塩化鉄（ＩＩＩ）（塩化鉄（ＩＩＩ）・六水和物、富士フイルム和光純薬株式会社製）を２０ｍｇ／Ｌ添加して攪拌した後、製造例１のアニオン性凝集剤を５ｍｇ／Ｌ添加して１５０ｒｐｍで１分間、５０ｒｐｍで２分間攪拌して、マイクロプラスチックを凝集・沈澱した。攪拌停止３分間後に上澄水を採取し、実施例１と同様にして、濁度を測定したところ、０．５度であった。

（実施例４）
－海水中のマイクロプラスチック－
ポリエチレン標準粒子０．２μｍと、ポリスチレン（ＰＳ）の濁度標準液（呼び径：０．５μｍ、１．０μｍ、２．０μｍ、５．０μｍ、１０．０μｍ）とを人工海水（塩濃度：３．４％）に分散し、目開き３５５μｍの篩（東京スクリーン株式会社製、試験用ふるい、ＪＩＳ Ｚ ８８０１、直径φ２００ｍｍ×４５ｍｍ、目開き３５５μｍ）で濾過した被処理水の濁度を実施例１と同様にして測定したところ、９４．１度であった。
この被処理水に塩化鉄（ＩＩＩ）（塩化鉄（ＩＩＩ）・六水和物、富士フイルム和光純薬株式会社製）を４０ｍｇ／Ｌ添加して攪拌した後、製造例１のアニオン性凝集剤を１０ｍｇ／Ｌ添加して１５０ｒｐｍで１分間、５０ｒｐｍで２分間攪拌して、マイクロプラスチックを凝集・沈澱した。攪拌停止３分間後に上澄水を採取し、実施例１と同様にして、濁度を測定したところ、１．４度であった。

（実施例５）
－海水中のポリエチレン（ＰＥ）＋カオリン－
ポリエチレン（ＰＥ）のマイクロプラスチックを人工海水（塩濃度：３．４％）に１，０００ｍｇ／Ｌ分散した被処理水の濁度を実施例１と同様にして測定したところ、２９０度であった。
この被処理水にカオリン（関東化学株式会社製、カオリン（はくとう土））を１，０００ｍｇ／Ｌ、塩化鉄（ＩＩＩ）（塩化鉄（ＩＩＩ）・六水和物、富士フイルム和光純薬株式会社製）を２００ｍｇ／Ｌ添加して攪拌した後、製造例１のアニオン性凝集剤を１０ｍｇ／Ｌ添加して１５０ｒｐｍで１分間、５０ｒｐｍで２分間攪拌して、マイクロプラスチックを凝集・沈澱した。攪拌停止３分間後に上澄水を採取し、実施例１と同様にして、濁度を測定したところ、１．９１度であった。

（実施例６）
－海水中のＰＥ＋マイクロサンド－
ポリエチレン（ＰＥ）のマイクロプラスチックを人工海水（塩濃度：３．４％）に１，０００ｍｇ／Ｌ分散した被処理水の濁度を実施例１と同様にして測定したところ、２９０度であった。
この被処理水にマイクロサンド（珪藻土、株式会社自然素材研究所製、稚内珪藻土粉末）を１，０００ｍｇ／Ｌ、塩化鉄（ＩＩＩ）（塩化鉄（ＩＩＩ）・六水和物、富士フイルム和光純薬株式会社製）を２００ｍｇ／Ｌ添加して攪拌した後、製造例１のアニオン性凝集剤を１０ｍｇ／Ｌ添加して１５０ｒｐｍで１分間、５０ｒｐｍで２分間攪拌して、マイクロプラスチックを凝集・沈澱した。攪拌停止３分間後に上澄水を採取し、実施例１と同様にして、濁度を測定したところ、１．７８度であった。

本発明のマイクロプラスチックの処理方法は、目開き４００μｍ以下の濾過部材を通過する大きさのマイクロプラスチックを効率よく分離し回収することができるので、マイクロプラスチックの処理に好適に用いることができる。

Claims (10)

1. 目開き４００μｍ以下の濾過部材を通過する大きさのマイクロプラスチックを含む被処理物に無機凝集剤及びアニオン性凝集剤を添加し、前記マイクロプラスチックを凝集させて分離する分離工程を含むことを特徴とするマイクロプラスチックの処理方法。
2. 前記分離工程において、更にバラスト剤を添加する、請求項１に記載のマイクロプラスチックの処理方法。
3. 前記無機凝集剤が、鉄系無機凝集剤及びアルミニウム系無機凝集剤の少なくともいずれかである、請求項１から２のいずれかに記載のマイクロプラスチックの処理方法。
4. 前記鉄系無機凝集剤が、塩化鉄（ＩＩ）、塩化鉄（ＩＩＩ）、硫酸鉄（ＩＩ）、硫酸鉄（ＩＩＩ）、ポリ硫酸鉄（ＩＩＩ）、ポリシリカ鉄、硝酸鉄（ＩＩ）、及び硝酸鉄（ＩＩＩ）から選択される少なくとも１種である、請求項３に記載のマイクロプラスチックの処理方法。
5. 前記アルミニウム系無機凝集剤が、ポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）、硫酸アルミニウム（硫酸バンド）、及び塩化アルミニウムから選択される少なくとも１種である、請求項３に記載のマイクロプラスチックの処理方法。
6. 前記アニオン性凝集剤が、ガラクトマンナンと、前記ガラクトマンナン以外の多糖類との混練物を造粒してなる顆粒物である、請求項１から２のいずれかに記載のマイクロプラスチックの処理方法。
7. 前記ガラクトマンナンが、フェヌグリークガム、グアーガム、タラガム、及びローカストビーンガムから選択される少なくとも１種であり、
   前記ガラクトマンナン以外の多糖類が、キサンタンガム、カラギーナン、及びカルボキシメチルセルロースから選択される少なくとも１種である、請求項６に記載のマイクロプラスチックの処理方法。
8. マイクロプラスチックを含む被処理物を目開き４００μｍ以下の濾過部材で濾過する濾過工程を更に含み、
   前記目開き４００μｍ以下の濾過部材がニューストンネットである、請求項１から２のいずれかに記載のマイクロプラスチックの処理方法。
9. 前記バラスト剤が、カオリン及び珪藻土から選択される少なくとも１種である、請求項２に記載のマイクロプラスチックの処理方法。
10. 前記被処理物が、下水の処理水、海水、河川、及び湖沼の少なくともいずれかである、請求項１から２のいずれかに記載のマイクロプラスチックの処理方法。