JP2904674B2 - 水の浄化方法 - Google Patents

水の浄化方法

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JP2904674B2 JP5104881A JP10488193A JP2904674B2 JP 2904674 B2 JP2904674 B2 JP 2904674B2 JP 5104881 A JP5104881 A JP 5104881A JP 10488193 A JP10488193 A JP 10488193A JP 2904674 B2 JP2904674 B2 JP 2904674B2
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  • Water Treatment By Sorption (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は水の浄化方法に関するも
のであり、さらに詳しくは湖沼、養魚場、ゴルフ場、公
園の池等の水中に発生した藻類の中で特に“アオコ”と
称される微小な植物性プランクトンを処理して水を浄化
する方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】湖沼、養魚池、各種観賞用池等は、散布
された肥料や魚の排泄物、家庭や工場から流された排水
によって常時窒素や燐が供給され、慢性的な富栄養状態
になっており、通称“アオコ”と呼ばれる微小な植物性
プランクトンの大量発生を引き起こしており、この大量
発生した“アオコ”は、水面に浮上して水の華を形成し
て、美観をそこねるばかりではなく、その浮上集積した
アオコは腐敗して臭気の発生源となる。更に水質の汚濁
源となって、水中に生臭する魚介類の大量幣死を引き起
こす原因となっている。
【0003】従来から、この湖沼等の水域におけるアオ
コの発生をおさえる手段として、河川からの導水による
水の入れかえ、水の停滞状態をなくすために環境ポンプ
等を設置して、流れ状態にする方法、曝気による方法、
揚水してフィルター等により機械的に除去、回収を行う
方法、藻類除去剤を添加する方法、オゾンや過酸化水素
等酸化による殺藻等が行われている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来から提案されてい
るアオコの処理方法は、その除去効果の上で、充分に満
足のいくものではなく、また処理ができたとしても、そ
の処理方法が繁雑で、処理のために必要な処理装置に多
大な費用を要するので、それらの方法の実施も、比較的
小さな池が対象となっているにすぎない。本発明の主た
る目的は、閉鎖系水域に生在する他の生物に影響を与え
ることなく、水中に浮遊するアオコを効率よく吸着し、
湖沼等の水質を改善することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは上記に鑑み
鋭意研究を重ねた結果、カチオン性有機高分子架橋物微
粒子分散液を添加することにより水中に浮遊するアオコ
をカチオン性有機高分子架橋物微粒子に効率よく吸着
し、湖沼等の水質を改善することができることを見いだ
して、本発明を完成するに至った。
【0006】本発明の請求項1の発明は、光合成能低下
剤を含有するカチオン性有機高分子架橋物微粒子分散液
を植物性プランクトン浮遊水に添加混合し、浮遊植物性
プランクトンを吸着した該カチオン性有機高分子架橋物
微粒子を該植物性プランクトン繁殖水系底部に沈殿分離
することを特徴とする水の浄化方法である。
【0007】本発明の請求項2の発明は、カチオン性有
機高分子架橋物微粒子の粒径が1〜100μmであるこ
とを特徴とする請求項1に記載の水の浄化方法である。
【0008】本発明の請求項3の発明は、カチオン性有
機高分子架橋物微粒子の吸水倍率が10以上であること
を特徴とする請求項1あるいは請求項2に記載の水の浄
化方法である。
【0009】以下に本発明を詳細に説明する。本発明
は、湖沼等閉鎖系水域に生息する単細胞藻類、緑藻類、
藍藻類等の植物性プランクトンを分離する目的でカチオ
ン性有機高分子架橋物を対象となる水系の水に添加し
て、その粒子表面に前記植物性プランクトンを吸着さ
せ、除去する方法である。
【0010】この目的には、カチオン性有機高分子架橋
物の粒径が1μm以上、100μm以下のものが好まし
く用いられる。本発明において用いるカチオン性有機高
分子架橋物としては、通常市販されているアニオン交換
樹脂すなわち、第四級アンモニウム構造、第三級アンモ
ニウム構造等の水中で正に解離するイオン基を有する樹
脂の粉末を用いることができるが、本発明の目的をさら
に効率よく達成するためには、水との親和力が高く、か
つ水中で分散した状態で、自重の10倍から1000倍
の水を吸って膨潤するカチオン性有機高分子架橋物を用
いることが好ましい。
【0011】これらの樹脂は、一級、二級、三級アミノ
基及び/または第四級アンモニウム塩基を有するビニル
単量体の重合体、または、これらの重合体と共重合能な
ビニル単量体と共重合することにより得ることができ
る。これらの重合体を水不溶性で、水膨潤性の樹脂とす
るためには、重合時に多価ビニル単量体を共存させる
か、多価グリシジル化合物、ホルムアルデヒド、グルタ
ールアルデヒド、多価イソシアネート化合物等の反応性
架橋剤を重合時に共存させるか、重合後反応させること
により得ることができる。
【0012】具体例としては、カチオン性基を有するビ
ニル単量体としてジメチルアミノエチル(メタ)アクリ
レート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、
ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリレート等の三級
塩及びこれらを塩化メチル、ジエチル硫酸、ジメチル硫
酸等で四級化したもの、アリルアミン等の二級アミン単
量体等が樹脂にカチオン性解離基を与える単量体として
使用することができる。これらの単量体と共重合可能な
単量体としては、アクリルアミド、アクリロニトリル、
スチレン、酢酸ビニル等が用いられ、アクリル酸、メタ
アクリル酸及びそのアルカリ金属塩、アンモニウム塩、
アクリルアミドプロパンスルホン酸ナトリウム等の水中
でアニオン性に解離する単量体も樹脂のカチオン特性を
損なわない範囲で共重合の相手として使用することがで
きる。
【0013】本発明の目的に用いることのできるカチオ
ン性有機高分子架橋物の製造法は特に限定されるもので
はなく、通常用いられる重合方法を用いることができ
る。例えば、疎水性溶媒中で、懸濁重合を行い、ビーズ
状の粉末重合体を得る方法、水溶液重合を行いそれを直
接乾燥する方法、高濃度モノマー溶液の重合を行って、
重合熱により溶媒を揮散させて重合と乾燥を同時に行う
方法、重合体が塩析する塩水溶液中での懸濁重合による
方法等により得ることができる。
【0014】本発明に使用することのできる粒径100
μm以下、1μm以上のカチオン性有機高分子架橋物
は、通常行われている粒子の乾式粉砕、または食塩、塩
化アンモニウム、硫酸アンモニウム等の塩水中での湿式
粉砕、あるいは前記塩水溶液中での重合架橋等により得
ることができる。
【0015】本発明においては、水中のアオコの吸着除
去を行うために、上記カチオン性有機高分子架橋物微粒
子を処理対象の水に添加するのに、乾燥粉末として添加
してもよく、液に分散させて添加してもよい。
【0016】アオコの浮遊水にカチオン性有機高分子架
橋物微粒子を添加混合することにより、該カチオン性有
機高分子架橋物微粒子表面に吸着させた後、該カチオン
性有機高分子架橋物微粒子を池・湖沼等の水系底部に沈
降分離することができる。処理水質を事前に簡易に推測
するには、例えば、アオコ吸着微粒子をナイロンスクリ
ーン等で濾過してアオコの除去された処理水を得て、こ
の処理水を検査する方法を挙げることができる。
【0017】本発明の方法において、通常の排水処理に
用いられるアニオン系、カチオン系、ノニオン系、また
は両性系の高分子凝集剤やポリ塩化アルミニウム、硫酸
バンド等の無機系の凝集剤や、あるいはベントナイト等
の粘土類の併用を行うこともできる。また本発明の方法
の実施に当り、除藻剤、殺藻剤、藻類の成育抑制剤、光
合成能低下剤などの添加も適宜行うことができる。
【0018】
【作用】本発明で用いるカチオン性有機高分子架橋物微
粒子は表面及び内部に正の電荷を有するアミノ基等を有
しており、この高分子架橋物微粒子をアオコの生息する
水中に投入することにより、電気的には負の電荷を有し
ているアオコがその表面に吸着され、水より分離され
る。この作用は、この高分子架橋物微粒子の持つ電荷量
と粒子の大きさ、及び添加した高分子架橋物微粒子の総
表面積に大きく影響され、本発明者等は、高分子架橋物
微粒子の粒径が小さく、かつ水中で水を吸って膨潤する
ことによって、比表面積の大きな物質が有効であること
を見い出した。
【0019】この様な高分子架橋物微粒子に吸着された
アオコは、高分子架橋物微粒子自身の重さで、容易に沈
降分離を行える。特に光合成能低下剤を併用することに
より、高分子架橋物微粒子に吸着されたアオコが、光合
成により酸素ガスの気泡を発生し、一旦沈降分離した後
の再浮上を防止する作用を持たせることができる。さら
に、分離されたアオコは、高分子架橋物微粒子上に吸着
されていることから、高分子架橋物微粒子そのものが濾
過助剤となって、濾過脱水が容易となる。
【0020】
【実施例】次に実施例および比較例により本発明をさら
に詳細に説明するが、本発明はこれらの例によってなん
ら限定されるものではない。 (製造例−1) 攪拌機、温度計、還流冷却器、窒素導入管を備えた1リ
ットルの五つ口のセパラブルフラスコにアクリロイルオ
キシエチルトリメチルアンモニウムクロライドの単独重
合体2.5g、硫酸アンモニウム112.5g、及びイ
オン交換水335gを加えて溶解し、これにアクリルア
ミド35.1g(90モル%)とアクリロイルオキシエ
チルベンジルジメチルアンモニウムクロライド14.9
g(10モル%)を仕込み、50℃に加温して窒素置換
した。これに重合開始剤として2,2′−アゾビスアミ
ジノプロパン塩酸塩1%水溶液1gを加え、攪拌下、5
0℃で10時間重合すると、重合体微粒子の分散液が得
られた。本重合体は水溶性であり、1規定食塩水に溶解
したポリマー濃度0.5%溶液の粘度は22cpであっ
た。この分散液に表1に記載した量のホルムアルデヒド
を添加混合後、pHを塩酸にて2.0に調整し40℃に
て15時間反応させた。この様にして得られた樹脂分散
液(サンプル1〜3)を顕微鏡下で観察を行った結果2
μm以上50μm以下の粒径のものが99%以上を占め
ていた。この液をイオン交換水で1000倍に稀釈し、
吸引濾過、洗浄後、乾燥し、樹脂の吸水倍率を測定し
た。物性および効果を表2に示す。
【0021】(製造例−2) 2−ターシャリーブチルアミノ−4−シクロプロピルア
ミノ−6−メチルチオ−1,3,5−トリアジンおよび
3−(3,4−ジクロロフェニル)−1,1−ジメチル
尿素を各々2.5g共存させる以外は製造例−1と同様
の操作を行い、樹脂分散液(サンプル4〜6)を得た。
この樹脂分散液を顕微鏡下で観察を行った結果5μm以
上50μm以下の粒径のものが99%以上を占めてい
た。この液をイオン交換水で1000倍に稀釈し、吸引
濾過、洗浄後、乾燥し、樹脂の吸水倍率を測定した。物
性および効果を表2に示す。
【0022】
【表1】
【0023】(製造例−3) 攪拌機、温度計、還流冷却器、窒素導入管を備えた50
0mlの五つ口のセパラブルフラスコに、シクロヘキサ
ン200gを仕込み、エチルセルロース(ハーキュリー
ズ社製T−100)1gを加え、60℃に加温して溶解
させ窒素ガスを通して脱酸素した。メタクリロイロキシ
エチルジメチルベンジルアンモニウムクロリドの80%
水溶液100gに、N,N−メチレンビスアクリルアミ
ドの1%水溶液を0.2ccと2,2′−アゾビス(2
−アミジノプロパン)塩酸塩の10%水溶液を1.6g
加えたものを滴下ロートに仕込み、窒素ガスを通して酸
素を除いた。これを攪拌下シクロヘキサン中に徐々に滴
下し、重合を行った。60℃で3時間重合した後、還流
冷却器を共沸水分離器に替え、フラスコ中で攪拌下、外
温80〜90℃の湯浴にて共沸脱水を行った。充分、脱
水後、ポリマー粒子を濾別し、シクロヘキサンを乾燥に
より除くと、ヒーズ状の高吸水性樹脂を得ることができ
た。この樹脂を粉砕してふるいにより分級して、サンプ
ル(サンプル7〜8)を得た。この液をイオン交換水で
1000倍に稀釈し、吸引濾過、洗浄後、乾燥し、樹脂
の吸水倍率を測定した。物性および効果を表2に示す。
【0024】(製造例−4) 市販の強塩基性イオン交換樹脂アンバーライトIRA−
90X(オルガノ社製)をボールミルにて粉砕して10
0メッシュ以下、200メッシュ以上(27μm〜74
μm)のものを分級した。この樹脂粉末(サンプル−
9)約1gを1リットルの純水中に分散させ、1時間放
置して、吸引濾過を行って、洗浄後、乾燥し、樹脂の吸
水倍率を測定した。物性および効果を表2に示す。
【0025】(実施例−1) アオコの発生したゴルフ場の池の水に対して各種樹脂サ
ンプルを添加して混合攪拌した後、100メッシュのナ
イロン製濾布にて濾過し、濾液の透視度を測定した。実
験に用いた池の水の水質は、pH8.2、浮遊物質量6
3mg/l、透視度18cmであった。1リットルのビ
ーカーに池の水1リットルを入れ、樹脂添加後、ジャー
テスターにて40rpm、1分間攪拌を行った後100
メッシュのナイロン製の濾布にて濾過してその濾液の透
視度の測定を行った。その結果を合わせて表2に示す。
【0026】
【表2】
【0027】(実施例−2) 実施例−1にて試験したアオコの発生しているゴルフ場
の池の水を攪拌機のついた混合槽に導き、そこに製造例
−2で得られた分散液(サンプル4〜6)を添加して混
合攪拌を行い、池に戻した。アオコは池の底に沈降し、
浮上することはなかった。
【0028】(比較例−1) 製造例−1で得られた樹脂分散液(サンプル1〜3)に
ついても実施例−2と同様に試験したところ、アオコは
池の底に一旦沈降したが、数日後には水面に浮上してし
まい、美観を損ねた。
【0029】
【発明の効果】本発明は湖沼、養魚場、ゴルフ場、公園
の池等の水中に発生した藻類の中で特にアオコと称され
る微小な植物性プランクトンを処理して水を浄化する方
法に関するものであり、アオコなどの発生した水にカチ
オン性有機高分子架橋物微粒子分散液を添加混合するこ
とにより、水中に浮遊するアオコを効率よくカチオン性
有機高分子架橋物微粒子に吸着し、沈降させて、分離す
ることができる。さらに、分離されたアオコは、高分子
架橋物微粒子上に吸着されていることから、高分子架橋
物微粒子そのものが濾過助剤となって、濾過脱水が容易
となる。本発明の方法においてカチオン性有機高分子架
橋物微粒子とともに光合成能低下剤を併用することによ
り、一旦水の底に沈降させた植物性プランクトンは再浮
上しないので、美観を損ねることがない。本発明の方法
は閉鎖系水域に生在する他の生物に影響を与えることな
く湖沼等の水質を改善することができるので産業上の利
用価値が高い。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−119886(JP,A) 特開 昭56−67581(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C02F 1/00

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光合成能低下剤を含有するカチオン性有
    機高分子架橋物微粒子分散液を植物性プランクトン浮遊
    水に添加混合し、浮遊植物性プランクトンを吸着した該
    カチオン性有機高分子架橋物微粒子を該植物性プランク
    トン繁殖水系底部に沈殿分離することを特徴とする水の
    浄化方法
  2. 【請求項2】 カチオン性有機高分子架橋物微粒子の粒
    径が1〜100μmであることを特徴とする請求項1に
    記載の水の浄化方法。
  3. 【請求項3】 カチオン性有機高分子架橋物微粒子の吸
    水倍率が10以上であることを特徴とする請求項1ある
    いは請求項2に記載の水の浄化方法。
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