JP3045148B2 - アルギン酸ゲル水処理剤及びその製造方法 - Google Patents

アルギン酸ゲル水処理剤及びその製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する分野】本発明は下水の廃水処理に用いら
れ、異臭味物質や有機毒性物質、重金属などを取り除く
ためのアルギン酸ゲル水処理剤及びその製造方法に係
り、より具体的にはアルギン酸塩またはアルギン酸塩と
粉末活性炭を多価陽イオン溶液に滴下してアルギン酸ゲ
ルに架橋させて製造されたアルギン酸ゲル水処理剤及び
その製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】産業廃水や下水は異臭味物質、有機毒性
物質、重金属などで深刻に汚染しているため、これの効
果的な処理を必要とする。
【０００３】重金属は、たとえ少量であっても生態系の
食物連鎖(food chain)を通して人体内に流入すれば排出
されず引き続き蓄積されるため、人体内の生理作用にい
ろいろな悪影響を及ぼす。
【０００４】既存の河川水、地下水及び廃水内の重金属
の除去は化学的な沈殿方法、イオン交換樹脂、分離膜な
どを用いて行われて来た。しかし、化学的な沈殿方法を
使用する場合は処理後発生する多量のスラッジが２次的
な汚染源として作用し、低濃度の重金属を取り除けない
という問題点があり、イオン交換樹脂や分離膜は固形の
汚染物質を多量含有する汚染水の処理が難しくて費用が
高くかかるという問題点がある。
【０００５】最近、このような既存の処理技術の問題点
を解決する対案として、生物学的な重金属処理技術の開
発に関する研究が活発に行われている。このような生物
学的な重金属の吸着は、植物と動物に由来した高分子物
質を通しても可能であるが、主に微生物を用いて研究さ
れてきた。これは特定微生物に由来した自然物質が重金
属を吸着し取り除くことができるという事実に起因した
ことである。微生物の中でも一番活発に研究されている
ものは藻類である。これは藻類が自然系に一番豊富に存
在し、有機炭素源が無くても太陽光をエネルギー源とし
て成長することができるので、今後商業化する場合にも
容易に安く大量に生産することができるという長所を持
っているためである。
【０００６】藻類を用いた通常の重金属吸着剤は、主に
藻類の全細胞をシリカゲルのような担体に固定させて製
造する。米国特許第５，０５５，４０２号は微生物、特
に藻類の全細胞を固定化して金属イオンを収去したり除
去する代表的な例である。実験室では固体の藻類と液体
の処理水を濾過や遠心分離を通して分離することができ
るが、産業的な工程ではこの方法を適用し難いので、藻
類の全細胞と処理水を容易に分離するために、固定化段
階は必須の段階である。
【０００７】微生物水処理剤の固定化には別途の固定化
費用が追加されるのみならず、固定化による付随的な難
しさが伴う。即ち、固定化によって藻類の吸着能力が低
下し、水処理工程中に固定化担体から藻類が離れていく
という問題が生ずる。尚、未だ藻類が水処理用として商
業化されていないため、藻類の全細胞は価格が充分に安
くなく、水と接触すれば色素成分を放出し特有の匂いを
放つので、上水の処理には適しないという問題点があ
る。
【０００８】藻類が重金属を吸着する特性を呈するのは
藻類細胞壁の成分が大きい役割をするためと知られてい
るが、これらの藻類の細胞壁を構成する主成分の一つが
アルギン酸である。アルギン酸は分子量が２４０，００
０であり、自体の質量の２００〜３００倍の水分吸収能
力があると知られている。化学的には炭水化物に属する
が、澱粉や繊維素とは異なり、カルボキシル基を有する
天然高分子として陰電荷をもっているため、陽電荷をも
つ重金属とのイオン交換などによる吸着を可能にする。
【０００９】韓国特許公開番号第９５−１７７５６号
は、アルギン酸塩のこのような重金属吸着特性を用いて
重金属を処理することを主内容としている。前記特許公
開された発明は、固定化工程を考慮していないため、重
金属含有溶液と処理剤を攪拌する反応槽及びこれらを濾
過によって分離する濾過槽から構成されることを特徴と
している。しかし、このように分離された工程を使用す
るのは多くの費用がかかるのみならず、大容量の水処理
には現実的に使用し難い。また、アルギン酸ナトリウム
は吸湿性が非常に大きいため、水処理工程中に処理水を
吸収して処理水の粘性を増加させて分離工程自体に難し
さが伴う虞がある。
【００１０】藻類のような微生物によって処理されない
難分解性物質は、水処理工程に活性炭を用いる吸着施設
を用いて除去することができる。また、場合によっては
粉末活性炭を化学沈殿処理時に共に使用したりもする。
【００１１】産業廃水や下水処理の場合、微生物処理後
の高度処理方式、微生物処理をしない物理化学処理方式
及び活性炭処理方式が用いられている。化学工業では多
様な種類の物質を製造しているため、工場廃水もいろい
ろであって組成や濃度の変動も非常に大きい。合成化学
物質の中には生物分解の難しい物質や有機毒性物質も多
いため、活性炭吸着法の特性を生かすことのできる場合
が多い。
【００１２】既存技術において、産業廃水または下水処
理時の有機毒性物質と重金属の除去は通常２段階に分け
られているが、重金属の除去は碌に成されていなかっ
た。有機毒性物質と重金属の除去を２段階にして施す
と、工程自体が非効率的であり且つ処理費用も高くかか
るという短所があるので、これらの全てを効果的に除去
させるための水処理剤の開発が要請されている。
【００１３】飲用水の汚染物質を除去する浄水器分野で
は水処理剤として逆浸透圧膜が従来から用いられてき
た。しかし、逆浸透圧膜は有機物や無機金属物質などを
全て取り除くが、選択性が無くて人体に有益なミネラル
成分（カルシウム、カリウム、マグネシウム、ナトリウ
ム）までも除去するという問題点がある。また、処理流
速が非常に遅いため貯水槽を使用するが、貯水槽で一般
細菌が繁殖して汚染されるのみならず、いろいろの装置
を必要とするため処理費用が非常に高い。
【００１４】最近、このような逆浸透圧膜の短所を乗り
越えるため、蛇口に直接連結して使用し得る直結式浄水
器の開発が活発に行われている。このような直結式浄水
器に用いられる水処理装置としては、中空糸膜と活性炭
を用いたカートリッジ（韓国特許公開番号第９２−１１
３００号及び第９５−１６８１３号）、イオン交換樹脂
と活性炭を用いたカートリッジ（韓国特許公開番号第９
４−１３５７５号）などがある。
【００１５】しかし、中空糸膜と活性炭を用いたカート
リッジを使用する場合、重金属の除去効能が非常に低い
という問題点があり、イオン交換樹脂と活性炭を用いた
カートリッジを浄水器に使用する場合、処理費用が高く
なり、ミネラル金属も除去してしまうという短所があ
る。
【００１６】従って、本発明者らは産業廃水と下水処理
時の有機毒性物質と重金属を効率的に除去し、直結式浄
水器で選択的に有害物質を処理するためのアルギン酸ゲ
ル水処理剤を開発するに至った。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、重金
属除去用アルギン酸ゲル水処理剤を提供することにあ
る。
【００１８】本発明の他の目的は、ビード形、カプセル
形またはコーティング形のアルギン酸ゲル水処理剤を提
供することにある。
【００１９】本発明のまた他の目的は、薄型に製造が可
能であって水処理の速度を向上させるアルギン酸ゲル水
処理剤を提供することにある。
【００２０】本発明のまた他の目的は、重金属を脱着し
て再使用することのできるアルギン酸ゲル水処理剤を提
供することにある。
【００２１】本発明のまた他の目的は、乾燥状態で保管
することができて取り扱いの容易なアルギン酸ゲル水処
理剤を提供することにある。
【００２２】本発明のまた他の目的は、各水処理工程に
容易な形態の支持体を選択することのできるアルギン酸
ゲル水処理剤を提供することにある。
【００２３】本発明の他の目的は、充分な機械的強度を
保つことのできるアルギン酸ゲル水処理剤を提供するこ
とにある。
【００２４】本発明の他の目的は、下水または廃水に含
有された有機毒性物質と重金属を同時に取り除くための
活性炭を含有したアルギン酸ゲル水処理剤を提供するこ
とにある。
【００２５】本発明のまた他の目的は、回分式及び連続
式廃水処理工程を始めとして直結式浄水器のフィルタ充
填剤としても使用することのできるアルギン酸ゲル水処
理剤を提供することにある。
【００２６】本発明のまた他の目的は、アルギン酸ゲル
水処理剤の製造方法を提供することにある。
【００２７】
【課題を解決するための手段】本発明の上記及びその他
の目的は下記で説明される本発明によって全て達成する
ことができる。
【００２８】本発明の重金属を除去するためのビード形
アルギン酸ゲル水処理剤は、０. １〜１０重量％のアル
ギン酸塩溶液を多価陽イオン溶液に滴下してアルギン酸
を架橋させて製造する。前記アルギン酸塩溶液は澱粉、
木粉または土粉を含むことができ、有機化学物質に対す
る吸着剤を含むこともできる。本発明のアルギン酸ゲル
水処理剤は粘強剤（増粘剤）を含有した多価陽イオン溶
液を０. １〜５重量％のアルギン酸塩溶液に滴下させて
カプセル形として製造することができ、支持体を０. ０
５〜５重量％のアルギン酸塩溶液に浸漬させ、再び多価
陽イオン溶液に浸漬させた後、乾燥して支持体がアルギ
ン酸ゲルでコーティングされた形態で製造することもで
きる。
【００２９】廃水に含有された有機毒性物質と重金属を
同時に取り除くことのできる活性炭を含有するアルギン
酸ゲル（活性炭−アルギン酸ゲル）水処理剤は、０. １
〜１０重量％のアルギン酸塩と０. １〜１０重量％の粉
末活性炭を混合した溶液を多価陽イオン溶液に滴下して
活性炭を含有したアルギン酸を架橋結合させて製造した
活性炭アルギン酸ゲルを乾燥して製造する。前記活性炭
−アルギン酸ゲルは０．０５〜５重量％のアルギン酸塩
溶液に水処理剤表面を浸した後、再び多価陽イオン溶液
に入れてアルギン酸ゲルで表面をコーティングして内部
の活性炭粉塵が処理水に流出して来ることを防止するこ
とができ、且つ重金属の吸着効率を高めることができ
る。
【００３０】前記多価陽イオン溶液は塩化カルシウム
（ＣａＣｌ2 ），塩化ストロンチウム（ＳｒＣｌ2 ），
塩化バリウム（ＢａＣｌ2 ）または塩化アルミニウム
（ＡｌＣｌ3 ）溶液が用いられることができ、０. １〜
５０重量％の濃度で使用されることができ、０. ５〜１
０重量％の濃度で使用するのが好ましい。
【００３１】本発明のアルギン酸ゲル水処理剤は、水処
理工程に用いられた後再び脱着工程を経て再使用するこ
とができる。
【００３２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の詳細な内容を具体
的に説明する。
【００３３】重金属吸着性能のあるアルギン酸は化１で
示される線形高分子である：
【００３４】
【化１】
【００３５】化１において、Ｇはグルロン酸(gluronic
acid) 、Ｍはマンヌロン酸(mannuronic acid) であり、
本発明ではいずれでも使用可能である。
【００３６】本発明のアルギン酸ゲル水処理剤はアルギ
ン酸を多価陽イオン溶液を用いて架橋させて製造する。
アルギン酸はアルギン酸塩の形態で用いられ、この中か
らアルギン酸ナトリウムを用いることが好ましい。多価
陽イオン溶液は０. １〜５０重量％の濃度で使用され、
０. ５〜１０重量％の濃度で使用することが好ましい。
【００３７】前記アルギン酸ゲル水処理剤は、ビード形
またはカプセル形で製造されることができ、紙や繊維織
物のような支持体の表面にアルギン酸ゲルをコーティン
グさせて平板形または薄膜形で製造されることができ
る。いずれの形になってもアルギン酸ゲルの厚さが薄け
れば薄いほど重金属を吸着除去する速度は速くなる。
【００３８】ビード形アルギン酸ゲル水処理剤は、０.
１〜１０重量％のアルギン酸塩溶液を多価陽イオン溶液
に滴下させて製造することができ、製造方法が簡単で、
カラム適用が容易な長所をもつ。前記ビード形アルギン
酸ゲルは、もっと乾燥させて水分を除去させることによ
り、乾燥したビード形アルギン酸ゲル水処理剤を製造す
ることができる。前記乾燥したビード形アルギン酸ゲル
水処理剤の製造時にアルギン酸塩溶液に澱粉、木粉、土
粉（土や砂）などの粉末を添加して多価陽イオン溶液に
滴下すれば、乾燥状態でも球形の形態が長く持続するこ
とができ、取り扱い及び保管が容易である。
【００３９】カプセル形アルギン酸ゲル水処理剤は、キ
サンタンガムのような粘強剤（増粘剤）を含有した多価
陽イオン溶液をアルギン酸塩溶液０. １〜５重量％に滴
下させて製造することができる。カプセル形アルギン酸
ゲル水処理剤は、特に吸着性能が極めて優秀であるが、
例えばビード形と支持体コーティング形アルギン酸ゲル
の場合は鉛吸着量が５００ｍｇ／ｇ程度であるが、カプ
セル形アルギン酸ゲルの場合は１５００ｍｇ／ｇの鉛吸
着量を示す。
【００４０】コーティング形アルギン酸ゲル水処理剤
は、支持体を０. ０５〜５重量％のアルギン酸塩溶液に
浸漬させて均一に吸収させてから取り出して多価陽イオ
ン溶液に入れて支持体の表面にアルギン酸ゲルを形成さ
せた後、乾燥して製造する。支持体としては紙、木板、
繊維織物などのような糖類及びその誘導体化合物が好ま
しいが、これはアルギン酸ゲルとファンデルワールス結
合や水素結合などを形成することができて、水処理中に
もアルギン酸ゲルが支持体から離れないためである。
【００４１】アルギン酸ゲルを支持体の表面にコーティ
ングして使用する場合は、アルギン酸ゲルを非常に薄く
製造することができて、ゲルが厚くなるにつれて引き起
こされる拡散速度の遅延を防止して水処理速度を速くす
ることができ、アルギン酸ゲルを乾燥させて使用するこ
とができるため、取り扱いの容易な水処理剤を製造する
ことができる。また、各水処理工程への適用が容易な形
態の支持体を選択して製作することができ、図１に示す
ように多数個を固定させて一定間隔で設置し、回転板を
回転させて水処理工程を行うことができる。
【００４２】本発明のアルギン酸ゲル水処理剤は、アル
ギン酸塩にゼオライトのような有機化学物質に対する吸
着性能をもつ物質を含ませた溶液を多価陽イオン溶液に
滴下して吸着物質を含んだアルギン酸ゲルを製造するこ
とにより、重金属と有機化学物質を同時に吸着するのに
利用することができる。その代表的な吸着物質として
は、ゼオライトと粉末活性炭を挙げることができる。
【００４３】活性炭を含むアルギン酸ゲル水処理剤は、
有機毒性物質と重金属を同時に除去するのに用いられる
ことができる。活性炭−アルギン酸ゲル水処理剤は０.
１〜１０重量％のアルギン酸塩と０. １〜１０重量％の
粉末活性炭を混合した水溶液を多価陽イオン溶液に滴下
して活性炭を含有したアルギン酸を架橋結合させて活性
炭−アルギン酸ゲルを製造した後乾燥させて製造する。
【００４４】活性炭を含有するアルギン酸ゲル水処理剤
は、その表面をアルギン酸ゲルでコーティングすること
により、水処理剤から活性炭粉塵が放出されて出ること
を防止することができ、重金属の吸着効率を高めること
ができる。アルギン酸ゲルでコーディングされた水処理
剤は、アルギン酸塩溶液０. ０５〜５重量％に水処理剤
の表面を浸した後、これを取り出して再び多価陽イオン
溶液に入れてアルギン酸ゲルをコーティングして製造す
る。活性炭−アルギン酸ゲル水処理剤のサイズが小さけ
れば小さいほど、異臭味物質や有機毒性物質、重金属な
どを吸着除去する速度が速くなる。
【００４５】本発明のアルギン酸ゲルからなる水処理剤
は、回分式またはカラムなどの連続式工程に利用するこ
とができる。特に、活性炭−アルギン酸ゲル水処理剤
は、直結式浄水器のフィルタ充填剤としても適用される
ことができる。
【００４６】前記のように製造されるアルギン酸ゲル水
処理剤は、水系で有害重金属を除去するために効果的に
使用することができる。既存の逆浸透圧膜のような分離
膜を用いて有害重金属を除去する場合には、人間に有益
なナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウムな
どのミネラル金属成分も除去する問題がある反面、本発
明のアルギン酸ゲル吸着剤はミネラル金属は殆ど除去せ
ず、重金属成分のみを選択的に吸着して除去する特性を
もつ。本発明によるアルギン酸ゲル水処理剤は、高価の
金属である金、白金、ウラニウムなどの回収のためにも
用いられることができる。
【００４７】また、活性炭−アルギン酸ゲル水処理剤の
場合、アルギン酸ゲルに活性炭を含ませて成形させるこ
とにより、下水と廃水処理時の有機毒性物質と重金属を
同時に除去することができる。また、乾燥した状態で保
管してもその形態が長く持続されて取り扱い及び保管が
容易であり、カラムなどの充填物として使用するにも適
し、且つ既存の使い捨て用粉末活性炭を再使用すること
ができるようにする。
【００４８】本発明のアルギン酸ゲル水処理剤は、水処
理工程に用いられた後、再び脱着工程を経て再使用する
ことができる。前記脱着剤としては、硝酸、塩酸または
硫酸が使用されることができる。
【００４９】本発明は下記の実施例によってより具体化
され、下記の実施例は本発明を例示するためのもので、
本発明の保護範囲を制限しようとするのではない。
【００５０】
【実施例】
実施例１〜５：ビード形アルギン酸ゲル水処理剤の製造 １重量％のアルギン酸ナトリウム溶液１ｍｌを１重量％
のＣａＣｌ2 溶液に滴下して通常の方法で直径２. ５〜
３. ０ｍｍの実施例１のビード形アルギン酸ゲル水処理
剤を製造した。
【００５１】実施例２のビード形アルギン酸ゲル水処理
剤は、１重量％のアルギン酸ナトリウム溶液３ｍｌを利
用したこと以外は前記実施例１と同一の方法で製造し
た。
【００５２】実施例３のビード形アルギン酸ゲル水処理
剤は、１重量％のアルギン酸ナトリウム溶液１００ｍｌ
を利用したこと以外は前記実施例１と同一の方法で製造
した。
【００５３】実施例４のビード形アルギン酸ゲル水処理
剤は、２重量％のアルギン酸ナトリウム溶液５０ｍｌを
５重量％のＣａＣｌ2 溶液に滴下して直径４. ２ｍｍと
なるように製造した。
【００５４】１重量％のアルギン酸ナトリウム溶液５０
ｍｌを１重量％のＣａＣｌ2 溶液に滴下して製造したア
ルギン酸ゲルビードを乾燥して水分を除去して直径１.
０ｍｍの実施例５の乾燥したビード形アルギン酸ゲル水
処理剤を製造した。
【００５５】実施例６〜７：カプセル形アルギン酸ゲル
水処理剤の製造 １. ３重量％のＣａＣｌ2 及び０. ２６重量％のキサン
タンガムを混合した溶液１ｍｌを０. ５重量％のアルギ
ン酸ナトリウム溶液に滴下させて直径４. ０ｍｍ内外の
実施例６のカプセル形アルギン酸ゲル水処理剤を２ｇ製
造した。
【００５６】実施例７のカプセル形アルギン酸ゲル水処
理剤は、ＣａＣｌ2 及びキサンタンガムを混合した溶液
３ｍｌを使用したことを除いては実施例６と同一の方法
で製造した。
【００５７】実施例８〜１１：コーティング形アルギン
酸ゲル水処理剤の製造 直径５５ｍｍの濾過用濾紙を０. ５重量％のアルギン酸
ナトリウム溶液に入れて０. ７５ｇのアルギン酸ナトリ
ウム溶液を紙に均一に吸収させてから取り出して１重量
％のＣａＣｌ2 溶液に入れて紙の表面にアルギン酸ゲル
を形成させた後、乾燥して実施例８の紙コーティング形
アルギン酸ゲル水処理剤を製造した。実施例８に用いら
れた濾過用濾紙の表面を２，５００倍拡大した電子顕微
鏡写真が図２（Ａ）であり、アルギン酸ナトリウム溶液
でアルギン酸ゲルを形成した後乾燥した実施例８の濾紙
の表面を２，５００倍に拡大した電子顕微鏡写真が図２
（Ｂ）である。
【００５８】実施例９の紙コーティング形アルギン酸ゲ
ル水処理剤は０. ５５ｇのアルギン酸ナトリウム溶液を
紙に吸収させたことを除いては実施例８と同一の方法で
紙の表面にアルギン酸ゲルを形成させて製造した。
【００５９】実施例１０の繊維織物コーティング形アル
ギン酸ゲル水処理剤は、５ｃｍ2 に裁断された１００％
綿繊維を用いたことを除いては前記実施例８と同一の方
法で繊維織物の支持体にアルギン酸ゲルを形成させて製
造した。
【００６０】実施例１１の繊維織物コーティング形アル
ギン酸ゲル水処理剤は、５ｃｍ2 に裁断された１００％
綿繊維の表面に１. ０ｇのアルギン酸ナトリウム溶液を
吸収させたことを除いては実施例８と同一の方法で繊維
織物の支持体にアルギン酸ゲルを形成させて製造した。
【００６１】実施例１２〜１４：ビード形活性炭−アル
ギン酸ゲル水処理剤の製造 １重量％のアルギン酸ナトリウムと４重量％の粉末活性
炭を含む水溶液をＣａＣｌ2 溶液に滴下して通常の方法
で活性炭を含有したアルギン酸ゲルビードを製造した。
このようにビードを６０℃で乾燥して水分を除去して直
径２. ７ｍｍ内外の実施例１２のビード形活性炭−アル
ギン酸ゲル水処理剤を製造した。このように製造された
ビードの表面を３３倍に拡大した電子顕微鏡写真が図３
（Ａ）であり、１０００倍拡大した写真が図３（Ｂ）で
ある。
【００６２】実施例１３のビード形活性炭−アルギン酸
ゲル水処理剤は、１重量％のアルギン酸ナトリウムと１
重量％の粉末活性炭を含む水溶液を使用し、アルギン酸
ゲルビードの直径が１. ０ｍｍ内外であることを除いて
は実施例１２と同一の方法で製造した。
【００６３】実施例１４のビード形活性炭−アルギン酸
ゲル水処理剤は、アルギン酸ナトリウム１重量％と粉末
活性炭２重量％の水溶液を使用し、アルギン酸ゲルビー
ドの直径が１. ５ｍｍ内外であることを除いては実施例
１２と同一の方法で製造した。
【００６４】実施例１５〜１６：コーティング形活性炭
−アルギン酸ゲル水処理剤の製造 実施例１２の方法で製造された活性炭−アルギン酸ゲル
ビードを０. ２重量％のアルギン酸ナトリウム溶液に入
れて表面を浸した後取り出してＣａＣｌ2 溶液に入れて
アルギン酸ゲルコーティングを形成した。このビードを
６０℃で乾燥して実施例１５の表面がコーティングされ
た活性炭−アルギン酸ゲルビードを得た。このように製
造されたビードの表面を３３倍に拡大した電子顕微鏡写
真が図４（Ａ）であり、３００倍拡大した写真が図４
（Ｂ）である。
【００６５】実施例１３の方法で製造された活性炭−ア
ルギン酸ゲルビードを０. ２重量％のアルギン酸ナトリ
ウム溶液に入れて表面を浸した後取り出してＣａＣｌ2
溶液に入れてアルギン酸ゲルコーティングを形成した。
このビードを６０℃で乾燥して実施例１６の表面がコー
ティングされた活性炭−アルギン酸ゲルビードを得た。
【００６６】アルギン酸ゲル水処理剤の鉛吸着試験：実
施例１のビード形アルギン酸ゲル水処理剤及び実施例６
のカプセル形アルギン酸ゲル水処理剤を吸着剤として２
００ｐｐｍの鉛溶液１００ｍｌが入っている三角フラス
コに入れて２５℃の攪拌器で攪拌させながらアルギン酸
ゲル水処理剤の鉛吸着能を１０，６０，１８０及び３０
０分ごとに測定して表１に記載した。
【００６７】
【表１】
【００６８】実施例８の紙コーティング形アルギン酸ゲ
ル水処理剤及び実施例１０の繊維織物コーティング形ア
ルギン酸ゲル水処理剤は２枚を吸着剤として使用して前
記記載された方法と同一に鉛吸着実験を実施してその結
果を前記の表１に示した。
【００６９】前記鉛溶液はＰｂ（ＮＯ3 ）2 で製造して
おり、鉛濃度は採取した試料を蒸留水で２０倍希釈して
原資吸光分析器で測定した。
【００７０】ビード形アルギン酸ゲル水処理剤の重金属
吸着試験：実施例３のビード形アルギン酸ゲル水処理剤
を鉛、クロム、カドミウム、マンガン、鉄、亜鉛、銅な
どの重金属が入っている５００ｍｌの調製水に入れて２
５℃で攪拌して吸着を進行させながらそれぞれ１０分、
１時間及び５時間ごとに５０ｍｌずつ採取して濃度を原
子吸光分析器で分析して実験結果を表２に示した。
【００７１】
【表２】
【００７２】紙コーティング形アルギン酸ゲル水処理剤
の鉛吸着試験：実施例９の３枚の紙コーティング形アル
ギン酸ゲル水処理剤を２０ｐｐｍの鉛溶液１００ｍｌが
入っているフラスコに入れて１０分間攪拌させて鉛を吸
着させた後取り出し、新しい３枚の紙コーティング形ア
ルギン酸ゲル水処理剤を入れてこの過程を繰り返し行っ
た。最初の３枚の紙コーティング形アルギン酸ゲル水処
理剤による吸着によって２０ｐｐｍの鉛溶液の濃度が
６. ２ｐｐｍに減少しており、２番目の３枚の紙コーテ
ィング形アルギン酸ゲル水処理剤による吸着で２.２ｐ
ｐｍで濃度が減少しており、最後の３枚の紙コーティン
グ形アルギン酸ゲル水処理剤によって法的廃水排出基準
値以下の０. ７８ｐｐまで鉛が吸着して除去された。
【００７３】ビード形アルギン酸ゲル水処理剤のカラム
充填吸着試験：実施例４のビード形アルギン酸ゲル水処
理剤を長さ９ｃｍ、内径１. ８ｃｍのガラスカラムに充
填し、２００ｐｐｍの鉛溶液１ｌを下方から上方へ分当
たり２．３ｍｌの流速で流した。ガラスカラム内に充填
されたビード形アルギン酸ゲル水処理剤を通過して鉛が
ある程度除去された後放出される溶液を１３ｍｌずつ試
料瓶に番号別に採取した鉛溶液を２０倍希釈して原子吸
光分析器で鉛の濃度を測定した結果を表３に示した。
【００７４】
【表３】
【００７５】活性炭−アルギン酸ゲル水処理剤のカラム
充填吸着試験：実施例１５による表面がコーティングさ
れたビード形活性炭−アルギン酸ゲル水処理剤２７ｇを
長さ２３. ７ｃｍ、直径２. ８ｃｍの円筒形プラスチッ
クカラムに充填した後重金属調製水を分当たり５ｍｌの
流速で流しながら吸着実験を行い、それぞれの時間ごと
にカラムから放出される重金属溶液を採取して原子吸光
分析器で各重金属の濃度を測定してその結果を表４に示
した。
【００７６】
【表４】
【００７７】
【表５】
【００７８】ビード形アルギン酸ゲル及び活性炭−アル
ギン酸ゲル水処理剤の重金属及びミネラル吸着試験：実
施例３によるビード形アルギン酸ゲル水処理剤及び実施
例１５による表面のコーティングされたビード形活性炭
−アルギン酸ゲル水処理剤１ｇを５００ｍｌの重金属と
ミネラル調製水に入れて攪拌して吸着を施した後、各資
料の金属イオン濃度を原子吸光分析器で測定してその結
果を前記表５に示した。
【００７９】活性炭−アルギン酸ゲル水処理剤の有機物
吸着試験：実施例１５による表面のコーティングされた
ビード形活性炭−アルギン酸ゲル水処理剤１ｇをそれぞ
れ５０ｐｐｍの安息香酸(benzoic acid)、ｐ−トルイル
酸(p-toluic acid) 、イソフタル酸(isophthalic acid)
を含む溶液１００ｍｌに入れて攪拌して吸着を施した
後、結果を表６に示した。
【００８０】
【表６】
【００８１】活性炭−アルギン酸ゲル水処理剤の有機物
及び重金属吸着試験：実施例５の乾燥されたビード形ア
ルギン酸ゲル水処理剤０. ５ｇ及び実施例１２，１３及
び１４による表面のコーティングされたビード形活性炭
−アルギン酸ゲル水処理剤のそれぞれ０. ５ｇをｐ−ト
ルイル酸及びＰｂ，Ｃｕ，Ｃｄ，Ｚｎ及びＭｎの重金属
をそれぞれ５ｐｐｍずつ含有する調製水５００ｍｌに入
れて攪拌して吸着平衡に到達させた後、濃度を測定して
表７に示した。
【００８２】
【表７】
【００８３】前記表７に示すように、活性炭の場合はｐ
−トルイル酸の除去性能に優れているが、重金属は殆ど
除去されず、実施例５の活性炭を含有しないアルギン酸
ゲル水処理剤は重金属除去性能に優れているが、ｐ−ト
ルイル酸は殆ど除去されない一方、実施例１２〜１４の
活性炭−アルギン酸ゲル水処理剤はｐ−トルイル酸と重
金属の両方とも全て除去性能に優れていることが分か
る。
【００８４】アルギン酸ゲル水処理剤の再使用時の鉛吸
着性能試験：実施例２のビード形アルギン酸ゲル水処理
剤、実施例７のカプセル形アルギン酸ゲル水処理剤７.
３ｇ及び実施例１１の繊維織物コーティング形アルギン
酸ゲル水処理剤のそれぞれを２００ｐｐｍの鉛溶液１５
０ｍｌに入れて１時間攪拌させた後、鉛溶液の濃度を測
定した。繊維織物コーティング形アルギン酸ゲル水処理
剤の場合には６枚を重ねて使用した。使用したそれぞれ
のアルギン酸ゲル水処理剤を鉛溶液から取り出して蒸留
水で洗った後、０. ０５モルの窒酸溶液で１５分間攪拌
させてアルギン酸ゲル水処理剤に吸着した鉛を脱着させ
た。窒酸溶液はビード形、カプセル形及び繊維織物コー
ティング形のそれぞれの場合、６０，９６及び４８ｍｌ
の量で使用した。鉛の脱着されたアルギン酸ゲル水処理
剤を新しい２００ｐｐｍの鉛溶液１５０ｍｌに入れて同
一過程を繰り返し行った。前記のようにアルギン酸ゲル
水処理剤に鉛吸着／脱着後再使用する過程を１０回繰り
返し行って実験結果を図５に示した。吸着時間はビード
形とカプセル形の場合には１時間であり、繊維織物コー
ティング形の場合には１０分で吸着速度が速いものと現
れた。図５のグラフに示すように吸着性能が大きく減少
せず、１０回再使用可能であることが分かる。
【００８５】
【表８】
【００８６】コーティングされた活性炭−アルギン酸ゲ
ル水処理剤の通水性試験：既存の活性炭１１０ｇと不織
布を充填させた前処理フィルタ及び活性炭１１０ｇが充
填された中空糸膜フィルタからなる直結式浄水器用フィ
ルタに実施例１６のコーティングされた活性炭−アルギ
ン酸ゲル水処理剤１６０ｇを直径６０ｍｍ、高さ８０ｍ
ｍの円形カラムに充填させたフィルタを連結した後、重
金属調製水５０ｌを原水圧１. ５気圧で通水させた後、
排出水を分析して表８に示した。試験結果を比較するた
めに従来の活性炭のみを充填させた直結式浄水器用フィ
ルタに対しても通水性試験を行って前記表８に一緒に記
載した。
【００８７】本発明の単純な変形ないし変更はこの分野
の通常の知識を有する者によって容易に利用されること
ができ、このような変形または変更は全て本発明の領域
に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例による、表面積の広い支持体の
表面にアルギン酸ゲルが形成された複数個の水処理剤を
用いる水処理工程の図式図である。
【図２】図２（Ａ）は従来の濾過用濾紙の表面を２５０
０倍拡大した写真であり、図２（Ｂ）は本発明の実施例
によるアルギン酸ゲルが形成された濾過用濾紙の表面を
２５００倍拡大した写真である。
【図３】図３（Ａ）は本発明による、活性炭を含有した
ビード形(bead)アルギン酸ゲルの表面を３３倍に拡大し
た電子顕微鏡写真であり、図３（Ｂ）は１０００倍拡大
した電子顕微鏡写真である。
【図４】図４（Ａ）は本発明による、表面がコーティン
グされた活性炭を含有したビード形アルギン酸ゲルビー
ドの表面を３３倍に拡大した電子顕微鏡写真であり、図
４（Ｂ）は３００倍拡大した電子顕微鏡写真である。
【図５】本発明によるビード形アルギン酸ゲル水処理
剤、カプセル形アルギン酸ゲル水処理剤及び繊維織物コ
ーティング形アルギン酸ゲル水処理剤を１０回再使用し
て調製水から除去された重金属の量をグラフで表したも
のである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (73)特許権者 598071389 Ｓａｎ 222−２，Ｄｏｋｋｏｔ−ｌｉ, Ｔａｅｓａｎ−ｅｕｐ，Ｓｅｏｓａｎ− ｋｕｎ，Ｃｈｕｎｇｎａｍ，Ｋｏｒｅａ (72)発明者 キム・キュン・ウァ 大韓民国 テジョン ユーソン・ク ジ ョンミン・ドン 298−７ ヤング・ヴ ィレッジ＃ビー・201 (72)発明者 チェ・ミョン・ユン 大韓民国 テジョン ソー・ク ウォル ピョン・ドン （無番地） ウァンシ ル・タウン＃103−201 (72)発明者 オー・ユー・ジーン 大韓民国 テジョン ユーソン・ク ジ ョンミン・ドン 464−１ エキスポ・ アパートメント＃206−1407 (72)発明者 リー・ユン・ヨル 大韓民国 ソウル ジュン・ク テピョ ンロ・２・ガ 150 サムスン・センミ ョン・ビルディング11階 (56)参考文献 特開 平４−48995（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−277595（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−39754（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−10194（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−210282（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C02F 1/28 B01J 20/00 - 20/34

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 粘強剤を含有した多価陽イオン溶液を
    ０. １〜５重量％のアルギン酸塩溶液に滴下して製造す
    ることを特徴とするカプセル形アルギン酸ゲル水処理
    剤。
  2. 【請求項２】 前記アルギン酸塩がアルギン酸ナトリウ
    ムであることを特徴とする請求項４記載のカプセル形ア
    ルギン酸ゲル水処理剤。
  3. 【請求項３】 前記多価陽イオン溶液が塩化カルシウム
    （ＣａＣｌ2 ），塩化ストロンチウム（ＳｒＣｌ2 ），
    塩化バリウム（ＢａＣｌ2 ）及び塩化アルミニウム（Ａ
    ｌＣｌ3 ）溶液からなる群から選択されることを特徴と
    する請求項４記載のカプセル形アルギン酸ゲル水処理
    剤。
  4. 【請求項４】 前記粘強剤がキサンタンガム(xanthan g
    um) であることを特徴とする請求項４記載のカプセル形
    アルギン酸ゲル水処理剤。ル水処理剤。
  5. 【請求項５】 ０．１〜１０重量％のアルギン酸塩と
    ０．１〜１０重量％の粉末活性炭を混合した溶液を多価
    陽イオン溶液に滴下し、アルギン酸を架橋結合させてビ
    ード形活性炭−アルギン酸ゲルを製造し、これを乾燥し
    た後、乾燥された活性炭−アルギン酸ゲルを０. ０５〜
    ５重量％のアルギン酸塩溶液に浸漬させ、再び多価陽イ
    オン溶液に浸漬させて表面をアルギン酸ゲルでコーティ
    ングさせて製造することを特徴とするビード形活性炭−
    アルギン酸ゲル水処理剤。
  6. 【請求項６】 請求項１−５のいずれか１項によって製
    造されたアルギン酸ゲル水処理剤を用いることを特徴と
    する水処理方法。
  7. 【請求項７】 請求項５によって製造されたアルギン酸
    ゲル水処理剤を浄水器に適用することを特徴とする浄水
    方法。
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