JP3678743B2

JP3678743B2 - コロイド状物質を除去するための濾過材による流体処理

Info

Publication number: JP3678743B2
Application number: JP52118894A
Authority: JP
Inventors: エル．コムストック、ダニエル; エー．ダーハム、リー; マークエー．ウォレン、; ピー．アンダーソン、ブライス
Original assignee: ディ．ダブリュ．ウォーカーアンドアソシエイツ
Priority date: 1993-03-19
Filing date: 1994-03-18
Publication date: 2005-08-03
Anticipated expiration: 2020-08-03
Also published as: WO1994021353A1; JPH08508196A

Description

発明の背景
流体の流れは同流体を放出または再利用する前に除去すべき固形汚染物及び可溶性汚染物を含む場合が多い。清浄化の一般的な方法の１つとしては、汚染流体をオンライン・オペレーションにおいて、粉砕石炭、砂及び砂利等の細かく分割された濾過材構成材料がぎっしり詰まった媒体フィルタ（Media filter）内を通過させることが挙げられる。流体の流れに含まれる大きな粒子は後からオフラインの際に逆流洗浄を用いて除去すべく濾過材中に捕獲される。コロイド状粒子は濾過材内の通路の通過が可能な程度に小さい。このため、コロイド状粒子は濾過材を用いて容易に捕獲できない。コロイド状粒子の捕獲を可能にすべく、媒体フィルタの上流において流体の流れに対して僅かな量（一般的に約２〜２０ppm）の凝固剤（凝集剤：coagulant）を添加することが全般的ではないまでも、一般的に行われている。凝固剤はコロイド状粒子を互いに合着させる。これにより、凝固剤はコロイド状粒子を媒体フィルタ内において捕獲し得る大きさにする。
このようなシステムは非常に正確な量の凝固剤を媒体フィルタの上流において添加する理想的なオペレーションでは高い効果を示す。しかし、正確な量の凝固剤が添加されなかった場合、実用面での問題が生じる。少な過ぎる量の凝固剤を添加した場合、コロイド状物質のうちの一部は捕獲されない。また、多過ぎる量の凝固剤を添加した場合、同凝固剤は抗スケール剤（Anti-scalant compound）と反応して厚いスラッジ状残留物を形成する。スラッジ状残留物はシステムの下流部分に汚損を生じ得る。
水質及び流量は時間の経過とともに変化し得る。このため、添加すべき凝固剤の正確な量を知ることは困難である。この種類の殆どの流体処理施設では、余剰凝固剤及び抗スケール剤の反応がもたらす汚損の危険性に起因して、凝固剤を全く添加しないか、または全てのコロイド状物質の除去に必要な量より少ない量の凝固剤を添加している。
発明の概略
本発明に基づいて、流体の流れを浄化する方法であって、濾過材の表面に吸着し得る形態にて凝固剤を提供する工程と、表面上に凝固剤を吸着し得る細かく分割された固形濾過材を媒体フィルタ内に提供する工程とを含む方法が提供される。濾過材は多量の凝固剤を同濾過材の表面上に吸着すべく、媒体フィルタのオフライン・オペレーションの際に凝固剤によって処理される。凝固剤は安定した無毒の物質であることが好ましい。更に、この方法には、媒体フィルタのオンライン・オペレーションの際にコロイド状物質を含有する流体の流動を提供し、さらに同流体を濾過材を通して流すことが含まれる。
本発明の好ましい方法では、媒体フィルタをオンラインにした状態で、コロイド状物質を含有する流体を濾過すべく同流体に対して凝固剤を更に添加したり、または同凝固剤を継続的に添加することはない。従って、凝固剤の添加量が多過ぎたり、少な過ぎることがない。即ち、本発明の方法では凝固剤の添加量に関する自己調節が行われる。
本発明は乾燥濾過材構成材料の準備を含み、同乾燥濾過材構成材料は特別な用途に使用すべく媒体フィルタ内への装填に適する。従って、乾燥濾過材構成材料は細かく分割された濾過材と、同濾過材の表面上に吸着された凝固剤とを含む。
本発明の方法では、コロイド状物質を最適な自己調節をともなって流体から除去することと、濾過材の使用を介して更に大きな粒子を除去することとが実現される。更に、高価な凝固剤の消費量が削減される。そして、凝固剤の過剰添加による同凝固剤及び抗スケール剤の有害な反応が回避される。この結果、本発明のシステムは経験の浅い作業者でも容易に使用できる。固形物を除去すべく処理された流体は、その後において可溶性不純物を除去すべく逆浸透または他の技術を用いて処理し得る。
【図面の簡単な説明】
図１は本発明に基づく濾過システム及び拡大された濾過材粒子を示す図である。
図２は本発明の一実施例に基づく処理の流れ図を示す。
図３は本発明の別の実施例に基づく処理の流れ図を示す。
発明の詳細な説明
図１は本発明に基づくシステム１２０を示している。図２はシステム１２０に付随する処理工程を示す。入力流体の流れ１２２は媒体フィルタ１２４内に案内される。媒体フィルタ１２４は濾過材粒子のベッド１２６を備えている（ここに示す“濾過材”とは濾過を行う細かく分割された固形材料を指す。通常の使用において、固形材料は“媒体フィルタ”容器内に収容されている）。図１にその拡大した状態を示す各濾過材粒子１２８は基体１６０及び凝固剤の結合層（吸着層）１６２を含む。
図２は、粒子１２８を形成すべく吸着層１６２を粒子基体１６０上に形成する好ましい処理手順を示す。符号６０に示すように濾過材基体１６０が最初に提供される。粒子１６０は、選択された凝固剤の吸着が可能なあらゆる種類のものを含み得る。岩、砂及び砂利等の天然の二酸化珪素をベースとした材料は従来の凝固剤を異なる度合いにて吸着することが確認されている。粉砕石炭及び活性炭粒子等の炭素をベースとした材料も凝固剤を吸着し得る。
ガラス等の天然原料を用いて合成された他の材料は、非常に僅かな吸着能力を示すのみであり、通常は本発明での使用に好ましい材料の候補には含まれれない。しかし、これらの限定された吸着能力を備える材料には、基体材料としての能力を改善すべく表面処理を施し得る。例えば、ガラス・ビーズは同ビーズの表面をポリアクリル酸等の結合剤で被覆し、次いで同ビーズを乾燥することにより本発明の処理での使用に好ましい材料となる。ポリアクリル酸は電気的陰性基をガラス・ビーズの表面上に提供すると考えられる。これにより、ガラス・ビーズの表面上には凝固剤のうちの正の電荷を帯びた基が結合し得る。そのままでは不適切な基体材料上に適切に準備された表面を形成する全ての処理を使用できる。他のアクリル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、スルホン化プラスチック（Sulfonated plastics）、ポリウレタン、シラン、イオン交換樹脂及びナイロン等の結合材の使用が可能な一方、これらの材料を用いて基体ビーズ全体を形成してもよい。表面処理の後、ビーズは以下に示すように凝固剤によって処理され、そして本発明の処理に使用される。
最も効果的な天然濾過材粒子基体１６０は有機高分子材料等の炭素鎖材料（Carbon-chain materials）であることが確認されている。炭素鎖材料は他の原子を含むことが可能である。そして、炭素鎖材料中の炭素原子は炭素間結合により互いに結合されている。イオン交換樹脂に使用される材料は凝固剤をよく吸着するとともに、その製造モードに起因して広い表面積を有することから基体材料に適することが確認されている。
最も効果的なイオン交換粒子材料は陽イオン交換樹脂である。メタクリレート・ジビニル・ベンゼン樹脂（ローム及びハースＤＰ−１樹脂等（Rohm and Haas DP-1 resin））等の弱酸性陽イオン交換樹脂は強酸性陽イオン交換樹脂より更に好ましい。更に、イオン交換樹脂は凝固剤の吸着を実施する以前に効力が無くなった状態（例えば、ナトリウムがカルシウム及びマグネシウムによって置換された状態）にあることが好ましい。
他の適切な濾過材構成材料には、アルミニウム、鋼鉄、ステンレス鋼及び銅等の金属と、磁器、セメント、溶融アルミナ及び炭化珪素等のセラミックとが含まれる。
濾過材は本発明と組合せた強化処理に使用すべく設計された新たな材料から形成し得る。例えば、逆流洗浄の際に濾過材の損失を防止すべく比較的重く、かつ安価な耐食性濾過材構成材料を使用することが好ましい。濾過材は金属粒子を混合したプラスチック（“充填プラスチック（Filled plastics）”）から形成するか、または加重されたプラスチック濾過材（Weighted plasatic filter media）とすることができる。そして、加重されたプラスチック濾過材は高密度金属からなるウェイトを中空領域に配置した中空プラスチック・シェルとして形成される。
符号６２において、凝固剤は濾過材基体粒子１６０の表面への吸着が可能な形態にて提供される。凝固剤は処理される流体中において安定していて、さらには無毒にて、かつ環境的に安全な物質であることを要する。凝固剤の種類に関する機能的制限は確認されておらず、試験された全種類の凝固剤を使用し得ることが確認されている。しかし、以下に詳述するように、使用可能な凝固剤のうちの幾つかは不安定性及び／または潜在的毒性若しくは環境的危険性を有するため、その使用は好ましくない。
好ましい凝固剤には、ポリ（ジアリル−ジメチル・アンモニウム・クロライド）（ＤＡＤＭＡＣ）タイプの凝固剤が含まれる。この凝固剤の例としては、アメリカン・シアナミド（American Cyanamid）から市販されているマグニフロック５９１Ｃ（Magnifloc 591C）と、アルゴ・サイエンティフィック（Argo Scientific）から市販されているフィルターメイト１５０（Filtermate 150）が挙げられる。更に別の好ましい凝固剤としては、マヨ・コーポレーション（Mayo Corporation）からマヨスパース６０（Mayosperse 60）として市販されている約２５００の分子量を有するポリ［オキシエチレン（ジメチルイミニオ）エチレン（ジメチルイミニオ）エチレン・ジクロライド（Poly［oxyethylene（dimethyliminio）ethylene（dimethyliminio）ethylene dichloride）が挙げられる。この化合物はシステム内における生物学的成長を抑制する生命破壊剤であることから最も好ましい凝固剤といえる。
他の使用可能な凝固剤にはポリ（２−ヒドロキシ−プロピル−Ｎ，Ｎ−ジメチル・アンモニウム・クロライド（“ＥＰｉ／ＤＭＡポリマー”）と、ポリ［オキシエチレン−（ジメチル−イミニド）エチレン（ジメチルイミニオ）エチレン・ジクロライド（Poly［oxyethylene-（dimethyl-iminid）ethylene（dimethyliminio）ethylene dichloride）等のクオータナイズド・ポリアミン（Quaternized polyamines）とが含まれる。
ポリアミン凝固剤は凝固作用を有するが、しかしその不安定性に起因してあまり好ましくはない。ポリアミンの１つのクラスに属するメンバーはその潜在的毒性に起因して現在知られている処理には使用されていない。基としてのポリアミンの電荷密度は凝固剤と接触する流体のｐＨに影響される。殆どのポリアミンは塩素との接触による分解に対して敏感である。ポリアミンの１つの特徴的なクラスにはホルムアルデヒド−メラミン・ポリマー等のノンクオータナイズド・ポリアミン（Non-quaternized polyamines）が含まれる。メラミン・ホルムアルデヒド凝固剤は更に別の欠点を有している。即ち、商業的製剤は毒性物質であるホルムアルデヒドからなる微量の残留汚染物質を含み得る。従って、このクラスの凝固剤は水、食品及び清涼飲料水、または人間の食物連鎖内に入り得るその他の物から粒子を除去するには不適切である。要するに、殆どのポリアミン凝固剤はある種の条件下において使用し得るが、そのｐＨ依存性及び塩素に対する反応性に起因する不安定性により好ましくはない。メラミン・ホルムアルデヒド・ポリアミンはその潜在的毒性に起因して周知の処理には使用されていない。
図２において符号６４で示すように、濾過剤基体粒子１６０は同粒子１６０の表面上に層１６２を吸着すべく選択された凝固剤によって処理される。この処理ではバッチ・アプローチを使用できる。バッチ・アプローチにおいて、凝固剤は媒体フィルタ１２４内に案内され、かつ同媒体フィルタ１２４内に一定時間残留する。処理６４は媒体フィルタ１２４をオフラインの状態にして、フロー・アプローチを用いて実現することが更に好ましい。“オフライン”とは媒体フィルタ１２４を通過する入力流体の流れ１２２が全く存在しない状態を示す。
処理６４の１つの方法では、媒体フィルタ１２４は同媒体フィルタ１２４を分離すべく弁１３４，１３６を閉鎖することによってオフラインの状態となる。吸着は供給源１３２から濾過材粒子１６０のベッドを通過する液体凝固剤の流れを一定時間（一般的に約１５分間）にわたって形成すべく弁１６４，１６６を開放することによって実現される。液体凝固剤は濃縮状態にあることが好ましい。しかし、液体凝固剤は吸着処理の実質的な阻害をともなうことなく僅かな希釈が可能である。濃縮液体凝固剤は希薄液体凝固剤より更に速く粒子１６０の表面上に吸着される。吸着されなかった余剰凝固剤は廃棄されるか、または後から再利用すべく供給源１３２に戻される。余剰凝固剤を供給源１３２に戻す場合、凝固剤はある程度希釈される。しかし、供給源１３２から供給される希釈された凝固剤は同凝固剤が許容可能な処理時間内において吸着ができなくなるまで再利用できる。
処理６４に代わる処理では、凝固剤は一定時間（一般的に約１５分間）にわたって入力流体の流れ１２２に加えられる。この間、媒体フィルタからの流れ１５０はその高い凝固剤濃度のために廃棄され、かつ逆浸透ユニット１４２への流入は許容されない。従って、この処理の間、媒体フィルタ１２４はオフラインの状態に維持される。
次いで、好ましい処理６４の説明に戻る。吸着処理が完了した後、弁１６４，１６６が閉鎖される。弁１３４，１３６が開放され、媒体フィルタ１２４はオンラインの状態に戻される。符号６６に示す入力流体の流れ２２が再開される。この結果、符号６８に示すように粒子除去が行われる流体は濾過材１２６内を通って再び流れる。本発明の好ましい方法では、媒体フィルタ１２４がオンラインの状態にある場合、凝固剤の連続した流れが流体の流れ１２２に加えられることはない。濾過材１２６上に吸着された凝固剤は、流体の流れに含まれるコロイド状物質の除去を実現する。
大きな固形物及び小さなコロイド状物質の除去が行われた媒体フィルタ１２４からの流体の流れ１５０は、任意に（そして一般的に）符号７０に示すように溶融物質を除去すべく更に処理できる。好ましい方法において、この処理は固形物及び溶融物質を除去した出力流体の流れ１４４を形成すべく逆浸透ユニット１４２を用いて実現される。
流体の流れが媒体フィルタ１２４から流出した後であって、かつ逆浸透ユニット１４２へ流入する以前に、供給源１４８から抗スケール剤１４６を流体の流れ１５０に加え得る。抗スケール剤１４６は逆浸透ユニット内におけるスケールの形成を抑制する。一般的な抗スケール剤を構成する化学物質はポリアクリル酸である。本発明の方法は抗スケール剤の添加に関する従来の方法に対する大きな改善を実現する。従来の方法では、凝固剤の流れは入力流体の流れに加えられている。あらゆる瞬間における凝固剤の流量が、その時点においてコロイド状物質の濃度を塊状にするのに必要な流量を上回る場合、凝固剤の一部は媒体フィルタを通過して流れる。この余剰凝固剤は抗スケール剤と反応して逆浸透ユニット内に粘着性の残留物を形成する。本発明の方法では凝固剤の連続的な流れが存在しないことから、この問題の防止が可能である。
図２において符号７２で示すように、殆どの媒体フィルタでは、同フィルタ内に蓄積された固形物を除去すべく濾過材を周期的に逆流洗浄する必要がある。逆流洗浄を実施すべく媒体フィルタ１２４は弁１３４，１３６を閉鎖することによってオフラインとなる。逆流洗浄弁１３８，１４０は逆流洗浄の流れが濾過材１２６を通過して逆流することを許容すべく開放される。蓄積された固形物を除去するのに十分な時間が経過した後、媒体フィルタ１２４をオンラインの状態に復帰すべく弁１３８，１４０が閉鎖され、そして弁１３４，１３６が開放される。
逆流洗浄工程７２及び処理工程６４は媒体フィルタをオフラインにして実施される。好ましい方法において、逆流洗浄工程７２及び凝固層１６２を補充する処理工程６４は同一のオフライン・サイクルにおいて実施される。工程７２及び工程６４は同時に実施可能であり、これによって凝固剤は逆流と混合される。また、工程７２及び工程６４を連続的に実施できる。この場合、逆流洗浄７２は凝固剤処理６４を開始する以前に完了することが好ましい。また、別の実施例において詳述したように、凝固剤は媒体フィルタ１２４がオフラインの場合に媒体フィルタ内を通過して流れ、かつ入力流体の流れと混合され得る。工程７２，６４が完了した後、媒体フィルタ１２４はオンラインの状態に復帰され、流体処理が継続される。
逆流洗浄７２と、凝固剤層１６２の補充を行う凝固剤処理６４とにより、濾過材構成材料を複数のサイクルにわたって使用できる。
本発明の別の態様において、乾燥した固形材料であって、かつ細かく分割された粒状濾過材は図３に示す要領にて準備できる。濾過材は符号８０において提供され、凝固剤は符号８２において提供される。濾過材はその表面上に凝固剤を吸着すべく符号８４において処理される。工程８０，８２，８４はそれぞれ図２に示す工程６０，６２，６４と同一であり、工程８０，８２，８４の説明はこの開示をもって省略する。凝固剤層が濾過材粒子の表面上に形成された後、粒状固形材料を形成すべく符号８６において粒子が乾燥される。この粒状固形材料は袋詰めするか、またはまとまった形態で濾過材の使用者に提供できる。他の濾過材は吸着された凝固剤を有さないため、本発明の粒状固形材料は特徴的といえる。本発明の粒状固形材料は逆流洗浄及び再生処理の実施を考慮した設計が施されていないシステム内において使用できる。このようなシステムの例としては、逆流洗浄及び再生処理に付随する重量をともなうことなく迅速な対応を実施すべく被災地または戦場への空輸が可能な水の精製システムが挙げられる。
以下の例は本発明の態様を示すためのものである。これらの例は本発明の範囲または本発明の使用を限定するものではない。
例１
細かく分割された濾過材構成材料の５つの候補について、凝固剤吸着能力の評価が行われた。候補に挙げられた基体材料には、ダウエックス５１−ＸＢ（Dowex 51-XB）の名称で市販されている強酸性陽イオン交換樹脂であるスチレン−ジビニル・ベンゼン・スルフォニック・アシッドと、ローム・アンド・ハース・アンバーライトＤＰ−１（Rohm & Haas Amberlite DP-1）の名称で市販されている弱酸性陽イオン交換樹脂であるメタクリリック・アシッド−ジビニル・ベンゼンと、デュポンから市販されているキシテル・ナイロン（Xytel nylon）と、カタフォーテ（Cataphote）から市販されている未処理のソーダ石灰石英ガラスと、石炭／砂／ガーネットを混合した混合濾過材とが含まれる。濾過材粒子に対する予備吸着表面処理は全く実施されなかった。
選択された凝固剤の１００ｐｐｍの溶液５０ミリリットル中に１０〜２５立方センチメートルの濾過材基体材料を加えて振盪することによって吸着試験が実施された。吸着後に溶液内に残存する凝固剤はテイラー・ポリクエット・テスト・キット（Taylor ployquat test kit）を用いて測定された。基体材料／凝固剤によって表された各条件と、１平方センチメートルの基体（濾過材）表面に吸着された凝固剤の量（１０^-3ミリグラム単位で表示）とによってそれぞれ表された結果は以下の通りである。ナイロン／フィルターメイト１５０、１２．３；ナイロン／マヨスパース６０、０．０５；ダウエックス／マヨスパース６０、４．４；アンバーライト／マヨスパース６０、２．６；砂／マヨスパース６０、２．２；石炭／マヨスパース６０、１．５；ガーネット／マヨスパース６０、０．８４；未処理ガラス／マヨスパース６０、０．５；未処理ガラス／フィルターメイト１５０，０．４５。
例２
６番目及び７番目の濾過材構成材料は凝固剤の吸着量を増加すべく表面処理粒子によって最初に準備された。
６番目の濾過材構成材料は凝固剤の吸着量を増加すべくソーダ石灰石英ガラス・ビーズを処理することによって準備された。ガラス・ビーズは最初にペンシルヴェニア州イーストンに所在するビネイ・アンド・スミス（Binney & Smith）から入手可能な液状アクリル・ゲル媒体（Liquitec Acrylic gel medium）の形態をなすポリアクリル酸樹脂に接触させた。ガラス・ビーズをポリアクリル酸樹脂に接触させ、さらにその後ドラム・ミキサー内において１２時間にわたって乾燥した。ポリアクリル酸樹脂からなる第２の皮膜をガラス・ビーズ上に形成すべく前記の処理が繰り返えされた。各処理の後、殆どのガラス・ビーズは自由に流動した。しかし、ガラス・ビーズの一部は塊を形成した。ガラス・ビーズの塊は手によって容易に分解できる。
６番目の濾過材構成材料である処理済ガラス・ビーズは顕微鏡によって研究され、同ガラス・ビーズはポリアクリル酸樹脂からなる不規則な皮膜を有することが確認された。皮膜形成処理の更なる展開では、皮膜の規則性を改善し、これにより６番目の濾過材構成材料の性能を改善することが期待される。
７番目の濾過材構成材料を準備すべく他のガラス・ビーズの表面特性は、ポリアクリル酸、即ち［ＣＨ₂ＣＨ（ＣＯＯＨ）−］ｎを用いてガラス・ビーズを被覆することによって変更された。皮膜を形成すべくガラス・ビーズはポリアクリル酸内に３０分間にわたって浸漬された。その後、ガラス・ビーズはポリアクリル酸から取り出され、かつ乾燥された。
６番目及び７番目の濾過材構成材料は例１の方法と同一の方法で凝固剤吸着について試験された。結果は例１と同一の表示方法にて以下に示す。ポリアクリル酸樹脂処理済ガラス／マヨスパース６０、１．２；ポリアクリル酸処理済ガラス／マヨスパース６０、６．０。比較例としての未処理ガラス／マヨスパース６０は０．５であった。
吸着前における表面処理は両方の試験において凝固剤の吸着量を増加させた点で成功したといえる。
試験された全ての組合せはそれぞれある程度の吸着度を示し、このうちの幾つかは他より優れていた。原価及び耐久性等の他の観点は特定の条件下における基体材料、予備吸着表面処理及び凝固剤の組合せの選択を決定し得る。
例３
本発明の実施の可能性に関する研究及び従来の方法との比較試験は直径４インチ（約１０．１６ｃｍ）のポリ塩化ビニル製パイプからなる研究用媒体フィルタを使用して実施された。適切な配管、弁及びポンプが提供された。システムは各種の使用条件を評価すべく凝固剤の連続的な流入をともなう操作及び同流入をともなわない操作が可能である。入力流体は都市水（Municipal water）であって、同都市水には１．５ＮＴＵの公称濁り度を形成すべく十分な量のカオリン・クレーが添加された。異なる試験において前記の２つの凝固剤、即ちフィルターメイト１５０及びマヨスパース６０が使用された。
第１の試験において、“混合濾過材構成材料”と称される８インチ（約２０．３２ｃｍ）の粉砕石炭、１０インチ（約２５．４ｃｍ）の砂及び８インチ（約２０．３２ｃｍ）のガーネットからなる従来の混合濾過材構成材料は、フィルターメイト１５０凝固剤とともに３つの条件において評価された。除去されたコロイド状固形物の百分率を示す結果は以下の通りであった。

例４
イオン交換樹脂は濾過材構成材料として使用すべく評価された。この評価では、例３において詳述した試験方法が使用され、かつ同一の樹脂表面が各試験において使用された。ダウエックス５１−ＸＢ樹脂は再生された状態（ナトリウムのフォーム）及び効力の無くなった状態（カルシウム及びマグネシウムのフォーム）において、フィルターメイト１５０凝固剤をともなう場合（凝固剤の皮膜を有する）と、同凝固剤をともなわない場合（凝固剤の皮膜を有さない）とについて評価された。全ての試験において、凝固剤は流体の流れに添加されることはなかった。試験結果は以下の通りであった。

このグループ内では、効力が無くなった状態であって、かつ皮膜を有する樹脂が最も良好な成果を挙げた。
例５
濾過材基体、予備処理及び濾過材表面積の各種の組合せを例３で使用した装置を用いて評価した。濾過材表面積はカラム内に充填された濾過材構成材料の総量の高さを変更することによって変更された。各試験に使用された凝固剤はマヨスパース６０であった。
結果は以下の通りであった。表に“凝固剤”と記載した欄は凝固剤が粒子の表面上に吸着されているか否かを示し、Ｎは“いいえ”を示し、Ｙは“はい”を示す。

全ての種類の濾過材において、その総量を増加させることにより、水から除去されるコロイドの総量（即ち、濁り度）が増加した。凝固剤の吸着は混合濾過材等の天然材料、ダウエックス５１−ＸＢ等のイオン交換樹脂、及びガラスの能力をそれぞれ改善した。
予備処理が施されておらず、かつ吸着された凝固剤を有していないガラス・ビーズは８９％のコロイド除去を実現する（サンプル１０参照）。凝固剤がガラス・ビーズ上に吸着された場合（サンプル１１参照）における改善は僅かである。サンプル１２のガラス・ビーズは例２に示す６番目の濾過材構成材料であり、同濾過材構成材料は凝固剤の吸着前にポリアクリル酸樹脂による予備処理が最初に施されている。これらの予備処理が施され、かつ吸着が施されたガラス・ビーズは研究した濾過材構成材料の中で最も高い能力を示し、かつ９７％のコロイド除去を達成した。従って、非常に効果的なコロイド除去は凝固剤の吸着前に予備処理が施されたガラス・ビーズ等の安価な材料を使用して実現し得る。
例６
過剰な濁り度を有する水からコロイドを除去する研究が行われた。４．５ＮＴＵの濁り度を実現すべく十分な量のカオリン・クレーが添加された点を除き、例３に示す装置及び方法が使用された。濾過材構成材料としては、マヨスパース６０凝固剤を吸着した１０５０平方フィート（約１１，３０２ｍ²）の表面積を有するＤＰ−１樹脂が使用された。コロイドの約９７．７％が除去された。
以上、本発明は媒体濾過システムの能力を改善する。

Claims

流体の流れを浄化する方法であって、
固体粒子濾過材の表面上に吸着し得る形態にて有機高分子凝固剤（凝集剤）を提供する工程と、前記凝固剤を提供する工程は、ポリ（ジアリル−ジメチル・アンモニウム・クロライド）凝固剤と、ポリ［オキシエチレン（ジメチルイミニオ）エチレン（ジメチルイミニオ）エチレン・ジクロライド］と、ポリ（２−ヒドロキシ−プロピル−Ｎ，Ｎ−ジメチル・アンモニウム・クロライド）と、クオータナイズド・ポリアミンと、メラミン・ホルムアルデヒド以外のポリアミンとからなるグループから選択された凝固剤を提供する工程を含むことと、
前記凝固剤を自身の表面上に吸着し得る細かく分割された固形粒子濾過材を提供する工程と、
凝固剤を吸着する能力を高めるために濾過材の表面を前処理する工程と、その前処理工程は、細かく分割された固形粒子濾過材の表面を、その表面に電気的陰性基を提供する結合剤と接触させる工程を含むことと、
前記濾過材のオフライン処理において、多量の凝固剤を前処理済み濾過材の表面上に吸着すべく同濾過材を凝固剤で処理する工程と、
コロイド状物質を含有する流体の流れを提供する工程と、
前記濾過材のオンライン・オペレーションにおいて、コロイド状物質を含有する流体を濾過材に通過させる工程と
を含む方法。
前記前処理工程は、
前記濾過材の表面をアクリル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、スルホン化プラスチック、ポリウレタン、シラン、イオン交換樹脂及びナイロンからなるグループから選択された物質によって処理する工程を含む請求項１に記載の方法。
前記前処理工程は、
前記濾過材の表面をポリアクリル酸で処理する工程を含む請求項２に記載の方法。
前記通過させる工程の後に、
前記濾過材をオンライン・オペレーションから排除する工程と、
前記凝固剤を提供する工程及び濾過材を処理する工程を繰り返し実施する工程と、
濾過材をオンライン・オペレーションに復帰させる工程と、
前記流体の流れを提供する工程及び通過させる工程を繰り返し実施する工程とを含む請求項１に記載の方法。
前記通過させる工程の後に、
前記濾過材をオンライン・オペレーションから排除する工程と、
前記濾過材をオフライン・オペレーションにおいて逆流洗浄する工程と、
前記濾過材をオンライン・オペレーションに復帰させる工程と、
前記流体の流れを提供する工程及び通過させる工程を繰り返し実施する工程とを含む請求項１に記載の方法。
前記細かく分割された固形粒子濾過材を提供する工程はアクリル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、スルホン化プラスチック、ポリウレタン、シラン、ナイロン及びイオン交換樹脂からなるグループから選択された濾過材を提供する工程を含む請求項１に記載の方法。
前記細かく分割された固形粒子濾過材を提供する工程は濾過材としてガラス・ビーズを提供する工程を含む請求項１に記載の方法。
前記細かく分割された固形粒子濾過材を提供する工程は、二酸化珪素をベースとした材料、ミネラル、炭素をベースとした材料、金属、セラミック、炭素鎖材料、充填プラスチック及び中空な内部加重されたプラスチックからなるグループから選択された濾過材を提供する工程を含む請求項１に記載の方法。
前記通過させる工程の後に、
前記流体の流れから可溶性不純物を除去する工程を更に含む請求項１に記載の方法。