JP5770830B2 - 天然凝集剤を使用するバラスト凝集による水処理法 - Google Patents
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Description
本発明の分野は、水を浄化し、飲用に適するようにするために、あらゆる種類の水を処理する分野である。
このタイプの方法は、処理すべき水に、凝集を可能にする試薬1種以上を添加することにあり、即ち、水中に存在する汚染物質の少なくとも大部分をフロックの形態に結合させ、次いで、汚染物質のこれらのフロックを精製水から分離することにある。
具体的には、例えばポリアクリルアミドのような一部の有機凝集剤は、目下、発がん物質ではないかとの疑いがある。それ故に、これらの使用は、これらを扱う技師又はそのような有機凝集剤を使用する方法により製造された処理水を使用する消費者の健康に関して、完全に中立的でないことがあり得る。
本発明は、特に、従来技術のこれらの欠点を克服することを目的とする。
これらの目的並びに以下に登場する他の目的は、少なくとも1つの凝集剤を水に注入するステップと、前記水に水より密度の高い粒状物質を少なくとも1つ注入するステップと、処理された水を回収するステップとを含むバラスト凝集による水処理法により達成され、但し、前記バラスト凝集は、平均速度勾配100〜1400s−1で撹拌下に実施され、かつ前記凝集剤は、アニオン電荷密度−900〜−4000μeq/gを有する天然炭水化物ポリマー少なくとも1つからなる。
・植物性素材から抽出され、この分野が専門の化学者に公知の伝統的技術によるアニオン性反応基の移植により官能化された任意の炭水化物ポリマー、特にデンプン、並びに
・植物性素材及び生来アニオン性又はアニオン性になり得る天然に存在する基から抽出される任意の天然炭水化物ポリマー、
を意味すると解釈される。
本発明の他の特徴及び利点は、シンプルで、説明に役立ち、包括的ではない実施例により示される好ましい実施形態についての以下の記述及び添付図面から更に明白となろう。
7.1.本発明の一般的原理についての注意喚起
本発明の一般的原理は、高い平均速度勾配で行なわれるバラスト凝集による水処理への天然炭水化物ポリマーからなるアニオン性凝集剤の使用に依存する。
これから図1を参照し、本発明によるバラスト凝集により水を処理する方法の第一実施形態を提示する。
図2を参照し、本発明によるバラスト凝集により水を処理する方法の第二実施形態を提示する。
・ポンプ33により粉末活性炭(PAC)32が注入される撹拌事前接触槽31に、処理すべき水10が導入され、
・流出シュート26から出てくる流出液27が、この事前接触層31に注入される
という事実により区別される。
7.4.1.第一実施形態による方法の実施試験
本発明によるデンプン及び/又は変性アルギン酸塩に基づく天然凝集剤又は従来技術による合成有機凝集剤のどちらかを使用するバラスト凝集の効率を比較するため、試験を行った。
・処理すべき水を50m3/hの流量で凝結槽に供給するステップ、
・800s−1に等しい凝集槽内の平均速度勾配、
・凝結剤として塩化鉄FeCl3(市販品)を投与量150ppmで注入するステップ、
・合成有機凝集剤として、SNF FLOERGER社からFLOPAM AN905の名称で市販されているアニオン電荷密度−1400μeq/gを有するアニオン性ポリアクリルアミドを投与量0.2ppmで注入するステップ、
を備える本明細書前記の第一実施形態により、バラスト凝結−凝集法を実施して、DOC(溶存有機炭素)含有量が10.6mg/lに等しい、アルカリ度5°f(即ち、50mg/lのCaCO3)の原水を処理することにあった。
・原水の濁度ほぼ93%減少
・254nmでのUV吸光度ほぼ80%減少
を可能にした。
・処理すべき水を50m3/hの流量で凝結槽に供給するステップ、
・800s−1に等しい凝集槽内の平均速度勾配、
・凝結剤としての塩化鉄FeCl3(市販品)の投与量150ppm、
・凝集剤としての、Cargill社から商標名C* plus 35704で市販されているアニオン電荷密度−900μeq/gを有する置換デンプンの投与量2ppm、
を備える第一実施形態により、バラスト凝結−凝集法を実施して、DOC含有量が10.8mg/lに等しい原水を処理することにある。
・原水の濁度ほぼ87%減少
・254nmでのUV吸光度ほぼ76%減少
を可能にした。
沈殿槽から流出する水に注入する市販品の塩化鉄(FeCl3)の投与量を変化させて、第二実施形態による方法を適用し、かつ限外濾過ユニットに示される透過性の損失を測定しながら水を処理した。
・沈殿槽から出てきた水への、市販品の塩化鉄0.15ppmの予備注入を伴う40分間の濾過、
・40分毎に40秒間の逆洗浄、
・24時間毎に、25秒間の水酸化ナトリウム注入と、10分間の浸漬(限外濾過ユニット中に水酸化ナトリウムを保持)と、80秒間の濯ぎと、40分間の濾過と、25秒間の酸注入と、10分間の浸漬と、80秒間の濯ぎとを含む保全清掃。
・デカンターから出てきた水への、市販品の塩化鉄0.15ppmの予備注入を伴う40分間の濾過、
・40分毎に40秒間の逆洗浄、
・24時間毎に、25秒間の水酸化ナトリウム注入と、10分間の浸漬(限外濾過ユニット中に水酸化ナトリウムを保持)と、80秒間の濯ぎと、40分間の濾過と、25秒間の酸注入と、10分間の浸漬と、80秒間の濯ぎとを含む保全清掃。
・天然高分子凝集剤の使用時に実施される洗浄操作は、合成ポリマーの使用時に実施される洗浄操作より強力ではなく、またそれほど頻繁ではないからであり、また
・濾過サイクルの終了と、保全清掃操作後の次のサイクルの開始との間の、限外濾過モジュールの透過性の差は、合成ポリマー使用時(矢印B)より、天然高分子凝集剤の使用時(矢印A)の方がより大きいからである。
アニオン性官能基により官能化された天然炭水化物ポリマーにより形成される凝集剤、例えば置換デンプン、は、−900〜−4000μeq/gの範囲のアニオン電荷密度を有し、特に以下の利点を示す。
・合成有機凝集剤を使用して製造される水の品質に匹敵する品質の処理水の製造を可能にする、
・生分解性であり、環境又は個体に影響を及ぼさない、
・目詰まりの可能性が制限されている、
・目詰まりの除去操作の間、濾過膜から容易に除去することができる、
・高価なものではない、
・合成有機凝集剤のように石油に由来するものではなく、そのため、その費用は、この先何年もの間増加するだけである石油価格を指標としない。
Claims (13)
- 少なくとも1つの凝集剤を水に注入するステップと、前記水に、水より密度の高い粒状物質を少なくとも1つ注入するステップと、処理された水を回収するステップとを含む、水を浄化し、飲用にするための、バラスト凝集により水を処理する方法であって、前記バラスト凝集が、平均速度勾配100〜1400s−1で、撹拌下で実施され、かつ、前記凝集剤が、−900〜−4000μeq/gのアニオン電荷密度を有する少なくとも1つの天然炭水化物ポリマーからなることを特徴とする、水処理方法。
- 前記凝集剤が、置換デンプンであることを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- 前記置換デンプンが、0.1〜0.5の置換率を有することを特徴とする、請求項2に記載の方法。
- 前記デンプンの置換基が、カルボキシレート置換基、スルホネート置換基、ホスフェート置換基、ホスホネート置換基を含む群から選択されることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載の方法。
- 前記バラスト凝集ステップの上流に、凝結ステップを含むことを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1項に記載の方法。
- 前記バラスト凝集ステップの後に、沈殿ステップが続くことを特徴とする、請求項1〜5のいずれか1項に記載の方法。
- 前記凝結ステップの上流に、活性炭を前記水に注入するステップを含むことを特徴とする、請求項5又は6に記載の方法。
- 前記沈殿ステップの後に、濾過ステップを含むことを特徴とする、請求項6又は7に記載の方法。
- 前記濾過ステップ直前に、追加の凝結ステップを実施することを特徴とする、請求項8に記載の方法。
- 水の硬度が高いほど凝集剤がよりアニオン性であるように、処理すべき水の硬度により前記凝集剤を選択するステップからなる予備ステップを含むことを特徴とする、請求項1〜9のいずれか1項に記載の方法。
- 前記水に少なくとも1つの凝集剤を注入する前記ステップが、予め凝結させた水に前記凝集剤を0.1〜5ppmの量で添加することにより実施されることを特徴とする、請求項5〜10のいずれか1項に記載の方法。
- 前記バラスト凝集が、平均速度勾配200〜800s−1で、撹拌下で実施されることを特徴とする、請求項1〜11のいずれか1項に記載の方法。
- 前記水に少なくとも1つの凝集剤を注入する前記ステップが、予め凝結させた水に前記凝集剤を0.1〜2ppmの量で添加することにより実施されることを特徴とする、請求項11に記載の方法。
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