JP5906255B2

JP5906255B2 - 凝集方法および装置

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Publication number: JP5906255B2
Application number: JP2013545189A
Authority: JP
Inventors: ビスワス，サルミスタ; チヤタルジー，デボスリー; ガルグ，ラジブ・クマール; シユレスト，ルドラ・サラブ; テイルメニ，ダナラクシユミ
Original assignee: ユニリーバー・ナームローゼ・ベンノートシヤープ
Priority date: 2010-12-24
Filing date: 2011-12-14
Publication date: 2016-04-20
Anticipated expiration: 2031-12-14
Also published as: ZA201304736B; WO2012084619A1; MX2013007345A; KR20130135288A; BR112013016066A2; CN103384646A; ES2624756T3; CL2013001852A1; EP2655262B1; EP2655262A1; AU2011347792A1; CN103384646B; AU2011347792B2; JP2014501611A; MX337153B; BR112013016066B1

Description

本発明は、洗濯方法および装置の分野である。特に、本発明は、水の節約に関する。

洗濯、機械食器洗いおよび他の家庭用掃除方法を含む洗浄方法は、世界中で大量の水を必要とする。

例えば、市販のフロントロード洗濯機は、標準フル洗濯サイクルに水およそ６０Ｌを使用し、トップロード機および手洗い方法は、すすぎステップの数（２または３）によるが、同じサイクルに、約１８０から２４０Ｌを必要とする。すすぎステップの数によって、この量の４分の１または３分の１が主洗浄に必要とされ、４分の３または３分の２が、２または３の連続するすすぎステップに使用される。

廃棄水は、汚水処理設備の負担となり、または開発途上国においては地上水供給に負担がかかる。

ＪＰ２００２１１９７９４Ａは、界面活性剤溶液を含む汚染物質の凝集を促進することによって使用後の洗浄水を急速に浄化することができる洗浄機を開示している。ＪＰ２００２１１９７９４Ａは、汚染物質の凝集を利用することによって洗浄水を浄化するための洗浄機をさらに開示している。洗浄水は、ポリアルミニウム塩化物を含む第１の凝集装置にポンプ注入されてもよい。さらに、制御バルブにより、洗浄水が第２の凝集装置へアクセス可能となり、ここでポリアクリルアミド溶液が第２の凝集剤として添加されてもよい。分離ユニットは、凝集した塊を取り除き、洗浄水が洗浄槽に戻ることを可能にする。

ＪＰ２００２１１９７９４Ａは、不織布、細目金網、および濾紙から選択された固液分離用フィルターをさらに提案している。本発明者らは、不織布材料の再使用が問題であること、細目金網は綿状沈殿物を保持せず、濾紙は圧力に耐えられないことを見出した。ＪＰ２００２１１９７９４Ａの条件下で形成された綿状沈殿物は、１または数サイクル後にフィルターを詰まらせることを見出した。フィルターを交換する必要なしに、洗浄機内で水を浄化することが依然として望まれている。

同様に、ＪＰ２００１０５４７００Ａ、ＪＰ２００１３００１９１ＡおよびＪＰ２００１２８６６９７Ａは、洗濯溶液中における汚れを凝集する方法を開示している。しかし、これは、使用後の洗濯水を集め、別の汚水槽中の綿状沈殿物を凝集、分離することによって行われる。このような方法に要する時間は、洗浄溶液の各少量部分ごとに行う必要があるのではこの方法は長すぎると考えられる。または第２の６０Ｌの汚水槽を必要とし、これも消費者によって評価されない。

特開２００２−１１９７９４号公報特開２００１−０５４７００号公報特開２００１−３００１９１号公報特開２００１−２８６６９７号公報

従って、特に連続方法での、本技術分野で得られるような綿状沈殿物の有効な分離が依然として望まれている。

従って、本発明の目的は、従来の洗浄方法、特に、機械洗浄方法での使用水量を低減することである。

さらなる目的は、環境、特に地上水に低負担の汚水を生成する洗浄方法を提供することである。

さらなる目的は、洗浄方法に由来する固形廃棄物の分別廃棄を可能にする方法を提供することである。

さらなる目的は、洗浄溶液用の界面活性剤を取り除く方法を提供することである。

本発明のさらなる目的は、特に洗浄サイクル中に、洗浄水を連続的に浄水および／または浄化することを目的とする。

驚いたことに、本願発明者らは、電解質の投与量が、電解質の投与後にｐＨによって制御される、電解質の連続してｐＨが制御された順次投与、その後の洗浄機のフル洗浄サイクル中のポリマーの投与および固液分離ステップが、洗浄溶液の連続浄化をもたらし、前記洗浄サイクル中に水の連続的な再使用を可能にし、綿状沈殿物が溶液から容易に分離することが分かった。

従って、本発明は、シーケンシャル装置を使用してチェンバーから洗浄水を連続的に浄化する方法であって、シーケンシャル装置は、第１混合点に流体連結した第１投与点、第２投与点に流体連結した第１混合点、第２混合点に流体連結した第２投与点、固液セパレーターユニットに流体連結した第２混合点、チェンバーに流体連結した固液セパレーターユニット、チェンバーを含み、方法は、チェンバーからシーケンシャル装置に水をポンプで注入するステップと、アルミニウムおよび第二鉄塩から選択された電解質組成物を洗浄水に第１投与点で連続的、段階的またはパルス的に投与するステップと、洗浄水に第２投与点で中性または陰イオン的に改変されたポリアクリルアミドポリマー（ＭＷ＞１００ｋＤ）を含むポリマー組成物を連続的に投与するステップとを含み、電解質およびポリマーの投与が第１混合点と第２投与点との間で水のｐＨによって制御され、ｐＨが６．８から８．２に下がるまで電解質が投与されることを特徴とする方法を提供する。

第２の態様では、本発明は、シーケンシャル装置を使用して、チェンバーから洗浄水を連続的に浄化するためのアセンブリを含む浄水浄化装置であって、第１混合点に流体連結した第１投与点、第２投与点に流体連結した第１混合点、第２混合点に流体連結した第２投与点、固液セパレーターユニットに流体連結した第２混合点、チェンバーに流体連結した固液セパレーターユニット、チェンバーを含む浄水浄化装置を提供する。

第３の態様では、本発明は、本発明による浄水浄化装置を含む洗浄機を提供し、ここで、チェンバーは、洗浄機槽または別の洗浄水貯蔵タンクである。

これらおよび他の態様、特徴および利点は、次の詳細な説明および添付の特許請求の範囲を読むことから当業者に明らかとなる。誤解を避けるため説明すると、本発明の一態様のいずれかの特徴は、本発明の他のいずれかの態様で利用されてもよい。単語「を含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」は、「を含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」を意味することが意図されるが、必ずしも、「からなる（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇｏｆ）」または「からなる（ｃｏｍｐｏｓｅｄｏｆ）」を意味しないことが意図される。言い換えれば、記載されたステップまたは選択肢は、網羅的である必要がない。以下の説明で挙げられる実施例は、本発明を明確にするためであり、本発明をこれらの実施例自体に限定することを意図しないことを留意する。同様に、特に断りのない限り、割合は、すべて重量／重量割合である。操作例および比較例以外は、または別に明示的に示される以外は、材料の量または反応の条件、材料の物理的性質、および／または使用を示す本明細書でのすべての数は、単語「約」によって修正されて理解される。形式「ｘからｙ」で表現される数値範囲は、ｘおよびｙを含むことが理解される。特定の特徴について、多数の好ましい範囲が形式「ｘからｙ」で記載されている場合には、異なる終点を組み合わせる範囲すべても検討されることが理解される。

本発明による系の概略図を示す。

本発明は、洗浄水の浄水および／または浄化に関する。これは消費者が、洗浄方法における異なるステップもしくは異なる洗浄方法のために同じ水を再使用することによって、より少ない水を使用することを可能にする。洗浄方法は、洗濯掃除方法、食器洗い方法または他のタイプのいずれかの家庭用洗浄方法であってもよい。

従って、本発明は、本発明による装置および方法を用いた連続洗浄水浄化のための方法を提供する。

装置
チェンバーからの水は、本発明によるシーケンシャル装置に移動される（例えば、ポンプで注入される。）。

シーケンシャル装置は、第１混合点に流体連結した第１投与点、第２投与点に流体連結した第１混合点、第２混合点に流体連結した第２投与点、固液セパレーターユニットに流体連結した第２混合点、チェンバーに流体連結した固液セパレーターユニット、チェンバーを含み、チェンバーは残余洗浄水を含んでいる。

好ましい実施形態では、本発明は、シーケンシャル装置を使用して、チェンバーから洗浄水を連続的に浄化するためのアセンブリを含む洗浄機を提供し、第１混合点に流体連結した第１投与点、第２投与点に流体連結した第１混合点、第２混合点に流体連結した第２投与点、固液セパレーターユニットに流体連結した第２混合点、チェンバーに流体連結した固液セパレーターユニット、チェンバーを含み、チェンバーは、洗浄機槽または別の洗浄溶液貯蔵タンクである。

洗浄水を含むチェンバー
洗浄水を含むチェンバーは、洗浄機槽自体であることが好ましいが、中間貯蔵タンクであってもよい。

家庭用装置について、チェンバーは、１から１００Ｌの水を保持することが好ましい。装置が標準のトップローダー洗浄機で使用される場合には、体積は典型的には４０から８０Ｌである。装置が標準フロントロード洗浄機または自動的な食器洗い機で使用される場合には、体積は、典型的には１０から２０Ｌである。１から５ｋｇの洗濯の洗浄、好ましくは１から３ｋｇの洗濯の洗浄のための成長の見込まれる市場向けの小型で低価格の洗浄機装置も考えられる。これらの装置について、体積は、典型的には１０から２０Ｌの水である。工業規模洗浄機は、典型的には５０から２５０Ｌの水を保持し、本発明の文脈で検討される。

混合点
装置は、少なくとも２つの混合点を含み、各々は、本明細書で以下に検討されるようなそれぞれの投与点後に水流中に位置する。

第１投与点
第１投与点は、典型的にはアルミニウムおよび第二鉄塩から選択された電解質組成物を洗浄水に投与するための投与機構を含む。

電解質組成物は、固体組成物、液体組成物、またはペーストおよびゲルを含めてこれらの間の何であってもよい。

電解質は、いずれかのＡｌまたは／およびＦｅ塩であってもよい。これらは、塩基度（Ｂ＝Ａｌ／ＯＨ）の予め加水分解された形態であってもよい。好ましくは、塩基度（Ｂ）は、１０から９０であり、より好ましくは、塩基度は４０から８０の範囲である。

Ａｌ塩について、Ａｌ水酸化物の最小溶解度は、典型的には６．８から７．５のｐＨ範囲にあるのに対して、Ｆｅ水酸化物の最小溶解度は、典型的にはｐＨ４から８に及ぶ。さらに、Ｆｅ水酸化物の溶解度が上記のそれぞれのｐＨ範囲のＡｌ水酸化物より低いほど、Ｆｅ塩類で処理される系の場合に発生される固体堆積物の量は高い。これは、例えば、ＡｌおよびＦｅ電解質塩の組み合わせを使用することによって、析出速度を調整するために使用されてもよい。従って、Ｆｅ塩で処理された系は、また、ｐＨが細かくなく制御されることを必要とし、従ってより頑強である。しかし、残留する溶解されたＦｅ塩は、洗濯繊維に悪影響を及ぼす可能性がある水に色を与え、従って好ましくない。鉄およびアルミニウム塩の組み合わせも検討される。

以下に記載されるように、装置が運転中の場合には、投与が連続的に行われる。投与は、第１混合点と第２投与点との間で水のｐＨによって制御され、６．８から８．２の範囲で、より好ましくは７から７．５の範囲でｐＨを維持するために電解質が投与される。

ｐＨが、示されたｐＨ範囲内に入るまで投与する場合には、綿状沈殿物が、処理された洗浄溶液から分離するのが他のｐＨでよりも容易である。理論によって拘束されることなく、ｐＨが、示された範囲内にあるまで操作される場合の方法に起因する凝集速度は、より容易に分離するより強くより少ない粘質の綿状沈殿物を生成すると考えられる。

所要の量の電解質が、洗浄溶液の保存されたアルカリ性、および洗浄溶液中に存在する界面活性剤の量に依存する。典型的には、電解質の量は、洗浄溶液１Ｌ当たり０．１から５ｇであり、好ましくは０．２ｇより多く、より好ましくは０．４ｇより多く、または洗浄溶液１Ｌ当たり０．５ｇより多いが、典型的には洗浄溶液の１Ｌあたり３ｇ未満、より好ましくは２ｇ未満、または１ｇ未満の電解質である。

第２投与点
第２投与点は、典型的には洗浄水に対して高いＭＷ（＞１００ｋＤ）を有する中性または陰イオン的に改変されたポリマーを含むことが好ましいポリマー組成物を投与するための投与機構を含む。

分子量（ＭＷ）は、典型的には５０００ｋＤ未満、より好ましくは２０００ｋＤ未満、さらに好ましくは１０００ｋＤ未満である。ポリマーは水溶性であることが好ましい。

誤解を避けるため、Ｄ（ダルトン）は、原子質量単位（ａｍｕ、あまり一般的でないＳＩ単位）を意味する。

ポリマー組成物は、固体組成物、液体組成物、またはペーストおよびゲルを含めて、これらの間の何であってもよい。ペーストおよびゲルは、典型的には分解のためにより多くの時間を必要とし、従って、本発明による系ではあまり好ましくない。

ポリマー組成物は、＞１００ｋＤの分子量を有する中性または陰イオン的に改変されたポリアクリルアミドポリマーから構成されることが好ましい。

装置が運転中の場合には、投与は連続的に行われる。

所要の量のポリマーは、凝集によって発生される固体の量および洗浄溶液中の未溶解の固体の量に依存する。典型的には、ポリマーの量は、洗浄溶液の１Ｌ当たり１から５０μｇのポリマーであり、洗浄溶液の１Ｌ当たり２から２０μｇのポリマーであることが好ましい。

好ましい実施形態では、凝集によって発生する固体量および洗浄溶液中の未溶解固体量による投与制御で使用量をさらに低減し、ポリマー投与点とフィルターとの間の綿状沈殿物の系堆積を最小限にする。

混合
各投与点後、洗浄溶液は、投与された材料（電解質およびポリマーおよび／またはｐＨバッファー）と混合される。混合はいずれかの従来の方法で行われてもよい。チューブまたは連続撹拌タンク反応装置（ＣＳＴＲ）系内で、凝集剤と洗浄水の混合がなされることが好ましい。チューブは、より速い方法およびより効率的な方法をもたらすことが分かる。チューブが使用される場合には、チューブの長さおよび直径は、所定の流量のための混合の残留時間を調整するために使用されてもよく、これは、凝集方法の効率を決定する。チューブの長さおよび直径は、綿状沈殿物のサイズおよび強度に影響することが見出されている。綿状沈殿物がより強く、より大きいほど、固液分離は連続系においてより容易である。ナイロン・ガーゼ・フィルターも用いられてよいことが見出され、チューブの長さが５から５０ｍ、より好ましくは５から２０ｍの範囲にある場合には、流量は、１から１０Ｌ／ｍｉｎ、より好ましくは１から５Ｌ／ｍｉｎであり、チューブの内径は、４から１５ｍｍ、より好ましくは５から１１ｍｍである。

固液セパレーターユニット
電解質組成物およびポリマー組成物の洗浄溶液への連続投与後に、綿状沈殿物が形成される。

綿状沈殿物は、固液セパレーターユニットによって洗浄溶液から取り除かれる。

固液セパレーターユニットはフィルターであってもよい。フィルターは、限定使用の使い捨てフィルター、長時間使用の使い捨てフィルター、またはクリーニング可能な多目的フィルターであってもよい。固形廃棄物を最小化するには、クリーニング可能な多目的フィルターが好ましい。フィルターは、不織布のポリプロピレン、アクリル、セルロース系ポリマー（レーヨンおよび綿を含む。）、ナイロン、フルオロポリマーまたはポリエステル、またはワイヤーメッシュ、好ましくは、ナイロン・メッシュ、より好ましくは、１３０μｍ以下の気孔サイズのナイロン・メッシュからなることが好ましい。操作中の場合には、綿状沈殿物はフィルター上に保持され、一方、浄化された液体はチェンバーに戻る。

フィルター領域と流量の関係は、典型的には、透過水流量が５００から５０００ＬＭＨ（Ｌ／ｍ^２／ｈｒ）、好ましくは少なくとも８００ＬＭＨ、より好ましくは少なくとも１０００ＬＭＨ、もしくは１２００ＬＭＨより大きい一方、４０００ＬＭＨ未満、より好ましくは３０００ＬＭＨ未満、もしくは２２００ＬＭＨ未満が典型的である。

典型的には、フィルターは、流量およびフィルターの表面積および気孔サイズに応じて、０．１から２ｂａｒ、好ましくは１．５ｂａｒ未満、もしくは１ｂａｒ未満の逆圧を付与する。

または、固液セパレーターユニットは、セトラータンクであってもよい。しかし、セトラータンクは、本質的に大きな死溶関を含んでいるため最も好ましい選択肢ではない。

また、固液セパレーターユニットは、ハイドロサイクロンのような遠心分離装置であってもよく、固体綿状沈殿物は着脱可能な汚水だめに集められ、一方、浄化された液体は、チェンバーに戻される。

誤解を避けるため記述すると、重力に基づいた固液分離技術（例えば、セトラータンク）は、綿状沈殿物が溶液の密度より大きい密度を有する場合には、タンク底に綿状沈殿物が堆積し得、一方綿状沈殿物の密度が溶液の密度より低い場合には、綿状沈殿物が上に浮上し得る。遠心分離などの他の重力系分離技術にも同様の条件が適用する。

典型的に形成された綿状沈殿物は、０．５ｍｍから３ｃｍの直径を有する。綿状沈殿物は完全に球状でなく、一般的に不規則な形状を有することが理解され、本発明の目的における直径は、綿状沈殿物の一方側から他方側への最長距離として定義され、別名綿状沈殿物の主軸ともいう。

綿状沈殿物は、典型的には０．５から２．５ｇ／ｍＬ、より好ましくは０．８から１．５ｇ／ｍＬの密度を有する。

本発明による装置は、電解質を投与するための制御系を特徴とし、電解質が、第１混合点と第２投与点との間で洗浄水のｐＨが６．８から８．２に低下するまで投与される。制御系は、第１混合点と第２投与点間の洗浄水ｐＨ値が、示された範囲内となるまで電解質が投与される従来のいずれの制御系であってもよい。電解質投与の停止後、ポリマー投与が少なくともしばらく継続されることが本発明の文脈で考えられるが、第２投与点のポリマー投与も同じ制御系に接続されていることが好ましく、ここでしばらくとは、電解質投与終了時と、一度洗浄水の装置内再循環に必要な時間との間の時間、言い換えれば、系内の全水量水を、第２投与点を通過させるまでの時間と定義される。

任意に、装置は、洗浄のための洗浄剤を投与するための付加的な投与点を含む。洗浄剤の投与は、機械の槽で行われることが好ましい。洗浄剤は、従来の液体または粉体であってもよい。または、洗浄剤は、タブレットの形態であってもよく、ここでタブレットは、単一の単位投与量であってもよく、または２つ以上のタブレットが、汚れの程度または消費者の希望に応じて投与されてもよい。洗浄剤ペレット、結晶、真珠などの他の型、または他の型も考慮される。

方法
洗浄水の浄水および／または浄化の方法は、洗浄方法で連続的に操作されることが好ましい。または、方法は、洗浄溶液のごく一部を回収し、洗浄を継続しながら主洗浄槽内で注入される浄化水で一部のバッチ式で処理することによって操作されてもよい。しかし、この方法は、洗濯洗浄溶液および余分な貯蔵容器を一掃するために必要な総時間を増大させ、従って、好ましくない。

方法では、汚れた洗浄水は、本発明によるシーケンシャル装置に移動される。これは、ポンプによって行われることが好ましい。

電解質組成物の投与
アルミニウムおよび第二鉄塩から選択された電解質組成物の洗浄水への連続投与は、第１投与点で行われる。第１投与点は、シーケンシャル装置への液体投与点または固体投与点であってもよい。液体投与点が使用される場合には、投与は、例えば、定量ポンプによって、または気圧調節された投与容器から投与することによって達成されてもよい。正確な投与用バルブも検討される。固体投与点が使用される場合には、投与は、例えば、投与スクリューを使用することによって、または予め作製された電解質組成物のタブレットを投与することによって達成されてもよく、これによって、タブレットサイズは、差分投与を達成するために、タブレット当たりの電解質の量が電解質の全体量の１０００分の１から１０分の１の間、好ましくは５００分の１から２０分の１、より好ましくは２００分の１から５０分の１である。

理論によって拘束されることを望むものではないが、規則的な電荷系の凝集では、凝集体は、ともに付着する粒子によって形成され、これは、界面活性剤の表面吸着により、掃除／洗浄溶液に一般的に存在する界面活性剤の存在下で機能せず、粒子の立体安定化を引き起こすことが分かる。本発明の系では、綿状沈殿物は、金属水酸化物の沈殿によって形成され、これは、多孔性ネットワークを形成し、物理的に粒子を掃引する。この方法は、典型的に文献では「掃引凝集」と称する。掃引凝集の場合には、その場発生されたＡｌ（ＯＨ）_３またはＦｅ（ＯＨ）_３が、洗浄またはすすぎ溶液から界面活性剤を枯渇する可能性があることが分かる。正に帯電されたＡｌ（ＯＨ）_３またはＦｅ（ＯＨ）_３粒子の表面に吸着することによって、界面活性剤が枯渇されることが理解される。従って、掃引凝集は界面活性剤およびアルカリ性の両方を含む洗濯溶液用の、粒子凝集のために好ましいルートである。

材料の投与後に、洗浄水は、装置を通って継続し、第２の投与装置に流れる前に、第１混合点で混合される。

電解質の投与は、次の関係（式１）に従って、本質的に指数関数的なあるプロフィールに従わなければならない。
Ｃ_ｔ ^電解質＝Ｃ_０ ^電解質ｅ^−ｖ _０ ^ｔ／Ｖ（式１）
ここで、
Ｃ_ｔ ^電解質は、いずれかの時間ｔでの電解質の濃度を意味する。
Ｃ_０ ^電解質は、時間ｔ＝０での電解質の濃度を意味する。
ｖ_０は、洗浄溶液が洗浄から取り出された時間＝ｔでの体積流量を意味する。
Ｖは、処理される洗浄溶液の全体積を意味する。

電解質の投与は、連続ステップまたはパルス機能として、上記プロフィールに従うことが好ましい。Ｃ_０は、バッチ方法において洗浄水を凝集させるのに必要な電解質の濃度に依存する。

この好ましい投与プロフィールを適用することによって、第１混合点と第２投与点との間での水のｐＨは、依然として一定に近い。凝集効率をさらに改善するために、少量のｐＨバッファーを別々にまたは電解質と一緒に共投与することも検討される。

好ましいバッファーは、上記電解質の欄で説明されたように、６．８から８．２の示されたｐＨ範囲でｐＫａ値を有するいずれかの公知のバッファーを含んでいてもよい。好ましいバッファーとしては、炭酸塩バッファーおよびリン酸バッファーが挙げられる。

ポリマー組成物の投与
中性または陰イオン的に改変されたポリアクリルアミドポリマー（ＭＷ＞１００ｋＤ）を含むポリマー組成物の洗浄水への連続投与は、第２投与点で行われる。

第２投与点では、ポリマーは洗浄溶液に投与される。投与後、ライン内のポリマーの濃度は、好ましくは２から２０ｐｐｍの範囲にある。投与される実際の量は、方法で発生される全固形分に依存し、上記ポリマーの欄で示されたように、溶液中に固体がより多ければ、ポリマーがより多いことが好ましい。例えば、汚れた主洗浄溶液についてのポリマー濃度は、典型的には１０から２０ｐｐｍであり、一方、最終すすぎのためのポリマー投与は、典型的には２から１０ｐｐｍの範囲にある。ｐｐｍは、１Ｌ当たりのμｇを意味することが理解される。

長連鎖ポリマーは、粒子表面に吸着することができ、これによって、これらを集めてより大きくより強い凝集体（綿状沈殿物）を形成し、これによって、いずれか他の固液分離方法によるろ過、沈殿または分離を促進することが知られている。言い換えれば、ポリマーは、より大きな凝集系を形成するために様々な析出核を架橋すると考えられる。

ポリマー組成物のための投与点後、水は、第２混合点上に流れる。

ポリマーの投与は、所定の投与プロフィールに従って連続的になされる。

好ましい実施形態では、投与は、凝集によって発生される固体の量および洗浄溶液中の未溶解の固体の量によって制御されて、使用量をさらに低減し、ポリマー投与点とフィルターとの間で系での綿状沈殿物の堆積を最小限にする。

ポリマーの吸着効率は、界面活性剤の存在下で綿状沈殿物の表面特性／性質によって規制されると考えられる。ポリマー吸着を助けるために、表面特性に関して正しい綿状沈殿物の表面特性が、上記示された電解質投与量によって達成されることができ、これによって、水のｐＨを制御することが好ましい。

所望のｐＨが達せられるまで電解質を投与することによって、洗浄水の浄水改善、綿状沈殿物上へのポリマーの効率的な吸着が提供され、処理水（洗浄溶液）中の溶解金属濃度が最小限に維持されることが見出された。

図面
本発明による系の概略図が図１に示される。

図１では、洗浄水は、洗浄槽（１）内にある。槽は、任意のバルブ（２）およびメインポンプ（３）、その後、第１投与点（６）に接続され、これは、さらに、電解質（４）用の定量ポンプにさらに接続されており、これは、電解質投与チェンバー（５）に順に接続されている。液体は、次いで、第１混合点（７）、その後、第２投与点（８に流れ、これは、ポリマー（９）用ポンプにさらに接続されており、これは、ポリマー投与チェンバー（１０）に順に接続されている。液体は、次いで、第２混合点（１１）に流れ、フィルター（１２）を介して槽に戻される。

本発明は、以下の限定しない実施例によって説明される。

［実施例１］
電解質のｐＨ制御された投与量対一定の投与量
この実施例において、一定の投与量と比較して電解質のｐＨ制御された投与量の影響が明らかにされる。

実施例１において、２０Ｌの洗浄溶液体積、電解質用の第１投与点、混合コイル、ポリマー用の第２投与点、他の混合コイルおよび０．０７５ｍ^２のナイロン・メッシュ（１３０μｍカットオフ）フィルターを備えた槽を有する本発明による装置が使用され、主洗浄槽に戻される。

モデル洗浄溶液２０Ｌが予め作製された。モデル洗浄溶液は、２ｇ／Ｌのモデル洗浄剤を含んでいた。

モデル洗浄剤は、次の組成物を有していた。

洗浄溶液（２０Ｌ）が予め作製され、２．５Ｌ／ｍｉｎの流量で槽から引き出され、電解質（ＰＡＣ、ポリアルミニウム塩化物（Ｂ＝６０））が、０．７ｇ／Ｌの第１の濃度（ｃ_０）で第１投与点で投与され、次いで、式１の等式によるプロフィールが行われ、第１混合点（１０ｍの長さ、８．５ｍｍの内径のＰＶＣコイル）を通され、その後、ポリマーは、３μｇ／Ｌの濃度で第２投与点で投与され、第２混合点（１０ｍの長さ、８．５ｍｍの内径のＰＶＣコイル）を通され、その後、液体は、綿状沈殿物を取り除くためにフィルター（１３０μｍの気孔サイズを有する０．０７５ｍ^２のナイロン・ガーゼ・フィルター）を通され、槽に戻される。

比較例Ａでは、同じ構成および装置が使用されたが、ここでは電解質は、投与点後にラインで洗浄溶液中に０．２ｇ／Ｌに一定の割合で連続的に投与される。

実施例および比較例において投与された電解質の合計量は同一である。

結果
下記の表は、濁度およびｐＨが、濾液と槽の両方について時間とともにいかに変化するかを示す。

処理中に、実施例の大きな綿状沈殿物において直ちに透明になり、一方、比較例でははるかに小さな粒子が見られた。

実施例における濾液水は直ちに透明であり、また、槽内の水は速く透明になり、これに対して、比較例での濾液水はまだ濁っており、この結果、槽内に濁った洗浄水をもたらすことも分かった。濁度データが、以下の表に挙げられる。

上記表は、実施例におけるｐＨが急速に必要値まで減少し、この値で一定となり、一方、比較例でのｐＨはほとんど線形プロフィールに従って下がることを示す。また、実施例における濾液の濁度がスタートから非常に低いレベルに落ち、最後まで低いレベルが続く一方、比較例での濁度は最後まで極めて高く、従って比較例の槽の比較的高い濁度に対して、実施例では低濁度槽水を示す。

Claims

シーケンシャル装置を用いてチェンバーからの洗浄水を連続的に浄化する方法であって、
シーケンシャル装置は、
ａ第１混合点に流体連結した第１投与点、
ｂ第２投与点に流体連結した第１混合点、
ｃ第２混合点に流体連結した第２投与点、
ｄ固液セパレーターユニットに流体連結した第２混合点、
ｅチェンバー（ａ）に流体連結した固液セパレーターユニット、
ｆチェンバー（ａ）
を含み、
方法は、
ａチェンバーから水をシーケンシャル装置にポンプ注入するステップと、
ｂアルミニウムおよび第二鉄塩から選択される電解質組成物を第１投与点で洗浄水に連続的、段階的またはパルス的に投与するステップと、
ｃ中性または陰イオン的に改変されたポリアクリルアミドポリマーを含むポリマー組成物を第２投与点で洗浄水に連続的に投与するステップと
を含み、
前記中性または陰イオン的に改変されたポリアクリルアミドポリマーは＞１００ｋＤの分子量を有し、
電解質およびポリマーの投与は、第１混合点と第２投与点間の水のｐＨによって制御され、ｐＨが６．８ないし８．２に下がるまで電解質が投与され、
電解質の投与は、式
Ｃ_ｔ ^電解質＝Ｃ_０ ^電解質ｅ^−ｖ _０ ^ｔ／Ｖ
に従った投与プロフィールに従って行い、
式中、
Ｃ_ｔ ^電解質は、いずれかの時間ｔでの電解質の濃度を意味し、
Ｃ_０ ^電解質は、時間ｔ＝０での電解質の濃度を意味し、
ｖ_０は、洗浄溶液が洗浄から取り出される時間＝ｔでの体積流量を意味し、
Ｖは、処理される洗浄溶液の全体積を意味する
ことを特徴とする、方法。
バッファー組成物が、電解質またはポリマーのいずれかと一緒に電解質またはポリマーのそれぞれの投与点で添加される、請求項１に記載の方法。
固液セパレーターユニットが、
ａ粒子フィルター、または
ｂハイドロサイクロン、または
ｃ沈降チェンバー、
またはこれらの組み合わせを含む、請求項１または２のいずれか一項に記載の方法。
請求項１から３のうちのいずれか一項に記載の方法を実施するための浄水浄化装置であって、
チェンバーからの洗浄水をシーケンシャル装置を用いて連続的に浄化するための、チェンバーに流体連結したアセンブリを含み、チェンバーは
ａ第１混合点に流体連結し、電解質源に接続した第１投与点、
ｂ第２投与点に流体連結した第１混合点、
ｃ第２混合点に流体連結し、中性または陰イオン的に改変されたポリアクリルアミド源に接続した第２投与点、
ｄ固液セパレーターユニットに流体連結した第２混合点、
ｅチェンバー（ａ）に流体連結した固液セパレーターユニット、
ｆチェンバー（ａ）
を含み、式
Ｃ_ｔ ^電解質＝Ｃ_０ ^電解質ｅ^−ｖ _０ ^ｔ／Ｖ
に従った投与プロフィールに従って電解質の投与に適応した制御系であり、
式中、
Ｃ_ｔ ^電解質は、いずれかの時間ｔでの電解質の濃度を意味し、
Ｃ_０ ^電解質は、時間ｔ＝０での電解質の濃度を意味し、
ｖ_０は、洗浄溶液が洗浄から取り出された時間＝ｔでの体積流量を意味し、
Ｖは、処理される洗浄溶液の全体積を意味し
第１混合点と第２投与点間の洗浄水のｐＨが、６．８ないし８．２に下がるまで電解質が投与されることを特徴とする、装置。
チェンバーが、洗浄機槽または別の洗浄水貯蔵タンクである、請求項４に記載の浄水浄化装置を含む洗浄機。