JPH09143328A - 閉鎖水系用の水質浄化剤 - Google Patents

閉鎖水系用の水質浄化剤

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JPH09143328A
JPH09143328A JP7301076A JP30107695A JPH09143328A JP H09143328 A JPH09143328 A JP H09143328A JP 7301076 A JP7301076 A JP 7301076A JP 30107695 A JP30107695 A JP 30107695A JP H09143328 A JPH09143328 A JP H09143328A
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JP
Japan
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water
hydrogel
gel
polyvinyl alcohol
pva
Prior art date
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Pending
Application number
JP7301076A
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English (en)
Inventor
Hiroaki Fujii
弘明 藤井
Masanobu Abe
匡信 阿部
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kuraray Co Ltd
Original Assignee
Kuraray Co Ltd
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Publication date
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/10Biological treatment of water, waste water, or sewage

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  • Biological Treatment Of Waste Water (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 含水率50〜99重量%およびアセター
ル化度10〜50モル%のポリビニルアルコール系含水
ゲルからなる閉鎖水系用の水質浄化剤。 【効果】 本発明の閉鎖水系の水質浄化剤を、閉鎖水系
に使用した場合には、系内の水質が浄化され、かつ水質
の浄化効果が長期間にわたって持続する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、アセタール化ポリ
ビニルアルコール系含水ゲルからなる閉鎖水系用の水質
浄化剤およびそれを用いた水質浄化方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、閉鎖水系の浄化には、活性炭・セ
ラミックスなどの吸着剤を用いて水を浄化する方法や、
ポリビニルアルコールやポリエチレングリコールなどの
高分子ゲルを用いて浄化する方法が知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】活性炭・セラミックス
などの吸着剤を用いて閉鎖水系の水を浄化する方法は、
その吸着剤の吸着能力に限界があるため浄化効果は長続
きしない。ポリエチレングリコールゲルは、その内部が
綴密な構造であり、微生物の棲息できるような領域がほ
とんどなく、浄化能力は低い。ポリビニルアルコールゲ
ル、特に凍結によってゲル化したものは、微生物が棲息
できるような平均孔径が数μm程度の網目構造をもって
おり、浄化能力は高いが、これは物理的な結晶化による
ゲルであり、その結晶化は不十分である。したがって、
ポリビニルアルコールの水中への溶出が大きく、水のC
ODが増加するという問題があった。また、長期間使用
しているとゲル基材が劣化しやすいという問題点もあっ
た。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するために鋭意検討した結果、含水率50〜99
重量%およびアセタール化度10〜50モル%のポリビ
ニルアルコール系含水ゲルからなる閉鎖水系用の水質浄
化剤;ならびに該水質浄化剤を用いることを特徴とする
閉鎖水系の水質浄化方法を見出し、本発明を完成させる
に至った。
【0005】
【発明の実施の形態】以下、本発明の、閉鎖水系用の水
質浄化剤および閉鎖水系の水質浄化方法について詳細に
説明する。本発明に用いるPVAの平均重合度は100
0以上が好ましく、1500以上が特に好ましい。PV
Aの平均重合度の上限は特に制限はないが、20000
以下が好ましく、10000以下がより好ましく、50
00以下が特に好ましい。PVAのケン化度は、95モ
ル%以上が好ましく、特に98モル%以上が好ましい。
【0006】本発明の含水ゲルの含水率は、50〜99
重量%であることが必要であり、70〜99重量%が好
ましく、80〜99重量%がより好ましい。本発明の含
水ゲルは、微生物の棲息性の観点から、ゲル内部に平均
孔径(円径換算)0.5〜20μmの網目構造を有して
いることが好ましく、該平均孔径は1〜10μmがより
好ましい。このような網目構造は、PVA水溶液を−5
℃以下で凍結させることにより得られる。すなわち、P
VA水溶液の凍結により、水が凍りPVAの微結晶が生
成し、その結果、網目構造が形成される。PVA水溶液
の濃度としては、ゲルの強度面からは高いほうが好まし
く、微生物の棲息性からは低いほうが好ましい。したが
って、PVA水溶液の濃度は、1〜40重量%が好まし
く、3〜20重量%がより好ましい。
【0007】PVAのアセタール化度としては10〜5
0モル%が好ましく、20〜40モル%がより好まし
い。アセタール化度が低すぎると、耐水性が不十分であ
り、逆に、アセタール化度が高すぎると、PVAが疎水
化され、微生物の棲息性が低下したり、網目構造が崩壊
してしまうことがある。アセタール化反応は、凍結した
ままでもよいが、一旦解凍した後の方が好ましい。ま
た、網目構造を強固にするために、凍結解凍を反復して
もよいし、凍結状態で減圧にして部分的に脱水してもよ
い。PVAのアセタール化にはアルデヒド化合物を用い
るが、そのアルデヒド化合物としては、グリオキザー
ル、ホルムアルデヒド、ベンズアルデヒド、スクシンア
ルデヒド、マロンジアルデヒド、グルタルアルデヒド、
アジピンアルデヒド、テレフタルアルデヒド、ノナンジ
アールなどが挙げられる。本発明の含水ゲルにおいて、
PVAのゲル化を阻害しない範囲で、PVA以外の公知
の成分を添加することができる。
【0008】たとえば、PVAゲルを任意の形状に成形
するために、水溶性高分子多糖類を添加してもよい。具
体的には、アルギン酸のアルカリ金属塩、カラギーナ
ン、マンナン、キトサンなどの陽イオンとの接触によっ
てゲル化する能力のある水溶性高分子多糖類が挙げられ
る。その場合、任意の形状に成形するために、カルシウ
ムイオン、マグネシウムイオン、ストロンチウムイオ
ン、バリウムイオンなどのアルカリ土類金属イオン、ア
ルミニウムイオン、ニッケルイオン、セリウムイオンな
どの多価金属イオン、カリウムイオン、アンモニウムイ
オンなどの水溶性高分子多糖類をゲル化させる陽イオン
に接触させてもよい。
【0009】上記のPVA水溶液には微生物を混合して
もよいが、微生物はゲルを成形した後に付着させる方が
よい。微生物の種類は特に限定されるものではなく、細
菌、放線菌、カビ、酵母などのいずれでもよく、純粋培
養で得られたものでも混合培養で得られたものでも、活
性汚泥のようなものでもよい。微生物としては、たとえ
ば、ムコール(Muccor)属、フザリウム(Fus
arium)属、クラドツリックス(Cladothrix)属、ス
フェロチルス(sphaerotilus)属、ズーグレア(Zooglea)
属、レプトミッス(Leptomitus)属、アスペルギルス(Asp
ergillus) 属、リゾプス(Rhizopus)属、シュードモナス
(Pseudomonas) 属、アセトバクター(Acetobacter) 属、
ストレプトマイセス(Streptomyces)属、エシエリシア(E
scherichia) 属、サッカロマイセス(Saccharomyces)
属、キャンディダ(candida) 属などの微生物が挙げら
れ、イオウ細菌、メタン菌、酪酸菌、乳酸菌、枯草菌、
変形菌、不全菌、硝酸菌、亜硝酸菌なども例示される。
【0010】本発明の含水ゲルの形状は特に限定される
ものではなく、球状、繊維状、サイコロ状、フィルム
状、円筒状などの任意の形状を適宜適択することができ
る。
【0011】このようにして、得られた水質浄化剤は閉
鎖水系の系内で使用し、閉鎖水系の槽に直接投入した
り、槽に付属した浄化槽・曝気槽に投入する方法が挙げ
られる。また本発明の水質浄化方法は閉鎖水系の水を連
続的または断続的に更新する系にも当然応用可能であ
る。本発明の水質浄化剤を適用する閉鎖水系の例として
は、プール、浴槽、池、蓄養槽、観賞魚水槽、生簑、養
殖水槽などが挙げられる。
【0012】本発明によると、閉鎖水系の水質浄化用微
生物がアセタール化ポリビニルアルコール系含水ゲル担
休に増殖し、水の水質浄化効果は半永久的に持続する。
また、含水ゲルからのPVAの溶出が激減し、曝気槽で
の泡立ちや、水のCODの上昇がなくなる。また、含水
ゲルの劣化も起こりにくく、含水ゲルの耐久性が向上す
る。
【0013】
【実施例】以下、実施例により本発明を具体的にに説明
するが、本発明はこれらの実施例により限定されるもの
ではない。なお、以下の実施例において特に断りのない
限り、「%」とは「重量%」を意味する。
【0014】実施例1 (株)クラレ製のPVA(平均重合度1700、ケン化
度99.8モル%)を40℃の温水で約1時間洗浄後、
PVA濃度が8%となるように、PVAに水を加え、オ
ートクレーブで121℃、30分間処理しPVAを溶解
した。これを厚さ5mmとなるようにトレーに流延し、
−20℃の冷凍庫で12時間凍結させ、室温で解凍させ
ることにより、板状成形物を得た。この板状成形物を、
ホルムアルデヒド30g/リットル、硫酸200g/リ
ットル、硫酸ナトリウム150g/リットルの40℃の
水溶液に30分間浸漬した後、水洗し、これを5mm角
に切断した。この含水ゲルは、アセタール化度19モル
%および含水率93%であった。この含水ゲルを走査型
電子顕微鏡で観察したところ、平均孔径が2〜8μmの
網目構造をもっていた。この含水ゲルを用いて、閉鎖水
系の水質浄化テストを実施した。水槽に60リットルの
水道水をいれ、濃度60g/リットルのグルコース水溶
液を1 日に1ml添加した。経時変化に伴い水が蒸発し
て液量が減少した場合には、水道水を添加した。別に、
含水ゲル100gを1リットルの円筒状容器(直径10
cm)に入れ、水道水を加えて1リットルとした。この
水槽と円筒状容器の水をローラーポンプを用いて、1リ
ットル/分で循環させた。水質の浄化状態はTOCメー
タで測定した。また、担体の耐久性は担体の重量測定に
より行なった。結果を表1に示す。
【0015】比較例1 実施例1と同様のPVA8%水溶液を厚さ5mmとなる
ようにトレーに流延し、−20℃の冷凍庫で12時間凍
結させ、室温で解凍させることにより、板状成形物を得
た。この板状成形物を5mm角に切断した。この含水ゲ
ルは、アセタール化度0モル%および含水率94%であ
った。この含水ゲルを走査型電子顕微鏡で観察したとこ
ろ、平均孔径が2〜8μmの網目構造をもっていた。こ
の含水ゲルを用いて、実施例1と同様の水質浄化テスト
を実施した。結果を表1に示す。
【0016】実施例2 実施例1と同様のPVAを40℃の温水で約1時聞洗浄
後、PVA濃度が16%となるように、PVAに水を加
え、オートクレーブで121℃、30分間処理し、PV
Aを溶解した。この16%PVA水溶液500gと2%
アルギン酸ナトリウム水溶液500gを十分に混合し
た。この混合水溶液を先端に内径2mmのノズルをとり
つけた内径3.2mmのシリコンチューブを装着したロ
ーラーポンプにより5ミリリットル/分の速度で送液
し、スターラーで撹拌した濃度0.1モル/リットルの
塩化カルシウム水溶液に滴下した。滴下した液滴は塩化
カルシウム水溶液中で球状化して沈降した。この球状成
形物を塩化カルシウム水溶液と分離して水洗し、これを
トレーに入れ、−20℃の冷凍庫で24時間凍結し、室
温で解凍した。これを、ホルムアルデヒド30g/リッ
トル、硫酸200g/リットル、硫酸ナトリウム150
g/リットルの40℃の水溶液に60分間浸漬した後、
水洗した。その結果、直径約5mmの柔軟性に富んだ球
状の含水ゲルが得られた。この含水ゲルは、アセタール
化度30モル%および含水率92%であった。この含水
ゲルを走査型電子顕微鏡で観察したところ、平均孔径が
2〜8μmの網目構造をもっていた。この含水ゲルを用
いて、実施例1と同様の水質浄化テストを実施した。結
果を表1に示す。
【0017】比較例2 実施例1と同様のPVAを40℃の温水で約1時間洗浄
後、PVA濃度が16%となるように、PVAに水を加
え、オートクレーブで121℃、30分間処理し、PV
Aを溶解した。この16%PVA水溶液500gと2%
アルギン酸ナトリウム水溶液500gを十分に混合し
た。この混合水溶液を先端に内径2mmのノズルをとり
つけた内径3.2mmのシリコンチューブを装着したロ
ーラーポンプにより5ミリリットル/分の速度で送液
し、スターラーで撹拌した濃度0.1モル/リットルの
塩化カルシウム水溶液に滴下した。滴下した液滴は塩化
カルシウム水溶液中で球状化して沈降した。この球状成
形物を塩化カルシウム水溶液と分離して水洗し、これを
トレーに入れ、−20℃の冷凍庫で24時間凍結し、室
温で解凍した。その結果、直径約5mmの柔軟性に富ん
だ球状の含水ゲルが得られた。この含水ゲルは、アセタ
ール化度0モル%および含水率94%であった。この含
水ゲルを走査型電子顕微鏡で観察したところ、平均孔径
が2〜8μmの網目構造をもっていた。この含水ゲルを
用いて、実施例1と同様の水質浄化テストを実施した。
結果を表1に示す。
【0018】比較例3 市販のセラミックス吸着剤(粒径3〜5mm)を用い
て、実施例1と同様の水質浄化テストを実施した。結果
を表1に示す。
【0019】比較例4 市販の活性炭吸着剤(粒径3〜5mm)を用いて、実施
例1と同様の水質浄化テストを実施した。結果を表1に
示す。
【0020】
【表1】
【0021】
【発明の効果】上記の実施例からも明らかなとおり、本
発明の閉鎖水系の水質浄化剤を、閉鎖水系に使用した場
合には、系内の水質が浄化され、かつ水質の浄化効果が
長期間にわたって持続する。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 含水率50〜99重量%およびアセター
    ル化度10〜50モル%のポリビニルアルコール系含水
    ゲルからなる閉鎖水系用の水質浄化剤。
  2. 【請求項2】 ポリビニルアルコール系含水ゲルがその
    内部に平均孔径0.5〜20μmの網目構造を有する請
    求項1記載の閉鎖水系用の水質浄化剤。
  3. 【請求項3】 請求項1または2記載の水質浄化剤を用
    いることを特徴とする閉鎖水系の水質浄化方法。
JP7301076A 1995-11-20 1995-11-20 閉鎖水系用の水質浄化剤 Pending JPH09143328A (ja)

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JP7301076A JPH09143328A (ja) 1995-11-20 1995-11-20 閉鎖水系用の水質浄化剤

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JP7301076A JPH09143328A (ja) 1995-11-20 1995-11-20 閉鎖水系用の水質浄化剤

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001050863A1 (fr) 2000-01-12 2001-07-19 Tateho Chemical Industries Co., Ltd. Inhibiteurs de la proliferation du phytoplancton et procede de purification de l'eau au moyen de ceux-ci
JP2009233548A (ja) * 2008-03-26 2009-10-15 Sharp Corp 水処理装置および水処理方法
JP2012012582A (ja) * 2010-05-31 2012-01-19 Institute Of National Colleges Of Technology Japan シクロデキストリン含有ポリビニルアルコールゲル、及びこれを用いた微生物固定化用担体並びに排水処理方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001050863A1 (fr) 2000-01-12 2001-07-19 Tateho Chemical Industries Co., Ltd. Inhibiteurs de la proliferation du phytoplancton et procede de purification de l'eau au moyen de ceux-ci
JP2009233548A (ja) * 2008-03-26 2009-10-15 Sharp Corp 水処理装置および水処理方法
JP2012012582A (ja) * 2010-05-31 2012-01-19 Institute Of National Colleges Of Technology Japan シクロデキストリン含有ポリビニルアルコールゲル、及びこれを用いた微生物固定化用担体並びに排水処理方法

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