KR102462814B1 - 수 정화제 및 수 정화 방법 - Google Patents

Abstract

수 정화 성능이 우수한, 배수의 자동화 정화 장치에도 적합하게 사용할 수 있는 수 정화제이며, 장삭황마의 분말과 고분자 응집제의 혼합물을 포함하는 조립물을 포함하고, 상기 조립물의 메디안 직경이 250㎛ 이상 850㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 수 정화제이다.

Description

수 정화제 및 수 정화 방법

본 발명은 공업 배수 등의 물의 정화에 사용하는, 식물 유래의 수 정화제 및 해당 수 정화제를 사용한 수 정화 방법에 관한 것이다.

근년, 공장에서 다양한 제품을 제조하는 과정에 있어서, 무기 이온으로서 금속 이온이나 불소 이온 등의 환경 부하 물질을 포함하는 폐액이 대량으로 발생하고 있다.

한편, 이들 무기 이온의 배출에 관한 규제는 점차 엄격해지고 있다. 이 배출 규제를 준수하기 위하여, 무기 이온을 포함하는 배수로부터 무기 이온을 효과적으로 제거할 수 있고, 게다가 가능한 간이하게, 저비용으로 실시할 수 있는 무기 이온의 제거 방법이 요구되고 있다.

종래, 공장 배수 등으로부터 불순물 이온을 제거하는 방법으로는, 응집 침전법, 이온 교환법, 활성탄 등의 흡착제로의 흡착법, 전기적 흡착법 및 자기 흡착법 등이 제안되어 있다.

예를 들어, 응집 침전법으로서, 중금속 이온이 용해된 배수에 염기를 첨가하여 배수를 염기성으로 하여, 중금속 이온의 적어도 일부를 불용화하고, 현탁 고형물을 형성시키는 공정과, 배수에 무기 응집제를 첨가하여, 현탁 고형물을 응결 침강시키는 공정과, 배수에 고분자 응집제를 첨가하여, 현탁 고형물을 거대 플록화하는 공정과, 모로헤이야, 소송채 등의 엽채를 포함하는 양이온 교환체가 함유되어 있는 흡착층에 배수를 통수하는 흡착 공정을 행하는 방법이 제안되어 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조).

또한, 모로헤이야 또는 그의 건조물, 또는 그의 추출물 중 적어도 어느 하나를 함유하는 응집제와, 고분자 응집제를 혼합 혹은 병용하여 현탁액 중의 미립자를 응집 분리하는 응집 방법이 제안되어 있다(예를 들어, 특허문헌 2 참조).

그런데, 정화하고자 하는 배수의 양이 많거나, 배수에 포함되는 불필요 물질의 양이 많거나, 혹은 배수에 포함되는 불필요 물질의 종류가 많을수록, 이들 배수의 정화 처리에 필요한 정화제를 자동으로 투입하는 시스템의 구축이 요망된다.

고속으로 안정된 정화 처리를 행하는 데 있어서, 장치의 자동화는 중요한 과제이며, 자동화 정화 장치에 제공하는 데 적합한 수 정화제의 제공이 요망되고 있다.

일본 특허 공개 제2011-194385호 공보 일본 특허 공개 평11-114313호 공보

그러나, 상기 특허문헌 1에 기재된 방법은 응집제에 의한 응집 공정과 양이온 교환체에 의한 흡착 공정이 각각이기 때문에 수고와 시간이 걸린다. 또한, 상기 특허문헌 2에 기재된 방법은 원하는 농도 이하까지 무기 이온을 감소시키는 데 시간이 걸린다. 어떤 방법이든 수 정화 성능을 만족시키는 것은 아니었다.

또한 이들의 문헌에 기재된 방법은 배수를 정화 처리하는 자동화 장치는 전혀 의도하고 있지 않고, 문헌에 기재된 정화제는 자동화 시스템 장치에 제공하는 데 적합한 것은 아니었다.

그래서, 소정의 시간 내에 원하는 농도 이하까지 무기 이온을 감소시킬 수 있는 수 정화 성능이 우수한 수 정화제이며, 자동화 시스템 장치에도 적합하게 사용할 수 있는 수 정화제의 제공이 요망되고 있었다.

본 발명은 종래에 있어서의 상기 여러 문제를 해결하여, 이하의 목적을 달성하는 것을 과제로 한다. 즉, 본 발명은 수 정화 성능이 우수한 수 정화제이며, 배수의 자동화 정화 장치에도 적합하게 사용할 수 있는 수 정화제를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위한 수단으로서는, 이하와 같다. 즉,

<1> 장삭황마(長朔黃麻)의 분말과 고분자 응집제의 혼합물을 포함하는 조립물을 포함하는 수 정화제이며, 상기 조립물의 메디안 직경이 250㎛ 이상 850㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 수 정화제이다.

<2> 상기 장삭황마가, 중국 농업과학원 마류 연구소에 의한 감정 번호가 국감마 2013의 「중황마 4호」인, 상기 <1>에 기재된 수 정화제이다.

<3> 상기 장삭황마가, 중국 농업과학원 마류 연구소에 의한 감정 번호가 완품▲감▼등자 제1209006의 「중황마 3호」인, 상기 <1>에 기재된 수 정화제이다.

<4> 상기 장삭황마가, 중국 농업과학원 마류 연구소에 의한 감정 번호가 완품▲감▼등자 제1209001의 「중홍마」인, 상기 <1>에 기재된 수 정화제이다.

<5> 상기 고분자 응집제가 폴리아크릴아미드인, 상기 <1> 내지 <4> 중 어느 하나에 기재된 수 정화제이다.

<6> 상기 조립물의 수분량이 16질량％ 이하인, 상기 <1> 내지 <5> 중 어느 하나에 기재된 수 정화제이다.

<7> 상기 장삭황마와 상기 고분자 응집제의 질량 조성비가 9:1 내지 1:9인, 상기 <1> 내지 <6> 중 어느 하나에 기재된 수 정화제이다.

<8> 수 정화제가, 상기 장삭황마의 분말과 상기 고분자 응집제를 혼합하고 수분을 가하고 혼련하여 혼련물을 얻는 혼련 공정과, 해당 혼련물을 연신법에 의해 시트상으로 성형하여 시트상의 성형물을 얻는 연신ㆍ시트화 공정과, 해당 시트상의 성형물을 건조시켜 건조한 시트를 얻는 건조 공정과, 해당 건조한 시트를 분쇄하는 분쇄 공정을 포함하는 제조 방법에 의해 제조되는, 상기 <1> 내지 <7> 중 어느 하나에 기재된 수 정화제이다.

<9> 상기 <1> 내지 <8> 중 어느 하나에 기재된 수 정화제를 물에 녹이고, 장삭황마의 분말 및 고분자 응집제의 분산액을 얻고, 무기계 불요물을 함유하는 배수에 해당 분산액을 제공함으로써, 배수 중의 무기계 불요물을 제거하는 것을 특징으로 하는 수 정화 방법이다.

<10> 상기 배수가, 니켈, 불소, 철, 구리, 아연, 크롬, 비소, 카드뮴, 주석 및 납 중 적어도 어느 것을 갖는 무기계 불요물을 함유하는 배수인, 상기 <9>에 기재된 수 정화 방법이다.

<11> 상기 무기계 불요물에 있어서의 니켈 이온, 불소 이온, 철 이온, 구리 이온, 아연 이온, 크롬 이온, 비소 이온, 카드뮴 이온, 주석 이온 및 납 이온 중 적어도 어느 것의 무기 이온에 대하여 불용화 처리를 실시한 후, 상기 분산액을 상기 배수에 제공하는, 상기 <10>에 기재된 수 정화 방법이다.

본 발명에 따르면, 종래에 있어서의 상기 여러 문제를 해결하여, 상기 목적을 달성할 수 있고, 수 정화 성능이 우수한 수 정화제이며, 배수의 자동화 정화 장치에도 적합하게 사용할 수 있는 수 정화제를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명에서 사용하는 「중황마 3호」와 「중홍마」의 감정 번호를 나타내는 도면이다.

(수 정화제)

본 발명의 수 정화제는 장삭황마의 분말과 고분자 응집제의 혼합물을 포함하는 조립물을 포함한다.

상기 수 정화제의 메디안 직경은 250㎛ 이상 850㎛ 이하이다.

상기 요건을 만족시키는 본 발명의 수 정화제는 수 정화 성능이 우수한 수 정화제이며, 배수의 자동화 정화 장치에도 적합하게 사용할 수 있는 수 정화제가 된다.

본 발명자들은 수 정화 성능이 우수한 수 정화제를 제공하기 위해, 식물 분말을 포함하는 수 정화제에 대하여 예의 검토를 행하였다. 그 결과, 장삭황마의 분말과 고분자 응집제를 혼련하여 얻어진 조립물이 수 정화 성능이 우수한 것을 알아내었다.

또한, 특정한 범위의 메디안 직경을 갖는 장삭황마를 사용한 조립물로 함으로써, 장삭황마의 수 정화 성능을 충분히 발휘시킬 수 있는 것을 알아내었다.

이유는 명백하지 않지만, 이하와 같이 생각된다.

본 발명에서는, 공업 배수, 예를 들어 니켈, 불소, 철, 구리, 아연, 크롬, 비소, 카드뮴, 주석, 납 등의 무기계 불요물을 함유하는 공업 배수를 대상으로 하고, 그 배수로부터 무기계 불요물을 제거하는(물의 정화라고도 함) 데, 무기계 불요물에 있어서의 니켈 이온, 불소 이온, 철 이온 등의 무기 이온을 불용화하고, 현탁 고형물(본 발명에서는 마이크로플록이라고도 함)을 형성시키고, 해당 마이크로플록을 응집 침강시켜, 고액 분리함으로써 행하고 있다. 이러한 물의 정화 시, 장삭황마의 분말과 고분자 응집제를 포함하는 조립물을 사용하면,

(i) 고분자 응집제에 의해 배수 중인 무기 이온의 마이크로플록화가 촉진되고,

(ii) 장삭황마의 분말에 의해 배수 중인 무기 이온의 흡착 효과가 높아지고,

(iii) 장삭황마의 분말에 존재하는 세공에 의해 마이크로플록을 흡착하는 효과가 높아진다

고 생각하고 있다.

그때, 장삭황마가 급속하게 흡수되어 침강해 버리면, 상기 흡착 효과를 발휘할 수 없고, 한편, 장삭황마의 섬유 공극(다공성) 부분과 배수가 충분히 접촉할 수 없으면, 양이온 교환 기능을 갖는 장삭황마에 의한 상기 (ii) 및 (iii)의 효과를 발휘할 수 없다.

조립물의 메디안 직경이 250㎛ 미만이면 표면적이 작아, 장삭황마의 흡착 효과를 충분히 발휘시킬 수 없다. 한편, 정화 시, 장삭황마는 침강이 느리므로, 조립물의 입경은 비교적 크게 할 수 있지만, 그러나 조립물의 메디안 직경이 850㎛보다 크면 침강이 빠르기 때문에, 흡착 효과를 발휘할 수 없어, 무기 이온의 제거 기능을 충분히 확보할 수 없다.

조립물의 메디안 직경이 250㎛ 이상 850㎛ 이하의 범위인 조립물은 장삭황마의 특징을 살릴 수 있고, 충분한 흡착 효과가 있는 우수한 수 정화 성능을 나타낼 수 있다고 생각하고 있다.

본 발명에서 규정하는 조립물은 후술하는 제조 방법에 의해 바람직하게 제작할 수 있다.

또한, 본 발명에서 규정하는 조립물은 유동성이 우수하고, 자동화 정화 장치에도 적합하게 사용할 수 있다.

이하, 수 정화제의 구체적인 구성에 대하여 설명한다.

<장삭황마>

상기 장삭황마의 분말은 양이온 교환 기능이 높고, 또한 상기 무기 이온을 포함하는 배수 중의 마이크로플록을 흡착할 수 있는 세공을 갖기 때문에, 바람직하게 사용할 수 있다.

장삭황마의 부위로서는, 잎 또는 줄기를 바람직하게 사용할 수 있다.

또한, 장삭황마 중에서도, 중국의 창사시산의 장삭황마, 또는 중국 농업과학원 마류 연구소에 의한 감정 번호가 국감마 2013의 「중황마 4호」, 감정 번호가 완품▲감▼등자 제1209006인 「중황마 3호」, 감정 번호가 XPD005-2005인 「중황마 1호」, 혹은 감정 번호가 완품▲감▼등자 제1209001인 「중홍마」를 바람직하게 사용할 수 있다. 또한, 상기 「중황마 4호」, 상기 「중황마 3호」 및 상기 「중홍마」가 보다 바람직하고, 상기 「중황마 4호」가 특히 바람직하다.

또한, 상기 「중황마 3호」와 상기 「중홍마」의 감정 번호를 도 1에 나타낸다.

상기 「중황마 4호」는 이하의 특성을 갖는다.

농산물 종류: 황마

품종의 출처: 상황마 3호×0-4(l) 교잡 F1대와 상황마 3호로 번식한 것

특징 특성: 중황마 4호는 장과종의 통상품의 황마로, 녹색 줄기이고, 줄기가 원통형이고, 잎사귀가 분산된 침의 형태이고, 잎의 무늬가 녹색이고, 주줄기와의 각이 작고, 곁눈ㆍ탁엽이 있다. 꽃받침이 녹색이고, 장과 원통형이고, 5실, 씨앗이 만숙 품종이다.

<고분자 응집제>

상기 고분자 응집제로서는, 상기 장삭황마와 마찬가지로, 배수 중의 상기 무기계 불요물을 제거하는 효과를 나타내는 것이라면, 특별히 제한은 없고, 예를 들어 폴리아크릴아미드(PAM), 폴리아크릴아미드의 부분 가수분해염, 폴리아민, 알긴산나트륨, 폴리아크릴산나트륨, CMC나트륨염 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 폴리아크릴아미드를 바람직하게 사용할 수 있다. 해당 폴리아크릴아미드로서는, 예를 들어 시판되고 있는 Flopan AN 905, Flopan AN 926, Flopan AN 956(가부시키가이샤 SNF제) 등을 사용할 수 있다.

<장삭황마의 분말과 고분자 응집제의 혼합물의 조립물>

상기 장삭황마의 분말과 상기 고분자 응집제의 질량 조성비는 9:1 내지 1:9의 범위이면 된다. 이 범위라면, 불용화한 마이크로플록을 흡착하는 효과가 충분히 발휘된다. 또한, 상기 질량비는 건조 질량을 기초로 산출한다.

상기 조립물은 이하의 특성을 나타낸다.

<<메디안 직경>>

본 발명에서 규정하는 조립물의 메디안 직경은 250㎛ 이상 850㎛ 이하의 범위이다. 또한, 메디안 직경이 300㎛ 이상 800㎛ 이하의 범위이면 바람직하고, 400㎛ 이상 600㎛ 이하의 범위이면 보다 바람직하다.

메디안 직경이 250㎛ 이상이면, 장삭황마의 분말에 의한 흡착 효과를 충분히 발휘시킬 수 있다. 또한, 메디안 직경이 850㎛ 이하이면, 정화 시의 침강 시간을 충분히 확보하여, 흡착 효과를 충분히 발휘시킬 수 있다.

또한, 메디안 직경이 850㎛ 이하이면, 분쇄기나 자동 공급기 등에서의 배관 내에서의 막힘이 발생할 우려가 없고, 자동화 정화 장치에 적합하게 사용할 수 있다.

여기서, 메디안 직경(d50이라고도 함)이란, 상기 조립물을 입자 직경의 크기로 플롯했을 때, 전체의 개수의 50％로 플롯된 입자 직경(입자 직경이 큰 측과 작은 측이 등량이 되어 있는 입자 직경)을 말한다. 본 발명에 있어서, 입자 직경이란, 용적 입자 직경을 말한다.

또한, 상기 메디안 직경은 마스터사이저 2000(말번 인스트루먼트제) 등의 시판의 측정기에 의해 계측할 수 있다.

<<조립물의 수분량>>

본 발명에서 규정하는 조립물은 수분량이 16질량％ 이하이면 된다. 16질량％ 이하이면, 불용화한 마이크로플록을 흡착하는 효과가 더 발휘되기 때문이다.

여기서, 조립물의 수분량은 시판의 수분계를 사용하여 측정할 수 있고, 예를 들어 이하와 같이 하여 측정한다.

조립물을 2±0.1g 계량 후, 설정 온도 105℃, 가열 시간 20분간으로 수분계(가부시키가이샤 에이 앤드 디사제)에 의해 측정을 행한다.

<조립물의 제조 방법>

본 발명에서 규정하는 조립물은 상기 장삭황마의 분말과 상기 고분자 응집제를 혼합하고 수분을 가하여 혼련하여 혼련물을 얻는 혼련 공정과, 해당 혼련물을 연신법에 의해 시트상으로 성형하여 시트상의 성형물을 얻는 연신ㆍ시트화 공정과, 해당 시트상의 성형물을 건조시켜 건조한 시트를 얻는 건조 공정과, 해당 건조한 시트를 분쇄하는 분쇄 공정을 포함하는 제조 방법에 의해 제조된다.

또한, 상기 분쇄 공정 후에, 체에 의해 조립물을 분급하는 분급 공정을 포함해도 된다.

본 발명자들은 조립할 때, 혼련물에 전단력(시어)을 지나치게 강하게 가하면, 장삭황마의 섬유의 다공성 부분에 고분자 응집제가 들어가 버리는 것을 실험에 의해 확인했다.

조립물에는 장삭황마의 섬유 구조에 의해 구멍이 많이 비어 있는 공극(다공성)이 존재하는 다공질 형상이 형성되어 있다.

연신ㆍ시트화 공정에 의한 조립법으로 조립물을 제조한바, 혼련물에 가하는 시어를 컨트롤할 수 있고, 그와 같은 연신ㆍ시트화 공정에서 제조한 조립물은 배수와 접하는 장삭황마의 다공성 부분을 충분히 확보할 수 있고, 무기계 불요물에 대한 양호한 흡착 효과를 나타내는 것을 알 수 있었다.

또한, 상기 연신ㆍ시트화 공정에서는, 혼련물은 롤러에 의해 조금씩 연신되어 가고, 단계를 밟아 소정의 두께의 시트상 성형물이 형성된다. 이 방법에 의하면, 혼련물의 점도가 양호하게 유지된 상태로 성형물을 제조할 수 있고, 이것도 장삭황마의 흡착 효과를 발휘시키는 데, 효과적으로 작용하고 있는 것이 아닌가 생각된다.

상기 혼련 공정에서는 장삭황마의 건조물을 조분쇄를 하고, 이어서 미분쇄를 하여, 원하는 크기의 장삭황마의 분말을 얻고, 그 후 얻어진 장삭황마의 분말과, 고분자 응집제를 혼합하고, 수분을 가하여 혼련을 행한다.

여기서, 물의 첨가량으로서는, 예를 들어 장삭황마의 분말과 고분자 응집제를 혼합한 합계 질량에 대하여, 예를 들어 3배의 질량 정도의 물을 가하는 것이 바람직하다.

혼련은 믹서, 예를 들어 플라네터리 믹서 등의 종형 믹서 등을 사용하고, 회전수 및 시간을 소정의 범위로 설정하여 행한다.

믹서에 있어서의 혼련 시의 회전수 및 시간은 장삭황마의 분말과 고분자 응집제의 혼합비 등의 조건을 고려하면서 적절히 설정할 수 있지만, 예를 들어 회전수는 20rpm 내지 150rpm이 바람직하고, 시간은 5분 내지 25분이 바람직하다.

상기 연신ㆍ시트화 공정에서는, 얻어진 혼련물에 대하여 롤러를 사용하여 연신법에 의해, 두께 4㎜ 내지 20㎜가 되도록, 바람직하게는 10㎜ 정도가 될 때까지 연신하고, 시트상으로 성형하면 된다.

상기 혼련 공정에 있어서의, 장삭황마의 분말과 고분자의 혼합 비율, 가수량, 혼합 속도(혼련 시의 믹서의 회전수), 혼합 시간(믹서에서의 혼련 시간) 등의 조건이나, 혹은 상기 연신ㆍ시트화 공정에 있어서의, 연신 조건을 적절히 변경함으로써, 혼련물에 가하는 시어를 컨트롤할 수 있다.

상기 건조 공정에서는 얻어진 성형물에 대하여, 다단계 열풍식 건조기를 사용하여, 80℃ 내지 150℃의 온도에서 2시간 내지 12시간 건조시키면 된다.

상기 분쇄 공정에서는 분쇄기, 예를 들어 기류식 초미분쇄기를 사용하여 메디안 직경이 250㎛ 내지 850㎛의 범위가 되도록 분쇄하면 된다.

상기 분급 공정에서는 분쇄한 분말을, 분급기, 예를 들어 진동 체기, 혹은 카트리지식 체기를 사용하여, 메디안 직경이 250㎛ 내지 850㎛의 범위가 되도록 입자 직경이 소정의 범위에 있는 조립물을 분급하면 된다.

또한 본 발명에서는 체로 걸러, 250㎛ 미만의 조립물이나 850㎛보다 큰 조립물을 적극적으로 분별ㆍ배제(커트)하고, 입자 직경이 250㎛ 내지 850㎛의 범위인 조립물만 사용하면, 더 바람직하다.

(수 정화 방법)

본 발명의 수 정화 방법은 상술한 본 발명의 수 정화제를 물에 녹이고, 장삭황마의 분말과 고분자 응집제의 분산액을 얻고, 해당 분산액을 배수에 제공함으로써 배수 중의 무기계 불요물을 제거한다.

상기 무기계 불요물로서는, 예를 들어 니켈, 불소, 철, 구리, 아연, 크롬, 비소, 카드뮴, 주석 및 납 중 적어도 어느 것을 갖는 무기계 불요물을 들 수 있다.

본 발명의 수 정화 방법에 대하여 구체적으로 설명한다.

배수 중의 무기계 불요물에 있어서의 니켈 이온, 불소 이온, 철 이온 등의 무기 이온에 대하여 불용화 처리를 실시하여, 마이크로플록을 형성시킨다. 이 배수에, 0.1％ 내지 0.2％의 수용액으로 한 상기 분산액을 제공한다. 그리고, 마이크로플록을 응집 침강시키고, 침강 분리된 침전물을 제거하면, 배수는 정화된다.

상기 불용화 처리에서는, 예를 들어 배수에 염기를 가하여 배수를 염기성으로 하여, 상기 무기 이온을 불용화시킨다. 또한, 염기를 가한 후, 고분자 응집제를 단독으로 첨가해도 된다. 그 경우, 본 발명의 수 정화제를 첨가하기 전에, 고분자 응집제를 단독으로 첨가해 두면, 배수 중의 마이크로플록의 플록 사이즈를 크게 할 수 있다.

실시예

이하, 본 발명의 실시예를 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 한정되는 것은 전혀 아니다.

(실시예 1)

실험용으로 사용하는 배수로서, 불화칼륨을 순수에 용해하여, 2,500㎎/L의 불소 이온을 포함하는 수용액을 800g 제작했다(가상 배수).

이어서, 상기 배수에, 염화칼슘을 8.6㎎/L 첨가하고, pH가 7.5 내지 9.0이 되도록 수산화나트륨을 첨가하면서 교반하여 불소를 불용화했다.

이 조작에 의해, 불소 수용액은 마이크로플록을 포함하는 상청액과 침전물로 분리했다.

이 시점에서, 상청액의 불소 농도는 10㎎/L였다.

<수 정화제>

이어서, 장삭황마(중국의 창사시산)와 고분자 응집제(폴리아민)의 질량비가 5:5인 조립물을 하기에 나타내는 제조 방법에 의해 제작하여, 조립물 1을 얻고, 이러한 조립물 1을 수 정화제 1로서 사용했다.

<<수 정화제의 제조 방법>>

장삭황마의 분말과 고분자 응집제를 합한 고형분의 질량에 대하여 3배의 질량의 물을 가하여 얻어진 혼련물(장삭황마의 분말+고분자 응집제+물=30㎏)을, 플라네터리 믹서(가부시키가이샤 아이코샤 세이사쿠쇼제, 혼합기 ACM-110, 용량 110L)에 넣고, 회전수 80rpm, 15분 혼합의 조건에서 시어를 가하여 혼련했다.

얻어진 혼련물을 프레스기(고마츠산키 가부시키가이샤제 45t 프레스기)를 사용하여 롤러에 의한 연신을 실시하여, 두께 10㎜ 정도의 시트상의 성형물을 제작했다.

이 성형물을, 다단계 열풍식 건조기(가부시키가이샤 시치요 세이사쿠쇼제, 랙식 오븐 장치)를 사용하여, 120℃에서 3시간, 또한 150℃에서 2시간 건조시켰다.

이어서 건조시킨 시트를 기류식 초미분쇄기(마스코산교 가부시키가이샤제 셀레늄 미러)를 사용하여 메디안 직경이 400㎛가 되도록 분쇄했다.

또한, 메디안 직경은 마스터사이저 2000(말번 인스트루먼트제)에 의해 측정했다.

이와 같이 하여, 조립물 1을 얻고, 수 정화제 1로 했다.

상기에서 얻어진 조립물 1의 수분량을, 상술한 방법으로 측정한바, 10질량％였다.

이어서, 상기에서 얻어진 수 정화제 1을 물에 녹여, 0.1질량％ 수용액의 분산액을 제작했다. 이 분산액을, 상기 마이크로플록을 포함하는 상청액과 침전물을 포함하는 배수에 대하여, 교반하면서, 3mL/분간의 속도로 적하했다. 이때, 상기 배수 중의 고형분에 대하여 5㎎/L가 되도록 수 정화제를 첨가했다. 여기서, 「고형분」의 측정 방법은 배수 중의 슬러리 농도를 수분계로 계측하고, 역산함으로써 구할 수 있다.

적하 후, 1분간 교반을 유지한 후, 교반 정지 후 1분마다 불소 이온 농도를 측정하고, 4㎎/L 이하가 될 때까지 필요한 시간을 측정했다.

여기서, 이온 농도는 람다(Λ) 9000(고리츠리카가쿠 겐큐쇼제)에 의해 측정했다.

또한, 측정 결과는 6시간 이내가 실용상 합격 레벨이고, 더욱 시간이 짧을수록 양호한 결과인 것을 나타내고 있다.

실시예 1의 평가 결과를 표 1-1에 나타낸다. 또한, 표 1-1에 있어서, PAM은 폴리아크릴아미드를 나타낸다(표 1-2 내지 표 1-6에 있어서도 마찬가지).

(실시예 2)

실시예 1에 있어서, 분쇄한 분말을 분급기(가부시키가이샤 달톤제 진동 체기)를 사용하여, 입자 직경이 200㎛미만인 것은 체로 걸러 제거했다(커트함).

그 이외는 실시예 1과 마찬가지로 하여 조립물 2를 제작했다.

조립물 2를 포함하는 수 정화제 2를 사용하여, 실시예 1과 마찬가지로 하여 수 정화제의 특성을 평가했다. 실시예 2의 평가 결과를 표 1-1에 나타낸다.

(실시예 3)

실시예 1에 있어서, 분쇄한 분말을 분급기(가부시키가이샤 달톤제 진동 체기)를 사용하여, 입자 직경이 850㎛보다 큰 것은 체로 걸러 제거했다(커트함).

그 이외는 실시예 1과 마찬가지로 하여 조립물 3을 제작했다.

조립물 3을 포함하는 수 정화제 3을 사용하여, 실시예 1과 마찬가지로 하여 수 정화제의 특성을 평가했다. 실시예 3의 평가 결과를 표 1-1에 나타낸다.

(실시예 4)

실시예 1에 있어서, 분쇄한 분말을 분급기(가부시키가이샤 달톤제 진동 체기)를 사용하여, 입자 직경이 250㎛ 미만인 것과 850㎛보다 큰 것은 체로 걸러 제거했다(커트함). 입자 직경이 250㎛ 이상 850㎛ 이하의 범위에 들어가는 것만 사용하도록 하고, 그 이외는 실시예 1과 마찬가지로 하여 조립물 4를 제작했다.

조립물 4를 포함하는 수 정화제 4를 사용하여, 실시예 1과 마찬가지로 하여 수 정화제의 특성을 평가했다. 실시예 4의 평가 결과를 표 1-1에 나타낸다.

(실시예 5)

실시예 4에 있어서, 고분자 응집제로서 폴리아크릴아미드(PAM)를 사용한 것 이외는 실시예 4와 마찬가지로 하여 조립물 5를 제작했다.

조립물 5를 포함하는 수 정화제 5를 사용하여, 실시예 1과 마찬가지로 하여 수 정화제의 특성을 평가했다. 실시예 5의 평가 결과를 표 1-1에 나타낸다.

(실시예 6)

실시예 5에 있어서, 장삭황마로서, 「중황마 4호」를 사용한 것 이외는 실시예 5와 마찬가지로 하여 조립물 6을 제작했다.

조립물 6을 포함하는 수 정화제 6을 사용하여, 실시예 1과 마찬가지로 하여 수 정화제의 특성을 평가했다. 실시예 6의 평가 결과를 표 1-2에 나타낸다.

(실시예 7)

실시예 6에 있어서, 조립물을 습열 하에서 보존하고, 조립물의 수분량이 16질량％가 되도록 조정한 것 이외는 실시예 6과 마찬가지로 하여 조립물 7을 제작했다.

조립물 7을 포함하는 수 정화제 7을 사용하여, 실시예 1과 마찬가지로 하여 수 정화제의 특성을 평가했다. 실시예 7의 평가 결과를 표 1-2에 나타낸다.

(실시예 8)

실시예 6에 있어서, 조립물을 습열 하에서 보존하고, 조립물의 수분량이 20질량％가 되도록 조정한 것 이외는 실시예 6과 마찬가지로 하여 조립물 8을 제작했다.

조립물 8을 포함하는 수 정화제 8을 사용하여, 실시예 1과 마찬가지로 하여 수 정화제의 특성을 평가했다. 실시예 8의 평가 결과를 표 2-2에 나타낸다.

(실시예 9)

실시예 6에 있어서, 조립물을 습열 하에서 보존하고, 조립물의 수분량이 5질량％가 되도록 조정한 것 이외는 실시예 6과 마찬가지로 하여 조립물 9를 제작했다.

조립물 9를 포함하는 수 정화제 9를 사용하여, 실시예 1과 마찬가지로 하여 수 정화제의 특성을 평가했다. 실시예 9의 평가 결과를 표 2-2에 나타낸다.

(실시예 10)

실시예 6에 있어서, 「중황마 4호」와 고분자 응집제의 질량비를 90:10으로 변경한 것 이외는 실시예 6과 마찬가지로 하여 조립물 10을 제작했다.

조립물 10을 포함하는 수 정화제 10을 사용하여, 실시예 1과 마찬가지로 하여 수 정화제의 특성을 평가했다. 실시예 10의 평가 결과를 표 1-2에 나타낸다.

(실시예 11)

실시예 6에 있어서, 「중황마 4호」와 고분자 응집제의 질량비를 70:30으로 변경한 것 이외는 실시예 6과 마찬가지로 하여 조립물 11을 제작했다.

조립물 11을 포함하는 수 정화제 11을 사용하여, 실시예 1과 마찬가지로 하여 수 정화제의 특성을 평가했다. 실시예 11의 평가 결과를 표 1-3에 나타낸다.

(실시예 12)

실시예 6에 있어서, 「중황마 4호」와 고분자 응집제의 질량비를 30:70으로 변경한 것 이외는 실시예 6과 마찬가지로 하여 조립물 12를 제작했다.

조립물 12를 포함하는 수 정화제 12를 사용하여, 실시예 1과 마찬가지로 하여 수 정화제의 특성을 평가했다. 실시예 12의 평가 결과를 표 1-3에 나타낸다.

(실시예 13)

실시예 6에 있어서, 「중황마 4호」와 고분자 응집제의 질량비를 10:90으로 변경한 것 이외는 실시예 6과 마찬가지로 하여 조립물 13을 제작했다.

조립물 13을 포함하는 수 정화제 13을 사용하여, 실시예 1과 마찬가지로 하여 수 정화제의 특성을 평가했다. 실시예 13의 평가 결과를 표 1-3에 나타낸다.

(실시예 14)

실시예 6에 있어서, 「중황마 4호」의 첨가량이, 상기 마이크로플록을 함유하는 배수의 고형분에 대하여 2㎎/L로 한 것 이외는, 실시예 6과 마찬가지로 하여 조립물 14를 제작했다.

조립물 14를 포함하는 수 정화제 14를 사용하여, 실시예 1과 마찬가지로 하여 수 정화제의 특성을 평가했다. 실시예 14의 평가 결과를 표 1-3에 나타낸다.

(실시예 15)

실시예 6에 있어서, 「중황마 4호」의 첨가량이 상기 마이크로플록을 함유하는 배수의 고형분에 대하여 1㎎/L로 한 것 이외는, 실시예 6과 마찬가지로 하여 조립물 15를 제작했다.

조립물 15를 포함하는 수 정화제 15를 사용하여, 실시예 1과 마찬가지로 하여 수 정화제의 특성을 평가했다. 실시예 15의 평가 결과를 표 1-3에 나타낸다.

(실시예 16)

실험용으로 사용하는 배수로서, 황산니켈육수화물을 순수에 용해하여, 50㎎/L의 니켈 이온을 포함하는 수용액을 800g 제작했다(가상 배수).

이어서, 상기 배수에, pH가 8.5 내지 10.0이 되도록 수산화나트륨을 첨가하면서 교반하여, 니켈을 불용화했다.

이 시점에서, 해당 배수의 상청액의 이온 농도는 2㎎/L였다.

또한, 「소요 시간」은 이온 농도가 1㎎/L 이하가 될 때까지 필요한 시간을 측정했다.

그 이외는 실시예 6과 동일한 조작을 행하여, 조립물 6을 포함하는 수 정화제 6을 사용하여, 수 정화제의 특성을 평가했다. 실시예 16의 평가 결과를 표 1-4에 나타낸다.

(실시예 17)

실험용으로 사용하는 배수로서, 염화제이철ㆍ육수화물을 순수에 용해하여, 200㎎/L의 철 이온을 포함하는 수용액을 800g 제작했다(가상 폐액).

이어서, 상기 배수에, pH가 6.5 내지 9.0이 되도록 수산화나트륨을 첨가하면서 교반하여, 철을 불용화했다.

이 시점에서, 해당 배수의 상청액의 이온 농도는 2㎎/L였다.

또한, 「소요 시간」은 이온 농도가 1㎎/L 이하가 될 때까지 필요한 시간을 측정했다.

그 이외는 실시예 6과 동일한 조작을 행하여, 조립물 6을 포함하는 수 정화제 6을 사용하여, 수 정화제의 특성을 평가했다. 실시예 17의 평가 결과를 표 1-4에 나타낸다.

(실시예 18)

실험용으로 사용하는 배수로서, 황산구리ㆍ오수화물을 순수에 용해하여, 100㎎/L의 구리 이온을 포함하는 수용액을 800g 제작했다(가상 폐액).

이어서, 상기 배수에, pH가 7.0 내지 8.0이 되도록 수산화나트륨을 첨가하면서 교반하여, 구리를 불용화했다.

이 시점에서, 해당 배수의 상청액의 이온 농도는 2㎎/L였다.

또한, 「소요 시간」은 이온 농도가 1㎎/L 이하가 될 때까지 필요한 시간을 측정했다.

그 이외는 실시예 6과 동일한 조작을 행하여, 조립물 6을 포함하는 수 정화제 6을 사용하여, 수 정화제의 특성을 평가했다. 실시예 18의 평가 결과를 표 1-4에 나타낸다.

(실시예 19)

실험용으로 사용하는 배수로서, 질산아연ㆍ육수화물을 순수에 용해하여, 100㎎/L의 아연 이온을 포함하는 수용액을 800g 제작했다(가상 폐액).

이어서, 상기 배수에, pH가 9.0 내지 9.5가 되도록 수산화나트륨을 첨가하면서 교반하여, 아연을 불용화했다.

이 시점에서, 해당 배수의 상청액의 이온 농도는 5㎎/L였다.

또한, 「소요 시간」은 이온 농도가 3㎎/L 이하가 될 때까지 필요한 시간을 측정했다.

그 이외는 실시예 6과 동일한 조작을 행하여, 조립물 6을 포함하는 수 정화제 6을 사용하여, 수 정화제의 특성을 평가했다. 실시예 19의 평가 결과를 표 1-4에 나타낸다.

(실시예 20)

실험용으로 사용하는 배수로서, 이크롬산 칼륨을 순수에 용해하여, 100㎎/L의 크롬 이온을 포함하는 수용액을 800g 제작했다(가상 폐액).

이어서, 상기 배수에, pH가 6.0 내지 7.5가 되도록 수산화나트륨을 첨가하면서 교반하여, 크롬을 불용화했다.

이 시점에서, 해당 배수의 상청액의 이온 농도는 5㎎/L였다.

또한, 「소요 시간」은 이온 농도가 3㎎/L 이하가 될 때까지 필요한 시간을 측정했다.

그 이외는 실시예 6과 동일한 조작을 행하여, 조립물 6을 포함하는 수 정화제 6을 사용하여, 수 정화제의 특성을 평가했다. 실시예 20의 평가 결과를 표 1-4에 나타낸다.

(실시예 21)

실험용으로 사용하는 배수로서, 삼산화이비소를 순수에 용해하고, 10㎎/L의 비소 이온을 포함하는 수용액을 800g 제작했다(가상 폐액).

이어서, 상기 배수에, 염화제이철을 65㎎/L, 염화칼슘을 354㎎/L 첨가하고, 이어서, pH가 8.0 내지 9.5가 되도록 수산화나트륨을 첨가하면서 교반하여, 비소를 불용화했다.

이 시점에서, 해당 배수의 상청액의 이온 농도는 0.05㎎/L였다.

또한, 「소요 시간」은 이온 농도가 0.01㎎/L 이하가 될 때까지 필요한 시간을 측정했다.

그 이외는 실시예 6과 동일한 조작을 행하여, 조립물 6을 포함하는 수 정화제 6을 사용하여, 수 정화제의 특성을 평가했다. 실시예 21의 평가 결과를 표 1-5에 나타낸다.

(실시예 22)

실시예 5에 있어서, 장삭황마로서, 「중황마 1호」를 사용한 것 이외는 실시예 5와 마찬가지로 하여 조립물 22를 제작했다.

조립물 22를 포함하는 수 정화제 22를 사용하여, 실시예 1과 마찬가지로 하여 수 정화제의 특성을 평가했다. 실시예 22의 평가 결과를 표 1-5에 나타낸다.

(실시예 23)

실시예 5에 있어서, 장삭황마로서, 「중황마 3호」를 사용한 것 이외는 실시예 5와 마찬가지로 하여 조립물 23을 제작했다.

조립물 23을 포함하는 수 정화제 23을 사용하여, 실시예 1과 마찬가지로 하여 수 정화제의 특성을 평가했다. 실시예 23의 평가 결과를 표 1-5에 나타낸다.

(실시예 24)

실시예 5에 있어서, 장삭황마로서, 「중홍마」를 사용한 것 이외는 실시예 5와 마찬가지로 하여 조립물 24를 제작했다.

조립물 24를 포함하는 수 정화제 24를 사용하여, 실시예 1과 마찬가지로 하여 수 정화제의 특성을 평가했다. 실시예 24의 평가 결과를 표 1-5에 나타낸다.

(실시예 25)

실시예 6에 있어서, 시트를 분쇄할 때, 메디안 직경이 300㎛가 되도록 분쇄하여, 그 분쇄에 의해 얻어진 분쇄물을 체에 의한 분급을 행하지 않고 그대로 조립물 25로 하여 사용한 것 이외는 실시예 6과 마찬가지로 하여 실험을 행하였다.

실시예 25에서 사용한 조립물 25는 상기 실시예 1의 조립물 1과 마찬가지로, 분쇄 후의 분급 공정은 행하고 있지 않고, 체에 의한 커트는 행하지 않았다.

조립물 25를 포함하는 수 정화제 25를 사용하여, 실시예 1과 마찬가지로 하여 수 정화제의 특성을 평가했다. 실시예 25의 평가 결과를 표 1-5에 나타낸다.

(실시예 26)

실시예 25에 있어서, 시트를 분쇄할 때, 메디안 직경이 800㎛가 되도록 분쇄하여, 조립물 26을 제작한 것 이외는 실시예 25와 마찬가지로 하여 실험을 행하였다.

조립물 26을 포함하는 수 정화제 26을 사용하여, 실시예 1과 마찬가지로 하여 수 정화제의 특성을 평가했다. 실시예 26의 평가 결과를 표 1-5에 나타낸다.

(비교예 1)

실시예 6에 있어서, 조립물을 사용하지 않고, 고분자 응집제만 사용한 것 이외는 실시예 6과 마찬가지로 하여, 실험을 행하였다. 비교예 1에 있어서의 고분자 응집제의 첨가량은 5㎎/L이고, 고분자 응집제의 수분량은 10질량％였다.

비교예 1의 비교용 수 정화제 1을 사용하여, 실시예 1과 마찬가지로 하여 수 정화 특성을 평가했다. 비교예 1의 평가 결과를 표 1-6에 나타낸다.

(비교예 2)

실시예 6에 있어서, 조립물을 사용하지 않고, 장삭황마의 분말과 고분자 응집제를 각각 단체로 사용한 것 이외는 실시예 6과 마찬가지로 하여, 실험을 행하였다. 비교예 2에 있어서의 장삭황마와 고분자 응집제를 합계한 첨가량은 5㎎/L이고, 장삭황마와 고분자 응집제를 합한 혼합물의 수분량은 10질량％였다.

비교예 2의 비교용 수 정화제 2를 사용하여, 실시예 1과 마찬가지로 하여 수 정화제의 특성을 평가했다. 비교예 2의 평가 결과를 표 1-6에 나타낸다.

(비교예 3)

실시예 6에 있어서, 불용화 처리를 행하지 않은 것 이외는 실시예 6과 마찬가지로 하여, 실험을 행하였다.

실시예 1과 마찬가지로 하여, 비교예 3에 있어서의 수 정화제의 특성을 평가했다. 비교예 3의 평가 결과를 표 1-6에 나타낸다.

(비교예 4)

실시예 25에 있어서, 시트를 분쇄할 때, 메디안 직경이 200㎛가 되도록 분쇄하여, 비교용 조립물 4를 제작한 것 이외는 실시예 25와 마찬가지로 하여 실험을 행하였다.

비교용 조립물 4를 포함하는 비교용 수 정화제 4를 사용하여, 실시예 1과 마찬가지로 하여 수 정화제의 특성을 평가했다. 비교예 4의 평가 결과를 표 1-6에 나타낸다.

(비교예 5)

실시예 25에 있어서, 시트를 분쇄할 때, 메디안 직경이 900㎛가 되도록 분쇄하여, 비교용 조립물 5를 제작한 것 이외는 실시예 25와 마찬가지로 하여 실험을 행하였다.

비교용 조립물 5를 포함하는 비교용 수 정화제 5를 사용하여, 실시예 1과 마찬가지로 하여 수 정화제의 특성을 평가했다. 비교예 5의 평가 결과를 표 1-6에 나타낸다.

또한, 비교예 5는 재현성에 문제가 있었다. 측정 결과가 얻어지는 경우와, 자동 공급기 피더에 막힘이 생겨 자동 공급할 수 없게 되어 측정할 수 없는 경우가 있었다. 그래서, 표 1-6에는 자동 공급기 피더에 막힘이 없고, 마지막까지 실험할 수 있고 측정에 이르렀을 때에 얻어진 결과를 기재했다.

[표 1-1]

[표 1-2]

[표 1-3]

[표 1-4]

[표 1-5]

[표 1-6]

이상, 실시예 1 내지 26의 결과로부터, 본 발명의 수 정화제는 단시간에 원하는 농도 이하까지 무기 이온 농도를 감소시킬 수 있는, 수 정화 성능이 우수한 수 정화제인 것을 확인할 수 있었다. 또한, 본 발명의 수 정화제는 유동성이 좋고, 자동 공급기나 정량기 등에 있어서, 막힘이 발생하는 일이 없는 자동화 시스템 장치에 적합하게 사용할 수 있는 수 정화제이다.

Claims (11)

1. 수 정화제를 물에 녹이고, 장삭황마의 분말 및 고분자 응집제의 분산액을 얻고, 무기계 불요물을 함유하는 배수에 해당 분산액을 제공함으로써, 배수 중의 무기계 불요물을 제거하는 것을 특징으로 하는 수 정화 방법으로서,
   상기 수 정화제가 장삭황마의 분말과 고분자 응집제의 혼합물을 포함하는 조립물을 포함하고, 상기 조립물의 메디안 직경이 250㎛ 이상 850㎛ 이하이고,
   상기 배수가, 니켈, 불소, 철, 구리, 아연, 크롬, 비소, 카드뮴, 주석 및 납 중 어느 것을 갖는 무기계 불요물을 함유하는 배수이고,
   상기 무기계 불요물에 있어서의 니켈 이온, 불소 이온, 철 이온, 구리 이온, 아연 이온, 크롬 이온, 비소 이온, 카드뮴 이온, 주석 이온 및 납 이온의 적어도 어느 것의 무기 이온에 대하여 불용화 처리를 실시한 후, 상기 분산액을 상기 배수에 제공하는 것인, 수 정화 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 고분자 응집제가 폴리아크릴아미드인, 수 정화 방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 조립물의 수분량이 16질량％ 이하인, 수 정화 방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 장삭황마와 상기 고분자 응집제의 질량 조성비가 9:1 내지 1:9인, 수 정화 방법.
5. 제1항에 있어서, 수 정화제가, 상기 장삭황마의 분말과 상기 고분자 응집제를 혼합하고 수분을 가하여 혼련하여 혼련물을 얻는 혼련 공정과, 해당 혼련물을 연신법에 의해 시트상으로 성형하여 시트상의 성형물을 얻는 연신ㆍ시트화 공정과, 해당 시트상의 성형물을 건조시켜 건조한 시트를 얻는 건조 공정과, 해당 건조한 시트를 분쇄하는 분쇄 공정을 포함하는 제조 방법에 의해 제조되는 것인, 수 정화 방법.
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. 삭제
10. 삭제
11. 삭제

Images