KR20100120279A - 활성 금속염 응집제 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 금속염계 응집제의 응집 활성을 현저하게 높인 활성 금속염 응집제를 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 발명의 활성 금속염 응집제는 금속염 응집제 또는 상기 금속염 응집제를 함유하는 수용액을 전해 처리하여 이루어진다.

Description

활성 금속염 응집제 및 그 제조 방법{Active metal salt coagulant and process for the preparation thereof}

본 발명은 정수, 하수, 산업용 배수, 농업용 배수 등의 오수의 정화에 사용하는 응집제에 관한 것이다. 특히 수용성이나 콜로이드상 유기물을 포함하는 오수에 대해서 현저한 효과를 갖는 활성 응집제 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.

부유성 탁체나 수용성의 제거 대상 물질을 포함하는 농업용 배수, 산업용 배수나 가정용 배수인 하수의 정화 또는 음료수로 하기 위한 원수(본 명세서에서는 이들을 총칭하여, 오수라고 한다)의 정화에 있어서는 여과 분리 처리, 흡착 분리 처리, 응집 침전 처리, 응집 부상 처리, 전기 화학 처리라고 하는 물리 화학적 수단에 의한 현탁물이나 용해 불순물의 제거 및 호기성균이나 혐기성균의 생물 대사에 의해 제거 대상 물질을 분해하는 생물학적 수단이, 단독 또는 병용하여 사용된다. 물리화학적 수단 중, 용해 또는 콜로이드 등으로서 존재하는 제거 대상 물질은, 통상 응집제를 이용하여 조립 또는 프럭상으로 하여, 침전 또는 부유시켜 분리 제거한다.

응집제로는 일반적으로 알루미늄계, 철계, 마그네슘계 등의 금속염 중에서도 이들 금속을 포함하는 중합체가 높은 효과를 가진다고 여겨지고 있다.

이들 응집제의 기능은 일반적으로 오수 중의 탁질 콜로이드가 그의 표면에 음의 전하를 띠고 있는 것으로부터, 상기 금속염 응집제는, 수중에서, 예를 들면 알루미늄 히드록시 착체 등 양의 전하로 되어 전하를 중화하고, 콜로이드 입자를 집합시켜 프럭상으로 하거나, 또한 오수 중에 용해하고 있는 사포닌이나 단백질 또는 후민류 등의 유기물을 염석하는 등의 작용에 의해, 제거 대상물을 프럭 등의 괴상화하는 것이다.

종래, 일반적으로 사용되고 있는 금속염계의 응집제로서는 황산알루미늄(황산 밴드：Al₂(SO₄)₃)나 폴리 염화 알루미늄(PAC：〔Al₂(OH)_nCl_{l6 -n}〕_m)(n=1~5, m≤10) 등의 알루미늄계, 황산 제1철(녹반：FeSO₄·7H₂O)이나 염화 제2철(FeCl₃·6H₂O) 또는 황산 제2철의 황산기의 일부를 수산기로 치환한 폴리 황산 제2철([Fe₂(OH)_n8(SO₄) _33-n/2〕_m) 등의 철계, 또한 철-실리카 무기 고분자인 중합 규산철(PSI：〔(SiO₂)·(Fe₂O₃)_1~3〕_n)(n=50~200) 등이 주로 이용된다.

이들 응집제와 함께, 또는 단독으로, 양이온계, 음이온계 또는 비이온계의 고분자 응집제(응집조제)가 이용되는 경우도 있다. 이들 유기 응집제로서 양이온계의 예는 아닐린유도체, 폴리에틸렌이민 등의 아민류, 폴리아미드, 폴리 아크릴 아미드 등의 아미드계 응집제이며, 주로 하수나 분뇨 등, 또는 클로렐라, 녹조류, 박테리아 등의 조류의 제거에 사용된다. 또한 음이온계의 예는 폴리 아크릴산 소다 등이며, 특히 피처리수의 pH가 중성에서 알칼리성의 경우에 이용되며, 일반적으로 중금속 수산화물 등 양이온 전하 입자를 포함하는 배액, 예를 들면 종이 펄프 공장폐수, 금속 기계 공장폐수, 선광 폐수, 도금 폐수 등의 경우에 많이 이용된다.

또한, 비이온계의 예는, 폴리에틸렌 옥사이드 등에서, 특히 pH가 중성~산성의 경우에 적절하고, 자갈·점토 채취 폐수 선광 폐수 등 무기질 현탁물의 침강 촉진, 여과 촉진 등의 경우, 금속염 응집제와 함께 이용된다.

또한, 전기 분해(이하, 본 명세서에서 전해라고 한다)에 의한 오수 중의 유기물 응집 제거 방법도 개시되어 있다. 전해에 의한 오수의 처리 수단으로서는, 일반적으로 금속 전극을 이용하는 것에 의해, 전해 시에 상기 전극의 용출에 의해 피처리 오수 중에 양이온을 공급하는 것이며, 예를 들면, 특허 문헌 1, 2는 전극으로서 알루미늄이나 철을 이용하고 있다. 또한, PAC에 의해 현탁입자를 응집시킨 후, 전해에 의한 기포의 발생에 의해 응집립(凝集粒)를 수면으로 부상시켜, 플로스를 형성시키는 것(특허 문헌 3), 또한, 난분해성 유기물을 포함하는 배수에 대해서, 우선 호기성균에 의해 분해한 후, 금속 이온을 포함하는 응집제, 예를 들면 PAC나 염화 제2철을 첨가하여, 전해 산화·환원함으로써, 상기 금속 이온과 난분해성 유기물과의 착체의 생성을 촉진시키는 방법(특허 문헌 4), 또는 실리카를 포함하는 배수에 대해서, 철을 전극으로 하는 전해 조작에 의해, 일부 실리카철로 이루어진 응집제를 계내에 형성시켜 피제거 물질을 제거하는 방법(특허 문헌 5) 등이 있다.

그러나, 이들 전해에 의한 오수의 처리는 모두 오수 중에 포함되는 오탁 물질 자체에 작용시키는 것이기 때문에, 장치의 대형화나, 온·사이트(on-site)로 전해를 해야만 한다고 하는 문제가 있었다.

또한 오수처리에 있어서는, 상기 금속염 응집제에 의한 부유물의 제거 처리와 함께, 소위 활성오니법이라고 하는 세균을 이용한 유기물의 분해 처리가 실시된다. 예를 들면 농업용 배수의 처리 등에 있어서는, 호기성 균처리와 혐기성 균처리를 함께 사용하는 것도 자주 실시되고 있다.

이상과 같이, 오수처리에 있어서는, 일반적으로 우선 응집제에 의한 부유물, 특히 콜로이드 물질 또는 일부 용해한 유기물을 제거할 필요가 있고, 종래 알루미늄계의 응집제가 주로 이용되어 왔다. 그러나, 알루미늄계 응집제, 예를 들면 PAC등은 저농도 원수, 저수온, 고알칼리도 원수, 염류가 많은 원수에 대해서 현저하게 응집 효과가 떨어지는 것이 알려져 있을 뿐만 아니라, 처리액 중에 알루미늄이 존재하며, 인체에의 영향이 의심되기 때문에, 하천으로의 방류나, 논밭의 급수 등에 사용하는 경우, 가급적으로 저농도로 하는 것이 바람직하다. 또한 철계 응집제, 예를 들면 PSI 등은 철강업에서 산세 폐액 등의 이용이 검토되고 있지만, 응집 대상이 되는 오수 중 유기물에 따라 실리카 량을 변화할 필요가 있을 뿐만 아니라, 여과 손실이 크기 때문에, 현재의 처리 시설을 그대로 사용하려면 제어계나 노하우의 재구축이 필요, 소스가 한정되는 등의 사정도 있어 PAC정도로는 일반적이지 않다. 황산 밴드나 녹반 또는 염화철 등은 응집 효과가 뒤떨어지기 때문에, 대량으로 이용할 필요가 있지만, 다량으로 사용했다고 해도 반드시 응집 효과의 향상을 기대할 수 있는 것은 아니다. 따라서 응집 효과가 높은 응집제의 사용으로 사용량을 삭감할 수 있으면, 오수처리 비용이 저감되므로, 보다 효율적인 응집제의 개발이 요구되고 있었다. 특히, 종래 사용되고 있는 금속염 응집제에 의하면, 용해하고 있는 유기물을 제거하는 성능이 뒤떨어지고, 유기물 등을 많이 용해하고 있는 오수에 대해서는, 대량의 응집제의 사용이나 후처리에 의한 유기물의 분해 등을 필요로 한다는 결점이 있었다.

또한 상기 금속염계 응집제, 특히 염소 함유 응집제에 있어서는 상기 전해를 수반하는 처리의 경우, 예를 들면 농업용 배수 처리 등에서 자주 실시되는 응집제 처리에 이어지는 혐기성균에 의한 처리가 불가능(균이 사멸한다)해지는 사태가 자주 발생하는 결점이 있었다.

(특허문헌1)일본공개특허공보 평８－１１７７３７

(특허문헌2)일본공개특허공보 ２００１－５４７００

(특허문헌3)일본공개특허공보 ２００２－４５６３０

(특허문헌4)일본공개특허공보 ２００３－２７５７６５

(특허문헌5)일본공개특허공보 ２００５－１５２８８０

여기서, 본 발명은 종래 사용되고 있던 금속염계 응집제의 응집 활성을 현저하게 높인 활성 금속염 응집제를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명의 목적은 활성 금속염 응집제의 제조시에 전해를 실시하는 것이지만, 본 발명의 활성 금속염 응집제로 처리된 배액은, 그 후 혐기성균을 사멸시키지는 않기 때문에, 호기성균 처리는 물론, 혐기성균 처리도 가능해지는 것이다.

또한, 본 발명은 오수의 정화력이 향상된 오수의 정화 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자는 상기 과제를 해결하기 위해 연구한 결과, 종래부터 오수의 정화에 사용되고 있던 금속염계 응집제로 전해 처리(통전 처리)를 실시함으로써, 상기 목적을 달성할 수 있다는 사실을 밝혀냈다.

본 발명은 상기 발견에 기초하여 이루어진 것이며, 금속염 응집제 또는 상기 금속염 응집제를 함유하는 수용액을 전해 처리하여 이루어진 활성 금속염 응집제를 제공하는 것이다.

본 발명에 있어서, 금속염 응집제로는 고분자 금속염 응집제를 들 수 있다.

금속염 응집제는 폴리 염화 알루미늄계 응집제 및 폴리 실리카철계 응집제를 들 수 있다.

금속염 응집제가 폴리 염화 알루미늄계 응집제인 경우, 4.8~5.5 eV 및 3.8~4.2 eV에 광흡수대(光吸收帶)를 갖는 것을 들 수 있다.

금속염 응집제가 폴리 실리카철계 응집제인 경우, 5.9~6.1 eV의 광흡수대역의 흡광도가 전해 처리전보다 낮아지고 있는 것을 들 수 있다.

전해 처리로는 직류 전해 처리인 것이 바람직하다.

또한, 본 발명은 음·양 양전극이 되는 2개의 전극을 갖는 용기 중에 금속염 응집제 또는 상기 금속염 응집제를 함유하는 수용액을 존재시켜, 양극 간에 통전하는 것을 특징으로 하는, 본 발명의 활성 금속염 응집제의 제조 방법을 제공한다.

상기 활성 금속염 응집제의 제조 방법으로는 양극측과 음극측이 격막에 의해 구획되고 있는 용기를 사용하여 통전을 행하며, 양극측의 응집제를 회수하는 것을 포함하는 방법이어도 좋다. 통전량은 5~60 쿨롬/g인 것이 바람직하다.

또한, 본 발명은, 청구항 제1항에 기재된 활성 금속염 응집제를 피처리수와 접촉시키는 공정을 포함하는, 상기 피처리수를 정화하는, 수질 정화 방법을 제공한다.

본 발명의 활성 응집제는 종래 사용되고 있는 금속염계 응집제 또는 그 수용액에 직류 또는 교류의 전류를 흐르는 전해 처리에 의해 얻을 수 있다. 본 발명의 처리에 의해 얻을 수 있는 활성 응집제는, 종래의 미전해 처리의 응집제에 비해, 예를 들면 100배를 넘는 현격히 강한 응집 작용을 나타내는 것이다. 그 이유는 반드시 분명하진 않지만, 전해 처리로서 액체상 응집제 또는 응집제 수용액에 통전하는 것에 의해 액중에 양전하 또는 음전하를 갖는 수산화 금속계에서 비교적 분자량이 큰 화합물의 폴리이온이 형성되어, 상기 이온에 의한 현탁입자의 전하의 중화와 상기 응집제 분자에 의해, 다수의 현탁 입자의 흡착에 의한 가교 등이 생겨 응집력이 향상하는 것 및 용해 유기물의 염석 작용도 얻을 수 있는 것이라고 생각된다. 본 발명의 활성 응집제는 종래 공지의 응집제를 전해 처리하여, 그 응집제로서의 성능을 현저하게 향상시키는 것이며, 응집제로서의 사용 방법은 종래의 응집제의 사용 방법과 특별히 바뀌는 것이 아니고, 단지, 보다 소량의 사용으로 효과를 얻는 것이기 때문에, 종래 이용되고 있는 정화 장치나 정화 프로세스는 어떠한 변경도 하지 않고 사용할 수 있다.

본 발명의 활성 금속염 응집제의 제조 방법에 의하면, 강한 응집 작용을 나타내는 금속염 응집제를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명의 오수의 정화 방법은, 본 발명의 활성금염 응집제를 사용하고 있으므로, 종래의 응집제를 이용하는 것보다 정화 효율이 뛰어난 것이 된다.

도 1은 활성화 처리한 PAC에 의한 글로블린의 응집 상태를 시간의 경과와 함께 나타낸 사진 및 비교를 위한 미처리의 PAC의 사진이다.
도 2는 활성화 처리한 PAC에 의한 알부민의 응집 상태를 시간의 경과와 함께 나타낸 사진 및 비교를 위한 미처리의 PAC의 사진이다.
도 3은 PAC의 활성화 전해 처리에 대해서, 처리 시간과 광흡수 스펙트럼의 변화를 나타낸 것이다.
도 4는 광흡수 스펙트럼에 대해서, 초기 광흡수 스펙트럼을 감산하여, 전해 처리에 의한 변화의 증가 성분을 명확하게 나타낸 것이다.
도 5는 PSI에 대해서, 활성화 처리를 실시했을 경우와 활성화 처리하지 않은 경우의 PSI에 대해서, 양자의 차이를 나타내기 위한 사진이다.
도 6은 PSI에 대해 활성화 처리 시간에 의한 광흡수 스펙트럼의 변화를 나타낸 것이다.
도 7은 PAC에서의 활성화 처리시간과 응집 성능의 관계를 나타낸 사진이다.
도 8은 PSI에서의 활성화 처리 시간과 응집 성능의 관계를 나타낸 사진이다.
도 9는 통전량과 건조 중량비와의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 10은 통전량과 건조 중량비와의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 11은 통전량과 흡광도와의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 12는 통전량과 건조 중량비와의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 13은 식육 센터 종합 배수를 응집제로 처리한 실험의 결과를 나타낸 사진이다.
도 14는 식육 센터 종합 배수를 응집제로 처리한 실험에 있어서의 상청액의 광투과 스펙트럼의 측정 결과를 나타낸다.
도 15는 공공 하수 최초 침전지출수를 응집제로 처리한 실험에 있어서의 상청액의 광투과 스펙트럼의 측정 결과를 나타낸다.

이하, 우선 본 발명의 활성금속염 응집제에 대하여 설명한다.

본 발명의 활성 금속염 응집제는 금속염 또는 상기 금속염 응집제를 함유 하는 수용액을 전해 처리하여 이루어진다. 본 발명에서 사용되는 금속염 응집제란, 종래부터, 예를 들면 오수처리에 이용되고 있는 금속염 응집제를 의미한다. 이러한 금속염 응집제로는 예를 들면 제2철염 (염화 제2철, 황산 제2철, 폴리 황산 제2철 등), 알루미늄염(황산알루미늄 [황산 밴드] 또는 폴리 염화알루미늄 [PAC], Al₂(OH) _nCl_6-n〕_m, 1≤n≤5, m≤10)), 또는 티탄염(염화 티탄 등), 황산 제1철(녹반：FeSO₄·7 H₂O)이나 염화 제2철(FeCl₃·6H₂O) 또는 황산 제2철의 황산기의 일부를 수산기로 치환한〔Fe₂(OH)_n8(SO₄)_33-n/2〕_m등의 철계, 또한 철-실리카 무기 고분자인 중합 규산철(PSI：〔(SiO₂)·(Fe₂O₃)_1~3〕_n)(n=50~200) 등을 열거할 수 있지만, 이들로 한정되지 않고, 종래로부터, 오수처리 등에 이용되고 있는 것이면 특별한 제한 없이 이용할 수 있다.

전해 처리 수단으로는 한정되지 않고, 전극간에 금속염 응집제 또는 그 수용액을 존재시켜 직류 또는 교류를 통전하면 좋지만, 본 발명에서는 직류를 통전시키는 것이 바람직하다. 전해처리를 실시하는 경우에 금속염 응집제를 함유시키는 수용액으로는 전해액인 것이 바람직하다. 이 경우의 전해액으로는 전해 처리를 실시할 때에 이용되는 것을 특별한 제한없이 사용할 수 있다. 이와 같은 전기분해액으로는 수중에서 이온화하고, 수용액의 도전율(이온 강도)을 증가시키는 물질이 특별한 제한 없이 이용되며, 예를 들면, 무기산, 예를 들면, 염산, 황산, 인산, 초산, 탄산 등；유기산, 예를 들면, 메탄 설폰산, 개미산, 초산, 구연산, 수산, 테레프탈산 등；알칼리성 물질, 예를 들면 수산화 나트륨, 수산화 칼륨, 암모니아 등；알칼리 금속염, 예를 들면 염화 칼륨, 염화 나트륨 등을 들 수 있다. 전해액의 농도는 통상은 0.1mol/L~8mol/L 정도이며, 바람직하게는 0.1mol/L~8mol/L이며, 더욱 바람직하게는 0.3mol/L~4mol/L정도이다. 전해 처리의 조건에 대해서는 후술한다. 본 명세서에서는 전해 처리를 통전 처리라고 표현하는 경우도 있으며, 양자를 같은 뜻으로 사용하고 있다.

또한 본 발명에서 사용되는 금속염 응집제로는 폴리 염화 알루미늄계 응집제(PAC) 및 철-실리카 무기 고분자인 중합 규산철(폴리 실리카철계 응집제)이 바람직하다.　폴리 염화 알루미늄계 응집제는, 전해 처리에 의해서 4.8~5.5eV 및 3.8~4.2eV에 광흡수대를 가진다. 여기서 광흡수대를 가진다는 것은 PAC를 포함하는 용액(경우에 따라, 물 등의 용매로 희석한다)을 분광광도계에 의해 광흡수 스펙트럼을 측정한 경우, 그 범위의 흡광도가 전해 처리를 실시하지 않은 것보다 큰 것을 의미한다. PAC는 전해 처리를 실시하기 전에는 이 범위에 광흡수대를 가지지 않기 때문에, 전해 리를 실시한 것과 구별할 수 있다. 또한, 후술하는 실시예로부터 알 수 있듯이, 상기 범위에 광흡수대를 가지는 PAC는 응집 효율이 향상한 것이다. 또한, 광흡수대의 범위는 원료로 사용하는 금속염 응집제에 따라 다르며, 예를 들면 5.2~5.4eV 및 4.0~4.2eV의 범위이며, 또는 4.9eV 및 3.9eV 부근이다. 이 광흡수체의 증가의 출현은, HOMO-LUMO의 천이(遷移)에 의한 것, 또는 미량 불순물 등에 의해서, 에너지 준위에 조금 변화가 생길 가능성이 있어, 그것을 반영한 것이라고 생각된다. 어쨌든 이 범위의 광흡수대의 출현은 얻을 수 있는 활성 금속염 응집제의 응집 활성의 향상과 일치하고 있다.　

또한, 본 발명에서 금속염 응집제로는 폴리 실리카철계 응집제(철-실리카 무기 고분자인 중합 규산철, PSI)를 사용할 수도 있다. 이 경우는 활성 금속염 응집제는 5.9~6.1eV의 광흡수 대역의 흡광도가 전해 처리 전보다도 일단 증가하고, 전해 처리를 계속하면 이 범위의 흡광도가 저하하므로, 전해 처리를 실시하지 않은 것과 구별할 수 있다.

또한, 본 발명의 활성 금속염 응집제는 그 중에 포함되는 염소 이온 농도가 낮은 것이 바람직하다. 염소 이온이 존재하면 응집능을 저해한다고 생각할 수 있지만, 본 발명의 활성 금속염 응집제는 전해 처리를 실시하는 것에 의해서 염소 이온이 전해 반응에 의해 염소 가스로서 방출되어 염소 이온 농도가 낮아지고 있어 이로 인해 응집능이 향상하고 있다고 생각된다.

본 발명의 활성 금속염 응집제는 본 발명의 수질 정화 방법에 사용할 수 있다.

본 발명의 수질 정화 방법은 상술한 본 발명의 활성 금속염 응집제를 피처리수와 접촉시키는 공정을 포함한다.

본 발명의 수질 정화 방법에서 대상이 되는 피처리수로는 특별히 제한은 없지만, 생활 배수나 산업 배수를 들 수 있다. 예를 들면, 최종 처분지 침출수, 쓰레기 소각 배수, 하수 처리수, 분뇨 처리수, 반도체 공장배수, 전자 공장배수, 도금 공장배수, 수산 가공장 배수, 식품 음료 제조 공장배수 등의 공장배수, 광업 배수, 농업 배수, 축산 배수, 정수 처리 배수 등의, 처리 시에 정화를 필요로 하는 것을 들 수 있다. 본 발명의 활성 금속염 응집제는 단백질 성분을 응집시키는 효과가 뛰어나므로, 특히, 단백질성의 피제거 성분(식품이나 혈액 성분 등도 포함한다)을 포함하는 배수를 피처리수로서 이용하는데 적합하다.

본 발명의 수질 정화 방법은 본 발명의 활성 금속염 응집제를 피처리수와 접촉시키는 공정을 포함한다. 활성 금속염 응집제를 피처리수와 접촉시키는 방법으로는, 특별히 제한은 없지만, 예를 들면, 피처리수와 활성 금속염 응집제를 혼합하는 방법을 들 수 있다. 어느 방법에서도 활성 금속염 응집제를 피처리수와 연속적으로 접촉시키는 것이 바람직하다. 접촉시키는 방법으로는, 상술한 바와 같이, 활성 금속염 응집제를 피처리수와 혼합시키는 방법 외에, 예를 들면, 섬유 등으로 형성된 주머니상체의 안이나 시트상체의 사이에, 본 발명의 활성 금속염 응집제를 넣어 그것을 피처리수에 띄우거나 가라앉히거나 하여 이용해도 좋다. 또한, 배수의 정화 장치의 물순환 경로에 배설되는 여과조에, 본 발명의 활성 금속염 응집제를 배치하여 이용해도 좋다. 이때, 종래부터 피처리수를 정화하기 위해서 이용되고 있는, 필터나 활성탄, 다른 여과제 등을 함께 사용할 수도 있다.

이하, 본 발명의 활성 금속염 응집제의 제조 방법에 대해 설명한다.

본 발명의 활성 금속염 응집제의 제조방법은, 음·양 양전극이 되는 2개의 전극을 구비한 용기 중에 금속염 응집제 또는 상기 응집제를 함유하는 수용액을 존재시켜, 양극 사이에 통전하는 것을 포함한다.

즉, 본 발명의 활성 금속염 응집제의 제조방법은, 음·양 양전극이 되는 2개의 전극을, 금속염 응집제 또는 상기 응집제를 함유하는 수용액에 침지하여, 양극 사이에 통전하는 것을 포함한다.

수용액으로는 전해액인 것이 바람직하다. 전해액에 대해서는 상술한 바와 같다.

전해수단으로는 한정되지 않고, 전극간에 금속염 응집제 또는 그 수용액을 존재시켜 직류 또는 교류를 흐르게 하면 좋다. 본 발명에서는 통전이 직류 전압의 인가에 의해 이루어지는 것이 바람직하다.

활성화 처리 금속염 응집제 또는 그의 수용액은 통전 전기량(쿨롬량)에 비례하여 전기 화학적 변화를 받게 되기 때문에, 통전 전기량의 증대와 함께 응집 활성은 높아지지만, 일정치를 지나면 응집 활성은 저하하기도 한다. 이는 과잉으로 전기 분해를 받는 것에 의해, 일단 형성된 응집력이 강한 상태로부터, 더욱 전해에 의해 분자가 분해를 받아 응집활성을 저하시키는 것이라고 생각된다. 통전량은, 사용하는 응집제의 종류나 농도에 따라서 다르며, 후술하는 실시예 등을 참고로 하여 예비시험에 의해 적당한 전해처리 조건을 용이하게 구할 수 있다. 예를 들면, 통전량으로는, 합계의 통전량으로 바람직하게는 5~60 쿨롬/g이며, 더욱 바람직하게는 5~20 쿨롬/g이다. 여기서 통전량은, 원료로 이용하는 금속염 응집제의 1g당 쿨롬량으로 나타내고 있다. 즉, 사용하는 금속염 응집제의 양을 증가시킨 경우, 전류량을 증가시키던가, 통전시간을 길게 함으로써, 응집 효율이 같은 활성 금속염 응집제를 얻을 수 있다. 상기 통전량이 5클롬/g미만이면 응집활성 효과가 향상하지 않는 경우가 있고, 한편, 통전량을 60쿨롬/g보다 높게 해도, 응집 활성 효과는 그 이상으로 향상하지 않는다.

통전처리를 하는 시간은 통전량이 상기 범위가 되는 시간이 좋지만, 후술 하는 실시예로부터 알 수 있듯이, 본 발명의 활성 금속염 응집제는, 4.8~5.5eV 및 3.8~4.2eV에 광흡수대를 갖는 경우에, 그의 응집효율이 향상하고 있기 때문에, 4.8~5.5eV 및 3.8~4.2eV에 광흡수대를 갖게 될 때까지 통전처리를 실시하는 것이 바람직하다. 이 경우, 통전처리의 가장 중간에 시료의 일부를 샘플링하여, 흡광도를 측정하고, 상기 범위에 광흡수대가 출현하고 있는지를 확인하면서 통전처리를 실시해도 좋다.

전해 조건으로서는 우선 일정한 전류가 흐르는 것이 필요하고, 이를 위해 필요한 통전량은, 전극재료의 종류나, 처리하는 금속염 응집제의 종류, 물의 유무 등에 의해서 정해진다. 일반적으로 전압이 너무 낮으면 전류는 흐르지 않고, 또 너무 높게 하는 것은 과도한 물의 전해를 초래하므로 좋지 않다. 또한, 전압이 과잉으로 높아지는 것을 피하기 위해, 조제로서 알칼리 금속염, 예를 들면 염화 칼륨, 염화 나트륨 등을 첨가하는 것도 바람직한 경우가 있다. 즉 전해액을 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 전극재료로는 직류의 경우, 음극은 철이나 니켈, 탄소 등의 도전체 재료가 좋고, 양극은 금속의 용출을 고려하여, 용출해도 좋은 경우는 알루미늄이나 철이 좋지만, 금속의 용출을 피하고 싶은 경우는 백금 등의 귀금속 또는 백금 등을 도금한 금속 등, 그 밖에 탄소 등을 사용하는 것이 바람직하다.

또한 교류 전해에 있어서는, 금속의 용출을 피하고 싶은 경우는, 양극 모두 백금 전극 등을 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 전해 온도는 특별히 한정되지 않고, 실온으로 충분하다.

본 발명의 전해에 의한 활성화 처리는, 금속염 응집제 전반에 대해서 유효하지만, 특히 중축합형의 금속염 고분자로 이루어진 금속염 응집제, 얻어지는 PAC나 PSI에 대해서 현저한 효과를 가진다. 그 이유는 반드시 분명하지 않지만, 전해에 의해서 PAC나 PSI의 분자의 절단이 생김과 동시에, 금속의 히드로니움 겔화를 일으켜 이온량의 증대가 생기고 있는 것은 아닐까 예상된다.

이것들은 전해의 진행과 함께 광흡수 스펙트럼에 나타난다. 즉, PAC에서는, 4.8~5.5(특히 5.3)eV 및 3.8~4.2(특히 4.13)eV에, 광흡수 스펙트럼의 피크가 나타난다. 또한 PSI에서는, 전해 처리시간과 함께 5.9~6.1eV 및 4.0~4.3eV의 광흡수대를 변화시키는 것이다. PAC에 있어서는 전해에 의해서 새롭게 나타나는 광흡수 피크의 값이 최대로 달성한 곳이, 응집 활성의 최대와 거의 일치한다. PSI에 있어서는 광흡수대의 피크 강도가 증가한 곳에서 응집 성능이 높아진다. 따라서, 광흡수 스펙트럼을 측정하는 것에 의해서도 본 발명의 전해 처리의 적당한 조건을 확인하는 것이 가능하다.

또한, 본 발명의 활성 금속염 응집제의 제조방법에서는, 양극측과 음극측이 격막에 의해 구획되고 있는 용기를 이용하여 통전을 실시하고, 양극측의 응집제를 회수하는 것을 포함하는 방법이어도 좋다. 본 발명의 활성 금속염 응집제의 제조 방법에서는, 양극 반응이 응집 성능의 향상을 일으키고 있다고 생각되어지므로, 양극측의 응집제를 회수함으로써, 응집 성능이 더욱 향상한 것을 얻을 수 있다.

또한 이용되는 격막으로는 침투막, 카본 섬유의 판 등이 사용된다.

본 발명의 활성 금속염 응집제의 제조 방법에 의해서 얻어진 활성 금속염 응집제는, 그대로 정화해야 하는 물에 첨가하여 사용해도 좋지만, 예를 들면 원심분리 등에 의해서 수분을 감소시킨 것을 사용해도 좋고, 또는 동결건조한 것을 사용해도 좋다.

[실시예]

이하, 본 발명을 실시예에 의해 더욱 상세하게 설명한다. 또한 본 발명의 범위는 이러한 실시예로 한정되지 않는다는 것은 말할 필요도 없다.

　

실시예 1

　전해 장치로는 이하의 것을 사용했다.

　내경 18mm, 높이 50mm의 원주상 유리용기에, 전극으로 백금선〔직경 0.3mm, 길이 12.5mm(유효 길이 40mm), 전극간 거리 13mm〕를 설치한 전해조를 사용했다.

　전해 처리의 조건은 이하와 같다

　인가 전압 직류 45V(이하)

　전류값　　 30mA(정전류 제어)

　수온　　　 23℃

　처리 시간　90분

　통전량　　16쿨롬/g

상기 전해장치에, 폴리 염화알루미늄(PAC：〔Al₂(OH)_nCl_l6-n〕_m)(n=_1~5,m≤10)(홋카이도조달 주식회사 제조)를 10mL를 넣어 통전을 실시하고, 전해 처리를 실시하여, 활성화 금속염 응집제로의 활성화 PAC를 얻었다.

상술한 바와 같이 하여 얻어진 활성화 PAC 1mL를 물 1 mL와 혼합하여, 시료로 했다. 이것과 별개로, 전해 처리를 실시하지 않은, PAC를 비교예 1로 했다.

비커에 KCl 수용액(농도 100mM) 50mL를 넣은 다음, 글로블린 수용액(농도 50μM) 2mL를 첨가하여 잘 교반 했다. 이어서, 상술한 바와 같이 하여 얻어진 시료를 비커에 첨가하고, 400rpm에서 1분간 교반하여, 비커 안에 생성되는 침전을 0분, 5분, 10분, 30분, 60분, 90분 및 120분 정치 한 후에 육안으로 관찰했다.

결과를 도 1에 나타냈다. 도 1에 있어서, A1~A7은 비교예 1에 대한 결과를, B1~B7은 실시예 1에 대한 결과를, 각각 0분, 5분, 10분, 30분, 60분, 90분 및 120분 정치한 후의 결과를 나타냈다.

비교예 1에 있어서는, 비커 내의 글로블린 용액에 PAC 시료용액을 첨가 후, 즉시 용액이 백탁하기 시작한 후, 30분 정도까지는 백탁한 용액의 색에 큰 변화는 관찰되지 않았지만, 50분 경과 후부터 프럭상의 단백질 성분 응집체라고 생각되는 것이 비커의 바닥에 침전하는 모습이 관찰되었다. 더욱 방치하면, 60 분 후에는 프럭상체가 확실하고, 120분 이후로는 침전 응집체에 변화는 볼 수 없었다. 활성 금속염 응집체는 첨가 직후에 용액은 백탁했지만, 응집 농도는 비교예 1보다 진하고, 5분 후에는 비커 바닥의 침전물을 관찰할 수 있었다.

그 후, 10분으로 용액은 투명하게 되어, 응집체는 모두 비커의 바닥에 침전 했다. 4분 경과하면, 그 후 침전 응집체의 침전층의 높이의 변화는 없어졌다. 이 결과에서도, 실시예 1의 응집체가 비교예 1의 응집체보다 글로블린의 응집 활성이 높은 것을 알 수 있다.

실시예 2

글로블린 수용액을 대신하여 알부민 수용액(농도 50μM)을 사용하여, 실시예 1과 같이 시험을 실시했다. 또한, 전해 처리를 실시하지 않은 PAC에 대해서도 같은 시험을 실시하고, 이것을 비교예 2로 했다. 결과를 도 2에 나타냈다. 도 2에서, C1~C7은 비교예 2에 대한 결과를, D1~D7은 실시예 2에 대한 결과를, 각각 0분, 5분, 10분, 30분, 60분, 90분 및 120분 정치한 후의 결과를 나타낸다.

비교예 2에서는, 비커 내의 알부민 수용액에 PSI 시료를 첨가하여 교반하면, 바로 백탁을 일으켰지만, 방치하면 즉시 침전 응집하여, 용액은 투명하게 되었다(C1). 그 후 비커 바닥의 응집체에 변화가 보이진 않았지만, 30분 경과 후, 수면에 응집체가 부유했다. 부유 응집체는 90분까지 계속 증가하며, 120분 이후 가라앉았다.

한편, 실시예 2에서는, 교반 후 바로 응집체를 볼 수 있었지만, 응집 완료(침전물의 증가가 없어졌을 때)가 늦고, 30분 정도 걸렸다. 그러나, 응집 농도는 높고, 프럭의 부유는 볼 수 없었다.

실시예 1 및 2, 비교예 1및 2를 정리하여 표 1에 나타냈다.

　실시예 3

전해 처리와 광흡수 스펙트럼과의 관계를 조사했다.

실시예 1과 마찬가지로, 폴리 염화 알루미늄을 전해 처리하여, 전해 처리 개시 전, 전해 처리 개시 5분 후, 전해 처리 개시 10분 후, 그 다음은 10분 간격으로 90분까지 시료를 샘플링하여, 광흡수 스펙트럼을 자기 분광 광도계(주식회사 히타치 제작소 제조：U-3500)로 측정했다. 결과를 도 3에 나타냈다.

도 3으로부터 알 수 있듯이, 전해 처리를 실시하면, 자외 가시광 영역의 전역에 걸쳐서, 흡광도가 일정하게 증가하지만, 전해 처리 시간과 함께 5.2~5.4 eV 및 4.0~4.2 eV 부근에 광흡수대가 나타났다.

이들 각각의 시간으로 처리한 PAC의 광흡수 스펙트럼으로부터, 초기 광흡수 스펙트럼을 감산하여, 전해 처리에 의해 변화한 광흡수 증가 성분을 구한 것을 도 4에 나타냈다. 이 도면으로부터, 4.8~5.5eV(특히 5.3eV) 및 3.8~4.2eV(특히 4.13eV) 부근에 에너지의 피크가 발생하는 것을 알았다. 이들 피크는 전해 처리 시간에 따라서 증가하지만, 일정시간 후에 포화하며, 그 이상 처리하면 감소로 바뀌는 경향을 가진다.

　실시예 4

실시예 1과 같은 전해 장치에, 폴리 실리카철계 응집제(PSI：〔(SiO₂)·(Fe₂O₃)_1~3〕_n)(n=50~200)(난카이 화학공업 주식회사 제조)를 11mL를 넣어 실시예 1과 같은 장치를 이용하여 30mA의 통전을 실시해, 전해 처리를 실시했다. 전해 처리의 시간은 360분 실시하여, 활성화 금속염 응집제로의 활성화 PSI를 얻었다. 통전량은 59 쿨롬/g이 된다.

시험관에, 순수한 물 2.5mL 및 글로블린 수용액(농도 200μM) 0.1mL를 넣어 잘 교반한 후, 상술한 바와 같이 하여 얻어진 활성화 PSI를 1mL 첨가하여 잘 교반 했다. 또한, 전해 처리하고 있지 않는 것을 비교 실험으로 실시했다. 활성화 PSI를 첨가하여 교반하고, 즉시 시험관을 육안으로 관찰한 후, 5분, 10분, 30분, 60분, 90분, 120분, 180분, 240분 및 360분간 정치한 후, 시험관 내에 생성되는 침전을 육안으로 관찰했다.

결과를 도 5에 나타냈다. 도 5에서는, 각각의 사진 아래에 정치한 시간을 기재하고, 각각의 사진의 좌측 시험관은 전해 처리하고 있지 않는 PSI를 이용한 실험, 사진의 우측 시험관은 360분간 전해 처리를 실시한 PSI를 이용한 실험의 결과를 나타낸다. 도 5로부터 알 수 있듯이, 전해 처리를 실시하지 않은 것은, 정치 시간에 관계없이 거의 응집을 나타내지 않았다. 한편, 360분간의 전해 처리를 실시한 것은, 정치 시간에 상관없이, 첨가 직후에 전면에 걸쳐 응집체가 생겨 시간 경과와 함께 침전했다.

　실시예 5

전해 처리와 광흡수 스펙트럼과의 관계를 조사했다.

실시예 3과 같이, PSI를 전해 처리하여, 전해 처리 개시 전, 전해 처리 개시 5, 10, 20, 30, 45, 60, 90, 120, 150, 180, 210, 240, 380 및 440분 후에 시료를 샘플링 하여, 광흡수 스펙트럼을 자기 분광 광도계(주식회사 히타치 제작소 제조：U-3500)로 측정했다. 또한 광흡수도가 높기 때문에, 측정은 시료를 수천배로 희석하여 실시했다. 결과를 도 6에 나타냈다.

PSI는 원래 5.9~6.1eV 부근과 4.1~4.5eV 부근에 광흡수대를 가지지만, 이들이 전해 처리 시간(통전량)에 따라 변동한다. 즉, 일정시간까지는 피크 강도가 증감하고, 120분을 지나면 감소하는 경향이 있다.

실시예 6

응집제로 실시예 1에서 이용한 폴리 염화 알루미늄 10mL를 이용한 경우의 전해 처리 시간과 응집 효과와의 관계를 조사했다. 전해 장치에 대해서는 실시예 1과 같은 것을 이용했다.

전해 처리 조건은 이하와 같다.

　

인가 전압　8V이하

　전류값　　30mA(정전류 제어)

　수온　　　25℃

처리 시간　30분, 60분, 90분 및 180분

미리 시험관에 순수한 물 2.5mL와 글로블린 용액(농도 200μM)을 0.1mL 첨가해 두고, 상술한 바와 같이 하여 얻어진 활성화 금속염 응집제로의 활성화 PAC를 1mL씩 첨가하여 충분히 교반했다. 시험관 내에 생성되는 침전을, 교반 직후, 1, 2, 3, 4, 5 및 20시간 정치한 후에 육안으로 관찰했다. 결과를 도 7에 나타냈다. 도 7에서, 사진의 우측은 전해 처리 시간을 나타내고, 사진에서는, 왼쪽으로부터 교반직후, 1, 2, 3, 4, 5 및 20시간 정치 후의 결과를 나타낸다. 도 7로부터 알 수 있듯이, 60분간 전해 처리한 것은, 2시간 정치 후에 침전이 다량으로 생성되고 있었지만, 30분간 처리한 것, 90분간 처리한 것, 180분간 처리한 것은, 2시간 정치 후에도 침전의 생성은 있었지만, 60분간 처리한 것보다 침전의 생성은 늦었다.

　실시예 7

　응집제로 실시예 4에서 이용한 것과 같은 폴리 실리카철계 응집제(PSI)를 10mL 이용한 경우의 전해 처리 시간과 응집 효과와의 관계를 조사했다. 전해 장치에 대해서는 실시예 1과 같은 것을 이용했다.

전해 처리 조건은 이하와 같다.

　인가 전압　5V이하

전류값　 　30mA(정전류 제어)

　수온　　 　25℃

　처리 시간　30분, 60분, 120분 및 440분

미리 시험관에 순수한 물 2.5mL와 글로블린 용액(농도 200μM)을 0.1mL 첨가해 두고, 상술한 바와 같이 하여 얻어진 활성화 금속염 응집제로의 활성화 PAC를 1 mL씩 첨가하여 충분히 교반했다. 또한 비교로서 전해 처리를 실시하지 않은 것과 같은 시험을 실시했다. 시험관 내에 생성되는 침전을, 교반 직후, 1, 2, 3, 4, 5 및 20시간 정치한 후에 육안으로 관찰했다. 결과를 도 8에 나타냈다. 도 8에서, 사진의 우측에 전해 처리 시간을 나타내고, 사진에서는 왼쪽으로부터 교반 직후, 1, 2, 3, 4, 5 및 20시간 정치 후의 결과를 나타낸다. 도 8로부터 알 수 있듯이, 전해 처리 시간에 관계없이, 응집제 혼합 직후에 침전이 생성하여, 시간 경과와 함께 침전이 증가하는 것을 알 수 있었다.

　실시예 8

폴리 염화 알루미늄(난카이 화학 주식회사 제조, 10~11%) 11mL를, 실시예 1과 같은 장치를 이용하여 60mA로 전해 처리하여, 활성화 금속염 응집제로의 활성화 PAC를 얻었다. 처리 시간은 15, 30, 90, 180분으로 했다. 각각의 통전량은 5, 10, 29 및 59 클롬/g이다. 그 다음에, 얻어진 활성화 1.0mL를 7.7μM 농도의 글로블린 수용액 2.6mL를 시험관 중에서 혼합했다. 20분간 정치 한 후, 2,500rpm으로 원심분리하여, 상청을 버리고 침전을 얻었다. 얻어진 침전을 110℃의 온도로 건조하여, 전자 천칭에 의해 건조 중량을 측정했다. 전해 처리하고 있지 않는 PAC도 같은 시험을 실시했다(이 경우의 통전량은 0이다).

통전량이 0인 경우의 중량을 1로 하고, 각각의 전해 처리에 의해 얻어진 활성화 PAC를 이용한 경우의 침전의 건조 중량과의 비를 구하여 그래프를 작성했다. 이 그래프를 도 9에 나타냈다. 도 9에서, 횡축은 통전량이며, 종축은 건조 중량비이다. 도 9로부터 알 수 있듯이, 전해처리를 실시함으로써, 침전의 건조 중량은 전해 처리 전에 비해 7배 이상으로 상승하는 것을 알 수 있었다. 또한, 통전량은 60 쿨롬/g 이상이라고 해도 효과에 차이가 없는 것을 알 수 있었다. 실제의 응집 조작에서는, 「응집·분리」라는 조작이 되므로, 큰 프럭이 성장하여 고액분리를 일으키는 것이 중요하다.

　실시예 9

폴리 실리카철계 응집제(난카이 화학공업 주식회사 제조, PSI-025)를 10/3배로 희석하고, 그 6.0mL를 이용하여 글로블린 용액으로 4.3μM의 것을 4.6mL 이용한 이외에는, 실시예 8과 마찬가지로 전해 처리를 실시하고 시험을 실시했다. 결과를 도 10에 나타냈다. 도 10으로부터 알 수 있듯이, PSI를 이용한 경우, 전해 처리를 실시하지 않는 경우에 비해, 전해 처리를 실시함으로써, 건조 중량은 10배 이상으로 상승했다. 또한, 침전의 건조 중량비는 통전량이 50 쿨롬/g일 때에 최대치를 얻을 수 있으며, 그 이상의 통전을 실시해도 효과는 상승하지 않았다.

실시예 10

실시예 8에서 이용한 폴리 염화 알루미늄　6.0mL를 실시예 8과 같은 장치를 이용하여 60mA로 전해 처리하여, 활성화 금속염 응집제로의 활성화 PAC를 얻었다(직류 전해 처리). 또한, 같은 장치를 이용하여 정현파(교류, 20, 60 및 600Hz)에 의한 교류 전해 처리(시간：90분, 통전량：54 쿨롬/g)를 실시했다. 얻어진 활성화 PAC 1.0mL를 갖고, 실시예 8과 같은 시험을 실시했다. 전해 처리를 하고 있지 않는 경우의 건조 중량을 1로 한 경우의 건조 중량을 측정했는데, 직류 전해 처리의 경우는, 약 5.5인 것에 비해, 교류 전해 처리의 경우는, 모두 약 1이었다. 즉, 상용 주파수인 60Hz의 교류로 전해 처리해도 PAC의 응집 성능은 향상하지 않고, 이것은 20Hz~600Hz의 범위에서도 변하지 않았다.

　실시예 11

실시예 9에서 이용한 PSI　6.0mL를 실시예 9와 같은 장치를 이용하여 60mA로 전해 처리하여, 활성화 금속염 응집제로서의 활성화 PAC를 얻었다(직류 전해 처리). 또한, 같은 장치를 이용하여 정현파(교류, 20, 60 및 600Hz)에 의한 교류 전해 처리(시간： 90분, 통전량：54 쿨롬/g)를 실시했다. 얻어진 활성화 PSI　1.0mL를 갖고, 실시예 9와 같게 시험을 실시했다. 전해 처리를 하고 있지 않는 경우의 건조 중량을 1로 한 경우의 건조 중량을 측정했는데, 직류 전해 처리의 경우는, 약 9.5인 것에 비해, 교류 전해 처리의 경우는, 모두 약 1이었다. 즉, 상용 주파수인 60Hz의 교류로 전해 처리해도 PSI의 응집 성능은 향상하지 않고, 이것은 20Hz~600Hz의 범위에서도 변하지 않았다.

　실시예 12

직류 전해 처리를 실시했을 경우, 응집제의 응집 성능이 향상하는 것을 알 수 있었으므로, 이 효과는 어느 한편의 전극 반응에 의해서 생긴다고 추정할 수 있다. 여기서, 전해조를 필터로 격리한 실험을 실시했다.

실시예 1과 같은 전해 장치를 이용하여 양극과 음극의 사이에, 침투막을 배치하여, 양극과 음극을 격리했다. 이로 인해, 전기적으로는 양극측의 PAC(PSI)와 음극측의 PAC와는 도통 상태가 되어 있지만, 양극측의 PAC(PSI)와 음극측의 PAC와는 혼합하기 어려운 조건이 되어 있다. 100mA로 10분간 및 30분간 전해 처리하고, 양극측 및 음극측의 PAC를 샘플링하여, 실시예 8과 같게 건조해 건조 중량을 측정하여, 전해 처리를 하고 있지않은 경우의 것과 비교했다. 결과를 하기 표2에 나타냈다.

PAC를 이용한 경우의 결과를 이하의 표2에, PSI를 이용한 경우의 결과를 표3에 나타냈다.

표 2로부터 알 수 있듯이, 양극측의 응집제는 응집 성능의 향상을 나타냈지만, 음극측의 응집제는, 그 응집 성능이 전혀 향상하지 않았다.

이어서, PSI에 대해서도 같은 시험을 실시했다. 전해 처리의 조건은 침투막을 배치한 것 이외는 실시예 9와 같게, 30분 및 60분의 전해 처리 시간으로 실시했다. 결과를 이하의 표 3에 나타냈다.

표 3으로부터 알 수 있듯이, 양극측의 응집제는 응집 성능의 향상을 나타냈지만, 음극측의 응집제는, 그 응집 성능이 전혀 향상하지 않았다.

　실시예 13

실시예 8에서 이용한 폴리 염화 알루미늄(난카이 화학 주식회사 제조, 10~11%) 11mL를, 실시예 1과 같은 장치를 이용하여 60mA로 전해 처리하여, 활성화 금속염 응집제로서의 활성화 PAC를 얻었다. 처리 시간은 5, 15, 30, 60, 180분으로 했다. 각각의 통전량은, 2, 5, 10, 20 및 59 쿨롬/g이다. 이어서 얻어진 활성화 1.0mL를 7.7μM 농도의 글로블린 수용액 2.6mL를 시험관 중에서 혼합했다. 20시간 정치한 후, 2,500rpm으로 원심 분리하여, 상청에 대해 광흡수 스펙트럼을 측정했다. 결과를 도 11에 나타냈다. 또한, 침전을 110℃의 온도에서 건조하여, 전자 천칭에 의해 건조중량을 측정했다. 전해 처리하고 있지 않는 PAC도 같은 시험을 실시했다(이 경우의 통전량은 0이다). 통전량이 0인 경우의 중량을 1로 하고, 각각의 전해 처리에 의해 얻어진 활성화 PAC를 이용한 경우의 침전의 건조 중량과의 비를 구해, 3.9eV에서의 흡광도와의 대비를 나타내는 그래프를 작성했다. 이 그래프를 도 12에 나타냈다.

도 11에 나타냈듯이, PAC를 전해 처리한 경우, 도 11에서 횡축은 에너지(eV)를 나타내고, 종축은 흡광도이다. 측정한 장치의 측정 한계가 흡광도 3.5이므로, 흡광도가 3.5 이상인 측정 데이터는 신뢰도가 없고, 도 11에서는, 3.5가 상한으로 나타내지고 있다.

또한, 도 12로부터 알 수 있듯이, 본 실시예에서는, 4.9eV 및 3.9eV에 광흡수대가 출현하고, 그 흡광도는 통전량의 증가에 따라서 증가하는 것을 알 수 있었다. 도 12에서 횡축은 3.9eV에서의 흡광도를 나타내고, 종축은 건조 중량비이다. 도 12로부터 알 수 있듯이, 3.9eV에서의 흡광도가 증가하면, 건조 중량비가 증가하기 때문에, 응집 효율이 향상하고 있는 것을 알 수 있다.

　

실시예 14

식육 센터 종합 배수 스크린 지출수(야마구치현 우베시, pH 약6.9)에 대해서, 본 발명의 활성 금속염 응집제를 이용하여 수질의 정화를 실시했다.

실시예 1과 같은 전해 장치를 이용하여 폴리 염화 알루미늄(실시예 8에서 이용한 것과 같은 것)을 하기의 전해 처리 조건으로 전해 처리하여, 활성화 PAC를 얻었다.

　인가 전압　7V

　전류값　　 60mA(정전류 제어)

　수온　　　 20℃

처리 시간　60분

미리 시험관에 식육 센터 종합 배수 스크린 지출수 2.6mL에 농도 조정을 위한 순수한 물 85μL를 첨가해 두고, 상술한 바와 같이 하여 얻어진 활성화 금속염 응집제로서의 활성화 PAC를 15μL 첨가하여 충분히 교반했다.

시험관 내에 생성되는 침전을 교반 직후, 30분, 1.5시간, 3시간 및 9시간 정치한 후에 육안으로 관찰했다.

또한, 폴리 실리카철계 응집제(난카이 화학공업 주식회사 제조, PSI-025)를 10/3배로 희석한 것을 하기의 전해 처리 조건으로 전해 처리하여, 활성화 PAC를 얻었다.

　인가 전압　　4V

　전류값　 　100 mA(정전류 제어)

　수온　　　 20℃

처리 시간　 30분

미리 시험관에 식육 센터 종합 배수 스크린 지출수 2.6mL에 농도 조정을 위한 순수한 물 70μL를 첨가해 두고, 상술한 바와 같이 하여 얻어진 활성화 금속염 응집제로서의 활성화 PAC를 30μL 첨가하여 충분히 교반했다. 시험관 내에 생성되는 침전을 교반 직후, 30분, 1.5시간, 3시간 및 9시간 정치 한 후에 육안으로 관찰했다.

결과를 도 13에 나타냈다.

도 13에 있어서, 좌측은 PAC를 이용한 계이며, PAC의 열은, 비교로서 전해 처리하고 있지 않는 PAC를 이용한 실험, e-PAC의 열은 전해 처리한 PAC를 이용한 실험이며, 우측은 PSI를 이용한 계이며, PSI의 열은 비교로서 전해 처리하고 있지 않은 PSI를 이용한 실험, e-PSI의 열은 전해 처리한 PSI를 이용한 실험이다. 도 13으로부터 알 수 있듯이, 전해 처리한 PAC 또는 PSI를 이용했을 때는, 전해 처리하고 있지 않은 것에 비해, 침전량이 많았다.

　

실시예 15

실시예 14의 실험에서 9시간 정치한 시험관을 육안으로 관찰 종료 후, 원심분리에 의해 상청액을 회수하여, 광투과 스펙트럼을 측정했다. 결과를 도 14에 나타냈다. 도 14로부터 알 수 있듯이, PAC 및 PSI 모두, 전해 처리한 쪽의 상청액의 투과도는 높았다. 이것은, 배수에 포함되는 물질이 전해 처리한 응집제에 따라서 효과적으로 제거되고 있는 것을 나타낸다.

　실시예 16

공공 하수 최초 침전 지출수(야마구치현 우베시, pH 약 6.5~7.1)에 대해서, 실시예 14에서 얻어진 활성화 PAC 및 활성화 PSI를 이용하여 실시예 3과 같이 처리하여, 9시간 정치 한 후, 그 상청액의 광투과 스펙트럼을 측정했다. 결과를 도 15에 나타냈다. 도 15로부터 알 수 있듯이, PAC 및 PSI 모두, 전해 처리한 쪽이 상청액의 투과도는 높았다. 이는, 배수에 포함되는 물질이 전해 처리한 응집제에 따라서 효과적으로 제거되고 있는 것을 나타낸다.

Claims (12)

1. 금속염 응집제 또는 상기 금속염 응집제를 함유하는 수용액을 전해 처리하여 이루어진 활성 금속염 응집제.
2. 제1항에 있어서,
   금속염 응집제가 고분자 금속염 응집제인 활성 금속염 응집제.
3. 제2항에 있어서,
   금속염 응집제가 폴리 염화 알루미늄계 응집제인, 활성 금속염 응집제.
4. 제1항에 있어서,
   4.8~5.5eV 및 3.8~4.2eV에 광흡수대를 갖는 활성 금속염 응집제.
5. 제2항에 있어서,
   금속염 응집제가 폴리 실리카철계 응집제인 활성 금속염 응집제.
6. 제5항에 있어서,
   5.9~6.1eV의 광흡수 대역의 흡광도가, 전해 처리 전보다 낮아지고 있는 활성 금속염 응집제.
7. 제1항에 있어서,
   전해 처리가 직류 전해 처리인 활성 금속염 응집제.
8. 음·양 양전극이 되는 2개의 전극을 갖는 용기 중에 금속염 응집제 또는 상기 금속염 응집제를 함유하는 수용액을 존재시켜, 양극 사이에 통전하는 것을 특징으로 하는 활성 금속염 응집제의 제조 방법.
9. 제8항에 있어서,
   양극측과 음극측이 격막에 의해 구획되고 있는 용기를 사용하여 통전을 실시하고, 양극측의 응집제를 회수하는 것을 포함하는 활성 금속염 응집제의 제조 방법.
10. 제8항에 있어서,
    통전량이 5~60 쿨롬/g인 활성 금속염 응집제의 제조 방법.
11. 제8항에 있어서,
    통전이 직류 전압의 인가에 의해 이루어지는 활성 금속염 응집제의 제조 방법.
12. 제1항에 기재된 활성 금속염 응집제를 피처리수와 접촉시키는 공정을 포함하는, 상기 피처리수를 정화하는 수질 정화 방법.
    
    

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