WO2012094967A1 - 植物来源的凝聚剂、凝聚剂混合物、凝聚方法以及制备植物来源的凝聚剂的方法 - Google Patents

植物来源的凝聚剂、凝聚剂混合物、凝聚方法以及制备植物来源的凝聚剂的方法 Download PDF

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WO2012094967A1
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coagulant
plant
derived
meq
dried
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PCT/CN2012/070105
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稻垣靖史
清水浩平
长谷川正人
Original Assignee
索尼公司
索尼化学 & 信息部件株式会社
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/52—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities
    • C02F1/54—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities using organic material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/22—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising organic material
    • B01J20/24—Naturally occurring macromolecular compounds, e.g. humic acids or their derivatives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/52—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities
    • C02F1/5263—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities using natural chemical compounds
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    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/30—Wastewater or sewage treatment systems using renewable energies
    • Y02W10/37—Wastewater or sewage treatment systems using renewable energies using solar energy

Definitions

  • the present invention relates to a plant-derived coagulant, a coagulant mixture, a coacervation process, and a process for preparing a plant-derived coagulant.
  • guar gum an extract of legume guar seeds
  • sodium alginate kelp, Ecklonia cava, black seaweed and other brown algae extracts
  • starch Gelatin
  • chitosan an extract of crab carapace
  • a coagulant containing at least one of Molokheiya, dried plants of Jianshou grass, and extract of Jianshou grass is widely known.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application No. -114313 SUMMARY OF THE INVENTION
  • the plant-derived coagulant of the present invention for achieving the above object has a colloidal equivalent value of from -1.5 mEq/g to -0.20 mEq/g, and a viscosity of a 2% by weight aqueous solution is 6.0 x 1 (T 3 Pa's (6.0 cP) )the above.
  • the coagulant mixture of the present invention for achieving the above object comprises the above-mentioned plant-derived coagulant of the present invention, and a colloidal equivalent value of from -4.5 mEq/g to -1.2 mEq/g, and a viscosity of 0.2% by weight of the aqueous solution is 1.3 ⁇ 10 ⁇ 1 Pa s to 4x 10 Pa-s (130 cP to 400 cP) synthetic polymer coagulant.
  • the agglomeration method of the present invention for achieving the above object is: adding the above-mentioned plant-derived coagulant of the present invention to a suspension, agglomerating the particles in the suspension, and separating them.
  • the method for preparing the plant-derived coagulant of the present invention for achieving the above object is a method for preparing a plant-derived coagulation of the present invention by drying a plant (sometimes referred to as "raw material plant") at a temperature lower than 100 ° C. Method of the agent.
  • a plant-derived dry product for achieving the above object is for preparing a coagulant, wherein the plant-derived dried product has a colloidal equivalent value of from -1.5 mEq/g to -0.20 mEq/g, and 2 parts by weight.
  • the viscosity of the % aqueous solution is 6.0 x 10 -3 Pa.s or more.
  • a plant-derived coagulant according to the present invention a plant-derived coagulant in the coagulant mixture of the present invention, a plant-derived coagulant in the coagulation method of the present invention, or a method of preparing a plant-derived coagulant using the present invention
  • the prepared plant-derived coagulant has a very high cohesive property because the colloidal equivalent value is specified and the viscosity of the aqueous solution of 2% by weight is specified. In this way, the supernatant after the coagulation treatment and the filtered water after dewatering filtration can have high clarity. In addition, it has high safety to the environment and human body, and is recyclable and has excellent cohesive activity. It can be used in a wide range of applications, and can be applied to the field of wastewater treatment, tap water/sewage, fermentation industry, paper industry, civil engineering. Various fields such as construction industry. detailed description
  • Example 1 plant-derived coagulant, coagulant mixture, coacervation method, and method for preparing plant-derived coagulant of the present invention, etc. [plant-derived coagulant, coagulant mixture, coacervation method of the present invention] And an overall description of a method of preparing a plant-derived coagulant]
  • the plant-derived coagulant of the present invention may be in the form of a dried product containing Corsorus olitorius, or may contain a purple-backed sunflower.
  • the form of the dried product or, in the form of a dried product containing bananas, or in the form of a dried product containing jute, or a dried product selected from the group consisting of long jute, dried desiccant, dried banana and jute
  • the form of at least one dry matter in the dried product may be used as the raw material plant, but from the viewpoint of easy powder processing, the leaves and stems, stems, and flowers are particularly preferable, and leaves and stems are further preferable.
  • the raw material plants there is no particular limitation on the cultivation location and season.
  • the long jute jute is mostly in China, and the purple-backed sunflower is mostly in Sakamoto.
  • the bananas are mostly cultivated and harvested in Southeast Asia.
  • the coagulant of the present invention comprising the above preferred form preferably comprises a form of a dried product obtained by drying a plant (raw material plant) at a temperature lower than 100 °C.
  • a polymer component specifically, for example, a polymer polysaccharide
  • the molecular weight is lowered due to the disconnection of the main chain or the side chain, and the infusibility and carbonization reaction due to intramolecular crosslinking are caused, thereby lowering the cohesive property.
  • the drying method include drying in the sun, drying in the shade, drying in the hot air, drying in a vacuum, freeze-drying, and freeze-drying.
  • the aggregating agent comprises a mixture of the invention is preferably in the form of the above description, when the weight per unit weight flocculant coagulant mixture of plant-derived synthetic polymer flocculant is W l When the weight is W 2 , it is expected to satisfy the following conditions:
  • the plant-derived coagulant in a form dissolved/dispersed in water (partially dissolved) before adding the plant-derived coagulant to the suspension.
  • the rest is in a state of dispersion, the same applies below).
  • the colloidal equivalent value may be -4.5 mEq/g to -1.2 mEq/g, and the viscosity of the 0.2% by weight aqueous solution is 1.3X 10"
  • a synthetic polymer coagulant of 1 Pa s to 4 x 10 Pa s (130 cP to 400 cP) is added to the suspension, in which case the weight of the plant-derived coagulant added to the suspension per unit weight is When the weight of the synthetic polymeric coagulant added is W, 2 , it is expected to satisfy the following conditions:
  • the synthetic polymeric coagulant may be a partial hydrolyzate selected from the group consisting of polyacrylamide, a copolymer of acrylamide and acrylic acid, and an acrylamide and metal acrylate salt.
  • the copolymer is composed of at least one synthetic polymer flocculant.
  • the synthetic polymer flocculating agent having such a composition has good compatibility with a plant-derived coagulant, and can exhibit characteristics in a synergistic effect, and a small amount of addition can increase the coagulation speed during drainage treatment and can be greatly improved.
  • a conventional dehydrator such as a filter press, a vacuum dehydrator, a belt press dehydrator, a centrifugal dehydrator, a screw press, or the like can be used.
  • the plant may be dried at a temperature lower than 100 ° C, or may be dried.
  • the plant (raw material plant:) is formed into a pulverized form.
  • the colloidal equivalent value is an index quantitatively indicating the amount of charge of the water-soluble polymer electrolyte.
  • the coagulant or synthetic polymer coagulant in the present invention exhibits excellent aggregation characteristics and requires a certain amount of charge. Therefore, the sludge particles having a potential on the surface existing in the suspension are electrostatically neutralized by the above-described properties, whereby the sludge particles can be aggregated.
  • the colloidal equivalent value can be calculated by colloidal titration.
  • potassium persulfate potassium poly(vinyl sulfate) solution titrates the excess.
  • colloidal equivalent value of the coagulant in the present invention is less than -1.5 mEq, the aggregation speed becomes slow, and when it is more than -0.20 mEq, the turbidity of the supernatant after coagulation may be lowered.
  • the viscosity of the aqueous solution of the aggregating agent in the present invention is an index indicating the molecular weight of the water-soluble polymer in the aggregating agent of the present invention which contributes to the aggregation of the sludge particles. If the viscosity is increased, the aggregation speed may become too fast. If the viscosity is lowered, there is a possibility that the aggregation speed becomes too slow. When the viscosity of the 2% by weight aqueous solution of the coagulant in the present invention is less than 6.0 x 1 (T 3 Pa s, the aggregation speed becomes too slow to be practically used.
  • the viscosity of the aqueous solution can be determined by the following method: Using B The viscometer was measured using a No. 1 or No. 2 rotor, and the sample dissolved/dispersed to a constant concentration was measured at 60 rpm at 25 ° C. Further, the viscosity of the aqueous solution of the synthetic polymer flocculant was limited. This is a result of various experiments, and was obtained based on the fact that a viscosity range having good compatibility was obtained when combined with the coagulant in the present invention.
  • the plant-derived coagulant of the present invention exhibits the effect of a coagulant while maintaining the state of the original plant, but it is desirable to carry out powdering (pulverization) from a practical viewpoint (operation angle).
  • the method of powdering (pulverization) may be any method suitable for the raw material plant, and for example, a conventional pulverizer can be used.
  • the coagulation aid, the inorganic coagulant, the organic coagulant, the nonionic polymer coagulant, the anionic polymer coagulant, the cationic polymer coagulant, the amphoteric polymer coagulant, etc., as described below, may be used in advance.
  • the coagulating agent in the present invention may be used in a mixed state, or may be used in combination (i.e., separately added to the suspension). By mixing with or using these reagents, it is possible to further improve the aggregation characteristics.
  • slaked lime; sodium silicate; bentonite; fly ash is used as an aggregation aid.
  • dimercapto diallyl ammonium chloride alkyl/epoxychloropropane condensate; polyethyl b Ethymine; condensate of alkylene dichloride and polyalkylene polyamine; dicyandiamide/furfural condensate; aniline-furaldehyde copolymer hydrochloride; polyhexamethylene Thioacetate acetate; poly vinyl benzyl trimethyl ammonium chloride as an organic coagulant.
  • polyacrylamide polyacrylamide
  • starch guar
  • gelatin polyoxyethylene
  • polyoxypropylene as a nonionic polymer flocculant
  • a (meth)acrylic polymer sodium alginate; guar gum sodium; carboxymethylcellulose sodium salt; and a starch sodium salt are mentioned as an anionic polymer flocculating agent.
  • the (fluorenyl) acrylic polymer in addition to the above synthetic polymer flocculating agent, a partially hydrolyzed product of polymethylpropionamide; acrylic acid or methacrylic acid and acrylamide or mercaptopropyl group may be mentioned.
  • Copolymers of phthalamides and salts thereof acrylic acid or mercaptoacrylic acid, and acrylamide or mercapto acrylamide, and 2-acrylamido-methylpropanesulfonic acid, vinylsulfonic acid or ethylglycolic acid Terpolymers and salts thereof; sulfomethylates of polyacrylamides and polyacrylamides and salts thereof.
  • quaternary ammonium dialkylaminoalkyl (meth) acrylate chlorinated decane or benzyl chloride used as a quaternizing agent
  • an acid salt thereof hydroogen-containing salt
  • the acid salt include a mineral acid salt such as a hydrochloride or a sulfate salt, an organic acid salt such as an acetate salt, or the like, or a polymer or copolymer thereof with (mercapto)acrylamide (for example, a dinonylaminoethyl group).
  • acrylamide-acrylic acid (or a salt thereof)-dialkylaminoalkyl (meth) acrylate (or a salt thereof and a quaternary ammonium compound), polyglutamic acid or a salt thereof may be mentioned as an amphoteric polymer. Coagulant.
  • examples thereof include sulfonates and salts thereof of polystyrene, sulfonates and salts thereof of polyphenylene ethers, sulfonates and salts thereof, and sulfonates and salts thereof of polyphenylene sulfide.
  • a sulfonate of polyethylene terephthalate and a salt thereof as other polymers but a sulfonate of polyphenylene ether and Salts, as well as sulfonates of polycarbonates and their salts.
  • an inorganic coagulant it is more preferably used together with an inorganic coagulant, an organic coagulant, or an anionic high molecular coagulant.
  • an inorganic coagulant it is preferred to add the coagulant or coagulant mixture of the present invention after adding an inorganic coagulant to the suspension.
  • an organic coagulant it is preferred to add the coagulant or coagulant mixture of the present invention while adding an organic coagulant to the suspension or after adding the organic coagulant.
  • the anionic polymer flocculating agent it is preferred to add an anionic polymer flocculant after adding the coagulant or the coagulant mixture of the present invention to the suspension or while adding.
  • the coagulant or coagulant mixture of the present invention may be separately added to various coagulating agents, or the coagulant or coagulant mixture of the present invention may be preliminarily blended with various coagulating agents.
  • the flocculant or the coagulant mixture of the present invention may be directly added to the suspension (drainage), but as described above, it is more preferably added to the suspension (drainage) in a state of being dissolved/dispersed in water.
  • a sub-treatment agent such as a photocatalyst or a biological treatment agent may be used in combination with or in combination with the coagulant or coagulant mixture of the present invention, and the sub-treatment agent is a chelating resin, a chelating agent, activated carbon, ozone water, or the like.
  • the plant-derived coagulant of the present invention alone, or preferably with other inorganic or naturally occurring agents such as guar gum, sodium alginate, starch, gelatin, chitosan, etc. Use together.
  • the amount of the coagulant or coagulant mixture of the present invention added to the suspension may vary significantly, but is about 0.01 mg/1 to 2000 mg/l ( 0.01 ppm to 2000 ppm), preferably 0.1 mg/1 to 500 mg/l (0.1 ppm to 500 ppm), more preferably 5 mg/1 to 500 mg/l (5 ppm to 500 ppm).
  • the amount of the coagulant or the coagulant mixture added in the present invention is too small, a preferable agglomeration effect may not be obtained, and when the amount is too large, the aggregation effect may be lowered.
  • Embodiment 1 relates to a plant-derived coagulant, a coagulant mixture, a coacervation method, and a method of preparing a plant-derived coagulant of the present invention.
  • the plant-derived coagulant of Example 1 having a colloidal equivalent value of from -1.5 mEq/g to -0.20 mEq/g, and a viscosity of a 2% by weight aqueous solution of 6.0 x 1 (T 3 Pa.s (6.0 cP) or more It is to be noted that the upper limit of the viscosity of the aqueous solution is not limited, and for example, 5 x 1 (T 2 Pa.s (50 cP) is included.
  • the coagulant mixture of Example 1 contains the embodiment 1 Plant-derived coagulants and colloidal equivalent values of -4.5 mEq/g to -1.2 mEq/g, and 0.2% by weight aqueous solution viscosity of 1.3 x 10 Pa s to 4 ⁇ 10 ⁇ 1 Pa s (130 cP to 400 cP)
  • the synthetic polymer flocculant of Example 1 is obtained by adding the plant-derived coagulant of Example 1 to the suspension, and aggregating and separating the fine particles in the suspension.
  • the plant-derived coagulant of Example 1 was prepared.
  • the method is a method of preparing a plant-derived coagulant of Preparation Example 1 of a plant (sometimes referred to as "raw material plant") at a temperature lower than 100 °C.
  • Example 1 a long-lasting jute (leaf, stem, stem, flower and root), purple-backed sunflower (leaf), banana (skin), jute (leaf and stem) was used as a raw material plant for plant-derived coagulant.
  • snowgrass leaf and stem
  • Komatsuna leaf and stem
  • spinach leaf and stem
  • sage leaf and stem
  • sage leaf
  • pakchoi leaf and stem
  • coltsfoot butterbur
  • cabbage leafaf
  • cabbage leaf
  • leaf leaf
  • mimosa mimosa
  • Japanese Angelica tree Japanese Angelica tree as a raw material plant of the coagulant of Comparative Example 1.
  • Example 1 and Comparative Example 1 were dried with a hot air dryer at a constant temperature for a certain period of time to obtain the coagulant of Example 1 and Comparative Example 1.
  • the water content of the coagulant of Example 1 and Comparative Example 1 was 4.5% by weight to 25% by weight, depending on the drying conditions.
  • the coagulant of Example 1 and Comparative Example 1 was obtained by using a food processor for cooking.
  • polymer flocculating agent a commercially available partially hydrolyzed polyacrylamide (polymer flocculant A to polymer flocculant F) having a colloidal equivalent value and a viscosity of an aqueous solution is used. It should be noted that the ratio of hydrolysis of the polymer coagulant A to the polymer coagulant F is different.
  • the measurement of the viscosity of the aqueous solution was carried out based on the following method. That is, the coagulant of the examples and the comparative examples was added to pure water, and dissolved/dispersed to form a 2% by weight aqueous solution. Then, the viscosity of the aqueous solution was measured using a Brookfield viscometer (manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.). More specifically, the temperature of the aqueous solution was adjusted to 25 ° C, and the rotor of No. 1 was used, and the measurement was performed at a rotation speed of 60 rpm. In addition, when measuring the viscosity of the aqueous solution of the synthetic polymer flocculant, Formulated into a 0.2% by weight aqueous solution.
  • the measurement of the colloidal equivalent value was carried out based on the following method. Namely, a 50 ppm aqueous solution of the coagulant of Example 1 and Comparative Example 1 was prepared. Specifically, 0.2 g of each of the coagulating agents of Example 1 and Comparative Example 1 (in terms of dry weight) was accurately weighed, placed in an Erlenmeyer flask, and dissolved/dispersed in 100 ml of ion-exchanged water. Further, 10 ml of this aqueous solution was taken, and 390 ml of ion-exchanged water was added as a measurement sample.
  • the colloidal equivalent value 100 ml of the measurement sample was placed in a conical beaker, and 0.5 ml of a 1/10 equivalent aqueous sodium hydroxide solution was added while stirring. Then, 5 ml of a 1/200 equivalent methyl glycol chitosan solution was added dropwise with stirring, and the mixture was stirred for 5 minutes. Further, 2 drops to 3 drops of anthranil blue indicator were added, and titration was carried out with a 1/400 equivalent concentration of potassium polypotassium sulfate reagent. The titration rate was 2 ml/min, and the measurement sample was changed from blue to reddish purple, and the point in which the state was maintained for 30 seconds or more was regarded as the end point.
  • the absolute value of the colloidal equivalent value (unit: mEq/g) can be calculated according to the following formula.
  • the following suspension was used as a suspension for evaluation of aggregation (drainage).
  • drainage by adding slaked lime to the waste liquid (containing hydrofluoric acid and phosphoric acid) discharged from the semiconductor factory to make ⁇ ⁇ 8 , 500 ppm of aluminum sulfate is added to the substance which is precipitated as calcium fluoride and calcium phosphate, and coagulation treatment is carried out to use it as a coagulation treatment.
  • Evaluation suspension It should be noted that the pH of the suspension for evaluation was 6.8, the mass of the suspended matter (SS) was 2.5 wt%, and the electrical conductivity (EC) was 0.246 S/m.
  • the following method was used. That is, 100 ml of the evaluation suspension was added to a 200 ml graduated cylinder with the same material stopper. Then, the coagulant of the examples and the comparative examples was added by a pipette so that the polymer component and the solid component reached a certain concentration (2.5 111 or 1 ( ⁇ 111) with respect to the suspension. Next, the cylinder was turned upside down immediately. After stirring for 10 times, it was allowed to stand, and the sedimentation rate of the suspended particles was measured. It should be noted that the sedimentation rate was calculated from the time taken for the agglomeration interface to settle from the position of 80 ml to the position of 60 ml. The clarity of the supernatant after standing for 3 minutes was evaluated. Thereafter, the condensed liquid was filtered by gravity using a filter cloth (twill fabric) made of polypropylene, and the clarity of the filtrate was visually evaluated. The above measurement results are shown in the table. 1 ⁇ Table 3. [Table 1]
  • Example 1-E and Example 1-F having a drying temperature of less than 100 °C are compared with Comparative Example 1-L to Comparative Example 1-0 having a drying temperature of 100 ° C or higher, Comparative Example 1
  • the aggregation performance of L to Comparative Example 1-0 was lowered. It is presumed that when the raw material plant is dried at a temperature of 100 ° C or more, the water-soluble one of the polymer components of the raw material plant is thermally deteriorated, so that the cohesive property is lowered.
  • Example 1-G to Example 1-L of a mixture of a synthetic polymer coagulant and a plant-derived coagulant an anionic type having a certain colloidal equivalent value and viscosity of an aqueous solution
  • a synthetic polymer flocculant As a synthetic polymer flocculant, the polymer flocculant was confirmed to have excellent aggregation characteristics at a small addition amount (2.5 ppm).
  • a synthetic polymer flocculant which does not have a certain colloidal equivalent value or the viscosity of an aqueous solution is used (Comparative Example 1-Q to Comparative Example 1-S), and a synthetic polymer coagulant is used alone ( In Comparative Example 1-P), a preferred agglomeration effect could not be obtained.
  • the coagulant of Example 1 has excellent agglomeration characteristics (e.g., sedimentation speed and filtrate turbidity) as compared with the coagulant of Comparative Example 1 or a conventional coagulant.
  • the coagulant of Example 1 is a natural substance, it can be regenerated and is safe for the human body and the environment, so that the cake (dehydrate) and the agglomerate which have been incinerated or landfilled can be used as compost or Reuse of feed and fueling and composting of cakes is also very easy. From the viewpoints of resource conservation, reduction of harmful substances, and efficient use of waste, it can make a significant contribution to the global environmental protection.
  • the coagulant of Example 1 contains a large amount of plant fiber components, when the cake and the aggregate are subjected to dehydration treatment, the peeling property between the cake and the agglomerate and the filter cloth is excellent, and for treating water, cake, and coagulation The object has a deodorizing effect.
  • the sorghum jute, the purple geranium, the banana, and the jute are separately used, but the combination of (long jute, purple-backed sunflower), the combination of (long jute, banana), a combination of jute, jute, a combination of (Purple sylvestris, banana), a combination of (Purple sylvestris, jute), a combination of (banana, jute), (Changyu jute, Syzygium chinensis, banana) Combination, combination of (long jute, purple-backed sunflower, jute), combination of (long jute, banana, jute), combination of (purple-backed sunflower, banana, jute), (long jute, jute, purple back Combination of sunflower, banana, jute can also The same condensation characteristics are obtained.

Description

植物来源的凝聚剂、凝聚剂混合物、凝聚方法以及制备植物来源的凝聚 剂的方法
技术领域
本发明涉及植物来源的凝聚剂、 凝聚剂混合物、 凝聚方法以及制备植物 来源的凝聚剂的方法。 背景技术
伴随着近年来的大量生产和大量消费，从工厂排水等水中排出的悬浮粒 子群一直增加。因此，通常使用聚丙烯酰胺及其共聚物等合成高分子凝聚剂， 作为用来凝聚 /分离悬浮分散于水中的微粒，从而使水变得澄清的凝聚剂。然 而， 合成高分子凝聚剂具有下述问题：
[1]即使排放至土壤也不会被分解， 而是被积累。
[2]单体 (丙烯酰胺等)本身具有毒性。
[3]其是由石油等化石资源合成的物质， 对于人类而言是无法再生的原 料。
为此， 从上述环境破坏、 安全性、 化石资源的枯竭这些观点来看， 正在 寻求对易发生生物降解， 并具有高安全性的凝聚剂的开发。
作为天然高分子凝聚剂， 虽然对瓜尔胶 (guar gum) (豆科的瓜尔豆种子的 提取物）、 藻酸钠 (海带、 Ecklonia cava、 黑海带等褐藻类的提取物）、 淀粉、 明胶、 壳聚糖 (蟹甲壳的提取物)等进行了研究， 但这些原料或饲育、 栽培困 难， 或用途被限定， 凝聚效果差， 尚未达到广泛实用化的程度。
此外， 根据曰本特开平 11-114313， 至少含有健寿草 (Molokheiya)、 健寿 草的干燥物、 健寿草的提取物中的任一种的凝聚剂广泛为人们所知。
现有技术文献
专利文献
专利文献 1 : 日本特开平 -114313 发明内容
发明要解决的问题 在上述日本特开平 11-114313中公开的凝聚剂， 虽然能够有效地凝聚悬 浮粒子群， 但仍在寻求具有更高凝聚性能的凝聚剂。
因此， 本发明的目的在于提供具有更高凝聚性能的植物来源的凝聚剂、 基于所涉及的植物来源的凝聚剂的凝聚剂混合物和凝聚方法， 以及制备所涉 及的植物来源的凝聚剂的方法。
解决问题的方法
用来达成上述目的的本发明的植物来源的凝聚剂其胶体当量值为 - 1.5 mEq/g至 -0.20 mEq/g, 且 2重量％的水溶液的粘度为 6.0x l(T3 Pa's(6.0 cP)以 上。
用来达成上述目的的本发明的凝聚剂混合物包含上述本发明的植物来 源的凝聚剂， 以及胶体当量值为 -4.5 mEq/g至 -1.2 mEq/g, 且 0.2重量％的水 溶液的粘度为 1.3Χ 10·1 Pa s至 4x 10 Pa-s (130 cP至 400 cP)的合成高分子凝聚 剂。
用来达成上述目的的本发明的凝聚方法为： 将上述本发明的植物来源的 凝聚剂添加到悬浮液中， 使悬浮液中的微粒凝聚， 并对其进行分离。
用来达成上述目的的制备本发明的植物来源的凝聚剂的方法是在低于 100°C的温度对植物 (有时也称为"原料植物")进行干燥的制备上述本发明的 植物来源的凝聚剂的方法。
用来达成上述目的的植物来源的干燥物的用途为用于制备凝聚剂， 其 中， 所述植物来源的干燥物的胶体当量值为 -1.5 mEq/g至 -0.20 mEq/g, 且 2 重量％的水溶液的粘度为 6.0x10— 3 Pa.s以上。
发明的效果
对于本发明的植物来源的凝聚剂、 本发明的凝聚剂混合物中的植物来源 的凝聚剂、 本发明的凝聚方法中的植物来源的凝聚剂， 或者， 利用本发明制 备植物来源的凝聚剂的方法而制备的植物来源的凝聚剂而言， 由于规定了胶 体当量值， 并且规定了 2重量％的水溶液的粘度， 因此其具有非常高的凝聚 性能。 这样一来， 能够使得凝聚处理后的上清液和脱水过滤后的过滤水具有 高澄清性。 此外， 其对于环境和人体的安全性高， 而且， 可再生并具有优异 的凝聚活性， 可以用在广泛的用途中， 能够适用于排水处理领域、 自来水 / 下水道领域、 发酵工业、 造纸工业、 土木建筑业等各种领域。 具体实施方式
以下， 基于实施例对本发明进行说明， 但本发明并不受实施例的限定， 实施例中各种数值和材料仅为示例。 需要说明的是， 将按照以下顺序来进行 说明。
1. 对于本发明的植物来源的凝聚剂、凝聚剂混合物、凝聚方法以及制备 植物来源的凝聚剂的方法的整体说明
2. 实施例 1(本发明的植物来源的凝聚剂、 凝聚剂混合物、 凝聚方法， 以及制备植物来源的凝聚剂的方法)等 [对于本发明的植物来源的凝聚剂、 凝聚剂混合物、 凝聚方法以及制备植物 来源的凝聚剂的方法的整体说明]
本发明的植物来源的凝聚剂、 本发明的凝聚剂混合物中的植物来源的凝 聚剂、 本发明的凝聚方法中的植物来源的凝聚剂， 或者利用本发明的制备植 物来源的凝聚剂的方法而制备的植物来源的凝聚剂（以下， 有时将上述这些 总称为 "本发明中的凝聚剂 ")， 可以是包含长蒴黄麻 (Corchorus olitorius)的干 燥物的形式， 或者， 包含紫背天葵的干燥物的形式， 或者， 包含香蕉的干燥 物的形式， 或者， 包含黄麻的干燥品的形式， 或者包含选自长蒴黄麻的干燥 物、 紫背天葵的干燥物、 香蕉的干燥物和黄麻的干燥物中的至少一种干燥物 的形式。 可以使用叶、 茎、 干、 根、 果实、 花瓣中的任何部位作为原料植物， 但从容易进行粉末加工的观点来看， 特别优选叶和茎、 干、 花的部位， 进一 步优选叶和茎的部位。 关于原料植物，对于其栽培位置、季节并无特别限定， 长蒴黄麻多在中国， 紫背天葵多在曰本， 香蕉多在东南亚进行栽培和收获。
包含上述优选形式的本发明中的凝聚剂优选包含在低于 100 °c的温度对 植物 (原料植物)进行干燥所得的干燥物的形式。 当在 100°C以上的温度对原 料植物进行干燥时， 可能会导致： 原料植物具有的水溶性的一种聚合物成分 (具体而言， 例如， 高分子多糖类)发生热劣化 (例如， 高分子多糖类中由于主 链或侧链的断开造成的分子量降低， 由于分子内交联造成的不熔化、 碳化反 应）， 由此降低凝聚性能。 可举出日晒干燥、 阴凉干燥、 热风干燥、 真空干 燥、 冻结干燥、 冷冻干燥等作为干燥方法。
对于包含上述说明的优选形式的本发明的凝聚剂混合物而言， 当每单位 重量的凝聚剂混合物中植物来源的凝聚剂的重量为 Wl 合成高分子凝聚剂 的重量为 W2时， 期望其满足下述条件：
2/8<W!/W2<8/2
优选 此外， 对于包含上述说明的优选形式的本发明的凝聚方法而言， 在向悬 浮液中添加植物来源的凝聚剂之前，优选使植物来源的凝聚剂成为在水中溶 解 /分散的形式 (部分溶解， 剩下为分散的状态， 以下亦同）。
进一步， 对于包含上述说明的优选形式的本发明的凝聚方法而言， 可与 胶体当量值为 -4.5 mEq/g 至 -1.2 mEq/g, 且 0.2 重量％的水溶液的粘度为 1.3X 10"1 Pa s至 4x10 Pa s(130 cP至 400 cP)的合成高分子凝聚剂配合添加到 悬浮液中， 在这种情况下， 当向每单位重量的悬浮液中添加的植物来源的凝 聚剂重量为 添加的合成高分子凝聚剂重量为 W，2时， 期望其满足下述 条件：
2/8≤λνΊ/λν'2≤8/2
优选
2/8 ^ WV W，2 ^ 3/2。
在包含上述说明的优选形式的本发明的凝聚剂混合物或凝聚方法中，合 成高分子凝聚剂可由选自聚丙烯酰胺的部分水解物、 丙烯酰胺和丙烯酸的共 聚物、 以及丙烯酰胺和丙烯酸金属盐的共聚物中的至少一种合成高分子凝聚 剂构成。
具有上述这样组成的合成高分子凝聚剂， 与植物来源的凝聚剂相容性良 好， 可以协同效果的形式发挥彼此的特性， 少的添加量即可提高排水处理时 的凝聚速度， 并可大幅提高凝聚处理后上清液的澄清性和脱水过滤后过滤液 的澄清性。 这是因为， 对于具有不同粒径和表面电势的污泥粒子 (胶体粒子)， 具有不同胶体当量值和水溶液粘度 (分子量)的两种凝聚剂可以分别发挥各自 不同的凝聚效果。 需要说明的是， 对于脱水处理， 可使用常用的脱水机， 例 如， 压滤机、 真空脱水机、 带式压脱水机、 离心脱水机、 螺杆压力机等。
此外， 对于包含上述说明的优选形式的制备本发明的植物来源的凝聚剂 的方法而言， 在低于 100 °C的温度对植物 (原料植物)进行干燥之前， 或在进 行干燥的同时， 可使植物 (原料植物：)形成为粉碎形式。
胶体当量值是定量表示水溶性高分子电解质电荷量的指标。 为了使本发 明中的凝聚剂或合成高分子凝聚剂显示出优异的凝聚特性， 需要其具有一定 范围的电荷量。 因而， 利用上述性质对悬浮液中存在的、 表面具有电势的污 泥粒子进行静电中和， 从而能够使污泥粒子凝聚。 胶体当量值可通过胶体滴 定法来计算。 具体而言， 在向溶解 /分散了本发明中的凝聚剂、 合成系高分子 凝聚剂的水溶液中添加甲基乙二醇壳聚糖 (methyl glycol chitosan)溶液后， 使 用聚乙浠硫酸钾 (potassium poly (vinyl sulfate))溶液对过量部分进行滴定。 需 要说明的是， 当本发明中的凝聚剂的胶体当量值小于 -1.5 mEq时， 凝聚速度 变慢， 当大于 -0.20 mEq时， 有可能会使凝聚后的上清液的浊度降低。
本发明中的凝聚剂水溶液的粘度是表示有助于污泥粒子凝聚的本发明 凝聚剂中的水溶性聚合物的分子量的指标， 如果粘度增加， 则有可能会使凝 聚速度变得过快， 如果粘度降低， 则有可能会使凝聚速度变得过慢。 当本发 明中的凝聚剂的 2重量％的水溶液的粘度低于 6.0xl(T3 Pa s时， 凝聚速度变 得过慢， 无法实际使用。 水溶液的粘度可通过如下方法测定来获得： 利用 B 型粘度计， 使用 No.l或 No.2转子， 以 60rpm在 25 °C的条件对溶解 /分散为 一定浓度的试样进行测定。 此外， 对合成高分子凝聚剂水溶液的粘度进行了 限定， 这是进行了各种实验的结果， 是根据判明了与本发明中的凝聚剂组合 时存在相容性良好的粘度范围从而得到的结果。
本发明的植物来源的凝聚剂， 虽然保持原本原料植物的状态即可发挥凝 聚剂的效果， 但从实用的角度 (操作角度)来看， 期望进行粉末化 (粉碎)。 粉 末化 (粉碎)的方法只要是适用于原料植物的方法即可， 例如， 可使用常用的 粉碎机。
可以以和如下所示的凝聚助剂、 无机凝聚剂、 有机凝结剂、 非离子型高 分子凝聚剂、 阴离子型高分子凝聚剂、 阳离子型高分子凝聚剂、 两性型高分 子凝聚剂等经预先混合的状态来使用本发明中的凝聚剂， 也可以一起配合使 用（即， 分别添加到悬浮液中）。 利用与这些试剂的混合或共同配合使用， 能 够实现进一步提高凝聚特性的目的。
在此， 可举出熟石灰； 硅酸钠； 膨润土； 粉煤灰 (fly ash)作为凝聚助剂。 此外， 可举出硫酸铝 (aluminium sulfate); 聚氯化铝 (PAC); 铝酸钠； 硫 酸亚铁； 氯化铁； 破酸铁； 氯化绿夙 (chlorinated copperas); 改性碱式疏酸铝 (LACS); 活性二氧化硅作为无机凝聚剂。
进一步， 可举出二曱基二烯丙基氯化铵； 烷基 /环氧氯丙烷缩合物； 聚乙 烯亚胺； 二氯烷烃（alkylene dichloride)和聚亚烷基多胺（polyalkylene polyamine)的缩合物； 双氰胺 /曱醛缩合物； 苯胺-曱醛共聚物盐酸盐； 聚六亚 甲基硫脲乙酸盐； 聚乙烯基苄基三甲基氯化铵 (poly vinyl benzyl trimethyl ammonium chloride)作为有机凝结剂。
此外， 可举出聚丙烯酰胺； 聚曱基丙烯酰胺； 淀粉； 瓜尔胶； 明胶； 聚 氧乙烯； 聚氧丙烯作为非离子型高分子凝聚剂
进一步， 可举出（甲基)丙烯酸类聚合物； 藻酸钠； 瓜尔胶钠盐 (guar gum sodium); 羧甲基纤维素钠盐； 淀粉钠盐作为阴离子型高分子凝聚剂。 在此， 作为（曱基)丙烯酸类聚合物， 除了上述合成高分子凝聚剂之外， 还可举出聚 甲基丙浠酰胺的部分水解物； 丙烯酸或甲基丙烯酸和丙烯酰胺或曱基丙浠酰 胺的共聚物及其盐类； 丙烯酸或曱基丙烯酸， 和丙烯酰胺或曱基丙烯酰胺， 以及 2-丙烯酰胺基-甲基丙磺酸、 乙烯基磺酸或乙婦基甲基碌酸的三元共聚 物及其盐类； 聚丙烯酰胺和聚曱基丙烯酰胺的磺甲基化物及其盐类。
此外， 可举出二烷基氨基烷基 (甲基)丙烯酸酯的季铵化物 (用作季铵化剂 的有氯曱烷、 苄基氯)及其酸盐 (含氢的盐) (用作酸盐的有盐酸盐、 硫酸盐等 无机酸盐及乙酸盐等有机酸盐等)、或其与（曱基)丙烯酰胺的聚合物或共聚物 (例如， 二曱基氨基乙基丙烯酸酯的甲基氯化物季铵化物或其与丙烯酰胺的 聚合物或共聚物)； 二烷基氨基烷基 (甲基)丙烯酰胺的季铵化物或酸盐、 或者 其与（曱基)丙烯酰胺的聚合物或共聚物 (例如， 二曱基 丙基丙烯酰胺的曱 基氯化物季铵化物与丙烯酰胺的共聚物)； 聚丙烯酰胺的阳离子化改性物 (例 如， 聚丙烯酰胺的曼尼奇 (Mannich)改性物及霍夫曼 (Hoffmann)分解物）； 环 氧卤丙烷-胺缩合物 (例如， 环氧卤丙烷与碳原子数 2~8个的亚烷基二胺的缩 聚物)； 聚二曱基二烯丙基氯化铵； 聚乙烯基咪唑啉及其盐类； 聚乙烯基脒 及其盐类； 壳聚糖及其盐类； 聚乙烯基吡啶及其盐类； 聚硫脲； 水溶性苯胺 树脂； 氯甲基化聚苯乙烯铵盐或季胺盐； 聚乙烯基咪唾及其盐类作为阳离子 型高分子凝聚剂。
进一步， 可举出丙烯酰胺-丙烯酸 (或其盐) -二烷基氨基烷基 (甲基)丙烯酸 酯 (或其盐及季铵化物)、 聚谷氨酸及其盐类作为两性型高分子凝聚剂。
此外， 可举出聚苯乙烯的磺化物及其盐类、 聚苯醚的磺化物及其盐类、 聚碳酸酯的磺化物及其盐类、 聚苯硫醚的磺化物及其盐类、 聚对苯二甲酸乙 二醇酯的磺化物及其盐类作为其他的聚合物，但是优选聚苯醚的磺化物及其 盐类， 以及聚碳酸酯的磺化物及其盐类。
需要说明的是， 其中更优选与无机凝聚剂、 有机凝结剂、 或阴离子型高 分子凝聚剂共同使用。 与无机凝聚剂共同使用时， 优选向悬浮液添加无机凝 聚剂后， 添加本发明的凝聚剂或凝聚剂混合物。 另外， 在与有机凝结剂共同 使用时， 优选在向悬浮液添加有机凝结剂的同时， 或在添加有机凝结剂后， 添加本发明的凝聚剂或凝聚剂混合物。 此外， 在与阴离子型高分子凝聚剂共 同使用时， 优选在向悬浮液添加本发明的凝聚剂或凝聚剂混合物后， 或在添 加的同时， 添加阴离子型高分子凝聚剂。 同时向悬浮液中添加时， 可以将本 发明的凝聚剂或凝聚剂混合物与各种凝聚剂分别投入， 也可以将本发明的凝 聚剂或凝聚剂混合物与各种凝聚剂预先掺和之后再进行添加。 作为添加方 法，可以向悬浮液 (排水)直接添加粉末状的本发明的凝聚剂或凝聚剂混合物， 但是如上所述， 更优选以在水中溶解 /分散的状态添加到悬浮液 (排水)中。
进一步， 下述光催化剂、 生物处理剂等副处理剂等可以与本发明的凝聚 剂或凝聚剂混合物混合或者共同配合使用， 所述副处理剂为螯合树脂、 螯合 剂、 活性炭、 臭氧水、 离子交换树脂及离子交换膜、 吸水性树脂、 过氧化氢 水、 氯及液氯、 次氯酸钠、 二氧化氯、 漂白粉、 异氰脲酰氯、 硅藻土、 氧化 钛等。 理和 /或碱处理。
在对悬浮液凝聚处理后的上清液进行再利用时， 或在将悬浮液凝聚处理 后的饼 (脱水物)、 凝聚物作为堆肥、 饲料进行再利用时， 如果与合成高分子 凝聚剂混合或共同配合使用， 可能会对环境和人体造成影响。 因此， 在这种 情况下， 优选单独使用本发明的植物来源的凝聚剂， 或者， 优选与其他无机 系或天然产生的试剂， 例如瓜尔胶、 藻酸钠、 淀粉、 明胶、 壳聚糖等共同使 用。
根据作为对象的悬浮液的种类和与其他试剂的组合，相对于悬浮液的本 发明的凝聚剂或凝聚剂混合物的添加量会有明显不同， 但约为 0.01 mg/1至 2000 mg/l(0.01 ppm至 2000 ppm) ,优选为 0.1 mg/1至 500 mg/l(0.1 ppm至 500 ppm), 更优选 5 mg/1至 500 mg/l(5 ppm至 500 ppm)。本发明的凝聚剂或凝聚 剂混合物的添加量过少时， 可能会无法得到优选的凝聚效果， 而添加量过多 时， 反而可能会降低凝聚效果。 [实施例 1]
实施例 1涉及本发明的植物来源的凝聚剂、 凝聚剂混合物、 凝聚方法以 及制备植物来源的凝聚剂的方法。
实施例 1 的植物来源的凝聚剂， 其胶体当量值为 -1.5 mEq/g 至 -0.20 mEq/g, 且 2重量％的水溶液的粘度为 6.0x l(T3 Pa.s(6.0 cP)以上。 需要说明的 是， 对于水溶液的粘度的上限值没有限定， 但可列举例如 5x l(T2Pa.s(50 cP)。 此外， 实施例 1的凝聚剂混合物， 其包含实施例 1的植物来源的凝聚剂及胶 体当量值为 -4.5 mEq/g至 -1.2 mEq/g,且 0.2重量％的水溶液的粘度为 1.3x10 Pa s至 4Χ 10·1 Pa s(130 cP至 400 cP)的合成高分子凝聚剂。实施例 1的凝聚方 法为：向悬浮液添加实施例 1的植物来源的凝聚剂，将悬浮液中的微粒凝聚、 分离。 制备实施例 1的植物来源的凝聚剂的方法为， 以低于 100°C的温度干 燥植物 (有时也称作"原料植物")的制备实施例 1 的植物来源的凝聚剂的方 法。
对于实施例 1 , 使用长蒴黄麻 (叶、 茎、 干、 花及根)、 紫背天葵 (叶)、 香 蕉(皮)、黄麻 (叶及茎)作为植物来源的凝聚剂的原料植物。此外，使用雪菜 (叶 及茎）、小松菜 (Komatsuna) (叶及茎）、菠菜 (叶及茎)、茼蒿 (叶及茎)、青紫苏 (叶)、 小白菜 (叶及茎）、 款冬 (butterbur), 白菜 (叶）、 卷心菜 (叶）、 含羞草 (mimosa), 曰本刺蒽 (Japanese Angelica tree)作为比较例 1的凝聚剂的原料植物。 然后， 用热风干燥机以一定温度和一定时间对这些原料植物进行干燥， 从而得到实 施例 1及比较例 1的凝聚剂。 实施例 1及比较例 1的凝聚剂的含水率， 虽然 还依赖于干燥条件，但为 4.5重量％~25重量％。使用料理用的食品加工机粉 碎得到的实施例 1及比较例 1的凝聚剂。
此外， 作为合成高分子凝聚剂， 使用胶体当量值、 水溶液的粘度不同的 市售的聚丙烯酖胺的部分水解物 (高分子凝聚剂 A〜高分子凝聚剂 F)。 需要说 明的是， 高分子凝聚剂 A〜高分子凝聚剂 F部分水解的比例不同。
水溶液粘度的测定基于以下方法进行。 即， 将实施例及比较例的凝聚剂 添加到纯水中， 并使其溶解 /分散， 从而形成 2重量％的水溶液。 然后， 使用 B 型粘度计（东机产业株式会社制造)测定该水溶液的粘度。 更具体而言， 将 水溶液的温度调节为 25°C , 使用 No.l的转子， 于 60rpm的旋转速度进行测 定。 需要说明的是， 在进行合成高分子凝聚剂的水溶液的粘度测定时， 将其 配制成 0.2重量％的水溶液。
胶体当量值的测定基于以下方法进行。 即， 配制实施例 1及比较例 1的 凝聚剂的 50 ppm水溶液。 具体而言， 精确称量实施例 1及比较例 1的各凝 聚剂 0.2 g (换算为干品的重量)， 置于三角烧瓶中， 用 100 ml离子交换水溶解 /分散。 进一步， 取该水溶液 10 ml, 添加 390 ml离子交换水作为测定试样。
对于胶体当量值的测定， 取 100 ml测定试样置于锥形烧杯， 边搅拌边 添加 0.5 ml的 1/10当量浓度的氢氧化钠水溶液。 然后， 边搅拌边滴加 5 ml 1/200当量浓度的甲基乙二醇壳聚糖溶液， 搅拌 5分钟。 进一步， 添加 2滴 至 3滴曱苯胺蓝指示剂， 用 1/400当量浓度的聚乙婦硫酸钾试剂进行滴定。 滴定速度为 2 ml/分钟， 将测定试样从蓝色变为红紫色， 并保持该状态 30秒 以上的点视为终点。
需要说明的是， 作为胶体当量值测定的空白试验， 将 100 ml 离子交换 水作为测定试样， 进行与上述相同的操作。
在此， 胶体当量值的绝对值 (单位： mEq/g)可根据下式来计算。
胶体当量值的绝对值
=| 1/2χ(测定试样的滴定量 -空白试验的滴定量）
x(l/400当量浓度的聚乙婦石克酸 4甲试剂的滴定度) I
使用如下悬浮液作为凝聚评价用悬浮液 (排水)。 即， 通过向半导体工厂 排出的废液 (含有氢氟酸和磷酸)添加熟石灰使 ρΗ为 8,向作为氟化钙及磷酸 钙析出的物质添加 500 ppm硫酸铝从而进行凝结处理 ,将其用作评价用悬浮 液。 需要说明的是， 该评价用悬浮液的 pH为 6.8 , 浮游物质量 (SS)为 2.5重 量％， 电导率 (EC)为 0.246 S/m。
作为凝聚评价， 使用下述方法。 即， 向带相同材料瓶塞的 200 ml的量 筒中添加 100 ml该评价用悬浮液。 然后， 利用移液管添加实施例及比较例 的凝聚剂， 从而使得相对于悬浮液， 聚合物成分和固体成分达到一定的浓度 (2.5 111或者 1(^ 111)。 接着， 立即将量筒上下颠倒搅拌 10次， 之后， 将其 静置， 测定悬浮粒子的沉降速度。 需要说明的是， 根据凝聚界面从 80 ml的 位置沉降到 60 ml的位置为止所用的时间来计算沉降速度。 此外， 利用目测 来评价静置 3 分钟后上清液的澄清性。 此后， 使用聚丙烯制的滤布 (斜纹织 物)通过重力对凝聚液进行过滤， 用目测来评价滤液的澄清性。 以上测定结 果示于表 1〜表 3。 [表 1]
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Figure imgf000011_0002
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[表 2] 项目 单位 实施例 比较例
1-E 1-F 1-L 1-M 1-N 1-0 原料植物的种类 长蒴黄麻 长蒴黄麻 长蒴黄麻 长蒴黄麻 紫背天葵 香蕉皮 干燥温度 (2小时） °C 60 80 100 120 100 100
2%水溶液粘度 10"3 Pa-s 27 25 10 5.7 5.1 2.9 胶体当量值 mEq/g -1.23 -0.49 -0.19 -0.15 -1.23 -0.25 合成高分子凝聚剂
胶体当量值
0.2%水溶液粘度 mEq/g - - - - - - 10"3Pa-s
添力口量
植物 /高分子凝聚剂 ppm/ppm 10/0 10/0 10/0 10/0 10/0 10/0 凝聚效果
凝聚速度 mm/min 38 35 10 <5 <5 上清液的澄清性 目测 ◎ ◎
脱水滤液的澄清性 目测 ◎ ◎
[表 3]
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根据表 1的结果可以知道： 与其他植物来源的凝聚剂（比较例 1-A〜比较 例 1-K)相比， 由具有一定的胶体当量值及水溶液的粘度的长蒴黄麻、 紫背天 葵、 香蕉、 黄麻得到的实施例 1-A〜实施例 1-D的植物来源的凝聚剂， 在沉 降速度以及凝聚处理后的上清液、脱水过滤后的过滤液的澄清性方面显示出 优异的凝聚特性。
此外， 可知： 干燥温度低于 100 °C的实施例 1 -E及实施例 1 -F与干燥温 度在 100°C以上的比较例 1-L〜比较例 1-0相比， 比较例 1-L〜比较例 1-0的 凝聚性能下降。推定这是因为当将原料植物在 100°C以上的温度进行干燥时， 原料植物具有的水溶性的一种聚合物成分发生热劣化， 从而使凝聚性能下 降。
进一步， 对于合成高分子凝聚剂与植物来源的凝聚剂的混合物的实施例 1-G〜实施例 1-L的凝聚剂混合物而言， 其中具有一定的胶体当量值及水溶液 的粘度的阴离子型高分子凝聚剂作为合成高分子凝聚剂， 确认了其在更少的 添加量 (2.5 ppm)时即可获得优异的凝聚特性。 需要说明的是， 当使用不具有 一定的胶体当量值或水溶液的粘度的合成高分子凝聚剂时 (比较例 1-Q〜比较 例 1-S)， 以及单独使用合成高分子凝聚剂时 (比较例 1-P),无法得到优选的凝 聚效果。
正如上述说明的一样， 实施例 1的凝聚剂与比较例 1的凝聚剂或传统的 凝聚剂相比， 其具有优异的凝聚特性 (例如， 沉降速度和滤液浊度)。 此外， 因为实施例 1的凝聚剂是天然物质， 因此能够再生， 且对于人体和环境也是 安全的， 从而使得一直以来被焚烧处理或者填埋处理的饼 (脱水物)和凝聚物 能够作为堆肥或飼料而再利用， 将饼燃料化、 堆肥化也非常容易， 从节约资 源、 减少有害物质、 废弃物的有效利用等观点来看， 可对地球环境保护作出 重大的贡献。 进一步， 因为实施例 1的凝聚剂含有大量的植物纤维成分， 所 以在对饼和凝聚物进行脱水处理时， 饼和凝聚物与滤布间的剥离性优异， 而 且， 对于处理水、 饼以及凝聚物具有除臭效果。
上述基于优选实施例对本发明进行了说明 ,但本发明并不受这些实施例 的限定， 可以具有各种变化。 在实施例中， 分别单独地使用长蒴黄麻、 紫背 天葵、 香蕉及黄麻， 但是利用（长蒴黄麻， 紫背天葵)的组合、 （长蒴黄麻， 香 蕉)的组合、 （长蒴黄麻， 黄麻)的组合、 （紫背天葵， 香蕉)的组合、 （紫背天葵， 黄麻)的组合、（香蕉， 黄麻)的组合、（长蒴黄麻， 紫背天葵，香蕉)的组合、（长 蒴黄麻， 紫背天葵， 黄麻)的组合、 （长蒴黄麻， 香蕉， 黄麻)的组合、 （紫背 天葵， 香蕉， 黄麻)的组合、 （长蒴黄麻， 紫背天葵， 香蕉， 黄麻)的组合也能 够得到同样的凝聚特性。

Claims

权 利 要 求
1. 一种植物来源的凝聚剂， 其胶体当量值为 -1.5 mEq/g至 -0.20 mEq/g, 且 2重量％的水溶液的粘度为 6.0xl(X3 Pa's以上。
2. 权利要求 1所述的植物来源的凝聚剂， 其包含长蒴黄麻的干燥物。
3. 权利要求 1所述的植物来源的凝聚剂， 其包含紫背天葵的干燥物。
4. 权利要求 1所述的植物来源的凝聚剂， 其包含香蕉的干燥物。
5. 权利要求 1所述的植物来源的凝聚剂， 其包含黄麻的干燥物。
6. 权利要求 1 所述的植物来源的凝聚剂， 其包含选自长蒴黄麻的干燥 物、 紫背天葵的干燥物、 香蕉的干燥物、 以及黄麻的干燥物中的至少一种干 燥物。
7. 权利要求 1~6中任一项所述的植物来源的凝聚剂，其包含将植物在低 于 100°C的温度干燥所得的干燥物。
8. 一种凝聚剂混合物， 其包含植物来源的凝聚剂和合成高分子凝聚剂， 其中所述植物来源的凝聚剂的胶体当量值为 -1.5 mEq/g至 -0.20 mEq/g, 且 2 重量％的水溶液的粘度为 6.0x l0_3 Pa，s以上， 所述合成高分子凝聚剂的胶体 当量值为 -4.5 mEq/g至 -1.2 mEq/g, 且 0.2重量％的水溶液的粘度为 1.3 X 10—1 Pa's至 4xlO-1 Pa s。
9. 权利要求 8所述的凝聚剂混合物，其中，植物来源的凝聚剂包含选自 长蒴黄麻的干燥物、 紫背天葵的干燥物、 香蕉的干燥物、 以及黄麻的干燥物 中的至少一种干燥物。
10. 权利要求 8或 9所述的凝聚剂混合物， 其中， 当每单位重量的凝聚 剂混合物中植物来源的凝聚剂的重量为 合成高分子凝聚剂的重量为 w2 时， 其满足下述条件：
2/8≤\^/\¥2≤8/2。
11. 权利要求 10所述的凝聚剂混合物， 其满足下述条件：
12. 权利要求 8~11中任一项所述的凝聚剂混合物， 其中， 所述合成高分 子凝聚剂包含选自聚丙烯酰胺的部分水解物、 丙烯酰胺和丙烯酸的共聚物、 以及丙烯酰胺和丙烯酸金属盐的共聚物中的至少一种合成高分子凝聚剂。
13. 一种凝聚方法， 其包括：
向悬浮液中添加胶体当量值为 -1.5 mEq/g至 -0.20 mEq/g, 且 2重量％的 水溶液的粘度为 6.0x l 0-3 Pa.s以上的植物来源的凝聚剂的步骤，
使悬浮液中微粒凝聚， 并对凝聚后的物质进行分离步骤。
14. 权利要求 13所述的凝聚方法， 其中， 所述悬浮液是工厂排水。
15. 权利要求 13所述的凝聚方法，其中， 所述植物来源的凝聚剂包含选 自长蒴黄麻的干燥物、 紫背天葵的干燥物、 香蕉的干燥物、 以及黄麻的干燥 物中的至少一种干燥物。
16. 权利要求 13〜15中任一项所述的凝聚方法， 其中， 在将植物来源的 凝聚剂添加到悬浮液中之前， 将植物来源的凝聚剂溶解 /分散于水中。
17. 权利要求 13〜16中任一项所述的凝聚方法， 其中， 将胶体当量值为 -4.5 mEq/g至 -1.2 mEq/g, 且 0.2重量％的水溶液的粘度为 1.3 x 10" Pa's至
4x 10— 1 Pa s的合成高分子凝聚剂配合添加到悬浮液中。
18. 权利要求 17所述的凝聚方法，其中， 当向每单位重量的悬浮液中添 加的植物来源的凝聚剂的重量为 添加的合成高分子凝聚剂的重量为 w2，时， 其满足下述条件：
2/8≤W /W2，≤8/2。
19. 权利要求 18所述的凝聚方法， 其满足下述条件：
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20. 权利要求 17〜19中任一项所述的凝聚方法， 其中， 所述合成高分子 凝聚剂包含选自聚丙烯酰胺的部分水解物、 丙烯酰胺和丙烯酸的共聚物、 以 及丙烯酰胺和丙烯酸金属盐的共聚物中的至少一种合成高分子凝聚剂。
21.一种制备植物来源的凝聚剂的方法， 其将植物在低于 100°C的温度 干燥， 所述植物来源的凝聚剂的胶体当量值为 -1.5 mEq/g至 -0.20 mEq/g, 且 2重量％的水溶液的粘度为 6.0x l(T3 Pa's以上。
22. 一种植物来源的干燥物的用途， 用于制备凝聚剂， 其中， 所述植物 来源的干燥物的胶体当量值为 -1.5 mEq/g至 -0.20 mEq/g, 且 2重量％的水溶 液的粘度为 6.0x 10— 3 Pa's以上。
23. 权利要求 22所述的用途，其中， 所述植物来源的干燥物选自长蒴黄 麻的干燥物、 紫背天葵的干燥物、 香蕉的干燥物、 以及黄麻的干燥物中的至 少一种。
24. 权利要求 22或 23所述的用途， 其中， 所述植物来源的干燥物是将 植物在低于 100°C的温度干燥所得的。
25. 权利要求 22~24中任一项所述的用途， 其中， 所述凝聚剂是凝聚剂 混合物，其还包含合成高分子凝聚剂，合成高分子凝聚剂的胶体当量值为 -4.5 mEq/g至 -1.2 mEq/g, 且 0.2重量％的水溶液的粘度为 1.3x 10 Pa-s至 4x10
26. 权利要求 25所述的用途，其中， 当每单位重量的凝聚剂混合物中植 物来源的凝聚剂的重量为 Wl 合成高分子凝聚剂的重量为 W2时， 其满足下 述条件：
2/8≤\^/\¥2≤8/2。
27. 权利要求 26所述的用途， 其满足下述条件：
28. 权利要求 25~27中任一项所述的用途， 其中， 所述合成高分子凝聚 剂包含选自聚丙烯酰胺的部分水解物、 丙烯酰胺和丙烯酸的共聚物、 以及丙 烯酰胺和丙烯酸金属盐的共聚物中的至少一种合成高分子凝聚剂。
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