WO2023162580A1 - 固形薬剤、固形薬剤の製造方法、及びそれを用いた水処理装置 - Google Patents

固形薬剤、固形薬剤の製造方法、及びそれを用いた水処理装置 Download PDF

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WO2023162580A1
WO2023162580A1 PCT/JP2023/002774 JP2023002774W WO2023162580A1 WO 2023162580 A1 WO2023162580 A1 WO 2023162580A1 JP 2023002774 W JP2023002774 W JP 2023002774W WO 2023162580 A1 WO2023162580 A1 WO 2023162580A1
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water
solid
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flocculant
excipient
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PCT/JP2023/002774
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弘樹 奈良
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パナソニックＩｐマネジメント株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D21/00—Separation of suspended solid particles from liquids by sedimentation
    • B01D21/01—Separation of suspended solid particles from liquids by sedimentation using flocculating agents
    • 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
    • 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
    • C02F1/56—Macromolecular compounds

Definitions

  • the present disclosure relates to a solid drug, a method for producing a solid drug, and a water treatment device using the same.
  • a conventionally known water treatment method uses a flocculant to coarsen fine particles.
  • a method of obtaining purified water by forming flocs containing fine particles using the aggregating action of a flocculant and removing the flocs with a filtering device or the like see, for example, Patent Document 1).
  • a water-soluble killing substance which is an active ingredient, is blended with a water-insoluble waxy substance and a water-soluble substance, polyethylene glycol, to solidify the drug. to mold. Therefore, when the biocide formulation is dissolved in water, the waxy material does not dissolve and accumulates in the solution. Therefore, when it is applied to a filtering device or the like, there are problems such as clogging of the filtering material.
  • polyethylene glycol with a large molecular weight is used, and when the biocidal preparation is dissolved in water, it may expand and the surface area will change, so it is possible to gradually release the water-soluble killing substance at a constant concentration. is difficult.
  • a soluble fatty acid ester is blended and the drug is solidified and molded. If a substance having a hydrophobic group with a large molecular weight is used as the fatty acid ester, the entire solidified drug will swell when dissolved in water. Therefore, when it is applied to a filtering device or the like, there are problems such as adhesion of the swollen drug to the filter medium and clogging of the filter medium by the swollen drug.
  • An object of the present disclosure is to provide a solid drug in which the expansion rate can be suppressed when in contact with water and the drug component dissolves, a simple method for producing the solid drug, and a water treatment apparatus using the same.
  • the solid drug according to the present disclosure comprises a water-soluble flocculant that acts on fine particles in the water to be treated, a water-soluble excipient that improves the moldability of the flocculant, and the flocculant and the excipient. and a water-soluble binder that inhibits swelling of the active part.
  • the method for producing a solid drug according to the present disclosure includes a flocculant that acts on fine particles in the water to be treated, an excipient that improves the moldability of the flocculant, and the flocculant and the excipient.
  • a binder that suppresses swelling of the effective part a mixing step of stirring to form a mixture, a wetting step of adding a solvent to the mixture, a granulation step of stirring the mixture in the solvent, and evaporating the solvent a vaporization step to obtain a solid; and a molding step to apply pressure to the solid.
  • the water treatment device according to the present disclosure includes the solid medicine according to the present disclosure.
  • a solid drug capable of suppressing swelling of the solid drug and dissolving the drug component when the solid drug comes into contact with water, a simple method for producing the solid drug, and a water treatment apparatus using the same can be provided.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a solid drug formulation according to the present disclosure.
  • FIG. 2 is a schematic diagram of a mold used in manufacturing a solid drug according to the present disclosure.
  • FIG. 3 is a flow diagram showing a method for manufacturing a solid drug.
  • FIG. 4 is a schematic diagram of a water treatment device according to the present disclosure.
  • FIG. 5 is a schematic diagram of a test tablet of solid drug 1 used in Examples and Comparative Examples.
  • FIG. 6 is a diagram showing detailed conditions and expansion rate measurement results of solid medicines in Examples 1a to 4a and Comparative Examples 1 and 2a.
  • FIG. 7 is a diagram showing the detailed conditions and expansion rate measurement results of solid medicines in Examples 1b to 4b and Comparative Examples 1 and 2b.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a solid drug formulation according to the present disclosure.
  • FIG. 2 is a schematic diagram of a mold used in manufacturing a solid drug according to the present disclosure.
  • FIG. 3 is a flow diagram showing a method for
  • FIG. 8 is a diagram showing the results of measurement of coagulant concentration in Examples 1a to 4a, Comparative Example 1, and Comparative Example 2a.
  • FIG. 9 is a diagram showing the results of measurement of coagulant concentration in Examples 1b to 4b, Comparative Example 1, and Comparative Example 2b.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a solid drug 1 according to the present disclosure.
  • Solid chemical 1 is mainly used for water treatment and acts on fine particles in water.
  • a solid chemical 1 is added to water to be treated. Since the fine particles suspended in the water to be treated are negatively charged, when the solid drug 1 having a positive charge is used, the suspended fine particles and the solid drug 1 agglomerate due to the neutralization effect of the solid drug 1. and flocs are formed. By removing the formed flocs from the water to be treated by precipitation or filtration, it is possible to remove suspended fine particles from the water to be treated and obtain purified water.
  • the fine particles include, for example, sand, silt, clay, and iron oxide particles, but are not particularly limited to these, and any particles contained in the water to be treated can be removed.
  • the solid drug 1 of Embodiment 1 comprises a flocculant 2, an excipient 3, and a binder 4, as shown in FIG.
  • the flocculant 2, the excipient 3, and the binder 4 are all water-soluble agents. That is, the solid medicine 1 has high water solubility as a whole. Therefore, when the solid drug 1 is used in a water treatment apparatus that performs flock filtration or the like, the drug components are easily dissolved. Therefore, it is possible to suppress the problem of clogging of the filtering material due to undissolved drug components due to poor solubility.
  • the flocculant 2 forms flocs by acting on fine particles in the water to be treated.
  • the flocculant 2 is a water-soluble chemical and acts as an active ingredient of the solid chemical 1 in water treatment applications.
  • the form of the flocculant 2 does not matter, but from the viewpoint of ease of handling in the manufacturing process of the solid drug 1, etc., a solid is preferable to a liquid.
  • At least one kind of inorganic coagulant, organic coagulant, and polymer coagulant is used as the flocculant 2 .
  • the flocculant 2 it is preferable to use a chemical agent having a positive charge in its molecular structure from the viewpoint of charge neutralization in water treatment applications.
  • charge neutralization can be performed on negatively charged microparticles.
  • the fine particles can be aggregated or agglomerated to form flocs.
  • organic coagulant for example, poly DADMAC (DiAllylDiMethylAmmoniumChloride), polyamine, dicyandiamide polymer, and the like can be used.
  • Polyethyleneimine for example, can be used as the polyamine.
  • dicyandiamide-based polymer for example, a reaction product of polydicyandiamide and ammonium chloride can be used.
  • polyaluminum chloride polyaluminum sulfate, polyferric sulfate, etc.
  • polyaluminum chloride polyaluminum sulfate, polyferric sulfate, etc.
  • polyaluminum chloride polyaluminum sulfate, polyferric sulfate, etc.
  • polymer flocculant it is preferable to use a cationic polymer flocculant, such as polydimethylaminoethyl methacrylate.
  • the organic coagulant and the inorganic coagulant have a relatively low molecular weight (weight-average molecular weight of 10,000 or less), they cause a charge-neutralizing effect on negatively charged fine particles, forming aggregates of fine particles. Forms fine flocs.
  • This reaction is called a coagulation reaction and can be used as a first step method to produce basic flocs in water treatment.
  • the polymer flocculant causes a cross-linking action that adsorbs and connects the generated fine flocs to form coarse flocs containing a plurality of fine flocs.
  • This reaction is called a cross-linking reaction, and can be used as a method for removing fouling components including turbidity by forming coarse flocs and coagulating and sedimentation reaction during water treatment. Therefore, it is possible to use an organic coagulant or an inorganic coagulant in combination with a polymer flocculant. It is also possible to use an organic coagulant, an inorganic coagulant and a polymer flocculant in combination.
  • the content of the flocculant 2 with respect to the solid drug 1 is 1% to 30% by weight, preferably 1% to 20% by weight.
  • a part of the flocculant 2 can be brought into contact with the water to be treated from the initial stage of use, and excessive elution of the flocculant component can be suppressed, which is preferable.
  • the excipient 3 is a water-soluble agent that improves the moldability of the flocculant 2, that is, the properties and characteristics in terms of manufacturing. Properties include, for example, powder flow, tablet compression strength, wet/dry granulation, and homogeneity. Properties include, for example, content uniformity, powderization, dissolution, tablet integrity, friability, and physical and chemical stability. Specifically, when the solid drug 1 is molded from only the active ingredient such as the flocculant 2, the moldability of the solid drug 1 depends on the fragility and solubility of the active ingredient alone. Therefore, problems such as difficulty in molding the solid medicine 1 and immediate dissolution of the solid medicine 1 arise. However, as described above, by blending the excipient 3, the moldability of the solid medicine 1 as a whole can be improved.
  • Excipient 3 contains water-soluble disaccharides or higher saccharides, and its form does not matter. It should be noted that the excipient 3 is preferably solid rather than liquid from the viewpoint of ease of handling in the manufacturing process of the solid drug 1 and the like.
  • lactose for example, lactose, water-soluble starch, water-soluble cellulose, guar gum, tamarind gum, and the like can be used.
  • the content of the excipient 3 with respect to the solid drug 1 is 50% to 98% by weight, preferably 60% to 98% by weight.
  • the solubility of the flocculant 2 in the water to be treated can be reduced, and the flocculant component can be eluted for a long period of time. Therefore, it is possible to maintain the shape of the solid drug 1 for a long period of time (for example, two weeks) while continuously eluting an appropriate amount of the flocculant component, which is preferable.
  • the flocculant 2 and the excipient 3 form an effective part 10 that causes a flocculation reaction or flocculation reaction on fine particles in the water to be treated.
  • the binding agent 4 is a viscous, water-soluble drug. Binder 4 improves the adhesion of flocculant 2 and excipient 3 . Therefore, by blending the binder 4, the adhesiveness of the active part 10 is improved and the hardness of the solid medicine 1 is improved.
  • the binder 4 contains a cellulose-based polymer and a vinyl-based polymer, and its form does not matter. It should be noted that the binding agent 4 is preferably solid rather than liquid from the viewpoint of ease of handling in the manufacturing process of the solid drug 1 and the like.
  • polyvinyl alcohol polyvinylpyrrolidone, hydroxypropyl cellulose, etc.
  • polyvinyl alcohol polyvinylpyrrolidone, hydroxypropyl cellulose, etc.
  • the degree of saponification is preferably 80% to 95%. This is because if the saponification degree is 80% to 95%, the fluidity is high and the viscosity is low, so that the aggregating agent 2 and the excipient 3 are easily adhered uniformly by the binder 4 .
  • the binder 4 preferably has a viscosity of 20 mPa to 110 mPa (4%, 20°C) from the viewpoint of ease of handling in the manufacturing process of the solid drug 1.
  • the content of the binder 4 with respect to the solid drug 1 is 1% to 20% by weight, preferably 1% to 10% by weight.
  • the binder 4 causes the drug components of the flocculant 2, the excipient 3, and the binder 4 to adhere to each other, and the surface area of the excipient 3, which tends to expand, is increased. descend. Therefore, when the solid drug 1 is added to the water to be treated, the area of the excipient 3 exposed to the water to be treated is reduced, and the expansion rate of the solid drug 1 as a whole can be suppressed.
  • the compounding ratio is set so that the total content of the flocculant 2, the excipient 3, and the binder 4 does not exceed 100% by weight, and the compounding ratio can be arbitrarily changed. is. Moreover, you may mix
  • a component that promotes the disintegration of the solid drug 1 such as cellulose, carboxymethylcellulose, corn starch, sodium carbonate, or sodium hydrogen carbonate
  • the excipient 3, and the binder 4 considering the ease of handling in the manufacturing process, etc., it is preferable to use a liquid rather than a solid.
  • a liquid when all three components are liquid, it is not necessary to add the excipient 3 and the binder 4 in water treatment applications. It is a method of adding agents. Therefore, at least one of the three components of the flocculant 2, the excipient 3, and the binder 4 is a solid raw material to constitute the solid medicine 1. Specifically, it is preferable that the component with the highest mixing ratio is solid.
  • FIG. 2 is a schematic diagram of a mold 5 used when manufacturing a solid drug 1 according to the present disclosure.
  • FIG. 3 is a flow diagram showing a method for manufacturing the solid drug 1. As shown in FIG.
  • the solid drug 1 of Embodiment 1 is produced by pressing a mixture of a flocculant 2, an excipient 3, and a binder 4 into a tablet using a mold 5. be able to.
  • the mold 5 is composed of a mold 5a and a mold 5b.
  • the mold 5a is a member into which the raw material of the solid medicine 1 is put during manufacture.
  • the mold 5a is a tubular member having an internal space 6, and at least one end of the tubular portion is open.
  • the diameter D1 of the internal space 6 approximately matches the diameter of the solid drug 1.
  • a raw material for the solid drug 1 is put into the internal space 6 of the mold 5a.
  • the shape of the internal space 6 determines the shape of the solid medicine 1 .
  • the mold 5b has a pressurizing portion 7 and a base portion 8, and fits into the internal space 6 of the mold 5a.
  • the pressurizing part 7 is a member that is inserted into the opening of the mold 5a and pressurizes the raw material of the solid drug 1.
  • the diameter D2 of the pressurizing portion 7 is approximately the same as the diameter D1 of the internal space 6, and is a diameter that allows insertion into and removal from the internal space 6. As shown in FIG.
  • the base portion 8 is a member that is molded integrally with the pressurizing portion 7 and transmits pressure to the pressurizing portion 7 .
  • the material of the mold 5a and the mold 5b is not particularly limited, and may be metal or resin.
  • the flocculant 2, the excipient 3, and the binder 4 are weighed and mixed to prepare a mixture (mixing step: step S1).
  • the mixing method is not particularly limited, but it is preferable to stir using a stirrer in order to suppress the uneven distribution of each component in the solid drug 1 and allow the components to exist in a dispersed state.
  • the three components of the flocculant 2, the excipient 3, and the binder 4 may be collectively referred to as "each component".
  • the stirring speed is not particularly specified, it is preferably 500 rpm to 30000 rpm, more preferably 15000 rpm to 25000 rpm. If the stirring speed is less than 500 rpm, the flocculant 2, the excipient 3, and the binder 4 are not sufficiently mixed, and each component may be unevenly distributed. If the stirring speed is 30,000 rpm or more, the dispersibility of the powder is significantly lowered due to the high stirring speed, and the components may be unevenly distributed.
  • mixing the mixture for example, mixing using a small stirrer, a mill, or a powder mixer can be performed.
  • the mixing time in the mixing step is, for example, preferably 30 seconds to 3 minutes, more preferably 1 minute. If the mixing time is less than 30 seconds, the flocculant 2, the excipient 3, and the binder 4 are not sufficiently mixed, and each component may be unevenly distributed. If the mixing time exceeds 3 minutes, the mixing will be excessive and the time required for the entire manufacturing process will be prolonged. In addition, long-time stirring increases the number of collisions between the flocculant 2, the excipient 3, and the binder 4, resulting in fine particles and poor fluidity of the powder. Therefore, there is a possibility that each component will be unevenly distributed when it is put into the mold 5a.
  • a solvent is added to the mixture (wetting step: step S2).
  • a solvent for example, water or a volatile organic solvent such as ethanol, acetone, or hexane can be used, and a volatile organic solvent is preferred.
  • a volatile organic solvent By using a volatile organic solvent, the process time can be shortened in the solvent evaporation (evaporation process: step S4) described later.
  • the amount of the solvent to be added is 1% to 30% by weight, preferably 20% to 30% by weight, relative to 1 solid medicine.
  • each component is uniformly wetted in the later-described stirring of the mixture (granulation step: step S3), and the particles of each component or each component and another component are uniformly wetted. The cohesion of particles between them increases.
  • the wetting step is not an essential step, the wetting step may be performed in order to improve the bonding between particles of each component or between each component and another component.
  • the binder 4 which is a solid, it is possible to impart adhesiveness to the binder 4 and increase the bonding between particles of each component or between each component and another component. .
  • step S3 the binder 4 adheres around the flocculant 2, and the binder 4 enables the flocculant 2 and the excipient 3 to adhere to each other and exist as a united granular substance.
  • the stirring time in the granulation step is preferably, for example, 30 seconds to 1 minute. If the stirring time is less than 30 seconds, the binder 4 may not adhere sufficiently around the flocculant 2, and the adhesion between the flocculant 2 and the excipient 3 may be insufficient. If the stirring time exceeds 1 minute, the adhesive force of the binder 4 in the produced granular material may be weakened, the granular material may collapse, and each component may return to independent particles again.
  • step S4 the solvent is volatilized to obtain a mixed solid containing flocculant 2, excipient 3, and binder 4 (evaporation step: step S4).
  • the mixed solid thus obtained is used as a raw material for the solid drug 1 .
  • a solid drug 1 is obtained by applying pressure to the mixed solid and molding it (molding step: step S5).
  • the inside of the mold 5a is filled with a mixed solid containing the aggregating agent 2, the excipient 3, and the binder 4 obtained by the granulation step.
  • the mold 5b is inserted from one end of the opening of the mold 5a to apply pressure to the mixed solid.
  • the pressurization conditions for the mixture are not particularly limited, and can be adjusted so that the solid drug 1 has a desired density. preferable.
  • the solid medicine 1 can be obtained by taking out the molding from the inside of the mold 5a.
  • the solid drug 1 can be obtained using the flocculant 2, the excipient 3, and the binder 4 as raw materials.
  • FIG. 4 is a schematic diagram of a water treatment device 11 according to the present disclosure.
  • the water treatment device 11 according to Embodiment 2 uses the solid chemical 1 according to Embodiment 1 as the solid chemical 1 .
  • the contents already explained in the first embodiment will be omitted as appropriate, and differences from the first embodiment will be mainly explained.
  • the water treatment device 11 is a device that purifies the water to be treated supplied from the water source 12 .
  • the water treatment device 11 may be installed, for example, in connection with a water pipe that introduces water into a building such as a detached house, an apartment house, or a commercial facility, in which case the water to be treated that is introduced into the building is purified. .
  • a water pipe that introduces water into a building
  • apartment house an apartment house
  • a commercial facility in which case the water to be treated that is introduced into the building is purified.
  • the water treatment device 11 When installing the water treatment device 11 in a house, for example, one may be provided in each house.
  • the water source 12 is a place that retains water that exists in nature, and includes, for example, wells, rivers or ponds. That is, natural water can be obtained from the water source 12 as the water to be treated.
  • the water to be treated is, for example, water that is used as a raw material for tap water, and includes water pumped from water sources such as wells, rivers, ponds, or rainwater, and contains fine particles.
  • Fine particles include, for example, sand, silt, clay, and iron oxide particles, but are not particularly limited to these, and any particles contained in the water to be treated can be removed.
  • fine particles for example, particles with a particle size of 0.2 ⁇ m to 15 ⁇ m can be removed. Many of the fine particles are negatively charged, and the fine particles repel each other in the water to be treated.
  • the iron ions contained in the water to be treated are, for example, eluted iron contained in the ground.
  • the water treatment device 11 includes an inlet 13, a water pipe 14, a chemical addition section 17, a filtration section 18, a water pump 15, and a purified water outlet 16. be done.
  • the inflow port 13 is an opening through which the water to be treated pumped up from the water source 12 by the water pump 15 is introduced into the apparatus.
  • the inlet 13 is located at the upstream end of the water conduit 14 .
  • the water pipe 14 is a pipe that circulates the water to be treated and purifies the water to be treated inside.
  • An inlet 13 is provided at the upstream end of the water conduit 14, and a purified water outlet 16 is provided at the downstream end.
  • the water pipe 14 connects the inflow port 13 and the water pump 15 for communication. Further, the water pipe 14 communicates and connects the water pump 15 and the chemical adding section 17 . Further, the water pipe 14 connects the drug adding section 17 and the filtering section 18 for communication. Moreover, the water pipe 14 connects the filtering part 18 and the purified water outlet 16 for communication.
  • the water pump 15 pumps up the water to be treated from the water source 12 and supplies it to the water treatment device 11 .
  • the water pump 15 feeds the water to be treated downstream of the water pump.
  • the water pump 15 is provided upstream of the chemical adding section 17 .
  • the amount of water supplied by the water pump 15 varies depending on the height difference between the position of the inlet 13 and the water level of the water source 12 .
  • the chemical addition unit 17 adds the solid chemical 1 to the water to be treated.
  • the chemical addition unit 17 stores the solid chemical 1 to be added to the water to be treated.
  • the drug addition unit 17 may be directly connected to the water pipe 14 or may be connected to the water pipe 14 via a pipe for supplying the solid medicine 1 .
  • the drug adding section 17 is provided upstream of the filtering section 18 .
  • the filtration section 18 provided downstream of the medicine addition section 17 is clogged. can reduce the possibility.
  • the filtering section 18 is connected to the drug addition section 17 through the water pipe 14 .
  • the filtration unit 18 is connected to the purified water discharge port 16 through the water pipe 14 .
  • the filtering section 18 is provided downstream of the drug adding section 17 .
  • the filtering unit 18 filters water containing flocs formed by the flocculant 2 .
  • the filtering unit 18 is not particularly limited as long as it can filter water containing flocs.
  • the filtering unit 18 may include, for example, a container and a filtering material filled in the container.
  • the filter material of the filter part 18 As the filter material of the filter part 18, sand, anthracite, garnet, ceramics, iron oxyhydroxide, etc., which settle in water and have a hardness that is difficult to deform under pressure, are particularly limited to single-layer or multi-layer granular filter materials. You can use it without doing anything. Further, as the filtering material of the filtering part 18, a granular filtering material such as manganese sand, granular activated carbon, or the like having adsorption ability on the surface of the filtering material can be used without particular limitation. Further, any filter material that exhibits a filtration phenomenon called depth filtration, such as a woven or non-woven filter material such as fiber or plastic, or a membrane filter material, can be used without particular limitation.
  • depth filtration such as a woven or non-woven filter material such as fiber or plastic, or a membrane filter material
  • the manganese sand When manganese sand is used as the filter medium, the manganese sand can have a density of, for example, 2.57 g/cm 3 to 2.67 g/cm 3 .
  • the manganese adhesion amount of the manganese sand is preferably 0.3 mg/g or more.
  • the purified water outlet 16 is an opening through which the water filtered by the filtering unit 18 is supplied to the outside of the apparatus as purified water.
  • the purified water outlet 16 is one end of the water pipe 14 and is provided at a different end from the inlet 13 .
  • Purified water obtained from the purified water outlet 16 has reduced turbidity and can be used as domestic water.
  • domestic water includes, for example, water used for daily life such as housework, bathing, cooking, and drinking.
  • the added solid chemical 1 interacts with fine particles in the water to be treated, forming a substance to be filtered that is filtered by the filtering unit 18 .
  • the added solid chemical 1 undergoes a flocculation reaction or an aggregation reaction with fine particles in the water to be treated, forming flocs.
  • the solid medicine 1 containing the flocculant 2 having a positive charge is used, the negative charge of the filtering material of the filtering part 18 can be neutralized, and the charge repulsion between the flocs and the filtering material can be eliminated. .
  • flocs are easily filtered, resulting in improved clarification performance.
  • the water to be treated containing the formed flocs flows through the water pipe 14 and is introduced into the filtration section 18 provided downstream of the chemical addition section 17 .
  • the water to be treated introduced into the filtering unit 18 becomes purified water because the flocs in the water to be treated are filtered by the filtering material.
  • Purified water from which microparticles have been removed can be obtained from the purified water discharge port 16 provided downstream of the filtering unit 18 .
  • Purified water can be used as domestic water. In this way, fine particles can be removed from the water to be treated.
  • poly DADMAC manufactured by SNF Co., Ltd., product number: DB45SH
  • polyvinylpyrrolidone manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd., product number: K25
  • excipient 3 tamarind seed gum (manufactured by DSP Gokyo Food & Chemical Co., Ltd., product number: Gliloid 6C) is prepared and weighed.
  • binder 4 polyvinyl alcohol (manufactured by AS ONE Co., Ltd., product number: granulation binder (PVA) PV-217) was prepared and weighed.
  • FIG. 5 is a schematic diagram of a test tablet 20 of solid drug 1 used in Examples and Comparative Examples.
  • the test tablet 20 has a test sample and a resin tablet 19, and is used for testing Examples and Comparative Examples.
  • the resin tablet 19 is a cylindrical resin molding with both ends open. In the tests of the examples and the comparative examples, a resin tablet 19 having a diameter ⁇ of 30 mm and a height H of 12 mm with a hole having a diameter ⁇ of 9 mm was used.
  • test sample as shown in Fig. 1, was a cylinder with a diameter ⁇ of 9 mm and a height H of 12 mm. Then, each test sample was fitted into a cylindrical resin tablet 19 shown in FIG. That is, the test tablet 20 is configured such that the test sample comes into contact with the liquid through the openings on the top surface and the bottom surface of the resin tablet 19 .
  • the drug compositions and ratios of the test samples are shown in FIGS.
  • Solid drug dissolution test In order to evaluate the solubility and expansibility of the test tablet, ion-exchanged water was continuously passed through the solid medicine 1 using the water treatment device 11 to reduce the concentration of the flocculant 2 contained in the solid medicine 1. Measurement and measurement of the expansion rate of the solid drug 1 were performed. Specifically, 150 L or more of ion-exchanged water was stored in a tank as the water source 12 , and the test tablet of the solid drug 1 was filled in the drug adding portion 17 . In addition, a flow meter (manufactured by Keyence Corporation, product number: FD-H20) was provided upstream of the chemical addition section 17 for measurement, and ion-exchanged water was passed through the chemical addition section 17 at a constant flow rate.
  • a flow meter manufactured by Keyence Corporation, product number: FD-H20
  • the flow rate was set at 15 L/min, and water was passed continuously for 10 minutes. 1 L of the solution through which the test tablet was passed was sampled from the purified water outlet 16 every minute, and the sampled solution was subjected to colloidal titration to measure the concentration of the flocculant 2 in the solution. After completion of the continuous water flow test for 10 minutes, the test tablet was taken out, dried sufficiently, and then the swelling ratio A of the test sample was measured. Further, the expansion coefficient A is a value that indicates the change in volume of the test sample after continuous passage of water, and was obtained from the following equation (1).
  • Example 1a As a flocculant 2, polyDADMAC was weighed out so as to be 20% of the total weight ratio. As Excipient 3, tamarind seed gum was weighed to 79% of the total weight. As binder 4, polyvinyl alcohol (degree of saponification: 88%) was weighed so as to be 1% of the total weight. These weighed drugs were compressed by the method described above in (Preparation of Solid Drugs) to obtain test tablets. FIG. 6 shows the evaluation results of the expansion rate A, and FIG. 8 shows the evaluation results of the flocculant concentration.
  • Example 2a Same as Example 1a except that tamarind seed gum was weighed as excipient 3 so as to be 75% of the total weight ratio, and polyvinyl alcohol was weighed as binder 4 so as to be 5% of the total weight ratio. made it FIG. 6 shows the evaluation results of the expansion rate A, and FIG. 8 shows the evaluation results of the flocculant concentration.
  • Example 3a Same as Example 1a except that tamarind seed gum was weighed as excipient 3 so as to be 70% of the total weight ratio, and polyvinyl alcohol was weighed as binder 4 so as to be 10% of the total weight ratio. made it FIG. 6 shows the evaluation results of the expansion rate A, and FIG. 8 shows the evaluation results of the flocculant concentration.
  • Example 4a Same as Example 1a except that tamarind seed gum was weighed as excipient 3 so as to be 60% of the total weight ratio, and polyvinyl alcohol was weighed as binder 4 so as to be 20% of the total weight ratio. made it FIG. 6 shows the evaluation results of the expansion rate A, and FIG. 8 shows the evaluation results of the flocculant concentration.
  • Example 1b As a flocculant 2, polyDADMAC was weighed out so as to be 20% of the total weight ratio. As Excipient 3, tamarind seed gum was weighed to 79% of the total weight. As Binder 4, polyvinylpyrrolidone was weighed so as to be 1% of the total weight ratio. These weighed drugs were compressed by the method described above in (Preparation of Solid Drugs) to obtain test tablets. FIG. 7 shows the evaluation results of the expansion rate A, and FIG. 9 shows the evaluation results of the flocculant concentration.
  • Example 2b Same as Example 1b, except that tamarind seed gum was weighed as excipient 3 so as to be 75% of the total weight, and polyvinylpyrrolidone was weighed as binder 4 so as to be 5% of the total weight. made it FIG. 7 shows the evaluation results of the expansion rate A, and FIG. 9 shows the evaluation results of the flocculant concentration.
  • Example 3b Same as Example 1b, except that tamarind seed gum was weighed as excipient 3 so as to be 70% of the total weight ratio, and polyvinylpyrrolidone was weighed as binder 4 so as to be 10% of the total weight ratio. made it FIG. 7 shows the evaluation results of the expansion rate A, and FIG. 9 shows the evaluation results of the flocculant concentration.
  • Example 4b Same as Example 1b, except that tamarind seed gum was weighed as excipient 3 so as to be 60% of the total weight, and polyvinylpyrrolidone was weighed as binder 4 so as to be 20% of the total weight. made it FIG. 7 shows the evaluation results of the expansion rate A, and FIG. 9 shows the evaluation results of the flocculant concentration.
  • Example 2a Same as Example 1a except that tamarind seed gum was weighed as excipient 3 so as to be 40% of the total weight ratio, and polyvinyl alcohol was weighed as binder 4 so as to be 40% of the total weight ratio. made it FIG. 6 shows the evaluation results of the expansion rate A, and FIG. 8 shows the evaluation results of the flocculant concentration.
  • Example 2b Same as Example 1b, except that tamarind seed gum was weighed as excipient 3 so as to be 40% of the total weight, and polyvinylpyrrolidone was weighed as binder 4 so as to be 40% of the total weight. made it FIG. 7 shows the evaluation results of the expansion rate A, and FIG. 9 shows the evaluation results of the flocculant concentration.
  • FIG. 6 is a diagram showing detailed conditions and expansion rate measurement results of solid medicines in Examples 1a to 4a and Comparative Examples 1 and 2a.
  • FIG. 7 is a diagram showing the detailed conditions and expansion rate measurement results of solid medicines in Examples 1b to 4b and Comparative Examples 1 and 2b.
  • FIG. 8 is a diagram showing the results of measurement of coagulant concentration in Examples 1a to 4a, Comparative Example 1, and Comparative Example 2a.
  • FIG. 9 is a diagram showing the results of measurement of coagulant concentration in Examples 1b to 4b, Comparative Example 1, and Comparative Example 2b.
  • Comparative Example 1 the binding agent 4 was not added to the solid medicine 1, and the expansion rate of the solid medicine 1 was 7%. This swelling is presumed to be due mainly to the swelling of the excipient, tamarind seed gum. Tamarind seed gum swells in water due to its water absorbency. In Comparative Example 1, since the binding agent 4 was not blended, the adhesive effect of the binding agent 4 was not obtained, and it can be said that the expansion of the solid medicine 1 could not be suppressed.
  • Comparative Example 2a the compounding ratio of the binder 4 in the solid drug 1 was 40%, and the expansion rate was 10%. This result is higher than the reference value (7%) of Comparative Example 1, indicating that the expansion was greater than when Binder 4 was not added.
  • the influence of the expandability of the binder 4 can be cited as a factor for the high expansion rate.
  • the binder 4 has the property of swelling in water. The swelling property of binder 4 is lower than that of excipient 3 but affects the swelling rate of solid drug 1 . Therefore, when polyvinyl alcohol is used as the binder 4, if the proportion of the binder 4 in the solid drug 1 is less than a certain value (30%), the effect of suppressing the expansion of the binder 4 with respect to the excipient 3 is reduced.
  • the swelling effect of the binder 4 is exceeded, so that the swelling of the solid drug 1 is presumed to be suppressed.
  • the ratio of the binder 4 in the solid drug 1 increases and the ratio of the binder 4 is equal to or higher than a certain value (30%), the effect of suppressing expansion of the binder 4 with respect to the excipient 3 and the binder It is presumed that the swelling effect of the solid medicine 1 increases as the swelling effect of the binder 4 becomes more dominant as the proportion of the binder 4 increases.
  • Comparative Example 2b the compounding ratio of binder 4 in solid drug 1 was 40%, and the expansion rate was -39%. This result indicates that the dissolution rate is higher than the expansion of the solid drug 1 because the expansion coefficient is negative, and most of the solid drug 1 is dissolved.
  • One of the factors that contributed to this result is the solubility of binder 4 .
  • Binder 4 has a high solubility. The solubility of binder 4 affects the expansion rate of solid drug 1 . Therefore, when polyvinylpyrrolidone is used as the binder 4, if the ratio of the binder 4 in the solid drug 1 is less than a certain value (30%), the solubility of the binder 4 causes the solid drug 1 to expand. is presumed to be suppressed.
  • the compounding ratio of the binder 4 to the solid drug 1 was 1%, 5%, 10%, and 20%, respectively, and the expansion rates were 3%, 2%, 2%, and 6%, respectively. Met. All of these values are lower than those of Comparative Example 1 in which the binder 4 was not blended. It turned out to be
  • the compounding ratio of the binder 4 was 1%, 5%, 10%, and 20%, respectively, and the expansion rates were 5%, 5%, 3%, and 0%, respectively. All of these values are lower than those of Comparative Example 1 in which the binder 4 was not blended. It turned out to be
  • the binder 4 by blending the binder 4 at a ratio of 1% to 20%, it is possible to suppress the expansion of the excipient 3 having a swelling effect, and suppress the expansion of the solid drug 1.
  • the binding agent 4 increases the adhesion between the excipient 3 or the aggregating agent 2 and reduces the exposed surface area of the highly expansive excipient 3 itself. Therefore, when the molded solid drug 1 comes into contact with water, the area of water in contact with the excipient 3 is reduced, which is thought to suppress swelling. Therefore, by blending 1 to 20% of the binder 4, it is possible to suppress the increase in the surface area due to the swelling of the solid medicine 1 in water, and to perform water treatment.
  • the contact area between the solid chemical 1 and water can be kept within a certain range, and a solution having a desired coagulant concentration can be provided when the solid chemical 1 is added to the water to be treated.
  • the contact area with water can be kept within a certain range, it is possible to prevent the solid drug 1 from dissolving quickly, and the solid drug 1 can release the flocculant 2 slowly over a long period of time.
  • the expansion rate changes depending on the physical properties of the excipient 3 and the binder 4.
  • the physical properties of the binder 4 become dominant. It can be said that it changes. Therefore, by changing the selection and compounding ratio of each drug, it is possible to set the swelling property and dissolution rate of the solid drug 1 to desired values.
  • FIG. 8 is a diagram showing the results of measurement of coagulant concentration in Examples 1a to 4a, Comparative Example 1, and Comparative Example 2a.
  • the test tablet used in Comparative Example 1 did not contain the binder 4, and the concentration of the flocculant temporarily increased to 0.4 ppm around 20 L after passing water, and reached a constant concentration of around 0.05 ppm in a few minutes.
  • the change in concentration was soothing. It is presumed that this is because the tamarind seed gum itself, which is the excipient 3 , expands or gels due to its water absorbency, thereby dissolving the flocculant 2 while retaining it inside the solid medicine 1 . Therefore, it is considered that continuous water flow has an effect of gradually releasing the solid drug 1 over a long period of time.
  • Comparative Example 2a has a compounding ratio of binder 4 of 40%.
  • the change in the concentration of the flocculant over time in Comparative Example 2a was such that the concentration temporarily increased to 0.2 ppm at around 20 L after water flow, and then gradually decreased, and the concentration was constant at around 0.05 ppm after 50 L of total water flow. resulted in a stable result.
  • This peak concentration of 0.2 ppm is a value lower than the peak concentration of Comparative Example 1 (0.4 ppm). From this result, it was found that the larger the blending ratio of polyvinyl alcohol, the more the initial concentration of the coagulant during continuous water flow was suppressed.
  • polyvinyl alcohol which is the binder 4
  • the adhesiveness is improved, the hardness of the solid medicine 1 as a whole is also increased, so that the disintegrability of the solid medicine 1 can be suppressed. Therefore, it is considered that the dissolution rate (coagulant concentration) of the flocculant 2 can be made constant.
  • FIG. 9 is a diagram showing the results of measurement of coagulant concentration in Examples 1b to 4b, Comparative Example 1, and Comparative Example 2b.
  • Comparative Example 2b has a compounding ratio of binder 4 of 40%.
  • the coagulant concentration rose to a concentration of 2.0 ppm around 20 L after passing water, and then stabilized at a constant concentration around 2.0 ppm.
  • Example 1a to 4a the compounding ratio of the binder 4 was 1%, 5%, 10%, and 20%, respectively. , and finally stabilized at a constant concentration around 0.05 ppm, which was almost the same concentration change as in Comparative Example 1.
  • the binder 4 does not greatly affect the sustained release property of the flocculant 2, and the solid solid that can stably and sustainedly release the flocculant 2 It can be Drug 1.
  • Example 1b the concentration of the flocculant increased to the peak concentration of 0.6 ppm near the total water flow rate of 20 L, and then gradually decreased, but was consistently around 0.1 ppm even when the total water flow rate increased. It fluctuated freely and did not stabilize at a constant concentration even when the total water flow was 150 L.
  • a factor for this is that the compounding ratio of the binder 4 to the solid drug 1 is as small as 1%. If the compounding ratio is low, the binder 4 is unevenly distributed, and the adhesion of the drug component by the binder 4 in the solid drug 1 may be uneven. As a result, it is considered that the concentration of the flocculant was not stabilized due to the difference in solubility in the solid drug 1.
  • the flocculant concentration increased to the peak values of 0.5 ppm, 0.35 ppm, and 0.3 ppm near the total water flow rate of 20 L, respectively, and then gradually decreased until the total water flow rate reached After 60 L, it stabilized at a constant concentration around 0.05 ppm.
  • the adhesiveness is improved, the hardness of the solid medicine 1 as a whole is also increased, so that the disintegrability of the solid medicine 1 can be suppressed. For these reasons, it becomes possible to release the solid drug 1 at a constant concentration over a long period of time. On the other hand, however, if a small amount of polyvinylpyrrolidone, such as 1%, is used, the adhesiveness is partially biased, and it is considered that the solubility of the solid medicine 1 is different.
  • the solid drug 1 consists of a water-soluble flocculant 2 that acts on fine particles in the water to be treated, a water-soluble excipient 3 that improves the moldability of the flocculant, and the flocculant 2 and the excipient 3. and a water-soluble binder 4 that improves the adhesiveness of the effective part 10 .
  • the drug components of the flocculant 2 and the excipient 3 are adhered to each other by the binder 4, and the surface area of the excipient 3, which tends to swell, is reduced. Therefore, when the solid medicine 1 is immersed in water, the area of the excipient 3 in contact with water is reduced, and the expansion rate of the solid medicine 1 as a whole can be suppressed.
  • the solid chemical 1 was made to have a volume expansion rate of 0% to 10% when immersed in water to be treated at 25°C.
  • the solid medicine 1 with a low expansion rate can be obtained, and further expansion can be suppressed even when immersed in water for a long period of time. Therefore, since the surface area of the solid drug 1 is not significantly increased, the flocculant 2 can be released at a stable concentration.
  • the solid drug 1 is configured such that the active part 10 has a weight percentage of 80% to 99% and the binder 4 has a weight percentage of 1% to 20%.
  • the binder 4 is configured to contain at least one of a water-soluble cellulose-based polymer and a vinyl-based polymer.
  • the chemical stability of the solid drug 1 can be enhanced by hydrogen bonding between the drug components due to the hydroxyl groups contained in the binder 4 . Therefore, when the solid medicine 1 is brought into contact with water, an attractive force is generated by hydrogen bonding, and the expansion rate of the solid medicine 1 can be suppressed.
  • the solid medicine 1 is configured such that the binder 4 contains at least one of polyvinyl alcohol, polyvinylpyrrolidone and hydroxypropylcellulose.
  • additives that are also used in the pharmaceutical industry can be used as the binder 4, and the solid drug 1 can be made relatively safe to the human body. Therefore, when the solid chemical 1 is used for water treatment and the water to be treated is purified, the treated water after purification can be used as domestic water.
  • the polyvinyl alcohol has high fluidity and low viscosity, so that the binder 4 can easily adhere uniformly to the entire drug component in the manufacturing process, and the flocculant 2 or the excipient 3 can be easily adhered. Uneven distribution can be suppressed. Therefore, the surface area of the excipient 3 is reduced, and the expansion rate of the solid drug 1 can be suppressed when the solid drug 1 comes into contact with water.
  • the method for producing the solid drug 1 comprises a flocculant 2 acting on fine particles in the water to be treated, a water-soluble excipient 3 improving the moldability of the flocculant 2, the flocculant 2 and the excipient 3 and a water-soluble binder 4 that improves the adhesiveness of the active part 10, and a mixing step of stirring to form a mixture, and a moistening step of adding a solvent to the mixture. , a granulation step of stirring the mixture in the solvent, an evaporation step of evaporating the solvent to obtain a solid, and a molding step of applying pressure to the solid.
  • the adhesive binder 4 is uniformly dispersed and the solid drug 1 is molded. Therefore, by reducing the surface area of the excipient 3, which tends to swell, even if the solid medicine 1 comes into contact with water, the area of the excipient 3 that comes into contact with water becomes smaller, and the expansion rate of the solid medicine 1 as a whole is suppressed. becomes possible.
  • the stirring time in the mixing process was 30 seconds to 3 minutes, and the stirring time in the granulation process was 30 seconds to 1 minute.
  • the water treatment device 11 is configured to include the solid medicine 1 described above or the solid medicine 1 manufactured by the manufacturing method described above.
  • the solid drug 1 is dissolved in the water to be treated, and the effect of the coagulant 2 in the solid drug 1 allows fine particles to be aggregated. Therefore, it becomes possible to remove the fine particles by the filtering unit 18 or the like.
  • the solid drug 1 since all the drug components are water-soluble, the solid drug 1 does not remain undissolved when it comes into contact with water. Therefore, when applied to the water treatment device 11, it is possible to solve problems such as clogging of the filtering section 18.
  • the content of the flocculant 2 with respect to the solid drug 1 is 1% to 30% by weight, preferably 1% to 20% by weight, but it is not limited to this.
  • the concentration of the flocculant 2 in the water to be treated can be improved, and by reducing the content ratio, the concentration of the flocculant 2 in the water to be treated can be suppressed. can be done.
  • the concentration of the flocculant 2 in the water to be treated varies. You can change it.
  • the solid drug according to the present disclosure comprises a water-soluble flocculant that acts on fine particles in the water to be treated, a water-soluble excipient that improves the moldability of the flocculant, and the flocculant and the excipient. and a water-soluble binder that improves adhesion of the active portion.
  • each drug component is adhered by the binder, and the surface area of the excipient that tends to swell is reduced. Therefore, even if the solid drug comes into contact with water, the area of the excipient that comes into contact with water is reduced, making it possible to suppress the expansion rate of the solid drug as a whole. Furthermore, since all the drug components are water-soluble, the solid drug components do not remain undissolved when the solid drug comes into contact with water. Therefore, when it is applied to a filtering device, it is possible to solve problems such as clogging of the filtering section.
  • the solid drug according to the present disclosure may have a volume expansion rate of 0% to 10% when immersed in water to be treated at 25°C.
  • the weight percentage of the active part may be 80% to 99%, and the weight percentage of the binder may be 1% to 20%.
  • the binder may contain at least one of a water-soluble cellulose-based polymer and a vinyl-based polymer.
  • the chemical stability of the solid drug can be enhanced by hydrogen bonding between the drug components due to the hydroxyl groups contained in the binder. Therefore, when the solid medicine is brought into contact with water, an attractive force is generated by hydrogen bonding, making it possible to suppress the expansion rate of the solid medicine.
  • the binder may contain at least one of polyvinyl alcohol, polyvinylpyrrolidone, and hydroxypropylcellulose.
  • each binder is an additive that is also used in the pharmaceutical industry, so it is relatively safe for the human body. Therefore, when the water to be treated is purified using the solid chemicals for water treatment, the treated water after purification can be used as domestic water.
  • the solid drug according to the present disclosure may have a degree of saponification of polyvinyl alcohol of 80% to 95%.
  • the polyvinyl alcohol has high fluidity and low viscosity, making it easy to uniformly adhere the entire drug. Therefore, the surface area of the excipient is reduced, making it possible to suppress the expansion rate of the solid drug when the solid drug comes into contact with water.
  • the method for producing a solid drug according to the present disclosure includes a flocculant that acts on fine particles in water to be treated, a water-soluble excipient that improves the moldability of the flocculant, and a flocculant and an excipient. and a water-soluble binder that improves the adhesion of the active part, a mixing step of stirring to form a mixture, a wetting step of adding a solvent to the mixture, and a mixture in the solvent a granulation step of stirring, an evaporation step of obtaining a solid by evaporating the solvent, and a molding step of applying pressure to the solid.
  • the adhesive binder is evenly dispersed to form a solid drug. Therefore, by reducing the surface area of excipients that easily swell, even if the solid medicine comes into contact with water, the area of the excipients that comes into contact with water will become smaller, making it possible to suppress the expansion rate of the solid medicine as a whole. .
  • the stirring time in the mixing step may be 30 seconds to 3 minutes, and the stirring time in the granulation step may be 30 seconds to 1 minute.
  • the water treatment apparatus according to the present disclosure may include the above-described solid drug or solid drug manufactured by the above-described manufacturing method.
  • the solid drug dissolves in the water to be treated, and the fine particles can be aggregated by the effect of the coagulant in the solid drug. Therefore, it becomes possible to remove fine particles by a filtering unit or the like.
  • the solid drug, the method for producing the solid drug, and the water treatment apparatus using the solid drug according to the present disclosure are useful as a solid drug capable of suppressing swelling when in contact with water and a water treatment apparatus using the same. It can be applied to entrance-installed water purifiers (POE), point-of-use water purifiers (POU), and the like.
  • POE entrance-installed water purifiers
  • POU point-of-use water purifiers

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Abstract

本開示の固形薬剤（１）は、被処理水中の微粒子と作用する水溶性の凝集剤（２）と、凝集剤（２）の成形性を向上させる水溶性の賦形剤（３）と、凝集剤（２）と賦形剤（３）とを含んで構成される効能部（１０）と、効能部（１０）の接着性を向上させる水溶性の結合剤（４）と、を備える。

Description

固形薬剤、固形薬剤の製造方法、及びそれを用いた水処理装置
　本開示は、固形薬剤、固形薬剤の製造方法、及びそれを用いた水処理装置に関する。
　水中の微粒子を除去する水処理の方法として、従来、凝集剤を用いて微粒子を粗大化させる水処理方法が知られている。具体的には、凝集剤の凝集作用を用いて微粒子を含むフロックを形成し、フロックを濾過装置等によって除去することで、浄水を得る方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
　一般的に、凝集剤を凝集処理に用いる場合には、液体である凝集剤溶液を、ポンプを用いて被処理水に注入する。しかし、この方法は、使用するポンプが高価であることから、被処理水の浄化にコストが掛かるという問題がある。また、凝集剤溶液を貯蔵するために大型のタンクが必要となり、水処理装置全体が大型化するという問題がある。
　そこで、凝集剤を固形化することで、上記２つの問題を解決する方法がある。しかし、凝集剤は、水に完全に溶解させた後にポンプで注入することが前提であるため、凝集剤が素早く溶解するように構成されている。このため、固形の凝集剤を、被処理水に連続的に少しずつ溶解させることができないという問題、及び凝集剤濃度が安定せず適切に微粒子除去を行うことができないという問題がある。
　ここで、従来の固形薬剤として、水溶性の薬剤の有効濃度を長期間に亘って持続させる固形薬剤が知られている（例えば、特許文献２，３参照）。
特開２００６－２１８３８８号公報 公告昭４８―２７７５号公報 特開平７―１３６６６４号公報
　上記特許文献２に開示された殺生物製剤では、有効成分である水溶性殺傷物質に、非水溶性物質であるロウ状物質と、水溶性物質であるポリエチレングリコールとを配合し、薬剤を固形化成形する。したがって、殺生物製剤を水に溶解させた際、ロウ状物質が溶解せず、溶液中に蓄積する。そのため、濾過装置などに適用した場合には、濾過材の閉塞が生じる等の課題がある。また、分子量の大きいポリエチレングリコールを用いており、殺生物製剤を水に溶解させた際に、膨張する可能性があり、表面積が変動することから水溶性殺傷物質を一定濃度で徐々に放出することが困難である。
　また、上記特許文献３に開示された排水処理方法では、溶解性の脂肪酸エステルを配合し、薬剤を固形化成形する。脂肪酸エステルとして疎水基の分子量が大きな物質を用いると、固形化薬剤を水に溶解させた際、薬剤全体が膨張する。そのため、濾過装置などに適用した場合には、膨張した薬剤の濾過材への固着、及び膨張した薬剤による濾過材の閉塞が生じる等の課題がある。
　上記のような課題から、凝集剤を用いて水中の微粒子を粗大化し、濾過により微粒子を除去する水処理用途に適用可能な、固形薬剤を作製することは困難であった。
　本開示は、水に触れた際に膨張率を抑えることができ、且つ、薬剤成分が溶解する固形薬剤、固形薬剤の簡便な製造方法、及びそれを用いた水処理装置を提供することを目的とする。
　本開示に係る固形薬剤は、被処理水中の微粒子と作用する水溶性の凝集剤と、凝集剤の成形性を向上させる水溶性の賦形剤と、凝集剤と賦形剤とを含んで構成される効能部と、効能部の膨張を抑制する水溶性の結合剤と、を備えている。
　また、本開示に係る固形薬剤の製造方法は、被処理水中の微粒子に作用する凝集剤と、凝集剤の成形性を向上させる賦形剤と、凝集剤と賦形剤とを含んで構成される効能部の膨張を抑制する結合剤と、を撹拌し混合体とする混合工程と、混合体に溶媒を添加する湿潤工程と、溶媒中で混合体を撹拌する造粒工程と、溶媒を蒸発させ、固体を得る蒸発工程と、固体に圧力を加える成形工程と、を含む。
　また、本開示に係る水処理装置は、本開示に係る固形薬剤を備える。
　本開示によれば、固形薬剤が水に触れた際に、固形薬剤の膨張を抑えることができ、薬剤成分が溶解する固形薬剤、固形薬剤の簡便な製造方法、及びそれを用いた水処理装置を提供することができる。
図１は、本開示に係る固形薬剤の模式図である。 図２は、本開示に係る固形薬剤を製造する際に用いられる金型の模式図である。 図３は、固形薬剤の製造方法を示すフロー図である。 図４は、本開示に係る水処理装置の模式図である。 図５は、実施例及び比較例に用いた固形薬剤１の試験タブレットの模式図である。 図６は、実施例１ａ～４ａ、比較例１、及び比較例２ａにおける固形薬剤の詳細条件及び膨張率測定結果を示す図である。 図７は、実施例１ｂ～４ｂ、比較例１、及び比較例２ｂにおける固形薬剤の詳細条件及び膨張率測定結果を示す図である。 図８は、実施例１ａ～４ａ、比較例１、及び比較例２ａにおける凝集剤濃度測定結果を示す図である。 図９は、実施例１ｂ～４ｂ、比較例１、及び比較例２ｂにおける凝集剤濃度測定結果を示す図である。
　以下、本開示の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施の形態は、本開示を具体化した一例であって、本開示の技術的範囲を限定するものではない。また、実施形態において説明する各図は、模式的な図であり、各図中の各構成要素の大きさ及び厚さそれぞれの比が、必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。
　（実施の形態１）
　図１を参照して、本実施の形態１に係る固形薬剤１について説明する。図１は本開示に係る固形薬剤１の模式図である。
　固形薬剤１は、主に水処理用途として用いられ、水中の微粒子に作用する。水処理の方法として、例えば、被処理水に固形薬剤１を添加する。被処理水に懸濁している微粒子は負に帯電しているため、正電荷を有する固形薬剤１を用いた場合、固形薬剤１の電気中和作用により、懸濁微粒子と固形薬剤１とが凝集し、フロックが形成される。そして、形成されたフロックを沈殿あるいは濾過等により被処理水から除去することで、被処理水から懸濁微粒子を除去し、浄水を得ることが可能である。
　なお、微粒子とは、例えば砂、シルト、粘土及び酸化鉄粒子等が挙げられるが、これらに特に限定されることはなく、被処理水中に含まれる粒子であれば除去対象となる。
　本実施の形態１の固形薬剤１は、図１に示すように、凝集剤２と、賦形剤３と、結合剤４と、を有して構成される。凝集剤２、賦形剤３、結合剤４には、いずれも水溶性の薬剤を用いる。つまり固形薬剤１は、全体として高い水溶性を有する。したがって、固形薬剤１を、フロック濾過法などを行う水処理装置に用いた場合に、薬剤成分が容易に溶解する。このため、難溶性を理由として溶け残った薬剤成分により、濾過材が閉塞するという問題を抑制できる。
　凝集剤２は、被処理水中の微粒子と作用してフロックを形成する。凝集剤２は、水溶性の薬剤であり、水処理用途において、固形薬剤１の有効成分として作用する。
　凝集剤２は、その形態は問わないが、固形薬剤１の製造工程における取扱いの容易さ等の観点から、液体よりも固体が好ましい。
　凝集剤２として、無機凝結剤、有機凝結剤、及び高分子凝集剤のうち、少なくとも１種を用いる。凝集剤２には、水処理用途において、電荷中和作用の観点から、分子構造中に正電荷を有する薬剤を用いることが好ましい。正電荷を有する薬剤を用いることにより、負に帯電している微粒子に対し、電荷中和を行うことができる。これにより、微粒子同士を凝結あるいは凝集させ、フロックを形成させることができる。
　有機凝結剤として、例えば、ポリＤＡＤＭＡＣ（ＤｉＡｌｌｙｌＤｉＭｅｔｈｙｌＡｍｍｏｎｉｕｍＣｈｌｏｒｉｄｅ）、ポリアミン、及びジシアンジアミド系高分子等を用いることができる。ポリアミンとして、例えば、ポリエチレンイミンを用いることができる。また、ジシアンジアミド系高分子として、例えば、ポリジシアンジアミドと塩化アンモニウムの反応物を用いることができる。
　無機凝結剤として、例えば、ポリ塩化アルミニウム、ポリ硫酸アルミニウム、ポリ硫酸第二鉄等を用いることができる。
　高分子凝集剤として、カチオン性の高分子凝集剤を用いることが好ましく、例えば、ポリメタクリル酸ジメチルアミノエチル等を用いることができる。
　なお、有機凝結剤及び無機凝結剤は、比較的低分子量（重量平均分子量１万以下）であるため、負に帯電している微粒子に対して電荷中和作用を起こし、微粒子の集合体である微細フロックを形成する。この反応は凝結反応と呼ばれ、水処理を行う際に、基礎フロックを生成する第一段階の方法として用いることができる。一方、高分子凝集剤は、生成した微細フロックを吸着して連結させる架橋作用を起こし、複数の微細フロックを含む粗大フロックを形成する。この反応は架橋反応と呼ばれ、水処理を行う際に、粗大フロックを形成し、凝集沈降反応によって、濁質を含む汚れ成分を取り除く方法として用いることができる。したがって、有機凝結剤又は無機凝結剤と、高分子凝集剤を併用することも可能である。また、有機凝結剤と無機凝結剤と高分子凝集剤を併用することも可能である。
　固形薬剤１に対する凝集剤２の含有量は、１重量％～３０重量％、好ましくは１重量％～２０重量％である。凝集剤２の含有量が上記範囲内にあると、使用初期から凝集剤２の一部と被処理水が接触することができ、凝集剤成分の過剰な溶出を抑えることができるため好ましい。
　賦形剤３は、凝集剤２の成形性、つまり製造上における性状及び特性を向上させる水溶性の薬剤である。性状とは、例えば、粉体流、錠剤圧縮強度、湿潤・乾燥顆粒形成、及び均一性等である。特性とは、例えば、含量均一性、粉末化、溶解、錠剤の完全性、もろさ、及び物理的・化学的安定性等である。具体的には、凝集剤２のような有効成分のみで固形薬剤１を成形した場合、固形薬剤１の成形性は有効成分のみのもろさ、及び溶解性に依存してしまう。そのため、固形薬剤１の成形が困難であるといった課題、及び固形薬剤１がすぐに溶解してしまう等の課題が生じる。しかし、上述のように、賦形剤３を配合することにより、固形薬剤１全体の成形性を向上させることができる。
　賦形剤３は、水溶性の二糖以上の糖類を含み、その形態は問わない。なお、固形薬剤１の製造工程における取扱いの容易さ等の観点から、賦形剤３は、液体よりも固体が好ましい。
　賦形剤３の主成分として、例えば、ラクトース、水溶性でんぷん、水溶性セルロース、グアーガム、及びタマリンドガム等を用いることができる。
　固形薬剤１に対する賦形剤３の含有量は、５０重量％～９８重量％とし、好ましくは６０重量％～９８重量％である。賦形剤３の含有量が上記範囲内にあると、被処理水に対する凝集剤２の溶解性を低減でき、長期間凝集剤成分を溶出させることができる。したがって、長期間（例えば２週間）にわたり、固形薬剤１の形状を保持しつつ、凝集剤成分を適切な量で継続的に溶出させることができるため好ましい。
　凝集剤２及び賦形剤３は、被処理水中の微粒子に対して凝結反応あるいは凝集反応を行う効能部１０を形成する。
　結合剤４は、粘性を有する水溶性の薬剤である。結合剤４は、凝集剤２及び賦形剤３の接着性を向上させる。したがって、結合剤４を配合することにより、効能部１０の接着性が向上し、固形薬剤１の硬度が向上する。
　結合剤４は、セルロース系高分子、及びビニル系高分子を含み、その形態は問わない。なお、結合剤４は、固形薬剤１の製造工程における取扱いの容易さ等の観点から、液体よりも固体が好ましい。
　結合剤４は、例えば、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、及びヒドロキシプロピルセルロース等を用いることができる。なお、接着性及び粘性等のハンドリング性の観点から、ポリビニルアルコールを用いるのが好ましい。また、ポリビニルアルコールを用いる場合、鹸化度は８０％～９５％であることが好ましい。鹸化度が８０％～９５％であれば、流動性が高く、粘性が低い性質となるため、凝集剤２及び賦形剤３が結合剤４によって均一に接着しやすくなるためである。
　結合剤４は、固形薬剤１の製造工程における取扱いの容易さなどの観点から、粘度２０ｍＰａ～１１０ｍＰａ（４％、２０℃）であることが好ましい。
　固形薬剤１に対する結合剤４の含有量は、１重量％～２０重量％、好ましくは１重量％～１０重量％である。結合剤４の含有量が上記範囲内にあると、結合剤４によって、凝集剤２、賦形剤３、及び結合剤４の各薬剤成分が接着し、膨張しやすい賦形剤３の表面積が低下する。したがって、固形薬剤１を被処理水に添加した場合に、賦形剤３の被処理水への露出面積が小さくなり、固形薬剤１全体の膨張率を抑えることが可能となる。したがって、長期間（例えば２週間）にわたり、固形薬剤１の形状を保持しつつ、凝集剤成分を一定濃度で溶出させることができるため好ましい。また、膨張を抑制できるため、濾過装置などに適用した場合には、膨張した薬剤の濾材への固着、及び膨張した薬剤による濾過装置の閉塞が生じる、等の問題の発生を抑制できる。
　また、固形薬剤１は、凝集剤２、賦形剤３、及び結合剤４のそれぞれの含有割合の合計が１００重量％を超過しないように配合比を設定し、その配合比を任意に変更可能である。また、必要に応じて添加物等を配合してもよい。なお、例えば、セルロース、カルボキシメチルセルロース、コーンスターチ、炭酸ナトリウム、又は炭酸水素ナトリウム等の固形薬剤１の形状の崩壊を促進する成分を配合すると、固形薬剤１が速やかに崩壊し、長期にわたり凝集剤を徐放する固形薬剤１とすることが困難であるため、好ましくない。
　なお、凝集剤２、賦形剤３、及び結合剤４のそれぞれについて、製造工程における取扱いの容易さ等を考慮し、固体より液体を用いることが好ましいとした。なお、３成分すべてを液体とした場合には、水処理用途においては、賦形剤３及び結合剤４を加える必要はなく、従来技術に示した、ポンプを用いて被処理水に液体の凝集剤を添加する手法となる。したがって、凝集剤２、賦形剤３、及び結合剤４の３成分のうち、少なくとも１種類は固体の原料を用いて固形薬剤１を構成する。具体的には、配合割合が最も高い成分を固体とすることが好ましい。
　（固形薬剤の製造方法）
　次に、図２及び図３を参照して、本実施の形態１に係る固形薬剤１の製造方法について説明する。図２は、本開示に係る固形薬剤１を製造する際に用いられる金型５の模式図である。図３は、固形薬剤１の製造方法を示すフロー図である。
　本実施の形態１の固形薬剤１は、凝集剤２と、賦形剤３と、結合剤４とを混合した混合物を、金型５を用いて、加圧して錠剤状とすることによって製造することができる。
　金型５は、金型５ａと金型５ｂを有して構成される。
　金型５ａは、製造時に固形薬剤１の原料が投入される部材である。金型５ａは、内部空間６を有する筒状の部材であり、筒状部の少なくとも一端が開口している。
　内部空間６の直径Ｄ１は、固形薬剤１の直径と略一致する。金型５ａの内部空間６に固形薬剤１の原料が投入される。内部空間６の形状により、固形薬剤１の形状が決定される。
　金型５ｂは、加圧部７と基部８を有し、金型５ａの内部空間６と篏合する。
　加圧部７は、金型５ａの開口に挿し込まれ、固形薬剤１の原料を加圧する部材である。加圧部７の直径Ｄ２は、内部空間６の直径Ｄ１と略一致し、内部空間６への挿入及び取り出しが可能な直径とする。
　基部８は、加圧部７と一体に成形され、加圧部７に圧力を伝達する部材である。
　なお、金型５ａ及び金型５ｂの素材は、特に限定されず、金属であってもよいし、樹脂であってもよい。
　図３を用いて、固形薬剤１の製造方法について説明する。
　より具体的には、まず、凝集剤２と、賦形剤３と、結合剤４と、を秤量し、混合することにより、混合物を調製する（混合工程：ステップＳ１）。混合方法は特に限定されないが、固形薬剤１中での各成分の偏在を抑制し分散して存在させるために、撹拌機を用いて攪拌することが好ましい。なお、以降では、凝集剤２、賦形剤３、結合剤４の３成分をまとめて「各成分」と記載することがある。
　攪拌速度は特に指定は無いが、５００ｒｐｍ～３００００ｒｐｍが好ましく、より好ましくは１５０００ｒｐｍ～２５０００ｒｐｍである。攪拌速度が５００ｒｐｍ未満の場合には、凝集剤２と、賦形剤３と、結合剤４とが十分に混合されておらず、各成分が偏在する可能性がある。攪拌速度が３００００ｒｐｍ以上の場合には、攪拌速度が速いため、粉体の分散性が著しく低下し、各成分が偏在する可能性がある。
　混合物の混合方法として、例えば、小型撹拌機、ミル、又は粉体混合機などを用いた混合を行うことができる。
　混合工程での混合時間は、例えば、３０秒～３分とするのが好ましく、より好ましくは１分である。混合時間が３０秒未満の場合には、凝集剤２と、賦形剤３と、結合剤４とが十分に混合されておらず、各成分が偏在する可能性がある。混合時間が３分を超えた場合には、過剰な混合となり、製造工程全体に要する時間が長期化してしまう。また、長時間の攪拌は、凝集剤２と、賦形剤３と、結合剤４との衝突回数が多くなることで微細化し、粉体の流動性が悪化する。したがって、金型５ａに投入する際に各成分が偏在する可能性がある。次に、混合体を湿潤させるために、混合体に溶媒を添加する（湿潤工程：ステップＳ２）。溶媒として、例えば、水、あるいはエタノール、アセトン、又はヘキサンなどの揮発性の有機溶媒を用いることができ、揮発性の有機溶媒が好ましい。揮発性の有機溶媒を用いることで、後述する溶媒の蒸発（蒸発工程：ステップＳ４）において、工程時間を短縮することができる。
　溶媒の添加量は、固形薬剤１に対して１重量％～３０重量％、好ましくは、２０重量％～３０重量％である。溶媒の添加量が上記範囲内にあると、後述する混合体の攪拌（造粒工程：ステップＳ３）において、各成分が均一に湿潤し、各成分の粒子同士あるいは各成分と他の成分との間での粒子の結合力が上昇する。
　なお、湿潤工程は必須の工程ではないが、湿潤工程により、各成分の粒子同士あるいは各成分と他の成分との間での粒子同士の結合性を向上させるために、湿潤工程を行うことが好ましい。固体である結合剤４を湿潤させることで、結合剤４に接着性を付与し、各成分の粒子同士あるいは各成分と他の成分との間での粒子同士の結合性を上昇させることができる。
　そして、混合体を溶媒中で撹拌する（造粒工程：ステップＳ３）。造粒工程により、凝集剤２の周囲に結合剤４が付着し、結合剤４により凝集剤２と賦形剤３とが密着して一体となった粒状の物質として存在することができる。
　造粒工程での撹拌時間は、例えば、３０秒～１分とするのが好ましい。撹拌時間が３０秒未満の場合には、凝集剤２の周囲に結合剤４が十分に付着しておらず、凝集剤２と賦形剤３との接着性が不十分な可能性がある。撹拌時間が１分を超える場合には、生成した粒状物質中の結合剤４の接着力が弱まり、粒状物質が崩壊し、再度各成分が独立した粒子に戻ってしまう可能性がある。
　次に、溶媒を揮発させ、凝集剤２と賦形剤３と結合剤４を含む混合固体を得る（蒸発工程：ステップＳ４）。得られた混合固体は、固形薬剤１の原料となる。
　そして混合固体に圧力を加え成形することにより、固形薬剤１を得る（成形工程：ステップＳ５）。
　成形工程の詳細な手順を説明する。まず、造粒工程により得られた凝集剤２と賦形剤３と結合剤４とを含む混合固体を金型５ａの内部に充填する。当該混合固体を金型５ａに充填した後、金型５ａの開口の一端から金型５ｂを挿し込み、混合固体に圧力を加える。これにより、混合固体が圧縮され、混合固体中の空隙が除去されて緻密化する。なお、混合物の加圧条件は特に限定されず、固形薬剤１が所望の密度になるように調整することができ、例えば、混合固体を、室温条件下、１ＭＰａ～１００ＭＰａの圧力で加圧することが好ましい。
　そして、金型５ａの内部から成型体を取り出すことにより、固形薬剤１を得ることができる。
　以上の製造方法により、凝集剤２と賦形剤３と結合剤４を原料として、固形薬剤１を得ることができる。
　（実施の形態２）
　次に、図４を参照して、本実施の形態２に係る水処理装置１１について説明する。図４は本開示に係る水処理装置１１の模式図である。
　実施の形態２に係る水処理装置１１では、固形薬剤１として、実施の形態１に係る固形薬剤１を用いている。以下、実施の形態１で説明済みの内容は再度の説明を適宜省略し、実施の形態１と異なる点を主に説明する。
　水処理装置１１は、水源１２から供給される被処理水を浄化する装置である。水処理装置１１は、例えば、戸建て住宅又は集合住宅、商業施設などの建物に水を導入する水道管と連結して設置されてもよく、その場合、建物に導入される被処理水を浄化する。住宅に水処理装置１１を設置する場合、例えば、各戸に１つずつ設けられてもよい。
　水源１２は、自然に存在する水を保持する場所であり、例えば、井戸、河川もしくは池等を含む。つまり、水源１２からは、天然水を被処理水として得ることができる。
　なお、被処理水とは、例えば、水道水の原料になる水であり、井戸、河川もしくは池等の水源から汲み出した水又は雨水が該当し、微粒子等を含んでいる。
　微粒子とは、例えば砂、シルト、粘土及び酸化鉄粒子等が挙げられるが、これらに特に限定されることはなく、被処理水中に含まれる粒子であれば除去対象となる。微粒子として、例えば、粒子径が０．２μｍ～１５μｍの粒子を除去可能である。微粒子は、その多くが負に帯電し、被処理水中では微粒子同士が互いに反発しあっている。また、被処理水に含まれる鉄イオンは、例えば、地中に含まれる鉄が溶出したものである。
　図４に示すように、水処理装置１１は、流入口１３と、通水管１４と、薬剤添加部１７と、濾過部１８と、通水ポンプ１５と、浄水排出口１６とを有して構成される。
　流入口１３は、通水ポンプ１５によって水源１２から汲み上げられる被処理水を装置内に導入する開口である。流入口１３は、通水管１４の上流端に位置する。
　通水管１４は、被処理水を流通させ、内部で被処理水の浄化を行う管である。通水管１４の上流端には流入口１３が設けられ、下流端には浄水排出口１６が設けられる。通水管１４は、流入口１３及び通水ポンプ１５を連通接続する。また、通水管１４は、通水ポンプ１５及び薬剤添加部１７を連通接続する。また、通水管１４は、薬剤添加部１７及び濾過部１８を連通接続する。また、通水管１４は、濾過部１８及び浄水排出口１６を連通接続する。
　通水ポンプ１５は、水源１２から被処理水を汲み上げ、水処理装置１１に供給する。通水ポンプ１５は、通水ポンプ下流へと被処理水を送水する。通水ポンプ１５は、薬剤添加部１７の上流に設けられる。通水ポンプ１５の送水量は、流入口１３の位置と、水源１２の水位との間の高低差によって変動する。
　薬剤添加部１７は、被処理水に固形薬剤１を添加する。薬剤添加部１７には、被処理水に添加される固形薬剤１が格納される。薬剤添加部１７は、通水管１４と直接接続されていてもよいし、固形薬剤１を供給する配管を介して通水管１４と接続されていてもよい。薬剤添加部１７は、濾過部１８の上流に設けられる。なお、固形薬剤１の原料には、水溶性の成分を用いているため、被処理水に固形薬剤１を添加した際に、薬剤添加部１７の下流側に設けられた濾過部１８が閉塞する可能性を低減できる。
　濾過部１８は、通水管１４によって薬剤添加部１７と連通接続されている。また、濾過部１８は、通水管１４によって、浄水排出口１６と連通接続されている。濾過部１８は、薬剤添加部１７の下流に設けられる。濾過部１８は、凝集剤２により形成されるフロックを含有する水を濾過する。濾過部１８は、フロックを含有する水を濾過することができれば、特に限定されない。濾過部１８は、例えば、容器と容器内に充填された濾過材とを含んでいてもよい。
　濾過部１８の濾過材として、砂、アンスラサイト、ガーネット、セラミックス、オキシ水酸化鉄など、水中で沈降し、圧力で変形しにくい硬度をもつものを単一層又は多層にした粒状濾過材を特に制限すること無く利用できる。また、濾過部１８の濾過材として、マンガン砂、粒状活性炭等の濾過材表面に吸着能を持たせた粒状濾過材を特に制限すること無く利用できる。さらに、繊維、プラスチック等の織物又は不織布濾過材、又は膜濾過材などの深層濾過と言われている濾過現象を示す濾過材を、特に制限すること無く利用できる。濾過材としてマンガン砂を用いる場合、マンガン砂の密度は、例えば２．５７ｇ／ｃｍ３～２．６７ｇ／ｃｍ３とすることができる。マンガン砂のマンガン付着量は、０．３ｍｇ／ｇ以上であることが好ましい。
　浄水排出口１６は、濾過部１８によって濾過された被処理水を、浄水として装置外に供給する開口である。浄水排出口１６は、通水管１４の一端であり、流入口１３とは異なる一端に設けられる。浄水排出口１６から得られる浄水は、濁度が低減され、生活水として用いることができる。生活水とは、例えば、家事、入浴、炊事、及び飲用等の日常生活に用いる水を含む。
　（（処理の流れ））
　水処理装置１１による被処理水の浄化方法について説明する。まず、通水ポンプ１５により、微粒子を含む被処理水が水源１２から流入口１３を介して装置内に導入される。水処理装置１１内に導入された被処理水は、通水ポンプ１５により通水管１４を流通する。流入した被処理水が薬剤添加部１７に到達すると、被処理水に固形薬剤１が添加される。
　添加された固形薬剤１が被処理水中の微粒子と作用し、濾過部１８で濾過される濾過対象物質が形成される。
　例えば、添加された固形薬剤１が被処理水中の微粒子と凝結反応あるいは凝集反応を起こし、フロックが形成される。また、正電荷を有する凝集剤２を含有する固形薬剤１を用いた場合には、濾過部１８の濾過材のマイナス帯電についても中和可能であり、フロックと濾過材との電荷反発を解消できる。電荷反発が解消された結果、フロックが濾過されやすくなるため、除濁性能が向上する。
　形成されたフロックを含む被処理水は、通水管１４を流通し、薬剤添加部１７の後段に設けられる濾過部１８に導入される。濾過部１８に導入された被処理水は、被処理水中のフロックが濾過材によって濾過されるため、浄水となる。そして、濾過部１８の下流に設けられる浄水排出口１６から、微粒子が除去された浄水を得ることができる。浄水は、生活用水として使用可能である。このようにして、被処理水から微粒子を除去することができる。
　（実施例）
　以下、実施例及び比較例を用いて本実施形態の固形薬剤１をさらに詳細に説明するが、本実施形態はこれによって限定されるものではない。
　（固形薬剤の調整）
　まず、凝集剤２として、ポリＤＡＤＭＡＣ（株式会社ＳＮＦ製、品番：ＤＢ４５ＳＨ）、又は、ポリビニルピロリドン（富士フィルム和光純薬株式会社製、品番：Ｋ２５）を準備し、秤量した。次に賦形剤３として、タマリンドシードガム（ＤＳＰ五協フード＆ケミカル株式会社製、品番：グリロイド６Ｃ）を準備し、秤量する。次に結合剤４として、ポリビニルアルコール（株式会社アズワン製、品番：造粒バインダー（ＰＶＡ）ＰＶ―２１７）を準備し、秤量した。次に、秤量した上記３種類の薬剤を全てフォースミル（大阪ケミカル株式会社製、品番：ＦＭ－１）に投入した。フォースミルにて１分間攪拌した後、溶媒として、投入した薬剤の合計重量比の３０％のエタノールを加え、さらに１分間フォースミルにて攪拌した。その後、エタノールを揮発させ、粉末を得た。そして、生成した粉末を、金型５ａ（φ９ｍｍ）の内部に投入した。そして、当該粉末を、金型５ｂを用いて２０ＭＰａで加圧圧縮することにより、固形薬剤１の試験サンプルを得た。
　試験サンプルの形状について、図５を用いて説明する。図５は、実施例及び比較例に用いた固形薬剤１の試験タブレット２０の模式図である。
　試験タブレット２０は、試験サンプル及び樹脂タブレット１９を有し、実施例及び比較例の試験に用いられる。
　樹脂タブレット１９は、両端が開口した円筒型の樹脂成型物である。実施例及び比較例の試験の際には、直径φが９ｍｍの孔が空いた、直径φが３０ｍｍ、高さＨが１２ｍｍの樹脂タブレット１９を用いた。
　試験サンプルの形状は、図１に示すように、直径φが９ｍｍ、高さＨが１２ｍｍの円柱状であった。そして、各試験サンプルを、図５に示す円筒型の樹脂タブレット１９にはめ込み、固形薬剤１の試験タブレット２０を作成した。つまり、試験タブレット２０は、樹脂タブレット１９の天面及び底面の開口から、試験サンプルが液体と接触する構成とした。試験サンプルの薬剤組成と比率を図６及び図７に示す。
　（固形薬剤溶解試験）
　試験タブレットの溶解性及び膨張性を評価するために、水処理装置１１を用いて、固形薬剤１にイオン交換水を連続通水することで、固形薬剤１中に含まれる凝集剤２の濃度の測定及び固形薬剤１の膨張率の測定を行った。具体的には、水源１２としてイオン交換水を１５０Ｌ以上タンクに貯水し、固形薬剤１の試験タブレットを薬剤添加部１７に充填した。また、流量計（株式会社キーエンス製、品番：ＦＤ―Ｈ２０）を薬剤添加部１７の上流側に設けて測定し、一定流量でイオン交換水を薬剤添加部１７に通水した。流量は１５Ｌ／ｍｉｎにて設定し、１０分間連続で通水した。試験タブレットが通水された溶液を、浄水排出口１６から１分ごとに１Ｌ採水し、採水した溶液のコロイド滴定を行うことにより、溶液中の凝集剤２の濃度測定を行った。１０分間の連続通水試験終了後、試験タブレットを取出し、十分に乾燥した後、試験サンプルの膨張率Ａを測定した。また、膨張率Ａは、連続通水後の試験サンプルの体積変化を示す値であり、次の式１より求めた。
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　（実施例及び比較例）
　次に、実施例及び比較例について説明する。
　［実施例１ａ］
　凝集剤２として、ポリＤＡＤＭＡＣを全体重量比の２０％となるように秤量した。賦形剤３として、タマリンドシードガムを全体重量比の７９％となるように秤量した。結合剤４として、ポリビニルアルコール（鹸化度８８％）を全体重量比の１％となるように秤量した。これらの秤量した薬剤を（固形薬剤の調整）にて上述した方法で加圧圧縮して、試験タブレットを得た。膨張率Ａの評価結果を図６、凝集剤濃度の評価結果を図８に示す。
　［実施例２ａ］
　賦形剤３としてタマリンドシードガムを全体重量比の７５％となるように秤量し、結合剤４として、ポリビニルアルコールを全体重量比の５％となるように秤量した以外は、実施例１ａと同様にした。膨張率Ａの評価結果を図６、凝集剤濃度の評価結果を図８に示す。
　［実施例３ａ］
　賦形剤３としてタマリンドシードガムを全体重量比の７０％となるように秤量し、結合剤４として、ポリビニルアルコールを全体重量比の１０％となるように秤量した以外は、実施例１ａと同様にした。膨張率Ａの評価結果を図６、凝集剤濃度の評価結果を図８に示す。
　［実施例４ａ］
　賦形剤３としてタマリンドシードガムを全体重量比の６０％となるように秤量し、結合剤４として、ポリビニルアルコールを全体重量比の２０％となるように秤量した以外は、実施例１ａと同様にした。膨張率Ａの評価結果を図６、凝集剤濃度の評価結果を図８に示す。
　［実施例１ｂ］
　凝集剤２として、ポリＤＡＤＭＡＣを全体重量比の２０％となるように秤量した。賦形剤３として、タマリンドシードガムを全体重量比の７９％となるように秤量した。結合剤４として、ポリビニルピロリドンを全体重量比の１％となるように秤量した。これらの秤量した薬剤を（固形薬剤の調整）にて上述した方法で加圧圧縮して、試験タブレットを得た。膨張率Ａの評価結果を図７、凝集剤濃度の評価結果を図９に示す。
　［実施例２ｂ］
　賦形剤３としてタマリンドシードガムを全体重量比の７５％となるように秤量し、結合剤４として、ポリビニルピロリドンを全体重量比の５％となるように秤量した以外は、実施例１ｂと同様にした。膨張率Ａの評価結果を図７、凝集剤濃度の評価結果を図９に示す。
　［実施例３ｂ］
　賦形剤３としてタマリンドシードガムを全体重量比の７０％となるように秤量し、結合剤４として、ポリビニルピロリドンを全体重量比の１０％となるように秤量した以外は、実施例１ｂと同様にした。膨張率Ａの評価結果を図７、凝集剤濃度の評価結果を図９に示す。
　［実施例４ｂ］
　賦形剤３としてタマリンドシードガムを全体重量比の６０％となるように秤量し、結合剤４として、ポリビニルピロリドンを全体重量比の２０％となるように秤量した以外は、実施例１ｂと同様にした。膨張率Ａの評価結果を図７、凝集剤濃度の評価結果を図９に示す。
　［比較例１］
　凝集剤２として、ポリＤＡＤＭＡＣを全体重量比の２０％となるように秤量した。賦形剤３としてタマリンドシードガムを全体重量比の８０％となるように秤量した。結合剤４は配合せずに、凝集剤２及び賦形剤３を（固形薬剤の調整）にて上述した方法で加圧圧縮して、試験タブレットを得た。膨張率Ａの評価結果を図６及び図７、凝集剤濃度の評価結果を図８及び図９に示す。
　［比較例２ａ］
　賦形剤３としてタマリンドシードガムを全体重量比の４０％となるように秤量し、結合剤４として、ポリビニルアルコールを全体重量比の４０％となるように秤量した以外は、実施例１ａと同様にした。膨張率Ａの評価結果を図６、凝集剤濃度の評価結果を図８に示す。
　［比較例２ｂ］
　賦形剤３としてタマリンドシードガムを全体重量比の４０％となるように秤量し、結合剤４として、ポリビニルピロリドンを全体重量比の４０％となるように秤量した以外は、実施例１ｂと同様にした。膨張率Ａの評価結果を図７、凝集剤濃度の評価結果を図９に示す。
　次に、実施例及び比較例の評価結果について説明する。
　試験により得られた結果を図６、図７、図８、及び図９に示す。図６は、実施例１ａ～４ａ、比較例１、及び比較例２ａにおける固形薬剤の詳細条件及び膨張率測定結果を示す図である。図７は、実施例１ｂ～４ｂ、比較例１、及び比較例２ｂにおける固形薬剤の詳細条件及び膨張率測定結果を示す図である。図８は、実施例１ａ～４ａ、比較例１、及び比較例２ａにおける凝集剤濃度測定結果を示す図である。図９は、実施例１ｂ～４ｂ、比較例１、及び比較例２ｂにおける凝集剤濃度測定結果を示す図である。
　（比較例の膨張率の評価）
　まず、図６を参照して、結合剤４を用いていない場合の膨張率の結果を説明する。
　比較例１では、固形薬剤１には結合剤４が添加されておらず、固形薬剤１の膨張率は７％であった。この膨張は、賦形剤であるタマリンドシードガムの膨張が主要因であると推察される。タマリンドシードガムは、吸水性を有するため、水中で膨張する。比較例１では、結合剤４を配合していないため、結合剤４の接着効果が得られず、固形薬剤１の膨張を抑制することができないといえる。
　以降では、結合剤４を用いていない比較例１を基準として、各試験サンプルの結合剤の配合比による膨張率の変化を評価する。
　次に、図６を参照して、結合剤４としてポリビニルアルコールを用いた際の膨張率の結果を説明する。
　比較例２ａでは、固形薬剤１中の結合剤４の配合比が４０％であり、膨張率が１０％であった。この結果は、比較例１の基準値（７％）よりも高い値であり、結合剤４を添加しない場合よりも膨張したことを示している。高い膨張率を示した要因として、結合剤４の膨張性の影響が挙げられる。結合剤４は、水中で膨張する性質を有する。結合剤４の膨張性は、賦形剤３よりも低いものの、固形薬剤１の膨張率に影響を与える。そのため、結合剤４としてポリビニルアルコールを用いた場合に、固形薬剤１中の結合剤４の割合が一定値（３０％）未満の場合には、賦形剤３に対する結合剤４の膨張抑制効果が、結合剤４の膨張効果に対して上回るため、固形薬剤１の膨張が抑制されると推察される。一方、固形薬剤１中の結合剤４の割合が増加し、結合剤４の割合が一定値（３０％）以上の場合には、賦形剤３に対する結合剤４の膨張抑制効果と、結合剤４の膨張効果が拮抗し、結合剤４の割合が大きくなるにつれ、結合剤４の膨張効果が支配的になるため、固形薬剤１の膨張率が上昇すると推察される。
　次に、図７を参照して、結合剤４としてポリビニルピロリドンを用いた際の膨張率の結果を説明する。
　比較例２ｂでは、固形薬剤１中の結合剤４の配合比が４０％であり、膨張率が－３９％であった。この結果は、膨張率が負であるため、固形薬剤１の膨張よりも、溶解速度の方が大きく、固形薬剤１の大部分が溶解したことを示している。この結果を示した要因として、結合剤４の溶解性の影響が挙げられる。結合剤４は、高い溶解性を有する。結合剤４の溶解性は、固形薬剤１の膨張率に影響を与える。そのため、結合剤４としてポリビニルピロリドンを用いた場合に、固形薬剤１中の結合剤４の割合が一定値（３０％）未満の場合には、結合剤４の溶解性により、固形薬剤１の膨張が抑制されると推察される。一方、固形薬剤１中の結合剤４の割合が増加し、結合剤４の割合が一定値（３０％）以上の場合には、賦形剤３の膨張性に対して、結合剤４の溶解性が支配的になるため、溶解性の高い固形薬剤１となり、固形薬剤１の膨張率が低下したと推察される。
　（実施例の膨張率の評価）
　まず、図６を参照して、結合剤４にポリビニルアルコールを用いた際の膨張率の結果を説明する。
　実施例１ａから実施例４ａは、固形薬剤１に対する結合剤４の配合比がそれぞれ１％、５％、１０％、２０％であり、膨張率はそれぞれ３％、２％、２％、６％であった。これはいずれも、結合剤４を配合しなかった比較例１に比べ、低い値であることから、結合剤４を１％～２０％配合することによって、固形薬剤１の膨張率が顕著に抑えられることが判明した。
　次に、図７を参照して、結合剤４にポリビニルピロリドンを用いた際の膨張率の結果を説明する。
　実施例１ｂから実施例４ｂまでは結合剤４の配合比がそれぞれ１％、５％、１０％、２０％であり、膨張率はそれぞれ５％、５％、３％、０％であった。これはいずれも、結合剤４を配合しなかった比較例１に比べ、低い値であることから、結合剤４を１％～２０％配合することによって、固形薬剤１の膨張率が顕著に抑えられることが判明した。
　このように、結合剤４を１％から２０％の比率で配合することによって、膨張作用を有する賦形剤３の膨張を抑制でき、固形薬剤１の膨張を抑制することができる。結合剤４によって賦形剤３又は凝集剤２などの薬剤同士の接着性が上昇し、高い膨張性を有する賦形剤３自体の露出表面積が低下する。そのため、成形した固形薬剤１が水に触れた際、賦形剤３に接触する水の面積が小さくなることで、膨張性が抑制されたと考えられる。したがって、結合剤４を１～２０％配合することによって、水中での固形薬剤１の膨張に伴う表面積の増大を抑制し水処理ができる。このため、固形薬剤１と水との接触面積を一定範囲に保つことができ、固形薬剤１を被処理水に添加した際に所望の凝集剤濃度を有する溶液を提供することができる。また、水との接触面積を一定範囲に保つことができるため、固形薬剤１が早く溶解しきることを抑制でき、長期間にわたり凝集剤２を徐放可能な固形薬剤１とすることができる。
　比較例と実施例の結果から、膨張率は、賦形剤３と結合剤４の物性により変化し、特に結合剤４の配合比が多くなるにつれて、結合剤４の物性が支配的になり、変動するといえる。したがって、各薬剤の選定と配合比を変更することによって、固形薬剤１の膨張性及び溶解速度を所望の値とすることが可能である。
　（比較例の凝集剤濃度の評価）
　まず、図８を参照して、結合剤４を用いていない場合の凝集剤濃度の結果を説明する。図８は、実施例１ａ～４ａ、比較例１、及び比較例２ａにおける凝集剤濃度測定結果を示す図である。
　比較例１に用いた試験タブレットでは結合剤４は入っておらず、凝集剤濃度は通水後２０Ｌ付近では一時的に０．４ｐｐｍの濃度まで上がり、数分で０．０５ｐｐｍ付近の一定濃度に落ち着く濃度変化となった。これは、賦形剤３であるタマリンドシードガム自身が有する吸水性による膨張又はゲル化によって、凝集剤２を固形薬剤１内部に保持したまま溶解するためであると推察される。したがって、連続通水時には、固形薬剤１を長期間に亘って徐放する効果があると考えられる。
　以降では、結合剤４を用いていない比較例１を基準として、各試験サンプルの結合剤４の配合比による凝集剤濃度の変化を評価する。
　次に、結合剤４にポリビニルアルコールを用いた際の凝集剤濃度の結果を説明する。
　比較例２ａは、結合剤４の配合比が４０％である。比較例２ａでの凝集剤濃度の経時変化は、通水後２０Ｌ付近では一時的に０．２ｐｐｍの濃度まで上昇した後、徐々に低下し、総通水量５０Ｌ以降では０．０５ｐｐｍ付近の一定濃度で安定する結果となった。この０．２ｐｐｍというピーク濃度は、比較例１のピーク濃度（０．４ｐｐｍ）よりも低い値である。この結果から、ポリビニルアルコールの配合比が大きいほど、連続通水時の初期の凝集剤濃度が抑えられることが判明した。つまり、ポリビニルアルコールの配合比が大きいほど、固形薬剤１を長期間に亘って一定濃度で徐放することが可能となる。これは、結合剤４であるポリビニルアルコールによって、各薬剤成分の接着性が向上し、固形化する際に空隙率がより減少するためであると推察される。したがって、固形薬剤１が水に触れた際、固形薬剤１内部に水が浸入しづらく、固形薬剤１の崩壊性を抑制することができるため、凝集剤２の溶解速度（凝集剤濃度）を一定にすることができると考えられる。また、接着性が向上したために、固形薬剤１全体の硬度も増すことで、固形薬剤１の崩壊性を抑制することができる。したがって、凝集剤２の溶解速度（凝集剤濃度）を一定にすることができると考えられる。
　次に、図９を参照して、結合剤にポリビニルピロリドンを用いた際の凝集剤濃度の結果を説明する。図９は、実施例１ｂ～４ｂ、比較例１、及び比較例２ｂにおける凝集剤濃度測定結果を示す図である。
　比較例２ｂは、結合剤４の配合比が４０％である。凝集剤濃度は通水後２０Ｌ付近では２．０ｐｐｍの濃度まで上がり、その後２．０ｐｐｍ付近の一定濃度で安定した。
　この結果から、ポリビニルピロリドンの配合比が大きいほど、ポリビニルピロリドンの溶解度の高さが支配的となり、固形薬剤１全体の溶解度が上がることが明らかである。したがって、溶解速度は一定ではあるものの、その溶解速度はポリビニルアルコールを用いて固形薬剤１を形成した場合よりも速く、凝集剤２の長期的な徐放が出来ないと推察される。
　（実施例の凝集剤濃度の評価）
　まず、図８を参照して、結合剤４にポリビニルアルコールを用いた際の凝集剤濃度の結果を説明する。
　実施例１ａから実施例４ａは、結合剤４の配合比がそれぞれ１％、５％、１０％、２０％であり、これらの凝集剤濃度の経時変化は、ピーク時の濃度に違いはあるものの、最終的には０．０５ｐｐｍ付近の一定濃度で安定するという、比較例１とほとんど同様な濃度変化となった。
　これらの結果から、ポリビニルアルコールの配合比が２０％以下の場合には、結合剤４が凝集剤２の徐放性に大きく影響を与えることなく、凝集剤２を安定的に徐放可能な固形薬剤１とすることができる。
　次に、図９を参照して、結合剤４にポリビニルピロリドンを用いた際の凝集剤濃度の結果を説明する。
　実施例１ｂでは、凝集剤濃度は、総通水量２０Ｌ付近ではピーク値の０．６ｐｐｍの濃度まで上昇し、その後は徐々に低下するものの、総通水量が増大しても０．１ｐｐｍ前後で一貫性なく上下し、総通水量１５０Ｌの時点でも一定濃度に安定しなかった。この要因として、固形薬剤１に対する結合剤４の配合比が１％と微小であることが挙げられる。配合比が低い場合には、結合剤４が偏在し、固形薬剤１中で結合剤４による薬剤成分の接着に偏りが生じることがある。その結果、固形薬剤１中での溶解性に差が生じたために、凝集剤濃度が安定しなかったと考えられる。
　実施例２ｂから実施例４ｂでは、凝集剤濃度は、総通水量２０Ｌ付近ではそれぞれピーク値の０．５ｐｐｍ、０．３５ｐｐｍ、０．３ｐｐｍの濃度まで上昇した後、徐々に低下し、総通水量６０Ｌ以降では０．０５ｐｐｍ付近の一定濃度で安定した。
　これらの結果から、固形薬剤１中のポリビニルピロリドンの配合比が１％～２０％の場合には、ポリビニルピロリドンの配合比が大きくなるほど、連続通水時の初期の凝集剤濃度の上昇を抑制できることが判明した。これは、ポリビニルピロリドンの配合比が大きいほど、各薬剤成分の接着性が向上し、固形化する際に空隙率がより減少し、固形薬剤１が水に触れた際、固形薬剤１内部に水が浸入しづらく、固形薬剤１の崩壊性を抑制できることに起因すると推察される。また、接着性が向上したために、固形薬剤１全体の硬度も増すことで、固形薬剤１の崩壊性を抑制することができる。これらの理由から、固形薬剤１を長期間に亘って一定濃度で徐放することが可能となる。しかし一方で、ポリビニルピロリドンを１％などの少量用いると、接着性が部分的に偏り、固形薬剤１の溶解性に差が生じてしまうと考えられる。
　凝集剤濃度について、比較例と実施例の結果から、賦形剤と結合剤の物性の相性が重要であり、特にポリビニルピロリドンよりもポリビニルアルコールの方が、溶解速度が遅く、長期的な徐放が可能であると考えられる。したがって、凝集剤２にポリＤＡＤＭＡＣ、賦形剤３にタマリンドシードガムを用いた際、結合剤４はポリビニルアルコールを１％～２０％の配合比で用いることで、固形薬剤１の長期的な徐放が可能であり、好ましい。
　以上、実施の形態１に係る固形薬剤１によれば、以下の効果を享受することができる。
　（１）固形薬剤１は、被処理水中の微粒子と作用する水溶性の凝集剤２と、凝集剤の成形性を向上させる水溶性の賦形剤３と、凝集剤２と賦形剤３とを含んで構成される効能部１０と、効能部１０の接着性を向上させる水溶性の結合剤４と、を備える構成とした。
　こうした構成によれば、結合剤４によって凝集剤２及び賦形剤３の各薬剤成分が互いに接着し、膨張しやすい賦形剤３の表面積が低下する。したがって、固形薬剤１が水に浸漬された場合に賦形剤３が水と接触する面積が小さくなり、固形薬剤１全体の膨張率を抑えることが可能となる。
　（２）固形薬剤１は、２５℃の被処理水に浸漬した際の体積膨張率が０％～１０％であるようにした。
　このようにすることで、膨張率の低い固形薬剤１となり、長期間水に浸漬させた場合にも、さらなる膨張を抑制できる。したがって、固形薬剤１の表面積の著しい増大がみられないため、凝集剤２を安定した濃度で徐放することができる。
　（３）固形薬剤１は、効能部１０の重量％が８０％～９９％であり、結合剤４の重量％が１％～２０％である構成とした。
　このような構成によれば、結合剤４を配合しつつ効能部の機能を維持することができる。したがって、固形薬剤１を水に触れさせた際に、固形薬剤１の溶解速度を著しく増大させずに固形薬剤１の膨張率を抑えることが可能となる。
　（４）固形薬剤１では、結合剤４は、水溶性セルロース系高分子及びビニル系高分子の少なくとも一つを含むような構成とした。
　このような構成によれば、結合剤４に含まれる水酸基による水素結合が、薬剤成分間に生じることで、固形薬剤１の化学的安定性を高めることができる。したがって、固形薬剤１を水に触れさせた際に、水素結合によって引力が生じ、固形薬剤１の膨張率を抑えることが可能となる。
　（５）固形薬剤１は、結合剤４は、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン及びヒドロキシプロピルセルロースの少なくとも一つを含むような構成とした。
　このような構成によれば、結合剤４として、医薬品業界でも使用されている添加剤を用いることができ、人体に対して比較的安全な固形薬剤１とすることができる。したがって、固形薬剤１を水処理用に用い、被処理水を浄化した場合、浄化後の処理水を生活用水として用いることが可能である。
　（６）固形薬剤１では、ポリビニルアルコールの鹸化度が８０％～９５％であるとした。
　このようにすることで、ポリビニルアルコールの流動性が高く、粘性が低い性質となるため、製造過程において結合剤４が薬剤成分全体に均一に接着しやすくなり、凝集剤２あるいは賦形剤３の偏在を抑制できる。したがって、賦形剤３の表面積が減少し、固形薬剤１が水に触れた際に、固形薬剤１の膨張率を抑えることが可能となる。
　（７）固形薬剤１の製造方法は、被処理水中の微粒子に作用する凝集剤２と、凝集剤２の成形性を向上させる水溶性の賦形剤３と、凝集剤２と賦形剤３とを含んで構成される効能部１０と、効能部１０の接着性を向上させる水溶性の結合剤４と、を撹拌し混合体とする混合工程と、混合体に溶媒を添加する湿潤工程と、溶媒中で混合体を撹拌する造粒工程と、溶媒を蒸発させ、固体を得る蒸発工程と、固体に圧力を加える成形工程と、を含む構成とした。
　このような構成によれば、接着性のある結合剤４が均一に分散し、固形薬剤１を成形する。したがって、膨張しやすい賦形剤３の表面積が低下することで、固形薬剤１が水に触れても、賦形剤３が水に触れる面積が小さくなり、固形薬剤１全体の膨張率を抑えることが可能となる。
　（８）固形薬剤１の製造方法は、混合工程における撹拌時間を３０秒～３分とし、造粒工程における撹拌時間を３０秒～１分とした。
　このような構成によれば、接着力を保った粒子を形成することができる。したがって、成形工程において、粒子同士が強固に接着することで固形薬剤１の硬度が上がり、固形薬剤１全体の膨張率を抑えることが可能となる。
　（９）水処理装置１１は、上述した固形薬剤１又は上述した製造方法により製造された固形薬剤１を備える構成とした。
　このような構成によれば、被処理水に固形薬剤１が溶解し、固形薬剤１中の凝集剤２の効果によって微粒子を凝集させることができる。したがって、濾過部１８などで微粒子を除去することが可能となる。また、薬剤成分が全て水溶性であるために、固形薬剤１が水に触れることにより、各薬剤成分の溶け残りが発生しない。したがって、水処理装置１１に適用した場合、濾過部１８の閉塞等の問題を解決することが可能となる。
　以上、本開示に関して実施の形態をもとに説明した。これらの実施の形態は例示であり、それらの各構成要素あるいは各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本開示の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
　なお、実施の形態１においては、固形薬剤１に対する凝集剤２の含有量は、１重量％～３０重量％、好ましくは１重量％～２０重量％であると説明したが、これに限らない。固形薬剤１に対する凝集剤２の含有割合を高めることにより、被処理水に対する凝集剤２濃度を向上させることができ、含有割合を低減することにより、被処理水に対する凝集剤２濃度を抑制することができる。つまり、凝集剤２の含有割合を変更することにより、被処理水に対する凝集剤２濃度が変動するため、所望の凝集剤濃度が得られるように、固形薬剤１中の凝集剤２の含有割合を変更してもよい。
　本開示に係る固形薬剤は、被処理水中の微粒子と作用する水溶性の凝集剤と、凝集剤の成形性を向上させる水溶性の賦形剤と、凝集剤と賦形剤とを含んで構成される効能部と、効能部の接着性を向上させる水溶性の結合剤と、を備えている。
　こうした構成によれば、結合剤によって各薬剤成分が接着し、膨張しやすい賦形剤の表面積が低下する。したがって固形薬剤が水に触れても、賦形剤が水に触れる面積が小さくなり、固形薬剤全体の膨張率を抑えることが可能となる。さらに、薬剤成分が全て水溶性であるために、固形薬剤が水に触れることにより、各薬剤成分の溶け残りが発生しない。したがって、濾過装置などに適用した場合に濾過部の閉塞等の問題を解決することが可能となる。
　また、本開示に係る固形薬剤は、２５℃の被処理水に浸漬した際の体積膨張率が０％～１０％であってもよい。
　このような構成とすることにより、短期間での固形薬剤の膨張率抑制の確認ができる。したがって、長期間水に触れさせた際にも固形薬剤の膨張率抑制が期待できる。
　また、本開示に係る固形薬剤は、効能部の重量％が８０％～９９％であり、結合剤の重量％が１％～２０％であってもよい。
　このような構成とすることにより、結合剤を配合しつつ効能部の機能を維持することができる。したがって、固形薬剤を水に触れさせた際に、固形薬剤の溶解速度を上げず、固形薬剤の膨張率を抑えることが可能となる。
　また、本開示に係る固形薬剤は、結合剤は、水溶性セルロース系高分子、ビニル系高分子の少なくとも一つを含んでもよい。
　このような構成とすることにより、結合剤に含まれる水酸基による水素結合が、薬剤成分間に生じることで、固形薬剤の化学的安定性を高めることができる。したがって、固形薬剤が水に触れさせた際に、水素結合によって引力が生じ、固形薬剤の膨張率を抑えることが可能となる。
　また、本開示に係る固形薬剤は、結合剤は、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ヒドロキシプロピルセルロースの少なくとも一つを含んでもよい。
　このような構成とすることにより、各結合剤は医薬品業界でも使用されている添加剤のため、人体に対して比較的安全である。したがって、固形薬剤を水処理用途として被処理水を浄化した場合、浄化後の処理水を生活用水として用いることが可能である。
　また、本開示に係る固形薬剤は、ポリビニルアルコールの鹸化度が８０％～９５％であってもよい。
　このような構成とすることにより、ポリビニルアルコールの流動性が高く、粘性が低い性質となるため、薬剤全体が均一に接着しやすくなる。したがって、賦形剤の表面積が減少し、固形薬剤が水に触れた際に、固形薬剤の膨張率を抑えることが可能となる。
　また、本開示に係る固形薬剤の製造方法は、被処理水中の微粒子に作用する凝集剤と、凝集剤の成形性を向上させる水溶性の賦形剤と、凝集剤と賦形剤とを含んで構成される効能部と、効能部の接着性を向上させる水溶性の結合剤と、を撹拌し混合体とする混合工程と、混合体に溶媒を添加する湿潤工程と、溶媒中で混合体を撹拌する造粒工程と、溶媒を蒸発させ、固体を得る蒸発工程と、固体に圧力を加える成形工程と、を含んでもよい。
　このような構成とすることにより、接着性のある結合剤が均一に分散し、固形薬剤を成形する。したがって、膨張しやすい賦形剤の表面積が低下することで、固形薬剤が水に触れても、賦形剤が水に触れる面積が小さくなり、固形薬剤全体の膨張率を抑えることが可能となる。
　また、本開示に係る固形薬剤の製造方法は、混合工程における撹拌時間を３０秒～３分とし、造粒工程における撹拌時間を３０秒～１分としてもよい。
　このような構成とすることにより、接着力を保った粒子を形成することができる。したがって、成形工程において、粒子同士が強固に接着することで固形薬剤の硬度が上がり、固形薬剤全体の膨張率を抑えることが可能となる。
　また、本開示に係る水処理装置は、上述した固形薬剤又は上述した製造方法により製造された固形薬剤を備えてもよい。
　このような構成とすることにより、被処理水に固形薬剤が溶解し、固形薬剤中の凝集剤の効果によって微粒子を凝集させることができる。したがって、濾過部などで微粒子を除去することが可能となる。
　本開示に係る固形薬剤及び固形薬剤の製造方法及びそれを用いた水処理装置は、水に触れた際に、膨張を抑制可能な固形薬剤及びそれを用いた水処理装置として有用であり、建物入口設置型浄水装置（ＰＯＥ）、使用場所設置型浄水装置（ＰＯＵ）等に適用することが可能である。
　１　　固形薬剤
　２　　凝集剤
　３　　賦形剤
　４　　結合剤
　５、５ａ、５ｂ　　金型
　６　　内部空間
　７　　加圧部
　８　　基部
　１０　　効能部
　１１　　水処理装置
　１２　　水源
　１３　　流入口
　１４　　通水管
　１５　　通水ポンプ
　１６　　浄水排出口
　１７　　薬剤添加部
　１８　　濾過部
　１９　　樹脂タブレット
　２０　　試験タブレット

Claims (10)

  1. 　被処理水中の微粒子と作用する水溶性の凝集剤と、
    　前記凝集剤の成形性を向上させる水溶性の賦形剤と、
    　前記凝集剤と前記賦形剤とを含んで構成される効能部と、
    　前記効能部の接着性を向上させる水溶性の結合剤と、を備える
    固形薬剤。
  2. 　２５℃の前記被処理水に浸漬した際の体積膨張率が０％～１０％である
    請求項１に記載の固形薬剤。
  3. 　前記効能部の重量％が８０％～９９％であり、
    　前記結合剤の重量％が１％～２０％である
    請求項１又は２に記載の固形薬剤。
  4. 　前記凝集剤の重量％が１０％～３０％であり、
    　前記賦形剤の重量％が５０％～８９％である
    請求項３に記載の固形薬剤。
  5. 　前記結合剤は、水溶性セルロース系高分子及びビニル系高分子の少なくとも一つを含む
    請求項１から４のいずれか一項に記載の固形薬剤。
  6. 　前記結合剤は、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン及びヒドロキシプロピルセルロースの少なくとも一つを含む
    請求項１から４のいずれか一項に記載の固形薬剤。
  7. 　前記ポリビニルアルコールの鹸化度が８０～９５％である
    請求項６に記載の固形薬剤。
  8. 　被処理水中の微粒子に作用する凝集剤と、前記凝集剤の成形性を向上させる賦形剤と、前記凝集剤と前記賦形剤とを含んで構成される効能部と、前記効能部の膨張を抑制する結合剤と、を撹拌し混合体とする混合工程と、
    　前記混合体に溶媒を添加する湿潤工程と、
    　前記溶媒中で前記混合体を撹拌する造粒工程と、
    　前記溶媒を蒸発させ、固体を得る蒸発工程と、
    　前記固体に圧力を加える成形工程と、
    　を含む
    固形薬剤の製造方法。
  9. 　前記混合工程における撹拌時間を３０秒～３分とし、
    　前記造粒工程における撹拌時間を３０秒～１分とする
    請求項８に記載の固形薬剤の製造方法。
  10. 　請求項１～７のいずれか一項に記載の固形薬剤又は請求項８または９に記載の製造方法により製造された固形薬剤を備える、
    水処理装置。
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