專利名稱：活性金屬鹽凝聚劑及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于潔凈水、排放水、工業(yè)廢水、農(nóng)業(yè)廢水等污水的凈化的凝聚劑。特 別是涉及對于含有水溶性、膠體狀有機物的污水具有顯著功效的活性凝聚劑及其制造方法。
背景技術(shù)：
就排放水(所述排放水是指含有浮游性混濁物、水溶性去除對象物質(zhì)的農(nóng)業(yè)廢 水、工業(yè)廢水、家庭廢水)的凈化或者對作為飲用水的源水(在本說明書中，將它們總稱為 污水)的凈化而言，有下述方法可以通過過濾分離處理、吸附分離處理、凝聚沉淀處理、凝 聚上浮處理、電化學處理等物理化學方法將懸浮物、溶解雜質(zhì)去除，以及通過好氧性菌以及 厭氧性菌的生物代謝將去除對象物質(zhì)分解的生物學方法，上述方法可以單獨使用也可以組 合使用。在物理化學方法中，對于溶解或者以膠體等存在的去除對象物質(zhì)，通?？梢酝ㄟ^使 用凝聚劑使其形成粗顆?；蛘咝鯛?，并使其沉淀或者浮游從而將其分離去除。作為凝聚劑，一般來說有鋁系、鐵系、鎂系等金屬鹽，其中含有這些金屬的聚合物 具有較高的效果。這些凝聚劑的作用如下一般來說由于污水中的污濁膠體其表面攜帶有負電荷， 因此上述金屬鹽凝聚劑在水中例如形成鋁羥基絡(luò)合物等正電荷物質(zhì)并進行電荷中和，從 而使得膠體粒子聚集，形成絮狀，另外，通過對溶解于污水中的皂角苷、蛋白質(zhì)或者腐黑物 (7 S > )等有機物進行鹽析等作用，使得去除對象物發(fā)生塊狀化而變?yōu)樾鯛钗锏取Ｒ酝?，作為一般使用的金屬鹽類凝聚劑主要可以使用以下物質(zhì)硫酸鋁(硫酸鋁 Al2(SO4)3)、聚氯化鋁(PAC [Al2 (OH)nCl16Jm) (η = 1 5，m 彡 10)等鋁系、硫酸亞鐵(綠 礬=FeSO4 · 7H20)、氯化鐵(FeCl3 · 6H20)或者硫酸鐵的硫酸根中的一部分被羥基取代的聚 硫酸鐵([Fe2 (0H)n8 (SO4) 33_n/2]m)等鐵系，另外還可以使用作為鐵-二氧化硅無機高分子的 聚合硅酸鐵(PSI [ (SiO2) · (Fe2O3)卜 3] η) (η = 50 200)等。這些凝聚劑可以組合使用，也可以單獨使用，有時也使用陽離子類、陰離子類或者 非離子類高分子凝聚劑(凝聚助劑)。這些有機凝聚劑中，陽離子類凝聚劑的實例包括苯 胺衍生物、聚乙烯亞胺等胺類、聚酰胺、聚丙烯酰胺等酰胺類凝聚劑，其主要用于排放水，用 于除去糞尿等或者小球藻屬、綠藻類、細菌等藻類。另外，陰離子類凝聚劑的實例包括，聚丙 烯酸鈉等，特別是，用于被處理水的PH為中性到堿性的情況，一般來說，較多地使用于含有 重金屬氫氧化物等陽離子帶電粒子的廢液中，例如紙漿廠廢水、金屬機械工廠廢水、選礦廢 水、電鍍廢水等。另外，非離子類的實例為聚氧化乙烯等，其特別適合用于ρΗ為中性 酸性的情 況，在促進砂石、粘土采集廢水選礦廢水等無機質(zhì)懸浮物的沉降、促進過濾等情況下，可以 與金屬鹽凝聚劑組合使用。另外，還公開了通過電分解(以下，在本發(fā)明說明書中稱為電解)使污水中的有機 物凝聚并除去的方法。采用電解的污水處理方法，一般使用金屬電極，在電解時由于該電極發(fā)生溶出，因而向被處理的污水提供陽離子，例如，在專利文獻1、2中使用了鋁、鐵作為 電極。另外，還有下述方法通過PAC使懸浮粒子凝聚后，利用電解通過產(chǎn)生氣泡使凝聚顆 粒上浮到水面上，并形成泡沫的方法(專利文獻3)，對于含有難分解性有機物的廢水，首先 通過好氧細菌進行分解，然后，加入含有金屬離子的凝聚劑，例如PAC、氯化鐵，通過進行電 解氧化/還原，促進該金屬離子和難分解性有機物之間生成絡(luò)合物的方法(專利文獻4)， 或者，對于含有二氧化硅的廢水，通過以鐵為電極的電解操作，在體系內(nèi)形成部分由二氧化 硅-鐵構(gòu)成的凝聚劑，從而去除被除去物質(zhì)的方法(專利文獻5)等。但是，由于上述采用電解的污水處理均是利用污水中所含有的污濁物質(zhì)自身作用 的方法，因此具有裝置的大型化以及必須在現(xiàn)場進行電解這樣的問題。 另外，在污水處理過程中，在進行采用上述金屬鹽凝聚劑除去浮游物的處理的同 時，會一并進行所謂活性污泥法的處理(即，使用細菌對有機物進行分解處理)。例如處理 農(nóng)業(yè)廢水等時，常常通過組合使用好氧細菌和厭氧細菌來進行處理。如上所述，在污水處理中，一般來說，首先必須通過凝聚劑來除去浮游物、特別是 膠體物質(zhì)或者一部分溶解的有機物，以往主要使用鋁類凝聚劑來進行處理。但是，已知鋁 類凝聚劑例如PAC等對于低濃度原水、低水溫，高堿度原水、以及鹽類較多的原水，其凝聚 效果會顯著地下降，不僅如此，處理液中存在鋁，由于可能會對人體產(chǎn)生影響，因此在將其 用于排入河流、或者給農(nóng)田供水時，希望盡可能降低其濃度。另外，目前正研究將鐵類凝聚 劑例如PSI等用于鋼鐵業(yè)的酸洗廢液等中，但是，需要根據(jù)作為凝聚對象的污水中的有機 物，來改變二氧化硅的量，而且過濾損失較大，因此，如果要直接使用現(xiàn)在的處理設(shè)施，則必 須進行控制體系以及專門技術(shù)的再構(gòu)建，同時由于來源受到限制等情況，因此不像PAC那 樣屬于通常的方法。由于硫酸亞鐵、綠礬、或者氯化鐵等的凝聚效果較差，因此必須大量使 用，但是即使是在大量使用時，也無法期待一定能夠提高凝聚效果。因此，如果使用凝聚效 果較高的凝聚劑來減少使用量，就可以降低污水處理的成本，因此期望可以開發(fā)出效率更 高的凝聚劑。特別是，對于以往已經(jīng)使用的金屬鹽凝聚劑，由于其去除溶解的有機物的能力 較差，因此針對于溶解的有機物等較多的污水，其具有如下缺點必須通過使用大量的凝聚 劑或通過后處理來分解有機物等。另一個問題是，當使用上述金屬鹽類凝聚劑、特別是含有氯的凝聚劑時，存在如下 缺點即經(jīng)常發(fā)生下述情況在伴有上述電解的處理情況中，例如在處理農(nóng)業(yè)廢水等時常 常會發(fā)生在經(jīng)常進行的凝聚劑處理之后無法進行采用厭氧菌的處理(厭氧菌死亡)的情 況?，F(xiàn)有技術(shù)文獻專利文獻1 日本特開平8-117737專利文獻2 日本特開2001-54700專利文獻3 日本特開2002-45630專利文獻4 日本特開2003-275765專利文獻5 日本特開2005-152880

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問題
在此，本發(fā)明的目的是提供以往使用的金屬鹽類凝聚劑的凝聚活性得以顯著提高 的活性金屬鹽凝聚劑。另外，本發(fā)明的目的在于雖然在制造活性金屬鹽凝聚劑時實施電解，但通過本發(fā) 明的活性金屬鹽凝聚劑處理過的廢液不會使之后的厭氧菌死亡，從而使得不僅可以進行好 氧菌處理，也可以進行厭氧菌處理。另外，本發(fā)明的目的是提供可以提高污水凈化能力的污水凈化方法。 解決問題的方法通過本發(fā)明人等專心的研究，得出如下見解通過對以往使用于污水凈化中的金 屬鹽類凝聚劑實施電解處理(通電處理)，可以實現(xiàn)上述目的。本發(fā)明是基于上述見解而完成的，本發(fā)明提供的活性金屬鹽凝聚劑通過對金屬鹽 凝聚劑或者含有該金屬鹽凝聚劑的水溶液進行電解處理而得到。在本發(fā)明中，可以列舉出高分子金屬鹽凝聚劑作為金屬鹽凝聚劑。金屬鹽凝聚劑可以列舉出聚氯化鋁類凝聚劑以及聚二氧化硅鐵類凝聚劑(# 'J 'J力鉄系凝集剤)。金屬鹽凝聚劑為聚氯化鋁類凝聚劑時，可以列舉出在4. 8 5. 5eV以及3. 8
4.2eV處具有光吸收帶的物質(zhì)。金屬鹽凝聚劑為聚二氧化硅鐵類凝聚劑時，可以列舉出與電解處理前相比，在
5.9 6. IeV處的光吸收帶的吸光度低的聚二氧化硅鐵類凝聚劑。作為電解處理，優(yōu)選為直流電解處理。另外，本發(fā)明提供如下的活性金屬鹽凝聚劑的制造方法使具備作為陰/陽兩極 的兩個電極的容器中存在金屬鹽凝聚劑或者含有該金屬鹽凝聚劑的水溶液，并在兩極之間 通電。作為上述活性金屬鹽凝聚劑的制造方法，也可以包括下述步驟使用由隔膜劃分 出陽極側(cè)和陰極側(cè)的容器進行通電，并在陽極側(cè)回收凝聚劑。通電量優(yōu)選為5 60庫侖/g。另外，本發(fā)明提供用于凈化被處理水的水質(zhì)凈化方法，該方法包括使權(quán)利要求1 所述的活性金屬鹽凝聚劑與被處理水進行接觸的步驟。發(fā)明效果本發(fā)明的活性凝聚劑通過對以往使用的金屬鹽類凝聚劑或者其水溶液通入直流 或者交流電流進行電解處理而得到。通過本發(fā)明的處理得到的活性凝聚劑，與以往的未經(jīng) 電解處理的凝聚劑相比，例如其顯示出超過100倍的非常強的凝聚作用。雖然其原因還不 是非常清楚，但可以認為是以下原因通過對液體狀凝聚劑或者凝聚劑水溶液通電來進行 電解處理，在液體中，通過具有正電荷或者負電荷的金屬氫氧化物類而形成分子量比較大 的化合物的聚離子，從而，該離子會中和懸浮粒子的電荷，由于該凝聚劑分子的存在，多數(shù) 懸浮粒子通過吸附而產(chǎn)生交聯(lián)等，提高了凝聚力，并且，可以得到溶解有機物的鹽析作用。本發(fā)明的活性凝聚劑通過對以往公知的凝聚劑進行電解處理而得到，并顯著地提 高了其作為凝聚劑的性能，凝聚劑的使用方法與以往的凝聚劑的使用方法相比沒有特別的 變化，但是，在使用更少量的情況下即可得到效果，因此在以往使用的凈化裝置、凈化工藝 中，可以不進行任何改變地利用該活性凝聚劑。
根據(jù)本發(fā)明的活性金屬鹽凝聚劑的制造方法，可以得到顯示出較強凝聚作用的金 屬鹽凝聚劑。另外，就本發(fā)明的污水的凈化方法而言，由于使用了本發(fā)明的活性金屬鹽凝聚劑， 因此與使用以往的凝聚劑相比，凈化效率更為優(yōu)異。


圖1為顯示在經(jīng)活化處理的PAC的作用下球蛋白的凝聚狀態(tài)隨時間變化的照片， 以及用于比較的在未處理的PAC作用下的照片。圖2為顯示在經(jīng)活化處理的PAC的作用下白蛋白的凝聚狀態(tài)隨時間變化的照片， 以及用于比較的在未處理的PAC作用下的照片。圖3為示出在PAC的活化電解處理中，處理時間和吸收光譜的變化的圖。圖4為在吸收光譜中，去除初期吸收光譜，從而明確地示出因電解處理而發(fā)生變 化的增加成分的圖。圖5為示出進行活化處理后PSI的情況與沒有進行活化處理的PSI兩者之間區(qū)別 的照片。圖6為示出PSI的吸收光譜隨活化處理時間變化的圖。圖7為示出PAC的活化處理時間與凝聚性能之間的關(guān)系的照片。圖8為示出PSI的活化處理時間與凝聚性能之間的關(guān)系的照片。圖9為示出通電量與干燥重量比之間的關(guān)系的曲線圖。圖10為示出通電量與干燥重量比之間的關(guān)系的曲線圖。圖11為示出通電量與吸光度之間的關(guān)系的曲線圖。圖12為示出通電量與干燥重量比之間的關(guān)系的曲線圖。圖13為示出用凝聚劑處理食用肉中心綜合廢水的實驗結(jié)果的照片。圖14示出了在用凝聚劑處理食用肉中心綜合廢水的實驗中，上清液的光透射譜 的測定結(jié)果。圖15示出了在用凝聚劑處理公共排放水最初沉淀池出水的實驗中，上清液的光 透射譜的測定結(jié)果。
具體實施例方式下面，首先針對本發(fā)明的活性金屬鹽凝聚劑進行說明。本發(fā)明的活性金屬鹽凝聚劑是通過對金屬鹽或者含有該金屬鹽凝聚劑的水溶液 進行電解處理而得到的。在本發(fā)明中使用的金屬鹽凝聚劑是指例如以往在污水處理中使 用的金屬鹽凝聚劑。作為這樣的金屬鹽凝聚劑，例如可以列舉出鐵鹽(氯化鐵、硫酸鐵、 聚硫酸鐵等)、鋁鹽(硫酸鋁[硫酸鋁]或者聚氯化鋁[PAC]、Al2 (OH)nCl6Jm，1彡11彡5， m < 10))、或者鈦鹽(氯化鈦等)、硫酸亞鐵(綠礬=FeSO4 · 7H20)、氯化鐵(FeCl3 · 6H20)或 者硫酸鐵的硫酸根中的一部分被羥基取代的[Fe2 (OH)nS(SO4)In/丄等鐵類，另外，還可以 使用作為鐵-二氧化硅無機高分子的聚合硅酸鐵(PSI :[ (SiO2) · (Fe2O3)I^3In) (η = 50 200)等，但是并不限于上述物質(zhì)，只要是以往在污水處理等中使用的物質(zhì)即可，沒有特別的 限定。
對于電解處理的方法沒有限定，可以通過使金屬鹽凝聚劑或者其水溶液存在于電 極之間，并向其通直流或者交流電來進行，但在本發(fā)明中優(yōu)選通直流電。在進行電解處理的 時候，作為含有金屬鹽凝聚劑的水溶液，優(yōu)選為電解液。作為在這種情況下的電解液，只要 是可以在電解處理進行時使用的電解液即可，沒有特別的限定。作為這樣的電解液，只要是 可以在水中離子化，使得水溶液的電導率(離子強度)增加的物質(zhì)即可，沒有特別的限定， 例如可以列舉出無機酸，例如鹽酸、硫酸、磷酸、硝酸、碳酸等；有機酸，例如甲磺酸、甲酸、 醋酸、檸檬酸、草酸、對苯二甲酸等；堿性物質(zhì)，例如氫氧化鈉、氫氧化鉀、氨等；堿金屬鹽， 例如氯化鉀、氯化鈉等。電解液的濃度通常為0. lmol/L 8mol/L左右，優(yōu)選為0. lmol/L 8mol/L，更優(yōu)選為0. 3mol/L 4mol/L左右。將在下面對電解處理的條件進行描述。在本 發(fā)明說明書中，有時用通電處理來表示電解處理，在本文中兩者作為相同含義使用。需要說明的是，作為在本發(fā)明中使用的金屬鹽凝聚劑，優(yōu)選為聚氯化鋁類凝聚劑 (PAC)以及鐵-二氧化硅無機高分子的聚合硅酸鐵(聚二氧化硅鐵類凝聚劑)。通過電解 處理，聚氯化鋁類凝聚劑在4. 8 5. 5eV以及3. 8 4. 2eV具有光吸收帶。在此，所謂具有 光吸收帶的含義如下在利用分光光度計對含有PAC的溶液(根據(jù)情況，用水等溶劑來稀 釋)的吸收光譜進行測定時，與沒有進行電解處理之前相比，其在上述范圍內(nèi)的吸光度較 大。PAC在實施電解處理之前，由于在該范圍內(nèi)沒有光吸收帶，因此可以與實施了電解處理 之后的PAC區(qū)分開來。另外，參照后述的實施例可知，在上述范圍內(nèi)具有光吸收帶的PAC，其 凝聚效率提高。另外，就光吸收帶的范圍而言，根據(jù)作為原料使用的金屬鹽凝聚劑而有所不 同，例如在5. 2 5. 4eV以及4. 0 4. 2eV的范圍，或者在4. 9eV以及3. 9eV附近。該光吸 收帶的增加的出現(xiàn)可以認為是由于H0M0-L UM0的遷移所導致的，或者是由于微量的雜質(zhì)等 而具有在能級上產(chǎn)生稍微的變化的可能性，從而反映出該光吸收帶的增加。無論上述哪一 種原因，該范圍的光吸收帶的出現(xiàn)，在提高得到的活性金屬鹽凝聚劑的凝聚活性方面是一 致的。另外，在本發(fā)明中，作為金屬鹽凝聚劑，可以使用聚二氧化硅鐵類凝聚劑(鐵-二 氧化硅無機高分子，即聚硅酸鐵，PSI)。在這種情況下，活性金屬鹽凝聚劑在5. 9 6. IeV 的光吸收帶的吸光度，與電解處理之前相比暫時增加，隨著電解處理的繼續(xù)，該范圍的吸光 度會降低，因此可以與沒有實施電解處理的凝聚劑區(qū)別開來。另外，就本發(fā)明的活性金屬鹽凝聚劑而言，優(yōu)選其中含有的氯離子濃度較低的凝 聚劑。如果存在氯離子，認為其可能會損害凝聚能力，但就本發(fā)明的活性金屬鹽凝聚劑而 言，由于進行電解處理，氯離子通過電解反應(yīng)以氯氣形式放出，從而使氯離子濃度降低，因 此可以認為通過上述過程提高凝聚能力。本發(fā)明的活性金屬鹽凝聚劑可以在本發(fā)明的水質(zhì)凈化方法中使用。本發(fā)明的水質(zhì)凈化方法包含使上述本發(fā)明的活性金屬鹽凝聚劑與被處理水相接 觸的步驟。在本發(fā)明的水質(zhì)凈化方法中，對于作為對象的被處理水，沒有特別的限定，可以列 舉出生活廢水、工業(yè)廢水，例如可以列舉出最終處理地浸出水、垃圾焚燒廢水、排放水處理 水、糞尿處理水、半導體工廠廢水、電子工廠廢水、電鍍工廠廢水、水產(chǎn)加工廠廢水、食品飲 料制造工廠廢水等工廠廢水、礦業(yè)廢水、農(nóng)業(yè)廢水、畜產(chǎn)廢水、潔凈水處理廢水這些處理時 需要凈化的被處理水。本發(fā)明的活性金屬鹽凝聚劑在凝聚蛋白質(zhì)成分的效果方面較為優(yōu)異，因此，其特別適合用于將含有蛋白質(zhì)性的被去除成分(也包括食品、血液成分等)的廢 水作為被處理水的體系。本發(fā)明的水質(zhì)凈化方法包含使本發(fā)明的活性金屬鹽凝聚劑與被處理水相接觸的 步驟。對于使活性金屬鹽凝聚劑與被處理水相接觸的方法，沒有特別的限定，可以列舉出例 如將被處理水與活性金屬鹽凝聚劑進行混合的方法。在任何方法中，均優(yōu)選使活性金屬鹽 凝聚劑與被處理水連續(xù)地接觸。作為接觸的方法，除如上所述的使活性金屬鹽凝聚劑與被 處理水相混合的方法之外，例如也可以使用下述方法來進行在由纖維等形成的袋狀物中 或片(〉一卜)狀體之間，裝入本發(fā)明的活性金屬鹽凝聚劑，并將其懸浮、沉淀于被處理水 中。另外，也可以在廢水的凈化裝置的水循環(huán)途徑中設(shè)置的過濾槽中放置本發(fā)明的活性金 屬鹽凝聚劑來使用。此時，可以組合使用以往用于對被處理水進行凈化的過濾器、活性炭、 以及其他過濾劑等。接下來，針對本發(fā)明的活性金屬鹽凝聚劑的制造方法進行說明。
本發(fā)明的活性金屬鹽凝聚劑的制造方法包含下述步驟使具備作為陰/陽兩極的 兩個電極的容器中存在金屬鹽凝聚劑或者含有該凝聚劑的水溶液，并在兩極之間通電。S卩，本發(fā)明的活性金屬鹽凝聚劑的制造方法包含下述步驟使作為陰/陽兩極的 兩個電極浸漬在金屬鹽凝聚劑或者含有該凝聚劑的水溶液中，并在兩極之間通電。作為水溶液，優(yōu)選為電解液。電解液參照上述內(nèi)容。對于電解方法沒有限定，可以向存在于電極之間的金屬鹽凝聚劑或者其水溶液通 直流或者交流電。在本發(fā)明中，通電優(yōu)選通過施加直流電壓來進行。就活化處理金屬鹽凝聚劑或者其水溶液而言，其是與通量電量(庫侖量)成比例 地發(fā)生電化學變化，因此隨著通電電量的增加，凝聚活性增加，但如果超過一定值，有時凝 聚活性會降低。上述現(xiàn)象可以認為是由于發(fā)生了過度的電解，因而，暫時形成的凝聚力較 強的狀態(tài)因進一步的電解導致分子發(fā)生分解，從而使凝聚活性降低。通電量根據(jù)使用的凝 聚劑的種類、濃度而有所不同，參考下述的實施例，通過預(yù)實驗，可以容易地獲得適當?shù)碾?解處理條件。例如，作為通電量，即總通電量優(yōu)選為5 60庫侖/g，更優(yōu)選為5 20庫侖 /go在此，通電量表示的是相對于每Ig作為原料使用的金屬鹽凝聚劑的庫侖量。即，在增 加使用的金屬鹽凝聚劑的量時，可以通過增加電流量，或者延長通電時間，得到凝聚效率相 同的活性金屬鹽凝聚劑。當上述通電量小于5庫侖/g時，有時會存在凝聚活性效果沒有提 高的情況，另一方面，當通電量高于60庫侖/g時，也不能進一步提高凝聚活性效果。就通電處理的時間而言，只要是使通電量達到上述范圍即可，參照后述的實施例 可知，本發(fā)明的活性金屬鹽凝聚劑在4. 8 5. 5eV以及3. 8 4. 2eV具有光吸收帶時，可以 提高其凝聚效率，因此優(yōu)選實施通電處理直到使凝聚劑在4. 8 5. 5eV以及3. 8 4. 2eV 處具有光吸收帶。在這種情況下，可以在通電處理過程中采取一部分樣品，測定吸光度，一 邊確認在上述范圍是否出現(xiàn)了光吸收帶，一邊進行通電處理。作為電解條件，首先必須流通一定的電流，為此所必須的通電量是由電極材料的 種類、進行處理的金屬鹽凝聚劑的種類、是否存在水等來決定的。通常，如果電壓過低，則沒 有電流流通，另外，如果過高可能會導致水的過度電解，因此也不優(yōu)選。另外，為了避免電壓 過高，有時優(yōu)選加入堿金屬鹽、例如氯化鉀、氯化鈉等作為助劑。即，優(yōu)選使用電解液。另外，作為電極材料，在直流的情況下，陰極可以為鐵、鎳、碳等半導體材料，就陽極而言，考慮到金屬的溶出，在可以溶出的情況下可以為鋁、鐵，但在希望避免金屬溶出的 情況下，優(yōu)選使用鉬等貴金屬或者使用鍍覆有鉬的金屬等，另外也優(yōu)選使用碳等。需要說明的是，在交流電解中，在為了避免金屬溶出的情況下，兩極均優(yōu)選使用鉬 電極等。另外，對于電解溫度沒有特別限定，在室溫下就可以。通過本發(fā)明的電解的活化處理對于金屬鹽凝聚劑全部是有效的，但特別地，對于 由縮聚型的金屬鹽高分子形成的金屬鹽凝聚劑，尤其是對于PAC、PSI具有顯著的效果。其 原因還不清楚，但可以預(yù)測可能是如下原因通過電解產(chǎn)生PAC、PSI分子的斷裂，同時產(chǎn)生 金屬的水合氫離子凝膠化，從而引起離子量的增大。這些金屬鹽凝聚劑，伴隨著電解的進行，會出現(xiàn)吸收光譜。即，就PAC而言，在 4. 8 5. 5 (特別是5. 3) eV以及3. 8 4. 2 (特別是4. 13) eV、出現(xiàn)吸收光譜的峰。另外，就 PSI而言，隨著電解處理時間的變化，會使5. 9 6. IeV以及4. 0 4. 3eV的光吸收帶發(fā)生 變化。就PAC而言，通過電解所新出現(xiàn)的光吸收峰的值達到最大時，也基本達到凝聚活性的 最大值。就PSI而言，在光吸收 帶的峰強度增加的范圍內(nèi)凝聚性能提高。因此，通過測定吸 收光譜可以來確定本發(fā)明的電解處理的適當條件。另外，本發(fā)明的活性金屬鹽凝聚劑的制造方法也可以使用包括下述步驟的方法 使用經(jīng)隔膜劃分為陽極側(cè)和陰極側(cè)的容器進行通電，并回收陽極側(cè)的凝聚劑。在本發(fā)明的 活性金屬鹽凝聚劑的制造方法中，由于考慮到陽極反應(yīng)會使凝聚性能提高，因此通過回收 陽極側(cè)的凝聚劑，可以得到凝聚性能進一步提高的凝聚劑。需要說明的是，可以使用滲透膜、碳纖維板等作為所使用的隔膜。通過本發(fā)明的活性金屬鹽凝聚劑的制造方法得到的活性金屬鹽凝聚劑，可以直接 加入需要凈化的水中使用，但也可以使用例如通過離心分離等使水分減少的凝聚劑，或者 也可以使用冷凍干燥后的凝聚劑。
實施例下面，通過實施例對本發(fā)明進行更詳細的說明。需要說明的是，本發(fā)明的范圍并不 僅限于涉及的實施例。實施例1使用以下的裝置作為電解裝置。使用了如下電解槽在內(nèi)徑18mm、高50mm的圓柱形玻璃容器中，設(shè)置鉬絲作為電 極(直徑0. 3mm,長度12. 5mm (有效長度40mm)，電極間距離13mm)。電解處理條件如下所示施加電壓 直流45V (以下)電流值 30mA (恒電流控制)水溫23 °C處理時間 90分鐘通電量 16庫侖/g向上述電解裝置中加入IOmL聚氯化鋁(PAC [Al2 (OH)nCl16Jm) (η = 1 5， m^ 10)(北海道曹達株式會社制造)進行通電，進行電解處理，得到作為活化金屬鹽凝聚劑的活化PAC。
將ImL上述得到的活化PAC與ImL水混合，作為樣品。除此之外，將沒有進行電解 處理的PAC作為比較例1。向燒杯中加入50mL KCl水溶液(濃度IOOmM)，接下來，加入2mL球蛋白水溶液(濃 度50 μ M)，并充分攪拌。隨后，將上述得到的樣品加入到燒杯中，在400rpm下攪拌1分鐘， 在靜置O分鐘、5分鐘、10分鐘、30分鐘、60分鐘、90分鐘以及120分鐘之后，用肉眼觀察燒 杯中產(chǎn)生的沉淀。結(jié)果如圖1所示。在圖1中，Al A7為比較例1的結(jié)果，Bl B7為實施例1的 結(jié)果，分別示出了靜置O分鐘、5分鐘、10分鐘、30分鐘、60分鐘、90分鐘以及120分鐘之后
的結(jié)果。在比較例1中，向燒杯內(nèi)的球蛋白溶液中添加PAC樣品溶液之后，隨即溶液開始發(fā) 生白濁，然后，到30分鐘左右，沒有觀察到白濁的溶液的顏色產(chǎn)生較大的變化，但經(jīng)過50分 鐘后，觀察到了被認為是絮狀的蛋白質(zhì)成分凝聚體在燒杯底部沉淀的狀態(tài)。進一步放置，在 60分鐘后，絮狀體變得清楚，在120分鐘以后沒有觀察到沉淀凝聚體再發(fā)生變化。就活性金 屬鹽凝聚體而言，在添加之后即刻溶液發(fā)生白濁，凝聚濃度與比較例1相比更濃，5分鐘后 在燒杯底部觀察到沉淀物。隨后，經(jīng)過10分鐘，溶液變?yōu)橥该鳎垠w全部在燒杯的底部沉淀。經(jīng)過40分鐘， 之后沉淀凝聚體的沉淀層高度沒有變化。通過該結(jié)果可知，與比較例1的凝聚體相比，實施 例1的凝聚體的球蛋白凝聚活性高。實施例2使用白蛋白水溶液(濃度50μΜ)代替球蛋白水溶液，進行與實施例1相同的試 驗。另外，對于未經(jīng)電解處理的PAC，也進行同樣的實驗，并將其作為比較例2。結(jié)果如圖2 所示。在圖2中，Cl C7為比較例2的結(jié)果，Dl D7為實施例2的結(jié)果，分別示出了靜置 0分鐘、5分鐘、10分鐘、30分鐘、60分鐘、90分鐘以及120分鐘之后的結(jié)果。在比較例2中，向燒杯內(nèi)的白蛋白水溶液中添加PSI樣品，進行攪拌，隨即產(chǎn)生白 濁，但放置后即刻沉淀凝聚，溶液變?yōu)橥该?Cl)。隨后沒有觀察到燒杯底部的凝聚體的變 化，但經(jīng)過30分鐘后，水面上有凝聚體浮游。浮游凝聚體到90分鐘為止持續(xù)增加，120分鐘 以后穩(wěn)定。另一方面，在實施例2中，攪拌后隨即觀察到凝聚體，但凝聚結(jié)束(沉淀物不再增 加之時)較慢，需要30分鐘左右。但是，凝聚濃度較高，沒有觀察到絮體的浮游。總結(jié)實施例1以及2、比較例1以及2，如表1所示。表1向球蛋白水溶液、白蛋白水溶液中添加PAC時的比較
權(quán)利要求
一種活性金屬鹽凝聚劑，其通過對金屬鹽凝聚劑或者含有該金屬鹽凝聚劑的水溶液進行電解處理而得到。
2.權(quán)利要求1所述的活性金屬鹽凝聚劑，其中，所述金屬鹽凝聚劑為高分子金屬鹽凝 聚劑。
3.權(quán)利要求2所述的活性金屬鹽凝聚劑，其中，所述金屬鹽凝聚劑為聚氯化鋁類凝聚劑。
4.權(quán)利要求1所述的活性金屬鹽凝聚劑，其在4.8 5. 5eV以及3. 8 4. 2eV處具有 光吸收帶。
5.權(quán)利要求2所述的活性金屬鹽凝聚劑，其中，所述金屬鹽凝聚劑為聚二氧化硅鐵類 凝聚劑。
6.權(quán)利要求5所述的活性金屬鹽凝聚劑，其在5.9 6. IeV的光吸收帶的吸光度比電 解處理之前低。
7.權(quán)利要求1所述的活性金屬鹽凝聚劑，其中，所述電解處理為直流電解處理。
8.一種活性金屬鹽凝聚劑的制造方法，該方法包括，使具備作為陰/陽兩電極的兩個 電極的容器中存在金屬鹽凝聚劑或者含有該金屬鹽凝聚劑的水溶液，并在兩電極之間通 H1^ ο
9.權(quán)利要求8所述的活性金屬鹽凝聚劑制造方法，所述方法包括下述步驟使用由隔 膜區(qū)分出陽極側(cè)和陰極側(cè)的容器進行通電，并在陽極一側(cè)回收凝聚劑。
10.權(quán)利要求8所述的活性金屬鹽凝聚劑制造方法，其中，通電量為5 60庫侖/g。
11.權(quán)利要求8所述的活性金屬鹽凝聚劑制造方法，其中，通過施加直流電壓來進行通H1^ ο
12.用于凈化被處理水的水質(zhì)凈化方法，該方法包括，使權(quán)利要求1所述的活性金屬鹽 凝聚劑與被處理水進行接觸的步驟。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供可以顯著提高金屬鹽類凝聚劑的凝聚活性的活性金屬鹽凝聚劑。通過電解處理金屬鹽凝聚劑或者含有該金屬鹽凝聚劑的水溶液從而獲得本發(fā)明的活性金屬鹽凝聚劑。
文檔編號C01F7/56GK101970072SQ201080000651
公開日2011年2月9日 申請日期2010年2月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月25日
發(fā)明者三木俊克, 村田卓也, 深石準 申請人:國立大學法人山口大學;有限會社山口技術(shù)特許機構(gòu);株式會社阿普洛茲