(57)【要約】【課題】水処理において、汚染物質を効率よく吸着し、磁気で高速分離でき、作業性の良い水処理用組成物の提供。【解決手段】油分吸着機能性粒子を含む、水中に含まれる油分などを除去する水処理に用いられる組成物。この油分吸着機能性粒子は水不溶性有機ポリマー粒子、磁性粉、および前記水不溶性ポリマーと前記磁性粉とを結合する樹脂バインダーを含む。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
水不溶性有機ポリマー粒子、
磁性粉、および
前記水不溶性ポリマーと前記磁性粉とを結合する樹脂バインダー
を含む油分吸着機能性粒子を含むことを特徴とする水処理用組成物。
【請求項２】
前記水不溶性有機ポリマー粒子が、重合性不飽和結合を有するモノマーから選ばれる少なくとも一種類のモノマーを原料として合成されたホモポリマーまたはコポリマーを含むものである、請求項１に記載の水処理用組成物。
【請求項３】
前記ホモポリマーまたはコポリマーが、架橋性モノマーを原料として合成されたものである、請求項２に記載の水処理用組成物。
【請求項４】
前記水不溶性有機ポリマー粒子が、多孔質構造を有するものである、請求項１〜３のいずれか１項に記載の水処理用組成物。
【請求項５】
前記水不溶性有機ポリマー粒子の平均粒子径が０．２μｍ〜５ｍｍである、請求項１〜４のいずれか１項に記載の水処理用組成物。
【請求項６】
前記樹脂バインダーが、ポリビニルアセタール樹脂である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の水処理用組成物。
【請求項７】
前記磁性粉の平均粒子径が、０．０５〜１００μｍである、請求項請求項１〜６のいずれか１項に記載の水処理用組成物。
【請求項８】
前記磁性粉が、表面がアルコキシシラン化合物で疎水化処理された磁性体粒子である、請求項１〜７のいずれか１項に記載の水処理用組成物。
【請求項９】
汚染物質を含む水に、請求項１〜８のいずれか１項に記載の水処理用組成物を分散させ、油吸着機能性粒子の表面に前記汚染物質を吸着させ、吸着後の前記油吸着機能性粒子を磁力を利用して前記水から分離することを含むことを特徴とする、水処理方法。
【請求項１０】
前記の吸着後の樹脂複合体を、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノール、アセトン、テトラヒドロフラン、ｎ−ヘキサン、シクロヘキサン、およびそれらの混合物から選ばれるいずれか１種類の有機溶媒により脱離させて再生し、さらなる水処理に利用する請求項９に記載の水処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工場排水や家庭排水などに含まれる汚染物質、あるいは河川や海洋などに流出した油分などを選択的に吸着することができる油分吸着機能性粒子と、それを用いて排水などから汚染物質を除去する水処理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
工場、飲食店、一般住宅などから排出される排水には汚染物質、特に鉱物油や植物油から成る油分が含まれることが多く、河川や海洋への流出によって環境保護の観点から大きな問題となっていた。一般的には、河川や海洋などに大量に流出した油分の除去は、オイルフェンスを用いて油分の拡散を防止し、オイルフェンス内の油分を回収することにより行われる。さらには、油ゲル化剤などにより油分を固形化し、回収する方法などもおこなわれている。しかし河川の流速が早い場合や海洋が荒れている場合は油分の固定化が難しい。このような場合には、固定できなかった油分が海岸などに漂着し、海鳥や海産資源へ大きな影響を与える。特に、周辺に生息する生物への影響は大きく、生態系の影響は計り知れないものがあった。
一方、微量な油分が水中に拡散された排水から油分を除去する排水処理設備では、フィルターにより濾過することにより油分除去を行うことが一般的である。しかし、このような方法では、排水に含まれる油分によりフィルターの目詰まりが頻繁に発生し、フィルターの交換などの排水処理装置のメンテナンスにかかる時間と費用が多いという問題があった。また、排水中に油分が多量に混入した場合には、油分が分離して排水の上層に存在することがある。このような場合にはそのまま濾過するとフィルターが直ちに目詰まりを起こすため、親油性ポリマーなどから成る有機系油分吸着剤や、シリカ、パーライト等の無機吸着剤を散布し、その後に濾過するなどの煩雑な処理が必要であった。また、有機吸着剤は散布した後に回収が難しいことが、あり、そのことにより無機吸着剤は、十分な吸着能が得られず、吸着した油分を処理することが問題となっていた。
【０００３】
このような吸着剤に起因する問題点を解決するために、種々の試みがなされている。水中の油を吸着させる方法としては、親水性ブロックと親油性ブロックとを有する吸着ポリマーを用いて油を吸着させ、その後その吸着ポリマーを水から除去する方法が挙げられる。このようなポリマーは例えば特許文献１などに開示されている。しかし、この方法では吸着ポリマーと水の分離に労力がかかるだけでなく、油が吸着したポリマーが軟化して作業性が悪いという問題もある。
【０００４】
一方で、磁性化された吸着性粒子を用いて、油類を吸着した後の吸着性粒子を磁気を用いて分離する方法も知られている。例えば特許文献２には、磁性体表面をステアリン酸で修飾し、その磁性体に水中の油を吸着させ、回収する方法が開示されている。しかし、この方法では磁性体の表面修飾に低分子化合物であるステアリン酸やカップリング剤を使用するため、それらの低分子化合物が逆に水を汚染してしまう可能性が高いという問題がある。
【特許文献１】特開平０７−１０２２３８号公報
【特許文献２】特開２０００−１７６３０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、前記の問題点に鑑みて、工場排水や家庭排水に含まれる油分、または河川や海洋などに流出した油分などの汚染物質を効率よく吸着し、水を汚染することがなく、かつ優れた作業性で水処理することを可能にする水処理用組成物、ならびにそれを用いた水処理方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明による水処理用組成物は、
水不溶性有機ポリマー粒子、
磁性粉、
および前記水不溶性ポリマーと前記磁性粉とを結合する樹脂バインダー
を含む油分吸着機能性粒子を含むことを特徴とするものである。
【０００７】
また、本発明による水処理方法は、汚染物質を含む水に、前記の水処理用組成物を分散させ、油吸着機能性粒子の表面に前記汚染物質を吸着させ、吸着後の前記油吸着機能性粒子を磁力を利用して前記水から分離することを含むことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、水中に含まれる油分などの汚染物質を短時間にかつ簡単に回収ができる。さらに、処理に用いた組成物から油分を脱離させることにより、組成物の再生が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
油分吸着機能性粒子
本発明による水処理用組成物は、油分吸着機能性粒子を含むものである。その油分吸着機能性粒子は、水不溶性有機ポリマー粒子、磁性粉、および樹脂バインダーを含み、前記ポリマーと前記磁性粉とが前記樹脂バインダーにより結合されたものである。
【００１０】
水不溶性有機ポリマー粒子を構成するポリマーは、本発明における油分吸着機能性粒子の、主に油分吸着の機能を発揮するものである。一般に有機ポリマーは炭化水素鎖を有するため、これが親油性、すなわち油分吸着特性を示す。しかしながら、油分を効率よく吸着するためには、親油性の高いポリマーが好ましい。このような親油性の高いポリマーは、たとえば不飽和結合を有するモノマーを重合させて合成することによって得ることができる。さらに、本発明において有機ポリマーは水中で固形形状を維持することが必要なため、水に溶解しないことが必要である。
【００１１】
好ましいポリマーの具体例としては、重合性不飽和結合を有するモノマー、たとえば不飽和炭化水素モノマー単位および（メタ）アクリル酸モノマーならびにそれらの誘導体から選ばれる少なくとも一種類のモノマーを原料として合成されたホモポリマーまたはコポリマーがあげられる。なお、以下、簡単のためにアクリル酸およびメタアクリル酸を合わせて（メタ)アクリル酸という。
【００１２】
このような不飽和炭化水素モノマーとしては、スチレン、イソプレン、ブタジエン、エチレン、ｐ−メチルスチレン、α−メチルスチレンなどが上げられる。また（メタ）アクリル酸モノマーとしては、例えばアクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸エチル、アクリル酸ｎ−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸２−エチルヘキシル、メタクリル酸ｎ−ブチル、メタクリル酸２−エチルヘキシル、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸ベンジル、メタクリル酸イソボルニル、メタクリル酸２−ヒドロキシエチル、メタクリル酸２−メトキシエチル、メタクリル酸グリシジル、メタクリル酸テトラヒドロフルフリル、メタクリル酸ジエチルアミノエチル、メタクリル酸トリフルオロエチル、メタクリル酸へプタデカフロオロデシル等が挙げられる。
【００１３】
これらの重合性不飽和結合を有するモノマーは、それぞれ単独で、または２種以上を組合わせて用いることができる。なお、得られる樹脂微粒子の性能が低下しない範囲内であれば、その他の共重合可能なモノマーを併用することも可能である。共重合可能なモノマーとしては、例えば酢酸ビニル等のビニル基を有するものが挙げられる。
【００１４】
このようなモノマーを重合させることにより得られるポリマーは、より具体的には、（ａ）ポリスチレン、水添化ポリスチレン、ポリイソプレン、ポリブタジエン、ポリエチレン、およびポリ（メタ）アクリル酸の各ホモポリマー、（ｂ）前記のホモポリマー構造をブロックとして有するコポリマー、例えばポリスチレンまたは水添化ポリスチレンのブロック相を構造鎖に持つブロックコポリマーが挙げられる。さらには、（３）前記のコモノマーをランダムに含むコポリマー、例えばブタジエン・スチレンコポリマー、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレンコポリマー、アクリロニトリル・塩素化ポリエチレン・スチレンコポリマー、アクリロニトリル・スチレンコポリマー、アクリロニトリル・スチレン・アクリルゴムコポリマー、メチルメタクリレート・ブタジエン・スチレンコポリマー体、スチレン・ブタジエン・イソプレンコポリマー、スチレン・ブタジエン・エチレンコポリマー、水添化スチレン・イソプレン・ブタジエンコポリマー、なども挙げられる。これらのポリマーの分子量は特に限定されないが、機能性粒子の強度高くするために、重量平均分子量が１×１０4以上であることが好ましく、１×１０５以上であることが特に好ましい。
【００１５】
本発明における機能性粒子に用いられる水不溶性有機ポリマー粒子は、多孔質構造であることが好ましい。このような構造をとることによって表面積を増大させることができ、ひいては油分吸着能力がさらに向上するからである。このような多孔質構造をポリマー粒子に持たせるためには、ポリマーを製造する際の原料に架橋性モノマーをさらに用いることが好ましい。架橋性モノマーとしては、重合性基を複数個有するものであれば特に限定されず、例えば、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、デカエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ペンタデカエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、１，３−ブチレングリコールジ（メタ）アクリレート、１，４−ブタンジオールジ（メタ）アクリレート、１，６−ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、グリセリンジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリストールテトラ（メタ）アクリレート、フタル酸ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、カプロラクトン変性ジペンタエリスルトールヘキサ（メタ）アクリレート、カプロラクトン変性ヒドロキシピバリン酸エステルネオペンチルグリコールジアクリレート、ポリエステルアクリレート、ウレタンアクリレート等の（メタ）アクリル酸エステル系モノマー、ジビニルベンゼン、ジビニルナフタレンおよびこれらの誘導体である芳香族ジビニル系モノマーが挙げられる。中でも、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、１，３−ブチレングリコールジ（メタ）アクリレート、１，４−ブタンジオールジ（メタ）アクリレート、１，６−ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート等のメタアクリル酸エステル系架橋剤およびカプロラクトン変性ジペンタエリスルトールヘキサアクリレート、カプロラクトン変性ヒドロキシピバリン酸エステルネオペンチルグリコールジアクリレート、ポリエステルアクリレート等は海洋や河川などにおいて本発明による組成物を用いたときに生態系への影響が小さいので好ましい。
【００１６】
これらの架橋性モノマーは、単独または２種以上を組み合わせて用いることもできる。また、架橋性モノマーを用いることで、ポリマー粒子の耐熱性が改良され、この結果、組成物の製造時や機能性粒子を用いた水処理時により高温の条件を選択することができるので好ましい。
【００１７】
本発明において、水不溶性有機ポリマー粒子の平均粒子径は特に限定されないが、処理工程にあわせて粒径、形状を調整することができ、一般に平均粒径は０．２μｍ〜５ｍｍが好ましく、１０μｍ〜２ｍｍがより好ましい。ここで、平均粒子径は、レーザー回折法により測定されたものである。具体的には、株式会社島津製作所製のＳＡＬＤ−３１００型測定装置（商品名）などにより測定することができる。
【００１８】
本発明において磁性粉は、磁性体からなるものであれば特に限定されるものではない。用いられる磁性体は，室温領域において強磁性を示す物質であることが望ましい。しかし、本発明の実施に当ってはこれらに限定されるものではなく、強磁性物質を全般的に用いることができ、例えば鉄、および鉄を含む合金、磁鉄鉱、チタン鉄鉱、磁硫鉄鉱、マグネシアフェライト、コバルトフェライト、ニッケルフェライト、バリウムフェライト、などが挙げられる。これらのうち水中での安定性に優れたフェライト系化合物であればより効果的に本発明を達成することができる。例えば磁鉄鉱であるマグネタイト（Ｆｅ３Ｏ４）は安価であるだけでなく、水中でも磁性体として安定し、元素としても安全であるため、水処理に使用しやすいので好ましい。また、磁性粉は、球状、多面体、不定形など種々の形状を取り得るが特に限定されない。用いるに当って望ましい磁性担体の粒径や形状は、製造コストなどを鑑みて適宜選択すれば良く、特に球状または角が丸い多面体構造が好ましい。これらの磁性粉は、必要であればＣｕメッキ、Ｎｉメッキなど、通常のメッキ処理が施しされていてもよい。
【００１９】
なお、本発明において磁性粉とは、その粒子がすべて磁性体で構成される必要はない。すなわち、非常に細かい磁性体粉末が樹脂等のバインダーで結合されたものであってもよい。また、磁性粉が磁性体粒子からなるものであって、その表面がメチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシシランなどのアルコキシシラン化合物で疎水化処理されていてもよい。すなわち、後述するように、最終的に得られる機能性粒子が、水処理において磁力によって回収される際に、磁力が及ぶだけの磁性体を含有することだけが必要である。
【００２０】
また、磁性粉の大きさは、処理設備の磁力、流速、吸着方法のほか、磁性粉の密度、用いられるポリマーの種類や密度、樹脂複合体の密度など種々の条件によって変化する。しかし本発明における磁性粉の平均粒子径は、一般に０．０５〜１００μｍ、好ましくは０．２〜５μｍ、である。磁性粉の平均粒子径の測定方法には、前記したポリマー粒子におけるのと同じ方法を用いることができる。磁性粉の平均粒子径が１００μｍよりも大きいと、凝集する粒子が大きくなりすぎて、水への分散が悪くなる傾向があり、また粒子の実効的な表面積が減少して、油類などの吸着量が減少する傾向にあるので好ましくない。また粒子径が０．０５μｍより小さくなると、１次粒子が緻密に凝集し、樹脂複合体の表面積が小さくなる傾向があるので好ましくない。
【００２１】
また、本発明における樹脂バインダーは、前記したポリマー粒子と、前記した磁性粉とを結合させるものである。このような樹脂バインダーは、ポリマー粒子および磁性粉には影響を与えない溶媒に可溶性であり、その溶媒が除去された後には、固体としてポリマー粒子と磁性粉とを接着させることができる樹脂であれば、特に限定されない。しかしながら、本発明において機能性粒子を用いて、水から油分を除去した後、その機能性粒子は洗浄により汚染物質が脱離されて再生されることがあるので、その場合に用いられる洗浄用溶媒または油分抽出溶媒（詳細後述）には溶解しないものが好ましい。このような樹脂バインダーとして最も好ましいものはポリビニルアセタール樹脂である。本発明において用いることができるポリビニルアセタール樹脂の具体例としては、ポリビニルブチラール樹脂、ポリビニルホルマール樹脂、ポリビニルアセトアセタール樹脂、ポリビニルプロピアナール樹脂、ポリビニルヘキシラール樹脂などが挙げられる。これらのうち耐水性、接着性の点からポリビニルブチラール樹脂が優れているので特に好ましい。ポリビニルブチラール樹脂は、ポリビニルアルコールに酸触媒のもとでブチルアルデヒドを加えることにより得ることができるポリマーであり、分子量などが異なったいかなるものも使用できる。さらに酢酸ビニル、ビニルアルコールとの共重合タイプの使用も可能である。
【００２２】
このようなポリビニルブチラール樹脂は、種々のものが市販されており、例えば、エスレックＢＬ−１、ＢＬ−１Ｈ、ＢＬ−２、ＢＬ−５、ＢＬ−１０、ＢＬ−Ｓ、ＢＬ−ＳＨ，ＢＸ−１０、ＢＸ−Ｌ、ＢＭ−１、ＢＭ−２、ＢＭ−５、ＢＭ−Ｓ、ＢＭ−ＳＨ、ＢＨ−３、ＢＨ−６、ＢＨ−Ｓ、ＢＸ−１、ＢＸ−３、ＢＸ−５、ＫＳ−１０、ＫＳ−１、ＫＳ−３、ＫＳ−５（以上、すべて商品名：積水化学工業株式会社製）などがあり、溶媒との相溶性、接着性の点から適宜選択することが可能である。
【００２３】
本発明による組成物は、必要に応じて各種の添加物を含んで最寄。例えば、さらに油分の吸着能力を高めるため、吸油性無機化合物を添加配合することができる。このような吸油性無機化合物としては、平均粒子径が４０ｎｍ以下の微細シリカ充填剤が特に好ましい。その具体例としては、アエロジル１３０、アエロジル２００、アエロジル２００Ｖ、アエロジル２００ＣＦ、アエロジル２００ＦＡＤ、アエロジル３００、アエロジル３００ＣＦ、アエロジル３８０、アエロジルＲ９７２、アエロジルＲ９７２Ｖ、アエロジルＲ９７２ＣＦ、アエロジルＲ９７４、アエロジルＲ２０２、アエロジルＲ８０５、アエロジルＲ８１２、アエロジルＲ８１２Ｓ、アエロジルＯＸ５０、アエロジルＴＴ６００、アエロジルＭＯＸ８０、アエロジルＭＯＸ１７０、アエロジルＣＯＫ８４、アエロジルＲＸ２００、アエロジルＲＹ２００（以上、すべて商品名：日本アエロジル株式会社製）などがあり、特に油分吸着能力に優れた親油性シリカがこのましい。
【００２４】
また、繊維状の充填剤も併用することができる。繊維状の充填剤としては、チタニア、ホウ酸アルミニウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素、チタン酸カリウム、塩基性マグネシウム、酸化亜鉛、グラファイト、マグネシア、硫酸カルシウム、ホウ酸マグネシウム、二ホウ化チタン、α−アルミナ、クリソタイル、ワラストナイトなどのウィスカー類、また、Ｅガラス繊維、シリカアルミナ繊維、シリカガラス繊維などの非晶質繊維の他チラノ繊維、炭化ケイ素繊維、ジルコニア繊維、γアルミナ繊維、α−アルミナ繊維、ＰＡＮ系炭素繊維、ピッチ系炭素繊維などの結晶性繊維などがある。
【００２５】
本発明による機能性粒子含有組成物に含まれる油分吸着機能性粒子は、ポリマー粒子と磁性粉とが、前記ポリマーと前記磁性粉とが樹脂バインダーにより結合されている。樹脂バインダーによりポリマー粒子と磁性粉とを結合させる方法は特に限定されないが、一般的には樹脂バインダーをポリマー粒子および磁性粉を侵さない溶媒に溶解させ、その溶液とポリマー粒子および磁性粉と混合し、溶媒を除去することにより結合させる。
【００２６】
より具体的には、油分吸着ポリマー粒子と磁性粉をミキサー中で高速回転させながら樹脂バインター成分を滴下または噴霧し、均一な油分吸着機能性粒子を形成させる方法。あらかじめ磁性粉にバインダー成分を配合して磁性粉表面に樹脂バインダーを付着させ、次いで油分吸着ポリマー粒子を添加し、混合後、加熱付着させる方法、さらに三本ロール、ボールミル、らいかい機、ホモジナイザー、自公転式混合装置、万能混合機、押出し機、ヘンシェルミキサー等を用いて磁性体と油分吸着ポリマー粒子と樹脂バインダーとを均一に混合後、造粒することで掲載させることができる。
【００２７】
このような製造方法によって形成された組成物は、結合されていないポリマー粒子や磁性粉を若干量含む可能性があるが、条件等を調整することでそのような成分を少なくすることが可能である。
【００２８】
水処理方法
本発明による水処理方法は、汚染物質を含む水から、汚染物質を分離するものである。ここで、汚染物質とは、処理しようとする水に含まれており、その水を利用するに当たって除去すべきものを意味する。ここで本発明における機能性粒子は、吸着性、吸着後の形態保存性、吸着後の回収方法などの観点から、汚染物質として有機物、特に油類を含む水を処理するのに用いることが好ましい。ここで油類とは、一般に常温において液体であり、水に難溶性であり、粘性が比較的高く、水よりも比重が小さいものをいう。より具体的には、鉱物油、動植物性油脂、炭化水素、芳香油などである。これらの油類はそれぞれ有する官能基などに特徴があるので、それに応じて機能性粒子を構成するポリマー粒子を選択することがこのましい。
【００２９】
本発明による水処理方法は、まず、前記の汚染物質を含む水に、前記の機能性粒子を分散させる。機能性粒子を構成するポリマー粒子表面と汚染物質との親和性により、汚染物質がポリマー粒子に吸着される。このとき、本発明による機能性粒子の表面は平滑ではなく、好ましくは多孔質構造をとるために、相対的に表面積が大きく、汚染物質の吸着効率が高い。本発明による樹脂複合体の吸着率は、汚染物質濃度や分散させる樹脂複合体の添加量にも依存するが、非常に高いものである。具体的には、十分な量の樹脂複合体を添加した場合には、一般に８０％以上、好ましくは９７％以上、より好ましくは９８％以上、最も好ましくは９９％以上の汚染物質が樹脂複合体の表面に吸着される。
【００３０】
樹脂複合体の表面に汚染物質を吸着させた後、機能性粒子が分離され、水から汚染物質が除去される。ここで、機能性粒子を分離する際には、磁力が利用される。すなわち、ポリマー粒子と結合した磁性粉が磁石により吸引されるので、機能性粒子を簡便に回収することができる。ここで、重力による沈降や、サイクロンを用いた遠心力による分離を、磁気による分離と併用することも可能であり、それらの併用により、作業性を改善し、さらに迅速に回収をすることが可能となる。
【００３１】
水処理の対象とされる水は特に限定されない。具体的には工業排水、下水、生活排水などに用いることができる。処理しようとする水に含まれる汚染物質濃度も特に限定されないが、過度に汚染物質濃度が高い場合には、機能性粒子が多量に必要となるため、別の手段により汚染物質濃度を下げてから本発明による水処理方法に付すほうが効率的である。
【００３２】
このような本発明による水処理方法を実施するための装置として、図１および図２に示すような装置を用いることができる。図１は比較的小規模な設備であり、排水の流量が少ない家庭の排水処理などに利用する場合に好ましいものである。排水入口１から導入された排水は磁石２が周囲に配置された配管を通過して、処理済排水出口３から排出される。排水入口１から導入される前の排水に本発明による組成物を混合する。排水中の油分は機能性粒子に吸着され、油分を吸着した機能性粒子は、磁石２の配置された配管の内側に堆積し、集められる。
【００３３】
また、図２に示される装置は大量の排水処理が必要とされる工場やタンカーの座礁などにより海洋に油が流出した場合などに有効なものである。この装置も図１の装置と同様に排水に本発明による組成物を混合した後に排水入口１から導入し、タンクに近接した超伝導磁石２ａにより排水中に浮遊する、油分を吸着した後の機能性粒子を集めて除去し、処理済排水を出口３から排出する。
【００３４】
これらは油分吸着機能性粒子をマグネットに固定化して排水中の油分を吸着処理する装置であるが、さらに処理能力を高めるため、ネット状磁石を配管内に配置して磁性体を固定化させる方法も採用できる。
【００３５】
油分を回収するためには油分吸着機能性粒子を配管内またはタンク内から取り出し、ｎ−ヘキサン、アルコールなどの油分抽出溶媒または油分洗浄溶媒で洗浄し、汚染物質を脱離させて、油分吸着機能性粒子の再生をおこなうことができる。
これらの回収設備は設置固定するほか、海洋、河川などの現場での処理に対応するため、移動型としてこれらの装置を有した処理船などに登載して利用することも可能である。
【００３６】
処理後に回収された機能性粒子は、再生して再利用することも可能であり。再生するためには吸着された汚染物質を機能性粒子から脱離させることが必要である。このような汚染物質の脱離を行うためには、溶媒による洗浄を用いることが好ましい。この場合に用いられる洗浄用溶媒または油分抽出溶媒は、ポリマー粒子および樹脂バインダーを溶解せず、汚染物質を溶解しえる溶媒、たとえばメタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノール、アセトン、テトラヒドロフラン、ｎ−ヘキサン、シクロヘキサンおよびそれらの混合物を用いることが好ましい。また、それ以外の溶媒であっても、汚染物質の種類、ポリマーの種類に応じて利用が可能である。
【００３７】
実施例１〜８
表１Ａに示した油分吸着ポリマーと磁性粉として平均粒子径が０．７９μｍの球状フェライト（磁性強度８４．４ｅｍｕ／ｇ）とをミキサーで１２６００ｒｐｍの回転速度で３０秒間高速混合した。次いでバインダーとしてブチラール樹脂をシクロヘキサノンで溶解した樹脂溶液（濃度１２重量％）を滴下後、さらにミキサーで同一条件で混合た。このとき、油分吸着ポリマーが４０重量％、磁性粉が４０重量％、およびバインダーが２０重量％となるように配合した。さらに、ボールミルで造粒し、５０℃、１５時間の条件で乾燥処理をおこない、油分吸着機能性粒子を作成した。
【００３８】
比較例１〜３
油ゲル化剤として、平均粒子径が２００、７８０、および９２０μｍのスチレン・ブタジエンコポリマー（表１Ｂ）を比較の油吸着粒子として準備した。これらはそのまま評価に用いた。
【００３９】
【表１】
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＜油吸着粒子の評価＞
実施例１〜８により得られた油吸着機能性粒子、および比較例１〜３の油吸着粒子について、以下の項目について評価した。
（１）油分吸着粒子の吸着性能評価：  純水２０ｍＬに所定の鉱物油分を添加し、油分吸着粒子を０．１ｇ添加し、振とう器により５分間の均一混合処理を行った後、油分吸着粒子を除去し、前記の油分抽出溶媒である代替フルオロカーボン溶媒Ｈ−９９７（商品名：堀場製作所株式会社製）により残存する油分を取り出し、油分量をＯＣＭＡ−３０５（商品名：堀場製作所株式会社製）を用いて処理後の水分中の油分濃度を測定した。
（２）平均粒子径：  油吸着粒子を電子顕微鏡を用いて観察し、撮影した写真中に任意の直線（例えば対角線）を引き、その線上にある粒子の平均粒子径を算出することにより測定した。
（３）油分吸着時の粒子の状態：  （１）において均一混合処理後の油吸着粒子の状態を目視観察した。
（４）油分抽出溶媒に対する耐性：  （１）において油分抽出溶媒で処理する際、溶媒に浸漬された後の油吸着粒子の状態を目視観察した。
（５）磁石による吸着物回収：  （１）において均一混合処理後に容器外から磁石を近づけ、磁石により鉱物油分を吸着した後の吸着物を集めることができるかを目視観察した。
【００４０】
【表２】
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【００４１】
【表３】
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【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の油分吸着機能性粒子を用いた水処理を行うことができる、処理装置の縦断面図。
【図２】本発明の油分吸着機能性粒子を用いた水処理を行うことができる、処理装置の縦断面図。
【符号の説明】
【００４３】
１  排水入口
２  磁石
２ａ  超伝導磁石
３  処理済排水出口
【図１】
2010005489.tif 000005
【図２】
2010005489.tif 000006