(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コロイド当量値が−１．５ｍＥｑ／グラム乃至−０．２０ｍＥｑ／グラムであり、２重量％の水溶液の粘度が６．０×１０-3Ｐａ・ｓ以上、２．７×１０-2Ｐａ・ｓ以下である植物由来の凝集剤を懸濁液に対して、０．０１ミリグラム／リットル乃至２０００ミリグラム／リットル、添加し、懸濁液中の微粒子を凝集、分離する凝集方法。
【請求項２】
コロイド当量値が−１．５ｍＥｑ／グラム乃至−０．２０ｍＥｑ／グラムであり、２重量％の水溶液の粘度が６．０×１０-3Ｐａ・ｓ以上、２．７×１０-2Ｐａ・ｓ以下である植物由来の凝集剤、及び、無機凝集剤を用いた凝集方法であって、
無機凝集剤を懸濁液へ添加した後、植物由来の凝集剤を懸濁液に対して、０．０１ミリグラム／リットル乃至２０００ミリグラム／リットル、添加する凝集方法。
【請求項３】
コロイド当量値が−１．５ｍＥｑ／グラム乃至−０．２０ｍＥｑ／グラムであり、２重量％の水溶液の粘度が６．０×１０-3Ｐａ・ｓ以上、２．７×１０-2Ｐａ・ｓ以下である植物由来の凝集剤、及び、有機凝結剤を用いた凝集方法であって、
有機凝結剤を懸濁液へ添加した後、植物由来の凝集剤を懸濁液に対して、０．０１ミリグラム／リットル乃至２０００ミリグラム／リットル、添加する凝集方法。
【請求項４】
コロイド当量値が−１．５ｍＥｑ／グラム乃至−０．２０ｍＥｑ／グラムであり、２重量％の水溶液の粘度が６．０×１０-3Ｐａ・ｓ以上、２．７×１０-2Ｐａ・ｓ以下である植物由来の凝集剤、及び、アニオン型高分子凝集剤を用いた凝集方法であって、
植物由来の凝集剤を懸濁液に対して、０．０１ミリグラム／リットル乃至２０００ミリグラム／リットル、添加した後、アニオン型高分子凝集剤を懸濁液へ添加する凝集方法。
【請求項５】
コロイド当量値が−１．５ｍＥｑ／グラム乃至−０．２０ｍＥｑ／グラムであり、２重量％の水溶液の粘度が６．０×１０-3Ｐａ・ｓ以上、２．７×１０-2Ｐａ・ｓ以下である、植物由来の凝集剤、及び、
コロイド当量値が−４．５ｍＥｑ／グラム乃至−１．２ｍＥｑ／グラムであり、０．２重量％の水溶液の粘度が１．３×１０-1Ｐａ・ｓ乃至４×１０-1Ｐａ・ｓである合成系高分子凝集剤、
から成る凝集剤混合物、及び、無機凝集剤を用いた凝集方法であって、
無機凝集剤を懸濁液へ添加した後、凝集剤混合物を懸濁液に対して、０．０１ミリグラム／リットル乃至２０００ミリグラム／リットル、添加する凝集方法。
【請求項６】
コロイド当量値が−１．５ｍＥｑ／グラム乃至−０．２０ｍＥｑ／グラムであり、２重量％の水溶液の粘度が６．０×１０-3Ｐａ・ｓ以上、２．７×１０-2Ｐａ・ｓ以下である、植物由来の凝集剤、及び、
コロイド当量値が−４．５ｍＥｑ／グラム乃至−１．２ｍＥｑ／グラムであり、０．２重量％の水溶液の粘度が１．３×１０-1Ｐａ・ｓ乃至４×１０-1Ｐａ・ｓである合成系高分子凝集剤、
から成る凝集剤混合物、及び、有機凝結剤を用いた凝集方法であって、
有機凝結剤を懸濁液へ添加した後、凝集剤混合物を懸濁液に対して、０．０１ミリグラム／リットル乃至２０００ミリグラム／リットル、添加する凝集方法。
【請求項７】
コロイド当量値が−１．５ｍＥｑ／グラム乃至−０．２０ｍＥｑ／グラムであり、２重量％の水溶液の粘度が６．０×１０-3Ｐａ・ｓ以上、２．７×１０-2Ｐａ・ｓ以下である、植物由来の凝集剤、及び、
コロイド当量値が−４．５ｍＥｑ／グラム乃至−１．２ｍＥｑ／グラムであり、０．２重量％の水溶液の粘度が１．３×１０-1Ｐａ・ｓ乃至４×１０-1Ｐａ・ｓである合成系高分子凝集剤、
から成る凝集剤混合物、及び、アニオン型高分子凝集剤を用いた凝集方法であって、
凝集剤混合物を懸濁液に対して、０．０１ミリグラム／リットル乃至２０００ミリグラム／リットル、添加した後、アニオン型高分子凝集剤を懸濁液へ添加する凝集方法。
【請求項８】
懸濁液が工場排水である請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の凝集方法。
【請求項９】
植物由来の凝集剤は、長サク黄麻の乾燥品、水前寺菜の乾燥品、バナナの乾燥品及び黄麻の乾燥品から成る群から選択された少なくとも１種類の乾燥品から成る請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の凝集方法。
【請求項１０】
植物由来の凝集剤を懸濁液に添加する前に、植物由来の凝集剤を水に溶解・分散させる請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載の凝集方法。
【請求項１１】
懸濁液、単位重量当たりに添加する植物由来の凝集剤の重量をＷ’1、合成系高分子凝集剤の重量をＷ’2としたとき、
２／８≦Ｗ’1／Ｗ’2≦８／２
を満足する請求項５乃至請求項７のいずれか１項に記載の凝集方法。
【請求項１２】
２／８≦Ｗ’1／Ｗ’2≦３／２
を満足する請求項１１に記載の凝集方法。
【請求項１３】
合成系高分子凝集剤は、ポリアクリルアミドの部分加水分解物、アクリルアミドとアクリル酸の共重合物、及び、アクリルアミドとアクリル酸金属塩の共重合物から成る群から選択された少なくとも１種類の合成系高分子凝集剤から成る請求項５乃至請求項７のいずれか１項に記載の凝集方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、植物由来の凝集剤、凝集剤混合物、凝集方法、及び、植物由来の凝集剤の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の大量生産及び大量消費に伴い、工場排水等の水中に排出される懸濁粒子群は増加の一途にある。そして、水中に懸濁分散した微粒子を凝集・分離し、水を清澄化するための凝集剤として、ポリアクリルアミドやその共重合体等の合成系高分子凝集剤が一般に用いられている。しかしながら、合成系高分子凝集剤は、
［１］土壌に放出されても分解されず、蓄積される。
［２］単量体（アクリルアミド等）自体が毒性を有する。
［３］石油等の化石資源から合成されたものであり、人類によって再生できないものを原料としている。
といった問題を有している。
【０００３】
それ故、このような環境破壊、安全性、化石資源の枯渇といった観点から、生分解を受け易く、高い安全性を有する凝集剤の開発が求められている。
【０００４】
天然系高分子凝集剤として、グアーガム（豆科のグワーの種からの抽出物）、アルギン酸ソーダ（昆布、かじめ、あらめ等の褐藻類からの抽出物）、澱粉、ゼラチン、キトサン（蟹の甲羅からの抽出物）等が検討されているが、これらは飼育・栽培が困難であったり、用途が限定されたり、凝集効果が低く、広く実用化されるには至っていない。
【０００５】
また、モロヘイヤ、モロヘイヤの乾燥物、モロヘイヤの抽出物の少なくともいずれかを含有する凝集剤が、特開平１１−１１４３１３から周知である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−１１４３１３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
この特開平１１−１１４３１３に開示された凝集剤は、懸濁粒子群を効果的に凝集することができるが、更に一層高い凝集性能を有する凝集剤が求められている。
【０００８】
従って、本発明の目的は、更に一層高い凝集性能を有する植物由来の凝集剤、係る植物由来の凝集剤に基づく凝集剤混合物及び凝集方法、並びに、係る植物由来の凝集剤の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するための本発明の植物由来の凝集剤は、コロイド当量値が−１．５ｍＥｑ／グラム乃至−０．２０ｍＥｑ／グラムであり、２重量％の水溶液の粘度が６．０×１０-3Ｐａ・ｓ（６．０ｃＰ）以上である。
【００１０】
上記の目的を達成するための本発明の凝集剤混合物は、上記の本発明の植物由来の凝集剤、及び、コロイド当量値が−４．５ｍＥｑ／グラム乃至−１．２ｍＥｑ／グラムであり、０．２重量％の水溶液の粘度が１．３×１０-1Ｐａ・ｓ乃至４×１０-1Ｐａ・ｓ（１３０ｃＰ乃至４００ｃＰ）である合成系高分子凝集剤から成る。
【００１１】
上記の目的を達成するための本発明の凝集方法は、上記の本発明の植物由来の凝集剤を懸濁液に添加し、懸濁液中の微粒子を凝集、分離する。
【００１２】
上記の目的を達成するための本発明の植物由来の凝集剤の製造方法は、上記の本発明の植物由来の凝集剤の製造方法であって、植物（『原料植物』と呼ぶ場合がある）を１００゜Ｃ未満の温度で乾燥する。
【００１３】
上記の目的を達成するための本発明の植物由来の乾燥品の応用は、凝集剤を製造することであって、上記植物由来の乾燥品のコロイド当量値が−１．５ｍＥｑ／グラム乃至−０．２０ｍＥｑ／グラムであり、２重量％の水溶液の粘度が６．０×１０-3Ｐａ・ｓ以上である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の植物由来の凝集剤、本発明の凝集剤混合物における植物由来の凝集剤、本発明の凝集方法における植物由来の凝集剤、あるいは、本発明の植物由来の凝集剤の製造方法によって製造される植物由来の凝集剤にあっては、コロイド当量値が規定されており、しかも、２重量％の水溶液の粘度が規定されているが故に、非常に高い凝集性能を有する。それ故、凝集処理後の上澄み液や脱水濾過後の濾過水に高い清澄性を与えることができる。加えて、環境や人体に対して安全性が高く、且つ、再生可能で優れた凝集活性を有し、広い用途に利用が可能であり、排水処理分野、上・下水道分野、発酵工業、製紙工業、土木建築業界等の各種分野で好適に使用することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、実施例に基づき本発明を説明するが、本発明は実施例に限定されるものではなく、実施例における種々の数値や材料は例示である。尚、説明は、以下の順序で行う。
１．本発明の植物由来の凝集剤、凝集剤混合物、凝集方法、及び、植物由来の凝集剤の製造方法、全般に関する説明
２．実施例１（本発明の植物由来の凝集剤、凝集剤混合物、凝集方法、及び、植物由来の凝集剤の製造方法）、その他
【００１６】
［本発明の植物由来の凝集剤、凝集剤混合物、凝集方法、及び、植物由来の凝集剤の製造方法、全般に関する説明］
本発明の植物由来の凝集剤、本発明の凝集剤混合物における植物由来の凝集剤、本発明の凝集方法における植物由来の凝集剤、あるいは、本発明の植物由来の凝集剤の製造方法によって製造される植物由来の凝集剤（以下、これらを総称して、『本発明における凝集剤』と呼ぶ場合がある）は、長サク黄麻（チョウサクコウマ）の乾燥品から成り、あるいは又、水前寺菜の乾燥品から成り、あるいは又、バナナの乾燥品から成り、あるいは又、黄麻の乾燥品から成り、あるいは又、長サク黄麻の乾燥品、水前寺菜の乾燥品、バナナの乾燥品及び黄麻の乾燥品から成る群から選択された少なくとも１種類の乾燥品から成る形態とすることができる。原料植物として、葉、茎、幹、根、果実、花びらのどの部位をも用いることが可能であるが、特に、葉と茎、幹、花の部位、更には、葉と茎の部位が、粉末加工が容易なことから望ましい。原料植物に関して、栽培された場所や季節について特に限定はなく、長サク黄麻は中国で、水前寺菜は日本で、バナナは東南アジアで、多く栽培、採取されている。
【００１７】
上記の好ましい形態を含む本発明における凝集剤は、植物（原料植物）を１００゜Ｃ未満の温度で乾燥させた乾燥品から成る形態とすることが好ましい。原料植物を１００゜Ｃ以上の温度で乾燥させた場合、原料植物の有する水溶性の一種のポリマー成分（具体的には、例えば、高分子多糖類）に熱劣化（例えば、高分子多糖類における主鎖や側鎖の切断による分子量低下、分子内架橋による不溶化、炭化反応）が生じ、凝集性能が低下する虞がある。乾燥方法としては、天日乾燥、日陰での風乾、熱風乾燥、真空乾燥、凍結乾燥、冷凍乾燥等を挙げることができる。
【００１８】
以上に説明した好ましい形態を含む本発明の凝集剤混合物にあっては、凝集剤混合物、単位重量当たりの植物由来の凝集剤の重量をＷ1、合成系高分子凝集剤の重量をＷ2としたとき、
２／８≦Ｗ1／Ｗ2≦８／２
好ましくは、
２／８≦Ｗ1／Ｗ2≦３／２
を満足することが望ましい。
【００１９】
また、以上に説明した好ましい形態を含む本発明の凝集方法にあっては、植物由来の凝集剤を懸濁液に添加する前に、植物由来の凝集剤を水に溶解・分散させる形態（部分的に溶解し、残りは分散している状態。以下においても同様）とすることが好ましい。
【００２０】
更には、以上に説明した好ましい形態を含む本発明の凝集方法にあっては、コロイド当量値が−４．５ｍＥｑ／グラム乃至−１．２ｍＥｑ／グラムであり、０．２重量％の水溶液の粘度が１．３×１０-1Ｐａ・ｓ乃至４×１０-1Ｐａ・ｓ（１３０ｃＰ乃至４００ｃＰ）である合成系高分子凝集剤を、併せて懸濁液に添加する形態とすることができ、この場合、懸濁液、単位重量当たりに添加する植物由来の凝集剤の重量をＷ’1、合成系高分子凝集剤の重量をＷ’2としたとき、
２／８≦Ｗ’1／Ｗ’2≦８／２
好ましくは、
２／８≦Ｗ’1／Ｗ’2≦３／２
を満足することが望ましい。
【００２１】
以上に説明した好ましい形態を含む本発明の凝集剤混合物あるいは凝集方法において、合成系高分子凝集剤は、ポリアクリルアミドの部分加水分解物、アクリルアミドとアクリル酸の共重合物、及び、アクリルアミドとアクリル酸金属塩の共重合物から成る群から選択された少なくとも１種類の合成系高分子凝集剤から構成することができる。
【００２２】
このような構成を有する合成系高分子凝集剤は、植物由来の凝集剤との相性がよく、互いの特性を相乗効果として引き出すことができ、少ない添加量で排水処理時の凝集速度の向上や、凝集処理後の上澄み液の清澄性や脱水濾過後の濾過液の清澄性を大幅に向上させることが可能となる。これは、様々な粒子径や表面電位を有する汚泥粒子（コロイド粒子）に対して、コロイド当量値や水溶液の粘度（分子量）が異なる両凝集剤が、それぞれ違った凝集効果を発揮できることに起因している。尚、脱水処理にあっては、通常の脱水機を用いることができ、例えば、フィルタープレス、真空脱水機、ベルトプレス脱水機、遠心脱水機、スクリュープレス等を使用することができる。
【００２３】
また、以上に説明した好ましい形態を含む本発明の植物由来の凝集剤の製造方法にあっては、植物（原料植物）を１００゜Ｃ未満の温度で乾燥する前に、又は、乾燥と同時に、植物（原料植物）を粉砕する形態とすることができる。
【００２４】
コロイド当量値とは、水溶性高分子電解質の電荷量を定量的に表す指標である。本発明における凝集剤あるいは合成系高分子凝集剤が優れた凝集特性を示すためには、所定範囲の電荷量を有することが必要とされる。そして、これによって、懸濁液中に存在し、表面に電位を有する汚泥粒子を静電中和することで、汚泥粒子を凝集させることができる。コロイド当量値は、コロイド滴定法によって求めることができる。具体的には、本発明における凝集剤や合成系高分子凝集剤を溶解・分散させた水溶液にメチルグリコールキトサン溶液を添加した後、過剰分をポリビニル硫酸カリウム溶液を用いて滴定する。尚、本発明における凝集剤のコロイド当量値が、−１．５ｍＥｑよりも小さい場合、凝集速度が遅くなり、−０．２０ｍＥｑより大きい場合、凝集後の上澄み液の濁度が低下する虞がある。
【００２５】
本発明における凝集剤の水溶液の粘度は、汚泥粒子の凝集に寄与する本発明における凝集剤中の水溶性ポリマーの分子量を示す指標であり、粘度が高くなると凝集速度が早くなり過ぎるし、粘度が低くなると凝集速度が遅くなり過ぎる虞がある。本発明における凝集剤の２重量％の水溶液の粘度が６．０×１０-3Ｐａ・ｓ未満の場合、凝集速度が遅くなり過ぎ、実用的ではない。水溶液の粘度は、所定の濃度に溶解・分散させた試料を、Ｂ型粘度計にて、Ｎｏ．１又はＮｏ．２のローターを用いて２５゜Ｃ、６０ｒｐｍで測定することで得ることができる。また、合成系高分子凝集剤の水溶液の粘度を規定しているが、これは、各種の実験を行った結果、本発明における凝集剤と組み合わせたときに相性の良い粘度範囲があることが判明したからである。
【００２６】
本発明の植物由来の凝集剤は、原料植物の状態のままでも凝集剤としての効果を発揮するが、実用面（ハンドリング面）から粉末化（粉砕）することが望ましい。粉末化（粉砕）の方法は、原料植物に適した方法とすればよく、例えば、通常の粉砕機を用いることができる。
【００２７】
本発明における凝集剤は、例えば、以下に示す凝集助剤、無機凝集剤、有機凝結剤、ノニオン型高分子凝集剤、アニオン型高分子凝集剤、カチオン型高分子凝集剤、両性型高分子凝集剤等と、予め混合した状態で使用することができるし、併用して使用する（即ち、別々に懸濁液に添加する）こともできる。これらの薬剤と混合又は併用することにより、凝集特性の一層の改善を図ることができる。
【００２８】
ここで、凝集助剤として、消石灰；ケイ酸ソーダ；ベントナイト；フライアッシュを挙げることができる。
【００２９】
また、無機凝集剤として、硫酸アルミニウム（硫酸バンド）；ポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）；アルミン酸ナトリウム；硫酸第一鉄；塩化第二鉄；硫酸第二鉄；塩化コッパラス；変性塩基性硫酸アルミニウム（ＬＡＣＳ）；活性シリカを挙げることができる。
【００３０】
更には、有機凝結剤として、ジメチルジアリルアンモニウムクロライド；アルキル・エピクロルヒドリン縮合物；ポリエチレンイミン；アルキレンジクロライドとポリアルキレンポリアミンの縮合物；ジシアンジアミド・ホルマリン縮合物；アニリン−ホルムアルデヒド重複合物塩酸塩；ポリヘキサメチレンチオ尿素酢酸塩；ポリビニルベンジルトリメチルアンモニウムクロライドを挙げることができる。
【００３１】
また、ノニオン型高分子凝集剤として、ポリアクリルアミド；ポリメタクリルアミド；澱粉；グアーガム；ゼラチン；ポリオキシエチレン；ポリオキシプロピレンを挙げることができる。
【００３２】
更には、アニオン型高分子凝集剤として、（メタ）アクリル酸系ポリマー；アルギン酸ソーダ；グアーガムソーダ塩；カルボキシメチルセルロースソーダ塩；澱粉ソーダ塩を挙げることができる。ここで、（メタ）アクリル酸系ポリマーとして、前述した合成系高分子凝集剤以外にも、ポリメタクリルアミドの部分加水分解物；アクリル酸又はメタクリル酸とアクリルアミド又はメタクリルアミドとの共重合体及びその塩類；アクリル酸又はメタクリル酸とアクリルアミド又はメタクリルアミドと２−アクリルアミド−メチルプロパンスルホン酸、ビニルスルホン酸又はビニルメチルスルホン酸との３元共重合体及びその塩類；ポリアクリルアミドやポリメタクリルアミドのスルホメチル化物及びその塩類を挙げることができる。
【００３３】
また、カチオン型高分子凝集剤として、ジアルキルアミノアルキル（メタ）アクリレートの四級化物（四級化剤としては、塩化メチル、塩化ベンジル等）及びその酸塩（酸塩としては、塩酸塩、硫酸塩等の無機酸塩及び酢酸塩等の有機酸塩等）、又は、これらと（メタ）アクリルアミドとの重合体若しくは共重合体（例えば、ジメチルアミノエチルアクリレートのメチルクロライド四級化物又はこれとアクリルアミドとの重合体若しくは共重合体）；ジアルキルアミノアルキル（メタ）アクリルアミドの四級化物若しくは酸塩、又はこれらと（メタ）アクリルアミドとの重合体若しくは共重合体（例えば、ジメチルアミノプロピルアクリルアミドのメチルクロライド四級化物とアクリルアミドとの共重合体）；ポリアクリルアミドのカチオン化変性物（例えばポリアクリルアミドのマンニッヒ変性物及びホフマン分解物）；エピハロヒドリン−アミン縮合物（例えばエピハロヒドリンと炭素数２〜８のアルキレンジアミンとの重縮合物）；ポリジメチルジアリルアンモニウムクロライド；ポリビニルイミダゾリン及びその塩類；ポリビニルアミジン及びその塩類；キトサン及びその塩類；ポリビニルピリジン及びその塩類；ポリチオ尿素；水溶性アニリン樹脂；クロロメチル化ポリスチレンアンモニウム塩又はアミン四級塩；ポリビニルイミダゾール及びその塩類を挙げることができる。
【００３４】
更には、両性型高分子凝集剤として、アクリルアミド−アクリル酸（又はその塩）−ジアルキルアミノアルキル（メタ）アクリレート（又はその塩及び四級化物）；ポリグルタミン酸及びその塩類を挙げることができる。
【００３５】
また、その他のポリマーとして、ポリスチレンのスルホン化物及びその塩類；ポリフェニレンエーテルのスルホン化物及びその塩類；ポリカーボネートのスルホン化物及びその塩類；ポリフェニレンスルフィドのスルホン化物及びその塩類；ポリエチレンテレフタレートのスルホン化物及びその塩類を挙げることができるが、好ましくは、ポリフェニレンエーテルのスルホン化物及びその塩類、並びに、ポリカーボネートのスルホン化物及びその塩類である。
【００３６】
尚、これらの中では、無機凝集剤、有機凝結剤、あるいは、アニオン型高分子凝集剤と共に用いることがより好ましい。無機凝集剤と共に用いる場合、懸濁液への無機凝集剤の添加後に、本発明の凝集剤あるいは凝集剤混合物を添加することが望ましい。また、有機凝結剤と共に用いる場合、懸濁液への有機凝結剤の添加と同時に、若しくは、有機凝結剤の添加後、本発明の凝集剤あるいは凝集剤混合物を添加することが望ましい。また、アニオン型高分子凝集剤と共に用いる場合、懸濁液への本発明の凝集剤あるいは凝集剤混合物の添加後、あるいは、添加と同時に、アニオン型高分子凝集剤を添加することが望ましい。懸濁液に同時に添加する場合、本発明の凝集剤あるいは凝集剤混合物と各種凝集剤を別々に投入してもよいし、本発明の凝集剤あるいは凝集剤混合物と各種凝集剤とを予めブレンドしておき、添加してもよい。添加方法として、懸濁液（排水）に粉末状の本発明の凝集剤あるいは凝集剤混合物を直接添加してもよいが、上述したように、水に溶解・分散させた状態で懸濁液（排水）に添加することがより好ましい。
【００３７】
更には、キレート樹脂、キレート剤、活性炭、オゾン水、イオン交換樹脂及びイオン交換膜、吸水性樹脂、過酸化水素水、塩素及び液体塩素、次亜塩素酸ソーダ、二酸化塩素、さらし粉、塩素化イソシアヌル、珪藻土、酸化チタン等の光触媒、生物処理剤等の副処理剤等と、本発明の凝集剤あるいは凝集剤混合物とを混合又は併用して用いてもよい。
【００３８】
場合によっては、本発明における凝集剤の原料である原料植物に対して、酸処理及び／又はアルカリ処理を施してもよい。
【００３９】
懸濁液を凝集処理した後の上澄み液を再利用し、あるいは又、懸濁液を凝集処理した後のケーキ（脱水物）や凝集物を堆肥や飼料として再利用する場合、合成系高分子凝集剤と混合又は併用すると、環境や人体に影響を及ぼす虞がある。それ故、このような場合、本発明の植物由来の凝集剤を単独で使用することが好ましく、あるいは又、他の無機系あるいは天然産生薬剤、例えば、グアーガム、アルギン酸ソーダ、澱粉、ゼラチン、キトサン等と共に用いることが好ましい。
【００４０】
懸濁液に対する本発明の凝集剤あるいは凝集剤混合物の添加量は、対象となる懸濁液の種類や他の薬剤との組み合わせによって大きく異なるが、概ね０．０１ミリグラム／リットル乃至２０００ミリグラム／リットル（０．０１ｐｐｍ乃至２０００ｐｐｍ）、好ましくは０．１ミリグラム／リットル乃至５００ミリグラム／リットル（０．１ｐｐｍ乃至５００ｐｐｍ）、より好ましくは５ミリグラム／リットル乃至５００ミリグラム／リットル（５ｐｐｍ乃至５００ｐｐｍ）である。本発明の凝集剤あるいは凝集剤混合物の添加量が少な過ぎると、好ましい凝集効果が得られず、添加量が多すぎると、かえって凝集効果が低下する虞がある。
【実施例１】
【００４１】
実施例１は、本発明の植物由来の凝集剤、凝集剤混合物、凝集方法、及び、植物由来の凝集剤の製造方法に関する。
【００４２】
実施例１の植物由来の凝集剤は、コロイド当量値が−１．５ｍＥｑ／グラム乃至−０．２０ｍＥｑ／グラムであり、２重量％の水溶液の粘度が６．０×１０-3Ｐａ・ｓ（６．０ｃＰ）以上である。尚、水溶液の粘度の上限値として、限定するものではないが、５×１０-2Ｐａ・ｓ（５０ｃＰ）を例示することができる。また、実施例１の凝集剤混合物は、実施例１の植物由来の凝集剤、及び、コロイド当量値が−４．５ｍＥｑ／グラム乃至−１．２ｍＥｑ／グラムであり、０．２重量％の水溶液の粘度が１．３×１０-1Ｐａ・ｓ乃至４×１０-1Ｐａ・ｓ（１３０ｃＰ乃至４００ｃＰ）である合成系高分子凝集剤から成る。実施例１の凝集方法は、実施例１の植物由来の凝集剤を懸濁液に添加し、懸濁液中の微粒子を凝集、分離する。実施例１の植物由来の凝集剤の製造方法は、実施例１の植物由来の凝集剤の製造方法であって、植物（『原料植物』と呼ぶ場合がある）を１００゜Ｃ未満の温度で乾燥する。
【００４３】
実施例１にあっては、植物由来の凝集剤の原料植物として、長サク黄麻（葉、茎、幹、花及び根）、水前寺菜（葉）、バナナ（皮）、黄麻（葉及び茎）を用いた。また、比較例１の凝集剤の原料植物として、水菜（葉及び茎）、小松菜（葉及び茎）、ほうれん草（葉及び茎）、春菊（葉及び茎）、大葉（葉）、チンゲン菜（葉及び茎）、ふき、白菜（葉）、キャベツ（葉）、ミモザ、タラを用いた。そして、これらの原料植物を、熱風乾燥機にて所定温度で所定時間、乾燥することで、実施例１及び比較例１の凝集剤を得た。実施例１及び比較例１の凝集剤の含水率は、乾燥条件にも依るが、４．５重量％〜２５重量％であった。得られた実施例１及び比較例１の凝集剤を、料理用のフードプロセッサーを用いて粉砕した。
【００４４】
また、合成系高分子凝集剤として、コロイド当量値や水溶液の粘度が異なる、市販のポリアクリルアミドの部分加水分解物（高分子凝集剤Ａ〜高分子凝集剤Ｆ）を使用した。尚、高分子凝集剤Ａ〜高分子凝集剤Ｆにあっては、部分加水分解の割合が異なっている。
【００４５】
水溶液の粘度の測定を、以下の方法に基づき行った。即ち、実施例及び比較例の凝集剤を２重量％の水溶液となるように純水に添加し、溶解・分散させた。そして、この水溶液の粘度を、Ｂ型粘度計（東機産業株式会社製）を用いて測定した。より具体的には、水溶液の温度を２５゜Ｃとなるように調整し、Ｎｏ．１のローターを用いて、６０ｒｐｍの回転速度で測定した。尚、合成系高分子凝集剤の水溶液の粘度測定においては、０．２重量％の水溶液とした。
【００４６】
コロイド当量値の測定を以下の方法に基づき行った。即ち、実施例１及び比較例１の凝集剤の５０ｐｐｍ水溶液を調製した。具体的には、実施例１及び比較例１の各凝集剤０．２グラム（乾品換算した重量）を精秤し、三角フラスコに採り、イオン交換水１００ミリリットルで溶解・分散した。更に、この水溶液を１０ミリリットル、採取し、イオン交換水３９０ミリリットルを加えて測定試料とした。
【００４７】
コロイド当量値の測定にあっては、測定試料１００ミリリットルをコニカルビーカーに採り、攪拌しながら１／１０規定濃度の水酸化ナトリウム水溶液を０．５ミリリットル加えた。次に、攪拌しながら１／２００規定濃度のメチルグリコールキトサン溶液５ミリリットルを滴下し、５分間攪拌した。更に、トルイジンブルー指示薬を２滴乃至３滴加え、１／４００規定濃度のポリビニル硫酸カリウム試薬で滴定した。滴定速度を２ミリリットル／分とし、測定試料が青から赤紫色に変色し、これが３０秒以上保持する点を終点とした。
【００４８】
尚、コロイド当量値の測定の空試験として、イオン交換水１００ミリリットルを測定試料とし、上述したと同様の操作を行った。
【００４９】
ここで、コロイド当量値の絶対値（単位：ｍＥｑ／グラム）は、以下の式から求めることができる。
【００５０】
コロイド当量値の絶対値
＝｜１／２×（測定試料の滴定量−空試験の滴定量）
×（１／４００規定濃度のポリビニル硫酸カリウム試薬の力価）｜
【００５１】
凝集評価用懸濁液（排水）として以下の懸濁液を用いた。即ち、半導体工場で排出された廃液（フッ酸及びリン酸を含有）に消石灰を添加してｐＨを８とし、弗化カルシウム及びリン酸カルシウムとして析出させたものに、硫酸バンドを５００ｐｐｍ添加することで凝結処理し、これを評価用懸濁液として用いた。尚、この評価用懸濁液のｐＨは６．８であり、浮遊物質量（ＳＳ）は２．５重量％であり、電気伝導度（ＥＣ）は０．２４６Ｓ／ｍであった。
【００５２】
凝集評価として、以下の方法を採用した。即ち、この評価用懸濁液を、共栓付きの２００ミリリットルのメスシリンダーに１００ミリリットルに入れた。そして、メスピペットにより、実施例及び比較例の凝集剤を、懸濁液に対して、ポリマー分又は固形分として所定の濃度（２．５ｐｐｍあるいは１０ｐｐｍ）となるように添加した。次いで、直ちに、メスシリンダーを上下１０回転攪拌し、その後、静置して懸濁粒子の沈降速度を測定した。尚、凝集界面が８０ミリリットルの位置から６０ミリリットルの位置まで沈降する際の時間から沈降速度を算出した。また、静置３分後の上澄み液の清澄性を目視にて評価した。その後、凝集液をポリプロピレン製の濾布（綾織）を用いて重力にて濾過し、濾液の清澄性を目視にて評価した。以上の測定結果を表１〜表３に示す。
【００５３】
［表１］
0006055059.tif 000002
【００５４】
［表２］
0006055059.tif 000003
【００５５】
［表３］
0006055059.tif 000004
【００５６】
表１の結果から、所定のコロイド当量値及び水溶液の粘度を有する長サク黄麻、水前寺菜、バナナ、黄麻から得られた実施例１−Ａ〜実施例１−Ｄの植物由来の凝集剤は、他の植物由来の凝集剤（比較例１−Ａ〜比較例１−Ｋ）に比べて、沈降速度、及び、凝集処理後の上澄み液や脱水濾過後の濾過液の清澄性において優れた凝集特性を示すことが判った。
【００５７】
また、乾燥温度を１００゜Ｃ未満とした実施例１−Ｅ及び実施例１−Ｆと、乾燥温度を１００゜Ｃ以上とした比較例１−Ｌ〜比較例１−Ｏとを比較すると、比較例１−Ｌ〜比較例１−Ｏでは、凝集性能が低下していることが判る。これは、原料植物を１００゜Ｃ以上の温度で乾燥させた場合、原料植物の有する水溶性の一種のポリマー成分に熱劣化が生じ、凝集性能が低下したためであると推定している。
【００５８】
更に、所定のコロイド当量値及び水溶液の粘度を有するアニオン型高分子凝集剤である合成系高分子凝集剤と植物由来の凝集剤との混合物である実施例１−Ｇ〜実施例１−Ｌの凝集剤混合物にあっては、より少ない添加量（２．５ｐｐｍ）で優れた凝集特性が得られることが確認された。尚、所定のコロイド当量値あるいは水溶液の粘度を有していない合成系高分子凝集剤を使用した場合（比較例１−Ｑ〜比較例１−Ｓ）、及び、合成系高分子凝集剤を単独で使用した場合（比較例１−Ｐ）、好ましい凝集効果を得ることができなかった。
【００５９】
以上に説明したとおり、実施例１の凝集剤は、比較例１の凝集剤あるいは従来の凝集剤に比べて、凝集特性（例えば、沈降速度や濾液濁度）に優れている。しかも、実施例１の凝集剤は天然物であるため、再生可能であり、また、人体や環境に対しても安全であり、従来、焼却処理あるいは埋立処理されていたケーキ（脱水物）や凝集物を堆肥や飼料として再利用することが可能となるし、ケーキは、燃料化、コンポスト化することも極めて容易であり、省資源、有害物質の低減、廃棄物の有効利用の観点から地球環境保全に大きく貢献することができる。更には、実施例１の凝集剤は、植物の繊維成分を多く含んでいるため、ケーキや凝集物の脱水処理時、ケーキや凝集物と濾布との間の剥離性に優れ、しかも、処理水やケーキや凝集物に対する消臭効果を有している。
【００６０】
以上、好ましい実施例に基づき本発明を説明したが、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。実施例においては、長サク黄麻、水前寺菜、バナナ及び黄麻を、それぞれ、単独で使用したが、（長サク黄麻，水前寺菜）の組合せ、（長サク黄麻，バナナ）の組合せ、（長サク黄麻，黄麻）の組合せ、（水前寺菜，バナナ）の組合せ、（水前寺菜，黄麻）の組合せ、（バナナ，黄麻）の組合せ、（長サク黄麻，水前寺菜，バナナ）の組合せ、（長サク黄麻，水前寺菜，黄麻）の組合せ、（長サク黄麻，バナナ，黄麻）の組合せ、（水前寺菜，バナナ，黄麻）の組合せ、（長サク黄麻，水前寺菜，バナナ，黄麻）の組合せによっても、同様の凝集性能を得ることができた。