(57)【要約】  本開示は、堆積物形成を減少及び／又は堆積を除去するための水及び／又は水処理システムの処理方法、より具体的には、堆積物形成を減少及び／又は堆積物を除去するために、１つ以上の希土類で水及び水処理システムを処理する方法に関する実施形態を含む。ストラバイトは、堆積物の例であり、該堆積物は、水及び／又は水処理システムを１つ以上の希土類で処理して除去することができ、その堆積を抑制することができる。
2013540049.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
希土類含有添加物を水処理システム内に含まれる堆積物に接触させて、堆積物の除去、堆積物の堆積の抑制またはその両方を行う工程を備える方法。
【請求項２】
堆積物は水処理システムの構成要素に付着している請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記接触によって、表面に付着した堆積物の少なくとも一部が除去される請求項２に記載の方法。
【請求項４】
堆積物はストラバイトを含む請求項１に記載の方法。
【請求項５】
ストラバイトの少なくとも一部は水処理システムから除去される請求項４に記載の方法。
【請求項６】
堆積物は、水に懸濁されている堆積物粒子を含む請求項１に記載の方法。
【請求項７】
堆積物粒子は、平均の粒子サイズを有する請求項６に記載の方法。
【請求項８】
堆積物粒子の少なくとも一部は水処理システムから除去される請求項７に記載の方法。
【請求項９】
希土類含有添加物を堆積物に接触させることによって、平均粒子サイズの増加が実質的に抑制される請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
希土類含有添加物は、水溶性希土類含有組成物を含む請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
水溶性希土類含有組成物は、＋３価酸化状態と、＋４価酸化状態と、＋３価酸化状態及び＋４価酸化状態の混合した状態とのうちの１つを含む請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
水溶性希土類含有組成物は、＋３価酸化状態を有する希土類を含む請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
水溶性希土類含有組成物は、セリウムを含む請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】
前記接触は、水処理システムにおいて発生し、希土類含有添加物を堆積物に接触させることによって含堆積物希土類組成物が形成され、
前記方法は、含堆積物希土類組成物を水処理システムから除去する工程をさらに備える、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
含堆積物希土類組成物は、実質的に水に不溶である請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
水処理システムにおいて、希土類含有添加物を堆積物に接触させて、含堆積物希土類組成物を形成するとともに、堆積物の水処理システムからの除去、水処理システムにおけるさらなる堆積物の形成の抑制またはその両方を行う工程を備える方法。
【請求項１７】
堆積物は水処理システムの構成要素に付着している請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記接触によって、構成要素に付着した堆積物の少なくとも一部が除去される請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
堆積物はストラバイトを含み、含堆積物希土類物質はリン酸塩を含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項２０】
ストラバイトが水処理システムの構成要素に付着しており、希土類含有添加物を堆積物に接触させることによって、ストラバイトの少なくとも一部が除去される請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
堆積物は、水に懸濁されている堆積物粒子を含む請求項１６に記載の方法。
【請求項２２】
堆積物粒子は、平均の粒子サイズを有する請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
希土類含有添加物を堆積物に接触させることによって、水処理システムから堆積物粒子の少なくとも一部が除去される請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
希土類含有添加物を堆積物に接触させることによって、平均の粒子サイズの増加が実質的に抑制される請求項２２に記載の方法。
【請求項２５】
希土類含有添加物は、水溶性希土類含有組成物を含む請求項１６に記載の方法。
【請求項２６】
水溶性希土類含有組成物は、＋３価酸化状態と、＋４価酸化状態と、＋３価酸化状態及び＋４価酸化状態の混合した状態とのうちの１つを有する希土類を含む請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
水溶性希土類含有組成物は、＋３価酸化状態を有する希土類を含む請求項２５に記載の方法。
【請求項２８】
水溶性希土類含有組成物は、セリウムを含む請求項２５に記載の方法。
【請求項２９】
含堆積物希土類組成物を水処理システムから除去する工程をさらに備える、請求項１６に記載の方法。
【請求項３０】
含堆積物希土類組成物は、実質的に水に不溶である請求項１６に記載の方法。
【請求項３１】
ストラバイトを含む水処理システムを希土類含有添加物に接触させて、ストラバイトの成分を含む希土類組成物を形成するとともに、水処理システムからのストラバイトの除去、水処理システムにおけるさらなるストラバイトの形成の抑制またはその両方を行う工程を備える方法。
【請求項３２】
ストラバイトは水処理システムの構成要素に付着している請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
前記接触によって、水処理システムの構成要素に付着したストラバイトの少なくとも一部が除去される請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
ストラバイトの成分はリン酸塩である請求項３１に記載の方法。
【請求項３５】
ストラバイトは、水に懸濁されている堆積物粒子を含む請求項３１に記載の方法。
【請求項３６】
ストラバイト粒子は、平均の粒子サイズを有する請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
ストラバイト粒子の少なくとも一部は水処理システムから除去される請求項３６に記載
の方法。
【請求項３８】
前記接触によって、平均の粒子サイズの増加が実質的に抑制される請求項３６に記載の方法。
【請求項３９】
希土類含有添加物は、水溶性希土類含有組成物である請求項３１に記載の方法。
【請求項４０】
水溶性希土類含有組成物は、＋３価酸化状態、＋４価酸化状態、又は＋３価酸化状態及び＋４価酸化状態の混合した状態を有する希土類を含む請求項３９に記載の方法。
【請求項４１】
水溶性希土類含有組成物は、＋３価酸化状態を有する希土類を含む請求項３９に記載の方法。
【請求項４２】
水溶性希土類含有組成物は、セリウムを含む請求項３９に記載の方法。
【請求項４３】
ストラバイトの成分を含む希土類組成物を水処理システムから除去する工程をさらに備える、請求項３１に記載の方法。
【請求項４４】
ストラバイトの成分を含む希土類含有組成物は、実質的に水に不溶である請求項３１に記載の方法。
【請求項４５】
ａ）水処理システムの構成要素に堆積物が付着している含堆積物水処理システムと、
ｂ）希土類含有添加物を収容する入力部であって、希土類含有添加物を堆積物に接触させて、含堆積物希土類組成物を形成し、水処理システムの構成要素に付着した堆積物を実質的に除去する、入力部と、
ｃ）含堆積物希土類組成物を排出し、含堆積物付着した堆積物が実質的にない、無堆積物水処理システムを形成する動作部と、
を含むシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、堆積及び／又はスケール傾向を減少させるための水及び／又は水処理システムの処理方法を含み、より具体的には、水及び／又は水処理システムの堆積及び／又はスケール傾向を減少させるために、１つ以上の希土類で水及び／又は水処理システムを処理する方法を含む。
【背景技術】
【０００２】
用水システムは、望ましくない堆積物及び／又はスケールの蓄積に敏感である。望ましくない堆積物の蓄積は、水質及び水処理システムの性能に悪影響を及ぼす。例えば、堆積物の蓄積は、水処理システムの機能操作に干渉し得る及び／又は、水処理システムの機能操作を妨害し得る。堆積物は、配管上、流路内、又は構成要素（例えば、熱交換器、濾過面、加熱面、注入面、噴霧面、及び／又は伝達面）上に発生し得る。前記構成要素上における堆積物の蓄積は、熱効率の減少、熱流束の減少、熱保有率の増加、冷却効率の減少、腐食の誘導及び／又は促進、流体流れの減少、圧力の増加及び／又は圧力の降下、流動振動及び／又はスラッギングの発生、流体流れの妨害物の発生、及びキャビテーションの誘導のうち１つ以上を発生させ得る。
【０００３】
また、堆積物の蓄積は水質、例えば、水透明度、臭気、色、安全性、毒性、汚染度、及び／又は水処理システムの処理能力に影響を及ぼし得る。さらに、堆積物によって使用目的に不適な水となり得る。
【０００４】
ストラバイト、ＮＨ４ＭｇＰＯ４は、一般的に水処理システムで発生する問題のある堆積物の非限定的な例である。ストラバイトは、酸性水溶液で溶解可能であり、中性及びアルカリ性水溶液で極めてわずかにのみ溶解可能な軟性鉱物である。また、ストラバイトは、高濃度のアンモニウム、マグネシウム、及びリン酸塩形態を有する産業及び都市廃水処理設備内から容易に析出する。ストラバイトスケールは、配管、ポンプ、及び価値システムを妨害及び／又は破壊し得る。このように、ストラバイトは、多くの方法において好ましくない副産物である。ストラバイトスケールは、一般的に酸性水溶液（ｐＨ５以下）で除去することができるため、得られた溶液は、高いリン酸塩含有量及び低いｐＨを有することができ、従って、得られた溶液は、リン酸塩固定化及び中性化が必要である。ストラバイト堆積物を防止するためのその他の方法は、エチレンジアミン四酢酸、塩化第二鉄、明礬、及び／又はポリマー材料の使用を含む。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
堆積物の形成を減少させるための水及び／又は水処理システムの処理方法が求められる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このようなニーズ及びその他のニーズは、本開示の様々な実施形態及び構成によって取り組まれている。本開示は、一般的に水及び／又は水処理システムの堆積及び／又はスケール傾向を減らすための水及び／又は水処理システムの処理方法に関する。より具体的に、本開示は、水及び／又は水処理システムの堆積及び／又はスケール傾向を減少させるために、水及び／又は水処理システムを１つ以上の希土類で処理する方法に関する。
【０００７】
一部の実施形態は方法に関する。前記方法は、希土類含有添加物を水処理システム内に
含有された堆積物に接触させて堆積物を除去すること、及び／又は堆積物の堆積を抑制することを含む。希土類含有添加物の接触は、水処理システムにおいて発生するのが好ましい。また、希土類含有添加物を堆積物に接触させて、含堆積物希土類の組成物を形成する。好ましくは、前記方法は更に、前記水処理システムから含堆積物希土類の組成物を除去するステップを含む。
【０００８】
一部の実施形態は、水処理システムにおいて希土類含有添加物を堆積物に接触させて、含堆積物希土類の組成物を形成し、水処理システムから堆積物を除去こと及び／又は水処理システムにおける堆積物の形成を抑制することを含む。好ましくは、一部の実施形態は、水処理システムから含堆積物希土類の組成物を除去することを含む。
【０００９】
好ましくは、堆積物は、水処理システムの構成要素に付着する、及び／又は水において懸濁された堆積物粒子の形態である。より好ましくは、堆積物は、ストラバイトである。希土類含有添加物によって、好ましくは希土類含有添加物を堆積物に接触させることによって、水処理システムから少なくとも一部のストラバイトが除去される。
【００１０】
堆積物粒子について、堆積物粒子は、平均粒子サイズを有する。希土類含有添加物を堆積物に接触させ、実質的に平均粒子サイズの増加を抑制させるのが好ましい。より好ましくは、希土類含有添加物を堆積物に接触させ、水処理システムから少なくとも一部の堆積物粒子を除去する。
【００１１】
水処理システムの構成要素に付着した堆積物について、希土類含有添加物を堆積物に接触させ、水処理システムの構成要素に付着した少なくとも一部の堆積物を除去するのが好ましい。
【００１２】
含堆積物希土類の組成物について、含堆積物希土類の組成物は、リン酸塩を含むのが好ましい。含堆積物希土類の組成物は、実質的に水において不溶性である。
一部の実施形態は、ストラバイトを含んだ水処理システムを希土類含有添加物に接触させ、ストラバイトの成分を含んだ希土類の組成物を形成して、水処理システムからストラバイトを除去する及び／又は水処理システム内で多くのストラバイトの形成を抑制する。好ましくは、ストラバイトは、水処理システムの構成要素に付着する及び／又は水において懸濁された粒子の形態である。ストラバイト粒子は、平均粒子サイズを有する。希土類含有添加物をストラバイトの成分に接触させ、実質的に平均粒子サイズの増加を抑制するのが好ましく、より好ましくは、水処理システムからストラバイト粒子の少なくとも一部を除去する。水処理システムの構成要素に付着したストラバイトについて、希土類含有添加物をストラバイトの成分に接触させることによって、水処理システムの構成要素に付着した少なくとも一部のストラバイトを除去する。ストラバイトの成分を含んだ希土類の組成物は、実質的に水において不溶性である。好ましくは、水処理システムからストラバイトの成分を含んだ希土類の組成物を除去することを含む。
【００１３】
一部の実施形態はシステムを含む。前記システムは、含堆積物水処理システムであって、水処理システムの構成要素に付着した堆積物を含む含堆積物水処理システムと、希土類含有添加物を収容する入力部と、及び含堆積物希土類の組成物を排出し、堆積物が実質的に付着していない、無堆積物水処理システムを形成する動作部とを含む。好ましくは、希土類含有添加物は、堆積物に接触され、含堆積物希土類の組成物を形成して、水処理システムの構成要素に付着した堆積物を実質的に除去する。
【００１４】
一部の実施形態において、希土類含有添加物は、水溶性希土類含有の組成物を含む。希土類含有及び／又は水溶性希土類含有の組成物は、好ましくは＋３価酸化状態、＋４価酸化状態、又は＋３価と＋４価酸化状態の混合物を有する希土類のうち１つを含む。好まし
くは、希土類含有及び／又は水溶性希土類含有の組成物はセリウムを含む。
【００１５】
「水」とは、任意の水性組成物を意味する。水は、任意の天然及び／又は産業的水源から発生し得る。このような水の非限定的な例は、飲用水、携帯用水、レクリエーション用水、製造工程から誘導された水、廃水、プール水、温泉水、冷却水、ボイラ用水、処理用水、都市用水、汚水、農業用水、地下水、発電所用水、修復用水、混合用水、及びこれらの組み合わせである。
【００１６】
「水処理システム」は、水性組成物を含有、運搬、操作、物理的に変形、化学的に処理、機械的に処理、浄化、生成、及び形成する、水性組成物を１つ以上の水で処理、混合及び／又は共混合する任意のシステム、及びこれらの組み合わせを意味する。
【００１７】
「水」及び「水処理システム」は、置き換え可能に用いられる。すなわち、「水」は「水処理システム」を意味するために用いられ、「水処理システム」は「水」を意味するために用いられ得る。
【００１８】
「堆積」及び／又は「堆積物」は、水処理システムに結合された物質（例えば、水処理システムの１つ以上の構成要素に付着したスケール）、及び／又は水に含有された物質（例えば、懸濁又は溶解された物質）を意味する。本願において、「スケール」及び「堆積」は交互に用いられる。ストラバイトは、堆積物の非限定的な例である。また、ストラバイトの非限定的な例について、前記「堆積」及び「堆積物」は、水処理システムの構成要素に付着したスケール（例えば、ストラバイト（ＮＨ４ＭｇＰＯ４）スケール）、水において懸濁された粒子（例えば、懸濁されたストラバイト粒子）、及び水において溶解された状態の堆積物（例えば、分解され、溶解されたアンモニウム（ＮＨ４＋）、マグネシウム（Ｍｇ２＋）、及びリン酸塩（ＰＯ４３−）イオン形態の溶解された状態のストラバイト）のうち１つ以上を意味する。さらに、堆積物は、無機物、鉱物、有機物、生体物質、又はこれらの組み合わせであってよい。生体物質を含有した堆積物は、制限ではなく、バクテリア、藻類、真菌、カビ、ウイルス、及びその他の微生物が挙げられる。無機物、有機物、及び鉱物堆積物の非限定的な例は、一般的に、ヒ酸塩、亜ヒ酸塩、硫酸塩、炭酸塩、シュウ酸塩、ケイ酸塩、リン酸塩、リン酸水素バリウム（ＢａＨＰＯ４）、ピロリン酸バリウム（Ｂａ２Ｐ２Ｏ７）、リン酸ビスマス（ＢｉＰＯ４）、リン酸カドミウム（Ｃｄ３（ＰＯ４）２）、リン酸一カルシウム（Ｃａ（Ｈ２ＰＯ４）２）、リン酸二カルシウム（ＣａＨＰＯ４）、リン酸カルシウム（Ｃａ３（ＰＯ４）２）、リン酸水素鉛（ＰｂＨＰＯ４）、リン酸リチウム（Ｌｉ３ＰＯ４）、リン酸マグネシウム（Ｍｇ３（ＰＯ４）２）、リン酸ニッケル（Ｎｉ２Ｐ２Ｏ７）、リン酸タリウム（Ｔｌ３ＰＯ４）、ヒ酸バリウム（Ｂａ３（ＡＳＯ４）２）、ヒ酸ビスマス（ＢｉＡｓＯ４）、ヒ酸カドミウム（Ｃｄ３（ＡｓＯ４）２）、ヒ酸カルシウム（Ｃａ３（ＡｓＯ４）２）、ヒ酸鉄（ＦｅＡｓＯ４）、ストラバイト（ＮＨ４ＭｇＰＯ４）、及びこれらの組み合わせを含む。
【００１９】
「水処理システム構成要素」は、水を処理及び／又は取り扱う１つ以上のユニット操作及び／又は装置の一部（例えば、貯蔵タンク、反応器、清浄器、処理容器又はユニット、混合容器又は素子、洗浄回路、析出容器、分離容器又はユニット、堆積槽又は容器、貯蔵所、ポンプ、通気装置、冷却塔、熱交換器、価値、ボイラ、濾過装置、固液及び／又は気液分離器、ノズル、テンダーなど）、前記ユニット操作及び／又は装置を相互接続した導管（例えば、配管、ホース、導水管、送水路、排水路など）、及び導管によって運搬された水を意味する。
【００２０】
「スケール傾向」は、堆積を形成する、一般的に、水において懸濁されたスケール及び／又は粒子を形成する水の特徴及び／又は潜在力を意味する。
「アルカリ土類」及び／又は「２族」金属は、ベリリウム（Ｂｅ）、マグネシウム（Ｍ
ｇ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、バリウム（Ｂａ）、及びラジウム（Ｒａ）のうち１つ以上を意味する。
【００２１】
「ニクトゲン」及び／又は「１５族」は、窒素（Ｎ）、リン（Ｐ）、ヒ素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓｂ）、及びビスマス（Ｂｉ）のうち１つ以上を意味する。
「ハロゲン」は、ＩＵＰＡＣ周期律表１７族（以前はＶＩＩ、ＶＩＩＡ）のうちの非金属元素であり、フッ素（Ｆ）、塩素（Ｃｌ）、臭素（Ｂｒ）、ヨウ素（Ｉ）、及びアスタチン（Ａｔ）を含む。暫定的に系統名でウンウンセプチウムと呼ばれていた人工的に形成された元素番号１１７は、ハロゲンであってもよい。「ハロゲン化物化合物」は、化合物の一部に、少なくとも１つのハロゲン原子を有し、化合物の他の部分に、ハロゲンよりも小さな電気陰性（又は大きな電気陽性）である元素又はラジカルを有する化合物である。ハロゲン化物化合物は、一般的に、フッ化物、塩化物、臭化物、ヨウ化物、又はアスタチン化物化合物である。多数の塩は、ハロゲン化物アニオンを有するハロゲン化物である。ハロゲン化物アニオンは、負電荷を帯びるハロゲン原子である。ハロゲン化物アニオンは、フッ化物（Ｆ−）、塩化物（Ｃｌ−）、臭化物（Ｂｒ−）、ヨウ化物（Ｉ−）、及びアスタチン化物（Ａｒ−）である。
【００２２】
「吸収」は、吸着と区別され、１つの物質が内部構造へ浸透することを意味する。
「吸着」は、原子、イオン、分子、多原子イオン、又はその他の気体若しくは液体物質の、吸着剤と呼ばれる別の物質表面に対する付着を意味する。一般的に、吸着引力は、共有結合などのイオン力、又はファン・デル・ワールス力及び／又はロンドン力などの静電気力であってよい。
【００２３】
「収着（ｓｏｒｂ）」は、吸着、吸収、又は吸着と吸収の両方を意味する。
「組成物」は、１つ以上の原子からなる１つ以上の化学ユニット、例えば、分子、多原子イオン、化学的化合物、配位錯体、配位化合物などを意味する。理解されるように、組成物は、多様な形態の結合及び／又は力、例えば、共有結合、金属結合、配位結合、イオン結合、水素結合、静電気力（例えば、ファン・デル・ワールス力及びロンドン力）などによって保持できる。
【００２４】
「懸濁液」は、液体（連続相）において分散した粒子形態の異質的な固体の混合物を意味する。懸濁液において固体粒子を連続した液相に分散させる。「コロイド」は、一般に重力によって連続した液相から堆積されない固体粒子を含む懸濁液を意味する。下記において用いられているように、「懸濁液」、「コロイド」、又は「スラリー」は、連続液相において分散及び／又は懸濁された１つ以上の物質を意味するために置き換え可能に用いられる。
【００２５】
「凝集」及び「集合」は、１つ以上の物質を塊に集合させることによって形成された組成物を意味する。
「バインダ」は、凝集した物質を結合させる１つ以上の物質を意味する。結合剤は、一般的に、固体、半固体、又は液体である。バインダの非限定的な例は、ポリマー材料、タール、ピッチ、アスファルト、ワックス、セメント、水、溶液、分散液、粉末、ケイ酸塩、ゲル、オイル、アルコール、粘土、澱粉、ケイ酸塩、酸、糖液、ライム、及びリグノスルホン酸オイル、炭化水素、グリセリン、ステアレート、ポリマー、ワックス、又はこれらの組み合わせが挙げられる。バインダは、凝集した物質と化学的に反応することもあれば、反応しないこともある。化学反応の非限定的な例は、水素化／脱水素化、金属イオン反応、析出／ゲル化反応、及び表面電荷改質が挙げられる。
【００２６】
「不溶性」は、水に存在及び／又は残留し、装置、例えばカラムに保有することができるか、又は物理的手段、例えば、濾過を用いてバッチ反応から容易に回収される物質を意
味する。不溶性物質は、数週若しくは数ヶ月にかけて質量損失なく、水に持続した露出が可能でなければならない。一般的に、質量のわずかな損失とは、水に持続して露出された後に、不溶性物質の約５％質量損失未満を意味する。
【００２７】
「酸化剤」は、物質から１つ以上の電子を移動する及び／又は電子の除去を助ける化学的物質及び／又は物理的処理を意味する。除去される１つ以上の電子を有する物質が酸化される。物理的処理について、物理的な処理が酸化される物質から１つ以上の電子を除去する及び／又は電子の除去を助けることができる。例えば、電磁エネルギーと酸化される物質との相互作用が実質的に酸化される物質から１つ以上の電子を除去するのに十分な場合、酸化される物質は、電磁エネルギーによって酸化され得る。一方、電磁エネルギーと酸化される物質との相互作用が、１つ以上の電子を除去するのに十分ではないが、電子を高エネルギー状態に励起するのに十分である場合もあり、その場合、励起状態の電子は、化学物質、熱エネルギーなどのうち１つ以上によって容易に除去され得る。
【００２８】
「オキシアニオン」及び／又は「オキソアニオン」は、一般式ＡｘＯｙｚ−の化学的化合物である（Ａは酸素以外の化学元素を示し、Ｏは酸素元素を示し、ｘ、ｙ及びｚは実数を示す）。化学汚染物としてオキシアニオンを有する実施形態において、「Ａ」は、金属、メタロイド、及び／又は非金属元素を示す。金属系オキシアニオンとしては、クロム酸塩、タングステン酸塩、モリブデン酸塩、アルミン酸塩、ジルコン酸塩などが挙げられる。メタロイド系オキシアニオンとしては、ヒ酸塩、亜ヒ酸塩、アンチモン酸塩、ゲルマニウム酸塩、ケイ酸塩などが挙げられる。非金属系オキシアニオンとしては、リン酸塩、セレン酸塩、硫酸塩などが挙げられる。
【００２９】
「リン酸塩」とは、ＰＯ４（リン酸塩）構造単位単独で形成された、又は線状鎖又は環状環構造を形成するために酸素原子を共有することによって共に結合された、リン含有オキシアニオンを意味する。リン酸の非限定的な例は、ＰＯ４３−（リン酸塩）と、Ｐ３Ｏ１０５−（三リン酸塩）と、ＰｎＯ３ｎ（ｎ＋２）−（ポリリン酸塩）と、Ｐ３Ｏ９３−（環状トリメタリン酸塩）と、アデノシン二リン酸（ＡＤＰＨ）と、グアノシン５’−二リン酸３’−二リン酸（ｐｐＧｐｐ）と、トリメタリン酸塩と、ヘキサメタリン酸塩と、ＨＰＯ３２−（リン酸塩）と、Ｈ２Ｐ２Ｏ５２−（ピロ亜リン酸塩）と、Ｈ２ＰＯ２−（次亜リン酸塩）と、これらの塩、酸、エステル、アニオン及び有機リン酸形態の１つ以上と、これらの混合物が挙げられる。
【００３０】
「析出」は、不溶性種の形態の堆積物の除去だけではなく、希土類含有集合体、希土類組成物、希土類含有粒子及び／又は希土類含有添加物及び／又は、希土類組成物、添加物及び／又は粒子を含んだ希土類上若しくはその内部における堆積物の不動化を意味する。例えば、「析出」は、希土類含有集合体、希土類組成物、希土類含有粒子、希土類含有添加物及び／又は、希土類組成物、添加物及び／又は粒子などを含んだ希土類による堆積物の吸着及び吸収などの工程を含む。
【００３１】
「希土類」は、イットリウム、スカンジウム、ランタン、セリウム、プラセオジミウム、ネオジミウム、サマリウム、ユーロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム、及びルテチウムのうち１つ以上を意味する。理解されるように、ランタン、セリウム、プラセオジミウム、ネオジミウム、サマリウム、ユーロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム、及びルテチウムはランタノイドとして公知である。
【００３２】
「希土類含有組成物」、「希土類含有添加物」、及び「希土類含有粒子」は、非組成的に変更された希土類含有鉱物以外の希土類を含んだ任意の組成物を意味する。すなわち、
本願において、「希土類含有組成物」、「希土類含有添加物」、及び「希土類含有粒子」は、粉砕された自然発生の希土類含有鉱物を除く。しかし、本願において、「希土類含有組成物」、「希土類含有添加物」、及び「希土類含有粒子」は、鉱物の希土類含有部分の化学組成及び／又は化学構造が組成的に変更された希土類含有鉱物を含む。より具体的に、粉砕された自然発生のバストネサイトは、希土類含有組成物及び／又は希土類含有添加物としてみなされない。しかし、自然発生のバストネサイトの化学的変形によって製造された希土類含有組成物又は合成的に製造されたバストネサイトは、希土類含有組成物及び／又は希土類含有添加物としてみなされる。一適用において、希土類及び／又は希土類含有組成物及び／又は添加物は、自然発生の鉱物ではなく、合成的に製造されたものである。例示の自然発生の希土類含有鉱物は、バストネサイト（炭酸塩−フッ化鉱物）及びモナザイトを含む。他の自然発生の希土類含有鉱物は、エシナイト、褐簾石、アパタイト、ブリトライト、ブルッカイト、セライト、フッ素化セライト、ホタル石、ガドリン石、パリサイト、スティルウェライト、シンチサイト、チタン石、ゼノタイム、ジルコン、及びジルコノライトが挙げられる。例示のウラン鉱物は、閃ウラン鉱（ＵＯ２）、ピッチブレンド（混合酸化物、一般的にＵ３Ｏ８）、ブランネル石（ウラン、希土類、鉄、及びチタンの複合酸化物）、コフィン石（ウランケイ酸塩）、カルノー石、リン灰ウラン石、デービド鉱、ゴム石、リンドウウラン石、及びウラノフェンが挙げられる。一形態において、希土類含有組成物は実質的に、周期律表１、２、４−１５、又は１７族の１つ以上の元素、放射性種、例えば、ウラン、硫黄、セレン、テルル、及びポロニウムが含まれない。
【００３３】
「希土類」及び「希土類含有組成物」は、１つの形態と複数の形態との両方を意味する。より具体的に、「希土類」は、１つの希土類及び／又は複数の希土類の組み合わせ及び／又は混合物を意味し、「希土類含有組成物」は、１つの希土類を含んだ１つの組成物及び／又は、１つ以上の希土類を含む数個の希土類含有組成物及び／又は１つ以上の希土類を含んだ１つの組成物の混合物を意味する。
【００３４】
「化学的変形」は、化学反応によって物質の少なくとも一部の化学的組成を変形させる方法を意味する。「化学的変形」は「物理的変形」とは異なる。物理的変形は、化学的組成を化学的に変形させる方法ではなく、粒子サイズ又は形状といった物理的特性を変形させる方法を意味する。
【００３５】
「溶解性」は流体、例えば、水又はその他の溶媒において容易に溶解する物質を意味する。本開示の目的で、溶解性物質の溶解は、必ず数日でなく数分の時間の尺度で発生すると予想される。溶解性物質としてみなされる物質については、物質／組成物は、物質が５ｇ／Ｌ以上溶解され、安定した流体において有意に高い溶解性を有する必要がある。
【００３６】
「除去」、「除去する」、又は「除去すること」は、水及び／又は水処理システムにおいて含有された堆積物の収着、析出、転換、及びこれらの組み合わせを含む。
「流体」は、液体、気体、又は両方を意味する。
【００３７】
「表面積」は、任意の適した表面積測定法によって決定された物質及び／又は基質の表面積を意味する。好ましくは、表面積は、物質及び／又は基質の特定の面積を決定するために、任意の適したＢＥＴ（Ｂｒｕｎａｕｅｒ−Ｅｍｍｅｔｔ−Ｔｅｌｌｅｒ）分析法によって決定される。
【００３８】
「細孔容積」及び「細孔サイズ」は、各々任意の適した測定法によって決定された細孔容積及び細孔サイズを意味する。好ましくは、細孔サイズ及び細孔容積は、細孔サイズ及び容積を決定するための任意の適したバレット・ジョイナー・ハレンダ法によって決定される。また、本願において、細孔サイズ及び細孔径は、置き換え可能に用いられ得ることが分かる。
【００３９】
「水において含有された」は、水内において懸濁及び／又は溶解された物質を意味する。懸濁された物質は、実質的に水において不溶性であり、溶解された物質は、実質的に水において溶解性である。水は、一般的に溶解された物質にとって溶媒である。また、水は、一般的に不溶性物質にとっては溶媒ではない。懸濁された物質は、粒子サイズを有する。
【００４０】
本願において、「ａ」又は「ａｎ」の個体は、１つ以上の個体を意味する。このように、「ａ」（又は「ａｎ」）、「１つ以上」、及び「少なくとも１つ」は、本願において置き換え可能に用いられ得る。また、「含む」、「含有する」、及び「有する」も同様に、置き換え可能に用いられ得ることに留意しなければならない。
【００４１】
本願において、「少なくとも１つ」、「１つ以上」、及び「及び／又は」は、実施において接続的で選言的な開放表現である。例えば、「Ａ、Ｂ及びＣの少なくとも１つ」、「Ａ、Ｂ又はＣの少なくとも１つ」、「Ａ、Ｂ及びＣのうち１つ以上」、「Ａ、Ｂ又はＣのうち１つ以上」、及び「Ａ、Ｂ及び／又はＣ」という表現は、Ａのみ、Ｂのみ、Ｃのみ、ＡとＢとの組み合わせ、ＡとＣとの組み合わせ、ＢとＣとの組み合わせ、又はＡ、Ｂ及びＣの組み合わせを意味する。
【００４２】
上記内容は、本開示の簡単な要約であって、本開示の一部の形態の理解をもたらすものである。本要約は、本開示及びその様々な実施形態の広範な又は包括的な概説ではない。本開示の核心又は主要素を確認する、あるいは本開示の範囲を詳述するものではなく、下記に示したより詳細な説明に対する導入として、本開示の選択的な概念を簡単に示したものである。理解されるように、本開示のその他の実施形態は、上述又は後述する１つ以上の特徴を単独又は組み合わせて用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】一実施形態による方法を示す図。
【図２】ガスパーライト（ＣｅＡｓＯ４）と新規な三角相ＣｅＡｓＯ４・（Ｈ２Ｏ）ｘ’の間における構造差を示した一連のＸＲＤパターンを示す図。
【図３】三角ＣｅＡｓＯ４・（Ｈ２Ｏ）ｘ（実験）と、三角ＣｅＡｓＯ４・（Ｈ２Ｏ）ｘ（シミュレーション）と、三角ＢｉＰＯ４・（Ｈ２Ｏ）０．６７（シミュレーション）の間における構造差を示した一連のＸＲＤパターンを示す図。
【図４】発明を実施するための形態において詳述する多様なＸ線回折パターンを示す図。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
［概要］
本開示は、水溶性及び不溶性希土類及び希土類含有添加物を用いて、水及び／又は水処理システムから堆積物の堆積を除去及び／又は抑制し、すなわち、水のスケール傾向を減少させることに関する。堆積物は、水処理システムにおいて１つ以上の構成要素に付着したスケール、水において懸濁された粒子、及び堆積物の溶解形態のうち１つ以上である。堆積物の溶解形態は、堆積物を含む分解された溶解イオン成分を含むことができる。堆積物の溶解イオン成分は、一般的に１つ以上のアニオン成分及び１つ以上のカチオン成分を含む。好ましくは、１つ以上のアニオン成分のうち少なくとも１つは、オキシアニオンを含む。
【００４５】
一構成において、堆積物はストラバイトである。ストラバイトは、水処理システムの１つ以上の構成要素に付着したストラバイトスケール、水において懸濁されたストラバイト粒子、及び／又は水において溶解されたストラバイト形態であってよい。溶解されたスト
ラバイトは、アンモニウムカチオン（ＮＨ４＋）、マグネシウムカチオン（Ｍｇ２＋）、及びリン酸アニオン（ＰＯ４３−）を含む。ストラバイトスケール及び／又は粒子は、実質的に不溶性ＮＨ４ＭｇＳＯ４を含む。アンモニウム、マグネシウム、及びリン酸塩のモル比は、１：１：１モル比であってもよく、１：１：１モル比でなくてもよい。
【００４６】
［堆積物］
堆積物は、フッ化物、亜ヒ酸塩、ヒ酸塩、アンチモン酸塩、ビスマス酸塩、ニクトゲン（１５族）オキシアニオン、ケイ酸塩、硫酸塩、リン酸塩、ベリリウム、カルシウム、バリウム、ストロンチウム、及びマグネシウムのうち１つ以上を含む。堆積物は、水処理システムの１つ以上の構成要素に付着したスケール、水連続相において懸濁された固体、実質的に分解された溶解状態のイオン、又はこれらの組み合わせの形態であってよい。堆積物の形態は、温度、圧力、ｐＨ値、気体含有量、及び水の流れ特性によって異なることがある。同様に、堆積物の形態は、水処理の条件、例えば温度、温度変化率、蒸発率、圧力変化（圧力増加率又は減少率を含む）、異なる構成成分を有する水の混合度、流速、水に施された処理による水構成成分の変化、又はその任意の組み合わせによって異なるが、これらに限定されない。
【００４７】
堆積物の非限定的な例は、ヒ酸塩（例えば、Ｈ２ＡｓＯ４１−、ＨＡｓＯ４２−、ＡｓＯ４３−）、亜ヒ酸塩（例えば、Ｈ２ＡｓＯ３１−、ＨＡｓＯ３２−、及びＡｓＯ３３−）、硫酸塩（例えば、ＨＳＯ４−及び／又はＳＯ４２−）、炭酸塩（例えば、ＨＣＯ３１−及び／又はＣＯ３２−）、シュウ酸塩（例えば、Ｈ（ＣＯＯ）２１−及び／又は（ＣＯＯ）２２−）、ケイ酸塩（例えば、Ｈ３ＳｉＯ４１−、Ｈ２ＳｉＯ４２−、ＨＳｉＯ４３−、ＳｉＯ４４−Ｓｉ２Ｏ７６−、ＳｉｎＯ３ｎ２ｎ−、Ｓｉ４ｎＯ１１ｎ６ｎ−、及びＳｉ２ｎＯ５ｎ２ｎ−アニオン、ここで、ｎは正の実数である）、及びリン酸塩（例えばＨ２ＰＯ４１−、ＨＰＯ４２−、及びＰＯ４３−）である。ヒ酸塩堆積物は、バリウム、ビスマス、カドミウム、カルシウム、鉄、コバルト、銅、銀、ストロンチウム、亜鉛、鉛、水銀、ニッケル、ベリリウム、タリウム、マグネシウム、アルミニウム、及びマンガンの少なくとも１つに結合された、及び／又は溶液相のＨ２ＡｓＯ４１−、ＨＡｓＯ４２−、ＡｓＯ４３−アニオンを含むことができる。亜ヒ酸塩堆積物は、バリウム、ビスマス、カドミウム、カルシウム、鉄、コバルト、銅、銀、ストロンチウム、鉛、水銀、ニッケル、ベリリウム、タリウム、亜鉛、マグネシウム、アルミニウム、及びマンガンの少なくとも１つに結合された、及び／又は溶液相のＨ２ＡｓＯ３１−、ＨＡｓＯ３２−及びＡｓＯ３３−アニオンを含むことができる。硫酸塩堆積物は、バリウム、ビスマス、カドミウム、カルシウム、鉄、コバルト、銅、銀、ストロンチウム、亜鉛、鉛、水銀、ニッケル、ベリリウム、タリウム、マグネシウム、アルミニウム、及びマンガンの少なくとも１つに結合された、及び／又は溶液相のＨＳＯ４−及び／又はＳＯ４２−アニオンを含むことができる。炭酸塩堆積物は、バリウム、ビスマス、カドミウム、カルシウム、鉄、コバルト、銅、銀、ストロンチウム、亜鉛、鉛、水銀、ニッケル、ベリリウム、タリウム、マグネシウム、アルミニウム、及びマンガンの少なくとも１つに結合された、及び／又は溶液相のＨＣＯ３１−及び／又はＣＯ３２−アニオンを含むことができる。シュウ酸塩堆積物は、バリウム、ビスマス、カドミウム、カルシウム、鉄、コバルト、銅、銀、ストロンチウム、鉛、水銀、ニッケル、ベリリウム、タリウム、亜鉛、マグネシウム、アルミニウム、及びマンガンの少なくとも１つに結合された、及び／又は溶液相のＨ（ＣＯＯ）２１−及び／又は（ＣＯＯ）２２−アニオンを含むことができる。ケイ酸塩堆積物は、蛇紋石、錐輝石、ガイロライト、ゲーレナイト、ケイ酸塩、石英、クリストバライト、曹灰針石、ゾノトライト、アルミノケイ酸塩、方沸石、カンクリナイト、ネオライトのうち１つとして、及び／又は溶液相のＨ３ＳｉＯ４１−、Ｈ２ＳｉＯ４２−、ＨＳｉＯ４３−、ＳｉＯ４４−、Ｓｉ２Ｏ７６−、ＳｉｎＯ３ｎ２ｎ−、Ｓｉ４ｎＯ１１ｎ６ｎ−、及びＳｉ２ｎＯ５ｎ２ｎ−アニオンを含む（ｎは正の実数である）。リン酸塩堆積物は、ストラバイト及びヒドロキシアパタイトのうち１つとして、及び／又は溶液相のＨ２ＰＯ４１−、ＨＰＯ４
２−及びΡΟ４３−アニオン、及びこれらの類似体を含むことができる。また、本願において、リン酸塩とは、線状鎖又は環状環構造を形成するために、酸素原子を共有することによって共に結合された、或いはＰＯ４（リン酸塩）構造単位単独で形成されたオキシアニオンを意味する。リン酸塩の非限定的な例は、ＰＯ４３−（リン酸塩）、Ｐ３Ｏ１０５−（三リン酸塩）、ＰｎＯ３ｎ（ｎ＋２）−（ポリリン酸塩）、Ｐ３Ｏ９３−（環状トリメタリン酸塩）、トリメタリン酸塩、ヘキサメタリン酸塩、ＨＰＯ３２−（リン酸塩）、Ｈ２Ｐ２Ｏ５２−（ピロ亜リン酸塩）、Ｈ２ＰＯ２−（次亜リン酸塩）、これらの溶液形態、不溶性形態、酸のうち１つ、又はこれらの組み合わせである。一部の実施形態において、ケイ酸及び／又はリン酸アニオンは、バリウム、ビスマス、カドミウム、カルシウム、鉄、コバルト、銅、銀、ストロンチウム、鉛、水銀、ニッケル、ベリリウム、タリウム、亜鉛、マグネシウム、アルミニウム、及びマンガンの少なくとも１つに結合されることが分かる。
【００４８】
好ましくは、前記堆積物は、下記のうち１つ以上を含むことができる。リン酸水素バリウム（ＢａＨＰＯ４）、ピロリン酸バリウム（Ｂａ２Ｐ２Ｏ７）、リン酸ビスマス（ＢｉＰＯ４）、リン酸カドミウム（Ｃｄ３（ＰＯ４）２）、リン酸一カルシウム（Ｃａ（Ｈ２ＰＯ４）２）、リン酸二カルシウム（ＣａＨＰＯ４）、リン酸カルシウム（Ｃａ３（ＰＯ４）２）、リン酸水素鉛（ＰｂＨＰＯ４）、リン酸リチウム（Ｌｉ３ＰＯ４）、リン酸マグネシウム（Ｍｇ３（ＰＯ４）２）、リン酸ニッケル（Ｎｉ２Ｐ２Ｏ７）、リン酸タリウム（Ｔｌ３ＰＯ４）、ヒ酸バリウム（Ｂａ３（ＡＳＯ４）２）、ヒ酸ビスマス（ＢｉＡｓＯ４）、ヒ酸カドミウム（Ｃｄ３（ＡｓＯ４）２）、ヒ酸カルシウム（Ｃａ３（ＡｓＯ４）２）、ヒ酸鉄（ＦｅＡｓＯ４）、ストラバイト（ＮＨ４ＭｇＰＯ４）、及びこれらの組み合わせを含む。より好ましくは、前記堆積物は、ストラバイト（ＮＨ４ＭｇＰＯ４）を含む。
【００４９】
一部の構成において、前記堆積物は、水処理システムの１つ以上の構成要素に付着したスケール形態である。前記構成要素は、水処理システムの貯蔵タンク、貯蔵所、ポンプ、通気装置、冷却塔、熱交換器、価値、ボイラ、濾過装置、固液及び／又は気液分離器、ノズル、テンダー、配管、ホース、導水管、送水路、排水路などを含むことができる。他の構成において、堆積物は、水に懸濁された粒子形態であってよい。また他の構成において、堆積物は、溶解された形態であってよく、すなわち堆積物は、水において溶解されたアニオン及びカチオンの形態である。前記アニオンは、堆積物のアニオン成分を含み、カチオンは、堆積物のカチオン成分を含む。
【００５０】
一部の実施形態において、前記堆積物は生体物質を含む。好ましくは、堆積物は、バクテリア、藻類、真菌、カビ、ウイルス、又はこれらの組み合わせのうち１つ以上を含む。
［水及び水処理システム］
水は、任意の水及び／又は水処理システムであってよい。水処理システムは、水を処理及び／又は運搬するために使用及び／又は設計された任意のシステムであってよい。適した水の非限定的な例は、レクリエーション用水（例えば、プール、温泉、及び風呂が挙げられるが、これらに限定されない）、都市用水（例えば、都市用及び農業用飲用、非携帯用水）、廃水（例えば、汚水、産業廃水）、鉱業用水、飲用水、井戸水、天然及び人工体水分などである。適した水処理システムの非限定的な例は、プール水処理システム（例えば、プール濾過、加熱／冷却、及び濾過システム）、風呂水処理システム（例えば、風呂水濾過、加熱、及び浄化システム）、温泉水処理システム（例えば、温泉水濾過、加熱／冷却、及び浄化システム）、都市用水システム（例えば、都市用揚水、濾過、浄化、貯蔵、及び送水システム）、廃水システム（例えば、廃水揚水、貯蔵、濾過、浄化、送水、及び排水システム）、鉱業用水処理システム（例えば、湿式冶金工程及び冶金法工程用水の浄化及び排水）、井戸水処理システム（例えば、携帯用水井戸、農業用水井戸、鉱業用水井戸、及び廃水井戸）、及びこれらの組み合わせである。
【００５１】
一般的に、水はｐＨ値を有する。処理される水のｐＨ値は異なる。一般的に処理される水のｐＨは、約ｐＨ０から約ｐＨ１４であり、より一般的に処理される水のｐＨは、約ｐＨ１から約ｐＨ１３であり、さらに一般的に処理される水のｐＨは、約ｐＨ２から約ｐＨ１２であり、またさらに一般的に処理される水のｐＨは、約ｐＨ３から約ｐＨ１１であり、さらに一般的に処理される水のｐＨは、約ｐＨ４から約ｐＨ１０であり、さらに一般的に処理される水のｐＨは、約ｐＨ５から約ｐＨ９であり、またさらに一般的に処理される水のｐＨは、約ｐＨ６から約ｐＨ８である。一部の構成において、水のｐＨは、一般的に約ｐＨ０であり、より一般的には水のｐＨ値は、約ｐＨ１であり、さらに一般的には水のｐＨ値は、約ｐＨ２であり、さらに一般的には水のｐＨ値は、約ｐＨ３であり、またさらに一般的には水のｐＨ値は、約ｐＨ４であり、さらに一般的には水のｐＨ値は、約ｐＨ５であり、さらに一般的には水のｐＨ値は、約ｐＨ６であり、さらに一般的には水のｐＨ値は、約ｐＨ７であり、またさらに一般的には水のｐＨ値は、約ｐＨ８であり、さらに一般的には水のｐＨ値は、約ｐＨ９であり、さらに一般的には水のｐＨ値は、約ｐＨ１０であり、さらに一般的には水のｐＨ値は、約ｐＨ１１であり、さらに一般的には水のｐＨ値は、約ｐＨ１２であり、さらに一般的には水のｐＨ値は、約ｐＨ１３であり、またさらに一般的には水のｐＨ値は、約ｐＨ１４である。
【００５２】
一般的に水は温度を有する。処理される水の温度は、水及び／又は水処理システムによって異なる。一般的に、水の温度は約周囲温度である。一般的に周囲温度は、−５℃から約５０℃、より一般的に約０℃から約４５℃、さらに一般的に約５℃から約４０℃、またさらに一般的に約１０℃から約３５℃である。水処理システムは、水を加熱及び／又は冷却する操作及び選択的処理ユニットを含んでもよいことが分かる。一部の構成において、水は一般的に少なくとも約２０℃、より一般的に少なくとも約２５℃、さらに一般的に少なくとも約３０℃、さらに一般的に少なくとも約３５℃、さらに一般的に少なくとも約４０℃、さらに一般的に少なくとも約４５℃、さらに一般的に少なくとも約５０℃、さらに一般的に少なくとも約６０℃、さらに一般的に少なくとも約７０℃、さらに一般的に少なくとも約８０℃、さらに一般的に少なくとも約９０℃、さらに一般的に少なくとも約１００℃、さらに一般的に少なくとも約１１０℃、さらに一般的に少なくとも約１２０℃、さらに一般的に少なくとも約１４０℃、さらに一般的に少なくとも約１５０℃、またさらに一般的に少なくとも約２００℃であるように加熱され得る。一部の構成において、水は一般的に約１１０℃以下、より一般的に約１００℃以下、さらに一般的に約９０℃以下、さらに一般的に約８０℃以下、さらに一般的に約７０℃以下、さらに一般的に約６０℃以下、さらに一般的に約５０℃以下、さらに一般的に約４５℃以下、さらに一般的に約４０℃以下、さらに一般的に約３５℃以下、さらに一般的に約３０℃以下、さらに一般的に約２５℃以下、さらに一般的に約２０℃以下、さらに一般的に約１５℃以下、さらに一般的に約１０℃以下、さらに一般的に約５℃以下、またさらに一般的に約０℃以下であるように冷却できる。
【００５３】
［希土類及び希土類含有添加物］
希土類含有添加物は、希土類及び／又は希土類含有組成物を含む。希土類含有添加物は、全部ではなくても、実質的に水及び／又は水処理システムから堆積物の堆積を抑制及び／又は堆積物を除去することができる。すなわち、希土類含有添加物は、実質的に水のスケール傾向を減少させることができる。
【００５４】
希土類含有添加物内における希土類及び／又は希土類含有組成物は、元素、イオン、又は複合形態の希土類であってよい。希土類及び／又は希土類含有組成物は、水などの溶媒において溶解できる、或いはナノ粒子、ナノ粒子よりも大きな粒子、集合体又は凝集体、又はこれらの組み合わせ又は混合物の形で溶解できる。希土類及び／又は希土類含有組成物は、担持できる、又は担持できない。希土類及び／又は希土類含有組成物は、１つ以上
の希土類を含むことができる。希土類は、同じ又は異なる価数及び／又は酸化状態及び／又は個数であってよい。希土類は、異なる希土類、例えばイットリウム、スカンジウム、セリウム、ランタン、プラセオジミウム、及びネオジミウムの２つ以上の混合物であってよい。希土類及び／又は希土類含有組成物は、一般的にセリウム（ＩＩＩ）及び／又は（ＩＶ）を含み、水溶性セリウム（ＩＩＩ）塩がより一般的である。
【００５５】
希土類含有添加物を含んだ希土類含有組成物は、水溶性又は水不溶性であってよい。一般的に、希土類含有組成物は、＋３価酸化状態、＋４価酸化状態、又は＋３価と＋４価酸化状態の混合物を有する１つ以上の希土類を含む。例えば、水溶性希土類含有組成物の混合物は、＋３価酸化状態を有する第１希土類、及び＋４価酸化状態を有する第２希土類含むことができる。第１及び第２希土類の有する原子個数は、同じでも、異なってもよい。一部の実施形態において、第１及び第２希土類は同じで、セリウムを含む。より具体的に、第１希土類はセリウム（ＩＩＩ）を含み、第２希土類はセリウム（ＩＶ）を含む。多数の適用において、セリウムは、主に水溶性セリウム（ＩＩＩ）塩の形で存在し、残存セリウムは、セリウム酸化物、実質的に水不溶性セリウム組成物として存在する。一部の適用において、水溶性セリウム組成物は、塩化セリウム（ＩＩＩ）、ＣｅＣｌ３−を含む。好ましい実施形態において、希土類含有添加物は、実質的に塩化セリウム（ＩＩＩ）を含み、より好ましくは塩化セリウム（ＩＩＩ）の水溶液である。
【００５６】
＋３価及び＋４価酸化状態の混合物を有する希土類含有添加物について、一般的に少なくとも一部の希土類は、＋３価酸化状態を有し、より一般的に少なくともほとんどの希土類は、＋３価酸化状態を有し、より一般的に少なくとも約７５ｗｔ．％希土類は、＋３価酸化状態を有し、さらに一般的に少なくとも約９０ｗｔ．％の希土類は、＋３価酸化状態を有し、またさらに一般的に少なくとも約９８ｗｔ．％の希土類は、＋３酸化状態を有する。希土類含有添加物は、一般的に少なくとも約１ｐｐｍ、より一般的に少なくとも約１０ｐｐｍ、さらに一般的に少なくとも約１００ｐｐｍ酸化セリウム（ＩＶ）を含む。一部の実施形態において、希土類含有添加物は、酸化セリウムで算出された、少なくとも約０．０００１ｗｔ．％セリウム（ＩＶ）、一般的に少なくとも約０．００１ｗｔ．％セリウム（ＩＶ）、より一般的に少なくとも約０．０１ｗｔ．％セリウム（ＩＶ）を含む。また、一部の実施形態において、希土類含有添加物は、一般的に少なくとも約２５０，０００ｐｍセリウム（ＩＩＩ）、より一般的に少なくとも約１００，０００ｐｐｍセリウム（ＩＩＩ）、さらに一般的に少なくとも約２０，０００ｐｐｍセリウム（ＩＩＩ）を有する。
【００５７】
一形態において、希土類含有添加物は水溶性であり、一般的に＋３価酸化状態を有する１つ以上の希土類、例えばセリウム及び／又はランタンを含む。適した水溶性希土類含有組成物の非限定的な例は、希土類ハロゲン化物、希土類硝酸塩、希土類硫酸塩、希土類シュウ酸塩、希土類過塩素酸塩、希土類炭酸塩、及びこれらの混合物を含む。
【００５８】
一部の形態において、水溶性セリウム含有添加物は、セリウム以外に他の３価の希土類（例えば、ランタン、ネオジミウム、プラセオジミウム、及びサマリウムのうち１つ以上）を含有する。セリウム（ＩＩＩ）の他の３価希土類に対するモル比は、一般的に少なくとも約１：１、より一般的に少なくとも約１０：１、より一般的に少なくとも約１５：１、より一般的に少なくとも約２０：１、より一般的に少なくとも約２５：１、より一般的に少なくとも約３０：１、より一般的に少なくとも約３５：１、より一般的に少なくとも約４０：１、より一般的に少なくとも約４５：１、より一般的に少なくとも約５０：１である。
【００５９】
一部の形態において、水溶性セリウム含有添加物は、セリウム以外にランタン、ネオジミウム、プラセオジミウム、及びサマリウムのうち１つ以上を含む。水溶性希土類含有添加物は、一般的にランタン、ネオジミウム、プラセオジミウム、及びサマリウムのうち１
つ以上の少なくとも約０．０１ｗｔ．％を含む。水溶性希土類含有添加物は、一般的に乾燥量基準で約１０ｗｔ．％Ｌａ以下、より一般的に約９ｗｔ．％Ｌａ以下、さらに一般的に約８ｗｔ．％Ｌａ以下、さらに一般的に約７ｗｔ．％Ｌａ以下、さらに一般的に約６ｗｔ．％Ｌａ以下、さらに一般的に約５ｗｔ．％Ｌａ以下、さらに一般的に約４ｗｔ．％Ｌａ以下、さらに一般的に約３ｗｔ．％Ｌａ以下、さらに一般的に約２ｗｔ．％Ｌａ以下、さらに一般的に約１ｗｔ．％Ｌａ以下、さらに一般的に約０．５ｗｔ．％Ｌａ以下、さらに一般的に約０．１ｗｔ．％Ｌａ以下である。水溶性希土類含有添加物は、一般的に乾燥量基準で約８ｗｔ．％Ｎｄ以下、より一般的に約７ｗｔ．％Ｎｄ以下、さらに一般的に約６ｗｔ．％Ｎｄ以下、さらに一般的に約５ｗｔ．％Ｎｄ以下、さらに一般的に約４ｗｔ．％Ｎｄ以下、さらに一般的に約３ｗｔ．％Ｎｄ以下、さらに一般的に約２ｗｔ．％Ｎｄ以下、さらに一般的に約１ｗｔ．％Ｎｄ以下、さらに一般的に約０．５ｗｔ．％Ｎｄ以下、さらに一般的に約０．１ｗｔ．％Ｎｄ以下である。水溶性希土類含有添加物は、一般的に乾燥量基準で約５ｗｔ．％Ｐｒ以下、より一般的に約４ｗｔ．％Ｐｒ以下、さらに一般的に約３ｗｔ．％Ｐｒ以下、さらに一般的に約２．５ｗｔ．％Ｐｒ以下、さらに一般的に約２．０ｗｔ．％Ｐｒ以下、さらに一般的に約１．５ｗｔ．％Ｐｒ以下、さらに一般的に約１．０ｗｔ．％Ｐｒ以下、さらに一般的に約０．５ｗｔ．％Ｐｒ以下、さらに一般的に約０．４ｗｔ．％Ｐｒ以下、さらに一般的に約０．３ｗｔ．％Ｐｒ以下、さらに一般的に約０．２ｗｔ．％Ｐｒ以下、さらに一般的に約０．１ｗｔ．％Ｐｒ以下である。水溶性希土類含有添加物は、一般的に乾燥量基準で約３ｗｔ．％Ｓｍ以下、より一般的に約２．５ｗｔ．％Ｓｍ以下、さらに一般的に約２．０ｗｔ．％Ｓｍ以下、さらに一般的に約１．５ｗｔ．％Ｓｍ以下、さらに一般的に約１．０ｗｔ．％Ｓｍ以下、さらに一般的に約０．５ｗｔ．％Ｓｍ以下、さらに一般的に約０．４ｗｔ．％Ｓｍ以下、さらに一般的に約０．３ｗｔ．％Ｓｍ以下、さらに一般的に約０．２ｗｔ．％Ｓｍ以下、さらに一般的に約０．１ｗｔ．％Ｓｍ以下、さらに一般的に約０．０５ｗｔ．％Ｓｍ以下、さらに一般的に約０．０１ｗｔ．％Ｓｍ以下である。
【００６０】
一部の形態において、水溶性ランタン含有添加物は、ランタン以外に他の３価希土類（セリウム、ネオジミウム、プラセオジミウム、及びサマリウムのうち１つ以上を含む）を含む。ランタン（ＩＩＩ）の他の３価希土類に対するモル比は、一般的に少なくとも約１：１、より一般的に少なくとも約１０：１、より一般的に少なくとも約１５：１、より一般的に少なくとも約２０：１、より一般的に少なくとも約２５：１、より一般的に少なくとも約３０：１、より一般的に少なくとも約３５：１、より一般的に少なくとも約４０：１、より一般的に少なくとも約４５：１、より一般的に少なくとも約５０：１である。
【００６１】
一部の形態において、水溶性希土類含有添加物は、１つ以上の窒素含有物質を含む。１つ以上の窒素含有物質は、一般的にアンモニア、アンモニウム含有組成物、第１級アミン、第２級アミン、第３級アミン、アミド、環状アミン、環状アミド、多環アミン、多環アミド、及びこれらの組み合わせのうち１つ以上を含む。窒素含有物質は、一般的に水溶性希土類含有添加物の約１ｐｐｍ未満、約５ｐｐｍ未満、約１０ｐｐｍ未満、約２５ｐｐｍ未満、約５０ｐｐｍ未満、約１００ｐｐｍ未満、約２００ｐｐｍ未満、約５００ｐｐｍ未満、約７５０ｐｐｍ未満、又は約１０００ｐｐｍ未満である。一般的に、希土類含有添加物は、水溶性セリウム（ＩＩＩ）及び／又はランタン（ＩＩＩ）組成物を含む。より一般的に、水溶性希土類含有添加物は、塩化セリウム（ＩＩＩ）を含む。希土類含有添加物は、一般的に液体において溶解する。
【００６２】
一部の形態において、希土類含有添加物は、本質的に水溶性セリウム（ＩＩＩ）塩、例えば、塩化セリウム（ＩＩＩ）、臭化セリウム（ＩＩＩ）、ヨウ化セリウム（ＩＩＩ）、アスタチン化セリウム（ＩＩＩ）、過ハロゲン化セリウム、炭酸セリウム（ＩＩＩ）、硝酸セリウム（ＩＩＩ）、硫酸セリウム（ＩＩＩ）、シュウ酸セリウム（ＩＩＩ）、及びこれらの混合物からなる。このような形態において希土類は、一般的に主にセリウム（ＩＩ
Ｉ）であり、より一般的に希土類含有添加物の希土類含有量の少なくとも約７５モル％はセリウム（ＩＩＩ）であり、すなわち希土類含有添加物の希土類含有量の約２５モル％以下は、セリウム（ＩＩＩ）以外の希土類を含む。より一般的に、このような形態において希土類は、主に少なくとも約８０モル％セリウム（ＩＩＩ）、より一般的に少なくとも約８５モル％セリウム（ＩＩＩ）、さらに一般的に少なくとも約９０モル％セリウム（ＩＩＩ）、さらに一般的に少なくとも約９５モル％セリウム（ＩＩＩ）である。
【００６３】
＋３価及び＋４価酸化状態の混合物を有する希土類含有添加物について、少なくとも一部の希土類は、＋３価酸化状態を有し、より一般的に少なくともほとんどの希土類は、＋３価酸化状態を有し、より一般的に少なくとも約７５ｗｔ．％の希土類は、＋３価酸化状態を有し、さらに一般的に少なくとも約９０ｗｔ．％の希土類は、＋３価酸化状態を有し、またさらに一般的に少なくとも約９８ｗｔ．％の希土類は、＋３酸化状態を有する。希土類含有添加物は、一般的に少なくとも約１ｐｐｍ、より一般的に少なくとも約１０ｐｐｍ、さらに一般的に少なくとも約１００ｐｐｍ酸化セリウム（ＩＶ）を含む。一部の実施形態において、希土類含有添加物は、酸化セリウムで算出された、少なくとも約０．０００１ｗｔ．％セリウム（ＩＶ）、一般的に少なくとも約０．００１ｗｔ．％セリウム（ＩＶ）、より一般的に少なくとも約０．０１ｗｔ．％セリウム（ＩＶ）を含む。また、一部の実施形態において、希土類含有添加物は、一般的に少なくとも約２５０，０００ｐｍセリウム（ＩＩＩ）、より一般的に少なくとも約１００，０００ｐｐｍセリウム（ＩＩＩ）、さらに一般的に少なくとも約２０，０００ｐｐｍセリウム（ＩＩＩ）を有する。
【００６４】
また他の形態において、希土類含有添加物は、少なくとも一部の水溶性セリウム（ＩＶ）塩、例えば硫酸セリウム（ＩＶ）（例えば、硫酸セリウムアンモニウム及び硫酸セリウム）、硝酸セリウム（ＩＶ）（例えば、硝酸セリウムアンモニウム）、オキシ水酸化セリウム（ＩＶ）、水和酸化セリウム（ＩＶ）、及びこれらの混合物を含む。このような形態において、セリウム（ＩＶ）含有量は、希土類含有添加物の希土類の総含有量を基に、一般的に約７５モル％セリウム（ＩＶ）以下、より一般的に約５０モル％セリウム（ＩＶ）以下、さらに一般的に約４０モル％セリウム（ＩＶ）以下、さらに一般的に約３０モル％セリウム（ＩＶ）以下、さらに一般的に約２５モル％セリウム（ＩＶ）以下、さらに一般的に約２０モル％セリウム（ＩＶ）以下、さらに一般的に約１５モル％セリウム（ＩＶ）以下、さらに一般的に約１０モル％セリウム（ＩＶ）以下、さらに一般的に約５モル％セリウム（ＩＶ）以下、またさらに一般的に約２モル％セリウム（ＩＶ）以下である。希土類としてセリウム（ＩＶ）を有する希土類含有添加物は、１００モル％セリウム（ＩＶ）であり、セリウム（ＩＶ）を含まない希土類含有添加物は、０モル％セリウム（ＩＶ）であることが分かる。
【００６５】
一部の実施形態において、希土類含有添加物は、希土類及び／又は希土類含有組成物の実質的に分解された溶解形態を含有した水溶液と、少なくとも一部の水溶性セリウム（ＩＩＩ）を含有する希土類及び／又は希土類含有組成物の自由流動顆粒、粉末、粒子及び／又は粒子と、実質的にバインダを含有せずに少なくとも一部の水溶性セリウム（ＩＩＩ）を含有する希土類及び／又は希土類含有組成物の自由流動集合顆粒、粉末、粒子及び／又は粒子と、集合及び／又は非集合の形態でバインダ、及び希土類及び／又は希土類含有組成物を含み、少なくとも一部の水溶性セリウム（ＩＩＩ）を含有する自由流動凝集顆粒、粉末、粒子及び／又は粒子と、少なくとも一部の水溶性セリウム（ＩＩＩ）を含有し、基板に担持された希土類及び／又は希土類含有組成物と、これらの組み合わせのうち１つの形態であってよい。
【００６６】
前記実施形態について、希土類含有添加物は、異なる希土類及び／又は希土類酸化状態を有する水溶性希土類含有組成物の混合物を含むことができる。異なる希土類酸化状態を用いて、水及び／又は水処理システムから全堆積物の一部又は全部を除去すること、及び
／又は水処理システムにおいて堆積物の堆積を抑制することによって、水のスケール傾向を減少させることができる。
【００６７】
また他の形態において、希土類含有添加物は、本質的に、水不溶性セリウム（ＩＶ）組成物、特に、酸化セリウム（ＩＶ）及び／又は、その他の希土類（例えば、ランタン、プラセオジミウム、イットリウム、スカンジウム、ネオジミウム、サマリウム、ユーロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム、及びルテチウムのうち１つ以上、これらに限定されない）と組み合わせた酸化セリウム（ＩＶ）からなる。このような形態において希土類は、一般的に主に酸化セリウム（ＩＶ）であり、より一般的に希土類含有添加物の希土類含有量の少なくとも約７５モル％は、酸化セリウム（ＣｅＯ２）の形で存在するセリウム（ＩＶ）、より一般的に少なくとも約８０モル％セリウム（ＩＶ）、より一般的に少なくとも約８５モル％セリウム（ＩＶ）、より一般的に少なくとも約９０モル％セリウム（ＩＶ）、さらに一般的に少なくとも約９５モル％セリウム（ＩＶ）である。
【００６８】
一部の実施形態において、水不溶性希土類含有添加物は、粒子のコロイド、懸濁液、又はスラリーの形であってよい。粒子は、一般的に約１ｎｍ未満、より一般的に約１ｎｍから約１，０００ｎｍ、より一般的に約１ミクロンから約１，０００ミクロン、さらに一般的に少なくとも約１，０００ミクロンの平均粒子サイズであってよい。
【００６９】
一部の実施形態において、希土類含有添加物は、少なくとも約１ｍ２／ｇ、好ましくは少なくとも約７０ｍ２／ｇの表面積を有することができる。他の実施形態において、水不溶性希土類含有添加物は、好ましくは約２５ｍ２／ｇから約５００ｍ２／ｇ、より好ましくは約１００ｍ２／ｇから約２５０ｍ２／ｇの表面積を有することができる。
【００７０】
一適用において、希土類含有添加物は、自然発生の鉱物ではなく、合成製造されたものである。例示の自然発生の希土類含有鉱物は、バストネサイト（炭酸塩−フッ化鉱物）及びモナザイトを含む。他の自然発生の希土類含有鉱物は、エシナイト、褐簾石、アパタイト、ブリトライト、ブルッカイト、セライト、フッ素化セライト、ホタル石、ガドリン石、パリサイト、スティルウェライト、シンチサイト、チタン石、ゼノタイム、ジルコン、及びジルコノライトが挙げられる。例示のウラン鉱物は、閃ウラン鉱（ＵＯ２）、ピッチブレンド（混合酸化物、一般的にＵ３Ｏ８）、ブランネル石（ウラン、希土類、鉄、及びチタンの複合酸化物）、コフィン石（ウランケイ酸塩）、カルノー石、リン灰ウラン石、デービド鉱、ゴム石、リンドウウラン石、及びウラノフェンが挙げられる。一形態において、希土類及び／又は希土類含有添加物は、実質的に周期律表１、２、４−１５、又は１７族の１つ以上の元素、放射性種、例えば、ウラン、硫黄、セレン、テルル、及びポロニウムが含まれない。
【００７１】
希土類及び／又は希土類含有添加物は、顆粒、粉末、結晶、結晶質、粒子及び粒子の形態、好ましくは自由流動顆粒、粉末及び粒子の形態であってよい。より好ましくは、希土類含有添加物は、結晶又は結晶質を含む。一般的に、希土類含有結晶又は結晶質は、ナノ結晶、ナノ結晶質、及び／又はナノ結晶質領域を含む。自由流動顆粒、粉末、及び／又は粒子の形態の希土類含有添加物は、少なくとも約０．５ｎｍから少なくとも約１μｍまでの平均粒子サイズ、中央粒子サイズ、及び／又はＰ９０粒子サイズを有することができる。より一般的に、希土類含有添加物は、少なくとも約１ｎｍ、一部の場合には少なくとも約５ｎｍ、その他の場合には少なくとも約１０ｎｍ、さらに他の場合には少なくとも約２５ｎｍ、さらに他の場合には少なくとも約５０ｎｍの平均粒子サイズ、中央粒子サイズ及び／又はＰ９０粒子サイズを有する。その他の実施形態において、希土類含有添加物は、約５０ｎｍから約５００ミクロン、さらに他の実施形態において約５０ｎｍから約５００ｎｍの平均粒子サイズ、中央粒子サイズ、及び／又はＰ９０粒子サイズを有する。希土類
含有添加物は、一般的に少なくとも約７５ｗｔ．％、より一般的に少なくとも約８０ｗｔ．％、より一般的に少なくとも約８５ｗｔ．％、より一般的に少なくとも約９０ｗｔ．％、より一般的に少なくとも約９５ｗｔ．％、さらに一般的に少なくとも約９９ｗｔ．％希土類化合物であり、残りは希土類を含まない化合物及び／又は物質である。
【００７２】
また、希土類含有添加物は、バインダを含有する、又は含有しない凝集及び／又は集合された希土類含有顆粒、粉末、粒子及び／又は粒子を含むことができる。希土類含有集合体及び／又は凝集体は、押出、成形、焼成、焼結、及び圧縮のうち１つに以上よって形成できる。一形態において、希土類含有添加物は、バインダ及び希土類含有粒子を含んだ自由流動、希土類含有凝集体である。好ましくは、希土類含有粒子は、粉末形態であって、集合されたナノ結晶質領域を有する。
【００７３】
希土類含有集合体及び／又は凝集体は、顆粒、ビーズ、ペレット、粉末、繊維の形態、又は類似した形態であってよい。ほとんどの適用において、希土類含有凝集体及び／又は集合体は、一般的に少なくとも約１μｍ、より一般的に少なくとも約５μｍ、より一般的に少なくとも約１０μｍ、さらに一般的に少なくとも約２５μｍの平均粒子サイズ、中央粒子サイズ又はＰ９０粒子サイズを有する。他の適用において、希土類含有凝集体又は集合体は、約１００ミクロンから約５，０００ミクロンの平均粒子サイズ、中央粒子サイズ又はＰ９０粒子サイズ分布と、約２００ミクロンから約２，５００ミクロンの平均粒子サイズ、中央粒子サイズ又はＰ９０粒子サイズ分布と、約２５０ミクロンから約２，５００ミクロンの平均粒子サイズ、中央粒子サイズ又はＰ９０粒子サイズ分布と、約３００ミクロンから約５００ミクロンの平均粒子サイズ、中央粒子サイズ又はＰ９０粒子サイズ分布を有する。さらに他の適用において、凝集体及び／又は集合体は、少なくとも約１００ｎｍ、具体的には少なくとも約２５０ｎｍ、より具体的には少なくとも約５００ｎｍ、さらに具体的には少なくとも約１μｍ、さらに具体的には少なくとも約０．５ｎｍの平均粒子サイズ、中央粒子サイズ又はＰ９０粒子サイズを有し、凝集体及び／又は集合体の平均粒子サイズ、中央粒子サイズ又はＰ９０粒子サイズは、少なくとも約１ミクロンまでであってよい。
【００７４】
具体的に、単独、及び／又は凝集体及び／又は集合体形態の希土類含有粒子は、一部の場合には少なくとも約５ｍ２／ｇ、他の場合には少なくとも約１０ｍ２／ｇ、他の場合には少なくとも約７０ｍ２／ｇ、さらに他の場合には少なくとも約８５ｍ２／ｇ、さらに他の場合には少なくとも約１００ｍ２／ｇ、さらに他の場合には少なくとも約１１５ｍ２／ｇ、さらに他の場合には少なくとも約１２５ｍ２／ｇ、さらに他の場合には少なくとも約１５０ｍ２／ｇ、さらに他の場合には少なくとも３００ｍ２／ｇ、さらに他の場合には少なくとも約４００ｍ２／ｇの表面積を有することができる。一部の構成において、単独、及び／又は凝集体又は集合体形態の希土類含有粒子は、一般的に約５０ｍ２／ｇから約５００ｍ２／ｇ、より一般的に約１１０ｍ２／ｇから約２５０ｍ２／ｇの表面積を有することができる。
【００７５】
一形態において、希土類含有凝集体及び／又は集合体は、不溶性希土類含有組成物及び水溶性希土類含有組成物を含む。一般的に、不溶性希土類含有組成物は、酸化セリウム（ＩＩＩ）、酸化セリウム（ＩＶ）、及びこれらの混合物を含む。水溶性希土類含有組成物は、一般的にセリウム（ＩＩＩ）、セリウム（ＩＶ）、及びランタン（ＩＩＩ）塩の１つ以上である。炭酸セリウム（ＩＩＩ）、塩化セリウム（ＩＩＩ）、臭化セリウム（ＩＩＩ）、ヨウ化セリウム（ＩＩＩ）、アスタチン化セリウム（ＩＩＩ）、硝酸セリウム（ＩＩＩ）、硫酸セリウム（ＩＩＩ）、シュウ酸セリウム（ＩＩＩ）、及び過塩素酸セリウム（ＩＩＩ）は、水溶性セリウム（ＩＩＩ）塩の非限定的な例である。水溶性セリウム（ＩＶ）塩の非限定的な例は、硫酸セリウムアンモニウム（ＩＶ）、酢酸セリウム（ＩＶ）、塩化セリウム（ＩＶ）、臭化セリウム（ＩＶ）、ヨウ化セリウム（ＩＶ）、アスタチン化セ
リウム（ＩＶ）、シュウ酸セリウム（ＩＶ）、過塩素酸セリウム（ＩＶ）、及び硫酸セリウム（ＩＶ）である。炭酸ランタン（ＩＩＩ）、塩化ランタン（ＩＩＩ）、臭化ランタン（ＩＩＩ）、ヨウ化ランタン（ＩＩＩ）、アスタチン化ランタン（ＩＩＩ）、硝酸ランタン（ＩＩＩ）、硫酸ランタン（ＩＩＩ）、シュウ酸ランタン（ＩＩＩ）、酸化ランタン（ＩＩＩ）、及び過塩素酸ランタン（ＩＩＩ）は、水溶性ランタン塩の非限定的な例である。
【００７６】
バインダは、熱硬化性ポリマー、熱可塑性ポリマー、弾性ポリマー、セルロースポリマー、及びガラスからなる群から選ばれた１つ以上のポリマーを含むことができる。バインダは、昇温時に軟化して「粘着性（ｔａｃｋｙ）」状態になり、冷却時に硬化できる重合性及び／又は熱可塑性物質を含む。バインダを形成するポリマーは、乾燥粉末及び／又はペレット形態、又は水性乳液及び／又は懸濁液の形態であってよい。また、バインダを形成するポリマーは、乳液、懸濁液又は分散液の形で提供され得る。
【００７７】
希土類含有凝集体及び／又は集合体組成物は、希土類含有凝集体及び／又は集合体を製造及び／又は使用する工程によって異なってもよい。
一般的に、希土類含有凝集体は、１０．０１ｗｔ．％超過、より一般的に約８５ｗｔ．％超過、さらに一般的に約９０ｗｔ．％超過、さらに一般的に約９２ｗｔ．％超過、さらに一般的に約９５ｗｔ．％から約９６．５ｗｔ．％の希土類含有粒子を含み、残りは主にバインダである。言い換えれば、バインダは、約１５ｗｔ％未満の集合体、一部の場合には約１０ｗｔ％未満、また他の場合には約８ｗｔ％未満、さらに他の場合には約５ｗｔ％未満、さらに他の場合には約３．５ｗｔ％未満の集合体であってよい。
【００７８】
他の形態において、希土類含有添加剤は、基板上に担持またはコーティングされた、又は基板に含まれた希土類含有組成物を含む。好ましくは、希土類含有組成物は、粒子の形である。希土類含有粒子は、例えば、バインダを含有して、又は含有しないで、基板上に担持又はコーティングすることができる。バインダは、任意の適したバインダ、例えば本願に開示されたものであってよい。
【００７９】
適した基板は、所望の形状及び物理的寸法を有する多孔性及び流体透過性固体を含むことができる。例えば、基板は、焼結されたセラミック、焼結された金属、微細孔炭素、ガラス繊維、セルロース繊維、アルミナ、ガンマアルミナ、活性アルミナ、酸化アルミナ、不安定アニオンを含有した金属酸化物、結晶質アルミノケイ酸塩、例えば、ゼオライト、非晶質シリカアルミナ、イオン交換樹脂、粘土、硫酸第二鉄、多孔性セラミックなどであってよい。このような基板は、シリンダ及びトロイドを含んだ多様な形状のスクリーン、チューブ、ハニカム構造、モノリス及びブロックでメッシュ状であってよい。このような基板の構造は、適用に応じて異なるが、織布基板、不織布基板、多孔性膜、フィルタ、繊維、織物、又はその他の流体透過性構造を含むことができる。希土類含有添加物をフィルタブロック又はモノリスに含め、又はコーティングして、フィルタ、例えば直交流型フィルタに使用することができる。希土類及び／又は希土類含有添加物は、基板にコーティングされた又は含まれた粒子の形であってよく、又は基板においてカチオンにイオン置換され得る。
【００８０】
一般的に、希土類コーティングの基板は、少なくとも約０．１ｗｔ％、より一般的に１ｗｔ％、より一般的に少なくとも約５ｗｔ％、より一般的に少なくとも約１０ｗｔ％、より一般的に少なくとも約１５ｗｔ％、より一般的に少なくとも約２０ｗｔ％、より一般的に少なくとも約２５ｗｔ％、より一般的に少なくとも約３０ｗｔ％、より一般的に少なくとも約３５ｗｔ％、より一般的に少なくとも約４０ｗｔ％、より一般的に少なくとも約４５ｗｔ％、より一般的に少なくとも約５０ｗｔ％の希土類及び／又は希土類含有組成物を含む。一般的に、希土類コーティングの基板は、約９５ｗｔ％以下、より一般的に約９０
ｗｔ％以下、より一般的に約８５ｗｔ％以下、より一般的に約８０ｗｔ％以下、より一般的に約７５ｗｔ％以下、より一般的に約７０ｗｔ％以下、さらに一般的に約６５ｗｔ％以下の希土類及び／又は希土類含有組成物を含む。
【００８１】
バインダ又は基板のいずれかを含有して希土類含有添加物を形成した形態が適用によって好ましい場合もあるが、このような形態の形成が必ずしも必要ではないことに留意しなければならない。
【００８２】
一部の実施形態において、不溶性希土類添加物を含んだ濾過装置は、堆積物を除去することができる。フィルタは、ポリマー材料を含んだマトリックスに担持された又は含有された二酸化セリウムを含むことができ、例えば、フッ化炭素含有ポリマー及び／又はアクリル酸ポリマーを含むが、これらに限定されない。より一般的に、希土類添加物は、セリウム（４＋）、より一般的に二酸化セリウムを含む。
【００８３】
［堆積物の除去／抑制方法］
希土類含有添加物は、水及び／又は水処理システムから堆積物の堆積を除去及び／又は抑制することができる。任意の理論によって限定されることは望まないが、希土類含有添加物は、複数の可能なメカニズムによって、水及び／又は水処理システムから堆積物の堆積を除去及び／又は抑制することができる。
【００８４】
一部の実施形態によって、希土類含有添加物を水及び／又は水処理システムに含有された堆積物に接触させる。希土類含有添加物は、水溶性希土類含有組成物、水不溶性希土類含有組成物、又は水溶性及び水不溶性希土類含有組成物の混合物を含むことができる。好ましくは、希土類含有添加物は、１つ以上の水溶性希土類含有組成物を含む。より好ましくは、少なくとも１つの水溶性希土類含有組成物は、塩化セリウム（ＩＩＩ）及び／又は塩化ランタン（ＩＩＩ）を含む。
【００８５】
一部の実施形態によって、希土類含有添加物を堆積物に接触させ、水及び／又は水処理システムから堆積物の堆積を抑制し、及び／又は堆積物の、ほとんどではないが、少なくとも一部を除去する。一部の構成において、希土類含有添加物を堆積物に接触させて、含堆積物希土類組成物を形成する。
【００８６】
一般的に、希土類含有組成物は、希土類＋３価カチオンを含む。より一般的に、希土類＋３価カチオンは、セリウム＋３、ランタン＋３価、及びプラセオジミウム＋３価のうち１つ以上である。好ましくは、希土類＋３価カチオンは、分解された溶解状態である。より好ましくは、希土類＋３価カチオンは、水溶液において溶解する。
【００８７】
一部の実施形態によって、堆積物は、アニオン、好ましくはオキシアニオンを含む。より好ましくは、堆積物は、周期律表１５族から選ばれた元素のオキシアニオンを含む。また、１５族の一般的アニオンは、窒素、リン、ヒ素、アンチモン、ビスマス、及びこれらの混合物のオキシアニオンである。より一般的な１５族のアニオンは、リン酸塩、ヒ酸塩、亜ヒ酸塩、硝酸塩、亜硝酸塩、アンチモン酸塩、ビスマス酸塩、及びこれらの混合物を含んだオキシアニオンである。
【００８８】
任意の理論によって限定されることは望まないが、希土類含有添加物による収着（すなわち、吸着、吸収、及び／又は析出）で、水及び／又は水処理システムにおける堆積物から堆積物アニオンを除去及び／又は抑制することが分かる。より具体的に、含堆積物希土類組成物、好ましくは実質的に含不溶性堆積物希土類組成物として１５族オキシアニオンを水及び／又は水処理システムから除去する。好ましくは、含不溶性堆積物希土類組成物は、希土類＋３価カチオン及びオキシアニオンを含む。より好ましくは、含不溶性堆積物
希土類組成物は、セリウム（＋３）及びオキシアニオンを含む。
【００８９】
含堆積物希土類組成物は、希土類：オキシアニオンの割合を有することができる。希土類：オキシアニオンの割合は、変化することがある。理論及び／又は例によって制限されることは望まないが、１未満の希土類：オキシアニオンの割合を有する含堆積物希土類組成物は、１以上の希土類：オキシアニオンの割合を有する希土類よりも大きなオキシアニオンのモル除去能力を有する。
【００９０】
希土類：オキシアニオンの割合は水のｐＨ値に応じて変化すると分かる。一部の実施形態において、水のｐＨ値の増加に従って希土類：オキシアニオンの割合が増加する。一部の実施形態において、水のｐＨ値の減少に従って希土類：オキシアニオンの割合が減少する。他の実施形態において、希土類：オキシアニオンの割合は、実質的に水のｐＨ値の範囲を超えて変化しない。
【００９１】
一部の実施形態において、約ｐＨ−２以下、約ｐＨ−１超過、約ｐＨ０超過、約ｐＨ１超過、約ｐＨ２超過、約ｐＨ３超過、約ｐＨ４超過、約ｐＨ５超過、約ｐＨ６超過、約ｐＨ７超過、約ｐＨ８超過、約ｐＨ９超過、約ｐＨ１０超過、約ｐＨ１１超過、約ｐＨ１２超過、約ｐＨ１３超過、又は約ｐＨ１４超過した水のｐＨにおいて、希土類：オキシアニオンの割合は約０．１以下、希土類：オキシアニオンの割合は約０．２以下、希土類：オキシアニオンの割合は約０．３以下、希土類：オキシアニオンの割合は約０．４以下、希土類：オキシアニオンの割合は約０．５以下、希土類：オキシアニオンの割合は約０．６以下、希土類：オキシアニオンの割合は約０．７以下、希土類：オキシアニオンの割合は約０．８以下、希土類：オキシアニオンの割合は約０．９以下、希土類：オキシアニオンの割合は約１．０以下、希土類：オキシアニオンの割合は約１．１以下、希土類：オキシアニオンの割合は約１．２以下、希土類：オキシアニオンの割合は約１．３以下、希土類：オキシアニオンの割合は約１．４以下、希土類：オキシアニオンの割合は約１．５以下、希土類：オキシアニオンの割合は約１．６以下、希土類：オキシアニオンの割合は約１．７以下、希土類：オキシアニオンの割合は約１．８以下、希土類：オキシアニオンの割合は約１．９以下、希土類：オキシアニオンの割合は約１．９以下、又は希土類：オキシアニオンの割合は約２．０以下である。
【００９２】
一部の実施形態において、水相＋３価希土類を形成する希土類含有添加物を有することが好ましい。例えば、水相希土類（＋３）を有することは、希土類（＋３）溶液相の収着及び／又は析出の化学作用を用いるための機会を提供する。例えば、オキシアニオンと不溶性希土類（＋３）組成物の形成が挙げられるが、これらに限定されない。任意の理論によって限定されることは望まないが、溶液相の希土類（＋３）は、実質的に水溶液において溶解し、希土類（＋３）イオンとして存在する。ヒ酸塩と＋３価希土類の強い相互作用は、不溶性希土類（＋３）とオキシアニオン組成物の形成の例である。＋３価希土類は、イットリウム（＋３）、ランタン（＋３）、セリウム（＋３）、プラセオジミウム（＋３）、サマリウム（＋３）、ユーロピウム（＋３）、ガドリニウム（＋３）、テルビウム（＋３）、ジスプロシウム（＋３）、ホルミウム（＋３）、エルビウム（＋３）、ツリウム（＋３）、イッテルビウム（＋３）、及びルテチウム（＋３）のうち１つ以上を含むことができる。好ましくは、＋３価希土類は、セリウム（＋３）を含む。
【００９３】
一部の実施形態において、＋３価及び＋４価希土類を含んだ希土類含有添加物を有することが好ましい。より具体的に、セリウム（＋３）及びセリウム（＋４）を含んだセリウム含有添加物を有することが好ましい。例えば、溶液相セリウム（＋３）を有することは、セリウム（＋３）溶液相の収着及び／又は析出の化学作用を用いるための機会を提供する。例えば、オキシアニオンと不溶性セリウム（＋３）組成物の形成が挙げられるが、これらに限定されない。任意の理論によって限定されることは望まないが、溶液相のセリウ
ム（＋３）は、実質的に水溶液において溶解し、セリウム（＋３）イオンとして存在する。ヒ酸塩と＋３価セリウムの強い相互作用は、不溶性セリウム（＋３）とオキシアニオン組成物の形成の例である。また、セリウム（＋４）含有組成物を有することは、セリウム（＋４）の収着及び酸化／還元の化学作用、例えば、セリウムの強い相互作用を用いて、実質的に含堆積物セリウム（ＩＶ）組成物を形成する機会を提供する。このような実質的な含堆積物セリウム（ＩＶ）組成物の非限定的な例は、亜ヒ酸セリウム（ＩＶ）である。セリウム（ＩＶ）含有組成物の一般的な非限定的な例は、二酸化セリウム（ＩＶ）、酸化セリウム（ＩＶ）、オキシ水酸化セリウム（ＩＶ）、水酸化セリウム（ＩＶ）、及び水和酸化セリウム（ＩＶ）である。また、希土類含有添加物内における希土類の酸化状態又は個数は、堆積物の除去及び／又は抑制の効能に著しい影響を及ぼす。例えば、セリウム（ＩＩＩ）及びセリウム（ＩＶ）は、堆積物を除去及び／又は抑制することができる格段に異なる性質又は能力を有することができる。セリウム（ＩＩＩ）及びセリウム（ＩＶ）はリン酸塩を除去することができるが、セリウム（ＩＶ）及び酸化セリウム（ＩＶ）は、一般的にセリウム（ＩＩＩ）よりも、リン酸塩及び亜ヒ酸塩の除去に効率的である。例えば、セリウム（ＩＩＩ）ではなく、酸化セリウム（ＩＶ）は、亜ヒ酸塩を除去することができ、酸化セリウム（ＩＶ）及びセリウム（ＩＩＩ）のいずれもヒ酸塩を除去することができるが、セリウム（ＩＩＩ）は、酸化セリウム（ＩＶ）よりも一層強くヒ酸塩を保持する。
【００９４】
多くの適用において、セリウムは、オキシアニオンを含んだ堆積物の堆積を除去及び／又は抑制するのに非常に効果的である。好ましい適用において、セリウムは、リン酸塩、ヒ酸塩、又は亜ヒ酸塩のうち１つ以上を含んだ堆積物の堆積を除去及び／又は抑制するのに非常に効果的である。任意の例によって制限されることは望まないが、例えば、リン酸セリウム（ＩＩＩ）（ＣｅＰＯ４）は、１：１モル比であり、リン酸セリウム（ＩＶ）（Ｃｅ３（ＰＯ４）４）においてセリウム：ＰＯ４３−のモル比は１：１．３である。また、セリウム（ＩＩＩ）：ヒ酸塩及び亜ヒ酸塩のモル比は１：１であり、セリウム（ＩＶ）：ヒ酸塩及び亜ヒ酸塩のモル比は１：１．３である。
【００９５】
しかし、ＣｅＣｌ３から誘導された水溶性セリウム（ＩＩＩ）をリン酸塩含有堆積物、ヒ酸塩含有堆積物、亜ヒ酸塩含有堆積物、アンチモン酸塩含有堆積物、ビスマス酸塩含有堆積物に接触させて、堆積物を含んだセリウム組成物形態の、含堆積物セリウム組成物を生成し、これは、セリウム：オキシアニオンの割合が約１：１．３から約１：２．６、より一般的に約１：１．３から約１：１、さらに一般的に約１：１．３から約１：１．５である析出物の形態である。オキシアニオンは、リン酸塩、ヒ酸塩、亜ヒ酸塩、アンチモン酸塩、ビスマス酸塩のうち１つ、又はこれらのプロトン化形態のうち１つ、又はこれらの混合物を含むことが分かる。
【００９６】
任意の理論に限定されることは望まないが、水溶性セリウム（ＩＩＩ）塩をリン酸塩含有水溶液に接触させることで形成された析出物は、ＣｅＰＯ４及びＣｅ３（ＰＯ４）４の混合物であることが分かる。セリウムは、実質的に水溶性セリウム含有組成物又は実質的に水不溶性セリウム含有組成物であってよい。
【００９７】
一部の実施形態において、水及び／又は水処理システムにおける水不溶性希土類に対する水溶性希土類のモル比は、一般的に約１：１以下、より一般的に約１：５×１０−１以下、さらに一般的に１：１×１０−１以下、さらに一般的に１：１×１０−２以下、さらに一般的に１：１×１０−３以下、さらに一般的に１：１×１０−４以下、さらに一般的に１：１×１０−５以下、さらに一般的に１：１×１０−６以下である。水溶性及び水不溶性希土類は、同じ又は異なる希土類であってよい。また、モル比は、堆積物を含有しない、及び／又は堆積物に付着しない水溶性希土類及び水不溶性希土類を意味する。すなわち、モル比は、堆積物に付着及び／又は結合された希土類を含まない。
【００９８】
一部の実施形態において、水及び／又は水処理システムにおける水溶性３価希土類（ＲＥ（ＩＩＩ））の３価不溶性希土類（ＲＥ（ＩＶ））に対するモル比は、約１：１以下、より一般的に約１：５×１０−１以下、さらに一般的に１：１×１０−１以下、さらに一般的に１：１×１０−２以下、さらに一般的に１：１×１０−３以下、さらに一般的に１：１×１０−４以下、さらに一般的に１：１×１０−５以下、またさらに一般的に１：１×１０−６以下である。水溶性３価希土類及び水不溶性４価不溶性希土類は、同じ又は異なる希土類であってよい。また、モル比は、堆積物を含有しない、及び／又は堆積物に付着しない３価水溶性希土類及び４価不溶性希土類を意味する。すなわち、モル比は、堆積物に付着及び／又は結合された希土類を含まない。
【００９９】
一部の実施形態において、水及び／又は水処理システムにおいて含有されるセリウム（ＩＩＩ）のセリウム（ＩＶ）に対するモル比は、一般的に約１：１以下、より一般的に約１：５×１０−１以下、さらに一般的に１：１×１０−１以下、さらに一般的に１：１×１０−２以下、さらに一般的に１：１×１０−３以下、さらに一般的に１：１×１０−４以下、さらに一般的に１：１×１０−５以下、さらに一般的に１：１×１０−６以下である。一部の実施形態において、希土類含有組成物におけるセリウム（＋３）のセリウム（＋４）に対するモル比は、約１：１×１０−７、より一般的に、約１：１×１０−６、さらに一般的に約１：１×１０−５、さらに一般的に約１：１×１０−４、さらに一般的に約１：１×１０−３、さらに一般的に約１：１×１０−２、さらに一般的に約１：１×１０−１、さらに一般的に約１：１である。
【０１００】
一部の実施形態において、水及び／又は水処理システムにおいて含有されたセリウム（ＩＶ）のセリウム（ＩＩＩ）に対するモル比は、一般的に約１：１以下、より一般的に約１：５×１０−１以下、さらに一般的に約１：１×１０−１以下、さらに一般的に約１：１×１０−２以下、さらに一般的に約１：１×１０−３以下、さらに一般的に約１：１×１０−４以下、さらに一般的に約１：１×１０−５以下、さらに一般的に約１：１×１０−６以下である。一部の実施形態において、希土類含有組成物におけるセリウム（＋４）のセリウム（＋３）に対するモル比は、約１：１×１０−７、より一般的に、約１：１Ｘ１０−６、さらに一般的に約１：１×１０−５、さらに一般的に約１：１×１０−４、さらに一般的に約１：１×１０−３、さらに一般的に約１：１×１０−２、さらに一般的に約１：１×１０−１、さらに一般的に約１：１である。
【０１０１】
さらに、セリウム（ＩＩＩ）及びセリウム（ＩＶ）のモル比は、Ｃｅ（ＩＩＩ）の溶解性及び不溶性形態と、Ｃｅ（ＩＶ）の溶解性及び不溶性形態の任意の組み合わせに適用する。
【０１０２】
その他の希土類含有添加物形態において、希土類要件を減ずるために、非希土類金属又はメタロイドを含有するか、別に添加する。このような金属又はメタロイドは、鉄（ＩＩＩ）、アルミニウム（ＩＩＩ）、カルシウム（ＩＩ）、ジルコニウム及びハフニウム塩、及びこれらの混合物を含む。非希土類金属又はメタロイド塩は、希土類含有添加物を用いる前又はそれと同時に添加することができる。このような混合した添加物は、希土類含有添加物を単独で添加するよりも遥かに低い費用で可能となる。非限定的な例として、特定形態のリン酸塩（例えば、リン酸アニオン）は、非希土類金属又はメタロイドによって除去することができるが、その他の形態（例えばトリポリリン酸塩）は除去されない。一般的に非希土類金属又はメタロイドは、希土類にさらに大きく、より少なく、又はほぼ等しく影響を及ぼす特定の形態のリン酸塩を除去することができる。希土類金属の非希土類又はメタロイドに対するモル比は、約０．７５モル希土類：１モルの非希土類金属又はメタロイド以下、より一般的に約０．５０モル希土類：１モルの非希土類金属又はメタロイド以下、さらに一般的に約０．２５モル希土類：１モルの非希土類金属又はメタロイド以下
である。より具体的に、非希土類金属及び／又はメタロイドを用いて、堆積物の、ほとんど又は全部ではないものの、一部を除去することができ、希土類は、非希土類金属及び／又はメタロイドによって除去されない堆積物を除去することができる。
【０１０３】
一部の実施形態において、水溶性及び／又は水不溶性形態の希土類及び／又は希土類含有添加剤を、水に含有された堆積物及び／又は水処理システムの構成要素に付着した堆積物に接触させて、前記構成要素に付着した堆積物よりも安定した、及び／又は不溶性である含堆積物希土類組成物を形成し、水及び／又は成分から堆積物の、ほとんどではないとしても、少なくとも一部を除去することができる。
【０１０４】
一般的に、水溶性及び／又は水不溶性形態の希土類及び／又は希土類含有添加物を、水における堆積物及び／又は水処理システムの構成要素に付着した堆積物に接触させて、少なくとも約５ｗｔ．％の堆積物、より一般的に少なくとも約１０ｗｔ．％の堆積物、さらに一般的に少なくとも約１５ｗｔ．％の堆積物、さらに一般的に少なくとも約２０ｗｔ．％、の堆積物、さらに一般的に少なくとも約２５ｗｔ．％の堆積物、さらに一般的に少なくとも約３０ｗｔ．％の堆積物、さらに一般的に少なくとも約４０ｗｔ．％の堆積物、さらに一般的に少なくとも約５０ｗｔ．％の堆積物、さらに一般的に少なくとも約６０ｗｔ．％の堆積物、さらに一般的に少なくとも約７０ｗｔ．％の堆積物、さらに一般的に少なくとも約７５ｗｔ．％の堆積物、さらに一般的に少なくとも約８０ｗｔ．％の堆積物、さらに一般的に少なくとも約８５ｗｔ．％の堆積物、さらに一般的に少なくとも約９０ｗｔ．％の堆積物、さらに一般的に少なくとも約９５ｗｔ．％の堆積物、さらに一般的に少なくとも約９８ｗｔ．％の堆積物、またさらに一般的に少なくとも約９９ｗｔ．％の堆積物を除去する。
【０１０５】
一般的に、水において懸濁された堆積物は、平均堆積物粒子サイズを有する粒子の形であってよく、構成要素に付着した堆積物は、平均堆積物厚を有することができる。任意の理論に限定されることは望まないが、希土類含有組成物を固体堆積物に接触させることにより、平均堆積物粒子サイズ及び／又は堆積物厚の増加を抑制することが分かる。一般的に、希土類含有組成物を固体堆積物に接触させて、平均堆積物粒子サイズ及び／又は堆積物厚の増加を、少なくとも約５％、より一般的に少なくとも約１０％、さらに一般的に少なくとも約２０％、さらに一般的に少なくとも約２５％、さらに一般的に少なくとも約３０％、さらに一般的に少なくとも約４０％、さらに一般的に少なくとも約５０％、さらに一般的に少なくとも約６０％、さらに一般的に少なくとも約７０％、さらに一般的に少なくとも約７５％、さらに一般的に少なくとも約８０％、さらに一般的に少なくとも約８５％、さらに一般的に少なくとも約９０％、さらに一般的に少なくとも約９５％、さらに一般的に少なくとも約９８％、さらに一般的に少なくとも約９９％程度抑制する。抑制率は、希土類含有組成物を含有しないおよび含有しない水及び／又は水処理システムにおいて、所定の時間での平均堆積物粒子サイズ及び／又は堆積物厚の増加の比較を意味する。より具体的には、以下の通りである。
【０１０６】
【数１】
2013540049.tif 000003
【０１０７】
「希土類を含有しない増加」は、希土類含有組成物を含有せずに、平均堆積物粒子サイズ及び／又は堆積物厚の増加を意味し、「希土類を含有する増加」は、希土類含有組成物に接触した後の平均堆積物粒子サイズ及び／又は堆積物厚の増加を意味する。
【０１０８】
一部の実施形態によって、希土類含有組成物を堆積物に接触させて、水処理システムの構成要素における堆積物の蓄積を抑制することができる。また、希土類含有組成物を堆積物に接触させて、ａ）懸濁堆積物粒子サイズの増加の抑制と、ｂ）懸濁堆積物の凝集、集合、又は結合の抑制と、ｃ）水において含有された懸濁堆積物の１つ以上の成分を実質的に除去と、ｄ）懸濁堆積物粒子サイズの減少のうち１つ以上を行う。
【０１０９】
任意の理論に限定されることは望まないが、希土類含有組成物が堆積物と化学的に相互作用することが分かる。より具体的に、希土類含有組成物を堆積物に接触させることは、希土類含有組成物と堆積物の化学的相互作用を含むことができる。より具体的に、希土類含有組成物と堆積物との化学的相互作用によって含堆積物物質を形成する。
【０１１０】
希土類含有組成物と堆積物との化学的相互作用は、実質的に水及び／又は水処理システムの構成要素から、蓄積された堆積物の、ほとんど又は全部ではないとしても、少なくとも一部を除去するほど十分強い。希土類含有組成物は、＋３価及び／又は＋４価酸化状態を有する任意の希土類含有組成物であってよい。好ましくは、希土類組成物は、水溶性希土類組成物を含む。より好ましくは、水溶性希土類組成物は、＋３価酸化状態を有する希土類を含む。＋３価希土類イオンは、堆積物と化学的に相互作用して、水及び／又は水処理システム内における堆積物の蓄積を除去及び／又は抑制することができる。好ましい＋３価希土類イオンは、ランタン（＋３）、セリウム（＋３）及びプラセオジミウム（＋３）、ネオジミウム（＋３）及びサマリウム（＋３）、又はこれらの組み合わせである。より好ましくは、ランタン（＋３）及びセリウム（＋３）である。実質的に分解された溶解状態のセリウム（＋３）がより好ましい。
【０１１１】
一部の実施形態において、希土類＋３価イオンと堆積物との化学的相互作用は、水処理システムの構成要素に付着した堆積物の、ほとんど又は全部ではないとしても、一部をその表面から除去するのに十分なほど実質的に強い。好ましくは、付着した堆積物の、ほとんど又は全部ではないとしても、少なくとも一部が、セリウム（＋３）、ランタン（＋３）、プラセオジミウム（＋３）、ネオジミウム（＋３）、サマリウム（＋３）、及びこれらの組み合わせのうち１つの水溶性形態を含んだ希土類含有組成物によって除去される。
【０１１２】
例えば、希土類イオン、具体的には、希土類カチオンのオキシアニオンに対する化学的相互作用は、オキシアニオンと周期律表の１、２、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、及び１５族のカチオンの化学的相互作用に比べて大きい。より具体的に、希土類カチオンと、リン酸塩、炭酸塩、硫酸塩、ケイ酸塩、ヒ酸塩、又はこれらの混合物との化学的相互作用は、オキシアニオンと、カルシウム、バリウム、ストロンチウム、アンモニウム、及びマグネシウムのうち１つ以上との化学的相互作用に比べて大きい。
【０１１３】
一部の実施形態において、希土類含有組成物を水処理システム内の構成要素における堆積物に含有されたオキシアニオンに接触させて、含堆積物組成物を形成し、構成要素から堆積物を除去及び／又は堆積物の堆積を抑制する。好ましくは、堆積物は、オキシアニオン含有物質を含む。任意の理論に限定されることは望まないが、含堆積物組成物の形成によって、堆積物から堆積物を含んだオキシアニオンを除去し、堆積物の付着した構成要素から堆積物を溶解及び／又は除去する。堆積物の堆積抑制について、水処理システムの構成要素に付着した堆積物における含堆積物組成物層の形成が、水処理システムの構成要素における堆積物の堆積を実質的に妨害、すなわち抑制することが分かる。含堆積物組成物は、希土類及び希土類オキシアニオン組成物形態のオキシアニオン（すなわち、［希土類］ｘ［オキシアニオン］ｙ、ｘ、ｙは正の実数である）を含む。好ましくは、希土類含有組成物は、希土類カチオンを含む。含堆積物組成物層は、連続又は不連続層であってよい。含堆積物組成物層は、約１Å未満から約１００Å超過の厚さであってよい。好ましくは
、含堆積物組成物及び／又は含堆積物組成物層は、セリウム、ランタン、プラセオジミウム、ネオジミウム、サマリウム、及びこれらの組み合わせのうち少なくとも１つを含む。含堆積物組成物及び／又は含堆積物組成物層を含む希土類は、＋３価酸化状態、＋４価酸化状態、又は＋３価及び＋４価酸化状態の混合物のうち１つを有することが好ましい。
【０１１４】
例えば、希土類イオンとリン酸塩（非限定的な例としてオキシアニオン）の化学的相互作用は、マグネシウム及びアンモニウムとリン酸塩の化学的相互作用に比べて大きい。任意の例に限定されることは望まないが、希土類カチオンとリン酸塩との化学的相互作用は、アンモニウム及びマグネシウムとストラバイト（ＮＨ４ＭｇＳＯ４）内のリン酸塩との化学的相互作用に比べて大きいことが分かる。このように、希土類イオンは、実質的にストラバイト堆積物の除去、ストラバイト堆積物の形成抑制及び／又は防止、ストラバイト堆積物の厚さ増加抑制及び／又は防止、及びこれらの組み合わせのうち１つ以上を個々なうことができる。希土類カチオンは、＋３価酸化状態、＋４価酸化状態を有するか又は＋３及び＋４酸化状態を有するカチオンの混合物を含む。
【０１１５】
一部の実施形態によって、希土類含有組成物を、水において溶解された堆積物に接触させることにより含堆積物組成物を形成して、水から堆積物を除去する、及び／又は水処理システムの構成要素における堆積物の堆積を抑制及び／又は防止する。また、一部の構成において、含堆積物組成物の形成は、実質的に水において溶解されたほとんどの堆積物を除去して、実質的に堆積物減少溶液を形成する。さらに、一部の構成において、含堆積物組成物の形成は、実質的に水処理システム内の構成要素において堆積物形成を抑制及び／又は防止する。好ましくは、堆積物は、オキシアニオン含有物質を含み、及び／又は含堆積物組成物は、希土類及び又は希土類オキシアニオン組成物形態のオキシアニオンを含む。
【０１１６】
一部の実施形態によって、堆積物は、水において懸濁された粒子の形である。粒子は、平均粒子サイズを有する。また、一部の構成において、希土類含有組成物を粒子に接触させて、含堆積物組成物を形成し、堆積物を粒子から除去して粒子を溶解し、粒子から堆積物を除去して粒子の平均粒子サイズを減少させ、及び／又は粒子において含堆積物組成物を形成して、粒子の平均粒子サイズの増加を抑制する。好ましくは、粒子は、オキシアニオン含有物質を含み、及び／又は含堆積物組成物は、希土類及び希土類オキシアニオン組成物形態のオキシアニオンを含む。任意の理論に限定されることは望まないが、含堆積物組成物の形成により、実質的に粒子から粒子を含んだオキシアニオンを除去して、粒子の平均粒子サイズを減少させ、及び／又は粒子を溶解させる。平均粒子サイズ増加の抑制について、粒子において含堆積物組成物層を形成して、粒子における堆積物の堆積を実質的に妨害し、すなわち抑制して粒子の平均粒子サイズを増加させることが分かる。含堆積物組成物層は、連続又は不連続であってよい。含堆積物組成物層は、約１Å未満から約１００Å超過の厚さであってよい。好ましくは、含堆積物組成物及び／又は含堆積物組成物層は、セリウム、ランタン、プラセオジミウム、ネオジミウム、サマリウム、及びこれらの組み合わせのうち少なくとも１つを含む。含堆積物組成物及び／又は含堆積物組成物層を含んだ希土類は、＋３価酸化状態、＋４価酸化状態、又は＋３価及び＋４価酸化状態の混合物のうち１つを有することが好ましい。
【０１１７】
含堆積物組成物は、コロイド及び／又は懸濁液の形であってよい。含堆積物組成物は、水及び／又は水処理システムから任意の固液分離法によって除去することができる。適した固液分離工程の非限定的な例は、分類法（増粘法を含む）、濾過（真空及び／又は加圧濾過）、サイクロン（液体遠心分離機を含む）、浮遊法、沈殿法（重力沈殿法）、凝固法、凝集法、及びこれらの組み合わせである。
【０１１８】
希土類含有層は、連続又は不連続層であってよい。希土類含有層の厚さは、約１Å未満
から約１００Å超過の厚さであってよい。好ましくは、希土類含有層は、セリウム＋３価、ランタン＋３価、プラセオジミウム＋３価、及びこれらの組み合わせのうち少なくとも１つを含む。
【０１１９】
図１は、水及び／又は水処理システムから堆積物を除去する実施形態による方法１００を示す。
ステップ１１０において、希土類及び／又は希土類含有添加物を、堆積物に接触させる。一般的に、堆積物は、水処理システムを含んだ１つ以上の構成要素に付着したスケール、水において懸濁された粒子及び／又は水において溶解された堆積物形態のうち１つ以上である。希土類及び／又は希土類含有添加物は、本開示の１つ以上の実施形態に記載の希土類、希土類含有組成物及び／又は希土類含有添加物のうち１つ以上を含むことができる。
【０１２０】
選択的なステップ１２０において、希土類及び／又は希土類含有添加物を含み、第１酸化状態を有する第１希土類は、酸化剤に接触され、第１希土類を第２酸化状態に酸化させる。第１希土類の第２酸化状態は、第１酸化状態よりも大きいことが分かる。酸化剤は、前記記載の任意の酸化剤を含むことができる。好ましくは、第１希土類はセリウムを含む。より好ましくは、第１希土類の第１酸化状態は、＋３価酸化状態であり、第１希土類の第２酸化は、＋４価酸化状態である。一部の実施形態において、第１酸化状態を有する第１希土類は、水溶性希土類であり、第２酸化状態を有する第１希土類は、水不溶性希土類を含む。好ましくは、第２酸化状態を有する第１希土類は、不溶性希土類組成物を含み、例えば、希土類酸化物、希土類水酸化物、希土類オキシ水酸化物、希土類水和酸化物、希土類水和オキシ水酸化物、又はこれらの混合物を含むが、これらに限定されない。より好ましくは、第２酸化状態を有する第１希土類は、ＣｅＯ２及びＣｅ（ＩＶ）（ＯＨ）ｘ（Ｈ２Ｏ）ｙ・ｚＨ２Ｏを含み、ｘ、ｙは正の実数であり、ｘ、ｙに結合されたヒドロキシル及び水は、Ｃｅ（ＩＶ）に化学的に配位結合された配位結合間の集団個体であり、ｚに結合された水は、Ｃｅ（ＩＶ）と化学的に配位結合されていない外部の水を示し、すなわち、水はＣｅ（ＩＶ）のｓ、ｐ、ｄ、及び／又はｆ軌道の１つ以上に実質的に結合されない。一般的に、ｘは、約０から約８、より一般的に約０から約４であってよい。一般的に、ｙは、約０から約８、より一般的に約２から約４であってよい。一般的にｚは、約０から約１０、より一般的に約０から約６であってよい。
【０１２１】
選択的なステップ１３０において、酸化された希土類は、堆積物に接触される。酸化された希土類は、選択的なステップ１２０で形成された希土類又はステップ１１０で希土類である。任意の例に限定されることは望まないが、ステップ１１０における希土類及び／又は希土類含有添加物は、第１及び第２酸化状態の混合物を有する希土類を含むことができ、第１酸化状態が第２酸化状態よりも低い。
【０１２２】
ステップ１３０において、含堆積物希土類組成物（堆積物−希土類組成物）は、堆積物をステップ１１０及び／又は１３０において希土類及び／又は希土類含有添加物に接触させて形成され得る。
【０１２３】
ステップ１５０において、堆積物は、堆積物をステップ１１０及び／又は１３０において希土類及び／又は希土類含有添加物に接触させて、水及び／又は水処理システムにおける堆積物が除去及び／又は抑制される。
【０１２４】
ステップ１３０及び１５０は、実質的に同時又は任意の手順で連続して実施できる。例えば、含堆積物物質の形成により、水及び／又は水処理システムにおける堆積物の形成を除去及び／又は実質的に抑制することができる。
【０１２５】
選択的ステップ１６０において、含堆積物物質は、水及び／又は水処理システムから、任意の固液分離工程により除去することができる。液体分離工程は、分類法（増粘法を含む）、濾過（真空及び／又は加圧濾過）、サイクロン（液体遠心分離機を含む）、浮遊法、沈殿法（重力沈殿法）、凝固法、凝集法、及びこれらの組み合わせのうち１つであってよい。
【０１２６】
［実施例］
［実施例Ａ］
ＮＨ４ＭｇＰＯ４・６Ｈ２Ｏを含んだストラバイト粒子を、ＮＨ４ＭｇＰＯ４・６Ｈ２Ｏに対して０．８、１．０、１．２及び１．５ＣｅＣｌ３の、様々なモル比を有するＣｅＣｌ３溶液において混合した。それぞれストラバイトの質量は約０．２ｇであり、ＣｅＣｌ３の濃度は約０．５モル／Ｌであった。また、約０．１Ｌの脱イオン水で約０．２ｇのストラバイトの対照群を製造した。各溶液のｐＨ値を４．３±０．２に調整した。磁気攪拌子を用いて各試料溶液を攪拌した。少なくとも約１６時間の攪拌後に、溶液から固体を濾過した。濾過された固体をＸ線回折法によって分析し、溶液はＩＣＰ−ＭＳで分析した。最終溶液のｐＨ値は、約ｐＨ４．６ないし約ｐＨ８．０であった。この結果をテーブル１に示す。
【０１２７】
【表１】
2013540049.tif 000004
【０１２８】
［実施例Ｂ］
ストラバイト、ＮＨ４ＭｇＰＯ４・６Ｈ２Ｏ粒子を様々な希土類塩化物を含んだ約０．１Ｌ溶液において混合した。希土類塩化物溶液は、ＬａＣｌ３、ＣｅＣｌ３、ＰｒＣｌ３及びＮｄＣｌ３の約０．１５ｍｏｌ／Ｌ溶液であった。それぞれの希土類塩化物溶液に添加されたストラバイトの質量は、約０．２ｇであり、希土類塩化物のストラバイトに対するモル比は、約１．０であった。希土類塩化物溶液のｐＨ値は、約ｐＨ４．３±０．２に調整した。磁気攪拌子を用いて各試料溶液を攪拌した。少なくとも約１６時間攪拌した後、溶液から固体を濾過した。濾過された固体をＸ線回折法によって分析し、溶液はＩＣＰ−ＭＳで分析した。最終溶液のｐＨ値は、約ｐＨ４．６から約ｐＨ８．０であった。この結果をテーブル２に示す。
【０１２９】
【表２】
2013540049.tif 000005
【０１３０】
［実施例Ｃ］
実施例Ｃは、０．１５ｍｏｌ／Ｌ酸性塩化第二鉄、ＦｅＣｌ３溶液の約０．１ＬにおいてストラバイトＮＨ４ＭｇＰＯ４・６Ｈ２Ｏ粒子約０．２ｇを混合した対照群である。塩化第二鉄のストラバイトに対するモル比は、約１．０であり、溶液の最初ｐＨは約ｐＨ２．５であった。対照溶液の最初ｐＨは、塩化第二鉄を含まないストラバイトを溶解するのに十分な低さであった。磁気攪拌子を用いて対照溶液を攪拌した。少なくとも約１６時間攪拌した後、対照溶液から固体を濾過した。濾過された固体をＸ線回折法によって分析し、対照溶液はＩＣＰ−ＭＳで分析した。最終溶液のｐＨ値は、約ｐＨ２．３であった。この結果をテーブル３に示す。
【０１３１】
【表３】
2013540049.tif 000006
【０１３２】
実施例Ａ−Ｃは、ストラバイトが塩化第二鉄などのその他の除去物質よりも希土類含有組成物によってさらに効果的に除去できることを示す。
［実施例Ｄ］
一部の実施形態によって、有機化合物及び／又は金属、メタロイド及び非金属形態のオキシアニオンは、希土類含有組成物により水から除去することができる。実験を行って脱イオン水及びＮＳＦ標準水から有機物及び汚染物を除去した（テーブル４参照）。
【０１３３】
【表４】
2013540049.tif 000007
【０１３４】
［実施例Ｅ］
一連の実験を行い、実験は、Ｃｅ（ＩＩＩ）状態において、溶解性セリウム塩の添加により、ｐＨ２未満の高濃度の廃棄流れからＡｓ（Ｖ）状態のヒ素の析出物を具現した後、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）溶液でｐＨ６〜１０の範囲で滴定した。
【０１３５】
第１試験において、０．０７１２５ｍｏｌ／Ｌ溶液ＮａＨ２ＡｓＯ４の３３．５ｍＬを含んだ溶液４００ｍＬをビーカにて室温で攪拌した。ｐＨを、４．０ｍｏｌ／ＬのＨＮＯ３を添加して、約ｐＨ１．５に調整した後、１．０５ｇのＣｅ（ＮＯ３）３・６Ｈ２Ｏを添加した。セリウム（ＩＩＩ）塩の添加時に任意の析出物又は色の変化は認められなかった。ＮａＯＨ（１．０ｍｏｌ／Ｌ）を攪拌された溶液に滴加して、ｐＨを１０．１とした。ｐＨは、磁気攪拌下で１．５時間、１０．２±０．２に保持した。反応後、溶液を攪拌プレートから取り出して、１２〜１８時間沈降させた。上清液を注ぎ、Ｃｅ及びＡｓのＩＣＰ−ＭＳ分析のために保管した。固体を０．４μｍセルロース膜で濾過して、５００〜８００ｍＬの脱イオン水で十分に洗浄した。固体を風乾し、Ｘ線回折法で分析した。
【０１３６】
第２試験において、シミュレートした廃棄流れ溶液をＡｓ（１，２００ｐｐｍ）、Ｆ（６５０ｐｐｍ）、Ｆｅ（１２０ｐｐｍ）、Ｓ（８０ｐｐｍ）、Ｓｉ（５０ｐｐｍ）、Ｃａ（３５ｐｐｍ）、Ｍｇ（２５ｐｐｍ）、Ｚｎ（１０ｐｐｍ）、及び１０ｐｐｍ未満のＡｌ、Ｋ、及びＣｕを用いて製造した。前記溶液のｐＨは、濃縮されたＨＣｌ（１２．１ｍｏｌ／Ｌ）でｐＨ０．４まで滴定し、前記溶液を７０℃まで加熱した。ＣｅＣｌ３（６．３ｍＬ、１．１９４ｍｏｌ／Ｌ）溶液を熱溶液に添加し、ｐＨを、ＮａＯＨ（２０ｗｔ．％、６．２ｍｏｌ／Ｌ）を滴加することによって、徐々にｐＨ７．５まで増加した。溶液を７０℃で磁気攪拌下にて１．５時間寝かし、ｐＨを７．５±０．２で保持した。加熱器から前記溶液を移し、１２〜１８時間沈殿させた。上清液を注ぎ、Ｃｅ及びＡｓのＩＣＰ−ＭＳ分析のために保管した。析出された固体を遠心分離して、２回洗浄した後、０．４μｍセルロース膜で濾過し、５００〜８００ｍＬの脱イオン水で十分に洗浄した。固体を風乾してＸ線回折法で分析した。
【０１３７】
第３試験において、低ｐＨ浸出試験により安定性に関して新規なＣｅ−Ａｓ化合物の固体粉末を試した。０．５ｇの新規なＣｅ−Ａｓ化合物を１０ｍＬ酢酸塩溶液に添加して、ｐＨをｐＨ２．９又はｐＨ５．０に調整した。容器を封止して、２２±５℃の周囲温度にて１分あたり３０±２回転数で１８±２時間回転した。必要な回転時間の後、前記溶液を、０．２ミクロンフィルタを介して濾過し、固体から浸出されるＣｅ及びＡｓについてＩＣＰ−ＭＳで分析した。１ｐｐｍ未満のＡｓはＩＣＰ−ＭＳで検出した。
【０１３８】
図２は、新規なＣｅ−Ａｓ化合物（三方晶系ＣｅＡｓＯ４・（Ｈ２Ｏ）ｘ（実験及びシ
ミュレーションの両方）及びガスパーライト（実験及びシミュレーションの両方）で示される）に関するＸ線回折法（「ＸＲＤ」）の結果を比較する。図３は、三方晶系ＣｅＡｓＯ４・（Ｈ２Ｏ）ｘ（実験及びシミュレーションの両方）、三方晶系ＢｉＰＯ４・（Ｈ２Ｏ）０．６７（シミュレーション）に関するＸＲＤ結果を比較する。ＸＲＤ結果は、析出された結晶質化合物が単斜晶系空間群においてモナザイト構造に結晶化したガスパーライト（ＣｅＡｓＯ４）とは構造的に異なり、三方晶系ＢｉＰＯ４・（Ｈ２Ｏ）０．６７とは非常に類似することを示す。
【０１３９】
異なる酸化状態を有するＣｅ及びＡｓが実験は、新規なＣｅ−Ａｓ化合物がＣｅ（ＩＩＩ）状態のセリウム及びＡｓ（Ｖ）状態のヒ素を必要とすることを証明する。強塩基、例えば水酸化ナトリウムへのｐＨ滴定が必要であると思われる。炭酸塩ナトリウムへのｐＨ滴定は、ガスパーライトと三方晶系ＣｅＡｓＯ４・（Ｈ２Ｏ）ｘの組み合わせと、ガスパーライト・公知の自然発生化合物とのいずれかを生成する。セリウム塩化物及びセリウム硝酸塩の使用は、新規な化合物の合成に成功したことを証明した。その他の金属種、例えばマグネシウム、アルミニウム、シリコン、カルシウム、鉄、銅、及び亜鉛の存在が新規な化合物の合成を抑制することは示していない。フッ化物の存在は、ヒ素除去と張り合って、不溶性ＣｄＦ３析出物を生成する。ヒ素及びセリウムのみを含んだ溶液は、Ｃｅ：Ａｓ原子比１：１が新規な化合物を形成するのに好ましく、過剰のセリウムを含有した溶液は、新規な化合物以外に酸化セリウム（ＣｅＯ２）析出物を生成した。また、新規な化合物は、ｐＨ２．９及びｐＨ５．０の溶液において、１ｐｐｍ未満のヒ素溶解を必要とする浸出試験を行った場合に非常に安定したことを示すと思われる。
【０１４０】
［実施例Ｆ］
モリコープ社（Ｍｏｌｙｃｏｒｐ，Ｉｎｃ．）製のマウンテン・パス（Ｍｏｕｎｔａｉｎ  Ｐａｓｓ）設備から得られた１５ｍＬＣｅＯ２を７／８”内径カラムに入れた。
【０１４１】
脱塩素化水及び３．５×１０４／ｍｌのＭＳ−２を含有した流入水６００ｍｌを、ＣｅＯ２層を介して６ｍｌ／ｍｉｎ、１０ｍｌ／ｍｉｎ及び２０ｍｌ／ｍｉｎの流速で流した。一連の希釈及び被覆を、大膓菌宿主で寒天重層法を用いて、サンプリングの５分内に行い、３７℃で２４時間培養した。
【０１４２】
これらの試料の結果をテーブル５に示す。
【０１４３】
【表５】
2013540049.tif 000008
【０１４４】
ＭＳ−２含有溶液で処理されたＣｅＯ２層を洗浄した。約６００ｍｌの脱塩素化水及び２．０×１０６／ｍｌのクレブシェラ菌（Ｋｌｅｂｓｉｅｌｌａ  ｔｅｒｒｇｅｎａ）の溶液を製造し、カラムを１０ｍｌ／ｍｉｎ、４０ｍｌ／ｍｉｎ及び８０ｍｌ／ｍｉｎの流速で通過させた。クレブシェラは、Ｉｄｅｘｘ  Ｑｕａｎｔｉｔｒａｙを用いて定量化し、３７℃で２４時間以上培養した。
【０１４５】
これらの試料の結果をテーブル６に示す。
【０１４６】
【表６】
2013540049.tif 000009
【０１４７】
前記ＭＳ−２及びクレブシェラ菌の抗原接種を行ったＣｅＯ２層を増加された流速でＭＳ−２の第２次抗原接種を試した。脱イオン水２．２×１０５／ｍｌのＭＳ−２及び１０００ｍＬの脱塩素化水の溶液を製造して、８０ｍｌ／ｍｉｎ、１２０ｍｌ／ｍｉｎ及び２００ｍｌ／ｍｉｎの流速で前記層を通過させた。一連の希釈及び被覆を、大膓菌宿主で寒天重層法を用いて、サンプリングの５分内に行い、３７℃で２４時間培養した。
【０１４８】
これらの試料の結果をテーブル７に示す。
【０１４９】
【表７】
2013540049.tif 000010
【０１５０】
［実施例Ｇ］
４０．００ｇのセリウムを２．０２ｇのＡｓ（ＩＩＩ）又は１．８９ｇのＡｓ（Ｖ）を含有した溶液１．００Ｌに添加した。懸濁液は、２４時間コース約５回周期で振盪した。懸濁液は濾過し、濾液からヒ素濃度を測定した。Ａｓ（ＩＩＩ）について、ヒ素濃度を１１ｐｐｍまで減少させた。Ａｓ（Ｖ）について、ヒ素濃度は約１ｇ／Ｌであり、ｐＨを濃縮ＨＣｌの３ｍＬを添加して調整した。
【０１５１】
懸濁液は、０．４５ミクロンのトラックエッチングされたポリカーボネート膜を有する真空フィルタを用いて濾過した。溶液のうちヒ素の最終又は残存濃度をＩＣＰ−ＡＥＳで測定した。固体を定量的に保持して、２５０ｍＬのＤＩ水において約１５分間再懸濁した。洗浄懸濁液は、ヒ素分析の前に濾過し、濾過された固体を重量ボートに移して、ベンチトップで４時間放置した。
【０１５２】
濾過された固体の重量を測り、各試料が固体５ｇ及び水分３．５ｇ（及び吸着された塩）を含有するように算出された水分を考慮して８つ部分に分けた。それぞれの含ヒ素固体Ａｓ（ＩＩＩ）又はＡｓ（Ｖ）の１つの試料の重量を測って、２４時間乾燥オーブンに移した後、さらに重量を測って水分含有量を決定した。
【０１５３】
含ヒ素セリア試料の重量を測り、抽出溶液を含有した５０ｍＬの遠心分離チューブに移した（テーブル８）。前記溶液（Ｈ２Ｏ２は除く）は、２０時間の接触時間を有するが、振盪によって間欠的に混合した。過酸化水素は、２時間含ヒ素固体に接触させて、５０℃
までマイクロ波で加熱して反応を促進した。
【０１５４】
８．５ｇの含ヒ素セリア試料を他の抽出試験と同じ期間、蒸留（ＤＩ）水４５ｍＬに添加した対照試料を製造した。
第１抽出試験は、新たに製造された１Ｎ  ＮａＯＨ、４５ｍＬを用いた。ヒ素の放出可能性を上げるために、２０％ＮａＯＨ溶液も分析した。競争反応を調べるために、１０％のシュウ酸、０．２５Ｍのリン酸塩、及び１ｇ／Ｌの炭酸塩を抽出溶液として用いた。還元経路を試すために、５ｇの含ヒ素セリアを０．１Ｍのアスコルビン酸４５ｍＬに添加した。また、酸化経路には３０ｍＬのＤＩ水を添加した２ｍＬの３０％Ｈ２Ｏ２を用いるものとしてみなされた。
【０１５５】
選ばれた脱離反応が発生するのに十分な経過時間後に、試料をそれぞれ遠心分離して、上清液を除去し、０．４５ミクロンのシリンジフィルタを用いて濾過した。濾液からヒ素含有量を分析した。リトマス紙を用いて濾過された溶液の概略的なｐＨを得た。
【０１５６】
酸化還元変化に基づく反応から多くのヒ素放出が認められないため、放置した含ヒ素固体を１５ｍＬの１Ｎ  ＮａＯＨ及び１０ｍＬのＤＩ水で１時間洗浄した後、さらに遠心分離して、濾過した後に分析した。
【０１５７】
このような脱離実験の結果をテーブル１６に示す。つまり、Ａｓ（ＩＩＩ）の脱離が小さな程度に生じたことが分かる。一方、Ａｓ（Ｖ）吸着は、ｐＨに非常に敏感であり、ｐＨが１１又は１２を超えて上昇すると、Ａｓ（Ｖ）を脱離させることができる。Ａｓ（Ｖ）吸着は、増加された濃度で存在した、その他の蜜に吸着したアニオンとの表面部位における競争にも敏感である。
【０１５８】
Ａｓ（ＩＩＩ）をＡｓ（Ｖ）に変質させるために、過酸化水素又は他の酸化剤を用いることは比較的に成功であり、Ｈ２Ｏ２で処理した後にｐＨをＮａＯＨで増加させた場合に、多量のヒ素を回収した。しかし、ＮａＯＨを添加するまではヒ素がほとんど脱離しなかった。これは、塩基性ｐＨ水準又は塩基化がセリアによるＡｓ（Ｖ）除去に対して干渉として作用することができることを示している。
【０１５９】
アスコルビン酸塩は、ロードされた媒体において著しい色変化を起こすため、セリア表面からＡｓ（ＩＩＩ）又はＡｓ（Ｖ）の除去に成功しなかった。これに対し、シュウ酸塩は、検出可能な量の吸着されたＡｓ（ＩＩＩ）及びかなり多量のＡｓ（Ｖ）を放出した。
【０１６０】
［ヒ素］
テーブル８−９は、試験変数及び結果を示す。
テーブル８：ヒ素脱離法の証明のために、酸化セリウム表面にヒ酸塩及び亜ヒ酸塩をロードしたもの。
【０１６１】
【表８】
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【０１６２】
テーブル９：ヒ素脱離法の証明のために、酸化セリウム表面にヒ酸塩及び亜ヒ酸塩をロードしたもの。
【０１６３】
【表９】
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【０１６４】
［実施例Ｈ］
実施例Ｈは、水溶性セリウム（ＩＩＩ）を酸化剤に接触させて、不溶性セリウム（ＩＶ）を形成したものである。酸化剤は、塩素を含有した水溶液である。塩化セリウム（ＩＩＩ）から２つのセリウム（ＩＩＩ）の水溶液を製造した。１つの溶液は、約１×１０−３Ｍのセリウム（ＩＩＩ）であり、他の１つの水溶液は、約１×１０−４Ｍのセリウム（ＩＩＩ）であった。約１×１０−３Ｍのセリウム（ＩＩＩ）溶液を、１００ｐｐｍ塩素を含有した水溶液に接触させて、約１×１０−４Ｍのセリウム（ＩＩＩ）溶液を、１０ｐｐｍ塩素を含有した水溶液に接触させた。それぞれのセリウム（ＩＩＩ）溶液をそれぞれの塩素溶液に後、濾過して濾液にＸ線回折法を行った。図４（ａ）−（ｃ）は、セリウム（ＩＩＩ）含有溶液を塩素含有水溶液に接触した前後のＸ線回折パターンを示す。図４（ｂ）は、酸化セリウム（ＩＶ）、ＣｅＯ２を示すＸ線回折パターンである。すなわち、Ｘ線回折パターンは、約２８、３２．５、４７及び５６Ｃｕ−２シータでピークを含んでいた。すなわち、１００ｐｐｍの塩素溶液は、実質的に１×１０−３Ｍセリウム（ＩＩＩ）溶液に含有されたセリウム（ＩＩＩ）を実質的に酸化して、実質的に十分なセリウム（ＩＶ）を生成し、形成されたセリウム（ＩＶ）のＸ線回折、すなわちＣｅＯ２を示すＸ線回折パターンを得た。同様に、塩素溶液に接触する前に１×１０−３Ｍ及び１×１０−４Ｍセリウム（ＩＩＩ）を濾過して、得られた濾液をＸ線回折法によって分析した（図４（ａ）及び（ｄ）参照）が、どちらのセリウム（ＩＩＩ）溶液は、検出可能な量のセリウム（ＩＶ）を含んでいない。図４（ｄ）は、１０ｐｐｍ塩素溶液に接触した後に１×１０−４Ｍセリウム（ＩＩＩ）溶液から得られた濾液のＸ線回折パターンを示す。このＸ線回折パターンでは、約２８、３２．５、４７及び５６Ｃｕ−２シータでピークが存在しない。すなわち、酸化セリウム（ＩＶ）が形成されなかったか又は形成された酸化セリウム（ＩＶ）の量は、Ｘ線回折分析において微量水準以下である。すなわち、形成されたセリウム（ＩＶ）の量は、Ｘ線分析法順序の検出限度未満である。同様に、１×１０−３Ｍ及び１×１０
−４Ｍセリウム（ＩＩＩ）溶液の通気（すなわち、溶液を介して空気注入）は、検出可能な量の酸化セリウム（ＩＶ）を生成しなかった。
【０１６５】
本開示の多くの変形及び改質を用いることができる。本開示の１つ以上の実施形態は、別に又は組み合わせて用いることができる。すなわち、任意の実施形態は、単独で、又は全ての組み合わせ及び順列を用いることができる。本開示の特徴の一部を提供し、その他の特徴は提供しない。
【０１６６】
多様な実施形態、構造又は様相における本開示は、多様な実施形態、構造、様相、下部組み合わせ及び部分を含む、実質的に本願において説明し、開示したような、構成成分、方法、工程、システム及び／又は装置を含む。当業者は、本開示を理解した後に多様な実施形態、構造又は様相を作って用いる方法を理解するだろう。多様な実施形態、構造、及び様相において、本開示は、既存の装置又は方法で用いられたアイテムなしに、例えば性能改善、容易に達成及び／又は操作費用減少を含んだ、本願に記載及び／又は説明していないアイテムを含まず、多様な実施形態、構造又は様相の装置及び方法を提供する。
【０１６７】
前記考察は、説明するために提示したものである。本開示は本願に開示された形態に限定しない。前記発明を実施するための形態において、例えば、本開示を簡略化するために、１つ以上の実施形態、構造又は様相において本開示の多様な特徴が集められている。本開示の実施形態、構造又は様相の特徴は、前記以外に他の実施形態、構造又は様相と結合できる。本開示の方法は、任意の請求項及び／又は請求範囲の組み合わせがそれぞれの請求項において引用されたよりも多くの特徴を必要とする意図を反映したものとしては解釈されない。むしろ、次の請求範囲が反映するとき、発明の様相は、前記１つの実施形態、構造又は様相の全ての特徴よりも少なく存在する。このように、次の請求範囲は、それぞれ別の好ましい実施形態として記載した詳細な説明に含む。
【０１６８】
また、１つ以上の実施形態、構造、又は様相の説明及び特定の変形及び改質、その他の変形、組み合わせ及び改質が本開示の範囲内にあっても、例えば、本開示を理解した後に公知技術内にあり得る。代替的、相互交換可能な及び／又は同等な構造、機能、範囲又はステップが本願に開示されており、任意の特許性に公開的に従属しない、このように主張された代替的、相互交換可能な及び／又は装置構造、機能、範囲又はステップを含む許可された程度でまた他の実施形態、構造又は様相を含んだ権利を得るものとして意図される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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