本發(fā)明專利技術(shù)的目的是提供一種將溶解于排水中的金屬高效除去的裝置。在溶解有金屬鹽（１）的排水中添加具有羧基的水溶性高分子（２）。由此生成由具有金屬離子酸性基團(tuán)的水溶性高分子構(gòu)成的離子鍵（３）。接著，添加具有氨基的水溶性高分子（４）的溶液。通過添加具有氨基的水溶性高分子，形成由具有酸性基團(tuán)的水溶性高分子的酸性基團(tuán)和具有氨基的水溶性高分子的氨基構(gòu)成的離子鍵（５）。通過形成該離子鍵，具有氨基的水溶性高分子和具有酸性基團(tuán)的水溶性高分子交聯(lián)。該交聯(lián)物不能溶于水，作為捕集有金屬離子的凝集物（６）而析出。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】
本專利技術(shù)涉及排水凈化用凝集劑以及使用該凝集劑的排水凈化方法和排水凈化裝置。
技術(shù)介紹
在以工業(yè)用水為代表的含金屬的排水含有鎘或銅等毒性高的成分的情況下，用各種方法使?jié)舛认陆档脚欧艠?biāo)準(zhǔn)，排放到川河、海洋。另外，即使是應(yīng)對飲料水的凈水器，也提出了在內(nèi)部填充離子交換樹脂，捕集金屬的方案。通常，溶解于水的金屬在水中以離子形式存在。因此，提出了上述的用離子交換樹脂進(jìn)行捕集的方法(專利文獻(xiàn)1)及用反滲透膜進(jìn)行過濾的方法。此外，也提出了添加含有氫氧化鐵的凝集劑(專利文獻(xiàn)幻或螯合劑，形成不溶于水的凝集物后，再進(jìn)行過濾的方法。 下述專利文獻(xiàn)3提出了如下主旨的方法在含油分的排水中添加具有特定銨鹽結(jié)構(gòu)的水溶性高分子和陰離子性水溶性高分子，使油分成為凝集物，從而去除油分。現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1 日本特開2001-232361號公報(bào)專利文獻(xiàn)2 日本特開2006-218359號公報(bào)專利文獻(xiàn)3 日本特開2004-255349號公報(bào)
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
專利技術(shù)要解決的課題其中，使用離子交換樹脂或反滲透膜的方法，在排水中的金屬濃度高的情況及要處理的排水量大的情況下，短時(shí)間內(nèi)就會導(dǎo)致金屬捕集功能降低。因此，不面向工業(yè)用水等，而是在飲用水用等金屬濃度低且處理量小的用途中使用。在采用氫氧化鐵的情況下，凝集物的尺寸小，因此需要采用使其尺寸大型化的凝集劑。另外，由于凝集反應(yīng)緩慢，因此存在處理時(shí)間長等問題。螯合劑具有與其它方法的材料相比成本高及如果不適當(dāng)控制添加量就會殘留在排水中的問題。這樣，采用現(xiàn)有技術(shù)難以高速地從大量的排水中除去金屬。而本專利技術(shù)的目的在于， 高速地從大量排水中除去金屬。解決課題的手段用于解決上述課題的本專利技術(shù)的特征為凝集劑，所述凝集劑通過離子鍵使金屬成為凝集物，包括具有氨基的水溶性高分子和具有酸性基團(tuán)的水溶性高分子。作為本專利技術(shù)的另一特征，提供通過離子鍵使金屬成為凝集物的排水凈化方法，所述排水凈化方法，在排水中添加具有酸性基團(tuán)的水溶性高分子后，再添加具有氨基的水溶性高分子。作為本專利技術(shù)的又一特征，提供通過離子鍵將排水中所含的金屬變成凝集物的金屬回收方法，所述金屬回收方法，在對排水添加具有酸性基團(tuán)的水溶性高分子后，再添加具有氨基的水溶性高分子，由此回收凝集物，然后添加強(qiáng)酸或強(qiáng)堿使凝集物溶解。作為本專利技術(shù)的還一特征，提供通過離子鍵將排水中的金屬變成凝集物的排水凈化裝置，所述排水凈化裝置具有將金屬和具有酸性基團(tuán)的水溶性高分子的水溶液混合的第一混合槽、將第一混合槽中的液體和具有氨基的水溶性高分子的水溶液混合的第二混合槽、用于使金屬移動(dòng)到所述第一混合槽中的第一配管、用于使第一混合槽中的液體移動(dòng)到第二混合槽中的第二配管、和將所述凝集物過濾的過濾部。作為本專利技術(shù)的再一特征，提供通過離子鍵將排水中的金屬變成凝集物的金屬回收裝置，所述金屬回收裝置具有將金屬和具有酸性基團(tuán)的水溶性高分子的水溶液混合的第一混合槽、將第一混合槽中的液體和具有氨基的水溶性高分子的水溶液混合的第二混合槽、將凝集物及酸或堿的水溶液混合的第三混合槽、用于使金屬移動(dòng)到所述第一混合槽中的第一配管、和用于使第一混合槽中的液體移動(dòng)到第二混合槽中的第二配管。專利技術(shù)效果根據(jù)本專利技術(shù)，可高速且大量地除去排水中的金屬。附圖說明圖1是本專利技術(shù)的絮凝物(凝集物)形成的流程圖。圖2是本專利技術(shù)的金屬回收的流程圖。圖3是本專利技術(shù)的金屬回收的流程圖。圖4是本專利技術(shù)的排水凈化裝置的示意圖。圖5是本專利技術(shù)的排水凈化裝置的示意圖。圖6是本專利技術(shù)的排水凈化裝置的示意圖。圖7是本專利技術(shù)的排水凈化裝置的示意圖。圖8是本專利技術(shù)的排水凈化裝置的示意圖。圖9是本專利技術(shù)的排水凈化裝置的示意圖。圖10是本專利技術(shù)的排水凈化裝置的示意圖。圖11是本專利技術(shù)的金屬回收裝置的示意圖。圖12是本專利技術(shù)的金屬回收裝置的示意圖。具體實(shí)施例方式下面，使用附圖等對本專利技術(shù)的實(shí)施方式進(jìn)行說明。使用圖1對本專利技術(shù)的從排水中除去金屬的原理進(jìn)行說明。首先，在溶解有金屬鹽1的排水中添加具有羧基的水溶性高分子2。在此，作為酸性基團(tuán)，對具有羧基的情況進(jìn)行了圖示，但磺酸基的情況也是相同的。另外，圖示了一價(jià)金屬的情況，對于一價(jià)以外的金屬O價(jià)、3價(jià)、4價(jià)等的金屬)的情況，最大價(jià)數(shù)的酸性基團(tuán)與 1個(gè)金屬離子以離子鍵結(jié)合。由此生成由金屬離子和具有羧基的水溶性高分子構(gòu)成的離子鍵3。這樣，排水中的金屬離子被具有羧基的水溶性高分子2捕集。在此，當(dāng)凝集劑的可進(jìn)行離子鍵合的取代基的數(shù)量不大于排水中的金屬離子的數(shù)量與價(jià)數(shù)的乘積時(shí)，排水中就產(chǎn)生了不能進(jìn)行離子健合的金屬離子，導(dǎo)致金屬去除效率不會提高。因此，具有羧基的水溶性高分子2的羧基優(yōu)選添加得比排水中的金屬離子的數(shù)量與價(jià)數(shù)的乘積多。接著，添加具有氨基的水溶性高分子4的溶液。通過添加具有氨基的水溶性高分子4，形成由具有羧基的水溶性高分子2的羧基和具有氨基的水溶性高分子4的氨基構(gòu)成的離子鍵5。通過形成該離子鍵5，具有氨基的水溶性高分子4與具有羧基的水溶性高分子2 交聯(lián)。于是，該交聯(lián)物不能溶于水，從而作為捕集有金屬離子的凝集物6析出。該凝集物可通過穿過過濾槽而分離，結(jié)果，可除去金屬。對于本專利技術(shù)中形成的凝集物6，當(dāng)添加具有氨基的水溶性高分子4時(shí)，就會瞬時(shí)形成。因此，可高速地進(jìn)行排水處理。另外，對于具有氨基的水溶性高分子4的添加量，由于與具有羧基的水溶性高分子2相比即使添加一點(diǎn)點(diǎn)也會凝集，因此排水中這類高分子的殘留比例極小。這是因?yàn)椋?dāng)高分子之間即使只有一點(diǎn)點(diǎn)也會發(fā)生交聯(lián)而不溶于水。因此，由凝集劑造成的排水污染極小而可以忽略不計(jì)。接著，用圖2及圖3對本專利技術(shù)的金屬回收的原理進(jìn)行說明。首先，對添加酸的方法進(jìn)行說明。將用上述方法形成的凝集物6轉(zhuǎn)移至容器中，然后添加酸(Η+Γ)7。于是，凝集物溶解，金屬離子與所添加的酸的陰離子之間形成離子鍵的形式(Μ+Γ)。另外，具有羧基的水溶性高分子在形成凝集物時(shí)，羧基變成陰離子結(jié)構(gòu)(CO2-)， 形成離子鍵。但是，通過添加酸，變成羧基(CO2H),捕集到的金屬離子以及與具有氨基的水溶性高分子之間形成的離子鍵消失。由于高分子之間形成的離子鍵消失，因此凝集物變成水溶性而溶解。另外，具有氨基的水溶性高分子與添加氨基的酸的陰離子之間變成銨鹽結(jié)構(gòu)的高分子8。在此，酸7與陽離子、陰離子均顯示一價(jià)結(jié)構(gòu)，但即使是二價(jià)、三價(jià)也能使用，不受價(jià)數(shù)的特別限制。凝集物溶解后的溶液通過透析膜等將高分子量的具有氨基的水溶性高分子以及具有羧基的水溶性高分子和金屬鹽分離，由此可作為金屬鹽而回收。接下來，對添加堿的方法進(jìn)行說明。將由上述方法形成的凝集物6轉(zhuǎn)移至容器中， 然后添加堿(N+OHOg的水溶液。于是，凝集物溶解，金屬離子與所添加的堿的陰離子之間形成離子鍵的形式(Μ+0Η-)。另外，具有氨基的水溶性高分子在形成凝集物時(shí)，氨基變成陽離子結(jié)構(gòu)(NH3+)，形成了離子鍵。但是，通過添加堿的水溶液，變成氨基(NH2),與具有羧基的水溶性高分子之間形成的離子鍵消失。由于高分子之間的離子鍵消失，因此凝集物變成水溶性而溶解。另外，具有羧基的水溶性高分子與添加羧基的堿的陽離子之間形成羧酸鹽結(jié)構(gòu)的高分子10。在此，堿9與陽離子、陰離子均顯示一價(jià)結(jié)構(gòu)，但即使是二價(jià)、三價(jià)也能使用，不受價(jià)數(shù)的特別限制。凝集物溶解后的溶液通過透析膜等將高分子量的具有氨基的水溶性高分子以及具有羧基的水溶性高分子和金屬本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
１．凝集劑，其通過離子鍵使金屬成為凝集物，包括：具有氨基的水溶性高分子、和具有酸性基團(tuán)的水溶性高分子。
【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：佐佐木洋，
申請(專利權(quán))人：株式會社日立制作所，
類型：發(fā)明
國別省市：JP
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