水处理用分散剂以及水处理方法技术

本发明专利技术提供一种水处理用分散剂，对包含具有酚性羟基的有机化合物的被处理水进行膜分离处理时，所述水处理用分散剂难以引起因该有机化合物附着于分离膜表面而导致的透过水量的下降。本发明专利技术提供一种水处理用分散剂，其用于包含具有酚性羟基的有机化合物的被处理水中，所述水处理用分散剂包含高分子化合物，该高分子化合物具有羧基，并具有羧基碳和氮原子结合的结构。另外，本发明专利技术还提供一种水处理方法，在包含具有酚性羟基的有机化合物的被处理水中添加所述水处理用分散剂。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及水处理用分散剂以及水处理方法。
技术介绍
多酚作为土壤中所含的腐殖质存在，另外，在食品和饮料制造工厂等中，也作为食品、饮料的原料被加以使用。因此，在含有腐殖质的地表水、地下水以及来自于原料的食品、饮料制造工厂的排水等中，有时会含有多酚等具有酚性羟基的有机化合物。另外，在专利文献1中提出了一种在进行膜分离处理工序的前级的凝集处理工序中进行凝集处理工序的水处理方法，在被处理水中添加由熔点为130～220℃的酚醛树脂的碱溶液构成的凝集剂，而且，在残留有这种凝集剂的经凝集处理的水中也包含具有酚性羟基的有机化合物。另一方面，作为含有来自于食品、饮料原料的多酚的饮料的过滤处理，例如，在专利文献2中公开了与高分子多孔质中空纤维膜有关的技术，该多孔质中空纤维膜含有聚砜系高分子和聚乙烯基吡咯烷酮，并且对多酚具备特定的吸附能力。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2011-56496号公报；专利文献2：日本特开2008-284471号公报。
技术实现思路
本专利技术提供一种水处理用分散剂，其用于包含具有酚性羟基的有机化合物的被处理水中，所述水处理用分散剂包含高分子化合物，该高分子化合物具有羧基，并且具有羧基碳和氮原子结合的结构。另外，本专利技术提供一种水处理方法，在包含具有酚性羟基的有机化合物的被处理水中添加本专利技术的水处理用分散剂。附图说明图1A是表示PVP的极化的示意图。图1B是表示PVP与多酚形成氢键时的相互作用的示意图。图2A是用于说明具有酚性羟基的有机化合物单独溶解或分散在被处理水中时的水处理用分散剂的作用机理的示意图。图2B是用于说明具有酚性羟基的有机化合物以与被处理水中所含的其他有机物或金属结合而成的凝集物的状态在被处理水中分散时的水处理用分散剂的作用机理的示意图。图2C是用于说明水处理用分散剂与具有酚性羟基的有机化合物结合时的作用机理的示意图。图3是在反浸透膜装置的前级中添加水处理用分散剂时的流程图。图4是在实验例1中用于确认水处理用分散剂对酚醛清漆型酚醛树脂凝集剂的效果的附图代用照片。图5是在实验例2中用于确认水处理用分散剂对腐殖酸的效果的附图代用照片。图6是在实验例3中假设的具备凝集、固液分离装置、精密滤膜装置、反浸透膜装置的水处理系统的流程图。图7是表示由实验例3得到的PVP添加量与过滤时间的关系的图。图8是表示由实验例3得到的PVP添加量与吸光度的关系的图。图9是表示在实验例4中使用的平膜试验装置的构成的示意图。图10是表示在实验例4中测定的通量比与通水时间的关系的图。具体实施方式对于本专利技术的实施方式中的水处理用分散剂而言，作为所述高分子化合物，可以含有由下述通式(1)～(3)中任一个通式表示的高分子化合物中的至少一种。化学式1(在上述通式(1)～(3)中，X1和X2表示单键或者可具有取代基的碳数1～2的烷基。R1～R5表示氢原子或者可具有取代基的碳数1～3的烷基，R1和R2、R3和R4相同或不同，R1和R2、R3和R4可以相互结合而形成5～7元环的环状酰胺结构)另外，作为所述高分子化合物，可以含有聚乙烯基吡咯烷酮和/或聚丙烯酰胺。作为所述高分子化合物，可以使用质均分子量为7000～2000000的高分子化合物。水处理用分散剂可以进一步含有阻垢剂。本专利技术的实施方式中的水处理用分散剂能够用于膜分离处理。另外，本专利技术的实施方式中的水处理方法可以应用于作为所述被处理水的膜分离处理的供给水中。但是，现有技术中存在下述问题。(1)土壤中所含的腐殖质是具有羧基的多酚，通过精密滤膜等分离膜对包含该多酚等具有酚性羟基的有机化合物的被处理水进行处理时，有可能引起膜污染。(2)另外，通过精密滤膜等分离膜对含有来自于食品、饮料原料的多酚的被处理水进行处理时，例如，由于葡萄酒等发酵液中所含的多酚与多糖的相互作用，有可能引起分离膜的污染。此外，在上述专利文献2公开的技术中，以饮料的制造用途为主，被处理水中所含的多酚中的一部分通过滤膜，而且，将多酚吸附于滤膜，因此，很难抑制因多酚附着于滤膜而导致的透过水量的下降。鉴于此，本专利技术的目的在于，为解决这样的问题，提供一种水处理用分散剂，对包含具有酚性羟基的有机化合物的被处理水进行膜分离处理时，所述水处理用分散剂难以引起因该有机化合物附着于分离膜表面而导致的透过水量的下降。根据本专利技术的实施方式，能够提供一种水处理用分散剂，对包含具有酚性羟基的有机化合物的被处理水进行膜分离处理时，所述水处理用分散剂难以引起因该有机化合物附着于分离膜表面而导致的透过水量的下降。下面，对本专利技术的实施方式进行说明。此外，以下说明的实施方式是本专利技术的代表性的实施方式的示例，而本专利技术的范围并不会狭窄地受此示例的限定。＜水处理用分散剂＞本专利技术的实施方式中的水处理用分散剂(下面，有时也简称为“分散剂”)是包含有高分子化合物的分散剂，所述高分子化合物具有羧基，并具有羧基碳与氮原子结合的结构。所述分散剂被用于包含具有酚性羟基的有机化合物的被处理水中。具有酚性羟基的有机化合物的具体示例在后面进行说明，但是，作为代表性的示例，可举出多酚。土壤中所含的腐殖质是具有羧基的多酚，认为其会对精密滤膜(MF膜)、超滤膜(UF膜)、纳米滤膜(NF膜)以及反浸透膜(RO膜)等分离膜造成污染。污染是指存在于原水等膜供给水中的分离对象物质等在膜表面、细孔内附着、堆积的现象。所述污染包括：悬浮粒子在膜表面的堆积、因吸附于膜上而形成层、溶解性高分子物质在膜表面的凝胶化、因膜细孔内部的吸附、沉淀、阻塞以及气泡而导致的细孔的堵塞(blocking)以及组件内的流路阻塞等。可以认为通过在膜分离处理的前阶段进行凝集、吸附处理，能够除去腐殖质。然而，在凝集处理中，黄腐酸等较低分子量的具有酚性羟基的有机化合物的除去效果很低，而且，在吸附处理中也需要定期地更换吸附剂。另一方面，作为对含有来自于食品、饮料原料的多酚的饮料进行的处理，提出了一种通过将聚乙烯基吡咯烷酮添加于精密过滤中空纤维膜而对滤膜对多酚的吸附量进行最优化、从而对含有多酚的饮料水进行过滤、调节饮料的风味的方法(参见上述专利文献2)。另外，还提出了一种将使聚乙烯基吡咯烷酮交联而成的聚乙烯聚吡咯烷酮装入精密滤膜/超滤膜中的基体中、从啤酒、葡萄酒等液体中对引起污浊的多酚进行除去的方法(参见日本特开平7-171359号公报)。此外，也有因葡萄酒等发酵液中所含的多酚与多糖的相互作用而引起精密滤膜污染的报告。在上述专利文献2及日本特开平7-171359号公报中提出的各方法使滤膜具备多酚吸附性能，从而进行多酚的吸附去除。然而，其是将用于饮料的制造生产中作为目的，被处理水中所含的多酚中的一部分通过。另外，由于使多酚吸附于滤膜，因此，不能防止因多酚附着于所述滤膜而引起的透过水量的下降。此外，在这些专利文献中，没有公开将聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)和作为PVP的交联颗粒的聚乙烯聚吡咯烷酮用作用于防止多酚附着于膜的分散剂。对包含来自于上述腐殖质以及食品、饮料原料的多酚的被处理水进行膜分离处理时，多酚附着于分离膜表面，很有可能会引起透过水量的下降。另外，如在上述专利文献1中所提案的那样，出于对生物处理水中、海水中的来自于生物代谢物的高分子有机物进行凝集、固液分离处理的目的而将酚醛清漆型酚醛树脂用作凝集剂本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水处理用分散剂，其用于包含具有酚性羟基的有机化合物的被处理水中，其中，含有高分子化合物，该高分子化合物具有羧基，具有羧基碳与氮原子结合的结构。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.03.18 JP 2014-0552531.一种水处理用分散剂，其用于包含具有酚性羟基的有机化合物的被处理水中，其中，含有高分子化合物，该高分子化合物具有羧基，具有羧基碳与氮原子结合的结构。2.如权利要求1所述的水处理用分散剂，其中，含有由下述通式(1)～(3)中的任一个通式表示的高分子化合物中的至少一种作为所述高分子化合物，上述通式(1)～(3)中，X1和X2表示单键或者可具有取代基的碳数1～2的烷基，R1～R5表示氢原子或者可具有取代基的碳数1～3的烷基，R1和R2、R3和R4相同或者不同，R1和R2、R3和R4可以相互...

【专利技术属性】
技术研发人员：藤井昭宏，川胜孝博，
申请(专利权)人：栗田工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP