用于使水可飲用化的工藝的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明設及一種用于使水可飲用化的工藝，特別是一種包括凝聚-絮凝步驟的工 藝，其中組合使用一種金屬鹽、一種特別溶解的陽離子淀粉的液體組合物。 技術背景
[0002] 在水務部口中，處理工藝非常多樣化；例如，廢水或來自工業(yè)流程的城市污水或水 在其被排入環(huán)境之前進行不同的處理。
[0003] 例如，關于飲用水，在該工藝之后，必須獲得高純度的水。由于其分配是人群主要 關注的話題，已經強加嚴厲監(jiān)管多年。該種水的高純度是通過使用非常特殊的工藝來實現(xiàn) 的，該些工藝與其他的其中所獲得的水的純度可能是次劣的水處理工藝相當不同。
[0004] 為了獲得飲用水，可能的是累送待處理的地下水或地表水的水性溶液，例如湖泊 水或水道水。該種水性溶液通常包括必須去除的或多或少地大量的懸浮顆粒。
[0005] 例如，對于通常大于1mm的粗顆粒，可W在初步階段通過將水性溶液通過格柵而 除去。該個步驟也被稱為"篩選步驟"。
[0006] 還可W通過將較細的懸浮顆粒從待處理的水性溶液中分離出來，例如通過傾析或 浮選，來除去較細的懸浮顆粒。
[0007] 傾析在于將該溶液在一個傾析池（也稱作"傾析器"）中靜置，該樣使得懸浮顆粒 沉淀到該個池底上。該樣可通過溢出來回收凈化水。
[0008] 對于浮選，該個技術的原理是將水性溶液與空氣在浮選器中進行混合，W便回收 表面上的顆粒。在該浮選器的底部將該樣處理的水進行回收。
[0009] 然而，該水性溶液通常包括細顆粒，該些細顆粒非常難W分離，尤其是非常小的膠 體微粒，通常在Inm至1ym的范圍內。
[0010] 為了更容易和更快分離出該些細顆粒，首先進行凝聚-絮凝步驟。該個步驟在于 團聚懸浮顆粒：隨后可通過前述分離處理將該些較粗的團聚的顆粒更容易地和更快地進行 分離。
[0011] 為了進行凝聚-絮凝，單獨使用或作為混合物使用凝聚劑和絮凝劑。該些試劑可W選自鐵或侶鹽、陰離子或陽離子聚丙締酷胺W及非離子、陰離子或陽離子淀粉。
[0012] 通常，將凝聚劑和絮凝劑與待在池中處理的水性溶液在兩個分開的步驟中進行混 合，該池在本申請中稱為凝聚-絮凝池。該個池通常由一個第一盆（稱為"凝聚盆"）W及 一個第二盆（稱為"絮凝盆"）組成，在該兩個盆中分別引入凝聚劑和絮凝劑。該些凝聚現(xiàn) 象通?？捎深w粒（尤其是膠質）的不穩(wěn)定來解釋，而該些顆粒的團聚造成的絮凝由此是不 穩(wěn)定的。接下來，使包括顆?；蚰z質的團聚體的水性溶液（稱為絮體）經受一個分離步驟： 由此回收由團聚的絮體和凈化水組成的污泥。
[0013] 為了測量該個凝聚-絮凝步驟的有效性，可測量凈化水的化學需氧量（COD)，該是 對溶解或懸浮在該種水中的有機或無機物質的濃度的一種間接測量；測量化學氧化該種物 質所需要的總氧量。還可對溶解在被處理的水中的有機碳的量進行測量。
[0014] 可替代地，還可在該凝聚-絮凝步驟之前W及之后對水性溶液的混濁水平（還稱 為濁度）進行測量。
[0015] 用比濁計（也稱作濁度計）對該種濁度進行測量，并且W比濁法濁度單位（NTU) 進行測量。
[0016] 因此確定濁度的降低，可用百分比來表示。
[0017] 還可用另一種方式來測量在給定波長下進行處理的水性溶液的吸光度。
[0018] 此外，為了使得水可飲用，被由此凈化的水一般要經過"過濾步驟"，該過濾步驟包 括將水通過一個或多個過濾器，用來除去某些殘余污染物。還可進行一個消毒步驟，該消毒 步驟包括加入一種試劑，或使用能夠消除存在于該水中的細菌的處理。后者處理尤其用于 使水可飲用化的工藝中。
[0019] 水處理工藝通常是連續(xù)的工藝。
[0020] 在為了使得水可飲用化而進行過濾步驟的情況下，可通過將水性溶液通過過濾器 而將懸浮液中剩下的最后的顆粒從水性溶液中除去。在該個過濾過程中，顆粒由此積聚在 過濾器內，并且會堵塞該些過濾器。然后發(fā)生"壓力損失"，即在施加到該過濾器上的恒壓 下，被過濾的水的流速損失。為了不增加壓力W保持流速恒定，并且不讓工藝因更換或清潔 阻塞的過濾器而過于頻繁地停止，實施該一過濾步驟的水性溶液必須具有低濁度，通常小 于1. 5NTU，并且優(yōu)先小于1NTU。
[0021] 相似地，為了執(zhí)行消毒步驟，使水盡可能地清澈是有利的，W協(xié)助該消毒步驟（使 該消毒處理所需的試劑量降低或強度減?。?。
[0022] 此外，對于飲用水的分配，國家規(guī)范通常強制規(guī)定低濁度。例如，在法國，該濁度必 須小于1NTU。
[0023] 因此，在水的可飲用化的工藝中在凝聚-絮凝步驟過程中獲得濁度的降低非常重 要。
[0024] 已經對使用基于陽離子淀粉的試劑處理飲用水的工藝進行了描述。確切地，該些 陽離子淀粉具有的優(yōu)點包括可從可再生的植物資源中生產W及可大量得到。
[00巧]作為用于使水可飲用化的工藝的一個實例，可提及專利US5 543 056,它描述了 其中該水性溶液補充有凝聚劑（其可W是陽離子淀粉）和絮凝劑（其是粘±)的工藝。所 述專利還在對比測試中描述了一種使水可飲用化的工藝，其中在第一步中使用金屬鹽作為 凝聚劑，并且在第二步中使用選自殼聚糖或聚丙締酷胺的絮凝劑。
[0026] 還會提到文件US2004/0026657,它描述了使用主凝聚劑的凈化工藝，該主凝聚劑 是一種金屬鹽、一種陰離子的或非離子的絮凝劑、一種陽離子凝聚劑（該陽離子凝聚劑可 W是一種陽離子淀粉，該陽離子淀粉是至少部分不溶的）、一種消毒劑、一種水溶性基質、一 種不溶于水的娃酸鹽和添加劑。該一非常具體的工藝的一個問題是使用的陽離子淀粉和金 屬鹽不能使得獲得濁度的卓越降低成為可能。
[0027] 目前仍然需要用于使水可飲用化的新工藝。
[0028] 具體地，使該種工藝能夠使用快速的處理時間、使用少量的化學品而不需要改變 常規(guī)用于該些處理的設備來執(zhí)行是有利的。應使被處理的水的濁度能夠被大大降低。
[0029] 本申請人已經發(fā)現(xiàn)一種使水可飲用化的可能解決上述問題的工藝，該工藝形成了 法國專利申請FR1156702和國際專利申請PCT/FR2012/051714的主題，該兩篇專利申請 至今都未公開；所述工藝使用了作為在本發(fā)明中有用的凝聚劑產品的一種金屬鹽和一種具 體的液體淀粉組合物。確切地，在本發(fā)明中有用的淀粉組合物必須具有較高粘度，因為在 25°C，它必須具有至少等于lOOOmPa.S的布氏粘度，該一粘度是在10%固體下測量的。
[0030] 總之，并且尤其是對于對水處理有用的產品，通常按W下形式將凝聚劑產品供應 至用戶端；具有高固體含量的濃液體溶液，尤其是具有可W高達80%的固體含量的溶液。 因為該些溶液的固體含量是高的并且溶劑的量是低的，所W該允許制造者供應可W是易于 儲存和/或運輸?shù)娜芤?。對于用戶端，足W使他能夠使用該些濃溶液，任選地是在簡單稀釋 后使用?，F(xiàn)在，在淀粉液體組合物的情況下，問題之一是通過增加淀粉固體的含量，組合物 的粘度增加?？蒞甚至取一個糊狀的或膠狀的稠度，該使得它難W操控并且因此難W稀釋。 因此需要該一濃組合物是處于少粘性的液體形式?，F(xiàn)在，為專利申請PCT/FR2012/051714 的主題的工藝的缺陷是在本發(fā)明中有用的淀粉組合物具有較高粘度。例如，在根據(jù)所述專 利申請中描述的測試A的粘度超過500OOOmPa.S的情況下，對它而言需要具有將必須遠小 于5%的固體含量，用來成為液體，并且因此用來使得能夠易于處理，例如通過累送，或用來 使得能夠稀釋它。
[0031] 通過進行設及一種使水可飲用化的工藝的研究，本申請人已經能夠進行一種新穎 的使水可飲用化的工藝，該使得有可能大幅降低包含懸浮固體的水性溶液的濁度。
[0032] 確切地，本申請人已發(fā)現(xiàn)，當與在本領域中常規(guī)使用的陽離子淀粉相比，具有特定 特征的陽離子淀粉的液體組合物，當在凝聚-絮凝步驟中與一種鐵鹽和/或一種侶鹽一起 使用時，可能特別有利地降低待處理的水性溶液的濁度。在將其引入到待處理的水中的時 候，該種特別的淀粉必須處于溶解在一種液體組合物中的形式。該一組合物具有能夠具有 高固體含量的優(yōu)點，同時保持為液體并且易于處理。在任何類型的用于處理水或污泥的工 藝中，并且特別是在包括凝聚-絮凝步驟的用于生產飲用水的工藝中，它可W與一種金屬 鹽一起使用。

【發(fā)明內容】

[0033] 具體而言，本發(fā)明的一個主題是一種用于使具有懸浮固體的水性溶液可飲用化的 工藝，該方法包括一個凝聚-絮凝步驟，其特征在于所述步驟包括：
[0034]a)將凝聚劑添加到待處理的該水性溶液中；
[00巧]b)將如此補充的該水性溶液進行攬拌；
[0036]C)將凝聚的固體通過傾析或浮選進行分離；
[0037]d)將凈化水進行回收；
[0038] 并且其中在步驟a)中添加的該些凝聚劑包括選自鐵鹽和侶鹽的金屬鹽，W及還 有一種包含陽離子蠟質淀粉的液體淀粉組合物，當所述陽離子淀粉處于一種水性組合物的 形式時，它具有根據(jù)測試A測量的大于lOOmPa.S并且小于lOOOmPa.S的粘度，該測試A在 于：將該水性組合物的陽離子淀粉干質量調節(jié)至10%，并且然后在25°C對得到的組合物的 布氏粘度進行測量。
[0039] 無論包含它的水性組合物W何種形式存在（液態(tài)的或糊狀的），用于對陽離子蠟 質淀粉的粘度進行測量的測試A都是可適用的。
[0040] 它包括通過本領域的普通技術人員能力范圍內的任何一種標準方法量化所述水 性組合物的陽離子蠟質淀粉固體含量，并且合適時將其用蒸饋水進行稀釋或通過不會顯著 改性其所含的陽離子蠟質淀粉的任何合適的手段進行濃縮，從而將所述組合物的陽離子蠟 質淀粉固體含量調整到10%的值。在該之后，在25°CW自身已知的方式對得到的水性組合 物的布氏粘度進行測量。換言之，測試A在于測量陽離子蠟質淀粉的粘度，并且因此顯然在 于測量由按質量計90%的水和按質量計10%溶解的陽離子蠟質淀粉組成的液體組合物的 粘度。為了對該水性組合物進行濃縮而不對包括它的淀粉材料進行改性，例如可使用旋轉 蒸發(fā)器。
[0041] 除了明確表述之外，指出了在本申請