用于使水可饮用化的工艺.pdf

本发明的主题是一种用于使包含悬浮固体的水性溶液可饮用化的工艺，该工艺包括一个凝聚-絮凝步骤，其特征在于所述步骤包括：a)将凝聚剂添加到待处理的该水性溶液中；b)将由此添加了凝聚剂的该水性溶液进行搅拌；c)将凝聚的固体通过静置或浮选进行分离；d)将净化水进行回收；并且其中在步骤a)中添加的这些凝聚剂包括选自铁盐和铝盐的金属盐，以及还有一种包含阳离子蜡质淀粉的液体淀粉组合物，当所述阳离子淀粉处于一种水性组合物的形式时，它具有根据测试A测量的大于100mPa.s并且小于1000mPa.s的粘度，该测试A在于：将该水性组合物的阳离子蜡质淀粉的干重调节至10％，并且然后在25℃对得到的组合物的布氏粘度进行测量。

1.  一种用于使具有悬浮固体的水性溶液可饮用化的工艺，该工艺包含一个凝聚- 絮凝步骤，其特征在于所述步骤包括：
a)将凝聚剂添加到待处理的该水性溶液中；
b)将如此补充的该水性溶液进行搅拌；
c)将凝聚的固体通过倾析或浮选进行分离；
d)将净化水进行回收；
并且其中在步骤a)中添加的这些凝聚剂包括选自铁盐和铝盐的金属盐，以及还有 一种包含阳离子蜡质淀粉的液体淀粉组合物，当所述阳离子蜡质淀粉处于一种水性 组合物的形式时，它具有根据测试A测量的大于100mPa.s并且小于1000mPa.s的 粘度，该测试A在于：将该水性组合物的阳离子蜡质淀粉的干质量调节至10％，并 且然后在25℃对得到的组合物的布氏粘度进行测量。

2.  如权利要求1所述的工艺，其特征在于：在步骤a)中，这些盐和该液体淀粉 组合物是分开添加的。

3.  如前述权利要求中任一项所述的工艺，其特征在于：在步骤a)中，这些盐和 该液体淀粉组合物是同时添加的。

4.  如权利要求1和3中任一项所述的工艺，其特征在于：在步骤a)中，这些盐 和该液体淀粉组合物是通过一种包括溶解的阳离子淀粉和这些盐两者的液体组合 物M来添加的。

5.  如前述权利要求中任一项所述的工艺，其特征在于根据测试A的测量，该阳 离子淀粉的粘度是在150与990mPa.s之间。

6.  如前述权利中任一项所述的工艺，其特征在于根据测试A的测量，该阳离子 淀粉的粘度是在200与500mPa.s之间，例如在205与450mPa.s之间。

7.  如前述权利要求中任一项所述的工艺，其特征在于该水性溶液中的阳离子淀粉 与金属盐的总质量的量的范围是从1至500mg/L并且优先从5至10mg/L待处理的 水。

8.  如前述权利要求中任一项所述的工艺，其特征在于阳离子淀粉/金属盐质量比 的范围是从15/85至70/30，并且优先是从20/80至50/50。

9.  如前述权利要求中任一项所述的工艺，其特征在于在步骤e)后获得的净化水 的浊度小于或等于1.5NTU并且优先小于1NTU。

10.  可以用于如权利要求1和3至9中任一项所述的工艺的一种液体组合物，包括 一种溶解的阳离子蜡质淀粉和选自铁盐和铝盐的一种或多种金属盐，其特征在于当 所述阳离子淀粉处于一种水性组合物的形式时，它具有根据测试A测量的大于100 mPa.s并且小于1000mPa.s的粘度，该测试A在于：将该水性组合物的阳离子蜡质 淀粉的干质量调节至10％，并且然后在25℃对得到的组合物的布氏粘度进行测量。

11.  如权利要求10所述的组合物，其特征在于根据测试A的测量，该阳离子淀粉 的粘度是在150与990mPa.s之间，优先是在200与500mPa.s之间，例如在205 与450mPa.s之间。

12.  如权利要求10和11中任一项所述的组合物，其特征在于该金属盐是一种铝盐， 尤其是聚氯化铝。

13.  如权利要求10至12中任一项所述的组合物，其特征在于阳离子淀粉/金属盐 质量比的范围是从15/85至70/30，并且优先是从20/80至50/50。

14.  如权利要求10至13中任一项所述的组合物，其特征在于它具有0与7之间、 例如1与5之间的pH。

15.  如权利要求10至14中任一项所述的组合物，其特征在于所述组合物的固体含 量的范围是从10％至80％，并且优先是从15％至40％。

16.  如权利要求10至15中任一项所述的组合物用于处理水或污泥的用途。

17.  如权利要求16所述的用途，用于使水澄清。

用于使水可饮用化的工艺
技术领域
本发明涉及一种用于使水可饮用化的工艺，特别是一种包括凝 聚-絮凝步骤的工艺，其中组合使用一种金属盐、一种特别溶解的阳 离子淀粉的液体组合物。
技术背景
在水务部门中，处理工艺非常多样化：例如，废水或来自工业 流程的城市污水或水在其被排入环境之前进行不同的处理。
例如，关于饮用水，在该工艺之后，必须获得高纯度的水。由 于其分配是人群主要关注的话题，已经强加严厉监管多年。这种水 的高纯度是通过使用非常特殊的工艺来实现的，这些工艺与其他的 其中所获得的水的纯度可能是次劣的水处理工艺相当不同。
为了获得饮用水，可能的是泵送待处理的地下水或地表水的水 性溶液，例如湖泊水或水道水。这种水性溶液通常包括必须去除的 或多或少地大量的悬浮颗粒。
例如，对于通常大于1mm的粗颗粒，可以在初步阶段通过将水 性溶液通过格栅而除去。这个步骤也被称为“筛选步骤”。
还可以通过将较细的悬浮颗粒从待处理的水性溶液中分离出 来，例如通过倾析或浮选，来除去较细的悬浮颗粒。
倾析在于将该溶液在一个倾析池(也称作“倾析器”)中静置， 这样使得悬浮颗粒沉淀到这个池底上。这样可通过溢出来回收净化 水。
对于浮选，这个技术的原理是将水性溶液与空气在浮选器中进 行混合，以便回收表面上的颗粒。在该浮选器的底部将这样处理的 水进行回收。
然而，该水性溶液通常包括细颗粒，这些细颗粒非常难以分离， 尤其是非常小的胶体微粒，通常在1nm至1μm的范围内。
为了更容易和更快分离出这些细颗粒，首先进行凝聚-絮凝步骤。 这个步骤在于团聚悬浮颗粒：随后可通过前述分离处理将这些较粗 的团聚的颗粒更容易地和更快地进行分离。
为了进行凝聚-絮凝，单独使用或作为混合物使用凝聚剂和絮凝 剂。这些试剂可以选自铁或铝盐、阴离子或阳离子聚丙烯酰胺以及 非离子、阴离子或阳离子淀粉。
通常，将凝聚剂和絮凝剂与待在池中处理的水性溶液在两个分 开的步骤中进行混合，该池在本申请中称为凝聚-絮凝池。这个池通 常由一个第一盆(称为“凝聚盆”)以及一个第二盆(称为“絮凝 盆”)组成，在这两个盆中分别引入凝聚剂和絮凝剂。这些凝聚现 象通常可由颗粒(尤其是胶质)的不稳定来解释，而这些颗粒的团 聚造成的絮凝由此是不稳定的。接下来，使包括颗粒或胶质的团聚 体的水性溶液(称为絮体)经受一个分离步骤：由此回收由团聚的 絮体和净化水组成的污泥。
为了测量这个凝聚-絮凝步骤的有效性，可测量净化水的化学需 氧量(COD)，这是对溶解或悬浮在这种水中的有机或无机物质的 浓度的一种间接测量：测量化学氧化这种物质所需要的总氧量。还 可对溶解在被处理的水中的有机碳的量进行测量。
可替代地，还可在该凝聚-絮凝步骤之前以及之后对水性溶液的 混浊水平(还称为浊度)进行测量。
用比浊计(也称作浊度计)对这种浊度进行测量，并且以比浊 法浊度单位(NTU)进行测量。
因此确定浊度的降低，可用百分比来表示。
还可用另一种方式来测量在给定波长下进行处理的水性溶液的 吸光度。
此外，为了使得水可饮用，被由此净化的水一般要经过“过滤 步骤”，该过滤步骤包括将水通过一个或多个过滤器，用来除去某 些残余污染物。还可进行一个消毒步骤，该消毒步骤包括加入一种 试剂，或使用能够消除存在于该水中的细菌的处理。后者处理尤其 用于使水可饮用化的工艺中。
水处理工艺通常是连续的工艺。
在为了使得水可饮用化而进行过滤步骤的情况下，可通过将水 性溶液通过过滤器而将悬浮液中剩下的最后的颗粒从水性溶液中除 去。在这个过滤过程中，颗粒由此积聚在过滤器内，并且会堵塞这 些过滤器。然后发生“压力损失”，即在施加到该过滤器上的恒压 下，被过滤的水的流速损失。为了不增加压力以保持流速恒定，并 且不让工艺因更换或清洁阻塞的过滤器而过于频繁地停止，实施这 一过滤步骤的水性溶液必须具有低浊度，通常小于1.5NTU，并且优 先小于1NTU。
相似地，为了执行消毒步骤，使水尽可能地清澈是有利的，以 协助该消毒步骤(使该消毒处理所需的试剂量降低或强度减小)。
此外，对于饮用水的分配，国家规范通常强制规定低浊度。例 如，在法国，该浊度必须小于1NTU。
因此，在水的可饮用化的工艺中在凝聚-絮凝步骤过程中获得浊 度的降低非常重要。
已经对使用基于阳离子淀粉的试剂处理饮用水的工艺进行了描 述。确切地，这些阳离子淀粉具有的优点包括可从可再生的植物资 源中生产以及可大量得到。
作为用于使水可饮用化的工艺的一个实例，可提及专利US 5 543  056，它描述了其中该水性溶液补充有凝聚剂(其可以是阳离子淀粉) 和絮凝剂(其是粘土)的工艺。所述专利还在对比测试中描述了一 种使水可饮用化的工艺，其中在第一步中使用金属盐作为凝聚剂， 并且在第二步中使用选自壳聚糖或聚丙烯酰胺的絮凝剂。
还会提到文件US 2004/0026657，它描述了使用主凝聚剂的净化 工艺，该主凝聚剂是一种金属盐、一种阴离子的或非离子的絮凝剂、 一种阳离子凝聚剂(该阳离子凝聚剂可以是一种阳离子淀粉，该阳 离子淀粉是至少部分不溶的)、一种消毒剂、一种水溶性基质、一 种不溶于水的硅酸盐和添加剂。这一非常具体的工艺的一个问题是 使用的阳离子淀粉和金属盐不能使得获得浊度的卓越降低成为可 能。
目前仍然需要用于使水可饮用化的新工艺。
具体地，使这种工艺能够使用快速的处理时间、使用少量的化 学品而不需要改变常规用于这些处理的设备来执行是有利的。应使 被处理的水的浊度能够被大大降低。
本申请人已经发现一种使水可饮用化的可能解决上述问题的工 艺，该工艺形成了法国专利申请FR 1156702和国际专利申请PCT/FR  2012/051714的主题，这两篇专利申请至今都未公开；所述工艺使用 了作为在本发明中有用的凝聚剂产品的一种金属盐和一种具体的液 体淀粉组合物。确切地，在本发明中有用的淀粉组合物必须具有较 高粘度，因为在25℃，它必须具有至少等于1000mPa.s的布氏粘 度，这一粘度是在10％固体下测量的。
总之，并且尤其是对于对水处理有用的产品，通常按以下形式 将凝聚剂产品供应至用户端：具有高固体含量的浓液体溶液，尤其 是具有可以高达80％的固体含量的溶液。因为这些溶液的固体含量 是高的并且溶剂的量是低的，所以这允许制造者供应可以是易于储 存和/或运输的溶液。对于用户端，足以使他能够使用这些浓溶液， 任选地是在简单稀释后使用。现在，在淀粉液体组合物的情况下， 问题之一是通过增加淀粉固体的含量，组合物的粘度增加。可以甚 至取一个糊状的或胶状的稠度，这使得它难以操控并且因此难以稀 释。因此需要这一浓组合物是处于少粘性的液体形式。现在，为专 利申请PCT/FR 2012/051714的主题的工艺的缺陷是在本发明中有用 的淀粉组合物具有较高粘度。例如，在根据所述专利申请中描述的 测试A的粘度超过500 000mPa.s的情况下，对它而言需要具有将必 须远小于5％的固体含量，用来成为液体，并且因此用来使得能够易 于处理，例如通过泵送，或用来使得能够稀释它。
通过进行涉及一种使水可饮用化的工艺的研究，本申请人已经 能够进行一种新颖的使水可饮用化的工艺，这使得有可能大幅降低 包含悬浮固体的水性溶液的浊度。
确切地，本申请人已发现，当与在本领域中常规使用的阳离子 淀粉相比，具有特定特征的阳离子淀粉的液体组合物，当在凝聚-絮 凝步骤中与一种铁盐和/或一种铝盐一起使用时，可能特别有利地降 低待处理的水性溶液的浊度。在将其引入到待处理的水中的时候， 这种特别的淀粉必须处于溶解在一种液体组合物中的形式。这一组 合物具有能够具有高固体含量的优点，同时保持为液体并且易于处 理。在任何类型的用于处理水或污泥的工艺中，并且特别是在包括 凝聚-絮凝步骤的用于生产饮用水的工艺中，它可以与一种金属盐一 起使用。
发明内容
具体而言，本发明的一个主题是一种用于使具有悬浮固体的水 性溶液可饮用化的工艺，该方法包括一个凝聚-絮凝步骤，其特征在 于所述步骤包括：
a)将凝聚剂添加到待处理的该水性溶液中；
b)将如此补充的该水性溶液进行搅拌；
c)将凝聚的固体通过倾析或浮选进行分离；
d)将净化水进行回收；
并且其中在步骤a)中添加的这些凝聚剂包括选自铁盐和铝盐 的金属盐，以及还有一种包含阳离子蜡质淀粉的液体淀粉组合物， 当所述阳离子淀粉处于一种水性组合物的形式时，它具有根据测试A 测量的大于100mPa.s并且小于1000mPa.s的粘度，该测试A在于： 将该水性组合物的阳离子淀粉干质量调节至10％，并且然后在25℃ 对得到的组合物的布氏粘度进行测量。
无论包含它的水性组合物以何种形式存在(液态的或糊状的)， 用于对阳离子蜡质淀粉的粘度进行测量的测试A都是可适用的。
它包括通过本领域的普通技术人员能力范围内的任何一种标准 方法量化所述水性组合物的阳离子蜡质淀粉固体含量，并且合适时 将其用蒸馏水进行稀释或通过不会显著改性其所含的阳离子蜡质淀 粉的任何合适的手段进行浓缩，从而将所述组合物的阳离子蜡质淀 粉固体含量调整到10％的值。在这之后，在25℃以自身已知的方式 对得到的水性组合物的布氏粘度进行测量。换言之，测试A在于测 量阳离子蜡质淀粉的粘度，并且因此显然在于测量由按质量计90％ 的水和按质量计10％溶解的阳离子蜡质淀粉组成的液体组合物的粘 度。为了对该水性组合物进行浓缩而不对包括它的淀粉材料进行改 性，例如可使用旋转蒸发器。
除了明确表述之外，指出了在本申请的余下部分中，阳离子蜡 质淀粉与金属盐的量被表示为干质量。
申请人已经出人意料地发现，当在凝聚-絮凝步骤中与金属盐组 合使用时，包含阳离子蜡质淀粉的液体淀粉组合物具有大于100 mPa.s并且小于1000mPa.s的粘度，当它处于水性组合物的形式时， 对于相对于水性组合物的总质量的10％的阳离子蜡质淀粉浓度，该 液体淀粉组合物使得有可能获得包含悬浮固体的溶液在浊度方面的 超常降低。当代替上述淀粉组合物，使用具有相同粘度而没有蜡质 的阳离子淀粉组合物时，申请人并不能观察到这一降低。
根据该工艺的一个第一变体，在步骤a)中分开添加在本发明中 有用的盐和液体淀粉组合物。
根据该工艺的一个第二变体，在步骤a)中同时添加在本发明中 有用的盐和液体淀粉组合物。
经由包含溶解的阳离子淀粉和盐这二者的液体组合物M，可以 进行这一添加。
有利地，根据测试A测量的阳离子淀粉的粘度在150和990 mPa.s之间，优选在200和500mPa.s之间，并且最优先在205和450 mPa.s之间。
蜡质淀粉通常包含按重量计范围从90％至100％的支链淀粉的 量，例如范围从95％至100％，并且非常经常的是范围从98％至100％。 可以借助碘测定，由比色法确定这一百分比。
阳离子蜡质淀粉可以尤其获得自玉米、小麦、大麦或马铃薯。 最优先地，蜡质淀粉是蜡质玉米淀粉。
优先地，金属盐是硫酸盐、聚合硫酸盐、氯化物、聚合氯化物 或聚合氯磺酸盐。优先地，金属盐选自于聚氯化铝以及三氯化铁。
在步骤a)中，它可以按液体溶液的形式添加，该液体溶液例如 具有范围从0.01至1000g/l(例如范围从0.01至150g/l)的浓度。 溶液的液体可以是用于金属盐的任何溶剂，这一溶剂可能是例如水。 液体溶液的pH可以是范围从0至7，例如从1至5。
当在步骤a)中添加若干种金属盐时，应该指出金属盐的量是这 些不同金属盐的总量。
可以用范围从1至500mg/L的待处理的水的水性溶液中的阳离 子蜡质淀粉和金属盐的总质量的量进行本发明的工艺。这个量适用 于初始水的浊度，并且它可以有利地是从5至20mg/L的待处理的 水，优先地是从5至10mg/L。
特别有利的是用这些少量的凝聚剂进行该工艺：这首先有可能 限制该工艺的成本，并且其次限制有待去除的由凝聚悬浮物组成的 污泥的量。此外，通过对凝聚剂的这些量进行选择，在步骤d)中被 回收的在水中保持可溶的金属盐仍然很低。
根据本发明的工艺的第一变体，阳离子蜡质淀粉/金属盐的质量 比的范围可以是从15/85至70/30，例如从15/85至60/40，有利地是 从15/85至55/45，优先地是从20/80至50/50，并且最优先地是从 25/75至40/60。
申请人已经发现，当以上述比例引入这些凝聚剂时，凝聚-絮凝 步骤是特别有效的。
该阳离子淀粉可具有大于或等于0.01、有利地范围是从0.018至 0.3、并且优先地是从0.04至0.2的阳离子取代度。
在步骤a)中引入的阳离子蜡质淀粉的液体淀粉组合物具有范围 从0.01至350g/L、例如范围从0.01至50g/L的阳离子淀粉浓度。 该组合物的液体可以是针对阳离子淀粉的任何溶剂，并且优先是水。
可在存在另外的处理剂的情况下进行搅拌步骤b)，该处理剂可 选自藻类、活性炭以及高锰酸钾。该处理剂优先是活性炭或高锰酸 钾。
该搅拌步骤b)的持续时间可以大于或等于1.5分钟或更长，优 先范围是从2至30分钟并且最优先范围是从2.5至5分钟。
该分离步骤c)可以是倾析步骤。这个倾析步骤优先是具有从 0.25至1000分钟，优先从0.33至120分钟并且最优先从0.5至12 分钟，例如从1至5分钟的持续时间范围。
为了进一步加速该凝聚-絮凝步骤，可将该絮体进行压载，例如 使用微砂。
因此本发明的另一个优点是，该凝聚-絮凝步骤可以由此在非常 短的时间内进行。
根据本发明，该工艺可以是连续的或者不连续的。当其是连续 工艺时，步骤b)和c)的持续时间因此分别是待处理的水性溶液在 凝聚-絮凝池中和在倾析器中的平均停留时间。
根据本发明所述的用于使水可饮用化的工艺当在凝聚-絮凝步骤 之后包括一个对净化水的过滤步骤时，是特别适合的。
待处理的包括悬浮固体的水性溶液浊度可小于或等于1000 NTU，有利地其范围是从2至300NTU，并且优先地其范围是从2.5 至150NTU，例如其范围是从3至100NTU。这一水性溶液可以是 地表水，例如湖水、小溪水或河水，或可替代地是地下水，为了将 水转化为饮用水的目的，这些都是常规使用的水。
这种工艺对于除去水性溶液中的具有从0.001至500μm范围尺 寸的悬浮颗粒并且特别是从0.001至1μm的范围尺寸的那些悬浮颗 粒非常有利。
在步骤e)之后以此获得的净化的水性溶液的浊度是低浊度，例 如小于或等于1.5NTU，并且优先小于1NTU。
根据本发明的工艺，浊度的降低可以大于98％，有利地是大于 98.5％，并且最优先地是大于99％。根据本发明所述的工艺使得能够 大大降低浊度，这在用于使水可饮用化的工艺中是非常有利的。具 体地使用地表水或地下水，能够获得浊度的这些超常降低。
应该指出，该浊度的降低依赖于初始浊度：当对具有低浊度的 水使用本工艺时，该降低程度将不像对于具有更高浊度的水的那样 大。
可使用由公司WTW出售的WTW Turb 555IR机器对浊度进行测 量。
根据前述测试A，在本发明中有用的液体淀粉组合物包括具有大 于100mPa.s并且小于1000mPa.s的粘度的阳离子蜡质淀粉。如将在 下文中概括的，这种具体的粘度与所用的阳离子蜡质淀粉和用于制 备该组合物的工艺(即这一阳离子蜡质淀粉的溶解)是直接相关的。
关于该阳离子蜡质淀粉，包括其的测试A的水性组合物在溶解 之后的粘度取决于两个主要特征，按重要性降低的顺序为：其分子 量以及其阳离子度。本领域的普通技术人员可通过对天然蜡质淀粉 的植物来源以及用于制备这种阳离子蜡质淀粉的条件进行选择而容 易地选择这些特征。
在本发明的背景中所用的阳离子蜡质淀粉可以从任何类型的天 然的或杂交来源的天然蜡质淀粉中得到，包括从经历了基因突变或 基因操作的植物生物体中衍生的淀粉。蜡质淀粉可以尤其衍生自蜡 质玉米、源自蜡质马铃薯、源自蜡质小麦或源自蜡质大麦，优先地 源自蜡质玉米。
对这种天然淀粉的选择例如对最终分子量具有影响并且还对直 链淀粉与支链淀粉的含量具有影响。
关于对制造该淀粉组合物有用的阳离子淀粉，除了淀粉的阳离 子化步骤，通常还必须进行用于降低淀粉的摩尔质量的步骤。
摩尔质量降低和阳离子化的这两个步骤可以按任何顺序进行。 因此，在包括阳离子化的第一步骤随后是降低在第一步骤中获得的 阳离子淀粉的摩尔质量的第二步骤的工艺中，可以获得在本发明中 有用的阳离子淀粉。可替代地，在包括降低淀粉的摩尔质量的第一 步骤随后是在第一步骤中获得的具有降低质量的淀粉的阳离子化的 第二步骤的工艺中，可以获得在本发明中有用的阳离子淀粉。还可 以利用其中阳离子化步骤和降低淀粉的摩尔质量的步骤同时发生的 工艺。
可根据本领域的普通技术人员所熟知的方法中的一种进行该阳 离子化反应，使用如在“淀粉化学与技术”-卷II-第XVI章-R.L.惠 斯勒(Whistler)以及E.F.帕斯卡尔(Paschall)-学术出版社(Academic  Press)(1967)中所述的阳离子试剂。将该淀粉引入有这些试剂存 在的反应器中。
优先地，在该阳离子化反应中所用的淀粉处于颗粒形式。
该反应可以在乳相状态下进行，在一种溶剂中的悬浮颗粒状淀 粉是使用本领域的普通技术人员所熟知的温度、时间以及催化条件 进行阳离子化的。
在该反应结束时，可通过过滤将由此被阳离子化的淀粉进行回 收，并且然后可将这种阳离子淀粉进行洗涤和干燥。
可替代地，该反应可在干相下进行，即在加入到该淀粉中的水 的量被认为很少的情况下，例如在水的量小于针对该阳离子化反应 所引入的淀粉的质量的20％、优选小于10％的情况下。
还可以在粘性相中进行该反应。术语“粘性相”是指淀粉至少 部分地溶解(通常是完全溶解)在溶剂相中，所述溶剂相通常是水 相或水-醇相。然后在这一工艺结束时获得处于液体淀粉组合物形式 的阳离子淀粉。通过干燥组合物或通过从醇或水-醇溶剂沉淀，还可 能获得固体形式的阳离子淀粉。优选地，该阳离子化反应是用基于 叔胺或季铵盐的含氮试剂进行的。在这些试剂中，优选使用2-二烷 基氨基氯乙烷盐酸盐，如2-二乙基氨基氯乙烷盐酸盐或缩水甘油基 三甲基卤化铵类及其卤代醇，如N-(3-氯-2-羟丙基)三甲基氯化铵， 优选后面的试剂。这个反应是在碱性介质中在pH大于8、或甚至大 于10时进行的，可例如用氢氧化钠对该pH进行调节。
选择所用的试剂含量以使得所得到的阳离子淀粉具有所希望的 阳离子度取代度(DS)，该DS是在已经被阳离子基团取代的淀粉 的葡糖酐上包括的OH基团的平均数目。
可以经由任何手段进行降低淀粉的摩尔质量的步骤，这些手段 具体是本领域普通技术人员已知的化学的、酶的和/或物理的手段， 并且这些手段能够允许直接或间接地生产具有根据测试A的适当粘 度的淀粉组合物。可以在溶剂相中或在干相中进行这一步骤。关于 淀粉的性质、改性手段的量或呈现形式、反应温度和时间、反应介 质的含水量或淀粉的性质(已经阳离子化的或仍未阳离子化的材 料)，可以连续地或以批次模式、以一个或多个子步骤、以众多变 体，进行这一步骤。
可以具体的是化学流化处理，在水介质中或在干相中，例如在 申请人名下的专利EP 902037中提到或描述的那些。
还可以有利地是酶流化处理(也称为酶转化或液化)，例如根 据申请人名下的专利FR 2.149.640的教授内容，可能地进行这一处 理。这些酶方式包括热稳定的或热不稳定的酶，例如细菌的、真菌 的或其他来源的α-淀粉酶。
还可以有利地是，在水介质中，借助选自下组的酶，用于有效 地转化阳离子淀粉材料的处理，该组包括：分支酶(EC 2.4.1.18)和 环糊精糖基转移酶或“CGT酶”(EC 2.4.1.19)。分支酶可以尤其 是由淀粉的或糖原的分支酶组成，分离自藻类或细菌，例如其用途 描述于申请人名下的专利WO 00/18893和WO 00/66633中的那些。
本申请人公司已经观察到，当与用α-淀粉酶处理的阳离子淀粉 材料相比时，在阳离子化之前、之中或之后用分支酶处理的阳离子 淀粉材料通常具有更加改进的储藏稳定性。不希望受任何理论束缚， 申请人认为，这一值得注意的结果至少部分是由于以下事实：采用 分支酶处理使得有可能获得更均匀的水解淀粉材料，即与采用α-淀 粉酶获得的那些相比，尤其是它所得到的糖成分具有在全局上更一 致、更对称并且更狭窄的高斯曲线上分布的分子量。优选地，在阳 离子化步骤之后进行用分支酶处理，并且此外值得注意和出人意料 地是，较大尺寸的阳离子基团的存在并不破坏此类酶的寡糖的或多 糖的链转移作用。
如果需要，使用热稳定的酶使得有可能在90℃-100℃的级别的 温度下进行酶液化，对于获得示出随着时间的良好粘度稳定性的液 体淀粉组合物而言，这些条件是特别有利的。
通过非限制性的实例，改性处理还可以利用将酸性的和酶的途 径组合的流化。
所有上述手段都施用到淀粉材料上，这些淀粉材料已经阳离子 化或以其他方式要被包含在可用于本发明中的组合物中。
根据一个优选实施例，在第一步骤中进行淀粉的阳离子化，例 如在乳相或干相中，随后是经由酶转化降低在第一步骤中获得的分 子量的第二步骤，这一第二步骤可能是在溶剂相中，优先是在水中 进行的。根据这一优选模式，在本发明中有用的液体淀粉组合物可 以是直接获得的。
本领域的普通技术人员已知如何调节降低分子量的步骤的反应 条件和淀粉的阳离子化步骤的反应条件以得到阳离子淀粉，这使得 可以获得在本发明中有用的液体组合物。确切地，在其制造工艺期 间，对于淀粉的分子量，必须不是过度降低，或相反，必须不是降 低得不足：换言之，对于阳离子淀粉的分子量，必须将其降低为使 得它具有充分的粘度，即根据测试A，在100mPa.s和1000mPa.s 之间的粘度。
本申请人销售此类即用型液体淀粉组合物。
该阳离子淀粉在室温下可以是水溶性的。根据本发明，“在室 温下是可溶的”是指当将该阳离子淀粉在25℃以按水的质量计10 wt％引入并搅拌1小时时，由此得到的淀粉溶液具有大于100mPa.s 的布氏粘度。
如果用于制备在本发明中有用的淀粉组合物的阳离子蜡质淀粉 是处于固体形式，则必须将它溶解在溶剂中。该液体淀粉组合物通 常是一种水性组合物，主要包括水以及可选地少量的与水混溶的有 机溶剂，例如醇类(例如甲醇和乙醇)，例如有机溶剂相对于溶剂 总量按质量计的量为小于10wt％。
如果这一淀粉不溶于冷水，为了制造可用于本发明的液体淀粉 组合物，可通过一个蒸煮步骤使得该阳离子淀粉溶解在该溶剂中。 这种蒸煮通常可在水或水-醇溶液中通过将该阳离子淀粉悬浮并且由 此形成一种淀粉乳状物来进行。
根据一种变体，所述液体淀粉组合物是如下制备的：使用一种 在室温下可溶的阳离子淀粉，并且优选在搅拌下将其溶解在水中。 这种变体是有利的，因为这样该淀粉易于溶解在该液体组合物中， 无需蒸煮。可用于本发明的该组合物因此可易于在进行该处理工艺 的地点使用。
然而，根据包括降低分子量的步骤和阳离子化的步骤的先前描 述的工艺，还可能直接获得包含在本发明中有用的阳离子淀粉的液 体淀粉组合物，即根据测试A进行测量，其中阳离子淀粉具有大于 100mPa.s且小于1000mPa.s的粘度。当在粘性相中对淀粉进行阳离 子化时，或可替代地，当在溶剂相中进行降低已经阳离子化的淀粉 的分子量的步骤时，这是尤其可能的。
如先前描述，为了进行根据本发明的工艺，可以利用包含溶解 的蜡质阳离子淀粉和选自铁盐和铝盐的一种或多种金属盐的液体淀 粉组合物，并且根据测试A进行测量，所述阳离子蜡质淀粉的粘度 大于100mPa.s并且小于1000mPa.s。这一新颖的组合物是本发明的 另一方面。
根据测试A进行测量，阳离子蜡质淀粉的粘度有利地是在150 和990mPa.s之间，优先在200和500mPa.s之间，并且最优先在205 和450mPa.s之间。根据本发明的第二变体，根据测试A，阳离子蜡 质淀粉具有范围从505至990mPa.s、例如从550至950mPa.s的粘 度。
优选地，根据本发明的这种组合物的pH是在0与7之间，例如 在1和5之间。
该组合物有利地具有范围从15/85至70/30，例如从15/85至 60/40，有利地是从15/85至55/45，优先地是从20/80至50/50，并 且最优先地是从25/75至40/60的阳离子淀粉/金属盐的质量比。
金属盐有利地是聚氯化铝或三氯化铁。在三氯化铁的情况下， 优选的是，阳离子淀粉/金属盐的比率是从25/75至50/50，或甚至是 从30/70至45/55。在聚氯化铝的情况下，优选的是，阳离子淀粉/ 金属盐的比率是从20/80至45/55，或甚至是从25/75至35/65。
优先地，金属盐是铝盐，尤其是聚氯化铝。根据这一优选变体， 该组合物的pH最优先是在2和5之间。
根据本发明的液体组合物有利地包括作为溶剂的水或水-醇溶 液，优先是水。换言之，一般认为，溶剂优先由水组成。
根据本发明的一种有利的变体，使用一种不含防腐剂的阳离子 淀粉的液体组合物。
当该阳离子淀粉处于液体形式时，在其储存以及产品的运输过 程中可以观察到降解。为了限制这一现象，通常必须加入一种杀生 物剂，这种杀生物剂可以选自邻苯二甲酸盐，例如由&Haas 公司在商标名Vinyzene^TM下销售的那些中的一种。现在，尽管对处 于液体溶液形式的淀粉进行储存所需的杀生物剂的浓度较低，但是 这些杀生物剂可构成对水处理并且最特别地是对获得饮用水来说不 希望的成分。现在，已经发现，根据本发明的组合物具有完全令人 满意的随着时间的稳定性，即使是在没有这些常规使用的杀生物剂 的情况下。在其中将一种或多种铝盐用作金属盐的情况下，这一稳 定性是特别好的。
在测试A的条件下，在本发明中有用的阳离子蜡质淀粉具有 大于100mPa.s并且小于1000mPa.s的布氏粘度。用牌 粘度计进行的对该粘度的测量对本领域的普通技术人员来说是熟知 的。具体地，存在用于测量该粘度的各类模块，并且每种模块都适 用于给定的粘度范围。足以选择适用于待测量的组合物的粘度的模 块。通过举例，对于大于100mPa.s并且小于或等于1000mPa.s的粘 度，可以使用RV1模块，在20rpm进行测试A。
本发明的液体组合物可以采取浓液体组合物的形式，即所述组 合物的固体含量范围是从10％至80％，并且优先是从15％至40％。
这一组合物的一个优点是在25℃下是液体，同时具有高固体含 量。这允许它在使用前易于运输和/或储存。可以将它直接引入水的 或污泥的处理设备，通常是借助于仪器来进行这一引入的。然而， 当固体含量高时，某些仪器并不允许最佳计量，并且因此偶尔地在 所述设备中难以直接使用根据本发明的组合物。作为它的液体形式 的结果，具有高固体含量的这一组合物的稀释通过简单地与溶剂混 合、尤其是通过简单地与水混合而非常容易地发生。因此在这一浓 液体组合物的预稀释后，可容易地形成液体组合物M，回忆起根据 本发明的用于使水可饮用化的工艺的一个变体，可以在凝聚-絮凝步 骤的步骤a)期间添加所述液体组合物M。
由于它的用于凝聚悬浮固体的卓越能力，所以对于处理水或污 泥，例如对于使污泥脱水和稠化，根据本发明的组合物是有用的。 术语“待处理的水”通常是指包含水和悬浮物质的水性组合物，悬 浮物质的量是水性组合物的质量的小于0.2％。从另一方面来说，术 语“待处理的污泥”是指包含水和悬浮物质的水性组合物，悬浮物 质的量是水性组合物的质量的大于或等于0.2％。术语“待处理的水” 和“待处理的污泥”包括所有类型的城市污水或源自不同工业的污 水，尤其是源自造纸厂或淀粉厂的污水。
例如源自造纸厂的污水包含被覆物(coating slip)，这些被覆 物是分散在水相中的聚合物的乳液。
为了从有机相分离该工艺中可再使用的水相，必须将这些乳液 去稳定化(“破坏”)。然后将此称为破坏乳液。此外，因为被覆 物破坏污泥(“活性污泥”)的生物处理，所以破坏必须是有效的。 因此必须在进行生物处理之前破坏这些乳液，尤其是如果含量高时。
对于处理水或污泥，根据本发明的组合物使得有可能降低处理 后回收的水的浊度，并且降低COD或磷含量。这使得有可能将回收 的水排入自然介质或在该工艺中再使用。
对于使水澄清，即对于降低水性溶液的悬浮固体的量，根据本 发明的组合物是尤其有效的。
当与基于单独使用金属盐的常规处理相比时，用于处理水或污 泥的根据本发明的混合物的使用还具有大大限制金属盐的残余量的 优点。确切地，申请人已发现，对于相同剂量的引入的金属盐，在 处理后获得的水中，处理的水包含少三倍的残余盐。使用本发明的 组合物，产生的污泥的体积还更低。
与至少一种其他凝聚剂，或可替代地与至少一种絮凝剂组合， 根据本发明的组合物可以用于处理水或污泥。
尽管可以在该工艺中使用其他凝聚剂，但是这种工艺可以在没 有其他另外的凝聚剂和/或絮凝剂时进行，尤其是在没有聚丙烯酰胺 以及没有粘土时。
可以按常规方式进行该凝聚-絮凝步骤。
在该凝聚-絮凝的第一步骤a)和b)过程中，这些颗粒被凝聚， 并且然后在凝聚-絮凝池中形成絮体。
这个池可包括一个称为“凝聚盆”的第一盆、以及一个称为“絮 凝盆”的第二盆，其中该第一盆中的搅拌速度大于该第二盆中的搅 拌速度。有利的是，将淀粉组合物以及金属盐引入凝聚盆中。
在连续过程的情况下，将待处理的水性溶液通过一个泵引入到 所述池中，由此使得可调节引进流速。然后该凝聚-絮凝步骤的持续 时间依赖于这流速以及所用池的容量。可用于本发明的盐以及淀粉 可与待处理的水性溶液进行混合，之后将该溶液引入该凝聚-絮凝池 或直接通过为此目的提供的第二入口引入该池。该凝聚-絮凝步骤的 持续时间直接依赖于该池的容量和所选择的流速。
待处理的水可选地可经历预处理来调节其pH值。优先地，包 含悬浮固体的水性溶液的pH的范围是从5至8.5。
为了除去絮体而由此能够回收净化水并且进行分离步骤c)，可 随意使用倾析或浮选技术。本领域的普通技术人员所熟知的这些技 术可在标准的水处理设备中进行。
优先地，在步骤c)中对形成的絮体进行倾析。
当通过倾析进行此分离步骤时，也可将一种能够压载形成的絮 体的物质(如微砂)引入到该凝聚-絮凝池中。这些压载的絮体与该 水性溶液一起被转移至该倾析器，使得能够改善后续的倾析步骤的 分离率。
该倾析器可以是静态倾析器或层状倾析器。该倾析器可配备一 个底部刮铲，用于更好地摄入倾析的污泥。
该静态倾析器是最常规的倾析器：它包括一个单池，其中凝聚 的颗粒物可在该池的底部沉积以形成污泥，并且将已经历倾析的净 化水通过溢流进行回收。
与静态倾析器相比，层状倾析器还使得能够加速凝聚的颗粒的 倾析。
在该凝聚-絮凝步骤之后，有利地，可以进行随后的净化步骤。
这可以是例如一个过滤步骤。如已经概括的，根据本发明所述 的工艺中所用的凝聚-絮凝步骤是进而特别有利的。
这个水过滤步骤可以是微孔过滤、超滤或纳滤步骤。为此，使 用过滤器，例如包括沙、无烟煤或甚至活性炭的过滤器。还可能使 用有机聚合物膜，尤其是聚丙烯、聚丙烯酰胺或聚砜膜。为了从水 中除去溶质，还可使用半透膜通过反渗透进行水的过滤。
还可以进行水的消毒步骤。存在多种用于进行液体消毒的技 术。这可以使用臭氧，通过使用紫外线辐射或可替代地通过使用二 氧化氯处理来进行。
在该工艺结束时，获得了其浊度有利地小于1NTU的饮用水。
现在将在以下实例中详细地描述多个实施例。应指出这些示例 性实例不会以任何方式限制本发明的范围。
具体实施方式
实例1：
这一实例呈现了包括并非根据本发明的凝聚-絮凝步骤的不同工艺。这些实 例使得有可能示出由本发明解决的问题。
所使用的产品
“A”：根据测试A，其布氏粘度是17 500mPa.s的对比阳离子淀粉溶液。 这种溶液“A”，是从具有0.16的DS的一种阳离子淀粉(非蜡质马铃薯基质)获 得。这种淀粉可在20℃溶于水中。
“B”：根据测试A，其布氏粘度是53 000mPa.s的对比阳离子淀粉溶液。 这种溶液“B”，是从具有0.05的DS的一种阳离子淀粉(蜡质玉米基质)获得。 在20℃，这种淀粉是不溶的，并且因此该溶液是通过在95℃将溶液蒸煮15分钟 来制备的。
这第一批两种液体淀粉组合物A和B具有高粘度。它们不能处于可易于泵 送或稀释的具有高固体含量的组合物的形式。
“C”：根据测试A，其布氏粘度是50mPa.s的对比阳离子淀粉溶液。这种 溶液“C”，是从已经历酸性水解处理、具有0.16的DS的一种阳离子淀粉(蜡质 玉米基质)获得。该溶液是通过将溶液在95℃下蒸煮15分钟来制备的。
这第三种淀粉组合物具有远远更低的粘度。它具有能够处于处于可易于泵送 或稀释的具有高固体含量的组合物的形式的优点。
FeCl3：溶液中的三氯化铁。
出于使从利斯河中取得的河水(初始浊度65NTU)可饮用化的目的，通过 烧杯测试对这些混合物进行评估。在搅拌下将5克砂(直径<100μm)加入到1L 水中，并且然后以200rpm搅拌3分钟来添加凝聚剂的混合物。然后停止搅拌，并 且在倾析3分钟之后测量该上清液的浊度。所用的凝聚剂的剂量为10毫克活性材 料/升待处理水(mg/L)。
作为与FeCl3的混合物，按45/55的淀粉/FeCl3质量比来测试溶液A、B和 C。获得的结果收集在表1中。
表1