JPS61278309A

JPS61278309A - 水の浄化方法

Info

Publication number: JPS61278309A
Application number: JP11861685A
Authority: JP
Inventors: Keiji Nagashima; 永島　啓二
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1985-05-31
Filing date: 1985-05-31
Publication date: 1986-12-09
Also published as: JPS6333881B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔技術分野〕本発明は、水の浄化方法に係り、特に、水中の汚濁物を
凝集する技術に関するものである。

〔背景技術〕

産業の急速な発展と礼金生活の向上は、工業用水、上水
の使用量を著しく増大し、また、各地で水質汚濁の問題
が発生し、これにともなって肩下水処理が大きくクロー
ズアップされてきている。

高度の生物分離膜処理、デプスフィルター、スクリーン
フィルター（メンブレン、ミクロフィルター）等の濾過
処理が行なわれていても、やはり前処理の凝集剤による
沈降又は浮上スラジ処理による上澄水処理が行なわれな
ければできない。

前記凝集剤処理の凝集剤には大別して有機系と無機系が
ある。無機系凝集剤としては、例えば。

ポリ塩化アルミニウム、ポリ硫酸鉄、硫酸第一鉄、硫酸
第一鉄、塩化第二鉄、硫酸アルミニウム等がある。

しかし、いずれも酸性値ＰＨ０，３〜６．０の範囲の主
凝集剤であり、アルカリ中和剤を必要とするという問題
があった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、アルカリ度が１０度以下の時において
も、中和が必要でなく、凝集安定性のよい主凝集剤を用
いて綿状凝結沈澱物処理を行なう技術を提供することに
ある。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述及び添付図面によって明らかになるであろ
う。

〔発明の概要〕

本願において開示される発明のうち５代表的なものの概
要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。

すなわち、水中汚濁物の綿状凝結沈澱物処理を行なう工
程を有する水の浄化方法において、前記綿状凝結法澱物
処理工程における凝集剤として無゛　機アルミン酸化合
物、又はこれとポリ塩化アルミニウムを用いて汚濁物を
凝集分離することにより。

アルカリ度が１０度以下の時においても、中和が必要で
なく、水中汚濁物の凝集を効率良く行なうことができる
ようにしたものである。

以下、本発明の水の浄化方法の実施例について説明する
。

なお、実施例を説明するための全図において。

同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返し
の説明は省略する。

〔実施例！〕

第１図は、本発明の水の浄化方法を水処理施設に適用し
た実施例Ｉを説明するための概略構成を示す模写図であ
る。

第１図において、１は汚濁物を含んだ木であり、ポンプ
２により着水井戸３に汲み上げ、前塩素４を投入した後
、混和池５に送られ、無機アルミン酸化合物凝集溶液槽
６からポンプ７により、無機アルミン酸化合物凝集溶液
を添加して攪拌し、綿状凝結沈澱物（以下、フロックと
いう）池８に搬送され、フロックを形成した後、沈澱分
離された沈澱汚泥８Ａは、図示していない汚泥処理場に
搬送され、他の液体は、高速濾過池９を通して浄化した
後、浄水池１０に搬送され、貯水されるようになってい
る。この浄水池ｌＯから各部所に配水される。

前記無機アルミン酸化合物凝集溶液の主成分は。

無機アルミン酸化合物（例えば、ＫＡＱ○２）であり、
その水溶液による多価金属イオンの凝集作用の概略は１
次式で表わされる。

ｎ　Ｋ　Ａ　Ｑ　Ｏ２＋　２　Ｈ２０ −＋ｎ　ＣＡＱ”　　＋３　（ＯＨ−））＋ｎＫＯＨ４
ＸＫＡ１　ｙＭ”　・ｚ（ＯＨ）＋５ｉＯｚ　＋Ａ（１
（ＯＨ）ｓ＋　　’ＫＯＨただし、Ｍはアルカリ金属又はアルカリ土金属の略称で
あり、その右上の算用数字は原子価を示すものである。

また、ｎは自然数であり、ｘ、ｙ。

２は複塩を形成するための金属である。

このようにして、水中汚濁物質の共沈フロックを形成す
る。

おのおのの陽イオンを取りまいて、一群の陰イオンが配
置し、配位多面体が形成される。

アルカリ金属、アルカリ土金属の無機アルミン酸化合物
は、電気的誘導が大きく、電気的陽性を示す。アルカリ
土類金属化合物は、容易に最外殻の１個のＳ電子を失っ
て一価陽イオンとなり、多くの汚濁物質の元素や化合物
と作用し、非金属元素とはイオン化物、金属とは金属間
化合物を作りフロック架橋する。

陽イオンと陰イオンとの距離は、イオン半径の和によっ
てきまり、また、配位数、すなわち、陽イオンのまわり
に最も近接している陰イオン数は。

陽イオンと陰イオンの半径比によって決まる。−゛価金
属、特に、に″の陽イオンはこれをとりまく水中イオン
ＯＨ−の半径より大きいため、多くの陰イオンにかこま
れることになる。水中濁物質を分散安定化させている原
因である濁質表面の反発負荷電（−）の中和に寄与する
。安定な構造では、陰イオンとその近くのすべての陽イ
オンとをつなぐ原子価結合の全結合力は、陰イオンの電
荷の総計に等しいこともあって、水中分散安定化してい
る濁質は１通常容易に解体されない６に＋のイオン半径が１．４５オングストローム〔入］も
あって大きいため１表面水の分子（Ｈ２Ｏ）に水和され
ていても１表面型位の低下をなすことが速やかになる。

また、アルカリ土金属も、アルカリ金属に次いで電気的
陽性でその作用が大きい。基核のアルミニウムは、酸化
物、水酸化物いずれも両性であるが、多価金属無機アル
ミン酸化合物は、水溶性でかつアルカリ性である。この
水溶液中（７）Ｈ（Ａｌ１（ＯＨ）４　（Ｈ２０）２　
）　　、　Ｈ：ｔ　　（ＡＱ（ｏＨ）ａ）”のイオンも
濁質分散安定させている原因である親木コロイド表面の
反発負荷電（−）を中和する。

水に懸濁している１粒子は一般に表面が負（−）に帯電
していてその静電反発力で結合せず分散安定化している
。これらの反発負荷電（−）を中和するのに必要な反対
電位（＋）の物質を添加してやれば、粒子の表面電位（
ゼータ−電位）が低下し結合しやすくなる。その結果と
して生じる微細な凝集濁質を架橋により、さらに粗大化
する過程を通じて行なわれるので、前記の凝集剤中に含
まれているイオンの陽電荷（＋）が高く、架橋安定させ
るための陽電子の組み換えが必要となり、最低のイオン
化ポテンシャルをもち１元素のうち最も電気的陽性であ
ることが要求される。ここで−価金属の無機アルミン酸
化合物がこれを充たし。

アルミニウムの多価イオンが重複する。

また、コロイドのような親水性粒子も表面に水の分子が
吸着し、表面水和層に保護されて結合しにくくなってい
る。この場合も正帯電物質（金属イオンや正帯電高分子
）を添加することにより。

表面電位の低下、親木基の封鎖、静電コロイド結合等を
生じて粒子は結合して行く。

次に、凝集過程におけるイオン量（臨界凝集濃度）と凝
集について説明する。

凝集剤イオンの原子価が一価から四価に増すにつれて、
−価のものの場合を「１」とすると、二価のものの場合
はｒｏ、ｏ　１６Ｊ　、三価のものの場合はｒＯ，ｏ　
０１４」、四価のもの場合は「０゜０００２４Ｊの割合
で著しく少なくてすむことが理論的にも導かれる。経験
的にもシュルツエ・八−ディの法則として知られている
。この点無機アルミン酸化合物の複塩では、四価及び三
価の陽イオン種と電気的に強陽性をあらかじめ多量に含
んでいるのできわめて有効である。

しかし、表面電位低下作用のみでは、粒子の結合による
フロックの生長は限定され、また時間も要するので、巨
大フロック化は望めない。そこで。

濁質間の架橋による結びつけは、凝集剤中のアルミニウ
ムイオンが水中で加水分解する際に生じる高度の多価イ
オン、あるいは個体状の水酸化アルミニウムやその他の
金属水酸化物によってなされるので、フロック生成の速
さ、濁質表面への親和力、吸着活性等、濁質の粗大化、
すなわち、沈澱速度に大きな影響を与えることになる。

このように、前記無機アルミン酸化合物凝集剤は、塩基
性凝集剤であり、アルカリ中和を必要としないものであ
る。そして、標準使用量が２０ρｐＩＩＩ〜２００ｐｐ
ｍのようにその使用量が少量のため排水ＰＨは容易に５
．８〜８．６の範囲に調整可能であり、また、塩化物を
含んでいないため、施設金属を腐食させる恐れがない。

ここで、実用化テストに用いた無機アルミン酸化合物凝
集溶液は、無機アルミン酸化合物、例えば、　　［ＫＡ
　Ｑ　０２　］　ｎを主成分とする５０％水溶液であり
、赤褐色液体、比重（２１℃）１．４４〜１．４６、Ｐ
Ｈ（Ｉｇ／１０．０■Ｑ、２１℃）１１〜１３、凍結温
度−５０℃以下である。

この無機アルミン酸化合物凝集溶液の特徴は次のとおり
である。

（１）低温環境下においても、優れた凝集速行性を発揮
する。

（２）分子のうち最も電気的陽性で（負電荷陰性度）他
元素や化合物との作用が大きい。

（３）凍結点が低いので、寒冷地においても凍結しない
。

（４）塩化物を含まないので、鉄部、その他金属部を腐
食しない。また、有害な有機塩素の合成がない。

（５）塩基性のため親水性と、均−系触媒性が大きく、
反応物質も溶媒（凝集剤）に溶は均一相となり反応が進
行する。

（６）遷移金属錯体相を作りゃすく、また、均一系触媒
反応と遷移金属に配位、子が配位した遷移金属錯体があ
り、このような錯体が相互に溶け、配位した配位子の一
部が解離することにより、空いた配位座ができる。その
配位座に反応基質が配位することにより反応が進行する
独特な作用により電気的凝集効果が大きい。一般的なイ
オン化作用が加速する。

この無機アルミン酸化合物凝集溶液の主な用途は、上水
処理、工業用水処理、下水処理、産業排水処理（＊鉄、
自動車工業用廃水処理、ｍ紙排水処理、ガラス製造排水
処理、砂利排水処理、その他工場排水処理）、有価物質
の回収（金属銅粉、銀の回収など）等の水処理用及び蛋
白質、動植物油の酸化による汚れ洗浄用とて使用される
。

次に１本実施例１の無機アルミン酸化合物凝集溶液を用
いた実験例を示す。

第２図は、動物油脂懸濁物、ＰＨ；６゜８の試料におけ
る実験結果を示す図である。

第３図は、濁度９．０．ＰＨ；７゜１、アルカリ度４４
の低濁度水に対する除濁効果の実験結果を示す図である
。

第４図は、浮遊物質（以下ＳＳという）；９５０ｐｐｍ
、　ＰＨ：　５．４、の原水に、５０％水溶液の無機ア
ルミン酸化合物凝集溶液を添加した場合の下級紙白沈澱
速度試験の結果を示す図である。

第５図は、ＳＳ　ｉ　１７００ｐｐｍ、　ＰＨ；　６．
３の原水に、５０％水溶液の無機アルミン酸化合物凝集
溶液を添加した場合の砂利廃水沈澱速度試験の結果を示
す図である。

第６図は、ＳＳ；１５０００ｐｐｍ、ＰＨ：４．０゜の
原水に、５０％水溶液の無機アルミン酸化合物凝集溶液
を添加した場合の硫酸亜鉛液不純分の沈澱速度試験の結
果を示す図である。

〔実施例■〕

第７図は１本発明の水の浄化方法を工場における汚水分
離加圧浮上槽処理施設に適用した実施例■を説明するた
めの概略構成を示す模写図である。

第７図において、１１は汚濁物を含んだ排水を貯蔵する
原水槽であり、ポンプ１２により凝集フロック槽１３に
汲み上げ、無機アルミン酸化合物凝集溶液槽１４からポ
ンプ１５により、無機アルミン酸化合物凝集溶液を添加
して攪拌し、フロックを形成した後、加圧水タンク１７
からの加圧水と混合されて加圧分離浮上槽１６に搬送さ
れる。

加圧分離浮上槽１６では、汚泥シュートガイド部材１Ｂ
及び汚泥かきよせ機１８Ａにより、汚泥沈澱分離を促進
させ、沈澱分離された沈澱汚泥は。

汚泥シュートガイド部材１８及び残分汚泥沈澱集積機１
９により集取されて汚泥槽２０に搬送される。一方、処
理浄水２１は浄水受水槽２２に搬送され、貯水されるよ
うになっているにの浄水受水槽２２から各部所に再利用
配水として供給される。また、この処理浄水２１は井戸
水又は上水２５と混合されて加圧水タンク１７に供給さ
れる。

前記汚泥槽２０の汚泥は、ポンプ２３により汚泥脱水機
２４に送られ、この汚泥脱水機２４により脱水されて汚
泥ケイキにして搬送されるようになっている。汚泥脱水
機２４で脱水された木は排水させて再度原水槽１１に搬
送されるようになっている。又、２５により、供給稀釈
された余剰水は、排水管２６により排水される。図中、
Ｂはバルブ、Ｐはポンプである・次に１本実施例を用いた実験例の結果を示す。

第８図は、クロームメッキ、還元剤Ｎａ２ＳＯｓ　。

濁度；１８０度、ＰＨ；　６．２、水温；１５℃の原水
に、５０％水溶液の無機アルミン酸化合物凝集溶液を添
加した場合のメッキ廃水沈澱速度処理試験の結果を示す
図である。

第９図は、ＳＳ；３％、ＰＨ：　６．５の砂利洗じよ廃
水に硫酸アルミニウム６％液１１００ｐｐを添加し、５
０％水溶液の無機アルミン酸化合物凝集溶液を添加した
場合の濁度試験の結果を示す図である。

〔実施例■〕

本発明の水の浄化方法を板紙総合廃水凝集浮上処理に適
用した実施例■の実験結果を次の表Ｉに示す。

〔実施例■〕

本発明の水の浄化方法をし尿処理場の余剰汚泥（デカン
タ−脱水、　Ｐ　Ｈ；　７．１．　Ｓ　Ｓ　：　１９，
５００ｐｐｔａ、ＶＴＳ　；６ｇ％）処理に適用した実
施例■の実験結果を表■に示す。

〔実施例■〕

本発明の水の浄化方法を蛋白質、動植物油脂系汚れの洗
浄に適用した実施例Ｖの実験結果を次の表■に示す。

なお、前記本実施例■における無機アルミン酸化合物溶
液に防錆剤として少量の亜硝酸ソーダを添加することに
より、金属パイプ等の錆止めを同時に行なうこともでき
る。

〔実施例■〕

本実施例■の水の浄化方法は、水中汚濁物の綿状凝結沈
殿物処理を行なう工程を有する水の浄化方法において、
前記フロック処理用凝集剤として無機アルミン酸化合物
とポリ塩化アルミニウムを併用して汚濁物を凝集分離す
ることを特徴とするものである。

例えば、濁度；２５°、ＰＨ；７．１．水温；３℃の河
川水に表■に示すポリ塩化アルミニウム及び５０％水溶
液の無機アルミン酸化合物を表■に示すように、添加し
た場合の実験結果は表■のようになる。

また、高濁度の河川水１例えば、濁度；５５０゜、ＰＨ
；７．１、水温；１７℃の河川水に、ポリ塩化アルミニ
ウム；４０ρｐａｔを添加し、その上５８０％水溶液の
無機アルミン酸化合物溶液の添加量を増加して行くと、
第１０図に示すような特性曲線が得られる。

れば、前記実施例！〜■よりもさらに水中汚濁物の凝集
を効率良く行なうことができる。

以上１本発明を実施例により具体的に説明したが、・本
発明は、前記実施例に限定されるものではなく、その要
旨を逸脱しない範囲において、種々変更し得ることは勿
論である。

〔効果〕

以上説明したように１本発明によれば、水中汚濁物のフ
ロック処理を行なう工程を有する水の浄化方法において
、前記フロック処理工程における凝集剤として無機アル
ミン酸化合物を用いて汚濁物を凝集分離することにより
、アルカリ度が１０度以下の時においても、中和が必要
でなく、水中汚濁物の凝集を効率良く行なうことができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の水の浄化方法を上水場における河川
水等濁度分離沈澱種処理施設に適用した実施例Ｉを説明
するための実施施設の概略構成を示す模写図、第２図乃至第６図は、実施例Ｉの実験、結果を示す図、第７図は１本発明の木の浄化方法を工場における汚水分
離加圧浮上槽処理施設に適用した実施例■を説明するた
めの実施施設の概略構成を示す模写図、第８図及び第９図は、実施例■の実験結果を示す図第１０図は、実施例■の実験結果を示す図である。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）水中汚濁物の綿状凝結沈澱物処理を行なう工程を
有する水の浄化方法において、前記綿状凝結沈澱物処理
工程における凝集剤として無機アルミン酸化合物を用い
て汚濁物を凝集分離したことを特徴とする水の浄化方法
。
（２）水中汚濁物の綿状凝結沈澱物処理を行なう工程を
有する水の浄化方法において、前記綿状凝結沈澱物処理
工程における凝集剤として無機アルミン酸化合物とポリ
塩化アルミニウムとを併用して汚濁物を凝集分離したこ
とを特徴とする水の浄化方法。