CN1810673B - 污浊排水的凝集分离净化剂及净化方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了能带来显著经济效益、并能达到减低环境污染危机的目的的污浊排水的凝集分离净化剂。将对应于在以无水石膏为主体的天然矿物中配以在由石灰石、二氧化硅、氧化铁、粘土所组成的熔渣中加入了石膏的微粉碎物及微粉硫酸铝而形成的主成分100重量份，掺入了作为必须成分的由2-(甲基丙烯酰氧基)-乙基三甲基氯化铵聚合物微粉及丙烯酰胺·丙烯酸钠·丙烯酰氨基甲基丙磺酸钠共聚物微粉组成的微粉体0.5～15重量份而构成的本发明的污浊排水的凝集分离净化剂添加到污染排水中并搅拌，进行污染排水的净化处理。

Description

污浊排水的凝集分离净化剂及净化方法
技术领域
本发明涉及污浊排水的凝集分离净化剂及净化方法，具体涉及既同时吸附或吸着并凝集分离溶存于污浊排水中的有害物质、特别是重金属等第二类特定有害物质所形成的污浊物质和浮游悬浊物质(SS)，又作为改变凝集污泥的性状且无重金属类及卤素物质等的再溶出的极其稳定的固形物可进行分离的凝集分离净化剂及净化方法。
背景技术
以往，无论无机系还是有机系的污水处理，都是向该污水中添加无机系或有机系的凝集剂，使污水中的浮游悬浊物质(SS)凝集分离，调整至满足所规定的水质标准(例如，氢离子浓度pH，色度，透明度等)再排放，所分离的污泥则经脱水固化后，再根据需要对重金属类等进行其它的不溶出化处理等后才能废弃。
以往在该污浊废水处理中使用的凝集剂大致分为无机系和有机系两大类。无机系凝集剂以铝盐为主体，尽管有污浊物分离机能，但是与有机系相比较由于凝集力较小，所形成的凝块也较小，所以沉降性较差(较慢)，净化处理时间长。并且，由于该铝盐是氯化物或硫酸盐，溶于水后呈酸性，所以在排放时要进行中和处理。另一方面，有机系凝集剂一般使用带电荷的链状高分子，它不仅具有带电悬浊粒子的电荷中和作用，还兼具交联吸附作用，藉此可形成较大的凝块，但是，与无机系相比较，处理水与沉降凝块的粘性都较强，脱水效率差，并且，为了调整处理水的pH值，需要准备其它的调整设备及试剂费用。另外，由于污水种类的不同，会产生凝块在中间浮游而完全与水不分离的现象，这样就会形成不能直接排放的状态。并且，使用量超过适值时，由于凝块变得过大，内部裹挟水分，使回收污泥中的含水比也增大，从而降低效率。此外，由于未分解性低，所以可能会造成环境污染。
以往在该污水处理中使用的凝集剂以有效地凝集排水中的浮游悬浊物质(SS)为主要目的。因此，溶存于该污水中的部分金属及卤素物质等在凝集时处于被吸收入浮游悬浊物质(SS)中的状态，可以认为是分离沉降了，但现状是水溶性物质的除去不充分，特别是不可能除去在法律上非常严格地规定了标准值的特定化学物质如重金属及氟元素。并且，由于以往的凝集剂自身不具备捕集并固定上述特定化学物质的功能，所以，在废弃被分离出的凝块时，因再溶出而成为污染土壤的主要原因。
鉴于上述现状，本申请人对必须解决的上述课题进行了积极的研究，在以金属类(包括重金属类)的固定和不溶化及将其改变成接近自然土壤的土质为目的的专利文献1中，揭示了无机系泥质转化凝集剂。
但是，此技术也存在着在从水溶性向不溶性物质的转化功能、捕集并固定该不溶性物质的凝集力、形成凝块的大小及强韧度等方面不充分的现象。因此，希望进一步改良氟原子等卤素物质的捕集固定机能弱的缺点。
【专利文献1】日本专利特开2004-8903号公报
发明内容
本发明的目的是提供进行较广范围的污水净化时，在凝集处理时不需要烦琐的pH值调整工序，能形成具有适当大小与强度且在短时间可沉降的凝块，因处理水及凝块的弱粘性而提高脱水效率，并由于降低该凝块的含水比而实现显著的经济效果，且能达到降低环境污染危机的目的的污浊排水的凝集分离净化剂及净化方法。
为了达到上述目的，本发明的权利要求1所记载的污浊排水的凝集分离净化剂的最主要的特征在于，对应于在以无水石膏为主体的天然矿物中配以在由石灰石、二氧化硅、氧化铁、粘土所组成的熔渣中加入了石膏的微粉碎物及微粉硫酸铝而形成的主成分100重量份，掺入了作为必须成分的由2-(甲基丙烯酰氧基)-乙基三甲基氯化铵聚合物微粉及丙烯酰胺·丙烯酸钠·丙烯酰氨基甲基丙磺酸钠共聚物微粉组成的微粉体0.5～15重量份。
权利要求2所记载的污浊排水的净化方法的特征在于，将权利要求1所记载的凝集分离净化剂添加至污浊排水中并搅拌，进行污浊排水的净化处理。
本发明权利要求3所记载的污浊排水的凝集分离净化剂的特征在于，对应于在以无水石膏为主体的天然矿物中配以在由石灰石、二氧化硅、氧化铁、粘土所组成的熔渣中加入了石膏的微粉碎物及微粉硫酸铝而形成的主成分100重量份，掺入了作为必须成分的由2-(甲基丙烯酰氧基)-乙基三甲基氯化铵聚合物微粉及丙烯酰胺·丙烯酸钠·丙烯酰氨基甲基丙磺酸钠共聚物微粉组成的微粉体0.5～15重量份和碱金属碳酸盐及/或碱土金属碳酸盐及/或氢氧化物、氧化物7～30重量份。
本发明权利要求5所记载的污浊排水的净化方法的特征在于，将本发明权利要求3所记载的凝集分离净化剂添加至污浊排水中并搅拌，进行污浊排水的净化处理。
本发明权利要求3所记载的污浊排水的凝集分离净化剂及本发明权利要求5所记载的污浊排水的净化方法中，上述碱金属碳酸盐及/或碱土金属碳酸盐及/或氢氧化物、氧化物如权利要求4或权利要求6中所记载的发明所示，为选自碳酸钠、碳酸钙、碳酸镁、氢氧化钙、氢氧化镁、氧化钙的至少一种。
本发明权利要求7所记载的污浊排水的凝集分离净化剂的特征在于，对应于在以无水石膏为主体的天然矿物中配以在由石灰石、二氧化硅、氧化铁、粘土所组成的熔渣中加入了石膏的微粉碎物及微粉硫酸铝而形成的主成分100重量份，掺入了作为必须成分的由2-(甲基丙烯酰氧基)-乙基三甲基氯化铵聚合物微粉、乙基三甲基氯化铵聚合物微粉及丙烯酰胺·丙烯酸钠·丙烯酰氨基甲基丙磺酸钠共聚物组成的微粉体0.5～15重量份和硫代硫酸钠及/或硫酸亚铁2～60重量份。
本发明权利要求8所记载的污浊排水的净化方法的特征在于，将本发明权利要求7所记载的凝集分离净化剂添加至污浊排水中并搅拌，进行污浊排水的净化处理。
本发明权利要求9所记载的污浊排水的凝集分离净化剂的特征在于，对应于在以无水石膏为主体的天然矿物中配以在由石灰石、二氧化硅、氧化铁、粘土所组成的熔渣中加入了石膏的微粉碎物及微粉硫酸铝而形成的主成分100重量份，掺入了作为必须成分的由2-(甲基丙烯酰氧基)-乙基三甲基氯化铵聚合物微粉及丙烯酰胺·丙烯酸钠·丙烯酰氨基甲基丙磺酸钠共聚物微粉组成的微粉体0.5～15重量份和合成水滑石50～1500重量份。
本发明权利要求11所记载的污浊排水的净化方法的特征在于，将本发明权利要求9所记载的凝集分离净化剂添加至污浊排水中并搅拌，进行污浊排水的净化处理。
本发明权利要求9所记载的污浊排水的凝集分离净化剂及本发明权利要求11所记载的污浊排水的净化方法中，上述合成水滑石如权利要求10或权利要求12中记载的发明所示，为以Mg6Al2(OH)16CO3·4H2O表示的碱式碳酸盐。
使用上述权利要求1所记载的在以无水石膏为主体的天然矿物中配以在由石灰石、二氧化硅、氧化铁、粘土所组成的熔渣中加入了石膏的微粉碎物及微粉硫酸铝而形成的主成分与上述必须成分构成的污浊排水的凝集分离净化剂，如权利要求2所记载的发明所示，将该凝集分离净化剂添加至污浊排水中并搅拌，即使污浊排水是酸性或是碱性(pH4～10的范围)，也能极其迅速地通过物理·化学的手段凝集分离·沈降污浊物质(也包括溶存物质)，得到清净且中性的处理水，并且凝集分离·沈降后的污泥转化成极其稳定的难溶性物质，呈现无粘性、脱水性良好的性状。
使用上述权利要求3及权利要求4所记载的污浊排水的凝集分离净化剂，如权利要求5及权利要求6所记载的发明所示，将该凝集分离净化剂添加至污浊排水中并搅拌，可中和污浊排水中的游离酸性物质及处理凝集性能高、酸性度强的污浊排水。
使用权利要求7所记载的污浊排水的凝集分离净化剂，如权利要求8所记载的发明所示，将该凝集分离净化剂添加至污浊排水中搅并拌，不仅可通过化学手段捕集污浊排水中的悬浊物质还可捕集重金属类等，并将它们转化成不溶性物质，同时通过强烈的凝集作用迅速地分离·沉降，所以可连续排放上层的澄清水。并且，分离、脱水后的污泥(凝块)极其稳定，也能防止作为土壤污染对策法施行标准中规定了标准值的对象物的第二类特定有害物质(重金属等)的再溶出而导致的环境污染。
使用上述权利要求9及权利要求10所记载的污浊排水的凝集分离净化剂，如权利要求11及权利要求12所记载的发明所示，将该凝集分离净化剂添加至污浊排水中并搅拌，在工厂排水等污浊排水中溶存有水溶性的氢氟酸等卤化物时，不使用中和剂就能通过化学·物理手段进行捕集并将捕集物转化成不溶性物质。然后，在短时间内使这些不溶性物质凝集·分离·沉降。另一方面，即使有通过消石灰等中和剂转化成氟化钙等的悬浊物质共存，也能通过本发明的强烈的凝集作用，迅速地分离沉降，因此可连续排放上层的澄清水。此外，沉降、脱水后的污泥(凝块)极其稳定，所以没有氟元素等卤素物质的再溶出。
以下更详细地叙述本发明。
本发明的凝集分离净化剂通过在以无水石膏为主体的天然矿物中配以在由石灰石、二氧化硅、氧化铁、粘土所组成的熔渣中加入了石膏的微粉碎物及微粉硫酸铝而形成的主成分中，掺入作为必须成分的由2-(甲基丙烯酰氧基)-乙基三甲基氯化铵聚合物微粉及丙烯酰胺·丙烯酸钠·丙烯酰氨基甲基丙磺酸钠共聚物微粉组成的微粉体和碱金属碳酸盐及/或碱土金属碳酸盐及/或氢氧化物、氧化物和硫代硫酸钠及/或硫酸亚铁和合成水滑石而构成。
上述以无水石膏为主体的天然矿物对污浊排水的作用、效果如下所述。
即，由于天然矿物中含有多种多样的矿物性微量元素(矿物质成分)，所以在该污浊排水中不断地溶出，与排水中的溶存氧及解离酸离子发生协同作用，通过将污浊物质中的有机物(也包含溶存物)还原或氧化·分解等反应，作为难溶于水的凝固体分离。此外，成为主体的无水石膏在该污浊排水中悬浊，其一部分溶解后作为后述的由于微粉硫酸铝的解离而产生的酸的中和剂发挥功效，同时，也起到凝集·固化反应的助剂的作用。
微粉硫酸铝易溶解于该污浊排水中，通过水解反应分解成氧化铝Al2O3和硫酸H2SO4。氧化铝进一步转化为胶体状的氢氧化铝Al(OH)3和由离子化的氢氧化铝[Alm(OH)n +]形成的缩聚氢氧化铝。此缩聚氢氧化铝使污浊排水中的浮游悬浊物质的粒子间电位降低。因此，破坏了浮游悬浊物质(SS)的粒子间的平衡，使之微粒子化，但新的微粒子重整后又凝集起来。另外，具有有机金属类的无机化功能和金属类(也包含重金属类)离子的吸附·固定·分离及氧化催化功能，通过这些功能更进一步地促进了反应。
作为另一主成分的在由石灰石、二氧化硅、氧化铁、粘土所组成的熔渣中加入了石膏而得到的微粉碎物，在促进凝集体沉降的同时，也作为中和剂使用，其中含有的微量氧化铁作为污浊物质的凝集·固定·转化等各种反应的催化剂起着促进协同效果的作用。
本发明中的凝集分离净化剂由上述的主成分和后述的必须成分构成，由于相对于主成分的必须成分的配比是固定的，所以需要进一步说明。
作为本发明权利要求1、3、4、7、9、10所记载的污浊排水凝集分离净化剂的必须成分的由2-(甲基丙烯酰氧基)-乙基三甲基氯化铵聚合物微粉及丙烯酰胺·丙烯酸钠·丙烯酰氨基甲基丙磺酸钠共聚物微粉组成的微粉体，在分类上是属于高分子系凝集剂，但是，由于上述特定的微粉聚合物的组合，通过静电吸附交联与氢键而具有吸附交联的双功能，并且通过使构成比例(重量比)发生变化，即使污浊排水是酸性或是碱性也能进行处理，因此，能消除烦琐的中和工序，通过与上述主成分的协同效果，仅使用以往的有机高分子系凝集剂单独使用量的十分之一即可达到同等效果，由于分离水及凝块均无粘性，所以脱水效率高，极其经济。另外，由于这些有机高分子的未分解性低，所以用量大幅度减少，具有减少环境污染危机的效果。
相对于100重量份的主成分，该必须成分的配比量为0.5～15重量份。此配比可根据污浊排水的种类及浓度的不同而变化，但是如果未满0.5重量份，则因交联作用弱、凝块小而使沉降速度变慢。另外，如果超过15重量份，则由于凝块变得过大，其内部裹挟着水分，使废弃沉淀物的量增大，且分离水及凝块的粘性均变大，所以脱水效率将极端下降。
作为本发明权利要求3、4所记载的污浊排水的凝集分离净化剂的必须成分的碱金属碳酸盐及/或碱土金属碳酸盐及/或氢氧化物、氧化物具有与污水中的游离酸性物质、卤化氢、分解后显示酸性的悬浊物质及溶解性物质反应使之中性化的功能。
相对于100重量份的主成分，该必须成分的配比量为7～30重量份。此配比可根据由上述各酸性物质所产生的氢离子浓度的不同而变化，但是如果未满7重量份，则将与作为主成分之一的氢氧化铝的解离而产生的硫酸进行反应，使其消耗，从而减弱了中性化功能。另外，如果超过30重量份，则由于碱性过强(超出pH4～10的范围)，所以妨碍了凝集及凝块的适当形成。
作为本发明权利要求7所记载的污浊排水的凝集分离净化剂的必须成分的硫代硫酸钠及/或硫酸亚铁，首先硫代硫酸钠具有与溶存重金属类积极地反应形成不溶性的硫代硫酸金属化合物Na3[Me(S2O3)2]的功能。顺便说一下，金属化合物多数如六价铬离子是黄色的那样显示各种特有的呈色反应，通过与硫酸亚铁并用，能防止此类呈色现象。
在对象金属不呈现浓色时，也可以单独使用硫代硫酸钠。
相对于100重量份的主成分，此必须成分的配比量为2～60重量份。此配比可根据污浊溶存物质中的重金属类的数值的不同而变化，但是如果未满2重量份，则使溶存重金属类的不溶化不够充分。另外，如果超过60重量份，则硫代硫酸钠过剩，游离硫磺所产生的恶臭等会使作业环境恶化，硫酸亚铁的过剩将使处理后的排水带红色，因而不理想。
作为本发明权利要求9、10所记载的污浊排水的凝集分离净化剂的必须成分的合成水滑石，由于结构中具有碳酸基，所以具有阴离子交换性，特别是碳酸基部分可以置换阴离子化倾向强的氟元素及氯元素等卤素。此反应即使是在稀薄的浓度中也能快速地反应，使之吸附在该合成水滑石的结构内形成悬浊。此悬浊物能通过本发明的组成成分的凝集功能，与其它的浮游悬浊物质一起快速分离沉淀。
相对于100重量份的主成分，此必须成分的配比量为50～1500重量份。此配比可根据污浊溶存物质中的阴性物质的数值的不同而变化，但是如果未满50重量份，则溶存阴离子物质的吸附·吸着·不溶化不够充分。另外，如果超过1500重量份，则对本发明的组成成分的凝集功能过剩，浮游悬浊状态长时间持续，不能快速地分离沉淀，因此不利于上层澄清水的连续排放。
如上所述，本发明的污浊排水的凝集分离净化剂由天然矿物(粉末)、无机系化合物(都为粉末)和少量的2种高分子凝集剂(都为粉末)按所定的比例混合构成。
在通过本发明的污浊排水的凝集分离净化剂进行污浊排水的净化时，使用该污浊排水凝集分离净化剂的条件是，(1)以粉末状定量添加；(2)为了使所设计的反应(分解、泥质转化、固定、凝集、分离沉淀等)更有效果，希望剧烈地与污浊排水进行混合搅拌；(3)标准添加量为该污浊排水的浮游悬浊物质(SS)的5～10％(但是，当对象物质是微胞藻、浮游生物等动植物以及它们的分解物、表面活性剂、油性物质等有机物时，为此数值的10倍以上)作为标准。
使用了本发明的污浊排水的凝集分离净化剂的净化方法中的凝集反应，极其迅速地通过搅拌凝集污泥使之更坚固、高密度化并分离。凝集分离污泥是疏水性极稳定的污泥，不会崩解及再溶解。
并且，凝集分离污泥的脱水性高，缓解了脱水污泥的臭气，使之转化成近似自然土壤的污泥，重金属类等有害物质不再溶出。
上述的本发明的污浊排水的凝集分离净化剂中也可不含必须成分中的碱金属碳酸盐及/或碱土金属碳酸盐及/或氢氧化物、氧化物。此时，从污浊排水中的游离酸性物质的中和及凝集反应方面来看，虽然性能略微降低，但还可以发挥与上述污浊排水的凝集分离净化剂几乎同等的作用。
具体实施方式
通过将对应于在以无水石膏为主体的天然矿物中配以在由石灰石、二氧化硅、氧化铁、粘土所组成的熔渣中加入了石膏的微粉碎物及微粉硫酸铝而形成的主成分100重量份，掺入了作为必须成分的由2-(甲基丙烯酰氧基)-乙基三甲基氯化铵聚合物微粉及丙烯酰胺·丙烯酸钠·丙烯酰氨基甲基丙磺酸钠共聚物微粉组成的微粉体0.5～15重量份而形成的凝集分离净化剂加入到污浊排水中并搅拌进行净化，能够提供在较广范围的污浊排水的净化时，不需要凝集处理时烦琐的pH调整工序，形成具有适当大小和强度并在短时间内发生沉降的凝块，因处理水及凝块的弱粘性而提高了脱水效率，并且因为该凝块的含水比降低而带来显著的经济效果，同时能达到降低环境污染危机的目的的污浊排水的凝集分离净化剂及净化方法。
以下例举本发明的实施例及比较例更具体地说明本发明，但是，本发明并不局限于此。
(实施例1)
凝集分离净化剂的调制
将以无水石膏为主体的天然矿物55重量％、在由石灰石、二氧化硅、氧化铁、粘土所组成的熔渣中加入了石膏而得到的微粉碎物12重量％和微粉硫酸铝33重量％均匀混合构成主成分。
然后，相对于此主成分100重量份，掺入作为必须成分的由2-(甲基丙烯酰氧基)-乙基三甲基氯化铵聚合物微粉及丙烯酰胺·丙烯酸钠·丙烯酰氨基甲基丙磺酸钠共聚物微粉组成的(重量比2∶1)微粉体3重量份，均匀混合调制成本实施例的凝集分离净化剂。
另外，按以下的步骤调制作为比较例使用的凝集分离净化剂。
将以无水石膏为主体的天然矿物55重量％、在由石灰石、二氧化硅、氧化铁、粘土所组成的熔渣中加入了石膏而得到的微粉碎物12重量％和微粉硫酸铝33重量％均匀混合构成主成分。
然后，相对于此主成分100重量份，作为必须成分仅掺入2-(甲基丙烯酰氧基)-乙基三甲基氯化铵聚合物微粉3重量份，均匀混合。
使用以上调制的2种(本发明品与比较品)凝集分离净化剂，进行因大雨而流向珊瑚礁海域的红土污浊水的净化处理试验，结果如表1所示。
表1
Figure G05179022220050628D000081
如表1所示，与本发明中的实施例在同一添加量的情况下，比较例明显地差，净化时间花费得过多，上层澄清水也已被染色，因此不能直接排放。顺便说一下，即使添加3倍的量，如此的改善还是不充分，再增加量的话，上层澄清水与沉降凝块将产生发粘感，脱水效率降低且试剂成本大幅度地提高，在经济上非常不利。
(实施例2-1)
凝集分离净化剂的调制
将以无水石膏为主体的天然矿物55重量％、在由石灰石、二氧化硅、氧化铁、粘土所组成的熔渣中加入了石膏而得到的微粉碎物12重量％和微粉硫酸铝33重量％均匀混合构成主成分。
然后，相对于此主成分100重量份，掺入作为必须成分的由2-(甲基丙烯酰氧基)-乙基三甲基氯化铵聚合物微粉及丙烯酰胺·丙烯酸钠·丙烯酰氨基甲基丙磺酸钠共聚物微粉组成的(重量比2∶1)微粉体3重量份与碳酸钠22重量份，均匀混合调制成本实施例的凝集分离净化剂。
使用此凝集分离净化剂，进行以下(1)～(5)的净化处理试验。
作为比较例，采用以现有的无机系·有机系凝集剂进行污浊排水处理的实际数值。
(1)表2所示的是公园水池的净化试验结果
表2
  (净化试验)   原水   比较例   实施例
  添加量(mg/l)   -   150   150
  pHCOD  (mg/l)SS   (mg/l)T-N  (mg/l)T-P  (mg/l)上层澄清水的浊度   7.3101201.10.0612   7.34.26.70.70.043   7.11.43.30.5未满0.011
如表2所示，COD、SS、T-N、T-P、浊度中的任一项，本实施例都比比较例有大幅度的降低。并且，上层澄清水也如数值所示，变得能直接排放。
(2)表3所示的是消防水池的净化试验结果。
表3
  (净化试验)   原水   比较例   实施例
  添加量(mg/l)   -   300   300
  pHCOD  (mg/l)SS   (mg/l)T-N  (mg/l)T-P  (mg/l)浊度   9.543544.90.1596   8.321.25.81.60.1114   7.79.44.90.90.044
如表3所示，COD、SS、T-N、T-P、浊度中的任一项，本实施例都有大幅度的改善。
(3)表4所示的是隧道施工污水的净化试验结果。
表4
  (净化试验)   原水   比较例   实施例
  添加量(mg/l)   -   200   200
  (净化试验)   原水   比较例   实施例
  PHCOD   (mg/l)SS    (mg/l)n-H   (mg/l)Pb    (mg/l)透明度   7.9804200550.083   7.921290220.0720   7.78.42030.01超过30
如表4所示，COD、SS、n-H、Pb、透明度中的任一项，本实施例都有大幅度的改善。
(4)表5所示的是飞机清洗的污浊排水的净化试验结果。
表5
  (净化试验)   原水   比较例   实施例
  添加量(mg/l)   -   120   120
  pHCOD(mg/l)C6H5OH(mg/l)T-N(mg/l)T-P(mg/l)色·透明度(目视)   7.21430.798.517.2深绿色·悬浊   7.323.40.441.58.6浅黄色·稍微混浊   7.112.60.116.83.5无色透明
如表5所示，COD、C6H5OH、T-N、T-P、色·透明度中的任一项，本实施例都有大幅度的改善。
(5)表6所示的是排水处理场的第一沉淀池的出口排水的净化试验结果，表7所示的是凝集污泥的脱水试验结果。
表6
  (净化试验)   原水   比较例   实施例
  添加量(mg/l)   -   100   100
  pHCOD   (mg/l)BOD   (mg/l)SS    (mg/l)NH<sub>4</sub>-N(mg/l)T-P   (mg/l)透明度   7.570905412.56.412   7.516.225.65.46.75.340   7.46.47.52.63.82.450以上
如表6所示，COD、BOD、SS、NH4-N、T-P、透明度中的任一项，本实施例都有大幅度的改善。
表7
  (凝集污泥的脱水试验)   比较例   实施例
  添加量mg/l   750(SS×3％)   750(SS×3％)
  污泥浓度SS％凝集污泥的形状脱水污泥含水率％脱水污泥的形状   2.5(25,000mg/l)柔软、粘性强、脱水难83.5握住后从指缝间漏出   2.5(25,000mg/l)硬而致密、易脱水71.4握住放开后破裂
如表7所示，在提高脱水效率方面重要的凝集污泥的形状、脱水污泥的含水率、脱水污泥的形状中的任一项，本实施例都有大幅度的改善。
(实施例2-2)
凝集分离净化剂的调制
将以无水石膏为主体的天然矿物55重量％、在由石灰石、二氧化硅、氧化铁、粘土所组成的熔渣中加入了石膏而得到的微粉碎物11重量％和微粉硫酸铝34重量％均匀混合构成主成分。
然后，相对于此主成分100重量份，掺入作为必须成分的由2-(甲基丙烯酰氧基)-乙基三甲基氯化铵聚合物微粉及丙烯酰胺·丙烯酸钠·丙烯酰氨基甲基丙磺酸钠共聚物微粉组成的(重量比1∶6)微粉体14重量份与碳酸钠22重量份，均匀混合调制成本实施例的凝集分离净化剂。
表8所示的是使用此凝集分离净化剂，在打桩施工中产生的建筑污泥(膨润土排水)的凝集分离净化处理的试验结果。
作为比较例，采用现有的无机系·有机系凝集剂。
表8
  (污泥的凝集试验)   建设污泥原排水   比较例   实施例
  添加量(g/l)   -   10.0   5.0
  污泥浓度SS(mg/l)凝集分离沉降时间上层澄清水外观脱水固形物含水率％脱水固形物的形状   300,000-黑褐色、悬浊状态--   未凝集、未测定未凝集分离黑褐色、悬浊状态--   ＜145秒无色透明20.1硬而致密、易脱水
如表8所示，本实施例中，由于在短时间内凝集分离沉降，上层澄清水无色透明无粘度，所以能直接排放或作为施工用水再利用。比较例中，即使添加了实施例的2倍量，也不凝集分离沉降，不能进行后续处理。
(实施例3)
凝集分离净化剂的调制
将以无水石膏为主体的天然矿物53重量％、在由石灰石、二氧化硅、氧化铁、粘土所组成的熔渣中加入了石膏而得到的微粉碎物12重量％和微粉硫酸铝35重量％均匀混合构成主成分。
然后，相对于此主成分100重量份，掺入作为必须成分的由2-(甲基丙烯酰氧基)-乙基三甲基氯化铵聚合物微粉及丙烯酰胺·丙烯酸钠·丙烯酰氨基甲基丙磺酸钠共聚物微粉组成的(重量比1∶1)微粉体9重量份与碳酸钠21重量份、硫代硫酸钠44重量份、硫酸亚铁43重量份，均匀混合调制成本实施例的凝集分离净化剂。
使用此凝集分离净化剂，进行以下(1)～(2)的(含大量有害物质)工厂排水净化处理试验。
作为比较例，采用本发明实施例1中调制的凝集分离净化剂。
(1)表9及表10所示的是事务机器制造工厂的电镀生产线的含六价铬的排水的净化试验结果。
表9
  (净化试验)   未处理原水   比较例   实施例
  添加量(g/l)   -   3.0   3.0
  pH六价铬溶出量(mg/l)上层澄清水外观   3.1200.0茶褐色混浊   4.5120.0深黄色透明   7.0＜0.05无色透明
表10
  (净化试验)   一次处理后的排水   比较例   实施例
  添加量(g/l)   -   0.5   0.5
  pH六价铬溶出量(mg/l)上层澄清水外观   6.820.0黄褐色透明   7.018.0黄色透明   7.1＜0.05无色透明
如表9、10所示，本实施例中，六价铬的溶出量降低至土壤溶出量及地下排水标准0.05mg/l以下，由于上层澄清水的外观是无色透明，pH值也在中性的区域内，所以能直接排放或作为工业用水再利用。
(2)表11及表12所示的是半导体制造工厂排水的净化试验结果。
表11
  (净化试验)   未处理原排水   比较例   实施例
  添加量(g/l)   -   10.0   10.0
  (净化试验)   未处理原排水   比较例   实施例
  pH氟元素溶出量(mg/l)上层澄清水外观   2.576.6略有白色混浊   4.067.5无色透明   6.811.8无色透明
表12
  (净化试验)   pH调整后的排水   比较例   实施例
  添加量(g/l)   -   0.5   0.5
  pH氟元素溶出量(mg/l)上层澄清水外观   9.845.7略有白色混浊   7.643.3无色透明   7.110.6无色透明
如表11、12所示，本实施例中，氟元素溶出量降低至排水标准15mg/l以下，由于上层澄清水的外观是无色透明，pH值也在中性的区域内，所以能直接排放或作为工业用水再利用。
(实施例4)
凝集分离净----化剂的调制
将以无水石膏为主体的天然矿物55重量％、在由石灰石、二氧化硅、氧化铁、粘土所组成的熔渣中加入了石膏而得到的微粉碎物12重量％和微粉硫酸铝33重量％均匀混合构成主成分。
然后，相对于此主成分100重量份，掺入作为必须成分的由2-(甲基丙烯酰氧基)-乙基三甲基氯化铵聚合物微粉及丙烯酰胺·丙烯酸钠·丙烯酰氨基甲基丙磺酸钠共聚物微粉组成的(重量比1∶1)微粉体2重量份与Mg6Al2(OH)16CO3·4H2O所示的碱式碳酸盐400重量份，均匀混合调制成本实施例的凝集分离净化剂。
表13所示的是使用此凝集分离净化剂，进行半导体工厂的排水净化处理试验的结果。
作为比较例，采用现有的无机系·有机系凝集剂。
表13
  (净化试验)   未处理原排水   比较例   实施例
  添加量(g/l)   -   1.0   1.0
  pH氟元素溶出量(mg/l)上层澄清水外观   2.1100.5略有白色混浊   2.1100.3无色透明   7.69.8无色透明
如表13所示，本实施例中，氟元素溶出量降低至排水标准15mg/l以下，由于上层澄清水的外观是无色透明，pH值也在中性的区域内，所以能直接排放或作为工业用水再利用。
以上所示的是进行各种污浊排水的凝集分离净化试验的实验结果，利用本实施例的污浊排水的凝集分离净化剂及净化方法，通过同时吸附、吸着、凝集反应，能够分离除去污水中的浮游悬浊物质(SS)和溶存物质(金属、卤素等水溶性物质)，并且分离除去后的污泥(凝块)的泥质转化也随着此反应进行，由于极其稳定不会再崩解，且能抑制重金属类等的溶出，因此被证明具备以往凝集剂所没有的效果。
本实施例的凝集分离净化剂及净化方法，原则上可直接将粉末添加至污浊排水(或污浊废水)中，在极短的时间内搅拌，容易使污浊物质疏水化并凝集分离。因此，分离污泥的脱水性得到大幅度的改善。
与此相反，以往的凝集剂由于是预先溶解于水再添加，所以必须要有溶解设备，由于低温下溶解度较低，因此在管理上产生了负担。此外，分离污泥的脱水性极差，含水率高，所以净化效率不高。
利用本实施例的凝集分离净化剂及净化方法，能得到使所有的污浊排水(或污浊废水)的净化处理能在短时间内进行、上层澄清水及脱水后的滤液能直接排放、沉淀后的凝集分离污泥能通过泥质转化得到稳定的污泥、由于直接添加粉末能使设备简单化、臭气等也可通过吸附吸着作用得到缓解等各种优异的效能。

Claims (12)

1.污浊排水的凝集分离净化剂，其特征在于，对应于在以无水石膏为主体的天然矿物中配以在由石灰石、二氧化硅、氧化铁、粘土所组成的熔渣中加入了石膏的微粉碎物及微粉硫酸铝而形成的主成分100重量份，掺入了作为必须成分的由2-(甲基丙烯酰氧基)-乙基三甲基氯化铵聚合物微粉及丙烯酰胺·丙烯酸钠·丙烯酰氨基甲基丙磺酸钠共聚物微粉组成的微粉体0.5～15重量份。
2.污浊排水的净化方法，其特征在于，将对应于在以无水石膏为主体的天然矿物中配以在由石灰石、二氧化硅、氧化铁、粘土所组成的熔渣中加入了石膏的微粉碎物及微粉硫酸铝而形成的主成分100重量份，掺入了作为必须成分的由2-(甲基丙烯酰氧基)-乙基三甲基氯化铵聚合物微粉及丙烯酰胺·丙烯酸钠·丙烯酰氨基甲基丙磺酸钠共聚物微粉组成的微粉体0.5～15重量份而构成的凝集分离净化剂添加至污浊排水中并搅拌，进行污浊排水的净化处理。
3.污浊排水的凝集分离净化剂，其特征在于，对应于在以无水石膏为主体的天然矿物中配以在由石灰石、二氧化硅、氧化铁、粘土所组成的熔渣中加入了石膏的微粉碎物及微粉硫酸铝而形成的主成分100重量份，掺入了作为必须成分的由2-(甲基丙烯酰氧基)-乙基三甲基氯化铵聚合物微粉及丙烯酰胺·丙烯酸钠·丙烯酰氨基甲基丙磺酸钠共聚物微粉组成的微粉体0.5～15重量份和7～30重量份的选自碱金属碳酸盐、碱土金属碳酸盐、碱金属氢氧化物、碱土金属氢氧化物、碱金属氧化物及碱土金属氧化物的至少一种。
4.如权利要求3所述的污浊排水的凝集分离净化剂，其特征还在于，掺入了作为必须成分的由2-(甲基丙烯酰氧基)-乙基三甲基氯化铵聚合物微粉及丙烯酰胺·丙烯酸钠·丙烯酰氨基甲基丙磺酸钠共聚物微粉组成的微粉体0.5～15重量份和7～30重量份的选自碳酸钠、碳酸钙、碳酸镁、氢氧化钙、氢氧化镁、氧化钙的至少一种。
5.污浊排水的净化方法，其特征在于，将对应于在以无水石膏为主体的天然矿物中配以在由石灰石、二氧化硅、氧化铁、粘土所组成的熔渣中加入了石膏的微粉碎物及微粉硫酸铝而形成的主成分100重量份，掺入了作为必须成分的由2-(甲基丙烯酰氧基)-乙基三甲基氯化铵聚合物微粉及丙烯酰胺·丙烯酸钠·丙烯酰氨基甲基丙磺酸钠共聚物微粉组成的微粉体0.5～15重量份和7～30重量份的选自碱金属碳酸盐、碱土金属碳酸盐、碱金属氢氧化物、碱土金属氢氧化物、碱金属氧化物及碱土金属氧化物的至少一种而构成的凝集分离净化剂添加至污浊排水中并搅拌，进行污浊排水的净化处理。
6.如权利要求5所述的污浊排水的净化方法，其特征还在于，掺入了作为必须成分的由2-(甲基丙烯酰氧基)-乙基三甲基氯化铵聚合物微粉及丙烯酰胺·丙烯酸钠·丙烯酰氨基甲基丙磺酸钠共聚物微粉组成的微粉体0.5～15重量份和7～30重量份的选自碳酸钠、碳酸钙、碳酸镁、氢氧化钙、氢氧化镁、氧化钙的至少一种。
7.污浊排水的凝集分离净化剂，其特征在于，对应于在以无水石膏为主体的天然矿物中配以在由石灰石、二氧化硅、氧化铁、粘土所组成的熔渣中加入了石膏的微粉碎物及微粉硫酸铝而形成的主成分100重量份，掺入了作为必须成分的由2-(甲基丙烯酰氧基)-乙基三甲基氯化铵聚合物微粉和丙烯酰胺·丙烯酸钠·丙烯酰氨基甲基丙磺酸钠共聚物微粉组成的微粉体0.5～15重量份和硫代硫酸钠及/或硫酸亚铁2～60重量份。
8.污浊排水的净化方法，其特征在于，将对应于在以无水石膏为主体的天然矿物中配以在由石灰石、二氧化硅、氧化铁、粘土所组成的熔渣中加入了石膏的微粉碎物及微粉硫酸铝而形成的主成分100重量份，掺入了作为必须成分的由2-(甲基丙烯酰氧基)-乙基三甲基氯化铵聚合物微粉和丙烯酰胺·丙烯酸钠·丙烯酰氨基甲基丙磺酸钠共聚物微粉组成的微粉体0.5～15重量份和硫代硫酸钠及/或硫酸亚铁2～60重量份而构成的凝集分离净化剂添加至污浊排水中并搅拌，进行污浊排水的净化处理。
9.污浊排水的凝集分离净化剂，其特征在于，对应于在以无水石膏为主体的天然矿物中配以在由石灰石、二氧化硅、氧化铁、粘土所组成的熔渣中加入了石膏的微粉碎物及微粉硫酸铝而形成的主成分100重量份，掺入了作为必须成分的由2-(甲基丙烯酰氧基)-乙基三甲基氯化铵聚合物微粉及丙烯酰胺·丙烯酸钠·丙烯酰氨基甲基丙磺酸钠共聚物微粉组成的微粉体0.5～15重量份和合成水滑石50～1500重量份。
10.如权利要求9所述的污浊排水的凝集分离净化剂，其特征还在于，上述合成水滑石为以Mg6Al2(OH)16CO3·4H2O表示的碱式碳酸盐。
11.污浊排水的净化方法，其特征在于，将对应于在以无水石膏为主体的天然矿物中配以在由石灰石、二氧化硅、氧化铁、粘土所组成的熔渣中加入了石膏的微粉碎物及微粉硫酸铝而形成的主成分100重量份，掺入了作为必须成分的由2-(甲基丙烯酰氧基)-乙基三甲基氯化铵聚合物微粉及丙烯酰胺·丙烯酸钠·丙烯酰氨基甲基丙磺酸钠共聚物微粉组成的微粉体0.5～15重量份和合成水滑石50～1500重量份而构成的凝集分离净化剂添加至污浊排水中并搅拌，进行污浊排水的净化处理。
12.如权利要求11所述的污浊排水的净化方法，其特征还在于，上述合成水滑石为以Mg6Al2(OH)16CO3·4H2O表示的碱式碳酸盐。
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