JP2000176205A

JP2000176205A - 凝集沈降剤

Info

Publication number: JP2000176205A
Application number: JP10377903A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Sato; 昌裕佐藤
Original assignee: KURASUTAA KK
Current assignee: KURASUTAA KK
Priority date: 1998-12-14
Filing date: 1998-12-14
Publication date: 2000-06-27
Anticipated expiration: 2018-12-14
Also published as: JP3013249B1

Abstract

(57)【要約】【課題】水中の汚濁物質を除去し水質浄化を図り、自然
環境に負荷を掛けない状態に汚濁物質を安定化する為、
汚濁浮遊物質の成分によって沈降速度が左右されず、沈
殿分離を完了するための時間を短縮する取り扱いの簡単
な凝集剤を提供する。【解決手段】ブライオゾーア化石の持つ高圧低温型、ミ
クロポーラス構造体等の特徴を生かし、ブライオゾーア
粉体、又は天然鉱物の無機中性凝集剤との混合凝集剤
を、水中で撹拌し、水中の汚濁物質中に含まれる多くの
元素群をこの構造に再配位及び構造体中に物理的吸着を
行い、汚濁物質をフロック化して沈降分離させ、同時に
水質ｐｈを中性化して水質を浄化し、その沈殿物を安定
化する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、河川湖沼及び海水
の水質浄化、工事排水、濁水、工場廃水、汚泥処理に使
用するブライオゾーア凝集沈降剤に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の排水処理技術、処理剤は、中和、
酸化還元、凝集沈殿という処理を行い、処理後の沈殿物
は廃棄処理、若しくは堆積処分場への投棄処分となって
いる。また、従来の排水処理剤は、排水中の汚濁浮遊物
質の成分によって沈降速度が大きく左右され、沈殿分離
を完了するため多大な時間を要し、過大なシステム、装
置が必要とされていた。（例えば特願平０５−３０９
６８７参照）

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】産業活動の活発化によ
る工場廃水、人口集中による生活排水等が作り出すヘド
ロ、重金属が、湖沼・海水・河川をアンモニア、メタ
ン、硫化水素、カドミ、水銀等で汚染し、そこに生息す
る魚介類・水草等の生態系に深刻な影響を与え、人体の
健康を害している。また、従来の処理剤の特質により処
理工程の複雑化や処理時間が長くる等して、処理施設が
巨大化し、それによってエネルギー消費も大きくなり自
然環境へ与える負荷が多きくなっている。

【課題を解決する手段】

【００４】本発明は、ブライオゾーア化石の持つ特徴を
生かし、請求項１又は請求項２の凝集沈降剤を水中で撹
拌し、水中の汚濁物質をフロック化して沈降分離させ、
その沈殿物を安定化することである。

【０００５】先ず、ブライオゾーア化石自体の成分を示
すと、表１及び表２のとおりである。分析はいずれも
「北海道立中央農業試験場環境化学部土壌生態科」によ
る。

【０００６】

【表１】

【０００７】

【表２】

【０００８】ヘドロは嫌気性菌が主体となり、アンモニ
ア、メタン、硫化水素等を発生し水を汚濁するが、ブラ
イオゾーアに含まれるＣａＣＯ_３成分は水中で若干の酸
素を発生させること、特に水質の富栄養化原因の一つで
あるリン化合物と反応し、Ｃａ（ＰＯ_４）になると考え
られることから、リンが激減することや、反応課程で化
１のとおり発生する活性酸素が、滅菌作用を施し雑菌を
処理することで懸濁物質により希酸素状態の湖沼河川に
酸素を供給し水質を改善する。

【０００９】

【化１】

【００１０】ブライオゾーアの構造は、高圧低温型であ
ることにより多くの元素群（Ｃ、Ｃａ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｆ
ｅ、Ｏ等）をこの構造に再配位させ（ＣａＣＯ_３、Ｓｉ
Ｏ_２、Ｆｅ_２Ｏ_３、Ａｌ_２Ｏ_３等）構造化された元素群
の触媒やキレート効果が大となり嫌気性菌が減少し、ガ
スの発生を止めヘドロの汚れを分解・沈降し水質を浄化
する。

【００１１】ブライオゾーアは、水中で鉱物化の中間状
態になり炭酸カルシュウムの作用により方解石化し、ヘ
ドロに含まれる重金属・切削油・インク・亜硫酸ガス等
を、ミクロポーラス構造体の中に物理的に吸着し、水質
ｐｈを中性化して沈降固定化し水質を浄化する。

【００１２】活性炭と比べ約１／５（体積比）という驚
異的な吸着力をもつブライトゾーア化石は、重金属類の
吸着に効果を発揮する（例えば、カドミ吸着量２３．
５〜２７．０ｍｇ／ｇ水銀吸着量２０．０〜２４．
０ｍｇ／ｇ）が、これは単なるイオン交換作用ではなく
不溶性物質として固定化することにより、安定した性状
に保ち一旦固定化すると取り込まれた重金属類は溶解・
分解しないという特性を持つことから廃棄施設に負担が
掛からない。

【００１３】河川湖沼の水質汚染原因の大半は、有機物
質により水質が富栄養化されるものが多く、これ自体が
栄養価の高い物質であり、これらの汚濁物質をフロック
化させて凝集沈降した沈殿物は特に利用性の高い沈殿物
となる。

【００１４】多様化する汚染物質に対して、汚染物資成
分の個々に対応する複数の沈降剤を使わずに、一剤の添
加剤を水量に合わせて撹拌し一定の濃度だけで水中に浮
遊する汚濁物質をフロック化して急速凝集沈降する。

【００１５】このブライオゾーア化石は、日本では北海
道阿寒町でしか出土が認められず、新第三期層の触手動
物の一綱、または、擬軟体動物の一綱とされる独立した
一門とされているが、この鮮苔虫類の化石がブライオゾ
ーアそのもので、一般的な貝化石とはまったく異質のも
のであり、ブライオゾーアの大きな特徴として、指で容
易に剥離できる状態であり、粉体加工の簡便性が挙げら
れる。

【００１６】ブライトゾーアは又、水に混入することに
より、炭酸カルシュウムの働きで微量酸素を発生するこ
とから、水中の上層部と下層部の水温差が減少し、好気
性菌や光合成菌が繁殖しやすい環境になる。さらに、ｐ
ｈがアルカリ性のため、水質もアルカリ方向に傾き、蚊
等の産卵抑制の効果も認められる。天然の湖沼等では、
ブライオゾーアを沈殿させるだけで水質維持の効果を発
揮する事も認められる。

【００１７】ブライオゾーアは、天然に存在し自然界に
無害であることから、濁水処理の課程で流出しても自然
界への影響はなく、取り扱いが簡便であることから濁水
処理に当たっては、濁水濃度に応じた投入量の調整装置
及び撹拌装置のみを備えるだけで、充分に排水規制値内
で処理水を作り出す。北海道立中央農業試験場の分析に
よって、水銀、砒素、カドミウム、鉛は検出されていな
い事が確認されている。

【発明の実施の形態】

【００１８】本発明で一番重要なのはブライオゾーア化
石を粉体加工しこれを主剤として利用し、より高い凝集
沈降効果を引き出すことであるが、加工手順は、露天
掘りによる採掘、乾燥炉にて１００℃で水分調整、
この時の乾燥温度でブライオゾーアの原単位である約１
ｍｍの粉体化が完了、これを１ｍｍメッシュのフィル
ターとバキュームで選り分け粉体加工が完了する。

【００１９】また、この実施形態における、トップ粒度
１ｍｍ以下のブライオゾーア化石に、天然鉱物の複合ア
ルミナ珪酸塩を主剤とする無機中性凝集剤を混合した新
しい急速凝集沈降剤の主成分表は、北海道立工業試験場
の分析によると表３のとおりである。この成分表は、ブ
ライオゾーア：無機中性凝集剤＝９：１の混合比にて作
成した急速凝集沈降剤である。

【００２０】

【表３】

【００２１】水質浄化作用をより効率化すためには、ブ
ライオゾーア化石の粉体をより効率的な凝集沈降剤とし
ての機能を持たせるかによるものであるが、トップ粒度
１ｍｍ以下に加工したとき、強力な攪拌力（回転数
１，５００回／分）に伴って凝集沈降剤の効果を発揮す
る事が判明した。実験条件は、アドバンテック製のＳＲ
−３０６撹拌機を使用し、サンプル液と，して、旭川市
西部処理場の生汚泥１０倍液を用いて、毎分１．５００
回転を加えて行ったものである。その結果は、図１、図
２、及び図３のとおりである。

【００２２】

【図１】

【００２３】

【図２】

【００２４】

【図３】

【００２５】又、ブライオゾーア化石粉体に天然鉱物の
複合アルミナ珪酸塩を主剤とする、無機中性凝集剤を混
合することによって、イオン交換作用とミクロポーラス
構造による物理吸着効果の相乗作用により必要な攪拌力
を押さえ、かつ、水中汚濁物のフロック化を早めて、よ
り短時間で凝集沈降剤の効果を発揮する。図１、図２及
び図３による比較で明らかである。

【００２６】さらに、各種粉体の無機系凝集剤と混合す
ることで、ブライオゾーア化石の特性を生かした凝集沈
降剤が考えられる。例えばイオン交換作用による凝集剤
を代表に、マイクロフロックを形成する凝集剤との混合
によってブライオゾーアの持つミクロポーラス構造内に
マイクロフロックを取り込み、より大きく比重も大きな
フロックを形成させることができる。

【００２７】殆ど水流のない澱んだ状態の湖沼等では、
請求項１若しくは２による凝集剤を、浄化の対象となる
湖沼等の状態に併せ適宜の量を水面に散布し、水面に浮
遊する請求項１若しくは２による凝集剤を、撹拌装置で
撹拌し水中へ強制的に沈降させるが、その際水中の汚濁
物資を取り込みフロックを形成しながら、湖底等に沈殿
する。河川又は沈殿池への流入口等水流のある所では、
適宜の容器に請求項１若しくは２による凝集剤を蓄え、
投入口に流水量に併せて投入量を調節できる装置を取り
付け、最後に流水との撹拌装置を取り付ける。図４に装
置の概念を表す。いずれの場合もヘドロとは異なり、沈
殿物の大きさは、０．５ｍｍ〜２．０ｍｍ程度の固形状
態になり、浚渫処理の取り扱いが容易になる。

【００２８】

【図４】

【実施例】次に請求項２による凝集剤を実際に使用して
実験を行った結果を示しその有効性を確認する。

【００２９】実験に使用した濁水は、水中に隠岐赤土
を添加し十分撹拌した後１０分間静置後の上澄水を用
い、比較実験材料として従来から使用されているＰＡＣ
を用いたがその結果は、濁水の沈降性については表４、
濁水濃度と添加量については表５、ＰＡＣの比較実験に
ついては表６のとおりであることから、ブライオゾーア
化石を使用した本発明品は、流入水のＳＳ濃度や性質の
変化に対して凝集性は殆ど変化が無く、従来のＰＡＣは
流入水の変化及びｐＨ調整の成否により凝集性が損なわ
れる。このことから、本発明品は水質浄化装置の管理を
殆ど行う必要がないこと、特に自然流水の中で使用する
ことが求められる箇所ではその有効性が発揮できる。

【００３０】

【表４】

【００３１】

【表５】

【００３２】

【表６】

【００３３】次に撹拌時間の違いによる凝集性を実験
した。赤羽山赤土を使用し、濁水の調整を以下のとおり
行い試料を得た。赤土８００ｇを水２０ｌ中に加える。１分間強撹拌後、１０分間静置する。静置後の上澄水を採取し、これを濁水とする。濁水は、実験に供する直前に撹拌しながら所定量採取
する。実験後の濁水のｐＨ、ＳＳ、吸光度は表７のとおりであ
る。上記試料濁水を使用して撹拌時間の違いによる凝集
性の差を調べた結果は表８のとおりである。

【００３４】

【表８】

【発明の効果】

【００３５】ブライオゾーアは、従来の沈降剤・水質浄
化剤と比較してＰｈ調整の必要がなく、従来Ｐｈ調整の
ため常時水量の変化によるＰｈ監視を行うための装置を
必要としていたが、その段階を省略することができる。
又、最終的に自然還元されることから万が一貯水池等か
ら流失しても無害であることから、特別な技術を必要と
せず誰でもが容易に使用することができる等、従来の凝
集剤と比較し必要とする設備が小規模であり経済効率と
安全性の効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】撹拌前の静置状態を表す。

【符号の説明】

１生汚泥原水（旭川市西部処理場の生汚泥１０倍
液）。２請求項２の凝集剤０．１％を上記生汚泥原水に添加
した水。３請求項１の凝集剤３％を上記生汚泥原水に添加した
水。

【図２】撹拌直後の状態を表す。

【符号の説明】

１生汚泥原水（旭川市西部処理場の生汚泥１０倍液）
の状態を表す。２請求項２の凝集剤０．１％を上記生汚泥原水に添加
した水の状態を表す。３請求項１の凝集剤３％を上記生汚泥原水に添加した
水の状態を表す。

【図３】撹拌後１０分間静置後の状態を表す。

【符号の説明】

【図４】投入・撹拌装置概念図の縦断面図である

【符号の説明】

１請求項１又は２の貯蔵庫２投入量調整装置３投入装置４撹拌装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 4D015 BA08 BA11 BB05 CA01 CA11 CA14 DA02 DA31 DA35 EA02 EA06 EA32 4D059 AA00 BE31 BE55 DA13 DA19 DA51 4D062 BA08 BA11 BB05 CA01 CA11 CA14 DA02 DA31 DA35 EA02 EA06 EA32

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】採掘したブライオゾーア化石塊を粉体加
工し、これ自体が水中汚濁物質をフロック化する凝集沈
降剤。
【請求項２】請求項１に天然鉱物の無機中性凝集剤を
混合して水中汚濁物質をフロック化する凝集沈降剤。