JP2001347275A - チタン系凝集剤 - Google Patents

チタン系凝集剤

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 この発明は、上水および下水の水処理におい
て、アルミニウムを含まない経済的で広範囲のｐＨ領域
で優れた凝集沈殿能を有するチタン化合物溶液と鉄化合
物溶液の混合および併用凝集剤の製法に関するものであ
る。 【解決手段】 ＴｉＯ２濃度１５％以下の硫酸チタニル
溶液、あるいは四塩化チタン溶液をＴｉＯ２濃度２０％
以上に濃縮したチタン化合物と鉄化合物を混合または併
用することにより、酸性からアルカリ性領域の広範囲の
ｐＨで有効な凝集沈殿を有する水処理凝集剤。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、上水または下水処
理において、水中に懸濁または溶解している物質の凝集
沈殿除去に有効な新しい凝集剤の製造に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】上水または下水処理に使われる凝集剤と
しては、従来より硫酸アルミニウム、ポリ塩化アルミニ
ウム、硫酸鉄、塩化鉄、ポリ塩化鉄などが使われてい
る。また、四塩化チタンまたは硫酸チタン含有硫酸アル
ミニウムまたはポリ塩化アルミニウム、さらに硫酸チタ
ニル溶液、オルトチタン酸の塩酸溶液およびアルカリ金
属塩あるいはアルカリ土類金属含有チタン化合物凝集剤
が使用または提案されている。アルミニウム化合物凝集
剤は無機系凝集剤として主に使われるが、このスラッジ
の有効利用が難しく、また健康上の問題が指摘されてい
る。鉄化合物凝集剤は上澄水が着色する欠点があるため
に単独での使用はできない。チタン化合物凝集剤は中性
ｐＨ領域での凝集機能が悪く、また上澄水にコロイド状
加水分解チタンが残留する。そのためチタン化合物凝集
剤は実用的でない。またチタン化合物凝集剤とアルカリ
金属塩やアルカリ土類金属塩を混合したものは有効成分
が低く、また経済的でない。チタン化合物の人体への安
全性に関しては、一般に毒性が極めて低いとして知られ
ている。また、凝集沈殿処理によってできたチタンスラ
ッジはセメントへの混入などへの有効利用が可能であ
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】アルミニウム化合物に
おいては中性の領域、鉄化合物においてはアルカリ性領
域、またチタン化合物は酸性側とアルカリ側領域と各凝
集剤の最適凝集領域は狭い範囲に限定される。しかし、
工業用下水処理では広範囲のｐＨ領域での凝集能の優れ
た凝集剤が必要とされている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】この課題を解決すべく鋭
意努力の結果、濃縮チタン化合物凝集剤と鉄化合物凝集
剤の混合または併用溶液が、酸性からアルカリ性の広範
囲のｐＨ領域で優れた凝集能を発揮することを発明し、
実用に供する凝集剤を開発した。
【０００５】濃縮チタン化合物と鉄化合物の混合または
併用方法としては、ＴｉＯ２濃度１５％以下の硫酸チタ
ニル溶液あるいは四塩化チタン溶液に、あらかじめ鉄化
合物を添加してＴｉＯ２濃度２０％以上に濃縮する方
法、あるいはＴｉＯ２濃度１５％以下の硫酸チタニル溶
液、あるいは四塩化チタン溶液をＴｉＯ２濃度２０％以
上に濃縮した後に鉄化合物を添加する方法、いずれの方
法も本発明の目的に供することができる。添加する鉄化
合物は、硫酸第一鉄、硫酸第二鉄、塩化第一鉄、塩化第
二鉄、ポリ硫酸鉄、ポリ塩化鉄のいずれの鉄化合物でも
よい。
【０００６】本発明で使用する硫酸チタニル溶液は、硫
酸チタニル結晶を水で溶解した水溶液、イルメナイト鉱
石またはチタンスラグ鉱石を濃硫酸で溶解した水溶液の
いずれでも使用可能である。
【０００７】
【実施例】次に実施例により本発明を具体的に説明する
が、本発明はこれに限定されるものではない。
【０００８】
【実施方法】
（１）ジャーテスター：宮本理研工業株式会社製Ｊ１７
Ｄ−４Ｓ型 ペラ形状：二段櫂型 ビーカー：ガラス製１０００ｍｌ
【０００９】（２）撹拌条件 急速撹拌 １８０ｒｐｍ×１０分 緩速撹拌 ４０ｒｐｍ×１０分 静置時間 １０分
【００１０】（３）温度条件 室温で行った。
【００１１】（４）原水：水道水に水簸したカオリンを
２０ｐｐｍになるように添加、このｐＨ＝７．５６の水
を塩酸でｐＨ＝５、６、７、８、９に調整した濁度２０
度の水、１０００ｍｌを使用した。
【００１２】（５）分析方法 １０分間静置後の上澄水１００ｍｌを採取し測定した。 濁度：分光光度計（（株）島津製作所製ＵＶ−２４００
ＰＣ）にて測定。 ｐＨ：ガラス電極法にて測定。
【００１３】実施例１ 硫酸チタニル溶液を濃縮して得られた硫酸チタン濃縮物
（ＴｉＯ２濃度２１．０％）に硫酸第二鉄（試薬特級）
をＴｉＯ２／Ｆｅ２Ｏ３＝１０の重量割合で混合した。
ｐＨ５〜９の原水１０００ｍｌに凝集剤として、上記の
硫酸第二鉄を混合した硫酸チタン濃縮物、硫酸チタニ
ル、ポリ塩化アルミニウム（東信化学工業（株）Ａｌ２
Ｏ３１０％）を市水にてそれぞれ０．１％溶液（酸化物
換算）とし、その２．５ｍｌを取って添加した。その結
果を表１に示す。
【００１４】 表１ 凝集剤 原水ｐＨ 濁度 上澄水ｐＨ 水温（℃） 硫酸鉄混合チタン濃縮物 ５．０ １．５ ４．２ ２０ 〃 ６．０ １．４ ５．５ ２０ 〃 ７．０ １．５ ７．０ ２０ 〃 ８．０ １．６ ７．６ ２０ 〃 ９．０ ２．０ ７．８ ２０ 硫酸チタニル ５．０ １．４ ４．１ ２０ 〃 ６．０ ３．２ ５．８ ２０ 〃 ７．０ ５．８ ６．９ ２０ 〃 ８．０ ３．５ ７．５ ２０ 〃 ９．０ １．８ ７．８ ２０ ポリ塩化アルミニウム ５．０ ５．０ ４．７ ２０ 〃 ６．０ ３．３ ５．４ ２０ 〃 ７．０ ２．１ ７．０ ２０ 〃 ８．０ ２．３ ７．７ ２０ 〃 ９．０ ３．３ ７．８ ２０
【００１５】実施例２ 硫酸チタニル溶液に塩化第二鉄（試薬特級）をＴｉＯ２
／Ｆｅ２Ｏ３＝５の重量配合になるように混合した。混
合液を濃縮し、ＴｉＯ２＋Ｆｅ２Ｏ３濃度が２０．５％
になる混合濃縮物を得た。ｐＨ５〜９の原水１０００ｍ
ｌに凝集剤として、上記の塩化第二鉄を混合した硫酸チ
タン濃縮物、硫酸アルミニウム（東信化学工業（株）Ａ
ｌ２Ｏ３８％）をそれぞれ０．１％溶液（酸化物換算）
とし、その２．５ｍｌを取って添加した。その結果を表
２に示す。
【００１６】 表２ 凝集剤 原水ｐＨ 濁度 上澄水ｐＨ 水温（℃） 塩化鉄混合チタン濃縮物 ５．０ ０．８ ４．２ １９ 〃 ６．０ ０．５ ５．５ １９ 〃 ７．０ １．４ ７．０ １９ 〃 ８．０ １．２ ７．６ １９ 〃 ９．０ ２．０ ７．８ １９ 硫酸アルミニウム ５．０ １３．４ ４．９ １９ 〃 ６．０ １２．４ ５．０ １９ 〃 ７．０ ２．７ ７．０ １９ 〃 ８．０ ３．７ ７．６ １９ 〃 ９．０ ５．８ ７．８ １９
【００１７】
【発明の特徴と効果】本発明は、硫酸チタニル溶液また
は四塩化チタン溶液の濃縮物に鉄化合物を混合または併
用することにより、酸性からアルカリ性の広範囲のｐＨ
領域で優れた凝集沈殿能を発揮するものである。実施例
からもわかるように、少量添加で広範囲のｐＨ領域に対
して優れた凝集沈殿効果を発揮し、ポリ塩化アルミニウ
ムや硫酸アルミニウムに比べて、広範囲のｐＨ領域で優
れた上澄水の清澄度が得られた。以上より、アルミニウ
ム化合物を全く含まない健康上、より安全で広範囲のｐ
Ｈ領域で優れた凝集能を有する濃縮チタン化合物と鉄化
合物の混合および併用凝集剤が得られた。
フロントページの続き Ｆターム(参考） 4D015 BA01 BA11 BB08 BB16 CA14 CA20 DA12 DA13 DA15 DA16 DC02 EA04 EA32 4D062 BA01 BA11 BB08 BB16 CA14 CA20 DA12 DA13 DA15 DA16 DC02 EA04 EA32

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ＴｉＯ２濃度１５重量％（以下％はすべ
    て重量％）以下の硫酸チタニル溶液または四塩化チタン
    溶液をＴｉＯ２濃度２０％以上に濃縮したチタン化合物
    と鉄化合物を混合または併用し、それを上水または下水
    に対してＴｉＯ２＋Ｆｅ２Ｏ３として１〜５０００ｐｐ
    ｍ添加する上水、または下水処理用に供する凝集剤。
  2. 【請求項２】 鉄化合物は硫酸第一鉄、硫酸第二鉄、塩
    化第一鉄、塩化第二鉄、ポリ硫酸鉄およびポリ塩化鉄
    で、チタン化合物と鉄化合物の混合または併用の割合
    は、ＴｉＯ２換算／Ｆｅ２Ｏ３換算＝１．０〜１０．０
    の重量割合となる請求項１に記載の凝集剤。
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