JP2002143607A - 水処理凝集剤及びその製造方法並びに水処理方法 - Google Patents
水処理凝集剤及びその製造方法並びに水処理方法Info
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Abstract
凝集剤を原水に添加して飲料水等に供給される上水を得
る上水用水処理工程で発生したスラッジから、マンガン
を除去して回収したアルミニウム化合物を主成分とする
水処理凝集剤であって、市販のアルミニウム化合物を主
成分とする水処理凝集剤と同程度の凝集効果を呈し得る
水処理凝集剤の製造方法を提供する。 【解決手段】 主成分がアルミニウム化合物から成る水
処理凝集剤を原水に添加し飲料水等に供給する上水を得
る上水用水処理工程において発生したスラッジに、塩酸
又は硫酸を添加して前記スラッジ中のアルミニウム化合
物を塩化アルミニウム又は硫酸アルミニウムとして溶解
した塩酸溶液又は硫酸溶液を得た後、この塩酸溶液又は
硫酸溶液に苛性ソーダを添加し、溶液をpH4.5〜
6.5に調整して水酸化アルミニウムを析出せしめ、次
いで、この水酸化アルミニウムを原料に用いて塩化アル
ミニウム又は硫酸アルミニウムを主成分とする水処理凝
集剤を得ることを特徴とする。
Description
の製造方法並びに水処理方法に関し、更に詳細には飲料
等に供給される上水を得る上水用水処理工程において発
生したスラッジから回収された水処理凝集剤及びその製
造方法並びに水処理方法に関する。
給する上水を得る上水用水処理場(以下、浄水場と称す
ることがある)では、その水処理工程で水処理凝集剤
(以下、単に凝集剤と称することがある)が用いられて
いる。かかる凝集剤としては、アルミニウム化合物を主
成分とする凝集剤が汎用されている。従来、この凝集剤
は、新たな凝集剤が使用されていたが、凝集剤の浄水場
外からの搬入が必要であり、且つ薬剤費の面でもコスト
高となっていた。更に、近年、環境問題がクローズアッ
プされてきており、凝集剤の使い捨てが問題となりつつ
ある。このため、凝集剤を回収して再使用する方法、例
えば、凝集剤の主成分であるアルミニウム化合物が大量
に含有されているスラッジに硫酸を添加し、アルミニウ
ム化合物を硫酸アルミニウムとして溶解させた後、スラ
ッジ中の不溶固形分と濾別して得た、硫酸アルミニウム
を主成分とする溶液を原料にして凝集剤を得る方法が検
討された。
は、主成分としてのアルミニウム化合物の他に、マンガ
ン化合物も高濃度に含有されている。原水中に含まれて
いる天然由来のマンガン化合物がスラッジに濃縮される
ためである。かかるマンガン化合物は硫酸と反応して溶
解し、硫酸アルミニウムを主成分とする溶液中に含有さ
れる。このため、かかる溶液を原料にして得た凝集剤中
にもマンガン化合物が含有され、最終的に得た凝集剤中
にもマンガンが高濃度で含有される。マンガンは人体に
有害な金属であるため、マンガンが高濃度で含有された
凝集剤は、浄水場の水処理凝集剤として使用できない。
この様に、マンガン化合物が高濃度に含有されているア
ルミニウム系スラッジからマンガン化合物を除去しつ
つ、アルミニウム化合物を回収する回収方法が、特公昭
53−35880号公報に提案されている。この回収方
法は、マンガン化合物を含有するアルミニウム系スラッ
ジに硫酸を加えてアルミニウム化合物を溶解した後、こ
の硫酸水溶液に飽和水溶液のpHが約7〜11を呈する
弱塩基性の無機化合物を加えてpH4〜6とし再びアル
ミニウム化合物を析出させるものである。
アルミニウム化合物の回収方法によれば、マンガン化合
物が高濃度で存在するスラッジからマンガン含有量が極
めて少ない硫酸アルミニウムを主成分とする凝集剤を得
ることができる。しかしながら、浄水場のスラッジから
回収して再生した硫酸アルミニウムを主成分とする再生
凝集剤の凝集効果は、市販の凝集剤に比較して劣るもの
となる。そこで、本発明の課題は、主成分がアルミニウ
ム化合物から成る水処理凝集剤を原水に添加して飲料水
等に供給される上水を得る上水用水処理工程において発
生したスラッジから、マンガンを除去して回収したアル
ミニウム化合物を主成分とする水処理凝集剤であって、
市販のアルミニウム化合物を主成分とする水処理凝集剤
と同程度の凝集効果を呈し得る水処理凝集剤及びその製
造方法、並びに前記水処理凝集剤を用いた水処理方法を
提供することにある。
を解決すべく、先ず、浄水場のスラッジから回収して再
生した硫酸アルミニウムを主成分とする再生凝集剤が、
市販の凝集剤に比較して劣る原因について検討したとこ
ろ、浄水場のスラッジには、鉄化合物も高濃度に含有さ
れているが、前記公報で提案された回収方法では、スラ
ッジ中のマンガン化合物の除去と同時に鉄化合物も除去
される。一方、鉄は人体に無害な金属であり、鉄イオン
は凝集効果を奏するため、浄水場で再使用される再生凝
集剤の凝集効果を向上させるべく、再生凝集剤中に鉄を
残存させることができる。この様な知見に基づいて本発
明者等は、更に検討を重ねた結果、鉄化合物及びマンガ
ン化合物を含有するアルミニウム系スラッジに硫酸を加
えてアルミニウム化合物を溶解した後、この硫酸水溶液
に苛性ソーダを添加し、アルミニウム水和物を析出せし
めることによって、マンガンを除去しつつ鉄を残留させ
ることができること、及び浄水場のスラッジから回収し
て再生した塩化アルミニウムを主成分とする再生凝集剤
でも、市販の塩化アルミニウムを主成分とする水処理凝
集剤と同程度の凝集効果を呈し得ることも見出し、本発
明に到達した。
ム化合物から成る水処理凝集剤を原水に添加し、飲料用
水等に供給される上水を得る上水用水処理工程において
発生したスラッジから回収された水処理凝集剤であっ
て、該水処理凝集剤の主成分が下記に示す一般式で表さ
れる塩化アルミニウムであると共に、前記塩化アルミニ
ウムがAl2O3として10重量%となるように換算した換
算水処理凝集剤中のマンガン含有量が20ppm以下で
あることを特徴とする水処理凝集剤にある。 一般式 Al2(OH)nCl(6-n) 但し、0≦n<6 本発明に係る主成分が塩化アルミニウムである水処理凝
集剤において、換算水処理凝集剤中の鉄含有量を100
0ppm以上(好ましくは3000ppm以上)とする
場合は、再生された水処理凝集剤(再生凝集剤)の凝集
効果を更に向上できる。かかる再生凝集剤としては、主
成分をポリ塩化アルミニウムとする水処理凝集剤とする
ことが好ましい。更に、本発明は、主成分がアルミニウ
ム化合物から成る水処理凝集剤を原水に添加し、飲料用
水等に供給される上水を得る上水用水処理工程において
発生したスラッジから回収された水処理凝集剤であっ
て、該水処理凝集剤の主成分が硫酸アルミニウムである
と共に、前記硫酸アルミニウムがAl2O3として10重量
%となるように換算した換算水処理凝集剤中の鉄含有量
が1000ppm以上であり且つマンガン含有量が20
ppm以下であることを特徴とする水処理凝集剤でもあ
る。本発明に係る主成分が硫酸アルミニウムである水処
理凝集剤において、換算水処理凝集剤中の鉄含有量を3
000ppm以上とする場合は、再生された水処理凝集
剤(再生凝集剤)の凝集効果を更に向上できる。
合物から成る水処理凝集剤を原水に添加し飲料水等に供
給する上水を得る上水用水処理工程において発生したス
ラッジに、塩酸又は硫酸を添加して前記スラッジ中のア
ルミニウム化合物を溶解した溶液を得た後、前記溶液に
pH13以上の強アルカリ性を呈するアルカリ化合物を
添加し、前記溶液をpH4.5〜6.5に調整してアル
ミニウム水和物を析出せしめ、次いで、前記アルミニウ
ム水和物を原料に用いて塩化アルミニウム又は硫酸アル
ミニウムを主成分とする水処理凝集剤を得ることを特徴
とする水処理凝集剤の製造方法でもある。本発明に係る
水処理凝集剤の製造方法において、pH13以上の強ア
ルカリ性を呈するアルカリ化合物として、苛性ソーダを
用いることによって、アルカリ化合物を液状で取り扱う
ことができ、その取扱を容易とすることができる。
から飲料水等に供給する上水を得る上水用水処理の際
に、この上水用水処理の水処理凝集剤として、上水用水
処理工程において発生したスラッジから回収された、主
成分が上記一般式で表される塩化アルミニウムであると
共に、この塩化アルミニウムがAl2O3として10重量%
となるように換算した換算水処理凝集剤中のマンガン含
有量が20ppm以下である水処理凝集剤、又は主成分
が硫酸アルミニウムであると共に、この硫酸アルミニウ
ムがAl2O3として10重量%となるように換算した換算
水処理凝集剤中の鉄含有量が1000ppm以上で且つ
マンガン含有量が20ppm以下の水処理凝集剤を用い
る水処理方法でもある。或いは、本発明は、河川等から
取水した原水から飲料水等に供給する上水を得る上水用
水処理の際に、水処理凝集剤として、前記上水用水処理
工程で発生したスラッジから回収された、主成分が上記
一般式で表される塩化アルミニウムであると共に、この
塩化アルミニウムがAl2O3として10重量%となるよう
に換算した換算水処理凝集剤中のマンガン含有量が20
ppm以下である水処理凝集剤、又は主成分が硫酸アル
ミニウムであると共に、この硫酸アルミニウムがAl2O3
として10重量%となるように換算した換算水処理凝集
剤中の鉄含有量が1000ppm以上で且つマンガン含
有量が20ppm以下の水処理凝集剤を再使用すること
を特徴とする水処理方法でもある。
ウム化合物を溶解した硫酸溶液を得る。この硫酸溶液に
は、スラッジ中に含有されていたアルミニウム、マンガ
ン、鉄等との硫酸化合物が含有される。しかしながら、
かかる硫酸溶液にpH13以上の強アルカリ性を呈する
アルカリ化合物を添加し、硫酸溶液をpH4.5〜6.
5に調整すると、アルミニウム水和物及び鉄化合物等は
析出するが、マンガンとの硫酸化合物は溶解状態にあ
る。このため、pH調整して析出した析出物と溶液とを
濾過等により分離することによって、アルミニウム水和
物及び鉄化合物等を含有し、実質的にマンガン化合物が
除去されたケーキと、マンガン化合物を含有する溶液と
に分離できる。次いで、ケーキに所定の処理を施すこと
によって、主成分が硫酸アルミニウムである水処理凝集
剤を得ることができる。この水処理凝集剤では、硫酸ア
ルミニウムがAl2O3として10重量%となるように換算
した換算水処理凝集剤中の鉄含有量が1000ppm以
上で且つマンガン含有量が20ppm以下である。
極めて少ないため、上水用凝集剤として用いることがで
き、且つ鉄含有量が多いため、市販の水処理凝集剤と同
程度以上の凝集性を呈する。また、スラッジ中のアルミ
ニウム化合物を塩酸に溶解することによって、主成分が
硫酸アルミニウムである水処理凝集剤を得たと同様の操
作によって、主成分が上記一般式で表される塩化アルミ
ニウムである水処理凝集剤を得ることができる。この水
処理凝集剤では、この塩化アルミニウムがAl2O3として
10重量%となるように換算した換算水処理凝集剤中の
マンガン含有量が20ppm以下である。かかる塩化ア
ルミニウムを主成分とする水処理凝集剤は、換算水処理
凝集剤中の鉄含有量が1000ppm以下であっても、
良好な凝集性を呈することができる。このため、本発明
に係る水処理凝集剤は、浄水場で凝集剤として用いるこ
とができ、更に本発明に係る水処理凝集剤を凝集剤とし
て用いて発生したスラッジから、再度、水処理凝集剤を
回収して凝集剤として再使用できる。その結果、浄水場
内において、水処理凝集剤を循環使用することができ、
水処理凝集剤の使い捨て等を実質的になくすことができ
る。
剤)は、主成分がアルミニウム化合物から成る凝集剤を
原水に添加して飲料水等に供給される上水を得る上水用
水処理工程において発生したスラッジから回収された凝
集剤であって、主成分が硫酸アルミニウムであると共
に、硫酸アルミニウムがAl2O3として10重量%となる
ように換算した換算水処理凝集剤中の鉄含有量が100
0ppm以上(好ましくは3000ppm以上)で且つ
マンガン含有量が20ppm以下のものである。ここ
で、換算水処理凝集剤中の鉄含有量が1000ppm未
満の場合、回収された凝集剤は、市販されている主成分
が硫酸アルミニウムの凝集剤に比較して凝集性能が劣
る。また、換算水処理凝集剤中のマンガン含有量が20
ppmを越える場合、回収された凝集剤は、浄水場で使
用することは好ましくない。現在、上水の水質基準で
は、上水中のマンガン含有量が、0.05ppm以下と
なるように定められているが、上水中のマンガンは天然
土壌等から溶出したマンガンと凝集剤等の添加物から溶
出したマンガンとがある。このうち凝集剤等の添加物中
に含有するマンガンから上水中に溶出するマンガン量が
0.005ppm以下となるように管理されている。
換算水処理凝集剤中に20ppm以下とすることによっ
て、凝集剤中のマンガン化合物の殆どが上水中に溶出し
たとしても、上水中に含有する凝集剤中のマンガン化合
物に由来するマンガン量を0.005ppm以下にでき
る。また、本発明に係る凝集剤は、主成分がアルミニウ
ム化合物から成る凝集剤を原水に添加して飲料水等に供
給される上水を得る上水用水処理工程において発生した
スラッジから回収された凝集剤であって、主成分が下記
に示す一般式で表される塩化アルミニウムであると共
に、この塩化アルミニウムがAl2O3として10重量%と
なるように換算した換算水処理凝集剤中のマンガン含有
量が20ppm以下のものである。 一般式 Al2(OH)nCl(6-n) 但し、0≦n<6 上記一般式で表される塩化アルミニウムのうち、n=0
の場合は、正塩の塩化アルミニウムであり、塩基度
[(n/6)×100]が15〜83%(好ましくは1
5〜60%)の場合は、ポリ塩化アルミニウム(塩基性
塩化アルミニウム)である。かかる凝集剤においても、
換算水処理凝集剤中の鉄含有量が1000ppm以上
(特に3000ppm)以上であることが、凝集性を更
に向上でき好ましい。
先ず、主成分がアルミニウム化合物から成る水処理凝集
剤を原水に添加し飲料水等に供給する上水を得る上水用
水処理工程で発生したスラッジに、塩酸又は硫酸を添加
してスラッジ中のアルミニウム化合物を溶解した塩酸溶
液又は硫酸溶液を得る。かかるスラッジには、浄水場に
おいて、主成分がアルミニウム化合物から成る水処理凝
集剤が用いられているため、Al2O3換算で約10重量%
程度のアルミニウム化合物が含有されている。このスラ
ッジ中のアルミニウム化合物は、添加された塩酸又は硫
酸と反応して塩化アルミニウム又は硫酸アルミニウムと
して塩酸溶液又は硫酸溶液中に溶解するため、塩化アル
ミニウムが溶解された塩酸溶液又は硫酸アルミニウムが
溶解された硫酸溶液を濾過することによって、スラッジ
から分離できる。
ッジに添加する塩酸量は、スラッジに含有されているア
ルミニウムと当量となるように調整することが好まし
い。かかる量の塩酸が添加されて得られた塩酸溶液中の
アルミニウム濃度が低過ぎると、最終的に得られた凝集
剤が不安定となり、アルミニウム等が水和物として析出
し、最終的に得られた凝集剤の凝集性能が不充分となる
傾向がある。他方、塩酸溶液中のアルミニウム濃度が高
過ぎると、スラッジと塩酸とから成るスラリーの粘度が
高くなり過ぎて濾過等の操作に支障を来す傾向がある。
このため、塩酸溶液中のアルミニウム濃度が、Al2O3換
算で0.1〜6重量%、特に1〜6重量%となる様に、
スラッジ量、水量及び塩酸量を調整することが好まし
い。
スラッジに含有されているアルミニウムと当量となるよ
うに、硫酸の添加量を調整することが好ましい。かかる
量の硫酸が添加されて得られた硫酸溶液中のアルミニウ
ム濃度が低過ぎると、最終的に得られた凝集剤が不安定
となり、アルミニウム等が水和物として析出し、最終的
に得られた凝集剤の凝集性能が不充分となる傾向があ
る。他方、硫酸溶液中のアルミニウム濃度が高過ぎる
と、スラッジと硫酸とから成るスラリーの粘度が高くな
り過ぎて濾過等の操作に支障を来す傾向がある。このた
め、硫酸溶液中のアルミニウム濃度が、Al2O3換算で
0.1〜6重量%、特に1〜6重量%となる様に、スラ
ッジ量、水量及び硫酸量を調整することが好ましい。
尚、スラッジ中のアルミニウム化合物と塩酸又は硫酸と
の反応は、室温〜100℃(好ましくは50〜95℃)
の範囲で行うことができる。
ジ中に含有されているマンガン化合物や鉄化合物も、ア
ルミニウム化合物と同様に塩酸又は硫酸と反応して溶解
されている。このため、この塩酸溶液又は硫酸溶液に中
和剤としてpH13以上の強アルカリ性を呈するアルカ
リ化合物を添加し、塩酸溶液又は硫酸溶液をpH4.5
〜6.5に調整することによって、マンガン化合物を実
質的に析出させることなくアルミニウム水和物(水酸化
アルミニウム)及び鉄化合物を析出できる。したがっ
て、pH調整した溶液を濾過することによって、アルミ
ニウム水和物及び鉄化合物が含有されているケーキと、
マンガン化合物が含有されている濾液とに分離できる。
この濾液は、必要に応じて公知の凝集沈殿法等によりマ
ンガン量を低減又は除去して原水に戻すことができる。
ここで、中和剤として用いるpH13以上の強アルカリ
性を呈するアルカリ化合物としては、溶液として扱うこ
とのできる苛性ソーダや苛性カリを好ましく用いること
ができるが、薬剤コストの観点から苛性ソーダが特に好
ましい。
酸カルシウム、炭酸マグネシウム等の弱塩基性のアルカ
リ化合物を用いると、塩酸溶液又は硫酸溶液中のマンガ
ンのみならず鉄も除去する。また、pH13以上の強ア
ルカリ性を呈するアルカリ化合物を塩酸溶液又は硫酸溶
液に添加した溶液のpHが4.5未満の場合、スラッジ
に含有されているアルミニウムの回収率が低下する。一
方、アルカリ化合物を添加した溶液のpHが6.5を越
える場合、塩酸溶液又は硫酸溶液中のマンガンを充分に
除去することができない。この様に、化学的挙動が近似
しているマンガンと鉄とを分離できる詳細な理由は明確
になっていないが、浄水場で発生するスラッジには、河
川水をアルミニウム系凝集剤で処理して生成したもので
あり、スラッジ中には土壌由来の成分も含有されている
こと、及び中和剤としてpH13以上の強アルカリ性を
呈するアルカリ化合物を用いることに在るものと推察さ
れる。
水和物及び鉄化合物が含有されているケーキと、塩酸と
を反応させた後、濾過することによって主成分が塩化ア
ルミニウムの凝集剤を得ることができる。かかるケーキ
と塩酸とを反応させる際に、塩酸をアルミニウムに対し
て当量未満とすることによって、ポリ塩化アルミニウム
(以下、PACと称することがある)を主成分とする凝
集剤を得ることができる。この反応の際に、塩酸に適量
の硫酸塩、例えば無水芒硝(硫酸ナトリウム)を添加す
ることによって、凝集効果の優れたPACを得ることが
できる。このPACは、アルミニウム含有のスラッジに
硫酸を添加して回収した後、苛性ソーダで中和処理して
得たケーキと塩酸とを反応することによっても得ること
ができる。ケーキ中に硫酸根が残留しているためであ
る。或いは、マンガン化合物と分離されたアルミニウム
水和物及び鉄化合物が含有されているケーキと硫酸溶液
とを混合し、アルミニウム水和物と硫酸とを反応させた
後、濾過することによって、主成分が硫酸アルミニウム
の凝集剤を得ることができる。得られた凝集剤(以下、
再生凝集剤と称することがある)中のアルミニウム含有
量は、再生凝集剤の凝集効果及び再生凝集液を溶解した
溶液の安定性等の観点からは、主成分が硫酸アルミニウ
ムの凝集剤の場合は、Al2O3換算で0.5重量%以上と
することが好ましい。一方、主成分がポリ塩化アルミニ
ウムの凝集剤の場合は、保存期間によって異なり、例え
ば保存期間が1日程度の場合は、Al2O3換算で1重量%
以上でよく、保存期間が1週間程度の場合は、Al2O3換
算で2重量%程度でよい。更に、主成分がポリ塩化アル
ミニウムの凝集剤を1週間を越えて保存する場合は、3
重量%以上とすることが好ましい。かかる再生凝集剤中
のマンガン含有量は、換算水処理凝集剤中で15ppm
以下とすることができ、1ppm以下とすることもでき
る。このため、再生凝集剤を浄水場で使用することがで
きる。
その塩基度を50%以下とするように、塩酸の添加量を
調整することができるが、凝集性能等を考慮し塩基度を
15〜50%とすることが好ましい。PACの塩基度が
15%未満の再生凝集剤では、凝集効果が低下する傾向
にあり、PACの塩基度が50%を越える再生凝集剤を
得ようとすると、ゲル化して分解し易くなる傾向にあ
る。この様に、塩基度が15〜50%程度のPACを主
成分とする再生凝集剤は、塩基度が50%を越えるPA
Cを主成分とする市販の凝集剤と同程度以上の凝集効果
を奏することができる。更に、主成分が硫酸アルミニウ
ムの再生凝集剤も、硫酸アルミニウムがAl2O3として1
0重量%となるように換算した換算水処理凝集剤中に、
1000ppm以上(好ましくは3000ppm以上、
特に好ましくは5000ppm以上)の鉄が含有されて
おり、市販の硫酸アルミニウムから成る再生凝集剤と同
程度以上の凝集効果を奏する。この様に、再生凝集剤中
に含有されている鉄は、再生凝集剤の奏する凝集性能を
補っているものと推察される。このため、PACを主成
分とする再生凝集剤にも、ポリ塩化アルミニウムがAl2O
3として10重量%となるように換算した換算水処理凝
集剤中に、1000ppm以上(更に3000ppm以
上、特に5000ppm以上)の鉄が含有されているこ
とが好ましい。尚、シリカも凝集剤の凝集性向上に有効
に作用するものと考えられるため、浄水場のスラッジか
ら回収された再生凝集剤中にも、その換算水処理凝集剤
中に500〜3000ppm程度のシリカを含有するこ
とが好ましい。
水場で凝集剤として再使用することができ、再生凝集剤
だけでは凝集剤量が不足する場合には、市販の凝集剤を
併用してもよい。ところで、浄水場で発生するスラッジ
には、Al2O3換算で約10重量%程度のアルミニウム化
合物が含有されているが、含有されているアルミニウム
化合物量のうち、約50%が凝集剤由来のものであり、
残りの50%が天然土壌等から由来するものと考えられ
ている。このため、スラッジ中に含有されているアルミ
ニウム化合物量の約50%を回収して再生凝集剤として
再使用することによって、凝集剤を循環使用することが
でき、凝集剤の浄水場外からの搬入及び凝集剤の使い捨
ての問題を解消できる。この様に、再生凝集剤を循環使
用しても、再生凝集剤中のマンガン含有量を、換算水処
理凝集剤中で20ppm以下とすることができ、再生凝
集剤中にマンガン化合物が次第に蓄積される懸念を解消
できる。
明する。 実施例1 浄水場Aで発生したスラッジ(含有アルミニウム;Al2O
3換算で11.1重量%)300gを水1800gに分
散した後、35%塩酸200gを添加してスラリーと
し、95℃で120分間攪拌しつつ、スラッジ中のアル
ミニウムと塩酸とを反応させた。次いで、このスラリー
を、No.2濾紙を用いて吸引濾過して2200gの塩酸
溶液を濾別した。この塩酸溶液中の塩化アルミニウムの
含有量は、Al2O3換算で1.2重量%であり、マンガン
含有量は150ppm、鉄含有量は1600ppm、及
びシリカ含有量は870ppmであった。更に、濾別し
た塩酸溶液に、20%苛性ソーダ水溶液を攪拌しつつ徐
々に加えてpH5.0として水酸化アルミニウムを析出
させた。その後、水酸化アルミニウムが析出した溶液
を、No.2濾紙を用いて吸引濾過し、No.2濾紙上にケー
キ440gが残った。このケーキ中の水酸化アルミニウ
ム含有量は、Al2O3換算で5.2重量%であり、マンガ
ン含有量は1ppm未満、鉄含有量は3900ppm、
及びシリカ含有量は2100ppmであった。No.2濾
紙上に残ったケーキと、無水芒硝10gと35%塩酸9
6gとの溶液とを混合し、水酸化アルミニウムと塩酸及
び芒硝とを反応させた後、吸引濾過することによって、
主成分がポリ塩化アルミニウム(PAC)の再生凝集剤
420gを得ることができた。得られた再生凝集剤のP
ACは、その含有量がAl2O3換算で4.0重量%であ
り、塩基度が約30%であった。この再生凝集剤中のマ
ンガン含有量は1ppm未満、鉄含有量は2200pp
m、及びシリカ含有量は370ppmであった。また、
再生凝集剤に含有されているポリ塩化アルミニウムがAl
2O3として10重量%となるように換算した換算水処理
凝集剤中のマンガン、鉄、及びシリカの含有量は、マン
ガン含有量が1ppm未満、鉄含有量が5500pp
m、シリカ含有量が930ppmであった。尚、スラッ
ジ中に含有されているアルミニウムに対する回収率は5
0%であった。
3換算で10.5重量%)330gを水1800gに分
散した後、35%塩酸200gを添加してスラリーと
し、95℃で120分間攪拌しつつ、スラッジ中のアル
ミニウムと塩酸とを反応させた。次いで、このスラリー
を、No.2濾紙を用いて吸引濾過して2100gの塩酸
溶液を濾別した。この塩酸溶液中の塩化アルミニウムの
含有量は、Al2O3換算で1.2重量%であり、マンガン
含有量は5ppm、鉄含有量は30ppm、及びシリカ
含有量は970ppmであった。更に、濾別した塩酸溶
液1000gに、20%苛性ソーダ水溶液を攪拌しつつ
徐々に加えてpH5.0として水酸化アルミニウムを析
出させた。その後、水酸化アルミニウムが析出した溶液
を、No.2濾紙を用いて吸引濾過し、No.2濾紙上にケー
キ235gが残った。このケーキ中の水酸化アルミニウ
ム含有量は、Al2O3換算で4.9重量%であり、マンガ
ン含有量は1ppm未満、鉄含有量は110ppm、及
びシリカ含有量は2610ppmであった。No.2濾紙
上に残ったケーキと、無水芒硝5gと35%塩酸48g
との溶液とを混合し、水酸化アルミニウムと塩酸及び芒
硝とを反応させた後、吸引濾過することによって、主成
分がポリ塩化アルミニウム(PAC)の再生凝集剤12
5gを得ることができた。得られた再生凝集剤のPAC
は、その含有量がAl2O3換算で3.9重量%であった。
この再生凝集剤中のマンガン含有量は1ppm未満、鉄
含有量は70ppm、及びシリカ含有量は410ppm
であった。また、再生凝集剤に含有されているポリ塩化
アルミニウムがAl2O3として10重量%となるように換
算した換算水処理凝集剤中のマンガン、鉄、及びシリカ
の含有量は、マンガン含有量が1ppm未満、鉄含有量
が180ppm、及びシリカ含有量が1050ppmで
あった。
3換算で11.1重量%)450gを水2900gに分
散した後、96%硫酸147gを添加してスラリーと
し、95℃で120分間攪拌しつつ、スラッジ中のアル
ミニウムと硫酸とを反応させた。次いで、このスラリー
を、No.2濾紙を用いて吸引濾過して3000gの硫酸
溶液を濾別した。この硫酸溶液中の硫酸アルミニウムの
含有量は、Al2O3換算で1.2重量%であり、マンガン
含有量は130ppm、鉄含有量は1400ppm、及
びシリカ含有量は980ppmであった。更に、濾別し
た硫酸溶液1000gに、20%苛性ソーダ水溶液を攪
拌しつつ徐々に加えてpH5.0として水酸化アルミニ
ウムを析出させた。その後、水酸化アルミニウムが析出
した溶液を、No.2濾紙を用いて吸引濾過し、No.2濾紙
上にケーキ175gが残った。このケーキ中の水酸化ア
ルミニウム含有量は、Al2O3換算で6.3重量%であ
り、マンガン含有量は7ppm、鉄含有量は5400p
pm、及びシリカ含有量は3600ppmであった。N
o.2濾紙上に残ったケーキと、水55gと96%硫酸3
3gとの硫酸溶液とを混合して反応させた後、吸引濾過
することによって、主成分が硫酸アルミニウムの再生凝
集剤230gを得ることができた。得られた再生凝集剤
には、アルミニウム含有量がAl2O3換算で4.0重量%
であり、マンガン含有量が4ppm、鉄含有量が400
0ppm、及びシリカ含有量gが480ppmであっ
た。また、再生凝集剤に含有されている硫酸アルミニウ
ムがAl2O3として10重量%となるように換算した換算
水処理凝集剤中のマンガン、鉄、及びシリカの含有量
は、マンガン含有量が10ppm、鉄含有量が1000
0ppm、及びシリカ含有量が1200ppmであっ
た。尚、スラッジ中に含有されているアルミニウムに対
する回収率は55%であった。
3換算で10.2重量%)150gを水1000gに分
散した後、96%硫酸45gを添加してスラリーとし、
95℃で120分間攪拌しつつ、スラッジ中のアルミニ
ウムと硫酸とを反応させた。次いで、このスラリーを、
No.2濾紙を用いて吸引濾過して900gの硫酸溶液を
濾別した。この硫酸溶液中の硫酸アルミニウムの含有量
は、Al2O3換算で1.1重量%であり、マンガン含有量
は110ppm、鉄含有量は310ppm、及びシリカ
含有量は1000ppmであった。更に、濾別した硫酸
溶液900gに、20%苛性ソーダ水溶液を攪拌しつつ
徐々に加えてpH5.0として水酸化アルミニウムを析
出させた。その後、水酸化アルミニウムが析出した溶液
を、No.2濾紙を用いて吸引濾過し、No.2濾紙上にケー
キ170gが残った。このケーキ中の水酸化アルミニウ
ム含有量は、Al2O3換算で6.5重量%であり、マンガ
ン含有量は5ppm、鉄含有量は1050ppm、及び
シリカ含有量は3000ppmであった。No.2濾紙上
に残ったケーキと、水55gと96%硫酸33gとの硫
酸溶液とを混合し、水酸化アルミニウムと硫酸とを反応
させた後、吸引濾過することによって、主成分が硫酸ア
ルミニウムの再生凝集剤240gを得ることができた。
得られた再生凝集剤には、アルミニウム含有量がAl2O3
換算で3.9重量%であり、マンガン含有量が3pp
m、鉄含有量が700ppm、及びシリカ含有量gが5
00ppmであった。また、再生凝集剤に含有されてい
る硫酸アルミニウムがAl2O3として10重量%となるよ
うに換算した換算水処理凝集剤中のマンガン、鉄、及び
シリカの含有量は、マンガン含有量が8ppm、鉄含有
量が1790ppm、及びシリカ含有量が1280pp
mであった。
0%苛性ソーダ水溶液を攪拌しつつ徐々に加えてpH
7.5とし、水酸化アルミニウムを析出させた。更に、
水酸化アルミニウムが析出した溶液を、No.2濾紙を用
いて吸引濾過し、No.2濾紙上にケーキ190gが残っ
た。このケーキ中の水酸化アルミニウム含有量は、Al2O
3換算で6.9重量%であり、マンガン含有量は300
0ppm、鉄含有量は5400ppm、及びシリカ含有
量は3700ppmであった。No.2濾紙上に残ったケ
ーキと、水60gと96%硫酸36gとの硫酸溶液とを
混合し、水酸化アルミニウムと硫酸とを反応させた後、
吸引濾過することによって、主成分が硫酸アルミニウム
の再生凝集剤500gを得ることができた。得られた再
生凝集剤には、アルミニウム含有量がAl2O3換算で4.
2重量%であり、マンガン含有量が1900ppm、鉄
含有量が5400ppm、及びシリカ含有量gが150
0ppmであった。また、再生凝集剤に含有されている
硫酸アルミニウムがAl2O3として10重量%となるよう
に換算した換算水処理凝集剤中のマンガン、鉄、及びシ
リカの含有量は、マンガン含有量が4520ppm、鉄
含有量が12860ppm、及びシリカ含有量が357
0ppmであった。この様に、換算水処理凝集剤中のマ
ンガン含有量が4520ppmにも達する凝集剤は、浄
水場の凝集剤としては使用できないものである。
0%苛性ソーダ水溶液を攪拌しつつ徐々に加えてpH
4.0とし、水酸化アルミニウムを析出させた。更に、
水酸化アルミニウムが析出した溶液を、No.2濾紙を用
いて吸引濾過し、No.2濾紙上にケーキ25gが残っ
た。このケーキ中の水酸化アルミニウム含有量は、Al2O
3換算で4.2重量%であった。この時点でのスラッジ
中に含有しているアルミニウムに対する回収率が6%に
過ぎず、実用性が乏しいため以後の操作を中止した。
0%水酸化マグネシウムを攪拌しつつ徐々に加えてpH
5.0として、水酸化アルミニウムを析出させた。更
に、水酸化アルミニウムが析出した溶液を、No.2濾紙
を用いて吸引濾過し、No.2濾紙上にケーキ150gが
残った。このケーキ中の水酸化アルミニウム含有量は、
Al2O3換算で7.1重量%であり、マンガン含有量は3
ppm、鉄含有量は80ppm、及びシリカ含有量は2
500ppmであった。No.2濾紙上に残ったケーキ
と、水53gと96%硫酸32gとの硫酸溶液とを混合
し、水酸化アルミニウムと硫酸とを反応させた後、吸引
濾過することによって、主成分が硫酸アルミニウムの再
生凝集剤250gを得ることができた。得られた再生凝
集剤には、アルミニウム含有量がAl2O3換算で4.2重
量%であり、マンガン含有量が2ppm、鉄含有量が6
0ppm、及びシリカ含有量が310ppmであった。
また、再生凝集剤に含有されている硫酸アルミニウムが
Al2O3として10重量%となるように換算した換算水処
理凝集剤中のマンガン、鉄、及びシリカの含有量は、マ
ンガン含有量が5ppm、鉄含有量が140ppm、及
びシリカ含有量が740ppmであった。
アルミニウム;Al2O3換算で1.3重量%)2950g
に96%硫酸112gを添加し、25℃で120分間攪
拌しつつ、スラッジ中のアルミニウムと硫酸とを反応さ
せた。次いで、このスラリーを、No.2濾紙を用いて吸
引濾過して2800gの硫酸溶液を濾別した。この硫酸
溶液中の硫酸アルミニウムの含有量は、Al2O3換算で
0.9重量%であり、マンガン含有量は100ppm、
鉄含有量は810ppm、及びシリカ含有量は700p
pmであった。更に、濾別した硫酸溶液に、20%苛性
ソーダ水溶液を攪拌しつつ徐々に加えてpH4.5とし
て水酸化アルミニウムを析出させた。その後、水酸化ア
ルミニウムが析出した溶液を、No.2濾紙を用いて吸引
濾過し、No.2濾紙上にケーキ310gが残った。この
ケーキ中の水酸化アルミニウム含有量は、Al2O3換算で
7.0重量%であり、マンガン含有量は5ppm、鉄含
有量は2800ppm、及びシリカ含有量は2800p
pmであった。No.2濾紙上に残ったケーキと35%塩
酸164gとを混合して反応させた後、吸引濾過するこ
とによって、主成分が正塩の塩化アルミニウムから成る
再生凝集剤450gを得ることができた。得られた再生
凝集剤には、アルミニウム含有量がAl2O3換算で4.4
重量%であり、マンガン含有量が4ppm、鉄含有量が
1600ppm、及びシリカ含有量gが800ppmで
あった。また、再生凝集剤に含有されている塩化アルミ
ニウムがAl2O3として10重量%となるように換算した
換算水処理凝集剤中のマンガン、鉄、及びシリカの含有
量は、マンガン含有量が9ppm、鉄含有量が3640
ppm、及びシリカ含有量が1820ppmであった。
尚、スラッジ中に含有されているアルミニウムに対する
回収率は52%であった。
び比較例3で得られた再生凝集剤、及び市販されている
凝集剤の各々について、凝集能を調査すべくジャーテス
トを行い、結果を下記の[表1]に示した。このジャー
テストでは、荒川水系の原水(濁度;10.3°,p
H;7.4,水温25℃)を用いて行い、再生凝集剤及
び市販の凝集剤の原水に対する添加量は、アルミニウム
添加量がAl2O3換算で2.0mg/リットル(原水)と
なるように添加した。
3、実施例4及び実施例5の再生凝集剤は、いずれも市
販の凝集剤と同等以上の凝集効果を呈するものである。
これに対して、比較例3の再生凝集剤は、市販の凝集剤
よりも凝集効果が劣るものであった。
ッジから回収した凝集剤は、その凝集剤に主成分として
含有されている塩化アルミニウム又は硫酸アルミニウム
がAl2O 3として10重量%となるように換算した換算水
処理凝集剤中のマンガン含有量を20ppm以下にで
き、且つ市販の凝集剤と同程度以上の凝集性を発揮し得
るため、浄水場の凝集剤として再使用できる。このた
め、浄水場においては、凝集剤を循環使用することがで
き、浄水場外から凝集剤の搬入や環境問題を解消するこ
とができる。
Claims (10)
- 【請求項1】 主成分がアルミニウム化合物から成る水
処理凝集剤を原水に添加し、飲料用水等に供給される上
水を得る上水用水処理工程において発生したスラッジか
ら回収された水処理凝集剤であって、該水処理凝集剤の
主成分が下記に示す一般式で表される塩化アルミニウム
であると共に、前記塩化アルミニウムがAl2O3として1
0重量%となるように換算した換算水処理剤中のマンガ
ン含有量が20ppm以下であることを特徴とする水処
理凝集剤。 一般式 Al2(OH)nCl(6-n) 但し、0≦n<6 - 【請求項2】 換算水処理剤中の鉄含有量が、1000
ppm以上である請求項1記載の水処理凝集剤。 - 【請求項3】 水処理凝集剤の主成分が、ポリ塩化アル
ミニウムである請求項1又は請求項2記載の水処理凝集
剤。 - 【請求項4】 主成分がアルミニウム化合物から成る水
処理凝集剤を原水に添加し、飲料用水等に供給される上
水を得る上水用水処理工程において発生したスラッジか
ら回収された水処理凝集剤であって、 該水処理凝集剤の主成分が硫酸アルミニウムであると共
に、前記硫酸アルミニウムがAl2O3として10重量%と
なるように換算した換算水処理凝集剤中の鉄含有量が1
000ppm以上であり且つマンガン含有量が20pp
m以下であることを特徴とする水処理凝集剤。 - 【請求項5】 換算水処理凝集剤中の鉄含有量が、30
00ppm以上である請求項4記載の水処理凝集剤。 - 【請求項6】 主成分がアルミニウム化合物から成る水
処理凝集剤を原水に添加し飲料水等に供給する上水を得
る上水用水処理工程において発生したスラッジに、塩酸
又は硫酸を添加して前記スラッジ中のアルミニウム化合
物を溶解した溶液を得た後、 前記溶液にpH13以上の強アルカリ性を呈するアルカ
リ化合物を添加し、前記溶液をpH4.5〜6.5に調
整してアルミニウム水和物を析出せしめ、 次いで、前記アルミニウム水和物を原料に用いて塩化ア
ルミニウム又は硫酸アルミニウムを主成分とする水処理
凝集剤を得ることを特徴とする水処理凝集剤の製造方
法。 - 【請求項7】 塩化アルミニウムを、ポリ塩化アルミニ
ウムとする請求項6記載の水処理凝集剤の製造方法。 - 【請求項8】 アルカリ化合物を、苛性ソーダとする請
求項6又は請求項7記載の水処理凝集剤の製造方法。 - 【請求項9】 河川等から取水した原水から飲料水等に
供給する上水を得る上水用水処理の際に、請求項1又は
請求項4記載の水処理凝集剤を用いることを特徴とする
水処理方法。 - 【請求項10】 河川等から取水した原水から飲料水等
に供給する上水を得る上水用水処理の際に、水処理凝集
剤として、請求項1又は請求項4記載の水処理凝集剤を
再使用することを特徴とする水処理方法。
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JP2000343554A JP4468568B2 (ja) | 2000-11-10 | 2000-11-10 | 水処理凝集剤及びその製造方法並びに水処理方法 |
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WO2016158632A1 (ja) * | 2015-03-31 | 2016-10-06 | 栗田工業株式会社 | 排水処理用凝集剤及び排水の凝集処理方法 |
CN107324466A (zh) * | 2017-07-27 | 2017-11-07 | 杭州萧山三江净水剂有限公司 | 一种河道水处理混凝剂的现场制备方法 |
CN114655973A (zh) * | 2022-04-27 | 2022-06-24 | 河南爱尔福克化学股份有限公司 | 一种聚合氯化铝生产滤渣回收方法及装置 |
CN115180741A (zh) * | 2022-07-19 | 2022-10-14 | 上海城市水资源开发利用国家工程中心有限公司 | 一种适用于水厂的绿色无污染的强化混凝方法 |
-
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- 2000-11-10 JP JP2000343554A patent/JP4468568B2/ja not_active Expired - Lifetime
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