JP2003038908A - 水処理用凝集剤の製造方法 - Google Patents
水処理用凝集剤の製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 用水や排水等から懸濁物質その他の不純物を
除くために用いられる、高い凝集性能を有す金属−シリ
カ高分子系水処理用凝集剤を、工業的に安価かつ安定的
に得る。 【解決手段】 ＳｉＯ２濃度が１００〜２００ｇ／Ｌ、
粘度が６ｃｐ未満のシリカゾルを、無機酸水溶液とケイ
酸塩水溶液とを互いに５ｍ／秒以上で衝突させること等
によって得、次いで該シリカゾルを熟成させて粘度を６
〜３０ｃｐとし、その後、該シリカゾルと塩化第二鉄等
の金属の水溶性塩とを混合して凝集剤とする。
除くために用いられる、高い凝集性能を有す金属−シリ
カ高分子系水処理用凝集剤を、工業的に安価かつ安定的
に得る。 【解決手段】 ＳｉＯ２濃度が１００〜２００ｇ／Ｌ、
粘度が６ｃｐ未満のシリカゾルを、無機酸水溶液とケイ
酸塩水溶液とを互いに５ｍ／秒以上で衝突させること等
によって得、次いで該シリカゾルを熟成させて粘度を６
〜３０ｃｐとし、その後、該シリカゾルと塩化第二鉄等
の金属の水溶性塩とを混合して凝集剤とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は水処理用の凝集剤の製造
方法に関する。より詳しくは、高い処理能力を有する水
処理用凝集剤の簡便かつ低コストな製造方法に関する。
方法に関する。より詳しくは、高い処理能力を有する水
処理用凝集剤の簡便かつ低コストな製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】各種の用水や排水等から懸濁物質やその
他の不純物を除いて浄化処理を行なうために、凝集剤を
該用水や排水中に注入してこれら不純物を凝集・沈降さ
せて処理する水処理方法が行われており、この目的の凝
集剤としては、硫酸アルミニウム、ポリ塩化アルミニウ
ム、塩化第二鉄等が用いられている。
他の不純物を除いて浄化処理を行なうために、凝集剤を
該用水や排水中に注入してこれら不純物を凝集・沈降さ
せて処理する水処理方法が行われており、この目的の凝
集剤としては、硫酸アルミニウム、ポリ塩化アルミニウ
ム、塩化第二鉄等が用いられている。
【０００３】上記凝集剤の中でも硫酸アルミニウムまた
はポリ塩化アルミニウムが汎用されているが、アルミニ
ウムは両性金属であるため、水中の有機物質、例えば、
藻類が生産する有機酸等と結合して溶解性アルミニウム
となり、処理水中に残留するという問題点がある。また
アルミニウム系凝集剤は低水温では凝集性能が低下する
ため、過剰に注入してしまうという欠点もある。
はポリ塩化アルミニウムが汎用されているが、アルミニ
ウムは両性金属であるため、水中の有機物質、例えば、
藻類が生産する有機酸等と結合して溶解性アルミニウム
となり、処理水中に残留するという問題点がある。また
アルミニウム系凝集剤は低水温では凝集性能が低下する
ため、過剰に注入してしまうという欠点もある。
【０００４】上記のような問題点を解決すべく、近年、
重合ケイ酸に鉄塩等の水溶性金属塩を添加した金属−シ
リカ無機高分子凝集剤、特に金属塩が鉄塩である、鉄−
シリカ無機高分子凝集剤が、その高く安定した凝集性能
と安全性から注目されている。
重合ケイ酸に鉄塩等の水溶性金属塩を添加した金属−シ
リカ無機高分子凝集剤、特に金属塩が鉄塩である、鉄−
シリカ無機高分子凝集剤が、その高く安定した凝集性能
と安全性から注目されている。
【０００５】即ち、特公平４−７５７９６号公報、特許
第２７３２０６７号公報等に記載の如き、ビーカー等の
容器中で、ケイ酸塩水溶液を塩酸、硫酸等の無機酸水溶
液へ添加して、ＳｉＯ２濃度が１〜６％程度のシリカゾ
ルを得、次いで該ケイ酸溶液を室温程度で数時間攪拌し
つつ重合を進行（熟成）させた後、そこへ鉄等の金属塩
溶液を添加することにより得る凝集剤である。
第２７３２０６７号公報等に記載の如き、ビーカー等の
容器中で、ケイ酸塩水溶液を塩酸、硫酸等の無機酸水溶
液へ添加して、ＳｉＯ２濃度が１〜６％程度のシリカゾ
ルを得、次いで該ケイ酸溶液を室温程度で数時間攪拌し
つつ重合を進行（熟成）させた後、そこへ鉄等の金属塩
溶液を添加することにより得る凝集剤である。
【０００６】この方法で製造された金属−シリカ無機高
分子凝集剤は、凝集性能が高く、またゲル化時間が長い
ため長期間の保存によっても凝集性能を失わない、さら
には低温水に対しても高い凝集性能を示す等、水処理剤
として多くの利点を有す。
分子凝集剤は、凝集性能が高く、またゲル化時間が長い
ため長期間の保存によっても凝集性能を失わない、さら
には低温水に対しても高い凝集性能を示す等、水処理剤
として多くの利点を有す。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た製造方法では、ケイ酸塩水溶液の無機酸水溶液への添
加により得られるシリカゾルのＳｉＯ２濃度を７０ｇ／
Ｌ（約７％弱）以上にすることができない。なぜなら
ば、この方法では高濃度のシリカゾルを得ようとして
も、ケイ酸水溶液と無機酸水溶液との部分的な不均一が
極めて生じ易く、該不均一部分が即座にゲル化し、均一
なシリカゾルを得ることができないためである。従っ
て、良好な凝集性能を有する凝集剤を得るためには、低
い濃度で製造せざるを得ず、よって生産性が低いという
欠点があった。
た製造方法では、ケイ酸塩水溶液の無機酸水溶液への添
加により得られるシリカゾルのＳｉＯ２濃度を７０ｇ／
Ｌ（約７％弱）以上にすることができない。なぜなら
ば、この方法では高濃度のシリカゾルを得ようとして
も、ケイ酸水溶液と無機酸水溶液との部分的な不均一が
極めて生じ易く、該不均一部分が即座にゲル化し、均一
なシリカゾルを得ることができないためである。従っ
て、良好な凝集性能を有する凝集剤を得るためには、低
い濃度で製造せざるを得ず、よって生産性が低いという
欠点があった。
【０００８】さらにまた、金属−シリカ無機高分子凝集
剤の凝集性能をより高くし、実用的な凝集性能を得るた
めには、シリカゾルの熟成の際、６０℃程度に加温し熟
成する（ケイ酸の重合を進行させ、分子量を大きくす
る）必要がある。従って、加温のための装置も必要とな
り、工業的に製造するためのコストも高くなるという欠
点もあった。
剤の凝集性能をより高くし、実用的な凝集性能を得るた
めには、シリカゾルの熟成の際、６０℃程度に加温し熟
成する（ケイ酸の重合を進行させ、分子量を大きくす
る）必要がある。従って、加温のための装置も必要とな
り、工業的に製造するためのコストも高くなるという欠
点もあった。
【０００９】このため、金属−シリカ無機高分子凝集剤
は、前述した多くの利点を有しながら、工業的には未だ
実用化されていないのが現状である。
は、前述した多くの利点を有しながら、工業的には未だ
実用化されていないのが現状である。
【００１０】従って、特別な加温装置を必要とせず、安
価且つ多量に良好な凝集性能を有す金属−シリカ無機高
分子凝集剤を得る方法が切望されていた。
価且つ多量に良好な凝集性能を有す金属−シリカ無機高
分子凝集剤を得る方法が切望されていた。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決すべく鋭意検討し、特公平４−５４６１９号公報
に記載のシリカゲルの製造法における高濃度で均一なシ
リカゾルの生成工程に着目して、さらに研究を進めた結
果、該公報に記載の方法を応用して製造したシリカゾル
を、特定の粘度になるまで熟成させたものが、前記、金
属−シリカ無機高分子凝集剤の製造原料として好適なこ
とを見出した。
を解決すべく鋭意検討し、特公平４−５４６１９号公報
に記載のシリカゲルの製造法における高濃度で均一なシ
リカゾルの生成工程に着目して、さらに研究を進めた結
果、該公報に記載の方法を応用して製造したシリカゾル
を、特定の粘度になるまで熟成させたものが、前記、金
属−シリカ無機高分子凝集剤の製造原料として好適なこ
とを見出した。
【００１２】そしてさらに研究を進め、シリカゾルの粘
度や該シリカゾル中のＳｉＯ２濃度、及び得られる凝集
剤の凝集性能につき種々検討した結果、本発明を完成し
た。
度や該シリカゾル中のＳｉＯ２濃度、及び得られる凝集
剤の凝集性能につき種々検討した結果、本発明を完成し
た。
【００１３】即ち本発明は、ＳｉＯ２濃度が１００〜２
００ｇ／Ｌ、粘度が６ｃｐ未満のシリカゾルを熟成させ
て、ＳｉＯ２濃度が１００〜２００ｇ／Ｌ、粘度が６〜
３０ｃｐのシリカゾルとし、該シリカゾルと金属の水溶
性塩とを混合することを特徴とする水処理用凝集剤の製
造方法であり、他の発明は、ＳｉＯ２濃度が１００〜２
００ｇ／Ｌ、粘度が６ｃｐ未満のシリカゾルを熟成させ
て、ＳｉＯ２濃度が１００〜２００ｇ／Ｌ、粘度が６〜
３０ｃｐのシリカゾルとし、該シリカゾルをＳｉＯ２濃
度が５０〜７０ｇ／Ｌとなるまで水で希釈した後、金属
の水溶性塩と混合することを特徴とする水処理用凝集剤
の製造方法であり、また他の発明は、上記ＳｉＯ２濃度
が１００〜２００ｇ／Ｌ、粘度が６ｃｐ未満のシリカゾ
ルが、無機酸水溶液とケイ酸塩水溶液とを互いに５ｍ／
秒以上で衝突させることによって得たシリカゾルである
上記水処理用凝集剤の製造方法である。
００ｇ／Ｌ、粘度が６ｃｐ未満のシリカゾルを熟成させ
て、ＳｉＯ２濃度が１００〜２００ｇ／Ｌ、粘度が６〜
３０ｃｐのシリカゾルとし、該シリカゾルと金属の水溶
性塩とを混合することを特徴とする水処理用凝集剤の製
造方法であり、他の発明は、ＳｉＯ２濃度が１００〜２
００ｇ／Ｌ、粘度が６ｃｐ未満のシリカゾルを熟成させ
て、ＳｉＯ２濃度が１００〜２００ｇ／Ｌ、粘度が６〜
３０ｃｐのシリカゾルとし、該シリカゾルをＳｉＯ２濃
度が５０〜７０ｇ／Ｌとなるまで水で希釈した後、金属
の水溶性塩と混合することを特徴とする水処理用凝集剤
の製造方法であり、また他の発明は、上記ＳｉＯ２濃度
が１００〜２００ｇ／Ｌ、粘度が６ｃｐ未満のシリカゾ
ルが、無機酸水溶液とケイ酸塩水溶液とを互いに５ｍ／
秒以上で衝突させることによって得たシリカゾルである
上記水処理用凝集剤の製造方法である。
【００１４】さらに、上記の製造方法を行うために好適
な装置として、（ａ）無機酸水溶液の貯蔵槽と、（ｂ）
ケイ酸塩水溶液の貯蔵槽と、（ｃ）金属塩水溶液の貯蔵
槽と、（ｄ）該無機酸水溶液貯蔵槽及びケイ酸塩水溶液
貯蔵槽に各々貯蔵されている無機酸水溶液とケイ酸塩水
溶液とを互いに５ｍ／秒以上の速度で衝突することによ
り反応させてシリカゾルとする衝突装置と、（ｅ）該衝
突により得られたシリカゾルを攪拌しつつ熟成する攪拌
熟成装置と、（ｆ）該攪拌熟成装置から排出されたシリ
カゾルと混合される、前記金属塩水溶液の貯蔵槽に貯蔵
されている金属塩水溶液を供給する供給装置、とを備え
ることを特徴とする水処理用凝集剤製造装置が提供され
る。
な装置として、（ａ）無機酸水溶液の貯蔵槽と、（ｂ）
ケイ酸塩水溶液の貯蔵槽と、（ｃ）金属塩水溶液の貯蔵
槽と、（ｄ）該無機酸水溶液貯蔵槽及びケイ酸塩水溶液
貯蔵槽に各々貯蔵されている無機酸水溶液とケイ酸塩水
溶液とを互いに５ｍ／秒以上の速度で衝突することによ
り反応させてシリカゾルとする衝突装置と、（ｅ）該衝
突により得られたシリカゾルを攪拌しつつ熟成する攪拌
熟成装置と、（ｆ）該攪拌熟成装置から排出されたシリ
カゾルと混合される、前記金属塩水溶液の貯蔵槽に貯蔵
されている金属塩水溶液を供給する供給装置、とを備え
ることを特徴とする水処理用凝集剤製造装置が提供され
る。
【００１５】
【発明の実施の形態】本発明では、ＳｉＯ２濃度が１０
０〜２００ｇ／Ｌで粘度が６ｃｐ未満のシリカゾル（以
下、原料シリカゾルと称す場合がある）を、熟成させる
（ケイ酸の重合を進行させる）ことによりＳｉＯ２濃度
が１００〜２００ｇ／Ｌで、且つ粘度が６〜３０ｃｐの
シリカゾル（以下、熟成シリカゾルと称す場合がある）
とする工程を経る必要がある。
０〜２００ｇ／Ｌで粘度が６ｃｐ未満のシリカゾル（以
下、原料シリカゾルと称す場合がある）を、熟成させる
（ケイ酸の重合を進行させる）ことによりＳｉＯ２濃度
が１００〜２００ｇ／Ｌで、且つ粘度が６〜３０ｃｐの
シリカゾル（以下、熟成シリカゾルと称す場合がある）
とする工程を経る必要がある。
【００１６】原料シリカゾルとして、ＳｉＯ２濃度が１
００ｇ／Ｌ未満あるいは２００ｇ／Ｌを越えたシリカゾ
ルを用いた場合には、懸濁物質の凝集沈降に長時間を要
するなど、凝集剤の凝集性能が劣ることになり好ましく
ない。また、ＳｉＯ２濃度が１００ｇ／Ｌ未満のシリカ
ゾルでは後述する熟成で、粘度を６〜３０ｃｐにするた
めに極めて長時間を要し、さらにバッチ当たりの生産量
も少なくなるため生産性も低くなる。
００ｇ／Ｌ未満あるいは２００ｇ／Ｌを越えたシリカゾ
ルを用いた場合には、懸濁物質の凝集沈降に長時間を要
するなど、凝集剤の凝集性能が劣ることになり好ましく
ない。また、ＳｉＯ２濃度が１００ｇ／Ｌ未満のシリカ
ゾルでは後述する熟成で、粘度を６〜３０ｃｐにするた
めに極めて長時間を要し、さらにバッチ当たりの生産量
も少なくなるため生産性も低くなる。
【００１７】凝集剤を処理水へ添加した際、迅速かつ高
度に懸濁物質を凝集させるためには、ＳｉＯ２濃度が１
４０〜１６０ｇ／Ｌのシリカゾルを原料シリカゾルとし
て使用することが好ましい。
度に懸濁物質を凝集させるためには、ＳｉＯ２濃度が１
４０〜１６０ｇ／Ｌのシリカゾルを原料シリカゾルとし
て使用することが好ましい。
【００１８】また、実質上粘度が６ｃｐ以上の未熟成の
シリカゾルは得ることができないため、原料シリカゾル
としては粘度６ｃｐ未満のものが使用される。高い凝集
性能を有す凝集剤を得るためには、粘度が５ｃｐ以下の
シリカゾルを原料シリカゾルとして用いることが好まし
い。
シリカゾルは得ることができないため、原料シリカゾル
としては粘度６ｃｐ未満のものが使用される。高い凝集
性能を有す凝集剤を得るためには、粘度が５ｃｐ以下の
シリカゾルを原料シリカゾルとして用いることが好まし
い。
【００１９】なお、本発明におけるシリカゾルの粘度
は、温度２０℃で回転粘度計を使用して測定した値であ
る。
は、温度２０℃で回転粘度計を使用して測定した値であ
る。
【００２０】上記の如き濃度及び粘度を有するシリカゾ
ルを得る方法は特に制限されず、公知の方法が適用で
き、具体的には特公平４−５４６１９号公報に記載の無
機酸水溶液とケイ酸塩水溶液を一定以上の速度で接触さ
せる製造方法や、特開平８−３３３１１２号公報に記載
の水流中にケイ酸塩水溶液と硫酸を添加する方法、ある
いはアルキルシリケートを酸あるいはアルカリ性条件下
で加水分解する方法、ケイ酸塩水溶液をイオン交換膜で
電気透析を行なう方法等が挙げられる。
ルを得る方法は特に制限されず、公知の方法が適用で
き、具体的には特公平４−５４６１９号公報に記載の無
機酸水溶液とケイ酸塩水溶液を一定以上の速度で接触さ
せる製造方法や、特開平８−３３３１１２号公報に記載
の水流中にケイ酸塩水溶液と硫酸を添加する方法、ある
いはアルキルシリケートを酸あるいはアルカリ性条件下
で加水分解する方法、ケイ酸塩水溶液をイオン交換膜で
電気透析を行なう方法等が挙げられる。
【００２１】これら方法の中でも、無機酸水溶液とケイ
酸塩水溶液とを互いに一定速度以上で衝突させる方法
が、製造設備が簡便で、さらに原料コストやランニング
コストが安価で済むため原料シリカゾルの製造コストが
安く、また、安定して前記の濃度と粘度を有すシリカゾ
ルを製造でき極めて好適である。
酸塩水溶液とを互いに一定速度以上で衝突させる方法
が、製造設備が簡便で、さらに原料コストやランニング
コストが安価で済むため原料シリカゾルの製造コストが
安く、また、安定して前記の濃度と粘度を有すシリカゾ
ルを製造でき極めて好適である。
【００２２】該方法をより詳しく説明すると、硫酸、塩
酸等の無機酸の水溶液と、ケイ酸塩水溶液とを互いに５
ｍ／秒以上、好ましくは７ｍ／秒以上、より好ましくは
１０ｍ／秒以上の流速で衝突させる。なお、この方法に
おいては、無機酸水溶液及びケイ酸塩水溶液の双方が上
記流速以上である必要がある。どちらか一方でも上記流
速以下では、部分的にゲル化が発生し、均質なゾルを得
ることが困難となる。
酸等の無機酸の水溶液と、ケイ酸塩水溶液とを互いに５
ｍ／秒以上、好ましくは７ｍ／秒以上、より好ましくは
１０ｍ／秒以上の流速で衝突させる。なお、この方法に
おいては、無機酸水溶液及びケイ酸塩水溶液の双方が上
記流速以上である必要がある。どちらか一方でも上記流
速以下では、部分的にゲル化が発生し、均質なゾルを得
ることが困難となる。
【００２３】本発明において用いる原料シリカゾルの製
造に用いる、上記無機酸の濃度は、２〜７Ｎであること
が好ましく、３〜６Ｎであることがより好ましい。この
範囲の濃度とすることにより、得られるシリカゾルの濃
度を１００〜２００ｇ／Ｌ、粘度を６ｃｐ未満とするこ
とが容易となり、また、後述する熟成のための時間を５
分〜２０時間と、工業的に扱いやすい適当な時間内に納
めることが容易となる。
造に用いる、上記無機酸の濃度は、２〜７Ｎであること
が好ましく、３〜６Ｎであることがより好ましい。この
範囲の濃度とすることにより、得られるシリカゾルの濃
度を１００〜２００ｇ／Ｌ、粘度を６ｃｐ未満とするこ
とが容易となり、また、後述する熟成のための時間を５
分〜２０時間と、工業的に扱いやすい適当な時間内に納
めることが容易となる。
【００２４】上記ケイ酸塩水溶液としては、ケイ酸ソー
ダ水溶液が好適に用いられ、またその濃度としては、Ｓ
ｉＯ２成分の濃度が２００〜３５０ｇ／Ｌであるのが好
ましく、２５０〜３００ｇ／Ｌであるケイ酸ソーダ水溶
液であるのがより好ましい。この濃度範囲とすることに
より、得られるシリカゾルの濃度を１００〜２００ｇ／
Ｌとすることが容易となり、また無機酸水溶液との混合
（衝突）時にゲル化が進行してしまうことなく、均一な
シリカゾルを得ることが極めて容易になる。
ダ水溶液が好適に用いられ、またその濃度としては、Ｓ
ｉＯ２成分の濃度が２００〜３５０ｇ／Ｌであるのが好
ましく、２５０〜３００ｇ／Ｌであるケイ酸ソーダ水溶
液であるのがより好ましい。この濃度範囲とすることに
より、得られるシリカゾルの濃度を１００〜２００ｇ／
Ｌとすることが容易となり、また無機酸水溶液との混合
（衝突）時にゲル化が進行してしまうことなく、均一な
シリカゾルを得ることが極めて容易になる。
【００２５】また、該ケイ酸ソーダ水溶液は、一般には
ＳｉＯ２とＮａ２Ｏのモル比が２．５〜４である。
ＳｉＯ２とＮａ２Ｏのモル比が２．５〜４である。
【００２６】無機酸水溶液とケイ酸水溶液を衝突させる
装置としては、図１に示すようなＹ字型の装置が好適に
用いられる。即ち、原料貯蔵槽５，５’から、各々無機
酸水溶液またはケイ酸水溶液が原料供給管１，１’へと
送られ、絞り部４，４’で加速され、反応部３で衝突す
る。反応部３で生成したシリカゾルはゾル排出管２から
ゾル貯槽７へと送られる。その後、該シリカゾルを原料
シリカゾルとして、後述する熟成および金属の水溶性塩
との混合が行われる。
装置としては、図１に示すようなＹ字型の装置が好適に
用いられる。即ち、原料貯蔵槽５，５’から、各々無機
酸水溶液またはケイ酸水溶液が原料供給管１，１’へと
送られ、絞り部４，４’で加速され、反応部３で衝突す
る。反応部３で生成したシリカゾルはゾル排出管２から
ゾル貯槽７へと送られる。その後、該シリカゾルを原料
シリカゾルとして、後述する熟成および金属の水溶性塩
との混合が行われる。
【００２７】該装置の大きさは適宜選択すれば良いが、
通常は、原料供給管１、１’の径が５〜４０ｍｍ程度、
長さがその径の１．５〜６倍程度、絞り部４，４’の径
が０．５〜６mm程度、絞り部の長さがその径の０．５〜
５倍程度、ゾル排出管２の径が５〜２０ｍｍ程度、長さ
が１０〜１００ｍｍ程度である。従って、Ｙ字型の装置
全体としては、幅が４０〜１００ｍｍ程度、高さが４０
〜１５０ｍｍ程度、厚さが２〜７０ｍｍ程度の極めて小
さな装置とすることができる。
通常は、原料供給管１、１’の径が５〜４０ｍｍ程度、
長さがその径の１．５〜６倍程度、絞り部４，４’の径
が０．５〜６mm程度、絞り部の長さがその径の０．５〜
５倍程度、ゾル排出管２の径が５〜２０ｍｍ程度、長さ
が１０〜１００ｍｍ程度である。従って、Ｙ字型の装置
全体としては、幅が４０〜１００ｍｍ程度、高さが４０
〜１５０ｍｍ程度、厚さが２〜７０ｍｍ程度の極めて小
さな装置とすることができる。
【００２８】上述の方法で製造されたＳｉＯ２濃度が１
００〜２００ｇ／Ｌのシリカゾルの製造直後（熟成前）
の粘度は、得られたシリカゾル中のＳｉＯ２濃度にもよ
るが、通常２〜５ｃｐである。
００〜２００ｇ／Ｌのシリカゾルの製造直後（熟成前）
の粘度は、得られたシリカゾル中のＳｉＯ２濃度にもよ
るが、通常２〜５ｃｐである。
【００２９】上記の方法で得られたＳｉＯ２濃度が１０
０〜２００ｇ／Ｌ、粘度が６ｃｐ未満のシリカゾルは、
引き続いて熟成、即ちケイ酸の重合を進行させて粘度を
６〜３０ｃｐとする必要がある。
０〜２００ｇ／Ｌ、粘度が６ｃｐ未満のシリカゾルは、
引き続いて熟成、即ちケイ酸の重合を進行させて粘度を
６〜３０ｃｐとする必要がある。
【００３０】熟成温度としては、特に制限されるもので
はないが、本発明におけるＳｉＯ２濃度が１００〜２０
０ｇ／Ｌの原料シリカゾルでは、一般には室温（１５〜
４０℃程度）で行なうことができる。また、この温度範
囲内であれば、一定温度に保ちつづける必要も特に無
い。即ち、上記した濃度の原料シリカゾルを使うことに
より、熟成のために特別な加温（定温）装置を要さず、
このため製造コストが安くできるという利点もある。
はないが、本発明におけるＳｉＯ２濃度が１００〜２０
０ｇ／Ｌの原料シリカゾルでは、一般には室温（１５〜
４０℃程度）で行なうことができる。また、この温度範
囲内であれば、一定温度に保ちつづける必要も特に無
い。即ち、上記した濃度の原料シリカゾルを使うことに
より、熟成のために特別な加温（定温）装置を要さず、
このため製造コストが安くできるという利点もある。
【００３１】また熟成の時間は、熟成温度及び原料シリ
カゾルのＳｉＯ２濃度、粘度にもよるが、一般的には２
０分〜４時間であり、好ましくは４０〜２２０分であ
る。ＳｉＯ２濃度が１４０〜１６０ｇ／Ｌ、粘度５ｃｐ
程度の原料シリカゾルを２０〜３５℃程度の温度で熟成
させる場合には、３０〜２００分で６〜３０ｃｐの粘度
とすることができる。
カゾルのＳｉＯ２濃度、粘度にもよるが、一般的には２
０分〜４時間であり、好ましくは４０〜２２０分であ
る。ＳｉＯ２濃度が１４０〜１６０ｇ／Ｌ、粘度５ｃｐ
程度の原料シリカゾルを２０〜３５℃程度の温度で熟成
させる場合には、３０〜２００分で６〜３０ｃｐの粘度
とすることができる。
【００３２】該熟成を行なわないか、あるいは行なって
も６ｃｐ未満の低い粘度の状態で、後述する金属の水溶
性塩との混合を行なっても、良好な凝集性能を有する凝
集剤とはならない。また逆に、熟成を進行させすぎて３
０ｃｐを越える粘度にしてしまった場合も凝集性能が良
好なものとはならない。該シリカゾルは、熟成によりそ
の粘度を７〜２０ｃｐの範囲とされることがより好まし
い。
も６ｃｐ未満の低い粘度の状態で、後述する金属の水溶
性塩との混合を行なっても、良好な凝集性能を有する凝
集剤とはならない。また逆に、熟成を進行させすぎて３
０ｃｐを越える粘度にしてしまった場合も凝集性能が良
好なものとはならない。該シリカゾルは、熟成によりそ
の粘度を７〜２０ｃｐの範囲とされることがより好まし
い。
【００３３】また、該熟成は、原料シリカゾルをゾル貯
槽等の容器中で、穏やかに攪拌しつつ行なうことが好ま
しい。
槽等の容器中で、穏やかに攪拌しつつ行なうことが好ま
しい。
【００３４】さらに該熟成工程を経ず得たＳｉＯ２濃度
が１００〜２００ｇ／Ｌ、粘度が６〜３０ｃｐのシリカ
ゾルを金属の水溶性塩と混合して凝集剤を得ても、該凝
集剤は十分な凝集性能を有すものとはならない。また、
熟成工程を経たシリカゾルでも、一旦粘度が３０ｃｐ以
上となってしまったものを、水あるいは粘度の低いシリ
カゾルと混合し、それにより粘度を６〜３０ｃｐとした
シリカゾルを用いてもやはり凝集性能の良好な凝集剤と
することはできない。
が１００〜２００ｇ／Ｌ、粘度が６〜３０ｃｐのシリカ
ゾルを金属の水溶性塩と混合して凝集剤を得ても、該凝
集剤は十分な凝集性能を有すものとはならない。また、
熟成工程を経たシリカゾルでも、一旦粘度が３０ｃｐ以
上となってしまったものを、水あるいは粘度の低いシリ
カゾルと混合し、それにより粘度を６〜３０ｃｐとした
シリカゾルを用いてもやはり凝集性能の良好な凝集剤と
することはできない。
【００３５】例えば、ＳｉＯ２濃度が２００ｇ／Ｌより
大きく、粘度も３０ｃｐを越えるシリカゾルを水により
希釈してＳｉＯ２濃度が１００〜２００ｇ／Ｌ、粘度が
６〜３０ｃｐのシリカゾルとしたもの；ＳｉＯ２濃度が
１００ｇ／Ｌ未満で粘度が６〜３０ｃｐのシリカゾルと
ＳｉＯ２濃度が２００ｇ／Ｌを超え粘度が６〜３０ｃｐ
のシリカゾルとを混合し、ＳｉＯ２濃度が１００〜２０
０ｇ／Ｌ、粘度が６〜３０ｃｐのシリカゾルとしたも
の；ＳｉＯ２濃度が１００〜２００ｇ／Ｌで粘度が３０
ｃｐを上回るものと、同濃度でより粘度の低いものとを
混合してＳｉＯ２濃度が１００〜２００ｇ／Ｌ、粘度が
６〜３０ｃｐのシリカゾルとしたもの等を用いても、得
られる凝集剤の凝集性能は不十分なものにしかならな
い。
大きく、粘度も３０ｃｐを越えるシリカゾルを水により
希釈してＳｉＯ２濃度が１００〜２００ｇ／Ｌ、粘度が
６〜３０ｃｐのシリカゾルとしたもの；ＳｉＯ２濃度が
１００ｇ／Ｌ未満で粘度が６〜３０ｃｐのシリカゾルと
ＳｉＯ２濃度が２００ｇ／Ｌを超え粘度が６〜３０ｃｐ
のシリカゾルとを混合し、ＳｉＯ２濃度が１００〜２０
０ｇ／Ｌ、粘度が６〜３０ｃｐのシリカゾルとしたも
の；ＳｉＯ２濃度が１００〜２００ｇ／Ｌで粘度が３０
ｃｐを上回るものと、同濃度でより粘度の低いものとを
混合してＳｉＯ２濃度が１００〜２００ｇ／Ｌ、粘度が
６〜３０ｃｐのシリカゾルとしたもの等を用いても、得
られる凝集剤の凝集性能は不十分なものにしかならな
い。
【００３６】上記した方法で得た熟成シリカゾルは、続
いて金属の水溶性塩と混合され、凝集剤とされる。
いて金属の水溶性塩と混合され、凝集剤とされる。
【００３７】当該金属の水溶性塩は、特に制限されるも
のではなく、鉄、アルミニウム、マグネシウム等の塩酸
塩、硝酸塩、硫酸塩等が使用できる。生体への安全性、
凝集剤の凝集性能及び長期保存における安定性等を考慮
すると、鉄塩が好ましく、第二鉄塩がより好ましい。最
も好ましい金属の水溶性塩は、塩化第二鉄及び硫酸第二
鉄である。
のではなく、鉄、アルミニウム、マグネシウム等の塩酸
塩、硝酸塩、硫酸塩等が使用できる。生体への安全性、
凝集剤の凝集性能及び長期保存における安定性等を考慮
すると、鉄塩が好ましく、第二鉄塩がより好ましい。最
も好ましい金属の水溶性塩は、塩化第二鉄及び硫酸第二
鉄である。
【００３８】該金属の水溶性塩の添加量は、金属の種類
により好適な範囲が異なるが、金属が鉄（Ｆｅ）である
場合には、該鉄塩の添加量は、Ｓｉ／Ｆｅのモル比が
０．１〜５となる量とすることが好ましい。より好まし
くはＳｉ／Ｆｅのモル比が０．５〜３となる量である。
また金属がアルミニウム（Ａｌ）である場合には、Ｓｉ
／Ａｌのモル比が２．５〜１５、マグネシウム（Ｍｇ）
である場合には、Ｓｉ／Ｍｇのモル比が２〜１０の範囲
となる量を用いることが好適である。Ｓｉ／金属のモル
比が大きいほど凝集性能が高く、逆にその比が小さいほ
どゲル化しにくいため安定性に優れる。
により好適な範囲が異なるが、金属が鉄（Ｆｅ）である
場合には、該鉄塩の添加量は、Ｓｉ／Ｆｅのモル比が
０．１〜５となる量とすることが好ましい。より好まし
くはＳｉ／Ｆｅのモル比が０．５〜３となる量である。
また金属がアルミニウム（Ａｌ）である場合には、Ｓｉ
／Ａｌのモル比が２．５〜１５、マグネシウム（Ｍｇ）
である場合には、Ｓｉ／Ｍｇのモル比が２〜１０の範囲
となる量を用いることが好適である。Ｓｉ／金属のモル
比が大きいほど凝集性能が高く、逆にその比が小さいほ
どゲル化しにくいため安定性に優れる。
【００３９】該金属の水溶性塩は通常固体であるが、水
に溶解させて水溶液として混合することが、熟成シリカ
ゾルと混合した際に均一分散させることができ好まし
い。金属の水溶性塩として塩化第二鉄を用いる場合は、
該水溶液濃度は２０〜４０重量％で用いるのが好適であ
る。
に溶解させて水溶液として混合することが、熟成シリカ
ゾルと混合した際に均一分散させることができ好まし
い。金属の水溶性塩として塩化第二鉄を用いる場合は、
該水溶液濃度は２０〜４０重量％で用いるのが好適であ
る。
【００４０】熟成シリカゾルと金属の可溶性塩を混合す
る際には、前記方法で製造したＳｉＯ２濃度が１００〜
２００ｇ／Ｌで、且つ粘度が６〜３０ｃｐのシリカゾル
に対し、直接金属の可溶性塩（あるいはその水溶液）を
混合しても良いが、該シリカゾルを、ＳｉＯ２濃度が５
０〜７０ｇ／Ｌとなるまで水で希釈した後、金属の可溶
性塩（の水溶液）を混合するほうが凝集剤の凝集性能が
より高くなり好ましい。
る際には、前記方法で製造したＳｉＯ２濃度が１００〜
２００ｇ／Ｌで、且つ粘度が６〜３０ｃｐのシリカゾル
に対し、直接金属の可溶性塩（あるいはその水溶液）を
混合しても良いが、該シリカゾルを、ＳｉＯ２濃度が５
０〜７０ｇ／Ｌとなるまで水で希釈した後、金属の可溶
性塩（の水溶液）を混合するほうが凝集剤の凝集性能が
より高くなり好ましい。
【００４１】さらに該金属の可溶性塩を混合した後に、
ＳｉＯ２濃度が１０〜３０ｇ／Ｌとなるまで水で再度希
釈することにより、凝集剤として好適に使用できる。
ＳｉＯ２濃度が１０〜３０ｇ／Ｌとなるまで水で再度希
釈することにより、凝集剤として好適に使用できる。
【００４２】熟成シリカゾルと金属の水溶性塩を混合す
ることにより得た凝集剤は、長期の保存安定性を得るた
めに、そのｐＨを１〜３としておくことが好ましい。こ
の範囲のｐＨとしておくことにより、数ヶ月間安定に保
存できる。逆に、ｐＨが中性に近いほど、該凝集剤の保
存時にゲル化を起こしやすい。通常、原料シリカゾルを
前記したような無機酸水溶液とケイ酸塩水溶液の衝突に
よる方法で製造した場合には、特に調製せずとも得られ
る凝集剤はそのｐＨが１〜３の範囲のものとなるが、そ
の範囲外である場合には、硫酸等の各種の酸や、水酸化
ナトリウム等の各種塩基でそのｐＨを調整すればよい。
ることにより得た凝集剤は、長期の保存安定性を得るた
めに、そのｐＨを１〜３としておくことが好ましい。こ
の範囲のｐＨとしておくことにより、数ヶ月間安定に保
存できる。逆に、ｐＨが中性に近いほど、該凝集剤の保
存時にゲル化を起こしやすい。通常、原料シリカゾルを
前記したような無機酸水溶液とケイ酸塩水溶液の衝突に
よる方法で製造した場合には、特に調製せずとも得られ
る凝集剤はそのｐＨが１〜３の範囲のものとなるが、そ
の範囲外である場合には、硫酸等の各種の酸や、水酸化
ナトリウム等の各種塩基でそのｐＨを調整すればよい。
【００４３】上記本発明の製造方法によって水処理用凝
集剤を製造するための製造装置は特に制限されず、公知
のシリカゾル製造装置や攪拌・貯蔵装置、液体の添加・
混合装置等を必要に応じて適宜組み合わせて用いればよ
い。
集剤を製造するための製造装置は特に制限されず、公知
のシリカゾル製造装置や攪拌・貯蔵装置、液体の添加・
混合装置等を必要に応じて適宜組み合わせて用いればよ
い。
【００４４】前述した通り、本発明においては、シリカ
ゾルの熟成を１００〜２００ｇ／Ｌと高いＳｉＯ２濃度
で行い、その後、水等により希釈すればよいため、該熟
成を従来の方法に比べて小さな装置で行うことが可能と
なる。また、熟成のために加温する必要もないため、熟
成のための装置を加温する各種加熱装置も不要である。
したがって、該シリカゾルの熟成装置は各種の運搬用車
両等により容易に輸送が可能であり、これによりＳｉＯ
２濃度が１００〜２００ｇ／Ｌの原料シリカゾルを製造
した後、輸送中に熟成させ、水処理用凝集剤の使用場所
にて水を調達、その水を前述した希釈に使用する方法を
採用することが可能となる。その結果、希釈のために用
いる水の量の分だけ輸送コスト等を削減することが可能
となる。さらに、凝集剤を使用する被処理水の状況を確
認しながらＳｉ／金属のモル比等を調整し、該被処理水
に対して最適化することも極めて容易となる。
ゾルの熟成を１００〜２００ｇ／Ｌと高いＳｉＯ２濃度
で行い、その後、水等により希釈すればよいため、該熟
成を従来の方法に比べて小さな装置で行うことが可能と
なる。また、熟成のために加温する必要もないため、熟
成のための装置を加温する各種加熱装置も不要である。
したがって、該シリカゾルの熟成装置は各種の運搬用車
両等により容易に輸送が可能であり、これによりＳｉＯ
２濃度が１００〜２００ｇ／Ｌの原料シリカゾルを製造
した後、輸送中に熟成させ、水処理用凝集剤の使用場所
にて水を調達、その水を前述した希釈に使用する方法を
採用することが可能となる。その結果、希釈のために用
いる水の量の分だけ輸送コスト等を削減することが可能
となる。さらに、凝集剤を使用する被処理水の状況を確
認しながらＳｉ／金属のモル比等を調整し、該被処理水
に対して最適化することも極めて容易となる。
【００４５】さらに、原料シリカゾルの製造装置として
前述したＹ字型の装置のような無機酸水溶液とケイ酸水
溶液とを互いに５ｍ／秒以上の速度で衝突することによ
り反応させてシリカゾルとする装置を採用することによ
り、該原料シリカゾルの製造装置部分の小型化も可能と
なり、該原料シリカゾルの製造装置部分をも含めて輸送
可能な水処理用凝集剤の製造装置とすることが可能とな
る。これにより上記のシリカゾルの熟成装置を搬送する
利点に加え、さらに、水処理用凝集剤を必要な場所で、
必要なときに必要な量だけ製造することが容易となり、
製造コストを大幅に削減することが可能となる。
前述したＹ字型の装置のような無機酸水溶液とケイ酸水
溶液とを互いに５ｍ／秒以上の速度で衝突することによ
り反応させてシリカゾルとする装置を採用することによ
り、該原料シリカゾルの製造装置部分の小型化も可能と
なり、該原料シリカゾルの製造装置部分をも含めて輸送
可能な水処理用凝集剤の製造装置とすることが可能とな
る。これにより上記のシリカゾルの熟成装置を搬送する
利点に加え、さらに、水処理用凝集剤を必要な場所で、
必要なときに必要な量だけ製造することが容易となり、
製造コストを大幅に削減することが可能となる。
【００４６】上記のような車両等による運搬可能な製造
装置の好適な例を、添付した図面を用いてより詳細に説
明する。
装置の好適な例を、添付した図面を用いてより詳細に説
明する。
【００４７】当該製造装置は図２に示すように、無機酸
水溶液の貯蔵槽５、ケイ酸塩水溶液の貯蔵槽５’、金属
塩水溶液の貯蔵槽９（これら３つの貯蔵槽を総称して、
単に原料貯蔵槽と称す場合がある）、該無機酸水溶液貯
蔵槽及びケイ酸塩水溶液貯蔵槽に各々貯蔵されている無
機酸水溶液とケイ酸塩水溶液とを互いに５ｍ／秒以上の
速度で衝突することにより反応させてシリカゾルとする
衝突装置８、該衝突により得られたシリカゾルを攪拌し
つつ熟成する攪拌熟成装置７、及び該攪拌熟成装置から
排出されたシリカゾルと混合される前記金属塩水溶液の
貯蔵槽に貯蔵されている金属塩水溶液を供給する供給装
置１０とを備える。また、必要に応じて後述するような
各種装置が付随的に備えられる。
水溶液の貯蔵槽５、ケイ酸塩水溶液の貯蔵槽５’、金属
塩水溶液の貯蔵槽９（これら３つの貯蔵槽を総称して、
単に原料貯蔵槽と称す場合がある）、該無機酸水溶液貯
蔵槽及びケイ酸塩水溶液貯蔵槽に各々貯蔵されている無
機酸水溶液とケイ酸塩水溶液とを互いに５ｍ／秒以上の
速度で衝突することにより反応させてシリカゾルとする
衝突装置８、該衝突により得られたシリカゾルを攪拌し
つつ熟成する攪拌熟成装置７、及び該攪拌熟成装置から
排出されたシリカゾルと混合される前記金属塩水溶液の
貯蔵槽に貯蔵されている金属塩水溶液を供給する供給装
置１０とを備える。また、必要に応じて後述するような
各種装置が付随的に備えられる。
【００４８】該製造装置は、トラック等の一般の運搬用
車両により、凝集剤の使用場所まで輸送され、該車両上
で、あるいは車両から降ろし必要な場所に設置し、そこ
で下記の各原料から凝集剤を製造する。
車両により、凝集剤の使用場所まで輸送され、該車両上
で、あるいは車両から降ろし必要な場所に設置し、そこ
で下記の各原料から凝集剤を製造する。
【００４９】製造原料としては、市販の濃硫酸等の高濃
度の無機酸水溶液（７５％又は９８％程度）、市販の２
８〜４０％程度の濃度の高濃度のケイ酸塩水溶液及び市
販の塩化鉄水溶液（３７％程度）等を用いれば良く、該
各原料を製造装置と共に搬送するか、あるいは別途輸送
して当該製造装置に供給する。また水は水道水等を使用
すればよく、通常は現地調達することが容易にでき、こ
れにより水を輸送するコストを削減できる。むろん必要
に応じて水を上記各原料と共に輸送してもかまわない。
度の無機酸水溶液（７５％又は９８％程度）、市販の２
８〜４０％程度の濃度の高濃度のケイ酸塩水溶液及び市
販の塩化鉄水溶液（３７％程度）等を用いれば良く、該
各原料を製造装置と共に搬送するか、あるいは別途輸送
して当該製造装置に供給する。また水は水道水等を使用
すればよく、通常は現地調達することが容易にでき、こ
れにより水を輸送するコストを削減できる。むろん必要
に応じて水を上記各原料と共に輸送してもかまわない。
【００５０】凝集剤の製造にあたっては、まず上述した
ような高濃度の無機酸水溶液及びケイ酸塩水溶液を、前
述したような原料シリカゾルの製造に好適な濃度まで水
で希釈する。該希釈は、各々無機酸水溶液の貯蔵槽５、
ケイ酸塩水溶液の貯蔵槽５’中にて行えばよい。また、
これらを水で希釈する際には、前述したように外部の水
源から水道水等を調達して使用すればよいが、その水は
一旦、水圧調整装置１１や給水弁（図示しない）等によ
り圧力や流量を調整する装置を介し供給することが好ま
しい。また、得られる希釈水溶液の濃度が均一になるよ
うに、これらの貯蔵槽には攪拌装置（図示しない）が設
けられていることが好ましい。
ような高濃度の無機酸水溶液及びケイ酸塩水溶液を、前
述したような原料シリカゾルの製造に好適な濃度まで水
で希釈する。該希釈は、各々無機酸水溶液の貯蔵槽５、
ケイ酸塩水溶液の貯蔵槽５’中にて行えばよい。また、
これらを水で希釈する際には、前述したように外部の水
源から水道水等を調達して使用すればよいが、その水は
一旦、水圧調整装置１１や給水弁（図示しない）等によ
り圧力や流量を調整する装置を介し供給することが好ま
しい。また、得られる希釈水溶液の濃度が均一になるよ
うに、これらの貯蔵槽には攪拌装置（図示しない）が設
けられていることが好ましい。
【００５１】このようにして希釈され原料シリカゾルの
製造用に好適な濃度とされた無機酸水溶液とケイ酸塩水
溶液は、衝突装置８により互いに５ｍ／秒以上の速度で
衝突させられることによって反応しシリカゾルとなる。
該衝突装置８は衝突部１２、無機酸水溶液及びケイ酸塩
水溶液を各々５ｍ／秒以上の速度とするためのポンプ６
及び６’により構成されている。衝突部８としては前述
したようＹ字型の装置を採用することが、構造が簡単で
小型化が容易なため好ましい。またポンプは公知のもの
を採用すればよい。衝突させる際に送り出す無機酸水溶
液及びケイ酸塩水溶液の量は、前述した通り、得られる
シリカゾル中のＳｉＯ２濃度が１００〜２００ｇ／Ｌと
なるように調整する。
製造用に好適な濃度とされた無機酸水溶液とケイ酸塩水
溶液は、衝突装置８により互いに５ｍ／秒以上の速度で
衝突させられることによって反応しシリカゾルとなる。
該衝突装置８は衝突部１２、無機酸水溶液及びケイ酸塩
水溶液を各々５ｍ／秒以上の速度とするためのポンプ６
及び６’により構成されている。衝突部８としては前述
したようＹ字型の装置を採用することが、構造が簡単で
小型化が容易なため好ましい。またポンプは公知のもの
を採用すればよい。衝突させる際に送り出す無機酸水溶
液及びケイ酸塩水溶液の量は、前述した通り、得られる
シリカゾル中のＳｉＯ２濃度が１００〜２００ｇ／Ｌと
なるように調整する。
【００５２】このようにして得られた原料シリカゾル
は、そのまま攪拌熟成槽７へと送られそこで熟成させら
れる。当該熟成は前述した通り、シリカゾルの粘度が６
〜３０ｃｐになるまで行われる。該攪拌熟成槽７には、
熟成中の攪拌のための攪拌装置１３、粘度をモニターす
るための粘度計１４が設けられている。さらに、温度計
１５やｐＨ計（図示しない）を設け、これらの物性を常
にモニターしておくことがより好ましい。
は、そのまま攪拌熟成槽７へと送られそこで熟成させら
れる。当該熟成は前述した通り、シリカゾルの粘度が６
〜３０ｃｐになるまで行われる。該攪拌熟成槽７には、
熟成中の攪拌のための攪拌装置１３、粘度をモニターす
るための粘度計１４が設けられている。さらに、温度計
１５やｐＨ計（図示しない）を設け、これらの物性を常
にモニターしておくことがより好ましい。
【００５３】攪拌しつつ熟成させることにより、目的の
粘度である６〜３０ｃｐになったシリカゾル（熟成シリ
カゾル）は排出管１６（及び２０）から排出され、凝集
剤最終調製槽（貯蔵槽）１９へと送られる。該排出は図
示したようにポンプ１７を用いればよいが、場合によっ
ては重力による自然落下を利用することも可能である。
粘度である６〜３０ｃｐになったシリカゾル（熟成シリ
カゾル）は排出管１６（及び２０）から排出され、凝集
剤最終調製槽（貯蔵槽）１９へと送られる。該排出は図
示したようにポンプ１７を用いればよいが、場合によっ
ては重力による自然落下を利用することも可能である。
【００５４】前述した通り、該熟成シリカゾルは金属塩
水溶液と混合される前に、ＳｉＯ２濃度が５０〜７０ｇ
／Ｌとなるように水で希釈されることが好ましい。該希
釈は、攪拌熟成槽７中で行ってもよいし、凝集剤最終調
製槽１９中で行ってもよい。好ましくは、熟成シリカゾ
ルを凝集剤最終調製槽１９へ移した後、該希釈のための
水を攪拌熟成槽７、排出管１６（及び２０）、ポンプ１
７を経由して凝集剤最終調製槽１９へと加える方法であ
る。これにより、攪拌熟成槽７、排出管１６（及び２
０）、ポンプ１７の洗浄を兼ねることができると同時
に、攪拌熟成槽７が相対的に小さいもので良くなり好ま
しい。なお、この希釈の際の水も前記無機酸水溶液及び
ケイ酸塩水溶液を希釈調整するために用いたものと同
様、外部の水源から調達したものを、水圧調製装置１１
等を介して供給すればよい。
水溶液と混合される前に、ＳｉＯ２濃度が５０〜７０ｇ
／Ｌとなるように水で希釈されることが好ましい。該希
釈は、攪拌熟成槽７中で行ってもよいし、凝集剤最終調
製槽１９中で行ってもよい。好ましくは、熟成シリカゾ
ルを凝集剤最終調製槽１９へ移した後、該希釈のための
水を攪拌熟成槽７、排出管１６（及び２０）、ポンプ１
７を経由して凝集剤最終調製槽１９へと加える方法であ
る。これにより、攪拌熟成槽７、排出管１６（及び２
０）、ポンプ１７の洗浄を兼ねることができると同時
に、攪拌熟成槽７が相対的に小さいもので良くなり好ま
しい。なお、この希釈の際の水も前記無機酸水溶液及び
ケイ酸塩水溶液を希釈調整するために用いたものと同
様、外部の水源から調達したものを、水圧調製装置１１
等を介して供給すればよい。
【００５５】上記のようにして調製されたＳｉＯ２濃度
が５０〜７０ｇ／Ｌに調整された熟成シリカゾルには、
続いて金属塩水溶液貯蔵槽９に貯蔵されている金属塩水
溶液が、供給装置１０によって供給される。該供給装置
１０は、熟成シリカゾルと金属塩水溶液とが混合できる
よう、該混合を行うための装置に対して金属塩水溶液を
供給できる機能を有すものであれば特に限定されない
が、構造が簡単なことから、図示したように、金属塩水
溶液の供給配管１８（及び２０）、弁２１、ならびにポ
ンプ２２からなる装置とすることが好ましい。該供給配
管１８は、前記した熟成シリカゾルの排出管１６と途中
で接続しておくと、配管が簡潔になり好ましい。なおこ
の場合、図における配管２０の部分は、熟成シリカゾル
の排出管１６と供給配管１８との双方を兼ねる配管であ
る。むろん、該金属塩水溶液は、点線で描かれている配
管２０’を経由して直接凝集剤最終調製槽１９へと注入
するようにしたり、配管２０”、攪拌熟成槽７を経由す
るようにしてもなんら構わない。なお、ポンプ２２を用
いずに、重力による自然落下を利用して金属塩水溶液を
供給すること等も可能である。
が５０〜７０ｇ／Ｌに調整された熟成シリカゾルには、
続いて金属塩水溶液貯蔵槽９に貯蔵されている金属塩水
溶液が、供給装置１０によって供給される。該供給装置
１０は、熟成シリカゾルと金属塩水溶液とが混合できる
よう、該混合を行うための装置に対して金属塩水溶液を
供給できる機能を有すものであれば特に限定されない
が、構造が簡単なことから、図示したように、金属塩水
溶液の供給配管１８（及び２０）、弁２１、ならびにポ
ンプ２２からなる装置とすることが好ましい。該供給配
管１８は、前記した熟成シリカゾルの排出管１６と途中
で接続しておくと、配管が簡潔になり好ましい。なおこ
の場合、図における配管２０の部分は、熟成シリカゾル
の排出管１６と供給配管１８との双方を兼ねる配管であ
る。むろん、該金属塩水溶液は、点線で描かれている配
管２０’を経由して直接凝集剤最終調製槽１９へと注入
するようにしたり、配管２０”、攪拌熟成槽７を経由す
るようにしてもなんら構わない。なお、ポンプ２２を用
いずに、重力による自然落下を利用して金属塩水溶液を
供給すること等も可能である。
【００５６】また、該金属塩水溶液を先に凝集剤最終調
製槽１９へ供給しておき、そこへ熟成シリカゾルを加え
て混合する方法や、攪拌熟成槽７中へ金属塩水溶液を供
給し、そこで熟成シリカゾルと混合する方法も採用でき
る。
製槽１９へ供給しておき、そこへ熟成シリカゾルを加え
て混合する方法や、攪拌熟成槽７中へ金属塩水溶液を供
給し、そこで熟成シリカゾルと混合する方法も採用でき
る。
【００５７】前述した通り、金属塩水溶液と混合された
熟成シリカゾルは、水処理用凝集剤として使用する際に
はＳｉＯ２濃度が１０〜３０ｇ／Ｌとなるまで水で再度
希釈することが好ましいが、該希釈はこの最終調整槽１
９内で行えばよい。この最終調整槽１９は通常の大型タ
ンク等でよく、これまで述べてきたような本発明の製造
装置２４（点線で囲まれた部分）を構成する、各原料貯
蔵槽や衝突装置、攪拌貯蔵槽、金属塩水溶液の供給装置
及び付随する配管等と異なり、水処理用凝集剤を使用す
る場所にて調達することが容易であり、該最終調整槽１
９をこれらと共に搬送する必要はない。したがって、使
用場所にて水処理用凝集剤を製造するために、搬送の必
要な装置を小型・軽量化できる。これは、ＳｉＯ２濃度
が１〜６％程度のシリカゲルを６０℃程度で熟成させる
必要がある公知の方法では、本発明の方法と同量の水処
理用凝集剤を製造するために極めて大規模な装置が必要
であり、事実上、搬送が不可能なのと対照的であり、前
述した本発明の製造方法を採用する極めて大きな利点で
ある。
熟成シリカゾルは、水処理用凝集剤として使用する際に
はＳｉＯ２濃度が１０〜３０ｇ／Ｌとなるまで水で再度
希釈することが好ましいが、該希釈はこの最終調整槽１
９内で行えばよい。この最終調整槽１９は通常の大型タ
ンク等でよく、これまで述べてきたような本発明の製造
装置２４（点線で囲まれた部分）を構成する、各原料貯
蔵槽や衝突装置、攪拌貯蔵槽、金属塩水溶液の供給装置
及び付随する配管等と異なり、水処理用凝集剤を使用す
る場所にて調達することが容易であり、該最終調整槽１
９をこれらと共に搬送する必要はない。したがって、使
用場所にて水処理用凝集剤を製造するために、搬送の必
要な装置を小型・軽量化できる。これは、ＳｉＯ２濃度
が１〜６％程度のシリカゲルを６０℃程度で熟成させる
必要がある公知の方法では、本発明の方法と同量の水処
理用凝集剤を製造するために極めて大規模な装置が必要
であり、事実上、搬送が不可能なのと対照的であり、前
述した本発明の製造方法を採用する極めて大きな利点で
ある。
【００５８】また、前記した水処理用凝集剤のＳｉＯ２
濃度を１０〜３０ｇ／Ｌとする希釈は、最終調整槽１９
に対して直接水を投入することにより行ってもよいが、
好ましくは、そのための水を攪拌貯蔵槽７へ投入、排出
管１６等を通して最終調整槽１９へ投入する方法を採用
することにより、これらの装置を洗浄する効果も得られ
好ましい。また、最終調整槽１９にも攪拌装置２３を取
り付け、水処理用凝集剤全体が均一な状態となるように
することが好ましい。
濃度を１０〜３０ｇ／Ｌとする希釈は、最終調整槽１９
に対して直接水を投入することにより行ってもよいが、
好ましくは、そのための水を攪拌貯蔵槽７へ投入、排出
管１６等を通して最終調整槽１９へ投入する方法を採用
することにより、これらの装置を洗浄する効果も得られ
好ましい。また、最終調整槽１９にも攪拌装置２３を取
り付け、水処理用凝集剤全体が均一な状態となるように
することが好ましい。
【００５９】上述した各原料槽、攪拌熟成槽等の大きさ
は特に制限されるものではないが、運搬の際に容易で、
かつ必要十分な量の水処理用凝集剤を製造できる点で、
無機酸水溶液貯蔵槽、金属水溶液貯蔵槽はいずれも５０
〜５００Ｌ程度（より好ましくは１００〜３００Ｌ程
度）、ケイ酸塩水溶液貯蔵槽は１００〜６００Ｌ程度
（より好ましくは１５０〜４００Ｌ程度）、攪拌熟成槽
は１００〜６００Ｌ程度（より好ましくは３００〜５０
０Ｌ程度）の大きさであればよい。これにより一回につ
きに１０００〜１００００Ｌ程度の水処理用凝集剤を製
造することが可能である。また、他の装置の大きさはこ
れらの原料貯蔵槽や攪拌熟成槽に合わせて適宜選択すれ
ば良い。
は特に制限されるものではないが、運搬の際に容易で、
かつ必要十分な量の水処理用凝集剤を製造できる点で、
無機酸水溶液貯蔵槽、金属水溶液貯蔵槽はいずれも５０
〜５００Ｌ程度（より好ましくは１００〜３００Ｌ程
度）、ケイ酸塩水溶液貯蔵槽は１００〜６００Ｌ程度
（より好ましくは１５０〜４００Ｌ程度）、攪拌熟成槽
は１００〜６００Ｌ程度（より好ましくは３００〜５０
０Ｌ程度）の大きさであればよい。これにより一回につ
きに１０００〜１００００Ｌ程度の水処理用凝集剤を製
造することが可能である。また、他の装置の大きさはこ
れらの原料貯蔵槽や攪拌熟成槽に合わせて適宜選択すれ
ば良い。
【００６０】なお、各配管には、上述した以外にも必要
に応じて各種ポンプや流量調整装置（弁など）を適宜配
設することが好ましい。
に応じて各種ポンプや流量調整装置（弁など）を適宜配
設することが好ましい。
【００６１】さらに、寒冷地での冬季の使用の際に、各
原料が凍結したり、熟成速度が遅くなったりするのを防
止する目的で、ヒーター等（図示しない）を設けて、水
圧調整装置１１から各部へ供給される水を温めたり、攪
拌混合槽７が冷えすぎないようにすることも好適に採用
できる。
原料が凍結したり、熟成速度が遅くなったりするのを防
止する目的で、ヒーター等（図示しない）を設けて、水
圧調整装置１１から各部へ供給される水を温めたり、攪
拌混合槽７が冷えすぎないようにすることも好適に採用
できる。
【００６２】また図示しないが、本発明の水処理用凝集
剤製造装置は通常、上記した水やシリカゾルの流量、凝
集剤の粘度、温度、ｐＨ等を測定・監視し、必要に応じ
て装置各部を制御する各種制御装置をも備える。
剤製造装置は通常、上記した水やシリカゾルの流量、凝
集剤の粘度、温度、ｐＨ等を測定・監視し、必要に応じ
て装置各部を制御する各種制御装置をも備える。
【００６３】上述したような各攪拌装置やポンプ、各種
制御装置等を動かすための電源としては、水処理用凝集
剤を製造する場所（製造装置を稼動させる場所）で、外
部電源から調達しても良いし、発電機等を製造装置と共
に運搬し、該発電機から得ても良い。
制御装置等を動かすための電源としては、水処理用凝集
剤を製造する場所（製造装置を稼動させる場所）で、外
部電源から調達しても良いし、発電機等を製造装置と共
に運搬し、該発電機から得ても良い。
【００６４】このようにして水処理用凝集剤を製造した
後は、製造装置２４は必要に応じて再度トラック等の運
搬手段により他の場所に搬送し、そこでまた上述した手
順により水処理用凝集剤を製造することが可能である。
トラック等による運搬や装置の積み下ろし、使用時の設
置等の作業を容易にするために、本発明の水処理用凝集
剤製造装置２３を構成する各部分（各原料貯蔵槽、衝突
装置、攪拌熟成槽、金属塩水溶液の配合装置及び付随す
る配管等）は各種公知の方法で一体化させておくことが
好ましい。なおこの場合には、各部分装置を溶接等の通
常の方法で容易に分離できない形で連結させて一体化さ
せても良いが、ネジやボルト・ナット等の機械的嵌合力
を利用する方法で行う方が好ましい。これにより、修理
や改修の際に、各部分の交換が容易となる。むろんこの
場合には、強度等を補強するために各種の金属枠や板等
をさらに用いることが可能である。
後は、製造装置２４は必要に応じて再度トラック等の運
搬手段により他の場所に搬送し、そこでまた上述した手
順により水処理用凝集剤を製造することが可能である。
トラック等による運搬や装置の積み下ろし、使用時の設
置等の作業を容易にするために、本発明の水処理用凝集
剤製造装置２３を構成する各部分（各原料貯蔵槽、衝突
装置、攪拌熟成槽、金属塩水溶液の配合装置及び付随す
る配管等）は各種公知の方法で一体化させておくことが
好ましい。なおこの場合には、各部分装置を溶接等の通
常の方法で容易に分離できない形で連結させて一体化さ
せても良いが、ネジやボルト・ナット等の機械的嵌合力
を利用する方法で行う方が好ましい。これにより、修理
や改修の際に、各部分の交換が容易となる。むろんこの
場合には、強度等を補強するために各種の金属枠や板等
をさらに用いることが可能である。
【００６５】また得られた水処理用凝集剤は、そのまま
すぐ使用してもよいし、最終調製槽（貯蔵槽）１９にて
保存しておき、必要時に使用してもよい。そして、該貯
蔵槽の残量が減った場合には、再度、製造装置２４を搬
送してくることにより凝集剤の製造、補充を行えばよ
い。
すぐ使用してもよいし、最終調製槽（貯蔵槽）１９にて
保存しておき、必要時に使用してもよい。そして、該貯
蔵槽の残量が減った場合には、再度、製造装置２４を搬
送してくることにより凝集剤の製造、補充を行えばよ
い。
【００６６】このような製造装置、あるいは他の製造装
置を用いて、本発明の製造方法により得られる凝集剤
は、通常、上水用の河川水中や排水中の懸濁物質等の汚
染物質を凝集沈降させるために使用さる。その使用量
は、該水中の汚染物質量にもよるが、通常、Ｆｅ量とし
て３〜６ｐｐｍとなる量である。
置を用いて、本発明の製造方法により得られる凝集剤
は、通常、上水用の河川水中や排水中の懸濁物質等の汚
染物質を凝集沈降させるために使用さる。その使用量
は、該水中の汚染物質量にもよるが、通常、Ｆｅ量とし
て３〜６ｐｐｍとなる量である。
【００６７】
【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
るが、本発明はこれらの実施例に制限されるものではな
い。
るが、本発明はこれらの実施例に制限されるものではな
い。
【００６８】なお、実施例、比較例における各実験方法
は以下の通りである。 ａ）原料シリカゾルの製造：図１に示すＹ字管反応装置
で、絞り部の管径（内径）１．２mmφ×長さ１０mmのケ
イ酸ソーダ水溶液供給管、同じく絞り部の管径（内径）
１．４mmφ×長さ１０mmの硫酸水溶液供給管を組み込ん
だ装置を用い、各実施例・比較例記載の原料濃度及び流
速で製造した。 ｂ）東京計器製造所製ＢＬ型粘度計で、温度２０℃で測
定した。 ｃ）凝集性能：多摩川河川水に市販カオリン（ＥＮＧＥ
Ｌ ＨＡＤＲ社製 ＡＳＰ−０７２）を混合し、濁度２
３〜２６度に調整したものを試験水とした。該試験水１
０００ｍｌを、日京テクノス（株）製６連ジャーテスタ
ーに取り、凝集剤を水１Ｌに対し、Ｆｅが４又は５ｍｇ
相当を添加、攪拌速度１５０ｒｐｍで３分間攪拌してフ
ロックを生成させた。続けて、攪拌速度５０ｒｐｍで１
０分間攪拌、さらに１０分間静置した後、上澄み液３０
０ｍｌを採取し、日研ラボ製濁度計（SEP-PT-706D）と
ｐＨ計を用いて、濁度とｐＨを測定した。
は以下の通りである。 ａ）原料シリカゾルの製造：図１に示すＹ字管反応装置
で、絞り部の管径（内径）１．２mmφ×長さ１０mmのケ
イ酸ソーダ水溶液供給管、同じく絞り部の管径（内径）
１．４mmφ×長さ１０mmの硫酸水溶液供給管を組み込ん
だ装置を用い、各実施例・比較例記載の原料濃度及び流
速で製造した。 ｂ）東京計器製造所製ＢＬ型粘度計で、温度２０℃で測
定した。 ｃ）凝集性能：多摩川河川水に市販カオリン（ＥＮＧＥ
Ｌ ＨＡＤＲ社製 ＡＳＰ−０７２）を混合し、濁度２
３〜２６度に調整したものを試験水とした。該試験水１
０００ｍｌを、日京テクノス（株）製６連ジャーテスタ
ーに取り、凝集剤を水１Ｌに対し、Ｆｅが４又は５ｍｇ
相当を添加、攪拌速度１５０ｒｐｍで３分間攪拌してフ
ロックを生成させた。続けて、攪拌速度５０ｒｐｍで１
０分間攪拌、さらに１０分間静置した後、上澄み液３０
０ｍｌを採取し、日研ラボ製濁度計（SEP-PT-706D）と
ｐＨ計を用いて、濁度とｐＨを測定した。
【００６９】実施例１：３．６Ｎ硫酸水溶液及びＳｉＯ
２濃度２９８ｇ／Ｌのケイ酸ソーダ水溶液を各々１Ｌ／
ｍｉｎの速度でＹ字管反応装置へ供給し、シリカゾル１
０Ｌを得た。このときの反応部へと供給される硫酸及び
ケイ酸ソーダの流速は、各々、１０．８ｍ／秒、１４．
７ｍ／秒であった。
２濃度２９８ｇ／Ｌのケイ酸ソーダ水溶液を各々１Ｌ／
ｍｉｎの速度でＹ字管反応装置へ供給し、シリカゾル１
０Ｌを得た。このときの反応部へと供給される硫酸及び
ケイ酸ソーダの流速は、各々、１０．８ｍ／秒、１４．
７ｍ／秒であった。
【００７０】ゾル排出管からゾル貯槽へと取り出された
シリカゾルのＳｉＯ２濃度は１５０ｇ／Ｌ、粘度は５．
０ｃｐであった。また、得られたシリカゾルの温度は３
３℃であった。
シリカゾルのＳｉＯ２濃度は１５０ｇ／Ｌ、粘度は５．
０ｃｐであった。また、得られたシリカゾルの温度は３
３℃であった。
【００７１】このＳｉＯ２濃度１５０ｇ／Ｌ、粘度５ｃ
ｐの原料シリカゾルから１Ｌを採取し、室温（約２３
℃）で穏やかに攪拌しつつ１２０分間熟成させることに
より、粘度１０ｃｐの熟成シリカゾルを得た。このシリ
カゾルを水で希釈し、ＳｉＯ２濃度６０ｇ／Ｌとした
後、３７％塩化第二鉄８８ｍｌを混合した。このときの
Ｓｉ／Ｆｅモル比は３である。次に、これを更に水で希
釈し、ＳｉＯ２濃度２０ｇ／Ｌとして、ｐＨ１．３の凝
集剤を製造した。この凝集剤を使用して凝集性能を測定
した結果を表１に示す。
ｐの原料シリカゾルから１Ｌを採取し、室温（約２３
℃）で穏やかに攪拌しつつ１２０分間熟成させることに
より、粘度１０ｃｐの熟成シリカゾルを得た。このシリ
カゾルを水で希釈し、ＳｉＯ２濃度６０ｇ／Ｌとした
後、３７％塩化第二鉄８８ｍｌを混合した。このときの
Ｓｉ／Ｆｅモル比は３である。次に、これを更に水で希
釈し、ＳｉＯ２濃度２０ｇ／Ｌとして、ｐＨ１．３の凝
集剤を製造した。この凝集剤を使用して凝集性能を測定
した結果を表１に示す。
【００７２】実施例２：熟成時間を１８０分として、粘
度が１９．５ｃｐの熟成シリカゾルを得た以外は、実施
例１と同様にして凝集剤を得た。凝集性能の測定結果を
表１に示した。
度が１９．５ｃｐの熟成シリカゾルを得た以外は、実施
例１と同様にして凝集剤を得た。凝集性能の測定結果を
表１に示した。
【００７３】実施例３：硫酸水溶液の濃度を２．４Ｎと
し、ケイ酸ソーダ水溶液のＳｉＯ２濃度が２３０ｇ／Ｌ
のものを用いて、実施例１と同様にして、ＳｉＯ２濃度
１１０ｇ／Ｌ、粘度３ｃｐの原料シリカゾルを得た。
し、ケイ酸ソーダ水溶液のＳｉＯ２濃度が２３０ｇ／Ｌ
のものを用いて、実施例１と同様にして、ＳｉＯ２濃度
１１０ｇ／Ｌ、粘度３ｃｐの原料シリカゾルを得た。
【００７４】この原料シリカゾルを１８０分熟成させて
粘度７ｃｐの熟成シリカゾルとした以外は、実施例１と
同様の操作により、Ｓｉ／Ｆｅのモル比が３、ＳｉＯ２
濃度が２０ｇ／Ｌ、ｐＨ１．４の凝集剤を製造した。こ
の凝集剤を用いて凝集性能を測定した結果を表１に示
す。
粘度７ｃｐの熟成シリカゾルとした以外は、実施例１と
同様の操作により、Ｓｉ／Ｆｅのモル比が３、ＳｉＯ２
濃度が２０ｇ／Ｌ、ｐＨ１．４の凝集剤を製造した。こ
の凝集剤を用いて凝集性能を測定した結果を表１に示
す。
【００７５】実施例４及び５：熟成により１０ｃｐにな
ったシリカゾルを水で希釈せずに塩化第二鉄水溶液を加
えた以外は、実施例１と同様にして、Ｓｉ／Ｆｅのモル
比が３、ＳｉＯ２濃度が２０ｇ／Ｌ、ｐＨ１．３の凝集
剤を製造した。この該凝集剤を用いて凝集性能を測定し
た結果を表１に示す。なお表１に示す如く、実施例４と
５では、試験水に対する凝集剤の添加量を変えている。
ったシリカゾルを水で希釈せずに塩化第二鉄水溶液を加
えた以外は、実施例１と同様にして、Ｓｉ／Ｆｅのモル
比が３、ＳｉＯ２濃度が２０ｇ／Ｌ、ｐＨ１．３の凝集
剤を製造した。この該凝集剤を用いて凝集性能を測定し
た結果を表１に示す。なお表１に示す如く、実施例４と
５では、試験水に対する凝集剤の添加量を変えている。
【００７６】比較例１：熟成時間を１０分とし、得られ
る熟成シリカゾルの粘度５ｃｐのものを用いた以外は実
施例１と同様にして、Ｓｉ／Ｆｅのモル比が３、ＳｉＯ
２濃度が２０ｇ／Ｌ、ｐＨ１．３の凝集剤を製造した。
この凝集剤を用いて凝集性能を測定した結果を表１に示
す。
る熟成シリカゾルの粘度５ｃｐのものを用いた以外は実
施例１と同様にして、Ｓｉ／Ｆｅのモル比が３、ＳｉＯ
２濃度が２０ｇ／Ｌ、ｐＨ１．３の凝集剤を製造した。
この凝集剤を用いて凝集性能を測定した結果を表１に示
す。
【００７７】比較例２：熟成時間を２１０分とし、得ら
れる熟成シリカゾルの粘度３８ｃｐのものを用いた以外
は実施例１と同様にして、Ｓｉ／Ｆｅのモル比が３、Ｓ
ｉＯ２濃度が２０ｇ／Ｌ、ｐＨ１．３の凝集剤を製造し
た。この凝集剤を用いて凝集性能を測定した結果を表１
に示す。
れる熟成シリカゾルの粘度３８ｃｐのものを用いた以外
は実施例１と同様にして、Ｓｉ／Ｆｅのモル比が３、Ｓ
ｉＯ２濃度が２０ｇ／Ｌ、ｐＨ１．３の凝集剤を製造し
た。この凝集剤を用いて凝集性能を測定した結果を表１
に示す。
【００７８】比較例３：比較例２と同一の方法で製造し
た粘度３８ｃｐのシリカゾル（熟成時間２１０分）に、
比較例１の方法で製造した粘度５ｃｐのシリカゾル（熟
成時間１０分）を混合することにより、粘度が１０ｃ
ｐ、ＳｉＯ２濃度が１５０ｇ／Ｌの混合シリカゾルを得
た。この混合シリカゾルの１Ｌを熟成シリカゾルとして
用いた以外は実施例１と同様にしてＳｉ／Ｆｅのモル比
が３、ＳｉＯ２濃度が２０ｇ／Ｌ、ｐＨ１．３の凝集剤
を製造した。この凝集剤を用いて凝集性能を測定した結
果を表１に示す。
た粘度３８ｃｐのシリカゾル（熟成時間２１０分）に、
比較例１の方法で製造した粘度５ｃｐのシリカゾル（熟
成時間１０分）を混合することにより、粘度が１０ｃ
ｐ、ＳｉＯ２濃度が１５０ｇ／Ｌの混合シリカゾルを得
た。この混合シリカゾルの１Ｌを熟成シリカゾルとして
用いた以外は実施例１と同様にしてＳｉ／Ｆｅのモル比
が３、ＳｉＯ２濃度が２０ｇ／Ｌ、ｐＨ１．３の凝集剤
を製造した。この凝集剤を用いて凝集性能を測定した結
果を表１に示す。
【００７９】比較例４：濃度が８．５Ｎの硫酸水溶液を
流量０．５３Ｌ／ｍｉｎ（流速５．７ｍ／秒）、及びＳ
ｉＯ２濃度が２９８ｇ／Ｌのケイ酸ソーダ水溶液を流量
を１．３Ｌ／ｍｉｎでＹ字管に供給し、実施例１と同様
にして、ＳｉＯ２濃度２２５ｇ／Ｌ、粘度５．７ｃｐの
原料シリカゾルを得た。
流量０．５３Ｌ／ｍｉｎ（流速５．７ｍ／秒）、及びＳ
ｉＯ２濃度が２９８ｇ／Ｌのケイ酸ソーダ水溶液を流量
を１．３Ｌ／ｍｉｎでＹ字管に供給し、実施例１と同様
にして、ＳｉＯ２濃度２２５ｇ／Ｌ、粘度５．７ｃｐの
原料シリカゾルを得た。
【００８０】該原料シリカゾルを室温で３分間熟成し、
粘度１９．５ｃｐの熟成シリカゾルを得た。この熟成シ
リカゾルを用い、実施例１と同様にして、Ｓｉ／Ｆｅの
モル比が３、ＳｉＯ２濃度が２０ｇ／Ｌ、ｐＨ１．１の
凝集剤を製造した。この凝集剤を用いて凝集性能を測定
した結果を表１に示す。
粘度１９．５ｃｐの熟成シリカゾルを得た。この熟成シ
リカゾルを用い、実施例１と同様にして、Ｓｉ／Ｆｅの
モル比が３、ＳｉＯ２濃度が２０ｇ／Ｌ、ｐＨ１．１の
凝集剤を製造した。この凝集剤を用いて凝集性能を測定
した結果を表１に示す。
【００８１】比較例５：硫酸水溶液の濃度が１．５Ｎ、
ケイ酸ソーダ水溶液のＳｉＯ２濃度が１３５ｇ／Ｌのも
のを用い、実施例１と同様にして、ＳｉＯ２濃度５０ｇ
／Ｌ、粘度１．５ｃｐの原料シリカゾルを得た。
ケイ酸ソーダ水溶液のＳｉＯ２濃度が１３５ｇ／Ｌのも
のを用い、実施例１と同様にして、ＳｉＯ２濃度５０ｇ
／Ｌ、粘度１．５ｃｐの原料シリカゾルを得た。
【００８２】該原料シリカゾルを室温で１２０分間熟成
し、粘度１．５ｃｐの熟成シリカゾルを得た。この熟成
シリカゾルを用い、実施例１と同様にして、Ｓｉ／Ｆｅ
のモル比が３、ＳｉＯ２濃度が２０ｇ／Ｌ、ｐＨ１．３
の凝集剤を製造した。この凝集剤を用いて凝集性能を測
定した結果を表１に示す。
し、粘度１．５ｃｐの熟成シリカゾルを得た。この熟成
シリカゾルを用い、実施例１と同様にして、Ｓｉ／Ｆｅ
のモル比が３、ＳｉＯ２濃度が２０ｇ／Ｌ、ｐＨ１．３
の凝集剤を製造した。この凝集剤を用いて凝集性能を測
定した結果を表１に示す。
【００８３】比較例６：比較例５の方法で製造したＳｉ
Ｏ２濃度５０ｇ／Ｌ、粘度１．５ｃｐの原料シリカゾル
を室温で２７０分間熟成したが、１．５ｃｐのままであ
った。
Ｏ２濃度５０ｇ／Ｌ、粘度１．５ｃｐの原料シリカゾル
を室温で２７０分間熟成したが、１．５ｃｐのままであ
った。
【００８４】さらに室温で１９．５時間（計２４時間）
熟成したが粘度２ｃｐにしかならなかった。
熟成したが粘度２ｃｐにしかならなかった。
【００８５】
【表１】
【発明の効果】本発明の特定の濃度のシリカゾルを原料
とし、熟成により粘度を６〜３０ｃｐとする製造方法を
用いることにより、高い凝集性能を有した水処理用の凝
集剤を高濃度に、即ち、バッチ当たりの収量を大きくす
ることができるため工業的に安価に得ることができる。
また、熟成のための特別な加温装置を必要としないた
め、この点からも製造コストを低減することが可能であ
る。
とし、熟成により粘度を６〜３０ｃｐとする製造方法を
用いることにより、高い凝集性能を有した水処理用の凝
集剤を高濃度に、即ち、バッチ当たりの収量を大きくす
ることができるため工業的に安価に得ることができる。
また、熟成のための特別な加温装置を必要としないた
め、この点からも製造コストを低減することが可能であ
る。
【００８６】さらに、無機酸水溶液とケイ酸水溶液を一
定の速度以上で衝突させる方法で製造することにより、
前記特定濃度の原料シリカゾルを安定的に連続して製造
することが極めて容易となり、また、高速攪拌機等も必
要ないため製造コストを更に低減することが可能であ
る。
定の速度以上で衝突させる方法で製造することにより、
前記特定濃度の原料シリカゾルを安定的に連続して製造
することが極めて容易となり、また、高速攪拌機等も必
要ないため製造コストを更に低減することが可能であ
る。
【００８７】従って、本発明は水処理用凝集剤の工業的
製造方法として極めて有用である。
製造方法として極めて有用である。
【図１】無機酸水溶液とケイ酸塩水溶液とを互いに５ｍ
／秒以上で衝突させるために用いる、Ｙ字型装置の模式
図である。
／秒以上で衝突させるために用いる、Ｙ字型装置の模式
図である。
【図２】トラック等による輸送が可能な水処理用凝集剤
製造装置の全体構成を表す模式図。
製造装置の全体構成を表す模式図。
１，１’：原料供給管
２：ゾル排出管
３：反応部
４，４’：絞り部
５：無機酸水溶液（原料）貯蔵槽
５’：ケイ酸塩水溶液（原料）貯蔵槽
６，６’：ポンプ
７：ゲル貯槽（攪拌熟成装置）
８：衝突装置
９：金属塩水溶液貯蔵槽
１０：供給装置
１１：水圧調整装置
１２：衝突部
１３：攪拌装置
１４：粘度計
１５：温度計
１６：ゾル排出管
１７：ポンプ
１８：金属塩水溶液供給配管
１９：凝集剤最終調製槽（貯蔵槽）
２０，２０’，２０”：配管
２１：弁
２２：ポンプ
２３：攪拌装置
２４：水処理用凝集剤製造装置の輸送部分
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 大久保 裕之
東京都世田谷区桜丘五丁目48番16号 水道
機工株式会社内
Ｆターム(参考） 4D015 BA09 BA10 BB06 CA10 DA13
DA16 DA40 DC03 EA32
Claims (4)
- 【請求項１】 ＳｉＯ２濃度が１００〜２００ｇ／Ｌ、
粘度が６ｃｐ未満のシリカゾルを熟成させて、ＳｉＯ２
濃度が１００〜２００ｇ／Ｌ、粘度が６〜３０ｃｐのシ
リカゾルとし、該シリカゾルと金属の水溶性塩とを混合
することを特徴とする水処理用凝集剤の製造方法。 - 【請求項２】 ＳｉＯ２濃度が１００〜２００ｇ／Ｌ、
粘度が６ｃｐ未満のシリカゾルを熟成させて、ＳｉＯ２
濃度が１００〜２００ｇ／Ｌ、粘度が６〜３０ｃｐのシ
リカゾルとし、該シリカゾルをＳｉＯ２濃度が５０〜７
０ｇ／Ｌとなるまで水で希釈した後、金属の水溶性塩と
混合することを特徴とする水処理用凝集剤の製造方法。 - 【請求項３】 ＳｉＯ２濃度が１００〜２００ｇ／Ｌ、
粘度が６ｃｐ未満のシリカゾルが、無機酸水溶液とケイ
酸塩水溶液とを互いに５ｍ／秒以上で衝突させることに
よって得たシリカゾルである請求項１または２記載の製
造方法。 - 【請求項４】 （ａ）無機酸水溶液の貯蔵槽と、（ｂ）
ケイ酸塩水溶液の貯蔵槽と、（ｃ）金属塩水溶液の貯蔵
槽と、（ｄ）該無機酸水溶液貯蔵槽及びケイ酸塩水溶液
貯蔵槽に各々貯蔵されている無機酸水溶液とケイ酸塩水
溶液とを互いに５ｍ／秒以上の速度で衝突することによ
り反応させてシリカゾルとする衝突装置と、（ｅ）該衝
突により得られたシリカゾルを攪拌しつつ熟成する攪拌
熟成装置と、（ｆ）該攪拌熟成装置から排出されたシリ
カゾルと混合される、前記金属塩水溶液の貯蔵槽に貯蔵
されている金属塩水溶液を供給する供給装置、とを備え
ることを特徴とする水処理用凝集剤製造装置。
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