JP2004081895A - Water purifying filter medium, its manufacturing method and water purifying method - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水質浄化濾材、水質浄化濾材を使用した水質浄化方法、並びにこの水質浄化濾材の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
河川水、湖沼水、地下水等の淡水や、その他の水を浄化するにあたっては、浄水場等において水中に凝集剤としてポリ塩化アルミニウム等を添加することにより、微細な浮遊物質を凝集沈降させて除去することが行われている。
【０００３】
従来、この過程で生成する凝沈物質は、一部再利用されているが、大部分は産業廃棄物として取り扱われ、廃棄処分されていた。
【０００４】
一方、近年の環境保護問題の高まりにより、従来産業廃棄物として廃棄されていたものについて、再利用の用途の開拓が求められている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、水の浄化過程において凝集剤の添加により生成する凝沈物質を利用して製造される水質浄化濾材、この水質浄化濾材を使用した水質浄化方法、並びにこの水質浄化濾材の製造方法を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る水質浄化濾材は、少なくとも鉱物の微粒子からなる浮遊物質を含む水に、アルミニウム化合物からなる凝集剤を添加することにより得られる凝沈物質から成ることを特徴とするものである。
【０００７】
また請求項２に係る水質浄化濾材は、湖沼水、河川水、地下水等の淡水に、アルミニウム化合物からなる凝集剤を添加することにより得られる凝沈物質から成ることを特徴とするものである。
【０００８】
また請求項３の発明は、請求項１又は２において、凝沈物質を成形して成ることを特徴とするものである。
【０００９】
また請求項４の発明は、請求項３において、粒状に成形されていることを特徴とするものである。
【００１０】
また請求項５の発明は、請求項１乃至４のいずれかにおいて、凝沈物質以外の他のセラミック材を含有することを特徴とするものである。
【００１１】
また請求項６に係る水質浄化濾材の製造方法は、少なくとも鉱物の微粒子からなる浮遊物質を含む水にアルミニウム化合物からなる凝集剤を添加することにより得られる凝沈物質を成形することを特徴とするものである。
【００１２】
また請求項７に係る水質浄化濾材の製造方法は、湖沼水、河川水、地下水等の淡水に、アルミニウム化合物からなる凝集剤を添加することにより得られる凝沈物質を、成形することを特徴とするものである。
【００１３】
また請求項８の発明は、請求項６又は７において、凝沈物質を脱水した後、造粒することにより成形することを特徴とするものである。
【００１４】
また請求項９の発明は、請求項６乃至８のいずれかにおいて、凝沈物質と他のセラミック材を混合したものを成形することを特徴とするものである。
【００１５】
また請求項１０に係る水質浄化方法は、請求項１乃至５のいずれかに記載の水質浄化濾材と水とを接触させることにより水を浄化することを特徴とするものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
【００１７】
水質浄化濾材の原料は、浮遊物質を含む水に、アルミニウム化合物からなる凝集剤を添加することにより得られる凝沈物質である。
【００１８】
この浮遊物質を含む水とは、主として河川水、湖沼水、地下水等のような自然状態の淡水が挙げられる。また一般家庭からの廃水や、工業廃水等であっても、有害物質が含まれず、あるいは有害物質を取り除く処理が施されたものであれば、使用できる。
【００１９】
浮遊物質としては、少なくともＳｉＯ２等を主体とする鉱物の微粒子を含むものが用いられる。換言すれば、少なくともこのような鉱物の微粒子からなる浮遊物質が含まれている水であれば、凝沈物質を得るために利用できる。
【００２０】
アルミニウム化合物からなる凝集剤としては、例えばポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）及び硫酸バンド（硫酸アルミニウム）のうち少なくとも一方を用いることができる。ここで、既述のように、浮遊物質を含む水にポリ塩化アルミニウムを添加することにより凝沈物質を沈降させることは、浄水場等で一般的に行われているものであり、また硫酸バンドも凝集剤として一般的に用いられている。このため本発明では、このような浄水場等での水質浄化時に発生する凝沈物質を、水質浄化濾材の原料として利用できる。
【００２１】
上記のようにして得られる凝沈物質は水分を多く含んでいることから、まず脱水する。この脱水は、例えばフィルタープレス（ろ過圧縮）により行うことができる。脱水後の凝沈物質は、アルミニウム化合物からなる凝集剤と、水中に存在していた浮遊物質とからなるものであり、このとき浮遊物質はごく微細な微粒子であり、これがアルミニウム化合物からなる凝集剤によって凝集されたものであるから、脱水後の凝沈物質は通常は柔らかい微粒子からなるケーキ状のものが得られる。
【００２２】
このようにして得られる脱水後の凝沈物質から、水質浄化濾材が得られる。水質浄化濾材を得るにあたっては、取扱性を向上し、且つ水の浄化時の目詰まりを防止するなどのために、凝沈物質を成形することが好ましい。
【００２３】
凝沈物質の成形にあたっては、この凝沈物質を造粒して、粒子状の水質浄化濾材を得ることができる。造粒された水質浄化濾材は、粒子間に十分な隙間が生じ、浄化対象の水が通水する経路が確保されて十分な通水流量が確保される。
【００２４】
すなわち、脱水処理のみが施された凝沈物質では、通水時の抵抗が大きく、十分な通水量を確保することが困難であり、水の浄化処理量を十分に確保するためには大量の水質浄化濾材が必要となって、設備が大型化し、また設備投資も増大するものであるが、凝沈物質を成形、特に造粒することにより、十分な通水量を確保することができ、水質浄化濾材の使用量を抑制することができ、水の浄化を行うにあたっての浄化設備の小型化や設備投資の削減を図ることができるものである。
【００２５】
このとき、凝沈物質のみを成形しても良いが、凝沈物質に他のセラミック材を混合したものを成形することもでき、これにより、成形性を向上したり、あるいは水質浄化濾材の強度を向上したりすることができる。
【００２６】
混合できるセラミック材としては、ゼオライト、石膏、コンクリート廃材等の粉末が挙げられる。特にゼオライトは脱窒素性能を有することから、ゼオライト粉末を凝沈物質と混合して用いると、得られる水質浄化濾材に脱窒素性能を付与することができる。
【００２７】
このような他のセラミック材を用いる場合には、その混合比率は、凝沈物質とセラミック材の全量に対して１〜７０重量％の範囲となるようにすることが好ましい。
【００２８】
造粒の手法は特に問わないが、ブリケット造粒等のような圧縮成形による造粒を行うことが好ましい。また、圧縮成形後の成形体に振動を加えるなどして球形状に形を整える丸め造粒を行うこともできる。造粒時の成形条件は特に制限されず、粒状に成形可能な条件を適宜設定すればよいものであるが、例えば圧縮成形による造粒時には、凝沈物質あるいは凝沈物質と他のセラミック材との混合物の含水率を２０〜６０％となるようにして成形性を確保し、これを、混合物の含水率等に応じた適宜の圧力で圧縮することにより行うことができる。また丸め造粒時でも、圧縮成形後の成形体の含水率が２０〜６０％となるようにして成形性を確保し、これに対して適宜の振動を与えることにより行うことができる。
【００２９】
上記造粒時の凝沈物質、あるいは凝沈物質と他のセラミック材との混合物の含水率の調整は、凝沈物質の脱水時における脱水条件を調整することにより制御することができ、あるいは脱水後の凝沈物質に必要に応じて水を加えることにより制御することもできる。特に脱水後の凝沈物質に他のセラミック材を加える場合には、セラミック材の添加量に応じて適宜水を加えることにより、造粒前の凝沈物質と他のセラミック材との混合物の含水率を制御することができる。
【００３０】
そして、造粒後の成形体を必要に応じて更に加熱乾燥することにより、水質浄化濾材が得られる。加熱乾燥を行う場合の加熱条件は特に制限されないが、８０〜１５０℃の温度で加熱することが好ましい。
【００３１】
また、成形後、更に焼成すると、焼結させることにより水質浄化濾材の強度を向上すると共に水質浄化濾材中から有機物成分を分解除去することができる。この場合の焼成温度は例えば５００〜１０００℃の範囲とすることができる。
【００３２】
このようにして粒状の水質浄化濾材を形成すると、多数の粒状の水質浄化濾材が充填された浄化槽を水が通水するときに、水と水質浄化濾材の表面との接触面積を十分に確保して十分な水質浄化性能を発現させることができる。また造粒された水質浄化濾材は、粒子間に十分な隙間が生じ、浄化対象の水が通水する経路が確保されて十分な通水流量が確保され、通水時の目詰まりの発生を抑制することができると共に水の浄化処理量を向上することができる。またこのように水の通水流量を大きくしても、本発明で得られる水質浄化濾材は優れた脱リン性能を有することから、十分な水の浄化処理効率を維持することが可能となる。この粒子の好適な粒径は、水の浄化時の水質や通水量の条件によって変動するものであり、水質浄化時にはこれらの条件を考慮して、適宜の粒径の水質浄化濾材を用いるようにすればよいが、粒径を１〜１００ｍｍの範囲とすることが好ましい。
【００３３】
このようにして得られる水質浄化濾材は、アルミニウム化合物からなる凝集剤を含有していることから、特に脱リン性能を有し、水質浄化に用いた際に水中のリン含有量を低減することができる。また既述のようにゼオライトのような脱窒素性能を有するセラミック材を用いた場合には、脱リン作用に加えて、脱窒素作用をも有することとなる。
【００３４】
このような水質浄化濾材を用いた水の浄化は、浄化対象である水を水質浄化濾材の表面と接触させることにより行うことができる。このとき水質浄化濾材は微粒子状の凝沈物質を成形したものであることから、水質浄化濾材には水が容易に浸透し、これにより高い浄化性能が得られる。また微粒子状に成形された水質浄化濾材を充填した浄化槽に水を入れると、既述のように水と水質浄化濾材との接触面積が増大して、更に高い浄化性能が得られる。
【００３５】
このように水質浄化濾材を用いて水の浄化を行うにあたっては、好ましくは水質浄化濾材を充填した浄化槽内に水を通水するなどして、水質浄化濾材が流水中に配置された状態で水の浄化を行うものであり、この場合、特に優れた浄水効果が得られる。このような場合、浄化する水は、上向流、下降流でも、共に十分な浄化性能が得られる。
【００３６】
また、この水質浄化濾材を用いて水の浄化を行うにあたっては、水質浄化濾材を浄化槽や容器等に充填すると共に、この水質浄化濾材の上に植物を植え付けるようにすることも好ましい。このようにすれば、長期間の使用により水質浄化濾材の表面に有機物等が付着した場合でも、この有機物等を植物が吸収し、目詰まりを防止することができるものである。
【００３７】
また、この水質浄化濾材を継続して使用することにより脱リン性能が低下したら、新しい水質浄化濾材と交換することにより、水質浄化を行うことができる。このときの使用済みの水質浄化濾材にはリンが豊富に含まれており、またゼオライト等のような脱窒素性能を有するセラミック材が含有している場合には窒素も豊富に含まれているため、植物培土として更に再利用することが可能となる。
【００３８】
【実施例】
以下、本発明を実施例によって詳述する。
【００３９】
〈実施例１〉
河川から採取した水に対して、ポリ塩化アルミニウム（セントラル硝子株式会社製、Ａｌ２（ＯＨ）ｎＣｌ６−ｎ）を、水（河川水）１Ｌに対して２０ｍｇの割合で添加して、凝沈物質を得た。
【００４０】
この凝沈物質をフィルタープレス（ろ過圧縮）により含水率５０％まで脱水したものを、圧縮成形（ブリケット造粒）して直径３ｍｍ、厚み３ｍｍ、含水率５０％のペレット状に成形し、更に７５０ｒｐｍの回転振動を加えることで丸め造粒することで、粒径３ｍｍの粒状に成形した。これを更に１３５℃で３０分間加熱乾燥することにより、水質浄化濾材を得た。
【００４１】
〈実施例２〉
実施例１と同様にして得られた凝沈物質をフィルタープレス（ろ過圧縮）により含水率５７％まで脱水したものに対して、水及び石膏（株式会社ノリタケカンパニー製、「ＦＴ−２」、メディアン径１５μｍ）を、凝沈物質４０重量部、石膏８重量部、水３重量部の割合で配合し、撹拌混合し、含水率５０％の混合物を得た。
【００４２】
この混合物を圧縮成形（ブリケット造粒）して直径３ｍｍ、厚み３ｍｍ、含水率５０％のペレット状に成形し、更に７５０ｒｐｍの回転振動を加えることで丸め造粒することで、粒径３ｍｍの粒状に成形した。これを更に１３５℃で３０分間加熱乾燥することにより、水質浄化濾材を得た。
【００４３】
〈実施例３〉
実施例１と同様にして得られた凝沈物質をフィルタープレス（ろ過圧縮）により含水率５７％まで脱水したものに対して、２５０メッシュ（０．０６１ｍｍ）の篩をパスするゼオライト（岩見鉱山株式会社製、「ＭＧイワミライト」）とを、凝沈物質７０重量部、ゼオライト３０重量部の割合で配合し、撹拌混合し、含水率３９．９％の混合物を得た。
【００４４】
この混合物を圧縮成形（ブリケット造粒）して直径３ｍｍ、厚み３ｍｍ、含水率５５％のペレット状に成形し、更に７５０ｒｐｍの回転振動を加えることで丸め造粒することで、粒径３ｍｍの粒状に成形した。これを更に１０５℃で３０分間加熱乾燥した後、７００℃で１時間焼成することにより、水質浄化濾材を得た。
【００４５】
〈脱リン評価〉
実施例１，２でそれぞれ得られた水質浄化濾材について、内径５１ｍｍ、高さ７８０ｍｍの円筒形の容器内に、水質浄化濾材を充填し、この容器の下部から上部に亘って、人工排水を１ｍ／ｈの流速で流通させた。
【００４６】
人工排水としては、リン酸２水素カリウムにて、全リン量（Ｔ−Ｐ）約４ｍｇ／ｌに調整したものを用いた。
【００４７】
このような人工排水の通水を連続的に行い、定期的に容器に流入する流入水と容器から流出する流出水の水質を調査した結果を表１，２に示す。
【００４８】
【表１】
【表２】
これらの結果から明らかなように、いずれの実施例においても、流出水は著しい全リン量の低減がみられ、しかも長期間にわたって脱リン性能が発揮された。
【００５１】
〈脱リン・脱窒素評価〉
実施例３で得られた水質浄化濾材について、内径５１ｍｍ、高さ７８０ｍｍの円筒形の容器内に、水質浄化濾材を充填し、この容器の下部から上部に亘って、人工排水を１ｍ／ｈの流速で流通させた。
【００５２】
人工排水としては、リン酸２水素カリウムにて、全リン量（Ｔ−Ｐ）を調整すると共に、塩化アンモニウムにて、全窒素量（Ｔ−Ｎ）を調整したものを用いた。
【００５３】
このような人工排水の通水を連続的に行い、定期的に容器に流入する流入水と容器から流出する流出水の水質を調査した結果を表３に示す。
【００５４】
【表３】
この結果から明らかなように、ゼオライトを混合した実施例３では、優れた脱リン性能に加えて、優れた脱窒素性能をも有していることが確認された。
【００５６】
【発明の効果】
上記のように請求項１に係る水質浄化濾材は、少なくとも鉱物の微粒子からなる浮遊物質を含む水に、アルミニウム化合物からなる凝集剤を添加することにより得られる凝沈物質から成るため、水の浄化過程にて得られる凝沈物質を利用して水質浄化濾材を得ることができ、しかもこの水質浄化濾材は高い脱リン性能を有するものである。また従来汚泥として廃棄されていた凝沈物質の用途を開拓し、産業廃棄物の低減に寄与することができるものである。
【００５７】
また請求項２に係る水質浄化濾材は、湖沼水、河川水、地下水等の淡水に、アルミニウム化合物からなる凝集剤を添加することにより得られる凝沈物質から成るため、水の浄化過程にて得られる凝沈物質を利用して水質浄化濾材を得ることができ、しかもこの水質浄化濾材は高い脱リン性能を有するものである。また従来汚泥として廃棄されていた凝沈物質の用途を開拓し、産業廃棄物の低減に寄与することができるものである。
【００５８】
また請求項３の発明は、請求項１又は２において、凝沈物質を成形して成るため、水質浄化濾材の取扱性を向上すると共に、この水質浄化濾材を用いた水質浄化時には、目詰まりの発生を防止すると共に通水流量を確保することができるものであり、これにより水の浄化処理時における水質浄化濾材の使用量を抑制することができ、水の浄化を行うにあたっての浄化設備の小型化や設備投資の削減を図ることができるものである。
【００５９】
また請求項４の発明は、請求項３において、粒状に成形されているため、多数の粒状の水質浄化濾材が充填された浄化槽を水が通水するときに、水と水質浄化濾材の表面との接触面積を十分に確保して十分な水質浄化性能を発現させることができると共に、粒子間に十分な隙間が生じて浄化対象の水が通水する経路が確保され、通水時の目詰まりの発生を抑制すると共に十分な通水流量を確保し、水の浄化処理量を更に向上することができるものであり、これにより水の浄化処理時における水質浄化濾材の使用量を更に抑制することができ、水の浄化を行うにあたっての浄化設備の小型化や設備投資の更なる削減を図ることができるものである。
【００６０】
また請求項５の発明は、請求項１乃至４のいずれかにおいて、凝沈物質以外の他のセラミック材を含有するため、この他のセラミック材によって水質浄化濾材の成形性、強度等を向上することができ、また脱リン性能以外の他の水質浄化性能をも付与することができるものである。
【００６１】
また請求項６に係る水質浄化濾材の製造方法は、少なくとも鉱物の微粒子からなる浮遊物質を含む水にアルミニウム化合物からなる凝集剤を添加することにより得られる凝沈物質を成形するため、水の浄化過程にて得られる凝沈物質を利用して水質浄化濾材を得ることができ、しかも高い脱リン性能を有する水質浄化濾材を得ることができるものである。また従来汚泥として廃棄されていた凝沈物質の用途を開拓し、産業廃棄物の低減に寄与することができるものである。また成形することにより水質浄化濾材の取扱性を向上すると共に、水質浄化濾材を用いた水質浄化時には、目詰まりの発生を防止すると共に通水流量を確保することができるものであり、これにより水の浄化処理時における水質浄化濾材の使用量を抑制することができ、水の浄化を行うにあたっての浄化設備の小型化や設備投資の削減を図ることができるものである。
【００６２】
また請求項７に係る水質浄化濾材の製造方法は、湖沼水、河川水、地下水等の淡水に、アルミニウム化合物からなる凝集剤を添加することにより得られる凝沈物質を、成形するため、水の浄化過程にて得られる凝沈物質を利用して水質浄化濾材を得ることができ、しかも高い脱リン性能を有する水質浄化濾材を得ることができるものである。また従来汚泥として廃棄されていた凝沈物質の用途を開拓し、産業廃棄物の低減に寄与することができるものである。また成形することにより水質浄化濾材の取扱性を向上すると共に、水質浄化濾材を用いた水質浄化時には、目詰まりの発生を防止すると共に通水流量を確保することができるものであり、これにより水の浄化処理時における水質浄化濾材の使用量を抑制することができ、水の浄化を行うにあたっての浄化設備の小型化や設備投資の削減を図ることができるものである。
【００６３】
また請求項８の発明は、請求項６又は７において、凝沈物質を脱水した後、造粒することにより成形するため、得られた多数の粒状の水質浄化濾材が充填された浄化槽を水が通水するときに、水と水質浄化濾材の表面との接触面積を十分に確保して十分な水質浄化性能を発現させることができると共に、粒子間に十分な隙間が生じて浄化対象の水が通水する経路が確保され、通水時の目詰まりの発生を抑制すると共に十分な通水流量を確保し、水の浄化処理量を更に向上することができるものであり、これにより水の浄化処理時における水質浄化濾材の使用量を更に抑制することができ、水の浄化を行うにあたっての浄化設備の小型化や設備投資の更なる削減を図ることができるものである。
【００６４】
また請求項９の発明は、請求項６乃至８のいずれかにおいて、凝沈物質と他のセラミック材を混合したものを成形するため、この他のセラミック材によって水質浄化濾材の成形性、強度等を向上することができ、また脱リン性能以外の他の水質浄化性能をも付与することができるものである。
【００６５】
また請求項１０に係る水質浄化方法は、請求項１乃至５のいずれかに記載の水質浄化濾材と水とを接触させることにより水を浄化するため、水の浄化過程にて得られる凝沈物質を利用して水質浄化に供することができ、しかもこの水質浄化濾材は高い脱リン性能を有し、水中のリンを高効率かつ長期間に亘って除去することができるものである。また従来汚泥として廃棄されていた凝沈物質の用途を開拓し、産業廃棄物の低減に寄与することができるものである。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a water purification filter, a water purification method using the water purification filter, and a method for producing the water purification filter.
[0002]
[Prior art]
When purifying freshwater such as river water, lake water, groundwater, and other water, fine suspended solids are removed by coagulation and sedimentation by adding polyaluminum chloride as a coagulant to water at water purification plants. That is being done.
[0003]
Conventionally, the coagulated material generated in this process is partially reused, but most of it is treated as industrial waste and disposed of.
[0004]
On the other hand, with the increasing environmental protection problem in recent years, there has been a demand for cultivation of reused products that have been conventionally discarded as industrial waste.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the above points, and a water purification filter manufactured using a coagulant generated by adding a flocculant in a water purification process, and a water purification using the water purification filter. It is an object of the present invention to provide a method and a method for producing this water purification filter material.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The water purification filter material according to claim 1 is characterized by comprising a coagulated substance obtained by adding a flocculant composed of an aluminum compound to water containing a suspended substance composed of at least mineral particles.
[0007]
Further, the water purification filter medium according to claim 2 is characterized by comprising a coagulated substance obtained by adding a coagulant made of an aluminum compound to fresh water such as lake water, river water, groundwater and the like.
[0008]
A third aspect of the present invention is characterized in that, in the first or second aspect, a coagulated substance is formed.
[0009]
A fourth aspect of the present invention is characterized in that, in the third aspect, it is formed into a granular shape.
[0010]
A fifth aspect of the present invention is characterized in that, in any one of the first to fourth aspects, a ceramic material other than the coagulated substance is contained.
[0011]
The method for producing a water purification filter material according to claim 6 is characterized in that a coagulated substance obtained by adding a coagulant composed of an aluminum compound to water containing a suspended substance composed of at least mineral fine particles is formed. Things.
[0012]
Further, the method for producing a water purification filter material according to claim 7 is characterized in that a coagulant obtained by adding a coagulant comprising an aluminum compound to fresh water such as lake water, river water, and groundwater is formed. Is what you do.
[0013]
An eighth aspect of the present invention is characterized in that, in the sixth or seventh aspect, the coagulated material is dehydrated and then formed by granulation.
[0014]
According to a ninth aspect of the present invention, in any one of the sixth to eighth aspects, a mixture of a coagulated substance and another ceramic material is formed.
[0015]
A water purification method according to a tenth aspect is characterized in that water is purified by contacting the water purification filter medium according to any one of the first to fifth aspects with water.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
[0017]
The raw material of the water purification filter medium is a coagulated substance obtained by adding a coagulant composed of an aluminum compound to water containing suspended substances.
[0018]
The water containing suspended substances mainly includes fresh water in a natural state such as river water, lake water, groundwater, and the like. In addition, wastewater from general households, industrial wastewater, or the like can be used as long as it does not contain harmful substances or has been treated to remove harmful substances.
[0019]
As the suspended substance, a substance containing at least a fine particle of a mineral mainly composed of SiO 2 or the like is used. In other words, water containing at least a suspended substance consisting of fine particles of such a mineral can be used to obtain a coagulated substance.
[0020]
As the coagulant comprising an aluminum compound, for example, at least one of polyaluminum chloride (PAC) and a sulfate band (aluminum sulfate) can be used. Here, as described above, sedimentation of coagulated substances by adding polyaluminum chloride to water containing suspended substances is generally performed in water purification plants and the like. Are also commonly used as flocculants. For this reason, in the present invention, the coagulated substance generated at the time of water purification at such a water purification plant or the like can be used as a raw material of a water purification filter medium.
[0021]
Since the coagulated substance obtained as described above contains a large amount of water, it is first dehydrated. This dehydration can be performed by, for example, a filter press (filtration compression). The coagulant after dehydration is composed of a flocculant composed of an aluminum compound and a suspended substance that has been present in water. At this time, the suspended substance is very fine particles, and this is a flocculant composed of an aluminum compound. Thus, the coagulated substance after dehydration is usually obtained as a cake made of soft fine particles.
[0022]
From the dehydrated coagulated material thus obtained, a water purification filter material is obtained. In obtaining a water purification filter medium, it is preferable to form a coagulated substance in order to improve handling properties and prevent clogging during water purification.
[0023]
In forming the coagulated material, the coagulated material is granulated to obtain a particulate water purification filter medium. In the granulated water purification filter medium, a sufficient gap is generated between the particles, and a path through which the water to be purified flows is secured, and a sufficient flow rate of the water is secured.
[0024]
That is, the coagulated material subjected to only the dehydration treatment has a large resistance at the time of passing water, and it is difficult to secure a sufficient amount of passing water. Although a water purification filter is required, the equipment becomes large and the investment in equipment increases.However, a sufficient amount of water can be secured by forming the coagulated material, especially by granulation. The use amount of the purification filter material can be suppressed, and the purification equipment for purifying water can be reduced in size and equipment investment can be reduced.
[0025]
At this time, only the sedimentation material may be formed, but a mixture of the sedimentation material and another ceramic material may be formed, thereby improving the formability or the strength of the water purification filter material. Can be improved.
[0026]
Examples of the ceramic material that can be mixed include powders of zeolite, gypsum, waste concrete material, and the like. In particular, since zeolite has a denitrification performance, when a zeolite powder is used by mixing it with a coagulant, a denitrification performance can be imparted to the obtained water purification filter material.
[0027]
When such another ceramic material is used, the mixing ratio is preferably in the range of 1 to 70% by weight based on the total amount of the coagulated substance and the ceramic material.
[0028]
The method of granulation is not particularly limited, but it is preferable to perform granulation by compression molding such as briquette granulation. Alternatively, round granulation for shaping the compact into a spherical shape by applying vibration to the compact after compression molding may be performed. The molding conditions at the time of granulation are not particularly limited, and conditions under which granulation can be performed may be appropriately set.For example, at the time of granulation by compression molding, a coagulated material or a coagulated material and another ceramic material are used. The mixture may be formed by adjusting the water content of the mixture to 20 to 60% to ensure moldability, and compressing the mixture at an appropriate pressure according to the water content of the mixture. Further, at the time of rounding and granulation, it can be carried out by ensuring the moldability by setting the moisture content of the compact after compression molding to 20 to 60% and applying appropriate vibration thereto.
[0029]
Adjustment of the water content of the coagulated material during the granulation, or a mixture of the coagulated material and another ceramic material, can be controlled by adjusting the dehydration conditions at the time of dehydration of the coagulated material, or dehydration. It can also be controlled by adding water to the later coagulated material as needed. In particular, when adding another ceramic material to the sedimented material after dehydration, by appropriately adding water according to the amount of the ceramic material added, the water content of the mixture of the sedimented material before granulation and the other ceramic material is obtained. The rate can be controlled.
[0030]
Then, the formed body after granulation is further heated and dried as necessary, whereby a water purification filter material is obtained. The heating conditions when performing the heating and drying are not particularly limited, but it is preferable to heat at a temperature of 80 to 150 ° C.
[0031]
In addition, when it is further fired after molding, the strength of the water purification filter is improved by sintering, and the organic components can be decomposed and removed from the water purification filter. In this case, the firing temperature can be, for example, in the range of 500 to 1000 ° C.
[0032]
When the granular water purification filter medium is formed in this manner, a sufficient contact area between water and the surface of the water purification filter medium is ensured when water flows through a purification tank filled with a large number of granular water purification filter media. As a result, sufficient water purification performance can be exhibited. In the granulated water purification filter media, there are sufficient gaps between the particles, a route through which the water to be purified passes is secured, and a sufficient flow rate of water is secured. It is possible to suppress the amount of water and to improve the purification amount of water. Even if the flow rate of water is increased in this way, the water purification filter medium obtained in the present invention has excellent dephosphorization performance, so that sufficient water purification treatment efficiency can be maintained. The preferred particle size of the particles varies depending on the conditions of the water quality and the amount of water flow when purifying the water.When purifying the water, taking into account these conditions, a water purification filter material having an appropriate particle size is used. However, the particle size is preferably in the range of 1 to 100 mm.
[0033]
Since the water purification filter medium thus obtained contains a coagulant made of an aluminum compound, it has a dephosphorizing property in particular, and can reduce the phosphorus content in water when used for water purification. it can. As described above, when a ceramic material having a denitrification performance such as zeolite is used, it has a denitrification effect in addition to a dephosphorization effect.
[0034]
Water purification using such a water purification filter can be performed by bringing the water to be purified into contact with the surface of the water purification filter. At this time, since the water purification filter medium is formed by forming finely divided coagulated substances, water easily penetrates into the water quality purification filter medium, whereby high purification performance is obtained. When water is put into a purification tank filled with a water purification filter material formed into fine particles, the contact area between the water and the water purification filter material increases as described above, and higher purification performance can be obtained.
[0035]
When purifying water using the water purification filter medium as described above, it is preferable that water is passed through a purification tank filled with the water purification filter medium, and the water is purified in a state where the water purification filter medium is placed in running water. In this case, a particularly excellent water purification effect can be obtained. In such a case, sufficient purification performance can be obtained both in the upward flow and the downward flow.
[0036]
When purifying water using the water purification filter, it is preferable to fill the water purification filter into a septic tank, a container, or the like, and to plant a plant on the water purification filter. In this way, even if organic substances and the like adhere to the surface of the water purification filter medium due to long-term use, the organic substances and the like can be absorbed by plants and clogging can be prevented.
[0037]
Further, when the dephosphorization performance is reduced by continuously using the water purification filter, the water can be purified by replacing the filter with a new one. Since the used water purification filter medium used at this time contains abundant phosphorus, and when a ceramic material having a denitrification performance such as zeolite is contained, nitrogen is also abundantly contained. It can be further reused as plant soil.
[0038]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples.
[0039]
<Example 1>
Against water taken from rivers, polyaluminum chloride (Central Glass Co., Ltd., Al 2 (OH) n Cl 6-n) and water (river water) was added at a ratio of 20mg against 1L, coagulation A precipitate was obtained.
[0040]
The coagulated material was dehydrated by a filter press (filtration compression) to a water content of 50%, and compression-molded (briquetted) to form pellets having a diameter of 3 mm, a thickness of 3 mm, and a water content of 50%, and further 750 rpm. The particles were rounded and granulated by applying the rotational vibration described above to form particles having a particle size of 3 mm. This was further dried by heating at 135 ° C. for 30 minutes to obtain a water purification filter material.
[0041]
<Example 2>
The coagulated substance obtained in the same manner as in Example 1 was dehydrated by a filter press (filtration compression) to a water content of 57%, and water and gypsum ("FT-2" manufactured by Noritake Co., Ltd., median) (A diameter of 15 μm) was mixed in a ratio of 40 parts by weight of a coagulated substance, 8 parts by weight of gypsum, and 3 parts by weight of water, and mixed by stirring to obtain a mixture having a water content of 50%.
[0042]
This mixture is compression-molded (briquetted), formed into a pellet having a diameter of 3 mm, a thickness of 3 mm, and a water content of 50%, and further subjected to a rotational vibration of 750 rpm to form a pellet having a particle diameter of 3 mm. Molded. This was further dried by heating at 135 ° C. for 30 minutes to obtain a water purification filter material.
[0043]
<Example 3>
The coagulated material obtained in the same manner as in Example 1 was dehydrated by a filter press (filtration compression) to a water content of 57%, and then passed through a 250-mesh (0.061 mm) sieve. (“MG Iwamilite” manufactured by the company) in a ratio of 70 parts by weight of coagulated substance and 30 parts by weight of zeolite, and mixed by stirring to obtain a mixture having a water content of 39.9%.
[0044]
This mixture is compression-molded (briquetted) to form a pellet having a diameter of 3 mm, a thickness of 3 mm, and a moisture content of 55%, and is further rounded and granulated by applying a rotational vibration of 750 rpm to obtain a granule having a particle diameter of 3 mm. Molded. This was further dried by heating at 105 ° C. for 30 minutes, and then calcined at 700 ° C. for 1 hour to obtain a water purification filter material.
[0045]
<Dephosphorization evaluation>
For the water purification filter media obtained in Examples 1 and 2, respectively, a cylindrical container having an inner diameter of 51 mm and a height of 780 mm is filled with the water purification filter media, and the artificial drainage is 1 m from the lower part to the upper part of the container. / H flow rate.
[0046]
The artificial wastewater used was adjusted to a total phosphorus amount (TP) of about 4 mg / l with potassium dihydrogen phosphate.
[0047]
Tables 1 and 2 show the results of continuously conducting such artificial drainage and investigating the quality of inflow water flowing into the container and outflow water flowing out of the container on a regular basis.
[0048]
[Table 1]
[Table 2]
As is evident from these results, in each of the examples, the effluent water showed a remarkable reduction in the total phosphorus content, and the dephosphorization performance was exhibited over a long period of time.
[0051]
<Evaluation of dephosphorization and denitrification>
Regarding the water purification filter material obtained in Example 3, a cylindrical container having an inner diameter of 51 mm and a height of 780 mm is filled with the water purification filter material, and artificial drainage of 1 m / h is supplied from the lower part to the upper part of the container. Flowed at flow rate.
[0052]
The artificial drainage used was one in which the total phosphorus amount (TP) was adjusted with potassium dihydrogen phosphate and the total nitrogen amount (TN) was adjusted with ammonium chloride.
[0053]
Table 3 shows the results of continuously conducting such artificial drainage and investigating the quality of inflow water flowing into the container and outflow water flowing out of the container on a regular basis.
[0054]
[Table 3]
As is clear from these results, it was confirmed that Example 3 in which zeolite was mixed had excellent denitrification performance in addition to excellent dephosphorization performance.
[0056]
【The invention's effect】
As described above, the water purification filter medium according to claim 1 is made of a coagulated substance obtained by adding a flocculant made of an aluminum compound to water containing at least a suspended substance made of fine particles of minerals. A water purification filter can be obtained using the coagulated substance obtained in the process, and the water purification filter has high dephosphorization performance. Further, the use of the coagulated substance conventionally discarded as sludge can be exploited to contribute to the reduction of industrial waste.
[0057]
Further, the water purification filter medium according to claim 2 is made of a coagulant obtained by adding a coagulant made of an aluminum compound to fresh water such as lake water, river water, groundwater, etc. A water purification filter material can be obtained by using the obtained coagulated substance, and the water purification filter material has high dephosphorization performance. Further, the use of the coagulated substance conventionally discarded as sludge can be exploited to contribute to the reduction of industrial waste.
[0058]
According to the invention of claim 3, since the coagulated substance is formed in claim 1 or 2, the handleability of the water purification filter medium is improved, and the clogging of the water purification filter medium at the time of water purification using the water purification filter medium is improved. It is possible to prevent the generation and to secure the flow rate of the water flow, thereby reducing the amount of the water purification filter material used in the water purification process and reducing the size of the purification equipment for purifying the water. It is possible to reduce the cost and capital investment.
[0059]
According to the invention of claim 4, since water is passed through a septic tank filled with a large number of granular water purification filter media, since the water is passed through a septic tank filled with a large number of granular water purification filter media according to claim 3, water and the surface of the water quality purification filter material are removed. The contact area of the particles can be sufficiently ensured and sufficient water purification performance can be exhibited, and a sufficient space is created between the particles to secure a path through which the water to be purified passes, and clogging during passage of water is ensured. It is possible to further suppress the generation of water and to secure a sufficient flow rate of water, thereby further improving the amount of water purification treatment, thereby further suppressing the amount of water purification filter media used during water purification treatment. This makes it possible to reduce the size of the purification equipment and to further reduce capital investment when purifying water.
[0060]
According to a fifth aspect of the present invention, in any one of the first to fourth aspects, since a ceramic material other than the coagulated substance is contained, the formability, strength, and the like of the water purification filter material are improved by the other ceramic material. And water purification performance other than dephosphorization performance can be provided.
[0061]
The method for producing a water purification filter medium according to claim 6 is a method for purifying water, which comprises forming a coagulated substance obtained by adding a coagulant made of an aluminum compound to water containing at least a suspended substance made of fine particles of minerals. A water purification filter can be obtained by utilizing the coagulated substance obtained in the process, and a water purification filter having high dephosphorization performance can be obtained. Further, the use of the coagulated substance conventionally discarded as sludge can be exploited to contribute to the reduction of industrial waste. In addition, by molding, the handleability of the water purification filter medium is improved, and at the time of water purification using the water purification filter medium, clogging can be prevented and the flow rate of water can be ensured. It is possible to suppress the use amount of the water purification filter medium during the purification treatment of the water, and to reduce the size of the purification equipment and reduce the capital investment in purifying the water.
[0062]
In addition, the method for producing a water purification filter material according to claim 7 is a method for forming a coagulant obtained by adding a coagulant comprising an aluminum compound to fresh water such as lake water, river water, or groundwater. A water purification filter can be obtained by utilizing the coagulated substance obtained in the purification process, and a water purification filter having high dephosphorization performance can be obtained. Further, the use of the coagulated substance conventionally discarded as sludge can be exploited to contribute to the reduction of industrial waste. In addition, by molding, the handleability of the water purification filter medium is improved, and at the time of water purification using the water purification filter medium, clogging can be prevented and the flow rate of water can be ensured. It is possible to suppress the use amount of the water purification filter medium during the purification treatment of the water, and to reduce the size of the purification equipment and reduce the capital investment in purifying the water.
[0063]
According to the invention of claim 8, in claim 6 or 7, since the coagulated substance is dehydrated and then formed by granulation, water is supplied to the purification tank filled with the obtained numerous granular water purification filter media. When passing water, a sufficient contact area between the water and the surface of the water purification filter medium can be ensured, and sufficient water purification performance can be exhibited. A passage for water passage is ensured, and the occurrence of clogging during water passage can be suppressed, and a sufficient flow rate of water can be ensured, so that the purification amount of water can be further improved. The use amount of the filter material for water purification during treatment can be further reduced, and the purification equipment for purifying water can be reduced in size and the investment in equipment can be further reduced.
[0064]
According to a ninth aspect of the present invention, in any one of the sixth to eighth aspects, a mixture of a coagulated substance and another ceramic material is formed. And a water purification performance other than the dephosphorization performance can be imparted.
[0065]
According to a tenth aspect of the present invention, there is provided a water purification method for purifying water by contacting the water purification filter medium according to any one of the first to fifth aspects with water. Can be used for water purification, and the water purification filter medium has high dephosphorization performance, and can remove phosphorus in water with high efficiency over a long period of time. Further, the use of the coagulated substance conventionally discarded as sludge can be exploited to contribute to the reduction of industrial waste.
Claims (10)
Priority Applications (1)
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| JP2002242380A JP2004081895A (en) | 2002-08-22 | 2002-08-22 | Water purifying filter medium, its manufacturing method and water purifying method |
Applications Claiming Priority (1)
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009050850A (en) * | 2008-09-24 | 2009-03-12 | Hitachi Plant Technologies Ltd | Inclusion immobilization carrier and production process thereof |
| CN106268030A (en) * | 2016-08-08 | 2017-01-04 | 浙江省纺织测试研究院 | A kind of corrosion-proof high-temp flue gas composite filter material and preparation method thereof |
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2002
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN106268030B (en) * | 2016-08-08 | 2018-05-08 | 浙江省纺织测试研究院 | A kind of corrosion-proof high-temp flue gas composite filter material and preparation method thereof |
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