JP2007075697A

JP2007075697A - 水質浄化剤及び水質浄化方法

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Publication number: JP2007075697A
Application number: JP2005264652A
Authority: JP
Inventors: Toshizo Tada; 利三多田; Yutaka Matsuda; 豊松田; Katsuichi Kunimatsu; 勝一國松
Original assignee: Matsuda Giken Industry Co Ltd
Current assignee: Matsuda Giken Industry Co Ltd
Priority date: 2005-09-13
Filing date: 2005-09-13
Publication date: 2007-03-29
Anticipated expiration: 2025-09-13
Also published as: JP4630776B2

Abstract

【課題】環境に悪影響を及ぼすことがなく、植物生育に寄与し、安価で、しかも有機系、無機系の被処理水に拘わらず、被処理水中の汚濁物質やその他の不純物を効率よく有効に処理することができる水質浄化剤及び水質浄化方法を提供すること。
【解決手段】ポリ硫酸第二鉄及び硫酸を含有し、さらに酸化マグネシウムや酸化マグネシウム及び水酸化カルシウムを含有してなる水質浄化剤等を採用する。また、上水又は廃水に、上記水質浄化剤を添加する水質浄化方法及び上水又は廃水に、ポリ硫酸第二鉄及び硫酸を添加し、さらに酸化マグネシウムや酸化マグネシウム及び水酸化カルシウムを添加する水質浄化方法等を採用する。
【選択図】なし

Description

本発明は水質浄化剤及び水質浄化方法に関し、詳しくは環境に悪影響を及ぼすことがなく、有機系、無機系の被処理水に拘わらず、水中の汚濁物質やその他の不純物を効率よく有効に処理することができる水質浄化剤及び水質浄化方法に関する。

近年、種々の分野で環境に悪影響を及ぼさないことが要求されている。そして、簡易水道や廃水処理においても、汚濁物質やその他の不純物を基準値以下に抑えることが当然に要求されている。

水質浄化剤は、上水や廃水中の汚濁物質等を凝集してフロック状にして分離する用途に用いられるものである。このような用途に用いられる水質浄化剤としては、硫酸アルミニウム（硫酸ばん土：Ａｌ_２（ＳＯ_４）_３・１８Ｈ_２Ｏ）、塩化第二鉄（ＦｅＣｌ_３・ｎＨ_２Ｏ）、硫酸第二鉄（Ｆｅ_２（ＳＯ_４）_３・ｎＨ_２Ｏ）、ポリ硫酸第二鉄（ポリテツ；〔Ｆｅ_２（ＯＨ）_ｎ（ＳＯ４）_{３−ｎ／２}〕_ｍ）、石灰等の無機低分子凝集剤やポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ：〔Ａｌ_２（ＯＨ）_ｎＣ_ｌ６−ｎ〕_ｍ）、ポリアクリルアミド等の有機高分子凝集剤等が一般に用いられている。

しかし、これら水質浄化剤においては、無機系汚濁物質及び有機系汚濁物質のいずれにも効果があるものは少ない。また、凝集効果が充分でなく除去効率が高くないため必要なレベルに水処理するのに長時間を要したり、浄化工程が複雑化するもの、安全性又は経済性に劣る等のいずれかに問題があるものであった。

硫酸ばん土（Ａｌ_２（ＳＯ_４）_３・１８Ｈ_２Ｏ）を用いる処理方法は、硫酸ばん土が比較的安価である等の理由から最も一般的に行われているが、その凝集効果は必ずしも高いものではない。すなわち、懸濁物質等の凝集効果が遅く、形成される凝集フロックも小さく、浄化効率が低くなる。特に、被処理水が低温の場合や有機系汚濁物質に対して十分な凝集効果が得られない。また、アルカリ消費量が、大きいために多量のアルカリ剤や凝集補助剤の併用を必要とする等の欠点がある。

ポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ：〔Ａｌ_２（ＯＨ）_ｎＣ_ｌ６−ｎ〕_ｍ）を用いる処理方法は、低温の場合にも十分な凝集効果を上げることができ、凝集フロックの形成も比較的速い等の利点があるため、浄化効率が高く、次第に硫酸ばん土に代えて広く用いられるようになってきている。しかし、ＰＡＣ製造工程における条件の調整が複雑で均質な製品が得られ難いために、製品の凝集性能にばらつきが生じやすく、コストも硫酸ばん土に比べて著しく高価になるという欠点がある。

塩化第二鉄（ＦｅＣｌ_３・ｎＨ_２Ｏ）溶液を用いる水質浄化方法は、上記アルミニウム系水質浄化剤よりも金属含有量が高く、低添加量で使用でき、凝集フロックが大きく、各種重金属との共沈作用が大きい等、凝集効果上の利点はある。ところが、塩化第二鉄溶液は、塩素イオンを含むため腐食性がある上に安定性が低く、消石灰と併用する必要があるので、処理後の発生汚泥の量が著しく大きくなり、その焼成のために二次公害を発生させ易いという問題がある。

石灰は、通常、水に分散させた石灰乳の状態で使用するが、単独では使用効果が小さく、他の水質浄化剤と併用する必要がある。

ポリアクリルアミド等の有機高分子凝集剤を用いる処理方法は、フロックの生成速度や凝集フロックの形状も大きい点では有利であるが、無機系汚濁物質に対しては効果が充分ではなく、しかも処理後の水の安全性に大きな懸念を有するという重大な欠点がある。

このように、上述した水質浄化剤又は水質浄化方法は、無機系汚濁物質及び有機系汚濁物質のいずれにも効果があるものは少なく、また凝集効果や安全性、経済性に問題があった。

特許文献１（特開２００３−３３６０４号公報）には、粉末状硫酸アルミニウムと水酸化カルシウムとベントナイトと高分子凝集剤とを一定割合で含有する廃水質浄化剤が開示され、この廃水質浄化剤により、有機系、無機系の廃水にかかわらず、処理を効率的に行うことができるとされている。しかし、上記廃水質浄化剤においても、高分子凝集剤を併用する必要があり、上記問題を本質的に解決するものではない。

これに対して、ポリ硫酸第二鉄（ポリ鉄；〔Ｆｅ_２（ＯＨ）_ｎ（ＳＯ_４）_{３−ｎ／２}〕_ｍ）は、塩化第二鉄溶液やポリ塩化アルミニウムを用いた場合の欠点である塩素イオンによる腐食性がなく、ポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）と同様に、低温の場合にも十分な凝集効果を上げることができ、凝集フロックの形成も早いという利点がある。しかし、ポリ硫酸第二鉄を単独で用いた場合には、沈殿するのに充分な大きさのフロックが形成されないため、フロックの沈降性が悪く、微細なフロックが被処理水中に残ってしまうという欠点があった。

この欠点を解消すべく、特許文献２（特開２００２−１８２０６号公報）及び特許文献３（特開２００１−２６９５０４号公報）には、ポリ硫酸第二鉄に水ガラス又はポリアミン系有機高分子凝集剤をそれぞれ含有する凝集剤が開示されている。しかし、これら凝集剤も、上記したポリ硫酸第二鉄を用いた場合の問題を充分に解消するものではない。

特開２００３−３３６０４号公報特開２００２−１８２０６号公報特開２００１−２６９５０４号公報

以上に述べてきた従来の技術の範囲では、水中の汚濁物質やその他の不純物を効率よく且つ有効に処理することができるものではなく、しかもその他の上述した諸問題を解決することのできる水質浄化剤及び水質浄化方法は存在しなかった。

従って、本発明の目的は、環境に悪影響を及ぼすことがなく、植物生育に寄与し、安価で、しかも有機系、無機系の被処理水に拘わらず、被処理水中の汚濁物質やその他の不純物を効率よく有効に処理することができる水質浄化剤及び水質浄化方法を提供することにある。

そこで、本発明者らは、検討の結果、従来より水質浄化剤に用いられてきたポリ硫酸第二鉄に着目し、このポリ硫酸第二鉄に硫酸を加え、さらに必要に応じて酸化マグネシウム及び水酸化カルシウムを併せて加えた水質浄化剤及び水質浄化方法が、上記目的を達成するという観点から極めて有効であることを知見し、本発明に想到した。

水質浄化剤Ｉ：本発明に係る水質浄化剤は、上水又は廃水等の被処理水の汚濁物質等をフロック化させ沈殿可能な状態として浄化処理するための水質浄化剤であって、最も単純化した基本構成としてポリ硫酸第二鉄及び硫酸を含有してなるものである。

そして、本件発明に係る水質浄化剤は、ポリ硫酸第二鉄水溶液を用いて調製したものであり、そのポリ硫酸第二鉄濃度が鉄イオン換算で２．０ｇ／ｌ〜１６．０ｇ／ｌであり、上記硫酸濃度が２５ｇ／ｌ〜２００ｇ／ｌである濃度組成を備えることが好ましい。

そして、本件発明に係る水質浄化剤は、０．０１ｇ／ｌ〜０．１８ｇ／ｌの濃度範囲となるよう酸化マグネシウムを添加したものであることが好ましい。

また、そして、本件発明に係る水質浄化剤は、０．０１ｇ／ｌ〜０．１８ｇ／ｌの濃度範囲となるよう水酸化カルシウムを添加したものであることも好ましい。

更に、本件発明に係る水質浄化剤は、必要に応じて有機系凝集剤を添加することも好ましい。

水質浄化剤ＩＩ：この水質浄化剤は、上水又は廃水等の被処理水の汚濁物質等をフロック化させ沈殿可能な状態とするため、Ａ剤とＢ剤との２液に分離して用いる２液系の水質浄化剤であって、ポリ硫酸第二鉄、硫酸、及び必要に応じて配合する有機系凝集剤を含むＡ剤と、酸化マグネシウム及び必要に応じて配合する水酸化カルシウムを含むＢ剤とからなるものである。

水質浄化方法ｉ：この水質浄化方法は、上記の水質浄化剤を用いた被処理水の浄化処理方法であって、前記被処理水に対し、添加後の被処理水中のポリ硫酸第二鉄濃度が鉄イオン換算で０．００４ｇ／ｌ〜１．１２ｇ／ｌ、上記硫酸濃度が０．０５ｇ／ｌ〜１４．０ｇ／ｌとなるように水質浄化剤を添加するものである。

そして、水質浄化剤が酸化マグネシウムを含む場合、前記被処理水１リットル当たり、酸化マグネシウムが０．０５ｇ〜０．３５ｇの範囲となるよう水質浄化剤を添加することが好ましい。

また、水質浄化剤が水酸化カルシウムを含む場合、前記被処理水１リットル当たり、水酸化カルシウムが０．０５ｇ〜０．３５ｇの範囲となるよう水質浄化剤を添加することが好ましい。

更に、水質浄化剤が有機系凝集剤を含む場合、前記被処理水１リットル当たり、有機系凝集剤が０．０１ｇ〜１．０ｇの範囲となるよう水質浄化剤を添加することが好ましい。

水質浄化方法ｉｉ：上記水質浄化方法は、予め調製した水質浄化剤を被処理水に対し添加した。これに対し、この水質浄化方法は、被処理水に対し、ポリ硫酸第二鉄及び硫酸を直接添加することを特徴とするものである。

上述のように、被処理水に対し、ポリ硫酸第二鉄及び硫酸を直接添加する場合、上記ポリ硫酸第二鉄は、水溶液状態のポリ硫酸第二鉄溶液として添加し、添加後の被処理水中のポリ硫酸第二鉄濃度が鉄イオン換算で０．００４ｇ／ｌ〜１．１２ｇ／ｌ、上記硫酸濃度が０．０５ｇ／ｌ〜１４．０ｇ／ｌの範囲とする事が好ましい。

また、前記被処理水１リットル当たり、酸化マグネシウムを０．０５ｇ〜０．３５ｇ添加する事も好ましい。

更に、前記被処理水１リットル当たり、水酸化カルシウムを０．０５ｇ〜０．３５ｇ添加することも好ましい。

また、本件発明に係る直接添加法による水質浄化方法においては、必要に応じて有機系凝集剤を添加することも好ましい。

本発明に係る水質浄化剤は、塩素イオン等の環境有害成分を含まず、また鉄イオン、マグネシウムイオン、カルシウムイオン及び硫酸イオンといった肥料成分を多く有し、また安価である。また、本発明に係る水質浄化方法によって、被処理水中の汚濁物質の凝集速度が早く、高密度のフロックが形成できるので含水率が下がり、効率よく有効に処理がなされると共に、被処理水中のトータル溶存酸素、着色成分、りん、アンモニア及び臭気成分の除去にも効果を有する。また、本発明に係る水質浄化方法は、肥料成分を多く含むため有機性脱水汚泥のコンポスト化が可能となり、無機性脱水汚泥は、土へのリサイクルが可能となる。

以下、本発明を実施するための最良形態について説明する。

水質浄化剤Ｉの形態：本発明に係る水質浄化剤の基本的構成は、ポリ硫酸第二鉄及び硫酸を含有してなるものである。

そして、本発明に係る水質浄化剤に用いられるポリ硫酸第二鉄は、下記数１に示す式（１）として表される化合物である。また、その塩基度は、（ｎ／６）×１００％で示される。

このポリ硫酸第二鉄は、アルミニウム系の添加剤に比べて金属含有量が高く、少量で効果を有するという利点がある。また、塩化第二鉄と比べても、被処理水のｐＨが下がりにくく、被処理水中の汚濁物質やその他の不純物を効率よくフロック化する効果幅が広く、また腐食の問題も比較的少ない。

ポリ硫酸第二鉄は、溶液状又は固体状で用いることができるが、溶液状で加えると、取り扱い性が容易で、また被処理水に対する拡散が良好であることから好ましい。溶液状で用いる場合のポリ硫酸第二鉄の濃度は、鉄イオン換算として２．０ｇ／ｌ〜１６．０ｇ／ｌが好ましく、後述する硫酸含有量とのバランスから４．０ｇ／ｌ〜１２．０ｇ／ｌとすることが水質浄化剤としての品質安定性をより高める観点から、更に好ましい。ポリ硫酸第二鉄の濃度が鉄イオン換算として２．０ｇ／ｌ未満の場合には、被処理水中の汚濁物質等のフロック化が不可能となる。また、ポリ硫酸第二鉄の濃度が鉄イオン換算として１６．０ｇ／ｌを超えるものとしても、通常の汚濁物質等のフロック化を促進する機能は向上しないのである。

更に、本発明に係る水質浄化剤は、硫酸を含有させることを特徴とする。ポリ硫酸第二鉄と硫酸を組み合わせて用いることで、被処理水中の汚濁物質等の凝集速度が著しく速く、しかも、濾過時の除去効率に優れた適正なフロックの形成を可能とする。そして、このときの硫酸濃度は、上述のポリ硫酸第二鉄濃度を前提として、２５ｇ／ｌ〜２００ｇ／ｌの範囲であることが望ましい。硫酸濃度が２５ｇ／ｌ未満の場合には、被処理水中の汚濁物質等の凝集速度を速くする効果は得られず、硫酸濃度が２５ｇ／ｌ以上で汚濁物質等の凝集速度が速くなる。一方、硫酸濃度が２００ｇ／ｌを超えても、被処理水中の汚濁物質等の凝集速度が更に向上するわけでもなく、被処理水のｐＨが下がるため、むしろフロック化した汚濁物質等のフロックサイズが小さくなり、効率の良い濾過の出来るものではなくなる。

そして、本発明に係る水質浄化剤には、酸化マグネシウムを含有させることが望ましい。さらに、酸化マグネシウムに加えて水酸化カルシウムを含有させることも望ましい。これら酸化マグネシウム及び水酸化カルシウムを含有させることによって、高密度のフロックができるので含水率が下がり、被処理水に対する処理能力が向上する。また、被処理水中のトータル溶存酸素、着色成分、りん、アンモニア及び臭気成分の除去にも有効である。

ここで言う酸化マグネシウムを水質浄化剤の中に含ませる方法としては、特段の限定はない。即ち、固体の状態で添加しても、溶液状態で添加しても良い。そして、この酸化マグネシウムは、水質浄化剤中で０．０１ｇ／ｌ〜０．１８ｇ／ｌ濃度となるように添加することが好ましい。酸化マグネシウム濃度が０．０１ｇ／ｌ未満の場合には、濾過に適した高密度のフロック形成は行えず、酸化マグネシウムを添加する意義が没却する。これに対し、酸化マグネシウム濃度が０．１８ｇ／ｌを超えるものとしても、より高密度のフロック形成は行えず、被処理水中のトータル溶存酸素、着色成分等の除去効率も上昇しないばかりか、むしろ除去効率が劣下する傾向にある。

そして、水酸化カルシウムを水質浄化剤の中に含ませる方法にも、特段の限定はない。即ち、固体の状態で添加しても、溶液状態で添加しても良い。そして、この水酸化カルシウムは、水質浄化剤中で０．０１ｇ／ｌ〜０．１８ｇ／ｌ濃度となるように添加することが好ましい。水酸化カルシウム濃度が０．０１ｇ／ｌ未満の場合には、濾過に適した高密度のフロック形成は行えず、水酸化カルシウムを添加する意義が没却する。これに対し、水酸化カルシウム濃度が０．１８ｇ／ｌを超えるものとしても、フロック形成能は上昇せず、被処理水中のトータル溶存酸素、着色成分等の除去効率も上昇しない。

更に、本発明に係る水質浄化剤は、汚濁物質等のフロック化を更に促進し濾過処理能力を向上させるために、必要に応じて有機系凝集剤を含有させてもよい。このような有機系凝集剤としては、アルギン酸ナトリウム、ポリアクリル酸ナトリウム等が挙げられる。これら有機系凝集剤は、水質浄化剤中で０．０１ｇ／ｌ〜１．０ｇ／ｌ濃度となるように添加することが好ましい。有機系凝集剤濃度が、０．０１ｇ／ｌ未満の場合には、汚濁物質等のフロック化を促進する効果は得られない。一方、当該有機系凝集剤濃度が０．１ｇ／ｌを超えて添加しても、フロック化の促進効果は飽和して、それ以上に向上しないのである。

水質浄化剤ＩＩ：この水質浄化剤は、Ａ剤とＢ剤との２液に分離して用いる２液系の水質浄化剤である。このようにＡ剤とＢ剤との２液に分離して用いるのは、当初から酸化マグネシウムを混入させていると、水質浄化剤自体の中で凝集沈殿が起こる場合があり、水質浄化剤としての品質を長期的に維持する観点から好ましい。

ここで、Ａ剤とは、ポリ硫酸第二鉄、硫酸、及び必要に応じて配合する有機系凝集剤を含む溶液を意図している。これに対し、Ｂ剤とは、酸化マグネシウム及び必要に応じて配合する水酸化カルシウムを含む溶液を意図している。このＡ剤とＢ剤とは、被処理水の中に同時に添加して用いるものである。

従って、Ａ剤とＢ剤との中に含有させる各成分の濃度に関して、特段の限定は要さない。被処理水に対するＡ剤とＢ剤との配合割合等を変更することは容易であり、例えば、通常の被処理水１リットルに対して、［Ａ剤］：［Ｂ剤］＝３０ｍｌ：３０ｍｌとする配合割合を必要とするものとしても、［Ａ剤］：［Ｂ剤］＝３０ｍｌ：６０ｍｌとする配合割合を必要とするものとしても、何ら問題はないからである。

水質浄化方法ｉの形態：本発明に係る水質浄化剤を用いた水質浄化方法は、被処理水（上水又は廃水等）に、上記水質浄化剤を添加することを特徴とするものである。被処理水の処理能力を向上させるためには、被処理水を攪拌させつつ水質浄化剤を添加することが好ましい。

上記水質浄化剤の添加量は、上記被処理水中での各成分の適正濃度により変化する。即ち、ポリ硫酸第二鉄（鉄イオン換算）の添加量が被処理水１リットル当たり０．００４ｇ〜１．１２ｇ、硫酸の添加量が被処理水１リットル当たり０．０５ｇ〜１４．０ｇ、有機系凝集剤を用いる場合には被処理水１リットル当たり０．０１ｇ〜１．０ｇ、酸化マグネシウムの添加量は０．０５ｇ〜０．３５ｇ、水酸化カルシウムを用いる場合の添加量は０．０５ｇ〜０．３５ｇとなればよい。

そして、被処理水に対しＡ剤とＢ剤との２液系の水質浄化剤を用いる場合には、Ａ剤から供給されるポリ硫酸第二鉄（鉄イオン換算）の添加量が、被処理水１リットル当たり０．００４ｇ〜１．１２ｇ、硫酸の添加量が、被処理水１リットル当たり０．０５ｇ〜１４．０ｇ、有機系凝集剤を用いる場合には、被処理水１リットル当たり０．０１ｇ〜１．０ｇとなればよい。そして、Ｂ剤から供給される酸化マグネシウムの添加量は０．０５ｇ〜０．３５ｇ、水酸化カルシウムを用いる場合の添加量は０．０５ｇ〜０．３５ｇとなればよい。これらの被処理水中での濃度範囲の意義に関しては、以下の水質浄化方法ｉｉの中で説明する。

処理対象となる被処理水は、特に限定されないが上水又は廃水等が一般的である。上水としては簡易水道が挙げられ、廃水としては、生活廃水や産業廃水、例えば土木、建築、窯業、金属等の分野の無機廃水、食品、製紙、養豚・養鶏等の分野の有機廃水が挙げられる。

そして、当該水質浄化剤を添加してフロック形成を行わせた上水又は廃水は、磁力線処理、沈降分離、フィルター濾過、限外濾過装置、オゾン脱臭装置等を任意に組み合わせ適宜配置した浄化ラインを経て、浄水化されることになる。

水質浄化方法ｉｉの形態：本発明に係る直接添加法による水質浄化方法は、上記被処理水に対して、ポリ硫酸第二鉄及び硫酸を直接添加することを特徴とするものである。さらに、ポリ硫酸第二鉄及び硫酸に加えて、酸化マグネシウム、更には水酸化カルシウムを添加するものである。すなわち、被処理水に対し、上記水質浄化剤の各成分を個々に添加するものである。被処理水に対する処理能力を向上させるためには、被処理水を攪拌させつつ各成分を同時に添加することが好ましい。

本発明に係る直接添加法による水質浄化方法において、上記ポリ硫酸第二鉄（鉄イオン換算）の添加量は、被処理水１リットル当たり、０．００４ｇ〜１．１２ｇ、より好ましくは０．０３ｇ〜１．１２ｇである。このポリ硫酸第二鉄添加量が０．００４ｇ未満の場合には、被処理水中の汚濁物質等のフロック化が不可能である。一方、ポリ硫酸第二鉄添加量が１．１２ｇを超えるものとしても、通常の汚濁物質等のフロック化を促進する機能は向上しないのである。

本発明に係る直接添加法による水質浄化方法において、上記硫酸の添加量は、被処理水１リットル当たり、０．０５ｇ〜１４．０ｇ、より好ましくは０．２ｇ〜１２ｇである。硫酸濃度が０．０５ｇ未満の場合には、被処理水中の汚濁物質等の凝集速度を速くする効果は得られない。一方、硫酸濃度が１４ｇを超えても、被処理水中の汚濁物質等の凝集速度が向上するわけでもなく、被処理水のｐＨが下がるため、むしろフロック化した汚濁物質等のフロックサイズが小さくなり、効率の良い濾過の出来るものではなくなる。

そして、本発明に係る直接添加法による水質浄化方法において、酸化マグネシウムを用いる場合の添加量は、０．０５ｇ〜０．３５ｇ、より好ましくは０．１ｇ〜０．３５ｇである。酸化マグネシウム添加量が、０．０５ｇ未満の場合には、濾過に適した高密度のフロック形成が行えない。これに対し、酸化マグネシウム添加量が０．３５ｇを超えるものとしても、より高密度のフロック形成は行えず、汚濁物質等の除去効率が劣下する傾向にある。

更に、本発明に係る直接添加法による水質浄化方法において、水酸化カルシウムを用いる場合の添加量は、０．０５ｇ〜０．３５ｇ、より好ましくは０．１５ｇ〜０．３５ｇである。水酸化カルシウム添加量が０．０５ｇ未満の場合には、濾過に適した高密度のフロック形成は行えない。これに対し、水酸化カルシウム添加量が０．３５ｇを超えるものとしても、フロック形成能は上昇せず、被処理水中のトータル溶存酸素、着色成分等の除去効率も上昇しない。

以上のことから明らかなように、ポリ硫酸第二鉄、硫酸、酸化マグネシウム及び水酸化マグネシウムの添加効果は、上記水質浄化剤の含有効果と同様である。

本発明に係る直接添加法による水質浄化方法において、汚濁物質に対するより強力なフロック化能力を得て、浄化処理能力を向上させるために、有機系凝集剤を添加させてもよい。このような有機系凝集剤としては、上記と同様にアルギン酸ナトリウム、ポリアクリル酸ナトリウム等が挙げられる。これら有機系凝集剤は、被処理水１リットル当たり、０．０１ｇ〜１．０ｇ添加することがより好ましい。有機系凝集剤の、被処理水１リットル当たりに対する添加量が０．０１ｇ未満の場合には、汚濁物質に対するより強力なフロック化能力を得ることは出来ない。一方、一般的に想定できる被処理水であれば、１．０ｇを超える有機系凝集剤を添加する必要はなく、良好な浄化を行うことが可能である。

以下、本発明を実施例に基づき具体的に説明する。

この実施例では、試薬レベルの純度のポリ硫酸酸第二鉄溶液（比重１．４９ｇ／ｃｍ^３、全鉄１１％）及び７５％硫酸を用いた。そして、ポリ硫酸酸第二鉄溶液２９．８ｇ及び７５％硫酸１６７ｇ（１００ｍｌ）を水に溶解させ液体状の水質浄化剤１リットルを調製した。このときの水質浄化剤のポリ硫酸第二鉄濃度は３．３ｇ／ｌ（鉄イオン換算）、硫酸濃度は１２５．６ｇ／ｌである。

無機質粘土を１３００ｐｐｍ含有した被処理水１０００ｃｃをシリンダーに採取し、上記水質浄化剤２ｍｌを添加し、シリンダーを１０回転倒させ、これを２分間静置後、目視により沈降状況及び上層水の状況を観察した。

この結果、フロックの沈降性は良好であり、上層水は透明であった。

この実施例では、無機質粘土を１３００ｐｐｍ含有した被処理水１０００ｃｃをシリンダーに採取し、実施例１で調製した水質浄化剤２ｍｌを添加し、更に酸化マグネシウム０．２ｇを添加し、当該シリンダーを１０回転倒させ、これを２分間静置後、目視により沈降状況及び上層水の状況を観察した。

この実施例では、無機質粘土を１３００ｐｐｍ含有した被処理水１０００ｃｃをシリンダーに採取し、実施例１で調製した水質浄化剤２ｍｌを添加し、更に酸化マグネシウム０．２ｇ及び水酸化カルシウム０．１ｇを添加し、当該シリンダーを１０回転倒させ、これを２分間静置後、目視により沈降状況及び上層水の状況を観察した。

この実施例では、試薬レベルの純度のポリ硫酸酸第二鉄溶液（比重１．４９ｇ／ｃｍ^３、全鉄１１％）及び７５％硫酸を用い、ポリ硫酸酸第二鉄溶液６５ｇ及び７５％硫酸１６７ｇ（８６．８ｍｌ）を水に溶解させ液体状の水質浄化剤１リットルを調製した。このときの水質浄化剤のポリ硫酸第二鉄濃度は７．２ｇ／ｌ（鉄イオン換算）、硫酸濃度は１２５．３ｇ／ｌである。

無機質粘土４８００ｐｐｍ含有処理水１０００ｃｃをシリンダーに採取し、上記水質浄化剤溶液２ｍｌを添加し、更に酸化マグネシウム０．２ｇ及び水酸化カルシウム０．１ｇを添加し、当該シリンダーを１０回転倒させ、これを２分間静置後、目視により沈降状況及び上層水の状況を観察した。

この実施例では、無機質粘土５．１重量％含有処理水１０００ｃｃをシリンダーに採取し、実施例４で調製した水質浄化剤２ｍｌを添加し、更に酸化マグネシウム０．２ｇ及び水酸化カルシウム０．１ｇを添加し、当該シリンダーを１０回転倒させ、これを２分間静置後、目視により沈降状況及び上層水の状況を観察した。

この結果、フロックの沈降性はやや不良であり、上層水は透明であった。

この実施例では、無機質粘土５．１重量％含有処理水１０００ｃｃをシリンダーに採取し、実施例４で調製した水質浄化剤２ｍｌを添加し、更に酸化マグネシウム０．２ｇ、水酸化カルシウム０．１ｇ、有機系凝集剤として０．１％アルギン酸ナトリウム溶液０．１ｍｌを添加し、当該シリンダーを１０回転倒させ、これを２分間静置後、目視により沈降状況及び上層水の状況を観察した。

実施例６で用いたポリ硫酸第二鉄の鉄分の３０％を硫酸第一鉄に換え、且つ、有機系凝集剤として０．１％ポリアクリル酸ナトリウム溶液１ｃｃを添加した水質浄化剤溶液を調製した。

そして、有機質粘土（有機物３０重量％含有）３．０重量％を含有した処理水１０００ｃｃをシリンダーに採取し、当該水質浄化剤２ｍｌを添加し、当該シリンダーを１０回転倒させ、これを２分間静置後、目視により沈降状況及び上層水の状況を観察した。

この実施例では、試薬レベルの純度のポリ硫酸酸第二鉄溶液（比重１．４９ｇ／ｃｍ^３、全鉄１１％）及び７５％硫酸を用い、ポリ硫酸酸第二鉄溶液６５ｇ及び７５％硫酸１６７ｇ（８６．８ｍｌ）を水に溶解させ液体状のＡ剤５００ｍｌを調製した。そして一方、酸化マグネシウム０．２ｇ及び水酸化カルシウム０．１ｇを水に添加し、水に溶解させ液体状のＢ剤５００ｍｌを調製した。［Ａ剤］：［Ｂ剤］＝１：１の良否で混合使用した場合、水質浄化剤としてのポリ硫酸第二鉄濃度は７．２ｇ／ｌ（鉄イオン換算）、硫酸濃度は１２５．３ｇ／ｌとなる。

そして、無機質粘土４８００ｐｐｍ含有した処理水１０００ｃｃをシリンダーに採取し、トータル水質浄化剤溶液２ｍｌ（［Ａ剤］：［Ｂ剤］＝１ｍｌ：１ｍｌ）を添加し、当該シリンダーを１０回転倒させ、これを２分間静置後、目視により沈降状況及び上層水の状況を観察した。

実施例１で用いた水質浄化剤溶液の個々の成分を、実施例１で用いたのと同様の処理水に添加した。実施例１と同様の方法によって、目視により沈降状況及び上層水の状況を観察した。この結果、フロックの沈降性は良好であり、上層水は透明であった。

実施例２で用いた水質浄化剤溶液の個々の成分を、実施例２で用いたのと同様の処理水に添加した。実施例１と同様の方法によって、目視により沈降状況及び上層水の状況を観察した。この結果、フロックの沈降性は良好であり、上層水は透明であった。

実施例３で用いた水質浄化剤溶液の個々の成分を、実施例３で用いたのと同様の処理水に添加した。実施例１と同様の方法によって、目視により沈降状況及び上層水の状況を観察した。この結果、フロックの沈降性は良好であり、上層水は透明であった。

実施例４で用いた水質浄化剤溶液の個々の成分を、実施例４で用いたのと同様の処理水に添加した。実施例１と同様の方法によって、目視により沈降状況及び上層水の状況を観察した。この結果、フロックの沈降性は良好であり、上層水は透明であった。

実施例５で用いた水質浄化剤溶液の個々の成分を、実施例５で用いた処理水に添加した。実施例１と同様の方法によって、目視により沈降状況及び上層水の状況を観察した。この結果、フロックの沈降性はやや不良であり、上層水は透明であった。

実施例６で用いた水質浄化剤溶液の個々の成分を、実施例６で用いたのと同様の処理水に添加した。実施例１と同様の方法によって、目視により沈降状況及び上層水の状況を観察した。この結果、フロックの沈降性は良好であり、上層水は透明であった。

実施例７で用いた水質浄化剤溶液の個々の成分を、実施例７で用いたのと同様の処理水に添加した。実施例１と同様の方法によって、目視により沈降状況及び上層水の状況を観察した。この結果、フロックの沈降性は良好であり、上層水は透明であった。

実施例８で用いた水質浄化剤溶液の個々の成分を、実施例８で用いたのと同様の処理水に添加した。実施例１と同様の方法によって、目視により沈降状況及び上層水の状況を観察した。この結果、フロックの沈降性は良好であり、上層水は透明であった。

本発明に係る水質浄化剤は、安価で、環境有害成分を含まず、また肥料成分を多く有している。また、本発明に係る水質浄化方法によって、被処理水中の汚濁物質の凝集速度が早く、高密度のフロックが形成できるので含水率が下がり、効率よく有効に処理がなされる。従って、本発明に係る水質浄化方法は、上水や廃水中の汚濁物質その他の不純物の処理に好適に用いられる。

Claims

上水又は廃水等の被処理水の汚濁物質等をフロック化させ沈殿可能な状態として浄化処理するための水質浄化剤において、
ポリ硫酸第二鉄及び硫酸を含有してなることを特徴とした水質浄化剤。
上記水質浄化剤は、ポリ硫酸第二鉄水溶液を用いて調製したものであり、そのポリ硫酸第二鉄濃度が鉄イオン換算で２．０ｇ／ｌ〜１６．０ｇ／ｌであり、上記硫酸濃度が２５ｇ／ｌ〜２００ｇ／ｌである請求項１に記載の水質浄化剤。
前記水質浄化剤は、０．０１ｇ／ｌ〜０．１８ｇ／ｌの濃度範囲となるよう酸化マグネシウムを添加したものである請求項１又は請求項２に記載の水質浄化剤。
前記水質浄化剤は、０．０１ｇ／ｌ〜０．１８ｇ／ｌの濃度範囲となるよう水酸化カルシウムを添加したものである請求項１〜請求項３のいずれかに記載の水質浄化剤。
前記水質浄化剤は、有機系凝集剤を含むものである請求項１〜請求項４のいずれかに記載の水質浄化剤。
上水又は廃水等の被処理水の汚濁物質等をフロック化させ沈殿可能な状態として浄化処理するための水質浄化剤において、
ポリ硫酸第二鉄、硫酸、及び必要に応じて配合する有機系凝集剤からなるＡ剤と、
酸化マグネシウム及び必要に応じて配合する水酸化カルシウムからなるＢ剤とがあり、これらを同時に被処理水に添加して用いることを特徴とした２液系の水質浄化剤。
請求項１〜請求項６のいずれかに記載の水質浄化剤を用いた被処理水の浄化処理方法であって、
前記被処理水に対し、添加後の被処理水中のポリ硫酸第二鉄濃度が鉄イオン換算で０．００４ｇ／ｌ〜１．１２ｇ／ｌ、上記硫酸濃度が０．０５ｇ／ｌ〜１４．０ｇ／ｌとする水質浄化方法。
前記被処理水１リットル当たり、酸化マグネシウムが０．０５ｇ〜０．３５ｇの範囲となるよう添加する請求項７に記載の水質浄化方法。
前記被処理水１リットル当たり、水酸化カルシウムが０．０５ｇ〜０．３５ｇの範囲となるよう添加する請求項７又は請求項８に記載の水質浄化方法。
前記被処理水１リットル当たり、有機系凝集剤が０．０１ｇ〜１．０ｇ添加する請求項７〜請求項９のいずれかに記載の水質浄化方法。
被処理水に対し、ポリ硫酸第二鉄及び硫酸を直接添加することを特徴とする水質浄化方法。
上記ポリ硫酸第二鉄は、水溶液状態のポリ硫酸第二鉄溶液として添加し、添加後の被処理水中のポリ硫酸第二鉄濃度が鉄イオン換算で０．００４ｇ／ｌ〜１．１２ｇ／ｌ、上記硫酸濃度が０．０５ｇ／ｌ〜１４．０ｇ／ｌである請求項１１に記載の水質浄化方法。
前記被処理水１リットル当たり、酸化マグネシウムを０．０５ｇ〜０．３５ｇ添加する請求項１１又は請求項１２に記載の水質浄化方法。
前記被処理水１リットル当たり、水酸化カルシウムを０．０５ｇ〜０．３５ｇ添加する請求項１１〜請求項１３のいずれかに記載の水質浄化方法。
前記被処理水１リットル当たり、有機系凝集剤を０．０１ｇ〜１．０ｇ添加する請求項１１〜請求項１４のいずれかに記載の水質浄化方法。