JP3694813B2 - 上水処理用凝集剤 - Google Patents
上水処理用凝集剤 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3694813B2 JP3694813B2 JP34968695A JP34968695A JP3694813B2 JP 3694813 B2 JP3694813 B2 JP 3694813B2 JP 34968695 A JP34968695 A JP 34968695A JP 34968695 A JP34968695 A JP 34968695A JP 3694813 B2 JP3694813 B2 JP 3694813B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- water
- flocculant
- titanyl sulfate
- concentration
- sulfate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Separation Of Suspended Particles By Flocculating Agents (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、水中に懸濁または溶解している物質を沈降除去する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上水、下水、し尿、工業用水の処理や、化学、冶金、染色、澱粉などの工業廃水の処理に際し、その処理液の清澄化あるいは懸濁物の分離には、各種の凝集剤が使われている。
【０００３】
上記凝集剤としては、たとえば、各種の有機高分子系凝集剤ならびに硫酸アルミニウムを始めとした、硫酸第一鉄、硫酸第二鉄、塩素化コッパラス、塩化第一鉄、塩化第二鉄、ポリ塩化アルミニウムなどの無機系凝集剤が知られており、また、凝集助剤としては消石灰、活性シリカ、ケイ酸ナトリウム、ベントナイトなどが知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
これらの凝集剤のうち、無機系凝集剤においては、特に硫酸アルミニウムがその機能や価格の面から一般によく使用されており、また、特定の比率の硫酸塩混合物を特定の方法によって作成することにより、その効果を増すような改良なども行なわれている（特開昭５６−１２６４８３号公報など）。しかしながら、たとえば、平成７年10月５日（木）付の日刊工業新聞での、東北大学農学部宮沢陽夫助教授による研究の記事にあるように、いわゆる”アルツハイマー型痴呆症患者とその脳に蓄積されているアルミニウムとの因果関係”が着目され始めており、従来、健康面に対して比較的に安全であるとみなされていたアルミニウム塩が、上水用凝集剤として使用される場合には危険となる、という示唆を含んだ報告がなされるようになっている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記のアルミニウム塩タイプに代わる、無機系上水用凝集剤の研究開発を重ねた結果、硫酸チタニルが凝集剤として優れた効果を持つことを見いだした。
すなわち、本発明の要旨は、上水用水の凝集剤として、上水用水に対しＴｉＯ2 濃度換算で５〜２０ｐｐｍの比率となるように、硫酸チタニルを添加することを特徴とする、上水用水の清澄化方法、あるいは、上水用水の懸濁物の分離方法である。
【０００６】
硫酸チタニルとは、一般式、ＴｉＯＳＯ4 ・２Ｈ2 Ｏという化学式で示される白色結晶であるが、本発明で用いる工業製品としての一般的な硫酸チタニル結晶の組成は、重量％で、次の範囲にある。
ＴｉＯ2 分 ：２５〜３５％（分析値）
Ｈ2 ＳＯ4 分 ：４７〜５３％（分析値）
付着硫酸あるいは付着水分 ：約２０％
その他（鉄など不純物） ：０．０１％以下
硫酸チタニル自体は、常温では５〜３０％の濃度範囲で安定な水溶液を形成するが、７０℃以上に加熱したり、ＴｉＯ2 濃度換算で０．７ｇ／リットル以下の濃度に希釈すると加水分解を起こす。加水分解により溶液は、まず、フロックと呼ばれる靄状の凝集体を形成し、さらに加水分解が進むと水和酸化チタンが得られる。フロックは、硫酸チタニルの部分的な加水分解によって形成されたＴｉやＨ2 Ｏのイオンが多核錯体を形成し、これらが主となって凝集したものであろう、と考えられている。
【０００７】
硫酸チタニルを上水用原料水に添加する際には、結晶の状態で添加するよりも、結晶を溶解させて、５〜１５％の水溶液として使用する方が取り扱いやすさの点で好都合である。そして、調製した水溶液は、上水用原料水に対しＴｉＯ2 濃度が５〜２０ｐｐｍとなるように添加するのが効果的である。添加方法については、そのまま流しこんでもよいが、水域全体に均一に分布させるように撒くのが好ましく、液面上から散布を行なってもよい。添加温度としては常温で行なうのが通常である。
【０００８】
一般に無機系凝集剤は、その等電点付近において、ケイ酸などの不純物の除去率が最大となる。硫酸チタニルの場合には、おそらくフロック形成時に不純物の除去がなされると推測されるが、加水分解により最終的に生成する含水酸化チタン（メタチタン酸）はアナターゼ形の結晶を形成し、その等電点はｐＨ＝６．１である。この値は、上水のｐＨに近いので、硫酸チタニル単独でも不純物除去に大きな効果を示す、と考えられる。したがって、他の凝集剤と比べ、被処理液のｐＨを移動させる必要はあまりなく、ｐＨ調整のために被処理液へ加えるアルカリ助剤の使用量も少なくなり、経済的である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
実験は、いずれの場合も、室温下で行なった。
製造例１
硫酸チタニル（製品名：テイカ株式会社製ＴＭ結晶、ＴｉＯ2 分は重量換算で３３％）を岡山市の上水に投入し、かきまぜて、酸化チタン換算濃度が、７０ｇ／リットルである硫酸チタニル水溶液を調製した。
【００１０】
実施例１ （濃度）
試水として、猪名川表流水（比色法濁度：９度、積分吸光法色度：３０、ｐＨ：７．３）を用い、その１リットルをビーカーにそれぞれ採取した。そこに製造例１の硫酸チタニル水溶液を、試水に対しＴｉＯ2 濃度換算で下表のｐｐｍ濃度となるように加えた。添加後、試水を１５０ｒｐｍにて３分間かきまぜた後、２０ｒｐｍでさらに１２分間かきまぜ、６０分間静置した。処理後、試水の水面より２ｃｍの位置にある上澄水を採取し、その濁度ならびに水溶液投入後からのフロック発生時間を測定した。
結果を表１に示す。
【００１１】
【表１】
表１から明らかなように、上水用原料水に硫酸チタニル溶液を加えると、短時間でフロックが発生し、最終的に濁度すなわち濁りが効果的に除去されることがわかる。
【００１２】
実施例２ （ｐＨ）
採取した試水のｐＨを、塩酸を用いてあらかじめそれぞれｐＨ：７、ｐＨ：５、ｐＨ：３に調整してから、実施例１の実験番号２の場合と同様に処理した。
得られた結果を、表２に示す。
【００１３】
【表２】
表２から明らかなように、原料水のｐＨを変化させても、本発明の効果に変わりはなく、従って、使用可能な上水用原料水の幅が広く、使用にあたってアルカリ助剤の使用量を低減できることがわかる。
【００１４】
実施例３ （硫酸バンドとの混合）
試水に加える上水用凝集剤として、製造例１で用いた硫酸チタニル結晶（ＴｉＯＳＯ4 ）と硫酸アルミニウム〔Ａｌ2 （ＳＯ4 ）3 ：林純薬工業社製〕との混合物を、ＴｉＯ2 ／Ａｌ2 Ｏ3 換算でそれぞれ６／２、４／４、２／６の重量比率で混合したものを、試水に対し混合物の酸化物濃度換算で８ｐｐｍの濃度となるようにそれぞれ加え、実施例１と同様に処理、測定した。
得られた結果を表３に示す。
【００１５】
【表３】
【００１６】
【発明の効果】
本発明により、硫酸チタニル溶液を上水用凝集剤として用いた場合には、以下のメリットが得られる。
（１） 処理後の濁度が大きく減少する。
（２） ｐｐｍオーダーの添加でも優れた効果が得られ、経済的である。
（３） アルカリ助剤の使用量を節減でき、経済的である。
（４） アルツハイマー型痴呆症との因果関係がないので、安心して使用することができる。
【産業上の利用分野】
本発明は、水中に懸濁または溶解している物質を沈降除去する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上水、下水、し尿、工業用水の処理や、化学、冶金、染色、澱粉などの工業廃水の処理に際し、その処理液の清澄化あるいは懸濁物の分離には、各種の凝集剤が使われている。
【０００３】
上記凝集剤としては、たとえば、各種の有機高分子系凝集剤ならびに硫酸アルミニウムを始めとした、硫酸第一鉄、硫酸第二鉄、塩素化コッパラス、塩化第一鉄、塩化第二鉄、ポリ塩化アルミニウムなどの無機系凝集剤が知られており、また、凝集助剤としては消石灰、活性シリカ、ケイ酸ナトリウム、ベントナイトなどが知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
これらの凝集剤のうち、無機系凝集剤においては、特に硫酸アルミニウムがその機能や価格の面から一般によく使用されており、また、特定の比率の硫酸塩混合物を特定の方法によって作成することにより、その効果を増すような改良なども行なわれている（特開昭５６−１２６４８３号公報など）。しかしながら、たとえば、平成７年10月５日（木）付の日刊工業新聞での、東北大学農学部宮沢陽夫助教授による研究の記事にあるように、いわゆる”アルツハイマー型痴呆症患者とその脳に蓄積されているアルミニウムとの因果関係”が着目され始めており、従来、健康面に対して比較的に安全であるとみなされていたアルミニウム塩が、上水用凝集剤として使用される場合には危険となる、という示唆を含んだ報告がなされるようになっている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記のアルミニウム塩タイプに代わる、無機系上水用凝集剤の研究開発を重ねた結果、硫酸チタニルが凝集剤として優れた効果を持つことを見いだした。
すなわち、本発明の要旨は、上水用水の凝集剤として、上水用水に対しＴｉＯ2 濃度換算で５〜２０ｐｐｍの比率となるように、硫酸チタニルを添加することを特徴とする、上水用水の清澄化方法、あるいは、上水用水の懸濁物の分離方法である。
【０００６】
硫酸チタニルとは、一般式、ＴｉＯＳＯ4 ・２Ｈ2 Ｏという化学式で示される白色結晶であるが、本発明で用いる工業製品としての一般的な硫酸チタニル結晶の組成は、重量％で、次の範囲にある。
ＴｉＯ2 分 ：２５〜３５％（分析値）
Ｈ2 ＳＯ4 分 ：４７〜５３％（分析値）
付着硫酸あるいは付着水分 ：約２０％
その他（鉄など不純物） ：０．０１％以下
硫酸チタニル自体は、常温では５〜３０％の濃度範囲で安定な水溶液を形成するが、７０℃以上に加熱したり、ＴｉＯ2 濃度換算で０．７ｇ／リットル以下の濃度に希釈すると加水分解を起こす。加水分解により溶液は、まず、フロックと呼ばれる靄状の凝集体を形成し、さらに加水分解が進むと水和酸化チタンが得られる。フロックは、硫酸チタニルの部分的な加水分解によって形成されたＴｉやＨ2 Ｏのイオンが多核錯体を形成し、これらが主となって凝集したものであろう、と考えられている。
【０００７】
硫酸チタニルを上水用原料水に添加する際には、結晶の状態で添加するよりも、結晶を溶解させて、５〜１５％の水溶液として使用する方が取り扱いやすさの点で好都合である。そして、調製した水溶液は、上水用原料水に対しＴｉＯ2 濃度が５〜２０ｐｐｍとなるように添加するのが効果的である。添加方法については、そのまま流しこんでもよいが、水域全体に均一に分布させるように撒くのが好ましく、液面上から散布を行なってもよい。添加温度としては常温で行なうのが通常である。
【０００８】
一般に無機系凝集剤は、その等電点付近において、ケイ酸などの不純物の除去率が最大となる。硫酸チタニルの場合には、おそらくフロック形成時に不純物の除去がなされると推測されるが、加水分解により最終的に生成する含水酸化チタン（メタチタン酸）はアナターゼ形の結晶を形成し、その等電点はｐＨ＝６．１である。この値は、上水のｐＨに近いので、硫酸チタニル単独でも不純物除去に大きな効果を示す、と考えられる。したがって、他の凝集剤と比べ、被処理液のｐＨを移動させる必要はあまりなく、ｐＨ調整のために被処理液へ加えるアルカリ助剤の使用量も少なくなり、経済的である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
実験は、いずれの場合も、室温下で行なった。
製造例１
硫酸チタニル（製品名：テイカ株式会社製ＴＭ結晶、ＴｉＯ2 分は重量換算で３３％）を岡山市の上水に投入し、かきまぜて、酸化チタン換算濃度が、７０ｇ／リットルである硫酸チタニル水溶液を調製した。
【００１０】
実施例１ （濃度）
試水として、猪名川表流水（比色法濁度：９度、積分吸光法色度：３０、ｐＨ：７．３）を用い、その１リットルをビーカーにそれぞれ採取した。そこに製造例１の硫酸チタニル水溶液を、試水に対しＴｉＯ2 濃度換算で下表のｐｐｍ濃度となるように加えた。添加後、試水を１５０ｒｐｍにて３分間かきまぜた後、２０ｒｐｍでさらに１２分間かきまぜ、６０分間静置した。処理後、試水の水面より２ｃｍの位置にある上澄水を採取し、その濁度ならびに水溶液投入後からのフロック発生時間を測定した。
結果を表１に示す。
【００１１】
【表１】
【００１２】
実施例２ （ｐＨ）
採取した試水のｐＨを、塩酸を用いてあらかじめそれぞれｐＨ：７、ｐＨ：５、ｐＨ：３に調整してから、実施例１の実験番号２の場合と同様に処理した。
得られた結果を、表２に示す。
【００１３】
【表２】
【００１４】
実施例３ （硫酸バンドとの混合）
試水に加える上水用凝集剤として、製造例１で用いた硫酸チタニル結晶（ＴｉＯＳＯ4 ）と硫酸アルミニウム〔Ａｌ2 （ＳＯ4 ）3 ：林純薬工業社製〕との混合物を、ＴｉＯ2 ／Ａｌ2 Ｏ3 換算でそれぞれ６／２、４／４、２／６の重量比率で混合したものを、試水に対し混合物の酸化物濃度換算で８ｐｐｍの濃度となるようにそれぞれ加え、実施例１と同様に処理、測定した。
得られた結果を表３に示す。
【００１５】
【表３】
【発明の効果】
本発明により、硫酸チタニル溶液を上水用凝集剤として用いた場合には、以下のメリットが得られる。
（１） 処理後の濁度が大きく減少する。
（２） ｐｐｍオーダーの添加でも優れた効果が得られ、経済的である。
（３） アルカリ助剤の使用量を節減でき、経済的である。
（４） アルツハイマー型痴呆症との因果関係がないので、安心して使用することができる。
Claims (1)
- 上水用水の凝集剤として、上水用水に対しＴｉＯ2 濃度換算で５〜２０ｐｐｍの比率となるように硫酸チタニルを添加することを特徴とする上水用水の清澄化あるいは懸濁物の分離方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34968695A JP3694813B2 (ja) | 1995-12-20 | 1995-12-20 | 上水処理用凝集剤 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34968695A JP3694813B2 (ja) | 1995-12-20 | 1995-12-20 | 上水処理用凝集剤 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09168786A JPH09168786A (ja) | 1997-06-30 |
| JP3694813B2 true JP3694813B2 (ja) | 2005-09-14 |
Family
ID=18405423
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34968695A Expired - Fee Related JP3694813B2 (ja) | 1995-12-20 | 1995-12-20 | 上水処理用凝集剤 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3694813B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103011358B (zh) * | 2012-12-20 | 2014-03-05 | 山东大学 | 聚合硫酸钛无机高分子絮凝剂及其制备方法与应用 |
-
1995
- 1995-12-20 JP JP34968695A patent/JP3694813B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09168786A (ja) | 1997-06-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2987694B2 (ja) | 水処理凝集剤および水処理方法 | |
| JP3694813B2 (ja) | 上水処理用凝集剤 | |
| JP2010005532A (ja) | ミネラル溶液及びこれを用いた汚水浄化方法 | |
| JP3952122B2 (ja) | チタン系凝集剤 | |
| JP2005125153A (ja) | フッ素含有排水の処理方法及び処理装置 | |
| JP3694816B2 (ja) | 上水処理用凝集剤 | |
| KR100469685B1 (ko) | 폐수처리용 응집조성물 및 그 제조방법 | |
| JP2010172882A (ja) | 凝集剤及び汚濁廃水の処理方法 | |
| JP2002079003A (ja) | 高純度第二鉄系無機凝集剤及びその製造方法、並びに浄水処理における凝集分離処理方法及び処理装置 | |
| JPH11188204A (ja) | 水処理用チタン系凝集剤 | |
| SK50196A3 (en) | Process for the treatment of acidic liquors and simultaneous gaining commercial products and a product for processing water | |
| JPS62234511A (ja) | 析出凝集剤 | |
| JP2002028404A (ja) | チタン系凝集剤 | |
| JP2010172883A (ja) | 凝集剤及び汚濁排水の処理方法 | |
| JPH0356104A (ja) | 汚濁水の高速清澄処理剤 | |
| RU2250877C1 (ru) | Способ очистки природных и сточных вод | |
| US2567285A (en) | Sterilization and clarification of raw waters | |
| RU2098359C1 (ru) | Способ очистки воды | |
| JP2788552B2 (ja) | 重金属及びトリハロメタンとその前駆物質を除去するための上水用凝集組成物 | |
| JPH11290613A (ja) | 含水金属酸化物 | |
| JP2002079005A (ja) | 浄水用有機性高分子凝集剤及び凝集処理方法 | |
| JPS5881413A (ja) | 無機凝集剤の製造法 | |
| KR20000020134A (ko) | 폐수처리용 무기 응집제 및 그 제조방법 | |
| SU1393802A1 (ru) | Способ очистки сточных вод от ионов фтора | |
| KR940001798B1 (ko) | 정수용 응집제 조성물 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050425 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20050614 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20050615 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080708 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090708 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100708 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110708 Year of fee payment: 6 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |