JP4689605B2 - 凝集剤、その製造方法及びその使用方法 - Google Patents

Description

本発明は、酸−及びアルカリ抽出塩粘土（ｓａｌｔ ｃｌａｙ）の形態の水溶性アルカリ凝集剤、凝集−及び沈降剤に関し、前記凝集剤の特有の適用分野ばかりでなくこれらの凝集剤の製造方法にも関する。

個人用ばかりでなく公共用でもある“人造”水泳−及び水浴び用プールに加えて、所謂、“人造”水泳用−及び水浴び用の池は、ビオトープを含めて、益々好評を博している。これらの人造池及びビオトープの最大の問題は、時の経過につれて水の外観が変化すると言うことにある。このことは、数年経つだけでも起こる場合がある。生態系の均衡がとれているときは水が極めて透明で、きれいである。概して、池の“愛好者”は、生態的、化学的、生物学的及び／又は微生物学的プロセス及び関係を知らないので、人工的に整備された池は、自然水域と充分に比較できるという誤った考えが往々にして存在する。実地観察及び多くの試験によって、自然生態系は、人造池に１：１で対等に移行できないことが実証されている。一連の主な問題は、有機物質及び無機物質の“再可動化及び再活力化プロセス”であり、これは水が浅いことによって小さい水浴び用池で起こる。自然水域は通常、比較的深く、結果として、前記の物質の再活力化は、バイオマスや沈降ほど速くはない−即ち、これらの物質は比較的深い所に堆積する。“目視深さ（ｖｉｅｗｉｎｇ ｄｅｐｔｈ）”が充分に深く見える透明で、見た目には美しい水の如何を問わず、衛生状態にも厳しく注意を払わなければならない。概して、自然水域又は海と比較して水浴び用池では、利用者１人当りに供給される水の容積及び／又は水の量は極めて少量である、−−往々にして、新しい水を加えるにも極めて少量である−微生物学的問題は、必ずしも充分に解決できているとは限らない。

凝集剤、濾過剤及び消毒剤の添加により高い精度と既知のパラメータの範囲内で水質は管理できているので、水泳プールの水によって入場者が感染する恐れはない人造の屋外水泳プールと比較して、一方では、人造の水泳用の池では、そうとは言えない。この種の池では、長い間、技術的施設による水の世話や保守点検−具体的例では“生物サイクル”、を補助することだけが可能であり、その意識はある。水泳プールで使用されている従来からの酸化型の水の消毒剤、例えば水の場合には、塩素又は塩素／二酸化塩素及び他の既知の消毒剤、は、この場合には検討できないので、少なくとも凝集濾過を採用すべきである、及び／又は吸引除去によって土地の上にある沈降物及び堆積物の廃棄の可能性を調査すべきである。

従って、水泳プールの利用周期の中で凝集工程に対する凝集剤及びフロキュレーション剤として明らかに利用できる手段、及び−動植物に悪影響を与えることなく−（植物及び動物の生活集団に被害をもたらさない）諸特性を持ち−人造の水泳−又は水浴び用プールの水処理に好適である−そして沈降手段ばかりでなく凝集及び沈殿特性を有する凝集沈殿用の手段としても、これを達成するのに好適である手段を提供することが本発明の目的である。市販の有機及び無機凝集剤、並びに凝集補助剤は、これらの特性及び好ましくない反応生成物等のために、広範囲の用途には不向きなので、例えば水泳用の池及びビオトープのような屋外施設を含めて、人造の水泳プール施設の水泳及び水浴び用プールの水に、何の制約もなく、そして何等の問題や危険も起こすことなく採用できる物質を提供することが本発明の目的である。更に、天然物から作られていて水浴び用池及び水−ビオトープに有害な副作用をすることなく利用できる手段を開発することが本発明の目的である。

先ず、本発明は、溶解したケイ酸塩及びアルミン酸塩並びにアルカリ塩化物を含む水溶性アルカリ塩粘土抽出物を主成分とする水溶性アルカリ凝集剤手段を含み、１重量部のアルミン酸塩（Ａｌ（ＯＨ）_３として表される）に対して、約２〜３重量部のケイ酸塩（ＳｉＯ_２として表される）に加え、２．）少なくとも１０重量部、特に少なくとも２０重量部のアルカリ塩化物によって供給される。前記凝集剤は、区別し易くするために、以後の本明細書では“水溶性アルカリ凝集剤（Ａ）”と特定する。

更に、本発明は、酸及びアルカリ塩粘土抽出物の形態の、好ましくは分配された極めて微細な形態の固体凝集及び沈降剤に関する。前記凝集及び沈降剤は、以後の本明細書では（これを凝集剤（Ａ）と区別するために）凝集及び沈降剤（Ｂ）として区別する。

この２種類の前記凝集剤（Ａ）及び（Ｂ）は、次の有用な構成を提示する：水溶性アルカリ凝集剤（Ａ）は、アルカリ塩化物が塩化ナトリウム及び／又は塩化カリウムの形態で存在していると言う点で明確に特徴付けられる。１重量部のアルミン酸塩に対して、少なくとも約３０重量部、特に約４０〜６０重量部のアルカリ塩化物が供給されるならば特に好ましい。約３０重量部という有用な下限は、安定で濾過し易い粒子クラスターの形成及び優れた浄化のために、アルカリ塩化物は優れた効果を発揮することを意味し、一方、条件を付けると、上限及び下限値を超えてはならないことを意味する。

特に有利な結果は、約４０〜６０重量部の範囲内でアルカリ塩化物が得られ、前記結果によって、コロイド状の含水不純物の負荷は、これらのミクロ粒子が集まって一緒になり、より大きい凝集物になり、従って、更に容易に堆積及び／又は濾過され得るような方法で作用されていることを証明する。

水溶性アルカリ凝集剤（Ａ）は、このｐＨ値が９を超える、特に１１を超えると言う点でとりわけ特徴付けられる。本明細書では下記を指摘しなければならない：
ケイ酸の溶解度及びアルミン酸塩の溶解度もアルカリ度及び／又はｐＨ値によって決まるので、生成物では１１を超えるｐＨ値にすることが有利である。処理対象の水に凝集剤を注入するとき、ｐＨ値が素早く９未満に低下することが起こり、結果として、ケイ酸とアルミン酸塩の望ましい自発反応とクラスター化が起こり、次いで、コロイド状の水の不純物の所要のアグロメレーションに繋がる。

約１２〜１４の特に好ましいｐＨ値の範囲を保持することにより、本来の目的である特に有用な溶液が得られる。

原理上、本発明は、抽出対象である塩粘土の利用に関してはいかなる制約も受けない。凝集剤の製造に関して、灰色、緑色、赤色及び／又は黒色の塩粘土を使用してもよいが、緑色塩粘土が比較的分解し易いので、この塩粘土が好まれる。これらの出発原料は、後記で詳細に考察されるだろう。本発明の特定の凝集剤（Ａ）の特有の利点は、この凝集剤が、一般に、透明で、無色、無臭及び無毒の溶液を含むと言う点で特に評価されていることである。

懸濁した粘土粒子の形態の固体物質を含有し、塩粘土のアルカリ−及び酸抽出によって同じように製造される凝集及び沈降剤（Ｂ）は、固体物質の平均粒径が５０μｍより小さい、特に２０μｍより小さいとき、特有の利点を発現する。これらの値が更に低くなると、粘土粒子の比表面積は極めて大きくなり、従って水中の不純物の凝集の効果及び沈降挙動の拡大は、好ましい作用を受けることを意味する。

平均粒径が１０μｍより小さくなり、そして特に粒子の３０％が３μｍ未満の粒径であれば特に好ましい。このことは、凝集−及び浄化性能に特に好ましい効果をもたらす。

本発明の特定の凝集及び沈降剤（Ｂ）も、灰色塩粘土、緑色塩粘土、赤色塩粘土及び／又は黒色塩粘土、特に緑色塩粘土に由来するのが好ましい。

２種類の特定の凝集剤によって提供される本発明を、下記で更に詳細に説明することにする：

“ヴェルクスライスト（Ｗｅｒｋｓｌａｉｓｔ）”（＝塩粘土）を使って処理される、又は塩粘土と接触した水及び／又は塩類溶液は、この塩粘土が沈降するのに続いて、異常に鮮やかな透明度を示すことが多く観察によって明らかにされた。これらの観察は、水泳プールの水の処理及び／又は水浴び用池の水質の改善に好適な“ヴェルクスライスト”からの製品を開発するための検討に繋がった。“ヴェルクスライスト”は、粗製ブライン（ｂｒｉｎｅ）が製造されるときに発生するアルプス塩類採掘産業（Ａｌｐｉｎｅ Ｓａｌｔ−Ｍｉｎｉｎｇ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ）での副産物である。言い換えると、“ヴェルクスライスト”は、薄い金褐色の凝集塊（ｈａｚｅｌ ａｇｇｌｏｍｅｒａｔｅ）に由来する。これは、アルプス塩類鉱床遺跡の内部の或る特定のタイプの石の累層である。アルプス塩累鉱床は塊状岩塩を極く僅かしか含んでいないが、薄い金褐色の凝集塊を多量に含む。これは、山脈変動の結果として成長した石の混合物である。その混合物は基礎物質の中に微粒から顆粒までの鉱物塩類、主に塩粘土を含むが、種々の斑晶、例えば硬石膏、雑ろ石（ｐｏｌｙｈａｌｉｔｅ）、ムラサイト（ｍｕｒａｃｉｔｅ）、砂岩及び多数のその他の鉱物、も含む。構造褶曲圧力の結果として、細い塩−、粘土−及び硬石膏の各鉱床は破砕されて、流動構造的（ｆｌｏｗ−ｔｅｃｔｏｎｉｃａｌ）に混合されて薄い金褐色の凝集塊になる。薄い金褐色の凝集塊の中の鉱物塩の含量は１０〜７０％である。ブライン及び塩を生産するために、“湿式採掘法”を採用しなければならない。トラフや試錐穴立鉱の中では、不溶性部分が“ヴェルクスライスト”として地底に沈下する間に、ブラインは塩化ナトリウムで濃縮される（２５−２６％）。塩粘土は、“不純物”と塩アグロメレーションとの間で物質の激しい交換によって成長した粘土鉱物の１つのグループである。このことは、石英、カリ長石、石膏及び緑泥石群の粘土鉱物の確証可能な地質学的新累層から確認できる。塩粘土のＸ線検査によって、イライト、緑泥石、白雲石、バーミキュライト、及び塩水の中の累層によって発生し、極めて多様な組成の混合層鉱物の主要成分を含む泥質雲母粘土が提示された。緑泥石／モンモリロナイト、イライト／緑泥石のような組み合わせが起こることも多い。イライト及び白雲石は塩粘土の主要成分を構成している。塩粘土の特異な地球化学的位置は、この塩粘土の比較的高含量のＭｇＯ及び圧倒的に多量のケイ酸マグネシウムに基づいている。多くの鉱物は、東アルプスの塩類鉱床遺跡の中で見ることができる。化学的沈殿凝集塊（鉱物塩及び付随の塩類）、砕屑状付随凝集塊（粘土及び砂岩）の塩分半分の鉱物と、極く微量の成分（石灰ぼう硝、ファントホッファイト、ブレード石、シモニー石、レーワイト、グレーザー石、ラングバナイト、レオナイト、シェーニット、雑ろ石、及びその他）とは区別される。多量の粘土成分によって決まるが、数種の薄い金褐色の凝集塊、即ち黒色、緑色、灰色又は着色（赤色）の薄い金褐色の凝集塊、及び／又はこれらの主な部類の混合物は区別され得る。しかしながら、硬石膏の薄い金褐色の凝集塊も見られる。この場合、鉱物塩の基礎物質は、硬石膏又は石膏によって置換される。

下記では、前述の塩粘土タイプからの種々の凝集塊に関連した累層プロセスについて説明する：赤色含塩凝集塊は、絶え間のない淡水流入が停止することなく、比較的深い凹型トラフの中での穏かな、殆ど中断することのない沈降の成果物である。緑色粘土凝集塊は、海岸線近くの地域で成長して硬石膏及び雑ろ石の封入物を含まない。灰色含塩凝集塊は、塩分を含む端部及び限界相として還元条件下で成長した；この凝集塊は、硬石膏残渣を含み、巨大で悪臭の苦灰岩硬石膏バンクが点在している。着色塩粘土凝集塊は、残存している塩アグロメレーションタイプの全ての砕屑状で硫酸塩系成分を含んでいて、再溶解した塩凝集塊の沈降により成長した。塩凝集塊の中で豊富な胞子の痕跡を検出することにより、アルプス塩類鉱床の成長に関する更に正確な詳細を提供できる。従って、塩類鉱床遺跡は、上部ペルム（Ｏｂｅｒｐｅｒｍ）（苦灰統）時代及び上部スキト（Ｏｂｅｒｓｋｙｔｈ）時代に形成された。上部ペルム相では赤色含塩及び緑色含塩凝集塊が形成された；上部スキト時代には灰色含塩凝集塊が形成された。

前述の塩粘土タイプに関する更なる詳細を下記で説明する：
灰色塩粘土：褪せない暗灰色、水滴状（ｐｉｔ−ｗｅｔ）明るい灰色、薄葉状、軟らかい。触ると石けん泡の感じ、白色が剥離する、産出品は’ライスト（Ｌａｉｓｔ）’に貫入し難い。純粋な形態は稀で、大抵は緑色塩粘土への変態形である。産出地：ハル（Ｈａｌｌ）／チロール（Ｔｉｒｏｌ）、ハライン（Ｈａｌｌｅｉｎ）及びハルシュタット（Ｈａｌｌｓｔａｔｔ）。緑色塩粘土：採掘したては暗灰色、水滴状の灰色／緑色と共に剥離表面に錆び状の黄色の皮膜が付いていて、極めて緻密で、硬く、平坦な貝殻形状、時には砂を撒くように剥離する。産出品は“ライスト”にやや貫入し難い。産出地：ハル）／チロール、ハライン及びハルシュタット。バード・イシュル（Ｂａｄ Ｉｓｈｌ）及びアルトアウスゼー（Ａｌｔａｕｓｓｅｅ）には産出しない。赤色塩粘土：赤味がった褐色ないし紫色ががった褐色。更に緑色又は黒色塩粘土と似ている。このタイプの粘土は、酸化によって一部分又は完全に変色した切片と外面上では見分けがつかない。産出地：ハル／チロール−２次鉱床として残存する岩塩鉱では極めて稀である。黒色塩粘土：褪せない暗灰色、水滴状黒色、日光で褪色、乾燥空気中で風解性を示すことが多い（アルノーゲン）。薄い層状又はリボン形態であり、平坦又は角張っていて、緑色塩粘土より軟らかい切片で剥離する。灰色硬石膏と組み合わせ及び／又は灰色硬石膏に転移することが多い（硬石膏状の黒色塩粘土）。産出品は易透過性“ライスト”。産出地：アルトアウスゼー及びイシュル（Ｉｓｃｈｌ）。次が、ハルシュタット及びハライン。ハル産は脇役に過ぎない。

前述のアルプス塩粘土タイプの化学組成の中央値は下記の表から明らかである：

塩粘土の化学では著しい差はない。灰色塩粘土のケイ酸及びアルミン酸塩の含量は比較的高く、赤色塩粘土の鉄化合物（ヘマタイトは赤色塩粘土にだけ見いだされる）含量は比較的高い。Ｘ線回折法試験で主に次の鉱物が判明した：粘土鉱物：イライト／白雲石７０−９３％、緑泥石５−２５％、モンモリロナイト及びその他２−６％（その他の鉱物：カリ岩塩、石英、長石、菱苦土石、硬石膏）。イライト、モンモリロナイト、緑泥石及びバーミキュライトのような３層鉱物は、基本的に同じ構造を有する。中間層として、カリウムイオンを挿入するとイライトが生成される。Ｃａ、Ｍｇ、Ｎａが埋め込まれると、モンモリロナイト及びバーミキュライトが成長する。

浸出した薄い金褐色の凝集塊は、“ライスト（Ｌａｉｓｔ）”と呼ばれる。灰色塩粘土及び緑色塩粘土からの“ライスト”は、水不透過性であり大量の水を吸着できる。イライト及び緑泥石の分布及び構造、並びに粒径分布が大きな役割をする。２μｍより小さい粒子のパーセンテージは約５％である。（ヴィーグネル（Ｗｉｅｇｎｅｒ）によるスラッジ分析）。この成分の比表面積は２００００ｃｍ^２／ｇに達する。緑色塩粘土からの“ライスト”の堆積物の体積は平均で２．３ｍｌ／ｇに達し、吸水度は約０．８５ｇに達する。粘土鉱物はカチオン交換能を有し、交換できるカチオン、及び反応できるアニオンは表面に存在する。水の吸着により、又は水和イオンの導入により、層状格子間の距離は、構造及び活性表面に左右されるが、広くなる。かなり変動するけれども、前記のような膨潤能力は粘土鉱物では一般的である。それによって結晶限界表面（ｃｒｙｓｔａｌ ｌｉｍｉｔ ｓｕｒｆａｃｅ）は負に荷電し、粒子を取り囲む溶液からのイオンとの交換が起こる。緑泥石は濃塩酸により溶解され得る。粘土物質は両性を示し、強酸は結晶格子を破壊する。ケイ素及びアルミニウムイオンは溶解されている。ケイ酸塩及びアルミン酸塩は生成されている。“ライスト”は、局所療法の場合の、主にリューマチ型疾病で治療用湿布の形でオーストリアの足湯（Ａｕｓｔｒｉａｎ ｓｏｌｅ ｓｐａｓ）で長年使用されてきた。

前記の凝集剤（Ａ）及び（Ｂ）のとりわけ適切な製造方法は、塩粘土が最初に高温で酸媒体の中で分解され、こうして得られた酸懸濁液は強いアルカリ性にされ、このアルカリ性懸濁液は暫く高温で保たれたのち、アルカリ性水性凝集剤は透明な溶液として分離される（固体凝集−及び沈降剤（Ｂ）から凝集剤（Ａ））。従って、前記方法の特有な利点は、本発明の特定の凝集剤（Ａ）及び（Ｂ）も、沈降により行なわれるのが好ましい１回だけの分離による１工程で得られる。

酸媒体中での塩粘土の分解は、引き続き後で詳細に説明する予定である。酸分解には、常に工業純度の濃塩酸が使用される。

分解は、高温で、特に約５０〜６０℃の温度で行なわれる。こうして得られた酸懸濁液は１より小さいｐＨ値を示す。次に、中和はアルカリ溶液を使って、特に固体水酸化ナトリウムを使って行なわれ、ｐＨ値は少なくとも１２、特に１２〜１４で確定される。前記アルカリ性溶液は高温で最短２日間、特に約５０〜６０℃、好ましくは７０〜８０℃に保たれる。次いで、アルカリ性水性凝集剤は、透明な溶液として、固体凝集及び沈降剤から分離される。この固体凝集及び沈降剤は、約６〜８重量％の固体粘土物質の懸濁内容物に整合されることが好ましい。これらの限界は２日間の、特に４日間の沈降時間後に達成されるが、この限界の観察によって均一な懸濁液が得られ、この懸濁液では固体物質（粘土物質）は、延長した貯蔵時間後でも最早、沈降しない。最後に、使用指示書に従って溶液は水で稀釈される。

本発明の特定の凝集剤（Ａ）及び（Ｂ）を製造するためのこの特に好適な方法の出発原料は、それらを引用して既に前記で詳細に説明した。補足説明の積りで、分解挙動に関する限り、凝集剤（Ａ）及び（Ｂ）を製造するのに最も好適であるのは緑色塩粘土から得られる“ヴェルクスライスト”であることが多くの試験の後で判ったことを指摘しなければならない。原理上は、その他の塩粘土（及び／又は前記粘土からの“ライスト”）−特に薬剤の製造のために考察したその他の塩粘土−も水質改善には好適である。しかしながら、これらの原料を使用するとき、比較的長い分解時間、比較的高い溶液濃度そして分解温度が必要である。

本発明の特定の凝集剤（Ａ）及び（Ｂ）は、優れた利点を持って多くの分野に適用できる。従って、水溶性アルカリ凝集剤（Ａ）を、凝集沈殿には単独で或いは注入対象のアルミニウム及び／又は鉄含有凝集剤と一緒に、特に水泳プール施設の水処理に、特定の凝集及び沈殿手段として飲料水、工業用水．雑排水及び廃水の処理に、吸着並びに沈降及び濾過補助剤として下水処理設備での固体物質の分離に、並びに有害物質を減らすために使用すると、水泳用の池、（景観用）池及びビオトープの水質も向上し、それには前記凝集剤の適用が注入装置によって行なわれる。本発明の特定の凝集−及び沈降剤（Ｂ）は、特に池の水、とりわけ天然及び人造池、ビオトープ及び著しい植物成長又は藻類成長の水、並びに曇り度の大きい水の処理に特に好適であり、それには薬剤が各々の水の表面に特別に適用される。

とりわけ有用な用途分野に関する更なる詳細事項：
本発明により製造された反応性物質は、水処理の分野において、特に飲料水、工業用水、雑排水及び廃水の処理においても利用できる、或いは吸着−及び沈降剤ばかりでなく特定の凝集及び沈殿手段としても、そして下水処理設備の中の固体物質の分離での濾過補助剤として忘れてはならない。廃水の分野では、本薬剤は、正電荷のコロイドにばかりでなく溶解性有機化合物にも容易に作用する。この場合、手段（Ｂ）は、スラッジ入口−再活力化容器の前に注入されるのが好ましい。飲料水の処理での凝集補助剤としての手段（Ａ）は、特に極めて軟水の場合、又は未処理のアルカリ性の水の場合、使用される凝集手段を補助する。雑排水、又は工業用途にリサイクルされる水に関しては、これらの反応性物質にとって、このことは、追加の用途分野を構成している。池の保全作業で、及び鯉（Ｋｏｉ）（魚）池における水処理で又は水加工の特定の用途で、これらの物質は、魚にとって必要な水質を保証するために、そして必要な因子を維持するために優れた手段として真価を発揮している。

特定の製品特性：池の水への適用に関して：注入された製品によって、藻類の成長の低下、及び過剰の藻類の成長の結果として水の衛生と関連する障害の減少の効果によりリン酸塩の減少（リン酸塩の沈殿による）が起こる。更に、池の水のＫＭｎＯ_４消費量の減少がみられる。微生物、及び凝集塊を溶解するのが難しい有機負荷物のフロキュレーションも同様に促進される。前記の特性の結果として、酸素の消費量の減少が起こり、従って生物サイクルが支持され、改善される。効力−そしてそれはここでも、この製品が特に有用であるとして真価を発揮する−は、ｐＨ６〜ｐＨ９．５の範囲にある。（実験によると、水泳プールの水の“調整された”ｐＨ値（この水は、ｐＨ６．５〜ｐＨ７．４の範囲でよい）と比較して屋外水域はそれより高いｐＨ値を有していて、この値は最高ｐＨ９．５の飲料水で認可されたｐＨ値にも対応できることが判っている）。７．４を超えるｐＨ値の場合、例えば、アルミニウム塩によるフロキュレーションは、最早、有効ではなく、即ち、最早、フロキュレーションは起こらないので、水は溶解アルミニウムで濃縮されるが、このことは好ましくない。（これだけの理由で、アルミニウムを主成分とする無機凝集剤は出発時点から適切に除かれている）。

鉄含有凝集剤は比較的高いｐＨ値範囲で使用できるが、この凝集剤は、動植物を処理しなければならないその他の特性によって池の水を処理することに関しては全く意味を持たない。本発明の特定の手段の場合、自然水域又は池の水での適用に関してこれらのマイナス的特性は存在しない。この物質は、環境に優しいことによってもその真価を発揮する。フロキュレーション−及び沈殿反応により生成した沈降物は溶解するのが難しいので、“結合した”物質及び有害物質は、水泳用の池で経験するような通常の状況のもとでは最早“再活動化され”得ない。ｐＨ＜３の強い酸性範囲でだけ沈降物は溶解するだろう！物質の適切な化学結合及び連結ばかりでなくリン酸塩の沈殿によっても、望ましくない物質は、水又は水の循環から取り除かれるのが最も適しているだろう。結果として、水中での藻類及び腐敗の好ましくない推移が比較的効果的に防がれる。この水はきれいで、透明であり、有機物負荷量は少ない。所謂、“転向した（ｔｕｒｎｅｄ）”水の場合、沈降手段として薬剤（Ｄ）を使用すると、懸濁して曇り度を発現する物質は急速に結合して、これらの物質は沈降すると言う作用を有する。これらの物質は、吸引法により何等の問題もなく、容器の底部から取り除くことができる。この結合した物質が或る程度長期に滞留した後でさえ、“再可動化”は全く見られない。池の水質に影響を及ぼす問題、及び再可動化に関連した外観は見られない。これらの物質は、泳ぐのに適さない小さいビオトープでの適用にも極めて好適である。これらの物質は生物サイクル及び水の浄化を促進する。望ましくない曇り度は、これらの小さいビオトープに影響を及ぼすことが多いが、この曇り度は藻類の代謝によって生じることはよく知られている。このことは、池の水を定期的に処理することにより防ぐことができる。本発明の特定の手段は有害物質ではない。微生物も凝集され得る限り、本製品は自然水域で使用できない消毒剤ではなくても、池の水の中でバクテリアのフロキュレーションによって生じる微生物的条件に関して重大な意義を持っている。本製品の原料は、天然物又は薄い金褐色の凝集塊からの鉱物（原始時代の海洋物質）であるので、“バイオ−池の製作者”及び池の所有者の考えが、どの古典的化学薬剤も使用せずに済まされないと気にかけている限り矛盾はない。アルミニウム及び／又は鉄含有凝集剤を使った水泳プールでのフロック−濾過の場合、本発明の特定の手段の次の注入量が、ｍ^３当りの循環水に加えられる：即ち、０．６−１．０ｍｌ。水泳用の池の中の不純物の量によって決まるが、２〜４ｍｌ／ｍ^３（循環水）が、好適な注入法によって注入される。沈降剤として使用する場合、（増殖相の前に）６０ｍｌの初期注入量／ｍ^３（池の水）に引き続いて−３０ｍｌ／ｍ^３（池の水）を約４週間（５月−８月の期間）定期的に池の表面全体にスプレーする。このシーズンが終わると、最終注入として−好ましくは９月に−もう一度、３０ｍｌ／ｍ^３（池の水）をスプレーする。既に“転向した”藻類だらけの池の水の場合、沈降剤として多少変性した形態で、６０〜１００ｍｌ／ｍ^３（池の水）の追加の固体物質内容物（粘土鉱物）を含む製品がスプレーされる。

下記では、本発明は、実施例に基づいて製造の実施例、及び効力試験に関する実施例も更に詳細に説明されることになる。

実施例１（凝集剤（Ａ）の製造）
１００リットルの濃縮物の準備：“ヴェルクスライスト”をシンク（ｓｉｎｋ）系から採取するが、この系では、緑色塩粘土と混合された薄い金褐色の凝集物から粗製ブラインが得られる。粗粒状の、殆ど炭化した混在物を取り除くために、７．５ｋｇの鉱水で湿った“ライスト”を粉砕し、２０リットルの水の中で汚泥化し、加圧下で２ｍｍメッシュのサイズのふるいにかける。濾液（懸濁液）を、耐酸性、耐アルカリ性の加熱用分解用タンクに移し、２０ｋｇの濃塩酸と混合して、５０℃で２日間攪拌する（緑泥石の分解）。２０リットルの水をゆっくり加えつつ、ｐＨ値を測定しながら２８ｋｇの水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）を注入する。水酸化ナトリウムを注入すると、水酸化マグネシウムが沈殿するが、ｐＨ値の急上昇に伴って容積が大きく増加する。更に容易に沈降する沈殿物を得るために、ｐＨ値が８に達すると２時間は水酸化ナトリウムの添加を中断することが好ましい。その後、残りの水酸化ナトリウムを注入する。次いで、懸濁液を１００リットルまで補充して８０〜９０℃で５日間攪拌する。この過程が終わると、ケイ素とアルミニウムの内容物を標準物質として分析によって確認する。

標準物質として、濾過溶液は、１５−１７ｇのＳｉＯ_２／リットル、及び６−７ｇのＡｌ（ＯＨ）_３／リットルを含有する。冷却したのち、懸濁液を調整タンクへ移し、６５リットルの精製ブライン（ＮａＣｌ含量の増加）と水とを加えて稀釈して１０００リットルにする。約２時間の混合時間ののち、攪拌装置を停止する。約２日間の沈降時間が過ぎると、今回はよく透き通った溶液（Ａ）が直に使えるようになっていて、適当な大型又は小型の容器の中に入れることができ、水泳プールの水の処理用に凝集補助剤として使用できる。

実施例２（凝集剤（Ｂ）の製造）
説明した分解工程の中で、使用した“ライスト”のほぼ半分が溶解される。残部は、６〜８％の固体物質を含む懸濁物として容器の底部に集まるが、この懸濁物は極く微粒の粘土粒子から成る。スラッジ分析によって判るように、分解工程の前は２μｍ未満の粒子の割合が約５％あるが、分解後には３０％を超える、このことは比表面積の対応する増加と合致している。適当な大型又は小型の容器の中に入れたのち、製品はユーザーに約６−８％の懸濁液として供給され、使用指示書に従って適切に稀釈されたのち、池の用水の処理に使用される。

実施例３（効力試験）
層相と固相との密度差が最小になると粒子は懸濁状態のままである。固体物質は沈降せず、そして水の僅かな混乱も起こらない。沈下速度も粒子の形状によって決まるが、粒子は球状、立方体状又は小板状の場合がある。塩粘土粒子の特殊な表面特性によって、アグロメレーション、及び懸濁物の吸着結合が起こり、従って不純物が比較的急速に沈下する。塩粘土粒子の導入が済むと、沈降及び濾過の挙動に著しい変化が起こるが、この変化は、構造の変化、又は限界表面における原子価の変更、従って粒子の荷電状況の変化に起因すると考えられる。塩粘土粒子の吸着特性によって、有害物質も取り除かれ、及び／又は藻類の成長にとって必要な物質は明らかに減少する。これには、例えば太陽が照っている時、藻類の光合成に最適な条件をもたらすことができるリン酸塩が含まれ、これによって大量の成長と、それに関連する問題が発生する。

実証試験：
凝集剤（Ａ）の添加の前と後の水の曇り度の測定
凝集剤（Ａ）の添加の前と後のＰＯ_４−含量の分析
凝集剤（Ａ）の添加の前と後のＫＭｎＯ_４の消費量の分析。
処理前の水の目視深さ １．５−２ｍ
凝集剤（Ａ）を使って２回処理した７日後 ４ｍ

水の処理前の全リン酸塩 ４２．３μｇ／リットル
凝集剤（Ａ）を使って処理した１日後 ２３．３μｇ／リットル
凝集剤（Ａ）を使って処理した１１日後 １４．３μｇ／リットル

過マンガン酸カリウムの消費量
水の処理前 ２６．０ｍｇ／リットル
凝集剤（Ａ）を使って処理した１日後 ２４．０ｍｇ／リットル
凝集剤（Ａ）を使って処理した１１日後 １７．７ｍｇ／リットル

実験室及び現場作業での試験は、大抵の場合、硝酸塩含量も少なくとも１／３減少できたことを示している。これらの試験は、水の中でリン酸塩及び硝酸塩によって引き起される有害な植物の成長が大幅に低下され得ることを明確に立証した。藻類の好ましくない成長、及び一部では過剰な植物の成長も、こうして有効に抑制できる。

実施例４（凝集剤（Ａ）及び（Ｂ）の製造）
水泳プール用の凝集剤（Ａ）及び池の水用の浄化剤（Ｂ）の製造方法は、次のプロセス基準によって明確に特徴付けることができる：
− “ヴェルクスライスト”−好ましくは緑色塩粘土からの“ヴェルクスライスト”の利用！
− ２．６６部の水：１部の“ライスト”の比での“ライスト”のスラッジの減少、及び＞２ｍｍの粗粒子の分離。
− １重量部の“ライスト”−懸濁物：０．７５重量部のＨＣｌの比での濃塩酸の添加による緑泥石の分解。
− ５０℃の温度で混合物を４８時間攪拌する。
− １重量部の混合物：０．６重量部の水酸化ナトリウムの比での水酸化ナトリウムの添加
− ８０−９０℃での５日間の攪拌。
− 溶液の組成：１５−１７ｇのＳｉＯ_２／リットル及び６−７ｇのＡｌ（ＯＨ）_３／リットルの溶液内容物。
− 溶液を冷却した後、溶液は、１：１の重量比で精製ブラインと混合されるのが好ましい（精製ブライン密度 １．２ｋｇ／リットル、３００ｇのＮａＣｌ／リットル）又は対応する量のアルカリ塩化物が加えられる。
− 残存している固体物質を沈降したのち、透明な濃縮物を抜き出して、水５．６重量部対濃縮物１重量部の比で稀釈タンクの中で水と混合する。
− 溶液（Ａ）は既に使用の準備ができていて、綿状−／凝集濾過の改善のための補助剤として、指示された注入指示書に従って水泳プールの水に加えられる。
− しかしながら、濃縮物（Ａ）も、直ちに出荷でき、そして使用指示書に従って現場で水で稀釈できる。

沈降後に約６−８％の固体物質を含有する懸濁液が残り、これは、種々の極めて微粒で反応性のある粘土鉱物から成る。この製品は、使用指示書により水浴び用の池及びビオトープの水質の浄化及び改善のために使用される。

凝集剤（Ａ）は、適切な濾過技術により注入装置を使って注入される。
凝集剤（Ｂ）ばかりでなく凝集剤（Ａ）も、凝結、吸着及び沈殿した各物質を沈降（沈下）させるために、池の表面全体にスプレーできる。水泳プールの水の処理のための凝集剤（Ａ）は、凝集沈殿のためのアルミニウム−及び／又は鉄含有凝集剤（フロキュレーション−及び凝集剤）と一緒に注入される。

Claims (21)

1. 水溶性アルカリ凝集剤（Ａ）と凝集及び沈降剤（Ｂ）の製造方法であって、下記ステップを含む製造方法：
   ヴェルクスライスト（“Ｗｅｒｋｓｌａｉｓｔ”＝塩粘土）が、最初、高温で酸媒体の中で分解され、得られた酸懸濁液が１より小さいｐＨ値を示すステップ；
   当該酸懸濁液が強いアルカリ性に調整されるステップ；
   得られたアルカリ性懸濁液が高温で最短２日間保持されるステップ；並びに、
   水溶性アルカリ凝集剤（Ａ）が、凝集及び沈降剤（Ｂ）から透明溶液として分離されるステップ。
2. 前記酸懸濁液のｐＨ値が少なくとも１２に調整されることを特徴とする請求項１に記載の製造方法。
3. 前記酸懸濁液のｐＨ値が１２〜１４に調整されることを特徴とする請求項２に記載の製造方法。
4. 前記アルカリ性懸濁液が７０〜８０℃で保持されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の製造方法。
5. 前記分離が沈降により行なわれることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の製造方法。
6. 前記ヴェルクスライスト（“Ｗｅｒｋｓｌａｉｓｔ”＝塩粘土）として、灰色ヴェルクスライスト（“Ｗｅｒｋｓｌａｉｓｔ”＝塩粘土）、緑色ヴェルクスライスト（“Ｗｅｒｋｓｌａｉｓｔ”＝塩粘土）、赤色ヴェルクスライスト（“Ｗｅｒｋｓｌａｉｓｔ”＝塩粘土）及び／又は黒色ヴェルクスライスト（“Ｗｅｒｋｓｌａｉｓｔ”＝塩粘土）が使用されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の製造方法。
7. 前記水溶性アルカリ凝集剤（Ａ）と前記凝集及び沈降剤（Ｂ）が、水及び廃水の処理及び水質の改善に使用されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の製造方法。
8. 前記凝集及び沈降剤（Ｂ）が、６〜８％の固体物質を含む懸濁液に調製されることを特徴とする請求項７に記載の製造方法。
9. アルカリ塩化物の成分に加え、溶解したケイ酸塩及びアルミン酸塩の成分もを含む水溶性アルカリヴェルクスライスト（“Ｗｅｒｋｓｌａｉｓｔ”＝塩粘土）抽出物を主成分とする水溶性アルカリ凝集剤（Ａ）であって、Ａｌ（ＯＨ） _３ として表される１重量部のアルミン酸塩に対して、
   １．）２〜３重量部のケイ酸塩（ＳｉＯ _２ として表される）に加え、
   ２．）少なくとも１０重量部のアルカリ塩化物が供給され、
   請求項１〜８のいずれか１項に記載の製造方法により得られることを特徴とする水溶性アルカリ凝集剤（Ａ）。
10. Ａｌ（ＯＨ） _３ として表されるアルミン酸塩１重量部に対して、少なくとも２０重量部のアルカリ塩化物が供給されることを特徴とする請求項９記載の水溶性アルカリ凝集剤（Ａ）。
11. 前記アルカリ塩化物が、塩化ナトリウムの形態で存在することを特徴とする請求項９又は１０に記載の水溶性アルカリ凝集剤（Ａ）。
12. １重量部のアルミン酸塩に対して、少なくとも３０重量部のアルカリ塩化物が供給されることを特徴とする請求項９〜１１のいずれか１項に記載の水溶性アルカリ凝集剤（Ａ）。
13. ｐＨ値が９を超えることを特徴とする請求項９〜１２のいずれか１項に記載の水溶性アルカリ凝集剤（Ａ）。
14. ｐＨ値が１２〜１４であることを特徴とする請求項１３に記載の水溶性アルカリ凝集剤（Ａ）。
15. 透明、無色、無臭及び無毒の溶液であることを特徴とする請求項９〜１４のいずれか１項に記載の水溶性アルカリ凝集剤（Ａ）。
16. 酸及びアルカリ抽出ヴェルクスライスト（“Ｗｅｒｋｓｌａｉｓｔ”＝塩粘土）の形態であり、平均粒径が５０μｍより小さく、請求項１〜８のいずれか１項に記載の製造方法により得られることを特徴とする凝集及び沈降剤（Ｂ）。
17. 平均粒径が１０μｍより小さいことを特徴とする請求項１６に記載の凝集及び沈降剤（Ｂ）。
18. 水処理のための、請求項９〜１５のいずれか１項に記載の水溶性アルカリ凝集剤（Ａ）の使用方法。
19. 下記から選択される前記水処理のための、請求項１８に記載の水溶性アルカリ凝集剤（Ａ）の使用方法：
    １）水泳プール施設の水に対し、凝集沈殿の際に、単独で或いはアルミニウム及び／又は鉄含有凝集剤と組み合わせて一緒に注入する処理；
    ２）特定の凝集及び沈殿剤として、飲料水、工業用水、雑排水又は廃水の処理；
    ３）吸着及び沈降及び濾過補助剤として、下水処理設備の固体物質の分離；並びに、
    ４）凝集剤の適用が投薬システムによって行なわれる、水泳池、池及びビオトープにおける水の有毒物質の低減および浄化。
20. 池の水の処理のための、請求項１６又は１７に記載の凝集及び沈降剤（Ｂ）の使用方法であって、当該凝集及び沈降剤（Ｂ）が、当該池の水の水面に適用されることを特徴とする使用方法。
21. 前記池が、天然及び人造池、ビオトープ、並びに強い植物成長又は増大する藻類成長及び高度の曇り度を持つ水域から成る群より選択される池であることを特徴とする請求項２０に記載の使用方法。