JPH05161892A - 飲料水原水浄化処理剤及び飲料水の製造方法 - Google Patents

飲料水原水浄化処理剤及び飲料水の製造方法

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JPH05161892A
JPH05161892A JP35105891A JP35105891A JPH05161892A JP H05161892 A JPH05161892 A JP H05161892A JP 35105891 A JP35105891 A JP 35105891A JP 35105891 A JP35105891 A JP 35105891A JP H05161892 A JPH05161892 A JP H05161892A
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drinking water
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raw water
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Tadahiko Kuno
忠彦 久野
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 汚染された河川水、井戸水等の飲料水原水に
含まれる亜硝酸性窒素や硝酸性窒素の除去作用に優れた
飲料水原水浄化処理剤の提供及び精製された飲料水の提
供。 【構成】 飲料水原水浄化処理剤は、モル濃度として、
カリウムが0.03〜0.09、鉄が0.12〜0.5
1、マグネシウムが0.30〜0.90、ナトリウムが
0.0013〜0.030、カルシウムが0.003〜
0.020、及びアルミニウムが0.26〜0.80を
含む複数金属の硫酸塩混合水溶液を定容加熱して得られ
た多核金属錯塩含有物からなる。飲料水を製造するに
は、原水に、上記の飲料水原水浄化処理剤を添加混合し
てPH4.0〜5.0に調整した後、これにアルカリ性
剤を添加混合してPH7.0〜8.5に再調整すること
によって、フロックを生成せしめ、その後該フロックを
沈降分離する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、複数金属の硫酸塩の多
核錯塩水溶液よりなる飲料水原水浄化処理剤及び同処理
剤の製造方法並びに同処理剤を使用して精製された飲料
水を製造する方法に関するものであり、特に汚染された
河川水、井戸水等の飲料水原水に含まれる亜硝酸性窒素
や硝酸性窒素の除去作用に優れた飲料水原水浄化処理剤
の提供及び精製された飲料水の製造方法に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
河川水、湖沼水、汚染された井戸水等から精製された飲
料水を得るための浄化処理剤としては、硫酸アルミニウ
ム、塩化アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム、塩化第
2鉄、硫酸第1鉄、ポリ硫酸第2鉄等が、使い易さ、経
済性等の理由から、一般に使用されている。中でも、硫
酸アルミニウム、ポリ硫酸第2鉄がよく使用されてい
る。その他、飲料水を製造するための高級処理法とし
て、活性炭吸着法やオゾンガス酸化法等が採用されてい
る。
【0003】ところで、広範囲に及ぶ畑作地帯や果樹園
地帯に、長年月の間化学肥料が大量に使用されてきた結
果、都市部はもとより、山間部の同地帯に数多く点在す
る深井戸、用水池等の水には、多種類の有機物による汚
染以外に、亜硝酸性窒素や硝酸性窒素が高濃度で検出さ
れ、その含有量が、例えば40mg/1000ml〜8
0mg/1000mlに及ぶ汚染井戸、用水も報告され
ている。これら亜硝酸性窒素や硝酸性窒素等は、海洋汚
染における赤潮発生に寄与する富栄養化成分として知ら
れている。また、乳幼児のメトロヘモグロビン血症の原
因物質として知られており、さらに発癌性物質でもあっ
て、健康管理上の問題物質となっている。
【0004】飲料水の水質基準において、ヨーロッパ共
同体では亜硝酸性窒素量及び硝酸性窒素量の指導指針値
が25mg/1000ml以下、最大許容濃度が50m
g/1000ml以下となっており、米国及び日本にお
ける規制値は10mg/1000ml以下となってい
る。これらの亜硝酸性窒素又は/及び硝酸性窒素の除去
処理においては、上述の無機凝集剤としての硫酸アルミ
ニウム、ポリ塩化アルミニウム、ポリ硫酸第2鉄等は全
く除去効果がなく、また、窒素分解菌による生物処理
法、曝気処理法(主として下水処理に採用される)、イ
オン膜透過法等の亜硝酸性・硝酸性窒素除去処理法で
は、処理に長時間を要すること、処理効果が低いこと及
びコストが高いこと等の問題点があった。
【0005】さらにその他の問題点としては、飲料水原
水中の化学的酸素要求量(COD)、生物学的酸素要求
量(BOD)及び懸濁固形物量(SS)を高効率で容易
に低減することが不可能である点があり、また飲料水原
水浄化処理剤のうち、上記塩素化合物系の処理剤は遊離
塩素を生成して有害物となる点がある。
【0006】塩素化合物系飲料水原水処理剤の有害性と
しては、塩素消毒に起因するアトピー性疾患の増大、毛
髪の赤色化、フミン質存在下でのトリハロメタン発生に
よる健康被害招来の問題点等々がある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記の従来
技術の課題を解決すべく、特に無機凝集剤の開発を進め
た結果、河川水、井戸水等の飲料水製造用の原水に含ま
れる亜硝酸性窒素や硝酸性窒素の除去作用に優れた飲料
水原水浄化処理剤を開発した。さらに、該浄化処理剤
は、BOD、COD、SSの除去効力が優れたものであ
ることを確認した。
【0008】すなわち本発明は、カリウム、鉄、マグネ
シウム、ナトリウム、カルシウム及びアルミニウムの複
数金属の硫酸塩よりなる多核金属錯塩含有物からなる飲
料水原水浄化処理剤であり、その好ましい組成は、モル
濃度として、カリウムが0.03〜0.09モル、鉄が
0.12〜0.51モル、マグネシウムが0.30〜
0.90モル、ナトリウムが0.0013〜0.030
モル、カルシウムが0.003〜0.020モル、及び
アルミニウムが0.26〜0.80モルを含む複数金属
の硫酸塩混合水溶液を定容加熱して得られた多核金属錯
塩含有物からなるものである。これはまた、水溶液1リ
ットル中に、カリウムイオン:1.17〜3.52g、
鉄イオン:6.70〜28.48g、カルシウムイオ
ン:0.11〜0.80g、ナトリウムイオン:0.0
3〜0.70g、マグネシウムイオン:7.30〜2
1.88g、アルミニウムイオン:7.00〜22.0
0g、及び硫酸イオン:84.78〜282.12gを
含む複数金属の硫酸塩よりなる多核金属錯塩含有水溶液
からなる飲料水原水浄化処理剤でもある。
【0009】本発明の飲料水原水浄化処理剤を製造する
には、水溶液1リットル中に、カリウムイオン:1.1
7〜3.52g、鉄イオン:6.70〜28.48g、
カルシウムイオン:0.11〜0.80g、ナトリウム
イオン:0.03〜0.70g、マグネシウムイオン:
7.30〜21.88g、アルミニウムイオン:7.0
0〜22.00g、及び硫酸イオン:84.78〜28
2.12gを含む複数金属の硫酸塩水溶液を、100℃
〜170℃、1kgf/cm〜7.0kgf/cm
に加熱・加圧して行うことが好ましい。また、本発明の
浄化処理剤を使用して、原水から清浄化された飲料水を
得るには、亜硝酸性窒素又は/及び硝酸性窒素に汚染さ
れた原水の中に、前記の飲料水原水浄化処理剤を添加混
合してPH4.0〜5.0に調整した後、これにアルカ
リ性剤を添加混合してPH7.0〜8.5に再調整し、
フロックを生成せしめ、その後該フロックを沈降分離す
ることによって、精製された飲料水が得られる。
【0010】その原水浄化反応の理論は明らかではない
が、浄化処理剤を原水中に添加混合してPH調整するこ
とにより、原水中の可視、不可視の殆どの有機物が酸
化、分解又は還元されると共に、正確な作用機序はよく
判らないが、浄化処理剤成分中のFe3+を中心核とした
錯体がNO2 及びNO3 イオンを吸着し、更に他の金
属イオンが互いに複塩を構成し、或いは水中のH+、O
-、H3等と複塩、錯塩を構成して、その活性化が
助長され亜硝酸性窒素又は/及び硝酸性窒素が除去され
るものと推察される。次にアルカリ性剤の添加によるP
H調整により、殆どの可視、不可視の有機、無機物が水
酸化物としてフロック化され、凝集沈殿される。本発明
の浄化処理剤添加によって生成したフロックは、脱水性
がよく、機械的にも破壊されにくく、再度水中に溶出す
ることがないので、スラッジ処理が容易であり、コスト
軽減にも寄与する。しかも本発明の浄化処理剤は上述の
無機凝集剤の分類に属するが、他の無機凝集剤類と差別
される以下の優れた特長を有する。
【0011】[本発明の飲料水原水浄化処理剤の特徴] (1)本発明の浄化処理剤は、亜硝酸性窒素又は/及び
硝酸性窒素に汚染された、原水からそれらをよく取り除
く能力を有する。本浄化処理剤の作用の理論的解明は未
だなされていないが、該処理剤が原水に添加されたと
き、その組成の中にあるFeイオンが、それぞれ形成す
る他の金属錯塩及び複塩の影響を受けて、NO2 及び
NO3 を取込み、成分中の他の金属イオンと結合し、
或いは錯塩と会合して水に不溶の水酸化物となってフロ
ック中に吸着され、共に凝集沈殿するものと考えられ
る。
【0012】(2)本発明の浄化処理剤には、人体に有
害な金属を含有していない。すなわち、配合物中の各硫
酸金属塩は、飲料水の処理剤であるか、食品の添加物で
あるか、あるいはそれを加工する時の加工処理剤であっ
て、人体に無害なものばかりである。例えば、アルミニ
ウムの硫酸塩であるAl2(SO43は、飲料水の凝集
沈澱剤として古くから使用されているものであり、また
鉄の硫酸塩であるFeSO4は、食品の強化剤、着色
剤、発色剤として野菜、果実、漬物等に使用されている
ものである。マグネシウムの硫酸塩であるMgSO4
発酵性食品用剤、醸造過程の除酸剤、脱臭剤、色調安定
化剤、除菌剤、発酵度調整剤、保温緩衝剤として使用さ
れており、カリウムの硫酸塩であるK2SO4は食品の栄
養成分の追加補強添加剤である。さらに、カルシウムの
硫酸塩であるCaSO4は豆腐の凝固剤、水飴の製造の
際に使用する酸の中和剤等として使用されており、ナト
リウムの硫酸塩であるNa2SO4は結晶食品の溶剤の比
重調整剤、脱クロル剤、消泡剤として通常使用されてい
るものである。
【0013】(3) 本発明の浄化処理剤は、水系感染
症の原因菌(大腸菌群)の除去能力に優れるので、水系
伝染病の防止に有効である。この作用は、実験により確
認されている。 (4) 本発明の浄化処理剤は、強い酸性(通常、PH
0.5〜2.0)を呈しているが、人の皮膚に触れても
強い刺激もなく、硫酸金属塩の液であっても硫酸のごと
く焼け爛れる害もないため、取り扱いが容易で安全であ
る。 (5) 本発明の浄化処理剤は、脱臭作用を有する。す
なわち本発明の浄化処理剤は、悪臭原因物質、例えばア
ンモニヤ、トリメチルアミン、メチルメルカプタン、硫
化水素等々を、アンモニヤ鉄、アミノ酸鉄、メタン、硫
化鉄等々に変換して脱臭する。また前記(3)項に述べ
たように本発明の浄化処理剤には抗菌性があるので、処
理水の腐敗を防止する結果、悪臭の発生原因を除去する
追加的効果がある。
【0014】(6) 本発明の浄化処理剤は強い凝集能
力を有する。硫酸アルミニウム、硫酸第一鉄、第二鉄、
硫酸マグネシウムはすでに凝集剤としての定評のあるも
のであるが、本発明の処理剤はこれら凝集剤に比し、一
層強力な複合的凝集能力を発揮する。 (7) 本発明の浄化処理剤は、BOD及びCOD値を
著しく減少させる。原水に本処理剤液を投入し、次いで
PH4〜5の間で急撹拌した後、例えばCa(OH)
等の添加によってPH7.0〜8.5に再調整すること
によって、原水中の懸濁固形物(SS)がよく除去され
ると共に、BOD、COD値も著しく減少する。本発明
の原水浄化処理剤によれば、これらの作用は原水中に塩
分、脂肪分等が含有されていても何らの妨害を受けるこ
となく浄化処理効果が発揮される。
【0015】
【実施例】上述した種々の特徴を有する本発明の浄化処
理剤は、化学肥料によって汚染された畑作地帯、果樹園
地帯等の井戸水、用水等の原水から精製された飲料水を
取得するのに用いることができ、さらに、その他河川水
等の改質にも広く応用できる。以下、本発明のいくつか
の実施例を挙げる。まず、本発明の飲料水原水浄化処理
剤の製造方法について説明する。
【0016】[飲料水原水浄化処理剤の製造:実例剤1
の製造]水400mlに、硫酸カリウム:K2SO4を1
1.0g,硫酸カルシウム:CaSO4を0.54g,
硫酸第1鉄7水塩:FeSO4・7H2Oを56.7g,
硫酸ナトリウム10水塩:NaSO4・10HOを
1.47g、硫酸マグネシウム7水塩:MgSO4・7
Oを112.6g,硫酸アルミニウム18水塩:A
2(SO43・18H2Oを188.9g溶解させる。
次いで、この溶液に更に水を加えて1000mlとし
た。その後、前記1000mlの複数金属の硫酸塩の混
合水溶液を、120℃、1.5Kgf/cm2で加熱・
加圧して本発明の飲料水原水浄化処理剤:実例剤1を取
得した。得られた該原水浄化処理剤は、PHが1.77
であり、多核金属錯塩を主体とするものであることが解
った。
【0017】[実例剤2、実例剤3及び実例剤4の製
造]前記実例剤1の製造方法に準じて、表1に示す各金
属イオン含有組成の多核金属錯塩を主体とする飲料水原
水浄化処理剤:実例剤2、実例剤3及び実例剤4を製造
した。
【0018】
【表1】
【0019】第1実施例:精製された飲料水の製造 原水から精製された飲料水を製造するには、まず原水に
原水浄化処理剤を添加混合して、PH4〜5に調整し、
しかる後、アルカリ性剤、例えばCa(OH)を添加
混合してPH7.0〜8.5に再調整する。これによ
り、原水中の汚染物はフロック体として沈降してくるの
で、同フロック体を分離除去することにより、精製飲料
水を製造することができる。亜硝酸性窒素又は/及び硝
酸性窒素に汚染された原水の浄化処理に際しては、PH
調整が重要なポイントの一つである。表2に示すよう
に、実例剤1〜4を原水に添加する際には、まずPHが
4〜5の間になるように添加量を調整すると、処理効率
が向上する。また、アルカリ性剤添加による再調整のP
Hは7.0〜8.5の間に制御することが好ましい。な
お、上記における計測方法は市販のパックテストキット
を用いた。また、原水は、T町の畑作地帯にある深井戸
の水を使用した。そのNO3−N(硝酸性窒素)の含有
量は13.0〜16.2mg/1000mlであった。
【0020】
【表2】
【0021】第2実施例:亜硝酸性窒素又は/及び硝酸
性窒素に汚染された原水の処理に関して、実例剤1〜4
の添加量とNO3 −Nの残留量の関係について、テス
トした。その結果を表3に掲げる。なお、テスト原水
は、NO3−N含有量:13.0〜16.2mg/10
00mlのものを使用した。
【0022】
【表3】
【0023】本テストに際して、市販の硫酸アルミニウ
ム及びポリ硫酸第2鉄による比較テストをも試みたが、
いづれもNO2 −N、NO3 −Nの除去はできなかっ
た。表3の結果を図1にグラフ化して示した。
【0024】
【発明の効果】以上実施例等において説明したごとく、
本発明の飲料水原水浄化処理剤は、以下の優れた諸効果
を発揮するため、本浄化処理剤を使用すれば、原水から
容易に精製された飲料水を製造することができる。 .亜硝酸窒素性又は/及び硝酸性窒素に汚染された、
原水からこれらの無機物を高効率で取り除く能力を有す
る。 .人体に有害な成分を含有していないので、安全な飲
料水を提供することができる。 .水系感染症の原因菌(大腸菌群)の除去能力に優れ
るので、水系伝染病の防止に有効である。 .取り扱いの危険性がなく安全である。 .種々の悪臭物質の脱臭作用を有する。 .強い凝集能力を有し、懸濁固形物(SS)の除去能
力に優れている。 .生物化学的酸素要求量(BOD)及び化学的酸素要
求量(COD)の値を著しく減少させ、特に原水中に塩
分、脂肪分等が含有されていても何ら妨害を受けず、処
理効果が発揮される。
【図面の簡単な説明】
【図1】原水に対する各種浄化処理剤の添加量と、処理
水中の硝酸性窒素の残留量との関係を示すグラフ図

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 カリウム、鉄、マグネシウム、ナトリウ
    ム、カルシウム及びアルミニウムの複数金属の硫酸塩よ
    りなる多核金属錯塩含有物からなる飲料水原水浄化処理
    剤。
  2. 【請求項2】 モル濃度として、カリウムが0.03〜
    0.09、鉄が0.12〜0.51、マグネシウムが
    0.30〜0.90、ナトリウムが0.0013〜0.
    030、カルシウムが0.003〜0.020、及びア
    ルミニウムが0.26〜0.80を含む複数金属の硫酸
    塩混合水溶液を定容加熱して得られた多核金属錯塩含有
    物からなる飲料水原水浄化処理剤。
  3. 【請求項3】 水溶液1リットル中に、カリウムイオ
    ン:1.17〜3.52g、鉄イオン:6.70〜2
    8.48g、カルシウムイオン:0.11〜0.80
    g、ナトリウムイオン:0.03〜0.70g、マグネ
    シウムイオン:7.30〜21.88g、アルミニウム
    イオン:7.00〜22.00g、及び硫酸イオン:8
    4.78〜282.12gを含む複数金属の硫酸塩より
    なる多核金属錯塩含有水溶液からなる飲料水原水浄化処
    理剤。
  4. 【請求項4】 水溶液1リットル中に、カリウムイオ
    ン:1.17〜3.52g、鉄イオン:6.70〜2
    8.48g、カルシウムイオン:0.11〜0.80
    g、ナトリウムイオン:0.03〜0.70g、マグネ
    シウムイオン:7.30〜21.88g、アルミニウム
    イオン:7.00〜22.00g、及び硫酸イオン:8
    4.78〜282.12gを含む複数金属の硫酸塩水溶
    液を、100℃〜170℃、1kgf/cm〜7.0
    kgf/cmに加熱・加圧して多核金属錯塩含有水溶
    液からなる飲料水原水浄化処理剤を製造する方法。
  5. 【請求項5】 亜硝酸性窒素又は/及び硝酸性窒素に汚
    染された原水に、請求項1ないし3のいずれかに記載の
    飲料水原水浄化処理剤を添加混合してPH4.0〜5.
    0に調整した後、これにアルカリ性剤を添加混合してP
    H7.0〜8.5に再調整することによって、フロック
    を生成せしめ、その後該フロックを沈降分離して、精製
    された飲料水を得ることを特徴とする飲料水の製造方
    法。
JP35105891A 1991-12-11 1991-12-11 飲料水原水浄化処理剤及び飲料水の製造方法 Pending JPH05161892A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100388757B1 (ko) * 2002-09-27 2003-06-25 장덕진 철 스크랩과 알루미늄 스크랩을 포함하는 금속 조성물을이용한 수계 질산성과 아질산성 질소의 제거 방법 및 장치
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