JPH1033905A - 汚濁水脱水処理用凝集剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 短時間（秒単位）でフロックの沈降を完了さ
せることができ、凝集沈降分離が早く行える凝集剤を提
供する。 【解決手段】 酸アルミニウム２０〜５０重量部，炭酸
カリウム２０〜４０重量部，炭酸マグネシウム５〜２０
重量部を基本配合として、凝集によった発生するフロッ
クをより急速に沈殿させる目的と、処理水のｐＨ値を調
整する目的を達成するためにセメント粉末５〜２０重量
部が配合された凝集主剤に対して、フェライト粉等の磁
性材料５〜３０重量部が均一に配合されている。従来、
非常に高価な脱水システムを用いなければならなかった
脱水工程を、非常に簡便なシステムで脱水可能となるよ
う工夫された凝集剤を提供し、最も理想的な凝集剤とな
る汚濁水処理用の凝集剤を提供することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、土木または各種
工場から排出される有機性，無機性の汚濁排水の処理に
有効で、なおかつ、簡便な方式で凝集残渣物を効果的に
脱水する能力を持つ汚濁水脱水処理用凝集剤に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の凝集剤は、有機系，無機系に分類
される。有機系凝集剤は、有機高分子を主剤とするが、
処理水の粘度が高くなり、また、残存有機物を多量に残
す処理水は、放流後の酸化によって新たな汚泥発生原因
となると同時に、自然界の微生物環境を破壊し、それら
有機性汚泥の分解除去による自然の自浄能力を大幅に阻
害する主原因となる。また、有機系凝集剤は、原水のｐ
Ｈを処理後大幅に変動させるために、設備的に中和槽の
設置が不可欠となる。中和槽においては、変動したｐＨ
値調整のために薬品類が添加されるが、これら薬品類の
添加によって変動したｐＨ値が、中性域に達するまでに
かなりの時間を要し、そのため、中和槽での放流前滞留
時間を必要とする。連続的に排出される汚濁水の処理に
おいては、この長期的滞留時間が最大の難点となってお
り、連続処理には不向きである。また、有機系高分子剤
の使用によって、水，残渣物ともに高い粘性を持ってし
まうため、水切れが悪く、後に様々な脱水工程をもって
しても充分な脱水効果を得ることができない。

【０００３】一方、無機系凝集剤は、主に、アルミニウ
ムや鉄イオンのプラス電荷イオンによる凝集力を利用す
るものであるが、有機系凝集剤に比してその凝集力が弱
く、また、概してｐＨ値を低下させてしまうため、この
場合もまた中和工程を要し、中和槽の設置と滞留時間の
問題は解決されない。有機系凝集剤は、その凝集力の弱
さ故に様々な脱水工程において、フロックが破壊され、
折角処理した筈の水に再度微粒子化した縣濁物質が混入
してしまう等の問題は解決されない。有機系も無機系
も、例え、充分な凝集沈降能力を持ったとしても、水中
に沈降した残渣物の脱水と言う問題は、双方ともに内包
したままである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】凝集剤として使用する
ものは、水中の有機，無機成分に影響を受けず、少ない
量で充分な反応が得られ、有機系凝集剤の様な凝集力を
持ちながら、無機系凝集剤の様に処理水が粘性を持た
ず、故に、水切れが良く、分離除去されるスラッジの含
水を急速に低減させ、分離スラッジをどのように処理す
る場合でも、コスト面，工程面において、より高いメリ
ットを与えられる性質のものが理想である。さらに、処
理水の放流によっても、周辺環境に影響を与えないこと
も重要要件である。また、常時排出されてくる汚濁水
は、連続的な処理を要するために、中和工程を割愛でき
る中性域での凝集処理も一つの要件である。当然、処理
水には、環境保全上悪影響を与える有機物が含まれない
ように、凝集剤は無機系であることが望ましい。

【０００５】本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなさ
れてもので、従来、非常に高価な脱水システムを用いな
ければならなかった脱水工程を、非常に簡便なシステム
で脱水可能となるよう工夫された凝集剤を提案し、以上
のごとき、各要件を満たす凝集剤であることをもって、
最も理想的な凝集剤となる汚濁水処理用の凝集剤を提供
するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明による汚濁水脱水
処理用凝集剤は、酸アルミニウム２０〜５０重量部，炭
酸カリウム２０〜４０重量部，炭酸マグネシウム５〜２
０重量部を基本配合として、凝集によった発生するフロ
ックをより急速に沈殿させる目的と、処理水のｐＨ値を
調整する目的を達成するためにセメント粉末５〜２０重
量部が配合された凝集主剤に対して、フェライト粉等の
磁性材料５〜３０重量部が均一に配合されていることを
特徴とし、もって、従来、非常に高価な脱水システムを
用いなければならなかった脱水工程を、非常に簡便なシ
ステムで脱水可能となるよう工夫された凝集剤を提案
し、上述のごとき、各要件を満たす凝集剤であることを
もって、最も理想的な凝集剤となる汚濁水処理用の凝集
剤を提供するものである。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明の凝集剤は、硫酸アルミニ
ウム，炭酸カリウム，炭酸マグネシウム，セメントの粉
末の配合物を主剤とし、これにフェライト粉などの磁性
粉体を添加混合してなる物である。本発明においては、
硫酸アルミニウム２０〜５０重量部，炭酸カリウム２０
〜４０重量部，炭酸マグネシウム５〜２０重量部を基本
配合として有する凝集剤を汚濁水処理に用いるが、その
時、被処理水のｐＨが硫酸アルミニウムによって低下す
ることを防ぐ目的と、凝集フロック自体の強化及びその
高い比重によってフロックの核を構成せしめて、より早
い沈降スピードを得る目的で、セメント粉末５〜２０重
量部が混合配合されてなる凝集主剤を用いる。なお、硫
酸アルミニウムが２０重量部以下では凝集力が失なわ
れ、５０重量部を越えると白濁する。

【０００８】上記凝集主剤を単独使用した場合でも、硫
酸アルミニウムの電位に対して、炭酸カリウムと炭酸マ
グネシウムは大幅な電位差をもって対峙するため、ここ
で自然法則として塩基と酸または数値的に離れた電位を
持つ物質同士の衝突によって発生するコアギュレーショ
ン効果によって、より強力な凝集力が得られる。

【０００９】しかしながら、この凝集主剤に対して、フ
ェライト等の磁性材５〜３０重量部を均一に混合した場
合、アルミニウム多価イオンの架橋効果によって行われ
る凝集に際し、その架橋されたフロック中に取り込まれ
た無数の磁性粉体同士が微弱な磁力（フェライト粉自身
の持つ微磁力）によって引き合い、より巨大にフロック
化することが確認された。また、フェライトの持つ高い
比重が、フロック全体の比重を驚異的に高める効果に寄
与し、磁力による吸引を掛けなくても、従来の各種凝集
剤に比較して沈降スピードが飛躍的に短縮される結果を
得た。さらに、本凝集剤を使用して機械的に処理する場
合、凝集反応沈降槽の底部をテーパ型に傾斜させ、その
外部に通電と遮電によって磁力の発生をコントロールで
きるよう、電磁石または永久磁石方式の磁力機を装着
し、撹拌によってフロック化が完了した時点で通電し、
弱い磁力を発生させることで沈降槽底部に強制的にフロ
ックを集積することができる。フロック集積完了後は、
速やかに遮電することで、今まで影響力を持っていた磁
力をカットすることによって、その後の沈降スラッジの
重力除去を可能とするものである。

【００１０】本発明による凝集剤を用いれば、驚異的な
短時間（秒単位）でフロックの沈降を完了させることが
でき、ありとあらゆる凝集剤の中で最も凝集沈降分離が
早く行える凝集剤となり得る。なお、本凝集剤を使用し
て処理された汚濁水の残渣物は、この磁力によって影響
を受ける点が特徴の一つになるが、脱水工程自体もこの
特徴を充分に生かして画期的な脱水方式を採用すること
ができる。つまり、磁力による脱水である。

【００１１】前述したテーパ型の沈降槽からの残渣物の
除去は、高粘性の有機高分子系凝集剤によって生成され
たフロックと違い、粘性を発しない無機剤によるフロッ
クであるため、排出に際した水道（みずみち）ができる
ことなく、装着された排出バルブの解放によって重力的
に取り出すことができる。ここで、排出された残渣物を
磁力槽または底部に強力な磁力を持たせ、トイ状の水路
あるいは強力な磁力を抱えたコンベア形式の吸着システ
ムを用い、槽または水路底部に残渣物を磁力吸着させ、
水だけを切ることで脱水目的は達せられる。

【００１２】なお、脱水除去を目的とした場合、磁力装
置のガウス（磁力）の問題もさることながら、その吸着
面の面積が広いことが吸着力を越えた吸引力の大きさに
比例してくる。故に、小さな表面積で強大な磁力を求め
るよりも、３０００Ｇ（ガウス）程度までの磁力を広い
表面積で用いることの方が、磁力そのものの影響力はよ
り広範に、さらに、磁力装置が装着されている底部か
ら、より高い（距離の離れた）位置に存在するフロック
に対して、より強い影響力を持って吸引するという力も
持っている。また、脱水後のフロックを掻き取るに際し
ても、吸着力そのものは強いものよりも、弱い物の方が
処理し易いことも事実である。それらの条件に鑑み、総
括的に判断するならば、求められる磁力は吸着力よりも
広範に影響を及ぼす「吸引力」の強い磁力であることが
重要要件である。

【００１３】

【実施例】硫酸アルミニウム３０重量部，炭酸カリウム
３０重量部，炭酸マグネシウム５重量部，セメント粉末
１０重量部，フェライト粉末２５重量部の割合で均一に
混合し凝集剤とした。上記配合を本発明による凝集剤と
して規定し、以下の通り比較凝集剤を選定して実験した
結果、表１の結果を得る。 硫酸アルミニウムのみ……………………………………
…Ａ剤 硫酸アルミニウム＋炭酸カリウム＋炭酸マグネシウム
…Ｂ剤 の配合にセメント粉末を添加した物…………………
…Ｃ剤 本発明による凝集剤………………………………………
…Ｄ剤 （Ｉ）フロック径と上澄水の清澄度との関係〔無機質〕

【００１４】

【表１】

【００１５】《試験条件》福島県会津若松市滝沢浄水場
の沈砂池に推積した猪苗代湖の土，粒径が微細なシルト
質１,０００ｐｐｍ溶液１リットルに対して、それぞれ
２０ｐｐｍの凝集剤を添加。 無機質泥土 《結果》 Ａ剤：凝集効果そのものはあるが、生成するフロック
は、非常に微細、上澄みにも微細粒子が浮遊している状
態であった。 Ｂ剤：組み合せ薬剤の間に電位的な差が生じるため、フ
ロック径はＡ剤よりも大きくなる。上澄みにまだ浮遊微
細粒子が見られるのは、フロック比重が足りないため、
水中懸濁質を補集しきれていないようである。 Ｃ剤：フロック，上澄み清澄度ともに良好。セメントが
フロックの核を形成することにより、高い比重が発現し
た。 Ｄ剤：フロック径は格段に成長し、比重もＣ剤のそれを
遥に凌いでいる。磁力吸着を使わなくとも、沈降スピー
ドが圧倒的に早まっている。Ｃ剤での清澄度もかなり良
好であったが、Ｄ剤の上澄みと比較すると僅かに色度
（黄ばみ）を感じた。Ｄ剤では、Ｃ剤で残留した超微細
な粒子をも吸着したものと思われる。

【００１６】

【発明の効果】上記実験結果から明らかなように、本発
明によるＤ剤は、フロック径が格段に成長し、比重もＣ
剤のそれを遥に凌いでいる。磁力吸着を使わなくとも、
沈降スピードが圧倒的に早まっている。また、従来、非
常に高価な脱水システムを用いなければならなかった脱
水工程を、非常に簡便なシステムで脱水することができ
る。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 硫酸アルミニウム，炭酸カリウム，炭酸
   マグネシウム，セメントの粉末の配合物を主剤とし、こ
   れにフェライト粉などの磁性粉体が添加混合されている
   ことを特徴とする汚濁水脱水処理用凝集剤。
2. 【請求項２】 硫酸アルミニウム２０〜５０重量部，炭
   酸カリウム２０〜４０重量部，炭酸マグネシウム５〜２
   ０重量部を基本配合として、凝集によって発生するフロ
   ックをより急速に沈殿させるとともに、処理水のｐＨ値
   を調整するためのセメント粉末が５〜２０重量部配合さ
   れた凝集主剤に対して、フェライト粉等の磁性材料５〜
   ３０重量部が均一に配合されていることを特徴とする汚
   濁水脱水処理用凝集剤。