JPS58216780A - 浄水装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、地下水、川水などに含まれた可溶性金属、可
溶性有機酸たとえば鉄分、マンガン分。

フミン酸などを除去するための浄水装置に関する。

従来、この種の浄水装置は、第１図に示す浄水場の単化
フローシート、すなわち、浄水場の処理プロセスの例か
らも明らかなように、河水１は、ポンプ２で受承片３を
経て、薬品処理池４に入る。

ここで、まず活性炭５を注入し、五ＢＳ（アクリルブタ
ジェンスチロール）、有機物などを十分吸着させた後、
塩素６を注入してアンモニア性、窒素を分解し、同時に
ソーダ灰７または水酸化す）　ＩＪウムを注入して中和
する。次にアルギン酸ソーダ８、硫酸パン土（硫酸アル
ミニウム）９と順次投入してから、急速攪拌１０．緩速
攪拌（フロンキュレー７ヨン）１１を行なって、沈澱池
１２に導く。ここで浮遊物や活性炭の９０％程度を落と
した後、急速砂沖過１３で残余の浮遊物を除き、最後に
再び少量の塩素１４を加えて消毒し、浄水池１６に貯え
る。特に河川原水の汚濁が激しくなるにつれて、浄化薬
品の使用が増大している。

図中、急速砂濾過１３では、残存した鉄、マンガン、フ
ミン酸等は通常の砂洲過では除去することは困難である
ことから、一般的に、マンガン酸（砂の表面にマンガン
酸化物を担持したもの）、マンガンゼオライト（ゼオラ
イトの表面にマンガン酸化物を担持したもの）と砂を併
用し用いている。

本発明者らは先に、特公昭４９−３０９３９号公報、特
公昭５２−１４５４３号公報、特公昭５２−１４５４４
号公報および特公昭５１−３６９４４号公報にみられる
ような従来のマンガン酸、マンガンゼオライトよシも優
れたγ−ＭｎＯ２を用いた炉材および浄水器について提
案した。これらの水処理用炉材は、従来のマンガン酸、
マンガンゼオライトに比較し、１０〜１０００倍と高性
能なものである。しかしながら、これらの水処理用炉材
は、処理水のｐＨを中性し、水道水の飲料水規準ｐ）ｌ
＝５．１３〜８．６の範囲、とりわけｐ　Ｈ＝　７±０
．６の範囲にするものである。

鉄、マンガン等の重金属イオンは、弱塩基側で水酸化物
の沈澱を生じるため、若干塩基性側で処理することが好
ましい。すなわち、第２図（ム）　、　（Ｂ）　。

（Ｃｉ）において、代表例として鉄、マンガンのｐＨの
影響から明らかなように鉄（Ｆｅ　、Ｆｅ）の場合、Ｆ
ｅ（ＯＨ）２はｐＨ＝８付近、Ｆｅ（ＯＨ）３はｐ　Ｈ
＝　２付近、またマンガン（Ｍｎ）の場合、Ｍｎ（ＯＨ
）２はｐ）ｉ＝９付近でそれぞれ溶解度は非常に少なく
なる・このことは、前述したｐＨより高くすることによ
り、鉄、マンガンは水に難溶性の水酸化物として除去し
やすいことを意味している（参照文献：定性分析化学田
、０・シャルロー著・・・・・・共立出版Ｃ株）発行）
。

つまり、従来の浄水装置では、前処理として、塩基性塩
、例えば水酸化ナトリウムを添加しているが、中和反応
用であること、仮にｐＨを高くした場合は、後処理とし
て、中和処理が必要であることから、処理用集品の使用
はさらに増大する。

ただし除鉄は比較的容易である。

以上のことから、水中の浄化しにぐい重金属イオンや有
機物は特殊処理が必要であり、第１図の変形例として第
３図（ム）に示すように、新たな浄水装置１６を設計す
ることが重要である。

具体的な浄水装置１６の構造は、第３図（Ｂ）に示し、
河水（原水）１あるいは急速砂濾過１３の一次処理水を
加圧ポンプ（図示せず）を用い、塩素、次亜塩素酸ソー
ダ１４またはオゾンを加圧状態で入］コ管３１を介して
本体１５′に挿入し、散水させる。次に水処理用炉材３
２と塩基性水処理用炉材３３が分散した接触酸化層を通
過し、接触酸化層のＦ部に設けたＦ床３４で再濾過し、
浄水する。

浄水された処理水は、出口管３６を通り、外部排出され
る。

本発明は、主触媒としての水処理用炉材と水に塩基性を
与える塩基性水処理用炉材とを併用することにより、主
触媒としての水処理用炉材の性能を大幅に改善するもの
である。

そして、上記の主触媒としての水処理用炉材がマンガン
酸化物系接触酸化用炉材であり、また塩基性水処理用炉
材が、ケイ酸石灰、アルミン酸石灰、オキシクロライド
（オキシ塩化物）、ケイ酸ナトリウム、ケイ酸カリウム
、ケイ酸リチウムおよびカルシウム、マグネシウムの酸
化物、水酸化物、炭酸塩の群から選ばれた少なくとも１
種の塩基性化合物である点に特徴を有している。

次に主触媒としての代表的な水処理用炉材とその製造に
ついて具体例を示し、説明する。

（Ａ）マンガン砂、マンガンゼオライトの場合マンガン
砂川の担体すなわち砂は、浜砂、ケイ砂、ゼオライトが
使用され、担体１ｒＩ？に約３チの塩化マンガン溶液１
５ｏｄを加えて、充分混合した後、さらに３％の過マン
ガン酸カリウム溶液＼７６０１を加え、再度攪拌混合し
て、担体の表面に接触酸化性のある水和ＭｎＯ２の被膜
を生成させ、洗砂機などで水洗し、マンガン砂、マンガ
ンゼオライトを製造する。このときの反応は、次のよう
に示される。

３Ｍｎ”　＋２　ＭｎＯ４−＋　７Ｈ２０−＋　５Ｍｎ
Ｏ２・Ｈ３Ｏ＋　４）１”（Ｂ）γ−ＭｎＯ＋粒の場合 γ−ＭｎＯ２粒は、通常マンガン塩の電解液を用い電解
採取後、電極板から剥離し、粗粉砕することにより製造
する。マンガン塩の電解液としては、硫酸マンガン、塩
イトマンガン、硝酸マンガン、修酸マンガン、リン酸マ
ンガン、乳酸マンガン、酢酸マンガン、ギ酸マンガンな
どが可能であり、これらの電解液は単独もシくに混合液
として用いることができる。

現在一般的なγ−ＭｎＯ２の電解採取法として、硫酸性
硫酸マンガン溶液（０，７ｍｏｌ　／　ｌの硫酸マンガ
ン、Ｏ，ＴＮ／ｌの硫酸）を電解液として、陰極および
陽極に黒鉛電極を用いるかあるいは陰極に黒鉛電極を用
い陽極にＴｉ電極を用いて、９５℃の浴温度で、０．７
〜１（ム／ｄｍ２）の電流密度で１６〜３０日間の電解
を行ない採取する。

次にこの電解二酸化マンガンを電極から剥離して、塊状
のまま脱酸する。すなわち、塩基性塩、例えば水酸化ナ
トリウム、炭酸ナトリウム溶液を用い、電解二酸化マン
ガン中のＨ２ＳＯ４の中和を行い、その後水洗および乾
燥を行ない、粗粉砕（ショークラッシャー）などを行な
った後、整粒する。

（Ｃ）マンガン酸化物の均一混合炉材の場合マンガン酸
化物として、（Ｂ）の電解二酸化マンガン（ＥＭＤ）の
粉末を、また、無機結合剤として、セメントを用い、乾
式混合後、成形に必要な水を添加し、成形機を用いて加
圧成形し、温水で養生硬化後、必要に応じ粗粉砕し、整
粒する。

上述した（（転）、（Ｂ）および（０以外に、担体の表
面に熱分解性マンガン塩を付着°させて熱分解し、マン
ガン酸化物を担体の表面に担持する方法、あるいは、樹
脂と発泡剤とマンガン酸化物を混合し、反応させて、連
続気泡樹脂、例えば発泡ポリウレタンフオームを得る方
法などがある。

このようにして得られた主触媒としての水処理用炉材は
、水中の重金属イオンあるいは有機酸を接触酸化法によ
り浄化するものである。

次に水に塩基性を与える代表的な塩基性水処理沖材とそ
の製法について具体例を示し、説明する。

（Ｄ）水硬性セメントの場合 水硬性セメントとして、ポルトランドセメント。

アルミナセメント、マグネシアセメントなどがあり、鉱
物組成として、ケイ酸石灰（ｍｓｉｏ２・ｎｃａｏ）。

アルミン酸石灰（ｍＡ１２０ｓ・ｎｃａｏ　）　＋オキ
シクロライド（ｍＭｑＯ−Ｍｑ０１２−ｎＨ２０）で表
わされるが、一般的にケイ酸石灰、アルミン酸石灰等の
石灰分、ｔ　ｌｋ　ｂ　チＣａＯが微量水に溶出してＣ
ａ（ＯＨ）２とナリ塩基性を示す。水硬性セメントの粉
末を必要に応じ骨材を混合し、成形に必要な水を添加し
、成形機を用いて加圧成形し、温水で養生硬化後、必要
に応じて粗粉砕し、整粒する。

（Ｋ）気硬性セメントの場合 気硬性セメントとしては、石灰、マグネシアなどがあり
、鉱物組成として、Ｏａｋ、　ＭｇＯで表わされるが、
これらの水酸化物、一部層酸塩を含むこともあ不。一般
的に生石灰、消石灰、苦土質石灰。

ドロマイト焼物の石灰分、すなわちＯａＯ，ＭｇＯが微
量水に溶解し、Ｃａ（ＯＨ）２　、　Ｍｇ（ＯＨ）２と
なり、塩基性を示す。気硬性セメントの粉末を必要に応
じ、骨材を混合し、成形に必要な水を添加し、成形機を
用いて加圧成形し、乾燥あるいは焼成後、必要に応じ粗
粉砕し、整粒する。

（Ｆ）炭酸塩の場合 炭酸塩として、アルカリ土類金属炭酸塩の中で、炭酸カ
ルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸バリウムの群から選
ばれた少なくとも１種を含有し、主成分として炭酸カル
シウム、炭酸マグネシウムの成形物が好ましい。一般的
に炭酸塩は中性塩であるから、焼成後、Ｃａｂ、　Ｍｇ
Ｏとし、ＯａＯ，ＭｇＯが微量水に溶出し、Ｃａ（ＯＨ
）２．　Ｍｇ（ＯＨルとなり、塩基性を示す。一方、ア
ルカリ金属炭酸塩は一般的に溶解度が太きいため、好ま
しくない。たとえば炭酸カルシウムの粉末に必要に応じ
、−次結合剤、骨材を混合し、成形に必要な水を添加し
、成形機を用いて加圧成形し、乾燥後７００℃以−］二
、好ましくは９００℃以上で焼成する。なお、炭酸カル
シウムの分解温度は８９８℃である。次に必要に応じ粗
粉砕後、整粒する。

（Ｇ）ケイ酸アルカリ塩の場合 ケイ酸アルカリ塩としては、ケイ酸ナトリウム。

ケイ酸カリウム、ケイ酸リチウムなどがあり、代表的な
ものは、水ガラスである。水ガラス等のケイ酸アルカリ
塩はそのままでは強塩基性であるが、乾燥あるいは熱処
理すると、弱塩基性のメタケイ酸ナトリウム（代表例Ｎ
　ａ　４８　ｉ　０４　）となり、溶解速度が小さくな
って好ましいＥ材となる。担体、例えば珪砂の表面に水
ガラスを付着し、乾燥後、熱処理する。

（Ｈ）ガラスの場合 ガラスとしては、硅酸塩ガラス、硼硅酸ガラス。

リン酸塩ガラス、鉛ガラスなどがあり、ガラス組成とし
て、５ｉＯ２−Ｒ２０系（Ｒはアルカリ金属）、５ｉＯ
２−Ｒ２０−Ｒ’Ｏ系（Ｒ’はアルカリ土類金属）また
け５ｉＯ２−Ｂ２０ｓ−Ｒ２０系が好ましい。これらの
ガラスとして一般的にアルカリガラス（ソーダガラス、
ソーダ石灰ガラス）と言われているものが良く、通常の
アルカリガラスよりもアルカリ金属、アルカリ土類金属
の含有量を多くしたもので、例えば以下の組成で原料調
合し、るつぼに投入後、１２００℃で６０分間加熱溶融
し、次いで水中で急速冷却してフリットを作成し、乾燥
後、ボールミルで粉砕した。粉末ガラスに一次結合剤を
用い、成形に必要な水を添加し、成形機を用いて加圧成
形し、乾燥後、軟化点近傍で熱処理し、ガラス粒子を結
合させた後、空冷し整粒した。

珪砂　　・・・・・・・・・１００重量部ソーダ灰・・
・・・・・・・　７ｏ重量部石灰石　・・・・・・・・
・　６８重量部↓ ＳｉＯ２・・・・・・・・・　６６．７重量％Ｎ’ａ２
０　　　・・・・・・・・・　３２．９重量％ＣａＯ・
・・・・・・・・　２１．３重量％以上のように水に塩
基性ギ与える塩基性水処理用炉材の代表例を示したが、
■）　、　（ＩＣ）　、　（Ｆ）　、　（Ｇ）および（
６）の原料化合物群から選ばれた少なくとも１種を含む
粒状物が好ましい。また、前記組成物にマンガン酸化物
を混合することにより、鉄、マンガン、フミン酸の接触
酸化性能をより改善することができるものである。

次に主触媒としての水処理用炉材と水に塩基性を与える
塩基性水処理炉材の併用について説明する。前述のよう
に重金属や有機酸の浄水装置は、特殊な処理装置が必要
である。浄水装置に流入する処理原水に塩基性物質、特
に可溶性の塩基性物質をコントロールして供給すること
は容易であるが、可溶性の塩基性物質として考えられる
水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、水酸化カリウムな
どに、ｐＨが１２〜１４と高く、作業者、貯液槽などを
考裏すると危険性が犬である。さらに特殊処理後、ナト
リウム、カリウムの含有量が多くなり、処理水、特に飲
料用としては好ましくないなどの欠点を有する。

次に鉄、マンガンの除去法としては、一般的に、空気酸
化法、薬剤酸化法、接触酸化法、鉄バクテリヤ法、ライ
ムソーダ法、電解法、イオン交換法。

イオン封鎖法などが実用化または提案されているが、通
常、接触酸化法を用いている。すなわち、鉄、マンガン
のイオン濃度により前処理が異なるだけで、接触酸化法
が作業性、処理能力、経済性の面から好ましい方法と言
える。

しかしながら、従来のマンガン砂、マンガンゼオライト
からなる水処理用炉材では、鉄、マンガンのイオンが低
濃度の場合には比較的有効であるが、高濃度では除去で
きないのが現状である。

本発明は、マンガン砂、マンガンゼオライトを用いた場
合においても、鉄、マンガンなどの重金属イオンやフミ
ン酸などの有機酸を効率よく除去することができるもの
である。すなわち、塩基性水処理炉材の併用により、処
理原水のｐＨを炉材からの塩基性分を一定量溶出させる
ことにより、ｐ　）ｌ−：ｆｆントロールを安定化させ
、かつ処理水中への塩基性化合物量を少なくさせるもの
である。特にＣａ、Ｍｇ［、水中でのミネラル分として
重要なものであり、好ましい塩基性水処理用炉材と言え
る。

主触媒としての水処理用炉材を高性能化する手段として
、処理原水のｐＨを高くすることが必要である。なぜな
ら、前述したように第４図と第６の酸化還元系の近似的
な見かけ電位とｐＨとの関係から明らかなように、責な
電位をもつ接触酸化用触媒Ｖｌ、ｐＨは低くても・充分
、　Ｍｎ　　−＋　Ｍｎ　　に酸化することは可能であ
るが、電位の低い接触酸化用触媒はｐＨを高くしなけれ
ば、Ｍｎ　　−＋Ｍｎ”の酸化は起きにくい。

ここで接触酸化法について、第６図を参照してさらに詳
述すると、難かしいとされている除マンガンの反応式は
、第６図（Ｂ）におけるＭｎ　　＋ＭｎＯ２・Ｈ２Ｏ＋
　Ｈ２Ｏ−＋ＭｎＯ２・Ｍｎ（ＬＨ２０＋　２Ｈ−＝−
−（１）第６図（Ｃ）における ＭｎＯ２・ＭｎＯ・Ｈ２Ｏ＋Ｃ１２ ＋　２Ｈ２０−＋　２ＭｎＯ２，−Ｈ２０＋２Ｈ＋＋　
２０１−・・・・・・・・・・・・＠） （１）と（２）より Ｍｎ　　−１−ＭｎＯ２・Ｈ２０＋０（Ｊ２−１−３Ｈ
２０−＋２Ｍｎ０２−Ｈ２０＋４Ｈ＋　２０１−となる
。上記（１）式はマンガン砂とＭｎ　　の反応を示し、
（２）式は再生反応を示す。

ここで、注目すべき点は、除マンガン後、酸（ＨＯ２り
が生成するための、処理水のｐＨが低くなることである
。すなわち、炉材表面では、」二記（１）式および（２
０式の反応がほとんど同時に行なわれることから、主触
媒としての水処理用併用層内は、ｐＨが低くくなる部分
が生じる。このため、言いかえればｐＨが低くなれば、
上部層でマンガンイ下 オン除去しても、土部層ではマンガン除去能の減少また
は再溶解の可能性が大きくなる。

以上のことから主触媒としての水処理用ＦＩＪと水に塩
基性を与える塩基性水処理用沖材を併用し、かつ塩基性
水処理用Ｆ材を層中分散させることにより、上記欠点を
解決することができるものである。

好ましくは、塩基性水処理用ν材を均一に分散させるこ
とであるが、粒子の形状、粒度分布、比重等を主触媒と
しての水処理用Ｆ材と同一することは困難であり、全体
的に適切に分散することが好ましい。また、浄水装置内
では、除鉄、除マンガン能力が低下すると、逆洗（一般
的には上向流）再生しなければならないことから、粒径
、比重。

粒度分布を主触媒としての水処理用炉材の粒径、比ｊ■
１粒度分布に適した条件で行なうことが重要である。

逆洗（上向流方式）後のＦ材構成は、粒子の細いもの、
比重の軽いものは上部層に、逆に粒子のあらいもの、比
重の重いものは下部層となるため、前述のように、各々
の併用を適切な条件にする必要がある。

浄水装置においては、一般的には下向流方式で行なわれ
ているが、上向流方式でも充分可能である。一般的な下
向流方式においても、浄水前に逆洗水洗手段が必要な場
合に、上向流による逆洗が行なわれる。

以上のことから、浄水装置としては、■下向流方式、（
０下向並方式十王向流による水洗、およびＱ）上向流方
式の三種の方式が可能であり、下向流方式〇の場合、主
触媒としての水処理用Ｆ材（以下ＸＦ材という）と、水
に塩基性を与える塩基性水処理用ｐ材（以下ＹＦ材とい
う）の両者の粒径の大きさ、粒度分布（整粒範囲の大小
）、比重の大小が次の通りである。

粒径　　　・・・・・・・・・　ＸＦ材４ｙＦ材粒度分
布　・・・・・・・・・　ＸＦ材≧ＹＰ材比重　　　・
；・・・・・・・　ＸＦ材≦ＹＦ拐また、＠下向流方式
＋上向流による水洗または逆洗の場合には、 粒径　　　・・・・・・・・・　ＸＦ材イＹＰ材粒度分
布　・・・・・・・・・　ＸＦ戸材７ｆｐ材比重　　　
・・・・・・・・・　ｘＦ＃≧ＹＦ材θ上向流方式の場
合には、 粒径　　　・・・・・・・・・　ＸＦ材４ｙＰ材粒度分
布　・・・・・・・・・　ＸＦ材≦ＹＦ材比重　　　・
・・・・・・・・　ＸＦ戸材ｙＦ材が好ましい。

たとえば、＠の下向流方式＋上向流による水洗または逆
洗の場合、主触媒としての水処理用ｐ材として、電解二
酸化マンガンの粗粉砕粒（みがけ比重２．５９／鎖）、
１６〜４８メツシユ（平均粒径０．６ｏｍ）を用い、水
に塩基性を与える塩基性水処理用炉材として炭酸カルシ
ウムを造粒成形（径１　、Ｏｒｒｒｍ　）　した造粒物
（みかけ比重１．１ｇ／ＣＣ）。

１０〜６０メツシユ（平均粒径０．８ｓ　ｒｒｖｎ　）
からなる炉材構成にすることが好ましい。

次に浄水装置の構成について説明する。第７図に浄水装
置の基本構成を示し、同図（、）は主触媒としての水処
理用１と塩基性水処理用炉材を各種に分離したもの、同
図（ｂ）　、　（Ｃ）および（ｄ）は同一槽内に主触媒
としての水処理用炉材と塩基性水処理用ｐ月に構成した
ものである。そして、同図（ｂ）は本発明のもっとも好
筐しい構成を示したもので、水処理用炉材と塩基性水処
理用炉材が同一層に分散（好捷しくは均一分散）されて
いる。同図（Ｃ）は同一槽内で多段に水処理用Ｆ桐と塩
基性水処理用炉材が構成され、かつ、水処理用１と塩基
性水処理１月が同一層に分散（好ましくは均一分散）さ
れている。同図（→は同一槽内の上部層に塩基性水処理
用ｆ’＋Ａと下部層に水処理用炉材を構成したものであ
り、同図（ａ）　、　（ｂ）　、　（Ｃ）および（ｄ）
は、水処理原水の性状により、最適な構成方法を用いる
必要がある。

次に水処理用炉材と塩基性水処理用炉材の構成条件の一
つである充填−゛について述べると、第７図（、）の場
合は 水処理用炉材　　・・・・・・・・・　　１ｏｏ容計部
塩基性水処理用炉材・・・・・・２ｏ〜１００容量部同
図（ｂ）　、　（Ｃ）および（ｄ）の場合は。

水処理用炉材　　　・・・・・・５０〜９６容量部塩基
性水処理用炉材・・・・・・　６〜６ｏ容量部の範囲が
好ましい。

以下、本発明の詳細な説明する （実施例１） 本実施例に用いた浄水装置としては、除鉄滅菌器（ＰＪ
−２２Ｆ：松下電器産業（株）製）を用い、主触媒とし
ての水処理用ＦＵとして、（１）硫酸酸性マンガン浴か
ら電解採取した粒状のγ−ＭｎＯ２（粒度調整１６〜４
８メツシユ・・・・・・φ１．ｏｒＩｒｒｎ〜０．３閣
が９６％以上）、（ｉｉ）市販のマンガン砂（上記ＰＪ
−２２Ｆに使用しているもの）の２種類を用いた。また
水に塩基性を与える塩基性水処理用材としては、’（ｉ
ｉＤ市販のアルミナセメン）　１ｏｏ％をφｏ、ａｍ径
に造粒した成形物（粒度調整１６〜４８メツシユ”””
φ１　、Ｏｒｔａｎ−０，３ｍｍがｓｓ％以上）、Ｏｖ
）炭酸カルシウム粉末をφ０．８闘径に造粒し、９ｏｏ
℃で２時間熱処理した成形物（粒度調整１６〜４Ｂメソ
シｚ”””φ１．ｏｒａｎ　〜０．３ｒｔａｎが９６チ
以上）、（ψソーダ石灰ガラス（８ｉ０２−Ｎａ２０−
ＣａＯが４０：３０：３０重量係）を粗粉砕した粒状フ
リット（粒度調整１６〜４８メツシユ・・・・・・・・
・φ１・Ｏｒｍ〜０．３胴が９５−以上）および■市販
のアルミナセメントとγ−ＭｎＯ２（化学処理二酸化マ
ンガン）の混合（ｓｏ：　７０重量部）をφ０．８闘径
に造粒した造粒物（粒度調整１６〜４８メツシユ・・・
・・・φ１　、Ｏｍｍ　−０，３ｒｔｒｍが９５チ以上
）を用い、炉材容量、すなわち、水処理用Ｆ＠と塩基性
水処理用炉材の総量が３０１になるように充填した。

そして、炉材の構成は、第７図（ｂ）に示すものとした
Ｏ なお試験条件は、Ｍｎ　　５．ＯＰＰｍを含む原水を通
水量３ｏｌ／分、通水速度として線速度り、Ｖが２５．
６　ｍ／　ｈ　ｒ　、空間速度Ｓ、Ｖがｅｏｈｒ　　で
連続的に通水した。なお処理水中の残留塩素が０．３〜
ｏ、ｓ　ｐｐｍ　　となるように原水に次亜塩素酸ソー
ダ（ＮａＣＪＯ）を注入した。

第１表には各種試験条件と除マンガン特性について記載
しており、第８図は代表例にみる処理水中のＭｎ２＋濃
度と総処理（濾過）水量との関係を示す。

（以下余白） 第１表および第８図から明らかなように、主触媒として
の水処理Ｆ材に水に塩基性を与える塩基性水処理用ｐ材
を併用することにより、高活性水処理用炉材（γ−Ｍｎ
Ｏ２粒）の場合、約２０％〜２５０％除マンガン能が向
上した。一方、低活性水処理用ｐ材（マンガン砂）の場
合は、特に約５０％（表中には明記せず）〜１０００％
除マンガン能が著しく′向上した。また、塩基性水処理
用ヂ材にマンガン酸化物を含有したものは、特に除マン
ガン能が著しく向上し、特に低活性水処理用併用と併用
したものは、塩基性水処理用炉材量に支配的となり効果
は著しく向上した。

以上のことから、水処理用Ｆ材と塩基性水処理用Ｅ材を
併用するこ・とにより、 ■　除鉄、除マンガン能が著しく向上できる。

■　主触媒としての水処理用炉材の使用量を少なくする
ことができる。言いかえれば、使用条件、すなわち、同
一容量で、処理能力を著しく増大させることができる（
Ｌ、Ｖを大、Ｓ、■を大）。

■　処理水のｐＨが塩基性側になるため、除マンガンさ
れたマンガン酸化物等からの再溶出はなくなる。

■　特にアルカリ土類金属化合物が含有した塩基＋　　
　← 往水処理用炉材中のＣａ、Ｍｇ　　が微量溶出し、処理
水中の適度のミネラル分が混入し、硬度を若干増加させ
るため、健康的で美味しい水を提供することができる。

（実施例２） 実施例１のＡ１と／１６．８を用い、Ｍｎ　　０代りに
フミン酸鉄を溶解し、Ｆｅ２ｐｐｍ、色度２０〜２６度
を含む原水を、実施例１と同一の試験条件で通水した。

その結果を第２表および第９図（色度）に示す。

（以下余白） 第２表および第９図から明らかなように、除鉄能および
色度減少度は著しく改善できた。

（実施例３） 前述した第７図（ｃ）の構成条件で実施し、実施例１の
Ａ１１　、　Ａ１４を用いて２層構成し、上部層（１段
目）と下部層（２段目）をそれぞれ各層１６１（水処理
用炉材１２１１塩基性水処理用炉材３ｇ）とし、総容量
３ｏｌで、実施例１と同一の試験条件で通水した。その
結果を第３表に示す。

（以下余白） 第３表から明らかなように、炉材の構成条件を２層構成
にすることにより、特に塩基性水処理用炉材を併用する
と、約３０〜４６％除マンガン能が向上した。

（実施例４） 実施例１のＡＩ　、Ａ８に用いた７　−Ｍｎ０２粒ｔ６
〜４８メツシュを２４〜４８メツシユ（０，７１〜０．
３閣が９６％以上）に細かくしたもので、そ゛の他の条
件を実施例１と同一条件で試験した。その結果を第４表
に示す。

（以下余白） 第４表から明らかなように、水処理用Ｆ月を２４〜４８
メツシユに細かくしたものは、１６〜４８メツシユのも
のに比し除マンガン能は約６０チ向上しているが、塩基
性水処理用Ｐ材と併用したもの、例えば、水処理用炉材
と塩基性水処理用炉材が共に１６〜４８メツシユである
ものは２４〜４８メツシユよりもさらに除マンガン能が
約５０％向上している。水処理用炉材（２４〜４８メツ
シユ）と塩基性水処理用ｐ材（１６〜４８メツシユ）の
場合は、さらに約ｓｏ％除マンガン能が向上した。

このように水処理用Ｐ材の粒度を変化させても、塩基性
水処理用Ｆ材を併用することにより、著しく除マンガン
が向上することがわかる。

実施例には明記していないが、炉材の構成条件、すなわ
ち、第７図（ａ）　ｌ　（ｂ）　＊　（Ｃ）および（ｄ
）を同一条件（扁４の構成要件を満足させたもの）で試
験した結果、 （Ｃ）！　（均〉（４≧（ａ） の順で除マンガン能が優れていることがわかり、（Ｃ）
　、　（ｂ）がもっとも優れた方法であったが、（ｄ）
　、　（ａ）も有効であった。また装置構成、操作、設
備の関連から、」二記の順が好ましい。

以上のように本発明によれば、除鉄能または除マンガン
能等を著しく向上させることができ、しかも主触媒とし
ての水処理用Ｐ材の使用量の削減化が図れる等、工業的
価値のきわめて犬なる浄水装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は浄水場の単化フローシート例を示す図、第２図
（Ａ）　、　＠）　、　（Ｃ）は鉄、マンガンの見かけ
の溶解度ｐＨとの関係を示す図、第３図（ム）は本発明
の実施例における学化フローシートを示す図、第３図（
Ｂ）はその浄水装置の一部欠截側面図、第４図は鉄の酸
化還元系の見かけ電位を示す図、第６図はマンガンの酸
化還元系の見かけ電位を示す図、第６図は接触酸化法の
モデル図を示し、同図（Ａ）は吸着。 同図（Ｂ）は酸化、同図（Ｃ）は再生、同図（Ｄ）は脱
着、第７図（ａ）　、　（ｂ）　、　（Ｃ）および（ｄ
）は本発明の水処理用Ｐ材と塩基性水処理用ｐ材の併用
による場合の浄水装置の概略構成を示す図、第８図は実
施例１におけ永 る処理中のＭｎ　　濃度と総処理（濾過）水量との希 関係を示す図、第９図は実施例２における処ｆＵ’５（
３の色度（度）と総処理（濾過）水量との関係を示す図
である。 ３２・・・・・・水処理用Ｆ材、３３・・・・・・塩基
性水処理用Ｐ材。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 （／１１　　　　　　　　　　　　　　　（Ｂ）１Ｈａ
　ｑＩＩ　ＷＩＩＩｒ＊Ｎ 第３図 第４図 第６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）主触媒としての水処理用Ｆ材と、水に塩基性を与
   える塩基性水処理用Ｆ材とを併用した浄水装置。 （２）主触媒としての水処理用Ｆ材が、マンガン酸化物
   系接触酸化用ν材である特許請求の第１項記載の浄水装
   置。 （３）塩基性水処理用Ｆ材が、ケイ酸石灰、アルミン酸
   石灰、オキシクロライド、ケイ酸ナトリウム、ケイ酸カ
   リウム、ケイ酸リチウムおよびカルシウム、マグネシウ
   ムの酸化物、水酸化物、炭酸塩の群から選ばれた少なく
   とも１種の塩基性化合物である特許請求の範囲第１項記
   載の浄水装置。 −）塩基性水処理用ｐ材が、マンガン酸化物を含有した
   特許請求の範囲第３項記載の浄水装置。 （６）主触媒としての水処理用ｐ材と、水に塩基性を与
   える塩基性水処理用炉材が同一槽に設置された特許請求
   の範囲第１項記載の浄水装置。 （６）主触媒としての水処理用Ｆ材が、γ−ＭｎＯｚ粒
   子もしくはγ−ＭｎＯ２と無機結合剤を主成分とした粒
   子からなる特許請求の範囲第１項、第２項または第５項
   記載の浄水装置。