JPS6312645B2

JPS6312645B2 -

Info

Publication number: JPS6312645B2
Application number: JP13220384A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Unno
Original assignee: Honshu Paper Co Ltd
Current assignee: Honshu Paper Co Ltd
Priority date: 1984-06-27
Filing date: 1984-06-27
Publication date: 1988-03-22
Also published as: JPS6111113A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は鉱工業廃水、染色廃水、澱粉廃水、上
下水等の、微細な固体粒子を含む水懸濁液の凝集
処理に、凝集剤として有効に使用する塩基性塩化
アルミニウム（以下PACと略記する）の製造方
法に関する。従来、凝集剤として使用するPAC溶液には、
その凝集性能をあげるために、それは加水分解し
ない範囲の濃度で硫酸イオン（重合促進剤）を添
加している。ところで、その硫酸イオン源としては、(イ)硫酸
ナトリウム、(ロ)硫酸、(ハ)硫酸アルミニウム等が知
られており、(イ)に関しては製造原価が高くなると
いう欠点があり、(ロ)に関しては凝集性能が低いと
いう欠点があり、さらに(ハ)についてはPACの塩
基度が低下する等という欠点があつた。しかし
て、このように各種欠点はあるが一応硫酸アルミ
ニウムを使用する方法が採用されている。また、公知技術に於て、塩基度を上げる操作
（以下、必要により“変性”という）として、水
酸化カルシウム、酸化カルシウム、炭酸カルシウ
ム等のカルシウム化合物、または炭酸ナトリウ
ム、または水酸化ナトリウムを用い、硫酸イオン
を含有するPAC溶液を添加混合することからな
る変性方法があるが、カルシウム化合物を添加す
る方法は、分離除去の比較的むつかしい硫酸カル
シウムと生成し、また水酸化ナトリウムを添加す
る方法は、難溶性の水酸化アルミニウムを生成す
るため過がむつかしく、かつ、約50％以上の塩
基度のPACが得られないという欠点があつた。かゝる事由により、前述の各種羅列化合物のう
ち、炭酸ナトリウムを添加する変性操作が一般的
であつたが、他の化合物に比較し、製造コストが
高くなるという欠点がさけられなかつた。従つて本発明の目的は、これらの各種欠点を改
善又は解消する新規な凝集剤の製造方法、換言す
れば工業的に容易な操作で、かつ安価に、凝集剤
として使用しうる、硫酸イオンを含有するPAC
溶液の製造方法に関する。本発明の前記の目的は、炭酸ナトリウムとアル
ミン酸ナトリウムと硫酸ナトリウムとの反応生成
物を、PAC溶液に添加することにより達成され
る。以下、本発明をさらに詳細に説明する。本発明に於ては、まず、「酸に溶解しやすい水
酸化アルミニウム」を以下のような方法で製造す
る。なお、かゝる方法は、次のような公知事項す
なわちアルミン酸ナトリウムと硫酸アルミニウム
から生成する水酸化アルミニウムは酸に溶解しに
くいということ、ならびに炭酸ナトリウムと硫酸
アルミニウムから生成する水酸化アルミニウムは
酸に極めて溶解しやすいが（前述の如く高価な、
炭酸ナトリウムを使用するので）製造原価が高く
つくということに対して、アルミン酸ナトリウム
と炭酸ナトリウムの混合溶液と硫酸アルミニウム
から生成する水酸化アルミニウムは意外なことに
非常に酸に溶解しやすいという知見に基づくもの
である。このように、本発明の骨子は、炭酸ナトリウム
とアルミン酸ナトリウム溶液をまず混合撹拌し、
ついで、それに、硫酸アルミニウムを添加して水
酸化アルミニウムを製造するということにある。
この添加は逆であつてもよい。すなわち硫酸アル
ミニウム溶液に、炭酸ナトリウムとアルミン酸ナ
トリウムの混合液を添加するという順序であつて
もよい。本発明に於て各々の試薬の濃度は、例えばアル
ミン酸ナトリウム溶液はAl₂O₃として10％、硫酸
アルミニウム溶液はAl₂O₃として８％のものを使
用できるが、その使用量は、凝集剤として用い
PAC溶液に付与したい塩基度及び硫酸イオン濃
度に対する理論量により適宜変更する。なお、理論量は次の計算式による； 3Na₂CO₃＋Al₂（SO₄）₃＋3H₂O→2Al（OH）₃＋3Na₂SO₄＋3
CO₂ ………（ａ） 3Na₂CO₃＋Al₂（SO₄）₃＋3H₂O→2Al（OH）₃＋3Na₂SO₄＋3
CO₂ ………（ａ） 6NaAlO₂＋Al₂（SO₄）₃＋12H₂O→8Al（OH）₃＋3Na₂SO₄
………（Ib）（） Al₂（OH）_nCl_(6-n)＋xAl（OH）₃→（１＋ｘ／２）Al₂（
OH）_oCl_(6-o)………（）ただしｎ＝ｍ＋3x／１＋ｘ／２例えば塩基度45％のPAC原液から塩基度55％
の凝集剤PACを得る場合、（）式に於てｍ＝６×0.45＝2.7、ｎ＝６×0.55＝3.3 よりPAC原液のPAC1モルに対し必要な水酸化ア
ルミニウムのモル数ｘは0.444モルとなる。これ
を（）式で得るべく炭酸ナトリウム、硫酸アル
ミニウム、アルミン酸ナトリウムの使用量を決定
する。なお、この際硫酸ナトリウムの使用量は凝
集剤PACの所望の硫酸根濃度により定めること
ができ、さらに使用する炭酸ナトリウムとアルミ
ン酸ナトリウムのモル比が、0.14：１以上である
ようにすることが好ましい。前述の炭酸ナトリウムの使用割合の上限は反応
の観点から特に制限はないが、工業的規模に於け
る実施の観点から該割合が大きいほど製造原価が
高くつくので必要以上の使用は無意味である。また、前記炭酸ナトリウムは特に制限はないが
10〜30％（重量）の濃度で使用することが望し
い。本発明に於ては、前述の如き点を注意し、「酸
易溶性の水酸化アルミニウム」を得る。なお、該水酸化アルミニウムの製造温度は、50
℃以下にする。前記温度が50℃以上になると、製
造された水酸化アルミニウムが酸に溶解しにくく
なり、その後のPAC溶液に添加混合する工程に
とつて好ましくない。本発明に於ては、次いで上記反応液をそのまま
全て、あるいは過して水酸化アルミニウムケー
キをPAC溶液に添加し、溶解（変性）して所望
の硫酸イオン濃度及び塩基度を有するPAC溶液
を得る。 PAC溶液は、予め約60〜70℃に加温しておく
ことが望ましいが、特に制限する意図はない。さ
らに、前記の添加後、約40〜55℃に温度を調整す
る。変性時間は約30分である。本発明によれば理論量のアルミン酸ナトリウ
ム、炭酸ナトリウム、硫酸アルミニウムの使用に
より、65％以下の所望の塩基度及び所望の硫酸イ
オン濃度の凝集性能のよいPAC溶液を製造する
ことができる。従来のように、変性に炭酸ナトリウムだけを使
用する場合の1/7の炭酸ナトリウムの使用量でよ
いので、その産業上の利点は高い。また、変性時
の発泡が少ないかあるいは殆んどないので、従来
技術に於て必要とされていた消泡剤も不要という
特長を有する。加えて変性時間も、従来法の約1/4に短縮する
ことができるという特長を有する。以下、実施例及び比較例により本発明を具体的
に説明する。実施例１変性後のPAC溶液の塩基度を50％にするため
の理論量のアルミン酸ナトリウム溶液（Al₂O₃10
％）111.5ｇと炭酸ナトリウム溶液（Na₂CO₃20
％）72.5ｇを混合し、それに硫酸アルミニウム溶
液（Al₂O₃8％）279.0ｇを添加した。40℃で反応
して酸易溶性水酸化アルミニウムを含む反応液を
得た。この酸易溶性水酸化アルミニウム反応液を60℃
に加温したPAC原液（Al₂O₃濃度19.9％、塩基度
48.6％、硫酸根０％、S.S.0.9％）１Kgに添加し、
溶解後30分間熟成した。ついでAl₂O₃10.3％とな
るように水を794ml加え、不溶物を去して凝集
剤用PAC溶液を得た。それを分析して第１表の
結果を得た。比較例１炭酸ナトリウムを使用せず、変性後のPAC溶
液の塩基度を50％にするための理論量のアルミン
酸ナトリウム溶液（Al₂O₃10％）171.1ｇと硫酸ア
ルミニウム溶液（Al₂O₃8％）286.9ｇを使用する
以外は実施例１と同様にして凝集剤用PAC溶液
を製造した。それを分析して第１表の結果を得
た。実施例２変性後のPAC溶液の塩基度を55％にするため
の理論量のアルミン酸ナトリウム溶液（Al₂O₃10
％）267.1ｇ、炭酸ナトリウム溶液（Na₂CO₃20
％）77.8ｇ、硫酸アルミニウム溶液（Al₂O₃8％）
299.6ｇを使用する以外は実施例１と同様にして
凝集剤用PAC溶液を製造した。それを分析して
第１表の結果を得た。比較例２炭酸ナトリウムを使用せず変性後のPAC溶液
の塩基度を55％にするための理論量のアルミン酸
ナトリウム溶液（Al₂O₃10％）336.0ｇと硫酸アル
ミニウム溶液（Al₂O₃8％）308.8ｇを使用する以
外は実施例１と同様にして凝集剤用PAC溶液を
製造した。それを分析して第１表の結果を得た。実施例３〜６変性後のPAC溶液の塩基度を60％にするため
の理論量の、アルミン酸ナトリウム溶液
（Al₂O₃10％）、炭酸ナトリウム溶液（Na₂CO₃20
％）、硫酸アルミニウム溶液（Al₂O₃8％）を第１
表に示す量を使用する以外は実施例１と同様にし
て凝集剤用PAC溶液を製造した。それを分析し
て第１表の結果を得た。比較例３炭酸ナトリウムを使用せず変性後のPAC溶液
の塩基度を60％にするための理論量のアルミン酸
ナトリウム溶液（Al₂O₃10％）447.6ｇと硫酸アル
ミニウム溶液（Al₂O₃8％）323.6ｇを使用する以
外は実施例１と同様にして凝集剤用PAC溶液を
製造した。その分析結果を第１表に示す。比較例４及び５変性後のPAC溶液の塩基度を60％にするため
の理論量の炭酸ナトリウム溶液（Na₂CO₃20％）、
アルミン酸ナトリウム溶液（Al₂O₃10％）、硫酸
アルミニウム溶液（Al₂O₃8％）の使用において、
炭酸ナトリウムとアルミン酸ナトリウムのモル比
が0.14：１未満になるようにした以外は実施例１
と同様にして凝集剤用PAC溶液を製造した。そ
れを分析して第１表の結果を得た。

【表】実施例７本発明により製造した実施例１で得た凝集剤用
PAC溶液の凝集性能の比較テスト（ジヤーテス
ト）を行つた。サンプル(1)を木曽川表流水（濁度2.3ppm、PH7.5、水温10℃、アルカリ度
16.3度）とした。サンプル(1)1000mlに実施例１で得たPAC溶液
をAl₂O₃として2ppm加え、急速撹拌１分間
（100RPMで）、緩速撹拌10分間（20RPMで）、10
分間静置した。緩速撹拌終了後のフロツクの大きさ及び静置後
の上澄液の濁度を測定した。結果を表２を示す。サンプル(2)を砂利洗滌排水（S.S.4.7％、PH8.5、水温11℃）とした。サンプル(2)1000mlに実施例１で得たPAC溶液
をAl₂O₃として6ppm加え、急速撹拌１分間
（100RPMで）その後３分間静置した。急速撹拌終了後のフロツクの大きさ及び静置後
の上澄液の濁度を測定した。結果を表２に示す。サンプル(3)を製パン製造排水（S.S.1590mg／、濁度259ppm、PH4.3 COD327
mg／）とした。サンプル(3)1000mlに苛性ソーダ220ppmを添加
後急速撹拌を１分間（100RPMで）行なつた。次に実施例１で得たPAC溶液をAl₂O₃として
20ppm加え急速撹拌１分間（100RPMで）、緩速
撹拌２分間（20RPMで）その後５分間静置した。緩速撹拌終了後のフロツクの大きさ及び静置後
の上澄液の濁度及びCODを測定した。結果を第２表に示す。実施例８実施例２で得た凝集剤用PAC溶液に対し、実
施例７と同様の凝集性能テストを行つた。結果を
第２表に示す。実施例９実施例３で得た凝集剤用PAC溶液に対して、
実施例７と同様の凝集性能テストを行つた。結果
を第２表に示す。比較例７比較例１で得た凝集剤用PAC溶液に対して実
施例７と同様の凝集性能テストを行つた。結果を
第２表に示す。比較例８比較例２で得た凝集剤用PAC溶液に対して実
施例７と同様の凝集性能テストを行つた。結果を
第２表に示す。比較例９比較例３で得た凝集剤用PAC溶液に対して実
施例７と同様の凝集性能テストを行つた。結果を
第２表に示す。比較例 10 市販の凝集剤用PAC溶液（塩基度55％）に対
して実施例７と同様の凝集性能テストを行つた。
結果を第２表に示す。表２に示した結果より、本発明の製造方法で製
造した凝集剤用PAC溶液は、市販品と同等もし
くはそれ以上の凝集性能を有することがわかる。
従つて工業的に容易な操作で安価に製造できる本
発明の製造方法が優れていることを示すものであ
る。

【表】

Claims

【特許請求の範囲】１塩基性塩化アルミニウム溶液に、炭酸ナトリ
ウムとアルミン酸ナトリウムと硫酸アルミニウム
の混合溶液を反応せしめて生成した水酸化アルミ
ニウムを添加して、塩基性塩化アルミニウムを変
性することよりなる凝集剤の製造方法。２該炭酸ナトリウムと該アルミン酸ナトリウム
のモル比が0.14：１以上である特許請求の範囲第
１項記載の製造方法。３炭酸ナトリウムとアルミン酸ナトリウムと硫
酸アルミニウムの混合溶液を50℃以下の温度で反
応することからなる特許請求の範囲第１項記載の
製造方法。