JPH1157740A - 水の凝集処理方法 - Google Patents
水の凝集処理方法Info
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- JPH1157740A JPH1157740A JP22836397A JP22836397A JPH1157740A JP H1157740 A JPH1157740 A JP H1157740A JP 22836397 A JP22836397 A JP 22836397A JP 22836397 A JP22836397 A JP 22836397A JP H1157740 A JPH1157740 A JP H1157740A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ケイ酸を利用することにより上水処理におい
ても安全性が高く、凝集フロック形成効果が高い、水の
凝集処理技術を提供する。 【解決手段】 SiO2濃度５〜１０％、ｐＨ３〜４．５、
回転粘度１０ mPa・S 以上のケイ酸水溶液６をアルミニ
ウム（硫酸ばん土、ＰＡＣ）、鉄（塩化第二鉄、ポリ硫
酸鉄）などの無機金属塩凝集剤８とともに処理対象原水
７に注入することを特徴とし、該ケイ酸水溶液６はｐＨ
１以下の強酸性水３にケイ酸ナトリウム４を添加して調
製することを特徴とする。
ても安全性が高く、凝集フロック形成効果が高い、水の
凝集処理技術を提供する。 【解決手段】 SiO2濃度５〜１０％、ｐＨ３〜４．５、
回転粘度１０ mPa・S 以上のケイ酸水溶液６をアルミニ
ウム（硫酸ばん土、ＰＡＣ）、鉄（塩化第二鉄、ポリ硫
酸鉄）などの無機金属塩凝集剤８とともに処理対象原水
７に注入することを特徴とし、該ケイ酸水溶液６はｐＨ
１以下の強酸性水３にケイ酸ナトリウム４を添加して調
製することを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は各種用排水の凝集処
理方法に関するものであり、特に、ケイ酸（本発明にお
いては、以降、活性シリカともいう）を用いた、上水処
理に好適な新規凝集処理方法に関するものである。
理方法に関するものであり、特に、ケイ酸（本発明にお
いては、以降、活性シリカともいう）を用いた、上水処
理に好適な新規凝集処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】各種用排水の懸濁質、溶存有機物、リン
酸イオンを除去するために広く凝集処理が行われてい
る。これらの凝集処理に於いて凝集剤として、硫酸アル
ミニウム（硫酸バンド）、ポリ塩化アルミニウム（ＰＡ
Ｃ）、硫酸第二鉄、ポリ硫酸第二鉄、塩化第二鉄、など
のアルミ系はもしくは鉄系の無機金属塩凝集剤が利用さ
れる。最近ではチタン系の無機金属塩凝集剤の利用も試
験的に検討されている。これらの無機凝集剤は、単独使
用では十分大きなフロックが形成されないため、凝集沈
殿工程、砂ろ過工程の固液分離速度が小さいという欠点
がある。また凝集分離工程から排出される汚泥の沈降濃
縮脱水性が悪いという欠点もあった。
酸イオンを除去するために広く凝集処理が行われてい
る。これらの凝集処理に於いて凝集剤として、硫酸アル
ミニウム（硫酸バンド）、ポリ塩化アルミニウム（ＰＡ
Ｃ）、硫酸第二鉄、ポリ硫酸第二鉄、塩化第二鉄、など
のアルミ系はもしくは鉄系の無機金属塩凝集剤が利用さ
れる。最近ではチタン系の無機金属塩凝集剤の利用も試
験的に検討されている。これらの無機凝集剤は、単独使
用では十分大きなフロックが形成されないため、凝集沈
殿工程、砂ろ過工程の固液分離速度が小さいという欠点
がある。また凝集分離工程から排出される汚泥の沈降濃
縮脱水性が悪いという欠点もあった。
【０００３】このため従来より、各種高分子凝集剤がフ
ロック形成を促進するために多用されている。しかし上
水処理には有機高分子凝集剤の安全性に心配があるため
使用が認可されていない。また上水処理の原水の富栄養
化が進みミクロキスチスなどの藻類が多量に含まれる原
水ではＰＡＣ又は硫酸バンドでは極めて沈降性の悪いフ
ロックしか形成されず、フロックが浮上してしまうこと
もあり藻類の効果的除去ができなくなるという問題点も
あった。
ロック形成を促進するために多用されている。しかし上
水処理には有機高分子凝集剤の安全性に心配があるため
使用が認可されていない。また上水処理の原水の富栄養
化が進みミクロキスチスなどの藻類が多量に含まれる原
水ではＰＡＣ又は硫酸バンドでは極めて沈降性の悪いフ
ロックしか形成されず、フロックが浮上してしまうこと
もあり藻類の効果的除去ができなくなるという問題点も
あった。
【０００４】上水処理分野では安全性の高い凝集助剤と
して、昭和３０年代に米国のBaylis氏が見出した活性シ
リカの使用が検討された。このBaylis法とは「水ガラス
を水で希釈してケイ酸濃度１．５％の水溶液とし、これ
に硫酸を加えてｐＨ８．５に調整し、室温において２時
間攪拌しケイ酸モノマーを重合させ重合ケイ酸すなわち
活性シリカを得る」という方法である。しかしこのBayl
is法では、活性シリカ製造時のゲル化トラブルが頻発
し、安定して活性シリカを製造することが非常に難しい
ため我が国では実用化されなかった。またこのBaylis法
によって製造される活性シリカはさほど凝集フロック形
成効果が高くないというマイナス面もあった。
して、昭和３０年代に米国のBaylis氏が見出した活性シ
リカの使用が検討された。このBaylis法とは「水ガラス
を水で希釈してケイ酸濃度１．５％の水溶液とし、これ
に硫酸を加えてｐＨ８．５に調整し、室温において２時
間攪拌しケイ酸モノマーを重合させ重合ケイ酸すなわち
活性シリカを得る」という方法である。しかしこのBayl
is法では、活性シリカ製造時のゲル化トラブルが頻発
し、安定して活性シリカを製造することが非常に難しい
ため我が国では実用化されなかった。またこのBaylis法
によって製造される活性シリカはさほど凝集フロック形
成効果が高くないというマイナス面もあった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし最近、活性シリ
カを再評価しようとする動きが出ており、例えば特許公
告平４−７５７９６号公報に開示の「水処理方法および
水処理用凝集剤」には「ケイ酸モノマーの極限粘度の約
２倍以上の極限粘度を有する重合ケイ酸と、水中で水酸
化物を形成しうる金属の可溶性塩を、該金属に対する珪
素のモル比が２以上となる比率で処理対象水中に注入攪
拌する」というケイ酸を利用する凝集処理法が開示され
ている。
カを再評価しようとする動きが出ており、例えば特許公
告平４−７５７９６号公報に開示の「水処理方法および
水処理用凝集剤」には「ケイ酸モノマーの極限粘度の約
２倍以上の極限粘度を有する重合ケイ酸と、水中で水酸
化物を形成しうる金属の可溶性塩を、該金属に対する珪
素のモル比が２以上となる比率で処理対象水中に注入攪
拌する」というケイ酸を利用する凝集処理法が開示され
ている。
【０００６】しかし本発明者が上記特許公告平４−７５
７９６号公報に開示の技術を詳細に検討したところ、次
の様な問題点がありさらに優れた技術を開発する必要が
あることが認められた。 ケイ酸モノマーを重合させて重合ケイ酸を調整するの
に、２時間から６時間を必要とする。従って活性シリカ
の作成に長時間を要するほか、大容積の重合タンクも必
要となる。 また回分操作によって活性シリカを製造しなければな
らず、活性シリカの連続製造ができない。
７９６号公報に開示の技術を詳細に検討したところ、次
の様な問題点がありさらに優れた技術を開発する必要が
あることが認められた。 ケイ酸モノマーを重合させて重合ケイ酸を調整するの
に、２時間から６時間を必要とする。従って活性シリカ
の作成に長時間を要するほか、大容積の重合タンクも必
要となる。 また回分操作によって活性シリカを製造しなければな
らず、活性シリカの連続製造ができない。
【０００７】ケイ酸濃度、水温、攪拌強度、ｐＨなど
の微妙なずれによって、ケイ酸モノマーの所要重合時間
が大きく変化してしまう。そのため、ケイ酸モノマーの
重合時間の設定が非常に難しく、該重合時間の設定を誤
ると重合中にケイ酸のゲル化トラブルを引き起こし、凝
集剤として使用不能となる。また、該重合時間が不足す
ると凝集効果の悪いものしか得られない。また極限粘度
の測定には、熟練者でも１時間以上かかるので極限粘度
を測定しながら重合時間を制御するという方法は実際に
は利用できないことも判った。 製造した重合ケイ酸（活性シリカ）濃度が３％程度と
希薄であるため、水ガラス（ケイ酸濃度約３０％）を１
０倍に希釈しなければならず、大容積の希釈槽が必要と
なる。また原水への活性シリカの注入ポンプも大きいも
のを必要とする。
の微妙なずれによって、ケイ酸モノマーの所要重合時間
が大きく変化してしまう。そのため、ケイ酸モノマーの
重合時間の設定が非常に難しく、該重合時間の設定を誤
ると重合中にケイ酸のゲル化トラブルを引き起こし、凝
集剤として使用不能となる。また、該重合時間が不足す
ると凝集効果の悪いものしか得られない。また極限粘度
の測定には、熟練者でも１時間以上かかるので極限粘度
を測定しながら重合時間を制御するという方法は実際に
は利用できないことも判った。 製造した重合ケイ酸（活性シリカ）濃度が３％程度と
希薄であるため、水ガラス（ケイ酸濃度約３０％）を１
０倍に希釈しなければならず、大容積の希釈槽が必要と
なる。また原水への活性シリカの注入ポンプも大きいも
のを必要とする。
【０００８】珪素／金属イオンのモル比が２以上と大
きいため必然的にシリカの注入率が多量になり薬注コス
トが高くなる。 製造された活性シリカ液をそのまま保存すると短時間
でゲル化するので、ゲル化を遅延させるため酸を添加し
ｐＨ２以下に下げなければならない。 本発明は上記従来技術の欠点を解決し、ケイ酸を利用す
ることにより、上水処理においても安全性が高く、凝集
フロック形成効果が高い、凝集処理技術を提供しようと
するものである。
きいため必然的にシリカの注入率が多量になり薬注コス
トが高くなる。 製造された活性シリカ液をそのまま保存すると短時間
でゲル化するので、ゲル化を遅延させるため酸を添加し
ｐＨ２以下に下げなければならない。 本発明は上記従来技術の欠点を解決し、ケイ酸を利用す
ることにより、上水処理においても安全性が高く、凝集
フロック形成効果が高い、凝集処理技術を提供しようと
するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は処理対象原水を
凝集処理する現場において、従来知られていなかった条
件によってケイ酸水溶液から活性シリカを作成し、処理
対象原水に注入するものである。すなわち本発明は （１）SiO2濃度５〜１０％、ｐＨ３〜４．５、回転粘度
１０ mPa・S 以上のケイ酸水溶液をアルミニウム（硫酸
ばん土、ＰＡＣ）、鉄（塩化第二鉄、ポリ硫酸鉄）など
の無機金属塩凝集剤とともに処理対象原水に注入するこ
とを特徴とする水の凝集処理方法。 （２）ｐＨ１以下の強酸性水にケイ酸ナトリウムを添加
して前記ケイ酸水溶液を調製する前記（１）記載の水の
凝集処理方法。
凝集処理する現場において、従来知られていなかった条
件によってケイ酸水溶液から活性シリカを作成し、処理
対象原水に注入するものである。すなわち本発明は （１）SiO2濃度５〜１０％、ｐＨ３〜４．５、回転粘度
１０ mPa・S 以上のケイ酸水溶液をアルミニウム（硫酸
ばん土、ＰＡＣ）、鉄（塩化第二鉄、ポリ硫酸鉄）など
の無機金属塩凝集剤とともに処理対象原水に注入するこ
とを特徴とする水の凝集処理方法。 （２）ｐＨ１以下の強酸性水にケイ酸ナトリウムを添加
して前記ケイ酸水溶液を調製する前記（１）記載の水の
凝集処理方法。
【００１０】上記本発明の水の凝集処理方法は、活性シ
リカとしてSiO2濃度５〜１０％、ｐＨ３〜４．５、回転
粘度１０ mPa・S 以上の該ケイ酸水溶液（以下、単に活
性シリカともいう）を用いる事により以下の様な問題を
解決することができた。 活性シリカの製造時に、ケイ酸のゲル化トラブルがま
ったく発生しない。 ケイ酸の重合時間が短時間（数分〜２時間）で良く、
重合タンクが不要もしくは小さいものですみ、連続製造
法や、処理対象原水への注入時におけるオンサイトでの
製造も可能になる。 製造した活性シリカへのゲル化遅延剤（酸）の添加を
不要にする。
リカとしてSiO2濃度５〜１０％、ｐＨ３〜４．５、回転
粘度１０ mPa・S 以上の該ケイ酸水溶液（以下、単に活
性シリカともいう）を用いる事により以下の様な問題を
解決することができた。 活性シリカの製造時に、ケイ酸のゲル化トラブルがま
ったく発生しない。 ケイ酸の重合時間が短時間（数分〜２時間）で良く、
重合タンクが不要もしくは小さいものですみ、連続製造
法や、処理対象原水への注入時におけるオンサイトでの
製造も可能になる。 製造した活性シリカへのゲル化遅延剤（酸）の添加を
不要にする。
【００１１】尚、本発明に言う「回転粘度」とは、リオ
ン株式会社製品；ピスコテスタＶＴ−０３型回転粘度計
で測定した、２０〜２５℃における粘度と定義する。本
回転粘度計は、筒型ローターを試料液に入れて一定速度
で回転させ、ローターに生じた粘性抵抗を測定するもの
である。測定時間は２分程度と極めて短時間に行える。
ン株式会社製品；ピスコテスタＶＴ−０３型回転粘度計
で測定した、２０〜２５℃における粘度と定義する。本
回転粘度計は、筒型ローターを試料液に入れて一定速度
で回転させ、ローターに生じた粘性抵抗を測定するもの
である。測定時間は２分程度と極めて短時間に行える。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。本発明の水の凝集処理方法における活性シリカの
原料としては、水ガラス又はケイ酸ナトリウム粉末（以
下、単にケイ酸ナトリウムともいう）を利用できる。ｐ
Ｈ１以下の強酸性水を作るための酸（以下、単に鉱酸と
もいう）は硫酸、塩酸が好ましい。硝酸は、添加する原
水に富栄養化原因物質である硝酸性窒素を原水に添加し
てしまうため、あまり好ましくない。
する。本発明の水の凝集処理方法における活性シリカの
原料としては、水ガラス又はケイ酸ナトリウム粉末（以
下、単にケイ酸ナトリウムともいう）を利用できる。ｐ
Ｈ１以下の強酸性水を作るための酸（以下、単に鉱酸と
もいう）は硫酸、塩酸が好ましい。硝酸は、添加する原
水に富栄養化原因物質である硝酸性窒素を原水に添加し
てしまうため、あまり好ましくない。
【００１３】本発明においては、ｐＨ１以下の強酸性水
に対し水ガラス又はケイ酸ナトリウムを添加することが
重要である。ケイ酸ナトリウムに酸を添加するとケイ酸
がアルカリ性領域を通過するので、ケイ酸のゲル化トラ
ブルを非常に引き起こしやすい。またｐＨが１以上の酸
性水にケイ酸ナトリウムを添加すると、添加後のｐＨが
高くなり、ゲル化トラブルを引き起こす危険が大きい。
に対し水ガラス又はケイ酸ナトリウムを添加することが
重要である。ケイ酸ナトリウムに酸を添加するとケイ酸
がアルカリ性領域を通過するので、ケイ酸のゲル化トラ
ブルを非常に引き起こしやすい。またｐＨが１以上の酸
性水にケイ酸ナトリウムを添加すると、添加後のｐＨが
高くなり、ゲル化トラブルを引き起こす危険が大きい。
【００１４】また、強酸性水とケイ酸ナトリウムを混合
した時点でのケイ酸濃度の設定は極めて重要であり、ケ
イ酸濃度を５〜１０％最も好ましくは８〜９％に設定す
ること、かつケイ酸ナトリウム添加後のｐＨを３〜４．
５最も好ましくはｐＨ３．５〜４、回転粘度１０mPa ・
s 以上という条件を満足させることにより、活性シリカ
の重合槽を設けずに、強力なフロック形成促進作用を持
った活性シリカが、短時間で連続的に製造できることを
本発明者は見出した。
した時点でのケイ酸濃度の設定は極めて重要であり、ケ
イ酸濃度を５〜１０％最も好ましくは８〜９％に設定す
ること、かつケイ酸ナトリウム添加後のｐＨを３〜４．
５最も好ましくはｐＨ３．５〜４、回転粘度１０mPa ・
s 以上という条件を満足させることにより、活性シリカ
の重合槽を設けずに、強力なフロック形成促進作用を持
った活性シリカが、短時間で連続的に製造できることを
本発明者は見出した。
【００１５】上記の条件範囲を外れると酸性水とケイ酸
ナトリウムとの混合中にゲル化が起きたり、活性シリカ
の製造に数時間を必要としたり、凝集効果が高い活性シ
リカが作成できなくなるなどの欠点が生じる。ケイ酸濃
度が１０％を超えると酸性水とケイ酸ナトリウムとを混
合する過程でケイ酸がゲル化するので、適用してはなら
ない。またケイ酸濃度５％未満では重合時間を２時間以
上にしないと凝集能力の大きい活性シリカが作成できな
いので、短時間で活性シリカを製造するという目的を達
成できない。また、本発明で用いる活性シリカは、回転
粘度が１０mPa ・ｓ未満ではほとんど凝集フロック形成
促進効果がなく、３００mPa ・ｓを超えるとゲル化危険
領域であるので好ましくない。
ナトリウムとの混合中にゲル化が起きたり、活性シリカ
の製造に数時間を必要としたり、凝集効果が高い活性シ
リカが作成できなくなるなどの欠点が生じる。ケイ酸濃
度が１０％を超えると酸性水とケイ酸ナトリウムとを混
合する過程でケイ酸がゲル化するので、適用してはなら
ない。またケイ酸濃度５％未満では重合時間を２時間以
上にしないと凝集能力の大きい活性シリカが作成できな
いので、短時間で活性シリカを製造するという目的を達
成できない。また、本発明で用いる活性シリカは、回転
粘度が１０mPa ・ｓ未満ではほとんど凝集フロック形成
促進効果がなく、３００mPa ・ｓを超えるとゲル化危険
領域であるので好ましくない。
【００１６】本発明の水の凝集処理方法において、活性
シリカと共に注入する無機金属塩凝集剤としては、特に
限定されないが、前記従来通りの、硫酸アルミニウム
（硫酸バンド）、ポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）、硫
酸第二鉄、ポリ硫酸第二鉄、塩化第二鉄などのアルミ系
はもしくは鉄系ものが好ましい。また、最近では試験的
に検討されているチタン系の無機金属塩凝集剤を利用す
ることもできる。
シリカと共に注入する無機金属塩凝集剤としては、特に
限定されないが、前記従来通りの、硫酸アルミニウム
（硫酸バンド）、ポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）、硫
酸第二鉄、ポリ硫酸第二鉄、塩化第二鉄などのアルミ系
はもしくは鉄系ものが好ましい。また、最近では試験的
に検討されているチタン系の無機金属塩凝集剤を利用す
ることもできる。
【００１７】本発明の適用フロー図を図１にまとめた。
なお、図１において破線枠内が本発明の方法において使
用する活性シリカの作成工程である。水道水等の水１に
硫酸又は塩酸等の鉱酸２を添加して強酸性水３を作る。
水１に鉱酸２を混合するには管路攪拌又は混合タンクを
用いる。
なお、図１において破線枠内が本発明の方法において使
用する活性シリカの作成工程である。水道水等の水１に
硫酸又は塩酸等の鉱酸２を添加して強酸性水３を作る。
水１に鉱酸２を混合するには管路攪拌又は混合タンクを
用いる。
【００１８】これに水ガラス又はケイ酸ナトリウム粉末
等のケイ酸ナトリウム４を添加して攪拌槽５で数分間激
しく混合する。攪拌槽５の代わりにスタテイックミキサ
ーなどの管路攪拌器を適用しても良い。この混合液６の
ケイ酸濃度が５〜１０％、ｐＨ３〜４．５ケイ酸水溶液
の回転粘度が１０ mPa・ｓ以上になるように鉱酸２とケ
イ酸ナトリウム４の添加量および攪拌槽５の攪拌時間を
設定することが本発明のポイントである。ケイ酸濃度が
高いほど攪拌時間は短時間で良いが、所定の濃度以上で
は、直ちに、ケイ酸のゲル化が生じることになる。
等のケイ酸ナトリウム４を添加して攪拌槽５で数分間激
しく混合する。攪拌槽５の代わりにスタテイックミキサ
ーなどの管路攪拌器を適用しても良い。この混合液６の
ケイ酸濃度が５〜１０％、ｐＨ３〜４．５ケイ酸水溶液
の回転粘度が１０ mPa・ｓ以上になるように鉱酸２とケ
イ酸ナトリウム４の添加量および攪拌槽５の攪拌時間を
設定することが本発明のポイントである。ケイ酸濃度が
高いほど攪拌時間は短時間で良いが、所定の濃度以上で
は、直ちに、ケイ酸のゲル化が生じることになる。
【００１９】このように条件設定することによって混合
液６には凝集能力の高い活性シリカが形成され、凝集処
理を行う原水７に無機金属塩凝集剤８とともに混合液６
を注入すると凝集攪拌部（槽）９で速やかに非常に大き
なフロックが形成され、沈殿槽などの固液分離１０で高
速度で、凝集フロック１１と処理水１２に固液分離でき
る。尚、活性シリカの調製における攪拌槽５から流出す
るケイ酸水溶液である混合液６の原水への注入を行わな
い場合（原水取水停止などの非常時など）、製造した混
合液（ケイ酸水溶液）６をそのまま放置すると３０分〜
１時間程度でゲル化するので混合液６（ケイ酸水溶液）
に水１等を加えケイ酸濃度１％以下に希釈すると３日間
はゲル化を防止できる。よって処理工程経路内がケイ酸
のゲル発生による閉塞を引き起こすことなく、非常時の
安全策として好ましい。
液６には凝集能力の高い活性シリカが形成され、凝集処
理を行う原水７に無機金属塩凝集剤８とともに混合液６
を注入すると凝集攪拌部（槽）９で速やかに非常に大き
なフロックが形成され、沈殿槽などの固液分離１０で高
速度で、凝集フロック１１と処理水１２に固液分離でき
る。尚、活性シリカの調製における攪拌槽５から流出す
るケイ酸水溶液である混合液６の原水への注入を行わな
い場合（原水取水停止などの非常時など）、製造した混
合液（ケイ酸水溶液）６をそのまま放置すると３０分〜
１時間程度でゲル化するので混合液６（ケイ酸水溶液）
に水１等を加えケイ酸濃度１％以下に希釈すると３日間
はゲル化を防止できる。よって処理工程経路内がケイ酸
のゲル発生による閉塞を引き起こすことなく、非常時の
安全策として好ましい。
【００２０】原水７に対する混合液（活性シリカ水溶
液）６の最適注入率は原水水質によって変化するのであ
らかじめジャーテストを行い最適注入率を設定すれば良
い。上水処理の場合の適正注入率は活性シリカとして１
〜１０mg／リットル程度の場合が多い。以上の方法によって
次の重要効果が得られる。 活性シリカの製造時に、ケイ酸のゲル化トラブルがま
ったく発生しない。 ケイ酸の重合時間が短時間（数分〜２時間）で良く、
重合タンクが不要もしくは小さいもので良く、活性シリ
カの連続製造法や、処理対象原水への注入時におけるオ
ンサイトでの製造も可能になる。 製造した活性シリカへのゲル化遅延剤（酸）の添加が
不要である。
液）６の最適注入率は原水水質によって変化するのであ
らかじめジャーテストを行い最適注入率を設定すれば良
い。上水処理の場合の適正注入率は活性シリカとして１
〜１０mg／リットル程度の場合が多い。以上の方法によって
次の重要効果が得られる。 活性シリカの製造時に、ケイ酸のゲル化トラブルがま
ったく発生しない。 ケイ酸の重合時間が短時間（数分〜２時間）で良く、
重合タンクが不要もしくは小さいもので良く、活性シリ
カの連続製造法や、処理対象原水への注入時におけるオ
ンサイトでの製造も可能になる。 製造した活性シリカへのゲル化遅延剤（酸）の添加が
不要である。
【００２１】本発明の特徴を明確化するため、従来技術
（特許公告平４−７５７９６）の活性シリカの回分製造
法を図２に示した。従来法は、図２のように、水ガラス
原液２１を水１で希釈する希釈槽２２、希釈された水ガ
ラス水溶液と鉱酸を２混合しｐＨを４程度に調整する中
和槽２３、さらにケイ酸モノマーを４〜６時間重合させ
る大容量の重合槽２４、および重合槽２４から流出する
重合シリカ（活性シリカ）水溶液を一定量（一日分程
度）貯留する貯槽２５が不可欠である。また貯槽２５中
の活性シリカのゲル化を遅延させるための酸２６も必要
である。なお、図２中、貯槽２５にて貯留された活性シ
リカは、薬注ポンプ２７により処理対象原水に注入され
る。本発明の方法では、図２における希釈槽２２、中和
槽２３、重合槽２４、貯留槽２５およびゲル化遅延用酸
のすべてが不要である。
（特許公告平４−７５７９６）の活性シリカの回分製造
法を図２に示した。従来法は、図２のように、水ガラス
原液２１を水１で希釈する希釈槽２２、希釈された水ガ
ラス水溶液と鉱酸を２混合しｐＨを４程度に調整する中
和槽２３、さらにケイ酸モノマーを４〜６時間重合させ
る大容量の重合槽２４、および重合槽２４から流出する
重合シリカ（活性シリカ）水溶液を一定量（一日分程
度）貯留する貯槽２５が不可欠である。また貯槽２５中
の活性シリカのゲル化を遅延させるための酸２６も必要
である。なお、図２中、貯槽２５にて貯留された活性シ
リカは、薬注ポンプ２７により処理対象原水に注入され
る。本発明の方法では、図２における希釈槽２２、中和
槽２３、重合槽２４、貯留槽２５およびゲル化遅延用酸
のすべてが不要である。
【００２２】
〔実施例１〕ケイ酸水溶液の重合時間を変化させ、回転
粘度（リオン株式会社製品；製品名ピスコテスターＶＴ
−０３：の回転粘度計を使用）と凝集効果の関係を調べ
たところ、回転粘度が数 mPa・ｓではほとんど凝集フロ
ック形成促進効果がなく、１０mPa ・ｓ以上になると非
常に優れた凝集フロック形成効果を示すことを見出し
た。また回転粘度が３００mPa ・ｓを超えるとゲル化直
前状態になりゲル化危険領域であることが見出された。
粘度（リオン株式会社製品；製品名ピスコテスターＶＴ
−０３：の回転粘度計を使用）と凝集効果の関係を調べ
たところ、回転粘度が数 mPa・ｓではほとんど凝集フロ
ック形成促進効果がなく、１０mPa ・ｓ以上になると非
常に優れた凝集フロック形成効果を示すことを見出し
た。また回転粘度が３００mPa ・ｓを超えるとゲル化直
前状態になりゲル化危険領域であることが見出された。
【００２３】〔実施例２〕図３に各種ケイ酸濃度におけ
るｐＨ４一定条件での重合時間とケイ酸水溶液の粘度の
関係を測定した結果を示す。グラフの縦軸の粘度はリオ
ン社のピスコテスター回転粘度計による回転粘度を示
す。図３からケイ酸水溶液のケイ酸濃度が５％未満では
回転粘度が１０mPa ・ｓ以上に達する時間が２時間以上
と長く、ケイ酸を重合させる重合槽が不可欠であるのに
対し、ケイ酸濃度が６％以上では数分間〜１時間で回転
粘度が１０mPa ・ｓに達するので、強酸性水に水ガラス
を混合し０〜１時間攪拌するだけで効果的な凝集フロッ
ク形成効果を発揮する活性シリカが製造されることが判
明した。またケイ酸濃度が１１％を超えると強酸性水と
水ガラスを混合した時点でほぼ瞬間的にゲル化が起きる
ため、この条件は採用できないことが判った。
るｐＨ４一定条件での重合時間とケイ酸水溶液の粘度の
関係を測定した結果を示す。グラフの縦軸の粘度はリオ
ン社のピスコテスター回転粘度計による回転粘度を示
す。図３からケイ酸水溶液のケイ酸濃度が５％未満では
回転粘度が１０mPa ・ｓ以上に達する時間が２時間以上
と長く、ケイ酸を重合させる重合槽が不可欠であるのに
対し、ケイ酸濃度が６％以上では数分間〜１時間で回転
粘度が１０mPa ・ｓに達するので、強酸性水に水ガラス
を混合し０〜１時間攪拌するだけで効果的な凝集フロッ
ク形成効果を発揮する活性シリカが製造されることが判
明した。またケイ酸濃度が１１％を超えると強酸性水と
水ガラスを混合した時点でほぼ瞬間的にゲル化が起きる
ため、この条件は採用できないことが判った。
【００２４】〔実施例３〕ケイ酸水溶液のケイ酸濃度が
１０％一定で、ｐＨを２〜５に変えたときの重合時間と
回転粘度が１０mPa ・ｓに達する時間の関係を表１に示
す。ｐＨ４〜４．５の条件では２分以下で十分であり、
強酸性水と水ガラスを本発明条件で１〜２分間混合する
だけで凝集効果の高い活性シリカが製造できる。ｐＨ２
では２２８分と長時間であり、大容量の重合槽が必要に
なるので合理的でなく、ｐＨが５では鉱酸と水ガラスを
混合直後にゲル化が起きるので適用できない。従って好
適ｐＨは３〜４．５であることが認められた。
１０％一定で、ｐＨを２〜５に変えたときの重合時間と
回転粘度が１０mPa ・ｓに達する時間の関係を表１に示
す。ｐＨ４〜４．５の条件では２分以下で十分であり、
強酸性水と水ガラスを本発明条件で１〜２分間混合する
だけで凝集効果の高い活性シリカが製造できる。ｐＨ２
では２２８分と長時間であり、大容量の重合槽が必要に
なるので合理的でなく、ｐＨが５では鉱酸と水ガラスを
混合直後にゲル化が起きるので適用できない。従って好
適ｐＨは３〜４．５であることが認められた。
【００２５】
【表１】
【００２６】〔実施例４〕 活性シリカの製造例 水道水９８５ccに濃硫酸を１５cc添加しｐＨ０．３の強
酸性を作った。次に３号水ガラスを水で約２倍に希釈
し、ケイ酸濃度２０％に調整した液を１kg加え混合し
た。この液のｐＨは１．４４であった。次に４０％苛性
ソーダを加え、ケイ酸濃度１０％、ｐＨ３．８に調整し
３分攪拌した。この液の回転粘度は温度２５度Ｃにおい
て１２mPa ・ｓであった。
酸性を作った。次に３号水ガラスを水で約２倍に希釈
し、ケイ酸濃度２０％に調整した液を１kg加え混合し
た。この液のｐＨは１．４４であった。次に４０％苛性
ソーダを加え、ケイ酸濃度１０％、ｐＨ３．８に調整し
３分攪拌した。この液の回転粘度は温度２５度Ｃにおい
て１２mPa ・ｓであった。
【００２７】〔実施例５〕 凝集処理試験 前記実施例４によって製造した活性シリカ（SiO2濃度１
０％、ｐＨ３．８、回転粘度１２mPa ・ｓ）の凝集効果
を調べるため、凝集試験をジャーテストによって行っ
た。ジャーテストは１５０rpm ２分、３０rpm ５分で行
い攪拌停止後５分後の上澄水濁度を測定した。処理対象
原水は水道水にカオリン粘土を添加し濁度５０度、Ｍア
ルカリ度５５mg／リットル、ｐＨ７．３に調整したものを用
いた。無機金属塩凝集剤にはＰＡＣを用い、ＰＡＣ原液
基準で２０mg／リットル注入した。この結果を表２に示し
た。
０％、ｐＨ３．８、回転粘度１２mPa ・ｓ）の凝集効果
を調べるため、凝集試験をジャーテストによって行っ
た。ジャーテストは１５０rpm ２分、３０rpm ５分で行
い攪拌停止後５分後の上澄水濁度を測定した。処理対象
原水は水道水にカオリン粘土を添加し濁度５０度、Ｍア
ルカリ度５５mg／リットル、ｐＨ７．３に調整したものを用
いた。無機金属塩凝集剤にはＰＡＣを用い、ＰＡＣ原液
基準で２０mg／リットル注入した。この結果を表２に示し
た。
【００２８】
【表２】
【００２９】
【発明の効果】本発明の水の凝集処理方法により、上水
処理においても安全性が高く、凝集フロック形成効果も
高いものとすることができた。なお、本発明は、活性シ
リカとして、SiO2濃度５〜１０％、ｐＨ３〜４．５、回
転粘度１０ mPa・S 以上のケイ酸水溶液を用いることに
より、以下に示す効果が観られた。
処理においても安全性が高く、凝集フロック形成効果も
高いものとすることができた。なお、本発明は、活性シ
リカとして、SiO2濃度５〜１０％、ｐＨ３〜４．５、回
転粘度１０ mPa・S 以上のケイ酸水溶液を用いることに
より、以下に示す効果が観られた。
【００３０】活性シリカを数分程度という極めて短時
間で連続的に製造でき、活性シリカ製造中のケイ酸のゲ
ル化トラブルを確実に妨げる。 ５〜１０％の高濃度の活性シリカを容易に製造し、用
いることができる。 活性シリカの製造において、従来技術において必要と
されていた、水ガラス希釈槽、重合槽、活性シリカ貯槽
が不要となり、よって該製造設備も簡単にすることがで
きる。 活性シリカの凝集効果が高い。 活性シリカのゲル化遅延剤（酸）が不要である。
間で連続的に製造でき、活性シリカ製造中のケイ酸のゲ
ル化トラブルを確実に妨げる。 ５〜１０％の高濃度の活性シリカを容易に製造し、用
いることができる。 活性シリカの製造において、従来技術において必要と
されていた、水ガラス希釈槽、重合槽、活性シリカ貯槽
が不要となり、よって該製造設備も簡単にすることがで
きる。 活性シリカの凝集効果が高い。 活性シリカのゲル化遅延剤（酸）が不要である。
【図１】本発明の方法の工程の概略を示す図。
【図２】従来の活性シリカの製造方法の工程の概略を示
す図。
す図。
【図３】各種ケイ酸濃度における重合時間とケイ酸水溶
液の粘度の関係を示すグラフ。
液の粘度の関係を示すグラフ。
１ 水 ２ 鉱酸 ３ 強酸性水 ４ ケイ酸ナトリウム ５ 攪拌槽 ６ 混合液 ７ 原水 ８ 無機金属塩凝集剤 ９ 凝集攪拌部 １０ 固液分離部 １１ 凝集フロック １２ 処理水 ２１ 水ガラス原液 ２２ 希釈槽 ２３ 中和槽 ２４ 重合槽 ２５ 貯槽 ２６ ゲル化遅延用酸 ２７ 薬注ポンプ
Claims (2)
- 【請求項１】 SiO2濃度５〜１０％、ｐＨ３〜４．５、
回転粘度１０ mPa・S 以上のケイ酸水溶液を無機金属塩
凝集剤とともに処理対象原水に注入することを特徴とす
る水の凝集処理方法。 - 【請求項２】 ｐＨ１以下の強酸性水にケイ酸ナトリウ
ムを添加して前記ケイ酸水溶液を調製することを特徴と
する請求項１記載の水の凝集処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22836397A JPH1157740A (ja) | 1997-08-25 | 1997-08-25 | 水の凝集処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22836397A JPH1157740A (ja) | 1997-08-25 | 1997-08-25 | 水の凝集処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1157740A true JPH1157740A (ja) | 1999-03-02 |
Family
ID=16875295
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22836397A Pending JPH1157740A (ja) | 1997-08-25 | 1997-08-25 | 水の凝集処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1157740A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005009586A1 (ja) * | 2003-07-25 | 2005-02-03 | Keiichiro Asaoka | 凝集剤、その製造方法及びその凝集剤を用いた凝集方法 |
| WO2005082789A1 (ja) * | 2004-03-02 | 2005-09-09 | Tokuyama Corporation | 製紙排水の処理方法及び製紙におけるシリカゾルの利用方法 |
| CN102126764A (zh) * | 2010-01-19 | 2011-07-20 | 栗田工业株式会社 | 硅晶片的蚀刻废水处理方法以及处理装置 |
| CN104891620A (zh) * | 2015-04-16 | 2015-09-09 | 广西福斯特再生资源环保科技有限公司 | 一种复合聚合氯化铝及其制备方法 |
| CN109368847A (zh) * | 2018-10-31 | 2019-02-22 | 西安美恩环保科技有限公司 | 一种复合絮凝剂及其制备方法 |
| KR20200059333A (ko) * | 2018-11-20 | 2020-05-29 | 주식회사 삼주 | 응집효율이 향상된 폴리염화알루미늄 및 그 제조방법 |
-
1997
- 1997-08-25 JP JP22836397A patent/JPH1157740A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005009586A1 (ja) * | 2003-07-25 | 2005-02-03 | Keiichiro Asaoka | 凝集剤、その製造方法及びその凝集剤を用いた凝集方法 |
| KR100741157B1 (ko) * | 2003-07-25 | 2007-07-20 | 케이이치로 아사오카 | 응집제, 그의 제조방법 및 그 응집제를 이용한 응집방법 |
| US7666916B2 (en) | 2003-07-25 | 2010-02-23 | Keiichiro Asaoka | Flocculant, manufacturing method therefor, and flocculation method using the flocculant |
| WO2005082789A1 (ja) * | 2004-03-02 | 2005-09-09 | Tokuyama Corporation | 製紙排水の処理方法及び製紙におけるシリカゾルの利用方法 |
| CN102126764A (zh) * | 2010-01-19 | 2011-07-20 | 栗田工业株式会社 | 硅晶片的蚀刻废水处理方法以及处理装置 |
| CN102126764B (zh) * | 2010-01-19 | 2014-01-29 | 栗田工业株式会社 | 硅晶片的蚀刻废水处理方法以及处理装置 |
| CN104891620A (zh) * | 2015-04-16 | 2015-09-09 | 广西福斯特再生资源环保科技有限公司 | 一种复合聚合氯化铝及其制备方法 |
| CN109368847A (zh) * | 2018-10-31 | 2019-02-22 | 西安美恩环保科技有限公司 | 一种复合絮凝剂及其制备方法 |
| KR20200059333A (ko) * | 2018-11-20 | 2020-05-29 | 주식회사 삼주 | 응집효율이 향상된 폴리염화알루미늄 및 그 제조방법 |
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Effective date: 20050531 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
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