JPH10309404A - キトサンを有効成分とするリン酸用凝集剤およびそれを用いるリン酸の除去方法 - Google Patents

キトサンを有効成分とするリン酸用凝集剤およびそれを用いるリン酸の除去方法

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JPH10309404A
JPH10309404A JP13780297A JP13780297A JPH10309404A JP H10309404 A JPH10309404 A JP H10309404A JP 13780297 A JP13780297 A JP 13780297A JP 13780297 A JP13780297 A JP 13780297A JP H10309404 A JPH10309404 A JP H10309404A
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chitosan
flocculant
phosphoric acid
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inorganic
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JP13780297A
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Toshihiro Morii
敏弘 森井
Yoshihiro Sakamaki
義弘 坂巻
Yasuyuki Takiguchi
泰之 滝口
Tatsuaki Yamaguchi
達明 山口
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Kyowa Technos Co Ltd
Original Assignee
Kyowa Technos Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 生分解されるキトサンの高分子凝集剤への利
用の拡大。キトサンを合成洗剤などに多く含まれるリン
酸の凝集沈殿に有効に利用すること。リン酸除去率を向
上させ、かつ、残留金属イオンを低減させる方法の提
供。 【解決手段】 好ましくは硫酸鉄または硫酸アルミニウ
ムからなる無機凝集剤を組み合わせたキトサンを有効成
分として含有することを特徴とする凝集剤、好ましくは
リン酸用凝集剤。上記凝集剤を用いることを特徴とする
凝集沈殿法によるリン酸の除去方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業の属する技術分野】本発明は、キトサンを有効成
分とする凝集剤、特にリン酸用凝集剤、およびそれを用
いる凝集沈殿法によるリン酸の除去方法に関する。
【0002】
【従来の技術】高分子凝集剤としての利用を考えるなら
ば、キトサンは天然高分子誘導体で生分解されるという
ことが最大の利点であり、高価格で原料供給量が少ない
ことが欠点といえる。したがって、キトサンでなければ
得ることのできないような性能、つまりどのような合成
高分子をもってしてもキトサンにかなわないような利用
技術あるいは利用分野を見いだすことが不可欠である。
キトサンの高分子凝集剤としての利用は、主に汚泥の凝
集、脱水の分野に限られているが、この分野への適用は
合成高分子凝集剤との比較では、今後大きな拡大は望め
そうにない。したがって、キトサンが凝集処理に利用さ
れる場合は、なんらかの理由で無機凝集剤あるいは合成
系の高分子凝集剤が使用できない場合に限られる。例え
ば、タンパク質などの有用物質を凝集、回収して利用し
ようとする場合なのである。このような場合には、合成
系のカチオン性高分子凝集剤よりもキトサンのほうが安
全性という面で有利と考えられ、利用されることがあ
る。
【0003】一方、有機性の汚濁物質を含む廃水は微生
物を用いて浄化されている。いわゆる活性汚泥処理であ
るが、この処理からは必ず余剰活性汚泥が排出される。
この余剰活性汚泥は微生物の余剰分であり、微生物はお
互いに凝集しているとはいうものの平均直径は数十μm
と微細で、しかも表面および内部に多くのアニオン性の
荷電をもつ親水性の高い粒子である。これを水処理系か
ら除去するには、一般に濃縮、脱水、焼却、埋立といっ
た工程で処理、処分が行われている。高分子凝集剤が用
いられるのは脱水工程である。用いられる高分子凝集剤
はカチオン性のものである。そして、キトサンもこのよ
うな汚泥処理、処分施設において、余剰活性汚泥などを
凝集させ、脱水処理を効率化するために用いられている
のである。
【0004】無機性の懸濁粒子を多く含んだ汚濁水、い
わゆる無機性廃水は凝集処理によって浄化されている。
無機性の懸濁粒子の多くは、水中ではアニオン性を帯び
て分散しているために、これを水中から分離、除去する
のが困難である。そこで、廃水に無機凝集剤を添加する
ことにより懸濁粒子は凝集処理されている。しかし、無
機凝集剤により形成されるフロックは元の懸濁粒子より
も大きくなったとはいえ、実際の処理装置で効率よく沈
降分離するには十分な大きさではない。そこで、さらに
大きなフロックとするために、高分子凝集剤が利用され
ている。無機性廃水の場合にはアニオン性あるいは非イ
オン性のものが用いられている。ところで、このような
無機性廃水の凝集処理においては、キトサンなどのカチ
オン性高分子凝集剤はまず利用されることはない。も
し、凝集処理にカチオン性の高分子凝集剤を用いるとす
ると、カチオン性高分子凝集剤は懸濁粒子の荷電の中和
と粒子間の架橋の両機能を発揮しなければならず、高分
子凝集剤を多く添加する必要が生じるために経済的では
ない。また、両機能とも中途半端になりやすく、処理液
の水質も劣る場合が多い。
【0005】合成洗剤などに多く含まれるリン酸は海、
河川、湖沼などの富栄養化の原因物質であり、その除去
には、通常、硫酸鉄や硫酸アルミニウムなどを添加して
不溶性のリン酸塩として凝集沈殿する方法が採られてい
る。しかし、その効果は十分ではなく、また、残留した
アルミニウムなどの金属イオンが二次的な公害を引き起
こすことも考えられる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】キトサンの高分子凝集
剤としての利用は、主に汚泥の凝集、脱水の分野に限ら
れているが、本発明は、生分解されるキトサンのこの分
野への利用の拡大を目的とする。すなわち、本発明は、
キトサンを合成洗剤などに多く含まれるリン酸の凝集沈
殿に有効に利用しようとするものである。本発明は、リ
ン酸除去率を向上させ、かつ、残留金属イオンを低減さ
せる方法を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、硫酸鉄ま
たは硫酸アルミニウムとキトサンとを組み合わせること
でリン酸除去率を向上させ、かつ、残留金属イオンを低
減させる方法を発明した。すなわち、本発明は、好まし
くは硫酸鉄または硫酸アルミニウムからなる無機凝集剤
を組み合わせたキトサンを有効成分として含有すること
を特徴とする凝集剤、好ましくはリン酸用凝集剤を要旨
としている。また、本発明は上記凝集剤を用いることを
特徴とする凝集沈殿法によるリン酸の除去方法を要旨と
している。
【0008】
【発明の実施の形態】キチンは甲殻類の殻、イカの甲な
どを構成している多糖類であり、例えば、ズワイカニの
加工時に副産物として大量に産出される殻に15%程度
の比率で含まれている。一般に、キトサンとは、キチン
を部分的または完全に脱アセチル化したものである。本
発明では高分子凝集剤用の公知のキトサンが使用され
る。高分子凝集剤としてのキトサンの物性としての最も
重要なものは分子量である。一般に高分子凝集剤として
は、分子量が高いものほど少ない添加率で大きなフロッ
クを形成できることが知られているが、余剰活性汚泥な
どの凝集、親水に用いられるカチオン性高分子凝集剤の
場合、適正な分子量が存在する。キトサンの場合には、
合成系高分子凝集剤と比較して分子量が低いため、現状
製造されているものでは分子量が高いものほど有効とい
える。厳密には、凝集試験あるいは脱水試験により予備
的に確認して最適なキトサンが選択される。通常、キト
サンは酸で溶液の状態にして使用される。
【0009】
【実施例】本願発明の詳細を実施例で説明する。本願発
明はこれら実施例によって何ら限定されるものではな
い。
【0010】実施例1人工廃水 :人工廃水は調味料(本だし)1.3g、小麦
粉0.5g、スクロース0.5g、塩化ナトリウム0.
4g、リン酸0.03gを水道水に加えて全量を1,0
00mlとした。凝集剤 :キトサンは(株)共和テクノス製フローナック
0.5gを0.5%酢酸100mlに溶解させた。硫酸
アルミニウムは大名化学工業(株)製8%硫酸バンドを
2%に希釈して用いた。硫酸鉄は7水和物1.828g
にイオン交換水を加え、1,000mlとした。凝集処理方法 :1,000mlビーカーに人工廃水1,
000mlを加え、板状の攪拌翼(2×7cm)で高速
攪拌(200rpm、5分間、室温)を行い、凝集剤を
所定量添付した。次に1N−NaOHでpHを9に調整
し、さらに低速攪拌(50rpm、10分間、室温)を
行い、フロックの形成を促進させた。10分間静置後の
上澄み液を分析試料とした。分析方法 :リン酸濃度は工場排水試験方法(JIS K
−0102)に基づき、モリブデン青吸光光度法で、鉄
はフェナントロリン吸光光度法で、アルミニウムはキノ
ール吸光光度法で定量した。
【0011】結果および考察 リン酸を26mg/l含む合成廃水に凝集剤としてキト
サン、硫酸鉄および硫酸アルミニウムを添加濃度を変化
させて加え、処理廃水のリン酸濃度を測定した。結果を
図1に示す。キトサンはリン酸除去には効果が低く、添
加量に関係なく20mg/l程度で一定になった。一
方、硫酸鉄および硫酸アルミニウムは100mg/lの
添加のいずれでもリン酸濃度が5mg/l以下に低下さ
せることができた。単位重量あたりのリン酸の除去では
硫酸アルミニウムは硫酸鉄より除去効果が高かった。
【0012】硫酸鉄または硫酸アルミニウムとキトサン
を併用した場合のリン酸除去効果を図2に示す。硫酸鉄
20mg/mlの場合、単独でリン酸濃度は16mg/
mlであったが、キトサン25mg/mlの添加で10
mg/ml程度に低下した。一方、硫酸アルミニウム4
0mg/mlの場合、単独でリン酸濃度は4mg/ml
であったが、キトサン5mg/mlの添加でほぼ検出下
限まで低下した。
【0013】次に硫酸アルミニウムおよび硫酸鉄で処理
した廃水中に残留したアルミニウムおよび鉄濃度とキト
サンの併用効果を図3および図4に示す。硫酸アルミニ
ウム40mg/mlで処理した廃水にはアルミニウム1
7mg/mlが残留したが、キトサン5〜10mg/l
の併用で残留アルミニウム濃度を1mg/ml以下まで
低下させることができた。また、硫酸鉄20mg/ml
で処理した廃水には鉄21mg/mlが残留したが、キ
トサン52mg/lの併用で残留濃度を3mg/mlに
低下させることができた。
【0014】以上のことから、リン酸除去剤として利用
されている硫酸鉄または硫酸アルミニウムにキトサンを
併用することでリン酸の除去効果を高め、凝集剤から溶
出する金属イオンを低減させることが判明した。
【0015】
【発明の効果】リン酸の除去効果の高い凝集剤を提供す
ることができる。凝集剤から溶出する金属イオンを低減
させた凝集剤を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】凝集剤単独添加による廃水からのリン酸の除去
結果を示す図面である。
【図2】硫酸鉄または硫酸アルミニウムとキトサンを併
用した場合の廃水からのリン酸の除去結果を示す図面で
ある。
【図3】処理廃水中に残留したアルミニウム濃度と添加
したキトサン量の関係を示す図面である。なお、硫酸ア
ルミニウム添加濃度は40mg/mlである。
【図4】処理廃水中に残留した鉄濃度と添加したキトサ
ン量の関係を示す図面である。なお、硫酸鉄添加濃度は
20mg/mlである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山口 達明 千葉県習志野市津田2−17−10 千葉工業 大学 工業化学科内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 無機凝集剤を組み合わせたキトサンを有
    効成分として含有することを特徴とする凝集剤。
  2. 【請求項2】 無機凝集剤が硫酸鉄または硫酸アルミニ
    ウムである請求項1の凝集剤。
  3. 【請求項3】 リン酸用凝集剤である請求項1または2
    の凝集剤。
  4. 【請求項4】 請求項1または2の凝集剤を用いること
    を特徴とする凝集沈殿法によるリン酸の除去方法。
JP13780297A 1997-05-12 1997-05-12 キトサンを有効成分とするリン酸用凝集剤およびそれを用いるリン酸の除去方法 Withdrawn JPH10309404A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1085216C (zh) * 1999-09-23 2002-05-22 青岛海洋大学 一种羧甲基壳聚糖碱式铝盐及其制备方法
KR101025780B1 (ko) * 2008-12-01 2011-04-04 한밭대학교 산학협력단 키토산과 황산염계 화합물을 함유하는 수처리용 응집제 및 이의 제조방법
CN103922448A (zh) * 2013-01-14 2014-07-16 中国地质大学(北京) 一种利用赤泥制备多元絮凝剂联产复合白炭黑的方法
CN105129944A (zh) * 2015-09-02 2015-12-09 武汉宏安伟立科技有限公司 一种无机-改性壳聚糖复合型高分子絮凝剂
CN105753125A (zh) * 2016-05-04 2016-07-13 山西澳科特环境工程有限公司 一种絮体沉淀物脱水性优异的絮凝剂及其制备方法

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