JPH1057712A - 粉体状凝集剤組成物及び水処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 被処理排水に添加し、撹拌或いは分散作用の
みで、排水中に存在する浮遊汚濁物質を短時間内に凝集
反応させ、清澄度に優れる上澄水をうる粉体状凝集剤組
成物及び該組成物を用いる水処理方法の提供。 【解決手段】 活性二酸化ケイ素及びアルミナを主成分
とし、且つゼータ電位の最大値がその絶対値で少なくと
も１５ｍＶを示す無機粉粒体及び通常用いられるよりも
微粉状の水可溶性の天然又は合成の高分子凝集剤並びに
必要に応じその他機能性必須添加物質より構成され、こ
れらを粉粒体状で均一混合して機能性を有する粉体状凝
集剤組成物とし、該凝集剤組成物を単品で被処理排水中
に直接添加して撹拌し、広範囲ｐＨ域にて凝集反応を完
結後、生成した形態安定性及び脱水性に優れるフロック
を分離し系外に排除する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、粉体状凝集剤組成
物及びそれを用いる水処理方法に関する。更に詳細に
は、特定物質の配合により形成された本発明組成物並び
に、該組成物を処理対象水に適用して汚濁成分を短時間
に凝集し、分離が容易なフロックを形成させる技術に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、一般に排水処理に用いる凝集剤と
して、硫酸バンド、ポリ塩化アルミニウムなどに代表さ
れる無機系凝集剤及びｐＨの調整、更にこれに必要に応
じて液状の天然又は合成の高分子凝集剤を注入撹拌する
ことにより、排水中より汚濁成分をフロックとして分離
する方式が良く知られている。殆どの場合、現場作業と
して凝集剤は水溶液として取り扱われるので、少量でも
比較的精度よく添加量をコントロールすることができ
る。

【０００３】しかしその反面、凝集剤の貯蔵や輸送コス
トが高く、とくに高分子凝集剤は現場で完全に溶解する
場合が多く、調製に手間と長時間を要すること、更に有
効作用保持時間も制限を受けることなど、種々問題を抱
えている。従って、全体的に見れば処理に相当の時間を
要するのみならず、反応及び滞留時間などを満足に確保
する方式を採用するとなると、設備開設費としても高い
イニシアルコストを必要とし好ましい状況とは言えな
い。

【０００４】一方、この様な凝集剤を用いる排水処理の
繁雑性を改善する方策として、種々検討がなされてお
り、従来より行われる処理方式とこれに適合した凝集剤
や処理条件を選定する方策以外に、凝集剤そのものにつ
いての改質も検討されている。例えば、凝集処理速度を
早くしたり、或いは生成フロックの脱水性を改良するな
どの手段として、従来の凝集剤に加え、助剤として珪藻
土、クレー、石膏類、石灰類、炭酸カルシウム等を添加
する方法、または排水処理工程の改善をも意図したｐＨ
調整機能を有する凝集剤組成物の開発など、種々の改良
方策が研究され報告されている。

【０００５】その一例として、特開平７−１３６４０９
号公開特許公報では、処理水の中和処理を必要とせずに
放流可能な凝集剤として、夫々特定部数の硫酸アルミニ
ウム、硫酸カルシウム、ｐＨ調整剤としてアルカリ金属
炭酸塩、凝集フロックの沈降剤としてセメント並びにゼ
オライト又はカチオン系凝集剤などの多種類よりなる混
合組成例が示されている。

【０００６】これら凝集処理で対象とする排水として、
一般の工場排水のみならず、地下鉄工事現場よりの泥
水、トンネル工事におけるシールド用排水、生コン現場
のコンクリート排水等複雑多岐に亘っており、場合によ
っては標準的工程が全く採用できず、やむなくよりコン
パクトで、且つ簡便な設備にて対処する場合も多く、実
用面では簡略に処理ができ、しかもより確実な方式が望
まれている次第である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記の如く、従来行わ
れている処理方法によれば採用する設備も複雑となり、
処理装置の設置面積もそれ相当に必要とする上、操作面
でも繁雑となり、イニシャルコスト、ランニングコスト
共に高くならざるを得ず、例えば土木建設工事現場など
では直接処理が不十分になりがちである。

【０００８】また、発表されている多種類の凝集剤組成
物による改善策についても、広範囲の排水に適用した場
合、必ずしも好ましいフロックが生成するとは限らず、
また生成フロック分離後に好ましい上澄水が得られると
も限らない。この様に実際面では多くの問題点が残され
ており、未だ混合組成或いは構成成分の種類及び配分量
などの面で根本的に開発検討を重ねる必要がある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、このよう
な現状に鑑み、上記の課題を解決するため、取扱いが容
易でイニシャルコストも低く、処理対象排水に対し添加
攪拌工程のみで、排水中の汚濁成分を短時間に凝集し、
脱水性良好な安定なフロックとする粉体状凝集剤組成物
を開発すべく鋭意研究した。その結果、比較的広範囲の
排水に対して極めて短時間で凝集作用を発揮し、形成し
たフロックが安定且つコンパクトで脱水性良好である粉
体状凝集剤組成物及びこの組成物を用いた排水処理方法
を発明した。

【００１０】即ち、その要旨とするところは、活性二酸
化ケイ素及びアルミナを主成分とし、且つゼータ電位の
最大値でその絶対値が少なくとも１５ｍＶを示す無機粉
粒体、これに水可溶性の天然又は合成の高分子凝集剤を
配合してなることを特徴とする粉体状凝集剤組成物及び
この組成物を用いる排水処理方法である。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の組成物を構成する薬品の
中には、それぞれ排水処理の分野で一部凝集剤の成分と
して既に使用されている公知のものを含むが、本発明の
組成物を構成するには特定の特殊な組成形成が必要であ
り、本発明の組成物は各構成々分の相乗作用に基ずく凝
集作用を有し、これまでに知られている凝集剤では容易
に実現し得なかった極めて強力な作用効果を発揮するも
のである。

【００１２】本発明組成物の第一の特徴は、粉体凝集剤
組成物単一を対象処理排水中に添加するのみで効果が得
られるので、従来用いられている無機凝集剤、無機塩類
及び高分子凝集剤などを繁雑な工程を伴なって排水中に
投入して得らる効果を簡単に達成出来ることになる。即
ち、凝集作用と架橋作用の両方の性質を損なうこと無く
凝集効果を発現させうるようにした点にある。このため
特に重要なことは、高分子凝集剤を出来るだけ微粉状の
ものとして配合することが好ましい。これにより個々の
高分子凝集剤微粒子が共存する無機凝集剤及び他の添加
剤として配合された他の無機微粒子と作用時間がほぼ一
致し、各成分が隔離されることなく、排水中に添加され
た時点で溶解或いは分散するので、極めて短時間にて凝
集反応が完結するものである。

【００１３】本発明組成物の第二の特徴は、凝集反応の
範囲が極めて広く、例えば対象排水のｐＨ値で３ないし
１１の如く広域でもフロックの生成が可能で、特別なｐ
Ｈ調整を必要とせずに適用できる点である。この理由に
ついては明らかではないが、本発明の、凝集剤組成物を
構成する主成分の水中におけるゼータ電位絶対値が、可
なりのｐＨ範囲域で極めて高電位を維持する点に関係す
るものと推定している。従って、凝集処理工程には通常
必要とする酸、アルカリなどの薬品注入によるｐＨ調整
設備を省力化しても実質的にフロックの生成が可能であ
る。

【００１４】本発明組成物の第三の特徴は、生成フロッ
ク自体に吸着作用があり、排水中の溶解成分であるＣＯ
Ｄの吸着除去にも役立つが、更にベントナイト系土壌鉱
物粉粒体或いはゼオライト系粉粒体から選ばれる少なく
とも一種を配合することにより、上記の本発明の主要成
分が生成フロックの核となると同時に、夫々の配合成分
との相乗効果としての吸着作用と凝集作用が期待でき、
さらに水中の溶解成分であるＣＯＤの除去にも役立つと
共に、得られたフロックも安定強力となり脱水性が改善
される。特に、ベントナイト系土壌鉱物粉粒体との組み
合わせにおいて優れた効果が認められる。この効果は、
このフロックをケーキとして分離して脱水する場合に
も、脱水設備面で有利であり、しかも含水率の低い脱水
ケーキが得られ結果的には地球環境の保護に極めて役立
つものである。

【００１５】本発明組成物の第四の特徴は、上記した如
く、簡便で確実な排水処理が出来るため、従来の現場で
は直接処理が極めて困難であった土木、建設現場などで
発生する排水も簡便に処理し再循環使用が可能となるの
みならず、従来直接処理が行われている現場でも、より
コンパクトな設備でしかも確実な処理が可能となり、最
終的に発生する廃棄物量も従来に比べてはるかに少なく
なる点である。

【００１６】本発明では絶対値として高いレベルのゼー
タ電位を有する活性二酸化ケイ素及びアルミナを主成分
とする粉粒体を必須成分として組成物を構成することが
極めて重要であり、これと必須成分の高分子凝集剤との
組合わせにより、本発明の優れた効果が発揮出来るので
ある。ここで本発明で特定する活性二酸化ケイ素及びア
ルミナを主成分とする粉粒体を得る方法は特に限定され
るものでは無い。

【００１７】例えば、主として二酸化ケイ素を含む粗粒
体と、アルミナ粗粒体を混合した粗粒体混合物を、高剪
断力のもとにて混合粉砕することにより微粒子表面を活
性化した組成物を得る方法、一旦粉砕混合された粒体物
表面に化学処理を施し活性化する方法、又は粉砕混合さ
れた粒体物表面を熱処理などにより活性化する方法、或
いは電気的な高エネルギー照射処理などにより該粉砕混
合物粒体を表面活性化する方法などにより活性化し、水
中におけるゼータ電位の絶対値を高くする。

【００１８】二酸化ケイ素と、アルミナの混合割合は水
中におけるゼータ電位の絶対値を高くする目的と幅広い
ｐＨ範囲域で安定した水中コロイド粒子電荷の中和能力
を維持する為に、ゼータ電位がある域ではマイナス優位
であり、又ある域ではプラス優位とする凝集剤機能の設
定上、本発明者らは二酸化ケイ素を少なくとも５０重量
％、アルミナが少なくとも５重量％であることが広範囲
の不特定排水に対し特に好ましいと実験的に確認してい
る。これらの範囲以外では、本発明で意図する無機物含
有排水などでは、敏速な凝集効果が発揮し難い欠点があ
る。

【００１９】本発明で採用する二酸化ケイ素を含む粗粒
体は、市販の珪岩やケイ砂などで、二酸化ケイ素純分と
して好ましくは約９９％を占める粗粒体を選択し、これ
をボールミルなどの粉砕機で主として少なくとも２５０
メッシュアンダー程度に粉粒化して容易に得る事が出来
る。これらは、通常ｐＨ値が４ないし７程度の蒸留水中
で測定するゼータ電位は通常マイナス４０ｍＶ程度を示
す。また、以下に詳細説明する如く、二酸化ケイ素とア
ルミナを同時に主成分として含有する天然の珪岩などを
選定し、これらの中より活性化可能な対象物を用いて上
記同様に粉砕すると、本発明に必要とする両必須成分を
含有する混合粉体を一挙に得ることもできる。

【００２０】また、本発明で使用するアルミナは、例え
ば市販の球状で直径が約１．４ないし８ｍｍ程度の工業
用活性アルミナを粉砕ミルにて粉砕して用いる事がで
き、これらは主としてγ態のアルミナであり、そのゼー
タ電位は通常ｐＨ値４ないし５で約プラス３０ｍＶ，ｐ
Ｈ値９ないし１０で約マイナス４５ｍＶ程度を示すもの
である。

【００２１】一方、天然に存在する珪石、珪岩或いは珪
質片岩系の鉱物及び類似鉱片より、本発明で必要とする
主成分として二酸化ケイ素及びアルミナを含有する成分
原石を選定或いは配合し、これをボールミルなどで高剪
断力のもとにて粉砕活性化するか、必要に応じ更に粉砕
粒子表面を化学処理又は熱処理などの活性化処理しても
本発明で用いる活性二酸化ケイ素及びアルミナを主成分
とする粉粒体を得ることが出来る。これらの天然物より
得られた粉体で、本発明で対象とする高いレベルのゼー
タ電位の絶対値を示すものを選択採用する事によって達
成可能である。ゼータ電位の測定は、一般的にレーザー
・ドプラー電気泳動法を用いて行う。

【００２２】本発明に使用する微粉末状高分子凝集剤
は、天然又は合成のいずれでもよく、特に、合成のもの
ではノニオン系及びカチオン系高分子凝集剤が好まし
い。この発明で用いられるこれらの合成高分子凝集剤
は、市販品のいずれをも対象とすることが出来る。一
方、天然系では種々の多糖類を用いることが出来るが、
とりわけ微生物培養したβ−１，３グルカンを主体的に
含む酸性多糖高分子水溶液を凍結乾燥又はスプレー乾燥
して得られる微粉末が好ましい。

【００２３】本発明の粉体状凝集剤組成物を得るには、
主として上記特定する活性二酸化ケイ素及びアルミナを
主成分とする粉粒体と粉末状高分子凝集剤を均質に粉砕
混合することが重要である。この際において、各構成成
分の粒径分布は主として８０メッシュアンダーの微粉末
であることが本発明の組成物構成上好ましい。特に、高
分子凝集剤の微粉末の粒度は、主として８０メッシュア
ンダー好ましくは１００メッシュアンダーの如く、より
微粉末であることが本発明の組成物構成上極めて重要で
ある。粗い粒子では排水の処理に際し、本発明の凝集剤
効果面で画一性のある溶解速度特性を示さない場合が有
り、ひいては凝集反応面での敏速性に悪影響を及ぼし、
フロックの部分的粘着性が不必要に増大する懸念があ
る。

【００２４】本発明で特定配合の粉体状凝集剤組成物を
得るには、本発明を構成する特定の化合物を粉末状で同
時に配合し、均一混合する事により容易に得る事が出来
る。組成物の配合割合として、いずれも可変的に対応す
る必要があるが、基本組成として凝集剤成分である活性
二酸化ケイ素及びアルミナを主成分とし、且つゼータ電
位の最大値でその絶対値が少なくとも１５ｍＶ好ましく
は２０ｍＶを示す粉粒体と天然又は合成の高分子凝集剤
の配合量で決定する。これにｐＨ調整剤としてのアルカ
リ金属の炭酸塩及び／又はセメント粉粒体並びに第三成
分として、ベントナイト系土壌鉱物粉粒体或いはゼオラ
イト系粉粒体から選ばれる一種を添加剤選択物質として
配合することも出来る。

【００２５】本発明を代表する粉体凝集剤において各素
材を配合するとすれば、組成物全体の構成重量割合を１
００％として、本発明で特定する活性二酸化ケイ素及び
アルミナを主成分とする粉粒体を７０ないし９９．５重
量％、水可溶性の天然又は合成の高分子凝集剤を０．５
ないし３０重量％を均一に混合して組成物とする。ここ
に示す組成物の構成割合で、高分子凝集剤の含有量を少
なくとも０．５重量％とする必要が有り、これ以下の含
有量では効果が遅いか或いは反応時間が極めて長く好ま
しくない。又、３０重量％以上の配合量では反応後の生
成フロックの脱水性が極端に悪化し、ひいては本発明で
重要とするゼータ電位を維持する基本構成粉体の配合量
の割合を低下させる点で好ましくない。該粉体の配合割
合は少なくとも７０重量％程度含有する状態が好まし
い。

【００２６】又、これらの組成中に、更に前記ベントナ
イト系土壌鉱物粉粒体或いはゼオライト系粉粒体から選
ばれる少なくとも一種を添加配合する場合には、組成物
全体の構成重量割合を１００％として、本発明で特定す
る活性二酸化ケイ素及びアルミナを主成分とする粉粒体
を７０ないし９４．５重量％、水可溶性の天然又は合成
の高分子凝集剤を０．５ないし３０重量％、更にベント
ナイト系土壌鉱物粉粒体或いはゼオライト系粉粒体から
選ばれる少なくとも一種を５ないし３０重量％均一に混
合して組成物とする。ここに示す組成物の構成割合で、
本発明の基本とする組成に生成フロックの脱水性、処理
水中のＣＯＤ成分の吸着性等を強化する場合、必要とす
る高分子凝集剤に加え、第三成分としてベントナイト系
土壌鉱物粉粒体或いはゼオライト系粉粒体を配合するも
のである。この際の添加量は、単独或いは混合物で少な
くとも５重量％を添加する必要がある。しかし、３０重
量％よりも多くすると本発明の基本とする凝集効果を極
端に低下させる為に好ましくない。

【００２７】本発明でｐＨ調整剤として採用するアルカ
リ金属の炭酸塩又はセメント粉粒体としては、炭酸ナト
リウム重炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、ポルトランド
セメントなどが特に好ましい。また、本発明で第三成分
として採用する添加剤は、ベントナイト系土壌鉱物粉粒
体、ゼオライト系粉粒体群からなる化合物類或いは物質
である。

【００２８】ベントナイト系土壌鉱物粉粒体としては、
主成分が珪酸とアルミナよりなり、これに微量の酸化カ
ルシウム、酸化カリウム、酸化マグネシウムなどを含有
し、水中では微アルカリ性を示す土壌鉱物より作られる
粉粒体であり、構成粉体の粒径は通常２００メッシュパ
スないし２５０メッシュオン程度の粒径のものが好まし
い。

【００２９】また、ゼオライト系粉粒体としては、主と
して天然の土壌鉱物を砕いて作られるが、構成主成分と
してはナトリウム、カリウムなどのアルカリ金属と副成
分としてカルシウムやマグネシウムなどのアルカリ土類
金属を少々含み、水分子を結晶水の形で保有するアルミ
ノ珪酸塩鉱物である。本発明で採用する粉粒体として
は、天然品又は合成品のゼオライト粉粒体製品のいずれ
でも対象とすることができる。

【００３０】本発明の粉体状凝集剤組成物の適用分野は
特に限定されるものではなく、土木建設現場の排水処理
及び処理水循環再利用のみならず、船舶ビルジ排水、バ
ラスト排水、一般含油排水、鉄鋼圧延排水、水溶性切削
油排水などの工場排水処理、その他生物処理工程の前処
理としての凝集沈殿処理剤として使用できる。また、濃
厚廃水の一次処理、生物処理の引き抜き余剰汚泥や消化
汚泥の脱水処理時の凝集剤としての添加など、広範な分
野に極めて有用なものであり、ひいては地球環境保護に
大きく寄与するものである。

【００３１】以下に、実施例及び比較例を示して本発明
を説明する。

【実施例】

実施例１ 二酸化ケイ素分を約９９．８％と高純度に含有するケイ
砂を、３５０メッシュアンダー（約４４μｍ前後の粒
径）となるように粉砕ミルにて粉砕し、得られた粉体を
７５重量％、２５０メッシュアンダー（約６０μｍ前後
の粒径）にミル粉砕された約９９．８％と高純度のγ態
アルミニウム粉体を２０重量％、これに凝集剤として非
イオン系（以下Ａと略称）又はカチオン系（以下Ｂと略
称）合成高分子凝集剤のいずれか一種を選定し、夫々５
重量％の割合にて混合し、総量１００ｇの粗混合物を作
成し、これを更に１分間約３０００回転の粉砕ミキサー
にて均一に粉砕混合し、平均粒径約４４μｍ前後の本発
明組成物を得た。

【００３２】得られた本発明の組成物を、原水としてＳ
Ｓ分が約１２００ｍｇ／ｌ、ｐＨ６．９の乳白色ガラス
研磨排水に対し、表１に示す通りの各種の割合にて添加
し、ジャーテスター（１５０ｒｐｍ）によるフロック発
生状況を確認する凝集テストを実験例１ないし５として
実施した。その評価を、凝集剤添加後安定フロック発生
迄の撹拌反応時間（秒）、目視観察による生成フロック
の径（ｍｍ）、東洋濾紙Ｎｏ．５Ａ濾紙による濾過液の
清澄度（カオリン濁度）及びｐＨ値等について行った。
ここに、実験例１ないし３はＡ凝集剤を含みその他はＢ
凝集剤である。

【００３３】尚、二酸化ケイ素分を約９９．８％と高純
度に含有するケイ砂の粉体と同程度に高純度のγ態のア
ルミニウム粉体との混合粉体につき、上記所定量混合時
のゼータ電位を、レーザー・ドプラー電気泳動法により
測定したところ、４回測定値の平均値でマイナス２９．
６ｍＶであった。具体的測定方法としては、粉体試料を
蒸留水約３０ｍｌ中に僅かの量投入し、約３分間超音波
分散処理を行ったのち、３０分間静置し、上澄液を５μ
ｍのフィルターにて濾過後測定した。測定液のｐＨ値は
６．８ないし６．９であった。以上に説明した本発明実
施例の実験結果は、次表１に示す通りである。

【００３４】

【表１】

【００３５】上記表１の結果から、撹拌による反応時
間、目視観察による生成フロックの径、ろ過液の清澄度
及びｐＨ値などにつき、実験例１ないし５の夫々で全て
満足すべき状態にあり、本発明の組成物が極めて画期的
なものであることが判る。

【００３６】比較例１ 本発明との比較のため、比較実験例１では本発明の範囲
外の類似組成物として、実施例１の組成分のうち、二酸
化ケイ素分とアルミニウム粉体との混合粉体で、実施例
１と同様の所定量混合時のゼータ電位が４回測定値の平
均値として、マイナス９．４ｍＶであるものを採用した
以外は同様に製造したものを使用した。又、比較実験例
２では工業用の市販品、約１０％ＰＡＣ溶液とダイヤフ
ロック社のノニオン系高分子凝集剤（０．１％溶液）を
併用し、蒸留水にて希釈した苛性ソーダ溶液にてｐＨ調
整した。更に、比較実験例３では対象原水を水道水にて
２倍に希釈した以外は比較実験例２と同じ方法にて実験
した。これらの条件下で、実施例１で用いたと同じ研磨
排水に対し、フロックが発生するまでジャーテスターに
よるテストを実施し、その評価結果を次表２に示す。

【００３７】

【表２】

【００３８】上記表２の結果から、本発明に類似する凝
集組成物では十分な効果が得られず、また従来法では原
水をそのまま処理してもフロックの発生が認められなか
ったが、原水を水道水にて２倍に希釈し、且つｐＨ調整
を行うことにより、若干のフロックの発生が見られた。
しかし、これらの結果を本発明の方式に比べると極めて
不利である事が判る。

【００３９】実施例２ 二酸化ケイ素分を約８０％、アルミナ成分約１０％、そ
の他約１０％よりなる天然の珪岩をボールミルにて２５
０メッシュアンダー（約６０μｍ前後の粒径）となるよ
うに粉砕し、鼠色の粉体を得た。この粉体のゼータ電位
を実施例１と同様の方法でチェックしたところ、平均値
としてマイナス２９．６ｍＶを示した。ここで作成した
岩石粉体を９０重量％、これに市販の凝集剤としてダイ
ヤフロック社の強カチオン系合成高分子凝集剤を１０重
量％の割合にて混合し、総量１００ｇの粗混合物を作成
し、これを更に１分間約３０００回転の粉砕ミキサーに
て均一に粉砕混合し、３５０メッシュアンダー（平均粒
径約４４μｍ程度）の本発明組成物を得た。

【００４０】得られた本発明の組成物を、実験例６ない
し１０に示す通り各種の割合にて、原水に添加し、ジャ
ーテスター（１５０ｒｐｍ）によるフロック発生状況を
確認する凝集テストを実施例１と同様の方法で行った。
原水としてはＳＳ分約１８００ｍｇ／ｌ、ｐＨ６．１の
黒褐色状の自動車整備工場含油排水を用いた。評価は、
実施例１と同様の方法で行い、その結果は次表３に示す
通りであった。

【００４１】

【表３】

【００４２】上記表３の結果から、撹拌による反応時
間、目視観察による生成フロックの径、ろ過液の清澄度
及びｐＨ値などにつき、実験例６ないし１０の夫々で、
本発明の実施例の結果は全て満足すべき状態にあり、本
発明の組成物が極めて優れている事が判る。

【００４３】比較例２ 本発明との比較のため、比較実験例４では本発明の範囲
外である類似組成物を使用して実施例２と同様の実験を
行った。即ち、二酸化ケイ素分を約８０％、アルミナ成
分を約１０％、その他約１０％よりなる天然の珪岩をボ
ールミルにて２５０メッシュアンダー（約６０μｍ前後
の粒径）となるように粉砕し、鼠色の粉体を得た。この
粉体のゼータ電位を実施例１と同様の方法でチェックし
たところ、平均値としてマイナス１０．２ｍＶを示し
た。ここで得た岩石粉体を９０重量％、これに市販の凝
集剤としてダイヤフロック社の強カチオン系合成高分子
凝集剤を１０重量％の割合にて混合し、総量１００ｇの
粗混合物を作成し、これを更に１分間約３０００回転の
粉砕ミキサーにて均一に粉砕混合し、３５０メッシュア
ンダー（平均粒径約４４μｍ程度）の本発明範囲外の類
似組成物とした。

【００４４】一方、比較実験例５では工業用の市販品、
約１０％ＰＡＣ溶液とダイヤフロック社のノニオン系高
分子凝集剤（０．１％溶液）を併用し、蒸留水にて希釈
した苛性ソーダ溶液にてｐＨ調整した。更に、比較実験
例６では対象原水を水道水にて３倍に希釈した以外は比
較実験例４と同じ方法にて実験した。これらの条件下
で、次表４に示す通り各種の割合にて、原水に添加し、
ジャーテスター（１５０ｒｐｍ）によるフロック発生状
況を確認する凝集テストを実施例１と同様の方法で行っ
た。原水としてはＳＳ分約１８００ｍｇ／ｌ、ｐＨ６．
１の黒褐色状の自動車整備工場含油排水を用いた。評価
は、実施例１と同様の方法で行い、その結果は次表４に
示す通りであった。

【００４５】

【表４】

【００４６】上記表４の結果から、本発明範囲外の類似
組成物では本発明の実施例と同程度の処理効果が得らな
い。また、従来法では原水を処理してフロックを発生さ
せるのに、可なりの時間とｐＨ調整などの手数を必要と
したが、尚不十分な結果となった。従って、これら比較
実験例の結果を本発明の方式に比べると、本発明の凝集
組成物が極めて凝集反応性に優れていること並びに従来
法とは比較し難い処理時間の短縮及び繁雑性の回避にお
いて極めて有利であることが明白である。

【００４７】実施例３ 二酸化ケイ素分を約９９．８％と高純度に含有するケイ
砂を、３５０メッシュアンダー（約４４μｍ前後の粒
径）となるように粉砕ミルにて粉砕し、得られた粉体を
７５重量％、２５０メッシュアンダー（約６０μｍ前後
の粒径）にミル粉砕された約９９．８％と高純度のγ態
アルミニウム粉体を２５重量％、これを更に１分間約３
０００回転の粉砕ミキサーにて均一に粉砕混合し、平均
粒径約４４μｍ前後の混合粉体を得た。ゼータ電位はマ
イナス２８．８ｍＶを示した。

【００４８】この混合粉体７０重量％、凝集剤として非
イオン系（以下Ａと略称）又はカチオン系（以下Ｂと略
称）合成高分子凝集剤のいずれか一種を選定し５重量
％、更に市販のベントナイト粉体（以下Ｃと略称）又は
ゼオライト粉体（以下Ｄと略称）のいずれか一種を選定
し２５重量％混合し、１分間約３０００回転の粉砕ミキ
サーにて均一に粉砕混合し、平均粒径約４４μｍ前後に
調整した本発明の粉体状組成物各種１００ｇを得た。高
分子凝集剤はいずれもダイヤフロック社製品を使用し
た。

【００４９】得られた本発明の組成物を、原水としてＳ
Ｓ分が約１２００ｍｇ／ｌ、ｐＨ６．９の乳白色ガラス
研磨排水に対し、表５に示す通り各種の割合にて添加
し、ジャーテスター（１５０ｒｐｍ）によるフロック発
生状況を確認する凝集テストを、実験例１１ないし１４
として実施した。ここに、実験例１１ではＡ、Ｃの組合
わせ、実験例１２ではＡ、Ｄの組合わせ、実験例１３で
はＢ、Ｃの組合わせ，実験例１４ではＢ、Ｄの組合わせ
を夫々示している。これらの実験例の評価を、凝集剤添
加後安定フロック発生迄の撹拌反応時間（秒）、目視観
察による生成フロックの径（ｍｍ）、東洋濾紙Ｎｏ．５
Ａ濾紙による濾過液の清澄度（カオリン濁度）及びｐＨ
値等について行った。この実施例の実験結果は、次表５
に示す通りであった。

【００５０】

【表５】

【００５１】上記表５の結果から、撹拌による反応時
間、目視観察による生成フロックの径、ろ過液の清澄度
及びｐＨ値などにつき、実験例１２ないし１４の夫々で
全て満足すべき状態にあり、特にいずれの例も同様に東
洋濾紙Ｎｏ．５Ａ濾紙による濾過後の濾過残査の濾紙へ
の付着が少なく、脱水性に優れることを確認した。従っ
て、本発明の組成物が極めて画期的なものであることが
判る。

【００５２】

【発明の効果】本発明の粉体状凝集剤組成物は、活性二
酸化ケイ素及びアルミナを主成分とし、且つゼータ電位
の最大値がその絶対値で少なくとも１５ｍＶを示す無機
粉粒体を用い、これに天然又は合成の高分子凝集剤並び
に必要に応じその他機能性必須添加物質を均一に混合し
て構成された複合組成物であるが、被処理対象排水中に
おける凝集反応性は画一性を有し、従来の凝集剤を用い
る方法に比べ、反応時間的にも、また作業簡略性の面か
らも極めて優れた工業的効果を発揮出来る。

【００５３】とくに本発明では、組成構成に際し相乗的
に作用する他の成分に対し、反応性の緩やかな有機系高
分子凝集剤との反応性を、従来では実施されていない通
常より微粉末状として粉体中に配合することにより、本
発明の粉体状凝集剤組成物のみの被処理対象排水への単
品添加による完結処理を達成できた点にあり、この手法
により単なる添加撹拌工程のみにより各種廃水の凝集沈
殿処理が、極めて簡潔に採用できる効果を示すもので、
各種の廃水処理分野において工業的に寄与するところが
極めて大きい。

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【手続補正書】

【提出日】平成８年１０月２８日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項７

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２３】本発明の粉体状凝集剤組成物を得るには、
主として上記特定する活性二酸化ケイ素及びアルミナを
主成分とする粉粒体と粉末状高分子凝集剤を均質に粉砕
混合することが重要である。この際において、各構成成
分の粒径分布は主として８０メッシュパスより小さい微
粉末であることが本発明の組成構成上好ましい。特に、
高分子凝集剤の微粉末の粒度は、主として８０メッシュ
パス好ましくは１００メッシュパスの如く、より小さい
微粉末であることが本発明の組成物構成上極めて重要で
ある。粗い粒子では排水の処理に際し、本発明の凝集剤
効果面で画一性のある溶解速度特性を示さない場合ガ有
り、ひいては凝集反応面での敏速性に悪影響を及ぼし、
フロックの部分的粘着性が不必要に増大する懸念があ
る。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３１】以下に、実施例及び比較例を示して本発明
を説明する。

【実施例】 実施例１ 二酸化ケイ素分を約９９．８％と高純度に含有するケイ
砂を、３５０メッシュパス（約４４μｍ前後の粒径）と
なるように粉砕ミルにて粉砕し、得られた粉体を７５重
量％、２５０メッシュパス（約６０μｍ前後の粒径）に
ミル粉砕された約９９．８％と高純度のγ態アルミナ粉
体を２０重量％、これにダイヤフロック社製の凝集剤と
してノニオン系ＮＰ８００Ｎ（以下Ａと略称）又はカチ
オン系ＫＰ１２００Ｂ（以下Ｂと略称）合成高分子凝集
剤のいずれか一種を選定し、夫々５重量％の割合にて混
合し、総量１００ｇの粗混合物を作成し、これを更に１
分間約３０００回転の粉砕ミキサーにて均一に粉砕混合
し、平均粒径約４４μｍ前後の本発明組成物を得た。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３３】尚、二酸化ケイ素分を約９９．８％と高純
度に含有するケイ砂の粉体と同程度に高純度のγ態のア
ルミナ粉体との混合粉体につき、上記所定量混合時のゼ
ータ電位を、レーザー・ドプラー電気泳動法により測定
したところ、４回測定値の平均値でマイナス２９．６ｍ
Ｖであった。具体的測定方法としては、粉体試料を蒸留
水約３０ｍｌ中に僅かの量投入し、約３分間超音波分散
処理を行ったのち、３０分間静置し、上澄液を５μｍの
フィルターにて瀘過後測定した。測定液のｐＨ値は６．
８ないし６．９であった。以上に説明した本発明実施例
の実験結果は、次表１に示す通りである。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３６】比較例１ 本発明との比較のため、比較実験例１では本発明の範囲
外の類似組成物として、実施例１の組成分のうち、二酸
化ケイ素分とアルミナ粉体との混合粉体で、実施例１と
同様の所定量混合時のゼータ電位が４回測定値の平均値
として、マイナス９．４ｍＶであるものを採用した以外
は同様に製造したものを使用し、実施例１の実験例１の
条件に準じ実験を行った。又、比較実験例２では工業用
の市販品、約１０％ＰＡＣ溶液とダイヤフロック社のノ
ニオン系高分子凝集剤ＮＰ８００Ｎ（０．１％溶液）を
併用し、蒸留水にて希釈した苛性ソーダ溶液にてｐＨ調
整した。更に、比較実験例３では対象原水を水道水にて
２倍に希釈した以外は比較実験例２と同じ方法にて実験
した。これらの条件下で、実施例１で用いたと同じ研磨
排水に対し、フロックが発生するまでジャーテスターに
よるテストを実施し、その評価結果を次表２に示す。

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３９

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３９】実施例２ 二酸化ケイ素分を約８０％、アルミナ成分約１０％、そ
の他約１０％よりなる天然の珪岩をボールミルにて２５
０メッシュパス（約６０μｍ前後の粒径）となるように
粉砕し、鼠色の粉体を得た。この粉体のゼータ電位を実
施例１と同様の方法でチェックしたところ、平均値とし
てマイナス２９．６ｍＶを示した。ここで作成した岩石
粉体を９０重量％、これに市販の凝集剤としてダイヤフ
ロック社の強カチオン系合成高分子凝集剤ＫＰ１２００
Ｂを１０重量％の割合にて混合し、総量１００ｇの粗混
合物を作成し、これを更に１分間約３０００回転の粉砕
ミキサーにて均一に粉砕混合し、３５０メッシュパス
（平均粒径約４４μｍ程度）の本発明組成物を得た。

【手続補正７】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４３】比較例２ 本発明との比較のため、比較実験例４では本発明の範囲
外である類似組成物を使用して実施例２の実験例７と同
様の条件で実験を行った。即ち、二酸化ケイ素分を約８
０％、アルミナ成分を約１０％、その他約１０％よりな
る天然の珪岩をボールミルにて２５０メッシュパス（約
６０μｍ前後の粒径）となるように粉砕し、鼠色の粉体
を得た。この粉体のゼータ電位を実施例１と同様の方法
チェックしたところ、平均値として、マイナス１０．２
ｍＶを示した。ここで得た岩石粉体を９０重量％、これ
に市販の凝集剤としてダイヤフロック社の強カチオン系
合成高分子凝集剤ＫＰ１２００Ｂを１０重量％の割合に
て混合し、これを更に１分間約３０００回転の粉砕ミキ
サーにて均一に粉砕混合し、３５０メッシュパス（平均
粒径約４４μｍ程度）の本発明範囲外の類似組成物とし
た。

【手続補正８】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４４】一方、比較実験例５では工業用の市販品、
約１０％ＰＡＣ溶液とダイヤフロック社のノニオン系高
分子凝集剤ＮＰ８００Ｎ（０．１％溶液）を併用し、蒸
留水にて希釈した苛性ソーダ溶液にてｐＨ調整した。更
に、比較実験例６では対象原水を水道水にて２倍に希釈
した以外は夫々比較例１の比較実験例２及び３と同じ方
法にて実験した。これらの条件下で、次表４に示す通り
各種の割合にて、原水に添加し、ジャーテスター（１５
０ｒｐｍ）によるフロック発生状況を確認する凝集テス
トを実施例１と同様の方法で行った。原水としてはＳＳ
分約１８００ｍｇ／ｌ、ｐＨ６．１の黒褐色状の自動車
整備工場含油排水を用いた。評価は、実施例１と同様の
方法で行い、その結果は次表４に示す通りであった。

【手続補正９】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４７】実施例３ 二酸化ケイ素分を約９９．８％と高純度に含有するケイ
砂を、３５０メッシュパス（約４４μｍ前後の粒径）と
なるように粉砕ミルにて粉砕し、得られた粉体を７５重
量％、２５０メッシュパス（約６０μｍ前後の粒径）に
ミル粉砕された約９９．８％と高純度のγ態アルミナ粉
体を２５重量％、これを更に１分間約３０００回転の粉
砕ミキサーにて均一に粉砕混合し、平均粒径約４４μｍ
前後の混合粉体を得た。ゼータ電位はマイナス２８．８
ｍＶを示した。

【手続補正１０】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４８

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４８】この混合粉体７０重量％、凝集剤としてノ
ニオン系ＮＰ８００Ｎ（以下Ａと略称）又はカチオン系
ＫＰ１２００Ｂ（以下Ｂと略称）合成高分子凝集剤のい
ずれか一種を選定し５重量％、更に市販のベントナイト
粉体（以下Ｃと略称）又はゼオライト粉体（以下Ｄと略
称）のいずれか一種を選定し２５重量％混合し、１分間
約３０００回転の粉砕ミキサーにて均一に粉砕混合し、
平均粒径約４４μｍ前後に調整した本発明の粉体状組成
物各種１００ｇを得た。高分子凝集剤はいずれもダイヤ
フロック社製品を使用した。 ─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成８年１１月６日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２４】本発明で特定配合の粉体状凝集剤組成物を
得るには、本発明を構成する特定の化合物を粉末状で同
時に配合し、均一混合する事により容易に得る事が出来
る。組成物の配合割合として、いずれも可変的に対応す
る必要があるが、基本組成として凝集剤成分である活性
二酸化ケイ素及びアルミナを主成分とし、且つゼータ電
位の最大値でその絶対値が少なくとも１５ｍＶ好ましく
は２０ｍＶを示す粉粒体と天然又は合成の高分子凝集剤
の配合量で決定する。これにｐＨ調整剤としてのアルカ
リ金属の炭酸塩及び／又はセメント粉粒体、前記基本組
成の混合用助剤としてカルシウム化合物、二酸化チタ
ン、芒硝、ケイソウ土などの不活性物質並びに第三成分
として、ベントナイト系土壌鉱物粉粒体或いはゼオライ
ト系粉粒体から選ばれる一種を添加剤選択物質として配
合することも出来る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０２Ｆ 1/56 Ｃ０２Ｆ 1/56 Ｚ

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】活性二酸化ケイ素及びアルミナを主成分と
   し、且つゼータ電位の最大値でその絶対値が少なくとも
   １５ｍＶを示す無機粉粒体、これに水可溶性の天然又は
   合成の高分子凝集剤を配合してなることを特徴とする粉
   体状凝集剤組成物。
2. 【請求項２】前記粉体状凝集剤の構成に際し、該組成物
   に対し更にベントナイト系土壌鉱物粉粒体或いはゼオラ
   イト系粉粒体から選ばれる少なくとも一種を添加配合す
   る請求項１に記載の粉体状凝集剤組成物。
3. 【請求項３】前記活性二酸化ケイ素が少なくとも５０重
   量％、アルミナが少なくとも５重量％を占める無機粉粒
   体を用いる請求項１ないし２に記載の粉体状凝集剤組成
   物。
4. 【請求項４】前記高分子凝集剤として、ノニオン系又は
   カチオン系の天然又は合成の高分子凝集剤を用いる請求
   項１ないし３に記載の粉体状凝集剤組成物。
5. 【請求項５】前記ゼータ電位が少なくとも２０ｍＶを示
   す無機粉粒体を用いる請求項１ないし４に記載の粉体状
   凝集剤組成物。
6. 【請求項６】前記天然高分子凝集剤として、β−１，３
   グルカンを主体的に含む酸性多糖高分子を用いる請求項
   １ないし５に記載の粉体状凝集剤組成物。
7. 【請求項７】前記粉体の粒径が主として、少なくとも１
   ００メッシュアンダーの小さい粒径で構成される請求項
   １ないし６に記載の粉体状凝集剤組成物。
8. 【請求項８】組成物全体の構成重量割合を１００％とし
   て、前記活性二酸化ケイ素及びアルミナを主成分とする
   無機粉粒体を７０ないし９９．５重量％、水可溶性の天
   然又は合成の高分子凝集剤を０．５ないし３０重量％均
   一に混合して組成物とする請求項１ないし７に記載の粉
   体状凝集剤組成物。
9. 【請求項９】組成物全体の構成重量割合を１００％とし
   て、前記活性二酸化ケイ素及びアルミナを主成分とする
   無機粉粒体を７０ないし９４．５重量％、水可溶性の天
   然又は合成の高分子凝集剤を０．５ないし３０重量％、
   ベントナイト系土壌鉱物粉粒体或いはゼオライト系粉粒
   体から選ばれる少なくとも一種を５ないし３０重量％均
   一に混合して組成物とする請求項１ないし８に記載の粉
   体状凝集剤組成物。
10. 【請求項１０】上記の請求項各項のいずれかに記載され
    る粉体状凝集剤組成物を被処理水中に添加し、攪拌しな
    がら凝集反応させることを特徴とする水処理方法。