JPS5932404B2 - 塩基性アルミニウム溶液の製造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は塩基性アルミニウム含有溶液の製造方法及び水
処理、より具体的にいえば飲用水、下水または下水スラ
ッジの処理に於けるこの溶液の製造方法に関するもので
ある。

従来は、塩基性アルミニウム含有溶液の製造について各
種の方法が述べられていて、その溶液中では、巨大分子
が形成されその分子中に於てアルミニウム原子は硫酸塩
のような多価アニオンによって架橋されている。

例えば、英国特許明細書第１２２２５６１号に於ては、
適切量の多価アニオンを塩基性塩化アルミニウム溶液へ
添加して混合物を好ましくは熟成する方法が記載されて
いる。

しかし、硫酸塩アニオンを使用するときには得られる溶
液は塩基性塩化アルミニウム溶液を多価アニオン添加な
しで用いるよりも、飲用水、下水、あるいは下水スラッ
ジの処理に於てさほど効果が大きくないことを我々は発
見したのである。

このことは恐らくは、硫酸塩アニオンが与えられた条件
下で溶液中の塩基性塩化アルミニウムを攻撃し得ず、そ
の結果、溶液中に残る塩基性アルミニウムがはじめと同
じ分子量のものである傾向をもつためと、信じられる。

驚くべきことには、上記方法に於て硫酸と燐酸の混合物
を使用すると、硫酸塩のみを含む比較溶液よりもスラッ
ジ脱水及び水処理に於てより有効である溶液が生じ得る
ことを、我々はここに発見したのである。

本発明によれば、塩基性塩化アルミニウム溶液を、燐酸
と硫酸のモル比が２：１〜１：２の範囲にあり、しかも
各酸の量が塩基性塩化アルミニウム中のアルミニウム１
モル当り少なくとも０．０５モルかつ全酸量がアルミニ
ウム１モル当り０．３モル以下となるよう混合した燐酸
と硫酸との混合物と混合し、この混合物を熟成する、塩
基性アルミニウム溶液の製造方法が提供される。

一般的には燐酸対硫酸のモル比は広範囲に変り得るが、
このモル比が２：１乃至１：２の範囲にあることが便利
である。

理論的には、塩基性塩化アルミニウム溶液は極めて少量
の燐酸及び硫酸ででも処理し得るが、アルミニウム１モ
ルあたす少くとも０．０５モルの各酸で以て処理するこ
とが好ましい。

一般的には、酸の合計モル対アルミニウムのモル比が０
．３：１より多くなく、しばしば０．１：１乃至０．２
：１の範囲に入ることが望ましい。

塩基性塩化アルミニウム溶液をこのような量の酸で処理
することによって、水性媒体を効果的に処理するために
使用できる生成物が得られる。

熟成を昇温で実施することが好ましい。

一般には、所望の結果を達成するための熟成期間は熟成
が行なわれる温度とともに変る。

一般的にいえば、スラッジ脱水及び水処理の改善された
能力は長時間の熟成工程を採用することによって得られ
るが、実際的には、得られる改善度はすべて昇温下での
熟成によるコスト増と鈎合わねばならない。

実質的に還流加熱温度で約１時間乃至約６時間続けるこ
とが好ましく、特に約２乃至３時間力樋当である。

より低い温度での熟成はより長時間を必要とし、従って
実質上周辺温度での熟成は商業的に可能性がないことが
理解されるべきである。

塩基性塩化アルミニウム溶液は３３％乃至８３％の範囲
の塩基性をもつことができる。

この溶液中の硫酸塩及び燐酸塩イオンを導入することの
効果はこの塩基性を下げるものである。

ことが理解されるであろう。

塩基性塩化アルミニウム溶液の塩基性と使用される燐酸
及び硫酸の量は、最終溶液の塩基性が４０乃至７５％の
範囲、特に６０乃至７５％の範囲内に入るよう選ぶこと
が、実際的には好ましい。

一般的には、本発明による塩基性アルミニウム含有溶液
は貯蔵及び処理のために好ましくはＡｌ２Ｏ３で表現し
て５乃至２０％アルミニウム濃度をもつ。

このような範囲内では、溶液は、安定すなわち数ケ月の
期間にわたってアルミニウム塩の沈澱を生ずることがな
いものを得ることができる。

このような溶液はまた安定性を損うことなくＡ１２０３
１乃至２％の程度のアルミニウム濃度へ稀釈することも
できる。

本発明による溶液は飲用水供給または下水の処理または
調節に使用することができ、特に下水スラッジの調節に
特に向けられる。

このようにして処理された飲用水はしばしば貯槽に貯え
られ、スラッジから抽出された水は下水処理工場内に再
循環され、そこからの溢流水は近くの川または運河へ通
常はすてられる。

溶液中の燐酸塩イオンは富栄養化をもたらし、すなわち
植物物質の成長を刺戟し、これは静水路または自由流動
水路の閉塞をもたらし得る。

従って、燐酸塩を含む水の処理はすべて富栄養化問題を
もたらし得ることが予想される。

しかし、一般には燐酸塩は水処理中に形成されるフロッ
クの中に保留され、かくして給水中へは実質的な程度に
は放出されない。

事実、本発明による塩基性アルミニウム溶液での処理は
一般的には処理された水の中の燐酸塩水準の低下につな
がることを我々は発見したのである。

本発明によるいくつかの具体化は参考用のみの目的で、
ここにさらに詳しく次に説明する。

実施例 １ 本実施例に於ては、塩基性塩化アルミニウム溶液を硫酸
塩対燐酸塩対アルミニウム（Ａｌとして表現）のモル比
が０．１ ： ０．２ ： １．０のモル比で硫酸及び
燐酸と混合した。

混合物を１時間還流加熱し次いで冷却させる。

生成物は１２．８重量％のアルミニウム含量（Ａ１２０
３として表現）と４５．２％の塩基性をもっていた。

安定性試験は生成物は少くとも５ケ月間安定であること
を示した。

実施例 ２ 本実施例に於ては、上記と同じ手順を実施したが但し、
硫酸塩対燐酸塩対アルミニウムのモル比はｏ、ｉ：ｏ、
１：１であり、混合物は２時間還流加熱し、そして生成
物は１３．２％のアルミナ含有量と４８．６％の塩基性
をもっていた。

生成物はまた少くとも５ケ月間安定であった。

実施例 ３ 本実施例に於ては、実施例２と同じ手順を実施したが、
但し混合物は６時間還流加熱し、最終生成物は１４．８
％のアルミナ含量と４７．７％の塩基性をもっていた。

この生成物はまた少くとも５ケ月間安定でもあった。

実施例 ４ 本実施例に於ては、下水スラッジ脱水に於ける実施例１
乃至３の生成物の有効性がジョンズ濾過テストによって
測定された。

Ａ乃至Ｅのスラッジは家庭及び工業混合下水を各処理す
る下水処理場から得たものである。

スラッジＡ及びＢは同じ処理場から採取されたものであ
るが異なる時期に得た試料であった。

スラッジのＰ液の比抵抗（ＳＲ）をそれぞれ４．ＯＸ
１０１２ｍ／ｋｇ及び３．ＯＸ１０１２ｍ／ｋｇへ減ら
すのに要する製品の投入量は、第１表及び第２表に於て
、下水スラッジ乾燥固体含量に対するアルミナ添加重量
％に関して示されている投入量が少ないほど、その製品
が脱水時に於てより有効である。

Ｆはその製品を用いるときにＳＲが到達し得なかったこ
とを示している。

同じスラッジＡ乃至Ｅは比較用製品ＣＩ及びＣ２を用い
て脱水された。

Ｃ１は約６０％の塩基性をもつ塩基性塩化アルミニウム
の商業的に入手できる溶液であり、Ｃ２はアルミナを１
０．２重量％含み５０％の塩基性をもつポリ塩化アルミ
ニウム溶液で日本で多木製肥所■から販売されている。

結果はまた第１表及び第２表に総括されている。

第１表及び第２表から、一般には、実施例１乃至３の製
品は比較用製品ＣＩより実質上よい成積を示すことが見
られる。

さらに、多くの場合に、特に、実施例２及び３の製品は
ジョンズｐ過テストに於て比較用製品Ｃ２よりすぐれて
いるか、あるいは誤差範囲内で実質上同じであったこと
が見られる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 塩基性塩化アルミニウム溶液を、多価アニオン酸の
   酸前駆体と混合し、この混合物を熟成する工程を含む、
   水処理あるいは下水処理に適した、Ａｌ２Ｏ３として表
   わして１〜２０重量％のアルミニウム及び多価アニオン
   を含有する塩基性アルミニウム溶液の製造方法において
   、燐酸と硫酸とのモル比が２：１〜１：２の範囲にあり
   、しかも各酸の量が塩基性塩化アルミニウム中のアルミ
   ニウム１モル当り少なくとも０２０５モルかつ全酸量が
   アルミニウム１モル当り０．３モル以下となるよう混合
   した燐酸と硫酸さの混合物を前記酸前駆体きして使用す
   ることを特徴とする、上記塩基性アルミニウム溶液の製
   造方法。 ２ 塩基性塩化アルミニウム溶液をアルミニウム１モル
   当りＯ１１〜０．２モルの酸で処理する、特許請求の範
   囲第１項記載の方法。 ３ 混合物を実質的に還流温度で熟成する、特許請求の
   範囲第１項または第２項に記載の方法。 ４ 混合物を２〜３時間熟成する、特許請求の範囲第３
   項に記載の方法。 ５ 塩基性アルミニウム溶液の塩基度および燐酸と硫酸
   の使用量を、得られる生成物が４０〜７５％の塩基度と
   なるように選択する、特許請求の範囲第１項〜第４項の
   いずれか１項に記載の方法。