JPS6320196B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は湖水、河川水などのマンガン分、鉄分
および着色を除去する浄水用濾材に関するもので
ある。

近年、湖水、河川等の汚染は著しく、上水用と
してあまり適さない原水が増加してきており、そ
れに伴なつて処理装置も複雑となり、処理コスト
も相当高くなつてきている。

従来、一般に採用されている原水中のマンガン
分、鉄分およびフミン質等による着色を除去する
方法としてはオゾンや酸化剤による酸化法、活性
炭による吸着法、マンガン添着ゼオライトによる
接触濾過法および凝集剤による凝集沈澱法あるい
はこれらを組合わせた処理方法がある。

オゾンや過マンガン酸カリウムのような酸化剤
を用いる酸化法はコストが高くなり、特にオゾン
を使用する処理方法では大気汚染を防止するため
の設備が必要である。また、活性炭による吸着法
においてはマンガン分、鉄分に対して吸着能はほ
とんどなく着色を除去する能力も低い。

一方、接触濾過法では、表面に二酸化マンガン
を添着させたマンガンゼオライトが主として使用
されている。これはゼオライトを２価のマンガン
イオンを含む液に混合した後、酸化剤、例えば過
マンガン酸カリウムを加えてゼオライトの表面に
二酸化マンガンを添着させることによつて製造さ
れる。しかし、この方法は過マンガン酸カリウム
のような高価な薬品を相当多量に使用するため加
工費が高く、しかも原水中にマンガン含有量が多
いと良好な除去効果が期待できない。また、二酸
化マンガンが表面に被覆されているため、二酸化
マンガンの脱落、流出などによる損失、劣化が大
きい。

二酸化マンガン自体が水中のマンガン分、鉄分
および着色などの除去に効果があることは従来一
般に認められているが濾材として適当な粒度にす
るためには、電極から剥離された電解二酸化マン
ガンブロツクまたは天然の二酸化マンガンを粗砕
して適当な粒度に整粒するか、二酸化マンガン粉
末結合剤として無機質バインダー、例えばアルミ
ナセメントなどを用いて成形したものが提案され
ているが、二酸化マンガンを粗砕したものは反応
面積が小さいという欠点がある。一方、無機質バ
インダーによつて成形したものは活性な二酸化マ
ンガン表面がバインダーによつて覆われるため、
浄水効果がマンガン添着ゼオライトに比べても低
いという欠点がある。

本発明はこれらの問題を解決すべくなされたも
ので、湖水、河川水等の原水中のマンガン分、鉄
分あるいは着色を効率的かつ経済的に除去する浄
水用濾材を提供することを目的とする。

本発明者らは従来使用されている濾材の欠陥を
一つ一つ検討し、種々研究の結果、従来と異なる
方法により原水中の着色、マンガンおよび鉄の除
去能力の優れた濾材を見い出し本発明に至つたも
のである。

すなわち本発明の濾材は、二酸化マンガン粉末
を２価のマンガンイオンおよび／またはマグネシ
ウムイオンを含む硫酸等の酸性溶液中に浸漬させ
ることにより、結合剤を用いることなくマクロ的
にポーラスでしかも強度のある二酸化マンガン塊
状物を得た後、粗砕して適当な粒度への整粒を行
ない、次いで苛性ソーダ等の中和剤により中和す
ることにより、マンガン分、鉄分の除去のみなら
ず着色除去用としても高性能を示す浄水用濾材が
得られるのである。

本発明において、二酸化マンガンを前述の酸性
溶液中に浸漬する時間および溶液の温度が重要な
点であつて、溶液の温度はその溶液の沸点以下で
できるだけ高い方が良く、浸漬時間は長い方が強
度的にも好ましい。また、本発明において塊状物
を適度な粒径に整粒するが、その際の粒径は特に
制限はないが、例えば20〜48メツシユ程度が好ま
しい。

電解二酸化マンガンは本来ミクロ的には非常に
ポーラスなものであるが、浄水用濾材としてはミ
クロ的にポーラスなものであるよりマクロ的にポ
ーラスである方が好ましく、本発明による浄水用
濾材はマクロ的にポーラスになつており、本発明
によつてこのような特質が二酸化マンガンに賦与
されたということは従来全く想像し得なかつたこ
とである。

なお、本発明の浄水用濾材と併用して原水に塩
素または過マンガン酸カリウムなどの酸化剤を加
えれば色度除去能力をさらに一層向上させること
ができる。

以下、実施例および比較例によつてさらに詳細
に本発明を説明する。

実施例 １ ２価のマンガンイオン20ｇ/、硫酸100ｇ/lを
含む硫酸酸性浴を90℃に加温し、この溶液中に二
酸化マンガン加えて溶液の温度を90℃に維持しな
がら３日間静置させることによつて強固な二酸化
マンガン塊状物をつくる。

この塊状物を粗砕し20〜48メツシユに整粒し
た。さらに脱酸のため、まず水洗を行ない、その
後苛性ソーダにて中和を行なつた。

このようにして得られた浄水用濾材の電子顕微
鏡写真を第１図に示す。第１図に示されているよ
うに本発明の浄水用濾材はマクロ的にポーラスな
ものとなつている。

実施例２および比較例１〜３ 実施例１により得られた浄水用濾材（実施例
２）および従来より濾材として使用されている電
解二酸化マンガンをポルトランドセメントで成形
した濾材（比較例１）、電解二酸化マンガンを粗
砕、整粒した濾材（比較例２）、マンガン添着ゼ
オライト（比較例３）を使用し、色度除去の性能
比較を行なつた。

試験条件は各濾材100c.c.をカラムに充填しニト
ロフミン酸を用いて色度40度に調整した原水を
1000c.c.／時間の速度で通水した。その結果を第２
図に示す。なお、この測定法は水中のマンガン
分、鉄分および着色の総括的な除去能力の判定法
として一般に認められているものである。

第２図に示されるように浄水能力は本発明の浄
水用濾材を用いた実施例２が最も高く、次いでマ
ンガン吸着ゼオライトを用いた比較例３、電解二
酸化マンガンを粗砕、整粒した濾材を用いた比較
例２、電解二酸化マンガンをポルトランドセメン
トで成形した濾材を用いた比較例１の順となつて
おり、水質基準である色度５度を越えるまでの時
間は比較例の中で最も浄水能力が優れた比較例３
が約３日であるのに対し、実施例２は約６日とな
り、本発明の浄水用濾材が従来の濾材と比較して
著しく浄水能力に優れていることが判る。なお、
処理液のPH値は原水のPH値とほぼ同じであつた。

実施例３および比較例４ 実施例２で使用した浄水用濾材と比較例３で使
用した濾材（マンガン添着ゼオライト）を用いて
マンガン分除去の性能比較を行なつた。原水とし
て２価のマンガンイオンを5ppm、２価の鉄イオ
ンを5ppmに調整したものを使用し、測定方法は
実施例２と同様な方法にて行なつた。

この結果、残留マンガンが水質基準の0.3ppm
に達するまでの総処理水量で比較すればマンガン
添着ゼオライトを用いたもの（比較例４）が約20
であるのに対し、本発明による浄水用濾材を用
いたもの（実施例３）は約300となり色度のみ
ならずマンガンの除去能力についても本発明によ
る浄水用濾材の優秀性が明らかに確認された。な
お、鉄については、残留マンガンが0.3ppmに達
するまでは検出されなかつた。

実施例 ４ ２価のマンガンイオン20ｇ/、マグネシウム
イオン10ｇ/、硫酸100ｇ/を含む硫酸酸性溶
液を用いて実施例１と同様な方法にてつくつた浄
水用濾材（実施例４）と実施例１により得られた
浄水用濾過材（実施例２）を用いて実施例２と同
様な試験方法により色度除去の性能比較を行なつ
た。結果を第３図に示す。

第３図に示されるように、浄水能力としては、
実施例２よりも実施例４が優れており、水質基準
である色度５度を越えるまでの時間は、実施例２
が6.1日であるのに対し、実施例４は6.6日とな
り、２価のマンガンイオンを含む硫酸酸性溶液に
マグネシウムイオンが添加されたことにより浄水
能力が向上することが判る。

実施例 ５ マグネシウムイオン10ｇ/、硫酸100ｇ/を
含む硫酸酸性溶液を用いて実施例１と同様な方法
にてつくつた浄水用濾材（実施例５）と実施例１
により得られた浄水用濾材（実施例２）を用いて
実施例２と同様に試験方法により色度除去の性能
比較を行なつた。

浄水能力としては実施例２と実施例５はほぼ同
じであつた。

以上説明したごとく、二酸化マンガン粉末を２
価のマンガンイオンおよび／またはマグネシウム
イオンを共存させた酸性溶液に浸漬した後、整粒
して得られる本発明の浄水用濾材は、浄水能力が
著しく高く、かつ経済的に安価であることから、
湖水、河川水等のマンガン分、鉄分および着色を
除去するための濾材として最適である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による二酸化マンガン濾材の表
面状態を表わした電子顕微鏡写真、第２図は実施
例２および比較例１〜３における処理水の色度と
経過日数の関係を示すグラフ、および第３図は実
施例２および実施例４における処理水の色度と経
過日数の関係を示すグラフ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 二酸化マンガン粉末を２価のマンガンイオン
   および／またはマグネシウムイオンを共存させた
   酸性溶液中に浸漬させ、マクロ的にポーラスな塊
   状物となした後、適当な粒度に整粒することを特
   徴とする浄水用濾材。