[发明专利]活性金属盐凝聚剂及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于洁净水、排放水、工业废水、农业废水等污水的净化的凝聚剂。特别是涉及对于含有水溶性、胶体状有机物的污水具有显著功效的活性凝聚剂及其制造方法。

背景技术

就排放水(所述排放水是指含有浮游性混浊物、水溶性去除对象物质的农业废水、工业废水、家庭废水)的净化或者对作为饮用水的源水(在本说明书中，将它们总称为污水)的净化而言，有下述方法：可以通过过滤分离处理、吸附分离处理、凝聚沉淀处理、凝聚上浮处理、电化学处理等物理化学方法将悬浮物、溶解杂质去除，以及通过好氧性菌以及厌氧性菌的生物代谢将去除对象物质分解的生物学方法，上述方法可以单独使用也可以组合使用。在物理化学方法中，对于溶解或者以胶体等存在的去除对象物质，通常可以通过使用凝聚剂使其形成粗颗粒或者絮状，并使其沉淀或者浮游从而将其分离去除。

作为凝聚剂，一般来说有铝系、铁系、镁系等金属盐，其中含有这些金属的聚合物具有较高的效果。

这些凝聚剂的作用如下：一般来说由于污水中的污浊胶体其表面携带有负电荷，因此上述金属盐凝聚剂在水中例如形成铝羟基络合物等正电荷物质并进行电荷中和，从而使得胶体粒子聚集，形成絮状，另外，通过对溶解于污水中的皂角苷、蛋白质或者腐黑物(フミン)等有机物进行盐析等作用，使得去除对象物发生块状化而变为絮状物等。

以往，作为一般使用的金属盐类凝聚剂主要可以使用以下物质：硫酸铝(硫酸铝：Al₂(SO₄)₃)、聚氯化铝(PAC：[Al₂(OH)_nCl_16-n]_m)(n＝1～5，m≤10)等铝系、硫酸亚铁(绿矾：FeSO₄·7H₂O)、氯化铁(FeCl₃·6H₂O)或者硫酸铁的硫酸根中的一部分被羟基取代的聚硫酸铁([Fe₂(OH)_n8(SO₄)_33-n/2]_m)等铁系，另外还可以使用作为铁-二氧化硅无机高分子的聚合硅酸铁(PSI：[(SiO₂)·(Fe₂O₃)_1～3]_n)(n＝50～200)等。

这些凝聚剂可以组合使用，也可以单独使用，有时也使用阳离子类、阴离子类或者非离子类高分子凝聚剂(凝聚助剂)。这些有机凝聚剂中，阳离子类凝聚剂的实例包括：苯胺衍生物、聚乙烯亚胺等胺类、聚酰胺、聚丙烯酰胺等酰胺类凝聚剂，其主要用于排放水，用于除去粪尿等或者小球藻属、绿藻类、细菌等藻类。另外，阴离子类凝聚剂的实例包括，聚丙烯酸钠等，特别是，用于被处理水的pH为中性到碱性的情况，一般来说，较多地使用于含有重金属氢氧化物等阳离子带电粒子的废液中，例如纸浆厂废水、金属机械工厂废水、选矿废水、电镀废水等。

另外，非离子类的实例为聚氧化乙烯等，其特别适合用于pH为中性～酸性的情况，在促进砂石、粘土采集废水选矿废水等无机质悬浮物的沉降、促进过滤等情况下，可以与金属盐凝聚剂组合使用。

另外，还公开了通过电分解(以下，在本发明说明书中称为电解)使污水中的有机物凝聚并除去的方法。采用电解的污水处理方法，一般使用金属电极，在电解时由于该电极发生溶出，因而向被处理的污水提供阳离子，例如，在专利文献1、2中使用了铝、铁作为电极。另外，还有下述方法：通过PAC使悬浮粒子凝聚后，利用电解通过产生气泡使凝聚颗粒上浮到水面上，并形成泡沫的方法(专利文献3)，对于含有难分解性有机物的废水，首先通过好氧细菌进行分解，然后，加入含有金属离子的凝聚剂，例如PAC、氯化铁，通过进行电解氧化/还原，促进该金属离子和难分解性有机物之间生成络合物的方法(专利文献4)，或者，对于含有二氧化硅的废水，通过以铁为电极的电解操作，在体系内形成部分由二氧化硅-铁构成的凝聚剂，从而去除被除去物质的方法(专利文献5)等。

但是，由于上述采用电解的污水处理均是利用污水中所含有的污浊物质自身作用的方法，因此具有装置的大型化以及必须在现场进行电解这样的问题。

另外，在污水处理过程中，在进行采用上述金属盐凝聚剂除去浮游物的处理的同时，会一并进行所谓活性污泥法的处理(即，使用细菌对有机物进行分解处理)。例如处理农业废水等时，常常通过组合使用好氧细菌和厌氧细菌来进行处理。