(57)【要約】【課題】流動（攪拌）状態であっても汚濁水の浄化を可能にする凝集沈殿剤を提供するまた、凝集沈殿した物質および浄化水が、生態系に悪影響を及ぼさない凝集沈殿剤を提供する。【解決手段】酸塩化ジルコニウムおよび有機凝集剤を含む凝集沈殿剤、および前記凝集沈殿剤を用いた汚濁水の浄化方法に関する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸塩化ジルコニウムおよび有機凝集剤を含む凝集沈殿剤。
【請求項２】
有機凝集剤が、アクリルアミド−アクリル酸ソーダ共重合物である請求項１記載の凝集沈殿剤。
【請求項３】
請求項１または２記載の凝集沈殿剤を用いた汚濁水の浄化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、汚濁水浄化のための凝集沈殿剤に関する。
【背景技術】
【０００２】
汚濁水の浄化方法としては、現在、浄水処理場、下水処理場、大規模工事における排水処理プラントなどの処理プラントによる浄化が一般的である。しかしながら、処理プラントを建設、設置できない場合や、前記のような処理プラントの建設または設置にかかる経費および時間に問題がある場合には、汚濁水を産業廃棄物として費用処理を行なっているのが現状である。
【０００３】
処理プラントにおける汚濁水の浄化方法としては、凝集沈殿、ろ過、バイオによる分解などがあり、種々の検討がなされている。たとえば、無機凝集剤と有機凝集剤の組合せによる凝集剤が知られており、特許文献１には、凝集沈殿装置で用いる凝集剤として、酸化ジルコニウムと高分子凝集剤を含むものが開示されている。しかしながら、該文献１では、凝集沈殿装置を用いることを前提としているため、流動（攪拌）状態においてコロイド粒子を沈降させる凝集剤については、全く考慮されていなかった。
【０００４】
【特許文献１】特開平２００１−１０４７１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、流動（攪拌）状態であっても汚濁水の浄化を可能にする凝集沈殿剤を提供することを目的とする。また、凝集沈殿した物質および浄化水が、生態系に悪影響を及ぼさない凝集沈殿剤を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、酸塩化ジルコニウムおよび有機凝集剤を含む凝集沈殿剤に関する。
【０００７】
有機凝集剤が、アクリルアミド−アクリル酸ソーダ共重合物であることが好ましい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、酸塩化ジルコニウムと有機凝集剤を組み合わせて用いるので、処理プラントなどの大規模装置を用いることなく、汚濁水を効率的に浄化することができ、プラントの設置が不可能な場所においても汚濁水の浄化をすることが可能である。また、酸塩化ジルコニウムが配位結合を形成するので、化合物として凝集沈殿させることができ、攪拌（流動）条件においても、非常に短時間で固液分離が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の凝集沈殿剤は、酸塩化ジルコニウムおよび有機凝集剤を含む。
【００１０】
酸塩化ジルコニウムは、処理を目的とする原水中のコロイド粒子を凝集させ粗大粒子（フロック）とするために添加するものであり、処理プラントで従来用いられているポリ塩化アルミニウム、硫酸アルミニウムなどのアルミニウム系無機系凝集剤の３〜４倍の比重をもち、また、凝集価（イオン価）も理論値で１０倍程度であるので、コロイド粒子を効率よく凝集させることができる。種々のジルコニウム化合物の中でも、酸塩化ジルコニウムが、本発明の有機凝集剤と組み合わせて用いた場合に著しく優れた凝集効果を発現する。
【００１１】
酸塩化ジルコニウムにより凝集したコロイド粒子のフロックは、沈降速度を速めるために、一般に高分子凝集剤として知られる非イオン（ノニオン）性、アニオン性または両性の有機凝集剤により凝集される。酸塩化ジルコニウムと有機凝集剤とを用いることにより、酸塩化ジルコニウムが有機凝集剤と配位結合を形成するので、化合物として凝集沈殿させることができる。
【００１２】
ノニオン性有機凝集剤としては、たとえば、ポリアクリルアミド、ポリエチレンオキサイドなどがあげられる。
【００１３】
アニオン性有機凝集剤としては、アクリル酸またはその塩の重合体、アクリル酸またはその塩とアクリルアミドとの共重合体、ポリアクリルアミドの部分加水分解塩、アルギン酸ナトリウム、マレイン酸共重合物などがあげられる。
【００１４】
両性の有機凝集剤としては、ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレートの第三級塩、第四級塩（たとえば、塩化メチル塩）の少なくとも１種のカチオン性モノマーと、アクリル酸およびその塩などの少なくとも１種のアニオン性モノマーの共重合体などがあげられる。
【００１５】
なかでも、アクリルアミド−アクリル酸ソーダ共重合物系有機凝集剤は、酸塩化ジルコニウムと組み合わせた場合に、凝集能力が著しく向上させることができるので好ましい。また、有機凝集剤は、目的に応じて１種または２種以上を混合して用いることも可能である。
【００１６】
有機凝集剤の分子量は、特に限定されるものではないが、１０００００〜１０００００００であることが好ましく、１００００００〜１０００００００であることがより好ましい。分子量が１０００００未満の場合は、充分な凝集効果が得られず、攪拌状態でコロイド粒子を沈降させることが困難になる傾向がある。
【００１７】
酸塩化ジルコニウムの添加量は、汚濁水濃度により適宜選択すればよく、特に限定されるものではないが、汚濁水１００重量部に対して、３０ｐｐｍ〜１００ｐｐｍであることが好ましい。
【００１８】
有機凝集剤の添加量は、特に限定されるものではないが、酸塩化ジルコニウムの添加重量に対して、１．０〜１０．０重量％であることが好ましい。有機凝集剤の添加量が１．０重量％未満の場合は、凝集力が充分でなくなる傾向があり、１０．０重量％を超える場合は、経済的に不利である。
【００１９】
本発明の凝集沈殿剤は、従来の凝集沈殿剤に比べて、酸塩化ジルコニウムと有機凝集剤を組み合わせているので、一般に凝集沈降の際になされているように、凝集剤添加後に静置しなくても凝集させた粒子を充分に沈降させることができるので、処理プラントにおける大規模装置による浄化のみならず、自然環境における海、湖、沼、河川などの原水を直接汲み上げる水中ポンプと本発明の凝集沈殿剤を定量注入するポンプを備えるのみの簡易な方法により汚濁水を浄化することができる。また、調整池等からの水路を利用して、水路内で乱流を生じさせて、「水流のエネルギーによる攪拌」により汚濁水を浄化することができる。
【００２０】
本発明の、凝集沈殿剤は、種々の汚濁水の浄化に幅広く適用することができる。また、沖縄県に特有の赤土とよばれる赤色系の特殊土壌を含む河川および海湾などの浄化に適用することができ、優れた凝集沈殿能力を発揮するので、周辺の河川敷やサンゴなどの海洋環境を保全することができる。
【００２１】
また、本発明は、前記凝集沈殿剤による汚濁水の浄化方法に関するものであり、予め酸塩化ジルコニウムを目的とする汚濁水に添加し、たとえば３〜５分経過後に、前記に記載した適量の有機凝集剤を添加する方法、または、酸塩化ジルコニウムおよび有機凝集剤を同時に添加することにより汚濁水を浄化することができる。
【００２２】
本発明では、凝集力に優れた酸塩化ジルコニウムを用いることで、有機凝集剤の添加量を低減することができ、従来問題とされていた凝集剤そのもの、および凝集沈殿したコロイド粒子などの毒性といった環境への悪影響を飛躍的に改善することができる。
【００２３】
また、凝集沈殿された粒子は、一般植栽土として再利用することが可能であり、本発明の凝集沈殿剤は、経済面における効果にも優れたものである。
【実施例】
【００２４】
以下、本発明の凝集沈殿剤について実施例に基づき、詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限られるものではない。
【００２５】
実施例１
酸塩化ジルコニウム、有機凝集剤として平均分子量２００００００のアクリルアミド−アクリル酸ソーダ共重合物からなる本発明の凝集沈殿剤（ワイティークリーン（登録商標）ＦＧ−１００）を、５００ｍｌの０．５％赤土濁水（汚濁水）が入ったビーカーにそれぞれ酸塩化ジルコニウムが４０ｐｐｍ、有機凝集剤が２ｐｐｍとなるように添加し、一般に浄化能試験に用いられるジャーテスター（宮本理研工業製、ＪＭＤ−４Ｅ）を用いて攪拌し、以下のように凝集した粒子が沈殿するまでの時間を測定した。
【００２６】
酸塩化ジルコニウムを加えると同時に、常温常圧において、１５０回転／分で５分間急速攪拌し、次いで有機凝集剤を加えると同時に６０回転／分で１０分間攪拌した後に、凝集した粒子が完全に沈殿するまで静置した。完全に沈殿するまでにかかった時間は、０．５分であった。再度、１５０回転／分で急速攪拌して、５分間経過後に攪拌を停止した。その後、再度凝集した粒子が完全に沈殿するまでの時間を測定した。結果を表１に示す。
【００２７】
【表１】
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【００２８】
比較例１
酸塩化ジルコニウムの代わりにポリ塩化アルミニウムを２００ｐｐｍとなるように添加した以外は実施例１と同様に凝集沈殿効果を調べた。結果を表１に示す。
【００２９】
比較例２
酸塩化ジルコニウムの代わりに硫酸アルミニウムを２００ｐｐｍとなるように添加した以外は実施例１と同様に凝集沈殿効果を調べた。結果を表１に示す。
【００３０】
参照例１（ブランク）
酸塩化ジルコニウムを用いずに実施例１と同様に凝集沈殿効果を調べた。結果を表１に示す。
【００３１】
実施例、比較例および参照例からわかるように、イオン凝集による凝集沈殿剤を用いた比較例１および２では、凝集粒子が完全に沈殿するまでに時間がかかり、また、物理的な力（攪拌および流動）が加わると、その凝集力が破壊され、濁水状態に戻ることが分かる。よって、実際に汚濁水を浄化する場合は、長時間の静置状態を必要とするものである。
【００３２】
一方、本発明の凝集沈殿剤の場合は、酸塩化ジルコニウムが配位結合を形成するので、化合物として凝集沈殿させることができ、攪拌（流動）条件においても、非常に短時間で固液分離が可能である。したがって、台風、大雨、津波などにより原水が流動したばあいでも、固液分離をしたままとなり、自然環境への悪影響を大幅に防ぐことが可能であることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明の凝集沈殿剤は、浄化を必要とする汚濁水に幅広く適用することができ、特に、沖縄県に特有の赤土を含む河川および海湾などに適用した場合に、優れた浄化および沈殿効果を発揮することができる。