專利名稱：去除三鹵代甲烷及其前體的凝集劑組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及化學(xué)、金屬、纖維、造紙等各種產(chǎn)業(yè)廢水、食品、城市下水等生活廢水及自來水的水源等的凈化領(lǐng)域。
作為一般的凝集劑有無機(jī)系和有機(jī)系之前。前者有硫酸鋁(Al2(SO4)3)、多氯化鋁(以下簡稱PAS)等，后者中有各種高分子化合物。本發(fā)明的凝集劑組合物(以下簡稱組合物)屬于無機(jī)系。
作為無機(jī)系的凝集劑，要求對懸浮物的凝集效果高，處理后用水中的有害金屬及鋁、鐵等的殘留量低。在自來水用水源的處理中更要求低的殘留量。
在自來水用水源處理中大多使用鋁系的無機(jī)凝集劑，存在處理后的水中殘留微量的鋁的問題，也可以說這是阿爾察默病的原因。
并且，現(xiàn)在在自來水的水中存在CHCl3、CHCl2Br、CHClBr2、CHBr3等三鹵代甲烷(以下簡稱THMs)的問題，從健康保健的觀點(diǎn)來看，被視為世界性的問題，所以正成為限制的標(biāo)準(zhǔn)。
因?yàn)樽詠硭吹奶幚硪话闶褂脽o機(jī)系的鋁系凝集劑，所以用它除去THMs及腐殖酸(Humic Acid)等的前體是困難的。
為了解決此問題，不使用成為THMs生成原因的氯氣殺菌，試圖部分使用利用臭氧或者ClO2等的氧化殺菌法。然而，這些殺菌劑，有其安全性尚未確認(rèn)，并且其處理費(fèi)的價格高的問題。
本發(fā)明的目的是，提供添加到產(chǎn)業(yè)廢水、生活廢水等中，作為懸浮物的凝集、有害金屬的去除等有效的凝集劑起作用的同時，成為有效地去除THMs及其前體的自來水等的凈水劑的凝集劑組合物。
本發(fā)明人等為了解決如上所述的技術(shù)背景和問題，以及達(dá)到其目的，進(jìn)行了長期的試驗(yàn)研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通過使用水溶性鋁鹽和水溶性鐵鹽及水溶性鎂鹽，按原子量比，相對于Al1，含有Fe0.01-2.2、Mg0.01-2，其氧化物Al2O3、Fe2O3、MgO合計(jì)為1-15％(重量)的新的凝集劑組合物，可有效地解決上述問題這一驚人的事實(shí)。
組合物的原料作為本發(fā)明組合物的原料，使用鋁、鐵、鎂的水溶性鹽類。對于這些鹽類，無水物、水合物、復(fù)鹽等的固態(tài)物質(zhì)和溶液狀都可以使用。另外，在氧化狀態(tài)的環(huán)境中使用用鹽酸、硝酸、硫酸等無機(jī)鹽(mineral acid)處理單獨(dú)的鋁、鐵、鎂金屬或者它們的混合物而得到的反應(yīng)物的溶液或者將這種溶液干燥而得到的無水物、水合物，具體地例舉，作為Al鹽是AlCl3-6H2O、Al(NO3)3、Al2(SO4)3、Al2(SO4)3-18H2O、Al(NH4)(SO4)2-18H2O等，作為Fe鹽，理想的是3價Fe鹽，F(xiàn)eCl3、FeCl3-6H2O、Fe(NO3)3、Fe2(SO4)3、Fe2(SO4)3·XH2O、Fe(NH4)(SO4)2·6-12H2O或者2價Fe鹽，F(xiàn)eSO4·7H2O等。作為Mg鹽有MgCl2、MgCl2·6H2O、MgSO4、MgSO4·7H2O等無水物、水合物、復(fù)鹽等。
另外，也可以使用含有Al、Fe、Mg礦物的無機(jī)酸分解物。例如，蛭石(Vvrmiculite)一般含有Al2O310-18％、Fe2O310-18％、MgO5-20％、其他的氧化物及水分等44-75％。
這些礦物的無機(jī)酸分解物是能夠使用的。
凝集劑的組成本發(fā)明的凝集劑，按原子量比，相對于Al1，含F(xiàn)e0.01-2、Mg0.01-2、其氧化物Al2O3、Fe2O3、MgO的合計(jì)為1-15％(重量)的組成是適當(dāng)?shù)?，在此范圍以外效果小?br> 這些組成的調(diào)節(jié)劑是通過各種水溶性Al、Fe、Mg的混合或者含有Al、Fe、Mg礦物的分解物及向該分解物中補(bǔ)給水溶性Al、Fe、Mg鹽進(jìn)行配制的。
凝集劑的使用法本發(fā)明組合物的使用法，以與一般的無機(jī)凝集劑相同的方法使用。雖然作為固態(tài)混合物也可以使用，但是以制成其水溶液使用為好。
邊攪拌邊向廢水和水源中加入組合物溶液，將pH調(diào)整到約7，攪拌后靜置，使懸浮物及其他物質(zhì)凝集，按照通常的方法進(jìn)行分離。
組合物的使用量本發(fā)明組合物的使用量依水源的污染度、濁度而異，像下面這樣，綜合凈化效果高。
作為該組成，按原子量比，相對于Al1，F(xiàn)e0.1-0.3、Mg0.1-0.3、氧化物的合計(jì)為5-10％(重量)濃度的水溶液，相對于廢水、水源，以50-300ppm左右添加使用，其效果是好的。
發(fā)明的效果凝集效果作為一般的無機(jī)凝集劑的硫酸鋁、PAC等是良好的凝集劑，但是還要求更好的凝集效果。
本發(fā)明組合物具備THMs及其前體的去除能力，在凝集力方面，比如上述所述的普通制品不差，反而可期待Al、Fe、Mg共存的相互效果。即由于Fe鹽類的存在，絮凝物增大，因?yàn)楸憩F(xiàn)集合化傾向的可能性大，所以提高了絮凝物的沉淀速度，提高了凈化水效果。
Mg的存在更助長這種傾向。
金屬類的去除效果原有的無機(jī)凝集劑有去除有害金屬的能力，但由于廢水、水源的種類不同，這些金屬有微量存在的傾向。
本發(fā)明組合物的去除有害金屬的能力不比普通制品差，而且由于Al、Fe、Mg的相互作用而產(chǎn)生的凝集力提高，預(yù)期除去這些金屬的效果提高。另外，凝集劑處理后的用水中的Al、Fe的殘存量是微量的，達(dá)到可以忽略不計(jì)的程度。
THMs及其前體的去除效果照上述那樣，普通的凝集劑去除THMs及其前體有困難的。
這種THMs存在世界性的限制傾向，其限制值是50-100ppb以下。
本發(fā)明人為了開發(fā)能夠有效地去除THMs及其前體，進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。舉出該試驗(yàn)的一例如下。
試驗(yàn)條件1)檢體試樣—人工高嶺土濁度50mg/l腐殖酸5mg/l2)調(diào)整pH 7.03)水溫13.2℃4)添加氯液濃度(氯濃度)10mg/l5)氯接觸時間 1小時6)凝集劑添加量215ppm試驗(yàn)值表1試驗(yàn)值
試驗(yàn)結(jié)果如表1所示那樣，與通常的凝集劑相比，可以得知Al、Fe系和Al、Fe、Mg系的THMs的殘量顯著低。
因?yàn)锳l、Fe、Mg系的THMs殘量比Al、Fe系顯著低，本發(fā)明人等為了確認(rèn)Mg的效果，以下述的條件固定Al、Fe，使Mg活化，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，各組合物的濃度，當(dāng)氧化物總計(jì)量為8％時，得到如

圖1所示的結(jié)果。
如在圖1看到的那樣，發(fā)現(xiàn)隨著Mg量增加，殘存的THMs量降低，Mg的效果是非常顯著的。
根據(jù)這樣的驚人發(fā)現(xiàn)提供了本發(fā)明組合物，認(rèn)為THMs的去除效果是非常顯著。
經(jīng)濟(jì)效果本發(fā)明組合物在顯示良好的凝集效果的同時，具有去除THMs及其前體的能力，而且在原料價格方面，與Al鹽相比，F(xiàn)e、Mg鹽比較低廉。另外，也能夠利用含有Al、Fe、Mg的礦物，其經(jīng)濟(jì)效益是大的。
附圖的簡單說明圖1是表示伴隨Mg的添加比的THMs的去除效果的曲線圖。
下面舉出本發(fā)明的實(shí)施例實(shí)施例1
以下述條件對廢水和自來水水源中應(yīng)該檢查的試樣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
1.實(shí)施條件1)檢查試樣a)人工高嶺土濁度50mg/lb)Hg、Cd、Cr、Pd濃度各1mg/lc)腐殖酸5mg/l2)調(diào)整pH7.03)水溫 15℃4)氯處理液氯濃度10mg/l5)氯接觸時間1小時6)凝集劑添加量 286ppm7)測定法—原子吸光分光光度計(jì)THMs-氣體色譜法ECD檢測器2.測定值表2
<p>(ND)檢測不出如表2所示，本發(fā)明的組合物作為凝集劑，與通常的制品相比，表現(xiàn)出同等或者在其之上的THMs除去效果。
實(shí)施例2在用無機(jī)酸處理韓國產(chǎn)蛭石(Al2O310-12、Fe2O311-13、MgO6-7、其他物質(zhì)73-68wt％)的提取物(比重1.18，Al2O32.1、Fe2O31.8、MgO0.63、其他氧化物0.43wt％)中加入各種鹽類，以與實(shí)施例1相同的條件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
但是，各種凝集劑的加入量是200ppm。
表3
ND)檢測不出
(ND)檢測不出像在表3中看到的那樣，本發(fā)明的組合物即使從礦物的酸分解物進(jìn)行制造調(diào)整作為凝集劑，與以往的制品相比，也表現(xiàn)出同等或在其之上的效果，THMs的去除效果高。另外，使用蛭石的鹽酸或者硝酸的提取液顯示了相同的程度。
實(shí)施例3將蛭石與無機(jī)酸反應(yīng)而得到的本發(fā)明組合物的提出物(原子量比Al∶Fe∶Mg＝1∶1，14∶0.34，氧化物合計(jì)5wt％)，以300ppm添加到含有重金屬的產(chǎn)業(yè)廢水(pH4，Cr5ppm、Ni8ppm)中，用石灰油調(diào)整到pH7，按照慣用的方法進(jìn)行處理，此時能夠得到凈化液(pH7，Cr0.45、Ni0.67ppm)。
可以看出這作為無機(jī)凝集劑具有充分的凈化效果。
實(shí)施例4在城市下水(pH6.5，SS120ppm、BOD210ppm、大腸菌群(410×105/100ml)中，以100ppm添加蛭石的硫酸反應(yīng)物(原子量比Al、Fe、Mg＝1∶0.27∶0.07、氧化物合計(jì)8.7wt％)，將pH調(diào)整到7.0，用通常的方法進(jìn)行處理的結(jié)果，得到凈化液(pH7.0，SS 10.2、BOD 17ppm，大腸菌群(4×102/100ml)?？梢钥闯鲎鳛闊o機(jī)凝集劑顯示充分的凈化效果。原件缺附圖
權(quán)利要求
1.能夠高效地去除水中的重金屬和三鹵代甲烷及其前體的凝集劑組合物，它含有水溶性鋁鹽和水溶性鐵鹽及水溶性鎂鹽，按原子量比，相對于Al1，含有Fe0.01-2、Mg0.01-2、其氧化物Al2O3、Fe2O3、MgO的合計(jì)為1-15％(重量)。
2.權(quán)利要求1的水溶性鋁鹽和水溶性鐵鹽及水溶性鎂鹽的凝集劑，其中是在含有鋁、鐵、鎂的礦物的蛭石(vermiculite)的無機(jī)酸分解物中分別追加水溶性鋁鹽和水溶性鐵鹽及水溶性鎂鹽，調(diào)整權(quán)利要求1的Al、Fe、Mg的比率到與權(quán)利要求1相同濃度而制成的。
全文摘要
本發(fā)明是關(guān)于凝集劑組合物，將其添加到產(chǎn)業(yè)廢水，生活廢水、自來水水源中，作為懸浮物凝集、有害金屬去除等效果的凝集劑起作用的同時，成為有效地除THMs及其前體的自來水等的凈化劑。本發(fā)明提供新的凝集劑組成物，它含有水溶性鋁鹽、水溶性鐵鹽和水溶性鎂鹽。按原子量比，相對于Al1，含有Fe0.01-2、Mg0.01-2、其氧化物Al
文檔編號C02F1/52GK1105797SQ94190129
公開日1995年7月26日 申請日期1994年3月9日 優(yōu)先權(quán)日1993年3月16日
發(fā)明者黃宗洙, 川原勘三 申請人:黃宗洙