JP2002514505A - 水類、土壌、沈降物および/またはシルトを処理するための方法 - Google Patents
水類、土壌、沈降物および/またはシルトを処理するための方法Info
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Abstract
Description
トを処理するための方法に関する。
る。特に、水の場合に、即ち水域と廃水のについては、有機化合物の含有量は、
特に水の品質を決定している。 有機物は一方ではCODおよびBOD値を上昇させ、他方では長期中の経過中で
岩屑を形成し、即ちシルト化、更に極端な場合には、陸地化に導く。
の生物にとっては酸素欠乏に、最終的にはその死滅にも繋がる物質が含まれてい
ることを意味する。その分解物は余分な有機物、例えば、懸濁物として水中に存
在し、そのため水質の更なる低下を伴っている。
械的に除去しなくてはならない。しかしながら、シルトの機械的な除去には十分
な粒子径が前提である。懸濁粒子は原則として除去できない。 水域、土壌、沈殿物および/またはシルトの汚れによっても、その中で生息し
ている微生物の活性が悪影響を受け、そのことが再び天然の平衡の妨害になって
いる。
他の問題も提供している。富栄養化水域の燐酸塩濃度を低下させること、即ち水
質と使用可能性を改善することは、一般的に再開発が成功するための鍵になって
いる。従って、二十年以上前から既に特に湖水および汚水処理施設の流水中の燐
酸塩の濃度を低下する計画が、多かれ少なかれ行われ、成功してきた。
近の開発は、生物学的な燐酸塩除去の最適化と、生物活動による方解石沈殿の工
業的コントロ−ルおよび生態工学的な水域再開発の可能性としての湖内の湖石灰
沈殿場所を洗い流すことに関係する。
し、かつ一部には技術的な労力を必要とすると言う弱点を持っている。更に、A
lまたはFe化合物を添加することは、アルミニウムイオンと鉄イオンも水中に
導入することになり、必ずしも水質に有益な結果をもたらさない。
公知である。このタイプの方法では、存在する燐酸塩は燐酸水素カルシウム塩(
Brushit)として沈殿し、その溶解度積はpHに極度に依存している。水
性環境の中に存在する成分との平衡状態が形成される。いくつかの場合には、燐
酸水素塩は再溶解する。このような方法は、処理システムの中で長続きする鉱物
の燐酸塩結合を許容せず、水中生物および沈殿生物に許容できる平衡した酸素環
境を保証するものではない。
めの方法を提供することであり、その方法はシルトまたは懸濁物として存在して
いる有機物を分解すること、かつ酸素消費物質の含有量を低下すること、同時に
硝化と存在する微生物の酵素活性を改善することを可能にしている。
し、および燐酸塩が溶解または浸出によって水中に再び放出しないような方法で
、燐酸塩を固定して水類、土壌、沈殿物および/またはシルトから除去すること
を可能とする方法を提供することである。
の含有量を燐酸塩の除去と同時に低下することである。 本発明の対象は、停留および流動している水類、廃水、土壌、沈殿物および/ま
たはシルトの処理の方法であり、その特徴とするところは、水類または沈殿物が
アルカリ土類金属過酸化物で処理することである。
ルカリ土類金属過酸化物を使用することによって、シルトまたは懸濁物として存
在する有機物の含有物が大幅に低下することが出来、微生物による分解性能が強
化されることが確認された。水類、土壌、沈殿物および/またはシルトにアルカ
リ土類金属過酸化物を加えたならば、有機物の鉱物化、即ち有機物の無機物への
転換がおこることが考えられる。同時にその他の有害な物質の不動化がおこるこ
とが出来る、例えばこれらを他の固体と一緒に沈殿する。臭気物質および味覚物
質も分解され、硝化も促進されることも実験により発見した。
物処理では優れた燐酸塩除去方法が可能であり、燐酸塩濃度は処理後にP/L3
0μg以下となる。現在存在する実験結果は極めて短時間にP/L3.26およ
び0.33mgの正燐酸塩濃度をP/L6および3μgに低下することを発見し
た。
の酸素が放出されることが確認された。この作用は一般的に水性システムの中で
はポジテイブに評価しなくてはならない。その理由は酸素を消費する分解方法に
よる酸素不足を補償するからである。
。その他の化学的燐酸塩除去方法に比べた利点はその高い性能に存している。即
ち本発明に使用するアルカリ土類金属過酸化物の比較的低い使用量により、正燐
酸塩濃度は大きく減少する。この発明による方法は藻の大量発生を防止すること
ができ、したがってこれに関係した水域問題も避ける事ができる。等モル量を使
用して、アルカリ土類金属過酸化物は水類から燐酸塩を除去することができる。
加えて、沈殿生成物は鉱物肥料粗材として適しており、従って、リサイクルが可
能である。
っては沈殿材料を除去する必要もなく、水または沈殿物の中にそのままにしてお
くこともできる。沈殿材料は本質的に鉱物化した物質から成り立っており、水質
を劣化している物質がこの沈殿物質に吸収によって拘束されており、または固体
の中に合体される。従って本方法は、特に水処理のためのいわゆる放置水処理方
法として有利に使用する事ができる。
物として、および堆肥中の酸素ドナ−として使用されていた。アルカリ土類金属
の過酸化物はアルカリ土類金属水酸化の水溶液とH2O2から特異な方法で得られ
る。水酸化物溶液とH2O2を単純に混合してもアルカリ土類金属過酸化物に成る
ことはなく、ただ使用したH2O2の分解になることは公知である。
な単一工程方法で短時間で浄化することが出来ることが有利である。この際に装
置−技術の面からは比較的少ない出費、従って経費負担も少ない。
化物の使用は難溶性の化合物として燐酸塩を除去し、これらを永続して結合し、
その結果水との接触の時に燐酸塩の再可動化または浸出が有効に抑制されること
が確認された。 今日までの観察は、この点の証明は無いが、その燐酸塩がその方法によってハイ
ドロキシラプタイトとして鉱物形態で沈殿し、不働体化されていることが推定さ
れる。
理は重金属化合物および有機化合物のような水質を悪化させる他の汚染物質の含
有量を低減していることも更に見出だされている。 本発明によって使用する過酸化物の酸化作用、pHの増加、難溶性の重金属種の
それとに結合した生成から生ずる相乗効果も起こっていることも考えられる。
その他の海水動物飼育センタ−、廃水処理プラントからの水、その他の水処理プ
ラントなど、並びに工業廃水を含む任意の廃水のような全ての水類と理解し、こ
の際前記の水類は土壌、沈殿物および/またはシルト並びに沈殿物および浮遊物
も含むことができる。本発明において、土壌は陸地と海底の土壌を含む。本発明
においては、沈殿物は、池、湖、川のような水中に存在する固体と理解する。シ
ルトは例えば水処理場、廃水濾過などから発生する。
ム、ストロンチウムおよびこれらの混合物の過酸化物であり、カルシウム、マグ
ネシウムまたはそれらの混合物が好んで使用される。特に好ましいのはカルシウ
ム過酸化物であり、その中でカルシウムをマグネシウム過酸化物、ストロンチウ
ム過酸化物、バリウム過酸化物によって、CaO2に対して0.02から50重
量%まで、好ましくは30重量%まで置換することができる。
の混合物の中に存在する。 アルカリ金属炭酸塩−過酸化水和物との混合物の中でアルカリ土類金属過酸化物
を使用するならば、特に好ましい結果が得られる、アルカリ金属炭酸塩−過酸化
水和物については水中で使用すると殺菌作用があると知られている。
,即ちMe2CO3・xH2O2,例えば2Me2CO3・3H2O2である。これらは
アルカリ過炭酸塩と命名する事ができ、市販で入手できる。経済的および生態系
の観点から炭酸ナトリウム−過酸化水和物が特に適していることが証明された。
1:1ないし1:0.03までの重量比で使用する。 処理システムにアパタイトの種結晶または中程度に水溶性の燐酸化合物を添加す
るならば、燐酸塩沈殿の増加を達成出来る。
よび場合によっては、アルカリ金属炭酸塩−過酸化水和物並びにその他の任意の
成分を水30ないし300g/m2の量で添加する。沈殿処理、シルト処理また
は土壌の処理にあっては、酸化性素材の通常の高い量故に、本発明に従って使用
する物質の添加量は水類に添加する量の数倍になる。
、SO3 2-、S2-の含有量を減らすことも可能である。産業廃水の調整のために
使用する場合には、いくつかの場合には、現在有効な行政による限界値(間接導
入政令)に達することが可能であり、このことは流路への廃水の直接導入を可能
としている。
に単一物質として、またはその他の物質との混合物の中で固体、水溶液または懸
濁液として添加することが出来る。その様な固体として特に、層状ケイ酸塩また
は三次元ケイ酸塩、好ましくはゼオライトまたはベントナイトのグル−プからの
ケイ酸塩が考慮される。応用技術の理由から固体として存在する素材をコンパク
トにすること、例えば、顆粒、ペレットまたは錠剤として使用することが特に目
的に適っている。
置によって水類を導くことが有益であることが判明した。本発明に従って使用さ
れる成分を含む固体床の上に水を導くことも可能であって、その場合には燐酸塩
と過酸化物間の反応が起こるようにその反応時間が保証されている。
質を向上させるその他の化合物を添加することは適当である。例として列挙出来
るような化合物はCa(OH)2、CaO、CaCO3、CaCl2、Ca(NO3 )2、CaSO4、Ca2SiO4、CaF2、CaI2、CaBr2、Ca3(PO4
)2、Ca4H(PO4)3、Ca2P2O7、Ca4P2O9、CaHPO4、Ca(P
O3)3、Ca(H2PO4)2およびカルシウムのアパタイト並びに前記の物質の
混合物である。原水の性状によって、pH値を上げるために、水をアルカリ金属
塩またはアルカリ土類金属塩を使用して、特に酸化物、水酸化物、炭酸塩または
炭酸水素塩を処理することが必要である。
Cl2および/またはCa(NO3)2および場合によっては、マグネシウム金属
塩並びにNaHCO3、場合によっては、KHCO3からなる混合物との組み合わ
せである。その際CaCO3と、CaCl2および/またはCa(NO3)2並びに
場合によっては、マグネシウム金属塩が0.01:1ないし2::1までの重量
比で、およびCaCl2および/またはCa(NO3)並びに場合によってはマグ
ネシウム金属塩と、NaHCO3並びに場合によってはKHCO3が1:3ないし
2:1までの重量比で存在する。水と沈殿物の処理のためのその様な混合物およ
びその妥当性はヨ−ロッパ特許出願737169号に記載されている。
、硫酸塩、硝酸塩、塩化物、弗化物の存在がこの方法の効果を促進している。特
に鉄およびアルミニウム金属の添加によって並びに弗化物、例えば、NaF、K
FまたはMgF2または小さいイオン半径のその他のイオンの添加は上記効果が
ある。ただし水質が不利な影響を受けないような混合物の中でこれらの化合物を
使用する。
鎖した水含有システム、海水、塩味のする水ような水域、淡水、例えば、ダム、
人口湖、天然湖、水浴水、生簀水、観賞池、水族館の中で処理するために使用す
ることができる。例えば、水処理プラント、廃水処理プラント、リサイクリング
プラント、冷却水プラントおよび熱交換プラント、化学製造プラントの廃水、ま
たは分解および凝縮工程(例えば、塵芥集積場の漏れ水、熱廃品処理プラントの
凝縮水)によって、または灰汁洗い処理(例えば、汚染土壌、水域沈殿またはシ
ルトによって汚れた水)によって生ずる水処理の工程水類もある。
入システムのような補助手段によって固体成分の直接投入によって行う事ができ
る。その物資を処理水に直接投入することも、または容器がその物質を固体の形
で含む、および例えば、濾過カ−トリッジ、固定床または流動床の様な処理水が
流通することによっても直接投入することも出来る。
、沈殿の除去後に工程水の品質が極めて改善され、一部の場合にはその結果、間
接導入政令または直接導入政令の考え方に従って、処理水の受器への導入が可能
となった。
−タリ−式耕転機またはその他の機械的な混合機によって土壌、シルトまたは水
域沈殿物の中に混入される。 沈殿した燐酸塩は、汚染含有量が許可する限り、原料として、例えば、肥料、肥
料助剤として、または土地加工または農業の中で再利用することができる。
にその微生物活性を一般的に向上させ、このことは加速したしかも進歩した鉱物
化方法であり、その鉱物化した基材の焼成ロスの減少によって顕著である。
PER75C(CaO2、ソルベイインタ−オクス社、ハノ−バ−(Solva
y Interox、Hannover))を加えた。混合直後に最初の試料を
シュバルツバンドフィルタ−(Schwarzbandfilter)で濾過し
、75℃の乾燥炉で1夜乾燥した。乾燥残留物からKMnO4(0.02モル/
リットル)でCaO2および活性酸素含有量を求めた(0−値)(2回測定)。 その結果を以下の表に示す。
lの水に加えた。既に1日後にはH2O2の分析値は認められなかった。
作製し、その後にIXPER75C(実験1)とIXPER60C(実験2)(
ハノーバーのソルベイインタ−オクス社から入手可能。市販CaO2品質等級)
177g/m3を加えた。 微生物活性と焼成ロスを酸素含有指数として求めた。 実験結果と対照実験の結果を図1の図に表現した。本発明による処理試料は明
らかに高いエステラ−ゼ活性を示すことが明瞭である。試料中の有機物質の含有
量の尺度である焼成ロスも明らかに少なかった。
PER 75C)で処理した。処理後の燐酸塩濃度をそれぞれ求めた。図2にそ
の実験結果を示した。その結果は燐酸塩の明らかな減少を示している。
Claims (14)
- 【請求項1】 水類または沈殿物にアルカリ土類金属過酸化物を添加して処
理することを特徴とする停留および流動している水類、廃水、土壌、沈殿物およ
び/またはシルトを処理する方法。 - 【請求項2】 前記アルカリ土類金属過酸化物としてカルシウム、マグネシ
ウムまたはその混合物の過酸化物を使用することを特徴とする請求項1に記載の
方法。 - 【請求項3】 前記過酸化物とアルカリ金属炭酸塩と組み合わせて添加して
使用することを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 【請求項4】 更に、前記過酸化物に加えて、アルカリ金属炭酸塩−過酸化
物水和物として、Na2CO3・xH2O2、望ましくは、2Na2CO3・3H2O2 、又はNa2CO3とH2O2の混合物を添加することを特徴とする請求項1ないし
3までのいずれか1項に記載の方法。 - 【請求項5】 前記アルカリ土類金属過酸化物に加えて、CaCO3、Ca
Cl2および/またはCa(NO3)2およびマグネシウム塩、並びにNaHCO3 および場合によってはKHCO3の混合物を添加して、 そのCaCO3と、CaCl2および/またはCa(NO3)2並びに場合によって
はマグネシウム塩が0.01:1ないし2:1までの重量比で、さらにCaCl 2 および/またはCa(NO3)2並びに場合によってはマグネシウム塩と、Na
HCO3並びに場合によってはKHCO3が1:3から2:1までの重量比で存在
させることを特徴とする請求項1ないし4までのいずれか1項に記載の方法。 - 【請求項6】 前記アルカリ土類金属過酸化物に加えて更に、層状ケイ酸塩
、3次元ケイ酸塩、又はゼオライトおよびベントナイトのグル−プから選択した
ケイ酸塩を添加して使用することを特徴とする請求項1ないし5までのいずれか
1項に記載の方法。 - 【請求項7】 前記アルカリ土類金属過酸化物に加えて更に、追加の鉄イオ
ンまたはアルミニウムイオン、弗化物イオンまたは小さいイオン半径を有する他
のイオンを添加することを特徴とする請求項1ないし6までのいずれか1項に記
載の方法。 - 【請求項8】 前記添加物は、成分を固体状態でまたは水性懸濁液または水
溶液として、直接人手でまたは適当な投入システムによって処理水に添加するこ
とを特徴とする請求項1ないし7までのいずれか1項に記載の方法。 - 【請求項9】 前記添加物は、その成分を固体状態で存在させ、処理水がそ
の添加物成分を回流することを特徴とする請求項1ないし8までのいずれか1項
に記載の方法。 - 【請求項10】 前記活性のある成分を強制混合機、ロタリ−式土耕転機ま
たはその他の機械的な混合機によって、土壌、シルトまたは海水沈殿物の中に入
れることを特徴とする請求項1ないし9までのいずれか1項に記載の方法。 - 【請求項11】 前記水類および沈殿物から、燐酸塩と重金属イオンを難溶
性の化合物沈殿物として析出させて除去することを特徴とする請求項1から10
までのいずれか1項に記載の方法。 - 【請求項12】 前記沈殿した燐酸塩を、肥料、肥料助剤または土地加工お
よび農業のために利用することを特徴とする請求項11に記載の方法。 - 【請求項13】 前記土壌、沈殿物および/またはシルトの中に含まれてい
る酸化可能な成分を酸化させることを特徴とする請求項1ないし10までのいず
れか1項に記載の方法。 - 【請求項14】 前記水類の中で溶解したおよび/または懸濁して含まれて
いる酸化可能な成分を酸化させることを特徴とする請求項1ないし10までのい
ずれか1項に記載の方法。
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