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凝集沈殿


微小な粒子は沈降速度が遅く、時間をかけてもなかなか沈まないものです。そこで、凝集剤という薬品を用いて微小な粒子を結合させます。すると、沈殿速度が大きくなり原水のままでは取り除くことが困難だったような、微小な粒子まで取り除くことができるようになります。

凝集沈殿で取り除こうとする粒子はコロイド粒子という粒子です。粒子はその粒径に応じて呼び名が違っています。コロイド粒子は粒径が 10-3mm 以下の粒子をさします。この大きさの粒子はブラウン運動をしているので、普通の沈殿では除去が困難です。しかし、逆にコロイド粒子の中でもより微小な粒子になると、別な方法での除去が可能になります。つまり、凝集沈殿はコロイド粒子の中でも小さすぎない粒子を除去するために用いられる手法なのです。

では、凝集剤について詳しく説明していきましょう。凝集剤には、一般に硫酸アルミニウム(別名 硫酸ばんど)もしくはポリ塩化アルミニウムが用いられます。ポリ塩化アルミニウムのほうが、凝集性が高く、適用できるpHの範囲が広く、アルカリ度の低下も小さいので優れていると考えられます。

これらの凝集剤が加えられると、負に帯電しているコロイド粒子は正の電荷を持つアルミニウムヒドロキソ錯体に電気的に中和されます。すると、これまで負電荷ばかりで反発しあっていたコロイド粒子が分子間力によって結合していきます。このときアルカリ度の低下も見られます。アルカリ分が不足するようなときには、アルカリ剤を添加する必要があります。アルカリ剤には、消石灰やソーダ灰、液体カセイソーダが使われています。

雨が降って濁度が高くなった時や水温が低いときには、凝集が困難になります。そのような時は、凝集補助剤が用いられます。凝集補助剤は、粒子の塊を大きくして沈降速度を大きくすることができます。凝集補助剤には、活性ケイ酸、アルギン酸ソーダなどが使われます。


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