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凝集剤

凝集剤はその名の通り、水中に分散した物質を凝集させるために使用される薬品です。原水に含まれるコロイド粒子は凝集剤を使って凝集させて、ろ過や沈澱を利用して除去します。

河川水や地下水に含まれるコロイド粒子として、シルトや泥などの無機粘土が代表的ですが、地下水の場合は原水のコロイダルシリカと鉄が結合することで分散した水酸化鉄、フミン質などの有機物もコロイド粒子として存在します。これらはアンスラサイト、ろ過砂やフェロライトシリーズでも物理的に除去できないため、処理水に流出します。そのため、ろ過塔手前で凝集剤を注入し、さらにpHを調整することによってコロイド粒子をろ過材で捕捉できる粒子まで凝集剤を橋渡しとして成長させて電気的な中和し、ろ過を行うことで処理水への流出を防止します。
水道で使用される凝集剤は様々ありますが、主に硫酸アルミニウム(硫酸バンド)、ポリ塩化アルミニウム(PAC)のアルミウム系凝集剤と、塩化第二鉄、ポリ硫酸第二鉄とポリシリカ鉄等の鉄系凝集剤の2種類に分かれます。
一般的に安価で取り扱いやすく、凝集性の高いポリ塩化アルミニウム(PAC)が使用されていますが、近年はアルミニウムとアルツハイマー症発生との関係が懸念されており、凝集剤の注入量が適正であれば処理水にアルミニウムが流出することはないため、事前に凝集剤の適正な注入量を把握しておく必要があります。

水道で使用される凝集剤は様々ありますが、主に硫酸アルミニウム(硫酸バンド)、ポリ塩化アルミニウム(PAC)のアルミウム系凝集剤と塩化第二鉄、ポリ硫酸第二鉄やポリシリカ鉄等の鉄系凝集剤の2種類の無機系凝集剤に分かれます。
一般的に安価で取り扱いやすく、凝集性の高いポリ塩化アルミニウム(PAC)が使用されています。近年はアルミニウムとアルツハイマー症発生との関係が懸念されていますが、凝集剤の注入量が適正であれば処理水にアルミニウムが流出することはないため、事前に凝集剤の適正な注入量を把握しておく必要があります。

●高分子凝集剤
無機系凝集剤以外に、フロックを架橋作用によって、さらに大きなフロックに凝集させる高分子凝集剤もあります。高分子凝集剤はポリマーとも呼ばれ、アニオン系、カチオン系、ノニオン系があります。高分子凝集剤は主に排水処理に用いられています。また、一部を除いて水道用として認可されておらず、またフロックの粘性が強いため、ろ過材を用いたろ過には向いていないため、一部の浄水場の凝集沈殿処理を除けば、上水では使われていません。

●凝集のメカニズム
河川水や地下水に含まれるコロイド粒子として、シルトや泥などの無機粘土が代表的ですが、地下水の場合は原水のシリカと鉄が結合することで分散した水酸化鉄やフミン質などの有機物もコロイド粒子として存在します。これらはアンスラサイト、ろ過砂やフェロライトシリーズでも物理的に除去できないため、処理水に流出します。そのため、ろ過塔手前で凝集剤を注入して電気的な中和を行い、さらにpHを調整することによってコロイド粒子をろ過材で捕捉できる粒子まで凝集剤を橋渡しとして成長させて、そのフロックをろ過することで処理水への流出を防止します。
沈殿処理や加圧浮上処理を行う場合は、無機系凝集剤だけでは不十分であるため、高分子凝集剤を用いてフロックをさらに凝集させます。

●水中の濁質が分散している場合、ろ過では完全に取り切れません。そこで凝集剤を用いて分散した濁質を凝集することで、ろ過や沈殿といった工程で濁質を除去できるようになります。
●凝集剤には無機系凝集剤と高分子凝集剤がありますが、ろ過材を用いた凝集・ろ過では無機系凝集剤を用います。

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