水道事業者が配水用に水を準備する際の最初のステップの一つは、水をできるだけ透明で微粒子のない状態にすることです。これを実現するために、水は一般的にミョウバンと呼ばれる硫酸アルミニウムで処理されます。ミョウバンは凝集剤として機能します。原水には、フィルターで捕捉するのが非常に難しい微細な浮遊粒子が含まれていることがよくあります。ミョウバンはこれらの粒子を凝集させ、水から沈殿させたり、フィルターで容易に捕捉できるようにします。
通常、48％のろ過用硫酸アルミニウムを含む水が、18～24ppmの割合で原水に注入されます。硫酸アルミニウムは微粒子の凝集を促進し、色や濁りの問題を解決するのに役立ちます。この処理に十分な時間をかけ、適切に実施すれば、水質の問題を解決するだけでなく、処理に使用されたアルミニウムの大部分を除去することにもつながります。
アルミニウムを用いた水処理の安全性についてはしばしば懸念が表明されてきたが、処理に使用される硫酸アルミニウム由来であろうと他の供給源由来であろうと、水中のアルミニウムが健康問題を引き起こすという証拠はない。
アルミニウムの摂取源の大部分は、食品に自然に含まれるアルミニウム、食品包装に使用されるアルミニウム、そしてデオドラントやワクチンなどの製品である。
浄水場で使用できる一次凝集剤は多種多様です。最も古くから使用され、現在でも広く使われているものの一つが、硫酸アルミニウム（ミョウバン）です。ミョウバンは、濃度8.3%の液体、または濃度17%の粉末として購入できます。ミョウバンを水に加えると、水と反応して正に帯電したイオンが生成されます。
凝集・凝結は、水から濁度、色、および一部の細菌を除去するために用いられるプロセスです。フラッシュ混合槽では、化学薬品が水に添加され、1分未満で激しく混合されます。これらの凝集剤は、一次凝集剤および／または凝集助剤から構成されます。次に、凝結槽で水が30～45分間穏やかに攪拌され、化学薬品が作用してフロック形成が促進されます。その後、フロックは沈殿槽に沈殿します。
凝集は、水中のコロイド粒子や懸濁物質を除去するプロセスです。これらの粒子は負電荷を帯びているため、正電荷を帯びた凝集剤によって中和されます。その後、凝集塊形成の過程で、粒子はファンデルワールス力によって引き寄せられ、フロックを形成します。凝集・凝集塊形成プロセスは、pH、塩分濃度、アルカリ度、濁度、温度、攪拌、および凝集剤の種類によって影響を受けます。
硫酸アルミニウムは、発展途上国の浄水場で凝集剤として広く使用されています。発展途上国では、柔らかい白い石の塊として販売されており、一般的にミョウバンと呼ばれています。ミョウバンを凝集剤として使用する方法は数多くあり、粉末状に砕いてから水に加える、かき混ぜて上澄み液を捨てる、あるいは石ごと水に数秒間かき混ぜて固形物が沈殿するのを待つ、といった方法があります。ミョウバンの利点は、入手が容易で、濁度を低減する効果が実証されており、安価であることです。欠点は、必要な添加量が予測できないことです。実験室での研究では、ミョウバンが濁度と塩素要求量を低減するのに効果的であることが示されています。
投稿日時：2020年4月14日