PSIとは


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PSIは、水と土を通じて皆様の安全で健康的な暮らしを支え、豊かな自然環境を取り戻します!

PSI(ポリシリカ鉄凝集剤)とは?

図

 PSIは重合ケイ酸に鉄を導入した鉄系凝集剤です(図1参照)。開発当初には、重合ケイ酸に導入する金属としてアルミニウムも候補として挙がっていましたが、残留するアルミニウムによる健康障害の懸念や浄水発生土の有効利用を考慮した結果、現在の鉄を主体としたPSIとなりました。
 PSIは重合ケイ酸と鉄の比率を自由に変えることができ、鉄に対して重合ケイ酸の比率を大きくしたPSIはハイモルPSI(PSI-HM)、小さくしたPSIはローモルPSI(PSI-LM)と呼ばれています。PSI-HMは形成されるフロックが強固で大型であることから、沈降性が優れるものの、ろ過抵抗は増加する傾向にあります。一方、PSI-LMはフロックの沈降性は劣るものの、ろ過抵抗が低く抑えられる特長を有しています。

PSIの品質(JWWA規格)

 PSIは2010年に鉄系の凝集剤として初めて、水道用ポリシリカ鉄(PSI)として日本水道協会規格(JWWA K159:2010)が制定されました(表1参照)。PSIの種類には、PSI-LMのPSI-025とPSI-050、PSI-HMのPSI-100があります。PSIには原料に由来する微量のマンガンが不純物として含まれますので、水道においては基本的にマンガン除去能を有する施設で使用することになります。

表1 水道用ポリシリカ鉄(PSI)のJWWA規格

表1-1 品質(共通)
項目 基準
マンガンmg/L 0.005以下
ニッケルmg/L 0.001以下
アンモニア態窒素mg/L 0.01以下
ヒ素mg/L 0.001以下
pH値(10g/L溶液) 2〜3
外観 黄褐色で透明の液体

※JWWA規格に規定する品質試験の結果、この基準値に適合するもの

表1-2 品質(PSI-025)
項目 基準
質量% 4.0〜4.2 6.0〜6.3 8.0〜8.4
二酸化けい素/鉄のモル分率 0.23〜0.27
密度(20℃)kg/L 1.10〜1.17 1.16〜1.18 1.24〜1.27
表1-3 品質(PSI-050)
項目 基準
質量% 2.5〜2.7 4.0〜4.2
二酸化けい素/鉄のモル分率 0.48〜0.53
密度(20℃)kg/L 1.06〜1.09 1.12〜1.15
表1-4 品質(PSI-100)
項目 基準
質量% 2.0〜2.1
二酸化けい素/鉄のモル分率 0.93〜1.07
密度(20℃)kg/L 1.06以上

環境問題の解決に寄与し、リサイクル社会に貢献します!

図

 PSIが原水に添加されると、PSI中の鉄イオンが加水分解して高電荷(プラス)の鉄加水分解重合体が形成されます(図2と3参照)。プラス荷電の鉄加水分解重合体は、マイナス荷電の懸濁粒子や色度成分のフミン質を荷電中和し、微小フロックを形成します(荷電中和)。この微小フロックは、重合ケイ酸のシリカポリマーや凝析した鉄の水酸化物が架橋し、より大きなフロックが形成されて成長します(架橋作用)。

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