JP2000140827A - 水中または高含水土壌中の物質の回収方法およびその方法に使用する吸着組成物 - Google Patents
水中または高含水土壌中の物質の回収方法およびその方法に使用する吸着組成物Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 大量の水や高含水土壌中からの物質の回収も
可能であり、特別な設備を必要とすることの無い方法を
提供する。 【手段】 特定の物質を吸着する性質が付与された多数
の磁性粒子からなる吸着組成物を、回収目的とする特定
物質を含んだ水中や高含水土壌中に投入し、水中や高含
水土壌中の特定物質を吸着組成物に吸着させた後、特定
物質を吸着した吸着組成物を、磁石を使用して水中や高
含水土壌中から分離させて回収する。
可能であり、特別な設備を必要とすることの無い方法を
提供する。 【手段】 特定の物質を吸着する性質が付与された多数
の磁性粒子からなる吸着組成物を、回収目的とする特定
物質を含んだ水中や高含水土壌中に投入し、水中や高含
水土壌中の特定物質を吸着組成物に吸着させた後、特定
物質を吸着した吸着組成物を、磁石を使用して水中や高
含水土壌中から分離させて回収する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、海水、湖沼水、
河川水などの水中、あるいは、それらの水底に堆積した
土壌や多量の地下水を含む土壌、汚泥などのように多量
の水を含んだ土壌中から、有用物質あるいは有害物質を
分離して回収する方法、ならびに、その方法を実施する
ために使用される吸着組成物に関する。
河川水などの水中、あるいは、それらの水底に堆積した
土壌や多量の地下水を含む土壌、汚泥などのように多量
の水を含んだ土壌中から、有用物質あるいは有害物質を
分離して回収する方法、ならびに、その方法を実施する
ために使用される吸着組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】海水や湖沼水、河川水などの水中には、
様々な有用物質や有害物質が溶け込みあるいは懸濁して
おり、また、それらの水底に堆積した水底土壌や多量の
地下水を含む土壌、汚泥などのように多量の水を含んだ
高含水土壌中にも、様々な有用物質や有害物質が水と共
に含まれており、それらの回収、除去が試みられてい
る。また、天然の水系だけでなく、人工的な上下水や各
種排水などにおいては、その中の有害物質の除去は、環
境保全上極めて重要な問題である。
様々な有用物質や有害物質が溶け込みあるいは懸濁して
おり、また、それらの水底に堆積した水底土壌や多量の
地下水を含む土壌、汚泥などのように多量の水を含んだ
高含水土壌中にも、様々な有用物質や有害物質が水と共
に含まれており、それらの回収、除去が試みられてい
る。また、天然の水系だけでなく、人工的な上下水や各
種排水などにおいては、その中の有害物質の除去は、環
境保全上極めて重要な問題である。
【０００３】水中の有用物質や有害物質を回収しあるい
は除去する場合に、最も一般的で安価な方法は、吸着剤
を充填した吸着槽中に水を通す、いわゆる吸着法であ
る。吸着剤としては、活性炭、イオン交換樹脂、各種セ
ラミックス、粘土鉱物等が目的に応じて使用される。こ
の吸着法のほか、水中の物質を回収、除去する方法とし
て、蒸留による精製、溶媒による抽出、試薬添加による
沈殿生成とその濾別などの種々の方法が考えられる。
は除去する場合に、最も一般的で安価な方法は、吸着剤
を充填した吸着槽中に水を通す、いわゆる吸着法であ
る。吸着剤としては、活性炭、イオン交換樹脂、各種セ
ラミックス、粘土鉱物等が目的に応じて使用される。こ
の吸着法のほか、水中の物質を回収、除去する方法とし
て、蒸留による精製、溶媒による抽出、試薬添加による
沈殿生成とその濾別などの種々の方法が考えられる。
【０００４】また、特開平９−７５７４６号公報には、
アモルファス磁性合金に光触媒である二酸化チタンの粉
末を付着させて粉体状に形成することにより構成された
磁性光触媒材を使用し、この磁性光触媒材を処理水と充
分に接触・混合させる共に、磁性光触媒材に光を照射し
て活性化させ、処理水の浄化を行い、処理水の浄化後
に、電磁石に磁性光触媒材を吸着・捕集し、磁性光触媒
材と処理水とを分離する、といった方法が開示されてい
る。
アモルファス磁性合金に光触媒である二酸化チタンの粉
末を付着させて粉体状に形成することにより構成された
磁性光触媒材を使用し、この磁性光触媒材を処理水と充
分に接触・混合させる共に、磁性光触媒材に光を照射し
て活性化させ、処理水の浄化を行い、処理水の浄化後
に、電磁石に磁性光触媒材を吸着・捕集し、磁性光触媒
材と処理水とを分離する、といった方法が開示されてい
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、吸着法
では、回収物質の分離は容易であるが、処理すべき水を
全て吸着槽に通す必要があり、大量の水の処理には適さ
ない。特に、処理効率を高めるために表面積の大きい吸
着剤を用いて吸着剤と水との接触面積を充分に確保しよ
うとすると、水の通路が狭くなって、益々大量処理が困
難になる、という本質的な問題を抱えている。
では、回収物質の分離は容易であるが、処理すべき水を
全て吸着槽に通す必要があり、大量の水の処理には適さ
ない。特に、処理効率を高めるために表面積の大きい吸
着剤を用いて吸着剤と水との接触面積を充分に確保しよ
うとすると、水の通路が狭くなって、益々大量処理が困
難になる、という本質的な問題を抱えている。
【０００６】また、蒸留法や抽出法、沈殿法も、大掛か
りな設備が必要であるため大量処理には不向きである。
しかも、抽出法や沈殿法では、処理水中に新たな不純物
を添加することになるので、これによる新たな汚染とい
う問題が発生する。
りな設備が必要であるため大量処理には不向きである。
しかも、抽出法や沈殿法では、処理水中に新たな不純物
を添加することになるので、これによる新たな汚染とい
う問題が発生する。
【０００７】これらに対し、特開平９−７５７４６号公
報に開示された方法によると、大量の水の処理も原理的
には可能である。ところが、深い水底などでは、磁性光
触媒材を活性化させるための光を照射する特別な設備を
必要とする。また、この方法は、単に有害物質を分解し
除去することを目的としたものであり、物質を回収する
ことはできない。
報に開示された方法によると、大量の水の処理も原理的
には可能である。ところが、深い水底などでは、磁性光
触媒材を活性化させるための光を照射する特別な設備を
必要とする。また、この方法は、単に有害物質を分解し
除去することを目的としたものであり、物質を回収する
ことはできない。
【０００８】上記したように、従来の方法では、多量の
水中から物質を回収することは困難である。また、上記
のいずれの方法も、対象は水に限られており、物質が濃
縮されやすい水底土壌からの物質の回収は不可能であ
る。そこで、この発明は、大量の水や高含水土壌中から
の物質の回収も可能であり、特別な設備を必要とするこ
との無い方法、ならびに、その方法を実施するために使
用される吸着組成物を提供することを目的とする。
水中から物質を回収することは困難である。また、上記
のいずれの方法も、対象は水に限られており、物質が濃
縮されやすい水底土壌からの物質の回収は不可能であ
る。そこで、この発明は、大量の水や高含水土壌中から
の物質の回収も可能であり、特別な設備を必要とするこ
との無い方法、ならびに、その方法を実施するために使
用される吸着組成物を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
特定の物質を吸着する性質が付与された多数の強磁性粒
子または常磁性粒子からなる吸着組成物を、回収目的と
する前記特定物質を含んだ水中または高含水土壌中に投
入し、水中または高含水土壌中の前記特定物質を吸着組
成物に吸着させ、その後に、特定物質を吸着した吸着組
成物を、磁石を使用して水中または高含水土壌中から分
離させて回収することを特徴とする。
特定の物質を吸着する性質が付与された多数の強磁性粒
子または常磁性粒子からなる吸着組成物を、回収目的と
する前記特定物質を含んだ水中または高含水土壌中に投
入し、水中または高含水土壌中の前記特定物質を吸着組
成物に吸着させ、その後に、特定物質を吸着した吸着組
成物を、磁石を使用して水中または高含水土壌中から分
離させて回収することを特徴とする。
【００１０】請求項２に係る発明は、多数の強磁性粒子
または常磁性粒子の表面を、特定の物質を吸着する性質
をもつ物質で被覆して、吸着組成物を形成したことを特
徴とする。
または常磁性粒子の表面を、特定の物質を吸着する性質
をもつ物質で被覆して、吸着組成物を形成したことを特
徴とする。
【００１１】請求項１に係る発明の回収方法では、吸着
組成物は、回収目的とする特定の物質と親和性の高い物
質で被覆処理されるなどして、特定物質を吸着する性質
が付与されているので、吸着組成物を水中または高含水
土壌中に投入し、水または土壌を撹拌するなどして、吸
着組成物を水または土壌に十分に混合させ接触させる
と、水中または高含水土壌中に含まれている特定物質が
吸着組成物に吸着させられる。この際、吸着組成物は多
数の粒子で形成されているため、水や土壌と接触する吸
着組成物の表面積が大きくなり、塊状物を用いる場合に
比べて高効率で目的物質を吸着することができる。そし
て、吸着組成物は、多数の強磁性粒子または常磁性粒子
から形成されているので、特定物質を吸着した吸着組成
物は、磁石に吸着されて捕集され、水中または高含水土
壌中から容易に分離して回収される。
組成物は、回収目的とする特定の物質と親和性の高い物
質で被覆処理されるなどして、特定物質を吸着する性質
が付与されているので、吸着組成物を水中または高含水
土壌中に投入し、水または土壌を撹拌するなどして、吸
着組成物を水または土壌に十分に混合させ接触させる
と、水中または高含水土壌中に含まれている特定物質が
吸着組成物に吸着させられる。この際、吸着組成物は多
数の粒子で形成されているため、水や土壌と接触する吸
着組成物の表面積が大きくなり、塊状物を用いる場合に
比べて高効率で目的物質を吸着することができる。そし
て、吸着組成物は、多数の強磁性粒子または常磁性粒子
から形成されているので、特定物質を吸着した吸着組成
物は、磁石に吸着されて捕集され、水中または高含水土
壌中から容易に分離して回収される。
【００１２】請求項２に係る発明の吸着組成物を使用す
ると、吸着組成物は、回収目的とする特定の物質を吸着
する性質をもつ物質で表面が被覆されており、また、多
数の強磁性粒子または常磁性粒子で形成されているの
で、請求項１に係る発明の上記作用が奏されて、水中ま
たは高含水土壌中から有用物質や有害物質を回収するこ
とが可能になる。
ると、吸着組成物は、回収目的とする特定の物質を吸着
する性質をもつ物質で表面が被覆されており、また、多
数の強磁性粒子または常磁性粒子で形成されているの
で、請求項１に係る発明の上記作用が奏されて、水中ま
たは高含水土壌中から有用物質や有害物質を回収するこ
とが可能になる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下に、この発明の好適な実施形
態について説明する。
態について説明する。
【００１４】この発明に係る、水中または高含水土壌中
の物質の回収方法では、図１に模式的に断面図を示すよ
うに、多数の強磁性または常磁性の磁性粒子１（図１に
は１個の粒子を拡大して示している）の表面を、特定の
物質を吸着する性質をもつ物質２で被覆して形成された
吸着組成物を使用する。そして、その吸着組成物を、回
収の目的物質である特定物質を含んだ水中または高含水
土壌中に投入し、水中または高含水土壌中の特定物質を
吸着組成物に吸着させる。その後に、特定物質を吸着し
た吸着組成物を、磁石を使用して水中または高含水土壌
中から分離させて回収する。
の物質の回収方法では、図１に模式的に断面図を示すよ
うに、多数の強磁性または常磁性の磁性粒子１（図１に
は１個の粒子を拡大して示している）の表面を、特定の
物質を吸着する性質をもつ物質２で被覆して形成された
吸着組成物を使用する。そして、その吸着組成物を、回
収の目的物質である特定物質を含んだ水中または高含水
土壌中に投入し、水中または高含水土壌中の特定物質を
吸着組成物に吸着させる。その後に、特定物質を吸着し
た吸着組成物を、磁石を使用して水中または高含水土壌
中から分離させて回収する。
【００１５】磁性粒子１としては、磁石に付着する性質
があればよいので、ガンマＦｅ２Ｏ ３、Ｆｅ３Ｏ４ 、
金属鉄、バリウムフェライトなどの強磁性粒子や、磁化
率の大きい常磁性粒子が使用可能である。水中や高含水
土壌中での分散性を良くするためには、残留磁化が小さ
い方が好ましく、磁石に対する付着性を良くするために
は、飽和磁化が大きい方が好ましいので、磁気異方性の
小さい、等方性の強磁性粒子が特に有効であり、球状の
ガンマＦｅ２Ｏ３、Ｆｅ３Ｏ４ 、金属鉄などが好適で
ある。また、吸着の効率を高めるためには、比表面積が
大きい、すなわち粒径の小さい粒子が望ましいが、粒径
が小さくなり過ぎると分散性が悪くなり、さらに磁石に
よる回収も困難になるため、比表面積が数十〜１００ｍ
２ ／ｇ程度のものが好ましい。
があればよいので、ガンマＦｅ２Ｏ ３、Ｆｅ３Ｏ４ 、
金属鉄、バリウムフェライトなどの強磁性粒子や、磁化
率の大きい常磁性粒子が使用可能である。水中や高含水
土壌中での分散性を良くするためには、残留磁化が小さ
い方が好ましく、磁石に対する付着性を良くするために
は、飽和磁化が大きい方が好ましいので、磁気異方性の
小さい、等方性の強磁性粒子が特に有効であり、球状の
ガンマＦｅ２Ｏ３、Ｆｅ３Ｏ４ 、金属鉄などが好適で
ある。また、吸着の効率を高めるためには、比表面積が
大きい、すなわち粒径の小さい粒子が望ましいが、粒径
が小さくなり過ぎると分散性が悪くなり、さらに磁石に
よる回収も困難になるため、比表面積が数十〜１００ｍ
２ ／ｇ程度のものが好ましい。
【００１６】磁性粒子そのものに吸着しやすい物質を回
収する場合は、磁性粒子をそのまま用いても構わない
が、通常は、磁性粒子１の表面に吸着能を付与するため
の処理を施す。磁性粒子に吸着能を付与するには、目的
物質に対して吸着能を有する物質の末端にアルコキシシ
ランなどの反応性の基を導入し、その反応性基を磁性粒
子１の表面の水酸基などと反応させて、磁性粒子１の表
面にそれらの吸着能を有する物質２を結合させ、磁性粒
子１の表面を、吸着能を有する物質２で被覆して吸着組
成物を形成すればよい。
収する場合は、磁性粒子をそのまま用いても構わない
が、通常は、磁性粒子１の表面に吸着能を付与するため
の処理を施す。磁性粒子に吸着能を付与するには、目的
物質に対して吸着能を有する物質の末端にアルコキシシ
ランなどの反応性の基を導入し、その反応性基を磁性粒
子１の表面の水酸基などと反応させて、磁性粒子１の表
面にそれらの吸着能を有する物質２を結合させ、磁性粒
子１の表面を、吸着能を有する物質２で被覆して吸着組
成物を形成すればよい。
【００１７】別の方法としては、末端にメタクリル基や
エポキシ基などの重合性の基を有するカップリング剤を
磁性粒子１の表面に結合させ、目的物質に対する吸着能
を有する物質２の末端にも、同様にメタクリル基やエポ
キシ基などの重合性の基を導入し、これを磁性粒子１の
表面のカップリング剤と結合させることにより、磁性粒
子１の表面が、吸着能を有する物質２で被覆された吸着
組成物を形成することもできる。
エポキシ基などの重合性の基を有するカップリング剤を
磁性粒子１の表面に結合させ、目的物質に対する吸着能
を有する物質２の末端にも、同様にメタクリル基やエポ
キシ基などの重合性の基を導入し、これを磁性粒子１の
表面のカップリング剤と結合させることにより、磁性粒
子１の表面が、吸着能を有する物質２で被覆された吸着
組成物を形成することもできる。
【００１８】目的物質と、これに対する吸着能を有する
物質との組合せの例としては、フェノール類に対する各
種アミン化合物、トリハロメタン類に対するカリックス
アレンやシクロデキストリン、環状エーテル類、また、
金属イオンに対する各種配位子などが挙げられる。
物質との組合せの例としては、フェノール類に対する各
種アミン化合物、トリハロメタン類に対するカリックス
アレンやシクロデキストリン、環状エーテル類、また、
金属イオンに対する各種配位子などが挙げられる。
【００１９】上記したように目的物質に対する吸着能を
有する物質２で多数の磁性粒子１を表面処理して形成さ
れた吸着組成物を、水中や高含水土壌中に投入し、必要
に応じて撹拌すると、吸着組成物は水中や土壌中に適当
に分散し、表面に導入された物質２が目的物質を高い効
率で吸着する。目的物質を吸着した後の吸着組成物は、
永久磁石または電磁石を使用することにより、磁石に吸
着されて捕集され、水中または高含水土壌中から容易に
分離させて回収することができる。
有する物質２で多数の磁性粒子１を表面処理して形成さ
れた吸着組成物を、水中や高含水土壌中に投入し、必要
に応じて撹拌すると、吸着組成物は水中や土壌中に適当
に分散し、表面に導入された物質２が目的物質を高い効
率で吸着する。目的物質を吸着した後の吸着組成物は、
永久磁石または電磁石を使用することにより、磁石に吸
着されて捕集され、水中または高含水土壌中から容易に
分離させて回収することができる。
【００２０】回収された吸着組成物からは、溶媒を用い
た抽出処理や適当な薬品処理によって吸着物質を回収す
ることが可能である。また、有害な有機物質などの場合
には、吸着組成物ごと焼却処理することもできる。
た抽出処理や適当な薬品処理によって吸着物質を回収す
ることが可能である。また、有害な有機物質などの場合
には、吸着組成物ごと焼却処理することもできる。
【００２１】
【実施例】次に、この発明の具体的な実施例について説
明する。
明する。
【００２２】〔実施例１〕エタノール９５ｇと水５ｇと
を混合した液に、アミン系のシランカップリング剤（チ
ッソ製、サイラエースＳ−３２０）２ｇを滴下し、混合
液を５分間撹拌した後、粒状のγ−酸化鉄（比表面積５
０ｍ２／ｇ）５ｇを混合液に添加して撹拌し、その後に
遠心分離を行った。得られた沈殿物に対し、エタノール
を加えて撹拌した後に遠心分離する、といった洗浄操作
を２回繰り返し、沈殿物を５０℃の温度で乾燥させて、
表面処理された磁性粒子を得た。
を混合した液に、アミン系のシランカップリング剤（チ
ッソ製、サイラエースＳ−３２０）２ｇを滴下し、混合
液を５分間撹拌した後、粒状のγ−酸化鉄（比表面積５
０ｍ２／ｇ）５ｇを混合液に添加して撹拌し、その後に
遠心分離を行った。得られた沈殿物に対し、エタノール
を加えて撹拌した後に遠心分離する、といった洗浄操作
を２回繰り返し、沈殿物を５０℃の温度で乾燥させて、
表面処理された磁性粒子を得た。
【００２３】ノニルフェノール０．２ｇを１００ｍｌの
エタノールに溶解させた後、エタノールと水との１対１
混合液で２０倍に希釈し、試験液とした。この試験液５
０ｇに得られた表面処理磁性粒子０．５ｇを加えて撹拌
し、液を３０分間放置した。永久磁石を使用して磁性粒
子を回収し、残った試験液をガスクロマトグラフで分析
したところ、元の試験液のノニルフェノール濃度に対し
て６７％に濃度が低下していた。
エタノールに溶解させた後、エタノールと水との１対１
混合液で２０倍に希釈し、試験液とした。この試験液５
０ｇに得られた表面処理磁性粒子０．５ｇを加えて撹拌
し、液を３０分間放置した。永久磁石を使用して磁性粒
子を回収し、残った試験液をガスクロマトグラフで分析
したところ、元の試験液のノニルフェノール濃度に対し
て６７％に濃度が低下していた。
【００２４】
【発明の効果】請求項１に係る発明の回収方法による
と、大量の水や高含水土壌中からも有用物質や有害物質
を回収することができ、特別な設備を必要とすることも
無い。
と、大量の水や高含水土壌中からも有用物質や有害物質
を回収することができ、特別な設備を必要とすることも
無い。
【００２５】請求項２に係る発明の吸着組成物を使用す
ると、請求項１に係る発明の上記効果が確実に得られ、
大量の水や高含水土壌中からも有用物質や有害物質を回
収することが可能になる。
ると、請求項１に係る発明の上記効果が確実に得られ、
大量の水や高含水土壌中からも有用物質や有害物質を回
収することが可能になる。
【図１】この発明に係る、水中または高含水土壌中の物
質の回収方法で使用される吸着組成物を模式的に示す拡
大断面図である。
質の回収方法で使用される吸着組成物を模式的に示す拡
大断面図である。
１ 強磁性または常磁性の磁性粒子 ２ 特定の物質を吸着する性質をもつ物質
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4D004 AA02 AA41 AB05 AB06 CA47 CC11 CC15 4D024 AA08 AB02 AB04 AB11 BA16 BB08 DB11 4G066 AA02B AA02C AA27B AA27C AB18B AD10B AE20B AE20C BA26 CA31 CA52 DA07 FA11
Claims (2)
- 【請求項１】 特定の物質を吸着する性質が付与された
多数の強磁性粒子または常磁性粒子からなる吸着組成物
を、前記特定物質を含んだ水中または高含水土壌中に投
入し、水中または高含水土壌中の前記特定物質を前記吸
着組成物に吸着させる工程と、 前記特定物質を吸着した吸着組成物を、磁石を使用して
水中または高含水土壌中から分離させて回収する工程と
を含むことを特徴とする水中または高含水土壌中の物質
の回収方法。 - 【請求項２】 多数の強磁性粒子または常磁性粒子の表
面を、特定の物質を吸着する性質をもつ物質で被覆して
形成されたことを特徴とする吸着組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10314440A JP2000140827A (ja) | 1998-11-05 | 1998-11-05 | 水中または高含水土壌中の物質の回収方法およびその方法に使用する吸着組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10314440A JP2000140827A (ja) | 1998-11-05 | 1998-11-05 | 水中または高含水土壌中の物質の回収方法およびその方法に使用する吸着組成物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000140827A true JP2000140827A (ja) | 2000-05-23 |
Family
ID=18053391
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10314440A Pending JP2000140827A (ja) | 1998-11-05 | 1998-11-05 | 水中または高含水土壌中の物質の回収方法およびその方法に使用する吸着組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000140827A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003001243A (ja) * | 2001-06-04 | 2003-01-07 | Japan Science & Technology Corp | 環境ホルモン除去処理システム |
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| JP2004298783A (ja) * | 2003-03-31 | 2004-10-28 | Kitakyushu Foundation For The Advancement Of Industry Science & Technology | 化学物質分離膜及びその製造方法、並びに化学物質の検出方法及び化学物質検出装置 |
| JP2010022888A (ja) * | 2008-07-15 | 2010-02-04 | Toshiba Corp | 水質浄化材料およびそれを用いた水質浄化方法 |
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| JP2013215719A (ja) * | 2012-03-12 | 2013-10-24 | Oki Kogei:Kk | 汚染物質吸着材、及びそれを用いた除染装置及び除染方法 |
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