JP2001162288A - 脱リン材 - Google Patents

脱リン材

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JP2001162288A
JP2001162288A JP34590299A JP34590299A JP2001162288A JP 2001162288 A JP2001162288 A JP 2001162288A JP 34590299 A JP34590299 A JP 34590299A JP 34590299 A JP34590299 A JP 34590299A JP 2001162288 A JP2001162288 A JP 2001162288A
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water
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Tadashi Matsumoto
忠司 松本
Yuichi Fukushima
祐一 福島
Katsumi Moriyama
克美 森山
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Abstract

(57)【要約】 【課題】脱リン効率を下げることなくpH値の低い、し
かも環境上好ましく、かつ経済的であるpH値の低い脱
リン材の提供 【解決手段】本発明の脱リン材は、珪酸カルシウム水和
物と炭酸カルシウム含有物質を主成分とし、石灰質原
料、珪酸質原料、炭酸カルシウム含有物質及び水の混合
物からなる造粒物をオートクレーブ養生して得られたも
のである。また炭酸カルシウム含有物質は、石灰石微粉
末、貝類の粉砕物、コンクリート構築物の解体粉砕物か
ら粗骨材を取り除いた粉砕物であり、この炭酸カルシウ
ム含有物質の混合割合は、炭酸カルシウムとして、石灰
質原料と珪酸質原料の合量に対して、5%〜75%とな
るように調合されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、河川・湖沼等のリ
ンを除去するために使用され、pH値の低くかつ脱リン
効率の低下しない脱リン材に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、河川・湖沼等に含有されているリ
ンを除去するのに、次のような脱リン材が知られてい
る。(1)セメント等の石灰質原料と珪酸質原料に水を
加えて造粒した成形体をオートクレーブ養生してなる脱
リン材がある。(2)石灰質原料と珪酸質原料を主成分
とする水スラリーに起泡剤を添加して得た成形体をオー
トクレーブ養生してなる脱リン材の特許がある。(特公
平2−20315号公報)。(3)酸化鉄を主成分と
し、粘土とともに混合して焼成してなるリン吸着材があ
る。(4)人工ゼオライトからなるリン吸着材がある
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の公知の技術には、脱リン効率の悪いものや脱リン効率
は良いが、pH値が高く、pH値6.8〜8.6という
排水基準値を満足しないという問題がある。即ち、上記
の(1)、(2)は処理水のpH値が高く、排水標準を
満足しない。また(3)は処理水が褐色に着色するばか
りでなく、リン除去効果が持続しないうえ、高価であ
る。更に(4)はリン除去効果が低い等の問題がある。
そこで、本発明者等は、脱リン効率を下げることなく、
pH値の低い脱リンを案出すべく種々検討したところ、
脱リン材に更に炭酸カルシウム含有物質を構成成分に加
えることにより、前記の問題点を解決できることを見出
し、ここに本発明をなすに至った。したがって、本発明
が解決しようとする第1の課題は、脱リン効率を下げる
ことなくpH値の低い脱リン材を提供することにある。
また本発明が解決しようとする第2の課題は、脱リン効
率を下げることなくpH値の低い、しかも環境上好まし
く、かつ経済的であるpH値の低い脱リン材を提供する
ことにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記の本発明の課題は、
以下の各発明によってそれぞれ達成される。
【0005】〔請求項1〕珪酸カルシウム水和物と炭酸
カルシウム含有物質を主成分とすることを特徴とする脱
リン材。 〔請求項2〕石灰質原料、珪酸質原料、炭酸カルシウム
含有物質及び水の混合物からなる造粒物をオートクレー
ブ養生してなることを特徴とする脱リン材。 〔請求項3〕炭酸カルシウム含有物質は、石灰石微粉
末、貝類の粉砕物、コンクリート構築物の解体粉砕物か
ら粗骨材を取り除いた粉砕物であることを特徴とする請
求項1又は請求項2に記載の脱リン材。 〔請求項4〕炭酸カルシウム含有物質の混合割合は、炭
酸カルシウムとして、石灰質原料と珪酸質原料の合量に
対して、5%〜75%となるように調合されていること
を特徴とする脱リン材。
【0006】請求項1に記載の脱リン材は、珪酸カルシ
ウム水和物と炭酸カルシウム含有物質を主成分とするこ
とを特徴とするもので、炭酸カルシウム含有物質を加え
ることにより脱リン効率を下げることなく、pH値を低
下させることができるという優れた効果を奏するもので
ある。また請求項2に記載の脱リン材は、石灰質原料、
珪酸質原料、炭酸カルシウム含有物質及び水の混合物か
らなる造粒物をオートクレーブ養生してなることによ
り、脱リン効率が下がることなく持続し、pH値を低下
させることができるというより優れた効果を奏するもの
である。また請求項3に記載の脱リン材は、炭酸カルシ
ウム含有物質は、石灰石微粉末、貝類の粉砕物あるい
は、コンクリート構築物の解体粉砕物から粗骨材を取り
除いた粉砕物の少なくとも1種であることにより、脱リ
ン効率を下げることなく、pH値を低下させることがで
きるばかりでなく、廃棄物を有効利用するため、環境上
も好ましいという優れた効果を奏するものである。この
うち、コンクリート構築物の解体粉砕物から粗骨材を取
り除いた粉砕物は、炭酸カルシウム以外にシリカ分を含
み、安価な脱りん材の原料になる利点を有する。請求項
4に記載の脱リン材は、炭酸カルシウム含有物質の混合
割合は、炭酸カルシウムとして、石灰質原料と珪酸質原
料の合量に対して、5%〜75%となるように調合され
ていることにより脱リン効率を下げることなく、pH値
を低下させることができるといういっそう優れた効果を
奏するものである。
【0007】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を更
に詳しく説明するが、本発明は、これらに限定されるも
のではない。
【0008】本発明の脱リン材は、珪酸カルシウム水和
物と炭酸カルシウム含有物質を主成分とすることを特徴
とするものであり、ここで、珪酸カルシウム水和物(主
としてトバモライトである。)としては、石灰質原料と
珪酸質原料との反応生成物からなる。ここで、石灰質原
料としては、主にセメントが用いられ、その種類は特に
限定されるものではないが、ポルトランドセメント、高
炉セメントやシリカセメント等の混合セメントが好まし
い。また珪酸質原料としては、珪砂、珪石、珪藻土、白
土の微粉末等が挙げられる。炭酸カルシウム含有物質と
しては、石灰石微粉末、貝類の粉砕物(例えば、蠣殻
等)、コンクリート構築物の解体粉砕物から粗骨材を取
り除いた粉砕物から選択れた少なくとも1種が用いられ
る。これらは、いずれも好ましく用いられるが、コンク
リート構築物の解体粉砕物から粗骨材を取り除いた粉砕
物がコスト面からいっていっそう好ましい。
【0009】また本発明は、石灰質原料、珪酸質原料、
炭酸カルシウム含有物質及び水の混合物からなる造粒物
をオートクレーブ養生してなることを特徴とするもので
あり、石灰質原料及び珪酸質原料は、前記に挙げられた
原料が用いられる。本発明に用いられる造粒物は、石灰
質原料、珪酸質原料、炭酸カルシウム含有物質及び水の
混合物を造粒して得られるが、これらの混合割合は、石
灰質原料及び珪酸質原料の合量に対して、炭酸カルシウ
ム含有物質5〜200重量%であり、水は、これらの混
合物が造粒しうる程度でよく、4〜20重量%が好まし
い。造粒は、成形手段、噴霧・転動手段等の適宜の方法
で行うことができるが、好ましくは原料混合物に水を噴
霧しながら転動する手段がよい。成形手段の場合には、
後述の如く適宜の形状に成形することができる点で好ま
しい。
【0010】また石灰質原料と珪酸質原料の割合は、通
常用いられる範囲の量で用いられるもので、70〜3
0:30〜70が好ましい。本発明では、炭酸カルシウ
ム含有物質の混合割合は、炭酸カルシウムとして、石灰
質原料と珪酸質原料の合量に対して、5%〜75%とな
るように調合される。好ましくは25%〜75%がよ
く、更に好ましくは50%〜75%となるように調合さ
れる。炭酸カルシウム含有物質が5%〜75%となるよ
うに調合される範囲で、脱リン効率を下げることなく、
pH値を低下させることができるという優れた効果を奏
するものである。また25%〜75%の範囲では、より
好ましく、更に50%〜75%の範囲でいっそう好まし
い。
【0011】本発明では、造粒物の大きさは、特に限定
されないが、粒径は、0.1cm〜10cmの範囲で用
いることができる。造粒物の形状は、適宜の形状を有す
るものであり、その形状としては、好ましくは略球形状
がよい。また他の形状としては、板状、ブロック状、ま
たはコンクリートの形状に合わせた形状等任意の形状と
することができる。更にこの造粒物は、オートクレーブ
養生されるが、この養生条件は、通常この技術分野にお
いて用いられる範囲でよく、好ましくは温度180℃〜
200℃、養生時間は2時間〜10時間で行われる。
【0012】(作用)本発明において、珪酸カルシウム
水和物に炭酸カルシウム含有物質を混合して得られた脱
リン材は、pH値を上げる原因である珪酸カルシウム水
和物が減量されるため、水中に溶出するCa2+イオン、
OH- イオンが少なくなるため、上記混入範囲内で本脱
リン材のリン除去方法である晶析反応に適したpH値に
なる。また混合された炭酸カルシウム含有物質は、オー
トクレーブ処理により活性化され、晶析反応に必要なC
2+イオンを適量放出するためリン除去効果が持続す
る。
【0013】
【実施例】以下に、実施例を挙げて本発明を更に詳しく
説明する。
【0014】〔実施例1〕普通ポルトランドセメント
(三菱マテリアル製)60重量部、珪石微粉末(敦賀セ
メント製・粉末度:3700cm/g)40重量部の合
量に対して、石灰石微粉末(菱光石灰工業製・粉末度:
3100cm/g)を40重量部加えて混合した原料混
合物をパン型ペレタイザーに入れ、水を噴霧しながら転
動造粒した。得られた造立物を常温にて1日養成後、水
に浸漬して、オートクレーブ養成(10気圧、保持時間
8時間)して脱リン材(粒径:1.6〜2.4mm)を
製造した(脱リン材1)。次に、蠣殻を洗浄、乾燥後ボ
ールミルを用いて粉砕して得た粉砕物(粉末度:320
0cm/g)及び鉄筋コンクリート建築物の解体時に出
たコンクリート部分を約300℃で焼成し、粗骨材を取
り除いて得た部分をボールミルを用いて粉砕して得た粉
砕物(粉末度:3500cm/g)について、上記混合
割合にて、同様な方法で造粒物を得た(脱リン材2,
3)。
【0015】これらの造粒物を500mlのビーカーに
取り、容積率5%になるように、予めリン濃度を2mg
/lに調整した河川水を加えて攪拌し、1時間後及び2
4時間後の検水中のリン濃度とpHの変化を測定した。
比較用として、炭酸カルシウム含有物質を混入しない脱
リン材(比較1)と炭酸カルシウム含有物質を混入しな
い脱リン材粉末60重量部と上記石灰石微粉末40重量
部を混合し、有機系バインダーを少量加えた原料混合物
を上記と同様な方法で転動造粒した後、乾燥して得た脱
リン材(比較2)を用いた。測定結果を表1に示す。
【表1】
【0016】表1より明らかなように、炭酸カルシウム
含有物質を加え、オートクレーブ養生することによりp
H値を下げ、効果的にリンを除去することができること
がわかる。
【0017】〔実施例2〕実施例1で使用した普通ポル
トランドセメント60重量部、珪石微粉末40重量部の
合量に対して表2に示す石灰石微粉末を加えて、以下実
施例1と同様な方法で造粒物を製造した。これらの造粒
物を500mlのビーカーに取り、容積率5%になるよ
うに、予めリン濃度を10,1,0.2mg/lに調整
した河川水を加えて攪拌し、24時間後の検水中のリン
濃度とpHの変化を測定した。
【表2】
【0018】表2から明らかなように、原水のリン濃度
毎に石灰石微粉末添加量の最適値がある。水質汚濁防止
法の排水規準(pH:8.6〜6.8)を考えると本混
合範囲が最適である。
【0019】〔実施例3〕鑑賞魚用水槽(内容量20リ
ットル)を使用して、湖沼水(リン濃度2mg/l調
整)のリン除去率とpH値および透視度の経日変化を調
べた。水槽の概略図を図1に示す。水槽10は、試験用
リン含有水18の入った水槽部11と脱リン材16を内
蔵した脱リン材部12とからなり、更に網17aと17
bを有している。また水槽部11と脱リン材部12との
間をパイプ13及びパイプ14により連通されており、
パイプ14にはポンプ15を備えている。この水槽で
は、矢印のように水の流れを形成する。
【0020】〔実験条件〕脱リン材:実施例1で使用し
た脱リン材1、容積率:5%、水循環率:0.5リット
ル/分、対照水:手賀沼水(リン濃度2mg/l調
整)、使用量:15リットル、水温:20℃、流入負
荷:3.3%(水槽内の水を毎日500ml採取し、各
測定に使用、対照水を500ml追加する)、比較:ブ
ランクとして脱リン材の変わりにガラスビーズを使用し
た。測定項目は、pH、リン濃度、透視度とし、得られ
た実験結果を表3に示す。
【0021】
【表3】
【0022】表3から明らかなように、本発明では、日
数が経過するに従い、リンが除去され水も透明になる。
比較では、リン分もそのまま存在し、藻類の発生が顕著
である。
【0023】〔表3中の用語〕1.リン濃度において、
T−P:全リン濃度の略、藻類等に蓄積されているリン
分及びイオン態リンの総量、またPO4 −P:イオン態
リン濃度の略、水中に溶解しているリン分。2.透視度
について、水の濁り具合の判定に利用。この実施例では
藻類の発生により緑色に濁る。JIS K0102に準
拠して測定したもので、数値が大きいほど透明である。
数値100が最大。
【0024】
【発明の効果】本発明の脱リン材は、珪酸カルシウム水
和物と炭酸カルシウム含有物質を主成分とすることによ
り、炭酸カルシウム含有物質を加えることにより脱リン
効率を下げることなく、pH値を低下させることができ
るという優れた効果を奏するものである。また本発明の
脱リン材は、石灰質原料、珪酸質原料、炭酸カルシウム
含有物質及び水の混合物からなる造粒物をオートクレー
ブ養生してなることにより、脱リン効率が下がることな
く持続し、pH値を低下させることができるというより
優れた効果を奏するものである。
【0025】本発明の脱リン材は、蠣殻等の貝類の粉砕
物、コンクリート構築物の解体時に発生する粗骨材を取
り除き粉砕した物等の炭酸カルシウム含有物質は、廃棄
物を有効利用するため、環境上も好ましい。また本発明
の脱リン材は、コンクリート構築物の解体時に発生する
粗骨材を取り除き粉砕した物質は、炭酸カルシウム以外
にシリカ分を含み、安価な脱りん材の原料になる利点を
有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の脱リン材を試験する水槽を示す断面図
である。
【符号の説明】
10 水槽 11 リン含有水の入った水槽部 12 脱リン材部 13、14 パイプ 15 ポンプ 16 脱リン材 17a、17b 網 18 試験用リン含有水
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福島 祐一 埼玉県大宮市北袋町一丁目297番地 株式 会社宇部三菱セメント研究所内 (72)発明者 森山 克美 福岡県古賀市舞の里1−10−2 Fターム(参考) 4D038 AA02 AB45 BA02 BB01 BB13

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】珪酸カルシウム水和物と炭酸カルシウム含
    有物質を主成分とすることを特徴とする脱リン材。
  2. 【請求項2】石灰質原料、珪酸質原料、炭酸カルシウム
    含有物質及び水の混合物からなる造粒物をオートクレー
    ブ養生してなることを特徴とする脱リン材。
  3. 【請求項3】炭酸カルシウム含有物質は、石灰石微粉
    末、貝類の粉砕物、コンクリート構築物の解体粉砕物か
    ら粗骨材を取り除いた粉砕物であることを特徴とする請
    求項1又は請求項2に記載の脱リン材。
  4. 【請求項4】炭酸カルシウム含有物質の混合割合は、炭
    酸カルシウムとして、石灰質原料と珪酸質原料の合量に
    対して、5%〜75%となるように調合されていること
    を特徴とする脱リン材。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN1321920C (zh) * 2005-03-08 2007-06-20 简放陵 一种高效低成本无污染的污水处理脱磷技术
DE102008034121A1 (de) 2007-07-20 2009-01-29 Advantest Corporation Verzögerungsleitung, Signalverzögerungsverfahren und Prüfsignal-Erzeugungsvorrichtung
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