JP3351467B2 - 脱リン材 - Google Patents
脱リン材Info
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
- Y02P40/10—Production of cement, e.g. improving or optimising the production methods; Cement grinding
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、下水処理敷設等に
おいて、処理水や汚泥中に含まれる水溶性リンを効果的
に除去する脱リン材に関するものである。
おいて、処理水や汚泥中に含まれる水溶性リンを効果的
に除去する脱リン材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より下水処理水中の水溶性リンを効
率的に除去し、河川や湖沼等の富栄養化を防止するため
の試みがなされている。例えば、特開平８−２２９５４
７号公報に開示されているようなリン吸着剤ブロックや
特公平２−２０３１５号公報に開示されている石灰質原
料と珪酸質原料を主成分とした脱リン材がある。
率的に除去し、河川や湖沼等の富栄養化を防止するため
の試みがなされている。例えば、特開平８−２２９５４
７号公報に開示されているようなリン吸着剤ブロックや
特公平２−２０３１５号公報に開示されている石灰質原
料と珪酸質原料を主成分とした脱リン材がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
特開平８−２２９５４７号公報に開示されている吸着剤
ブロックでは、その一部に火山灰と硫酸第一鉄を混合し
て焼成したリン吸着剤ブロックであり、これを水中に配
置してリン化合物を除去するものである。しかしこのブ
ロックでは下水処理敷設の排水を処理するには、脱リン
性能が十分ではない。
特開平８−２２９５４７号公報に開示されている吸着剤
ブロックでは、その一部に火山灰と硫酸第一鉄を混合し
て焼成したリン吸着剤ブロックであり、これを水中に配
置してリン化合物を除去するものである。しかしこのブ
ロックでは下水処理敷設の排水を処理するには、脱リン
性能が十分ではない。
【０００４】また特公平２−２０３１５号公報に開示さ
れている脱リン材は、石灰質原料と珪酸質原料とを高温
でオートクレーブ養生することにより製造されるもので
あり、繁雑な処理工程を必要とせず単純な方法で効率よ
くリンを除去し得るものである。しかし、本脱リン材
は、珪酸カルシウム水和物水和物を主体とするために、
製造時に１８０℃以上の高温でのオートクレーブ養生が
必要である。また、本法には原料として、高純度の石灰
石や珪石が必要であり、コストが高くなるという問題が
ある。
れている脱リン材は、石灰質原料と珪酸質原料とを高温
でオートクレーブ養生することにより製造されるもので
あり、繁雑な処理工程を必要とせず単純な方法で効率よ
くリンを除去し得るものである。しかし、本脱リン材
は、珪酸カルシウム水和物水和物を主体とするために、
製造時に１８０℃以上の高温でのオートクレーブ養生が
必要である。また、本法には原料として、高純度の石灰
石や珪石が必要であり、コストが高くなるという問題が
ある。
【０００５】そこで、本発明者等は、上記のような問題
点につき、種々検討したところ、ハイドロガーネット
（３ＣａＯ・Ａｌ2 Ｏ3 ・６Ｈ2 Ｏ）を主体とした水和
物の場合、アルミナセメントの常温養生で製造すること
が可能であり、またオートクレーブ養生を必要とする場
合でも１４０℃以下の比較的低い温度の低エネルギー消
費で製造することが可能であることを見出した。またそ
の脱リン性能も珪酸カルシウム水和物に比べて優れたも
のである。
点につき、種々検討したところ、ハイドロガーネット
（３ＣａＯ・Ａｌ2 Ｏ3 ・６Ｈ2 Ｏ）を主体とした水和
物の場合、アルミナセメントの常温養生で製造すること
が可能であり、またオートクレーブ養生を必要とする場
合でも１４０℃以下の比較的低い温度の低エネルギー消
費で製造することが可能であることを見出した。またそ
の脱リン性能も珪酸カルシウム水和物に比べて優れたも
のである。
【０００６】したがって、本発明が解決しようとする第
１の課題は、常温養生が可能であり、経済的に製造する
ことができ、省エネ効果の大きい脱リン材を提供するこ
とにある。本発明が解決しようとする第２の課題は、低
温でオートクレーブ養生が可能であり、経済的、かつ省
エネ効果の大きい脱リン材を提供することにある。
１の課題は、常温養生が可能であり、経済的に製造する
ことができ、省エネ効果の大きい脱リン材を提供するこ
とにある。本発明が解決しようとする第２の課題は、低
温でオートクレーブ養生が可能であり、経済的、かつ省
エネ効果の大きい脱リン材を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の本発明が解決しよ
うとする課題は、以下の各請求項に記載の発明によって
達成される。
うとする課題は、以下の各請求項に記載の発明によって
達成される。
【０００８】〔請求項１〕ハイドロガーネットを主体と
するセメント水和物からなることを特徴とする脱リン
材。 〔請求項２〕アルミナセメントと水との混練物を常温養
生することにより製造することを特徴とする請求項１に
記載の脱リン材。 〔請求項３〕アルミナセメントと酸化アルミニウムを含
む物質と水との混練物をオートクレーブ養生することに
より製造することを特徴とする請求項１に記載の脱リン
材。 〔請求項４〕酸化アルミニウムを含む物質が、高炉水
滓、フライアッシュ、粘土類であることを特徴とする請
求項３に記載の脱リン材。 〔請求項５〕ポルトランドセメントとボーキサイトと水
との混練物をオートクレーブ養生して製造することを特
徴とする請求項１に記載の脱リン材。
するセメント水和物からなることを特徴とする脱リン
材。 〔請求項２〕アルミナセメントと水との混練物を常温養
生することにより製造することを特徴とする請求項１に
記載の脱リン材。 〔請求項３〕アルミナセメントと酸化アルミニウムを含
む物質と水との混練物をオートクレーブ養生することに
より製造することを特徴とする請求項１に記載の脱リン
材。 〔請求項４〕酸化アルミニウムを含む物質が、高炉水
滓、フライアッシュ、粘土類であることを特徴とする請
求項３に記載の脱リン材。 〔請求項５〕ポルトランドセメントとボーキサイトと水
との混練物をオートクレーブ養生して製造することを特
徴とする請求項１に記載の脱リン材。
【０００９】ハイドロガーネットを主体とするセメント
水和物が脱リン材としての性能を有するのは、リン除去
機構が晶析反応であり、本水和物のｐＨ値、カルシウム
イオン（Ｃａ2+）の溶出量が晶析反応の上限にあるた
め、効率よくリン除去ができるためと考えられる。
水和物が脱リン材としての性能を有するのは、リン除去
機構が晶析反応であり、本水和物のｐＨ値、カルシウム
イオン（Ｃａ2+）の溶出量が晶析反応の上限にあるた
め、効率よくリン除去ができるためと考えられる。
【００１０】上記の本発明のハイドロガーネットを主体
とするセメント水和物は、以下のような製造方法で得る
ことができる。
とするセメント水和物は、以下のような製造方法で得る
ことができる。
【００１１】（１）アルミナセメントと水とを混練し、
この混練物を常温養生することにより製造する方法であ
り、本方法で製造するとオートクレーブ養生することな
く常温でハイドロガーネットが生成し、結果としてエネ
ルギーを多量に消費することなく脱リン材を得ることが
できる。
この混練物を常温養生することにより製造する方法であ
り、本方法で製造するとオートクレーブ養生することな
く常温でハイドロガーネットが生成し、結果としてエネ
ルギーを多量に消費することなく脱リン材を得ることが
できる。
【００１２】（２）アルミナセメントとアルミナを含む
添加材と水とを混練して、この混合物を１３０℃〜１４
０℃の温度でオートクレーブ養生することにより製造す
る方法。ここでアルミナを含む添加材とは、高炉水滓、
フライアッシュ、粘土類のことをいい、アルミナの含有
量が１４％から４０％までのものをいう。本方法を用い
ると比較的低い温度のオートクレーブ養生でハイドロガ
ーネットが生成するので、結果として低エネルギー消費
で脱リンを得ることができる。また本発明に用いられる
アルミナを含む添加材として、高炉水滓、フライアッシ
ュ、粘土類等の低価格の材料を用いることができるの
で、安価に脱リン材を得ることができる利点を有する。
添加材と水とを混練して、この混合物を１３０℃〜１４
０℃の温度でオートクレーブ養生することにより製造す
る方法。ここでアルミナを含む添加材とは、高炉水滓、
フライアッシュ、粘土類のことをいい、アルミナの含有
量が１４％から４０％までのものをいう。本方法を用い
ると比較的低い温度のオートクレーブ養生でハイドロガ
ーネットが生成するので、結果として低エネルギー消費
で脱リンを得ることができる。また本発明に用いられる
アルミナを含む添加材として、高炉水滓、フライアッシ
ュ、粘土類等の低価格の材料を用いることができるの
で、安価に脱リン材を得ることができる利点を有する。
【００１３】（３）ポルトランドセメントとボーキサイ
トと水とを混練し、この混練物を１３０℃〜１４０℃の
温度でオートクレーブ養生することにより製造する方
法。なお、ポルトランドセメントとしては、普通ポルト
ランドセメント、早強ポルトランドセメント、中庸熱ポ
ルトランドセメント、低熱ポルトランドセメント、耐硫
酸塩ポルトランドセメント等が挙げられる。本発明によ
ると、１３０℃〜１４０℃の比較的低い温度でのオート
クレーブ養生で、ハイドロガーネットが生成する。した
がって、低エネルギー消費で脱リン材を得ることができ
る。本方法に用いるポルトランドセメント類は、低い価
格で入手でき経済的である。
トと水とを混練し、この混練物を１３０℃〜１４０℃の
温度でオートクレーブ養生することにより製造する方
法。なお、ポルトランドセメントとしては、普通ポルト
ランドセメント、早強ポルトランドセメント、中庸熱ポ
ルトランドセメント、低熱ポルトランドセメント、耐硫
酸塩ポルトランドセメント等が挙げられる。本発明によ
ると、１３０℃〜１４０℃の比較的低い温度でのオート
クレーブ養生で、ハイドロガーネットが生成する。した
がって、低エネルギー消費で脱リン材を得ることができ
る。本方法に用いるポルトランドセメント類は、低い価
格で入手でき経済的である。
【００１４】なお、本発明の脱リン材を製造するための
上記３方法ともセメント、アルミナを含む添加材、ボー
キサイトなどの粉末材料と水とを混練した後に、ペレタ
イザー等の造粒機で造粒し、これを所定の方法で養生し
て本発明の脱リン材を製造することができる。この場合
粒径は、用途に応じて適宜変化させることができるが、
一般的には、０．５ｍｍ〜５．０ｍｍの範囲とすること
が望ましく、このように予め前記混練物を造粒して養生
することによって、養生後の粉砕を必要とせず、また粒
径も揃うので、結果として品質の高い脱リン材を得るこ
とができる。なお、本発明の脱リン材は、ＣａＯ／Ａｌ
2 Ｏ3 のモル比を２〜４、更に望ましくは２．５〜３．
５にするのが好ましい。このモル比でハイドロガーネッ
トを効率よく生成するからである。
上記３方法ともセメント、アルミナを含む添加材、ボー
キサイトなどの粉末材料と水とを混練した後に、ペレタ
イザー等の造粒機で造粒し、これを所定の方法で養生し
て本発明の脱リン材を製造することができる。この場合
粒径は、用途に応じて適宜変化させることができるが、
一般的には、０．５ｍｍ〜５．０ｍｍの範囲とすること
が望ましく、このように予め前記混練物を造粒して養生
することによって、養生後の粉砕を必要とせず、また粒
径も揃うので、結果として品質の高い脱リン材を得るこ
とができる。なお、本発明の脱リン材は、ＣａＯ／Ａｌ
2 Ｏ3 のモル比を２〜４、更に望ましくは２．５〜３．
５にするのが好ましい。このモル比でハイドロガーネッ
トを効率よく生成するからである。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を実
験例及び実施例をもとに説明するが、本発明は、これら
に限定されるものではない。
験例及び実施例をもとに説明するが、本発明は、これら
に限定されるものではない。
【００１６】（実験例１）アルミナセメントをパン型ペ
レタイザーに入れ、水の所定量を噴霧しながら転動造粒
した。得られた造粒物（平均粒径２．０ｍｍ）を常温で
１日養生後、乾燥して脱リン材１を得た。この脱リン材
１をＸ線回折により同定したところ、ハイドロガーネッ
トの存在が確認された。
レタイザーに入れ、水の所定量を噴霧しながら転動造粒
した。得られた造粒物（平均粒径２．０ｍｍ）を常温で
１日養生後、乾燥して脱リン材１を得た。この脱リン材
１をＸ線回折により同定したところ、ハイドロガーネッ
トの存在が確認された。
【００１７】（実験例２）アルミナセメント５０重量％
と高炉水滓５０重量％とをパン型ペレタイザーに入れ、
水の所定量を噴霧しながら転動造粒した。得られた造粒
物（平均粒径２．０ｍｍ）を１４０℃のオートクレーブ
中で６時間養生して脱リン材２を製造した。この脱リン
材２をＸ線回折により同定したところ、ハイドロガーネ
ットの存在が確認された。なお、フライアッシュとカオ
リナイトについても同様の実験を行ったところ、Ｘ線回
折の結果は脱リン材１と同様にハイドロガーネットが確
認された。
と高炉水滓５０重量％とをパン型ペレタイザーに入れ、
水の所定量を噴霧しながら転動造粒した。得られた造粒
物（平均粒径２．０ｍｍ）を１４０℃のオートクレーブ
中で６時間養生して脱リン材２を製造した。この脱リン
材２をＸ線回折により同定したところ、ハイドロガーネ
ットの存在が確認された。なお、フライアッシュとカオ
リナイトについても同様の実験を行ったところ、Ｘ線回
折の結果は脱リン材１と同様にハイドロガーネットが確
認された。
【００１８】（実験例３）普通ポルトランドセメント６
０重量％とボーキサイト４０重量％とをパン型ペレタイ
ザーに入れ、水の所定量を噴霧しながら転動造粒した。
得られた造粒物（平均粒径２．０ｍｍ）を１４０℃のオ
ートクレーブ中で６時間養生して脱リン材３を製造し
た。この脱リン材３をＸ線回折により同定したところ、
ハイドロガーネットの存在が確認された。
０重量％とボーキサイト４０重量％とをパン型ペレタイ
ザーに入れ、水の所定量を噴霧しながら転動造粒した。
得られた造粒物（平均粒径２．０ｍｍ）を１４０℃のオ
ートクレーブ中で６時間養生して脱リン材３を製造し
た。この脱リン材３をＸ線回折により同定したところ、
ハイドロガーネットの存在が確認された。
【００１９】
【実施例】以下に、本発明の実施例を更に具体的に上げ
て説明するが、本発明は、これらの例によって限定され
るものではない。
て説明するが、本発明は、これらの例によって限定され
るものではない。
【００２０】〔実施例１〕実験例１、２及び３で製造し
た脱リン材１、脱リン材２、脱リン材３及びトバモライ
トを主体とした珪酸カルシウムからなる軽量気泡コンク
リートを粉砕、これを平均粒径２．０ｍｍになるように
篩分けした脱リン材（比較品）について、以下の方法で
リン酸イオンの吸着試験を行った。
た脱リン材１、脱リン材２、脱リン材３及びトバモライ
トを主体とした珪酸カルシウムからなる軽量気泡コンク
リートを粉砕、これを平均粒径２．０ｍｍになるように
篩分けした脱リン材（比較品）について、以下の方法で
リン酸イオンの吸着試験を行った。
【００２１】（１）５００ｍｌ容量のメスシリンダーに
表１に示される脱リン材２５０ｍｌを入れ、リン濃度１
００ｍｇ／リットルの人工汚水を２５０ｍｌ入れた。そ
の後、速度８０ｍｌ／ｍｉｎで循環させ、経過時間毎の
汚水のリン濃度を測定した。結果を表１に示す。
表１に示される脱リン材２５０ｍｌを入れ、リン濃度１
００ｍｇ／リットルの人工汚水を２５０ｍｌ入れた。そ
の後、速度８０ｍｌ／ｍｉｎで循環させ、経過時間毎の
汚水のリン濃度を測定した。結果を表１に示す。
【００２２】
【表１】
【００２３】（２）長期持続試験 長さ１ｍ、直径３０
ｍｍの円筒に実験例１乃至３及び比較品のそれぞれの脱
リン材を入れ、リン濃度１０ｍｇ／リットルの人工汚水
を通水速度１５０ｍｌ／ｈｒ、上向流で連続して流し
た。その場合の経過時間に伴う人工汚水中のリン濃度を
それぞれ測定した。結果を表２に示す。なお、表２にお
いて、２８日通水以後は、カルシウム分を添加し、ｐＨ
値を調整した。
ｍｍの円筒に実験例１乃至３及び比較品のそれぞれの脱
リン材を入れ、リン濃度１０ｍｇ／リットルの人工汚水
を通水速度１５０ｍｌ／ｈｒ、上向流で連続して流し
た。その場合の経過時間に伴う人工汚水中のリン濃度を
それぞれ測定した。結果を表２に示す。なお、表２にお
いて、２８日通水以後は、カルシウム分を添加し、ｐＨ
値を調整した。
【００２４】
【表２】
【００２５】
【発明の効果】本発明の脱リン材は、ハイドロガーネッ
トを主体とするセメント水和物で構成されているので、
アルミナセメントの常温養生など低エネルギーで製造す
ることができる。また高炉水滓、フライアッシュ、粘土
若しくはポルトランドセメントなどの低価格の原料を用
いることができるので、低コストで製造できる。さら
に、脱リン性能も従来の珪酸カルシウム水和物であるト
バモライトを主体としたものより良好である。
トを主体とするセメント水和物で構成されているので、
アルミナセメントの常温養生など低エネルギーで製造す
ることができる。また高炉水滓、フライアッシュ、粘土
若しくはポルトランドセメントなどの低価格の原料を用
いることができるので、低コストで製造できる。さら
に、脱リン性能も従来の珪酸カルシウム水和物であるト
バモライトを主体としたものより良好である。
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｃ０４Ｂ 7/32 Ｃ０４Ｂ 7/32 (72)発明者 福島 祐一 埼玉県大宮市北袋町一丁目297番地 三 菱マテリアル株式会社 セメント研究所 内 (72)発明者 阿部 雄一朗 埼玉県大宮市北袋町一丁目297番地 三 菱マテリアル株式会社 セメント研究所 内 (56)参考文献 特開 平10−235344（ＪＰ，Ａ) 国際公開95／25586（ＷＯ，Ａ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C02F 1/28 C02F 1/58 B01J 20/00 - 20/34
Claims (5)
- 【請求項１】ハイドロガーネットを主体とするセメント
水和物からなることを特徴とする脱リン材。 - 【請求項２】アルミナセメントと水との混練物を常温養
生することにより製造することを特徴とする請求項１に
記載の脱リン材。 - 【請求項３】アルミナセメントと酸化アルミニウムを含
む物質と水との混練物をオートクレーブ養生することに
より製造することを特徴とする請求項１に記載の脱リン
材。 - 【請求項４】酸化アルミニウムを含む物質が、高炉水
滓、フライアッシュ、粘土類であることを特徴とする請
求項３に記載の脱リン材。 - 【請求項５】ポルトランドセメントとボーキサイトと水
との混練物をオートクレーブ養生して製造することを特
徴とする請求項１に記載の脱リン材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33679098A JP3351467B2 (ja) | 1998-11-27 | 1998-11-27 | 脱リン材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33679098A JP3351467B2 (ja) | 1998-11-27 | 1998-11-27 | 脱リン材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000157968A JP2000157968A (ja) | 2000-06-13 |
| JP3351467B2 true JP3351467B2 (ja) | 2002-11-25 |
Family
ID=18302720
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33679098A Expired - Fee Related JP3351467B2 (ja) | 1998-11-27 | 1998-11-27 | 脱リン材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3351467B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003047974A (ja) * | 2001-08-06 | 2003-02-18 | Toin Gakuen | 水中脱リン剤組成物及びそれを用いた水中からのリン除去方法 |
| EP1697272A1 (en) * | 2003-12-24 | 2006-09-06 | MT Aspiring Geochemistry Consultants Pty Ltd | Porous particulate material for fluid treatment, cementitious composition and method of manufacture thereof |
| CN102205229B (zh) * | 2011-05-23 | 2014-04-30 | 合肥工业大学 | 一种除磷吸附剂及其制备方法 |
| CN106365281B (zh) * | 2016-10-24 | 2019-06-28 | 长江师范学院 | 一种水体除磷剂的制备方法及水体除磷方法 |
-
1998
- 1998-11-27 JP JP33679098A patent/JP3351467B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000157968A (ja) | 2000-06-13 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20020821 |
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