JP5144918B2 - ハイドロタルサイト様物質を用いた土壌浄化装置および土壌浄化方法 - Google Patents
ハイドロタルサイト様物質を用いた土壌浄化装置および土壌浄化方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5144918B2 JP5144918B2 JP2006311957A JP2006311957A JP5144918B2 JP 5144918 B2 JP5144918 B2 JP 5144918B2 JP 2006311957 A JP2006311957 A JP 2006311957A JP 2006311957 A JP2006311957 A JP 2006311957A JP 5144918 B2 JP5144918 B2 JP 5144918B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- hydrotalcite
- water
- soil
- substance
- granular material
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000000126 substance Substances 0.000 title claims description 90
- 239000002689 soil Substances 0.000 title claims description 88
- 238000000746 purification Methods 0.000 title claims description 44
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 24
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 161
- 239000008187 granular material Substances 0.000 claims description 84
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims description 60
- 239000003673 groundwater Substances 0.000 claims description 30
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 30
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims description 27
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 24
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 24
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 21
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 16
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 10
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 claims description 7
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 6
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 claims description 5
- 239000012466 permeate Substances 0.000 claims description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 2
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims 1
- 238000005067 remediation Methods 0.000 claims 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 23
- -1 aluminum ions Chemical class 0.000 description 22
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 14
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 14
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 14
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 14
- 239000003929 acidic solution Substances 0.000 description 12
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 12
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 12
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 12
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 description 11
- 239000008213 purified water Substances 0.000 description 11
- WLZRMCYVCSSEQC-UHFFFAOYSA-N cadmium(2+) Chemical compound [Cd+2] WLZRMCYVCSSEQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- JLVVSXFLKOJNIY-UHFFFAOYSA-N Magnesium ion Chemical compound [Mg+2] JLVVSXFLKOJNIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 8
- 229910001425 magnesium ion Inorganic materials 0.000 description 8
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 7
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 6
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 6
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 5
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- GDVKFRBCXAPAQJ-UHFFFAOYSA-A dialuminum;hexamagnesium;carbonate;hexadecahydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Al+3].[Al+3].[O-]C([O-])=O GDVKFRBCXAPAQJ-UHFFFAOYSA-A 0.000 description 5
- 229910001701 hydrotalcite Inorganic materials 0.000 description 5
- 229960001545 hydrotalcite Drugs 0.000 description 5
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 5
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 4
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 4
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 4
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 3
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 3
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 3
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 3
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- BZHJMEDXRYGGRV-UHFFFAOYSA-N Vinyl chloride Chemical compound ClC=C BZHJMEDXRYGGRV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 2
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K aluminium trichloride Chemical compound Cl[Al](Cl)Cl VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 229910001570 bauxite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- 230000036541 health Effects 0.000 description 2
- RVPVRDXYQKGNMQ-UHFFFAOYSA-N lead(2+) Chemical compound [Pb+2] RVPVRDXYQKGNMQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- AGMMPPVVMLRYIL-UHFFFAOYSA-L lead(2+);chloride;hydroxide Chemical compound [OH-].[Cl-].[Pb+2] AGMMPPVVMLRYIL-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 239000001095 magnesium carbonate Substances 0.000 description 2
- ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L magnesium carbonate Chemical compound [Mg+2].[O-]C([O-])=O ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229910000021 magnesium carbonate Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000014380 magnesium carbonate Nutrition 0.000 description 2
- 150000002681 magnesium compounds Chemical class 0.000 description 2
- BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L potassium carbonate Chemical compound [K+].[K+].[O-]C([O-])=O BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 2
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 2
- BNGXYYYYKUGPPF-UHFFFAOYSA-M (3-methylphenyl)methyl-triphenylphosphanium;chloride Chemical compound [Cl-].CC1=CC=CC(C[P+](C=2C=CC=CC=2)(C=2C=CC=CC=2)C=2C=CC=CC=2)=C1 BNGXYYYYKUGPPF-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 1,2-bis(ethenyl)benzene;1-ethenyl-2-ethylbenzene;styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1.CCC1=CC=CC=C1C=C.C=CC1=CC=CC=C1C=C NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ATRRKUHOCOJYRX-UHFFFAOYSA-N Ammonium bicarbonate Chemical compound [NH4+].OC([O-])=O ATRRKUHOCOJYRX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021532 Calcite Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 1
- WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K aluminium hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Al+3] WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- ANBBXQWFNXMHLD-UHFFFAOYSA-N aluminum;sodium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[Na+].[Al+3] ANBBXQWFNXMHLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N ammonia Natural products N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001099 ammonium carbonate Substances 0.000 description 1
- 235000012501 ammonium carbonate Nutrition 0.000 description 1
- 238000005349 anion exchange Methods 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910021538 borax Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052599 brucite Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001661 cadmium Chemical class 0.000 description 1
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 description 1
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 1
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 230000000816 effect on animals Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000000909 electrodialysis Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 210000003128 head Anatomy 0.000 description 1
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 1
- 239000003456 ion exchange resin Substances 0.000 description 1
- 229920003303 ion-exchange polymer Polymers 0.000 description 1
- HWSZZLVAJGOAAY-UHFFFAOYSA-L lead(II) chloride Chemical compound Cl[Pb]Cl HWSZZLVAJGOAAY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 1
- VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L magnesium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Mg+2] VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000000347 magnesium hydroxide Substances 0.000 description 1
- 229910001862 magnesium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000012254 magnesium hydroxide Nutrition 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 230000000877 morphologic effect Effects 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000027 potassium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000005070 ripening Effects 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 229910001388 sodium aluminate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000010339 sodium tetraborate Nutrition 0.000 description 1
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 1
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 1
- 238000000967 suction filtration Methods 0.000 description 1
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
- WUUHFRRPHJEEKV-UHFFFAOYSA-N tripotassium borate Chemical compound [K+].[K+].[K+].[O-]B([O-])[O-] WUUHFRRPHJEEKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BSVBQGMMJUBVOD-UHFFFAOYSA-N trisodium borate Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].[O-]B([O-])[O-] BSVBQGMMJUBVOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
- Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
- Bulkheads Adapted To Foundation Construction (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Treatment Of Water By Ion Exchange (AREA)
Description
この発明は、ハイドロタルサイト様物質を用いた土壌浄化装置および土壌浄化方法に関するものである。
近年、人の生産活動によって排出された有害物質が土壌に蓄積し、動植物や人間の健康等に重大な影響を及ぼすことが問題となっている。この問題を解決するために、土壌中の地下水を揚水し、この地下水中に溶解した有害物質をイオン交換樹脂や電気透析手段を用いて除去した後、土壌に戻すというサイクルを繰り返すことによって土壌中の有害物質を低下させる方法がある。（例えば、特許文献１参照）。
しかしながら、従来の方法では、コストが高くなると共に、有害物質の除去性能も低いという問題があった。
そこで本発明は、低コストで陰イオン交換性能が高い土壌浄化装置および土壌浄化方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明の土壌浄化装置は、土壌から地下水を揚水する揚水手段と、結晶子サイズが２０ｎｍ以下であるハイドロタルサイト様物質と水とを含む材料から含水率が７０％以下になるまで所定の圧力をかけて水分を除去した後、温度が９０℃以上１１０℃以下でかつ湿度が９０％以上となる条件下で乾燥して製造された粒径が０．２４ｍｍ以上であって含水率が１０％以上であるハイドロタルサイト様粒状体と前記揚水手段が揚水した地下水とを混合し、当該地下水からイオンを除去するイオン除去手段と、を具備することを特徴とする。
また、前記ハイドロタルサイト様粒状体は、ＮａＣｌ等の塩化物を含有しても良い。また、前記ハイドロタルサイト様粒状体は、陽イオンを吸着固定するものである方が好ましい。また、前記土壌に水を注水する注水手段を具備する方が好ましく、更に好ましくは、前記注水手段は、イオンが除去された前記水を前記土壌に戻すものであることが良い。また、前記地下水を前記土壌内に遮蔽する遮水壁を具備する方が好ましい。
また、本発明の土壌浄化装置は、結晶子サイズが２０ｎｍ以下であるハイドロタルサイト様物質と水とを含む材料から含水率が７０％以下になるまで所定の圧力をかけて水分を除去した後、温度が９０℃以上１１０℃以下でかつ湿度が９０％以上となる条件下で乾燥して製造された粒径が０．２４ｍｍ以上であって含水率が１０％以上であるハイドロタルサイト様粒状体からなり、所定範囲の土壌を遮蔽すると共に地下水を透過可能な浄化壁を具備することを特徴とする。
また、本発明の土壌浄化方法は、土壌から地下水を揚水する揚水工程と、結晶子サイズが２０ｎｍ以下であるハイドロタルサイト様物質と水とを含む材料から含水率が７０％以下になるまで所定の圧力をかけて水分を除去した後、温度が９０℃以上１１０℃以下でかつ湿度が９０％以上となる条件下で乾燥して製造された粒径が０．２４ｍｍ以上であって含水率が１０％以上であるハイドロタルサイト様粒状体と前記揚水した地下水とを混合し、当該地下水からイオンを除去するイオン除去工程と、を有する方が好ましい。
また、前記ハイドロタルサイト様粒状体は、ＮａＣｌ等の塩化物を含有しても良い。また、前記ハイドロタルサイト様粒状体は、陽イオンを吸着固定するものである方が好ましい。また、前記土壌に水を注水する注水工程を有する方が好ましく、更に好ましくは、前記注水工程は、イオンが除去された前記水を前記土壌に戻すものである方が好ましい。また、前記揚水は、前記地下水を前記土壌内に遮蔽する遮水壁の内側で行う方が好ましい。
また、本発明の土壌浄化方法は、結晶子サイズが２０ｎｍ以下であるハイドロタルサイト様物質と水とを含む材料から含水率が７０％以下になるまで所定の圧力をかけて水分を除去した後、温度が９０℃以上１１０℃以下でかつ湿度が９０％以上となる条件下で乾燥して製造された粒径が０．２４ｍｍ以上であって含水率が１０％以上であるハイドロタルサイト様粒状体からなる浄化壁を用いて、所定範囲の土壌を遮蔽すると共に地下水を透過させることを特徴とする。
請求項１ないし７，９ないし１５記載の発明によれば、低コストで確実に土壌浄化を行うことができる。
請求項８，１６記載の発明によれば、浄化壁によって汚染されている土壌を汚染されていない土壌から確実に遮蔽すると共に汚染物質を吸着して、土壌浄化を行うことができる。
本発明の第一の土壌浄化装置１０は、図１に示すように、有害物等で汚染されている土壌８から地下水９を揚水する揚水手段５と、ハイドロタルサイト物質又はハイドロタルサイト様粒状体２と揚水手段５が揚水した水（以下、汚染水９という）とを混合し、この汚染水９から汚染物質であるイオンを除去するイオン除去手段１と、土壌８に水を注水する注水手段６と、で主に構成される。
揚水手段５は、例えば、地下水（汚染水９）を揚水できる位置まで挿入した揚水井と、この揚水井の汚染水９を地面８１まで揚水するポンプとで構成すれば良い。この揚水井の上側部分は、遮水性のコンクリート壁等で形成され、下側部分は、多数の通孔を有する透水性のコンクリート壁によって形成される。勿論、揚水手段５はこれに限られるものではなく、土壌８中から地下水（汚染水９）を揚水できるものであれば、他のどのような構成でも構わない。また、揚水手段５を複数設けることも可能である。
イオン除去手段１は、このハイドロタルサイト様物質と汚染水９とを接触させてイオン、特に汚染物質であるイオンを除去するためのもので、例えば、汚染水９を供給する供給流路３１と、イオンが除去された水（以下、浄化水という）を排出する排出流路３２とに接続される容器状に形成したものを用いることができる。イオン除去手段１の材質としては、汚染水９と反応する物質でなければどのようなものでも良く、例えば、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）や塩化ビニル等の樹脂の他、金属、木材等を自由に用いることができる。
また、イオン除去手段１には、ハイドロタルサイト様物質と汚染水９とを均一に混合するための混合手段、例えば、モータ等の回転により撹拌するミキサーや、容器内に気泡を供給することにより撹拌する気体供給手段等を設けても良い。
また、イオン除去手段１には、ハイドロタルサイト様物質から浄化水を脱水するための脱水手段、例えば、フィルタプレス等を設けても良い。勿論、脱水手段をイオン除去手段１とは独立して設けることも可能である。
イオン除去手段１に用いるハイドロタルサイト様物質としてはどのようなものでも良いが、例えば、以下のような方法で製造したものを用いることができる。
まず、アルミニウムイオンとマグネシウムイオンを含む酸性溶液を調製する。
アルミニウムイオンのアルミニウム源としては、水中でアルミニウムイオンを生成するものであれば良く、特定の物質に限定されるものではない。例えば、アルミナ、アルミン酸ソーダ、水酸化アルミニウム、塩化アルミニウム、硝酸アルミニウム、ボーキサイト、ボーキサイトからのアルミナ製造残渣、アルミスラッジ等を用いることができる。また、これらアルミニウム源は、いずれかを単独で用いても、２種類以上を組み合わせて用いても良い。
また、マグネシウムイオンのマグネシウム源としては、水中でマグネシウムイオンを生成する物であれば良く、特定の物質に限定されるものではない。例えば、ブルーサイト、水酸化マグネシウム、マグネサイト、マグネサイトの焼成物等を用いることができる。これらマグネシウム源は、いずれかを単独で用いても、２種類以上を組み合わせて用いても良い。
なお、前記アルミニウム源としてのアルミニウム化合物、マグネシウム源としてのマグネシウム化合物は、前記酸性溶液にアルミニウムイオン、マグネシウムイオンが存在していれば完全に溶解している必要はない。したがって、酸性溶液中に溶解していないアルミニウム化合物やマグネシウム化合物を含んでいても問題なくハイドロタルサイトを製造することができる。
ここで、アルミニウムイオンとマグネシウムイオンからなるハイドロタルサイトの一般式は、Ｍｇ２＋ １−ｘＡｌ３＋ ｘ（ＯＨ）２（Ａｎ−）ｘ／ｎ・ｍＨ２Ｏ（Ａｎ−はアニオン）であり、高結晶質のハイドロタルサイトの最も一般的な組成では、アルミニウムイオンとマグネシウムイオンのモル比が１：３（ｘ＝０．２５）となっていることが知られている。したがって、酸性溶液中のアルミニウムイオンとマグネシウムイオンのモル比は、１：５〜１：２の範囲とするのが好ましい。この範囲とすることによって、アルミニウム源とマグネシウム源を無駄にすることなく、物質収支的に有利にハイドロタルサイト様物質を製造することができる。
また、前記酸性溶液を酸性に調製するには、硝酸又は塩酸を用いるのが好ましい。
次に、アルミニウムイオンとマグネシウムイオンを含んだ前記酸性溶液を、アルカリを含むアルカリ性溶液と混合する。このアルカリ性溶液は、ｐＨが８〜１１のものを用いるのが好ましい。また、混合の際、アルカリ性溶液を激しく撹拌すれば、結晶子サイズ（結晶子の大きさ）が小さいハイドロタルサイト様物質を生成することもできる。この場合、ハイドロタルサイト様物質の結晶子サイズが小さいので、混合時に溶液はコロイド状となる。なお、酸性溶液とアルカリ性溶液の混合の方法としては、酸性溶液をアルカリ性溶液へ一気に加えて混合するか、酸性溶液をアルカリ性溶液へ滴下して混合するのが好ましいが、これら以外の方法であっても良い。
ここで、アルカリ性溶液に含まれるアルカリとしては、水溶液をアルカリ性とするものであれば良く、特定の物質に限定されるものではない。例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カルシウム、石灰、セメントの固化剤などを用いることができる。また、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸アンモニウム、アンモニア水、ホウ酸ナトリウム、ホウ酸カリウムなども用いることができる。これらアルカリはいずれかを単独で用いても、２種類以上を組み合わせて用いても良い。
また、高結晶質のハイドロタルサイトは炭酸イオンと優先的にイオン交換するため、炭酸イオンを含むと目的とする陰イオンと効率良くイオン交換できない。したがって、ハイドロタルサイト様物質においても、目的とする陰イオンと効率良くイオン交換させるために、前記酸性溶液および前記アルカリ性溶液に炭酸イオンを含まないようにするのが好ましい。
酸性溶液をアルカリ性溶液と混合してハイドロタルサイト様物質を生成した後、中和又は水分を除去する。この際、熟成を行わずに中和又は水分の除去を行えば、ハイドロタルサイト様物質の結晶が成長することなく、結晶子サイズの小さいハイドロタルサイト様物質を製造することができる。ハイドロタルサイト様物質の結晶子サイズは小さい程陰イオン交換性が高く、フッ素イオン等の吸着量が高くなる。したがって、結晶子サイズが２０ｎｍ以下、好ましくは１０ｎｍ以下になるように調製するのが好ましい。なお、「熟成を行わずに中和又は水分を除去する」とは、酸性溶液とアルカリ性溶液の混合が完了した後、時間を置かずに直ちに中和又は水分を除去するということである。水分を除去するためには、吸引濾過、遠心分離、または上澄み液の分離など適当な方法を用いることができる。また、水分を除去することによって、ハイドロタルサイト様物質はほぼ中性となる。確実に熟成を行わせないためには、水分を除去した後のハイドロタルサイト様物質を洗浄しても良いが、ＮａＣｌ等の塩化物を含有させておいても良い。また、ハイドロタルサイト様物質は、アルカリ性溶液中でのみ熟成が行われる。
ここで、ハイドロタルサイト様物質としては、粉状のものを用いても、スラリー状のものを用いても良い。また、イオン除去手段１では、ハイドロタルサイト様物質を粒状にしたハイドロタルサイト様粒状体を用いることも可能である。
ハイドロタルサイト様粒状体としては、造粒機や、バインダを用いて製造したものを用いることができるが、好ましくは、少なくともハイドロタルサイト様物質と水とを含む材料を、ハイドロタルサイト様物質の絶乾温度（ハイドロタルサイト様物質の結晶水が抜け始める温度）以下で乾燥させてなるものが良い。具体的には、下記のように製造したハイドロタルサイト様粒状体を用いることができる。
まず、上述したハイドロタルサイト様物質から、フィルタプレスにより所定の圧力をかけて水分をできるだけ除去した後、ハイドロタルサイト様物質の結晶水が抜け始める温度（以下絶乾温度という）以下で乾燥させる。換言すると、ハイドロタルサイト様物質の結晶外の水のみを除去する。具体的には、含水率が７０％以下、好ましくは６５％以下、更に好ましくは６０％以下のハイドロタルサイト様物質を、最終生成物であるハイドロタルサイト様粒状体の含水率が１０％以上２０％以下、好ましくは１０％以上１５％以下、更に好ましくは、１１％以上１２％以下になるように乾燥させる。ここで、ハイドロタルサイト様粒状体の含水率を１０％以上に保持する理由は、ハイドロタルサイト様粒状体の含水率が１０％未満であると、溶液等に触れた際にハイドロタルサイト様粒状体が水分を吸収して体積が急激に膨張し、破砕し易くなるためである。なお、含水率とは水分を含むハイドロタルサイト様物質全体の質量に対する水の質量である。ハイドロタルサイト様物質が含んでいる水分の質量の測定は、日本工業規格「土の含水比試験方法」（ＪＩＳ Ａ １２０３：１９９９）に準拠して行った。
なお、乾燥させる温度としては、ハイドロタルサイト様物質の絶乾温度以下であればどのような温度でも良いが、ハイドロタルサイト様粒状体の粒径を大きくするためには比較的低温で乾燥させる方が好ましい。ただし、あまり低すぎる温度で乾燥すると、ハイドロタルサイト様粒状体が水に解け易くなる。したがって、具体的な乾燥温度は、２５℃以上１２５℃以下が良く、好ましくは９０℃以上１１０℃以下が良く、更に好ましくは９５℃以上１０５℃以下が良い。
また、この乾燥はどのように行っても良く、例えば、通常の乾燥炉等を用いれば良い。勿論、室温で自然乾燥にすることも可能である。また、乾燥時の湿度を高く調節する方がハイドロタルサイト様粒状体の形態安定性の点で良い。例えば、乾燥炉内の水蒸気の量を飽和水蒸気量付近（湿度が９０％〜１００％）となるように調節すれば良い。
また、このようにして乾燥したハイドロタルサイト様物質をふるいにかけ、析出した塩化物等を除去しても良い。
また、ハイドロタルサイト様粒状体は、その用途に応じて粒径を調製しても良い。この場合、ハイドロタルサイト様粒状体の粒径は、後述する定置手段を通過しない大きさ、例えば、０．２４ｍｍ以上が良く、好ましくは０．３６ｍｍ以上が良く、更に好ましくは１ｍｍ以上２ｍｍ以下が良い。粒径の調製は、どのように行っても良いが、例えば、ハンマー等により破砕し、目的とする大きさの目をもったふるいにかけて行えば良い。このように製造したハイドロタルサイト様粒状体の陰イオンの吸着量は高い方が好ましい。例えば、フッ素イオンの吸着量は、少なくとも８ｍｇ／ｇ以上、好ましくは８．５ｍｇ／ｇ以上、更に好ましくは８．７ｍｇ／ｇ以上が良い。また、本発明のハイドロタルサイト様粒状体は、カドミウムイオン、鉛イオン等の陽イオンを吸着固定する方が好ましい。また、材料として用いるハイドロタルサイト様物質の結晶子サイズは小さい程陰イオン交換性が高く、フッ素イオンの吸着量等が高くなる。したがって、材料としては、結晶子サイズが２０ｎｍ以下、好ましくは１０ｎｍ以下のハイドロタルサイト様物質を用いるのが良い。
ハイドロタルサイト様粒状体を用いる場合、イオン除去手段１としては、ハイドロタルサイト様粒状体２が配置されると共に、汚染水９とハイドロタルサイト様粒状体２とを接触させることができるものであればどのようなものでも良いが、例えば、図２に示すように、汚染水９を接触部３内に供給する供給流路３１と、接触部３内でイオン、特に汚染物質であるイオンが除去された水（以下、浄化水という）を接触部３内から排出する排出流路３２とに接続される容器状に形成したものを用いることができる。この場合、接触部３に供給流路３１や排出流路３２を接続する位置はどこでも良く、例えば、図２に示すように接触部３の下部で供給流路３１に接続し、上部で排出流路３２に接続したり、図３に示すように接触部３の下部で供給流路３１と排出流路３２に接続したりすれば良い。また、ハイドロタルサイト様粒状体２が汚染水９の流れによって接触部３内の一部に偏り、イオンの除去効率が下がるのを防止するため、供給流路や排出流路を複数設けるようにし、接触部３内の汚染水９の流れに変化を付けるようにしても良い。また、図４に示すように、供給流路と排出流路とを兼ねる共通流路３３とし、汚染水９の供給と浄化水の排出を共通流路３３一本で行うことも勿論可能である。
また、接触部３の別の形態としては、図５に示すように、流路自体として形成しても良い。この場合、ハイドロタルサイト様粒状体２は、流路の底部３９に配置すれば良い。
また、イオン除去手段１は、接触部３に配置するハイドロタルサイト様粒状体２が汚染水９又は浄化水と共に接触部３から流出するのを防止するため、汚染水９又は浄化水を流通させる共にハイドロタルサイト様粒状体２の流通を防止する定置手段を、接触部３の浄化水の排出側や汚染水９の供給側に配置するようにしても良い。定置手段としては、例えば、ハイドロタルサイト様粒状体２の粒径よりも細かい目を有するフィルターを用いることができる。この場合、接触部３と供給流路３１や排出流路３２との接続部分にこのフィルターを配置すれば良い。また、フィルターの強度を補うために、フィルターの目より粗い目を有する補強板をフィルターとハイドロタルサイト様粒状体２との間に設けても良い。
また、定置手段の別の形態として、ハイドロタルサイト様粒状体２の粒径よりも目の細かいネットを用いることも可能である。この場合、ハイドロタルサイト様粒状体２をネットによって包持して接触部３に配置すれば良い。このようにすれば、ハイドロタルサイト様粒状体２をネットで包持したものを、例えば水路等に容易に配置することができ、水路を流れる水の中からイオンを除去し水を浄化した後、水路から容易に取り出すことができる。
また、接触部３に汚染水９を一定の速度で流し続けると、ハイドロタルサイト様粒状体２が汚染水９の流れによって接触部３内の一部に偏り、イオンの除去効率が下がるという問題がある。そこで、イオン除去手段１に、接触部３内のハイドロタルサイト様粒状体２を撹拌する撹拌手段４を設けても良い。これにより、接触部３内のハイドロタルサイト様粒状体２を均一に分散させることができる。ここで、撹拌手段４としては、例えば、接触部３内に供給する汚染水９の流量を変化させる流量調節手段、例えば流量調節弁等を用いることができる。なお、接触部３に流す汚染水９の流量を変化させることには、負の流量にすること、すなわち、接触部３内へ流す汚染水９の方向を逆にすることも含まれる。
また、撹拌手段の別の形態として、接触部３に気体を供給する気体供給手段とし、接触部３内のハイドロタルサイト様粒状体２を均一に分散させるようにしても良い。もちろん、流量調節手段と気体供給手段とを併用することも可能である。
また、イオン除去手段１は、図６に示すように、接触部３を複数連結して形成しても良い。このように形成すれば、ハイドロタルサイト様粒状体２は、汚染水９中のイオンのうち、吸着しやすいイオンから順に吸着するため、汚染水９中のイオンを各接触部３で選択的に除去することができる。また、供給側の接触部３の方が汚染水９中のイオン濃度が高く、ハイドロタルサイト様粒状体２のイオンの吸着能力が劣化し易いため、ハイドロタルサイト様粒状体２の交換は、供給側の接触部３を取り外し、排出側に新しいハイドロタルサイト様粒状体２を有する接触部３を連結するとハイドロタルサイト様粒状体２を有効に利用することができる。ここで有害物質であるイオンを除去された浄化水は、後述する注水手段６によって土壌８に戻しても良いし、河川等に排出しても良い。
また、各接触部３に、接触部３内の汚染水９をサンプリングするためのサンプリング流路５を設けるようにしても良い。これにより、各接触部３内の汚染水９のイオンの種類や濃度を測定することができる。
また、粉状又はスラリー状のハイドロタルサイト様物質を用いる場合には、イオン除去手段は、例えば、汚染水９を供給する供給流路と、イオンが除去された水及びハイドロタルサイト様物質の混合物を排出する排出流路とに接続される容器状の混合部を形成して用いれば良い。混合部の材質としては、溶液と反応する物質でなければどのようなものでも良く、例えば、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）や塩化ビニル等の樹脂を用いることができる。
また、混合部には、ハイドロタルサイト様物質と汚染水とを均一に混合するための混合手段、例えば、モータ等の回転により撹拌するミキサーや、容器内に気泡を供給することにより撹拌する気体供給手段等を設けても良い。
また、混合部には、ハイドロタルサイト様物質から洗浄水を脱水するための脱水手段、例えば、フィルタプレス等を設けても良い。勿論、脱水手段を混合部とは独立して設けることも可能である。
注水手段６は、土壌８に有害物質を含まない水、又はイオン除去手段１によって汚染水９から有害物質を除去された浄化水を注水するもので、例えば、図１に示すように、土壌８に挿入された注水井として形成すれば良い。この注水井は、揚水井と同様に、注水井の上側部分が遮水性のコンクリート壁等で形成され、下側部分が多数の通孔を有する透水性のコンクリート壁で形成される。勿論、注水手段はこれに限られるものではなく、土壌８中に浄化水を戻すことができるものであれば、他のどのような構成でも構わない。また、注水手段６を複数設けることも可能である。
これにより、注水井から水を注水すると、有害物質で汚染された土壌８をこの水が通過すると共に有害物質を土壌８から分離させ、揚水井からポンプによって揚水される。揚水された汚染水９は、有害物質であるイオンがイオン除去手段１のハイドロタルサイト様粒状体２に固定され浄化水となる。
また、土壌浄化装置１０は、地下水（汚染水９）を有害物質で汚染された土壌８内に遮蔽する遮水壁７を設けることも可能である（図１参照）。遮水壁７としては、例えば、水を通し難い難透水層８２の位置か、少なくとも揚水井や注水井よりも深い位置まで形成された遮水性のコンクリート壁により形成することができる。これにより、有害物質で汚染された土壌８と汚染されていない土壌との混合を防止することができる。
また、土壌浄化装置１０は、土壌８中の地下水（汚染水９）の水位９１を測定する水位センサー（水位測定手段）を設けても良い。この場合、例えば、揚水手段５近傍と注水手段６近傍に水位センサーを設け、地下水（汚染水９）の水位をモニタリングすることにより、地下水（汚染水９）の水位に応じて、揚水手段５の揚水や注水手段６の注水を調節することができる。
また、本発明の第二の土壌浄化装置は、土壌内に粉状やスラリー状のハイドロタルサイト様物質を供給するハイドロタルサイト様物質供給手段を具備するものである。ハイドロタルサイト様物質供給手段としては、例えば、上述した注水井と同様に形成された井戸として形成することができる。この井戸は、井戸の上側部分が遮水性のコンクリート壁等で形成され、下側部分が多数の通孔を有する透水性のコンクリート壁で形成される。勿論、これに限られるものではなく、土壌中にハイドロタルサイト様物質を供給することができるものであれば、他のどのような構成でも構わない。また、ハイドロタルサイト様物質供給手段を複数設けることも可能である。これにより、土壌内に直接ハイドロタルサイト様物質を供給するので、汚染物質を確実に吸着して土壌浄化を行うことができる。また、汚染された土壌から汚染物質が拡散するのを防止することができる。なお、供給するハイドロタルサイト様物質は、結晶子サイズが２０ｎｍ以下である方が好ましい。
また、本発明の第三の土壌浄化装置は、ハイドロタルサイト様物質又はハイドロタルサイト様粒状体からなり、所定範囲の土壌を遮蔽する浄化壁を設けるものである。
例えば、水を通し難い難透水層８２の位置まで汚染された土壌を囲むように穴を掘り、ここにハイドロタルサイト様物質又はハイドロタルサイト様粒状体を詰めて形成することができる。この場合、ハイドロタルサイト様物質は、結晶子サイズが２０ｎｍ以下である方が好ましい。これにより、汚染された土壌内から汚染されていない土壌へ浄化壁を地下水が透過する際に、汚染物質が浄化壁のハイドロタルサイト様物質又はハイドロタルサイト様粒状体に吸着されるので、汚染土壌を浄化することができると共に、汚染土壌が広がるのを防止することができる。なお、前記した土壌浄化装置１０と併用することも勿論可能である。
以下に、本発明のイオン除去手段１に用いるハイドロタルサイト様粒状体およびその製造方法の実施例について説明するが、本発明に係るハイドロタルサイト様粒状体は、これら実施例に限定されるものではない。なお、本実施例のハイドロタルサイト様粒状体は、上述した製法とほぼ同様に製造するため、その同様な部分についての重複する説明は省略する。
なお、フッ素イオンの吸着量の測定は、次のような方法で行う。まず、フッ素濃度が１１６ｍｇ／ｌとなるように調製したフッ素溶液１０００ｍｌを準備する。次に、各実施例により製造したハイドロタルサイト様粒状体１０ｇを添加し、マグネチックスターラーで１時間撹拌した後、フィルターを用いて濾過する。なお、ハイドロタルサイト様粒状体の粒度は２〜４．７５ｍｍに調製したものを用いた。また、陰イオンの吸着は、２０℃の恒温室内で、フッ素溶液の温度を２０℃に調整して行った。このフッ素溶液の濃度の変化を、吸光光度計（ＤＲ．ＬＡＮＧＥ社製のＬＡＳＡ−５０）とこの吸光高度計の専用試薬（ＬＣＫ３２３）を用いて測定し、ハイドロタルサイト様粒状体１ｇ当たりが吸着した陰イオンの量を計算して、これをフッ素イオンの吸着量とする。
また、カドミウムイオン及び鉛イオンの吸着固定化測定は、次のような方法で行う。まず、カドミウム（Ｃｄ）を２２５０ｐｐｍ（高濃度）及び１．６ｐｐｍ（低濃度）含むカドミウム溶液と、鉛（Ｐｂ）を８８５ｐｐｍ（高濃度）及び１．１７ｐｐｍ（低濃度）を含む鉛溶液をそれぞれ１００ｍｌ用意する。次に、０．１ｗｔ％、０．５ｗｔ％、１ｗｔ％、５ｗｔ％となるように粉状のハイドロタルサイト様物質の添加量を調節する。これをマグネチックスターラーで１時間撹拌した後、フィルターを用いて濾過する。なお、カドミウムイオン、鉛イオンの吸着固定は、２０℃の恒温室内で、フッ素溶液の温度を２０℃に調整して行った。このカドミウム溶液、鉛溶液の濃度の変化を、吸光光度計（ＤＲ．ＬＡＮＧＥ社製のＬＡＳＡ−５０）とこの吸光高度計の専用試薬として、カドミウムにはＬＣＫ３０８を、鉛イオンにはＬＣＫ３０６を用いて測定した（表２参照）。また、濾過により得られた残渣（ハイドロタルサイト様物質）をＸＲＤ、ＳＥＭ・ＥＤＳにより測定した。
また、ハイドロタルサイト様粒状体の形態安定性を観察するために、透水性を測定した。ここで透水性とは、ハイドロタルサイト様粒状体を充填した円筒容器内に一定圧力で水を流した際の水の流れ易さを意味し、ハイドロタルサイト様粒状体の形態が安定しているものは一定の透水性を示すが、形態が不安定で細かく砕けやすいハイドロタルサイト様粒状体の場合には、時間と共に水が流れにくくなり透水性が低くなる。本実施例では、透水性の評価を次のようにして測定した。まず、高さ２５０ｍｍ、内径が９０ｍｍである円筒容器（接触部）の底部に、直径５ｍｍの孔を７ｍｍピッチで配置したＰＭＭＡ目皿（補強板）を配置し、更にその下部に直径０．３６ｍｍの孔を有するＰＰメッシュ４０｛フィルター（定置手段）｝を配置し、この容器内にハイドロタルサイト様粒状体を１ｋｇ充填した。ハイドロタルサイト様粒状体の粒度は２〜４．７５ｍｍに調製したものを用いた。次に、水頭差４ｍの水をこの円筒容器内の下部から上部に１２時間流し、水の流量を計測して透水性を測定した。この際、透水性の大きいものから順に大、中、小として表１に示した。
供試材１
結晶子サイズが２０ｎｍ以下、平均結晶子サイズが１０ｎｍであるハイドロタルサイト様物質を含む含水率が約６３％の材料を、室温で一週間自然乾燥し、ハイドロタルサイト様粒状体を製造した。この供試材１の吸着量と透水性の変化を表１に示す。
結晶子サイズが２０ｎｍ以下、平均結晶子サイズが１０ｎｍであるハイドロタルサイト様物質を含む含水率が約６３％の材料を、室温で一週間自然乾燥し、ハイドロタルサイト様粒状体を製造した。この供試材１の吸着量と透水性の変化を表１に示す。
供試材２
結晶子サイズが２０ｎｍ以下、平均結晶子サイズが１０ｎｍであるハイドロタルサイト様物質を含む含水率が約６３％の材料を、温度が５０℃の乾燥炉内で２４時間乾燥し、ハイドロタルサイト様粒状体を製造した。この供試材２の吸着量と透水性の変化を表１に示す。
結晶子サイズが２０ｎｍ以下、平均結晶子サイズが１０ｎｍであるハイドロタルサイト様物質を含む含水率が約６３％の材料を、温度が５０℃の乾燥炉内で２４時間乾燥し、ハイドロタルサイト様粒状体を製造した。この供試材２の吸着量と透水性の変化を表１に示す。
供試材３
結晶子サイズが２０ｎｍ以下、平均結晶子サイズが１０ｎｍであるハイドロタルサイト様物質を含む含水率が約６３％の材料を、温度が１００℃の乾燥炉内で２４時間乾燥し、ハイドロタルサイト様粒状体を製造した。この供試材３の吸着量と透水性の変化を表１に示す。
結晶子サイズが２０ｎｍ以下、平均結晶子サイズが１０ｎｍであるハイドロタルサイト様物質を含む含水率が約６３％の材料を、温度が１００℃の乾燥炉内で２４時間乾燥し、ハイドロタルサイト様粒状体を製造した。この供試材３の吸着量と透水性の変化を表１に示す。
供試材４
結晶子サイズが２０ｎｍ以下、平均結晶子サイズが１０ｎｍであるハイドロタルサイト様物質を含む含水率が約６３％の材料を、温度が１００℃の乾燥炉内で２４時間乾燥し、ハイドロタルサイト様粒状体を製造した。なお、この乾燥は、乾燥炉の換気口を閉じ、乾燥炉内の湿度が１００％に近い状態で行った。この供試材４の吸着量と透水性の変化を表１に示す。
結晶子サイズが２０ｎｍ以下、平均結晶子サイズが１０ｎｍであるハイドロタルサイト様物質を含む含水率が約６３％の材料を、温度が１００℃の乾燥炉内で２４時間乾燥し、ハイドロタルサイト様粒状体を製造した。なお、この乾燥は、乾燥炉の換気口を閉じ、乾燥炉内の湿度が１００％に近い状態で行った。この供試材４の吸着量と透水性の変化を表１に示す。
供試材５
結晶子サイズが２０ｎｍ以下、平均結晶子サイズが１０ｎｍであるハイドロタルサイト様物質を含む含水率が約６３％の材料を、温度が１２５℃の乾燥炉内で２４時間乾燥し、ハイドロタルサイト様粒状体を製造した。この供試材５の吸着量と透水性の変化を表１に示す。
結晶子サイズが２０ｎｍ以下、平均結晶子サイズが１０ｎｍであるハイドロタルサイト様物質を含む含水率が約６３％の材料を、温度が１２５℃の乾燥炉内で２４時間乾燥し、ハイドロタルサイト様粒状体を製造した。この供試材５の吸着量と透水性の変化を表１に示す。
供試材６（比較例）
結晶子サイズが２０ｎｍ以下、平均結晶子サイズが１０ｎｍであるハイドロタルサイト様物質の粉体にバインダを添加し球状に成型した。この供試材６の吸着量を表１に示す。
結晶子サイズが２０ｎｍ以下、平均結晶子サイズが１０ｎｍであるハイドロタルサイト様物質の粉体にバインダを添加し球状に成型した。この供試材６の吸着量を表１に示す。
表１より、本発明に係るハイドロタルサイト様粒状体（供試材１ないし５）は、バインダを用いて球状体にした供試材６に比較してフッ素イオンの吸着量が高い。
また、表１より、換気を行わずに比較的湿度の高い状態で乾燥を行った供試材４のハイドロタルサイト様粒状体が最も透水性の変化が小さく、形態が安定している。
また、表２より、本発明に係るハイドロタルサイト様粒状体を構成する粉状のハイドロタルサイト様物質は、陽イオンであるカドミウムイオン、鉛イオンの濃度を低減させることがわかる。ＸＲＤ測定によると、カドミウムイオンの吸着固定化試験後のハイドロタルサイト様物質には、ハイドロタルサイト様物質以外の回折ピークは検出されなかった。一方、鉛イオンの吸着固定化試験後のハイドロタルサイト様物質には、ハイドロタルサイト様物質以外に、水酸化塩化鉛（ＰｂＣｌＯＨ）の回折ピークが検出された。また、鉛イオンの吸着固定化試験後のハイドロタルサイト様物質には、鉛塩化物の生成が確認されたが、カドミウムイオンの吸着固定化試験後のハイドロタルサイト様物質には、カドミウムイオンの化合物を観察することはできなかった。したがって、カドミウムイオンは、ハイドロタルサイト様物質に吸着していると考えられ、鉛イオンは、ハイドロタルサイト様物質が触媒的な働きをし、水酸化塩化鉛（ＰｂＣｌＯＨ）として、固定化されたと考えられる。この結果から、本発明に係るハイドロタルサイト様粒状体は、カドミウムイオン、鉛イオン等の陽イオンを吸着固定することがわかる。
次に、本発明のイオン除去手段及びそのイオン除去方法の実施例について説明する。
まず、イオン除去手段としては、底部に供給流路に接続される供給口が形成され、底部と対向する天部に排出口が形成された高さが２５０ｍｍ、内径が９０ｍｍである円筒容器を用いた。この円筒容器の底部に、補強板として直径５ｍｍの孔が７ｍｍピッチで形成されたＰＭＭＡ目皿を配置し、更にその下部に定置手段として直径０．３６ｍｍの孔を有するＰＰメッシュ４０（フィルター）を配置した。また、この円筒容器（接触部）内には、供試材４のハイドロタルサイト様粒状体を５．０ｋｇ充填した。このイオン除去手段に、供給口から溶液を１．５ｌ／minの流量で供給し、供給した液体のフッ素イオン濃度（図７中の実線）と排出口から排出された液体のフッ素イオン濃度（図７中の波線）からハイドロタルサイト様粒状体が吸着したフッ素イオン濃度（図７中の一点鎖線）を測定した。その結果を図７に示す。
フッ素の一律排水基準を８ｍｇ／ｌとすると、８ｍｇ／ｌを超えるまでに要した時間は約１４時間であり、それまでのフッ素イオン吸着量の合計は２６，９１６ｍｇ、ハイドロタルサイト様粒状体１ｇ当たりの吸着量は５．４ｍｇだった。また、試験開始後、約５３時間経過時点でフッ素イオン及び硫酸イオンの吸着量がほぼ同時に０となり、フッ素イオン及び硫酸イオンに対しハイドロタルサイト様粒状体が飽和した。この時点でのフッ素イオン吸着量は、１２．１ｍｇ／ｇであることが確認された。
以上の結果より、本発明の土壌浄化装置および土壌浄化方法は、イオン交換性能が高いことがわかる。
１ イオン除去手段
２ ハイドロタルサイト様粒状体
５ 揚水手段
６ 注水手段
７ 遮水壁
８ 土壌
９ 汚染水（地下水）
１０ 土壌浄化装置
２ ハイドロタルサイト様粒状体
５ 揚水手段
６ 注水手段
７ 遮水壁
８ 土壌
９ 汚染水（地下水）
１０ 土壌浄化装置
Claims (16)
- 土壌から地下水を揚水する揚水手段と、
結晶子サイズが２０ｎｍ以下であるハイドロタルサイト様物質と水とを含む材料から含水率が７０％以下になるまで所定の圧力をかけて水分を除去した後、温度が９０℃以上１１０℃以下でかつ湿度が９０％以上となる条件下で乾燥して製造された粒径が０．２４ｍｍ以上であって含水率が１０％以上であるハイドロタルサイト様粒状体と前記揚水手段が揚水した地下水とを混合し、当該地下水からイオンを除去するイオン除去手段と、
を具備することを特徴とする土壌浄化装置。 - 前記ハイドロタルサイト様粒状体は、塩化物を含有することを特徴とする請求項１記載の土壌浄化装置。
- 前記ハイドロタルサイト様粒状体は、ＮａＣｌを含有することを特徴とする請求項２記載の土壌浄化装置。
- 前記ハイドロタルサイト様粒状体は、陽イオンを吸着固定するものであることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の土壌浄化装置。
- 前記土壌に水を注水する注水手段を具備することを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の土壌浄化装置。
- 前記注水手段は、イオンが除去された前記水を前記土壌に戻すことを特徴とする請求項５記載の土壌浄化装置。
- 前記地下水を前記土壌内に遮蔽する遮水壁を具備することを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の土壌浄化装置。
- 結晶子サイズが２０ｎｍ以下であるハイドロタルサイト様物質と水とを含む材料から含水率が７０％以下になるまで所定の圧力をかけて水分を除去した後、温度が９０℃以上１１０℃以下でかつ湿度が９０％以上となる条件下で乾燥して製造された粒径が０．２４ｍｍ以上であって含水率が１０％以上であるハイドロタルサイト様粒状体からなり、所定範囲の土壌を遮蔽すると共に地下水を透過可能な浄化壁を具備することを特徴とする土壌浄化装置。
- 土壌から地下水を揚水する揚水工程と、
結晶子サイズが２０ｎｍ以下であるハイドロタルサイト様物質と水とを含む材料から含水率が７０％以下になるまで所定の圧力をかけて水分を除去した後、温度が９０℃以上１１０℃以下でかつ湿度が９０％以上となる条件下で乾燥して製造された粒径が０．２４ｍｍ以上であって含水率が１０％以上であるハイドロタルサイト様粒状体と前記揚水した地下水とを混合し、当該地下水からイオンを除去するイオン除去工程と、
を有することを特徴とする土壌浄化方法。 - 前記ハイドロタルサイト様粒状体は、塩化物を含有することを特徴とする請求項９記載の土壌浄化方法。
- 前記ハイドロタルサイト様粒状体は、ＮａＣｌを含有することを特徴とする請求項１０記載の土壌浄化方法。
- 前記ハイドロタルサイト様粒状体は、陽イオンを吸着固定するものであることを特徴とする請求項９ないし１１のいずれかに記載の土壌浄化方法。
- 前記土壌に水を注水する注水工程を有することを特徴とする請求項９ないし１２のいずれかに記載の土壌浄化方法。
- 前記注水工程は、イオンが除去された前記水を前記土壌に戻すことを特徴とする請求項１３記載の土壌浄化方法。
- 前記揚水は、前記地下水を前記土壌内に遮蔽する遮水壁の内側で行うことを特徴とする請求項９ないし１４のいずれかに記載の土壌浄化方法。
- 結晶子サイズが２０ｎｍ以下であるハイドロタルサイト様物質と水とを含む材料から含水率が７０％以下になるまで所定の圧力をかけて水分を除去した後、温度が９０℃以上１１０℃以下でかつ湿度が９０％以上となる条件下で乾燥して製造された粒径が０．２４ｍｍ以上であって含水率が１０％以上であるハイドロタルサイト様粒状体からなる浄化壁を用いて、所定範囲の土壌を遮蔽すると共に地下水を透過させることを特徴とする土壌浄化方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2006311957A JP5144918B2 (ja) | 2006-11-17 | 2006-11-17 | ハイドロタルサイト様物質を用いた土壌浄化装置および土壌浄化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2006311957A JP5144918B2 (ja) | 2006-11-17 | 2006-11-17 | ハイドロタルサイト様物質を用いた土壌浄化装置および土壌浄化方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2008126116A JP2008126116A (ja) | 2008-06-05 |
| JP5144918B2 true JP5144918B2 (ja) | 2013-02-13 |
Family
ID=39552493
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2006311957A Active JP5144918B2 (ja) | 2006-11-17 | 2006-11-17 | ハイドロタルサイト様物質を用いた土壌浄化装置および土壌浄化方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP5144918B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103736720B (zh) * | 2014-01-23 | 2016-01-20 | 周昱 | 一种重金属污染土壤的原位阻隔治理方法 |
| CN110404503B (zh) * | 2019-09-25 | 2019-12-27 | 长沙华时捷环保科技发展股份有限公司 | 一种氟改性水滑石除磷药剂及其制备方法和应用 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5424993B2 (ja) * | 1972-03-02 | 1979-08-24 | ||
| JP4470408B2 (ja) * | 2003-08-08 | 2010-06-02 | 三菱マテリアル株式会社 | 土壌浄化方法とそのシステム |
| WO2005087664A1 (ja) * | 2004-03-16 | 2005-09-22 | Waseda University | ハイドロタルサイト様物質およびその製造方法、ならびに有害物質の固定化方法 |
| JP4709498B2 (ja) * | 2004-04-21 | 2011-06-22 | 学校法人早稲田大学 | 結晶質層状複水酸化物粉末とその製造方法並びに成型体及び有害物質の固定化方法 |
| JP4572761B2 (ja) * | 2005-03-29 | 2010-11-04 | 栗田工業株式会社 | 原位置封じ込め工法及び原位置封じ込め装置 |
-
2006
- 2006-11-17 JP JP2006311957A patent/JP5144918B2/ja active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2008126116A (ja) | 2008-06-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Mahasti et al. | Removal of calcium hardness from solution by fluidized-bed homogeneous crystallization (FBHC) process | |
| EP1695760B1 (en) | Porous formed article and method for production thereof | |
| Singh et al. | Kinetic and equilibrium modeling for removal of nitrate from aqueous solutions and drinking water by a potential adsorbent, hydrous bismuth oxide | |
| JP5363817B2 (ja) | ハイドロタルサイト様粒状体を用いた液処理装置および液処理方法 | |
| BRPI0807998B1 (pt) | Processo para a purificação da água e uso de carbonato de cálcio natural reagido na superfície | |
| CN111097374B (zh) | 载氧+吸附复合功能材料的制备方法及其在水体修复中的应用 | |
| JP4681384B2 (ja) | 砒素吸着剤の製造方法及び砒素吸着剤 | |
| US10947131B2 (en) | Synergistic iron and clay-based green environmental media for nutrient removal | |
| WO2008015784A1 (fr) | Matériau particulaire de type hydrotalcite et son procédé de fabrication | |
| JP5144918B2 (ja) | ハイドロタルサイト様物質を用いた土壌浄化装置および土壌浄化方法 | |
| WO2009152172A2 (en) | Defluoridation of water | |
| JP6805934B2 (ja) | 環境水中のリン吸着剤及びその製造方法、リン吸着剤の品質管理方法、並びにリン吸着剤を用いた環境水中のリンの除去方法 | |
| MX2012005583A (es) | Medio de filtracion de fluidos. | |
| TWI483904B (zh) | Water treatment method and water treatment device | |
| US10752522B2 (en) | Compositions and methods for selenium removal | |
| JP4997389B2 (ja) | 水質浄化システム及び水質浄化方法 | |
| RU2206397C1 (ru) | Фильтр для очистки воды | |
| US20160122207A1 (en) | Method for surface treatment of sieved steel slag for increasing phosphorus removal capacity | |
| JP6805935B2 (ja) | 環境水中のリン吸着剤の再利用方法 | |
| JP7196332B2 (ja) | 液体の処理方法 | |
| TWI534094B (zh) | 以流體化床結晶技術從含磷廢水中將磷移除之處理方法 | |
| Khademolhosseini et al. | Lead absorption by nano-hydroxyapatite granules in a fixed-bed column | |
| RU2212378C1 (ru) | Устройство для введения добавки в воду | |
| Al Sheikh et al. | Removal of Cd (II) from industrial wastewater using locally available Bentonite Clay | |
| RU153507U1 (ru) | Устройство для очистки питьевой воды |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20091112 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20110128 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120611 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120731 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120821 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20121010 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20121031 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20121126 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20151130 Year of fee payment: 3 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5144918 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |