JPH06304472A

JPH06304472A - 水質浄化材及びその製造法

Info

Publication number: JPH06304472A
Application number: JP1055094A
Authority: JP
Inventors: Tomotaka Yanagida; 友隆柳田; Yousou Kou; 耀宗江
Original assignee: KUREATERA KK; Createrra Inc
Current assignee: KUREATERA KK; Createrra Inc
Priority date: 1993-02-26
Filing date: 1994-02-01
Publication date: 1994-11-01
Anticipated expiration: 2015-10-30
Also published as: JP3103473B2

Abstract

(57)【要約】【目的】冨栄養化した湖沼に含まれるリン酸を吸着し、
水質を向上しうるリン酸固定能の高い水質浄化材を提供
する。【構成】ｎＳｉＯ₂・Ａｌ₂Ｏ₃・ｍＨ₂Ｏ（式中、ｎ
は１．３〜２の数を示し、ｍは０より大きな上限が２．
５〜３の範囲の数を示す）で表されるアロフェンを含む
土壌と、水と、必要に応じてポリ塩化アルミニウム、硫
酸第一鉄とを混練した後、その混練物を２００〜７００
℃で焼成して、多孔質な焼成体からなる水質浄化材を製
造する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、リン酸固定能の高い水
質浄化材及びその製造法に関し、更に詳細には、冨栄養
化した下水および湖沼の底に堆積したヘドロ層に存在す
るリン酸を減少させ、その水質を改善し、向上しうるリ
ン酸固定能の高い水質浄化材及びその製造法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、窒素やリンの負荷量の急速な増大
に起因したいわゆる冨栄養化の現象が環境保全対策の視
点から問題となっている。ここで冨栄養化とは湖沼の流
域から流れ込んだ窒素やリンなどの栄養塩類が湖内に蓄
積し、植物プランクトンを中心とする一次生産が高まっ
ていく現象である。この冨栄養化が進行すると、アオコ
や赤潮のような有害な植物プランクトンが大発生し、湖
水は緑色または褐色となり、しばしば水産養殖に多大な
被害を与え、生活用水でもその安全性が懸念される。

【０００３】冨栄養化の原因であるリン酸は、主として
次の２経路により湖沼に供給される。（ａ）流入水にリン酸が含まれ、これが湖沼に流入する
ことにより供給される経路。（ｂ）湖沼底部のヘドロ中に含まれているリン酸がヘド
ロから溶け出すか、湖沼に風が吹きヘドロが舞い上がる
ことにより供給される経路。

【０００４】従来、湖沼にリン酸が供給される経路を絶
つ目的で、それぞれ次の方法が行われていた。（ａ）の経路に対しては、排水処理と同様な付着生物
膜、微量有機物や臭気物質の活性炭による吸着除去、オ
ゾン酸化など新しい反応装置を用いて冨栄養化した水道
原水を高度に浄化しうる技術開発。（ｂ）の経路に対しては、湖沼中に砂をまきヘドロを追
え込む方法。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
方法では何れも湖沼にリン酸が供給される経路を完全に
絶ち、冨栄養化を防止するのは次の理由から困難であっ
た。即ち（ａ）の経路は、小規模な汚染源、例えば生活雑排
水、小規模工場排水などをすべて下水道に取り込み、リ
ン酸を完全に処理した後、再び河川に放流するのが望ま
しいが、汚濁源が分散している湖沼流域に下水道を完備
することは、莫大な費用と時間を要し、必ずしも得策と
は言えない。また、集落、工場、場合により各家庭毎と
いう小さな汚濁源毎に排水処理装置を設置するのは、莫
大な費用と時間を要しない点で有利と言えるが、排水毎
にその特性に応じた処理技術が必要になるなどその装置
設計上、管理上において困難な点が多い。（ｂ）の経路は、湖沼中に砂をまきヘドロを追え込めた
としても、ヘドロ中に存在するリン酸を除去するに到ら
ず、抜本的な解決とは言えない。

【０００６】一方、河川、土壌、湖沼などは、それぞれ
浄化機能を有することが古くから知られ、例えば土壌は
土壌微生物による有機物の分解能が高く、粘土粒子によ
るリンの吸着能力が高い。

【０００７】従って、冨栄養化を防止するには、排水処
理装置にすべての浄化能力に頼らず、むしろその一部を
様々な自然系の浄化能力に分担させ、全体的にその浄化
能力を向上させるのが望ましいと言える。

【０００８】本発明は、このような実情に鑑み創案され
たものであって、ケイ素化合物、アルミニウム化合物も
しくは鉄化合物又はこれらの化学組成物を含む土壌を焼
成した多孔質な焼結体を用いることにより、冨栄養化し
た湖沼に含まれるリン酸を吸着し、水質を向上しうるリ
ン酸固定能の高い水質浄化材及びその製造法を提供する
ことを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、土壌が有
する自然浄化機能に着目しその効果的な活用により、上
記課題を解決すべく鋭意研究した結果、ケイ素化合物、
アルミニウム化合物もしくは鉄化合物又はこれらの化学
組成物を含む土壌を特定温度範囲で焼成した焼結体とす
ることで、著しく高いリン酸固定能が発揮されるに止ま
らず、冨栄養化した湖沼の底に堆積したヘドロ層の厚み
をも減少させるという思わぬ効果をも見出し、本発明に
かかわる水質浄化材及びその製造法を完成した。

【００１０】即ち、本発明の水質浄化材は、ケイ素、ア
ルミニウムもしくは鉄の酸化物又はこれらの混合物を含
む多孔質な焼結体を含有することを特徴とするものであ
る。

【００１１】また、本発明の水質浄化材の製造法は、ケ
イ素化合物、アルミニウム化合物もしくは鉄化合物又は
これらの化学組成物を含む土壌と水を混練した後、その
混練物を２００〜７００℃で焼成して焼結体を得ること
を特徴とするものである。

【００１２】本発明の水質浄化材で用いる多孔質な焼結
体は、粒状物であり、その形状、粒子径及び単位量当た
りの表面積などは特に制限されるものではなく、これら
は使用方法及び使用条件に応じて適宜決定することがで
きる。本発明においては、平均粒子径が１〜２０ｍｍの
ものが好ましく、２〜５ｍｍのものが特に好ましい。ま
た、浄化材内の孔隙率が１０〜４０％のものが好まし
く、２０〜４０％のものが特に好ましい。この多孔質な
焼結体は、ケイ素、アルミニウムもしくは鉄の酸化物又
はこれらの混合物を含むものであるが、これらの酸化物
及び混合物の組成比は使用する原料に応じて異なるもの
である。また、多孔質な焼結体は、前記元素以外の酸化
物を含むこともでき、更に硫酸塩等酸化物以外の化合物
を含むこともできる。

【００１３】次に、本発明の水質浄化材の製造法につい
て説明する。

【００１４】まず、ケイ素化合物、アルミニウム化合物
もしくは鉄化合物又はこれらの化学組成物を含む土壌と
水とを混練する。ここで土壌とは、当初からケイ素化合
物、アルミニウム化合物もしくは鉄化合物又はこれらの
化学組成物を含むものだけでなく、土壌に対し、ケイ素
化合物、アルミニウム化合物もしくは鉄化合物又はこれ
らの化学組成物を添加し、含有させたもの（即ち、同時
に混練したもの）を含む意味である。

【００１５】土壌に含まれるケイ素化合物としては、二
酸化ケイ素を挙げることができ、アルミニウム化合物と
しては、ポリ塩化アルミニウム、硫酸アルミニウム又は
水酸化アルミニウムを挙げることができ、鉄化合物とし
ては、硫酸第一鉄を挙げることができ、化学組成物とし
ては、次式（１）；

【化２】（式中、ｎは１．３〜２の数を示し、ｍは０より大きな
上限が２．５〜３の範囲の数を示す）で表されるアロフ
ェン、その他ｎ及びｍが前記定義の範囲外のｎＳｉＯ₂
・Ａｌ₂Ｏ₃・ｍＨ₂Ｏを含む粘土などを挙げることが
できる。本発明で使用する土壌においては、これらが単
独で又は２種以上が組み合わされて含まれていてもよ
い。この組み合わせ例としては、前記式（１）で表され
るアロフェンとポリ塩化アルミニウム、硫酸第１鉄、硫
酸アルミニウム又は水酸化アルミニウムとの混合物、硫
酸第１鉄と水酸化アルミニウムとの混合物、硫酸第１鉄
と硫酸アルミニウムとの混合物などを挙げることができ
る。なお、ここで使用する「化学組成物」とは、ケイ素
化合物、アルミニウム化合物もしくは鉄化合物の任意の
組み合わせの化合物又はその塩を含む意味である。

【００１６】このようなケイ素化合物、アルミニウム化
合物もしくは鉄化合物又はこれらの化学組成物を含む土
壌としては、例えば一般に採取できる火山灰土（例えば
関東ロ−ム、特に武蔵野ロ−ムや立川ロ−ム）、粘土な
どを使用することができる。また、このような土壌に代
えてケイ素化合物、アルミニウム化合物もしくは鉄化合
物又はこれらの化学組成物のみも使用することができる
が、これらの場合には結合剤として、火山灰土、粘土、
硫酸アルミニウム、水酸化カルシウム、炭酸カルシウム
などを併用することが好ましい。

【００１７】土壌中におけるケイ素化合物、アルミニウ
ム化合物もしくは鉄化合物又はこれらの化学組成物の含
有量は特に制限されるものではないが、目的とするリン
酸吸着性能をもつ多孔質な焼結体を得るためには、５重
量％以上であることが好ましく、２０重量％以上である
ことが特に好ましい。

【００１８】このような土壌と水の混合比は、土壌の種
類及びその含水率等に応じて適宜決定することができ
る。通常は絶乾土壌に対して水を３０〜５０重量部混合
する。

【００１９】次に、土壌と水の混練物を大気中で焼成す
る。焼成温度は２００〜７００℃、好ましくは４００〜
５００℃である。焼成温度が前記範囲外である場合は、
いずれの場合でも本発明の目的とする多孔質な焼結体を
得ることができず、得られた焼結体の水中での安定性も
低下する（水中で分解したり、懸濁したりする）。具体
的な焼結温度範囲は原料となる土壌の種類等に応じて適
宜決定することができるが、例えば、一般に火山灰土の
場合は２００〜６００℃が適当であり、それ以外の土壌
（粘土を含む）の場合は２００〜７００℃が適当であ
る。また、焼成時間は、焼成原料の種類及び量等に応じ
て適宜決定する。

【００２０】このようにして得られた粒状の多孔質な焼
結体は、そのままで水質浄化材として使用することがで
きる。また必要に応じて適当な容器に充填したり、適当
な担体等に担持させたりしたのち、水質浄化材として使
用することができる。

【００２１】本発明の水質浄化材は、リン酸固定能が優
れているため、リン酸の吸着・除去材として使用するこ
とができる。例えば、本発明の水質浄化材を冨栄養化し
た湖沼にばら蒔くだけで、その底に堆積したヘドロ層に
存在するリン酸がヘドロから溶け出す際に、または風に
よりヘドロが舞い上がる際に、それぞれリン酸が上部の
水中に拡散してくる過程で、リン酸を吸着できる。これ
によりヘドロ層に存在するリン酸を徐々に除去でき、新
たに導入される流入水に含まれるリン酸がヘドロ層に蓄
積されることも防止できる。このことは、ヘドロ層に存
在するリン酸の除去を人為的に自然系の浄化能力に依存
せしめることができ、莫大な費用と時間が必要となる排
水処理装置などの浄化能力に頼らず、リン酸を簡易にし
かも確実に吸着、除去しうることを意味する。また、こ
の水質浄化材を濾過材料として使用することもできる。
その場合には排水処理装置等の浄化能力を大幅に向上さ
せることができ、上記ばら蒔き方法と併用すれば一層効
果的にリン酸の吸着、除去ができる。さらに、リン酸の
ほかに砒素吸着固定能がある。

【００２２】また、本発明の水質浄化材は凝集剤として
も使用することができる。即ち、焼結体を冨栄養化した
湖沼にばら蒔くことで水中の懸濁物質を凝集、沈降させ
ることができ、その結果リン酸がヘドロから溶け出した
り、風が原因でヘドロが舞い上がることに起因した上部
の水中に拡散することを防止できる。

【００２３】さらに、本発明の水質浄化材は、焼結体を
例えばブロック状に焼結し、河川底に敷設することがで
きる。この場合には、沈降する段階において河川底で確
実に吸着固定することができる。

【００２４】更に、本発明の水質浄化材を構成する焼結
体の原料として式（１）で表されるアロフェンとポリ塩
化アルミニウムとの混練物を用いた場合には、より一層
凝集効果を高めることができる。これはポリ塩化アルミ
ニウムが凝集効果を有することに由来する。このこと
は、焼結体が有するリン酸固定能とそれに含まれるポリ
塩化アルミニウムの凝集能とが相まって相乗効果を生
じ、冨栄養化の程度を問わず、水質の改善と向上が図れ
ることを意味するものである。

【００２５】以上のように、本発明の水質浄化材は、リ
ン酸あるいは砒素の吸着剤、凝集剤として使用すること
ができるが、その使用に際しては、必要に応じて活性
炭、ゼオライトなどの公知の吸着剤、塩化鉄、硫酸アル
ミニウム、ポリアクリルアミド等の公知の凝集剤等と併
用することができる。

【００２６】

【実施例】以下、本発明の水質浄化材及びその製造法を
実施例に基づいて説明するが、本発明はこれらの実施例
に限定されるものではない。

【００２７】実施例１（リン酸固定能の高い水質浄化材
の製造）主原料としてアロフェン（上記式（１）で表されるも
の。以下、同様である）を含む火山灰土５Ｋｇに、水
０．７Ｋｇを加え、十分に混練した。これを直径３．５
ｍｍの細い穴から押し出し、電気炉中、５００°Ｃで１
５分間焼成して多孔質な焼結体（平均粒子径２〜４ｍ
ｍ、孔隙率２５〜３０％）を得た。次に、得られた焼結
体を水中に入れ、水に対する適合性について調べた。そ
の結果、その焼結体は水中で分解したり、懸濁すること
もなかった。

【００２８】実施例２（ポリ塩化アルミニウムを含むリ
ン酸固定能の高い水質浄化材の製造）主原料としてアロフェンを含む火山灰土５Ｋｇに、水
０．７Ｋｇと、アロフェンを含む火山灰土の乾燥重量に
対して４％のポリ塩化アルミニウムとを加え、十分に混
練した。これを直径３．５ｍｍの細い穴から押し出し、
電気炉中、５００°Ｃで１５分間焼成して多孔質な焼結
体（平均粒子径２〜４ｍｍ、孔隙率２５〜３０％）を得
た。次に、得られた焼結体を水中に入れ、水に対する
適合性について調べた。その結果、その焼結体は水中で
分解したり、懸濁することもなかった。

【００２９】実施例３（硫酸第一鉄を含むリン酸固定能
の高い水質浄化材の製造）主原料としてアロフェンを含む火山灰土５Ｋｇに、水
０．７Ｋｇと、アロフェンを含む火山灰土の乾燥重量に
対して１％の硫酸第一鉄とを加え、十分に混練した。こ
れを直径３．５ｍｍの細い穴から押し出し、電気炉中、
５００°Ｃで１５分間焼成して多孔質な焼結体（平均粒
子径２〜４ｍｍ、孔隙率２５〜３０％）を得た。次に、
得られた焼結体を水中に入れ、水に対する適合性につい
て調べた。その結果、その焼結体は水中で分解したり、
懸濁することもなかった。

【００３０】実験例１〜３、比較例１〜３（水質浄化材
のリン酸固定能の評価）実施例１で得られた多孔質な焼結体からなる水質浄化材
１５ｇをリン酸濃度１０、２０、５０ｐｐｍに調製した
１リットルの水中に投入し、静置したままの条件下で、
水質浄化材のリン酸固定能を経時的に評価した。リン酸
濃度１０、２０、５０ｐｐｍのものをそれぞれ実験例
１、２、３とする。また比較例として砂を同一条件で水
中にそれぞれ投入し、リン酸固定能を同様に評価した。
リン酸濃度１０、２０、５０ｐｐｍのものをそれぞれ比
較例１、２、３とする。これらの結果を表１に示す。

【００３１】

【表１】

【００３２】表１の結果から、実施例１で製造した水質
浄化材を投入した実験例１〜３は、水中のリン酸濃度が
急激に低下し、０．２２〜０．３１ｐｐｍになった。こ
れに対して、砂を投入した比較例１〜３は２８日経過後
も水中のリン酸濃度はほとんど低下しなかった。したが
って、実施例１で製造した水質浄化材はリン酸固定能が
高いことがわかる。

【００３３】実験例４〜６、比較例４〜６（水質浄化材
のヘドロ中におけるリン酸固定能の評価）ヘドロ２００ｍｌにリン酸水溶液を加え、リン酸濃度
３．４３、１５．４０、４８．２５ｐｐｍとなるように
調製した。これらのヘドロを含むリン酸溶液１リットル
にそれぞれ実施例１で製造した多孔質の焼結体からなる
水質浄化材１５ｇを投入し、静置したままの条件下で、
リン酸固定能を経時的に評価した。リン酸濃度３．４
３、１５．４０、４８．２５ｐｐｍのものをそれぞれ実
験例４〜６とする。また、比較のため、ヘドロ２００ｍ
ｌにリン酸水溶液を加え、リン酸濃度３．４３、１５．
４０、４８．２５ｐｐｍとなるように調製し、水質浄化
材を投入しないものについてリン酸濃度を経時的に評価
した。リン酸濃度３．４３、１５．４０、４８．２５ｐ
ｐｍのものをそれぞれ比較例４〜６とする。これらの結
果を表２に示す。

【００３４】

【表２】

【００３５】表２の結果から水質浄化材の投入によっ
て、ヘドロを含む水中のリン酸濃度が急激に低下し、
０．１０〜０．３５ｐｐｍまで低下することがわかる。
したがって、ヘドロが存在している場合にも、実施例１
で製造した水質浄化材はリン酸固定能が高いことがわか
る。

【００３６】実験例７〜１０、比較例７〜８（水質浄化
材の凝集効果の評価）ヘドロ２００ｍｌに水道水またはリン酸水溶液を加え、
リン酸濃度が０、１０、２０、５０ｐｐｍとなるように
調製した。これらのヘドロを含むリン酸溶液１リットル
にそれぞれ実施例１、実施例２、実施例３で製造した多
孔質の焼結体からなる水質浄化材１５ｇを投入し、静置
したままの条件下で、水の透過率を経時的に測定し、凝
集効果を評価した。リン酸濃度０の溶液を実験例７、１
０ｐｐｍの溶液に実施例１の水質浄化材を投入したもの
を実験例８、２０ｐｐｍの溶液に実施例２の水質浄化材
を投入したものを実験例９、５０ｐｐｍの溶液に実施例
３の水質浄化材を投入したものを実験例１０とする。ま
た、比較のため、上記と同様に調製したリン酸濃度０、
１０ｐｐｍのヘドロを含む溶液に、水質浄化材を投入し
ないで、水の透過率を経時的に測定し、凝集効果を評価
した。リン酸濃度０、１０ｐｐｍのものをそれぞれ比較
例７〜８とする。これらの結果を表３に示す。

【００３７】

【表３】

【００３８】表３の結果から、実施例１、２、３で製造
した水質浄化材を投入した場合は投入直後から透明度が
著しく高くなり水質浄化材に凝集効果があることがわか
る。また、これらのうちでも特に実施例２のポリ塩化ア
ルミニウムを含有する水質浄化材を投入したものは凝集
効果に優れることがわかる。

【００３９】実験例１１、比較例９（ポリ塩化アルミニ
ウムを含有する水質浄化材のリン酸固定能の評価）実施例２で得られた多孔質な焼結体からなるポリ塩化ア
ルミニウムを含有する水質浄化材１５ｇをリン酸濃度５
０ｐｐｍに調製した１リットルの水中に投入し、静置し
たままの条件下で、水質浄化材のリン酸固定能を経時的
に評価した。これを実験例１１とする。また比較例とし
て水質浄化材を投入しないものについてリン酸濃度の経
時変化を測定した。これを比較例１１とする。これらの
結果を表４に示す。

【００４０】

【表４】

【００４１】表４の結果から、実施例２で製造したポリ
塩化アルミニウムを含有する水質浄化材を投入した実験
例１１は、水中のリン酸濃度が急激に低下し、０．２ｐ
ｐｍになった。したがって、実施例２で製造したポリ塩
化アルミニウムを含有する水質浄化材はリン酸固定能が
高いことがわかる。また、実験例３の結果とあわせて検
討すると、実施例２で製造したポリ塩化アルミニウムを
含有する水質浄化材は、実施例１で製造したポリ塩化ア
ルミニウムを含有しない水質浄化材よりもリン酸固定能
が高いことがわかる。

【００４２】実験例１２、比較例１０（ポリ塩化アルミ
ニウムを含有する水質浄化材のヘドロ中におけるリン酸
固定能の評価）ヘドロ２００ｍｌにリン酸水溶液を加え、リン酸濃度５
１．１０ｐｐｍとなるように調製した。このヘドロを含
むリン酸溶液１リットルに実施例２で製造した多孔質の
焼結体からなるポリ塩化アルミニウムを含有する水質浄
化材１５ｇを投入し、静置したままの条件下で、リン酸
固定能を経時的に評価した。これを実験例１２とする。
また、比較のため、ヘドロ２００ｍｌにリン酸水溶液を
加え、リン酸濃度５１．４０ｐｐｍとなるように調製
し、水質浄化材を投入しないものについてリン酸濃度を
経時的に測定した。これを比較例１０とする。これらの
結果を表５に示す。

【００４３】

【表５】

【００４４】表５の結果から水質浄化材の投入によっ
て、水中のリン酸濃度が急激に低下し、０．２５ｐｐｍ
まで低下することがわかる。したがって、ヘドロが存在
している場合にも、実施例２で製造したポリ塩化アルミ
ニウムを含有する水質浄化材はリン酸固定能が高いこと
がわかる。

【００４５】実験例１３、比較例１１（硫酸第一鉄を含
有する水質浄化材のリン酸固定能の評価）実施例３で得られた多孔質な焼結体からなる硫酸第一鉄
を含有する水質浄化材１５ｇをリン酸濃度５０ｐｐｍに
調製した１リットルの水中に投入し、静置したままの条
件下で、水質浄化材のリン酸固定能を経時的に評価し
た。これを実験例１３とする。また比較例として水質浄
化材を投入しないものについてリン酸濃度の経時変化を
測定した。これを比較例１１とする。これらの結果を表
６に示す。

【００４６】

【表６】

【００４７】表６の結果から、実施例３で製造した硫酸
第一鉄を含有する水質浄化材を投入した実験例１３は、
水中のリン酸濃度が急激に低下し、０．１５ｐｐｍにな
った。したがって、実施例３で製造した硫酸第一鉄を含
有する水質浄化材はリン酸固定能が高いことがわかる。
また、実験例３、実験例１１の結果とあわせて検討する
と、実施例３で製造した硫酸第一鉄を含有する水質浄化
材は、実施例１で製造したポリ塩化アルミニウムも硫酸
第一鉄も含有しない水質浄化材、実施例２で製造したポ
リ塩化アルミニウムを含有し、硫酸第一鉄は含有しない
水質浄化材よりもリン酸固定能が高いことがわかる。

【００４８】実験例１４〜１５、比較例１２〜１３（硫
酸第一鉄を含有する水質浄化材のヘドロ中におけるリン
酸固定能の評価）ヘドロ２００ｍｌにリン酸水溶液を加え、リン酸濃度
０．２３、５１．００ｐｐｍとなるように調製した。こ
のヘドロを含むリン酸溶液１リットルに実施例３で製造
した多孔質の焼結体からなる硫酸第一鉄を含有する水質
浄化材１５ｇを投入し、静置したままの条件下で、リン
酸固定能を経時的に評価した。これらを実験例１４、１
５とする。また、比較のため、ヘドロ２００ｍｌにリン
酸水溶液を加え、リン酸濃度０．２８、５１．４０ｐｐ
ｍとなるように調製し、水質浄化材を投入しないものに
ついてリン酸濃度を経時的に測定した。これらを比較例
１２、１３とする。これらの結果を表７に示す。

【００４９】

【表７】

【００５０】表７の結果から水質浄化材の投入によっ
て、水中のリン酸濃度が急激に低下し、０．０３、０．
１１ｐｐｍまで低下することがわかる。したがって、ヘ
ドロが存在している場合にも、実施例３で製造した硫酸
第一鉄を含有する水質浄化材はリン酸固定能が高いこと
がわかる。

【００５１】実施例４（硫酸アルミニウムを含むリン酸
固定能の高い水質浄化材の製造）主原料として土壌（粘土。アロフェンを含んでいない）
５ｋｇに、水０．９ｋｇ、前記土壌の乾燥重量に対して
１０％の硫酸アルミニウム及び前記硫酸アルミニウムの
重量に対して３５％の水酸化カルシウム（バインダー）
を加え、十分に混練した。次に、これを直径３．５ｍｍ
の細い穴から押し出し、電気炉中、５００℃で１５分間
焼成して多孔質な焼結体（平均粒子径２〜４ｍｍ、孔隙
率１５〜２０％）を得た。得られた焼結体を水中にい
れ、水に対する適合性について調べた。その結果、その
焼結体は水中で分解したり、懸濁したりすることがなか
った。

【００５２】また、上記焼結体からなる水質浄化材を用
い、次の方法によりリン酸固定能を試験した。まず、水
質浄化材２０ｇを、それぞれリン酸濃度が０．１、１、
１０及び１００ｐｐｍに調整された１リットルの水が入
った容器中に投入した。次に、この容器を上下に５回振
って内容物を混合し、その後静置した状態で保持し、水
質浄化材のリン酸固定能を経時的に測定した。また、対
照例として水質浄化材の代わりに砂２０ｇを投入し、同
一条件でリン酸固定能を測定した。これらの結果を表８
に示す。

【００５３】

【表８】

【００５４】実施例５（水酸化アルミニウムを含むリン
酸固定能の高い水質浄化材の製造）主原料としてアロフェンを含む火山灰土壌５ｋｇに、水
０．７ｋｇ及び前記土壌の乾燥重量に対して１０％の水
酸化アルミニウムを加え、十分に混練した。次に、これ
を直径３．５ｍｍの細い穴から押し出し、電気炉中、５
００℃で１５分間焼成して多孔質な焼結体（平均粒子径
２〜４ｍｍ、孔隙率２５〜３０％）を得た。得られた焼
結体を水中にいれ、水に対する適合性について調べた。
その結果、その焼結体は水中で分解したり、懸濁したり
することがなかった。

【００５５】また、上記焼結体からなる水質浄化材を用
い、実施例４と同様の方法によりリン酸固定能を試験し
た。結果を表９に示す。

【００５６】

【表９】

【００５７】実施例６（硫酸第一鉄と水酸化アルミニウ
ムを含むリン酸固定能の高い水質浄化材の製造）主原料として土壌（粘土。アロフェンを含んでいない）
５ｋｇに、水０．８ｋｇ及び前記土壌の乾燥重量に対し
て５％の硫酸第一鉄、５％の水酸化アルミニウム及び
０．２％の炭酸カルシウム（バインダー）を加え、十分
に混練した。次に、これを直径３．５ｍｍの細い穴から
押し出し、電気炉中、５００℃で１５分間焼成して多孔
質な焼結体体（平均粒子径２〜４ｍｍ、孔隙率１５〜２
０％）を得た。得られた焼結体を水中にいれ、水に対す
る適合性について調べた。その結果、その焼結体は水中
で分解したり、懸濁したりすることがなかった。

【００５８】また、上記焼結体からなる水質浄化材を用
い、実施例４と同様の方法によりリン酸固定能を試験し
た。結果を表１０に示す。

【００５９】

【表１０】

【００６０】実施例７（硫酸第一鉄と硫酸アルミニウム
を含むリン酸固定能の高い水質浄化材の製造）主原料として硫酸第一鉄２ｋｇ、硫酸アルミニウム３ｋ
ｇ、水０．９ｋｇ及び水酸化カルシウム（バインダー）
１．３ｋｇを十分に混練した。次に、これを直径３．５
ｍｍの細い穴から押し出し、電気炉中、５００℃で１５
分間焼成して多孔質な焼結体体（平均粒子径２〜４ｍ
ｍ、孔隙率４０〜６０％）を得た。得られた焼結体を水
中にいれ、水に対する適合性について調べた。その結
果、その焼結体は水中で分解したり、懸濁したりするこ
とがなかった。

【００６１】また、上記焼結体からなる水質浄化材を用
い、実施例４と同様の方法によりリン酸固定能を試験し
た。結果を表１１に示す。

【００６２】

【表１１】

【００６３】

【発明の効果】

（Ａ）本発明は、ケイ素化合物、アルミニウム化合物も
しくは鉄化合物又はこれらの化学組成物が含有される土
壌を焼成した焼結体とした場合であっても、アルミニウ
ム化合物もしくは鉄化合物又はこれらの化学組成物が有
する高いリン酸固定能をほとんど失わずに高いリン酸固
定能を発揮しうる水質浄化材である。従って本発明に係
る水質浄化材によれば、ヘドロ層に存在するリン酸の除
去を人為的に自然系の浄化能力に依存せしめることがで
き、莫大な費用と時間を必要とする排水処理装置などの
浄化能力に頼らず、冨栄養化した水を改善、向上を図る
ことができる。（Ｂ）本発明は、凝集剤として作用しうる水質浄化材で
ある。従って本発明に係る水質浄化材によれば、冨栄養
化した湖沼にばら蒔くことで水中の懸濁物質を凝集、沈
降させることができ、その結果リン酸がヘドロから溶け
出したり、風が原因でヘドロが舞い上がることに起因し
た上部の水中に拡散することを防止できる。（Ｃ）本発明は、ケイ素化合物、アルミニウム化合物も
しくは鉄化合物又はこれらの化学組成物が含有される土
壌とポリ塩化アルミニウムとを焼成した焼結体は、より
一層凝集効果を高めることができる。従って本発明に係
る水質浄化材によれば、自然のケイ素化合物、アルミニ
ウム化合物もしくは鉄化合物又はこれらの化学組成物が
有する高いリン酸固定能を超える著しく高いリン酸固定
能を発揮するに止まらず、凝集効果をも兼ね備えたるた
め、ヘドロ層に存在するリン酸を徐々に除去でき、新た
に導入される流入水に含まれるリン酸がヘドロ層に蓄積
されることも防止できる。焼結体が有するリン酸固定能
と凝集能とが相まったいわば相乗効果を生じ、冨栄養化
の程度を問わず、水質の改善と向上を図ることができ
る。（Ｄ）本発明は、ケイ素化合物、アルミニウム化合物も
しくは鉄化合物又はこれらの化学組成物が含有される土
壌と硫酸第一鉄とを焼成した焼結体はより一層リン酸固
定能を高めることができる。（Ｅ）本発明は、ケイ素化合物、アルミニウム化合物も
しくは鉄化合物又はこれらの化学組成物が含有される土
壌を２００〜７００℃で焼成することで強固で多孔質な
焼結体を簡易に得る製造法である。従って本発明に係る
製造法による水質浄化材によれば、その孔隙率が大き
く、水中で分解したり、懸濁することもないので、冨栄
養化した下水のリン酸固定および冨栄養化した湖沼にば
ら蒔くだけで、その底に堆積したヘドロ層に存在するリ
ン酸を長時間に亘って高いリン酸固定能が発揮される。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ケイ素、アルミニウムもしくは鉄の酸化
物又はこれらの混合物を含む多孔質な焼結体を含有する
ことを特徴とする水質浄化材。
【請求項２】前記多孔質な焼結体が粒状であって、平
均粒子径が１〜２０ｍｍのものである請求項１記載の水
質浄化材。
【請求項３】前記粒状の多孔質な焼結体が、焼結体内
の孔隙率が１０〜４０％のものである請求項１記載の水
質浄化材。
【請求項４】請求項１〜３のいずれか１に記載の水質
浄化材の製造法であり、ケイ素化合物、アルミニウム化
合物もしくは鉄化合物又はこれらの化学組成物を含む土
壌と水を混練した後、その混練物を２００〜７００℃で
焼成して焼結体を得ることを特徴とする水質浄化材の製
造法。
【請求項５】前記ケイ素化合物が、二酸化ケイ素であ
る請求項４記載の水質浄化材の製造法。
【請求項６】前記アルミニウム化合物が、ポリ塩化ア
ルミニウム、硫酸アルミニウム又は水酸化アルミニウム
である請求項４記載の水質浄化材の製造法。
【請求項７】前記鉄化合物が、硫酸第一鉄である請求
項４記載の水質浄化材の製造法。
【請求項８】前記化学組成物が、次式（１）；【化１】（式中、ｎは１．３〜２の数を示し、ｍは０より大きな
上限が２．５〜３の範囲の数を示す）で表されるアロフ
ェンである請求項４記載の水質浄化材の製造法。
【請求項９】前記土壌が、式（１）で表されるアロフ
ェンとポリ塩化アルミニウムを含有する請求項４記載の
水質浄化材の製造法。
【請求項１０】前記土壌が、式（１）で表されるアロ
フェンと硫酸第一鉄を含有する請求項４記載の水質浄化
材の製造法。