JPS6150008B2 - - Google Patents
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- JPS6150008B2 JPS6150008B2 JP56131586A JP13158681A JPS6150008B2 JP S6150008 B2 JPS6150008 B2 JP S6150008B2 JP 56131586 A JP56131586 A JP 56131586A JP 13158681 A JP13158681 A JP 13158681A JP S6150008 B2 JPS6150008 B2 JP S6150008B2
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Landscapes
- Water Treatment By Sorption (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、排水、三次処理水、上水などに含ま
れるリン酸塩や有機物を吸着除去するのに好適な
酸化ジルコニウム()水和物−活性炭複合体か
らなる吸着剤の製造方法に関する。 従来、排水中などのリン酸塩の吸着剤として
は、アルミナゲル、ケイ酸カルシウム、赤泥など
があるが、吸着能が低い、吸着剤本体が溶解する
などの欠点を有している。 本発明者らはこのような従来の吸着剤の欠点を
克服するものとしてメタチタン酸を塩基性樹脂
や、活性炭のような多孔質の担体に担持させた吸
着能のすぐれた吸着剤及びその製造方法を提案し
た(特開昭54−145389号、特願昭55−81411号)。 本発明者らは、その後リン酸イオン吸着能のす
ぐれた吸着剤を開発するためさらに種々研究を重
ねた結果オキシ塩化ジルコニウムを活性炭に含浸
させ、添着したオキシ塩化ジルコニウム
ZrOCl2・8H2Oの組成比ZrO2:H2O:Clがほぼ
1.0:2.5:0.5になるように適度に加熱焼成し、さ
らに水洗によつて酸化ジルコニウム()水和物
に変えたものがリン酸イオン吸着能にすぐれかつ
吸着するPH領域が広くその目的を満足するもので
あることを見出し、本発明をなすに至つた。 すなわち本発明は、(1)活性炭に酸化ジルコニウ
ム()水和物を含有させた複合体からなる吸着
剤、及び(2)活性炭にオキシ塩化ジルコニウムを含
浸添着させ、次いでこれを150〜200℃で加熱した
のち、水洗し又は直接被処理液と接触させて酸化
ジルコニウム()水和物−活性炭複合体とする
ことを特徴とする吸着剤の製造方法を提供するも
のである。 本発明の吸着剤に担体として用いられる活性炭
は、その形態に制限はなく、粉末あるいは粒状の
ものが適宜用いられる。この活性炭の特に好まし
いのは表面積500〜1200cm2/gの範囲のものであ
る。 活性炭にオキシ塩化ジルコニウムを含浸するに
は、前者を後者の水溶液に浸せきすればよい。 オキシ塩化ジルコニウム溶液を含浸させた活性
炭の加熱は通常150〜200℃で行われ、好ましくは
約160℃で行われる。加熱時間は加熱物の量及び
炉の形状によつて異なるが3〜18時間が好まし
い。なお炉内の脱気によつて加熱時間を短縮でき
る。加熱温度が、150℃未満では、オキシ塩化ジ
ルコニウムの分解が不十分で、所望の吸着能を有
する複合体が得られず、また200℃を越えると、
組成としての塩素を全く含まない加熱生成物に変
わり、その加水分解生成物はリンを効果的に吸着
できる〔n−1ZrO2・HO−ZrO−OH・
nxH2O〕2+・2Cl-を主体とした酸化ジルコニウム
()水和物にならないので吸着能のすぐれた複
合体が得られない。 オキシ塩化ジルコニウム溶液を含浸させた活性
炭を加熱して得られた加熱生成物は、そのままリ
ン酸イオンの吸着剤として使用できるが、好まし
くは、加熱生成物をさらに水洗して担体の表面に
付いている加熱生成物を洗い落し、同時に加水分
解して酸化ジルコニウム()水和物としたのち
乾燥する。このような加水分解は単に水で洗うこ
とにより行うことができる。なお、このような水
洗いを行わないで直接吸着剤として用いる時も加
熱生成物は、被処理水に触れることにより加水分
解されて酸化ジルコニウム()水和物となり、
あらかじめ水洗いしたと同じ結果になる。前記の
加熱して得られた複合体の固体表面には、かなり
の量のオキシ塩化ジルコニウムの分解生成物が付
着しておりそれが使用に当つて担体より遊離し、
吸着剤の能力を多少減少させ、溶液中に膠質状の
含水酸化ジルコニウムによる溶液の汚染をも招く
恐れがあるが、水洗により、このような問題は完
全に克服される。 本発明の吸着剤において、リン酸イオンの吸着
量は、活性炭に対する酸化ジルコニウム()水
和物の含有量の増大とともに増加する。好ましい
酸化ジルコニウム()水和物の含有量は12〜27
%の範囲である。この下限より含有量が少ない
と、リン酸イオンの吸着量は少なくなるが、活性
炭のもつ有機物吸着性は維持されているので、排
水処理、三次処理時の有機物とリン酸イオンの同
時除去に好適な吸着剤が得られる。一方、上限を
越えて含有量が多くなるとリン酸イオンの吸着量
が増すが、複合体の表面積が小さくなり、また細
孔容積も減少するのでかえつてこの吸着剤の特性
を減少することになる。 本発明の吸着剤を用いる被処理水中のリン酸イ
オンの除去は、粉末状吸着剤の場合、そのまま所
要量を被処理水に添加して所定時間接触させ沈殿
物をろ過分離又は分別すればよい。また、粒状吸
着剤の場合は、それをカラムに充てんし、その中
に被処理水を通してもよい。 吸着剤の再生は、例えば2〜4N水酸化ナトリ
ウム水溶液又は2〜5Nアンモニア水でリン酸イ
オンを溶出し、塩酸又は硫酸で吸着剤を十分に酸
性に戻すことにより行うことができ、このように
くり返し2〜10回まで吸着試験を行つても吸着剤
の能力は低下しない。 上述の如く、本発明は、リン酸イオンの吸着能
が極めて高く、かつ有機物に対する吸着能のすぐ
れた吸着剤を提供するものであり、特にこの吸着
剤の複合体中に含まれた酸化ジルコニウム()
水和物(ZrO2・xH2O)の質量当りに換算したリ
ン酸イオンの吸着量は、市販含水酸化ジルコニウ
ムのそれの約5倍の値を示す。 本発明の吸着剤は、用いた活性炭より、
ZrO2・xH2Oが添着するため表面積、細孔容積は
低減するが、トリブチル、トリエチルホスフエー
トのような有機リン化合物を吸着する。これは、
主として活性炭自身に吸着されるものと考えられ
る。 また、メタチタン酸がPH4.5で急速にリン酸イ
オンの吸着量を減少するのに対し、本発明の吸着
剤は、より広いPH領域でリン酸イオンを吸着する
ことができる。すなわち、PH2〜7.5の付近まで
リン酸イオンを吸着できるというすぐれた利点を
有する。 次に本発明を実施例に基づきさらに詳細に説明
する。 実施例 A 酸化ジルコニウム()水和物−活性炭複合
体の調製 オキシ塩化ジルコニウム(ZrOCl2・8H2O;
和光純薬工業株式会社製、試薬特級品)1〜7
gを水10ml中に溶解し、その中に石炭系の粒状
活性炭(ホクエツCL−H:商品名、粒度;10
〜32メツシユ、充てん密度;0.44〜0.47g/
、硬さ;93%、比表面積;1100m2/g以上)
10gを浸漬して、十分にかきまぜオキシ塩化ジ
ルコニウム水溶液をほとんど活性炭に吸着させ
た(両者、混合の際著しく発泡した)。次にこ
のオキシ塩化ジルコニウム水溶液を含浸させた
活性炭を排気口を備えたガラス容器中に入れ、
電気炉中で160℃で5時間加熱して、オキシ塩
化ジルコニウムの結晶水の一部分と含有塩素の
一部分を塩化水素として蒸発、除去した。さら
に、この加熱生成物を水洗して、添着したオキ
シ塩化ジルコニウムの熱分解生成物を加水分解
し、完全な酸化ジルコニウム()水和物と
し、110℃で乾燥して所定の複合体を得た。こ
の複合体の調製条件及び生成量について下記表
にNo.1〜5として示した。表中No.1a、2a、
3a、4a及び5aは、最後の水洗処理を行つた場合
を示す。 次に上記方法に準じて、担体として活性炭の
代りにコークス(粒径;1.0〜2.5mm)又は天然
産のゼオライト(山形県板谷産、ジークライト
礦業株式会社、粒径1.0〜2.3mm、表面積124m2/
g−湿式ゼオライト)を用いて複合体を調製し
た。コークスの場合、焼成物はオキシ塩化ジル
コニウムの加熱生成物とコークスとが分離する
傾向がみられた。これらの複合体について、
No.6、7として同表に示した。 B 吸着試験 リン酸二水素ナトリウムの水溶液(PO4 3-と
して50mg/)100mlを200ml容三角フラスコに
とり、細粉化(100〜160メツシユ)した吸着剤
(前記複合体)200mgを添加し、室温で2時間か
き混ぜたのち、1昼夜放置し、内容物の沈殿物
をろ過して取り出し、ろ液中のリン酸濃度を定
量し、リン酸イオンの吸着量を算出した。その
結果を下記表に前記複合体の調製条件等ととも
に示した。 【表】
れるリン酸塩や有機物を吸着除去するのに好適な
酸化ジルコニウム()水和物−活性炭複合体か
らなる吸着剤の製造方法に関する。 従来、排水中などのリン酸塩の吸着剤として
は、アルミナゲル、ケイ酸カルシウム、赤泥など
があるが、吸着能が低い、吸着剤本体が溶解する
などの欠点を有している。 本発明者らはこのような従来の吸着剤の欠点を
克服するものとしてメタチタン酸を塩基性樹脂
や、活性炭のような多孔質の担体に担持させた吸
着能のすぐれた吸着剤及びその製造方法を提案し
た(特開昭54−145389号、特願昭55−81411号)。 本発明者らは、その後リン酸イオン吸着能のす
ぐれた吸着剤を開発するためさらに種々研究を重
ねた結果オキシ塩化ジルコニウムを活性炭に含浸
させ、添着したオキシ塩化ジルコニウム
ZrOCl2・8H2Oの組成比ZrO2:H2O:Clがほぼ
1.0:2.5:0.5になるように適度に加熱焼成し、さ
らに水洗によつて酸化ジルコニウム()水和物
に変えたものがリン酸イオン吸着能にすぐれかつ
吸着するPH領域が広くその目的を満足するもので
あることを見出し、本発明をなすに至つた。 すなわち本発明は、(1)活性炭に酸化ジルコニウ
ム()水和物を含有させた複合体からなる吸着
剤、及び(2)活性炭にオキシ塩化ジルコニウムを含
浸添着させ、次いでこれを150〜200℃で加熱した
のち、水洗し又は直接被処理液と接触させて酸化
ジルコニウム()水和物−活性炭複合体とする
ことを特徴とする吸着剤の製造方法を提供するも
のである。 本発明の吸着剤に担体として用いられる活性炭
は、その形態に制限はなく、粉末あるいは粒状の
ものが適宜用いられる。この活性炭の特に好まし
いのは表面積500〜1200cm2/gの範囲のものであ
る。 活性炭にオキシ塩化ジルコニウムを含浸するに
は、前者を後者の水溶液に浸せきすればよい。 オキシ塩化ジルコニウム溶液を含浸させた活性
炭の加熱は通常150〜200℃で行われ、好ましくは
約160℃で行われる。加熱時間は加熱物の量及び
炉の形状によつて異なるが3〜18時間が好まし
い。なお炉内の脱気によつて加熱時間を短縮でき
る。加熱温度が、150℃未満では、オキシ塩化ジ
ルコニウムの分解が不十分で、所望の吸着能を有
する複合体が得られず、また200℃を越えると、
組成としての塩素を全く含まない加熱生成物に変
わり、その加水分解生成物はリンを効果的に吸着
できる〔n−1ZrO2・HO−ZrO−OH・
nxH2O〕2+・2Cl-を主体とした酸化ジルコニウム
()水和物にならないので吸着能のすぐれた複
合体が得られない。 オキシ塩化ジルコニウム溶液を含浸させた活性
炭を加熱して得られた加熱生成物は、そのままリ
ン酸イオンの吸着剤として使用できるが、好まし
くは、加熱生成物をさらに水洗して担体の表面に
付いている加熱生成物を洗い落し、同時に加水分
解して酸化ジルコニウム()水和物としたのち
乾燥する。このような加水分解は単に水で洗うこ
とにより行うことができる。なお、このような水
洗いを行わないで直接吸着剤として用いる時も加
熱生成物は、被処理水に触れることにより加水分
解されて酸化ジルコニウム()水和物となり、
あらかじめ水洗いしたと同じ結果になる。前記の
加熱して得られた複合体の固体表面には、かなり
の量のオキシ塩化ジルコニウムの分解生成物が付
着しておりそれが使用に当つて担体より遊離し、
吸着剤の能力を多少減少させ、溶液中に膠質状の
含水酸化ジルコニウムによる溶液の汚染をも招く
恐れがあるが、水洗により、このような問題は完
全に克服される。 本発明の吸着剤において、リン酸イオンの吸着
量は、活性炭に対する酸化ジルコニウム()水
和物の含有量の増大とともに増加する。好ましい
酸化ジルコニウム()水和物の含有量は12〜27
%の範囲である。この下限より含有量が少ない
と、リン酸イオンの吸着量は少なくなるが、活性
炭のもつ有機物吸着性は維持されているので、排
水処理、三次処理時の有機物とリン酸イオンの同
時除去に好適な吸着剤が得られる。一方、上限を
越えて含有量が多くなるとリン酸イオンの吸着量
が増すが、複合体の表面積が小さくなり、また細
孔容積も減少するのでかえつてこの吸着剤の特性
を減少することになる。 本発明の吸着剤を用いる被処理水中のリン酸イ
オンの除去は、粉末状吸着剤の場合、そのまま所
要量を被処理水に添加して所定時間接触させ沈殿
物をろ過分離又は分別すればよい。また、粒状吸
着剤の場合は、それをカラムに充てんし、その中
に被処理水を通してもよい。 吸着剤の再生は、例えば2〜4N水酸化ナトリ
ウム水溶液又は2〜5Nアンモニア水でリン酸イ
オンを溶出し、塩酸又は硫酸で吸着剤を十分に酸
性に戻すことにより行うことができ、このように
くり返し2〜10回まで吸着試験を行つても吸着剤
の能力は低下しない。 上述の如く、本発明は、リン酸イオンの吸着能
が極めて高く、かつ有機物に対する吸着能のすぐ
れた吸着剤を提供するものであり、特にこの吸着
剤の複合体中に含まれた酸化ジルコニウム()
水和物(ZrO2・xH2O)の質量当りに換算したリ
ン酸イオンの吸着量は、市販含水酸化ジルコニウ
ムのそれの約5倍の値を示す。 本発明の吸着剤は、用いた活性炭より、
ZrO2・xH2Oが添着するため表面積、細孔容積は
低減するが、トリブチル、トリエチルホスフエー
トのような有機リン化合物を吸着する。これは、
主として活性炭自身に吸着されるものと考えられ
る。 また、メタチタン酸がPH4.5で急速にリン酸イ
オンの吸着量を減少するのに対し、本発明の吸着
剤は、より広いPH領域でリン酸イオンを吸着する
ことができる。すなわち、PH2〜7.5の付近まで
リン酸イオンを吸着できるというすぐれた利点を
有する。 次に本発明を実施例に基づきさらに詳細に説明
する。 実施例 A 酸化ジルコニウム()水和物−活性炭複合
体の調製 オキシ塩化ジルコニウム(ZrOCl2・8H2O;
和光純薬工業株式会社製、試薬特級品)1〜7
gを水10ml中に溶解し、その中に石炭系の粒状
活性炭(ホクエツCL−H:商品名、粒度;10
〜32メツシユ、充てん密度;0.44〜0.47g/
、硬さ;93%、比表面積;1100m2/g以上)
10gを浸漬して、十分にかきまぜオキシ塩化ジ
ルコニウム水溶液をほとんど活性炭に吸着させ
た(両者、混合の際著しく発泡した)。次にこ
のオキシ塩化ジルコニウム水溶液を含浸させた
活性炭を排気口を備えたガラス容器中に入れ、
電気炉中で160℃で5時間加熱して、オキシ塩
化ジルコニウムの結晶水の一部分と含有塩素の
一部分を塩化水素として蒸発、除去した。さら
に、この加熱生成物を水洗して、添着したオキ
シ塩化ジルコニウムの熱分解生成物を加水分解
し、完全な酸化ジルコニウム()水和物と
し、110℃で乾燥して所定の複合体を得た。こ
の複合体の調製条件及び生成量について下記表
にNo.1〜5として示した。表中No.1a、2a、
3a、4a及び5aは、最後の水洗処理を行つた場合
を示す。 次に上記方法に準じて、担体として活性炭の
代りにコークス(粒径;1.0〜2.5mm)又は天然
産のゼオライト(山形県板谷産、ジークライト
礦業株式会社、粒径1.0〜2.3mm、表面積124m2/
g−湿式ゼオライト)を用いて複合体を調製し
た。コークスの場合、焼成物はオキシ塩化ジル
コニウムの加熱生成物とコークスとが分離する
傾向がみられた。これらの複合体について、
No.6、7として同表に示した。 B 吸着試験 リン酸二水素ナトリウムの水溶液(PO4 3-と
して50mg/)100mlを200ml容三角フラスコに
とり、細粉化(100〜160メツシユ)した吸着剤
(前記複合体)200mgを添加し、室温で2時間か
き混ぜたのち、1昼夜放置し、内容物の沈殿物
をろ過して取り出し、ろ液中のリン酸濃度を定
量し、リン酸イオンの吸着量を算出した。その
結果を下記表に前記複合体の調製条件等ととも
に示した。 【表】
Claims (1)
- 1 活性炭にオキシ塩化ジルコニウムを含浸添着
させ、次いでこれを150〜200℃で加熱し水洗し又
は直接被処理液と接触させて酸化ジルコニウム
()水和物−活性炭複合体とすることを特徴と
する吸着剤の製造方法。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP13158681A JPS5834039A (ja) | 1981-08-24 | 1981-08-24 | 酸化ジルコニウムを含む吸着剤の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP13158681A JPS5834039A (ja) | 1981-08-24 | 1981-08-24 | 酸化ジルコニウムを含む吸着剤の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5834039A JPS5834039A (ja) | 1983-02-28 |
JPS6150008B2 true JPS6150008B2 (ja) | 1986-11-01 |
Family
ID=15061511
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
JP13158681A Granted JPS5834039A (ja) | 1981-08-24 | 1981-08-24 | 酸化ジルコニウムを含む吸着剤の製造方法 |
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JP (1) | JPS5834039A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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1981
- 1981-08-24 JP JP13158681A patent/JPS5834039A/ja active Granted
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JPS5834039A (ja) | 1983-02-28 |
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