JPS6336886A

JPS6336886A - 水処理用吸着剤およびその製造方法

Info

Publication number: JPS6336886A
Application number: JP17821086A
Authority: JP
Inventors: Yoshiyuki Fujiwara; 藤原　與志之; Hiroshi Komatsu; 洋小松
Original assignee: Shinko Electric Industries Co Ltd
Current assignee: Shinko Electric Industries Co Ltd
Priority date: 1986-07-29
Filing date: 1986-07-29
Publication date: 1988-02-17
Anticipated expiration: 2009-10-05
Also published as: JPH0677732B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は水処理用吸着剤およびその製造方法に係り、特
に水中に含まれるりん酸塩もしくは２価の重金属イオン
の吸着除去（こ効果的に使用できろ水処理用吸着剤およ
びその製造方法に関し、一般河用、Ｍ沼等の水処理事業
その他に利用される。

〔従来の技術〕

従来より河川、湖ｔＢもしくは内湾における富栄養化現
象をもたらす原因物質として、排水中（こ含まれる窒素
、りん成分が指摘されている。これらのうち排水中のり
ん成分を除去する方法もしくばその吸着剤についても多
くの研究がなされ開示されているものも少くない。例え
ば特σｎ昭５６〜２６５８１、特開昭５６−５１２８３
、特開昭５７−１０５２８１、特開昭５８−１４３８８
０゜１４３８８１、特開昭６０−１４９９０．特開昭６
１−２８４９１等がある。これらのうち、硫酸バンド、
ポリ塩化アルミニウム等を使用する凝集性ｔｉ法が既に
一般に使用されており、また生石灰、消石灰を利用して
カルシウムとドロオキシアパタイト結晶析出をきせる晶
出脱りん法、またはアルカリ処理スラグとマグネシア系
吸着剤との混合脱りん剤を使用する方法等が既に公知で
ある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記の如く脱りんを主目的とする水処理方法もしくは吸
着剤について多くの研究や開示がなされているが、なお
次の如き種々の問題点がある。

（イ）高価なイオン交換樹脂や吸着剤が必要であり水処
理費用が高くなる。

（ロ）吸着剤の製造プロセスが複雑であるか、水処理プ
ロセスが複雑であることによりコスト高となる。

（ハ）安価な吸着剤であっても吸着効率が低く実用に適
しない。

（ニ）（ｇ！用ずみ処理剤の処分に費用が嵩む。

（ホ）脱りんと同時に重金属イオンの吸着も可能な吸着
剤はきわめて少い。

本発明の目的は、水処理用吸着剤におけろ上記従来技術
の問題点を解決し、安価で効率のすぐれた水処理用吸着
剤およびその効果的な製造方法を提供するにある。

〔問題点を解決するための手段および作用〕本発明によ
る水処理用吸着剤の要旨とするところは次の如くである
。

すなわち、さんごＩｉ１ム石灰石、ドロマイトおよび無
機質系固結剤より成る混合成形焼成体であり、リノし酸
塩もしくは２価の重金属イオンを吸着することを特徴と
する水処理用吸着剤である。

また、本発明による水処理用吸着剤の製造方法の要旨と
するところは次の如くである。

すなわち、重量比にて１０〜９０％のさんご励行灰石お
よび９０〜１０％のドロマイトの各粉体に全重量の１〜
１０％の無機質系固結剤を配し混合成形する段階と、前
記混合成形体を５００〜８００℃の温度範囲で焼成する
段階と、を有して成ることを特徴とする水処理用吸着剤
の製造方法である。

次に本発明の詳細ならびに限定理由について説明する。

本発明による水処理用吸着剤は成分原料としてさんご励
行灰石とドロマイトとを使用する、さんご励行灰石は平
均粒径０５〜０６μｍと微細で、その表面積は２　ｍ’
／　ｇに達し、沖縄等において安価に産出するもので、
その表面に多数の空孔を有する多孔質石灰石である。こ
れは又重金属イオンに対する高い吸着能があることは特
開昭５８−１７７１９４等によって知られているが、Ｐ
Ｏ４を含む水の処理に関しては単独使用の場合は大量を
必要とするなど問題点が多く脱りん剤としては多くを期
待することができない。しかし、本発明者らはドロマイ
ト等のＭｇ塩を含む鉱物を混入し焼成することによりＰ
６：吸着に関してすぐれた特性を発揮し得ろことを見出
した。本発明はこの知見をもとに研究の結果完成するこ
とができたものである。

さんご励行灰石およびドロマイトの代表的な分析値は第
１表に示すとおりである。

第　　　１　　　表これらのさんご励行灰石とドロマイ１−の配合割合は後
記実施例の示す如く、水中のＰＯ４の除去比率より広い
範囲の配合比率が可能であり、重量比にてさんご励行灰
石ｌＯ〜９０％に対し、ドロマイト９０〜１０％の配合
比率とする。この限定理由はさんご励行灰石もしくはド
ロマイトの配合比がそれぞれ１０％未満となる場合には
水処理時のＰＯ４除去率が低下するからである。

次にこれらの成分原料を使用して混練成形するに際し使
用する固結剤は特に限定の必要がないが、セピオライト
が最も適している。セピオライトは一般に繊維性を有す
る珪酸マグネシウムの塊であって、（ＯＨ２）４（ＯＨ
）４Ｍｇ８Ｓ１）２０３ｏ６〜８Ｈ２０なる構造式を有
している。本発明によるさんご励行灰石およびドロマイ
トに混合し、その固結剤としてセピオライトを使用して
成形体を製造すると、水中においても長期に亘り崩壊せ
ず、その強度を維持できるすぐれた固結剤として作用す
ることを確認した。しかもセピオライトは、そのもの単
独でも浸れた吸着能力を有するほか、固結剤として用い
ても、他の成分のさんご磁石灰石やドロマイトの吸着能
力を妨げないという特徴を有しているる。　セピオライ
トの代りに他の粘土鉱物もしくＣよ無機質物質であって
、同様の効果を有するものならば本発明の固結剤として
使用可能である。セピオライトに代表されろ本発明によ
る水処理用吸着剤に配する無機質系固結剤の配合割合は
、全重量に対し１〜１０％とすべきである。その限定理
由は固結剤が全重量に対し１％未満となれば、成形体の
強度が弱化して水中において崩壊するおそれがあり、ま
た１０％を越すと固結効果が飽和するからであり、通常
５％前後の配合率でよい。

かくの如くしてさんご磁石灰石およびドロマイトの１５
０〜２００μｍに微粉砕した各粉体を好ましくは同一サ
イズに微粉砕したセピオライトを固結剤として加水混練
して造粒もしくは成形した成形体を５００〜８００℃の
温度範囲で約１時間焼成する。この熱処理ｆ、ｔｅａイ
オンおよびＭｇイオンを水中に溶出し、対象処理水のｐ
Ｈを脱りん過程に適する領域まで上げるために必要であ
り、５００℃未満の焼成温度では焼成不十分でＣａＣ０
っおよびＭｇＣ０，の熱分解が不足であり、従って水中
へのＣａイオンおよびＭｇイオンの溶出が不足して処理
水のｐＨをＰＯコニ−吸着除去に適する領域まで上げる
ことができず、また８００℃を越す温度ではＣａＣ０，
、ＭｇＣＯ３の熱分解が過度に進行し、処理水のｐＨを
一時的に高い領域まで上げろものの長期に亘り継続でき
ないほか水中において造粒成形体の崩壊が起るからであ
る。通常は５５０〜７５０℃の焼成温度が最適である。

かくして、さんご磁石灰石、ドロマイ）・に好適にはセ
ピオライトを固結剤として混合成形され焼成された本発
明の吸着剤によって、水中のりん酸はカルシウムヒドロ
オキシアパタイトとなり、不溶性物として沈澱し吸着さ
れる。

本発明による水処理用吸着剤は上記の如く、水中のりん
酸をカルシウムヒドロオキシアパタイトとして不溶性と
して吸着する作用を有しているが、更に本発明者らの研
究によって２価の重金属、イオン、例えばＨｇ”、ｚｎ
＋゛、Ｃｕ（１＋、Ｆｅ＋　＋、Ｃｄ”、Ｎ、　＋　＋
、Ｃｒ＋″等を９０％以上吸着する特性を有することが
確認された。しかも吸着された上記２価の重金属イオン
は１〜３％の稀塩酸等により容易に脱着することができ
るので、かかる重金属を吸着した本発明の水処理用吸着
剤は再使用が可能である。

本発明による水処理用吸着剤成形体の形状および大きさ
は、処理対象水中に含まれるＰＯ−量もしくは２価の重
金属イオン量、流量、運転方法等によって適宜決定すれ
ばよいので限定の必要がないが、通常の場合処理水量に
よって次の３段階のサイズが望ましい。

小塊：　１〜５−φ　　　１日処理水量１０〜５０　ｍ
゛中塊５〜１０ＩＩｗｌφ　　１日処理水量５０〜５０
０　ｍ゛大塊　１０〜２０鴫φ　１日処理水量１００〜
ｌ　０００ｍ〔実施例〕実施例１本発明による水処理用吸着剤の効果を確認するために、
次の４＠類の供試材各２ｇを１００　ｍｌの２０ｐｐｍ
ｋ）ん酸溶液中に投入し、撹拌後、２時間放置し、残留
ＰＯン濃度、ＰＯ；−の吸着除去率、ｐＨ値を測定する
比較試験を実施した。

供試材Ｎｏ、１原石のままで焼成していないさんご磁石灰石のみ。

供試材Ｎｏ、２さんご磁石灰石に対し重量比にて５％のセピオライトを
混合して造粒成形した後、６５０℃で１時間焼成したも
の。

供試材Ｎｏ、３さんご磁石灰石とドロマイトを重量比１：　１に配合し
たものに、重量比５％のセピオライトを添加０合し、造
粒成形後６５０℃で１時間焼成したもの。

供試材Ｎｏ、４ドロマイト単味に対し重量比にて５％のセピオライトを
添加混合し、造粒成形後６５０℃で１時間焼成したもの
。

供試材Ｎｏ、３は本発明例であり、その他は比較例であ
る。上記による比較試験結果は第２表に示すとおりであ
る。

第　　　２　　　表第２表より明らかな如く、本発明による供試材Ｎｏ、３
は格段にすぐれた吸着除去率を示すも、供試材Ｎｏ、２
、およびＮｏ、４も少なからぬ吸着除去率を示している
。これはさんご励行灰石焼成体、ドロマイト焼成体、セ
ピオライトがそれぞ単独でも少なからｔｗ　ｐｏニーの
吸着能を有することを示すものであり、吸着後の液のｐ
Ｈが９以上の場合にＰＯ］−除去効果があることが判明
した。

実施例２本発明の水処理用吸着剤の成分原料であるさんご礁石灰
石とドロマイトの配合比率を変化させ、これにそれぞれ
５％のセピオライトを固結剤として混練し、造粒後いず
れも６５０℃にて１時間焼成した各種の供試材を作成し
ＰＯニーの除去効率の最大点を調査した。ＰＯニーの吸
着除去率は、実施例１の結果より水中に投入後のｐＨの
大きさにて決定することとした。

さんご礁石灰石とドロマイトの配合比率をそれぞれ１０
０〜０まで変化させ５％のセピオライトを配合した第３
表に示す如きＮｏ、１〜５の５種類の供試材を得た。

第　　　３　　　表各供試材を水中に投入、時間の経過によるｐＨの変化を
測定した結果は第４表に示すとおりである。第４表より
明らかなとおり、さんご礁石灰石およびドロマイトはそ
れぞれ単独にてもＰＯニーの吸着除去能力があるものの
、さんご礁石灰石を８０〜２０％、ドロマイトを２０〜
８０％と変化させた時に最大の吸着除去率を示し、時間
の経過と共にｐＨ値が高くなる傾向が見られるのが、供
試材Ｎｏ、２．３．４の間には著しい差異（よ認められ
なかった。

第　　　４　　　表第４表に示す試験結果から本発明によるさんご礁石灰石
とドロマイトの配合比率は好適にはそれぞれ８０〜２０
％、２０〜８０％とするも、それぞれ９０〜１０％、１
０〜９０％と限定できることが判明した。更に本実施例
から本発明による水処理用吸着剤は長期に亘り、その効
果を維持し続けることができろとの予想を得た。

実施例３本発明による水処理用吸着剤の有効吸着処理水量を確認
する試験を実施した。すなわち、代表的な配合例として
、さんご礁石灰石とドロマイトを等量の重量比で５０：
５０とし、これに全重量の５％のセピオライトを添加し
、混練、造粒成形した。この成形体ｔｉ！６５０℃で１
時間焼成したものを供試材とした。

該供試材１０ｇをろ適用カラムに投入し、１０　ｐｐｍ
のＰＯニーを含むりん酸溶液を通過させ、ろ過層を通過
した処理水量によるＰＯ；−吸着能力の変化を観測した
結果は第１図に示すとおりである。

第１図より明らかなとおり、約２００１を処理するとＰ
Ｏ−吸着除去率が９８〜９９％から７０％程度に低下す
る。しかし、この時点で本発明による吸着剤供試材のろ
過層を撹拌することにより、吸着除去率かもとの水準ま
で回復するので、約２００１処理毎にろ過層の撹拌もし
くは逆噴射を行なうことにより高いＰＯＭ−除去率で長
時［ｌり持続的に処理することが可能であることが判明
した。

有効吸着処理水量は２００４当り１０ｇ、すなわち５０
ｇの本発明吸着剤を使用し、水量１トン処理毎にろ渦層
を撹拌もしくは逆噴射することにより長期に亘り有効に
処理し得ることが判明した。

実施例４本発明による水処理用吸着剤の２価の重金属イオンの吸
着除去率について試験した。

先ずＦｅ″“の吸着能力を調査するため、Ｆｅ２Ｏ３換
算で２５０　ｐｐｍ５度のＦｅＣｌ３水溶液１００　ｍ
ｌに実施例３で用いたと同一の供試材２ｇを投入し、１
時間後の残留Ｆｅイオンを測定した。

測定の結果、残留ＦｅイオンばＦｅ。０．換算で０５％
に過ぎず、９９５％は本発明供試材に吸着されたことが
判明した。同様の試験をＨｇ＋＋、Ｚｎ″“、Ｃｕ”、
ｃｄ＋＋、Ｎ　、　＋　４、Ｃｒ”にツいて行ったとこ
ろ、いずれも９０％以上の吸着除去率がｉ認された。

上記吸着された２価の金属イオンは、いずれも１〜３％
の稀塩酸等に容易に溶解するので、本処理剤は２価の金
属イオン吸着時には容易に脱着することにより再使用が
可能であることは既に記載のとおりである。

〔発明の効果〕

本発明による水処理用吸着剤は、それ自身吸着能を若干
有するさんご逆行灰石およびドロマイトを主成分とし、
これに好適にはセピオライ）・の如き、無機質系固結剤
を配し１５０〜２００μｍ以下に微粉砕した混合物を加
水混練して造粒もしくは成形した成形体を５００〜８０
０℃の温度範囲に焼成した組成物であるので、次の如き
効果を有している。

（イ）従来の水処理用吸着剤や、活性炭、イオン交換樹
脂等に比し著しく低価格であると共に、生石灰の如く危
険物としての取扱いを必要としない。

（ロ）水中のＰＯコニ−９８〜９９％等の高い除去率で
吸着除去できろほか、２価重金属イオン例又はＨｇ＋＋
、Ｚｎ＋“、Ｃｕ”、Ｃｄ”、Ｎ１＋＋、ｃｒ＋１−を
も９８〜９９％等の高い除去率で除去し得る。

（ハ）成形、焼成体であるので、水の流通抵抗が少なく
、フィルタ一層としての使用に適しているほか、水中で
も崩壊せず十分の強度を長期にわたり維持できるので、
機織的撹拌や、圧搾空気による逆洗浄滌にも十分耐久る
ことができる。

（ニ）　ｐｏ；−吸着除去時には、吸着物を４［的撹拌
や圧搾空気等の逆洗滌により吸着能を容易に回復できる
ほか、ＰＯコニ−吸着に好都合な高いｐＨ領域を長期に
亘り維持できるので使用開始後少くとも３〜６ケ月以上
の使用に耐えることができる。

（ホ）有害な２価の金属イオンを含まないｐｏニー処理
済吸着剤は、Ｐ、Ｃａ、Ｍｇを含むので土壌改良剤とし
て使用が可能である。また本発明の処理剤をそのまま土
中の有害重金属を吸着する土壌改良剤としても使用可能
である。更にさんご逆行灰石の作用により土中のｐＨを
上昇させ、作物を根こぶ病等の発生から予防する等の機
能も確認された。

また２価の金属イオン吸着時も１〜３％の稀塩酸により
容易に脱着できるので、再使用が可能であるばかりでは
なく、従来の吸着剤の如く処理済処理剤の処分に費用を
要することが少い。

（へ）本発明による処理剤は単に排水処理のみに限らず
、上水もしくは地下水のＦｅ分等２価の金属イオン除去
にも使用可能であり、更に酸性水の中和剤としても、ま
たＣａ、Ｍｇに富むミネラル水の製造にも用いろことが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による水処理用吸着剤１０ｇをろ適用カ
ラムに投入して１０　ｐｐｍのｐｏ；−Ｂ液を通過させ
、２００１処理毎に撹拌した実施例の処理水量とＰ〇−
除去率との関係を示す線図である。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）さんご礁石灰石、ドロマイトおよび無機質系固結
剤より成る混合成形焼成体であり、りん酸塩もしくは２
価の重金属イオンを吸着することを特徴とする水処理用
吸着剤。
（２）重量比にて１０〜９０％のさんご礁石灰石および
９０〜１０％のドロマイトの各粉体に全重量の１〜１０
％の無機質系固結剤を配し混合成形する段階と、前記混
合成形体を５００〜８００℃の温度範囲で焼成する段階
と、を有して成ることを特徴とする水処理用吸着剤の製
造方法。
（３）前記無機質系固結剤はセピオライトである特許請
求の範囲の第２項に記載の水処理用吸着剤の製造方法。