JP2003299948A - 吸着剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来例と同様、水の富栄養化現象の原因とな
る燐や窒素を確実に吸着し、しかも、従来例より安価な
水処理用濾材を提供する。 【解決手段】 芯材１の表面に非水溶性のバインダー２
によって付着させたハイドロタルサイト層３を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、生活排水、地下水、河
川水、湖沼水、池水或いは工場排水中の燐（Ｐ）や窒素
（Ｎ）を除去するために用いる吸着剤に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】ハイドロタルサイト粉末をポリアクリル
アミドのアミノ化物（バインダー）と１〜４０重量％の
割合で配合した混合物に必要な量の水を添加し、ニーダ
ーにかけよく混練した後、造粒機にて成形体とし、該成
形体を乾燥、硬化させて完成品としたハイドロタルサイ
ト造粒物がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】粉末のハイドロタルサ
イトにバインダーを混合すると粉性が非常に高くなり、
混練りすることが難しく、粒状に形成するに時間がかか
り、また、歩溜も悪い。

【０００４】そして、ハイドロタルサイトによるイオン
交換（燐等）は、被処理水（地下水、工場排水等々の）
と接触する部分、つまり、ハイドロタルサイト造粒物の
表面だけで行われる。従って、量的な大部分を占める造
粒物の表面以外のハイドロタルサイト部分はイオン交換
機能的には無駄な部分ということになる。

【０００５】前記従来例は、これらの欠点があり、本発
明は、これら欠点を回避し、従来のハイドロタルサイト
造粒物と機能的に劣らず、しかも、安価な製品を提供す
ることを目的として創案したものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】芯材の表面に非水溶性の
バインダーによって付着したハイドロタルサイト粉末層
を設けた構成にすることを基本的手段とし、芯材をゼオ
ライト粒子で構成し、該芯材をバインダーおよびハイド
ロタルサイト層を通じて外界に部分的に露出させること
により、表面側のハイドロタルサイトのみならず、芯材
であるゼオライト粒子にもイオン交換効果を機能させ吸
着剤として尚一層の効率的な製品を提供することがで
き、さらに、バインダーをポリ乳酸アセトン溶液で構成
することにより、水処理後すなわち燐等吸着後の本吸着
剤を有効な肥料として用いることができるのである。

【０００７】

【発明の実施の形態】図面は本発明に係る吸着剤の実施
形態を示し、図１は第一実施形態の、図２は第二実施形
態の模式断面図である。

【０００８】本発明に係る吸着剤Ａは、芯材１の表面に
層設したバインダー２を利用して前記芯材１の表面にハ
イドロタルサイト粉末層３を設けたことを基本形態と
し、芯材１は取扱い上の利便性を無視すればその大きさ
（径）を制約する必要はないが、工業（産業）上利用す
る点を踏まえた場合は、粒径０．３〜２ｍｍ程度のもの
が望ましく、素材としては物理強度が強固な、珪砂、砂
利、アンスラサイト、ゼオライト、コンクリートブロッ
ク粒子等が考えられる。

【０００９】これらの粒子中、ゼオライトは、図２で示
す実施形態のように該ゼオライトで成る芯材１と外界と
の間にバインダー２やハイドロタルサイト粉末層３を通
じた孔（乃至隙間）４を設けるようにして外界（部）に
露出させるようにして用いると、該ゼオライトである芯
材１自体もイオン交換機能を発揮して窒素（アンモニア
性）を被処理水中から吸着して当該吸着剤のイオン交換
能力を増大させることができ、有益である。

【００１０】このゼオライトを除く珪砂等の残余のもの
は本発明が意図する「イオン交換」機能を備えた吸着剤
としての機能を直接的に発揮するものではないので第一
実施形態のように、孔（隙間）４を省略した（のな
い）、すなわち、芯材１の表面全域にハイドロタルサイ
ト粉末層３を備えた吸着剤の場合に適用すべきで、その
方がハイドロタルサイト粉末層３のイオン交換機能を最
大限に利用できるのである（孔４が有ることにより、ハ
イドロタルサイト粉末層３の吸着量が減少する）。

【００１１】前記バインダー２としては、エポキシ樹脂
や水ガラス（珪酸ナトリウム）或いはポリ乳酸を例示的
に挙げられるが、水処理（濾過操作）時に溶解したので
は吸着剤として機能しなくなるので、少くも、非水溶性
の素材で構成すべきで、被処理水から吸着した燐や窒素
を肥料として利用する場合は、バインダー２が植物や土
壌に悪影響を与えるのは望ましいことではないので、例
えば、生分解性プラスチックであるポリ乳酸を用いると
不都合がなくなり、アンモニアを吸着する機能を備えた
ゼオライトを芯材とし、このポリ乳酸をバインダーとし
た第二実施形態のような構造のものとすると、水処理剤
として適用できることは勿論、肥料用資源として有益な
製品を提供できることになる。

【００１２】本発明に係る製品の製造法を実施例として
下記に示す。

【００１３】

【実施例】１．バインダーとしてポリ乳酸を使用した場
合 （１）芯材の表面に吸着体を完全に覆う場合 材料条件 芯材：ゼオライト 粒径：０．３ｍｍ〜２．０ｍｍ バインダー：ポリ乳酸溶液（生分解性プラスティック） ポリ乳酸（溶質）をアセトン（溶媒）に容積比で５〜１
０％となるように溶かしたものである。ポリ乳酸は溶解
度が低いため、アセトンを３０〜４０℃に過熱しながら
溶解させる。（溶媒としてはアセトンが望ましいがエタ
ノール、メタノールなどの有機溶剤でも可能） 吸着体：ハイドロタルサイト 配合比 芯材：バインダー：吸着体＝１：３：０１〜
０．３ （容量比） 製造方法 （ａ）ミキサーによる製造方法 ミキサーに芯材を投入し、回転を線速度として０．５
ｍ／ｓｅｃ〜２ｍ／ｓｅｃの速度で回転させる。 次いでバインダーを投入してミキサーを回転させ、つ
いで吸着体を散布する。 ミキサーを数分間回転させて全体にバインダーと吸着
体を行き渡らせる。 ミキサーを停止させてバインダーに含まれているアセ
トンを揮発させる。このとき芯材表面が乾燥したら再度
ミキサーを回転させ、全体を乾燥させる。なおこのとき
のミキサーの回転は芯材の表面を乱さないようにするた
めに１０〜５０ｃｍ／ｓｅｃまで落とす。 おおむね乾燥すると、熱風もしくはミキサー自身を加
熱することで芯材の温度を約４０℃とし、２〜３時間維
持する。また晴天であれば、天日乾燥させてもよい。 （ｂ）減圧蒸留装置による製造方法 芯材を蒸留装置に投入し、回転を線速度として０．５
ｍ／ｓｅｃ〜２ｍ／ｓｅｃの速度で回転させる。 次いでバインダーを投入してからミキサーを回転さ
せ、ついで吸着体を散布する。 全体に吸着体を行き渡らせるために、数分間３０〜１
８０秒程度、蒸留装置を回転させる。 蒸留装置を停止させてバインダーに含まれているアセ
トンを揮発させる。このとき蒸留装置の内部を減圧し、
さらに過熱することでアセトンを蒸発させる。なおこの
ときの蒸留装置の回転は芯材の表面を乱さないように１
０〜５０ｃｍ／ｓｅｃまで落とす。圧力と温度の条件
は、全体がおおむね乾燥するまで真空度２００Ｔｏｒ
ｒ、温度５０〜６０℃とし、その後は真空度を４０Ｔｏ
ｒｒまで下げて、温度を１００〜１２０℃まで上げるこ
とで完全に乾燥させる。 蒸留装置の冷却部からアセトンがでてこないことを確
認して終了とする。※よりいっそう、芯材の表面に吸着
体をコーティングさせるために、上記の方法を２〜３度
繰り返してもよい。 （２）芯材の周辺の一部に吸着体を添着させる方法 下記以外は（１）と同じ。 バインダーの濃度を下げる ポリ乳酸（溶質）をアセトン（溶媒）に容積比として１
〜５％で混合したバインダーを使用する。 散布する吸着体の量を少なくする 配合比 芯材：バインダー：交換体＝１：３：０．１
以下 （容量比） ２．バインダーとしてエポキシを使用した場合 （１）芯材の表面に吸着剤を完全に覆う場合 材料条件 芯材：ゼオライト 粒径０．３ｍｍ〜２．０ｍｍ バインダー：エポキシ樹脂系接着剤：専用の稀釈剤、混
合剤を用いることで２〜３倍に稀釈する。 吸着体：ハイドロタルサイト 配合比：芯材：バインダー：交換体＝１：０．２：０．
１〜０．３ （容量比） 製造方法 ミキサーに芯材を投入し、次いでバインダーを加え
る。 ミキサーを０．５ｍ／ｓｅｃ〜２ｍ／ｓｅｃの線速度
で回転させる。 全体的によく混合してから、吸着体を添加し、再度混
合する。 芯材の表面全体に吸着体が行き渡ってから、回転速度
を線速度０．１〜０．５ｍ／ｓｅｃに落とし、バーナー
で加熱する。そして芯材の表面が１００℃となるように
調整し、２〜３時間の加熱により表面を乾燥させる。 （２）芯材の周辺の一部に吸着材を添着させる方法 上記（１）の方法において、 バインダーの温度を下げる エポキシ樹脂系接着剤の稀釈量を５〜１０倍とする。ま
たは 散布する吸着体の量を少なくする 使用量：芯材：バインダー：交換体＝１：３：０．１以
下 （容量比）

【００１４】

【発明の効果】本発明は前記の通りの構成であるから、
水の富栄養化現象の因となる燐や窒素を吸着し、しか
も、経済的な吸着剤を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第一実施形態の断面図。

【図２】第二実施形態の断面図。

【符号の説明】

１ 芯材 ２ バインダー ３ ハイドロタルサイト

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 今井宏海 東京都千代田区東神田一丁目９番８号 環 境エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 細谷卓也 大阪府大阪市淀川区田川北１丁目13番９号 株式会社トーケミ内 Ｆターム(参考） 4G066 AA61A AA61B AA61C AA66A AA66B AC17D CA27 CA41 DA08 FA11 FA21 FA28

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 芯材の表面に非水溶性のバインダーによ
   って付着したハイドロタルサイト粉末層を設けた吸着
   剤。
2. 【請求項２】 芯材をゼオライト粒子で構成し、該芯材
   をバインダーおよびハイドロタルサイト層を通じて外界
   に部分的に露出させた、請求項１記載の吸着剤。
3. 【請求項３】 バインダーをポリ乳酸アセトン溶液で構
   成した、請求項１又は２記載の吸着剤。