JPH0919680A - 水質浄化剤およびその製造方法 - Google Patents
水質浄化剤およびその製造方法Info
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- Water Treatment By Sorption (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 経済的にかつ効果的にりん・色度・重金属を
除去できる水質浄化剤を提供する。 【構成】 オートクレーブによって水熱合成されたＣａ
Ｏ−ＳｉＯ2系の加熱脱水させた無水物であることを特
徴とする。 【効果】 りん・色度・重金属等の除去ならびに臭気成
分の除去に効果がある。しかも原料は未利用資源のリサ
イクルによるため経済性も優れた素材であり、なおかつ
素材の製造時に有害物質の混入の恐れがないために、材
料に使用に伴う安全性も確保される利点がある。水のｐ
Ｈが中性域でも吸着能が大きく、従来の活性アルミナ
（りんの吸着能が高まるｐＨが４以下で使用する必要が
ある）に比較して広いｐＨ領域で使用できる。また、本
発明による材料は、独特の微細な気孔組織を有し、水処
理以外の有害ガス成分の除去等にも効果的なため、水処
理以外の用途の拡大も期待できるものである。
除去できる水質浄化剤を提供する。 【構成】 オートクレーブによって水熱合成されたＣａ
Ｏ−ＳｉＯ2系の加熱脱水させた無水物であることを特
徴とする。 【効果】 りん・色度・重金属等の除去ならびに臭気成
分の除去に効果がある。しかも原料は未利用資源のリサ
イクルによるため経済性も優れた素材であり、なおかつ
素材の製造時に有害物質の混入の恐れがないために、材
料に使用に伴う安全性も確保される利点がある。水のｐ
Ｈが中性域でも吸着能が大きく、従来の活性アルミナ
（りんの吸着能が高まるｐＨが４以下で使用する必要が
ある）に比較して広いｐＨ領域で使用できる。また、本
発明による材料は、独特の微細な気孔組織を有し、水処
理以外の有害ガス成分の除去等にも効果的なため、水処
理以外の用途の拡大も期待できるものである。
Description
【０００１】
【発明の技術分野】本発明は水質浄化剤、さらに詳細に
は建材等の製造の過程で生ずる廃棄物を利用するととも
に、特にりん・色度・重金属類の除去性に優れた水質浄
化剤に関する。
は建材等の製造の過程で生ずる廃棄物を利用するととも
に、特にりん・色度・重金属類の除去性に優れた水質浄
化剤に関する。
【０００２】
【従来技術および問題点】水質浄化としてのりんの除去
は、閉鎖性水域における富栄養化防止のため重要であ
る。このようなりんの除去技術には生物学的な除去、凝
集剤を使用した浄化方法、吸着剤を使用した方法などが
ある。一方、海域の環境基準として窒素・りんの濃度が
定められたことにより、これまでの除去方法では対応で
きない低濃度までの除去技術の開発が急務になってい
る。
は、閉鎖性水域における富栄養化防止のため重要であ
る。このようなりんの除去技術には生物学的な除去、凝
集剤を使用した浄化方法、吸着剤を使用した方法などが
ある。一方、海域の環境基準として窒素・りんの濃度が
定められたことにより、これまでの除去方法では対応で
きない低濃度までの除去技術の開発が急務になってい
る。
【０００３】また、都市用水としての下水処理水の再利
用も行なわれるようになってきており、アオコをはじめ
とした藻類の発生に対する懸念から窒素・りんの除去は
重要な課題となっている。従来このようなりんの除去技
術には、生物学的な除去、凝集剤を用いた浄化方法、吸
着剤を用いた方法などがあるのは前述のとおりである
が、簡易に除去方式を導入できることから、吸着剤を用
いることが多い。
用も行なわれるようになってきており、アオコをはじめ
とした藻類の発生に対する懸念から窒素・りんの除去は
重要な課題となっている。従来このようなりんの除去技
術には、生物学的な除去、凝集剤を用いた浄化方法、吸
着剤を用いた方法などがあるのは前述のとおりである
が、簡易に除去方式を導入できることから、吸着剤を用
いることが多い。
【０００４】このような吸着剤としては、アニオンであ
るりん酸イオンを選択的に吸着できる活性アルミナや、
鹿沼土を用いた水質浄化を行なうことが検討されてい
る。しかしながら処理効果、経済性の面から十分とは言
い難いのが現状である。
るりん酸イオンを選択的に吸着できる活性アルミナや、
鹿沼土を用いた水質浄化を行なうことが検討されてい
る。しかしながら処理効果、経済性の面から十分とは言
い難いのが現状である。
【０００５】本発明は上述の問題点に鑑みなされたもの
であり、経済的にかつ効果的にりん・色度・重金属を除
去できる水質浄化剤を提供することを目的とする。
であり、経済的にかつ効果的にりん・色度・重金属を除
去できる水質浄化剤を提供することを目的とする。
【０００６】
【問題点を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明による水質浄化剤は、オートクレーブによっ
て水熱合成されたＣａＯ−ＳｉＯ2系の加熱脱水させた
無水物であることを特徴とするものである。
め、本発明による水質浄化剤は、オートクレーブによっ
て水熱合成されたＣａＯ−ＳｉＯ2系の加熱脱水させた
無水物であることを特徴とするものである。
【０００７】上記の化合物はゾノトライト（Ｃａ6（Ｓ
ｉ6Ｏ17））・（ＯＨ）2、トバモライト（Ｃａ5（Ｓｉ6
Ｏ18Ｈ2））・（４Ｈ2Ｏ〜８Ｈ2Ｏ）が代表的水和物と
して知られている。また、オートクレーブによって、水
熱合成された工業薬品としては、現在広く建材として使
用されているＡＬＣは、トバモライトを主相とするもの
であり、また、ゾノトライトを主相とする窯業建材、あ
るいは、耐火断熱材料も知られている。
ｉ6Ｏ17））・（ＯＨ）2、トバモライト（Ｃａ5（Ｓｉ6
Ｏ18Ｈ2））・（４Ｈ2Ｏ〜８Ｈ2Ｏ）が代表的水和物と
して知られている。また、オートクレーブによって、水
熱合成された工業薬品としては、現在広く建材として使
用されているＡＬＣは、トバモライトを主相とするもの
であり、また、ゾノトライトを主相とする窯業建材、あ
るいは、耐火断熱材料も知られている。
【０００８】ＣａＯ−ＳｉＯ2系の水熱合成材料は、６
００℃の温度に加熱することにより、結晶水を放出し
て、結晶度の弱い針状または、リボン状βＣａＯＳｉＯ
2に転移するが、ＤＴＡによる測定によると、結晶水の
多いトバモライトは、７０５℃で脱水し８３５℃でβＣ
ａＯＳｉＯ2に転移するが、ゾノトライトは約１０００
℃付近で脱水が完了して転移するのであった。βＣａＯ
ＳｉＯ2は天然鉱物として珪灰石として知られるもので
密度の高い針状の鉱物であり、吸着などに効果のある気
孔の存在しないものであるが、本発明の処理によるβＣ
ａＯＳｉＯ2は多数の微細気孔を持った綿のような多孔
質のものであることを発見した。
００℃の温度に加熱することにより、結晶水を放出し
て、結晶度の弱い針状または、リボン状βＣａＯＳｉＯ
2に転移するが、ＤＴＡによる測定によると、結晶水の
多いトバモライトは、７０５℃で脱水し８３５℃でβＣ
ａＯＳｉＯ2に転移するが、ゾノトライトは約１０００
℃付近で脱水が完了して転移するのであった。βＣａＯ
ＳｉＯ2は天然鉱物として珪灰石として知られるもので
密度の高い針状の鉱物であり、吸着などに効果のある気
孔の存在しないものであるが、本発明の処理によるβＣ
ａＯＳｉＯ2は多数の微細気孔を持った綿のような多孔
質のものであることを発見した。
【０００９】ＣａＯ−ＳｉＯ2系の現成物がオートクレ
ーブによって、ゾル状態となりゲルして固化した履歴を
持つ水和物は、キセロゲルの状態となり、３０〜５０Å
の微細気孔組織を内蔵し、比表面積は２００ｍ2／ｇｖ
という特徴を持つものである。
ーブによって、ゾル状態となりゲルして固化した履歴を
持つ水和物は、キセロゲルの状態となり、３０〜５０Å
の微細気孔組織を内蔵し、比表面積は２００ｍ2／ｇｖ
という特徴を持つものである。
【００１０】建材として使用されているＡＬＣは、５０
０μ〜５ｍｍという膨大な気孔を持つ多孔質体であるが
加熱によって結晶水が放出されたときに吸着剤として効
果のある微細気孔が出現することを見いだしたものであ
る。
０μ〜５ｍｍという膨大な気孔を持つ多孔質体であるが
加熱によって結晶水が放出されたときに吸着剤として効
果のある微細気孔が出現することを見いだしたものであ
る。
【００１１】また、このような材料から生成されるβＣ
ａＯＳｉＯ2はリボン状の薄いハクヘンの重なったよう
な層状の構造を示し、連結された孔隙として存在するた
めに大きな比表面積を持つ吸着剤として特徴を与えてい
るものである。
ａＯＳｉＯ2はリボン状の薄いハクヘンの重なったよう
な層状の構造を示し、連結された孔隙として存在するた
めに大きな比表面積を持つ吸着剤として特徴を与えてい
るものである。
【００１２】特願昭６１−５８４３６号において珪酸カ
ルシウム中のＣａＯを化学処理によって脱出させ、珪酸
カルシウム結晶形態のまま保持した非晶質シリカとし、
吸着剤や脱臭剤として使用する技術が知られているが、
本発明のように加熱脱水させて形成される気孔とは異な
るものである。
ルシウム中のＣａＯを化学処理によって脱出させ、珪酸
カルシウム結晶形態のまま保持した非晶質シリカとし、
吸着剤や脱臭剤として使用する技術が知られているが、
本発明のように加熱脱水させて形成される気孔とは異な
るものである。
【００１３】本発明においては対象となる材料は、ＡＬ
Ｃの生産工程から排出されるもの、あるいは長期建材と
して使用された後の廃棄物を使用目的によって、板状、
塊状の形に加工した後、焼成炉内で６００℃以上で加熱
して結晶水を脱出させる等により、経済的に製造するこ
とができるものである。焼成温度は、トバモライト水和
物の場合は８００〜９００℃の焼成温度範囲がよい。さ
らに温度を上げると焼結が促進されて気孔の閉鎖が起こ
り、１１５０℃を越えるとβＣａＯＳｉＯ2はαＣａＯ
ＳｉＯ2となって結晶は粒状化して機能を失うものであ
る。ゾノトライト水和物は、結晶水の脱水が約８００℃
まで続くため、１０００〜１１５０℃の間がよい。ま
た、請求項２に示すように一般の水処理剤としては通常
１〜１０ｖ／ｗ程度の粒状のものが広く使用されてい
る。１ｍｍ未満であると除去効果はよいが、それ自身が
濁りの原因となり、１０ｍｍを越えると表面積が低下す
る。最も好ましい範囲は３〜５ｍｍである。さらに上記
の素材を化学的に見るとＣａＯ−ＳｉＯ2系のオートク
レーブ製品はＣａＯ／ＳｉＯ2比が０．８〜１．３程度
の範囲にあるが製造工程において少量のポルトランドセ
メントとフライアッシュを加えるものであり、Ａｌ2Ｏ3
を４〜５％含むものである。
Ｃの生産工程から排出されるもの、あるいは長期建材と
して使用された後の廃棄物を使用目的によって、板状、
塊状の形に加工した後、焼成炉内で６００℃以上で加熱
して結晶水を脱出させる等により、経済的に製造するこ
とができるものである。焼成温度は、トバモライト水和
物の場合は８００〜９００℃の焼成温度範囲がよい。さ
らに温度を上げると焼結が促進されて気孔の閉鎖が起こ
り、１１５０℃を越えるとβＣａＯＳｉＯ2はαＣａＯ
ＳｉＯ2となって結晶は粒状化して機能を失うものであ
る。ゾノトライト水和物は、結晶水の脱水が約８００℃
まで続くため、１０００〜１１５０℃の間がよい。ま
た、請求項２に示すように一般の水処理剤としては通常
１〜１０ｖ／ｗ程度の粒状のものが広く使用されてい
る。１ｍｍ未満であると除去効果はよいが、それ自身が
濁りの原因となり、１０ｍｍを越えると表面積が低下す
る。最も好ましい範囲は３〜５ｍｍである。さらに上記
の素材を化学的に見るとＣａＯ−ＳｉＯ2系のオートク
レーブ製品はＣａＯ／ＳｉＯ2比が０．８〜１．３程度
の範囲にあるが製造工程において少量のポルトランドセ
メントとフライアッシュを加えるものであり、Ａｌ2Ｏ3
を４〜５％含むものである。
【００１４】浄化剤として作用を考察すると、ＣａＯ−
ＳｉＯ2系水和物が加熱されて結晶水を放出した状態の
βＣａＯＳｉＯ2は、前述のように結合度も極めて弱く
ＣａＯもＳｉＯ2も無定形に近いような反応活性の高い
状態にあり、とくに塩基性のＣａＯは酸性のりん酸化合
物とは容易に反応してＣａ3（ＰＯ4）2となり、さらに
水と長時間接するとＣａ3（ＰＯ4）2・Ｃａ（ＯＨ）2と
なり、不溶性のりん酸カルシウムとして固定するもので
ある。
ＳｉＯ2系水和物が加熱されて結晶水を放出した状態の
βＣａＯＳｉＯ2は、前述のように結合度も極めて弱く
ＣａＯもＳｉＯ2も無定形に近いような反応活性の高い
状態にあり、とくに塩基性のＣａＯは酸性のりん酸化合
物とは容易に反応してＣａ3（ＰＯ4）2となり、さらに
水と長時間接するとＣａ3（ＰＯ4）2・Ｃａ（ＯＨ）2と
なり、不溶性のりん酸カルシウムとして固定するもので
ある。
【００１５】ＳｉＯ2は、この反応系において詳細な反
応は確認できないが、活性のＳｉＯ2として存在し、り
ん酸との直接反応は期待できないが、比表面積の拡大に
よる吸着能は、何らかと有効な働きをしてなるものと推
定される。
応は確認できないが、活性のＳｉＯ2として存在し、り
ん酸との直接反応は期待できないが、比表面積の拡大に
よる吸着能は、何らかと有効な働きをしてなるものと推
定される。
【００１６】本発明による水質浄化剤に藻類の繁殖を防
止するために金属イオンと焼結固着することができる。
このような金属イオンには、チタン、銀、銅等の一種類
以上を使用する。これらの金属イオンは、塩化物、硫酸
塩、硝酸塩等に形となった水溶液を乾燥粒子に吸着させ
た後、脱水乾燥し、さらに焼成して酸化物の形として粒
子表面積に焼結反応によって固着させるものである。ま
た、これらの金属塩の付着量は、処理対象となる水中の
除去物質の含有量によって調整し、過剰の重金属イオン
が逆に水中に再溶解して害を与えないような限度量とな
る。また、銅等の重金属の焼結付着量が少ないと藻類の
繁殖防止効果を発揮できない恐れが生じる。
止するために金属イオンと焼結固着することができる。
このような金属イオンには、チタン、銀、銅等の一種類
以上を使用する。これらの金属イオンは、塩化物、硫酸
塩、硝酸塩等に形となった水溶液を乾燥粒子に吸着させ
た後、脱水乾燥し、さらに焼成して酸化物の形として粒
子表面積に焼結反応によって固着させるものである。ま
た、これらの金属塩の付着量は、処理対象となる水中の
除去物質の含有量によって調整し、過剰の重金属イオン
が逆に水中に再溶解して害を与えないような限度量とな
る。また、銅等の重金属の焼結付着量が少ないと藻類の
繁殖防止効果を発揮できない恐れが生じる。
【００１７】水中におけるりん等の除去効果について
は、請求項１に示したものと金属イオンを固着させたも
のとはほとんど差は認められないが、硫化水素の除去に
著しい効果があったものであり、銅、銀等の酸化物が無
定形の形として存在し、多数の気体分子を吸着する親和
性の強い状態にあると考えられる。
は、請求項１に示したものと金属イオンを固着させたも
のとはほとんど差は認められないが、硫化水素の除去に
著しい効果があったものであり、銅、銀等の酸化物が無
定形の形として存在し、多数の気体分子を吸着する親和
性の強い状態にあると考えられる。
【００１８】以下、本発明の実施例について説明する。
【００１９】
【実施例１】ＡＬＣ粒（商品名：ヘーベル、旭化成建材
（株）製）３〜５ｗ／ｗに整粒した後、８００℃の温度
で焼成した無水和物で、かさ比重０．４〜０．４５、Ｘ
線回折による結晶相はβＣａＯＳｉＯ2であった。
（株）製）３〜５ｗ／ｗに整粒した後、８００℃の温度
で焼成した無水和物で、かさ比重０．４〜０．４５、Ｘ
線回折による結晶相はβＣａＯＳｉＯ2であった。
【００２０】また、上記ＡＬＣ粒を３〜５ｍｍに整粒
し、約１００℃で乾燥した後、温度２０〜２２℃の１０
％硫酸銅水溶液中に５分間浸漬した後、１００℃での乾
燥工程を経て８００℃で焼成したＣｕＯ付着量は１．５
〜２ｇ／ｋｇであった。
し、約１００℃で乾燥した後、温度２０〜２２℃の１０
％硫酸銅水溶液中に５分間浸漬した後、１００℃での乾
燥工程を経て８００℃で焼成したＣｕＯ付着量は１．５
〜２ｇ／ｋｇであった。
【００２１】
【実施例２】前記水質浄化剤を５ｇを３００ｍｌの三角
フラスコに加えた後、標準液２００ｍｌを注入して撹拌
し、２時間後に試験水を採取して水質分析を実施した結
果を表１に示す。また、表２には、同様の操作で求めた
りんの等の温吸着量を示す。その比較例として従来の活
性アルミナによる水質浄化剤の値も同表に示した。
フラスコに加えた後、標準液２００ｍｌを注入して撹拌
し、２時間後に試験水を採取して水質分析を実施した結
果を表１に示す。また、表２には、同様の操作で求めた
りんの等の温吸着量を示す。その比較例として従来の活
性アルミナによる水質浄化剤の値も同表に示した。
【００２２】
【００２３】
【００２４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明による水質
浄化剤は、りん・色度・重金属等の除去ならびに臭気成
分の除去に効果がある。しかも原料は未利用資源のリサ
イクルによるため経済性も優れた素材であり、なおかつ
素材の製造時に有害物質の混入の恐れがないために、材
料に使用に伴う安全性も確保される利点がある。
浄化剤は、りん・色度・重金属等の除去ならびに臭気成
分の除去に効果がある。しかも原料は未利用資源のリサ
イクルによるため経済性も優れた素材であり、なおかつ
素材の製造時に有害物質の混入の恐れがないために、材
料に使用に伴う安全性も確保される利点がある。
【００２５】さらに本発明による水質浄化剤は、水のｐ
Ｈが中性域でも吸着能が大きく、従来の活性アルミナ
（りんの吸着能が高まるｐＨが４以下で使用する必要が
ある）に比較して広いｐＨ領域で使用できる。また、本
発明による材料は、独特の微細な気孔組織を有し、水処
理以外の有害ガス成分の除去等にも効果的なため、水処
理以外の用途の拡大も期待できるものである。
Ｈが中性域でも吸着能が大きく、従来の活性アルミナ
（りんの吸着能が高まるｐＨが４以下で使用する必要が
ある）に比較して広いｐＨ領域で使用できる。また、本
発明による材料は、独特の微細な気孔組織を有し、水処
理以外の有害ガス成分の除去等にも効果的なため、水処
理以外の用途の拡大も期待できるものである。
Claims (3)
- 【請求項１】オートクレーブによって水熱合成されたＣ
ａＯ−ＳｉＯ2系の水和化合物を粒状あるいは塊状に成
形し、６００〜１２００℃に温度範囲に焼成されたβＣ
ａＯＳｉＯ2を主結晶相とする水質浄化剤。 - 【請求項２】前記水質浄化剤がＡＬＣ建材製品を粒径１
〜２０ｍｍに整粒した後、６００〜１２００℃の温度で
焼成させたものである水質浄化剤。 - 【請求項３】前記水質浄化剤は、粒子表面に金属化合物
が焼結被覆されていることを特徴とする請求項１または
２記載の水質浄化剤。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19258795A JPH0919680A (ja) | 1995-07-05 | 1995-07-05 | 水質浄化剤およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19258795A JPH0919680A (ja) | 1995-07-05 | 1995-07-05 | 水質浄化剤およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0919680A true JPH0919680A (ja) | 1997-01-21 |
Family
ID=16293766
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19258795A Pending JPH0919680A (ja) | 1995-07-05 | 1995-07-05 | 水質浄化剤およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0919680A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100293536B1 (ko) * | 1998-10-23 | 2001-09-17 | 전용진 | 경량기포콘크리트를이용한폐수중의인의제거방법 |
| JP2001521441A (ja) * | 1997-04-18 | 2001-11-06 | カボット、コーポレーション | エーロゲルの吸着剤としての使用 |
| KR20020070923A (ko) * | 2002-08-06 | 2002-09-11 | 홍영호 | 경량기포콘크리트를 이용한 폐수중의 중금속 제거 기술 |
| KR102002775B1 (ko) * | 2019-03-14 | 2019-07-23 | 최병윤 | 수처리용 세라믹 볼의 제조방법. |
-
1995
- 1995-07-05 JP JP19258795A patent/JPH0919680A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001521441A (ja) * | 1997-04-18 | 2001-11-06 | カボット、コーポレーション | エーロゲルの吸着剤としての使用 |
| KR100293536B1 (ko) * | 1998-10-23 | 2001-09-17 | 전용진 | 경량기포콘크리트를이용한폐수중의인의제거방법 |
| KR20020070923A (ko) * | 2002-08-06 | 2002-09-11 | 홍영호 | 경량기포콘크리트를 이용한 폐수중의 중금속 제거 기술 |
| KR102002775B1 (ko) * | 2019-03-14 | 2019-07-23 | 최병윤 | 수처리용 세라믹 볼의 제조방법. |
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