JPH10277541A

JPH10277541A - ゼオライト系水質浄化剤

Info

Publication number: JPH10277541A
Application number: JP10391497A
Authority: JP
Inventors: Akira Tamaoki; 置陽玉
Original assignee: ASHIYA BUSSAN KK
Current assignee: ASHIYA BUSSAN KK
Priority date: 1997-04-07
Filing date: 1997-04-07
Publication date: 1998-10-20

Abstract

(57)【要約】【課題】高額な設備費用を必要としないで簡単な製法
で製造した貝化石粒子をゼオライトに添加した水質浄化
剤を使用して、飲料水や河川、湖沼等の水質浄化を行
う。又、懸濁粒子を大きくフロック化して急速に沈降さ
せる。【解決手段】粉末ゼオライトを主成分とし、これに貝
化石粒と二水石膏と可溶性無水石膏との粉末混合物とを
添加混合した水質浄化剤であって、水に含まれた有害物
質を除去し、水中にミネラル成分を溶出し、水のクラス
ターをより小さく生成して飲み易い飲料水の製造と、汚
水の汚れを速やかに分離し、水中の重金属類を吸着し
て、しかもｐＨの変動がない等、優れた水質浄化および
廃水処理効果を発揮する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、飲料水や汚水等
も浄化するゼオライトを主成分とする水質浄化剤に係
り、特に飲料水の有害物質を除去し、また汚水を浄化処
理するのに好適なゼオライト系水質浄化剤に関する。

【０００２】

【従来の技術】産業の集中、大規模化による産業排水の
増大、都市への人口集中による生活排水の増大、下水道
整備の立遅れ等が原因による水質汚濁が進み、水道原
水、工業用水の汚濁が深刻な事態を招いている。元来飲
料水は生命体に良い水でなくてはならない。その条件
は、単に有害物質を含まないだけでなく、金属イオンで
あるミネラル成分を含み酸素と炭酸ガスが充分溶け込ん
でいることであり、しかも水の硬度が高過ぎず弱アルカ
リであって、水のクラスター（分子集団）がより小さい
ことである。

【０００３】このような飲料水を飲むことによって、生
命体の細胞を生き生きさせ、健康な体を作り、若々しい
肌を保って老化を遅らせ、痴呆症の予防にもなる。前記
金属イオンは、カルシウム、カルシウムイオン、けい酸
イオン等であり、このイオン濃度の高い飲料水が良い飲
料水といえる。特にクラスタ−の小さい飲料水は、生命
体の酵素の働きを活発にし、腸内部の微生物の働きを活
発にさせ新陳代謝を早める。

【０００４】このような飲料水としては、天然の湧水等
がクラスタ−が小さく、カルシウム等の金属イオン（ミ
ネラル）を多く含んでいるため、喉ごしの柔らかな美味
しい飲料水としてペットボトル等に入れて販売されてい
るが、人工的にこのような飲料水を大量に生成するため
には高額な設備が必要になる。

【０００５】一方、工場廃液や生活排水の流入によっ
て、河川や湖沼などはヘドロが発生して汚水となりがち
である。この汚水のヘドロは、嫌気性菌が主体となっ
て、アンモニアやメタン、硫化水素等を発生して水を汚
くする。これらの汚水は汚水処理浄化装置で化学処理さ
れ、フイルタ−等を用いて浄化されている。特に工場廃
液等に対しては、近年高度な汚水処理浄化装置の設備が
義務付けられるようになっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の飲料水
としての水道水には有害なカルキ（塩素）などが含まれ
ていて、決して最適な飲料水とは言い難いという問題が
あったし、また、海や河川、湖沼に生活排水、農薬等が
流れ込んで水中の植物栄養塩類の濃度が高まり水質が貧
栄養から富栄養に変化し、水中の窒素やリン等の栄養分
が過多となり植物プランクトン等の生物が異常繁殖し赤
潮やアオコとなり、この状態が進んでアオコが腐敗して
分解される時に酸素が消費されるので魚類が酸欠を起こ
して死に、水は悪臭を放つようになるという問題があっ
た。

【０００７】このような飲料水や汚水に対して水質浄化
設備は莫大な高額設備を必要とし、国や地方団体でなけ
れば設備不可能であり、特に海や河川、湖沼の水質浄化
には広範囲の設備やメンテナンス等を実施しなければな
らないという問題があった。いずれにしても沈降分離は
廃水処理に於ける分離操作の主流をなしているものの、
その急速分離は専ら凝集沈殿処理メカニズムを改善する
ことによって行われており、沈降速度には限界があり、
凝集機能そのものを改善し、急速に大粒のフロックを形
成させることが出来るとは考えられていなかった。この
発明は上記した点に鑑みてなされたものであり、その目
的とするところは従来例の問題点を解消し、高額な設備
費を必要とせず、飲料水や河川、湖沼等の水質浄化を行
うゼオライトを主成分とする水質浄化剤と簡便に製造で
きる水質浄化剤とを提供するところにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明のゼオライトを
主成分とする水質浄化剤は、粉末ゼオライトを主成分と
し、これに微粒化した人畜無害の多孔物質（貝化石も含
む）と、水に溶解して水ガラスとなる非結晶質成分を含
むものと、二水石膏と可溶性無水石膏との粉末混合物と
を添加混合してなり、水に含まれた汚れ及び有害物質を
除去し、水中にミネラル成分を溶出し、水のクラスター
をより小さく生成することを特徴とする。この粉末ゼオ
ライトを主成分とする水質浄化剤は、特に飲料用水源地
の水質浄化に好適である。

【０００９】この発明の汚水浄化に適したゼオライト系
水質浄化剤は、粉末ゼオライト６０〜８０重量％と、人
畜無害の多孔物質（貝化石も含む）を粉砕し、３００℃
以下の温度で乾燥し、微粉末化したこれらの物質１０〜
３０重量％と水溶性けい素含有物の粉体と二水石膏と可
溶性無水石膏との粉末混合物２０〜４０重量％とを混合
してなり、汚水の浄化力を有することを特徴とする。

【００１０】この発明において水質浄化剤に使用するゼ
オライトは、飲料水の水質浄化剤に使用する場合には、
ゼオライト自身は、水中にミネラル成分を溶出し、水の
クラスターをより小さく生成する能力が低いため、貝化
石粒よりも配合量が多ければよく、５０重量％以上であ
ればよい。

【００１１】ゼオライトは、おもにアルミニウム、ナト
リウム、カルシウムのけい酸塩水和物で、Ｎａ⁺(又はＫ
⁺）のような容易に交換されるイオンをもち、水中のＣ
ａ²⁺やＭｇ²⁺と置き換えして水の軟化作用を行うことは
周知であるが、廃水処理における吸着剤として活性炭
（有機物、色成分の除去）とともに、ゼオライトはアン
モニアの吸着剤として良く知られている。なお本発明に
いう「ゼオライト」とは、ゼオライト、モルデナイト、
クリノプチライト、合成ゼオライトなどのゼオライト系
鉱物の総称を意味する。

【００１２】この発明において貝化石原料として使用す
る貝化石塊は、貝化石層を採掘したもので、この貝化石
層は、新第三期中頃（約１２００万年前）に海生貝類、
特に二枚貝、巻き貝等、および、海棲生物の骨格遺骸等
が密集して埋没堆積して地下の高い圧力に伴う高温度に
よって粒状ないし細片状になって固まって形成され、地
殻変動、陸地化に伴って地上に現れたものを対象とし
た。貝化石の主成分は、炭酸カルシウムであるが、その
他に微量要素の酸化マグネシウム（ＭｇＯ）や酸化第二
鉄（Ｆｅ₂ Ｐ ₃）など多種類の要素が含有されている。

【００１３】このようにして生成された貝化石は、貝殻
とは違って多孔質となっており、表面積が大きくて吸着
力が強く、同容積の活性炭の１／５の吸着力がある。ま
た、主成分である炭酸カルシウムは水に溶け出しやす
く、方解石の約１０倍溶け出しやすい。更に、炭酸ガス
（ＣＯ₂ ）を含んだ水に対しては更に大きい溶解量を示
す。飲料水として適した雨水や地表水には炭酸ガスが多
く含有されているため、貝化石の飲料水浄化力は一層強
まる。

【００１４】飲料水用水質浄化剤は、貝化石をそのまま
使用した場合、けい素分が過分に溶け出すと独特のにお
いが出て飲用に不向きであるので、貝化石中のけい素分
を水漬工程で予め溶出し除去する。水漬工程によってカ
ルシウム分も幾分溶け出すが、けい素分の方が先に多く
溶け出すし、カルシウム分は豊富なので、有効なカルシ
ウム分を失うことはない。

【００１５】この発明になる飲料水用の浄化剤中の貝化
石は、多孔質の貝化石の粒径を適度に細かくしたから、
これを飲料水に投入すると、カルキ等の有害物質の吸
着、カルシウム分等のミネラルの溶け出し、有機塩素化
合物との反応が速やかで有害物質を強力に除去し、水の
クラスタ−をより小さく生成して飲み心地のよい水と
し、しかも、長期間使用できる。

【００１６】この発明になる汚水浄化用の水質浄化剤
は、粉末ゼオライトに細粒にした貝化石や二水石膏、可
溶性無水石膏を混合してあるので、その相乗作用も加わ
り、貝化石の吸着、触媒、キレート効果及び凝集特性が
特によく速やかに働き、ガスの発生を止め、急速に水中
の汚れを分離し、ヘドロを吸着、凝集して沈降する。沈
降したヘドロは炭酸カルシウムの作用により、方解石化
し始めて水底に沈殿するのであるが、この際、貝化石の
Ｃａがゼオライト中のけい酸ナトリウムのＮａと置換反
応を起こし、Ｎａイオンが増えてコロイド状の汚れに対
する吸着、凝集作用が一層強化され、更に、石膏のＳＯ
₄ ^-- が汚水中の金属イオンと結合して沈降を促進する。
ヘドロ中のＣｄ，Ｈｇ等の重金属、切削油、インク、亜
硫酸ガス等も吸収し、水のｐＨも６．８程度の中性とな
る。

【００１７】炭酸カルシウムは、水中に分散、溶解して
いる物を吸着し、リン化合物と反応してＣａＣＯ₃ ＋Ｐ
化合物＋Ｈ₂ Ｏ→Ｃａ（ＰＯ₄ ）＋ＣＯ＋Ｏ₃ ＋Ｈ₂ Ｏ
のように反応して活性酸素を発生させ、この活性酸素は
汚水に対する著しい殺菌作用を呈して水中の菌を減少す
る。また、水中のリンが減少し、ミジンコ、アオコ等の
栄養源を減らしてその異常増殖を防ぐ。この凝集作用に
より、パルプ廃液、食品加工廃液、血液等の処理にも用
いて有効である。

【００１８】ゼオライトは、上記の貝化石や石膏のよう
に水中へ水質浄化に有効な成分が溶出して浄化作用を発
揮するものではないが、これらの水質浄化成分で除去で
きない上、澄水中に残留する有機物、色成分、塩素、ア
ンモニア等の悪臭成分を吸着し、かつ、水の軟化作用を
有するから、前記２者の水質浄化成分と併用することに
より、これらの水質浄化作用との相乗効果が発揮され
て、処理水質が一段と向上すると共に飲料水として品質
の向上したミネラル水を提供することができ、最近の健
康志向ブームに極めて適合した性能を有する水質浄化成
分となる。

【００１９】

【発明の実施の形態】粉末ゼオライト約５０重量％、１
０ｍｍ以下の粒状に粉砕した貝化石粒を水洗後、水槽タ
ンク中で４〜１８時間水に浸して放置し、けい素分を溶
出除去し、乾燥ドライヤーで１００〜３００℃の温度で
１０〜２０分乾燥し、更に編目数ミリの網を使用して３
〜５ｍｍの粒径に選別した貝化石粒約５０重量％の割合
で混合して飲料水の浄化に使用した。

【００２０】このようにして、製造されたゼオライトを
主成分とする水質浄化剤は、貝化石粒のカルシウム分等
のミネラルの溶け出し、貝化石粒とゼオライトとのカル
キ等の有害物質や有機塩素化合物との反応、吸着が速や
かに進み、汚水中の金属イオンとの結合とゼオライトに
よる金属イオンの交換作用との相乗効果による金属イオ
ンの除去が促進され、更に、貝化石粒とゼオライトによ
る脱臭作用の相乗効果により、口当たりの良いミネラル
分の豊富な良質のミネラル水を簡単迅速に得ることがで
きる。

【００２１】次に、ゼオライト系水質浄化剤の汚水浄化
の実施形態について説明する。粉末ゼオライトと、上記
の方法で粉砕して得た貝化石粒をスチームドライヤーで
ほぼ３００℃以下の温度で水分含有量が８％以下になる
まで乾燥し、次いで３０メッシュ以下の細粒に粉砕した
貝化石粒と、水溶性けい素含有物質と、二水石膏と可溶
性無水石膏とをほぼ等量ずつ混合した石膏混合物を、粉
末ゼオライト５０重量％、貝化石粒２０重量％、石膏混
合物３０重量％の割合で混合して汚水浄化用のゼオライ
ト系水質浄化剤を得た。

【００２２】このゼオライト系水質浄化剤をヘドロなど
が発生した汚水に入れると、貝化石から溶け出した炭酸
カルシウムが汚水中のリン化合物と反応して水中のリン
を減少し、活性酸素を発生し、低圧低温型の貝化石構造
により汚水中の元素群を再配位させて元素群の触媒やキ
レ−ト効果で菌を減少させ、ガスの発生を止めヘドロの
汚れを分解し沈殿させることができる。二水石膏、可溶
性無水石膏とゼオライトは、水の汚れを素早く分離し、
同時に貝化石はヘドロを吸着し凝集して水中で鉱物化の
中間状態となり、貝化石の炭酸カルシウムの作用によっ
て方解石化し水底に沈んで固まる。この場合、ヘドロに
含まれている重金属や切削油、インク、重油燃焼時の煙
突から出た亜硫酸ガス等を吸収しｐＨもほぼ６．８程度
の中性となる。

【００２３】また、ゼオライト系水質浄化剤を池などに
投入して撹拌すると、ゼオライト系水質浄化剤中の貝化
石から、上述の化学反応により、酸素が発生して池の水
の上層水温と水底の水温が均等化する現象が現れ、ゼオ
ライト系水質浄化剤は水に分散又は溶解している物質が
有機質又は無機質にかかわらず急激にこれらを吸着し沈
殿するため、僅か３０秒程で水がきれいになる。その結
果、水中の栄養分が減って池の中のミジンコやアオコの
異常増殖を抑える。

【００２４】更に、ゼオライト系水質浄化剤中の貝化石
からの炭酸カルシウムは汚水中に含まれたリン化合物と
反応してリン酸カルシウム（ＣａＰＯ₄ ）になって富栄
養源のリンを激減させる。また、更に、ゼオライト系水
質浄化剤は化合しないリン化合物を吸着してリン化合物
を除去することができる。このようにゼオライト系水質
浄化剤の凝集作用を利用してパルプ廃液や糞尿、食品加
工廃液、血液等の汚水処理を行うことができ、処理後の
水は中性となり、多量に使用してもｐＨの変動がない。

【００２５】なお、この水質浄化剤に使用したゼオライ
ト（大平洋工業（株））製の分析結果は、次の成分から
なることを示した。ゼオライト成分（大平洋）二酸化けい素（ＳｉＯ₂ ）６９．１％酸化第二鉄（Ｆｅ₂ Ｏ₃ ）０．４８％酸化マグネシウム（ＭｇＯ）０．２５％酸化カリウム（Ｋ₂ Ｏ）１．２９％水素イオン（ｐＨ）９．７酸化アルミニウム（Ａｌ₂ Ｏ₃ ）１０．８％酸化カルシウム（ＣａＯ）２．０２％酸化ナトリウム（ＮａＯ）２．２５％五酸化リン（Ｐ₂ Ｏ₅ ）０．０４％塩基置換容量（ＣＥＣ）１１８．２meq ／１００ｇ

【００２６】上記のようにゼオライト系水質浄化剤の吸
着力は非常に強力で、公害源とされているカドミウムや
水銀等の吸着において大きな威力を発揮することができ
る。実験結果によると、カドミウム吸着量は２．３ｍｇ
〜２７．０ｍｇ／ｇ、水銀吸着量は２０．０ｍｇ〜２
４．０ｍｇ／ｇという値が測定された。この場合、単な
るイオン交換でなく不溶液物質として凝集する。

【００２７】このようにゼオライト系水質浄化剤は如何
なる汚水に対しても強力な浄化作用を発揮して汚水処理
することができる。なお、この発明における何れの用途
のゼオライト系水質浄化剤も、その粒径は用途、使用期
間等に応じて適宜選択するとよい。粒径が適宜のサイズ
範囲のものを混在させると、水に入れたとき、先ず細か
い貝化石粒の多孔質部に水が浸入して速やかに反応し、
大粒の貝化石粒の多孔質部には緩やかに反応するからゼ
オライト系水質浄化剤を使用できる期間が長くなる。こ
の発明に用いたゼオライトは、上記したようにイオン交
換能か吸着作用に由来する汚れ分離作用があり、貝化石
との相乗効果が得られる。

【００２８】また、特に第２の実施形態で詳述した汚水
処理用のゼオライト系水質浄化剤は、同じ吸着、凝集、
沈降作用により、土砂が混入した泥水、例えば、赤土の
泥水、水を多く含んだヘドロ、擁壁工事の斜面の土砂
流、トンネル工事の排水等の強力な脱水剤としても使用
できる。即ち、このような泥水に汚水処理用の貝化石水
質浄化剤（脱水剤）を散布して泥水を撹拌すると、水分
が速やかに分離して、土砂を固めることができ、水の排
出と、土砂の搬出あるいはその場での安定した土砂の使
用を可能とするとともに、土砂流出による海洋等の環境
汚染を防止することができる。なお、この脱水剤を散布
したまま泥水を撹拌しなくても、時間はかかるけれど
も、脱水は進行して行き、水の分離と土砂の沈降、脱水
が行われる。

【００２９】

【発明の効果】この発明に係るゼオライト系水質浄化剤
は、前述のように、ゼオライトと貝化石の吸着特性によ
って水道水に含まれているカルキを瞬時に除去し、水に
含まれている人体に有害な重金属を吸着する。また、水
が酸化している時にはアルカリ水に変え、貝化石に含ま
れているカルシウムなど多種類のミネラル分が水に溶出
され純良なミネラル分が多く含有した美味しい健康的な
飲料水を得ることができるという効果がある。更に、こ
のようにして生成した飲料水は水のクラスタ−が小さく
なって飲み易く、米飯やコ−ヒなどに使用しても美味し
い飲食物を得ることができる。

【００３０】また、汚水浄化処理においても前述したよ
うに、ゼオライト系水質浄化剤は多孔物質であって有害
物質を分解して吸着し、凝集させる特性を有しているた
め、いかなる汚水でも汚れを速やかに分離して綺麗に
し、また、水中の重金属類を吸着して溶出しないため産
業廃棄物にならなず再利用が可能であり、このゼオライ
ト系水質浄化剤を大量に使用してもｐＨの変動がないと
いう効果がある。しかも、製法が簡単であって、また、
安価に製造することができ、使用も簡単で容易であるな
どの優れた特徴を有している。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＣ０２Ｆ 1/68 ５１０Ｃ０２Ｆ 1/68 ５１０Ｚ５２０５２０Ｎ５２０Ｄ５２０Ｍ５３０５３０Ａ５４０５４０Ａ５４０Ｚ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】粉末ゼオライトを主成分とし、これに微
粒化したあらゆる多孔物質と二水石膏と可溶性無水石膏
との粉末混合物とを添加混合して成り、水に含有されて
いる汚水及び有機物質を除去し、水中にミネラル成分を
溶出することにより水のクラスターがより小さい状態で
得られることを特徴とするゼオライト系水質浄化剤。
【請求項２】多孔物質が人畜無害であり、且つその一
種が貝化石であることを特徴とする請求項１記載のゼオ
ライト系水質浄化剤。
【請求項３】粉末ゼオライト及び多孔物質とを粉砕
し、３００℃以下の温度で乾燥したこれらの粉砕物質６
０〜８０重量％と、二水石膏と可溶性無水石膏とを水に
溶解し、これらの溶解物と、非晶質物質との粉末混合物
２０〜４０％重量％とを混合することにより得られるこ
とを特徴とするゼオライト系水質浄化剤。
【請求項４】多孔物質が人畜無害であり、且つその一
種が貝化石であることを特徴とする請求項３記載のゼオ
ライト系水質浄化剤。
【請求項５】非晶質物質が水ガラスであることを特徴
とする請求項３又は４のいずれか一項に記載のゼオライ
ト系水質浄化剤。
【請求項６】該ゼオライト系水質浄化剤が、汚水の浄
化力を有することを特徴とする請求項１から５のいずれ
か一項に記載のゼオライト系水質浄化剤。
【請求項７】凝集核と担持体との混合物から成り、懸
濁粒子を取込んだ後に急速凝集によって沈降させること
により得られることを特徴とするゼオライト系水質浄化
剤。
【請求項８】該ゼオライト系水質浄化剤が、急速凝集
による沈降剤であることを特徴とする請求項７に記載の
ゼオライト系水質浄化剤。