JPS59147687A - アルミニウム置換体沸石クエン酸固体・液体混合物 - Google Patents

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】 皮証せ 本発明は、し尿，人糞，汚物等を含む家庭ｔη水。

産業汚水等の流出合併ｌη水の脱臭浄化，右磯物の分Ｉ
Ｗ減少　；’％機物の吸着等に使用するアルミニウムｉ
！．ｉ．換体沸石クエン酸（又は芳香族を除くカルボキ
シ基を含む有機酸）抽出液に関するものである。

−！″ｉ′彷に一十來＜Ａｌｊ− 近年、流出する合併汚水は、年々多様化された複３１ｆ
なものとなって来ている。この汚水の４化処理について
はコミニティブラン１へで処理ざれているが、この処理
方法は微生物による自然浄化作用を利用した活性｝′η
水処理方式であり、し尿，人糞。

、′η物Ｍ゛を含む流出合イノ１７η水を大型ｊφ化槽
に流入して微生物を伺加し、長時間曝気して微生物を大
量培ヱＩされろことにより、脱臭浄化，面機物の分解を
行い、浄化された水は河川等に放流し、残った汚泥は汲
み取り海洋投棄又は脱水ケーキにして所定場所に運こん
で捨ている。

このような従来の微生物によるｄ１化処理たけでは、ノ
東ｊｉＸ，の汚泥か残り、１５の捨て場所に困っている
。

また、活性汚水処理方式の維持管理上における重要な問
題点は、糸状菌の発生で，ちる。この糸状菌か発外し、
優先種になってくると、活［生’ｌ’ｊ　’（ｊ閂０′
１の方か環境変化に弱く退化するため汚泥の沈降が悪く
なり汚泥の流出痔°が引き起さ肛る。このために、糸状
菌か一度優先種に幣ηｈしてしまうと処］１ｊ１施設の
ｔ−ｉ１″持管理は全く不可能となってしまう。

登肌Ｊｌｉ額 本発明の目的は、前記従来の浄（ヒ処Ｊ１７（の問題点
を解決し、前記微生物による浄化処理後の残余ｄ。

泥をさらに活性化して脱臭浄化、：（１機物の分１７１
．ｉｊ減少、無機物の吸着等を行わさせて浄イヒし、残
余、１１；泥を減少させるアルミニウム置換体沸石クエ
ン酸抽出液を提供することにある。

襄塑−辺１ｊ←）に 本発明は、アルミニウム０．０５〜ＩＯＩ］Ｌ：、Ｒ％
、クエン酸（又は芳香族を除くカルホギシ基を含む有機
酸）０．５〜６５重量％２沸石１〜２５重）七％２沸石
粉末０．１〜５重量％、過酸化水素０．０１〜２０虫量
％、クリコール０．０１〜」重量％、硫酸錦０．０］〜
０．」重４七％の成分比からなる混合物に、水を加えて
１ｏｏΦ：山１°９ζ・とした組成物を加熱することに
より、活性イオンを抽出し、たアルミニラ１１置換体沸
石クエン酸（又は芳香族を除くカルボキシ、１４（を含
む’ｆ＋機酸）抽出液である。

一害−廊例 本発明の′Ｉ４１成物の実施例を次に示す、。

な才９、実施例の組成物の成分は車−）１（％比で表わ
しである。

次に、面記失施例Ｃの組成物における本発明のアルミニ
ラ１１置換体沸石クエン酸抽出液の製造方法の一実施例
を説明する。

沸石２０ｇ、アルミニラＡ　３　ｇを５５．＋］５ｃｃ
の水に浸’（２７し、クエン酸結晶Ｌｏｇを投入してク
エン酸が溶解する迄煮１ｉＩＢ力１１熱する。クエン酸
結晶が１８解すると加熱を停止して、冷却し、常温にな
ったとき沸石粉末１ｇ＋過酸化水素１０ｇ、グリコール
０．５　ｇ　、硫酸銅０，０５αを投入し、１」？拌し
て−１−分に混合させる。

前記アルミニウムは、ホーキサイ１へ、カリオン等の鉱
物、アルミニラ１１化合物、アルミニヮ１３合金、アル
ミン酸、アルミノケイ酸塩等を使用してもよい。この場
合、成分重量は純アルミニウ１１の重量に換算してδｔ
　Ｈｌｌｌする。

また、前記加熱は必ずしも煮沸させ名・必要はなく、ク
エン酸系、−晶が）容ｆＷできれ［まよい。１剰え（ま
、太陽熱で長期間加熱してクエン酸１＋’ｉ晶をｊ６　
ＰＮ’　Ｌ−ｃもよい。

このようにして製造されたアルミニラ１８置換体沸石ク
エン酸抽出液は過酸化水素か光によって分解してしまう
ので、保存する場合、遮光状態にし。

て保存することが必要である。

他の実施例においても同様の工程で製造する、次に、本
発明のアルミニラ１１置換体ｄ；シ石・クエン酸抽出液
（以下、単に抽出液という）の機能（作用）について説
明する。

（１）本発明の抽出液中の沸石は、−・種の珪酸塩であ
り、ネソ珪酸、ソロ珪酸塩に大別さ」し、ケイ素酸素四
面体（ＳｉＯ，）か（ｌｌ、造の１１シ木となっている
５、ｅ、ｊｌ−石の代表的メＪ２化学分オノｒ値（％）
を例記すると、沙（の表１のようになる。

ＡＩ 沸石は連１？ｌ！ｉ酸素をもっており、ケイ素（Ｓｌ）
の−・部をアルミニウム（Ａ１．）、ホウ素（Ｂ）、ヘ
リリウ１１（１１（りなどに［１？ｉ換したイオンを持
ち、その隙間に金属イオンが入っていて、置換で不足し
た正電荷を補う形になっている。そして、さｖ体温状構
造になり大きな隙間があるため、種ぺ・の小金属のイオ
ン交換が行われる。

（２）本発明の抽出液中のアルミニウムは、ケイ素（Ｓ
」）の置換を促進し、活性化イオン液にする役Ｉ−Ｉを
している。

これは、アルミニウム・イオンの半径（０５５オンクス
１へローム）がケイ素・イオンの半／ｌ’ｆ−（０，５
０オンタ入１へローム）に近いため、それそｊしの置換
か行われてアルミノケイｉ’ｌＪ、’４ｓ　（ｘ＞Ｉ’
ｚ　Ｏｙｎ、ｊ、、ＩＯ，ｚ、５ｊｔ）２　ｎ１１２０
）かできろ。

（３）次に、本発明の実施例Ｃのｈｔ１出液（沸石粉末
１ｇ添加）の定量分析値を表２（こ示ず。

表２に示す各物質のイオンのうち、ケイ酸イオン（Ｓ１
０４　）−’　＋　ヒドロカルボン酸イオン（Ｃ１１２
ｃ。

Ｏ）はアミン系のイオン交換が速やかであり、特に金）
ｒｊ：＋の賜イオンが元の構造の連′Ｘ、′、酸素のイ
オン半行・にしたがってｔｊわＪし、Ｃ，ａ　”　、　
Ｍｇ　２”　、　Ｆ’（！２”の相〃１１′ｊ換、Ｉ’
ｌ　ｌ　””　、とｌ・゛（・ｌ′などと置換する。

また、モリアミンｒ・１（几２゛イオンは他の物質を８
・八合しなかＱ、　ｆ５ｉ２化物として酸素の連結を行
う。

（ｌ））脱水、（・３的作用 ｉ・了１化とは、Ｊｊｉｌ；敵性イ〕載物か分解され無
機化され。

ることて、Ｊｉ）るか、主として酸素の働きを中心とし
で、その変化かおこることである１、いわゆるこれかｌ
１ｉｉ’、水素的作用である１゜ カルボン酸のあるものは、遊離又は誘導体とし。

て（−＋機化合物を化学的酸化分解し、環境」−の芳香
族と、れ１．合し、カルボン酸が形成され混は、結合し
た他官能↓１（をも−）化合物として、クランキングさ
ｊした側鎖をもつ炭化水素を酸化し、脱水素をなして；
’ｉ！’を機素する３、また、カルポジ酸はベプチ１−
分角！１′に人さなイさ７１１写をしめるため、う′ミ
ノコ、ｌ；（−Ｎｌ＋、り水素）ｊＸ子とカルボキシ話
（−ＣＯＯＨ）の水酸基（−０１（）とか水として脱＋
ｉ＋ＩＣＬ、分解していくのである。

前記脱水素的作用の化学反応式を次に示す。

Ｉｔｚ、Ｏｚ→１１１＋ｌＩ２０−→　Ｏ７，′−↑−
に記の化学反応は汚泥中にある少」１１の二ｒｙ＜ヒマ
ンカン又は微片１：１分子を分解触媒としてし）る。

：’ｔｏニー。

前記力ルホキシ基の水酸基か’ｔＪＱ換したもの−ま、
アシル化合物、酸アミド（ＲＣＯＮｌ！、り、酸アシド
（ＲＣ０Ｎ２）、二１〜リル（’ＲＣＮ　）がある。

（５）好気的及び嫌気的状ｊＮ１ζに才９（す乙）　’
イｒ　ｇ’ｊ：　４勿の分解、微生物の好気的及び嫌気
的状態−１−Ｍ　ｊ＞　１．する有機物環境中に本発明
の抽出液を投ノＸすン５と、１３易イオン交換による連
胛、酸素の官能作用、過酸イヒ４勿の酸化作肌オキシカ
ルホン酸のｂｌ：ｔ’　４父（／１ｔＪｌ力・イ仙＜。

それ１らの化学反応式及びその説明を次Ｕこンｊ＜す・
［連結酸素の官能作用］ このように、Ｃ、Ｏ、Ｈ２，＋髪、Ｓ等ば０２２−　Ｊ
Ｃよってｃ。

、！　、＋１２０．Ｎ（］、、　、！、ｎ、、となり、
Ｎｏ３．Ｓｏ、、、は水素イオ〉イ′１゛用により硝酸
（ｌｌＮＯ３Ｌ−硫酸（＋１２　Ｓｏ＜　）となる。

ここで、１（は他のアミノ基と粘合しな力＼ら残量中の
カルボギソＪ、（の水酸基の置換したものてあり、ＩＩ
　＝　Ｃ０ＮＩＩ　、　ｌビーＣＯ＼＋１２　、　Ｒ″
＝Ｃ０（Ｎｉ１）　２　。

Ｒ″′＝Ｃ０（ＮＨ）　、である。

このベブ゛チド茅古合の−ＣＯ−ＩＥ　−０）す］　１
９−ｔ　ｌ；際して、カルボン酸イオン）ｌ′＋ｃｏｏ
−ｃ二よる）１）λ炭１唆又しま力／Ｌ／　ＡＺ　キシ
基−ＣＤ０Ｎ　ノ／＋＜　酸ＬＩＨがＭｆｊ　１ｆｉｉ
１．ｊｉｂ’？、換Ｌ　タ残１．．に、　１１のアシル
ＪＪＬｌｔＣＯ−が他のアミノＪ、ｔ）　（−ｘｉｌ　
Ｓ！　＞にＡ’１合しながら酸アミｌ’（ＲＣ（ｌ入’
１１２）酸アシ１〜（ｌ（Ｃｏｔ＼１１）又は二１−リ
ル（ＲＣＮ）になり、分子ｌＪ４′シーτいくのである
。小さなベブチ１くは、ｌ弓＋ブラン１−にで微生物又
は機械曝気により加水分Ｍ’される、。

（６）汚泥紙札：の、・威少 汚泥中にあるベブチ１へ・タンバタｒ′！、脂肪酸′、
′１の分解物の他に多糖類としての繊洲、素力匂１ろろ
。

これらは排泄物のうち約７１５−５０％もあり１．・い
左を膨化している。汚泥か一部嫌気性分子Ｑ’ｉ’中に
うコ′１する王酸１′に窒素（入’０３　）が硝酸にい
たって少’Ｎ”：　ｉＩ′ｊｉ’　Ｉ”ｉ′ｉ発酵すれ
は、セルロースｌ清心体としてのモ１１ｊ酎セルロース
又はエステルになる。この生成物質６１ゞ（酸セルロー
スは当地出液のクリコールＸ１゛１合体でとけ七；）主
としてセルロース、繊；准は、ミセル状のに’）造をも
ち、セルロース部分が一定の配列をした結晶部分と乱全
１１４に集合した山−結晶部分とからなり、両者は適当
な配合によりなり、硝酸セルロースのようにアルコール
やエステルにはとけない。当地出液の銅イオン、水酸イ
オンが遊離してできる。コロイ１（を６液の到・］　、
ｌｌ浚ｉｊ、、　Ｍ、　（ｃｔ）（ＯＩＩＬ　）で環境
１−のアンモンニア水に語けてｌ：ｃｕ（Ｊｌａ　）４
（ｆｉｌｌ）、４　）どなり不帛な瓜ｉｆｌ素を溶解し
て減少させる。

（７）　ＩＢ＜急曲状態１・無機物環境での（′１．川
微生物のグ１〔急曲状態−１・に才９ける無機物環境中
に木）８明の抽出液を投入すると、恋、すを発する硫化
水４、（１じ！；）、−、ｉ’ンモ〉ニア（Ｎｌ１３）
、メルカプタン（Ｃ：、！　Ｎ１２５ｌｌ）、ピルビン
酸（Ｃｌ１３ＣＯＣＯＯＩＩ）笠を分解して北：臭が）
１″ｊ失される。

（１）硫化／ｌ＜、４．、（１シＳ） １’ｃＳ（１，、−ト１１Ｓ＝ｌ’ｅｓ＋Ｈ２ＳＯ４こ
の化学反応式からもわかるように、硫化水素（土抽出１
イレによって発生し、た硫酸第一・３ブ、（ＦｃＳｏ、
＋　）に上り硫化鉄となり黒色沈澱され、硫（し水素の
悪臭は消失する。

（ト））アンモンニア（Ｎ　Ｈ：ｌ） アンモンニア（Ｎ１１．　）は抽出液によ−〕で発生す
る炭化水素と結合して、モノアミン（ＣＩＩＮ’ｌｌλ
）、ジアミノ（（：１ｔＮｌｌ）　　１〜リアミン（Ｃ
ｌ、、Ｎ）　となり、カルホン酸のイリｌｉを基と置換
して、アシル化合物、１りＣ０ＮＩＩ　２　、１ｉｃＯ
Ｎｌｌとなる。これによりアンモンニアの悪臭は消失す
る。

本過程において１−、ジアミノは異臭を発するか、過酸
化水素の作用で脱窒化されて二酸化窒素（：〜０３）や
カルボン酸の作用によりケ１−ン顔になる。

（ｃ）メルカプタン（Ｃ２ＩＩ５５１＋）メルカプタン
′！′Ｎ９′のメルカプタン基−５ｌ＋を、イ」する有
機化合物は、硫化水素と同様に２価ａ、と反応して硫化
鉄となり悪臭は消失する。その反応式は、Ｃ２＋＋５　
ＳＩｌ＋Ｆ２　ＳＯ／ｌ　＝ＦｅＳ＋Ｃｚ　ｌｂ、　Ｓ
Ｏ，ｔである。。

（ｄ）　ピルビン酸（Ｃｌ１３ｃｏｃｏｏ１１＞ピルビ
ン酸は、抽出液による脱炭酸、脱水素（０２”−）によ
ってアルデヒド（ｃｏ３ＣＩＩＯ）に変１ヒさ扛、この
アルデヒドはクエン酸Ｃ’−ｉ。ｎｒｓ　（１，、）に
より酸化され、Ｃ１１２Ｃ（］叶、ＩＩｃ、ＯＯＨとな
る。

１ｔｃｏｏｎは環境中の酸化物の作用によりＣｏ２と１
１．！０になる。

ＣＨ２ＣＤＤＩ＋は脱水素作用によりＣＯ２とＮ２０に
分線される。又はＲ−ＣＯ−Ｒ’　となる。

光）９趣へＡυに− （１）本発明の実施例Ａ　−１１の抽出沼（を、コミニ
テイ汚水処理場話性濃縮槽；′）；泥濃度１　！］　Ｏ
Ｑ　Ｏｐ　ｐ　ｍに１０００〜１１’、＋　０００１）
回を２．ｆ、；加し、１−分に攪拌（エアー曝気攪拌）
して完全に混合し６時間静間した後、花学分解消化誠量
を：Ｎ’　Ｉｌ’ｌすると、第１１ネロこ示すような結
果が′４：１られだ。。

第１）ｚｌかられ７’Ｊ１　＜Ｓように、本実施例ＩＩ
　ヲ５０００ｐｐｏ＋以上添加した２０′％、乃至実施
例Ｃを２０００ｐｐｍ以上添加した）〕Ｃ０を〆ｉ１化
）威少きせることかできる。このようにし７で；ｊ、Ｑ
　ｌ（ｌ化した水又は水溶液は、排水基（（ｉｒ　Ｊ　
ｌ５Ｋ（１１０２のノ、い′（【、値にしたかつて河用
弯に排水し、８０＝Ｘ、〜ｉ　Ｑ　ＩＸ、にδ、、Ｉ！
；少された汚泥を運び出すたけでよし）。

（２）′＋た、本発明の抽出液のｌｌ１１−石粉末添加
贋韓）に刺ずろ１止！１（Ｚ１＋）、犯＋］（Ｃ１１７
，力１−ミウム（Ｃｄ）。

ＩＧ　（＋’　り　）等の・［Ｃ合ｊバの吸着率（％）
をｉ［８１すすると、第ｗ口；小すような結果か１１）
られた。第２１〆１に示すように、重金ルｉｔは１００
％吸着して沈澱させることができる。

（コ３）前、、Ｌ！機能の項（６）で述へたように本抽
出液によれは１把臭を除去することができる。

（４）Ｓ町のＴプラントにおいて、糸状菌汚泥膨化のた
めＳＶか高く流入水のビーク１１￥にンＩＪ泥がキャリ
ーオーバーしてしまう状態下で本発明の一１尖施例Ｃの
抽出液を添加して７゛ケ泥膨化防止効果を？「１１１１
１１１した。表３は、その観測値を示したものである。

表３中、円（は水素イオン濃度、１１（ロバＪ、〕：・
物物的的酸素消費　（ｐｐｍ）　、　ｓｓは有４４ｕ　
’ｔｆ　Ｍ物含イｊ量（ｐｐｎ＋）、ＭＬＳＳは有機’
！、ｌｌ（機を含む庁遊物含有量（Ｐ因１１）、忌は３
０分間に１．ＯＯＯｍＲのメスシリンターにＪンける汚
泥沈降の高さを％て表したものである。

（ａ）本発明の抽出液添加１油の状態を：３［ヨ間？Ｏ
！　ａｌ’１し、その５Ｉ−］間後から５目間隔で４回
本抽出液を４Ｑ／日添カＩＩした結果、即当口から汚ｄ
己の沈降性に改；１１がみらｊシ／こ１゜ （ｂ）糸状１−′、１が減少し、ｂト加第２回１」には
糸状菌が本抽出液で死滅されていることか観ｄＩすでき
た。

（（）１不、加削の微生物相において、固着性微生物は
少なく、かつ、不活溌であったか、第１回Ｌ］の本抽出
液添加以降は固、ｉ′（′ｌ性微生物か多く、活溌に活
！ｉ９＋　シているのかみられた５、アスビテス力、オ
ックストリカ、エビステイリス、コルヒシュム、オイＪ
モナス等も桶認てきた。これは微生物が増加できる酸素
のｌ＋ｌｉ鉛かでき環境を充足したことによるものとと
えらＡ（る。

（・Ｉ）第′１回１１の添加１−１に汚泥をＩＱのポリ
容器に採取し、その後の微生物の追跡調査をした結果、
アスビデノ、力、オソクス１〜リカ、エビスディリス。

コルヒジュム、オイコモナス々９の微生物が６０時間生
台したことを確１認ごれた。

以−１説明及び実験の結果かられかるように、本発明に
Ｊｕｔは、家庭、′ノ５水、　Ｊ！７ｉ業メＩｌ水等の
流出合併汚水の脱）唇１′１化、南機物の分解、無機物
の吸着及び活性ｌノフ泥閑の必須条件を満足し糸状菌に
苅する天敵的処理能力をもっており、即効性かあり活！
／１汚泥菌を優先することにより残余汚泥を減少させ？
二）ことかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は、本発明の詳細な説明す七−ための
実験データを示すしｌである、。 代理人　ガ理士　秋田収ン゛・り Ｏ○５　　　１０　　　　Ｉ５ 昭和５８年　３月３’ｌ　ｌヨ 特許庁長官殿 ■、事件の表示 特願昭５８、−２２４．３７号 ２、発明の名称 アルミニウム置換体沸石クエン酸抽出液３、補正をする
者 事件との関係特許出願人 住　所　千葉県相市松葉町２丁目１９番２号氏　　名　
　　　永　　島　　啓　　二４、代理人　　〒１１６ 住　所　　東京都荒川区西日暮里６−７＋８−５ドウエ
ル西日暮里３０２号 ６、補正により増加する発明の数 ７、補正の対象 音罐ミ特許請求の範囲の欄２発明の詳細な２０　　郭石
果Ｊ奈屈量（３） 説明の欄 ８、補正の内容 （２、特許請求の範囲を別紙のとおり補１且する。 （３）明細書節３頁］２行の「・・・提供することにあ
る。」の後に、次の文ｊマを挿入する１、「また、第１
段１；ｉ？の嫌気性メツ；泥の粘性を除去し、分離、脱
水性も・高めて沈澱槽の水の分離をよくし、脱水作用を
よくするたけてよい場合に使用するクエン酸と過酸化水
素との水溶液を提供することにある。」 （−１）　Ｆｉｌｌ　；！Ｆ第；３頁］４行の「本発明
は、」を次のように補ｉ１：する。 「本発明の第１１片目の発明は、クエン酸０５〜６５重
派％と過酸化水素０．０１〜２０重量％と残余の水とか
らなるクエン酸・過酸化水素水イ容液であり、第２番目
の発明は、」 （５）同一１１！−第８頁１１行、−１６行の「カルポ
ジ酸」を「カルホン酸」に補正する。 （６）同書第９頁１行の式中ｒ）（２０−Ｊを「１（Ｏ
２−」に補正する。 （７）同書第］２頁２行のｒ　（Ｃｕ　（ＮＨ３）　４
（ＯＨン　２１Ｊ　　を　「　〔Ｃｕ　（Ｎ＋４３　　
）４　　）　　　（ＯＨ）２」に補正する。 （８）同書第１４頁２０行のｒ（６，）」を「（７）」
に補正する。 （９）同書第１６頁１６行の［・・・確認された。 」の後に、次の文章を挿入する。 ［また、前記実施例の組成物中に含まれるクエン酸及び
過酸化水素の作用を利用して第］段階の嫌気性汚泥の粘
性を除去し、分離脱水性を高かめ沈澱槽の水の分離をよ
くし、脱水作用をよくするたけでよい場合には、実施例
の組成物中のクエン酸と過酸化水素の分体溶液を使用し
てもよい。」以上 牛５許請求の範囲 不盪湊通【−１ （３）アルミニウム０．０５〜］０重景％、クエン酸０
．５〜６５市凧％、沸石１〜２５重量％、沸石粉末０．
１〜５重量％、過酸化水素０．０１〜２０重量％、グリ
コール００１〜ｌ　’１０−％、硫酸銅０．０１〜０．
１重量％の成分からなる混合物に、水を加えて１００重
量％とじた組成物を加熱することにより、活性イオンを
抽出したアルミニラ１１置換体沸石クエン酸抽出液。 （４）市記クエン酸の代りに芳香族を除くカルボキシ基
を含む有機酸を用いたことを特徴とする特許 体部イニ１芳香族を除くカルボキシ基を含む有機酸抽出
液。 ４

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）アルミニウｌ、０．０５〜］０重」計％、クエン
   ゛酸０．５〜６５重世％、沸石ｊ〜２５上量％、沸石粉
   末０．１〜５重量％、過酸化水素０．０１〜２０重量％
   、クリコール０．０１〜１重量％、硫酸銅０．（Ｈ・〜
   ０．１％屯欽％の成分からなる混合物に、水を加えて１
   ００重量％とした組成物を加熱することにより、活・［
   １イオンを抽出したアルミニウム置換体沸石クエン酸抽
   出液。
2. （２）ｉ’ｉｉｉ記クエン酸の代りシ；）↓−呑族を除
   くカルボキシ基を含む有機酸を用いたことを特徴とする
   特許 物体沸石芳香族を除《カルホキ９〕人を含むイ１ゼｉｔ
   　ｉ！抽出液。