(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸化マグネシウム表面にハイドロタルサイトが形成された浄化処理材の製造方法であって、酸化マグネシウムと可溶性アルミニウム塩とを水に添加する工程と、ｐＨ７〜１１の液性下で、酸化マグネシウムの表面を溶解させると共にその他は未溶解部分として残し、溶解した酸化マグネシウムと可溶性アルミニウム塩とを反応させることによって上記酸化マグネシウムの未溶解部分表面にハイドロタルサイトが形成された浄化処理材を生成させる反応工程と、この浄化処理材を沈降させて固液分離する固液分離工程を有することを特徴とする有害物質含有水の浄化処理材の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載する製造方法において、固液分離した浄化処理材の一部または全部を反応工程に返送してハイドロタルサイトの形成を促進する有害物質含有水の浄化処理材の製造方法。
【請求項３】
請求項１に記載する製造方法において、酸化マグネシウムと可溶性アルミニウム塩とを水に添加する工程として、可溶性アルミニウム塩を水に溶解して反応工程に送り、該反応工程において酸化マグネシウムを添加し、あるいは、固液分離した浄化処理材の一部または全部に酸化マグネシウムを添加して反応工程に返送することによって酸化マグネシウムを添加する有害物質含有水の浄化処理材の製造方法。
【請求項４】
請求項２に記載する製造方法において、沈降初期の酸化マグネシウム量の多い浄化処理材スラリーを固液分離して反応工程に返送する有害物質含有水の浄化処理材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は有害物質含有水の浄化処理材の製造方法に関し、より詳しくは、フッ素、ホウ素、窒素化合物、リン、重金属類等の有害物質を含有する廃水などから、これらの有害物質を除去する浄化処理に用いる組成物であって、有害物質を取り込んだ浄化処理材の固液分離性が優れ、短時間に浄化処理材が沈降して有害物質を除去することができる浄化処理材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
排水に含まれ有害物質を層状複水酸化物に取り込ませて除去する方法が従来から知られている。例えば、特開２００３−２８５０７６号公報（特許文献１）には、フッ素を含む排水に２価金属イオンと３価金属イオンを添加して層状複水酸化物を生成させ、該層状複水酸化物の層間にフッ素を取り込ませる処理方法が記載されている。
【０００３】
国際公開ＷＯ２００５−０８７６６４号公報（特許文献２）には、アルミニウムイオンとマグネシウムイオンを含む酸性溶液とアルカリを含むアルカリ性溶液を混合し、酸性溶液とアルカリ性溶液の混合が完了した後、時間を置かずに直ちに水分を除去または中和することによって、一般式：Ｍｇ2+1-XＡｌ3+X(ＯＨ)2(ＡN-)X/N・ｍＨ2Ｏ（ＡN-はアニオン）で表されるハイドロタルサイト様物質を形成し、該物質にフッ素などを取り込ませて固定する処理方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２８５０７６号公報
【特許文献２】国際公開ＷＯ２００５−０８７６６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の上記処理方法は、ハイドロタルサイトなどの層状複水酸化物を生成させてフッ素を除去する方法であるが、生成した汚泥の沈降性に劣り、処理時間が長引く問題がある。また、特許文献１の処理方法は含フッ素乳化剤の回収を主眼にしており、重金属類の除去については不明である。また、特許文献２の処理方法では、ハイドロタルサイト様物質の結晶子サイズを２０nm以下に制御することによって陰イオン交換能を高めているが、重金属イオンについてはクロムに対する吸着効果が示されているが、クロム以外の重金属類については不明である。
【０００６】
本発明は、従来の上記処理方法において、生成した汚泥の沈降性が劣る問題を解決したものであり、フッ素に対する吸着効果および生成した汚泥の沈降性に優れた有害物質含有水の浄化処理材の製造方法を提供する。また、ホウ素、窒素化合物、リン、重金属類の除去効果も優れており、好ましくは、フッ素、ホウ素、窒素化合物、リン、重金属類等の有害物質の除去効果に優れた有害物質含有水の浄化処理材の製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、以下の構成からなる有害物質含有水の浄化処理材の製造方法に関する。
〔１〕酸化マグネシウム表面にハイドロタルサイトが形成された浄化処理材の製造方法であって、酸化マグネシウムと可溶性アルミニウム塩とを水に添加する工程と、ｐＨ７〜１１の液性下で、酸化マグネシウムの表面を溶解させると共にその他は未溶解部分として残し、溶解した酸化マグネシウムと可溶性アルミニウム塩とを反応させることによって上記酸化マグネシウムの未溶解部分表面にハイドロタルサイトが形成された浄化処理材を生成させる反応工程と、この浄化処理材を沈降させて固液分離する固液分離工程を有することを特徴とする有害物質含有水の浄化処理材の製造方法。
【０００８】
本発明に係る浄化処理材の製造方法は以下の態様を含む。
〔２〕上記[１]に記載する製造方法において、固液分離した浄化処理材の一部または全部を反応工程に返送してハイドロタルサイトの形成を促進する有害物質含有水の浄化処理材の製造方法。
〔３〕上記[１]に記載する製造方法において、酸化マグネシウムと可溶性アルミニウム塩とを水に添加する工程として、可溶性アルミニウム塩を水に溶解して反応工程に送り、該反応工程において酸化マグネシウムを添加し、あるいは、固液分離した浄化処理材の一部または全部に酸化マグネシウムを添加して反応工程に返送することによって酸化マグネシウムを添加する有害物質含有水の浄化処理材の製造方法。
〔４〕上記[２]に記載する製造方法において、沈降初期の酸化マグネシウム量の多い浄化処理材スラリーを固液分離して反応工程に返送する有害物質含有水の浄化処理材の製造方法。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の浄化処理材は、浄化処理後の処理材の沈降性に優れており、例えば、本発明の浄化処理材を用いて有害物質含有水を処理した後、静置したとき、３０分後の安定容積が４０％以下であり、短時間に沈降するので、短時間で固液分離することができ、かつ固液分離槽を小型化することができる。
【００１０】
本発明の浄化処理材は、フッ素の除去効果に優れており、容易に排水中のフッ素濃度を排水基準〔フッ素８mg/L（海域以外の公共用水域）、フッ素１５mg/L（海域）〕以下まで低減することができる。また、製造方法において、固液分離した処理材の一部または全部を反応工程に返送して製造した処理材は、フッ素の除去効果をさらに高めることができ、排水中のフッ素濃度を容易に環境基準（０.８mg/L以下）まで低減することができる。また、フッ素と同時にホウ素、窒素化合物、リン、重金属類等の有害物質を除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１（Ａ）】本発明の浄化処理材のＳＥＭ写真
【図１（Ｂ）】本発明の浄化処理材内部（図１（Ａ）イ）の成分分析図
【図１（Ｃ）】本発明の浄化処理材表面付近（図１（ａ）ロ）の成分分析図
【図２】本発明の浄化処理材と従来の浄化材の製造方法について、沈降性を示す写真
【図３】本発明の浄化処理材の製造方法を示す工程図
【図４】本発明の浄化処理材について他の製造方法を示す工程図
【図５】本発明の浄化処理材を利用した処理方法の一例を示す工程図
【図６】浄化処理材のＸＲＤチャート
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を実施形態に基づいて具体的に説明する。
本発明の製造方法に係る有害物質含有水の浄化処理材（以下、本発明の浄化処理材と云う）は、酸化マグネシウムの表面にハイドロタルサイトが形成されてなる浄化処理材であって、有害物質含有水に添加されて該ハイドロタルサイトに有害物質を取り込み、有害物質を取り込んだ状態で固液分離されることによって有害物質を系外に除去することを特徴とする有害物質含有水の浄化処理材である。
【００１３】
本発明の浄化処理材が使用される有害物質含有水とは有害物質を含む水を広く意味し、自然発生的および人為的に生じた各種の廃水や排水等を含み、例えば、工場排水や下水、海水、河川水、湖沼や池の水、地表の溜り水、河川等の堰止域の水、地下の流水や溜り水、暗渠の水等であって有害物質を含有するもの、あるいは、有害物質によって汚染された土壌の浄化排水、海水や最終処分場からの浸出水などの塩類濃度の高い排水を逆浸透膜および電気透析などを利用して清澄水（淡水）と濃縮水に分離（脱塩処理）した後の濃縮水などである。
【００１４】
処理対象の有害物質は、例えば、重金属類、フッ素、ホウ素、窒素、リンなどである。重金属類はカドミウム、鉛、銅、亜鉛、鉄、ニッケル、セレン、六価クロム、ヒ素、マンガン、アンチモンなどである。本発明の浄化処理材によれば、有害物質含有水に含まれるこれらの有害物質の何れか１種または２種以上に対して優れた除去効果を有する。
【００１５】
さらに有害物質には、ハロゲン化物イオン、各種のハロゲン酸（ハロゲン酸、過ハロゲン酸、亜ハロゲン酸、次亜ハロゲン酸など）、ヘキサフルオロリン酸イオン(ＰＦ6-)、ホウフッ化物イオン(ＢＦ4-)、珪フッ化物イオン(ＳＩＦ62-)、有機酸、浮遊物質(ＳＳ)および有機物などが含まれる。本発明の浄化処理材は廃水に含まれるこれらの有害物質の１種または２種以上に対して優れた除去効果を有する。
【００１６】
本発明の浄化処理材は、酸化マグネシウムの表面にハイドロタルサイトが形成されたものである。この構造を図１（Ａ）のＳＥＭ写真に示し、該浄化処理材の内部成分を図１（Ｂ）に示し、表面部分の成分を図１（Ｃ）に示す。浄化処理材内部（図１（Ａ）イ）の成分は、図１(Ｂ)のように圧倒的にマグネシウム成分が多く酸化マグネシウムであることが分かる。一方、浄化処理材の表面付近(図１（Ａ）ロ)の成分は、図１(Ｃ)のようにマグネシウムとアルミニウムのピークが検出され、ハイドロタルサイト〔一般式：Ｍｇ2+1-XＡｌ3+X(ＯＨ)2(ＡN-)X/N・ｍＨ2Ｏ（ＡN-はアニオン）〕の成分であることが分かる。
【００１７】
なお、酸化マグネシウムは製造工程中に水和して水酸化マグネシウムになることもあるため、酸化マグネシウムと水酸化マグネシウムの共存物質の表面にハイドロタルサイトを形成してもよい。
【００１８】
ハイドロタルサイトは、層間に水分子を含む層状構造を有しており、電気的中性を保つために層間に陰イオンを取り込む性質があり、有害物質含有水に接触したときに、この水に含まれているフッ素、有機酸、あるいはオキシアニオン系のホウ素、窒素、リン、セレン、六価クロム、ヒ素、アンチモンなどの陰イオンの有害物質が層間に取り込まれる。
【００１９】
さらに、ハイドロタルサイトを形成しているマグネシウムやアルミニウムの一部が陽イオンの重金属類と置換することによって、カドミウム、鉛、銅、亜鉛、鉄、ニッケル、マンガンなどの有害重金属類が取り込まれる。また、浮遊物質（ＳＳ）はハイドロタルサイトを含む浄化処理材と凝集して取り込まれ、有機物はハイドロタルサイトを含む浄化処理材の表面に吸着して取り込まれる。従って、本発明の浄化処理材を廃水等に投入してこれらの有害物質を取り込ませ、生成した沈澱（汚泥）を固液分離することによって、これらの有害物質を効果的に除去することができる。
【００２０】
〔使用方法〕
本発明の浄化処理材は有害物質含有水と接触することによって有害物質を除去する。その接触方法（使用方法）としては、連続式でも回分式でもよく、処理装置の形態としては攪拌槽を用いて廃水と槽内で浄化処理材を接触させる方法や、充填カラムに浄化処理材を充填して廃水と接触させる方法、流動床を用いて浄化処理材を流動せしめ廃水と接触させる方法等の一般的な方法が可能である。また、浄化処理材の使用形態は処理システムに応じて選択することができ、スラリー状や粉末状等で使用することができる。
【００２１】
本発明の浄化処理材は、ｐＨ１〜１３の酸性、中性、アルカリ性いずれの液性でも使用することができ、ｐＨ３〜１１が好ましい。また、使用温度は制限されることはなく、常温でも使用することができる。
【００２２】
処理後の浄化処理材は固液分離することにより回収する。本発明の浄化処理材は、酸化マグネシウムの表面にハイドロタルサイトが形成された構造を有しているので浄化処理後の処理材の沈降性が良く、短時間に容易に回収することができる。
【００２３】
例えば、図２に示すように、本発明の浄化処理材を用いて有害物質含有水を処理した後、メスシリンダーに移して３０分間静置すると、静置開始時のスラリーの容積は２３００mL
であったものが、静置後の浄化処理材のスラリー容積は約５５０mLになり、安定容積が短時間に４０％以下、好ましくは２５％以下になる。ここで安定容積とは次式[１]によって算出される指標である。安定容積の小さい方が汚泥を短時間に固液分離することができることを示す。
（一定時間経過後の汚泥スラリー容積）／（初期の汚泥スラリー容積）×１００…[１]
【００２４】
本発明の浄化処理材を用いると、安定容積が小さく、汚泥を短時間に固液分離することができる。固液分離槽に導入する前に凝集剤を添加すれば、さらに短時間で固液分離することができる。凝集剤は無機凝集剤やアニオン性、カチオン性、ノニオン性、両性の高分子凝集剤を用いることができる。
【００２５】
なお、酸化マグネシウムに代えて可溶性のマグネシウム塩（塩化マグネシウム等）を用い、可溶性アルミニウム塩と共に水に添加し、さらに水酸化ナトリウムを添加してアルカリ性に調整する従来の製造方法によって生成した浄化処理材は、これを用いて有害物質含有水を処理した後、メスシリンダーに移して３０分間静置すると、図２に示すように、静置開始時のスラリーの容積は２３００mLであったものが、静置後の浄化処理材スラリーの容積は約２２００mLであり、３０分程度では殆ど沈降しない。
【００２６】
回収した本発明の浄化処理材は繰返し使用することができる。有害物質の除去能力が低下してきたら、新しい浄化処理材と交換すればよい。また、使用済みの浄化処理材はセメント原料として再資源化することができる。
【００２７】
〔製造方法〕
本発明の浄化処理材は、(イ)ハイドロタルサイトの成分となる酸化マグネシウムと可溶性アルミニウム塩とを水に添加する工程、(ロ)これをアルカリ性下で反応させて上記酸化マグネシウムの表面にハイドロタルサイトが形成された浄化処理材を生成させる反応工程、(ハ)生成した浄化処理材を沈降させ、固液分離して回収する固液分離工程によって製造することができる。以下、本発明の浄化処理材の製造方法を説明する。
【００２８】
〔添加工程〕
ハイドロタルサイトの成分となる酸化マグネシウムと可溶性アルミニウム塩とを水に添加し、一部溶解した酸化マグネシウムと可溶性アルミニウム塩をアルカリ性下で反応させて酸化マグネシウムの表面にハイドロタルサイトを形成させる。
【００２９】
酸化マグネシウムは大部分が未溶解部分として残るが、表面の一部が溶解してハイドロタルサイトの成分源になり、また溶解した酸化マグネシウムはアルカリ剤としての役割を果たす。
【００３０】
酸化マグネシウムとしては、酸化マグネシウム単体のほかに、ドロマイト〔ＣａＭｇ(ＣＯ3)2〕焼成物のように、成分の一部に酸化マグネシウムを含むもの、あるいはＣａに限らず他の成分と共に酸化マグネシウムを含むものを用いることができる。
【００３１】
可溶性アルミニウム塩としては、例えば、ポリ塩化アルミニウム、硫酸アルミニウム（硫酸バンド）、塩化アルミニウム、硝酸アルミニウム等を用いることができる。また、可溶性アルミニウム塩として、アルミニウムを高濃度に含有する廃液（貴金属触媒の回収廃液、金属アルミニウムを溶解した液など）を利用することができる。
【００３２】
酸化マグネシウムと可溶性アルミニウム塩を水に添加する工程において、添加槽では水に可溶性アルミニウム塩と酸化マグネシウムを添加し、これを反応槽に導入しても良いし、添加槽において水に可溶性アルミニウム塩を添加して、これを反応槽に導入し、反応槽において酸化マグネシウムと必要に応じてｐＨ調整剤を添加してもよい。また、水を反応槽に導入する管路中で水と可溶性アルミニウム塩を添加してもよい。
【００３３】
〔反応工程〕
酸化マグネシウムと可溶性アルミニウム塩を水に添加し、これをアルカリ性下（ｐＨ７〜１１が好ましい）で反応させると、酸化マグネシウムは溶け難いので大部分は未溶解部分として残るが、表面は部分的に溶解し、この溶出したマグネシウムがアルミニウムと反応して未溶解の酸化マグネシウム表面にハイドロタルサイト〔一般式：Ｍｇ2+1-XＡｌ3+X(ＯＨ)2(ＡN-)X/N・ｍＨ2Ｏ（ＡN-はアニオン）〕が形成される。
【００３４】
反応工程では必要に応じて、ｐＨ調整剤を添加することができる。ｐＨ調整剤としては、水酸化ナトリウム、水酸化カルシウム、酸化カルシウム等のアルカリや硫酸、塩酸等の酸が挙げられる。
【００３５】
〔固液分離工程〕
生成した浄化処理材を固液分離工程に導いて沈降させ、固液分離する。本発明の製造方法によって生成した浄化処理材は、未溶解の酸化マグネシウムの表面にハイドロタルサイトが形成された構造を有しているので沈降性が良い。
【００３６】
回収された浄化処理材は必要に応じて脱水し、乾燥する。脱水乾燥処理には一般的に使用される脱水装置や乾燥装置を使用することができる。
【００３７】
〔返送工程〕
上記製造方法において、好ましくは、固液分離した浄化処理材の一部または全部を反応工程に返送し、返送した浄化処理材をハイドロタルサイトの形成に利用するとよい。浄化処理材の一部または全部を反応工程に戻すことによって、ハイドロタルサイトの生成が促進し、フッ素、ホウ素、窒素化合物、リン、有害重金属類等の有害物質が浄化処理材に多く取り込まれるようになるので、これらの除去効果が向上する。
【００３８】
なお、固液分離した浄化処理材スラリーについて、重量や比重あるいは沈降速度の違いを利用して酸化マグネシウム量の多いものに濃縮したものを反応工程に返送するとよい。例えば、酸化マグネシウム量の多い浄化処理材スラリーは重いため速く沈降するので、沈降初期のものを集めて酸化マグネシウム量の多いものに濃縮することができる。反応工程に酸化マグネシウム量の多い浄化処理材スラリーを返送することによって、ハイドロタルサイトの生成を促進することができる。
【００３９】
本発明の浄化処理材の製造システムを図３および図４に示す。
図示する製造装置には、水に薬剤を添加する添加槽１０と、添加した薬剤を反応させて浄化処理材を生成させる反応槽３０と、生成した浄化処理材を回収する固液分離槽４０とが設けられており、これらの添加槽１０と反応槽３０と固液分離槽４０とは管路５０によって順に接続されている。固液分離槽４０には分離した水と浄化処理材を排出する排出管路５１、５２がおのおの接続しており、浄化処理材の排出管路５２には分離した浄化処理材の一部または全部を反応槽３０に返送する返送管路５３が接続している。図４に示す製造システムでは、返送管路５３の途中に第二添加槽２０が設けられている。製造した浄化処理材は排出管路５２より回収し、必要に応じて脱水処理を実施する。
【００４０】
添加槽１０には水の供給管路６０と可溶性アルミニウム塩の供給管路６１が設けられている。なお、添加槽１０を省略して管路６０と管路６１を直に接続し、管路内で可溶性アルミニウム塩を添加してもよい。図３の製造システムでは、反応槽３０には酸化マグネシウムの供給管路６２とｐＨ調整剤の供給管路６３が設けられている。また、図４の処理システムでは第二添加槽２０に酸化マグネシウムの供給管路６２が設けられている。
【００４１】
添加槽１０において、水にポリ塩化アルミニウム等の可溶性アルミニウム塩を添加し、これが反応槽３０に導入される。さらに管路６２を通じて酸化マグネシウムが添加される。さらに管路６３を通じてＰＨ調整剤が添加され、反応槽内がｐＨ７〜１１に制御される。この反応槽３０は、開放系でも密閉系でもよいが、二酸化炭素の吸収によって有害物質の除去が阻害される可能性があるため、二酸化炭素を吸収し難い構造が好ましい。一般的には密閉系の反応槽が好ましい。
【００４２】
反応槽３０において、酸化マグネシウムの表面の一部が溶解してアルミニウムとアルカリ性下で反応し、酸化マグネシウムの表面にハイドロタルサイトが生成し、本発明の浄化処理材が形成される（図６(Ａ)参照）。本発明の浄化処理材を有害物質含有水の処理に適用した時には、有害物質はこのハイドロタルサイトに取り込まれ、有害物質を取り込んだ浄化処理材を固液分離することによって、有害物質が系外に除去される。
【００４３】
固液分離槽４０において、浄化処理材を沈降させて固液分離する。なお、固液分離槽４０に導入される前に凝集剤を添加してもよい。凝集剤は凝集剤供給管路と管路５０とを接続して管路内で添加してもよいし、凝集剤添加槽を設け、その凝集剤添加槽に管路５０を通じて浄化処理材を入れ、さらに凝集剤供給管路を通じて凝集剤を添加してもよい。また、固液分離された浄化処理材は管路５３を通じて反応槽３０に返送され、酸化マグネシウムと可溶性アルミニウム塩の反応によってハイドロタルサイトを浄化処理材の表面にさらに生成させることができる（図６(Ｂ)参照）。固液分離した浄化処理材を反応槽に返送することによって、ハイドロタルサイトの形成が促進される。その結果として、この浄化処理剤を有害物質含有水の処理に用いたときに、有害物質を多く取り込むことができるので、有害物質除去効果が向上する。
【００４４】
上記製造装置は、例えば、車載可能にし、あるいは添加槽や反応槽および固液分離槽などのユニットに分離可能にした可搬型装置にすることができる。
【００４５】
このようにして製造した浄化処理材を使用する時に、有害物質含有水（原水）に含まれる有害物質や妨害物質を予め低減する前処理を行ってもよいし、また、浄化処理後の処理水について後処理を行ってもよい。なお、妨害成分とはそれ自身は有害物質ではないが、本発明の浄化処理材の除去効果を妨害する物質である。
【００４６】
本発明の浄化処理材を使用する処理工程の一例を図５に示す。図示する処理工程は前処理および後処理を含む例であり、原水は前処理の後に処理槽７０に導かれ、該処理槽７０には本発明の浄化処理材が加えられており、ここで有害物質が浄化処理材に取り込まれる。処理槽７０から抜出されたスラリーは固液分離槽７１に導入され、分離した処理水は後処理に導かれる。一方、固液分離槽７１で沈澱した汚泥（使用済みの浄化処理材）は抜出されて必要に応じ再利用される。
【００４７】
〔前処理〕
具体的には、例えば、原水に含まれている重金属類（カドミウム、鉛、銅、亜鉛、鉄、ニッケル、マンガン、六価クロム、ヒ素など）の濃度が２０mg/Lより高いと、重金属類を取り込んだハイドロタルサイトの構造が部分的に崩れ、重金属類などの有害物質の除去効果が不充分になることがある。そこで、前処理を行ってもよい。前処理の方法は限定されない。例えば、中和剤（NaOH、Ca(OH)2など）を加えて原水のｐＨを５〜１０の範囲に調整し、重金属の水酸化物を生成させ、これを凝集沈澱処理し、原水の重金属濃度を１０mg/L未満にしてもよいし、原水にアルミニウム塩や鉄塩を添加した後、中和剤（NaOH、Ca(OH)2など）を加えて原水のＰＨを５〜１０の範囲に調整し、水酸化物沈殿を生成させ、その沈殿に共沈させて、これを固液分離して原水の重金属濃度を１０mg/L未満にしてもよい。
【００４８】
原水のリン酸イオンがリン濃度として５０mg/Lより高いと、リン酸イオンが他の有害物質と競争してハイドロタルサイトに吸着され、他の有害物質の除去効果が低下することがある。そこで、前処理を行ってもよい。前処理の方法は限定されない。例えば、原水にカルシウム塩（Ｃａ(ＯＨ)2など）を添加し、リン酸カルシウム塩を生成させて除去し、原水のリン酸イオンをリン濃度として５mg/L未満にするとよい。
【００４９】
原水の硝酸イオンが窒素濃度として２００mg/Lより高いと、硝酸イオンが他の有害物質と競争してハイドロタルサイトに吸着され、他の有害物質の除去効果が低下することがある。そこで、前処理を行ってもよい。前処理の方法は限定されない。例えば、生物処理（嫌気性脱窒法など）を行い、原水の硝酸イオンを窒素濃度として２００mg/L未満にするとよい。
【００５０】
また、原水のホウ酸イオンがホウ素濃度として１００mg/Lより高いと、ホウ酸イオンが他の有害物質と競争してハイドロタルサイトに吸着され、他の有害物質の除去効果が低下することがある。そこで、前処理を行ってもよい。前処理の方法は限定されない。例えば、メチルグルカミン基を有するキレート樹脂に原水を通液してホウ酸イオンを吸着させ、原水のホウ酸イオンをホウ素濃度として１００mg/L未満にするとよい。
【００５１】
さらに、原水のフッ素濃度が５０mg/Lより高いと、浄化処理材の必要量が増大するため、投入する浄化処理材量が多くなることがある。そこで、前処理を行ってもよい。前処理の方法は限定されない。例えば、カルシウム塩を添加して難溶性のフッ化カルシウムを生成させ、これを固液分離してフッ素濃度を５０mg/L未満にするとよい。
【００５２】
さらに、原水に含まれる浮遊物質(ＳＳ)の濃度が６０mg/Lより高いと、浮遊物質を取り込んだハイドロタルサイトの構造が部分的に崩れ、有害物質の除去効果が不充分になることがある。そこで、前処理を行ってもよい。前処理の方法は限定されない。例えば、無機凝集剤や高分子凝集剤を添加して浮遊物質を沈澱分離し、原水の浮遊物質の濃度を２０mg/L未満にするとよい。
【００５３】
原水に含まれる有機物の濃度がＣＯＤとして２００mg/Lより高いと、有機物を取り込んだハイドロタルサイトの構造が部分的に崩れ、有害物質の除去効果が不充分になることがある。そこで、前処理を行ってもよい。前処理の方法は限定されない。例えば、生物処理法（活性汚泥法など）や促進酸化法（紫外線酸化や光触媒など）によって原水の有機物濃度をＣＯＤとして８０mg/L未満にするとよい。
【００５４】
前処理工程において、原水に含まれる妨害成分を除去すれば処理効果をさらに高めることができる。妨害成分としては硫酸イオン、亜硫酸イオン、塩化物イオン、炭酸イオン、溶存シリカやケイ酸イオンなどである。
【００５５】
例えば、原水に含まれる硫酸イオン濃度が１５００mg/Lより高いと、硫酸イオンが有害物質と競争してハイドロタルサイトに吸着され、有害物質の除去効果が低下することがある。そこで、前処理を行ってもよい。前処理の方法は限定されない。例えば、原水にＣａ塩やＢａ塩を添加して難溶性の硫酸塩を生成させ、これを固液分離して硫酸イオン濃度を低下させる。Ｃａ塩を用いる場合には硫酸イオンを１０００mg/L未満に低減することができる。Ｂａ塩を用いる場合には硫酸イオンを５mg/L未満に低減することができる。
【００５６】
原水の亜硫酸イオン濃度が５０mg/Lより高いと、亜硫酸イオンがアルミニウムイオンと反応するので、アルミニウム添加量が多く必要になることがある。また、亜硫酸イオンが有害物質イオンと競争してハイドロタルサイトに吸着され、有害物質の除去効果が低下することがある。そこで、前処理を行ってもよい。前処理の方法は限定されない。例えば、原水に過酸化水素などの酸化剤を添加して亜硫酸イオンを硫酸イオンに酸化し、原水の亜硫酸イオンを１０mg/L未満にするとよい。
【００５７】
原水の塩化物イオン濃度が２０００mg/Lより高いと、塩化物イオンが有害物質と競争してハイドロタルサイトに吸着され、有害物質の除去効果が低下することがある。そこで、前処理を行ってもよい。前処理の方法は限定されない。例えば、電解分解によって塩素をガス化して除去し、あるいは逆浸透法や電気透析法など膜処理によって塩化物イオン濃度を１０００mg/L未満にするとよい。
【００５８】
原水の炭酸イオン濃度が５００mg/Lより高いと、炭酸イオンが有害物質と競争してハイドロタルサイトに吸着され、有害物質の除去効果が低下することがある。そこで、前処理を行ってもよい。前処理の方法は限定されない。例えば、原水を曝気して炭酸イオンを気散させ、あるいはＣａ塩を添加して難溶性の炭酸塩を生成させ、これを固液分離して炭酸イオン濃度を５０mg/L未満にするとよい。
【００５９】
原水の溶存シリカやケイ酸イオンがＳｉ濃度として２０mg/Lより高いと、溶存シリカやケイ酸イオンを取り込んだハイドロタルサイトの構造が部分的に崩れ、有害物質の除去効果が不充分になることがある。そこで、前処理を行ってもよい。前処理の方法は限定されない。例えば、鉄塩やアルミニウム塩を添加し、さらに中和剤（NaOH、Ca(OH)2など）を加えて原水のｐＨを５〜１０の範囲に調整し、水酸化物沈殿を生成させ、その沈殿に溶存シリカやケイ酸イオンを共沈させ、これを固液分離して原水の溶存シリカやケイ酸イオンをＳi濃度として１０mg/L未満にするとよい。
【００６０】
〔後処理工程〕
固液分離工程で分離した液分（処理水）に、有機物や浮遊物質、窒素化合物が残留している場合や、あるいは処理水のｐＨが９以上の場合がある。そこで、処理水の後処理工程を設けてもよい。後処理の方法は限定されない。（図５参照）。
【００６１】
処理水に含まれる有機物については、例えば、生物処理法（活性汚泥法など）や促進酸化法（紫外線酸化や光触媒など）によって、有機物をＣＯＤ濃度として８０mg/L未満に低減するとよい。また、処理水に含まれる浮遊物質(ＳＳ)については、例えば、無機凝集剤や高分子凝集剤を添加して浮遊物質を沈澱分離し、浮遊物質の濃度を２０mg/L未満にするとよい。さらに、処理水に含まれる窒素化合物については、例えば、生物処理（硝化脱窒素法など）を行い、窒素濃度として６０mg/L未満に低減するとよい。
【００６２】
処理水のｐＨが９以上になる場合があるので、ｐＨが高い場合には処理水に硫酸や塩酸などを添加してｐＨ６〜８になるように中和処理するとよい。
【実施例】
【００６３】
以下、本発明の実施例を比較例と共に示す。なお、フッ素濃度はイオン電極法にて測定した。ホウ素濃度、カドミウム濃度、鉛濃度、クロム（VI）濃度、およびヒ素濃度はＩＣＰ発光分光分析法にて測定した。セレン濃度は水素化合物発生原子吸光法にて測定した。
【００６４】
〔実施例１〕
図３に示す製造システムに従って以下のように浄化処理材を製造した。まず、水を添加槽１０に導入し、ポリ塩化アルミニウムをアルミニウム濃度が水中で２４０mg/Lになるように添加した。これを反応槽３０に導入した。その後、反応槽３０で酸化マグネシウムを１g/Lとポリ塩化アルミニウムを添加した水とを混合し、２０時間、温度２０℃下で撹拌した後、ｐＨ調整剤として水酸化ナトリウムを添加してｐＨ８.５〜９.５に調整した後、さらに２時間攪拌した。生成した浄化処理材を固液分離槽４０（シックナー）に導入して２０時間静置して沈降させた。固液分離後、沈殿物を脱水、乾燥して浄化処理材を得た。この処理材を広角Ｘ線回折によって測定した結果を図６（Ａ）に示した。図示するように、酸化マグネシウム表面にハイドロタルサイトが形成された本発明の浄化処理材であった。
【００６５】
この浄化処理材を表１に示す有害物質濃度を含む模擬廃水に１％添加して、２時間攪拌後に固液分離し、液中の有害物質濃度を測定した。そのときの結果を表１に示す。表１に示すように、本発明の浄化処理剤によって処理水中のフッ素濃度を環境基準（０.８mg/L以下）まで処理することができた。さらに、他の有害物質の濃度も大幅に低減することができた。
【００６６】
【表１】
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【００６７】
〔実施例２〕
図４に示す製造システムに従って以下のように浄化処理材を製造した。まず、水を添加槽１０に導入し、ポリ塩化アルミニウムをアルミニウム濃度が水中で２４０mg/Lになるように添加した。これを反応槽３０に導入した。一方、固液分離槽４０で分離した浄化処理材の全量を第二添加槽２０に返送し、ここで酸化マグネシウムを水１Lに対して１g/L添加した。この浄化処理材を反応槽３０に戻し、ポリ塩化アルミニウムを添加した水と混合し、３０分間、温度２０℃下で撹拌した後、ｐＨ調整剤として水酸化ナトリウムを添加してｐＨ８.５〜９.５に調整した後、生成した浄化処理材を固液分離槽４０（シックナー）に導入して２０時間静置して沈降させた。なお、固液分離槽４０に導入する前にアニオン性高分子凝集剤２MG/Lを生成した浄化処理材スラリーに添加した。固液分離後、この分離した浄化処理材の全量を、上記のように、第二添加槽２０に導入し、酸化マグネシウムを水１Lに対して１g/L添加して反応槽３０に戻し、これを８回繰り返した。このとき、固液濃度１２０g/Lの浄化処理材スラリーを１５０mL得た。
【００６８】
このスラリーの一部を乾燥させ、広角Ｘ線回折測定をした結果、図６（Ｂ）を得た。図示するように、酸化マグネシウム表面にハイドロタルサイトが形成された本発明の浄化処理材であった。このスラリー１００mLをフッ素濃度２０mg/Lの模擬廃水２Lに添加し、３０分間攪拌した。その後、固液分離し、液中のフッ素濃度を測定した。その結果を表２に示す。表２に示すように、処理水中のフッ素濃度が環境基準（０.８mg/L以下）を大きく下回るまで低減することができた。
【００６９】
【表２】
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【００７０】
〔実施例３〕
図３に示す製造システムに従って浄化処理材を以下のように製造した。まず、水を添加槽１０に導入し、ポリ塩化アルミニウムをアルミニウム濃度が水中で２４０mg/Lになるように添加した。これを反応槽３０に導入した。その後、反応槽３０で酸化マグネシウム１g/Lとポリ塩化アルミニウムを添加した水とを混合し、ＰＨ調整剤として水酸化ナトリウムを添加してｐＨ８.５〜９.５に調整した後、２０時間攪拌し、温度２０℃下、２０時間反応させた。反応後、生成した浄化処理材を固液分離槽４０（シックナー）に導入して、固液分離した。その後、脱水、乾燥をして浄化処理材を得た。
【００７１】
この浄化処理材をフッ素濃度２０mg/Lの模擬廃水に０.５％添加し、３０分間攪拌した。その後、３０分間静置して浄化処理材を沈降させた。処理結果を表３に示した。
【００７２】
〔比較例１〕
図３に示す製造システムに従って浄化処理材を以下のように製造した。まず、水を添加槽１０に導入し、ポリ塩化アルミニウムをアルミニウム濃度が水中で２４０mg/Lになるように添加した。これを反応槽３０に導入した。その後、反応槽３０で塩化マグネシウム２.４G/Lとポリ塩化アルミニウムを添加した水とを混合し、ｐＨ調整剤として水酸化ナトリ ウムを添加してｐＨ８.５〜９.５に調整した後、２０時間攪拌し、温度２０℃下、２０時間反応させた。反応後、生成した浄化処理材を固液分離槽４０（シックナー）に導入して、固液分離した。その後、脱水、乾燥をして浄化処理材を得た。この浄化処理材をフッ素濃度２０mg/Lの模擬廃水に０.５％添加し、３０分間攪拌した。その後、３０分間静置して浄化処理材を沈降させた。処理結果を表３に示した。
【００７３】
処理結果に示すように、実施例３および比較例１の何れも処理水のフッ素濃度を海域以外の公共用水域の排水基準（８mg/L）以下まで低減することができるが、安定容積は比較例１の方が非常に大きく、分離性が悪い。一方、実施例３は安定容積が小さく、分離性が良好であり、短時間で固液分離することができる。
【００７４】
【表３】
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【符号の説明】
【００７５】
１０−添加槽、２０−第二添加槽、３０−反応槽、４０−固液分離槽、５０−管路、５１、５２−排出管路、５３−返送管路、６０、６１、６２、６３−供給管路、７０−処理槽、７１−固液分離槽。
【図１（Ｂ）】
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【図１（Ｃ）】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図１（Ａ）】
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【図２】
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