(57)【要約】【課題】  水のＰＨを上昇させずに、淡水場面でも使用できる環境にやさしい水質の改善方法であると共に、安価な方法を提供する。【解決手段】  コークスと石灰石とシリコン系合金の３種を主原料とし、１，５００℃以上で溶解してなる水質改善材を淡水の池・湖沼・水槽の水中あるいは底部に設置することを特徴とする。また、本水質改善材が鋳鉄製造工程において副産するＣａＯ／ＳｉＯ２成分比が１．０以下、ＰＨ中性の性質を持ったスラグであることを特徴とする。本水質改善材を用いることにより、水の透視度を向上させると共にアオコの発生を防止あるいは抑制させ、魚や水草の生育を向上させる。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
コークスと石灰石ならびにシリコン系合金の３種を主原料とし、１，５００℃以上で溶解してなることを特徴とする水質改善材
【請求項２】
請求項１記載の溶解品が鋳鉄製造工程において副産するスラグであることを特徴とする水質改善材
【請求項３】
請求項１記載の溶解品が鋳鉄製造工程において副産するスラグであり、ＣａＯ／ＳｉＯ２成分比が１．０以下であることを特徴とする水質改善材
【請求項４】
請求項１記載の溶解品が鋳鉄製造工程において副産するスラグであり、ＣａＯ／ＳｉＯ２成分比が１．０以下であると共に、ＰＨが６．５〜７．５の中性であることを特徴とする水質改善材
【請求項５】
請求項１記載の溶解品が鋳鉄製造工程において副産するスラグであり、ＣａＯ／ＳｉＯ２成分比が１．０以下であると共に、ＰＨが６．５〜７．５の中性で、水砕化処理することを特徴とする水質改善材
【請求項６】
５ｍｍ以下の粒状品であることを特徴とする請求項１、２、３、４、５に記載の水質改善材
【請求項７】
請求項６に記載の粒状品を固めて成形品とすることを特徴とする請求項１，２，３，４，５に記載の水質改善材
【請求項８】
請求項１〜７記載の水質改善材を用いて、淡水の池・湖沼・水槽の水中あるいは底部に設置し、水の界面活性力を上げることにより水中の汚れを沈殿させ、水の浄化と透視度を向上させる方法
【請求項９】
請求項１〜７記載の水質改善材を用いて、淡水の池・湖沼・水槽の水中あるいは底部に設置することにより、アオコ発生を防止あるいは抑制させる方法
【請求項１０】
請求項１〜７記載の水質改善材を用いて、淡水の池・湖沼・水槽の水中あるいは底部に設置または、濾過材やエアーストーンとして設置することにより、魚や水草の生育を向上させる方法
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は池水等の水質改善材に関する。
【背景技術】
【０００２】  ２１世紀に入り、「共生」「循環」を基調とした環境作出がますます重要となっており、水の環境保全や水質源の確保に対しても、さまざまな浄化装置技術や薬剤による処理技術等が提案され、実用に供されている状況である。【０００３】  また、水質改善あるいは水中の環境改善を図るものにスラグを用いるものとして、特開２００３−１５８９４６号公報に開示されているものが挙げられ、エージング処理を施した高炉スラグを海の水中に設置する方法が提案されている。【０００４】  これらの内、装置については金額的に高価となると共に、電源の確保やメンテナンスの必要性があること、および薬剤による処理技術については一過性のものとなるという問題がある。【０００５】  また、特開２００３−１５８９４６号公報に開示されている高炉水砕スラグ（高炉水砕スラグ自体のＰＨは１０〜１２でアルカリ性）は、イオウが溶出することや水のＰＨを上昇させると共に粒と粒どおしが固まる性質があるため、この対策として酸素含有ガスの吹き込み又は酸素含有ガスと水蒸気の吹込みによるエージング処理を施した高炉水砕スラグとしており、エージング処理はスラグ粒子表面に水和物皮膜を生成させることにより、Ｓの酸化物の安定的な取り込みや水和物皮膜自体が中性化されるため、初期の水のＰＨ上昇を抑えるとしている。【０００６】  しかし、この水和物皮膜の中はＰＨ１０〜１２のアルカリ性のままであり、恒久的に水のＰＨの上昇を抑える効果はない。そのため、ＰＨがじょじょに上昇し、生物の生息する水環境を変えてしまうという悪影響を生じてしまうので、淡水場面に使用するには難点がある。
【特許文献１】特開２００３−１５８９４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】  解決しようとする課題は、恒久的に水のＰＨを上昇させずに、淡水場面でも使用できる環境にやさしい水質の根本的改善方法であると共に、安価な方法が切望されており、本発明の目的はその方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】  前記の目的を達成するため、本発明者は鋳鉄製造工程において副産するスラグがＣａＯ／ＳｉＯ２成分比が１．０以下で、ＰＨが６．５〜７．５の中性である事に着目し、本スラグの水に対する影響を種々検討したところ、水の界面活性力が向上すること（本発明品の４〜１ｍｍ粒子５００ｇを２Ｌの水に５時間浸漬した処理水と無処理水に溶け込むサラダ油の量を１Ｈ−ＮＭＲ法によって計測し、処理水は約７０％増の値を得た）、マイナスイオンの発生率がトルマリンとほぼ同等であること、池水の汚濁水を用いた検討では本発明品の４〜０．３ｍｍ粒子を水量に対して０．１〜１．０％の範囲で５段階実施したところいずれも水中の浮遊物質が凝集して沈降してゆくこと、アオコ懸濁水を用いた検討では本発明品の４〜１ｍｍ品を使用し、水量に対し１０％投入したところ日が経過するにつれ、アオコがなくなってゆき、透視度が良くなってゆくこと、水槽での魚および水草の飼育実験では、本発明品の４〜１ｍｍ品を底砂として使用し、対照区には荒磯砂を使用して行ったところ、対照区にはアオコが発生したが本発明品区にはアオコが発生しないことおよび魚や水草の生育も良くなることなどを知見すると共に、ゴルフ場現場の１０数ケ所の池で試験を実施の上効果を確認した。【０００９】  本発明はこのような知見に基づきなされたものであり、その特徴は以下のとおりである。
＜１＞コークスと石灰石とシリコン系合金の３種を主原料とし、１，５００℃以上で溶解してなることを特徴とする水質改善材。
＜２＞上記＜１＞に記載の水質改善材が、鋳鉄製造工程において副産するスラグであることを特徴とする水質改善材。
＜３＞上記＜１＞に記載の水質改善材が、鋳鉄製造工程において副産するスラグであり、ＣａＯ／ＳｉＯ２成分比が１．０以下であることを特徴とする水質改善材。【００１０】＜４＞上記＜１＞に記載の水質改善材が、鋳鉄製造工程において副産するスラグであり、ＣａＯ／ＳｉＯ２成分比が１．０以下であると共に、ＰＨが６．５〜７．５の中性であることを特徴とする水質改善材。
＜５＞上記＜１＞に記載の水質改善材が、鋳鉄製造工程において副産するスラグであり、ＣａＯ／ＳｉＯ２成分比が１．０以下であると共に、ＰＨが６．５〜７．５の中性で，水砕化処理することを特徴とする水質改善材。
＜６＞上記＜１、２、３、４、５＞に記載の水質改善材が、５ｍｍ以下の粒状品であることを特徴とする水質改善材。
＜７＞上記＜６＞に記載の粒状品を、固めて成形品とすることを特徴とする上記＜１、２、３、４、５＞に記載の水質改善材。また、固める方法はセメント、樹脂、合成樹脂、石膏等が望ましい。【００１１】  鋳物製造のための鋳型に流し込む鋳物用溶鉄を製造する鋳鉄製造工程では地金の主体として、銑鉄と鋼屑が約７０％、鋳造時に自家発生の押湯や湯口類部分の返り材が約３０％使用され、溶解炉内にこの地金と、燃焼源としてコークス、Ｓｉ量の調節用としてシリコン系合金例えばフェロシリコン、溶融物の流動性を良くするための石灰石を入れて、コークスを燃やし、その燃焼熱（１，５００℃〜１，６００℃）によって、地金を溶かしている。湯口ではこの溶けた地金である鋳鉄と鉄以外の物質が溶解したスラグが混合したマグマ状態であり、鉄は比重が重いので沈み、スラグは比重が軽いので浮く性質を利用して比重選別され（すなわち、溶解炉内では銑鉄と鋼屑および返り鉄材を溶かす鋳鉄製造工程と本発明請求項１記載のコークス、石灰石、シリコン系合金の溶解混合物製造工程の２工程が同時に行われていることとなる）、その後工程でマグマ状のスラグは水砕される。その時急冷され、結晶化する暇がないことおよびガスが放出されることによって、非晶質（ガラス質）の多孔質砂状体となる。その成分比はＣａＯ／ＳｉＯ２が１．０以下となり、ＰＨが７前後の中性を示す。また、自然環境中に放置しても粒どおしがくっつき固まる性質はない。【００１２】  これに対し、製鉄の場合は鉄鉱石が主原料となり、副原料としてコークス、石灰石を投入する。これらを溶かし、鉄を取り出す炉が高炉であるが、高炉水砕スラグの成分は主に鉄鉱石からの鉄以外の成分と石灰石とコークスに由来する。その成分比はＣａＯ／ＳｉＯ２が１．１以上となり、ＰＨが１０〜１２のアルカリ性を示す。また、高炉水砕スラグの場合は自然環境中で放置するとじょじょに粒どおしがくっつき固まる性質がある。【００１３】  「スラグ」と言えば同じものと捉えがちであるが、このように両者の性質には違いがあり、別物である。
【発明の効果】
【００１４】  本発明は以上説明したように構成されているので次の効果を奏する。▲１▼淡水場面でも使用でき、環境に悪影響がない。▲２▼水中に静置あるいは濾過材やエアーストーンとして設置するだけで、水のＰＨを上げることなく水の界面活性力を高め、水中の浮遊物質の沈降を促進させ、浄化と透視度を高めると共にアオコの発生を抑制する。また、魚や水草の生育も向上する。▲３▼電源の確保やメンテナンスの必要性がない▲４▼薬剤処理のように一過性でなく、永続性がある。▲５▼池で使用済品は芝生目土や花用混合用土等に再利用できる。▲６▼これまで産業廃棄物として捨てられてきた鋳鉄製造工程において副産するスラグが水の環境保全ができる資源に生まれ変わり、資源の「循環」と自然との「共生」が図れる。しかも非常に安価である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】  恒久的に水のＰＨを上昇させずに、淡水場面でも使用できる環境にやさしい水質の根本的改善方法であると共に、安価な方法を提供するという目的を、コークスと石灰石ならびにシリコン系合金の３種類が主原料で、１，５００℃以上で溶解された鋳鉄製造工程において副産するスラグとすることで実現した。【００１６】  その好ましい特徴はＣａＯ／ＳｉＯ２成分比が１．０以下であると共に、ＰＨが６．５〜７．５の中性であり、水砕化処理することにより、多孔質で砂粒状のものが良い。粒度については４〜０．３ｍｍの範囲のものが好ましい。また、水中への設置方法としては、▲１▼透水性の網等の容器に入れて設置する、▲２▼底へ敷き詰める、▲３▼循環水系の途中に設置する方法が好ましい。また、▲４▼レジン等で固め成形品としたものを設置する方法も好ましい。
【実施例】
【００１７】  次に本発明の実施例について説明する。本実施例はゴルフ場のティーグラウンドを中心として左右にある各約１０００ｍ２（水深約２ｍ以内）の池における実施例であり、処理日は７月１９日である。両池共に処理日時点ではアオコが水中に懸濁しており透視度は両池共に４であった。この片方の池を処理区とし、７月１９日に本発明品４〜１．５ｍｍ粒子のもの３０ｋｇを網袋に入れ、その３０ｋｇ入り網袋計９個を処理池全体に均等になるようにボートの上から池水中に投入し、静置した。その使用した本発明品の成分を表１に、透視度の経時変化を表２に、処理後６０日目採取水の水質分析結果を表３に示す。結果は本発明品によって、ＰＨの上昇が抑えられ、ＢＯＤ、ＣＯＤ、ＳＳ、全窒素、全リン、クロロフィルａ共に下がり、水が浄化され、透視度の向上と共にアオコが抑制された。【００１８】
【表１】
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【００１９】
【表２】
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【００２０】
【表３】
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【００２１】  その他の実施例として、本発明品１．０〜０．５ｍｍ粒子のもの９０％（重量％）にレジン１０％（重量％）を混入し、高さ５０ｃｍの台形状の成形品（２０ｋｇ重さ）を作成し、別のゴルフ場池（約７００〜８００ｍ２）に５個均等に配置したところ、２年近く経過しても池水の透視度良を維持した。【００２２】  以上、本発明の実施例について説明してきたが、本発明は本実施例に限定するものではない。
【産業上の利用可能性】
【００２３】  本発明のものはＰＨが中性で、直径約２０〜１５０μｍの毛管孔隙を持つ多孔質の性状であるので、自然界で最も多数を占める中性を好む微生物の住家となり得るため、水処理やバイオリアクター等の用途にも適用できる。