(57)【要約】【課題】  処理水中の有害物質、例えば、カドミウム、鉛、銅、及び亜鉛等を低減することが可能で、処理後の水質のｐＨが中性領域となるため、プロセスが簡素化できる、主に、水質浄化等において使用される水処理材および水処理方法、殊に、カドミウム、鉛、銅、及び亜鉛等の低減効果に優れる水処理材および水処理方法を提供する。【解決手段】  バテライトを含有してなる水処理材、バテライトのＢＥＴ比表面積値が５m2/g以上である該水処理材、並びに、該水処理材を処理水と接触させる水処理方法を構成とする。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
バテライトを含有してなる水処理材。
【請求項２】
バテライトのＢＥＴ比表面積値が５m2/g以上であることを特徴とする請求項１に記載の水処理材。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の水処理材を処理水と接触させることを特徴とする水処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に、水質浄化等において使用される水処理材および水処理方法、殊に、カドミウム、鉛、銅、及び亜鉛等の低減効果に優れる水処理材および水処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
水質中の有害物質、例えば、六価クロム、ヒ素、セレン、カドミウム、及び鉛等の重金属、硝酸態窒素や亜硝酸態窒素、ホウ素、フッ素、ダイオキシン類、並びに、トリクロロエチレンやテトラクロロエチレンなどの揮発性有機化合物類等は、環境基本法に基づく環境基準が定められ、その基準値以下の水準を保つことが好ましいとされている。
【０００３】
従来、水処理材としては、カルシウムシリケートやカルシウムシリケート水和物の加熱脱水物が知られている（特許文献１、特許文献２参照）。
これら水処理材は、カルシウムシリケート系化合物の水和活性等を利用して、主に、水質中のリン酸成分の低減に役立てるものであった。
【０００４】
しかしながら、これら水処理材は、他の有害物質、例えば、カドミウムや鉛等の低減効果は期待できないものであった。
さらに、これら水処理材を使用すると、処理水のｐＨが12程度の強アルカリ性となるため、中和処理が必要となり、二重のプロセスを必要とするという課題を有するものであった。
【０００５】
最近では、カドミウムや鉛等の重金属の低減効果を持つ水処理材の開発が強く求められている。
このような状況を鑑み、本発明者は鋭意努力を重ね、バテライトが、水質中のカドミウムや鉛等の重金属の低減効果を持ち、しかも処理後の水質のｐＨを強アルカリ性にしないことを知見し、本発明を完成するに至った。
【０００６】
【特許文献１】特開昭６１−１７４９８５号公報
【特許文献２】特開昭６１−２６３６３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、水質中の有害物質、特に、カドミウム、鉛、銅、及び亜鉛等を効果的に低減可能で、処理後のｐＨを中性領域に留める水処理材および水処理方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、バテライトを含有してなる水処理材であり、バテライトのＢＥＴ比表面積値が５m2/g以上である該水処理材であり、該水処理材を処理水と接触させる水処理方法である。
【０００９】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明における部や％は特に規定しない限り質量基準で示す。
【００１０】
本発明で使用するバテライトとは、一般式CaCO3で表される炭酸カルシウムの一種である。
炭酸カルシウムには、六方晶系のカルサイト形、斜方晶系のアラゴナイト形、及び擬六方晶系のバテライト形の３つが存在する。これらは全く異なる結晶構造をもち、密度も異なるなど、物理的性質は大きく相違している。このうち、カルサイト形は安定相であるのに対し、アラゴナイト形やバテライト形は準安定相であり、特にバテライト形はカルサイト形やアラゴナイト形に相転移しやすいという特徴がある。
本発明では、バテライトとともにカルサイトやアラゴナイトが不純物として共存する場合があるが、これらの不純物の存在は本発明の効果を実質的に阻害しない範囲では特に問題とはならない。
バテライトの合成方法は特に限定されるものではなく、塩化カルシウムと炭酸成分を反応させても良いし、水酸化カルシウムと炭酸成分を反応させることも可能である。
【００１１】
ここで炭酸成分とは、CO2成分、CO32-成分、及びHCO3-成分等を供給可能な物質を総称するものであり特に限定されるものではない。その具体例としては、例えば、炭酸ガス、超臨界二酸化炭素、ドライアイス、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、及び炭酸鉄等の炭酸塩、重炭酸ナトリウム、重炭酸カリウム、及び重炭酸鉄等の重炭酸塩、並びに、炭酸水等が挙げられる。
【００１２】
反発明の水処理材は、バテライトを含有するものである。
本発明の水処理材の不純物は特に限定されるものではないが、具体的には、Na2O、K2O、MgO、Al2O3、TiO2、Fe2O3、及びSなどが挙げられ、これら不純物は本発明の目的を実質的に阻害しない範囲ではその存在は特に問題とはならない。
本発明の水処理材の比表面積は特に限定されるものではないが、通常、ＢＥＴ比表面積で５m2/g以上が好ましく、10m2/g以上がより好ましい。５m2/g未満ではカドミウム、鉛、銅、及び亜鉛等の低減効果が充分に得られない場合がある。
水処理材の使用量は特に限定されるものではないが、通常、処理水１m3に対して、１〜100kgが好ましく、３〜50kgがより好ましい。１kg未満では本発明の効果が充分に得られない場合があり、100kgを超えて使用してもさらなる効果の増進が期待できないため不経済である。
【００１３】
本発明の水処理材と処理水とを混合する方法は特に限定されるものではない。
【００１４】
なお、本発明では、カドミウムや鉛の他、銅や亜鉛、さらには、例えば、環境基準が定められている、六価クロム、ヒ素、セレン、及び総水銀等の重金属、全シアン、ホウ素、フッ素、また、有機物としては、ダイオキシン類、トリクロロエチレンやテトラクロロエチレンなどの揮発性有機化合物、ＰＣＢ、ジクロロエタン、四塩化炭素、1,2-ジクロロエタン、1,1-ジクロロエチレン、1,1,1-トリクロロエタン、1,1,2-トリクロロエタン、ベンゼン、及び有機リンなどに対しても有効である。
また、環境基準が定められていないものとしては、例えば、モリブデン、アミン化合物、及び各種の環境ホルモンや内分泌かく乱物質等にも有効であるが、本発明の水処理材は殊にカドミウム、鉛、銅、及び亜鉛の低減効果に優れている。
【００１５】
本発明では、本発明の水処理材の他に、高炉徐冷スラグ微粉末、酸化カルシウムや水酸化カルシウム、水酸化マグネシウムやハイドロタルサイト類等のマグネシウム化合物、活性炭等の炭素物質、モンモリロナイトやカオリナイトなどに代表される層状粘土化合物である、いわゆるベントナイト類、ゼオライト類、セピオライト、アパタイト、リン酸ジルコニウムなどのリン酸塩、三酸化アンチモンや五酸化アンチモンなどのアンチモン化合物、多硫化物、硫化物、チオ硫酸塩、及び亜硫酸塩等のイオウ化合物、チオ尿素、還元鉄粉、アマルガム、セルロース類、ポリビニルアルコール、及びキトサンなどの水溶性高分子類、ジアルキルジカルバミン酸類、キノリン化合物類、ポリアミン類、並びに、糖類等の添加材料のうちの一種又は二種以上を、本発明の目的を実質的に阻害しない範囲で併用可能である。
【００１６】
該添加材料は、本発明の水処理材と併用しても良いし、別々に使用しても何ら差し支えない。例えば、本発明の水処理材で一次処理を行った後、二次処理を該添加材料で行うことも可能である。このような二重の有害物質低減の処理を施すことは、有害物質を多面的に、かつ、確実に低減する面からはむしろ好ましいと考えられる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の水処理材を処理水に添加することにより、処理水中の有害物質、例えば、カドミウム、鉛、銅、及び亜鉛を低減することが可能である。
また、処理後の水質のｐＨが中性領域となるため、プロセスが簡素化できるなどの効果を奏する。
【実施例１】
【００１８】
表１に示す水処理材を用いて処理水中の有害物質低減効果を確認した。
処理水の調製には、カドミウム、鉛、銅、及び亜鉛の標準溶液を用い、カドミウム、鉛、銅、及び亜鉛の含有量が環境基準値を大きく上回るものを調製した。
調製した処理水100ccに対して、水処理材１ｇを使用し、攪拌しながら１時間処理した。その後、吸引ろ過によって固液分離して液相中の有害物質の濃度を調べた。結果を表１に示す。
なお、カルサイトを比較例として使用した。
【００１９】
＜使用材料＞
水処理材Ａ：0.36mol/lの塩化カルシウム溶液50mlと、0.12mol/lの炭酸ナトリウム溶液450mlを20℃条件下で混合し、10分間反応させ合成、粉末Ｘ線回折で、カルサイトやアラゴナイトが存在しないバテライトであることを確認、密度2.54、ＢＥＴ比表面積4.8m2/g
水処理材Ｂ：1.0mol/lの塩化カルシウム溶液50mlと、0.33mol/lの炭酸ナトリウム溶液450mlを20℃条件下で混合し、10分間反応させ合成、粉末Ｘ線回折で、カルサイトやアラゴナイトが存在しないバテライトであることを確認、密度2.53、ＢＥＴ比表面積1.20m2/g
水処理材Ｃ：3.6mol/lの塩化カルシウム溶液50mlと、1.2mol/lの炭酸ナトリウム溶液450mlを20℃条件下で混合し、10分間反応させ合成、粉末Ｘ線回折で、カルサイトやアラゴナイトが存在しないバテライトであることを確認、密度2.52、ＢＥＴ比表面積14.2m2/g
水処理材Ｄ：水酸化カルシウムを炭酸化させて合成、粉末Ｘ線回折により、カルサイトであることを確認、密度2.71、ＢＥＴ比表面積２m2/g
カドミウムの標準溶液：試薬特級
鉛の標準溶液：試薬特級
銅の標準溶液：試薬特級
亜鉛の標準溶液：試薬特級
水        ：水道水
【００２０】
＜測定方法＞
有害物質の濃度：JIS K 0102に準じて測定
処理水のｐＨ：市販のｐＨ電極を処理水に挿入して測定
【００２１】
【表１】
2005279355.tif 000002
【産業上の利用可能性】
【００２２】
本発明の水処理材は、処理水中の有害物質、例えば、カドミウム、鉛、銅、及び亜鉛等を効果的に低減することができる。また、処理水のｐＨが中性領域となるため、中和処理等の二次処理が簡素化できるので広範に利用可能である。