(57)【要約】【課題】浄化槽若しくは処理施設等の槽内水及び放流水を中和域（ｐＨ６〜８）に維持することができ、且つ、機器類が不要で、取り扱いが簡便で、その性能を長期間保持することができ、水に浸漬しても崩壊しない固形緩衝剤を簡便に低コストで製造する。【解決手段】１価、２価若しくは３価の金属の炭酸塩又は炭酸水素塩１００重量部或いは１価、２価若しくは３価の金属の炭酸塩又は炭酸水素塩と１価、２価若しくは３価の金属の水酸化物の合計量１００重量部に対し、水１〜２５重量部を混錬合し、得られた混練合物を圧縮成形して成形物とし、次いで、得られた成形物を乾燥する固形緩衝剤の製造方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
１価、２価若しくは３価の金属の炭酸塩又は炭酸水素塩１００重量部或いは１価、２価若しくは３価の金属の炭酸塩又は炭酸水素塩と１価、２価若しくは３価の金属の水酸化物の合計量１００重量部に対し、水１〜２５重量部を混練合し、得られた混練合物を圧縮成形して成形物とし、次いで、得られた成形物を乾燥することを特徴とする固形緩衝剤の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、戸建住宅、集合住宅、学校、事務所等の建築施設から排出されるし尿排水、生活排水、有機系排水等の合併排水（以下、これらを単に排水と略すことがある。）あるいは事業場排水を処理する、特に槽内水若しくは放流水のｐＨが低下する浄化槽若しくは処理施設等へ用いられるタブレットなどの塊状物に成形してなる固形緩衝剤の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記の施設等から排出される排水は、多くの場合、好気処理、若しくは嫌気処理を併用した生物処理機能を主体とする浄化槽若しくは処理施設等によって処理され、消毒した後、放流される。これら浄化槽若しくは処理施設等は、排水中の固形物や有機物を除去して汚濁指標のＢＯＤを低減（除去）する。しかし、アンモニア等の窒素化合物を含む排水が浄化槽若しくは処理施設等に流入する場合は、窒素化合物の分解により、酸が生じ、槽内水若しくは放流水のｐＨが低下する可能性がある。特に浄化槽若しくは処理施設等の流入水量が設計計画値よりも少ない施設或いは流入排水中の窒素化合物の濃度が高い施設では、窒素化合物の分解によって、ｐＨの低下（３〜６）を招きやすい。槽内水のｐＨが低下すると、生物処理の性能も悪化し、ＢＯＤの除去性能が低下する可能性がある。また、放流水のｐＨが低下すると、放流先の生態系等に悪影響を及ぼす可能性がある。そこで、従来、苛性ソーダ、消石灰、石灰等のアルカリ剤を槽内水へ供給して、酸を中和する手法が用いられている。
【０００３】
そして、酸を中和する手法として、例えば、槽内水のｐＨを測定して、その値が許容範囲を下回った場合には、苛性ソーダの水溶液を添加して、酸を中和する手法がある。しかし、苛性ソーダの水溶液で酸を中和する手法は、ｐＨ計、薬注ポンプ等の特別な装置を備え付けることを必要とするため、コストの増加を招くという欠点がある。また、苛性ソーダは、アルカリ性が非常に強く、慎重な取り扱いが要求される。
【０００４】
さらには、苛性ソーダの添加による酸の中和処理は急激なｐＨ変化を伴うので、上記課題を解決すると共に、ｐＨの緩やかな調整を行うべく、炭酸カルシウムと珪酸ナトリウムとを含む成形体を、焼成してなるｐＨ調整剤がある（例えば、特許文献１参照。） 。
【特許文献１】特公平３−３３４００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
炭酸カルシウムと珪酸ナトリウムとを含む成形体を焼成してなるアルカリ剤は、珪酸ナトリウムを含むことと、焼成温度が高温であることから、製造コストが割高であると予想される。本発明は、取り扱い容易な、浄化槽等の槽内水若しくは放流水のｐＨを中性付近に保つことのできる緩衝剤を低コストで製造することができる緩衝剤の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
すなわち、本発明は、１価、２価若しくは３価の金属の炭酸塩又は炭酸水素塩１００重量部或いは１価、２価若しくは３価の金属の炭酸塩又は炭酸水素塩と１価、２価若しくは３価の金属の水酸化物の合計量１００重量部に対し、水１〜２５重量部を混練合し、得られた混練合物を圧縮成形して成形物とし、次いで、得られた成形物を乾燥することを特徴とする固形緩衝剤の製造方法に関する。
なお、ここで緩衝剤とは、酸の生成又は流入により中性域から酸性域へ移行する状態を緩和する、又は、酸を中和するものを指す。また、混練合とは、粉体や顆粒状のものへ水、あるいは水に溶解した結合剤等の溶液を添加して混ぜる、または練ることを指している。
【発明の効果】
【０００７】
本発明により、浄化槽若しくは処理施設等の槽内水及び放流水を中和域（ｐＨ６〜８）に維持することができ、且つ、機器類が不要で、取り扱いが簡便で、その性能を長期間保持することができ、水に浸漬しても崩壊し難い固形緩衝剤を簡便に低コストで製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明について説明する。
固形緩衝剤の目的とする点は、浄化槽若しくは処理施設の槽内水及び放流水のｐＨを中性域に維持することができる点にある。そして、固形緩衝剤は、槽内水中のが中性域である状態では、難溶解性であることが求められる。また、その性能を一定期間保持することが求められる。
本発明により得られる緩衝剤は、上記に対して１価、２価若しくは３価の金属の炭酸塩又は炭酸水素塩、或いは１価、２価若しくは３価の金属の炭酸塩又は炭酸水素塩と１価、２価若しくは３価の金属の水酸化物との混合物（以下、炭酸塩等と略すことがある。）を用いているので上記目的を達成することができる。また、炭酸塩等を適度な水と混練合して圧縮成型して成形物としているので、ｐＨを一定期間保持することができる。
【０００９】
先ず最初に、固形緩衝剤の配合に用いる各種材料（物質）について述べる。上記の１価、２価若しくは３価の金属の炭酸塩又は炭酸水素塩には、炭酸水素カリウム、炭酸カルシウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸マグネシウム等が挙げられる。１価、２価若しくは３価の金属としては、アルカリ金属若しくはアルカリ土類金属が好ましい。なお、比較的安価な炭酸カルシウムを使用することがさらに好ましい。また、炭酸塩の形状としては、通常扱われている顆粒、細粒、粉末といわれる程度の粒子状態（以下、粉体物と略すことがある。）が好ましい。
【００１０】
前記の上記の１価、２価若しくは３価の金属の水酸化物には、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、水酸化鉄等が挙げられる。１価、２価若しくは３価の金属としては、アルカリ金属若しくはアルカリ土類金属が好ましい。なお、水酸化物の形状としては、通常扱われている顆粒、細粒、粉末といわれる程度の粒子状態が好ましい。
【００１１】
次に固形緩衝剤の形状について述べる。成形物の形状は、直方体、球状、円柱状、多角柱、錐体等が挙げられるが、特に限定されない。成形物の大きさは、直径、縦、横の長さ等が１０〜１００ｍｍの範囲がよい。例えば、円柱状の場合、直径を１０〜１００ｍｍ、好ましくは５〜５０ｍｍ、高さが３〜１００ｍｍ、好ましくは５〜５０ｍｍとすることが好ましい。
直径が１０ｍｍ以上であれば、固形緩衝剤を充填するための、透水性の容器又は袋等の孔を、槽内水中の生物を含む浮遊物による目詰まりを防ぐことが可能である。また、１００ｍｍ以下であれば、槽内水又は放流水のｐＨを中性域で維持するための水との接触面積を十分確保することができる。
【００１２】
次に、本発明の固形緩衝剤の製造方法について説明する。
先ず、炭酸塩等と水とを混錬合する。混練合は、所定の割合に配合した粉体物に所定量の水を添加し、例えば、ホイッパー型の攪拌機等を用いて行われる。この際、炭酸塩等１００重量部に対して水を１〜２５重量部添加する。好ましくは、２〜２０重量部添加する。炭酸塩等における１価、２価若しくは３価の金属の水酸化物の配合割合は、炭酸塩等１００重量部に対して０〜７５重量部である。
また、配合する一部の炭酸塩等を予め配合する水に溶解させてから混練合してもよい。
水の添加割合が１重量部未満であると、得られた固形緩衝剤が水に浸漬した後の形状を維持することができず、２５重量部を超えると圧縮成形したときに水分とともに薬品が流出するため、錠剤化に不適切である。
【００１３】
なお、固形緩衝剤の強度を高める目的で、粉体物に、結合剤を加えてもよい。結合剤としては、天然物由来の高分子物質又は誘導物質、水溶性合成高分子物質が含まれる。そして、天然物由来の高分子物質又は誘導物質、水溶性合成高分子物質には澱粉、デキストリン、セルロース、セロビオース、キチン類、キトサン類等の多糖類、ヒドロキシ基を有する樹脂であるポリビニルアルコール系樹脂｛ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、アセトアセチル変性ポリビニルアルコール、カチオン変性ポリビニルアルコール、アニオン変性ポリビニルアルコール、シラノール変性ポリビニルアルコール、ポリビニルアセタール等｝、セルロース系樹脂｛メチルセルロース（ＭＣ）、エチルセルロース（ＥＣ）、ヒドロキシエチルセルロース（ＨＥＣ）、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、ヒドロキシプロピルセルロース（ＨＰＣ）、ヒドロキシエチルメチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース等｝、エーテル結合を有する樹脂｛ポリエチレンオキサイド（ＰＥＯ）、ポリプロピレンオキサイド（ＰＰＯ）、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、ポリビニルエーテル（ＰＶＥ）等｝、カルバモイル基を有する樹脂｛ポリアクリルアミド（ＰＡＡＭ）、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）、ポリアクリル酸ヒドラジド等｝等の水溶性樹脂が挙げられる。
【００１４】
また、固形緩衝剤を適度に崩れ易くし、中和反応を促進させる等の目的で、崩壊剤を加えてもよい。崩壊剤としては、ハイドロタルサイト、二酸化ケイ素、ケイ酸マグネシウム等が用いられる。さらに、圧縮成形する際、粉粒体の流動性をよくして型への充填性を向上させ、成形時の圧縮および放出を容易にするために、型壁に滑沢剤を付着させてもよく、あらかじめ混錬合物へ添加してもよい。滑沢剤としては、ステアリン酸およびその塩、ロウ類、無水ケイ酸等が用いられる。
【００１５】
上記混練合物を圧縮成形して成形物とする際に成形物に加える圧力（以下成形圧とする）は、２〜１３０ＭＰａが好ましい。成形圧が２ＭＰａ以上であれば、固形緩衝剤の強度を強く保つことができる。また、１３０ＭＰａ以下であれば、余剰な圧力を加えることがなく、経済的である。前記乾燥は、自然乾燥でもよいが、加熱器等で加熱乾燥させてもよい。
【実施例】
【００１６】
以下、本発明の実施例及びその比較例によって本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
アルカリ土類金属の炭酸としては炭酸カルシウム（関東化学製試薬）、アルカリ土類金属の水酸化物としては水酸化カルシウム（関東化学製試薬）、水は蒸留水を用いた。
【００１７】
［実施例１〜４］
表１に示す配合比の炭酸カルシウム又は炭酸カルシウムと水酸化カルシウムをホイッパー型の撹拌機で撹拌しながら、表１に示す量の蒸留水を滴下して混練合した。
得られた混練合物からそれぞれ５ｇを分取して、ハンドプレス型錠剤成形器を用いて表１に示す圧力で圧縮成形し、直径２０ｍｍ、高さ８ｍｍの円柱状のタブレットを得た。
タブレットを恒温乾燥器にて、表１に示す乾燥条件で乾燥した。自然冷却後、固形緩衝剤を得た。
【００１８】
【表１】
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＊１  ○：錠剤化可能、×：成形時に水が流出
＊２  ○：水に浸漬後も形状を維持、×：水に浸漬後、錠剤が崩壊
【００１９】
［比較例１〜３］
比較例として、水を加えなかった工程（比較例１）、乾燥工程を省略した工程（比較例２）、水を大量に加えた工程（比較例３）で錠剤を作製した。
【００２０】
実施例１〜４、比較例１〜３について、錠剤成形の可否、水浸漬後の形状維持性能について検討し、表１にまとめた。
（錠剤崩壊性の調査）
作製した錠剤を、水１００ｍＬの中に浸漬して、２４時間後の錠剤の形状を観察した。その結果、実施例１〜４の錠剤は、その形状を維持していた。比較例１及び２の錠剤は、粉末状に崩壊していた。比較例３は、添加する水の量が多く、圧縮成形時に、水分とともに薬品が流出するため、錠剤化に不適切であった。