[发明专利]水质净化材料、水质净化方法、磷酸肥料前体及磷酸肥料前体的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及能够有选择性地吸附河川湖沼、污水及产业排水等水中所含的磷酸根离子等磷化合物的水质净化材料及水质净化方法，另外，涉及吸附磷化合物后的水质净化材料的再利用技术，即磷酸肥料前体及磷酸肥料前体的制造方法。

背景技术

近年来，因经济活动的急速的全球化，世界规模的环境污染及水质污染成为严重的问题。此外，世界规模的生产活动有同时招致资源枯竭、被视为稀少元素的元素种类也增加的倾向。最近，世界规模的磷矿石的减少在加剧，近年来，磷也被视为稀少元素。

另一方面，以往作为湖沼及湾内等封闭性水域中的富营养化问题的对策，对磷设置了严格的排放标准。作为从水中除去磷(实际上为磷酸根离子的形态)的除去手段，熟知有添加钙化合物等作为凝聚剂，在形成磷酸盐后，使其凝聚沉淀的方法等。但是，一般磷酸盐是难沉降性的浮游物，因此为了使磷酸盐迅速地沉降，需要形成絮凝物，其结果是，污泥大量发生。

结果导致了，为了处理大量的污泥，必然要求处理设备的大型化，因而有成本负荷增大的问题。另外，通过使用凝聚剂，多种离子成分进入絮凝物中，因此将它们从污泥中分离的处理也需要成本。因这样的理由，存在污泥不被再利用而作为产业废弃物被有偿处理的情况非常多的问题。

也就是说，在用以往的方法例如除去水中的磷的情况下，认为利用添加钙盐的凝聚沉淀存在需要长的处理时间、设备的大型化、污泥处理等多种低效率的问题。

鉴于如此的问题，近年来，提出了多种用于水质净化的新材料。例如，关于除去磷，作为高性能的除磷剂提出了具有水滑石结构的吸附剂(例如参照非专利文献1)。其中报告了，水滑石是矿物性的层状无机化合物的一种，具有通过层间所含的阴离子与磷酸根离子进行离子交换来除去水中的磷(磷酸根离子)的机理，具有高的除磷能力。

另一方面，吸附了磷后的吸附剂如果作为产业废弃物处理，则从结果上看需要额外的成本，与上述的技术相比较不具有优势性，因此使其再利用成为必须的条件。在再利用中，需要使吸附物质、此时为磷从上述吸附剂中脱离。脱离了磷后的吸附剂能够再次用于上述的吸附除磷。此外，脱离的磷本身例如通过与其它化学成分混合等也能够作为化成肥料再利用。

但是，在作为化成肥料使用时，需要进行与化学成分混合等种种工序，结果使作为肥料的制造成本增大。因此，如果将通过吸附剂回收的磷作为肥料再利用，则导致推高流通肥料价格的结果，结果阻碍了回收的磷作为肥料的再利用。

现有技术文献

专利文献

非专利文献1：水环境学会志第22卷第11号875-881(1999)

发明内容

发明要解决的问题

本发明的目的在于，对污水等排水中大量含有的、被指出作为资源的枯竭性的磷进行高效的回收，同时以低成本作为资源再利用。

解决问题的手段

本发明的一形态涉及水质净化材料，其特征在于：具有含有铁离子、钙离子、和氮离子及硫离子中的至少一方且呈层状结构的复合金属氢氧化物、以及氢氧化钙及氢氧化铁中的至少一方；通过X射线晶体结构解析测定的起因于所述氢氧化钙及氢氧化铁中的至少一方的主峰强度为起因于所述复合金属氢氧化物的所述层状结构的主峰强度的1/2以下。

此外，本发明的一形态涉及水质净化方法，其特征在于：使所述水质净化材料与排水接触，吸附所述排水中的含磷物质。

另外，本发明的一形态涉及磷酸质肥料前体，其特征在于，具有所述水质净化材料和吸附在所述水质净化材料上的含磷化合物。

此外，本发明的一形态涉及磷酸质肥料前体的制造方法，其特征在于：通过使所述水质净化材料与排水接触，使所述排水中的含磷物质吸附在所述水质净化材料上，从而制造具有所述水质净化材料和吸附在所述水质净化材料上的含磷化合物的磷酸质肥料前体。

发明效果

根据本发明，能够高效率地对污水等排水中大量含有的、被指出作为资源的枯竭性的磷进行回收，同时以低成本作为资源再利用。

具体实施方式

以下，基于实施方式对本发明的详情、以及其它特征及优点进行说明。

(水质净化材料)

本实施方式中的水质净化材料具有含有铁离子及钙离子、以及选自氮离子及硫离子中的至少一方且呈层状结构的复合金属氢氧化物。