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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-12-18
(45)【発行日】2024-12-26
(54)【発明の名称】廃水中の亜リン酸塩イオンを回収する装置および方法
(51)【国際特許分類】
C02F 1/28 20230101AFI20241219BHJP
B01J 20/06 20060101ALI20241219BHJP
B01J 20/30 20060101ALI20241219BHJP
【ＦＩ】
C02F1/28 P
B01J20/06 C
B01J20/30
【請求項の数】
5
(21)【出願番号】P 2022113469
(22)【出願日】2022-07-14
(65)【公開番号】P2023168179
(43)【公開日】2023-11-24
【審査請求日】2022-07-14
【審判番号】
【審判請求日】2022-12-13
(31)【優先権主張番号】202210512836.4
(32)【優先日】2022-05-12
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】517428687
【氏名又は名称】重▲慶▼文理学院
(74)【代理人】
【識別番号】100216471
【弁理士】
【氏名又は名称】瀬戸 麻希
(72)【発明者】
【氏名】関偉
(72)【発明者】
【氏名】袁明杰
(72)【発明者】
【氏名】張勇
(72)【発明者】
【氏名】宋丹
(72)【発明者】
【氏名】李寧
(72)【発明者】
【氏名】楊粛博
(72)【発明者】
【氏名】欧忠文
(72)【発明者】
【氏名】曾文
(72)【発明者】
【氏名】謝志剛
(72)【発明者】
【氏名】劉永勝
【合議体】
【審判長】三崎 仁
【審判官】増山 淳子
【審判官】金 公彦
(56)【参考文献】
【文献】特開２００９－１７８６８２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１３－１８４１２２（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１５／０８３８４０（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２０１３－１４６６６０（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１１／１０８１９５（ＷＯ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
C02F 1/28,1/42,1/58-1/64
B01J20/00-20/28,20/30-20/34
C02F 1/00-17/38
C01G 1/00-23/08,49/00-49/08
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
廃水中の亜リン酸塩イオンを回収する装置であって、上から下へ順次、ＴｉＯ ２ 変性マグネシウム‐鉄ハイドロタルサイトを調製するための攪
拌タンク（１）および材料投入タンク（２）、および廃水中の亜リン酸塩イオンを吸着す
るための吸着タンク（４）を含み、
前記攪拌タンク（１）内に研磨機構（３）が設けられ、
前記攪拌タンク（１）に第１排水管（１１）が設けられ、前記第１排水管（１１）内にス
トレーナーおよびドレインバルブが設けられ、
前記材料投入タンク（２）内に、その内壁に摺動かつ密閉可能に接続された支持板（２１
）が設けられ、支持板（２１）の円心に第１伝達軸（２２）が垂直に貫通して回転可能に
設けられ、前記第１伝達軸（２２）の下端に第１ベベルギア（２２１）が設けられ、第１
伝達軸（２２）の上端に円筒カム（２２２）が設けられ、支持板（２１）に、前記円筒カ
ム（２２２）に当接されて上下に往復運動するトップバー（２１１）が設けられ、
材料投入タンク（２）の上端口にバッフル（２３）が設けられ、前記バッフル（２３）は
少なくとも２つのスリーブ（２４）を介して支持板（２１）に接続され、
支持板（２１）に、各スリーブ（２４）と１対１に摺動可能に嵌設された支持ロッド（２
５）が貫通して設けられ、支持ロッド（２５）の下端が材料投入タンク（２）底面に固定
され、
前記第１ベベルギア（２２１）の真下に攪拌ロッド（４１）が設けられ、前記攪拌ロッド
（４１）の上端が吸着タンク（４）を貫通して材料投入タンク（２）内に延伸し、攪拌ロ
ッド（４１）の上端に第２ベベルギア（４１１）が設けられ、
前記材料投入タンク（２）内に、それぞれ第１ベベルギア（２２１）、第２ベベルギア（
４１１）と噛み合う第３ベベルギア（４２）が設けられ、前記第３ベベルギア（４２）に
その回転を駆動するための駆動部材が接続され、
バッフル（２３）と支持板（２１）の間に位置する材料投入タンク（２）の側壁が材料投
入管（４３）を介して吸着タンク（４）と連通し、
前記攪拌タンク（１）に第１材料添加口（１２）が設けられ、前記攪拌タンク（１）の内
壁および前記バッフル（２３）の底部にそれぞれ電気ヒーターが設けられ、前記吸着タン
ク（４）に第２材料添加口（４４）および第２排水管（４５）が設けられ、前記第２排水
管（４５）内にストレーナーおよびドレインバルブが設けられ、
前記攪拌タンク（１）の上面に昇降可能な載置板が設けられ、前記載置板は昇降モータを
介して攪拌タンク（１）の上面に接続され、
前記研磨機構（３）は、ハウジング（３１）を含み、前記ハウジング（３１）は前記載置
板に固定的に接続され、ハウジング（３１）の内部は中空であり、ハウジング（３１）内
に上から下へ順次ハウジング（３１）に回転可能に接続されたねじディスク（３２）およ
び研磨ディスク（３３）が設けられ、研磨ディスク（３３）に位置するハウジング（３１
）の底面に貫通穴が設けられ、
前記研磨ディスク（３３）にその回転を駆動するための摺動軸が設けられ、前記摺動軸に
第２伝達軸（３４）が嵌設され、摺動軸に少なくとも１組の摺動条が設けられ、前記摺動
条の上端に係合ブロックが設けられ、前記第２伝達軸（３４）内に摺動条と係合ブロック
を制限して摺動させるための摺動溝が設けられ、前記摺動溝の下端に係合ブロックに回転
可能に係合された係合溝が設けられ、第２伝達軸（３４）の下端にストッパーが設けられ
、前記第２伝達軸（３４）が順次ハウジング（３１）、載置板、攪拌タンク（１）を貫通
し、
攪拌タンク（１）の上方に位置する前記第２伝達軸（３４）に上から下へ順次第６ベベル
ギア（３４３）、第５ベベルギア（３４２）が固定的に嵌設され、前記第６ベベルギア（
３４３）と前記ストッパーの間に位置する第２伝達軸（３４）にばねが嵌設され、前記第
６ベベルギア（３４３）と第５ベベルギア（３４２）の間に第６ベベルギア（３４３）ま
たは第５ベベルギア（３４２）と噛み合って伝達された第４ベベルギア（３５）が設けら
れ、前記第４ベベルギア（３５）は攪拌タンク（１）に設けられた回転モータの出力軸に
接続され、
前記第２伝達軸（３４）の上端に、第４ベベルギア（３５）と第６ベベルギア（３４３）
または第５ベベルギア（３４２）と噛み合いを押圧により切り替えるためのボタン（３４
４）が設けられ、
ねじディスク（３２）の上方に複数組の焼成ノズル（３２１）が設けられ、前記焼成ノズ
ル（３２１）は係合爪を介してねじディスク（３２）の平面ねじ山にねじ込まれ、ハウジ
ング（３１）の側壁に焼成ノズル（３２１）が制限された状態で摺りだすための出口が設
けられ、
ハウジング（３１）とねじディスク（３２）の間に位置する摺動軸に第２摩擦ディスク（
３４１）が設けられ、第２摩擦ディスク（３４１）の位置に対応する前記ねじディスク（
３２）に第２摩擦ディスク（３４１）と協力して摩擦により伝達するための第１摩擦ディ
スク（３２２）が設けられる、
ことを特徴とする装置。
【請求項2】
前記トップバー（２１１）に、前記円筒カム（２２２）に接触するためのローラーが設けられ、前記吸着タンク（４）の底板は取り外し可能な底板であり、吸着タンク（４）の底
板に電気ヒーターが設けられ、吸着タンク（４）の外壁に吸着タンク（４）を支持するた
めのラック（４６）が嵌設される、ことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項3】
前記研磨機構（３）は、ダイヤモンド研磨ディスクであり、攪拌タンク（１）の上部に昇降可能な載置板が設けられ、前記研磨機構（３）は前記載置板に設けられた回転モータの
出力軸に接続され、前記載置板は昇降モータを介して攪拌タンク（１）の内部上面に接続
され、載置板に焼成ノズル（３２１）が設けられ、前記焼成ノズル（３２１）は配管を介
して外部ガス供給タンクに接続される、ことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項4】
前記ハウジング（３１）は前記載置板と少なくとも２つの伸縮ロッド（３１１）を介して固定的に接続され、第２摩擦ディスク（３４１）と第１摩擦ディスク（３２２）の間隔と
、第６ベベルギア（３４３）と第４ベベルギア（３５）の噛み合いを切り替えるための移
動距離と、第５ベベルギア（３４２）と第４ベベルギア（３５）の噛み合いを切り替える
ための移動距離と、は等しい、ことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項5】
請求項１～４のいずれか１項に記載の装置を使用して廃水中の亜リン酸塩イオンを回収する方法であって、
ステップ１：Ｍｇ２+、Ｆｅ３+およびＴｉＣｌ４を用量比２～３ｍｏｌ：１ｍｏｌ：２．
４～７．２ｇで１００ｍｌ脱イオン水に混合して混合液を得た後、前記混合液を攪拌タン
ク（１）内に加え、攪拌タンク（１）で攪拌し、攪拌中ＮａＯＨを加えて混合液のｐＨを
１１～１２に調節し、その中で、前記攪拌タンク（１）の攪拌速度は１５０ｒｐｍで、攪
拌時間は０．５～１ｈである、ステップと、
ステップ２：攪拌終了後、攪拌タンク（１）の内壁上の電気ヒーターをオンにして、混合
液を１２０～１５０℃で１～３ｈ水熱反応させ、水熱反応終了後、混合液のｐＨを７～９
に調節し、次に第１排水管（１１）のドレインバルブを開き、ストレーナーの濾過により
固体粒子をバッフル（２３）に残留させるステップと、
ステップ３：バッフル（２３）の底部の電気ヒーターをオンにして、前記固体粒子を乾燥
させ、攪拌タンク（１）内の載置板を降下制御し、研磨機構（３）によりバッフル（２３
）上の固体粒子を研磨した後、攪拌タンク（１）内に窒素ガスを通し、焼成ノズル（３２
１）を開き、固体粒子を５６０～６１０℃で１～２ｈ焼成し、焼成終了後ＴｉＯ ２ 変性マ
グネシウム‐鉄ハイドロタルサイトを調製するステップと、
ステップ４：吸着タンク（４）内の廃水のｐＨを２～８に調節した後、材料投入タンク（
２）内の駆動部材をオンにして、バッフル（２３）上のＴｉＯ ２ 変性マグネシウム‐鉄ハ
イドロタルサイトを間欠的に廃水に投入し、駆動部材により攪拌ロッド（４１）を同時に
駆動して廃水を攪拌し、その中で、攪拌ロッド（４１）の攪拌速度は１２０～１５０ｒｐ
ｍで、攪拌時間は５～６０ｍｉｎであり、ＴｉＯ ２ 変性マグネシウム‐鉄ハイドロタルサ
イトおよび廃水中の亜リン酸塩イオンの質量濃度比は１～１．５：１である、ステップと
、
を含む、ことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、電気メッキ廃水処理の技術分野に関し、具体的には、廃水中の亜リン酸塩イオ
ンを回収する装置および方法に関する。
ンを回収する装置および方法に関する。
【背景技術】
【0002】
先行技術で用いられている亜リン酸塩を除去するための２段階の「酸化-沈殿」プロセス
は、１）システムが複雑でコストがかかる、２）水体中のリン酸塩濃度が低いため速度論
が遅い、３）凝集剤／塩基により２次汚染が起こりやすい、という問題点がある。
ハイドロタルサイト化合物は、陰イオン汚染処理のための吸着材としてよく使用されるが
、ハイドロタルサイト化合物は亜リン酸塩イオンの吸着には適しておらず、他の陰イオン
が存在する水体環境では亜リン酸塩イオンに対する吸着性が深刻な障害を引き起こすため
、上記の問題を解決するために、廃水から亜リン酸塩イオンを効率的に回収する装置及び
方法が求められている。
は、１）システムが複雑でコストがかかる、２）水体中のリン酸塩濃度が低いため速度論
が遅い、３）凝集剤／塩基により２次汚染が起こりやすい、という問題点がある。
ハイドロタルサイト化合物は、陰イオン汚染処理のための吸着材としてよく使用されるが
、ハイドロタルサイト化合物は亜リン酸塩イオンの吸着には適しておらず、他の陰イオン
が存在する水体環境では亜リン酸塩イオンに対する吸着性が深刻な障害を引き起こすため
、上記の問題を解決するために、廃水から亜リン酸塩イオンを効率的に回収する装置及び
方法が求められている。
【発明の概要】
【0003】
廃水中の亜リン酸塩イオンを回収する装置は、上から下へ順次、ＴｉＯ２変性マグネシウ
ム‐鉄ハイドロタルサイトを調製するための攪拌タンクおよび材料投入タンク、および廃
水中の亜リン酸塩イオンを吸着するための吸着タンクを含み、前記攪拌タンク内に研磨機
構が設けられ、前記攪拌タンクに第１排水管が設けられ、前記第１排水管内にストレーナ
ーおよびドレインバルブが設けられ、
前記材料投入タンク内に、その内壁に摺動かつ密閉可能に接続された支持板が設けられ、
支持板の円心に第１伝達軸が垂直に貫通して回転可能に設けられ、前記第１伝達軸の下端
に第１ベベルギアが設けられ、第１伝達軸の上端に円筒カムが設けられ、支持板に、前記
円筒カムに当接されて上下に往復運動するトップバーが設けられ、
材料投入タンクの上端口にバッフルが設けられ、前記バッフルは少なくとも２つのスリー
ブを介して支持板に接続され、支持板に、各スリーブと１対１に摺動可能に嵌設された支
持ロッドが貫通して設けられ、支持ロッドの下端が材料投入タンク底面に固定され、
第１ベベルギアの真下に攪拌ロッドが設けられ、前記攪拌ロッドの上端が吸着タンクを貫
通して材料投入タンク内に延伸し、攪拌ロッドの上端に第２ベベルギアが設けられ、材料
投入タンク内に、それぞれ第１ベベルギア、第２ベベルギアと噛み合う第３ベベルギアが
設けられ、前記第３ベベルギアにその回転を駆動するための駆動部材が接続され、ッフル
と支持板間の材料投入タンクの側壁が材料投入管を介して吸着タンクと連通し、攪拌タン
クに第１材料添加口が設けられ、前記攪拌タンクの内壁および前記バッフルの底部にそれ
ぞれ電気ヒーターが設けられ、前記吸着タンクに第２材料添加口および第２排水管が設け
られ、前記第２排水管内にストレーナーおよびドレインバルブが設けられる。攪拌タンク
と吸着タンクの一体化設置により、占有空間がより小さくなり、使用しやすく、円筒カム
とトップバーの配合により、バッフルが上下往復に材料を間欠的に投入し、かつ駆動部材
は攪拌ロッドを駆動して攪拌する同時に材料を間欠的に投入し、ＴｉＯ２変性マグネシウ
ム‐鉄ハイドロタルサイトを攪拌する同時に廃水に徐々に加え、このように、ＴｉＯ２変
性マグネシウム‐鉄ハイドロタルサイトをより迅速に、より均一に廃水に分布して亜リン
酸塩イオンを吸着する。
本発明の一側面によれば、トップバーに円筒カムと接触するローラーが設けられ、トップ
バーと円筒カム間の摩耗を低減し、吸着タンクの底板は取り外し可能な底板であり、吸着
タンクの底板に電気ヒーターが設けられ、吸着タンク外壁に吸着タンクを支持するための
ラックが嵌設され、取り外し可能な底板により、吸着終了後、底板を取り外してＴｉＯ２
変性マグネシウム‐鉄ハイドロタルサイトを回収し、ラックの設置により装置全体がより
安定になる。
本発明の選択可能な解決策として、研磨機構は市販されているダイヤモンド研磨ディスク
であり、攪拌タンク上部に昇降可能な載置板が設けられ、研磨機構は載置板に設けられた
回転モータの出力軸に接続され、載置板は昇降モータを介して攪拌タンク内部の上面に接
続され、載置板に焼成ノズルが設けられ、焼成ノズルは配管を介して外部ガス供給タンク
に接続され、昇降可能な研磨ディスクと焼成ノズルの設計により、攪拌タンク内でＴｉＯ
２変性マグネシウム‐鉄ハイドロタルサイトを直接に調製し、使用がより便利である。
本発明の別の選択可能な解決策によれば、攪拌タンクの上面に昇降可能な載置板が設けら
れ、載置板は昇降モータを介して攪拌タンクの上面に接続され、研磨機構はハウジングを
含み、ハウジングは載置板に固定的に接続され、ハウジング内部は中空でありハウジング
内に上から下へ順次にハウジングに回転可能に接続されたねじディスクおよび研磨ディス
クが設けられ、研磨ディスクに位置するハウジングの底面に貫通穴が設けられ、
研磨ディスクにその回転を駆動するための摺動軸が設けられ、摺動軸に第２伝達軸が嵌設
され、摺動軸に少なくとも１組の摺動条が設けられ、摺動条の上端に係合ブロックが設け
られ、第２伝達軸内に摺動条および係合ブロックを制限して摺動させるための摺動溝が設
けられ、摺動溝の下端に係合ブロックに回転可能に係合された係合溝が設けられ、第２伝
達軸の下端にストッパーが設けられ、第２伝達軸の上端が順次ハウジング、載置板、攪拌
タンクを貫通し、攪拌タンク上方に位置する第２伝達軸に上から下へ順次第６ベベルギア
、第５ベベルギアが固定的に嵌設され、第６ベベルギアとストッパー間に位置する第２伝
達軸にばねが嵌設され、第６ベベルギアと第５ベベルギア間に第６ベベルギアまたは第５
ベベルギアと噛み合って伝達された第４ベベルギアが設けられ、第４ベベルギアは攪拌タ
ンクに設けられた回転モータの出力軸に接続され、第２伝達軸上端に第４ベベルギアと第
６ベベルギアまたは第５ベベルギアの噛み合いを押圧により切り替えるためのボタンが設
けられ、ねじディスクの上方に複数組の焼成ノズルが設けられ、焼成ノズルは係合爪を介
してねじディスクの平面にねじ山でねじ込まれ、ハウジング側壁に焼成ノズルが制限され
た状態で摺りだすための出口が設けられ、ハウジングとねじディスク間の摺動軸に第２摩
擦ディスクが設けられ、第２摩擦ディスク位置に対応するするねじディスクに、第２摩擦
ディスクと協力して摩擦により伝達するための第１摩擦ディスクが設けられ、上記設計の
研磨機構により、焼成ノズルと研磨ディスクの組合せ式設置により、攪拌タンクの空間を
節約する同時に、ボタンを通じて第２伝達軸の昇降を制御することでねじディスクの回転
を制御し、ねじディスク上の焼成ノズルにより、焼成する必要があるときのみ出口から展
開するため、研磨時発生した粉末による焼成ノズルの詰まりを回避することができる。
本発明の一側面によれば、ハウジングは載置板に少なくとも２つの伸縮ロッドを介して固
定的に接続され、少なくとも２つの伸縮ロッドの接続により、載置板と研磨機構がより安
定的に降下し、第２摩擦ディスクと第１摩擦ディスクの間隔、第６ベベルギアおよび第４
ベベルギアの噛み合いを切り替えるための移動距離、第５ベベルギアと第４ベベルギアの
噛み合いを切り替えるための移動距離は等しく、第４ベベルギアと第６ベベルギアの噛み
合いに切り替える時に、第２摩擦ディスクと第１摩擦ディスクは効果的に摩擦伝達され得
る。
本発明の別の側面によれば、本発明は、上記装置を使用して廃水中の亜リン酸塩イオンを
回収する方法を提供し、この方法は以下のステップを含む。
ステップ１：Ｍｇ２+、Ｆｅ３+およびＴｉＣｌ４を用量比２～３ｍｏｌ：１ｍｏｌ：２．
４～７．２ｇで１００ｍｌ脱イオン水に混合して混合液を得た後、前記混合液を攪拌タン
ク内に加え、攪拌タンクで攪拌し、攪拌中ＮａＯＨを加えて混合液のｐＨを１１～１２に
調節し、その中で、前記攪拌タンクの攪拌速度は１５０ｒｐｍで、攪拌時間は０．５～１
ｈであり、
ステップ２：攪拌終了後、攪拌タンクの内壁上の電気ヒーターをオンにして、混合液を１
２０～１５０℃で１～３ｈ水熱反応させ、水熱反応終了後、混合液のｐＨを７～９に調節
し、次に第１排水管のドレインバルブを開き、ストレーナーの濾過により固体粒子をバッ
フルに残留させ、
ステップ３：バッフルの底部の電気ヒーターをオンにして、前記固体粒子を乾燥させ、攪
拌タンク内の載置板を降下制御し、研磨機構によりバッフル上の固体粒子を研磨した後、
攪拌タンク内に窒素ガスを通し、焼成ノズルを開き、固体粒子を５６０～６１０℃で１～
２ｈ焼成し、焼成終了後ＴｉＯ２変性マグネシウム‐鉄ハイドロタルサイトを調製し、
ステップ４：吸着タンク内の廃水のｐＨを２～８に調節した後、材料投入タンク内の駆動
部材をオンにして、バッフル上のＴｉＯ２変性マグネシウム‐鉄ハイドロタルサイトを間
欠的に廃水に投入し、駆動部材により攪拌ロッドを同時に駆動して廃水を攪拌し、その中
で、攪拌ロッドの攪拌速度は１２０～１５０ｒｐｍで、攪拌時間は５～６０ｍｉｎであり
、ＴｉＯ２変性マグネシウム‐鉄ハイドロタルサイトおよび廃水中の亜リン酸塩イオンの
質量濃度比は１～１．５：１である。
上記方法は、ハイドロタルサイト構造の成形前にＴｉＣｌ４を加え、水熱環境下で、層状
性質のマグネシウム‐鉄ハイドロタルサイトを形成する同時に、ＴｉＣｌ４とアルカリが
反応して同期してＴｉ(ＯＨ)４を生成し、マグネシウム‐鉄ハイドロタルサイトの層間お
よび表面に均一に分布させ、５６０～６１０℃温度での焼成中、Ｔｉ(ＯＨ)４が分解して
現場でＴｉＯ２を生成し、ＴｉＯ２の分散均一性を確保する同時にその凝集を抑制し、ハ
イドロタルサイト層間にＴｉ(ＯＨ)４の分解反応が起こると、ハイドロタルサイト内部の
熱を吸収し、高温・高熱によるマグネシウム‐鉄ハイドロタルサイト層状構造に対する不
可逆的な破壊を抑制し、共沈法では、２つの材料のエネルギーバンド位置が互いに交差す
るように直接担持してヘテロ接合を形成し、電子とホールを一方の半導体から他方の半導
体に移動できるようにすることで、電子とホールを分離し、ハイドロタルサイトとＴｉＯ
２半導体間のエネルギー準位差によりハイドロタルサイトとＴｉＯ２半導体の電荷分離効
率を高め、吸着活性を向上させる。
ム‐鉄ハイドロタルサイトを調製するための攪拌タンクおよび材料投入タンク、および廃
水中の亜リン酸塩イオンを吸着するための吸着タンクを含み、前記攪拌タンク内に研磨機
構が設けられ、前記攪拌タンクに第１排水管が設けられ、前記第１排水管内にストレーナ
ーおよびドレインバルブが設けられ、
前記材料投入タンク内に、その内壁に摺動かつ密閉可能に接続された支持板が設けられ、
支持板の円心に第１伝達軸が垂直に貫通して回転可能に設けられ、前記第１伝達軸の下端
に第１ベベルギアが設けられ、第１伝達軸の上端に円筒カムが設けられ、支持板に、前記
円筒カムに当接されて上下に往復運動するトップバーが設けられ、
材料投入タンクの上端口にバッフルが設けられ、前記バッフルは少なくとも２つのスリー
ブを介して支持板に接続され、支持板に、各スリーブと１対１に摺動可能に嵌設された支
持ロッドが貫通して設けられ、支持ロッドの下端が材料投入タンク底面に固定され、
第１ベベルギアの真下に攪拌ロッドが設けられ、前記攪拌ロッドの上端が吸着タンクを貫
通して材料投入タンク内に延伸し、攪拌ロッドの上端に第２ベベルギアが設けられ、材料
投入タンク内に、それぞれ第１ベベルギア、第２ベベルギアと噛み合う第３ベベルギアが
設けられ、前記第３ベベルギアにその回転を駆動するための駆動部材が接続され、ッフル
と支持板間の材料投入タンクの側壁が材料投入管を介して吸着タンクと連通し、攪拌タン
クに第１材料添加口が設けられ、前記攪拌タンクの内壁および前記バッフルの底部にそれ
ぞれ電気ヒーターが設けられ、前記吸着タンクに第２材料添加口および第２排水管が設け
られ、前記第２排水管内にストレーナーおよびドレインバルブが設けられる。攪拌タンク
と吸着タンクの一体化設置により、占有空間がより小さくなり、使用しやすく、円筒カム
とトップバーの配合により、バッフルが上下往復に材料を間欠的に投入し、かつ駆動部材
は攪拌ロッドを駆動して攪拌する同時に材料を間欠的に投入し、ＴｉＯ２変性マグネシウ
ム‐鉄ハイドロタルサイトを攪拌する同時に廃水に徐々に加え、このように、ＴｉＯ２変
性マグネシウム‐鉄ハイドロタルサイトをより迅速に、より均一に廃水に分布して亜リン
酸塩イオンを吸着する。
本発明の一側面によれば、トップバーに円筒カムと接触するローラーが設けられ、トップ
バーと円筒カム間の摩耗を低減し、吸着タンクの底板は取り外し可能な底板であり、吸着
タンクの底板に電気ヒーターが設けられ、吸着タンク外壁に吸着タンクを支持するための
ラックが嵌設され、取り外し可能な底板により、吸着終了後、底板を取り外してＴｉＯ２
変性マグネシウム‐鉄ハイドロタルサイトを回収し、ラックの設置により装置全体がより
安定になる。
本発明の選択可能な解決策として、研磨機構は市販されているダイヤモンド研磨ディスク
であり、攪拌タンク上部に昇降可能な載置板が設けられ、研磨機構は載置板に設けられた
回転モータの出力軸に接続され、載置板は昇降モータを介して攪拌タンク内部の上面に接
続され、載置板に焼成ノズルが設けられ、焼成ノズルは配管を介して外部ガス供給タンク
に接続され、昇降可能な研磨ディスクと焼成ノズルの設計により、攪拌タンク内でＴｉＯ
２変性マグネシウム‐鉄ハイドロタルサイトを直接に調製し、使用がより便利である。
本発明の別の選択可能な解決策によれば、攪拌タンクの上面に昇降可能な載置板が設けら
れ、載置板は昇降モータを介して攪拌タンクの上面に接続され、研磨機構はハウジングを
含み、ハウジングは載置板に固定的に接続され、ハウジング内部は中空でありハウジング
内に上から下へ順次にハウジングに回転可能に接続されたねじディスクおよび研磨ディス
クが設けられ、研磨ディスクに位置するハウジングの底面に貫通穴が設けられ、
研磨ディスクにその回転を駆動するための摺動軸が設けられ、摺動軸に第２伝達軸が嵌設
され、摺動軸に少なくとも１組の摺動条が設けられ、摺動条の上端に係合ブロックが設け
られ、第２伝達軸内に摺動条および係合ブロックを制限して摺動させるための摺動溝が設
けられ、摺動溝の下端に係合ブロックに回転可能に係合された係合溝が設けられ、第２伝
達軸の下端にストッパーが設けられ、第２伝達軸の上端が順次ハウジング、載置板、攪拌
タンクを貫通し、攪拌タンク上方に位置する第２伝達軸に上から下へ順次第６ベベルギア
、第５ベベルギアが固定的に嵌設され、第６ベベルギアとストッパー間に位置する第２伝
達軸にばねが嵌設され、第６ベベルギアと第５ベベルギア間に第６ベベルギアまたは第５
ベベルギアと噛み合って伝達された第４ベベルギアが設けられ、第４ベベルギアは攪拌タ
ンクに設けられた回転モータの出力軸に接続され、第２伝達軸上端に第４ベベルギアと第
６ベベルギアまたは第５ベベルギアの噛み合いを押圧により切り替えるためのボタンが設
けられ、ねじディスクの上方に複数組の焼成ノズルが設けられ、焼成ノズルは係合爪を介
してねじディスクの平面にねじ山でねじ込まれ、ハウジング側壁に焼成ノズルが制限され
た状態で摺りだすための出口が設けられ、ハウジングとねじディスク間の摺動軸に第２摩
擦ディスクが設けられ、第２摩擦ディスク位置に対応するするねじディスクに、第２摩擦
ディスクと協力して摩擦により伝達するための第１摩擦ディスクが設けられ、上記設計の
研磨機構により、焼成ノズルと研磨ディスクの組合せ式設置により、攪拌タンクの空間を
節約する同時に、ボタンを通じて第２伝達軸の昇降を制御することでねじディスクの回転
を制御し、ねじディスク上の焼成ノズルにより、焼成する必要があるときのみ出口から展
開するため、研磨時発生した粉末による焼成ノズルの詰まりを回避することができる。
本発明の一側面によれば、ハウジングは載置板に少なくとも２つの伸縮ロッドを介して固
定的に接続され、少なくとも２つの伸縮ロッドの接続により、載置板と研磨機構がより安
定的に降下し、第２摩擦ディスクと第１摩擦ディスクの間隔、第６ベベルギアおよび第４
ベベルギアの噛み合いを切り替えるための移動距離、第５ベベルギアと第４ベベルギアの
噛み合いを切り替えるための移動距離は等しく、第４ベベルギアと第６ベベルギアの噛み
合いに切り替える時に、第２摩擦ディスクと第１摩擦ディスクは効果的に摩擦伝達され得
る。
本発明の別の側面によれば、本発明は、上記装置を使用して廃水中の亜リン酸塩イオンを
回収する方法を提供し、この方法は以下のステップを含む。
ステップ１：Ｍｇ２+、Ｆｅ３+およびＴｉＣｌ４を用量比２～３ｍｏｌ：１ｍｏｌ：２．
４～７．２ｇで１００ｍｌ脱イオン水に混合して混合液を得た後、前記混合液を攪拌タン
ク内に加え、攪拌タンクで攪拌し、攪拌中ＮａＯＨを加えて混合液のｐＨを１１～１２に
調節し、その中で、前記攪拌タンクの攪拌速度は１５０ｒｐｍで、攪拌時間は０．５～１
ｈであり、
ステップ２：攪拌終了後、攪拌タンクの内壁上の電気ヒーターをオンにして、混合液を１
２０～１５０℃で１～３ｈ水熱反応させ、水熱反応終了後、混合液のｐＨを７～９に調節
し、次に第１排水管のドレインバルブを開き、ストレーナーの濾過により固体粒子をバッ
フルに残留させ、
ステップ３：バッフルの底部の電気ヒーターをオンにして、前記固体粒子を乾燥させ、攪
拌タンク内の載置板を降下制御し、研磨機構によりバッフル上の固体粒子を研磨した後、
攪拌タンク内に窒素ガスを通し、焼成ノズルを開き、固体粒子を５６０～６１０℃で１～
２ｈ焼成し、焼成終了後ＴｉＯ２変性マグネシウム‐鉄ハイドロタルサイトを調製し、
ステップ４：吸着タンク内の廃水のｐＨを２～８に調節した後、材料投入タンク内の駆動
部材をオンにして、バッフル上のＴｉＯ２変性マグネシウム‐鉄ハイドロタルサイトを間
欠的に廃水に投入し、駆動部材により攪拌ロッドを同時に駆動して廃水を攪拌し、その中
で、攪拌ロッドの攪拌速度は１２０～１５０ｒｐｍで、攪拌時間は５～６０ｍｉｎであり
、ＴｉＯ２変性マグネシウム‐鉄ハイドロタルサイトおよび廃水中の亜リン酸塩イオンの
質量濃度比は１～１．５：１である。
上記方法は、ハイドロタルサイト構造の成形前にＴｉＣｌ４を加え、水熱環境下で、層状
性質のマグネシウム‐鉄ハイドロタルサイトを形成する同時に、ＴｉＣｌ４とアルカリが
反応して同期してＴｉ(ＯＨ)４を生成し、マグネシウム‐鉄ハイドロタルサイトの層間お
よび表面に均一に分布させ、５６０～６１０℃温度での焼成中、Ｔｉ(ＯＨ)４が分解して
現場でＴｉＯ２を生成し、ＴｉＯ２の分散均一性を確保する同時にその凝集を抑制し、ハ
イドロタルサイト層間にＴｉ(ＯＨ)４の分解反応が起こると、ハイドロタルサイト内部の
熱を吸収し、高温・高熱によるマグネシウム‐鉄ハイドロタルサイト層状構造に対する不
可逆的な破壊を抑制し、共沈法では、２つの材料のエネルギーバンド位置が互いに交差す
るように直接担持してヘテロ接合を形成し、電子とホールを一方の半導体から他方の半導
体に移動できるようにすることで、電子とホールを分離し、ハイドロタルサイトとＴｉＯ
２半導体間のエネルギー準位差によりハイドロタルサイトとＴｉＯ２半導体の電荷分離効
率を高め、吸着活性を向上させる。
【0004】
本発明は、攪拌タンクと吸着タンクの一体化設置により、使用しやすく、吸着タンク内の
攪拌ロッドを動作させる同時に、ＴｉＯ２変性マグネシウム‐鉄ハイドロタルサイトを吸
着タンクの廃水に間欠的に投入して、ＴｉＯ２変性マグネシウム‐鉄ハイドロタルサイト
を廃水により均一に分布させる。
本発明の装置は、研磨ディスクとねじディスクをハウジング内に配置することで、攪拌タ
ンク内の空間を節約し、関連構造の設置により、第２伝達軸を上下に昇降させて研磨と焼
成の２つのモードを切り替え、焼成ノズルを隠して、研磨時に焼成ノズルへの摩耗を回避
することができる。
本発明の方法で調製されたＴｉＯ２変性マグネシウム‐鉄ハイドロタルサイトおよびＴｉ
Ｏ２がマグネシウム‐鉄ハイドロタルサイトの層状構造内部に効率的かつ均一に分布され
、マグネシウム‐鉄ハイドロタルサイトの吸着活性を高め、亜リン酸塩イオンの吸着量が
１５７．４ｍｇ／ｇに達し、平衡吸着時間はわずか３０分で、多数の妨害イオンが存在し
ても優れた吸着安定性を示し、リサイクル中も吸着性は安定したままである。
攪拌ロッドを動作させる同時に、ＴｉＯ２変性マグネシウム‐鉄ハイドロタルサイトを吸
着タンクの廃水に間欠的に投入して、ＴｉＯ２変性マグネシウム‐鉄ハイドロタルサイト
を廃水により均一に分布させる。
本発明の装置は、研磨ディスクとねじディスクをハウジング内に配置することで、攪拌タ
ンク内の空間を節約し、関連構造の設置により、第２伝達軸を上下に昇降させて研磨と焼
成の２つのモードを切り替え、焼成ノズルを隠して、研磨時に焼成ノズルへの摩耗を回避
することができる。
本発明の方法で調製されたＴｉＯ２変性マグネシウム‐鉄ハイドロタルサイトおよびＴｉ
Ｏ２がマグネシウム‐鉄ハイドロタルサイトの層状構造内部に効率的かつ均一に分布され
、マグネシウム‐鉄ハイドロタルサイトの吸着活性を高め、亜リン酸塩イオンの吸着量が
１５７．４ｍｇ／ｇに達し、平衡吸着時間はわずか３０分で、多数の妨害イオンが存在し
ても優れた吸着安定性を示し、リサイクル中も吸着性は安定したままである。
【図面の簡単な説明】
【0005】
【図1】本発明の実施例１の装置全体の概略図である。
【図2】本発明の実施例１の装置の断面図である。
【図3】本発明の実施例１の研磨機構の構造概略図である。
【図4】本発明の実施例１および実施例２の材料投入タンクの内部構造の概略図である。
【図5】本発明の実施例２の装置全体の概略図である。
【図6】本発明の実施例２の装置の断面図である。
【図7】本発明の実施例２の研磨機構の正面図である。
【図8】本発明の実施例２の研磨機構の構造概略図である。
【図9】本発明の実施例２の研磨機構の断面図である。
【図10】本発明の実施例２のねじディスクの構造概略図である。
【図11】本発明の実施例２の第２伝達軸の断面図である。
【図12】本発明で調製されたＴｉＯ２変性マグネシウム‐鉄型ハイドロタルサイトのＸＲＤ図である。
【図13】本発明で調製されたＴｉＯ２変性マグネシウム‐鉄型ハイドロタルサイトによる亜リン酸塩の回収時間の吸着量に対する影響を示す図である。
【図14】本発明で調製されたＴｉＯ２変性マグネシウム‐鉄型ハイドロタルサイトによる亜リン酸塩を回収するとき干渉イオンの吸着量に対する影響を示す図である。
【図15】本発明で調製されたＴｉＯ２変性マグネシウム‐鉄型ハイドロタルサイトによる亜リン酸塩を回収するときｐＨの吸着量に対する影響を示す図である。
【図16】本発明で調製されたＴｉＯ２変性マグネシウム‐鉄型ハイドロタルサイトによる亜リン酸塩を回収するとき温度の吸着量に対する影響を示す図である。
【0006】
［符号の説明］
１ 攪拌タンク
１１ 第１排水管
１２ 第１材料添加口
２ 材料投入タンク
２１ 支持板
２１１ トップバー
２２ 第１伝達軸
２２１ 第１ベベルギア
２２２ 円筒カム
２３ バッフル
２４ スリーブ
２５ 支持ロッド
３ 研磨機構
３１ ハウジング
３１１ 伸縮ロッド
３２ ねじディスク
３２１ 焼成ノズル
３２２ 第１摩擦ディスク
３３ 研磨ディスク
３４ 第２伝達軸
３４１ 第２摩擦ディスク
３４２ 第５ベベルギア
３４３ 第６ベベルギア
３４４ ボタン
３５ 第４ベベルギア
４ 吸着タンク
４１ 攪拌ロッド
４１１ 第２ベベルギア
４２ 第３ベベルギア
４３ 材料投入管
４４ 第２材料添加口
４５ 第２排水管
４６ ラック
１ 攪拌タンク
１１ 第１排水管
１２ 第１材料添加口
２ 材料投入タンク
２１ 支持板
２１１ トップバー
２２ 第１伝達軸
２２１ 第１ベベルギア
２２２ 円筒カム
２３ バッフル
２４ スリーブ
２５ 支持ロッド
３ 研磨機構
３１ ハウジング
３１１ 伸縮ロッド
３２ ねじディスク
３２１ 焼成ノズル
３２２ 第１摩擦ディスク
３３ 研磨ディスク
３４ 第２伝達軸
３４１ 第２摩擦ディスク
３４２ 第５ベベルギア
３４３ 第６ベベルギア
３４４ ボタン
３５ 第４ベベルギア
４ 吸着タンク
４１ 攪拌ロッド
４１１ 第２ベベルギア
４２ 第３ベベルギア
４３ 材料投入管
４４ 第２材料添加口
４５ 第２排水管
４６ ラック
【発明を実施するための形態】
【0007】
本発明の利点をより良く反映するために、以下、具体的な実施形態を参照して本発明をよ
り詳細に説明する。
り詳細に説明する。
【0008】
実施例１
図１、２に示すように、廃水中の亜リン酸塩イオンを回収する装置は、上から下へ順次、
ＴｉＯ２変性マグネシウム‐鉄ハイドロタルサイトを調製するための攪拌タンク１および
材料投入タンク２、および廃水中の亜リン酸塩イオンを吸着するための吸着タンク４を含
み、攪拌タンク１内に研磨機構３が設けられ、
攪拌タンク１に第１排水管１１が設けられ、第１排水管１１内にストレーナーおよびドレ
インバルブが設けられ、
材料投入タンク２内に、その内壁に摺動かつ密閉可能に接続された支持板２１が設けられ
、支持板２１の円心に第１伝達軸２２が垂直に貫通して回転可能に設けられ、第１伝達軸
２２の下端に第１ベベルギア２２１が設けられ、第１伝達軸２２の上端に円筒カム２２２
が設けられ、支持板２１に、円筒カム２２２に当接されて上下に往復運動するトップバー
２１１が設けられ、第１伝達軸２２上端に円筒カム２２２が設けられ、支持板２１に円筒
カム２２２に当接されて上下に往復運動するトップバー２１１が設けられ、トップバー２
１１に円筒カム２２２に接触するローラーが設けられ、
図４に示すように、材料投入タンク２の上端口にバッフル２３が設けられ、バッフル２３
は少なくとも２つのスリーブ２４を介して支持板２１に接続され、
支持板２１に、各スリーブ２４と１対１に摺動可能に嵌設された支持ロッド２５が貫通し
て設けられ、支持ロッド２５の下端が材料投入タンク２底面に固定され、
第１ベベルギア２２１の真下に攪拌ロッド４１が設けられ、攪拌ロッド４１の上端が吸着
タンク４を貫通して材料投入タンク２内に延伸し、攪拌ロッド４１の上端に第２ベベルギ
ア４１１が設けられ、
材料投入タンク２内に、それぞれ第１ベベルギア２２１、第２ベベルギア４１１と噛み合
う第３ベベルギア４２が設けられ、第３ベベルギア４２にその回転を駆動するための駆動
部材が接続され、駆動部材はバンド式ブレーキ付きのステッピングモータを使用し、ステ
ッピングモータは市販されているモータであり、または市販されているモータの外形を調
整して本装置に適合させ、
バッフル２３と支持板２１間の材料投入タンク２の側壁が材料投入管４３を介して吸着タ
ンク４と連通し、
攪拌タンク１に第１材料添加口１２が設けられ、攪拌タンク１の内壁およびバッフル２３
の底部にそれぞれ電気ヒーターが設けられ、吸着タンク４に第２材料添加口４４および第
２排水管４５が設けられ、第２排水管４５内にストレーナーおよびドレインバルブが設け
られ、吸着タンク４の底板は取り外し可能な底板であり、吸着タンク４の底板に電気ヒー
ターが設けられ、吸着タンク４の外壁に吸着タンク４を支持するためのラック４６が嵌設
され、電気ヒーターは市販されている電気ヒーターであり、または市販されている電気ヒ
ーターを調整して本装置に適合させ、
図３に示すように、研磨機構３は市販されているダイヤモンド研磨ディスクであり、攪拌
タンク１の上部に昇降可能な載置板が設けられ、研磨機構３は載置板に設けられた回転モ
ータの出力軸に接続され、載置板は昇降モータを介して攪拌タンク１の内部の上面に接続
され、載置板に焼成ノズル３２１が設けられ、焼成ノズル３２１は配管を介して外部ガス
供給タンクに接続され、本装置は居住用電力を使用して電力使用装置に電力を供給し、
上記装置を使用して廃水中の亜リン酸塩イオンを回収する方法は、以下のステップを含む
。
ステップ１：Ｍｇ２+、Ｆｅ３+およびＴｉＣｌ４を用量比２ｍｏｌ：１ｍｏｌ：２．４ｇ
で脱イオン水に混合して混合液を得た後、混合液を第１材料添加口１２を介して攪拌タン
ク１内に加え、攪拌タンク１で攪拌し、攪拌中ＮａＯＨを加えて混合液のｐＨを１２に調
節し、その中で、攪拌タンク１の攪拌速度は１５０ｒｐｍで、攪拌時間は０．５ｈであり
、
ステップ２：攪拌終了後、攪拌タンク１の内壁上の電気ヒーターをオンにして、混合液を
１５０℃で２ｈ水熱反応させ、水熱反応終了後、混合液のｐＨを８に調節し、次に第１排
水管１１のドレインバルブを開き、ストレーナーの濾過により固体粒子をバッフル２３に
残留させ、
ステップ３：バッフル２３の底部の電気ヒーターをオンにして、固体粒子を乾燥させ、攪
拌タンク１内の載置板を降下制御し、研磨機構３によりバッフル２３上の固体粒子を研磨
した後、攪拌タンク１内に窒素ガスを通し、焼成ノズル３２１を開き、固体粒子を５８０
℃で１．５ｈ焼成し、焼成終了後ＴｉＯ２変性マグネシウム‐鉄ハイドロタルサイトを調
製し、
ステップ４：第２材料添加口４４を介して吸着タンク４内に廃水を加え、吸着タンク４内
の廃水のｐＨを５に調節した後、材料投入タンク２内の駆動部材をオンにして、バッフル
２３上のＴｉＯ２変性マグネシウム‐鉄ハイドロタルサイトを材料投入管４３を介して間
欠的に吸着タンク４内に投入し、ステッピングモータにより攪拌ロッド４１を同時に駆動
して廃水を攪拌し、その中で、攪拌ロッド４１の攪拌速度は１５０ｒｐｍで、攪拌時間は
６０ｍｉｎであり、ＴｉＯ２変性マグネシウム‐鉄ハイドロタルサイトおよび廃水中の亜
リン酸塩イオンの質量濃度比は１．５：１である。
吸着終了後、第２排水管４５上のドレインバルブを開き、排水終了後、ドレインバルブを
閉じ、次に吸着タンク４内にアンモニア水を加えて脱着し、脱着終了後アンモニア水を排
出し、吸着タンク４内に水を加えて洗浄し、洗浄終了後、吸着タンク４の底板上の電気ヒ
ーターをオンにしてＴｉＯ２変性マグネシウム‐鉄ハイドロタルサイトを乾燥させた後、
吸着タンク４の底板を開いてＴｉＯ２変性マグネシウム‐鉄ハイドロタルサイトを回収す
る。
その中で、上記装置は、材料を間欠的に投入する動作原理は以下のとおりである。バッフ
ル２３は支持板２１とスリーブ２４を介して固定的に接続され、スリーブ２４は支持ロッ
ド２５に摺動可能に接続され、バッフル２３は支持板２１とともに支持ロッド２５上で摺
動可能であり、円筒カム２２２が回転すると、トップバー２１１は円筒カム２２２の回転
とともに上下に往復運動し、トップバー２１１が支持板２１に固定的に接続されているた
め、バッフル２３も円筒カム２２２の回転とともに上下に往復運動し、バッフル２３が材
料投入管４３の位置まで降下すると、バッフル２３上のＴｉＯ２変性マグネシウム‐鉄ハ
イドロタルサイトが材料投入管４３を介して吸着タンク４に投入され、
円筒カム２２２は第１伝達軸２２からの動力により回転し、ステッピングモータは第３ベ
ベルギア４２を介して第１ベベルギア２２１と噛み合って第１伝達軸２２に動力を伝達す
る同時に、ステッピングモータも第３ベベルギア４２を介して第２ベベルギア４１１と噛
み合って攪拌ロッド４１に動力を伝達するため、ステッピングモータが作動すると、攪拌
ロッド４１が攪拌する同時に、円筒カム２２２も回転し、バッフル２３により材料を間欠
的に投入する。
図１、２に示すように、廃水中の亜リン酸塩イオンを回収する装置は、上から下へ順次、
ＴｉＯ２変性マグネシウム‐鉄ハイドロタルサイトを調製するための攪拌タンク１および
材料投入タンク２、および廃水中の亜リン酸塩イオンを吸着するための吸着タンク４を含
み、攪拌タンク１内に研磨機構３が設けられ、
攪拌タンク１に第１排水管１１が設けられ、第１排水管１１内にストレーナーおよびドレ
インバルブが設けられ、
材料投入タンク２内に、その内壁に摺動かつ密閉可能に接続された支持板２１が設けられ
、支持板２１の円心に第１伝達軸２２が垂直に貫通して回転可能に設けられ、第１伝達軸
２２の下端に第１ベベルギア２２１が設けられ、第１伝達軸２２の上端に円筒カム２２２
が設けられ、支持板２１に、円筒カム２２２に当接されて上下に往復運動するトップバー
２１１が設けられ、第１伝達軸２２上端に円筒カム２２２が設けられ、支持板２１に円筒
カム２２２に当接されて上下に往復運動するトップバー２１１が設けられ、トップバー２
１１に円筒カム２２２に接触するローラーが設けられ、
図４に示すように、材料投入タンク２の上端口にバッフル２３が設けられ、バッフル２３
は少なくとも２つのスリーブ２４を介して支持板２１に接続され、
支持板２１に、各スリーブ２４と１対１に摺動可能に嵌設された支持ロッド２５が貫通し
て設けられ、支持ロッド２５の下端が材料投入タンク２底面に固定され、
第１ベベルギア２２１の真下に攪拌ロッド４１が設けられ、攪拌ロッド４１の上端が吸着
タンク４を貫通して材料投入タンク２内に延伸し、攪拌ロッド４１の上端に第２ベベルギ
ア４１１が設けられ、
材料投入タンク２内に、それぞれ第１ベベルギア２２１、第２ベベルギア４１１と噛み合
う第３ベベルギア４２が設けられ、第３ベベルギア４２にその回転を駆動するための駆動
部材が接続され、駆動部材はバンド式ブレーキ付きのステッピングモータを使用し、ステ
ッピングモータは市販されているモータであり、または市販されているモータの外形を調
整して本装置に適合させ、
バッフル２３と支持板２１間の材料投入タンク２の側壁が材料投入管４３を介して吸着タ
ンク４と連通し、
攪拌タンク１に第１材料添加口１２が設けられ、攪拌タンク１の内壁およびバッフル２３
の底部にそれぞれ電気ヒーターが設けられ、吸着タンク４に第２材料添加口４４および第
２排水管４５が設けられ、第２排水管４５内にストレーナーおよびドレインバルブが設け
られ、吸着タンク４の底板は取り外し可能な底板であり、吸着タンク４の底板に電気ヒー
ターが設けられ、吸着タンク４の外壁に吸着タンク４を支持するためのラック４６が嵌設
され、電気ヒーターは市販されている電気ヒーターであり、または市販されている電気ヒ
ーターを調整して本装置に適合させ、
図３に示すように、研磨機構３は市販されているダイヤモンド研磨ディスクであり、攪拌
タンク１の上部に昇降可能な載置板が設けられ、研磨機構３は載置板に設けられた回転モ
ータの出力軸に接続され、載置板は昇降モータを介して攪拌タンク１の内部の上面に接続
され、載置板に焼成ノズル３２１が設けられ、焼成ノズル３２１は配管を介して外部ガス
供給タンクに接続され、本装置は居住用電力を使用して電力使用装置に電力を供給し、
上記装置を使用して廃水中の亜リン酸塩イオンを回収する方法は、以下のステップを含む
。
ステップ１：Ｍｇ２+、Ｆｅ３+およびＴｉＣｌ４を用量比２ｍｏｌ：１ｍｏｌ：２．４ｇ
で脱イオン水に混合して混合液を得た後、混合液を第１材料添加口１２を介して攪拌タン
ク１内に加え、攪拌タンク１で攪拌し、攪拌中ＮａＯＨを加えて混合液のｐＨを１２に調
節し、その中で、攪拌タンク１の攪拌速度は１５０ｒｐｍで、攪拌時間は０．５ｈであり
、
ステップ２：攪拌終了後、攪拌タンク１の内壁上の電気ヒーターをオンにして、混合液を
１５０℃で２ｈ水熱反応させ、水熱反応終了後、混合液のｐＨを８に調節し、次に第１排
水管１１のドレインバルブを開き、ストレーナーの濾過により固体粒子をバッフル２３に
残留させ、
ステップ３：バッフル２３の底部の電気ヒーターをオンにして、固体粒子を乾燥させ、攪
拌タンク１内の載置板を降下制御し、研磨機構３によりバッフル２３上の固体粒子を研磨
した後、攪拌タンク１内に窒素ガスを通し、焼成ノズル３２１を開き、固体粒子を５８０
℃で１．５ｈ焼成し、焼成終了後ＴｉＯ２変性マグネシウム‐鉄ハイドロタルサイトを調
製し、
ステップ４：第２材料添加口４４を介して吸着タンク４内に廃水を加え、吸着タンク４内
の廃水のｐＨを５に調節した後、材料投入タンク２内の駆動部材をオンにして、バッフル
２３上のＴｉＯ２変性マグネシウム‐鉄ハイドロタルサイトを材料投入管４３を介して間
欠的に吸着タンク４内に投入し、ステッピングモータにより攪拌ロッド４１を同時に駆動
して廃水を攪拌し、その中で、攪拌ロッド４１の攪拌速度は１５０ｒｐｍで、攪拌時間は
６０ｍｉｎであり、ＴｉＯ２変性マグネシウム‐鉄ハイドロタルサイトおよび廃水中の亜
リン酸塩イオンの質量濃度比は１．５：１である。
吸着終了後、第２排水管４５上のドレインバルブを開き、排水終了後、ドレインバルブを
閉じ、次に吸着タンク４内にアンモニア水を加えて脱着し、脱着終了後アンモニア水を排
出し、吸着タンク４内に水を加えて洗浄し、洗浄終了後、吸着タンク４の底板上の電気ヒ
ーターをオンにしてＴｉＯ２変性マグネシウム‐鉄ハイドロタルサイトを乾燥させた後、
吸着タンク４の底板を開いてＴｉＯ２変性マグネシウム‐鉄ハイドロタルサイトを回収す
る。
その中で、上記装置は、材料を間欠的に投入する動作原理は以下のとおりである。バッフ
ル２３は支持板２１とスリーブ２４を介して固定的に接続され、スリーブ２４は支持ロッ
ド２５に摺動可能に接続され、バッフル２３は支持板２１とともに支持ロッド２５上で摺
動可能であり、円筒カム２２２が回転すると、トップバー２１１は円筒カム２２２の回転
とともに上下に往復運動し、トップバー２１１が支持板２１に固定的に接続されているた
め、バッフル２３も円筒カム２２２の回転とともに上下に往復運動し、バッフル２３が材
料投入管４３の位置まで降下すると、バッフル２３上のＴｉＯ２変性マグネシウム‐鉄ハ
イドロタルサイトが材料投入管４３を介して吸着タンク４に投入され、
円筒カム２２２は第１伝達軸２２からの動力により回転し、ステッピングモータは第３ベ
ベルギア４２を介して第１ベベルギア２２１と噛み合って第１伝達軸２２に動力を伝達す
る同時に、ステッピングモータも第３ベベルギア４２を介して第２ベベルギア４１１と噛
み合って攪拌ロッド４１に動力を伝達するため、ステッピングモータが作動すると、攪拌
ロッド４１が攪拌する同時に、円筒カム２２２も回転し、バッフル２３により材料を間欠
的に投入する。
【0009】
実施例２
図５、６に示すように、本実施例は以下の点で実施例１と異なり、攪拌タンク１の上面に
昇降可能な載置板が設けられ、載置板は昇降モータを介して攪拌タンク１の上面に接続さ
れ、
図７、８、９に示すように、研磨機構３は、ハウジング３１を含み、ハウジング３１は載
置板に固定的に接続され、ハウジング３１の内部は中空であり、ハウジング３１内に上か
ら下へ順次ハウジング３１に回転可能に接続されたねじディスク３２および研磨ディスク
３３が設けられ、研磨ディスク３３に位置するハウジング３１の底面に貫通穴が設けられ
、
図１１に示すように、研磨ディスク３３にその回転を駆動するための摺動軸が設けられ、
摺動軸に第２伝達軸３４が嵌設され、摺動軸に少なくとも２組の摺動条が設けられ、摺動
条の上端に係合ブロックが設けられ、第２伝達軸３４内に摺動条と係合ブロックを制限し
て摺動させるための摺動溝が設けられ、摺動溝の下端に係合ブロックに回転可能に係合さ
れた係合溝が設けられ、第２伝達軸３４の下端にストッパーが設けられ、第２伝達軸３４
の上端が順次ハウジング３１、載置板、攪拌タンク１を貫通し、
攪拌タンク１の上方に位置する第２伝達軸３４に上から下へ順次第６ベベルギア３４３、
第５ベベルギア３４２が固定的に嵌設され、第６ベベルギア３４３とストッパー間に位置
する第２伝達軸３４にばねが嵌設され、第６ベベルギア３４３と第５ベベルギア３４２間
に第６ベベルギア３４３または第５ベベルギア３４２と噛み合って伝達された第４ベベル
ギア３５が設けられ、第４ベベルギア３５は攪拌タンク１に設けられた回転モータの出力
軸に接続され、回転モータは、市販されているモータであり、または市販されているモー
タの外形を調整して本装置に適合させ、
第２伝達軸３４の上端に、第４ベベルギア３５と第６ベベルギア３４３または第５ベベル
ギア３４２と噛み合いを押圧により切り替えるためのボタン３４４が設けられ、
図１０に示すように、ねじディスク３２の上方に複数組の焼成ノズル３２１が設けられ、
焼成ノズル３２１は係合爪を介してねじディスク３２の平面ねじ山にねじ込まれ、ハウジ
ング３１の側壁に焼成ノズル３２１が制限された状態で摺りだすための出口が設けられ、
ハウジング３１とねじディスク３２間に位置する摺動軸に第２摩擦ディスク３４１が設け
られ、第２摩擦ディスク３４１の位置に対応するねじディスク３２に第２摩擦ディスク３
４１と協力して摩擦により伝達するための第１摩擦ディスク３２２が設けられ、第２摩擦
ディスク３４１と第１摩擦ディスク３２２の間隔、第６ベベルギア３４３と第４ベベルギ
ア３５の噛み合いを切り替えるための移動距離、第５ベベルギア３４２と第４ベベルギア
３５の噛み合いを切り替えるための移動距離は等しい。
上記研磨機構３の動作原理は以下のとおりである。第２伝達軸３４の初期状態で、第５ベ
ベルギア３４２と第４ベベルギア３５が噛み合って、研磨するとき、攪拌タンク１上の載
置板を降下させ、研磨ディスク３３とバッフル２３を接触させ、モータをオンにして第４
ベベルギア３５により第５ベベルギア３４２を回転させ、第２伝達軸３４は研磨ディスク
３３を駆動して研磨し、研磨終了後、ボタン３４４を回転して、第２伝達軸３４内の係合
溝と摺動軸上の係合ブロックを係合させ、ボタン３４４を押圧して第２伝達軸３４により
摺動軸を降下させ、第６ベベルギア３４３が第４ベベルギア３５と噛み合って、この時、
第１摩擦ディスク３２２と第２摩擦ディスク３４１も接触し、モータをオンにして第４ベ
ベルギア３５により第６ベベルギア３４３を回転させ、摩擦力の作用により、第２摩擦デ
ィスク３４１は第１摩擦ディスク３２２を回転させ、第１摩擦ディスク３２２はねじディ
スク３２を回転させ、焼成ノズル３２１はハウジング３１の出口の回転が制限されるため
、焼成ノズル３２１は与ねじディスク３２上の平面ねじ山との協力作用下で、焼成ノズル
３２１がハウジング３１の出口から外側へ展開し、焼成ノズル３２１が展開した後モータ
をオフにして、焼成ノズル３２１を開き、バッフル２３上の固体粒子を焼成する。
図５、６に示すように、本実施例は以下の点で実施例１と異なり、攪拌タンク１の上面に
昇降可能な載置板が設けられ、載置板は昇降モータを介して攪拌タンク１の上面に接続さ
れ、
図７、８、９に示すように、研磨機構３は、ハウジング３１を含み、ハウジング３１は載
置板に固定的に接続され、ハウジング３１の内部は中空であり、ハウジング３１内に上か
ら下へ順次ハウジング３１に回転可能に接続されたねじディスク３２および研磨ディスク
３３が設けられ、研磨ディスク３３に位置するハウジング３１の底面に貫通穴が設けられ
、
図１１に示すように、研磨ディスク３３にその回転を駆動するための摺動軸が設けられ、
摺動軸に第２伝達軸３４が嵌設され、摺動軸に少なくとも２組の摺動条が設けられ、摺動
条の上端に係合ブロックが設けられ、第２伝達軸３４内に摺動条と係合ブロックを制限し
て摺動させるための摺動溝が設けられ、摺動溝の下端に係合ブロックに回転可能に係合さ
れた係合溝が設けられ、第２伝達軸３４の下端にストッパーが設けられ、第２伝達軸３４
の上端が順次ハウジング３１、載置板、攪拌タンク１を貫通し、
攪拌タンク１の上方に位置する第２伝達軸３４に上から下へ順次第６ベベルギア３４３、
第５ベベルギア３４２が固定的に嵌設され、第６ベベルギア３４３とストッパー間に位置
する第２伝達軸３４にばねが嵌設され、第６ベベルギア３４３と第５ベベルギア３４２間
に第６ベベルギア３４３または第５ベベルギア３４２と噛み合って伝達された第４ベベル
ギア３５が設けられ、第４ベベルギア３５は攪拌タンク１に設けられた回転モータの出力
軸に接続され、回転モータは、市販されているモータであり、または市販されているモー
タの外形を調整して本装置に適合させ、
第２伝達軸３４の上端に、第４ベベルギア３５と第６ベベルギア３４３または第５ベベル
ギア３４２と噛み合いを押圧により切り替えるためのボタン３４４が設けられ、
図１０に示すように、ねじディスク３２の上方に複数組の焼成ノズル３２１が設けられ、
焼成ノズル３２１は係合爪を介してねじディスク３２の平面ねじ山にねじ込まれ、ハウジ
ング３１の側壁に焼成ノズル３２１が制限された状態で摺りだすための出口が設けられ、
ハウジング３１とねじディスク３２間に位置する摺動軸に第２摩擦ディスク３４１が設け
られ、第２摩擦ディスク３４１の位置に対応するねじディスク３２に第２摩擦ディスク３
４１と協力して摩擦により伝達するための第１摩擦ディスク３２２が設けられ、第２摩擦
ディスク３４１と第１摩擦ディスク３２２の間隔、第６ベベルギア３４３と第４ベベルギ
ア３５の噛み合いを切り替えるための移動距離、第５ベベルギア３４２と第４ベベルギア
３５の噛み合いを切り替えるための移動距離は等しい。
上記研磨機構３の動作原理は以下のとおりである。第２伝達軸３４の初期状態で、第５ベ
ベルギア３４２と第４ベベルギア３５が噛み合って、研磨するとき、攪拌タンク１上の載
置板を降下させ、研磨ディスク３３とバッフル２３を接触させ、モータをオンにして第４
ベベルギア３５により第５ベベルギア３４２を回転させ、第２伝達軸３４は研磨ディスク
３３を駆動して研磨し、研磨終了後、ボタン３４４を回転して、第２伝達軸３４内の係合
溝と摺動軸上の係合ブロックを係合させ、ボタン３４４を押圧して第２伝達軸３４により
摺動軸を降下させ、第６ベベルギア３４３が第４ベベルギア３５と噛み合って、この時、
第１摩擦ディスク３２２と第２摩擦ディスク３４１も接触し、モータをオンにして第４ベ
ベルギア３５により第６ベベルギア３４３を回転させ、摩擦力の作用により、第２摩擦デ
ィスク３４１は第１摩擦ディスク３２２を回転させ、第１摩擦ディスク３２２はねじディ
スク３２を回転させ、焼成ノズル３２１はハウジング３１の出口の回転が制限されるため
、焼成ノズル３２１は与ねじディスク３２上の平面ねじ山との協力作用下で、焼成ノズル
３２１がハウジング３１の出口から外側へ展開し、焼成ノズル３２１が展開した後モータ
をオフにして、焼成ノズル３２１を開き、バッフル２３上の固体粒子を焼成する。
【0010】
実施例３
本実施例は以下の点で実施例１と異なる。
ステップ１では、Ｍｇ２+、Ｆｅ３+およびＴｉＣｌ４を用量比３ｍｏｌ：１ｍｏｌ：７．
２ｇで１００ｍｌ脱イオン水に混合し、
攪拌中、ＮａＯＨを加えて混合液のｐＨを１１に調節し、その中で、攪拌タンク１の攪拌
時間は１ｈであり、
ステップ２では、混合液を１２０℃で３ｈ水熱反応させ、水熱反応終了後、混合液のｐＨ
を７に調節し、
ステップ３では、焼成ノズル３２１を開き、固体粒子を６１０℃温度で１ｈ焼成し、
ステップ４では、吸着タンク４内の廃水のｐＨを５に調節し、
攪拌ロッド４１の攪拌速度は１３０ｒｐｍであり、攪拌時間は３０ｍｉｎであり、ＴｉＯ
２変性マグネシウム‐鉄ハイドロタルサイトおよび亜リン酸塩イオンの質量濃度比は１．
５：１である。
本実施例は以下の点で実施例１と異なる。
ステップ１では、Ｍｇ２+、Ｆｅ３+およびＴｉＣｌ４を用量比３ｍｏｌ：１ｍｏｌ：７．
２ｇで１００ｍｌ脱イオン水に混合し、
攪拌中、ＮａＯＨを加えて混合液のｐＨを１１に調節し、その中で、攪拌タンク１の攪拌
時間は１ｈであり、
ステップ２では、混合液を１２０℃で３ｈ水熱反応させ、水熱反応終了後、混合液のｐＨ
を７に調節し、
ステップ３では、焼成ノズル３２１を開き、固体粒子を６１０℃温度で１ｈ焼成し、
ステップ４では、吸着タンク４内の廃水のｐＨを５に調節し、
攪拌ロッド４１の攪拌速度は１３０ｒｐｍであり、攪拌時間は３０ｍｉｎであり、ＴｉＯ
２変性マグネシウム‐鉄ハイドロタルサイトおよび亜リン酸塩イオンの質量濃度比は１．
５：１である。
【0011】
実施例４
本実施例は以下の点で実施例１と異なる。
ステップ１：Ｍｇ２+、Ｆｅ３+およびＴｉＣｌ４を用量比２．５ｍｏｌ：１ｍｏｌ：５ｇ
で１００ｍｌ脱イオン水に混合し、
攪拌中、ＮａＯＨを加えて混合液のｐＨを１２に調節し、その中で、攪拌タンク１の攪拌
時間は０．５ｈであり、
ステップ２では、混合液を１４０℃で１ｈ水熱反応させ、水熱反応終了後、混合液のｐＨ
を９に調節し、
ステップ３では、焼成ノズル３２１を開き固体粒子を５６０℃温度で２ｈ焼成し、
ステップ４では、吸着タンク４内の廃水ｐＨを２に調節し、
攪拌ロッド４１の攪拌速度は１２０ｒｐｍであり、攪拌時間は５ｍｉｎであり、ＴｉＯ２
変性マグネシウム‐鉄ハイドロタルサイトおよび廃水中の亜リン酸塩イオンの質量濃度比
は１．２：１である。
本実施例は以下の点で実施例１と異なる。
ステップ１：Ｍｇ２+、Ｆｅ３+およびＴｉＣｌ４を用量比２．５ｍｏｌ：１ｍｏｌ：５ｇ
で１００ｍｌ脱イオン水に混合し、
攪拌中、ＮａＯＨを加えて混合液のｐＨを１２に調節し、その中で、攪拌タンク１の攪拌
時間は０．５ｈであり、
ステップ２では、混合液を１４０℃で１ｈ水熱反応させ、水熱反応終了後、混合液のｐＨ
を９に調節し、
ステップ３では、焼成ノズル３２１を開き固体粒子を５６０℃温度で２ｈ焼成し、
ステップ４では、吸着タンク４内の廃水ｐＨを２に調節し、
攪拌ロッド４１の攪拌速度は１２０ｒｐｍであり、攪拌時間は５ｍｉｎであり、ＴｉＯ２
変性マグネシウム‐鉄ハイドロタルサイトおよび廃水中の亜リン酸塩イオンの質量濃度比
は１．２：１である。
【0012】
実験例
本発明の実施例で調製されたＴｉＯ２変性マグネシウム‐鉄ハイドロタルサイトが３０ｍ
ｉｎ経って亜リン酸塩イオンに対する吸着量は表１に示され、同時に、実施例１に基づい
て四塩化チタンの添加および焼成ステップを削除し、他のステップは実施例１と同じであ
り、調製されたマグネシウム‐鉄ハイドロタルサイトを対照組とし、調製されたマグネシ
ウム‐鉄ハイドロタルサイトをＭｇ-Ｆｅ-ＬＤＨと記し、同時に亜リン酸塩イオンに対す
る吸着性が高いハイドロタルサイトを探索するときに、複数組の異なる成分のハイドロタ
ルサイトを調製し、亜リン酸塩イオンに対する吸着性が表１に示される。
表１ 異なるハイドロタルサイトの亜リン酸塩イオンに対する３０ｍｉｎ吸着量
本発明の実施例で調製されたＴｉＯ２変性マグネシウム‐鉄ハイドロタルサイトが３０ｍ
ｉｎ経って亜リン酸塩イオンに対する吸着量は表１に示され、同時に、実施例１に基づい
て四塩化チタンの添加および焼成ステップを削除し、他のステップは実施例１と同じであ
り、調製されたマグネシウム‐鉄ハイドロタルサイトを対照組とし、調製されたマグネシ
ウム‐鉄ハイドロタルサイトをＭｇ-Ｆｅ-ＬＤＨと記し、同時に亜リン酸塩イオンに対す
る吸着性が高いハイドロタルサイトを探索するときに、複数組の異なる成分のハイドロタ
ルサイトを調製し、亜リン酸塩イオンに対する吸着性が表１に示される。
表１ 異なるハイドロタルサイトの亜リン酸塩イオンに対する３０ｍｉｎ吸着量
【0013】
【0014】
表１から分かるように、ＴｉＯ２変性マグネシウム‐鉄ハイドロタルサイトは３０ｍｉｎ
経って亜リン酸塩イオンに対する吸着量が、他のハイドロタルサイトよりも顕著に高く、
また、本発明ＴｉＯ２変性マグネシウム‐鉄ハイドロタルサイトは３０ｍｉｎ経って亜リ
ン酸塩イオンに対する吸着量がより高く、ＴｉＯ２担持したマグネシウム‐鉄ハイドロタ
ルサイトのＸＲＤは図１２に示され、図１２から分かるように、水熱合成法と高温焼成作
用により、ＴｉＯ２担持したマグネシウム‐鉄ハイドロタルサイトの構造は基本的に維持
され、結晶性が変化せず、マグネシウム‐鉄イオンの含有量が高いほど、結晶性がより良
く維持され、
前駆体の結晶性と直接関係しており、担持前後の(００３)、(００６)、(０１２)、（１１
０）結晶面の回折ピークの２θ角は基本的に変化せず、２５．６°、４８．９°、５５．
１°にも酸化チタンのアナターゼの特徴ピークが確認され、ハイドロタルサイトの構造は
破壊されず、ＴｉＯ２がマグネシウム‐鉄ハイドロタルサイトにうまく担持されたことが
分かる。
経って亜リン酸塩イオンに対する吸着量が、他のハイドロタルサイトよりも顕著に高く、
また、本発明ＴｉＯ２変性マグネシウム‐鉄ハイドロタルサイトは３０ｍｉｎ経って亜リ
ン酸塩イオンに対する吸着量がより高く、ＴｉＯ２担持したマグネシウム‐鉄ハイドロタ
ルサイトのＸＲＤは図１２に示され、図１２から分かるように、水熱合成法と高温焼成作
用により、ＴｉＯ２担持したマグネシウム‐鉄ハイドロタルサイトの構造は基本的に維持
され、結晶性が変化せず、マグネシウム‐鉄イオンの含有量が高いほど、結晶性がより良
く維持され、
前駆体の結晶性と直接関係しており、担持前後の(００３)、(００６)、(０１２)、（１１
０）結晶面の回折ピークの２θ角は基本的に変化せず、２５．６°、４８．９°、５５．
１°にも酸化チタンのアナターゼの特徴ピークが確認され、ハイドロタルサイトの構造は
破壊されず、ＴｉＯ２がマグネシウム‐鉄ハイドロタルサイトにうまく担持されたことが
分かる。
【0015】
比較例１
本比較例では実施例１中のＴｉＣｌ４をＴｉＯ２に置き換え、ステップ１の処理終了後、
ポリテトラフルオロエチレンを混合液に加え、その後のステップは実施例１と基本的に同
じであり、本比較例は、固体粒子を焼成処理せずに、ＴｉＯ２変性マグネシウム‐鉄ハイ
ドロタルサイトを調製する点のみが異なる。
ＸＲＤ測定により、比較例１中のＴｉＯ２もマグネシウム‐鉄ハイドロタルサイトにうま
く担持され、比較例１および実施例１で調製されたＴｉＯ２変性マグネシウム‐鉄ハイド
ロタルサイトは亜リン酸塩イオンに対する吸着結果が図１３に示され、比較例１で調製さ
れたＴｉＯ２変性マグネシウム‐鉄ハイドロタルサイトと未変性のマグネシウム‐鉄ハイ
ドロタルサイトを比較すると、それらの吸着性が基本的に同じであるため、この体系では
、ＴｉＯ２は亜リン酸塩イオンの吸着に促進作用を果たさなく、実施例１で調製されたＴ
ｉＯ２変性マグネシウム‐鉄ハイドロタルサイトと未変性のマグネシウム‐鉄ハイドロタ
ルサイトを比較すると、吸着性がある程度向上し、つまりＴｉＯ２はこの体系で亜リン酸
塩イオンに対する吸着に一定の促進作用を果たす。
本比較例では実施例１中のＴｉＣｌ４をＴｉＯ２に置き換え、ステップ１の処理終了後、
ポリテトラフルオロエチレンを混合液に加え、その後のステップは実施例１と基本的に同
じであり、本比較例は、固体粒子を焼成処理せずに、ＴｉＯ２変性マグネシウム‐鉄ハイ
ドロタルサイトを調製する点のみが異なる。
ＸＲＤ測定により、比較例１中のＴｉＯ２もマグネシウム‐鉄ハイドロタルサイトにうま
く担持され、比較例１および実施例１で調製されたＴｉＯ２変性マグネシウム‐鉄ハイド
ロタルサイトは亜リン酸塩イオンに対する吸着結果が図１３に示され、比較例１で調製さ
れたＴｉＯ２変性マグネシウム‐鉄ハイドロタルサイトと未変性のマグネシウム‐鉄ハイ
ドロタルサイトを比較すると、それらの吸着性が基本的に同じであるため、この体系では
、ＴｉＯ２は亜リン酸塩イオンの吸着に促進作用を果たさなく、実施例１で調製されたＴ
ｉＯ２変性マグネシウム‐鉄ハイドロタルサイトと未変性のマグネシウム‐鉄ハイドロタ
ルサイトを比較すると、吸着性がある程度向上し、つまりＴｉＯ２はこの体系で亜リン酸
塩イオンに対する吸着に一定の促進作用を果たす。
【0016】
比較例２
本比較例は、比較例１に基づいて、ステップ３では固体粒子を５００℃で１．５ｈ焼成す
る。
比較例２で調製された焼成後のＴｉＯ２変性マグネシウム‐鉄ハイドロタルサイトは、焼
成後、ＴｉＯ２のマグネシウム‐鉄ハイドロタルサイト層間での凝集がさらに悪化し、焼
成によりＴｉＯ２変性マグネシウム‐鉄ハイドロタルサイトの吸着性が向上したが、Ｔｉ
Ｏ２の凝集により、内部ＴｉＯ２の安定性および吸着促進作用が減少し、５５０℃以上で
焼成すると、層間構造が不可逆的に破壊され、構造が復元できず、比表面積、細孔構造が
破壊されて減少し、最終的に吸着性の重大な低下を招く。
本比較例は、比較例１に基づいて、ステップ３では固体粒子を５００℃で１．５ｈ焼成す
る。
比較例２で調製された焼成後のＴｉＯ２変性マグネシウム‐鉄ハイドロタルサイトは、焼
成後、ＴｉＯ２のマグネシウム‐鉄ハイドロタルサイト層間での凝集がさらに悪化し、焼
成によりＴｉＯ２変性マグネシウム‐鉄ハイドロタルサイトの吸着性が向上したが、Ｔｉ
Ｏ２の凝集により、内部ＴｉＯ２の安定性および吸着促進作用が減少し、５５０℃以上で
焼成すると、層間構造が不可逆的に破壊され、構造が復元できず、比表面積、細孔構造が
破壊されて減少し、最終的に吸着性の重大な低下を招く。
【0017】
比較例３
本発明で調製されたＴｉＯ２変性ハイドロタルサイトを、亜リン酸イオンに陰イオンＣＯ
３ ２-、ＮＯ３ -、ＳＯ４ ２-、Ｃｌ-を同時に含有する模擬廃水中に加えて吸着試験を行い
、３０ｍｉｎ経った後の吸着性が表２に示される。
表２ 本発明で調製ＴｉＯ２変性ハイドロタルサイトの異なる陰イオン環境で亜リン酸塩
イオンに対する飽和吸着性
本発明で調製されたＴｉＯ２変性ハイドロタルサイトを、亜リン酸イオンに陰イオンＣＯ
３ ２-、ＮＯ３ -、ＳＯ４ ２-、Ｃｌ-を同時に含有する模擬廃水中に加えて吸着試験を行い
、３０ｍｉｎ経った後の吸着性が表２に示される。
表２ 本発明で調製ＴｉＯ２変性ハイドロタルサイトの異なる陰イオン環境で亜リン酸塩
イオンに対する飽和吸着性
【0018】
【0019】
図１４に示すように、本発明で調製されたＴｉＯ２変性マグネシウム‐鉄ハイドロタルサ
イトに同時に他の陰イオンが含まれると、亜リン酸イオンの吸着効果がやや低下するが、
依然として高い吸着性を持つため、優れた選択性を有し、安定性が高く、対照組のＭｇ-
Ｆｅ-ＬＤＨは元の１５０．１ｍｇ／ｇから最も低い１０３．２ｍｇ／ｇに低下し、比較
例１で調製されたＴｉＯ２変性マグネシウム‐鉄ハイドロタルサイトも元の１４７．４ｍ
ｇ／ｇから１１６．９ｍｇ／ｇに低下したことが分かる。
本発明で調製されたＴｉＯ２変性マグネシウム‐鉄ハイドロタルサイトは、酸性および弱
アルカリ性環境下でも、良好な吸着効果を果たし、図１５に示すように、ｐＨが大きい場
合、吸着効果に大きく影響し、これは、ｐＨが大きい場合、ＯＨ-が多くなり、イオン競
争が発生し、２５～６５℃で亜リン酸塩の吸着がほとんど変化せず、図１６に示すように
、温度が本発明のＴｉＯ２変性マグネシウム‐鉄ハイドロタルサイトの亜リン酸の吸着性
にほとんど影響を与えなく、コストを節約するために、室温環境で吸着することを選択す
ることができ、上記の説明から、本発明で調製されたＴｉＯ２変性マグネシウム‐鉄ハイ
ドロタルサイトは優れた安定性を有することを示している。
イトに同時に他の陰イオンが含まれると、亜リン酸イオンの吸着効果がやや低下するが、
依然として高い吸着性を持つため、優れた選択性を有し、安定性が高く、対照組のＭｇ-
Ｆｅ-ＬＤＨは元の１５０．１ｍｇ／ｇから最も低い１０３．２ｍｇ／ｇに低下し、比較
例１で調製されたＴｉＯ２変性マグネシウム‐鉄ハイドロタルサイトも元の１４７．４ｍ
ｇ／ｇから１１６．９ｍｇ／ｇに低下したことが分かる。
本発明で調製されたＴｉＯ２変性マグネシウム‐鉄ハイドロタルサイトは、酸性および弱
アルカリ性環境下でも、良好な吸着効果を果たし、図１５に示すように、ｐＨが大きい場
合、吸着効果に大きく影響し、これは、ｐＨが大きい場合、ＯＨ-が多くなり、イオン競
争が発生し、２５～６５℃で亜リン酸塩の吸着がほとんど変化せず、図１６に示すように
、温度が本発明のＴｉＯ２変性マグネシウム‐鉄ハイドロタルサイトの亜リン酸の吸着性
にほとんど影響を与えなく、コストを節約するために、室温環境で吸着することを選択す
ることができ、上記の説明から、本発明で調製されたＴｉＯ２変性マグネシウム‐鉄ハイ
ドロタルサイトは優れた安定性を有することを示している。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
