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公開番号2025064159
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-17
出願番号2023173693
出願日2023-10-05
発明の名称発泡ガラス複合材料
出願人フジクリーン工業株式会社,国立大学法人広島大学
代理人個人
主分類B01J 20/02 20060101AFI20250410BHJP(物理的または化学的方法または装置一般)
要約【課題】本発明は、リン等の環境汚染物質を除去することができる、新規の発泡ガラス複合材料を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明は、発泡ガラス、鉄又はその化合物及びランタン又はその化合物を含有する発泡ガラス複合材料、並びに、前記発泡ガラス複合材料を含むリン吸着材に関する。
【選択図】なし

特許請求の範囲【請求項１】
発泡ガラス、鉄又はその化合物及びランタン又はその化合物を含有する発泡ガラス複合材料。
続きを表示（約 750 文字）【請求項２】
前記ランタン又はその化合物の含有率が、０．０１質量％以上である、請求項１に記載の発泡ガラス複合材料。
【請求項３】
前記鉄又はその化合物の含有率が、０．００５質量％以上である、請求項１に記載の発泡ガラス複合材料。
【請求項４】
前記発泡ガラスの平均粒子径が、７５ｍｍ以下である、請求項１に記載の発泡ガラス複合材料。
【請求項５】
発泡ガラスと鉄又はその化合物とランタン又はその化合物とを、７００℃以下で焼成することで得られる、請求項１に記載の発泡ガラス複合材料。
【請求項６】
汚水に含まれるリンを除去するために用いられる、請求項１に記載の発泡ガラス複合材料。
【請求項７】
発泡ガラスと、鉄又はその化合物及びランタン又はその化合物とを混合する工程を備える、請求項１に記載の発泡ガラス複合材料の製造方法。
【請求項８】
前記発泡ガラスと、鉄又はその化合物及びランタン又はその化合物とを混合する工程が、
前記発泡ガラスに鉄又はその化合物を担持して、鉄担持発泡ガラス複合材料を得る工程、及び
前記鉄担持発泡ガラス複合材料にランタン又はその化合物を担持して、鉄－ランタン担持発泡ガラス複合材料を得る工程を備える、請求項７に記載の発泡ガラス複合材料の製造方法。
【請求項９】
さらに、前記鉄－ランタン担持発泡ガラス複合材料を７００℃以下で焼成する工程を備える、請求項８に記載の発泡ガラス複合材料の製造方法。
【請求項１０】
請求項１～６のいずれか一項に記載の発泡ガラス複合材料を含むリン吸着材。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、発泡ガラス複合材料に関する。
続きを表示（約 3,000 文字）【背景技術】
【０００２】
産業廃水、生活排水、農業排水等の汚水には、窒素、リン等の富栄養化をもたらす栄養塩類が含まれている。そして、これら汚水が河川、湖沼、海等に流入することによって、赤潮、アオコ等が大量に発生することが知られている。汚水は、都市部において、主に、下水処理場で浄化されている。しかし、日本の人口当たりの下水道普及率は、７８．８％（平成２９年度）であり、郊外、過疎地域等の下水道未整備地域には、排水処理システムとして浄化槽が設置されている。
一般的な浄化槽は、窒素及びリンの除去機能を有していない。そのため、全窒素及び全リンの環境基準達成率（平成２７年度）は、湖沼において５１．２％と低迷している。よって、下水道未整備地域に設置される浄化槽においても、窒素及びリンを除去する高度な処理が求められている。
【０００３】
さらに、リン資源枯渇の観点からも、排水からリンを回収する必要がある。従来、水中のリンを除去する方法として、凝集剤として金属塩又は石灰を用いる凝集沈殿法、微生物の代謝を利用する生物学的脱リン法（活性汚泥法）、吸着法等が知られている。凝集沈殿法は、多くの高価な凝集剤の添加を必要とし、多量の処理しにくい汚泥を排出することから、イニシャルコスト及びランニングコストパフォーマンスが悪い。生物学的脱リン法（活性汚泥法）は、細かな溶存酸素濃度の管理、及び最終沈殿池における汚泥管理を必要とすることに加え、高リン含有率の汚泥の処理及び処分が必要となる。よって、浄化槽等の分散型排水処理装置でこれらの方法を適用する場合には、設備の増加に加え、常時、専門家による運転管理を行う必要がある。
【０００４】
ところで、日本では、２００１年に資源有効利用促進法が制定され、ガラス分野でも、リデュース、リユース、及びリサイクルの３Ｒへの取り組みが推進されている。
ガラスは、リサイクルを何回行っても品質が維持でき、資源化が可能という特性を有している。しかしながら、現在、ビール瓶以外のガラス製品は回収不十分で、その多くが埋め立て処理されており、土壌汚染の問題等が発生している。さらに、将来的には廃棄物処分場の建設問題等が懸念されており、廃棄されたガラス（廃ガラス）の新たな有効利用法を見出すことが必要となっている。
【０００５】
上記の課題を解決する方法として、近年、リン等の水質汚濁物質の除去に廃ガラスを利用する方法が提案されている。
例えば、特許文献１には、廃ガラスを原料として用いた発泡ガラスを含むリン酸イオン吸着材が提案されている。特許文献１には、発泡ガラスにカルシウム、マグネシウム、又は鉄の少なくとも１種を含む材料を加えることが記載されているが、ランタンを加えることについては、記載はおろか示唆すらされていない。
特許文献２には、多孔質担体である発泡ガラスにリモナイト成分を担持させた多孔質機能材料が提案されている。引用文献２には、発泡ガラスに鉄又はマンガンが担持された多孔質機能材料について記載されているが、ランタンを担持することについては、記載も示唆もされていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２０１１－１６１３９８号公報
特開２０１５－１９２９７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、リン等の水質汚濁物質を除去することができる、新規の発泡ガラス複合材料を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らがリン等の水質汚濁物質を除去することができる、新規の発泡ガラス複合材料を開発すべく鋭意検討した結果、発泡ガラスに鉄及びランタンが担持された複合材料が、水質汚濁物質、特にリンを吸着する能力に優れていることを見出した。本発明はこのような知見に基づき完成されたものである。
【０００９】
すなわち、本発明は、以下のとおりである。
項１．
発泡ガラス、鉄又はその化合物及びランタン又はその化合物を含有する発泡ガラス複合材料。
項２．
前記ランタン又はその化合物の含有率が、０．０１質量％以上である、項１に記載の発泡ガラス複合材料。
項３．
前記鉄又はその化合物の含有率が、０．００５質量％以上である、項１に記載の発泡ガラス複合材料。
項４．
前記発泡ガラスの平均粒子径が、７５ｍｍ以下である、項１に記載の発泡ガラス複合材料。
項５．
発泡ガラスと鉄又はその化合物とランタン又はその化合物とを、７００℃以下で焼成することで得られる、項１に記載の発泡ガラス複合材料。
項６．
汚水に含まれるリンを除去するために用いられる、項１に記載の発泡ガラス複合材料。
項７．
発泡ガラスと、鉄又はその化合物及びランタン又はその化合物とを混合する工程を備える、項１に記載の発泡ガラス複合材料の製造方法。
項８．
前記発泡ガラスと、鉄又はその化合物及びランタン又はその化合物とを混合する工程が、
前記発泡ガラスに鉄又はその化合物を担持して、鉄担持発泡ガラス複合材料を得る工程、及び
前記鉄担持発泡ガラス複合材料にランタン又はその化合物を担持して、鉄－ランタン担持発泡ガラス複合材料を得る工程を備える、項７に記載の発泡ガラス複合材料の製造方法。
項９．
さらに、前記鉄－ランタン担持発泡ガラス複合材料を７００℃以下で焼成する工程を備える、項８に記載の発泡ガラス複合材料の製造方法。
項１０．
項１～項６のいずれか一項に記載の発泡ガラス複合材料を含むリン吸着材。
項１１．
項１０に記載のリン吸着材を備える、排水処理装置。
項１２．
項１０に記載のリン吸着材を、リンを含む液体に接触させる、リンの吸着方法。
項１３．
項１０に記載のリン吸着材を用いて、汚水中のリンを吸着除去する、リンの除去方法。
項１４．
汚水中のリンを吸着除去するための、発泡ガラス、鉄又はその化合物及びランタン又はその化合物を含有する発泡ガラス複合材料の使用方法。
項１５．
項７～項９のいずれか一項に記載の発泡ガラス複合材料の製造方法によって得られた発泡ガラス複合材料。
項１６．
項７～項９のいずれか一項に記載の発泡ガラス複合材料の製造方法によって得られた発泡ガラス複合材料を含むリン吸着材。
【００１０】
なお、本発明のうち、製造工程で規定された発泡ガラス複合材料又はリン吸着材は、現時点で、どのような成分までが含まれているか、又は、その構造がどのようなものであるか、その全てを特定することが不可能又はおよそ実際的ではない程度に困難であるため、プロダクトバイプロセスクレームによって記載している。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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