JP2002052339A - 浄化体及び浄化材 - Google Patents
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Abstract
敷設され、有害物質等を吸着して周辺の土壌等における
環境面での浄化を図り、或いは河川等に設けられて河川
の浄化を行うことができ、さらには家庭等で水の浄化用
として使用することのできる、水や各種の物質の浄化体
と浄化材に関し、酸性雨等による有害物質を土中へ蓄積
させず、土中の環境保全にも寄与するようなインターロ
ッキングブロックを提供することができ、また河川、湖
沼等の浄化を行うことのできる浄化用ブロックを提供す
ることができ、さらに浄水場の浄化、ひいては家庭用の
水の水質改善を行うような浄化用ブロックを提供するこ
とを課題とする。 【解決手段】 炭化物が含有され、固化材で固化されて
なることを特徴とする。
Description
材、さらに詳しくは、いわゆるインターロッキングブロ
ックとして敷設され、有害物質等を吸着して周辺の土壌
等における環境面での浄化を図り、或いは河川等に設け
られて河川の浄化を行うことができ、さらには家庭等で
水の浄化用として使用することのできる、水や各種の物
質の浄化用の浄化体と浄化材に関する。
り、インターロッキングブロックとしては、種々のもの
が開発されており、歩道、公園の広場等、種々の場所に
敷設されている。
開発にあたっては、強度,耐久性,耐磨耗性等、そのイ
ンターロッキングブロック自体の物理的特性等に主眼が
おかれ、ブロックが敷設されている周辺の土中への環境
浄化の観点から開発されているものは全く存在しない。
態系に及ぼす影響等が一種の社会問題となっており、た
とえば雨水には大気中の硫黄酸化物や窒素酸化物が含有
される場合があり、これが酸性雨となって生態系への影
響が危惧されている。
蓄積させる要因ともなり得るが、もし上記のようなイン
ターロッキングブロックに有害物質を吸着する吸着能が
あれば、その土中へ有害物質を蓄積させず、土中の環境
保全にも寄与することとなる。
等、水質汚濁が進んでおり、これも社会問題の1つとな
っている。
に塩素が用いられているが、上記のように河川や湖沼等
の水質汚濁が進むことにより、原水中の有機物と上記塩
素が反応してトリハロメタン等の塩素化合物が水道水か
ら検出される場合もある。
の水質改善も望まれている。
影響を及ぼす。
シウム、ナトリウム、カリウム等の金属不純物が含有さ
れており、これらは人体に対する安全性の面からも極力
除去されることが望ましい。
道水の浄化に関する開発も最近なされている。
取り付けて使用されるものであるが、一般に高価であ
り、必ずしも大量には普及していない。また、機器全体
の構造も複雑で取り扱いが必ずしも容易ではない。
いるが、浄化作用の優れたものは少ないのが現状であ
る。また、安価で構造が簡易である反面、取り扱いが容
易なものが以外と少ない。
決するためになされたもので、酸性雨等による有害物質
を土中へ蓄積させず、土中の環境保全にも寄与するよう
なインターロッキングブロックを提供し、また河川、湖
沼等の浄化を行うことのできる浄化用ブロックを提供
し、さらに浄水場の浄化、ひいては家庭用の水の水質改
善を行うような浄化用ブロックを提供することを課題と
する。
題を解決するためになされたもので、その課題を解決す
るための手段は、浄化体又は浄化材に炭化物を含有し、
固化材で固化するようにしたことである。
化物、竹の炭等の木材の炭化物、フェノール樹脂等の樹
脂の炭化物等、各種の炭化物が用いられる。
タイヤ等のゴムの炭化物や、廃パルプ等の繊維質物の炭
化物、建築廃材、その他、おからや豆滓等の食品類の炭
化物等が用いられる。
化物を用いることも可能である。この炭化物は、RDF
と称されるゴミ固形燃料を、炭化炉で800 ℃以上の温度
で焼成したものである。
るべきものであり、廃棄処理を行えると同時に廃棄物の
再利用ができるため、衛生面で問題とならないインター
ロッキングブロックや河川等のブロックに使用する場合
には好適である。
られ、その他、笹炭や備長炭、さらにはヒノキの木炭等
が使用される。
れを粉状にすることによって得られるもので、得られた
粉体の粒子は、著しく空隙が多い多孔質物質である。
cm3あたり表面積が20アールにもなり、一般に多孔性物
質として知られている木炭が1cm3あたりの表面積10ア
ールであることに比べると、約2倍の表面積を有し、こ
れが優れた吸着効果の要因となっている。
0 ℃、或いは800 ℃〜1200℃で焼成する。800 ℃以上で
焼成した場合には、導電性が生ずることとなる。
によってケージ圧3気圧、100 ℃〜150 ℃、20〜30分の
条件下で行う。
のを用いることも可能である。
に大きいため、優れた吸着効果を有する。
らなるもの、セピオライトからなるもの、或いはセメン
トからなるもの等が用いられる。
場合には、浄化用ブロックの固化が確実且つ非常に容易
になされることとなる。たとえば、家庭の浄化用として
使用するのに適している。
自体が多孔質であるため、炭化物の吸着能に相乗してそ
の吸着能を高めることができるという効果がある。たと
えば室内装飾用のタイルとして使用するのに適してい
る。
吸着性が優れた特性を有する。セピオライトの組成は、
Mg6Si12O30(OH2)4(OH)4・8H2Oで表され
る。
化材として使用してもよく、また400 〜800 ℃で焼成し
たものを固化材として使用してもよい。ただし、800 ℃
以上で焼成すると、孔が閉塞されるおそれがある。
合には、製造コストが安価になり、また耐磨耗性や強度
が向上することとなる。従って、たとえばインターブロ
ッキングの場合に適している。
を含有することも可能であり、この場合には、インター
ロッキングブロックを残存させず、土中で分解させるこ
とができるという利点がある。
ることも可能である。
い。
有することも可能である。
硬度7.25、比重3.05の六方晶系の結晶構造を有する。
一般の誘電体のように電場の中におかなくても電気分極
を生ずる性質を有する。
6(BO3)3Si6O18(OH)4で表される。
i、Alのうちから任意に選択される金属元素を意味
し、XがMgの場合にはドラバイト(苦土電気石)と称
され、XがFe又はMnの場合にはショール(鉄電気
石)と称され、XがLi又はAlの場合にはエルバイト
(リチア電気石)と称されている。
ルマリン鉱石の静電力による吸着効果によって不純物の
吸着効果が生ずるが、両者を混合することによって、炭
化物の吸着効果を半永久的に保持することができるとい
う相乗的な効果も有する。
ずる性質によって静電気が生じ、これが竹炭の活性化を
促進することとなるのである。
する微生物を担持することも可能である。これにより、
多孔質の炭化物や固化材で吸着された有害物質を分解す
ることができる。
ス、コリネフォルム細菌、フラボバクテリア、アクロモ
バクター、アシネトバクター、アルカリジュネスシュー
ドモナス等を使用することが可能である。
用の水の浄化用として使用される浄化用ブロックに適用
した場合の実施例である。本実施例の浄化用ブロックの
各配合成分の組成は次のとおりである。
ラスと石膏とを混合して固め、直径8cm、高さ8cmの円
柱状に成形した。
各配合成分の組成は次のとおりである。 成分 配合量(重量%) 竹炭の粉末 55% ヤシ殻活性炭 30% 天こう石銀 5% セラミック触媒 6% シルク 2% シュウ酸 2%
ラスと石膏とを混合して固め、直径10cm、高さ1.4cm の
円柱状に成形した。
各配合成分の組成は次のとおりである。 成分 配合量(重量%) 竹炭の粉末 55% ヤシ殻活性炭 30% 天こう石銀 3% トルマリン 4% シルク 2% サンゴ 2% キトサン 4%
ラスと石膏とを混合して固め、直径3cm、高さ1.8cm の
円柱状に成形した。
上水(大阪市)に1個投入し、また実施例1及び実施例
2の浄化用ブロックは、縦80cm、横60cm、深さ60cm、水
量約290 L の浴槽に浸漬し、測定項目の経時変化を測定
した。
量の水を採取し、pHをpHメーターで、また各種の金
属イオン濃度を原子吸光光度法及びICP発光分光分析
法にて測定した。
た。
て20日間の浸漬を行った場合の水のpH変化を図1に示
す。
1及び実施例2の場合は、浸漬開始後、約1日で、pH
5.2 〜5.3 まで低下し、その後、pH値が安定した。
までに5日程度の時間を要したが、結果として実施例1
及び実施例2と同様にpH5.3 で安定した。
ックを投入せずにpH変化を観測したところ、雰囲気中
のわずかの酸性ガスやアルカリ性ガスの影響を受けて水
のpHは約5〜9の間で大きく変動し、しかも再現性が
なかった。
と、水のpHを5.2 〜5.3 の弱酸性に保つことができる
ことがわかった。
に溶出して適度なpH緩衝作用を示すためと推定され
る。
の経時変化 上記試験例1で浄化用ブロックを浸漬した場合の水中の
ナトリウムイオン濃度の経時変化を図2に示す。
も、浸漬開始後、約8時間以内に竹炭からのナトリウム
イオンの溶出はほぼ完了した。
実施例2の場合で約7.5ppm、実施例3の場合で約6.5ppm
であった。
範囲内であり、それ自体が人体に悪影響を及ぼすもので
はないことが明らかになった。
の経時変化 上記試験例1で浄化用ブロックを浸漬した場合の水中の
カルシウムイオン濃度の経時変化を図3に示す。
ムイオンの溶出が認められた。
ウムイオンの場合に比べてやや長く、2〜5日を要し
た。
実施例2の場合で約11.5ppm 、実施例3の場合で約7.5p
pmであった。
さない程度の濃度である。
化 上記試験例1で浄化用ブロックを浸漬した場合の水中の
鉄イオン濃度の経時変化を図4に示す。
生省の水道水の水質基準では0.3 ppm 以下である)。
溶出が認められたが、その平衡濃度は0.3 ppm 以下で、
上水の基準を満たしていた。
さない程度の濃度である。
時変化 図2〜4から、ナトリウムやカルシウム等の陽イオンが
浸漬を初めて数日以内に数ppm 程度の溶出を示すことが
明らかになった。
最も代表的な無機陰イオンである塩化物イオンの経時変
化を図5に示す。
オン濃度の変動はほとんど測定誤差範囲内(±1ppm )
であり、実施例の浄化用ブロック(竹炭入りのブロッ
ク)は、塩化物イオンを吸着除去も溶出もしないことが
明らかとなった。
試験)その他、人の健康に重大な影響を及ぼす有害元素
であるカドミウム、水銀、セレン、鉛、ヒ素、クロム等
についても最大20日間の浸漬実験を行ったが、それらの
有害元素の溶出は認められなかった。
マグネシウムの溶出は1ppm 以下であった。
から有害元素は溶出せず、その他の金属も溶出はあって
も吸着による濃度減少は少なかったが、いずれの濃度も
厚生省の水質基準に適合していることが明らかとなっ
た。
を行ったところ、硫酸イオン濃度は約8ppm でほとんど
変動せず、硝酸イオンやリン酸イオンは検出されなかっ
た。
イオンの溶出量に相当する陰イオンは、竹炭中に含まれ
ている有機酸が担っているものと推定される。
化
28℃)、30℃、40℃、50℃の温度で実施例3の浄化用ブ
ロックを1L の水(大阪市の上水)に浸漬した場合の水
のpHの変化を図6に示す。
く、pH5.3 付近で安定した。
の場合は、浸漬後2時間でpHが一定になった。
金属イオン濃度の経時変化 常温(23〜28℃)、30℃、40℃、50℃の温度で実施例3
の浄化用ブロックを1L の水(大阪市の上水)に浸漬し
た場合の水のナトリウムイオン濃度の経時変化を図7に
示し、カルシウムイオン濃度の経時変化を図8に示し、
鉄イオン濃度の濃度変化を図9にそれぞれ示す。
ルシウムイオン、鉄イオンを溶出したが、その濃度は上
水レベルの範囲内であり、それ自体が人体に悪影響を及
ぼすものではないことが明らかになった。
ウム、水銀、セレン、鉛、ヒ素、クロム等の有害元素、
及び亜鉛、銅、マンガンの溶出は認められなかった。
った。
23℃〜50℃までの水道水に浸漬した場合、23℃〜50℃の
温水には8時間の測定範囲内で有害金属元素は溶出しな
かった。
ネラル元素は、実施例の浄化用ブロックからの溶出が認
められたが、その濃度は厚生省の水質基準(許容上限
値)を下回っていた。
は、金属成分の面では飲料水に適合し、人体に無害な微
酸性の水質に調整されることが明らかになった。
塩化物イオン濃度の経時変化 図6〜9と同じ浸漬試験における水中の塩化物イオンの
経時変化を図10に示す。
濃度の変動はほとんど観測されず、実施例の浄化用ブロ
ックは、温水中でも塩化物イオンを吸着除去や溶出しな
いことが明らかとなった。
しなかった。
すべてを含めて、それらの温水中への溶出挙動は、常温
水へのそれと同じ傾向を示した。
天然吸着剤を常温(約23℃)から50℃までの水道水に浸
漬した場合、液性を人肌に優しい微酸性(pH5.2 〜5.
3 )に保つ作用を示すことが明らかになった。
ろ、常温水には20日間にわたって、また50℃の温水には
8時間の測定範囲内で有害金属元素は溶出しなかった。
ネラル元素は、竹炭ブロックからの溶出が認められた
が、その濃度は厚生省の水質基準(許容上限値)を下回
っていた。
オン濃度を変動させる効果を示さなかった。
ーロッキングブロックに適用した場合の実施例である。
物26重量%、トルマリン鉱石4重量%に、砂50重量
%を添加し、これにセメント20重量%を混合して固
め、長さ20cm、幅10cm、厚さ6cmの直方体状に成形し
た。
歩道に敷きつめて使用されるものである。
工されていると、降雨により雨水がブロックを通過して
土中に浸透する場合に、結果的に雨水の浄化が行われる
こととなる。
や窒素酸化物が含有されている場合があるが、ブロック
に含有されている廃パルプの炭化物が多孔質物質である
ため、上記のように雨水がブロックを通過する際に、ブ
ロック中の廃パルプの炭化物に硫黄酸化物や窒素酸化物
が吸着され、これらの有害物質が土中に浸透するのが阻
止されることとなるのである。
が防止されるので、上記のようなブロックを敷設するこ
とで、環境保全に寄与することとなる。
となる。
リン鉱石によって、静電気が発生し、熱が放散される。
従って、たとえば冬場に歩道を構成するブロック上に積
雪したような場合に、上記トルマリン鉱石の静電気発生
効果によって、雪を溶解させるという作用が生ずること
となる。
トルマリン鉱石はブロックの表面付近に集中的に含有さ
れている。
グブロックには、上記実施例4の廃パルプの炭化物に代
えて、おからや豆滓等の食品の廃棄物の炭化物を用い
た。
することによって多孔質物質となり、実施例4と同様
に、有害物質等の優れた吸着効果が得られることとな
る。
グブロックには、上記実施例4の廃パルプの炭化物や実
施例5の食品の廃棄物の炭化物に代えて、廃タイヤの炭
化物を用いた。
ことによって多孔質物質となり、実施例4や実施例5と
同様に、有害物質等の優れた吸着効果が得られることと
なる。
用が図れることとなる。
グブロックには、上記実施例4等の固化材であるセメン
トに代えて、セピオライトを用いた。
吸着性が優れているので、炭化物とともにブロックに含
有されていることによって、ブロック自体の吸着性が一
層向上することとなる。
グブロックには、砂やトルマリン鉱石を含有させず、炭
化物と固化材のみでインターロッキングブロックを構成
した。
種廃棄物の炭化物を用い、固化材としては、セメントを
用いた。
の含有量は20重量%とした。
は、上記各実施例の各種廃棄物の炭化物、固化材、トル
マリン鉱石の他に、生分解性樹脂を含有させた。生分解
性樹脂としては、デンプン系、酢酸セルロース系等の任
意のものを使用することができる。
ンスターチを原料とし、化学反応によって変性澱粉とし
たようなものを用いることが可能である。
た場合には、インターロッキングブロックを残存させ
ず、土中で分解させることができるという利点がある。
グブロックでは、生分解性樹脂自体を固化材として用い
た。従って、上記各実施例のような他の固化材は含有さ
せておらず、またトルマリン鉱石を含有させていない。
され、生分解性樹脂が約20〜30重量%配合されている。
め、30重量%以上配合すると、透水性が損なわれるおそ
れがある。
グブロックには、上記各実施例の各種廃棄物の炭化物、
固化材の他に、好気性の微生物を含有させた。微生物と
しては、炭化物や固化材で吸着される有害物質等を分解
しうるようなものが用いられ、従って、分解する目的物
に応じて微生物の種類が選定されることとなる。
て、有害物質を分解させることができるという効果の
他、炭化物で吸着した物質を微生物が分解させること
で、その物質によって多孔質である炭化物の孔が閉塞さ
れることがないという効果がある。
囲の箇所、たとえば堤防等として設置され、或いは河川
や湖沼の底に敷設される浄化用ブロックの実施例であ
る。
と同様に、廃パルプ,廃ゴム等の産業廃棄物の炭化物が
用いられる。また、固化材としては、セメントやセピオ
ライト、或いは水ガラスと石膏とを混合したもの等が用
いられる。
の有害物質や不純物等を吸着するので、河川の浄化等に
寄与することとなる。
されることが好ましい。
DやBODの増加等、水質汚染が問題となることがある
が、水中の有機物を分解しうるような微生物をブロック
に担持させておくことによって、水質の浄化を促進する
ことができる。
分解や消臭を行えるという効果もある。
装飾タイルに適用した場合の実施例である。
物を用い、固化材としてセピオライトを用いた。
トは約30重量%含有させた。
炭化物を含有しているため、優れた吸着効果を有し、空
気中の湿気等を吸着するので、室内の調湿力を向上させ
ることができるという効果がある。
ルデヒドを吸着するので、シックハウスの防止効果を得
られることとなる。
装飾タイルに適用した場合の他の実施例である。
せ、セピオライトは約20重量%含有させ、さらに20重量
%の珪藻土を含有させた。
用タイルと同様に、優れた室内の調湿力が得られるとと
もに、シックハウスの防止効果が得られる。
であり、その浄化材として透水性アスファルトに適用し
た場合について説明する。
を小豆大若しくはそら豆大に丸めて成形したものを、ア
スファルトに混入して透水性アスファルトとした。
構成されると、上記実施例4の場合と同様に、雨水が透
水性アスファルトを通過する際に、透水性アスファルト
に含有されている浄化体中の炭化物に硫黄酸化物や窒素
酸化物が吸着され、結果としてこれらの有害物質が土中
に浸透するのが阻止され、土中に有害物質が蓄積される
のが防止される。
可能であり、この場合には、静電気が発生し、上記実施
例4と同様にアスファルト上に積雪した雪を溶解させる
という作用が生ずる。
ロックには、上記各実施例で配合した炭化物、固化材、
トルマリン、微生物等の他に、たとえば牡蠣の殻等を含
有させることも可能である。
で、水の浄化を一層促進することができる。また、たと
えば田畑の肥料等、設置する近辺の土壌に対して肥料と
して機能しうるという効果がある。
るものではないが、混入する際の取り扱いの容易さ等の
観点から、粉末であることが好ましい。
き、この場合には、その砕片がブロックの骨材として機
能しうる。
能であり、この場合でも各種廃棄物の炭化物を混入する
場合と同様に、廃棄物の再利用を行えるという利点があ
る。
のセメント、石膏と水ガラスの混合物、セピオライト、
生分解性樹脂に限らず、たとえばゼオライト、アルギン
酸ナトリウム、アルギン酸カルシウム、生石灰、珪藻土
等を使用することが可能である。
例のインターブロック、河川や湖沼のブロック、家庭の
浄水用のブロック等に限定されるものではなく、たとえ
ば田畑や土手の型枠等として使用される箱形のブロック
として使用することも可能である。
クに限定されるものではない。
化物が含有されているため、このような浄化用ブロック
を、たとえばインターロッキングブロック等に含有させ
ると、このようなインターロッキングブロックに降雨等
により雨水が通過して土中に浸透する場合に、ブロック
中の炭化物に硫黄酸化物や窒素酸化物が吸着され、これ
らの有害物質が土中に浸透するのが阻止されることとな
り、酸性雨等の雨水を浄化する効果のみならず、環境保
全にも寄与しうるという効果がある。
物のみならず、炭酸ガスを吸着させることも可能であ
り、その場合には地球温暖化防止に寄与しうるという効
果がある。
を用いた場合には、産業廃棄物の再利用、有効利用を図
ることができるという効果がある。
させると、水中の金属等の不純物がブロック中の炭等の
炭化物に吸着されることとなり、従って、たとえば各種
家庭用等の用水の浄化用として、浄化作用の優れた浄化
用ブロックを提供することができる。
中の不純物の吸着効果が一層優れたものになるという効
果がある。
なるものを用いた場合には、浄化用ブロックの固化が確
実且つ非常に容易になされるという効果がある。
た場合には、セピオライトが多孔質であるために、炭化
物の吸着能に相乗してその吸着能を高めることができる
という効果がある。
合には、たとえばインターブロッキング等に使用した場
合に、耐磨耗性、強度等が良好となり、また製造コスト
も安価となる利点がある。
は、ブロックを残存させず、土中で分解させることがで
きるという効果がある。
場合には、冬場に歩道を構成するブロック上に積雪した
ような場合に、トルマリン鉱石の静電気発生効果によっ
て、雪を溶解させることができるという効果がある。
な場合には、炭化物等で吸着した有害物質等を微生物で
分解することができ、特に、河川や湖沼等用のブロック
の場合には、水中の有機物を分解してCODやBODを
低減させる等、水質汚染を防止でき、水質の浄化を促進
することができるという効果がある。
炭化したものを用いた場合には、そのフェノール樹脂の
炭化物の比表面積が非常に大きいために、吸着能が著し
く向上するという効果がある。
棄物としての再利用も図ることができるという効果があ
る。
の水のpH変化を示すグラフ。
フ。
フ。
を示すグラフ。
フ。
フ。
Claims (12)
- 【請求項1】 炭化物が含有され、固化材で固化されて
なることを特徴とする浄化体。 - 【請求項2】 炭化物が産業廃棄物の炭化物である請求
項1記載の浄化体。 - 【請求項3】 炭化物が炭である請求項1記載の浄化
体。 - 【請求項4】 炭が竹の炭である請求項3記載の浄化
体。 - 【請求項5】 炭化物がフェノール樹脂の炭化物である
請求項1記載の浄化体。 - 【請求項6】 固化材が水ガラスと石膏からなる請求項
1乃至5のいずれかに記載の浄化体。 - 【請求項7】 固化材がセピオライトからなる請求項1
乃至5のいずれかに記載の浄化体。 - 【請求項8】 固化材がセメントからなる請求項1乃至
5のいずれかに記載の浄化体。 - 【請求項9】 生分解性樹脂が含有されている請求項1
乃至8のいずれかに記載の浄化体。 - 【請求項10】 トルマリン鉱石が含有されている請求
項1乃至9のいずれかに記載の浄化体。 - 【請求項11】 吸着された物質を分解する微生物が担
持されている請求項1乃至10のいずれかに記載の浄化
体。 - 【請求項12】 炭化物が含有され、固化材で固化され
てなることを特徴とする浄化材。
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JP2000243023A JP2002052339A (ja) | 2000-08-10 | 2000-08-10 | 浄化体及び浄化材 |
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---|---|---|---|---|
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-
2000
- 2000-08-10 JP JP2000243023A patent/JP2002052339A/ja active Pending
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