JP2002137911A - 活性炭の製造方法及びそれにより得られた活性炭並びに活性炭を備えた浄水器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 トリハロメタン類等の低沸点有機塩素化合物
の吸着性能に極めて優れた、吸着容量の大きい活性炭の
提供、及びトリハロメタン類等の吸着浄化処理能力が高
く、吸着特性を十分に発揮できるとともに処理時間の短
い活性炭の製造方法の提供、並びに浄化性能が極めて高
く、経済性、耐久性に優れる浄水器を提供する。 【解決手段】 有機物を炭化・賦活処理した後、実質的
に酸素を含まない還元性ガス中で温度２００〜６５０℃
の範囲内において加熱処理する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、水中に含まれる有
害成分であるクロロホルム、ジクロロブロモメタン、ク
ロロジブロモメタン、ブロモホルム等（以下、「トリハ
ロメタン類」という。）の低沸点有機塩素化合物を吸着
する活性炭の製造方法及びそれにより得られた活性炭並
びに活性炭を用いた浄水器に関する。

【０００２】

【従来の技術】健康・公衆衛生の観点より、飲料用に供
される水道水等は、殺菌目的で添加される残留塩素が一
定濃度以上含有されることが必要であるという運用指針
が水道法等に規定されている。

【０００３】しかしながら、殺菌目的に添加される残留
塩素には、殺菌作用の他、無機物の酸化作用や有機物の
酸化分解作用があるため、天然有機物の一種であるフミ
ン質等を酸化分解し、その結果、発ガン性物質のトリハ
ロメタン類を生成してしまう。

【０００４】一方、近年における水質汚染の拡大によ
り、水道水等に利用される原水の水質は劣化傾向にあ
り、原水中に含まれる低沸点有機塩素化合物が増加しつ
つある。また、山林の落葉・腐葉等の集積により、その
分解物であるフミン質等が増加し、それに伴いトリハロ
メタン類の濃度も次第に増加傾向にあり、人体への影響
が大きな問題となっている。

【０００５】このため、トリハロメタン類等の低沸点有
機塩素化合物の吸着能力に優れる活性炭及びその製造方
法並びに活性炭を用いた浄水器の開発が待望されてい
る。

【０００６】従来より、トリハロメタン類等の低沸点有
機塩素化合物に対し、除去対象物の単位容量当りの吸着
容量を高めた、ヨウ素吸着性能、メチレンブルー吸着性
能等の特性に優れる、１００ｎｍ以下の細孔径を多く有
する高比表面積の活性炭が開発されている。

【０００７】更に、有機物を常法により炭化・賦活した
活性炭、有機物として椰子殻を用いた活性炭、有機物と
してフェノール樹脂を用いた活性炭、ガス賦活として水
蒸気賦活された活性炭、水酸化アルカリで薬品賦活処理
された活性炭、常法により作成された活性炭を不活性ガ
スあるいは賦活ガス雰囲気中で加熱処理した活性炭等、
種々提案されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の活性炭は、以下のような課題を有していた。

【０００９】（１）１００ｎｍ以下の細孔径を多く有す
る活性炭は、高比表面積で平衡吸着容量は大きいが、活
性炭の硬度が低く機械強度に劣るので、寿命が短く耐久
性に欠けるという問題点を有していた。

【００１０】（２）有機物を常法により炭化・賦活した
のみの活性炭は、被処理水を吸着帯中に通過させ吸着除
去する過程で、活性炭単量重量当たりの吸着容量が平衡
吸着量に対して低く、活性炭の吸着性能を十分に発揮で
きないという問題点を有していた。

【００１１】（３）椰子殻を原料として常法により炭化
・賦活した活性炭は、表面積が大きく、水中に含まれる
多くの物質に対して広範な吸着特性を有するが、特定の
細孔がトリハロメタン類等の低沸点有機塩素化合物の吸
着に大きく寄与するため、この特定の細孔のみを選択的
に多く有するように調整すると、活性炭の機械強度を低
下させるばかりでなく、その他の有害物質の吸着特性を
劣化させるという問題点を有していた。

【００１２】（４）フェノール樹脂を原料として常法に
より炭化・賦活した活性炭は、選択的に形成された特定
の細孔がトリハロメタン類等の低沸点有機塩素化合物の
吸着に寄与するため、平衡吸着時には高い吸着容量を有
するが、吸着帯中を被処理水が通過する、水中のトリハ
ロメタン類等の低沸点有機塩素化合物の浄化処理法にお
いては、平衡到達速度が遅いため、平衡吸着時の高い吸
着特性をいかし切れないという問題点を有していた。

【００１３】（５）ガス賦活として水蒸気により賦活さ
れた活性炭は、トリハロメタン類等の低沸点有機塩素化
合物吸着に寄与する特定の細孔のみを選択的に多く有す
るように調整すると、その他の有害物質の吸着特性を劣
化させるという問題点を有していた。

【００１４】（６）水酸化アルカリで薬品賦活処理され
た活性炭は、トリハロメタン類等の低沸点有機塩素化合
物の吸着に大きく寄与する細孔が少ないという問題点を
有していた。

【００１５】（７）常法により炭化・賦活した活性炭を
不活性ガスあるいは賦活ガス雰囲気中で加熱処理した活
性炭は、トリハロメタン類や低沸点有機塩素化合物の除
去性能を向上させることができるが、その吸着性は十分
とはいえず、処理に多大な時間がかかるという問題点を
有していた。

【００１６】本発明は、上記従来の課題を解決するもの
で、トリハロメタン類等の低沸点有機塩素化合物の吸着
性能に極めて優れた、吸着容量の大きい活性炭の提供、
及びトリハロメタン類等の吸着浄化処理能力が高く、吸
着特性を十分に発揮できるとともに処理時間の短い活性
炭の製造方法の提供、並びに浄化性能が極めて高く、経
済性、耐久性に優れる浄水器を提供することを目的とす
る。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の活性炭の製造方法は、有機物を炭化・賦活
処理した後、実質的に酸素を含まない還元性ガス中で温
度２００〜６５０℃の範囲内において加熱処理する構成
を有している。

【００１８】これにより、被処理水が吸着帯を通過する
吸着処理において、活性炭単量重量当たりの吸着容量が
平衡吸着量に対して低いという課題に対して吸着容量が
向上し、吸着性能を十分に発揮して、水中のトリハロメ
タン類等の低沸点有機塩素化合物を効率よく吸着除去す
ることができる。

【００１９】また、還元性ガス中で加熱処理を行うの
で、短時間で加熱処理効果が得られ、製造コストの低減
を実現することができる。

【００２０】上記課題を解決するため、本発明の活性炭
は、請求項１乃至３の内いずれか１に記載の活性炭の製
造方法により得られた構成を有している。

【００２１】これにより、トリハロメタン類等の低沸点
有機塩素化合物の吸着能力に優れるとともに、吸着容量
の大きな活性炭を得ることができ、水道水等からトリハ
ロメタン類等の有害物質を除去することができる。

【００２２】また、浄化処理に必要な活性炭量を減少さ
せることができ、浄化処理コストの低減を図ることがで
きる。

【００２３】上記課題を解決するため、本発明の浄水器
は、請求項１乃至３の内いずれか１で得られた活性炭を
吸着材として用いた構成を有している。

【００２４】これにより、水中のトリハロメタン類等の
低沸点有機塩素化合物の活性炭単位容積当たりの吸着容
量の大きな、吸着速度の速い活性炭を吸着材として用い
るので、カートリッジを小型化することができ、その結
果、浄水器をコンパクトにし、省スペース化を図ること
が可能となる。

【００２５】また、浄水器の長寿命化を実現することが
でき、コストを大幅に低減することができる。

【００２６】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の活性炭
の製造方法は、有機物を炭化・賦活処理した後、酸素を
実質的に含まない還元性ガス中で温度２００〜６５０℃
の範囲内において加熱処理する構成を有している。

【００２７】この構成により、以下の作用が得られる。

【００２８】（１）吸着帯を形成し被処理水を通過させ
る水の浄化処理において、活性炭単量重量当たりの吸着
容量を高めることにより、吸着容量を向上させ、水中の
トリハロメタン類等の低沸点有機塩素化合物の吸着性能
に優れる活性炭を得ることができる。

【００２９】（２）活性炭の吸着帯中を被処理水が通過
する過程において、トリハロメタン類等の低沸点有機塩
素化合物を確実に吸着し、水の浄化処理を行うことがで
きる。

【００３０】（３）浄化処理に必要な活性炭量を減少さ
せることができ、浄化処理コストの低減を図ることがで
きる。

【００３１】（４）還元性ガス中で加熱処理を行うの
で、短時間で加熱処理効果が得られ、製造コストの低減
を実現することができる。

【００３２】（５）有機物を炭化・賦活処理した後、還
元性ガス中で加熱処理することによって活性炭を製造す
ることができるので、簡易な設備により短時間で製造可
能であり、また、活性炭の燃焼による重量の減少も起こ
らないため、コストの上昇を少なくすることができる。

【００３３】ここで、加熱処理における温度は２００〜
６５０℃、好ましくは３００〜６５０℃の範囲内とされ
る。加熱温度が３００℃より低くなるにつれ、還元反応
が低下し速度が遅くなる傾向がみられ、加熱温度が６５
０℃より高くなるにつれ、活性炭の基材である炭素の脱
離による重量の低下が発生する傾向がみられるので、い
ずれも好ましくない。特に、加熱温度が２００℃より低
いと、この傾向が著しくので好ましくない。

【００３４】有機物としては、炭素源となりうる合成樹
脂（例えば、フェノール樹脂、アクリロニトリル系樹
脂、メラニン樹脂、ポリビニルアルコール樹脂等）、セ
ルロース質（例えば、木屑や籾殻）、澱粉質（例えば、
米、麦、粟、稗、トウモロコシ、芋類）等を用いてもよ
く、更に、有機質あるいは無機質のバインダー等を混合
してもよい。

【００３５】有機物の形状としては、粒状、粉末状、繊
維状、ハニカム状等があるが、いずれであってもよく、
粒状には破砕炭、造粒炭及び顆粒炭等も含まれ、繊維状
には活性炭クロス、フェルト、ファイバー及びチョップ
等が含まれる。

【００３６】粒状および粉末状の有機物には、椰子殻、
おが屑、木材チップ、石炭、石油、フェノール樹脂等の
合成樹脂等があり、炭化処理を行い賦活させて活性炭が
得られる。

【００３７】また、繊維状の有機物には、フェノール樹
脂、レーヨン、アクリル系樹脂、コールタール、アクリ
ロニトリル系樹脂、メラニン樹脂、ポリビニルアルコー
ル樹脂、木屑、籾殻等のセルロースによる繊維等があ
る。

【００３８】尚、本発明は、上記以外の有機物を用いて
もよい。

【００３９】有機物を賦活する方法には、水蒸気、二酸
化炭素、酸素等のガスと高温で反応させるガス賦活法、
あるいは塩化亜鉛、リン酸、濃硫酸で処理する薬品賦活
法等があるが、ガス賦活法が好ましい。

【００４０】有機物を炭化・賦活処理した後、活性炭を
精製しても精製しなくても構わないが、活性炭の吸着能
力を高め、吸着容量を大きくするため精製することが好
ましい。

【００４１】還元性ガスとは、活性炭と化学反応を起こ
し、活性炭から酸素を脱離するガスをいい、例えば、水
素ガス、一酸化炭素ガス、亜硝酸ガス等が用いられる。

【００４２】「実質的に酸素を含まない」還元性ガスと
は、活性炭を加熱処理した場合、その表面に結合した酸
素原子が存在しないような組成のガスの意味であり、具
体的には酸素の含有率が１％以下の組成のガスをいう。

【００４３】本発明の請求項２に記載の活性炭の製造方
法は、有機物を炭化・賦活処理した後、実質的に酸素を
含まない還元性ガスを１〜１００％含有する還元性ガス
雰囲気中で温度２５０〜７５０℃の範囲内において加熱
処理する構成を有している。

【００４４】この構成により、以下の作用が得られる。

【００４５】（１）加熱処理速度を容易に調整すること
ができ、活性炭の製造作業性に優れる。

【００４６】（２）還元性ガス雰囲気を還元性ガス濃度
により調整することができるので、処理条件を自由に調
整可能で、大量の活性炭を容易に均一な処理状態にする
ことができる。

【００４７】（３）被処理水が吸着帯を通過する吸着処
理において、活性炭単量重量当たりの吸着容量が大きく
なるとともに、活性炭の吸着性能を十分に発揮すること
が可能となる。

【００４８】（４）浄化処理に必要な活性炭量を減少さ
せることができ、浄化処理コストの低減を図ることがで
きる。

【００４９】（５）還元性ガス中で加熱処理を行うの
で、短時間で加熱処理効果が得られ、製造コストの低減
を実現することができる。

【００５０】（６）水中のトリハロメタン類等の低沸点
有機塩素化合物の吸着浄化処理能力に優れる活性炭を得
ることができる。

【００５１】（７）有機物を炭化・賦活処理した後、還
元ガス中で加熱処理することによって活性炭を製造する
ことができるので、簡易な設備により短時間で製造可能
であり、また、活性炭の燃焼による重量の減少も起こら
ないため、コストの上昇を少なくすることができる。

【００５２】ここで、加熱処理における温度は２５０〜
７５０℃、好ましくは３００〜５００℃の範囲内とされ
る。加熱温度が３００℃より低くなるにつれ、還元反応
が低下し速度が遅くなる傾向がみられ、加熱温度が５０
０℃より高くなるにつれ、活性炭の基材である炭素の脱
離による重量の低下が発生する傾向がみられるので、い
ずれも好ましくない。特に、加熱温度が２５０℃より低
くなるか、７５０℃より高くなると、この傾向が著しい
ため、いずれも好ましくない。

【００５３】還元性ガスを１〜１００％含有する還元性
ガス雰囲気中とは、不活性ガス（Ｎ ₂、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａ
ｒ、ＣＯ₂）と還元性ガスの混合ガスをいう。

【００５４】ここで、還元性ガスの含有量は、１〜１０
０％、好ましくは３〜１５％とされる。含有量が３％よ
りも小さくなるにつれ、著しく反応速度が遅くなる傾向
がみられ、含有量が１５％よりも大きくなるにつれ、反
応速度が速くなりすぎてコントロールが難しくなる傾向
がみられるので、いずれも好ましくない。特に、含有量
が１％未満であるとこの傾向が著しいため好ましくな
い。

【００５５】還元性ガスとは、活性炭と化学反応を起こ
し、活性炭から酸素を脱離するガスをいい、例えば、水
素ガス、一酸化炭素ガス、亜硝酸ガス等が用いられる。

【００５６】「実質的に酸素を含まない」還元性ガスと
は、活性炭を加熱処理した場合、その表面に結合した酸
素原子が存在しないような組成のガスの意味であり、具
体的には酸素の含有率が１％以下の組成のガスをいう。

【００５７】有機物としては、炭素源となりうる合成樹
脂（例えば、フェノール樹脂、アクリロニトリル系樹
脂、メラニン樹脂、ポリビニルアルコール樹脂等）、セ
ルロース質（例えば、木屑や籾殻）、澱粉質（例えば、
米、麦、粟、稗、トウモロコシ、芋類）等を用いてもよ
く、更に、有機質あるいは無機質のバインダー等を混合
してもよい。

【００５８】有機物の形状としては、粒状、粉末状、繊
維状、ハニカム状等があるがいずれであってもよく、粒
状には破砕炭、造粒炭及び顆粒炭等も含まれ、繊維状に
は活性炭クロス、フェルト、ファイバー及びチョップ等
が含まれる。

【００５９】粒状および粉末状の有機物には、椰子殻、
おが屑、木材チップ、石炭、石油、フェノール樹脂等の
合成樹脂等があり、炭化処理を行い賦活させて活性炭が
得られる。

【００６０】また、繊維状の有機物には、フェノール樹
脂、レーヨン、アクリル系樹脂、コールタール、アクリ
ロニトリル系樹脂、メラニン樹脂、ポリビニルアルコー
ル樹脂、木屑、籾殻等のセルロースによる繊維等があ
る。

【００６１】尚、本発明は、上記以外の有機物を用いて
もよい。

【００６２】有機物を賦活する方法には、水蒸気、二酸
化炭素、酸素等のガスと高温で反応させるガス賦活法、
あるいは塩化亜鉛、リン酸、濃硫酸で処理する薬品賦活
法等があるが、ガス賦活法が好ましい。

【００６３】有機物を炭化・賦活処理した後、活性炭を
精製しても精製しなくても構わないが、活性炭の吸着能
力を高め、吸着容量を大きくするため精製することが好
ましい。

【００６４】本発明の請求項３に記載の活性炭の製造方
法は、請求項１又は２において、前記有機物が、フェノ
ール樹脂を主材とする構成を有している。

【００６５】この構成により、請求項１又は２の作用に
加え、以下の作用が得られる。

【００６６】（１）活性炭の吸着速度を高めることがで
き、トリハロメタン類等の低沸点有機塩素化合物の吸着
容量を向上させることができる。

【００６７】（２）活性炭の吸着帯中を被処理水が通過
する過程において、水中のトリハロメタン類等や低沸点
有機塩素化合物を効率よく吸着し、水の浄化処理性に優
れる。

【００６８】（３）吸着速度が速くなり、吸着速度を高
め通水吸着時の高い吸着特性を十分に活かすことが可能
となる。

【００６９】（４）トリハロメタン類等の低沸点有機塩
素化合物の吸着能力を向上させることができる。

【００７０】（５）材料コストの高い活性炭のランニン
グコストを下げることができ、経済性に優れる。

【００７１】（６）トリハロメタン類等の低沸点有機化
合物の吸着に大きく寄与する特定の細孔を選択的に多く
作ることができるので、吸着容量を大きくすることがで
きる。

【００７２】ここで、有機物は、フェノール樹脂を主材
とするが、その他に炭素源となりうる合成樹脂（例え
ば、アクリロニトリル系樹脂、メラニン樹脂、ポリビニ
ルアルコール樹脂等）、セルロース質（例えば、木屑や
籾殻）、澱粉質（例えば、米、麦、粟、稗、トウモロコ
シ、芋類）等を用いてもよく、更に、有機質あるいは無
機質のバインダー等を混合してもよい。

【００７３】本発明の請求項４に記載の活性炭は、請求
項１乃至３の内いずれか１に記載の活性炭の製造方法に
より得られた構成を有している。

【００７４】この構成により、請求項１乃至３の内いず
れか１の作用に加え、以下の作用が得られる。

【００７５】（１）分子量が小さく且つ比較的沸点が低
く、その濃度が極めて希薄な吸着されにくい物質である
トリハロメタン類等の低沸点有機塩素化合物を効率よく
吸着除去することが可能となる。

【００７６】（２）浄化処理に必要な活性炭量を減少さ
せることができ、浄化処理コストの低減を図ることがで
きる。

【００７７】（３）水道水等に含まれるトリハロメタン
類等等の低沸点有機塩素化合物を確実に吸着することに
より、浄化能力の向上を図ることができる。

【００７８】（４）発ガン性物質として問題となるトリ
ハロメタン類等を容易に除去することができる。

【００７９】本発明の請求項５に記載の浄水器は、請求
項４に記載の活性炭を吸着材として備えた構成を有して
いる。

【００８０】この構成により、請求項４の作用に加え、
以下の作用が得られる。

【００８１】（１）活性炭単位容積当たりの吸着容量が
大きく、吸着速度が速いので、必要な活性炭充填必要量
を減少させることができ、その結果、カートリッジの小
型化・長寿命化を実現するとともに、コストを大幅に低
減し、経済性、耐久性に優れる浄水器を得ることができ
る。

【００８２】（２）家庭において浄水器を使用する際に
も、省スペース化を図ることができるとともに、カート
リッジの交換を少なくすることができ、利便性に優れ
る。

【００８３】（３）トリハロメタン類等や低沸点有機塩
素化合物等、その他の有害物質を吸着除去し浄化能力の
向上を図ることができ、汚染の少ない水道水を得ること
が可能となる。

【００８４】本発明の活性炭及びその製造方法並びに活
性炭を用いた浄水器は、水道水中のトリハロメタン類等
の低沸点有機塩素化合物の吸着除去に適しているが、そ
の他、比較的分子径の小さい物質、不純物の除去、一般
の吸着剤としての使用も可能である。

【００８５】

【実施例】以下、更に具体化した実施例について説明す
る。

【００８６】（実施例１）椰子ガラを主材とした有機物
を常法により、炭化し賦活ガスを用い賦活処理した後、
常圧下、実質的に酸素を含まない還元性ガスとしての水
素ガスを活性炭体積比３倍容量毎分で通過処理しなが
ら、温度２００〜１０００℃の範囲内で加熱処理を行っ
た。加熱処理における保持時間は５分間とした。

【００８７】このようにして得られた活性炭を、６０／
１５０メッシュの篩等により粒子サイズを揃えた。

【００８８】その後、活性炭を体積容量５０ｍｌ、厚さ
２０ｍｍの円筒形カラムに充填し、活性炭と０．２μｍ
フィルターにより浄化処理した水道浄化水に、トリハロ
メタン類を１００ｐｐｂ添加したものを調整原水とし、
ＳＶ値６８０で、カラム中に充填した活性炭層を通過さ
せ、活性炭層の流入前後でトリハロメタン類の濃度を、
パージ・アンド・トラップ法で濃縮前処理し、ガスクロ
マトグラフー質量分析装置で定量測定した。

【００８９】この時、活性炭層通過前後で、流入水に対
する流出水のトリハロメタン類の水中濃度が、２０％以
上になる点を破過点とし、活性炭の吸着材としての寿命
とし、この時点までに活性炭が吸着したトリハロメタン
類の量を吸着容量として、加熱処理温度による効果を図
１に示した。

【００９０】図１は実施例１における加熱温度と吸着容
量の関係を示す図である。

【００９１】縦軸に賦活後未加熱処理（加熱温度０℃）
の活性炭のトリハロメタン類の吸着容量を１００とした
場合の加熱処理後の吸着容量を表示し、横軸に実質的に
酸素を含まない還元性ガス中で行った加熱処理の温度を
表示した。

【００９２】図１に示すように、２００〜７５０℃の範
囲内で加熱処理の効果が見られ、特に３５０〜６５０℃
の範囲では１０％以上の吸着容量の向上が見られること
がわかった。

【００９３】ここで、還元性ガスとしては、水素や一酸
化炭素ガス等が用いられ、これらのガス雰囲気下で減圧
しても良い。

【００９４】加熱処理における保持時間は、１分以上１
０分以下が製造効率の面から望ましいが、３０分以上で
あっても構わない。

【００９５】粒子サイズを揃えるのに篩等を用いること
ができるが、粒子サイズの大きさはいずれであってもよ
い。

【００９６】（実施例２）フェノール樹脂を主材とした
有機物を常法により、炭化し賦活ガスを用い賦活処理し
た後、常圧下、実質的に酸素を含まない還元性ガスとし
ての水素ガスを活性炭体積比３倍容量毎分で通過処理し
ながら、温度２００〜１０００℃の範囲内で加熱処理を
行った。加熱処理における保持時間は５分間とした。

【００９７】このようにして得られた活性炭を、１００
／１５０メッシュの篩等により粒子サイズを揃えた。

【００９８】その後、活性炭を体積容量５０ｍｌ、厚さ
２０ｍｍの円筒形カラムに充填し、活性炭と０．２μｍ
フィルターにより浄化処理した水道浄化水に、トリハロ
メタン類を１００ｐｐｂ添加したものを調整原水とし、
ＳＶ値６８０で、カラム中に充填した活性炭層を通過さ
せ、活性炭層の流入前後でトリハロメタン類の濃度を、
パージ・アンド・トラップ法で濃縮前処理し、ガスクロ
マトグラフー質量分析装置で定量測定した。

【００９９】この時、活性炭層通過前後で、流入水に対
する流出水のトリハロメタン類の水中濃度が、２０％以
上になる点を破過点とし、活性炭の吸着材としての寿命
とする。そして、この時点までに活性炭が吸着したトリ
ハロメタン類の量を吸着容量として、加熱処理温度によ
る効果を図２に示した。

【０１００】図２は実施例２における加熱温度と吸着容
量の関係を示す図である。

【０１０１】縦軸に賦活後未加熱処理（加熱温度０℃）
の活性炭のトリハロメタン類の吸着容量を１００とした
場合の加熱処理後の吸着容量を表示し、横軸に実質的に
酸素を含まない還元性ガス中で行った加熱処理の温度を
表示した。

【０１０２】図２に示すように、１００〜７００℃の範
囲内で加熱処理の効果が見られ、特に２００〜６８０℃
の範囲では１０％以上の吸着容量向上が見られ、最大で
４６％容量が増加した。

【０１０３】ここで、還元性ガスとしては、水素や一酸
化炭素ガス等が用いられ、これらガス雰囲気下で減圧し
ても良い。

【０１０４】加熱処理における保持時間は、１分以上１
０分以下が製造効率の面から望ましいが、３０分以上で
あっても構わない。

【０１０５】粒子サイズを揃えるのに篩等を用いること
ができるが、粒子サイズの大きさはいずれであってもよ
い。

【０１０６】（実施例３）椰子ガラを主材とした有機物
を常法により、炭化し賦活ガスを用い賦活処理した後、
常圧下、還元性ガス雰囲気として実質的に酸素を含まな
い還元性ガスとしての水素ガスを１％含むアルゴンガス
を毎分活性炭体積比３倍容量通過させて、温度２００〜
１１００℃の範囲内加熱処理を行った。加熱処理におけ
る保持時間は２０分間とした。

【０１０７】このようにして得られた活性炭を、６０／
１５０メッシュの篩等により粒子サイズを揃えた。

【０１０８】その後、活性炭を体積容量５０ｍｌ、厚さ
２０ｍｍの円筒形カラムに充填し、活性炭と０．２μｍ
フィルターにより浄化処理した水道浄化水に、トリハロ
メタン類を１００ｐｐｂ添加したものを調整原水とし、
ＳＶ値６８０で、カラム中に充填した活性炭層を通過さ
せ、活性炭層の流入前後でトリハロメタン類の濃度を、
パージ・アンド・トラップ法で濃縮前処理し、ガスクロ
マトグラフー質量分析装置で定量測定した。

【０１０９】この時、活性炭層通過前後で、流入水に対
する流出水のトリハロメタン類の水中濃度が、２０％以
上になる点を破過点とし、活性炭の吸着材としての寿命
とする。そして、この時点までに活性炭が吸着したトリ
ハロメタン類の量を吸着容量として、加熱処理温度によ
る効果を図３に示した。

【０１１０】図３は実施例３における加熱温度と吸着容
量の関係を示す図である。

【０１１１】縦軸に賦活後未加熱処理（加熱温度０℃）
の活性炭のトリハロメタン類の吸着容量を１００とした
場合の加熱処理後の吸着容量を表示し、横軸に実質的に
酸素を含まない還元性ガス中で行った加熱処理の温度を
表示した。

【０１１２】図３に示すように、２００〜８００℃の範
囲内で加熱処理の効果が見られ、特に３５０〜７５０℃
の範囲では１０％以上の吸着容量の向上が見られること
がわかった。

【０１１３】ここで、実質的に酸素を含まない還元性ガ
スを１〜１００％含む還元性ガス雰囲気として、水素や
一酸化炭素ガスなどの還元性ガスと不活性ガスの混合ガ
ス等が使用される。不活性ガスとしては、アルゴンガ
ス、ヘリウムガス、ネオン等の希ガスや、窒素ガスや二
酸化炭素ガス等が用いられる。尚、これら混合ガス雰囲
気下で減圧してもよい。

【０１１４】加熱処理における保持時間は、１分以上３
０分以下が製造効率の面から望ましいが、１時間以上で
あっても構わない。

【０１１５】粒子サイズを揃えるのに篩等を用いること
ができるが、粒子サイズの大きさはいずれであってもよ
い。

【０１１６】（実施例４）フェノール樹脂を主材とした
有機物を常法により、炭化し賦活ガスを用い賦活処理し
た後、常圧下、実質的に酸素を含まない還元性ガスとし
ての水素ガスを毎分活性炭体積比３倍容量通過させて、
温度２００〜１１００℃の範囲内加熱処理を行った。加
熱処理における保持時間は２０分間とした。

【０１１７】このようにして得られた活性炭を、１００
／１５０メッシュの篩等により粒子サイズを揃えた。

【０１１８】その後、活性炭を体積容量５０ｍｌ、厚さ
２０ｍｍの円筒形カラムに充填し、活性炭と０．２μｍ
フィルターにより浄化処理した水道浄化水に、トリハロ
メタン類を１００ｐｐｂ添加したものを調整原水とし、
ＳＶ値６８０で、カラム中に充填した活性炭層を通過さ
せ、活性炭層の流入前後でトリハロメタン類の濃度を、
パージ・アンド・トラップ法で濃縮前処理し、ガスクロ
マトグラフー質量分析装置で定量測定した。

【０１１９】この時、活性炭層通過前後で、流入水に対
する流出水のトリハロメタン類の水中濃度が、２０％以
上になる点を破過点とし、活性炭の吸着材としての寿命
とする。そして、この時点までに活性炭が吸着したトリ
ハロメタン類の量を吸着容量として、加熱処理温度によ
る効果を図４に示した。

【０１２０】図４は実施例４における加熱温度と吸着容
量の関係を示す図である。縦軸に賦活後未焼成処理（加
熱温度０℃）の活性炭のトリハロメタン類の吸着容量比
を１００とした場合の吸着容量比を表示し、横軸に実質
的に酸素を含まない還元性ガス中で行った加熱処理の温
度を表示した。

【０１２１】図４に示すように、１００〜７８０℃の範
囲内で熱処理の効果が見られ、特に２００〜７５０℃の
範囲では１０％以上の吸着容量の向上が見られ、最大で
４８％容量が増加することがわかった。

【０１２２】ここで、実質的に酸素を含まない還元性ガ
スを１％以上含む還元性ガス雰囲気として、水素や一酸
化炭素ガスなどの還元性ガスと不活性ガスの混合ガス等
が使用される。不活性ガスとしては、アルゴンガス、ヘ
リウムガス、ネオン等の希ガスや、窒素ガスや二酸化炭
素ガス等が用いられる。尚、これら混合ガス雰囲気下で
減圧してもよい。

【０１２３】加熱処理における保持時間は、１分以上３
０分以下が製造効率の面から望ましいが、１時間以上で
あっても構わない。

【０１２４】粒子サイズを揃えるのに篩等を用いること
ができるが、粒子サイズの大きさはいずれであってもよ
い。

【０１２５】尚、本発明は、前記実施例に限定される訳
ではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で種々な変更が可
能である。

【０１２６】

【発明の効果】以上のように本発明の活性炭の製造方法
及びそれにより得られた活性炭並びに活性炭を備えた浄
水器によれば、以下のような有利な効果が得られる。

【０１２７】請求項１に記載の発明によれば、 （１）被処理水が吸着帯を通過する吸着処理において、
吸着速度を高めることにより吸着容量を向上させ、水中
のトリハロメタン類等の低沸点有機塩素化合物の吸着性
能に優れる活性炭の製造方法を提供することができる。

【０１２８】（２）活性炭の吸着帯中を被処理水が通過
する過程において、トリハロメタン類等の低沸点有機塩
素化合物を確実に吸着し、水の浄化処理性に優れる活性
炭の製造方法を提供することができる。

【０１２９】（３）浄化処理に必要な活性炭量を減少さ
せることができ、浄化処理コストの低減を図ることがで
き、経済性に優れる活性炭の製造方法を提供することが
できる。

【０１３０】（４）還元性ガス中で加熱処理を行うの
で、短時間で加熱処理効果が得られ、製造コストの低減
を実現することができ、経済性に優れる活性炭の製造方
法を提供することができる。

【０１３１】（５）有機物を炭化・賦活処理した後、還
元性ガス中で加熱処理することによって活性炭を製造す
ることができるので、簡易な設備により短時間で製造可
能であり、また、活性炭の燃焼による重量の減少も起こ
らないため、コストの上昇を少ない経済性に優れる活性
炭の製造方法を提供することができる。

【０１３２】請求項２に記載の発明によれば、 （１）加熱処理速度を容易に調整することができ、活性
炭の製造作業性に優れる活性炭の製造方法を提供するこ
とができる。

【０１３３】（２）還元性ガス雰囲気を還元性ガス濃度
により調整することができるので、処理条件を自由に調
整可能で、大量の活性炭を容易に均一な処理状態にする
ことができ、処理性に優れる活性炭の製造方法を提供す
ることができる。

【０１３４】（３）通水処理における活性炭の吸着速度
が大きいので、活性炭単量重量当たりの吸着容量が大き
くなるとともに、活性炭の吸着性能に優れる活性炭の製
造方法を提供することができる。

【０１３５】（４）浄化処理に必要な活性炭量を減少さ
せることができ、浄化処理コストの低減を図ることがで
き、経済性に優れる活性炭の製造方法を提供することが
できる。

【０１３６】（５）還元性ガス中で加熱処理を行うの
で、短時間で加熱処理効果が得られ、製造コストの低減
を実現することができ、経済性に優れる活性炭の製造方
法を提供することができる。

【０１３７】（６）水中のトリハロメタン類等の低沸点
有機塩素化合物の吸着浄化処理性に優れる活性炭の製造
方法を提供することができる。

【０１３８】（７）有機物を炭化・賦活処理した後、還
元ガス中で加熱処理することによって活性炭を製造する
ことができるので、簡易な設備で短時間で製造可能であ
り、また、活性炭の燃焼による重量の減少も起こらない
ため、コストの上昇を少なくすることができ、経済性に
優れる活性炭の製造方法を提供することができる。

【０１３９】請求項３に記載の発明によれば、請求項１
又は２の効果に加え、 （１）活性炭の吸着速度を高めることができ、トリハロ
メタン類等の低沸点有機塩素化合物の吸着容量性に優れ
る活性炭の製造方法を提供することができる。

【０１４０】（２）活性炭の吸着帯中を被処理水が通過
する過程において、水中のトリハロメタン類等の低沸点
有機塩素化合物を効率よく吸着し、水の浄化処理性に優
れる活性炭の製造方法を提供することができる。

【０１４１】（３）吸着速度が速くなり、吸着速度を高
め平衡吸着時の高い吸着特性を十分に活かすことが可能
な吸着性に優れる活性炭の製造方法を提供することがで
きる。

【０１４２】（４）トリハロメタン類等の低沸点有機塩
素化合物の吸着性能に優れる活性炭の製造方法を提供す
ることができる。

【０１４３】（５）材料コストの高い活性炭のランニン
グコストを下げることができ、経済性に優れる活性炭の
製造方法を提供することができる。

【０１４４】（６）トリハロメタン類等の低沸点有機塩
素化合物の吸着に大きく寄与する特定の細孔を選択的に
多く作ることができるので、吸着容量を大きくすること
ができ吸着性に優れる活性炭の製造方法を提供すること
ができる。

【０１４５】請求項４に記載の発明によれば、 （１）分子量が小さく且つ比較的沸点が低く、その濃度
が極めて希薄な吸着されにくい物質であるトリハロメタ
ン類等を効率よく吸着除去することが可能な吸着除去性
に優れる活性炭を提供することができる。

【０１４６】（２）浄化処理に必要な活性炭量を減少さ
せることができ、浄化処理コストの低減を図ることがで
きる、経済性に優れる活性炭を提供することができる。

【０１４７】（３）水道水等に含まれるトリハロメタン
類等の低沸点有機塩素化合物を確実に吸着することによ
り、浄化能力に優れる活性炭を提供することができる。

【０１４８】（４）発ガン性物質として問題となるトリ
ハロメタン類等を容易に除去することができる除去性に
優れる活性炭を提供することができる。

【０１４９】請求項５に記載の発明によれば、 （１）活性炭単位容積当たりの吸着容量が大きく、吸着
速度が速いので、必要な活性炭充填必要量を減少させる
ことができ、その結果、カートリッジの小型化・長寿命
化を実現するとともに、コストを大幅に低減し、経済
性、耐久性に優れる浄水器を提供することができる。

【０１５０】（２）家庭において浄水器を使用する際に
も、省スペース化を図ることができるとともに、カート
リッジの交換を少なくすることができ、利便性に優れる
浄水器を提供することができる。

【０１５１】（３）トリハロメタン類や沸点有機塩素化
合物等、その他の有害物質を吸着除去し浄化能力の向上
を図ることができ、汚染の少ない水道水を得ることが可
能な浄化能力性に優れる浄水器を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１における加熱温度と吸着容量との関係
を示す図

【図２】実施例２における加熱温度と吸着容量との関係
を示す図

【図３】実施例３における加熱温度と吸着容量との関係
を示す図

【図４】実施例４における加熱温度と吸着容量との関係
を示す図

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】有機物を炭化・賦活処理した後、実質的に
   酸素を含まない還元性ガス中で温度２００〜６５０℃の
   範囲内において加熱処理することを特徴とする活性炭の
   製造方法。
2. 【請求項２】有機物を炭化・賦活処理した後、実質的に
   酸素を含まない還元性ガスを１〜１００％含有する還元
   性ガス雰囲気中で温度２５０〜７５０℃の範囲内におい
   て加熱処理することを特徴とする活性炭の製造方法。
3. 【請求項３】前記有機物が、フェノール樹脂を主材とす
   ることを特徴とする請求項１又は２に記載の活性炭の製
   造方法。
4. 【請求項４】請求項１乃至３の内いずれか１に記載の活
   性炭の製造方法により得られたことを特徴とする活性
   炭。
5. 【請求項５】請求項４に記載の活性炭を吸着材として備
   えていることを特徴とする浄水器。