JP2007135657A - 消臭性能を有する強酸水含浸体 - Google Patents

Abstract

【課題】アルカリ系の臭気に対し、安全で強力な環境消臭機能を発揮するコンパクトで簡便な消臭製品を提供する。また、従来は、不用でむしろ中和処理しなければならなかった廃液を消臭製品として有効利用する。
【解決手段】硫酸イオンのモル数が、含有するアニオンの総モル数の８０％以上を占め、ｐHが１．４以下であり、かつ酸化還元電位が６５０ｍV以下であることを特徴とする、微生物を用いた生物脱臭装置にて硫黄化合物を含む臭気を脱臭処理する際に製造される強酸水を、吸水性の物質に含浸させた強酸水含有物質をアミン化合物に代表されるアルカリ系臭気ガスを吸収し消臭する機能を有する消臭製品。
【選択図】なし

Description

本発明は、し尿臭の要因であるアンモニアや、腐敗臭の要因であるトリメチルアミンに代表されるアルカリ系の臭気ガスを化学中和反応によって吸着し消臭する消臭製品に関するものであり、具体的には、微生物を用いた生物脱臭装置にて硫化水素を代表とする硫黄化合物の臭気を脱臭処理した際に製造される、硫黄酸化細菌（チオバチルス属）により生成する硫酸イオンを含む強酸水を消臭製品として有効利用するものである。

従来から、環境の悪臭を吸収し消臭化する様々な消臭製品がすでに商品化されている。これら商品化されている消臭の手法としては、活性炭などに吸着させる物理吸着を利用したもの、化学反応によって臭気物質を吸着させる化学吸着を利用したもの、また別の臭いを発生させ悪臭を感じにくくする作用のあるマスキングの手法などが用いられている。特に、化学吸着はいったん反応した後は、可逆反応が起きない限り再放出することがないことから、効果的な消臭の手法として種々採用されている。

化学吸着のうち、反応性の高い酸／アルカリによる中和反応は最も基本的な手法の一つであり、具体的には、アルカリ性物質に酸性の悪臭物質を吸着させる手法、あるいは酸性物質にアルカリ性の悪臭物質を吸着させる手法が採用されている。
昭和４６年に施行された悪臭防止法には、代表的な２２品目の悪臭が各々の臭気指数とともに規定されているが、このうちアルカリ性の臭気としてはアンモニアとトリメチルアミンがある。これらは、酸性の水溶液に吸収され中和されることにより消臭される。たとえば、特開２００３−１０５３８５号公報には、洗浄剤組成物としてｐHを４〜６の酸性条件に調整してアルカリ系の臭気物資を吸収する手法が提示されており、また、特開平７−２１３８５０号公報には、５％の硫酸水溶液のシャワーで気液接触させてアルカリ系の臭気を吸収する手法が提案されている。

合成硫酸は、酸性の剤としては安価な物質で広く利用されているが、その強力な脱水作用によるヤケドの懸念があり、安全性の面から消臭剤としての普及はさほど進んでいないのが現状である。また、合成硫酸を希釈してｐHを１〜２、さらに１未満にすることはできるが、同時に酸化還元電位（ＯＲＰ）が７５０ｍV以上となり、生体に対する影響が懸念される。一般にｐＨが低くなるほど、ＯＲＰは高くなる傾向にある。

また最近、食塩水を電気分解して得られる、酸性の電気分解水が広く利用されている。酸性の電気分解水のｐＨはおよそ２〜３．５であり、電気分解時に塩化物イオン由来の次亜塩素酸が生じ、これによる抗菌作用が利用されている。しかし、長期間のｐＨ維持は困難であり、有機物などと接触により急激にｐＨが上昇してしまうため、アルカリ系の臭気物質の酸／アルカリ中和反応による吸着能力は低い。また、OPRはｐＨが２〜３．５で１０００〜１１５０ｍVと高く、生体への影響度はさらに大きい懸念がある。

特開２００３−１０５３８５号公報 特開平７−２１３８５０号公報

このように、従来一般に用いられている酸性水は、ｐＨが低いものはＯＰＲが高く、人体に害を成すものであるか、人体に害を与えない酸性水は吸着能力が低いものであるという傾向があった。
本発明は、アルカリ系の臭気に対し、安全で強力な環境消臭機能を発揮するコンパクトで簡便な消臭製品を提供することにある。さらに本発明は、従来、利用価値のないものとして中和廃液処理されていた強酸水を、消臭製品として有効利用することにある。

本発明は、上記課題を解決するものであり、具体的には、微生物を用いた生物脱臭装置にて硫黄化合物を含む臭気を脱臭処理する際に製造される強酸水であり、硫酸イオンのモル数が、該強酸水が含有するアニオンの総モル数の８０％以上を占め、ｐHが１．４未満であり、かつ酸化還元電位が６５０ｍV以下である強酸水（以下、「バイオ強酸水」と呼ぶ。）を保水性の物質に浸透させた強酸水含浸体であり、本発明の強酸水含浸体は、アルカリ系の臭気に対する消臭体として用いることができる。

本発明に用いる強酸水は、微生物を用いた生物脱臭装置にて硫黄化合物を含む臭気を処理する際に排出されるものである。このような方法により得られる強酸水は、含まれるアニオンが硫酸イオンを主とするものであることが特徴であり、全イオンモル数のうち硫酸イオンがその８０％以上のものであり、好ましくは９０％以上である。その他の強酸性に寄与するアニオン成分としては、塩化物イオン、フッ化物イオン、リン酸イオン、硝酸イオンなどが含まれるが、特に塩化物イオンやフッ化物イオンは揮発性を有しており、消臭剤として使用している際に揮散により周りの金属等を腐蝕する懸念があるため、モル数で１０％未満であることが好ましく、より好ましくは５％未満である。硫酸イオンを８０％以上とし、かつ塩化物イオンやフッ化物イオンを１０％未満にするためには、微生物を用いて得られる強酸水を物理的または化学的に処理して塩化物イオンやフッ化物イオンを除去する方法が一般的であり、また硫黄化合物を含む臭気から、塩化物イオンやフッ化物イオンを除去する方法も用いることが出来る。

微生物を用いた生物脱臭装置にて硫黄化合物を含む臭気を処理する際に排出される方法で得られる強酸水のより詳細な製造方法については、例えば、特願２００５−２４１１９３号に記載されている。
すなわち、微生物担持物が充填された充填層と、該重点層にｐH１．４以下の水を散水する散水手段とを備えてなり、該充填層内に散水と硫黄系臭気成分を含む臭気ガスとを互いに向流方向で流通させることで、臭気ガスを脱臭し、酸性水を回収する方法である。

また本発明で用いられるバイオ強酸水のｐＨは１．４以下であることが、本発明の目的の一つであるコンパクトで簡便な消臭製品を設計する上で必要であり、特願２００５−２４１１９３号の発明によれば、生物脱臭処理での前段脱臭装置での散水のｐHは１．４以下、好ましくは０．６〜１．４であり、後段脱臭装置での散水のｐHは０．３〜０．８であり、各々から出てくるｐH１．４以下の強酸水が、本発明のバイオ強酸水に相当する。

また、バイオ強酸水の場合、そのＯＲＰが６５０ｍＶ未満と、従来の合成硫酸水溶液と比べて格段に低いことも大きな特徴である。ＯＲＰが６５０ｍＶを越える場合には、人体など生体に対する影響力が強くなるため本発明には使用できない。
通常、合成硫酸を希釈して強酸水を作成した場合、ＯＲＰはｐＨに反比例して高くなり、ｐHが１付近でＯＲＰは７５０ｍＶ以上となる。一方、人々が入浴に使用する酸性泉として知られる温泉水では、ｐＨが１〜２であるにもかかわらず、ＯＲＰは約１００〜６００ｍＶと低く、本発明に使用する強酸水は、この温泉水並みのＯＲＰであり、したがって人体に対する悪影響はほとんどないと言える。

バイオ強酸水のＯＲＰが低い原因は不明だが、天然の酸性温泉水もバイオ強酸水と同じチオバチリス属による硫黄酸化で生じた硫酸を主体とするものであり、この共通する要因によるものと推定している。ＯＲＰは低い方が人体など生体に対して安全性は高く、同じ硫酸でありながら、合成硫酸に比べてバイオ強酸水を利用した本発明の方が、安全性は高いといえる。

本発明では、上記したようなバイオ強酸水を保水性の物質に浸透させた強酸水含浸体の状態で消臭材として使用する。
本発明で使用する保水性の物質としては、水の浸透性があり保液性のあるものが利用でき、具体的には、繊維構造体、発泡構造体、ゲル状物等が使用できる。このうち、繊維構造体としては、編物、織物、不織布、カイメン状の繊維立体成型品などが挙げられる。また、発泡構造体としては、酸に強い樹脂を発泡させた発泡成形物や、珪藻土の塊状物で代表される無機多孔質物質などが挙げられる。ゲル状物も水の浸透性があるものであるならば利用でき、その素材としては、ポリビニルアルコール系樹脂やアクリル酸系樹脂などの親水性の樹脂、さらに、最近使い捨ておむつなどに使用されている高吸水性の樹脂などが挙げられる。ただし、強酸水を含浸させるため、一定以上の期間消臭製品として使用する場合には、素材として耐酸性の高い、ポリエステル系、ポリオレフィン系の樹脂や繊維が好ましい。

本発明において、保水性の物質は、粒状のものであっても、或いはそれよりも大きなブロック状のものでもよい。
本発明の強酸水含浸体は、机や棚などの上に置いておくことにより、或いは通気性のある袋に入れて、アルカリ性の悪臭が立ち込め消臭を要する場所に置くことにより、悪臭を除去すること出来る。含浸量としては、含浸後の含浸体１立方センチメートルに０．０５〜０．９９９ｃｃの量が最適である。

そして、消臭効率を上げるために、本発明の強酸水含浸体と気流導入ファンを組み合わせ、積極的に含浸体に気体を接触させる消臭装置とすることもできる。もちろん、本発明の強酸水含浸体を密封しておき、必要なときだけ開放して消臭効果を持続させることも出来る。もちろん、強酸水が蒸発除去されたり、悪臭成分の吸着により、悪臭成分除去能が低下した場合には、新たなバイオ強酸水を補充することも当然可能である。
本発明の消臭物質は、アルカリ性の悪臭物質（すなわち、アンモニア臭やアミン臭）による悪臭を除去することが求められる部屋や場所に設置でき、例えば、トイレ、介護施設、魚介類や肉等を扱う職場等に設置することができ、誤って、人や動物が触れても害を与えることがない。

以下に本発明を実施例および比較例により説明するが、本発明はこれら実施例および比較例に限定されるものではない。

なお本発明で規定する、含有するアニオンの総モル数に占める硫酸イオンのモル数、ｐH値、及び酸化還元電位は、以下の方法により測定したものである。
［含有するアニオンの総モル数に占める硫酸イオンのモル数］
ダイオネクス イオンクロマトグラフＤＸ−１２０を用い、以下の条件で測定した。
分離カラム：ＩｏｎＰａｃ ＡＳ１２Ａ，
ガードカラム：Ｉｏｎ Ｐａｃ ＡＧ１２Ａ、
溶離液：２．７mmol/L Na₂CO₃／0.3mmol/L NaHCO₃,
検出器：電気伝導度検出器、流量：１．５ｍＬ／min,
サプレッサー：ＡＳＲＳ（エクスターナルモード／電流値５０mA）
［ｐH値］
ＪＩＳ Ｋ０１０２ １２．１（１９９８）ガラス電極法にも基づいて測定した。
［酸化還元電位］
河川水質試験方法（案）建設省（１９９７）に基づき、比較電極として３．３３ＭＫＣｌ−Ａｇ／ＡｇＣｌを使用して、測定した。

実施例１
岡山市外３町衛生施設組合の生物脱臭装置の第２脱臭装置より、強酸水を入手した。
この強酸水は、特願２００５−２４１１９３号に記載された方法により得られたものである。この強酸水は、ｐＨが０．６，酸化還元電位（ＯＲＰ）が６２０ｍＶ、硫酸イオンのモル数が、含有するアニオンの総モル数の９３％を占めている。
このバイオ強酸水を、(株)クラレ製のソフィスタ（ポリエステルとエチレンビニルアルコール共重合体との芯鞘複合繊維）で作成した不織布成型体を１．５ｃｍ立方体に切り出したものに１ｍＬを含浸させた。

この強酸水含浸体をテドラーバッグへ投入し、５００ｐｐｍのアンモニア３Ｌを注入し、２４時間後に内部のアンモニア濃度を測定したところ１０ｐｐｍ以下の測定精度下限以下となっていた。テドラーバッグから内部の気体を排出し、含浸体を内蔵したままさらに５００ｐｐｍのアンモニア３Ｌを注入し、２４時間後に再び内部のアンモニア濃度を測定したところ、やはり１０ｐｐｍ以下の測定精度下限以下となっていた。同じ操作を１３回繰り返し、１３回目で残留アンモニアを１３ｐｐｍ検出し、飽和状態に近づいたことを示した。
これにより、この含浸体が、５００ｐｐｍのアンモニアを３Ｌ×１３＝３９Ｌ吸着したことから、アンモニア１ｐｐｍ（悪臭防止法で規定されているアンモニアの住宅地での規制濃度）を１９．５ｍ^３吸着する能力があることが判明した。

比較例１
市販の合成硫酸を希釈し、ｐＨ＝０．６の希釈した硫酸を得た。この強酸水は、ＯＲＰが７８０ｍＶであり、含有する全アニオンの総モル数中、硫酸イオンの含有量は９９％であった。この強酸水は、実施例１と同様のアンモニア吸着性能を示すものの、ＯＲＰ値が高く、人体などの生体に触れた場合の影響が懸念されるため、消臭製品としては使用できないと判断した。

Claims (4)

1. 硫酸イオンのモル数が、含有するアニオンの総モル数の８０％以上を占め、ｐHが１．４以下であり、かつ酸化還元電位が６５０ｍV以下である強酸水を、保水性の物質に浸透させた強酸水含浸体。
2. 強酸水が、微生物を用いた生物脱臭装置にて硫黄化合物を含む臭気を脱臭処理する際に製造される強酸水である請求項１に記載の強酸水含浸体。
3. 保水性の物質が、繊維構造体、発泡構造体、ゲル状物のいずれかである請求項１または２に記載の強酸水含浸体。
4. アミン化合物に代表されるアルカリ系臭気ガスが発生する場所で使用される請求項１〜３のいずれかに記載の強酸水含浸体。