JP2012211026A - 活性炭およびその使用方法 - Google Patents

Abstract

【課題】安価に製造することができるうえ、ランニングコストの低減を図ることができる。
【解決手段】原料としてデーツ（ナツメヤシ）木材を使用し、好ましくは幹由来のデーツを用いることで、とくに含有油分排水の処理において、既存の活性炭よりも優れた性能を有しており、従来のヤシ殻や石炭等の活性炭Ｐ１〜Ｐ４よりも油分除去能力が略２倍以上と大きくなり、活性炭としてのランニングコストを半分以下に減少させることができる活性炭Ｔ１、Ｔ２−１、Ｔ２−２を提供する。
【選択図】図２

Description

本発明は、デーツ（ナツメヤシ）木材を原料とした活性炭およびその使用方法に関する。

従来、各産業で広く用いられている活性炭の原料として、おがくず、硬質木材チップ、ピート、ヤシ殻（ココヤシの果実の殻から作製されるもの）、石炭等が知られている。そのうち効果が期待でき、広く用いられている活性炭としては、ヤシ殻や石炭である。
また、含油排水処理に用いられる油吸収材として、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリウレタンなどの疎水性ポリマーの不織布や発泡体も知られている。さらに、例えば電石材と油吸着材とが積層状態になっている油吸着材であって、乳化油を含む排水でも容易に処理することができ、処理コストの低下を可能としたものもある（例えば、特許文献１参照）。

特開昭６４−８５１８７号公報

しかしながら、従来の活性炭では、以下のような問題があった。
すなわち、特許文献１では、原料の電石材のコストとその調達にコストがかかるという問題があった。そして、従来の活性炭の原料のように廃棄物を有効利用することで製造コストを抑えることができ、且つより優れた油吸着能力によってランニングコストの低減できる材料が求められており、その点で改良の余地があった。

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、安価に製造することができるうえ、ランニングコストの低減を図ることができる活性炭およびその使用方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る活性炭は、原料にデーツが用いられていることを特徴としている。

本発明では、とくに含有油分排水の処理において、既存の活性炭よりも優れた性能を有しており、従来のヤシ殻や石炭等の活性炭よりも油分除去能力が略２倍以上と大きくなる。そのため、活性炭としてのランニングコストを半分以下に減少させることができる。
そして、デーツが一般的なヤシ殻などの活性炭と同様の製造方法により製造することが可能であるので、特別な操作が不要となり、従来と同様の低コストでの製造を行うことができる。
また、原料となるデーツの廃材を利用することで、廃棄物処理にかかる費用を低減することも可能となる利点がある。

また、本発明に係る活性炭では、デーツは、幹由来のものであることが好ましい。
本発明では、デーツの幹由来の活性炭が枝由来の活性炭よりも油分除去能力がより大きくなるので、ランニングコストのさらなる低下を図ることができる。

また、本発明に係る活性炭の使用方法では、上述した活性炭の使用方法であって、有機化合物が溶解或いは散在する水、気化して存在する空気、又はガスに対して活性炭を使用することを特徴としている。

また、本発明に係る活性炭の使用方法では、上述した活性炭の使用方法であって、含硫黄物質が溶解或いは散在する水、気化して存在する空気、又はガスに対して活性炭を使用することを特徴としている。

また、本発明に係る活性炭の使用方法では、上述した活性炭の使用方法であって、重金属が溶解或いは散在する水、気化して存在する空気、又はガスに対して活性炭を使用することを特徴としている。

本発明の活性炭およびその使用方法によれば、デーツを原料とすることで、従来と同じ製造方法となり、安価に製造することができるうえ、優れた油分除去能力を発揮することが可能となるので、ランニングコストの低減を図ることができる。

実施例による試験装置を模式的に示した図である。 実施例による通水試験結果を示す図である。

以下、本発明の実施の形態による活性炭およびその使用方法について、図面に基づいて説明する。
本実施の形態による活性炭は、原料としてデーツ（ナツメヤシ）木材を使用している。そして、デーツは、好ましくは幹由来のものが使用される。
この活性炭の製造方法は、例えば７００〜８００℃の高温により木炭状に蒸し焼する炭化を行い、例えば９００〜１０００℃で水蒸気や二酸化炭素、空気などのガスに反応させる賦活を行うことによる一般的な高温炭化法により製造される。

この活性炭は、燃料油の主成分である非環系化合物（脂肪族化合物）や、ベンゼン、ナフタレンに代表される炭素環（系）化合物や、フェノールやメチレンブルーに代表される複素環（系）化合物からなる有機化合物が溶解或いは散在する水、気化して存在する空気、又はガスに対して使用することができる。これら有機化合物は、硫化水素などの含硫黄物質あっても良い。

また、活性炭は、例えば硫化水素および硫化物、有機硫黄化合物といった含硫黄物質が溶解或いは散在する水、気化して存在する空気、又はガスに対して使用することができる。

また、この活性炭は、重金属が溶解或いは散在する水、気化して存在する空気、又はガスに対して使用されていてもよい。具体的に重金属物質として、例えば鉛、水銀、カドミウム、クロム、亜鉛、鉄、マンガン及びその化合物が挙げられる。

このようなデーツを原料とする活性炭では、とくに含有油分排水の処理において、既存の活性炭よりも優れた性能を有しており、従来のヤシ殻や石炭等の活性炭よりも油分除去能力が略２倍以上と大きくなる。そのため、活性炭としてのランニングコストを半分以下に減少させることができる。

また、デーツが一般的なヤシ殻などの活性炭と同様の製造方法により製造することが可能であるので、特別な操作が不要となり、従来と同様の低コストでの製造を行うことができる。
さらに、原料となるデーツの廃材を利用することで、廃棄物処理にかかる費用を低減することも可能となる利点がある。
さらにまた、デーツを幹由来の活性炭とすることで、枝由来の活性炭よりも油分除去能力がより大きくなるので、ランニングコストのさらなる低下を図ることができる。

上述のように本実施の形態による活性炭およびその使用方法では、デーツを原料とすることで、従来と同じ製造方法となり、安価に製造することができるうえ、優れた油分除去能力を発揮することが可能となるので、ランニングコストの低減を図ることができる効果を奏する。

（実施例）
次に、上述した実施の形態によるデーツを原料とした活性炭の効果を裏付けるために行った実施例について以下説明する。

本実施例では、図１に示す試験装置１を用いて含有排水処理試験を行い、デーツ由来の活性炭Ｔ１、Ｔ２−１、Ｔ２−２（図２参照）の有効性を確認した。
ここで、試験装置１は、含油排水用の溶液タンク２と、試験体となる活性炭を収容したカラム３と、含油排水をカラム３の下流側に配置されるとともにそのカラム３を通過させた溶液を溜める油除去液用タンク４と、含油排水をカラム３内に流通させるためのポンプ５と、を備えた構成となっている。

本試験では、表１および図２に示すように、デーツを原料とした活性炭として、デーツの枝由来活性炭Ｔ１と、２つのデーツの幹由来活性炭Ｔ２−１、Ｔ２−２とを使用した。
また、比較例として、鉱物（アパタルジャイト）由来活性炭Ｐ１、石炭（カミル石炭）由来活性炭Ｐ２、有機廃棄物（油スラッジ）由来活性炭Ｐ３、および既存のヤシ殻活性炭（日本製の標準活性炭Ｐ４）の試験を行った。
なお、これら試験に用いる活性炭Ｔ１、Ｔ２−１、Ｔ２−２、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４は、一般的な活性炭製造法にしたがって作製した。

図１に示すカラム３において、５００ｍｇ／Lの油分を含む溶液を所定の通水速度ＳＶで通過させた結果を図２に示している。なお、ＳＶは、１時間当たりの処理水量（ｍ^３／ｈ）／処理層の体積（ｍ^３）で表示される値である。
図２は、単位活性炭あたりの排水供給量（ｍＬ／ｇ）と、カラム出口の油分濃度（ｍｇ／Ｌ）との関係を示している。

表１は、処理水５ｍｇ／Ｌ以下の性能を保つまでの油分吸着量を、図２に基づいて上記の単位活性炭あたりの排水供給量（ｍＬ／ｇ）（単位活性炭に通水できる排水量）として示している。この「単位活性炭に通水できる排水量」とは、油分濃度５００ｍｇ／Ｌの排水を水質汚濁防止法で定める５ｍＬ以下まで処理するときに、単位活性炭あたり通水できる排水量を示したものである。

図２に示すように、例えばカラム出口の油分濃度が１０ｍｇ／Ｌにおいて、比較例の活性炭Ｐ１〜Ｐ３の単位活性炭あたりの排水供給量が１０００ｍＬ／ｇ以下であり、ヤシ殻活性炭Ｐ４が略１５００ｍＬ／ｇであるのに対して、デーツを原料とした活性炭Ｔ１、Ｔ２―１、Ｔ２−２の油分供給量は、略２６００〜３２００ｍＬ／ｇの範囲となっている。つまり、デーツ由来の活性炭Ｔ１、Ｔ２−１、Ｔ２−２は、比較例Ｐ１〜Ｐ４の略２倍と高い吸着能力であることが確認された。
とくに、デーツの幹由来活性炭Ｔ２−１、Ｔ２−２の単位活性炭あたりの排水供給量がそれぞれ略２８００ｍＬ／ｇ、略３２００ｍＬ／ｇとなっており、排水供給量が略２６００ｍＬ／ｇのデーツの枝由来活性炭Ｔ１よりも大きくなっている。そのため、幹由来の活性炭Ｔ２−１、Ｔ２−２は、比較例の活性炭Ｐ１〜Ｐ４の３倍程度の吸着能力を有していることを確認することができた。

さらに、表１に示すように、各試験体における単位活性炭に通水できる排水量は、比較例の鉱物由来活性炭Ｐ１が２００ｍＬ／ｇ、石炭由来活性炭Ｐ２が２００ｍＬ／ｇ、有機廃棄物由来活性炭Ｐ３が４００ｍＬ／ｇ、およびヤシ殻活性炭Ｐ４が１２００ｍＬ／ｇとなった。これに対して、デーツの枝由来活性炭Ｔ１が２３００ｍＬ／ｇとなり、デーツの幹由来活性炭Ｔ２−１、Ｔ２−２がそれぞれ２５００ｍＬ／ｇ、２８００ｍＬ／ｇとなり、比較例に比べて吸着能力の高い値となることが確認できた。

以上、本発明による活性炭およびその使用方法の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、デーツを原料とした活性炭を使用する用途は任意である。
また、活性炭の原料となるデーツのナツメヤシの種類や産地に制限されることはなく、また廃棄物となったデーツである必要もない。

１ 試験装置
３ カラム
Ｔ１ デーツの枝由来活性炭
Ｔ２−１、Ｔ２−２ デーツの幹由来活性炭
Ｐ１〜Ｐ４ 比較例による活性炭

Claims (5)

1. 原料にデーツが用いられていることを特徴とする活性炭。
2. 前記デーツは、幹由来のものであることを特徴とする請求項１に記載の活性炭。
3. 請求項１又は２に記載の活性炭の使用方法であって、
   有機化合物が溶解或いは散在する水、気化して存在する空気、又はガスに対して前記活性炭を使用することを特徴とする活性炭の使用方法。
4. 請求項１又は２に記載の活性炭の使用方法であって、
   含硫黄物質が溶解或いは散在する水、気化して存在する空気、又はガスに対して前記活性炭を使用することを特徴とする活性炭の使用方法。
5. 請求項１又は２に記載の活性炭の使用方法であって、
   重金属が溶解或いは散在する水、気化して存在する空気、又はガスに対して前記活性炭を使用することを特徴とする活性炭の使用方法。

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