JP2013141657A

JP2013141657A - 水質改善具

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Publication number: JP2013141657A
Application number: JP2012004118A
Authority: JP
Inventors: Mikio Sugimoto; 幹生杉本
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-01-12
Filing date: 2012-01-12
Publication date: 2013-07-22

Abstract

【課題】簡単な構造で金属イオンを長期に亘って溶出させることができる水質改善具を提供する。
【解決手段】イオン化傾向の大きい又は／及び電気陰性度の低い方の第１金属とイオン化傾向の小さい又は／及び電気陰性度の高い方の第２金属のイオン化傾向又は／及び電気陰性度の異なる２種類の異種金属を互いに密着させると共に、２種類の異種金属の接触境界部分が水と接触する状態で露出形成されている構成とすることにより水中において接触境界部分で局部電池が形成されてイオン化傾向の大きい又は／及び電気陰性度の低い方の第１の金属が酸化する際に水中に金属イオンを溶出させて水に所定の機能を付加する水質改善具Ａであって、イオン化傾向の大きい又は／及び電気陰性度の低い方の第１金属が鉄を主成分とする通水性を有する金属容器１であり、イオン化傾向の小さい又は／及び電気陰性度の高い方の第２金属が炭素材２であり、金属容器１の中空部内には、炭素材２に対し吸水により体積が膨張する吸水材３を混合した混合体が収容されている。
【選択図】図２

Description

この発明は、産業廃水、池や湖、プール、河川、海等の水中に没することでこれらの水中に金属イオンを溶出させて水質を改善する水質改善具に関する。

従来の水質改質具として特許文献１に記載の技術が公知になっている。この従来の技術は、イオン化傾向又は／及び電気陰性度の異なる２種類の異種金属（例えば、イオン化傾向の大きい又は／及び電気陰性度の低い方の第１の金属として鉄と、イオン化傾向の小さい又は／及び電気陰性度の高い方の第２金属として炭素）を互いに密着させると共に、この２種類の異種金属の接触境界部分が水と接触する状態で露出形成されている構成とすることにより水中において接触境界部分で局部電池が形成されてイオン化傾向の大きい又は／及び電気陰性度の低い方の第１の金属（例えば鉄）が酸化する際に水中に金属イオン（例えば鉄イオン）を溶出させて水に所定の機能を付加する水質改善具であって、２種類の異種金属のうちの一方の金属に対し、もう一方の金属がねじ込まれることにより２種類の異種金属が互いに密着され、２種類の金属のいずれか一方又は両方に、もう一方の金属とのねじ込み接触部分まで到達する複数の貫通孔が形成されることにより、２種類の異種金属の接触境界部分が貫通孔の底部においても形成され、これにより、金属イオンの溶出量を多くすることができるようにしたものであった。

特開２００７−０９８３５２号公報

しかしながら、従来例の水質改善具にあっては、２種類の異種金属の接触境界部分におけるイオン化傾向の大きい又は／及び電気陰性度の低い方の第１の金属（例えば鉄）が酸化して金属イオンを溶出することで、２種類の異種金属の接触境界部分の数が限られると同時に接触不良状態に陥るため、金属イオンを長期に亘って溶出することができないという問題があった。また、両金属の加工が面倒であるため、コストが高くつくという問題もあった。

この発明の解決しようとする課題は、簡単な構造で金属イオンを長期に亘って溶出させることができる水質改善具を提供することにある。

前記課題を解決し、かつ目的を達成するために、この発明は、以下のように構成した。

請求項１に記載の発明は、イオン化傾向の大きい又は／及び電気陰性度の低い方の第１金属とイオン化傾向の小さい又は／及び電気陰性度の高い方の第２金属のイオン化傾向又は／及び電気陰性度の異なる２種類の異種金属を互いに密着させると共に、前記２種類の異種金属の接触境界部分が水と接触する状態で露出形成されている構成とすることにより水中において前記接触境界部分で局部電池が形成されて前記イオン化傾向の大きい又は／及び電気陰性度の低い方の第１の金属が酸化する際に水中に金属イオンを溶出させて水に所定の機能を付加する水質改善具であって、前記イオン化傾向の大きい又は／及び電気陰性度の低い方の第１金属が鉄を主成分とする通水性を有する金属容器であり、前記イオン化傾向の小さい又は／及び電気陰性度の高い方の第２金属が炭素材であり、前記金属容器の中空部内に、前記炭素材が収容されていることを特徴とする水質改善具である。

請求項２に記載の発明は、前記炭素材に対し吸水により体積が膨張する吸水材を混合した混合体を構成し、前記混合体が前記金属容器の中空部内に収容されていることを特徴とする請求項１に記載の水質改善具である。

請求項３に記載の発明は、前記炭素材の炭素含有率が８０％以上であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の水質改善具である。

請求項４に記載の発明は、前記吸水材がチップ状又はペレット状の木材などの繊維物質であることを特徴とする請求項２に記載の水質改善具である。

請求項５に記載の発明は、前記吸水材は肥料剤あるいは錯体剤を吸収付与して乾燥させたことを特徴とする請求項４に記載の水質改善具である。

請求項６に記載の発明は、前記金属容器の端部が先細りの杭状に形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の水質改善具である。

請求項７に記載の発明は、前記金属容器の一端部が水流入口であり、他端部が水流出口であることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の水質改善具である。

前記構成により、この発明は、以下のような効果を有する。

請求項１に記載の発明では、水質改善具が、イオン化傾向の大きい又は／及び電気陰性度の低い方の第１金属が鉄を主成分とする通水性を有する金属容器であり、イオン化傾向の小さい又は／及び電気陰性度の高い方の第２金属が炭素材であり、金属容器の中空部内に、炭素材が収容されている構成であり、水質改善具を水中に没することで、金属イオンを長期に亘って溶出させることができるようになるという効果が得られる。また、イオン化傾向の大きい又は／及び電気陰性度の低い方の第１金属として鉄（Ｆｅ）を用いることにより、二価鉄イオン（Ｆｅ^２＋）が溶出される。

すなわち、鉄（Ｆｅ）と炭素（Ｃ）の接触部分を無数に形成維持したり、密着部を無限に形成した鉄（Ｆｅ）と炭素（Ｃ）の混合混在物を液中に存置すると、鉄（Ｆｅ）と炭素（Ｃ）の接触部（密着部）において、水（媒体〉を介して鉄（Ｆｅ）と炭素（Ｃ）の電気陰性度差による局部電位差の電池が生まれ、鉄（Ｆｅ）側から炭素（Ｃ）側へ鉄（Ｆｅ）の電子ｅ^―が流れて鉄（Ｆｅ）は電子ｅ^―を失って、酸化すると、二価鉄イオン（Ｆｅ^２＋）となって媒体の水中へ溶出する。

そして水中に溶出したこの二価鉄イオン（Ｆｅ^２＋）の一部は、水中に溶存する化学物質で栄養塩類その他と結合して鉄（Ｆｅ）の複合塩類（複合物質）を作る。例えば、栄養塩類のリン酸はリン酸鉄に、硝酸は硝酸鉄に、そして二酸化炭素が水に溶けてできる炭酸は炭酸鉄になるなど、塩類など化学物質は一部で鉄の化合物を作り、溶存化学物質を減容し沈殿して水中底質の微生物及び植物の肥料、養分として供給することができる。

このように、金属容器の中空部内に炭素材が収容されている水質改善具を水中に没することで、二価鉄イオン（Ｆｅ^２＋）となって媒体の水中へ溶出する供給と、水中に溶出した二価鉄イオン（Ｆｅ^２＋）と化学物質との化学結合が行われる。

一方、結合しなかった二価鉄イオン（Ｆｅ^２＋）（水溶性のまま）は、水中の動物、植物や植物プランクトンなどの生き物の必須ミネラルとして消費される。これにより、食物連鎖など生物循環を活性化する効果が得られる。なお、鉄（Ｆｅ）も炭素（Ｃ）も地球自然を構成する主な物質であるので安全性にも優れる。

請求項２に記載の発明では、炭素材に対し吸水により体積が膨張する吸水材を混合した混合体を構成し、混合体が金属容器の中空部内に収容されている構成であり、水質改善具を水中に没することで、炭素材中に混在する吸水材が吸水してその体積を膨張するため、炭素材が金属容器の内周面に強く押し付けられ、金属容器と炭素材の密着度が高められた状態を長期に亘って維持させることができる。

請求項３に記載の発明では、炭素材の炭素含有率が８０％以上であり、炭素材の炭素含有率は１００％である必要はないが、少なくとも８０％以上であれば、金属イオンを効率的に溶出させることができる。

請求項４に記載の発明では、吸水材がチップ状又はペレット状の木材などの繊維物質であり、例えば製材所などで発生するチップ状又はペレット状の木材を用いることにより、全体の材料コストを安くすることができる。また、木材は経年腐植し、腐植有機物質となるので、自然にとって有益である。

請求項５に記載の発明では、吸水材は肥料剤あるいは錯体剤を吸収付与して乾燥させたことで、付加価値を高めることができる。

請求項６に記載の発明では、金属容器の端部が先細りの杭状に形成されていることにより、定置網、養殖用海苔網などの漁業用網を定置固定し、波浪と潮流などから網を守る杭あるいは錘あるいは養殖イカダなどを固定する杭や錘として使用することができるようになる。

請求項７に記載の発明では、金属容器の一端部が水流入口であり、他端部が水流出口であることにより、水流やポンプなどを利用して水を金属容器の水流入口から内部に送り水流出口から流出させ、水の流れによって金属容器の内部に滞留することなく金属イオンを効率的に水中に溶出させ、かつ水中に広範囲に放出させることができる。

第１の実施の形態の水質改善具の正面図である。図１のＩＩ―ＩＩ線における拡大断面図である。第１の実施の形態の水質改善具の使用を示す図である。第２の実施の形態の水質改善具の正面図である。水質改善具の側面図である。水質改善具の縦断面図である。ポンプをフロートに吊るして用いた水質改善具の使用を示す図である。ポンプを地上に設置して用いた水質改善具の使用を示す図である。（ａ）は曲げた鉄パイプを用いた実施の形態を示す図、（ｂ）はＴ字状の鉄パイプを用いた実施の形態を示す図である。

以下、この発明の水質改善具の実施の形態について説明する。この発明の実施の形態は、発明の最も好ましい形態を示すものであり、この発明はこれに限定されない。
［第１の実施の形態］
（水質改善具の構成）
第１の実施の形態の水質改善具の構成を、図１及び図２に基づいて説明する。図１は水質改善具の正面図、図２はＩＩ―ＩＩ線における拡大断面図である。

まず、第１の実施の形態の水質改善具Ａは、イオン化傾向の大きい又は／及び電気陰性度の低い方の第１金属とイオン化傾向の小さい又は／及び電気陰性度の高い方の第２金属のイオン化傾向又は／及び電気陰性度の異なる２種類の異種金属を互いに密着させると共に、２種類の異種金属の接触境界部分が水と接触する状態で露出形成されている構成とすることにより水中において接触境界部分で局部電池が形成されてイオン化傾向の大きい又は／及び電気陰性度の低い方の第１の金属が酸化する際に水中に金属イオンを溶出させて水に所定の機能を付加する水質改善具であって、イオン化傾向の大きい又は／及び電気陰性度の低い方の第１金属が鉄を主成分とする通水性を有する金属容器１であり、イオン化傾向の小さい又は／及び電気陰性度の高い方の第２金属が炭素材２で構成されている。

図２（ａ）の実施の形態では、金属容器１の中空部内に、炭素材２がランダムに収容されている。図２（ｂ）の実施の形態では、金属容器１の中空部内に、炭素材２に対し吸水により体積が膨張する吸水材３を混合した混合体が収容されている。

金属容器１は、鉄パイプ１０の端部１１が先細りの杭状に形成され、他方の端部１２は蓋によって閉じられた構成であり、その周壁には、通水性を確保するための多数の貫通孔１３が形成されている。貫通孔１３の形状、個数、大きさは任意であるが、大きさについては、炭素材２及び吸水材３が容易に漏れでない程度で通水性があればよい。

金属容器１としての鉄パイプ１０は一般汎用の鋳物や鉄鋼材の加工品が用いられる。

炭素材２としては、木炭、竹炭、ヤシ殻炭、バガス炭その他の植物乾留炭、活性炭、石炭、ピッチなどを使ったコークス、化学繊維を使って炭化した炭化繊維、人造黒鉛、天然黒鉛及びそれらの微粉を用いた黒鉛ペーストなどが用いられる。その中でも、無数の孔を持つ乾留炭及び活性炭を利用することによって、不純物や化学物質の吸着ろ過、水中微生物の棲家、繁殖場となると同時に、炭素材２の被表面積も多くなる。

また、炭素材２の炭素含有率は１００％である必要はないが、金属イオンを効率的に溶出させるためには、少なくとも８０％以上であることが望ましい。

吸水材３としては、吸水により体積が膨張するものであれば、全ての材料を用いることができるが、製材所などで発生するチップ状又はペレット状の乾燥木材などの繊維物質を用いることが望ましい。さらに、吸水材３として肥料剤あるいは錯体剤を吸収付与して乾燥させたチップ状又はペレット状の木材を用いることにより、付加価値を高めることができる。
（水質改善具の使用）
次に、この実施の形態の水質改善具Ａは、図２（ａ）に示す実施の形態では、通水性を有する金属容器１の中空部内に、炭素材２をランダムに収容した構成であり、水質改善具Ａを水中に没することで、金属イオンを長期に亘って溶出させることができるようになるという効果が得られる。

また、図２（ｂ）に示す実施の形態では、金属容器１の中空部内に、炭素材２に対し吸水により体積が膨張するチップ状又はペレット状の木材などの繊維物質の吸水材３を混合した混合体を収容した構成であり、水質改善具Ａを水中に没することで、炭素材２中に混在する吸水材３が吸水してその体積を膨張するため、炭素材２が金属容器１の内周面に強く押し付けられ、金属容器１と炭素材２の密着度が高められた状態を長期に亘って維持させることができる。したがって、金属イオンを長期に亘って溶出させることができるようになるという効果が得られる。

また、イオン化傾向の大きい又は／及び電気陰性度の低い方の第１金属として鉄（Ｆｅ）を用いることにより、二価鉄イオン（Ｆｅ^２＋）が溶出される。すなわち、鉄（Ｆｅ）と炭素（Ｃ）の接触部分を無数に形成維持したり、密着部を無限に形成した鉄（Ｆｅ）と炭素（Ｃ）の混合混在物を液中に存置すると、鉄（Ｆｅ）と炭素（Ｃ）の接触部（密着部）において、水（媒体〉を介して鉄（Ｆｅ）と炭素（Ｃ）の電気陰性度差による局部電位差の電池が生まれ、鉄（Ｆｅ）側から炭素（Ｃ）側へ鉄（Ｆｅ）の電子ｅ^―が流れて鉄（Ｆｅ）は電子ｅ^―を失って、酸化すると二価鉄イオン（Ｆｅ^２＋）となって媒体の水中へ溶出する。また、金属容器１の鉄材の量に対し炭素材２の量の体積比を多くすると、鉄（Ｆｅ）の電子ｅ^―が炭素（Ｃ）へ移動する受容の容量が多くなるため二価鉄イオン（Ｆｅ^２＋）の生成効率が向上する。

そして水中に溶出したこの二価鉄イオン（Ｆｅ^２＋）の一部は、水中に溶存する化学物質で栄養塩類その他と結合して鉄の複合塩類(複合物質)を作る。例えば、栄養塩類のリン酸はリン酸鉄に、硝酸は硝酸鉄に、そして二酸化炭素が水に溶けてできる炭酸は炭酸鉄になるなど塩類など化学物質は一部で鉄の化合物を作り、溶存化学物質を減容し沈殿して液中底質の微生物及び植物の肥料、養分として供給することができる。

このように、金属容器１の中空部内に炭素材２が収容されている水質改善具Ａを水中に没することで、二価鉄イオン（Ｆｅ^２＋）となって媒体の水中へ溶出する供給と、水中に溶出した二価鉄イオン（Ｆｅ^２＋）と化学物質との化学結合が行われる。

一方、結合しなかった二価鉄イオン（Ｆｅ^２＋）（水溶性のまま）は、水中の動物、植物や植物プランクトンなどの生き物の必須ミネラルとして吸収される。これにより、食物連鎖など生物循環を活性化する効果が得られる。なお、鉄も炭素も地球自然を構成する主な物質であるので安全性にも優れる。

また、炭素材２の炭素含有率として、少なくとも８０％以上の炭素材２を用いることで、金属イオンを効率的に溶出させることができる。また、吸水材３として製材所などで発生するチップ状又はペレット状の乾燥木材などの繊維物質を用いることにより、吸水ポリマーなどを用いる場合に比べ、全体の材料コストを安くすることができる。また、木材は経年腐植し、腐植有機物質となるので、自然にとって有益である。

また、吸水材３として肥料剤あるいは錯体剤を吸収付与して乾燥させたチップ状又はペレット状の木材などの繊維物質を用いることにより、付加価値を高めることができる。

また、金属容器１の中空内部に、図２（ａ）の実施の形態では、炭素材２が収容されるが、例えば炭素材（炭素含有率が８０％以上）の粒状又は塊状のもの、または炭素材（炭素含有率が８０％以上）の粒状又は塊状と還元鉄材の粒状や塊状を配合混合したもの、または炭素材（炭素含有率が８０％以上）の粒状又は塊状と鉄材と炭素材を混合密着したペレットや鉄に炭素の鋳ぐるみ鋳物などの混合密着品の粒状や塊状を混合したもの、または炭素材と鉄材を体積比で炭素材が６０％以上占めるように調合混合した炭素材と鉄材の密着品の粒状や塊状のものを収容する。

また、図２（ｂ）の実施の形態では、炭素材２に対し吸水により体積が膨張するチップ状又はペレット状の木材などの繊維物質の吸水材３を混合した混合体が収容されるが、例えば炭素材（炭素含有率が８０％以上）の粒状又は塊状のもの、または炭素材（炭素含有率が８０％以上）の粒状又は塊状と還元鉄材の粒状や塊状を配合混合したもの、または炭素材（炭素含有率が８０％以上）の粒状又は塊状と鉄材と炭素材を混合密着したペレットや鉄に炭素の鋳ぐるみ鋳物などの混合密着品の粒状や塊状を混合したもの、または炭素材と鉄材を体積比で炭素材が６０％以上占めるように調合混合した炭素材と鉄材の密着品の粒状や塊状のものに吸水材３を混合する。

さらに、鉄材と炭素材を混合密着したペレットや鋳物などの粒状や塊状、さらに鉄材と炭素材を調整配合した混合材を焼結加工したものを収容すると、鉄材と炭素材の接触よりも確実な密着固定となり鉄（Ｆｅ）と炭素（Ｃ）の電気陰性度差による局部電位差の電池が生まれ、鉄（Ｆｅ）側から炭素（Ｃ）側へ鉄（Ｆｅ）の電子ｅ^―が流れて鉄（Ｆｅ）は電子ｅ^―を失って、酸化すると、二価鉄イオン（Ｆｅ^２＋）となって媒体の水中へ効率よく溶出させることができる。

また、通水性を有する金属容器１の端部１１が先細りの杭状に形成されていることにより、図３に示すように、定置網、養殖用海苔網などの漁業用網１００を定置固定し、波浪と潮流などから網を守る杭あるいは錘あるいは養殖イカダなどを固定する杭や錘として使用することができるようになる。

この水質改善具Ａは、海水、淡水、産業廃水その他産業の区別なく全ての水圏域で使用することができ、金属容器１に淡水か海水などを十分通過可能としてさせて前もって水を通し、一時大気中に放置するか、水中に放置することで、金属容器１の内部において鉄の錆が発生し、その錆が炭素材に絡み付き固着して動かなくなり鉄と炭素が密着し固化する。このため、一層鉄と炭素の電池作用が強固となるので、二価鉄イオン（Ｆｅ^２＋）の生成効率が向上する。

以上、実施の形態を説明してきたが、この発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、この発明に含まれる。例えば、実施の形態では、金属容器１として、円筒状の鉄パイプ１０で端部１１が先細りの杭状のものを例示したが、その形状や大きさなどは任意であり、その使用方法としても、杭あるいは錘として海底などに打ちこむか、底に沈めるか、浮きに吊した状態で使用するなど、さらに船の水中側面に取り付け、あるいは船で曳航など、任意である。

また、鉄は焼鈍処理すると酸化し易くなると同時に．焼成することで表面の付着不純物もなくなり、かつ加工性がよくなる。

［第２の実施の形態］
（水質改善具の構成）
第２の実施の形態の水質改善具の構成を、図４乃至図６に基づいて説明する。図４は水質改善具の正面図、図５は水質改善具の側面図、図６は水質改善具の縦断面図である。この実施の形態は、第１の実施の形態と同様に構成されるが、金属容器１を、鉄パイプ２０と、鉄パイプ２０の両端部に配置した収納壁２１，２２により構成され、鉄パイプ２０と収納壁２１，２２により形成される中空部内に、図６（ａ）の実施の形態では、炭素材２がランダムに収容され、図６（ｂ）の実施の形態では、炭素材２に対し吸水により体積が膨張するチップ状又はペレット状などの繊維物質の吸水材３を混合した混合体が収容されている。

鉄パイプ２０の内部に収納壁２１，２２のいずれかの一方を設け、図６（ａ）の実施の形態では、炭素材２を充填し、図６（ｂ）の実施の形態では、炭素材２に対し吸水により体積が膨張するチップ状又はペレット状の木材などの繊維物質の吸水材３を混合した混合体を充填し、収納壁２１，２２の他方を設けて収容する。鉄パイプ２０の内部は、メッキやコーティング剤などが施されないで鉄パイプ２０の金属がむき出しである。また、鉄パイプ２０は、形状、大きさなども特に限定されず、例えばストレート管、曲げ管、分岐管、異径管など、さらにボックスなどが用いられる。

鉄パイプ２０には、その周壁には通水性を確保するための多数の貫通孔２０ａが形成され、収納壁２１，２２にも通水性を確保するための多数の貫通孔２１ａ，２２ａが形成されているが、鉄パイプ２０には多数の貫通孔２０ａを設けなくてもよい。貫通孔２０ａ，２１ａ，２２ａの形状、個数、大きさは任意であるが、大きさについては、炭素材２及び吸水材３が容易に漏れでない程度で通水性があればよい。

収納壁２１，２２としては、鉄材のプレートに多数の貫通孔２１ａ，２２ａを形成したものが用いられるが、強固なネットなどを用いてもよい。

鉄パイプ２０の一端部が水流入口２０ｂであり、他端部が水流出口２０ｃであり、水流やポンプなどを利用して水を水流入口２０ｂから内部に送り水流出口２０ｃから流出させ、水の流れによって鉄パイプ２０の内部に滞留することなく金属イオンを効率的に水中に溶出させ、かつ水中に広範囲に放出させることができる。

鉄パイプ２０の中空部内に、図６（ａ）の実施の形態では、炭素材２がランダムに収容され、図６（ｂ）の実施の形態では、炭素材２に対し吸水により体積が膨張するチップ状又はペレット状の木材などの繊維物質の吸水材３を混合した混合体が収容されるが、炭素材２や吸水材３の大きさや量は、ポンプなどを利用して水を水流入口２０ｂから内部に送り水流出口２０ｃから流出させることを妨げないように設定する。炭素材２や吸水材３を大きくすると、相互間の隙間が大きくなり流れやすくなり、小さくすると相互間の隙間が小さくなり流れにくくなる。また、炭素材２や吸水材３を多く充填して量を増やすと隙間が小さくなり流れにくくなり、量を少なくすると隙間が大きくなり流れやすくなる。

鉄パイプ２０の内面と炭素材２は、密着度が強く、かつ密着面積が大きいほど金属イオンを効率よく長期に亘って溶出させることができる。また、イオン化傾向の大きい又は／及び電気陰性度の低い方の第１金属として鉄（Ｆｅ）を用いることにより、二価鉄イオン（Ｆｅ^２＋）が溶出されるが、この生成する二価鉄イオン（Ｆｅ^２＋）の放出は、水流やポンプなどを利用して水を水流入口２０ｂから内部に送り水流出口２０ｃから流出する流出量により調整され、水中に流出する範囲も調整され、流出量が増加すると流出する範囲も広くなって拡散する。また、鉄パイプ２０の内面と炭素材２の密着部分を水流で常に洗い流している状態であり、二価鉄イオン（Ｆｅ^２＋）を効率よく溶出させることができる。

鉄パイプ２０の水流出口２０ｃは、炭素材２や吸水材３が流出することがないように構成され、この実施の形態では、収納壁２２の貫通孔２２ａの大きさが炭素材２及び吸水材３が容易に漏れでない程度であるが、さらに水流出口２０ｃや水流出口２０ｃが設けられる部分にフィルタやストレーナなどを取り付けて漏れないようにすることが好ましい。また、水流出口２０ｃに、キレート効果や肥料効果の機能を有する材料またはこの機能を有する液剤を含浸させた材料の入ったアタッチメントを取り付けて二価鉄イオン（Ｆｅ^２＋）が通過して流出するようにしてもよい。キレート効果や肥料効果の機能を有する材料として、例えば腐植有機物を用いることができる。

また、鉄パイプ２０の中空部内に、図６（ａ）の実施の形態では、炭素材２が収容されるが、例えば炭素材（炭素含有率が８０％以上）の粒状又は塊状のもの、または炭素材（炭素含有率が８０％以上）の粒状又は塊状と還元鉄材の粒状や塊状を配合混合したもの、または炭素材（炭素含有率が８０％以上）の粒状又は塊状と鉄材と炭素材を混合密着したペレットや鉄に炭素の鋳ぐるみ鋳物などの混合密着品の粒状や塊状を混合したもの、または炭素材と鉄材を体積比で炭素材が６０％以上占めるように調合混合した炭素材と鉄材の密着品の粒状や塊状のものを収容する。

また、図６（ｂ）の実施の形態では、炭素材２に対し吸水により体積が膨張するチップ状又はペレット状の吸水材３を混合した混合体が収容されるが、例えば炭素材（炭素含有率が８０％以上）の粒状又は塊状のもの、または炭素材（炭素含有率が８０％以上）の粒状又は塊状と還元鉄材の粒状や塊状を配合混合したもの、または炭素材（炭素含有率が８０％以上）の粒状又は塊状と鉄材と炭素材を混合密着したペレットや鉄に炭素の鋳ぐるみ鋳物などの混合密着品の粒状や塊状を混合したもの、または炭素材と鉄材を体積比で炭素材が６０％以上占めるように調合混合した炭素材と鉄材の密着品の粒状や塊状のものに吸水材３を混合する。

さらに、鉄材と炭素材を混合密着したペレットや鉄に炭素の鋳ぐるみ鋳物などの粒状や塊状、さらに鉄材と炭素材を調整配合した混合材を焼結加工したものを収容すると、鉄材と炭素材の接触よりも確実な密着固定となり鉄（Ｆｅ）と炭素（Ｃ）の電気陰性度差による局部電位差の電池が生まれ、鉄（Ｆｅ）側から炭素（Ｃ）側へ鉄（Ｆｅ）の電子ｅ^―が流れて鉄（Ｆｅ）は電子ｅ^―を失って、酸化すると、二価鉄イオン（Ｆｅ^２＋）となって媒体の水中へ効率よく溶出させることができる。

（水質改善具の使用）
次に、この実施の形態の水質改善具Ａは、図６（ａ）に示す実施の形態では、通水性を有する金属容器１の中空部内に、炭素材２をランダムに収容した構成であり、水質改善具Ａを水中に没し、水流やポンプなどを利用して水を金属容器１の水流入口２０ｂから内部に送り水流出口２０ｃから流出させることで、金属イオンを効率的に水中に溶出させることができる。

また、図６（ｂ）に示す実施の形態では、金属容器１の中空部内に、炭素材２に対し吸水により体積が膨張するチップ状又はペレット状の木材などの繊維物質の吸水材３を混合した混合体を収容した構成であり、水質改善具Ａを水中に没し、水流やポンプなどを利用して水を水流入口２０ｂから内部に送り水流出口２０ｃから流出させることで、炭素材２中に混在する吸水材３が吸水してその体積を膨張するため、炭素材２が金属容器１の内周面に強く押し付けられ、金属容器１と炭素材２の密着度が高められた状態を長期に亘って維持させることができる。したがって、金属イオンを長期に亘って溶出させることができるようになるという効果が得られ、第１の実施の形態と同様の作用、効果を有する。

この実施の形態の水質改善具Ａは、金属容器１の一端部が水流入口２０ｂであり、他端部が水流出口２０ｃであることにより、水流やポンプなどを利用して水を金属容器１の水流入口２０ｂから内部に送り水流出口２０ｃから流出させ、金属イオンを効率的に水中に溶出させることができる。

例えば、図７に示すように、フロート１１０によって水中ポンプ１１１を水中に移動もできる状態で沈め、この水中ポンプ１１１の駆動によって水をホース１１２を介して水質改善具Ａに送る。水質改善具Ａは、水流入口２０ｂから水が内部を流れて水流出口２０ｃから流出し、金属イオンを効率的に水中に溶出させることができる。

また、図８に示すように、ポンプ１２１を地上に配置し、このポンプ１２１の駆動によって水をホース１２２を介して水を吸い上げ、ホース１２３を介して水質改善具Ａに送る。水質改善具Ａは、水流入口２０ｂから水が内部を流れて水流出口２０ｃから流出し、金属イオンを効率的に水中に溶出させることができる。

この水質改善具Ａは、図４乃至図６に示すように、ストレートの鉄パイプを用いて金属容器１が形成されるが、図９（ａ）に示すように、曲げた鉄パイプを用いてもよい。また、図９（ｂ）に示すように、Ｔ字状の鉄パイプなど多分岐のパイプを用いて、１個の水流入口から水が内部を流れて２個以上の水流出口から流出し、金属イオンを効率的に水中に溶出させるようにしてもよい。

この水質改善具Ａは、海水、淡水、廃水その他産業の区別なく全ての水圏域で使用し、金属容器１に海水、淡水、廃水などを十分通過可能としてさせて水中に放置し、あるいは水質改善具Ａに水を通して一時大気中に放置させることで、金属容器１の内部において鉄の錆が発生し、その錆が炭素材に絡み付き固着して動かなくなり鉄と炭素が密着し固化する。このため、一層鉄と炭素の電池作用が強固となるので、二価鉄イオン（Ｆｅ^２＋）の生成効率が向上する。

以上、実施の形態を説明してきたが、この発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、この発明に含まれる。

例えば、実施の形態では、金属容器１として、鉄パイプのものを例示したが、鉄パイプに限定されることなく内部に収容することが可能で、通水性を有するものであればよく、例えば袋でも、缶でもよく、その形状や大きさなどは任意である。例えば、鉄製のものを食品缶詰のように完全密封したものを作れば長期の在庫もでき、使用する前に水の通水可能な入口と出口を形成した後に前述したように用いることができる。
また、鉄パイプや鉄製のものは焼鈍処理すると酸化し易くなると同時に．焼成することで表面の付着不純物もなくなり、かつ加工性がよくなるが、少なくとも内側面すべて鉄を保護するものは加工されていないことが要求される。

金属容器の外側面には、強度や耐久性などの目的で鉄以外の異種材、例えばプラスチック、ゴム、その他の材料を用いてラミネート、コーティング、その他の方法で設けてもよく、鉄パイプの場合には、異種材のパイプに挿入してもよい。

この発明は、産業廃水、池や湖、プール、河川、海等の水中に没することでこれらの水中に金属イオンを溶出させて水質を改善する水質改善具に適用され、簡単な構造で金属イオンを長期に亘って溶出させることができる。

Ａ水質改善具
１金属容器
２炭素材
３吸水体
１０鉄パイプ
１１，１２端部
１３貫通孔
２０鉄パイプ
２０ａ貫通孔
２１，２２収納壁
２１ａ，２２ａ貫通孔

Claims

イオン化傾向の大きい又は／及び電気陰性度の低い方の第１金属とイオン化傾向の小さい又は／及び電気陰性度の高い方の第２金属のイオン化傾向又は／及び電気陰性度の異なる２種類の異種金属を互いに密着させると共に、前記２種類の異種金属の接触境界部分が水と接触する状態で露出形成されている構成とすることにより水中において前記接触境界部分で局部電池が形成されて前記イオン化傾向の大きい又は／及び電気陰性度の低い方の第１の金属が酸化する際に水中に金属イオンを溶出させて水に所定の機能を付加する水質改善具であって、
前記イオン化傾向の大きい又は／及び電気陰性度の低い方の第１金属が鉄を主成分とする通水性を有する金属容器であり、
前記イオン化傾向の小さい又は／及び電気陰性度の高い方の第２金属が炭素材であり、
前記金属容器の中空部内に、前記炭素材が収容されていることを特徴とする水質改善具。
前記炭素材に対し吸水により体積が膨張する吸水材を混合した混合体を構成し、
前記混合体が前記金属容器の中空部内に収容されていることを特徴とする請求項１に記載の水質改善具。
前記炭素材の炭素含有率が８０％以上であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の水質改善具。
前記吸水材がチップ状又はペレット状の木材などの繊維物質であることを特徴とする請求項２に記載の水質改善具。
前記木材は肥料剤あるいは錯体剤を吸収付与して乾燥させたことを特徴とする請求項４に記載の水質改善具。
前記金属容器の端部が先細りの杭状に形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の水質改善具。
前記金属容器の一端部が水流入口であり、他端部が水流出口であることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の水質改善具。