JP4551534B2 - ダイオキシン除去方法及びその装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ダイオキシンを含んだ物質からダイオキシンを除去するための方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年になってゴミ焼却炉からの煙や工場からの排水等に有害で分解しにくいダイオキシンが含まれていることが明らかになった。ダイオキシンで汚染された野菜や魚等の食物を摂取することにより、知らない間に人体が汚染されるということが分かった。更に、乳幼児の母親がダイオキシンで汚染された食物を摂取すると、母乳にダイオキシンが含まれて、乳幼児にもダイオキシンの悪影響があることも明らかになった。
【０００３】
ダイオキシンは、ジベンゾパラジオキシン（ダイオキシン母核）に、少なくとも１ヶ所において水素（Ｈ）が塩素（Ｃｌ）に置換したものである。ダイオキシンの１例として図１１に、４つの水素（Ｈ）が塩素（Ｃｌ）に置換した（テトラクロロジベンゾパラジオキシン）を示す。
ダイオキシンの仲間としては、ポリクロロジベンゾフラン（ＰＣＤＦ）と、コプラナーＰＣＢ（Ｃｏ−ＰＣＢ）とがある。ダイオキシン（ＰＣＤＤ）と、ポリクロロジベンゾフラン（ＰＣＤＦ）と、コプラナーＰＣＢ（Ｃｏ−ＰＣＢ）とを含めて「ダイオキシン類」と総称される。以後、「ダイオキシン類」を「ダイオキシン」として説明する。
【０００４】
ダイオキシンを分解する方法としては、以下の（１）完全燃焼法、（２）熱分解法、（３）光分解法、（４）微生物分解法、（５）超臨界水分解法等が一般に知られている。
（１）の完全燃焼法は、ゴミの焼却の際に燃焼ガスを高温に保つことで、ダイオキシンの発生を抑制するものである。（２）の熱分解法は、酸素の少ない状態（還元雰囲気）で３５０〜４００°Ｃでダイオキシンを加熱することにより、ダイオキシンに含まれる塩素を水素に置換してダイオキシンを分解するものである。（３）の光分解法は、太陽光または紫外線領域の波長の光を照射しつつオゾンを注入し、ダイオキシンを水，二酸化炭素，塩化物に分解するものである。（４）の微生物分解法は、酢酸エチル等の溶媒を用いることによりダイオキシン分解微生物の代謝活性を促進させてダイオキシンを脱塩素化するものである。（５）の超臨界水分解法は、高温高圧（４００°Ｃで３００気圧）の水の中にダイオキシンを溶解させ、ダイオキシンの溶解した臨界水に過酸化水素を酸化剤として添加して、ダイオキシンを水，二酸化炭素，塩化物に分解するものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記（１）〜（５）のダイオキシンを分解処理する方法にはそれぞれ欠点を有している。（１）の完全燃焼法では、完全燃焼を行うために、燃焼室内のガスを均一にすることや、ガスの滞留時間を長く保つことが困難である。また、燃焼温度を１０００°Ｃ以上に保たなければならないため、莫大な設備が必要となる。
（２）の熱分解法では、設備が高額で、しかも低酸素雰囲気下で反応が行われなかった場合には、逆にダイオキシンが多く生成される。（３）の光分解法では、毒性の最も高い２、３、７、８、−テトラクロロジベンゾパラジオキシンに紫外線または太陽光線を照射した時、完全分解するのに８時間から２４時間程度の長い反応時間が必要であり、しかも分解工程が大気との解放状態で反応が行われるため、環境への悪影響がある。（４）の微生物分解法では、光分解法以上に長い反応時間を必要とし、しかも大気との解放状態で反応が行われるため環境への悪影響がある。また、微生物の代謝活性を高めるために、温度やｐｈ等を調整しなければならない。（５）の超臨界水分解法では、４００°Ｃまでの加熱と３００気圧までの加圧を必要とし、その後の急冷等の作業も必要であり、しかも莫大な設備費用がかかるものである。
【０００６】
ゴミ等の焼却によって発生するダイオキシンは、野菜や果物や穀物や肉類や魚貝類等の食品の中に含まれる。また、太陽の下で乾燥させる衣類にダイオキシンが付着蓄積され、その衣類に付着されたダイオキシンによって、アトピー性皮膚炎が発生するという不具合があった。
ダイオキシンの分解処理方法として、上述の（１）〜（５）等の方法があるが、（１），（２），（５）は莫大な設備を要する欠点がある。（１），（５）は高温高圧のため衣類や食品等の日用品からのダイオキシンの除去に適応することができない。（２），（３），（４）はダイオキシンの除去に時間がかかるという欠点がある。
【０００７】
本発明はこの点に鑑みてなされたもので、食品や衣類のような日用品だけでなく全てのダイオキシンを含む物質から、短時間でしかも簡単にダイオキシンを分解処理できるダイオキシン除去方法とその装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るダイオキシン除去方法は、最初に強酸性カチオン交換樹脂に通し、次いで、アルミニウム，ステンレス及び銀のうちの少なくとも１つから成る金属とトルマリンとを混在させたものと、黒曜石，真珠岩及び松脂岩のうちの少なくとも１つから成る岩石とのどちらか一方を先に他方を後に水を通すことによって生成した水の中に、ダイオキシンを含んだ物質を入れ、前記生成した水に入れた状態で前記物質に酸素を接触させるようにしたものである。
【０００９】
本発明に係るダイオキシン除去方法は、前記ダイオキシンを含んだ物質に接触させる酸素を空気中の酸素としたものである。本発明は、前記生成した水を水槽内で循環手段によって循環させるようにしたものである。
【００１０】
本発明は、ダイオキシンを含んだ物質が気体である場合に、最初に強酸性カチオン交換樹脂に通し、次いで、アルミニウム，ステンレス及び銀のうちの少なくとも１つから成る金属とトルマリンとを混在させたものと、黒曜石，真珠岩及び松脂岩のうちの少なくとも１つから成る岩石とのどちらか一方を先に他方を後に水を通すことによって生成した水を、多数の容器内に入れ、最も上流側の容器内の創生水の中にダイオキシンを含んだ気体を導入すると共に酸素を導入し、前記最も上流側の容器の水面上と次の容器の水面下と連絡パイプで連結し、その後順に、相対的上流側の容器の水面上と相対的下流側の容器の水面下とを順次連絡パイプで連結し、前記最も上流側の容器内でダイオキシンを含んだ気体と前記酸素とを接触させ、前記最も上流側の容器内に溜る前記気体と前記酸素とを順次連絡パイプを経由して多数の容器内の前記生成した水の中に順に通過させるようにしたものである。
【００１１】
本発明は、前記ダイオキシンを含んだ物質に接触させる酸素を空気中の酸素としたものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に基づいて説明する。
図１は本発明に係るダイオキシン除去装置の一例を示す構成図で、ダイオキシンを含んだ固形物あるいは液体からダイオキシン除去するための除去装置である。ダイオキシン除去装置は、水槽６０と、外部から水槽６０の内部の下位に空気を導入するための空気管６２と、その空気管６２から水槽６０内の上方に向けて空気を投入する空気投入口としての噴射ノズル６４と、水槽６０の外部に配置されるものであって空気管６２に空気を供給する空気供給装置６６とを有する。水槽６０内において、噴射ノズル６４位置よりやや上方に落下防止用網６８を水平面全域に敷設し、その落下防止用網６８の上位に、ダイオキシンを含んだ固形処理物７０を収納するための内籠７２を備える。
この装置には、水槽６０の内部へ水を供給するための水供給パイプ７４と、水槽６０内の水をオーバーフローさせるためのオーバーフローパイプ７６と、水槽６０内の水を循環させるための循環ポンプ７８とが備えられる。
【００１３】
水槽６０内には水供給パイプ７４から特殊な水が供給される。この特殊な水を以後「創生水（SOSEI Water)」と称する。この「創生水」は、ナトリウムイオン（Ｎａ^＋）とヒドロキシルイオン（Ｈ₃Ｏ₂ ⁻）とヒドロニウムイオン（Ｈ₃Ｏ^＋）とを含むものであり、「創生水」の製造方法並びに製造装置については特許第２８８９９０３号に既に明らかにされているが、「創生水」の製造方法の要部については後述する。なお、「創生水」には、ヒドロキシルイオン（Ｈ₃Ｏ₂ ⁻）とヒドロニウムイオン（Ｈ₃Ｏ^＋）を含むが、ナトリウムイオン（Ｎａ^＋）を含まないものもあり、この点も後述する。
【００１４】
ダイオキシンを分解する処理物が液体の場合には、水槽６０の外部から水槽６０の内部へダイオキシンを含む液体を導入するための液体導入パイプ８０を備える。ダイオキシンを分解処理するものが液体の場合には、固形処理物７０を収納した内籠７２は水槽６０の内部へ一般には入れないが、同時に入れておいても問題はない。液体導入パイプ８０の水槽６０内における開口部は、低い位置であるのが望ましく、例えば落下防止用網６８のやや上位とする。
【００１５】
ここで、ダイオキシンを含んだ固形処理物７０からダイオキシンを分解する方法について説明する。例えば衣類や食品等のダイオキシンを含んだ固形処理物７０を内籠７２の中に入れ、水槽６０内の創生水の水面下に沈める。そして、噴射ノズル６４から空気（酸素）を固形処理物７０に向けて噴射させる。これによって、ダイオキシンを含んだ固形処理物７０は、創生水に浸された状態で空気（酸素）と接触する。空気は下方から固形処理物７０に向けて噴射するのが、固形処理物７０に空気が接触する量が大量となる観点から望ましいが、空気を横方向から固形処理物７０に噴射させるものであっても良い。なお、噴射ノズル６４から空気を噴射するとしたが、空気ではなくて噴射ノズル６４から酸素ガスを噴射するようにしても良い。
水槽６０内の創生水を、循環手段としての循環ポンプ７８によって強制的に水槽６０内で循環させる。これによって、創生水に含まれるナトリウムイオン（Ｎａ^＋）とヒドロキシルイオン（Ｈ₃Ｏ₂ ⁻）とヒドロニウムイオン（Ｈ₃Ｏ^＋）とを、ダイオキシンを含んだ固形処理物７０により効率的に接触させる。
【００１６】
固形処理物７０に含まれるダイオキシンを例えば図１１に示すものとすると、創生水と空気（酸素）とをダイオキシンを含んだ固形処理物７０に接触させることにより、図１１に示すダイオキシンは、ヒドロキシルイオン（Ｈ₃Ｏ₂ ⁻）と酸素（Ｏ₂）とによって、図２に示すように、ベンゼン環の炭素（Ｃ）と結合していた塩素（Ｃｌ）が離れ、その塩素（Ｃｌ）の代わりに、水素（Ｈ）または酸素（Ｏ）がベンゼン環の炭素（Ｃ）と結合する。
ベンゼン環の炭素（Ｃ）から離れた塩素（Ｃｌ）は、ヒドロニウムイオン（Ｈ₃Ｏ^＋）と結合して塩化水素（ＨＣｌ）となる。この塩化水素（ＨＣｌ）の塩素（Ｃｌ）は、最終的には創生水に含まれるナトリウムイオン（Ｎａ^＋）と結合して、塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）になる。
【００１７】
ここで、創生水と空気（酸素）とによってダイオキシンを分解した計測結果を図３に示す。図３は、創生水３リットルの中に各種ダイオキシンを入れ、その後清浄な空気（１分間当たり５リットルの空気量）で３０分間曝気した計測結果を示すものである。図３における、創生水３リットルの中に入れる各種ダイオキシンにおいて、「２３７８Ｔ₄ＣＤＤ」は１００ｐｇ，「１２３７８Ｐ₅ＣＤＤ」は１００ｐｇ，−−「２３３’４４’５５’−Ｈ₇ＣＢ（＃１８９）」は２５０ｐｇ等とする。なお、回収濃度の数値については、小数点以下２桁を四捨五入したものである。
図３の計測結果によれば、創生水の中に入れたダイオキシンを空気で３０分間曝気した後に、各種ダイオキシンを回収して、どれだけダイオキシンが減少しているかを示すものである。図３の計測結果によれば、平均７７．９％のダイオキシンが回収されたことが示されている。言い換えると、２２．１％のダイオキシンが３０分間で消滅したことを意味している。
【００１８】
図３の計測を行った企業名は「野外科学株式会社」で、住所は「〒065-0043北海道札幌市東区苗穂町１２丁目２番３９号」である。また、計量証明事業番号は、「北海道知事登録第６０７号」である。以下の図４乃至図６に示す各種の計測結果も「野外科学株式会社」の計測によるものであり、測定数値等も同一基準によるものである。
なお、これらの計測結果において、各種ダイオキシンの添加濃度の単位が非常に小さいものであるため、ダイオキシンの回収率においては±１０％前後の値は誤差の範囲とみなすとされている。
しかし、１０％の誤差の範囲があるとして、図３の計測結果の２２．１％から１０％を差し引いても（最大の譲歩をしても）、１２．１％のダイオキシンが３０分間で分解したことになり、本発明のダイオキシン除去方法は多大の効果があることを示すものである。
【００１９】
以上の計測結果から、曝気時間を長くし、場合によっては新規な創生水を途中で追加したり、あるいは途中で新規な創生水を入れ替えることによって、数時間でダイオキシンを１００％除去できることが類推できる。しかも、ダイオキシンが付着した物品を水の中に入れて空気を当てるだけでダイオキシンが分解されるので、衣類や食品等の日用品からダイオキシンを除去することができる。後述するが、創生水は洗浄機能を有すると共に魚介類や野菜等を腐らせない働きをするのでより、衣類や食品等の日用品を創生水の中に入れておいても何ら支障がない。
【００２０】
図４は創生水３リットルの中に図３と同じ各種ダイオキシンを入れ、そのまま３０分間放置した計測結果を示すものである。図４の計測が図３と異なるのは、空気の曝気を行わない点と、創生水に入れていた時間を倍（１時間）にした点である。図４の計測結果によれば、ダイオキシンの回収は８８．３％である。ここで、１０％の誤差を差し引いたとしても、創生水そのものによってもダイオキシンが分解されることが判明する。これは、ヒドロキシルイオン（Ｈ₃Ｏ₂ ⁻）及び／またはヒドロニウムイオン（Ｈ₃Ｏ^＋）の働きによって、ダイオキシンが分解されると考えられる。但し、図３と図４との回収率から分るように、創生水と空気（酸素）による曝気との方が、創生水のみと比べて大量にダイオキシンを分解することが分かる。
【００２１】
従来から、ダイオキシンの分解には過酸化水素が有効であるということが知られている。このため、創生水に過酸化水素を混合した実験結果を図５に示す。図５は、各種ダイオキシンを入れた創生水３リットルの中に、特級過酸化水素３１％を３６０ｍｌ入れて、１時間放置したものである。図５における各種ダイオキシンの回収率は、９２．９％であり、１０％の誤差を考えると、創生水と過酸化水素との組み合わせではダイオキシンは分解しないことが分かる。
【００２２】
図３の結果において、各種ダイオキシンは創生水の中からは減少したが、空気中に放出されたのではないかという疑問が生じた。このため、図３のダイオキシンの分解測定の際に、創生水を経由した空気を回収して、その中にダイオキシンが含まれているかどうかを計測した。その計測結果を図６に示す。図６は、創生水３リットルの中に各種ダイオキシンを入れて、その後清浄な空気（１分間当たり５リットルの空気量）で２時間曝気し、その後創生水２リットルを新規追加して３０分間曝気した計測結果を示すものである。図６の計測結果によれば、創生水を経由した空気の中に含まれるダイオキシンの回収率は０．９％であった。即ち、回収率の誤差が±１０％前後であることから、この回収率の数値から判断すると、図３のダイオキシンの分解の際に、空気中に各種ダイオキシンが放出されないことが明らかになった。
【００２３】
以上のように、図３，図４，図５の計測結果から、創生水の中にダイオキシンを含んだ物質を入れ、空気（酸素）を噴射等で加えることによって、ダイオキシンが分解されることが証明された。更に、図６の計測結果から、創生水を経由した空気にダイオキシンが含まれることはないことも証明された。
【００２４】
ダイオキシンの分解は、創生水に主に含まれるヒドロキシルイオン（Ｈ₃Ｏ₂ ⁻）と空気中の酸素とによって、ベンゼン環の炭素（Ｃ）から塩素（Ｃｌ）を分離させ、分離した塩素（Ｃｌ）とヒドロニウムイオン（Ｈ₃Ｏ^＋）とによって、塩化水素（ＨＣｌ）を生成すると考えられる。
また、ヒドロニウムイオン（Ｈ₃Ｏ^＋）と空気中の酸素とによってによっても、ダイオキシンの分解は行われると考えられる。この場合、ヒドロニウムイオン（Ｈ₃Ｏ^＋）は、ベンゼン環の炭素（Ｃ）から離れた塩素（Ｃｌ）と結合して、塩化水素（ＨＣｌ）を生成する働きもするので、ヒドロキシルイオン（Ｈ₃Ｏ₂ ⁻）を含まずに、ヒドロニウムイオン（Ｈ₃Ｏ^＋）のみを含む水では、ヒドロニウムイオン（Ｈ₃Ｏ^＋）を大量に含む必要がある。
【００２５】
ダイオキシンを含んだものが液体の場合には、創生水が入っている水槽６０の内に、液体導入パイプ８０からダイオキシンを含んだ液体を入れ、噴射ノズル６４から空気を導入し、循環ポンプ７８で水槽６０内を移動させる。また、必要に応じて、水槽６０内に創生水を途中で新規に追加する。これによって、固形処理物７０に含まれたダイオキシンと同様に、液体に含まれたダイオキシンを分解することができる。
【００２６】
図１はダイオキシンが固形物や液体に含まれている場合の除去装置であるが、ダイオキシンを含んだ気体からダイオキシンを除去するための除去装置の一例を図７に示す。
容器８２の内部の下位に、容器８２内に空気を投入噴射する噴射ノズル６４を備える。容器８２には、ダイオキシンを含んだ空気（排気）等の気体をその中に導入するための気体導入パイプ８４が取り付けられる。容器８２に隣接して多数の容器８６を備え、容器８２から順に隣り合う容器８６同士を連絡パイプ８８で連絡する。容器８２と多数の容器８６の内部には、創生水を所定の高さまで入れておく。気体導入パイプ８４の容器８２内の開口部は、水面の下位でしかも低位に位置させる。水槽同士を連絡する連絡パイプ８８は、一方の水槽では水面より上位に開口し、他方の水槽では水面の下位でしかも低位に開口するよう設定する。
【００２７】
気体導入パイプ８４からダイオキシンを含んだ排気等を容器８２内に導入する。ダイオキシンを含んだ空気は容器８２内の創生水や噴射ノズル６４から投入された空気（酸素）と接触する時間が少ない。このため、容器８２に充満したダイオキシンを含んだ排気等と噴射ノズル６４から投入された空気とを、連絡パイプ８８を介して多数の容器８６内の創生水を経由させるようにする。これによって、排気等に含まれるダイオキシンは容器８２，８６内で創生水と空気（酸素）とによって固形処理物２０の場合と同様に分解される。
なお、多数の容器８６のうち、幾つかの容器８６内に空気を投入するための噴射ノズル６４を備えるようにしても良い。
【００２８】
次に、ナトリウムイオン（Ｎａ^＋）とヒドロキシルイオン（Ｈ₃Ｏ₂ ⁻）とヒドロニウムイオン（Ｈ₃Ｏ^＋）とを含む創生水の製造方法を、図８，図９，図１０に基づいて説明する。
図８は創生水を製造するための製造装置の一例を示す構成図である。第１の軟水生成器１０と第２の軟水生成器１２とイオン生成器１４と岩石収納器１６とが、連絡管１８ａ，１８ｂ，１８ｃを介して、順に直列に連結されている。
第１の軟水生成器１０には、例えば水道のような圧力のある水が水供給管２０から連絡管２２を介して第１の軟水生成器１０に供給される。水供給管２０と連絡管２２との間には、蛇口のような入口用開閉弁２４が備えられ、連絡管２２の途中には逆止弁２６が備えられる。岩石収納器１６の出口側には吐出管２８が取り付けられ、吐出管２８の先端または途中に出口用開閉弁３０が備えられる。
【００２９】
水道水の場合、水供給管２０から送り出される水は、第１の軟水生成器１０と第２の軟水生成器１２とイオン生成器１４と岩石収納器１６の順を経て、出口用開閉弁３０を開くことによって吐出管２８から取り出される。
水道水以外の場合は、図示しないが、水槽に溜めた水をポンプによって、水供給管２０を経由して第１の軟水生成器１０に導入する。この場合、ポンプと第１の軟水生成器１０との間に逆止弁２６を備える。
【００３０】
第１の軟水生成器１０と第２の軟水生成器１２は、その内部に粒状のイオン交換樹脂３２を大量に収納するもので、その断面図を図９に示す。軟水生成器１０，１２の本体３４は筒状をしており、その筒状の上下端面に水の出入口３６ａ，３６ｂを有する。筒状の本体３４の内部には、上下の端面からやや離れた位置の内壁に、それぞれ中央に穴を開けたシールド部材３８ａ，３８ｂを備える。その一対のシールド部材３８ａ，３８ｂの間に、イオン交換樹脂３２を細かい網４０に入れた状態で収納する。
上下の出入口３６ａ，３６ｂからやや離れた位置の内壁に、中央に穴を開けたシールド部材３８を備えるのは、イオン交換樹脂３２を細かい網４０を一対のシールド部材３８の間に配置し、出入口３６ａ，３６ｂ付近に空間４２ａ，４２ｂを形成させるためである。また、シールド部材３８ａ，３８ｂの中央の穴から水を出入りさせるようにしたのは、水がイオン交換樹脂３２に必ず接触させるためである。イオン交換樹脂３２を網４０に入れるのは、粒状のイオン交換樹脂３２を洗浄するために取り出す際に、網４０ごと粒状のイオン交換樹脂３２を取り出せるようにしたものである。
【００３１】
イオン交換樹脂３２は、水に含まれているＣａ^{2 ＋}やＭｇ^{2 ＋}やＦｅ^{2 ＋}等の金属イオンを除去して、水を軟水にするためのものである。イオン交換樹脂３２としては、例えば、スチレン・ジビニルベンゼンの球状の共重合体を均一にスルホン化した強酸性カチオン交換樹脂（ＲｚＳＯ₃Ｎａ）を用いる。このイオン交換樹脂３２は、水に含まれているＣａ^{2 ＋}やＭｇ^{2 ＋}やＦｅ^{2 ＋}等の金属イオンとは、以下のイオン交換反応を生じる。
２ＲｚＳＯ₃Ｎａ ＋ Ｃａ^{2 ＋} → （ＲｚＳＯ₃）₂Ｃａ ＋ ２Ｎａ^＋
２ＲｚＳＯ₃Ｎａ ＋ Ｍｇ^{2 ＋} → （ＲｚＳＯ₃）₂Ｍｇ ＋ ２Ｎａ^＋
２ＲｚＳＯ₃Ｎａ ＋ Ｆｅ^{2 ＋} → （ＲｚＳＯ₃）₂Ｆｅ ＋ ２Ｎａ^＋
即ち、イオン交換樹脂３２を通すことによって、水に含まれているＣａ^{2 ＋}やＭｇ^{2 ＋}やＦｅ^{2 ＋}等を除去することができる。イオン交換樹脂３２として強酸性カチオン交換樹脂（ＲｚＳＯ₃Ｎａ）を用いることによって、ナトリウムイオン（Ｎａ^＋）が発生する。イオン交換樹脂３２は、Ｎａ^＋以外のものが発生するものであっても構わないが、Ｎａ^＋を発生するものの方が好ましい。
水が水道水であれば、その水道水の中にはＣａ^{2 ＋}やＭｇ^{2 ＋}やＦｅ^{2 ＋}等の金属イオンの他に塩素が含まれているが、水道水がイオン交換樹脂３２を通ることによって、この塩素には何も変化が生じない。
【００３２】
一方、水（Ｈ₂Ｏ）がイオン交換樹脂３２を通ることによって、以下のように変化する。
Ｈ₂Ｏ → Ｈ^＋ ＋ ＯＨ⁻ ……(1)
Ｈ₂Ｏ ＋ Ｈ^＋ → Ｈ₃Ｏ^＋ ……(2)
即ち、(1) (2) に示すように、イオン交換樹脂３２を通ることによって、水からは水酸化イオン（ＯＨ⁻）とヒドロニウムイオン（Ｈ₃Ｏ^＋）とが発生する。このヒドロニウムイオン（Ｈ₃Ｏ^＋）によって、水は界面活性作用を有する。
【００３３】
このように、もし水が硬水であった場合に、イオン交換樹脂３２を通過することによって、水からＣａ^{2 ＋}やＭｇ^{2 ＋}やＦｅ^{2 ＋}等の金属イオンが除去されて軟水となる。また、イオン交換樹脂３２を通過することによって、水の中にＮａ^＋とＯＨ⁻とヒドロニウムイオン（Ｈ₃Ｏ^＋）とが発生する。しかし、水道水に含まれている塩素（Ｃｌ）はイオン化しないでそのまま通過する。
【００３４】
次に、前記イオン生成器１４の部分断面図を図１０に示す。イオン生成器１４は、複数個のカートリッジ４４を同じ配置で上下に連続して直列に連結したものである。各カートリッジ４４の内部に、粒状のトルマリン４６と板状の金属４８とを収納する。
トルマリンは、プラスの電極とマイナスの電極とを有するもので、このプラスの電極とマイナスの電極によって、水に４〜１４ミクロンの波長の電磁波を持たせ、かつ水のクラスターを切断してヒドロニウムイオン（Ｈ₃Ｏ^＋ ）を発生させるためのものである。その４〜１４ミクロンの波長の電磁波が持つエネルギは０．００４ｗａｔｔ／ｃｍ^２である。
ここで、トルマリン４６とは、トルマリン石を細かく砕いたものであっても良いが、トルマリンとセラミックと酸化アルミニウム（銀を含むものもある）との重量比を約１０：８０：１０とする市販のトルマリンペレットと呼ばれるトルマリン混合体であっても良い。このトルマリンペレットに含まれるセラミックは、プラスの電極とマイナスの電極を分離しておく作用をする。ここで、トルマリン４６をセラミックに対し重量比１０％以上の割合で混合させて８００°Ｃ以上で加熱することによって、水の攪拌によって所定の期間（例えば直径４mmで約３ヶ月）で消滅するトルマリン４６を作ることができる。
【００３５】
前記金属４８としては、アルミニウム、ステンレス、銀の少なくとも１種類の金属を用いる。この金属４８としては、金属４８としては、水中で錆を発生させたり水に溶けたりしない金属が望ましく、更に人体に悪影響を及ぼさないものが望ましい。この金属４８のうち、アルミニウムは殺菌作用や抗菌作用と共に漂白作用を有しており、ステンレスは殺菌作用や抗菌作用と共に洗浄向上作用を有しており、銀は殺菌作用や抗菌作用を有している。アルミニウムが漂白作用を有しており、ステンレスは洗浄向上作用を有しているが、銀はアルミニウムやステンレスよりも殺菌作用や抗菌作用が強いので、例えば、漂白作用が必要で、しかも殺菌作用や抗菌作用を強くしたい場合には、アルミニウムに銀を混ぜれば良い。
金属４８としては、銅や鉛は毒性を有しているので採用することができない。また、金等の高価な素材はコスト上からも採用することができない。
前記トルマリン４６と金属４８との重量比は、１０：１〜１：１０程度が望ましい。
【００３６】
カートリッジ４４は一端を開放した筒状をしており、その底面５０に多数の穴５２が設けられている。カートリッジ４４の内部にトルマリン混合体４６と金属４８とを入れた場合に、底面５０の穴５２をトルマリン４６や金属４８が通過しないように穴５２の大きさを設定する。
図１０に示すように、各カートリッジ４４は多数の穴５２を設けた底面５０を下側にし、その底面５０の上にトルマリン４６や金属４８を載せる。そして、各カートリッジ４４の内部を下位から上位に向かって流れるように設定する。即ち、各カートリッジ４４においては、底面５０の多数の穴５２を通過した水が、下から上に向けてトルマリン４６と金属４８とに噴射するように設定されている。
ここで、水道水は高い水圧を有するので、その水圧を有する水がカートリッジ４４内のトルマリン４６と金属４８に勢いよく衝突し、その水の勢いでトルマリン４６と金属４８とがカートリッジ４４内で攪拌されるように、穴５２の大きさ並びに個数を設定する。水が通過する勢いを用いてトルマリン４６と金属４８をカートリッジ４４内で攪拌する方法としては、種々の手段が考えられるが、どのような従来既知の撹拌手段を用いても構わない。
水をトルマリンに噴射してトルマリンを攪拌するのは、その攪拌によってトルマリンと水とに摩擦が生じ、電極が水に溶け出して水のクラスターを切断し、ヒドロニウムイオン（Ｈ₃Ｏ^＋）を大量に発生させるためである。また、水道水のような圧力のある水を穴５２を通して下からトルマリン等に噴射することによって、攪拌手段を設けなくて済む。
【００３７】
実際の設置例としては、内径５ｃｍで深さが７ｃｍの収容容積を有するカートリッジ４４を４段に重ね、そのカートリッジ４４内にトルマリン４６と金属４８とを充分収納するが、トルマリン４６と金属４８とがカートリッジ４４内で自由に移動できるような分量とする。カートリッジ４４の段数を増減しても構わないし、収容容積を大きくした１個のカートリッジ４４にしても良い。
このように、トルマリン４６と金属４８を収容容積を小さくした複数のカートリッジ４４に分散させて、それらの複数のカートリッジ４４を接続させることで、水の勢いによってトルマリン４６と金属４８との撹拌効率を高めることができる。
カートリッジ４４内に収納したトルマリン４６は、水に溶けて数ヶ月で消滅するので、各カートリッジ４４は例えば螺合等の手段によって容易に着脱出来るようにし、各カートリッジ４４内にトルマリン４６を容易に補充できるようにする。なお、金属４８は水に溶けないので補充する必要がないが、トルマリン４６と金属４８とを入れたカートリッジ４４全体を取替えることも可能である。カートリッジ４４は使用流量の大小に応じてその収容容積を変えるようにしても良い。
【００３８】
トルマリン４６にはプラス電極とマイナス電極とがあるため、トルマリンが水で攪拌されると、水（Ｈ₂Ｏ）は水素イオン（Ｈ^＋）と水酸化イオン（ＯＨ⁻）とに解離する。
Ｈ₂Ｏ → Ｈ^＋ ＋ ＯＨ⁻ ……(1)
更に、水素イオン（Ｈ^＋ ）と水（Ｈ₂Ｏ）とによって、界面活性作用を有するヒドロニウムイオン（Ｈ₃Ｏ^＋）が発生する。このヒドロニウムイオン（Ｈ₃Ｏ^＋）の発生量は、前記イオン交換樹脂３２によって発生する量よりはるかに多い量である。
Ｈ₂Ｏ ＋ Ｈ^＋ → Ｈ₃Ｏ^＋ ……(2)
このヒドロニウムイオン（Ｈ₃Ｏ^＋）の一部は、水（Ｈ₂Ｏ）と結びついてヒドロキシルイオン（Ｈ₃Ｏ₂ ⁻）と水素イオン（Ｈ^＋ ）になる。
Ｈ₃Ｏ^＋ ＋ Ｈ₂Ｏ → Ｈ₃Ｏ₂ ⁻ ＋２Ｈ^＋ ……(3)
このヒドロキシルイオン（Ｈ₃Ｏ₂ ⁻）は、ヒドロニウムイオン（Ｈ₃Ｏ^＋）と同様に界面活性作用を有し、衣服等を洗浄する働きをする。
【００３９】
イオン交換樹脂３２を通過した水を、イオン生成器１４を通過させることによって、水の内部にヒドロニウムイオン（Ｈ₃Ｏ^＋）とヒドロキシルイオン（Ｈ₃Ｏ₂ ⁻）とＨ^＋ とＯＨ⁻ とが発生する。なお、イオン交換樹脂３２を通過した塩素（Ｃｌ）と、イオン交換樹脂３２で発生したＮａ^＋とは、反応することなくそのままイオン生成器１４を通過する。
【００４０】
イオン生成器１４を通過した水を、次に、マイナス電子を帯びている岩石５４を収納する岩石収納器１６の内部を通過させる。マイナス電子を帯びている岩石５４としては、現在知られているものとして黒曜石や真珠岩や松脂岩がある。黒曜石や真珠岩や松脂岩以外でも、マイナス電子を帯びている岩石であれば採用することができる。
創生水は、水道水をきれいな水にするだけでなく、おいしい水に変えることも研究の対象とした。おいしい水と言われている日本の名水１００選を調べていくうちに、水に青粉等の浮遊物が混ざっていないものを３銘柄見つけ出した。水に青粉等の浮遊物が混ざっている場合、従来からこれを簡単に除去することが非常に難しいものである。そこで、この３銘柄の水が通過する岩石を調べた処、黒曜石や真珠岩や松脂岩であることが分かった。そしてこれらの岩石が共通し、青粉等の浮遊物が混ざらないものとして、マイナス電子を帯びている岩石であることを突きとめた。
【００４１】
これら黒曜石や真珠岩や松脂岩は、原石の状態で−２０〜−２４０mmｖの酸化還元電位を有する。これらの黒曜石や真珠岩や松脂岩等を加工してパーライト（黒曜石等を砕いて８００°Ｃ以上に熱したもの）にした時、−１００〜−３００mmｖに酸化還元電位が上昇することが分かった。従って、マイナス電子を帯びている岩石５４としては、黒曜石や真珠岩や松脂岩の原石でもよいが、それらのパーライトの方が望ましい。但し、岩石５４は水に溶けたり、飲料水等として害になるものを除く。岩石収納器１６は例えば内径を１０ｃｍとし、高さを８０ｃｍの筒とし、その内部に例えば５ｍｍ〜５０ｍｍ粒程度の大きさのマイナス電子を帯びている岩石５４を、水の通過流量を落とさない程度の量を収容する。
【００４２】
この岩石収納器１６の内部に、イオン生成器１４を通過を通過した水を通過させるると、水にｅ⁻（マイナス電子）が加えられる。この結果、水道水に含まれている塩素（Ｃｌ）はマイナス電子によって、塩素イオンとなる。
Ｃｌ ＋ ｅ⁻ → Ｃｌ⁻ ……(4)
このＣｌ⁻と前記Ｎａ^＋とはイオンとして安定した状態になる。安定した状態とは、蒸発することなくイオン状態が長期間保たれることを意味する。また、前記ヒドロキシルイオン（Ｈ₃Ｏ₂ ⁻）もイオンとして安定した状態になる。
水が岩石５４を通過することによって、イオン生成器１４を通過した水と比べて、ヒドロニウムイオン（Ｈ₃Ｏ^＋）が更に発生し、かつヒドロキシルイオン（Ｈ₃Ｏ₂ ⁻）も更に発生する。
Ｈ₂Ｏ ＋ Ｈ^＋ → Ｈ₃Ｏ^＋ ……(2)
Ｈ₃Ｏ^＋ ＋ Ｈ₂Ｏ → Ｈ₃Ｏ₂ ⁻ ＋ ２Ｈ^＋ ……(3)
水が岩石５４を通過することによって、その他に、以下の反応も発生する。
ＯＨ⁻ ＋ Ｈ^＋ → Ｈ₂Ｏ ……(5)
２Ｈ^＋ ＋ ２ｅ⁻ → ２Ｈ_２ ……(6)
更に、水が岩石収納器１６を通過すると、岩石５４のマイナス電子によって、水の酸化還元電位が＋３４０mmｖから−２０〜−２４０mmｖになる。水に代えてお湯を使うと、マイナスの酸化還元電位がより安定する。
【００４３】
以上のように、水を先ずイオン交換樹脂３２に通過させ、次にトルマリン４６と金属４８とに通過させ、最後に岩石５４を通過させた水が「創生水」である。
この創生水には、Ｎａ^＋と、Ｃｌ⁻と、Ｈ^＋ と、ＯＨ⁻ と、ヒドロニウムイオン（Ｈ₃Ｏ^＋）と、ヒドロキシルイオン（Ｈ₃Ｏ₂ ⁻）とが存在する。特に、ヒドロニウムイオン（Ｈ₃Ｏ^＋）と、ヒドロキシルイオン（Ｈ₃Ｏ₂ ⁻）とが大量に発生する。Ｎａ^＋ もイオン交換樹脂３２によって大量に発生する。Ｃｌ⁻ は、水道水を原水とし、その原水に塩素が含まれている場合にのみ発生するが、原水に塩素が含まれていない場合には発生しない。
【００４４】
この創生水の水質検査結果を、以下に示す。この創生水と比較する水道水の値をカッコ内に示す。但し、水道水において創生水と同じ値は、「同じ」とする。
亜硝酸性窒素及び硝酸性窒素：１．８mg/l（同じ）、塩素イオン：６．８mg/l（９．０mg/l）、一般細菌：０個/ml （同じ）、シアンイオン０．０１mg/l未満（同じ）、水銀：０．０００５mg/l未満（同じ）、有機リン：０．１mg/l未満（同じ）、銅：０．０１mg/l未満（同じ）、鉄：０．０５mg/l未満（０．０８mg/l未満）、マンガン：０．０１mg/l未満（同じ）、亜鉛：０．００５mg/l未満（０．０５４mg/l未満）、鉛：０．０１mg/l未満（同じ）、六価クロム：０．０２mg/l未満（同じ）、カドミウム：０．００５mg/l未満（同じ）、ヒ素：０．００５mg/l未満（同じ）、フッ素：０．１５mg/l未満（同じ）、カルシウム・マグネシウム等（硬度）：１．２mg/l（４９．０mg/l）、フェノール類：０．００５mg/l未満（同じ）、陰イオン海面活性剤０．２mg/l未満（同じ）、ｐＨ値：６．９（同じ）、臭気：異臭なし（同じ）、味：異味なし（同じ）、色度：２度（同じ）、濁度：０度（１度）
【００４５】
この創生水は、製造コストが安価で、しかも大量に製造することができる。創生水は、更に以下に列挙する多くの効果を有する。
(a) 界面活性作用がある。
創生水に含まれるヒドロニウムイオン（Ｈ₃Ｏ^＋）並びにヒドロキシルイオン（Ｈ₃Ｏ₂ ⁻）には界面活性作用（ＯＷ型エマルジョン乳化作用）があるので、衣類や食品や食器等の洗浄する洗剤の代わりに創生水を使用することができる。
(b) 微弱エネルギ（育成光線）作用がある。
トルマリンは微弱エネルギ（４〜１４ミクロンの波長の電磁波）を放出する。
この微弱エネルギは水の大きいクラスタを切断して、原水のクラスタ内に抱えこまれていた有毒ガスや重金属類を水から外部に放出する。これによって、創生水は人間が飲んで健康に良い水となる。この微弱エネルギは育成光線とも呼ばれ、吸収光であるために物体や動植物に吸収されやすい。物体や動植物に吸収される微弱エネルギは、物体や人間を含めた動植物の細胞に良い影響を与え、生物の成長を促進する。従って、食品等を創生水の中に長期間入れておいても問題はない。
(c) 抗菌作用並びに殺菌作用がある。
金属４８としてのアルミニウム、ステンレス、銀のいずれにも、抗菌作用並びに殺菌作用がある。また、イオン交換樹脂３２によってＮａ^＋を発生させる場合には、Ｎａ^＋ も抗菌作用並びに殺菌作用がある。この結果、創生水内に食品を漬けておく場合には、水道水の場合と比べてほとんど腐ることがない。更に、植物に創生水を与えると、害虫が付きにくくなる。
【００４６】
製造した創生水を、岩石５４を内蔵する岩石収納器１６に再度あるいは数度通過させることによって、ヒドロニウムイオン（Ｈ₃Ｏ^＋）とヒドロキシルイオン（Ｈ₃Ｏ₂ ⁻）とを更に創生水内に大量に生成させることができる。
【００４７】
創生水の製造方法としては、図８に示すように水をイオン交換樹脂３２，トルマリン４６と金属４８，岩石５４の順に通過を通過させたが、水をイオン交換樹脂３２，岩石５４，トルマリン４６と金属４８の順にしても良い。この場合でも、Ｎａ^＋ と、Ｃｌ⁻と、ＯＨ⁻ と、ヒドロニウムイオン（Ｈ₃Ｏ^＋）と、ヒドロキシルイオン（Ｈ₃Ｏ₂ ⁻）とＨ^＋ とを有する創生水を作ることができる。
【００４８】
なお、創生水はＮａ^＋ と、ヒドロニウムイオン（Ｈ₃Ｏ^＋）と、ヒドロキシルイオン（Ｈ₃Ｏ₂ ⁻）とを有すると前述したが、ナトリウムイオン（Ｎａ^＋ ）を含まないもの（これも創生水とする）であっても、本発明のダイオキシン除去に応用することができる。
創生水の応用例として、図８において、第１の軟水生成器１０と第２の軟水生成器１２とを省略して、トルマリン４６と金属４８とを内蔵するイオン生成器１４と岩石５４を内蔵する岩石収納器１６とを直列に連結して、それらに順に水を通過させる。これによって、ＯＨ⁻ と、Ｈ^＋ と、ヒドロニウムイオン（Ｈ₃Ｏ^＋）と、ヒドロキシルイオン（Ｈ₃Ｏ₂ ⁻）とを含んだ水（創生水の応用例）を作ることができる。
なお、前述のイオン生成器１４と岩石収納器１６とを入れ替えても、ＯＨ⁻と、Ｈ^＋ と、ヒドロニウムイオン（Ｈ₃Ｏ^＋）と、ヒドロキシルイオン（Ｈ₃Ｏ₂ ⁻）とを含んだ水を作ることができる。
【００４９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るダイオキシンを除去する方法によれば、ヒドロキシルイオン（Ｈ₃Ｏ₂ ⁻）及び／またはヒドロニウムイオン（Ｈ₃Ｏ^＋ ）を含む水にダイオキシンを含む物質を入れた状態で空気（酸素）を接触させることによって、ダイオキシンを容易にかつ短時間で分解することができる。
従来のダイオキシンを除去する方法等は、高温高圧下等で処理を行うために、日用品である衣類や食品からダイオキシンを除去することができなかった。これに対して本発明では、ダイオキシンを含んだ物質を水に漬けた状態で空気（酸素）を接触させるので、ダイオキシンを除去する物質が衣類や食品であっても、それらを損傷することなくダイオキシンを除去することができる。
【００５０】
ヒドロキシルイオン（Ｈ₃Ｏ₂ ⁻）及び／またはヒドロニウムイオン（Ｈ₃Ｏ^＋ ）を含む水は、界面活性作用を有するので、衣類からダイオキシンを除去する際に同時に衣類の洗浄ができる。また、ヒドロキシルイオン（Ｈ₃Ｏ₂ ⁻）及び／またはヒドロニウムイオン（Ｈ₃Ｏ^＋）を含む水は、微弱エネルギ（育成光線）作用と、抗菌作用並びに殺菌作用とを有するので、野菜や果物や魚介類等からダイオキシンを除去する際に、それらを創生水の中に入れておいても、それらが腐ることはない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るダイオキシン除去装置の一例を示す構成図である。
【図２】ダイオキシンが分解して塩素を含まなくなった化合物の構造図である。
【図３】創生水３リットルの中に各種ダイオキシンを入れて３０分間空気を噴射し、その後に創生水の中からダイオキシンを回収した回収率を示す表である。
【図４】創生水３リットルの中に各種ダイオキシンを入れて１時間放置し、その後に創生水の中からダイオキシンを回収した回収率を示す表である。
【図５】創生水３リットルの中に各種ダイオキシンを入れて、特級過酸化水素３１％を３６０ｍｌ入れて１時間放置し、その後に創生水の中からダイオキシンを回収した回収率を示す表である。
【図６】創生水３リットルの中に各種ダイオキシンを入れて２時間空気で曝気し、その後創生水を２リットル追加して３０分間空気で噴射した場合において、創生水を経過した空気からダイオキシンを回収した回収率を示す表である。
【図７】本発明に係るダイオキシン除去装置の他の例を示す構成図である。
【図８】本発明に使用する水の製造装置の一例を示す構成図である。
【図９】図８に示す水の製造装置に用いる軟水生成器の断面図である。
【図１０】図８に示す水の製造装置に用いるイオン生成器の要部断面図である。
【図１１】ダイオキシンの一例を示す分子構造である。
【符号の説明】
３２ イオン交換樹脂
４６ トルマリン混合体
４８ 混合用金属
５４ 岩石
６０ 水槽
６２ 空気管
６４ 噴射ノズル
６８ 落下防止用網
７０ 固形処理物
７２ 内籠
７８ 循環ポンプ
８２ 容器
８４ 気体導入パイプ
８６ 容器
８８ 連絡パイプ

Claims (5)

1. 最初に強酸性カチオン交換樹脂に通し、次いで、アルミニウム，ステンレス及び銀のうちの少なくとも１つから成る金属とトルマリンとを混在させたものと、黒曜石，真珠岩及び松脂岩のうちの少なくとも１つから成る岩石とのどちらか一方を先に他方を後に水を通すことによって生成した水の中に、ダイオキシンを含んだ物質を入れ、前記生成した水に入れた状態で前記物質に酸素を接触させることを特徴とするダイオキシン除去方法。
2. 前記ダイオキシンを含んだ物質に接触させる酸素を空気中の酸素としたことを特徴とする請求項１記載のダイオキシン除去方法。
3. 前記生成した水を水槽内で循環手段によって循環させることを特徴とする請求項１記載のダイオキシン除去方法。
4. ダイオキシンを含んだ物質が気体である場合に、最初に強酸性カチオン交換樹脂に通し、次いで、アルミニウム，ステンレス及び銀のうちの少なくとも１つから成る金属とトルマリンとを混在させたものと、黒曜石，真珠岩及び松脂岩のうちの少なくとも１つから成る岩石とのどちらか一方を先に他方を後に水を通すことによって生成した水を、多数の容器内に入れ、最も上流側の容器内の創生水の中にダイオキシンを含んだ気体を導入すると共に酸素を導入し、前記最も上流側の容器の水面上と次の容器の水面下と連絡パイプで連結し、その後順に、相対的上流側の容器の水面上と相対的下流側の容器の水面下とを順次連絡パイプで連結し、前記最も上流側の容器内でダイオキシンを含んだ気体と前記酸素とを接触させ、前記最も上流側の容器内に溜る前記気体と前記酸素とを順次連絡パイプを経由して多数の容器内の前記生成した水の中に順に通過させることを特徴とするダイオキシン除去方法。
5. 前記ダイオキシンを含んだ物質に接触させる酸素を空気中の酸素としたことを特徴とする請求項４記載のダイオキシン除去方法。

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