JPH02131183A - 活性炭の処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、地下水あるいは上水を活性炭濾過器で濾過し
、その濾過水を電解式塩素発生器で処理することにより
、遊離塩素を含む水を製造する処理装置において、前記
活性炭濾過器に充填する活性炭の前処理方法に関するも
のである。

〈従来の技術〉 従来からたとえばコーヒー、紅茶、清涼飲料水等の自動
販売機においては、当該販売機内に、濾過手段、殺菌手
段、加熱およびまたは冷却手段、目的とする飲料の原料
を水に溶解する手段、あるいは炭酸溶解手段、カップ等
が内設されており、コインの投入と希望する飲料の選択
ボタンを押すことにより、前記各手段の働きにより希望
する飲料がカップに入り、取り出されるようになってい
る。

当該自動販売機には供給原水として飲料適である地下水
あるいは上水が用いられ、当該原水はまず前述した濾過
手段によって濾過される。

濾過手段としては、粒状あるいは粉末状の活性炭を使用
する活性炭濾過器が用いられることが多く、当該濾過器
で原水を濾過することにより、原水中に含まれる懸濁物
、有機物、色度等の不純物が除去される。

また当該濾過水が自動販売機内に設置された水槽内で、
ある程度滞留するので、この滞留中に細菌が発生しない
ように、濾過器から流出した直後の濾過水は殺菌手段に
より殺菌される。

当該殺菌手段としては、次亜塩素酸ソーダ溶液を注入ポ
ンプにて濾過水に注入するものもあるが、濾過水を電解
式塩素発生器で処理する方式も採用されている。

当該電解式塩素発生器は原水に含まれている塩化物イオ
ンの一部を電解により遊離塩素とするものであり、原水
中に存在する塩化物の量に応じて、通電時間や電流をあ
らかじめ決定し、遊離塩素が０．　２　ｐｌ）　ｍ前後
〜ｔｐｐｍ程度含む水となすものである。

一方前述した活性炭は新品のものをそのまま用いると、
当初の濾過水のｐＨは１０前後のアルカリ性となること
が知られており、当該ｐＨＯ値が飲料不適となることか
ら、上述したような自動販売機に用いる場合は、従来か
ら塩酸で処理してから用いられていた。

当該塩酸処理は、新品の活性炭を塩酸の水溶液に浸漬し
たり、あるいは活性炭充填層に塩酸の水溶液を通液した
後、脱塩水で充分に洗浄する操作である。

このような塩酸処理を施した活性炭の場合は、これを前
記活性炭濾過器に用いてもその濾過水のｐＨが上昇し飲
料不適となることはない。

しかしながら自動販売機に用いられる殺菌手段が、前述
した電解式塩素発生器の場合は、上述した塩酸処理した
活性炭を用いると以下のような不具合が生じることが判
明した。

すなわちあらかじめ測定してある原水の塩化物イオンの
量に応じて、電解式塩素発生器の処理水の遊離塩素濃度
が０．　２　９　ｐｍ前後から１１）１１１ｍ程度とな
るように、当該発生器の通電時間や電流を調整し、原水
を活性炭濾過器、次いで電解式塩素発生器で処理すると
、処理開始からしばらくの間は処理水の遊離塩素濃度が
異常に上昇し、甚だしい塩素臭が発生する。

当該活性炭濾過器と電解式塩素発生器が自動販売機に組
み込まれている場合は、前述の塩素臭が製品の飲料に移
行し、製品の価値を損なうので好ましくない。

処理開始からしばらくの間、処理水の遊離塩素が異常に
上昇する原因を調査した結果、塩酸処理した活性炭で原
水を濾過すると濾過水の塩化物イオンが原水のそれより
大幅に増加するためと判明した。

たとえば原水の塩化物イオンが３０■／ｌの原水を塩酸
処理した活性炭で濾過すると、当初の濾過水の塩化物イ
オンは原水の全カチオン量によっても相違するが、時に
は２００■／ｌにまで達し、次いで濾過処理を続行する
にしたがって徐々に低下してくるのである。

たとえば電解式塩素発生器を、原水塩化物イオン濃度３
０■／７！の時に遊離塩素発生量が０．２ｐｐｍ前後〜
ｌｐｐｍ程度となるように調整した場合、塩化物イオン
が２００■／Ｉｌに増加した水を当該塩素発生器で処理
した場合、遊離塩素濃度は５ｐＩ）ｍ前後となる。

活性炭を塩酸処理する場合、塩酸処理後に洗浄廃水が中
性になるまで脱塩水で洗浄するが、このように充分に洗
浄した活性炭を使用するにもかかわらず、通水当初に塩
化物イオンの量が増加するのは、活性炭に少量の陰イオ
ン交換基が存在しているためと考えられる。

すなわち塩酸処理することにより、当該陰イオン交換基
が塩化物イオン形となり、通水の当初に当該塩化物イオ
ンが選択性の強い陰イオンに交換されることにより塩化
物イオンが増加し、また通水の続行により当該陰イオン
交換基が他のイオン形になるにしたがって、塩化物イオ
ンの増加量が低下し、原水のイオン組成に平衡な点に達
した時点で活性炭濾過水の塩化物イオン量は原水のそれ
と等しくなる。

したがって、このように変化する活性炭濾過水の塩化物
イオンの量に応じて電解式塩素発生器の通電時間や電流
を変化させれば、常に一定の遊離塩素を発生させること
ができるが、この操作は甚だしく煩雑であり、たとえば
無人運転である自動販売機の場合は、これを手動にて行
うのは不可能である。

なお、電解式塩素発生器に供給される水の塩化物イオン
を自動的に計測し、当該計測値に応じて通電時間や電流
を自動的に可変することも考えられるが、これに要する
コストは甚大であって、実用化が困難である。

〈発明が解決しようとする問題点〉 本発明は地下水あるいは上水を活性炭濾過器で濾過し、
その濾過水を電解式塩素発生器で処理することにより、
遊離塩素を含む水を製造する処理装置における上述した
欠点を解決するもので、通水の当初から塩化物イオンの
量が増加することなく、かつｐＨが上昇しない濾過水を
得ることができる活性炭の処理方法を提供することを目
的とするものである。

〈問題点を解決するための手段〉 本発明は、地下水あるいは上水を活性炭濾過器で濾過し
、その濾過水を電解式塩素発生器で処理することにより
、遊離塩素を含む水を製造する処理装置において、前記
活性炭濾過器に用いる活性炭をあらかじめ、リン酸およ
び硫酸から選ばれる一種以上の酸の水溶液で処理するこ
とを特徴とする活性炭の処理方法であり、また上述の処
理装置において、前記活性炭濾過器に用いる活性炭をあ
らかじめ塩酸の水溶液で処理した後、次いでリン酸およ
び硫酸から選ばれる一種以上の酸あるいは塩の水溶液で
処理することを特徴とする活性炭の処理方法である。

〈作用〉 活性炭を塩酸処理したままでは、前述したように活性炭
に少量存在する陰イオン交換基が塩化物イオン形となり
、当該塩化物イオンが濾過処理中に当該交換基に対して
より選択性の強い陰イオンと交換されることにより、上
述のような問題を生ずる。

したがって、本発明はこれを回避するため以下の二つの
処理方法の内、いずれかを行う。

その一つは、新品活性炭濾過水のｐＨ上昇を防ぐための
酸洗浄として、従来の塩酸水溶液にかえて、リン酸水溶
液、硫酸水溶液あるいはリン酸と硫酸の混合水溶液を用
いるものである。

すなわち上述した酸水溶液で洗浄することにより、活性
炭に存在する陰イオン交換基を塩化物イオン形とするこ
となく、リン酸型およびまたは硫酸形とすることができ
、これによって通水初期における濾過水の塩化物イオン
の増加を確実に回避し得る。

なお上記陰イオン交換基に対するリン酸イオンあるいは
硫酸イオンの選択性は、塩化物イオンよりかなり強いの
で、上記処理後の活性炭で原水を濾過しても原水中の塩
化物イオンがほとんどイオン交換されることはなく、し
たがって濾過水中の塩化物イオン量は原水のそれとほぼ
同じ値となる。

なお新品の活性炭をリン酸あるいは硫酸水溶液で処理す
る場合、当該水溶液の濃度としては１〜２％程度のもの
を用い、活性炭容量に対して、２倍量程度の液量を用い
れば充分である。

また当該酸水溶液を活性炭に接触させる場合、当該酸水
溶液に活性炭を浸漬してもよいし、活性炭充填層に当該
酸水溶液を通液してもよい。なお上記浸漬あるいは通液
した後、活性炭を脱塩水等の清澄水で充分に洗浄する。

他の一つは新品活性炭のｐｌ｛上昇を防ぐための酸洗浄
としては従来のように塩酸水溶液を用いるが、次いで以
下の処理を行うものである。

すなわち塩酸水溶液で活性炭を処理すると、前述したご
とく陰イオン交換基が塩化物イオン形となるが、次いで
当該塩酸処理後の活性炭をリン酸水溶液、硫酸水溶液、
リン酸と硫酸の混合水溶液あるいは、リン酸塩水溶液、
硫酸塩水溶液、リン酸塩と硫酸塩の水溶液で処理するも
のである。

なおリン酸塩、硫酸塩としては、ナトリウム塩、カリウ
ム塩等の水に対する溶解度の大きい塩を用いる。

このように塩酸処理後に、リン酸またはその塩あるいは
硫酸またはその塩で処理することにより、活性炭中の塩
化物イオン形の交換基をリン酸形およびまたは硫酸形に
置換することができるので、前述したと同様な効果を達
成する。

なお本処理におけるリン酸またはその塩あるいは硫酸ま
たはその塩の濃度および使用量、活性炭との接触の手法
は前述したのと同様に行うとよい。

く効果〉 以上説明したごとく、本発明によれば活性炭の有する陰
イオン交換基が塩化物イオン形とならず、リン酸形およ
びまたは硫酸形となるので、通水初期に活性炭濾過水に
塩化物イオンが多量に増加するということを確実に回避
できる。またリン酸形およびまたは硫酸形の交換基は比
較的安定であり、当該イオン形となっている活性炭に原
水を通水しても原水中の塩化物イオンが交換されること
がほとんどなく、したがって濾過水中の塩化物イオンの
量は、通水の初期からほとんど原水のそれと同じ値とな
る。

よって本発明の処理を施した活性炭を用いた濾過器の濾
過水を、原水の塩化物イオン量に対応して通電時間や電
流をあらかじめ決定してある電解式塩素発生器に供給し
ても、遊離塩素濃度が異常に増加したり、あるいは異常
に低下した電解処理水となることはない。

なお上述したごとく本発明の処理を施した活性炭を用い
た場合、その濾過水の塩化物イオン量は原水のそれとほ
ぼ同じ値となるので、電解式塩素発生器の通電時間や電
流の調整は、原水の塩化物イオン量に応じて調整すれば
よく、当該発生器に特別な操作が加わることがなく、た
とえば自動販売機の場合は、その機内の構造を全《変更
する必要がない。

また本発明の処理を施した活性炭の濾過水のｐＨは、ア
ルカリ性とならないことは言うまでもない。

以下に本発明の効果を明確とするために実施例を説明す
る。

実施例 市販の粒状活性炭（新品）０．８７！を１％のリン酸水
溶液１．６Ｉｌ中に浸漬し、約６０分間時々攪拌しなが
ら放置した。次いで上澄液を捨て、処理活性炭を３．２
ｌの５０℃の脱塩水に約３０分間浸漬し、その上澄水を
捨て、再び同様にして温脱塩水で洗浄する操作を５回程
度繰り返して、活性炭を充分に洗浄した。

上述の処理をした活性炭を濾過器に充填し、ｐＨ７．３
、電気伝導率約２９Ｑ，Ｂ＋ａ／ｃｍ、炭酸水素イオン
３４ｐｐｍ　（ＣａＣＯ３）　、硝酸イオン６ｐｐｍ　
（ＣａＣＯ３）　、硫酸イオン４９ｐｐｍ（ＣａＣｏ，
）、塩化物イオン４　１　ｐ　ｐｍ　（Ｃａ　ＣＯ３）
、全カチオン１　３　０　ｐ　ｐｍ　（Ｃａ　Ｃｏ，）
の上水を通水した結果、活性炭濾過水の塩化物イオンは
通水直後から４　０　９　Ｉ）ｍ　（Ｃａ　Ｃｏ３）前
後であり、入口水の塩化物イオン量とほぼ同じであった
。また濾過水のｐＨも通水直後から７．０前後であり、
濾過水のｐＨがアルカリ性を示すことがなかった。

なお、１％のリン酸水溶液に代えて、１％の硫酸水溶液
あるいは全酸濃度が１％のリン酸と硫酸の混合水溶液を
用いて、他は同じ操作で洗浄した場合も、ほぼ同様な結
果となった。

また同じ粒状活性炭０．８＃を１％の塩酸水溶液１．６
７２中に浸漬し、約６０分間時々攪拌しながら放置し、
塩酸を充分に洗浄した後、同様にして１％のリン酸水溶
液、リン酸ナトリウム水溶液、硫酸水溶液、硫酸ナトリ
ウム水溶液、それぞれ１．６ｌ中に浸漬し、約６０分間
時々攪拌しながら放置し、以後は前述と同じ条件で温脱
塩水で洗浄した活性炭を用いた場合も、活性炭濾過水の
塩化物イオンはそれぞれ通水直後から４０ｐｐｍ　（Ｃ
ａＣ０３）前後であり、入口水の塩化物イオン量とほぼ
同じであり、ｐＨも７．　Ｏ　Ｇ後であった。

−・方比較のために、従来方法として同じ粒状活性炭０
．８１を１％の塩酸水溶液１．６ｌ中に浸漬し、約６０
分間時々攪拌しながら放置し、次いで上澄液を捨て、処
理活性炭を３．２ｌの５０℃の脱塩水に約３０分間浸漬
し、その上澄水を捨て、再び同様にして温脱塩水で洗浄
する操作を５回程度繰り返して処理した活性炭を濾過器
に充填し、同じ市水を通水したところ、活性炭濾過水の
塩化物イオンは通水直後で１　０　０　ｐ　ｐｍ　（Ｃ
ａ　ＣＯ３）となり、以後通水時間に応じて塩化物イオ
ン量が徐々に低下する現象が見られた。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、地下水あるいは上水を活性炭濾過器で濾過し、その
   濾過水を電解式塩素発生器で処理することにより、遊離
   塩素を含む水を製造する処理装置において、前記活性炭
   濾過器に用いる活性炭をあらかじめリン酸および硫酸か
   ら選ばれる一種以上の酸の水溶液で処理することを特徴
   とする活性炭の処理方法。 ２、地下水あるいは上水を活性炭濾過器で濾過し、その
   濾過水を電解式塩素発生器で処理することにより、遊離
   塩素を含む水を製造する処理装置において、前記活性炭
   濾過器に用いる活性炭をあらかじめ塩酸の水溶液で処理
   した後、次いでリン酸および硫酸から選ばれる一種以上
   の酸あるいは塩の水溶液で処理することを特徴とする活
   性炭の処理方法。