JPH02233141A - スルファミン酸を主成分とする活性炭用の水垢除去組成物と、この組成物を用いた水垢除去方法 - 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 本発明はスルファミン酸を主成分とした活性炭用の水垢
除去組成物に関するものである。

従来の技術 ヨーロッパ特許第２５８．　２１６号には、水と接触し
た面上に生成した水垢の堆積物を除去するために、α−
ヒドロキシル化された脂肪族カルボン酸と増粘剤とよっ
て構成される水垢除去組成物を用いることが記載されて
いる。

ヨーロッパ特許第．　２５５．　９１４号には、給水管
の水垢を除去するために磁場を用いることが開示されて
いる。

一方、活性炭は、有機物質を確実に除去するための水処
理分野において広く使用されている。しかし、活性炭は
、石灰質の水と接触すると、活性炭の気孔に水垢が生じ
てその比表面積が小さくなり、その結果、活性が低下す
る。

水垢またはスケール、特に水（工業水、飲料水等）によ
って運ばれてくる水垢には多数の塩が含まれている。こ
れらの塩としては以下のものが挙げられる： 炭酸カルシウム（石灰の主成分） 炭酸マグネシウム 水酸化マグネシウム シュウ酸カルシウム 硫酸カルシウム シリカ 種々の金属酸化物 有機物質 この水垢は物体上に堆積して厚さを増し、その層の厚さ
は数ミリメートルとなり、数センチメートルに達するこ
ともある。

発明が解決しようとする課題 本発明Ｏ目的は、スルファミン酸を主成分とする新規な
活性炭用の水垢除去組成物と、この組成物を用いた水垢
除去方法とを提供することにある。

課題を解決するための手段 本発明の提供する活性炭用水垢除去組成物は、スルファ
ミン酸を主成分とし、スルファミン酸を９５重量％以上
含むことを特徴としている。

本発明の上記水垢除去組成物は固体状であり、基本的に
スルファミン酸からなり、好ましくは９５％以上のスル
ホン酸によって構成される。

スルファミン酸ば水溶液で強酸であり、非揮発性であり
、非吸湿性であり、有毒な蒸気（塩素化物や亜硝酸）を
放出しない。

このスルファミン酸が水垢と反応すると、一般に水溶性
の生成物ができ、この生成物は濯ぐことによって簡単に
除去することができ、溶解した固体の再堆積を最小にす
ることができる。

また、スルファミン酸は、建築材料に対して他の強酸よ
りも腐食性が弱い。

本発明による水垢除去組成物は腐食抑制剤、湿潤剤、凝
結防止剤等の各種の添加剤を含むことができる。

腐食抑制剤としてはへキサメチレンテトラアミン、ホル
ムアルデヒド、グリセロール、グルコースを挙げること
ができる。， 湿潤剤としてはポリエチレングリコールと、界面活性剤
を挙げることができる。

凝結防止剤としては炭酸マグネシウムと、アルミノシリ
ケートを挙げることができる。

本発明の水垢除去方法は、本発明の上記組成物を含む水
溶液中に「水垢が付着したＪ活性炭を所定の期間浸漬さ
せる方法である。一般に、スルファミン酸を１０重量％
未満含む水溶液を用いるのが好ましい。

水垢が主として炭酸カルシウム、例えば、石灰によって
構成されている場合には、Ｈ２　Ｎ　３　０３　Ｈ／　
［：　ａ　２”のモル比が０．５〜４、好ましくは１．
５〜３となる範囲の量のスルファミン酸を用いるのが好
ましい。

スルファ・ミン酸と水垢の付着した活性炭粒子とが可能
な限り密接に接触するようにするためには、これらの混
合物を撹拌または混合するのが好ましい。そのためには
、機械的撹拌装置を使用するか、圧縮空気等のガス例を
上記混合物中でパブリングさせることができる。

活性炭上に堆積した所定量の水垢を除去するのに必要な
浸漬時間は、上記混合物のｐＨの時間的変化をモニター
することによって決定することができる。すなわち、本
発明の水垢除去組成物を含む溶液中に活性炭を導入後に
、スルファミン酸を含む懸濁液のｐＨを定期的、例えば
、３０分または１時間毎に測定する。スルファミン酸が
堆積した水垢を侵食するにつれてｐＨは大きくなり、反
応が終了するとｐＨが安定化する。

「水垢が除去された」活性炭は、次いで、例えば濾過に
よってスルファミン酸を主成分とする組成物を含む懸濁
液から分離される。

その後、洗浄、例えば水で洗浄して、その後の活性炭の
使用時に有害になることもある酸成分の痕跡を全て除去
する。

こうして得られた水垢が除去された活性炭は、脱水垢処
理前の「新規な」活性炭として、同じ用途に用いること
ができる。本発明の水垢除去処理をしても、活性炭の活
性が顕著に低下することはない。

本発明の水垢除去方法は現場で実施することができ、可
能な限り現場で実施するのが好ましい。

例えば、水処理水では、多くの場合、活性炭はコンクリ
ート製のタンクの中に配置されるが、本発明の水垢除去
方法はこのコンクリートタンクの中で直接実施すること
ができる。

本発明の水垢除去方法は、加熱再生前の活性炭の前処理
方法として用いることもできる。すなわち、活性を失っ
た活性炭の加熱再生は、通常、約８００〜９００℃の温
度に加熱して行う必要があるため、エネルギーコストが
極めて大きくなる。

従って、本発明によるスルフ７ミン酸を主成分とした組
成物を用いて水垢を除去する方法を上記の前処理として
用いることによって、活性炭粒子上に堆積したカルシウ
ム塩が除去され、活性炭の加熱再生を最適化することが
できる。

以下、本発明の実施例を説明するが、これらの実施例は
、本発明を何ら限定するものではない。

実施例Ｉ 八一水垢除去組成物（本発明） 水垢除去組成物が下記で構成される： スルファミン酸　　　　　　　　９８ｇ腐食抑制剤　　
　　　　　　　　１ｇ 凝結防止剤　　　　　　　　　　１ｇ Ｂ一使用方法 飲料水用貯水池から採取した水垢が付着した活性炭５０
ｇを容積２５０ｍｌのビーカーに入れる。

分析の結果、堆積した水垢は主として炭酸カルシウムか
らなり、カルシウムの含有量は水垢が付着した活性炭の
総重量の０．８％であることが分かった。

次に、上記Ａで定義した組成物をＨ２ＮＳＯ３Ｈ／Ｃａ
２＋のモル比が３となるような量で添加する。

この組成物は、該組成物を２．５重量％含む水溶液の形
で添加される。

こうして得られた混合物中に圧縮空気を吹き込み、周囲
温度でパブリングする。

上記水溶液を導入した時からの接触時間を測定し、所定
の間隔で混合物からサンプルを取り、酸成分が全部除去
されるまで各サンプルを充分に水で洗浄した後、１２０
℃のオーブンで乾燥させる。

使用済の活性炭を上記組成物の溶液中で７時間接触させ
た後に、９０重量％のカルシウムが除去されたことが確
言忍された。

実施例２ 飲料水用貯水池（カルシウム含有量＝１．８１％ノで使
用した水垢が付着した活性炭の水垢除去を実施例１と同
様な操作条件下で実施した。

新品の活性炭の沃素価は１３８であり、カルシウム含有
量は０、２％である。

水垢が付着した活性炭に上記水溶液を導入してからの接
触時間を測定し、混合物からサンプルを採取し、各サン
プルのｐ｝Ｉと沃素価とを測定した。

塩酸の選択的熱抽出をして、原子吸光により残留カルシ
ウム含有量を測定した。

沃素価は下記の方法によって測定した：サンプルとして
採取した活性炭２００±０．１ｍｇを予め秤量した１０
０ｍｊ’ビーカー中に入れ、乾燥させる。次いで、Ｎ／
５沃素溶液（ＩＩ！当たりＫＩ４０ｇとｒ，２５．４ｇ
とによって構成される）２０Ｉ７１１！を添加し、混合
物を４分間撹拌、懸濁させる。φ＝１１θ市のドコリμ
一（Ｄｕｒｉｅｕｘ）　Ｎｏ，３赤帯フィルターで活性
炭を濾過し、最初の４または５ｍｌを捨てる。

濾液１０ｒｎｌを取り、澱粉の存在下で、Ｎ／１０チオ
硫酸ナトリウムで過剰な沃素を滴定する。沃素の逆滴定
に必要なチオ硫酸塩ｒｎＪ−の容積から、初期溶液から
抽出された乾燥炭素１００ｇ当たりのｇ数で表示され沃
素量に対応する沃素価の値は下記の式によって与えられ
る： より簡単には、活性炭１００ｇ当たりの■，の量は１２
．７　（２０−ｎ）　ｇである。結果は下記の第１表に
示した。

第１表 実施例３ 純度が９９％以上のスルファミン酸１００　ｇを含む本
発明によ−る組成物を用いて、飲料水貯水池で既に使用
した使用済の活性炭の水垢除去を実施した。

新品の活性炭の沃素価は１３８であり、カルシウムの含
有量は０．２％である。

８　２　Ｎ　Ｓ　Ｏ　ｓ　Ｈ　／　Ｃａ”＋のモル比を
１．４〜３の範囲で変化させ、スルファミン酸を主成分
とする組成物の水溶液の濃度を２〜２．５重量％にした
サンブルについて、実施例ｌと同様に沃素価を測定した
。

結果は下記の第２、３および４表に示した。

第２表

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）スルファミン酸を主成分とし、スルファミン酸を
   ９５重量％以上含むことを特徴とする活性炭用水垢除去
   組成物。
2. （２）腐食抑制剤および／または凝結防止剤および／ま
   たは湿潤剤を含むことを特徴とする請求項１に記載の活
   性炭用水垢除去組成物。
3. （３）水垢が付着した活性炭を上記組成物を含む水溶液
   と接触させることを特徴とする請求項１または２に記載
   の組成物を用いた活性炭の水垢除去方法。
4. （４）上記水溶液がスルファミン酸を１０重量％未満含
   むことを特徴とする請求項３に記載の活性炭の水垢除去
   方法。
5. （５）主として炭酸カルシウムによりなる水垢が付着し
   た活性炭から水垢を除去する請求項３または４に記載の
   方法において、スルファミン酸をモル比Ｈ＿２ＮＳＯ＿
   ３Ｈ／Ｃａ＾２＾＋が０．５〜４となるような量で用い
   ることを特徴とする方法。
6. （６）上記モル比が１．５〜３であることを特徴とする
   請求項５に記載の方法。
7. （７）請求項１または２に記載の水垢除去組成物を用い
   且つ請求項３〜５のいずれか１項に記載の方法によって
   水垢を除去した活性炭。