JPH06367A - 水処理用粉末活性炭及びその製造方法 - Google Patents
水処理用粉末活性炭及びその製造方法Info
- Publication number
- JPH06367A JPH06367A JP4166248A JP16624892A JPH06367A JP H06367 A JPH06367 A JP H06367A JP 4166248 A JP4166248 A JP 4166248A JP 16624892 A JP16624892 A JP 16624892A JP H06367 A JPH06367 A JP H06367A
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- Japan
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- active carbon
- water treatment
- acidic groups
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- Water Treatment By Sorption (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】 活性炭に含まれる全酸性基量が１５〜３０ミ
リ等量／１００ｇである水処理用粉末活性炭。 【効果】 吸着力を減少させることなく、沈降速度を小
さくすることにより、活性炭添加槽で毎回全量の活性炭
を有効に移送することができる。
リ等量／１００ｇである水処理用粉末活性炭。 【効果】 吸着力を減少させることなく、沈降速度を小
さくすることにより、活性炭添加槽で毎回全量の活性炭
を有効に移送することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は水処理用粉末活性炭及び
その製造方法に関し、より詳細には水中で沈降しにくい
性質を有する水処理用粉末活性炭及びその製造方法に関
する。
その製造方法に関し、より詳細には水中で沈降しにくい
性質を有する水処理用粉末活性炭及びその製造方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】水処理
用に用いられる粉末活性炭は賦活品を粉砕し、これをそ
のままあるいは水で湿潤化して使用されてきた。粉末活
性炭は添加される槽で分散するが、時間が経過すると沈
降する。そのためポンプで移送する際に槽の底部に沈降
して支障をきたしていた。
用に用いられる粉末活性炭は賦活品を粉砕し、これをそ
のままあるいは水で湿潤化して使用されてきた。粉末活
性炭は添加される槽で分散するが、時間が経過すると沈
降する。そのためポンプで移送する際に槽の底部に沈降
して支障をきたしていた。
【０００３】そこで従来より、分散性を大きくする方
法、あるいは沈降速度を小さくする方法等が実施または
検討されている。分散性を大きくする方法としては、界
面活性剤を添加する方法が挙げられるが、この方法にお
いては、活性炭の吸着力低下を引き起こしたり、界面活
性剤の有害性のために実施することは困難であった。
法、あるいは沈降速度を小さくする方法等が実施または
検討されている。分散性を大きくする方法としては、界
面活性剤を添加する方法が挙げられるが、この方法にお
いては、活性炭の吸着力低下を引き起こしたり、界面活
性剤の有害性のために実施することは困難であった。
【０００４】活性炭の水中における沈降速度は粒子径、
粒子密度及び粒子の表面電荷によって決定されることが
知られている。活性炭を微粉砕して沈降速度を小さくす
る方法においては、活性炭が希薄濃度で使用される場合
には、微粉末にすることで沈降速度を小さくすることが
できるが、高濃度で使用される場合には、水中で凝集し
て二次粒子を形成するため沈降速度を小さくできなかっ
た。
粒子密度及び粒子の表面電荷によって決定されることが
知られている。活性炭を微粉砕して沈降速度を小さくす
る方法においては、活性炭が希薄濃度で使用される場合
には、微粉末にすることで沈降速度を小さくすることが
できるが、高濃度で使用される場合には、水中で凝集し
て二次粒子を形成するため沈降速度を小さくできなかっ
た。
【０００５】また、粒子の表面電荷を増大させて沈降速
度を小さくする方法は、活性炭を酸化してその酸性基量
を増加させ、表面電荷を負に帯電させることにより行わ
れる。これにより、水中の粒子の凝集を少なくし、二次
粒子の形成を少なくすることができる。しかし、市販さ
れている各種の粉末活性炭の酸性基量を調べてみると、
通常、１０ミリ等量／１００ｇ以上は得られておらず、
沈降速度を低下させるのには不十分であるというのが現
状である。
度を小さくする方法は、活性炭を酸化してその酸性基量
を増加させ、表面電荷を負に帯電させることにより行わ
れる。これにより、水中の粒子の凝集を少なくし、二次
粒子の形成を少なくすることができる。しかし、市販さ
れている各種の粉末活性炭の酸性基量を調べてみると、
通常、１０ミリ等量／１００ｇ以上は得られておらず、
沈降速度を低下させるのには不十分であるというのが現
状である。
【０００６】また、特開平４−５０１１０号公報には、
活性炭に含有されている全酸性基量が０．５ミリ等量／
ｇ以上である有機ハロゲン系溶剤回収用活性炭が開示さ
れている。これによると、ベーム等の研究に従い、粉末
活性炭１ｇに０．１ＮのＮａＯＨ溶液を加え、２４時振
とうした後０．１Ｎの塩酸で逆滴定する方法により、酸
性基量を測定しているが、本発明者らが同じ条件で市販
の粉末活性炭を測定することによって得られる酸性基量
は、やはり１０ミリ等量／１００ｇ以下であった。ま
た、活性炭の酸性基量が増加すると、親水性が増加する
ことにより疎水性物質の吸着力低下をきたすという問題
があった。
活性炭に含有されている全酸性基量が０．５ミリ等量／
ｇ以上である有機ハロゲン系溶剤回収用活性炭が開示さ
れている。これによると、ベーム等の研究に従い、粉末
活性炭１ｇに０．１ＮのＮａＯＨ溶液を加え、２４時振
とうした後０．１Ｎの塩酸で逆滴定する方法により、酸
性基量を測定しているが、本発明者らが同じ条件で市販
の粉末活性炭を測定することによって得られる酸性基量
は、やはり１０ミリ等量／１００ｇ以下であった。ま
た、活性炭の酸性基量が増加すると、親水性が増加する
ことにより疎水性物質の吸着力低下をきたすという問題
があった。
【０００７】
【問題を解決するための手段】本発明者は粉末活性炭の
沈降性と表面構造との関係について検討した結果、活性
炭の全酸性基量が沈降性に著しい影響を及ぼすことを見
出した。また、全酸性基量と疎水物質の吸着力との関係
についても検討し、本発明に到達した。本発明によれ
ば、活性炭に含まれる全酸性基量が１５〜３０ミリ等量
／１００ｇである水処理用粉末活性炭が提供される。
沈降性と表面構造との関係について検討した結果、活性
炭の全酸性基量が沈降性に著しい影響を及ぼすことを見
出した。また、全酸性基量と疎水物質の吸着力との関係
についても検討し、本発明に到達した。本発明によれ
ば、活性炭に含まれる全酸性基量が１５〜３０ミリ等量
／１００ｇである水処理用粉末活性炭が提供される。
【０００８】また、全酸性基量が１０ミリ等量／１００
ｇ程度以下の粉末活性炭を酸化性雰囲気下で室温〜５０
０℃の温度で処理して、全酸性基量が１５〜３０ミリ等
量／１００ｇの水処理用粉末活性炭を得る水処理用粉末
活性炭の製造方法が提供される。ここで全酸性基量と
は、活性炭に希アルカリ溶液を加えて長時間振とうした
時消費されたアルカリの等量をいう。この値はベーム等
の研究（H. P. Boehm, Adv. Ctal., 16, 179(1966)) に
よれば、炭素材料の表面に結合しているカルボニル基、
ラクトン基及びカルボキシル基の量に該当するとされて
いる。その具体的な測定法は次の通りである。
ｇ程度以下の粉末活性炭を酸化性雰囲気下で室温〜５０
０℃の温度で処理して、全酸性基量が１５〜３０ミリ等
量／１００ｇの水処理用粉末活性炭を得る水処理用粉末
活性炭の製造方法が提供される。ここで全酸性基量と
は、活性炭に希アルカリ溶液を加えて長時間振とうした
時消費されたアルカリの等量をいう。この値はベーム等
の研究（H. P. Boehm, Adv. Ctal., 16, 179(1966)) に
よれば、炭素材料の表面に結合しているカルボニル基、
ラクトン基及びカルボキシル基の量に該当するとされて
いる。その具体的な測定法は次の通りである。
【０００９】乾燥した粉末活性炭３．０００ｇを１００
ｍｌの三角フラスコに入れ、０．０３ＮのＮａＯＨ溶液
１００ｍｌを加えて振とう機にて２５℃で７日間振とう
する。その後Ｎ2 雰囲気下で０．４５μｍフィルターを
用いて濾過する。濾液５０ｍｌをビーカーに分取し、Ｎ
2 雰囲気下で０．１Ｎ塩酸溶液を用いてPH滴定する。ｐ
Ｈ７．０における塩酸滴定量（Ａｍｌ）を求める。一
方、５００℃以下の温度で活性炭を灰化し、その灰分を
１００ｍｌ三角フラスコに取り、０．０３ＮのＮａＯＨ
溶液１００ｍｌを加えて同様に振とう後、濾過し、０．
１Ｎ塩酸でｐＨ滴定する（Ｂｍｌ）。全酸性基量Ｃは、 Ｃ＝(B-A)×0.1×f×100/50×100/3 で表される。ここで、Ｃは全酸性基量（mEq.／１００
ｇ) 、ｆは０．１Ｎ塩酸のファクターを示す。
ｍｌの三角フラスコに入れ、０．０３ＮのＮａＯＨ溶液
１００ｍｌを加えて振とう機にて２５℃で７日間振とう
する。その後Ｎ2 雰囲気下で０．４５μｍフィルターを
用いて濾過する。濾液５０ｍｌをビーカーに分取し、Ｎ
2 雰囲気下で０．１Ｎ塩酸溶液を用いてPH滴定する。ｐ
Ｈ７．０における塩酸滴定量（Ａｍｌ）を求める。一
方、５００℃以下の温度で活性炭を灰化し、その灰分を
１００ｍｌ三角フラスコに取り、０．０３ＮのＮａＯＨ
溶液１００ｍｌを加えて同様に振とう後、濾過し、０．
１Ｎ塩酸でｐＨ滴定する（Ｂｍｌ）。全酸性基量Ｃは、 Ｃ＝(B-A)×0.1×f×100/50×100/3 で表される。ここで、Ｃは全酸性基量（mEq.／１００
ｇ) 、ｆは０．１Ｎ塩酸のファクターを示す。
【００１０】また、沈降性とは活性炭を水中に懸濁さ
せ、一定時間静置させた後、液面から一定量のスラリー
を採取して濾過する。そして、その量をスラリー中の活
性炭量の当初に懸濁させた活性量に対する％で表示す
る。具体的には次のようにして測定する。乾燥した活性
炭０．５００ｇを２００ｍｌ栓つきメスシリンダーに入
れ、蒸留水で２００ｍｌとし、２５℃の恒温槽内で２４
時間静置する。その後、サイホンを用い、１５０ｍｌ位
置からスラリー１５０ｍｌを採取し、予め１１５℃で恒
量になるまで乾燥して秤量した０．４５μｍフィルター
（Ａｇ）で濾過する。濾過したフィルターを１１５℃で
恒量になるまで乾燥し秤量する（Ｂｇ）。沈降性Ｄは、 Ｄ＝(B-A)×200/150/0.5×100 で表される。ここで、Ｄは沈降性（％）を示し、Ｄが大
きければ浮遊性が良好となる。浄水プロセスにおいて
は、Ｄは実用上４０％以上が必要とされている。
せ、一定時間静置させた後、液面から一定量のスラリー
を採取して濾過する。そして、その量をスラリー中の活
性炭量の当初に懸濁させた活性量に対する％で表示す
る。具体的には次のようにして測定する。乾燥した活性
炭０．５００ｇを２００ｍｌ栓つきメスシリンダーに入
れ、蒸留水で２００ｍｌとし、２５℃の恒温槽内で２４
時間静置する。その後、サイホンを用い、１５０ｍｌ位
置からスラリー１５０ｍｌを採取し、予め１１５℃で恒
量になるまで乾燥して秤量した０．４５μｍフィルター
（Ａｇ）で濾過する。濾過したフィルターを１１５℃で
恒量になるまで乾燥し秤量する（Ｂｇ）。沈降性Ｄは、 Ｄ＝(B-A)×200/150/0.5×100 で表される。ここで、Ｄは沈降性（％）を示し、Ｄが大
きければ浮遊性が良好となる。浄水プロセスにおいて
は、Ｄは実用上４０％以上が必要とされている。
【００１１】本発明における水処理用粉末活性炭は、活
性炭に含まれる全酸性基量が１５〜３０ミリ等量／１０
０ｇであり、好ましくは２０〜３０ミリ等量／１００ｇ
である。全酸性基量が増加するとそれに伴って、ヨード
吸着力が減少するので、活性炭のヨード吸着力が規格を
満たす範囲で増加させることが望ましい。また、これら
の活性炭のヨード吸着力は１０５０ｍｇ／ｇ（JIS K-19
91-1474)以上であることが好ましい。例えば、浄水場で
使用される活性炭にはヨード吸着力９００ｍｇ／ｇある
いは１０００ｍｇ／ｇの規格がある。
性炭に含まれる全酸性基量が１５〜３０ミリ等量／１０
０ｇであり、好ましくは２０〜３０ミリ等量／１００ｇ
である。全酸性基量が増加するとそれに伴って、ヨード
吸着力が減少するので、活性炭のヨード吸着力が規格を
満たす範囲で増加させることが望ましい。また、これら
の活性炭のヨード吸着力は１０５０ｍｇ／ｇ（JIS K-19
91-1474)以上であることが好ましい。例えば、浄水場で
使用される活性炭にはヨード吸着力９００ｍｇ／ｇある
いは１０００ｍｇ／ｇの規格がある。
【００１２】本発明の水処理用粉末活性炭の製造に使用
される活性炭は、全酸性基量が１０ミリ等量／１００ｇ
程度以下の粉末活性炭であれば、その種類は特に限定さ
れない。通常の賦活品では全酸性基量が１０ミリ等量／
１００ｇ程度以下であり、沈降性をよくするには全酸性
基量を増加させる必要がある。活性炭としては、例え
ば、おが屑、ヤシ殻等の天然植物、石炭、石油などから
得られる芳香性多環縮合物、フェノール樹脂等の合成樹
脂を、例えば、約４００〜６００℃で炭化し、常法、例
えば約８００〜１１００℃、水蒸気賦活等によって賦活
して得られた活性炭、石炭及び石油からのピッチ、フェ
ノール系、アクリル系、芳香族ポリアミド系並びにセル
ロース系等の繊維を炭化し、常法によって、賦活して得
られた活性炭素繊維等を粉砕した活性炭等が挙げられ
る。この場合の活性炭の粒度としては１５０μｍ程度以
下が好ましい。
される活性炭は、全酸性基量が１０ミリ等量／１００ｇ
程度以下の粉末活性炭であれば、その種類は特に限定さ
れない。通常の賦活品では全酸性基量が１０ミリ等量／
１００ｇ程度以下であり、沈降性をよくするには全酸性
基量を増加させる必要がある。活性炭としては、例え
ば、おが屑、ヤシ殻等の天然植物、石炭、石油などから
得られる芳香性多環縮合物、フェノール樹脂等の合成樹
脂を、例えば、約４００〜６００℃で炭化し、常法、例
えば約８００〜１１００℃、水蒸気賦活等によって賦活
して得られた活性炭、石炭及び石油からのピッチ、フェ
ノール系、アクリル系、芳香族ポリアミド系並びにセル
ロース系等の繊維を炭化し、常法によって、賦活して得
られた活性炭素繊維等を粉砕した活性炭等が挙げられ
る。この場合の活性炭の粒度としては１５０μｍ程度以
下が好ましい。
【００１３】本発明の水処理用粉末活性炭の製造方法に
おいて、活性炭を酸化性雰囲気下で室温〜５００℃の温
度で処理する。この場合の酸化性雰囲気とは、空気又
は、酸素あるいはオゾンを含有する雰囲気中である。空
気中では、例えば、２００〜２５０℃程度の温度で、５
〜６０分間程度処理することが好ましく、１０％の酸素
ガスを含有した空気中では２５０〜３３０℃程度の温度
で、５〜６０分間程度処理することが好ましい。２００
℃以下では、炭素材料の反応性が低いため十分酸化でき
ないことがあるが、湿潤化した活性炭を水蒸気混合した
酸素含有ガスで酸化する場合には１００℃以下でも可能
である。５００℃以上の温度では活性炭が燃焼し好まし
くない。
おいて、活性炭を酸化性雰囲気下で室温〜５００℃の温
度で処理する。この場合の酸化性雰囲気とは、空気又
は、酸素あるいはオゾンを含有する雰囲気中である。空
気中では、例えば、２００〜２５０℃程度の温度で、５
〜６０分間程度処理することが好ましく、１０％の酸素
ガスを含有した空気中では２５０〜３３０℃程度の温度
で、５〜６０分間程度処理することが好ましい。２００
℃以下では、炭素材料の反応性が低いため十分酸化でき
ないことがあるが、湿潤化した活性炭を水蒸気混合した
酸素含有ガスで酸化する場合には１００℃以下でも可能
である。５００℃以上の温度では活性炭が燃焼し好まし
くない。
【００１４】上記のような酸化性雰囲気下で処理するこ
とにより、酸化剤として硝酸、過酸化水素、塩素、硫酸
などの水溶液に活性炭を浸漬した後中和、洗浄して乾燥
する湿式酸化法を用いる場合と比較して、酸化工程が簡
略化することができ、かつ後処理の必要がなく、安価に
かつ工業的に有利に目的とする水処理用粉末活性炭を得
ることができる。
とにより、酸化剤として硝酸、過酸化水素、塩素、硫酸
などの水溶液に活性炭を浸漬した後中和、洗浄して乾燥
する湿式酸化法を用いる場合と比較して、酸化工程が簡
略化することができ、かつ後処理の必要がなく、安価に
かつ工業的に有利に目的とする水処理用粉末活性炭を得
ることができる。
【００１５】そして、上記の方法により全酸性基量を増
加させることにより、全酸性基量が１５〜３０ミリ等量
／１００ｇである、吸着力を減少させることなく、沈降
速度の小さい水処理用粉末活性炭が得られる。
加させることにより、全酸性基量が１５〜３０ミリ等量
／１００ｇである、吸着力を減少させることなく、沈降
速度の小さい水処理用粉末活性炭が得られる。
【００１６】
【実施例】以下実施例によって本発明を具体的に説明す
るが、本発明はこれによって何等限定されるものではな
い。
るが、本発明はこれによって何等限定されるものではな
い。
【００１７】実施例１ 市販の全酸性基量が８．８ミリ等量／１００ｇの水蒸気
賦活粉末活性炭２０ｇを乾燥し、石英管に入れる。大気
２００ｍｌ／分を通じながら１０分で２５０℃に昇温
し、２５０℃で１５分間保持した後冷却して取り出す。
賦活粉末活性炭２０ｇを乾燥し、石英管に入れる。大気
２００ｍｌ／分を通じながら１０分で２５０℃に昇温
し、２５０℃で１５分間保持した後冷却して取り出す。
【００１８】実施例２ 市販の全酸性基量が９．６ミリ等量／１００ｇの水蒸気
賦活粉末活性炭２０ｇをポリ袋に入れ、蒸留水２０ｍｌ
加え、よく混合する。５０℃の恒温槽に入れ５日間保持
した後取り出し、１１５℃で乾燥する。
賦活粉末活性炭２０ｇをポリ袋に入れ、蒸留水２０ｍｌ
加え、よく混合する。５０℃の恒温槽に入れ５日間保持
した後取り出し、１１５℃で乾燥する。
【００１９】実施例３ 市販の全酸性基量が８．０ミリ等量／１００ｇの水蒸気
賦活粉末活性炭２０ｇを乾燥し、石英管に入れる。窒素
で希釈した空気（Ｏ2 濃度１０．５ｖｏｌ．％）２００
ｍｌ／分を通じながら１０分間で３００℃に昇温し、３
００℃で１５分間保持した後、冷却して取り出す。
賦活粉末活性炭２０ｇを乾燥し、石英管に入れる。窒素
で希釈した空気（Ｏ2 濃度１０．５ｖｏｌ．％）２００
ｍｌ／分を通じながら１０分間で３００℃に昇温し、３
００℃で１５分間保持した後、冷却して取り出す。
【００２０】比較例１ 市販の全酸性基量が１１ミリ等量／１００ｇの水蒸気賦
活粉末活性炭２０ｇを用いた。上記の実施例１〜３及び
比較例で作製した活性炭の沈降性及び全酸性基量を測定
した。その結果を表１示す。
活粉末活性炭２０ｇを用いた。上記の実施例１〜３及び
比較例で作製した活性炭の沈降性及び全酸性基量を測定
した。その結果を表１示す。
【００２１】
【表１】 表１の結果から、実施例１及び２のものは沈降性が８０
％及び８２％であり、沈降速度が極めて小さいことが明
らかとなった。また、実施例３のものは、沈降性が４２
％であるが、浄水プロセスにおいて、実用に供し得る限
界である４０％を越えており、十分に実用に供し得るも
のである。これに対して、比較例のものは、９％であ
り、実用には供し得るものではないことがわかった。
％及び８２％であり、沈降速度が極めて小さいことが明
らかとなった。また、実施例３のものは、沈降性が４２
％であるが、浄水プロセスにおいて、実用に供し得る限
界である４０％を越えており、十分に実用に供し得るも
のである。これに対して、比較例のものは、９％であ
り、実用には供し得るものではないことがわかった。
【００２２】
【発明の効果】本発明の水処理用粉末活性炭及びその製
造方法によれば、吸着力の低下がなく、さらに沈降速度
の小さな水処理用粉末活性炭を得ることができ、活性炭
添加槽で毎回全量の活性炭を有効に移送することができ
る。
造方法によれば、吸着力の低下がなく、さらに沈降速度
の小さな水処理用粉末活性炭を得ることができ、活性炭
添加槽で毎回全量の活性炭を有効に移送することができ
る。
Claims (2)
- 【請求項１】 活性炭に含まれる全酸性基量が１５〜３
０ミリ等量／１００ｇであることを特徴とする水処理用
粉末活性炭。 - 【請求項２】 全酸性基量が１０ミリ等量／１００ｇ以
下の粉末活性炭を酸化性雰囲気下で室温〜５００℃の温
度で処理して、全酸性基量が１５〜３０ミリ等量／１０
０ｇの水処理用粉末活性炭を得ることを特徴とする水処
理用粉末活性炭の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16624892A JP3253355B2 (ja) | 1992-06-24 | 1992-06-24 | 水処理用粉末活性炭及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16624892A JP3253355B2 (ja) | 1992-06-24 | 1992-06-24 | 水処理用粉末活性炭及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06367A true JPH06367A (ja) | 1994-01-11 |
| JP3253355B2 JP3253355B2 (ja) | 2002-02-04 |
Family
ID=15827865
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16624892A Expired - Fee Related JP3253355B2 (ja) | 1992-06-24 | 1992-06-24 | 水処理用粉末活性炭及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3253355B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10004054A1 (de) * | 2000-02-01 | 2001-08-23 | Judo Wasseraufbereitung | Verfahren und Vorrichtung zur Wasserbehandlung |
| JP2005279494A (ja) * | 2004-03-30 | 2005-10-13 | Toray Ind Inc | 浄水器 |
-
1992
- 1992-06-24 JP JP16624892A patent/JP3253355B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10004054A1 (de) * | 2000-02-01 | 2001-08-23 | Judo Wasseraufbereitung | Verfahren und Vorrichtung zur Wasserbehandlung |
| JP2005279494A (ja) * | 2004-03-30 | 2005-10-13 | Toray Ind Inc | 浄水器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3253355B2 (ja) | 2002-02-04 |
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