JPH09290165A - 光触媒体及びこれを用いた水処理方法 - Google Patents
光触媒体及びこれを用いた水処理方法Info
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Abstract
触媒体の製造工程を簡単にするとともに、触媒粒子の保
持の安定化を図る。 【解決手段】汚染物質を酸化分解する光触媒の粉末1b
と、水中から光触媒体を磁気的に分離・回収するための
磁性体の粉末1cと、バインダとしてのフッ素樹脂の粉
末1aとを混合攪拌し、これを圧延した後に細片に裁断
して光触媒体1を形成する。製造が簡単であるととも
に、フッ素樹脂は光触媒の酸化作用に対して安定であ
り、触媒粒子1bが離脱・流出することがない。
Description
を利用して、水中の汚染物質(有機塩素化合物など)を
除去するための光触媒体、及びこれを用いた水処理方法
に関し、特に汚水浄化後の光触媒体の回収を容易にした
改良に関する。
などの有機塩素化合物は各種産業で脱脂剤や洗浄液とし
て多量に使用されているが、これらの有機塩素化合物は
人体に有害であり、これによる飲料水の汚染などの環境
汚染が社会問題になっている。この有機塩素化合物の分
解方法として最近研究が盛んなのが、光触媒による分解
である。これは光触媒に光を照射したときに生じる強力
な酸化力で分解しようとするものであり、光触媒として
TiO2、ZnO 、RuO2、WO3 などが利用可能であるが、安全
性、安定性の点から、TiO2が用いられることが多い。
光触媒との接触効率を高く維持しつつ、処理水から光触
媒をいかに分離回収するかがポイントになる。例えば光
触媒を粉末の状態で用いると、汚染物質との接触効率は
増大するが、光触媒は沈降しにくく、分離回収のための
沈澱池も大きくなる。
は、核微粒子内に塊状及び/又は分散状に磁性体を内包
させ、その表面に光照射で励起される触媒粒子を結合さ
せた光触媒を提案している。核粒子とはナイロン12な
どの合成樹脂で形成した粒子径30〜100 μ程度の塊であ
り、これに磁性体を10〜50μの塊にして内包させ、ある
いは粒状の磁性体を樹脂中に混練させて分散させてい
る。そして、この核粒子に触媒粒子をを固着させるに
は、接着剤を用いると光触媒の表面が接着剤で覆われて
しまうことから、核粒子表面に触媒粒子を打ち込んで活
性を保持したまま結合させるのが望ましいとしている。
233号に示された光触媒は確かに処理水との接触性が
高く、かつ電磁石により容易に分離回収されるが、以下
に示す問題がある。まず、光触媒体の製造工程が複雑で
あるということである。すなわち、磁性体を内包又は分
散させた核粒子を製造した後、更にその表面に触媒粒子
を特殊な装置で打ち込まなければならない。
ナイロン12などは光触媒により分解されるということ
である。そのため、核粒子からの触媒粒子の離脱、流出
が発生し、光触媒体の機能が次第に低下する可能性があ
る。そこで、この発明の課題は、処理水との良好な接触
性を保ち、かつ分離回収が容易でありながら製造工程が
簡単であり、更に光触媒により分解されることなく長期
間安定した性能を維持できる光触媒体、及びこれを用い
た水処理方法を提供することにある。
に、この発明は、光触媒粉末のバインダとしてフッ素樹
脂を用い、更にこれに処理水からの分離回収機能を付加
するための磁性体あるいは比重調整材を添加して、細片
状の光触媒体を構成するものとする。すなわち、この発
明の光触媒体は、光触媒、磁性体あるいは比重調整材及
びフッ素樹脂の粉末を混合、圧延、裁断して細片状に形
成したものとする。
ており、光触媒の持つ強力な酸化力にも劣化することが
なく、疏水性であるため耐水性も高い。また、圧力をか
けることで任意の形状のものが成形できる。更に、光触
媒との親和性が低く、光触媒の表面活性がフッ素樹脂の
存在により阻害されることが少ない。従って、フッ素樹
脂と光触媒の粉末を混合、圧延して例えばシート状と
し、これを更に裁断して細片状に形成することにより、
処理水と光触媒との接触性が良好で活性が高く、かつ寿
命信頼性に優れた光触媒体が得られる。
ず、粉体あるいは微粒子体であれば何でも混合して成形
体が製造可能であることから、この光触媒体に磁性体の
粉末を添加して磁性を持たせることにより、汚染物質を
含む処理水に光触媒体を攪拌混合し、光触媒体に光を照
射して汚染物質を酸化分解するとともに、光触媒体を磁
気分離手段で吸着して処理水から分離回収でき、また比
重調整材を添加して光触媒体の比重を処理水よりも小さ
く、あるいは大きく設定することにより、浮上分離又は
沈降分離手段により処理水から分離回収することが可能
となる。
明する。光触媒体は光触媒、磁性体あるいは比重調整
材、及びこれらのバインダとしてのフッ素樹脂で構成さ
れる。まず、光触媒としてはTiO2、ZnO 、RuO2、WO3 な
どが利用可能であるが、環境に対する安全性や寿命安定
性の面からTiO2が最も好ましい。なお、光触媒の表面に
Ptを担持させることにより触媒活性を高めることが知ら
れているが、このような活性向上のための貴金属などの
添加物を担持させた光触媒もこの発明で使用可能であ
り、光触媒や添加物の種類は限定されない。
ル、コバルトなどの強磁性材料が用いられる。また、比
重調整材は、浮上分離の場合には中空ガラスビーズなど
の比重の小さいもの、沈降分離の場合は中実ガラスビー
ズや砂粒子などの比重の大きいものが用いられる。フッ
素樹脂としては、例えばポリテトラフルオロエチレンが
好適である。
光触媒体を製造する。まず、光触媒粉末(粒子径は例え
ば7〜50nm)、及び磁性体粉末(同 100μm 程度)ある
いは比重調整材粉末(同数十〜数百μm )を混合する。
次いで、これにフッ素樹脂粉末(粒子径は例えば 0.3μ
m 程度)を加え、再び攪拌混合する。その後、ローラに
より圧延成形し、例えば厚さ 0.1〜1.0mm 程度のシート
を形成する。そして、このシートを適当な大きさ、例え
ば1〜10mm角程度に裁断して光触媒体とする。
%の範囲で選択できるが、汚染物質の分解に直接関与す
る光触媒の量を確保するためには、成形できる範囲でな
るべく少なくすることが望ましい。また、磁性体は1〜
40%とし、比重調整材は処理水の攪拌動力を少なくする
ためには水の比重に近い値になるように添加するのが望
ましいが、浮上あるいは沈降の効率も考慮して決定され
る。
ある。光触媒体1は多孔質であり、部分的に互いに結合
したフッ素樹脂粒子1aが立体的な網目状の構造体を形
成し、その間隙中に光触媒粒子1b及び磁性体あるいは
比重調整材の粒子1cが保持されている。フッ素樹脂と
磁性体あるいは比重調整材との親和性は低く、上記各粒
子1a〜1cは光触媒体1内で単に機械的に集合してい
るに過ぎず、光触媒表面の活性はフッ素樹脂によってそ
れほど阻害されない。
概略構成図である。有機塩素化合物を含む処理水は給水
ポンプ2により反応槽3に導かれ、モータ4で駆動され
る攪拌装置5により磁性体が添加された光触媒体1と攪
拌混合され、槽内の紫外線ランプ6から光照射を受けた
光触媒により有機塩素化合物を分解除去される。浄化さ
れた水は常時は排水路7に通じる三方電磁弁8を介して
排水される。その際、槽外に流出した光触媒体1は、磁
気分離器9に吸着分離される。磁気分離器9は外周に図
示しない電磁コイルを有する円筒状の電磁石からなり、
磁性体を含む光触媒体1を内周壁面に吸着する。吸着さ
れた光触媒体1は、適宜の時期に給水ポンプ2を停止し
て三方電磁弁8を循環路10側に切り換え、磁気分離器
9の励磁電源を遮断し、回収ポンプ11を起動して水を
図の左回りに循環させることにより、反応槽3内に回収
される。
概略構成図である。反応槽3内での水処理までは図2の
装置と同じであるが、比重調整材が添加されて比重が水
より軽い例えば 0.9とされた光触媒体1は、浄化された
水が浮上分離槽12を通過する際にその天井部に浮上し
て分離される。分離された光触媒体1は図2の場合と同
様、回収ポンプ11により槽内に回収される。また、図
4は沈降分離手段を備えた水処理装置の概略構成図であ
る。比重調整材により比重が例えば 1.1とされた光触媒
体1は、浄化された水が沈降分離槽13を通過する際に
その底部に沈降して分離され、回収ポンプ11により回
収される。
ダとして用いることにより、光触媒及び磁性体あるいは
比重調整材の粉末にフッ素樹脂の粉末を加えて攪拌混合
の上、圧延、裁断するという簡単な工程で光触媒体を製
造できるとともに、光触媒粒子が活性を阻害されること
なく安定的に保持される。また、上記磁性体や比重調整
材の添加により、磁気分離手段あるいは浮上分離ないし
は沈降分離手段を用いて容易確実に光触媒体の分離回収
を行うことができる。
造図である。
する水処理装置の概略構成図である。
する水処理装置の概略構成図である。
する水処理装置の概略構成図である。
Claims (4)
- 【請求項1】光触媒、磁性体及びフッ素樹脂の粉末を混
合、圧延、裁断して細片状に形成したことを特徴とする
光触媒体。 - 【請求項2】光触媒、比重調整材及びフッ素樹脂の粉末
を混合、圧延、裁断して細片状に形成したことを特徴と
する光触媒体。 - 【請求項3】汚染物質を含む処理水に請求項1記載の光
触媒体を攪拌混合し、前記光触媒体に光を照射して前記
汚染物質を酸化分解するとともに、前記光触媒体を磁気
分離手段により前記処理水から分離回収することを特徴
とする水処理方法。 - 【請求項4】汚染物質を含む処理水に請求項2記載の光
触媒体を攪拌混合し、前記光触媒体に光を照射して前記
汚染物質を酸化分解するとともに、前記光触媒体を浮上
分離又は沈降分離手段により前記処理水から分離回収す
ることを特徴とする水処理方法。
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