JPH1199384A - 水浄化システム - Google Patents
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Landscapes
- Physical Water Treatments (AREA)
- Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)
- Water Treatment By Sorption (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、上下水道をはじめ生活雑排水、屎
尿処理水、工業廃水、汚染度の高い河川、沼湖、海洋に
おいて利用される水浄化システムに関するもので長期に
渡り溶存有機物質、細菌を除去できる水浄化システムを
提供することを目的としている。 【解決手段】 吸着剤と光触媒を充填した吸着層に被処
理水を流入し、有機溶存物質を吸着させた後、前記吸着
層にオゾンガスを注入、続いて紫外線を照射することに
より、細菌を死滅させ、前記吸着層に吸着した有機溶存
物質を分解除去する水浄化システム。また、貴金属を担
持したカーボンを充填した吸着層に被処理水を流入し、
有機溶存物質を吸着させた後、前記貴金属担持カーボン
を気密状態で加熱することにより、細菌を死滅させ、有
機溶存物質を分解除去する排水浄化システム。以上のシ
ステムにより高効率な水浄化が可能である。
尿処理水、工業廃水、汚染度の高い河川、沼湖、海洋に
おいて利用される水浄化システムに関するもので長期に
渡り溶存有機物質、細菌を除去できる水浄化システムを
提供することを目的としている。 【解決手段】 吸着剤と光触媒を充填した吸着層に被処
理水を流入し、有機溶存物質を吸着させた後、前記吸着
層にオゾンガスを注入、続いて紫外線を照射することに
より、細菌を死滅させ、前記吸着層に吸着した有機溶存
物質を分解除去する水浄化システム。また、貴金属を担
持したカーボンを充填した吸着層に被処理水を流入し、
有機溶存物質を吸着させた後、前記貴金属担持カーボン
を気密状態で加熱することにより、細菌を死滅させ、有
機溶存物質を分解除去する排水浄化システム。以上のシ
ステムにより高効率な水浄化が可能である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、上下水道をはじめ
生活雑排水、屎尿処理水、工業廃水、汚染度の高い河
川、沼湖、海洋の水浄化システムに関するものである。
生活雑排水、屎尿処理水、工業廃水、汚染度の高い河
川、沼湖、海洋の水浄化システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、行われてきた水浄化技術は、主に
固液分離処理、微生物処理、吸着処理、酸化処理があ
る。通常は前記処理の数種類を組み合わせたものが多く
用いられている。
固液分離処理、微生物処理、吸着処理、酸化処理があ
る。通常は前記処理の数種類を組み合わせたものが多く
用いられている。
【０００３】固液分離処理は濾過、凝集沈澱などが主で
あり、凝集沈澱についてはアルミニウム塩をはじめイオ
ン性高分子凝集剤なども用いられている。微生物処理に
は活性汚泥法、生物膜法、嫌気性処理法、生物活性炭法
などがあり、いずれも排水中の有害物質を微生物の代謝
作用により分解するものである。吸着処理は活性炭を用
いるものがほとんどで高効率の浄化が可能である。吸着
処理の中には、前述のような微生物処理やオゾン処理と
の併用で浄化効率を向上しているものもある。
あり、凝集沈澱についてはアルミニウム塩をはじめイオ
ン性高分子凝集剤なども用いられている。微生物処理に
は活性汚泥法、生物膜法、嫌気性処理法、生物活性炭法
などがあり、いずれも排水中の有害物質を微生物の代謝
作用により分解するものである。吸着処理は活性炭を用
いるものがほとんどで高効率の浄化が可能である。吸着
処理の中には、前述のような微生物処理やオゾン処理と
の併用で浄化効率を向上しているものもある。
【０００４】酸化処理は塩素、過酸化水素、オゾンなど
酸化剤を用いた処理方法であり、塩素酸化などは上水処
理に適用されている。
酸化剤を用いた処理方法であり、塩素酸化などは上水処
理に適用されている。
【０００５】これらの水処理技術の中で、比較的汚染度
の低い被処理水に関しては、濾過と凝集沈澱のみで十分
な浄化が可能である場合もある。しかしながら、都市部
の上下水処理など汚染度の高い被処理水の浄化、もしく
は中水利用や雨水の飲料水への適用など高度な水浄化が
必要な場合に関しては、微生物処理、吸着処理、酸化処
理などを用いた高度浄水処理が採択されている。また、
工業廃水など人体に有害な重金属イオンなどが排出され
る場合は、イオン交換樹脂、キレート樹脂などを用いた
処理方法も適用されている。
の低い被処理水に関しては、濾過と凝集沈澱のみで十分
な浄化が可能である場合もある。しかしながら、都市部
の上下水処理など汚染度の高い被処理水の浄化、もしく
は中水利用や雨水の飲料水への適用など高度な水浄化が
必要な場合に関しては、微生物処理、吸着処理、酸化処
理などを用いた高度浄水処理が採択されている。また、
工業廃水など人体に有害な重金属イオンなどが排出され
る場合は、イオン交換樹脂、キレート樹脂などを用いた
処理方法も適用されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来の水処理技術は以
下の課題を有していた。
下の課題を有していた。
【０００７】微生物処理は代謝作用を持続させるため。
曝気を必要とするものが多い。曝気槽などは装置が巨大
なものが多く、さらに長時間の曝気や消毒液の補填が必
要である。このように、好気性細菌を用いる微生物処理
はメンテナンス、運転コストなどの面で問題がある。ま
た、曝気を必要としない嫌気性細菌を用いる処理の場
合、エネルギー的には有利であるが、増殖速度が遅く処
理水質は好気性のものに比べ劣る。
曝気を必要とするものが多い。曝気槽などは装置が巨大
なものが多く、さらに長時間の曝気や消毒液の補填が必
要である。このように、好気性細菌を用いる微生物処理
はメンテナンス、運転コストなどの面で問題がある。ま
た、曝気を必要としない嫌気性細菌を用いる処理の場
合、エネルギー的には有利であるが、増殖速度が遅く処
理水質は好気性のものに比べ劣る。
【０００８】活性炭を用いる吸着処理では、活性炭の寿
命が問題となる。活性炭の熱再生には900℃前後の加熱
が必要であり再生コストも多大である。
命が問題となる。活性炭の熱再生には900℃前後の加熱
が必要であり再生コストも多大である。
【０００９】各種酸化剤を用いる酸化処理では、塩素、
過酸化水素などは薬品を補填が必要が多く、いずれの酸
化剤も有機溶存物質の完全分解が可能である場合が非常
に少ない。
過酸化水素などは薬品を補填が必要が多く、いずれの酸
化剤も有機溶存物質の完全分解が可能である場合が非常
に少ない。
【００１０】また、上記水処理技術を組み合わせた高度
浄水処理においても、各工程においては前述の課題が依
然存在する。
浄水処理においても、各工程においては前述の課題が依
然存在する。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、吸着剤と光触
媒を充填した吸着層に被処理水を流入し、前記被処理水
中の有機溶存物質を前記吸着剤に吸着させた後、前記吸
着層内にオゾンガスを注入し、続いて前記吸着層内に紫
外線を照射することにより、前記被処理水に含まれる細
菌及び前記有機溶存物質をそれぞれ殺菌、分解除去する
ことを特徴とする水浄化システム。
媒を充填した吸着層に被処理水を流入し、前記被処理水
中の有機溶存物質を前記吸着剤に吸着させた後、前記吸
着層内にオゾンガスを注入し、続いて前記吸着層内に紫
外線を照射することにより、前記被処理水に含まれる細
菌及び前記有機溶存物質をそれぞれ殺菌、分解除去する
ことを特徴とする水浄化システム。
【００１２】ここで使用する吸着剤は、被処理水中の有
機溶存物質を吸着することの可能なメソ細孔を有する活
性炭であることが望ましい。また、被処理水の性質によ
ってはゼオライトなどの金属酸化物の多孔体を用いるこ
とも可能である。
機溶存物質を吸着することの可能なメソ細孔を有する活
性炭であることが望ましい。また、被処理水の性質によ
ってはゼオライトなどの金属酸化物の多孔体を用いるこ
とも可能である。
【００１３】光触媒は酸化チタン、酸化鉄、酸化バナジ
ウム、酸化亜鉛などを用いることが可能であるが、触媒
活性、安全性などを考慮すると酸化チタンまたはその修
飾物が最も好ましい。
ウム、酸化亜鉛などを用いることが可能であるが、触媒
活性、安全性などを考慮すると酸化チタンまたはその修
飾物が最も好ましい。
【００１４】吸着層内に充填した吸着剤は光触媒を担持
した複合体を用いることが望ましい。このような材料を
用いなければ、吸着剤が被毒され、永続的な吸着効果が
期待できない。
した複合体を用いることが望ましい。このような材料を
用いなければ、吸着剤が被毒され、永続的な吸着効果が
期待できない。
【００１５】吸着剤と光触媒との複合体の作成方法は、
（１）湿式または乾式粉砕による物理的混合、（２）吸
着剤の原料成分に光触媒の原料成分を添加したのち吸着
剤を調製する方法、（３）ゾルゲル法による光触媒の吸
着剤への担持、（４）吸着剤のイオン交換サイトを利用
したイオン交換法による光触媒の吸着剤への担持、
（５）蒸着法を利用した光触媒の吸着剤への担持、
（６）イオン注入法による吸着剤細孔内部への光触媒の
注入などによって得られる。これらの複合体は、粉末
状、ペレットに成型、ハニカムなどの多孔体、板などへ
の担持などにより用いることが可能である。
（１）湿式または乾式粉砕による物理的混合、（２）吸
着剤の原料成分に光触媒の原料成分を添加したのち吸着
剤を調製する方法、（３）ゾルゲル法による光触媒の吸
着剤への担持、（４）吸着剤のイオン交換サイトを利用
したイオン交換法による光触媒の吸着剤への担持、
（５）蒸着法を利用した光触媒の吸着剤への担持、
（６）イオン注入法による吸着剤細孔内部への光触媒の
注入などによって得られる。これらの複合体は、粉末
状、ペレットに成型、ハニカムなどの多孔体、板などへ
の担持などにより用いることが可能である。
【００１６】光触媒を用いた紫外線照射による分解処理
を行う前処理として、オゾンガス注入による酸化処理を
行うとより効果的に酸化処理を行うことが出来る。この
際用いるオゾンは、紫外線発生時に副生成したオゾンを
用いると効率的にシステムを運営することが出来る。こ
のようなオゾン注入及び光触媒への紫外線照射は、吸着
剤を用いているため常時行う必要はなく、間欠的に行う
方がより経済的である。なお、浄化処理水中にオゾンが
残存する場合は二酸化マンガンなどのオゾン分解触媒を
用いることが可能である。
を行う前処理として、オゾンガス注入による酸化処理を
行うとより効果的に酸化処理を行うことが出来る。この
際用いるオゾンは、紫外線発生時に副生成したオゾンを
用いると効率的にシステムを運営することが出来る。こ
のようなオゾン注入及び光触媒への紫外線照射は、吸着
剤を用いているため常時行う必要はなく、間欠的に行う
方がより経済的である。なお、浄化処理水中にオゾンが
残存する場合は二酸化マンガンなどのオゾン分解触媒を
用いることが可能である。
【００１７】また、本発明は、貴金属を担持したカーボ
ンを充填した吸着層に被処理水を流入し、有機溶存物質
を吸着させた後、前記貴金属担持カーボンを気密状態で
加熱することにより、細菌、有機溶存物質を殺菌、分解
除去することを特徴とする排水浄化システムである。
ンを充填した吸着層に被処理水を流入し、有機溶存物質
を吸着させた後、前記貴金属担持カーボンを気密状態で
加熱することにより、細菌、有機溶存物質を殺菌、分解
除去することを特徴とする排水浄化システムである。
【００１８】ここで用いる貴金属は、Ｐｔ，Ｐｄ，Ｒ
ｈ，Ｒｕ，Ｉｒ，Ｒｅ，Ｏｓが望ましい。中でもＲｕを
用いるのが最も好ましい。カーボンは活性炭、グラファ
イトなどを用いることができる。貴金属を担持したカー
ボンは粉末状、ペレットに成型、ハニカムなどの多孔
体、板などへの担持などにより用いることが可能であ
る。
ｈ，Ｒｕ，Ｉｒ，Ｒｅ，Ｏｓが望ましい。中でもＲｕを
用いるのが最も好ましい。カーボンは活性炭、グラファ
イトなどを用いることができる。貴金属を担持したカー
ボンは粉末状、ペレットに成型、ハニカムなどの多孔
体、板などへの担持などにより用いることが可能であ
る。
【００１９】有機溶存物質を吸着したカーボンを気密状
態で加熱する際の加熱温度は、２００〜３００℃が適当
である。この際、水浄化を経済的に行うためには吸着に
より溶存有機物質を固定化した後、間欠的な加熱を繰り
返す方法が望ましい。
態で加熱する際の加熱温度は、２００〜３００℃が適当
である。この際、水浄化を経済的に行うためには吸着に
より溶存有機物質を固定化した後、間欠的な加熱を繰り
返す方法が望ましい。
【００２０】以上の２つの水浄化システムを用いること
により、浄化効率、メンテナンス、コストの点で優れた
水浄化が可能である。
により、浄化効率、メンテナンス、コストの点で優れた
水浄化が可能である。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下に具体的な実施例を示す。
【００２２】＜実施例１＞水浄化に対する吸着剤除去、
光触媒酸化、オゾン酸化それぞれの効果を調べるために
以下の水浄化試験１を行った。
光触媒酸化、オゾン酸化それぞれの効果を調べるために
以下の水浄化試験１を行った。
【００２３】被処理水は酢酸1ppm、2、4、6-トリクロロフェノール
（以下2、4、6-TCP）1ppm、大腸菌を約1000個/ml、メチレンフ゛
ルーを色度7.5度になるよう調製した。吸着剤は8〜30mesh
の粒状活性炭を用いた。活性炭の比表面積は970m2/g、
細孔容積は1.07ml/g、平均細孔半径は44であった。光触
媒は平均粒径5μｍ、比表面積は55m2/gのアナタース型
酸化チタンを用いた。
（以下2、4、6-TCP）1ppm、大腸菌を約1000個/ml、メチレンフ゛
ルーを色度7.5度になるよう調製した。吸着剤は8〜30mesh
の粒状活性炭を用いた。活性炭の比表面積は970m2/g、
細孔容積は1.07ml/g、平均細孔半径は44であった。光触
媒は平均粒径5μｍ、比表面積は55m2/gのアナタース型
酸化チタンを用いた。
【００２４】水浄化試験１の詳細を以下に示す。被処理
水を500ml注入した1Lのパイレックス製ガラス容器A,B,
C,D,E,F、Hを用意し、容器Aには上記粒状活性炭10gを、
容器Bには上記酸化チタン10gを懸濁させた後、容器から
40cm離れた位置から高圧水銀ランプを用い光を照射し
た。強度は330-390nmの範囲で18mW/cm2であった。容器C
には被処理水のみを注入し10%オゾン/窒素ガスを100ml/
minでバブリングさせた。容器Dには上記活性炭と酸化チ
タンをそれぞれ10g懸濁させた後、30分間撹拌、続いて
容器Bの要領で30分間光照射した。容器Eでは上記酸化チ
タンを10g懸濁させ、容器Cの要領で30分間オゾンを導入
させた後、容器Dの要領で光照射を30分間行った。容器F
では上記活性炭と酸化チタンをそれぞれ10g懸濁させた
後、容器Cの要領で30分間オゾンを導入させた後、容器D
の要領で光照射を30分間行った。容器Hでは、上記活性
炭と酸化チタンをそれぞれ10g懸濁させた後、30分間撹
拌、続いて上記要領の光照射とオゾン導入を同時に30分
行った。いずれの容器もマグネティックスターラを用い
て撹拌した。試験開始後１時間での被処理水の酢酸、2,
4,6-TCP濃度をパージトラップGCMS法で、大腸菌数を培
地法で、色度は光度計で分析した。
水を500ml注入した1Lのパイレックス製ガラス容器A,B,
C,D,E,F、Hを用意し、容器Aには上記粒状活性炭10gを、
容器Bには上記酸化チタン10gを懸濁させた後、容器から
40cm離れた位置から高圧水銀ランプを用い光を照射し
た。強度は330-390nmの範囲で18mW/cm2であった。容器C
には被処理水のみを注入し10%オゾン/窒素ガスを100ml/
minでバブリングさせた。容器Dには上記活性炭と酸化チ
タンをそれぞれ10g懸濁させた後、30分間撹拌、続いて
容器Bの要領で30分間光照射した。容器Eでは上記酸化チ
タンを10g懸濁させ、容器Cの要領で30分間オゾンを導入
させた後、容器Dの要領で光照射を30分間行った。容器F
では上記活性炭と酸化チタンをそれぞれ10g懸濁させた
後、容器Cの要領で30分間オゾンを導入させた後、容器D
の要領で光照射を30分間行った。容器Hでは、上記活性
炭と酸化チタンをそれぞれ10g懸濁させた後、30分間撹
拌、続いて上記要領の光照射とオゾン導入を同時に30分
行った。いずれの容器もマグネティックスターラを用い
て撹拌した。試験開始後１時間での被処理水の酢酸、2,
4,6-TCP濃度をパージトラップGCMS法で、大腸菌数を培
地法で、色度は光度計で分析した。
【００２５】水浄化試験１の結果を（表１）に示した。
【００２６】
【表１】
【００２７】（表１）に示すとおり、光触媒酸化の前処
理として吸着処理、オゾン酸化処理を行うと浄化率が著
しく向上した。この現象は、吸着、オゾン酸化処理によ
り、色度を低下させ紫外線の透過率が増大し、光触媒の
活性が向上したことに起因する。さらに、オゾン処理に
より有機溶存物質の酸化反応が起こっており、光触媒酸
化反応がより進みやすい基質に変化していることにも起
因している。また、オゾン処理は光触媒酸化の前処理と
して行う方が効果的であった。
理として吸着処理、オゾン酸化処理を行うと浄化率が著
しく向上した。この現象は、吸着、オゾン酸化処理によ
り、色度を低下させ紫外線の透過率が増大し、光触媒の
活性が向上したことに起因する。さらに、オゾン処理に
より有機溶存物質の酸化反応が起こっており、光触媒酸
化反応がより進みやすい基質に変化していることにも起
因している。また、オゾン処理は光触媒酸化の前処理と
して行う方が効果的であった。
【００２８】次に、数種類の酸化チタンと活性炭の複合
体を調製し、オゾン処理と光触媒酸化を組み合わせた水
浄化試験２を繰り返し行い、吸着剤である活性炭の吸着
性能の変化と複合化の効果を調べた。
体を調製し、オゾン処理と光触媒酸化を組み合わせた水
浄化試験２を繰り返し行い、吸着剤である活性炭の吸着
性能の変化と複合化の効果を調べた。
【００２９】酸化チタンと活性炭の複合体は以下の要領
で調製した。複合体ａは活性炭粉末50gと酸化チタン50g
と水200gとを混合、ボールミルで平均粒径が2.5μｍに
なるまで湿式粉砕した後、120℃で乾燥、粉砕し8〜30me
shにした。複合体ｂは活性炭粉末に化学蒸着によりアナ
タース型酸化チタンを重量部にして等量担持したものを
加圧成型した後、8〜30meshに粉砕した。複合体ｃは活
性炭粉末、チタニウムイソプロプキシドを用いてゾルゲ
ル法により重量部にして等量担持したものを加圧成型し
た後、8〜30meshに粉砕した。ここで用いた活性炭は比
表面積は970m2/g、細孔容積は1.07ml/g、平均細孔半径
は44のもので、酸化チタンは平均粒径5μｍ、比表面積
は55m2/gのアナタース型のものを用いた。
で調製した。複合体ａは活性炭粉末50gと酸化チタン50g
と水200gとを混合、ボールミルで平均粒径が2.5μｍに
なるまで湿式粉砕した後、120℃で乾燥、粉砕し8〜30me
shにした。複合体ｂは活性炭粉末に化学蒸着によりアナ
タース型酸化チタンを重量部にして等量担持したものを
加圧成型した後、8〜30meshに粉砕した。複合体ｃは活
性炭粉末、チタニウムイソプロプキシドを用いてゾルゲ
ル法により重量部にして等量担持したものを加圧成型し
た後、8〜30meshに粉砕した。ここで用いた活性炭は比
表面積は970m2/g、細孔容積は1.07ml/g、平均細孔半径
は44のもので、酸化チタンは平均粒径5μｍ、比表面積
は55m2/gのアナタース型のものを用いた。
【００３０】上記の酸化チタンと活性炭の複合体を用い
て水浄化試験２を100回繰り返し行った。水浄化試験２
の詳細は以下の通りである。前述の酢酸、2,4,6-TCP、
大腸菌、メチレンフ゛ルーを含んだ被処理水に複合体a,b,cそれ
ぞれを10g懸濁させ15分間撹拌のみを行い、続いて15分
間撹拌下でオゾンを導入させた後、撹拌下で光照射を30
分間行った。オゾンの導入方法、光の照射方法は水浄化
試験１と同じにした。毎回、試験開始後15分と60分後の
処理水を水浄化試験１と同様にサンフ゜リンク゛した。なお、参
照として8〜30meshの粒状活性炭のみ、酸化チタン粉末
のみ、活性炭粉末5.0gと酸化チタン粉末5.0gの混合粉末
についても複合体a,b,cと同様に試験した。活性炭は複
合体a,b,cと同様のものを用いた。
て水浄化試験２を100回繰り返し行った。水浄化試験２
の詳細は以下の通りである。前述の酢酸、2,4,6-TCP、
大腸菌、メチレンフ゛ルーを含んだ被処理水に複合体a,b,cそれ
ぞれを10g懸濁させ15分間撹拌のみを行い、続いて15分
間撹拌下でオゾンを導入させた後、撹拌下で光照射を30
分間行った。オゾンの導入方法、光の照射方法は水浄化
試験１と同じにした。毎回、試験開始後15分と60分後の
処理水を水浄化試験１と同様にサンフ゜リンク゛した。なお、参
照として8〜30meshの粒状活性炭のみ、酸化チタン粉末
のみ、活性炭粉末5.0gと酸化チタン粉末5.0gの混合粉末
についても複合体a,b,cと同様に試験した。活性炭は複
合体a,b,cと同様のものを用いた。
【００３１】水浄化試験２の結果を（表２）に示した。
【００３２】
【表２】
【００３３】（表２）に示すように、光触媒と吸着剤と
の複合体は、吸着処理、オゾン酸化処理、光触媒酸化処
理を伴う水浄化において、浄化性能寿命が長いことがわ
かる。また、参照として、同時に浄化試験を行った活性
炭や活性炭と酸化チタンの混合粉末は徐々に劣化した。
これらの結果から、光触媒と吸着剤は、両者とも必要で
あり、複合化しなければ永続的な効果は望めない。
の複合体は、吸着処理、オゾン酸化処理、光触媒酸化処
理を伴う水浄化において、浄化性能寿命が長いことがわ
かる。また、参照として、同時に浄化試験を行った活性
炭や活性炭と酸化チタンの混合粉末は徐々に劣化した。
これらの結果から、光触媒と吸着剤は、両者とも必要で
あり、複合化しなければ永続的な効果は望めない。
【００３４】なお、オゾン処理に用いるオゾンの供給源
は、紫外線を発生させる際に副生成するオゾンガスを用
いれば、オゾン発生器、紫外線発生器を個々に設置する
より経済的であり、かつこれらの機器をコンパクトに設
計できる。
は、紫外線を発生させる際に副生成するオゾンガスを用
いれば、オゾン発生器、紫外線発生器を個々に設置する
より経済的であり、かつこれらの機器をコンパクトに設
計できる。
【００３５】＜実施例２＞次に吸着剤の種類と水浄化性
能の相関を調べるため、以下の実験を行った。
能の相関を調べるため、以下の実験を行った。
【００３６】検討した吸着剤はCa-A型ゼオライト、ペン
タシル型ゼオライトTS-1、活性炭、シリカゲルの４種類
である。前記吸着剤とチタニウムイソプロポキシドを用
いてゾルゲル法により吸着剤にアナタース型酸化チタン
を等量担持した。被処理水の成分ならびに水浄化試験の
方法は、実施例１の水浄化試験２と同様にして１回のみ
行った。
タシル型ゼオライトTS-1、活性炭、シリカゲルの４種類
である。前記吸着剤とチタニウムイソプロポキシドを用
いてゾルゲル法により吸着剤にアナタース型酸化チタン
を等量担持した。被処理水の成分ならびに水浄化試験の
方法は、実施例１の水浄化試験２と同様にして１回のみ
行った。
【００３７】試験の結果を（表３）に示した。
【００３８】
【表３】
【００３９】（表３）の結果より、活性炭が最も水浄化
能に優れることがわかった。この結果は、セ゛オライトなどの
ミクロ細孔を有する多孔体より、活性炭のような疎水性か
つメソ細孔を有する多孔体の方が水浄化に適していること
を示している。しかしながら、酢酸のように、セ゛オライトの
細孔径より分子径が小さい物質の除去に関しては、セ゛オラ
イトの方が適している場合もあり得る。
能に優れることがわかった。この結果は、セ゛オライトなどの
ミクロ細孔を有する多孔体より、活性炭のような疎水性か
つメソ細孔を有する多孔体の方が水浄化に適していること
を示している。しかしながら、酢酸のように、セ゛オライトの
細孔径より分子径が小さい物質の除去に関しては、セ゛オラ
イトの方が適している場合もあり得る。
【００４０】＜実施例３＞次に光触媒の種類と水浄化性
能の相関を調べるため、以下の実験を行った。
能の相関を調べるため、以下の実験を行った。
【００４１】検討した光触媒はTiO2,CdS,ZnO,SnO2,WO3
の5種類である。活性炭粉末50gと上記５種類の光触媒50
gと水200gとを混合、ボールミルで平均粒径が2.5μｍに
なるまで湿式粉砕した後、120℃で乾燥、粉砕し8〜30me
shにした。なお、活性炭粉末は実施例１の活性炭と同じ
物理的性質を有するものを用いた。被処理水の成分なら
びに水浄化試験の方法は、実施例１の水浄化試験２と同
様にして１回のみ行い、試験開始後60分の除去率を求め
た。
の5種類である。活性炭粉末50gと上記５種類の光触媒50
gと水200gとを混合、ボールミルで平均粒径が2.5μｍに
なるまで湿式粉砕した後、120℃で乾燥、粉砕し8〜30me
shにした。なお、活性炭粉末は実施例１の活性炭と同じ
物理的性質を有するものを用いた。被処理水の成分なら
びに水浄化試験の方法は、実施例１の水浄化試験２と同
様にして１回のみ行い、試験開始後60分の除去率を求め
た。
【００４２】試験の結果を（表４）に示した。
【００４３】
【表４】
【００４４】（表４）に示すとおり、二酸化チタンが最
も光触媒活性に優れる。さらに、他の光触媒体は水に溶
出したり、人体に有害なものもあることから、水浄化用
の光触媒には二酸化チタンが最も適している。また、二
酸化チタンに白金などの金属を修飾すると、さらに触媒
活性が向上する現象も見られた。
も光触媒活性に優れる。さらに、他の光触媒体は水に溶
出したり、人体に有害なものもあることから、水浄化用
の光触媒には二酸化チタンが最も適している。また、二
酸化チタンに白金などの金属を修飾すると、さらに触媒
活性が向上する現象も見られた。
【００４５】＜実施例４＞担持貴金属触媒の有機溶存物
質吸着特性とその酸化分解特性を調べた。ここで用いた
担持貴金属触媒は、Ru/活性炭、Ru/ク゛ラファイト、Ru/アルミナ、
Ru/H-ZSM-5セ゛オライトの４種類である。これらの触媒の調製
は以下の要領で行った。まず、Ru/活性炭は硝酸ルテニウム溶
液に活性炭を含浸し、これにアンモニア水を加えRu-コロイト゛を
活性炭上に析出させる。その後、窒素気流中で500℃、3
時間焼成した。Ru/ク゛ラファイトについてもRu/活性炭と同様
に行った。Ru/アルミナは硝酸ルテニウム溶液にアルミナを含浸後500
℃、空気流中で3時間焼成、熱分解して調製した。Ru/H-Z
SM-5セ゛オライトに関してもRu/アルミナと同様に調製した。Ruの
担持率はいずれも3.0wt%とした。
質吸着特性とその酸化分解特性を調べた。ここで用いた
担持貴金属触媒は、Ru/活性炭、Ru/ク゛ラファイト、Ru/アルミナ、
Ru/H-ZSM-5セ゛オライトの４種類である。これらの触媒の調製
は以下の要領で行った。まず、Ru/活性炭は硝酸ルテニウム溶
液に活性炭を含浸し、これにアンモニア水を加えRu-コロイト゛を
活性炭上に析出させる。その後、窒素気流中で500℃、3
時間焼成した。Ru/ク゛ラファイトについてもRu/活性炭と同様
に行った。Ru/アルミナは硝酸ルテニウム溶液にアルミナを含浸後500
℃、空気流中で3時間焼成、熱分解して調製した。Ru/H-Z
SM-5セ゛オライトに関してもRu/アルミナと同様に調製した。Ruの
担持率はいずれも3.0wt%とした。
【００４６】粉末状の上記触媒10gを1.0%酢酸-1.0%2,4,
6-TCP溶液100gに懸濁させた後、30分間攪拌し酢酸およ
び2,4,6-TCPの吸着除去率を求めた。さらに、吸着後の
触媒と液体を分離した後、上記触媒に水を加え30gにし
て容積100mlのオートクレーフ゛に仕込み、密閉後、200℃で30分
加熱した。加熱後のオートクレーフ゛内の二酸化炭素濃度を測定
し、吸着した２種の有機溶存物質の全炭素数うち、二酸
化炭素に転化した割合、すなわち酸化分解率を求めた。
分析にはカ゛スクロマトク゛ラフを用いた。上記試験を水浄化試験
３とした。
6-TCP溶液100gに懸濁させた後、30分間攪拌し酢酸およ
び2,4,6-TCPの吸着除去率を求めた。さらに、吸着後の
触媒と液体を分離した後、上記触媒に水を加え30gにし
て容積100mlのオートクレーフ゛に仕込み、密閉後、200℃で30分
加熱した。加熱後のオートクレーフ゛内の二酸化炭素濃度を測定
し、吸着した２種の有機溶存物質の全炭素数うち、二酸
化炭素に転化した割合、すなわち酸化分解率を求めた。
分析にはカ゛スクロマトク゛ラフを用いた。上記試験を水浄化試験
３とした。
【００４７】結果を（表５）に示した。
【００４８】
【表５】
【００４９】（表５）に示すとおり、活性炭やク゛ラファイト
などカーホ゛ンに担持した触媒は吸着性能、酸化分解性能と
もに高活性であった。また、上記試験において固液分離
を行わず、処理溶液100gとRu触媒10gを容積500mlのオートク
レーフ゛に入れ200℃、30分間加熱を行ったところ、（表
５）とほぼ同様の結果が得られた。
などカーホ゛ンに担持した触媒は吸着性能、酸化分解性能と
もに高活性であった。また、上記試験において固液分離
を行わず、処理溶液100gとRu触媒10gを容積500mlのオートク
レーフ゛に入れ200℃、30分間加熱を行ったところ、（表
５）とほぼ同様の結果が得られた。
【００５０】次に担持金属種の検討を行った。担体には
ク゛ラファイトを選択し、調製方法は（表５）の検討の際と同
じにした。検討を行った金属はMn,Fe,Co,Ni,Cu,Ru,Rh,P
d,Re,Os,Ir,Ptの12種類である。前記金属を担持したク゛ラ
ファイトを用いて水浄化試験３を行った。
ク゛ラファイトを選択し、調製方法は（表５）の検討の際と同
じにした。検討を行った金属はMn,Fe,Co,Ni,Cu,Ru,Rh,P
d,Re,Os,Ir,Ptの12種類である。前記金属を担持したク゛ラ
ファイトを用いて水浄化試験３を行った。
【００５１】結果を（表６）に示した。
【００５２】
【表６】
【００５３】（表６）に示すとおり、遷移金属に比べ貴
金属を担持したものは高活性であった。
金属を担持したものは高活性であった。
【００５４】次に、大腸菌を3000個/ml含んだ被処理水3
0mlと3.0wt%Ru/ク゛ラファイトとをオートクレーフ゛に入れ200℃で30分
間加熱したところ、大腸菌はすべて死滅した。
0mlと3.0wt%Ru/ク゛ラファイトとをオートクレーフ゛に入れ200℃で30分
間加熱したところ、大腸菌はすべて死滅した。
【００５５】
【発明の効果】以上のように本発明の水浄化システムを
用いることにより、長期に渡り浄化効率、メンテナン
ス、運転コストの点で優れた水浄化が可能である。
用いることにより、長期に渡り浄化効率、メンテナン
ス、運転コストの点で優れた水浄化が可能である。
【図１】本発明の実施例を用いた水浄化システムを示す
フローチャート１
フローチャート１
【図２】本発明の実施例を用いた水浄化システムを示す
フローチャート２
フローチャート２
Claims (6)
- 【請求項１】 吸着剤と光触媒を充填した吸着層に被処
理水を流入し、前記被処理水中の有機溶存物質を前記吸
着剤に吸着させた後、前記吸着層内にオゾンガスを注入
し、続いて前記光触媒に紫外線を照射することにより、
前記被処理水に含まれる細菌及び前記有機溶存物質をそ
れぞれ殺菌、分解除去することを特徴とする水浄化シス
テム。 - 【請求項２】 吸着層内に充填した吸着剤は光触媒を担
持した複合体であることを特徴とする請求項１記載の水
浄化システム。 - 【請求項３】 活性炭を吸着剤として含有することを特
徴とする請求項１または２記載の水浄化システム。 - 【請求項４】 二酸化チタンまたは二酸化チタンの修飾
物を光触媒として含有することを特徴とする請求項１ま
たは２記載の水浄化システム。 - 【請求項５】 紫外線を発生させる際に副生成するオゾ
ンを、吸着層内に注入することを特徴とする請求項１、
２、３または４記載の水浄化システム。 - 【請求項６】 貴金属を担持したカーボンを充填した吸
着層に被処理水を流入し、前記被処理水中の有機溶存物
質を前記カーボンに吸着させた後、前記カーボンを気密
状態で加熱することにより、前記被処理水中の細菌及び
前記有機溶存物質をそれぞれ殺菌、分解除去することを
特徴とする水浄化システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9263206A JPH1199384A (ja) | 1997-09-29 | 1997-09-29 | 水浄化システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9263206A JPH1199384A (ja) | 1997-09-29 | 1997-09-29 | 水浄化システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1199384A true JPH1199384A (ja) | 1999-04-13 |
Family
ID=17386263
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9263206A Pending JPH1199384A (ja) | 1997-09-29 | 1997-09-29 | 水浄化システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1199384A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002079277A (ja) * | 2000-09-06 | 2002-03-19 | Mitsui Fudosan Kk | 水使用施設の水処理装置及び水処理方法 |
| JP2003226512A (ja) * | 2001-11-28 | 2003-08-12 | Ueda Shikimono Kojo:Kk | 光触媒活性炭、着色光触媒活性炭、呈色活性炭及びこれらを用いた消臭・吸着製品並びに土壌浄化方法 |
| JP2006291116A (ja) * | 2005-04-14 | 2006-10-26 | Ueda Holdings:Kk | 船底塗料 |
| CN103993576A (zh) * | 2014-05-22 | 2014-08-20 | 常州大学 | 富营养化河水净化和非点源污染拦截系统 |
| JP2014193432A (ja) * | 2013-03-28 | 2014-10-09 | Yokohama National Univ | ハイブリッド光触媒及びその製造方法 |
| CN104099892A (zh) * | 2014-07-15 | 2014-10-15 | 同济大学 | 一种湖滨截污绿化带构建方法 |
| CN114634286A (zh) * | 2022-02-24 | 2022-06-17 | 北京科技大学 | 太阳能协同热解余热制粪便生物炭及产水冲厕系统及方法 |
-
1997
- 1997-09-29 JP JP9263206A patent/JPH1199384A/ja active Pending
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