(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
平均粒径が０．３〜１．００ｍｍであり、水銀圧入法による細孔直径５０〜２２５００ｎｍの細孔容積が０．１０ｍＬ／ｇ以下であり、細孔直径５０ｎｍ以上での細孔容積のピークが細孔直径１００〜４００ｎｍに存在し、ＢＥＴ法による比表面積が１３００ｍ２／ｇ以上であり、充てん密度が０．５５ｇ／ｍＬ以上であり、強熱残分が０．５質量％以下であり、酸化剤暴露後のダスト発生率が０．０１％以下である活性炭からなる酸化剤含有排水処理剤。
【請求項２】
活性炭が球状活性炭である、請求項１に記載の酸化剤含有排水処理剤。
【請求項３】
酸化剤が、過酸化物、次亜ハロゲン酸、次亜ハロゲン酸塩、過ハロゲン酸、又は過ハロゲン酸塩である、請求項１又は２に記載の酸化剤含有排水処理剤。
【請求項４】
平均粒径が０．３〜１．００ｍｍであり、水銀圧入法による細孔直径５０〜２２５００ｎｍの細孔容積が０．１０ｍＬ／ｇ以下であり、細孔直径５０ｎｍ以上での細孔容積のピークが細孔直径１００〜４００ｎｍに存在し、ＢＥＴ法による比表面積が１３００ｍ２／ｇ以上であり、充てん密度が０．５５ｇ／ｍＬ以上であり、強熱残分が０．５質量％以下であり、酸化剤暴露後のダスト発生率が０．０１％以下である活性炭を、酸化剤含有排水に接触させることを特徴とする、酸化剤含有排水の処理方法。
【請求項５】
酸化剤含有排水の装入手段と、酸化剤含有排水の処理室と、処理水の放出手段とを備える酸化剤含有排水処理装置であって、前記処理室に、
平均粒径が０．３〜１．００ｍｍであり、水銀圧入法による細孔直径５０〜２２５００ｎｍの細孔容積が０．１０ｍＬ／ｇ以下であり、細孔直径５０ｎｍ以上での細孔容積のピークが細孔直径１００〜４００ｎｍに存在し、ＢＥＴ法による比表面積が１３００ｍ２／ｇ以上であり、充てん密度が０．５５ｇ／ｍＬ以上であり、強熱残分が０．５質量％以下であり、酸化剤暴露後のダスト発生率が０．０１％以下である活性炭を、酸化剤含有排水と接触可能に備えていることを特徴とする、前記酸化剤含有排水処理装置。
【請求項６】
平均粒径が０．３〜１．００ｍｍであり、水銀圧入法による細孔直径５０〜２２５００ｎｍの細孔容積が０．１０ｍＬ／ｇ以下であり、細孔直径５０ｎｍ以上での細孔容積のピークが細孔直径１００〜４００ｎｍに存在し、ＢＥＴ法による比表面積が１３００ｍ２／ｇ以上であり、充てん密度が０．５５ｇ／ｍＬ以上であり、強熱残分が０．５質量％以下であり、有機溶媒暴露後のダスト発生率が０．０１％以下である活性炭からなる、有機溶媒精製剤。
【請求項７】
活性炭が球状活性炭である、請求項６に記載の有機溶媒精製剤。
【請求項８】
平均粒径が０．３〜１．００ｍｍであり、水銀圧入法による細孔直径５０〜２２５００ｎｍの細孔容積が０．１０ｍＬ／ｇ以下であり、細孔直径５０ｎｍ以上での細孔容積のピークが細孔直径１００〜４００ｎｍに存在し、ＢＥＴ法による比表面積が１３００ｍ２／ｇ以上であり、充てん密度が０．５５ｇ／ｍＬ以上であり、強熱残分が０．５質量％以下であり、有機溶媒暴露後のダスト発生率が０．０１％以下である活性炭を、有機溶媒に接触させることを特徴とする、有機溶媒の精製方法。
【請求項９】
有機溶媒の装入手段と、有機溶媒の精製室と、有機溶媒の放出手段とを備える有機溶媒精製装置であって、前記精製室に、
平均粒径が０．３〜１．００ｍｍであり、水銀圧入法による細孔直径５０〜２２５００ｎｍの細孔容積が０．１０ｍＬ／ｇ以下であり、細孔直径５０ｎｍ以上での細孔容積のピークが細孔直径１００〜４００ｎｍに存在し、ＢＥＴ法による比表面積が１３００ｍ２／ｇ以上であり、充てん密度が０．５５ｇ／ｍＬ以上であり、強熱残分が０．５質量％以下であり、有機溶媒暴露後のダスト発生率が０．０１％以下である活性炭を、有機溶媒と接触可能に備えていることを特徴とする、前記有機溶媒精製装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、活性炭からなる酸化剤含有排水処理剤、酸化剤含有排水の処理方法、及び酸化剤含有排水の処理装置に関する。
本発明による排水処理剤、排水処理方法、及び排水処理装置は、各種分野で発生する酸化剤含有排水の処理に用いることができる。特には、半導体製造工場、繊維工場、又は鍍金工場、あるいは超純水製造ラインにおいて洗浄に使用される酸化剤を含有する排水、更には、食品や飲料品工場での容器洗浄工程において洗浄に使用される酸化剤を含有する排水の処理に用いることができる。また、畜産業における一次浄化処理排水の処理に用いることができる。
また、本発明は、有機溶媒精製剤、有機溶媒精製方法、及び有機溶媒精製装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
過酸化水素などの酸化剤は、洗浄剤、殺菌剤、あるいは漂白剤などとして様々な分野で使用されており、例えば、半導体製造工場、食品工場、繊維工場、又は鍍金工場からは過酸化水素などの酸化剤を含む排水が大量に排出されている。【０００３】
特に半導体装置の製造では、ウエハ洗浄や超純水送水配管の洗浄殺菌などで過酸化水素が使用されており、高濃度の過酸化水素を含有する排水が大量に排出され、環境への影響が懸念されている。【０００４】
従来から、過酸化水素含有排水の処理方法としては、例えば、亜硫酸ナトリウムなどの還元剤を用いて過酸化水素を分解する方法が知られているが、大量の薬品使用による処理コストへの影響や過剰な薬品流出による二次公害への懸念があった。また、カタラーゼなどの酵素を用いる処理方法は、阻害物質による分解効率の低下が起きたり、最適ｐＨ調整や十分な反応時間の確保のために一時貯槽などの広いスペースを必要とするなどの欠点がある他、特に大量の過酸化水素含有排水を排出する半導体用途では、その処理コストが大きくなるという問題があった。【０００５】
過酸化水素含有排水を処理する際のこれらの問題を解決するために、粉粒状活性炭を利用する方法が数多く提案されている。この場合、１〜５％程度の過酸化水素を含有する排水を処理する場合（例えば、特許文献１〜３）だけでなく、高濃度（１，０００ｍｇ／Ｌ程度）の過酸化水素含有排水の処理方法（特許文献４）や、更に高濃度（５０，０００ｍｇ／Ｌ程度）の過酸化水素含有排水の処理方法（特許文献５）も提案されている。【０００６】
半導体製造工場以外でも、例えば、食品工場において清涼飲料水等の容器を殺菌・洗浄する場合に、大量の過酸化水素などが使用されており、これらの高濃度過酸化水素を含有する排水の処理にも活性炭の利用が提案されている（特許文献６又は７）。【０００７】
しかしながら、これらの従来方法では、過酸化水素含有排水との接触により活性炭が粉化してダストが発生するため、排水処理装置から処理済の水を放出するための出口に設けたフィルターが目詰まりし、フィルター交換を高頻度で実施する必要があった。【０００８】
活性炭からのダスト発生は、次亜塩素酸ナトリウムを酸化剤として利用する場合の排水処理においても発生する。例えば、上水又は下水を活性炭で処理して浄化する方法において、逆洗用の生物抑制剤として次亜塩素酸ナトリウムを逆洗用水に混入させて活性炭の洗浄を行う方法（特許文献８）が提案されており、この場合には、次亜塩素酸ナトリウムを含有した逆洗用水と活性炭とが長時間接触することにより、活性炭からダストが発生するので、処理済の水を放出するために出口に設けたフィルターが目詰まりし、フィルター交換を高頻度で実施する必要があった。【０００９】
更に、活性炭からのダスト発生は、有機溶媒の処理においても発生する。例えば、ベンゼンの塩素化工程においては、塩素化反応前に工業用ベンゼン原料を精製する際や、塩素化工程の後で、塩素化生成物群から副生成物や未反応化合物を取り除き、目的塩素化生成物を分離精製する際に、活性炭を利用すると、活性炭からダストが発生するので、処理済の有機溶媒を回収するために出口に設けたフィルターが目詰まりし、フィルター交換を高頻度で実施する必要があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平５−００８１１号公報
【特許文献２】特開平８−０３９０７９号公報
【特許文献３】特開平７−１７１５６１号公報
【特許文献４】特開平１０−３１４７６０号公報
【特許文献５】特開２０００−１３５４９２号公報
【特許文献６】特開２０００−１０７７７３号公報
【特許文献７】特開２００６−２８９２８３号公報
【特許文献８】特開平５−６４７８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明者は、酸化剤含有排水又は有機溶媒との接触によるダスト発生量を低下させることのできる活性炭の開発を鋭意研究していたところ、特定の物性を有する活性炭を用いると、ダスト発生量が飛躍的に減少するため、排水処理装置又は有機溶媒精製装置の出口に設けたフィルターが目詰まりしにくくなり、フィルター交換の頻度を大幅に減少させることができることを見出した。
従って、本発明の課題は、酸化剤含有排水又は有機溶媒との接触によるダスト発生量が飛躍的に減少するため、排水処理装置又は有機溶媒精製装置の出口に設けたフィルターが目詰まりしにくくなり、フィルター交換の頻度を減少させることができる排水処理剤、排水処理方法、及び排水処理装置、並びに有機溶媒精製剤、有機溶媒精製方法、及び有機溶媒精製装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記の課題は、本発明により、
平均粒径が０．３〜１．００ｍｍであり、水銀圧入法による細孔直径５０〜２２５００ｎｍの細孔容積が０．１０ｍＬ／ｇ以下であり、細孔直径５０ｎｍ以上での細孔容積のピークが細孔直径１００〜４００ｎｍに存在し、ＢＥＴ法による比表面積が１３００ｍ２／ｇ以上であり、充てん密度が０．５５ｇ／ｍＬ以上であり、強熱残分が０．５質量％以下である活性炭からなる、酸化剤含有排水処理剤によって解決することができる。【００１３】
本発明による排水処理剤の好ましい態様においては、活性炭が球状活性炭である。
本発明による排水処理剤の別の好ましい態様においては、活性炭の酸化剤処理前のダスト量が０．０５％以下である。
本発明による排水処理剤の更に別の好ましい態様においては、酸化剤暴露後のダスト発生率が０．０１％以下である。
本発明による排水処理剤の更に別の好ましい態様においては、酸化剤が、過酸化物、次亜ハロゲン酸、次亜ハロゲン酸塩、過ハロゲン酸、又は過ハロゲン酸塩などである。【００１４】
また、本発明は、平均粒径が０．３〜１．００ｍｍであり、水銀圧入法による細孔直径５０〜２２５００ｎｍの細孔容積が０．１０ｍＬ／ｇ以下であり、細孔直径５０ｎｍ以上での細孔容積のピークが細孔直径１００〜４００ｎｍに存在し、ＢＥＴ法による比表面積が１３００ｍ２／ｇ以上であり、充てん密度が０．５５ｇ／ｍＬ以上である活性炭を、酸化剤含有排水に接触させることを特徴とする、酸化剤含有排水の処理方法にも関する。【００１５】
更に、本発明は、酸化剤含有排水の装入手段と、酸化剤含有排水の処理室と、処理水の放出手段とを備える酸化剤含有排水処理装置であって、前記処理室に、
平均粒径が０．３〜１．００ｍｍであり、水銀圧入法による細孔直径５０〜２２５００ｎｍの細孔容積が０．１０ｍＬ／ｇ以下であり、細孔直径５０ｎｍ以上での細孔容積のピークが細孔直径１００〜４００ｎｍに存在し、ＢＥＴ法による比表面積が１３００ｍ２／ｇ以上であり、充てん密度が０．５５ｇ／ｍＬ以上である活性炭を、酸化剤含有排水と接触可能に備えていることを特徴とする、前記酸化剤含有排水処理装置にも関する。【００１６】
更に、本発明は、平均粒径が０．３〜１．００ｍｍであり、水銀圧入法による細孔直径５０〜２２５００ｎｍの細孔容積が０．１０ｍＬ／ｇ以下であり、細孔直径５０ｎｍ以上での細孔容積のピークが細孔直径１００〜４００ｎｍに存在し、ＢＥＴ法による比表面積が１３００ｍ２／ｇ以上であり、充てん密度が０．５５ｇ／ｍＬ以上であり、強熱残分が０．５質量％以下である活性炭からなる、有機溶媒精製剤に関する。【００１７】
本発明による有機溶媒精製剤の好ましい態様においては、活性炭が球状活性炭である。
本発明による有機溶媒精製剤の別の好ましい態様においては、活性炭の有機溶媒暴露前のダスト量が０．０５％以下である。
本発明による有機溶媒精製剤の更に別の好ましい態様においては、有機溶媒暴露後のダスト発生率が０．０１％以下である。【００１８】
また、本発明は、平均粒径が０．３〜１．００ｍｍであり、水銀圧入法による細孔直径５０〜２２５００ｎｍの細孔容積が０．１０ｍＬ／ｇ以下であり、細孔直径５０ｎｍ以上での細孔容積のピークが細孔直径１００〜４００ｎｍに存在し、ＢＥＴ法による比表面積が１３００ｍ２／ｇ以上であり、充てん密度が０．５５ｇ／ｍＬ以上であり、強熱残分が０．５質量％以下である活性炭を、有機溶媒に接触させることを特徴とする、有機溶媒の精製方法にも関する。【００１９】
更に、本発明は、有機溶媒の装入手段と、有機溶媒の精製室と、有機溶媒の放出手段とを備える有機溶媒精製装置であって、前記精製室に、
平均粒径が０．３〜１．００ｍｍであり、水銀圧入法による細孔直径５０〜２２５００ｎｍの細孔容積が０．１０ｍＬ／ｇ以下であり、細孔直径５０ｎｍ以上での細孔容積のピークが細孔直径１００〜４００ｎｍに存在し、ＢＥＴ法による比表面積が１３００ｍ２／ｇ以上であり、充てん密度が０．５５ｇ／ｍＬ以上であり、強熱残分が０．５質量％以下である活性炭を、有機溶媒と接触可能に備えていることを特徴とする、前記有機溶媒精製装置に関する。
【発明の効果】
【００２０】
本発明による排水処理剤は、特定の物性を有する活性炭からなるため、酸化剤を含有する排水との接触によるダスト発生が大幅に減少する。従って、排水処理装置の出口に設けたフィルターが目詰まりしにくくなり、フィルター交換の頻度を大幅に減少させることができる。
更に、本発明による排水処理剤は、酸化剤との反応性も高く、酸化剤の分解反応を長期間にわたって維持することもできる。【００２１】
本発明による有機溶媒精製剤は、特定の物性を有する活性炭からなるため、有機溶媒との接触によるダスト発生が大幅に減少する。従って、有機溶媒精製装置の出口に設けたフィルターが目詰まりしにくくなり、フィルター交換の頻度を大幅に減少させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明による排水処理装置の模式的説明図である。なお、本発明による有機溶媒精製装置も同様の構成を有する。
【図２】本発明で用いることのできる球状活性炭の細孔径分布（水銀圧入法）の測定結果を示すグラフである。
【図３】比較用活性炭の細孔径分布（水銀圧入法）の測定結果を示すグラフである。
【図４】別の比較用活性炭の細孔径分布（水銀圧入法）の測定結果を示すグラフである。
【図５】更に別の比較用活性炭の細孔径分布（水銀圧入法）の測定結果を示すグラフである。
【図６】更に別の比較用活性炭の細孔径分布（水銀圧入法）の測定結果を示すグラフである。
【図７】更に別の比較用活性炭の細孔径分布（水銀圧入法）の測定結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明による排水処理剤又は有機溶媒精製剤は、特定の物性を有する活性炭、特に球状活性炭からなる。
本発明で用いる活性炭の平均粒径は０．３〜１．０ｍｍであり、好ましくは０．３５〜０．９５ｍｍ、より好ましくは０．４５〜０．８５ｍｍである。平均粒径が０．３ｍｍ未満になると吸着装置の圧力損失が高くなることがあり、１ｍｍを超えると酸化剤の除去率が低下することがある。
【００２４】
また、本発明で用いる活性炭、特に球状活性炭の比表面積は、ＢＥＴ法による比表面積が１３００ｍ２／ｇ以上、好ましくは１３００〜１４５０ｍ２／ｇ、より好ましくは１３００〜１４００ｍ２／ｇである。ＢＥＴ法による比表面積が１３００ｍ２／ｇ未満になると酸化剤との接触効率が低下するので酸化剤除去率が低下することがある。
【００２５】
本発明で用いる活性炭、特に球状活性炭は、充填密度が０．５５ｇ／ｍＬ以上、好ましくは０．５５〜０．６５ｇ／ｍＬ、より好ましくは０．５７〜０．６３ｇ／ｍＬである。充填密度が０．５５ｇ／ｍＬ未満になると吸着装置への活性炭充填量が下がり、酸化剤除去率が低下することがある。
【００２６】
本発明で用いる活性炭、特に球状活性炭は、細孔直径５０〜２２５００ｎｍの細孔容積が０．１０ｍＬ／ｇ以下、好ましくは０．０８ｍＬ／ｇ以下、より好ましくは０．０６ｍＬ／ｇ以下である。前記細孔容積が０．１０ｍＬ／ｇを超えると細孔直径５０ｎｍ以上のマクロ孔が多くなり、強度が低くなるため、割れやダストが発生しやすくなることがある。
【００２７】
本発明で用いる活性炭は、酸化剤暴露後のダスト発生率が好ましくは０．０１％以下、より好ましくは０．００５％以下、更に好ましくは０．００１％以下である。酸化剤暴露後のダスト発生率が０．０１％を超えると吸着装置の出口フィルターが短期間で目詰まりを起こし、フィルターの交換頻度が高くなることがある。
【００２８】
本発明で用いる活性炭は、有機溶媒暴露後のダスト発生率が好ましくは０．０１％以下、より好ましくは０．００５％以下、更に好ましくは０．００１％以下である。有機溶媒暴露後のダスト発生率が０．０１％を超えると吸着装置の出口フィルターが短期間で目詰まりを起こし、フィルターの交換頻度が高くなることがある。
【００２９】
本発明で用いる活性炭、特に球状活性炭の炭素源としては、一般的に活性炭の製造に用いられている任意の活性炭原料、例えば、オガ屑、石炭、ヤシ殻、石油系若しくは石炭系の各種ピッチ類又は有機合成高分子を用いることができる。
【００３０】
本発明で用いる活性炭、特に球状活性炭は、例えば、以下の方法によって、石油ピッチ又は石炭ピッチ等の等方性ピッチから製造することができる。
最初に、石油ピッチ又は石炭ピッチ等の等方性ピッチに対し、添加剤として、沸点２００℃以上の２環式又は３環式の芳香族化合物又はその混合物を加えて加熱混合した後、成形してピッチ成形体を得る。
次に、７０〜１８０℃の熱水中で、前記のピッチ成形体を攪拌下に分散造粒し、冷却して微小球体化する。更に、ピッチに対して低溶解度を有し、かつ前記添加剤に対して高溶解度を有する溶剤で、微小球体化ピッチ成形体から添加剤を抽出除去し、得られた多孔性球状ピッチを、酸化剤を用いて酸化すると、熱に対して不融性の多孔性球状酸化ピッチが得られる。この不融化処理は、例えば、空気中にて、２００〜３００℃にて加熱することによって実施することができる。
【００３１】
こうして得られた不融性の多孔性球状酸化ピッチを、不活性ガス（例えば、窒素、アルゴン、若しくはヘリウム、あるいはそれらの混合物）中で、１０００〜２５００℃（好ましくは１０５０〜１５００℃）の温度で焼成処理し、更に、水蒸気、及び不活性ガス（例えば、窒素、アルゴン、若しくはヘリウム、あるいはそれらの混合物）の存在下で、７５０〜１２００℃、好ましくは８００〜１０００℃にて充てん密度が０．５５〜０．６５ｇ／ｍＬに達するまで賦活処理すると、本発明で用いる活性炭、特に球状活性炭を得ることができる。
【００３２】
前記の原料ピッチに対して、芳香族化合物を添加する目的は、原料ピッチの流動性を向上させ微小球体化を容易にすること及び成形後のピッチ成形体からその添加剤を抽出除去させることにより成形体を多孔質とし、その後の工程による構造制御ならびに焼成を容易にすることにある。このような添加剤としては、例えば、ナフタレン、メチルナフタレン、フェニルナフタレン、ベンジルナフタレン、メチルアントラセン、フェナンスレン、又はビフェニル等を単独で、又はそれらの２種以上の混合物を用いることができる。ピッチに対する添加量は、ピッチ１００重量部に対し芳香族化合物１０〜５０重量部の範囲が好ましい。
【００３３】
ピッチと添加剤との混合は、均一な混合を達成するために、加熱して溶融状態で行うのが好ましい。ピッチと添加剤との混合物は、得られる球状活性炭の粒径（直径）を制御するため、粒径約０．１〜１ｍｍの粒子に成形することが好ましい。成形は溶融状態で行ってもよく、また混合物を冷却後に粉砕する等の方法によってもよい。
ピッチと添加剤との混合物から添加剤を抽出除去するための溶剤としては、例えば、ブタン、ペンタン、ヘキサン、又はヘプタン等の脂肪族炭化水素、ナフサ、又はケロシン等の脂肪族炭化水素を主成分とする混合物、あるいはメタノール、エタノール、プロパノール、又はブタノール等の脂肪族アルコール類等が好適である。
このような溶剤でピッチと添加剤との混合物成形体から添加剤を抽出することによって、成形体の形状を維持したまま、添加剤を成形体から除去することができる。この際に、成形体中に添加剤の抜け穴が形成され、均一な多孔性を有するピッチ成形体が得られるものと推定される。
【００３４】
本発明で用いる球状活性炭の各種物性は、以下の方法によって測定する。
（１）平均粒径
活性炭についてＪＩＳ  Ｋ  １４７４−５．４に準じて粒度累積線図を作成する。平均粒子径は、粒度累積線図において、横軸の５０％の点の垂直線と粒度累積線との交点から、横軸に水平線を引いて交点の示す篩の目開き（ｍｍ）を求めて、平均粒子径とする。
【００３５】
（２）水銀圧入法による細孔容積
水銀ポロシメーター（例えば、ＭＩＣＲＯＭＥＲＩＴＩＣＳ社製「ＡＵＴＯＰＯＲＥ  ９５２０」）を用いて細孔容積を測定することができる。試料である活性炭を試料容器に入れ、０．０７ＭＰａ／ｍｉｎの速度で５０μｍＨｇ以下まで約３０分間脱気する。次いで、水銀を試料容器内に導入し、徐々に加圧して水銀を活性炭試料の細孔へ圧入する（最高圧力＝４１４ＭＰａ）。このときの圧力と水銀の圧入量との関係から以下の各計算式を用いて活性炭試料の細孔容積分布を測定する。具体的には、細孔直径２３μｍに相当する圧力（０．０６ＭＰａ）から最高圧力（４１４ＭＰａ：細孔直径３ｎｍ相当）までに活性炭試料に圧入された水銀の体積を測定する。細孔直径の算出は、直径（Ｄ）の円筒形の細孔に水銀を圧力（Ｐ）で圧入する場合、水銀の表面張力を「γ」とし、水銀と細孔壁との接触角を「θ」とすると、表面張力と細孔断面に働く圧力の釣り合いから、
次式：−πＤγｃｏｓθ＝π（Ｄ／２）２・Ｐが成り立つ。
従ってＤ＝（−４γｃｏｓθ）／Ｐとなる。
本明細書においては、水銀の表面張力を４８５ｄｙｎｅ／ｃｍとし、水銀と炭素との接触角を１３０度とし、圧力ＰをＭＰａとし、そして細孔直径Ｄをμｍで表示し、
下記式：Ｄ＝１．２４／Ｐにより圧力Ｐと細孔直径Ｄの関係を求める。本明細書において細孔直径５〜１０００ｎｍの範囲の細孔容積とは、水銀圧入圧１．２７〜２５４ＭＰａまでに圧入された水銀の体積に相当する。
【００３６】
（３）ＢＥＴ法による比表面積
ＪＩＳ  Ｚ  ８８３０の比表面積測定方法に準じて、測定を行う。
【００３７】
（４）充てん密度
ＪＩＳ  Ｋ  １４７４−５．７．１の充てん密度測定法に準じて、測定を行う。
【００３８】
（５）強熱残量の測定
ＪＩＳ  Ｋ  １４７４−５．９の強熱残量測定方法に準じて、測定を行う。
【００３９】
（６）酸化剤暴露後のダスト発生率
本明細書において「酸化剤暴露後のダスト発生率」とは、３４．５％濃度の過酸化水素水溶液に活性炭を暴露した場合に活性炭から発生するダストの百分率を意味する。具体的には、以下の手順で測定する。
活性炭試料約２５０ｇを純水で上澄み液が目視で透通るまで洗浄した後、１２０℃で乾燥し、評価用活性炭サンプルとする。その評価用活性炭サンプル２０ｇと、５％濃度の過酸化水素水溶液２００ｍＬとを５００ｍＬのビーカーに入れ、１００ｒｐｍで３０分間攪拌する。ビーカー内の混合物を目開き１０５μｍの篩で濾過して、活性炭サンプルを篩上に捕捉した後、濾液を孔径０．３μｍのメンブランフィルターで濾過して、ダストをメンブランフィルターに捕捉する。そのメンブランフィルターを１２０℃で乾燥してから秤量して得た捕捉後メンブランフィルター重量（Ｗｇ）から、濾過処理前メンブランフィルター重量（Ｗｆ）を減算して得た差（Ｗｇ−Ｗｆ）をダスト量（Ｄ）とする。ダスト発生率（％）は、過酸化水素暴露前の評価用活性炭サンプルの重量（Ｗｓ）を用いて、以下の計算式（１）：
Ｄａ＝（Ｄ／Ｗｓ）×１００          （１）
によって算出する。前記計算式（１）において、Ｄａは、ダスト発生率（％）であり、Ｄは、ダスト量、すなわち、捕捉後メンブランフィルター重量（Ｗｇ）から、濾過処理前メンブランフィルター重量（Ｗｆ）を減算して得た差（Ｗｇ−Ｗｆ）であり、Ｗｓは、過酸化水素暴露前の評価用活性炭サンプルの重量である。
【００４０】
（７）有機溶媒暴露後のダスト発生率
本明細書において「有機溶媒暴露後のダスト発生率」とは、クロロホルムに活性炭を暴露した場合に活性炭から発生するダストの百分率を意味する。具体的には、以下の手順で測定する。
活性炭試料約２５０ｇを純水で上澄み液が目視で透通るまで洗浄した後、１２０℃で乾燥し、評価用活性炭サンプルとする。その評価用活性炭サンプル２０ｇと、クロロホルム２００ｍＬとを５００ｍＬのビーカーに入れ、３０℃にて３００ｒｐｍで６０分間攪拌する。３０分間放置した後、ビーカー内の混合物を目開き１０５μｍの篩で濾過して、活性炭サンプルを篩上に捕捉し、前記篩を通過した濾液を孔径１．０μｍのメンブランフィルターで濾過して、ダストをメンブランフィルターに捕捉する。
そのメンブランフィルターを１２０℃で乾燥してから秤量して得た捕捉後メンブランフィルター重量（Ｇ）から、濾過処理前メンブランフィルター重量（Ｆ）を減算して得た差（Ｇ−Ｆ）をダスト量（ｄ）とする。ダスト発生率（％）は、有機溶媒暴露前の評価用活性炭サンプルの重量（Ｓ：約２０ｇ）を用いて、以下の計算式（２）：
ｄａ＝（ｄ／Ｓ）×１００          （２）
によって算出する。前記計算式（２）において、ｄａは、ダスト発生率（％）であり、ｄは、ダスト量、すなわち、捕捉後メンブランフィルター重量（Ｇ）から、濾過処理前メンブランフィルター重量（Ｆ）を減算して得た差（Ｇ−Ｆ）であり、Ｓは有機溶媒暴露前の評価用活性炭サンプルの重量である。
【００４１】
本発明による前記の排水処理剤は、酸化剤を含有する排水の処理に有効に使用することができる。酸化剤は、有機物の分解、化合物の生成、重合開始剤、触媒再生、又は殺菌・滅菌などの用途に使用されたり、加熱、加圧、あるいは電気処理などにおいて副生成物として生成されたりするので、産業活動によって発生する排水中には、酸化剤が含まれることが多い。本発明による前記の排水処理剤は、このように、各種分野で発生する酸化剤含有排水の処理に用いることができる。
【００４２】
特に、過酸化物（例えば、過酸化水素）や次亜ハロゲン酸塩（例えば、次亜塩素酸ナトリウム）は、洗浄剤、殺菌剤、又は漂白剤などの用途で、半導体製造工場、繊維工場、又は鍍金工場において広く使用されており、更には、食品や飲料品工場での容器洗浄工程でも広く使用されている。従って、これらの工場から排出される酸化剤含有排水の処理に、本発明の前記排水処理剤を利用することができる。更には、畜産業における一次浄化処理排水にも各種酸化剤が高濃度で含まれており、このような一次浄化処理排水の処理にも用いることができる。
【００４３】
以上のように、本発明による前記の排水処理剤の処理対象となる酸化剤は、特に限定されないが、代表例を挙げれば、過酸化水素などの過酸化物、次亜塩素酸若しくは次亜臭素酸などの次亜ハロゲン酸、次亜塩素酸ナトリウム、次亜塩素酸カリウム、次亜塩素酸カルシウム、若しくは次亜臭素酸ナトリウムなどの次亜ハロゲン酸塩、過塩素酸、過臭素酸、若しくは過沃素酸などの過ハロゲン酸、過塩素酸ナトリウム、過臭素酸カリウム、若しくは過沃素酸カリウムなどの過ハロゲン酸塩などである。
【００４４】
酸化剤含有排水における酸化剤の濃度も、特に限定されないが、過酸化水素の場合には、例えば、０．１％あるいはそれ以下の低濃度から３５％あるいはそれを超える高濃度の過酸化水素含有排水に有効に利用することができ、次亜塩素酸ナトリウムの場合には、例えば、０．０１％あるいはそれ以下の低濃度から５％あるいはそれを超える高濃度の次亜塩素酸ナトリウム含有排水に有効に利用することができる。
【００４５】
本発明による前記の排水処理剤を酸化剤含有排水と接触させる態様は、特に限定されず、例えば、前記活性炭（特には、球状活性炭）を、浄化処理室又は浄化処理塔にそのまま充填又は装入するか、あるいは適当な容器に充填してから浄化処理室又は浄化処理塔に装入することができる。あるいは、湿式成形法（例えば、減圧吸引法又は抄紙法）や乾式成形法等の慣用手法を利用して、適当な形状に加工し、フィルターあるいは成形体（例えば、シートやフィルム）として、酸化剤含有排水と接触させて使用することができる。
【００４６】
本発明による前記の有機溶媒精製剤は、任意の有機溶媒の精製、例えば、原料有機溶媒の精製、あるいは中間体や最終生成物の精製に利用することができる。処理対象の有機溶媒としては、例えば、芳香族炭化水素又はそのハロゲン化物、例えば、ベンゼン、あるいはハロゲン化ベンゼンの精製に利用することができる。
【００４７】
図１は、本発明による酸化剤含有排水処理装置の代表的な態様を模式的に示すフローシートである。排水処理装置１は、排水処理剤（活性炭）充填室２を内部に備える処理槽３を有する。処理対象である過酸化水素含有排水は、配管５を介して処理槽３の底部から導入され、上向流で充填室２を通る。その際に、充填室２の内部に配置された排水処理剤（活性炭）と接触して浄化処理され、処理槽３の上部から浄化処理水として配管６を介して放出される。その放出前に、浄化処理水はフィルター７を通過し、例えば、活性炭から発生するダストを回収する。酸化剤含有排水は、活性炭と接触することによりガスを発生する場合がある。例えば、過酸化水素含有排水に含まれる過酸化水素が活性炭と接触すると、過酸化水素が酸素と水に分解されるとともに、過酸化水素と炭素との反応により、二酸化炭素も発生する。このようにして発生したガスは、処理槽３の上部に設けられたガス排出菅４から、大気に放出させる。なお、排水処理装置の通水方式は、上向流又は下向流のいずれでもよい。
【００４８】
本発明による有機溶媒精製装置は、図１に示す本発明による酸化剤含有排水処理装置と同様の構成を有することができる。有機溶媒精製装置の通液方式も、上向流又は下向流のいずれでもよい。
【実施例】
【００４９】
以下、実施例によって本発明を具体的に説明するが、これらは本発明の範囲を限定するものではない。【００５０】
《製造実施例》
本発明で排水処理剤として用いる球状活性炭は、以下の方法によって製造した。
すなわち、石油系ピッチ（軟化点＝２１０℃，キノリン不溶分＝１重量％以下，Ｈ／Ｃ原子比＝０．６３）６８ｋｇと、ナフタレン３２ｋｇとを、攪拌翼のついた内容積３００Ｌの耐圧容器に仕込み、１８０℃で溶融混合を行った後、８０〜９０℃に冷却して押し出し、紐状成形体を得た。次いで、この紐状成形体を直径と長さの比が約１〜２になるように破砕した。この破砕物に、０．２３重量％のポリビニルアルコール（ケン化度＝８８％）水溶液１２０ｋｇを加え、９５℃で３５０ｒｐｍの速度で攪拌して分散させた後、冷却して分散粒子を凝固させ、球状ピッチ成形体を得た。
更に、濾過を行って水分を除去し、球状ピッチ成形体の約６倍重量のｎ−ヘキサンで球状ピッチ成形体中のナフタレンを抽出除去した。続いて、空気中にて、２６０℃で１時間保持して酸化処理を行い、不融性多孔性球状酸化ピッチを得た。
次に、不融性多孔性球状酸化ピッチを５０ｖｏｌ％の水蒸気を含む窒素ガス雰囲気中で、９００℃で２時間の賦活処理を実施し、本発明で排水処理剤として用いることのできる球状活性炭を得た。
こうして得られた球状活性炭Ｐを、以下の評価試験例において、本発明用活性炭として用いた。【００５１】
《評価試験例》
（１）供試活性炭及びそれらの物性
本発明用活性炭としては、前記製造実施例で得られた球状活性炭Ｐを用いた。
比較用活性炭として、以下の４種の市販活性炭Ａ〜Ｅを用意した。
活性炭Ａ：造粒炭（商品名：球状白鷺Ｘ７０００Ｈ；日本エンバイロケミカルズ社）
活性炭Ｂ：造粒炭（商品名：球状白鷺Ｘ７０００Ｈ−３；日本エンバイロケミカルズ社）
活性炭Ｃ：造粒炭（商品名：ＳＷ  １０／２０；クラレケミカル社）
活性炭Ｄ：粒状炭（商品名：ＫＷ  １０／３２；クラレケミカル社）
活性炭Ｅ：粒状炭（商品名：ＧＷＣ−Ｈ  １０／２０；クラレケミカル社）
球状活性炭Ｐ及び活性炭Ａ〜Ｅについて、平均粒径、水銀圧入法による細孔直径５０〜２２５００ｎｍの細孔容積、ＢＥＴ法による比表面積、充てん密度、及び強熱残分を表１に示す。【００５２】
【表１】
0005629578.tif 000002
【００５３】
（２）細孔径分布
球状活性炭Ｐ及び活性炭Ａ〜Ｅのそれぞれについて、水銀圧入法により細孔径分布を測定した。
結果を図２〜図７に示す。図２は、球状活性炭Ｐの結果を示し、以下、図３〜図７は、それぞれ、活性炭Ａ〜Ｅの結果を示す。
図２（球状活性炭Ｐ）から明らかなとおり、球状活性炭Ｐでは、水銀圧入法による細孔直径５０ｎｍ以上におけるピークは２００ｎｍに存在した。同様に、図３（活性炭Ａ）に示すとおり、活性炭Ａのピークは５５０ｎｍに存在し、図４（活性炭Ｂ）に示すとおり、活性炭Ｂのピークは５００ｎｍに存在し、図５（活性炭Ｃ）に示すとおり、活性炭Ｃのピークは５００、２５００、６０２０ｎｍに存在し、図６（活性炭Ｄ）に示すとおり、活性炭Ｄのピークは７４０ｎｍに存在し、図７（活性炭Ｅ）に示すとおり、活性炭Ｅのピークは６７０ｎｍに存在した。
また、細孔直径５０〜２２５００ｎｍの細孔容積は、球状活性炭Ｐが０．０５９ｍＬ／ｇであり、活性炭Ａが０．２４９ｍＬ／ｇであり、活性炭Ｂが０．２６２ｍＬ／ｇであり、活性炭Ｃが０．３４０ｍＬ／ｇであり、活性炭Ｄが０．２２６ｍＬ／ｇであり、活性炭Ｅは０．２６２ｍＬ／ｇであった。【００５４】
（３）過酸化水素暴露試験
球状活性炭Ｐ及び比較用活性炭Ａ〜Ｅの約２５０ｇをそれぞれ純水で上澄み液が目視で透通るまで洗浄した後、１２０℃で乾燥し、評価用活性炭サンプルとした。その評価用活性炭サンプル２０ｇと、５％又は３４．５％濃度の過酸化水素水溶液２００ｍＬとを５００ｍＬのビーカーに入れ、１００ｒｐｍで３０分間攪拌した。ビーカー内の混合物を目開き１０５μｍの篩で濾過して、活性炭サンプルを篩上に捕捉した後、濾液を孔径０．３μｍのメンブランフィルターで濾過して、ダストをメンブランフィルターに捕捉した。そのメンブランフィルターを１２０℃で乾燥してから秤量して得た捕捉後メンブランフィルター重量（Ｗｇ）から、濾過処理前メンブランフィルター重量（Ｗｆ）を減算して得た差（Ｗｇ−Ｗｆ）をダスト量（Ｄ）とした。ダスト発生量（％）は、ダスト量（Ｄ）を、過酸化水素暴露前の評価用活性炭サンプルの重量（２０ｇ）で除算（Ｄ／２０）して計算した。
また、篩に捕捉された活性炭サンプルの重量（Ｔ）から、過酸化水素暴露前の評価用活性炭サンプルの重量（２０ｇ）を減算して重量差（Ｓ＝Ｔ−２０）を求め、得られた重量差（Ｓ）を、過酸化水素暴露前の評価用活性炭サンプルの重量（２０ｇ）で除算（Ｓ／２０）してサンプル重量変化を計算した。
対照試験は、過酸化水素水溶液２００ｍＬで処理する代わりに、水２００ｍＬで処理することによって実施した。ダスト発生量（％）の測定結果を表２に示す。【００５５】
（４）次亜塩素酸ナトリウム暴露試験
前項「（４）過酸化水素暴露試験」の操作において、５％又は３４．５％濃度の過酸化水素水溶液２００ｍＬを使用する代わりに、０．０５％又は５％濃度の次亜塩素酸ナトリウム水溶液２００ｍＬを用いること以外は、前項「（４）過酸化水素暴露試験」の操作を繰り返すことにより、次亜塩素酸ナトリウム暴露試験を実施し、ダスト発生量（％）を求めた。測定結果を表２に示す。【００５６】
【表２】
0005629578.tif 000003
【００５７】
（５）クロロホルム暴露試験
球状活性炭Ｐ及び比較用活性炭Ａ〜Ｅの約２５０ｇをそれぞれ純水で上澄み液が目視で透通るまで洗浄した後、１２０℃で乾燥し、評価用活性炭サンプルとした。その評価用活性炭サンプル２０ｇと、クロロホルム２００ｍＬとを５００ｍＬのビーカーに入れ、３０℃にて３００ｒｐｍで６０分間攪拌した。３０分間放置した後、ビーカー内の混合物を目開き１０５μｍの篩で濾過して、活性炭サンプルを篩上に捕捉した。捕捉した活性炭は、１２０℃にて２時間乾燥し、重量（Ｃ）を測定して「６０分磨耗後乾燥後重量（ｇ）」とした。仕込重量（Ｓ）と前記「６０分磨耗後乾燥後重量（ｇ）」との差を磨耗量（Ｃ）とした。一方、前記篩（目開き１０５μｍ）を通過した濾液を孔径１．０μｍのメンブランフィルターで濾過して、ダストをメンブランフィルターに捕捉した。そのメンブランフィルターを１２０℃で乾燥してから秤量して得た捕捉後メンブランフィルター重量（Ｇ）から、濾過処理前メンブランフィルター重量（Ｆ）を減算して得た差（Ｇ−Ｆ）をダスト量（ｄ）とした。ダスト発生量（％）は、前記計算式（２）：
ｄａ＝（ｄ／Ｓ）×１００          （２）
によって算出した。
測定結果を表３に示す。【００５８】
【表３】
0005629578.tif 000004
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明による排水処理剤、排水処理方法、及び排水処理装置は、例えば、半導体製造工場、繊維工場、又は鍍金工場、あるいは超純水製造ラインにおいて洗浄に使用される酸化剤（特に、過酸化水素）を含有する排水、更には、食品や飲料品工場での容器洗浄工程において洗浄に使用される酸化剤（特に、過酸化水素）を含有する排水の処理に有効に用いることができる。
また、畜産業における一次浄化処理排水の処理や、各種分野で発生する酸化剤含有排水の処理に用いることができる。【００６０】
また、本発明による有機溶媒精製剤、有機溶媒精製方法、及び有機溶媒精製装置は、例えば、原料有機溶媒、有機溶媒中間体、又は有機溶媒最終生成物の精製に有効に利用することができる。
以上、本発明を特定の態様に沿って説明したが、当業者に自明の変形や改良は本発明の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００６１】
１・・・酸化剤含有排水処理装置；２・・・排水処理剤（活性炭）充填室；
３・・・処理槽；４・・・ガス排出菅；５，６・・・配管；７・・・フィルター。
【図１】
0005629578.tif 000005
【図２】
0005629578.tif 000006
【図３】
0005629578.tif 000007
【図４】
0005629578.tif 000008
【図５】
0005629578.tif 000009
【図６】
0005629578.tif 000010
【図７】
0005629578.tif 000011