(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
有害物質を含有する原水にオゾンを送給した後に分離膜を透過させることにより当該有害物質を処理する有害物質処理装置において、脱アルミニウムフォージャサイト又はメソポーラスシリケートからなり、前記オゾンおよび前記有害物質を吸着する吸着剤を内部に有する吸着剤槽を前記分離膜の上流側または下流側の少なくとも一方に設けたことを特徴とする有害物質処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プールや浴槽やシャワーなどで使用された水等に含有される有機系汚染物質や悪臭成分や細菌類などのような有害物質を処理する有害物質処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プールや浴槽やシャワーなどで使用された水等に含有される有機系汚染物質や悪臭成分や細菌類などのような有害物質を処理する従来の有害物質処理装置の一例を図３を用いて説明する。
【０００３】
図３に示すように、原水１は、砂や活性炭などを充填された濾過器１１２に送給ポンプ１１１で送給されて不溶解物を除去されてから、オゾン発生装置１１４からオゾン２を供給されて上記有害物質を分解処理された後、精密濾過膜（Microfiltration:ＭＦ膜）や限外濾過膜（Ultrafiltration:ＵＦ膜）や逆浸透膜（Reverseosmoticfiltration: ＲＯ膜）などを用いた分離膜１１３を透過させられることにより、オゾン２で分解処理しきれなかった有害物質等を除去され、滅菌器１１５から塩素等の滅菌剤３を添加（塩素濃度：０．４ｐｐｍ程度）されることにより浄化水４として飲料水等に利用することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前述したような有害物質処理装置では、原水１を浄化するにしたがって、分離膜１１３が次第に目詰まりしてしまうため、所定時間運転したら、運転を一時中断して分離膜１１３の交換や分解洗浄や逆洗などを行わなければならず、手間が非常にかかってしまうだけでなく、処理効率の低下を招いてしまう。
【０００５】
そこで、原水１に送給するオゾン２の量を多くすることにより、分離膜１１３に付着した有害物質を分解処理することが考えられているものの、浄化水４中にオゾン２が多量に残留してしまい、後処理に手間がかかってしまう。
【０００６】
このようなことから、本発明は、原水中の有害物質を効率よく確実に処理することが容易にできる有害物質処理装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前述した課題を解決する本発明による有害物質処理装置は、有害物質を含有する原水にオゾンを送給した後に分離膜を透過させることにより当該有害物質を処理する有害物質処理装置において、脱アルミニウムフォージャサイト又はメソポーラスシリケートからなり、前記オゾンおよび前記有害物質を吸着する吸着剤を内部に有する吸着剤槽を前記分離膜の上流側または下流側の少なくとも一方に設けたことを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明による有害物質処理装置の第一番目の実施の形態を図１を用いて説明する。なお、図１は、その概略構成図である。
【０００９】
図１に示すように、プールや浴槽やシャワーなどで使用された原水１を送給する送給ポンプ１１の送出口は、砂や活性炭などを充填された濾過器１２の受入口に連結されている。濾過器１２の送出口１２は、原水１中の有害物質やオゾン２を吸着保持する吸着剤を充填された吸着剤槽１６の受入口に連結されている。濾過器１２と吸着剤槽１６との間には、原水１にオゾン２を供給するオゾン発生装置１４が連結されている。吸着剤槽１６の送出口は、精密濾過膜（Microfiltration:ＭＦ膜）や限外濾過膜（Ultrafiltration:ＵＦ膜）や逆浸透膜（Reverseosmoticfiltration: ＲＯ膜）などを用いた分離膜１３の受入側に連結されている。分離膜１３の送出側には、塩素等の滅菌剤３を添加する滅菌器１５が連結されている。
【００１０】
上記吸着剤槽１６に充填される吸着剤としては、シリカゲル、高シリカペンタシルゼオライト（シリカライトまたはＳｉＯ2 ／Ａｌ2 Ｏ3 比が高いＺＳＭ−５）、脱アルミニウムフォージャサイト（超安定Ｙ型ゼオライト：ＵＳＹ）、メソポーラスシリケート（ＭＣＭ−４１、ＦＳＭ−１６、テトラエトキシシランをシリカ源とする低温酸性合成メソポーラスシリケート▲１▼、低分子珪酸をシリカ源とする低温酸性合成メソポーラスシリケート▲２▼など）等の高シリカ吸着剤が挙げられる。
【００１１】
これらの高シリカ吸着剤のうち、シリカゲルは、オゾンや有害物質の吸着能力が比較的低く、水に対する耐性も低いが、高シリカペンタシルゼオライトや脱アルミニウムフォージャサイトやメソポーラスシリケートなどは、オゾンや有害物質の吸着能力が比較的高く、水に対する耐性も高いため、非常に好ましい。
【００１２】
なお、高シリカペンタシルゼオライトは、シリカ源として珪酸ナトリウムやヒュームドシリカを用い、有機テンプレートとしてテトラプロピルアンモニウムブロミドを用い、１５０〜１８０℃程度で水熱合成を行うことにより得られる（ＳｉＯ2 ／Ａｌ2 Ｏ3 比：１０〜１０００程度）。
【００１３】
また、脱アルミニウムフォージャサイトは、Ｎａ−Ｙ型ゼオライト（ＳｉＯ2 ／Ａｌ2 Ｏ3 比：５程度）をアンモニア水で処理し、ゼオライトの骨格をなすＡｌの大半を除去することにより得られる（ＳｉＯ2 ／Ａｌ2 Ｏ3 比：１０〜４００）。
【００１４】
また、メソポーラスシリケートは、１０〜１０００Åのメソ孔を有するシリカ系多孔質体であって、その製造条件等により、ＳｉＯ2 ／Ａｌ2 Ｏ3 比が１０程度から、実質的にＳｉＯ2 のみのタイプまで得ることができる。
【００１５】
例えば、ＭＣＭ−４１は、モービル社により開発されたものであり、シリカ源として水ガラスや珪酸ナトリウムなどを用い、有機テンプレートとしてカチオン系界面活性剤（炭素数８以上）を用い、温度１４０℃、ｐＨ１３．５で製造することにより得られる（比表面積：１６００ｍ2 ／ｇ程度，ＳｉＯ2 ／Ａｌ2 Ｏ3 比：１０００程度）。
【００１６】
ＦＭＳ−１６は、黒田、稲垣等により開発され、カネマイトにカチオン系界面活性剤をインターカレーションすることによりＭＣＭ−４１と類似した構造をなすものが得られる（ＳｉＯ2 ／Ａｌ2 Ｏ3 比：１０００程度）。
【００１７】
低温酸性合成メソポーラスシリケート▲１▼は、stucky等により提唱された方法、すなわち、シリカ源としてテトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）を用い、有機テンプレートとしてカチオン系界面活性剤を用い、室温下、ｐＨ１以下で合成することにより得られ、その合成条件等により、ＳｉＯ2 ／Ａｌ2 Ｏ3 比を１０程度から実質的にＳｉＯ2 のみにまで調整可能である。
【００１８】
低温酸性合成メソポーラスシリケート▲２▼は、本発明者等により開発された方法、すなわち、縮重合したシリカを含まない珪酸をシリカ源として用い、カチオン系界面活性剤を有機テンプレートとして用い、室温下、ｐＨ１以下で合成することにより得られ、その合成条件等により、ＳｉＯ2 ／Ａｌ2 Ｏ3 比を１０程度から実質的にＳｉＯ2 のみにまで調整可能である。
【００１９】
このようにして構成された有害物質処理装置の作用を次に説明する。
送給ポンプ１１およびオゾン発生装置１４を作動すると、原水１は、濾過器１２に送給されて不溶解物を除去され、オゾン発生装置１４からオゾン２を送給されて吸着剤槽１６に流入する。原水１中の有害物質は、吸着剤槽１６の吸着剤にオゾン２と共に吸着保持されてオゾン２と効率よく接触することにより、そのほとんどが分解処理される。吸着剤槽１６で有害物質のほとんどを分解処理された原水１は、分離膜１３を透過することにより、わずかに残留した有害物質が除去された後、滅菌器１５から滅菌剤３を添加（塩素濃度：０．４ｐｐｍ程度）されることにより、飲料水等の浄化水４として送出される。
【００２０】
つまり、原水１中の有害物質およびオゾン発生装置１４からのオゾン２のほとんどすべてを吸着剤槽１６で吸着して分解処理させるようにしたのである。
【００２１】
このため、分離膜１３が目詰まりを起こしにくくなるので、分離膜１３の交換や分解洗浄や逆洗などの頻度を従来よりも大幅に削減することができるだけでなく、浄化水４中に残留するオゾン２をほとんどなくすことができるので、後処理の容易化を図ることができる。
【００２２】
したがって、このような有害物質処理装置によれば、原水１中の有害物質の処理を効率よく確実に行うことが容易にできる。
【００２３】
本発明による有害物質処理装置の第二番目の実施の形態を図２を用いて説明する。なお、図２は、その概略構成図である。ただし、前述した第一番目の実施の形態の場合と同様な部分については、前述した第一番目の実施の形態の説明で用いた符号と同様な符号を用いることにより、その説明を省略する。
【００２４】
図２に示すように、送給ポンプ１１の送出口は、濾過器１２の受入口に連結されている。濾過器１２の送出口は、分離膜１３の受入側に連結されている。濾過器１２と分離膜１３との間には、オゾン発生装置１４が連結されている。分離膜１３の送出側は、吸着剤槽２６の受入口に連結されている。吸着剤槽２６の送出口には、滅菌器１５が連結されている。
【００２５】
つまり、前述した実施の形態では、分離膜１３の上流側に吸着剤槽１６を設けたが、本実施の形態では、分離膜１３の下流側に吸着剤槽２６を設けたのである。
【００２６】
このような有害物質処理装置では、送給ポンプ１１およびオゾン発生装置１４を作動し、原水１を濾過器１２に送給して不溶解物を除去し、オゾン発生装置１４からオゾン２を送給すると、原水１中の有害物質は、原水１中または分離膜１３上でオゾン２により分解処理される。オゾン２により有害物質を分解処理されて分離膜１３を透過した原水１は、オゾン２が残留しているものの、吸着剤槽２６によりオゾン２が吸着除去された後、滅菌器１５から滅菌剤３が添加され、飲料水等の浄化水４として送出される。
【００２７】
つまり、原水１中の有害物質を多量のオゾン２で確実に分解処理した後、原水１中に残留したオゾン２を吸着剤槽２で吸着除去するようにしたのである。
【００２８】
このため、前述した実施の形態の場合と同様に、分離膜１３が目詰まりを起こしにくくなるので、分離膜１３の交換や分解洗浄や逆洗などの頻度を従来よりも大幅に削減することができるだけでなく、浄化水４中に残留するオゾン２をほとんどなくすことができるので、後処理の容易化を図ることができる。
【００２９】
したがって、このような有害物質処理装置によれば、前述した実施の形態の場合と同様に、原水１中の有害物質の処理を効率よく確実に行うことが容易にできる。
【００３０】
なお、第一番目の実施の形態は、分離膜１３にＲＯ膜を用いて海水を飲料水化する場合に適用すると極めて有効であり、第二番目の実施の形態は、分離膜１３にＵＦ膜やＭＦ膜を用いて淡水を飲料水化する場合に適用すると極めて有効である。ただし、第二番目の実施の形態の場合には、分離膜１３に高濃度のオゾン２が透過して当該分離膜１３が損傷してしまう虞があるため、耐オゾン性の高い材料を用いた分離膜１３を適用するとよい。
【００３１】
また、前述した各実施の形態では、分離膜１３の上流側または下流側に吸着剤槽１６，２６を設けたが、分離膜１３の上流側および下流側の両方に吸着剤槽１６，２６を設ければ、原水１中の有害物質の処理をさらに効率よく確実に行うことができる。
【００３２】
【発明の効果】
本発明による有害物質処理装置は、有害物質を含有する原水にオゾンを送給した後に分離膜を透過させることにより当該有害物質を処理する有害物質処理装置において、脱アルミニウムフォージャサイト又はメソポーラスシリケートからなり、前記オゾンおよび前記有害物質を吸着する吸着剤を内部に有する吸着剤槽を前記分離膜の上流側または下流側の少なくとも一方に設けたので、分離膜が目詰まりを起こしにくくなり、分離膜の交換や分解洗浄や逆洗などの頻度を従来よりも大幅に削減することができるだけでなく、残留オゾンをほとんどなくすことができ、後処理の容易化を図ることができる。この結果、原水中の有害物質の処理を効率よく確実に行うことが容易にできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による有害物質処理装置の第一番目の実施の形態の概略構成図である。
【図２】本発明による有害物質処理装置の第二番目の実施の形態の概略構成図である。
【図３】従来の有害物質処理装置の一例の概略構成図である。
【符号の説明】
１  原水
２  オゾン
３  滅菌剤
４  浄化水
１１  送給ポンプ
１２  濾過器
１３  分離膜
１４  オゾン発生装置
１５  滅菌器
１６，２６  吸着剤槽
【図１】
0003679931.tif 000002
【図２】
0003679931.tif 000003
【図３】
0003679931.tif 000004