(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上方部に水や空気の入口を、また下方部に水や空気の出口を夫々設けると共に内部の底面近傍に多孔板を設けた処理槽と、当該処理槽内部の前記多孔板の上部に縦向きに並列状に配設した複数の板状活性体と、前記処理槽内部の多孔板相互の間に充填した粒状活性体と、前記水や空気の出口に連結したフィルターとを備え且つ板状活性体及び粒状活性体を、酸化トリウム、酸化ラジウム、酸化ウラニウム又はこれ等を含有する物質の微粒と磁鉄鉱又はこれを含有する物質の微粒と電気石、水晶、ロッシェル塩又はこれ等を含有する物質の微粒の中の少なくとも一つの微粒と合成樹脂との混合物を成型固化して成る活性体若しくは前記少なくとも一つの微粒とシリカとの混合物を焼結して成る活性体とし、前記処理槽の内部空間の全域に充填した前記両活性体に水や空気を流動接触させることにより水や空気中に活性酸素と水素ラジカルを生成させ、当該活性酸素と水素ラジカルにより水や空気中の有機物を酸化又は還元せしめてこれを分解すると共に、水や空気中の微生物を殺菌する構成としたことを特徴とする水や空気の浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は水や空気の浄化方法の改良に係り、水や空気内の有機物の除去及び微生物の殺菌を高能率で経済的に行えるようにした水や空気の浄化装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、汚れた空気や水の中には有機物や各種の微生物が多数含まれている。そのため、強い臭気を発散する場合があり、空気や水の浄化処理が必要となる。而して、汚れた空気の浄化には、従前から中空糸膜モジュール等を用いた精密濾過法とオゾン照射法との組合せが広く利用されている。また、汚れた水の浄化には、精密濾過法と薬品消毒法との組合せや微生物を利用した生物濾過法と薬品消毒法との組合せ等が、多く利用されている。
【０００３】
しかし、前記精密濾過法とオゾン照射法との組合せに係る空気浄化方法にあっては、高価な精密濾過装置を必要とするため設備費が割高になると共に、濾過モジュール膜の逆洗等の複雑な運転操作を必要とするため、一般家庭や事務所等では簡単に使えないという難点がある。
このことは、精密濾過法と薬品消毒法との組合せに係る水の浄化方法に於いても同様であり、一般家庭や事務所等では簡単に用いることは出来ない。
【０００４】
また、生物濾過法と薬品消毒法との組合せに係る水の浄化方法に於いては、有機物の分解処理に必要とする時間が相当長くなり、汚れた水を迅速に処理することができないと云う基本的な難点がある。
【０００５】
一方、近年セラミック製の遠赤外線放射体からの遠赤外線を水や空気に照射し、水や空気を脱臭処理する方法が開発されている。
ところが、当該水や空気の脱臭処理方法は、単に遠赤外線放射体に水や空気を接触させるだけであり、しかも、遠赤外線放射体から放射される放射エネルギーが極く僅かであるため、水や空気の脱臭処理に長時間を必要とするうえ、臭気を完全に除去することが出来ないと云う問題がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従前の水や空気の浄化処理に於ける上述の如き問題、即ち、イ  膜モジュール等を用いた精密濾過法を使用する場合には、設備費が高くつくうえ、運転操作が複雑となり、一般家庭等では容易に利用できないこと、ロ  微生物濾過法を利用する場合には、長い処理時間が必要となって水等の迅速な処理が出来ないこと、及びハ  遠赤外線放射体を利用する場合には、長い処理時間を必要とするうえ、水や空気の処理レベルが相対的に低く、有機物の除去や微生物の殺菌が事実上困難であること、等の問題を解決せんとするものであり、遷移性金属等の放射エネルギーを利用することにより、高価な設備や高度な操作技術を必要とすることなく、しかも簡単に水や空気を比較的高度に浄化処理できるようにした水や空気の浄化装置を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
水に遠赤外線を照射することにより、水の触媒反応力が増大したり、水中微生物の発生の抑制や植物の生長の促進等の作用が得られることは、広く知られている。しかし、これ等の作用が得られる理由は、まだ理論的に十分に解明されておらず、▲１▼水に含まれる塩類のイオン化やその双極子モーメントの大きさが、吸収エネルギーの影響を受けて変化すること、▲２▼遠赤外領域のエネルギーを吸収することにより、水分子が水素イオンＨ＋  と水酸イオンＯＨ−  に解離したり、溶存酸素が増加したりすること等が、前記各作用に関係していると想定されている。
【０００８】
一方、遷移性金属の一種である銅やチタンは、水溶液内に含まれる物質のイオン化を促進する等の触媒反応力を備えている。例えば、塩素を含む水をチタン金属等と接触させると、塩素原子がイオン化され、水は脱臭されて無臭状態となる。
また、遷移性金属の一種である酸化ラジウムや酸化トリウム等の放射性物質から放射された放射線が、水や空気内の水分子や酸素分子に衝突すると、Ｏ２−  ，・ＯＨ，・Ｈ，Ｈ２Ｏ２  ，｀Ｏ２  等の活性酸素や水素ラジカル基が生成され、且つこれ等は強い酸化・還元力を有するため、水や空気内の有機物は瞬時に酸化又は還元され、分解されることになる。
【０００９】
更に、遷移性金属の一種である圧電性を有する電気石やロッシェル塩等の圧電性物質は、水や空気がこれに衝突した際の接触摩擦力や圧力、振動が加わることにより電位を生じ、この電位によって水の電気分解が発生する。その結果、水中には活性酸素や水素ラジカルが生じることになり、前述と同様に有機物の酸化・還元による分解が行われる。
【００１０】
加えて、磁鉄鉱等の磁性物質は、常時性体である水や空気内の酸素分子を吸引し、これをエネルギー状態のより高い活性酸素｀Ｏ２  に変換する。その結果、前述と同様に、当該活性酸素による有機性物質の酸化分解が起生する。
【００１１】
上述のようにして、水や空気中の有機物が活性酸素や水素ラジカルによって酸化・還元作用を受けて分解されることにより、例えば、水中では分解生成物が分離して凝集沈殿をし、有機物が分離除去されることになる。
また、水や空気中に含まれている微生物も、活性酸素や水素ラジカルによって失活若しくは死滅することになる。
即ち、水や空気を遷移性金属等と接触流動させることにより、結果として有機物の除去と殺菌消毒を行った水や空気が得られることになり、水や空気の浄化処理が行われたことになる。
【００１２】
本願発明者は、各種の遷移性金属が有する前述のごとき特性に着目し、これ等を有効に活用することにより水や空気の浄化を高能率で行うべく、数多くの浄化試験を実施した。本願発明は、上記各浄化試験の結果を基にして創作されたものであり、上方部に水や空気の入口を、また下方部に水や空気の出口を夫々設けると共に内部の底面近傍に多孔板を設けた処理槽と、当該処理槽内部の前記多孔板の上部に縦向きに並列状に配設した複数の板状活性体と、前記処理槽内部の多孔板相互の間に充填した粒状活性体と、前記水や空気の出口に連結したフィルターとを備え且つ板状活性体及び粒状活性体を、酸化トリウム、酸化ラジウム、酸化ウラニウム又はこれ等を含有する物質の微粒と磁鉄鉱又はこれを含有する物質の微粒と電気石、水晶、ロッシェル塩又はこれ等を含有する物質の微粒の中の少なくとも一つの微粒と合成樹脂との混合物を成型固化して成る活性体若しくは前記少なくとも一つの微粒とシリカとの混合物を焼結して成る活性体とし、前記処理槽の内部空間の全域に充填した前記両活性体に水や空気を流動接触させることにより水や空気中に活性酸素と水素ラジカルを生成させ、当該活性酸素と水素ラジカルにより水や空気中の有機物を酸化又は還元せしめてこれを分解すると共に、水や空気中の微生物を殺菌する構成としたことを発明の基本構成とするものである。
【００１３】
【作用】
放射性物質を含む活性体から放射される放射線が水や空気中の酸素分子や水分子に衝突することにより、酸化・還元力の強い活性酸素やラジカル基が生成される。
また、圧電特性を有する物質を含む活性体に水や空気が流動接触することにより、活性体そのものに電位が生じ、水が電気分解される。これにより、水内に活性酸素や水素ラジカルが起生する。同様に、磁性を有する物質を含む活性体に水や空気が流動接触することにより、内部の酸素分子がエネルギー状態の高い活性酸素に変換される。
【００１４】
前記活性酸素や水素ラジカルは強力な酸化・還元力を備えており、これにより、水や空気中の有機物が酸化又は還元されて分解され、分解生成物は最終的に沈殿等により分離除去される。
また、活性酸素や水素ラジカルは強い殺菌力を有するため、水や空気中の微生物（雑菌）が殺菌により無害化されることになる。
【００１５】
【実施例】
以下、図面に基づいて本発明の実施例を説明する。図１は本発明の第１実施例を説明するものであり、水の浄化処理を行うものである。図に於いて１は処理槽、１ａは多孔板、２は活性体、３は原水入口、４は処理水出口、５は循環管路、６は循環ポンプである。
前記活性体２としては、放射性を有する酸化トリウム，酸化ラジウム及び酸化ウラン等の金属酸化物や磁性を有する磁鉄鉱、圧電特性を有する電気石，水晶及びロッシェル塩等を含む物質が利用され、本実施例では、酸化トリウムや酸化ラジウム等の放射性金属酸化物の粉末をポリプロピレン等の合成樹脂に混合し、これを板状に成形した活性体２ａと粒状に成形した活性体２ｂとが、使用されている。
【００１６】
尚、前記活性体２の形態は、板状体であっても、或いは粒状体や塊状であってもよく、その形態は如何なるものであってもよい。
また、本実施例では放射性金属酸化物の結晶又は粉末を合成樹脂に混合し、これを板状に成形したものを活性体２として使用しているが、前記結晶又は粉末を所定の形状を有する金属等の母材上に電着等により固着させた構造の活性体２であってもよく、或いは、前記結晶又は粉末をシリカ等と混合してこれを焼結成型した構造の活性体であってもよい。
【００１７】
前記活性体２に含まれる金属酸化物等は特に高純度のものである必要はなく、これ等の物質を含む天然の岩石や鉱石であってもよいことは勿論である。
また、活性体２に含まれる物質の種類は二種或いはそれ以上であってもよく、更に、本実施例では活性体２を処理槽１内へ直接充填するようにしているが、別途に形成した多孔性の収納容器に粒状の活性体２を入れ、これを処理槽１内へ充填するようにしてもよい。
【００１８】
水又は水溶液の活性化処理に際しては、入口３から原水７を供給し、処理槽１内へ充填する。
次に、循環ポンプ６を運転し、処理槽１内の原水７を循環流動させる。これにより、原水７は活性体２の間隙内を下向きに流動し、その間に活性体２と接触する。
一定時間に亘って循環ポンプ６を運転すると、短時間処理槽１内の水を静置し、分解された有機物の残滓を沈殿分離したあと、バルブ操作を行い、処理槽１内から処理水出口４を通して処理水８を取り出す。
尚、連続的に処理水８を取り出す場合には、有機分解物を除去するためのフイルター１２を設けるのが望ましい。
【００１９】
前記図１は水を浄化処理する場合を示すものであるが、水に代えて空気を供給し、ポンプに代えて送風機を使用すれば、空気の浄化処理が可能となる。
また、前記図１では循環ポンプ６によって処理水を一定時間強制循環させるようにしているが、処理槽１の高さ寸法を大きくしたり、或いは、活性体２を彎曲させて水の接触流動流路を長くすることにより、所謂ワンスルー型の処理槽１とすることも可能である。当該ワンスルー型の構造とすることにより、処理層１は家庭の水道給水栓の出口側等へ容易に介設することができる。
【００２０】
図２は本発明の第２実施例を示すものである。本実施例に於いては、板状の活性体に代えて粒状の活性体２が処理槽１内に充填されており、空気９は粒状活性体２相互間の間隙を通って、下方向へ流動する。１０は処理済みの空気である。
尚、当該第２実施例に於いても、空気９を送風機１１を介して強制循環させるようにしてもよく、また、活性体２として、複数の材質の活性体２を組合せ使用してもよい。
更に、前記実施例では原水７及び空気９を夫々下向流としているが、これを槽１の下方より上方へ向けて流す上向流としてもよいことは勿論である。
【００２１】
【発明の効果】
本発明に於いては、処理槽１内へ放射性物質、磁性物質、圧電性物質の中の少なくとも一種以上の物質を含む活性体２を充填し、これに空気又は水を流動接触させることにより水又は空気内に活性酸素や水素ラジカルを発生させ、この活性酸素や水素ラジカルによって含有する有機物を酸化又は還元分解させると共に、内部に寄生する微生物を殺菌する構成としている。
その結果、従前の膜モジュールを用いる精密濾過方法等に比較して、極めて安価に、しかも手数をかけることなく簡単に水の浄化処理が行え、特に空気や水の脱臭に於いては優れた効用を奏するものである。
【００２２】
また、従前の遠赤外線放射体を用いた浄化方法は、水の温度や大気温度による遠赤外線放射体の加熱によって放射される遠赤外線を利用するものであるため、そのエネルギーは極く僅かであって、発生する水素イオン等も極く少ない。
これに比較して、本願発明に於いては、活性体が含有する放射性物質等からの放射エネルギーを利用する構成としているため、水のより高度な浄化処理が可能となり、前者では除去し得ない水の悪臭でも、後者では容易にこれを脱臭することができる。
本願発明は上述の通り優れた実用的効用を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例を示す説明図である。
【図２】本発明の第２実施例を示す説明図である。
【符号の説明】
１は処理槽、１ａは多孔板、２は活性体、２ａは板状活性体、２ｂは粒状活性体、３は原水入口、４は処理水出口、５は循環管路、６は循環ポンプ、７は原水、８は処理水、９は空気、１０は処理済み空気、１１は送風機、１２はフイルター。
【図１】
0003615243.tif 000002
【図２】
0003615243.tif 000003