(57)【要約】【課題】取り替えや補充の頻度が極めて低く、水中の塩類濃度を高めることもなく、少ない量で多量の水に対して高速で遊離塩素を除去する手段を提供すること。【解決手段】金属亜酸化物を含有することを特徴とする遊離塩素除去材。好適な遊離塩素除去材としては、紙又は繊維に金属亜酸化物を付着させた又は織り込んだ、ろ紙状又はろ布状の形態、担体に金属亜酸化物を担持させた形態等が挙げられる。また、好ましい金属亜酸化物は亜酸化銅、亜酸化ニッケル及び亜酸化コバルトから選ばれた１種又は２種以上である。また、金属亜酸化物は粉状、粒状又は繊維状であり、その粒径又は繊維径は平均で１μｍ〜１ｍｍであることが好ましい。【選択図】　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属亜酸化物を含有することを特徴とする遊離塩素除去材。
【請求項２】
遊離塩素除去材が、紙又は繊維に金属亜酸化物を付着させた又は織り込んだ、ろ紙状又はろ布状の形態である請求項１記載の遊離塩素除去材。
【請求項３】
遊離塩素除去材が、担体に金属亜酸化物を担持させた形態である請求項１記載の遊離塩素除去材。
【請求項４】
金属亜酸化物が、亜酸化銅、亜酸化ニッケル及び亜酸化コバルトから選ばれた１種又は２種以上である請求項１乃至３のいずれか一項に記載の遊離塩素除去材。
【請求項５】
金属亜酸化物が粉状、粒状又は繊維状であり、その粒径又は繊維径が平均で１μｍ〜１ｍｍである請求項１乃至４のいずれか一項に記載の遊離塩素除去材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、遊離塩素の除去材に関する。さらに詳しくは、水道水、工業用水等の塩素殺菌等によって水中に残存する遊離塩素を除去する遊離塩素除去材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
水道水、用水、排水等を殺菌や滅菌のために塩素処理した場合、遊離塩素が処理水中に残存する。処理水が水道水の場合には、飲み水がまずくなったり、洗濯物の色落ちの原因になったりしている。また、処理水が用水、排水の場合、後の処理の障害になったり、そのまま放流できない等の問題が生じており、処理水中の残留塩素を除去することが必要となっている。従来、遊離塩素の除去として、一般的には、活性炭や亜硫酸カルシウムを充填したカラムに通水したり、工業的には亜硫酸ソーダ、重亜硫酸ソーダ等の還元剤を処理水中に添加すること等が行われている。また、一部では、ニッケルやコバルト等金属を担持した触媒で遊離塩素を分解除去する方法も採られている。これらの従来の技術に関しては、例えば、ニッケル、コバルトを担持した触媒による遊離塩素の除去（特許文献１参照）、亜硫酸ソーダ、活性炭等による遊離塩素の除去（非特許文献１参照）等の技術が文献で開示されている。
【０００３】
しかしながら、亜硫酸カルシウム、亜硫酸ソーダ、重亜硫酸ソーダ等による遊離塩素除去では、反応によって硫酸イオン、ナトリウムイオン、カルシウムイオン等が生成して水中に溶け出し、塩類濃度を高める不都合があった。また、活性炭や金属担持触媒では反応速度が遅く、速い流速の処理に対応し切れなかった。また、いずれも寿命が短く、頻繁に新しいものを添加したり、カラム等を取り替える必要があった。
【０００４】
【特許文献１】
特公昭５７−１８９５３号公報
【非特許文献１】
用水廃水便覧編集委員会編、「用水廃水便覧」、改訂二版、丸善株式会社、昭和４８年１０月３０日、ｐ．５５０−５５１
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、取り替えや補充の頻度が極めて低く、水中の塩類濃度を高めることもなく、少ない量で多量の水に対して高速で遊離塩素を除去する手段を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは上記課題を解決するために鋭意研究を行った結果、遊離塩素除去手段として金属の亜酸化物を用いることにより上記課題が解決されることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００７】
すなわち、本発明は、金属亜酸化物を含有することを特徴とする遊離塩素除去材である。
【０００８】
本発明における好適な遊離塩素除去材としては、紙又は繊維に金属亜酸化物を付着させた又は織り込んだ、ろ紙状又はろ布状の形態、担体に金属亜酸化物を担持させた形態等が挙げられる。
【０００９】
本発明において用いる前記金属亜酸化物としては、亜酸化銅、亜酸化ニッケル及び亜酸化コバルトから選ばれた１種又は２種以上であることが好ましい。
【０００１０】
また、前記金属亜酸化物は粉状、粒状又は繊維状であり、その粒径又は繊維径は平均で１μｍ〜１ｍｍであることが好ましい。
【００１１】
遊離塩素含有水を本発明の遊離塩素除去材と接触させると、遊離塩素は金属亜酸化物と反応して除去される。遊離塩素の除去反応は下記式（１）
【００１２】
【化１】
2004113869.tif 000002
【００１３】
によって行われ、反応した金属亜酸化物は金属酸化物となる。したがって、遊離塩素含有水と金属亜酸化物との接触が継続している段階では、未反応の金属亜酸化物と反応生成物の金属酸化物が共存している。反応生成物である金属酸化物は遊離塩素の除去に寄与する。金属酸化物による遊離塩素の除去は、下記式（２）
【００１４】
【化２】
2004113869.tif 000003
【００１５】
のように触媒作用的に行われる。式（１）の反応は式（２）に比べて速く主となるが、式（２）の反応も同時に起こり、一部の遊離塩素は金属酸化物で除去される。このため、金属亜酸化物の消耗は単に式（１）のみの反応に比し、遅延され、金属亜酸化物の寿命は長くなる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について詳述する。
【００１７】
本発明において用いられる金属亜酸化物は公知の物質であり、一つの金属について、最も普通の酸化物よりも酸化程度の一段低い酸化物である。金属亜酸化物を構成する金属としてはＣｕ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｎ等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。金属亜酸化物の具体的な例としては、例えば、亜酸化銅（Ｃｕ２Ｏ、すなわち酸化銅（Ｉ））、亜酸化ニッケル（Ｎｉ２Ｏ、すなわち酸化ニッケル（Ｉ））、亜酸化コバルト（Ｃｏ２Ｏ）、亜酸化マンガン（Ｍｎ２Ｏ）等である。これらのうちで、銅、ニッケル、コバルトの亜酸化物が好ましく、これらの１種又は２種以上が好ましく用いられる。金属亜酸化物は遊離塩素と反応して、遊離塩素を除去し、自らは金属酸化物になる。金属酸化物は、金属亜酸化物とともに水に難溶性であり、水中の塩類濃度を高めることはない。
【００１８】
本発明に係る金属亜酸化物は、粉状、粒状等の形態で使用されることが好ましい。この場合、微粒子状とすることが好ましい。微粒子状とすることで比表面積すなわち反応面積をアップすることができる。微粒子状とする場合の粒子径は、平均粒径で１μｍ〜１ｍｍであることが好ましい。また、金属亜酸化物は繊維状であることも好ましく、ろ紙、ろ布状として使用しやすい。繊維状の場合の繊維径（太さ）は、平均で１μｍ〜１ｍｍであることが好ましく、上記同様反応面積をアップすることができる。
【００１９】
本発明の遊離塩素除去材には、上記した成分以外の他の成分の添加を制限するものではなく、本発明の効果を損なわない範囲で適宜添加することができる。例えば、従来公知の他の遊離塩素除去材用成分との併用も可能である。
【００２０】
本発明に係る遊離塩素除去材の形態としては、特に限定されるものではなく、金属亜酸化物を例えば前記粉状、粒状又は繊維状のものをそのまま、例えばカラム、カートリッジ、袋状物等に充填して使用することができるが、紙、繊維等に付着させたり、担体に担持させた形態で使用することが好ましい。これらの形態にすることで遊離塩素除去材を安定して使用することができる。特に、パルプ、繊維等に漉き込み、あるいは織り込んで、ろ紙、ろ布状にすることが好適である。
【００２１】
本発明においては、ろ紙、ろ布状等にすることで、金属亜酸化物を微粒子状としても水に流出することがないという利点を発揮する。また、ろ紙、ろ布状等にすることで、大きいろ過面積を取ることができ、単位重量当たりの処理流量を多く取ることができる。また、ろ紙、ろ布状等とすることで、遊離塩素を除去するだけでなく、ろ過機能も持つこととなり、ＲＯ膜処理などの前に設置するのがより好適となる。
【００２２】
ろ紙、ろ布状の基材となる紙、繊維等の材料は、パルプ、アクリル繊維、ＰＥＴ繊維等を用いることができる。金属亜酸化物が繊維状である場合は、単独でもよいし、パルプ、合成繊維とともに漉き込んだり、織り込んだりできる。
【００２３】
パルプ、繊維等に漉き込む方法は従来から公知の一般的な方法を用いることができる。例えば、従来からの技術である、ウエット法、ドライ法、熱接着法等が採用される。
【００２４】
ろ紙、ろ布の形状については、平膜状、プリーツ状、巻物型、プレート＆フレーム積層型等限定されない。
【００２５】
ろ紙状又はろ布状の形態の遊離塩素除去材の使用方法については、特に限定されず、処理水と接触できる方法であればどのような方法でも構わない。例えば、該遊離塩素除去材に処理水を通水する使用態様が挙げられる。
【００２６】
また、本発明における、担体に担持させた形態においては、使用する担体としては特に限定されるものではなく、例えば、従来から遊離塩素除去材用として公知の担体を用いることができる。例えば、有機多孔質材料として、天然ゴム、ＳＢＲ、ポリウレタン等のフォーム類、ＭＭＡ等の焼結体、海綿等の天然高分子多孔体、また無機多孔質材料として、シリカ、セラミックス、パーライト、シラス、活性炭、ゼオライト、シリカゲル、アルミナ等を挙げることができる。
【００２７】
また、担持方法については、担体に金属亜酸化物を接触させればよく、従来から公知の一般的な方法を用いることができる。例えば、担体に金属亜酸化物を充填する方法、担体を支持体として該支持体の孔内部および表面に担持する方法、担体に金属亜酸化物を接触させた後、必要に応じて水洗して得る方法等を採用することができる。
【００２８】
担体に担持させた形態の遊離塩素除去材の使用方法については、特に限定されず、処理水と接触できる方法であればどのような方法でも構わない。例えば、外容器に収容し、該外容器を水道管蛇口に取り付けられた使用、前記外容器に処理水を通水する使用等の態様が挙げられる。
【００２９】
また、処理の対象となる処理対象水については特に限定されるものではなく、例えば、下記に示すような残留塩素を含有する水から残留塩素を除去する場合に好適に用いられる。
１）水道水や地下水等を殺菌処理した水。
２）凝集ろ過等の前処理の行程で塩素処理をした、逆浸透装置、イオン交換装置等への給水。
３）下水、し尿、廃水等を不連続点塩素処理した水。
４）廃水等の電解酸化処理水。
５）廃水、し尿等の塩素処理水。
【００３０】
本発明の遊離塩素除去材の使用に当たっては、金属亜酸化物がすべて金属酸化物に変化した時点で、新しい遊離塩素除去材に替えるのが好ましい。ただし、活性炭、ゼオライト等の担体に金属亜酸化物を担持させた場合は、金属亜酸化物が消耗し、すべてが金属酸化物になった状態後も、担体の除去機能が消耗し尽くされるまで、新品の遊離塩素除去材に取り替えずに使用し続けることもできる。
【００３１】
【実施例】
以下実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。なお、配合量の％は質量％である。
【００３２】
（実施例１）
果房や葉を取り除いたケナフを約５ｃｍ位の長さに切って家庭用洗剤を入れたお湯で３０分から１時間位煮た。お湯で煮た後のケナフを、金槌でたたいて繊維状にしやすくした後、やわらかくなったケナフを苛性ソーダを加えたお湯（５％液）で１〜２時間とろ火で煮た。煮た後のケナフをよく水洗いし、ミキサーに１０秒程度かけた。この中からケナフパルプを約４ｇを分け取った。澱粉を加えてねばりをつけるとともに、平均粒径５μｍの亜酸化銅の粉末１ｇを加えた後、４０メッシュの篩を用いて漉いた。風通しのよいところで１日放置して乾燥させた。径２００ｍｍ、厚さ０．５ｍｍのろ紙状の、亜酸化銅担持ペーパーが製作できた。このろ紙に１０Ｌｉｔ／ｈの流速で厚木市の水道水を通水した。
【００３３】
処理水中のＣｌ２濃度を測定した結果を表１に示す。
【００３４】
【表１】
2004113869.tif 000004
【００３５】
表１から分かるように、亜酸化銅担持ペーパーに大量の水道水を通水した結果、優れた遊離塩素除去効果が得られ、通水時間１００時間にも耐えられるものであった。
【００３６】
（実施例２）
以下、各種遊離塩素除去材を使用して、実施例１と同様にして、１０Ｌｉｔ／ｈの流速で厚木市の水道水を通水して、遊離塩素除去操作を行った。表２に通水時間１００時間での処理水中のＣｌ２濃度を測定した結果を示す。いずれも実施例１同様優れた効果が得られた。
【００３７】
【表２】
2004113869.tif 000005
【００３８】
（注１）ケナフパルプ、径２００ｍｍ、厚さ０．５ｍｍ
（注２）アクリル繊維、径２００ｍｍ、厚さ０．５ｍｍ
（注３）ＰＥＴ繊維、径２００ｍｍ、厚さ０．５ｍｍ
（注４）担体（ゼオライト、活性炭）に硫酸塩（銅、ニッケル、コバルト）水溶液を通液して吸着させた後、還元処理して担体に金属亜酸化物を担持させた。表中の粒径は担持ゼオライト、担持活性炭の粒径を示す。
（注５）平均繊維径を示す。
【００３９】
【発明の効果】
以上、詳述したように本発明によれば、少量の使用で、高流速で水中の遊離塩素を除去することができる。本発明の遊離塩素除去材は、取り替えや補充の頻度が極めて低く、水中の塩類濃度を高めることもない。