(57)【要約】【課題】ダイオキシンを除去するための水をより簡単に作って、その水を利用してダイオキシンを除去する方法を提供するものである。【解決手段】黒曜石１０を通過させた容器１２内に水を通過させ、その水を水槽１８内に入れ、その水槽１８内の水の中にダイオキシンを含んだ固形処理物２８を入れる。ダイオキシンを含んだ固形処理物２８に空気（酸素）を噴射させることで、ダイオキシンを容易にかつ短時間で分解することができる。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
黒曜石を通過させた水の中にダイオキシンを含んだ物質を入れ、その水に入れた状態で前記物質に酸素を接触させることを特徴とする水に含まれるダイオキシンの除去方法。
【請求項２】
前記黒曜石を通過させる水は、黒曜石を通過させる前にイオン交換樹脂を通過させることを特徴とする請求項１記載の水に含まれるダイオキシンの除去方法。
【請求項３】
前記イオン交換樹脂は、イオン交換によってナトリウムイオンを発生させるものであることを特徴とする請求項２記載の水に含まれるダイオキシンの除去方法。
【請求項４】
前記黒曜石を通過させた水を水槽内で循環手段によって循環させることを特徴とする請求項１記載の水に含まれるダイオキシンの除去方法。
【請求項５】
前記ダイオキシンを含んだ物質に接触させる酸素を空気中の酸素とすることを特徴とする請求項１乃至４記載の水に含まれるダイオキシンの除去方法。
【請求項６】
ダイオキシンを含んだ物質が気体である場合に、多数の容器内に前記黒曜石を通過させた水を入れ、隣り合う一方の容器の水面上と他方の容器の水面下とを順次連絡パイプで連結し、一つの容器内の水面下でダイオキシンを含んだ気体と前記酸素とを接触させ、その容器内に溜る気体と酸素とを前記連絡パイプを介して他の容器内の水の中に順に通過させることを特徴とする請求項４記載の水に含まれるダイオキシンの除去方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ダイオキシンを含んだ物質からダイオキシンを除去する除去方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ゴミ焼却炉からの煙や工場からの排水等に、有害で分解しにくいダイオキシンが含まれている。そのダイオキシンは野菜や果物や穀物や肉類や魚貝類等に付着し、ダイオキシンが付着した野菜や魚等の食物を摂取すると、人体に悪影響がある。また、乳幼児の母親がダイオキシンが付着した食物を摂取すると、母乳にダイオキシンが含まれ、母乳を介して乳幼児にもダイオキシンの悪影響があることも明らかになった。また、太陽の下で衣類を乾燥させると、地域によっては衣類にダイオキシンが付着し、その衣類に付着されたダイオキシンによってアトピー性皮膚炎が発生するということも分かっている。
【０００３】
ダイオキシンは、ジベンゾダイオキシンラジオキシン（ダイオキシン母核）に、少なくとも１ヶ所において水素（Ｈ）が塩素（Ｃｌ）に置換したものである。ダイオキシンの１例として図５に、４つの水素（Ｈ）が塩素（Ｃｌ）に置換した（テトラクロロジベンゾダイオキシンラジオキシン）を示す。ダイオキシンの仲間としては、ポリクロロジベンゾフラン（ＰＣＤＦ）と、コプラナーＰＣＢ（Ｃｏ−ＰＣＢ）とがある。ダイオキシン（ＰＣＤＤ）と、ポリクロロジベンゾフラン（ＰＣＤＦ）と、コプラナーＰＣＢ（Ｃｏ−ＰＣＢ）とを含めて「ダイオキシン類」と総称される。以後、「ダイオキシン類」を「ダイオキシン」として説明する。
【０００４】
ダイオキシンを分解する方法としては、以下の（１）完全燃焼法、（２）熱分解法、（３）光分解法、（４）微生物分解法、（５）超臨界水分解法等が一般に知られている。
（１）の完全燃焼法は、ゴミの焼却の際に燃焼ガスを高温に保つことで、ダイオキシンの発生を抑制するものである。（２）の熱分解法は、酸素の少ない状態（還元雰囲気）で３５０〜４００°Ｃでダイオキシンを加熱することにより、ダイオキシンに含まれる塩素を水素に置換してダイオキシンを分解するものである。（３）の光分解法は、太陽光または紫外線領域の波長の光を照射しつつオゾンを注入し、ダイオキシンを水，二酸化炭素，塩化物に分解するものである。（４）の微生物分解法は、酢酸エチル等の溶媒を用いることによりダイオキシン分解微生物の代謝活性を促進させてダイオキシンを脱塩素化するものである。（５）の超臨界水分解法は、高温高圧（４００°Ｃで３００気圧）の水の中にダイオキシンを溶解させ、ダイオキシンの溶解した臨界水に過酸化水素を酸化剤として添加して、ダイオキシンを水，二酸化炭素，塩化物に分解するものである。
【０００５】
上記（１）〜（５）のダイオキシンを分解処理する方法にはそれぞれ欠点を有している。（１）の完全燃焼法では、完全燃焼を行うために、燃焼室内のガスを均一にすることや、ガスの滞留時間を長く保つことが困難である。また、燃焼温度を１８００°Ｃ以上に保たなければならないため、莫大な設備が必要となる。（２）の熱分解法では、設備が高額で、しかも低酸素雰囲気下で反応が行われなかった場合には、逆にダイオキシンが多く生成される。（３）の光分解法では、毒性の最も高い２、３、７、８、−テトラクロロジベンゾダイオキシンラジオキシンに紫外線または太陽光線を照射した時、完全分解するのに８時間から２４時間程度の長い反応時間が必要であり、しかも分解工程が大気との解放状態で反応が行われるため、環境への悪影響がある。（４）の微生物分解法では、光分解法以上に長い反応時間を必要とし、しかも大気との解放状態で反応が行われるため環境への悪影響がある。また、微生物の代謝活性を高めるために、温度やｐｈ等を調整しなければならない。（５）の超臨界水分解法では、４００°Ｃまでの加熱と３００気圧までの加圧を必要とし、その後の急冷等の作業も必要であり、しかも莫大な設備費用がかかるものである。
【０００６】
本件発明者は、従来の（１）〜（５）のダイオキシン除去方法に比べて容易にダイオキシンを分解処理する方法を提供した（例えば特許文献１参照）。このダイオキシンを分解処理する方法は、ダイオキシンを含んだ物質をヒドロキシルイオン（Ｈ３Ｏ２−）を含んだ水の中に入れ、その水に入れた状態で前記物質に酸素を接触させるものである。水にヒドロキシルイオン（Ｈ３Ｏ２−）を含ませるために、アルミニウム，ステンレス及び銀のうちの少なくとも１つから成る金属とトルマリンとを混在させたものと、黒曜石，真珠岩及び松脂岩のうちの少なくとも１つから成る岩石とのどちらか一方を先に他方を後に水を通すようにするものである。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００１−３２７１２３号公報（第４−９頁）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
この特許文献１では、水にヒドロキシルイオン（Ｈ３Ｏ２−）を含ませるために、“金属とトルマリンとを混在させたもの”と、“黒曜石，真珠岩及び松脂岩のうちの少なくとも１つから成る岩石”の２種類のもののどちらか一方に水を先に通過させ、他方に水を後に通過させていた。これによって、水にヒドロキシルイオン（Ｈ３Ｏ２−）を含ませ、その水の中にダイオキシンを含んだ物質を入れ、水中でダイオキシンを含んだ物質に酸素を接触させるようにしたものである。
【０００９】
本件発明者は更なる実験を行った結果、“金属とトルマリンとを混在させたもの”と、“黒曜石，真珠岩及び松脂岩のうちの少なくとも１つから成る岩石”の２種類のものに通過させた水以外の水を利用して、ダイオキシンを除去できる方法を見出すことに成功した。
【００１０】
本発明の目的は、ダイオキシンを除去するための水をより簡単に作って、その水を利用してダイオキシンを除去する方法を提供するものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明に係るダイオキシンの除去方法は、黒曜石を通過させた水の中にダイオキシンを含んだ物質を入れ、その水に入れた状態で前記物質に酸素を接触させるようにしたものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に基づいて説明する。
図１は本発明に係るダイオキシン除去方法に使用する装置の構成図である。ダイオキシンを除去するための装置は、黒曜石１０を入れた容器１２を有する。その容器１２は、一方を第一導入パイプ１４を介して水道の蛇口（図示せず）と連絡し、他方は第二導入パイプ１６を介して水槽１８と連絡する。第一導入パイプ１４には、例えば水道水のような圧力のある水が供給され、その圧力のある水が容器１２の内部の黒曜石１０を通過して排水パイプを経由して水槽１８内に導入される。即ち、水槽１８内には、黒曜石１０通過した水が供給される。
【００１３】
容器１２内に収納される黒曜石１０は、原石の状態で−２０〜−２００ｍｍＶの電気を帯びている。この黒曜石１０は１００℃以上で加熱したものを使用しても良い。例えば黒曜石沸騰した水に入れて加熱かつ加圧したものを使用する。容器１２内に収納される黒曜石１０の大きさは、水の通過流量を落とさない程度の大きさ、例えば５〜５０ｍｍ程度の粒にするのが望ましい。黒曜石１０は水中ではマイナスの電子を帯びている。
【００１４】
水槽１８の内部の下位に空気管２０が配置され、その空気管２０に水槽１８内の上方に向けて空気を投入する噴射ノズル２２が形成されている。水槽１８の外部には、空気管２０と連結されるものであってその空気管２０に空気を供給する空気供給装置２４が備えられる。水槽１８内において、噴射ノズル２２位置よりやや上方に落下防止用網２６を水平面全域に敷設し、その落下防止用網２６の上位に、ダイオキシンを含んだ固形処理物２８を収納するための内籠３０を備える。この装置には、水槽１８内の水をオーバーフローさせるためのオーバーフローパイプ３２と、水槽１８内の水を循環させるための循環ポンプ３４とが備えられる。
【００１５】
黒曜石１０を入れた容器１２の前方の第一導入パイプ１４の途中に、イオン交換樹脂３６を収納した軟水器生成器３８を備えるようにしても良い。イオン交換樹脂３６は、水に含まれているＣａ２＋やＭｇ２＋やＦｅ２＋等を除去して水を軟水にするもので、例えば、スチレン・ジビニルベンゼンの球状の共重合体を均一にスルホン化した強酸性カチオン交換樹脂（ＲｚＳＯ３Ｎａ）を用いるのが望ましい。イオン交換樹脂３６として強酸性カチオン交換樹脂（ＲｚＳＯ３Ｎａ）を用いることによって、水を軟水にすると共に水にナトリウムイオン（Ｎａ＋）を発生させる。イオン交換樹脂３６は、Ｎａ＋以外のものが発生するものであっても構わないが、Ｎａ＋を発生するものの方が好ましい。
【００１６】
黒曜石１０を入れた容器１２の内部に水を通すことによって、黒曜石１０を通過した水には活性水素Ｈ（原子状水素）とマイナスイオン（ｅ−）が発生する。活性水素は、黒曜石１０を通過する距離が長くなればなるほど含まれる量が多くなる。このために、黒曜石１０を入れた容器１２を長くするか、容器１２が短い場合には、容器１２を多数直列に連結するようにしても良い。
【００１７】
黒曜石１０を通過した水に活性水素（Ｈ）が含まれることは、黒曜石を通した水に酸素Ｏ２を入れることで、ＯＨ−が大量に発生し、水がアルカリ性になる。このＯＨ−の発生と水がアルカリ性になることから、黒曜石を通した水に活性水素（Ｈ）が含まれることが分かる。
【００１８】
ここで、ダイオキシンを含んだ固形処理物２８からダイオキシンを分解する方法について説明する。先ず、水槽１８内に、黒曜石１０を長く通過させた水を第二導入パイプ１６を経て導入する。なお、別の場所で黒曜石１０を長く通過させた水（活性水素を含む水）を作り、その水を第二導入パイプ１６を介さずに水槽１８に投入するようにしても良い。即ち、水槽１８内には、黒曜石１０を通過した活性水素を含む水を入れておく。その後、例えば衣類や食品等のダイオキシンを含んだ固形処理物２８を内籠３０の中に入れ、その内籠３０を水槽１８内の水面下に沈める。そして、噴射ノズル２２から空気（酸素）を固形処理物２８に向けて噴射させる。これによって、ダイオキシンを含んだ固形処理物２８は、活性水素を含んだ水に浸された状態で空気（酸素）と接触する。空気は下方から固形処理物２８に向けて噴射するのが、固形処理物２８に空気（酸素）が接触する量が大量となる観点から望ましいが、空気を横方向から固形処理物２８に噴射させるものであっても良い。なお、噴射ノズル２２から空気を噴射するとしたが、空気ではなくて噴射ノズル２２から酸素ガスを噴射するようにしても良い。また、水槽１８内の水を、循環手段としての循環ポンプ３４によって強制的に水槽１８内で循環させる。これによって、水に含まれる活性水素Ｈと酸素Ｏ２とが、ダイオキシンを含んだ固形処理物２８により効率的に接触する。
【００１９】
固形処理物２８に含まれるダイオキシンを例えば図５に示すものとすると、活性水素Ｈと酸素Ｏ２とをダイオキシンに接触させることにより、図２に示すように、ベンゼン環の炭素（Ｃ）と結合していた塩素（Ｃｌ）が離れる。その塩素（Ｃｌ）の代わりに、水素（Ｈ）または酸素（Ｏ）がベンゼン環の炭素（Ｃ）と結合する。ベンゼン環の炭素（Ｃ）から離れた塩素（Ｃｌ）は、マイナスイオン（ｅ−）と結合して塩化イオン（Ｃｌ−）となる。
【００２０】
ここで、黒曜石１０を通過させた水と空気（酸素）とによってダイオキシンを分解した計測結果を図３に示す。図３は、内径５ｃｍで長さが５０ｃｍの筒状の容器１２の内部に黒曜石１０を充填させ、２個直列に配置した容器１２に水を通し、それで得た水１リットルの中に各種ダイオキシンを入れ、その後清浄な空気（１分間当たり１リットルの空気量）で曝気した。曝気時間は、７分間と、２時間と、６時間との３種類とし、水の中に残存する各種ダイオキシンを回収して、どれだけダイオキシンが残存しているか（ダイオキシンの回収率）の計測結果を示すものである。なお、回収率の数値については、小数点以下２桁を四捨五入したものである。
【００２１】
図３の計測結果によれば、７分間曝気した後には、平均８２．０％のダイオキシンを回収した（平均８２．０％のダイオキシンが残存している）ことが示されている。言い換えると、１８．０％のダイオキシンが７分間の曝気で消滅したことを意味している。２時間曝気した場合には水から平均４９．２％のダイオキシンを回収するので、５０．８％のダイオキシンが消滅したことを意味している。６時間曝気した場合には水から平均３５．７％のダイオキシンを回収するので、６４．３％のダイオキシンが消滅したことを意味している。なお、これらの計測結果において、各種ダイオキシンの添加濃度の単位が非常に小さいものであるため、ダイオキシンの回収率においては±１％前後の値は誤差の範囲とみなすとされている。
以上のように、図３の計測結果から、黒曜石１０を通過した水の中にダイオキシンを含んだ物質を入れ、空気（酸素）を噴射等で加えることによって、ダイオキシンが分解されることが証明できた。
【００２２】
曝気時間を長くし、黒曜石１０を通過した新規な水を途中で追加したり、あるいは途中で黒曜石１０を通過した新規な水に入れ替えるようにすれば、数時間でダイオキシンを１００％近く除去できる。しかも、ダイオキシンが付着した物質を水の中に入れて空気（酸素）を当てるだけでダイオキシンが分解されるので、衣類や食品等の日用品からダイオキシンを除去することができる。黒曜石１０を通過した水は、洗浄機能と共に魚介類や野菜等を腐らせない働きがあるので、衣類や食品等の日用品を創生水の中に入れておいても何ら支障がない。
【００２３】
以上のように、黒曜石１０を通過した水の中にダイオキシンを含んだ固形処理物２８を入れ、空気（酸素）を噴射等で加えることによって、固形処理物２８の表面に付着しているダイオキシンを分解することができる。ここで、水槽１８内に入れられる水が黒曜石１０を通過しない水であったり、水槽１８内に入れられる水が黒曜石１０を通過した水であっても、酸素が供給されなかった場合には、ダイオキシンは分解することはない。
【００２４】
ダイオキシンを含んだものが液体の場合には、黒曜石１０を通過した水を入れた水槽１８の内に、ダイオキシンを含んだ液体（以下“液体”とする）を入れ、循環ポンプ３４で水槽１８内の水と液体とを混合し、噴射ノズル２２から空気を導入する。これによって、固形処理物２８に含まれたダイオキシンと同様に、液体に含まれたダイオキシンを活性水素と酸素とで分解することができる。その後、水槽１０内から取出した水と液体とを分離すれば、ダイオキシンを含んでいた液体からダイオキシンを分離することができる。
【００２５】
次に、ダイオキシンを含むものが気体である場合に、気体からダイオキシンを除去するための除去装置の一例を図４に示す。容器４０の内部の下位に空気管４２が配置され、その空気管４２に容器４０内に空気を投入噴射する噴射ノズル４４が備えられる。容器４０の外部には、空気管４２に空気を供給する空気供給装置４６が備えられる。容器４０には、ダイオキシンを含んだ空気（排気）等の気体をその中に導入するための気体導入パイプ４８が取り付けられる。容器４０に隣接して多数の容器５０を備え、容器４０から順に隣り合う容器５０同士を連絡パイプ５２で連絡する。容器４０と多数の容器５０の内部には、黒曜石１０を通過した水を所定の高さまで入れておく。気体導入パイプ４８の容器４０内の開口部は、水面の下位でしかも低位に位置させる。水槽同士を連絡する連絡パイプ５２は、一方の水槽では水面より上位に開口し、他方の水槽では水面の下位でしかも低位に開口するよう設定する。
【００２６】
気体導入パイプ４８からダイオキシンを含んだ排気等を容器４０内に導入する。ダイオキシンを含んだ気体は容器４０内の黒曜石１０を通過した水や噴射ノズル４４から投入された空気（酸素）と接触する時間が少ない。このため、容器４０に充満したダイオキシンを含んだ排気等と噴射ノズル４４から投入された空気とを、連絡パイプ５２を介して多数の容器５０内の黒曜石１０を通過した水を経由させるようにする。これによって、排気等に含まれるダイオキシンは容器４０，５０内で黒曜石１０を通過した水と空気（酸素）とによって固形処理物２８の場合と同様に分解される。なお、多数の容器５０のうち、幾つかの容器５０内に空気を投入するための噴射ノズル４４を備えるようにしても良い。
【００２７】
なお、黒曜石１０を収容した容器１２に水を通過させる前に、イオン交換樹脂３６を収納した軟水器生成器３８に水を通過させるようにしても良い。水をイオン交換樹脂３６を通過させた場合に、水の中にナトリウムイオン（Ｎａ＋）が含まる。これによって、ダイオキシンが分解して水中に発生する塩素イオン（Ｃｌ−）は、ナトリウムイオン（Ｎａ＋）と結合して塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）になる。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るダイオキシンを除去する方法によれば、黒曜石を通過させた水の中にダイオキシンを含む物質を入れた状態で空気（酸素）を接触させることによって、ダイオキシンを容易にかつ短時間で分解することができる。ダイオキシンを含んだ物質を水に漬けた状態で空気（酸素）を接触させるので、ダイオキシンを除去する物質が衣類や食品であっても、それらを損傷することなくダイオキシンを除去することができる。
従来のダイオキシンを除去する方法では、ダイオキシンを除去するための水は２種類のものを通過させたが、本発明のダイオキシンを除去するための水は、黒曜石のみを通過させるものであるので、安価で簡単に作ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る水に含まれるダイオキシンの除去装置の一例を示す構成図である。
【図２】ダイオキシンが分解して塩素を含まなくなった化合物の構造図である。
【図３】黒曜石を通過した水の中にリットルの中に各種ダイオキシンを入れて空気を噴射し、その後に水の中からダイオキシンを回収した回収率を示す表である。
【図４】本発明に係る水に含まれるダイオキシンの除去装置の他の例を示す構成図である。
【図５】ダイオキシンの一例を示す分子構造である。
【符号の説明】
１０　黒曜石
１２　容器
１８　水槽
２０　空気管
２２　噴射ノズル
２８　固形処理物
３６　イオン交換樹脂
３８　軟水生成器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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