(57)【要約】【課題】  水中に含まれる大腸菌やレジオネラ菌などの細菌を充分に減少させるとともに、汚染物質の種類を問わず該汚染物質を除去でき、殺菌能力および汚染物質の除去能力を長期間維持することを可能とする水の浄化装置および浄化方法を提供する。【解決手段】  本発明の水の浄化装置１は、中空部材２と、中空部材２の内部に充填され、半導体特性を有するシリコンを３〜６０質量％、金属シリコンを３５〜９５質量％、塩化カルシウム、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化アルミニウム、塩化銀、塩化ケイ素から選択される塩化物を２〜１５質量％含有するケイ素質多孔充填物３と、中空部材２に水を供給し、ケイ素質多孔充填物３に水を衝突させる噴射手段４とを含む。【選択図】  図１
2005087910.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空部材と、
前記中空部材の内部に充填され、半導体特性を有するシリコンを３〜６０質量％、金属シリコンを３５〜９５質量％、塩化カルシウム、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化アルミニウム、塩化銀、塩化ケイ素から選択される塩化物を２〜１５質量％含有するケイ素質多孔充填物と、
前記中空部材に水を供給し、前記ケイ素質多孔充填物に前記水を衝突させる噴射手段とを含み、
前記水を、０．０５〜０．３ｍ／ｓの流速で前記ケイ素質多孔充填物に衝突させることを特徴とする、水の浄化装置。
【請求項２】
前記ケイ素質多孔充填物は、前記シリコンと前記塩化物とを含有するシリコン焼結体であることを特徴とする、請求項１に記載の浄化装置。
【請求項３】
前記ケイ素質多孔充填物は、さらに、トルマリンを１〜１０質量％、酸化チタンを１０〜４０質量％、銀ゼオライトを２〜１５質量％、酸化銀を０．５〜５質量％含有する、請求項１または２に記載の浄化装置。
【請求項４】
前記浄化装置は、前記ケイ素質多孔充填物に向けて空気を噴射する空気ノズルと、前記空気ノズルに前記空気を供給する空気供給手段とをさらに含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載の浄化装置。
【請求項５】
前記浄化装置は、貯留槽に接続され、前記噴射手段は、前記貯留槽の水を吸引し、該水を、前記中空部材に供給して前記ケイ素質多孔充填物に衝突させ、前記ケイ素質多孔充填物を通して前記貯留槽に戻す、請求項１〜４のいずれか１項に記載の浄化装置。
【請求項６】
中空部材と、前記中空部材の内部に充填され、半導体特性を有するシリコンを３〜６０質量％、金属シリコンを３５〜９５質量％、塩化カルシウム、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化アルミニウム、塩化銀、塩化ケイ素から選択される塩化物を２〜１５質量％含有するケイ素質多孔充填物と、噴射手段とを含む浄化装置を用いる水の浄化方法であって、
前記噴射手段により前記中空部材に水を供給する段階と、
前記水を、前記中空部材の内部に充填された前記ケイ素質多孔充填物に衝突させる段階とを含み、
前記水を、０．０５〜０．３ｍ／ｓの流速で前記ケイ素質多孔充填物に衝突させることを特徴とする、浄化方法。
【請求項７】
前記ケイ素質多孔充填物は、前記シリコンと前記塩化物とを含有するシリコン焼結体であることを特徴とする、請求項６に記載の浄化方法。
【請求項８】
前記ケイ素質多孔充填物は、さらに、トルマリンを１〜１０質量％、酸化チタンを１０〜４０質量％、銀ゼオライトを２〜１５質量％、酸化銀を０．５〜５質量％含有する、請求項６または７に記載の浄化方法。
【請求項９】
前記浄化方法は、前記ケイ素質多孔充填物に向けて空気を噴射する段階をさらに含む、請求項６〜８のいずれか１項に記載の浄化方法。
【請求項１０】
前記浄化装置は、貯留槽に接続されており、前記噴射手段により前記貯留槽の水を吸引する段階と、前記ケイ素質多孔充填物を通して前記貯留槽に戻す段階をさらに含む、請求項６〜９のいずれか１項に記載の浄化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水の浄化方法および浄化装置に関し、より詳細には、銭湯などの原湯や貯水槽などに貯留する貯留水を、半導体特性を有するケイ素質多孔充填物を用いて電気化学的に殺菌するとともに、有機塩素化合物などの汚染物質を分解、除去して水を浄化する装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、マンションといった居住用の集合住宅に生活用水を供給するためには、貯水槽に水を貯留し、この貯留された水を各居住区画へと供給している。また、温泉や銭湯などに用いられる原湯は、浴槽に貯留され、一部が殺菌や水の浄化のために浄化装置へ送られ、再び浴槽に戻されるといったように循環されていることが多い。このように貯留された生活用水や原湯には、人体への影響を及ぼす大腸菌やレジオネラ菌などの細菌が繁殖するため、無機塩素化合物といった殺菌剤を使用することによって殺菌したり、紫外線を照射することにより殺菌が行われている。また、これらの貯留水には、上記細菌のほか、有機塩素化合物などの汚染物質も含まれており、上述した殺菌処理のほか、濾材を使用して汚染物質を捕捉することにより浄化されている。従来、これらに用いる濾材としては、活性炭、ゼオライト、活性アルミナなどの多孔質体やイオン交換樹脂、イオン交換膜などの高分子化合物が用いられており、濾材に水を直接通過させ、これら濾材の空隙内に有害物質を捕捉することで浄化が行われている。
【０００３】
しかしながら、上述した無機塩素化合物などの殺菌剤を使用して、生活用水を供給する場合には、カルキ臭さが残るため、各居住区画において個別に浄化器を設置したり、一度煮沸させてカルキ臭さを除去するなどの労力やコストを発生させていた。また、紫外線照射による殺菌においても、所定の殺菌効果はあるものの、水中における紫外線の透過力がそれほど高くなく、水中の無機物や砂塵などに隠れて紫外線の照射を免れる場合もあり、充分な殺菌効果を得ることができないといった問題があった。また、従来知られている濾材は、各濾材によって有害物質の捕捉吸着性能に偏りがあるため、有機物質の種類に応じて濾材を選択しなければならず、吸着性能を長期間にわたって維持して、安定的な浄化作用を提供することができないといった問題があった。また、濾材を長期間にわたって使用するためには、貯水槽内の有害物質を極力減らすよう、定期的に貯水槽内を点検、清掃する必要があった。
【０００４】
上述した問題に鑑み、紫外線照射とともに、光半導体触媒を使用して殺菌効果を向上させるとともに有機物なども分解する方法および装置が提案されている。例えば、光半導体触媒と、アパタイト、ゼオライト、活性炭などの吸着機能を有するセラミックスとからなる複合セラミックス粉体を溶射してなる基材に、紫外線を照射させるとともに、基材に水などを接触させることで、光半導体触媒により酸化力が励起されて有機物が分解される方法および装置がある（特許文献１参照）。
【０００５】
また、トルマリン粉末およびＮ型半導体金属酸化物の粉末を含有する組成物と処理されるべき水とを接触状態に維持しながら、上記組成物および水に紫外線を照射する方法および装置がある（特許文献２参照）。
【０００６】
上述した方法および装置は、いずれも紫外線照射のみに比べて殺菌効果を向上させることができ、かつ浮遊する有機物などの汚染物質も分解することを可能にするものの、光半導体触媒への接触を維持しながら紫外線照射を行う必要があるため、水の通路となる壁面に光半導体触媒が配置されるようにハウジングが形成されており、供給される水の一部は光半導体触媒に接触しない場合があり、充分に殺菌されない、また、充分に汚染物質を分解することができないといった問題があった。
【０００７】
上述した汚染物質については、汚染物質除去能力を向上させ、汚染物質除去能力を長期間にわたって維持することを可能にするために、ケイ素質多孔体およびケイ素質粉末が本発明者によって提案されている（特許文献３参照）。このケイ素質多孔体、ケイ素質粉末は、光の存在下で光触媒として機能することにより電解反応を発生させ、水や空気に含まれるイオンの存在下で電解反応を生じさせ、上記ケイ素質多孔体およびケイ素質粉末の結晶に応力が加えられることによって電解反応を生じさせることにより浄化特性を与えるものと推定されている。このケイ素質多孔体を成形し、水を成形したケイ素質成形体に衝突させることにより水中の有機塩素化合物などの汚染物質を分解し、水を浄化することを可能にする方法および装置が本発明者によって提案されている（特許文献４参照）。
【０００８】
上記ケイ素質成形体を用いる装置は、水を循環することで充分に汚染物質を除去することができるものの、水中に浮遊する細菌などを充分に死滅させることができず、また、ケイ素質成形体への接触が充分ではないために、浄化するのに時間がかかるといった問題があった。また、上記装置は、大型の装置であり、安価で提供することができず、さらには貯水槽から各家庭へのライン途中に簡単に接続して設置することができなかった。さらに、紫外線照射を用いる場合、紫外線照射装置のコストがかかり、設置スペースが必要であり、メンテナンスも必要となるといった問題があった。したがって、紫外線照射装置を使用することなく、充分な殺菌作用を与えることができ、コンパクトで、かつ容易に設置することができ、短時間で効率良く浄化することができる装置が望まれていた。
【特許文献１】特開平１１−０７７０３１号公報
【特許文献２】特開平１０−１５６３４９号公報
【特許文献３】特開２００２−０６６２３１号公報
【特許文献４】特開２００２−１７７９７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上述した問題に鑑み、塩化物を含有したケイ素質多孔体を用い、紫外線照射装置を用いることなく、水中に含まれる大腸菌およびレジオネラ菌などの細菌を充分に減少させることができる殺菌能力と、汚染物質の種類を問わず該汚染物質を除去できる汚染物質除去能力を有し、該殺菌能力と該除去能力とを長期間維持することが可能で、さらにはコンパクトで容易にラインに設置することが可能な浄化装置および該浄化装置を用いた浄化方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、半導体特性を有するケイ素質多孔体に塩化物を含有させることにより充分な殺菌能力を付与できることを見出すことによりなされたものである。本発明の上記目的は、本発明の水の浄化装置および浄化方法により達成される。
【００１１】
すなわち、本発明の請求項１の発明によれば、中空部材と、
前記中空部材の内部に充填され、半導体特性を有するシリコンを３〜６０質量％、金属シリコンを３５〜９５質量％、塩化カルシウム、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化アルミニウム、塩化銀、塩化ケイ素から選択される塩化物を２〜１５質量％含有するケイ素質多孔充填物と、
前記中空部材に水を供給し、前記ケイ素質多孔充填物に前記水を衝突させる噴射手段とを含み、
前記水を、０．０５〜０．３ｍ／ｓの流速で前記ケイ素質多孔充填物に衝突させることを特徴とする、水の浄化装置が提供される。
【００１２】
本発明の請求項２の発明によれば、前記ケイ素質多孔充填物は、前記シリコンと前記塩化物とを含有するシリコン焼結体であることを特徴とする浄化装置が提供される。
【００１３】
本発明の請求項３の発明によれば、前記ケイ素質多孔充填物は、さらに、トルマリンを１〜１０質量％、酸化チタンを１０〜４０質量％、銀ゼオライトを２〜１５質量％、酸化銀を０．５〜５質量％含有する浄化装置が提供される。
【００１４】
本発明の請求項４の発明によれば、前記浄化装置は、前記ケイ素質多孔充填物に向けて空気を噴射する空気ノズルと、前記空気ノズルに前記空気を供給する空気供給手段とをさらに含む浄化装置が提供される。
【００１５】
本発明の請求項５の発明によれば、前記浄化装置は、貯留槽に接続され、前記噴射手段は、前記貯留槽の水を吸引し、該水を、前記中空部材に供給して前記ケイ素質多孔充填物に衝突させ、前記ケイ素質多孔充填物を通して前記貯留槽に戻す浄化装置が提供される。
【００１６】
本発明の請求項６の発明によれば、中空部材と、前記中空部材の内部に充填され、半導体特性を有するシリコンを３〜６０質量％、金属シリコンを３５〜９５質量％、塩化カルシウム、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化アルミニウム、塩化銀、塩化ケイ素から選択される塩化物を２〜１５質量％含有するケイ素質多孔充填物と、噴射手段とを含む浄化装置を用いる水の浄化方法であって、
前記噴射手段により前記中空部材に水を供給する段階と、
前記水を、前記中空部材の内部に充填されたケイ素質多孔充填物に衝突させる段階とを含み、
前記水を、０．０５〜０．３ｍ／ｓの流速で前記ケイ素質多孔充填物に衝突させることを特徴とする、浄化方法が提供される。
【００１７】
本発明の請求項７の発明によれば、前記ケイ素質多孔充填物は、前記シリコンと前記塩化物とを含有するシリコン焼結体であることを特徴とする浄化方法が提供される。
【００１８】
本発明の請求項８の発明によれば、前記ケイ素質多孔充填物は、さらに、トルマリンを１〜１０質量％、酸化チタンを１０〜４０質量％、銀ゼオライトを２〜１５質量％、酸化銀を０．５〜５質量％含有する浄化方法が提供される。
【００１９】
本発明の請求項９の発明によれば、前記浄化方法は、前記ケイ素質多孔充填物に向けて空気を噴射する段階をさらに含む浄化方法が提供される。
【００２０】
本発明の請求項１０の発明によれば、前記浄化装置は、貯留槽に接続されており、前記噴射手段により前記貯留槽の水を吸引する段階と、前記ケイ素質多孔充填物を通して前記貯留槽に戻す段階をさらに含む浄化方法が提供される。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の浄化装置を使用し、本発明の水の浄化方法を実施することによって、大腸菌、レジオネラ菌、その他の一般生菌などの細菌を完全に除去することでき、また、ヘキサン抽出物などの油分についても充分に除去することができる。また、本発明の浄化装置は、電気化学的に分解および殺菌を行うため、汚染物質の除去能力および殺菌能力を長時間維持することが可能である。従って、貯水槽内や浴槽を定期的に点検、清掃する必要もなく、各居住区画において浄化器などを別途設置する必要をなくすことができる。
【００２２】
また、本発明の浄化装置は、紫外線照射装置を使用せず、中空部材の内部にケイ素質多孔充填物を充填するのみの構成であるため、コンパクトであり、安価で提供することができ、容易に設置することが可能である。さらに、カルキ臭のない、無臭の水を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明を図面を参照して詳細に説明するが、本発明は以下に示す実施の形態に限定されるものではない。本発明の浄化装置は、集合住宅の貯水槽から各家庭へ水を供給するためのライン、浄化場における貯水槽から工場や各住宅へ供給するラインの途中に設けたり、貯水槽や銭湯などの浴槽に直接接続し、水を循環させて浄化することができるものである。図１は、本発明の水の浄化装置の第１の実施の形態を示した図である。図１に示す浄化装置１は、中空部材２と、中空部材２の内部に充填されるケイ素質多孔充填物３と、中空部材２に水を供給し、ケイ素質多孔充填物３に水を衝突させる噴射手段４とを含んで構成される。本発明に用いられるケイ素質多孔充填物３は、半導体特性を有するシリコンを３〜６０質量％、金属シリコンを３５〜９５質量％、塩化カルシウム、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化アルミニウム、塩化銀、塩化ケイ素から選択される塩化物を２〜１５質量％含有して形成されるシリコン焼結体である。このケイ素質多孔充填物３は、以下に説明するように、非酸化性雰囲気といった特殊な焼成雰囲気で焼成させて製造されるものである。なお、本発明では、ケイ素質多孔充填物３に上記塩化物を２〜１５質量％、好ましくは４〜１０質量％含有することで、紫外線照射を行うことなく、水中に含まれる大腸菌やレジオネラ菌などの細菌を完全に死滅させ、除去できることを見出した。
【００２４】
図１に示す浄化装置１は、噴射手段４により水を吸引し、中空部材２に供給し、中空部材２の内部に充填されるケイ素質多孔充填物３に衝突させる。水をケイ素質多孔充填物３に衝突させた場合に生じる殺菌作用および汚染物質の分解作用については、あくまで推定の域を超えるものではないが、水中に存在する水酸化物イオン（ＯＨ−）やケイ素質多孔充填物３の多孔中に保持された酸素（Ｏ２−）から、活性酸素ラジカルやヒドロキシルラジカルなどのラジカルを生成し、生成したこれらラジカルの強力な酸化力により、水中の細菌、有機塩素化合物や油分などを死滅および分解しているものと推定している。また、本発明では、ケイ素質多孔充填物３に塩化物が混合されており、この塩化物は、上記水酸化物イオンと反応して次亜塩素酸を生成するものと推定している。この次亜塩素酸は、上記有機塩素化合物や油分などと同様に、レジオネラ菌などの殺菌に使用された後、分解されるものと推定している。また、分解されることにより生成する塩素は、大気中に放出されたり、ケイ素質多孔充填物３に吸着し、再び上記次亜塩素酸の生成に使用されるものと推定している。なお、塩素は、大部分が吸着されるため、ケイ素質多孔充填物３の殺菌能力が長期間保持できるものと推定している。また、ケイ素質多孔充填物３を通過した水は、上述したように、塩素をほとんど含まないため、カルキ臭がほとんどない水となる。
【００２５】
本発明の浄化装置１に用いられるケイ素質多孔充填物３は、光の存在下では光触媒として機能することで電解反応を発生させ、水や供給された空気に含まれるイオンの存在下で電解反応を発生させ、結晶に応力が加えられることによって電解反応を発生させるものと推定しており、本願では、特に、水や供給された空気に含まれるイオンの存在下で電解反応を発生させ、かつ結晶に応力が加えられることによって電解反応を発生させて、上記ラジカルを生成させ、有機塩素化合物や油分を分解し、各細菌を死滅させるものと推定している。ラジカルの生成は、ケイ素質多孔充填物３の半導体特性によるものと推定され、上記酸素および水酸化物イオンの電子が半導体の正孔と結びつき、これにより、ラジカルを生成するものと推定される。また、ケイ素質多孔充填物３は、多孔性であるため、重金属などを捕捉し、上述した塩素なども吸着させることができ、各細菌を捕捉し、効果的に死滅させることもできる。上記電解反応においては、中間生成物を生成することなく、直接、塩素や炭酸ガスなどに分解でき、また、分解して生成した塩素や炭酸ガスが再び反応して中間生成物を生成することを排除する。これにより、中間生成物の分解処理を行う装置が不要とされる。
【００２６】
本発明の浄化装置１に用いられるケイ素質多孔充填物３は、さらに、トルマリンを１〜１０質量％、酸化チタンを１０〜４０質量％、銀ゼオライトを２〜１５質量％、酸化銀を０．５〜５質量％含有することにより、より効果的に電解反応を生じせ、浄化を行うことができる。なお、トルマリンおよび酸化チタンは、水のイオン化を促進させ、銀は、殺菌および抗菌作用を付与するものである。本発明では、中空部材２の内部に充填できる大きさであれば、いかなる大きさおよび形状であってもよいが、例えば、０．０１〜０．０５ｍ径の粒径で、球状のものとすることができる。本発明では、特に、酸化銀を含ませることにより、水中で銀イオンとなり、その銀イオンが水中の水酸化物イオン（ＯＨ−）や酸素イオン（Ｏ２−）と反応して、ＯＨ、Ｏ−あるいはＯを生成し、これら強力な酸化力をもつＯＨ、Ｏ−あるいはＯにより、さらに殺菌能力を付与することができる。
【００２７】
浄化する水中に含まれる細菌としては、大腸菌、レジオネラ菌、その他の一般生菌を挙げることができる。また、汚染物質としては、上述した有機塩素化合物や油分、鉛などの重金属を挙げることができる。有機塩素化合物としては、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン、トリハロメタンを挙げることができる。レジオネラ菌は、土壌、河川または湖沼などの自然界に広く生息しており、２０〜５０℃の水温で繁殖し、特に、３６℃前後の水温で最も繁殖する菌である。このレジオネラ菌は、お湯の中でも死滅せず、温泉や銭湯などにおいて繁殖し、人の呼吸器系に侵入し、レジオネラ症を引き起こさせるものである。本発明の浄化装置１は、上述した細菌および汚染物質のほか、温泉などにおいて配管に付着した脂肪、タンパク質、炭水化物などのスケールも分解し、除去することができる。
【００２８】
本発明の浄化装置１において、例えば、有機塩素化合物は、上記ラジカルにより、塩素ガス、炭酸ガスおよび水に直接分解される。生成した塩素ガスは、ケイ素質多孔充填物３に吸着したり、水中に含まれる金属イオンと反応して塩類を生成し、その塩類がケイ素質多孔充填物３に捕捉される。上記塩類をケイ素質多孔充填物３において捕捉できない場合には、ケイ素質多孔充填物３の後流側にフィルタといった捕捉部材を設けることができる。なお、ケイ素質多孔充填物３および捕捉部材は、死滅した細菌を捕捉することもできる。また、本発明の浄化装置１は、中空部材２と並行してケイ素質多孔充填物３を通らず後流側へ水を流すことができるバイパスラインを設けることができ、このバイパスラインを通して水を供給し、通常の流れの方向とは逆の方向に水を流し、ケイ素質多孔充填物３で捕捉した細菌、塩類および重金属を洗浄して取り除くことができる。こうすることで、ケイ素質多孔充填物３は、交換することなく、長期間使用することができる。なお、上記金属イオンとしては、ケイ素質多孔充填物３に含まれる銀イオンのほか、塩化物を構成するカリウムイオンやカルシウムイオンなどを挙げることができる。これらの金属は、塩類を生成して除去されるほか、ミネラルとして水中に残留する。
【００２９】
図１に示す中空部材２は、所定径で、所定長さを有する管状のものとされており、内部に、ケイ素質多孔充填物３が流出しないように、パンチングプレートといった多孔板５ａ、５ｂが配設されており、中空部材２の断面中央の、長さ方向に支持軸６が設けられ、多孔板５ａと多孔板５ｂとが支持軸６に連結されている。また、図１に示す中空部材２は、噴射手段４と連結するためにフランジが接続されている。中空部材２は、上記管状のもののほか、ドラムなどの中空の容器であってもよい。本発明において中空部材２は、いかなる径で、いかなる長さであっても良く、浄化能力に応じて適宜設定することができる。例えば、流量０．３ｍ３／分の水に対し、０．２５ｍ径で、０．７ｍの長さとし、多孔板５ａと多孔板５ｂとの間の距離を０．３〜０．５ｍとし、その間にケイ素質多孔充填物３を充填し、上記水を浄化することができる。本発明においては、中空部材２内を流れる水の流速が０．０５〜０．３ｍ／秒となる中空部材２の径となる中空部材２の径が好ましい。これは、ケイ素質多孔充填物３を通して適切に水を流すことができ、ケイ素質多孔充填物３に衝突させ、結晶に応力を加えることができるようにするためである。すなわち、上記流速より速い場合には、ケイ素質多孔充填物３が障害となって流れを抑制して、適切な流れを形成することができず、上記流速より遅い場合には、衝突による充分な応力を加えることができず、充分な殺菌作用および分解作用を与えることができないからである。また、中空部材２は、内部で塩素の発生や酸化力の強いラジカルの発生を伴うものと推定されるため、腐食しない材質とされる。例えば、ステンレス鋼を用いて製造することができる。なお、上記多孔板５ａ、５ｂおよび支持軸６も、ステンレス鋼を用いて製造することができる。
【００３０】
本発明の浄化装置１に用いられる噴射手段４としては、ポンプを用いることができる。ポンプの吐出容量としては、上述した流速から適宜決定することができ、その吐出容量に応じたポンプを選定することができる。
【００３１】
ここで、本発明の浄化装置１に用いられるケイ素質多孔充填物３を製造する方法について説明する。ここでは、上述したトルマリン、酸化チタン、銀ゼオライト、酸化銀を含むものを製造する場合について説明する。まず、半導体特性を有する粒状のシリコンが３〜６０質量％、粒状の金属シリコンが３５〜９５質量％、塩化カルシウムが２〜１５質量％となるように計量し、これらを混ぜ合わせる。これにさらに、トルマリンが１〜１０質量％、酸化チタンが１０〜４０質量％、銀ゼオライトが２〜１５質量％、酸化銀が０．５〜５質量％含有されるようにそれぞれを計量し、これらを上記シリコンおよび塩化カルシウムの混合物に混ぜ、さらに、０．５〜５質量％となる量の無水珪酸ナトリウムを混ぜて混練りする。
【００３２】
次に、混練りした混合物を成形し、成形体を形成する。なお、上記混練り、成形においては、これまで知られたいかなる装置でも用いることができる。次に、成形体を、７００〜１４００℃の温度の非酸化性雰囲気中で焼結させる。この焼結は、電気炉といった装置を用い、非酸化性雰囲気中で焼成することもできるが、本発明では、炭焼き窯中で、炭焼き時に焼成することで、炭素の浸透または固着と、焼成とを同時に行うことができるため、特に好ましい。なお、上記非酸化性雰囲気とは、少なくとも酸素などの酸化性の気体を含まない雰囲気をいい、例えば、アルゴン、窒素、炭酸ガスを主に含む環境をいう。上記電気炉といった装置を用いて焼成する場合、導電性カーボンを含有させるため、竹炭を製造するための炭焼き窯の良好なグラファイトからなる煤を発生させる雰囲気で行う。なお、このグラファイトは、電解反応における電極としての機能を付与し、塩素ガスの吸着能力を付与し、脱臭能力を付与することができる。
【００３３】
図２は、本発明の浄化装置の第２の実施の形態を示した図である。図２に示す実施の形態では、中空部材２の所定位置に空気ノズル７が貫通するように設けられ、空気ノズル７に空気を供給する空気供給手段８が設けられている。空気ノズル７の先端部は、充填されたケイ素質多孔充填物３間に配置され、空気ノズル７は、中空部材２の長さ方向に対して角度が設けられている。また、空気ノズル７の先端部は、水の流れる方向に向けて空気を噴射させることができるようにテーパが形成されている。
【００３４】
図２に示す実施の形態では、空気を噴射させて、ケイ素質多孔充填物３への水の流れを加速させてより効果的に衝突させることができ、また、空気をケイ素質多孔充填物３に衝突させることで電解反応を生じさせることができる。この空気は、上述した酸素ラジカルを生成させるために供給することができる。なお、本発明においては、水中に含まれる酸素、ケイ素質多孔充填物３に保持された酸素などから生成されるラジカルのみで、充分な殺菌および分解ができるのであれば空気の供給は必要ないが、充分でない場合には、空気を供給することができる。
【００３５】
本発明の浄化装置１に用いることができる空気ノズル７は、水が流れる方向に沿って設けられることが好ましいが、例えば、中空部材２に対して４５°の角度で挿入されるように設けることができる。この場合、空気ノズル７の先端部に４５°のテーパを形成し、水が流れる方向に向けて空気を噴射させることができる。空気ノズル７の材質は、中空部材２、多孔板５ａ、５ｂ、支持軸６と同様のものを用いることができる。
【００３６】
空気ノズル７に空気を供給する空気供給手段８としては、空気圧縮機や空気ボンベ、空気カードルなどを用いることができる。噴射する空気圧力は、ケイ素質多孔充填物３に向けて空気を噴射することができればいかなる圧力であってもよい。本発明においては、空気のほか、酸素ボンベや酸素カードルなどから酸素を供給することもできる。
【００３７】
以下、図３を参照して本発明の水の浄化方法について説明する。図３は、本発明の浄化装置１を浴槽に接続し、浴槽の水を、浄化装置１を通して循環し、浴槽の水を浄化しているところを示した図である。ここでは、浴槽を貯留槽として用いたが、本発明はこれに限られるものではない。図３には、中空部材２と、中空部材２の内部に充填されたケイ素質多孔充填物３と、中空部材２に水を供給する噴射手段４と、中空部材２と噴射手段とに接続される浴槽９とが示されている。噴射手段４により浴槽９から水が吸引され、中空部材２に供給される。中空部材２に供給された水は、ケイ素質多孔充填物３に向けて噴射され、ケイ素質多孔充填物３に衝突する。この衝突により電解反応を生じさせ、上記ラジカルや次亜塩素酸などを生成し、それらによって水中の大腸菌やレジオネラ菌などの細菌を死滅させ、有機塩素化合物などの汚染物質が分解される。また、重金属や分解によって発生した塩素、金属塩化物などは、ケイ素質多孔充填物３に吸着および捕捉される。したがって、これら細菌および汚染物質を除いた浄化された水がケイ素質多孔充填物３の多孔を通して流れ、浴槽９には、浄化された水が戻される。このように、噴射手段４を使用し、浴槽９の水を循環させることにより、浴槽９の水を浄化させることができる。本発明では、数分〜数時間循環することで、ほとんどの大腸菌およびレジオネラ菌を死滅させ、除去できる。
【００３８】
また、本発明の浄化装置１は、バイパスライン１０と、ドレンライン１１と、弁１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄとを備え、数時間循環した後、上述した逆洗浄を行うことができる。逆洗浄する場合、弁１２ａを閉止し、弁１２ｄを閉止し、弁１２ｂ、１２ｃを開とすることにより、洗浄水を、中空部材２内を逆方向に流すことができる。これにより、ケイ素質多孔充填物３に吸着または捕捉した物質を洗浄水とともにドレンライン１１を通して排出することができる。通常の使用においては、弁１２ｂ、１２ｃを閉止し、弁１２ａ、１２ｄを開とすることにより、中空部材２に水を供給し、ケイ素質多孔充填物３に衝突させて浄化することができる。
【００３９】
図２に示す浄化装置１を用いる場合には、噴射手段４による中空部材２への水の供給を開始し、空気供給手段８により空気ノズル７に空気を供給する。上述したように、中空部材２に供給された水は、空気ノズル７から噴射される空気によって加速し、ケイ素質多孔充填物３に衝突する。この衝突により電解反応を生じさせて殺菌および汚染物質を分解することができる。
【実施例】
【００４０】
銭湯の原湯と、図１に示す浄化装置１を使用して処理した後の湯とで、レジオネラ菌および大腸菌のコロニー数を計量した。原湯温度は、４２℃のものを使用した。浄化装置１としては、ステンレス製の胴径１０インチで、かつ長さ０．７ｍの容器を中空部材５として用いた。中空部材５の内部に、多孔板５ａ、５ｂを配置し、その間にケイ素質多孔充填物３を充填した。多孔板５ａ、５ｂとしては、外径がそれぞれ０．２５４ｍ、０．２５４ｍで、厚さ０．００２ｍ、ピッチが０．００９ｍで、０．００６ｍ径の穴が複数設けられたものを使用した。ケイ素質多孔充填物３としては、上述したようにして製造された、およそ０．０２５ｍ径のものを充填した。また、噴射手段４として循環ポンプを使用した。
【００４１】
銭湯の原湯０．２ｍ３を浴槽に入れ、循環ポンプによって０．３ｍ３／分の流量で浄化装置１を介して湯を１０分間循環させた。
【００４２】
レジオネラ菌に関しては、上記原湯と上記循環後の湯とを１００ｍｌ採取し、寒天培地を用いて３７℃で４８時間培養した後、コロニー数を調べた。大腸菌および一般生菌に関しては、デソキシコレート培地を用いて３７℃で４８時間培養した後、コロニー数を調べた。
【００４３】
上記原湯と、上記循環して殺菌処理した後の湯について、各細菌のコロニー数を表１に示す。
【００４４】
（表１）
2005087910.tif 000003
【００４５】
上記表１内の数値の単位は、大腸菌および一般生菌については、コロニー／ｍｌであり、レジオネラ菌については、コロニー／１００ｍｌである。上記表１から、本発明の浄化装置１を用いることで、上記各菌を完全に除去することができることを見出すことができた。
【００４６】
また、上記原湯と上記循環して殺菌処理した後の湯とを採取し、ＪＩＳ  Ｋ  ０１０２  １０による方法により臭気測定を行った。原湯においては、カルキ臭が検出されたが、処理後の湯においては、カルキ臭は検出されなかった。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の水の浄化装置の第１の実施の形態を示した図。
【図２】本発明の水の浄化装置の第２の実施の形態を示した図。
【図３】本発明の浄化装置を用いて浴槽水の浄化を行っているところを示した図。
【符号の説明】
【００４８】
１…浄化装置
２…中空部材
３…ケイ素質多孔充填物
４…噴射手段
５ａ、５ｂ…多孔板
６…支持軸
７…空気ノズル
８…空気供給手段
９…浴槽
１０…バイパスライン
１１…ドレンライン
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ…弁
【図１】
2005087910.tif 000004
【図２】
2005087910.tif 000005
【図３】
2005087910.tif 000006