(57)【要約】【課題】水道水等の水に含まれるアスベストを簡単に除去できる水に含まれるアスベストの除去方法及びその製造装置を提供することを目的とする。【解決手段】アスベストを含む水をアルミ１４とトルマリン１６とを混合収容した容器１８内に通過させ、その際に水の水圧によってアルミ１４とトルマリン１６とを攪拌させる。アルミ１４とトルマリン１６との攪拌による共ずりによって、アスベストがアルミに吸着し、水からアスベストを除去することができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミとトルマリンとを混合収容した容器内にアスベストを含む水を通過させ、前記水の水圧によって前記アルミと前記トルマリンとを共ズリさせることを特徴とする水に含まれるアスベストの除去方法。
【請求項２】
前記アルミと前記トルマリンとの重量混合比を１：１０〜１０：１としたことを特徴とする請求項１記載の水に含まれるアスベストの除去方法。
【請求項３】
前記アルミは板状のものを螺旋形にしたものであることを特徴とする請求項１または２記載の水に含まれるアスベストの除去方法。
【請求項４】
前記容器の素材をアルミとすることを特徴とする請求項１記載の水に含まれるアスベストの除去方法。
【請求項５】
前記アスベストを含む水を最初にカルシウムイオン及びマグネシウムイオンを除去するイオン交換樹脂を通過させ、次に前記水を前記アルミと前記トルマリンとを混合収容した前記容器内に通過させ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アスベストの除去方法。
【請求項６】
アスベストを含む水からアスベストを除去するためのものであって、容器と、その容器内に混合収容するアルミ並びにトルマリンと、水通過穴を有する底面と、前記容器の内壁に形成するものであって前記容器内に水の攪拌を促進するための螺旋状の溝とを有することを特徴とする水に含まれるアスベストの除去装置。
【請求項７】
前記アルミと前記トルマリンとの重量混合比を１：１０〜１０：１の間としたことを特徴とする請求項６記載の水に含まれるアスベストの除去装置。
【請求項８】
前記アルミは板状のものを螺旋形にしたものであることを特徴とする請求項６または７記載の水に含まれるアスベストの除去装置。
【請求項９】
前記容器の素材をアルミとすることを特徴とする請求項６記載の水に含まれるアスベストの除去装置。
【請求項１０】
カルシウムイオン及びマグネシウムイオンを除去するイオン交換樹脂を内部に収納するタンクと前記容器の底面側とを連結管で連結し、アスベストを含んだ水を前記タンクと前記容器の順に通過させることを特徴とする請求項６乃至９記載の水に含まれるアスベストの除去装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水道水等の水に含まれるアスベストを除去する除去方法及びその除去装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
世界中の殆どの国では、日常生活で使用する主な水は水道水である。２０世紀の後半には、水道管には、耐火性、耐熱性、耐磨耗性に優れているアスベストでその内壁をコーティングした所謂「アスベストセメント水道管」が使用されてきた。最近、アスベストが発ガン性物質であり、アスベストセメント水道管の製造に従事した多数の従業員がガン被害を受けていることが判明した。アスベスト被害は、大気吸引によってガンが発生することが判明しているが、アスベストセメント水道管を通過してきた水道水が安全であるのかどうかが、未だ明らかにされていないのが現状である。
【０００３】
１９８０年代から２０００年にかけて、アメリカの各都市や日本の各都市等、世界の多くの都市で、アスベストセメント水道管を通過してきた水道水に含まれるアスベストの分析調査が行われた。水道水１リットル中のアスベストの繊維本数は、平均約１００万本で、少ない都市では数万本から数十万本、多い都市では数百万本であった。
【０００４】
水道水は家庭において主に飲食用、洗濯用、風呂用等に使用されている。また、業務用では、飲食用、洗濯用、農産物や果実や植物の育成用や魚介類の飼育養殖用等を始めとして、多岐にわたって使用されている。アスベストの影響は数十年後に人体に現われることから、アスベストセメント水道管を通過した水道水が人体に悪影響があることが分ると、社会的に多大な影響がある。このため、世界中の各都市で、アスベストセメント水道管からアスベスト加工しない水道管に順次入れ換えを行っているが、未だに多くのアスベストセメント水道管が使用されている。
【０００５】
水道水の不純物除去対策としては、磁石や活性炭等を通すことによって不純物を除去して体に良い飲料水を作るものや、電気分解を利用して飲食用に適したアルカリ水を作るものが知られている（特許文献１）。しかし、水道水に含まれるアスベストが人体に影響を及ぼすかどうかということは、最近問題になってきているものであり、水道水に含まれるアスベストを除去する研究は、現在まで殆どされていなかった。
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−３２１９０４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
アスベストセメント水道管を通過する水道水にはアスベストが含まれていることは明らかである。未だに明確な結論が出ていないとはいえ、アスベストが空気吸引で悪影響があることから鑑みて、アスベストが含まれている水道水を飲食によって体内に摂取したり、水道水で洗濯した衣類を身につけることは、人体に悪影響を及ぼすものと考えられる。以上のことから、水道水等に含まれるアスベストを除去することが望まれている。
【０００８】
本発明は以上の点に鑑みてなされたもので、水道水等の水に含まれるアスベストを簡単に除去できる水に含まれるアスベストの除去方法及びその製造装置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】
【０００９】
本発明に係る水に含まれるアスベストの除去方法は、アルミとトルマリンとを混合収容した容器内にアスベストを含む水を通過させ、前記水の水圧によって前記アルミと前記トルマリンとを共ズリさせることを特徴とするものである。本発明は、前記アルミと前記トルマリンとの重量混合比を１：１０〜１０：１としたことを特徴とするものである。本発明は、前記アルミは板状のものを螺旋形にしたものであることを特徴とするものである。本発明は、前記容器の素材をアルミとすることを特徴とするものである。本発明は、前記アスベストを含む水を最初にカルシウムイオン及びマグネシウムイオンを除去するイオン交換樹脂を通過させ、次に前記水を前記アルミと前記トルマリンとを混合収容した前記容器内に通過させることを特徴とするものである。
【００１０】
本発明に係る水に含まれるアスベストの除去装置は、アスベストを含む水からアスベストを除去するためのものであって、容器と、その容器内に混合収容するアルミ並びにトルマリンと、水通過穴を有する底面と、前記容器の内壁に形成するものであって前記容器内に水の攪拌を促進するための螺旋状の溝とを有することを特徴とするものである。本発明は、前記アルミと前記トルマリンとの重量混合比を１：１０〜１０：１の間としたことを特徴とするものである。本発明は、前記アルミは板状のものを螺旋形にしたものであることを特徴とするものである。本発明は、前記容器の素材をアルミとすることを特徴とするものである。本発明は、カルシウムイオン及びマグネシウムイオンを除去するイオン交換樹脂を内部に収納するタンクと前記容器の底面側とを連結管で連結し、アスベストを含んだ水を前記タンクと前記容器の順に通過させることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、アルミとトルマリンを収容した容器に水道等の水圧によってアスベストを含んだ水を通過させるだけで、水に含まれているアスベストを除去することができる。本発明は、電気を使用しないものであり、しかも交換するものは容器内に収容したアルミとトルマリンだけであり、安価でしかも効率よくアスベストを除去することができる。また、容器に水を導入する前に、イオン交換樹脂を通過させることで、カルシウムイオン及びマグネシウムイオンを除去する。これによって、容器に収容されるトルマリンにカルシウムイオンやマグネシウムイオンが付着しなくなり、トルマリンの働きが長続きする。よって、トルマリンの交換期間を長くしてメンテナンス費用を低減することができ、使用者にとって経済的である。
【００１２】
容器の内壁に螺旋状の溝を形成したので、アルミとトルマリンとの攪拌を促進し、アルミとトルマリンとの共ズリによるアルミへのマイナス電極を多く発生することができ、アルミへのアスベストの付着を促進することができる。また、容器をアルミとしたことで、水に接触するアルミの面積が増加し、アルミとトルマリンとその収容容器の交換期間を非常に長くしてメンテナンス費用を低減することができる。また、イオン交換樹脂を入れたタンクとアルミとトルマリンを収容した容器とを連結し、それらを通過する水圧でアルミとトルマリンを攪拌させるので、装置を低コストで作ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
次に本発明を図面に基づいて説明する。図１は本発明に係るアスベストの除去装置の一実施例を示す構成図である。本発明では、内部にカルシウムイオン及びマグネシウムイオンを除去するイオン交換樹脂１０を収容するタンク１２と、内部にアルミ１４とトルマリン１６を収容する容器１８とを有し、タンク１２と容器１８とは連絡管２０を介して連結されている。タンク１２には例えば水道水のような圧力のある水を導入する水供給管２２が連結される。水供給管２２の途中には、上流側に例えば蛇口等の入口用開閉弁２４が備えられると共に下流側に逆止弁２６が備えられる。容器１８の下流側には吐出管２８が連結され、吐出管２８の先端または途中に出口用開閉弁３０が備えられる。
【００１４】
本発明では、圧力の高い水が水供給管２２から、タンク１２と連絡管２０と容器１８とを経由して、吐出管２８から外部に排出されるものである。水道水はそれ自体が圧力の高い水であるが、水道水以外としては、ポンプ（図示せず）によって高圧力とした水がタンク１２を経由して容器１８に導入するようにしても良い。
【００１５】
タンク１２はその内部に粒状のイオン交換樹脂１０を収納するものであるが、イオン交換樹脂１０の交換を容易にするために、イオン交換樹脂１０を網（図示せず）に入れた状態でタンク１２の容器に収納するのが望ましい。図１ではタンク１２を１個のみ備えたものを示したが、複数個のタンク１２を、図示しない連絡管を介して直列に配置するようにしても良い。水の流量に応じてタンクの内径とイオン交換樹脂１０の収納高さと、タンクの直列に連結する数を任意に設定することができる。
【００１６】
アルミ１４とトルマリン１６を収容する容器１８の断面を図２に示す。容器１８には下面としての底面３２に多数の水通過穴３４を形成し、容器１８の底面３２側とタンク１２とを連絡管２０で連結する（図１）。即ち、容器１８内に収容されたアルミ１４とトルマリン１６に対して、水道水等の高い水圧の水を下から上に向けて噴射するように設定する。噴射される水の勢いでアルミ１４とトルマリン１６とが容器１８内で自由に移動して攪拌されるように、アルミ１４とトルマリン１６の分量や、穴３４の大きさ並びに個数を設定する。また、アルミ１４とトルマリン１６の収容容積を小さくした複数の容器１８に分散させて複数の段とし、それら複数の容器１８を接続させることで、水の勢いによってトルマリン１６とアルミ１４との撹拌効率を高めることができる。高い水圧の水が容器１８内のアルミ１４とトルマリン１６に勢いよく噴射することで、アルミ１４とトルマリン１６とが衝突し、アルミ１４とトルマリン１６とが互いに擦れる。このアルミ１４とトルマリン１６とが互いに擦れることを共ズリと言う。即ち、容器１８内に噴射される高い水圧の水によってアルミ１４とトルマリン１６とに共ズリが生じるように設定する。
【００１７】
アルミ１４は、トルマリン１６との接触面積を増大させるために板状とし、容器１８内の水の攪拌を促進するために、その板状のアルミ１４は螺旋形（重なり箇所があっても良い）にするのが望ましい。また、容器１８（内壁）の素材はアルミとするのが望ましい。これは、容器１８内に収容するアルミ１４の量が限定されているため、容器１８の内壁をアルミで構成することで、本発明の効果をより効率よく達成することができる。更に、容器１８の内壁に螺旋状の溝３６を形成する。この螺旋状の溝３６は、容器１８内を通過する水に、溝３６に沿った大きな渦流と溝３６から内部に進出する多数の小さな渦流とを発生させるためのものであり、容器１８内の水の攪拌を促進するためのものである。この螺旋状の溝３６によって、容器１８内の水の攪拌が促進され、その結果、アルミ１４とトルマリン１６とが衝突し、共ズリ（アルミ１４とトルマリン１６との衝突による擦れ合い）が多く発生する。
【００１８】
トルマリン１６は、トルマリン石を細かく砕いたものであっても良いが、トルマリンとセラミックと酸化アルミニウム（銀を含むものもある）との重量比を約１０：８０：１０とする市販のトルマリンペレットと呼ばれるトルマリン混合体を用いても良い。トルマリン１６とアルミ１４との重量比は、１０：１〜１：１０（両端の数値を含む）程度が望ましい。この範囲以外となると、共ズリによる電極の発生数（後述する）が所望の域まで達成しない。
【００１９】
イオン交換樹脂１０は、水に含まれているカルシウムイオン（Ｃａ2+）やマグネシウムイオン（Ｍｇ2+）等の金属イオンを除去して、水を軟水にするためのものである。イオン交換樹脂１０としては、例えば、スチレ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（ＲｚＳＯ3 Ｎａ）を用いるのが望ましい。このイオン交換樹脂１０は、水に含まれているカルシウムイオンやマグネシウムイオン等の金属イオンとは、以下のイオン交換反応を生じる。
２ＲｚＳＯ3Ｎａ  ＋  Ｃａ2+  →  （ＲｚＳＯ3）2 Ｃａ  ＋  ２Ｎａ+
２ＲｚＳＯ3Ｎａ  ＋  Ｍｇ2+  →  （ＲｚＳＯ3）2 Ｍｇ  ＋  ２Ｎａ+
２ＲｚＳＯ3Ｎａ  ＋  Ｆｅ2+  →  （ＲｚＳＯ3）2 Ｆｅ  ＋  ２Ｎａ+
即ち、イオン交換樹脂１０を通すことによって、水に含まれているカルシウムイオンやマグネシウムイオン等を除去することができる。イオン交換樹脂１０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、ナトリウムイオン（Ｎａ+）が発生する。イオン交換樹脂１０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。但し、イオン交換樹脂１０を水が通過することによって、その水の中のカルシウムイオンとマグネシウムイオンを除去することが必要である。水道水には塩素が含まれているが、水道水がイオン交換樹脂１０を通ることによって、この塩素には何も変化が生じない。
【００２０】
水（Ｈ2Ｏ）がイオン交換樹脂１０を通ることによって、更に以下のような変化が生じる。
Ｈ2Ｏ  →  Ｈ+  ＋  ＯＨ-    ……(1) 
Ｈ2Ｏ  ＋  Ｈ+  →  Ｈ3Ｏ+   ……(2) 
また、ヒドロニウムイオン（Ｈ3Ｏ+）の一部は、水（Ｈ2Ｏ）と結びついてヒドロキシルイオン（Ｈ3Ｏ2-）と水素イオン（Ｈ+）になる。
Ｈ3Ｏ+  ＋  Ｈ2Ｏ  →  Ｈ3Ｏ2-  ＋  ２Ｈ+   ……(3) 
即ち、(1),(2),(3)に示すように、イオン交換樹脂１０を通ることによって、水からは水酸化イオン（ＯＨ-）とヒドロニウムイオン（Ｈ3Ｏ+）とヒドロキシルイオン（Ｈ3Ｏ2-）と水素イオン（Ｈ+）とが発生する。
【００２１】
タンク１２を通過して軟水になった水を、次に、アルミ１４とトルマリン１６を収容した容器１８内に下方から上方に向けて導入する。この際、容器１８内に収容されるアルミ１４とトルマリン１６とは水圧等で攪拌され、更に容器１８の螺旋溝３６によって螺旋状の大小の渦流が発生し、容器１８内に収容されるアルミ１４とトルマリン１６は充分に攪拌される。この水の攪拌によってアルミ１４とトルマリン１６は互いに衝突して共ズリが発生する。
【００２２】
アルミ１４とトルマリン１６との共ズリによって、トルマリン１６にはプラスの電極が大量に発生し（マイナスの電極も大量に発生し）、アルミ１４には−２００mmＶ〜−８Ｖのマイナスの電極が大量に発生する。
トルマリン１６にはプラス電極とマイナス電極とがあるため、トルマリンが水で攪拌されると、水（Ｈ2Ｏ）は水素イオン（Ｈ+）と水酸化イオン（ＯＨ-）とに解離する。
Ｈ2Ｏ  →  Ｈ+  ＋  ＯＨ-    ……(4)
更に、水素イオン（Ｈ+）と水（Ｈ2Ｏ）とによって、ヒドロニウムイオン（Ｈ3Ｏ+）が発生する。
Ｈ2Ｏ  ＋  Ｈ+  →  Ｈ3Ｏ+   ……(5) 
このヒドロニウムイオン（Ｈ3Ｏ+）の一部は、水（Ｈ2Ｏ）と結びついてヒドロキシルイオン（Ｈ3Ｏ2-）と水素イオン（Ｈ+）になる。
【００２３】
アルミ１４とトルマリン１６との共ズリによって、アルミ１４に大量にマイナスの電極が発生する。そのアルミ１４に発生した大量のマイナスの電極に、アスベストが付着する。アスベストのアルミ１４への付着は、アルミ１４に発生した大量のマイナスの電極が主な要因であるが、水酸化イオン（ＯＨ-）とヒドロキシルイオン（Ｈ3Ｏ2-）のうちの少なくとも１つの存在も要因の1つではないかと想像される。それは、アスベストの除去の前後を比較すると、アスベストの除去の後には水素イオン（Ｈ+）の量が増加することから、想像できるものである。
【００２４】
本発明は、主には、アルミ１４とトルマリン１６とを収容した容器１８内にアスベストを含む水を高い水圧等を導入し、容器１８内でアルミ１４とトルマリン１６とを共ズリさせるものである。しかし、容器１８内に収納したトルマリン１６は、カルシウムイオンやマグネシウムイオンが付着し易いため、容器１８内に導入する水からは、予めカルシウムイオンやマグネシウムイオンを除去して軟水にすることが望ましい。仮に、カルシウムイオンやマグネシウムイオンを含む水（硬水）を容器１８内に導入すると、トルマリン１６にカルシウムイオンやマグネシウムイオンが付着して、数日でトルマリン１６の効果が無くなる。即ち、アルミ１４とトルマリン１６との共ズリにより電極の発生が極端に少なくなり、数日でアスベストの除去効果がなくなる。このため、先ずイオン交換樹脂１０を通過させて、カルシウムイオンやマグネシウムイオンを除去し、その後、アルミ１４とトルマリン１６とを収容した容器１８内に水を通過させる。これよって、トルマリン１６の使用期間を長持ちさせて、使用者のメンテナンス費用を低減させることができる。なお、イオン交換樹脂１０を経由した場合に、ナトリウムイオンが発生するが、ナトリウムイオンはトルマリン１６に付着することは無く、トルマリン１６の効果を阻害するものではない。
【００２５】
ここで、本発明の方法及び装置を使用した前後の効果の比較を、写真に基づいて説明する。図３（ａ）は、長野県上田市の水道水に含まれるアスベストの写真である。この図３（ａ）において棒状のものは、アスベストを示す。図３（ｂ）は、図３（ａ）の水道水を本発明の装置に通過させた後の写真である。図３（ａ）に示す写真にはアスベストを見出すことができるが、図３（ｂ）に示す写真にはアスベストを見出すことができない。また、係数分析結果の数値としては、図３（ａ）の状態は、１リットル当たり３４００本のアスベストが存在した。上田市では水道管を新しいものに交換したため、１リットル当たりのアスベストの本数は非常に少ないものである。これに対して、図３（ｂ）の状態でのアスベストの数は、１リットル当たり５０本以下であった。この写真や数値から、本発明の方法及び装置は、アスベストの除去に各段の効果があることが分るものである。なお、この検査結果（図３及びそれらの写真に基づく数値）は、２００５年１２月２７日付で、株式会社大同分析リサーチ（愛知県名古屋市南区大同町２丁目３０番地、大同特殊鋼株式会社技術開発研究所内）から提供されたものである。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係るアスベストの除去装置の一実施例を示す構成図である。
【図２】図１に示す水の製造装置に用いるタンクの断面図である。
【図３】本発明の除去装置で除去する前後の単位体積当たりのアスベストを示す写真である。
【符号の説明】
【００２７】
１０  イオン交換樹脂
１２  タンク
１４  アルミ
１６  トルマリン
１８  容器
３６  螺旋溝
【図１】
2007222775.tif 000003
【図２】
2007222775.tif 000004
【図３】
2007222775.tif 000005