(57)【要約】【課題】金属イオンを効率的に安価に除去することができる水中の金属イオン除去装置を提供する。【解決手段】ステンレス等の腐食しにくい材料で作った筒状体２内には、電気的帯電性の異なる第１プレート３と第２プレート４とが交互に互い違いの位置に配設されている。第１プレート３は、チタン、モリブデン、シリコン、銅、ニッケル等よりなり、第２プレート４は、鉄、亜鉛、錫、マンガン等よりなっている。また第１プレート３及び第２プレート４の大きさは、筒状体２の内径断面積の１／４以上で２／３以下の表面積を持っている。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水中に溶解している金属イオンを酸化物に変化させる酸化物生成手段からなることを特徴とする水中の金属イオン除去装置。
【請求項２】
水中に溶解している金属イオンを酸化物に変化させる酸化物生成手段と、この酸化物生成手段に接続され酸化物をろ過するフィルタ装置又は加熱装置とを備えたことを特徴とする水中の金属イオン除去装置。
【請求項３】
前記酸化物生成手段は、筒状体と、この筒状体内に交互に配設された電気的帯電性の異なる２種類の第１及び第２プレートとからなり、プレートの大きさは、筒状体の内径断面積の１／４〜９／１０の表面積を有していることを特徴とする請求項１又は２記載の水中の金属イオン除去装置。
【請求項４】
前記第１プレートは、チタン、モリブデン、シリコン、銅、ニッケル等よりなり、前記第１プレートは、鉄、亜鉛、錫、マンガン等よりなることを特徴とする請求項３記載の水中の金属イオン除去装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水中の金属イオン除去装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
水中に含まれるカルシウムイオン、鉄イオン、マンガンイオン等の金属イオンを除去する方法として種々の方法が提案されている。反応槽を設け、その中で塩素或いはオゾン等の酸化剤で金属イオンを金属酸化物にし、フィルタでろ過する方法として、非特許文献１、２及び４が挙げられる。水中の金属イオンを直接除去する逆浸透膜を使用したフィルタ装置でろ過する方法として、非特許文献３が挙げられる。
【非特許文献１】やよい産業株式会社製の「次亜塩素酸ソーダ」
【非特許文献２】株式会社セイコー電機製の「次亜塩素酸活性装置」
【非特許文献３】日東電工株式会社の製品
【非特許文献４】株式会社ロキテクノ製の「フィルターカートリッジ」
【０００３】
また熱交換機やボイラー等の加熱装置に水を供給した場合、水中のカルシウムイオン等のカチオンは温度変化・物理的環境変化で炭酸カルシウム等の結晶となり、徐々に析出して巨大結晶に成長し、スケールとなって沈澱及び熱交換機のパイプに堆積する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記前者の反応槽を設け、塩素或いはオゾンにより水中の金属イオンを金属酸化物にしてろ過する方法は、施設の建設費が非常に高く、又、広い場所を必要とする。また塩素やオゾンを発生する薬剤が常に必要でフィルタの交換代が安くてもトータルではランニングコストが非常にかかるという問題があった。
前記後者の逆浸透膜を使用したフィルタ装置の場合は、前記した金属の他に水中に溶けているカルシウムイオン、シリカ等の全てのカチオン・アニオンを除去するため、膜は短時間で詰まるため、多量の水処理が困難である。また高価なフィルタの膜が短期間で汚れるために頻繁に膜の交換が必要になり、やはりランニングコストが非常にかかるという問題があった。
【０００５】
また加熱装置にカルシウムスケールが沈澱又はパイプに堆積するのを防止するには、薬剤を使用するか、または定期的に装置を停止させて酸洗浄する必要があった。このため、前記と同様にランニングコストが非常にかかるという問題があった。
【０００６】
本発明の課題は、金属イオンを効率的に安価に除去することができる水中の金属イオン除去装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するための本発明の請求項１は、水中に溶解している金属イオンを酸化物に変化させる酸化物生成手段からなることを特徴とする。
【０００８】
上記課題を解決するための本発明の請求項２は、水中に溶解している金属イオンを酸化物に変化させる酸化物生成手段と、この酸化物生成手段に接続され酸化物をろ過するフィルタ装置又は加熱装置とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
上記課題を解決するための本発明の請求項３は、請求項１又は２において、前記酸化物生成手段は、筒状体と、この筒状体内に交互に配設された電気的帯電性の異なる２種類のプレートとからなり、プレートの大きさは、筒状体の内径断面積の１／４〜９／１０の表面積を有していることを特徴とする。
【００１０】
上記課題を解決するための本発明の請求項４は、請求項３において、前記第１プレートは、チタン、モリブデン、シリコン、銅、ニッケル等よりなり、前記第１プレートは、鉄、亜鉛、錫、マンガン等よりなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
水が水中の金属イオン除去装置内を通過すると、水中に溶解しているカルシウムイオン、鉄イオン、マンガンイオン等の金属イオンが酸化物生成手段と接触して金属化合物の触媒効果により、強制的に水中の遊離炭酸等と反応させられ、酸化を促されて微粒子状の金属酸化物の結晶となって水中に分散する。そこで、フィルタ装置を接続して使用した場合には、結晶化されて金属酸化物は、フィルタ装置で容易に効率的に安価にろ過されて除去される。また加熱装置に接続して使用した場合には、前記したように微粒子状の金属酸化物の結晶となって水中に分散しているので、加熱装置による加熱によって結晶が巨大化しなくなる。そこで、温度変化や物理的変化が生じても、加熱装置内にはカルシウム等のスケールは発生しない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の水中の金属イオン除去装置の一実施の形態を図１により説明する。水中の金属イオン除去装置１は、ステンレス等の腐食しにくい材料で作った円筒状の筒状体２内には、電気的帯電性の異なる第１プレート３と第２プレート４とが交互に互い違いの位置に配設されている。第１プレート３は、チタン、モリブデン、シリコン、銅、ニッケル等よりなり、第２プレート４は、鉄、亜鉛、錫、マンガン等よりなっている。また第１プレート３及び第２プレート４の大きさは、筒状体２の内径断面積の１／４以上で９／１０以下の表面積を持っている。
【００１３】
次に作用について説明する。パイプ中に水中の金属イオン除去装置１を接続して使用する。水が水中の金属イオン除去装置１内を通過すると、水中に溶解しているカルシウムイオン、鉄イオン、マンガンイオン等の金属イオンが２種類の電気的性質の異なる第１及び第２プレート３、４と接触し、第１及び第２プレート３、４の金属化合物の触媒効果により、強制的に水中の遊離炭酸等と反応させられ、酸化を促されて微粒子状の金属酸化物の結晶となって水中に分散する。
【００１４】
そこで、例えば図２に示すように、水が流れるパイプ１０に水中の金属イオン除去装置１を接続し、この水中の金属イオン除去装置１にフィルタ装置１１を接続して使用する。前記したように、水中の金属イオン除去装置１内を流れた金属イオンは微粒子状の金属酸化物の結晶となっているので、フィルタ装置１１はろ過精度が５μｍ程度の安価なフィルタを使用することができ、これによって金属物として水中の全ての金属イオンを除去できるため、ランニングコストを大幅に下げることができる。また従来の反応槽の場合に比べ、装置代が１／３〜１／４へ、使用する土地面積も１／１０程度と大幅にコストダウンできる。また、酸化剤の使用も無くなるため、ランニングコストの大幅な削減が図れる。
【００１５】
他の使用例として、図３に示すように、熱交換機やボイラー等の加熱装置２０に水を供給するパイプ２１に水中の金属イオン除去装置１を接続して使用する。なお、２２はポンプを示す。前記したように、水中の金属イオン除去装置１内を流れた水中の金属イオンは微粒子状の金属酸化物の結晶となっているので、水中に微粒子となって分散する。これにより、加熱装置２０による加熱によって結晶が巨大化しなくなるので、温度変化や物理的変化が生じても、加熱装置２０内にはカルシウム等のスケールは発生しない。従って、この場合にも前記使用例と同様の効果が得られる。
【００１６】
本発明の水中の金属イオン除去装置１の他の実施の形態を図４により説明する。前記実施の形態の第１及び第２プレート３、４は、半円形に形成されていた。この第１及び第２プレート３、４の形状は特に限定されるものではない。例えば第１及び第２プレート３、４を円板により形成し、それぞれに穴３ａ、４ａを開けても良い。この場合、第１プレート３の穴３ａに対して第２プレート４の穴４ａが重ならないように配設するのが好ましい。
【００１７】
なお、第１及び第２プレート３、４の合計の数は、４枚以上２０枚以下が好ましい。また第１及び第２プレート３、４の大きさは、筒状体２の内径断面積に対し第１及び第２プレート３、４の圧力損失の関係から１／３以上で１／２以下が最適である。
【００１８】
水中の鉄イオン値が１．７ｍｇ／ｌ、マンガンイオン値が０．１７ｍｇ／ｌの水を流速１．２ｍ／ｓｅｃの速度で図１の金属イオン除去装置に通過させた。ここで、フィルタ装置４はろ過精度が５μｍ程度のフィルタを使用した。この結果、水中の鉄イオン値は０．０３ｍｇ／ｌ以下の測定限界値以下に、マンガンイオン値は０．００５ｍｇ／ｌ以下の測定限界値以下に下がった。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の水中の金属イオン除去装置の一実施の形態を示し、（ａ）は一部断面正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
【図２】本発明の水中の金属イオン除去装置の一使用例を示す一部断面正面図である。
【図３】本発明の水中の金属イオン除去装置の他の使用例を示す正面図である。
【図４】本発明の水中の金属イオン除去装置の他の実施の形態を示し、（ａ）は要部断面正面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図、（ｃ）は（ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。
【符号の説明】
【００２０】
１    水中の金属イオン除去装置
２    筒状体
３    第１プレート
４    第２プレート
１０    パイプ
１１    フィルタ装置
２０    加熱装置
２１    パイプ
【図１】
2007268516.tif 000003
【図２】
2007268516.tif 000004
【図３】
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【図４】
2007268516.tif 000006