(57)【要約】【課題】酸性ガス及びアルカリ性ガスを同時に脱臭できるとともに耐水性及び強度にも優れた脱臭剤を提供する。【解決手段】本発明の脱臭剤は、Ｓｉ元素含有率が９〜２４ｗｔ％であり、Ｆｅ元素含有率（ｗｔ％）とＣ元素含有率（ｗｔ％）の比（Ｃ／Ｆｅ）が０．１〜４．３であることを特徴とする。この脱臭剤は、珪質頁岩、酸化鉄及び活性炭を混合して粉砕した後、成形して焼成することにより製造することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｓｉ元素含有率が９〜２４ｗｔ％であり、Ｆｅ元素含有率（ｗｔ％）とＣ元素含有率（ｗｔ％）の比（Ｃ／Ｆｅ）が０．１〜４．３である脱臭剤。
【請求項２】
Ｓｉ元素含有率が１２〜１８ｗｔ％であり、Ｆｅ元素含有率（ｗｔ％）とＣ元素含有率（ｗｔ％）の比（Ｃ／Ｆｅ）が０．３〜０．９である脱臭剤。
【請求項３】
珪素及び鉄を含有する粘土鉱物、酸化鉄及び活性炭を原材料とした請求項１叉は請求項２に記載の脱臭剤。
【請求項４】
前記粘土鉱物は、珪質頁岩である請求項３に記載の脱臭剤。
【請求項５】
珪質頁岩、酸化鉄及び活性炭を混合して粉砕した後、成型して焼成する脱臭剤の製造方法。
【請求項６】
珪質頁岩３０〜８０ｗｔ％、酸化鉄５〜６７ｗｔ％、活性炭３〜４０ｗｔ％を用いた請求項５に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、酸性ガスとアルカリ性ガスを同時に脱臭することができ、特に下水処理場や下水配管などから発生する悪臭ガスの脱臭に適した脱臭剤及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の脱臭剤、特に酸性ガスとアルカリ性ガスを同時に脱臭することができる脱臭剤としては、例えば、下記に示すものが開発されている。
【０００３】
特許文献１には、含水珪酸マグネシウム質粘土鉱物と活性炭とを主成分とする脱臭組成物において、上記脱臭組成物における活性炭の含有量が、含水珪酸マグネシウム質粘土鉱物と活性炭との合計量に対して１０重量％以上４０重量％未満であることを特徴とする、含窒素系臭気及び含硫黄系臭気の脱臭性能、並びに機械的強度に優れた脱臭組成物が開示されている。
【０００４】
特許文献２には、組成比がシリカ２０−７０モル％、アルミナ５−２０モル％、三酸化二鉄０−１０モル％、マグネシア０−１５モル％、Ｈ２Ｏが５−２０モル％である層構造粘土鉱物を５０℃−１００℃の温度で１−５時間第一段水熱合成した後、１５０℃−２５０℃で１−３時間第二段水熱合成してなる粘土鉱物微結晶を主成分とする、塩基性から酸性に亘る複合臭気ガスに対して１種類で実用的な効果を持つ複合臭気用脱臭剤が開示されている。
【０００５】
特許文献３には、珪質頁岩の粉砕物を単独で使用するか、あるいは当該粉砕物を任意の形状に成形することにより得られる多孔質材料からなる、調湿機能と消臭機能を同時に有する調湿消臭材料が開示されている。
【０００６】
特許文献４には、硫酸アルミニウムと硫酸鉄とを水分の存在下で炭酸カルシウムと反応させ、生成したアルミニウム成分及び鉄分成分を含有する硫酸カルシウム粒子を１００乃至５００℃の温度で焼成することを特徴とする、アルカリ性物質と酸性物質との両方に優れた脱臭作用を示す脱臭性複合組成物の製造方法が開示されている。
【０００７】
特許文献５には、硫酸鉄、消石灰、活性炭および腐植質土壌を含み、該硫酸鉄の含有量が固形脱臭組成物の全量中、固形分として１０〜５０重量％であり、ｐＨが６〜８である、複数の臭気成分を１剤で脱臭する固形脱臭組成物が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平７−９６０２７号公報
【特許文献２】特開平１０−２６３３９１号公報
【特許文献３】特開２００１−２１９０５９号公報
【特許文献４】特開２００６−１０２６６０号公報
【特許文献５】特開２００８−２７２２２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
下水処理場や下水配管などから発生する悪臭ガスの脱臭においては、脱臭剤に、硫化水素等の酸性ガスやアンモニア等のアルカリ性ガスを同時に脱臭する脱臭性能が求められる他、高湿度下に暴露される環境で使用されるため下水設備から発生する長期間高湿度の悪臭ガスに晒されても脱臭性能や形状を保持する性能などが求められる。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、酸性ガス及びアルカリ性ガスを同時に脱臭できるとともに耐水性及び強度にも優れた脱臭剤及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の脱臭剤は、Ｓｉ元素含有率が９〜２４ｗｔ％であり、Ｆｅ元素含有率（ｗｔ％）とＣ元素含有率（ｗｔ％）の比（Ｃ／Ｆｅ）が０．１〜４．３であることを特徴とする。
【００１２】
本発明の脱臭剤は、酸性ガス及びアルカリ性ガスを同時に脱臭できるとともに耐水性及び強度にも優れたものになる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】脱臭剤中のＳｉ元素含有率に対する酸性ガス及びアルカリ性ガスの減衰率を示したグラフである。
【図２】脱臭剤のα値（Ｃ／Ｆｅ）に対する耐水性の評価を示したグラフである。
【図３】実施例及び比較例として作製した脱臭剤の形態を示した拡大写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の脱臭剤を一実施形態に基づいて説明する。ただし、本発明の範囲は、この実施形態に限定されるものではない。
【００１５】
本発明の一実施形態の脱臭剤は、Ｓｉ（珪素）元素含有率が９〜２４ｗｔ％であり、Ｆｅ（鉄）元素含有率（ｗｔ％）とＣ（炭素）元素含有率（ｗｔ％）の比（Ｃ／Ｆｅ）が０．１〜４．３である。なお、本発明では、Ｃ／Ｆｅの値をα値ともいう。
Ｓｉ元素含有率は、より好ましくは１２〜１８ｗｔ％であり、Ｃ／Ｆｅは、より好ましくは０．３〜０．９である。
Ｓｉ元素含有率が上記範囲であると、酸性ガス及びアルカリ性ガスをともに消臭でき、α値が上記範囲であると耐水性及び強度に優れる。
【００１６】
Ｓｉ元素は、原材料として、Ｓｉ（珪素）及びＦｅ（鉄）を含有する粘土鉱物を用いるのが好ましく、この粘土鉱物としては、例えば、珪質頁岩、セピオライト、アタパルジャイトなどを挙げることができる。
珪質頁岩は、千葉県安房地方、北海道天北地方、京都府丹波地方などで採掘でき、ＳｉＯ２を６０〜８０ｗｔ％、Ａｌ２Ｏ３を１０〜２０ｗｔ％、Ｆｅ２Ｏ３及びＦｅＯを２〜７ｗｔ％、ＣａＯを１〜４ｗｔ％、Ｎａ２Ｏを０．５〜３ｗｔ％、Ｋ２Ｏを２〜４ｗｔ％含有するものが好ましく、また含水率は０〜１０％、ＢＥＴ法による比表面積が３０〜２００ｍ２／ｇ、嵩密度は０．２〜１．５ｇ／ｍｌ、０．５〜２００ｎｍの細孔を有し、全細孔容積は０．０１〜０．５ｃｍ３／ｇであるものが好ましい。
【００１７】
Ｆｅ元素は、原材料として、上記粘土鉱物や市販の酸化鉄などを用いるのが好ましい。
Ｆｅ元素含有率は、脱臭剤中に６〜４６ｗｔ％であるのが好ましく、１８〜３６ｗｔ％であるのがより好ましい。
【００１８】
Ｃ元素は、原材料として、活性炭を用いるのが好ましく、この活性炭としては、例えば、コークス、ピッチ、木炭、ヤシガラなどから作製された活性炭を挙げることができ、回分式流動層炉で製造したものが好ましく、ＢＥＴ法による比表面積は５００〜２０００ｍ２／ｇ、嵩密度は０．１〜１．０ｇ／ｍｌ、細孔分布が１Å〜１０００Å、全細孔容積は０．１〜１．０ｃｍ３／ｇであるものが好ましい。
Ｃ元素含有率は、脱臭剤中に１〜４６ｗｔ％であるのが好ましく、８〜２４ｗｔ％であるのがより好ましい。
【００１９】
なお、脱臭剤中のＳｉ元素含有量は重量法（ＪＩＳ  Ｍ８２１４準拠）、Ｆｅ元素含有量はＩＣＰ法（ＪＩＳ  Ｍ８２１２準拠）、Ｃ元素含有量は、高温法（ＪＩＳ  Ｍ８８１３  付属書の１）で測定することができる。
【００２０】
脱臭剤は、例えば、上記粘土鉱物、酸化鉄、活性炭などの原材料を適量混合して粉砕した後、適宜形状に成形して焼成することにより作製することができる。
原材料としては、上記粘土鉱物、酸化鉄、活性炭などの他、結着剤としてのリグニンスルホン酸やポリビニルアルコールなどを混合してもよい。
粉砕や混合は、例えば、ハンマークラッシャー、ジョーククラッシャー、スタンパー、バンタムミル、ロールクラッシャー、遊星ミル、振動ミルなどで行うことができ、なかでも、ロシャルミルやブラウンミルで粉砕し、二軸ミキサーやパグミルで混合するのが好ましい。
この際、原材料が、平均粒径０．１μｍ〜５００μｍになるまで粉砕するのが好ましい。
なお、本発明において、平均粒径は、レーザー回折式粒度分布測定法（ＪＩＳ  Ｚ  ８８２５−１）で測定することができる。
【００２１】
成形は、例えば、乾式プレス、鋳込み成形、可塑成形、押し出し成形などで行うことができ、なかでも、ロール成形機やディスクペレッターを用いることが好ましい。
この際、直径３〜２０ｍｍの円柱状に成形するのが好ましい。また、円柱長さは、５〜５０ｍｍに成形するのが好ましい。
【００２２】
焼成は、例えば、ロータリーキルン、トンネルキルンなどで行うことができ、大気もしくは窒素雰囲気中、１００〜６００℃で１０〜９０分間行うのが好ましい。
【００２３】
より具体的には、ＳｉＯ２を６０〜７０ｗｔ％、Ｆｅ２Ｏ３及びＦｅＯを４〜６ｗｔ％含む珪質頁岩を３０〜８０ｗｔ％、ヤシガラから形成した活性炭を３〜４０ｗｔ％、９５％Ｆｅ２Ｏ３を５〜６７ｗｔ％を混合し、これらを平均粒径０．１〜５００μｍに粉砕して成形し、大気雰囲気中、１００〜６００℃で１０〜９０分間焼成して脱臭剤を作製することができる。
【００２４】
本発明の脱臭剤は、酸性ガス及びアルカリ性ガスの臭気を同時に脱臭できるとともに耐水性及び強度にも優れたものである。
そのため、下水処理場や下水配管などから発生する臭気の脱臭の他、ビルや工場の排水の臭気の脱臭に好適に用いることができ、下水用脱臭剤として好適である。
【実施例】
【００２５】
以下、本発明の一実施例を説明する。但し、本発明の範囲は、この実施例に限定されるものではない。
【００２６】
≪原材料≫
原材料としては、以下の珪質頁岩、活性炭及び酸化鉄を用いた。
【００２７】
（珪質頁岩）
千葉県安房郡鋸南町産の珪質頁岩を用いた。この珪質頁岩は、Ｓｉを６５．６ｗｔ％、Ｆｅを５．０ｗｔ％含み、含水率は３．２％、ＢＥＴ法による比表面積は４０ｍ２／ｇ、嵩密度は０．７８ｇ／ｍｌ、細孔径分布は１〜１００ｎｍ分布をもち、分布のピーク値は６ｎｍであった。
【００２８】
（活性炭）
クラレケミカル株式会社製「クラレコールＰＤＸ−１」を用いた。この活性炭のＢＥＴ法による比表面積は１１００ｍ２／ｇ、嵩密度は０．３５ｇ／ｍｌ、細孔分布は１Å〜３００Å、全細孔容積は０．７ｃｍ３／ｇであった。
【００２９】
（酸化鉄）
和光純薬工業製９５％Ｆｅ２Ｏ３を用いた。
【００３０】
≪脱臭剤作製≫
珪質頁岩、活性炭、酸化鉄を下記表１に示す割合で混合し、ロシェルミルで平均粒径が１０μｍになるまで粉砕した。この平均粒径は、レーザー回折式粒度分布測定法（ＪＩＳ  Ｚ８８２５−１）で測定した。粉砕した原材料を二軸ミキサーで均一になるまで混合し、ロール成形機を用いて成形した後、ロータリーキルンを用いて大気雰囲気中、４５０℃で３０分間焼成し、図３に示すような直径５ｍｍ×長さ１０ｍｍの円柱状の脱臭剤を作製した。
【００３１】
作製した実施例１〜２９及び比較例１〜２６の脱臭剤の元素含有量は下記表１のとおりである。
【００３２】
【表１】
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【００３３】
≪評価試験≫
作製した各脱臭剤を用いて酸性ガス消臭性、アルカリ性ガス消臭性、耐水性、ｐＨ値について評価した。
【００３４】
（酸性ガス消臭性）
酸性ガス消臭性については、以下の１〜６の手順で評価した。
１．５Ｌのテドラバッグに硫化水素発生管よりエアーポンプ（岩城ポンプ製「ＯＰＮ０２６Ｄ」）を用いて２Ｌの硫化水素ガスを注入する。
２．検知管により硫化水素ガスの濃度を測定する。
３．１０Ｌのテドラバッグに高濃度硫化水素と空気を注入し、硫化水素ガスの濃度が４０ｐｐｍになるようにする。
４．５Ｌのテドラバッグの角を切り、脱臭剤を１０ｇ入れクリップシーラー（テクノインパルス製）でシーリングする。
５．５Ｌの脱臭剤入りテドラバッグに、１０Ｌのテドラバッグから３Ｌの
４０ｐｐｍ硫化水素ガスを注入する。
６．その注入時から１５分後の硫化水素濃度を検知管で測定する。
【００３５】
検知管で測定した硫化水素の濃度から減衰率を算出し、９５％以上を「◎」、９０％以上９５％未満を「○」、９０％未満を「×」と評価した。その結果を上記表１に示す。
【００３６】
（アルカリ性ガス消臭性）
アルカリ性ガス消臭性については、以下の１〜６の手順で評価した。
１．５Ｌのテドラバッグにアンモニアガス発生管よりエアーポンプ（岩城ポンプ製「ＯＰＮ０２６Ｄ」）を用いて２Ｌのアンモニアガスを注入する。
２．検知管によりアンモニアガスの濃度を測定する。
３．１０Ｌのテドラバッグに高濃度アンモニアガスと空気を注入し、アンモニアガスの濃度が６０ｐｐｍになるようにする。
４．５Ｌのテドラバッグの角を切り、脱臭剤を１０ｇ入れクリップシーラー（テクノインパルス製）でシーリングする。
５．５Ｌのテドラバッグに、１０Ｌのテドラバッグから３Ｌの６０ｐｐｍアンモニアガスを注入する。
６．その注入時から１５分後のアンモニアガス濃度を検知管で測定する。
【００３７】
検知管で測定したアンモニアガスの濃度から減衰率を算出し、９２％以上を「◎」、９０％以上９２％未満を「○」、９０％未満を「×」と評価した。その結果を上記表１に示す。
【００３８】
また、各脱臭剤のＳｉ含有量に対する酸性ガス及びアルカリ性ガスの減衰率をプロットしたグラフを図１に示す。
【００３９】
（耐水性）
耐水性は、１００ｍｌのビーカーに脱臭剤１０ｇと水８０ｍｌを入れ、１２時間放置した後、水の懸濁と脱臭剤の形状の崩壊を目視にて確認した。
懸濁及び崩壊がともにない場合を「◎」、懸濁はあるが崩壊がない場合を「○」、懸濁及び崩壊がともにある場合を「×」として判定した。その結果を、上記表１に示す。また、各脱臭剤のα値に対するこの判定結果をプロットしたグラフを図２に示す。
【００４０】
（ｐＨ値）
各消臭剤のｐＨ値を、下記の手順で測定した。
各消臭剤を乳鉢で粉砕し、この紛体１０ｇを、ビーカーに純水１００ｇとともに入れ、攪拌した後、室温にて１時間放置した。
この混合液体を、ｐＨ測定器（横河電気株式会社製：ｐＨ７１）を用いてｐＨ値を測定した。
その結果、各脱臭剤において、ｐＨ値は全て６．５〜７．５の中性域を示した。
【００４１】
（総合判定）
酸性ガス消臭性、アルカリ性ガス消臭性、耐水性の評価結果において、一つでも「×」の評価のあるものは総合判定「×」とした。すべて「◎」の評価のものは総合判定「◎」とした。「◎」及び「○」の両方の評価があるものは「○」として評価した。
【００４２】
≪結果≫
Ｓｉ元素含有率が９〜２４ｗｔ％であり、Ｆｅ元素含有率（ｗｔ％）とＣ元素含有率（ｗｔ％）の比（Ｃ／Ｆｅ）が０．１〜４．３である脱臭剤は、酸性ガス及びアルカリ性ガスを同時に脱臭できるとともに耐水性及び強度にも優れたものになり、さらに、ｐＨ値も中性域を保持できることが見出せた。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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