JP2003266082A - 脱塩素処理剤 - Google Patents

脱塩素処理剤

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JP2003266082A
JP2003266082A JP2002072893A JP2002072893A JP2003266082A JP 2003266082 A JP2003266082 A JP 2003266082A JP 2002072893 A JP2002072893 A JP 2002072893A JP 2002072893 A JP2002072893 A JP 2002072893A JP 2003266082 A JP2003266082 A JP 2003266082A
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sulfide
metal
water
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dechlorination
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Shogo Anzai
財 奨 吾 安
Nobuhiro Oda
田 信 博 織
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Kurita Water Industries Ltd
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Kurita Water Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 脱塩素処理剤自体、あるいは脱塩素処理剤に
由来する成分が処理後の水中に残ることなく、しかも多
量の水を短時間に処理することができるように改良した
水中の遊離塩素を除去するための脱塩素処理剤を提供す
る。 【解決手段】 単体硫黄などの硫黄、あるいは硫化鉄、
硫化銅、硫化カルシウムなどの金属硫化物を有効成分と
して含有する脱塩素処理剤であり、単体硫黄の成型体、
硫化水素など硫化物を含む水に金属イオンを含む水を加
えて沈澱物として得られる金属硫化物の成型体、あるい
は無機多孔質担体に金属イオンを担持させた後に硫化ナ
トリウムあるいは水硫化ナトリウムにより硫化して得ら
れる無機多孔質担体に担持した金属硫化物などが用いら
れる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、水中、特に水道水
中の遊離塩素を除去するための脱塩素処理剤に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】水道水は殺菌を目的として、浄水場、お
よびその先の給水施設などで塩素剤が加えられ、末端の
水道蛇口から出る水の遊離塩素量を0.1mg/L以上
にしている。しかし、水道蛇口からの水に含まれる遊離
塩素は、そのまま飲用する場合はもちろん、食品加工な
ど産業上の使用において、塩素臭(カルキ臭)の原因と
なり、また味覚的にも「嫌な味」と感じられ、また、純
水にして用いる各種産業用途にとっては純水化するには
邪魔な存在である。そこで、水中の遊離塩素を除去する
脱塩素方法が提案され、家庭用などで簡単に脱塩素を行
うには、活性炭や中空糸等を利用した浄水装置が数多く
上市されている。
【0003】一方、化学的に塩素を除くために用いられ
る脱塩素剤として、L−アスコルビン酸とクエン酸第二
鉄とからなる水質改良剤(特開平8−66690号公
報)、アスコルビン酸を処理剤として生石灰等により固
形化した徐溶性残留塩素除去剤(特開平11−1793
75号公報)などが提案されており、また種々の脱塩素
剤を用いて脱塩素を行う方法として、亜硫酸塩、チオ硫
酸塩、アスコルビン酸等を用いる方法(特開平9−38
686号公報)、アスコルビン酸、カテキン類、植物ポ
リフェノール類などを用いる方法(特開平8−2433
87号公報)、亜硫酸カルシウム造粒物を用いる方法
(特開平7−227600号公報)、亜硫酸ナトリウム
をメチルセルロースなどのバインダーで造粒して用いる
方法(特開平10−483号公報)、銅/亜鉛合金を用
いる方法(米国特許4,642,192号公報)、90
℃以上の温度にして金属チタンと接触させる方法(特開
平6−142659号公報)などの提案がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の脱塩素剤あるいは脱塩素方法を適用した浄
水装置は、使用するには簡単であるが、装置が比較的大
きくなり、さらに浄水処理時間を長く要し、処理能力が
小さくコスト的に高くなるという欠点がある。一方、化
学的な脱塩素方法は、処理後の水に処理剤が残るなど別
の課題を有している。
【0005】本発明の目的は、脱塩素処理剤自体、ある
いは脱塩素処理剤に由来する成分が処理後の水中に残る
ことなく、しかも多量の水を短時間に処理することがで
きるように改良した、水中の遊離塩素を除去するための
脱塩素処理剤を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決すべく請
求項1に係る発明は、脱塩素処理剤であり、硫黄、およ
び金属硫化物〔ここで金属は、周期律表2族〜12族の
金属元素を表す〕からなる群から選ばれた1種以上を有
効成分として含有することを特徴とする。
【0007】請求項2に係る発明は、請求項1記載の脱
塩素処理剤であり、前記有効成分が、単体硫黄であるこ
とを特徴とする。
【0008】請求項3に係る発明は、請求項1記載の脱
塩素処理剤であり、前記有効成分が、硫化物を含む水に
金属イオン〔ここで金属は、周期律表2族〜12族の金
属元素を表す〕を含む水を加えて得られた沈澱物である
ことを特徴とする。請求項4に係る発明は、請求項1記
載の脱塩素処理剤であり、前記有効成分が、硫化鉄、硫
化銅、および硫化カルシウムからなる群から選ばれた1
種以上であることを特徴とする。
【0009】請求項5に係る発明は、請求項1記載の脱
塩素処理剤であり、前記有効成分が、金属硫化物〔ここ
で金属は、周期律表2族〜12族の金属元素を表す〕の
1種以上を無機多孔質担体に担持させたものであること
を特徴とする。
【0010】請求項6に係る発明は、請求項5記載の脱
塩素処理剤であり、前記無機多孔質担体への金属硫化物
の担持は、ゼオライトに金属イオン〔ここで金属は、周
期律表2族〜12族の金属元素を表す〕交換により担持
させ、次いで硫化ナトリウムあるいは水硫化ナトリウム
により硫化することにより行われたものであることを特
徴とする。
【0011】
【発明の実施の形態】本発明の脱塩素処理剤は、水中の
遊離塩素と反応することにより遊離塩素を除去するもの
である。ここで、遊離塩素とは、塩素剤が水に溶解した
ときにできる次亜塩素酸(HOCl)や次亜塩素酸が水
中で解離して生じる次亜塩素酸イオン(OCl)であ
る。
【0012】本発明の脱塩素処理剤において、有効成分
は、硫黄、および金属硫化物からなる群から選ばれる。
硫黄は、斜方晶系硫黄、単斜方晶系硫黄、無定形(ゴ
ム)状硫黄などの固体状単体硫黄であって、温泉で得ら
れる硫黄温泉華であってもよい。
【0013】金属硫化物は、18族型元素周期律表の2
族〜12族に属する金属元素の硫化物である。このう
ち、水処理に用いることを考慮すれば、毒性のおそれが
なく、かつ価格的に安価に得られる金属硫化物が望まし
い。この理由から、硫化鉄、硫化銅、硫化カルシウム、
硫化チタン、硫化バナジウム、硫化マンガン、硫化コバ
ルト、硫化ニッケル、硫化亜鉛、硫化バリウムが好まし
く、とりわけ硫化鉄、硫化銅、硫化カルシウムが好まし
く選ばれる。金属硫化物は、金属の酸化状態により異な
る硫化物、あるいはポリ硫化物を作るものがあり、例え
ば鉄については、硫化鉄(II)〔FeS〕、硫化鉄
(III)〔Fe〕、二硫化鉄〔FeS〕の3
種が知られているが、本発明においてはいずれの硫化物
も包含している。
【0014】金属硫化物は、天然に産出される硫化鉱を
砕いたものであってもよいが、硫化水素、硫化ナトリウ
ムなどの硫化物を含んだ水に金属イオンを含む水を加え
て沈澱させて得たものであってもよい。
【0015】本発明における脱塩素のための有効成分
は、上記のように硫黄、および金属硫化物からなる群か
ら選ばれるが、使用にあたってその1種を単独で使用し
てもよく、あるいは2種以上を任意の組合せで使用して
も差し支えない。
【0016】脱塩素処理剤は、処理目的とする遊離塩素
を含む水と接触するだけで遂行される。従って、脱塩素
処理剤を水中に投入しただけでも目的は達せられるが、
実用上は、硫黄および/あるいは金属硫化物を、1種単
独で、あるいは2種以上を任意の組合せで混合し、適当
な大きさの粒子ないしペレット状の形態に成形するのが
便利である。成形にあたっては、炭酸カルシウムなどの
無機化合物、メチルセルロースなどの有機化合物をバイ
ンダーとして加圧成型することもできる。あるいは粒状
のゼオライトなどの無機多孔質担体上に担持させてもよ
い。無機多孔質担体上に担持させる方法は、例えば、水
溶性の金属塩水溶液を調製し、この中に無機多孔質担体
に含浸して担体上にイオン交換して金属を固着させ、次
いで硫化ナトリウムあるいは水硫化ナトリウムの水溶液
と接触させ硫化させることにより行うことができる。
【0017】硫黄および/あるいは金属硫化物の成形
物、あるいは無機多孔質担体上への担持物は、これをカ
ラムに充填し、被処理水を通過させることにより、水中
の遊離塩素が容易かつ効率的に除去される。
【0018】
【実施例】(実施例1)市販の硫黄温泉華を球状に加圧
成型し、篩にて0.8〜1.2mmφのものを分級して
脱塩素処理剤として用いた。
【0019】(実施例2)硫化鉄(II)(FeS)/
ゼオライトを脱塩素処理剤として用いた。粒径1mmφ
のX型ゼオライト20gをイオン交換水にて洗浄後、2
0重量%硫酸鉄(II)(FeSO)水溶液100m
Lに浸漬し、約20時間静置してイオン交換させた。こ
のゼオライトを溶液から取り出し、イオン交換水で洗浄
した後、水硫化ナトリウム8%水溶液100mLに浸漬
し、約20時間静置してゼオライト上の鉄を硫化鉄とし
た。水硫化ナトリウム水溶液を分離し、イオン交換水で
洗浄した。ゼオライト上の鉄保持量(金属として)は1
1mg/g(ゼオライト)であった。
【0020】(実施例3)硫化銅(II)(CuS)/
ゼオライトを脱塩素処理剤として用いた。硫酸鉄(I
I)水溶液に代えて硫酸銅(II)(CuSO)を用
いた以外は、前記FeS/ゼオライトを用いた実施例2
と同様にして調製した。(金属として)ゼオライト上の
銅保持量(金属として)は13mg/g(ゼオライト)
であった。
【0021】(実施例4)硫化カルシウム(CaS)/
ゼオライトを脱塩素処理剤として用いた。硫酸鉄(I
I)水溶液に代えて塩化カルシウム(CaCl)を用
いた以外は、前記FeS/ゼオライトを用いた実施例2
と同様にして調製した。ゼオライト上のカルシウム保持
量(金属として)は8mg/g(ゼオライト)であっ
た。
【0022】(比較例1)平均粒径約1mmφの銅とニ
ッケルの1:1(重量比)合金を脱塩素処理剤として用
いた。 (比較例2)石炭系活性炭で、平均粒径約1mmφのも
のを脱塩素処理剤として用いた。
【0023】(比較例3)粒径1mmφのX型ゼオライ
ト20gをイオン交換水にて洗浄後、20%硫酸コバル
ト(CoSO)水溶液100mLに浸漬し、約20時
間静置してイオン交換させた。このゼオライトを溶液か
ら取り出し、イオン交換水で洗浄した後、水酸化ナトリ
ウム13重量%と次亜塩素酸ナトリウム5重量%(Cl
として)含む混合液15mLに浸漬し20時間接触さ
せた。このように処理したゼオライトを混合溶液から分
離し、水洗し脱塩素処理剤として用いた。ゼオライト上
の金属保持量は14mg/g(ゼオライト)であった。
【0024】(比較例4)試薬の亜硫酸カルシウム(C
aSO)を用い、これを粒状に加圧成型し、0.8〜
1.2mmφを分級して脱塩素処理剤として用いた。 (比較例5)無処理のゼオライトを脱塩素処理剤として
用いた。
【0025】試験方法:上記の実施例1〜4および比較
例1〜5の脱塩素処理剤について、下記の方法に従って
それぞれの脱塩素効果を評価した。
【0026】25mmφのガラスカラムに脱塩素処理剤
を見掛け容量で2mL充填し、カラムの下から遊離塩素
濃度が0.68mg/Lの試験水を、空間速度300m
L/時で流した。脱塩素処理剤の充填量に対し1000
倍量(容量)を通水した後の水について、遊離塩素量、
硫酸イオン、金属量を測定した。尚、遊離塩素量はジエ
チル−p−フェニレンジアミン(DPD)法により、硫
酸イオンは試験水に空気と充分よく接触させた後イオン
クロマトグラフィーにより、金属濃度は高周波誘導結合
プラズマ質量分析装置(IPC−MS)法によって測定
した。
【0027】試験結果:得られた結果を表1に示す。
【表1】 この結果から、本発明の硫黄、金属硫化物は水中の遊離
塩素を除去するに有効であることが認められた。
【0028】
【発明の効果】本発明の脱塩素処理剤は、被処理水と接
触させるだけで所期の脱塩素作用を示すので、使用方法
が簡単であり、また高水量を流しても優れた脱塩素能力
を発揮し、小型の装置でも短時間に有効な脱塩素効果が
得られる。さらに処理した水に溶出する金属イオンも少
なく、良好な水質を得ることができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) B01J 20/18 B01J 20/18 E Fターム(参考) 4D038 AA04 AB39 BB06 BB08 4G066 AA07B AA46B AA62B CA31 DA07

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 硫黄、および金属硫化物〔ここで金属
    は、周期律表2族〜12族の金属元素を表す〕からなる
    群から選ばれた1種以上を有効成分として含有すること
    を特徴とする脱塩素処理剤。
  2. 【請求項2】 前記有効成分が、単体硫黄であることを
    特徴とする請求項1記載の脱塩素処理剤。
  3. 【請求項3】 前記有効成分が、硫化物を含む水に金属
    イオン〔ここで金属は、周期律表2族〜12族の金属元
    素を表す〕を含む水を加えて得られた沈澱物であること
    を特徴とする請求項1記載の脱塩素処理剤。
  4. 【請求項4】 前記有効成分が、硫化鉄、硫化銅、およ
    び硫化カルシウムからなる群から選ばれた1種以上であ
    ることを特徴とする請求項1記載の脱塩素処理剤。
  5. 【請求項5】 前記有効成分が、金属硫化物〔ここで金
    属は、周期律表2族〜12族の金属元素を表す〕の1種
    以上を無機多孔質担体に担持させたものであることを特
    徴とする請求項1記載の脱塩素処理剤。
  6. 【請求項6】 前記無機多孔質担体への金属硫化物の担
    持は、ゼオライトに金属イオン〔ここで金属は、周期律
    表2族〜12族の金属元素を表す〕交換により担持さ
    せ、次いで硫化ナトリウムあるいは水硫化ナトリウムに
    より硫化することにより行われたものであることを特徴
    とする請求項5記載の脱塩素処理剤。
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