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水質浄化方法 NEW

国内特許コード P190016472
整理番号 T3-18010-T
掲載日 2019年11月5日
出願番号 特願2019-019502
公開番号 特開2019-162614
出願日 平成31年2月6日(2019.2.6)
公開日 令和元年9月26日(2019.9.26)
優先権データ
  • 特願2018-048795 (2018.3.16) JP
発明者
  • 森 正和
  • 日比 慶久
出願人
  • 学校法人龍谷大学
発明の名称 水質浄化方法 NEW
発明の概要 【課題】高い比表面積を有すると共に当該比表面積を制御可能な炭素材を用いた水質浄化方法であって、浄化効率及び適用自由度の高い水質浄化方法を提供する。
【解決手段】炭素材を有する水質浄化材を汚濁水に浸漬させる水質浄化方法であって、炭素材は、平均長さ及び平均直径がそれぞれ100~3000μm及び5~15μmである炭素短繊維のみから構成され、当該炭素短繊維同士が三次元的に絡み合った炭素繊維三次元構造体であること、を特徴とする水質浄化方法。
【選択図】なし
従来技術、競合技術の概要 近年、河川湖沼等の水質の低下から、水質浄化に対する要求が高まっている。ここで、水中における炭素材の表面は菌類、バクテリア、微生物等との親和性が高いことが知られており、炭素材を用いた水質浄化方法が注目されている。

例えば、先行技術文献1(特開2009-195850号公報)では、処理対象水を浄化するための水質浄化ユニットであって、処理対象水の流入する水路または水槽に掛け渡される、当該水路または水槽に水質浄化ユニットを取り付けるための懸吊手段と、懸吊手段に吊るされる、主として炭素繊維よりなる微生物固定化担体と、微生物固定化担体の下部に取り付けられた錘と、を具える、水質浄化ユニット、が提案されている。

上記先行技術文献1に記載の水質浄化ユニットでは、生物親和性の高い炭素繊維を主として用いた微生物固定化担体を接触材としているので、担体表面に微生物が付着し易く、水質浄化開始前の馴養期間を大幅に短縮することができる。また、微生物固定化担体を懸吊手段から錘を用いて吊り下げて水中に浸漬させる構造としており、担体の下部がユニットのフレーム等に固定されていないので、担体交換等のメンテナンス時のユニット引き上げが容易であり、メンテナンス性の向上、メンテナンス作業時の労力低減を図ることができる。更に、担体を上から吊るしているので、曝気をすることなく担体を伸ばした状態に保つことができ、好気処理および嫌気処理の双方に使用することができる。その上、この水質浄化ユニットは、懸吊手段を水路または水槽に掛け渡すだけで取り付けることができるので、容易に設置することができる、とされている。

また、先行技術文献2(特開2012-130832号公報)では、20℃での水蒸気吸着等温線において相対蒸気圧0.35での水蒸気吸着量が1.0cm/g以上であり、相対蒸気圧0.95での水蒸気吸着量と相対蒸気圧0.65での水蒸気吸着量の差が0.50cm/g以上であり、かつ、平均単繊維強度が5400~10000MPaの水浄化用炭素繊維、が提案されている。

上記先行技術文献2に記載の水浄化用炭素繊維では、親水性が高いため、微生物や汚泥が固着しやすく、高い水質浄化能力を持ち、さらに水との摩擦や固着物の重さによっても繊維が切断されにくい水浄化用炭素繊維が提供される、とされている。
産業上の利用分野 本発明は水質浄化方法に関し、より具体的には、炭素材を用いた水質浄化方法に関する。
特許請求の範囲 【請求項1】
炭素材を有する水質浄化材を汚濁水に浸漬させる水質浄化方法であって、
前記炭素材は、平均長さ及び平均直径がそれぞれ100~3000μm及び5~15μmである炭素短繊維のみから構成され、前記炭素短繊維同士が三次元的に絡み合った炭素繊維三次元構造体であること、
を特徴とする水質浄化方法。

【請求項2】
前記炭素短繊維の表面に直径が10~200nmの略円形の凹部が形成されていること、
を特徴とする請求項1に記載の水質浄化方法。

【請求項3】
前記炭素繊維三次元構造体の厚さが3mm以上であること、
を特徴とする請求項1又は2に記載の水質浄化方法。

【請求項4】
前記炭素短繊維の表面がグラフェン構造を有する炭素ナノ構造体によって被覆され、
前記炭素ナノ構造体に金属元素が含まれないこと、
を特徴とする請求項1~3のうちのいずれかに記載の水質浄化方法。

【請求項5】
前記炭素ナノ構造体がカーボンナノチューブ及び/又はカーボンナノウォールであること、
を特徴とする請求項4に記載の水質浄化方法。

【請求項6】
前記炭素繊維三次元構造体がカーボンフェルトの表面に形成されていること、
を特徴とする請求項1~5のうちのいずれかに記載の水質浄化方法。

【請求項7】
前記炭素材が陰極となるように電圧を印加すること、
を特徴とする請求項1~6のうちのいずれかに記載の水質浄化方法。

【請求項8】
前記炭素繊維三次元構造体の内部の前記炭素繊維にも菌体を付着させること、
を特徴とする請求項1~7のうちのいずれかに記載の水質浄化方法。

【請求項9】
前記菌体に桿菌が含まれること、
を特徴とする請求項8に記載の水質浄化方法。
国際特許分類(IPC)
出願権利状態 公開
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