JP4395648B2 - Method for producing fine particle titanium oxide-containing powder ion exchange resin adsorbent, air or water cleaning method and apparatus using the same - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
空気中又は水中に存在する浮遊粉塵や悪臭成分を除去することで、住居・公共施設・職域などの居住空間を快適にすることに関する。
【０００２】
【従来の技術】
悪臭を除去する方法は、感覚的脱臭法であるマスキング法、活性炭、ゼオライトほかによる物理的脱臭法、微生物的方法、化学的脱臭法、プラズマほかによる電気的脱臭法などが一般的であり、活性炭やキトサン等の吸着剤、高分子機能性膜を通流させることで空気を清浄する装置はある。最近では、光触媒用酸化チタンを用いて、アンモニア臭いやタバコのヤニを分解して空気を清浄する試みがあるが、本発明のような粒径１〜５０μｍの粉末イオン交換樹脂による悪臭や浮遊微粒子を吸着する作用と、酸化チタンの持つ悪臭成分分解作用による相乗作用を利用した空気又は水の清浄方法や装置は見当らない。
【０００３】
工業用に常用されているイオン交換樹脂は、スチレンとジビニールベンゼンとの共重合体に酸性或いはアルカリ性の交換基を付与した高分子体で、直径０.３〜２ｍｍの球形の粒状物質である。
【０００４】
本発明で使用する粉末イオン交換樹脂は、工業用に常用されている粒状イオン交換樹脂を、機械粉砕により平均粒径１〜５０μｍの微粒子状に調製したイオン交換樹脂で、一般には市販されていないが、特殊な産業分野で使用されているものである。
【０００５】
本発明で使用する粉末イオン交換樹脂は、必ずしも新品である必要はなく、使用済みの粒状イオン交換樹脂を、微粒子状に調製したもので充分である。
【０００６】
微粒子状イオン交換樹脂吸着体を利用した水の濾過清浄剤や簡易プランターについては、特開２０００−３１２８８１、特願２００１−２７７２６８他で開示しているが、浮遊粉塵や悪臭成分の除去について実行したものはない。
【０００７】
粉末イオン交換樹脂は、優れた悪臭成分吸着作用があることは既に判っていたが、空気中の悪臭除去に利用した装置の開発例は無い。その最大の理由は、当該樹脂が高価で、研究対象にならなかったことによるものと思われる。使用済みイオン交換樹脂を破砕することで安価に原材料が得られることで始めて可能になった新しい技術である。また、微粒子状酸化チタン包含イオン交換樹脂で、空気又は水の清浄化を試みた例は見当たらない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
近年、悪臭除去・空気清浄などの生活空間を改善するためのニーズが強くなっている。そこで、清浄化に使用する濾過材である微粒子状酸化チタン包含粉末イオン交換樹脂吸着体及び微粒子状酸化チタン包含粉末イオン交換樹脂繊維吸着体の製法と、その濾過材を使用して空気又は水を清浄化する安価な方法を提供することを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
課題を解決するための手段である本発明の第一は、粒径１〜５０μｍの粉末イオン交換樹脂と粒径１００ｎｍ以下の微粒子状酸化チタンを繊維太さ５デニール以下のカット繊維とを水中で接触混合することを特徴とする、空気又は水を清浄化するための微粒子状酸化チタン包含粉末イオン交換樹脂吸着体の製造方法であり、本発明の第二は、請求項１の粒径１〜５０μｍの粉末イオン交換樹脂と粒径１００ｎｍ以下の微粒子状酸化チタンを繊維太さ５デニール以下のカット繊維とを水中で接触反応させて製造することを特徴とする、空気又は水を清浄化するための微粒子状酸化チタン包含粉末イオン交換樹脂吸着体の製法であり、本発明の第三は、使用済みのものであることを特徴とする微粒子状酸化チタン包含微粒子状イオン交換樹脂繊維吸着体又は微粒子状酸化チタン包含粉末イオン交換樹脂吸着体の製法であり、本発明の第四は、微粒子状酸化チタン包含粉末イオン交換樹脂吸着体又は請求項２の微粒子状酸化チタン包含粉末イオン交換樹脂繊維吸着体を用いた空気又は水の清浄装置である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を吸着体の製法、吸着体を用いた清浄方法、実施例の順に説明する。先ず、微粒子状酸化チタン包含粉末イオン交換樹脂吸着体の製法について説明する。原料である粒径１００ｎｍ以下の微粒子状酸化チタンと粒径１〜５０μｍの粉末の陰イオン及び陽イオン粉末イオン交換樹脂とを適当な重量比率で撹拌槽に投入し、投入した原料全体が撹拌できる程度の水を注水して、両原料が混合接触できるように撹拌し乳状懸濁水溶液を作る。これが乳液状の微粒子状酸化チタン包含粉末イオン交換樹脂吸着体であるが、保存し易くするために水分を適度に蒸発させた湿潤状態或いは乾燥粉末に近い状態にしても良い。
【００１１】
このように調製した微粒子状酸化チタン包含粉末イオン交換樹脂吸着体は、粒径１００ｎｍ以下の微粒子状酸化チタンが、粒径１〜５０μｍの粉末イオン交換樹脂の細孔部分にあるイオン交換基の持つ何らかの微弱な結合作用により保持され、粉末イオン交換樹脂に保持される微粒子状酸化チタンの量は、微粒子状酸化チタンの粒径が微細になる程多くなるものと推定される。
【００１２】
次に、本発明請求項２の微粒子状酸化チタン包含粉末イオン交換樹脂繊維吸着体の製法について説明する。製法は、粉末イオン交換樹脂繊維を作る第一工程と、該繊維に微粒子状酸化チタンを包含させる第二工程からなる。粒径１〜５０μｍの粉末陰イオン及び微粒子状陽イオン交換樹脂と親水性のある微小繊維状セルローズ（商品名セリッシュ）やバルク状セラミック繊維との凝集体を作って、水を入れた撹拌槽に入れ、さらにその撹拌槽にポリエステルやポリプロピレン或いはレーヨン等のカット繊維を入れて、水中で混合して一体化させ粉末イオン交換樹脂繊維に調製する。このように調製した粉末イオン交換樹脂繊維は、空隙率が大きく微粒子状酸化チタンを包含させ易い状態になっている。
【００１３】
粉末イオン交換樹脂繊維の製造に用いる該カット繊維は、繊維が太くなると粉末樹脂や微粒子状酸化チタンとの親和性が悪くなって、均一組成を持つ繊維状吸着体を調製することは難しく、繊維太さは５デニール以下の短繊維よりなる極細のカット繊維が望ましい。
【００１４】
また、微粒子状酸化チタン包含粉末イオン交換樹脂繊維吸着体の繊維は、必ずしも新品である必要はなく、いわゆる反毛業者が再生するリサイクル繊維でも使用できることを確認した。
【００１５】
次に、第二工程で粉末イオン交換樹脂繊維に微粒子状酸化チタンを包含させる。粒径１００ｎｍ以下の微粒子状酸化チタンを水に懸濁させた乳状の水溶液を作り、粉末イオン交換樹脂繊維の入った撹拌槽に注入し、粉末イオン交換樹脂繊維と混合攪拌して内部に分散し、微粒子状酸化チタン包含粉末イオン交換樹脂繊維吸着体を作る。撹拌のために使用した余分な水は、槽内の撹拌溶液の沈殿が終わった後に排出又は蒸散させる。微粒子状酸化チタン包含粉末イオン交換樹脂繊維吸着体の作用効果は、湿潤状態の方が大きい。但し、乾燥した場合には、水を加えて湿潤状態にすれば作用効果が回復するので、保管・運搬時の水分の量は特に拘る必要はない。また、製造後使用目的に供するまでの間は、浮遊粉塵や悪臭成分の吸着による清浄効果低減を避けるためにできるだけ密封できる容器に保管するのが良い。
【００１６】
以上のようにして作ったイオン交換樹脂に対する微粒子状酸化チタンの包含比率は、例えば、微粒子状酸化チタンに古河機械金属製商品名ＤＮ―1―0の平均粒径９ｎｍの超微粒子状酸化チタンを使用した場合は、重量比率でイオン交換樹脂の１０％程度まで吸着包含した超微粒子状酸化チタン包含粉末イオン交換樹脂繊維吸着体を作ることができる。
【００１７】
悪臭除去を目的として使用する場合の微粒子状イオン交換樹脂の組成について説明する。水の浄化を目的とする陰イオン交換樹脂を主体とする濾過体とは異なり、悪臭成分によって、イオン交換樹脂の組成を使い分けることが重要である。アンモニア等のカチオンを除くためには陽イオン交換樹脂、望ましくは強酸性陽イオン交換樹脂を主体とし、有機酸等のアニオン成分を除くためには陰イオン交換樹脂、望ましくは強塩基性陰イオン交換樹脂を主体とするのがよい。
【００１８】
以下に、請求項４の請求項１から請求項３の吸着体を用いた空気又は水の清浄化方法とその装置について説明する。
【００１９】
悪臭成分は、空気中の含有量が体積十億分率（ｐｐｂ単位）の微量であっても、人間には強く感知される。該悪臭成分を含んだ空気を水と接触させると、速やかに臭い成分が水に溶解する。従って、清浄化作用を高めるためには、悪臭成分を含む空気又は水を微粒子状酸化チタン含有イオン交換樹脂吸着体、又は微粒子状酸化チタン包含粉末イオン交換樹脂繊維吸着体などと、できるだけ接触面積を大きくすることが肝要である。
【００２０】
以上の製法により作った吸着体を用いて、空気又は水を清浄化する方法について説明する。浮遊粉塵や悪臭成分を含む空気を清浄化する第一の方法は、繊維がなくても請求項１の製法による微粒子状酸化チタン包含粉末イオン交換樹脂の懸濁水溶液中に、悪臭成分を含んだ空気をエアーポンプで導入して通過させる方法である。
【００２１】
浮遊粉塵や悪臭成分を含む空気を清浄化する第二の方法は、本発明である請求項２又は請求項３による微粒子状酸化チタン包含粉末イオン交換樹脂繊維吸着体を、空気が通流できる隙間や孔或いは開口部を有した容器に入れて、悪臭を発生する閉鎖系空間に置く方法である。閉鎖系空間内の空気の流動によって空気中の悪臭成分が該吸着体に接触・吸着されて、優れた清浄作用を発揮することができる。
【００２２】
浮遊粉塵や悪臭成分を含む空気を清浄化第三の方法は、本発明お請求項２又は請求項３の微粒子状酸化チタン包含粉末イオン交換樹脂繊維吸着体を水の入った水槽に入れ、浮遊粉塵や悪臭成分を含む空気をエアーポンプで吸入して水中に導入して、浮遊粉塵や悪臭成分を水に溶解する。該水溶液と粉末イオン交換樹脂とが接触して、粉末イオン交換樹脂の持つ化学・物理吸着作用で水中の浮遊粉塵や悪臭成分が粉末イオン交換樹脂に捕捉されて清浄化される。
【００２３】
粉末イオン交換樹脂の吸着能力には一定の容量があり、やがて平衡になってそれ以上は吸着できなくなるが、この段階で水中の微生物を捕捉吸着して生物膜を形成するようになる。特に、平均粒径が１０ミクロン前後と比表面積が大きい微粒子状イオン交換樹脂、特に塩基性イオン交換樹脂は水中の微生物をほぼ完全に捕捉吸着する。
【００２４】
粉末イオン交換樹脂濾過吸着体に微粒子状酸化チタンを包含させることで、水溶液においてもアンモニアを始めとする有害成分の分解作用が、各々を単独使用した場合と比較にならない程向上した。この理由としては、イオン交換樹脂交換基に捕捉された有害成分とイオン交換樹脂細孔に捕捉されている微粒子状酸化チタンとの反応が活発化するためと推定される。
【００２５】
空気又は水の清浄化のためには、平均粒径50μｍ以下の微粒子状イオン交換樹脂の持つイオン成分に対する優れた化学・物理吸着作用と、水中で使用する場合に発揚される微生物膜による作用を単独又は併用し、効果的に使用する必要がある。
【００２６】
一般に酸化チタンが、悪臭成分を酸化分解することは、よく知られているが、粉末イオン交換樹脂繊維吸着体と粒状の微粒子状酸化チタンを併用する時、吸着体を通流して排出される空気の清浄効果が向上するという予期しない効果を認めた。
【００２７】
清浄作用に最も効果的な吸着体は、粒径１〜５０μｍの微粒子状粉末イオン交換樹脂吸着体に粒径１０ｎｍ以下の超微粒子状酸化チタン粉末を混合・攪拌することで調製した超微粒子状酸化チタン包含微粒子状イオン交換樹脂繊維吸着体である。
【００２８】
使用する酸化チタンは、酸化作用があれば何れのものでもよいが、酸化チタンを均一に分散させ、繊維からの分離を防ぐためには、粒径１０μｍ以下の微粒子状酸化チタン、より望ましくは１００ｎｍ以下の粒径を持つ超微粒子状酸化チタン粉末がよい。
【００２９】
既に本発明者らが特願２００２−０４８９２７で出願済みのイオン交換樹脂吸着体を用いる水の清浄方法の長所は、ある期間使用した粉末イオン交換樹脂の吸着能力が低下する段階で、水中で吸着した微生物が微生物膜を形成し、微生物膜による吸着分解能力が継続維持されることである。また、特徴的なことは、その微生物膜に磁場を働かせるとバイオリアクターの作用効果が倍増することで、この作業効果は工業的には極めて有用な事柄である。一方、この発明による酸化チタンを包含させることにより、これと同様の長所が現れる。実施例に挙げる酸化チタンを包含させることによる消臭効果は、酸化チタンによる悪臭分解作用が有利に作用し、粉末樹脂による悪臭吸着作用と相俟って、相乗的に働いた為と思われる。
【００３０】
即ち、本発明の微粒子状酸化チタン包含粉末イオン交換樹脂吸着体又は微粒子状酸化チタン包含粉末イオン交換樹脂繊維吸着体を空気の清浄化に用い、磁場を働かせた粉末イオン交換樹脂繊維吸着体を水の清浄化に用いる複合的な装置によって、より効果的な空気又は水の清浄化を実現することができる。
【００３１】
例えば、図１に示すシステムのように工業的規模のシャワー方式あるいは水槽内導入方式の大型装置にも適用できる。何れの方式でも、浮遊粉塵・悪臭成分を含む空気を本発明の請求項２又は請求項３の製法により作った微粒子状酸化チタン包含粉末イオン交換樹脂繊維吸着体に通流して浄化するが、水に悪臭成分を溶解する工程で使用する水は、生物濾過効果を効果的に利用するために、貯水槽から循環ポンプによって微粒子状酸化チタンを含まない粉末イオン交換樹脂繊維吸着体又は磁石包含粉末イオン交換樹脂吸着体に循環通流するのがよい。本システムでは、清浄効果を上げるために浮遊粉塵や悪臭成分を含む空気を吸込むエアポンプの吸込能力が重要である。
【００３２】
微粒子状酸化チタン包含粉末イオン交換樹脂繊維吸着体は、酸化チタンによる抗菌作用を有するので、特に観賞魚を飼育する水の生物濾過・生物脱臭効果を期待するバイオリアクターとして使用する場合には、難点があることも判った。硝化・脱窒素作用を目的とする濾過吸着体として使用するためには、酸化チタンが共存することを避け、微粒子状酸化チタン包含粉末イオン交換樹脂繊維吸着体と微粒子状酸化チタンを包含しない粉末イオン交換樹脂繊維とを分離して併用するなどの配慮が必要である。
【００３３】
例えば、特願２００１―２７７２６８に記述した簡易プランターに適用する効果は大きく、本発明で言う水槽内の濾過吸着体と混合することなく、分割して適用することで、予期しない程の水の清澄効果と共に、このシステムより排出される空気中に存在する浮遊粉塵や落下菌が減少していることを認めた。特に、本発明による請求項２又は請求項３の製法で作った超微粒子状酸化チタン包含粉末イオン交換樹脂繊維吸着体を、観葉植物を植えた植木鉢の表層部に置くことで、悪臭除去効果がを有したインテリアとしても期待される。
【００３４】
このように、観葉植物と空気清浄を兼ねたインテリアとして、室内環境を重視するレストランやホテルに、また寝たきり老人の部屋の環境改善・癒しを考慮した福祉機器の一つとして提供することもできる。
【００３５】
図１に示す様なシステムによる清浄化方法の最大のメリットは、浮遊粉塵や悪臭成分を水に溶解する工程で少量の水を用いる循環水システムでありながら、大量の水を放流するシステムに劣らない浮遊粉塵や悪臭成分の吸着・分解性能を発揮させることにある。これは１〜５０μｍの粉末イオン交換樹脂を使用することで始めて可能になったシステムで、磁場を働かせることによって効果を高め、その結果システムを簡略化・小型化することを可能にした。
【００３６】
本発明の微粒子状酸化チタン包含粉末イオン交換樹脂吸着体又は微粒子状酸化チタン包含粉末イオン交換樹脂繊維吸着体を水中で用いる場合、酸化チタンがバイオリアクターの働きにどの程度関与しているかは不明であるが、恐らく酸化チタンの持つ酸化作用で生じる微量の有機性窒素分解物が、藻類発生を抑制する効果をもたらすものと推定される。
【００３７】
以下に、本発明の請求項１から請求項３により製造した吸着体を使用した実施例とそれらに関連する実験結果について記述する。
【００３８】
【実施例１】
ペットのトイレのある部屋や、歯科診療所の待合場所で発生する独特の異臭について、本発明請求項１により製造した微粒子状酸化チタン包含粉末イオン交換樹脂の懸濁水溶液に、周辺空気をエアーポンプで導入浄化する方法と請求項２により製造した吸着体である超微粒子状酸化チタンを包含させた微粒子状イオン交換樹脂繊維吸着体を上部の開放された容器に約２５０ml入れて設置する方法で、両方法ともにペットの悪臭や診療所特有の臭いを除くことができ、空気清浄効果が著しく向上した。後者の場合、粉末イオン交換樹脂繊維吸着体単独の場合とは比較にならない程の優れた脱臭効果を確認した。
【００３９】
【実施例２】
観賞魚を飼育している水槽内に設置した遮光濾過筒内に、濾過材として、本発明請求項２の製法により作った微粒子状酸化チタン包含粉末イオン交換樹脂繊維吸着体を入れ、水槽水を内部循環させながら、水の汚れを観察し水質分析した結果、水の清浄効果が著しく向上した。観賞魚の死亡も少なく、藻類の発生も微粒子状酸化チタン単独使用の場合に比して激減した。特に、水槽水の透明度が向上し、光吸収分析において可視部吸収の減少のほか、紫外部特に２００〜２５０ｎmの吸収が激減したばかりでなく、窒素化合物で代表される有害窒素化合物を少なくする作用効果が大きいことが判った。粒径９ｎｍの超微粒子状酸化チタンは、粒状チタンに比べて清浄効果が大きく、粒径により著しく差異のあることを認めた。
【００４０】
【実施例３】
室内で飼育している愛玩犬（チワワ１０匹）の飼育ハウス（トイレのしつけハウス）居住区に毛布を置き、明らかにペット臭の感じられる実験布を調製する。３０ｍ３の空間に該実験布を置き、そのそばに、次の８通りの方法で調製した各種脱臭剤を設置し、脱臭効果を３人のパネラーによる官能テストにより調べた。
【００４１】
その１として、使用済み陽イオン交換樹脂（ダイアイオンＰＫ２１６）を、気流粉砕法により調整した粉末陽イオン交換樹脂５ｇと微粒子状セルローズ（商品名セリッシユ）５ｇとバルク状セラミック繊維（イソライト工業）５ｇとポリエステルカット繊維（クラレ）５ｇに、超微粒子状酸化チタン（古河機械金属製、商品名ＤＮ−１−０）１ｇを水５リットルに混合し、ミキサー内で２〜５分間激しく攪拌する。１０分間放置後、遠心分離機で水と繊維を分離し、繊維状吸着体を調製した。
【００４２】
その２として、使用済み陽イオン交換樹脂に替えて、使用済み陰イオン交換樹脂（ダイアイオンＰＡ３０８）を用いて調製した粉末陰イオン交換樹脂５ｇを用いて、その１と同様にして、微粒子状酸化チタン包含繊維状吸着体を調製した。
【００４３】
その３として、使用済みイオン交換樹脂より調製された粉末陽イオン交換樹脂（ダイアイオンＰＫ２１６）２．５ｇと粉末陰イオン交換樹脂（ダイアイオンＰＡ３０８）２．５ｇを用いて、その１と同様にして、微粒子状酸化チタン包含繊維状吸着体を調製した。
【００４４】
その４として、新品陽イオン交換樹脂（ダイアイオンＰＫ２１６）を用いて、その１と同様に微粒子状酸化チタン包含繊維状吸着体を調製した。
【００４５】
その５として、新品陰イオン交換樹脂（ダイアイオンＰＡ308）を用いて、その２と同様に微粒子状酸化チタン包含繊維状吸着体を調製した。
【００４６】
その６として、新品陽イオン交換樹脂（ダイアイオンＰＫ２１６）と新品陰イオン交換樹脂（ダイアイオンＰＡ３０８）を用いて、その３と同様に微粒子状酸化チタン包含繊維状吸着体を調製した。
【００４７】
その７として、該超微粒子状酸化チタン単独では、繊維状吸着体は調製出来ないので、該超微粒子状酸化チタンを器に１ｇ載せて比較資料とした。
【００４８】
その８として、微粒子状酸化チタンを含まないその６と同様組成の陰・陽粉末イオン交換樹脂繊維吸着体を調製した。なお、その３、その６以外は微粒子状酸化チタンのリークがあり、微粒子状酸化チタンの包含量は減少した。
【００４９】
評価は、実験前の臭いの強さを５とし、最も脱臭されたものを１とする５段階法で評価し、３人のパネラーが求めた平均値を四捨五入して求めた。以上の８通りで調製した脱臭剤の実験結果を表１に示す。
【００５０】
実験結果で明らかなように、粉末陰・陽イオン交換樹脂と超微粒子状酸化チタンを包含したその３とその６に、優れた脱臭効果が認められた。利用する粉末イオン交換樹脂は、新品でも使用済みの物でも殆ど性能に差異は認められなかった。
【００５１】
参考として、上記実験のその１からその８について、同一量の粉末イオン交換樹脂と微粒子状酸化チタンを水１０Ｌに懸濁し、エアーポンプ（３００ｍｌ／ｍｉｎ）を用いて、周辺空気を導入させる実験を実施したが、各々の実験区に於いて、優るとも劣らない脱臭効果が認められた。
【００５２】
【実施例４】
図２に示すように、水槽１の中に１0リットルの水２を入れる。エアーポンプ４を稼動させて悪臭又は浮遊粉塵を含む空気を送るエアー導入パイプを、本発明の請求項２又は請求項３の製法で作った微粒子状酸化チタン包含粉末イオン交換樹脂繊維吸着体３を収容する通水可能な吸着体収容容器８を経て、垂直に立つ直径２ｃｍのエアーリフトパイプ3の下部に挿入する。空気は、エアーリフト現象により水を伴って上昇し、頂部から排出される。この時、持ち上げられた水は空気と水との接触が高まって悪臭が水に溶解し易くなるように、傘状落水板７を伝って広がりをもつて自然落下させる。
【００５３】
頂部から排出される水を、滝の景観その他工夫をした造作物表層を流れるようにするとインテリア性を高めることができ応用範囲が広がる。
【００５４】
頂部の傘状落水板の代わりに観葉植物を植えた植木鉢にすると、植木鉢の底の孔から水が自動的に潅水され、インテリアとしての効果と癒しの効果を求めることもできる。観葉植物の幹周辺の表層部に、本発明の請求項２又は請求項３の製法により作った微粒子状酸化チタン含有粉末イオン交換樹脂繊維吸着体を置くと清浄効果はさらに向上する。
【００５５】
また、請求項２の微粒子状酸化チタン包含粉末イオン交換樹脂繊維吸着体の代わりに、本発明の請求項１の製法で作った微粒子状酸化チタン包含粉末イオン交換樹脂吸着体を水に投入して良い。この場合は、通水可能な吸着体収納容器は不要となる。
【００５６】
さらに、水槽に観賞魚を飼育する場合は、微粒子状酸化チタン包含粉末イオン交換樹脂繊維吸着体に代えて、酸化チタンを含まない磁石包含粉末イオン交換樹脂吸着体を用いて、微生物膜による清浄作用を利用するのも良い。
【００５７】
微生物膜に磁場を働かせる場合、磁石を粉末イオン交換樹脂吸着体に包含させないで、流水経路の途中に永久磁石を設置して、磁場を働かせることによっても微生物膜による清浄作用を促すことができる。
【００５８】
関連の実験として、広さ４.５畳の部屋に、愛玩犬の糞便２００ｇを置き、そのそばに図ｘの空気清浄装置を設置し、１週間後の空気を定法により測定した結果、明らかに清浄効果が認められた。以下に、実験内容と結果を記載する。
【００５９】
その１として、超微粒子状酸化チタン粒（不二機販製）１５０ｇを水槽底に設置し、粉末イオン交換樹脂吸着体５００ｍｌを使用した場合の空気清浄効果を試みた。、臭いについては実施例３と同様に３人のパネラーによる官能テストを行い、また浮遊粉塵量と落下菌数については定法により測定した。その結果を表２に示す。
【００６０】
その２として、その１で使用した粉末イオン交換樹脂吸着体５００ｍｌの中から２５０ｍｌを採取し、水中で膨潤させた後、超微粒子酸化チタン粉末（商品名；ＤＮ―1−０、古河機械金属製）０.５ｇを用いて、両者を混合攪拌させて該吸着体に均一に分散吸着さた。この超微粒子状酸化チタン含有粉末イオン交換樹脂吸着体を１００メッシュの布で包み、前述粉末イオン交換樹脂吸着体の上部に分割して設置し、その１と同様にして、酸化チタン粒に代替えして、超微粒子状酸化チタン包含粉末イオン交換樹脂繊維吸着体を併用する実験をした。その結果を表３に示す。
【００６１】
実験結果で明らかな様に、超微粒子状酸化チタン包含粉末イオン交換樹脂繊維吸着体の空気清浄効果は大きく、粉末イオン交換樹脂吸着体との相乗作用のあることを確認した。
【００６２】
【実施例５】
次ノ二つについて試みる。材料Ａとして、粉末陽イオン交換樹脂１０ｇ（商品名ダイアイオンＰＫ２１６）と微粒子状陰イオン交換樹脂１０ｇ（商品名ダイアイオンＰＡ308）と微小繊維状セルローズ１０ｇ（商品名セリッシュ）を水中で混合攪拌し、そこへ超微粒子状酸化チタン２ｇ（古河機械金属製、商品名ＤＮ―１−０）を添加し凝集させる。
【００６３】
材料Ｂとして、ポリエステルカット繊維（クラレ製、０．４３ｄN×３ｍｍ）５ｇとポリプロピレンカット繊維（ダイワ紡製、２ｄN×２ｍｍ）５ｇにバルク状セラミック繊維（イソライト工業製）５ｇを水中で混合分散して均一にし、これらカット繊維よりなる吸着体を作る。
【００６４】
材料Aと材料Bを混合し、上記濾過体に粉末イオン交換樹脂と超微粒子状酸化チタンを均一に包含した繊維状濾過吸着体を調製する。
【００６５】
調製した吸着体３００ｍｌを、実施例４で説明した装置に投入したその１と、酸化チタンを除いた粉末イオン交換樹脂繊維濾過体を投入したその２について、水の清浄効果について比較実験を行った。原液は、腐敗臭のある溜まり水を純水で３倍稀釈して水槽水とした。エアーポンプを稼動して水槽水を濾過体に通流させ、２４時間後の水質の変化を測定した。水槽は、直射日光の当たる場所に置いた。その測定結果を表４に示す。
【００６６】
【実施例６】
次の二つについて試みる。その１として、微粒子状陽イオン交換樹脂５ｇと微粒子状陰イオン交換樹脂５ｇを基本成分とする繊維状吸着体（特開２０００−３１２８８１）を直径１０cm×高さ２０cmのカラムに充填する。
【００６７】
その2として、その１に示す濾過吸着体の頂部より、微粒子状酸化チタンを均一に分散させた水を注ぎ（１ｇを水５リットルに懸濁させる）、微粒子状酸化チタン含有イオン交換樹脂濾過体を調製する。
【００６８】
このカラムに充填された濾過体頂部から水がシャワー状になって噴出し、空気と接触した後落下する。この貯留水は循環ポンプによりカラム内部の吸着体を通流して、底部から頂部に排出する機能を持つ循環水１０リットルを持つ閉鎖系水清浄作用を環システムを作る。１ｍ３の密閉空間を有するテスト装置に、本発明装置を入れ、アンモニアと酢酸について、使用前と使用後の濃度を、市販の検知管を用いて濃度変化を測定した。２４時間稼動後の測定結果を表５に示す。
【００６９】
【表１】
【表２】
【表３】
【表４】
【表５】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したような構成であるので、以下に記載するような効果を奏する。
【００７５】
粒状イオン交換樹脂を気流粉砕することで調製した粉末イオン交換樹脂は、物理的吸着機能が著しく向上することが認められており、溶液の濾過材としての利用方法は本発明者等が開発してきたが、空気中の浮遊粉塵や悪臭成分の除去については未開発の分野であった。本発明によって、粉末イオン交換樹脂に微粒子状酸化チタンを含有させて相乗効果を高め、微粒子状粉末イオン交換樹脂の利用価値を著しく高めることができる。
【００７６】
粉末イオン交換樹脂の原料は、発電所などの産業廃棄物である使用済み粒状イオン交換樹脂を細かく粉砕して本発明に使用する粉末イオン交換樹脂の材料として使用でき、また微粒子状酸化チタン含有粉末イオン交換樹脂繊維吸着体に使用する繊維も、反毛業者の作るリサイクル繊維が活用できるので、資源有効活用の面から有効な技術である。
【００７７】
イオン交換樹脂は、特定の臭気に自在に適応できるように調製できる素材であり、本発明の素材が安価で簡便な方法と装置であるので、空気又は水の清浄化に広範囲な分野での適用が期待される。
【００７８】
空気や水の清浄化を目的とする各種技術があるが、本発明は光触媒酸化チタンによる空気浄化作用と微生物膜による水の浄化作用のように寿命の長い作用効果を合わせた相乗効果により、効果対費用及び効果対期間に優れている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の空気又は水の清浄化工程概念図である。
【図２】本発明の一実施形態を示す清浄化装置の立断面図である。
【符号の説明】
１．水槽
２．水
３．微粒子状酸化チタン包含粉末イオン交換樹脂繊維吸着体又は磁石包含微粒子状酸化チタン含有イオン交換樹脂繊維吸着体
４．エアーポンプ
５．エアー導入パイプ
６．エアーリフトパイプ
７．傘状落水板
８．通流可能な吸着体収納容器
９．空気流方向を示す矢印
10．水流方向を示す矢印[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to comforting living spaces such as residences, public facilities, and occupational areas by removing airborne dust and bad odor components.
[0002]
[Prior art]
The methods for removing malodors include masking, which is a sensory deodorization method, physical deodorization using activated carbon, zeolite, etc., microbial methods, chemical deodorization, and electrical deodorization using plasma, etc. There are devices that purify the air by passing an adsorbent such as chitosan or a polymer functional membrane. Recently, there has been an attempt to clean the air by decomposing ammonia odor and cigarette dust using titanium oxide for photocatalyst. However, bad odor and suspended fine particles by powder ion exchange resin having a particle diameter of 1 to 50 μm as in the present invention. There is no air or water cleaning method or device that uses the synergistic effect of the action of adsorbing odor and the decomposition of the malodorous component of titanium oxide.
[0003]
An ion exchange resin commonly used for industrial use is a polymer obtained by adding an acidic or alkaline exchange group to a copolymer of styrene and divinylbenzene, and is a spherical granular material having a diameter of 0.3 to 2 mm. .
[0004]
The powder ion exchange resin used in the present invention is an ion exchange resin prepared by converting a granular ion exchange resin commonly used in industry into fine particles having an average particle diameter of 1 to 50 μm by mechanical pulverization, and is generally not commercially available. Is used in special industrial fields.
[0005]
The powder ion exchange resin used in the present invention does not necessarily have to be new, and it is sufficient to use a used granular ion exchange resin in the form of fine particles.
[0006]
The water filter detergent and the simple planter using the particulate ion exchange resin adsorbent are disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-312881, Japanese Patent Application No. 2001-277268 and others, but the removal of floating dust and malodorous components was performed. There is nothing.
[0007]
The powder ion exchange resin has been already known to have an excellent malodor component adsorption action, but there is no development example of an apparatus used for removing malodor in the air. The biggest reason seems to be that the resin is expensive and has not been studied. This is a new technology that was made possible for the first time by obtaining raw materials at low cost by crushing used ion exchange resin. In addition, no examples of attempts to purify air or water with fine particle titanium oxide-containing ion exchange resins are found.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
In recent years, there has been a growing need for improving living spaces such as odor removal and air purification. Therefore, a method of producing a particulate titanium oxide-containing powder ion exchange resin adsorbent and a particulate titanium oxide-containing powder ion exchange resin fiber adsorbent, which are filter media used for cleaning, and air or water using the filter media. It is an object to provide an inexpensive method for cleaning.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The first of the present invention, which is a means for solving the problems,Purifying air or water, characterized in that a powder ion exchange resin having a particle size of 1 to 50 μm and finely divided titanium oxide having a particle size of 100 nm or less are contact-mixed in water with a cut fiber having a fiber thickness of 5 denier or less in water. For producing a powder ion exchange resin adsorbent containing fine particulate titanium oxide,The second of the present invention isThe powder ion exchange resin having a particle diameter of 1 to 50 μm according to
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described in the order of an adsorbent manufacturing method, a cleaning method using an adsorbent, and examples. First, a method for producing a powder ion exchange resin adsorbent containing fine particulate titanium oxide will be described. The raw material fine particle titanium oxide having a particle diameter of 100 nm or less and the powdered anion and cation powder ion exchange resin having a particle diameter of 1 to 50 μm are put into an agitation tank at an appropriate weight ratio, and the whole charged raw material can be stirred. Water of a certain degree is poured and stirred so that both raw materials can be mixed and contacted to make a milky suspension. This is an emulsion fine particle titanium oxide-containing powder ion exchange resin adsorbent, but it may be in a wet state or a dry powder state in which water is appropriately evaporated for easy storage.
[0011]
The fine particle titanium oxide-containing powder ion exchange resin adsorbent prepared in this manner has fine particle titanium oxide having a particle size of 100 nm or less, which has an ion exchange group in the pore portion of the powder ion exchange resin having a particle size of 1 to 50 μm. It is presumed that the amount of particulate titanium oxide retained by some weak binding action and retained in the powder ion exchange resin increases as the particle size of the particulate titanium oxide becomes finer.
[0012]
Next, a method for producing the fine particle titanium oxide-containing powder ion exchange resin fiber adsorbent according to claim 2 of the present invention will be described. The production method comprises a first step of making powder ion exchange resin fibers and a second step of including finely divided titanium oxide in the fibers. An agglomerate of powder anions and fine particle cation exchange resin with a particle size of 1 to 50 μm and hydrophilic fine fiber cellulose (trade name serish) or bulk ceramic fiber is made into a stirring tank containing water. Further, cut fibers such as polyester, polypropylene or rayon are put into the stirring tank, mixed in water and integrated to prepare powder ion exchange resin fibers. The powder ion exchange resin fiber prepared as described above has a large porosity and is easily in a state where fine particulate titanium oxide is included.
[0013]
The cut fibers used for the production of powder ion exchange resin fibers have a poor affinity for powder resin and fine particle titanium oxide when the fibers become thick, making it difficult to prepare a fibrous adsorbent having a uniform composition. The thickness is preferably ultrafine cut fibers made of short fibers of 5 denier or less.
[0014]
In addition, it was confirmed that the fibers of the fine particle titanium oxide-containing powder ion exchange resin fiber adsorbent do not necessarily need to be new, and can be used as recycled fibers regenerated by a so-called barber.
[0015]
Next, fine particle titanium oxide is included in the powder ion exchange resin fiber in the second step. A milky aqueous solution in which fine particle titanium oxide with a particle size of 100 nm or less is suspended in water is poured into a stirring tank containing powder ion exchange resin fibers, mixed with powder ion exchange resin fibers, and dispersed inside. Then, a powder ion exchange resin fiber adsorbent containing fine particulate titanium oxide is prepared. Excess water used for stirring is discharged or evaporated after the stirring solution in the tank has settled. The action and effect of the fine particle titanium oxide-containing powder ion exchange resin fiber adsorbent is greater in the wet state. However, when dried, the action and effect can be recovered by adding water to make it wet, so that the amount of water during storage and transportation is not particularly important. Moreover, it is good to store in the container which can be sealed as much as possible in order to avoid the cleaning effect reduction by adsorption | suction of a floating dust or a malodorous component until it uses for the purpose of use after manufacture.
[0016]
The inclusion ratio of fine particle titanium oxide to the ion exchange resin produced as described above is, for example, that fine particle titanium oxide is obtained by adding ultrafine particle titanium oxide having an average particle size of 9 nm of Furukawa Kikai Metals' trade name DN-1-0. When used, it is possible to make an ultrafine particulate titanium oxide-containing powder ion exchange resin fiber adsorbent that adsorbs and includes up to about 10% of the ion exchange resin by weight ratio.
[0017]
The composition of the particulate ion exchange resin when used for the purpose of removing malodors will be described. Unlike a filter body mainly composed of an anion exchange resin for purifying water, it is important to properly use the composition of the ion exchange resin depending on malodorous components. In order to remove cations such as ammonia, cation exchange resins, preferably strongly acidic cation exchange resins are mainly used. To remove anionic components such as organic acids, anion exchange resins, preferably strongly basic anion exchanges are used. It is good to use resin as a main component.
[0018]
The method for purifying air or water and the apparatus using the adsorbent according to
[0019]
The malodorous component is strongly perceived by humans even if the content in the air is a minute amount of the billions of parts by volume (ppb unit). When the air containing the malodorous component is brought into contact with water, the odorous component quickly dissolves in water. Accordingly, in order to enhance the cleaning action, air or water containing malodorous components should be contacted with the fine particle titanium oxide-containing ion exchange resin adsorbent or the fine particle titanium oxide-containing powder ion exchange resin fiber adsorbent as much as possible. It is important to make it larger.
[0020]
A method for purifying air or water using the adsorbent produced by the above production method will be described. The first method of purifying air containing airborne dust and malodorous components contained malodorous components in the aqueous suspension of fine particle titanium oxide-containing powder ion exchange resin according to the production method of
[0021]
A second method for purifying air containing airborne dust and malodorous components is a gap through which air can flow through the powdered ion-exchange resin fiber adsorbent containing fine particulate titanium oxide according to claim 2 or
[0022]
The third method for purifying air containing suspended dust and malodorous components is to place the fine particle titanium oxide-containing powder ion exchange resin fiber adsorbent of
[0023]
The adsorption capacity of the powder ion exchange resin has a certain capacity and eventually becomes equilibrium and cannot be adsorbed any more, but at this stage, it captures and adsorbs microorganisms in water to form a biofilm. In particular, a particulate ion exchange resin having an average particle size of about 10 microns and a large specific surface area, particularly a basic ion exchange resin, almost completely captures and adsorbs microorganisms in water.
[0024]
By including particulate titanium oxide in the powder ion exchange resin filtration adsorbent, the decomposition action of harmful components such as ammonia in aqueous solution was improved as compared with the case where each was used alone. This is presumably because the reaction between harmful components captured by the ion exchange resin exchange group and fine particulate titanium oxide captured by the ion exchange resin pores is activated.
[0025]
For cleaning air or water, it has excellent chemical / physical adsorption action for ionic components of particulate ion exchange resin with an average particle size of 50μm or less, and action by microbial membranes raised when used in water. It needs to be used effectively alone or in combination.
[0026]
In general, it is well known that titanium oxide oxidizes and decomposes malodorous components. However, when a powder ion exchange resin fiber adsorbent and granular fine titanium oxide are used in combination, the air discharged through the adsorbent is exhausted. The unexpected effect of improving the cleaning effect was recognized.
[0027]
The most effective adsorbent for cleaning action is ultrafine particulate oxidation prepared by mixing and stirring ultrafine particulate titanium oxide powder with a particle size of 10 nm or less into a fine particle ion exchange resin adsorbent with a particle size of 1 to 50 μm. It is a titanium-containing particulate ion exchange resin fiber adsorbent.
[0028]
Any titanium oxide may be used as long as it has an oxidizing action, but in order to uniformly disperse the titanium oxide and prevent separation from the fibers, fine titanium oxide having a particle size of 10 μm or less, more desirably 100 nm or less. A finely divided titanium oxide powder having a particle size of 5 mm is preferable.
[0029]
The present inventors have already filed a patent application2002-048927The advantage of the water purification method using the ion-exchange resin adsorbent that has been filed in is that the microorganisms adsorbed in water form a microbial membrane at a stage where the adsorption capacity of the powder ion-exchange resin used for a certain period of time decreases. The adsorption / decomposition ability by the is maintained continuously. Also, what is characteristic is that when a magnetic field is applied to the microbial membrane, the action effect of the bioreactor is doubled. This work effect is extremely useful industrially.On the other hand, by including the titanium oxide according to the present invention, the same advantages appear. It seems that the deodorizing effect by including the titanium oxide mentioned in the examples is synergistically combined with the malodor adsorption action by the powder resin because the malodor decomposition action by the titanium oxide is advantageous.
[0030]
That is, the powdered ion exchange resin adsorbent containing fine particle titanium oxide or the powder ion exchange resin fiber adsorbing powder containing particulate titanium oxide of the present invention is used for air purification, and the powder ion exchange resin fiber adsorbent using a magnetic field is used as water. More effective air or water cleaning can be realized by the combined apparatus used for cleaning the air.
[0031]
For example, the present invention can also be applied to a large-scale apparatus of an industrial scale shower method or a water tank introduction method as in the system shown in FIG. In any system, air containing airborne dust and malodorous components is purified by passing through the particulate ion-exchange resin fiber adsorbent containing fine particulate titanium oxide prepared by the method of claim 2 or
[0032]
The powder ion exchange resin fiber adsorbent containing fine particulate titanium oxide has an antibacterial action due to titanium oxide, so it is particularly difficult to use as a bioreactor that expects biological filtration and biological deodorization of water for breeding ornamental fish. I also found that there is. In order to use it as a filtration adsorbent for the purpose of nitrification and denitrification, it avoids the coexistence of titanium oxide, powder ion exchange resin fiber adsorbent containing fine particle titanium oxide and powder ion not containing fine particle titanium oxide It is necessary to consider that the exchange resin fibers are separated and used together.
[0033]
For example, the effect applied to the simple planter described in Japanese Patent Application No. 2001-277268 is great, and by applying it in a divided manner without mixing with the filtration adsorbent in the water tank referred to in the present invention, the clarification of unexpected water can be achieved. Along with the effect, it was confirmed that airborne dust and falling bacteria present in the air exhausted from this system decreased. In particular, by placing the ultrafine particulate titanium oxide-containing powder ion exchange resin fiber adsorbent produced by the production method of claim 2 or
[0034]
In this way, as an interior that combines foliage plants and air purification, it can also be provided to restaurants and hotels that place importance on the indoor environment, and also as one of welfare equipment that takes into account the improvement and healing of the environment of bedridden elderly people.
[0035]
The greatest merit of the cleaning method by the system as shown in FIG. 1 is inferior to a system that discharges a large amount of water, although it is a circulating water system that uses a small amount of water in the process of dissolving suspended dust and malodorous components in water. There is no airborne dust or bad smell component adsorption / decomposition performance. This was the first system that became possible by using a powder ion exchange resin of 1 to 50 μm. The effect was enhanced by applying a magnetic field, and as a result, the system could be simplified and miniaturized.
[0036]
When the fine particle titanium oxide-containing powder ion exchange resin adsorbent or the fine particle titanium oxide-containing powder ion exchange resin fiber adsorbent of the present invention is used in water, it is unclear how much titanium oxide is involved in the function of the bioreactor. However, it is presumed that a trace amount of organic nitrogen decomposition products generated by the oxidation action of titanium oxide bring about an effect of suppressing the generation of algae.
[0037]
Below, the Example using the adsorbent manufactured by Claims 1-3 of this invention and the experimental result relevant to them are described.
[0038]
[Example 1]
About a peculiar odor generated in a room with a pet toilet or a waiting place in a dental clinic, ambient air is pumped into a suspension of fine particle titanium oxide-containing powder ion exchange resin produced according to the present invention. And a method of placing about 250 ml of a particulate ion exchange resin fiber adsorbent containing ultrafine particulate titanium oxide as an adsorbent produced according to claim 2 in an open container at the top, Both methods can remove the stench of pets and the odor peculiar to clinics, and the air cleaning effect is remarkably improved. In the latter case, an excellent deodorizing effect that was incomparable with the powder ion exchange resin fiber adsorbent alone was confirmed.
[0039]
[Example 2]
A particulate titanium oxide-containing powder ion-exchange resin fiber adsorbent made by the production method of claim 2 is placed as a filter medium in a light-shielding filter cylinder installed in an aquarium where ornamental fish are bred. As a result of observing water stains and analyzing the water quality while circulating internally, the water cleaning effect was remarkably improved. There were few deaths of ornamental fish, and the generation of algae was drastically reduced compared to the case of using fine particulate titanium oxide alone. In particular, the transparency of aquarium water is improved, and not only the absorption in the visible region is reduced in the light absorption analysis, but also the absorption in the ultraviolet region, particularly 200 to 250 nm, is drastically reduced, and the action of reducing harmful nitrogen compounds represented by nitrogen compounds is reduced. It turns out that the effect is great. It was recognized that the ultrafine particulate titanium oxide having a particle size of 9 nm has a greater cleaning effect than the granular titanium and has a significant difference depending on the particle size.
[0040]
[Example 3]
A blanket is placed in the housing area of a pet dog (10 Chihuahuas) housed indoors (toilet discipline house), and an experimental cloth that clearly has a pet odor is prepared. 30m3The experimental cloth was placed in the space, and various deodorizers prepared by the following eight methods were placed beside it, and the deodorizing effect was examined by a sensory test with three panelists.
[0041]
As one of them, a used cation exchange resin (Diaion PK216), 5 g of powder cation exchange resin prepared by an air-flow pulverization method, 5 g of particulate cellulose (trade name cerile), 5 g of bulk ceramic fiber (Isolite Industry), To 5 g of polyester cut fiber (Kuraray), 1 g of ultrafine titanium oxide (made by Furukawa Machine Metal, trade name DN-1-0) is mixed with 5 liters of water, and vigorously stirred in a mixer for 2 to 5 minutes. After standing for 10 minutes, water and fiber were separated with a centrifuge to prepare a fibrous adsorbent.
[0042]
As part 2, using 5g of powder anion exchange resin prepared by using a used anion exchange resin (Diaion PA308) instead of the used cation exchange resin, in the same manner as in
[0043]
As
[0044]
As No. 4, using a new cation exchange resin (Diaion PK216), a fine particulate titanium oxide-containing fibrous adsorbent was prepared in the same manner as in No. 1.
[0045]
As No. 5, using a new anion exchange resin (Diaion PA308), a fibrous adsorbent containing fine particulate titanium oxide was prepared as in No. 2.
[0046]
As No. 6, using a new cation exchange resin (Diaion PK216) and a new anion exchange resin (Diaion PA308), a particulate adsorbent containing titanium oxide was prepared in the same manner as in No.3.
[0047]
As No. 7, since the ultrafine particulate titanium oxide alone cannot prepare a fibrous adsorbent, 1 g of the ultrafine particulate titanium oxide was placed on a vessel for comparison.
[0048]
As No. 8, a negative / positive powder ion exchange resin fiber adsorbent having the same composition as No. 6 containing no particulate titanium oxide was prepared. In addition to those 3 and 6, there was a leak of particulate titanium oxide, and the inclusion amount of particulate titanium oxide decreased.
[0049]
The evaluation was performed by a five-step method in which the odor intensity before the experiment was set to 5 and the most deodorized one was set to 1, and the average value obtained by the three panelists was rounded off. Table 1 shows the experimental results of the deodorizer prepared in the above eight ways.
[0050]
As is apparent from the experimental results, excellent deodorizing effect was observed in
[0051]
As a reference, in the
[0052]
[Example 4]
As shown in FIG. 2, 10 liters of water 2 is placed in a
[0053]
If the water discharged from the top is made to flow on the surface of the waterfall landscape or other specially designed crops, the interior can be enhanced and the range of application can be expanded.
[0054]
If you use a flower pot with a foliage plant instead of an umbrella-shaped waterfall plate at the top, water is automatically irrigated from the hole at the bottom of the flower pot, and you can seek the effect of the interior and the healing effect. The cleaning effect is further improved by placing the particulate titanium oxide-containing powder ion exchange resin fiber adsorbent produced by the method of
[0055]
Further, instead of the particulate titanium oxide-containing powder ion exchange resin fiber adsorbent of claim 2, the fine particle titanium oxide-containing powder ion exchange resin adsorbent prepared by the method of
[0056]
Furthermore, when raising ornamental fish in the aquarium, instead of the powdered ion exchange resin fiber adsorbent containing particulate titanium oxide, a powder containing ion exchange resin adsorbent containing magnet oxide that does not contain titanium oxide can be used to clean the microorganisms. It is good to use.
[0057]
When a magnetic field is applied to the microbial membrane, the cleaning action by the microbial membrane can be promoted by installing a permanent magnet in the middle of the flowing water path and applying the magnetic field without including the magnet in the powder ion exchange resin adsorbent.
[0058]
As a related experiment, a pet dog's feces 200g was placed in a 4.5 tatami room, and the air purifier shown in Fig. X was installed next to it. A cleaning effect was observed. The contents and results of the experiment are described below.
[0059]
As
[0060]
As part 2, 250 ml was collected from 500 ml of the powder ion exchange resin adsorbent used in
[0061]
As is apparent from the experimental results, the air-cleaning effect of the powder ion exchange resin fiber adsorbent containing ultrafine particulate titanium oxide was large, and it was confirmed that there was a synergistic action with the powder ion exchange resin adsorbent.
[0062]
[Example 5]
I will try the next two. As material A, 10 g of powdered cation exchange resin (trade name: Diaion PK216), 10 g of particulate anion exchange resin (trade name: Diaion PA308) and 10 g of fine fibrous cellulose (trade name: Celish) are mixed and stirred in water. Thereto, 2 g of ultrafine titanium oxide (made by Furukawa Machine Metal, trade name DN-1-0) is added and agglomerated.
[0063]
As material B, 5 g of a polyester cut fiber (Kuraray, 0.43 dN × 3 mm) and 5 g of a polypropylene cut fiber (Daiwabo, 2 dN × 2 mm) are mixed and dispersed in water with 5 g of a bulk ceramic fiber (Isolite Kogyo). The adsorbent made of these cut fibers is made uniform.
[0064]
A material A and a material B are mixed, and a fibrous filtration adsorbent in which the above-mentioned filter body uniformly includes a powder ion exchange resin and ultrafine titanium oxide is prepared.
[0065]
A comparative experiment was conducted with respect to the water cleaning effect of 300 ml of the prepared adsorbent that was put into the apparatus described in Example 4 and 2 that was charged with the powder ion exchange resin fiber filter except for titanium oxide. . The stock solution was used as aquarium water by diluting 3 times the pool water with rot odor with pure water. The air pump was operated to pass the aquarium water through the filter body, and the change in water quality after 24 hours was measured. The aquarium was placed in direct sunlight. The measurement results are shown in Table 4.
[0066]
[Example 6]
Try the next two. As one of them, a fibrous adsorbent (Japanese Patent Laid-Open No. 2000-312881) having 5 g of fine particle cation exchange resin and 5 g of fine particle anion exchange resin as basic components is packed in a column having a diameter of 10 cm and a height of 20 cm.
[0067]
As part 2, water in which finely divided titanium oxide is uniformly dispersed is poured from the top of the filtration adsorbent shown in No. 1 (1 g is suspended in 5 liters of water), and the finely divided titanium oxide-containing ion exchange resin filter is obtained. To prepare.
[0068]
From the top of the filter body packed in this column, water is sprayed in a shower-like manner and falls after coming into contact with air. This stored water flows through the adsorbent inside the column by a circulation pump, and forms a closed system water cleaning action having 10 liters of circulating water having a function of discharging from the bottom to the top. 1m3The apparatus of the present invention was placed in a test apparatus having a closed space, and the concentrations of ammonia and acetic acid before and after use were measured using a commercially available detector tube. Table 5 shows the measurement results after 24 hours of operation.
[0069]
[Table 1]
[Table 2]
[Table 3]
[Table 4]
[Table 5]
【The invention's effect】
Since the present invention is configured as described above, the following effects can be obtained.
[0075]
It has been recognized that the powder ion exchange resin prepared by air-pulverizing the granular ion exchange resin has a significantly improved physical adsorption function, and the inventors have developed a method for using the solution as a filter medium. However, removal of airborne dust and odorous components in the air was an undeveloped field. According to the present invention, it is possible to increase the synergistic effect by adding fine particle titanium oxide to the powder ion exchange resin and remarkably increase the utility value of the fine particle powder ion exchange resin.
[0076]
The raw material of the powder ion exchange resin can be used as a material for the powder ion exchange resin used in the present invention by finely pulverizing the used granular ion exchange resin, which is industrial waste such as a power plant. The fiber used for the ion-exchange resin fiber adsorbent is also an effective technology from the viewpoint of effective use of resources because recycled fiber made by anti-barriers can be used.
[0077]
Ion exchange resin is a material that can be prepared so that it can be freely adapted to a specific odor. Since the material of the present invention is an inexpensive and simple method and apparatus, it can be used in a wide range of fields for cleaning air or water. There is expected.
[0078]
There are various technologies for purifying air and water, but the present invention is effective due to a synergistic effect that combines long-life effects such as air purification action by photocatalytic titanium oxide and water purification action by microbial membrane. Excellent cost and effectiveness versus period.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a conceptual diagram of a cleaning process of air or water according to the present invention.
FIG. 2 is an elevational sectional view of a cleaning apparatus showing an embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1. Aquarium
2. water
3. Particulate titanium oxide-containing powder ion exchange resin fiber adsorbent or magnet-containing particulate titanium oxide-containing ion exchange resin fiber adsorbent
4). Air pump
5. Air introduction pipe
6). Air lift pipe
7). Umbrella waterfall
8). Adsorbent storage container that can flow
9. Air flow direction arrow
Ten. Arrow indicating water flow direction
Claims (2)
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