JP4939077B2 - Method and apparatus for removing asbestos contained in water - Google Patents
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Description
本発明は、水道水等の水に含まれるアスベストを除去する除去方法及びその除去装置に関する。 The present invention relates to a removal method for removing asbestos contained in water such as tap water and a removal apparatus therefor.
世界中の殆どの国では、日常生活で使用する主な水は水道水である。20世紀の後半には、水道管には、耐火性、耐熱性、耐磨耗性に優れているアスベストでその内壁をコーティングした所謂「アスベストセメント水道管」が使用されてきた。最近、アスベストが発ガン性物質であり、アスベストセメント水道管の製造に従事した多数の従業員がガン被害を受けていることが判明した。アスベスト被害は、大気吸引によってガンが発生することが判明しているが、アスベストセメント水道管を通過してきた水道水が安全であるのかどうかが、未だ明らかにされていないのが現状である。 In most countries around the world, the main water used in daily life is tap water. In the latter half of the 20th century, so-called “asbestos cement water pipes” whose inner walls were coated with asbestos having excellent fire resistance, heat resistance, and abrasion resistance have been used for water pipes. Recently, it was found that asbestos is a carcinogenic substance, and many employees engaged in the production of asbestos-cement water pipes suffered cancer damage. Asbestos damage has been found to cause cancer due to atmospheric suction, but it is still unclear whether the tap water that has passed through the asbestos-cement water pipes is safe.
1980年代から2000年にかけて、アメリカの各都市や日本の各都市等、世界の多くの都市で、アスベストセメント水道管を通過してきた水道水に含まれるアスベストの分析調査が行われた。水道水1リットル中のアスベストの繊維本数は、平均約100万本で、少ない都市では数万本から数十万本、多い都市では数百万本であった。 From the 1980s to 2000, asbestos contained in tap water that passed through asbestos-cement water pipes was analyzed in many cities around the world, such as cities in the United States and cities in Japan. The average number of asbestos fibers in one liter of tap water was about 1 million, tens of thousands to hundreds of thousands in few cities, and millions in many cities.
水道水は家庭において主に飲食用、洗濯用、風呂用等に使用されている。また、業務用では、飲食用、洗濯用、農産物や果実や植物の育成用や魚介類の飼育養殖用等を始めとして、多岐にわたって使用されている。アスベストの影響は数十年後に人体に現われることから、アスベストセメント水道管を通過した水道水が人体に悪影響があることが分ると、社会的に多大な影響がある。このため、世界中の各都市で、アスベストセメント水道管からアスベスト加工しない水道管に順次入れ換えを行っているが、未だに多くのアスベストセメント水道管が使用されている。 Tap water is mainly used for eating and drinking, washing and bathing at home. In business use, it is used in a wide variety of applications, including food and drink, laundry, farm products, fruit and plant breeding, and seafood breeding and aquaculture. Since the effects of asbestos appear in the human body after several decades, if it is found that the tap water that has passed through the asbestos-cement water pipe has an adverse effect on the human body, there is a great social impact. For this reason, in cities around the world, asbestos-cement water pipes are sequentially replaced with non-asbestos-treated water pipes, but many asbestos-cement water pipes are still used.
水道水の不純物除去対策としては、磁石や活性炭等を通すことによって不純物を除去して体に良い飲料水を作るものや、電気分解を利用して飲食用に適したアルカリ水を作るものが知られている(特許文献1)。しかし、水道水に含まれるアスベストが人体に影響を及ぼすかどうかということは、最近問題になってきているものであり、水道水に含まれるアスベストを除去する研究は、現在まで殆どされていなかった。 As measures for removing tap water impurities, there are ones that remove impurities by passing magnets, activated carbon, etc. to make healthy drinking water, and those that make alkaline water suitable for eating and drinking using electrolysis. (Patent Document 1). However, whether asbestos contained in tap water has an impact on the human body has recently become a problem, and until now there has been little research on removing asbestos contained in tap water. .
アスベストセメント水道管を通過する水道水にはアスベストが含まれていることは明らかである。未だに明確な結論が出ていないとはいえ、アスベストが空気吸引で悪影響があることから鑑みて、アスベストが含まれている水道水を飲食によって体内に摂取したり、水道水で洗濯した衣類を身につけることは、人体に悪影響を及ぼすものと考えられる。以上のことから、水道水等に含まれるアスベストを除去することが望まれている。 It is clear that tap water passing through the asbestos-cement water pipe contains asbestos. Although there is still no clear conclusion, considering that asbestos has an adverse effect due to air suction, tap water containing asbestos is taken into the body by eating and drinking, and clothes washed with tap water are worn. It is thought that attaching to will adversely affect the human body. From the above, it is desired to remove asbestos contained in tap water and the like.
本発明は以上の点に鑑みてなされたもので、水道水等の水に含まれるアスベストを簡単に除去できる水に含まれるアスベストの除去方法及びその製造装置を提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of the above point, and it aims at providing the removal method of asbestos contained in the water which can remove easily asbestos contained in water, such as tap water, and its manufacturing apparatus.
本発明に係る水に含まれるアスベストの除去方法は、アルミとトルマリンとを混合収容した容器内にアスベストを含む水を通過させ、前記水の水圧によって前記アルミと前記トルマリンとを共ズリさせることを特徴とするものである。本発明は、前記アルミと前記トルマリンとの重量混合比を1:10〜10:1としたことを特徴とするものである。本発明は、前記アルミは板状のものを螺旋形にしたものであることを特徴とするものである。本発明は、前記容器の素材をアルミとすることを特徴とするものである。本発明は、前記アスベストを含む水を最初にカルシウムイオン及びマグネシウムイオンを除去するイオン交換樹脂を通過させ、次に前記水を前記アルミと前記トルマリンとを混合収容した前記容器内に通過させることを特徴とするものである。 In the method for removing asbestos contained in water according to the present invention, the water containing asbestos is allowed to pass through a container containing aluminum and tourmaline mixedly, and the aluminum and tourmaline are co-swelled by the water pressure of the water. It is a feature. The present invention is characterized in that a weight mixing ratio of the aluminum and the tourmaline is 1:10 to 10: 1. The present invention is characterized in that the aluminum is a plate-like one formed into a spiral shape. The present invention is characterized in that the container is made of aluminum. In the present invention, the water containing the asbestos is first passed through an ion exchange resin that removes calcium ions and magnesium ions, and then the water is passed through the container containing the aluminum and the tourmaline mixed. It is a feature.
本発明に係る水に含まれるアスベストの除去装置は、アスベストを含む水からアスベストを除去するためのものであって、容器と、その容器内に混合収容するアルミ並びにトルマリンと、水通過穴を有する底面と、前記容器の内壁に形成するものであって前記容器内に水の攪拌を促進するための螺旋状の溝とを有することを特徴とするものである。本発明は、前記アルミと前記トルマリンとの重量混合比を1:10〜10:1の間としたことを特徴とするものである。本発明は、前記アルミは板状のものを螺旋形にしたものであることを特徴とするものである。本発明は、前記容器の素材をアルミとすることを特徴とするものである。本発明は、カルシウムイオン及びマグネシウムイオンを除去するイオン交換樹脂を内部に収納するタンクと前記容器の底面側とを連結管で連結し、アスベストを含んだ水を前記タンクと前記容器の順に通過させることを特徴とするものである。 The apparatus for removing asbestos contained in water according to the present invention is for removing asbestos from water containing asbestos, and has a container, aluminum and tourmaline mixed and accommodated in the container, and a water passage hole. It has a bottom surface and a spiral groove that is formed on the inner wall of the container and promotes the stirring of water in the container. The present invention is characterized in that a weight mixing ratio of the aluminum and the tourmaline is between 1:10 and 10: 1. The present invention is characterized in that the aluminum is a plate-like one formed into a spiral shape. The present invention is characterized in that the container is made of aluminum. In the present invention, a tank containing an ion exchange resin for removing calcium ions and magnesium ions and a bottom surface side of the container are connected by a connecting pipe, and water containing asbestos is passed in the order of the tank and the container. It is characterized by this.
本発明は、アルミとトルマリンを収容した容器に水道等の水圧によってアスベストを含んだ水を通過させるだけで、水に含まれているアスベストを除去することができる。本発明は、電気を使用しないものであり、しかも交換するものは容器内に収容したアルミとトルマリンだけであり、安価でしかも効率よくアスベストを除去することができる。また、容器に水を導入する前に、イオン交換樹脂を通過させることで、カルシウムイオン及びマグネシウムイオンを除去する。これによって、容器に収容されるトルマリンにカルシウムイオンやマグネシウムイオンが付着しなくなり、トルマリンの働きが長続きする。よって、トルマリンの交換期間を長くしてメンテナンス費用を低減することができ、使用者にとって経済的である。 The present invention can remove asbestos contained in water simply by passing water containing asbestos through a container containing aluminum and tourmaline by water pressure such as tap water. In the present invention, electricity is not used, and only the aluminum and tourmaline contained in the container are replaced, and asbestos can be efficiently removed at low cost. Moreover, before introducing water into a container, an ion exchange resin is allowed to pass through to remove calcium ions and magnesium ions. As a result, calcium ions and magnesium ions do not adhere to the tourmaline contained in the container, and the function of the tourmaline continues. Therefore, the tourmaline replacement period can be lengthened to reduce the maintenance cost, which is economical for the user.
容器の内壁に螺旋状の溝を形成したので、アルミとトルマリンとの攪拌を促進し、アルミとトルマリンとの共ズリによるアルミへのマイナス電極を多く発生することができ、アルミへのアスベストの付着を促進することができる。また、容器をアルミとしたことで、水に接触するアルミの面積が増加し、アルミとトルマリンとその収容容器の交換期間を非常に長くしてメンテナンス費用を低減することができる。また、イオン交換樹脂を入れたタンクとアルミとトルマリンを収容した容器とを連結し、それらを通過する水圧でアルミとトルマリンを攪拌させるので、装置を低コストで作ることができる。 As a spiral groove is formed on the inner wall of the container, agitation between aluminum and tourmaline is promoted, and a lot of negative electrodes on aluminum can be generated by co-slipping of aluminum and tourmaline, and asbestos adheres to aluminum. Can be promoted. Moreover, since the container is made of aluminum, the area of the aluminum that comes into contact with water increases, and the replacement period of aluminum, tourmaline, and the container can be made very long, and maintenance costs can be reduced. Further, the tank containing the ion exchange resin and the container containing aluminum and tourmaline are connected, and the aluminum and tourmaline are stirred by the water pressure passing through them, so that the apparatus can be made at low cost.
次に本発明を図面に基づいて説明する。図1は本発明に係るアスベストの除去装置の一実施例を示す構成図である。本発明では、内部にカルシウムイオン及びマグネシウムイオンを除去するイオン交換樹脂10を収容するタンク12と、内部にアルミ14とトルマリン16を収容する容器18とを有し、タンク12と容器18とは連絡管20を介して連結されている。タンク12には例えば水道水のような圧力のある水を導入する水供給管22が連結される。水供給管22の途中には、上流側に例えば蛇口等の入口用開閉弁24が備えられると共に下流側に逆止弁26が備えられる。容器18の下流側には吐出管28が連結され、吐出管28の先端または途中に出口用開閉弁30が備えられる。
Next, the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of an asbestos removal apparatus according to the present invention. In this invention, it has the
本発明では、圧力の高い水が水供給管22から、タンク12と連絡管20と容器18とを経由して、吐出管28から外部に排出されるものである。水道水はそれ自体が圧力の高い水であるが、水道水以外としては、ポンプ(図示せず)によって高圧力とした水がタンク12を経由して容器18に導入するようにしても良い。
In the present invention, high-pressure water is discharged from the
タンク12はその内部に粒状のイオン交換樹脂10を収納するものであるが、イオン交換樹脂10の交換を容易にするために、イオン交換樹脂10を網(図示せず)に入れた状態でタンク12の容器に収納するのが望ましい。図1ではタンク12を1個のみ備えたものを示したが、複数個のタンク12を、図示しない連絡管を介して直列に配置するようにしても良い。水の流量に応じてタンクの内径とイオン交換樹脂10の収納高さと、タンクの直列に連結する数を任意に設定することができる。
The
アルミ14とトルマリン16を収容する容器18の断面を図2に示す。容器18には下面としての底面32に多数の水通過穴34を形成し、容器18の底面32側とタンク12とを連絡管20で連結する(図1)。即ち、容器18内に収容されたアルミ14とトルマリン16に対して、水道水等の高い水圧の水を下から上に向けて噴射するように設定する。噴射される水の勢いでアルミ14とトルマリン16とが容器18内で自由に移動して攪拌されるように、アルミ14とトルマリン16の分量や、穴34の大きさ並びに個数を設定する。また、アルミ14とトルマリン16の収容容積を小さくした複数の容器18に分散させて複数の段とし、それら複数の容器18を接続させることで、水の勢いによってトルマリン16とアルミ14との撹拌効率を高めることができる。高い水圧の水が容器18内のアルミ14とトルマリン16に勢いよく噴射することで、アルミ14とトルマリン16とが衝突し、アルミ14とトルマリン16とが互いに擦れる。このアルミ14とトルマリン16とが互いに擦れることを共ズリと言う。即ち、容器18内に噴射される高い水圧の水によってアルミ14とトルマリン16とに共ズリが生じるように設定する。
A cross section of a
アルミ14は、トルマリン16との接触面積を増大させるために板状とし、容器18内の水の攪拌を促進するために、その板状のアルミ14は螺旋形(重なり箇所があっても良い)にするのが望ましい。また、容器18(内壁)の素材はアルミとするのが望ましい。これは、容器18内に収容するアルミ14の量が限定されているため、容器18の内壁をアルミで構成することで、本発明の効果をより効率よく達成することができる。更に、容器18の内壁に螺旋状の溝36を形成する。この螺旋状の溝36は、容器18内を通過する水に、溝36に沿った大きな渦流と溝36から内部に進出する多数の小さな渦流とを発生させるためのものであり、容器18内の水の攪拌を促進するためのものである。この螺旋状の溝36によって、容器18内の水の攪拌が促進され、その結果、アルミ14とトルマリン16とが衝突し、共ズリ(アルミ14とトルマリン16との衝突による擦れ合い)が多く発生する。
The
トルマリン16は、トルマリン石を細かく砕いたものであっても良いが、トルマリンとセラミックと酸化アルミニウム(銀を含むものもある)との重量比を約10:80:10とする市販のトルマリンペレットと呼ばれるトルマリン混合体を用いても良い。トルマリン16とアルミ14との重量比は、10:1〜1:10(両端の数値を含む)程度が望ましい。この範囲以外となると、共ズリによる電極の発生数(後述する)が所望の域まで達成しない。
イオン交換樹脂10は、水に含まれているカルシウムイオン(Ca2+)やマグネシウムイオン(Mg2+)等の金属イオンを除去して、水を軟水にするためのものである。イオン交換樹脂10としては、例えば、スチレビニルベンゼンの球状の共重合体を均一にスルホン化した強酸性カチオン交換樹脂(RzSO3 Na)を用いるのが望ましい。このイオン交換樹脂10は、水に含まれているカルシウムイオンやマグネシウムイオン等の金属イオンとは、以下のイオン交換反応を生じる。
2RzSO3Na + Ca2+ → (RzSO3)2 Ca + 2Na+
2RzSO3Na + Mg2+ → (RzSO3)2 Mg + 2Na+
2RzSO3Na + Fe2+ → (RzSO3)2 Fe + 2Na+
即ち、イオン交換樹脂10を通すことによって、水に含まれているカルシウムイオンやマグネシウムイオン等を除去することができる。イオン交換樹脂10として強酸性カチオン交換樹脂(RzSO3Na)を用いることによって、ナトリウムイオン(Na+)が発生する。イオン交換樹脂10は、Na+ 以外のものが発生するものであっても構わないが、Na+
を発生するものの方が好ましい。但し、イオン交換樹脂10を水が通過することによって、その水の中のカルシウムイオンとマグネシウムイオンを除去することが必要である。水道水には塩素が含まれているが、水道水がイオン交換樹脂10を通ることによって、この塩素には何も変化が生じない。
The
2RzSO 3 Na + Ca 2+ → (RzSO 3 ) 2 Ca + 2Na +
2RzSO 3 Na + Mg 2+ → (RzSO 3 ) 2 Mg + 2Na +
2RzSO 3 Na + Fe 2+ → (RzSO 3 ) 2 Fe + 2Na +
That is, by passing the
Those that generate are preferred. However, when water passes through the
水(H2O)がイオン交換樹脂10を通ることによって、更に以下のような変化が生じる。
H2O → H+ + OH- ……(1)
H2O + H+ → H3O+ ……(2)
また、ヒドロニウムイオン(H3O+)の一部は、水(H2O)と結びついてヒドロキシルイオン(H3O2 -)と水素イオン(H+)になる。
H3O+ + H2O → H3O2 - + 2H+ ……(3)
即ち、(1),(2),(3)に示すように、イオン交換樹脂10を通ることによって、水からは水酸化イオン(OH-)とヒドロニウムイオン(H3O+)とヒドロキシルイオン(H3O2 -)と水素イオン(H+)とが発生する。
When water (H 2 O) passes through the
H 2 O → H + + OH - ...... (1)
H 2 O + H + → H 3 O + (2)
Further, part of the hydronium ion (H 3 O + ) is combined with water (H 2 O) to become a hydroxyl ion (H 3 O 2 − ) and a hydrogen ion (H + ).
H 3 O + + H 2 O → H 3 O 2 − + 2H + (3)
That is, as shown in (1), (2), and (3), by passing through the
タンク12を通過して軟水になった水を、次に、アルミ14とトルマリン16を収容した容器18内に下方から上方に向けて導入する。この際、容器18内に収容されるアルミ14とトルマリン16とは水圧等で攪拌され、更に容器18の螺旋溝36によって螺旋状の大小の渦流が発生し、容器18内に収容されるアルミ14とトルマリン16は充分に攪拌される。この水の攪拌によってアルミ14とトルマリン16は互いに衝突して共ズリが発生する。
Next, the water that has become soft water after passing through the
アルミ14とトルマリン16との共ズリによって、トルマリン16にはプラスの電極が大量に発生し(マイナスの電極も大量に発生し)、アルミ14には−200mmV〜−8Vのマイナスの電極が大量に発生する。
トルマリン16にはプラス電極とマイナス電極とがあるため、トルマリンが水で攪拌されると、水(H2O)は水素イオン(H+)と水酸化イオン(OH-)とに解離する。
H2O → H+ + OH- ……(4)
更に、水素イオン(H+)と水(H2O)とによって、ヒドロニウムイオン(H3O+)が発生する。
H2O + H+ → H3O+ ……(5)
このヒドロニウムイオン(H3O+)の一部は、水(H2O)と結びついてヒドロキシルイオン(H3O2 -)と水素イオン(H+)になる。
Due to co-alignment of
Since
H 2 O → H + + OH - ...... (4)
Further, hydronium ions (H 3 O + ) are generated by hydrogen ions (H + ) and water (H 2 O).
H 2 O + H + → H 3 O + (5)
A part of the hydronium ion (H 3 O + ) is combined with water (H 2 O) to become a hydroxyl ion (H 3 O 2 − ) and a hydrogen ion (H + ).
アルミ14とトルマリン16との共ズリによって、アルミ14に大量にマイナスの電極が発生する。そのアルミ14に発生した大量のマイナスの電極に、アスベストが付着する。アスベストのアルミ14への付着は、アルミ14に発生した大量のマイナスの電極が主な要因であるが、水酸化イオン(OH-)とヒドロキシルイオン(H3O2 -)のうちの少なくとも1つの存在も要因の1つではないかと想像される。それは、アスベストの除去の前後を比較すると、アスベストの除去の後には水素イオン(H+)の量が増加することから、想像できるものである。
A large amount of negative electrodes are generated on the
本発明は、主には、アルミ14とトルマリン16とを収容した容器18内にアスベストを含む水を高い水圧等を導入し、容器18内でアルミ14とトルマリン16とを共ズリさせるものである。しかし、容器18内に収納したトルマリン16は、カルシウムイオンやマグネシウムイオンが付着し易いため、容器18内に導入する水からは、予めカルシウムイオンやマグネシウムイオンを除去して軟水にすることが望ましい。仮に、カルシウムイオンやマグネシウムイオンを含む水(硬水)を容器18内に導入すると、トルマリン16にカルシウムイオンやマグネシウムイオンが付着して、数日でトルマリン16の効果が無くなる。即ち、アルミ14とトルマリン16との共ズリにより電極の発生が極端に少なくなり、数日でアスベストの除去効果がなくなる。このため、先ずイオン交換樹脂10を通過させて、カルシウムイオンやマグネシウムイオンを除去し、その後、アルミ14とトルマリン16とを収容した容器18内に水を通過させる。これよって、トルマリン16の使用期間を長持ちさせて、使用者のメンテナンス費用を低減させることができる。なお、イオン交換樹脂10を経由した場合に、ナトリウムイオンが発生するが、ナトリウムイオンはトルマリン16に付着することは無く、トルマリン16の効果を阻害するものではない。
The present invention mainly introduces water containing asbestos into a
ここで、本発明の方法及び装置を使用した前後の効果の比較を、写真に基づいて説明する。図3(a)は、長野県上田市の水道水に含まれるアスベストの写真である。この図3(a)において棒状のものは、アスベストを示す。図3(b)は、図3(a)の水道水を本発明の装置に通過させた後の写真である。図3(a)に示す写真にはアスベストを見出すことができるが、図3(b)に示す写真にはアスベストを見出すことができない。また、係数分析結果の数値としては、図3(a)の状態は、1リットル当たり3400本のアスベストが存在した。上田市では水道管を新しいものに交換したため、1リットル当たりのアスベストの本数は非常に少ないものである。これに対して、図3(b)の状態でのアスベストの数は、1リットル当たり50本以下であった。この写真や数値から、本発明の方法及び装置は、アスベストの除去に各段の効果があることが分るものである。なお、この検査結果(図3及びそれらの写真に基づく数値)は、2005年12月27日付で、株式会社大同分析リサーチ(愛知県名古屋市南区大同町2丁目30番地、大同特殊鋼株式会社技術開発研究所内)から提供されたものである。 Here, a comparison of effects before and after using the method and apparatus of the present invention will be described based on photographs. FIG. 3A is a photograph of asbestos contained in tap water in Ueda City, Nagano Prefecture. In FIG. 3 (a), the rod-shaped object indicates asbestos. FIG. 3B is a photograph after the tap water of FIG. 3A is passed through the apparatus of the present invention. Asbestos can be found in the photograph shown in FIG. 3 (a), but asbestos cannot be found in the photograph shown in FIG. 3 (b). In addition, as a numerical value of the coefficient analysis result, in the state of FIG. 3A, there were 3400 asbestos per liter. In Ueda City, the number of asbestos per liter is very small because the water pipe was replaced with a new one. On the other hand, the number of asbestos in the state of FIG.3 (b) was 50 or less per liter. From these photographs and numerical values, it can be seen that the method and apparatus of the present invention have various effects in removing asbestos. The test results (Figure 3 and numerical values based on these photographs) were dated December 27, 2005, and Daido Analytical Research Co., Ltd. (2-30 Dadamachi, Minami-ku, Nagoya, Aichi Prefecture, Daido Steel) This was provided by the Technical Development Laboratory.
10 イオン交換樹脂
12 タンク
14 アルミ
16 トルマリン
18 容器
36 螺旋溝
10
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