JPH04108592A

JPH04108592A - ハロゲン化炭化水素の除去方法

Info

Publication number: JPH04108592A
Application number: JP22686790A
Authority: JP
Inventors: Teruyuki Omochi; 輝行尾持; Akiyoshi Miyawaki; 宮脇　明宜; Atsuko Kishimoto; 岸本　篤子
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1990-08-28
Filing date: 1990-08-28
Publication date: 1992-04-09

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、水中に存在するハロゲン化炭化水素の除去
方法に関するものである。さらに詳しくは、電解装置を
用いて直接電解することにより、水中に微量に存在する
ハロゲン化炭化水素を分解する方法に関するものである
。

〔従来の技術〕

近年、水道水等飲料水中に存在するハロゲン化炭化水素
の危険性が問題となっている。特にクロロホルム等のト
リハロメタンは発癌の危険性を有し、人体への影響が問
題となっている。

トリハロメタンは、浄水場において滅菌処理のために原
水へ添加される塩素や次亜塩素酸ソーダ等の塩素系薬剤
が原水中のフミン質等の有機物と反応し、発生する。

このようなハロゲン化炭化水素、特にトリハロメタンの
除去方法については、これまでに多くの研究がなされて
いる（たとえば、丹保憲仁編著「水道とトリハロメタン
」技報堂出版１９８３年１０月３０日発行）。

従来から行われているトリハロメタンの除去方法として
は、煮沸、曝気、吸着剤への吸着等がある。

煮沸は家庭の料理等の目的で用いるのであれば有効であ
るが、通常の水温で水が必要なときには冷却が必要であ
り、時間およびエネルギーともに効率が悪く、実際の処
理方法としては不可能である。

曝気による方法は水量に対して大きな空気倍率が必要で
あり、実用化は難しい。

吸着剤としては、通常、粉末活性炭等が使われるが、か
び臭除去に使用される活性炭量よりも多量の注入量が必
要であるから効果的な方法ではない。トリハロメタンに
ついてみると、活性炭ろ過は、ろ過有効日数が極めて短
く、再注頻度から考えても有効な方法ではない。吸着剤
としては、特開平１−１５５９４６号公報に開示されて
いるように、Ｓｉ化合物が使われることもある。

また、最近ハロゲン化炭化水素を除去する方法として、
特開昭６１−２８４９３号公報あるいは特開昭６１−２
０４０８２号公報に開示されるごとく、電解による分解
除去方法が提案されている〔発明が解決しようとする課
題〕上述したように、ハロゲン化炭化水素、特にトリハロメ
タンの除去方法としては、トリハロメタンの物理的除去
は、最も有効性が少ない方法である。

また、特開昭６１−２０４０８２号公報にみるように、
特定の金属材料により、陽極および陰極を構成し、電極
間に電流を通して水中のハロゲン化炭化水素を電解すれ
ば、極めて簡単な処理で効率よく水中のハロゲン化炭化
水素を除去できるのであるが、数１０分〜数時間の処理
時間を要し、実用的でない。特開昭６１−２８４９３号
公報にみるように、陽極室と陰極室との間に設けた固体
電解質隔膜の両面に、多孔質性膜状電極触媒層を設け、
さらにその外側の両面に集電体（陽極と陰極になる）を
設けてなる電解槽を用いる方法では、ハロゲン化炭化水
素の除去された水を得るのに電解反応が進行する時間を
要する。

以上の事情に鑑みて、この発明は、水道水等の飲料水中
に含まれるハロゲン化炭化水素を短時間で効率よく除去
し、必要なときに直ちにハロゲン化炭化水素を含まない
水を得ることができるハロゲン化炭化水素の除去方法を
提供することを課題とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決するために、この発明は、表面にハロゲ
ン化炭化水素用吸着剤が配されている電極を用いて水中
のハロゲン化炭化水素を電解除去するハロゲン化炭化水
素の除去方法を提供する。

この発明にかかるハロゲン化炭化水素の除去方法は、た
とえば、電解槽内で陽極、陰極として用いられる金属材
料の表面上に、ハロゲン化炭化水素吸着剤を多孔性膜状
に構成し、水道水中に含まれる微量のハロゲン化炭化水
素を吸着剤に吸着するとともに、電極間に電流を通して
水中のハロゲン化炭化水素、および、吸着剤に吸着され
たハロゲン化炭化水素を電気分解することを特徴とする
〔作　　　用〕通常、電解のみでは必要なハロゲン化炭化水素を除去し
た水を得るのに数時間を要するのであるが、この発明に
かかるハロゲン化炭化水素の除去方法では、電解槽を構
成する電極材料表面にハロゲン化炭化水素吸着剤を多孔
性の膜状にして設けであるので、この電極に水を接触さ
せるだけでハロゲン化炭化水素を吸着剤に吸着させ、ハ
ロゲン化炭化水素を含まない水を得ることができる。同
時に、電極間に電圧をかけ、ハロゲン化炭化水素を危険
性のない物質に分解するので吸着剤にはハロゲン化炭化
水素が蓄積されない。

電気分解においては陽極で酸化反応が進行し、二酸化炭
素とハロゲン化水素に、陰極では還元反応が進行し、メ
タンとハロゲン化水素に分解すると考えられる。

〔実　施　例〕

以下に、この発明を、その実施例を表す図面を参照しな
がら、詳しく説明する。

第１図は、ハロゲン化炭化水素を除去するのに用いる電
解槽の電極部を示した概略説明図である。板状の作用極
３および対極２の両面にハロゲン化炭化水素吸着性の物
質を多孔性膜１にして設けである。電解の反応の点から
は、前記多孔性膜１は、作用極３および対極２の各外側
面のみに設けるよりは、両面に設けたり、両極の内側面
（対向している側の面）にのみ設けたりする方がよい。

また、ハロゲン化炭化水素の分解反応は、プラス側およ
びマイナス側の両方の電極で起こるので、前記多孔性１
１１！１は、いずれか一方の電極のみに設けるよりは、
両方の電極に設ける方がよい。なお、吸着剤の状態は、
陽極と陰極との間を電子、イオンが移動でき、電極表面
に液が接するようなものであれば、いわゆる多孔性状で
あればよく、特に限定はない。

作用極３近傍には塩橋４を介して参照極５を設け、三電
極方式で作用極に電圧をかけられるようになっている。

この場合、作用極の電位は、たとえば、参照極に対して
０．５〜３０Ｖの差があるようにされ、浴の温度は、た
とえば、４〜４０℃とされる（室温で電解を行うことが
できる）。ただし、この発明では三電極方式で電解を行
う必要はない。また、必要に応じて作用極と対極との間
に隔膜を設けてもよい。

第２図にみるように、電解槽６内にハロゲン化炭化水素
を含む水８を供給してやると、まず、電極２．３周囲の
ハロゲン化炭化水素が吸着剤の多孔性膜１に吸着される
。撹拌棒７などにより電解槽内の水８をゆっくり攪拌す
れば、ハロゲン化炭化水素が吸着剤へ到達し、水中のハ
ロゲン化炭化水素が除去される。ここで、参照極５に対
して、作用極３に電位を設定してやると作用極３と対極
２の間に電流が流れ、電極表面上に吸着していたハロゲ
ン化炭化水素が電解し始める。この結果、電極表面に吸
着していたハロゲン化炭化水素は化学的に完全に除去さ
れ、吸着剤には残らない。

このようにハロゲン化炭化水素の除去が行われるので、
この発明の方法によれば、たとえば、飲料水として１！
の水が必要であれば、槽内を１１通過させるだけで、ト
リハロメタンなどのハロゲン化炭化水素の除去された水
を得ることができる。しかし、上述の公報のような電解
のみによる除去方法では、電解反応が進行する時間（た
とえば１０〜３０分間）を要することになる。

電極材料としては特に限定するものではないが、導電率
に優れ、水中に金属イオンとして溶出しない組み合わせ
が選ばれる。通常、たとえば、白金、ニッケル、ステン
レス等が使われる。

吸着剤としてはシリコーン樹脂（たとえば、ジメチルポ
リシロキサン）、酸化シラン化合物、活性炭等が使われ
るが特に限定するものではない。

金属電極表面上に吸着剤の多孔性膜を形成する方法は、
たとえば、スプレーで吹きつける方法をはじめ、下記の
方法などがある。ジメチルポリシロキサンの微粉末をア
ルコール等の揮発性の有機溶媒に懸濁させスプレー等で
吹き付けることで高分子樹脂の薄膜を形成することがで
きる。吸着剤をミリポアフィルタ−等の多孔性の薄膜に
塗布し、フィルターを機械的に電極へ固定するようにし
てもよい。また、キャスト法を利用して、ジメチルポリ
シロキサンの低縮合物をアセトンなどに溶解したものを
電極材料に塗布してキャスト膜を形成し、その後、最終
段階まで反応（縮合重合）を進行させて必要とする孔を
持つ多孔性膜を得ることもできる。また、吸着剤の多孔
性膜などを画電極でナンドインチのように挟み込んでも
よい。

この発明では、また、電極間の反応を促進させるため、
すなわち、流れる電流値を増大させるために、吸着剤に
固体電解質を混合して使用してもよい。たとえば、固体
電解質として、ポリエチレンオキシドとアルカリ金属塩
とからなる錯体が使われるが、特に限定されるものでは
ない。たとえば、ポリエチレンオキシドの代わりにポリ
プロピレンオキシドなどのポリエーテル、ポリエステル
やポリイミン、ポリシロキサンなどを用いることができ
る。また、ポリホスファゼン系の高分子を用いてもよい
。

以下に、この発明の具体的な実施例および比較例を示す
が、この発明は下記実施例に限定されない。

一実施例厚み０．０５＋ａ＋の白金板を４０Ｘ１００−の大きさ
に切断して作用極および対極とした。これらの白金板の
両面にキャスト法によりジメチルポリシロキサンの多孔
性膜を形成した。具体的には、０゜３ｇのジメチルポリ
シロキサン（低縮合物）ヲ１ｃｃのアセトンに溶解し、
それを白金板の片面ごとに塗布し、さらに縮合を進行さ
せて多孔性膜を形成し、目的の電極を得た（第１図参照
）。

このようにして得られた電極２，３を、第２図にみるよ
うに、電解槽６内で極間距離５鶴とじて平行に設置し、
作用極３近傍には参照極５として飽和カロメル電極を設
け、三電極式とした。

電解槽内に０．０１　ｍｍｏｌ　（ミリモル）／ｌのク
ロロホルム水溶液１００ｃｃを供給して電解処理を行っ
た。作用極電位は参照極に対して一３ｖとした。このと
き電流値は１０ｍＡであった。浴の温度は２３℃であっ
た。

電解液中のクロロホルム濃度はガスクロマトグラフィで
測定した。処理開始から３０分経過後の除去率は８８％
であった。

一比較例一上記実施例において白金板上にジメチルボリシロキ号ン
の多孔性膜を設けず、白金電極のみで同様の電解を行っ
た。このとき、クロロホルムの除去率５２．４％であっ
た。

なお、上記実施例および比較例では、電解中に攪拌を行
わなかった。

結果を第１表にまとめた。

第１表にみるように、実施例の方が比較例よりも除去率
が改善されていることがわかる。

〔発明の効果〕

この発明のハロゲン化炭化水素の除去方法は、電極材料
の表面にハロゲン化炭化水素吸着剤を設けた電解装置で
ハロゲン化炭化水素の除去を行うようにしているので、
この発明によれば、水中に微量に含まれるハロゲン化炭
化水素を容易に速やかに除去することができる。また、
吸着剤に吸着したハロゲン化炭化水素も逐次分解するの
で、吸着剤がハロゲン化炭化水素で飽和されて、水中に
ハロゲン化炭化水素が逆流することもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明のハロゲン化炭化水素の除去方法に
使用される電解槽の電極部を示す断面構造図、第２図は
、この発明の１実施例を示す電解槽の模式図である。 ■・・・ハロゲン化炭化水素吸着剤の多孔性膜　２・・
・対極　３・・・作用極　４・・・塩橋　５・・・参照
極　６・・・電解槽　７・・・撹拌棒第１図代理人　弁理士　　松　本　武　彦第２図

Claims

【特許請求の範囲】

１　表面にハロゲン化炭化水素用吸着剤が配されている
電極を用いて水中のハロゲン化炭化水素を電解除去する
ハロゲン化炭化水素の除去方法。