水処理用光触媒チューブ

【課題】光触媒を用いて簡易に、低コストで廃水や汚水を処理可能とすることである。
【解決手段】光触媒微粒子を混入したポリマーにより水処理用チューブ１を形成したのである。また、多層構造の水処理用チューブ１において、水と接触する部分である最内層を、光触媒微粒子を混入したポリマーから形成したのである。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、廃水や汚水を処理するための光触媒チューブに関する。
【背景技術】
【０００２】
光を照射することで強い酸化力を発現し、この酸化力により有機物を分解することで抗菌、防臭等の効果を示す酸化チタンに代表される光触媒が近年注目されている。
【０００３】
光触媒を用いて、工場廃水や汚水を処理する様々な方法が提案されている。例えば特許文献１には、紫外線透過材料からなる、内筒および内筒と同心円状に設けられた外筒と、外筒の内面に設けられた光触媒および内筒内に設けられた殺菌灯と、外筒と内筒との間に形成される被処理水の流路とを備えた廃水処理装置が開示されている。
【０００４】
しかし特許文献１に記載の発明のように、従来の光触媒を用いた水処理装置はどれも構造が複雑であり、製造コストが高く、結果廃水処理コストの高騰を招く問題があった。
【特許文献１】特開２００４−１１３９３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこでこの発明の解決すべき課題は、光触媒を用いて簡易に、低コストで廃水や汚水を処理可能にすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記した課題を解決するためこの発明は、光触媒微粒子を混入したポリマーにより水処理用チューブを形成したのである。また、多層構造の水処理用チューブにおいて、水と接触する部分である最内層を、光触媒微粒子を混入したポリマーから形成したのである。
【０００７】
水処理用チューブの内径は０．３ｍｍ〜５ｍｍであるのがよく、肉厚は１ｍｍ以下であるのがよい。
【発明の効果】
【０００８】
光触媒微粒子を混入したポリマーにより水処理用チューブを形成することにより、簡易な構造で、低コストで廃水や汚水を処理することができる。
【０００９】
また、チューブの最内層に光触媒微粒子を混入した多層構造の水処理用チューブを形成することにより、外層に可撓性かつ高強度のポリマー、紫外線高透過性ポリマー、耐薬品性ポリマー、耐候性ポリマーなどを適宜用いることで水処理用チューブを用いる状況に応じて性能を向上させることができる。
【００１０】
チューブの内径を０．３ｍｍ〜５ｍｍとすることで、チューブの内部を流れる水の流速を光触媒の有機物分解能力を十分に作用できる速さとすることができる。また、チューブの肉厚を１ｍｍ以下とすることでポリマーが十分に紫外線を透過し、チューブの内面で有効に光触媒反応を起こすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照しつつこの発明の実施の形態について説明する。先に水処理チューブ１の製法について述べる。
【００１２】
まず、平均粒径１μｍ以下の光触媒微粒子を練りこんだポリマーからなる原料チップ１０を用意する。光触媒としては酸化チタン、酸化亜鉛、硫化カドミウムなどが挙げられるがコストパフォーマンスを考えると酸化チタンがもっとも好ましい。ポリマーとしてはポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン、ポリブチレンテレフタレート、ポリアミドやポリテトラフルオロエチレンに代表されるフッ素系樹脂などが考えられ、紫外線をよく透過するものでかつ紫外線による劣化が少ないものが好ましい。
【００１３】
なお、光触媒粒子を直接ポリマーに練りこむとポリマーを分解してしまう恐れがあるため、シリカかアパタイトの薄膜で覆っておくのが望ましい。アパタイトで被膜しておくと、アパタイトには悪臭などの原因となる有機物を吸着する作用があるため、光触媒の有機物等の分解効率がさらに上がる効果も得られる。
【００１４】
この原料チップ１０を図１に示すようにホッパ２０に投入し、押出機３０に内蔵されたヒータで加熱溶融し、スクリューで押し出し、ダイ４０に供給して押し出し成形し、冷却水槽５０等により冷却され、引取り機６０により一定速度で引き取られるのがチューブ１の製法の概略である。
【００１５】
図２（ａ）、(ｂ)のようにダイ４０は、ポリマー導入口４０ａを経て、環状に形成されたポリマー吐出口４０ｂから押し出された、中空の溶融した光触媒微粒子混入ポリマーの中空部分に、気体導入口４０ｃを経て気体吐出口４０ｄから吐出される気体を挿通させて中空状態を保持するようになっている。このようにして水処理用チューブが形成される。
【００１６】
さらに、チューブ１を二層構造にするには、図３（ａ）、(ｂ)のようなダイ４１を用いる。図のようにダイ４１は、内層液導入口４１ａから導入された光触媒微粒子を混入しているポリマーを溶融した内層液と、外層液導入口４１ｂから導入された光触媒粒子を混入していないポリマーを溶融した外層液とを二層形成部４１ｃで合流させる。二層形成部４１ｃでは環状の内層液流路４１ｄを取り囲むように環状に外層液流路４１ｅが形成され、外層液が内層液を取り巻くようになっている。こうしてできた内層液と外層液とが環状に重層した中空二層液を、ポリマー吐出口４１ｆから吐出する。この中空部分には、気体導入口４１ｇを経て気体吐出口４１ｈから吐出される気体を挿通させて中空状態を保持するようになっている。このようにして二層構造の水処理用チューブ１が形成される。
【００１７】
これと同様の方法で、ポリマーの種類に応じてポリマー導入口を適宜増やし、多層形成部を設けてそれらのポリマーが環状に重層するように合流させ、ポリマー吐出口から吐出させることで、多層構造の水処理用チューブ１を形成することができる。
【００１８】
こうしてできたチューブ１に工場廃水、汚水等を通すと、光触媒の酸化作用により有機物が分解され、バクテリア、藻類等の繁殖が見られず、簡易な構造で、低コストで廃水や汚水を処理することができる。なお本発明者が試みに光触媒を混入しないポリマーでできたチューブに廃水等を通したところ、バクテリア、藻類等の繁殖が見られ光触媒をポリマーに混入することによる有機物分解効果が顕著であることが分かった。
【００１９】
チューブ１を多層構造にした場合には、外層をポリエチレンのような可撓性でかつ高強度のポリマーや、紫外線をよく透過する透明性の高いポリマー、フッ素系樹脂のような耐薬品性のあるポリマー、紫外線等による劣化が少ない耐候性のあるポリマーなどから適宜選択してチューブ１を形成することにより、チューブ１を用いる状況に応じて補強改良が可能となる。
【００２０】
チューブ１の内部を流れる水の流速を、廃水等に光触媒の有機物分解力を十分に作用できるよう比較的遅いものとすべく、チューブ１の内径は０．３ｍｍ〜５ｍｍにすることが好ましい。また、ポリマーが十分に紫外線を透過し、チューブ１の内面で有効に光触媒反応を起こすことができるようチューブ１の肉厚は、１ｍｍ以下とすることが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】チューブ製造の概略図
【図２】（ａ）はダイの縦断面図、(ｂ)はその底面図
【図３】（ａ）はダイの縦断面図、(ｂ)はその矢印横断面図
【符号の説明】
【００２２】
１チューブ
１０原料チップ
２０ホッパ
３０押出機
４０ダイ
４０ａポリマー導入口
４０ｂポリマー吐出口
４０ｃ気体導入口
４０ｄ気体吐出口
４１ダイ
４１ａ内層液導入口
４１ｂ外層液導入口
４１ｃ二層形成部
４１ｄ内層液流路
４１ｅ外層液流路
４１ｆポリマー吐出口
４１ｇ気体導入口
４１ｈ気体吐出口
５０冷却水槽
６０引取り機

【特許請求の範囲】
【請求項１】
光触媒微粒子を混入したポリマーから形成した水処理用チューブ。
【請求項２】
最内層を光触媒微粒子を混入したポリマーから形成した多層構造の水処理用チューブ。
【請求項３】
前記水処理用チューブの内径は０．３ｍｍ〜５ｍｍである請求項１または２に記載の水処理用チューブ。
【請求項４】
前記水処理用チューブの肉厚は１ｍｍ以下である請求項１から３のいずれかに記載の水処理用チューブ。

【図１】