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浄化装置についての概要、用途、原理などをご説明します。また、浄化装置のメーカー54社一覧や企業ランキングも掲載しております。浄化装置関連企業の2025年2月注目ランキングは1位:株式会社流機エンジニアリング、2位:テラル多久株式会社、3位:株式会社テスコとなっています。
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1987年～1991年昭和電線電纜勤務 高分子材料研究室にて電線の被覆材の研究に従事1991年～1997年小池国際特許事務所にてパテントエンジニアとして勤務1997年～2005年GE横河メディカルシステムにて知財部員として勤務現在、ライターとして活動
浄化装置とは、気体や液体に含まれている望ましくない物質を取り除き、次工程や外部に流出させないようにする、もしくは環境自体を維持、改善するための装置です。
浄化装置には様々な種類があります。例えば、対象物質をフィルターなどで捕集および吸着して物理的に対象物質を取り除くものです。その他、対象物質を高温環境下や触媒存在環境下に誘導して分解するもの、殺菌や酸化など作用のある光触媒などの物質を供給して対象物質を無害化するものなどが挙げられます。
浄化装置は、液体を浄化するあるいは気体を浄化するのに多く使用されています。液体を浄化する浄化装置としては、家庭用や事業用の水処理に関する浄化装置が代表的です。最も身近な例は浄水器や水槽のフィルターで、望ましくない物質を捕集し必要に応じて消毒物質などを付加して水質を維持しています。
また、気体を浄化する使用用途の浄化装置としては、自動車の排気ガスの浄化装置が代表的です。自動車の排気ガスの浄化装置では、燃料を燃焼させた際に発生する有害な物質を触媒存在下で無害な物質へと分解しています。この浄化装置を使用すれば、無害となった排気を大気中に排出できるため大気への影響を防止できます。
浄化装置の原理は、浄化の仕組みにより異なります。ここでは、水の浄化に用いられる浄化装置と自動車の排気ガスの浄化などに使用される気体の浄化装置を解説します。
水の浄化に使用される浄化装置では、活性炭よりなるフィルターを使用して浄化する方法が一般的です。活性炭よりなるフィルターに水を通した場合、活性炭の表面からの引力 (ファン・デル・ワールス力) によって、水中の望ましくない物質の微粒子が活性炭の表面に吸着します。吸着した微粒子は、活性炭の表面の細孔に毛管現象により引き込まれるため、水が浄化されます。
この浄化装置の場合、活性炭表面の細孔の大きさを調整すれば、活性炭よりなるフィルターの目の細かさを調整可能です。そのため、捕集する物質の粒径がわかっている場合には、フィルターの目の細かさを任意に設定すれば、捕集する物質の種類を変更可能です。
また、純水の製造では、水中に含まれるカルシウムやナトリウム、塩化物などの塩類成分を取り除く必要があります。これらの塩類成分は水中にイオンとして存在しています。このため、正または負に帯電したイオン交換膜をフィルターに用いて、陽イオンもしくは陰イオンを吸着し除去して浄化可能です。
活性炭を用いたフィルターを使用する場合も、イオン交換膜を利用する場合も、吸着効率をあげるために、液体の接触面積を大きくする工夫がなされています。
自動車の排気ガスの浄化などに使用される浄化装置は、触媒を利用して浄化する仕組みです。触媒を利用した浄化装置では、目的の液体や気体を触媒部分と接触させて、無害化します。自動車の排気ガスの浄化装置では、燃焼で発生したガスを三元触媒下に導入して、有害成分であるCOをCO2、炭化水素をCO2とH2Oに酸化し、同時にNOxをN2とO2に還元して無害化しています。
触媒を使用した場合でも、反応の効率を上げるため、気体の接触面積を広くする工夫が必要です。
私たちの身の回りで身近な浄化装置の1つに水槽の浄化装置が挙げられます。熱帯魚などを飼育するアクアリウムには必須の設備です。水槽の浄化方法は大きく分けて以下の3つです。
物理ろ過
物理ろ過は、熱帯魚のフンや餌の食べ残し、枯れて分解された水草などを網やスポンジなどの目の大きい資材で捕獲します。目視できるくらいのゴミを取り除くのが目的です。
化学ろ過
化学ろ過では、イオン交換樹脂、ゼオライトや活性炭などの資材を用いて水中の目に見えないゴミを取り除きます。これら資材には微小な穴が空いており、ゴミを吸着して水中から取り除きます。
生物ろ過
生物ろ過では、バクテリアなどの微生物の働きによって水中の有機物質および有害物質を分解して水をきれいにします。物理ろ過や化学ろ過では取り除けない毒性の強いアンモニアや亜硝酸塩を無害化できるため、アクアリウムでは特に大切なろ過方法です。
ここでは、身の回りにあるもので手作りできる水の浄化装置を解説します。ただし、この装置では水の浄化はできますが、飲料用水にはならないため決して飲まないでください。用意するものは以下の資材です。
浄化装置では大きなゴミから徐々に小さなゴミを取り除く工程を経て浄化しています。そこで、キャップをはめたペットボトルの底をくり抜き、キャップ側を下にして、上から次の順番で資材を投入していきます。
つまり、キャップ側から、ティッシュ、小石、砂利、活性炭、砂、布順番で積み上げられている状態です。浄化はキャップを外し、くり抜いたペットボトルの底の部分からゆっくりと泥水を注いで行います。すると、中の資材で不純物は大きなものから順に捕集され、口の方から浄化された水がゆっくりと流れ出てくる仕組みです。
参考文献
https://motor-fan.jp/tech/10012501
https://www.jstage.jst.go.jp/article/sfj1989/48/6/48_6_583/_pdf/-char/ja
https://kcr.kurita.co.jp/wtschool/004.html
http://water-solutions.jp/tech_basic-2/intro_basic/
https://tropica.jp/2018/02/01/post-11527/#i-2
http://www.kitakata-suidou.jp/kids/handicraft.php
*一部商社などの取扱い企業なども含みます。
| 順位 | 会社名 | クリックシェア |
|---|---|---|
| 1 | 株式会社流機エンジニアリング |
10.3%
|
| 2 | テラル多久株式会社 |
8.6%
|
| 3 | 株式会社テスコ |
8.6%
|
| 4 | 栗田工業株式会社 |
6.9%
|
| 5 | 株式会社三五関東 |
5.2%
|
| 6 | 株式会社旭ケミカルス |
3.4%
|
| 7 | ゼオライト株式会社 |
3.4%
|
| 8 | テラル株式会社 |
3.4%
|
| 9 | レッキス工業株式会社 |
3.4%
|
| 10 | 株式会社アイティー技研 |
3.4%
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