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発明の名称 女性ホルモン類除去装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−149929(P2001−149929A)
公開日 平成13年6月5日(2001.6.5)
出願番号 特願平11−333293
出願日 平成11年11月24日(1999.11.24)
代理人
発明者 木村 太門 / 清原 正勝 / 庄野 信浩 / 中山 千秋
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 女性ホルモン類を含有する液体と酸化分解力を有する物質を接触させ酸化分解する女性ホルモン類除去装置【請求項2】 女性ホルモン類を含有する液体を供給する流路と、女性ホルモン類を含有する液体の貯留部と、女性ホルモン類を酸化分解する機構と、酸化分解後の処理液を排出する流路とを持つ女性ホルモン類除去装置【請求項3】 女性ホルモン類を含有する液体を供給する流路と、女性ホルモン類を含有する液体から女性ホルモン類を分離または抽出する機構と、女性ホルモン類を酸化分解する機構と、酸化分解後の処理液を排出する流路とを持つ女性ホルモン類除去装置【請求項4】 女性ホルモン類を含有する液体を供給する流路と、女性ホルモン類を含有する液体から女性ホルモン類を吸着または濃縮する機構と、女性ホルモン類を酸化分解する機構と、酸化分解後の処理液を排出する流路とを持つ女性ホルモン類除去装置【請求項5】 女性ホルモン類を含有する液体の貯留部を更に有する請求項3又は4記載の女性ホルモン類除去装置【請求項6】 女性ホルモン類を含有する液体から女性ホルモン類を分離または抽出する機構を更に有する請求項4記載の女性ホルモン類除去装置【請求項7】 女性ホルモン類を含有する液体の貯留部を更に有する請求項6記載の女性ホルモン類除去装置【請求項8】 請求項1から7のいずれか記載の女性ホルモン類除去装置を有する大便器【請求項9】 請求項1から7のいずれか記載の女性ホルモン類除去装置を有する小便器【請求項10】 大便器の排水経路に請求項1から7のいずれか記載の女性ホルモン類除去装置を有する女性ホルモン類除去システム【請求項11】 小便器の排水経路に請求項1から7のいずれか記載の女性ホルモン類除去装置を有する女性ホルモン類除去システム【請求項12】 浄化槽やし尿処理装置や下水処理装置の排水経路に請求項1から7のいずれか記載の女性ホルモン類除去装置を有する女性ホルモン類除去システム
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は酸化分解装置に係り、特に女性ホルモン類の分解、除去に好適な装置に関する。
【0002】
【従来の技術】女性ホルモンとしてヒトでは、天然エストロジェンである17β−エストラジオール、エストロン、エストリオール等と、合成エストロジェンであるエチニルエストラジオール、ヘキセストロール等が知られている。また、これらはそのままの構造だけでなく、代謝の過程でグルクロン酸や硫酸などと包合体を形成したり、あるいは薬として製剤化される場合には安息香酸などと塩を作った形で存在する場合もある。(以上をまとめて、以下女性ホルモン類という)
これらは体内で合成されたり体外から取り込まれた後、標的組織でホルモン効果を発揮する一方、尿を通じて一日数μg〜60μg程度体外に排泄されている[中央薬事審議会「ピルの内分泌かく乱化学物質としてのまとめ」、平成11年3月3日]。便器には女性ホルモン類を分解したり、不活性化する機能はないため、排泄された女性ホルモン類は、し尿の洗浄水に含まれてそのまま放流される。その後洗浄水は、一般的には個別浄化槽、し尿処理設備、下水処理設備などの水処理装置や水処理設備に運ばれ処理される。易分解性の有機物は、一般的な水処理装置や水処理設備で微生物により分解されると考えられているが、女性ホルモン類のひとつである17β−エストラジオールの除去率は80%以下と、環境ホルモンとして知られる他の化学物質の除去率に比べ低いために、現在は除去できない女性ホルモン類が環境中へ放流されている[松井三郎:環境技術,vol.27,No.9,p665〜675(1998年)、建設省都市局下水道部流域下水道課「下水道における内分泌攪乱化学物質に関する調査・中間報告について」、平成11年6月22日]。本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、本発明の目的は、し尿に含まれる女性ホルモン類をホルモン活性のない物質に酸化分解する装置を提供することにある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】内分泌攪乱化学作用を有すると疑われている化学物質の中で、エストロジェン(女性ホルモン)は、その活性においても、水処理設備での除去率が低いことにおいても、最も問題とされている。これらの女性ホルモン活性は、環境ホルモンとして知られているノニルフェノール、ビスフェノールAに比べ、約1000倍から100000倍強い女性ホルモン活性を有している[松井三郎:環境技術,vol.27,No.9,p665〜675(1998年)]。女性ホルモン類は上述のような下水処理施設においても、その除去率は80%以下と低いだけでなく、活性汚泥を脱水する時に得られる脱水濾液から高濃度の女性ホルモン類が検出されることから、女性ホルモン類は一次的に生物吸着した状態で除去されているだけで、活性汚泥中の微生物による実際の分解率はかなり低いと推定できる[松井三郎:環境技術,vol.27,No.9,p665〜675(1998年)、建設省都市局下水道部流域下水道課「下水道における内分泌攪乱化学物質に関する調査・中間報告について」、平成11年6月22日]。本発明の目的は、液体中に含まれる女性ホルモン類が環境中に排出される量を減らすために、女性ホルモン類を酸化分解、除去する装置を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するための第一の発明は、女性ホルモン類を含有する液体と酸化分解力を有する物質を接触させ酸化分解する装置である。
【0005】本発明においては、女性ホルモン類を含有する液体と酸化分解力を有する物質、例えば酸化チタン(TiO2)や酸化亜鉛(ZnO)に代表される光触媒材料、オゾン、過酸化水素水や次亜塩素酸などの酸化剤、紫外線やエキシマレーザ等から発する酸化力を有する光、及び女性ホルモン特有のステロイド構造を分解したり酸化することができる微生物等を接触させることにより、女性ホルモン類をホルモン活性のない物質に分解することができ、環境中に排出される女性ホルモン類量を低減できる。
【0006】第二の発明は、女性ホルモン類を含有する液体を供給する流路と、女性ホルモン類を含有する液体の貯留部と、女性ホルモン類を酸化分解する機構と、酸化分解後の処理液を排出する流路とを持つ女性ホルモン類分解装置である。
【0007】本発明においては、女性ホルモン類を含有する液体の貯留部を設けることにより、女性ホルモン類を酸化分解する機構から生成された酸化分解力を有する物質と女性ホルモン類を長時間接触させることができるため、高効率でホルモン活性のない物質に分解することができる。
【0008】第三の発明は、女性ホルモン類を含有する液体を供給する流路と、女性ホルモン類を含有する液体から女性ホルモン類を分離または抽出する機構と、女性ホルモン類を酸化分解する機構と、酸化分解後の処理液を排出する流路とを持つ女性ホルモン類分解装置である。
【0009】本発明においては、女性ホルモン類を含有する液体から女性ホルモン類を分離または抽出し女性ホルモン類濃度を高くすることにより、女性ホルモン類を酸化分解する機構,から生成された酸化分解力を有する物質と女性ホルモン類の接触確率を高くすることができるため、高効率でホルモン活性のない物質に分解することができる。
【0010】第四の発明は、女性ホルモン類を含有する液体を供給する流路と、女性ホルモン類を含有する液体から女性ホルモン類を吸着または濃縮する機構と、女性ホルモン類を酸化分解する機構と、酸化分解後の処理液を排出する流路とを持つ女性ホルモン類分解装置である。
【0011】本発明においては、女性ホルモン類を含有する液体から女性ホルモン類を吸着または濃縮し女性ホルモン類濃度を高くすることにより、女性ホルモン類を酸化分解する機構から生成された酸化分解力を有する物質と女性ホルモン類の接触確率を高くすることができるため、高効率でホルモン活性のない物質に分解することができる。
【0012】第五の発明は、女性ホルモン類を含有する液体の貯留部を更に有する第三の発明又は第四の発明記載の女性ホルモン類分解装置である。
【0013】本発明においては、女性ホルモン類を含有する液体から女性ホルモン類を分離または抽出する機構、もしくは、吸着または濃縮する機構を有し、かつ女性ホルモン類を含有する液体の貯留部を有することにより、女性ホルモン類を酸化分解する機構から生成された酸化分解力を有する物質と女性ホルモン類の接触確率を高くすることができ、かつ長時間接触させることができるため、高効率でホルモン活性のない物質に分解することができる。
【0014】第六の発明は、女性ホルモン類を含有する液体から女性ホルモン類を分離または抽出する機構を更に有する第四の発明記載の女性ホルモン類分解装置である。
【0015】本発明においては、女性ホルモン類を含有する液体から女性ホルモン類を分離または抽出する機構と、吸着または濃縮する機構を有することにより、女性ホルモン類を酸化分解する機構から生成された酸化分解力を有する物質と女性ホルモン類の接触確率をさらに高くすることができるため、高効率でホルモン活性のない物質に分解することができる。
【0016】第七の発明は、女性ホルモン類を含有する液体の貯留部を更に有する第六の発明記載の女性ホルモン類分解装置である。
【0017】本発明においては、女性ホルモン類を含有する液体から女性ホルモン類を分離または抽出する機構と、吸着または濃縮する機構を有し、かつ女性ホルモン類を含有する液体の貯留部を有することにより、女性ホルモン類を酸化分解する機構から生成された酸化分解力を有する物質との接触確率を格段に高くすることができ、かつ長時間接触させることができるため、高効率でホルモン活性のない物質に分解することができる。
【0018】第八の発明は、第一の発明乃至第七の発明いずれか記載の女性ホルモン類分解装置を有する大便器である。
【0019】本発明においては、女性ホルモン類酸化分解装置を大便器に設けることにより、排泄物に含まれる女性ホルモン類を分解できるので、環境に排出される女性ホルモン類量が低減できる。この場合、ボール底部および水封を形成しているトラップ部さらに大便器自体に尿と大便を分離して貯留する部分に取り付けることによりコンパクト性が向上し,さらに確実に効率よく分解できる。
【0020】第九の発明は、第一の発明乃至第七の発明いずれか記載の女性ホルモン類分解装置を有する小便器である。
【0021】本発明においては、女性ホルモン類酸化分解装置を小便器に設けることにより、尿中に含まれる女性ホルモン類を分解できるので、環境に排出される女性ホルモン類量が低減できる。
【0022】第十の発明は、大便器の排水経路に第一の発明乃至第七の発明いずれか記載の女性ホルモン類分解装置を有する女性ホルモン類分解システムである。
【0023】本発明においては、大便器の排水経路に女性ホルモン類分解装置を設けることにより、排泄物中に含まれる女性ホルモン類を分解できるので、環境に排出される女性ホルモン類量が低減できる。また、排水経路に女性ホルモン類分解装置を設けることで、単体もしくは複数の大便器から排出される排泄物中に含まれる女性ホルモン類を一つの分解装置でまかなうことができる。
【0024】第十一の発明は、小便器の排水経路に第一の発明乃至第七の発明いずれか記載の女性ホルモン類分解装置を有する女性ホルモン類分解システムである。
【0025】本発明においては、小便器の排水経路に女性ホルモン類分解装置を設けることにより、排泄物中に含まれる女性ホルモン類を分解できるので、環境に排出される女性ホルモン類量が低減できる。また、排水経路に女性ホルモン類分解装置を設けることで、単体もしくは複数の小便器から排出される排泄物中に含まれる女性ホルモン類を一つの分解装置でまかなうことができる。
【0026】第十二の発明記載の発明は、浄化槽やし尿処理装置や下水処理装置の排水経路に第一の発明乃至第七の発明いずれか記載の女性ホルモン類分解装置を有する女性ホルモン類分解システムである。
【0027】本発明においては、浄化槽やし尿処理装置や下水処理装置の排水経路に女性ホルモン類分解装置を設けることにより、排水中に含まれる浄化槽やし尿処理装置や下水処理装置に備えられている一般的な処理方法で分解できなかった女性ホルモン類を効率よく分解できるので、環境に排出される女性ホルモン類量が低減できる。
【0028】
【発明の実施の形態】
【0029】以下に、本発明の具体的構成について説明する。
【0030】分解とは、単に女性ホルモン類を分解することだけでなく、女性ホルモン類の除去など、溶液中の女性ホルモン類が系外に排出される量を減らすための手段をさす。
【0031】酸化分解とは、酸化チタン(TiO2)や酸化亜鉛(ZnO)に代表される光触媒材料、オゾン、過酸化水素水や次亜塩素酸などの酸化剤、超音波や電子ビームやエキシマレーザ等酸化力を有する物質を発生させる装置、及び女性ホルモン特有のステロイド構造を分解したり酸化することができる微生物などを用いた分解手段をさす。
【0032】女性ホルモン類分解装置とは、オゾン水生成装置や、光触媒を基材表面や吸着材などの表面に担持させ女性ホルモン類と接触させる装置や、ステロイド構造を分解したり酸化することができる微生物などを担体表面に担持させ女性ホルモン類と接触させる装置などをさす。
【0033】酸化チタンなど光触媒作用を発生させるには光源を用いた方が好適で、光源としては、紫外線ランプはもとより太陽光や蛍光灯、白熱電灯、メタルハライドランプ、水銀ランプなどを用いることができる。
【0034】女性ホルモン類を含有する液体から女性ホルモン類を分離または抽出する機構としては、高分子膜など分離膜を設けた機構や女性ホルモン類を含有しない固形分等を濾過、圧搾し抽出する機構などを用いることができる。
【0035】女性ホルモン類を含有する液体から女性ホルモン類を吸着する機構としては、活性炭やゼオライト、シリカゲルなどを用いることができる。また、吸着力を向上させるために温度や圧力を操作しても良い。
【0036】吸着する機構には、光触媒や微生物など酸化分解力を持つ機構を担持させて用いることもできる。
【0037】女性ホルモン類を含有する液体の貯留部は、排水を制御する弁を内蔵し、女性ホルモン類と分解力を持つ物質を十分な時間反応させるようにしても良い。
【0038】女性ホルモン類を含有する液体から女性ホルモン類を濃縮する機構としては、加熱手段を設け、蒸発させるなどして濃縮を行うことができる。
【0039】本発明に係る女性ホルモン類分解装置の実施例について図面を参照にしながら説明する。図1は本発明の一実施例の概略構成図であり、大便器1に用いた場合である。大便器1のボール底部2やトラップ部3には、光触媒を担持させた吸着材4が充填されている。また、ボール底部の側面やトラップには、紫外線ランプ5が設置されている。大便器が使用されるとボール底部やトラップ中に尿や排泄物が溜まるが、このときボール底部やトラップに充填された吸着材により、尿および排泄物中に含有している女性ホルモン類が吸着される。吸着された女性ホルモン類は、光触媒により分解される。十分な時間接触させ女性ホルモン類を分解させた後、大便器に洗浄水を供給することにより排出経路6から排出される。
【0040】図2は図1とは別の分解装置を用いた場合である。大便器には、オゾン水生成装置7が内蔵されている。この装置はボール底部2やトラップ部3に近傍に設置しオゾン水をボール底部やトラップ部に供給したり、大便器の給水管8中に設置しオゾン水をボール底部やトラップ部に供給できれば場所を問わない。大便器が使用する前もしくは使用中にオゾン水をボール底部やトラップ部に供給し、尿や排泄物中に含有する女性ホルモン類とオゾン水を接触させ、女性ホルモン類を分解する。
【0041】また,図3は,従来の大便器の構造を変え尿や排泄物を予め分離し貯めるようなトラップ部9,10を有した大便器を提案するものである。これにおいても、上記同様に分解装置を設置するとより効率良く分解できる。
【0042】図4は本発明の一実施例の概略構成図であり、小便器11に用いた場合である。小便器のトラップ部12には、光触媒を担持させた吸着材13が充填されている。また、トラップには、紫外線ランプ14が設置されている。小便器が使用されるとトラップ中に尿が溜まるが、このときトラップに充填された吸着材により、尿中に含有している女性ホルモン類が吸着される。吸着された女性ホルモン類は、光触媒により分解される。十分な時間接触させ女性ホルモン類を分解させた後、小便器に洗浄水を供給することにより排出経路15に排出される。
【0043】図5は図4とは別の分解装置を用いた場合である。小便器には、オゾン水生成装置16が内蔵されている。この装置はトラップ部12に近傍に設置しオゾン水をトラップ部に供給したり、小便器給水管17中に設置しオゾン水をトラップ部に供給でき場所を問わない。小便器が使用する前もしくは使用中にオゾン水をトラップ部に供給し、尿中に含有する女性ホルモン類とオゾン水を接触させ、女性ホルモン類を分解する。
【0044】図6は、大便器の排水経路に本発明の女性ホルモン類酸化分解装置を備えた一実施例の概略構成図である。ここでいう分解装置18は貯留機能,分離・抽出機能,吸着・濃縮機能,酸化分解機能を有するものであり、排出物が流れる大便器の排水経路19に設置することによって,複数の大便器20からの排出物の分解も可能となる。
【0045】図7は、小便器の排水経路に本発明の女性ホルモン類酸化分解装置を備えた一実施例の概略構成図である。ここでいう分解装置21は貯留機能,分離・抽出機能,吸着・濃縮機能,酸化分解機能を有するものであり、排出物が流れる小便器の排水経路22に設置することによって,複数の小便器23からの排出物の分解も可能となる。
【0046】図8は、浄化槽の排水経路に本発明の女性ホルモン類酸化分解装置を備えた一実施例の概略構成図である。ここでいう分解装置24は貯留機能,分離・抽出機能,吸着・濃縮機能,酸化分解機能を有するものである。一般的に浄化槽やし尿処理設備や下水処理設備では微生物処理などによって易分解性の有機物は分解処理されているので、処理水が流れる浄化槽26の排水経路25に分解装置24を設置することによって、前段の処理設備で分解できなかった液体中の女性ホルモン類を効率よく分解することが可能となる。




 

 


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