JP2000325970A

JP2000325970A - 光触媒浄水装置

Info

Publication number: JP2000325970A
Application number: JP13832499A
Authority: JP
Inventors: Chitoshi Jinno; 千年神野; Tetsuya Oyama; 哲弥大山
Original assignee: NIPPON PURESUTON KK; SENYU KK
Current assignee: NIPPON PURESUTON KK; SENYU KK
Priority date: 1999-05-19
Filing date: 1999-05-19
Publication date: 2000-11-28

Abstract

(57)【要約】【課題】人工的に光触媒の有機物分解技術を利用して
安心して飲める水を造水することのできる光触媒浄水装
置を提供する。【解決手段】水道水および水道水以外の自然水を、少
なくとも太陽光または紫外線が発生するライトからの光
を照射した、好ましくは、ガラス管と、ガラス管に充填
された、ガラスビーズに酸化チタンを担持させた濾材と
から構成される光触媒濾過装置３を通過させることによ
り、浄水を得る。好適例として、プレフィルタ２、光触
媒濾過装置３、逆浸透性フィルタ４、酵素焼結多孔質セ
ラミックス濾材５を備え、水道水の浄化の際は、水道水
が光触媒濾過装置３と酵素焼結多孔質セラミックス濾材
５のみを通過し、水道水以外の自然水の浄化の際は、プ
レフィルタ２と、光触媒濾過装置３と、逆浸透性フィル
タ４と、酵素焼結多孔質セラミックス濾材５とをこの順
に通過するよう切り換えて浄水を得るよう構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、あらゆる水を安全
でおいしい水に浄化する光触媒浄水装置に関するもの
で、特に、日常は水道水（井戸水を含む）を浄化して浄
水を飲料水、生活水、食品加工水として利用し、緊急災
害時は海水、河川水、湖水、雨水等を浄水して飲料水や
生活水とする光触媒浄水装置に関するものである。その
他、日常的に雨水、中水の浄化で水耕栽培、農業用水、
養殖水、水産加工用水、水族館、プール、銭湯での利
用、また、山小屋、離島、船上をはじめとした浄水設備
のない場所での飲料水、生活水の確保に活用できる光触
媒浄水装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、地球の自然環境の悪化から、大気
汚染、土壌汚染、水質汚染が急速に進み大変深刻化して
いる。特に、水質汚染は以下のように大変難しい問題を
かかえている。まず、大気汚染によるＣＯ₂、ＮＯｘ、
ＳＯｘによる酸性雨や、有害化学物質（環境ホルモンや
ダイオキシン）等多くの有害化学物質が、自然水に溶融
しているため、自然水を安心して飲むことができない。
また、現状の日本の水道水中の塩素は、厚生省で水質基
準ではなく衛生上の措置としての法律で定められ遊離残
留塩素０．１ｐｐｍ以上結合残留塩素０．４ｐｐｍ以下
として給水されているため、残留塩素によるカルキ臭が
強く、また、塩素は水中の有機物と反応して発ガン性物
質であるトリハロメタン、また、クリプトスポリジウム
等の単細胞生物（線虫の一種）が生成し、後者のクリプ
トスポリジウムは塩素消毒では死滅しない。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような水道水や水
道水以外の自然水を安全でおいしい水として利用するた
め、従来から濾材に水道水や自然水を通過させて浄水を
得る浄水装置が使用されている。従来、浄水装置として
利用されている濾材は、ほとんど木炭、ヤシガラ石炭等
を処理した活性炭、麦飯石（アルカリ長石と石英が主成
分）であった。その他の方法として、磁石などで作った
磁界の中を通して作成した磁化水、水中で電気が流れな
いようにした電界の中で作成した電子水等として浄水を
得る方法もあった。しかし、活性炭は吸着方式のため、
長期にわたる効果がなく短時間で取り換えが必要となる
問題があった。また、磁化水、電子水も、クラスターが
小さくはなるがどちらも特に水の含有成分が変わらず、
人に有害な化学物質を分解する効果は望めず、さらに、
ミネラルを補給することもできなかった。

【０００４】一方、特開平６−１５４７４６号公報にお
いて、被処理水に酸化チタンと鉄塩をを加え、光を照射
して浄水を得る水浄化法が開示されているが、この浄化
法の対象は排水などの処理であるため、この技術をその
まま水道水や自然水の浄化に適用しようとしても、例え
ば処理水中に酸化チタンや銀塩が残留する点で、大きな
問題があった。

【０００５】本発明の目的は上述した課題を解消して、
今後ますます自然環境が悪化する中では有害化学物質の
水中溶融はさけて通れないため、人工的に光触媒の有機
物分解技術を利用して安心して飲める水を造水すること
のできる光触媒浄水装置を提供しようとするものであ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の光触媒浄水装置
は、水道水および水道水以外の自然水を、少なくとも太
陽光または紫外線が発生するライトからの光を照射し
た、好ましくは、ガラス管と、ガラス管に充填された、
ガラスビーズに酸化チタンを担持させた濾材とから構成
される光触媒濾過装置を通過させることにより、浄水を
得ることを特徴とするものである。

【０００７】本発明では、水道水および水道水以外の自
然水を、好ましくは、ガラス管と、ガラス管に充填され
た、ガラスビーズに酸化チタンを担持させた濾材とから
構成される単体の光触媒濾過装置を通過させて浄水を得
ることで、光触媒の有機的分解技術を利用しつつ水道水
や自然水から安全で残留物のない浄水を得ることができ
る。具体的には、光触媒濾過装置の光触媒作用により、
水中の有害物質であるトリハロメタン、ブロモジクロロ
メタン、ジブロモクロロメタン、プロモホルム、クロロ
ホルム等を酸化還元作用で分解させ、殺菌、脱臭も同時
に行い、クラスターを小さくして、安全な飲料水を得る
ことができる。なお、本発明の浄化対象となる原水とし
ては、水道水（井戸水などの通常の飲料水を含む）およ
び海水、河川水、湖水、雨水などの自然水がある。そし
て、本発明の光触媒浄水装置で得られた浄水は、厚生省
認定の水質基準値をクリアした飲料水となる。

【０００８】本発明の好適例として、プレフィルタ、光
触媒濾過装置、逆浸透性フィルタ、酵素焼結多孔質セラ
ミックス濾材を備え、水道水の浄化の際は、水道水が光
触媒濾過装置と酵素焼結多孔質セラミックス濾材のみを
通過し、水道水以外の自然水の浄化の際は、プレフィル
タと、光触媒濾過装置と、逆浸透性フィルタと、酵素焼
結多孔質セラミックス濾材とをこの順に通過するよう切
り換えて浄水を得ることで、日常は水道水を、光触媒濾
過装置を利用した簡単な構成で浄化することで、逆浸透
性フィルタによりミネラル等の有効成分を除去すること
なく、逆に酵素焼結多孔質セラミックス濾材でミネラル
等の有効成分を強化した浄水を利用でき、緊急災害時
は、水道水等の生活水の供給がなくなるため、海水、河
川水、雨水等の水道水よりは汚染のひどい自然水を浄化
して飲料水、生活水とすることができる。また、多段の
浄化を行うことで、より安全で残留物のない浄水を得る
ことができる。

【０００９】また、本発明の好適例として、逆浸透性フ
ィルタを利用する際は、逆洗によるフィルタの再生のた
めに使用するクリーニングタンクを設け、クリーニング
タンクで電源のＯＮ／ＯＦＦ動作をすることで、クリー
ニングタンク内の真空圧により清水を逆浸透性フィルタ
にバックして逆浸透性フィルタ内の清掃ができ、逆浸透
性フィルタの目詰まりを無くし、長期にわたり交換する
必要がない。なお、逆浸透性フィルタの代わりにマイク
ロフィルタを使用しても同様の作用を達成できるが、そ
の場合は逆洗による再生を行うことができない。

【００１０】さらに、本発明の好適例として、耐熱性の
果汁の酵素製剤、粘土及び珪石を主成分とした原料を混
合、成形後焼結し、得られた焼結体を破砕して得た酵素
焼結多孔質セラミックス濾材を使用した場合は、また、
酵素焼結多孔質セラミックス濾材に炭酸カルシウムおよ
び／またはゼオライト等の機能性材料を混合した場合
は、酵素焼結多孔質セラミックス濾材が好気性バクテリ
ア菌を増殖させ、原水の浄化とミネラルの補給、また不
足ミネラル、硬度、ｐＨ調整などをコントロールでき
る。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１は本発明の光触媒浄水装置の
一例の構成を示す図である。図１に示す例において、本
発明の光触媒浄水装置１は、プレフィルタ２、光触媒濾
過装置３、逆浸透性フィルタ４、酵素焼結多孔質セラミ
ックス濾材５を管路６で接続して構成している。プレフ
ィルタ２には、海水、河川水、湖水、雨水等の自然水を
貯留するためのタンク１１を備えている。光触媒濾過装
置３と逆浸透性フィルタ４との間の管路６には、高圧ポ
ンプ１２、圧力計１３、クリーニングタンク１４を設け
ている。逆浸透性フィルタ４には、濾過後の残留濾過液
を装置外へ排出するため、管路１５に圧力計１６、調圧
弁１７、バルブ１８を設け、ドレイン構造を形成してい
る。酵素焼結多孔質フィルタ濾材５の下流側の管路６に
は、管路１９、フィルタ２０を設けている。２１は浄水
を貯留するタンクである。また、本発明の光触媒浄水装
置１では、水道水等の浄水用に、光触媒濾過装置３と酵
素焼結多孔質濾材５を接続する管路２２を設けている。
そして、管路６、管路１９、管路２２の複数箇所に図１
に示すようにバルブＶ１とバルブＶ２を設け、水道水等
を浄化するときは、バルブＶ１を開、バルブＶ２を閉と
し、自然水等を浄化するときは、バルブＶ１を閉、バル
ブＶ２を開とすることで、水道水および水道水以外の自
然水をそれぞれ浄化に適した構成に光触媒浄水装置の構
成を切り換えることができるよう構成している。

【００１２】図１に示す本発明の光触媒浄水装置１で
は、上述したように、バルブＶ１を開、バルブＶ２を閉
とすることで、水道水は管路２２、光触媒濾過装置３、
管路２２、酵素焼結多孔質セラミックス濾材５、管路
６、必要に応じて管路１９、フィルタ２０、管路１９を
通って浄化される。水道水の場合は汚染の程度が低いた
め、光触媒濾過装置３により残留塩素とカルキ臭、総ト
リハロメタン、クロロホルム、ブロモジクロロメタン等
の有害化学物質の除去、一般細菌の除去、脱臭をするの
みにとどめ、逆浸透性フィルタ４を通さないことで少し
でもミネラル分を除かない方が良い。なお、大きな残留
固形分は、必要に応じてフィルタ２０を通すことで除去
する。また、上述したように、バルブＶ１を閉、バルブ
Ｖ２を開とすることで、水道水以外の自然水は、高圧ポ
ンプ１２の働きにより、タンク１１、プレフィルタ２、
管路６、光触媒濾過装置３、管路６、高圧ポンプ１２、
管路６，クリーニングタンク１４、管路６、逆浸透性フ
ィルタ４、管路６、酵素焼結多孔質セラミック濾材５、
管路６を通って浄化される。自然水の場合は汚染の程度
が高いため、重複して浄化することで所定の浄水を得て
いる。クリーニングタンク１４は、通常の濾過時には使
用されず原水は通過するだけであり、濾過作業を中断し
て逆浸透性フィルタ４の逆洗再生を行うときにのみ使用
される。また、濾過作業中逆浸透性フィルタ４からの残
留濾過液は、管路１５、圧力計１６、調圧弁１７、バル
ブ１８からなるドレインから装置外に排出される。最終
的に、水道水の浄化の場合も自然水の浄化の場合も、浄
水をタンク２１に得ることができる。

【００１３】次に、本発明の光触媒浄水装置１を構成す
る各構成部材について説明する。プレフィルタ２について：プレフィルタ２は、例え
ば、原水中の５ミクロン以上の不純物を除去できるよう
構成する。これにより、原水中の鉄サビを除去し、原水
の濁度の向上を達成できる。また、逆浸透性フィルタ４
あるいはその代わりに用いられるマイクロフィルタの目
詰まりを防止し、これらのフィルタを保護する。水道水
の浄化において必要に応じて使用するフィルタ２０も、
このプレフィルタ２の構成と同じにすることができる。

【００１４】光触媒濾過装置３について：光触媒濾過
装置３の例えば酸化チタン担持濾材に原水が通過中、太
陽光やブラックライト等の紫外線を照射すると、原水中
の有害化学物質が分解され、炭酸ガスや水等に酸化され
る。また、水のクラスターを小さくし、殺菌、防臭も達
成でいる。これにより、原水中に溶解している残留塩
素、総トリハロメタン、ブロモジクロロメタン、クロロ
ホルム等を除去することができる。また、原水中の四塩
化炭素、ベンゼン、農薬等の有機物を除去することがで
きる。さらに、水道水等によく見られるカルキ臭や一般
細菌による悪臭を除去することができる。

【００１５】光触媒装置３は、ガラス管と、ガラス管に
充填された、ガラスビーズに酸化チタンを担持させた濾
材と、から構成されることが好ましく、さらにブラック
ライトを照射可能に設けている。ガラス管の一例として
は直径が３０ｍｍ前後のものを使用する。直径がこれ以
上大きいと光が透過しなくなる場合があるとともに、直
径がこれ以下であると原水の流量が少なく造水の効率が
悪くなる場合がある。また、紫外線を照射するブラック
ライトは、ガラス管に平均に光が照射できる位置に設け
ることが好ましい。さらに、ガラス管に充填する光触媒
としての酸化チタン担持濾材の大きさは、水の流れを阻
害しないで、水に接触する十分な表面積を得ることがで
き、分解効率を高めることができる観点から、直径５ｍ
ｍ前後のものを使用することが好ましい。直径５ｍｍ前
後の酸化チタン担持濾材を使用した場合、酸化チタンを
多量に担持させたものと、少なく担持させ透明度を上げ
たものとの２種類を混合してガラス管に充填すると、ガ
ラス管の中心部まで光が透過するため短時間で分解し、
効率が良くなるため好ましい。さらに、装置を組み立て
る際、ブラックライトの他にガラス管に太陽光が照射で
きるよう透明な強化ガラスの窓を装置に設け、明るい日
中はブラックライトの紫外線を使用せず太陽光の紫外線
を利用し、暗い日中及び夜間にブラックライトにより紫
外線を照射できるよう、センサで自動的に切り換えを行
うよう構成すると好ましい。

【００１６】逆浸透性フィルタ４について：逆浸透性
フィルタ４は、海水の塩素イオン（塩分）を除去し、汚
濁水の不純物を除去し、一般細菌を除去し、トリハロメ
タン、農薬等の有機塩素化合物を除去し、赤サビ、カル
キ臭、かび臭をも除去することができる。一方、水中の
ミネラル分（カルシウム、ナトリウム、カリウム等の鉱
物）を除去していまうため、ミネラル分を補給するか、
ミネラル分の必要な用途には使用することができない。
これにより、海水中の塩分を大幅に低減させ飲料水とす
ることができ、不純物除子により濁度を一度以下にで
き、大腸菌等の有害細菌を除去でき、異臭を消失するこ
とができる。

【００１７】クリーニングタンク１４について：クリ
ーニングタンク１４は、逆浸透性フィルタ４の逆洗再生
時に使用され、電源のＯＮ／ＯＦＦでクリーニングタン
ク１４内の真空圧により清水が流動し、逆浸透性フィル
タ４を清掃することができる。これにより、逆浸透性フ
ィルタ４の目詰まりを無くし、長期にわたり逆浸透性フ
ィルタ４を交換する必要がなくなる。

【００１８】酵素焼結多孔質セラミックス濾材５につ
いて：酵素焼結多孔質セラミックス濾材５は、水素イオ
ンのｐＨを中性化する機能を有し、また、多孔質セラミ
ックスのため、自然に存在する好気性バクテリアの増殖
により水質が自然浄化される。また、油脂分を吸着、分
解することができる。さらに、酵素焼結多孔質セラミッ
クス濾材５に耐熱性の果汁例えばパイナップルの酵素製
剤を含ませた場合は、水中にたんぱく質を補給すること
が出来る。さらにまた、酵素焼結多孔質セラミックス濾
材５に粒状炭酸カルシウムおよび／またはゼオライトを
混合することで、浄水中のミネラルや硬度のコントロー
ルをすることができる。酵素焼結多孔質セラミックス濾
材５は、耐熱性の果汁の酵素製剤、粘土及び珪石を主成
分とした原料を混合、成形後焼結し、得られた焼結体を
破砕することで作成することが好ましい。また、酵素焼
結多孔質セラミックス濾材５の大きさは、目詰まりしな
いで表面積を大きくして分解効率を高める観点から、１
０〜２０ｍのものを使用することが好ましい。

【００１９】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、水道水および水道水以外の自然水を、好まし
くは、ガラス管と、ガラス管に充填された、ガラスビー
ズに酸化チタンを担持させた濾材とから構成される単体
の光触媒濾過装置を通過させて浄水を得ているため、光
触媒の有機的分解技術を利用しつつ水道水や自然水から
安全で残留物のない浄水を得ることができる。具体的に
は、光触媒濾過装置の光触媒作用により、水中の有害物
質であるトリハロメタン、ブロモジクロロメタン、ジブ
ロモクロロメタン、プロモホルム、クロロホルム等を酸
化還元作用で分解させ、殺菌、脱臭も同時に行い、クラ
スターを小さくして、安全な飲料水を得ることができ
る。なお、本発明の浄化対象となる原水としては、水道
水（井戸水などの通常の飲料水を含む）および海水、河
川水、湖水、雨水などの自然水がある。そして、本発明
の光触媒浄水装置で得られた浄水は、厚生省認定の水質
基準値をクリアした飲料水となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光触媒浄水装置の一例の構成を示す
図である。

【符号の説明】１光触媒浄水装置、２プレフィルタ、３光触媒濾
過装置、４逆浸透性フィルタ、５酵素焼結多孔質セ
ラミックス濾材、６、１５、１９、２２管路、１１、
２１タンク、１２高圧ポンプ、１３、１６圧力
計、１４クリーニングタンク、１７調圧弁、１８
バルブ、２０フィルタ、Ｖ１、Ｖ２バルブ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 4D037 AA01 AA02 AA05 AB03 AB04 AB14 AB18 BA18 CA02 CA03 CA13 CA14 4D050 AA01 AA02 AA04 AB04 AB06 AB19 BC06 BC09 BD02 BD06 CA09 CA13 CA14 CA15

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】水道水および水道水以外の自然水を、少
なくとも太陽光または紫外線が発生するライトからの光
を照射した光触媒濾過装置を通過させることにより、浄
水を得ることを特徴とする光触媒浄水装置。
【請求項２】プレフィルタ、光触媒濾過装置、逆浸透
性フィルタ、酵素焼結多孔質セラミックス濾材を備え、
水道水の浄化の際は、水道水が光触媒濾過装置と酵素焼
結多孔質セラミックス濾材のみを通過し、水道水以外の
自然水の浄化の際は、プレフィルタと、光触媒濾過装置
と、逆浸透性フィルタと、酵素焼結多孔質セラミックス
濾材とをこの順に通過するよう切り換えて、水道水およ
び水道水以外の自然水から浄水を得る請求項１記載の光
触媒浄水装置。
【請求項３】前記光触媒濾過装置が、ガラス管と、ガ
ラス管に充填された、ガラスビーズに酸化チタンを担持
させた濾材とから構成される請求項１または２記載の光
触媒浄水装置。
【請求項４】前記逆浸透性フィルタが、逆洗によるフ
ィルタの再生のために使用するクリーニングタンクを備
える請求項２記載の光触媒浄水装置。
【請求項５】前記酵素焼結多孔質セラミックス濾材
が、耐熱性の果汁の酵素製剤、粘土及び珪石を主成分と
した原料を混合、成形後焼結し、得られた焼結体を破砕
して得たものである請求項２記載の光触媒浄水装置。
【請求項６】前記酵素焼結多孔質セラミックス濾材に
粒状炭酸カルシウムおよび／またはゼオライトを混合し
て浄水の状態を調整する請求項２記載の光触媒浄水装
置。