JP2002263641A

JP2002263641A - 浄水器

Info

Publication number: JP2002263641A
Application number: JP2001066533A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Yoshida; 均吉田; Toshio Yotsumoto; 利夫四元
Original assignee: SHIN NIHON SALT CO Ltd
Current assignee: SHIN NIHON SALT CO Ltd
Priority date: 2001-03-09
Filing date: 2001-03-09
Publication date: 2002-09-17

Abstract

(57)【要約】【課題】原水中の異物を除去する濾過材と、原水中の
有害物イオンを吸着により除去する吸着剤を用い、簡便
に原水を浄化できるようにする。【解決手段】容器本体１内に、最下部の浄化水貯留空
間１０と、原水を注入可能な最上部の原水貯留空間１３
とを残して、下方から、粒状の吸着剤１１と、粒状濾過
材１２とを順次充填し、しかも浄化水貯留空間内１０の
浄化水を容器本体１外へと導く出水管３を、少なくとも
前記吸着剤１１の充填領域以上の高さまで立ち上げてお
く。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、原水中の有害物質
の除去に用いる簡便な浄水器に関する。更に詳しくは、
原水中の異物を除去する濾過材と、原水中の有害物イオ
ンを吸着により除去する吸着剤を用いた浄水器であっ
て、簡便に原水を浄化することができる浄水器に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、浄水器としては、吸着剤や濾過用
のフィルターを容器に充填したもので、水道の蛇口に直
結して使用するタイプのものが最も広く知られている。
このタイプの浄水器に使用されている吸着剤は通常粉末
活性炭であり、安価な吸着剤として広く利用されてい
る。

【０００３】一方、大型の吸着塔で広く用いられている
アルミナなどの吸着剤の場合、吸着性能を高めるため、
原水にｐＨ調整などの予備処理を施すのが一般的であ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
浄水器は、水道の蛇口に直結して使用するものであるこ
とから、例えば電動ポンプ設備のない井戸水の浄化に用
いることができない問題がある。地震や台風などの災害
により水道の給水が止まったときにも同様である。

【０００５】また、吸着剤として粉末活性炭を用いた浄
水器は、粉末活性炭の吸着能力が低く、原水中の有害物
イオンの濃度が高い場合には適していない。ｐＨ調整な
どの予備処理が必要となるアルミナなどの吸着剤は、例
えば一般家庭などで使用される簡易な浄水器には適して
いない。

【０００６】一方、原水のｐＨ調整などの予備処理を行
わなくても、有害物イオン濃度が高い場合でも対応でき
る、吸着性能が高い吸着剤も知られているが、工業的な
水浄化に使用されているだけである。

【０００７】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
ので、原水中の異物を除去する濾過材と、原水中の有害
物イオンを吸着により除去する吸着剤を用い、簡単に原
水を浄化することができるようにすることを目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的のた
めに、最下部の浄化水貯留空間と、原水を注入可能な最
上部の原水貯留空間とを残して、下方から、粒状の吸着
剤と粒状濾過材とが順次充填された容器本体と、浄化水
貯留空間内の浄化水を容器本体外へと導く出水管とを備
え、該出水管が、少なくとも前記吸着剤の充填領域以上
の高さまで立ち上げられていることを特徴とする浄水器
を提供するものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１及び２に基づいて本発明の一
例を説明する。

【００１０】図１は発明に係る浄水器の一例を示す縦断
面図で、容器本体１と蓋体２と出水管３と取っ手４を備
えたものとなっている。

【００１１】容器本体１は、開放された上部を跨いで、
持ち運びしやすくするための取っ手４が取り付けられた
有底円筒形をなすもので、その開放された上部を覆っ
て、着脱自在に蓋体２が設けられている。また、容器本
体１の底部には、出水管３が接続されている。

【００１２】容器本体１の内径は、下部より中間部が大
きく、この中間部より上部が大きくなっており、下部と
中間部の間と、中間部と上部との間とに、それぞれ段差
部５，６が設けられている。両段差部５，６には、それ
ぞれ透水性の仕切板７，８が係止されている。仕切板７
は、容器本体１の中間部内径に対応する直径の円盤形を
なし、仕切板８は、容器本体１の上部内径に対応する直
径の円盤形をなし、順次容器本体１の上部開口部から段
差部５，６の位置まで落とし込まれて設置されているも
のである。また、仕切板８の上方に、もう一つの仕切板
９が嵌め込まれている。

【００１３】下段の仕切板７は、容器本体１の底面より
上方に位置しており、容器本体１の最下部には浄化水貯
留空間１０が残されている。また、上段の仕切板９は、
容器本体１の上部開口部より下方に位置しており、容器
本体１の最上部には原水貯留空間１３が残されている。
浄化水貯留空間１０は、後述する粒状の吸着剤１１と粒
状濾過材１２の充填領域全体に亘る均一な原水の流下を
促すためのものであり、原水貯留空間１３は、前述の蓋
２を外して、必要量の原水が注入されるものである。こ
の原水の注入は、電動ポンプを使用せずに手作業で行っ
てもよいが、電動ポンプで行うこともできる。

【００１４】下段の仕切板７と中段の仕切板８の間に
は、粒状の吸着剤１１が充填されており、中段の仕切板
８と上段の仕切板９間には粒状濾過材１２が充填されて
いる。下段の仕切板７は、浄化水貯留空間１０と吸着剤
１１間を仕切ると共に、その上に充填される吸着剤１１
を支えるものである。中段の仕切板８は、吸着剤１１と
粒状濾過材１２間を仕切って両者の混合を防止すると共
に、その上に充填される粒状濾過材１２を支えるもので
ある。また、上段の仕切板９は、粒状濾過材１２と原水
貯留空間１３間を仕切ると共に、原水貯留空間１３への
原水の注入時に粒状濾過材１２が掘れてしまうのを防止
するためのものである。

【００１５】仕切板７〜９としては、充填される吸着剤
１１、粒状濾過材１２の流出を防止でき、しかも透水性
を有するものであれば特に制限はないが、例えば図１の
仕切板７，８のように、多孔板１４の片面又は両面を透
水性シート１５で覆ったものを好ましく用いることがで
きる。

【００１６】多孔板１４は、水をできるだけ均一に流下
させることができるよう、図２に示されるように、孔１
６を均一に分布させたものであることが好ましい。図２
に示される多孔板１４は、孔１６を等ピッチで千鳥に配
置したものとなっているが、孔１６の配列は格子状、同
心円状など、他の配列でもよい。また、孔１６が形成さ
れていない箇所における水の流下を促すため、上面側に
は孔１６間を相互に連結する溝１７を設けておくことが
好ましい。

【００１７】透水性シート１５（図１参照）としては、
不織布、織布、紙フィルター、多孔質樹脂フィルムなど
を用いることができるが、濾過性能と耐久性などの点か
ら不織布が好ましい。

【００１８】透水性シート１５は、安定した取り付け状
態が得やすいことから、上記多孔板１４の少なくとも上
面側に設けることが好ましく、特に上記溝１７を形成し
た多孔板１４の場合、溝１７内への吸着剤１１や粒状濾
過材１２の侵入防止を図る上で、多孔板１４の少なくと
も上面側に設けることが好ましい。また、多孔板１４の
両面から透水性シート１５を宛い、表裏両透水性シート
１５の周縁を融着、接着又は縫い合わせおくと、両者が
一体となって取り扱い性が向上すると共に、濾過効果も
向上するので好ましい。

【００１９】透水性シート１５付の多孔板１４を仕切板
７〜９として用いる場合、多孔板１４の周縁と容器本体
１の内周面間の隙間からの偏流を生じないよう、透水性
シート１５の周縁を、多孔板１４の周面と、容器本体１
の内周面との間に挟み込むようにして取り付けることが
好ましい。

【００２０】尚、図１に示される最上段の仕切板９は、
上記多孔板１４のみを用いたものとなっている。また、
仕切板７〜９は、いずれも吸着剤１１や粒状濾過材１２
の流出を防止し、透水性を有するものであれば、多孔板
１４を使用せず、透水性シート１５のみでもよい。例え
ば、１〜１０ｍｍのポリエステル長繊維不織布（例えば
旭化成製「スパンボンド」など）を好ましく用いること
ができる。また、多孔板１４として、金網やプラスチッ
ク成形物などを用いることもできる。

【００２１】本発明で用いる吸着剤１１としては、多孔
質構造を有する各種のイオン交換樹脂や、微小の吸着体
をポリマーを用いて０．２〜４ｍｍ径に造粒した粒状吸
着剤を用いることが好ましい。このような吸着剤として
は、セリウム系吸着剤、酸化ジルコニウム、炭酸ジルコ
ニウム、リン酸ジルコニウム、含水酸化ジルコニウムな
どを用いたジルコニウム系吸着剤、チタン酸系吸着剤、
活性アルミナ、活性炭、二酸化マンガン、水酸化マグネ
シウム及びイオン交換樹脂にジチゾン、ビスムチオー
ル、チオナリドなどを導入したキレート樹脂などが挙げ
られ、ｐＨ調整などの予備処理が不要で、吸着能力が高
いため、特に本発明ではセリウム系吸着剤を好ましく用
いることができる。ここでセリウム系吸着剤とは、ラン
タン、セリウム、イットリウムの水和酸化物あるいは含
水酸化物を単独あるいは２種以上混合物として用い、好
ましくはこれらが有機高分子材料の多孔質体に担持され
ている吸着剤であり、例えば希土類元素の水和酸化物か
らなるヒ素の吸着剤（特公平４−４５２１３号公報）な
どがある。

【００２２】吸着剤１１の充填高さは、その種類などに
よって相違するが、例えばセリウムの水和酸化物を樹脂
の多孔質担持体に担持させた０．２〜４ｍｍ径の粒状物
の場合、５〜２００ｃｍであることが好ましい。充填高
さを高くすれば吸着除去能力を向上させることができる
が、充填量が増えると共に、容器本体１が大型化して、
コスト高になる。また、充填高さが低過ぎると、十分な
吸着除去効果が得にくくなる。

【００２３】中段の仕切板８と上段の仕切板９の間に
は、粒状濾過材１２が充填されている。粒状濾過材１２
は、原水に含まれる固形異物を濾過すると共に、吸着剤
１１への原水の流量を抑制して、少量の吸着剤１１での
十分な吸着除去効果が得られるようにするためのもので
ある。粒状濾過材１２の粒子の大きさは、吸着剤１１の
種類、原水の異物の含有量によって異なるが、異物の除
去効率が高く、かつ透水量も多いことから、平均粒径が
０．２〜４．０ｍｍであることが好ましい。

【００２４】ここで、本発明における平均粒径とは、粒
状物を篩い分けして、全体量の５０重量％が通過する篩
目の大きさに相当する粒径をいう。具体的には、粒状物
を各目開きの篩で篩い分けし、それぞれの透過率を求め
る。その結果を、縦軸を透過率、横軸を篩の目開きとし
た方眼紙上にプロットし、粒度加積曲線を描く。そし
て、縦軸の５０重量％の点から横軸に平行な線を引き、
粒度加積曲線との交点から横軸に垂直線をおろし、その
交点を求める。この交点の値が平均粒径である。

【００２５】粒状濾過材１２としては、原水に含まれる
固形異物を濾過すると共に、吸着剤１１への原水の流量
を抑制できるものであれば特に制限はなく、例えばレン
ガ、コンクリート、陶器などの粉砕物や、川砂、海砂な
どを用いることができるが、砂（川砂、海砂、水道用の
濾過砂）を用いるのが好ましく、特に水道用の濾過砂が
好ましい。

【００２６】上記粒状濾過材１２の充填高さは、使用す
る吸着剤１１の種類などによっても相違するが、例えば
吸着剤１１がセリウムの水和酸化物を樹脂の多孔質担持
体に担持させた０．２〜４ｍｍ径の粒状物の場合、５〜
２００ｃｍであることが好ましい。粒状濾過材１２の充
填高さが高過ぎると、浄化速度が遅くなって実用性が得
にくくなり、逆に低過ぎると、水が短時間で吸着剤１１
の充填領域を流下してしまい、十分な吸着除去効果が得
にくくなる。

【００２７】粒状濾過材１２は、定期的に洗浄及び／又
は消毒することが好ましい。粒状濾過材１２を定期的に
洗浄及び／又は消毒することにより、得られる浄化水の
衛生状態を良好に保つことができると共に、吸着剤１１
の洗浄の手間を軽減することができる。

【００２８】粒状濾過材１２は、上記定期的な洗浄及び
／又は消毒を容易に行うことができるよう、透水性の袋
に収納して充填しておくこともできる。粒状濾過材１２
を透水性の袋に入れておくと、洗浄及び／又は消毒時の
容器本体１からの出し入れ作業が容易となる。この透水
性の袋としては、例えば織布や不織布などの袋を用いる
ことができる。

【００２９】粒状濾過材１２として砂（川砂、海砂、水
道用の濾過砂）を用いた場合、前記原水中の固形異物の
除去や吸着剤１１への流量制御の他、原水中の鉄イオン
などの予備的除去をも行うことができる。粒状濾過材１
２として砂を用い、これらの作用が得られるようにする
ことにより、吸着剤１１の寿命を延ばすことができる。

【００３０】出水管３は、浄化水貯留空間１０内に溜ま
っている浄化水を容器本体１外へと導くもので、一端が
浄化水貯留空間１０に連通し、他端が容器本体１外に開
口している。また、この出水管３は、少なくとも吸着剤
１１の充填領域以上の高さまで立ち上げられている。本
発明の浄水器においては、この立ち上げを有することか
ら、容器本体１を傾けない限り、容器本体１内には、吸
着剤１１の充填領域以上の高さまで常に水が残留するこ
とになる。従って、吸着剤１１が乾燥することによっ
て、吸着剤１１と原水との濡れ性が悪くなり、原水中の
有害イオンを吸着する能力が低下したり、吸着剤１１の
充填領域に気泡を巻き込み、吸着剤１１の充填領域にお
いて均一な原水の流下が行われず、偏流が発生すること
により原水中の有害物イオンを吸着する能力が低下して
しまうことを防止することができる。

【００３１】上記出水管３の立ち上げ高さは、粒状濾過
材１２の充填領域の頂面より低いことが好ましい。この
ようにすると、浄化水の取り出し後、粒状濾過材１２の
充填領域の上部を、容器本体１内の水面上に露出させる
ことができ、これによって粒状濾過材１２の充填領域の
上部に空気を含ませることができる。この粒状濾過材１
２に含まれた空気は、原水に溶解しているイオンを析出
させる働きをなし、粒状濾過材が水に浸漬されている場
合よりも有害イオンを減少させることが可能となる。

【００３２】本発明の浄水器により処理が可能な原水
は、微量の有害物イオンを含む水道水だけでなく、電動
ポンプなどにより汲み上げた地下水や、ため池、河川の
水など、有害物イオンを含むものであれば特に制限なく
用いることができる。特に、電気や水道設備のないイン
ド、中国、バングラデシュなどの海外の村落での地下水
の処理に適している。本浄水器は、ヒ素、ホウ素、アン
チモン、モリブテン、フッ素、銅、硝酸、亜硝酸イオン
などの有害物イオンを含む原水の処理に適している。

【００３３】浄化水の取り出しは、原水を電動ポンプで
供給する場合、電動ポンプで加圧して押し出すことで行
うこともできるが、原水貯留空間１３に注入された原水
の水頭圧によって、浄化水貯留空間１０内に溜まってい
る浄化水を出水管３から容器本体１外へと導くことで行
うことが好ましい。このようにすると、前記粒状濾過材
１２による流量調整が行いやすくなる。浄化水の流量
は、吸着剤１１の充填量、原水の有害物イオンの含有量
によって異なるが、通水ＳＶは、吸着剤１１を基準とし
て、０．５〜５０リットル／時間であることが好ましい
（吸着剤の量が１リットルの場合は、流量は０．５〜５
０リットル／時間）。

【００３４】図示はされていないが、浄化水の取り出し
を途中で止めることができるよう、出水管３に開閉バル
ブを設けておくこともできる。

【００３５】図示される容器本体１は一体のものとなっ
ているが、吸着剤１１及び粒状濾過材１２の手入れを容
易に行えるよう、上下に分割できる容器本体１とするこ
ともできる。具体的には、容器本体１の中間部に形成さ
れている段差部６の位置で分離と連結が可能な容器本体
１とすることもできる。また、容器本体１は、説明した
例においては有底円筒形であるが、有底筒形であれば、
有底角筒形、有底楕円筒形などとすることもできる。

【００３６】本発明の浄水器は、簡便な浄水器として、
家庭用浄水器として使用することができ、電動ポンプな
どの動力源が不要であることから、特に電気のない地域
での使用に適している。また、使用する人数に合わせて
浄水器の大きさを変えることにより、村落にて共同使用
するコミュニティー用としても適している。充填する吸
着剤１１の量に特に制限はないが、１〜２００リットル
であることが好ましい。

【００３７】

【実施例】実施例１図１及び２で説明したような浄水器を用い、砒素を含む
原水の浄化を行った。使用した浄水器の各部の構成は次
の通りである。

【００３８】（１）容器本体１ポリプロピレン製の有底円筒形容器。

【００３９】（２）吸着剤１１含水酸化セリウム（ＣｅＯ₂／ｎＨ₂Ｏ）をエチレン−ビ
ニルアルコールの多孔質粒状担持体に担持させたもの
（新日本ソルト社製「ＲＥＡＤ−Ｆ」、粒径０．７ｍ
ｍ）を用いた。充填量は２リットル（見掛け容量）で、
充填高さは１３０ｍｍとした。

【００４０】（３）粒状濾過材１２水道用の濾過砂（日本原料社製）の平均粒径を０．６ｍ
ｍに調整したものを用いた。充填量は１．５リットル
（見掛け容量）で、充填高さは１００ｍｍとした。

【００４１】（４）仕切板７〜９図２に示されるようなポリプロピレン製の多孔板１４
（５ｍｍ径の孔１５が６１個開口）の表裏に透水性シー
ト１５を宛って、この透水性シート１５の周縁をヒート
シールしたものを用いた。透水性シート１５としては不
織布（ユニチカ社製「エルペス」）を用いた。但し、最
上段の仕切板９としては、上記多孔板１４のみを用い
た。

【００４２】上記構成の浄水器に原水を注入したとこ
ろ、約７０リットル／時間の流速で流下した。この流下
に伴う粒状濾過材１２と吸着剤１１による浄化処理後の
水質を測定した。

【００４３】結果を表１に示す。

【００４４】

【表１】

【００４５】

【発明の効果】本発明は、以上説明したとおりのもので
あり、次の効果を奏するものである。

【００４６】（１）吸着剤１１が常に水に浸されている
ので、乾燥による吸着能力の低下を防止することができ
る。

【００４７】（２）粒状濾過材１２による流量調整後に
吸着剤１１による吸着処理が行われるので、吸着剤１１
の充填領域を短時間で水が流下してしまうのを防止で
き、少ない吸着剤１１により高い浄化効果を得ることが
できる。

【００４８】（３）粒状濾過材１２による予備的浄化処
理を施してから吸着剤１１による吸着処理を行うことが
できるので、吸着剤１１の吸着能力を長期に亘って維持
しやすい。

【００４９】（４）電動ポンプなどの動力源を用いなく
ても確実な水の浄化を行うことができるので、簡便で低
価格な浄水器とすることができると共に、電動ポンプ設
備のない井戸水の浄化や、災害時の緊急水処理にも有効
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る浄水器の一例を示す縦断面図であ
る。

【図２】図１の仕切板に用いる多孔板の平面図である。

【符号の説明】

１容器本体２蓋体３出水管４取っ手５段差部６段差部７仕切板８仕切板９仕切板１０浄化水貯留空間１１吸着剤１２粒状濾過材１３原水貯留空間１４多孔板１５透水性シート１６孔１７溝

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 4D019 AA03 BA01 BA05 BA07 BB12 CA03 CB01 4D024 AA01 AA02 AA05 BA14 BB01 BC01 CA13 CA15 DB03 4G066 AA05B AA16B AA20B AA23B AA26B AA80B BA09 BA20 BA22 DA07 EA20

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】最下部の浄化水貯留空間と、原水を注入
可能な最上部の原水貯留空間とを残して、下方から、粒
状の吸着剤と粒状濾過材とが順次充填された容器本体
と、浄化水貯留空間内の浄化水を容器本体外へと導く出水管
とを備え、該出水管が、少なくとも前記吸着剤の充填領域以上の高
さまで立ち上げられていることを特徴とする浄水器。