JP2002301469A

JP2002301469A - 水処理装置

Info

Publication number: JP2002301469A
Application number: JP2001104298A
Authority: JP
Inventors: Hisako Suga; 久子須賀; Takeshi Nishikawa; 毅西川; Yasuo Yonezawa; 康男米澤
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 2001-04-03
Filing date: 2001-04-03
Publication date: 2002-10-15
Anticipated expiration: 2021-04-03
Also published as: JP5298397B2

Abstract

(57)【要約】【課題】停止していた通水を再開した際の重金属の溶出
を防ぎ、かつ、寿命と小型化とをバランスよく達成でき
る水処理装置を提供する。【解決手段】除塩素濾材を設けず、少なくともイオン吸
着能を有する非除塩素濾材を設けた水処理装置とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、水道水中に含有さ
れる人体に有害な物質を除去できる水処理装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、水道水の浄化には、残留塩素、ト
リハロメタンなどを除去する活性炭や０．３μｍ程度の
細菌や懸濁物質を除去できる精密濾過膜などが多用され
ている。また、最近では、水道水中には微量溶解してい
る鉛などの重金属イオンが問題視されてきており、特開
平７−３１９６９号公報に示されているような、ｐＨ調
整剤を含んだ活性炭層と中空糸膜とを設けた浄水器が提
案されている。

【０００３】活性炭と中空糸膜とを備えた浄水器におい
ては、一旦は、原水中に含まれる重金属イオンを活性炭
で吸着し、コロイド状の重金属を中空糸膜で除去するも
のの、通水を停止すると活性炭雰囲気が徐々に酸性側へ
移行し、活性炭で吸着した重金属の一部が離脱し滞留水
に溶出する。また、中空糸膜で捕捉したコロイド状の重
金属も、滞留水が酸性側に偏ることで溶出する。これら
の結果、通水を再開したときに離脱、溶解した重金属が
浄水とともに流出することになる。

【０００４】そこで、上記公報に記載の浄水器は、ｐＨ
調整剤を設け、活性炭雰囲気のｐＨをコントロールする
ことにより重金属の再溶出を防ぐものであるが、従来の
浄水器にｐＨ調整剤を付加するために、浄水器を大型化
せざるを得ない。そのため、濾材の長寿命化とともに浄
水器としての小型化とをバランスよく満足しなければな
らない蛇口直結型浄水器では、実用的ではない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、停止してい
た通水を再開した際の重金属の溶出を防ぎ、かつ、寿命
と小型化とをバランスよく達成する水処理装置を提供す
ることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の本発明は、少なくともイオン吸着能を有する非除塩素
濾材を備えた水処理装置を特徴とするものである。

【０００７】ここで、非除塩素濾材は、イオン吸着能を
有する吸着剤と中空糸膜とを含むものであることが好ま
しい。また、イオン吸着能を有する吸着剤が微多孔体に
添着されていることが好ましく、この場合、イオン吸着
能を有する吸着剤が無機吸着剤または有機吸着剤である
ことが好ましい。そして、無機吸着剤の場合、ゼオライ
ト、アルミノケイ酸塩、リン酸カルシウム、ヒドロキシ
アパタイト、炭酸カルシウムおよびチタンケイ酸塩の少
なくとも一種を含んでいること、もしくは、平均粒径が
１〜６０μｍの範囲内にあるチタンケイ酸塩を含むもの
であることが好ましい。また、有機吸着剤の場合、イオ
ン吸着樹脂およびキレート樹脂の少なくとも一種を含ん
でいることが好ましい。そして、微多孔体は織布、織布
または発泡剤のいずれかを含んでいることが好ましい、
そして、上記いずれかに水処理装置は蛇口直結型、据え
置き型またはアンダーシンク型であることが好ましい。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明の水処理装置は、たとえば
図１に示すように、カートリッジ１と流路切換弁２４な
どから構成される。

【０００９】カートリッジ１は、カートリッジ１内の汚
れ具合を確認するための確認窓２やその確認窓２を覆う
フタ３を備えた円筒状のハウジング４の内部に、非除塩
素濾材である、イオン吸着能を有する吸着体７等が設け
られて構成されている。ここで、非除塩素濾材とは、処
理水の塩素濃度を０．４ｐｐｍを下回らせないようなも
のをいう。本発明においては、除塩素濾材である活性炭
ではなく、イオン吸着能を有する吸着体７を設けるた
め、通水停止時に滞留水が酸性に偏らず、従来の浄水器
のように一旦吸着除去した重金属イオンを離脱、溶出し
通水再開時に流出するということを防ぐことができる。
また、そのため、ｐＨ調整剤を設ける必要がないので、
寿命を縮めることなく水処理装置を小型化することがで
きる。

【００１０】吸着体７は、たとえば、不織布、織布、発
泡剤等を筒状等に成形した微多孔体に、チタンケイ酸塩
などのイオン吸着能を有する吸着剤を担持して、その内
外周面に、吸着体の形を保持するための不織布１１を積
層し、たとえば外径５１ｍｍ、内径１０ｍｍ、長さ５７
ｍｍの円筒状に形成している。吸着体７の上部および下
部の両端部には、ハウジング４と同様の材料から構成さ
れるシール部材１２、１３を接着し、吸着体７の軸方向
端面を水密に封止している。

【００１１】上部のシール部材１２は、外側に弾性を有
するＯリング１４などを用いた密封手段を備え、ハウジ
ング４との間を水密に封止するように構成されている。
また、下部のシール部材１３は、下面に凸部を、そし
て、その凸部の外周面にＯリング１４などを用いた密封
手段を備え、ハウジング４内部の底面から突出している
環状の凸部との間を水密に封止するように構成されてい
る。そして、下部のシール部材１３は、その外径がハウ
ジング４の内径より若干小さくなるように形成されてお
り、Ｓ１−Ｓ１断面図である図２に示すように、下部の
シール部材１３の外周面とハウジング４の内周面との間
に隙間１６を形成する。このとき、処理水を吸着体７に
均等に流入させるために、Ｓ１−Ｓ１断面における隙間
１６の面積が、原水流入口１７の横断面積よりも小さく
なるようにすることが好ましい。

【００１２】イオン吸着能を有する吸着剤としては、ゼ
オライト、アルミノケイ酸塩、リン酸カルシウム、ヒド
ロキシアパタイト、炭酸カルシウムおよびチタンケイ酸
塩などの無機吸着剤や、イオン吸着樹脂およびキレート
樹脂などの有機吸着剤を用いることが好ましい。中で
も、チタンケイ酸塩は、上水に含まれる程度の鉛（１０
ｐｐｂ程度）を確実に吸着することができるうえに、イ
オンとして吸着した鉛を再溶出しにくいので、より効率
的に重金属イオンを除去できる特に好ましい。そして、
チタンケイ酸塩は、吸着性能を高めると同時に圧力損失
を低減するために、平均粒径が１〜６０μｍの範囲にあ
るものを用いることが好ましい。

【００１３】また、上記の吸着剤は、たとえば、ポリア
クリル系繊維、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊
維、ポリエステル繊維などの繊維物質をバインダーとし
て用い、これを加熱、溶融することで、微多孔体へ付着
することができる。このような方法によると工程を少な
くでき、吸着剤を微多孔体に簡単に担持させることがで
きる。そして、吸着剤は、その粒子径が小さい程吸着性
能が高くなる一方で圧力損失が大きくなるが、吸着剤を
微多孔体に担持させることで、通水時の吸着剤における
圧力損失を低減でき、非常に細かい粒子径（たとえば平
均粒径が１〜６０μｍ）の吸着剤を用いた場合にも、重
金属イオンを除去した処理水を十分量得ることができ
る。そして、粒子径を小さくすることで吸着性能を高め
てカートリッジをコンパクトにできるので、容量が５０
〜１００ｍｌ程度のコンパクトサイズの蛇口直結型にも
適用することができる。

【００１４】また、本発明の水処理装置は、図３に示す
ように、中空糸膜モジュールを備えていてもよい。中空
糸膜モジュールを備えることにより、コロイド状の重金
属も除去可能となる。

【００１５】図３の水処理装置は、カートリッジ１の円
筒状のハウジング４の内部に、上述したような筒状の吸
着体７を設け、さらにその吸着体７の内側に、原水中の
細菌類、濁度成分を分離する中空糸膜５をＵ字状に折り
曲げて円筒状ケース８に収納した中空糸膜モジュール６
を設けている。

【００１６】中空糸膜モジュール６は、円筒状ケース８
と、この円筒状ケース８にＵ字状に折り曲げて収納され
た中空糸膜５とを備え、円筒状ケース８の一方の端部、
すなわち、中空糸膜５の折り曲げ部側の端部には、流体
を流入させるために開口部９が設けられており、また、
円筒状ケース８の他方の端部には、その円筒状ケース８
の内周面と中空糸膜５との隙間および中空糸膜間を封止
している封止部１０が設けられている。

【００１７】筒状の吸着体は、上部に上述したようなシ
ール部材１２を設けているが、本実施態様ではこのシー
ル部材１２を環状に形成し、外側にＯリング１４などの
密封手段を設けハウジング４との間を水密に封止する一
方、内側には円筒状ケース８との間に隙間を形成するよ
うにしている。また、吸着体７の下部には、内側にＯリ
ング１５などの密封手段を備えた環状のシール部材１３
を設け、円筒状ケース８との間を水密に封止する。

【００１８】次に、上述の浄水器における水の流れにつ
いて説明する。

【００１９】水道蛇口２５から流路切換弁２４に流入し
た原水は、カートリッジ１への流路が選択されていると
きに、カートリッジ１の側面に設けられた原水流入口１
７から流入する。このとき、原水は、下部シール部材１
３の外周面とハウジング４の内壁との間に設けられた隙
間１６を通過する。

【００２０】この隙間１６を小さくすることにより、原
水流入口１７と吸着体７とを連通する原水導入流路１８
において圧力損失を生じさせ、原水の吸着体７への流入
を、原水流入口１７が配設されている側２０とされてい
ない側２１とで、また、吸着体上部２２と吸着体下部２
３とで偏るのを防ぐことができる。すなわち、シール部
材１３の上に設けられている吸着体７には、原水が、均
一に流れるので、一部の吸着剤のみが劣化して機能低下
を引き起こすことはない。この隙間１６は、０．１〜
０．２ｍｍとすることが好ましい。

【００２１】その後、原水は、ハウジング４の内壁面と
吸着体７との間に形成された流体流路を通って吸着体７
に供給され、吸着体７をカートリッジ１の軸心方向に流
れることで重金属イオンを除去する。

【００２２】その後、重金属イオンが除去された水は、
中空糸膜を設けた図３の態様の場合には、中空糸膜５を
設けた円筒状ケース８と吸着体７の間に形成された流路
を通り、円筒状ケース８の上部に設けられた開口部９を
通って中空糸膜５に到達する。そして、中空糸膜５の膜
表面を透過することによって細菌類、濁度成分とともに
コロイド状の重金属が除去され、中空糸膜５の開口端、
浄水出口から流出される。中空糸膜を設けていない図１
の実施態様の場合には、そのまま吸着体７の中央部を下
方に流れて浄水出口から流出する。

【００２３】上述の本発明の構成は、停止していた通水
を再開した際の重金属の溶出を防ぎ、かつ、濾材の長寿
命化と装置の小型化とをバランスよく達成できるので、
図１、３に示すような蛇口直結型の水処理装置において
特に好適に実施することができるが、流し台上に設置し
て用いる据え置き型や流し台下の収納スペース内に設置
して用いるアンダーシンク型の水処理装置にも好適に実
施することができる。

【００２４】

【実施例】＜実施例１＞図１の水処理装置を用いて鉛除
去試験を行った。

【００２５】カートリッジ１の吸着体７としては、不織
布にバインダーでチタンケイ酸塩を３５重量％担持させ
た成形体２５ｇを用いた。チタンケイ酸塩の組成（重量
比）は、酸化チタン（ＴｉＯ２）：シリカ（ＳｉＯ
２）：酸化ナトリウム（Ｎａ２Ｏ）：アルミナ（Ａｌ２
Ｏ３）：酸化カルシウム（ＣａＯ）＝５５：３５：９．
３：０．２：０．０２であった。

【００２６】鉛除去試験は、水道水を中空糸膜と活性炭
とを有する浄水器で浄化した２０℃の水に鉛の原液を添
加して鉛濃度５０ｐｐｂとし、これを流量２リットル／
分で水処理装置に通水し、処理された水の鉛濃度が１０
ｐｐｂに達するまでの通水積算流量を鉛除去能力とし
た。

【００２７】その結果、鉛除去能力は、１０，０００Ｌ
以上であり、鉛除去カートリッジとして十分に満足する
能力であることを確認した。＜実施例２＞図３の水処理装置を用いた以外は実施例１
と同様に鉛除去能力を試験した。なお、水処理装置は、
中空糸膜モジュールを設けたこと以外は実施例１と同じ
である。

【００２８】その結果、鉛除去能力は、４，０００Ｌ以
上であり、鉛除去カートリッジとして十分に満足する能
力であることを確認した。

【００２９】＜比較例１＞吸着体７として、ＡＴＳを担
持していない不織布１６ｇを用いた以外は、実施例１と
同様に鉛除去試験を行った。

【００３０】その結果、鉛除去能力が０Ｌであり、ＡＴ
Ｓを含有していない不織布は鉛除去能力がないことが分
かった。＜比較例２＞吸着体として、繊維状活性炭１６ｇを用い
た以外は、実施例１と同様に鉛除去試験を行った。

【００３１】その結果、鉛除去能力が１００Ｌであり、
繊維状活性炭では除去能力が非常に低いことが分かっ
た。

【００３２】

【発明の効果】本発明の水処理装置は、除塩素濾材であ
る活性炭を設けず、少なくともイオン吸着能を有する非
除塩素濾材を設けたので、通水停止時に滞留水が酸性に
偏らず、従来の浄水器のように一旦吸着除去した重金属
イオンを離脱、溶出し通水再開時に流出することがな
い。その結果、人体に有害と考えられる重金属を効率良
く除去することができる。また、重金属イオンが再溶出
しないので、ｐＨ調整剤を設ける必要がないのでコンパ
クトにすることができ、濾材の寿命と装置の小型化とを
バランスよく達成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施態様（実施例１）を示す浄水器
の概略一部縦断面図である。

【図２】図１の浄水器のＳ１−Ｓ１断面図である。

【図３】本発明の一実施態様（実施例２）を示す浄水器
の概略一部縦断面図である。

【符号の説明】

１：カートリッジ２：確認窓３：フタ４：ハウジング５：中空糸膜６：中空糸膜モジュール７：吸着体８：円筒状ケース９：開口部１０：封止部１１：不織布１２：シール部材１３：シール部材１４：Ｏリング１５：Ｏリング１６：隙間１７：原水流入口１８：原水導入流路１９：浄水流路２０：原水流入口が配設されている側２１：原水流入口が配設されていない側２２：吸着体上部２３：吸着体下部２４：流路切換弁２５：水道蛇口

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Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくともイオン吸着能を有する非除塩素
濾材を備えたことを特徴とする水処理装置。
【請求項２】非除塩素濾材が、イオン吸着能を有する吸
着剤と中空糸膜とを含むものである、請求項１に記載の
水処理装置。
【請求項３】イオン吸着能を有する吸着剤が微多孔体に
添着されている、請求項１または２に記載の水処理装
置。
【請求項４】イオン吸着能を有する吸着剤が無機吸着剤
である、請求項３に記載の水処理装置。
【請求項５】無機吸着剤が、ゼオライト、アルミノケイ
酸塩、リン酸カルシウム、ヒドロキシアパタイト、炭酸
カルシウムおよびチタンケイ酸塩の少なくとも一種を含
んでいる、請求項４に記載の水処理装置。
【請求項６】無機吸着剤は、平均粒径が１〜６０μｍの
範囲内にあるチタンケイ酸塩を含むものである、請求項
４に記載の水処理装置。
【請求項７】イオン吸着能を有する吸着剤が有機吸着剤
である、請求項３に記載の水処理装置。
【請求項８】有機吸着剤が、イオン吸着樹脂およびキレ
ート樹脂の少なくとも一種を含んでいる、請求項７に記
載の水処理装置。
【請求項９】微多孔体が不織布、織布または発泡剤のい
ずれかを含んでいる、請求項３〜８のいずれかに記載の
水処理装置。
【請求項１０】蛇口直結型、据え置き型またはアンダー
シンク型である、請求項１〜９のいずれかに記載の水処
理装置。