JP2003053340A - 水処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 疑似炭酸水素塩泉を得る。 【解決手段】 原水１を活性炭筒３に通し、遊離塩素お
よび濁度成分を除去する。次に、カチオン筒５に通し、
硬度成分をナトリウムイオンに置換して軟水化する。そ
の後、アニオン筒７に通し、鉱酸イオンを炭酸水素イオ
ンに置換する。これによって、炭酸水素塩泉に似た水を
得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、業務用あるいは家
庭用の水処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、風呂用水には軟水が用いられ
ている。すなわち、カルシウムイオン、マグネシウムイ
オン等が含まれている硬水をナトリウム形強酸性カチオ
ン交換樹脂で処理して軟水とし、この軟水を風呂用水と
して用いる。

【０００３】硬水を風呂用水として用いると硬水に含ま
れているカルシウムイオンやマグネシウムイオンが石鹸
と結合して金属石鹸を生成し、泡立ちがし難く、かつ金
属石鹸が皮膚に微量残留することにより入浴後に肌がか
さかさしたりし、アレルギー皮膚炎症には好ましくな
い。なお、風呂用水に限らず洗顔する場合においても上
記問題は共通している。

【０００４】一方、軟水を風呂用水や洗顔用水に用いた
場合は前記金属石鹸の生成はなく、金属石鹸の生成に起
因する不具合は解消される。

【０００５】しかしながら、軟水は、原水中に存在する
カルシウムイオンやマグネシウムイオンをナトリウムイ
オンに置き換えたものであり、原水中のアニオン成分は
全く変わらないものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】温泉法によれば地中か
ら湧出する際の水の温度が２５℃以上であれば温泉であ
り、また２５℃未満でも水１Ｋｇ当たりの溶存物質が１
０００ｍｇ以上含んでいる湧水、あるいは指定された各
種の物質の量が指定された数値以上含んでいる湧水が温
泉とされている。

【０００７】上記指定されている物質の中に炭酸水素ナ
トリウムがあり、本物質の場合は湧水１ｋｇ中に３４０
ｍｇ以上含んでいる場合は温泉とされている。

【０００８】炭酸水素ナトリウムを含む温泉は、入浴す
ると皮膚の表面を柔らかくし、皮膚の脂肪や分泌物を乳
化して、皮膚が石鹸で洗ったようにツルツルさせる効果
を有し、古くから「美人の湯」と言われており、温泉の
適応症によれば炭酸水素塩泉は、きりきず、やけど、慢
性皮膚病に効用があるとされている。

【０００９】本発明は、原水中に存在するカルシウムイ
オン、マグネシウムイオンをナトリウム等のアルカリ金
属イオンに置き換えていわゆる軟水に変化させるととも
に、原水中の塩化物イオンや硫酸イオン等の鉱酸アニオ
ンを炭酸水素イオンに置き換えて、炭酸水素塩泉に似た
イオン組成にした水を製造し、風呂用水あるいは洗顔用
水として好適に用いることができる水処理装置を提供す
ることを目的とする。

【００１０】さらに、本発明は、前記炭酸水素塩泉に似
たイオン組成を有する水、あるいは単に軟水にした水等
を切替え弁によって任意に選択して製造することができ
る水処理装置を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明によりなる請求項１に記載の水処理装置は、原
水をアルカリ金属塩形カチオン交換樹脂層と炭酸水素形
アニオン交換樹脂層とに通水することを特徴とする。

【００１２】また、本発明によりなる請求項２に記載の
水処理装置は、原水をアルカリ金属塩形カチオン交換樹
脂と炭酸水素形アニオン交換樹脂の混合樹脂層に通水す
ることを特徴とする。

【００１３】また、本発明によりなる請求項３に記載の
水処理装置は、請求項１あるいは２記載の水処理装置の
原水として活性炭濾過水を用いるものであり、さらに本
発明によりなる請求項４に記載の水処理装置は、活性炭
を充填した活性炭筒と、アルカリ金属塩形カチオン交換
樹脂を充填したカチオン筒と、炭酸水素形アニオン交換
樹脂を充填したアニオン筒とからなり、原水を各筒に単
独に、あるいは各筒の二種あるいは三種に直列に通水可
能な切替え弁を具備したことを特徴とする。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態につい
て、図面に基づいて説明する。

【００１５】図１は、本発明の実施形態に係る水処理装
置の基本的なフローを示す説明図であり、市水や井戸水
からなる原水１を粒状あるいは繊維状の活性炭２を充填
した活性炭筒３に通水し原水中に存在する遊離塩素や濁
度成分を除去する。次いで、活性炭濾過水をアルカリ金
属塩形、例えばナトリウム形のカチオン交換樹脂４を充
填したカチオン筒５に通水し、活性炭濾過水中に存在す
るカルシウムイオンおよびマグネシウムイオン等の多価
カチオンをナトリウムイオンに置換し軟水とする。次い
で、この軟水を、炭酸水素形のアニオン交換樹脂６を充
填したアニオン筒７に通水し、軟水中に存在する塩化物
イオン、硫酸イオン、硝酸イオン等の鉱酸アニオンを炭
酸水素イオンに置換し、処理水８を得る。

【００１６】このように、本実施形態に係る水処理装置
によれば、カチオン交換樹脂４により、硬度成分がナト
リウムイオンに置換され、炭酸水素形のアニオン交換樹
脂６により鉱酸アニオンを炭酸水素イオンに置換するこ
とができる。そこで、軟水であって鉱酸アニオンを炭酸
水素イオンに置換した炭酸水素塩泉に似た水質の処理水
（擬似炭酸水素塩泉）が得られる。

【００１７】図２は、本発明の別の実施形態に係る水処
理装置のフローを示す説明図であり、活性炭筒３の後段
にアルカリ金属形カチオン交換樹脂と炭酸水素イオン形
アニオン交換樹脂の混合イオン交換樹脂９を充填した混
合イオン交換筒１０を設置したものである。この構成に
より、混合イオン交換筒１０において、活性炭濾過水中
の前記多価カチオンを例えばナトリウムイオンに置換す
るとともに、前記鉱酸アニオンを炭酸水素イオンに置換
し、処理水８を得ることができる。

【００１８】この図２の水処理装置においても、図１の
ものと同様の炭酸水素塩泉に似た処理水を得ることがで
きる。

【００１９】なお、図１及び図２は原水をまず活性炭筒
に通水するものであるが、原水中に濁度成分や遊離塩素
が存在しない場合や、存在しても微量である場合は活性
炭筒を省略し、直接各イオン交換筒に通水してもさしつ
かえない。

【００２０】また、図１においてカチオン筒、アニオン
筒の順に通水しているが、この順に限らずアニオン筒、
カチオン筒の順に通水してもさしつかえない。ただし、
カルシウムイオンが多い原水を処理する場合は、先にア
ニオン筒に通水するとアニオン交換樹脂中に炭酸カルシ
ウムの沈殿が生成し通水の妨げになることがあるので、
先にカチオン交換筒に通水することが好ましい。

【００２１】本発明に用いるカチオン交換樹脂は、強酸
性カチオン交換樹脂あるいは弱酸性カチオン交換樹脂い
ずれも用いることができる。また、このカチオン交換樹
脂はナトリウム、カリウム、リチウム等のアルカリ金属
塩形にして用いるが、再生剤が容易に入手できる点およ
びコストの点からナトリウム形にして用いることが好ま
しい。

【００２２】ここで、ナトリウム形強酸性カチオン交換
樹脂を用いる場合、通水操作により処理水中の多価カチ
オンの漏出量が規定値を越えるいわゆる貫流点に達した
際は塩化ナトリウム溶液によって常法により再生し、多
価カチオンを脱離するとともにイオン形をナトリウム形
に復帰させ、再び通水に供する。

【００２３】また、ナトリウム形弱酸性カチオン交換樹
脂を用いる場合、通水操作により多価カチオンによって
貫流点に達した際は、まず塩酸等の酸で常法により再生
して多価カチオンを脱離するとともに水素イオン形と
し、次いで水酸化ナトリウム溶液で常法により再生して
ナトリウム形に復帰させ、再び通水に供する。

【００２４】なお、カチオン交換樹脂として弱酸性カチ
オン交換樹脂を用いる場合は、ナトリウムイオンの加水
分解により流出水がアルカリ性になるので、少量の水素
イオン形を混合しておくことが望ましい。

【００２５】さらに、本発明に用いるアニオン交換樹脂
は強塩基性アニオン交換樹脂あるいは弱塩基性アニオン
交換樹脂いずれも用いられる。

【００２６】通水により貫流点に達した際は、強塩基性
アニオン交換樹脂を用いる場合は、炭酸水素ナトリウム
あるいは炭酸水素アンモニウム溶液を用い、常法により
再生する。また弱塩基性アニオン交換樹脂を用いる場合
は、水酸化ナトリウム溶液で常法により再生して鉱酸ア
ニオンを脱離した後、炭酸水を樹脂層に流して炭酸水素
形にする。本発明の水処理装置は、各イオン交換樹脂を
再生するための各薬液溶解槽や該当するイオン交換筒に
各薬液を通薬するための配管、弁等のいわゆる再生設備
を付設しておき通水の貫流点に達した際に、各イオン交
換樹脂を再生することもできるが、特に家庭用に用いる
場合は再生設備を設けず、いわゆるカートリッジ式のイ
オン交換筒とすることが好ましい。

【００２７】また、本発明の水処理装置の設置場所は、
給湯設備に流入する原水配管や給湯設備から流出する温
水配管等、あるいは洗面台の下部の水栓に至る配管等の
いずれの位置にも設置することができる。なお使用する
イオン交換樹脂の内、強塩基性アニオン交換樹脂が熱に
対し弱い傾向にあるが、５０℃以下で用いれば特に問題
ない。

【００２８】図３は、本発明の他の実施態様を示す説明
図であり、特に家庭用として用いられる水処理装置の説
明図である。

【００２９】図３に示した本発明の水処理装置は、ハウ
ジング２０に活性炭筒３、カチオン筒５、アニオン筒７
を内設するとともに、その上部に公知のマルチポートバ
ルブ１９の弁体２１を内設する。

【００３０】当該弁体２１は原水管２４、処理水管２５
に連通するとともに、活性炭筒３の流入管２６、流出管
２７、カチオン筒５の流入管２８、流出管２９、アニオ
ン筒７の流入管３０、流出管３１にそれぞれ連通するよ
うにその内部に連通管３２（点線で示す）を有してい
る。

【００３１】そして、回転軸２２に接続しているハンド
ル２３を回転させると当該弁体２１が回転し、原水管２
４から流入する原水が、活性炭筒３−カチオン筒５−ア
ニオン筒７の順に通流したり、あるいは活性炭筒３−カ
チオン筒５の順に通流したり、あるいは活性炭筒３単独
に通流したりできるようになっている。図３は、原水が
活性炭筒３−カチオン筒５−アニオン筒７の順に通流
し、その処理水が処理水管２５から流出する様を示して
いる。

【００３２】また、ハウジング２０は上部ハウジング３
３および下部ハウジング３４がフランジ３５で連結構成
されており、当該フランジ３５を開口することにより活
性炭筒３、カチオン筒５、アニオン筒７それぞれを外部
に取出せるようになっている。

【００３３】したがって各筒の予備を用意しておけば、
使用済の筒を新しい筒に簡単に交換することが可能であ
る。

【００３４】なお、図３は、全体構成を模式的に表した
ものであり、具体的な寸法、配置などは適宜設定すれば
よい。例えば、マルチポートバルブ１９を全体として回
転するのであれば、ハウジング２０も円筒状とすること
が好ましく、内部に３つの筒を互いの中心を結ぶ線が正
三角形となるように配置するとよい。また、各筒を扇形
として、ハウジング２０内において空きスペースが生じ
ないようにすることも好適である。さらに、ハウジング
を円筒状以外の形状にしてもよく、さらに各筒の相対的
大きさを原水の水質に応じて変更することも好適であ
る。

【００３５】また、カチオン筒５は図４に示したように
筒部４０とキャップ部４１とからなりキャップ部４１に
流入管２８及び流出管２９を連通し、流出管２９は筒部
４０の下部まで延伸しその先端にストレーナー４２が接
続されており、流入管２８から流入する原水は通水性マ
ット４３を介してカチオン交換樹脂４を流下して軟化処
理され、軟水がストレーナー４２を介して流出管２９か
ら取出されるようになっている。なお活性炭筒３、アニ
オン筒７も図４に示したカチオン筒と基本的に同じ構造
となっている。

【００３６】本発明の水処理装置を図３に示したような
構造とすれば、マルチポートバルブ１９を回転すること
により、原水を活性炭筒３のみに通水した活性炭濾過
水、あるいは原水を活性炭筒３とカチオン筒５の順に通
水した軟水、あるいは原水を活性炭筒３とカチオン筒５
とアニオン筒７の順に通水した軟水及び炭酸水素水等の
種々の処理水が得られる。

【００３７】なお、マルチポートバルブ１９に代えて単
独の弁を必要数使用して各筒の通水を切替えても良いこ
とは言うまでもない。

【００３８】また、このような構造とすることにより必
要な都度、必要な水質の処理水が得られるので、イオン
交換樹脂の寿命を延ばすことにも貢献できる。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の水処理装
置によれば、軟水であって鉱酸アニオンを炭酸水素イオ
ンに置換した炭酸水素塩泉に似た水質の処理水（擬似炭
酸水素塩泉）が得られ、温泉にいかなくとも家庭内で擬
似炭酸水素塩泉を楽しむことができ、軟水風呂とは趣の
違った風呂を味わうことができる。また本発明の水処理
装置の処理水を洗顔用水として用いることにより保湿効
果が得られ、美容的効果が得られる。

【００４０】また、本発明の水処理装置を弁体を用いて
流路を切り替え可能とすることにより、活性炭濾過水、
軟水、擬似炭酸水素塩泉を任意に選択して得ることがで
き、例えば浴槽には擬似炭酸水素塩泉、身体を洗う洗浄
水は軟水、浴槽の洗浄用には活性炭濾過水とすることに
より使用するイオン交換樹脂の消耗度を減少させること
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の基本的なフローを示す説明図であ
る。

【図２】 本発明の別なフローを示す説明図である。

【図３】 本発明の他の実施態様を示す説明図である。

【図４】 カチオン筒の説明図である。

【符号の説明】

１ 原水、２ 活性炭、３ 活性炭筒、４ カチオン交
換樹脂、５ カチオン筒、６ アニオン交換樹脂、７
アニオン筒、８ 処理水、９ 混合イオン交換樹脂、１
０ 混合イオン交換筒、１９ マルチポートバルブ、２
０ ハウジング、２１ 弁体、２２ 回転軸、２３ ハ
ンドル、２４ 原水管、２５ 処理水管、２６，２８，
３０ 流入管、２７，２９，３１ 流出管、３２ 連通
管、３３上部ハウジング、３４ 下部ハウジング、３５
フランジ部、４０ 筒部、４１ キャップ部、４２
ストレーナー、４３ 通水性マット。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原水をアルカリ金属塩形カチオン交換樹
   脂層と炭酸水素形アニオン交換樹脂層とに通水すること
   を特徴とする水処理装置。
2. 【請求項２】 原水をアルカリ金属塩形カチオン交換樹
   脂と炭酸水素形アニオン交換樹脂の混合樹脂層に通水す
   ることを特徴とする水処理装置。
3. 【請求項３】 活性炭濾過水を原水として用いる請求項
   １または２に記載の水処理装置。
4. 【請求項４】 活性炭を充填した活性炭筒と、アルカリ
   金属塩形カチオン交換樹脂を充填したカチオン筒と、炭
   酸水素形アニオン交換樹脂を充填したアニオン筒とから
   なり、原水を各筒に単独に、あるいは各筒の二種あるい
   は三種に直列に通水可能な切替え弁を具備したことを特
   徴とする水処理装置。