JP2003094045A

JP2003094045A - 浄水器

Info

Publication number: JP2003094045A
Application number: JP2001298370A
Authority: JP
Inventors: Norio Watanabe; 則夫渡邉; Houso Maeda; ▲芳▼聰前田; Shinji Hori; 晋司堀
Original assignee: LAPUR KK; Corona Kogyo Corp
Current assignee: LAPUR KK; Corona Kogyo Corp
Priority date: 2001-09-27
Filing date: 2001-09-27
Publication date: 2003-04-02

Abstract

(57)【要約】【課題】陰イオン交換樹脂の交換期間を長くして長期
間に渡って効率よく硝酸性窒素を除去し、ランニングコ
ストを低減しながら、細菌をも有効に除去する。【解決手段】浄水器は、陰イオン交換樹脂２を通過さ
せた水を活性炭１に通過させて、水に含まれる硝酸性窒
素と塩素と細菌とを除去する。イオン交換樹脂は水に含
まれる硝酸性窒素を選択的に除去する選択性の陰イオン
交換樹脂２である。選択性の陰イオン交換樹脂２を通過
した塩素を、粉砕活性炭をバインダーで多孔質な粒状に
圧縮成形してなる圧縮活性炭１で除去し、さらに水に含
まれる細菌も圧縮活性炭１で除去する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主として水道水に
含まれる硝酸性窒素と塩素と細菌を除去する浄水器に関
する。本明細書において浄水器は、硝酸性窒素と塩素と
細菌を除去した水を、マイナスイオン水とプラスイオン
水に分離するイオン水生成装置を含む広い意味に使用す
る。

【０００２】

【従来の技術】水道水には、硝酸性窒素と塩素と細菌が
含まれる。とくに田舎の水道水には多量の硝酸性窒素が
含まれる。窒素肥料として散布される化学肥料が、植物
に吸収されずに地中にしみ込み、これが地下水に堆積さ
れるからである。窒素肥料が化学変化した硝酸性窒素
は、発ガン性症状や窒息症状を起こすことがわかってお
り、硝酸性窒素を多く含む水を飲んだ家畜や人体に被害
がてで問題になっている。とくに、乳幼児の被害が多く
報告されている。水道水に含まれる硝酸性窒素の許容量
は国によって異なる。たとえば、日本の水道水の硝酸性
窒素の含有量は、ほとんど例外なく、アメリカの許容量
よりも多く、これを除去する浄水器が切望されている。

【０００３】硝酸性窒素を除去する浄水器として、逆浸
透膜を使用したものが開発されている。逆浸透膜は、硝
酸性窒素と一緒に人体に必要なミネラルまで除去する。
このため、逆浸透膜で硝酸性窒素を除去した水道水は、
ミネラルの含有量も極めて少ないので飲用に適さない。
飲用すると浸透圧によって下痢しやすい弊害がある。こ
の弊害を避けるために、逆浸透膜が完全に硝酸性窒素を
除去しないようにすると、ミネラル含有量が増加すると
共に、硝酸性窒素の含有量も多くなってしまう。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明者は、この欠点
を解消するために、図１に示す浄水器を開発した。この
浄水器は、陰イオン交換樹脂２と活性炭１で水をろ過す
るもので、水道水を活性炭１でろ過して塩素を除去した
後、陰イオン交換樹脂２に通過させて硝酸性窒素を除去
する。この浄水器を効率よく除去して飲用に最適な水に
できる特長がある。ただ、この浄水器は、陰イオン交換
樹脂２で硝酸性窒素を低レベルに除去できる期間が短
い。このため、陰イオン交換樹脂２を交換する期間が短
く、ランニングコストが高くなる欠点がある。また、細
菌を有効に除去できない欠点もある。とくに、活性炭１
で塩素を除去して殺菌力の低下した水が陰イオン交換樹
脂２に流入するので、陰イオン交換樹脂２で細菌が繁殖
しやすい欠点もある。

【０００５】本発明は、この欠点を解決することを目的
に開発されたものである。本発明の重要な目的は、陰イ
オン交換樹脂の交換期間を長くして長期間にわたって効
率よく硝酸性窒素を除去でき、ランニングコストを低減
しながら、細菌をも有効に除去して、理想的な飲用水に
できる浄水器を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の浄水器は、陰イ
オン交換樹脂２を通過させた水を、さらに活性炭１に通
過させて、水に含まれる硝酸性窒素と塩素と細菌とを除
去する。陰イオン交換樹脂２は水に含まれる硝酸性窒素
を選択的に除去する選択性の陰イオン交換樹脂で、選択
性の陰イオン交換樹脂を通過した塩素を活性炭１で吸着
して除去する。さらに、活性炭には、活性炭を破砕した
粉砕活性炭をバインダーで多孔質な粒状に圧縮成形して
なる圧縮活性炭１を使用しており、陰イオン交換樹脂２
を通過した水に含まれる塩素と細菌を圧縮活性炭１で除
去する。

【０００７】選択性の陰イオン交換樹脂２には、平均粒
径を０．２〜０．４ｍｍとするものが適している。さら
に、本発明の浄水器は、選択性の陰イオン交換樹脂２と
圧縮活性炭１を、別々のカートリッジに収納する。た
だ、選択性の陰イオン交換樹脂２と圧縮活性炭１をひと
つのカートリッジに収納することもできる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に基
づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明
の技術思想を具体化するための浄水器を例示するもので
あって、本発明は浄水器を下記のものに特定しない。

【０００９】さらに、この明細書は、特許請求の範囲を
理解し易いように、実施例に示される部材に対応する番
号を、「特許請求の範囲の欄」、および「課題を解決す
るための手段の欄」に示される部材に付記している。た
だ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に
特定するものでは決してない。

【００１０】図２に示す浄水器は、陰イオン交換樹脂２
を収納している第１カートリッジ３と、活性炭を収納し
ている第２カートリッジ４とをケーシングに内蔵してお
り、水は第１カートリッジ３を通過した後、第２カート
リッジ４を通過して排出される。

【００１１】第１カートリッジ３に内蔵される陰イオン
交換樹脂２は、通過する水に含まれる硝酸性窒素を選択
的に除去する選択性の陰イオン交換樹脂２である。陰イ
オン交換樹脂２は、通過する全ての陰イオンを除去する
ものと、効率よく除去する陰イオンを特定して、全ての
陰イオンを同じように除去しない選択性の陰イオン交換
樹脂とがある。本発明の浄水器は、とくに選択性の陰イ
オン交換樹脂を使用する。陰イオン交換樹脂２に、すべ
ての陰イオンを均一に除去するものを使用すると、硝酸
性窒素のみでなく塩素イオンも除去するので、陰イオン
交換樹脂２の寿命が短くなる。選択性の陰イオン交換樹
脂は、主として硝酸性窒素を除去するように設計してい
るので、塩素イオンの除去効率が低く、ここで効率よく
塩素イオンが除去されない。このため、選択性の陰イオ
ン交換樹脂は、多量の水を通過させて、より効率よく硝
酸性窒素を除去できる。さらに、ここで塩素が除去され
ないので、陰イオン交換樹脂２を通過した水の殺菌力が
低下することもなく、次の活性炭で細菌が繁殖するのを
有効に防止できる。

【００１２】選択性の陰イオン交換樹脂は、平均粒径を
０．２〜０．４ｍｍとする小さい粒径のものである。こ
の粒径の選択性の陰イオン交換樹脂は、寿命が長く、よ
り多くの水を通過させて硝酸性窒素を効率よく除去す
る。ただ、これより大きい粒径の選択性の陰イオン交換
樹脂を使用することもできる。また、これより小さい粒
径の選択性の陰イオン交換樹脂を使用するこてもでき
る。これより小さい粒径の選択性の陰イオン交換樹脂
は、寿命はさらに長くなるが、水の通過抵抗が大きくな
る欠点があるので、水道圧の大きいところに適してい
る。

【００１３】第１カートリッジ３は、約５００ｃｃの選
択性の陰イオン交換樹脂２を収納している。この第１カ
ートリッジ３は、たとえば約３ｐｐｍの硝酸性窒素を含
む水を３０００リットル通過させて、硝酸性窒素の濃度
を０．３ｐｐｍ以下にできる能力がある。日本の水道水
は、地域によって大幅に変動するが、約２〜８ｐｐｍの
硝酸性窒素を含有している。田舎の水道水は、都会に比
較してより高い濃度で硝酸性窒素を含有する。浄水器で
硝酸性窒素を除去する濃度は、アメリカの基準からすれ
ば、好ましくは１ｐｐｍ以下である。本発明の浄水器
は、２００ｃｃ以上の選択性の陰イオン交換樹脂２を充
填する第１カートリッジ３を使用して、硝酸性窒素を８
ｐｐｍから１ｐｐｍ以下に低下できる。選択性の陰イオ
ン交換樹脂２は相当に高価であるので、第１カートリッ
ジ３に充填する陰イオン交換樹脂２の量は、硝酸性窒素
の除去効率と寿命を考慮して最適値とするが、たとえば
２００〜１０００ｃｃ、好ましくは２００〜５００ｃｃ
とする。

【００１４】本発明の浄水器は、陰イオン交換樹脂２で
効率よく硝酸性窒素を除去しながら、塩素を除去しない
ように選択性の陰イオン交換樹脂２を使用する。塩素イ
オンを陰イオン交換樹脂２に通過させて、陰イオン交換
樹脂２を通過する水の殺菌力を低下させず、次に連結し
ている活性炭で細菌を有効に殺菌するためである。浄水
器は塩素イオンを効率よく除去することも大切である
が、本発明の浄水器は、この塩素イオンを陰イオン交換
樹脂２ではなくて活性炭１で効率よく除去して、細菌の
繁殖を防止しながら、塩素イオンも効率よく除去する。

【００１５】第２カートリッジ４に充填している活性炭
は、特別なものを使用する。細菌を有効に除去すると共
に、陰イオン交換樹脂２を通過して流入する水に含まれ
る塩素イオンで、除去した細菌を効果的に殺菌するため
である。この活性炭は圧縮活性炭である。圧縮活性炭
は、やしがらや竹等を加熱して活性炭にしたものでな
く、活性炭を破砕したものをバインダーで多孔質な粒状
に圧縮成形したものである。圧縮活性炭は、活性炭を破
砕した粉砕活性炭を多孔質に結合しているので、結合さ
れた粉砕活性炭の間に、活性炭自体の空隙よりも大きな
隙間がある。活性炭は、内部に無数の空隙があってここ
に塩素イオン等を吸着して除去する性質はある。ただ、
活性炭の空隙は極めて小さく、通過する水をこの空隙に
流すことが極めて難しい。このため、水は活性炭の表面
に沿って流れて、内部に効率よく流れ込むようにはでき
ない。これに対して、圧縮活性炭は、粉砕活性炭の平均
粒径と結合する密度を調整して、粉砕活性炭の間にでき
る空隙の大きさを調整でき、活性炭自体の空隙に比較し
て、粉砕活性炭の間の隙間を相当に大きくできる。この
ため、水を活性炭の内部に流すことができ、水に含まれ
る細菌や塩素イオンを有効に除去する。さらに、圧縮活
性炭は、水に含まれる鉛イオン等も有効に除去できる。
水がより広い面積で有効に粉砕活性炭に接触するからで
ある。さらに、この圧縮活性炭は陰イオン交換樹脂を通
過した塩素イオンも吸着して除去する。

【００１６】塩素イオンと細菌の両方を除去する圧縮活
性炭は、水に含まれる細菌を効率よく除去するととも
に、一緒に吸着する塩素イオンで、吸着した細菌を殺菌
する。このため、圧縮活性炭で細菌が繁殖することがな
い。すなわち、本発明の浄水器は、塩素イオンを、最初
に通過する第１カートリッジ３に充填している陰イオン
交換樹脂２で除去するのではなく、ここに通過させて第
２カートリッジ４に充填している圧縮活性炭１で効率よ
く除去する。さらに、この圧縮活性炭１は細菌も効率よ
く除去するので、除去した細菌を吸着した塩素イオンで
殺菌して、ここで繁殖するのを有効に阻止できる。圧縮
活性炭でない従来の浄水器に含まれる活性炭、すなわち
粉砕活性炭をバインダーで多孔質に結合してしない従来
の活性炭、たとえばやしがらや竹を加熱して活性炭処理
としたものを、所定の粒度とした従来の活性炭は、細菌
を除去する効果が極めて少ない。このため、活性炭を内
蔵する従来の浄水器は、水に含まれる細菌を効率よく除
去できない。

【００１７】本発明の浄水器は、第２カートリッジ４に
充填している圧縮活性炭１で細菌を有効に除去する。除
去された細菌は圧縮活性炭１に堆積されるが、圧縮活性
炭１は細菌のみでなく、塩素イオンも吸着するので、吸
着した塩素イオンが除去した細菌を有効に殺菌する。こ
のため、圧縮活性炭１は細菌を有効に除去するが、除去
した細菌を繁殖させることはない。

【００１８】圧縮活性炭１は、平均粒径が２〜８ｍｍ、
好ましくは約３〜５ｍｍとなる球形に成形される。圧縮
活性炭１の平均粒径を大きくすると、通過する水の圧力
損失を小さくできる。反対に圧縮活性炭の平均粒径を小
さくすると、含有される細菌と塩素イオンを有効に除去
できる。したがって、圧縮活性炭の平均粒径は、細菌と
塩素イオンの除去効率と、通過する水の圧力損失を考慮
して前述の範囲とする。

【００１９】図に示す浄水器は、第１カートリッジ３に
選択性の陰イオン交換樹脂２を充填して、第２カートリ
ッジ４に圧縮活性炭１を充填している。この浄水器は、
カートリッジに多量の選択性の陰イオン交換樹脂と圧縮
活性炭を充填できるので、多量の水から効率よく硝酸性
窒素と細菌と塩素イオンを除去できる特長がある。ま
た、圧縮活性炭と選択性の陰イオン交換樹脂とを別々に
交換できる特長もある。水に含まれる硝酸性窒素と塩素
イオンの濃度にもよるが、一般的には選択性の陰イオン
交換樹脂の寿命が圧縮活性炭よりも短い。このため、硝
酸性窒素の除去効率が低下すると第１カートリッジ３を
交換し、塩素イオンの除去効率が低下すると圧縮活性炭
の第２カートリッジ４を交換する。ただし、本発明の浄
水器は、図示しないがひとつカートリッジに、選択性の
陰イオン交換樹脂と圧縮活性炭とを充填することもでき
る。この浄水器は、最初に水が通過する部分に選択性の
陰イオン交換樹脂を充填し、陰イオン交換樹脂を通過し
た水が通過する部分に圧縮活性炭を充填する。

【００２０】

【発明の効果】本発明の浄水器は、陰イオン交換樹脂の
交換期間を長くしながら、細菌と塩素イオンの両方を効
果的に除去できる極めて優れた特長がある。それは、本
発明の浄水器が、硝酸性窒素を選択して除去する選択性
の陰イオン交換樹脂をイオン交換樹脂に使用して、陰イ
オン交換樹脂の塩素イオンの吸着量を少なくして、塩素
イオンを陰イオン交換樹脂に通過させ、活性炭には、細
菌と塩素イオンの両方を効率よく吸着する圧縮活性炭を
使用して、ここで塩素イオンと細菌の両方を除去するか
らである。硝酸性窒素を選択して吸着する選択性の陰イ
オン交換樹脂は、塩素イオンの吸着量が少なくなって使
用できる寿命を長くできる。このため、本発明の浄水器
は、高価な陰イオン交換樹脂の交換時期を長くして、ラ
ンニングコストを低減しながら、硝酸性窒素を有効に除
去できる。さらに、本発明の浄水器は、活性炭に圧縮活
性炭を使用して、細菌と塩素イオンの両方を一緒に効率
よく除去するので、細菌を吸着して極めて少なくできる
にもかかわらず、除去した細菌を吸着した塩素イオンで
殺菌するので、細菌が内部で繁殖するのも有効に防止で
きる。さらにまた、圧縮活性炭は鉛イオン等も有効に除
去するので、本発明の浄水器は、ランニングコストを低
減しなから、硝酸性窒素と細菌と塩素イオンと鉛イオン
濃度を極めて低くして理想的な飲用水にできる特長を実
現する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明者が先に開発した浄水器の概略断面図

【図２】本発明の一実施例の浄水器の断面図

【符号の説明】

１…活性炭２…陰イオン交換樹脂３…第１カートリッジ４…第２カートリッジ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者渡邉則夫東京都練馬区石神井台２−８−29 (72)発明者前田 ▲芳▼聰大阪府吹田市藤白台１丁目２番Ｂ24−307 号 (72)発明者堀晋司徳島県麻植郡鴨島町上浦400番地の１コロナ工業株式会社内Ｆターム(参考） 4D024 AA02 AB07 AB11 AB16 BA02 BB01 BB05 CA04 CA11 DB19 4D025 AA01 AB11 BA13 BA24 BB02 BB07 BB14 DA03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】イオン交換樹脂(2)を通過させた水を、
さらに活性炭(1)に通過させて、水に含まれる硝酸性窒
素と塩素と細菌とを除去する浄水器であって、イオン交換樹脂(2)が水に含まれる硝酸性窒素を選択的
に除去する選択性の陰イオン交換樹脂で、選択性の陰イ
オン交換樹脂を通過した塩素を活性炭(1)で吸着して除
去すると共に、この活性炭(1)に、活性炭を破砕した粉
砕活性炭をバインダーで多孔質な粒状に圧縮成形してな
る圧縮活性炭を使用しており、陰イオン交換樹脂(2)を
通過した水に含まれる塩素と細菌を圧縮活性炭で除去す
るようにしてなる浄水器。
【請求項２】選択性の陰イオン交換樹脂の平均粒径が
０．２〜０．４ｍｍである請求項１に記載される浄水
器。
【請求項３】選択性の陰イオン交換樹脂と圧縮活性炭
を、別々のカートリッジに収納している請求項１に記載
される浄水器。
【請求項４】選択性の陰イオン交換樹脂と圧縮活性炭
をひとつのカートリッジに収納している請求項１に記載
される浄水器。