JP2003200153A - 浄水器 - Google Patents

浄水器

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JP2003200153A
JP2003200153A JP2002372001A JP2002372001A JP2003200153A JP 2003200153 A JP2003200153 A JP 2003200153A JP 2002372001 A JP2002372001 A JP 2002372001A JP 2002372001 A JP2002372001 A JP 2002372001A JP 2003200153 A JP2003200153 A JP 2003200153A
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JP
Japan
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water
activated carbon
ion exchanger
inorganic ion
silicate
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JP2002372001A
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English (en)
Inventor
Kunio Iwase
国男 岩瀬
Yuri Honda
ゆり 本田
Hajime Ito
元 伊藤
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Mitsubishi Rayon Co Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Rayon Co Ltd
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  • Treatment Of Water By Ion Exchange (AREA)
  • Water Treatment By Sorption (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 安全でおいしい水を製造できる浄水器を提供
する。 【解決手段】 ケイ酸塩系無機イオン交換体と、活性炭
とが充填された浄水槽を有する浄水器であって、該ケイ
酸塩系無機イオン交換体と、該活性炭の比率が下式を満
足する浄水器は、活性炭を大量に用いて十分な吸着性能
を持たせながらコンパクトであり、これまで除去困難で
あった溶解性イオン性有害物質をも除去でき、更には、
使用中の劣化による水の着色という問題のない画期的な
浄水器である。 2≦C/R≦20 〔C:活性炭重量(g),R:ケイ酸塩系無機イオン交
換体容積(ml)〕。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は安全でおいしい水を
得るための浄水器に関する。更に詳しくは、吸着剤を限
定することにより、安全性やおいしさを損なう原因とな
る化合物を除去できる浄水器に関する。
【0002】
【従来の技術】水道水中に含まれる残留塩素を除くこと
を主目的とした活性炭浄水器が数年前に発売され使用さ
れたが、厚生省の調査により、長時間使用しなかった場
合に活性炭中に雑菌が発生し、好ましくないことが明ら
かとなった。この雑菌の流出を抑えるために多孔質中空
糸膜等の膜濾過を利用した浄水器が発売され、最近では
このタイプが主流となっている。
【0003】最近、活性炭収納ユニット、分離濾過膜収
納ユニットに更にイオン交換樹脂収納ユニットを組合せ
たカセット式浄水器が提案されている(実開平3−79
89号公報)。まだ数量的に多くはないが、逆浸透膜を
用いた浄水器や天然石、セラミック等を濾材として使用
した浄水器も上市されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記のような浄水器に
於て、多孔質中空糸膜等の膜濾過を行っていないものは
長時間使用しないと雑菌が繁殖し水道水の初流に流出し
てしまうという問題点があった。このような問題点を解
決するために、多孔質中空糸膜や平膜による精密濾過を
行う浄水器や活性炭に銀を添着する等の方法により抗菌
性を持たせた浄水器が開発され、上市されるようになっ
てきた。
【0005】活性炭に銀を添着したものは溶出する銀の
量によって抗菌性が異なり、また銀が多量に流出する恐
れがあり、その性能には若干不安定さが懸念される。こ
れに対して膜濾過による方法は、かかる懸念なしに、雑
菌等を除去することのできる十分な性能を有している点
に大きな特徴がある。膜濾過法に活性炭による吸着機構
を更に付加することができる。この場合、活性炭使用量
と活性炭種を適正に選定することにより、微量に溶解し
ているトリハロメタン、農薬等の有害有機物を除去する
ことが可能であり、極めて高機能な浄水器とすることが
できる。
【0006】然乍、このような膜濾過と活性炭吸着を組
み合わせた高機能浄水器であっても、現在水道水に微量
溶解しているとして問題視されている鉛等の重金属類は
完全に除去することができないのが現状である。これら
の重金属類の除去のために、逆浸透膜を用いた浄水器も
開発されているが、これは、極めて高い除去能を示す
が、能率の点から経済性に問題があり、また除去性能が
高い故に、飲用水として必要とされるミネラルまでも除
去するために、飲用水のおいしさという点からはマイナ
スの効果を示すという問題がある。
【0007】また多様な種類の不純物を有する水源に適
用される浄水器として、耐圧容器にフィルター、活性
炭、イオン交換樹脂を収納した浄水器が提案されている
(特開昭61−257282号公報)。然し、イオン交
換樹脂はその製造過程での副反応生成物や不純物を含有
しており、これらが使用中に溶出する。また、水道水の
浄水器に使用した場合には、水道水中に殺菌剤として投
入されている含塩素酸化性物質による酸化を受け、この
ために生成する着色物質が溶出するという問題がある。
本発明者らはかかる状況に鑑み、安全でおいしい水を製
造できる浄水器につき鋭意検討を重ねた結果、本発明を
完成した。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、ケイ酸
塩系無機イオン交換体と、活性炭とが充填された浄水槽
を有する浄水器であって、該ケイ酸塩系無機イオン交換
体と、該活性炭の比率が下式を満足する浄水器。 2≦C/R≦20 〔C:活性炭重量(g),R:ケイ酸塩系無機イオン交
換体容積(ml)〕である。
【0009】前記ケイ酸塩系無機イオン交換体がゼオラ
イトであること、前記ケイ酸塩系無機イオン交換体の粒
子径が0.1〜0.5mmであることがそれぞれ好まし
く、前記ケイ酸塩系無機イオン交換体と、前記活性炭と
が充填された第一の浄水槽と、多孔質中空糸膜が配され
た第二の浄水槽とを有すると、より高性能な浄水器とす
ることができる。
【0010】
【発明の実施の形態】ケイ酸塩系無機イオン交換体は、
従来使用されてきたイオン交換樹脂のように水溶性有機
物を含まず、含塩素酸化性物質による酸化を受けること
がなく、着色物質が溶出するという問題がない。ケイ酸
塩系無機イオン交換体としては、ゼオライト、セライ
ト、パーライト、クロモソルブ、ケイソウ土を例示する
ことができる。
【0011】無機イオン交換体使用の目的である重金
属、特に、鉛の除去性能としての飽和吸着量からは、ケ
イ酸塩系無機イオン交換体のNaO、SiOが、下
式で示されるモル比組成を有する酸性酸化物複合体であ
ることが特に望ましい。NaO/SiO=0.4〜
0.99/1.8〜3.0かかるケイ酸塩系無機イオン
交換体としては、モレキュラーシーブ3A、モレキュラ
ーシーブ4A、モレキュラーシーブ5A、モレキュラー
シーブ13Xを例示することができる。
【0012】ケイ酸塩系無機イオン交換体は、実用的に
は粒子として浄水器に供される。吸着性能の点からは粒
子径は、小さい程よいが、他方、小さ過ぎると圧力損失
の増大を招くので好ましくない。これらの点を勘案し
て、粒子径は0.1〜0.5mmの範囲から適宜選択す
れば良い。
【0013】活性炭の使用が本発明の要件であるが、活
性炭の目的は、重金属の除去以上に、水道水中に残存し
ていて所謂カルキ臭の原因とされている含塩素酸化性物
質や、有害物質であるトリハロメタン、農薬を有効に除
去することにある。活性炭としては、このような目的に
合致する性能を有しているものであれば特に限定されな
い。例えば、活性炭は形状からは、粉末状、繊維状、粒
子状等に、原料からは、ヤシガラ活性炭、骨炭、木炭等
天然系活性炭とピッチ系、石油コークス系、樹脂やゴム
等の焼成賦活活性炭等の合成活性炭に、更には賦活方法
からは、水蒸気賦活、化学的賦活等に分類されるが、こ
れらのいずれの活性炭でも良い。
【0014】然し、浄水器に用いる場合には、浄水器以
外の一般の活性炭の使用条件と比べて、通水する水の活
性炭内の通過速度が非常に大きい。従って、圧力損失が
大きな問題となり、この点からは、圧力損失の小さなも
の、つまり比較的大きな粒子が実用的には適当である。
また、除去すべき物質は比較的分子量の小さいものが多
く、経済性をも含めて考慮すると、水蒸気賦活ヤシガラ
活性炭が実用的に最も好適に使用される。活性炭に抗菌
性を付与するために、銀等を添着してもよい。
【0015】ケイ酸塩系無機イオン交換体と活性炭の使
用比率は、それぞれの使用目的が異なるのであるから、
供する飲料水の水質とそれぞれの吸着剤のコストに依存
するのであるが、両者の吸着性能がバランスよくほぼ同
時に飽和に達することが経済的である。このような観点
から、下式で示される範囲内から選択する。
【0016】2≦C/R≦20 〔C:活性炭重量(g),R:ケイ酸塩系無機イオン交
換体容積(ml)〕
【0017】本発明の浄水器は、多孔質中空糸膜を使用
することがより好ましい。多孔質中空糸膜の目的は、飲
料水中に含まれる雑菌をはじめとする微小浮遊物の濾過
除去にある。この目的には、単位体積当りの有効濾過面
積が大きい程よく、この点で、中空糸膜は平膜よりも効
率が良い。
【0018】中空糸膜の材料としては、特に限定されな
い。例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のオレフ
ィン系ポリマーやポリスルホンを例示することができ
る。またこれらの中空糸膜は、通水性能の向上のため例
えば、エチレン−酢酸ビニル−ビニルアルコール共重合
体等で親水化されていることは特に望ましい。ケイ酸塩
系無機イオン交換体と活性炭からなる吸着剤処理と、中
空糸膜による濾過処理の間に、通水量を知るための流量
計を設置してもよい。
【0019】
【実施例】以下、本発明を実施例に従って更に詳しく説
明する。 〔実施例1〕本発明の実施例の一例の断面図を図1に示
した。
【0020】水槽水は入水口6より入水し、第1の浄水
槽2内の活性炭とケイ酸塩系無機イオン交換体の積層吸
着剤4を通過し、配水管中の流量センサー9を経由し
て、多孔質中空糸膜8を収めた第2の浄水槽7に入り、
多孔質中空糸膜8で濾過された後、浄水吐水口11より
流出する。
【0021】ケイ酸塩系無機イオン交換体を下層に、ヤ
シガラ活性炭をその上層に積み上げた吸着剤積層物4を
充填した第1の浄水槽2と多孔質中空糸膜8を納めた第
2の浄水槽7は配水管によってつながれ、外容器1に収
納されている。第2の浄水槽7に親水化処理を施したポ
リエチレン製多孔質中空糸膜8を2液型ポリウレタン樹
脂で固定し、一端を切断開放したものを用いた。
【0022】第1の浄水槽2には一次側から150メッ
シュのナイロンメッシュを貼付した樹脂枠5を設置して
ある。吸着剤積層物4は活性炭450gとケイ酸塩系無
機イオン交換体100mlからなり、これを充填し、吸
着剤が流出しないように、樹脂枠5と同様に作製された
樹脂枠3を挿入した。
【0023】第1の浄水槽2と第2の浄水槽7を配水管
でつなぎ、その配水管の途中に羽根車式流量センサー9
を設置した。ケイ酸塩系無機イオン交換体としては、下
式で表される組成を有するゼオライトを用いた。
【0024】NaO/KO/CaO/Al
SiO=1.0/0.0/0.0/1.0/1.5
【0025】この浄水器を下記の方法で性能を試験し、
結果を得た。試験に際して、通水速度は4リットル/分
とした。間欠通水のモデルテストとして、一夜通水を停
止した後、通水再開時にも流出水は外観上なんら変化は
認められなかった。
【0026】(1)残留塩素除去能力 2.0±0.2ppmの残留塩素を含有する水を通水
し、流出水の残留塩素濃度を測定した。なお、残留塩素
はo−トルイジン法により測定した。8m通水時の流
出水の残留塩素は、0.01ppm以下であった。
【0027】(2)除菌能力 Pseudomonas diminuta IFO
14213 1.7×10ケ/mlを含む水を6リッ
トルを通水したが、流出水の菌数は0ケ/mlであっ
た。
【0028】(3)鉛除去能力 鉛濃度として150ppbに調製した塩化鉛水溶液を通
水した。4m通水時の流出水の鉛濃度は、35ppb
であった。
【0029】(4)トリハロメタン除去能力 クロロホルムを60ppbに調製した溶液を通水した。
8m通水時の流出水のクロロホルム濃度は、5ppb
以下であった。
【0030】〔実施例2〕ケイ酸塩系無機イオン交換体
として、ゼオライトの代わりに下記の組成で示されるモ
レキュラーシーブ5Aを用いる以外は、実施例1と全く
同様にして浄水器を作製した。
【0031】NaO/KO/CaO/Al
SiO=0.3/0.0/0.6/1.0/1.85
【0032】間欠通水のモデルテストとして、一夜通水
を停止した後、通水再開時にも流出水は外観上なんら変
化は認められなかった。
【0033】(1)残留塩素除去能力 2.0±0.2ppmの残留塩素を含有する水を通水
し、流出水の残留塩素濃度を測定した。8m通水時の
流出水の残留塩素は、0.01ppm以下であった。
【0034】(2)除菌能力 Pseudomonas diminuta IFO
14213 1.7×10ケ/mlを含む水を6リッ
トルを通水したが、流出水の菌数は0ケ/mlであっ
た。
【0035】(3)鉛除去能力 鉛濃度として150ppbに調製した塩化鉛水溶液を通
水した。8m通水時の流出水の鉛濃度は、10ppb
以下であった。
【0036】(4)トリハロメタン除去能力 クロロホルムを60ppbに調製した溶液を通水した。
8m通水時の流出水のクロロホルム濃度は、5ppb
以下であった。
【0037】
【発明の効果】本発明は活性炭とケイ酸塩系無機イオン
交換体を併用した吸着剤と中空糸膜とからなる新規な浄
水器であり、活性炭を大量に用いて十分な吸着性能を持
たせながらコンパクトであり、これまで除去困難であっ
た溶解性イオン性有害物質をも除去でき、更には、使用
中の劣化による水の着色という問題のない画期的な浄水
器である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の浄水器の一例の断面図を示す。
【符号の説明】
1 浄水器外容器 2 第1の浄水槽 3 樹脂枠 4 活性炭とケイ酸塩系無機イオン交換体積層吸着剤 5 樹脂枠 6 水道水流入口 7 第2の浄水槽 8 多孔質中空糸膜 9 流量センサー 10 流量表示及び制御部 11 吐水口
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C02F 9/00 C02F 9/00 502H 502J 503 503A Fターム(参考) 4D006 GA02 HA01 JA01Z JA55Z KA01 KA12 KB11 KB12 KD09 KD19 KE01P MA01 MB02 MB09 MC22X MC23 MC34 MC62 PA01 PB06 PB24 PC51 4D024 AA02 AB07 AB11 BA02 BB01 BB02 BC01 CA01 CA11 DA04 DA05 DB05 DB19 4D025 AA03 AB28 BA03 BA22 BB02 BB07 BB14 CA06 DA03 DA05

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ケイ酸塩系無機イオン交換体と、活性炭
    とが充填された浄水槽を有する浄水器であって、該ケイ
    酸塩系無機イオン交換体と、該活性炭の比率が下式を満
    足する浄水器。 2≦C/R≦20 〔C:活性炭重量(g),R:ケイ酸塩系無機イオン交
    換体容積(ml)〕。
  2. 【請求項2】 前記ケイ酸塩系無機イオン交換体がゼオ
    ライトである請求項1記載の浄水器。
  3. 【請求項3】 前記ケイ酸塩系無機イオン交換体の粒子
    径が0.1〜0.5mmである請求項1又は2に記載の
    浄水器。
  4. 【請求項4】 前記ケイ酸塩系無機イオン交換体と、前
    記活性炭とが充填された第一の浄水槽と、多孔質中空糸
    膜が配された第二の浄水槽とを有する請求項1〜3に記
    載の浄水器。
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