JP2603350Y2

JP2603350Y2 - 浄水器

Info

Publication number: JP2603350Y2
Application number: JP1992025866U
Authority: JP
Inventors: 修楠戸; 清一中原
Original assignee: Kuraray Co Ltd
Current assignee: Kuraray Co Ltd
Priority date: 1992-03-26
Filing date: 1992-03-26
Publication date: 2000-03-06
Anticipated expiration: 2007-03-26
Also published as: JPH0576588U

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この考案は、例えば家庭用水道水
の浄化や飲食店などでの各種の業務用水の浄化に使用さ
れるもので、活性炭を備えた浄水器に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、浄水器には、発ガン性のあるトリ
ハロメタンを除去する能力が要求されている。しかし、
トリハロメタンを長期間に亘り、有効に除去できる活性
炭式浄水器はない。従来の浄水器は粒状活性炭・顆粒状
活性炭・粉末活性炭・繊維状活性炭の何れか一種類を使
用するものが主流である。一般的には、粒状活性炭を使
用した浄水器は、使用初期からトリハロメタンの除去性
能が悪いと言われており、繊維状活性炭を使用した浄水
器は、メーカーの表示寿命に達する前にトリハロメタン
の除去能力が全くなくなったり、あるいは、トリハロメ
タンの濃度が高くなってトリハロメタンが流出すると言
われている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】この考案は、長期間に
亘り、安定かつ充分にトリハロメタンを除去できる浄水
器を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この考案に係る浄水器は、原水を浄化する活性炭を
備え、活性炭が熱水洗浄により再生されるものであっ
て、上記活性炭は、粒状活性炭からなり、１０〜１８Å
の半径をもつ細孔の細孔容積が全細孔容積の３５％以上
を占めている。

【０００５】なお、活性炭の孔径は、水蒸気吸着法によ
り求める。水蒸気吸着法によると、細孔半径７Å以下は
細孔分布は求められないが、７Å以下の細孔全体の累積
細孔容積としては求められる。７Å以上は細孔半径と細
孔容積の分布曲線及び累積細孔容積曲線として求めるこ
とができる。この考案では、累積細孔容積曲線から１０
Å〜１８Åの細孔半径を有する細孔の容積（Ａ）と、１
００Å以下の細孔半径を有する細孔の容積（Ｂ）とを求
め、１００Ａ／Ｂ％を１０Å〜１８Åの細孔半径を有す
る細孔の容積比とする。１００Å以上の細孔半径を有す
る細孔はトリハロメタンの吸着除去能力に影響を及ぼさ
ないため、１００Å以上の細孔半径を有する細孔がある
場合にはこれを計算上無視する。

【０００６】

【作用】本考案者は、水中のトリハロメタンの活性炭へ
の吸着能力を検討した結果、細孔半径が１８Åより大き
い細孔を有する活性炭はトリハロメタンを吸着する能力
が極めて低く、細孔半径が７以上１０Å未満の細孔を有
する活性炭はトリハロメタンを吸着する能力が極めて高
いことが判明した。細孔半径が７以上１０Å未満の細孔
を有する活性炭は、吸着能力が極めて高い利点を有する
が、熱水で洗浄した場合に、トリハロメタンの脱着量が
少なく、従って比較的短い使用期間で飽和吸着に到達し
てしまい、以後の吸着能力がなくなってしまう欠点を有
する。細孔半径が１０〜１８Åの細孔はトリハロメタン
の吸着能力及び熱水で洗浄した場合にトリハロメタンの
脱着が多いものと思われ、再通水した時に高いトリハロ
メタンの除去性能を示すことを見出した。

【０００７】この考案によれば、１０〜１８Åの半径を
もつ細孔の細孔容積が全容積の３５％以上を占めている
粒状活性炭を使用することにより、通水初期において、
トリハロメタンを十分に吸着除去して、有害なトリハロ
メタンの排出濃度を原水入口濃度の２０％程度以下の浄
水とすることができるとともに、通水量の増大に対して
トリハロメタン除去率が低下しにくく処理量を大きくす
ることができる。また、所定量通水し、トリハロメタン
の排出濃度が増加する時点において、家庭等でも手軽に
得られる６５〜９０℃位の熱水を通水させて洗浄するこ
とで、粒状活性炭に吸着されたトリハロメタンの大部分
を脱着させて、吸着能力を回復させ、粒状活性炭の吸着
能力を高く保った状態で、長期間安定に浄化水を得るこ
とができる。なお、回復効果は熱水温度が高い方が効果
が高く、１００℃の熱水が得られる場合には、１００℃
の熱水を使用してもよい。

【０００８】

【実施例】以下、この考案の実施例を図面にもとづいて
説明する。第１実施例図１に示すように、下部に原水流入口１Ａを有し、か
つ、上部に浄化水流出口１Ｂを有する円筒状ケース１内
に、粒状活性炭２を封入して、その両端面に仕切り網９
を当てがっている。この粒状活性炭２は、１０〜１８Å
の半径をもつ細孔が全細孔の３５％以上を占めている。
上記原水流入口１Ａに接続された給水管３に家庭用の混
合水栓４を介して、水道水などの原水供給管５および６
５〜９０℃の熱水（温水）供給管６を接続している。

【０００９】上記構成の浄水器においては、まず、原水
供給管５、混合水栓４および給水管３を経てケース１内
に水道水などのように、トリハロメタンを含む原水を供
給することにより、その原水が活性炭２を通過し、上記
トリハロメタンが活性炭２に吸着されて、トリハロメタ
ン濃度の低い浄化水が流出口１Ｂから排出される。この
ような浄化を適当時間にわたり行なった時点で、つぎに
熱水供給管６、混合水栓４および給水管３を経てケース
１内に６５〜９０℃の熱水を供給し、これを上記活性炭
２に通水することにより、この活性炭２に吸着保持され
ているトリハロメタンの分子運動を活発化し、その大部
分を脱着させて活性炭２の吸着能力を回復させる。

【００１０】つぎに、参考例１，上記第１実施例に対応
する実験例１および各比較例について説明する。参考例１１２Åにピークを有し、１０〜１８Åの細孔半径の細孔
容積が全細孔容積の６０％を占める繊維状活性炭の６ｇ
を、４３ｍｍ径の円筒状ケースに厚さ５ｃｍに詰め、５
０ｐｐｂのトリハロメタン（クロロホルム２５ｐｐｂ、
ブロモホルム１２．５ｐｐｂ、ジクロロブロモメタン１
２．５ｐｐｂ）と２ｐｐｍの遊離塩素を含む水を２Ｌ
（リットル）／ｍｉｎ．で通水したところ、初期２００
Ｌまではトリハロメタンの８０％以上を吸着除去して、
トリハロメタンが１０ｐｐｂ以下の優れた浄化水が得ら
れた。また、４００Ｌ通水した時点では、トリハロメタ
ンの２０％が吸着されただけで、トリハロメタンが４０
ｐｐｂの水が排出された。つぎに、８０℃の熱水を２Ｌ
／ｍｉｎ．の流速で５分間通水して脱着させたところ、
８０％のトリハロメタン吸着能力に回復した。この状態
で３０Ｌ通水後には７５％、６０Ｌ通水後には７０％、
１００Ｌ通水後には６５％の吸着能力を示し、熱水によ
る脱着・再生効果があることが認められた。再度同様の
脱着操作を行ったところ７７％のトリハロメタン吸着能
力を示し、再現性があることが認められた。なお、遊離
塩素は常に９０％以上除去されていた。上記参考例１の
条件において、そのＳＶ（空間速度）は、通水量（流体
供給容積速度）／ケース容積であるので、通水量＝２０
００×６０，ケース容積＝π×（４．３÷２） ² ×５＝
７２．５７から、通水量／ケース容積＝２０００×６０
／７２．５７≒１６５０により、１６５０（単位：１／
ｈ）である。

【００１１】実験例１１０．５Åにピークを有し、１０〜１８Åの細孔半径の
細孔容積が全細孔容積の５０％を占める粒状活性炭の２
９ｇを、３５ｍｍ径の円筒状ケースに厚さ５ｃｍに詰
め、５０ｐｐｂのトリハロメタン（クロロホルム２５ｐ
ｐｂ、ブロモホルム１２．５ｐｐｂ、ジクロロブロモメ
タン１２．５ｐｐｂ）と２ｐｐｍの遊離塩素を含む水を
２Ｌ／ｍｉｎ．で通水したところ、初期にトリハロメタ
ンの７５％以上を吸着除去して、トリハロメタンが１
２．５ｐｐｂ以下の優れた浄化水が得られた。また、４
００Ｌ通水した時点では、トリハロメタンの５０％が吸
着除去され、８００Ｌ通水した時点では、トリハロメタ
ンの３５％が吸着除去された。参考例１の繊維状活性炭
では、８０％以上という初期のトリハロメタン除去率が
４００Ｌ通水時点で２０％まで急激に低下しているのに
対し、本実験例１で用いた粒状活性炭によれば、８００
Ｌ通水時点でも３５％のトリハロメタン除去率が維持さ
れている。すなわち、本実験例１で用いた粒状活性炭
は、参考例１の繊維状活性炭と比べて、飽和しにくい、
つまり、通水量の増大に対してトリハロメタン除去率が
低下しにくいという利点を有する。つぎに、８０℃の熱
水を２Ｌ／ｍｉｎ．の流速で５分間通水して脱着させた
ところ、７５％のトリハロメタン吸着能力に回復した。
この状態で、１００Ｌ通水後には７０％、２００Ｌ通水
後には５０％の吸着能力を示し、熱水による脱着・再生
効果があることが認められた。したがって、熱水を通水
させて再生を行った後においても、本実験例１の粒状活
性炭は参考例１の繊維状活性炭と比べて、同様に通水量
の増大に対してトリハロメタン除去率が低下しにくいと
いう利点を有する。再度同様の脱着操作を行ったとこ
ろ、７５％のトリハロメタンを吸着除去した。なお、遊
離塩素は常に９０％以上除去されていた。上記実験例１
の条件において、そのＳＶ（空間速度）は、同様に、通
水量／ケース容積＝２０００×６０／４８．０８≒２４
９０により、２４９０（１／ｈ）である。したがって、
本実験例１で用いた粒状活性炭は、参考例１の繊維状活
性炭と比べて、ＳＶが非常に高く、処理量が大きい。こ
れは粒状のものの方が繊維状のものよりケース容積当た
りの充填量を大きく確保できることから処理量も大きく
できることによるものである。

【００１２】参考例１に対する比較例１６ｇのクラレケミカル社製の繊維状活性炭ＦＴ−１０
（８Åにピークを有し、１０〜１８Åの細孔半径の細孔
容積が全細孔容積の３０％を占める）を、４３ｍｍ径の
円筒状ケースに厚さ５ｃｍに詰め、５０ｐｐｂのトリハ
ロメタン（クロロホルム２５ｐｐｂ、ブロモホルム１
２．５ｐｐｂ、ジクロロブロモメタン１２．５ｐｐｂ）
と２ｐｐｍの遊離塩素を含む水を２Ｌ／ｍｉｎ．で通水
したところ、初期２００Ｌまではトリハロメタンの８０
％以上を吸着除去して、トリハロメタンが１０ｐｐｂ以
下の優れた浄化水が得られた。しかし、４００Ｌ通水し
た時点では、トリハロメタンの３０％が吸着除去された
だけで、トリハロメタンが３５ｐｐｂの水が通過した。
つぎに、８０℃の熱水を２Ｌ／ｍｉｎ．の流速で５分間
通水して脱着させたところ、８０％のトリハロメタン吸
着能力に回復したが、この状態で、３０Ｌ通水後には６
０％、６０Ｌ通水後には３０％の吸着能力を示すに過ぎ
なかった。つまり、熱水による再生効果が少なかった。

【００１３】実験例１に対する比較例２通常の活性炭浄水器に使用されている２９ｇのクラレケ
ミカル社製の粒状活性炭ＧＷ３２／６０（１０Åにピー
クを有し、１０〜１８Åの細孔半径の細孔容積が全細孔
容積の２９％を占める）を４３ｍｍ径の円筒状ケースに
厚さ５ｃｍに詰め、５０ｐｐｂのトリハロメタン（クロ
ロホルム２５ｐｐｂ、ブロモホルム１２．５ｐｐｂ、ジ
クロロブロモメタン１２．５ｐｐｂ）と２ｐｐｍの遊離
塩素を含む水を２Ｌ／ｍｉｎ．で通水したところ、初期
にトリハロメタンの８０％を吸着除去して、トリハロメ
タンが１０ｐｐｂの優れた浄化水が得られた。しかし、
４００Ｌ通水した時点では、トリハロメタンの４５％が
吸着除去されただけであり、８００Ｌ通水した時点で
は、トリハロメタンの３０％が吸着除去されただけであ
った。つぎに、８０℃の熱水を２Ｌ／ｍｉｎ．の流速で
５分間通水して脱着させたところ、６０％のトリハロメ
タン吸着能力に回復したが、この状態で、１００Ｌ通水
後には３０％の吸着能力に戻り、熱水による脱着・再生
効果が少なかった。

【００１４】第２実施例図２は、繊維状活性炭と粒状活性炭を組み合わせた第２
実施例を示す。同図において、下部に原水流入口１Ａを
有する円筒状ケース１内に、１０〜１８Åの半径をもつ
細孔の細孔容積が全細孔容積の３５％以上を占めている
粒状活性炭２を充填するとともに、上部に浄化水流出口
７Ｂを有し、上記円筒状ケース１の上端開口部に嵌合連
結された別の円筒状ケース７内に、繊維状活性炭８を封
入する。粒状活性炭２の上面には仕切り網９を設ける。
そして、上記原水流入口１Ａに接続された給水管３に家
庭用の混合水栓４を介して、水道水などの原水供給管５
および６５〜９０℃の熱水（温水）供給管６を接続して
いる。

【００１５】上記構成の浄水器においては、まず、原水
供給管５、混合水栓４および給水管３を経てケース１内
に水道水などのように、トリハロメタンおよび遊離塩素
を含む原水を供給することにより、その原水が前段の粒
状活性炭２を通過して、悪臭物質、有機物、遊離塩素な
どのような人体に対して悪影響を与える物質の大部分と
ともに、トリハロメタンの大部分も吸着除去される。つ
づいて、原水が後段の繊維状活性炭８を通過して、残っ
たトリハロメタンが繊維状活性炭８に吸着され、トリハ
ロメタン濃度の低い浄化水が流出口７Ｂから排出され
る。

【００１６】このように、トリハロメタンの大部分が粒
状活性炭２によって除去されるので、繊維状活性炭８の
負担が減って、飽和しにくくなる。他方、粒状活性炭２
は元来、繊維状活性炭８よりも飽和しにくい。したがっ
て、多量の原水の通水によっても遊離塩素およびトリハ
ロメタンの吸着除去能力が高く維持される。その結果、
熱水による再生作業の頻度を下げることが可能となる。

【００１７】つぎに、上記第２実施例に対応する実験例
２および比較例について説明する。実験例２実験例１で用いた粒状活性炭１６ｇを４３ｍｍ径の円筒
状ケースの前段に厚さ２．５ｃｍに詰める一方、参考例
１で用いたのと同一の繊維状活性炭の３ｇを上記円筒状
ケースの後段に詰め、５０ｐｐｂのトリハロメタン（ク
ロロホルム２５ｐｐｂ、ブロモホルム１２．５ｐｐｂ、
ジクロロブロモメタン１２．５ｐｐｂ）と２ｐｐｍの遊
離塩素を含む水を２Ｌ／ｍｉｎ．で通水したところ、初
期は遊離塩素およびトリハロメタンともに１００％吸着
除去して、優れた浄化水が得られた。また、４００Ｌ通
水した時点でも、遊離塩素は０．１ｐｐｍ、トリハロメ
タンも１５ｐｐｂで、優れた浄化性能が得られた。つま
り、多量の原水を通水しても、吸着除去能力の低下が少
ない。なお、粒状活性炭及び繊維状活性炭に対する脱着
・再生効果は、上述の第１実施例に対応する実験例１及
び参考例１と同様な結果が認められた。

【００１８】なお、公知技術として、特開昭６０−６４
６８６に前段の粒状活性炭で処理した水を後段の繊維状
活性炭で処理する技術が記載されているが、この場合は
ＳＶ（空間速度）を５〜５０（単位：１／ｈ）と非常に
遅くすることが必要であった。この考案の場合には、活
性炭の孔径を適切に設定することにより、ＳＶを５００
〜２０００（１／ｈ）と非常に高くしても遊離塩素やト
リハロメタンの吸着除去能力を高く保つことが可能であ
る。上記実験例２の条件において、そのＳＶは１６５０
（１／ｈ）である。

【００１９】この考案における粒状活性炭は、上述のと
おり、繊維状活性炭と比較して、通水量の増大に対して
トリハロメタン除去率が低下しにくく処理量も大きいと
いう利点を有する。繊維状活性炭の場合は、細孔径分布
のコントロールが比較的容易であり、１０〜１８Åの細
孔半径の細孔容積が全細孔容積の５０％以上を占める活
性炭を作りやすい。これに対して、粒状活性炭の場合
は、シャープな細孔径分布の活性炭を作りにくいが、製
造条件のコントロールにより、１０〜１８Åの細孔径が
３５〜６０％のものを製造することが容易である。

【００２０】

【考案の効果】以上のように、この考案の浄水器によれ
ば、１０〜１８Åの半径をもつ細孔の細孔容積が全細孔
容積の３５％以上を占めている粒状活性炭を使用するこ
とで、通水初期において、トリハロメタンを十分に吸着
除去して、有害なトリハロメタンの排出濃度が排出許容
基準以下の優れた浄化水を得ることができるばかりでな
く、通水量の増大に対してトリハロメタン除去率が低下
しにくく処理量も大きくすることができる。また、家庭
等においても手軽に得られる６５〜９０℃位の熱水を通
水させて洗浄することで、粒状活性炭に吸着されたトリ
ハロメタンの大部分を脱着させて、その吸着能力を回復
させ、粒状活性炭の再利用を図ることができる。したが
って、活性炭の取り替えという不経済で面倒な手間を要
することなく、トリハロメタンの高い除去能力を長期間
にわたり発揮させることができる。なおこの考案は、活
性炭中の菌等を除去する中空糸膜を活性炭の後段に設け
た中空糸型浄水器にも同様に適用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の第１実施例に係る浄水器を示す縦断
面図である。

【図２】この考案の第２実施例に係る浄水器を示す縦断
面図である。

【符号の説明】

１…ケース、２…粒状活性炭、５…原水供給管、６…熱
水供給管。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭62−152534（ＪＰ，Ａ) 特開昭57−132546（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】原水を浄化する活性炭を備え、活性炭が
熱水洗浄により再生される浄水器であって、上記活性炭
は、粒状活性炭からなり、１０〜１８Åの半径をもつ細
孔の細孔容積が全細孔容積の３５％以上を占めている浄
水器。