JP3050096B2

JP3050096B2 - 水浄化装置

Info

Publication number: JP3050096B2
Application number: JP7217236A
Authority: JP
Inventors: 朋秀松本; 祐河合; 岳見桶田; 聡古田
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1995-08-25
Filing date: 1995-08-25
Publication date: 2000-06-05
Anticipated expiration: 2015-08-25
Also published as: JPH0957027A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、風呂水、プール用水、
養殖用水などの微生物、有機物および無機物などの懸濁
物質を除去浄化する家庭用もしくは業務用の水浄化装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の従来の水浄化装置としては、図
６に示すように、濾過装置の下流に抗菌材料で形成され
る除菌フィルターを設け、濾過装置によって懸濁物質を
固液分離するとともに、除菌フィルターによって微生物
の除菌を行うことにより浄化を行うものがある（例えば
特開平６−１１４３８１号公報）。同図において、１は
浴槽２内の被浄化水を循環する循環ポンプであり、浴槽
２内に設けられた吸込口３および吐出口４が循環路５に
よって循環ポンプ１を介して連通接続されている。６は
循環路５の途中に設けられたバイパス路であり、バイパ
ス路６には懸濁物質を固液分離する濾過装置７およびそ
の下流に設けられた抗菌材料８から構成される除菌フィ
ルター９が設けられている。

【０００３】この構成において、循環ポンプ１が動作す
ると被浄化水は実線矢印で示したように循環路５内を循
環し、浴槽２内の水が循環される。一方、被浄化水の一
部はバイパス路６内を通過して濾過装置７に流入して垢
成分などの比較的粒子径の大きい懸濁物質が濾過され
る。その後下流に設けられた除菌フィルター８を通過
し、フィルター材料に含まれる抗菌材料により除菌され
る。この結果、長期にわたっての浄化が可能となるもの
である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記した
ような従来の水浄化装置では、以下に述べる課題があっ
た。

【０００５】（１）抗菌材料からなる除菌フィルターを
設けているが、通常の除菌材料の形成は、イオン交換反
応を利用するものが多く、浄化によって抗菌材料が徐々
に水中に溶出して抗菌性能が低下し、長期にわたって浄
化能力を維持することができない。また、除菌材料とし
て銀などの重金属イオンを除菌フィルター表面に担持す
るものが知られているが、除菌フィルター表面への担持
に際して重金属イオンが不均一に担持され、微生物を含
む懸濁水との接触効率が低下することで高い除菌性能が
得られない。

【０００６】（２）バイパス路に濾過装置および除菌フ
ィルターを設ける構成のため、循環水の一部のみが浄化
手段を通過し、循環水の一部は浄化されない状態で循環
されることとなる。このため浄化に時間がかかる。

【０００７】（３）濾過装置と除菌フィルターを別々に
設ける構成のため、構成が複雑となるとともに装置全体
が大型化する。

【０００８】（４）濾過装置および除菌フィルターの目
詰まり対策手段が設けられていないので、濾過装置の目
詰まりおよび除菌フィルターに設けられた抗菌材料の懸
濁物質による被覆により、通過圧力損失が増大するとと
もに抗菌性能が低下する。この結果長期にわたる安定浄
化ができない。

【０００９】本発明は上記課題を解決するものであり、
抗菌成分の溶出を抑制することにより、長期にわたって
安定した浄化性能が得られるとともに抗菌成分を均一に
分散担持することで微生物を含む懸濁水との接触効率を
向上させ、高い除菌性能が得られる水浄化装置を提供す
ることを第１の目的とする。

【００１０】第２の目的は、抗菌成分元素を特定するこ
とにより、抗菌効果が最大限に発揮でき、高い浄化性能
が得られる水浄化装置を提供することにある。

【００１１】また第３の目的は、濾過手段内に設ける濾
材の粒子径を特定することにより、風呂水、プール用
水、養殖用水などの浄化に好適で、かつ高い浄化性能が
得られる水浄化装置を提供することにある。

【００１２】また第４の目的は、濾過手段に設けられた
濾材の懸濁物質の堆積による目詰まりを防止することに
より、長期にわたって安定した浄化性能を持続できる水
浄化装置を提供することにある。

【００１３】第５の目的は、細菌類・有機物などの微細
な懸濁物質を凝集させて大型化することにより濾過性能
を向上させるとともに、濾過手段内に設けられた濾材に
抗菌層を設けて細菌の増殖を抑制することにより、短時
間での急速浄化を可能とし、さらに抗菌成分を均一に分
散担持することで微生物を含む懸濁水との接触効率を向
上させ、高い除菌性能が得られる水浄化装置を提供する
ことにある。

【００１４】また第６の目的は、懸濁物質を凝集濾過す
るものにおいて、濾過手段の凝集フロックの堆積による
目詰まりを防止することにより、長期にわたって安定し
た浄化性能を持続できる水浄化装置を提供することにあ
る。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るために本発明の水浄化装置は循環路の途中に設けら
れ、懸濁水を循環させる循環手段と、内部に懸濁物質を
濾過する濾材を設けた濾過手段とを有し、前記濾材の表
面には、抗菌能を有する金属元素と、この金属元素を濾
材表面に分散担持させるためのアミノ酸からなる分散剤
と、前記濾材と金属元素を結合する無機バインダを加え
て前記濾材表面に結合させた後に所定温度で焼成するこ
とにより前記分散剤を燃焼して分解することで抗菌層を
形成したものである。

【００１６】また第２の目的を達成するために本発明の
水浄化装置は、抗菌能を有する金属元素をＡｇ、Ｃｕ、
Ｚｎ、Ｆｅの群から選ばれる少なくとも１種の元素から
構成するものである。

【００１７】また第３の目的を達成するために本発明の
水浄化装置は、抗菌濾材の径を０．２〜０．８mmの範囲
としたものである。

【００１８】さらに第４の目的を達成するために本発明
の水浄化装置は、抗菌濾材の懸濁物質の堆積による目詰
まりを逆流洗浄によって洗浄する逆洗手段と、前記逆洗
手段を制御する逆洗制御手段を設けて構成したものであ
る。

【００１９】また第５の目的を達成するために本発明の
水浄化装置は、循環路と、この循環路の途中に設けら
れ、懸濁水を循環させる循環手段と、懸濁水に含まれる
微細な懸濁物質を電気分解物質により凝集する凝集手段
と、内部に懸濁物質を濾過する濾材を設けた濾過手段を
有するとともに、前記濾材の表面には、抗菌能を有する
金属元素と、この金属元素を濾材表面に分散担持させる
ためのアミノ酸からなる分散剤と、前記濾材と金属元素
を結合する無機バインダを加えて前記濾材表面に結合さ
せた後に所定温度で焼成することにより前記分散剤を燃
焼して分解することで抗菌層を形成したものである。

【００２０】さらに第６の目的を達成するために本発明
の水浄化装置は、前記凝集手段を所定時間駆動させる凝
集制御手段と、濾過手段の懸濁物質の堆積による目詰ま
りを逆流洗浄によって洗浄する逆洗手段と、前記逆洗手
段を制御する逆洗制御手段を設けて構成したものであ
る。

【００２１】

【作用】本発明による水浄化装置は、濾過手段内に設け
た濾材に抗菌層を形成したので、濾過手段と除菌フィル
ターを別々に設けるものに比較して、構成が簡素化され
るとともに小型化が実現できる。また、濾材に抗菌層を
形成するに際して、金属元素を含有させたアミノ酸と無
機バインダを表面に結合させた後に所定温度で焼成する
ものであるので、抗菌層を均一かつ強固に濾材表面に形
成できる。すなわち、抗菌層の形成においては、例えば
Ｌーグルタミン酸と天然脂肪酸などから構成されるアミ
ノ酸に抗菌能を有する金属元素を加えてゾル状のアミノ
酸金属石鹸を生成し、これに無機バインダを添加すると
ともに濾材を加えて混練する。この時、通常は濾材の表
面に対して金属元素が凝集しやすく、均一に分散されな
いが、アミノ酸は好適なキャリヤとして作用するため、
凝集が防止されて抗菌能を有する金属元素が濾材表面に
均一分散担持される。その後、所定温度で焼成すること
により有機物であるアミノ酸が燃焼して分解し、濾材と
金属元素が無機バインダによって強固に結合されること
となるのである。この結果、抗菌層が均一に形成できる
とともに、浄化時における水への金属元素の溶出を抑制
することが可能となり、長期にわたって良好な浄化性能
が得られることとなる。

【００２２】また第２発明による水浄化装置は、金属元
素、すなわち抗菌元素をＡｇ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｆｅの群か
ら選ばれる少なくとも１種の重金属元素から構成するも
のであるので、殺菌もしくは抗菌作用を高められる。つ
まり重金属は殺菌・抗菌作用を有しており、抗菌作用の
メカニズムとしては、これらの金属の表面酸化あるいは
金属を含有する溶液中の微量酸素などが作用して微量に
溶存し、解離して生成した金属イオンが細菌の細胞膜な
どの蛋白質に吸着されて代謝阻害を引き起こすことによ
るものと考えられる。したがって抗菌効果が最大限に発
揮でき、高い浄化性能が得られる。

【００２３】また第３発明による水浄化装置は、抗菌濾
材の基材としてのセラミック粒子の径を０．２〜０．８
mmの範囲内に限定したものであるので、濾過手段での被
浄化水の通過圧力損失を所定の範囲に維持しつつ効果的
な濾過性能が得られる。すなわち、粒子径が微細化する
と濾材で形成される微細間隙が小さくなり、流体通過圧
力損失が増加し、循環手段を大能力のものとする必要が
ある。また逆に粒子径が大きくなると前記間隙が大きく
なり、圧力損失は低減されるものの濾過性能の低下をき
たすこととなる。粒子径を０．２〜０．８mmの範囲とす
ることにより、圧力損失と浄化性能の両方を満足するこ
とが可能となる。

【００２４】また第４発明による水浄化装置は、抗菌濾
材の懸濁物質の堆積による目詰まりを洗浄する逆洗手段
と、前記逆洗手段を制御する逆洗制御手段を設けたもの
であるので、長期使用によって懸濁物質が抗菌濾材表面
に堆積して抗菌層の表面が被覆された場合、逆洗手段が
動作して濾材を逆流洗浄し、懸濁物質は汚水として濾過
手段の外部に廃棄される。したがって濾材表面を被覆し
ていた懸濁物質が洗浄により除去されて、再度抗菌層が
被浄化水と効率的に接触可能となる。この結果、長期に
わたって安定した浄化性能が得られることとなる。

【００２５】さらに第５発明による水浄化装置は、懸濁
水に含まれる微細な懸濁物質を電気分解物質により凝集
する凝集手段と、懸濁物質を濾過するための濾材を設け
た濾過手段を設けたものであるので、細菌類などの微細
な懸濁物質が凝集されてフロックを形成し、被濾過粒子
径が濾材で形成される間隙径よりも大きくなるので微細
な懸濁物質の浄化が可能となり、短時間での浄化が可能
となる。また濾材に抗菌層を形成するに際して、金属元
素を含有させたアミノ酸と無機バインダを表面に結合さ
せた後に所定温度で焼成するものであるので、抗菌層を
均一かつ強固に濾材表面に形成できる。この結果、浄化
時における水への金属元素の溶出を抑制することが可能
となり、急速浄化が可能となるとともに、さらに長期に
わたって安定した浄化性能が得られることとなる。

【００２６】また第６発明による水浄化装置は、凝集手
段を所定時間駆動させる凝集制御手段と、濾過手段の懸
濁物質の堆積による目詰まりを逆流洗浄によって洗浄す
る逆洗手段と、この逆洗手段を制御する逆洗制御手段を
設けて構成したものであるので、懸濁物質の凝集フロッ
クが抗菌濾材表面に堆積して抗菌層の表面が被覆され、
抗菌性能が低下する前に逆洗手段が動作して濾材を逆流
洗浄し、凝集フロックは汚水として濾過手段の外部に廃
棄される。したがって濾材表面が再生されて、再度抗菌
層が被浄化水と効率的に接触可能となる。この結果、長
期にわたって安定した浄化性能が得られることとなる。

【００２７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面にもとづいて説
明する。

【００２８】図１に本発明の第１実施例における水浄化
装置の構成図を示す。同図において１０は水槽１１内の
懸濁水を往き管１２および戻り管１３からなる循環路１
４に循環するための循環手段であり、水ポンプから構成
されている。１５は例えばシリカーアルミナを主成分と
するセラミックボールからなる濾材１６が濾床１８を介
して充填され、懸濁物質を固液分離して浄化する濾過手
段であり、整流板１７および筐体１９を有している。

【００２９】ここで、濾材１６には図２に示したよう
に、Ａｇ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｆｅなど抗菌作用を有する重金
属元素２０の中で少なくとも１種が無機バインダ２１に
よって濾材１６に密着結合されて抗菌層２２が形成され
ている。なお抗菌層２２は、Ｌーグルタミン酸と天然脂
肪酸などから構成される分散剤としてのアミノ酸に、抗
菌能を有する重金属元素２０を加えてゾル状のアミノ酸
金属石鹸を生成し、これに無機バインダ２１を添加する
とともに濾材１６を加えて混練し、その後所定温度（４
００〜１０００℃）で焼成することにより形成されてお
り、焼成により分散剤、すなわちアミノ酸成分は燃焼し
て分解する。また抗菌層２２を形成する濾材１６の粒子
径は０．２〜０．８mmの範囲に選別されている。

【００３０】２３は戻り管１３に設けられた保温手段で
あり、水槽１１内の水を所定の温度に保持する。２４は
濾過手段１５に逆流水を供給し、懸濁物質の堆積による
濾材１６の目詰まりを防止するための洗浄を行う逆洗手
段であり、往き管１２に設けられた流路切換え手段２５
と、流路切換え手段２５と濾過手段１５の下流側を連通
する逆洗路２６と、濾過手段１５の下流側に設けた流路
開閉手段２７と、逆洗汚水を排出する排出路２８および
排出路２８に設けられた排出路開閉手段２９とから構成
されている。また３０は逆洗手段２４を制御する逆洗制
御手段であり、濾過時間すなわち循環手段１０の駆動時
間を検出して計時する計時手段３１と、所定時間濾過後
に逆洗手段２４を駆動させる駆動手段３２から構成され
ている。

【００３１】以上の構成において、次に本実施例の作
用、動作について説明する。循環手段１０が動作する
と、循環路１４内を懸濁水が通過し、実線矢印で示した
ように懸濁水は濾過手段１５内に流入し、内部に設けら
れた濾材１６で形成される間隙を通過する。懸濁水が入
浴水の場合、懸濁成分の主要成分は人体から剥離した角
質層および皮脂であり、これらの比較的粒子径の大きい
懸濁物質が濾過されて濾材１６の表面で固液分離され
る。一方、懸濁水中には一般細菌が含まれており、濁り
・ヌメリ・臭気の原因となるが、これらの細菌類は濾材
１６の表面に形成された抗菌層２２と接触することによ
り、Ａｇ・Ｃｕなどの重金属の表面酸化あるいは金属を
含有する溶液中の微量酸素などが作用して重金属が微量
に懸濁水中に溶存し、解離して生成した重金属イオンが
細菌の細胞膜などの蛋白質に吸着されて代謝阻害を引き
起こし、抗菌および殺菌作用によって増殖防止あるいは
殺菌されることとなる。これにより細菌による濁度の上
昇、ヌメリの発生および臭気の発生が防止され、長期に
わたって良好な浄化性能が得られる。

【００３２】なお、通常抗菌層２２を形成する方法とし
てイオン交換反応を利用するものが多く、抗菌成分が徐
々に溶出して減少し、抗菌性能の低下が発生するが、本
実施例では、濾材１６に抗菌層２２を形成するに際し
て、金属元素２０を含有させたアミノ酸金属石鹸と無機
バインダ２１を表面に結合させた後に所定温度で焼成す
るものであるので、抗菌能を有する金属元素２０と濾材
１６は無機バインダ２１によって強固に結合されること
となる。すなわち、抗菌層２２の形成においては、Ｌ−
グルタミン酸と天然脂肪酸などから構成されるアミノ酸
に抗菌能を有する金属元素２０を加えてゾル状のアミノ
酸金属石鹸を生成し、これに無機バインダ２１を添加す
るとともに濾材１６を加えて混練する。この時、通常は
濾材の表面に対して金属元素２０が凝集しやすく、均一
に分散されないが、分散剤としてのアミノ酸が好適なキ
ャリヤとして作用するため、凝集が防止されて抗菌能を
有する金属元素２０が濾材１６の表面に均一分散担持さ
れ、抗菌効果の向上に寄与する。その後、所定温度で焼
成することにより有機物であるアミノ酸が燃焼して分解
し、濾材１６と金属元素２０が無機バインダ２１によっ
て強固に結合されることとなるのである。この結果、浄
化時における懸濁水への金属元素２０の溶出を極力抑制
することが可能となり、抗菌寿命が向上することとな
る。

【００３３】また、濾材１６の基材としてのセラミック
粒子の径を０．２〜０．８mmの範囲内に限定したもので
あるので、濾過手段１５での被浄化水の通過圧力損失を
所定の範囲に維持しつつ効果的な濾過性能が得られる。
この点について図３を用いて詳細に説明する。図３は、
濾材１６の粒子径ｄと圧力損失Ｐｄおよび３０分浄化後
の濁度ＢＴ（浄化性能）の実験結果を示したものであ
り、循環流量は２０／lmｉｎ、濾過手段１５の内径はφ
１５０、濾材１６の積層厚は５０mmとし、水温は４０℃
に保持した。粒子径ｄが微細化すると濾材１６で形成さ
れる微細間隙が小さくなり、流体通過圧力損失が増加
し、循環手段１０を大能力のものとする必要がある。一
方、逆に粒子径ｄが大きくなると前記間隙が大きくな
り、圧力損失は低減されるものの濾過性能の低下をきた
すこととなる。圧力損失Ｐｄは循環手段１０すなわち水
ポンプの特性に影響を及ぼし、循環路１４、流路切換え
弁２５などの通過圧力損失を考慮するとともに水ポンプ
の能力を２００ｗ以下とするためには濾過手段１５の圧
力損失は０．３kg／cm2以下とする必要がある。また濁
度（浄化性能）は目視による濁りの限界（入浴可能な）
として０．８度以下とする必要がある。図３より圧力損
失と濁度の両方を満足するためには濾材１６の粒子径ｄ
は０．２〜０．８mmの範囲とする必要があるのがわか
る。

【００３４】次に長期にわたり浄化を行うと、濾材１６
の表面に懸濁物質が堆積し、濾材１６で形成される間隙
が目詰まりし、また抗菌層２２が懸濁物質で被覆されて
所定の抗菌効果が得られなくなる。この場合、浄化時間
すなわち循環手段１０の駆動時間が逆洗制御手段３０の
計時手段３１によって常時検出積算されており、目詰ま
りが発生する以前に駆動手段３２が動作して逆洗手段２
４が駆動される。すなわち流路切換え手段２５が逆洗路
２６側に連通されると同時に流路開閉手段２７が閉成さ
れ、かつ排出路開閉手段２９が開成されて、循環手段１
０により送水された水は一点鎖線矢印で示すように、逆
洗路２６を経て濾過手段１５内を逆流し、濾材１６に堆
積した懸濁物質を洗浄する。洗浄後の汚水は排出路２８
から外部に廃棄される。したがって濾材１６の表面を被
覆していた懸濁物質が洗浄により除去されて、再度抗菌
層２２が被浄化水と効率的に接触可能となる。この結
果、長期にわたって安定した浄化性能が得られることと
なる。

【００３５】以上のように本実施例では、以下の効果が
得られる。（１）濾過手段１５内に設けた濾材１６に抗菌層を形成
したので、濾過手段１５と除菌フィルターを別々に設け
るものに比較して、構成が簡素化されるとともに小型化
が実現できる。また、濾材１６に抗菌層２２を形成する
に際して、金属元素２０を含有させたアミノ酸金属石鹸
と無機バインダを表面に結合させた後に所定温度で焼成
し、アミノ酸金属石鹸を分解するものであるので、抗菌
能を有する金属元素２０と濾材１６は無機バインダ２１
によって強固に結合されることとなる。これにより細菌
による濁度の上昇、ヌメリの発生および臭気の発生が防
止され、長期にわたって良好な浄化性能が得られる。

【００３６】（２）アミノ酸金属石鹸を用いるので、ア
ミノ酸がキャリヤとして作用し、抗菌能を有する重金属
の凝集が防止されて濾材１６の表面に均一分散担持さ
れ、抗菌効果が向上する。

【００３７】（３）抗菌材料元素としてＡｇ、Ｃｕ、Ｚ
ｎ、Ｆｅなどの重金属を用いるので、抗菌効果を最大限
に発揮でき、高い浄化性能が得られる。なお抗菌効果は
Ａｇ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｆｅの順に高く、望ましくはＡｇ、
またコストを考慮するとＡｇとＣｕの組合せが好適であ
る。

【００３８】（４）濾材１６の粒子径を０．２〜０．８
mmの範囲内に限定したものであるので、濾過手段１５で
の被浄化水の通過圧力損失を所定の範囲に維持しつつ効
果的な濾過性能が得られる。

【００３９】（５）浄化時間を積算検出することによっ
て濾材１６の目詰まりの度合いを検出し、目詰まりが発
生する以前に濾材１６に堆積した懸濁物質を逆洗するの
で長期にわたって安定した浄化性能が得られる。

【００４０】図４は本発明の他の実施例を示す水浄化装
置の構成図である。同図において３３は濾過手段１５の
内部上流側に配置され、微細な懸濁物質同士を吸着させ
て大型化させる凝集手段であり、金属イオンを溶出する
アルミニウムからなる陽極３４と、この陽極３４に対向
配置されたステンレスからなる陰極（ここでは筐体１９
を陰極と兼用している）および陽極３４と陰極１９間に
所定時間通電する凝集制御手段３５から構成されてい
る。３６は濾材１６の目詰まりを逆流洗浄により除去す
る逆洗制御手段であり、凝集手段３３の駆動後、所定時
間経過後に流路切換え手段２５、逆洗路２６、流路開閉
手段２７、排出路２８および排出路開閉手段２９から構
成される逆洗手段２４を駆動させる時限手段３７および
駆動手段３８から構成されている。なお濾過手段１５に
内蔵された濾材１６には、図１に示した実施例と同様の
方法、手段により抗菌層２２が形成されている。その他
は図１の実施例と同様であり、同一番号を付して詳細な
説明を省略する。

【００４１】以上の構成において、次に本実施例の作
用、動作について説明する。循環手段１０が動作する
と、循環路１４内を懸濁水が通過し、実線矢印で示した
ように懸濁水は濾過手段１５内に流入し、内部に設けら
れた濾材１６で形成される間隙を通過する。懸濁水が入
浴水の場合、懸濁成分の主要成分は人体から剥離した角
質層および皮脂であり、これらの比較的粒子径の大きい
懸濁物質が濾過されて濾材１６の表面で固液分離され
る。一方、懸濁水中には一般細菌が含まれており、濁り
・ヌメリ・臭気の原因となるが、これらの細菌類は濾材
１６の表面に形成された抗菌層２２の作用により増殖防
止あるいは殺菌されることとなり、細菌による濁度の上
昇、ヌメリの発生および臭気の発生が防止される。また
図１に示した実施例と同様の方法手段により抗菌層２２
を形成するので抗菌金属の溶出が抑制され、長期にわた
って安定した浄化性能が発揮できる。

【００４２】また同時に濾過手段１５に流入した懸濁水
は、凝集手段３３の電極間を通過する。このとき凝集制
御手段３５により、陰極１９と陽極３４に所定時間通電
するとイオン化傾向の高いアルミニウムイオンが溶出し
て水と反応し、水酸化アルミニウムのコロイドが生成さ
れる。ここで水に含まれる垢成分および細菌などの懸濁
物質は負電荷であるため、正電荷の水酸化アルミニウム
のコロイドが結着媒体となり、微細な懸濁物質同士を吸
着させて粒子径が大型化して凝集フロックが形成され
る。実験によれば細菌、有機物などの懸濁物質の粒子径
は０．７〜１μm前後であり、電極間に３００mAを通電
して凝集した場合、凝集フロックの粒子径は、３０μm
前後に大型化した。したがって濾材１６による濾過効率
を高められ、短時間での浄化が可能となる。また抗菌層
２２を形成した濾材１６の表面に細菌などの凝集フロッ
クが濾過されるので、細菌の生息密度を高めた状態で抗
菌層２２と接触させることができ、抗菌および殺菌効率
を高めることができる。なお凝集手段３３を電気分解方
式としたので、凝集を電気的に行うことが可能となり、
凝集のメンテナンスフリー化が実現できる。また電極間
への通電量を制御すれば溶出する金属イオンの量、つま
り凝集量を容易に制御できる。

【００４３】一方、長期にわたり浄化を行うと、濾材１
６の表面に凝集フロックが堆積し、濾材１６で形成され
る間隙が目詰まりし、圧力損失が上昇するとともに、抗
菌層２２が懸濁物質で被覆されて所定の抗菌効果が得ら
れなくなる。この場合、図５に示したように、凝集手段
３３が時間ｔａだけ動作後、時限手段３７によって所定
時間Ｔ経過後に逆洗制御手段３６が時間ｔｂの間動作
し、目詰まりが発生する以前に逆洗手段２４が駆動され
る。すなわち流路切換え手段２５が逆洗路２６側に連通
されると同時に流路開閉手段２７が閉成され、かつ排出
路開閉手段２９が開成されて循環手段１０により送水さ
れた水は破線矢印で示したように、逆洗路２６を経て濾
過手段１５内を逆流し、濾材１６に堆積した凝集フロッ
クを洗浄する。洗浄後の汚水は排出路２８から外部に廃
棄される。したがって濾材１６の表面を被覆していた凝
集フロックが洗浄により除去されて、再度抗菌層２２が
被浄化水と効率的に接触可能となる。この結果、長期に
わたって安定した浄化性能が得られることとなる。

【００４４】以上のように本実施例では、以下の効果が
得られる。（１）濾過手段１５に電気凝集手段３３を設けるととも
に、濾材１６に抗菌層２２を形成したので短時間での急
速濾過が可能となるとともに、抗菌層２２を形成した濾
材１６の表面に細菌などの凝集フロックが濾過されるの
で、細菌の生息密度を高めた状態で抗菌層２２と接触さ
せることができ、抗菌および殺菌効率を高めることがで
き、高い浄化性能が発揮できる。

【００４５】（２）濾材１６に抗菌層２２を形成するに
際して、金属元素２０を含有させたアミノ酸金属石鹸と
無機バインダを表面に結合させた後に所定温度で焼成し
てアミノ酸金属石鹸を分解するものであるので、抗菌能
を有する金属元素２０と濾材１６は無機バインダ２１に
よって強固に結合されることとなる。これにより細菌に
よる濁度の上昇、ヌメリの発生および臭気の発生が防止
され、長期にわたって良好な浄化性能が得られる。

【００４６】（３）凝集手段３３を電気分解方式とした
ので、凝集を電気的に行うことが可能となり、凝集のメ
ンテナンスフリー化が実現できる。また電極間への通電
量を制御すれば溶出する金属イオンの量、つまり凝集量
を容易に制御できる。

【００４７】（４）凝集手段３３の駆動後、所定時間後
に逆洗手段２４を駆動して濾材１６の洗浄を自動的に行
うので、凝集フロックによる目詰まりを防止することが
でき、長期にわたって安定した浄化性能が得られる。

【００４８】

【発明の効果】以上詳述したように本発明の水浄化装置
は、濾過手段内に設けた濾材に抗菌層を形成したので、
濾過手段と除菌フィルターを別々に設けるものに比較し
て、構成が簡素化されるとともに小型化が実現できる。
またこの抗菌金属元素を濾材表面に担持する際に、分散
剤としてアミノ酸を用い、抗菌金属元素を含有させたア
ミノ酸金属石鹸と無機バインダを濾材表面に結合させた
後に焼成して分解するため、分散剤によって金属元素が
濾材表面に均一に分散担持され、抗菌効果が向上する。
さらにバインダにより抗菌金属元素と濾材が強固に結合
されるので、金属元素の密着性が向上し、金属元素の水
への溶出を抑制することができる。これにより、長期に
わたって安定した浄化性能が得られる。

【００４９】また本発明の水浄化装置は、抗菌金属元素
としてＡｇ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｆｅなどの重金属を用いるの
で、抗菌効果を最大限に発揮でき、高い浄化性能が得ら
れる。

【００５０】さらに本発明の水浄化装置は、濾材の粒子
径を０．２〜０．８mmの範囲内に限定したものであるの
で、濾過手段での被浄化水の通過圧力損失を所定の範囲
に維持しつつ効果的な濾過性能が得られる。

【００５１】また本発明の水浄化装置は、浄化時間を積
算検出することによって濾材の目詰まりの度合いを検出
し、目詰まりが発生する以前に濾材に堆積した懸濁物質
を逆洗するので抗菌層がと懸濁水が効率よく接触し、長
期にわたって安定した浄化性能が得られる。

【００５２】また本発明による水浄化装置は、濾過手段
に電気凝集手段を設けるとともに、濾材に抗菌層を形成
したので短時間での急速濾過が可能となるとともに、抗
菌層を形成した濾材の表面に細菌などの凝集フロックが
濾過されるので、細菌の生息密度を高めた状態で抗菌層
と接触させることができ、抗菌および殺菌効率を高める
ことができ、さらに高い浄化性能が発揮できる。また濾
材に抗菌層を形成する際に、重金属元素を含有させたア
ミノ酸と無機バインダを表面に結合させた後に所定温度
で焼成し、アミノ酸金属石鹸を分解するものであるの
で、抗菌能を有する金属元素と濾材は無機バインダによ
って強固に結合されることとなる。これにより、急速浄
化が可能であるとともに、長期にわたって良好な浄化性
能が得られる。

【００５３】また本発明による水浄化装置は、凝集手段
の駆動後、所定時間後に逆洗手段を駆動して濾材の洗浄
を自動的に行うので、凝集フロックによる目詰まりを防
止することができ、長期にわたって安定した浄化性能を
持続することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施例を示す水浄化装置の構成図

【図２】同濾材の部分拡大断面図

【図３】同濾材粒子径と圧力損失および濁度の関係を示
す特性図

【図４】本発明の他の実施例を示す水浄化装置の構成図

【図５】同凝集手段と逆洗手段のタイムチャート

【図６】本発明の従来例を示す水浄化装置の構成図

【符号の説明】

１０循環手段１４循環路１５濾過手段１６濾材２０金属元素２１無機バインダ２２抗菌層２４逆洗手段３０逆洗制御手段３１計時手段３２駆動手段３３凝集手段３５凝集制御手段３６逆洗制御手段３７時限手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩＣ０２Ｆ 1/50 ５３１Ｃ０２Ｆ 1/50 ５３１Ｅ５３１Ｆ５４０５４０Ｆ５５０５５０Ｌ５６０５６０Ｆ // Ａ４７Ｋ 3/00 Ａ４７Ｋ 3/00 ＨＣ０２Ｆ 1/463 Ｃ０２Ｆ 1/46 １０２ 1/465 (72)発明者古田聡大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (56)参考文献特開平６−114378（ＪＰ，Ａ) 特開平６−335687（ＪＰ，Ａ) 特開平２−9852（ＪＰ，Ａ) 特開平１−284389（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B01D 35/02 B01D 39/06 C02F 1/46 C02F 1/50

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】循環路と、この循環路の途中に設けられ、
懸濁水を循環させる循環手段と、内部に前記懸濁水に含
まれる懸濁物質を濾過する濾材を設けた濾過手段とを有
し、前記濾材の表面には、抗菌能を有する金属元素と、
この金属元素を濾材表面に分散担持させるためのアミノ
酸からなる分散剤と、前記濾材と金属元素を結合する無
機バインダを加えて前記濾材表面に結合させた後に所定
温度で焼成することにより前記分散剤を燃焼して分解す
ることで抗菌層を形成した水浄化装置。
【請求項２】金属元素はＡｇ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｆｅの群か
ら選ばれる少なくとも１種の重金属元素とした請求項１
記載の水浄化装置。
【請求項３】アミノ酸金属石鹸のアミノ酸は、Ｌーグル
タミン酸と脂肪酸から構成した請求項１記載の水浄化装
置。
【請求項４】濾材は、シリカーアルミナを主成分とする
セラミック粒子から構成した請求項１、２または３記載
の水浄化装置。
【請求項５】濾材の粒子径を０．２〜０．８mmとした請
求項４記載の水浄化装置。
【請求項６】濾過手段の懸濁物質の堆積による目詰まり
を逆流洗浄によって洗浄する逆洗手段と、前記逆洗手段
を制御する逆洗制御手段を設けた請求項１記載の水浄化
装置。
【請求項７】逆洗制御手段は、濾過時間を計測する計時
手段と、計時手段の信号が所定時間経過後に逆洗手段を
駆動させる駆動手段から構成した請求項６記載の水浄化
装置。
【請求項８】循環路と、この循環路の途中に設けられ、
懸濁水を循路させる循環手段と、懸濁水に含まれる懸濁
物質を電気分解物質により凝集する凝集手段と、内部に
前記懸濁水に含まれる懸濁物質を濾過する濾材を設けた
濾過手段とを有し、前記濾材の表面には、抗菌能を有す
る金属元素と、この金属元素を濾材表面に分散担持させ
るためのアミノ酸からなる分散剤と、前記濾材と金属元
素を結合する無機バインダを加えて前記濾材表面に結合
させた後に所定温度で焼成することにより前記分散剤を
燃焼して分解することで抗菌層を形成した水浄化装置。
【請求項９】凝集手段を所定時間駆動させる凝集制御手
段と、濾過手段の懸濁物質の堆積による目詰まりを逆流
洗浄によって洗浄する逆洗手段と、前記逆洗手段を制御
する逆洗制御手段を設けた請求項８記載の水浄化装置。
【請求項１０】逆洗制御手段は、凝集手段の駆動後、所
定時間経過後に逆洗手段を駆動させる時限手段を設けた
請求項９記載の水浄化装置。