JP3413268B2 - 浄水器 - Google Patents

浄水器

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JP3413268B2
JP3413268B2 JP00329694A JP329694A JP3413268B2 JP 3413268 B2 JP3413268 B2 JP 3413268B2 JP 00329694 A JP00329694 A JP 00329694A JP 329694 A JP329694 A JP 329694A JP 3413268 B2 JP3413268 B2 JP 3413268B2
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ゆり 本田
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【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】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及び作用】本発明の要旨
は、アルミノケイ酸塩系無機イオン交換体と活性炭を充
填した第一の浄水槽と多孔質中空糸膜を用いた第二の浄
水槽よりなる浄水器であって、アルミノケイ酸塩系無機
イオン交換体と活性炭の比率が下式を満足する浄水器で
る。2≦C/R≦20 〔C:活性炭重量(g),R:アルミノケイ酸塩系無機
イオン交換体容積(ml)〕 アルミノケイ酸塩系無機イ
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。
【0009】アルミノ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。アルミノケイ
酸塩系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アルミノケ
イ酸塩系無機イオン交換体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。
【0010】Na2 O/K2 O/CaO/Al2 3
SiO2 =0.4〜0.99/0.0〜0.4/0.0
〜0.4/1.0/1.8〜3.0
【0011】これは、Al2 3 を1.0とした時のモ
ル組成比である。組成がこの範囲から逸脱した場合に
は、吸着量は著しく低下することが判明した。かかるア
ルミノ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】アルミノ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】アルミノ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り、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:アルミノケイ酸塩系無機
イオン交換体容積(ml)〕
【0017】本発明のもうひとつの要件は、多孔質中空
糸膜の使用にある。この目的は、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。アルミノ
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内の活性炭とアルミノ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1
1より流出する。
【0021】アルミノ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とアルミノケイ
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。アルミノ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】Na2 O/K2 O/CaO/Al2 3
SiO2 =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。8m3 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 1.7×107 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。4m3 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。
8m3 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〕アルミノ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】Na2 O/K2 O/CaO/Al2 3
SiO2 =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。8m3 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 1.7×107 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。8m3 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。
8m3 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】〔実施例3〕ゼオライトの代わりにCa型
強酸性陽イオン交換樹脂を用いる以外は、実施例1と全
く同様にして浄水器を作製した。間欠通水のモデルテス
トとして、一夜通水を停止した後、通水再開時には流出
水はわずかに黄色く着色していた。
【0038】(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。8m3 通水時の
流出水の残留塩素は、0.01ppm以下であった。
【0039】(2)除菌能力 Pseudomonas diminuta IFO
14213 1.7×107 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。
【0040】(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。8m3 通水時の流出水の鉛濃度は、10ppb
以下であった。
【0041】(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。
8m3 通水時の流出水のクロロホルム濃度は、5ppb
以下であった。
【0042】
【発明の効果】本発明は活性炭とアルミノケイ酸塩系無
機イオン交換体を併用した吸着剤と中空糸膜とからな
り、活性炭とアルミノケイ酸塩系無機イオン交換体の比
率を適切な範囲に調整した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 活性炭とアルミノ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 (56)参考文献 実開 昭63−77690(JP,U) 富永博夫,ゼオライトの科学と応用, 日本,株式会社講談社,1987年 3月20 日,第48頁、第135頁−第137頁 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C02F 1/28 C02F 1/42

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アルミノケイ酸塩系無機イオン交換体と
    活性炭を充填した第一の浄水槽と多孔質中空糸膜を用い
    た第二の浄水槽よりなる浄水器であって、アルミノケイ
    酸塩系無機イオン交換体と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:アルミノケイ酸塩系無機
    イオン交換体容積(ml)〕
  2. 【請求項2】 アルミノケイ酸塩系無機イオン交換体が
    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
    ある請求項1記載の浄水器。 NaO/KO/CaO/Al/SiO
    0.4〜1.0/0.0〜0.4/0.0〜0.4/
    1.0/1.5〜3.0
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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富永博夫,ゼオライトの科学と応用,日本,株式会社講談社,1987年 3月20日,第48頁、第135頁−第137頁

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