JP3563515B2

JP3563515B2 - Water purifier

Info

Publication number: JP3563515B2
Application number: JP30173795A
Authority: JP
Inventors: 広田阪
Original assignee: Mitsubishi Chemical Corp; Mitsubishi Rayon Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp; Mitsubishi Rayon Co Ltd
Priority date: 1995-11-20
Filing date: 1995-11-20
Publication date: 2004-09-08
Anticipated expiration: 2015-11-20
Also published as: JPH09141061A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水道水や井戸水に溶存する揮発性有機物、特にクロロホルム、ジクロロブロモメタン、トリハロメタンや、１，１，１−トリクロロエタン、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン等の揮発性の有機ハロン等の除去性能を長期間良好に維持できる浄水器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、水資源の環境汚染が注目され、水道水や井戸水も汚染の例外ではなく、水道水や井戸水の浄化を目的とする浄水器が多用されるようになってきている。
この種の用途に用いられる従来の浄水器としては、円筒状のカートリッジ本体の内部に消毒用塩素を除去するための活性炭が充填されているものが一般的であり、この型の浄水器は水中に溶存する揮発性有機物も前記活性炭によりその使用初期は良好に除去することができるようになっていた。
【０００３】
ところが従来のこの型の浄水器においては、活性炭による揮発性有機物の除去性能は原水の通水量が増加するに伴って急激に低下してしまうため、揮発性有機物の除去性能を長期間良好に維持する手段として、（１）浄水器内に充填する活性炭を大量に用いる方法、（２）浄水器に通水する原水の流速を遅くする方法等が採用されている。また、（３）水処理に曝気塔を用いた曝気法、脱気膜を用いた脱気法等は、液相と気相の分圧差を利用して水中から揮発性有機物を除去する方法として知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、水からの揮発性有機物の除去性能を長期間維持する手段のうち（１）の活性炭を大量に用いる場合においては、結果として浄水器が大型なものとなってしまうため、台所などに設置する浄水器として使用した場合、台所仕事の邪魔になってしまうとともに、圧力損失が大きくなる等の問題があった。
また、（２）の浄水器内の水の流速を遅くする浄水器においては、実用上その流量が少なくなりすぎてしまうため、浄水器の通水流量を多くするためには、結局、活性炭を大量に使用する必要があり、浄水器の大型化、圧力損失が大きくなる等の問題があった。
また、（３）の液相と気相の分圧差を利用する曝気法、脱気法では装置が大型となることや、水中の揮発性物質を除去するために使用する送風ポンプ、減圧ポンプ等を必要としそれを駆動するための電力が必要となる等の問題点がある。また、水をアスピレータ処理することにより、水中に含まれる揮発性有機物は除去できるが、その場合、水と気体との混合部から処理水吐出口までの距離が長くないと充分な除去性能を得ることができず、実用的ではなかった。
【０００５】
本発明は、前記の問題点に鑑み、コンパクトで、減圧ポンプ等を必要せず、かつ水中に含まれる揮発性有機物の除去性能を長期間良好に維持できる浄水器を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の浄水器は、原水供給口と大気中に開放されたガス吸入口と水及びガス混合物吐出口とを備えたアスピレータと、水を透過せずガスを透過し得る疎水性多孔質中空糸膜を隔壁とし、該疎水性多孔質中空糸膜の開放端を大気中に開放した構造の疎水性多孔質中空糸膜モジュールで、水及びガス混合物供給口と揮発性物質除去水吐出口を備えた疎水性多孔質中空糸膜モジュールとを具備し、前記アスピレータの水及びガス混合物吐出口に疎水性多孔質中空糸膜モジュールの水及びガス混合物供給口が連結されてなることを特徴とする浄水器を前記課題の解決手段とした。
また、本発明においては、前記浄水器の前記疎水性多孔質中空糸膜モジュールの揮発性物質除去水吐出口に、内部に少なくとも活性炭が充填された浄水カートリッジの揮発性物質除去水流入口を連結した浄水器とすることにより、前記課題をより効率的に解決した。
また、本発明においては、前記浄水器の前記アスピレータのガス吸入口に空気を浄化するためのエアフィルタを設けることにより、外気による汚染を防止し得るものとした。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の浄水器の一例について図面に基づき説明する。
図１は、本発明に係わる浄水器の一例を示した概略構成図であり、図中符号１はこの例の浄水器である。
この浄水器１は、アスピレータ３と、疎水性多孔質中空糸膜モジュール５と、浄水カートリッジ７から概略構成されている。
【０００８】
前記アスピレータ３は、筒状のアスピレータ本体１０と、原水供給口１１と、側部に設けられたガス吸入口１２と、下部に設けられた水及びガス混合物吐出口１３からなるものである。
原水供給口１１は、浄化する水道水や井戸水などの原水１４をアスピレータ本体１０内に供給するための先窄まり状の先端部を有する管状体であり、アスピレータ本体１０の上部から内部に挿入されている。
ガス吸入口１２は、アスピレータ本体１０内に空気１５を供給するための管状体であり、大気中に開放されているものである。このガス吸入口１２には、空気１５中の埃等を捕捉するためのエアフィルタ１６が取り付けられていることが好ましい。
水及びガス混合物吐出口１３は、アスピレータ本体１０内で揮発性有機物が除去された原水と除去した揮発性有機物を含む空気の気泡を吐出するための管状体である。
【０００９】
本発明に使用されるアスピレータ３は、金属製、ガラス製、樹脂製等何れであっても特にとらわれるものではなく、装置化の際に空気吸入量、サイズ、コスト等から適宜選択すればよい。
【００１０】
このアスピレータ３においては、ガス吸入口１２を大気中に開放した状態で原水供給口１１からアスピレータ本体１０内に原水１４を通水すると、該原水１４はガス吸入口１２から吸入された空気１５と混ざり合い、原水１４中に空気１５が気泡の状態で攪拌混入され、液相と気相の分圧差により原水１４中の揮発性有機物が気相である気泡に移動し、液相である原水１４から揮発性有機物が除去され、揮発性有機物が移動した気泡を含んだ水１６ａがその吐出口１３から吐出されるようになっている。この際、アスピレータ本体１０内に吸入する空気１５中の埃等がエアフィルタ１６により捕捉されて、原水１４に空気１５中の埃等が混入するのを防止できるようになっている。そして、液相である原水１４から気相である空気１５の気泡に移動した揮発性有機物は、気泡が長時間水中に存在したままであった場合には再度液相に移動してしまい良好な除去性能を発揮することができないため、液相に存在する気泡は速やかに大気中に放出されることが望ましい。その為の有効な手段としてアスピレータ３の水及びガス混合物吐出口１３に疎水性多孔質中空糸膜モジュール５が接続されている。
【００１１】
疎水性多孔質中空糸膜モジュール５は、水を透過せずガスを透過し得る疎水性多孔質中空糸膜１７が多数本隔壁として配設された容器１８と、該容器１８の上部に設けられた水及びガスの混合物供給口１９と、前記容器１８の下部に設けられた揮発性物質除去水吐出口２０から概略構成されてたものであり、水及びガス混合物供給口１９は前記アスピレータ３の水及びガス混合物吐出口１３と接続されている。
【００１２】
前記疎水性多孔質中空糸膜１７は、両端を開口した状態でポッティング剤２１により容器１８に支持固定されており、疎水性多孔質中空糸膜１７の中空部２２は大気中に開放されている。
【００１３】
本発明で用いられる疎水性多孔質中空糸膜１７は、例えば図２に示すような構成のものである。
図２に示す疎水性多孔質中空糸膜１７は、ガスを透過させるが水を通さない均質層２５と、これを挾む補強のための多孔質層２６、２６とからなる多層複合中空糸であって、この多孔質層２６には、均質層２５に達する空孔２７が形成されている。疎水性多孔質中空糸膜１７としては、均質層２５と多孔質層２６とが更に多層に交互に積層されたものを用いることもできる。
このような疎水性多孔質中空糸膜１７は、水相と気相との界面を形成するものであって、内側の中空部２２側と外側の外表面のいずれを気相としてもよいが、中空部２２側を気相とすることが、圧力損失を小さくする点で望ましい。
【００１４】
上記均質層２５をなす材料としては、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリー４−メチルペンテン−１等のポリオレフィン、テトラフルオロエチレンやフッ化ビニリデン等のフッ素系ポリマー、ポリスチレン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルケトン、ポリスルホン等の疎水性高分子よりなるものが好ましい。
【００１５】
均質層２５は、膜厚が厚いほど揮発性物質を含む空気が透過するのに要する時間が長いため、膜厚は２０μｍ以下が好ましく、より好ましくは１０μｍ以下であることが好ましい。
【００１６】
また、疎水性多孔質中空糸膜１７のガスフラックスは、揮発性物質を含んだ空気の透過性を良好なものとするため、１×１０^５（１／ｍ^２・ｈｒ・０．５ｋｇ／ｃｍ^２）までのものとすることが好ましく、ガスフラックスがこれよりも大きな膜であると水漏れの危険性が発生するので好ましくない。
【００１７】
この疎水性多孔質中空糸膜モジュール５においては、水及びガス混合物供給口１９より気泡を含んだ水１６ａが容器１８内に供給されると、気泡を含んだ水１６ａは疎水性多孔質中空糸膜１７の外表面に接触し、気泡を含んだ水１６ａ中に存在する気泡２８のみが速やかに疎水性多孔質中空糸膜１７を透過し、疎水性多孔質中空糸膜１７内部の中空部２２に移動し、この中空糸膜１７の開口した両端から大気中に排出され、一方、揮発性物質が除去された水２９は揮発性物質除去水吐出口２０に導かれる。すなわち、原水１４から気泡２８に移動した揮発性有機物は該気泡２８に伴って、疎水性多孔質中空糸膜１７を通して大気中に排出されるため、安定した除去性能を発揮する浄水器とすることができるようになっている。
【００１８】
疎水性多孔質中空糸膜モジュール５への通水方法については、疎水性多孔質中空糸膜１７の外表面と容器１８との間の空間に通水し、疎水性多孔質中空糸膜１７内部の中空部２２を大気中に開放し、中空部２２側（内側）が気相とすることが、圧力損失を小さくする点で望ましい。疎水性多孔質中空糸膜１７の中空部２２に通水し、疎水性多孔質中空糸膜１７の外表面を大気中に開放し、中空部２２側（内側）が水相とすることもできるが、通水部が膜の外部となるようにモジュールの方がその通水圧力を小さくできるという利点がある。
このような疎水性多孔質中空糸膜モジュール５の揮発性物質除去水吐出口２０は、浄水カートリッジ７と接続されている。
【００１９】
前記浄水カートリッジ７は、筒状の浄水カートリッジ本体３２内に濾過材１４が充填さたものであり、浄水カートリッジ本体１２の側面下部には、揮発性物質除去水吐出口２０から吐出された揮発性物質を除去した水２９を内部に導入するための揮発性物質除去水流入口３５が配設されており、また、浄水カートリッジ本体１２の底部には浄水３７を外部に導出する浄水吐出口３６が設けられている。
【００２０】
浄水カートリッジ本体３２は、例えば、ハウジング、円筒ケースなどを挙げることができ、その材質としてはＡＢＳ等のプラスチックなどを挙げることができる。
濾過材３４としては、活性炭、セラミックス、イオン交換樹脂などの濾過材のうち少なくとも活性炭を含む濾過材を用いるのが好ましい。
また、浄水カートリッジ本体１２内には揮発性物質を除去した水２９中に存在する鉄さび等濁度成分及び雑菌等を除去するためのフィルタが取り付けられていることが望ましい。ここで用いられるフィルタとしては、例えば、焼結フィルタ、不織布、金属メッシュ、親水性多孔質中空糸膜等が挙げられるが、必要とする水質に応じ適宜選択すればよい。
この例の浄水カートリッジ７では、活性炭層３４ａと親水性多孔質中空糸膜３４ｂが用いられており、カートリッジ本体３２内に該親水性多孔質中空糸膜３４ｂが浄水吐出口３６側となるように活性炭層３４ａの下方に配設されている。
【００２１】
浄水カートリッジ本体３２内に充填される親水性多孔質中空糸膜３４ｂの材料としては、シリコーン系、ポリオレフィン系、ポリエステル系、ポリアミド系、ポリスルフォン系、セルロース系、ポリウレタン系等の高分子材料が挙げられる。また、親水性多孔質中空糸膜３４ｂの形態としては、外径が１０〜５０００μｍ、空孔率が１０〜９０％、孔径が０．０１〜１μｍの範囲にあるものが好ましい。
【００２２】
このような構成の浄水カートリッジ１では、揮発性物質を除去した水の吐出口２０から水２９が吐出されると、該水２９は揮発性物質除去水流入口３５より浄水カートリッジ本体３２内に流入し、濾過材３４を通過し、この濾過材３４により水２９中に存在するイオン性成分、濁度成分、雑菌等及び疎水性多孔質中空糸膜モジュール５により除去しきれなかった揮発性有機物、塩素等があっても、これら残りの揮発性有機物、塩素等が除去され、浄水吐出口３６からより安全で衛生的な浄水３７として吐出されるようになっている。
【００２３】
この例の浄水器１にあっては、アスピレータ３と、疎水性多孔質中空糸膜モジュール５とを具備し、アスピレータ３に備えられた水及びガス混合物吐出口１３に疎水性多孔質中空糸膜モジュール５の水及びガス混合物供給口１９が連結され、かつ疎水性多孔質中空糸膜１７の中空部２２が大気中に開放されてなるものであるので、アスピレータ３の原水供給口１１から原水１４を通水すると、アスピレータ３内で、空気１５が気泡の状態で原水１４中に攪拌混入され、液相と気相の分圧差により原水１４中の揮発性有機物が気相に移動し、液相である原水１４から揮発性有機物が除去され、揮発性有機物が移動した気泡を含んだ水１６ａが水及びガス混合物吐出口１３から疎水性多孔質中空糸膜モジュール５内に供給される。そして、この気泡を含んだ水１６ａは疎水性多孔質中空糸膜モジュール５内で疎水性多孔質中空糸膜１７の外表面に接触し、気泡を含んだ水１６ａ中に存在する気泡２８のみが速やかに疎水性多孔質中空糸膜１７を透過して中空部２２に移動し、この中空糸膜１７の開口した両端から大気中に排出され、一方、気泡を含んだ水１６ａ中に存在する水２９は揮発性物質除去水吐出口２０に導かれる。すなわち、原水１４から気泡２８に移動した揮発性有機物は該気泡２８に伴って、大気中に排出されるため、原水中の揮発性物質の除去を安定して実施することができる。
【００２４】
また、この例の浄水器１では、さらに疎水性多孔質中空糸膜モジュール５の揮発性物質除去水吐出口２０に、活性炭が充填された浄水カートリッジ７の揮発性物質除去水流入口３５が連結されてなるものであるので、アスピレータ３及び疎水性多孔質中空糸膜モジュール５によって除去しきれなかった揮発性有機物及び塩素等が水２９中にあっても、これら残り揮発性有機物及び塩素等を除去することができるうえ、水２９中に存在するイオン性成分、濁度成分、雑菌等も除去することができるので、より安全で衛生的な水を使用者に提供することができる。
【００２５】
また、この例の浄水器１では、さらにアスピレータ３のガス吸入口１２にエアフィルタ１６が設けられたものであるので、アスピレータ本体１０内に吸入する空気１５中の埃等がエアフィルタ１６により捕捉されて、原水１４に空気１５中の埃等が混入するのを防止できる。
【００２６】
【実施例】
以下、本発明を、実施例および比較例により、具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
（実施例１）
図１のアスピレータならびに疎水性多孔質中空糸膜モジュールに代表的な水中に溶存する揮発性有機物（消毒副生成物）であるクロロホルムを濃度５０ｐｐｂに調製した原水を通水流量１リットル／ｍｉｎで通水し、疎水性多孔質中空糸膜モジュールの揮発性物質除去水吐出口から吐出される浄水のクロロホルム濃度を測定した結果を下記表１に示す。
【００２７】
（比較例１）
図１のアスピレータのみに、代表的な水中に溶存する揮発性有機物（消毒副生成物）であるクロロホルムを濃度５０ｐｐｂに調製した原水を通水流量１リットル／ｍｉｎで通水し、アスピレータの水及びガス混合物吐出口から受容器までの距離を０、３０、６０ｃｍとしてそれぞれサンプリングを行い処理水のクロロホルム濃度を測定した結果を下記表１に示す。
【００２８】
（実施例２）
図１に示す浄水器に、代表的な水中に溶存する揮発性有機物（消毒副生成物）であるクロロホルムを濃度５０ｐｐｂに調製した原水を通水流量１リットル／ｍｉｎで通水し、積算流量１０００リットル時の浄水のクロロホルム濃度を測定した結果を表２に示す。この時浄水カートリッジに充填されている活性炭は５０ｇであった。
【００２９】
（比較例２）
図１示す浄水カートリッジのみに、代表的な水中に溶存する揮発性有機物（消毒副生成物）であるクロロホルムを濃度５０ｐｐｂに調製した原水を通水流量１リットル／ｍｉｎで通水し、積算流量１０００リットル時の処理水のクロロホルム濃度を測定した結果を表２に示す。この時浄水カートリッジに充填されている活性炭は５０ｇであった。
【００３０】
【表１】

【００３１】
【表２】

【００３２】
上記表１に示した実施例１及び比較例１の結果より、アスピレータによる曝気とその気体交換距離を６０ｃｍとした場合と同様の除去性能が、実施例１のアスピレータと疎水性多孔質中空糸膜モジュールにより達成できることが明らかとなった。また、上記表２に示した実施例２及び比較例２の結果より、本発明による実施例２は、従来の浄水器と同等の構造である比較例２に比べてクロロホルムの除去性能を長期間ハイレベルで維持出来ることが明らかとなった。
従って、本発明によれば、アスピレータと疎水性多孔質中空糸膜モジュールを備えた浄水器により原水中に含まれる揮発性有機物を効率よく除去でき、更にこの浄水器を従来の浄水カートリッジに取り付けるだけで、活性炭の長寿命化を図ることができる。更に曝気塔を用いた曝気装置や脱気膜を用いた脱気装置の様に送風ポンプ或いは減圧ポンプを必要とせず、非常にコンパクトでなおかつ電力を必要としない低コストな装置を設計することが可能である。
また、図１に示すアスピレータと疎水性多孔質中空糸膜モジュールに若干のかび臭を有する原水を通水したときに、その浄水からは、かび臭が感じられなくなることも確認できた。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の浄水器は、アスピレータと、疎水性多孔質中空糸膜の開放端を大気中に開放した構造の疎水性多孔質中空糸膜モジュールとを具備し、アスピレータの水及びガス混合物吐出口に疎水性多孔質中空糸膜モジュールの水及びガス混合物供給口が連結されたものであるので、アスピレータ部の原水供給口から水道水や井戸水などの浄化したい原水を通水すると、アスピレータ部内で、空気が気泡の状態で原水中に攪拌混入され、液相と気相の分圧差により原水中の揮発性有機物が気相に移動し、液相である原水から揮発性有機物が揮散し、揮発性有機物が移動した気泡を含んだ水が水及びガス混合物吐出口から疎水性多孔質中空糸膜モジュール内に供給される。そして、この気泡を含んだ水は疎水性多孔質中空糸膜モジュール内で疎水性多孔質中空糸膜の外表面に接触し、気泡を含んだ水中に存在する気泡のみが速やかに疎水性多孔質中空糸膜を透過して中空部に移動し、この中空糸膜の開口した両端から大気中に排出されるので、原水から気泡に移動した揮発性有機物は該気泡に伴って大気中に排出され、安定した除去性能を発揮することができる。
【００３４】
また、本発明の浄水器においては、さらに疎水性多孔質中空糸膜モジュールの揮発性物質除去水吐出口に、活性炭が充填された浄水カートリッジの揮発性物質除去水流入口を連結することにより、アスピレータ部及び疎水性多孔質中空糸膜モジュールによって除去しきれなかった揮発性有機物及び塩素等が水中にあっても、これら残りの揮発性有機物及び塩素等を除去することができるうえ、水中に存在する濁度成分、雑菌等も除去することができので、より安全で衛生的な水を使用者に提供することが可能となる。
また、さらに本発明の浄水器では、さらにアスピレータ部のガス吸入口にエアフィルタを設けることにより、アスピレータ部内に吸入する空気中の埃等がエアフィルタにより捕捉されて、原水に空気中の埃等が混入するのを防止できる。従って、本発明によれば、コンパクトで、減圧ポンプ等の電力を必要せず、かつ揮発性有機物の除去性能を長期間良好に維持できる浄水器を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による浄水器の一例を示す概略構成図である。
【図２】図１の浄水器の疎水性多孔質中空糸膜モジュールに用いられる疎水性多孔質中空糸膜の一例を示す斜視図である。
【符号の説明】
１浄水器
３アスピレータ
５疎水性多孔質中空糸膜モジュール
７浄水カートリッジ
１０アスピレータ本体
１１原水供給口
１２ガス吸入口
１３水及びガス混合物吐出口
１６エアフィルタ
１７疎水性多孔質中空糸膜
１９水及びガス混合物供給口
２０揮発性物質除去水吐出口
２２中空部
３２浄水カートリッジ本体
３４濾過材
３４ａ活性炭層
３５揮発性物質除去水流入口[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention provides a long-term removal performance of volatile organic substances dissolved in tap water or well water, particularly chloroform, dichlorobromomethane, trihalomethane, and volatile organic halon such as 1,1,1-trichloroethane, trichloroethylene, and tetrachloroethylene. It relates to a water purifier that can be maintained well.
[0002]
[Prior art]
In recent years, attention has been paid to environmental pollution of water resources, and tap water and well water are not an exception of pollution, and water purifiers for purifying tap water and well water have been frequently used.
As a conventional water purifier used for this kind of application, a cylindrical cartridge body is generally filled with activated carbon for removing chlorine for disinfection. In the early stage of use, volatile organic substances dissolved in water could be removed well by the activated carbon.
[0003]
However, in this type of conventional water purifier, the removal performance of volatile organic substances by activated carbon drops sharply as the flow rate of raw water increases, so that the performance of removing volatile organic substances is maintained well over a long period of time. As a means for performing this, (1) a method of using a large amount of activated carbon filled in the water purifier, (2) a method of reducing the flow rate of raw water passing through the water purifier, and the like are adopted. In addition, (3) aeration method using an aeration tower for water treatment, deaeration method using a deaeration membrane, and the like are methods of removing volatile organic substances from water using a partial pressure difference between a liquid phase and a gas phase. Are known.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the case of using a large amount of activated carbon (1) among the means for maintaining the performance of removing volatile organic substances from water for a long time, the water purifier becomes large in size, so that it is installed in a kitchen or the like. When used as a water purifier, there is a problem that it interferes with kitchen work and increases pressure loss.
Further, in the water purifier of (2) in which the flow rate of water in the water purifier is slowed down, the flow rate becomes too low in practice. It has to be used in large quantities, and there are problems such as an increase in the size of the water purifier and an increase in pressure loss.
Further, in the aeration method and the deaeration method using the partial pressure difference between the liquid phase and the gaseous phase in (3), the apparatus becomes large, and a blower pump, a decompression pump, etc. used for removing volatile substances in water are used. And the need for electric power to drive it. Further, by performing aspirator treatment on water, volatile organic substances contained in water can be removed, but in this case, sufficient removal performance is obtained unless the distance from the mixed portion of water and gas to the treated water discharge port is long. Was not practical.
[0005]
In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a water purifier that is compact, does not require a decompression pump or the like, and can maintain good performance of removing volatile organic substances contained in water for a long period of time. .
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The water purifier of the present invention comprises an aspirator provided with a raw water supply port, a gas intake port opened to the atmosphere, and a water and gas mixture discharge port, and a hydrophobic porous hollow fiber capable of transmitting gas without transmitting water. A hydrophobic porous hollow fiber membrane module having a structure in which a membrane is used as a partition and the open end of the hydrophobic porous hollow fiber membrane is open to the atmosphere, and is provided with a water and gas mixture supply port and a volatile substance removal water discharge port. A water and gas mixture supply port of the hydrophobic porous hollow fiber membrane module is connected to a water and gas mixture discharge port of the aspirator. A vessel is a means for solving the above-mentioned problem.
Further, in the present invention, the volatile substance-removed water inlet of a water-purification cartridge filled with at least activated carbon is connected to the volatile substance-removed water discharge port of the hydrophobic porous hollow fiber membrane module of the water purifier. By using a water purifier, the above problem was solved more efficiently.
Further, in the present invention, by providing an air filter for purifying air at a gas inlet of the aspirator of the water purifier, contamination by outside air can be prevented.
[0007]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an example of the water purifier of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an example of a water purifier according to the present invention, and reference numeral 1 in the drawing denotes a water purifier of this example.
This water purifier 1 is schematically composed of an aspirator 3, a hydrophobic porous hollow fiber membrane module 5, and a water purification cartridge 7.
[0008]
The aspirator 3 comprises a cylindrical aspirator body 10, a raw water supply port 11, a gas inlet port 12 provided on a side portion, and a water and gas mixture discharge port 13 provided below.
The raw water supply port 11 is a tubular body having a tapered tip for supplying raw water 14 such as tap water or well water to be purified into the aspirator main body 10, and is inserted into the aspirator main body 10 from an upper portion thereof. ing.
The gas inlet 12 is a tubular body for supplying the air 15 into the aspirator body 10 and is open to the atmosphere. An air filter 16 for capturing dust and the like in the air 15 is preferably attached to the gas inlet 12.
The water and gas mixture discharge port 13 is a tubular body for discharging bubbles of raw water from which volatile organic substances have been removed and air containing the removed volatile organic substances in the aspirator body 10.
[0009]
The aspirator 3 used in the present invention is not particularly limited whether it is made of metal, glass, resin, or the like, and may be appropriately selected from the amount of air intake, size, cost, and the like when the device is implemented.
[0010]
In the aspirator 3, when raw water 14 flows through the raw water supply port 11 into the aspirator main body 10 with the gas suction port 12 opened to the atmosphere, the raw water 14 is separated from the air 15 sucked from the gas suction port 12. As a result, air 15 is mixed into the raw water 14 with stirring in the form of air bubbles, and the volatile organic matter in the raw water 14 moves to the gas bubbles in the gas phase due to the partial pressure difference between the liquid phase and the gas phase. The volatile organic matter is removed from the water, and the water 16a containing air bubbles into which the volatile organic matter has moved is discharged from the discharge port 13. At this time, dust and the like in the air 15 sucked into the aspirator main body 10 are captured by the air filter 16, so that the dust and the like in the air 15 can be prevented from entering the raw water 14. The volatile organic matter that has moved from the raw water 14, which is the liquid phase, to the bubbles of the air 15, which is the gas phase, moves to the liquid phase again if the bubbles remain in the water for a long time. Since the removal performance cannot be exhibited, it is desirable that the bubbles existing in the liquid phase be promptly released to the atmosphere. As an effective means therefor, a hydrophobic porous hollow fiber membrane module 5 is connected to the water and gas mixture discharge port 13 of the aspirator 3.
[0011]
The hydrophobic porous hollow fiber membrane module 5 includes a container 18 in which a large number of hydrophobic porous hollow fiber membranes 17 that are permeable to water and permeable to gas are provided as bulkheads, and provided above the container 18. A water and gas mixture supply port 19, and a volatile substance-removed water discharge port 20 provided at the lower part of the vessel 18. The water and gas mixture supply port 19 is It is connected to the water and gas mixture outlet 13.
[0012]
The hydrophobic porous hollow fiber membrane 17 is supported and fixed to the container 18 by a potting agent 21 with both ends opened, and the hollow portion 22 of the hydrophobic porous hollow fiber membrane 17 is open to the atmosphere. .
[0013]
The hydrophobic porous hollow fiber membrane 17 used in the present invention has, for example, a configuration as shown in FIG.
The hydrophobic porous hollow fiber membrane 17 shown in FIG. 2 is a multi-layer composite hollow fiber comprising a homogeneous layer 25 permeable to gas but impermeable to water and

porous layers

26 and 26 sandwiching the homogeneous layer 25. In addition, pores 27 reaching the homogeneous layer 25 are formed in the porous layer 26. As the hydrophobic porous hollow fiber membrane 17, a layer in which a homogeneous layer 25 and a porous layer 26 are further alternately laminated in multiple layers can be used.
Such a hydrophobic porous hollow fiber membrane 17 forms an interface between an aqueous phase and a gas phase, and any of the inner hollow portion 22 side and the outer surface on the outside may be in a gas phase. It is desirable to make the hollow part 22 side be a gaseous phase in order to reduce pressure loss.
[0014]
Examples of the material forming the homogeneous layer 25 include polyethylene, polypropylene, polyolefins such as poly-4-methylpentene-1, fluorine-based polymers such as tetrafluoroethylene and vinylidene fluoride, polystyrene, polyetheretherketone, polyetherketone, and the like. Those made of a hydrophobic polymer such as polysulfone are preferred.
[0015]
The thickness of the homogeneous layer 25 is preferably 20 μm or less, more preferably 10 μm or less, because the thicker the film, the longer the time required for air containing a volatile substance to pass.
[0016]
The gas flux of the hydrophobic porous hollow fiber membrane 17 is 1 × 10 ⁵ (1 / m ² · hr · 0.5 kg / cm) in order to improve the permeability of air containing volatile substances. It is preferable that the film thickness is up to ² ), and if the gas flux is larger than this, the risk of water leakage is generated, which is not preferable.
[0017]
In this hydrophobic porous hollow fiber membrane module 5, when water 16a containing air bubbles is supplied into the container 18 from the water and gas mixture supply port 19, the water 16a containing air bubbles becomes the hydrophobic porous hollow fiber. Only the bubbles 28 existing in the water 16a containing the bubbles come into contact with the outer surface of the membrane 17 and quickly pass through the hydrophobic porous hollow fiber membrane 17, and the hollow portions 22 inside the hydrophobic porous hollow fiber membrane 17 are removed. The water 29 from which the volatile substances have been removed is guided to the volatile substance-removed water discharge port 20. That is, since the volatile organic substances moved from the raw water 14 to the bubbles 28 are discharged into the atmosphere through the hydrophobic porous hollow fiber membrane 17 along with the bubbles 28, a water purifier exhibiting a stable removal performance should be provided. Can be done.
[0018]
Regarding the method of passing water through the hydrophobic porous hollow fiber membrane module 5, water is passed through the space between the outer surface of the hydrophobic porous hollow fiber membrane 17 and the container 18, and the inside of the hydrophobic porous hollow fiber membrane 17 is It is desirable to open the hollow portion 22 to the atmosphere and make the hollow portion 22 side (inside) a gas phase in order to reduce pressure loss. Water can be passed through the hollow part 22 of the hydrophobic porous hollow fiber membrane 17 to open the outer surface of the hydrophobic porous hollow fiber membrane 17 to the atmosphere, and the hollow part 22 side (inside) can be an aqueous phase. However, there is an advantage that the module can reduce the water pressure so that the water passage part is outside the membrane.
The volatile substance removal water discharge port 20 of the hydrophobic porous hollow fiber membrane module 5 is connected to the water purification cartridge 7.
[0019]
The water purification cartridge 7 has a cylindrical water purification cartridge body 32 filled with a filtering material 14, and a volatile material discharged from a volatile substance-removed water discharge port 20 is provided at a lower portion of a side surface of the water purification cartridge body 12. A volatile substance-removed water inlet 35 for introducing the water 29 from which the substance has been removed is provided, and a purified water discharge port 36 for leading purified water 37 to the outside is provided at the bottom of the purified water cartridge body 12. Have been.
[0020]
The water purification cartridge main body 32 can be, for example, a housing, a cylindrical case, or the like, and the material thereof can be a plastic such as ABS.
As the filter material 34, it is preferable to use a filter material containing at least activated carbon among filter materials such as activated carbon, ceramics, and ion exchange resin.
In addition, it is desirable that a filter for removing turbid components such as iron rust and various germs present in the water 29 from which volatile substances have been removed is installed in the water purification cartridge body 12. The filter used here includes, for example, a sintered filter, a nonwoven fabric, a metal mesh, a hydrophilic porous hollow fiber membrane, and the like, and may be appropriately selected according to the required water quality.
In the water purification cartridge 7 of this example, the activated carbon layer 34a and the hydrophilic porous hollow fiber membrane 34b are used, and the hydrophilic porous hollow fiber membrane 34b is provided in the cartridge body 32 so as to be on the water purification discharge port 36 side. It is arranged below the activated carbon layer 34a.
[0021]
Examples of the material of the hydrophilic porous hollow fiber membrane 34b filled in the water purification cartridge main body 32 include polymer materials such as silicone, polyolefin, polyester, polyamide, polysulfone, cellulose, and polyurethane. Can be Further, as the form of the hydrophilic porous hollow fiber membrane 34b, one having an outer diameter of 10 to 5000 μm, a porosity of 10 to 90%, and a pore diameter of 0.01 to 1 μm is preferable.
[0022]
In the water purification cartridge 1 having such a configuration, when the water 29 is discharged from the discharge port 20 of the water from which the volatile substance has been removed, the water 29 flows into the water purification cartridge main body 32 from the volatile substance-removed water inlet 35. , Ionic components, turbidity components, germs, etc. present in the water 29, and volatile organic substances, chlorine, etc., which could not be completely removed by the hydrophobic porous hollow fiber membrane module 5. Even if there is a water vapor, the remaining volatile organic substances, chlorine and the like are removed, and the purified water is discharged from the purified water discharge port 36 as safer and more sanitary purified water 37.
[0023]
The water purifier 1 of this example includes an aspirator 3 and a hydrophobic porous hollow fiber membrane module 5, and a water and gas mixture discharge port 13 provided in the aspirator 3 is provided with a hydrophobic porous hollow fiber membrane. Since the water and gas mixture supply port 19 of the module 5 is connected and the hollow portion 22 of the hydrophobic porous hollow fiber membrane 17 is opened to the atmosphere, the raw water 14 is supplied from the raw water supply port 11 of the aspirator 3. When water is passed, air 15 is stirred and mixed into the raw water 14 in the form of bubbles in the aspirator 3, and the volatile organic matter in the raw water 14 moves to the gas phase due to the partial pressure difference between the liquid phase and the gas phase. The volatile organic matter is removed from the raw water 14, and the water 16 a containing the bubbles to which the volatile organic matter has moved is supplied from the water and gas mixture discharge port 13 into the hydrophobic porous hollow fiber membrane module 5. Then, the water 16a containing the bubbles comes into contact with the outer surface of the hydrophobic porous hollow fiber membrane 17 in the hydrophobic porous hollow fiber membrane module 5, and only the bubbles 28 existing in the water 16a containing the bubbles are removed. The water immediately passes through the hydrophobic porous hollow fiber membrane 17 and moves to the hollow portion 22, and is discharged into the atmosphere from both open ends of the hollow fiber membrane 17, while water existing in the water 16 a containing air bubbles is present. 29 is led to the volatile substance removal water discharge port 20. In other words, the volatile organic substances that have moved from the raw water 14 to the bubbles 28 are discharged into the atmosphere along with the bubbles 28, so that the volatile substances in the raw water can be stably removed.
[0024]
Further, in the water purifier 1 of this example, the volatile substance-removed water inlet 35 of the water-purifying cartridge 7 filled with activated carbon is connected to the volatile substance-removed water discharge port 20 of the hydrophobic porous hollow fiber membrane module 5. Therefore, even if volatile organic matter, chlorine, and the like that could not be completely removed by the aspirator 3 and the hydrophobic porous hollow fiber membrane module 5 are present in the water 29, the remaining volatile organic matter, chlorine, and the like are removed. In addition, it is possible to remove ionic components, turbidity components, germs, and the like present in the water 29, so that safer and more sanitary water can be provided to the user.
[0025]
Further, in the water purifier 1 of this example, since the air filter 16 is further provided in the gas inlet 12 of the aspirator 3, dust and the like in the air 15 sucked into the aspirator body 10 are captured by the air filter 16. Thus, it is possible to prevent dust and the like in the air 15 from being mixed into the raw water 14.
[0026]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described specifically with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to only these Examples.
(Example 1)
Raw water prepared by preparing chloroform, which is a volatile organic substance (disinfection by-product) dissolved in water, which is typical of the aspirator and hydrophobic porous hollow fiber membrane module shown in FIG. 1, at a concentration of 50 ppb, is passed at a flow rate of 1 liter / min. Table 1 below shows the results of measuring the chloroform concentration of purified water discharged from the volatile substance-removed water discharge port of the hydrophobic porous hollow fiber membrane module.
[0027]
(Comparative Example 1)
Raw water prepared at a concentration of 50 ppb with chloroform, which is a typical volatile organic substance (disinfection by-product) dissolved in water, is passed through only the aspirator shown in FIG. 1 at a flow rate of 1 liter / min. The distance from the gas mixture discharge port to the receiver was 0, 30, and 60 cm, sampling was performed, and the chloroform concentration of the treated water was measured. The results are shown in Table 1 below.
[0028]
(Example 2)
Raw water prepared at a concentration of 50 ppb of chloroform, which is a volatile organic substance (disinfection by-product) dissolved in typical water, is passed through the water purifier shown in FIG. 1 at a flow rate of 1 liter / min. Table 2 shows the results of measuring the chloroform concentration of the purified water in liter. At this time, the activated carbon charged in the water purification cartridge was 50 g.
[0029]
(Comparative Example 2)
Raw water prepared at a concentration of 50 ppb of chloroform, which is a volatile organic substance (disinfection by-product) dissolved in typical water, is passed through only the water purification cartridge shown in FIG. 1 at a flow rate of 1 liter / min. Table 2 shows the results of measuring the chloroform concentration of the treated water in liter. At this time, the activated carbon charged in the water purification cartridge was 50 g.
[0030]
[Table 1]

[0031]
[Table 2]

[0032]
From the results of Example 1 and Comparative Example 1 shown in Table 1 above, the aspirator of Example 1 and the hydrophobic porous hollow fiber membrane exhibited the same removal performance as when the aspirator aeration and the gas exchange distance were 60 cm. It became clear that this can be achieved by the module. Also, from the results of Example 2 and Comparative Example 2 shown in Table 2 above, Example 2 according to the present invention has a longer chloroform removal performance than Comparative Example 2 having a structure equivalent to a conventional water purifier. It became clear that it could be maintained at a high level.
Therefore, according to the present invention, the water purifier provided with the aspirator and the hydrophobic porous hollow fiber membrane module can efficiently remove volatile organic substances contained in raw water, and furthermore, the water purifier can be simply attached to a conventional water purification cartridge. Thus, the life of the activated carbon can be extended. In addition, it is necessary to design a very compact and low-cost device that does not require a blower pump or a decompression pump, such as an aeration device using an aeration tower or a deaeration device using a deaeration membrane, and that does not require electric power. It is possible.
It was also confirmed that when raw water having a slight mold odor was passed through the aspirator and the hydrophobic porous hollow fiber membrane module shown in FIG. 1, mold odor was no longer felt from the purified water.
[0033]
【The invention's effect】
As described above, the water purifier of the present invention includes an aspirator and a hydrophobic porous hollow fiber membrane module having a structure in which an open end of a hydrophobic porous hollow fiber membrane is open to the atmosphere. Since the water and gas mixture supply ports of the hydrophobic porous hollow fiber membrane module are connected to the gas mixture discharge port, when the raw water to be purified such as tap water or well water flows from the raw water supply port of the aspirator section, In the aspirator, air is stirred into the raw water in the form of air bubbles, and the volatile organic matter in the raw water moves to the gas phase due to the partial pressure difference between the liquid phase and the gas phase, and the volatile organic substances volatilize from the raw water in the liquid phase Then, water containing bubbles to which the volatile organic substances have moved is supplied from the water and gas mixture discharge port into the hydrophobic porous hollow fiber membrane module. Then, the water containing the air bubbles contacts the outer surface of the hydrophobic porous hollow fiber membrane in the hydrophobic porous hollow fiber membrane module, and only the air bubbles existing in the water containing the air bubbles are rapidly converted to the hydrophobic porous hollow fiber membrane. After passing through the hollow fiber membrane and moving to the hollow part, the hollow fiber membrane is discharged to the atmosphere from both open ends, so that the volatile organic substances moved from the raw water to the bubbles are discharged to the atmosphere with the bubbles. , Stable removal performance can be exhibited.
[0034]
Further, in the water purifier of the present invention, the volatile substance-removed water inlet of the water purification cartridge filled with activated carbon is connected to the volatile substance-removed water discharge port of the hydrophobic porous hollow fiber membrane module. Even if volatile organic substances and chlorine, etc. that could not be completely removed by the part and the hydrophobic porous hollow fiber membrane module are present in the water, the remaining volatile organic substances, chlorine, etc. can be removed and exist in the water. Since turbidity components, various germs and the like can also be removed, more safe and sanitary water can be provided to the user.
Further, in the water purifier of the present invention, by further providing an air filter at the gas suction port of the aspirator section, dust and the like in the air sucked into the aspirator section are captured by the air filter, and the dust and the like in the air in the raw water. Can be prevented from mixing. Therefore, according to the present invention, it is possible to provide a water purifier that is compact, does not require electric power of a decompression pump or the like, and can maintain the performance of removing volatile organic substances satisfactorily for a long period of time.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an example of a water purifier according to the present invention.
FIG. 2 is a perspective view showing an example of a hydrophobic porous hollow fiber membrane used for the hydrophobic porous hollow fiber membrane module of the water purifier of FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Water purifier 3 Aspirator 5 Hydrophobic porous hollow fiber membrane module 7 Water purification cartridge 10 Aspirator main body 11 Raw water supply port 12 Gas inlet 13 Water and gas mixture discharge port 16 Air filter 17 Hydrophobic porous hollow fiber membrane 19 Water and gas Mixture supply port 20 Volatile substance removal water discharge port 22 Hollow section 32 Water purification cartridge body 34 Filter material 34a Activated carbon layer 35 Volatile substance removal water inflow port

Claims

An aspirator provided with a raw water supply port, a gas suction port opened to the atmosphere, and a water and gas mixture discharge port; and A hydrophobic porous hollow fiber membrane module with a structure in which the open end of a porous porous hollow fiber membrane is open to the atmosphere, and which has a water and gas mixture supply port and a volatile substance removal water discharge port. A water purifier comprising a membrane module, wherein a water and gas mixture supply port of a hydrophobic porous hollow fiber membrane module is connected to a water and gas mixture discharge port of the aspirator.

2. The volatile substance-removed water inlet of a water purification cartridge filled with at least activated carbon therein is connected to the volatile substance-removed water discharge port of the hydrophobic porous hollow fiber membrane module. Water purifier.

The water purifier according to claim 1, wherein an air filter for purifying air is provided at a gas inlet of the aspirator unit.