JP5761638B2 - 水浄化装置 - Google Patents

Description

この発明は、水浄化装置に関し、特に放射性物質を除去できる水浄化装置に関する。

放射性物質は、人体に対し悪影響を及ぼすとされており、人体に触れる前に除去することが必要である。特に、放射性物質が含まれた水を飲用等に使用した場合には、直接的に人体に放射性物質が取り込まれてしまうため問題である。

従来、放射性物質が含まれた水から該放射性物質を除去できる水浄化装置としては、特許文献１に開示されるものが知られている。この水浄化装置は、放射性物質を含む廃液から、該放射性物質を除去することを目的としたものであり、前記廃液をポンプにより輸送して、紫外光を照射中のイオン交換樹脂に触れさせることで放射性物質を除去する。

特開平１１−２６４８９６号公報

しかしながら、特許文献１に開示される水浄化装置は、ポンプ、紫外線発生装置等が必要になることから、装置が大がかりとなり、家庭等で使用することは困難である。又、前記水浄化装置では、ポンプ、紫外線発生装置等に電源供給する電源が必要となる。従って、停電時には使用できないという問題がある。

本願発明は、上記のような課題を解決することを目的としてなされたものであり、簡便な構造であると共に、電源不要で放射性物質を除去できる水浄化装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１記載の水浄化装置は、第１水槽と、該第１水槽の下方に配設される第２水槽と、前記第１水槽内に配設され、焼結した珪藻土からなる容器部内に活性炭からなる内包部材を収容したセラミックフィルターと、前記第２水槽内にアダプターを介して配設され、ゼオライトからなる上層部と、活性炭からなる下層部とを収容容器内に収容したゼオライトフィルターと、を備え、前記第２水槽は、上端に天板を有し、該天板には貫通孔が形成され、前記アダプターは、円環状の鍔部と、該鍔部より下方に突出する円筒状の突出部とを有し、該突出部の内周側には雌ネジが形成され、前記収容容器は、円筒形状で外周には雄ネジが形成され、内部の上層には前記上層部が収容され、内部の下層には前記下層部が収容されており、前記ゼオライトフィルターは、前記アダプターの前記突出部に形成された前記雌ネジに、前記収容容器に形成された前記雄ネジが螺合されることにより前記アダプターに固定され、その固定状態で、前記ゼオライトフィルターと共に前記突出部が前記貫通孔に挿通されると共に、前記鍔部が前記天板上に当接するように載置されて前記第２水槽に組み付けられ、前記第１水槽に投入された放射性物質を含んだ原水を、該原水の自重により、前記セラミックフィルターを通過させた後に、前記第２水槽に導入し、更に、前記ゼオライトフィルターを通過させることで、前記放射性物質を除去した水とすることを特徴としている。

請求項１記載の水浄化装置は、放射性物質を含んだ原水を、該原水の自重により、第１水槽内のセラミックフィルターを通過させ、更に第１水槽の下方に配設された第２水槽に導入して、更に、該第２水槽に配設されたゼオライトフィルターを通過させることにより、放射性物質を除去した水とすることができる。従って、本水浄化装置は、ポンプ等を使用する必要がなく、簡便な構造であるので家庭等でも使用でき、又、電源も不要であるので停電時でも、原水からの放射性物質の除去を行うことができる。

本発明に係る水浄化装置を示す斜視図。 本発明に係る水浄化装置の要部拡大断面図。 セラミックフィルターの拡大図であり、（ａ）平面図、（ｂ）側面図、（ｃ）底面図。 ゼオライトフィルターの拡大図であり、（ａ）平面図、（ｂ）側面図、（ｃ）底面図。 他形状のゼオライトフィルターの拡大図であり、（ａ）平面図、（ｂ）側面図、（ｃ）底面図。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態を説明する。本発明の水浄化装置１は、図１，２に示すように、放射性物質を含んだ原水が投入される第１水槽２と、該第１水槽２の下方に配設される第２水槽３と、前記第１水槽２内に配設されるセラミックフィルター４と、前記第２水槽３内に配設されるゼオライトフィルター５と、を有している。

前記第１水槽２は、図１，２に示すように、原水を収容するものであり、透明又は半透明な材料により構成され、円筒形状を有する本体部６と、該本体部６の上端に載置され、取り外し可能な円盤状の蓋部７と、前記本体部６の下端に防水性を有して取り付けられる接続部８を有している。

前記接続部８は、図１に示すように、円筒形状であり、上端付近に前記本体部６の下端を塞いで、原水が外部へ漏れることを防止する天板８ａを有する。この天板８ａには、中心に形成され、前記セラミックフィルター４を通過した水を前記第２水槽３へ導くための貫通孔８ｂと、該貫通孔８ｂと同心の円環状の窪みとして当該天板８ａの上面側に形成され、セラミックフィルター４の下方部分を収容する収容部８ｃと、前記貫通孔８ｂの上端側に円環状の窪みとして形成され、パッキン２０を収容するパッキン収容部８ｄとが設けられている。

前記第２水槽３は、図１，２に示すように、透明又は半透明の材料により構成され、前記セラミックフィルター４及び前記ゼオライトフィルター５により放射性物質が除去された水を収容する本体部９と、該本体部９の下端に防水性を有して取り付けられる台座１０と、前記本体部９の側面に取り付けられ、当該第２水槽３内の水を外部へ取り出す際に使用される蛇口１１とを有している。

前記本体部９は、図１に示すように、円筒形状であり、図２に示すように、上端に前記ゼオライトフィルター５を固定するために使用されるアダプター１２が載置される天板９ａを有する。この天板９ａの中心には、前記セラミックフィルター４を通過した第１水槽２からの水を受け入れるための貫通孔９ｂが設けられている。

前記台座１０は、図１に示すように、円筒形状であり、上端に前記本体部９の下端を塞いで、該本体部９内の水が外部へ漏れることを防止する天板１０ａを有する。

前記アダプター１２は、図２に示すように、円環状の鍔部１２ａと、該鍔部１２ａより下方に突出し、前記本体部９の貫通孔９ｂを挿通する円筒状の突出部１２ｂを有する。該突出部１２ｂの下端付近の内周側には、前記ゼオライトフィルター５を固定する際に使用される雌ネジが形成されている。

前記セラミックフィルター４は、図１に示すように、前記第１水槽２内に配設されるものであり、図２，３に示すように、ドーム状の外観形状を有し、中空部が設けられて下方に開口した容器部１３と、該容器部１３の中空部内に収容される内包部材１４と、前記容器部１３の開口部を塞ぐ蓋部１５と、を有している。

前記容器部１３は、透水性を有し、珪藻土を焼結することにより構成されたものである。この容器部１３は、平均粒子径が、０．５μｍ以上、０．８μｍ以下の珪藻土を使用して構成することが好ましい。この理由は、平均粒子径が小さすぎると目詰まりし易くなり、又、大きすぎると放射性物質の除去効果が小さくなるからである。又、容器部１３は、汚れの付着、目詰まり等が生じた場合に、表面を削り取ることによりメインテナンスを行う。そのため、容器部１３は、図２に表れる壁厚ＴＣが薄すぎると、メインテナンスを行うことができる回数が少なくなる。従って、容器部１３は、壁厚を当初１０ｍｍ程度とすることが好ましい。

前記内包部材１４は、活性炭により構成し、特に２５メッシュ以上、３０メッシュ以下の粒状のヤシガラ活性炭により構成することが好ましい。このように、内包部材１４を構成することで、十分な放射性物質除去効果が発揮される。

前記蓋部１５は、図２，３に示すように、非透水性の材料により構成され、中心部に下方に突出し、外周部に雄ネジが形成された円筒状の突出部１５ａが形成されている。該突出部１５ａは、中心に設けられている貫通孔により、前記容器部１３及び前記内包部材１４を通過した水を排出する。

前記ゼオライトフィルター５は、図１に示すように、前記第２水槽３内に配設されるものであり、図２，４に示すように、上端付近の外周に前記アダプター１２への取り付け用の雄ネジが形成された円筒形状で透明又は半透明の材料により構成された非透水性の収容容器１６と、該収容容器１６内部の上層に収容される上層部１７と、前記収容容器１６の内部の下層に収容される下層部１８と、前記収容容器１６の下端付近に取り付けられ、上層部１７及び下層部１８の収容容器１６の内部からの流出を防止し、且つ、上層部１７及び下層部１８を通過した水を流出させる小さな穴が形成された底板１９と、を有している。

前記上層部１７は、ゼオライトにより構成し、特に粉砕することで平均粒子径を３ｍｍ程度とされたゼオライトにより構成することが好ましい。この理由は、平均粒子径が小さすぎると目詰まりし易くなり、又、大きすぎると放射性物質の除去効果が小さくなるからである。尚、上層部１７は、不純物の除去処理等が施されたゼオライトを使用して構成してもよいが、ゼオライト原石をそのまま使用して構成してよい。

前記下層部１８は、前記セラミックフィルター４の内包部材１４と同様に、活性炭により構成し、特に２５メッシュ以上、３０メッシュ以下の粒状のヤシガラ活性炭により構成することが好ましい。このように、下層部１８を構成することで、十分な放射性物質除去効果が発揮される。

以上のように、各部が構成される本発明の水浄化装置１の組み立て方法について説明する。まず、セラミックフィルター４は、図２に示すように、第１水槽２の接続部８のパッキン収容部８ｄに原水が第１水槽２より流出することを防止するパッキン２０を収容した上で、蓋部１５が有する突出部１５ａを、前記接続部８の貫通孔８ｂに挿通させて、接続部８の収容部８ｃに下方部分が収容されるように接続部８の天板８ａ上に載置し、更に、突出部１５ａの下端より前記パッキン２０を挿入後、当該突出部１５ａにナット２１を締め込むことにより前記天板８ａに固定することで、第１水槽２に組み付ける。

又、ゼオライトフィルター５は、まず、図２に示すように、アダプター１２の突出部１２ｂの下端付近に形成された雌ネジに、収容容器１６の上端付近に形成された雄ネジを螺合させることにより、アダプター１２に固定する。そして、ゼオライトフィルター５を固定したアダプター１２を、該ゼオライトフィルター５と共に突出部１２ｂが第２水槽３の本体部９の天板９ａに形成された貫通孔９ｂを挿通すると共に、鍔部１２ａが前記天板９ａ上に当接するように載置することで、第２水槽３に組み付ける。

以上のようにゼオライトフィルター５が組み付けられた第２水槽３の上方に、図１に示すように、セラミックフィルター４が組み付けられた第１水槽２を載置することで、本水浄化装置１の組み付けが完了する。

次に、本発明の水浄化装置１による原水の浄化について説明する。まず、図１に示す第１水槽２の蓋部７を外して、ヨウ素１３１、セシウム１３４、セシウム１３７等の放射性物質を何れか１種類以上含んだ原水を第１水槽２に投入する。この際、水質浄化液を前記原水と共に第１水槽２に投入することが望ましい。尚、前記水質浄化液は、硫黄、鉄、マグネシウム、カルシウム、マンガン等多様なミネラル成分を含んだものであり、原水と共に第１水槽２に投入することで、前記ミネラル成分が凝集効果を発揮し、本水浄化装置１の放射性物質除去効果を高めることができる。

上記第１水槽２に投入された原水及び水質浄化液は、自重により、セラミックフィルター４の容器部１３、内包部材１４を通過して、該セラミックフィルター４の蓋部１５に設けられた突出部１５ａに形成された貫通孔より排出される。

前記セラミックフィルター４の蓋部１５の突出部１５ａより排出された水は、アダプター１２に形成された貫通孔を介し第２容器３に導入されて、ゼオライトフィルター５の収容容器１６内へ導かれ、該ゼオライトフィルター５の上層部１７、下層部１８を通過して底板１９より排出されて第２水槽３に溜まる。この第２水槽３にたまった水は、セラミックフィルター４及びゼオライトフィルター５の効果により、原水より放射性物質が除去されて浄水された水である。又、第２水槽３に溜まった浄水後の水は、前記セラミックフィルター４及び前記ゼオライトフィルター５により、放射性物質以外の不純物、有害物質等も除去されているので、蛇口１１を利用して外部に取り出し、飲用等に使用することができる。

以上、説明した本発明の水浄化装置１は、電源が不要であるので、停電等の災害が発生している場合においても、放射性物質が含まれた原水を浄化して、放射性物質を除去することができる。又、本水浄化装置１は、簡便な構造であるため、家庭等でも使用することができる。

以下、実施例により本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれら実施例により何ら限定されるものでない。

本発明の水浄化装置１の性能を検証するため、放射性物質であるヨウ素１３１を含んだ原水の浄化試験を行った。尚、使用した原水は、福島第二発電所（福島県双葉郡楢葉町）より北西約１ｋｍに位置する沼より採取したものである。

又、使用したセラミックフィルター４は、図２，３に示す外径ＤＣが１００ｍｍ、高さＨＣが９０ｍｍのものである。又、図２に示す容器部１３の壁厚ＴＣは１０ｍｍであり、該容器部１３を構成する珪藻土の平均粒子径は０．５ｍｍ以上、０．８ｍｍ以下の範囲内である。又、内包部材１４は、２５メッシュ以上、３０メッシュ以下の範囲内にある粒状のヤシガラ活性炭により構成している。

又、使用したゼオライトフィルター５は、図２，４に示す最も細い部分の外径ＤＺが７０ｍｍの収容容器１６の容器内に、平均粒子径３ｍｍ程度の粉砕したゼオライト原石により構成される上層部１７を高さＨＺ１が８０ｍｍとなるように、又、２５メッシュ以上、３０メッシュ以下の範囲内にある粒状のヤシガラ活性炭により構成される下層部１８を高さＨＺ２が６０ｍｍとなるように収容したものである。

上記セラミックフィルター４、ゼオライトフィルター５を使用した本発明の水浄化装置１による上記原水の浄水試験の結果を、表１に示す。尚、原水は、前記水質浄化液と共に第１水槽２に投入しており、その割合は、原水３リットルに対し、水質浄化液を１ｃｃである。

上記表１から明らかであるように、原水では検出された放射性物質であるヨウ素１３１は、本発明の水浄化装置１による浄化により、検知下限（２０Ｂｑ／ｋｇ）以下まで減少した。これにより、本発明の水浄化装置１の放射性物質の除去効果が確認された。

尚、上記において、使用するゼオライトフィルター５を、図５に示す最も細い部分の外径ＤＺ７０ｍｍの収容容器１６の容器内に、平均粒子径が３ｍｍ程度の粉砕したゼオライト原石により構成される上層部１７を高さＨＺ１が４０ｍｍとなるように、又、２５メッシュ以上、３０メッシュ以下の範囲内にある粒状のヤシガラ活性炭により構成される下層部１８を高さＨＺ２が３０ｍｍとなるように収容したものとした場合であっても、放射性物質の除去効果が発揮されることを確認している。

以上説明した本発明の水浄化装置１は、本発明に係る水浄化装置の一態様にすぎず、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形実施が可能である。

例えば、ゼオライトフィルター５は、アダプター１２を使用することなく、直接第１水槽２の接続部８、又は第２水槽３の本体部９の天板９ａに取り付けてもよい。この場合であっても、ゼオライトフィルター５は、第１水槽２に投入した原水が、セラミックフィルター４を通過した後に当該ゼオライトフィルター５に導かれ、その上層部１７、下層部１８を通過して第２水槽３の本体部９内に溜まるように取付を行う。

本発明に係る水浄化装置は、放射性物質を除去する水浄化装置として利用できる。

１ 水浄化装置
２ 第１水槽
３ 第２水槽
４ セラミックフィルター
５ ゼオライトフィルター
１３ 容器部
１４ 内包部材
１７ 上層部
１８ 下層部

Claims (1)

1. 第１水槽と、
   該第１水槽の下方に配設される第２水槽と、
   前記第１水槽内に配設され、焼結した珪藻土からなる容器部内に活性炭からなる内包部材を収容したセラミックフィルターと、
   前記第２水槽内にアダプターを介して配設され、ゼオライトからなる上層部と、活性炭からなる下層部とを収容容器内に収容したゼオライトフィルターと、を備え、
   前記第２水槽は、上端に天板を有し、該天板には貫通孔が形成され、
   前記アダプターは、円環状の鍔部と、該鍔部より下方に突出する円筒状の突出部とを有し、該突出部の内周側には雌ネジが形成され、
   前記収容容器は、円筒形状で外周には雄ネジが形成され、内部の上層には前記上層部が収容され、内部の下層には前記下層部が収容されており、
   前記ゼオライトフィルターは、前記アダプターの前記突出部に形成された前記雌ネジに、前記収容容器に形成された前記雄ネジが螺合されることにより前記アダプターに固定され、その固定状態で、前記ゼオライトフィルターと共に前記突出部が前記貫通孔に挿通されると共に、前記鍔部が前記天板上に当接するように載置されて前記第２水槽に組み付けられ、
   前記第１水槽に投入された放射性物質を含んだ原水を、該原水の自重により、前記セラミックフィルターを通過させた後に、前記第２水槽に導入し、更に、前記ゼオライトフィルターを通過させることで、前記放射性物質を除去した水とすることを特徴とする水浄化装置。

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