JPH0365289A - 水から低濃度の金属の汚染物を除去する合成フィルター装置及びその方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、水から溶けた固体を除去するために使用され
るフィルターに関し、さらに詳しく言えば、飲料水から
低濃度の重金属を除去するとともに、医学的な処理法を
実施する際水溶液から他の金属を除去するのに効果的な
カートリッジ・タイプの合成フィルターに関する０本発
明はまた、フィルターを使用する方法とフィルターを作
る方法に関する。

［従来に技術］ 家庭用の供給水を処理する際に使用されるいろいろなタ
イプのフィルター材料より成る小型の円筒状フィルター
はこの技術分野では公知である。

活性状態のチャコールまたは炭素材料は広い範囲にわた
って溶けた固体または懸濁状態の固体ならびに溶けたガ
スを吸収し濾過する能力を備えているので、活性状態の
チャコールまたは炭素材料が広く使用に供されている。

粉末状態の活性炭のフィルター材料を取り扱いこれを保
持する問題を軽減するため、プラスチックを使用して結
合された粉末状の活性炭より成る多孔質なブロックが開
発されている０通常、このような多孔質なフィルター・
ブロックは軸方向に延在した中空の内部を有する長い円
筒状の形状に形成されている。この円筒状のブロックは
適当な円筒状のケーシングの中に配置されており、濾過
されるべき水は多孔質なフィルター・ブロックを通って
中空の内部に向かって半径方向内向きに流れるよう水が
供給されていて、中空の内部から水を捕集して使用に供
されている０円筒状のブロックの中空の内部を特殊な形
状の別のフィルター材料で充填し、水を補足的に処理す
ることも公知のことである。

（ロスモンドに与えられた）米国特許第３，２８９．８
４７号は、内部がいろいろなタイプの粒状のフィルター
材料で充填されている中空円筒状の外部フィルターを備
えた二璽床式フィルターを開示している。２つのフィル
ターの床に使用される活性炭とイオン交換樹脂が開示さ
れている。

（マチエツトに与えられた）米国特許第４，０３２．４
５７号は、結合されたマトリックスの中に活性炭を包有
した円筒状のフィルター・カートリッジを開示している
。一実施態様においては、カートリッジの中空の内部は
粒状のイオン交換樹脂で充填されている。（ロッドマン
に与えられた）米国特許第３．３７５，９３３号は、ポ
リマの中に封入された活性炭の粒子より成る円筒状のフ
ィルター・モジュールを開示している。この特許はまた
、同様に適当なポリマに中に封入された粉末状のイオン
交換樹脂より成る類似のフィルター・モジエールを開示
している。カチオン交換樹脂とアニオン交換樹脂の混合
物を使用することも開示されている。

ポリマを使用して結合された粉末状の活性炭のフィルタ
ー・ブロックは飲料用水のフィルター・システムに広く
使用されている。活性炭が金属と他の溶けた鉱物、コロ
イド状の固体や他の懸濁状の固体、溶けたガス、バクテ
リアも含めて広い範囲にわたる溶けた固体や懸濁状の固
体を除去するのに効果があることが知られている。活性
炭により除去されない材料に一連の濾過作用を与えるか
または活性炭フィルターによる除去を補足するために、
他のフィルター材料を多孔質な活性炭のブロックと組み
合わせることも公知のこヒである。

例えば、溶けたカルシウム、マグネシウム等を除去して
水を軟水化するため、中空円筒状の活性炭ブロックのフ
ィルターの内部がイオン交換樹脂で充填される。

活性炭が鉛、水銀、カドミウム等の重金属を吸収するの
に効果があることも知られている。溶けた重金属が健康
上有害であり、飲料水から重金属を取り除いたり、濃度
に制限を設けて低い濃度に設定することが重要な課題と
なっていることは公知のことである。しかしながら、重
金属を取り除くために多孔質な活性炭のブロックより成
るフィルターを使用するにさいしては実用上大いに制約
がある。このような活性炭ブロックの除去効率はフィル
ターを通過する水の全容積が増加するにしたがってかな
り急速に低下する。活性炭ブロック・フィルター材料の
Ｉは、実際上、フィルターのサイズの観点から制約を受
けるとともに、フィルターを通過する水の流量について
も制約を受ける。したがって、例えば、鉛のごとき重金
属を除去するために中空円筒状の活性炭ブロック・フィ
ルターを使用すると、飲料水を家庭で濾過するために従
来から使用されているようなフィルターのサイズであれ
ば、かなり急速に鉛の吸収限界レベルに到達してしまい
、鉛のイオンは素通りしてしまうことになる。フィルタ
ー・ブロックは他の溶けた固体または懸濁状態の固体を
除去する能力をいぜんとして維持しているとはいえ、鉛
を除去する能力を失っている。

水を硬水化する働きをする溶けた鉱物質を除去するため
、活性炭フィルターと関連してイオン交換化合物を利用
することもこの技術分野では公知のことである８例えば
、円筒状の活性炭ブロック・フィルターの中空の内部に
イオン交換樹脂を充填し、まず活性炭ブロックな通って
カチオン交換樹脂に入る水からカルシウムや硬水化の働
きをする他のイオンを除去することにより軟水化する。

しかし、家庭用に供給きれた飲料水を処理するために実
際に使用することができるサイズの範囲内ではイオン交
換材料は急速に飽和状態ヒなり、比較的少量の水を処理
するだけで交換しなければならないか、再生きせなけれ
ばならなくなる。また、これらのイオン交換化合物は比
較的濃度が高いカルシウム等に親和性が高いので、重金
属を除去するのには効果的でないここが明らかされてい
る。

最近、多くの分野で公共用に供給されている水中の鉛の
濃度が高い危険なレベルに達していることが明らかにさ
れている。溶けた鉛の供給源は最初の水の供給源ではな
く、むしろ集中処理プラントからユーザーに運ぶために
使用される移送システムにあるので、水を消費する箇所
で飲料水から鉛を除去するシステムがますます重要にな
っている。このようなシステムは鉛の濃度（または他の
重金属の濃度）を危険なレベル以下に低下きせるのに効
果的でなければならないだけではなく、交換の前にかな
り大量の水な処理するこヒができなければならないとヒ
もに、コストが妥当なものでなければならない、最悪の
状態の場合でも、通常、公共用の飲料水中の鉛のレベル
は２００ｒ）ｐｂを越えていない。このレベルは、すぐ
に２００ｐｐｍに到達するカルシウムのごとき飲料水中
に一般に存在する他の溶けた鉱物質については低い濃度
であるヒ考えられる。現在のＥＰＡ規格は飲料水中の鉛
の最大許容濃度を５０ｐｐｂに設定きれているが、この
許容濃度を１０ｐｐｂまで下げるよう規格を変更するこ
ヒが予定されている。したがって、溶けた鉛を最大許容
濃度以下のレベルまで下げる効果的で比較的安価なシル
テムが緊急に求められている。

粒状の活性炭フィルターが特定の医療上の用途で逆浸透
用薄膜を用いた濾過の後で使用されている。水中に通常
存在している溶けた鉱物質は、他の鉱物質を溶かす能力
を減少させる天然の緩衝剤として機能する。しかし、逆
浸透薄膜は、天然の緩衝剤のうち８５％から９５％程度
のものを処理ずみの水から除去することができる。これ
らの天然の緩衝剤のレベルは非常に低いので、水はます
ます活性な溶剤ヒなる。逆浸透膜の後ろにある濾過シス
テムに粒状の活性炭を使用すると、比較的活性な水は、
活性炭のうち７％から１２％までより成る可溶性のアッ
シュから特定の鉱物質ヒ金涙を溶かしたり浸出させるこ
とができる。逆浸透を使用した粒状の活性炭フィルター
・システムは、例えば、腎臓透析プロセスに使用するこ
とができるが、逆浸透された水により活性炭から抽出き
れた特定の金属は腎臓透析患者にヒっては危険であるか
または宵宮である。アルミニウムは粒状の活性炭の可溶
性アッシュの中に含まれている金属のうちの１つであり
、腎臓透析患者にとっては危険の恐れがあるこεが知ら
れている。これらの用途に使用されるアルミラムや他の
危険な金属を除去するシステムが求められている。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明の目的は、低濃度の鉛のごヒ含璽金属を飲料水か
ら効果的に除去する装置ヒ該装置を使用する方法を提供
することである０本発明に係る装置εフィルターは、特
定の医療上の用途でプロセス・ウォーターから溶けた金
属を除去するために使用される０本発明はまた、合成フ
ィルター装置を製作する方法に関する。

［課題を解決するための手段と作用］ 本発明の一実施態様によれば、合成フィルターはポリマ
で結合された活性炭の粒子より成る中空円筒状の本体を
備えていて、該本体の中空の内部に脱イオンの働きをす
る砕けたカチオン樹脂より成る粒状材料の床が円筒状の
本体の内部に充填されている０合成フィルター装置は、
活性炭ブロックの鉛吸収特性を利用することにより低濃
度の鉛を除去するのに非常に適している。活性炭ブロッ
クから直接脱イオンの働きをするカチオン樹脂を通って
水を通過させ、これにより水中に含まれているカチオン
を非選択的に吸収することにより脱イオン樹脂をイオン
交換樹脂に変換する。活性炭ブロック・フィルターを通
過する水が引き続きイオン交換樹脂材料を通過するにし
たがって、イオン交換樹脂内の比較的活性度が少ないカ
チオンを使用したイオン交換により鉛または他の璽金属
イオンが除去される。

円筒状の活性炭ブロック・フィルターの中空の内部にあ
る粒状の材料より成る床は、濃過きれた水中で適当なｐ
Ｈバランスヒ化学量論的なバランスを維持するため、砕
けた脱イオンの働きをするカチオン樹脂とアニオン樹脂
が混合きれた床から構成されているとが好ましい、脱イ
オン樹脂の材料のイオン交換容量ならびに脱イオン樹脂
が変換された交換樹脂のイオン交換能力を増大さぜるた
め、樹脂床は、細かい粉末に破砕され、これにより活性
状態の表面積が増加した樹脂床から構成されていること
が好ましい、フィルター装置を製作する本発明に係る方
法では、従来の脱イオン樹脂ビーズが水溶液のスラリの
中で混合され、しかるのち中空円筒状の活性炭ブロック
の内部を充填するために水溶液スラリか使用きれる。し
かるのち水がスラリから除去され、ビーズが乾燥される
と、ビーズは細かい粉末材料に砕ける。脱イオン樹脂材
料は乾燥するε収縮するが、フィルターを使用して水に
より飽和するヒ再膨張するので、通水性と短絡の恐れが
少ない詰まった粒状床が得られる。　本発明に係る合成
フィルター装置は活性炭ブロックの鉛イオン吸収能力を
利用するので、この能力が減少するにしたがって、変換
された脱イオン交換樹脂により提供きれるイオン交換機
構が働いて、補足的に鉛イオンを除去するこヒができる
。活性炭ブロック・フィルターの使用寿命を大幅に伸ば
すここができるヒヒもに、許容最大値を大幅に下回った
溶けた鉛のレベルの場合に従来得るここができる量より
もかなり大きな量、濾過された飲料水を供給することが
できる。

本発明に係る合成フィルターは、璽要な医療上の用途に
使用するここができるεともに、非常に活性な浄化され
たプロセス・ウォーターにより円筒状の活性炭フィルタ
ー・ブロックから浸出された危険な金属を脱イオン樹脂
床から除去するために使用することができる。逆浸透濾
通のさい使用される粒状の活性炭フィルター・カートリ
ッジの内部に脱イオン樹脂床を設けて、活性炭ブロック
から不可避的に浸出された有害な金属を除去することが
できる。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を図解した添付図面を参照しなが
ら本発明の詳細な説明する。

本発明に係る合成フィルター１０は結合された粉末状の
活性炭より成る円筒状のブロック１１を備えており、該
円筒状のブロック１１の内部１２は軸方向に開口してい
る。活性炭の粒子は一般にオレフィンを使用して結合さ
れており、結果として得られた組織の多孔度は０．４ミ
クロンから０．５ミクロンまでの範囲内にある。これら
のことは、この技術分野ではすでに公知のことである。

円筒状のフィルター・ブロック１１はフィルター・カー
トリッジとして適当なケーシング１３に挿入するここが
で１６ようになっている。取り外し可能なカバー１４が
ケーシング１３にねじ込まれている０円筒状のフィルタ
ー・ブロック１１はプラスチック製の保護用の端部キャ
ップ１５を備えており、該キャップ１５はフィルター・
ブロック１１が損傷するを防止するヒともに、ケーシン
グ１３内でフィルター・カーｌ・リッジを封止するため
の境界面な提供している。端部キャップ１５は外側の環
状の部分１６と外側と内側のスリーブ１７と１８を備え
ている。外側と内側のスリーブ１７と１８は一体に成型
されていて、フィルター・プロツク上１の外側ヒ内側の
円筒状の表面の端部とつらいちになっているやフィルタ
ー・ブロック１１の外表面には比較的目の細かいポリオ
レフィンのフィルター材料より成る内層２゜と、例えば
、ポリブレピレンから作られた比較的目の粗い組織な荷
する材料より成る外層２１を備えている。チューブ状の
フィルター・ブロック１１の内径側に内層２０に類似し
たポリプレンより成る層２２が設けられている。これら
の層２０ヒ２１と２２はフィルター・ブロック１１に流
入した水から比較的大きな粒子をあらかじめ濾過する働
きをするものであって、これらの層の表面により遮断さ
れた粒子が水の中に入ることを防止している。

各端部キャップ１５のフラットな環状の部分１６は環状
のリッジ２３を一体に備えており、該リッジ２３の内側
に封止用のガスケット２４が設けられていて、フィルタ
ー・カートリッジの端部とケーシング１３の内側との間
に水を漏洩させないシールを提供している。カバー１４
とケーシング１３との間の境界面を封止するため、適当
な０リング１９が設けられたいる。フィルター・カート
リッジを他の種類のケーシングに適合させるためまたは
より完全な封止状態を確保するよう補足的な封止を提供
するため、こに技術分野で知られたいるいろいろなタイ
プのＯリングを使用することができる。

フィルター・ブロック１１の開放状態にある中空の内部
１２は粉末状の脱イオンの働きをする樹脂２５で充填さ
れている０本発明を実施するため、脱イオンの働きをす
るカチオン樹脂が使用される。この樹脂は、スチレン−
ＤＶＢ　（デイビニルベンゼン）スルホン酸コポリマ活
性基を有する水酸化物の形をした脱イオンの働きをする
カチオン樹脂から構成されている。濾過された水の適当
なｐＨバラン久と化学量論的なバランスを維持するため
、脱イオン樹脂２５は上述のカチオン樹脂と混合された
脱イオンの働きをするアニオン樹脂を包有していること
が好ましい、脱イオンの働きをするアニオン樹脂は、コ
ポリマー活性基がスチレン−ＤＶＢクオター水酸化アン
モニウムである水酸化物の形をした樹脂から構成されて
いる。上記の脱イオン樹脂は重量で表して５０１５０の
割合で混合された混合物であることが適当でありことが
明らかにされている。

一般に、上記のタイプの脱イオン樹脂は、メツシュ・サ
イズが通常１６ｘ５０である比較的大きな球状のビーズ
の形で製造されている０通常、このような樹脂のビーズ
はいろいろな脱イオンの用途にあった上述の形状で使用
されているが、この形状で提供される活性な表面積は、
後述のように、本発明に係る方法を実施するために必要
とされる脱イオン活性度／イオン交換活性度を提供する
にしては不十分である。したがって、円筒状の活性炭ブ
ロックの中空の内部を容易に充填することができるよう
にするとともに、所要の表面積を有する粒状の脱イオン
樹脂材料を提供するため、所要の割合で混合されたカチ
オン樹脂とアニオン樹脂の混合物より成る脱イオン樹脂
のビーズの水溶液スラリを調製することによりフィルタ
ー・カートリッジが充填される０円筒状のブロック１１
の開放状態の内部１２は樹脂ビーズの水溶液スラリで充
填され、しかるのちスラリから水が除去される。フィル
ター・カートリッジの一方の端部から排水し、しかるの
ち適当な乾燥法に従ってビーズを乾燥することによりほ
とんどの水を簡単に除去することができる。脱イオン樹
脂のビーズをまず水の中に入れてスラリを形成すると、
ビーズは大幅に膨張する。次の乾燥工程によりビーズは
収縮して、平均の粒径が２００メツシユより若干大きい
比較的細かい粉末に砕ける。

通常、粉末状の脱イオン樹脂材料は充填床の材料として
は使用されていない、なぜなら、粒径が小さいと、樹脂
材料を取り扱うのが非常に困難であるからである。

図面を参照すれば、メツシュの細かいポリプロピレンの
スクリーン２６がフィルター・ブロックの開放状態にあ
る円筒状の内部の両端に設けられていて、粉末状の樹脂
材料を保持している。スクリーン２６のメツシュ・サイ
ズは、例えば、２００メツシユであって、端部キャップ
１５の内部スリーブ１８に嵌着するようにされた円筒状
の取付スリーブ２７に端部キャップ１５が取り付けられ
ている。フィルター・カートリッジの内部を樹脂のビー
ズで充填するため、一方の端部を開放状態にしておかな
ければならないことは自明のことである。スクリーン２
６を取り付けた円筒状の取付フランジ２７が適所に位置
ぎめされ、前記の端部が端部キャップ１５を使用して閉
止される。乾燥工程の間に砕けて収縮した脱イオン樹脂
材料は、処理中の水と接触して濡れると再膨張する。粉
末状の脱イオン樹脂が再膨張すると、開放状態にある内
部１２がぴったりと充満し、脱イオン樹脂がぴったりと
充填されるので、通水が妨げられることになる。

本発明が意図する主な用途は、濃度の低い重金属のイオ
ン、特に、鉛のイオンを供給された飲料水から除去する
方法を提供することである。特に、比較的小型のフィル
ター・カートリッジは、通常の量の家庭用の飲料水を処
理して、低いとはいえ危険の恐れがる溶けた鉛（または
他の重金属）の濃度を所定の危険濃度より低いレベルま
で低下させることができる。また、多孔質な活性状態に
ある活性炭ブロックは、この技術分野では一般に知られ
ているやり方で溶けた材料または懸濁状態の材料を取り
除くことができる。

処理されるべき水はカバー１４に形成された入口開口３
０を通って導入され、ケーシング１３の内側と円筒状フ
ィルター・ブロック１１の外側との間にある円筒状のス
ペースの中に流入する。水圧の作用により、水は多孔質
な活性炭ブロックを通って半径方向内向きに流れ、脱イ
オン樹脂２５の中に流入し、スクリーン２６を軸方向に
通過し、カバー１４に形成された出口開口３１から流出
する。活性炭の濾過能力かつ／または吸着能力が作用し
て、比較的濃度が低い鉛や他の本金属のイオンのうちの
若干のものが活性炭により捕捉される。流量ヒ多孔質な
フィルター材料のサイズと鉛のイオン濃度により左右さ
れるが、時間が経過するにしたがって、鉛のイオンを捕
捉する活性炭ブロックの能力は低下する。このように能
力が低下するにしたがって、フィルター・モジュールの
内部で鉛のイオンは粉末状の脱イオン樹脂を素通りして
しまう、カチオン脱イオン樹脂は多孔質な活性炭ブロッ
クを素通りする鉛のイオンを捕捉するが、鉛または他の
重金属より濃度が高い他のカチオンは脱イオン樹脂上に
流れ広がり、該脱イオン樹脂に吸収される０例えば、飲
料水中のカルシウムの濃度は鉛の濃度より３桁または４
桁も太きい、しかし、脱イオンの働きをする樹脂が飽和
すると、該脱イオンの働きをする樹脂はイオン交換樹脂
に変換されることが明らかにされている。−般に、樹脂
はカルシウムのごとき水中にある最も濃度が高いカチオ
ンで飽和されるが、活性炭フィルターを素通りする活性
度の高い鉛のイオンは従来のイオン交換によりアルシウ
ムや他の活性度の低いカチオンと入れ代わる０例えば、
２００ｐｐｂ以下のごとき比較的低い鉛の濃度では、本
発明に係る方法は２５ｐｐｂよりはるかに低いレベルま
で鉛の濃度を効果的に低下させるヒともに、従来のサイ
ズのフィルター・カートリッジを使用すれば、本発明に
係る方法と装置は、活性炭ブロック・フィルターだけを
使用する場合、または従来のイオン交換樹脂を包有した
活性炭ブロック・フィルターを使用する場合を大幅に上
回った量の水を処理するために使用することができるこ
とが明らかにされている。長さが３０４．８ｍｍ　（１
２インチ）、外径が６６．３ｍｍ　（２，６１インチ）
、肉厚が１５．７ｍｍ　（０，６２インチ）、開放状態
にある内径が３４．８ｍｒｎ　（１，３フイチ）の円筒
状の活性炭ブロックを使用して合成フィルター・モジュ
ールが製作された。開放状態の内部は上記の脱イオンの
働きをするカチオン樹脂とアニオン樹脂の重量部で表し
て同じ割合を有する粉末状の脱イオン樹脂の混合物で充
填された。端部スクリーン２６間の混合された樹脂床の
長さは２６６．７ｍｍであった。このフィルター・モジ
ュールをテストするため、２００ｐｐｂの鉛を包有した
２、３００ガロンの水が処理されたが、流出液中の鉛の
濃度は２５ｐｐｔ）を越えることはなかった。フィルタ
ー・モジュールを通過した最初の７５０ガロンの水の鉛
の濃度は１０ｐｐｂ以下であった。

上記の実例と同じ内径と外径を有する長さが２３１．８
ｍｍ　（９−７／８インチ）の円筒状の活性炭ブロック
を使用して合成フィルター・モジュールが製作された。

同じ構成の樹脂の混合物が活性炭ブロックの内部にある
長さ゛が２１２．７ｍｍ（８−３／８インチ）の床樹脂
カラムに充填された、このフィルターをテストするため
、１５０ｐｐｂの鉛を包有した１、４００ガロンの水が
処理された。結果は長さが３０４．８ｒｒｘｍ　（１２
インチ）のモジュールを使用した場合と同じであった。

すなわち、濾過きれた水の鉛の濃度は２５ｐｐｂ以下で
あった。

処理すべき水の鉛の濃度を測定することにより、平均−
日に使用きれる水の量に基づいて予定の時間、本発明に
係る合成フィルター・モジュールが使用され、時間ベー
スで取り替えが行われた。濾過能力が倍になったこｈａ
、脱イオン樹脂がイオン交換樹脂に変換きれるようにな
っているので、使用寿命が大福に延ばすこピができるよ
うになった。したがって、非常に効果的でかつ安価な使
い捨てカートリッジ・フィルターが提供されたのである
。

上述のタイプの多孔質な活性炭ブロック・フィルター１
１は、特定の医療上の用途に使用されるタイプの逆浸透
薄膜システムから供給された濾過水の最終フィルターと
して使用するこヒができる。したがって、前層透析プロ
セスで使用される逆浸透システムから供給された濾過水
は活性炭ブロック・フィルターを通過し、溶けたガス等
を吸収するこヒができる。しかし、逆浸透薄膜から供給
された高度に浄化きれた水には天然の緩衝剤がほぼ含ま
れていないので、非常に活性な溶剤として機能する。非
常に浄化された水が活性炭のブロックを通過すると、高
度に浄化された水は活性炭ブロックの中に存在する特定
の鉱物の不純物または金属の不純物を溶かし、しかるの
ちこれらの不純物は濾過きれた水の中に溶解する。最後
の活性炭フィルターから浸出したアルミニウムが透析患
者にヒって非常に危険であることが明らかにきれている
。　円筒状の活性炭ブロック・フィルター１１に脱イオ
ン樹脂床２５を付加することにより、溶けたアルミニウ
ムと活性炭ブロックから漫記する恐れがる他の重金属を
除去することができる。混合された樹脂を使用すれば、
化学量論的なバランスを容易に維持することができると
εもに、本発明の図示の実施例に係る合成フィルターの
機能のおかげで危険の恐れのある溶けた金属な除去し、
多くの逆浸透システムの用途で使用される高品質の水を
作りだすことができる。

処理されている水の中に溶けた固体全体の量が非常に低
いことを別にすれば、本発明の上記の実施例に類似した
やり方で本発明を実施することができる。したがって、
逆浸透で得られた濾過液は、逆浸透処理の前に存在して
いた溶けた固体全体の１０％程度しか包有していない、
溶けた固体のうち活性炭ブロック１１を通過する固体は
アルミニウムと活性炭から濾過させることができる他の
金属といっしょに脱イオン樹脂２５により吸収される。

樹脂が飽和するにしたがって、イオン交換の原理に基づ
いて樹脂は機能しはじめ、比較的活性なアルミニウムが
交換され、脱イオンの働きをする樹脂にあらかじめ吸収
されているカルシウムのごとき比較的反応性の低いカチ
オンが得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る合成フィルター・カートリッジ
の軸を通って長さ方向に切断した断面図である。 第２図は、第１図に示されているフィルター・カートリ
ッジを一方の端部から軸方向に目視した端面図である。 １０・・・合成フィルター　１１・・・円筒状のブロッ
ク、１２・・・軸方向に開口した中空の内部、１３・・
・ケーシング、１４・・・カバー　１５・・・キャップ
、１６・・・環状の部分、１７・・・外側のスリーブ、
１８・・・内側のスリーブ、１９・・・０リング、２０
・・・内層、２１・・・外層、２２・・・ポリオレフィ
ンの層、２３・・・リッジ、２４・・・ガスケット、２
５・・・樹脂、２６・・・スクリーン、２７・・・取付
スリーブ、３０・・・入口開口、３１・・・出口開口。

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. （１）供給された水から低濃度の重金属を除去するため
   に使用されるフィルター装置であって、結合された炭素
   粒子より成る中空の円筒状の本体と、 該円筒状の本体の中空の内部をほぼ充填する粒状の材料
   より成る床であって、効果的な量の脱イオンの働きをす
   るカチオン樹脂を包有している床と、 を備えていることを特徴とするフィルター装置。
2. （２）前記粒状の材料の床が脱イオンの働きをするアニ
   オン樹脂を包有していることを特徴とする請求項１記載
   のフィルター装置。
3. （３）前記脱イオンの働きをする樹脂が細かく砕かれた
   樹脂のピードより成ることを特徴とする請求項２記載の
   フィルター装置。
4. （４）前記ピードがスチレン樹脂より成ることを特徴と
   する請求項３記載のフィルター装置。
5. （５）本フィルター装置が、 結合されたカーボン粒子より成る前記本体の円筒状の外
   表面と内表面上に配置されたフレキシブルな多孔質な層
   と、 前記粒状の材料を包有するよう前記本体の軸方向の各開
   放端に設けられたスクリーンと、を備えていることとを
   特徴とする請求項１記載のフィルター装置。
6. （６）前記本体がポリオレフィンで結合された粉末状の
   活性炭より成ることを特徴とする請求項５記載のフィル
   ター装置。
7. （７）供給された水から低濃度の重金属イオンを除去す
   る方法であって、下記の工程、すなわち、 （ａ）結合された活性炭より成るブロックを通って供給
   された水を通過させ、まず重金属イオンの一部を除去す
   る工程と、 （ｂ）前記活性炭のブロックから脱イオンの働きをする
   カチオン樹脂を包有した床を通って供給された水を流動
   させ、前記活性炭のブロックを通過した重金属のイオン
   の一部を含めて、水の中に含まれているカチオンの一部
   を除去し、前記脱イオンの働きをする樹脂をイオン交換
   樹脂に変換する工程と、 （ｃ）引き続き前記活性炭のブロックから前記床を通っ
   て供給された水を流動させ、前記イオン交換樹脂中の活
   性度が低いカチオンとイオン交換することにより前記重
   金属のイオンの一部を除去する工程と、 を備えていることを特徴とする方法。
8. （８）重金属のイオンが鉛のイオンより成ることを特徴
   とする請求項７記載の方法。
9. （９）活性炭のブロックに供給された水の中の鉛のイオ
   ンの濃度が２００ＰＰＢより低いことを特徴とする請求
   項８記載の方法。
10. （１０）本方法がさらに、前記床を退出した水の中の鉛
    の濃度が選択された最大濃度より高くなったとき、本方
    法を終了させる工程を備えていることを特徴とする請求
    項８記載の方法。
11. （１１）脱イオンの働きをする樹脂の床が砕かれた樹脂
    のピードより成ることとを特徴とする請求項７記載の方
    法。
12. （１２）軸方向に延在した中空の内部が粒状の脱イオン
    材料で充填されている結合されたカーボン粒子より成る
    円筒状のブロックを備えている合成フィルター・カート
    リッジであつて、前記円筒状のブロックの内部を充填す
    る方法が下記の工程、すなわち、 （ａ）脱イオン樹脂のビーズの水溶液のスラリを調製す
    る工程と、 （ｂ）ブロックの内部を前記スラリで充填する工程と、 （ｃ）スラリから水を除去してビーズを乾燥し、ビーズ
    を適当に砕く工程と、 を備えていることを特徴とする方法。
13. （１３）脱イオン材料がカチオン樹脂とアニオン樹脂の
    混合物より成ることを特徴とする請求項１２記載の方法
    。
14. （１４）本方法がさらに、充填の後、軸方向に延在した
    中空の内部の両端を封着し、砕けた樹脂のビーズを保持
    する工程を備えていることを特徴とする請求項１２記載
    の方法。
15. （１５）粒状の活性炭より成るフィルターを通って処理
    ずみの水を流動させることにより濾過された低濃度の溶
    けた金属を除去する方法であつて、下記の工程、すなわ
    ち、 （ａ）粉末状の脱イオンの働きをする樹脂より成る床を
    調製する工程と、 （ｂ）前記の活性炭のフィルターから前記の樹脂より成
    る床を通って水を流動させる工程と、を備えていること
    を特徴とする方法。
16. （１６）樹脂の床がカチオン樹脂と脱イオンの働きをす
    るアニオン樹脂の混合物より成ることを特徴とする請求
    項１５記載の方法。
17. （１７）活性炭のフィルターが結合された活性炭の粒子
    より成る中空の円筒状の本体を備えていて、樹脂の床を
    調製する工程が、 （ａ）活性炭のフィルターの中空の内部を脱イオンの働
    きをする樹脂のビーズで充填する工程と、 （ｂ）樹脂のビーズを適当に砕く工程と、 を備えていることを特徴とする請求項１５記載の方法。