JPH04265193A - 水処理方法および装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は水道の水から有害物質、
とくに塩素、塩素化炭化水素、農薬、除草剤、殺虫剤、
重金属および硝酸塩などを除く水処理装置に関し、この
ような装置の主な利用分野は水道水を家庭用の飲料水に
調製することである。

【０００２】

【従来の技術】この種の装置は例えば、タオナススタイ
ンのＢＦＳフィルタ−システムＧｍｂＨ社のＴＷＦ２０
００Ｎとして知られている。この既知の装置はカバ−、
シェルおよび底部を有するプラスチック製のケ−シング
を備えている。そのカバ−内には活性炭素のフィルタ−
ロッドが収められ、該ロッドは吸収と濾過の組合せによ
り、この装置を通過する水道水を浄化するように作用す
る。その浄化のためフィルタ−ロッド内に化学的に純粋
な、粉末状に加圧された活性炭素が用いられ、該活性炭
素が塩素、ＦＣＫＷ（フッ化炭化水素塩化物）、除草剤
、農薬、重金属および細菌を除去する。その装置の下部
には陰イオン交換材を含む交換可能な小さな袋が備えら
れ、該袋は水道水から硝酸塩を除去する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この種の装置には下記
の本質的な欠点がある。即ち、一つの点ではフィルタ−
ロッドを比較的頻繁に交換しなければならず、しかもこ
の種のフィルタ−ロッドは高価であり、従って稼動上不
経済である。水が装置を通過する際に、水はフィルタ−
ロッドに側方から接近し且つフィルタ−ロッドを通って
上方に流れるので、水がフィルタ−ロッド中を流れる距
離は水がフィルタ−ロッドのシェルに対しその低部また
は高部で側方から入るかに依存するため、浄化すべき水
は活性炭素粉末材の作用下に均一ではなく且つ一定時間
にわたり維持されるものでもなく、従って濾過作用は最
適ではなく且つ充分に効果的でもない。さらにこの種の
装置は水から硝酸塩を除去するための陰イオン交換材を
含む小さな袋の作用は継続して検査する必要があり且つ
繰返し新しい袋と取換えねばならない欠点がある。小さ
な袋として陰イオン交換材が挿入されても、浄化すべき
水はその材料の作用を均一には受けないので、その効率
は最適ではあり得ない。

【０００４】本発明の目的は構造上極めて単純で有効に
作用し且つ非常に長い寿命を有し、経済的に稼動する水
処理装置を提供することである。

【０００５】

【発明の概要】本発明により、このことは水処理装置の
ケ−シングは互に取外し得る下部と上部のケーシング部
分からなり、該ケーシングは活性炭素を含む第１の下部
室と陰イオン交換樹脂を含む第二の上部室を有し、そし
て両方の室はそれぞれ上部および下部が濾過繊維層によ
って閉じられることによって達成される。

【０００６】本発明による装置は、上下に配置されて互
に独立で且つ濾過繊維層もしくは濾過スクリ−ンによっ
て互に分離された２つの室を含むように構成される。下
部の活性炭素を含む室および上部の陰イオン交換樹脂を
含む室はこの装置の全容積を占めるので、水の浄化作用
を行なう材料は最適の量が設けられ、それに相当する材
料がそれらの室の横断面の全体にわたり下から上に均一
に且つ連続して配置される。

【０００７】活性炭素は粒状および多孔状であって、流
通する水を強く且つ均一に浄化し、飲料水から炭化水素
、農薬、除草剤、殺虫剤などのそれ自体非常に少量の有
害物質を除去する。同時に水は脱塩素化される。本発明
による装置で用いられる活性炭素は好ましくは純粋の銀
が例えば全重量で０．３％添加され、それにより水中の
細菌やバクテリアの発生を確実に排除する。上部のケ−
シング部分に在る陰イオン交換材は硝酸塩樹脂であり、
有害な硝酸塩と結び付くので、硝酸塩が発癌性の硝酸塩
に変わるのを排除する。この陰イオン交換材は強い塩基
性であり且つ硝酸塩に選択的に作用し、即ち硝酸塩に積
極的に作用し、従ってそれを水から排除する。本発明に
よる装置内の陰イオン交換材は相対的に非常に大きな量
であることに基づいて（約１Ｋｇ）その寿命もしくは陰
イオン交換体の受容量は非常に高いものになっている。

【０００８】それにも拘らず陰イオン交換材の硝酸塩負
荷は、浄化された水中に単に浸される硝酸塩テストテ−
プを用いて、この装置を長時間稼動した後にテストされ
るべきである。もし硝酸塩負荷の存在が示されるならば
、陰イオン交換材を再生すべきである。このことは本発
明によれば、ねじ係合を外して装置から上部室を外し、
取外された部分をカバ−と共に槽内に上下を逆にして置
き、流出口をバケツ型の容器に接続し、逆に置かれた室
に塩化ナトリウム（食塩）を含む水を逆向きに流して洗
浄することによって使用者自身により極めて容易に行な
われ、陰イオン交換材は浄化もしくは再生される。 この再生は任意に往々繰返し行なわれ、陰イオン交換材
に損傷を生じたり効力を失うことはなく、従って水道水
に高い硝酸塩負荷があっても常に再生され、即ちフィル
タ−内に問題なく作用する陰イオン交換材が備えられる
。このことによりこの種の装置の経済的な稼動が可能に
なり、従って予備のカ−トリッジを購入するための比較
的高価な出費を省き且つ使用者自身による再生が可能に
なる。下側の区域に在る上部のケ−シング部分がフィル
タ−を有する硬い低部を備え、そのため陰イオン交換材
を上部室から取り外す必要がないので、上部および下部
のケ−シング部分を分離および組み立てることは極めて
簡単である。

【０００９】装置の流入口には例えば白雲石からなる濾
過石である鉱石が充填された濾過室が備えられ、また流
出口の前の上端にも同様な濾過室が備えられる。流入口
と流出口はそれぞれの濾過室への境に濾過スクリ−ンを
有するので、粗い部分の濾過が保証される。特殊な熱解
離によってドロマイト内のマグネシウムの比率に関連す
る二酸化炭素の半分は解放される。砂利型の多孔粒はそ
の粗い表面と共に微細な濾過作用を行なう。貫流する水
によって重炭酸塩がカルシウムおよびマグネシウムから
分解し、この価値ある物質が流出する水に加えられる。

【００１０】濾過繊維層による区分によってこの装置の
内部を上下に配置された２つの室に配分することは本発
明による水処理装置の非常に強い作用を得るのに重要な
ことであり、それによって濾過材、即ち活性炭素と陰イ
オン交換材の明確な分離が行なわれ、一面では２つの濾
過材の混合を避け、且つ他面では常に問題なく陰イオン
交換材の再生を可能にし、その場合銀めっきされた活性
炭素に負荷がかかったり、損傷を生じたり、効力を低下
することはない。

【００１１】さらに２つの分離された濾過室は濾過繊維
層によって分離され、鉱石を挿入され、その場合、好ま
しくは５つの濾過繊維層が備えられる。ケ−シングおよ
び濾過材に接触する部分は高質材で作られ、即ちＶ４Ａ
チタン含有鋼、耐食品プラスチック、クロ−ムめっきさ
れた流出口、クロ−ムめっきされた特殊パ−レイタ−（
Ｐｅｒｌａｔｏｒ）で作られる。水の流れは入口から出
口に連続的に、乱流や渦を生じることなく、且つ上昇流
の原理により加圧することなく行なわれるので、水は室
の横断面の全体にわたり均一に分布し且つゆっくり上方
に流れる。加圧することなく水を分散するため入口の室
には砂利または鉱物が充填される。

【００１２】この水処理装置は全体的に外側の容器内に
設置され、該容器は包装容器であり且つこの水処理装置
の稼動に必要な部品および材料を含むので、この外側の
容器は蓋とハンドルを有するバケツの型をしており、閉
じたユニットである。バケツ型の容器はまた陰イオン交
換材の浄化および再生に用いることができ、その場合、
この装置の上側の部分が装置から取外されて上下を逆に
して槽内に挿入され且つ流出口がバケツ型の容器に接続
されるので、洗浄のためＮａＣｌを含む水が上部ケ−シ
ング部分のカバ−から低部の方向に流されて再生が行な
われる。バケツ型の容器は、洗浄容器を形成するバケツ
型の容器の出口と作動状態で容器の上部、即ち洗浄槽に
逆に挿入される装置の取外し可能な上部の底部に在る水
の出口との間に高さの相違ができるように配置される。 次いで洗浄槽に通常の水道水が導入される。

【００１３】例えば暑い国において住居車での連続的な
稼動および同様な状態では飲料水に細菌が発生する危険
がある。そのため本発明による水処理装置には浄化され
た水の出口に細菌膜が設置され（基本的には該膜は水の
入口または任意の中間位置に置くこともできる）、該膜
はカバ−の外側またはカバ−内に取付けることができる
。この細菌膜は濾過手段、濾過繊維層などであり、処理
後の（または処理すべき）水からバクテリアや細菌が除
去される。この種の細菌膜は市販されており且つ例えば
ドイツ国のサルトリウス社から供給される。それらは板
状、複数の薄い円板、アコ−デオン型に折りたたまれた
層などの形状を有する。細菌膜を受け入れるケ−シング
は換気手段を備えている。

【００１４】

【実施例】次に図面を参照のもとに実施例により本発明
を説明する。この水処理装置１は下部ケ−シング部分２
と上部ケ−シング部分３からなる。４はケ−シングの底
部である。下部のケ−シング部分２は下部室５を有し、
その中に活性炭素６が収められる。活性炭素６は下部室
５の空間を充填する。上部のケ−シング部分３内に上部
室７が形成され、その室は陰イオン交換材（８）を収め
、従って陰イオン交換材で充填される。下部室５は濾過
繊維層９、１０で閉じられる。濾過繊維層１０と底部４
との間に濾過室１１が形成され、該濾過室には鉱物が収
められる。室１１はまた下方が底部４に対し他の濾過繊
維層１２によって閉じられる。底部４の側部に水の流入
口１３が接合し、その流入口を通してこの水処理装置（
１）に処理すべき水が導入される。流入口は濾過スクリ
−ン（１４）を備えている。上部のケ−シング部分３の
上部室７は上側で濾過繊維層１５、１６によって閉じら
れ、その上側に鉱物が収められた濾過室１７が在り、該
濾過室の上側には濾過繊維層１８を備え得る。濾過繊維
層１８は水処理装置１のカバ−１９に直接接続される。 上部室７もしくは濾過室１７の上側のカバ−１９に水の
流出口（２０）が設けられ、浄化され且つ濾過された飲
料水は該流出口から取り出される。

【００１５】カバ−１９はその上にハンドル２１を備え
、該ハンドルから下部および上部のケ−シング部分２、
３を貫通して底部４に延びる連接棒２２が中心に在る。 この連接棒２２は２５で互にねじ結合される上側の棒部
分２３と下側の棒部分２４からなる。上部のケ−シング
部分３には底部２６が備えられ、該底部は連接棒の部分
２３と２４のねじ連結部２５のまわりにくぼみ２７を中
央に有し、且つ中央で高く延びた部分２８になっている
。３０と３１は下部室３から上部室７に到る通路である
。

【００１６】図２ではこの装置１はバケツ型の容器３２
に収められた状態で示され、該容器はハンドル３４を備
えた蓋３３を有し且つ下端に排水口３５を有するのが好
ましい。さらにバケツの内側には装置１の作動に必要な
付属品を受け入れる可撓性の容器３６が備えられる。装
置１と容器３２の壁の間の空間にポップコ−ン３７など
の緩衝材を充填することによって装置１は容器３２内に
耐衝撃およびノイズレスに包装される。

【００１７】陰イオン交換材を再生するため連接棒の上
側の部分２３を下側の部分２４とのねじ係合を外すこと
により、上部のケ−シング部分３はカバ−１９と共に下
部のケ−シング部分２から分離されるので、上部ケ−シ
ング部分３を下部ケ−シング部分２から取り外すことが
できる。次いでこの上部ケ−シング部分３は逆にされ、
即ち図３に示すように、底部２６が上に且つカバ−１９
が下になるように流し口の中に置かれ、そして水ホ−ス
３８が流出口２０と排水口３５の間に接続されるので、
水はこの装置が水の浄化に用いられる方向とは反対の方
向に陰イオン交換材８を流通し、それによって陰イオン
交換材は洗浄され且つ再生される。この再生作業によっ
て下部室（５）に収められた好ましくは銀めっきされた
活性炭素は大きな荷重を受けたり損傷を受けることはな
い。

【００１８】図４は本発明による水処理装置を示すが、
図１の装置とは異なっている。しかし、２つの実施例の
間では多くの点で一致しているので、図１の装置の要素
に一致する要素は図１のものに１００を加えた参照数字
で示してある。図４の実施例は図１の実施例から基本的
には次の点で異なる。即ち、上部室１０７と下部室１０
５は中間底部によって互に分離され、該中間底部は上部
室１０７の底部１２６と室１０５の頂部１３２で構成さ
れる。従ってこの装置の上部１０３と下部１０２は問題
なく分離され且つ取外され、および分離され、閉じられ
るユニットとして扱われる。さらに下部室１１１には流
入口に対し分離した室はないので、導入水は流入口から
直接流入する。この場合室１１１の底部の濾過繊維層は
省かれる。室１１１は砂利で充填され、および上昇流の
原理により、加圧されることなく且つ乱流を生じること
なく、横断面全体にわたり均一に流れる。

【００１９】下部室１０５の頂壁１３２と上部室１０７
の底壁１２６は一致するように配置され且つその間にシ
−ル材１３３を受け入れ、装置からの水の漏出を防ぐ。 下部ケ−シング部分１０２と上部ケ−シング部分１０３
の固定はねじ棒１２２によって行なわれる。通路１３０
、１３１は頂壁１３２と底壁１２６に一致して形成され
る。底壁１２６と頂壁１３２の間の正確な相対位置は回
転ロック１３４によって決められる。１２９は上部ケ−
シング部分１０３のシェルの下部を示す。ハンドル１２
１、カバ−１１９、壁部分１２９、底部１２６および１
３２、さらに持ち上った側壁を有する底部１０４は耐衝
撃プラスチックで作られ、円筒状の壁部分１０２および
１０３、また連接ボルト１２２はステンレス鋼で作られ
る。

【００２０】図５の他の実施例では図４の水処理装置と
ほぼ同じであるが、濾過装置から流出する処理もしくは
浄化された水を他の処理部分に導入して場合によっては
存在し得る細菌やバクテリアを除去し且つ分離するため
、流出口１２０に細菌膜装置１３５が設置される。

【００２１】この実施例では細菌膜装置１３５はカバ−
１１９の外側に設置され且つ流出管１２０に接続される
。細菌膜装置１３５は濾過膜１３７を受け入れるケ−シ
ング１３６を備え、該濾過膜はバクテリアおよび細菌の
濾過材として入手できるような濾過繊維層として又は相
応の他の濾過手段として複数の個々の薄い濾過円板の型
で板状に形成される。ケ−シング１３６の内部の最も高
い位置には排気装置１３８が備えられる。ケ−シング１
３６はカバ−１１９に固定または取外し自在に取付けら
れる。この装置から遠方の側のケ−シング１３６の前壁
１３９は円筒状の延長部１４０を備え、該延長部に流出
管１２０の外側の部分が接続される。

【００２２】

【発明の効果】上記のように本発明によれば、ケ−シン
グ内に活性炭素を含む下部室と陰イオン交換材を含む上
部室を備え、導入される水は下方から上方に流れるので
、構造上単純であると共に有効に作用し、長期にわたり
メンテナンスを要せず、従って長い寿命を有し、経済的
に稼動することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による水処理装置を示す断面図である。

【図２】図１の装置がユニットとして包装物に収められ
た状態を示す断面図である。

【図３】図１の装置の上部室が再生されている状態を示
す図である。

【図４】本発明による水処理装置の他の実施例を示す図
である。

【図５】図４の水処理装置の異なる実施例を示す図であ
る。

【符号の説明】

２　　下部ケ−シング部分 ３　　上部ケ−シング部分 ５　　下部室 ６　　活性炭素 ７　　上部室 ８　　陰イオン交換材 ９　　濾過繊維層 １０　　濾過繊維層 １５　　濾過繊維層 １６　　濾過繊維層

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　水道の水から有害物質、とくに塩素、
   塩素化炭化水素、農薬、除草剤、殺虫剤、重金属および
   硝酸塩などを除く水処理装置であって、カバ−、シェル
   および底部を有するケ−シングからなり、前記カバ−に
   は水の流出口が在り、前記底部にはその流入口に導入管
   の接続部を有し、そして活性炭素および陰イオン交換材
   が備えられ、処理すべき水は流入口から流出口の方向に
   流れて浄化されて流出する水処理装置において、ａ）前
   記ケ−シングは互に分離可能な下部および上部のケ−シ
   ング部分（２、３）を含み、ｂ）前記ケ−シングの内部
   には活性炭素（６）を含む第１の下部室（５）と陰イオ
   ン交換材（８）を含む第２の上部室（７）が在り、そし
   てｃ）それらの２つの室（５、７）はそれらの上部と下
   部で濾過繊維層（９、１０、１５、１６）で閉じられて
   いる、ことを特徴とする水処理装置。
2. 【請求項２】　　特許請求の範囲第１項に記載の水処理
   装置において、前記ケ−シング（２、３）は円筒状に形
   成され且つ２つの前記室（５、７）は上部および下部の
   ケ−シング部分（２、３）のほぼ全容積を占めることを
   特徴とする水処理装置。
3. 【請求項３】　　特許請求の範囲第１項または第２項に
   記載の水処理装置において、鉱物を含む第１の濾過室（
   １１）がケ−シングの底部（４）と下部室（５）の下部
   との間に備えられていることを特徴とする水処理装置。
4. 【請求項４】　　特許請求の範囲第３項に記載の水処理
   装置において、前記第１の濾過室（１１）は濾過繊維層
   （１０）によって下部室（５）から分離されていること
   を特徴とする水処理装置。
5. 【請求項５】　　特許請求の範囲第１項から第４項まで
   のいずれかの項に記載の水処理装置において、ケ−シン
   グの底部（４）に在る流入口（１３）から流入する水道
   の水はケ−シングの横断面の全体にわたり分散し、ケ−
   シング全体を通して均一に且つ同速で下方から上方に流
   れ、そして流出口（２０）からケ−シングを流出するこ
   とを特徴とする水処理装置。
6. 【請求項６】　　特許請求の範囲第１項から第５項まで
   のいずれかの項に記載の水処理装置において、上部室（
   ７）の上に鉱物を含む他の濾過室（１７）が備えられて
   いることを特徴とする水処理装置。
7. 【請求項７】　　特許請求の範囲第１項から第６項まで
   のいずれかの項に記載の水処理装置において、流入口（
   １３）から第１の濾過室（１１）への境および第２の濾
   過室（１７）から流出口（２０）への境にそれぞれ濾過
   スクリ−ンが配置されていることを特徴とする水処理装
   置。
8. 【請求項８】　　特許請求の範囲第１項から第７項まで
   のいずれかの項に記載の水処理装置において、ケ−シン
   グ（２、３）の中心軸線に２つの部分からなる軸（２２
   ）が設置され、カバ−（１９）から突出する軸（２２）
   の上端はハンドル（２１）として形成され、上部室（７
   ）を通る該軸の上側の部分（２３）はハンドル（２１）
   に連結され且つその下側の軸端は下部室を貫通する軸（
   ２２）の下側の部分（２４）に（２５で）取外し自在に
   連結され、および下側の軸部分の下端は下部室（５）を
   貫通してこの装置の底部（４）に取外し自在に連結され
   ていることを特徴とする水処理装置。
9. 【請求項９】　　特許請求の範囲第８項に記載の水処理
   装置において、連結部（２５）はねじ連結部であること
   を特徴とする水処理装置。
10. 【請求項１０】　　特許請求の範囲第１項から第９項ま
    でのいずれかの項に記載の水処理装置において、下部室
    と上部室の境には濾過スクリ−ンが備えられていること
    を特徴とする水処理装置。
11. 【請求項１１】　　特許請求の範囲第８項に記載の水処
    理装置において、上部室（７）は中央の円筒状の突出部
    （２８）の在る底部（２６）を備え、該突出部には下部
    室（５）の上側の縁と共に円筒状の同軸のくぼみ（２７
    ）が形成され、上側および下側の軸部分（２３、２４）
    間のねじ連結部（２５）はこのくぼみ（２７）の中に配
    置されていることを特徴とする水処理装置。
12. 【請求項１２】　　特許請求の範囲第１項から第１１項
    までのいずれかの項に記載の水処理装置において、下部
    室（５）内の活性炭素（６）には細菌およびバクテリア
    の発生を防ぐため銀が備えられていることを特徴とする
    水処理装置。
13. 【請求項１３】　　特許請求の範囲第１２項に記載の水
    処理装置において、銀の割合は活性炭素の重量の約０．
    ３％であることを特徴とする水処理装置。
14. 【請求項１４】　　特許請求の範囲第１項から第１３項
    までのいずれかの項に記載の水処理装置において、陰イ
    オン交換材（８）は強い塩基性であり且つ硝酸塩に選択
    的に作用することを特徴とする水処理装置。
15. 【請求項１５】　　特許請求の範囲第１項から第１４項
    までのいずれかの項に記載の水処理装置において、下部
    および上部の濾過室（１１、１７）内の鉱物は鉱石であ
    ることを特徴とする水処理装置。
16. 【請求項１６】　　特許請求の範囲第１項から第１５項
    までのいずれかの項に記載の水処理装置において、この
    装置（１）はバケツ型の容器（３２）内に設置され、前
    記容器はこの装置の包装としての役割を果し且つこの装
    置の作動に必要なすべての付属品を収めることができ、
    さらに陰イオン交換材（８）の再生用の容器としても用
    いることができ、その際この装置（１）の上部（３、１
    ８）は下部（２、４）から取外されて前記容器内または
    槽内で逆さに置かれることを特徴とする水処理装置。
17. 【請求項１７】　　浄化すべき水道の水を活性炭素およ
    び陰イオン交換材の層を通過させることによって水道の
    水から有害物質、とくに塩素、塩素化炭化水素、農薬、
    除草剤、殺虫剤、重金属および硝酸塩などを除去して水
    を処理する方法において、浄化すべき水道の水は順次に
    濾過繊維層、鉱物を含む下部の層、他の濾過繊維層、活
    性炭素を含む下部室、上部と下部のケ−シング部分間の
    通路、別の濾過繊維層、陰イオン交換材を含む上部室、
    さらに他の濾過繊維層、鉱物を含む上部の層およびその
    層に接合する濾過繊維層を通って流出口に移動され、そ
    して下方から上方に移動される水の流れは上部および下
    部のケ−シング部分の区域においてほぼ連続して一定断
    面の活性炭素充填部と陰イオン交換材充填部を通過する
    ことを特徴とする水処理方法。
18. 【請求項１８】　　特許請求の範囲第１７項に記載の水
    処理方法において、陰イオン交換材の再生のためこの装
    置の上部はその下部から分離され且つ容器または槽の中
    で上下を逆に置かれ、そして逆に置かれた装置のカバ−
    に在る流出口は包装容器を形成するバケツ型の容器から
    の導水管に接続され、およびＮａＣｌを含む水が通常の
    作用方向とは逆向きに上部のケ−シング部分に送られる
    （対向流再生）ことを特徴とする水処理方法。