JPH04326980A - 浄水器 - 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】この発明は、水道水、雨水等の水
を簡易に且つ迅速に浄化するための複数種の濾材を利用
した浄水器に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、浄水器は濾材により水中の異物
、臭気成分を除いて水質を改善する。濾過剤や吸着剤と
して活性炭、ゼオライト等の顆粒層や膜状の微細孔を通
して微粒子の除去を行う。そして、水道等の蛇口にホー
スを連結し、水道水等の水を引き込み、該水に含んでい
るごみ等を除去するフィルタ、カルキ臭、臭い、有機物
等を除去する活性炭、次いで再びごみ等を除去するフィ
ルタを通して浄化処理する浄水器は既に開示されている
。例えば、有機物除去を目的とした粒状活性炭と繊維状
活性炭を使用することによる浄水処理方法として、特開
昭６０−６４６８６号公報に開示されたものがある。 また、水道水等の水の水処理として、特開昭６０−６８
０９３号公報、特開昭６０−２６１５８６号公報に開示
されたものがある。

【０００３】特開昭６０−６４６８６号公報には、浄水
処理方法が開示されている。該浄水処理方法は、水中有
機物の除去を目的とした活性炭処理に関するものであり
、原水を粒状活性炭により処理した後、繊維状活性炭に
より処理するものである。更に、活性炭処理は、原水を
上層に粒状活性炭を且つ下層に繊維状活性炭を充填した
複層式活性炭層に下向流で通水して行われるものである
。繊維状活性炭層は、粒状活性炭層の支持層として使用
されている。

【０００４】まず、特開昭６０−６８０９３号公報に開
示された水処理システムについて概説すると、この水処
理方法は、被処理水を細菌を通過せしめない多孔質中空
糸膜から成る濾過部により濾過し、次に活性炭層を通し
、しかる後、ポリオレフィンから成る多孔質中空糸膜か
ら別の濾過部により濾過するものである。

【０００５】また、特開昭６０−２６１５８６号公報に
開示された水中から金属、金属イオン及び有機塩素を除
去する水処理方法が示されている。該水処理方法は、粘
土、珪石等の無機材に気孔形成用材料を添加して焼成す
ることにより、ＳｉＯ２　、Ａｌ２　Ｏ３　を主成分と
して持つポーラスなセラミックを生成せしめ、このセラ
ミックに炭素分を介在したものを濾材として用い水道水
等の水を自然濾過又は加圧濾過で濾材と接触させ、水中
から金属、金属イオン及び有機塩素を除去するものであ
る。ポーラスなセラミックと炭素分としての活性炭を層
状又は混合状態にして用いたものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、最被処理水
を細菌を通過せしめない上記多孔質中空糸膜から成る濾
過部により濾過した場合には、該多孔質中空糸膜で細菌
を除去できるものである。しかしながら、０．１μ程度
の大きさのバクテリアの除去には更に小さい孔径の中空
糸膜等の精密濾過膜或いは限外濾過膜が使用されるが、
濾過処理を続けると微細孔が閉塞して流量が減少して目
詰まりを起こすようになる。また、粘土、珪石等の無機
材に気孔形成用材料を添加して焼成することにより、Ｓ
ｉＯ２　、Ａｌ２　Ｏ３　を主成分として持つポーラス
なセラミックに炭素分を介在したものを濾材として用い
、水道水等の水を自然濾過又は加圧濾過で濾材と接触さ
せることにより水中から金属、金属イオン及び有機塩素
を除去しているが、同様に、濾過処理を続けると微細孔
が閉塞して流量が減少して目詰まりを起こすようになる
。

【０００７】ところで、上記のような中空糸膜、多孔質
セラミックス等の精密濾過膜或いは限外濾過膜の微細孔
による濾過水は、バクテリヤ等も除去され、極めて水は
清浄になるが、微細孔の閉塞が短期間に発生し、濾過処
理ができなくなる。繊維状活性炭や粒状活性炭を濾材と
して使用する場合に、該活性炭が低密度、例えば、０．
１ｇ／ｍｌであると、濾過の前処理では数１０μ以下の
粒子は除去できず、下流の精密濾過膜が短期で目詰まり
を起こし、高価な精密濾過膜を短期間に使用できないも
のにし、浄水器はコストの高いものになるという問題が
ある。

【０００８】そこで、この発明の目的は、上記の課題を
解決することであり、水中に含まれるごみ等の異物、臭
気成分、有機物等を繊維状活性炭によって除去し、次い
で、中空糸膜、多孔質セラミックス等の精密濾過膜或い
は限外濾過膜を通して細菌等を完全に除去するものであ
り、繊維状活性炭を上流室に高密度に充填して除去可能
な下限粒子径を数μ程度とし、下流室の精密濾過膜或い
は限外濾過膜の目詰まりによる流量減少を長期間にわた
って防止することができる浄水器を提供することである
。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記の目的
を達成するために、次のように構成されている。即ち、
この発明は、水を取り入れる入口と水を取り出す出口を
備えたケース内を前記入口を備えた上流室と該上流室に
連通する前記出口を備えた下流室に分割し、前記上流室
に濾材として繊維状活性炭を収容し、且つ前記下流室に
濾材として精密濾過膜や限外濾過膜を収容したことを特
徴とする浄水器に関する。

【００１０】また、この浄水器において、前記繊維状活
性炭として線径５〜３０μで且つ長さ約１０ｍｍ以下の
短繊維を使用し、該短繊維を充填密度０．１５〜０．４
ｇ／ｃｍ３　の成形体に加圧圧縮して成形するか、或い
はフェルト状に編組或いは積層したものである。

【００１１】或いは、この発明は、水を取り入れる入口
と水を取り出す出口を備えたケース及び該ケース内に配
置された濾材を収容したカートリッジから成る浄水器に
おいて、前記カートリッジはフィルタで入口を備えた上
流室と出口を備えた下流室に分割され、前記上流室に濾
材として繊維状活性炭を収容し且つ前記下流室に濾材と
して精密濾過膜や限外濾過膜を収容したことを特徴とす
る浄水器に関する。

【００１２】場合によっては、この浄水器において、繊
維状活性炭の上流側に第１フィルタを配置することもで
き、また、繊維状活性炭と精密濾過膜や限外濾過膜との
間に第２フィルタを配置することもできる。

【００１３】

【作用】この発明による浄水器は、上記のように構成さ
れており、次のように作用する。即ち、この浄水器は、
水を取り入れる入口と水を取り出す出口を備えたケース
内を前記入口を備えた上流室と該上流室に連通する前記
出口を備えた下流室に分割し、前記上流室に濾材として
繊維状活性炭を収容し、且つ前記下流室に濾材として精
密濾過膜や限外濾過膜を収容したので、上流室に配置し
た前記繊維状活性炭を高密度に充填して除去可能な下限
粒子径を数μ程度とし、精密濾過膜や限外濾過膜のプレ
フィルタとして機能させることができる。繊維状活性炭
は、吸着作用及び触媒作用によるカビ臭、溶解有機物、
カルキ臭を除去し、高密度の繊維間隙により粘土、カオ
リン粒子等の１０〜３μ程度の粒子、より大きな径の赤
水に含まれる鉄錆、水酸化鉄の粒子即ち粗粒子を効率的
に捕捉する。次いで、次段階で下流室の精密濾過膜や限
外濾過膜によって１〜０．０１μの極微粒子の精密濾過
が行われる。精密濾過膜や限外濾過膜の目詰まりによる
流量減少を長期間にわたって防止することができる。そ
して、最後に精密濾過膜或いは限外濾過膜によって完全
に除菌等の濾過をすることができる。

【００１４】また、この浄水器は、繊維状活性炭として
線径５〜３０μで且つ長さ約１０ｍｍ以下の短繊維を使
用し、該短繊維を充填密度０．１５〜０．４ｇ／ｃｍ３
　の成形体に加圧圧縮して成形するか、或いはフェルト
状に編組或いは積層したものであるので、繊維状活性炭
の繊維間の間隙をミクロン程度の極微細孔に形成するこ
とができ、前記繊維状活性炭を精密濾過膜や限外濾過膜
のプレフィルタとして機能させて極めて好ましいもので
ある。即ち、原水に含まれる数ミクロン以上の粒子が上
記繊維状活性炭で除去され、精密濾過膜や限外濾過膜の
負担が軽減され、目詰まりに到るまでの原水の濾過量が
大幅に増大される。繊維状活性炭は、厚さ方向で連続的
にミクロン単位粒子を捕捉し、急激な目詰まりを起こす
ことがなく、精密濾過膜や限外濾過膜への流量は変わら
ず、精密濾過膜や限外濾過膜を能率良く長期に使用する
ことができる。

【００１５】この浄水器において、繊維状活性炭の上流
側に配置した第１フィルタは、粗大異物を除去するため
であり、例えば、１５０ミクロン程度の孔径のものを使
用する。該第１フィルタの下流に配置した高密度の繊維
状活性炭で数ミクロン以上の粒子を除去し、また、高密
度の繊維状活性炭の下流に該繊維状活性炭の通過を阻止
するため第２フィルタを配置する。該第２フィルタは、
例えば、１００ミクロン程度の孔径のものを使用する。 更に、第２フィルタの下流に精密濾過膜や限外濾過膜を
配置する。該精密濾過膜や限外濾過膜は、例えば、１〜
０．０１ミクロン程度の孔径のものを使用する。

【００１６】また、高密度の繊維状活性炭は、数ミクロ
ン以上の粒子を捕捉するが、吸着と篩分け作用で目詰ま
りに先立ち、極微細粒子が流出し、濁り度即ち濁度３〜
５度（カオリン粉末１ｍｇ／リットルの濁りを濁度１度
とする）となっても通水抵抗は余り変わらず目詰まりを
起こさない。また、高密度の繊維状活性炭は、粒状活性
炭と異なり、水道、みず道等の短絡を生じないので、濾
材各部が均等に接触し、吸着作用、触媒作用が平均して
行われ、高効率となる。

【００１７】更に、精密濾過膜や限外濾過膜は、１〜０
．０１ミクロンの微細孔で篩分けされるので、ミクロン
単位のカオリン粒子により濁度０．２〜０．３度で目詰
まりによる流量減少が発生する。そこで、高密度の繊維
状活性炭を精密濾過膜や限外濾過膜のプレフィルタとし
て使用することによって、原水の総濾過量は、精密濾過
膜や限外濾過膜を単独で使用する場合の数倍にも増大さ
せることができた。

【００１８】

【実施例】以下、図面を参照して、この発明による浄水
器の実施例を説明する。図１はこの発明による浄水器の
一実施例を示す概略断面図である。図１において、この
発明による浄水器は、ケース１０を有し、該ケース１０
の上部には原水を取り入れる入口５が設けられ、下部に
は水を取り出す出口６が形成されている。この浄水器に
おいて、ケース１０は２つの上流室２と下流室４に二分
割され、入口５が形成された側の上部には上流室２が形
成され、また、出口６が形成された側の下部には上流室
２に連通する下流室４が形成されている。上流室２には
、濾材として繊維状活性炭７が収容され、また、下流室
４には、濾材として精密濾過膜や限外濾過膜８が収容さ
れている。更に、入口５が形成される入口部にはフィル
タ１が配置され、また、上流室２と下流室４との境界部
にはフィルタ３が配置されている。

【００１９】この浄水器において、原水の入水側に配置
されたフィルタ１及び中間部に配置されたフィルタ３は
、テトロン布製フィルタである。上流室２には濾材とし
て繊維状活性炭７が配置され、また、下流室４には濾材
として精密濾過膜や限外濾過膜である中空糸膜フィルタ
８が配置されている。繊維状活性炭７としては、繊維の
線径５〜３０μで且つ長さ約１０ｍｍ以下の短繊維が使
用されており、繊維状活性炭７の充填密度は０．１５〜
０．４ｇ／ｃｍ３　であり、高密度に構成されている。 この繊維状活性炭７は、短繊維を無作為に充填して加圧
圧縮して成形体に成形するか、或いは、フェルト状、ク
ロス状に編組或いは積層して形成し、その場合、活性炭
繊維間の間隙をミクロンオーダの極微細孔に形成し、下
流に配置した精密濾過膜である中空糸膜フィルタ８のプ
レフィルタとして機能させるものである。

【００２０】この発明による浄水器について、フィルタ
１，３、繊維状活性炭７及び中空糸膜フィルタ８の具体
的な一実施例を説明する。フィルタ１は１５０ミクロン
の孔径を有するテトロン布製フィルタであり、また、フ
ィルタ３は１００ミクロンの孔径を有するテトロン布製
フィルタである。繊維状活性炭７は、繊維の線径５〜３
０ミクロンで且つ長さ１０ｍｍ以下のｍｍオーダの繊維
状活性炭２０ｇｒを１００ｍｌ容積に圧縮して成形した
ものである。中空糸膜フィルタ８は、０．０７μ以下で
且つ有効膜面積０．２ｍ２　を使用する。

【００２１】この浄水器による濁度除去性能を、社団法
人日本水道協会浄水器型式審査基準により測定し、結果
を表１に示す。濁度除去性能に関する上記基準は、数ミ
クロン前後のカオリン粒子を水に懸濁させた濁度１０度
の水（カオリン量１０ｍｇ／水１リットル）を通水して
流量が初期の１／２になるまで総濾過量で示すものであ
る。或いは、濁度１０度の水を濾過し、２度になるまで
の総濾過水量で示すものである。

【表１】

【００２２】表１から分かるように、この発明による浄
水器については、濁度除去性能の測定の結果は、１１０
０リットル、１５００リットルであった。比較例１は、
実施例１と同様の中空糸膜フィルタ８を単体で使用した
場合であり、濁度除去性能の測定の結果は、２００リッ
トルであった。比較例２は、繊維状活性炭７で充填密度
０．０９のものを作り、該繊維状活性炭７を単体で使用
した場合であり、濁度除去性能の測定の結果は、５０リ
ットルであった。比較例３は、３０〜６０メッシュの粒
状活性炭のみを充填して使用し、充填密度０．４８のも
のを作った場合である。また、比較例４は、６０〜１０
０メッシュの粒状活性炭のみを使用し、充填密度０．５
０のものを作った場合であり、比較例４は特殊バインダ
で固化成型したものを使用した。濁度除去性能の測定の
結果は、濁度１０度の水を濾過後、比較例３は６度にな
り、また、比較例４は３度となったが、両者とも濁度除
去性能の基準２度に達しなかった。

【００２３】次に、図２を参照して、この発明による浄
水器の別の実施例を説明する。図２は図１の浄水器の使
用状態の一実施例を示す概略断面図である。この発明に
よる浄水器は、図２に示すように、図１に示すケース１
０を外筒２０に交換可能に取付け配置できるカートリッ
ジとして使用したものである。外筒２０の上部には、水
を取り入れる入口１１を備えた上蓋１２が取外し可能に
取付けられている。上蓋１２の入口１１には、例えば、
水道の蛇口等に連結できるように構成することができる
。また、外筒２０の下部には、浄水された水を放水する
出口１３を備えた下蓋１４が取外し可能に取付けられて
いる。下蓋１４の出口１３には、例えば、蛇口、水栓等
に連結できるように構成することができる。浄水器のカ
ートリッジを構成するケース１０は、外筒２０から上蓋
１２又は下蓋１４を取り外すことによって外筒２０内に
設置できるように構成されている。図２では、ケース１
０をカートリッジとして使用する場合の概略を示したも
のであり、外筒２０から水が漏洩しないように、パッキ
ン等を介在させることができるものである。

【００２４】また、この発明による浄水器については、
浄水器の使用状態では、該浄水器を横置き、或いは上下
を逆にした状態でも使用でき、カートリッジを構成する
ケース１０を収容する外筒、上蓋及び下蓋もその設置状
態に応じて設計変更できることは勿論である。また、ケ
ース１０は、図２に示すようなカートリッジとしてでな
く、みず道等に直接配置して使用することも可能であり
、或いは、該ケース１０をみず道等に複数個並置して使
用することも可能である。何れにしても、この浄水器を
使用する場合には、水の流れの上流側に繊維状活性炭７
を配置し、下流側に中空糸膜フィルタ８を配置すればよ
いものである。

【００２５】

【発明の効果】この発明による浄水器は、上記のように
構成されており、次のような効果を有する。即ち、この
浄水器は、水を取り入れる入口と水を取り出す出口を備
えたケース内を前記入口を備えた上流室と該上流室に連
通する前記出口を備えた下流室に分割し、前記上流室に
濾材として繊維状活性炭を収容し、且つ前記下流室に濾
材として精密濾過膜や限外濾過膜を収容したので、繊維
状活性炭は高密度に充填状態に成形され、粒状活性炭で
は除去できない数ミクロン径の微粒子除去が可能である
。更に、捕捉できずに流出するようになっても目詰まり
を起こさないから、精密濾過膜の濾過効率を妨げずに交
換までの期間を大幅に延長でき、寿命を延ばすことがで
きる。また、活性炭本来の吸着作用、触媒効果は活性炭
自体にみず道ができない即ちショートパス現象が発生し
ないから、効率良く濾過が行われる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による浄水器の一実施例を示す概略断
面図である。

【図２】この発明による浄水器の別の実施例を示す概略
断面図である。

【符号の説明】

１　　　　フィルタ ２　　　　上流室 ３　　　　フィルタ ４　　　　下流室 ５　　　　入口 ６　　　　出口 ７　　　　繊維状活性炭 ８　　　　中空糸膜フィルタ（精密濾過膜、限外濾過膜
）１０　　ケース ２０　　外筒

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　水を取り入れる入口と水を取り出す出
   口を備えたケース内を前記入口を備えた上流室と該上流
   室に連通する前記出口を備えた下流室に分割し、前記上
   流室に濾材として繊維状活性炭を収容し、また前記下流
   室に濾材として精密濾過膜や限外濾過膜を収容したこと
   を特徴とする浄水器。
2. 【請求項２】　　前記繊維状活性炭の充填密度は０．１
   ５〜０．４ｇ／ｃｍ３である請求項１に記載の浄水器。
3. 【請求項３】　　前記繊維状活性炭として線径５〜３０
   μで且つ長さ約１０ｍｍ以下の短繊維を使用し、該短繊
   維を充填密度０．１５〜０．４ｇ／ｃｍ３　の成形体に
   成形した請求項１に記載の浄水器。
4. 【請求項４】　　前記繊維状活性炭として線径５〜３０
   μで且つ長さ約１０ｍｍ以下の短繊維を使用し、該短繊
   維を充填密度０．１５〜０．４ｇ／ｃｍ３　に編組或い
   は積層した請求項１に記載の浄水器。
5. 【請求項５】　　水を取り入れる入口と水を取り出す出
   口を備えたケース及び該ケース内に配置された濾材を収
   容したカートリッジから成る浄水器において、前記カー
   トリッジはフィルタで入口を備えた上流室と出口を備え
   た下流室に分割され、前記上流室に濾材として繊維状活
   性炭を収容し、また前記下流室に濾材として精密濾過膜
   や限外濾過膜を収容したことを特徴とする浄水器。