JPH0596111A - セラミツクフイルターの再生方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 水道水の濾過に使用されたセラミックフィル
ターを洗浄してその濾過機能を有効に再生させる。 【構成】 水道水を濾過した後のセラミックフィルター
１をまず、アルカリ洗浄を行ない、その後に酸洗浄を行
う。アルカリ洗浄によって、目詰まりの原因となってい
る有機物が除去され、また酸洗浄によってＣａ，Ｍｇ，
Ｆｅ等の金属化合物が除去され、洗浄によってセラミッ
クフィルターは再使用が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はセラミックフィルター
の再生方法に関し、特に水道水の浄化に使用されたもの
を再生する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ここ数年来、水道水がまずくなっている
ことが強く指摘されるようになった。その原因としては
塩素、サビ、カルキ臭、細菌等が挙げられている。さら
に、最近では発ガン物質であるトリハロメタンが存在す
ることも指摘されている。こうした事情から、人体にと
っての有害物質を除去する家庭用浄水器が注目されつつ
ある。現在知られている浄水器は、活性炭と中空糸膜フ
ィルターとを併用したタイプのものが多く、活性炭で除
去しきれないサビや細菌を中空糸膜の持つ精密濾過作用
によって除去することができる。その一例としては、特
開平２−１９８６８４号公報のものが挙げられる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、中空糸膜フィ
ルターを用いたタイプのものには、次のような問題点が
ある。中空糸膜も経時的に目詰まりを生じてくると、定
期的に目詰まりを解消してフィルター機能の維持を図ら
ねばならない。目詰まりを除去するためには、薬液洗浄
を行ったり、あるいは目詰まりの原因となった有機分を
焼却によって除去することが考えられる。ところが、中
空糸膜は高分子材料により形成された有機膜であり耐薬
品性、耐熱性の点で乏しいため、このような方式は到底
採用することができない。

【０００４】そこで、洗浄水を通過させることが考えら
れるが、この場合には濾過作用を営んでいるとき以上の
圧力を作用させることになるため、有機膜である中空糸
にこのような高圧を作用させたのでは、膜の細孔を広げ
てフィルター機能を損なう結果となる。この点は、フィ
ルターに逆圧を作用させて洗浄する方式を採っても同様
の結果となる。

【０００５】結局のところ、中空糸膜フィルターは高い
浄化機能を有するものの、目詰まりを生じた場合に再使
用ができず、廃棄せざるを得ないものであり、経済性の
面で問題が大きい。その点、耐薬液性・耐熱性に優れる
セラミックフィルターを浄水器に組込むようにすれば、
目詰まりを生じて回収されたものを洗浄して再度使用す
ることができるようになり、経済的負担が軽くて済む。

【０００６】本発明はこうした事情に鑑みて開発された
ものであり、その目的とするところはセラミックフィル
ターに対する適切な再生方法を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の再生方法は、そ
の工程中にアルカリ性洗浄液による洗浄工程と、この後
の酸性洗浄液による洗浄工程とを含むことを特徴とする
ものである。

【０００８】アルカリ洗浄工程において、水道水を濾過
した後のセラミックフィルターがアルカリ性洗浄液中に
所定の条件で浸漬されると、目詰まりの原因となってい
る有機物および微量ながらもシリコンがそれぞれ溶出さ
れる。アルカリ性洗浄液としては、例えばＮａＯＨ，Ｎ
Ｈ4ＯＨ，ＮａＯＣｌの各水溶液の使用が可能である。
これらは単一種で使用しても所定の洗浄効果を得ること
はできるが、２種以上を混合したものを使用した方がよ
り高い洗浄効果が得られる。

【０００９】またアルカリ洗浄工程については、４００
℃〜１２００℃の加熱温度による焼却工程に代えてもよ
い。セラミックフィルター全体をこの範囲の温度状況下
に晒すことにより、有機物を焼却して排除できる。

【００１０】酸性洗浄液としては、例えばＨＮＯ3 ，Ｈ
Ｃｌの使用が可能であり、そのいずれを使用しても同じ
ような洗浄効果が得られる。アルカリ洗浄工程を経たセ
ラミックフィルターがこの洗浄液中に所定条件下で浸漬
されると、Ｃａ，Ｍｇ，Ｆｅ等の金属イオン化合物が溶
出される。

【００１１】また、洗浄機能を有効に回復させるために
は、アルカリ洗浄を酸洗浄に先行させた順に行う必要が
ある。この理由については、詳細には判明していない
が、酸洗いしたことに伴い有機物質がアルカリ洗浄によ
って有効に除去しきれない状態に変質してしまうと考え
られる。

【００１２】さらに、酸洗浄を行った後にセラミックフ
ィルターを純水中に浸漬して超音波洗浄を行なえば、一
層洗浄効果が高まる。

【００１３】

【実施例】

（セラミックフィルター）洗浄対象となったセラミック
フィルター１は、Ａｌ2Ｏ3 成分を９５％以上含有して
外径が３０mm，全長２５０mmの丸棒状に成形されたもの
であり、図２に示すように、原水が流入する複数本の通
水孔２（孔径３mm，３７穴）が軸方向に沿って貫通して
いる。このフィルターはその膜の構造が、支持層上に細
粒層をコーティングして非対称構造とした、いわゆるモ
ノリス型と呼ばれるものが使用され、その平均細孔径は
約０．５μｍのものが選択された。 −実施例１− 図１には目詰まりを生じたセラミックフィルター１につ
いて行われる、複数工程よりなる再生工程を示した。セ
ラミックフィルター１はまず循環ライン３から吊り下げ
られた多数個のバケット４中に適数本ずつが投入され
る。

【００１４】この後、アルカリ洗浄工程へ移送される。
アルカリ性洗浄液としては、ＮａＯＨを０．５重量％、
ＮａＯＣｌを０．２重量％を混合した水溶液（ＰＨ１
２）が使用され、セラミックフィルター１はバケット４
と共にこの洗浄液中に浸漬される。このとき、洗浄槽内
の温度は５０℃に保持され、浸漬時間は約１時間とし
た。なお、本発明者らの行った実験によると、液温が１
００℃を越えると、洗浄槽およびセラミックフィルター
１が腐食し、逆に１０℃以下では有効な洗浄効果が得ら
れないことが判明しており、また洗浄時間（浸漬時間）
に関しては５分ないし６０分の範囲で行うのが作業効率
の面からも望ましい。

【００１５】アルカリ洗浄を経たセラミックフィルター
１は、５０℃の湯の中に約１時間浸漬されてアルカリ洗
浄液が洗い流された後、酸洗浄の工程へ移送される。

【００１６】この工程において、酸性洗浄液としてはＨ
Ｃｌの１０％（重量％）水溶液が使用され（ＰＨ０．
２）、セラミックフィルター１はこの液中に浸漬され
る。このときの洗浄槽内の温度は常温（約２０℃）であ
り、浸漬時間は約１時間とした。なお、アルカリ洗浄の
場合と同様、液温については１０〜１００℃の範囲が適
切であり、また洗浄時間に関しては少なくとも３０分は
必要であることが確かめられている。

【００１７】酸洗浄を終えたセラミックフィルター１は
３０〜５０℃の湯中に約１時間投じられ、続いて１時間
の水洗い（水温約２０℃）にかけられる。その後、超純
水中に浸漬された状態で超音波洗浄が約３分間行われ、
そのまま約１時間静置される。セラミックフィルター１
はその後に約３時間の乾燥工程（乾燥温度１００℃）を
経てバケット４より取り出される。

【００１８】なお、Ｐは循環ポンプ，６はフィルター装
置である。 （洗浄効果の確認試験）未使用のセラミックフィルター
１に対し、その片側の端面を閉塞しておいた状態で反対
側の端面から水道水を供給する。この場合、濾過圧（セ
ラミックフィルター１の入口側と出口側の差圧）が１Kg
/cm2となるように、かつ水温を約３０℃に保持してお
く。この条件のもとに、セラミックフィルター１へ水道
水を供給した場合において単位時間当たりに得られる浄
水量を測定する。さらに、約６００リットルの通水を継
続した後、再度単位時間当たりの浄水量を測定する。

【００１９】この通水の結果、目詰まりを生じたセラミ
ックフィルター１を前述した洗浄工程を経て洗浄し、再
度同一条件で浄水量の測定を行う。実施例１については
これを６回繰り返し行った。

【００２０】その測定結果は表１に示す通りである。但
し、表中、透過率とは未使用のセラミックフィルター１
に対する１回目の通水時に測定した単位時間当たりの浄
水量を１００とした時の各測定浄水量との比率を示すも
のである。また、括弧内の数字は各バッチごとに約６０
０リットルの通水を行ったときの洗浄前の透過率を示す
ものである。

【００２１】表１に示す通り、実施例１のものは洗浄後
の透過率が高く、きわめて洗浄効果が高い。また、６回
の繰り返しによってもほとんど透過率の低下が見られ
ず、洗浄機能がそのまま維持されていることが分かる。 −実施例２− 実施例２はアルカリ性洗浄液をＮａＯＨ水溶液の１種類
だけを用いることとしたものである。アルカリ洗浄工程
において、セラミックフィルター１はＮａＯＨの０．１
重量％水溶液を、液温約５０℃に保持した中に約１時間
浸漬された。なお、酸洗浄工程においては実施例１と同
様、ＨＣｌ水溶液を使用し、ＨＣｌの１重量％水溶液を
約２０℃に保持した中に同時間浸漬された。他は実施例
１と同一条件で行われた。

【００２２】この実施例２についての測定結果によれ
ば、実施例１の場合よりもやや洗浄再生の面から効果は
劣るものの実用上は問題なく、単一種のアルカリ性洗浄
液の使用が可能であることが確認された。 −実施例３− 実施例３では実施例１において使用したアルカリ性洗浄
液のうち、ＮａＯＨに代えてＮＨ4 ＯＨを使用して洗浄
が行われた。その具体的条件としては、ＮＨ4ＯＨを１
重量％、ＮａＯＣｌを０．５重量％を混合した水溶液
を、液温約５０℃に保持した中に１時間浸漬した。酸洗
浄工程および他の工程は実施例１とすべて同一条件で行
われた。

【００２３】この結果、実施例１の場合よりも僅かに効
果は劣るものの、アルカリ性洗浄液としてＮＨ4 ＯＨの
使用は実用上、充分な洗浄効果が得られることが確認さ
れた。 −実施例４− 実施例４では酸性洗浄液としてＨＣｌに代えてＨＮＯ3
を使用したものであり、酸洗浄工程において、セラミッ
クフィルター１はＨＮＯ3 の１０％水溶液を、液温約２
０℃に保持した中に１時間浸漬した。アルカリ洗浄工程
においては、実施例１と同様、ＮａＯＨとＮａＯＣｌが
使用され、それぞれ１重量％，０．５重量％を混合した
水溶液中に同一条件で浸漬された。他の条件も実施例１
と同一である。

【００２４】この実施例４についての測定結果によれ
ば、実施例１の場合とほとんど洗浄効果に差がなく、し
たがって酸性洗浄液についてはＨＣｌ，ＨＮＯ3のいず
れかの選択的な使用が可能である。 −実施例５− 実施例５はアルカリ洗浄工程に代えて焼却工程を経るよ
うにしたものであり、セラミックフィルター１に付着し
た有機物を焼却によって除去するようにしたものであ
る。すなわち、庫内を約５００℃に保持した電気炉内に
セラミックフィルター１を収納し、約１時間加熱した。
そして、このまま放置して室温にまで冷却した後、酸性
洗浄工程へ移送する。酸性洗浄液はＨＣｌの１０重量％
水溶液が使用され、液温を約２０℃に保持した中に約１
時間浸漬した。

【００２５】結果は、実施例１から実施例４までのいず
れの例よりも僅かとは言え、やや劣るものであった。他
の例よりも再生効果が低下する理由は、アルカリ洗浄を
行った場合には微量ながらシリコンを溶出させることが
可能であるが、シリコンは単に焼却を行っても除去され
ず、むしろその酸化物はその後の酸洗浄によっても溶出
されない形態となる、といったことが考えられる。しか
し、焼却工程を経た再生工程といえども、実用上は充分
な再生効果があることは、表１に現れる結果から明らか
である。

【００２６】

【表１】 （比較例１）比較例１は実施例２の場合からアルカリ性
洗浄液の濃度を低下させた場合の洗浄効果の変化を調べ
たものである。ここでは、アルカリ洗浄工程においてＮ
ａＯＨの０．０５重量％水溶液が使用され、また酸洗浄
工程においてはＨＣｌの０．５重量％の水溶液が使用さ
れた、他の工程はすべて実施例２の場合と同一条件に揃
えた。

【００２７】その結果は表２に示す通り、実施例２の場
合に比べて透過率は約半分に低下して洗浄効果が不十分
であった。このことから、アルカリ性洗浄液の濃度は少
なくとも０．１重量％のアルカリ分を含むことが必要と
思われる。 （比較例２）比較例２はアルカリ洗浄と酸洗浄との工程
順を逆にしたものであり、セラミックフィルター１を酸
洗浄した後にアルカリ洗浄を行うようにしたものであ
る。具体的条件としては、酸洗浄工程においてはＨＣｌ
の１０重量％水溶液を２０℃に保持した中に１時間浸漬
され、またアルカリ洗浄工程においてはＮａＯＨを１重
量％，ＮａＯＣｌを０．５重量％それぞれ混合した水溶
液を約５０℃に保持した中に１時間浸漬した。他の工程
はおよび条件はすべて他の例と同様にして行われた。

【００２８】この結果は表２に示す通り、充分な洗浄効
果が得られなかった。 （比較例３）この例はアルカリ洗浄工程を排したもので
あり、すなわち酸洗浄の工程から洗浄を開始したもので
ある。酸性洗浄液はＨＣｌの１０重量％水溶液が使用さ
れ、液温２０℃で１時間浸漬された。他の工程は上述の
ものと同一である。

【００２９】結果は、酸洗浄のみでは全く不十分な洗浄
効果しか得られないものであった。 （比較例４）この例は酸洗浄工程およびその後の湯洗工
程を排したものである。アルカリ性洗浄液はＮａＯＨの
１重量％のものが使用され、液温５０℃で１時間浸漬し
た。結果は、アルカリ洗浄だけでも比較例３同様、明ら
かに洗浄不足の結果となった。 （比較例５）この例は実施例５、つまりアルカリ洗浄工
程に代えて焼却工程にした場合の焼却温度条件を変更し
たものであり、実施例５における焼却温度が５００℃で
あったのに対し、比較例５では３００℃に設定したもの
である。他の条件は実施例５と同一条件に揃えて試験を
行なった。

【００３０】その結果は、表２に示すように、明らかに
有機物の焼却が不充分と思われる結果となった。発明者
らが追加試験を行った結果、有効な再生効果を得るため
には、少なくとも約４００℃の加熱温度でかつセラミッ
クフィルター１の耐熱性の上限として約１２００℃以下
の加熱条件で行なうことが必要であることが見出だされ
た。

【００３１】

【表２】

【００３２】

【発明の効果】本発明によれば、水道水の通水によって
目詰まりを生じたセラミックフィルターを効果的に再生
して再使用を可能にするため、浄水器の経済性を高める
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の洗浄方法による洗浄工程図

【図２】セラミックフィルターの斜視図

【符号の説明】

１…セラミックフィルター

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水道水を濾過した後のセラミックフィル
   ターを再生する方法において、 アルカリ性洗浄液による洗浄工程と、この後の酸性洗浄
   液による洗浄工程とを含むことを特徴とするセラミック
   フィルターの再生方法。
2. 【請求項２】 水道水を濾過した後のセラミックフィル
   ターを再生する方法において、 ４００℃乃至１２００℃の範囲で加熱する焼却工程と、
   この後の酸性洗浄液による洗浄工程とを含むことを特徴
   とするセラミックフィルターの再生方法。