JPH07204633A - 浄水器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、キレート型イオン交換樹脂と活性炭からなる
第１の浄水槽及び多孔質中空糸膜からなる第２の浄水槽
よりなる浄水器に於て、第１の浄水槽の入水側から順に
キレート型イオン交換樹脂と活性炭を混合した濾過体を
第１層、活性炭を第２層に用いた浄水器に関する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は安全でおいしい水を得る
ための浄水器に関する。更に詳しくは、吸着剤とその順
番を限定することにより、安全性やおいしさを損なう原
因となる化合物を除去できる浄水器に関する。

【０００２】

【従来の技術】水道水中に含まれる残留塩素を除くこと
を主目的とした活性炭浄水器が数年前に発売され使用さ
れたが、厚生省の調査により、長時間使用しなかった場
合に活性炭中に雑菌が発生し、好ましくないことが明ら
かとなった。この雑菌の流出を抑えるために多孔質中空
糸膜等の膜濾過を利用した浄水器が発売され、最近では
このタイプが主流となっている。

【０００３】最近、活性炭収納ユニット、分離濾過膜収
納ユニットに更にイオン交換樹脂収納ユニットを組合せ
たカセット式浄水器が提案されている（実開平３−７９
８９号公報）。まだ数量的に多くはないが、逆浸透膜を
用いた浄水器や天然石、セラミック等を濾材として使用
した浄水器も上市されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のような浄水器に
於て、多孔質中空糸膜等による膜濾過を行っていないも
のは、長時間使用しないと雑菌が繁殖し水道水の初流に
流出してしまうという問題点があった。このような問題
点を解決すべく、多孔質中空糸膜や平膜による精密濾過
を行う浄水器や活性炭に銀を添着する等の方法により抗
菌性を持たせた浄水器が開発され、上市されるようにな
ってきた。

【０００５】活性炭に銀を添着したものは溶出する銀の
量によって抗菌性が異なり、また銀が多量に流出すると
人体にも良くない。膜濾過による方法は膜の使用法、固
定法等に間違いがなければ雑菌等を除去するには充分な
性能を有している。活性炭を使用していれば、その使用
量、性能にもよるが微量溶解しているトリハロメタン、
農薬等の危険性のある有機物を除去することは可能であ
る。

【０００６】然乍、鉛等の重金属の陽イオンや硝酸性窒
素及び亜硝酸性窒素等の陰イオンで溶解性のものは活性
炭、膜濾過によって取り除くことは難しく、殆ど除去で
きていないのが現状であった。これらのイオンを取り除
くために、逆浸透膜を用いた浄水器も開発されている
が、ミネラル分を全て取り除いてしまうので、水が不味
くなり、安全でおいしい水という面では難点があった。

【０００７】また多様な種類の不純物を含有する水源に
用いられる浄水器として、耐圧容器に収納したフィル
タ、活性炭、イオン交換樹脂の順に水道水を流すものが
提案されている（特開昭６１−２５７２８２号公報）。
上記のような浄水器に於ては濾過体の吸着限界が来て
も、味、臭い、色等に極端な変化がないと水の質を判断
しにくい状況にある。本発明者らは、このような状況に
鑑み、安全でおいしい水を得るために検討した結果本発
明に到達したものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、キレー
ト型イオン交換樹脂と活性炭からなる第１の浄水槽及び
多孔質中空糸膜からなる第２の浄水槽よりなる浄水器に
於て、第１の浄水槽の入水側から順にキレート型イオン
交換樹脂と活性炭を混合した濾過体を第１層、活性炭を
第２層に用いたことを特徴とする浄水器である。

【０００９】本発明は、キレート型イオン交換樹脂、活
性炭及び多孔質中空糸膜で構成されることを必須として
いる。キレート型イオン交換樹脂や活性炭のみでは上述
したように雑菌の発生があった場合に浄水器からの初流
に雑菌が流出してしまい安全面から見て好ましくない。
活性炭と多孔質中空糸膜のみでは鉛等の重金属の溶解性
陽イオンは取り除くことが難しいという問題点がある。

【００１０】さらにキレート型イオン交換樹脂と多孔質
中空糸膜のみの場合はトリハロメタン、農薬等が吸着で
きない他、残留塩素も充分に除去できないので好ましく
ない。本発明のキレート型イオン交換樹脂、活性炭及び
多孔質中空糸膜のうち、第２の浄水槽にある多孔質中空
糸膜は浄水器の最終段に存在していることが必要であ
る。

【００１１】第１の浄水槽の入水側からキレート型イオ
ン交換樹脂と活性炭は混合した濾過体を第１層、活性炭
を第２層として充填されている必要がある。第１層を混
合せずに充填した時には、キレート型イオン交換樹脂を
第１の浄水槽の入水側に配した場合、濾過するための水
道水に殺菌剤として投入されている塩素の影響で、イオ
ン交換樹脂が酸化分解され、流出水が着色したり、臭気
がついたりすることがあり好ましくない。

【００１２】また活性炭が第１の浄水槽の入水側にあ
り、第１の浄水槽の出水側にイオン交換樹脂がある場
合、イオン交換樹脂に含まれている分解物、低分子化合
物が流出し、浄水器本体から流出するため、流出水が着
色したり、臭気がついたりすることがあるので好ましく
ない。

【００１３】本発明の浄水器は、第１の浄水槽の第１層
の活性炭で、イオン交換樹脂の酸化分解を促進する塩素
の除去並びにイオン交換樹脂に含まれている分解物、低
分子化合物を吸着除去し、第２層で更に吸着を行うた
め、浄水器より流出する水は着色、臭気共に除去された
極めておいしい水が得られるものである。

【００１４】本発明で用いるキレート型イオン交換樹脂
は除去したい物質に対応するものであれば、特に限定さ
れるものではないが、一般的によく用いられているイミ
ノ二酢酸タイプのキレート型イオン交換樹脂が好まし
い。キレート型イオン交換樹脂は一般にナトリウム塩と
して販売されているが、イオン交換によりナトリウムが
流出し、飲用に供すると血圧の上昇等の問題が発生する
ことがあるのであまり好ましくない。

【００１５】ナトリウムを流出させないために酸型のキ
レート型イオン交換樹脂を用いると、流出液のｐＨが５
程度になってしまうので、水道水質基準からはずれ、刺
激も強くなるのであまり好ましくない。キレート型イオ
ン交換樹脂を用いる場合は、溶出イオンが水のおいしさ
を向上すると共に健康面でも日本人に不足しがちなカル
シウムを補充するので、カルシウム塩型とすることが好
ましい。

【００１６】このように水道水を安全でおいしく飲むた
めには、キレート型イオン交換樹脂として、カルシウム
塩型のキレート型イオン交換樹脂を用いるのが最も好ま
しい。本発明で使用する活性炭は、残留塩素を還元する
能力、トリハロメタンや農薬等の有害物を吸着する能力
を持っていれば特に限定されるものではなく、形態的に
は粉末状、粒状、繊維状、成形炭等の活性炭が使用でき
る。

【００１７】原料的にも特に限定されるものではなく、
ヤシガラ活性炭、骨炭、木炭系のもの等の天然物系活性
炭、ピッチ系、石油コークス系、樹脂やゴム等の焼成賦
活活性炭等の合成活性炭等が使用できる。賦活方法につ
いても特に限定されず、水蒸気賦活、化学的賦活等の賦
活法が用いられる。

【００１８】浄水器として用いた場合に、通水する水の
活性炭内の通過速度が通常の活性炭の使用法に比べて非
常に大きいので嵩密度の大きいものが好ましく、水道水
圧との関連から圧力損失は小さいものが好ましい。吸着
物質は比較的分子量の小さいものが多く、コスト面を含
めると水蒸気賦活した粒状ヤシガラ活性炭が現状では最
も好ましい。

【００１９】第１の浄水槽に用いる活性炭は主に吸着除
去すべき物質に対応した活性炭を用いることが好まし
い。本発明の活性炭は抗菌性を付与するために銀等の重
金属を添着したものでも構わないが、あまり大量の重金
属が溶出するものは好ましくない。抗菌性を付与したも
のは比較的好ましく用いられる。

【００２０】本発明の活性炭とキレート型イオン交換樹
脂の混合比率は下式を満足するものが好ましい。 ０．３≦Ｃ／Ｒ≦３ ［Ｃ：活性炭重量（ｇ）、Ｒ：キレート型イオン交換樹
脂容積（ml）］ 混合比率が０．３未満では、イオン交換樹脂の能力と活
性炭の吸着能力の差が大きくなり濾過体の寿命が一方に
律速され、また、イオン交換樹脂に含まれる分解物、低
分子化合物が第２層の活性炭にても吸着しきれずに流出
し、浄水器本体から流出するため、流出水が着色した
り、臭気がついたりすることがあるのであまり好ましく
ない。

【００２１】また、混合比率が３を超える場合には、第
２層の活性炭を考慮するとイオン交換樹脂の能力と活性
炭の吸着能力の差が大きくなり濾過体の寿命が一方に律
速されるためあまり好ましくない。本発明では多孔質中
空糸膜を用いなければならない。多孔質平膜を用いた場
合は充分な濾過膜面積を得られない場合があるので好ま
しくない。

【００２２】本発明の多孔質中空糸膜は雑菌等の微小物
質が除去できれば特に限定されるものではなくポリエチ
レン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系、ポリスル
ホン系等の多孔質中空糸膜が用いられる。これらの多孔
質中空糸膜は、通水性能を向上するために例えばエチレ
ン−酢酸ビニル共重合体鹸化物（＝エチレン−ビニルア
ルコール系共重合体）等で親水化されていることが好ま
しい。

【００２３】本発明は第１層としてキレート型イオン交
換樹脂と活性炭、第２層として活性炭を充填した第１の
浄水槽及び多孔質中空糸膜を収めた第２の浄水槽を組み
合わせた形のものであり、第１の浄水槽の流出水が第２
の浄水槽に流入する形となる。

【００２４】本発明では、第１の浄水槽と第２の浄水槽
の間に流量センサー又は定流量弁と圧力スイッチを設け
ることが好ましい。流量センサーの積算濾過流量又は一
定流量で流れていることを検知できる圧力スイッチの積
算稼動時間により濾過体の寿命を検知することによっ
て、濾過体の寿命を把握できる。

【００２５】上記の検知手段を第１の浄水槽の一次側に
配した場合、キレート型イオン交換樹脂、活性炭の圧力
損失及び多孔質中空糸膜の圧力損失があるため、充分な
検知が出来ない可能性があり好ましくない。

【００２６】上記の点に関しては第２の浄水槽の二次側
に配することが好ましいが、多孔質中空糸膜通過後に水
が滞留し易い部分を作ることは雑菌の発生上好ましくな
い。多孔質中空糸膜による圧力損失はあるものの、第１
の浄水槽と第２の浄水槽の間に配することが好ましい。

【００２７】本発明の流量センサ−又は圧力スイッチか
らの信号は制御部及び表示部に浄水器の寿命を知らせる
手段を持ち、光の点灯や音声により知らせるものであ
る。また、本発明のキレート型イオン交換樹脂、活性炭
及び多孔質中空糸膜以外に一次フィルターやセラミッ
ク、天然石等を同時に用いても構わない。

【００２８】水道水は、図１に示すように、入水口
（８）より入水し、第１の浄水槽（２）内の活性炭とキ
レート型イオン交換樹脂を混合した濾過体（６）、活性
炭（４）を通過し、配水管中の流量センサー（１１）を
経由して、多孔質中空糸膜（１０）を収めた第２の浄水
槽（９）に入り、多孔質中空糸膜（１０）で濾過された
後、浄水吐水口（１３）より流出する。

【００２９】

【実施例】以下本発明を実施例により具体的に説明す
る。 ［実施例１］本発明の実施例の一例の断面図を図１に示
した。キレート型イオン交換樹脂と活性炭の混合物
（６）及び活性炭（４）を充填した第１の浄水槽（２）
と多孔質中空糸膜（１０）を収めた第２の浄水槽（９）
は配水管によってつながれ、外容器（１）に収納されて
いる。

【００３０】第２の浄水槽（９）に親水化を施したポリ
エチレン製多孔質中空糸膜（１０を２液型ポリウレタン
樹脂で固定し、一端を切断、開放したものを用いた。第
１の浄水槽（２）には一次側から１５０メッシュのナイ
ロンメッシュを貼付した樹脂枠（７）を設置し、活性炭
２００ｇとキレート型イオン交換樹脂３００ｍｌを混合
した濾過体（６）を充填し、同様に作製した樹脂枠
（５）を第１層と第２層の境に設け、活性炭（４）を充
填した後該樹脂枠と同様に作成した樹脂枠（３）を活性
炭（４）が流出しないように挿入した。

【００３１】第１の浄水槽（２）と第２の浄水槽（９）
を配水管でつなぎ、その配水管の途中に羽根車式の流量
センサー（１１）を設けた。流量センサー（１１）の出
力信号は表示及び制御部（１２）にて流量を積算し、浄
水器の寿命表示を行う。

【００３２】キレート型イオン交換樹脂としては、三菱
化成（株）製ダイヤイオンＣＲ１１を下記の方法でカル
シウム塩型としたものを用いた。市販のダイヤイオンＣ
Ｒ１１を１ｌガラス漏斗に入れ４Ｎ塩酸水溶液１．０ｌ
（樹脂の交換容量の約４倍当量、以下括弧内の当量数は
対イオン交換樹脂の交換容量）を２００ｍｌ／分の通水
速度で通水した。

【００３３】その後イオン交換水１０ｌを２００ｍｌ／
分の通水速度で通水洗浄した後、４Ｎ水酸化ナトリウム
水溶液１ｌ（約４倍当量）を２００ｍｌ／分の速度で流
し、ナトリウム塩型とした。更に２００ｍｌ／分の通水
速度でイオン交換水１０ｌで洗浄し、４Ｎ塩酸水溶液
１．０ｌ（約４倍当量）通水後イオン交換水１０ｌで洗
浄した。

【００３４】得られた酸型の強酸性キレート型イオン交
換樹脂に３モル／ｌ塩化カルシウム水溶液１ｌ（約６倍
当量）を１００ｍｌ／分の通水速度で通水した。その後
イオン交換水１０ｌを２００ｍｌ／分の速度で通水洗浄
した。塩化カルシウム溶液並びにイオン交換水通水時の
流出液全てを集めて、キレート滴定法（浄水試験法に準
拠）にてカルシウムイオン濃度を測定し、キレート型イ
オン交換樹脂に捕捉されているカルシウム量を逆算した
ところ、０．４８ｍｏｌ／ｌ−イオン交換樹脂交換され
ていた。

【００３５】活性炭はクラレケミカル社製クラレコール
Ｔ−ＳＢ４８／１００を市販のまま用いた。キレート型
イオン交換樹脂と活性炭を計量し、両者がほぼ均一に混
合するまで混合したものを用いた。

【００３６】こうして得た浄水器の試験結果を以下に示
した。試験に際して、通水速度を４ｌ／分とした。流量
センサーから得た信号の積算流量が８ｍ³ の時点をカー
トリッジ寿命として設定した。

【００３７】（１）残留塩素除去能力 ２．０±０．２ｐｐｍ残留塩素含有水を通水し、流出水
の残留塩素濃度を測定した。尚、残留塩素はｏ−トリジ
ン法により測定した。８ｍ³ 通水時の流出水の残留塩素
濃度は０．０１ｐｐｍ以下であった。

【００３８】（２）除菌能力 Pseudomonas diminuta IFO 14213１．７×１０⁷ ヶ／ｍ
ｌを含む水６ｌを通水したが、流出水の菌数は０ヶ／ｍ
ｌであった。

【００３９】（３）鉛除去能力 鉛濃度として１５０ｐｐｂに調製した塩化鉛水溶液を通
水した。８ｍ³ 通水時の流出水の鉛濃度は１０ｐｐｂ以
下であった。

【００４０】（４）トリハロメタン除去能力 クロロホルムを６０ｐｐｂに調製した溶液を通水した。
８ｍ³ 通水時の流出水のクロロホルム濃度は５ｐｐｂ以
下であった。

【００４１】（５）カートリッジ寿命表示 市販の積算流量計を用いて、本装置のカートリッジ寿命
表示を確認したところ、７９７８ｌであった。

【００４２】

【発明の効果】本発明は活性炭とキレート型イオン交換
樹脂を混合した濾過体、活性炭、多孔質中空糸膜という
構成の新規な浄水器であり、活性炭を大量に用いて充分
な吸着性能をもたせながらコンパクトであり、さらにカ
ートリッジ寿命検知機を取り付け、これまで除去の難し
かった溶解イオン性有害物質をも除去でき、有害物質が
流出しても判らずに飲用してしまうことを防げるように
した画期的な浄水器である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の浄水器の一例を示す断面図である。

【符合の説明】

１ 浄水器外容器 ２ 第１の浄水槽 ３ ５ ７ 樹脂枠 ４ 活性炭 ６ 活性炭とキレート型イオン交換樹脂を混合した
濾過体 ８ 水道水流入口 ９ 第２の浄水槽 １０ 多孔質中空糸膜 １１ 流量センサー １２ 表示及び制御部 １３ 吐水口

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 キレート型イオン交換樹脂と活性炭から
   なる第１の浄水槽及び多孔質中空糸膜からなる第２の浄
   水槽よりなる浄水器に於て、第１の浄水槽の入水側から
   順にキレート型イオン交換樹脂と活性炭を混合した濾過
   体を第１層、活性炭を第２層に用いたことを特徴とする
   浄水器。
2. 【請求項２】 第１の浄水槽と第２の浄水槽の間に流量
   センサー又は定流量弁と圧力スイッチを設けた請求項１
   記載の浄水器。
3. 【請求項３】 キレート型イオン交換樹脂がカルシウム
   塩型である請求項１記載の浄水器。
4. 【請求項４】 キレート型イオン交換樹脂と活性炭の混
   合比率が下式を満足する請求項１記載の浄水器。 ０．３≦Ｃ／Ｒ≦３ ［Ｃ：活性炭重量（ｇ）、Ｒ：キレート型イオン交換樹
   脂容積（ml）］