JPH07204634A - 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
活性炭を第１層、キレート型イオン交換樹脂を第２層、
活性炭を第３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
番を特定することにより、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、多孔質中空糸膜等の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濾過体の吸着限界がきても、味、
臭い、色等に極端な変化がないと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活性炭を第１層、
キレート型イオン交換樹脂を第２層、活性炭を第３層に
用いた浄水器にある。

【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活性炭を第１
層、キレート型イオン交換樹脂を第２層、活性炭を第３
層として充填されている必要がある。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
し、第２層のキレート型イオン交換樹脂で重金属を更に
水中の不純分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するため、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。

【００１５】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。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では、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。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。

【００２１】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の鹸
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。

【００２２】本発明は第１層として活性炭、第２層とし
てキレート型イオン交換樹脂、第３層として活性炭を充
填した第１の浄水槽と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。

【００２３】本発明では、第１の浄水と第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。

【００２４】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。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。

【００２５】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、本発明の陽イオン交換樹脂、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。

【００２６】水道水は、図１に示すように、入水口（１
０）より入水し、第１の浄水槽（２）内の入水側活性炭
（８）、キレート型イオン交換樹脂（６）、出水側活性
炭（４）を通過し、配水管中の流量センサー（１３）を
経由して、多孔質中空糸膜（１２）を収めた第２の浄水
槽（１１）に入り、多孔質中空糸膜（１２）で濾過され
た後、浄水吐水口（１５）より流出する。

【００２７】

【実施例】以下実施例により本発明を具体的に説明す
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（６）を入水側の活性
炭（８）、出水側の活性炭（４）で挟んで充填した第１
の浄水槽（２）と多孔質中空糸膜（１２）を収めた第２
の浄水槽（１１）は配水管によってつながれ、外容器
（１）に収納されている。

【００２８】第２の浄水槽（１１）に親水化を施したポ
リエチレン製多孔質中空糸膜（１２）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（９）を設置し、
活性炭（８）１５０ｇを充填し、次に充填するキレート
型イオン交換樹脂（６）と入水側の活性炭（８）が混合
しないように該樹脂枠と同様に作製した樹脂枠（７）を
挿入した。

【００２９】その上にキレート型イオン交換樹脂（６）
を３００ｍｌ充填した。更にキレート型イオン交換樹脂
（６）と出水側の活性炭（４）が混合しないように該樹
脂枠と同様に作製した樹脂枠（５）を挿入した。その上
に活性炭（４）３００ｇを充填し、同様に作製した樹脂
枠（３）を活性炭が流出しないように挿入した。

【００３０】第１の浄水槽（２）と第２の浄水槽（１
１）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（１３）を設けた。流量センサー（１３）
の出力信号は表示及び制御部（１４）にて流量を積算
し、浄水器の寿命表示を行う。

【００３１】キレート型イオン交換樹脂（６）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。

【００３２】市販のダイヤイオンＣＲ１１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。
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。

【００３３】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。得られた
酸型の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２００
ｍｌ／分の速度で通水洗浄した。

【００３４】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）で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。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。

【００３５】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。

【００３６】（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。

【００３７】（２）除菌能力 Pseudomonas diminuta IFO 14213 １．７×１０⁷ ヶ／
ｍｌを含む水６ｌを通水したが、流出水の菌数は０ヶ／
ｍｌであった。

【００３８】（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。

【００３９】（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。

【００４０】（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、８０１２ｌであった。

【００４１】

【発明の効果】本発明は上記のように活性炭、キレート
型イオン交換樹脂、活性炭、多孔質中空糸膜の順番に水
を流すようにした構成の新規な浄水器である。

【００４２】活性炭を大量に用いて充分な吸着性能をも
ちながら構造はコンパクトであり、更にカートリッジ寿
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 ９ 樹脂枠 ４ 出水側活性炭 ６ キレート型イオン交換樹脂 ８ 入水側活性炭 １０ 水道水流入口 １１ 第２の浄水槽 １２ 多孔質中空糸膜 １３ 流量センサー １４ 表示及び制御部 １５ 吐水口

Claims (3)

【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
   順に活性炭を第１層、キレート型イオン交換樹脂を第２
   層、活性炭を第３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。