JPH0884991A - 清水器、及びこの清水器を用いたイオン水生成装置 - Google Patents

清水器、及びこの清水器を用いたイオン水生成装置

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JPH0884991A
JPH0884991A JP6221399A JP22139994A JPH0884991A JP H0884991 A JPH0884991 A JP H0884991A JP 6221399 A JP6221399 A JP 6221399A JP 22139994 A JP22139994 A JP 22139994A JP H0884991 A JPH0884991 A JP H0884991A
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JP
Japan
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water
carbonate
phosphate
lead
layer
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Application number
JP6221399A
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English (en)
Inventor
Hiromichi Morikita
浩通 森北
Toyoyuki Urabe
豊之 卜部
Mitsuo Isagawa
光男 去来川
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Panasonic Electric Works Co Ltd
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Matsushita Electric Works Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 水道水中の鉛の除去に最適な清水器、及び、
この清水器を用いたイオン水生成装置を提供する。 【構成】 清水器は、通水性を有する、炭酸塩又は燐酸
塩の層1と、この層1を通過した水が通る中空糸膜2か
らなる。イオン水生成装置は、上記清水器3を通過した
水を貯える電解槽4を備え、この電解槽4は陽極8を設
けた陽極室5、陰極9を設けた陰極室6、及び、上記陽
極室5と陰極室6を隔てる電解隔膜7からなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は家庭用の水道水の鉛の除
去に有用な清水器、及び、この清水器を用いたイオン水
生成装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】鉛は人体に有害な物質として、水道水の
水質基準項目に挙げられ、水道局では上水中の鉛濃度を
規制している。最近、この鉛濃度の基準値を100pp
b以下から50ppb以下に変更したが、米国では10
ppb以下となっており、より鉛濃度の基準値の低下が
求められている。一方、家庭の水道管の一部には鉛管が
使用され、この鉛管の内壁は塩基性炭酸塩で覆われてい
る。しかし、この鉛管の内壁が剥がれ、鉛が水道水中に
イオンとして溶出する恐れがある。
【0003】従来、水道水の浄化として清水器、及び、
この清水器を利用したイオン水生成装置が知られてい
る。上記清水器は活性炭や中空糸膜、または陽イオン交
換樹脂が汎用されている。しかし、活性炭や中空糸膜を
用いた清水器はトリハロメタンやカビ臭の除去には効果
があるが、上記イオンとして溶出した鉛は原子レベルの
大きさのため活性炭や中空糸膜では除去されず通過して
しまう。また、上記陽イオン交換樹脂を用いた清水器
は、鉛を除去するが鉛濃度を10ppb以下にするには
不十分であり、さらに、鉛と共にカルシウムイオンやマ
グネシウムイオン等のミネラル成分も除去してしまう等
の欠点がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記事実に鑑
みてなされたもので、その目的とするところは、水道水
中の鉛の除去に最適な清水器、及び、この清水器を用い
たイオン水生成装置を提供することにある。
【0005】さらに、従来イオン水生成装置は電解イオ
ン水を生成するために乳酸カルシウム等の有機酸のカル
シウム塩を添加していた。本発明の他の目的とするとこ
ろは、有機酸のカルシウム塩等の添加を必要としないイ
オン水生成装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1に係る
清水器は、通水性を有する、炭酸塩又は燐酸塩の層1
と、この層1を通過した水が通る中空糸膜2からなるこ
とを特徴とする。
【0007】本発明の請求項2に係る清水器は、請求項
1記載の清水器において、上記炭酸塩又は燐酸塩の層1
が、炭酸塩又は燐酸塩の粒子を充填したカートリッジで
あることを特徴とする。
【0008】本発明の請求項3に係る清水器は、請求項
1又は請求項2記載の清水器において、上記炭酸塩が炭
酸カルシウムであることを特徴とする。
【0009】本発明の請求項4に係る清水器は、請求項
1又は請求項2記載の清水器において、上記燐酸塩が燐
酸カルシウムであることを特徴とする。
【0010】本発明の請求項5に係るイオン水生成装置
は、請求項1乃至請求項4いずれか記載の清水器3を通
過した水を貯える電解槽4を備え、この電解槽4は陽極
8を設けた陽極室5、陰極9を設けた陰極室6、及び、
上記陽極室5と陰極室6を隔てる電解隔膜7からなり、
上記陽極室5の隔壁に酸性イオン水排出口10、及び、
上記陰極室6の隔壁にアルカリイオン水排出口11が設
けられていることを特徴とする。
【0011】
【作用】本発明の請求項1に係る清水器は、通水性を有
する、炭酸塩又は燐酸塩の層1と、この層1を通過した
水が通る中空糸膜2からなる。炭酸塩又は燐酸塩は水中
でわずかに電離し、炭酸イオン又は燐酸イオンと、金属
イオンの状態で存在する。上記鉛イオンは、中性又は塩
基性の水中で、炭酸イオンと反応して難溶性の塩基性炭
酸鉛の粒子を形成する。また、上記鉛イオンは、水中で
燐酸イオンと反応して難溶性の燐酸鉛の粒子を形成す
る。従って、水中に炭酸塩又は燐酸塩の層1があると、
鉛イオンは塩基性炭酸鉛の粒子、又は燐酸鉛の粒子とし
て存在するので、この粒子は中空糸膜2の孔を通過でき
ないため、鉛が除去できる。
【0012】本発明の請求項5に係るイオン水生成装置
は、上述の請求項1に係る清水器を用いるため、鉛が除
去されたイオン水を得ることができる。
【0013】さらに、本発明の請求項5に係るイオン水
生成装置のうち、上記請求項3又は請求項4の清水器を
用いたイオン水生成装置は、清水器が炭酸カルシウム、
又は燐酸カルシウムの層を用いるので、清水器から供給
される水の中にすでにカルシウムイオンが存在する。
【0014】
【実施例】以下、本発明を一実施例に係る図面を参照し
ながら説明する。
【0015】図1は本発明の一実施例に係るイオン水生
成装置の概略図であり、図2は本発明の一実施例に係る
清水器の概略図である。
【0016】本発明の清水器について図2に基づいて説
明する。図2に示す如く、清水器3は、通水性を有す
る、炭酸塩又は燐酸塩の層1と、この層1を通過した水
が通る中空糸膜2からなる。上記炭酸塩としては、例え
ば、炭酸カルシウム、炭酸カリウム、炭酸ナトリウム、
炭酸マグネシウム等が挙げられ、上記燐酸塩としては、
例えば、燐酸カルシウム、燐酸カリウム、燐酸ナトリウ
ム、燐酸マグネシウム等が挙げられる。なかでも、炭酸
カルシウム、又は、燐酸カルシウムの層1を備えると、
清水器3を通過した水にカルシウムイオンが含有するの
で好ましい。
【0017】上記清水器3は清水器本体13に設けられ
た断面U字状の流水路14の入口に入水用のカートリッ
ジ20、出口に出水用のカートリッジ30がねじ込み式
で取り付けられている。上記入水用のカートリッジ20
は水道水の流入路21、この流入路21に連接した上記
炭酸塩又は燐酸塩の粒子を充填した層1、及び、この層
の先端に通水性のフィルター22を備える。このフィル
ター22により、炭酸塩又は燐酸塩の粒子が流れ落ちな
いようにしている。上記出水用のカートリッジ30は流
出路31、この流出路31に連接した上記中空糸膜2、
この中空糸膜2に連接して活性炭を充填した活性炭層3
2、及び、この活性炭層32の先端に通水性のフィルタ
ー33を備える。このフィルター33により、活性炭が
流れ落ちないようにしている。上記中空糸膜2はポリエ
チレンやポリスルフォン等の繊維からなり孔径が約0.
02μmの膜である。
【0018】次に、炭酸塩の層1として炭酸カルシウム
の粒子を充填した層を入水用のカートリッジ20に用い
た場合について説明する。
【0019】炭酸カルシウムは水中でわずかに電離し、
下記〔1〕式で示す如く、炭酸イオンとカルシウムイオ
ンの状態で存在する。このときの溶解度積は5×10-9
(モル/リットル)2 となる。 CaCO3 →Ca2++CO3 2- 〔1〕 この炭酸イオンの一部が水と反応して、塩基性の水溶液
となる。鉛イオンは中性から塩基性の水溶液中で、炭酸
イオンが存在すると反応して、下記〔2〕式で示す如
く、難溶性の塩基性炭酸鉛の粒子を形成する。このとき
の塩基性炭酸鉛の溶解度積は2×10-13 (モル/リッ
トル)2 (水温18〜25℃)となる。 3Pb2++2CO3 2- +2OH- →2(PbCO3 )・Pb(OH)2 〔2〕 従って、上記炭酸カルシウムの層1を通過することによ
り、水中の鉛イオンは難溶性の塩基性炭酸鉛の粒子を形
成し、この塩基性炭酸鉛の粒子は上記中空糸膜2を通過
できず、水中の鉛は除去される。上記入水用のカートリ
ッジ20の流入路21から供給された水道水は、上記炭
酸カルシウムの層1、及び、フィルター22を通過する
ことにより難溶性の塩基性炭酸鉛の粒子を形成し、その
後、入水用のカートリッジ20と出水用のカートリッジ
30を連通する流水路14、及び、出水用のカートリッ
ジ30の活性炭層32を通過し、中空糸膜2で塩基性炭
酸鉛の粒子を除去し、流出路31から流出する。
【0020】また、燐酸塩の層1として燐酸カルシウム
の粒子を充填した層を入水用のカートリッジ20を用い
た場合は、燐酸カルシウムは水中でわずかに電離し、下
記〔3〕式で示す如く、燐酸イオンとカルシウムイオン
の状態で存在する。このときの溶解度は0.0025
(g/100g水)となる。 Ca3 (PO4 2 →3Ca2++2PO4 3- 〔3〕 鉛イオンは燐酸イオンが存在すると反応して、下記
〔4〕式で示す如く、難溶性の燐酸鉛の粒子を形成す
る。このときの燐酸鉛の溶解度積は8×10-43 (モル
/リットル)2 (水温25℃)となる。 3Pb2++2PO4 3- →Pb3 (PO4 2 〔4〕 上記燐酸カルシウムの層1を通過することにより、水中
の鉛イオンは難溶性の燐酸鉛の粒子を形成し、この燐酸
鉛の粒子は上記中空糸膜2を通過できず、鉛を除去した
水が得られる。
【0021】次に、上記清水器3を用いたイオン水生成
装置を図1に基づいて説明する。上記イオン水生成装置
は、上記清水器3の流出路31と給水管12で連通し、
電解槽4に水を貯える。上記電解槽4は陽極8を設けた
陽極室5と陰極9を設けた陰極室6に区分けされ、上記
陽極室5と陰極室6を隔てて電解隔膜7を備える。上記
陽極室5の隔壁に酸性イオン水排出口10が設けられ、
上記陰極室6の隔壁にアルカリイオン水排出口11が設
けられている。
【0022】上記清水器3を通過し、鉛を除去した水道
水は給水管12を経て電解槽4に貯えられる。この電解
槽4に貯えられた水は陽極8と陰極9に電流が印加され
ると電解され、陰極9で電解された水はアルカリイオン
水としてアルカリイオン水排出口11から排出され、陽
極8で電解された水は酸性イオン水として酸性イオン水
排出口10から排出される。
【0023】上記電解の際にアルカリイオン水のカルシ
ウムイオン濃度を高めるために、電解槽4に乳酸カルシ
ウム等の有機酸のカルシウム塩が添加される。しかし、
上記炭酸カルシウム、又は燐酸カルシウムの層1を備え
た清水器1を用いた場合は、上記清水器3から供給され
る水の中にすでにカルシウムイオンが存在するので、上
記有機酸のカルシウム塩を添加しなくてもよい。
【0024】次に、図2に示す清水器を用いて鉛イオン
の除去する度合いを測定した結果を示す。
【0025】炭酸塩として炭酸カルシウムの粒子を充填
した入水用のカートリッジ20を用いた。鉛イオンを5
0ppbに調製したpHが7の硝酸鉛水溶液を1リット
ル/分で通水し、1t通水したところで流出路31の水
を採取し誘導結合高周波プラズマ質量分析計(ICP−
MS)で鉛イオン濃度を測定した。結果は表1に示すと
おり鉛イオンは検出されなかった。
【0026】また、燐酸塩として燐酸カルシウムの粒子
を充填した入水用のカートリッジ20を用いた以外は、
上記と同様の条件で測定した場合、結果は表1に示すと
おり鉛イオンは検出されなかった。
【0027】しかし、上記炭酸カルシウムの粒子に代わ
り、スルフォン基を有する通水性の樹脂からなる陽イオ
ン交換樹脂を充填した以外は上記と同様の条件で測定し
た場合、結果は表1に示すとおり鉛イオンが39ppb
検出された。
【0028】
【表1】
【0029】上記結果から明らかなとおり、本発明の清
水器3は鉛除去に有効である。この清水器3を用いたイ
オン水生成装置は、鉛が除去されたイオン水を得ること
ができる。
【0030】
【発明の効果】本発明の請求項1に係る清水器は、通水
性を有する、炭酸塩又は燐酸塩の層と、この層を通過し
た水が通る中空糸膜からなるので、鉛イオンは塩基性炭
酸鉛の粒子、又は燐酸鉛の粒子を形成するため、水道水
中の鉛を除去するに最適である。
【0031】本発明の請求項5に係るイオン水生成装置
は、上述の請求項1に係る清水器を用いるため、鉛が除
去されたイオン水を得ることができる。
【0032】さらに、本発明の請求項5に係るイオン水
生成装置のうち、上記請求項3又は請求項4の清水器を
用いたイオン水生成装置は、上記に加えて、清水器が炭
酸カルシウム、又は燐酸カルシウムの層を用いるので、
清水器から供給される水の中にすでにカルシウムイオン
が存在するため、有機酸のカルシウム塩を添加しなくて
もよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係るイオン水生成装置の概
略図である。
【図2】本発明の一実施例に係る清水器の概略図であ
る。
【符号の説明】
1 層 2 中空糸膜 3 清水器 4 電解槽 5 陽極室 6 陰極室 7 電解隔膜 8 陽極 9 陰極 10 酸性イオン水排出口 11 アルカリイオン水排出口 20、30 カートリッジ 32 活性炭層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C02F 1/68 520 B C D 530 C 540 A D E Z

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 通水性を有する、炭酸塩又は燐酸塩の層
    (1)と、この層(1)を通過した水が通る中空糸膜
    (2)からなることを特徴とする清水器。
  2. 【請求項2】 上記炭酸塩又は燐酸塩の層(1)が、炭
    酸塩又は燐酸塩の粒子を充填したカートリッジであるこ
    とを特徴とする請求項1記載の清水器。
  3. 【請求項3】 上記炭酸塩が炭酸カルシウムであること
    を特徴とする請求項1又は請求項2記載の清水器。
  4. 【請求項4】 上記燐酸塩が燐酸カルシウムであること
    を特徴とする請求項1又は請求項2記載の清水器。
  5. 【請求項5】 請求項1乃至請求項4いずれか記載の清
    水器(3)を通過した水を貯える電解槽(4)を備え、
    この電解槽(4)は陽極(8)を設けた陽極室(5)、
    陰極(9)を設けた陰極室(6)、及び、上記陽極室
    (5)と陰極室(6)を隔てる電解隔膜(7)からな
    り、上記陽極室(5)の隔壁に酸性イオン水排出口(1
    0)、及び、上記陰極室(6)の隔壁にアルカリイオン
    水排出口(11)が設けられていることを特徴とするイ
    オン水生成装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001276846A (ja) * 2000-04-04 2001-10-09 Toyo Seikan Kaisha Ltd 用水浄化剤
JP2003089886A (ja) * 2001-09-14 2003-03-28 Chuetsu Metal Works Co Ltd 鉛含有銅合金材からの鉛溶出防止方法
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