JPH09141061A - 浄水器 - Google Patents

浄水器

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JPH09141061A
JPH09141061A JP30173795A JP30173795A JPH09141061A JP H09141061 A JPH09141061 A JP H09141061A JP 30173795 A JP30173795 A JP 30173795A JP 30173795 A JP30173795 A JP 30173795A JP H09141061 A JPH09141061 A JP H09141061A
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fiber membrane
hydrophobic porous
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広 田阪
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 コンパクトで、減圧ポンプ等を必要せず、か
つ水中に含まれる揮発性有機物の除去性能を長期間良好
に維持できる浄水器の提供。 【解決手段】 原水供給口11と大気中に開放されたガ
ス吸入口12と水及びガス混合物吐出口13とを備えた
アスピレータ3と、水を透過せずガスを透過し得る疎水
性多孔質中空糸膜17を隔壁とし、該疎水性多孔質中空
糸膜17の開放端を大気中に開放した構造の疎水性多孔
質中空糸膜モジュールで、水及びガス混合物供給口19
と揮発性物質除去水吐出口20を備えた疎水性多孔質中
空糸膜モジュール5とを具備し、前記アスピレータ3の
水及びガス混合物吐出口13に疎水性多孔質中空糸膜モ
ジュール5の水及びガス混合物供給口19が連結されて
なることを特徴とする浄水器。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、水道水や井戸水に
溶存する揮発性有機物、特にクロロホルム、ジクロロブ
ロモメタン、トリハロメタンや、1,1,1-トリクロロエタ
ン、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン等の揮
発性の有機ハロン等の除去性能を長期間良好に維持でき
る浄水器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、水資源の環境汚染が注目され、水
道水や井戸水も汚染の例外ではなく、水道水や井戸水の
浄化を目的とする浄水器が多用されるようになってきて
いる。この種の用途に用いられる従来の浄水器として
は、円筒状のカートリッジ本体の内部に消毒用塩素を除
去するための活性炭が充填されているものが一般的であ
り、この型の浄水器は水中に溶存する揮発性有機物も前
記活性炭によりその使用初期は良好に除去することがで
きるようになっていた。
【0003】ところが従来のこの型の浄水器において
は、活性炭による揮発性有機物の除去性能は原水の通水
量が増加するに伴って急激に低下してしまうため、揮発
性有機物の除去性能を長期間良好に維持する手段とし
て、(1)浄水器内に充填する活性炭を大量に用いる方
法、(2)浄水器に通水する原水の流速を遅くする方法
等が採用されている。また、(3)水処理に曝気塔を用
いた曝気法、脱気膜を用いた脱気法等は、液相と気相の
分圧差を利用して水中から揮発性有機物を除去する方法
として知られている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、水から
の揮発性有機物の除去性能を長期間維持する手段のうち
(1)の活性炭を大量に用いる場合においては、結果と
して浄水器が大型なものとなってしまうため、台所など
に設置する浄水器として使用した場合、台所仕事の邪魔
になってしまうとともに、圧力損失が大きくなる等の問
題があった。また、(2)の浄水器内の水の流速を遅く
する浄水器においては、実用上その流量が少なくなりす
ぎてしまうため、浄水器の通水流量を多くするために
は、結局、活性炭を大量に使用する必要があり、浄水器
の大型化、圧力損失が大きくなる等の問題があった。ま
た、(3)の液相と気相の分圧差を利用する曝気法、脱
気法では装置が大型となることや、水中の揮発性物質を
除去するために使用する送風ポンプ、減圧ポンプ等を必
要としそれを駆動するための電力が必要となる等の問題
点がある。また、水をアスピレータ処理することによ
り、水中に含まれる揮発性有機物は除去できるが、その
場合、水と気体との混合部から処理水吐出口までの距離
が長くないと充分な除去性能を得ることができず、実用
的ではなかった。
【0005】本発明は、前記の問題点に鑑み、コンパク
トで、減圧ポンプ等を必要せず、かつ水中に含まれる揮
発性有機物の除去性能を長期間良好に維持できる浄水器
を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の浄水器は、原水
供給口と大気中に開放されたガス吸入口と水及びガス混
合物吐出口とを備えたアスピレータと、水を透過せずガ
スを透過し得る疎水性多孔質中空糸膜を隔壁とし、該疎
水性多孔質中空糸膜の開放端を大気中に開放した構造の
疎水性多孔質中空糸膜モジュールで、水及びガス混合物
供給口と揮発性物質除去水吐出口を備えた疎水性多孔質
中空糸膜モジュールとを具備し、前記アスピレータの水
及びガス混合物吐出口に疎水性多孔質中空糸膜モジュー
ルの水及びガス混合物供給口が連結されてなることを特
徴とする浄水器を前記課題の解決手段とした。また、本
発明においては、前記浄水器の前記疎水性多孔質中空糸
膜モジュールの揮発性物質除去水吐出口に、内部に少な
くとも活性炭が充填された浄水カートリッジの揮発性物
質除去水流入口を連結した浄水器とすることにより、前
記課題をより効率的に解決した。また、本発明において
は、前記浄水器の前記アスピレータのガス吸入口に空気
を浄化するためのエアフィルタを設けることにより、外
気による汚染を防止し得るものとした。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、本発明の浄水器の一例につ
いて図面に基づき説明する。図1は、本発明に係わる浄
水器の一例を示した概略構成図であり、図中符号1はこ
の例の浄水器である。この浄水器1は、アスピレータ3
と、疎水性多孔質中空糸膜モジュール5と、浄水カート
リッジ7から概略構成されている。
【0008】前記アスピレータ3は、筒状のアスピレー
タ本体10と、原水供給口11と、側部に設けられたガ
ス吸入口12と、下部に設けられた水及びガス混合物吐
出口13からなるものである。原水供給口11は、浄化
する水道水や井戸水などの原水14をアスピレータ本体
10内に供給するための先窄まり状の先端部を有する管
状体であり、アスピレータ本体10の上部から内部に挿
入されている。ガス吸入口12は、アスピレータ本体1
0内に空気15を供給するための管状体であり、大気中
に開放されているものである。このガス吸入口12に
は、空気15中の埃等を捕捉するためのエアフィルタ1
6が取り付けられていることが好ましい。水及びガス混
合物吐出口13は、アスピレータ本体10内で揮発性有
機物が除去された原水と除去した揮発性有機物を含む空
気の気泡を吐出するための管状体である。
【0009】本発明に使用されるアスピレータ3は、金
属製、ガラス製、樹脂製等何れであっても特にとらわれ
るものではなく、装置化の際に空気吸入量、サイズ、コ
スト等から適宜選択すればよい。
【0010】このアスピレータ3においては、ガス吸入
口12を大気中に開放した状態で原水供給口11からア
スピレータ本体10内に原水14を通水すると、該原水
14はガス吸入口12から吸入された空気15と混ざり
合い、原水14中に空気15が気泡の状態で攪拌混入さ
れ、液相と気相の分圧差により原水14中の揮発性有機
物が気相である気泡に移動し、液相である原水14から
揮発性有機物が除去され、揮発性有機物が移動した気泡
を含んだ水16aがその吐出口13から吐出されるよう
になっている。この際、アスピレータ本体10内に吸入
する空気15中の埃等がエアフィルタ16により捕捉さ
れて、原水14に空気15中の埃等が混入するのを防止
できるようになっている。そして、液相である原水14
から気相である空気15の気泡に移動した揮発性有機物
は、気泡が長時間水中に存在したままであった場合には
再度液相に移動してしまい良好な除去性能を発揮するこ
とができないため、液相に存在する気泡は速やかに大気
中に放出されることが望ましい。その為の有効な手段と
してアスピレータ3の水及びガス混合物吐出口13に疎
水性多孔質中空糸膜モジュール5が接続されている。
【0011】疎水性多孔質中空糸膜モジュール5は、水
を透過せずガスを透過し得る疎水性多孔質中空糸膜17
が多数本隔壁として配設された容器18と、該容器18
の上部に設けられた水及びガスの混合物供給口19と、
前記容器18の下部に設けられた揮発性物質除去水吐出
口20から概略構成されてたものであり、水及びガス混
合物供給口19は前記アスピレータ3の水及びガス混合
物吐出口13と接続されている。
【0012】前記疎水性多孔質中空糸膜17は、両端を
開口した状態でポッティング剤21により容器18に支
持固定されており、疎水性多孔質中空糸膜17の中空部
22は大気中に開放されている。
【0013】本発明で用いられる疎水性多孔質中空糸膜
17は、例えば図2に示すような構成のものである。図
2に示す疎水性多孔質中空糸膜17は、ガスを透過させ
るが水を通さない均質層25と、これを挾む補強のため
の多孔質層26、26とからなる多層複合中空糸であっ
て、この多孔質層26には、均質層25に達する空孔2
7が形成されている。疎水性多孔質中空糸膜17として
は、均質層25と多孔質層26とが更に多層に交互に積
層されたものを用いることもできる。このような疎水性
多孔質中空糸膜17は、水相と気相との界面を形成する
ものであって、内側の中空部22側と外側の外表面のい
ずれを気相としてもよいが、中空部22側を気相とする
ことが、圧力損失を小さくする点で望ましい。
【0014】上記均質層25をなす材料としては、例え
ばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリー4−メチルペ
ンテン−1等のポリオレフィン、テトラフルオロエチレ
ンやフッ化ビニリデン等のフッ素系ポリマー、ポリスチ
レン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルケト
ン、ポリスルホン等の疎水性高分子よりなるものが好ま
しい。
【0015】均質層25は、膜厚が厚いほど揮発性物質
を含む空気が透過するのに要する時間が長いため、膜厚
は20μm以下が好ましく、より好ましくは10μm以
下であることが好ましい。
【0016】また、疎水性多孔質中空糸膜17のガスフ
ラックスは、揮発性物質を含んだ空気の透過性を良好な
ものとするため、1×105(1/m2・hr・0.5k
g/cm2)までのものとすることが好ましく、ガスフ
ラックスがこれよりも大きな膜であると水漏れの危険性
が発生するので好ましくない。
【0017】この疎水性多孔質中空糸膜モジュール5に
おいては、水及びガス混合物供給口19より気泡を含ん
だ水16aが容器18内に供給されると、気泡を含んだ
水16aは疎水性多孔質中空糸膜17の外表面に接触
し、気泡を含んだ水16a中に存在する気泡28のみが
速やかに疎水性多孔質中空糸膜17を透過し、疎水性多
孔質中空糸膜17内部の中空部22に移動し、この中空
糸膜17の開口した両端から大気中に排出され、一方、
揮発性物質が除去された水29は揮発性物質除去水吐出
口20に導かれる。すなわち、原水14から気泡28に
移動した揮発性有機物は該気泡28に伴って、疎水性多
孔質中空糸膜17を通して大気中に排出されるため、安
定した除去性能を発揮する浄水器とすることができるよ
うになっている。
【0018】疎水性多孔質中空糸膜モジュール5への通
水方法については、疎水性多孔質中空糸膜17の外表面
と容器18との間の空間に通水し、疎水性多孔質中空糸
膜17内部の中空部22を大気中に開放し、中空部22
側(内側)が気相とすることが、圧力損失を小さくする
点で望ましい。疎水性多孔質中空糸膜17の中空部22
に通水し、疎水性多孔質中空糸膜17の外表面を大気中
に開放し、中空部22側(内側)が水相とすることもで
きるが、通水部が膜の外部となるようにモジュールの方
がその通水圧力を小さくできるという利点がある。この
ような疎水性多孔質中空糸膜モジュール5の揮発性物質
除去水吐出口20は、浄水カートリッジ7と接続されて
いる。
【0019】前記浄水カートリッジ7は、筒状の浄水カ
ートリッジ本体32内に濾過材14が充填さたものであ
り、浄水カートリッジ本体12の側面下部には、揮発性
物質除去水吐出口20から吐出された揮発性物質を除去
した水29を内部に導入するための揮発性物質除去水流
入口35が配設されており、また、浄水カートリッジ本
体12の底部には浄水37を外部に導出する浄水吐出口
36が設けられている。
【0020】浄水カートリッジ本体32は、例えば、ハ
ウジング、円筒ケースなどを挙げることができ、その材
質としてはABS等のプラスチックなどを挙げることが
できる。濾過材34としては、活性炭、セラミックス、
イオン交換樹脂などの濾過材のうち少なくとも活性炭を
含む濾過材を用いるのが好ましい。また、浄水カートリ
ッジ本体12内には揮発性物質を除去した水29中に存
在する鉄さび等濁度成分及び雑菌等を除去するためのフ
ィルタが取り付けられていることが望ましい。ここで用
いられるフィルタとしては、例えば、焼結フィルタ、不
織布、金属メッシュ、親水性多孔質中空糸膜等が挙げら
れるが、必要とする水質に応じ適宜選択すればよい。こ
の例の浄水カートリッジ7では、活性炭層34aと親水
性多孔質中空糸膜34bが用いられており、カートリッ
ジ本体32内に該親水性多孔質中空糸膜34bが浄水吐
出口36側となるように活性炭層34aの下方に配設さ
れている。
【0021】浄水カートリッジ本体32内に充填される
親水性多孔質中空糸膜34bの材料としては、シリコー
ン系、ポリオレフィン系、ポリエステル系、ポリアミド
系、ポリスルフォン系、セルロース系、ポリウレタン系
等の高分子材料が挙げられる。また、親水性多孔質中空
糸膜34bの形態としては、外径が10〜5000μ
m、空孔率が10〜90%、孔径が0.01〜1μmの
範囲にあるものが好ましい。
【0022】このような構成の浄水カートリッジ1で
は、揮発性物質を除去した水の吐出口20から水29が
吐出されると、該水29は揮発性物質除去水流入口35
より浄水カートリッジ本体32内に流入し、濾過材34
を通過し、この濾過材34により水29中に存在するイ
オン性成分、濁度成分、雑菌等及び疎水性多孔質中空糸
膜モジュール5により除去しきれなかった揮発性有機
物、塩素等があっても、これら残りの揮発性有機物、塩
素等が除去され、浄水吐出口36からより安全で衛生的
な浄水37として吐出されるようになっている。
【0023】この例の浄水器1にあっては、アスピレー
タ3と、疎水性多孔質中空糸膜モジュール5とを具備
し、アスピレータ3に備えられた水及びガス混合物吐出
口13に疎水性多孔質中空糸膜モジュール5の水及びガ
ス混合物供給口19が連結され、かつ疎水性多孔質中空
糸膜17の中空部22が大気中に開放されてなるもので
あるので、アスピレータ3の原水供給口11から原水1
4を通水すると、アスピレータ3内で、空気15が気泡
の状態で原水14中に攪拌混入され、液相と気相の分圧
差により原水14中の揮発性有機物が気相に移動し、液
相である原水14から揮発性有機物が除去され、揮発性
有機物が移動した気泡を含んだ水16aが水及びガス混
合物吐出口13から疎水性多孔質中空糸膜モジュール5
内に供給される。そして、この気泡を含んだ水16aは
疎水性多孔質中空糸膜モジュール5内で疎水性多孔質中
空糸膜17の外表面に接触し、気泡を含んだ水16a中
に存在する気泡28のみが速やかに疎水性多孔質中空糸
膜17を透過して中空部22に移動し、この中空糸膜1
7の開口した両端から大気中に排出され、一方、気泡を
含んだ水16a中に存在する水29は揮発性物質除去水
吐出口20に導かれる。すなわち、原水14から気泡2
8に移動した揮発性有機物は該気泡28に伴って、大気
中に排出されるため、原水中の揮発性物質の除去を安定
して実施することができる。
【0024】また、この例の浄水器1では、さらに疎水
性多孔質中空糸膜モジュール5の揮発性物質除去水吐出
口20に、活性炭が充填された浄水カートリッジ7の揮
発性物質除去水流入口35が連結されてなるものである
ので、アスピレータ3及び疎水性多孔質中空糸膜モジュ
ール5によって除去しきれなかった揮発性有機物及び塩
素等が水29中にあっても、これら残り揮発性有機物及
び塩素等を除去することができるうえ、水29中に存在
するイオン性成分、濁度成分、雑菌等も除去することが
できるので、より安全で衛生的な水を使用者に提供する
ことができる。
【0025】また、この例の浄水器1では、さらにアス
ピレータ3のガス吸入口12にエアフィルタ16が設け
られたものであるので、アスピレータ本体10内に吸入
する空気15中の埃等がエアフィルタ16により捕捉さ
れて、原水14に空気15中の埃等が混入するのを防止
できる。
【0026】
【実施例】以下、本発明を、実施例および比較例によ
り、具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例のみ
に限定されるものではない。 (実施例1)図1のアスピレータならびに疎水性多孔質
中空糸膜モジュールに代表的な水中に溶存する揮発性有
機物(消毒副生成物)であるクロロホルムを濃度50p
pbに調製した原水を通水流量1リットル/minで通
水し、疎水性多孔質中空糸膜モジュールの揮発性物質除
去水吐出口から吐出される浄水のクロロホルム濃度を測
定した結果を下記表1に示す。
【0027】(比較例1)図1のアスピレータのみに、
代表的な水中に溶存する揮発性有機物(消毒副生成物)
であるクロロホルムを濃度50ppbに調製した原水を
通水流量1リットル/minで通水し、アスピレータの
水及びガス混合物吐出口から受容器までの距離を0、3
0、60cmとしてそれぞれサンプリングを行い処理水
のクロロホルム濃度を測定した結果を下記表1に示す。
【0028】(実施例2)図1に示す浄水器に、代表的
な水中に溶存する揮発性有機物(消毒副生成物)である
クロロホルムを濃度50ppbに調製した原水を通水流
量1リットル/minで通水し、積算流量1000リッ
トル時の浄水のクロロホルム濃度を測定した結果を表2
に示す。この時浄水カートリッジに充填されている活性
炭は50gであった。
【0029】(比較例2)図1示す浄水カートリッジの
みに、代表的な水中に溶存する揮発性有機物(消毒副生
成物)であるクロロホルムを濃度50ppbに調製した
原水を通水流量1リットル/minで通水し、積算流量
1000リットル時の処理水のクロロホルム濃度を測定
した結果を表2に示す。この時浄水カートリッジに充填
されている活性炭は50gであった。
【0030】
【表1】
【0031】
【表2】
【0032】上記表1に示した実施例1及び比較例1の
結果より、アスピレータによる曝気とその気体交換距離
を60cmとした場合と同様の除去性能が、実施例1の
アスピレータと疎水性多孔質中空糸膜モジュールにより
達成できることが明らかとなった。また、上記表2に示
した実施例2及び比較例2の結果より、本発明による実
施例2は、従来の浄水器と同等の構造である比較例2に
比べてクロロホルムの除去性能を長期間ハイレベルで維
持出来ることが明らかとなった。従って、本発明によれ
ば、アスピレータと疎水性多孔質中空糸膜モジュールを
備えた浄水器により原水中に含まれる揮発性有機物を効
率よく除去でき、更にこの浄水器を従来の浄水カートリ
ッジに取り付けるだけで、活性炭の長寿命化を図ること
ができる。更に曝気塔を用いた曝気装置や脱気膜を用い
た脱気装置の様に送風ポンプ或いは減圧ポンプを必要と
せず、非常にコンパクトでなおかつ電力を必要としない
低コストな装置を設計することが可能である。また、図
1に示すアスピレータと疎水性多孔質中空糸膜モジュー
ルに若干のかび臭を有する原水を通水したときに、その
浄水からは、かび臭が感じられなくなることも確認でき
た。
【0033】
【発明の効果】以上説明したように本発明の浄水器は、
アスピレータと、疎水性多孔質中空糸膜の開放端を大気
中に開放した構造の疎水性多孔質中空糸膜モジュールと
を具備し、アスピレータの水及びガス混合物吐出口に疎
水性多孔質中空糸膜モジュールの水及びガス混合物供給
口が連結されたものであるので、アスピレータ部の原水
供給口から水道水や井戸水などの浄化したい原水を通水
すると、アスピレータ部内で、空気が気泡の状態で原水
中に攪拌混入され、液相と気相の分圧差により原水中の
揮発性有機物が気相に移動し、液相である原水から揮発
性有機物が揮散し、揮発性有機物が移動した気泡を含ん
だ水が水及びガス混合物吐出口から疎水性多孔質中空糸
膜モジュール内に供給される。そして、この気泡を含ん
だ水は疎水性多孔質中空糸膜モジュール内で疎水性多孔
質中空糸膜の外表面に接触し、気泡を含んだ水中に存在
する気泡のみが速やかに疎水性多孔質中空糸膜を透過し
て中空部に移動し、この中空糸膜の開口した両端から大
気中に排出されるので、原水から気泡に移動した揮発性
有機物は該気泡に伴って大気中に排出され、安定した除
去性能を発揮することができる。
【0034】また、本発明の浄水器においては、さらに
疎水性多孔質中空糸膜モジュールの揮発性物質除去水吐
出口に、活性炭が充填された浄水カートリッジの揮発性
物質除去水流入口を連結することにより、アスピレータ
部及び疎水性多孔質中空糸膜モジュールによって除去し
きれなかった揮発性有機物及び塩素等が水中にあって
も、これら残りの揮発性有機物及び塩素等を除去するこ
とができるうえ、水中に存在する濁度成分、雑菌等も除
去することができので、より安全で衛生的な水を使用者
に提供することが可能となる。また、さらに本発明の浄
水器では、さらにアスピレータ部のガス吸入口にエアフ
ィルタを設けることにより、アスピレータ部内に吸入す
る空気中の埃等がエアフィルタにより捕捉されて、原水
に空気中の埃等が混入するのを防止できる。従って、本
発明によれば、コンパクトで、減圧ポンプ等の電力を必
要せず、かつ揮発性有機物の除去性能を長期間良好に維
持できる浄水器を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による浄水器の一例を示す概略構成図で
ある。
【図2】図1の浄水器の疎水性多孔質中空糸膜モジュー
ルに用いられる疎水性多孔質中空糸膜の一例を示す斜視
図である。
【符号の説明】
1 浄水器 3 アスピレータ 5 疎水性多孔質中空糸膜モジュール 7 浄水カートリッジ 10 アスピレータ本体 11 原水供給口 12 ガス吸入口 13 水及びガス混合物吐出口 16 エアフィルタ 17 疎水性多孔質中空糸膜 19 水及びガス混合物供給口 20 揮発性物質除去水吐出口 22 中空部 32 浄水カートリッジ本体 34 濾過材 34a 活性炭層 35 揮発性物質除去水流入口
───────────────────────────────────────────────────── 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 E03C 1/10 E03C 1/10

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 原水供給口と大気中に開放されたガス吸
    入口と水及びガス混合物吐出口とを備えたアスピレータ
    と、水を透過せずガスを透過し得る疎水性多孔質中空糸
    膜を隔壁とし、該疎水性多孔質中空糸膜の開放端を大気
    中に開放した構造の疎水性多孔質中空糸膜モジュール
    で、水及びガス混合物供給口と揮発性物質除去水吐出口
    を備えた疎水性多孔質中空糸膜モジュールとを具備し、
    前記アスピレータの水及びガス混合物吐出口に疎水性多
    孔質中空糸膜モジュールの水及びガス混合物供給口が連
    結されてなることを特徴とする浄水器。
  2. 【請求項2】 前記疎水性多孔質中空糸膜モジュールの
    揮発性物質除去水吐出口に、内部に少なくとも活性炭が
    充填された浄水カートリッジの揮発性物質除去水流入口
    が連結されてなること特徴とする請求項1記載の浄水
    器。
  3. 【請求項3】 前記アスピレータ部のガス吸入口には空
    気を浄化するためのエアフィルタが設けられていること
    を特徴とする請求項1又は2記載の浄水器。
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