JPH0975924A

JPH0975924A - 浄水器用吸着エレメント

Info

Publication number: JPH0975924A
Application number: JP7258212A
Authority: JP
Inventors: Yuuji Tsukida; 祐二槻田; Minoru Takashio; 稔高塩; Masaki Kitamura; 正樹北村; Takao Imasaka; 卓男今坂
Original assignee: Toto Ltd
Current assignee: Toto Ltd
Priority date: 1995-09-11
Filing date: 1995-09-11
Publication date: 1997-03-25

Abstract

(57)【要約】【課題】圧力損失が小さく、鉛に対する除去能力と残留
塩素やトリハロメタンなどの有機塩素化合物に対する除
去能力とに優れた吸着エレメントを提供することを目的
とする。【解決手段】活性炭素繊維とリン酸カルシウム化合物の
粉末とを成形してなる浄水器用吸着エレメントにおい
て、リン酸カルシウム化合物の含有量を約５〜５５重量
％、好ましくは約２０〜４０重量％とする。リン酸カル
シウム化合物として粒径約１０〜７５μｍの骨炭を配合
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、浄水器の吸着エレ
メントに関する。

【０００２】

【従来の技術】人体に摂取された鉛は骨に蓄積し、高濃
度に蓄積すると貧血、便秘症、腹痛、筋肉の麻痺などの
鉛中毒を惹き起こすことが知られている。

【０００３】公共水道管と蛇口との間の古い配管には鉛
管が使われていることが多い。鉛管の鉛は水に溶けるの
で、水道水には鉛イオンが低濃度で溶存している。近年
では、子供は成人の数倍の鉛を吸収すること、および、
低濃度の鉛でもヘム合成酵素の働きを阻害することが明
らかになっており、飲料水中の低濃度の鉛が人体に与え
る影響が問題となっている。

【０００４】これに鑑み、1993年12月に施行された改正
水質省令には飲料水中の鉛の濃度は0.05mg/l（50ppb）
以下にしなければならないことが規定されている。世界
保健機構（WHO）のガイドライン（1993年）は、更に、
飲料水中の鉛の濃度を10ppb以下にすることを勧告して
いる。そこで、水道水に溶存する鉛を10ppb以下もの低
濃度にまで除去することの可能な浄水器が望まれてい
る。

【０００５】吸着剤として活性炭を用いた従来の浄水器
では、水道水に溶存する鉛を除去することは殆どできな
い。

【０００６】そこで、従来技術には、リン酸カルシウム
によって飲料水の鉛を除去するようになった浄水器が提
案されている。例えば、特開平7-185532号には、活性炭
が充填された区画とリン酸カルシウムが充填された区画
を備えた浄水器が開示されている。活性炭は、水道水に
溶存する残留塩素や、残留塩素と有機物との反応により
生成するトリハロメタンのような有害な有機塩素化合物
や、水源の微生物に由来する黴くさい物質を除去する。
他方、リン酸カルシウムは水道水に溶存する有害な鉛を
除去することを目的としている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】活性炭としては吸着速
度の高く比表面積の大きな活性炭素繊維を使用するのが
好ましい。また、浄水器を小型かつ構造簡素にすると共
にその部品点数を低減するためには、活性炭素繊維とリ
ン酸カルシウムとを１つの吸着エレメントとして成形す
るのが有利である。

【０００８】しかし、活性炭素繊維のみからなるエレメ
ントに較べ、活性炭素繊維にリン酸カルシウムの粉末を
配合した場合にはエレメントの圧力損失が大きくなる。
浄水器は一般に水道水圧のみによって水を通過させるよ
うになっているので、エレメントの圧力損失が大きいと
浄水器の流量を確保するのが困難になる。また、限られ
た容積の吸着エレメントに活性炭素繊維とリン酸カルシ
ウムとを配合する場合、リン酸カルシウムの配合量が多
すぎると、相対的に活性炭素繊維の量が減少するので、
残留塩素やトリハロメタンなどの除去が不充分となる。
反対に、リン酸カルシウムの配合量が少なすぎると、鉛
除去能力に関する吸着エレメントの寿命が不充分とな
る。

【０００９】本発明の目的は、圧力損失が小さく、鉛に
対する除去能力と残留塩素やトリハロメタンなどの有機
塩素化合物に対する除去能力とに優れた吸着エレメント
を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、活性炭素繊維
とリン酸カルシウム化合物の粉末とを成形してなる浄水
器用吸着エレメントにおいて、リン酸カルシウム化合物
の含有量を約５〜５５重量％、好ましくは約２０〜４０
重量％にしたことを特徴とするものである。リン酸カル
シウム化合物は好ましくは骨炭からなる。

【００１１】リン酸カルシウム化合物の配合量を増加す
るにつれて、鉛除去に関するエレメントの破過寿命は長
くなる。しかし、配合量を５５％以上にしても破過寿命
はそれ程延長せず、むしろ圧力損失が許容できなくな
る。圧力損失も考慮すると、リン酸カルシウム化合物の
配合量は約５〜５５重量％、好ましくは約２０〜４０重
量％にするのが最適である。

【００１２】吸着エレメントに配合するリン酸カルシウ
ム化合物粉末の粒径は約１０〜７５μｍであるのが好ま
しい。粒径が約７５μｍを超えると、鉛除去能力が不安
定となる。他方、粒径が約１０μｍより小さなリン酸カ
ルシウム化合物粉末を配合すると、活性炭素繊維の占め
る割合が減少する。また、粒径が約１０μｍより小さい
と、通水時に粉末が吸着エレメントから流出しやすい。
粒径約１０〜７５μｍのリン酸カルシウム化合物粉末を
使用することにより、残留塩素やトリハロメタンなどに
対する除去能力と鉛に対する除去能力の双方に優れた吸
着エレメントが得られる。

【００１３】本発明の吸着エレメントは、活性炭素繊維
とリン酸カルシウム粉末と結着剤を配合した水性スラリ
ーを調整し、例えば特開平7-16458号に記載された方法
に従い吸引成形法と乾燥により製造することができる。

【００１４】

【実施例】実施例１市販の活性炭素繊維(繊維直径2■30μｍ；繊維長0.5■1
0ｍｍ；中心細孔直径0.8■2.0ｎｍ；比表面積1500〜250
0ｍ²/ｇ）と市販の骨炭（リン酸カルシウム含有量約80
％；中心粒径30μｍ）と結着剤とを用いて調整した水性
スラリーを吸引成形法により成形し、活性炭素繊維のみ
からなる吸着エレメントと、骨炭含有量が夫々約20重量
％、約40重量％、約50重量％、約66重量％の浄水器用吸
着エレメントを複数製作した。夫々のエレメントの容積
は約400ｃｍ³であった。

【００１５】茅ヶ崎市の水道水に塩酸と鉛濃度1000ppm
の硝酸鉛を添加することにより鉛濃度が50ppbでｐＨ6.0
の被処理水を調整した。夫々の吸着エレメントに被処理
水を通水しながら、鉛の流出濃度とエレメントの圧力損
失を測定した。鉛流出濃度はポーラログラフ分析法によ
り測定した。試験結果を図１および図２のグラフに示
す。図１のグラフにおいて、縦軸は鉛の流出率（初期濃
度Ｃo（＝50ppb）に対する流出濃度Ｃの比）を示す。ま
た、図１および図２のグラフにおいて、カーブＡは活性
炭素繊維のみからなる吸着エレメントの結果を示し、カ
ーブＢ、Ｃ、Ｄ、Ｅは、夫々、骨炭含有量が約20重量
％、約40重量％、約50重量％、約66重量％の吸着エレメ
ントの結果を示す。

【００１６】図１のグラフから分かるように、活性炭素
繊維のみからなる吸着エレメントは鉛の除去には殆ど効
果がないことが判る。これに対して、骨炭が配合された
吸着エレメントは鉛を除去することができた。鉛流出濃
度が10ppbを超える時を破過点とすれば、鉛に対する吸
着エレメントの破過寿命は骨炭の含有量が増加するにつ
れて長くなっている。しかしながら、骨炭含有量約50重
量％のエレメントに較べ、骨炭含有量約66重量％のエレ
メントの破過寿命は殆ど変わらない。

【００１７】他方、図２のグラフは、吸着エレメントの
圧力損失はほぼ骨炭の含有量の増加に応じて高くなるこ
とを示している。活性炭素繊維のみからなる吸着エレメ
ントに比較して、骨炭含有量約40重量％以下のエレメン
トの圧力損失はそれ程悪化していない。また、骨炭含有
量約50重量％のエレメントの圧力損失はほぼ許容できる
範囲にある。しかし、骨炭含有量が約66重量％のエレメ
ントは圧力損失の見地から実用的でない。

【００１８】以上から、圧力損失を許容できる限度に抑
えるという見地からは、骨炭の配合量は約５５重量％以
下、好ましくは約４０重量％以下にするのが望ましいと
考えられる。鉛に対する吸着エレメントの破過寿命を出
来るだけ長くするためには、骨炭の配合量は約２０重量
％以上にするのが好ましい。

【００１９】実施例２粒度分布の異なる３種の骨炭を実施例１と同じ活性炭素
繊維に別々に配合しながら実施例１と同様の方法で骨炭
含有量が約40重量％で容積約400ｃｍ³の吸着エレメント
を複数製作した。用いた骨炭は、粒径約74μｍ以下で中
心粒径約30μｍの骨炭と、前記骨炭から約10μｍ以下の
微小粒子を除去したもの（粒径約10〜74μｍ；中心粒径
約30μｍ）と、粒径約74■147μｍで中心粒径約100μｍ
の骨炭の３種である。

【００２０】茅ヶ崎市の水道水に塩酸と鉛濃度1000ppm
の硝酸鉛を添加することにより鉛濃度が50ppbでｐＨ6.5
の被処理水を調整し、夫々の吸着エレメントに被処理水
を通水しながら、鉛の流出濃度を測定した。測定結果を
図３のグラフに示す。

【００２１】図３のグラフから分かるように、粒径の大
きな骨炭（粒径約74■147μｍ）は鉛除去性能がやゝ不
安定である。10μｍ以下の微小粒子を除去した中心粒径
約30μｍの骨炭は、除去しないものに較べ、破過寿命が
やゝ長い。従って、破過寿命の見地からは骨炭の粒径は
約10〜75μｍが好ましいことが判る。

【００２２】実施例３実施例１の５種のエレメント（前述したように、うち１
種は活性炭素繊維のみからなり、４種には中心粒径30μ
ｍの骨炭が異なる量で配合してある）の活性炭素繊維を
燃焼させることにより活性炭素繊維の含有量を測定し、
骨炭配合量の変化による活性炭素繊維の減少量を計算し
た。結果を表１に示す。

【００２３】表１骨炭配合量（重量％）０ 20 40 50 66 活性炭素繊維減少量（重量％）０ −2.5 −12 −16 −18 表１から、活性炭素繊維のみからなるエレメントを基準
とすると、骨炭配合量の増加に伴い活性炭素繊維の量が
減少することが判る。

【００２４】次に、約10μｍ以下の微小粒子を除去した
骨炭（粒径約10〜74μｍ；中心粒径約30μｍ）と大径の
骨炭（粒径約74■147μｍ；中心粒径約100μｍ）を用い
て骨炭配合量が40重量％の同じサイズのエレメントを製
作し、活性炭素繊維の量を測定した。活性炭素繊維のみ
からなるエレメントを基準とする活性炭素繊維の減少量
を表２に示す。表２には、対比のため、約10μｍ以下の
微小粒子を除去しない骨炭（粒径約74μｍ以下；中心粒
径約30μｍ）を同じ割合（40重量％）で配合したエレメ
ントの活性炭素繊維減少量が併せて示してある。

【００２５】表２骨炭粒径 0〜74μｍ 10〜74μｍ 74■147μｍ活性炭素繊維減少量（重量％） −12 −0.7 −8.1 表２から、約10μｍ以下の微小粒子を除去することによ
って活性炭素繊維の減少量を最小にすることができ、活
性炭素繊維の減少量を抑制する上で粒径10〜74μｍの骨
炭が最適であることが判る。

【００２６】

【発明の効果】本発明によれば、リン酸カルシウムと活
性炭素繊維の充填量を確保しながらも吸着エレメントの
圧力損失を許容限度に抑えることができる。従って、水
道水に溶存する鉛イオンや残留塩素や有機塩素化合物を
長期間にわたって高度に除去することが可能で実用的な
浄水器を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１のエレメントの鉛流出率を示すグラフ
である。

【図２】実施例１のエレメントの圧力損失を示すグラフ
である。

【図３】実施例２のエレメントの鉛流出率を示すグラフ
である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者北村正樹福岡県北九州市小倉北区中島２丁目１番１号東陶機器株式会社内 (72)発明者今坂卓男福岡県北九州市小倉北区中島２丁目１番１号東陶機器株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】活性炭素繊維とリン酸カルシウム化合物
の粉末とを成形してなる浄水器用吸着エレメントにおい
て、リン酸カルシウム化合物の含有量が約５〜５５重量
％であることを特徴とする浄水器用吸着エレメント。
【請求項２】前記リン酸カルシウム化合物は骨炭から
なる請求項１に基づく吸着エレメント。
【請求項３】骨炭の含有量は約２０〜４０重量％であ
ることを特徴とする請求項２に基づく吸着エレメント。
【請求項４】骨炭粉末の粒径は約１０〜７５μｍであ
ることを特徴とする請求項２又は３に基づく吸着エレメ
ント。