JPH10230260A

JPH10230260A - 浄水器

Info

Publication number: JPH10230260A
Application number: JP3603897A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Inoue; 賢一井上; Yoshihiko Kondo; 善彦近藤
Original assignee: Nitto Denko Corp
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 1997-02-20
Filing date: 1997-02-20
Publication date: 1998-09-02

Abstract

(57)【要約】【課題】各種有機物やイオン類を含んだ河川水、湖沼
水、地下水、雨水または海水等の原水から、洗浄用途や
飲料用途に使用できる除菌された浄水を任意の時に安全
にかつ容易に製造できるいわゆるアウトドア用途の浄水
器を提供することにある。【解決手段】本発明の浄水器は、原水を送液手段を用い
てメインフィルターへ送液して、該メインフィルターを
透過した透過水を利用する浄水器において、上記送液手
段が２次動力源を用いる加圧ポンプであって、メインフ
ィルターの下流に平均孔径が１μｍ以下の多孔質膜を具
備する除菌フィルターを備えたことを特徴とするもので
ある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電気などの人工動力源
やガソリンエンジン動力を用いることなく、河川水、湖
沼水、地下水、雨水または海水等の原水に含まれる塵
埃、微粒子、有機物、イオン類等の不純物を除去して、
洗浄用途や飲料用途に使用できる浄水を製造する浄水器
に関する。より詳しくは、家庭や事務所であっても電源
や水道がない場所や、電源のない戸外や、台風・地震等
の災害が起こった後に、電源や水道が一時的に停止する
ような場所であっても、任意の時に除菌された浄水を安
全かつ容易に製造できるいわゆるアウトドア用途の２次
動力源を用いる浄水器に関する。

【０００２】

【従来の技術】塵埃、微粒子、有機物、イオン類等の不
純物を含んだ河川水、湖沼水、地下水、雨水または海水
等の原水から、洗浄用途や飲料用途に使用できる浄水を
製造するには、含まれる上記不純物を所定濃度まで低減
する必要がある。浄水を製造する技術には、従来、上水
技術で知られる通り、砂濾過法、凝集沈殿法、塩素消毒
法、活性炭吸着法等の方法があり、それらを組合せたシ
ステムとして各地の浄水場で使用されている。

【０００３】特に上記活性炭吸着法においては、最近の
吸着剤の研究開発の進歩に伴い、各種の活性炭の性能が
向上し、各種の活性炭フィルターを利用して浄水を得る
装置が普及している。活性炭フィルターには粒状活性
炭、繊維状活性炭、添着活性炭などがあり、専ら水中の
微小な塵埃や大腸菌等の除去、更には水中に溶解してい
る各種有機物やイオン類を除去するために使われる。
従って、脱色、脱臭、浄化などの用途に好ましく用いら
れる。

【０００４】さらに、最近の高分子技術の進歩に伴い、
各種の分離膜を利用して浄水を得る装置が普及し始め
た。分離膜には精密濾過膜、限外濾過膜や逆浸透膜があ
り、精密濾過膜と限外濾過膜は専ら水中の微小な塵埃や
大腸菌等を除去するために使われ、逆浸透膜は専ら水中
に溶解している各種有機物やイオン類を除去するために
使われる。

【０００５】分離膜技術は、上述の従来技術に比べ、小
さなスペースで比較的大容量の水を処理することがで
き、将来的に装置の増設が簡単にできる利点がある。従
って、新規公共浄水設備への利用が検討されており、一
方、最近のグルメブームや健康ブームに乗って、水道水
を更に浄水化する目的で家庭用浄水器に分離膜技術が適
用されている。

【０００６】上記分離膜技術では、取り扱う水質や動力
源の種類により、ある程度の用途分けがなされている。
原水水質がよい水道水等を対象とする場合は１〜４Kg／
cm²G程度の水圧だけで濾過できる限外濾過膜が使用され
るが、比較的原水水質が悪い浄水場では、５Kg／cm²G以
上の高圧を発生させる大きな動力を要する逆浸透膜が使
用されている。

【０００７】従って、各種有機物やイオン類を含んだ河
川水、湖沼水、地下水、雨水または海水等の原水から、
洗浄用途や飲料用途に使用できる浄水を製造するために
は加圧ポンプが必要となる。例えば、家庭や事務所であ
っても電源や水道がない場所や、電源のない戸外や、台
風・地震等の災害が起こった後に、電源や水道が一時的
に停止するような場所であれば、高圧操作の可能な手動
式ポンプや、エンジン式発電機などの戸外動力源を用い
るかあるいはエンジン駆動式ポンプなどを利用すること
が一般的である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記浄水技
術と戸外動力源を用いる等の上記加圧ポンプを利用する
ことの組み合わせで用いるアウトドア用途の浄水器は、
浄水ラインに菌体の2 次汚染が発生するため衛生面の問
題があった。すなわち、アウトドア用途の浄水器は、使
用頻度が少なく間欠的な使用方法であるため、使用後の
運転停止期間である長期保管期間中に浄水ラインに菌体
類が増殖して、次の使用の際に、増殖した菌体類が多量
に浄水中に含まれて流出する問題がある。

【０００９】なお、浄水ラインに菌体類繁殖問題は、浄
水器と呼ばれるもの全てに共通の問題でもある。しか
し、例えば、水道水蛇口に備えるような家庭用浄水器で
あれば、頻繁に使用するため、浄水ラインは、常時流水
にさらされるので問題とならないが、アウトドア用途の
浄水器では、上述したように大きな問題となる。しか
も、家庭用浄水器であれば、すぐ近くに電気電源がある
のが通常であるため、たとえ菌体類繁殖問題が発生して
も、菌体類の繁殖防止又は殺菌方法として、紫外線殺菌
や加熱殺菌等の処理が適用できるが、アウトドアでは容
易に電気電源を使用できないため、使用前に洗浄剤や殺
菌剤で浄水ラインを洗浄したり、銀成分などの抗菌性物
質を浄水ラインに被覆して菌体類の繁殖を抑制する方法
が用いられる。

【００１０】ところが、上記洗浄処理や抗菌処理は確実
性が欠如しており、これらの処理を行っても菌体類が浄
水中へ混入するという問題がある。

【００１１】本発明の目的は、前記従来技術の問題を解
決するためになされたものであって、各種有機物やイオ
ン類を含んだ河川水、湖沼水、地下水、雨水または海水
等の原水から、洗浄用途や飲料用途に使用できる除菌さ
れた浄水を任意の時に安全にかつ容易に製造できるいわ
ゆるアウトドア用途の浄水器を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の浄水器は、被処
理水を送液手段を用いてメインフィルターへ送液して、
該メインフィルターを透過した透過水を利用する浄水器
において、上記送液手段が２次動力源を用いる加圧ポン
プであって、メインフィルターの下流に平均孔径が１μ
ｍ以下の多孔質膜を具備する除菌フィルターを備えたこ
とを特徴とするものである。また、上記２次動力源が太
陽電池であることが好ましい構成である。

【００１３】本発明で処理する原水は、各種有機物やイ
オン類を含んだ河川水、湖沼水、地下水、雨水または海
水等であって、洗浄用途や飲料用途にそのままでは使用
できない水を用いるが、そのままでも使用できるが更に
浄水化するために原水として水道水を用いることもあ
る。なお、本発明において被処理水とは、図１に示すよ
うに原水１１あるいは排水１３を含有した含有原水であ
る。

【００１４】本発明で用いる送液手段としての加圧ポン
プは、取り扱う被処理水に対して、耐性があって、効率
よく操作できるものであれば何ら限定されないが、型式
としてはプランジャー型やダイヤフラム型のような容量
ロスの小さい型式が好ましい。また、一般に１０Kg／cm
²G以上の圧力が必要な場合は、耐圧強度を重視して金属
材料で構成されたポンプが好ましく、１０Kg／cm²G未満
の低圧操作の場合は、耐圧強度が高くない軽量な材料を
選定できるのでポリプロピレンやポリエチレンなどの合
成樹脂材料で構成されたポンプが好ましく用いられる。

【００１５】本発明で用いる２次動力源としては、太陽
電池、自動車用バッテリ、エンジン式発電電力などが挙
げられるが、上記２次動力源と手動式を併用した動力で
あってもよい。。本発明で用いる太陽電池としては、単
結晶または多結晶シリコーン型などが挙げられるが、耐
候性や耐熱性があれば何ら限定されるものではなく、さ
らに発電効率に優れたものであればより好ましい。

【００１６】本発明で用いるメインフィルターを内蔵す
るハウジングは、透明もしくは半透明であることが好ま
しい。透明もしくは半透明であることによって、ハウジ
ング内のメインフィルターの劣化具合をハウジングの外
から観察できればよいので、ハウジング全体が透明もし
くは半透明でなくてもよい。このことにより、ハウジン
グを分解してメインフィルターを取り出してから、劣化
具合を観察するといった手間を省くことができる。上記
ハウジングの材質としては、通常透明もしくは半透明の
材料として塩化ビニル、アクリル、またはポリエチレン
などが用いられる。

【００１７】本発明で用いるメインフィルターとして
は、それぞれの目的に応じて適宜選定されるが、通常、
活性炭フィルター、精密濾過膜、限外濾過膜、または逆
浸透膜が用いられ、被処理水の水質や得られる一次浄
水、二次浄水の水質のレベルによって適宜選定される
が、好ましくは活性炭フィルターまたは精密濾過膜のい
ずれか一方が、あるいは活性炭フィルターと精密濾過膜
の両方が用いられる。活性炭フィルターや精密濾過膜で
あれば、低い圧力で運転できるため、簡単で安価な浄水
器を製作できる。

【００１８】上記活性炭フィルターとしては、ヤシ殻活
性炭を活性炭粉末が流出しないように出入口を多孔質材
で挟み込んだ構造のものが好ましく用いられる。また、
停止中などに浄水器内で発生する菌体の繁殖を抑制する
ために、銀などで抗菌処理をした抗菌性活性炭層を内蔵
した活性炭フィルターを用いることもできる。

【００１９】上記精密濾過膜の材質としては、ポリプロ
ピレン、ポリエチレンやポリスルホンなどの多孔質膜が
好ましく用いられる。

【００２０】上記限外濾過膜の材質としては、ポリスル
ホンやポリアクリロニトリルなどの多孔質膜が好ましく
用いられる。

【００２１】上記逆浸透膜の材質としては、酢酸セルロ
ース非対称膜やポリアミド系複合膜などが好ましく用い
られる。

【００２２】本発明においては、上記加圧ポンプの上流
にプレフィルターを備えることが好ましい。上記プレフ
ィルターは５μｍ以上の異物除去性能を有するポリプロ
ピレン製のカートリッジタイプが好ましく用いられる。
上記プレフィルターを備えることにより、ポンプを保護
し、メインフィルターや除菌フィルターの目詰まり等を
抑制する。

【００２３】本発明においては、上記メインフィルター
の下流に孔径が１μｍ以下の多孔質膜からなる除菌フィ
ルターを備えることが必要である。膜材質としてはニト
ロセルロース、セルロースアセテートあるいはポリテト
ラフルオロエチレンが好ましく用いられる。さらに、孔
径が０．２μｍ以上０．５μｍ以下のセルロースアセテ
ート製多孔質膜が好ましく用いられる。被処理水の水質
や得られる一次浄水、二次浄水の水質のレベルによって
適宜選定され、２種類以上の膜を組み合わせてもよい。

【００２４】本発明で用いる除菌フィルターのモジュー
ル型式としては、それぞれの目的に応じて適宜選定され
るが、中空糸型膜モジュールやプリーツ型膜モジュール
などが用いられ、単位容積当たりの膜面積が大きい低圧
操作対応の中空糸型膜モジュールが好ましく用いられ
る。

【００２５】本発明において用いる濃縮水を貯留槽に戻
す吐出口には、開度固定式調圧弁が具備されることが好
ましい。該開度固定式調圧弁は、ニードル式やグローブ
式のような開度調節が可能な型式で、該開度調節用ハン
ドルが機械的に固定できるものであれば限定されない。
例えば、ニッタムアー社のスロットルバルブ（ＥＮＣ
型）などが例示される。

【００２６】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態をより具体的
に説明する。図１は、本発明の実施例において使用する
太陽電池式浄水器の一例を示す説明図である。図１にお
いて、運転開始前に原水１１は貯留槽３に供給され、プ
レフィルター２を通って加圧ポンプ１で吸い上げられ
る。加圧ポンプ１はＤＣ直流モーター７によって作動
し、ＤＣ直流モーター７は充放電制御装置９を介して太
陽電池８で発電される電力で駆動する。

【００２７】上記加圧ポンプ１で被処理水（本発明にお
いて被処理水とは原水１１あるいは排水１３を含有した
含有原水をいう）が加圧され、加圧原水１２としてメイ
ンフィルター４を通り、除菌フィルター５に送られる。
メインフィルター４と除菌フィルター５では、有機物や
イオン類が除去された後に除菌され、水質が向上した二
次浄水１４Ｂが作製される。同時に各種有機物やイオン
類が濃縮されて水質が低下した排水１３が分離される。
なおメインフィルター４を操作する運転圧力は開度固定
式調圧弁６で調整する。上記の運転により、原水１１
から所望の二次浄水１４Ｂを得ることが出来る。

【００２８】上記太陽電池８は、太陽光で発電される
が、太陽光が無い場合でも発電できるように、一次電池
や二次電池等のバッテリー１０を内蔵することもでき
る。また、制御機器として、ポンプ保護の目的で、貯留
槽３に空運転防止用のレベルスイッチや吐出ラインに締
切り運転防止用の圧力スイッチが装備されてもよい。

【００２９】実施例１次に実施例１に基づき更に本発明を具体的かつ詳細に説
明する。図１において、ＡＢＳ樹脂製角型タンクを用い
た貯留槽３に供給される原水１１として、滋賀県草津市
付近の琵琶湖の湖水を用いた。プレフィルター２とし
て、アドバンテック東洋（株）社製３０μｍポリプロピ
レンフィルター（ＭＣＰ−３０−Ｃ１０Ｓ）１本を使用
し、該プレフィルター２を通って加圧ポンプ１で送液さ
れる。加圧ポンプ１として、米国ＡＱＵＡＴＥＣ社製ダ
イヤフラム型ポンプ（ＣＤＰ−６０００，４kg/cm²Ｇ×
５００ｍＬ／ｍｉｎ）１台を使用し、太陽電池８とし
て、京セラ (株) 製ＬＵ３６１Ｃ１１Ａ：１６Ｖ×１１
Ｗ多結晶シリコーン型太陽電池１台を使用した。被処理
水１２Ａは、加圧ポンプ１によって４kg/cm²Ｇに加圧さ
れ、加圧原水１２Ｂとしてメインフィルター４に送られ
る。

【００３０】メインフィルター４として、米国ＨＹＤＲ
ＡＮＡＵＴＩＣＳ社製スパイラル型逆浸透膜（ポリアミ
ド系複合膜、２０１２−ＵＳＴ−ＥＳＰＡ、膜面積約0.
４m²）１本を用いた。上記メインフィルター４を通過し
た各種有機物やイオン類が除去された一次浄水１４Ａ
は、除菌フィルター５を通過して除菌され、水質が向上
した二次浄水１４Ｂとなった。除菌フィルター５とし
て、アドバンテック東洋（株）社製０．４５μｍセルロ
ースアセテートフィルター（５０ＣＰ０４５ＡＳ）１本
を使用した。被処理水は各種有機物やイオン類が濃縮さ
れて水質が低下した排水１３と上記一次浄水１４Ａに分
離された。なお二次浄水１４Ｂは、最終的な回収率は４
５％であった。上記の運転により、原水の水質は電導度
１６６μＳ／cmで総有機化合物濃度（ＴＯＣ）２．８ｐ
ｐｍであり、生菌数（３０℃×７日間の培養コロニー数
値）が２４０個／ｃｃあったが、得られた一次浄水１４
Ａの水質は生菌数（３０℃×７日間の培養コロニー数
値）が７個／ｃｃであった。二次浄水１４Ｂの水質は電
導度２５．１μＳ／cm、総有機化合物濃度（ＴＯＣ）0.
２１ｐｐｍ、生菌数（３０℃×７日間の培養コロニー数
値）が０個／ｃｃであった。また二次浄水は、８Ｌ／分
の速度で得られた。

【００３１】上記の運転を行った後、一カ月間運転を停
止したまま室内で保存した。除菌フィルター５を新品に
交換後、二次浄水を得る為の運転を再開した。原水１
１として、同様に滋賀県草津市付近の琵琶湖の湖水を用
いた。上記の運転により、原水の水質は電導度１５３μ
Ｓ／cmで総有機化合物濃度（ＴＯＣ）４．１ｐｐｍであ
り、生菌数（３０℃×７日間の培養コロニー数値）が２
９０個／ｃｃあった。得られた一次浄水１４Ａの水質は
生菌数（３０℃×７日間の培養コロニー数値）が８７０
０個／ｃｃであったにもかかわらず、二次浄水１４Ｂの
水質は電導度１８．６μＳ／cm、総有機化合物濃度（Ｔ
ＯＣ）0.２８ｐｐｍ、生菌数（３０℃×７日間の培養コ
ロニー数値）が０個／ｃｃであった。

【００３２】

【発明の効果】本発明によれば、太陽電池の発電を用い
るので、電気などの人工動力源を用いることなく、各種
有機物やイオン類を含んだ河川水、湖沼水、地下水、雨
水または海水等の原水から、除菌された洗浄用途や飲料
用途に使用できる二次浄水を安全にかつ容易に製造でき
る。また、長期の運転停止後に運転を再開したときであ
っても、除菌された洗浄用途や飲料用途に使用できる二
次浄水を安全にかつ容易に製造できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明において使用する太陽電池式の浄水器の
一例を示す説明図である。

【符合の説明】

１加圧ポンプ２プレフィルター３貯留槽４メインフィルター５除菌フィルター６開度固定式調圧弁１０バッテリー１１原水１２Ａ被処理水１２Ｂ加圧原水１３排水１４Ａ一次浄水１４Ｂ二次浄水

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被処理水を送液手段を用いてメインフィ
ルターへ送液して、該メインフィルターを透過した透過
水を利用する浄水器において、上記送液手段が２次動力
源を用いる加圧ポンプであって、メインフィルターの下
流に平均孔径が１μｍ以下の多孔質膜を具備する除菌フ
ィルターを備えたことを特徴とする浄水器。
【請求項２】２次動力源が太陽電池であることを特徴
とする請求項１記載の浄水器。