JPH1157735A - 水処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】水道水等の水に含まれている細菌を殺菌するこ
とにより、細菌に対する安全性を向上させた水処理装置
を提供する。 【解決手段】濾過フィルタ６では、注入口７から注入さ
れた水は、トリオシン層１１、サンド層１２、活性炭層
１３、泰澄石層１４、麦飯石層１５、第１の磁鉄鉱石層
１６、セラミック層１７、第２の磁鉄鉱石層１８、の濾
過層を通った後に、排水口８から排水される。トリオシ
ン層１１ではトリオシン樹脂表面に細菌などが近づく
と、ヨウ素イオンと交換しようとするイオン交換の力が
働き、ヨウ素イオンが遊離（リリース）し、トリオシン
樹脂表面に接触した細菌が遊離されたヨウ素の酸化作用
によって殺菌する。また、トリオシンは細菌に相応する
量のヨウ素を遊離するだけであるため、余分なヨウ素を
放出することがなく、処理水（濾過した水）がヨウ素で
汚染されることもない。したがって、細菌を殺菌するこ
とができ、細菌による毒素を含まない水を飲料水等して
供給することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、飲料水等に使用
される水を濾過する水処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、水道水等の飲料水に使用され
る水の消毒には塩素が用いられている。

【０００３】ところで、塩素で消毒された水は残留塩素
によるカルキ臭があり、このカルキ臭によって水の味や
においが良くないという問題がある。また、残留塩素が
水道管に付着している水垢に含まれる有機物（とくにフ
ミン質）と反応すると、発ガン性のある有機塩素化合物
であるトリハロメタンに変化するので、水の安全性にお
いても問題がある。

【０００４】そこで、水道水を濾過して、水に含まれて
いる残留塩素やトリハロメタン等を除去し、安全性が高
く且つカルキ臭のない美味しい飲料水にする浄水器が種
々提案されており、最近では一般家庭においても広く利
用されている。従来の浄水器としては、（１）活性炭や
中空糸膜等により水を濾過するもので、水に含まれてい
る残留塩素や汚染物質を除去するもの（第１世代）、
（２）上記した活性炭や中空糸膜等による残留塩素や汚
染物質の除去に加えて、電気分解やイオン交換によって
水質（ｐＨ等）も調整するもの（第２世代）、（３）さ
らに上記した（１）、（２）の処理に加えて遠赤外線照
射や磁化処理等により水分子を活性化するもの（第３世
代）、があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た（１）〜（３）の従来の浄水器は、水に含まれている
細菌を殺菌しておらず、活性炭や中空糸膜等の濾過層に
おいて取り除いていただけであった。このため、活性炭
や中空糸膜等の濾過層において細菌が繁殖することがあ
り、細菌が繁殖するとこれらの細菌による毒素が濾過層
を通過する水に混じり、この状態で排水されてしまう可
能性があった。すなわち、細菌の作りだした毒素が飲料
水等として使用される水（排水された水）に混じってい
る可能性が高く、細菌に対する安全性が十分確保されて
いないという問題があった。

【０００６】この発明の目的は、水道水等の水に含まれ
ている細菌を殺菌し、細菌に対する安全性の高い水を飲
料水等として供給することのできる水処理装置を提供す
ることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明は、内部に水を
流水させる流水経路を有し、前記流水経路に、活性炭や
中空糸膜等を層状に堆積させた濾過層を設けた水処理装
置において、官能基である第４級アンモニウムイオンに
ヨウ素を化学的に結合させた粒状の陰イオン交換樹脂を
堆積または含有させた濾過層を少なくとも１層以上設け
ていることを特徴とする。

【０００８】この構成では、流水経路に粒状活性炭や中
空糸膜等を層状に堆積させた濾過層を設けており、注入
された水はこの濾過層を通って排水され、この水が飲料
水等して使用される。しかも、流水経路に、官能基であ
る第４級アンモニウムイオンにヨウ素を化学的に結合さ
せた粒状の陰イオン交換樹脂を堆積または含有させた濾
過層を少なくとも１層以上設けており、この濾過層では
樹脂の持つ極性の働きにより、水に含まれるバクテリア
等の細菌に対してヨウ素を遊離し、この遊離したヨウ素
の働き（酸化作用）によって細菌を殺菌する。このよう
に、細菌を殺菌することのできる濾過層を設けているの
で、濾過層で細菌が繁殖することを防止でき、細菌によ
る毒素の混じっていない水を排水させることができる。
したがって、飲料水等における細菌に対する安全性を向
上させることができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１（Ａ）は、この発明の実施形
態である水処理装置（浄水器）の外観を示す図であり、
図１（Ｂ）はこの実施形態の浄水器の内部を示す図であ
る。浄水器１は、ベース３の上にカバー２をかぶせたも
のであり、ベース３にはフィルタ６が載置されている。
図示するように、べース３に載置されているフィルタ６
はカバー２により覆われる。フィルタ６の上方には水道
水を注入する注入口７が設けられており、この注入口７
にはホース４が接続されている。また、フィルタ６の下
方には注入口７から注入された水を排水する排水口８が
設けられており、この排水口８にはホース５が接続され
ている。通常、ホース４を介して注入口７から濾過フィ
ルタ６に水道水等の水を注入し、ここで注入された水が
濾過フィルタ６を通って排水口８から排水され、排水口
８から排水された水はホース５を通って蛇口（不図示）
から放出されるようになっている。この蛇口から放出さ
れた水は、飲料水等として使用される。

【００１０】図２は濾過フィルタの構成を示す図であ
る。濾過フィルタ６がこの発明で言う流水経路に相当す
る。濾過フィルタ６は、上から順にトリオシン層１１、
サンド層１２、活性炭層１３、泰澄石層１４、麦飯石層
１５、第１の磁鉄鉱石層１６、セラミック層１７、第２
の磁鉄鉱石層１８、の合計８層の濾過層を有している。
なお、上記した各濾過層の働きについては後述する。ま
た、トリオシン層１１の上側、活性炭層１３の上下両
側、および第２の磁鉄鉱石層１８の下側の４か所にはス
テンレス性のメッシュフィルタ２０を設けている。活性
炭層１３、第１の磁鉄鉱石層１６および第２の磁鉄鉱石
層１８にはそれぞれマグネット２１を１個ずつ（合計３
個）配置しており（埋め込んでおり）、全てのマグネッ
ト２１はＳ極を下側にしている。

【００１１】次に、濾過フィルタ６に設けられている上
記した各濾過層の働きについて説明する。トリオシン層
２１は、官能基である第４級アンモニウムイオンにヨウ
素を化学的に結合させた粒状（直径が０．５〜１．０ｍ
ｍ程度）のイオン交換樹脂であるトリオシン（ＨＹＤＲ
Ｏ ＢＩＯＴＥＥＣＨ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ（カナ
ダ）社製商品名）を堆積させた層である。トリオシン層
２１は開口部３から注入された水が通過する過程におい
て、以下に示すトリオシンの働きによって通過する水に
含まれている細菌を殺菌する濾過層として機能する。

【００１２】以下、トリオシンについて簡単に説明して
おく。トリオシンは、特殊な条件下でヨウ素を陰イオン
交換樹脂に接触／含浸させ、塩化物の形で提供される陰
イオン交換樹脂のＣｌ^- と３ヨウ化物イオン（Ｉ^3-）と
を交換する過程を経て製造されるものであり、トリオシ
ンの構造は図３に示すように３ヨウ化物イオンが第４級
アンモニウム基と化学的に結合し、さらに樹脂の架橋構
造に支持される構造である。このように、トリオシンは
第４級アンモニウムイオンを官能基とする最強塩基性陰
イオン交換樹脂であり、すなわち、プラスに帯電した窒
素イオン（Ｎ⁺イオン）の巨大な陽イオンの樹脂であ
る。しかも、プラスイオンとマイナスイオンとが結合す
ると安定な化合物となることから、イオン交換樹脂の表
面に結合しているＮ⁺ イオンに３ヨウ化物イオン（Ｉ^3-
イオン）をイオン結合させたトリオシンも安定な化合物
であり、ヨウ素が簡単に遊離するということはない。な
お、トリオシンはトリオシン樹脂表面にヨウ素よりイオ
ン化傾向が大きいイオンが近づいたときには、この近づ
いたイオンとヨウ素イオンとを交換しようとする力が働
いてヨウ素イオンを遊離（リリース）する。一方、細菌
などを含む生物の細胞は、大量の核酸を内部に含み、さ
らに酸性アミノ酸などを表面近くに含むため、細胞膜は
マイナスに帯電した状態にある。したがって、トリオシ
ン樹脂表面に細菌などが近づくと、ヨウ素イオンと交換
しようとするイオン交換の力が働き、ヨウ素イオンを遊
離（リリース）し、トリオシン樹脂表面に接触した細菌
が遊離されたヨウ素の酸化作用によって殺菌される。こ
のように細菌が樹脂表面に接触することを引き金に細菌
に相応する量のヨウ素を遊離する仕組みをデマンド・リ
リースと言い、このデマンド・リリースがトリオシンの
特徴である。しかも、上記したように、トリオシンは細
菌に相応する量のヨウ素を遊離するだけであるため、余
分なヨウ素を放出することがなく、処理水（濾過した
水）に大量のヨウ素が含まれて、この水自体が強い殺菌
力を持つことはない（処理水がヨウ素で汚染されること
はない）。なお、トリオシンには、３ヨウ化物イオンだ
けでなく、５ヨウ化物イオン（Ｉ^5-イオン）や７ヨウ化
物イオン（Ｉ^7-イオン）も多少含まれている。

【００１３】サンド層１２は火成岩シラスを特殊処理し
た白砂を層状に堆積させた濾過層であり、活性炭層１３
は粒状や繊維状の活性炭を層状に堆積させた濾過層であ
る。これらの濾過層は、通過する水に含まれている残留
塩素、有機物質、有害物質（例えば、トリハロメタ
ン）、赤錆等を除去する。泰澄石層１４は泰澄石の細片
を層状に堆積させた濾過層であり、通過する水に含まれ
ている農薬を還元分解する濾過層として機能する。麦飯
石層１５は麦飯石の細片を層状に堆積させた濾過層であ
り、通過する水を弱アルカリに調整（ｐＨの調整）する
等して水にミネラルを補給する濾過層として機能する。

【００１４】また、第１の磁鉄鉱石層１６および第２の
磁鉄鉱石層１８は、磁鉄鉱石を層状に堆積させた濾過層
であり、この濾過層はマグネット２１の磁場によって磁
化されており、通過する水に磁場を作用させて水分子を
活性化させる濾過層として機能するとともに、重金属を
除去する濾過層としても機能する。セラミック層１７は
火成岩シラスを特殊処理した白砂をさらに高温（例えば
１１００度）で特殊処理した粒状セラミックスを層状に
堆積させて濾過層であり、通過する水に対して遠赤外線
照射を行い水分子を活性化するとともに水質劣化を防止
する層として機能する。

【００１５】さらに、上記したように活性炭層１３、第
１の磁鉄鉱石層１６および第２の磁鉄鉱石層１８の各濾
過層に、それぞれマグネット２１を１個ずつ（合計３
個）配置している。マグネット２１は表面がプラスチッ
ク等によりコーティングされ、例えば残留磁束密度が１
２０００ガウスの強力な磁石であり、軸方向に磁化され
ている。各濾過層に配置されているマグネット２１は、
濾過フィルタ６の中心軸と略一致する軸でＳ極を下側に
して配置することにより、マグネット２１の磁力線の向
きを一致させ、磁力線を互いに結合させている。濾過フ
ィルタ６では水の流れに沿う向きに均一で強力な磁場が
形成される。したがって、第１の磁鉄鉱石層１６および
第２の磁鉄鉱石層１８を通過する水に対しては強力な磁
場を作用させることができ、通過する水に対して効果的
な磁化処理が行える。また、セラミック層１７は第１の
磁鉄鉱石層１６および第２の磁鉄鉱石層１８の間に配置
しているので、磁場がセラミック層１７を通過すること
になり、このセラミック層１７における遠赤外線照射に
よる水分子の活性化も効果的に行える。

【００１６】この実施形態の浄水器１では、水道水等の
水がホース４を介して注入口７から濾過フィルタ６に注
入される。濾過フィルタ６に注入された水は、最初にト
リオシン層１１を通過する。上記したように、トリオシ
ン層１１ではトリオシン樹脂表面に細菌が近づくと、ヨ
ウ素イオンを遊離し、トリオシン樹脂表面に接触した細
菌をヨウ素の酸化作用によって殺菌する。したがって、
トリオシン層１１を通過した水は殺菌されており、この
殺菌された水がサンド層１２に流れ込む。このように、
この実施形態の浄水器１では、最初に水に含まれる細菌
を殺菌するようにしている。なお、上記したように、ト
リオシンは細菌を殺菌するのに必要な量のヨウ素を遊離
するだけであるため、このトリオシン層１１を通過した
水が余分なヨウ素を含み、この水自体が強い殺菌力を持
つことはない。

【００１７】トリオシン層１１を通過した水は、サンド
層１２、および、活性炭層１３をこの順に通過し、この
過程において主として残留塩素、有機物質、有害物質
（例えば、トリハロメタン）、赤錆等が除去される。サ
ンド層１２および活性炭層１３を通過した水は、泰澄石
層１４、および、麦飯石層１５をこの順に通過し、この
過程においてｐＨ等の水質が調整されるとともに、ミネ
ラルの補給が行われる。さらに、水は第１の磁鉄鉱石層
１６、セラミック層１７、および、第２の磁鉄鉱石層１
８をこの順で通過する。これらの濾過層では、マグネッ
ト２１を設けたことにより、重金属類の除去や水分子の
活性化が効果的に行われる。第２の磁鉄鉱石層１８を通
過した水は排水口８から排水され、この水がホース６を
介して蛇口等から放出され、この水が飲料水等として使
用される。

【００１８】このように、この実施形態の浄水器１で
は、最初に濾過フィルタ６に注入された水に対してトリ
オシン層１１において細菌を殺菌するようにしているの
で、細菌が濾過フィルタ６内で繁殖することを防止で
き、排水される水（飲料水等として使用される水）に細
菌による毒素が混じることがなく、細菌に対する安全性
を向上させた水を飲料水等して使用することができる。
また、残留塩素、有害物質（トリハロメタンや農薬等）
の除去および、ｐＨ等の調整、ミネラルの補給、水分子
の活性化等も行われており、カルキ臭等の臭みもなくて
味が良く、また、活性化されミネラルの豊富な水を飲料
水等して供給することができる。

【００１９】次に、この発明の別の実施形態について説
明する。この実施形態と上記した実施形態とでことなる
部分は、濾過フィルタ６の構造である。この実施形態に
かかる濾過フィルタ６は、上記した実施形態の濾過フィ
ルタと略同じであるが、第２の磁鉄鉱石層１８通過した
水に対して殺菌処理を行う第２のトリオシン層１９を追
加し、濾過層を合計９層としている点である（図４参
照）。

【００２０】この実施形態の浄水器１も、上記した実施
形態と同様に、注入口７から注入された水は、トリオシ
ン層１１、サンド層１２、活性炭層１３、泰澄石層１
４、麦飯石層１５、第１の磁鉄鉱石層１６、セラミック
層１７、第２の磁鉄鉱石層１８、を通過する。さらに、
第２の磁鉄鉱石層１８を通過した水は、第２のトリオシ
ン層１９を通過し排水口８から排水される。なお、第２
のトリオシン層も粒状のトリオシンを積層した濾過層で
ある。すなわち、この実施形態では、排水口８から排水
する直前に第２のトリオシン層１９において、再度水に
含まれている細菌を殺菌するようにしている。これによ
り、トリオシン層１１で殺菌されずに通過した細菌があ
ったとしても、この第２のトリオシン層１９で殺菌する
ことができるため、より安全性の高い水を飲料水等して
供給することができる。

【００２１】また、濾過フィルタ６としては、図５
（Ａ）に示すようにサンド層１２、活性炭層１３、泰澄
石層１４、麦飯石層１５、第１の磁鉄鉱石層１６、セラ
ミック層１７、第２の磁鉄鉱石層１８、トリオシン層１
１の順（この順に水が通過する）に設けたものであって
も良いし、図５（Ｂ）に示すようにサンド層１２、活性
炭層１３、トリオシン層１１、泰澄石層１４、麦飯石層
１５、第１の磁鉄鉱石層１６、セラミック層１７、第２
の磁鉄鉱石層１８の順（この順に水が通過する）に設け
たものであっても良い。すなわち、トリオシン層１１は
濾過フィルタ６の任意の位置に設けることができる。さ
らに、図６に示すようにトリオシンを堆積させたトリオ
シン層１１を３層（図では、最初の濾過層、活性炭層１
３と泰澄石層１４の間の濾過層、最後の濾過層をトリオ
シン層１１とした。）設けた濾過フィルタ６とすれば、
より一層安全性の高い水を飲料水等として供給すること
ができるようになる。

【００２２】なお、濾過フィルタ６に対して排水口８か
ら水を注入し、注入口７から排水させるようにホース
４、５の接続を切り替えれば、濾過フィルタ６の各濾過
層において除去された有機物質等を洗い流すこともでき
（逆洗）、濾過フィルタ６の寿命を延ばすことができ
る。また、ホース４を介して水を注入しこの水をホース
５を介して排水させる場合とホース５を介して水を注入
しこの水をホース４を介して排水させる場合との切り替
えが行える（流水経路の切り替えが行える）切替器を適
用すれば、ホース４、５の接続を切り替える作業が不要
となり、逆洗が簡単に行えるようになる。

【００２３】なお、上記した実施形態ではトリオシンを
堆積させた濾過層（トリオシン単独の濾過層）を設けた
例であったが、例えば活性炭層やサンド層にトリオシン
を含ませた濾過層を設けるようにしてもよい。

【００２４】さらに、上記した実施形態では据え置き型
の浄水器で説明を行ったが、本願発明は蛇口に直結する
蛇口直結タイプの浄水器にも適用することができる。こ
の場合には、浄水器本体を小型化するために、例えば濾
過フィルタ６を図７に示すようにトリオシン層３１、活
性炭層３２、および、中空糸膜層３３の３層構造のもの
とし、濾過フィルタ６を小型化する。この浄水器は、蛇
口から放出された水をトリオシン層３１で殺菌し、活性
炭層３２および中空糸膜３２を通過するときに残留塩素
等が除去し、飲料水等に使用される水として排水する。
なお、濾過フィルタ６における濾過層の順番を、図８
（Ａ）に示すように活性炭層３２、中空糸膜層３３、ト
リオシン層３１としてもよいし、また、図８（Ｂ）に示
すように活性炭層３２、トリオシン層３１、中空糸膜層
３３の順にしてもよい。いずれの場合も同様の効果を得
ることができる。

【００２５】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、官能
基である第４級アンモニウムイオンにヨウ素を化学的に
結合させた粒状の陰イオン交換樹脂を有する濾過層を流
水経路に少なくとも１層以上設けているので、この層を
通過するときに水に含まれる細菌を殺菌することがで
き、細菌による毒素が含まれていない安全な水を飲料水
等して供給することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施形態である浄水器の外観を示す
図である。

【図２】この発明の実施形態の浄水器に適用される濾過
フィルタを示す図である。

【図３】トリオシンの構造を示す図である。

【図４】この発明の他の実施形態の浄水器に適用される
濾過フィルタを示す図である。

【図５】この発明の他の実施形態の浄水器に適用される
濾過フィルタを示す図である。

【図６】この発明の他の実施形態の浄水器に適用される
濾過フィルタを示す図である。

【図７】この発明の他の実施形態の浄水器に適用される
濾過フィルタを示す図である。

【図８】この発明の他の実施形態の浄水器に適用される
濾過フィルタを示す図である。

【符号の説明】

１−浄水器 ２−カバー ３−ベース ４、５−ホース ６−濾過フィルタ ７−注入口 ８−排水口 １１、３１−トリオシン層 １９−第２のトリオシン層

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｃ０２Ｆ 1/50 ５５０ Ｃ０２Ｆ 1/50 ５５０Ｂ ５６０ ５６０Ｂ ５６０Ｄ ５６０Ｅ 1/28 1/28 Ｒ 1/42 1/42 Ａ 1/44 1/44 Ｂ 1/76 1/76 Ａ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部に水を流水させる流水経路を有し、 前記流水経路に、活性炭や中空糸膜等を層状に堆積させ
   た濾過層を設けた水処理装置において、 官能基である第４級アンモニウムイオンにヨウ素を化学
   的に結合させた粒状の陰イオン交換樹脂を堆積または含
   有させた濾過層を少なくとも１層以上設けていることを
   特徴とする水処理装置。