WO2003053868A1

WO2003053868A1 - Filtre composite et procede et appareil de production d'eau tres pure a l'aide de ce filtre

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Publication number: WO2003053868A1
Application number: PCT/JP2002/013239
Authority: WO
Inventors: Seisuke Takashima; Ryosuke Murayama; Masatoshi Iida; Masayoshi Furuhashi
Original assignee: Iida Kensetu Co., Ltd.
Priority date: 2001-12-20
Filing date: 2002-12-18
Publication date: 2003-07-03
Also published as: TW200301150A; TW592782B; US7291266B2; CN1432540A; EP1457464A1; CN100475725C; EP1457464B1; EP1457464A4; US20050023223A1; HK1058183A1

Description

明細書

複合フィルタおよび複合フィルタを用いた高純度水の製造法並びに装置技術分野

本発明は、生物学 ·生化学的 ·医学的に安全な高純度の水を得るために用いる複合フィルタおよびこのフィルタを用いての高純度水の製造法並びに装置に関するものである。

本発明は、特に、不純物や有機物等を含む水よりこれら不純物等を除去し、また人体に有害な微生物の殺菌を行って、飲料水等に適した高純度の水を製造するための複合フィルタおよびそれを用いての高純度水の製造法並びに装置に関するものである。冃：

わが国は、水資源に恵まれ水質も良好であり、良好な生活水を簡単に利用し得る。，しかし例えば、紛争地域等の劣悪な環境下にて生活する者にとっては、生物的 ·生化学的に安全な生活水や医療用水を確保すること、しかも簡便な方法にて得られることが極めて重要である。

また、世界各地には紛争地域に関係なく、各種物質に汚染されている水を生活水として利用する ±也域も存在する。

またわが国においても、災害時等において地域的 ·一時的とはいえ、生活水として適している高純度の水が不足することがおこり得る。

また、生物学 ·生化学的に安全な生活水や医療水が容易に得られる地域や国においても、いわゆるバイオテロ等により安全と考えられている生活水 ·医療水に有害物質や細菌等の微生物が混入されるおそれがある。

前述のような、紛争地域等において、使用可能な簡便な方法にて不純物や有害物を除去し、また細菌類等の殺菌を行うことにより、安全な生活水、医療用水の製造法は知られていない。

また、生活水'医療用水中に有害物や有害な微生物が混入された時、例えば飲料水、医療用水を使用する現場にて有害物の除去や微生物の殺菌を簡単に行い得る方法も知られていない。

本発明は、不純物等の混入された生活水や医療用水として用いるのに不適当な水を高純度水にするために用いられるフィルタを提供するものである。

本発明は不純物等の混入された生活水や医療用水として使用するのに適しな、水から簡単に高純度の水を製造する方法および装置を提供するものである。

また、本発明は、細菌類等の微生物にて汚染されている水を簡単にしかも確実に殺菌し得る方法を提供するものである。発明の開示

本発明の複合フィルタは、繊維あるいはグラスフィルタよりなる第 1の層と、イオン交換樹脂による微生物および無機物質を吸着する第 2の層と、活性炭層の第 3の層と、不織布よりなる第 4の層とより構成されたことを特徴とする。本発明の高純度水の製造法は、前記のような構成の複合フィルタにより不純物等を除去し、また無害化することにより高純度水を製造するものである。

本発明の高純度で生物学 ·生化学的 ·医学的に安全な高純度水を製造する方法は、前記の複合フィルタを用いた方法において、濾過前又は濾過後の水に紫外線を照射して微生物の殺菌を行うものである。

また、本発明の複合フィルタは、繊維あるいはグラスフィルタと、イオン交換樹脂を含むフィルタと、活性炭を含むフイノレタと、不織布によりなるフィルタとを夫々別個に構成し、各フィルタを交換可能とし、また各フィルタを適宜組み合わせ使用を可能としたものである。

これにより、本発明の複合フィルタは、使用により能力の低下や使用不能になったフィルタを個別に交換し得るため、維持コストを低減させ得る。

本発明の高純度の水を得るための装置は、浄化すべき水を流す流路と、流路中に夫々適宜間隔をおいて配置されてヽる繊維あるいはグラスフィルタ、イオン交換樹脂を含むフィルタ、活性炭を含むフィルタ、不織布よりなるフィルタ等のうちの複数のフィルタを配置したもので、配置されたフィルタを交換可能にしたものである。

本発明の複合フィルタは、前述のようなフィルタ層等の複数の層よりなり、夫々の層が次のような不純物を除去する作用を有している。

まず第 1の層である織物よりなる層は、有機物や微生物以外の砂等の不純物を除去する作用を有する。この織物としては、長時間にわたって透水性を良好に保っために、疎水性の繊維素材を用いることが好ましい。

次の第 2のフィルタ層であるィォン交換樹脂層は、ゥィルスや病原性細菌類の不活性化のためのものである。

また第 3の層である活性炭の層は、'これによる毒性物質の吸着による除去を目的とするものである。

第 4の層である最低層は、コレラ菌、赤痢菌、炭疽菌等の細菌類を吸着除去するための層である。以上のように、本発明は、複数のフィルタ層よりなる複合フィルタであつて、このフィルタを用いることにより、前記のように、第 1の層にて水の中に砂その他微細な鉱物、無機物等の微細粒子が混入されている場合これを除去し、第 2の層において有害な有機物やウィルス、細菌類を不活性化し無害化し、また第 3の層において毒性物質を除去し、更に第 4の層において 0 . 5〃m〜数十〃 m の細菌類を除去することが可能になる。

このようにこの複合フィルタを用いた本発明の方法によれば、各層の夫々異なつた作用により、水中に含まれて、る不純物のほとんどを除去することが可能であり、特に人体に有害な物質の除去および無害化が可能になる。

又、本発明の高純度水の他の製造法は、濾過、殺菌すべき原水に高分子凝固剤を混入して不純物を凝固除去した水を複合フィルタに透過させて高純度水を製造するようにした。

この方法によれば、複合フィルタの第 1層にては除去し得ないサブミクロンオーダーの砂等の除去が可能になる。

更に本発明の前記フィルタ層を用いての高純度水の製法に加え、その工程の前つまりフィルタ層に不純物が含まれている水を投入する前あるいは工程後の濾過後の水に紫外線を照射することにより、有害な微生物、細菌類をほぼ完全に死滅されることが可能であり、一層安全な高純度の生活水、飲料水、医療用の水を得ることが可能である。この場合、複合フィルタ透過後の水に紫外線を照射すれば、微生物、細菌類は、ほぼ完全に死滅あるいは無害ィ匕し得る。

また、本発明の製造法を適用した装置つまり本発明の複合フィルタを用いた高純度水の製造装置は、比較的簡単な構成であって、したがって、いかなる地域や場所において簡単に使用可能であつて、しかもほぼ完全に有害物質の除去が可能であり、また有害な微生物の無害化が可能である。図面の簡単な説明

第 1図は、本発明の複合フィルタの構成を示す図であり、第 2図は、本発明の製造法の工程の概要を示す図であり、第 3図は、微粒子の凝集方法を示す図であり、第 4図は、本発明の装置の実施の形態を示す図であり、第 5図は、第 4図に示す装置にて用いられるフィルタの構成を示す図であり、第 6図は、本発明の装置の他の実施の形態を示す図であり、第 7図は、アルブミンの紫外線波長域における吸光度を示す図であり、第 8図は、本発明の装置で用いる検出 '監視部の配置例を示す図であり、第 9図は、本発明の装置で用いる検出 '監視部の構成を示す図である。発明を実施するための最良の形態

本発明の生物学 ·生化学的 ·医学的に安全な高純度水を製造するために用いる複合フィルタの実施の形態について述べる。

この、複合フィルタは、図 1に示す構成である。図 1において、 1 1は織物よりなる第 1の層の除麈フィルタ、 1 2は第 2の層で陽イオン交換樹脂層、 1 3 はステンレススチールメッシュ、 1 4は第 3の層である活性炭層、 1 5はステンレススチールメッシュ、 1 6は第 4の層である不織布よりなる除菌フィルタである。

次にこの図 1に示す複合フィルタの各層の作用およびフィルタ全体の作用について説明する。

本発明において対象とするのは、微粒子状の砂が浮遊しているような劣悪な水質の原水で、したがつて最初に砂等の微粒子状物質を除去する必要がある。このような微粒子状物質のうち、 0. 01〜： 1mmの粒子径の粒子を除去するためには、疎水性の繊維を素材にした例えばポリエステル製の繊維あるいはグラスフィルタが適している。つまり疎水性の繊維を用いることにより、親水性繊維を用いた場合に比べて、長期にわたり透水効果を良好に保ち得る。

そのため、本発明は、第 1の層 11として前記のような除塵フィルタを用いた。

次に第 2の層 12としてイオン交換樹脂層を用いることにより、ウイノレス類の不活性化が可能になる。

本発明に用いるイオン交換樹脂層として、 SO ₃H型のイオン交換樹脂が望ましい。

本発明者の一人は、血液中の B型肝炎抗原や後天性ヒト免疫不全症候群ウイルスの不活性ィ匕に対しては、 S0₃Na型よりも SO_n H型が有効であることを見出した（高島ほか：日本医科器械学会誌， 56 : 499, 1986, 日本人工臓器学会誌， 18 : 1372, 1989) 。それは、イオン交換樹脂のスルホン酸根とウィルスの表面の蛋白質のアミノ基とが化学結合することにより、ウィルス粒子がィォン交換樹脂にて吸着されて、蛋白質が変性されて不活性化されると考えられる。したがって、天然痘、エボラ出血熱、ラッサ出血熱等のウィルスをはじめ病原性細菌類も同様にその表面が蛋白質の皮膜で構成されており、前記のィォン交換樹脂が有効である。

このイオン交換樹脂は、その性能が低下した場合、 0. 01〜0. 1規定の塩酸水溶液で洗浄することによつて再賦活化が可能であるという利点も有している。次に、陽ィォン交換樹脂の下の層としてィォン交換樹脂の粒子径ょりもやや小さいサイズのステンレススチールメッシュ 13を配置し、イオン交換樹脂と活性炭とが混合するのを防止している。

もともと、活性炭（第 3の層 14) は、単位重量当りの表面積が大きいほど除臭効果等が大であり、仕様により異なるが通常 10〜100m²/gが浄水器に洗用されている。

本発明は、この効果を利用すると共に、活性炭は分子量が 50〜： 1000のィ匕学物質に対し高い吸着除去能を有しており、例えばケミカルテ口で使用されるおそれのあるサリン（C j Hェ 0 FO ₂ P, 分子量、 140) ) を始め、通常の毒性物質の分子量は 100〜 200程度であり、活性炭により効率的に除去し得る。

本発明で用いられる活性炭は、粒状炭であつても椰子穀から製造される破碎炭でもよいが、粒状炭の方が単位重量当りの充填率が高く、それにより除去能が高くなる。

既に述べたようにステンレススチールメッシュを揷入することで、その下の層の不織布へのその上層のィォン交換樹脂と活性炭の重量負担を軽減している。

また、最低層 16には除菌能を持たせるために乾燥時の細孔径が;！〜 2 m の疎水性のポリエステルあるいはポリェチレンを素材にした不織布を 1〜 5枚重ねて充填した。

細菌類の大きさは菌種により異なり、コレラ菌は 1〜20 //m、大腸菌は 0. 5 x 1. 0〜3. 0 m、チフス菌は 2〜3. 0//111、赤痢菌は0. 5〜 0. 7 X 3 zm、炭菹菌は 1 X 3〜4〃mと考えられる（医科器械学叢書 1 滅菌法 ·消毒法第 1集日本医科器械学会監修， 43〜 46頁）。例えば不織布の細孔径は、水に接触することにより幾分膨潤することが予想されるが、不織布の素材が疎水性の高分子物質であるため、それ程顕著ではない。

また、その径は細菌類の大きさよりもやや大きいが、不織布を重ねることによって、細菌類が貫通することはある程度防止し得る。

また、上部に配置された陽イオン交換樹脂層を通過する際に大部分の細菌類は吸着除去されるので、不織布の細孔径は、 0 . 5〜 1 . 0 μ m程度で十分である。逆にこれよりも小さ L、細孔径の不織布を使用すると透水性が低下するため好ましくない。

以上述べた本発明の複合フィルタにおいて、陽イオン交換樹脂（スルホン酸、 S O _q H) は、前述の通り、高い殺菌効果、殺菌ウィルス効果を有する。

し力、し、原水中の硬度が高い場合、カルシウムイオンと結合し、失活するおそれがある。

この欠点を角早消するためには、陽イオン交換樹脂にゼォライト、シリカ、ァノレミナ系の酸性白土類のいずれかを混入することが望ましい。このシリカ、アルミナ系の酸性白土類は、その表面が p H 1〜 5と酸性である。したがって、陽ィォン交換樹旨に混合することにより、活性低下を防止することが可能である。

また、ゼォライトは、比表面積が大きく（2 0〜1 0 O m ^ Z g ) 、本発明の複合フィルタにて用いられている活性炭との相乗効果があり、吸着力が向上し、菌等の除去、作用その他が増大する。

以上述べたように、本発明の複合フィルタにおいて、陽イオン交換樹脂に例えばゼォライトを混合する場合、混合比は、自由に変更可能である。つまり、混合比は、陽ィォン樹脂が 5 ~ 9 5に対し、ゼォライトが 9 5〜 5であるが、通常、 5 0 : 5 0が水の軟水効果も含めて最も望ましい。

本発明の高純度水の製造法は、例えば、図 2に示すような構成の装置を用いるものである。

この図において、 2 1は高純度にする水を流す流路を構成するもので、流路 2 1には、複合フィルタ 2 2が配置されている。 2 3は流路のうちの複合フィル夕を透過した水が流れる箇所に、流路 2 1 aを巻くように螺旋状に配置した紫外線ランプである。

このような構成の装置において、原水を複合フィルタを透過することによつて、遊離粒子は極微量になり、細菌類、ウィルス類等病原性微生物がほぼ皆無になり、飲料水等生活用水としては充分な品質が保証される高純度の水を得ることが可能である。

し力、し、医療用水として患者の治療等に用いる場合、安全性の面から、無菌であることが確認されてもウィルスの不活性化の判定は容易ではなく、人体に有害な物質のポリリポサッカライド等の発熱性物質を除去する必要がある。

図 2に示す、本発明の高純度水の製造法の実施の形態においては、複合フィルタを透過した水に、紫外線ランプょりの紫外線を照射する構成にしてある。

本発明者は、東邦大学医学部との共同研究を含め長年にわたって、紫外線による殺菌効果の研究を行ない、それによる現在までに蓄積してきた多くの微生物に対する紫外線抵抗性の特性をもとに創意検討した結果、水中に含まれる微生物を感染レベルよりも大幅に低下させることが可能であることを見出した。

微生物は、細菌類と真菌類の二つに大別される _d これらのうち、細菌類は、ダラム染色に対する陽性、陰性、胞子形成の有無等や生理特性により分類される。これら微生物に対する紫外線抵抗性は、一般的に真菌類の方が細菌類よりも大である。また、細菌類には、芽胞菌類、枯草菌、炭疽菌等が紫外線抵抗性が大である。し力、し、いずれの微生物も直径 10 cmのべトリ皿の培地全面を覆っている菌叢の 90 %を殺菌するのにそれ程高い照射度は必要なく、最も抵抗性の高い黒カビ（As p e r g i l l u s n i g e r) であつてもたかだか 132 mW · s e c/cm²であつてそれ程高くなく、通常の小型の紫外線灯で容易に到達可能な照度である。一方、細菌類は、サルシニア菌（ S a r c i n a l e t e a) が 19. 7mW. s e c Z c m ²と例外的に高い値である。また、 B a c i 1 1 u s属も比較的高い紫外線抵抗性を持っており、それでも最高値が枯草菌（B a c i l l u s s ub t i l i s) の s p o r e (芽胞）の 12.

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0 mW · s e c / c m 、枯草菌 (B a c i l l u s s ub t i l i sリ、灰疽菌（B a c i l l u s a n t h r a c i s) では、夫々 7. 1、 4. 5mW - s e c/cm²である。したがって、容器内のすべての個所の照度が 2 OmW · s e c/cm²であるならば、水中に含まれる微生物は完全に殺菌される。このような微生物の紫外線による殺菌作用のうち、構造、性質の異なる様々な種類の微生物に対し最も殺菌作用の強いのは、 U V— C領域の紫外線でありヽその波長域は、 200 n m〜 280 nmであり、特に波長 254 nmの紫外線が殺菌作用が強い。即ち、炭谊菌のように、その菌体の内部に芽胞を有する細菌類は、例えば院内感染の原因とされる細菌であるメチシリン耐性ぶどう状菌 ( M e t h i c i 1 1 i n R e s i s t a n t S t aphy l o c o c c u s Au r o u s, MRS A. ) よりも紫外線抵抗性はやや高いが、それでも照度 10 mW' s e c/cm²で 10〜 20秒間でほぼ完全に殺菌されることを確認している。

以上のように、本発明の製造法によれば、複合フィルタを透過させることにより、微生物、細菌類の除去、無害化が可能である。し力、し、複合フィルタを透過した水に、微生物等が一部含まれていた場合も紫外線照射により完全に死滅、無害化できる。

図 2に示す実施の形態において、流路の周りに螺旋状に配置した紫外線ランプは、その強度等による微生物、細菌類等を完全に死滅させるために必要な紫外線照射時間は決まる。したがって、紫外線ランプの強度に応じて、流路中の紫外線ランプを配置する長さ、流路の径、流路中を流れる水の速さを設定すればよい。

原水に混入する砂等のうち、浮遊しているサブミクロン程度の砂、粘度等の微粒子が含まれて、る場合、前記複合フイルクの第 1層により濾過し得ないことがある。

このような微粒子を除去するためには、原水中にポリアミド等の高分子の凝集剤を投入し、微粒子を凝集沈殿させ、上澄部の水を取り出した後に前記複合フィルタを有する本発明の浄化装置に導入することが望ましい。

図 3は、凝集沈殿装置の概要を示す図である。図 3において、 3 1は沈殿槽、 32は原水注入口、 33は添加用の凝集剤、 34は撹拌機、 35は凝集物、 36は凝集物取り出し口、 37は浄化装置への取り出し口である。

図 3に示す凝集沈殿装置において原水注入口 32より原水を沈殿槽 31に注入する。これと同時に沈殿層 31にポリアクリルアミド等の高分子凝集剤 33を添加する。これによりサブミクロンオーダ一の砂、粘度等は、凝集物 3 5となり沈殿する。この沈殿物（スラッジ）は、凝集物取り出し口 3 6より取り出す。一方、凝集物となり沈殿させることにより、上澄み部分 2 6は、サブミクロンォ一ダ一の微少な砂類が除去された水となり、取り出し口 3 7より浄水装置へ送られる。

その後は、既に述べた通りの工程により高純度の水が製造される。

図 4は、本発明の方法を用いた汚れた水を高純度の水、少なくとも飲料水に適した水にするための装置の実施の形態を示す図である。

この本発明の実施の形態は、図 1に示す本発明の複合フィル夕が第 1〜第 4 層を夫々ステンレスメッシュにて仕切って一体に配置したものであるのに対して、各層を分割配置したものである。

即ち、図 4に示す実施の形態の装置は、図 5に示すように第 1〜第 4層を夫々一つのフィルタとして分離した構成としたもので、後に詳細に述べるように、浄ィ匕すべき水の流れ中に間隔を置いて配置したものである。

このように第 1図に示す本発明の複合フィルタの第 1、第 2、第 3、第 4層を個々のフィルタとして分割することにより次のような各種の利用方法が考えられる。

まず、各フィルタに分割することにより、夫々が交換可能になり、古くなつて効率の低下したフィルタを部分的に交換し得る。

更に、同じ役割のフィルタも、使用目的に応じてその効果等の異なるものと交換して使用することが可能になる。

例えば、水質の悪い水を浄化して飲料水として用いる場合、水質の悪化状態に応じてフィルタを使い分けることが好ましい。例えばあまり水質の悪くない水と、水質の悪い水とでは、フィルタの能力の異なるフィルタを用いることが好ましい。

例えば、砂などの微粒子状物質の除去のための第 1層として、微粒子状物質の侵入量や平均の粒子径に応じて、前記の繊維質のフィル夕のほかステンレスメッシュの粗さの異なる適当なフィルタを使い分けることができる。

また、イオン交換樹脂層としての第 2層は、混入するウィルスの種類や混入度に応じて異なる種類の層を用いることが望ましい。

更に、第 3の層である活性炭を混入した層は、前述のように単位重量（又は単位体積）当りの表面積が大であるほど除臭効果が大でありまた有害化学物質の P及着力が犬である。

そのために、ィ匕学物質の混入量の多い水の浄化には、粒子径の小さい活性炭を混入したフィルタを使用することが望ましい。し力、し、粒子径の小さい活性炭を封入したフィルタを使用した場合、水の流れが悪くなり、浄化の効率が低下する。そのため、化学物質の混入量が少ないことが予めわかっている水の浄ィ匕の場所等では、無意味に処理時間を長くすることとなり好ましくない。

このように、ィ匕学物質による汚染の程度がわかっている場合、それに応じた粒子径の活性炭を用いることが望ましい。

つまり、浄化する水の水質に応じて、使い分けることが望ましい。

このように、粒子径の異なる（粒子径の適切な）活性炭を使用することが望ましい。

又、各層（第 1、第 2、第 3、第 4層）共に、使用し続けることにより、不純物の付着等により净化能力が減少する。そのために交換する必要がある。しかも、すべての層が一体になつた図 1に示す構成の複合フィルタの場合、一つの層のみが能力が低下しても全体を交換する必要がある。

そのため、前記のように、第 1〜第 4層を夫々別々のフィルタとすれば、そのうちの一つの交換も可能になり好ましい。

このように本発明の複合フィルタを、複数の各フィルタに分割したものを利用した浄化装置が前述の図 4に示す実施の形態である。

図 4において、 4 0は浄化装置、 4 1は流入口、 4 2はおよび 4 3は流路を形成するための仕切り、 4 4、 4 5、 4 6、 4 7、 4 8は夫々イオン交換樹脂、活性炭等を混入した各フィルタで、例えば図 5に示すようなものである。

つまり、図 5に示すように、ステンレス等よりなる枠 5 1の前後の面 5 2、 5 3がステンレスメッシュ等の網が張られた空間 5 4内にィォン交換樹脂、活性炭を封入してフィルタを構成したものである。 5 5はフィルタ 5 0を交換する際に用いる取っ手である。

この浄化装置は、浄化すべき水を流入口より流入させて矢印にて示す流路を流れる間に夫々フィルタ 4 4、 4 5、 4 6、 4 7、 4 8を通り、図 1に示す第 1、第 2、第 3、第 4層を一体化した複合フィルタを通ったと同じ浄化効果が得れ

このようにして、本発明の複合フィルタを通った水は浄ィ匕されて出口 4 9より装置外へ流れ飲料水等として利用される。

更に、有害な細菌類の混入のおそれのある場合には、出口 4 9の先に石英管等よりなる流路を形成し、図 2に示すように流路の回りに紫外線ランプを配置して紫外線の照射を行なつて殺菌すればょ、。

この紫外線による殺菌は、図 2に示すような構成のほか、図 4の浄化装置の出口 4 9に接続する紫外線ランプを備えた紫外線照射槽を設け、槽内にて紫外線による殺菌を行なうようにしてもよい。

図 4に示す本発明の装置において、除去し得ないで残った若干の細菌類等を殺菌して、飲料水として一層安全性の高い装置にしたのが、図 6に示す本発明装置の第 2の実施の形態である。

この第 2の実施の形態の装置は、図 6に示す第 1の実施の形態の装置に本出願人が開発して既に出願済みの装置を組み合わせたもので、これにより、一体化された装置により、不純物その他の物質等の除去と微生物の除去滅菌とをほぼ完全に行なうことが可能になる。しかも大量の水を効率よく浄化することが可能になる。

この第 2の実施の形態である図 6に示す装置のうち、 Aの部分が既に述べた図 4に示す浄化槽であり、 Bの部分が紫外線により微生物を滅菌するための装置である。

この紫外線照射槽 Bは、図 4に示すと同じ浄ィ匕槽 Aのように仕切り壁 6 2を設けることにより矢印に示すような流路 6 3を形成するようにした構成である。そして、この流路 6 3中に紫外線ランプ 6 4を配置したものである。

この第 2の実施の形態の装置は、浄化槽 Aにて第 1の実施の形態にて述べたように、各種の不純物や有害化学物質、微生物が除去される。このようにして浄化された水は、浄化槽 Aの出口 4 9を出て紫外線照射槽 Bの部分の入口 6 1より入り、流路 6 3を通って流れる。この流路 6 3を流れる間に、紫外線ランプ 6 4 よりの紫外糸泉の照射により滅菌される。

このようにして紫外線照射槽 Bの出口 6 5より出る水は、極めて高純度で飲料水等として使用する時に極めて安全な水を供給することが可能になる。

ここで、浄ィ匕すべき水に混入する微生物特に細菌類が多いか少ないかにより、紫外線の照射量を変えるのが望ましい。つまり、細菌類の少ない水に、多量の紫外線を照射すると殺菌効果は大であり、確実な殺菌が可能である。しかし、無駄なエネルギーを使用することになる。逆に紫外線照射量が少ないと細菌の混入量によっては、完全に死滅しないため危険である。

そのため前記出願における水道水の浄ィ匕システムのように、検出 ·監視手段を設けることが望ましい。

次に、前記第 2の実施の形態に細菌類等の検出 ·監視手段を組み合わせた第 3の実施の形態について述べる。

この検出 ·監視手段は、紫外線照射槽の出口 65よりの流路中又はバイパスした流路中に波長 200 nm、 260 nm、 400 n mのうちのいずれかの光 (紫外線）特に波長 200 nmの光を用い、微生物による吸収をその吸光度を測定することにより精度が極めて高い測定を可能にし、したがって、微生物の有無の検出ができる。

また、本発明の発明者は、炭疽菌を含む各種細菌類その他の有毒な微生物は、アルブミンを含むことに、そしてこのアルブミン特有の紫外域での波長の吸収を利用することにより、前記有害な微生物の検出を正確に検出し得ることに着目した。

図 7は、アルブミン水溶液の紫外域における吸収スぺクトルを示す図である。この図において（A) は測定に用いたセル自体の吸光度で、セル自体の清浄度のチヱックのための測定結果、（B) はアルブミンの含有量が 14 p pm (1. 4x 10— ⁰ g/ml) 、（C) はアルブミンの含有量が 2. 8 p pm (2. 8 x 1 0 ~ ° g/m l ) 、（D) はアルブミンの含有量が 0. 28 p pm (2. 8x 10— 7 g/m 1 ) の水溶液における測定結果である。尚、横軸は波長で単位は nm、縦軸は吸光度である。

この測定結果から明らかなように、アルブミンは、波長 200 nmにおいて大きな吸収を示し、また 260 nm、 400 n mにおいても僅かな吸収を示す。

以上の測定結果からもわかるように、波長 20 0 n m、 2 6 0 nm, 400 n mの波長の紫外線を用、、前記吸光度を測定することによって、有害微生物を極めて正確に検出し得る。特に波長 200 nmの紫外線を用いての検出がこの波長における吸光度が高いため望ましい。

し力、し、 200 nmの紫外線を用いた場合、感度が極めて高いため、含まれている微生物が極めて微量であって飲料水として用いても全く無害である場合であってもそれを検出する。そのため吸光度のレベルを設定することにより、完全に無害の場合には、水の供給を停止することのないようにすることが望ましい。

また、検出に使用する波長を感度のあまりよくない（吸光度が小である）波長の 260 n m、 400 nmとの間で適宜切り換えて測定を行なうようにしてもよい。

図 8は浄化システム中の検出 '監視部 73の配置例を示す。この図 8において、 7 1は例えば図 6に示す装置の出口 65に接続する浄ィ匕された水の流路、 72は検出 '監視部 73を配置するためのバイパス路で、この図のように、流路 71の水をこのバイパス路 72に導くようにすることが好ましい。そしてこのバィパス路 72中に検出 '監視部 73が配置されている。尚、流路 71に直接検出咅を設けてもよい。

図 9は、検出 ·監視部の構成の一例を示す概略図で、 81は重水素放電管で 200 η π！〜 400 nmの波長域の紫外線を発する。 82は重水素放電管 81よりの光を平行光にするための凹面鏡、 83は重水素放電管 81よりの光を例えば 200 nm、 260 nm、 400 nmのいずれかの光のみを得るためのフィルタ (千渉フィルタ）又は回折格子を用いた分光装置、 84は高速回転する半円形チョッパー、 85は試料水 85 aと超純水 85 bの石英製セル、 86は集光レンズ、 87はフォトマルチプライヤー等の検出器である。

図 9に示す検出装置は、光源 81として重水素放電管が用いられている。この放電管 81より発する光は、波長が 200 nm〜400 nmの領域である。この重水素放電管 81よりの光（紫外は、凹面鏡 82により平行光束となり、例えば 2 0 0 nmの光のみを透過する干渉フィルタ 8 3を通って単一波長 (200 nm) の光束となる。続いてチョッパー 84により、図面上側半分と下側半分とを交互に透過する。これにより石英製セル 85のうちの試料水 85 aと超純水 85 bとを交互に透過し、集光レンズ 86により検出器 87上に達する。この検出器 87よりの交互の出力値である試料水の吸光度 Iおよび超純水の吸光度 I 0をもとに次の式により吸光度 Aが検出される。

A= I/I ₀

ここで、 Aの適切な値を選ぶことにより、その値を境界値として微生物等に汚染されているか否かの判断ができる。

検出に用いる波長としては、前述の図 7をもとに述べた理由から 200 nm, 260 nm. 400 nmの紫外線が用いられる。

波長が 200 nmの紫外線を用いて測定した場合、蛋白質（アルブミン）が 0. 5 p pmの時の Aの値は、約 0. 050である。この A= 0. 050とすると感度が良すぎるため 200 nmで A= 0. 300が適当である。

このように、本発明における検出 ·監視部は、光源の波長 2 00 nm. 260 nm、 400 nmのいずれかを用い、用いる波長に応じて適切な Aな値を設定し、この Aの値を境界値として微生物の有無の判断を行なうことにより、 τΚ 道水の安全性の正確な判定が可能になり、紫外線照射部の紫外線量のコント口一ルにより安全な水道水の利用が可能になる。

以上述べたように、本発明の装置によれば、本発明の複合フィルタを各層ごとに複数の単一フィルタに分割したことにより、フィルタの交換が容易になり、又水の汚染度等に応じた各フィルタの選択が可能になる。産業上の利用可能性

本発明の複合フィルタは、これを透過した水から、砂等の粒状不純物、微生物、細菌類の除去、無害化され透過した水は高純度の水になる。したがって、この複合フィルタを用いた本発明の高純度水の製造法によれば、劣悪な環境下において、完全な生活水、飲料水は勿論、医療用水を得ることが可能である。

又、本発明の装置は、比較的簡単な構成で、いかなる地域やいかなる箇所にも設置可能であり、効率的に高純度水を得ることができる。

Claims

請求の範囲

1 . 繊維あるいはグラスフィルタよりなる第 1の層と、イオン交換樹脂よりなる第 2の層と活性炭層の第 3層と、不織布よりなる第 4の層とにて構成された複合フィルタ。

2. 前記第 1層、第 2層、第 3層、第 4層を夫々分割した単一のフィルタとし、各単一フィルタを組み合わせた請求項 1の複合フィルタ。

3. 前記陽イオン交換樹脂にゼォライト、シリカ、アルミナ系の酸性白土類のうちの一つを混合したことを特徴とする請求項 1又は 2の複合フイノレタ。

4. 陽ィォン交換樹脂とゼオライト、シリカ、アルミナ系の酸性白土類のうちの一つとの混合比が約 5 0 : 5 0である請求項 3の複合フィルタ。

5 . 前記複合フィルタに原水を注入し、透過させて高純度の水にする請求項 1、 2又は 4の複合フィルタを用いた高純度水の製造法。

6. 原水に凝集剤を加えて原水中の微粒子を凝集させ、上澄みの水を前記複合フィルタに注入することを特徴とする請求項 3の複合フィルタを用いた高純度水の製造法。

7. 前記複合フィルタに供給する水あるいは前記複合フィルタ通過後の水に紫外線ランプを配置して紫外線を照射して殺菌を行うことを特徴とする請求項 2又は 4の複合フィル夕を用いた高純度水の製造法。

8 . 浄化すべき水を流入および流出する流入口および流出口と、前記流入口と前記流出口とを結ぶ流路をと有し、前記流路中の適宜位置に前記単一のフィルタを交換可能に複数配置した装置で、前記第 1層、第 2層、第 3層、第 4層に対応する単一フィルタを任意に組み合わせ配置するようにした請求項 2の複合フィル夕を用いた水の浄化装置。

9. 前記複合フィルタに原水を注入し、透過させて高純度の水にする請求項 3 の複合フィルタを用いた高純度水の製造法。

1 0. 前記複合フィルタに供給する水あるいは前記複合フィルタ通過後の水に紫外線ランプを配置して紫外線を照射して殺菌を行うことを特徴とする請求項 3 の複合フィルタを用いた高純度水の製造法。