WO2020262231A1 - 水処理用濾材及びそれを用いた水処理用濾過装置、並びに水処理用濾材の製造方法 - Google Patents
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- B01D39/00—Filtering material for liquid or gaseous fluids
- B01D39/14—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material
- B01D39/16—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of organic material, e.g. synthetic fibres
Definitions
- the present invention relates to a water treatment filter medium, a water treatment filter device using the same, and a method for manufacturing a water treatment filter medium.
- a filter medium whose surface is coated with a chemical is known in order to improve the separation efficiency of insoluble components such as turbid substances.
- Patent Document 1 as a filter medium having high performance of capturing suspensions such as fine biological fragments, a long filtration cycle, and low filtration resistance, a filter medium for water treatment in which filtered sand is coated with a cationic polymer is used. It is disclosed.
- the filtered sand river sand, sea sand, silica sand and the like are disclosed.
- filtered sand when filtered sand is used as in Patent Document 1, the surface roughness of the filtered sand is small and it is difficult to retain the chemicals on the surface, so that the chemicals coated on the filtered sand are easily peeled off and disappear. There was a problem. Further, when filtered sand is used as the filter medium, there is a problem that mud balls are likely to be generated and the filtration performance of the filter medium is deteriorated.
- the mudball is a sphere in which spheres of insoluble components formed mainly of sand grains stick to each other with the passage of time and solidify, which deteriorates the filtration performance of the filter medium.
- An object of the present invention is a water treatment filter medium capable of retaining a drug even when used for a long period of time and further suppressing a decrease in filtration performance, a water treatment filtration device using the same, and a water treatment filtration device.
- the present invention is to provide a method for producing a filter medium for water treatment.
- the water treatment filter medium includes a cationic flocculant composed of at least one of an inorganic material and a natural organic polymer material, an anionic surfactant, and a plurality of filter media.
- a fiber sheet in which fibers are aggregated and which carries both a cationic flocculant and an anionic surfactant on the surface of each fiber is provided.
- the water treatment filtration device includes the above-mentioned water treatment filter medium and a filtration container portion for holding the water treatment filter medium inside.
- the method for producing a water treatment filter medium includes a step of adhering an anionic surfactant to the surface of each fiber in a fiber sheet in which a plurality of fibers are aggregated, and an anionic surfactant. It comprises a step of immersing the attached fiber sheet in a solution containing a cationic flocculant composed of at least one of an inorganic material and a natural organic polymer material.
- FIG. 1 is a perspective view schematically showing a water treatment filter medium according to the present embodiment.
- FIG. 2A is a cross-sectional view schematically showing a water treatment filtration device according to the present embodiment.
- FIG. 2B is a plan view showing a fiber filter medium fixing plate used in a water treatment filtration device.
- FIG. 3 is a schematic diagram for explaining a water treatment system including a water treatment filtration device according to the present embodiment.
- the water treatment filter medium 1 of the present embodiment includes a fiber sheet 3 in which a plurality of fibers 2 are aggregated.
- the fiber sheet 3 is a fiber structure made of a woven fabric or a non-woven fabric. Further, the fiber sheet 3 has a large number of pores 4 inside through which water to be treated can pass.
- the fiber sheet 3 may be a fiber structure in which a plurality of woven fabrics and / or non-woven fabrics are laminated. However, the fiber sheet 3 is preferably a non-woven fabric from the viewpoint of efficiently capturing insoluble components in the water to be treated while suppressing pressure loss.
- the material of the fiber 2 constituting the fiber sheet 3 is not particularly limited, and for example, a material having high durability against water and chemicals can be used.
- a material having high durability against water and chemicals can be used.
- the material of the fiber 2 at least one of an olefin resin and a polyester resin can be used.
- the material of the fiber 2 at least one selected from the group consisting of polyethylene (PE), polypropylene (PP), polyethylene terephthalate (PET) and polybutylene terephthalate can be used.
- the material of the fiber 2 at least one selected from the group consisting of cellulose, acrylic resin and polyamide can be used.
- the fiber sheet 3 made of the above material has excellent flexibility. Therefore, unlike a general disposable cartridge filter, the water treatment filter medium 1 can be easily removed by hand washing or washing with a washing machine after use. As a result, the water treatment filter medium 1 can be reused many times. Further, the water treatment filter medium 1 is excellent in durability because it can be used continuously without any problem even if a part of the fiber sheet 3 is damaged by repeated washing.
- the average value of the fiber diameters of the fibers 2 constituting the fiber sheet 3 is preferably 0.1 ⁇ m to 10 ⁇ m.
- the basis weight of the fiber sheet 3 is preferably 10 g / m 2 or more.
- a fiber structure having pleats (folds) on the entire surface may be used. Having pleats makes it possible to enhance the effect of removing insoluble components in the water to be treated. That is, the larger the surface area of the fiber sheet 3 with respect to the cross-sectional area through which the water to be treated passes in the filtration container portion described later, the larger the area for filtering the insoluble component, and the better the purification performance. Therefore, by providing pleats on the fiber sheet 3 to increase the area for filtering the insoluble components, it is possible to improve the collection performance of the insoluble components.
- the method for forming the pleats on the fiber sheet 3 is not particularly limited, but the pleats can be formed, for example, by repeatedly folding the fiber structure.
- the water treatment filter medium 1 carries a cationic flocculant on the surface of the fibers 2 constituting the fiber sheet 3.
- the fine particles of the insoluble component in the water to be treated are usually negatively charged and float in the water to be treated while electrically repelling each other. Then, when the fine particles in the water to be treated come into contact with the cationic flocculant, the fine particles are electrically neutralized, so that the fine particles can bind to each other and aggregate. Further, since the fine particles of the insoluble component in the water to be treated are negatively charged, they are electrostatically adsorbed to the cationic flocculant.
- the cationic flocculant is not particularly limited as long as it can electrically neutralize fine particles of insoluble components in the water to be treated.
- the cationic flocculant is preferably a flocculant composed of at least one of an inorganic material and a natural organic polymer material.
- the cationic flocculant composed of an inorganic material is at least one selected from the group consisting of polyaluminum chloride, band sulfate (aluminum sulfate), ferric sulfate, ferrous sulfate, polysilica iron, ferric chloride and slaked lime. Is preferable.
- the flocculant made of a natural organic polymer material is preferably chitosan.
- the water treatment filter medium 1 carries an anionic surfactant on the surface of the fibers 2 constituting the fiber sheet 3 in addition to the cationic flocculant.
- an anionic surfactant is attached to the surface of the fiber sheet 3 to negatively charge the surface of the fiber 2, and then the fiber 2 is brought into contact with a cationic flocculant to bring it into contact with a cationic flocculant.
- the flocculant is supported on the surface of the fiber 2.
- the fiber sheet 3 when the fiber sheet 3 is brought into direct contact with the cationic flocculant, when the surface of the fiber 2 is positively charged, the surface of the fiber 2 and the cationic flocculant repel each other, and the surface of the fiber 2 is repelled. It becomes difficult for the cationic flocculant to be supported on the fiber.
- the anionic surfactant on the surface of the fiber sheet 3 in advance, the surface of the fiber 2 is negatively charged.
- the cationic flocculant is easily adsorbed on the surface of the fiber sheet 3.
- the cationic flocculant can be efficiently supported on the surface of the fiber sheet 3. Further, in the fiber sheet 3, the cationic flocculant is supported via an anionic surfactant, and the anionic surfactant exerts an anchor effect between the surface of the fiber 2 and the cationic flocculant. Therefore, the cationic flocculant can be stably retained on the surface of the fiber 2 for a long period of time.
- the anionic surfactant is not particularly limited as long as it can exhibit the above effects, but at least one selected from the group consisting of, for example, a carboxylic acid type, a sulfonic acid type, a sulfate ester type, and a phosphoric acid ester type may be used. it can.
- the carboxylic acid type anionic surfactant shall be at least one selected from the group consisting of aliphatic monocarboxylic acid salts, polyoxyethylene alkyl ether carboxylates, N-acyl sarcosin salts, and N-acyl glutamates. Is preferable.
- Sulfonic acid type anionic surfactants are dialkyl sulfosulfates, alkane sulfonates, alpha olefin sulfonates, linear alkyl benzene sulfonates, alkyl (branched chain) benzene sulfonates, naphthalene sulfonates-formaldehyde. It is preferably at least one selected from the group consisting of condensates, alkylnaphthalene sulfonates, and N-methyl-N-acyltaurine salts.
- the sulfate ester type anionic surfactant is preferably at least one selected from the group consisting of alkyl sulfates, polyoxyethylene alkyl ether sulfates, and fat and oil sulfates.
- the phosphoric acid ester type anionic surfactant is preferably at least one selected from the group consisting of alkyl phosphates, polyoxyethylene alkyl ether phosphates, and polyoxyethylene alkyl phenyl ether phosphates.
- the water treatment filter medium 1 is held and used inside the filtration container portion. At this time, the water treatment filter medium 1 may be held inside the filtration container portion in a folded and laminated state. Further, the water treatment filter medium 1 may be held inside the filtration container portion in a state of wrinkling or losing its shape due to being squeezed or rolled, that is, in a so-called crumpled state.
- the water to be treated and the cationic flocculant come into contact with each other.
- the insoluble component fine particles in the water to be treated are usually negatively charged, but the fine particles are electrically neutralized by contact with a cationic flocculant.
- the electrically neutralized fine particles tend to come close to each other, and the particles are bonded to each other by the van der Waals force.
- the insoluble component fine particles aggregate with each other.
- the negatively charged insoluble component fine particles are electrostatically adsorbed on the cationic flocculant supported on the surface of the fiber 2. Therefore, the fine particles of the insoluble component are captured on the surface of the fiber 2 in the water treatment filter medium 1 and separated from the water to be treated. In this way, the insoluble component can be removed by passing the water to be treated through the water treatment filter medium 1.
- the water treatment filter medium 1 of the present embodiment includes a cationic flocculant composed of at least one of an inorganic material and a natural organic polymer material, and an anionic surfactant.
- the water treatment filter medium 1 further includes a fiber sheet 3 in which a plurality of fibers 2 are aggregated and both a cationic flocculant and an anionic surfactant are supported on the surface of each fiber 2. Since the water treatment filter medium 1 carries a cationic flocculant on the surface of each fiber 2 of the fiber sheet 3, it electrostatically adsorbs fine particles of insoluble components in the water to be treated, and further aggregates the fine particles with each other. Let me.
- the fine particles of the insoluble component can be retained on the surface of each fiber 2 of the fiber sheet 3. Therefore, the insoluble component can be separated and removed from the water to be treated by passing the water to be treated through the water treatment filter medium 1. Further, on the surface of the fiber sheet 3, the cationic flocculant is supported via an anionic surfactant. Therefore, the cationic flocculant can be stably held on the surface of the fiber sheet 3 for a long period of time.
- the water treatment filter medium 1 uses the fiber sheet 3 as the base material, it is possible to suppress the generation of mud balls and maintain the filtration performance in a high state for a long period of time.
- the cationic flocculant made of an inorganic material is preferably polyaluminum chloride, and the cationic flocculant made of a natural organic polymer material is preferably chitosan.
- these materials tend to electrostatically adsorb fine particles of insoluble components in the water to be treated, and further tend to agglomerate the fine particles with each other. Therefore, by using these materials as the cationic flocculant, it is possible to further improve the filtration performance of the water treatment filter medium 1.
- the fiber sheet 3 is preferably made of a material that can be washed with water. That is, the fiber sheet 3 is preferably made of a material that is not damaged even when washed with water.
- the water treatment filter medium 1 can be taken out from the filtration container and washed with water. Then, by adding chemicals (cationic flocculant and anionic surfactant) at the time of washing, the consumed chemicals can be supplied each time. Therefore, the water treatment filter medium 1 can maintain high filtration performance for a long period of time. Further, since such a water treatment filter medium 1 can be regularly washed with a strong force, for example, by hand washing or washing using a washing machine, the generation of mud balls is suppressed and high filtration performance is maintained. can do.
- the above-mentioned fiber sheet 3 is used as the fiber sheet 3 to which the anionic surfactant is attached.
- the method of attaching the anionic surfactant to the fiber sheet 3 is not particularly limited.
- the anionic surfactant can be attached to the surface of the fiber 2 of the fiber sheet 3.
- unnecessary stains adhering to the surface of the fiber 2 of the fiber sheet 3 can be removed.
- the method for cleaning the fiber sheet 3 is not particularly limited as long as an anionic surfactant is used, and for example, a method using a hand wash or a washing machine can be applied. Further, after washing, the fiber sheet 3 may be rinsed with water to remove excess anionic surfactant.
- the fiber sheet 3 to which the anionic surfactant is attached is immersed in a solution containing a cationic flocculant.
- An anionic surfactant is attached to the surface of the fiber sheet 3 to negatively charge the surface of the fiber 2, and then the surface of the fiber 2 is brought into contact with a positively charged cationic surfactant, whereby the cationic surfactant becomes an anionic surfactant. It is electrostatically adsorbed.
- the solution containing the cationic flocculant can be prepared by dissolving the cationic flocculant in water.
- the fiber sheet 3 to which the anionic surfactant is attached When the fiber sheet 3 to which the anionic surfactant is attached is immersed in a solution containing a cationic flocculant, the fiber sheet 3 is immersed in a solution containing a cationic flocculant while remaining wet with water. Is preferable. That is, when the anionic surfactant adheres to the fiber sheet 3 by washing with an anionic surfactant and water, it is immersed in a solution containing a cationic flocculant without going through a drying step. Is preferable. By leaving the fiber sheet 3 to which the anionic surfactant is attached wet with water, the surface of the fiber sheet 3 can be maintained in a negatively charged state, so that the cationic flocculant can be efficiently supported. be able to.
- the time and temperature for immersing the fiber sheet 3 in the solution containing the cationic flocculant are not particularly limited, and can be appropriately set according to the anionic surfactant and the cationic flocculant to be used.
- the fiber sheet 3 carrying the anionic surfactant and the cationic flocculant may be used as the water treatment filter medium 1 in a wet state or in a dry state. That is, the fiber sheet 3 carrying the anionic surfactant and the cationic flocculant may be charged into the filtration container in a wet state, or may be charged in the filtration container in a dried state.
- the method for producing the water treatment filter medium 1 of the present embodiment includes a step of adhering an anionic surfactant to the surface of each fiber 2 in the fiber sheet 3 in which a plurality of fibers 2 are assembled.
- the method for producing the water treatment filter medium 1 further includes a step of immersing the fiber sheet 3 to which the anionic surfactant is attached in a solution containing a cationic flocculant composed of at least one of an inorganic material and a natural organic polymer material. ..
- the fiber sheet 3 to be the filter medium is pretreated with an anionic surfactant and then immersed in a cationic flocculant to support the cationic flocculant. Therefore, since the positively charged flocculant is efficiently supported on the fiber sheet 3 negatively charged with the anionic surfactant, the water treatment filter medium 1 having high filtration performance can be produced with high efficiency.
- the water treatment filtration device 10 includes a water treatment filter medium 1 and a filtration container section 11.
- the filtration container portion 11 includes a container main body portion 12 and a lid portion 13, and a space is formed inside the filtration container portion 11 by the container main body portion 12 and the lid portion 13.
- the container main body portion 12 has a disk-shaped bottom surface portion 12a and a cylindrical peripheral wall portion 12b, and the upper end thereof is open.
- the lid portion 13 is detachably attached to the container main body portion 12 so as to close the opening at the upper end of the container main body portion 12.
- the lid portion 13 has a disk-shaped upper surface portion 13a and a peripheral wall portion 13b that hangs down from the outer peripheral end of the upper surface portion 13a and is one size larger than the peripheral wall portion 12b of the container main body portion 12.
- the filtration container portion 11 may have any shape as long as it can form a space inside.
- the upper surface portion 13a of the lid portion 13 is provided with an introduction hole 13c for introducing the water to be treated into the inside of the filtration container portion 11. Further, the bottom surface portion 12a of the container body portion 12 is provided with a lead-out hole 12c for leading the water to be treated to the outside of the filtration container portion 11.
- a water treatment filter medium 1 is interposed between the two fiber filter medium fixing plates 14.
- a plate member having holes 14a uniformly provided on the entire surface can be used.
- a punching plate can be used.
- a non-woven fabric having high strength can also be used.
- the above-mentioned water treatment filter medium 1 is provided between the upper fiber filter medium fixing plate 14A and the lower fiber filter medium fixing plate 14B.
- a gap is provided between the upper fiber filter medium fixing plate 14A and the upper surface portion 13a of the lid portion 13 and between the lower fiber filter medium fixing plate 14B and the bottom surface portion 12a of the container body portion 12. There is. Therefore, the upper fiber filter medium fixing plate 14A can be moved in the vertical direction, and by moving the fiber filter medium fixing plate 14A downward, the water treatment filter medium 1 can be compressed.
- the water treatment filter medium 1 becomes denser as it is compressed, and minute insoluble components in the water to be treated, for example, micron-order insoluble components can be removed. Therefore, when the water treatment filter medium 1 is held between the upper fiber filter medium fixing plate 14A and the lower fiber filter medium fixing plate 14B, it is preferably in a compressed state. As a result, since the water treatment filter medium 1 is used three-dimensionally, it is possible to perform filtration with higher performance than the sand filter medium.
- the water treatment filter medium 1 may be held inside the filtration container portion 11 in a folded and laminated state. Further, the water treatment filter medium 1 may be held inside the filtration container portion 11 in a state of wrinkling or losing its shape due to being squeezed or rolled, that is, in a so-called crumpled state.
- the operation of such a water treatment filtration device 10 will be described.
- the water to be treated introduced into the inside of the filter container portion 11 through the introduction hole 13c of the lid portion 13 passes through the hole portion 14a of the upper fiber filter medium fixing plate 14A and reaches the water treatment filter medium 1.
- the water treatment filter medium 1 carries a cationic flocculant on the surface of each fiber 2 of the fiber sheet 3, the fine particles of the insoluble component in the water to be treated are electrostatically adsorbed and the fine particles are aggregated with each other. Let me. Then, the fine particles of the insoluble component are held on the surface of each fiber 2 of the fiber sheet 3, and the insoluble component is separated and removed from the water to be treated.
- the water to be treated that has passed through the water treatment filter medium 1 passes through the hole portion 14a of the lower fiber filter medium fixing plate 14B and is led out to the outside of the filtration container portion 11 through the outlet hole 12c of the container main body portion 12.
- the water treatment filtration device 10 of the present embodiment includes the water treatment filter medium 1 and the filtration container portion 11 that holds the water treatment filter medium 1 inside. Then, inside the filter container portion 11, the water treatment filter medium 1 is arranged three-dimensionally (three-dimensionally) by using the fiber filter medium fixing plate 14. Therefore, it is possible to suppress clogging of the water treatment filter medium 1 and maintain the filtration performance in a high state for a long period of time while performing filtration having higher performance than the sand filter medium.
- the water treatment filter medium 1 is held by holding the water treatment filter medium 1 in a compressed state between the upper fiber filter medium fixing plate 14A and the lower fiber filter medium fixing plate 14B.
- the distance between the fibers 2 can be reduced. As a result, it is possible to improve the collection performance of the water treatment filter medium 1.
- the filtration container portion 11 includes a container main body portion 12 and a lid portion 13. Therefore, the water treatment filter medium 1 can be easily taken out by removing the upper fiber filter medium fixing plate 14A after removing the lid portion 13 from the container main body portion 12. Then, since the water treatment filter medium 1 can be washed or replaced as needed, the maintenance and management of the water treatment filtration device 10 can be easily performed.
- the water treatment system 100 includes a main flow path 20.
- One end of the main flow path 20 reaches the treated water W, which is well water or tap water existing in the ground.
- the other end of the main flow path 20 is connected to the faucet 50.
- a pump P is connected upstream of the drug dissolving device 30 in the main flow path 20.
- the pump P pumps the water to be treated W along the main flow path 20.
- a pump P for example, an electric pump provided with an accumulator and a pressure switch can be used.
- the water W to be treated pumped up by the pump P is introduced into the drug dissolving device 30, and the drug dissolving device 30, for example, dissolves a certain amount of chlorine-based chemicals.
- a water treatment filtration device 10 and a chlorine removal tank 40 are connected downstream of the drug dissolving device 30 in the main flow path 20.
- the chlorine removing tank 40 removes excess chlorine contained in the water to be treated W.
- As the chlorine removal tank 40 a container filled with activated carbon particles is used.
- an aggregation promoting unit for promoting aggregation of fine particles of insoluble components contained in the water to be treated W is provided between the drug dissolving device 30 and the water treatment filtering device 10. It may be intervened.
- the aggregation promoting portion can be directly connected to the main flow path 20, and for example, the one described in Japanese Patent No. 6519934 can be used.
- the pump P first operates to pump up the water to be treated W, which is well water or tap water existing in the ground.
- the pumped water W to be treated passes through the chemical dissolution device 30, and a chlorine-based chemical such as an aqueous solution of sodium hypochlorite is introduced.
- a chlorine-based chemical such as an aqueous solution of sodium hypochlorite is introduced.
- a chlorine-based chemical for example, insoluble iron hydroxide (Fe (OH) 3 ) is formed before the iron ions in the water W to be treated become colloidal iron silicate. Become.
- the insoluble component of the water W to be treated in which the chlorine-based chemical is dissolved by passing through the chemical dissolving device 30, is removed by passing through the water treatment filtration device 10.
- the main flow path 20 is connected to the introduction hole 13c of the lid portion 13 and the outlet hole 12c of the container body portion 12 in the water treatment filtration device 10. Then, as described above, when the water to be treated W passes through the water treatment filter medium 1, fine particles of insoluble components in the water to be treated W are captured and removed.
- Excess chlorine is removed from the water W to be treated that has passed through the water treatment filtration device 10 by passing through the chlorine removal tank 40. Then, the water from which the foreign matter and the excess chlorine have been removed through the water treatment filtration device 10 and the chlorine removal tank 40 is supplied to the user from the faucet 50.
- the pumped water W to be treated passes through the chemical dissolution device 30, the water treatment filtration device 10, and the chlorine removal tank 40, so that insoluble components and excess chlorine are removed. Then, the water treatment filtration device 10 can separate the fine particles of the insoluble component in the water to be treated W with high efficiency, so that clean water can be stably provided to the user.
- the water treatment filter medium according to the present embodiment, the water treatment filtration device using the same, and the method for producing the water treatment filter medium have been described above, but the present embodiment is not limited to these, and the present embodiment is not limited thereto. Various modifications are possible within the scope of the gist of the form.
- a filter medium for water treatment capable of retaining a drug even when used for a long period of time and further suppressing deterioration of filtration performance, a filtration device for water treatment using the same, and water treatment.
- a method for producing a filter medium for use can be provided.
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Abstract
水処理用濾材（１）は、無機材料及び天然有機高分子材料の少なくとも一方からなるカチオン系凝集剤と、アニオン界面活性剤と、複数の繊維（２）が集合してなり、各繊維の表面にカチオン系凝集剤及びアニオン界面活性剤の両方を担持する繊維シート（３）とを備える。水処理用濾材の製造方法は、繊維シートにおける各繊維の表面に、アニオン界面活性剤を付着させる工程と、アニオン界面活性剤が付着した繊維シートを、カチオン系凝集剤を含む溶液に浸漬する工程とを有する。水処理用濾過装置（１０）は、水処理用濾材と、水処理用濾材を内部に保持する濾過容器部（１１）とを備える。
Description
本発明は、水処理用濾材及びそれを用いた水処理用濾過装置、並びに水処理用濾材の製造方法に関する。
従来、水の浄化に使用する水処理用濾材として、濁質などの不溶解成分の分離効率を向上させるために、表面を薬剤で被覆した濾材が知られている。例えば、特許文献１では、微細な生物片等の懸濁物を捕捉する性能が高く、濾過サイクルが長く、さらに濾過抵抗が小さい濾材として、濾過砂をカチオン性ポリマーで被覆した水処理用濾材を開示している。そして、濾過砂としては、川砂、海砂、ケイ砂などを開示している。
しかしながら、特許文献１のように濾過砂を使用した場合、濾過砂は表面粗さが小さく、表面で薬剤を保持し難いため、濾過砂に被覆された薬剤は容易に剥離して消失してしまうという問題があった。さらに、濾材として濾過砂を用いた場合、マッドボールが発生しやすくなり、濾材の濾過性能が低下してしまうという問題があった。なお、マッドボールとは、砂粒を中心にしてできた不溶解成分の球が、時間の経過と共に互いにくっ付きあって固化した球状物であり、濾材の濾過性能を低下させてしまう。
本発明は、このような従来技術の有する課題に鑑みてなされたものである。そして、本発明の目的は、長期間使用した場合でも薬剤を保持することができ、さらに濾過性能の低下を抑制することが可能な水処理用濾材及びそれを用いた水処理用濾過装置、並びに水処理用濾材の製造方法を提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明の第一の態様に係る水処理用濾材は、無機材料及び天然有機高分子材料の少なくとも一方からなるカチオン系凝集剤と、アニオン界面活性剤と、複数の繊維が集合してなり、各繊維の表面にカチオン系凝集剤及びアニオン界面活性剤の両方を担持する繊維シートと、を備える。
本発明の第二の態様に係る水処理用濾過装置は、上述の水処理用濾材と、水処理用濾材を内部に保持する濾過容器部と、を備える。
本発明の第三の態様に係る水処理用濾材の製造方法は、複数の繊維が集合してなる繊維シートにおける各繊維の表面に、アニオン界面活性剤を付着させる工程と、アニオン界面活性剤が付着した繊維シートを、無機材料及び天然有機高分子材料の少なくとも一方からなるカチオン系凝集剤を含む溶液に浸漬する工程と、を有する。
以下、本実施形態に係る水処理用濾材及びそれを用いた水処理用濾過装置、並びに水処理用濾材の製造方法について詳細に説明する。なお、図面の寸法比率は説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。
［水処理用濾材］
本実施形態の水処理用濾材１は、複数の繊維２が集合してなる繊維シート３を備えている。繊維シート３は、織布又は不織布からなる繊維構造体である。また、繊維シート３は、被処理水が通過することが可能な細孔４を内部に多数有している。繊維シート３は、複数の織布及び／又は不織布を積層してなる繊維構造体であってもよい。ただ、圧力損失を抑制しつつ、被処理水中の不溶解成分を効率的に捕捉する観点から、繊維シート３は不織布であることが好ましい。
本実施形態の水処理用濾材１は、複数の繊維２が集合してなる繊維シート３を備えている。繊維シート３は、織布又は不織布からなる繊維構造体である。また、繊維シート３は、被処理水が通過することが可能な細孔４を内部に多数有している。繊維シート３は、複数の織布及び／又は不織布を積層してなる繊維構造体であってもよい。ただ、圧力損失を抑制しつつ、被処理水中の不溶解成分を効率的に捕捉する観点から、繊維シート３は不織布であることが好ましい。
繊維シート３を構成する繊維２の材料は特に限定されず、例えば水及び薬品に対する耐久性が高い材料を用いることができる。繊維２の材料としては、オレフィン系樹脂及びポリエステル系樹脂の少なくとも一方を用いることができる。具体的には、繊維２の材料としては、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）及びポリブチレンテレフタレートからなる群より選ばれる少なくとも一つを用いることができる。また、繊維２の材料としては、セルロース、アクリル樹脂及びポリアミドからなる群より選ばれる少なくとも一つも用いることができる。
繊維シート３として、このような安価な繊維材料を用いることにより、低コストな水処理用濾材１を実現することができる。また、上記材料からなる繊維シート３は柔軟性に優れている。そのため、一般的な使い捨てカートリッジフィルターと異なり、水処理用濾材１は、使用後に手洗い又は洗濯機で洗浄して、付着した汚れを容易に除去することができる。その結果、水処理用濾材１は、何度も再利用することができる。さらに、水処理用濾材１は、繰返しの洗浄により繊維シート３の一部が破損した場合でも問題なく使用し続けることができるため、耐久性に優れている。
繊維シート３を構成する繊維２の繊維径の平均値は、０．１μｍ～１０μｍであることが好ましい。また、繊維シート３の目付量は、１０ｇ／ｍ２以上であることが好ましい。繊維シート３を構成する繊維２の繊維径及び繊維シート３の目付量を上記範囲内とすることにより、繊維シート内部の比表面積が高まり、被処理水と凝集剤との接触性が向上するため、被処理水中の不溶解成分を効率的に捕捉することが可能となる。なお、繊維シート３の目付量の上限は特に限定されないが、１０００ｇ／ｍ２とすることができる。
繊維シート３として、プリーツ（ひだ）を全面に有する繊維構造体を用いてもよい。プリーツを有することで、被処理水中の不溶解成分を取り除く効果を高めることが可能となる。つまり、繊維シート３は、後述する濾過容器部における被処理水が通水する断面積に対して表面積が大きいほど、不溶解成分を濾過する面積が増えて、浄化性能が向上する。そのため、繊維シート３にプリーツを設けて不溶解成分を濾過する面積を増やすことにより、不溶解成分の捕集性能を高めることが可能となる。なお、繊維シート３にプリーツを形成する方法は特に限定されないが、例えば繊維構造体を繰り返し折り畳むことにより形成することができる。
水処理用濾材１は、繊維シート３を構成する繊維２の表面に、カチオン系凝集剤を担持している。被処理水中の不溶解成分の微粒子は、通常、負に帯電し、互いに電気的に反発しあいながら、被処理水中に浮遊している。そして、被処理水中の微粒子とカチオン系凝集剤が接触することにより、微粒子は電気的に中和するため、当該微粒子は互いに結合して凝集することができる。また、被処理水中の不溶解成分の微粒子は負に帯電していることから、カチオン系凝集剤に対して静電気的に吸着される。
カチオン系凝集剤は、被処理水中の不溶解成分の微粒子を電気的に中和することが可能ならば、特に限定されない。カチオン系凝集剤は、無機材料及び天然有機高分子材料の少なくとも一方からなる凝集剤であることが好ましい。無機材料からなるカチオン系凝集剤は、ポリ塩化アルミニウム、硫酸バンド（硫酸アルミニウム）、ポリ硫酸第二鉄、硫酸第一鉄、ポリシリカ鉄、塩化第二鉄及び消石灰からなる群より選ばれる少なくとも一つであることが好ましい。また、天然有機高分子材料からなる凝集剤は、キトサンであることが好ましい。
また、水処理用濾材１は、繊維シート３を構成する繊維２の表面に、カチオン系凝集剤に加えて、アニオン界面活性剤を担持している。後述するように、水処理用濾材１では、繊維シート３の表面にアニオン界面活性剤を付着させて繊維２の表面を負に帯電させた後、カチオン系凝集剤と接触させることにより、カチオン系凝集剤を繊維２の表面に担持している。
詳細に説明すると、繊維シート３をカチオン系凝集剤に直接接触させた場合、繊維２の表面が正に帯電しているときには、繊維２の表面とカチオン系凝集剤が反発し、繊維２の表面にカチオン系凝集剤が担持され難くなる。これに対して、繊維シート３の表面に予めアニオン界面活性剤を担持することにより、繊維２の表面は負に帯電する。そして、負に帯電した繊維シート３にカチオン系凝集剤に接触させた場合、繊維シート３の表面にカチオン系凝集剤が吸着され易くなる。そのため、アニオン界面活性剤を予め担持することにより、繊維シート３の表面にカチオン系凝集剤を効率的に担持することができる。また、繊維シート３において、カチオン系凝集剤はアニオン界面活性剤を介して担持されており、アニオン界面活性剤が繊維２の表面とカチオン系凝集剤との間でアンカー効果を発揮している。そのため、繊維２の表面にカチオン系凝集剤を長期間に亘って安定的に保持することが可能となる。
アニオン界面活性剤は、上記効果を発揮できるならば特に限定されないが、例えばカルボン酸型、スルホン酸型、硫酸エステル型、及びリン酸エステル型からなる群より選ばれる少なくとも一つを使用することができる。カルボン酸型のアニオン界面活性剤は、脂肪族モノカルボン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルカルボン酸塩、Ｎ－アシルサルコシン塩、及びＮ－アシルグルタミン酸塩からなる群より選ばれる少なくとも一つであることが好ましい。スルホン酸型のアニオン界面活性剤は、ジアルキルスルホこはく酸塩、アルカンスルホン酸塩、アルファオレフィンスルホン酸塩、直鎖アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキル（分岐鎖）ベンゼンスルホン酸塩、ナフタレンスルホン酸塩－ホルムアルデヒド縮合物、アルキルナフタレンスルホン酸塩、及びＮ－メチル－Ｎ－アシルタウリン塩からなる群より選ばれる少なくとも一つであることが好ましい。硫酸エステル型のアニオン界面活性剤は、アルキル硫酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩、及び油脂硫酸エステル塩からなる群より選ばれる少なくとも一つであることが好ましい。リン酸エステル型のアニオン界面活性剤は、アルキルリン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸塩、及びポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルリン酸塩からなる群より選ばれる少なくとも一つであることが好ましい。
このような水処理用濾材１の作用について説明する。水処理用濾材１は、後述するように、濾過容器部の内部に保持されて使用される。この際、水処理用濾材１は、折り畳まれて積層された状態で、濾過容器部の内部に保持されていてもよい。また、水処理用濾材１は、もんだり丸めたりすることにより、皺が寄ったり形が崩れた状態、いわゆるくしゃくしゃの状態で、濾過容器部の内部に保持されていてもよい。
そして、濾過容器部の内部に被処理水を投入し、水処理用濾材１の細孔４を被処理水が通過する際、被処理水とカチオン系凝集剤が接触する。被処理水中の不溶解成分の微粒子は通常、負に帯電しているが、カチオン系凝集剤と接触することにより、当該微粒子は電気的に中和する。また、電気的に中和した微粒子は互いに近接しやすくなり、ファンデルワールス力によって粒子同士が結合するようになる。その結果、不溶解成分の微粒子は互いに凝集する。また、負に帯電している不溶解成分の微粒子は、繊維２の表面に担持されたカチオン系凝集剤に静電気的に吸着する。そのため、不溶解成分の微粒子は、水処理用濾材１における繊維２の表面で捕捉され、被処理水から分離される。このように、被処理水を水処理用濾材１に通過させることにより、不溶解成分を除去することができる。
このように、本実施形態の水処理用濾材１は、無機材料及び天然有機高分子材料の少なくとも一方からなるカチオン系凝集剤と、アニオン界面活性剤とを備える。水処理用濾材１は、さらに、複数の繊維２が集合してなり、各繊維２の表面にカチオン系凝集剤及びアニオン界面活性剤の両方を担持する繊維シート３を備える。水処理用濾材１は、繊維シート３の各繊維２の表面にカチオン系凝集剤を担持しているため、被処理水中の不溶解成分の微粒子を静電気的に吸着し、さらに当該微粒子を互いに凝集させる。そして、不溶解成分の微粒子を、繊維シート３の各繊維２の表面に保持することができる。そのため、被処理水を水処理用濾材１に通過させることにより、被処理水から不溶解成分を分離して除去することができる。さらに、繊維シート３の表面において、カチオン系凝集剤はアニオン界面活性剤を介して担持されている。そのため、繊維シート３の表面に、カチオン系凝集剤を長期間に亘って安定的に保持することが可能となる。
また、水処理用濾材１は、基材として繊維シート３を用いていることから、マッドボールの発生を抑制して、濾過性能を長期間に亘って高い状態に維持することができる。
水処理用濾材１において、無機材料からなるカチオン系凝集剤はポリ塩化アルミニウムであり、天然有機高分子材料からなるカチオン系凝集剤はキトサンであることが好ましい。これらの材料は、被処理水中の不溶解成分の微粒子を静電気的に吸着しやすく、さらに当該微粒子を互いに凝集させやすい。そのため、カチオン系凝集剤としてこれらの材料を用いることにより、水処理用濾材１の濾過性能をより高めることが可能となる。
また、水処理用濾材１において、繊維シート３は、水で洗浄可能な材料からなることが好ましい。つまり、繊維シート３は、水を用いて洗浄しても破損しない材料からなることが好ましい。この場合、水処理用濾材１を一定期間使用した後、水処理用濾材１を濾過容器部から取り出し、水を用いて洗浄することができる。そして、洗浄の際に、薬剤（カチオン系凝集剤及びアニオン界面活性剤）を添加することで、消費された薬剤をその都度供給することができる。そのため、水処理用濾材１は、長期間に亘って高い濾過性能が持続することができる。また、このような水処理用濾材１は、定期的に強い力による洗浄、例えば手洗いや洗濯機を用いた洗浄を行うことができるため、マッドボールの発生を抑制して、高い濾過性能が持続することができる。
［水処理用濾材の製造方法］
次に、本実施形態の水処理用濾材１の製造方法について説明する。水処理用濾材１の製造方法では、まず、複数の繊維２が集合してなる繊維シート３に、アニオン界面活性剤を付着させる。繊維シート３の表面にアニオン界面活性剤を付着させることにより、繊維２の表面が負に帯電する。その後、アニオン界面活性剤を付着した繊維シート３を、カチオン系凝集剤と接触させることにより、カチオン系凝集剤を効率的に担持することができる。
次に、本実施形態の水処理用濾材１の製造方法について説明する。水処理用濾材１の製造方法では、まず、複数の繊維２が集合してなる繊維シート３に、アニオン界面活性剤を付着させる。繊維シート３の表面にアニオン界面活性剤を付着させることにより、繊維２の表面が負に帯電する。その後、アニオン界面活性剤を付着した繊維シート３を、カチオン系凝集剤と接触させることにより、カチオン系凝集剤を効率的に担持することができる。
アニオン界面活性剤を付着させる繊維シート３は、上述のものを使用する。また、繊維シート３にアニオン界面活性剤を付着させる方法は特に限定されない。例えば、繊維シート３を、アニオン界面活性剤を用いて洗浄することにより、繊維シート３の繊維２の表面にアニオン界面活性剤を付着させることができる。また、繊維シート３を、アニオン界面活性剤を用いて洗浄することにより、繊維シート３の繊維２の表面に付着した不要な汚れも除去することができる。繊維シート３の洗浄方法はアニオン界面活性剤を用いていれば特に限定されず、例えば手洗いや洗濯機を用いる方法を適用することができる。また、洗浄後に、繊維シート３を水で濯ぎ、過剰なアニオン界面活性剤を除去してもよい。
次に、アニオン界面活性剤が付着した繊維シート３を、カチオン系凝集剤を含む溶液に浸漬する。繊維シート３の表面にアニオン界面活性剤を付着させて繊維２の表面を負に帯電させた後、正に帯電したカチオン系凝集剤と接触させることにより、カチオン系凝集剤がアニオン界面活性剤に静電気的に吸着する。これにより、繊維２の表面にカチオン系凝集剤を効率的に担持することができる。なお、カチオン系凝集剤を含む溶液は、カチオン系凝集剤を水に溶解することにより調製することができる。
なお、アニオン界面活性剤が付着した繊維シート３を、カチオン系凝集剤を含む溶液に浸漬する際、繊維シート３は水に濡れた状態のままで、カチオン系凝集剤を含む溶液に浸漬することが好ましい。つまり、アニオン界面活性剤及び水を用いて洗浄することにより、繊維シート３にアニオン界面活性剤が付着させた場合には、乾燥工程を経ずに、カチオン系凝集剤を含む溶液に浸漬することが好ましい。アニオン界面活性剤が付着した繊維シート３を水に濡れたままとすることにより、繊維シート３の表面を負に帯電した状態に維持することができるため、カチオン系凝集剤を効率的に担持することができる。
繊維シート３を、カチオン系凝集剤を含む溶液に浸漬する時間及び温度は特に限定されず、使用するアニオン界面活性剤及びカチオン系凝集剤に応じて適宜設定することができる。
そして、アニオン界面活性剤及びカチオン系凝集剤を担持した繊維シート３は、水処理用濾材１として濡れた状態で使用してもよく、乾燥させた状態で使用してもよい。つまり、アニオン界面活性剤及びカチオン系凝集剤を担持した繊維シート３は、濡れた状態で濾過容器部内に装入してもよく、乾燥させた状態で濾過容器部内に装入してもよい。
このように、本実施形態の水処理用濾材１の製造方法は、複数の繊維２が集合してなる繊維シート３における各繊維２の表面に、アニオン界面活性剤を付着させる工程を有する。水処理用濾材１の製造方法は、さらに、アニオン界面活性剤が付着した繊維シート３を、無機材料及び天然有機高分子材料の少なくとも一方からなるカチオン系凝集剤を含む溶液に浸漬する工程を有する。水処理用濾材１の製造方法では、濾材となる繊維シート３をアニオン界面活性剤で前処理した後に、カチオン系凝集剤に浸漬させ、カチオン系凝集剤を担持させる手順を取る。そのため、アニオン界面活性剤で負に荷電した繊維シート３に、正に荷電した凝集剤が効率よく担持されることから、濾過性能の高い水処理用濾材１を高効率で製造することができる。
［水処理用濾過装置］
次に、本実施形態の水処理用濾過装置について説明する。水処理用濾過装置１０は、図２（ａ）に示すように、水処理用濾材１と濾過容器部１１とを備える。
次に、本実施形態の水処理用濾過装置について説明する。水処理用濾過装置１０は、図２（ａ）に示すように、水処理用濾材１と濾過容器部１１とを備える。
濾過容器部１１は、容器本体部１２と蓋部１３とを備えており、容器本体部１２と蓋部１３とによって濾過容器部１１の内部に空間が形成されている。容器本体部１２は、円板状の底面部１２ａと円筒状の周壁部１２ｂとを有しており、上端が開放されている。蓋部１３は、容器本体部１２の上端の開口を塞ぐように、容器本体部１２に取り外し可能な状態で取り付けられている。蓋部１３は、円板状の上面部１３ａと、上面部１３ａの外周端から垂れ下がり、容器本体部１２の周壁部１２ｂよりも一回り大きな周壁部１３ｂとを有している。ただ、濾過容器部１１は、内部に空間を形成することができるものであれば、如何なる形状であってもよい。
蓋部１３の上面部１３ａには、被処理水を濾過容器部１１の内部に導入するための導入孔１３ｃが設けられている。また、容器本体部１２の底面部１２ａには、被処理水を濾過容器部１１の外部に導出するための導出孔１２ｃが設けられている。
濾過容器部１１の内部には、濾過容器部１１に対して着脱自在に設けられた繊維濾材固定板１４を２枚設けている。そして、２枚の繊維濾材固定板１４の間には、水処理用濾材１が介在している。繊維濾材固定板１４としては、図２（ｂ）に示すように、面全体に均一に孔部１４ａを設けた板部材を用いることができる。このような板部材としては、例えばパンチング板を用いることができる。また、繊維濾材固定板１４は、強度が高い不織布も用いることができる。繊維濾材固定板１４をこのような構成にすることで、被処理水が通水する際に、被処理水を濾過容器部１１の軸方向へ均等に流すことができる。そのため、濾過容器部１１の中心部分に被処理水が集中する状態を防ぎ、水処理用濾材１全体で長期間に亘って高い浄化性能を維持することができる。
濾過容器部１１の内部では、上側の繊維濾材固定板１４Ａと下側の繊維濾材固定板１４Ｂとの間に、上述の水処理用濾材１を設けている。そして、上側の繊維濾材固定板１４Ａと蓋部１３の上面部１３ａとの間、及び下側の繊維濾材固定板１４Ｂと容器本体部１２の底面部１２ａとの間には、空隙が設けられている。そのため、上側の繊維濾材固定板１４Ａは、上下方向に移動可能であり、繊維濾材固定板１４Ａを下方向に移動させることで、水処理用濾材１を圧縮することができる。
ここで、水処理用濾材１は、圧縮するほど密になり、被処理水中の微小な不溶解成分、例えば、ミクロンオーダーの不溶解成分を除去することができる。そのため、水処理用濾材１を、上側の繊維濾材固定板１４Ａと下側の繊維濾材固定板１４Ｂとの間に保持する際、圧縮した状態とすることが好ましい。これによって、水処理用濾材１が立体的に使用されるため、砂濾材よりも高性能な濾過を行うことが可能となる。
なお、水処理用濾材１は、折り畳まれて積層された状態で、濾過容器部１１の内部に保持されていてもよい。また、水処理用濾材１は、もんだり丸めたりすることにより、皺が寄ったり形が崩れた状態、いわゆるくしゃくしゃの状態で、濾過容器部１１の内部に保持されていてもよい。
このような水処理用濾過装置１０の作用について説明する。蓋部１３の導入孔１３ｃを通じて濾過容器部１１の内部に導入された被処理水は、上側の繊維濾材固定板１４Ａの孔部１４ａを通過して、水処理用濾材１に到達する。水処理用濾材１は、繊維シート３の各繊維２の表面にカチオン系凝集剤を担持しているため、被処理水中の不溶解成分の微粒子を静電気的に吸着しつつ、当該微粒子を互いに凝集させる。そして、不溶解成分の微粒子を繊維シート３の各繊維２の表面に保持し、被処理水から不溶解成分を分離して除去する。水処理用濾材１を通過した被処理水は、下側の繊維濾材固定板１４Ｂの孔部１４ａを通過して、容器本体部１２の導出孔１２ｃを通じて濾過容器部１１の外部に導出される。
このように、本実施形態の水処理用濾過装置１０は、水処理用濾材１と、水処理用濾材１を内部に保持する濾過容器部１１とを備える。そして、濾過容器部１１の内部では、繊維濾材固定板１４を用いることにより、水処理用濾材１を立体的（三次元的）に配置している。そのため、砂濾材よりも高性能な濾過を行いつつも、水処理用濾材１の目詰まりを抑制して、濾過性能を長期間に亘って高い状態に維持することができる。
水処理用濾過装置１０では、水処理用濾材１を、上側の繊維濾材固定板１４Ａと下側の繊維濾材固定板１４Ｂとの間で圧縮した状態で保持することにより、水処理用濾材１の繊維２の間の距離を接近させることができる。その結果、水処理用濾材１の捕集性能を向上させることが可能となる。
また、水処理用濾過装置１０において、濾過容器部１１は、容器本体部１２と蓋部１３とを備えている。そのため、蓋部１３を容器本体部１２から取り外した後、上側の繊維濾材固定板１４Ａを取り外すことで、水処理用濾材１を容易に取り出すことができる。そして、必要に応じて、水処理用濾材１を洗浄したり取り替えたりすることができるため、水処理用濾過装置１０の保守管理を容易に行うことができる。
［水処理システム］
次に、本実施形態の水処理用濾過装置１０を用いた水処理システムについて説明する。図３に示すように、本実施形態の水処理用濾過装置１０は、水処理システム１００に組み込まれている。水処理システム１００は、主流路２０を備えている。主流路２０の一端は、地中に存在する井水又は水道水である被処理水Ｗに到達している。そして、主流路２０の他端は、蛇口５０に接続されている。
次に、本実施形態の水処理用濾過装置１０を用いた水処理システムについて説明する。図３に示すように、本実施形態の水処理用濾過装置１０は、水処理システム１００に組み込まれている。水処理システム１００は、主流路２０を備えている。主流路２０の一端は、地中に存在する井水又は水道水である被処理水Ｗに到達している。そして、主流路２０の他端は、蛇口５０に接続されている。
主流路２０における薬剤溶解装置３０の上流には、ポンプＰが接続されている。ポンプＰは、主流路２０に沿って被処理水Ｗを汲み上げる。このようなポンプＰとしては、例えばアキュムレータと圧力スイッチとを備えた電動ポンプを使用することができる。ポンプＰによって汲み上げられた被処理水Ｗは、薬剤溶解装置３０に導入され、薬剤溶解装置３０によって、例えば塩素系薬剤が一定量溶解される。
主流路２０における薬剤溶解装置３０の下流には、水処理用濾過装置１０及び塩素除去槽４０が接続されている。塩素除去槽４０は、被処理水Ｗに含まれる過剰な塩素を除去する。塩素除去槽４０としては、容器の内部に活性炭の粒子を充填したものを使用する。
なお、図示しないが、水処理システム１００において、薬剤溶解装置３０と水処理用濾過装置１０との間には、被処理水Ｗに含まれる不溶解成分の微粒子の凝集を促進する凝集促進部を介在させてもよい。凝集促進部は、主流路２０に直接接続することができ、例えば特許第６５１９９３４号公報に記載のものを使用することができる。
このような水処理システムでは、まずポンプＰが稼働して、地中に存在する井水又は水道水である被処理水Ｗを汲み上げる。汲み上げられた被処理水Ｗは、薬剤溶解装置３０を通過することで、次亜塩素酸ナトリウム水溶液などの塩素系薬剤が投入される。被処理水Ｗに塩素系薬剤が投入されることで、例えば、被処理水Ｗ中の鉄イオンがコロイド状のケイ酸鉄になる前に、不溶性の水酸化鉄（Ｆｅ（ＯＨ）３）となる。
薬剤溶解装置３０を通過することによって塩素系薬剤が溶解した被処理水Ｗは、水処理用濾過装置１０を通過することで、不溶解成分が除去される。具体的には、主流路２０は、水処理用濾過装置１０における蓋部１３の導入孔１３ｃ及び容器本体部１２の導出孔１２ｃに接続されている。そして、上述のように、被処理水Ｗが水処理用濾材１を通過することで、被処理水Ｗ中の不溶解成分の微粒子が捕捉されて除去される。
水処理用濾過装置１０を通過した被処理水Ｗは、塩素除去槽４０を通過することで、過剰な塩素が除去される。そして、水処理用濾過装置１０及び塩素除去槽４０を通過して異物及び過剰な塩素が除去された水は、蛇口５０から使用者に供給される。
このように、汲み上げられた被処理水Ｗは、薬剤溶解装置３０、水処理用濾過装置１０及び塩素除去槽４０を通過することにより、不溶解成分及び過剰な塩素が除去される。そして、水処理用濾過装置１０は、被処理水Ｗ中の不溶解成分の微粒子を高効率で分離することができるため、清潔な水を安定的に使用者に提供することができる。
以上、本実施形態に係る水処理用濾材及びそれを用いた水処理用濾過装置、並びに水処理用濾材の製造方法を説明したが、本実施形態はこれらに限定されるものではなく、本実施形態の要旨の範囲内で種々の変形が可能である。
特願２０１９－１１８７８２号（出願日：２０１９年６月２６日）の全内容は、ここに援用される。
本開示によれば、長期間使用した場合でも薬剤を保持することができ、さらに濾過性能の低下を抑制することが可能な水処理用濾材及びそれを用いた水処理用濾過装置、並びに水処理用濾材の製造方法を提供することができる。
１ 水処理用濾材
２ 繊維
３ 繊維シート
１０ 水処理用濾過装置
１１ 濾過容器部
２ 繊維
３ 繊維シート
１０ 水処理用濾過装置
１１ 濾過容器部
Claims (6)
- 無機材料及び天然有機高分子材料の少なくとも一方からなるカチオン系凝集剤と、
アニオン界面活性剤と、
複数の繊維が集合してなり、各繊維の表面に前記カチオン系凝集剤及び前記アニオン界面活性剤の両方を担持する繊維シートと、
を備える、水処理用濾材。 - 無機材料からなる前記カチオン系凝集剤はポリ塩化アルミニウムであり、天然有機高分子材料からなる前記カチオン系凝集剤はキトサンである、請求項１に記載の水処理用濾材。
- 前記繊維シートは、水で洗浄可能な材料からなる、請求項１又は２に記載の水処理用濾材。
- 請求項１乃至３のいずれか一項に記載の水処理用濾材と、
前記水処理用濾材を内部に保持する濾過容器部と、
を備える、水処理用濾過装置。 - 複数の繊維が集合してなる繊維シートにおける各繊維の表面に、アニオン界面活性剤を付着させる工程と、
前記アニオン界面活性剤が付着した前記繊維シートを、無機材料及び天然有機高分子材料の少なくとも一方からなるカチオン系凝集剤を含む溶液に浸漬する工程と、
を有する、水処理用濾材の製造方法。 - 無機材料からなる前記カチオン系凝集剤はポリ塩化アルミニウムであり、天然有機高分子材料からなる前記カチオン系凝集剤はキトサンである、請求項５に記載の水処理用濾材の製造方法。
Applications Claiming Priority (2)
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| JP2019118782 | 2019-06-26 | ||
| JP2019-118782 | 2019-06-26 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2020262231A1 true WO2020262231A1 (ja) | 2020-12-30 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2020/024117 WO2020262231A1 (ja) | 2019-06-26 | 2020-06-19 | 水処理用濾材及びそれを用いた水処理用濾過装置、並びに水処理用濾材の製造方法 |
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| WO (1) | WO2020262231A1 (ja) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60197299A (ja) * | 1984-03-16 | 1985-10-05 | Sanyo Chem Ind Ltd | 脱水用助剤および脱水法 |
| JP2002235285A (ja) * | 2001-02-02 | 2002-08-23 | Toyobo Co Ltd | 耐久親水化された長繊維不織布 |
| JP2017514035A (ja) * | 2014-04-28 | 2017-06-01 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | イオン補強材料を含む不織布繊維構造、及び方法 |
| JP2017144427A (ja) * | 2016-02-16 | 2017-08-24 | 王子ホールディングス株式会社 | 水処理装置、水処理方法、廃棄物固形燃料の生産方法および処理水の製造方法 |
-
2020
- 2020-06-19 WO PCT/JP2020/024117 patent/WO2020262231A1/ja active Application Filing
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60197299A (ja) * | 1984-03-16 | 1985-10-05 | Sanyo Chem Ind Ltd | 脱水用助剤および脱水法 |
| JP2002235285A (ja) * | 2001-02-02 | 2002-08-23 | Toyobo Co Ltd | 耐久親水化された長繊維不織布 |
| JP2017514035A (ja) * | 2014-04-28 | 2017-06-01 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | イオン補強材料を含む不織布繊維構造、及び方法 |
| JP2017144427A (ja) * | 2016-02-16 | 2017-08-24 | 王子ホールディングス株式会社 | 水処理装置、水処理方法、廃棄物固形燃料の生産方法および処理水の製造方法 |
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