JPH06304548A - 浄水フィルターおよび浄水器 - Google Patents
浄水フィルターおよび浄水器Info
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- JPH06304548A JPH06304548A JP5123482A JP12348293A JPH06304548A JP H06304548 A JPH06304548 A JP H06304548A JP 5123482 A JP5123482 A JP 5123482A JP 12348293 A JP12348293 A JP 12348293A JP H06304548 A JPH06304548 A JP H06304548A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 浄水器の目詰まりの原因などとなる水道水中
の重金属イオンを除去する浄水フィルターを提供する。 【構成】 炭酸カルシウムおよび炭酸マグネシウムより
なる群から選択される少なくとも１種を担持したセラミ
ック繊維を含む重金属イオン除去層を具備する。
の重金属イオンを除去する浄水フィルターを提供する。 【構成】 炭酸カルシウムおよび炭酸マグネシウムより
なる群から選択される少なくとも１種を担持したセラミ
ック繊維を含む重金属イオン除去層を具備する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、家庭用あるいは業務用
に使用する浄水フィルターに関するものである。
に使用する浄水フィルターに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】浄水器の浄水フィルターは、通常３ヵ月
から６ヵ月使用するとフィルターが目詰まりを起こし、
浄水供給能力が低下することが知られている。このため
中空糸ろ過膜の細孔分布を変更してつまりにくくしたも
のや活性炭量を増加させて長寿命化したものが現在販売
されている。
から６ヵ月使用するとフィルターが目詰まりを起こし、
浄水供給能力が低下することが知られている。このため
中空糸ろ過膜の細孔分布を変更してつまりにくくしたも
のや活性炭量を増加させて長寿命化したものが現在販売
されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】浄水フィルターの目詰
まりは、水道水中の重金属イオンである銅イオンや鉄イ
オンが活性炭層や中空糸ろ過膜表面で不溶性塩を形成し
て水道水の流路を閉塞することにより起こる。従って、
これらの流路を閉塞する塩を活性炭層および中空糸ろ過
膜以前で除去するフィルターの開発が望まれている。ま
た、水道水中のマンガンイオンは、現行の急速ろ過法に
よる浄水場での上水行程においては除去できない。本発
明は、以上のような従来の上水行程および浄水フィルタ
ーに係わる課題を考慮し、重金属イオンを除去できる浄
水フィルターを提供することを目的とする。本発明は、
また活性炭層や中空糸ろ過膜の目詰まりを抑制し、長寿
命化する浄水フィルターを提供することを目的とする。
さらに、本発明は、目詰まりの抑制された長寿命の浄水
器を提供することを目的とする。
まりは、水道水中の重金属イオンである銅イオンや鉄イ
オンが活性炭層や中空糸ろ過膜表面で不溶性塩を形成し
て水道水の流路を閉塞することにより起こる。従って、
これらの流路を閉塞する塩を活性炭層および中空糸ろ過
膜以前で除去するフィルターの開発が望まれている。ま
た、水道水中のマンガンイオンは、現行の急速ろ過法に
よる浄水場での上水行程においては除去できない。本発
明は、以上のような従来の上水行程および浄水フィルタ
ーに係わる課題を考慮し、重金属イオンを除去できる浄
水フィルターを提供することを目的とする。本発明は、
また活性炭層や中空糸ろ過膜の目詰まりを抑制し、長寿
命化する浄水フィルターを提供することを目的とする。
さらに、本発明は、目詰まりの抑制された長寿命の浄水
器を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の浄水フィルター
は、炭酸カルシウムおよび炭酸マグネシウムの少なくと
も一方を担持したセラミック繊維を含む重金属イオン除
去層を具備する。また、本発明の浄水器は、前記の浄水
フィルターを活性炭層の前後に備える。さらに、本発明
の浄水フィルターは、二酸化マンガンをセラミック繊維
に担持している。
は、炭酸カルシウムおよび炭酸マグネシウムの少なくと
も一方を担持したセラミック繊維を含む重金属イオン除
去層を具備する。また、本発明の浄水器は、前記の浄水
フィルターを活性炭層の前後に備える。さらに、本発明
の浄水フィルターは、二酸化マンガンをセラミック繊維
に担持している。
【０００５】
【作用】本発明の浄水フィルターは、セラミック繊維に
担持した炭酸カルシウム、炭酸マグネシウムが水中の重
金属イオンである銅イオンおよび鉄イオンを、また二酸
化マンガンがマンガンイオンをそれぞれに吸着して除去
する。
担持した炭酸カルシウム、炭酸マグネシウムが水中の重
金属イオンである銅イオンおよび鉄イオンを、また二酸
化マンガンがマンガンイオンをそれぞれに吸着して除去
する。
【０００６】本発明は、浄水器フィルターが目詰まりす
る原因について詳細に調査し、この目詰まり防止策につ
いて種々検討した結果完成したものである。約６ヵ月使
用した浄水器から中空糸ろ過膜を採取し、その表面を解
析したところ、結晶状物質の付着が認められた。この結
晶付着物を構成する成分は主に銅および鉄であった。次
に、水道水についてそれらの原子濃度を測定したとこ
ろ、水道水から中空糸ろ過膜に付着したものと同様の銅
および鉄が測定された。これらのイオンが水道水中の溶
存酸素、二酸化炭素と反応して、不溶性塩を形成し、中
空糸ろ過膜表面に捕獲され、目詰まりを起こし、ろ過膜
が閉塞することにより流水量が減少するのである。銅お
よび鉄の不溶性塩を形成するものには酸化銅、水酸化第
一銅、水酸化第二銅、炭酸銅、炭酸第一鉄、水酸化第一
鉄および水酸化第二鉄がある。
る原因について詳細に調査し、この目詰まり防止策につ
いて種々検討した結果完成したものである。約６ヵ月使
用した浄水器から中空糸ろ過膜を採取し、その表面を解
析したところ、結晶状物質の付着が認められた。この結
晶付着物を構成する成分は主に銅および鉄であった。次
に、水道水についてそれらの原子濃度を測定したとこ
ろ、水道水から中空糸ろ過膜に付着したものと同様の銅
および鉄が測定された。これらのイオンが水道水中の溶
存酸素、二酸化炭素と反応して、不溶性塩を形成し、中
空糸ろ過膜表面に捕獲され、目詰まりを起こし、ろ過膜
が閉塞することにより流水量が減少するのである。銅お
よび鉄の不溶性塩を形成するものには酸化銅、水酸化第
一銅、水酸化第二銅、炭酸銅、炭酸第一鉄、水酸化第一
鉄および水酸化第二鉄がある。
【０００７】これらの不溶性塩を形成する水中の銅イオ
ン、鉄イオンを効果的に吸着するものとして、塩基性塩
の使用が考えられる。そして、飲用であることを考慮し
て、塩基性塩は食品添加物を使用するのがよい。塩基性
塩の食品添加物のなかでもカルシウム塩およびマグネシ
ウム塩は水をおいしくする成分であるため、これらを使
用することが最も望ましい。また、カルシウム、マグネ
シウムが水中に溶解する場合、硬度が高すぎないように
調整する必要がある。このような条件に合致する食品添
加物として、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウムがあ
る。
ン、鉄イオンを効果的に吸着するものとして、塩基性塩
の使用が考えられる。そして、飲用であることを考慮し
て、塩基性塩は食品添加物を使用するのがよい。塩基性
塩の食品添加物のなかでもカルシウム塩およびマグネシ
ウム塩は水をおいしくする成分であるため、これらを使
用することが最も望ましい。また、カルシウム、マグネ
シウムが水中に溶解する場合、硬度が高すぎないように
調整する必要がある。このような条件に合致する食品添
加物として、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウムがあ
る。
【０００８】本発明では、この炭酸カルシウム、炭酸マ
グネシウムを繊維質無機物質、特にセラミック繊維に担
持させる。担持させる方法としては、前記の炭酸カルシ
ウム、炭酸マグネシウムの粒子とセラミック繊維を原料
として抄紙技術により紙状にするのが好ましい。セラミ
ック繊維は、セルロースのように微生物により分解され
ることがないので、水系微生物が混在する可能性のある
環境においても使用できる浄水フィルターを与える。
グネシウムを繊維質無機物質、特にセラミック繊維に担
持させる。担持させる方法としては、前記の炭酸カルシ
ウム、炭酸マグネシウムの粒子とセラミック繊維を原料
として抄紙技術により紙状にするのが好ましい。セラミ
ック繊維は、セルロースのように微生物により分解され
ることがないので、水系微生物が混在する可能性のある
環境においても使用できる浄水フィルターを与える。
【０００９】また、水道水中のマンガンイオンは、現行
の上水行程ではほとんど除去することができないが、本
発明によれば、担持している二酸化マンガンにマンガン
イオンを吸着させることにより除去できる。すなわち、
水中のマンガンイオンが二酸化マンガンと接触すること
により、溶存酸素と反応して二酸化マンガンを形成し、
もともとある担持した二酸化マンガンに付着することに
より、除去できるのである。用いる二酸化マンガンとし
ては、α−二酸化マンガン、β−二酸化マンガンおよび
γ−二酸化マンガンのいずれも使用可能であるが、吸着
効率およびその特性の持続性から、γ−二酸化マンガン
が最も優れている。
の上水行程ではほとんど除去することができないが、本
発明によれば、担持している二酸化マンガンにマンガン
イオンを吸着させることにより除去できる。すなわち、
水中のマンガンイオンが二酸化マンガンと接触すること
により、溶存酸素と反応して二酸化マンガンを形成し、
もともとある担持した二酸化マンガンに付着することに
より、除去できるのである。用いる二酸化マンガンとし
ては、α−二酸化マンガン、β−二酸化マンガンおよび
γ−二酸化マンガンのいずれも使用可能であるが、吸着
効率およびその特性の持続性から、γ−二酸化マンガン
が最も優れている。
【００１０】次に浄水器における本発明のフィルターの
挿入位置について説明する。重金属イオンは活性炭層に
吸着することが知られている。吸着した重金属イオンは
活性炭上で成長し、水中の溶存酸素、二酸化炭素等の影
響でそれが脱離することがある。それを防止するために
は活性炭層より前で重金属イオンを吸着させる必要があ
る。また、浄水器用活性炭はカルキを選択的に分解する
能力が優れているため、使用期間が長期になると重金属
イオンが吸着されにくくなる。そこで活性炭層の前部に
加え、後部のいずれかの位置に設置するのがよい。本発
明のフィルターは、前記の炭酸塩や二酸化マンガンの他
に活性炭を担持させることも可能である。
挿入位置について説明する。重金属イオンは活性炭層に
吸着することが知られている。吸着した重金属イオンは
活性炭上で成長し、水中の溶存酸素、二酸化炭素等の影
響でそれが脱離することがある。それを防止するために
は活性炭層より前で重金属イオンを吸着させる必要があ
る。また、浄水器用活性炭はカルキを選択的に分解する
能力が優れているため、使用期間が長期になると重金属
イオンが吸着されにくくなる。そこで活性炭層の前部に
加え、後部のいずれかの位置に設置するのがよい。本発
明のフィルターは、前記の炭酸塩や二酸化マンガンの他
に活性炭を担持させることも可能である。
【００１１】
【実施例】次に、本発明の実施例を説明する。アルミナ
シリカ繊維（長さ１〜１０ｍｍ）と炭酸カルシウム（粒
径約３μｍ）と炭酸マグネシウム（粒径約３μｍ）と二
酸化マンガン（粒径約３μｍ）とを重量比３：１．５：
０．５：１の割合で混合して水に分散させ、これに結合
剤としてデンプンを加え、撹拌後、塩化アルミニウム・
６水和物を加えて凝集させたものを抄紙してフィルター
を得た。図１はこの紙状フィルターを模式的に示すもの
で、１はセラミック繊維、２は炭酸カルシウム、炭酸マ
グネシウム粒子、３は二酸化マンガン粒子をそれぞれ表
わしている。
シリカ繊維（長さ１〜１０ｍｍ）と炭酸カルシウム（粒
径約３μｍ）と炭酸マグネシウム（粒径約３μｍ）と二
酸化マンガン（粒径約３μｍ）とを重量比３：１．５：
０．５：１の割合で混合して水に分散させ、これに結合
剤としてデンプンを加え、撹拌後、塩化アルミニウム・
６水和物を加えて凝集させたものを抄紙してフィルター
を得た。図１はこの紙状フィルターを模式的に示すもの
で、１はセラミック繊維、２は炭酸カルシウム、炭酸マ
グネシウム粒子、３は二酸化マンガン粒子をそれぞれ表
わしている。
【００１２】上記のフィルターを直径６８ｍｍの円形に
切り抜き、その３枚（重量約３ｇ）を水ろ過用カートリ
ッジに充填し、塩化第二鉄、塩化銅および塩化マンガン
を溶解した水溶液を疑似水道水としてろ過流量２リット
ル／分の割合で流し、ろ過された溶液の重金属イオン濃
度を遷移金属イオン測定装置を用いて測定した。その結
果を表１に示した。なお、実験に使用した遷移金属イオ
ン濃度測定装置の測定限界は１０ｐｐｂである。
切り抜き、その３枚（重量約３ｇ）を水ろ過用カートリ
ッジに充填し、塩化第二鉄、塩化銅および塩化マンガン
を溶解した水溶液を疑似水道水としてろ過流量２リット
ル／分の割合で流し、ろ過された溶液の重金属イオン濃
度を遷移金属イオン測定装置を用いて測定した。その結
果を表１に示した。なお、実験に使用した遷移金属イオ
ン濃度測定装置の測定限界は１０ｐｐｂである。
【００１３】
【表１】
【００１４】また、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウ
ム、二酸化マンガンの単独とセラミック繊維とを重量比
２：１の割合で混合したものを用いて上記と同様にして
紙状フィルターを作製した。そして、炭酸カルシウムま
たは炭酸マグネシウムを担持したフィルターについて
は、銅イオン（Ｃｕ2+）および鉄イオン（Ｆｅ3+）を各
１０ｐｐｍ含む水溶液を、また二酸化マンガンを担持し
たフィルターについてはマンガンイオン（Ｍｎ2+）を１
０ｐｐｍ含む水溶液をそれぞれ２リットル／分でろ過さ
せる試験をした。その結果、いずれのフィルタ−も初期
においては重金属イオンを測定限界以下まで除去するこ
とができた。また、１０００リットル通水後において
は、銅イオン、鉄イオンは９０％以上除去され、マンガ
ンイオンは測定限界以下まで除去されることが確認され
た。
ム、二酸化マンガンの単独とセラミック繊維とを重量比
２：１の割合で混合したものを用いて上記と同様にして
紙状フィルターを作製した。そして、炭酸カルシウムま
たは炭酸マグネシウムを担持したフィルターについて
は、銅イオン（Ｃｕ2+）および鉄イオン（Ｆｅ3+）を各
１０ｐｐｍ含む水溶液を、また二酸化マンガンを担持し
たフィルターについてはマンガンイオン（Ｍｎ2+）を１
０ｐｐｍ含む水溶液をそれぞれ２リットル／分でろ過さ
せる試験をした。その結果、いずれのフィルタ−も初期
においては重金属イオンを測定限界以下まで除去するこ
とができた。また、１０００リットル通水後において
は、銅イオン、鉄イオンは９０％以上除去され、マンガ
ンイオンは測定限界以下まで除去されることが確認され
た。
【００１５】次に、上記と同様にして、炭酸カルシウム
および炭酸マグネシウムを担持した紙状フィルターを水
ろ過用カートリッジに充填し、水道水をろ過流量２リッ
トル／分の割合で流し、ろ液のｐＨ、カルシウムイオ
ン、マグネシウムイオン濃度を測定した。結果を表２に
示した。表２には、比較のために市販のアルカリイオン
水の値も示した。なお、濃度測定は、イオンクラマトグ
ラフィ−によった。
および炭酸マグネシウムを担持した紙状フィルターを水
ろ過用カートリッジに充填し、水道水をろ過流量２リッ
トル／分の割合で流し、ろ液のｐＨ、カルシウムイオ
ン、マグネシウムイオン濃度を測定した。結果を表２に
示した。表２には、比較のために市販のアルカリイオン
水の値も示した。なお、濃度測定は、イオンクラマトグ
ラフィ−によった。
【００１６】
【表２】
【００１７】以上の結果から、通水量が増加しても、重
金属イオン除去効果が持続し、しかもカルシウムイオ
ン、マグネシウムイオンを添加できることがわかる。
金属イオン除去効果が持続し、しかもカルシウムイオ
ン、マグネシウムイオンを添加できることがわかる。
【００１８】次に、炭酸カルシウム等を担持させる繊維
としてはセルロースなどもあるが、これらは水系に存在
する微生物の栄養源となることがある。そこで微生物に
よる分解性について検討した。河川表層水を採取し、微
生物源とした。それに前記実施例のようにアルミナシリ
カ繊維を用いた本発明よるフィルターとニトロセルロー
スを用いたフィルターを入れ、２ヵ月間連続培養した。
２ヵ月後にそれぞれのフィルターの強度を測定するとと
もに、走査電子顕微鏡によりフィルターを観察した。そ
の結果、ニトロセルロースを用いたフィルターは、微生
物による分解を受けて引張り強度が低下し、また走査電
子顕微鏡により表面が粗面になっていることが観察され
た。一方、本発明によるフィルターは、引張り強度、表
面状態いずれも使用前とほとんど変わらなかった。以上
のように、本発明のフィルターは、微生物によりほとん
ど分解されないことから、浄水器等の水系微生物が混在
する可能性がある環境においても使用できることがわか
った。
としてはセルロースなどもあるが、これらは水系に存在
する微生物の栄養源となることがある。そこで微生物に
よる分解性について検討した。河川表層水を採取し、微
生物源とした。それに前記実施例のようにアルミナシリ
カ繊維を用いた本発明よるフィルターとニトロセルロー
スを用いたフィルターを入れ、２ヵ月間連続培養した。
２ヵ月後にそれぞれのフィルターの強度を測定するとと
もに、走査電子顕微鏡によりフィルターを観察した。そ
の結果、ニトロセルロースを用いたフィルターは、微生
物による分解を受けて引張り強度が低下し、また走査電
子顕微鏡により表面が粗面になっていることが観察され
た。一方、本発明によるフィルターは、引張り強度、表
面状態いずれも使用前とほとんど変わらなかった。以上
のように、本発明のフィルターは、微生物によりほとん
ど分解されないことから、浄水器等の水系微生物が混在
する可能性がある環境においても使用できることがわか
った。
【００１９】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、水中の
重金属イオンを効率よく除去できる浄水フィルターを得
ることができる。また、本発明は、活性炭層や、中空糸
ろ過膜が目詰まりを起こしにくい浄水器を得ることがで
きる。
重金属イオンを効率よく除去できる浄水フィルターを得
ることができる。また、本発明は、活性炭層や、中空糸
ろ過膜が目詰まりを起こしにくい浄水器を得ることがで
きる。
【図１】本発明の一実施例のフィルターの模式図であ
る。
る。
１ セラミック繊維 ２ 炭酸塩 ３ 二酸化マンガン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０２Ｆ 9/00 Ｚ 7446−4Ｄ (72)発明者 木村 邦夫 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内
Claims (4)
- 【請求項１】 炭酸カルシウムおよび炭酸マグネシウム
よりなる群から選ばれる少なくとも１種を担持したセラ
ミック繊維を含む重金属イオン除去層を具備することを
特徴とする浄水フィルター。 - 【請求項２】 前記セラミック繊維が、さらに二酸化マ
ンガンを担持している請求項１記載の浄水フィルター。 - 【請求項３】 二酸化マンガンを担持したセラミック繊
維を含む重金属イオン除去層を具備することを特徴とす
る浄水フィルター。 - 【請求項４】 活性炭層と、その下流に設けた中空糸ろ
過膜と、前記活性炭層の前後に設けた重金属イオン除去
層とを備え、前記重金属イオン除去層が、炭酸カルシウ
ムおよび炭酸マグネシウムよりなる群から選ばれる少な
くとも１種を担持したセラミック繊維を含むことを特徴
とする浄水器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12348293A JP3173916B2 (ja) | 1993-04-26 | 1993-04-26 | 浄水器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12348293A JP3173916B2 (ja) | 1993-04-26 | 1993-04-26 | 浄水器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06304548A true JPH06304548A (ja) | 1994-11-01 |
| JP3173916B2 JP3173916B2 (ja) | 2001-06-04 |
Family
ID=14861729
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12348293A Expired - Fee Related JP3173916B2 (ja) | 1993-04-26 | 1993-04-26 | 浄水器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3173916B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997038941A1 (en) * | 1996-04-12 | 1997-10-23 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Water purification device |
| WO2000023510A1 (en) * | 1998-10-16 | 2000-04-27 | Johnson Matthey Public Limited Company | Substrate |
| JP2002267796A (ja) * | 2001-03-13 | 2002-09-18 | Chiyoda Technol Corp | 固体材料とそれを使用した放射性物質含有廃液処理方法 |
| CN100441518C (zh) * | 2006-06-28 | 2008-12-10 | 承德市环境科学研究院 | 萤石选矿废水处理絮凝剂 |
| CN105645502A (zh) * | 2015-12-30 | 2016-06-08 | 中国环境科学研究院 | 一种多孔介质材料及其制备方法 |
| JP2016180274A (ja) * | 2015-03-25 | 2016-10-13 | 一般財団法人上越環境科学センター | 地下水排除施設用集水管、及び地下水排除施設用集水管におけるスライム付着防止方法 |
-
1993
- 1993-04-26 JP JP12348293A patent/JP3173916B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997038941A1 (en) * | 1996-04-12 | 1997-10-23 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Water purification device |
| WO2000023510A1 (en) * | 1998-10-16 | 2000-04-27 | Johnson Matthey Public Limited Company | Substrate |
| JP2002267796A (ja) * | 2001-03-13 | 2002-09-18 | Chiyoda Technol Corp | 固体材料とそれを使用した放射性物質含有廃液処理方法 |
| CN100441518C (zh) * | 2006-06-28 | 2008-12-10 | 承德市环境科学研究院 | 萤石选矿废水处理絮凝剂 |
| JP2016180274A (ja) * | 2015-03-25 | 2016-10-13 | 一般財団法人上越環境科学センター | 地下水排除施設用集水管、及び地下水排除施設用集水管におけるスライム付着防止方法 |
| CN105645502A (zh) * | 2015-12-30 | 2016-06-08 | 中国环境科学研究院 | 一种多孔介质材料及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3173916B2 (ja) | 2001-06-04 |
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