JPH07124555A - 水の浄水活性化方法および浄水活性化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 原水を、α−オレフィン系ポリマーとクリス
トバライトからなる媒体が入っている媒体流動室内に噴
射して、上記媒体を流動化するとともに、媒体同志を互
いに衝突させて上記原水を処理し、ついで、このように
処理された処理原水を殺菌灯で殺菌し、さらに、処理原
水を濾過膜で濾過することを特徴とする水の浄水活性化
方法、並びにその方法の実施に使用する媒体流動室１
２、塔頂室１３、殺菌灯１７および濾過器１４からなる
浄水活性化装置。 【効果】 有機物、細菌、エキノコックス菌などのほ
か、金属イオン、全窒素（Ｔ−Ｎ）、全リン（Ｔ−Ｐ）
などを高度にかつ簡単に除去することができる。また原
水の脱色、脱味にもきわめて効果的である水の浄水活性
化方法を提供する。また、設置面積が小さく、処理量が
大きい、持ち運びができる、などの利点をもつ浄水活性
化装置を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、水の浄水、活性化方法
および浄水活性化装置に関する。さらに詳しくは、α−
オレフィン系ポリマーとクリストバライトからなる媒体
を用い、これを原水とともに激しく攪拌、流動させて、
原水中に含まれる不純物を媒体に吸着、脱着し、粗粒化
して除去する水の浄水、活性化方法およびその方法の実
施に使用する浄水活性化装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、高度浄水処理には、活性炭を使用
するもの、中空糸などの限外濾過膜を使用するもの、生
物処理によるもの、またこれらを組み合わせて使用する
ものなど多くの処理システムが開発され、実用化されて
いる。しかしながら、このような処理システムの多く
は、例えば、除去される不純物が限られたり、コンパク
トでなかったり、ランニングコストが高かったり、また
完全自動操作、保守点検の面でも問題があるなど、必ず
しも充分とは言えなかった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前述した問
題点を全て解決するため、従来の固定床方式と異なり、
流動化処理システムを採用し、このシステムで装置のコ
ンパクト化、不純物の高除去率化を達成しようとするも
のである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者は、これらの課
題を達成するため検討を重ねた結果、前記した問題点を
ことごとく解決できる方法および装置を見出し、本発明
を完成するに至ったものである。

【０００５】すなわち、本発明は以下の通りである。 １． 原水を、α−オレフィン系ポリマーとクリストバ
ライトからなる媒体が入っている媒体流動室内に噴射し
て、上記媒体を流動化するとともに、媒体同志を互いに
衝突させて上記原水を処理し、ついで、このように処理
された処理原水を殺菌灯で殺菌し、さらに、処理原水を
濾過膜で濾過することを特徴とする水の浄水活性化方
法。

【０００６】２． 媒体流動室（１２）、塔頂室（１
３）、殺菌灯（１７）および濾過器（１４）からなる浄
水活性化装置であって、媒体流動室（１２）の下部側壁
面にはジェットノズル（１５）が設けられており、ま
た、媒体流動室（１２）の内部には、塔頂室（１３）か
ら濾過器（１４）へ通ずる管が設けられているととも
に、さらに、その管の中に殺菌灯（１７）が配置されて
いることを特徴とする浄水活性化装置。

【０００７】以下に、本発明の浄水活性化装置につい
て、その一例を示す図１を参照しながら説明する。図１
に示す本発明の浄水活性化装置（１１）は、媒体流動室
（１２）、塔頂室（１３）、殺菌灯（１７）および濾過
器（１４）からなっている。この浄水活性化装置（１
１）は、外壁が透明アクリル樹脂でできており、大きさ
は、直径１００ｍｍ強、長さ約３５０ｍｍ程度の比較的
小さな円筒形状の装置である。この浄水活性化装置（１
１）には、必要に応じて、原水の前処理装置、例えば図
２に示す前段濾過器を配管またはパイプを通じてジェッ
トノズル（１５）に取り付けられるようになっている。

【０００８】媒体流動室（１２）は、塔頂室（１３）と
濾過器（１４）との間に位置しており、この媒体流動室
（１２）には、あらかじめペレットなどの粒状の無数の
媒体が充填されている。媒体流動室（１２）の上部には
塔頂室（１３）が設けられている。この塔頂室（１３）
の大きさは、処理原水がオーバーフローするための空間
があいている程度であればよい。また、この塔頂室（１
３）には、ガス体を除去するためのガス抜き孔を設ける
ことができる。円筒形状の媒体流動室（１２）のほぼ軸
心部（中央部）近傍には、塔頂室（１３）から濾過器
（１４）に通じる円筒形状の石英ガラス管（１９）が設
けられており、さらにその石英ガラス管の軸心部には、
石英ガラス管と接することなく紫外線殺菌ランプ（１
７）が配置されている。

【０００９】このように、媒体流動室（１２）内に石英
ガラス管（１９）が設けられ、さらにその石英ガラス管
内に紫外線殺菌ランプ（１７）が配置されて同心円的に
二重構造になっていることが、本発明装置のコンパクト
化を達成する上で重要な点である。また、媒体流動室
（１２）の下部側壁面には、媒体流動室（１２）内へ原
水を供給するためのジェットノズル（１５）が配置され
ている。そして、このジェットノズル（１５）から噴射
されるジェット流が、石英ガラス管（１９）の中心軸を
避け、かつ水平より下向きに噴射されるように、ジェッ
トノズル（１５）の角度が決定されている。

【００１０】石英ガラス管（１９）の下部末端は濾過器
（１４）へと通じている。この石英ガラス管（１９）の
下部末端と濾過器（１４）の入口との間に、種々のフィ
ルターを取り付けることができる。この濾過器（１４）
は、多数本のポリスルホン系の中空糸からなる限外濾過
膜で構成されている。濾過器（１４）の出口は処理水の
出口（２０）へと通じている。

【００１１】以下に、水の浄水、活性化方法について、
図１および図２を参照しながら、原水の流れの順に説明
する。 原水が、ジェットノズル（１５）から媒体流動室
（１２）内へジェット流となって噴射されながら供給さ
れる。この際、石英ガラス管（１９）の中心軸を避けて
かつ下向きに噴射されるようにするのが本発明の効果を
高める上で好ましいものである。

【００１２】 ジェットノズル（１５）から噴射され
たジェット流によって、媒体流動室（１２）内で激しい
水流（渦巻流）が起こる。 このような媒体流動室（１
２）内に生起した渦巻流によって、あらかじめ充填され
ていた無数のペレット状媒体が水流とともに活発に運動
するとともに、媒体同志も衝突を盛んに繰り返すことに
なる。

【００１３】この媒体の運動は、媒体流動室（１２）の
頂部に設置されているメッシュ（１６）の高さまたはそ
の高さ以上にまで、すなわち媒体流動室（１２）内の全
体にまで充分に波及することが重要である。原水が、ジ
ェット流となって媒体流動室（１２）内に噴射され水流
（渦巻流）ができ媒体同志がはげしく衝突を繰り返すこ
とによって、不純物を含む原水中に存在していた水分子
のクラスター（水分子の集合体）が破壊され、水分子が
細かく分離して、本来の分子状の水分子あるいはそれに
近いものとなる一方、原水中の不純物分子も粗粒子化ま
たは凝集されやすい状態になるのではないかと考えられ
る。

【００１４】本発明で用いる媒体としては、α−オレフ
ィン系ポリマーとクリストバライトとからなる粒状（ま
たはペレット状）媒体を使用する。α−オレフィン系ポ
リマーとして、エチレン、プロピレン、ブテン−１、ヘ
キセン−１などを原料とするα−オレフィン系重合体、
共重合体またはこれらのブレンド物が用いられる。ま
た、クリストバライトとしては、天然物または天然物を
焼成したものが用いられる。

【００１５】α−オレフィン系ポリマーとクリストバラ
イトとからなる好ましい媒体としては、例えば、直鎖状
エチレン−α−オレフィン共重合体１００重量部とクリ
ストバライト２０〜２５０重量部とからなる組成物を混
練して製造した粒状媒体、あるいは、直鎖状エチレン−
α−オレフィン共重合体１００重量部、ポリプロピレン
２００重量部未満からなるα−オレフィン系ポリマー１
００重量部と、クリストバライト２０〜２５０重量部と
からなる組成物、を混練して製造した粒状媒体がある。
また、このような媒体に坑菌剤を含有させておくことも
好ましく、本装置を使用しない場合の雑菌の繁殖を抑制
することができる。

【００１６】 次いで、媒体流動室（１２）内に一定
時間滞留し処理された処理原水は、原水の供給量と同じ
量だけ、メッシュ（１６）を通過して塔頂室（１３）へ
押し出され、オーバーフローして石英ガラス管（１９）
に沿って下方へと落下することになる。この落下の過程
で、紫外線殺菌ランプ（１７）により殺菌される。紫外
線殺菌ランプは、その強さを調節したり、またそのラン
プに代えて他の種類の殺菌ランプも必要に応じて使い分
けすることができる。

【００１７】 殺菌された処理原水は、次いで、ポリ
スルホン系の中空糸膜からなる濾過器（１４）を通過す
る。この際、雑菌、処理原水中で粗粒化した不純物、さ
らにエキノコックス菌（３〜４μ程度の虫卵）などが除
去される。濾過膜として、例えばポリオレフィン系、ポ
リアクリロニトリル系などの中空糸膜または平膜も同様
に用いることができる。また、この濾過器（１４）に活
性炭を組み込んで使用することもできる。

【００１８】 最後に、完全に不純物が除去された処
理原水は、処理水出口（２０）から排出され、この排出
された処理水は、細かな水分子からなる活性化された飲
料水として再利用される。

【００１９】図２は、必要に応じて、本発明の前段に取
り付けることができる前段濾過装置を示すものである。
ＳＳなどの大きな不純物を含む原水の場合は、図２に
例示するような除去装置を併用することが重要である。

【００２０】この前段濾過装置（２１）では、原水が、
給水入口（２３）から入り前段濾過装置（２１）内の外
周部から、５〜１５μのポリエステル系不織布濾材（２
２）（例えば、エルベスフィルターとデキシーフェルト
（いずれもウニチカ（株）商品名）からなる濾材）を通
過する間に、原水中の比較的大きな不純物が濾過され、
そして前段濾過装置（２１）の中心部から給水出口（２
４）へと導かれるようになっている。給水出口（２４）
から出た原水は、次いでフレキシブルパイプ（図示せ
ず）を通って本発明のジェットノズル（１５）へと導か
れる。ここで用いる不織布濾材（２２）にも、あらかじ
め抗菌剤を含有させておくことが好ましい。

【００２１】また、本発明の装置の容量を大きくするこ
とによって、水道水、井水の飲料水化、活性化はもちろ
んのこと、例えばゴルフ場の排水処理システム、貯水池
の浄化システム、食品工場における排水処理再利用を含
むトータルな産業排水処理システム、プール水の浄化シ
ステム、ビルメインテナンス浄化システム、など多くの
システムに組み込むことができる。

【００２２】例えば湖沼の水の浄化システムでは、設備
フローとして、例えば、揚水ポンプ、凝集反応槽、回転
ドラム式濾過槽、濾過ポンプ、濾過槽、処理水槽、原水
フィルター、ＲＯ膜ポンプ、ＲＯユニット、処理水槽、
流動槽ポンプ、浄水活性化器（流動槽、本発明の装
置）、調整槽の順に設備を形成してシステムを組み、水
の浄化を実施することができる。このシステムの場合、
本発明のコンパクトな装置を用いることによって、トラ
ックなどに車載できる移動可能な浄化システムとするこ
とができる。

【００２３】

【発明の効果】 高除去率 有機物、細菌、大腸菌、エキノコックス菌などのほか、
従来除去しにくかった鉄、マンガン、カルシウム、マグ
ネシウムなどの金属イオン、塩素イオン、水に溶存する
油脂、全窒素（Ｔ−Ｎ）、全リン（Ｔ−Ｐ）などを高度
にかつ簡単に除去することができる。また原水の脱色、
脱味にもきわめて効果的である。 コンパクト 設置面積が小さい、小さい装置で処理量が大きい、持ち
運びができる、などの利点がある。

【００２４】ランニングコストが安価 従来の処理法に比べ、連続して長時間運転することがで
きる。濾過器（１４）の寿命が飛躍的にのびる。 操作の自動化が容易である、保守、点検が容易である
など、の利点がある。 ゴハンの日持ちがよい 副次的な効果として、この活性化された（クラスターが
細分化された）水で炊いたご飯がうまい、ご飯がいつま
でもみずみずしい（いわゆる保水性がある）ためご飯粒
の形状がいつまでも変わらない、またご飯の冷凍保存の
場合従来に比べてはるかに長期間保存ができる、などの
予想外の効果が発生する。

【００２５】

【実施例】以下に、実施例によってさらに本発明を説明
するが、本発明は、これらの実施例に限定されるもので
はない。

【００２６】

【実施例１】原水として地下水を用いて試験した。図１
の装置を用い、１０００Ｌ／ｈｒの供給量で図１のジェ
ットノズルから原水を噴射して媒体流動室に送り込ん
だ。あらかじめ媒体流動室の１／２の高さまで入れてお
いた媒体が水流（渦巻流）とともに、激しくぶつかりあ
い原水の処理が始まった。媒体としては、直鎖状エチレ
ン−ブテン−１共重合体（ユニオンカーバイト社製、Ｄ
ＦＤＡ−１１３７）１００重量部、クリストバライト
（日鉄鉱 クリスバール）１５０重量部からなる組成物
を混練して得た粒状媒体を用いた。その結果を表１に示
す。なお、表１の地下水の欄には、原水中の不純物濃度
が四季を通じて変化しているので、そのバラツキで表し
た。また、得られた処理水でご飯を炊いて試験をしてみ
たところ、前記した発明の効果（第項）に示す通りの
予想外の効果が得られた。

【００２７】

【実施例２】原水中の全窒素および全リンを除去するた
め、ゴルフ場の池水を２種類、それぞれ原水として用い
た。いずれの原水も供給量は１５Ｔ／ｈｒで、図１より
も大型の装置で実施した。なお、媒体は実施例１と同様
のものを使用した。その２種類の原水の処理結果を表２
および表３に示す。なお、表２、３中の測定データは、
以下の測定方法によった。 ＰＨ ； ＪＩＳ Ｋ−０１０２ １２．１ ＳＳ ； 環境庁告示第５９号 付表６ ＢＯＤ； ＪＩＳ Ｋ−０１０２ ２１ ＣＯＤ； ＪＩＳ Ｋ−０１０２ １７ 全窒素； ＪＩＳ Ｋ−０１０２ ４５．１ 全リン； ＪＩＳ Ｋ−０１０２ ４６．３

【００２８】

【実施例３】原水として水道水を用い、図１の装置で紫
外線殺菌ランプによる殺菌性能の試験を行った。試験方
法として、同装置からサンプルを採水し、一般細菌数を
標準寒天培地に一定量塗抹し、３７℃、４８時間培養し
て生菌数を調べる方法によった。その結果、運転開始時
の水道水の生菌数は６個／ｃｃであったが、紫外線殺菌
ランプを点灯せず通水したものは１７７０個／ｃｃ、紫
外線殺菌ランプを点灯した後５分間経過したものは１８
個／ｃｃ（流量１３０Ｌ／ｈｒ）であった。また、装置
を２日間放置しておいたところ生菌数が３０００個／ｃ
ｃとなったが、紫外線殺菌ランプを点灯した後５分間経
過したものは１５０個／ｃｃとなった。また、装置を１
時間停止した後、紫外線殺菌ランプを点灯させてから３
０秒後に採水したものは８３個／ｃｃであった。

【００２９】

【表１】

【００３０】

【表２】

【００３１】

【表３】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の浄水活性化装置の断面図である。

【図２】本発明の浄水活性化装置の前段に取り付けた前
段濾過装置の断面図である。

【符号の説明】

１１ 浄水活性化装置 １２ 媒体流動室 １３ 塔頂室 １４ 濾過器 １５ ジェットノズル １６ メッシュ １７ 紫外線殺菌ランプ １８ 殺菌ランプコンセント １９ 石英ガラス管 ２０ 処理水出口 ２１ 前段濾過装置 ２２ 不織布濾材 ２３ 給水入口 ２４ 給水出口

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原水を、α−オレフィン系ポリマーとク
   リストバライトからなる媒体が入っている媒体流動室内
   に噴射して、上記媒体を流動化するとともに、媒体同志
   を互いに衝突させて上記原水を処理し、ついで、このよ
   うに処理された処理原水を殺菌灯で殺菌し、さらに、処
   理原水を濾過膜で濾過することを特徴とする水の浄水活
   性化方法。
2. 【請求項２】 媒体流動室（１２）、塔頂室（１３）、
   殺菌灯（１７）および濾過器（１４）からなる浄水活性
   化装置であって、媒体流動室（１２）の下部側壁面には
   ジェットノズル（１５）が設けられており、また、媒体
   流動室（１２）の内部には、塔頂室（１３）から濾過器
   （１４）へ通ずる管が設けられているとともに、さら
   に、その管の中に殺菌灯（１７）が配置されていること
   を特徴とする浄水活性化装置。