JPH0731970A - 浄水殺菌装置の吸着剤再生方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 吸着剤の吸着寿命を高め、また、飲料水とし
ての安全性を確保した上で、かつ、原水の処理能力も高
められる浄水殺菌装置の吸着剤再生方法を提供する。 【構成】 通常使用工程と再生工程とからなるサイクル
を繰り返す浄水殺菌装置の吸着剤再生方法であって、再
生工程が、吸着剤の電気抵抗変化による抵抗または電圧
の変化率δ₁が設定変化率δａに達するまで排水を行う
排水工程と、吸着剤の電圧等の変化率δ₂が設定変化率
δｂに達するまで印加する脱離工程と、設定変化率δｂ
に達したら、脱離した吸着成分及び発生ガスを排水管か
ら外部に排気する排気工程とからなっていて、設定変化
率δａまたは設定変化率δｂを求めている間に、吸着剤
の検出電圧が設定電圧Ｖｓを越えたとき、これを吸着剤
の交換時期と判定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、水道水や地下水等の原
水を浄化殺菌して一般家庭用及び業務用の飲料水として
供給する浄水殺菌装置に関連し、更に詳しくは、低下し
た吸着剤の吸着能力を自動制御で再生できるようにした
再生機能付きの浄水殺菌装置の吸着剤再生方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】この種浄水殺菌装置において原水の殺菌
に関する最近の技術動向としては、中空糸膜モジュール
（市販製品）を用いて細菌等の微生物を濾過、除菌する
装置、原水を電気分解して殺菌する装置、そして適量に
発生させた塩素で殺菌を行う装置などが知られている。

【０００３】一般に、水処理装置としての浄水装置の場
合、水道水や地下水等の原水に含まれる次亜塩素酸（Ｃ
ｌＯ^-）等の残留塩素成分、かび臭、トリハロメタン等
の有機塩素系化合物、或いは一般雑菌や色素は、吸着剤
や殺菌装置を通過させて吸着除去される。経時使用によ
って、活性炭及びその収納槽壁面にはこうして吸着され
た吸着物質によって、藻類、細菌や微生物が繁殖するた
め、フィルタの負荷が増したり、装置寿命を低下させた
りする。吸着剤は吸着物質によってその機能が低下する
ため、吸着物質を脱離して吸着剤の再生を図り、また種
々の殺菌手段を装置に組み込むことで、浄水効率の向
上、装置のメンテナンスや保全に対応している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、先の中空糸
膜モジュールによる殺菌装置の場合、長期使用によって
原水中の不純物で中空糸膜モジュールに目詰まりが生じ
易く、総じて処理能力が低い。電解による殺菌装置では
電力消費等の経済性の面で問題がある。また、塩素を使
用した殺菌装置の場合、安全性を配慮して好適な塩素濃
度にコントロールするための制御や管理が困難である。
このように、従来から知られてきた殺菌方法ではそれぞ
れに解決すべき問題を残している。

【０００５】本発明者らは、かかる数々の問題解決に取
り組み、過去さまざまな提案を行ってきた。それによる
と、安全性の確保はとりもなおさず、電解効率を向上さ
せ、なおかつ経済的にも有利な装置の実現をみてきた
が、吸着剤である活性炭の耐久性向上という問題の十分
な解消には至っていない。特に、トリハロメタン等の有
機塩素化合物の吸着に対する活性炭の寿命は、残留塩素
の吸着能力の１／１０〜１／２０以下というように、極
端な短寿命である。

【０００６】したがって、本発明の目的は、吸着剤の再
生を有効に行って特定吸着物質に対する吸着寿命を高
め、同時に有効な再生によって従来の除菌方法と同等以
上の飲料水としての安全性を確保した上で、かつ、中空
糸膜モジュールのような水頭損失が生じないため原水の
処理能力も高められる浄水殺菌装置の吸着剤再生方法を
提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明による浄水殺菌装置の吸着剤再生方法は、請
求項１では、給水管によって水槽に導入された原水を導
電性活性炭による吸着剤に接触させて浄化殺菌し、その
浄水を水槽の出口側に設けた浄水管から取り出して使用
に供する通常使用工程と、水槽内に貯留した原水を排水
管から排水し、吸着成分の付着で吸着能力の低下した吸
着剤から吸着成分を脱離させる再生工程と、からなるサ
イクルを繰り返す浄水殺菌装置の吸着剤再生方法であっ
て、再生工程が、通常使用工程を終了したことのタイム
アップ信号に基づく制御装置からの動作信号によって、
給水弁を閉じかつ排水弁を開けて、原水供給源からの原
水をバイパスさせて排水管に設けられた吸気器に通し、
吸引減圧して水槽内に貯留した原水を排水すると共に、
排水中は制御信号で電源回路を立ち上げて吸着剤に電圧
を印加し、吸着剤の電気抵抗変化による抵抗または電圧
の変化率δ₁が設定変化率δａに達したことを検出する
まで排水を行う排水工程と、排水工程において設定変化
率δａに達したことの制御信号で給水弁は閉じた状態で
排水弁をオフにして閉じると共に、印加電圧を制御して
吸着剤を所定温度まで加熱して付着した吸着成分を脱離
させる脱離工程と、脱離工程において吸着剤の電気抵抗
変化による抵抗または電圧の変化率δ₂が設定変化率δ
ｂに達したとき、これを検出して制御信号により吸着剤
への印加電圧を所定の微弱電圧にまで下げて加熱を続行
すると共に、設定変化率δｂに達したことの制御装置か
らの動作信号で給水弁は閉じた状態で排水弁をオンにし
て開けて、原水供給源からの原水をバイパス管を通して
吸気器に導入して水槽内を吸引減圧し、脱離した吸着成
分及び発生ガスを排水管から外部に排気する排気工程と
を有している。

【０００８】また、請求項２では、排水工程において設
定変化率δａまたは脱離工程において設定変化率δｂを
求めている間に、吸着剤の検出電圧が設定電圧Ｖｓを越
えたとき、これを吸着剤の交換時期と判定することが可
能である。

【０００９】請求項３では、予め設定された時間カウン
トにより、浄水ユニット内の排水工程、脱離工程、及び
排気工程の完了の検知を行い、排水、脱離及び排気から
なる再生工程を任意の時間間隔で行う。

【００１０】

【作用】導入された原水は吸着剤の活性炭に浸透して接
触する。吸着剤への接触によって原水中の溶存物質、例
えば微量有機塩素化合物、微量有機化合物やかび臭等が
吸着除去される。浄化処理された浄水は浄水管を経て飲
料水などに使用される。

【００１１】したがって、本発明による吸着剤再生方法
の請求項１では、通常使用工程と再生工程と、からなる
サイクルを繰り返すものであって、再生工程の第１段階
として、排水工程では、通常使用工程を終了すると、給
水弁を閉じかつ排水弁を開け、原水供給源からの原水を
バイパスさせて吸気器に通すと、吸引減圧して水槽内に
貯留した原水を排水する。排水中、吸着剤に電圧を印加
し、吸着剤の電気抵抗変化による抵抗または電圧の変化
率δ₁が設定変化率δａに達したことを検出するまで排
水を行う。

【００１２】次に、脱離工程では、先の工程の排水工程
で、変化率δ₁が設定変化率δａに達したことの検出で
排水工程の終了を判断し、制御装置からの動作信号でも
って、給水弁は閉じた状態で排水弁をオフで閉じさせ
る。同時に、印加電圧を高めて吸着剤をジュール熱の発
生により所定温度まで加熱する。そして、前記第１，第
２電極への電圧印加時間を予め設定しておき（Ｔ₂）、
通電時間（ｔ₂）がこれに達したとき、脱離工程の終了
と判断して排気工程へ移行する。更に、電圧印加されて
いる間吸着部の加熱温度を検知し、所定温度温度範囲
（Ｃ₁ーΔＣ＜Ｃ＜Ｃ₁；ΔＣは温度ディファレンシャ
ル）を維持するよう前記第１，第２電極への印加電圧を
ＯＮーＯＦＦ動作を繰り返し、吸着部の温度を制御す
る。この制御は所定時間（Ｔ₂）を越えるまで継続す
る。

【００１３】最後に排気工程では制御装置からの動作信
号により給水弁は閉じた状態で排水弁をオンして開け
る。これによって、原水供給源から原水がバイパス管を
通じて吸気器に導入され、水槽内を吸引減圧して脱離し
た吸着成分や発生ガスを排気管から外部に排気する。こ
の排気工程における排気時間も予め設定された時間（Ｔ
₃）を越えたか否かを検知し、また、吸着部の異常加熱
を防止する制御方法は前述の脱離工程の場合と同様であ
る。

【００１４】この脱離工程、排気工程のサイクルを繰り
返し、排気工程の終了後、吸着剤への印加電圧を所定の
微弱電圧に下げ、吸着剤の電気抵抗変化による抵抗又は
電圧変化率δ₂と設定電圧変化率δｂとを比較する。設
定値に達している場合は脱離不十分と判定して脱離工程
を再スタートさせ、達していない場合は脱離、排気全て
を完了と判定して通常の使用工程へと移行する。

【００１５】また一方、請求項２においては、排水工程
において設定変化率δａを求めている間、あるいは脱離
工程において設定変化率δｂを求めている間に、吸着剤
の検出電圧が設定電圧Ｖｓを越えたとき、これを吸着剤
の交換時期と判定する。

【００１６】更に、請求項３においては、排水、脱離及
び排気からなる再生工程を任意の時間間隔で行なわれ、
再生工程の各モードを最適時間間隔で行うことができ
る。

【００１７】

【実施例】以下、本発明による浄水殺菌装置の吸着剤再
生方法の実施例について説明する。

【００１８】図１〜図４は、実施例の再生方法が適用さ
れる浄水殺菌装置を示している。装置は水槽１０を有
し、例えば原水供給源から水道水等が給水管１２により
槽下部に設けられた導入口１１から導入される。給水管
１２には原水の導入を制限する電磁切換弁による給水弁
１３が設けられている。また、給水管１２の途中から給
水弁１３の出口側で分岐して排水管１４が設けられ、こ
の排水管１４にも同じく電磁切換弁による排水弁１７が
設けられている。従って、弁の開閉制御によって管路を
給水管１２または排水管１４に切り換え、必要時には排
水管１４から水槽１０内に貯留した原水を排水投棄する
ことができる。排水時は当然のことながら給水弁１３は
閉じられ、原水の供給を停止するようになっている。

【００１９】詳しくは、給水弁１３の出口側で水槽導入
口１１との間の管路から排水管１４が分岐し、排水管１
４には上流側から順に逆止弁１５、吸気器１６、そして
排水弁１７が設けられている。吸気器１６とは、アスピ
レータとも呼ばれてその管路を流れる流体の水流で負圧
を発生させ、これを利用して空気や気体を吸引する器具
である。

【００２０】また、給水管１２の給水弁１３の入口側で
は、バイパス管１８が分岐して設けられていて、このバ
イパス管１８を介してさきほどの吸気器１６に接続して
連通させている。したがって、供給源からの原水は給水
弁１３が開いているときも、閉じているときもバイパス
管１８から吸気器１６に導入されることになる。しか
し、排水弁１７が閉じられているときは、バイパス管１
８から吸気器１６への原水の流れは停滞していることに
なる。

【００２１】一方、水槽１０内においては、導電性と定
形性を備えた吸着剤２０として繊維状の活性炭が円筒形
に成形されて配置されている。円筒形の吸着剤２０と水
槽１０との間は、吸着剤２０を取り囲む環状の通路２１
となっていて、この外環通路２１にはリング形状のプレ
フィルタ２２を通して前述の原水導入口１１が連通して
いる。そのため導入口１１から導入された原水は外環通
路２１に一度回り込み、吸着剤２０に浸透して接触する
ようになっている。

【００２２】円筒形の吸着剤２０の中心貫通孔にはやは
り円筒形に成形された注出管２３が挿通しており、この
注出管２３の一部は材質を例えばステンレス鋼等による
導電管部２３Ａとしてあって、ここには吸着剤２０を通
過した浄水が導入する多数の通水孔２４が設けられてい
る。導電管部２３Ａの上には絶縁体の樹脂管部２３Ｂを
接合した異種材接合管となっている。導電管部２３Ａの
下部は絶縁材により閉塞してある。なお、注出管２３ａ
の全てが樹脂材料から成るものであってもよい。

【００２３】絶縁部の樹脂管部２３Ｂからは、飲料水な
どとして使用する際に浄水が通る浄水管２５が延びてい
て、この浄水管２５の末端には使用者が開閉操作する注
水コック（図示せず）が設けてある。

【００２４】図３で拡大図示したように、浄水管２５は
途中でこの本管２５Ａから分岐管２５Ｂが分岐してお
り、本管２５Ａ側には一度水槽１０から出た浄水の逆流
を防止する水逆止弁２６が設けられ、分岐管２５Ｂ側に
は外気を水槽１０内に導入する外気導入弁２７が設けら
れている。これら水逆止弁２６と外気導入弁２７はダイ
アフラム形状の弁に成形されたもので、浄水管２５の管
内に働く負圧で、一方の水逆止弁２６は閉じ、他方の外
気導入弁２７は開くようになっている。

【００２５】但し、実施例では、水逆止弁２６と外気導
入弁２７は、図示のような弾性材によるダイアフラム形
状として、その弾性変形を弁の開閉に利用した例をあげ
たが、これら両弁２６、２７に代えて、浄水管２５の分
岐部に電磁弁による三方弁を設置することもできる。

【００２６】また、吸着剤２０の軸線方向の上下端面に
は、陰陽一対からなるドーナツ状円板形の第１、第２電
極２８、２９が接合されている。例えば陽極とした上部
の第１電極２８からは端子棒２８ａが、陰極とした下部
の第２電極２９からは端子棒２９ａがそれぞれ水槽１０
の外部に導出し、電源回路３０に接続されている。

【００２７】電源回路３０は、交流または直流のいずれ
でも可能であるが、実施例では直流電源３１を備えた回
路としてある。即ち、第１、第２電極２８、２９間に所
要の電圧が印加されると、吸着剤２０の活性炭が電気抵
抗体として加熱され、温度上昇してジュール熱を発生す
る。このジュール熱によって活性炭に吸着した物質を脱
離させるようになっている。

【００２８】電源回路３０は、直流電源３１、回路の固
定抵抗Ｒ₁が備わり、導電性活性炭による吸着剤２０は
電気抵抗体であるから、この吸着剤２０による活性炭電
気抵抗Ｒ₂の値を常時検出が可能である。検出した活性
炭電気抵抗Ｒ₂は制御装置４０に送出されるようになっ
ている。但し、活性炭電気抵抗Ｒ₂に代えて、電源回路
３０に直列に設けた回路の固定抵抗Ｒ₁を検出してもよ
い。

【００２９】本発明の装置は、図４のブロック図に示す
マイクロコンピュータ等による制御装置４０を備えてい
て、装置を構成する各機器を自動制御することができ
る。制御装置４０には、中央演算装置（ＣＰＵ）４１、
制御プログラムを記憶しているメモリ４２、制御対象の
外部機器に入出力するＩ／Ｏポート４３等が含まれてい
る。また、制御装置４０に連動するタイマー回路４７が
設けられ、一連の制御の各工程において工程ごとのタイ
ムアップ信号を制御装置４０に送出するようになってい
る。その他、制御装置４０に向けて送出される検出信号
としては、前述の活性炭電気抵抗Ｒ₂と、図１に示すよ
うに、吸着剤２０の加熱温度を検出するサーミスタ４８
からの信号がある。

【００３０】制御装置４０からは、タイマー回路４７の
タイムアップ信号に基づいた制御信号を給水弁１３、排
水弁１７、そして電源回路３０等の機器に動作信号とし
て送出するようになっている。

【００３１】なお、上下の第１、第２電極２８、２９の
各内側面には、それぞれ適当数のダボ状の突起２８ｂ、
２９ｂが設けてあり、これらを吸着剤２０の上下端面か
ら突き入れることにより、第１、第２電極２８、２９の
吸着剤２０に対する接触と通電性を高め、また組立の位
置決めを確実にしている。

【００３２】次に、以上の構成による装置を用いた吸着
剤再生方法を、図５のフローチャート、図６以下の性能
グラフを参照して説明する。

【００３３】装置の作動は、大きく分けて通常使用工程
（１）及び再生工程（２）の各工程を任意のインターバ
ルで繰り返して制御される。即ち、通常使用工程（１）
とは、装置から飲料水などの使用目的で浄水を注出中の
原水通水時、また使用を止めているときの原水の流れの
停水を繰り返す通常の使用時で、いわゆる吸着剤２０に
よる吸着期間をいっている。これに対して、再生工程
（２）とは、通常使用工程（１）を終了した段階で原水
の供給を止め、水槽１０内から原水を排水投棄したうえ
で吸着剤２０に吸着した細菌等を脱離し、吸着能力の低
下した吸着剤２０の再生を図る工程である。

【００３４】図５のフローチャートにおいて、まず通常
使用工程（１）では、装置の起動により、制御装置４０
からの制御信号で排水弁１７がオフ動作して閉じ、給水
弁１３はオン動作により開いて原水である水道水が給水
管１２から水槽１０内に導入される。原水は導入口１１
からプレフィルタ２２を通ってここでろ過され、水槽１
０内の外環通路２１に一度入り、水槽１０内にほぼ満杯
になるまで導入される（ステップＳ₁）。

【００３５】導入された原水は吸着剤２０の活性炭に浸
透して接触する。吸着剤２０への接触によって原水中の
溶存物質、例えば微量有機塩素化合物、微量有機化合物
やかび臭等が吸着除去される。浄化処理された浄水は中
心の注出管２３に多数の通水孔２４を通して入る。浄水
は注出管２３から浄水管２５を経て、飲料水などに使用
される。使用者は浄水管２５の末端の注水コックを開い
て飲料水などに使用する。

【００３６】ここで、注出使用の際は水槽１０内で原水
の流れが生じているが、給水栓を閉じた不使用時とか、
長期短期の留守中は当然原水の流れは停滞している。こ
のように装置は通水と停水とを反復し、この間は吸着機
能を働かせる日常の使用期間とされる。これを通常の
「吸着期間」として設定し、過去のデータや経験値から
通水時間かまたは通水量でもって設定する。ー実施例と
して、吸着期間はその間の通水時間Ｔ₁で設定すること
ができ、この通水時間Ｔ₁は吸着期間として予め制御装
置４０のメモリ４２に記憶されている。

【００３７】タイマー回路４７では、吸着期間である通
水時間ｔ₁を計数し（ステップＳ_2a，Ｓ_2b）、タイムア
ップするとその信号がタイマー回路４７から制御装置４
０に入力される。同時に、排水工程への移行を示す警告
表示が起動するようにしてもよい。ＣＰＵ４１内の比較
部４４ではそのタイムアップ信号とメモリ４２に記憶さ
れた設定の通水時間Ｔ₁と比較し、一致しておれば吸着
期間を終了して再生工程（２）の開始を行うべき時とみ
なし、再生を開始すべく指令信号をＩ／Ｏポート４３か
ら制御対象の給水弁１３と排水弁１７等の機器に向けて
送出する。

【００３８】再生開始の指令信号が出されると、排水工
程が開始され、これに同期して第１電極２８及び第２電
極２９間に電圧が印加される（ステップＳ₆）。

【００３９】再生工程（２）の第１段階として、まず
「排水工程」においては、制御装置４０からの動作信号
によって設定通水時間を越えた旨の警告表示をとともに
（ステップＳ₃）、給水弁１３が閉じられ（ステッ
プ₄）、水槽１０内への原水導入を停止させる。これに
同期して排水弁１７が開かれ（ステップＳ₅）、排水管
１４から水槽１０内全域に貯留されている原水全部を排
出投棄する。この排水工程の際、吸気器１６を流れる原
水はバイパス管１８を通って給水弁１３の入口側に逆流
しようとするが、原水供給源側の水圧で押し戻されるの
で支障はない。

【００４０】排水中、水槽１０内の原水は吸気器１６を
通過し、この通過の折りに排水流圧を発生させて水槽１
０内を吸引して減圧する。吸引減圧で水槽１０内に貯留
されている原水、吸着剤２０に付着している原水を効率
的に引っ張って排出させることができる。

【００４１】吸気器１６の吸引による減圧で水槽１０内
を負圧化し、注出管２３を介して浄水管２５の管内もま
た負圧になる。浄水管２５では本管２５Ａ側の水逆止弁
２６が上流側の負圧によって閉じ、本管２５Ａ側の浄水
が水槽１０内に逆流するのを止める。また、分岐管２５
Ｂ側では外気導入弁２７が負圧によって開き、外気を水
槽１０内に通す。この空気の流れで吸気器１６による吸
引効果が高められ、水槽１０内の排水が能率的に行われ
る。

【００４２】また、排水工程では排水開始と同時に、第
１、第２電極２８、２９間に所定電圧が印加される（ス
テップＳ₆）。図６は、電源回路３０における吸着剤２
０の活性炭電気抵抗Ｒ₂の変化による検出電圧と時間と
の相関を示す特性を示している。

【００４３】図７に示すように、排水の進行と共に活性
炭電気抵抗Ｒ₂は変化し、これを検出して吸着剤２０の
時間経過に伴う電圧変化を求めることができる。単位時
間における電圧変化率をδ₁に設定し、この電圧変化率
δ₁が予め設定されている電圧変化率δａに達した段階
で、これを排水工程の終了とする。つまり、排水工程に
おける設定電圧変化率δａを制御装置４０のメモリ４２
に記憶させておく。排水の進行にしたがって、電圧変化
率δ₁はＣＰＵ４１の演算部４５で刻々と求めることが
できる。検出された電圧変化率δ₁が設定電圧変化率δ
ａに達したとき、この信号は制御部４６、Ｉ／Ｏポート
４３から電源回路３０に送出され、排水弁１７をオフに
して排水管１４を閉塞し（ステップＳ₈）、第１電源２
８及び第２電源２９間の印加電圧を調整して次の「脱離
工程」に移行する。

【００４４】実施例の再生方法では、本発明でいう設定
変化率を電圧の変化率δａで求める制御としたが、活性
炭の電気抵抗Ｒ₂の変化による設定抵抗変化率を求める
制御でも勿論かまわない。

【００４５】また、水槽１０内の原水の排水が終了した
かどうか検知するには種々の検出手段が考えられよう。
例えば、水槽１０は容量が定まっているから、原水の収
納量も常時一定であり、この収納量をすべて排出するの
に時間はいくらかかるかを知ることは容易である。予め
排出時間を設定してタイマー回路４７でカウントするこ
ともできる。

【００４６】脱離工程では、第１、第２電極２８、２９
間への高い電圧の印加で、吸着剤２０の活性炭が電気抵
抗体として加熱され、吸着剤２０は温度上昇してジュー
ル熱を発生する。このジュール熱によって活性炭に吸着
した物質が脱離する（ステップＳ₉）。また、脱離工程
においては、前記第１，第２電極２８，２９間への電圧
印加時間を予め設定しておき（Ｔ₂）、通電時間（ｔ₂）
がこれに達したとき（ステップＳ₁₀）、脱離工程が終了
したと判定する。一方、ステップ₁₀では併せてサーミス
タ４８による吸着剤２０の温度検知を行っており、前記
所定時間（Ｔ₂）経過前に検出温度Ｃが所定温度Ｃ₁を越
えた場合はこれを検出して第１電極２８及び第２電極２
９間への電圧印加をオフとする（ステップ_11a，_11b）。
つまり、任意の温度ディファレンシャル値をΔＣとする
と（Ｃ₁ーΔＣ）以下の温度の時、両極２８，２９への
電圧印加をオンとする制御を繰り返し、所定時間
（Ｔ₂）が経過するまで行う。このように、脱離電圧印
加されている間に吸着剤が所定温度以上に加熱した場合
は電圧印加を停止することで、加熱を防止し、吸着剤の
損傷等を回避することができる。同時に所定脱離電圧の
印加を行わなかったことによる不完全な脱離を防止する
ために、一旦電圧印加を停止した後、再度改めて脱離電
圧印加を行うこととしている。

【００４７】脱離工程の終了が判定されると、第１電極
２８及び第２電極２９間への高い電圧の印加を続行しつ
つ、動作信号が排水弁１７に送られ、オン動作により開
いて配水管１４を開放する。脱離工程において、吸着剤
２０の活性炭が高い電圧でもって加熱されたことによ
り、脱離成分や発生ガスを水槽１０内から外部へ排出す
る必要があり、これを「排気工程」とする（ステップＳ
₁₂）。

【００４８】排気工程では、オフ信号によって給水管１
２の給水弁１３が閉められたままであり、排水弁１７を
開けて排水管１４を開放する。即ち、原水供給源から原
水はバイパス管１８を通って吸気器１６を通過する。原
水が吸気器１６を通過するとここには吸引作用が生じ
る。これによって水槽１０は内部全般にわたって負圧化
され、注出管２３及び浄水管２５には負圧による空気流
が生じる。負圧を受けて浄水管２５側の水逆止弁２６は
閉じ、外気導入弁２７が開くことによって、外部空気が
注出管２３を含む水槽１０内に導入され、吸気器１６の
吸引動作による空気流で水槽１０内に脱離滞留した吸着
成分や発生ガスを排気管１４から外部に排気する。ま
た、排気工程においても前記第１，第２電極間への電圧
印加時間を予め設定しておき、通電時間がこれに達した
とき（ステップＳ_13a）、この信号が排気工程の終了を
示すものとして、制御部４６Ｉ／Ｏポート４３から電源
回路３０に送出される。一方、ステップＳ_13aにおいて
も、ステップ₁₀と同様にサーミスタ４８による吸着剤２
０の温度検知を行っており（ステップＳ_13b）、検出温
度Ｃが所定温度Ｃ₁を越えた場合は前記電極間への電圧
印加をオフ（ステップＳ_{1 3c}）し、任意の温度ディファ
レンシャル値をΔＣとすると（Ｃ₁ーΔＣ）以下の温度
のとき、オンとする制御を繰り返し、所定時間（Ｔ₃）
を経過するまで繰り返し、十分な排気と、吸着剤の異常
加熱による損傷防止を図っている。他方、未だ検出温度
Ｃが所定温度Ｃ₁に達していないときは電極間に電圧を
印加する（ステップＳ_13d）。

【００４９】更に、排気工程終了を判定した後、前記第
１，第２電極間への印加電圧は微弱電圧へ切換えられる
（ステップＳ₁₄）。これは、再生工程が終了したため、
高い電圧が不要となったためであり、一方で、後述の活
性炭の寿命判定等を検出することができる。この活性炭
電圧が設定値Ｖ_Sに達したとき、吸着剤２０の活性炭の
寿命が限界であるとの判定がなされる（ステップＳ₁₅，
Ｓ₁₆）。これは、活性炭の劣化により導伝率が低下し、
電気抵抗が増加する性質を利用したものである。

【００５０】また、ステップＳ₁₅で、活性炭電圧が設定
値Ｖ_Sに達していない場合は、ステップＳ₇と同様に吸着
剤２０の電気抵抗変化による抵抗又は電圧変化率δ₂が
設定変化率δbと同等以下か否かを判定し（ステッ
プ_17a）、同等以下のときは再生完了後の正常な吸着剤
の電圧変化率であると判定し、全ての再生工程を終了す
る（ステップＳ_17b）。一方、δ₂が設定変化率δbと同
等以上の場合は吸着剤の脱離不完全と判定し、再び脱離
工程を開始する。

【００５１】以上から明らかなように、再生工程（２）
のサイクルは「排水工程」、「脱離工程」及び「排気工
程」の各工程からなっており、それぞれの工程において
工程の完了を独自に判定し（排水工程にあってはステッ
プＳ₇、脱気工程にあってはステップＳ₁₀，Ｓ_11a、排気
工程にあってはステップＳ_13a，Ｓ_13b，Ｓ₁₅，
Ｓ_17a）、判定結果不完全と判断した場合には完了する
までサイクルを繰り返して行われる。更に、排気工程終
了の際の吸着剤の電圧変化率の検知にあっては吸着剤の
脱離状態及び寿命判定をも行うこととし、必要に応じて
脱離工程への再移行或いは吸着剤の取り換えを行うこと
としている。

【００５２】このように、本実施例では通常使用工程と
再生工程とのインターバルのみならず、再生工程を構成
する排水工程、脱離工程及び排気工程の各工程も任意の
設定時間等によるインターバル化が行われることにな
る。

【００５３】これにより、吸着能力の低下した活性炭に
よる吸着剤の再生を図る上でより精度の高い精度が早期
に実行でき、以下のような効果を発揮する。

【００５４】即ち、第１に活性炭による吸着剤の破過寿
命が向上し、特に有機塩素化合物に対する寿命が向上す
る。第２に排水、脱離、排気の各段階的工程を経ること
によって、活性炭及びフイルターが洗浄され、汚れ物質
（残留塩素系、細菌等）などによる目詰り等に起因する
性能低下が防止される。第３に再生各工程において、直
接活性炭に電圧印加することにより活性炭内の細菌の減
菌が可能となる上、迅速な加熱により、熱損失が防止さ
れ、ひいては省エネとなる。第４に各モード（通水、排
気、脱離、排気）間のインターバルを最適化すること
で、排気工程における熱損失低減による省エネ並びに同
一吸着能力を維持するための活性炭の充填量の少量化を
図ることができる。

【００５５】ここで、図８〜図１０は、本発明の吸着剤
再生方法に基づいて実験されたクロロホルムの除去率を
示す。前述のように、吸着期間を通水時間で設定した
が、実験では時間に等価の通水量（リットル）で吸着期
間を設定した。即ち、所定水量を消費した段階で再生工
程に入るものとし、図はこのインターバルを何回か繰り
返す間のクロロホルム除去率を示している。図８の特性
グラフ中で示される再生工程においては、図９のよう
に、本発明でいう脱離工程における「加熱」と、排気工
程における「吸引加熱」とを、交互に更に細分化したサ
イクルで制御が可能である。

【００５６】このように、再生工程（２）の脱離工程と
排気工程における電圧制御を、つまり吸着剤２０への電
圧印加を細部にわたりサイクル化することで、図８で明
らかなように、インターバルを重ねて通水量が増えて
も、クロロホルムの除去率はほとんど低下しない。ま
た、こうした早期早期の再生工程を実行することで、吸
着剤２０の活性炭の寿命を大きく延ばすことに、格段の
効果が見られる。

【００５７】また、インターバルを重ねて使用を繰り返
しても、クロロホルム除去率が低下しないという点につ
いては、図１０についても同様な結果が示されている。
即ち、先の図９の特性が通水量との相関であったのに対
して、図１０では通水時間とクロロホルム除去率との相
関を示している。

【００５８】図で明らかなように、クロロホルムの除去
率は従来例が図中破線で示す右下がりで使用時間の経過
に伴って次第に低下するのに対して、本発明に基づいた
実験例ではインターバルの回数が増しても、顕著な低下
は見られず、ほぼ一定の除去率が得られることが理解さ
れる。

【００５９】なお、図９に示す実験例において、吸着剤
２０の形状は外径が６０ｍｍ、内径２０ｍｍ、高さ２０
０ｍｍの円筒形に製作したもの試験片として用いた。水
槽１０には、水道水の原水にクロロホルム試薬を添加し
て約１００ｐｐｂとなる試験水を作成した。電源回路３
０を立ちあげ、試験水を毎分５リットルの割合で４０分
間通水した。

【００６０】本発明でいう再生工程を想定し、第１電極
２８及び第２電極２９間に９ボルトの交流電圧（図１に
示す実施例では直流電圧）を印加した。このようにして
加熱される吸着剤２０の活性炭の温度上昇を９０℃前後
に管理し、図９のインターバル（約５９分）でもって吸
気器（アスピレータ）１６を作動（原水流通による）さ
せ、その結果が図８である。

【００６１】クロロホルムの除去率の算定式は次式によ
っている。

【００６２】η（％）＝［（試験水濃度−処理浄水濃
度）／試験水濃度］×１００

【００６３】

【発明の効果】本発明による浄水殺菌装置の吸着剤再生
方法は、請求項１にあっては、通常使用工程と再生工程
とからなる１サイクルのインターバルにあって、再生工
程を更に排水工程、脱離工程及び排気工程に細分して制
御を行うようにしたので、吸着能力の低下した活性炭に
よる吸着剤の再生を図る上で、より精度の高い制御が早
期早期で行われる。このため、第１に活性炭による吸着
剤の破過寿命が向上し、特に有機塩素化合物に対する寿
命が向上する。第２に排水、脱離、排気の各段階的工程
を経ることによって、活性炭及びフイルターが洗浄さ
れ、汚れ物質（残留塩素系、細菌等）などによる目詰り
等に起因する性能低下が防止される。第３に再生各工程
において、直接活性炭に電圧印加することにより活性炭
内の細菌の減菌が可能となる上、迅速な加熱により、熱
損失が防止され、ひいては省エネとなる。

【００６４】また、請求項２にあっては、電気抵抗体で
ある吸着剤の活性炭の電気抵抗値の変化に対応して電圧
変化率か、あるいは吸着剤の電気抵抗変化率のいずれか
を定めて、この設定変化率を検出して常時検出される変
化率との比較制御を行うことで、設定変化率を越えたと
きは吸着剤の交換時期であるというように的確に吸着剤
の寿命を判定できる利点がある。

【００６５】更に、請求項３にあっては、各モード（通
水、排気、脱離、排気）間のインターバルを最適化する
ことで、排気工程における熱損失低減による省エネ並び
に同一吸着能力を維持するための活性炭の充填量の少量
化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による実施例の吸着剤再生方法が適用さ
れた浄水殺菌装置の断面図

【図２】その浄水殺菌装置の水槽内における吸着剤の平
面断面図

【図３】浄水殺菌装置の水槽出口側浄水管における弁構
造の断面図

【図４】浄水殺菌装置の制御装置のブロック図

【図５】浄水殺菌装置による再生方法の第１動作フロー
チャート

【図６】浄水殺菌装置による再生方法の第２動作フロー
チャート

【図７】活性炭電気抵抗に基づいて変化する検出電圧と
１サイクルの各工程との相関を示す電圧特性図

【図８】活性炭電気抵抗値の各工程における変化を示す
グラフ

【図９】通水量との相関によるクロロホルム除去率の実
験例を示すグラフ

【図１０】図８の実験例における再生工程を更にサイク
ル細分化したタイムチャート

【図１１】通水時間との相関によるクロロホルム除去率
の実験例を示すグラフ

【符号の説明】

１０…水槽、１１…原水導入口、１２…給水管、１３…
給水弁、１４…排水管、１７…排水弁、１６…アスピレ
ータ（吸気器）、１８…バイパス管、２０…活性炭によ
る吸着剤、２２…プレフィルタ、２３…注出管、２５…
浄水管、２６…水逆止弁、２７…外気導入弁、２８…第
１電極（陽極）、２９…第２電極（陰極）、３０…電源
回路、４０…制御装置、４７…タイマー回路、４８…サ
ーミスタ。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 給水管によって水槽に導入された原水を
   導電性活性炭による吸着剤に接触させて浄化殺菌し、そ
   の浄水を水槽の出口側に設けた浄水管から取り出して使
   用に供する通常使用工程と、 水槽内に貯留した原水を排水管から排水し、吸着成分の
   付着で吸着能力の低下した吸着剤から吸着成分を脱離さ
   せる再生工程と、 からなるサイクルを繰り返す浄水殺菌装置の吸着剤再生
   方法であって、 再生工程が、 通常使用工程を終了したことのタイムアップ信号に基づ
   く制御装置からの動作信号によって、給水弁を閉じかつ
   排水弁を開けて、原水供給源からの原水をバイパスさせ
   て排水管に設けられた吸気器に通し、吸引減圧して水槽
   内に貯留した原水を排水すると共に、排水中は制御信号
   で電源回路を立ち上げて吸着剤に電圧を印加し、吸着剤
   の電気抵抗変化による抵抗または電圧の変化率δ₁が設
   定変化率δａに達したことを検出するまで排水を行う排
   水工程と、 排水工程において設定変化率δａに達したことの制御信
   号で給水弁は閉じた状態で排水弁をオフにして閉じると
   共に、印加電圧を制御して吸着剤を所定温度まで加熱し
   て付着した吸着成分を脱離させる脱離工程と、 脱離工程において吸着剤の電気抵抗変化による抵抗また
   は電圧の変化率δ₂が設定変化率δｂに達したとき、こ
   れを検出して制御信号により吸着剤への印加電圧を所定
   の微弱電圧にまで下げて加熱を続行すると共に、設定変
   化率δｂに達したことの制御装置からの動作信号で給水
   弁は閉じた状態で排水弁をオンにして開けて、原水供給
   源からの原水をバイパス管を通して吸気器に導入して水
   槽内を吸引減圧し、脱離した吸着成分及び発生ガスを排
   水管から外部に排気する排気工程と、 からなることを特徴とする浄水殺菌装置の吸着剤再生方
   法。
2. 【請求項２】 排水工程において設定変化率δａを、ま
   たは脱離工程において設定変化率δｂを求めている間
   に、吸着剤の検出電圧が設定電圧Ｖｓを越えたとき、こ
   れを吸着剤の交換時期と判定する請求項１記載の浄水殺
   菌装置の吸着剤再生方法。
3. 【請求項３】 予め設定された時間カウントにより、浄
   水ユニット内の排水工程、脱離工程、及び排気工程の完
   了の検知を行い、排水、脱離及び排気からなる再生工程
   を任意の時間間隔で行うことを特徴とする請求項１記載
   の浄水殺菌装置の吸着剤再生方法。