JP3652575B2 - 水質変換装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、水質変換装置に関するものであり、特に、水質を天然の湧水のものに近づける装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、麦飯石やサンゴ石などの多孔質体や濾過フィルタなどを用いることによって、吸着、濾過して水中に含まれる不純物を除去し、水質を浄化させる技術が開示されている。
【0003】
また、飲用水として用いる水としては、名水100選に選ばれるような天然の湧水に近いものが最も美味しく感じることが、一般的に知られている。そのような湧水が美味しい水とされる理由としては、いやなにおいや味を悪くする成分(カルキ、鉄やマンガンなどの重金属系イオンなど)が入っていないこと、ミネラル分が十分に含まれていることなどである。従って、そのような美味しい天然の湧水を求めて、都会の方から遠路はるばる汲みに訪れる利用者も少なくない。従って、水道水や地下水などを、そのような美味しい天然の湧水に近いものに変換することが可能な技術が要望されていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従前の水質変換装置としては、主に水質の浄化やミネラル分の溶出が目的であり、天然の湧水に近い水の美味しさまでは考慮されていなかった。
【0005】
そこで、本発明は、重金属系イオンの除去が可能であるとともに、水中にミネラル分を十分に溶出させることによって、水質を美味しい天然の湧水の状態に変化させることが可能な水質変換装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記問題点を解決するために創作されたものであって、第1には、水質変換装置であって、真正S極を水の流路側である内側に向けて配設したマグネットチャンネル部であって、金属系イオンを水分子と解離して浮遊物とするマグネットチャンネル部と、水の移動経路において上記マグネットチャンネル部よりも下流側に設けられたフィルタ部であって、水中の原虫類や上記マグネットチャンネル部で浮遊物とされた金属系イオンを除去するためのフィルタ部と、水の移動経路において上記フィルタ部よりも下流側に設けられた浄水部であって、麦飯石を主原料としたセラミックスで、麦飯石粉末にセピオライト粉末とカオウールを加えた混合物を所定形状に形成した後に焼成して得たセラミックスを有する浄水部と、を有することを特徴とする。つまり、真正S極を水の流路側である内側に向けて配設した、金属系イオンを水分子と解離して浮遊物とするマグネットチャンネル部、水の移動経路において、水中の原虫類や上記マグネットチャンネル部で浮遊物とされた金属系イオンを除去するために、上記マグネットチャンネル部よりも下流側に設けられたフィルタ部、および麦飯石を主原料としたセラミックスで、麦飯石粉末にセピオライト粉末とカオウールを加えた混合物を所定形状に形成した後に焼成して得たセラミックスを有する浄水部、を有する。
【0007】
この第1の構成の水質変換装置においては、水がマグネットチャンネル部を通過すると、マグネットチャンネル部の真正S極の磁力によって、金属系イオンをコロイド粒子化して水分子と解離して浮遊物とするとともに、水分子を活性化し、アルカリ金属等電解性の高い元素の水中への溶出を促進する。そして、上記マグネットチャンネル部を通過した水は、上記フィルタ部によって所定の大きさ以上のものが濾過されて除去される。さらに、上記浄水部においては、セラミックスの機能により、不純物が吸着されるとともに、ミネラル分が溶出する。よって、地下水等の水を飲料水として安全で美味しい天然水と同質の水に変換することが可能となる。また、浄水部が上記の構成であるので、水に含まれている不純物(重金属イオン、遊離塩素イオン、シアン、有機リンイオン等)、トリハロメタン類などの有機塩素化合物(残留塩素)、カビ臭の原因物質雑菌類が吸着されて浄化される。また、組成鉱物のイオン交換により水中のカルシウム、マグネシウム、ナトリウム、カリウムのようなアルカリ土類やアルカリ金属イオン等のミネラル分が上記地下水中に溶出する。さらに、組成物からの溶出によるCO 2 の溶存量の増加で、活性酸素の働きが押さえられ、また水中のpHが弱アルカリ性に保持される。よって、地下水等の水を飲料水として安全で美味しい天然水と同質の水に変換することが可能となる。
【0008】
また、第2には、水質変換装置であって、真正S極を水の流路側である内側に向けて配設したマグネットチャンネル部であって、金属系イオンを水分子と解離して浮遊物とするマグネットチャンネル部と、水の移動経路において上記マグネットチャンネル部よりも下流側に設けられたフィルタ部であって、水中の原虫類や上記マグネットチャンネル部で浮遊物とされた金属系イオンを除去するためのフィルタ部と、水の移動経路において上記フィルタ部よりも下流側に設けられた浄水部であって、麦飯石を主原料としたセラミックスで、麦飯石粉末にセピオライト粉末とカオウールを加えた混合物にバインダーを添加したものを所定形状に形成した後に焼成して得たセラミックスを有する浄水部と、を有することを特徴とする。この第2の構成の水質変換装置においては、水がマグネットチャンネル部を通過すると、マグネットチャンネル部の真正S極の磁力によって、金属系イオンをコロイド粒子化して水分子と解離して浮遊物とするとともに、水分子を活性化し、アルカリ金属等電解性の高い元素の水中への溶出を促進する。そして、上記マグネットチャンネル部を通過した水は、上記フィルタ部によって所定の大きさ以上のものが濾過されて除去される。さらに、上記浄水部においては、セラミックスの機能により、不純物が吸着されるとともに、ミネラル分が溶出する。よって、地下水等の水を飲料水として安全で美味しい天然水と同質の水に変換することが可能となる。また、浄水部が上記の構成であるので、水に含まれている不純物(重金属イオン、遊離塩素イオン、シアン、有機リンイオン等)、トリハロメタン類などの有機塩素化合物(残留塩素)、カビ臭の原因物質雑菌類が吸着されて浄化される。また、組成鉱物のイオン交換により水中のカルシウム、マグネシウム、ナトリウム、カリウムのようなアルカリ土類やアルカリ金属イオン等のミネラル分が上記地下水中に溶出する。さらに、組成物からの溶出によるCO2の溶存量の増加で、活性酸素の働きが押さえられ、また水中のpHが弱アルカリ性に保持される。よって、地下水等の水を飲料水として安全で美味しい天然水と同質の水に変換することが可能となる。
【0009】
また、第3には、上記第1又は第2の構成において、麦飯石粉末とセピオライト粉末とカオウールの総重量に対する麦飯石粉末の割合は、60重量%以上90重量%以下であり、また、該総重量に対するセピオライト粉末の割合は、5重量%以上30重量%以下であり、また、該総重量に対するカオウールの割合は、5重量%以上20重量%以下であることを特徴とする。
【0010】
また、第4には、上記第1から第3までのいずれかの構成において、上記水質変換装置が、さらに、水の移動経路において上記マグネットチャンネル部よりも上流側に設けられた塩素殺菌部であって、塩素を投入することにより殺菌を行う塩素殺菌部を有することを特徴とする。よって、水を塩素殺菌した上で以降の処理を行うことが可能となる。
【0011】
また、第5には、水質変換装置であって、真正S極を水の流路側である内側に向けて配設したマグネットチャンネル部であって、金属系イオンを水分子と解離して浮遊物とするマグネットチャンネル部と、水の移動経路において上記マグネットチャンネル部よりも下流側に設けられたフィルタ部であって、水中の原虫類や上記マグネットチャンネル部で浮遊物とされた金属系イオンを除去するためのフィルタ部と、水の移動経路において上記フィルタ部よりも下流側に設けられた浄水部であって、麦飯石を主原料としたセラミックスを有する浄水部と、水の移動経路において上記マグネットチャンネル部よりも上流側に設けられた塩素殺菌部であって、塩素を投入することにより殺菌を行う塩素殺菌部と、を有することを特徴とする。この第5の構成の水質変換装置においては、水がマグネットチャンネル部を通過すると、マグネットチャンネル部の真正S極の磁力によって、金属系イオンをコロイド粒子化して水分子と解離して浮遊物とするとともに、水分子を活性化し、アルカリ金属等電解性の高い元素の水中への溶出を促進する。そして、上記マグネットチャンネル部を通過した水は、上記フィルタ部によって所定の大きさ以上のものが濾過されて除去される。さらに、上記浄水部においては、セラミックスの機能により、不純物が吸着されるとともに、ミネラル分が溶出する。よって、地下水等の水を飲料水として安全で美味しい天然水と同質の水に変換することが可能となる。また、塩素殺菌部が設けられているので、水を塩素殺菌した上で以降の処理を行うことが可能となる。
【0012】
また、第6には、上記第1から第5までのいずれかの構成において、上記フィルタ部が、フィルタ目の大きさが、0.5μm以下であるマイクロフィルタであることを特徴とする。よって、上記マグネットチャンネル部を通過した水は、上記フィルタ部によって0.5μm以上の大きさのものが濾過されるため、クリプトスポリジウムなどの通常の殺菌で駆除困難な原虫類や上記マグネットチャンネル部によってコロイド粒子化した強電磁質の鉄やマンガンなどの金属系イオンの浮遊物が除去される。
【0013】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態としての各実施例を図面を利用して説明する。まず、第1実施例における水質変換装置について説明する。第1実施例における水質変換装置としては、地下水を汲み上げて美味しい飲料水に変換するとともに、水質の浄化も行うことができる地下水浄水プラントAの例を示すものである。図1に示されるように、本実施例による地下水浄水プラントAは、汲み上げポンプ1、水槽2、塩素殺菌装置(塩素殺菌部)3、配水ポンプ4、マグネットチャンネル(マグネットチャンネル部)6、マイクロフィルタ(フィルタ部)7、セラミックス浄水器8(浄水部)等を有している。ここで、マグネットチャンネル6と、マイクロフィルタ7と、セラミックス浄水器8とは、装置ケース5内に設けられている。また、該装置ケース5内には、水槽2とマイクロフィルタ7間を接続する配管P2の一部と、マイクロフィルタ7とセラミックス浄水器8間を接続する配管P3と、セラミックス浄水器8から外部に導かれた配管P4の一部とは、装置ケース5内に設けられている。
【0014】
上記汲み上げポンプ1は、地中から上記水槽2へ接続する配管P1に接続されており、地中から地下水を汲み上げて上記水槽2内へ圧送する。
【0015】
また、上記水槽2は、汲み上げられた地下水を貯水するものであり、内部に上記塩素殺菌装置3が配設されている。つまり、上記水槽2の内部に蓄えられた地下水に上記塩素殺菌装置3によって塩素が投入されて、該地下水を殺菌する。これは、水道法に定められている飲料水用の通常の条件を満たす目的で行うものである。
【0016】
また、上記配水ポンプ4は、上記水槽2と上記装置ケース5との間を接続する配管P2に接続されており、上記水槽2内の塩素殺菌された地下水を上記装置ケース5へ圧送する。なお、装置ケース5に導かれた配管P2は、上記マイクロフィルタ7に接続されている。
【0017】
また、上記マグネットチャンネル6は、真正S極の磁力によって水中の鉄やマンガンなどの重金属系イオンをコロイド粒子化する。具体的には、上記マグネットチャンネル6には、図2に示すように、複数の磁石を真正S極を内側、つまり、水の流路(通過領域)100に向けてリング状に配設した構成であり、上記配管P2の途中に配設されている。ここで、磁石の真正S極のエネルギーが水に及ぼす効果、即ちいわゆる真正S極拡大(+)のエネルギーによる主要な効果について説明する。(a)上記磁石の真正S極のエネルギーによって水のクラスターの水素結合は弱まり、外側に広がって破壊する。そして、水のクラスターは小さくなる。(b)また、水の表面張力が低下する。(c)水のクラスターが分解して小さくなると水分子に保護されていた多くのイオンが水中に放出され、それ自身で擬集してコロイド粒子を形成する。(d)表面張力の低下でイオン擬集力の大きな強電磁質の鉄やマンガンなどの重金属系イオンはコロイド粒子となり、水分子と解離して浮遊物となる。(e)水分子が活性化し、アルカリ金属等電解性の高い元素の水中への溶出が促進される。以上のように、上記マグネットチャンネル6に図示略の磁石が真正S極を内側に向けて配設されているため、上述した磁石の真正S極のエネルギーが水に及びす効果によって、重金属系イオンをコロイド粒子化して水分子と解離して浮遊物とするとともに、水分子を活性化し、アルカリ金属等電解性の高い元素の水中への溶出を促進する。なお、本実施例の地下水浄水プラントAのように、地下水の水質を変換させるのに用いる場合には、上記磁石は3000G以上の磁力を持つものが好ましい。
【0018】
また、上記マイクロフィルタ7は、上記配管P2と上記配管P3間に接続されており、上記配管P2から送られる上記マグネットチャンネル6を通過した地下水を濾過する。また、上記マイクロフィルタ7におけるフィルタ目の大きさとしては、0.5μm未満のものを使用する。これは、湧水に混入しているクリプトスポリジウムなど原虫類はほとんどが1μm以上の大きさであることによる。従って、通常の殺菌で駆除困難な原虫類の除去を行うことが可能になるとともに、併せて上記マグネットチャンネル6によってコロイド粒子化した強電磁質の鉄などの重金属系イオンの浮遊物を除去することができる。
【0019】
上記セラミックス浄水器8は、略直方体状の浄水処理槽8aと、略円筒状の浄水処理タンク8bとを有している。上記浄水処理槽8aの略中央部には上記浄水処理タンク8bが配設されており、槽内が上記浄水処理タンク8bの底部と連通している。また、上記配管P3が上記浄水処理タンク8bの頂部に、上記配管P4が上記浄水処理槽8aの頂部にそれぞれ接続されている。また、上記浄水処理槽8aと、上記浄水処理タンク8bの内部には、あらかじめ上記機能セラミックス9が投入されている。このセラミックス浄水器8は、水の移動経路において、上記マイクロフィルタ7よりも下流側に設けられている。
【0020】
上記機能セラミックス9は、麦飯石粉末を主成分として、さらにセピオライト粉末やカオウール(登録商標・商品名)などを加えたものを焼成して略ビーズ状(粒状)に形成された多孔質セラミックスであり、水中に浸漬させること等により、多孔質セラミックスが水道水等に含まれている不純物(重金属イオン、遊離塩素イオン、シアン、有機リンイオン等)、トリハロメタン類などの有機塩素化合物(残留塩素)、カビ臭の原因物質雑菌類をほぼ完全に吸着する効果を有している。
【0021】
また、上記機能セラミックス9は、組成鉱物のイオン交換により水中のカルシウム、マグネシウム、ナトリウム、カリウムのようなアルカリ土類やアルカリ金属イオン等のミネラル分を水中に溶出させる。さらに、上記機能セラミックス9は、組成物からの溶出による二酸化炭素(炭酸ガス)の溶存量の増加で、活性酸素の働きを押さえ、また水中のpHを弱アルカリ性に保持する。
【0022】
上記機能セラミックス9についてさらに詳述すると、機能セラミックス9の製造に当たって、麦飯石粉末としては、平均粒径20μmの麦飯石粉末を使用し、また、セピオライト粉末としては、平均粒径10μmのセピオライト粉末を使用する。さらに、カオウールとしては、平均長さ40μmのカオウールを使用する。そして、該麦飯石粉末と、セピオライト粉末と、カオウールとを混合して混合物を製造する(第1工程)。ここで、麦飯石粉末とセピオライト粉末とカオウールの混合する割合としては、麦飯石粉末とセピオライト粉末とカオウールの総重量(以下単に「総重量」とする)に対する麦飯石粉末の割合は、60重量%以上90重量%以下が好ましく、また、該総重量に対するセピオライト粉末の割合は、5重量%以上30重量%以下が好ましい。また、該総重量に対するカオウールの割合は、5重量%以上20重量%以下が好ましい。これは以下の理由による。つまり、麦飯石粉末については、麦飯石粉末が60重量%未満ではミネラル分の溶出がされず、90重量%を超えると、成形が困難となるからであり、また、セピオライト粉末については、セピオライト粉末が5重量%未満では、トリハロメタン、有機塩素化合物(残留塩素)、雑菌類の吸着除去できず、30重量%を超えると、成形が困難となるからであり、また、カオウールについては、カオウールが5重量パーセント未満では、一定の品質・形状を保持できず、20重量パーセントを超えると、成形が困難となるからである。
【0023】
ここで、麦飯石粉末とセピオライト粉末とカオウールの混合割合の例を挙げると、(1)麦飯石粉末75重量%、セピオライト粉末10重量%、カオウール15重量%、(2)麦飯石粉末75重量%、セピオライト粉末15重量%、カオウール10重量%、(3)麦飯石粉末90重量%、セピオライト粉末5重量%、カオウール5重量%、(4)麦飯石粉末60重量%、セピオライト粉末20重量%、カオウール20重量%、(5)麦飯石粉末65重量%、セピオライト粉末30重量%、カオウール5重量%等が挙げられる。
【0024】
そして、上記のように製造した混合物に対して、バインダーを10重量パーセント追加する(第2工程)。バインダーとしては、パラフィンとステアリン酸又は商品名「セランダーYB−131D」を使用する。なお、このバインダーについては、使用しない場合も考えられる。
【0025】
そして、第2工程で製造した混合物が乾燥しないうちに、すなわち、湿式で、押出造粒成形を行い、略球形状を呈する上記複数の粒状素体を形成する(第3工程)。そして、大気中で焼成温度650℃以上750℃以下で焼成して、機能セラミックスを製造する。なお、焼成温度を上記のように限定したのは、650℃未満では、成形時に使用するバインダーを完全燃焼消去することが困難になるとともに、セピオライトの脱水安定形のメタセピオライトの形成が十分に行われなくなるからであり、750℃を超えると、麦飯石中に含まれるところの炭酸塩鉱物が分解してしまい、酸化物となって、麦飯石本来の効果が生じなくなるとともに、セピオライトは、高温安定形の輝石に構造変化してしまって、やはり、セピオライト本来の効果が生じなくなるからである。なお、バインダーを使用しない場合には、650℃未満の温度で焼成してもよい。
【0026】
次に、本第1実施例の地下水浄水プラントAの作用及び効果を説明する。図1に示すように、上記汲み上げポンプ1が駆動されると上記配管P1を介して地下水が汲み上げられて、上記水槽2内に導入されて蓄えられる。そして、上記水槽2内に蓄えられた地下水に、上記塩素殺菌装置3によって塩素が投入されて、該地下水を殺菌する。従って、水道法に定められている飲料水用の通常の条件を満たすことが可能になる。
【0027】
続いて、上記配水ポンプ4によって、上記水槽2内の塩素殺菌された地下水が上記配管P2を介して上記装置ケース5側へ圧送される。この場合に、上述したように上記配管P2には上記マグネットチャンネル6が配設されている。そのため、上記配管P2を通過した地下水は、上記マグネットチャンネル6の真正S極の磁力によって、金属系イオンをコロイド粒子化して水分子と解離して浮遊物とするとともに、水分子を活性化し、アルカリ金属等電解性の高い元素の水中への溶出を促進する。
【0028】
そして、上記マグネットチャンネル6を通過した地下水は、上記装置ケース5内で上記マイクロフィルタ7内へ導入され、上記配管P3側に送出される。そのため、上記マイクロフィルタ7によって地下水内の0.5μm以上の大きさのものが濾過されるため、クリプトスポリジウムなどの通常の殺菌で駆除困難な原虫類や、上記マグネットチャンネル6によってコロイド粒子化した強電磁質の鉄やマンガンなどの金属系イオンの浮遊物が除去される。この場合の金属系イオンの除去効果としては、図3の実験データに示すように、鉄分の含有度合いを約1/10程度まで低減させることができた。
【0029】
続いて、上記マイクロフィルタ7を通過した地下水は、上記配管P3から上記セラミックス浄水器8の浄水処理タンク8b内に導入される。そのため、上記浄水処理タンク8b内に投入されている上記機能セラミックス9に上記地下水が触れるため、上記地下水に含まれている不純物(重金属イオン、遊離塩素イオン、シアン、有機リンイオン等)、トリハロメタン類などの有機塩素化合物(残留塩素)、カビ臭の原因物質雑菌類が、ほぼ完全に吸着されて、上記地下水が浄化される。また、上記トリハロメタン類を除去することができるため健康的な水とすることができるとともに、カルキ臭をなくすことができ、さらに美味しい水とすることが可能になる。また、組成鉱物のイオン交換により水中のカルシウム、マグネシウム、ナトリウム、カリウムのようなアルカリ土類やアルカリ金属イオン等のミネラル分が上記地下水中に溶出する。さらに、組成物からの溶出によるCO2の溶存量の増加で、活性酸素の働きが押さえられ、また水中のpHが弱アルカリ性に保持される。
【0030】
この場合に、上記機能セラミックス9は、フィルタではなく水に触れるだけで効果を有する触媒であるため、地下水の流量も高めることができ、効率よく機能を発揮することができる。そして、上記浄水処理タンク8b内で上記機能セラミックス9によって浄化された地下水は、上記浄水処理タンク8bの下側から上記浄水処理槽8aに流入して蓄積される。また、上記浄水処理槽8aにも上記機能セラミックス9が投入されており、上記浄水処理槽8a内でさらに、上記地下水が上記機能セラミックス9に接触して浄化やミネラル溶出などの機能が作用する。そのため、確実に上記地下水に上記機能セラミックス9の作用を付加させることが可能になる。そして、上記浄水処理槽8aから上記配管P4によって上記装置ケース5の外部に排出されて給水される。
【0031】
次に、本第1実施例による地下水浄水プラントAを使用した場合の処理効果について説明する。図4、図5は、愛知県知立市の三河平野から採取した地下水について処理を行った場合の分析結果を示すものであり、図4は、該地下水の原水の組成成分と、塩素処理後の水の組成成分と、地下水浄水プラントAによって処理した後の水の組成成分の分析結果を示している。図に示すように、上記地下水浄水プラントAで処理を行うことによって、鉄分を1/10程度に減少させることができ、また十分なミネラル分の溶出(Ca、Mg、Na、K)が確認された。また、塩素処理によって生じた塩素イオン、及びトリハロメタンも除去されており、カルキ臭のない健康的な飲料水に変換されていることが確認された。また、硬度においても問題がないとともに、pH値においては弱アルカリ性に改質されていることが確認された。また、図5は、原水及び地下水浄水プラントAによる処理後の水について、一般細菌、大腸菌群等を分析したものであり、これによれば、処理後の水については、一般細菌は検出されなくなり、また、大腸菌群も原水の陽性から陰性になっている。
【0032】
また、図6、図7は、岐阜県大野郡清美村で採取した地下水の処理を行った場合の分析結果を示すものであり、図6は、該地下水の原水の組成成分と、該原水を地下水浄水プラントAによって処理した後の水の組成成分の分析結果を示している。図に示すように、上記地下水浄水プラントAで処理を行うことによって、鉄分を約半分程度に減少させることができ、また十分なミネラル分の溶出(Ca、Mg、Na、K)が確認された。また、硬度、pH値においても問題はない。また、図7に示すように、処理後の水については、一般細菌は全く検出されず、また、大腸菌群も陰性となっている。
【0033】
また、図8、図9は、岐阜県郡上郡大和町で採取した地下水の処理を行った場合の分析結果を示すものであり、図8は、該地下水の原水の組成成分と、該原水を地下水浄水プラントAによって処理した後の水の組成成分の分析結果を示している。図に示すように、上記地下水浄水プラントAで処理を行うことによって、鉄分を約半分程度に減少させることができ、また十分なミネラル分の溶出(Ca、Mg、Na、K)が確認された。また、硬度、pH値においても問題はない。また、図9に示すように、処理後の水については、一般細菌は全く検出されず、また、大腸菌群も陰性となっている。
【0034】
以上述べたように、本第1実施例による構成によれば、上記地下水浄水プラントAが、マグネットチャンネル6とセラミックス浄水器8とを有するため、重金属系イオンを除去することが可能となるとともに、ミネラル分を十分に溶出させることができる。そのため、水質をより安全で美味しい天然の湧水の状態に変化させることが可能になる。
【0035】
また、フィルタ目の大きさが0.5μm以下であるマイクロフィルタ7を有していることから、上記マグネットチャンネル6による真正S極の磁力によってコロイド粒子化して浮遊物となった重金属イオンを確実に除去することが可能となる。
【0036】
また、上記機能セラミックス9による残留塩素除去機能を有しているため、水中のトリハロメタンを除去することができ健康的な水となるとともに、カルキ臭をなくすことができ、さらに美味しい水とすることが可能になる。
【0037】
なお、本第1実施例による地下水浄水プラントAは、マンションの水質管理、離島や水道設備のない場所、海水の淡水化プラントなど、比較的大流量の水の処理を行う場合において、好適に適用可能であり、顕著な効果を有するものといえる。
【0038】
次に、第2実施例の水質変換装置としては、水道の蛇口の水を直接引き込んで水道水を美味しい飲料水に変換するとともに、水質の浄化も行うことができる水道水浄水器Bの例を示すものである。なお、本第2実施例は、上記第1実施例による地下水浄水プラントAとは、浄化変換対象が地下水であるか水道水であるかが異なっており、基本原理としては何ら変わるものではない。従って、重複する説明については省略する。図10に示されるように、本実施例による水道水浄水器Bは、水道蛇口直結型給水具10、マグネットチャンネル22、マイクロフィルタ32、ハニカム型機能セラミックス42等を有している。
【0039】
上記水道蛇口直結型給水具10は、上面側に図示略のアタッチメントが配設されており、該アタッチメントによって多様な種類の水道蛇口Jに、漏れなくワンタッチで接続可能になされている。また、水道蛇口直結型給水具10の下面側には、配管P10や、配管P20が接続され、また、給水口12が設けられている。この配管P10は、マグネットチャンネル22が設けられる円筒状のハウジング20に接続された配管であり、また、配管P20は、ハニカム型機能セラミックス42が設けられた円筒状のハウジング40に接続された配管である。
【0040】
また、上記マグネットチャンネル22は、上記ハウジング20に収納されており、上記配管P10及び配管P12に接続されている。このマグネットチャンネル22は、上記第1実施例のマグネットチャンネル6と同様に、複数の磁石を真正S極を内側に向けてリング状に配設した構成であり、上記ハウジング20に配設されている。そして、真正S極の磁力によって、上記第1実施例のマグネットチャンネル6と同様な作用によって、水中の鉄やマンガンなどの重金属系イオンをコロイド粒子化して水分子と解離して浮遊物とするとともに、水分子を活性化し、アルカリ金属等電解性の高い元素の水中への溶出を促進するように構成されている。
【0041】
また、上記マイクロフィルタ32は、円筒状のハウジング30に収納されており、上記配管P12及び配管P14に接続されている。このマイクロフィルタ32の構成は、上記第1実施例におけるマイクロフィルタ7と同様の構成であり、上記配管P12から送られる上記マグネットチャンネル22を通過した水道水を濾過して上記配管P14側に送出する。つまり、このマイクロフィルタ32のフィルタ目の大きさとしては、上記第1実施例のマイクロフィルタ7と同様に、0.5μm未満のものが使用されており、上記マグネットチャンネル22によってコロイド粒子化した強電磁質の鉄などの重金属系イオンの浮遊物を除去することができる。なお、上記ハウジング20とハウジング30とは、略円筒状のハウジング17内に収納されている。
【0042】
また、上記ハニカム型機能セラミックス42は、麦飯石粉末を主成分として、さらにセピオライト粉末やカオウールなどを加えたものを焼成して形成された多孔質セラミックスであり、略円筒状のハニカム構造に形成されて略円筒状のハウジング40に収納されたものである。つまり、ハニカム型機能セラミックス42の内部は、上端から下端に向けて複数の孔部が設けられており、該ハニカム型機能セラミックス42の横断面は、略格子状を呈し、略四角形状の孔部が複数配列された構成となっている。このハニカム型機能セラミックス42は、配管P14及び配管P20に接続されており、上記マイクロフィルタ32から送られる水道水を処理した後に上記水道蛇口直結型給水具10に戻すように構成されている。このハニカム型機能セラミックス42の製造方法は、上記第1実施例の場合と略同様であるが、第3工程では、当然ハニカム状に押出し成形を行うことになる。
【0043】
次に、本第2実施例の作用及び効果を説明する。上記水道蛇口Jが開かれると、水道水がその水圧によって上記配管P10を介して上記ハウジング20に送られ、上記マグネットチャンネル22の真正S極の磁力によって、上述した作用によって金属系イオンをコロイド粒子化して水分子と解離して浮遊物とするとともに、水分子を活性化し、アルカリ金属等電解性の高い元素の水中への溶出を促進する。
【0044】
そして、上記マグネットチャンネル22を通過した水道水は、上記配管P12によって上記ハウジング30に送られ、マイクロフィルタ32内へ導入される。そのため、上記マイクロフィルタ32によって水道水内の0.5μm以上の大きさのものが濾過されるため、クリプトスポリジウムなどの通常の殺菌で駆除困難な原虫類や、上記マグネットチャンネル22によってコロイド粒子化した強電磁質の鉄やマンガンなどの金属系イオンの浮遊物が除去される。
【0045】
続いて、上記マイクロフィルタ20を通過した水道水は、上記配管P14から上記ハニカム型機能セラミックス42内に導入され、上記ハニカム型機能セラミックス42に触れる。そのため、上記水道水に含まれている不純物(重金属イオン、遊離塩素イオン、シアン、有機リンイオン等)、トリハロメタン類などの有機塩素化合物(残留塩素)、カビ臭の原因物質雑菌類が、ほぼ完全に吸着されて、上記水道水が浄化される。また、上記トリハロメタン類を除去することができるため健康的な水とすることができるとともに、カルキ臭をなくすことができ、さらに美味しい水とすることが可能になる。また、組成鉱物のイオン交換により水中のカルシウム、マグネシウム、ナトリウム、カリウムのようなアルカリ土類やアルカリ金属イオン等のミネラル分が上記水道水中に溶出する。さらに、組成物からの溶出によるCO2の溶存量の増加で、活性酸素の働きが押さえられ、また水中のpHが弱アルカリ性に保持される。
【0046】
この場合に、上記ハニカム型機能セラミックス42は、フィルタではなく水に触れるだけで効果を有する触媒であるため、地下水の流量も高めることができ、効率よく機能をる発揮することができる。そして、上記ハニカム型機能セラミックス42内によって浄化された水道水は、上記配管P20によって上記水道蛇口直結型給水具10に送られ、上記給水口12から給水される。
【0047】
以上述べたように、本第2実施例による水道水浄水器Bの構成によれば、マグネットチャンネル22とハニカム型機能セラミックス42とを有するため、重金属系イオンを除去することが可能となるとともに、ミネラル分を十分に溶出させることができる。そのため、水質をより安全で美味しい天然の湧水の状態に変化させることが可能になる。
【0048】
また、フィルタ目の大きさが0.5μm以下であるマイクロフィルタ32を有していることから、上記マグネットチャンネル22による真正S極の磁力によってコロイド粒子化して浮遊物となった重金属イオンを確実に除去することが可能となる。
【0049】
また、上記ハニカム型機能セラミックス42による残留塩素除去機能を有しているため、水中のトリハロメタンを除去することができ健康的な水となるとともに、カルキ臭をなくすことができ、さらに美味しい水とすることが可能になる。
【0050】
なお、本第2実施例による水道水浄水器Bは、上記第1実施例の地下水浄水プラントAのように配水ポンプを必要とせず水道水の水圧のみで通水するものであり、また水道水であるためすでに塩素処理が行われており、塩素殺菌装置も不要であるため、小型、軽量化が可能であり、家庭用として好適に適用可能である。
【0051】
なお、本発明は、上記第1実施例及び第2実施例の構成のみに限定されるものではなく、多様な態様が可能である。例えば、上記機能セラミックスは、第1実施例ではビーズ状に形成し、第2実施例では単体のハニカム形状に形成しているが、それのみに限定されるものではなく、小菅(パイプ)状、あるいは、複数の形状のものを組み合わせたものなど、ハウジング形状や通水量に応じて、適宜選択して用いることが可能である。
【0052】
また、機能セラミックス、マグネットチャンネル、マイクロフィルタのサイズや容量あるいは能力なども、処理する水の汚染度合いや、処理量などに応じて、適宜選択して用いる。
【0053】
【発明の効果】
本発明に基づく請求項1に記載の水質変換装置によれば、マグネットチャンネル部が設けられているので、水がマグネットチャンネル部を通過すると、マグネットチャンネル部の真正S極の磁力によって、金属系イオンをコロイド粒子化して水分子と解離して浮遊物とするとともに、水分子を活性化し、アルカリ金属等電解性の高い元素の水中への溶出を促進する。そして、フィルタ部が設けられているので、上記マグネットチャンネル部を通過した水は、上記フィルタ部によって所定の大きさ以上のものが濾過されて除去される。さらに、上記浄水部においては、セラミックスの機能により、不純物が吸着されるとともに、ミネラル分が溶出する。よって、地下水等の水を飲料水として安全で美味しい天然水と同質の水に変換することが可能となる。また、浄水部が上記の構成であるので、水に含まれている不純物(重金属イオン、遊離塩素イオン、シアン、有機リンイオン等)、トリハロメタン類などの有機塩素化合物(残留塩素)、カビ臭の原因物質雑菌類が吸着されて浄化される。また、組成鉱物のイオン交換により水中のカルシウム、マグネシウム、ナトリウム、カリウムのようなアルカリ土類やアルカリ金属イオン等のミネラル分が上記地下水中に溶出する。さらに、組成物からの溶出によるCO 2 の溶存量の増加で、活性酸素の働きが押さえられ、また水中のpHが弱アルカリ性に保持される。よって、地下水等の水を飲料水として安全で美味しい天然水と同質の水に変換することが可能となる。
【0054】
また、請求項2に記載の水質変換装置によれば、マグネットチャンネル部が設けられているので、水がマグネットチャンネル部を通過すると、マグネットチャンネル部の真正S極の磁力によって、金属系イオンをコロイド粒子化して水分子と解離して浮遊物とするとともに、水分子を活性化し、アルカリ金属等電解性の高い元素の水中への溶出を促進する。そして、フィルタ部が設けられているので、上記マグネットチャンネル部を通過した水は、上記フィルタ部によって所定の大きさ以上のものが濾過されて除去される。さらに、上記浄水部においては、セラミックスの機能により、不純物が吸着されるとともに、ミネラル分が溶出する。よって、地下水等の水を飲料水として安全で美味しい天然水と同質の水に変換することが可能となる。また、浄水部が上記の構成であるので、水に含まれている不純物(重金属イオン、遊離塩素イオン、シアン、有機リンイオン等)、トリハロメタン類などの有機塩素化合物(残留塩素)、カビ臭の原因物質雑菌類が吸着されて浄化される。また、組成鉱物のイオン交換により水中のカルシウム、マグネシウム、ナトリウム、カリウムのようなアルカリ土類やアルカリ金属イオン等のミネラル分が上記地下水中に溶出する。さらに、組成物からの溶出によるCO2の溶存量の増加で、活性酸素の働きが押さえられ、また水中のpHが弱アルカリ性に保持される。よって、地下水等の水を飲料水として安全で美味しい天然水と同質の水に変換することが可能となる。
【0055】
また、特に、請求項4に記載の水質変換装置によれば、塩素殺菌部が設けられているので、水を塩素殺菌した上で以降の処理を行うことが可能となる。
【0056】
また、請求項5に記載の水質変換装置によれば、マグネットチャンネル部が設けられているので、水がマグネットチャンネル部を通過すると、マグネットチャンネル部の真正S極の磁力によって、金属系イオンをコロイド粒子化して水分子と解離して浮遊物とするとともに、水分子を活性化し、アルカリ金属等電解性の高い元素の水中への溶出を促進する。そして、フィルタ部が設けられているので、上記マグネットチャンネル部を通過した水は、上記フィルタ部によって所定の大きさ以上のものが濾過されて除去される。さらに、上記浄水部においては、セラミックスの機能により、不純物が吸着されるとともに、ミネラル分が溶出する。よって、地下水等の水を飲料水として安全で美味しい天然水と同質の水に変換することが可能となる。また、塩素殺菌部が設けられているので、水を塩素殺菌した上で以降の処理を行うことが可能となる。また、請求項6に記載の水質変換装置によれば、上記マグネットチャンネル部を通過した水は、上記フィルタ部によって0.5μm以上の大きさのものが濾過されるため、クリプトスポリジウムなどの通常の殺菌で駆除困難な原虫類や上記マグネットチャンネル部によってコロイド粒子化した強電磁質の鉄やマンガンなどの金属系イオンの浮遊物が除去される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例に基づく地下水浄水プラントを示す概略構成図である。
【図2】マグネットチャンネルの構成を示す断面図である。
【図3】マグネットチャンネルの効果を示す説明図である。
【図4】第1実施例の地下水浄水プラントを使用した場合の処理効果を示す説明図である。
【図5】第1実施例の地下水浄水プラントを使用した場合の処理効果を示す説明図である。
【図6】第1実施例の地下水浄水プラントを使用した場合の処理効果を示す説明図である。
【図7】第1実施例の地下水浄水プラントを使用した場合の処理効果を示す説明図である。
【図8】第1実施例の地下水浄水プラントを使用した場合の処理効果を示す説明図である。
【図9】第1実施例の地下水浄水プラントを使用した場合の処理効果を示す説明図である。
【図10】本発明の第2実施例に基づく水道水浄水器を示す概略構成図である。
【符号の説明】
A 地下水浄水プラント
B 水道水浄水器
2 水槽
3 塩素殺菌装置
6、22 マグネットチャンネル
7、32 マイクロフィルタ
8 セラミックス浄水器
9、42 機能セラミックス
Claims (6)
- 真正S極を水の流路側である内側に向けて配設したマグネットチャンネル部であって、金属系イオンを水分子と解離して浮遊物とするマグネットチャンネル部と、
水の移動経路において上記マグネットチャンネル部よりも下流側に設けられたフィルタ部であって、水中の原虫類や上記マグネットチャンネル部で浮遊物とされた金属系イオンを除去するためのフィルタ部と、
水の移動経路において上記フィルタ部よりも下流側に設けられた浄水部であって、麦飯石を主原料としたセラミックスで、麦飯石粉末にセピオライト粉末とカオウールを加えた混合物を所定形状に形成した後に焼成して得たセラミックスを有する浄水部と、
を有することを特徴とする水質変換装置。 - 真正S極を水の流路側である内側に向けて配設したマグネットチャンネル部であって、金属系イオンを水分子と解離して浮遊物とするマグネットチャンネル部と、
水の移動経路において上記マグネットチャンネル部よりも下流側に設けられたフィルタ部であって、水中の原虫類や上記マグネットチャンネル部で浮遊物とされた金属系イオンを除去するためのフィルタ部と、
水の移動経路において上記フィルタ部よりも下流側に設けられた浄水部であって、麦飯石を主原料としたセラミックスで、麦飯石粉末にセピオライト粉末とカオウールを加えた混合物にバインダーを添加したものを所定形状に形成した後に焼成して得たセラミックスを有する浄水部と、
を有することを特徴とする水質変換装置。 - 麦飯石粉末とセピオライト粉末とカオウールの総重量に対する麦飯石粉末の割合は、60重量%以上90重量%以下であり、また、該総重量に対するセピオライト粉末の割合は、5重量%以上30重量%以下であり、また、該総重量に対するカオウールの割合は、5重量%以上20重量%以下であることを特徴とする請求項1又は2に記載の水質変換装置。
- 上記水質変換装置が、さらに、
水の移動経路において上記マグネットチャンネル部よりも上流側に設けられた塩素殺菌部であって、塩素を投入することにより殺菌を行う塩素殺菌部を有することを特徴とする請求項1又は2又は3に記載の水質変換装置。 - 真正S極を水の流路側である内側に向けて配設したマグネットチャンネル部であって、金属系イオンを水分子と解離して浮遊物とするマグネットチャンネル部と、
水の移動経路において上記マグネットチャンネル部よりも下流側に設けられたフィルタ部であって、水中の原虫類や上記マグネットチャンネル部で浮遊物とされた金属系イオンを除去するためのフィルタ部と、
水の移動経路において上記フィルタ部よりも下流側に設けられた浄水部であって、麦飯石を主原料としたセラミックスを有する浄水部と、
水の移動経路において上記マグネットチャンネル部よりも上流側に設けられた塩素殺菌部であって、塩素を投入することにより殺菌を行う塩素殺菌部と、
を有することを特徴とする水質変換装置。 - 上記フィルタ部が、フィルタ目の大きさが、0.5μm以下であるマイクロフィルタであることを特徴とする請求項1又は2又は3又は4又は5に記載の水質変換装置。
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