(57)【要約】  多くの処理システムは、水から実質的に全てのミネラルその他の要素を除去するが、一定量のミネラル及び要素が良好な健康状態及び許容可能な水の味には必要である。従って、投入水の一部分が一次濾過及び処理成分を迂回する水処理システムが提供される。当該部分の量は、依然として極めて清浄な処理水中に健康に良いレベルのミネラルが残るように、選択的に制御される。任意選択の成分は、処理水中の病原体を減少させるために含めることができる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水処理システムにおいて、
処理すべき水を受け取るための入水口（２６、１０２）と、
処理水が流れる出水口（２８、１２２）と、
入水口（２６）と出水口（２８）との間に流体的に接続され、そこを通って流れる水から不純物を除去するイオン分離モジュール（１４、１１４）と、
イオン分離モジュール（１４）と並列に入水口（２６）と出水口（２８）との間に接続され、水処理システムを通る総水量のどれくらいがバイパス流分岐を通って流れるかを決定付けるオリフィス（２４）を有するバイパス流分岐（２４）と、
を備える水処理システム（１０）。
【請求項２】
イオン分離モジュール（１４）が、処理水から除去された不純物が水処理システムから出る濃縮水出口（２８）をさらに備える、請求項１記載の水処理システム（１０）。
【請求項３】
イオン分離モジュール（１４）が、逆浸透膜モジュール及びナノ濾過膜モジュールからなるグループから選択される、請求項２記載の水処理システム（１０）。
【請求項４】
イオン分離モジュール（１４）が、逆浸透膜モジュール、ナノ濾過膜モジュール、電気透析装置、逆電気透析装置、蒸留ユニット、及び容量性脱イオン装置からなるグループから選択される、請求項１記載の水処理システム（１０）。
【請求項５】
入水口（２６）とイオン分離モジュール（１４）との間に流体的に接続されたプレフィルター（１２）をさらに備える、請求項１記載の水処理システム（１０）。
【請求項６】
イオン分離モジュール（１４）と出水口（２８）との間に流体的に接続されたポストフィルター（１６）をさらに備える、請求項１記載の水処理システム（１０）。
【請求項７】
イオン分離モジュール（１４）と出水口（１２２）との間に流体的に接続され、かつ水中の病原体の量を低減させる殺菌モジュール（１１８）をさらに備える、請求項１記載の水処理システム（１０）。
【請求項８】
バイパス流分岐（２０）が、オリフィス（２４）と直列に接続されたバイパスフィルター（２２）をさらに備える、請求項１記載の水処理システム（１０）。
【請求項９】
オリフィス（１２８）が可変である、請求項１記載の水処理システム（１０）。
【請求項１０】
入水口（１０２）に接続された入口を有しかつ出口（１０６）を有して接続されたプレフィルター（１０４）をさらに備え、イオン分離モジュール（１１４）が、出口（１０６）と出水口（１２２）との間に流体的に接続され、バイパス流分岐（１２６）が、出口（１０６）と出水口（１２２）との間に接続される、請求項１記載の水処理システム（１０）。
【請求項１１】
オリフィス（２４）によって、出水口（２８）における処理水が健康的であると考えられるレベルのミネラルを含有するように十分な水がバイパス流分岐（２０）を通って流れることが可能になる、請求項１記載の水処理システム（１０）。
【請求項１２】
吸入口（２６、１０２）で水源から水を受け取る段階と、
水源からの水の第１の部分をイオン分離モジュール（１４、１１４）に通して水の第１の部分から不純物を除去する段階と、
水源からの水の第２の部分をイオン分離モジュール（１４、１１４）と並列に接続されたバイパス流分岐（２０、１２６）に通し、これによりイオン分離モジュールを通過した水の第１の部分にミネラルを付加する段階と
を含む水処理方法であって、バイパス流分岐（２０）が、水源からの水の第１の部分と第２の部分との間の定量的関係を決定づけるオリフィス（２４、１２８）を有する、水処理方法。
【請求項１３】
水の第１の部分をプレフィルター（１２、１０４）に通した後にイオン分離モジュール（１４）を通過させる段階をさらに含む、請求項１２記載の水処理方法。
【請求項１４】
水源から受け取った全ての水をプレフィルター（１０４）に通す段階をさらに含む、請求項１２記載の水処理方法。
【請求項１５】
水の第１の部分をイオン分離モジュール（１４）を通過した後にポストフィルター（１６）に通す段階をさらに含む、請求項１２記載の水処理方法。
【請求項１６】
水の第１及び第２の部分を殺菌モジュール（１１８）に通して病原体の量を低減させる段階をさらに含む、請求項１２記載の水処理方法。
【請求項１７】
水の第２の部分をバイパスフィルター（２２）に通した後にオリフィス（２４）を通過させる段階をさらに含む、請求項１２記載の水処理方法。
【請求項１８】
オリフィス（１２８）のサイズを変更する段階をさらに含む、請求項１２記載の水処理方法。
【請求項１９】
水源からの水の第１の部分をイオン分離モジュール（１４、１１４）に通す段階が、水の第１の部分を逆浸透膜に通す段階をさらに含む、請求項１２記載の水処理方法。
【請求項２０】
水源からの水の第１の部分をイオン分離モジュール（１４、１１４）に通す段階が、水の第１の部分をナノ濾過膜に通す段階をさらに含む、請求項１２記載の水処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、化学物質その他の不純物を除去するための水処理装置に関し、特に膜分離装置のようなイオン分離システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
不純物を含んでいたり、不快な味、臭い及び色を有していたり、或いは飲むと健康に良くないほど極めて高いミネラル分を有するため、飲料水として適さない水源は世界中至るところにある。清浄で健康に良い水を提供するための水質改良には、様々なタイプのシステムが用いられている。「清浄」とは、外観が無色で、不快な味又は臭いがなく、残渣又は滓のない美的特性を意味する。「健康に良い」とは、塩素又は病原体（例えば、原虫、細菌及びウィルス）がほとんど又は全くなく、健康に良いレベルのミネラル及び許容レベルの有機物及び金属を有する水の組成を意味する。
【０００３】
あるタイプの処理システムは、水の精製に逆浸透（ＲＯ）を利用する。逆浸透型水処理システムは、台所のカウンター又はシンクの下或いはその近くの浄水を提供するのが望まれる場所に配置される。典型的なシステムは、従来のフィルター媒体を用いたプレフィルターを備え、処理すべき水が媒体を通過する際に比較的大きな粒子を除去する。水はプレフィルターを出て逆浸透ユニットに入る。
【０００４】
逆浸透は、浸透圧よりも高い圧力を用いて溶媒（水など）を膜を透過させることによって溶液から溶質を分離する方法である。水が膜を通して拡散すると、塩、ミネラルその他の不純物などの溶解物は後に残り、膜を透過した水における溶解物の濃度は下がる。残留溶解物は、ユニット内を高い圧力に維持するのに役立つ制限ドレイン開口部を通して膜の高圧力側から洗い流される。ドレイン開口部からの流体は、ポンプによって水処理システムを通して下水道に送られるか、或いは廃水を減らすために再循環される。
【０００５】
逆浸透ユニットから出た処理水は、システムが長期間使用されなかった時に影響される水の味を改良するため、適宜ポストフィルターに通してもよい。浄水を保存するため、処理装置の出力側にタンクを設けてもよい。必要に応じて、蛇口を通してタンクから浄水は取り出される。
【０００６】
逆浸透の短所は、効果が高すぎて、カルシウム及びマグネシウムなども含めて、実質的にすべてのミネラル分が水から除去されてしまうことである。健康にはある種のミネラルを摂取する必要があり、飲料水中に健康に良いレベルのミネラルが含まれていることが重要であると考える人は多い。同様に、多くの人々は、適度のミネラル分を有する水は、ミネラルを含まない水よりも味が良いと考えている。その結果、逆浸透処理システムからの浄水は、健康に良い量の望ましいミネラルを有する飲料水を補給するために、ミネラル層を通して給送されることが多い。ミネラル層は、システムコストを増大させ、その保存容器がバクテリア源となる恐れがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】オランダ特許第１０１９６６１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従って、良好な健康状態及び味にとって所望のミネラル量を含有する清浄で健康に良い水の供給源をもたらす水処理システムを提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
水処理システムは、処理すべき水を受け取るための入水口と処理水が流れる出水口とを備える。バイパス流分岐は、入水口と出水口との間に流体的に接続され、かつそこを通って流れる水から粒子を除去する。バイパス流分岐は、イオン分離モジュールと並列に入水口と出水口との間に接続される。バイパス流分岐は、水の流れを制限するオリフィスを有し、これにより水処理システムを通って流れる水の総量のどのくらいがバイパス流分岐を通って移動するかを求める。
【００１０】
水の一部分がイオン分離モジュールの周りを移動できるようにすることによって、健康上及び味覚上の理由から源水中のミネラルの一部を処理水中に残すようにする。バイパス流分岐中のオリフィスのサイズによりこれらのミネラルの量が制御される。
【００１１】
任意選択的に、プレフィルターをイオン分離モジュールの上流側に接続し、比較的大きな粒子を水流から除去して、これによりイオン分離モジュールの動作寿命を増大させることができる。別の選択肢として、ポストフィルターをイオン分離モジュールの下流側に接続し、システムが長期間使用されない時に悪影響を受ける可能性がある水の味を改良することができる。システムを通って流れる水はまた、殺菌モジュールを通過して病原体を除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】連続部分流バイパス路を備えた逆浸透ユニットを有する水処理システムの概略図。
【図２】本発明による別の水処理システムの概略図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
最初に図１を参照すると、第１の水処理システム１０は、プレフィルター１２、イオン分離モジュール１４、及びポストフィルター１６を備え、これらは直列に接続されて、システムの一次流れ分岐１８を形成する。バイパス流分岐２０は、一次流れ分岐１８と並列に接続され、バイパスフィルター２２及び流れ制御オリフィス２４を備える。２つの流れ分岐１８及び２０は、入水口２６と出水口２８との間に接続される。
【００１４】
一次流れ分岐１８中のプレフィルター１２は、外壁に隣接する入口３２及び中心に設置されたプレフィルター出口３４を有する第１のコンテナ３０を含む。コンテナ３０内には、水が流れて比較的大きな粒子を捕捉する紡糸繊維材料の管状体のような、従来のフィルター媒体を有するプレフィルターカートリッジ３６がある。源水が比較的大きな粒子を含まない場合には、プレフィルター１２を排除することができる。処理すべき水が入口３２に入り、プレフィルターカートリッジ３６を通って、プレフィルター出口３４と連通する中心ボアに流れる。プレフィルター出口３４は、イオン分離モジュール１４の入口４２に導管４０により接続される。
【００１５】
イオン分離モジュール１４は、第２のコンテナ４４内の逆浸透膜又はナノ濾過膜のような標準的なイオン分離膜４６を有し、これにより膜４６によって隔てられる外側チャンバ４８及び内側チャンバ５０を形成する。或いは、イオン分離モジュール１４は、電気透析装置、逆電気透析装置、蒸留ユニット、又は容量性脱イオン装置を備えることができる。イオン分離モジュール１４用の入口４２は、外側チャンバ４８の一方の端部に開口している。ドレイン出口５２は、外側チャンバ４８の対向端部に配置され、入口４２よりもかなり小さい。入口４２と出口５２との間のサイズ差により、外側チャンバ４８と内側チャンバ５０との間に圧力差が生成され、水の一部を標準逆浸透システムのような良く知られている手法でイオン分離膜４６を通って内側チャンバ５０内に押し出す。ドレイン出口５２は、水保全用の従来の逆浸透水処理システムと同様に、下水道につながるか、又は処理システムの入水口２６にポンプ（図示せず）を介して再循環することができるドレイン管路５４に接続される。
【００１６】
イオン分離モジュール１４は、ポストフィルター１６の入口５８に接続された処理水出口５６を有する。ポストフィルター１６は、従来の管状フィルター媒体６２が内部に配置された第３のコンテナ６０を有する。ポストフィルター１６用のフィルター媒体６２は、プレフィルター１２で用いられるのと同様であるが、より小さな粒子その他の不純物を捕捉することができ、或いは、堆積濾過媒体又は活性炭のような別のタイプのものであってもよい。イオン分離モジュール１４からの処理水は、後置きフィルター媒体６２を通って流れ、第１の水処理システム１０の出水口２８に接続された出口６４を介して当該フィルターから出る。従って、高度浄水は、一次流れ分岐１８から出水口２８に移る。
【００１７】
上述のように、このような高度浄水は、人の健康にとって有益なミネラルを持っておらず、比較的無味である。結果として、バイパス流分岐２０は、源水中の一部のミネラルが出水口２８に達するような一次流れ分岐１８に平行な流路を提供し、これにより味の改良と有益なミネラルとを処理水に提供する。詳細には、第１の水処理システム１０用の入水口２６はまた、バイパスフィルター２２の入口６６に接続される。バイパスフィルターは、プレフィルター１２に用いるものと同様のフィルター媒体を含む。バイパスフィルター２２は、第１の水処理システム１０の出水口２８にオリフィス２４によって接続された出口７０を有する。バイパスオリフィス２４のサイズは、バイパス流分岐２０を通過する第１の水処理システム１０を通る総水量の一部を決定づけるように選択される。例えば、給水が、健康的であると見なされるミネラルの約２倍のレベルを含有する場所で用いられるときには、オリフィスは、給水の約半分がバイパスに入ることができるように設定されることになる。
【００１８】
図２は、本発明による第２の水処理システム１００を示す。ここでは入水口１０２は、図１のプレフィルター１２と同様の構成を有し、かつ水流から比較的大きな粒子を除去するプレフィルター１０４にのみ接続される。プレフィルター出口１０６は、例えば、ナノ濾過膜又は逆浸透のような膜１１２を有するイオン分離モジュール１１０を含む一次流れ分岐１１１に接続される。具体的には、プレフィルター出口１０６は、イオン分離モジュール１１０の外側チャンバ１１４の一方の端部に開口している入口１０８に結合される。外側チャンバ１１４の対向端部にある制限ドレイン出口１１６は、外側チャンバと内側チャンバ１１５との間に圧力差をもたらす。従って、外側チャンバ１１４に入る水の一部は、イオン分離膜１１２を通って処理水出口１１７に押し出される。
【００１９】
バイパス流分岐１２４は、当該一次流れ分岐１１１と並列に接続される。バイパス流分岐１２４は、プレフィルター１０４の出口１０６を調節可能弁などによって提供される可変オリフィス１２８に結合する導管１２６を含む。可変オリフィス１２８により、ユーザが、バイパス流分岐１２４を通過する第２の水処理システム１００を通れる総流量の一部を調節することが可能になる。これにより、健康上及び味覚上の理由から一次流れ分岐１１１を迂回できるようにされるミネラル量を制御する。バイパス流分岐１２４の末端は、イオン分離モジュール１１０の処理水出口１１７に結合された導管１１９に接続され、これにより一次及びバイパス流分岐１１１及び１２４からの水流を組み合わせる。
【００２０】
組み合わされた水流は、殺菌モジュール１１８に加えられ、ここを流れる水を紫外光源からの光で処理し、又は当該水を病原体を貯留することができる膜に通すことができる。殺菌モジュール１１８は、水流から病原体を除去する。殺菌モジュール１１８の出口１２０は、第２の水処理システム１００の出水口１２２に結合される。或いは、ポストフィルターは、ポストフィルター１６と同様に、イオン分離モジュール１１０の処理水出口１１７と殺菌モジュール１１８の入口との間に挿入することができる。
【００２１】
図２の可変オリフィス１２８は、図１の第１の水処理システム１０内の固定オリフィス２４の代わりとして用いることができる点に留意されたい。同様に、固定オリフィスは、第２の水処理システム１００内の可変オリフィス１２８の代わりに利用することができる。別の変形形態では、殺菌モジュール１１８は、第１の水処理システム１０内のポストフィルター１６の代わりになることができ、ポストフィルター１６は、第２の水処理システム１００内の殺菌モジュール１１８の代わりに利用することができる。
【００２２】
上述の説明は、主に本発明の好ましい実施形態を対象とした。本発明の範囲内の様々な代替形態に対して幾らか留意したが、当業者であれば、本発明の実施形態の開示から明らかになる追加の代替形態を実施できることが予想される。従って、本発明の技術的範囲は、添付の請求項から判断すべきであって上記開示によって限定されるものではない。
【符号の説明】
【００２３】
１０、１００  水処理システム
１２、１０４  プレフィルター
１４、１１０、１１８  イオン分離モジュール
１６  ポストフィルター
１８、２０、１１１、１２４  流れ分岐
２２  バイパスフィルター
２４、１２８  オリフィス
２６、１０２  入水口
２８、１２２  出水口
３０、４４、６０  コンテナ
３２、４２、５８、６６、１０８  入口
３４、５２、５６、６４、７０、１０６、１１６、１１７、１２０  出口
３６  プレフィルターカートリッジ
４０  導管
４６  イオン分離膜
４８、５０、１１４、１１５  チャンバ
５４  ドレイン管路
６２  フィルター媒体
１１２  膜
１１９、１２６  導管
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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