(57)【要約】濾過媒体を備え、当該濾過媒体は、水中の第１の汚染物質による第１の媒体の飽和が生じてから、猶予をもって第２の汚染物質による第２の媒体の飽和が生じるように、相互に嵩が定められている。
2014529497.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水中の第１の汚染物質による第１の媒体の飽和が生じてから猶予をもって第２の汚染物質による第２の媒体の飽和が生じるように、第１の媒体と第２の媒体との嵩の多寡が定められている、少なくとも２つの濾過媒体と、
水中に存在する病原体を濾過して取り除くためのものであり、孔隙のサイズが前記病原体と同程度または前記病原体よりも小さくなっている膜と、を備えたことを特徴とする浄水システム。
【請求項２】
ポイントオブユース型のシステムであることを特徴とする請求項１に記載の浄水システム。
【請求項３】
上記少なくとも２つの濾過媒体は、水を収容する貯水槽の上流側に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の浄水システム。
【請求項４】
上記少なくとも２つの濾過媒体の上流側且つ直前に、水中から大径粒子および堆積物を除去する前置フィルタが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の浄水システム。
【請求項５】
上記汚染物質は塩素および砒素であることを特徴とする請求項１に記載の浄水システム。
【請求項６】
第１の汚染物質が塩素である場合には第１の濾過媒体は活性炭であり、第２の汚染物質が砒素である場合には第２の濾過媒体は、活性アルミナ、粒状酸化第二鉄、および／または粒状水酸化第二鉄であることを特徴とする請求項１に記載の浄水システム。
【請求項７】
少なくとも２つの濾過媒体を備えるシステムであり、水中の第１の汚染物質による飽和が生じてから猶予をもって第２の汚染物質による飽和が生じるように上記２つの濾過媒体の嵩の多寡が定められたシステムに水を通過させる工程と、
殺菌化合物を添加することによって、高い方の第１のレベルにして殺菌を実現する工程と、
その後、ユーザによる摂取の前に、殺菌化合物を除去することによって低い方の第２のレベルにする工程と、を含む浄水方法。
【請求項８】
水中における味質付与化合物のレベルおよび砒素のレベルを決定するための水の測定を行い；味質付与化合物および砒素の各々について一定量の媒体を飽和させるまでにかかる時間を決定するための試験を行い；先に水中の味質付与化合物による飽和が生じてから猶予をもって砒素による飽和が生じるように上記システムに備える媒体の量を選択することを特徴とする請求項７に記載の浄水方法。
【請求項９】
上記水を殺菌する殺菌化合物を持続放出する持続放出型カプセルをさらに備える請求項１に記載の浄水システム。
【請求項１０】
上記殺菌化合物は、塩素、臭素、ヨウ素、およびこれらの組み合わせからなる群から選択されることを特徴とする請求項９に記載の浄水システム。
【請求項１１】
上記殺菌化合物の原料は、次亜塩素酸ナトリウム、次亜塩素酸カルシウム、ブロモクロロ−５，５−ジメチルヒダントイン、トリクロロイソシアヌル酸、ジクロロイソシアヌル酸ナトリウム二水和物、１，３−ジブロモ−５，５−ジメチルヒダントイン、および１，３−ジクロロ−５，５−ジメチルヒダントインからなる群から選択されることを特徴とする請求項９に記載の浄水システム。
【請求項１２】
上記水を殺菌する殺菌化合物を持続放出する持続型放出カプセルをさらに備える請求項１に記載の浄水システム。
【請求項１３】
殺菌用の上記持続放出型カプセルは、ポリマーマトリクスに埋め込まれた殺菌化合物であることを特徴とする請求項９に記載の浄水システム。
【請求項１４】
上記殺菌化合物は、ポリマー被膜剤によりカプセル封入され、被膜の大部分を介して拡散することにより放出されるハロゲン殺菌化合物であることを特徴とする請求項９に記載の浄水システム。
【請求項１５】
上記殺菌化合物は、溶解速度の遅い非ポリマー性のマトリクス内にあり、このマトリクスの母材の一定した溶解性によって経時的に一定量のハロゲン殺菌化合物が放出されるようになっていることを特徴とする請求項９に記載の浄水システム。
【請求項１６】
媒体層の耐用期間を延ばすために、２．５ＧＰＭ／ｆｔ２未満の面積負荷速度で砒素を除去するシステムを有する請求項１に記載の浄水システム。
【請求項１７】
プリーツ加工または繊維束の形成により平坦シートの場合よりも大きな表面積を有する、孔隙サイズの小さい濾過膜を備える請求項１に記載の浄水システム。
【請求項１８】
殺菌化合物の添加がポリマーマトリクスを介して行われ、当該ポリマーマトリクスはエチレン酢酸ビニルであることを特徴とする請求項７に記載の浄水方法。
【請求項１９】
媒体の適切な選択によって濾過による除去が行われないように、有益な化合物を持続放出形態で添加する工程をさらに含む請求項７に記載の浄水方法。
【請求項２０】
有益な化合物は濾過システムの最後段に導入されることを特徴とする請求項７に記載の浄水方法。
【請求項２１】
汚染物質の除去または水質改善を行う少なくとも１つの濾過媒体と、
風味または薬用物質を水に継続的に導入する持続放出型カプセルと、を備えるポイントオブユース型の浄水システム。
【請求項２２】
汚染物質の除去または水質改善を行う少なくとも１つの濾過媒体を備え、
上記濾過媒体が、水を殺菌する殺菌化合物を持続放出する持続放出型カプセルを備えるポイントオブユース型の浄水システム。
【請求項２３】
上記殺菌化合物は、塩素、臭素、ヨウ素、およびこれらの組み合わせからなる群から選択されることを特徴とする請求項２２に記載の浄水システム。
【請求項２４】
殺菌化合物の原料は、次亜塩素酸ナトリウム、次亜塩素酸カルシウム、ブロモクロロ−５，５−ジメチルヒダントイン、トリクロロイソシアヌル酸、ジクロロイソシアヌル酸ナトリウム二水和物、１，３−ジブロモ−５，５−ジメチルヒダントイン、および１，３−ジクロロ−５，５−ジメチルヒダントインからなる群から選択されることを特徴とする請求項２２に記載の浄水システム。
【請求項２５】
汚染物質の除去または水質改善を行う少なくとも１つの濾過媒体を備え、
上記濾過媒体は、水中に存在する病原体を濾過して取り除くための膜を備え、且つ上記水を殺菌する殺菌化合物を持続放出する持続放出型カプセルを備えるポイントオブユース型の浄水システム。
【請求項２６】
殺菌用の上記持続放出型カプセルは、ポリマーマトリクス内にある殺菌化合物である請求項２２に記載の浄水システム。
【請求項２７】
ハロゲン殺菌化合物は、ポリマー被膜剤によりカプセル封入され、被膜の大部分を介して拡散することにより放出される請求項２３に記載の浄水システム。
【請求項２８】
上記殺菌化合物は、溶解速度の遅い非ポリマー性のマトリクス内にあり、このマトリクスの母材の一定した溶解性によって経時的に一定量のハロゲン殺菌化合物が放出されるようになっている請求項２２に記載の浄水システム。
【請求項２９】
媒体層の耐用期間を延ばすために、２．５ＧＰＭ／ｆｔ２未満の面積負荷速度で砒素を除去する少なくとも１つの吸着濾過媒体を有するポイントオブユース型の浄水システム。
【請求項３０】
砒素を除去する少なくとも１つの吸着濾過媒体を有し、
上記吸着濾過媒体は、プリーツ加工または繊維束の形成により平坦シートの場合よりも大きな表面積を有する、孔隙サイズの小さい濾過膜を備えるポイントオブユース型の浄水システム。
【請求項３１】
殺菌化合物を添加することによって、高い方の第１のレベルにして殺菌を実現する工程と、
その後、ユーザによる摂取の前に、殺菌化合物を除去することによって低い方の第２のレベルにする工程と、を含む請求項２２に記載の浄水方法。
【請求項３２】
汚染物質の除去または水質改善を行う少なくとも１つの濾過媒体を含むポイントオブユース型の浄水システムであって、エチレン酢酸ビニルのポリマーマトリクスによって殺菌化合物の添加を行うことを特徴とする浄水システム。
【請求項３３】
汚染物質の除去または水質改善を行う少なくとも１つの濾過媒体を含むポイントオブユース型の浄水システムであって、媒体の適切な選択によって濾過による除去が行われないように有益な化合物を持続放出形態で添加するようになっているポイントオブユース型の浄水システム。
【請求項３４】
汚染物質の除去または水質改善を行う少なくとも１つの濾過媒体を含むポイントオブユース型の浄水システムであって、有益な化合物が濾過システムの最後段に導入されることを特徴とする浄水システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低コストの飲料水用の浄水システム、および、水が飲用として安全でなくなった場合にユーザに警告するセンサに関する。この低コストの浄水システムには、有益な混入物および分子を水に添加することを可能にする追加機能が組み込まれている。
【背景技術】
【０００２】
浄水システムは、水から混入物を除去するための多様な手段を用いた多数の異なる部材を備えることが可能である。従来の浄水システムの一種は、ポイントオブユース（point-of-use;ＰＯＵ）浄水システムと称されている。このようなＰＯＵシステムは、水中の混入物の除去を比較的小規模に行う部材（例えば、地方自治体の水処理設備などの大規模な集中設備とは反対に卓上システムまたは住宅用システム）から構成される。
【０００３】
一般的なＰＯＵシステムは、高価格帯市場（例えば、より高コストなＰＯＵシステムが許容される市場）に向けて構築されてきた。しかし、低コスト環境のための創意工夫を欠いていたため、ＰＯＵシステムは、大規模だが低価格帯市場に対して効果的に進出を果たせずにいた。
【０００４】
典型的なＰＯＵシステムは、堆積物（沈殿物）を除去する前置フィルタと、前置フィルタの後段において病原体およびときには無機物を確実に除去する手段とを有していてもよい。フィルタ（濾材）などの消耗材を含むＰＯＵシステムの最も重要な一側面は、フィルタ交換時期が到来したことをユーザまたはサービスマンに警告する「終点」検出システムである。大抵のＰＯＵシステムでは、特定時間の経過後にライト（または他のインジケータ）を点灯（オン）させることでフィルタ交換の時期であることを知らせる時間基準システム（time-based system）を使用している。このような比較的低コストのセンサは適当ではない。汚染を避けるために要求される、フィルタ交換と次のフィルタ交換との間の時間の長さ（期間）は、浄水システムを配置する環境が異なれば大きく変わる。そのため、場合によって、人々は汚染水に晒されるかもしれない。
【０００５】
水の含有物（および安全性）を測定する主要な方法は、定期的に水のサンプルを採取し、比較的に複合的な機器を用いた水の成分分析が行われている研究所に発送することである。この情報（成分分析）は、水中に含まれているものについてのフィードバックをユーザまたはサービスマンに提供する。さらに、特定の汚染物質（例えば塩素）について検査を行うことが可能なフィールドキットもある。一般的に、これら標準的な検査方法のいずれも、ＰＯＵ浄水システムに対して適合しておらず、または、十分に普遍的なものではない。同様に、これら検査方法のいずれもが消費者に使いやすいものではない。
【０００６】
一般に流通するＰＯＵ浄水システムでは、有益成分を水に添加することはない。水に分子または化合物を付与する典型的なシステムは製菓業または飲食業において知られている。例えば、ソーダファウンテンによって、液流を単に混合させることにより、炭酸水に、風味を付加する微粒子または化合物が加えられるが、消費者の健康にとって有益な成分は加えられない。
【０００７】
水の浄化および／または水に有益成分の添加を行う改善システムが要求されている。本発明はこうした要求を満たすものである。
【発明の概要】
【０００８】
本発明の一側面では、水中の第１の汚染物質による第１の媒体の飽和が生じてから猶予をもって第２の汚染物質による第２の媒体の飽和が生じるように、第１の媒体と第２の媒体との嵩の多寡が定められている、少なくとも２つの濾過媒体を備えた浄水システムを提供する。本発明の他の一側面では、少なくとも２つの濾過媒体を備えるシステムであり、水中の第１の汚染物質による飽和が生じてから猶予をもって第２の汚染物質による飽和が生じるように上記２つの濾過媒体の嵩の多寡が定められたシステムに水を通過させる工程を含む浄水方法を提供する。
【０００９】
本システムの重要な一側面は、病原体または他の危険な要素に晒される前に当該システムのユーザを終点検出器として利用することである。上記の一側面は、低コストの浄水および水質安全性の究極形を可能にする。本発明のシステムは、ユーザの視覚または味覚による検出器としてユーザを利用する。上記浄水システムの手段は、浄水フィルタの耐用期間の終わりに到達するか，耐用期間の終わりに到達し始めた場合、色素を放出する。さらに、上記の浄水システムは、浄水フィルタの耐用期間の終わりに到達したことをユーザに対して警告することができる様々な味質を水中に放出する能力をも有している。さらに、上述の検出手段の導入は低コスト手法で行われているため、同じ手段を用いて所望の分子または化合物を浄化水に付与し、これにより健康飲物および／または薬用飲料（therapeutic drinks）を作ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明の第１の実施形態の概略図であり、低コストの砒素浄化システムを示す。
【図２】図２は、先に味質除去媒体が機能を失って不快なカビ臭い味または土臭い味を帯びるようになり、それから多少の猶予期間の経過後に、水が砒素に汚染され始める状況を示した図である。
【図３】図３は、持続放出型カプセルが味質物質を一定速度で放出でき、放出された味質物質が下流の媒体に吸収されて適切な時点で媒体を飽和させる様子を示す。
【図４】図４は、持続放出型カプセルが、急激放出型に設計されており、浄化システムの終端に配置されている様子を示す。
【図５】図５は、経時的に均等量の風味を注入するように設計された持続放出型カプセルを示す。
【図６】図６は、砒素用媒体（砒素除去媒体）の耐用期間満了が間近になると、風味の放出ができるだけ急激に行われるような速度で外殻が溶解するよう設計された持続放出型カプセルを示す。
【図７】図７は、ＡＣ／ＧＦＯ組み合わせフィルタを耐用期間に亘ってチャパラ湖水に対して用いた場合に得られる砒素除去結果を示す。
【図８】図８は、ＡＣ／ＧＦＯ組み合わせフィルタを耐用期間に亘ってチャパラ湖水に対して用いた場合に得られる砒素除去結果を示す。
【図９】図９は、フィルタ媒体の前段に持続放出媒体が配置される第２の実施形態を示す。
【図１０】図１０は、フィルタ媒体の後段に持続放出媒体が配置される第３の実施形態を示す。
【図１１】図１１は、フィルタ媒体の前段および後段の各々に持続放出媒体が配置される第４の実施形態を示す。
【発明の詳細な説明】
【００１１】
図面を参照して説明する。図１は、本発明の第１の実施形態の概略図であり、低コストの砒素浄化システムを示す。システム２は、浄化対象の水を収容する貯水槽４を備えている。貯水槽４は、一連の汚染除去媒体１２、１４、１６を有するフィルタ領域（濾過領域）１０に対してバルブ８を介して接続されている。フィルタ領域１０を通過した水は、バルブ２０を介してノズル１８を通り、受け入れ容器２２へ排出される。
【００１２】
前置フィルタ１２は、大径粒子および堆積物（沈殿物）を水から除去するように設計されている。前置フィルタ１２の後段には一連のフィルタ媒体（濾材）が設けられる。一連のフィルタ媒体は、（１）標的となる原子、分子、または化合物を水から除去するように設計され、および／または、（２）汚染物質に飽和されて浄水作用を果たさなくなった場合に（すなわち水がすぐに安全でなくなることを示唆している）、水に対して色または味質の変化を与えるようになっていてもよい。図１に示す特有の実施形態では、前置フィルタ１２の後段には、味質除去媒体１４および砒素除去媒体１６が設けられている。
【００１３】
同様の手段によって、他の有益な化合物を水に注入することができる。有益な化合物としては、例えば、ビタミン、アミノ酸、ミネラル、および／またはハーブエキスが挙げられる。幾つかの例は、ビタミンＡ、ビタミンＣ、ビタミンＤ、ビタミンＥ、ビタミンＫ、ビタミンＢ６、ビタミンＢ１２、チアミン、リボフラビン、ナイアシン、葉酸、ビオチン、パントテン酸、カルシウム、鉄、リン、ヨウ素、マグネシウム、亜鉛、セレニウム、銅、マンガン、クロミウム、モリブデン、カリウム、ホウ素、ニッケル、シリコン、スズ、バナジウム、ルテイン、およびリコピンを含む。
【００１４】
本発明のシステムは、主として、塩素による殺菌が行われた水を処理するために設計されたものである。上述のように、汚染除去媒体のうちの１つ（媒体１４）は、不快な味を除去するよう設計されたものであってもよく、他の汚染除去媒体１６は、砒素を除去するよう選択されたものであってもよい。
【００１５】
互いに異なる地域では各々が互いに異なる水問題を抱えており、それゆえ汚染物質を適切に除去するために媒体の種類、数、または比率の調整が必要となるだろう。フィルタシステムは、各媒体が標的とする汚染物質を十分に除去することを可能にするために、適切な空筒接触時間（ＥＢＣＴ）を考慮して設計されている。典型的なＥＢＣＴは１〜１０分間のオーダーである。これら指針により、フィルタ媒体の量（volume）から水の流速を決定している。
【００１６】
浄化システムは、上述の汚染除去媒体の後段に、さらなるフィルタ（不図示）を備えていてもよい。例えば、汚染除去媒体の後段に、媒体の微粉を除去するフィルタ（繊維ワインドフィルタ等）および／または汚染微生物を除去するフィルタが導入されていてもよい。水の味質に関する問題を引き起こす一般的な原因は、水にカビ臭い味または土臭い味を付与するゲオスミンなどの藻類の代謝産物または２−メチルイソボルネオール（ＭＩＢ）である（例えば、Chapter 26 in Adsorption by Carbon, edited by Bottani and Tasconを参照）。本システムにおいて媒体の順序は重要でないが、図１に示す実施形態では、味質除去フィルタ媒体１４は前置フィルタ媒体１２の直後に配置され、味質除去フィルタ媒体１４の後段には砒素除去媒体１６が配置されている。
【００１７】
他の実施形態では、複数の媒体が混ぜ合わせられてもよく、交互に配置されてもよく、または積層して配置されてもよい。また、上述したタスクの両方を実行できる可能性のある潜在媒体が他に存在するものの、典型的には、味質除去フィルタ媒体１４として活性炭（活性チャコールとも称される）が選択される。そして砒素除去媒体１６としては、粒状水酸化鉄、活性アルミナ、粒状酸化鉄、酸化チタン、酸化ジルコニウム、他の金属酸化物、および金属酸化物の混合物の１つ以上が選択されてもよい。
【００１８】
本発明のシステムの設計は、２つの主な理由から極めて低コストとなっている。第１に、本発明のシステムは、水に関して発生する２つの主要な課題（すなわち、有毒な砒素濃度および不快な味）を対象とするものである。第２に、終点検出の手法として、時間、または味質を利用したものがあるが、味質がより重要である。本発明のシステムは、砒素除去媒体が飽和する前に味質除去媒体が飽和するように、味質除去媒体と砒素除去媒体との嵩の多寡を定めて、ユーザの味覚を終点検出手段として利用可能になっている。これら媒体量について嵩の多寡の設定を上述のように行う場合、先に味質除去媒体が機能を失って不快なカビ臭い味または土臭い味を帯びるようになり、それから多少の猶予の期間を経て、水が砒素に汚染され始める。
【００１９】
この効果の概略を図２のグラフに示す。上述の機能的効果を得るための、媒体の量の多寡の設定は、以下に説明する一連の工程において達成される。なお、上述の機能的効果とは、ユーザが水中の土臭い味またはカビ臭い味を感じとることをもって、媒体を交換すべきことがユーザに示されることになることから、ユーザ自身がセンサとなることを指す。
【００２０】
第１に、味質付与化合物（ゲオスミンまたはＭＩＢなど）および砒素の水中のレベルを決定するために特定の場所（local）の水を測定する。第２に、味質除去媒体および砒素除去媒体について試験を行う。この試験は、味質除去媒体および砒素除去媒体の各々について、一定量の媒体がゲオスミンおよび／またはＭＩＢによって飽和するまでに要する時間、もしくは、一定量の媒体が砒素によって飽和するまでに要する時間を決定するものである。上述の第２のステップの完了後、図２に示す効果を達成するように、システムに含む媒体量を選択すればよい。
【００２１】
例えば、味質活用のための活性炭および砒素除去のための粒状酸化鉄（ＧＦＯ）により、２つの成分のＰＯＵフィルタを構成できる。媒体の嵩の多寡を適切に定めることにより、味質活用が、フィルタ交換の時期であることをユーザに対して早期に知らせる警告システムの機能としての役目を果たす。これに関連するパラメータとしては、標的汚染物質に対する媒体の吸着能があり、典型的には媒体１ｇ当たりに吸着される汚染物質の量（ｍｇ）として示される。ＭＩＢに対する活性炭の吸着能は、活性炭の構造（炭素を含有する原料物質、孔隙のサイズ分布、および表面積）および水化学に依存し、１〜３ｍｇ／ｇの範囲となる（例えば、Chapter 26 in Adsorption by Carbon, edited by Bottani and Tascon, p.683, (2008)を参照）。同様に、砒素（Ｖ）に対するＧＦＯの吸着能は、水化学に依存し、０．５ｍｇ〜１ｍｇ／ｇの範囲となる（参考文献：Adsorption Treatment Technologies for Arsenic Removal, AWWA publishing, Chapter 6, (2005)）。
【００２２】
好適な活性炭は、Calgon Carbon Corporation（http://www.calgoncarbon.com/solutions/?view=ChallengeProducts&Industry=10&Application=7&Challenge=7）より入手可能である。同様に、ＧＦＯは、Severnt Trent Corporation（http://severntrentservices.com/Water___Wastewater_Treatment/Arsenic_Removal_prod_52.aspx）より入手可能である。
【００２３】
例えば、流入される水のＭＩＢ濃度および砒素（Ｖ）濃度がともに０．０５ｍｇ／Ｌであると仮定し、さらに、両方の汚染物質に対するそれぞれの除去媒体の吸着能は１ｍｇ／ｇであると仮定する。ＧＦＯおよびＡＣの何れについても、他の汚染物質に対しては顕著な吸着能を有していない。したがって、ＧＦＯから砒素が漏れるよりも先に活性炭からＭＩＢが漏れるようなフィルタを設計するためには、活性炭に対するＧＦＯの比を１より大きくすることが要求される。好適な比率は、「２：１＝ＧＦＯの質量：活性炭の質量」である。このような比率とする結果、レベルの上昇した砒素にユーザが晒される前に、不快な味質が生じることによって、フィルタ交換時期であることをユーザに知らしめる。もちろん、媒体全体の質量（したがってフィルタの量）は、所望とする流速（水の流速）およびフィルタの耐用期間を考慮して、適切に選択されるべきである。ゲオスミンまたはＭＩＢの濃度が十分に高いものではないか、飽和が十分に急激なものではないか、または味質を付与する他の好適な化合物が水中に存在しない場合、上述した手法を終点検出センサとして使用できない。
【００２４】
ＰＯＵシステムの外部で味質化合物が一定の割合で添加される場合、ゲオスミン味質除去媒体またはＭＩＢ味質除去媒体に代えて、意図的に導入される味質化合物を除去する媒体が設けられることになるため、この場合の発明は図１に示す設計と類似の設計を有する。代わりに、持続放出型カプセル（time-release capsules）を採用することにより、味質物質または化合物をＰＯＵシステム内で添加してもよい。
【００２５】
図３は、一定の添加速度で味質物質を放出するカプセルを含む領域２４が味質除去媒体１４の下流側に設けられている点を除いて図１に示すシステムと類似するシステムを示す。持続放出型カプセルは、下流の媒体に吸収される味質物質を一定の速度で放出し、適切なタイミング（図３に図示）で媒体を飽和させることが可能である。若しくは、上記のカプセルは、急激放出型２６に設計されてもよく、この場合は浄化システムの終端に最終段として配置されてもよい（図４に図示）。前者の場合（持続的形態）、持続放出型カプセル（図５に図示）は、経時的に均等量の風味を注入するよう設計される。図６に示すカプセルの場合、砒素用媒体（砒素除去媒体）の耐用期間満了が間近になると、できるだけ風味が急激に放出されるような速度で外殻が溶解するようにカプセル設計が行われている。
【００２６】
本発明の浄水システムに用いられる持続放出型カプセルは、また、味質に加えて色味を放出するか、または味質に代えて色味を放出するように使用可能である。例えば、前述した風味を放出する両手法は、色味の放出を行うために使用可能である。前者の場合、定速度の持続放出型のカプセル（the constant-rate-release time capsule）は、フィルタシステムの媒体の１つによって吸収される色味を放出するように使用可能であり、不快な原子、分子、または化合物を除去することによって浄水媒体が飽和する直前に、色味化合物で媒体が飽和するように設計される。したがって、浄水媒体の交換時期が到来すると水の色味が変化する。本システムには猶予時間も設定されているため、水の色味が変化した場合であっても、多少の期間（猶予期間）は水質の安全性が保たれている。猶予は、持続放出型カプセルより放出される色味化合物の濃度による飽和速度と、除去対象となる不快な原子、分子、または化合物による飽和とを把握することにより設定される。
【００２７】
急激放出型カプセル（abrupt-time-release time capsule）も同様に、浄水媒体の交換時期であることを示すために水に色味を付与するように使用可能である。この形態では、持続放出型カプセルの外殻は、水中から除去される原子、分子、または化合物により浄水媒体が飽和する直前に色味を急激に放出するような速度で溶解する。
【００２８】
本明細書で述べた持続放出型カプセルは、また、所望の原子、分子、または化合物を水に添加するのにも有用である。先に述べた定速度の持続放出型のカプセルは、こうした有益な放出に望ましい。カプセルは、媒体に積まれるか、または浄水システムの最後段に単独で配置される（そのため、所望の有益な原子、分子、または化合物が他の媒体によって除去されることがなくなる）。これらカプセルにより、風味、並びにビタミンなどの薬用物質を放出することが可能である。
【００２９】
本発明の重要な一側面は、家庭用に好適な量の飲用水を供給するのに十分な寿命を有し、最適な砒素のＰＯＵ除去を行うのに最も低コスト且つ最も適した媒体を選択するために、特定の場所の水の状態を入念に評価（分析）すべきであるという認識である。例えば、ある特定の場所では、最適な砒素除去媒体を選択する場合、塩素含有量、砒素の原子価、およびｐＨを主に考慮すべきであることが試験により明らかになった。同様に、水の特徴と所望の寿命と濾過後の水質とに基づいて、濾過システムにおける媒体の比率を調整する必要がある。塩素の中和には活性炭（ＡＣ）を必要とする一方、砒素の除去にはＧＦＯなどの金属酸化物の媒体が必要とされる。上述の例において、ＧＦＯ媒体が選択された理由は、活性アルミナなどの他の金属酸化物の媒体と比較して、特定の場所の給水で確認される高レベルのｐＨにおいて優れたＡｓ（Ｖ）除去を示すからである（参考文献：Adsorption Treatment Technologies for Arsenic Removal, AWWA publishing, Chapter 6, (2005)）。
【００３０】
配管接続およびユニット組立のコストを最小化するために、単一の標準フィルタ筐体内で複数の媒体を組み合わせた。ＧＦＯを５５０ｇ（１．１乾燥リットル（dry liters））使用する場合、特定の場所の水の条件で十分な砒素除去能を発揮するため、所望のフィルタ耐用期間（７，０００リットル）を実現できると予測された。フィルタ全体の量は、標準的なフィルタ要素の量（１３０ｃｃ）に定める。１．１ＬのＧＦＯおよび１．１ＬのＡＣを含み、媒体の量の比を１：１とするようなフィルタ要素が本実施例の条件に最も効果的であることがわかった。
【００３１】
上述の処理の後、特定の場所の水の評価を一旦行ってしまえば、過度の実験を行うことなく媒体の比を調整できる。上記の媒体は２つの個別の層を形成し、水はＧＦＯを通過する前にＡＣを通過する。図７および図８は、ＡＣ／ＧＦＯの組み合わせフィルタをその耐用期間に亘ってチャパラ（Chapala）湖水に対して用いた場合の砒素除去結果を示す。検査期間中、砒素は０．０１ｍｇ／Ｌ未満に維持されている。さらに、処理後の水中では塩素が検出されず、その結果、特定の場所の住民にとって満足感のある味質が得られた。特定の場所の水質要因、ＰＯＵフィルタのサイズ、および設計された運用可能な耐用期間に応じて、ＡＣに対するＧＦＯの比を必要に応じて調整してもよい。ＰＯＵ装置のフィルタサイズが小さい場合、活性炭に対するＧＦＯの砒素除去媒体の適切な比は、１：１＝ＧＦＯの量：ＡＣの量、若しくは、それ以上（２：１など）であることが予測される。特定の場所の水の条件に適した媒体の砒素除去能および複数種の媒体の密度に応じて、媒体の量を調整すべきである。必要に応じて他の水汚染物を除去するように、さらなる媒体をフィルタ要素に追加して、３つ、４つ、またはそれ以上の媒体の構成部を設けた要素としてもよい。上述の実施例のように、個々の媒体を分離（層状）するか、または混合してもよい。
【００３２】
図９〜１１は、持続放出媒体がフィルタ媒体の前段、後段、または前後段に配置されるさらなる実施形態を示す。図９では、持続放出媒体は、フィルタ媒体の上流に配置されており、例えばビーズ、カプセル、またはフィルム３０（殺菌カプセル、ペレット、ビーズ、および／またはフィルムなど）から構成されていてもよい。水３２は、上部３４から入り、底部３６から排出される。フィルタは、重力供給方式の状態で使用されてもよいし、水圧付与の状態下で機能してもよい。媒体１および２は例示目的のために示されているに過ぎず、２つの媒体に限定されるものではない。媒体の数は１〜Ｎ個（例えばＮは１〜１０）の範囲としてもよい。媒体は、例えば味質活用、殺菌性母体化合物の除去、殺菌に要求される好適な接触時間経過後の殺菌剤の中和、および砒素の除去を目的としてもよい。
【００３３】
図１０の実施形態は、持続放出媒体がフィルタ媒体の後段に配置されている点を除いて図９に示す実施形態に類似している。この実施形態では、持続放出型カプセル３８は有益な栄養素を含んでいてもよく、この栄養素としては、（１）ビタミン、（２）ハーブ抽出物、（３）果実および／または野菜の抽出物、（４）この抽出部の味質、（５）調合薬、および／または（６）栄養補給剤などが挙げられる。
【００３４】
図１１に示す実施形態は、持続放出媒体がフィルタ媒体の前後段に配置されている点を除いて、図９および１０を参照して先に説明を行った実施形態に類似している。図１１の実施形態では、上流のカプセルは、例えばビーズ、カプセル、および／またはフィルム３０など（殺菌カプセル、ペレット、ビーズ、および／またはフィルムなど）の持続放出媒体から構成されてもよい。下流の持続放出型カプセル３８は有益な栄養素を含んでいてもよく、この栄養素としては、（１）ビタミン、（２）ハーブ抽出物、（３）果実および／または野菜の抽出物、（４）この抽出部の味質、（５）調合薬、および／または（６）栄養補給剤などが挙げられる。
【００３５】
フィルタの性能の変化をユーザに警告するために、ユーザの味覚および視覚に加えて嗅覚を利用してもよい。例えば、１つのアプローチでは、ユーザは、嗅覚または味覚によって塩素を検出することによりフィルタの性能を評価することができる。活性炭媒体は、集中処理施設にて塩素が添加された後の流入水に存在する塩素、または、ＰＯＵ装置による持続放出手段を介して塩素添加された流入水に存在する塩素を除去するように使用可能である。活性炭の層は、砒素が除去される汚染物質層が飽和するよりも先に飽和するように、適切に嵩が定められる。活性炭が一旦飽和すると、濾過水中の塩素濃度が増加する。塩素濃度の増加は、ユーザの嗅覚または味覚により検出可能である。同様に、活性炭の層を、活性炭浸透膜、またはＫＤＦ（KDF Fluid Treatment製）などの銅−亜鉛（黄銅）合金の媒体に置き換えてもよい。
【００３６】
本発明のＰＯＵシステムは、多様な場所および水の状態にて使用可能である。いくつかの状態（水の状態）では、塩素殺菌などによる殺菌能が不十分となるか、または存在しなくなることがある。このことは、塩素処理のインフラが不十分であること、または、自然災害または給水パイプの破裂の後の集中処理での消毒工程の崩壊に起因して発生し得る。本発明のＰＯＵシステムは、幾つもの手法によって実行され得る殺菌能を有している。
【００３７】
１つの手法では、病原体を機械的に濾過して取り除く膜（membrane）が設けられる。これには、病原体と同程度のサイズ、好ましくは病原体より小さいサイズの孔隙を有する膜を使用することが要求される。さらに、孔隙のサイズが病原体よりも大きい場合、病原体を捕捉するために非常に蛇行している経路をフィルタに導入してもよい。さらに、水中で表面電荷を示す膜に活性アルミナなどの材料を埋め込むことにより、捕捉性能を改善できる。表面電荷はウイルスおよびバクテリアと静電気的に結合でき、その結果、機械的な孔隙サイズの測定のみに基づく予測（前記の捕捉性能に関する予測）よりも、前記の捕捉が増加する。
【００３８】
他のアプローチでは、制御された持続放出手法によって、ユーザに有益な殺菌化合物を添加できる。殺菌化合物は、水を積極的に殺菌してユーザに有益に作用する。本発明のＰＯＵフィルタシステムは、両方のアプローチ（手法）の結合、または、いずれかのアプローチ（手法）を有する。
【００３９】
膜を用いた病原体に対するアプローチの場合、システムは、孔隙サイズの小さい複数のフィルタを一体化させることでフィルタ表面積を大きくすることにより、低水圧（重力供給方式が適用されている等）にて適度な流量を実現するときの制限を克服している。原虫嚢子（protozoan cysts）の機械的な除去を行う場合、孔隙サイズが１ミクロンオーダーの膜が必要となる。その一方、バクテリアの機械的な除去を行う場合、０．１ミクロンオーダーの孔隙サイズが必要となる。孔隙サイズが０．１ミクロンの膜を通過する水の流れは極めて遅く、典型的には膜の面積が１ｃｍ２当たり毎分１ミリリットルオーダーとなる。これでは、重力供給方式で適度な量の水を濾過するには遅過ぎてしまう。こうした面積（領域）の制限は、異なる２つのアプローチを用いる本発明によって解消される。
【００４０】
第１のアプローチ法では、共通の円形形状に代えて矩形または正方形のフィルタ形状を使用し、これによりプリーツ加工を可能して、フィルタの面積を拡大するとともに流量を増大させる。プリーツ加工を採用する場合、深さが１インチのプリーツであって１インチ当たりで５つのプリーツを用いれば、フィルタの面積を１０倍に増加させることが可能になる。このようにフィルタの面積をより大きく増加させることにより、重力供給式が適用されるＰＯＵにおいて孔隙サイズの小さい（０．１ミクロンなど）フィルタの実用的な導入を可能にする。円形形状はプリーツ加工の影響を及ぼすことが困難であるため、正方形または矩形の形状が必要になる。そこで、一実施形態では、本発明のＰＯＵシステムは、ハロゲン殺菌剤の持続放出と、プリーツ加工または繊維束の形成によって平坦シートの場合よりも表面積を大きくした孔隙サイズの小さい濾過膜（membrane filter）とを組み合わせている。他の実施形態では、本発明のＰＯＵシステムは、プリーツ加工または繊維束の形成により平坦シートの場合よりも大きな表面積を有する孔隙サイズの小さい膜フィルタと砒素除去媒体とを組み合わせており、その結果、重力供給方式の条件において１００ｍＬ／ｍｉｎを超える流量を有することになる。
【００４１】
第２のアプローチでは、ストランド状のフィルタ繊維を組み合わせたものであり、水の移送のために表面積を著しく増加させている中空繊維フィルタを使用している。ＰＥＳなどの親水性材料を使用することにより、中空繊維フィルタを湿らせることができ、且つ０．１ミクロンの孔隙サイズで重力供給方式の条件において機能させることが可能になる。上述のアプローチは、病原体を殺菌するものではなく、膜の孔隙により病原体を除去する機械的な障壁を確立するものである。
【００４２】
本発明の浄水システムに使用する創造性のある持続放出型カプセルは、また、ビタミンやハーブ抽出物などに加えて有益な殺菌化合物を放出するために使用してもよい。本発明は、水を積極的に殺菌し、ウイルスから、細菌および嚢胞（cysts）にいたるまでの全ての種類の病原体を殺す持続放出手法を示しており、膜のみのアプローチよりも有利になっている。この手法は上述した膜のアプローチと組み合わされてもよく、微生物に対する多角的な防衛を提供し、塩素処理に耐性を有する嚢胞（cysts）を除去することが好ましい。
【００４３】
有益な殺菌化合物は、典型的には、塩素基、臭素基、および／またはヨウ素基を含むハロゲン含有化合物である。殺菌効果はＣＴの積により予測される。Ｃは、遊離ハロゲン（遊離塩素など（単位：ｍｇ／Ｌ））の濃度を示し、Ｔは接触時間（単位：分）を示す。以下の参考文献に示されているように、ＥＰＡは、様々なＣＴの積および病原体について、病原体駆除（殺菌）のガイドラインを発行している（US EPA, Guidance manual for compliance with the filtration and disinfection requirements for public water systems using surface water systems, 1989）。遊離ハロゲン化合物を生成するために放出され得る幾つかの潜在的な殺菌化合物は、特に、次亜塩素酸ナトリウム、次亜塩素酸カルシウム、ブロモクロロ−５，５−ジメチルヒダントイン、トリクロロイソシアヌル酸、ジクロロイソシアヌル酸ナトリウム二水和物、１，３−ジブロモ−５，５−ジメチルヒダントイン、および／または１，３−ジクロロ−５，５−ジメチルヒダントインである。原料は液体または固体であることを要件とし、好ましくは固体である。
【００４４】
フィルタの耐用期間に亘ってこれら潜在的に危険な薬品を所定の用量で放出制御することが課題である。濃度が低すぎる場合では殺菌が不十分となる一方、濃度が高すぎる場合では味および香りがきつくなり、エンドユーザに害を与える可能性がある。典型的には、遊離塩素に関しては、そのレベルは約０．２ｍｇ／Ｌ〜１０ｍｇ／Ｌの範囲であることが望ましく、０．５ｍｇ／Ｌ〜５ｍｇ／Ｌであることが好ましい。上述したＥＰＡの参考文献によれば、このようなレベルの遊離塩素により、大半のウイルスおよび細菌は約１０分間のうちに不活性化される（９９．９９％）。
【００４５】
集中水処理施設などの産業環境では、機械ポンプによる投入およびその結果得られる塩素レベルの周到な試験および監視を行うことにより、上記の放出制御が実現される。このレベルの自動化および管理は、家庭におけるＰＯＵ装置では実用的ではない。その代わり、本発明では、ユーザの介入を必要することなく、殺菌化合物を保持し、ＰＯＵ貯水槽へ当該殺菌化合物を制御可能に経時的に持続放出するマトリクスまたは被膜剤（coating）が採用される。この制御される放出システムでは、ユーザによる投入または監視を行うことなく、要求される化学的殺菌濃度を安全且つ制御可能に達成する。これらの持続放出殺菌材料は、病原体を殺す消毒特性または致死特性を示す。
【００４６】
放出の手段は、活性時に不活性膜を介して制限可能な有限速度で拡散する活性剤を不活性膜の外殻が取り囲む送出装置（送出の仕組み）を有する貯水槽型システムと、微小粒子を有するマトリクスシステムとに分類される。上記の微小粒子は、樹脂を押出成型またはモールディングすることにより調整されたものであり、或いは、活性物質が封入媒体（炭水化物、脂質など）中に分散されている脂質凝固カプセルを押出成形またはモールディングすることにより調製されたものである。貯水槽型システムとマトリクスシステムとを組み合わせた組み合わせ放出手段もまた可能である。
【００４７】
好ましい実施形態では、殺菌用の持続放出型カプセルは、殺菌化合物をポリマーマトリクスに埋め込むことで形成されてもよく、好ましくは殺菌化合物がポリマーマトリクス全体に均一に分布するようポリマーマトリクスに埋め込まれることにより形成されてもよい。上記ポリマーマトリクスは、シート状、錠剤状、または半球状であってもよい。
【００４８】
このマトリクスアプローチは、また、ビタミン、ミネラル、およびハーブ抽出物などの他の有益な化合物に対しても好適である。上記ポリマーは、特に、エチレン酢酸ビニル、低密度または高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、またはシリコーンから選択されてもよい。上記ポリマーは、全て食品接触物質としての品質にされるべきである。モールディング温度などのこれらポリマーの製造パラメータは、有益な化合物の重大な劣化（分解）を生じさせることのないように選択されるべきである。
【００４９】
好ましい実施形態では、ポリマーはエチレン酢酸ビニルであり、塩素原料は次亜塩素酸カルシウムである。ハロゲン化合物の放出制御は、塩素原料、ポリマー、ポリマーに対する塩素原料の比、塩素原料の粒子のサイズ、および、得られるマトリクスの均質性を制御する製造手法を選択することによって調節される。ポリマーマトリクスに対する塩素原料は１０重量％以上、９０重量％未満とするべきである。結果物は、殺菌化合物を濾過システム内へ制御可能に放出して、経時的に水を殺菌する錠剤、カプセル、半球、またはシートとすることができる。マトリクスの形状およびいくらかの防護塗膜（barrier coating）の使用は放出速度を制御するのに重要である。
【００５０】
他の実施形態では、ハロゲン殺菌化合物は、ポリマー被膜によりカプセル封入され、被膜若しくは外殻の大部分を介して拡散することによって放出される。あるいは、ハロゲン殺菌化合物は溶解速度の遅い非ポリマー性のマトリクスに埋め込まれ、このマトリクスの母材の一定した溶解性によって経時的に一定量のハロゲン殺菌化合物が放出されるようになっていてもよい。この放出速度の遅いマトリクスまたは被膜剤は、ワックス、炭水化物、セルロース、またはヒドロゲルであってもよい。
【００５１】
病原体を殺菌するために水に対して高レベルの塩素処理を施してもよく、その後活性炭などの第２の媒体の層を使用して、ユーザの味覚または嗅覚に不愉快とならないレベルにまで塩素レベルを低下させることが可能である。この殺菌化合物の制御放出は、ユーザを病原体から保護するように働くとともに、砒素用媒体（砒素除去媒体）または他の媒体が実用的な寿命に到達間近であり、これらの媒体を交換する必要があることをユーザに警告するように働く。
【００５２】
このスキームでは、殺菌化合物の制御された放出は、除去媒体の耐用期間より長期間機能する必要がある。さらに、適切な媒体を選択することにより、遊離塩素に加えて親塩素化合物を除去することが必要になる場合もある。
【００５３】
上記に加えて、導入される有益な化合物は、濾過媒体に衝突（interfere）して除去されてもよい。このことは、上記の塩素の例において望ましい。しかし、ビタミンなどの幾つかの有益な化合物の場合では、有益な化合物がフィルタに取り込まれることなく水中に放出されることを可能にすることが好都合である。これは、媒体の並び順および有益な化合物の導入位置を適切に選択することにより達成可能である。
【００５４】
さらなる実施形態によれば、本発明は、水中に存在する病原体を濾過して取り除くための膜を有する上述の浄水システムを提供する。この目的を達成するために、この膜は、病原体と同程度の孔隙サイズ、または病原体より小さい孔隙サイズを有する。或いは、本発明のシステムは、水を殺菌するための殺菌化合物を持続放出する持続放出型カプセルを含む。殺菌化合物は、典型的に、塩素、臭素、ヨウ素、およびこれらの組み合わせから選択される。殺菌化合物の原料は、次亜塩素酸ナトリウム、次亜塩素酸カルシウム、ブロモクロロ−５，５−ジメチルヒダントイン、トリクロロイソシアヌル酸、ジクロロイソシアヌル酸ナトリウム二水和物、１，３−ジブロモ−５，５−ジメチルヒダントイン、および１，３−ジクロロ−５，５−ジメチルヒダントインから選択されてもよい。本発明のシステムは、水中に存在する病原体を濾過して取り除き、且つ、水を殺菌するための殺菌化合物を持続放出する持続放出型カプセルを備える膜をさらに含んでもよい。一実施形態では、殺菌用の持続放出型カプセルは、ポリマーマトリクスに埋め込まれている殺菌化合物から構成されてもよく、この殺菌化合物としては、例えば、ポリマー被膜によりカプセル封入され、当該被膜の大部分を介して拡散することにより放出されるハロゲン殺菌化合物が挙げられる。この殺菌化合物は、例えば、溶解速度の遅い非ポリマー性のマトリクスに埋め込まれ、このマトリクスの母材の一定した溶解性によって経時的に一定量の殺菌化合物が放出されるようになっていてもよい。
【００５５】
他の実施形態では、媒体層の耐用期間を延ばすために、２．５ＧＰＭ／ｆｔ２未満の面積負荷速度（hydraulic loading rate）で砒素を除去するシステムが提供される。
【００５６】
他の実施形態では、本発明の浄水システムは、プリーツ加工または繊維束の形成により、平坦シートよりも表面積を広くした、孔隙サイズの小さい濾過膜を有する。
【００５７】
本発明の方法は、殺菌化合物を添加することによって、高い方の第１のレベルにして殺菌を実現し、その後、ユーザによる摂取の前に、殺菌化合物を除去することによって低い方の第２のレベルにするようになっていてもよい。この点に関して、殺菌化合物の添加は、エチレン酢酸ビニルのポリマーマトリクスを介して行われてもよく、上記の有益な化合物は、媒体を適切に選択することにより、フィルタにて除去されないように持続放出形態で添加されてもよい。好ましい実施形態では、上記の有益な化合物はフィルタシステムの最後段に導入される。
【００５８】
他の実施形態によれば、汚染物質の除去または水質改善を行う少なくとも１つの濾過媒体と、風味または薬用物質を継続的に水中に導入する持続放出型カプセルと、を備えるポイントオブユース（point of use）型の浄水システムが提供される。
【００５９】
他の実施形態では、汚染物質の除去または水質改善を行う少なくとも１つの濾過媒体を備えるポイントオブユース型の浄水システムが提供され、この濾過媒体は持続放出型カプセルを含み、持続放出型カプセルは水を殺菌する殺菌化合物を持続放出するものである。殺菌化合物は、典型的には、塩素、臭素、ヨウ素、およびこれらの組み合わせから選択される。殺菌化合物の原料は、次亜塩素酸ナトリウム、次亜塩素酸カルシウム、ブロモクロロ−５，５−ジメチルヒダントイン、トリクロロイソシアヌル酸、ジクロロイソシアヌル酸ナトリウム２水和物、１，３−ジブロモ−５，５−ジメチルヒダントイン、および／または１，３−ジクロロ−５，５−ジメチルヒダントインであってもよい。
【００６０】
ポイントオブユース型の浄水システムは、汚染物質の除去または水質改善を行う少なくとも１つの濾過媒体を備えてもよく、この濾過媒体は膜および持続放出型カプセルを含んでもよい。膜は、水中に存在する病原体を濾過して取り除くものであり、持続放出型カプセルは水を殺菌する殺菌化合物を持続放出するものである。殺菌用の持続放出型カプセルは、典型的に、ポリマーマトリクスに埋め込まれた殺菌化合物である。ハロゲン殺菌化合物は、通常、ポリマー被膜によってカプセル封入され、被膜の大部分を介して拡散することにより放出される。或いは、上記の殺菌化合物は溶解速度の遅い非ポリマー性のマトリクスに埋め込まれ、このマトリクスの母材の一定した溶解性によって経時的に一定量のハロゲン殺菌化合物が放出されるようになっていてもよい。
【００６１】
他の実施形態では、ポイントオブユース型の浄水システムは、媒体層の耐用期間を延ばすために、２．５ＧＰＭ／ｆｔ２未満の面積負荷速度で砒素を除去する少なくとも１つの吸着濾過媒体が備えられる。
【００６２】
さらなる実施形態では、プリーツ加工または繊維束の形成により平坦シートよりも表面積の大きくなっている小孔隙の濾過膜を備える少なくとも１つの吸着濾過媒体を含むポイントオブユース型の浄水システムを提供する。
【００６３】
本発明の方法は、典型的には、殺菌を実現する第１の高レベルになるように殺菌化合物を添加し、その後、ユーザによる摂取の前に、第２の低レベルになるように殺菌化合物を除去することにより実行されるようになっていてもよい。
【００６４】
本発明は、また、汚染物質の除去または水質改善を行う少なくとも１つの濾過媒体を含むポイントオブユース型の浄水システムを提供するものであり、エチレン酢酸ビニルのポリマーマトリクスを介して殺菌化合物の添加をもたらすものである。
【００６５】
さらに、本発明は、汚染物質の除去または水質改善を行う少なくとも１つの濾過媒体を含むポイントオブユース型の浄水システムを提供するものであり、このシステムでは、有益な化合物が、媒体を適切に選択することによって濾過で除去されないように持続放出形態で添加されるようになっている。ポイントオブユース型のシステムは、好ましくは、汚染物質の除去または水質改善を行う少なくとも１つの濾過媒体を有し、有益な化合物がフィルタシステムの最後段にて導入されるようになっている。
【００６６】
例えば、多くの有機化合物は活性炭により除去される。有益な化合物が導入される場合、フィルタにおいて活性炭よりも後段に当該有益な化合物を導入することが有利である。濾過による妨害または取り込みが発生しないように最後段に有益な化合物を導入することが、より好ましい。
【００６７】
砒素用媒体（砒素除去媒体）の寿命を最大化するために、媒体および流量の条件を適切に選択することが要求される。面積負荷速度が媒体層の耐用期間に大きく影響し、より低い面積負荷速度が有利であることが見出された。本発明は、一実施形態において、低い面積負荷速度を補うためにより直径の大きい管を提供して、適正な流量を実現している。面積負荷速度について、製造供給元から得られる典型的な媒体のパラメータは８ＧＰＭ／ｆｔ２である。
【００６８】
試験に基づいて、４ＧＰＭ／ｆｔ２未満（好ましくは２．５ＧＰＭ／ｆｔ２未満）の大変低い面積負荷速度で濾過操作を行うことにより、耐用期間が劇的に延び得ることが見出された。適正な流速を実現するために、５インチ以上の直径を有する特注フィルタを設計した。このアプローチは、粒状水酸化第二鉄、活性アルミナ、粒状酸化第二鉄、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化セリウム、酸化ハフニウム、酸化ランタン、または他の金属酸化物、またはこれらの混合などの希土類材料を含む全ての金属酸化物の媒体および金属水酸化物の媒体とともに機能する。
【００６９】
他の実施形態では、有益な殺菌化合物は、殺菌を実現する第１の高レベルになるように添加され、その後に、ユーザによる摂取の前に第２の低レベルになるように除去される。
【００７０】
さらなる実施形態では、風味、ビタミン、栄養素などの有益な化合物は、媒体を適切に選択することにより、フィルタによって除去されないように持続放出形態で添加される。これに対する第１の代替手法では、有益な化合物は、濾過システムの最後段に導入される。第２の代替方法では、有益な化合物（風味、ビタミン、栄養素など）は、水がフィルタシステムを通過した後、貯水槽またはその均等物内にて持続放出形態で導入される。
【００７１】
他のさらなる実施形態は、ユーザの味覚、嗅覚、または視覚による濾過作用の飽和の決定と、少なくとも２つの媒体（そのうち１つの媒体が有害な汚染物質を除去する）について嵩の多寡の適切な設定と、を含む。
【００７２】
以上、最も実用的且つ好ましい実施形態であると現状考えられる構成と関連させて本発明の説明を行ってきたが、本発明は開示の実施形態に限定されるものではない。本発明は、添付の特許請求の範囲の精神と範囲に含まれる多様な変形構成および均等構成をカバーするよう意図されるものである。
【図１】
2014529497.tif 000003
【図２】
2014529497.tif 000004
【図３】
2014529497.tif 000005
【図４】
2014529497.tif 000006
【図５】
2014529497.tif 000007
【図６】
2014529497.tif 000008
【図７】
2014529497.tif 000009
【図８】
2014529497.tif 000010
【図９】
2014529497.tif 000011
【図１０】
2014529497.tif 000012
【図１１】
2014529497.tif 000013
【国際調査報告】
2014529497.tif 000014
2014529497.tif 000015