(57)【要約】      （修正有）【課題】  非常用貯水槽に貯水した貯水を清澄水化し、非常時に何時でも飲料水およびその他の生活用水に使用できる方法および装置を提供する。【解決手段】  貯水槽１に加工ゼオライト８、酸化チタン１０および木炭９を用いた循環装置を設置し、貯水を循環することにより、加工ゼオライトの機能で有害物を吸着除去およびイオン交換能により重金属を吸着除去し、酸化チタンで有機物を無害な無機質にし、有害菌を殺菌するとともに木炭の浄化機能で臭気を吸着除去する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
非常用貯水槽の水浄化にゼオライトと酸化チタンおよび木炭を用いたことを特徴とする汚濁水の清澄水化方法。
【請求項２】
請求項１のコンクリート水槽がゼオライトを骨材の一部に混合して耐久性を持たせたことを特徴とする製造。
【請求項３】
請求項１の貯水槽の貯水を循環ろ過する装置。
【請求項４】
有害物を吸着除去するゼオライトの形式、構造および使用法。
【請求項５】
有機物を分解する酸化チタンの構造および使用法。
【請求項６】
カルキ臭など、その他の臭気を除去するために、ゼオライトおよび酸化チタンに加えて木炭の使用法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  非常用貯水槽に貯水してある非常用貯水を清澄水化しておき、飲料水など生活用水として何時でも使用可能にしておく清澄水化の方法およびその装置に関する。
【技術背景】
【０００２】  現在、非常用貯水槽は主として火災消火用貯水槽であり汚濁されているため、飲料水など生活用水には使用できないでいる。また、飲料水に使用できる多目的非常用貯水槽は路側には設置されていない。非常時の飲料水用貯水槽は集合住宅や工場や事業体ビルなどに小規模なもので水量が少ないのが殆どであり、目的が限定されているため他に給水することはできない。このため、大規模災害が発生し上水道水が停止したときは、一般住民は飲料水の確保に大変苦慮している。このようなことから飲料水や生活排水として何時でも使用できる非常用貯水槽の設置が強く望まれている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】  大規模災害が発生し公共上水道が停止した時、非常時の飲料水用貯水槽から何時でも清澄水化されている飲料水を供給できる貯水槽およびその装置の製造を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】  前述の課題を解決するための請求項１の発明は、非常用貯水槽に貯水したある貯水を何時でも使用できる飲料水化しておくために、汚濁物の除去にゼオラトと酸化チタンと木炭を用いて清澄水化するものである。その全体システムは図１のとおりである。【０００５】  請求項２の発明は、請求項１を構成する水槽の製造である。水槽の容量は地域の人口密度などを勘案の上、設置計画により決定することになりますが、大人一人当たりの一日の必要水量は概ね２ｌは必要であるが、その他の生活用水を含めると１００乃至２００ｌ程度は必要である。関係する団体と協議し十分な容量とすることが望ましい。【０００６】  コンクリート水槽構造物の骨材の一つとして、ゼオライトを混合することにより、コンクリートの中性化と土壌の酸性化による硫黄硫酸菌や硫黄菌生成による腐食を防止し耐久性を持たせる。このことにより、自然的劣化を減少または防止させるとともに小規模程度の振動による小さい亀裂により徐々に大きい亀裂になっていくコンクリートの脆さを助長する原因となる硫黄硫酸菌や硫黄菌よる浸蝕の度合い速度を低減することができ、耐久性ある貯水槽構造物となり、万一のときへの安全・安心に繋げていくことができます。コンクリートにゼオライトを混合したその水槽の構成は図２のとおりである。【０００７】  請求項３の発明は、貯水槽の貯水を循環ろ過するポンプ式装置である。貯水を循環しゼオライトと光触媒物である酸化チタンと木炭の作用により貯水を清澄水化するものであり動力源として一般の電力又はソーラー発電力を用いる物である。その構成は図３のとおりである。【０００８】  通水するパイプの材質は太陽光をよく通すガラス性のもので、耐久性を持たせた強化ガラスとし、厚さは数ミリ乃至数十ミリ程度のものとし容易に破損しない物とすることが好ましい。【０００９】  ガラスパイプの内面は汚濁物により汚れてくるので、酸化チタンを含侵した塗料をコートする。この場合、太陽光の通過を疎外することになるので薄幕状にコートする。また、酸化チタンを含侵した塗料の効果をより向上させるために、金平糖のようなデコボコになって比表面積を最大限になるような塗料をコートすることが好ましい。また、ガラスパイプの表面もいろいろな埃などの付着により汚れてくるので、前述同様の方法で酸化チタンを含侵した塗料をコートする。【００１０】  請求項４の発明は、有害物を吸着除去するためにゼオライトを用いる物で、貯水を飲料水化しておくための浄化資材として使用するゼオライトは天然ゼオライト、合成ゼオライト、人工ゼオライトまたはその他の加工ゼオライト（以下、加工ゼオライトという）があるが、天然ゼオライトは陽イオン交換能（ＣＥＣ）はそれ程高くなくないが合成ゼオライトはＣＥＣが高い。加工ゼオライトは目的とする物に対応しやすくＣＥＣなどを自由に製造できることが可能であることから本発明では加工ゼオライトが好ましく使用しやすい。【００１１】  加工ゼオライトの種類は廃棄物などや利用が低迷している物やリサイクルした物を用います。加工ゼオライトの形式は抗菌性のある銀型（Ａｇ）又は銅型（Ｃｕ）を用います。陽イオン交換能（ＣＥＣ）は高いほど好ましく、また、微細孔は数オングスト��ームから数十オングストロームと幅のある物が有害物や不要物を吸着除去するのに好ましい。【００１２】  抗菌型加工ゼオライトの機能として、吸着能の機能を活用し、いろいろな有機系カビの繁殖やその他の嫌気性微生物や好気性微生物などの菌類繁殖を防止する。陽イオン交換能を活用し、水槽内にある不要物である重金属類や窒素・リン・カリやその他および、その他の不純物を加工ゼオライトに吸着除去することができる。【００１３】  加工ゼオライトの用いる機能について、貯水槽に貯水する水を一般公共上水道から取り入れる場合、貯水槽内の水流がないときは、消毒に使用している塩素が貯水槽内の下方に沈殿する。このため、一最上水道を補充のときは、自然と下方部分の塩素濃度が上昇するこの塩素濃度の上昇を和らげるために、加工ゼオライトのイオン交換能により高濃度の塩素を吸着除去する。【００１４】  用いる加工ゼオライトの形状について、加工ゼオライトは微粉末状の物から粒状の物があります。微粉末状の物は数ミクロンから数十ミクロン程度の物であるため、何等かの物で包装またはコートする必要などがあります。
▲１▼ポリチレンまたはポリプロピレンまたはポリエステルの微線条物にしたパックの中に入れたハニカム状にした物の中に入れるとよい。この場合、網の目が荒いハニカム状のパック物は加工ゼオライトが網の目を潜り抜ける物があるので、ハニカム状のパック物は微細目の物ほど好ましい。
▲２▼加工ゼオライトの微粉末物を無害物に合成樹脂で表面にコートする方法の物がある。
▲３▼当初から粒状物として製造する方法の物があります。
その形式については、図４．図５．図６のとおりである。【００１５】  請求項５について、請求項４の加工ゼオライトで有害物を吸着除去された物の以外で、吸着能力をオーバーしたもの、または、循環中に酸化チタンの光触媒に接触することにより、酸化チタンの分解能により有機物を分子単位まで完全に分解除去し水清澄水化するものである。用いるチタンのメーカーは特に限定するものではないが、粒径式とするのかネット状の線条式にするのかなどがありますが、取扱いやメンテナンスを考慮するとネット状の物が好ましい。【００１６】  また、酸化チタンの機能として、ウイルスやバクテリアやその他の原虫などのデトリタスを分解除去することができるため貯水はいつまでも清澄水化でき、安心して非常時の給水として利用できる。【００１７】  酸化チタンの用いる構造物として、前述のとおりネット状の物で微毛細状の物で水流と接触する比表面積が大きいほど好ましく浄化作用が強くなります。このため、チタンのネット状の線条網の線径は数ミクロン以下とすることが好ましい。【００１８】  酸化チタンの形状として、前述の数ミクロンの線条網の物を幾重にも重畳した物を螺旋状に循環パイプの中に入れます。このことにより、通水中により多く通水と酸化チタンとの接触が行われることにより、酸化チタンの触媒機能が増加して有害物や不要物の除去が行われます。その構造は図７のとおりである。【００１９】  請求項６の発明は、貯水槽に長期間に亘り貯水しておくと、カルキ臭やその他デトリタス類などの臭気が発生してくるため、これらの臭気を除去するためにゼオライトおよび酸化チタンに加えて木炭の持つ臭気浄化作用を用いるものである。その構造は図８のとおりである。
【発明の効果】
【００２０】  本発明は、非常用貯水槽の貯水を常時浄化し清澄水化しておくために、ゼオライトおよび酸化チタンおよび木炭を用い、貯水槽内を常時循環することにより飲料水やその他の生活用水に何時でも使用可能になり、非常時の給水となり、地域住民は非常時の供えとして安心して生活定住することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】  請求項１について、システムの構築に当り、用水は一最上水道を用いる方法と雨水や河川水や湖沼水または海水の方法がありますが、一般的には一般上水道を確保し貯水することが、使用者にとっては安全・安心感があるため好ましい。しかし、場所によっては、一般上水道を確保し貯水することが難しい場合がある。この場合は、雨水や河川水や湖沼水または海水を用いる方法となりますが、一般上水道に比べてゼオライトや酸化チタンや木炭の量を多く用いることに加えて、飲料水化の場合は、上水道法に則り塩素消毒やその他の有害物や不要物などの除去を貯水槽に流入する前処理を行う必要があります。この前処理のタンクや装置が一般上水道を用いた場合より付加設備が多く必要となります。【００２２】  図１の８の加工ゼオライトおよび９の木炭の取換えを容易にするため、７の循環パイプは脱着可能な物にする。【００２３】  請求項２について、コンクリート骨材の中にゼオライトを混合することについて、前述の自然劣化を減少または防止するために、混合数量はポルトランドセメントの場合、重量比の数パーセントで程度とする。用いる加工ゼオライトの型は、場所により硫酸生成菌が発生しやすいときはアルミニウム型とし、抗菌性を主目的とする場合は銀型または銅型とする。一般補強として用いる場合はカルシウム型とする。【００２４】  請求項３について、循環ろ過する装置の水量は多い物ほど好ましいが、用いる加工ゼオライトおよび酸化チタンおよび木炭の使用量と水量との関係により、また、貯水槽内の汚濁程度との関係により装置の容量を決定することになります。【００２５】  ガラスパイプが何等かの外圧により不用意にまたは容易に破損しないようにするために太陽光が極端に遮蔽しないものでカバーすることが好ましい。【００２６】  貯水槽内の貯水の中には、浮遊物は上方に滞留し、水比重１以下の比較的軽い物は中間付近に滞留し、重金属類は下方に沈殿します。このような貯水濃度を満遍なく循環させて貯水を清澄水化するために、流入循環パイプＢは３本以上の本数とすることが好ましい。この本数は単独設置の方法と給排水ポンプ共用の方法がある。どちらの設備にするのかは設計仕様によります。【００２７】  請求項４について、加工ゼオライトの吸着能については、吸着するための微細孔の大きさは数ミクロンから数百ミクロン乃至は数ミリに至る幅広い加工ゼオライトが有害物や不要物を吸着除去するのに好ましい。このような機能を持つ加工ゼオライトの製造は、単体では困難であることから、数種類の物を混合して用いることが好ましい。【００２８】  また、陽イオン交換能は高いほど有害物や不用物のイオン交換に好ましい。加工ゼオライトの場合ＣＥＣは２００から３００ｍｅｑ／１００ｇ程度の製造が用意であるが、用途により、要望により３００ｍｅｑ／１００ｇ以上の製造可能であることから、費用対効果を勘案し場所にあった物を購入します。【００２９】  加工ゼオライトの材質について、いろいろな石炭灰や製紙スラッジ焼却灰や木質焼却灰やいろいろな化石物からなる物の焼却灰や都市ごみ焼却灰および都市ごみのガラスビン・陶磁器およびいろいろな火山灰やパーライトや天然ゼオライトを改質した物やベントナイトやモンモリロナイトを改質した物などがありますが、本発明はこれらの一つまたは複数の物に特に限定する物ではなく、ゼオライト製造可能な物の全てを対象とする物である。【００３０】  請求項５について、用いる酸化チタンの材質については純度の高いものほど好ましいものであり、特にメーカーを特定するものではない。【００３１】  請求項６について、いろいろな臭気を除去するための加工ゼオライトおよび木炭の設置箇所は循環ガラスパイプの給入口付近からガラスパイプの内部にすることが、貯水を循環させるときにより多く加工ゼオライトおよび木炭に接触します。
【作用】
【００３２】  ゼオライトの機能により有害物を吸着し、イオン交換能に有害重金属や有害イオンなどを除去できる。酸化チタンの機能により有機物を無害無機物に分解する。木炭の機能によりゼオライトおよび酸化チタンに加えていろいろな臭気などを除去する全体機能の強化を助長することができる。これらの資材の機能により、非常用貯水槽に貯水してある貯水は何時でも完全に清澄水化されており、非常時の飲料水やその他の生活用水に利用できる。
【産業上の利用可能性】
【００３３】  火災や地震災害など非常時の時に飲料水や生活用水が不足するため、万一に供えた非常用飲料水などの生活用水の確保は必要であることから産業上の利用可能性は多いにある。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】  非常用貯水槽のコンクリート水槽、加工ゼオライト、酸化チタン、木炭を用いた全体のシステム図。
【図２】  加工ゼオライトを混合したコンクリート水槽の図。
【図３】  貯水を循環ポンプおよびガラス管にゼオライト、酸化チタン、木炭を組み入れた循環装置の全体図。
【図４】  加工ゼオライトの粉末をポリプロピレン等の合成樹脂紙の中に入れたハニカム状の物。
【図５】  加工ゼオライトの粉末を無機質の基材（母体）の表面に合成樹脂バインダーを用いて表面にコートした物。
【図６】  都市ごみガラスビンなどの無機質の表面に加工ゼオライトを生成させた粒状の物。
【図７】  チタン（Ｔｉ：原子番号２２）の金属をミクロン径の線条にしたものを毛線条にし螺旋状にした物をガラスパイプの中に挿入するもの。
【図８】  木炭を合成樹脂繊維のネットの中に入れてガラスパイプの中に挿入するもの。
【符号の説明】
【００３５】  ［図１］
１．貯水槽
２．流入パイプ
３．排出パイプ
４．循環ポンプ
５．排出ポンプ
６．循環ガラスパイプ
７．循環パイプ（ステンレス）
８．加工ゼオライト
９．木炭
１０．チタン
１１．貯水
Ａ．地中
Ｂ．流入パイプ
Ｃ．排出パイプ
［図２］
１．貯水槽
１２．加工ゼオライト混合コンクリート水槽
［図３］
１３．ろ過装置の全体
［図４］
６．加工ゼオライト
１３．ハニカム状物（ポリプロピレン合成繊維物）
［図５］
６．加工ゼオライト
１５．粒状の無機質の基材（母体）に加工ゼオライトをコートした物。
［図６］
６．加工ゼオライト
１６．都市ごみガラスビンの粉砕物などの珪素物を基材（母体）にした物の表面に加工ゼオライトを生成させた物。
［図７］
１０．チタン
１７．チタンネツト
［図８］
７．循環パイプ（ステンレス）
９．木炭
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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