(57)【要約】  既存の配管および／またはパイピングシステム内において用いられる水の化学的および物理的特性を変化させる水処理装置。前記処理装置は、意図される用途と、据え付けの地理的領域における水プロファイルの処理とに合わせてカスタマイズされ得る。
2017535426.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水のインライン処理のための水処理装置であって、
ハウジングと、
第１のフランジユニットおよび第２のフランジユニットと、
大型スクリーンと、
小型スクリーンと、
活性セラミックビード媒体と、
を含む、水処理装置。
【請求項２】
前記ハウジングは、耐久性プラスチック材料から構成される、請求項１の水処理装置。
【請求項３】
前記ハウジングは、
上側ハウジングと、
下側ハウジングと、
前記上側ハウジングと前記下側ハウジングとの間に配置された連結器と、
をさらに含む、請求項１の水処理装置。
【請求項４】
前記上側ハウジングおよび前記下側ハウジングは、前記第１のフランジユニットおよび前記第２のフランジユニットを収容するチャンバをさらに含む、請求項３の水処理装置。
【請求項５】
前記下側ハウジングは、前記大型スクリーンおよび前記小型スクリーンを収容し、前記活性セラミックビード媒体は、前記大型スクリーンと前記小型スクリーンとの間に配置された前記チャンバ内に配置される、請求項３の水処理装置。
【請求項６】
前記第１のフランジおよび前記第２のフランジは、複数の開口部およびバッフルをさらに含み、前記開口部は、希土類磁石を受容するように構成される、請求項１の水処理装置。
【請求項７】
前記希土類磁石は、前記第１のフランジおよび前記第２のフランジを水が通過できるように、ドーナツ形状である、請求項６の水処理装置。
【請求項８】
前記水処理装置は、天然源に由来する水を有効に処理し、前記天然源は、井戸、小川および河川からなる群から選択される、請求項７の水処理装置。
【請求項９】
前記水処理装置は、地方自治体の水施設に由来する水を有効に処理する、請求項７の水処理装置。
【請求項１０】
前記水処理装置は、据え付けの地理的領域における水プロファイルの処理に合わせてカスタマイズされる、請求項７の水処理装置。
【請求項１１】
前記水処理装置は、前記装置を通過する水の物理的および化学的特性を変化させることにより、前記処理水の特性を変化させる、請求項７の水処理装置。
【請求項１２】
前記水処理装置は、処理水中において所望のｐＨ範囲を達成するように、カスタム構成され得る、請求項７の水処理装置。
【請求項１３】
前記水処理装置は、既存の濾過技術と共に用いられるように設計され、これにより、処理水において、有害な汚染物質が除去され、有益な栄養素が向上する、請求項７の水処理装置。
【請求項１４】
水処理装置は、少なくとも４つの処理様態を単一のユニットにおいて含み、前記処理様態は、：
独自の配置構成において構成される希土類磁石と、
活性セラミックビードと、
渦発生器と、
低圧／流量および高水環境を発生させる設計と、
を含む、水処理装置。
【請求項１５】
環境内の水の浸透性を向上させる方法であって、
水処理装置を既存の配管システム内に据え付ける工程と、
前記水処理装置内に水を通過させる工程と、
前記処理水を意図される最終用途のために用いる工程と、
を含む、方法。
【請求項１６】
前記水処理装置は、
耐久性プラスチック材料によって構成されたハウジングであって、上側ハウジングおよび下側ハウジングを含み、前記上側ハウジングおよび前記下側ハウジングは、前記上側ハウジングと前記下側ハウジングとの間に配置された連結器によって組み合わされる、ハウジングと、
前記ハウジング内のチャンバ内に配置された第１のフランジユニットおよび第２のフランジユニットと、
前記下側ハウジング内に配置された大型スクリーンおよび小型スクリーンと、
前記大型スクリーンおよび前記小型スクリーンの間に配置された活性セラミックビード媒体と、
前記第１のフランジおよび前記第２のフランジ内の複数の切り欠き部であって、ドーナツ型の希土類磁石を受容するように構成される、切り欠き部と、
を含む、請求項１５の方法。
【請求項１７】
前記浸透性は、土壌、膜または生物学的システムにおいて向上する、請求項１５の方法。
【請求項１８】
前記装置の据え付けは、地形、農業、住居用システム、家全体用システム、プール、噴水、水盤、蛇口および庭用ホースからなる群から選択されたシステム内にある、請求項１５の方法。
【請求項１９】
前記意図される最終用途は、灌漑、家庭および農業からなる群から選択される、請求項１５の方法。
【請求項２０】
少なくとも１つの連結器によって分離された少なくとも２つの二等分部を含む水処理装置であって、
（ａ）第１のスクリーンおよび第２のスクリーンを含む第１の二等分部であって、セラミックビードのアレイは、前記第１のスクリーンと前記第２のスクリーンとの間に設けられる、第１の二等分部と、
（ｂ）少なくとも１つの層をさらに含む第２の二等分部であって、前記少なくとも１つの層は、少なくとも１つのフランジを含み、前記少なくとも１つのフランジは、前記フランジ内にセットされた磁石の配置構成をさらに含み、前記磁石の配置構成は一連の水流路と共に点在して、これにより、前記少なくとも１つの層の片側から前記少なくとも１つの層の他方の側への水の通過を可能にする、第２の二等分部と、
を含む、装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
Ｗｉｌｌｉａｍ  Ｌｉｚａｌｄｅ，  Ｏｃｅａｎｓｉｄｅ，  ＣＡ  ａｎｄ  Ｊｏｈｎ  Ｂｅｃｋ，  Ｅｓｃｏｎｄｉｄｏ，  ＣＡ
【０００２】
関連出願
本出願は、２０１４年１１月５日に出願された米国仮出願第６２／０７５，４７４号からの優先権を主張する。本明細書中、同文献の内容を参考のため援用する。
【０００３】
発明の分野
本発明は、主に水処理装置に関する。より詳細には、本発明は、１）地形および農業灌漑システム、住居用および家全体システム、ならびに、プール、噴水および他の装飾的な水盤システムの配管内のインライン据え付け、および２）さらなる住居用途のための蛇口および庭用ホースへの取り付けのための水処理装置に関する。
【０００４】
地方自治体の水システムは、化学的、無機物および生物学的汚染物質の許容レベルについての最低限の連邦および州の規格に基づいている。しかし、有害の可能性がある汚染物質のほんの一部しか、これらの規格に記されていない。加えて、これらのシステムは、連邦および州の規格を満たすために、塩素およびフッ化物などの化学物質を水に付加している場合が多い。これらのプロセスおよび水送達に用いられる高圧分配システムは、最良の天然の水源には見受けられない「人工的な」状態を発生させる効果を持つ。
【０００５】
その源に応じて、典型的な水道水は、有害な有機または無機の汚染物質無機物（例えば、鉛、銅、およびストロンチウム）および微生物学的汚染物質（例えば、大腸菌群）を含む場合がある。加えて、水道水は、不適切なレベルの有益な無機物（例えば、心臓血管の健康および強い歯および骨に不可欠なカルシウムおよびマグネシウム）を持つ場合もある。
【０００６】
世界の多数の部分において、飲用、灌漑、娯楽および他の住居用用途のために利用可能な唯一の水源中に、高濃度の「塩」が含まれている。水の塩濃度が高い場合、ずっと高レベルの灌漑を必要とするいくつかの種類の植物にとって有害であり得、土壌状態の劣化、植物の不健全化および農業歩留まりの低下に繋がり得る。硬水の場合も、炭酸カルシウム結晶の層または「スケール」がプールおよび水盤の表面上ならびにプールおよび水盤への水提供に用いられる装備の多様な表面（金属、プラスチックなど）中に蓄積する。このようにスケールが蓄積した場合、これらのシステムの早期劣化および動作効率の低下に繋がり得る。このようなスケールは、他の住居用の水を使用する装置および表面（例えば、シャワー、シンクおよび電化製品）ならびにさらにはこの水を用いて清浄化される表面（例えば、ガラス製品および車両仕上げ）上にも蓄積し得る。
【０００７】
逆浸透（ＲＯ）水精製システムは、地方自治体または他の源からの住居用および農業用の水のさらなる処理を提供するために、広範に用いられる。ボトル入り水も、ほとんどの場合は飲用であるが、ＲＯを用いて処理される。残念なことに、ＲＯの場合、水から全ての無機物（有益な無機物を含む）および抗酸化物質を除去するプロセスとして大量のエネルギーが必要であり、無駄も多くまた有害であるため、水の分子構造およびＰＨバランスが変化し、有害な副生成物も発生する。
【０００８】
我々の体が最良に機能するのは、酸性にもアルカリ性にも傾いていないときである。残念なことに、我々のうちほとんどは、貧弱な食生活、運動不足およびストレスに起因して酸性になっている。酸性またはアルカリ性のレベルは、ｐＨとして知られる値によって測定され、酸性側の０からアルカリ性側の１４の範囲にある。通常の血液のｐＨは、７．３５〜７．４５の範囲にある。食生活、運動不足およびストレスによる酸性化に対処するため、最も有益な飲用水は７．５を超える若干アルカリ性であるべきという通説がある。農業用途の場合、用いられる作物に基づいて異なるＰＨターゲットが必要になる場合がある。
【０００９】
一般的に、適切な無機物バランスの達成、有害な汚染物質の排除および土壌品質の向上は、健康な果物および野菜の成長に有用である。加えて、溶解固形物の大きなクラスターを分解し、塩を溶解することにより、土壌浸透性の向上が達成される。その結果、水が炭酸カルシウムの「クラスト」の層に浸透し、土壌の奥深くに到達して、水および必要な栄養素の送達をより効果的に行うことが可能になる。その結果得られる植物は、水使用量を低減しつつ、より緑濃くかつ高生産性のものになる。
【００１０】
上記を鑑みて、本発明の目的は、本明細書中に記載される所望の特徴と、化学物質（chemicals）またはエネルギーを用いず、廃棄物を発生させず、継続的メンテナンスがほとんど不要でありかつ据え付けエリアにおいて特定品質の水プロファイルを処理するようにカスタマイズが可能である水処理装置を提供するというさらなる利点とを提供することである。
【発明の概要】
【００１１】
本発明は、以下に関する装置である：１）地形および農業灌漑システム、住居用および家全体システム、ならびに、プール、噴水および他の装飾的な水盤システムの配管内のインライン据え付け、および２）さらなる住居用途の蛇口および庭用ホースへの取り付け。
【００１２】
本発明の目的は、天然源（例えば、井戸、小川および河川）に由来する水ならびに地方自治体水を最終使用前に処理することである。
【００１３】
本発明の別の目的は、据え付けの地理的領域における水プロファイルの処理に合わせてカスタマイズされる水処理装置を提供することである。
【００１４】
本発明のさらに別の目的は、処理水の物理的特性および化学的特性双方の変更によりシステム内を通過する水の特性を変化させる水処理装置を提供することである。
【００１５】
本発明のさらに別の目的は、以下の少なくとも４つの処理様態を用いた水処理装置を提供することである：１）独自の配置構成において構成された希土類磁石、２）活性セラミックビード、３）渦発生器、および４）単一のシステム内に低圧／流量および高水量環境を発生させる設計特徴。
【００１６】
本発明のさらに別の目的は、所望のｐＨ範囲を達成するようにカスタム構成することが可能な水処理装置を提供することである。
【００１７】
本発明の別の目的は、適切な濾過技術と共に用いられた際に有害な汚染物質の除去および有益な無機物の向上をもたらすように設計された水処理装置を提供することである。
【００１８】
本発明の別の目的は、植物の水取り込み能力を向上させて灌漑および農業用途における水使用量を低減させる水処理装置を提供することである。
【００１９】
本発明のさらに別の目的は、植物の有益な栄養素の取り込み能力を向上させて、灌漑および農業用途における肥料使用量を低減させる水処理装置を提供することである。
【００２０】
本発明のさらに別の目的は、有害な塩を溶解して流し落として農業生産量を向上させる水処理装置を提供することである。
【００２１】
本発明の別の目的は、土壌、膜および生物学的システム内における水浸透性を向上させる水処理装置を提供することである。
【００２２】
本発明の別の目的は、最低品質の土壌および水に対して最大効果を示す水処理装置を提供することである。
【００２３】
本発明のさらに別の目的は、炭酸カルシウムの濃度が高い水を取り扱うシステムにおいて、硬水スケール形成の速度を低下させる水処理装置を提供することである。
【００２４】
本発明の別の目的は、炭酸カルシウムの濃度が高い水を取り扱うシステムにおいて、先行して堆積した硬水スケール形成を溶解させる水処理装置を提供することである。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
本発明の新規な特徴および本発明そのものは、その構造およびその作用について、添付図面を以下の記載と共に読めば、最良に理解される。以下の記載において、類似の参照符号は類似の部分を指す。
【図１】図１は、本発明の模式図を示す。
【図２】図２は、本発明によって用いられるフランジユニットを示す。
【図３】図３は、図２からのフランジユニットの別の図である。
【図４】図４は、本発明によって用いられる大型スクリーンを示す。
【図５】図５は、本発明によって用いられる小型スクリーンを示す。
【図６】図６は、本発明の組立実施形態を示す。
【図７】図７は、処理水および対照水により土壌（ｇ）から流し落とされた塩の比較を示す。
【図８】図８は、土壌カラム中における土壌種類の関数としての全塩分布を示す。
【００２６】
発明の詳細な説明
図１を参照して、本発明の水処理システムの模式図が図示されている。この水処理システムは、耐久性プラスチック材料から構成されたハウジングからなる。このハウジングは、連結器によって接続された上側ハウジングおよび下側ハウジングをさらに含む。ＰＶＣハウジングは、水処理システムの要素を含む多様なチャンバを封入する。上側ハウジングは、少なくとも第１のフランジユニットおよび第２のフランジユニットを封入する。各フランジユニットは、複数のチャンバをさらに含む。これらのチャンバは、「ドーナツ型の」希土類磁石を高精度設計において受容するように構成される。希土類磁石を受容した後、これらのフランジは、その磁界を伴い、およそ１インチ離隔して対向するように、ユニット内に据え付けられる。第１のフランジ内への磁石配置は、第２のフランジ内の磁石配置と同じであるかまたは異なり得る。下側ハウジングは、少なくとも第１のスクリーンおよび第２のスクリーンを封入し、第１のスクリーンは、前記第２のスクリーンよりも大きな直径を持ち得、上側ハウジングと下側ハウジングとの間の連結器に隣接してより大きなスクリーンが上側ハウジング内に適合する一方、より大きなスクリーンの反対側の端部において下側スクリーンが下側ハウジングに適合する。下側ハウジングは、活性セラミックビード混合物を含む中央チャンバをさらに含む。別の実施形態において、ハウジングは、意図される用途および採用されるシステムに適した任意の耐久性材料から構成され得る。
【００２７】
図２を参照して、少なくとも第１のフランジユニット内の磁石配置が図示されている。ここで、フランジは、磁石を持たないバッフルも含む。好適な実施形態において、フランジ内の複数のチャンバおよび／またはバッフルは、磁石を含む。より好適な実施形態において、磁石の数は、少なくとも９〜２５個の磁石の群から選択され得る。図３を参照して、図２のフランジユニット中の水流路が図示されている。好適な実施形態において、全ての水は、それぞれの「ドーナツ型の」磁石の中央の穴を通過する。少なくとも１つのフランジユニット中の希土類磁石の高精度の配置構成と、２つの対向するフランジユニット間に形成された空間とにより、水の動きおよび磁気渦が発生し、その結果、水の物理的特性（例えば、浸透性および表面張力）を有益に変化させる。水がシステム内を通過する間、活性セラミックビード内において水を連続的に通過させると、水の化学的特性、ｐＨ特性および電磁気特性がさらに有益に変化する。本システムは、複数の様態の水処理（活性セラミックビード、渦発生器および希土類磁石）を単一のユニット内において、大容積の低圧／流量環境において組み合わせたものであり、これにより、水がシステムから退出する際に未処理状態に戻らないように、処理結果が最大化される。
【００２８】
図４を参照して、より大きなスクリーンコンポーネントが本発明の下側ハウジング内に適合している様子が図示されている。図５を参照して、より小さなスクリーンコンポーネントがより大きなスクリーンと反対側の本発明の下側ハウジングの端部内に適合している様子が図示されている。
【００２９】
図６を参照して、住居用、娯楽用または農業用の水供給システムの既存の配管とのインライン据え付け前の、例示的な組み立てられた水処理システムが図示されている。組み立てられた水処理システム内において水が一方向に移動し、先ず上側ハウジングを通じてシステムに進入し、少なくとも２つのフランジユニットを通過した後、連結器を通過し、より大きなスクリーンを通じて下側ハウジング内へ入り、最終的にセラミックビード混合物を通過した後、下側ハウジング内のより小さなスクリーンを通じてシステムから退出する。高圧下において少量の水をシステム内に強制通過させる大多数の水処理システムと対照的に、大量の水が低圧で処理システム内を通過する。意図される用途に適した多様な水流量および／または多様な圧力レベルに対応するように、さらなる実施形態が変更され得る。さらに他の処理システムと対照的に、本発明の水処理は、外部動力または可動部品に依存していない。好適な実施形態において、フランジユニット（磁石付き）、スクリーンおよび活性セラミックビードのサブアセンブリは、別個の取り外し可能な「アクティブセル」ハウジング内に生成される。この「アクティブセル」ハウジング自体は、ハウジング内に適合される。アクティブセルをメンテナンスまたは再配置のために取り外すためには、独自の器具が必要になる。
【００３０】
水処理システムは、用途に応じてスケールアップするように設計される。磁石、活性セラミックビード、フランジおよびチャンバの基本的構成は、サイズに関係無く実質的に同じのままである。ユニットのサイズについては、ユニットが内部に据え付けられるパイプのサイズおよび用途に応じて２インチ、３インチ、６インチ、８インチおよび１２インチの範囲にある。２インチのモデルは、蛇口およびホース取付用ピースを含む。
【００３１】
実施例
膜浸透性試験
実験室条件下において、膜浸透性試験を行った。一定の圧力および２つの異なる流量における処理の前後において、井戸水を逆浸透（ＲＯ）膜（東レＴＭＧ２０−４００）に通過させた。塩分含有量（２ｇ／Ｌ）が比較的高い水を、室温において５０ｐｓｉで送った。通過した水の量を５分毎に１時間にわたって記録した。各実験を３回繰り返した。ＲＯ膜についての規格手順に従って、全実験データデータを正規化した。その結果によれば、表１に示すように、処理水の方がより高い浸透性を示した。水浸透性を、１分当たりの膜を通過する水の正規化量（ｍｌ）の付加圧力に対する比として表した。
【００３２】
【表１】
2017535426.tif 000003
【００３３】
水質
ポンプ、１０ガロンタンク、処理装置（ＷＷＴＳ）および（ＷＷＴＳをバイパスするかまたは通過する）制御弁を含む閉ループシステムにおいて、初期水質実験を行った。４つの異なる水源を用いた（３つの水源は、カリフォルニア州サンディエゴおよびその周辺の井戸からのものであり、第４の水源は、カリフォルニア州エスコンディードの地方自治体水源からのもの）。塩分含有量を、１．０ｍＳ／ｃｍ〜５．４ｍＳ／ｃｍの電気伝導度（ＥＣ）によって測定した。水をＷＷＴＳをバイパスさせて３０分間にわたって循環させた後、初期サンプルを採取した。その後、ＷＷＴＳを含むシステムを１回、３回および９回通過した後、３つのサンプルを採取した。サンプル採取後１〜２時間で、サンプルを実験室内において分析した。
【００３４】
【表２】
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【００３５】
その後、磁石のみを含むかまたは活性セラミックビードのみを含む変更されたＷＷＴＳユニットを用いて水質実験を行った。実験は、３つの異なる種類（ＣＡ、ＴＯおよびＳＰ）のＢｉｏｃｅｒａセラミックボールを別個の変更されたＷＷＴＳユニット中に入れて行った。Ｂｉｏｃｅｒａ社のウェブサイトによれば、同社の活性セラミックビードは、異なる組み合わせの天然無機物を用いて、用途に応じて異なる特性の生成物を生成する。水処理用途においては、活性セラミックビードは、水からの不純物除去を支援し、広範な有益な無機物およびエネルギーを供給する。
【００３６】
実験の目的は、イオン濃度（カチオンおよびアニオン）ならびにｐＨの測定により、ビード処理後の水の化学的特性を決定することであった。
【００３７】
３（３．０）ガロンの水を、流量１５０ｍｌ／分でビード中を通過させた。変更されたＷＷＴＳユニット中のビード量は５３ｃｍ３であり、保持時間は２１．２秒であった。３種類の水（すなわち、蒸留水、地方自治体水および井戸水）について調査した。実験中、水サンプルを採取して、アニオン／カチオン濃度、ｐＨおよびＥＣを分析した。実験と分析との間の時間差についての懸念に起因して、実験を試験所において迅速に行った。分析が遅れた場合、処理水の性質特性変化がすぐに無くなる。
【００３８】
その後の水質実験を、磁石のみを含む変更されたＷＷＴＳユニットに対し行ったところ、水質またはＰＨのいずれにたいしても影響は無かった。蒸留水については、予測通り、最低のＥＣ（２．５〜３．０ｕＳ／ｃｍ）およびｐＨ５．５〜６．５であった。（カルシウムおよびマグネシウムの酸化物から主に構成された）ＣＡ活性セラミックビードのみを含む変更されたＷＷＴＳユニットについて水質を確認したところ、最も変化が大きかった。すなわち、ＣＡビードから典型的なアルカリ性化合物であるカルシウムおよび重炭酸塩が放出されることに起因して、ＥＣは２．８から３１．６ｕＳ／ｃｍまで大きく増加し、ｐＨは９．５に達した。
【００３９】
【表３】
2017535426.tif 000006
【００４０】
処理水については、フッ化物レベルの増加も認められた。ＴＯおよびＳＰビードについては、ｐＨが部分的に低下したものの、カチオン／アニオン含有量の変化は無かった（表３）。セラミックビードについては、地方自治体および井戸水に対する影響はより低かった。ここでも、ＣＡビードはｐＨを増加させたが、塩濃度の変化は、蒸留水に比べてわずかに低下した。ＴＯおよびＳＰビードについては、水の化学的性質に対して有意な影響を全く示さなかった。
実験によれば、ビードは溶存酸素の濃度を低下させたことが分かった（表４）。重要なことに、磁石のみを含む変更されたＷＷＴＳユニットによって処理された水中の溶存酸素の濃度に変化は無かったため、この影響はビードに起因したものであり、また、ビードが磁石と組み合わさることにより相乗作用が発生したものと思われる。
【００４１】
【表４】
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【００４２】
結果を確認したところ、活性セラミックビードは水の表面張力に影響を与えないことが分かった。しかし、ＷＷＴＳで処理した水については、表面張力に顕著な変化が見られた。処理前のサンプル水の表面張力は７１．９６±０．０９ｄｙｎｅｓ／ｃｍであった。処理後は、表面張力は６９．５６±０．０７ｄｙｎｅｓ／ｃｍまで低下した。そのため、完成したＷＷＴＳユニットは、水の物理化学的特性を変化させた。よって、化学的特性にみられた変化はセラミックビードに起因するものであるのに対し、物理的特性の変化は磁石に起因するものであった。処理の結果、溶存ガスは減少し、ｐＨは増加し、表面張力は低下する一方、高ＥＣと同時に水中の塩分含有量が低下し、化学的バッファを持たない水（蒸留水）の塩分含有量は増加した。最終的に、処理後の水は安定性が高まった。
【００４３】
磁界は、水特性に対して顕著に影響することが実証された。その後ＷＷＴＳ中に水を通過させると、水パラメータの安定化において有利である。ＭＴは水の物理的パラメータを変化させる一方、セラミックビードはその化学的パラメータを変化させた。物理的特性が向上した水は、多様な潜在的用途（例えば、灌漑、プール、熱交換器、およびスポットレス水またはＲＯシステム）において有用である。
【００４４】
カラム実験
第１のカラム実験を、高濃度の塩化ナトリウムを有する砂壌土の土壌に対して行った。カラムは、直径６インチであり、長さ３フィートであった。１／２リットルの水（処理済のものまたは生の井戸水（ＥＣ＝２ｍＳ／ｃｍ））をカラム中に注いだ。各カラムは、通過した水を収集するための１ガロンのリザーバを備えていた。１ヶ月継続した実験の前後において、土壌特性を決定した。実験中、図７のカラム１、２および３によって示すように、水を収集し、３回分析した。１０７．０２ｇおよび８３．１２ｇの処理済水および未処理水の状態について、収集した塩の分析結果をグラム単位で示す。
【００４５】
処理済水および未処理水（それぞれ６．４５Ｌおよび６．３６Ｌ）についてカラムの水通過における小さな差はあるものの、処理水の方が、塩を溶解させ、流し出す能力が高かった。
【００４６】
３種類の土壌を用いて第２のカラム実験を行って、土壌パラメータに対する処理水の影響を決定した。土壌は、Ｎａｔｕｒａｌ  Ｒｅｓｏｕｒｃｅ  Ｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎ  Ｓｅｒｖｉｃｅにより、それぞれの流出可能性に基づいて４つの水理土壌グループに分類されている。これら４つの土壌グループをＡ、Ｂ、ＣおよびＤとして示す。グループＡは、一般的に流出可能性が最も低く、グループＤは、流出可能性が最も高い。用いられるグループＡの代表例として、「砂壌土」とした。砂壌土の場合、全体を湿潤した場合も、流出可能性が低く、浸透率が高い。砂壌土は、排水性が非常に高程度、過度に高いものからなり、水通過速度が高い。グループＢを、「シルトローム」によって示した。シルトロームは、全体を湿潤した場合の浸透率は中程度であり、排水性が中程度から高程度であり、中程度に細かく、中程度に粗い土壌から主になる。「シルトクレイ」は、グループＤを示し、浸透率が極めて低く、クレイ土壌から主になり、膨張する可能性が高い。
【００４７】
３つのカラム（対照）に井戸水（表５）を通水し、３つの他のカラムに処理済の井戸水を注水した。直径６インチおよび長さ３フィートのＰＶＣカラム中において、実験を行った。
【００４８】
砂壌土に塩化ナトリウム溶液を追加して、このカチオンに対する処理水の影響を確認するために、そのナトリウム濃度を増加させた。毎日、１／２リットルの水を各カラム中に注入した。１ガロンのリザーバを各カラムの下側に配置して、通過した水を収集した。初期の土壌パラメータを測定した（表６）。
【００４９】
【表５】
2017535426.tif 000008
【００５０】
【表６】
2017535426.tif 000009
【００５１】
実験を１ヶ月にわたって行った。実験開始の前後において、土壌の分析を行った。土壌サンプルを１フィート、２フィートおよび３フィートの深さから採取した。カラムを通過した水についても分析を行った。実験時において、土壌種類に応じて３〜４個の水サンプルを採取した。各サンプルの量を測定し、主要パラメータを決定した（表７）。
【００５２】
【表７】
2017535426.tif 000010
【００５３】
処理水を受容した土壌については、最初の数フィートの深さ（根域）中の塩分含有量がより低かった。３種類の土壌全てにおいて、同様の塩分布の痕跡があった（図８）。処理後の土壌については、深さ３フィート以上においてより高濃度の塩が見られ、対照グループにおける土壌については、根域においてより高濃度の塩が見られた。これらの結果から分かるように、処理水がより多くの塩を流し落としたため、ナトリウム濃度に対して高感度な植物にとってより有利な条件が得られた。土壌中において多様なカチオンの分布が見られた点も興味深い。処理水を受容した最初の数フィートの土壌については、ナトリウムおよび塩化物がより少なく、カルシウムおよびマグネシウムがより多かった。そのため、処理済土壌を対照土壌と比較すると、前者の方がナトリウム吸収率（ＳＡＲ）が低かった。
【００５４】
ＳＡＲは、土壌の浸透レベルを示す。ＳＡＲが３未満であると理想的であり、３〜７の範囲内にあると受容可能である。土壌中に高濃度の塩が存在していた時、第１の排水時においてナトリウムおよび塩化物がより高速に流し落とされた。概要データの比較を表８に示す。
【００５５】
【表８】
2017535426.tif 000011
【００５６】
塩分布に対する処理水の影響は、土壌種類に依存していた。処理水は、高浸透率の土壌に対しては影響が少なく、低浸透率の土壌に対しては影響が大きい。例えば、砂壌土については、対照グループと処理済グループとの間の（排水中の）ナトリウム濃度差は最低であった（４．７％）。それと同時に、砂壌土中のナトリウム濃度は、根域（２６％）中において顕著に低下し、ＳＡＲは６．４６から２．７８へ低下し、農業にとって理想的な結果となった。シルトロームは、（対照グループと比較して）排水中のナトリウムが多いものの、根域中のナトリウムの低下はわずか４．１％であった。すなわち、根域の下側の深さからほとんどのナトリウムが除去された。浸透率が最も低い土壌すなわちシルトクレイについて、最良の結果が得られた。根域中のナトリウムおよび塩化物の濃度の低下はそれぞれ４０％および３８％であり、排水中のナトリウム濃度は対照と比較して１１．６％高かった。よって、これらの結果は、ＷＷＴＳが余分な溶解性の塩を除去するという主張をサポートする。
【００５７】
土壌中の水吸収についても、同様の結果が得られた。高浸透率の土壌の場合、土壌水分の明確な増加は見られなかった。浸透率が中程度の土壌（シルトローム）および低浸透率の土壌（シルトクレイ）については反対の結果が得られており、土壌中の水分含有量の顕著な増加（それぞれ９．１％および２９．８％）がみられた。
【００５８】
処理を行っても、土壌層のｐＨ値は下がらなかった。表９は、異なる深さにおける土壌のｐＨを示す。砂壌土のみについて、ｐＨが低下していることが分かる。シルトロームおよびシルトクレイの場合、３つの深さ全てにおいてｐＨの上昇が見られた。
【００５９】
【表９】
2017535426.tif 000012
【００６０】
植物生理学
実験１−井戸温泉施設
井戸温泉施設実験を、レタスの一種であるロロロッサに対して行った。レタス苗木（植付け後２週間）を、供給業者であるカリフォルニア州のＳａｎ  Ｍａｒｃｏｓ社から購入した。ＷＷＴＳ処理水の植物および土壌パラメータに対する影響を決定するために、３２個の植物を１ガロンポット中において１ヶ月間成長させた。植物を、そのそれぞれの流出可能性（Ａ、Ｂ、ＣおよびＤ）に基づいて分類された４つの異なる種類の土壌（表１０）中において成長させた。ここで、Ａ’は一般的に流出可能性が最も低く、Ｄ’は流出可能性が最も高い。グループＡを「砂壌土」によって示す。グループＢを「シルトローム」によって示す。グループＣを、「砂質クレイ」によって示す。この「砂質クレイ」は、全体を湿潤した場合に浸透率が低く、水の下方移動を妨害する層を備える土壌と、中程度に細かいものから細かいものを含む構造の土壌とから主になる。グループＤを示す「シルトクレイ」は、浸透率が極めて低く、膨張の可能性が高いクレイ土壌から主になる。
【００６１】
【表１０】
2017535426.tif 000013
【００６２】
植物を８本のライン中において成長させた。各ラインは、４つのポットを植物と共に有する。４つのラインは、各種類の土壌の対照グループを含み、これらのラインに未処理の井戸水を注水した。４つの残りのラインは、各種類の土壌の処理グループを含み、これらのラインに同じ処理済の井戸水を注水した。注水前に、井戸水を再循環ループ内においてＷＷＴＳを通じて３０分間ポンプした。最適と思われる水の量である２００ミリリットルの水を毎日各ポットに付加した。一ヶ月後、これらの植物をポットから取り出し、基本的な歩留まりパラメータ（葉の質量（単位：グラム）、葉数、植物高さおよび根の長さ）を評価し、植物組織および土壌中の主要なマクロ栄養素濃度のレベルも評価した。水パラメータを表１１中に示す。
【００６３】
【表１１】
2017535426.tif 000014
【００６４】
結果によれば、ＷＷＴＳ水が注水された植物の基本的な歩留まりパラメータは、４つの土壌のうち３つ（シルトローム、砂質クレイおよびシルトクレイ）において、対照グループよりも高かった。最も多孔性が高くまた最も流出可能性が低い種類の土壌である砂壌土については、対照グループと処理グループとの間に実質的に差は見られなかった。基本的な歩留まりパラメータを表１２に示す。
【００６５】
【表１２】
2017535426.tif 000015
【００６６】
４つの異なる土壌中で成長させた全植物のマクロ栄養素濃度の葉分析を表１３中に示す。顕著なことに、４つのグループ全てにおいて、亜鉛濃度がより高かった。亜鉛は、多数の生物学的プロセスにおいて重要な役割を果たす。亜鉛は、全ての高等植物の通常の成長および再生に欠かせない。加えて、亜鉛は、生理学的成長時において主要な役割を果たし、免疫機能を実現させる。亜鉛は、ＤＮＡの安定化および遺伝子発現のための３００種類を超える酵素の機能にとって極めて重要である。一般的に、亜鉛は、タンパク質の合成、酵素活性化、酸化および再生反応、ならびに炭水化物の代謝において主要な役割を持つとみられている。
【００６７】
【表１３】
2017535426.tif 000016
2017535426.tif 000017
【００６８】
土壌分析（表１４）から、処理グループと対照グループとの間に重要な差があることが分かる。第１に、４つの種類の土壌全てにおいて、ｐＨが増加している。２つのグループ（対照および処理水）の土壌中の塩の合計量を比較したところ、対照グループの方が処理グループよりも塩濃度が低かったことが分かった。先の研究から、ＷＷＴＳ処理の有効性が最高になるのは、土壌のナトリウム含有量が高くかつ浸透性が低いときであることが分かっている。ＷＷＴＳが塩濃度の低い比較的良好な土壌において用いられた場合、ＷＷＴＳ処理の影響は低下する。
【００６９】
【表１４】
2017535426.tif 000018
【００７０】
水生産性を決定するため、さらなる実験を行った。対照および処理の各グループの５個の植物に対し、先行実験において注水した水量の７５％（１５０ｍｌ／植物）を、各グループの５個の他のレタス植物に対し、先行実験において付加された水量の５０％（１００ｍｌ／植物）を１ヶ月間注水した。植物は、砂質クレイ土壌中において成長させた。その後、これらのグループを、先行実験において最適水量（処理および対照）の１００％の注水を１ヶ月間にわたって行った同じ土壌種類のグループについて得られた結果と比較した。２００ｍｌ／植物／日は、植物の注水に最適な量と考えられることに留意することが重要である。１ヶ月後、これらの植物を取り出し、基本的な歩留まりパラメータを再度評価し、植物組織および土壌について化学的分析を行った（表１５、１６、１７）。基本的な歩留まりパラメータを比較したところ、処理水を注水した植物の場合、全注水レベルにおいて歩留まりがより高いことが分かった。
【００７１】
【表１５】
2017535426.tif 000019
【００７２】
【表１６】
2017535426.tif 000020
【００７３】
【表１７】
2017535426.tif 000021
【００７４】
化学的分析から、処理グループの植物中において、ミクロ要素の濃度がより高かったことが判明した。すなわち、注水量を１００％から５０％へ低減したとき、処理グループ中の亜鉛濃度が４６ｐｐｍから７０ｐｐｍへ増加し、マンガンが５３ｐｐｍから１８５ｐｐｍへ増加し、鉄が１２４ｐｐｍから１９８へ増加した。対照グループ中においても増加はみられたものの、それほど有意ではなかった。注水が欠如すると、植物にとって強いストレス要素が発生し、植物は、土壌から溶質をより多く取り込むことにより水の欠如を補おうと試みる。その結果、植物は、より多くの栄養素を取り込む。処理水については、ずっと高い浸透性レベルを示したため、植物の溶質取り込みに必要なエネルギーが少なくなり、その結果、より大きな歩留まりおよびより強い植物が得られる。
【００７５】
土壌分析によれば、処理グループ中により高いイオン濃度がみられた。塩の増加が最終歩留まりに影響しない比較的良好な土壌（ＳＡＲ＜７）を取り扱う際にはあまり有意にならないものの、歩留まりへの影響が高いＳＡＲレベルを含む土壌を取り扱う場合には有意になり得る。処理グループの方がイオン濃度が高かった点から、処理グループからの土壌がより多くの水を保持し（従って、流し落とされるイオンはわずかであり）、土壌中の水分量も対照グループの場合よりも多くなることが分かる。その結果、これらの変化に起因して、植物による栄養素取り込みがより容易になる。
【００７６】
実験２−Ｌｕｃｋｙ  Ｇｒｏｗｅｒs（Ｓａｎ  Ｍａｒｃｏｓ、２０１５年６月、カボチャ）
グリーンハウスによって被覆されたおよそ４５０フィート×４０フィートの実験場を２つの部分に分割した。１つの部分に対して処理済の井戸水を注水し、第２の部分に対して未処理の井戸水（対照グループ、ＮＴ）を注水した。食用カボチャが植付け後２週になったときに、実験を開始した。灌漑（井戸）水のパラメータを表１８に示す。
【００７７】
【表１８】
2017535426.tif 000022
【００７８】
実験の１日目、７日目および３０日目において、土壌および植物の組織サンプルを収集した。実験場全体において成長領域の双方のセクション（ＷＷＴＳおよびＮＴ）から土壌および葉をランダムに収集し、実験場の各二等分部から、全部で２０個の土壌コアおよび２０枚の葉を収集した。最初の３０日間において、実験場の両側（ＷＷＴＳおよびＮＴ）に対して、１０ｇｐｍでの４分間の注水を１日当たり７回行った。付加した水の合計量は２８０ガロンになった。実験場のＮＴ（対照）側へ付加される水に対し、肥料を付加した。肥料は、硝酸塩、リン酸、第一リン酸アンモニウムおよびミクロ栄養素の異なる塩を含んでいた。Ｎ：Ｐ：Ｋ比はおよそ２：１：２であった。実験場の処理側には、肥料を付加しなかった。
【００７９】
土壌分析（表１９）から、実験場のＮＴ部分は、初期において塩濃度がより高かったことが分かる。しかし、塩耐性が高くかつ４．７ｄＳ／ｃｍ未満のＥＣについては影響を受けないカボチャに対しては、塩濃度は有意ではなかった。
【００８０】
【表１９】
2017535426.tif 000023
【００８１】
土壌分析を行ったところ、３０日目における根域におけるナトリウムおよび塩化物の蓄積（ベースラインからの増加）は、未処理水が付加された実験場において、２倍になったことが分かった。未処理領域中の土壌において、溶解性ナトリウムの蓄積は２９７／１６４＝１．８倍であり、溶解性塩化物の蓄積は７１３／３４９＝２．０倍であった（表２０）。これは、処理水によりナトリウム塩化物が植物の根域から流し落とされ、植物にとってより有益な条件が得られたことを示している。
【００８２】
【表２０】
2017535426.tif 000024
【００８３】
【表２１】
2017535426.tif 000025
【００８４】
植物組織（葉）分析（表２２）によれば、対照場と処理場との間において、マクロ栄養素濃度に有意な差はみられなかった。しかし、土壌中の主要栄養素（Ｎ、Ｐ、Ｋ）を比較したところ、実験場の処理済部分に含まれるマクロ要素レベルは、初期においてより低く、現地試験時において徐々に低下した（表２１）ことが分かった。これとは対照的に、未処理の場所においては、マクロ要素の濃度が恐らくは肥料付加に起因して増加した。
【００８５】
【表２２】
2017535426.tif 000026
【００８６】
処理済領域の土壌においては、Ｎ−Ｐ−Ｋ濃度が低いのにもかかわらず、処理水が注水された植物の葉は、マクロ要素またはミクロ要素の不足を全く示さなかった。これは、処理水が注水されたとき、植物が必要な栄養素を比較的貧しい土壌からより容易に取り込んだことを示す。換言すれば、処理水により、取り込みプロセスの効率が増加した。処理水が付与された果実の水含有量についても、対照水が付与された果実との比較を行った。実験場の処理済部分からの果実の場合、未処理領域からの植物と比較して、４．８±０．９％のより多くの水を含んでいたことが分かった。最後に、実験の最後において、実験の最後における対照グループ中の果実の歩留まりが４１箱であるのに対し、ＷＷＴＳによって注水されたグループは５８箱（各箱中に５０個のカボチャが収容されている）であったため、４１％を超える増加が認められた。
【００８７】
実験３−ストーンレジデンス。オレンジの木（Ｍａｙ、２０１５）
実験前に、全てのオレンジの木に対し、地方自治体の水を注水した。実験時において、木を２つのグループに分けた。第１のグループに対しては処理済の井戸水を注水し、第２のグループに対しては未処理の地方自治体水を注水した。水の種類の主要パラメータを以下の表２３に示す。
【００８８】
【表２３】
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【００８９】
【表２４】
2017535426.tif 000028
【００９０】
【表２５】
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【００９１】
２週間後、土壌および植物組織サンプルを収集した。分析結果を表２４および２５に示す。データから分かるように、処理グループ中の土壌ｐＨは５．５６から４．４２まで大きく低下し、それと同時に、いくつかの塩が溶解していた。溶解性イオンの濃度が増加し、抽出可能イオンが低下したため、抽出可能イオン／溶解性イオンの比はカルシウムの場合に８．７から１．７へ変化し、マグネシウムの場合に１４から２へ変化し、カリウムの場合に２から１．３へ変化した。
【００９２】
溶解性のカルシウムおよびマグネシウムの増加により、ナトリウム吸収率（ＳＡＲ）が低下した。処理後、ＳＡＲは低下して、「理想的な」値である１．６５に達した。この最適なＳＡＲにより、土壌浸透性および浸透の速度が高くなる。井戸水のＥＣは地方自治体水よりもずっと高かったにもかかわらず、土壌中のナトリウムおよび塩化物の濃度は、処理グループにおいても対照グループにおいても同様のレベルのままであった。これは、処理水によってナトリウムおよび塩化物が流し落とされたことを示す。処理水が注水された植物においては、亜鉛およびマンガンの濃度はやはり高くなった。植物を視認により観察したところ、葉の色がすぐに変化し、視認できるほど緑色になり、飽和した。マンガンは、光合成に関与するミクロ要素であり、亜鉛と共に葉の色および飽和度に対して直接的影響を持つ。
【００９３】
結論．これらの実験から、以下の重要な結論を導き出すことができる。
１．処理水が注水された植物については、３つの異なる種類の植物（レタス、カボチャおよびオレンジ）全てにおいて、成長率の上昇が認められた。
２．４つの異なる土壌において成長させたレタスに対して実験を行ったところ、処理水が注水された４つの土壌のうち３つの土壌（シルトローム、砂質クレイおよびシルトクレイ）において基本的な歩留まりパラメータがより高くなった。砂壌土におけるレタスの歩留まりは、対照グループから処理グループに、実質的に変化はみられなかった。
３．処理水の物理的特性および化学的特性の変化により、植物の水の取り込みがより効率的になった。水を最初に処理した場合、注水に使用される水量の５０％までの低減がサポートされる。
４．処理水を注水した植物は、重要な植物栄養素（特に、最重要の栄養素の１つである亜鉛）をより効率的に取り込んだ。さらに、処理水全体の５０％および７５％を注水した植物葉に対して化学的分析を行ったところ、より高濃度の他のミクロ要素（例えば、マンガンおよび鉄）が放出された。
５．土壌中の栄養素は低濃度であったのにも関わらず、処理水を注水した植物の場合、マクロ要素またはミクロ要素の不足を全く示さなかったため、処理水を注水した植物の栄養素の取り込み効率が増加したことが判明した。
６．異なる井戸源からの３つの異なるレベルの塩分濃度（１．９、１．６および３．８ｍＳ／ｃｍ）により実験を行ったところ、水の塩分濃度による通常は有害な影響が処理水によって低下したことが判明した。
【００９４】
硬水実験
炭酸カルシウムの形成は、天然環境において発生する一般的なイオン反応であり、我々の日常生活および多様な産業プロセスおよび技術において存在するスケーリングとして知られる問題を発生させる。この反応は単純であるのにも関わらず、固形生成物の特性（例えば、結晶形態、粒径分布、ゼータ電位）には広範なばらつきがある。ＷＷＴＳ処理水の最重要用途の１つとして、スケールの防止および排除がある。
【００９５】
溶液中における磁気処理と炭酸カルシウムとの間の相互作用の正確な仕組みは未だ不明であるものの、以下の仮説が最も確からしい。溶液中において、高濃度の炭酸カルシウムは、炭酸カルシウム結晶（方解石）の形態で溶液から沈殿する傾向となる。結晶形成は、自然発生する異物の炭酸塩粒子の表面に対する「播種」効果を介して発生することが多い。高濃度の炭酸カルシウムによる水中の結晶形成は、硬質の表面（例えば、タイル、石膏、金属およびプラスチック）上に発生することが多い。磁気的処理水は、水中の炭酸塩の平衡に直接影響し、大きな水分子／炭酸塩の複合物を分解する。そのため、処理後、炭酸カルシウムが（硬質の表面上にではなく）溶液中の粒子上に沈殿し、濾過によって除去される。
【００９６】
硬質の表面上の沈殿の抑制に加えて、磁気処理は、先行して堆積した結晶形成も分解、除去する。磁気処理水は表面密度が低いため、壁部と炭酸カルシウムとの間の結合を弱体化させる傾向があり、よって壁部および他の表面から堆積物が大きな塊となって崩壊する。この溶解プロセスは、数日間〜数週間までかかる場合がある。分離した結晶を濾過によって捕捉しおよび／または徐々に磁化水中に溶解させることにより、水中のカルシウム濃度およびアルカリ性ｐＨレベルがより高くなる。
【００９７】
この実験は、類似する２つの水循環ユニット内において行った。これら２つの水循環ユニットのうち、１つは処理水を含み、他方は処理水を含まなかった。潜水可能なポンプを、２つの水タンク（２０ガロン）の底部に取り付けた。再循環ループは、ＰＶＣパイプから作製した。地方自治体からの７ガロンを各タンクへ付加し、流量３ｇｐｍでポンピングした。実験終了時における各ユニット中の炭酸カルシウムスケールのレベルを測定するために、双方のシステムのループ中に５ミクロンフィルタを取り付けた。ｐＨを７．０〜７．５の範囲そして塩素濃度を０．８〜１．５ｐｐｍの範囲（ほとんどのスイミングプールおよび水盤における平均的範囲）を保持するために、塩酸および塩素化溶液を毎日タンクへ付加した。水の再循環を連続的に５００時間行った。水サンプルを毎日採取して、ＥＣ、ｐＨおよび塩素濃度について確認した。実験の開始時および終了時において、アニオンおよびカチオンの濃度を確認した。異なる面積、サイズ、表面およびスケール濃度の古いスイミングプール表面の５つの異なるピースを各タンクの底部上に配置した：１）施釉タイル、２）緑色の石膏、３）白色の石膏、４）青色の石膏、および５）小石（表２６）。
【００９８】
【表２６】
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【００９９】
これらのピースに対し、実験前および実験後に目視検査を行った。以下の結果が得られた。
１．石膏ＩＩＩの表面は、処理前は青色〜緑色を帯びた色であったが、処理後は処理水中において青色になった。対照サンプルは変化無しであった。
２．石膏ＩＩの表面は、処理ユニット中においてより白色に近づいた。
３．施釉タイルは、より青みを帯び、清浄になった。
４．緑色の石膏は変化無しであった。
５．黒色の小石は、より明るく、清浄になった。
一般的に、目視検査は、処理水はスケール形成を低減させ、既存の結晶沈殿を除去するという仮説を裏付けた。
【０１００】
実験前および実験後に、水化学的パラメータを測定した。処理グループを対照グループと比較すると、カルシウム濃度が４２％高かった。これは、表面上の炭酸カルシウムスケーリングが抑制され、先行の表面堆積物が溶解したという仮説を裏付ける結果である。処理ピースおよび対照ピース双方の表面上のカルシウム濃度の相対レベルを決定するために、それぞれの小片（１６ｃｍ２）を１ｍｌのＨＣｌ（１：１）で清浄した後、蒸留水により５０ｍｌに希釈した。蒸留水溶液中のカルシウム濃度をイオンクロマトグラフィによって決定した（表２７）。
【０１０１】
【表２７】
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【０１０２】
処理グループからの全ての表面のカルシウムレベルは、対照グループよりもずっと低かった。多孔性が最も低い表面上において最大の低減となる１０％〜３００％にわたる低減がみられた。
【０１０３】
５ミクロンフィルタを（１Ｌの蒸留水の）超音波浴中に２０分間配置して、表面から固形粒子を除去した。除去されたほとんどの粒子は、本質的に有機物であり、表面上にも水中にも炭酸カルシウム結晶はみられなかった。処理グループにおいて用いられたフィルタは、カルシウム濃度が対照グループよりも高かった（それぞれ１４．１ｍｇおよび１２．０ｍｇ）。
【０１０４】
データから分かるように、処理水は、未処理水よりも強い溶媒である。多様な表面上におけるカルシウム濃度の低減と、それと同時に発生する処理ユニットの水中のカルシウム濃度の増加とから分かるように、処理水は、硬質表面上のスケール堆積の沈殿を抑制し、先行して堆積した結晶形成を除去する。先行堆積物の除去速度は、表面の多孔性に依存する。
【０１０５】
本発明の実施形態は、１）地形および農業灌漑システム、住居用および家全体システム、ならびに、プール、噴水および他の装飾的な水盤システムの配管内のインライン据え付け、および２）さらなる住居用途のための蛇口および庭用ホースへの取り付けのための装置を提供する。
【０１０６】
本発明の一実施形態は、水の前記インライン処理のための水処理装置を提供する。前記水処理装置は、
ハウジングと、
少なくとも第１のフランジユニットおよび第２のフランジユニットと、
少なくとも大型スクリーンと、
少なくとも小型スクリーンと、
活性セラミックビード媒体と、
を含む。
好適な実施形態において、前記ハウジングは、耐久性プラスチック材料から構成される。
【０１０７】
さらなる好適な実施形態において、前記フランジユニット、前記スクリーンおよび活性セラミックビードは、別個の取り外し可能な「アクティブセル」ユニット中に封入される。「アクティブセル」ユニットそのものは、前記ハウジング中に適合される。「アクティブセル」ユニットをメンテナンスまたは再配置のために取り外すためには、独自の器具が必要になる。
【０１０８】
本発明の別の実施形態において、前記ハウジングは、
上側ハウジングと、
下側ハウジングと、
前記上側ハウジングと前記下側ハウジングとの間に配置された連結器と、
をさらに含む。
【０１０９】
本発明のさらに別の実施形態において、前記上側ハウジングおよび前記下側ハウジングは、チャンバをさらに含む。好適な実施形態において、前記上側ハウジングの前記チャンバは、前記水処理装置の多様な要素（例えば、前記第１および第２のフランジユニット）を含むように構成される。別の好適な実施形態において、前記下側ハウジングの前記チャンバは、前記より大きなスクリーン、前記より小さなスクリーンおよび活性セラミックビード媒体を含むように構成される。前記活性セラミックビード媒体は、前記より大きなスクリーンとより小さなスクリーンとの間に配置されたチャンバ内に配置される。
【０１１０】
本発明のさらに別の実施形態において、前記第１のフランジおよび前記第２のフランジは、複数の開口部およびバッフルをさらに含む。前記開口部は、高精度設計における「ドーナツ型の」希土類磁石を受容するように構成される。前記バッフルは、前記第１のフランジおよび前記第２のフランジ中を水が流れるように構成される。好適な実施形態において、前記第１のフランジ内の前記磁石配置は、前記第２のフランジ内の前記磁石配置に対向する。
【０１１１】
より好適な実施形態において、前記フランジは、複数の開口部を含み得る。各開口部は、希土類磁石を受容する。これらのフランジは典型的には、厚さ１／２インチの透明なポリカーボネートプラスチックから生成される。他の適切な材料（すなわち、エポキシレジン）も利用可能であるが、ポリカーボネートプラスチックは、水処理システム内に発生する力に耐える能力があるため、好適な材料である。
【０１１２】
本発明のさらなる実施形態において、前記活性セラミックビード媒体は、ＦＤＡによる認可を受けた民間供給業者からの任意の適切なセラミック濾過媒体を含み得る。好適な実施形態において、前記セラミックビード媒体は、前記水処理システムを通過する水に所望の向上を付与することが可能なビードの最適な混合物を含み得る。さらなる好適な実施形態において、最適な混合物は、局所的水プロファイルの試験処理からの実験結果により、決定され得る。最も好適な実施形態において、最適な媒体は、処理すべき水の最終用途（すなわち、灌漑、家庭用または農業）に基づいて選択され得る。
【０１１３】
本発明の別の実施形態において、前記水処理装置は、天然源（例えば、井戸、小川および河川）に由来する水ならびに地方自治体の水を最終使用の前に処理し得る。
【０１１４】
本発明のさらなる実施形態において、前記水処理装置は、据え付けの前記地理的領域における前記水プロファイルの処理に合わせてカスタマイズされ得る。
【０１１５】
本発明のさらに別の実施形態において、前記水処理装置は、前記処理水の前記物理的特性および化学的特性双方を変化させることにより、システムを通過する水の特性を変化させる。
【０１１６】
本発明の別の実施形態は、以下の少なくとも４つの処理様態を用いた水処理装置を提供する：１）独自の配置構成において構成された希土類磁石、２）活性セラミックビード、３）渦発生器、および４）単一のシステムにおいて低圧／流量および高水量環境を発生させる設計特徴。
【０１１７】
本発明のさらに別の実施形態において、前記水処理装置は、所望のｐＨ範囲を達成するように、カスタム構成され得る。
【０１１８】
本発明の別の実施形態は、適切な濾過技術と共に用いられた際に有害な汚染物質の除去および有益な無機物の向上をもたらすように設計された水処理装置を提供する。
【０１１９】
本発明のさらに別の実施形態は、植物が水を取り込む能力を向上させる水処理装置を提供し、これにより、灌漑用途および農業用途における水使用量が低下する。
【０１２０】
本発明のさらに別の実施形態は、植物が有益な栄養素を取り込む能力を向上させる水処理装置を提供し、これにより、灌漑用途および農業用途における肥料の使用量が低減する。
【０１２１】
本発明のさらに別の実施形態は、有害な塩を溶解して流し落とす水処理装置を提供し、これにより、農業作物の向上に繋がる。
【０１２２】
本発明の別の実施形態は、土壌、膜および生物学的システム内への水の浸透性を向上させる水処理装置を提供する。
【０１２３】
本発明のさらに別の実施形態は、最低品質の土壌および水に対して最大の効果を示す水処理装置を提供する。
【０１２４】
本発明のさらに別の実施形態は、高炭酸カルシウム濃度の水を取り扱うシステム中の硬水スケール形成の速度を低下させる水処理装置を提供する。
【０１２５】
本発明の別の実施形態は、高炭酸カルシウム濃度の水を取り扱うシステム中の先行して堆積した硬水スケール形成を溶解する水処理装置を提供する。
【０１２６】
本発明のさらなる実施形態は、少なくとも１つの連結器によって分離された少なくとも２つの二等分部を含む水濾過装置を提供する。この装置は、
（ａ）第１のスクリーンおよび第２のスクリーンを含む第１の二等分部であって、セラミックビードのアレイは、前記第１のスクリーンと前記第２のスクリーンとの間に設けられる、第１の二等分部と、
（ｂ）少なくとも１つの層をさらに含む第２の二等分部であって、前記少なくとも１つの層は、少なくとも１つの膜を含み、前記少なくとも１つの膜は、前記膜内にセットされた磁石の配置構成をさらに含み、前記磁石の配置構成は、一連の水流路と共に点在し、これにより、前記少なくとも１つの層の片側から前記少なくとも１つの層の他方側への水の通過が可能になる、第２の二等分部と、
を含む。
【０１２７】
上記実施形態の詳細は、例示目的のためのものであり、本発明の範囲を限定するものとして解釈されるべきではないことが理解されるべきである。本発明のいくつかの実施形態について上記において詳述してきたが、当業者であれば、これらの例示的実施形態において多数の改変例が本発明の新規な教示内容および利点から実質的に逸脱することなく可能であることを容易に理解する。よって、このような改変例は全て、前記変更された実用出願および添付の特許請求の範囲中にさらに規定された本発明の範囲内に含まれるものである。さらに、いくつかの実施形態、特に好適な実施形態の利点全てを達成していない多数の実施形態が想起され得るが、特定の利点の欠如は、そのような実施形態が必ず本発明の範囲外にあることを意味するものとして解釈されるべきではない。
【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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【国際調査報告】
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