(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維あるいはグラスフィルタよりなる第１の層と、イオン交換樹脂よりなる第２の層と活性炭層の第３層と、不織布よりなる第４の層とにて構成された複合フィルタで、前記イオン交換樹脂が陽イオン交換樹脂であり、前記陽イオン交換樹脂にシリカ、アルミナ系の酸性白土のうちの一つを混合したことを特徴とする水処理用複合フィルタ。
【請求項２】
前記第１層、第２層、第３層、第４層を夫々分割した単一のフィルタとし、各単一フィルタを組み合わせた請求項１の水処理用複合フィルタ。
【請求項３】
陽イオン交換樹脂とシリカ、アルミナ系の酸性白土のうちの一つとの混合比が約５０：５０である請求項１の水処理用複合フィルタ。
【請求項４】
前記複合フィルタに供給する水あるいは前記複合フィルタ通過後の水に紫外線ランプを配置して紫外線を照射して殺菌を行うことを特徴とする請求項１、２又は３の複合フィルタを用いた高純度水の製造法。
【請求項５】
浄化すべき水を流入する流入口と、流入した水を流出する流出口とを有する浄化槽と、前記浄化槽内に配置された少なくとも一つの仕切板とを有し、前記仕切板が夫々一方の端が浄化槽の側壁面に固定され他端が浄化槽との間に一定の間隙を設けて前記間隙を通って水が流れるように構成され、隣接する仕切板の各間隙が交互に反対側端部に形成されるようにしたもので、これによって、流入口より流入した水が浄化槽壁面と仕切板との間を通り、前記間隙を通って次の仕切板間または仕切板と浄化槽壁面との間を順次通るように流れる流路を形成し、前記流路中に前記第１、第２、第３、第４の層に対応する各単一フィルターが順に配置された請求項２の水の浄化装置。
【請求項６】
前記浄化槽の他に入口および出口を有し内部に紫外線ランプを配置した殺菌槽を更に備え、前記浄化槽の流出口と前記殺菌層の入口とを接続することにより浄化槽にて浄化された水に残された細菌等の微生物を除去するようにした請求項５の水の浄化装置。
【請求項７】
前記殺菌槽が一端が前記殺菌槽の側壁に固定され他端が殺菌槽壁面との間に一定の間隙を設けて配置された少なくとも一つの仕切板を有し、入口よりの水が殺菌槽壁面と仕切板との間を流れ更に前記間隙を通って仕切板と仕切板との間または仕切板と殺菌槽の側壁面との間を流れるようにした流路を形成し、前記殺菌槽の各流路中に少なくとも一つの紫外線ランプを配置した構成であって、前記浄化槽の流出口より出た水を前記殺菌槽の入口より流入されるように前記流出口と前記入口とを接続した請求項６の水の浄化装置。
【請求項８】
前記殺菌槽の出口付近に有害な微生物を検出する検知器を設け、前記検知器による有害な微生物の有無により紫外線ランプの強度を変化させるようにした請求項６又は７の水の浄化装置。
【請求項９】
前記検出器が波長２００ｎｍ，２６０ｎｍのいずれかの紫外線を用いて有害微生物を検出することを特徴とする請求項８の浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、生物学・生化学的・医学的に安全な高純度の水を得るために用いる複合フィルタおよびこのフィルタを用いての高純度水の製造法並びに装置に関するものである。
【０００２】
本発明は、特に、不純物や有機物等を含む水よりこれら不純物等を除去し、また人体に有害な微生物の殺菌を行って、飲料水等に適した高純度の水を製造するための複合フィルタおよびそれを用いての高純度水の製造法並びに装置に関するものである。
【０００３】
【従来の技術】
わが国は、水資源に恵まれ水質も良好であり、良好な生活水を簡単に利用し得る。
【０００４】
しかし例えば、紛争地域等の劣悪な環境下にて生活する者にとっては、生物的・生化学的に安全な生活水や医療用水を確保すること、しかも簡便な方法にて得られることが極めて重要である。
【０００５】
また、世界各地には紛争地域に関係なく、各種物質に汚染されている水を生活水として利用する地域も存在する。
【０００６】
またわが国においても、災害時等において地域的・一時的とはいえ、生活水として適している高純度の水が不足することがおこり得る。
【０００７】
また、生物学・生化学的に安全な生活水や医療水が容易に得られる地域や国においても、いわゆるバイオテロ等により安全と考えられている生活水・医療水に有害物質や細菌等の微生物が混入されるおそれがある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
前述のような、紛争地域等において、使用可能な簡便な方法にて不純物や有害物を除去し、また細菌類等の殺菌を行うことにより、安全な生活水、医療用水の製造法は知られていない。
【０００９】
また、生活水・医療用水中に有害物や有害な微生物が混入された時、例えば飲料水、医療用水を使用する現場にて有害物の除去や微生物の殺菌を簡単に行い得る方法も知られていない。
【００１０】
本発明は、不純物等の混入された生活水や医療用水として用いるのに不適当な水を高純度水にするために用いられるフィルタを提供するものである。
【００１１】
本発明は不純物等の混入された生活水や医療用水として使用するのに適しない水から簡単に高純度の水を製造する方法および装置を提供するものである。
【００１２】
また、本発明は、細菌類等の微生物にて汚染されている水を簡単にしかも確実に殺菌し得る方法を提供するものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の複合フィルタは、繊維あるいはグラスフィルタよりなる第１の層と、イオン交換樹脂による微生物および無機物質を吸着する第２の層と、活性炭層の第３の層と、不織布よりなる第４の層とより構成されたことを特徴とする。本発明の高純度水の製造法は、前記のような構成の複合フィルタにより不純物等を除去し、また無害化することにより高純度水を製造するものである。
【００１４】
本発明の高純度で生物学・生化学的・医学的に安全な高純度水を製造する方法は、前記の複合フィルタを用いた方法において、濾過前又は濾過後の水に紫外線を照射して微生物の殺菌を行うものである。
【００１５】
また、本発明の複合フィルタは、繊維あるいはグラスフィルタと、イオン交換樹脂を含むフィルタと、活性炭を含むフィルタと、不織布によりなるフィルタとを夫々別個に構成し、各フィルタを交換可能とし、また各フィルタを適宜組み合わせ使用を可能としたものである。
【００１６】
これにより、本発明の複合フィルタは、使用により能力の低下や使用不能になったフィルタを個別に交換し得るため、維持コストを低減させ得る。
【００１７】
本発明の高純度の水を得るための装置は、浄化すべき水を流す流路と、流路中に夫々適宜間隔をおいて配置されている繊維あるいはグラスフィルタ、イオン交換樹脂を含むフィルタ、活性炭を含むフィルタ、不織布よりなるフィルタ等のうちの複数のフィルタを配置したもので、配置されたフィルタを交換可能にしたものである。
【００１８】
本発明の複合フィルタは、前述のようなフィルタ層等の複数の層よりなり、夫々の層が次のような不純物を除去する作用を有している。
【００１９】
まず第１の層である織物よりなる層は、有機物や微生物以外の砂等の不純物を除去する作用を有する。この織物としては、長時間にわたって透水性を良好に保つために、疎水性の繊維素材を用いることが好ましい。
【００２０】
次の第２のフィルタ層であるイオン交換樹脂層は、ウイルスや病原性細菌類の不活性化のためのものである。
【００２１】
また第３の層である活性炭の層は、これによる毒性物質の吸着による除去を目的とするものである。
【００２２】
第４の層である最低層は、コレラ菌、赤痢菌、炭疽菌等の細菌類を吸着除去するための層である。
【００２３】
以上のように、本発明は、複数のフィルタ層よりなる複合フィルタであって、このフィルタを用いることにより、前記のように、第１の層にて水の中に砂その他微細な鉱物、無機物等の微細粒子が混入されている場合これを除去し、第２の層において有害な有機物やウイルス、細菌類を不活性化し無害化し、また第３の層において毒性物質を除去し、更に第４の層において０．５μｍ〜数十μｍの細菌類を除去することが可能になる。
【００２４】
このようにこの複合フィルタを用いた本発明の方法によれば、各層の夫々異なった作用により、水中に含まれている不純物のほとんどを除去することが可能であり、特に人体に有害な物質の除去および無害化が可能になる。
【００２５】
又、本発明の高純度水の他の製造法は、濾過、殺菌すべき原水に高分子凝固剤を混入して不純物を凝固除去した水を複合フィルタに透過させて高純度水を製造するようにした。
【００２６】
この方法によれば、複合フィルタの第１層にては除去し得ないサブミクロンオーダーの砂等の除去が可能になる。
【００２７】
更に本発明の前記フィルタ層を用いての高純度水の製法に加え、その工程の前つまりフィルタ層に不純物が含まれている水を投入する前あるいは工程後の濾過後の水に紫外線を照射することにより、有害な微生物、細菌類をほぼ完全に死滅されることが可能であり、一層安全な高純度の生活水、飲料水、医療用の水を得ることが可能である。この場合、複合フィルタ透過後の水に紫外線を照射すれば、微生物、細菌類は、ほぼ完全に死滅あるいは無害化し得る。
【００２８】
また、本発明の製造法を適用した装置つまり本発明の複合フィルタを用いた高純度水の製造装置は、比較的簡単な構成であって、したがって、いかなる地域や場所において簡単に使用可能であって、しかもほぼ完全に有害物質の除去が可能であり、また有害な微生物の無害化が可能である。
【００２９】
【発明の実施の形態】
本発明の生物学・生化学的・医学的に安全な高純度水を製造するために用いる複合フィルタの実施の形態について述べる。
【００３０】
この、複合フィルタは、図１に示す構成である。図１において、１１は織物よりなる第１の層の除塵フィルタ、１２は第２の層で陽イオン交換樹脂層、１３はステンレススチールメッシュ、１４は第３の層である活性炭層、１５はステンレススチールメッシュ、１６は第４の層である不織布よりなる除菌フィルタである。
【００３１】
次にこの図１に示す複合フィルタの各層の作用およびフィルタ全体の作用について説明する。
【００３２】
本発明において対象とするのは、微粒子状の砂が浮遊しているような劣悪な水質の原水で、したがって最初に砂等の微粒子状物質を除去する必要がある。
【００３３】
このような微粒子状物質のうち、０．０１〜１ｍｍの粒子径の粒子を除去するためには、疎水性の繊維を素材にした例えばポリエステル製の繊維あるいは  グラスフィルタが適している。つまり疎水性の繊維を用いることにより、親水性繊維を用いた場合に比べて、長期にわたり透水効果を良好に保ち得る。
【００３４】
そのため、本発明は、第１の層１１として前記のような除塵フィルタを用いた。
【００３５】
次に第２の層１２としてイオン交換樹脂層を用いることにより、ウイルス類の不活性化が可能になる。
【００３６】
本発明に用いるイオン交換樹脂層として、ＳＯ3Ｈ型のイオン交換樹脂が望ましい。
【００３７】
本発明者の一人は、血液中のＢ型肝炎抗原や後天性ヒト免疫不全症候群ウイルスの不活性化に対しては、ＳＯ3Ｎａ型よりもＳＯ3Ｈ型が有効であることを見出した（高島ほか：日本医科器械学会誌，５６：４９９，１９８６，日本人工臓器学会誌，１８：１３７２，１９８９）。それは、イオン交換樹脂のスルホン酸根とウイルスの表面の蛋白質のアミノ基とが化学結合することにより、ウイルス粒子がイオン交換樹脂にて吸着されて、蛋白質が変性されて不活性化されると考えられる。したがって、天然痘、エボラ出血熱、ラッサ出血熱等のウイルスをはじめ病原性細菌類も同様にその表面が蛋白質の皮膜で構成されており、前記のイオン交換樹脂が有効である。
【００３８】
このイオン交換樹脂は、その性能が低下した場合、０．０１〜０．１規定の塩酸水溶液で洗浄することによって再賦活化が可能であるという利点も有している。
【００３９】
次に、陽イオン交換樹脂の下の層としてイオン交換樹脂の粒子径よりもやや小さいサイズのステンレススチールメッシュ１３を配置し、イオン交換樹脂と活性炭とが混合するのを防止している。
【００４０】
もともと、活性炭（第３の層１４）は、単位重量当りの表面積が大きいほど除臭効果等が大であり、仕様により異なるが通常１０〜１００ｍ2／ｇが浄水器に汎用されている。
【００４１】
本発明は、この効果を利用すると共に、活性炭は分子量が５０〜１０００の化学物質に対し高い吸着除去能を有しており、例えばケミカルテロで使用されるおそれのあるサリン（Ｃ4Ｈ10ＦＯ2Ｐ，分子量、１４０））を始め、通常の毒性物質の分子量は１００〜２００程度であり、活性炭により効率的に除去し得る。
【００４２】
本発明で用いられる活性炭は、粒状炭であっても椰子殻から製造される破砕炭でもよいが、粒状炭の方が単位重量当りの充填率が高く、それにより除去能が高くなる。
【００４３】
既に述べたようにステンレススチールメッシュを挿入することで、その下の層の不織布へのその上層のイオン交換樹脂と活性炭の重量負担を軽減している。
【００４４】
また、最低層１６には除菌能を持たせるために乾燥時の細孔径が１〜２μｍの疎水性のポリエステルあるいはポリエチレンを素材にした不織布を１〜５枚重ねて充填した。
【００４５】
細菌類の大きさは菌種により異なり、コレラ菌は１〜２０μｍ、大腸菌は０．５×１．０〜３．０μｍ、チフス菌は２〜３．０μｍ、赤痢菌は０．５〜０．７×３μｍ、炭疽菌は１×３〜４μｍと考えられる（医科器械学叢書１  滅菌法・消毒法第１集  日本医科器械学会監修，４３〜４６頁）。
【００４６】
例えば不織布の細孔径は、水に接触することにより幾分膨潤することが予想されるが、不織布の素材が疎水性の高分子物質であるため、それ程顕著ではない。
【００４７】
また、その径は細菌類の大きさよりもやや大きいが、不織布を重ねることによって、細菌類が貫通することはある程度防止し得る。
【００４８】
また、上部に配置された陽イオン交換樹脂層を通過する際に大部分の細菌類は吸着除去されるので、不織布の細孔径は、０．５〜１．０μｍ程度で十分である。逆にこれよりも小さい細孔径の不織布を使用すると透水性が低下するため好ましくない。
【００４９】
以上述べた本発明の複合フィルタにおいて、陽イオン交換樹脂（スルホン酸、ＳＯ3Ｈ）は、前述の通り、高い殺菌効果、殺菌ウイルス効果を有する。
【００５０】
しかし、原水中の硬度が高い場合、カルシウムイオンと結合し、失活するおそれがある。
【００５１】
この欠点を解消するためには、陽イオン交換樹脂にゼオライト、シリカ、アルミナ系の酸性白土類のいずれかを混入することが望ましい。このシリカ、アルミナ系の酸性白土類は、その表面がｐＨ１〜５と酸性である。したがって、陽イオン交換樹脂に混合することにより、活性低下を防止することが可能である。
【００５２】
また、ゼオライトは、比表面積が大きく（２０〜１００ｍ2／ｇ）、本発明の複合フィルタにて用いられている活性炭との相乗効果があり、吸着力が向上し、菌等の除去、作用その他が増大する。
【００５３】
以上述べたように、本発明の複合フィルタにおいて、陽イオン交換樹脂に例えばゼオライトを混合する場合、混合比は、自由に変更可能である。つまり、混合比は、陽イオン樹脂が５〜９５に対し、ゼオライトが９５〜５であるが、通常、５０：５０が水の軟水効果も含めて最も望ましい。
【００５４】
本発明の高純度水の製造法は、例えば、図２に示すような構成の装置を用いるものである。
【００５５】
この図において、２１は高純度にする水を流す流路を構成するもので、流路２１には、複合フィルタ２２が配置されている。２３は流路のうちの複合フィルタを透過した水が流れる箇所に、流路２１ａを巻くように螺旋状に配置した紫外線ランプである。
【００５６】
このような構成の装置において、原水を複合フィルタを透過することによって、遊離粒子は極微量になり、細菌類、ウイルス類等病原性微生物がほぼ皆無になり、飲料水等生活用水としては充分な品質が保証される高純度の水を得ることが可能である。
【００５７】
しかし、医療用水として患者の治療等に用いる場合、安全性の面から、無菌であることが確認されてもウイルスの不活性化の判定は容易ではなく、人体に有害な物質のポリリポサッカライド等の発熱性物質を除去する必要がある。
【００５８】
図２に示す、本発明の高純度水の製造法の実施の形態においては、複合フィルタを透過した水に、紫外線ランプよりの紫外線を照射する構成にしてある。
【００５９】
本発明者は、東邦大学医学部との共同研究を含め長年にわたって、紫外線による殺菌効果の研究を行ない、それによる現在までに蓄積してきた多くの微生物に対する紫外線抵抗性の特性をもとに創意検討した結果、水中に含まれる微生物を感染レベルよりも大幅に低下させることが可能であることを見出した。
【００６０】
微生物は、細菌類と真菌類の二つに大別される。これらのうち、細菌類は、グラム染色に対する陽性、陰性、胞子形成の有無等や生理特性により分類される。
【００６１】
これら微生物に対する紫外線抵抗性は、一般的に真菌類の方が細菌類よりも大である。また、細菌類には、芽胞菌類、枯草菌、炭疽菌等が紫外線抵抗性が大である。
【００６２】
しかし、いずれの微生物も直径１０ｃｍのペトリ皿の培地全面を覆っている菌叢の９０％を殺菌するのにそれ程高い照射度は必要なく、最も抵抗性の高い黒カビ（Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ  ｎｉｇｅｒ）であってもたかだか１３２ｍＷ・ｓｅｃ／ｃｍ2であってそれ程高くなく、通常の小型の紫外線灯で容易に到達可能な照度である。一方、細菌類は、サルシニア菌（Ｓａｒｃｉｎａ  ｌｅｔｅａ）が１９．７ｍＷ・ｓｅｃ／ｃｍ2と例外的に高い値である。また、Ｂａｃｉｌｌｕｓ属も比較的高い紫外線抵抗性を持っており、それでも最高値が枯草菌（Ｂａｃｉｌｌｕｓ  ｓｕｂｔｉｌｉｓ）のｓｐｏｒｅ（芽胞）の１２．０ｍＷ・ｓｅｃ／ｃｍ2、枯草菌（Ｂａｃｉｌｌｕｓ  ｓｕｂｔｉｌｉｓ）、炭疽菌（Ｂａｃｉｌｌｕｓ  ａｎｔｈｒａｃｉｓ）では、夫々７．１、４．５ｍＷ・ｓｅｃ／ｃｍ2である。したがって、容器内のすべての個所の照度が２０ｍＷ・ｓｅｃ／ｃｍ2であるならば、水中に含まれる微生物は完全に殺菌される。
【００６３】
このような微生物の紫外線による殺菌作用のうち、構造、性質の異なる様々な種類の微生物に対し最も殺菌作用の強いのは、ＵＶーＣ領域の紫外線であり、その波長域は、２００ｎｍ〜２８０ｎｍであり、特に波長２５４ｎｍの紫外線が殺菌作用が強い。
【００６４】
即ち、炭疽菌のように、その菌体の内部に芽胞を有する細菌類は、例えば院内感染の原因とされる細菌であるメチシリン耐性ぶどう状菌（Ｍｅｔｈｉｃｉｌｌｉｎ Ｒｅｓｉｓｔａｎｔ  Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ  Ａｕｒｏｕｓ，ＭＲＳＡ．）よりも紫外線抵抗性はやや高いが、それでも照度１０ｍＷ・ｓｅｃ／ｃｍ2で１０〜２０秒間でほぼ完全に殺菌されることを確認している。
【００６５】
以上のように、本発明の製造法によれば、複合フィルタを透過させることにより、微生物、細菌類の除去、無害化が可能である。しかし、複合フィルタを透過した水に、微生物等が一部含まれていた場合も紫外線照射により完全に死滅、無害化できる。
【００６６】
図２に示す実施の形態において、流路の周りに螺旋状に配置した紫外線ランプは、その強度等による微生物、細菌類等を完全に死滅させるために必要な紫外線照射時間は決まる。したがって、紫外線ランプの強度に応じて、流路中の紫外線ランプを配置する長さ、流路の径、流路中を流れる水の速さを設定すればよい。
【００６７】
原水に混入する砂等のうち、浮遊しているサブミクロン程度の砂、粘度等の微粒子が含まれている場合、前記複合フィルタの第１層により濾過し得ないことがある。
【００６８】
このような微粒子を除去するためには、原水中にポリアミド等の高分子の凝集剤を投入し、微粒子を凝集沈殿させ、上澄部の水を取り出した後に前記複合フィルタを有する本発明の浄化装置に導入することが望ましい。
【００６９】
図３は、凝集沈殿装置の概要を示す図である。図３において、３１は沈殿槽、３２は原水注入口、３３は添加用の凝集剤、３４は撹拌機、３５は凝集物、３６は凝集物取り出し口、３７は浄化装置への取り出し口である。
【００７０】
図３に示す凝集沈殿装置において原水注入口３２より原水を沈殿槽３１に注入する。これと同時に沈殿層３１にポリアクリルアミド等の高分子凝集剤３３を添加する。これによりサブミクロンオーダーの砂、粘度等は、凝集物３５となり沈殿する。この沈殿物（スラッジ）は、凝集物取り出し口３６より取り出す。一方、凝集物となり沈殿させることにより、上澄み部分２６は、サブミクロンオーダーの微少な砂類が除去された水となり、取り出し口３７より浄水装置へ送られる。
【００７１】
その後は、既に述べた通りの工程により高純度の水が製造される。
【００７２】
図４は、本発明の方法を用いた汚れた水を高純度の水、少なくとも飲料水に適した水にするための装置の実施の形態を示す図である。
【００７３】
この本発明の実施の形態は、図１に示す本発明の複合フィルタが第１〜第４層を夫々ステンレスメッシュにて仕切って一体に配置したものであるのに対して、各層を分割配置したものである。
【００７４】
即ち、図４に示す実施の形態の装置は、図５に示すように第１〜第４層を夫々一つのフィルタとして分離した構成としたもので、後に詳細に述べるように、浄化すべき水の流れ中に間隔を置いて配置したものである。
【００７５】
このように第１図に示す本発明の複合フィルタの第１、第２、第３、第４層を個々のフィルタとして分割することにより次のような各種の利用方法が考えられる。
【００７６】
まず、各フィルタに分割することにより、夫々が交換可能になり、古くなって効率の低下したフィルタを部分的に交換し得る。
【００７７】
更に、同じ役割のフィルタも、使用目的に応じてその効果等の異なるものと交換して使用することが可能になる。
【００７８】
例えば、水質の悪い水を浄化して飲料水として用いる場合、水質の悪化状態に応じてフィルタを使い分けることが好ましい。
【００７９】
例えばあまり水質の悪くない水と、水質の悪い水とでは、フィルタの能力の異なるフィルタを用いることが好ましい。
【００８０】
例えば、砂などの微粒子状物質の除去のための第１層として、微粒子状物質の侵入量や平均の粒子径に応じて、前記の繊維質のフィルタのほかステンレスメッシュの粗さの異なる適当なフィルタを使い分けることができる。
【００８１】
また、イオン交換樹脂層としての第２層は、混入するウイルスの種類や混入度に応じて異なる種類の層を用いることが望ましい。
【００８２】
更に、第３の層である活性炭を混入した層は、前述のように単位重量（又は単位体積）当りの表面積が大であるほど除臭効果が大でありまた有害化学物質の吸着力が大である。
【００８３】
そのために、化学物質の混入量の多い水の浄化には、粒子径の小さい活性炭を混入したフィルタを使用することが望ましい。しかし、粒子径の小さい活性炭を封入したフィルタを使用した場合、水の流れが悪くなり、浄化の効率が低下する。そのため、化学物質の混入量が少ないことが予めわかっている水の浄化の場所等では、無意味に処理時間を長くすることとなり好ましくない。
【００８４】
このように、化学物質による汚染の程度がわかっている場合、それに応じた粒子径の活性炭を用いることが望ましい。
【００８５】
つまり、浄化する水の水質に応じて、使い分けることが望ましい。
【００８６】
このように、粒子径の異なる（粒子径の適切な）活性炭を使用することが望ましい。
【００８７】
又、各層（第１、第２、第３、第４層）共に、使用し続けることにより、不純物の付着等により浄化能力が減少する。そのために交換する必要がある。しかも、すべての層が一体になった図１に示す構成の複合フィルタの場合、一つの層のみが能力が低下しても全体を交換する必要がある。
【００８８】
そのため、前記のように、第１〜第４層を夫々別々のフィルタとすれば、そのうちの一つの交換も可能になり好ましい。
【００８９】
このように本発明の複合フィルタを、複数の各フィルタに分割したものを利用した浄化装置が前述の図４に示す実施の形態である。
【００９０】
図４において、４０は浄化装置、４１は流入口、４２はおよび４３は流路を形成するための仕切り、４４、４５、４６、４７、４８は夫々イオン交換樹脂、活性炭等を混入した各フィルタで、例えば図５に示すようなものである。
【００９１】
つまり、図５に示すように、ステンレス等よりなる枠５１の前後の面５２、５３がステンレスメッシュ等の網が張られた空間５４内にイオン交換樹脂、活性炭を封入してフィルタを構成したものである。５５はフィルタ５０を交換する際に用いる取っ手である。
【００９２】
この浄化装置は、浄化すべき水を流入口より流入させて矢印にて示す流路を流れる間に夫々フィルタ４４、４５、４６、４７、４８を通り、図１に示す第１、第２、第３、第４層を一体化した複合フィルタを通ったと同じ浄化効果が得られる。
【００９３】
このようにして、本発明の複合フィルタを通った水は浄化されて出口４９より装置外へ流れ飲料水等として利用される。
【００９４】
更に、有害な細菌類の混入のおそれのある場合には、出口４９の先に石英管等よりなる流路を形成し、図２に示すように流路の回りに紫外線ランプを配置して紫外線の照射を行なって殺菌すればよい。
【００９５】
この紫外線による殺菌は、図２に示すような構成のほか、図４の浄化装置の出口４９に接続する紫外線ランプを備えた紫外線照射槽を設け、槽内にて紫外線による殺菌を行なうようにしてもよい。
【００９６】
図４に示す本発明の装置において、除去し得ないで残った若干の細菌類等を殺菌して、飲料水として一層安全性の高い装置にしたのが、図６に示す本発明装置の第２の実施の形態である。
【００９７】
この第２の実施の形態の装置は、図６に示す第１の実施の形態の装置に本出願人が開発して既に出願済みの装置を組み合わせたもので、これにより、一体化された装置により、不純物その他の物質等の除去と微生物の除去滅菌とをほぼ完全に行なうことが可能になる。しかも大量の水を効率よく浄化することが可能になる。
【００９８】
この第２の実施の形態である図６に示す装置のうち、Ａの部分が既に述べた図４に示す浄化槽であり、Ｂの部分が紫外線により微生物を滅菌するための装置である。
【００９９】
この紫外線照射槽Ｂは、図４に示すと同じ浄化槽Ａのように仕切り壁６２を設けることにより矢印に示すような流路６３を形成するようにした構成である。そして、この流路６３中に紫外線ランプ６４を配置したものである。
【０１００】
この第２の実施の形態の装置は、浄化槽Ａにて第１の実施の形態にて述べたように、各種の不純物や有害化学物質、微生物が除去される。このようにして浄化された水は、浄化槽Ａの出口４９を出て紫外線照射槽Ｂの部分の入口６１より入り、流路６３を通って流れる。この流路６３を流れる間に、紫外線ランプ６４よりの紫外線の照射により滅菌される。
【０１０１】
このようにして紫外線照射槽Ｂの出口６５より出る水は、極めて高純度で飲料水等として使用する時に極めて安全な水を供給することが可能になる。
【０１０２】
ここで、浄化すべき水に混入する微生物特に細菌類が多いか少ないかにより、紫外線の照射量を変えるのが望ましい。つまり、細菌類の少ない水に、多量の紫外線を照射すると殺菌効果は大であり、確実な殺菌が可能である。しかし、無駄なエネルギーを使用することになる。逆に紫外線照射量が少ないと細菌の混入量によっては、完全に死滅しないため危険である。
【０１０３】
そのため前記出願における水道水の浄化システムのように、検出・監視手段を設けることが望ましい。
次に、前記第２の実施の形態に細菌類等の検出・監視手段を組み合わせた第３の実施の形態について述べる。
【０１０４】
この検出・監視手段は、紫外線照射槽の出口６５よりの流路中又はバイパスした流路中に波長２００ｎｍ、２６０ｎｍ、４００ｎｍのうちのいずれかの光（紫外線）特に波長２００ｎｍの光を用い、微生物による吸収をその吸光度を測定することにより精度が極めて高い測定を可能にし、したがって、微生物の有無の検出ができる。
【０１０５】
また、本発明の発明者は、炭疽菌を含む各種細菌類その他の有毒な微生物は、アルブミンを含むことに、そしてこのアルブミン特有の紫外域での波長の吸収を利用することにより、前記有害な微生物の検出を正確に検出し得ることに着目した。
【０１０６】
図７は、アルブミン水溶液の紫外域における吸収スペクトルを示す図である。この図において（Ａ）は測定に用いたセル自体の吸光度で、セル自体の清浄度のチェックのための測定結果、（Ｂ）はアルブミンの含有量が１４ｐｐｍ（１．４×１０-5  ｇ／ｍｌ）、（Ｃ）はアルブミンの含有量が２．８ｐｐｍ（２．８×１０-6  ｇ／ｍｌ）、（Ｄ）はアルブミンの含有量が０．２８ｐｐｍ（２．８×１０-7  ｇ／ｍｌ）の水溶液における測定結果である。尚、横軸は波長で単位はｎｍ、縦軸は吸光度である。
【０１０７】
この測定結果から明らかなように、アルブミンは、波長２００ｎｍにおいて大きな吸収を示し、また２６０ｎｍ、４００ｎｍにおいても僅かな吸収を示す。
【０１０８】
以上の測定結果からもわかるように、波長２００ｎｍ、２６０ｎｍ、４００ｎｍの波長の紫外線を用い、前記吸光度を測定することによって、有害微生物を極めて正確に検出し得る。特に波長２００ｎｍの紫外線を用いての検出がこの波長における吸光度が高いため望ましい。
【０１０９】
しかし、２００ｎｍの紫外線を用いた場合、感度が極めて高いため、含まれている微生物が極めて微量であって飲料水として用いても全く無害である場合であってもそれを検出する。そのため吸光度のレベルを設定することにより、完全に無害の場合には、水の供給を停止することのないようにすることが望ましい。
【０１１０】
また、検出に使用する波長を感度のあまりよくない（吸光度が小である）波長の２６０ｎｍ、４００ｎｍとの間で適宜切り換えて測定を行なうようにしてもよい。
【０１１１】
図８は浄化システム中の検出・監視部７３の配置例を示す。この図８において、７１は例えば図６に示す装置の出口６５に接続する浄化された水の流路、７２は検出・監視部７３を配置するためのバイパス路で、この図のように、流路７１の水をこのバイパス路７２に導くようにすることが好ましい。そしてこのバイパス路７２中に検出・監視部７３が配置されている。尚、流路７１に直接検出部を設けてもよい。
【０１１２】
図９は、検出・監視部の構成の一例を示す概略図で、８１は重水素放電管で２００ｎｍ〜４００ｎｍの波長域の紫外線を発する。８２は重水素放電管８１よりの光を平行光にするための凹面鏡、８３は重水素放電管８１よりの光を例えば２００ｎｍ、２６０ｎｍ、４００ｎｍのいずれかの光のみを得るためのフィルタ（干渉フィルタ）又は回折格子を用いた分光装置、８４は高速回転する半円形チョッパー、８５は試料水８５ａと超純水８５ｂの石英製セル、８６は集光レンズ、８７はフォトマルチプライヤー等の検出器である。
【０１１３】
図９に示す検出装置は、光源８１として重水素放電管が用いられている。この放電管８１より発する光は、波長が２００ｎｍ〜４００ｎｍの領域である。この重水素放電管８１よりの光（紫外線）は、凹面鏡８２により平行光束となり、例えば２００ｎｍの光のみを透過する干渉フィルタ８３を通って単一波長（２００ｎｍ）の光束となる。続いてチョッパー８４により、図面上側半分と下側半分とを交互に透過する。これにより石英製セル８５のうちの試料水８５ａと超純水８５ｂとを交互に透過し、集光レンズ８６により検出器８７上に達する。この検出器８７よりの交互の出力値である試料水の吸光度Ｉおよび超純水の吸光度Ｉ0をもとに次の式により吸光度Ａが検出される。
【０１１４】
Ａ＝Ｉ／Ｉ0
ここで、Ａの適切な値を選ぶことにより、その値を境界値として微生物等に汚染されているか否かの判断ができる。
【０１１５】
検出に用いる波長としては、前述の図７をもとに述べた理由から２００ｎｍ、２６０ｎｍ、４００ｎｍの紫外線が用いられる。
【０１１６】
波長が２００ｎｍの紫外線を用いて測定した場合、蛋白質（アルブミン）が０．５ｐｐｍの時のＡの値は、約０．０５０である。このＡ＝０．０５０とすると感度が良すぎるため２００ｎｍでＡ＝０．３００が適当である。
【０１１７】
このように、本発明における検出・監視部は、光源の波長２００ｎｍ、２６０ｎｍ、４００ｎｍのいずれかを用い、用いる波長に応じて適切なＡな値を設定し、このＡの値を境界値として微生物の有無の判断を行なうことにより、水道水の安全性の正確な判定が可能になり、紫外線照射部の紫外線量のコントロールにより安全な水道水の利用が可能になる。
【０１１８】
以上述べたように、本発明の装置によれば、本発明の複合フィルタを各層ごとに複数の単一フィルタに分割したことにより、フィルタの交換が容易になり、又水の汚染度等に応じた各フィルタの選択が可能になる。
【０１１９】
【発明の効果】
本発明の複合フィルタは、これを透過した水から、砂等の粒状不純物、微生物、細菌類の除去、無害化され透過した水は高純度の水になる。したがって、この複合フィルタを用いた本発明の高純度水の製造法によれば、劣悪な環境下において、完全な生活水、飲料水は勿論、医療用水を得ることが可能である。
又、本発明の装置は、比較的簡単な構成で、いかなる地域やいかなる箇所にも設置可能であり、効率的に高純度水を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の複合フィルタの構成を示す図
【図２】  本発明の製造法の工程の概要を示す図
【図３】  微粒子の凝集方法を示す図
【図４】  本発明の装置の実施の形態を示す図
【図５】  図４に示す装置にて用いられるフィルタの構成を示す図
【図６】  本発明の装置の他の実施の形態を示す図
【図７】  アルブミンの紫外線波長域における吸光度を示す図
【図８】  本発明の装置で用いる検出・監視部の配置例を示す図
【図９】  本発明の装置で用いる検出・監視部の構成を示す図
【符号の説明】
１      流路
２      複合フィルタ
３      紫外線ランプ
１１    除塵フィルタ
１２    陽イオン交換樹脂層
１３    ステンレススチールメッシュ
１４    活性炭層
１５    ステンレススチールメッシュ
１６    除菌フィルタ
２１    流路
２２    複合フィルタ
２３    紫外線ランプ
３１    沈殿槽
３２    原水注入口
３３    凝集剤
３４    撹拌機
３５    凝集物
３６    凝集物取り出し口
３７    上澄み液取り出し口
４０    浄化装置
４１    流入口
４４、４５、４６、４７、４８    フィルタ
４９    流出口
５１    フィルタ枠
５２、５３    ステンレスメッシュ
５５    取っ手
６４    紫外線ランプ
８１    紫外線ランプ
８３    分光装置
８４    チョッパー
８５    セル
８７    検出器
【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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【図９】
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