(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の配管を介して流入した水中の懸濁物質を除去する砂濾過器と、
前記砂濾過器内から第２の配管を介して送出された前記水を分離膜に通過させることにより当該水を浄化する分離膜装置と、
前記第２の配管を介して送出された前記水の一部にオゾンを混合して当該砂濾過器内に前記第１の配管を介して再び送給するオゾン混合手段と、
前記分離膜装置内に流入した前記水の一部を前記分離膜に通過させずに前記砂濾過器内に前記第１の配管を介して再び送給するクロスフロー手段と、
前記砂濾過器内の上流部に配備され、第１の口が前記第１の配管に連結し、第２の口が当該砂濾過器内と連通し、第３の口が不純物を外部に排出する第３の配管に連結する三方弁と、
前記砂濾過器内の下流部に配備され、第１の口が前記第１の配管に連結し、第２の口が当該砂濾過器内と連通し、第３の口が前記第２の配管に連結する三方弁と
を備えていることを特徴とする浄水装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、浄水装置に関し、特に、貯水槽やプールなどの水を浄化する際に適用すると有効なものである。
【０００２】
【従来の技術】
貯水槽などの水を浄化する従来の浄水装置の概略構成を図２に示す。
図２に示すように、貯水槽１内の水１００は、ストレーナ３１を介してポンプ３２で汲み上げられ、精密濾過膜（Ｍｉｃｒｏｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ：ＭＦ膜）や限外濾過膜（Ｕｌｔｒａｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ：ＵＦ膜）などの分離膜３３ａや、抗菌性を付与した銀着セラミックスフィルタなどの各種のフィルタ３３ｂや、活性炭３３ｃなどを各種組み合わせた固液分離器３３を通過させられた後、滅菌器３４から次亜塩素酸ナトリウム等を注入されてから、浄化水として利用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前述したような従来の浄水装置では、固液分離器３３の分離膜３３ａやフィルタ３３ｂなどが浄化中に目詰まりを起こしてしまうため、運転を一時中断して、分離膜３３ａやフィルタ３３ｂ等のカートリッジ交換や分解洗浄またはエアや水による逆洗を行わなければならず、手間が非常にかかってしまうだけでなく、効率が悪かった。
【０００４】
具体的には、例えば、孔径が１μｍ、０．５μｍ、０．１μｍの三重フィルタで構成された固液分離器において、１０ヵ月間放置した学校プールの水を浄化処理した場合、処理水量１０ｍ３  でフィルタが目詰まりを起こし、処理流量が初期の１／３となり、約１０時間ほどでカートリッジ交換が必要となってしまうのである。
【０００５】
また、上述したような固液分離器３３では、空気等からの汚染により一般細菌が検出されることがあり、処理水を無菌状態で扱うことが困難であるため、水の安全性確保に多大な手間を要してしまう。
【０００６】
このようなことから、本発明は、水を効率よく浄化しながらも水の安全性確保の容易な浄水装置を提供することを目的とした。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するための、本発明による浄水装置は、第１の配管を介して流入した水中の懸濁物質を除去する砂濾過器と、前記砂濾過器内から第２の配管を介して送出された前記水を分離膜に通過させることにより当該水を浄化する分離膜装置と、前記第２の配管を介して送出された前記水の一部にオゾンを混合して当該砂濾過器内に前記第１の配管を介して再び送給するオゾン混合手段と、前記分離膜装置内に流入した前記水の一部を前記分離膜に通過させずに前記砂濾過器内に前記第１の配管を介して再び送給するクロスフロー手段と、前記砂濾過器内の上流部に配備され、第１の口が前記第１の配管に連結し、第２の口が当該砂濾過器内と連通し、第３の口が不純物を外部に排出する第３の配管に連結する三方弁と、前記砂濾過器内の下流部に配備され、第１の口が前記第１の配管に連結し、第２の口が当該砂濾過器内と連通し、第３の口が前記第２の配管に連結する三方弁とを備えていることを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明による浄水装置の実施の形態を図１を用いて説明する。なお、図１は、浄水装置の全体概略構成図である。
【００１０】
図１に示すように、貯水槽１内には、当該貯水槽１内の水１００をストレーナ２を介して吸い上げる水中ポンプ３が配設されている。水中ポンプ３は、主に懸濁物質（約２０μｍ以上）を除去する砂濾過器５内の上流部に配備された三方弁６の口６ａに配管４を介して連結されている。この三方弁６は、口６ｂが砂濾過器５内と連通し、口６ｃが配管８を介して前記貯水槽１内に連絡している。
【００１１】
前記砂濾過器５内の下流部には、三方弁７が配備されている。この三方弁７は、口７ａが当該砂濾過器５の外側の耐オゾン性を有する渦流ポンプからなるブースタポンプ１５の受入口に配管１０を介して連結され、口７ｂが砂濾過器５内と連通し、口７ｃが配管９を介して前記配管４に連結されている。
【００１２】
前記配管１０の途中には、配管１１の一端が連結されている。配管１１の途中には、オゾン発生装置１２が連結されている。配管１１の他端は、耐オゾン性を有する渦流ポンプからなる吸引混合ポンプ１３の吸引口に連結されている。吸引混合ポンプ１３の送出口は、前記配管４の前記配管９との連結部分よりも上流側に配管１４を介して連結されている。なお、本実施の形態では、配管１１，１４、オゾン発生装置１２、吸引混合ポンプ１３などによりオゾン混合手段を構成している。
【００１３】
前記ブースタポンプ１５の送出口は、不純物（０．２μｍ以上）の除去を行う耐オゾン性を有するアルミナ製の精密濾過膜などの分離膜１７ａを備えた分離膜装置１７の上流部に配管１６を介して連結されている。この分離膜装置１７の上流部には、クロスフロー手段となる配管１８の一端が連結されている。配管１８の他端は、前記配管４の前記配管１４との連結部分よりも上流側に連結されている。上記分離膜装置１７の下流部は、アルデヒド類やトリハロメタン前駆物質などの低分子量の有機物質を吸着除去する活性炭装置２０の上流部に配管１９を介して連結されている。活性炭装置２０の下流部には、配管２１が連結されている。配管２１の途中には、次亜塩素酸ナトリウム等を注入する滅菌器２２が連結されている。
【００１４】
このような浄水装置を用いた浄水方法を次に説明する。
まず、砂濾過器５内の三方弁６の口６ｃを閉じるように口６ａ，６ｂを連通させると共に、三方弁７の口７ｃを閉じるように口７ａ，７ｂを連通させておく。次に、貯水槽１内の水１００をストレーナ２を介して水中ポンプ３で吸い上げると、当該水１００は、配管４を介して三方弁６の口６ｂから砂濾過器５の上流部内に流入し、当該砂濾過器５内を流通して主に懸濁物質（約２０μｍ以上）を除去されながら三方弁７の口７ｂから配管１０内に流入する。
【００１５】
配管１０内に流入した水１００の一部は、配管１１内に流入し、オゾン発生器１２からオゾンを供給されて吸引混合ポンプ１３で当該オゾンと混合された後、配管１４を介して前記配管４に戻されて砂濾過器５の上流部内に再び送給されることにより、オゾンの酸化分解作用および殺菌作用で砂濾過器５内の有機物質の酸化分解や殺菌等を行う。つまり、砂濾過器５をオゾン水で殺菌等すると共に、当該殺菌等にあたって、上記砂濾過器５で懸濁物質を除去した水１００の一部を利用するようにしたのである。
【００１６】
一方、配管１０からブースタポンプ１５により配管１６を介して分離膜装置１７の上流部に送給された水１００は、当該分離膜装置１７内を流通して不純物を除去されると共に、前記オゾンの化学的作用および殺菌力等により、当該分離膜装置１７の目詰まりの原因となる有機物質を酸化分解しながら分離膜１７ａの消毒等を行う。
【００１７】
さらに、上記分離膜装置１７の上流部に流入した上記水１００の一部は、当該分離膜装置１７の分離膜１７ａを流通することなく配管１８内に流入し、当該分離膜装置１７の外部に送出されて前記配管４内に流入し、貯水槽１および前記配管１４からの水１００と共に砂濾過器５内に再び送給される、すなわち、還流されることにより、当該分離膜装置１７内にクロスフローを生じさせ、当該クロスフローによる水流の物理的作用で当該分離膜装置１７の分離膜１７ａの目詰まりが除去される。つまり、オゾンを含有する水１００を分離膜装置１７内でクロスフローさせることにより、水１００の不純物を除去しながら分離膜装置１７内の分離膜１７ａの目詰まり除去および殺菌等をできるようにしたのである。
【００１８】
このようにして分離膜装置１７で不純物を除去された水１００は、配管１９を介して活性炭装置２０内に送給されて有機物質等を吸着除去された後、配管２１に流入し、滅菌器２２から次亜塩素酸ナトリウム等を注入されることにより、浄化水として利用される。
【００１９】
以上のようにして水１００の浄化運転を所定期間行ったら、前記三方弁６の口６ａを閉じて口６ｂ，６ｃを連通させるように当該三方弁６を操作すると共に、前記三方弁７の口７ａを閉じて口７ｂ，７ｃを連通させるように当該三方弁７を操作すると、ストレーナ２を介して水中ポンプ３で吸い上げられる貯水槽１内の水１００が配管４を介して配管９内に流入し、三方弁７の口７ｃから砂濾過器５の下流部内に流入し、当該砂濾過器５内を上流部へ向かうように逆流しながら三方弁６の口６ｂから配管８内に流入し、貯水槽１内に再び戻されることにより、砂濾過器５は逆洗されて内部に蓄積されてしまう不純物が外部に排出される。
【００２０】
したがって、このような浄水装置によれば、水１００を浄化しながら砂濾過器５の殺菌および分離膜装置１７の目詰まり防止や殺菌等を行うことができるので、水１００を長時間にわたって効率よく浄化しながら水１００の安全性を容易に確保することができる。このため、このような浄水装置をプール等の浄水の際に適用すれば、プールの水に投与する殺菌用塩素系剤の使用量を大幅に削減することができ、プールの維持管理にかかるコストを大幅に低減することができると共に、維持管理の省人化を図ることができる。
【００２１】
このような浄水装置の効果を確認するため、約一年間放置した屋外防火水槽の水の浄化試験を行ったところ、分離膜装置に流入させる水量当たりのオゾン注入量を２ｍｇ／リットルとし、水を１ｍ３  ／ｈの流量で処理した場合には、保健所の水質分析一般項目に適合して飲料可能な評価の浄化水を得ることができた。また、この確認試験の際、分離膜装置の分離膜を通過する水の量が試験開始後５０時間経っても変化せず、その後も長時間連続運転することができ、飲料可能な水質を維持することができた。
【００２２】
なお、本実施の形態では、吸引混合ポンプ１３に耐オゾン性を有する渦流ポンプを適用したが、当該吸引混合ポンプ１３に代えて、耐オゾン性を有する通常のポンプとエジェクタとを組み合わせたものを用いることも可能である。
【００２３】
また、本実施の形態では、分離膜装置１７の分離膜１７ａの単位面積時間当たりの通過水量を十分に確保するため（２ｍ３  ／ｍ２  ・ｈ）にブースタポンプ１５を使用したが、分離膜装置１７の分離膜１７ａの種類等によって、砂濾過器５の送出口部分での残圧でも分離膜装置１７の分離膜を通過させることができる場合にはブースタポンプ１５を省くことも可能である。
【００２６】
【発明の効果】
本発明による浄水装置では、水の浄化処理を行いながら分離膜装置の分離膜を殺菌すると共に、分離膜の目詰まりを防止することができるので、水を長時間にわたって効率よく浄化しながら水の安全性を容易に確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による浄水装置の実施の形態の全体概略構成図である。
【図２】従来の浄水装置の一例の全体概略構成図である。
【符号の説明】
１  貯水槽
２  ストレーナ
３  水中ポンプ
４，８〜１１，１４，１６，１８，１９，２１  配管
５  砂濾過器
６，７  三方弁
６ａ〜６ｃ，７ａ〜７ｃ  口
１２  オゾン発生装置
１３  吸引混合ポンプ
１５  ブースタポンプ
１７  分離膜装置
２０  活性炭装置
２２  滅菌器
【図１】
0003564261.tif 000002
【図２】
0003564261.tif 000003