(57)【要約】有害成分や不純物が含まれている被処理水を低コストで効率的に浄化できる浄水システムを提供する。被処理水に含まれる異物を濾過する第一濾過部（５，６，７）と、被処理水に含まれる有害成分を吸着処理する吸着処理部（８，１０）と、被処理水に含まれる雑菌を殺菌又は滅菌処理する殺菌処理部（１１，１５）と、を備える浄水システム（１−１）である。吸着処理部（８，１０）は、被処理水に含まれるアンモニアをイオン交換樹脂で吸着処理して除去するアンモニア除去装置（８）を備える。
2018235869.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理水に含まれる異物を濾過する第一濾過部と、
前記被処理水に含まれる有害成分を吸着処理する吸着処理部と、
前記被処理水に含まれる雑菌を殺菌又は滅菌処理する殺菌処理部と、を備え、
前記吸着処理部は、前記被処理水に含まれるアンモニアをイオン交換樹脂で吸着処理して除去するアンモニア除去装置を備えることを特徴とする浄水システム。
【請求項２】
被処理水に含まれる異物を濾過する第一濾過部と、
前記被処理水に含まれる有害成分を吸着処理する吸着処理部と、
前記被処理水に含まれる雑菌を殺菌又は滅菌処理する殺菌処理部と、を備え、
前記殺菌処理部は、前記被処理水にオゾンを混合するオゾン処理装置を含み、
前記殺菌処理部でオゾンが混合された前記被処理水を濾過する第二濾過部を備えることを特徴とする浄水システム。
【請求項３】
前記第一濾過部は、
前記被処理水を粗砂で濾過する粗砂濾過器と、
前記被処理水を活性炭で濾過する活性炭濾過器と、
前記被処理水を前記粗砂よりも目の細かい細砂で濾過する細砂濾過器と、を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の浄水システム。
【請求項４】
前記被処理水のエアレーションを行うエアレーション部と、
前記被処理水に含まれる異物の沈殿分離処理を施す沈殿分離部と、をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の浄水システム。
【請求項５】
前記エアレーション部、前記沈殿分離部、前記濾過部、前記吸着処理部、前記殺菌処理部の順に前記被処理水を流通させるように構成したことを特徴とする請求項４に記載の浄水システム。
【請求項６】
前記第一濾過部と、前記吸着処理部と、前記殺菌処理部を接続する配管を備え、
前記配管で接続された前記第一濾過部と、前記吸着処理部と、前記殺菌処理部が単一のユニットとして一体に構成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の浄水システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有害成分や不純物が含まれている水を浄化するための浄水システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
生活用水や飲料水を得るために溜池や河川の水や地下水などの浄化処理（浄水処理）が行われている。このような浄水処理として、各種の処理技術を組み合わせた種々の浄水システムが提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。【０００３】
ところで、特に、年間を通して降雨量が少なかったり乾季がある国や地域などでは、地下水を井戸などで汲み上げることでそれを生活用水として有効に利用することが好ましい。しかしながら、場所によっては地下水に有害成分や不純物が多く含まれている場合がある。このような場所では、地下水を生活用水として使用できるレベルまで浄化するためには大掛かりな浄化設備や多大なコストがかかってしまう。それゆえ、このような国や地域に対しては、地下水に含まれている有害成分や不純物をより低コストで確実に除去できる装置や設備が必要となる。【０００４】
また、国や地域ごとに地下水の水質は大きく異なるため、地下水に含まれる有害成分や不純物の種類や量も異なっている。そのため、各地域での地下水を適切に浄化する装置やシステムとしては、その地域の水に含まれる有害物質や汚染物質を適切に除去できるような構成を備えた浄水装置あるいはシステムが必要である。【０００５】
地下水に含まれる有害成分や不純物には、鉄分、マンガン、ヒ素、カルシウム分及びマグネシウム分などがある。鉄分は、過度の摂取により血液を媒体として肝臓、心臓、血管などに悪影響を与えると共に老化を促進する。マンガンは、塩素消毒時に黒水となる物質であり、過度の摂取により、強い精神障害、パーキンソン病に類似する中枢神経系障害及び肺炎を引き起こすおそれがある。ヒ素は、蓄積による発症が危惧され、多機臓不全を引き起こすおそれがある。カルシウム分及びマグネシウム分は、過度の摂取により血管で石灰化を起こすおそれがある。さらに、地下水に含まれる成分のうち、特に人体に悪影響を及ぼす有害成分としてアンモニア分がある。アンモニア分は、強い嫌気臭を生じるだけでなく、過剰な摂取によって脳障害を引き起こしたりＤＮＡや細胞を損傷させてがんを引き起こしたりするおそれもある。さらには、アンモニア分は、乳幼児に対してブルーベイビー症候群を引き起こし、特に生後６カ月未満の乳児には甚大な健康被害が及ぶおそれがある。【０００６】
上記のような地下水に含まれるアンモニア分は塩素による中和で除去することが可能ではある。しかしながら、塩素はその添加量の調整が難しく、アンモニア分を適切に中和するためには高度の技術が必要となる。すなわち、添加する塩素量が不足するとアンモニア分が残留してしまい、添加する塩素量が多過ぎると塩素が残留することで身体にアレルギー症状など別の害を及ぼすおそれが生じる。したがって、塩素を用いず他の方法でアンモニア分を容易かつ確実に除去できるような技術が必要である。【０００７】
さらに、地下水に上記のような有害成分や不純物が多く含まれている地域は広範囲に散在するため、地下水などの被処理水を適切に浄化処理することが可能な浄水システムを必要な箇所に容易に運搬して設置できるようにすることも必要となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】２０１１−１８９２４２号公報
【特許文献２】２０１４―０６４９７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は上述の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、有害成分や不純物が含まれている地下水などの被処理水を低コストでより確実に浄化することができ、また、設置及び運搬を容易に行うことができる浄水システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、本発明にかかる浄水システムは、被処理水に含まれる異物を濾過する第一濾過部（５，６，７）と、被処理水に含まれる有害成分を吸着処理する吸着処理部（８，１０）と、被処理水に含まれる雑菌を殺菌又は滅菌処理する殺菌処理部（１１，１５）と、を備え、吸着処理部（８，１０）は、被処理水に含まれるアンモニアをイオン交換樹脂で吸着処理して除去するアンモニア除去装置（８）を備えることを特徴とする。【００１１】
また、本発明にかかる浄水システムは、被処理水に含まれる異物を濾過する第一濾過部（５，６，７）と、被処理水に含まれる有害成分を吸着処理する吸着処理部（８，１０）と、被処理水に含まれる雑菌を殺菌又は滅菌処理する殺菌処理部（１１，１５）と、を備え、殺菌処理部（１１）は、被処理水にオゾンを混合する装置（１１）を含み、殺菌処理部（１１）でオゾンが混合された被処理水を濾過する第二濾過部（１３）を備えることを特徴とする。【００１２】
また、この浄水システムでは、第一濾過部（５，６，７）は、被処理水を粗砂で濾過する粗砂濾過器（５）と、被処理水を活性炭で濾過する活性炭濾過器（６）と、被処理水を粗砂よりも目の細かい細砂で濾過する細砂濾過器（７）と、を備えてもよい。また、この浄水システムでは、被処理水のエアレーションを行うエアレーション部（３）と、被処理水に含まれる異物の沈殿分離処理を施す沈殿分離部（４）とをさらに備えてもよい。【００１３】
また、この浄水システムでは、被処理水をエアレーション部（３）、沈殿分離部（４）、濾過部（５，６，７）、吸着処理部（８，１０）、殺菌処理部（１１，１５）の順に流通させるように構成してもよい。【００１４】
本発明に係る浄水システムでは、沈殿分離部、第一濾過部、吸着処理部、殺菌処理部を備えることで、これらで被処理水に含まれる有害成分や不純物を効果的に除去すると共に被処理水の汚濁度を効果的に低減することができる。【００１５】
また、本発明に係る浄水システムでは、被処理水に含まれるアンモニアをイオン交換樹脂で吸着処理して除去するアンモニア除去装置を備えることで、中和剤としての塩素を用いることなく被処理水に含まれるアンモニアを除去することができる。したがって、従来塩素添加によって生じていた諸問題を解決できると共に、被処理水に含まれるアンモニアを確実に除去することが可能となる。また、塩化ナトリウム水溶液などでイオン交換樹脂を再生して繰り返し使用できるため、低コストで浄水することが可能となる。【００１６】
また、本発明に係る浄水システムでは、オゾン処理装置でオゾンが混合された被処理水を濾過する第二濾過部を備えることで、被処理水に含まれる水溶性の金属（鉄及びマンガンなど）を粒子状に変化させてから濾過することができる。したがって、通常の濾過工程だけでは除去することができない水溶性の金属を効果的に除去することができる。【００１７】
また、本発明に係る浄水システムでは、エアレーション部、沈殿分離部、濾過部、吸着処理部、殺菌処理部の順に被処理水を流通させるように構成したことで、被処理水の曝気、比較的大きな異物や不純物の除去、比較的小さな異物や不純物の除去、有害成分等の除去、殺菌をこの順番で効率的に行うことができる。したがって、簡単な構成で処理後の水の清浄度を効果的に高めることができる浄水システムとなる。【００１８】
また、上記の浄水システムでは、第一濾過部（５，６，７）と、吸着処理部（８，１０）と、殺菌処理部（１１，１５）を接続する配管（２０）を備え、配管（２０）で接続された第一濾過部（５，６，７）と、吸着処理部（８，１０）と、殺菌処理部（１１，１５）が単一のユニットとして一体に構成されていてもよい。この構成によれば、単一のユニットとして構成された浄水システムを簡単に扱うことができるので、例えば、工場で製造したユニットを使用する現場に運搬して設置すればよく、浄水システムの設置や使用の利便性を向上させることができる。また、単一のユニットとして構成された浄水システムを運搬用車両などに搭載した状態で使用することも可能となるので、移動式の浄水システムを構成することができる。これにより、浄水が必要な地域での迅速な給水なども可能となるので、災害時などの緊急時にも使用が可能な浄水システムとなる。【００１９】
なお、上記の括弧内の符号は、後述する実施形態の対応する構成要素の符号を本発明の一例として示したものである。
【発明の効果】
【００２０】
本発明にかかる浄水システムによれば、有害成分や不純物が含まれている水を低コストかつ効果的に浄化でき、かつ、設置の容易化及び使用の利便性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第一実施形態である浄水システムを示す図である。
【図２】被処理水の水質分析結果の一例を示す図である。
【図３】複数の被処理水に関する情報を示すデータベースの一例を示す図である。
【図４】本発明の第二実施形態である浄水システムを示す図である。
【図５】本発明の第三実施形態である浄水システムを示す図である。
【図６】本発明の第三実施形態である浄水システムを示す図である。
【図７】本発明の第四実施形態である浄水システムを示す図である。
【図８】本発明の第五実施形態である浄水システムを示す図である。
【図９】本発明の第六実施形態である浄水システムを示す図である。
【図１０】本発明の第七実施形態である浄水システムを示す図である。
【図１１】本発明の第八実施形態である浄水システムを示す図である。
【図１２】本発明の第九実施形態である浄水システムを示す図である。
【図１３】本発明の第十実施形態である浄水システムを示す図である。
【図１４】本発明の第十一実施形態である浄水システムを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。
〔第一実施形態〕
図１は、本発明の第一実施形態である浄水システム１−１の構成例を示す図である。同図に示す浄水システム１−１は、井戸水（地下水）ＷＷを汲み上げる井戸２と、井戸２で汲み上げた地下水（被処理水）をエアレーション（曝気）する第一エアレーションタワー（エアレーション部）３と、第一エアレーションタワー３から排出された被処理水Ｗ１に沈降分離処理を施す沈殿分離部（沈降分離タンク群）４と、沈殿分離部４から排出された被処理水Ｗ２を粗砂で濾過する粗砂濾過器（第一濾過部）５と、粗砂濾過器５から排出された被処理水Ｗ３を活性炭で濾過する活性炭濾過器（第一濾過部）６と、活性炭濾過器６から排出された被処理水Ｗ４を細砂で濾過する細砂濾過器（第一濾過部）７と、細砂濾過器７から排出された被処理水Ｗ５に含まれるアンモニア分を除去するアンモニア除去装置（吸着処理部）８と、アンモニア除去装置８から排出された被処理水Ｗ６をエアレーション（曝気）する第二エアレーションタワー９と、第二エアレーションタワー９から排出された被処理水Ｗ７に含まれる有機物を捕集して除去する有機物除去装置（吸着処理部）１０と、有機物除去装置１０から排出された被処理水Ｗ８にオゾンを混合するオゾン処理装置（殺菌処理部）１１と、オゾン処理装置１１との間で被処理水を循環させる循環タンク１２と、循環タンク１２から排出された被処理水Ｗ１１を濾過する後濾過器（第二濾過部）１３と、を備える。
【００２３】
第一エアレーションタワー(Aeration Tower)３は、被処理水ＷＷを高所から低所へ順次に流下させるための複数段の棚部を備えた構成である。この第一エアレーションタワー３では、被処理水ＷＷを高所から低所に自然流下させながら空気に曝す。これにより、被処理水ＷＷに含まれる鉄イオンなどの金属イオン、硫化水素、揮発性有機化合物（ＶＯＣｓ）を酸化させると共に、被処理水ＷＷのアンモニア臭気を低減する。なお、被処理水ＷＷを空気に曝す必要が無い場合には、エアレーションタワー３は設置を省略することも可能である。その場合は、井戸２から出た被処理水ＷＷを直接沈降分離タンク群４に供給するように構成することができる。
【００２４】
沈殿分離部(Sedimentation Tanks / Sedimentation Units)４は、一又は複数個（本実施形態では６個）の沈降分離タンク（沈降分離ユニット）４ａ〜４ｆで構成されており、これら６つの沈降分離タンク４ａ〜４ｆを順に被処理水Ｗ１が通過することで、被処理水Ｗ１中に浮遊している不純物が各沈降分離タンク４ａ〜４ｆ内に沈降して除去される。なお、本実施形態では沈殿分離タンクの個数は６個としたが、これ以外の数でもよい。沈降分離部４を構成する沈降分離タンクの具体的な個数は、被処理水Ｗ１に含まれる不純物の量などに応じて適宜決定する。
【００２５】
粗砂濾過器(Coarse Sand Filter)５は、濾材として比較的に目の粗い砂粒が用いられた濾過器であり、被処理水Ｗ２に含まれる異物粒子や不純物を除去する砂濾過器である。粗砂濾過器５では、沈降分離タンク群４で除去されなかった異物粒子や不純物を除去する。
【００２６】
活性炭濾過器(Carbon Filter)６は、濾材として活性炭が用いられた濾過器であり、粗砂濾過器５から排出された被処理水Ｗ３に含まれる塩素分、揮発性有機化合物（ＶＯＣｓ）、及び異臭味などを活性炭による化学吸着で濾過する濾過器である。また、この活性炭濾過器６は、粗砂濾過器５から排出された被処理水Ｗ３の汚濁度を低減する作用も有する。
【００２７】
細砂濾過器（Fine Sand Filter）７は、濾材として比較的目の細かい砂粒（粗砂濾過器５の砂粒よりも目の細かい砂粒）が用いられた濾過器であり、粗砂濾過器５では除去されなかったより細かい粒子や不純物を被処理水Ｗ４から除去する。
【００２８】
上記の粗砂濾過器５、活性炭濾過器６、細砂濾過器７は、各タンクに設けたバルブを制御して濾材を通過する水を逆流させる（逆洗する）ことで、濾材を洗浄することができる。このような濾材の洗浄を定期的に実施すれば、濾材の目詰まりを未然に防止することができる。
【００２９】
アンモニア除去装置 (Ammonia Resin Filter)８は、合成樹脂製などの容器内にイオン交換樹脂を収容した装置であり、イオン交換樹脂によるイオン交換作用で被処理水Ｗ５に含まれるアンモニア分（アンモニア、アンモニウムイオン）を除去することができる。また、アンモニア除去装置８は、アンモニア分の他に、被処理水Ｗ５に含まれる鉄分、カルシウム分、マグネシウム分、マンガン分、塩化物、硝酸塩、ヒ素などを除去し、被処理水Ｗの汚濁度や硬度を低減する作用も有する。
【００３０】
また、アンモニア除去装置８は、イオン交換樹脂に塩化ナトリウム水溶液などの再生溶液を供給することで、イオン交換樹脂を再生することができる。これにより、アンモニア除去装置８を長期に渡って繰り返し使用することができる。
【００３１】
第二エアレーションタワー(Aeration Tower)９は、被処理水Ｗ６のエアレーション（曝気）を行う装置であり、アンモニア除去装置８から排出された被処理水Ｗ６に含まれる溶解ガス等を曝気により除去することで、被処理水Ｗ６に含まれる臭気物質、揮発性化合物、不純ガスなどを除去する。なお、エアレーションを行う装置であればエアレーションタワー９のようなタワー型以外のものを使用してもよく、例えば、タンク内でエアレーションを行うエアレーションタンクのようなタンク形状のものを使用することもできる。
【００３２】
有機物除去装置(Organic Scavenger Resin / OS Resin)１０は、エアレーションタワー９から排出された被処理水Ｗ７から溶解性有機物を除去する装置であり、容器内に有機物を除去する作用を有する合成樹脂材を充填したものである。この有機物除去装置１０には、合成樹脂材の母材として、スチレン系、アクリル系の合成樹脂材からなる母材を使用することができる。また、合成樹脂材の一例として、強塩基性アニオン交換樹脂を使用することができる。なお、本実施形態では、有機物除去装置１０は、エアレーションタワー９の後段に配置した場合を示したが、これ以外にも、有機物除去装置１０は、エアレーションタワー９の前段に配置してもよい。
【００３３】
オゾン処理装置１１は、詳細な図示及び説明は省略するが、被処理水にオゾン（Ｏ３）を混合させるオゾン混合部と、オゾンが混合された被処理水に紫外線を照射する紫外線照射部と、被処理水中に設置した酸化チタンなどの光触媒への光の照射によって被処理水の殺菌及び被処理水に含まれる有機物の分解を行う触媒作用部とを備える。これらオゾン混合部と紫外線照射部と触媒作用部を備えることで、被処理水の除菌と該被処理水に含まれる有機物の分解を効果的に行うことができる。なお、殺菌装置としては、上記のオゾン混合部と紫外線照射部のみを備え、被処理水にオゾンを混合すると共に、被処理水に紫外線を照射する構成であってもよい。あるいは、被処理水にオゾン（Ｏ３）を混合させるオゾン混合部のみを備えるものでもよい。被処理水にオゾン（Ｏ３）を混合させるオゾン混合部のみでも被処理水の除菌及び浄化（有機物除去）を行うことができる。このオゾン処理装置１１による処理で、被処理水Ｗ８に含まれる大腸菌、バクテリア、カビ、イースト、バイオフィルム、藻、ウイルスなどの雑菌類が除去される。
【００３４】
また、オゾン処理装置１１によって混合されたオゾンの作用で、被処理水Ｗ８に含まれている（溶解している）可溶性鉄が酸化されることで不溶性の鉄に変化し、加水分解などを経て最終的には粒子状の鉄となる。また同様に、オゾン処理装置１１によるオゾンの混合で、被処理水Ｗ８に含まれている（溶解している）可溶性マンガンが酸化されることで不溶性のマンガンに変化し、加水分解などを経て最終的には粒子状のマンガンとなる。すなわち、オゾンは可溶性鉄及び可溶性鉄マンガンを酸化して粒子状の（除去可能な）二酸化鉄及び二酸化マンガンを生成する。
【００３５】
循環タンク１２は、オゾン処理装置１１から排出された被処理水Ｗ９を受け入れると共に、必要に応じて被処理水Ｗ１０をオゾン処理装置１１に戻すことで、同一の被処理水をオゾン処理装置１１に繰り返して供給することができる。これにより、被処理水に対してオゾン処理装置１１で複数回の殺菌処理を行うことができるので、被処理水に含まれる雑菌類をより効果的に除去することができる。
【００３６】
後濾過器１３は、オゾン処理装置１１（循環タンク１２）から排出された被処理水Ｗ１１を濾過することで、被処理水Ｗ１１に含まれる鉄分濃度及びマンガン濃度を低減すると共に被処理水Ｗ１１の汚濁度を低減する。すなわち、後濾過器１３は、先のオゾン処理装置１１によるオゾンの混合で生成した粒子状の二酸化鉄及び二酸化マンガンをろ過して除去することができる。
【００３７】
このように、本実施形態の浄水システム１−１は、被処理水Ｗ８にオゾンを混合するオゾン処理装置１１と、このオゾン処理装置１１から排出された後の被処理水Ｗ１１を濾過する後濾過器１３とをこの順番に設置したことで、被処理水Ｗ８に含まれる水溶性（可溶性）の鉄及びマンガンなどの金属を粒子状に変化させてから（沈殿物として沈殿させてから）濾過することができる。したがって、通常の濾過工程だけでは除去することができない水溶性の鉄及びマンガンなどの金属を効果的に除去することができる。
【００３８】
上記の後濾過器１３から排出された被処理水ＤＷは、浄水システム１−１による浄水が完了して、有害物質又は汚染物質が除去された処理後の清浄な水として、生活用水など各種の用途に使用することができる。
【００３９】
なお、本実施形態の浄水システム１−１は、一例として、沈降分離タンク群４の沈降分離タンク４ａ〜４ｆが一基あたり約5,000リットル程度の容量を有し、循環タンク１２が約1,000リットル程度の容量を有する規模に設定することができる。
【００４０】
次に、本実施形態の浄水システム１−１の具体的な構成（仕様）を決定する手順について説明する。図１に示す浄水システム１−１を構成する各濾過器や除去装置などの各装置の選択、あるいはこれら各装置それぞれの設定（各装置に含まれる濾材の種類や量など）は、被処理水の水質（被処理水に含まれる有害物質や汚染物質の種類や量）に応じて決定することができる。以下の説明では、これら浄水システムの各装置の選択や設定を浄水システムの仕様と称する。すなわち、浄水システムを設置（使用）する地域の地下水や溜水などである被処理水のパラメータ（水質データ）に基づき、浄水システム１−１の具体的な仕様を決定する。
【００４１】
まず、被処理水の水質を把握するために水質分析を行う。図２は、被処理水の水質分析結果を記載するためのシートの一例を示す図である。同図に示す水質分析結果には、水質分析担当者名(Name)、試料(Source)、場所(Location)、試料採取日(Date of Sample Receipt)、試料分析日(Date of Sample Analysis)、の基本データが記載されている。また、水質分析結果として、ここでは、被処理水の外観(Appearance)、汚濁度(Turbidity)、色(Color)、温度(Temperature)、ｐＨ、電気伝導度(Electrical Conductivity)、アルカリ度(Total Alkalinity)、ＰＰＨアルカリ度(PPH Alkalinity)、硬度(Total Hardness)、カルシウム硬度(Calcium Hardness)、マグネシウム硬度(Magnesium Hardness)、カルシウム濃度(Calcium)、マグネシウム濃度(Magnesium)、鉄分濃度(Total Iron)、アンモニア分濃度(Total Ammonia)、塩化物濃度(Chloride)を測定又は観察した結果が記載されている。また、被処理水のこれらの結果に対して、国家飲料水品質基準(Maximum Concentration Limits, NDWQS)のデータが併記されており、被処理水がこの国家飲料水品質基準を満たしているか否か、及び満たしていない場合にはその乖離の程度を判断することができるようになっている。
【００４２】
さらに、図２の水質分析結果には示されていないが、被処理水の硝酸塩濃度(Nitrate)、マンガン濃度(Manganese)、ヒ素濃度(Arsenic)、大腸菌濃度(E-coli)、一般大腸菌濃度(Coliform)、ウイルス濃度(Virus)、藻濃度(Algae)、イースト濃度(Yeast)、カビ濃度(Mold)、バイオフィルム濃度(Biofilm)などを測定してもよい。
【００４３】
このような水質分析結果に基づき、被処理水を処理した後の水の水質が国家飲料水品質基準を満たすように浄水システム１−１の仕様を設計する。例えば、被処理水に基準を超えるアンモニア分が含まれている場合には、当該アンモニア分を確実に除去できるように浄水システムを設計する。また、浄水システム１−１の仕様を決定するにあたっては、被処理水を浄化する資材に要するコストが少ないものや、被処理水を浄化する資材を繰り返し使用できる装置を選択することで、被処理水の浄化に要するコストをより少なく抑えることができるようにすることが望ましい。
【００４４】
さらに、複数種類の被処理水それぞれに対して浄水システム１−１の仕様を決定する過程において、被処理水に管理番号などの識別情報を付し、当該被処理水の水質検査結果と、それに適合するように設計した浄水システムの仕様とを関連付けたデータベースを作成することが望ましい。図３は、複数種類の被処理水のデータとそれに適合する浄水システムのデータとを格納したデータベース用シートの一例を示す図である。同図に示すデータベースは、複数種類の被処理水の管理番号ごとに被処理水の水質検査結果及びその浄水システムが関連付けられている。このようなデータベースを作成することで、新しい地域でその場所の水質に適合した浄水システムの仕様を決定する際には、当該データベースを参照することで、迅速かつ的確に浄水システムの仕様を決定することができるようになる。
【００４５】
以上説明したように、本実施形態の浄水システム１−１では、沈殿分離部４、第一濾過部である粗砂濾過器５及び活性炭濾過器６及び細砂濾過器７、吸着処理部であるアンモニア除去装置８及び有機物除去装置１０、殺菌処理部であるオゾン処理装置１１を備えることで、これらで被処理水に含まれる有害成分や不純物を効果的に除去すると共に被処理水の汚濁度を効果的に低減することができる。
【００４６】
また、本実施形態の浄水システム１−１では、被処理水に含まれるアンモニアをイオン交換樹脂で吸着処理して除去するアンモニア除去装置８を備えることで、中和剤としての塩素を用いることなく被処理水に含まれるアンモニアを除去することができる。したがって、従来塩素の添加によって生じていた諸問題を解決できると共に、被処理水に含まれるアンモニアを確実に除去することが可能となる。また、塩化ナトリウム水溶液などでイオン交換樹脂を再生して繰り返し使用できるため、より低い維持コストで浄水システムを使用することが可能となる。
【００４７】
また、本実施形態の浄水システム１−１では、オゾン処理装置１１でオゾンが混合された被処理水を濾過する第二濾過部１３を備えることで、被処理水に含まれる水溶性の金属（鉄及びマンガンなど）を粒子状に変化させてから濾過することができる。したがって、通常の濾過工程だけでは除去することができない水溶性の金属を効果的に除去することができる。
【００４８】
また、本実施形態の浄水システム１−１では、エアレーション部３、沈殿分離部４、濾過部５，６，７、吸着処理部８，１０、殺菌処理部１１，１５の順に被処理水を流通させるように構成したことで、被処理水の曝気、比較的大きな異物や不純物の除去、比較的小さな異物や不純物の除去、有害成分等の除去、殺菌をこの順番で効率的に行うことができる。したがって、簡単な構成で処理後の水の清浄度を効果的に高めることができる。
【００４９】
また、本実施形態の浄水システム１−１は、メンテナンスが容易であると共に費用が安い粗砂濾過器５、活性炭濾過器６及び細砂濾過器７と、塩化ナトリウム水溶液などでイオン交換樹脂を再生して繰り返し使用できるアンモニア除去装置８とを備えて構成されているため、浄水システム１−１の使用時のコストを低く抑えて被処理水を浄水することが可能となる。
【００５０】
〔第二実施形態〕
次に、本発明の第二実施形態について説明する。なお、第二実施形態の説明及び対応する図面においては、第一実施形態と同一又は相当する構成部分には同一符号を付し、以下ではその部分の詳細な説明を省略する。また、以下で説明する事項以外の事項については、第一実施形態と同様である。
【００５１】
図４は、本発明の第二実施形態の浄水システムを示す図である。同図に示す浄水システム１−２は、第一実施形態の浄水システム１−１が備える第二エアレーションタワー９に代えて、エアレーションタンク１４を備えている。第一実施形態の第二エアレーションタワー９は有機物除去装置１０の直前に設置されていたのに対して、本実施形態のエアレーションタンク１４は有機物除去装置１０の直後に設置されている。
【００５２】
エアレーションタンク１４は、被処理水のエアレーション（曝気）を行う装置であり、有機物除去装置１０から排出された被処理水に含まれる溶解ガス等を曝気により除去することで、被処理水に含まれる臭気物質、揮発性化合物、不純ガスなどを除去する。
【００５３】
また、本実施形態の浄水システムは、第一実施形態の浄水システム１−１が備えるオゾン処理装置１１及び循環タンク１２及び後濾過器１３に代えて、ＲＯフィルター（殺菌装置）１５を備える。ＲＯフィルター１５は、エアレーションタンク１４から排出された被処理水Ｗ１３に含まれる雑菌を除去するための装置である。ＲＯフィルター１５は、中空筒状のパイプ部材１５ａと、このパイプ部材１５ａの内部に複数設けられた逆浸透膜（ＲＯ膜）１５ｂとを備える。エアレーションタンク１４から排出された被処理水Ｗ１３は、ＲＯフィルター１５のパイプ部材１５ａの内部を流通する際に、複数の逆浸透膜１５ｂを通過する。これにより、被処理水Ｗ１３に含まれる極微小異物や雑菌などが除去される。
【００５４】
上記のＲＯフィルター１５から排出された被処理水ＤＷは、有害物質又は汚染物質が除去された処理後の清浄な水として、生活用水など各種の用途に使用することができる。
【００５５】
〔第三実施形態〕
次に、本発明の第三実施形態について説明する。図５及び図６は、本発明の第三実施形態である浄水システムを示す図である。本実施形態の浄水システム１−３は、第一、第二実施形態の浄水システム１−１，１−２と比較してより小型で小規模のシステムであり、トラック（貨物車両）１０１の荷台１０２に搭載した例を示している。この浄水システム１−３は、粗砂濾過器５、活性炭濾過器６、細砂濾過器７、及びアンモニア除去装置８、有機物除去装置１０、オゾン処理装置１１、後濾過器１３、エアレーションタンク１４、及びこれらを接続するパイプ部材（配管）２０及び被処理水を流通させるポンプ（図示せず）を備えており、これらの各装置を含む単一のユニットとして構成されている。
【００５６】
この浄水システム１−３では、被処理水を粗砂濾過器５、活性炭濾過器６、細砂濾過器７、及びアンモニア除去装置８、有機物除去装置１０、オゾン処理装置１１、後濾過器１３、エアレーションタンク１４の順に案内することで、被処理水に含まれる有害成分や不純物を除去すると共に被処理水の汚濁度を低減するように構成している。なお、粗砂濾過器５、活性炭濾過器６、細砂濾過器７、及びアンモニア除去装置８、有機物除去装置１０、オゾン処理装置１１、後濾過器１３、エアレーションタンク１４は、第一実施形態の浄水システム１−１が備えるものと同一の構成であるが、それぞれが第一実施形態と比較してより小さな寸法となっている。
【００５７】
また、本実施形態の浄水システム１−３では、粗砂濾過器５、活性炭濾過器６、細砂濾過器７、及びアンモニア除去装置８、有機物除去装置１０、オゾン処理装置１１、後濾過器１３、エアレーションタンク１４、及びこれらに被処理水を流通させるためのポンプ（図示せず）を配管２０（一部図示せず）で連結しており、これらが一体に構成された小型ユニットとなっている。この浄水システム１−３は、工場で予め組み立てられたものをトラック１０１で搬送して現地に設置すればよい。したがって、浄水システム１−３の設置の容易化を図ることが可能となる。
【００５８】
なお、浄水システム１−３をトラック１０１の荷台１０２に搭載した状態で使用する場合には、通常の使用では、図６に示すように、荷台１０２の後側のフラップ１０３のみを開いた（倒した）状態で使用し、浄水システム１−３のメンテナンスを行う際には、図示は省略するが、後側のフラップ１０３に加えて左右のフラップ１０４，１０５のいずれか一方又は両方を開いた状態で使用するとよい。
【００５９】
また、ポンプ及びオゾン処理装置１１などの動作に必要な電気（電力）は、トラック１０１に搭載されている蓄電池から供給された電気で賄うようにしてよい。あるいは、荷台１０２の下側（裏側）に別途の電源用の蓄電池を搭載し、当該蓄電池などを電源として用いることも可能である。
【００６０】
なお、浄水システム１−３は、必ずしも図５及び図６に示す全ての装置を使用する必要はなく、粗砂濾過器５、活性炭濾過器６、細砂濾過器７、アンモニア除去装置８、有機物除去装置１０、オゾン処理装置１１、後濾過器１３、エアレーションタンク１４のうち被処理水の水質に応じて必要な装置のみを備えた構成とすればよい。本実施形態の浄水システム１−３は、小型で可搬性を有するシステムであるため、例えば、ホテルや病院などの建物内で使用する水を浄化するための比較的に小規模な浄水システムとして、様々な個所で使用することができる。また、移動式の浄水システム１−３として使用する場合は、トラック１０１で水が必要な地域に赴き、浄水システム１−３をトラック１０１の荷台に載せたまま使用することができる。これにより、浄水装置やシステムが無い地域や施設での浄水を行うことができるようになる。
【００６１】
すなわち、本実施形態の浄水システム１−３によれば、単一のユニットとして構成された浄水システム１−３を簡単に扱うことができるので、例えば、工場で製造したものを使用する現場に運搬して設置すればよく、使用の利便性を向上させることができる。また、単一のユニットとして構成された浄水システム１−３をトラック１０１などの運搬用車両に搭載した状態で使用することなども可能となるので、移動式の浄水システムを構成することができる。これにより浄水が必要な地域での迅速な給水なども可能となるので、例えば、災害時などの緊急時にも使用が可能となる。
【００６２】
〔第四実施形態〕
次に、本発明の第四実施形態について説明する。図７は、本発明の第四実施形態である浄水システム１−４を示す図である。同図に示す浄水システム１−４は、小型の船舶（川舟）２０１のデッキ２０２に搭載したものである。この浄水システム１−４も、粗砂濾過器５、活性炭濾過器６、細砂濾過器７、及びアンモニア除去装置８、有機物除去装置１０、オゾン処理装置１１、後濾過器１３、エアレーションタンク１４、及びこれらを接続するパイプ部材（配管）２０及び被処理水を流通させるポンプ（図示せず）を備えており、これらの各装置を含む単一のユニットとして構成されている。また、本実施形態の浄水システム１−４は、被処理水として船舶２０１が航行している河川の水を取水管２１０で汲み上げて使用することができる。これにより、河川に沿って浄水が必要な場所まで船舶２０１で移動し、その場所で浄水を行うことで、河川沿いの地域に清浄な水を供給することができる。
【００６３】
〔第五実施形態〕
次に、本発明の第五実施形態について説明する。図８は、本発明の第五実施形態である浄水システム１−５を示す図である。同図に示す浄水システム１−５は、建物３０１の内部（室内）に設置した浄水システムである。建物３０１の内部には、浄水システム１−５に被処理水を吸引するポンプユニット３０２や、浄水システム１−５を作動させる電源（図示せず）も設けられる。なお、図８では、各装置を接続する配管２０及び該配管に被処理水を流通させるためのポンプの図示は省略している。
【００６４】
〔第六実施形態〕
次に、本発明の第六実施形態について説明する。図９は、本発明の第六実施形態である浄水システム１−６を示す図である。同図に示す浄水システム１−６は、第五実施形態の浄水システム１−５よりも更に小型のユニットで、略直方体状のケース（筐体）４００内に設置したオゾン処理装置（オゾン発生器）１１、循環タンク１２、アンモニア除去装置（イオン交換樹脂）８、活性炭濾過器６、及びこれらを接続するパイプ部材（配管）２０及び被処理水を流通させるポンプ（図示せず）を備えており、これらの各装置を含む単一のユニットとして構成されている。オゾン処理装置１１は、同一構成のものが４個設置されており、これらが配管２０で直列に接続されている。なお、図９では、説明の都合上、ケース４００やオゾン処理装置１１などの一部をそれらの内部構造を外部から見える形で図示しているが、実際には、ケースやオゾン処理装置１１などの要素は内部が見えない構造である。この点は、以下の図１０、図１１に関しても同様である。
【００６５】
この浄水システム１−６では、流入ポート４１０から流入した被処理水がパイプ部材（配管）２０を介してオゾン処理装置１１→循環タンク１２→アンモニア除去装置８→活性炭濾過器６の順に流通することで浄化され、最終的に流出ポート４２０から浄水として流出する。オゾン処理装置１１は、第１実施形態のオゾン処理装置１１と同様の構成であるが、ここでは、被処理水にオゾン（Ｏ３）を混合させるオゾン混合部のみを備えるものである。また、循環タンク１２は、オゾン処理装置１１から出たオゾン処理済みの被処理水を循環させることでオゾン殺菌効果を向上させる作用を有する。アンモニア除去装置（イオン交換樹脂）８は、硬質水を軟水に変える作用、アンモニア除去作用、及び鉄分除去作用を有する。また、活性炭濾過器６は、第１実施形態の活性炭濾過器６と同様の構成であるが、本実施形態の浄水システム１−６では、活性炭濾過器６をオゾン処理装置１１の下流側に配置していることで、被処理水に残留しているオゾンの吸収（除去）作用を奏することができる。これにより、浄水を飲料水として用いる場合にはより美味しい水となることが期待できる。
【００６６】
本実施形態の浄水システム１−６は、ケース４００の外形寸法の一例として、幅寸法Ｂ＝約５２５ｍｍ、奥行寸法Ｌ＝約５０７ｍｍ、高さ寸法Ｈ＝約４１５ｍｍとすることができる。この浄水システム１−６は、第１〜第５実施形態の浄水システム１〜１−５と比較して非常に小型である。そのため、家庭や飲食店、病院などのキッチンや手洗場などに設置することができ、手軽に浄水を得ることができる。
【００６７】
〔第七実施形態〕
次に、本発明の第七実施形態について説明する。図１０は、本発明の第七実施形態である浄水システム１−７を示す図である。同図に示す浄水システム１−７は、第六実施形態の浄水システム１−６と同様、家庭や飲食店、病院などのキッチンや手洗場などに設置することができる非常に小型のシステムであるが、浄水システム１−６を更に小型にしたもので、内部構造も簡素化されている。
【００６８】
図１０の浄水システム１−７でも、略直方体状のケース（筐体）４００内に設置したオゾン処理装置（オゾン発生器）１１、循環タンク１２、アンモニア除去装置（イオン交換樹脂）８、活性炭濾過器６、及びこれらを接続するパイプ部材（配管）２０及び被処理水を流通させるポンプ（図示せず）を備えており、これらの各装置を含む単一のユニットとして構成されている。また、電源ケーブル４２１や基板（回路基板）４２２なども設けられている。オゾン処理装置１１は、１個のみが設置されている。
【００６９】
本実施形態の浄水システム１−７は、ケース４００の外形寸法の一例として、幅寸法Ｂ＝約３２５ｍｍ、奥行寸法Ｌ＝約３２８ｍｍ、高さ寸法Ｈ＝約４２３ｍｍとすることができる。第６実施形態の浄水システム１−６よりも外形寸法が一段と小型化されていることで、家庭や飲食店、病院などのキッチンや手洗場などに設置する際の利便性がより向上する。
【００７０】
〔第八実施形態〕
次に、本発明の第八実施形態について説明する。図１１は、本発明の第八実施形態である浄水システム１−８を示す図である。同図に示す浄水システム１−８は、第六実施形態の浄水システム１−６及び第７実施形態の浄水システム１−７と同様、家庭や飲食店、病院などのキッチンや手洗場などに設置することができる非常に小型のシステムであるが、浄水システム１−６及び浄水システム１−７を更に小型にしたもので、内部構造も大幅な簡素化が図られている。
【００７１】
図１１の浄水システム１−８は、略直方体状のケース（筐体）４００内に１個のオゾン処理装置（オゾン発生器）１１のみを設置した構造で、オゾン処理装置（オゾン発生器）１１に水を流入・流出させるパイプ部材（配管）２０及び被処理水を流通させるポンプ（図示せず）を備えており、これらの各装置を含む単一のユニットとして構成されている。また、電源ケーブル４２１や基板（回路基板）４２２なども設けられている。
【００７２】
本実施形態の浄水システム１−８は、ケース４００の外形寸法の一例として、幅寸法Ｂ＝約１８４ｍｍ、奥行寸法Ｌ＝約１８４ｍｍ、高さ寸法Ｈ＝約１５９ｍｍとすることができる。第６実施形態の浄水システム１−６及び第７実施形態の浄水システム１−７よりも外形寸法が大幅に小型化されていることで、家庭や飲食店、病院などのキッチンや手洗場などに設置する際の利便性が更に向上する。その一方で、浄水機能としては、オゾン処理装置（オゾン発生器）１１のみを備えるものであるため、比較的に簡易な浄水器（比較的に汚れが少ない被処理水に使用する浄水器）として適したものである。
【００７３】
〔第九実施形態〕
次に、本発明の第九実施形態について説明する。図１２は、本発明の第九実施形態である浄水システム１−９を示す図である。同図に示す浄水システム１−９は、第八実施形態の浄水システム１−８が備えるオゾン処理装置（オゾン発生器）１１の流入ポート４１０の上流側及び流出ポート４２０の下流側に幾つかの処理ユニットを追加した構成で、第八実施形態の浄水システム１−８と比較して処理後の水をより清浄な状態とすることができるため、飲料用水としての使用にも適した構成である。
【００７４】
具体的には、オゾン処理装置１１の流入ポート４１０の上流側には、アンモニア除去装置８と砂濾過器７（砂濾過器５でも良い、以下同じ。）がこの順に設置されており、それらがパイプ部材（配管）２０で接続されて連通している。また、オゾン処理装置１１の流出ポート４２０の下流側には、活性炭濾過器６が設置されている。アンモニア除去装置８の上流側と活性炭濾過器６の下流側がそれぞれ浄水システム１−９の流入ポート４３０と流出ポート４４０になっている。アンモニア除去装置８、砂濾過器７、活性炭濾過器６の構成は、他の実施形態のものと同じであるが、本実施形態では、より小型のものを用いることが望ましい。なお、アンモニア除去装置８と砂濾過器７の順序は逆にしてもよい。また、砂濾過器７に代えて異物を除去するためのカートリッジ型のフィルターを備えた濾過器を設置してもよい。
【００７５】
本実施形態の浄水システム１−９によれば、オゾン処理装置１１の上流側と下流側に処理装置を設置したことで、流出ポート４４０から出る被処理水がより清浄なものとなるので、飲料用水などに適した水を容易に得ることができる。
【００７６】
〔第十実施形態〕
次に、本発明の第十実施形態について説明する。図１３は、本発明の第十実施形態である浄水システム１−１０を示す図である。同図に示す浄水システム１−１０は、第八実施形態の浄水システム１−８が備えるオゾン処理装置（オゾン発生器）１１を複数台並列に設置して、それらの流入ポート４１０同士をパイプ部材（配管）５１０で接続（連通）し、かつ、流出ポート４２０同士をパイプ部材（配管）５２０で接続（連通）したものである。そして、複数台のオゾン処理装置１１と配管５１０，５２０はケース５００に収容されており、配管５１０の入口（流入口）と配管５２０の出口（流出口）がそれぞれ浄水システム１−１０の流入ポート４５０と流出ポート４６０になっている。
【００７７】
本実施形態の浄水システム１−１０は、複数台のオゾン処理装置１１を並列に設置したことで、処理水のオゾン処理をより効果的に行うことが可能となる。この浄水システム１−１０は、レストランやホテル、学校など比較的に多くの（多量の）水を使用する場所への設置に適したものである。なお、図示する例ではオゾン処理装置１１を５台並べて設置した場合を示したが、オゾン処理装置１１の台数はこれに限らず、例えば４台以下や６台以上など他の台数を並べて設置してもよい。一例として、４台のオゾン処理装置１１を並べて設置することで浄水システム１−１０を構成した場合、一台のオゾン処理装置１１による一日の処理量（飲料用水の製造量）が約２，５００Ｌとすると、４台で合計１０，０００Ｌの処理能力を有するユニットとなる。また、浄水システム１−１０で処理された水（飲料水）をペットボトルなどの容器に入れることで、飲料水の入ったボトルを製造することができる。
【００７８】
〔第十一実施形態〕
次に、本発明の第十一実施形態について説明する。図１４は、本発明の第十一実施形態である浄水システム１−１１を示す図である。同図に示す浄水システム１−１１は、第十実施形態の浄水システム１−１０の流入ポート４５０の上流側及び流出ポート４６０の下流側に幾つかの処理ユニットを追加した構成で、第十実施形態の浄水システム１−１０と比較して処理後の水をより清浄な状態とすることができるため、特に、飲料用水としての使用に適した構成である。
【００７９】
具体的には、浄水システム１−１０の流入ポート４５０の上流側には、砂濾過器７とアンモニア除去装置８とがこの順に設置されている。また、浄水システム１−１０の流出ポート４６０の下流側には、活性炭濾過器６が設置されている。砂濾過器７の上流側と活性炭濾過器６の下流側がそれぞれ浄水システム１−１１の流入ポート４７０と流出ポート４８０になっている。アンモニア除去装置８、砂濾過器７、活性炭濾過器６の構成は、他の実施形態のものと同じである。なお、本実施形態でも、アンモニア除去装置８と砂濾過器７の順序を逆にしてもよい。また、砂濾過器７に代えて異物を除去するためのカートリッジ型のフィルターを備えた濾過器を設置してもよい。
【００８０】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。
【図１】
2018235869.tif 000003
【図２】
2018235869.tif 000004
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
2018235869.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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【国際調査報告】
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