(57)【要約】【課題】濾過不良を防止することが可能な水処理装置及び水処理方法を提供する。【解決手段】本発明の一態様にかかる水処理装置は、濾過材を収容するとともに通水可能に構成された濾過槽と、前記濾過槽に接続され、再生材及び水を収容可能に構成された再生槽と、前記濾過槽に再生材を補充して前記濾過材を洗浄する再生処理の回数が、所定の停止基準値以上である場合に、前記濾過槽への通水を停止する、制御部と、を備える。【選択図】図１
2018192463.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
濾過材を収容するとともに通水可能に構成された濾過槽と、
前記濾過槽に接続され、再生材及び水を収容可能に構成された再生槽と、
前記濾過槽に再生材を補充して前記濾過材を洗浄する再生処理の回数が所定の停止基準値以上である場合に、通水を停止する制御部と、を備える、水処理装置。
【請求項２】
濾過材を収容するとともに通水可能に構成された濾過槽と、
前記濾過槽に接続され、再生材及び水を収容可能に構成された再生槽と、
通電時間が、所定の停止基準値以上である場合に、通水を停止する、制御部と、を備える、水処理装置。
【請求項３】
濾過材を収容するとともに通水可能に構成された濾過槽と、
前記濾過槽に接続され、再生材及び水を収容可能に構成された再生槽と、
前記再生材を前記濾過槽に補充する再生処理に用いられる前記再生材の量が所定の基準値よりも不足した再生材不足状態における、前記再生処理の回数が、所定の停止基準値以上である場合に、通水を停止する、制御部と、を備える、水処理装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記再生材を前記濾過槽に補充する再生処理に用いられる前記再生材の量が所定の基準値よりも不足した再生材不足状態における、前記再生処理の回数に基づき、前記停止基準値を調整する、請求項１または２記載の水処理装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記濾過槽に再生材を補充して前記濾過材を洗浄する再生処理の回数、及び通電時間の少なくともいずれかに基づき、前記停止基準値を調整する、請求項３記載の水処理装置。
【請求項６】
前記濾過槽に接続された原水ポンプと、
前記濾過槽に接続される通水路と、
を備え、
前記制御部は、前記通水路を閉じ、あるいは前記原水ポンプを停止させることにより、前記通水を停止する、請求項１乃至５のいずれか記載の水処理装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記通水を停止する場合に、報知処理を行う、請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の水処理装置。
【請求項８】
濾過材を収容するとともに通水可能に構成された濾過槽に接続され、再生材及び水を収容可能に構成された再生槽から、前記濾過槽に再生材を補充して前記濾過材を洗浄する再生処理の回数を検出することと、
前記再生処理の回数が所定の停止基準値以上である場合に、通水を停止することと、
を備える水処理方法。
【請求項９】
濾過材を収容するとともに通水可能に構成された濾過槽に接続され、再生材及び水を収容可能に構成された再生槽から、前記濾過槽に再生材を補充して前記濾過材を洗浄する再生処理の回数を検出することと、
通電時間が所定の停止基準値以上である場合に、通水を停止することと、
を備える水処理方法。
【請求項１０】
前記通水の停止を行う場合に、報知処理を行う、請求項８または請求項９に記載の水処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水処理装置及び水処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
井戸などの水源から供給される原水を濾過する水処理装置において、例えばイオン交換樹脂を用いる濾過装置が知られている。例えば濾過装置は、内部に濾過材であるイオン交換樹脂が収容される濾過槽を備え、る。濾過装置は、原水が濾過槽を通過する際に、ナトリウムと原水中のカチオンを交換することで、原水中の不純物を濾過材で捕捉し、原水を軟水化する。カチオンとは、鉄・マンガン・カルシウム・マグネシウムイオン等の陽イオンである。
【０００３】
水処理装置において、濾過処理中にイオン交換樹脂のカチオン濃度が高くなった場合、イオン交換樹脂に高濃度の食塩水などの再生液を通水して、再度、樹脂及びカチオンとナトリウムとのイオン交換をする再生処理を行う。再生処理において、補充タンクから、所定のタイミングで再生液を濾過槽へ補充している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−１５５８８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
イオン交換式の水処理装置及び水処理方法は、運転を継続すると濾過材であるイオン交換樹脂自体の破損による充填量の減少や、例えばポンプ停止時などの滞留時に酸化鉄被膜の生成等により、イオン交換能力が低下する。さらに、再生処理が充分に行われない場合にはイオン交換能力の低下は進行する。そのため、定期的に濾過材を交換する必要がある。しかしながら、濾過材の交換は使用者が行うものであるため、適切な交換周期を超えても交換されないことがあり、運転を継続すると、濾過不良となるおそれがある。
【０００６】
そこで、本発明の実施形態は、濾過不良を防止することが可能な水処理装置及び水処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様にかかる水処理装置は、濾過材を収容するとともに通水可能に構成された濾過槽と、前記濾過槽に接続され、再生材及び水を収容可能に構成された再生槽と、前記濾過槽に再生材を補充して前記濾過材を洗浄する再生処理の回数が、所定の停止基準値以上である場合に、前記濾過槽への通水を停止する、制御部と、を備える。
【０００８】
本発明の他の一態様にかかる水処理方法は、濾過材を収容するとともに通水可能に構成された濾過槽に接続され、再生材及び水を収容可能に構成された再生槽から、前記濾過槽に再生材を補充して前記濾過材を洗浄する再生処理の回数を検出することと、前記再生処理の回数が所定の停止基準値以上である場合に、前記通水を停止することと、を備える。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、濾過不良を防止することが可能な水処理装置及び水処理方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態にかかる水処理装置の構成を示す説明図。
【図２】同実施形態にかかる水処理装置の濾過装置の構成を示す正面図。
【図３】同実施形態にかかる水処理装置の濾過装置の構成を示す側面図。
【図４】同実施形態にかかる水処理装置の濾過装置の構成を示す平面図。
【図５】同実施形態にかかる水処理装置のインターフェイス部の構成を示す正面図。
【図６】同水処理装置の濾過処理を示す説明図。
【図７】同水処理装置の逆洗処理を示す説明図。
【図８】同水処理装置の再生処理を示す説明図。
【図９】同水処理装置の洗浄処理を示す説明図。
【図１０】同水処理装置の注水処理を示す説明図。
【図１１】同実施形態にかかる水処理方法を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施形態にかかる水処理装置１０及び水処理方法について、図１乃至図１１を参照して説明する。図１は本実施形態に係る水処理装置１０の構成を示す説明図である。図２は、水処理装置１０の濾過装置１２の側面図、図３は濾過装置１２の正面図、図４は濾過装置１２の平面図を示す。図５はインターフェイス部１０２ｃの正面図である。図６乃至図１０は、水処理装置１０の動作を示す説明図であり、図１１は本実施形態にかかる水処理方法のフローチャートである。
【００１２】
図１に示すように、水処理装置１０は、原水ポンプ１１と、原水ポンプ１１の二次側に配される濾過装置１２と、濾過装置１２の二次側に配される除菌器１３と、除菌器１３の二次側に配される処理水槽１４と、処理水槽１４の二次側に配される自動給水ポンプ１５と、所定の流路を形成する通水路１６と、通水路１６の流路の接続状態を切替える流路スイッチユニット１７と、複数の制御部１０１ａ〜１０４ａ及び記憶部１０１ｂ〜１０４ｂを有する制御ユニット１００と、を備える。
【００１３】
原水ポンプ１１は、モータと、モータに接続されたインペラを有する単段または多段のポンプ部を備える。原水ポンプ１１は、原水、例えば地中に設けられた井戸２１の井戸水などを、増圧して二次側に圧送する。原水ポンプ１１の吐出口は、通水路１６によって濾過装置１２に接続されている。
【００１４】
図２乃至図１０に示すように、濾過装置１２は、イオン交換式の除鉄・除マンガン槽である濾過槽２２と、再生槽である再生タンク２３と、を備える。濾過槽２２は、除菌器１３及び再生タンク２３とともに、共通のベース２４上に設置され、収容小屋内に収容されている。
【００１５】
濾過槽２２は、例えば上壁と下壁と周壁とを有する円筒状に構成され、粒状のイオン交換樹脂と水を収容可能であるとともに通水可能に構成されている。濾過槽２２は、通水路１６に連通する第１ポート３１及び第２ポート３２を有する。第１ポート３１及び第２ポート３２は例えば上壁に形成されている。第１ポート３１及び第２ポート３２は、通水路１６を構成する複数の流路へ接続可能に構成され、流路スイッチユニット１７によってその接続先及び開閉状態が切替え可能に構成されている。
【００１６】
濾過槽２２の内部には集水管３３が設けられている。集水管３３は、鉛直方向に延びる管部３４と、管部３４の下端に設けられたフィルタキャップ３５と、管部３４の上端で分岐する複数の分岐管３６，３７を備える。管部３４の下端は濾過槽２２の底面近傍に配されている。フィルタキャップ３５は、管部３４の下端の開口を覆う。フィルタキャップ３５は、複数のスリット３５ａを有している。各スリット３５ａは、イオン交換樹脂の粒子の粒径よりも小さい幅を有し、水が通過可能に構成されている。フィルタキャップ３５は、水を通過させ、イオン交換樹脂の通過を防ぐ。
【００１７】
管部３４の上端部に設けられた２つの分岐管３６，３７は、濾過槽２２の外部に導出される。一対の分岐管３６，３７の端部の開口は、それぞれ第３ポート３８と第４ポート３９を構成する。第３ポート３８及び第４ポート３９は、流路スイッチユニット１７を介して、通水路１６を構成する複数の流路へ接続可能に構成されている。流路スイッチユニット１７によって第３ポート３８及び第４ポート３９の接続先及び開閉状態が切替え可能に構成されている。
【００１８】
濾過装置１２は、原水ポンプ１１によって送られる原水が濾過材を通過する際に、ナトリウムと原水中のカチオン、すなわち鉄・マンガン・カルシウム・マグネシウムイオン等の陽イオンを、交換することで、原水中の不純物を濾過材に捕捉させて、原水を軟水化する。例えば本実施形態においては少なくとも鉄やマンガンイオンを、交換する。濾過装置１２は、再生チューブ４１により、再生タンク２３に接続される。
【００１９】
再生タンク２３は、上部開口を有するケース２３ａと、ケース２３ａの上部開口を覆うカバー２３ｂと、を備える。
【００２０】
ケース２３ａは、円筒状に構成され、水や再生材を収容可能に構成されている。ケース２３ａの周壁の所定高さには、開閉バルブ付きのドレン口２３ｃが設けられ、このドレン口２３ｃから再生タンク２３内の水を排出可能に構成されている。ケース２３ａは、再生材となる固体の粒状の塩が、数回分、例えば１０回分、収容可能に構成されている。ケース２３ａ内の所定高さには、ケース２３ａ内の空間を上下に仕切るフィルタＦが設けられている。フィルタＦは例えば不織布で構成され、粒状の塩の通過を抑制する。
【００２１】
ケース２３ａ内には、ケース２３ａよりも小径のブラインウェルと呼ばれる内ケース２３ｄが設けられている。
【００２２】
内ケース２３ｄは上部に開口を有する円筒状に構成され、鉛直方向に沿って延びている。内ケース２３ｄの開口はキャップによって閉止されている。内ケース２３ｄの周壁にはスリット状の貫通孔であるスリット孔２３ｅが複数形成されている。スリット孔２３ｅは、例えば不織布で構成されたフィルタ２３ｆで覆われている。このスリット孔２３ｅを通じてケース２３ａ内と内ケース２３ｄ内とで流体である水や塩水が流通可能となる一方、固体である粒状の塩の通過はフィルタ２３ｆによって抑制される。
【００２３】
内ケース２３ｄの外面には、再生材の残量を示す残量表示部としての指標部２５が設けられている。指標部２５は、一回の再生処理で消費される塩の量に相当する高さ寸法毎に指標となる目盛線２５ａと、その残り量に対応する回数を示す指標となる数字２５ｂを有している。指標部２５は鉛直方向に沿って延びる。すなわち、指標部２５は、ケース３２ａ内であって内ケース２３ｄ外に堆積する再生材としての粒状の塩の表面の上の数字が、残りの再生材で処理可能な再生処理の回数に対応するように構成されている。したがって、ユーザーは指標部２５を目視することで、再生材の残量に対応する処理回数を、簡単に把握できる。
【００２４】
内ケース２３ｄ内の底部近傍に、再生チューブ４１の端部が配されている。再生タンク２３内に配される再生チューブ４１の一端４１ａには空気吸込防止用の樹脂製のチャッキ４１ｃが設けられている。内ケース２３ｄ内に、再生チューブ４１を通じて処理水が補充可能に構成されている。
【００２５】
カバー２３ｂは例えば円形状であり、ケース２３ａの上部開口に設けられている。
【００２６】
再生タンク２３内には、再生タンク２３内の液面位置を検出するフロートスイッチ２７が設けられている。フロートスイッチ２７は再生タンク２３の内ケース２３ｄ内に支持され、再生タンク２３の液面に浮かんでいる。フロートスイッチ２７は、外郭を構成するフロートケースと、フロートケース内に収容されたスイッチ部と、を備える。フロートケース内のスイッチ部にはケーブルを構成する電線が接続されている。フロートスイッチ２７はケーブルを介して制御部１０２ａに接続されている。フロートスイッチ２７は、再生液の液位を検出し、検出した信号を制御部１０２ａに送る。
【００２７】
以上の様に構成された再生タンク２３において、再生材として、例えば粒状の塩が数回分収容された状態で、再生処理毎に所定量の水が補充されることで、塩が水に溶解して所定量の塩水となる。すなわち、再生タンク２３の内ケース２３ｄ内に、再生処理毎に、一度の再生処理で使用される一定量の水が注入されると、注入された一定量の水Ｗａに、内ケース２３ｄ内にある粒状の塩Ｓ１の一部が溶けることで、水Ｗａが飽和状態の塩水Ｓ２になる。
【００２８】
したがって、再生タンク２３には一定量の塩水Ｓ２または水Ｗａと、フィルタＦ上で溶けずに残っている粒状の塩Ｓ１が存在する。再生タンク２３内の塩水Ｓ２は、後述する再生処理においてイジェクタ４２の動作によって、一定量ずつ、再生チューブ４１を通って濾過槽２２に送られる。
【００２９】
除菌器１３は、流路部４３と、薬液タンク４４と、薬液を流路部４３に送る薬液ポンプ４５と、流量センサ４６を備える。除菌器１３は、流路部４３に所定量の薬液を注入することで、流路部４３を流れる流体を除菌する。
【００３０】
流量センサ４６は例えばパドル式の流量センサであり、流体の流れによって回動可能なパドルと、パドルを回動可能に支持する支持構造部と、パドルに内蔵された磁石と、磁気センサと、を備えている。磁気センサは信号線を介して制御部１０２ａに接続されている。流量センサ４６は、除菌器１３を通る流体の流れを検出し、制御部１０２ａに信号を送る。
【００３１】
処理水槽１４は、濾過槽２２及び除菌器１３を通過した処理水を貯留可能に構成された容器である。処理水槽１４には、処理水の液面位置を検出する液面センサ４７が設けられている。液面センサ４７は信号線を介して原水ポンプ１１用の制御部１０１ａに接続されている。液面センサ４７は、処理水の液面位置を検出し、液位情報を電気信号として制御部１０１ａに送る。
【００３２】
自動給水ポンプ１５は、モータと、モータに接続されたインペラを有する単段または多段のポンプ部と、を備える。自動給水ポンプ１５は、例えば地上に２台設けられている。自動給水ポンプ１５は、ポンプ制御用の制御部１０４ａの制御により、処理水槽１４からの水を増圧して二次側に圧送する。自動給水ポンプ１５の吐出口は通水路１６を介して濾過槽２２に連通可能に接続されている。自動給水ポンプ１５の二次側の流路には圧力センサ４８が設けられている。
【００３３】
圧力センサ４８は、例えばダイヤフラム式の圧力センサ４８であり、信号線を介して制御部１０４ａに接続される。圧力センサ４８は、自動給水ポンプ１５の吐出圧力を検出し、検出した圧力信号を制御部１０４ａに送信する。
【００３４】
通水路１６は、原水ポンプ１１の吐出口から濾過槽２２に至る管路で構成される第１流路５１と、濾過槽２２から除菌器１３に至る管路で構成される第２流路５２と、除菌器１３の二次側から処理水槽１４に至る管路で構成される第３流路５３と、処理水槽１４から自動給水ポンプ１５の吸込口に至る管路で構成される第４流路５４と、自動給水ポンプ１５の吐出口から第１流路５１に至る管路で構成される第５流路５５と、濾過槽２２から排出部へ至る管路で構成される第６流路５６と、第２流路５２から分岐して排出部に至る管路で構成される第７流路５７と、再生タンク２３から濾過槽２２に接続される再生チューブ４１で構成される第８流路５８と、を備える。
【００３５】
再生チューブ４１は、その一端４１ａが再生タンク２３内に配され、他端４１ｂが濾過槽２２の第１ポート３１に接続されるイジェクタ４２に接続されている。
【００３６】
流路スイッチユニット１７は、第１三方弁６１と、第２三方弁６２と、複数の開閉弁６３ａ〜６３ｃと、コントロールバルブ６４と、を備える。流路スイッチユニット１７は弁６１，６２，６３ａ〜６３ｃの開閉とコントロールバルブ６４の制御により、通水路１６の８つの流路５１〜５８を、第１ポート３１，第２ポート３２，第３ポート３８、及び第４ポート３９の合計４つのポートのいずれかにそれぞれ接続して連通させ、あるいは流路を閉じることで、複数の処理モードを切替える。
【００３７】
第１三方弁６１及び第２三方弁６２は、例えば３つのポートを有する電磁式弁であり、制御部１０２ａの制御に応じて複数の流路の接続状態を切替える。第１三方弁６１は、第１流路５１を介して原水ポンプ１１に接続されるポートと、第５流路５５を介して自動給水ポンプ１５の吐出側に接続されるポートと、コントロールバルブ６４を介して濾過槽２２の複数のポートに選択的に接続されるポートと、を有する。
【００３８】
第２三方弁６２は、第２流路５２を介して除菌器１３に接続されるポートと、第７流路を介して排出部に接続されるポートと、コントロールバルブ６４を介して濾過槽２２の複数のポートに選択的に接続されるポートと、を備える。
【００３９】
本実施形態においては、第１三方弁６１の開閉とコントロールバルブ６４の切替えによって、原水側の第１流路５１や、自動給水ポンプ１５からの第５流路５５が、切替え可能に、ポート３１，３２，３８，３９に接続されている。また、第２三方弁６２の開閉とコントロールバルブ６４の切替えによって、処理水槽側の第２流路５２や、排出側の第７流路５７が、切り替え可能にポート３１，３２，３８，３９に接続されている。
【００４０】
複数の開閉弁６３は、例えば電磁式の開閉弁６３であり、１０２ａの制御に応じて複数の流路の接続状態を切替える。
【００４１】
制御ユニット１００は、原水ポンプ１１用の制御盤１０１と、通水路１６用の制御盤１０２と、濾過装置１２用の制御盤１０３と、自動給水ポンプ１５用の制制御盤１０４と、を備える。
【００４２】
制御盤１０１は、所定のプログラムに基づいて原水ポンプ１１の動作を制御する制御部１０１ａと、各種データを記憶する記憶部１０１ｂと、インターフェイス部１０１ｃと、を備える。
【００４３】
制御盤１０３は、所定のプログラムに基づいて濾過装置１２の動作を制御する制御部１０３ａと、各種データを記憶する記憶部１０３ｂと、インターフェイス部１０３ｃと、を備える。
【００４４】
制御盤１０２は、所定のプログラムに基づいて通水路１６の各部の動作を制御する制御部１０２ａと、各種データを記憶する記憶部１０２ｂと、インターフェイス部１０２ｃと、を備える。
【００４５】
制御盤１０４は、所定のプログラムに基づいて自動給水ポンプ１５の動作を制御する制御部１０４ａと、各種データを記憶する記憶部１０４ｂと、インターフェイス部１０４ｃと、を備える。
【００４６】
制御部１０１ａ、１０２ａ、１０３ａ、１０４ａは、インターフェイス部１０１ｃ〜１０４ｃへの入力指示や各種センサによって検出される検出値に基づいて、各種の演算処理を行い、水処理装置１０の動作を制御する。
【００４７】
例えば制御部１０１ａは、インターフェイス部１０１ｃへの入力指示や各種センサによって検出される検出値に基づいて、各種の演算処理を行い、インバータの周波数制御により、原水ポンプ１１のモータを変速運転または停止させる。具体的には、制御部１０１ａは、各インバータに制御信号を送信し、所定のタイミングで原水ポンプ１１に対応するインバータを制御することでポンプの動作を制御する。
【００４８】
制御部１０３ａは、インターフェイス部１０３ｃへの入力指示や各種センサによって検出される検出値に基づいて、各種の演算処理を行い、コントロールバルブ６４の弁を開閉することで、流路の接続状態を切替える。
【００４９】
制御部１０２ａは、インターフェイス部１０２ｃへの入力指示や各種センサによって検出される検出値に基づいて、通水路１６の弁６３ａ〜６３ｄを開閉することで流路の接続状態を切替える。
【００５０】
制御部１０４ａは、インターフェイス部１０４ｃへの入力指示や各種センサによって検出される検出値に基づいて、インバータに制御信号を送信し、所定のタイミングで自動給水ポンプ１５に対応するインバータを制御することで自動給水ポンプ１５の動作を制御する。
【００５１】
また、制御部１０２ａは、再生材の残量値、積算再生回数、及び積算通電時間等の情報を検出し、これらの検出結果に基づいて、ポンプの動作制御や流路切替え制御や報知処理を行う。さらに、制御部１０２ａは、インターフェイス部１０２ｃへの入力指示や各種センサによって検出される検出値に基づいて、記憶部における各種データの設定や更新を行う。
【００５２】
水処理装置１０は、これらの流路設定とポンプ１１，１５の動作制御により、複数種類の処理を行わせる。具体的には、水処理装置１０は、制御部１０１ａ，１０２ａ，１０３ａ，１０４ａの制御により、濾過処理、逆洗処理、再生処理、洗浄処理、及び注水処理を行う。
【００５３】
記憶部１０１ｂ、１０２ｂ、１０３ｂ、１０４ｂは、例えば、制御に必要な情報として、各種プログラムや、各種基準値や閾値を記憶する。例えば記憶部１０２ｂは、再生材の残量値を示す残量データや、再生処理の積算回数データＮ１や、積算通電時間データＴ１や、再生材不足状態における再生処理回数データＮ２を記憶する。
【００５４】
再生処理の積算回数である積算再生回数データＮ１は、例えば初期再生時あるいは直前のリセット時からの再生回数を積算した回数であり、記憶部１０２ｂに記憶されている。例えば制御部１０２ａが再生信号を検出する度に、１ずつ加算することで、積算再生回数データＮ１が更新される。また、積算再生回数データＮ１はリセット指示によって、リセットされる。すなわち、例えばユーザーがイオン交換樹脂を新しい樹脂に交換した場合にリセットボタンを操作すると、制御部１０２ａがこれを検出し、積算再生回数データＮ１を０にリセットする。
【００５５】
積算通電時間データＴ１は、例えば初期通電開始時あるいは直前のリセット時から、濾過装置１２に通電される時間を積算した値であり、記憶部１０２ｂに記憶されている。積算通電時間データＴ１はリセット指示によって、リセットされる。すなわち、例えばユーザーがイオン交換樹脂を新しい樹脂に交換した場合にリセットボタンを入力すると、制御部１０２ａでこれを検出し、積算通電時間データＴ１を０にリセットする。
【００５６】
再生材不足状態における再生処理回数データＮ２は、例えば記憶部１０２ｂに記憶されている再生材の残量データと、再生処理信号とに基づき、制御部において算出されるデータである。ここで、再生材の残量データは、再生材の残量に比例して設定される数であり、例えば再生材の残量に対応した再生可能回数として、記憶部１０２ｂに記憶されている。再生材の残量データは、例えば再生材の補充時にセットされ、再生処理毎に１ずつ減じることで、再生材の残り量に対応する回数を示す。例えば制御部が再生信号を検出する度に、１ずつ減じることで、残量データが更新される。残量データは、制御部が再生材補充によるリセット指示の検出によりリセットされる。すなわち、例えばユーザーが再生材の補充をした場合にリセット指示を入力すると、制御部１０２ａがこれを検出し、残量データを補充後の残量に対応した回数を示す値にリセットする。
【００５７】
例えば、制御部１０２ａは、記憶部１０２ｂに記憶されている残量データに基づいて再生材の残量不足状態を検出する。すなわち、制御部１０２ａは、残量データが予め設定された残量不足基準値以下であるか否かを検出する。そして、残量データが予め設定された残量不足基準値以下となると、その後の再生処理回数を、再生材不足状態における再生処理回数として、カウントする。
【００５８】
なお、残量データや再生不足状態での再生回数データＮ２は、報知処理を受けて再生材の補充を行う際に、操作入力部１０５においてカウント増ボタンにより残量データの入力を行うことにより、再設定あるいは更新される。
【００５９】
停止基準値である停止基準回数Ｎ０及び停止基準時間Ｔ０は、例えば濾過材の交換周期に基づいて、記憶部１０２ｂに予め設定される。これらのデータは、制御部１０２ａの制御により、設定、更新、調整される。また、各種閾値や設定値は、例えばインターフェイス部１０２ｃへの操作入力によってユーザーが任意に設定変更可能に構成されている。
【００６０】
インターフェイス部１０１ｃ、１０２ｃ、１０３ｃ、１０４ｃは、操作入力部１０５と、表示部１０６と、を備える。
【００６１】
例えば、制御盤１０２の操作入力部１０５は、電源のＯＮ／ＯＦＦを操作するための電源スイッチや残量カウントボタン、残量リセットボタンなどの各種入力ボタンやスイッチであり、ユーザーが各種の設定や指示入力が可能に構成されている。
【００６２】
例えば制御盤１０２の表示部１０６は、例えばＰＬＣランプ１０６ａと、再生材不足ランプ１０６ｂと、濾過材交換ランプ１０６ｃと、を備える。再生材不足ランプ１０６ｂは、制御部１０２ａの制御により点灯することで、ユーザーに再生材の残量不足等を知らせる報知処理を行う。ＰＬＣランプ１０６ａは、制御部１０２ａの制御により点灯し、再生材の残量回数を表示する。
【００６３】
以下、本実施形態にかかる水処理装置１０の制御ユニット１００が行う各種動作について図６乃至図１０を参照して説明する。図６は濾過処理、図７は逆洗処理、図８は再生処理、図９は洗浄処理、図１０は注水処理、をそれぞれ示している。
【００６４】
図６は濾過処理を示す説明図である。濾過処理は、原水を汲み上げて濾過槽２２に通水させることで、で、鉄・マンガン等の陽イオンをイオン交換により捕捉し、原水を軟水化する処理である。
【００６５】
図６に示すように、濾過処理として、制御部１０３ａはコントロールバルブ６４を制御し、第１ポート３１を閉じ、第２ポート３２を原水側の第１流路５１に接続し、第３ポート３８を処理水槽１４側の第３流路に接続し、第４ポート３９を閉じる。さらに、制御部１０３ａはイジェクタ４２を停止させ、第８流路５８を閉じる。
【００６６】
この状態で、制御部１０１ａは、所定のタイミングで、原水ポンプ１１を駆動する。制御部１０１ａは、例えば液面センサ４７で検出される液位情報に基づき、処理水槽１４の液位が所定のポンプ起動基準値まで下がったことを検知すると、原水ポンプ１１を駆動する。原水ポンプ１１の駆動により、原水は、揚水され、濾過槽２２及び除菌器１３に流入する。原水は、濾過槽２２内に流入し、濾過されることで、除菌、除鉄、除マンガン及び固形物等の不純物が取り除かれ浄水Ｌ２（処理水）となる。そして処理水Ｌ２はフィルタキャップ３５を通って集水管３３に入り、集水管３３の上端部の第３ポート３８から、処理水槽１４へ送られる。
【００６７】
図７は逆洗処理を示す説明図である。逆洗処理は、集水管３３から水を流し、濾過槽２２のイオン交換樹脂を通って下から上へ流れる用に通水して排水することで、濾過材を逆洗し、濾過槽２２の内部に溜まった酸化鉄や微粒子（不純物）を排出する処理である。また、再生処理の前にこの逆洗処理をすることで濾過材をほぐすこともできる。
【００６８】
図７に示すように、逆洗処理において、制御部１０３ａは、コントロールバルブ６４を制御し、第１ポート３１を閉じ、第２ポート３２を排水側の第６流路５６に接続し、第３ポート３８を原水側の第１流路５１へ接続し、第４ポート３９を閉じる。この状態で、制御部１０１ａは所定のタイミングで原水ポンプ１１を駆動して原水Ｌ１を二次側へ送ると、原水Ｌ１が集水管３３の第３ポート３８から下に流れ、フィルタキャップ３５を通って集水管３３から流出し、濾過槽２２の下から上へ送られ、第２ポート３２から排水される。この逆洗処理によって、濾過槽２２の下から上へ原水を流すことで、濾過材を洗浄し、濾過槽２２内にたまった酸化物や微粒子を排出する。
【００６９】
例えば、制御部１０３ａは、濾過処理中にカチオン濃度が高くなった場合、高濃度の食塩水などの再生液を通水して、再度、樹脂及びカチオンとナトリウムとのイオン交換をする再生処理を行う。再生処理として、制御部１０２ａは、所定のタイミングで、再生タンク２３から、所定のタイミングで再生液としての高濃度の塩水Ｓ２を濾過槽２２へ補充する。例えば再生処理を行うタイミングは、使用水量と原水のカチオン濃度によって決定され、日数間隔や曜日指定により、コントロールバルブ６４の制御盤１０３ａに設定されている。
【００７０】
図８は再生処理を示す説明図である。再生処理は、高濃度塩水を濾過材へ通水することで、原水から除去されて濾過材に付着した鉄やマンガンを濾過材から分離させて排出させる処理である。
【００７１】
具体的には、図８に示すように、再生処理として、制御部１０３ａは、予め設定された所定のタイミングで、コントロールバルブ６４を制御し、第１ポート３１を再生チューブ４１及び原水ポンプ１１に連通させ、第２ポート３２を閉じる。また、集水管３３の第３ポート３８を閉じ、第４ポート３９を排水側の第６流路５６に接続する制御部１０３ａは、この状態でイジェクタ４２を駆動することにより、再生タンク２３からの高濃度塩水、及び原水ポンプ１１からの原水を、濾過槽２２内に送る。例えば原水＋高濃度塩水≒８％〜１２％程度である。塩水及び原水は、濾過槽２２内を上から下に流れ、フィルタを通って集水管３３に流入し、第４ポート３９を通って排出される。再生排水は高濃度の塩水及び鉄やマンガン等の陽イオンを含有している。再生処理により、再生タンク２３内の液位が低下する。
【００７２】
図９は、洗浄処理を示す説明図である。洗浄処理は、濾過槽２２内部に残っている残留塩分を低速で外部へ排出させ、新たに原水Ｌ１を注入する処理であり、押し出し処理とも呼ばれる。
【００７３】
洗浄処理において、制御部１０３ａは、コントロールバルブ６４を制御し、第１ポート３１を閉じるとともに、第２ポート３２を原水ポンプ１１側の第１流路５１に連通させる。また、制御部１０２ａは、第３ポート３８を閉じ、第４ポート３９を排水側の第６流路５６に連通させる。この状態で、原水ポンプ１１を駆動することにより、原水Ｌ１が濾過槽２２内を上から下に流れ、フィルタキャップ３５を通って集水管３３に流入し、第４ポート３９から排出される。この洗浄処理により、濾過槽２２内に残っている残留塩分を外部へ排出する。
【００７４】
図１０は注水処理を示す説明図である。注水処理は、再生タンク２３へ処理水Ｌ２を逆流させることで、再生タンク２３内に処理水Ｌ２を入れて貯める処理である。
【００７５】
注水処理において、制御部１０３ａは、コントロールバルブ６４を制御し、第１ポート３１を閉じるとともに、第２ポート３２を原水ポンプ１１側の第１流路５１に連通させる。また、制御部１０２ａは、第３ポート３８を処理水槽１４に接続するとともに、イジェクタ４２を介して再生チューブ４１に接続し、第４ポート３９を閉じる。この状態で、制御部１０１ａにより原水ポンプ１１を駆動し、制御部１０３ａによりイジェクタ４２を駆動すると、原水Ｌ１が濾過槽２２内を上から下に流れ、フィルタキャップ３５を通って集水管３３に流入する。そして、濾過後の処理水Ｌ２は一部が第３ポート３８から第２流路５２，第３流路５３を経て処理水槽１４に送られるとともに、一部がイジェクタ４２から再生チューブ４１を通って再生タンク２３内に送られる。制御部１０３ａは、予め設定された一定時間経過後に、第３ポート３８と再生チューブ４１との間の流路を閉め、注水を停止する。この注水処理により処理水を再生タンク２３に一定量の処理水が補充される。
【００７６】
水処理装置１０の制御ユニット１００は、積算再生回数及び積算通電時間に基づき、原水ポンプ１１の運転制御や通水路１６の流路切替え、及び報知処理等の動作制御を行う。
【００７７】
具体的には、図１１のフローチャートに示すように、制御部１０２ａは、制御盤１０３ａからの再生信号が入力されたタイミングで、残量不足状態での再生回数を検出し、当該残量不足状態での再生処理回数データＮ２が所定の基準値以上である場合には（ステップＳＴ１のＹｅｓ）、停止基準値である停止基準回数Ｎ０及び停止基準時間Ｔ０を、例えば再生材の残量が不足していない場合よりも低い値に、調整する（ステップＳＴ２）。例えば、残量不足状態での再生回数は、残量データ等に基づいて制御部１０２ａにてカウントされ、記憶部１０２ｂに記憶されている。ステップＳＴ２の調整処理として、制御部１０２ａは、例えば通常の停止基準値、すなわち再生材が不足していない状態での停止基準値の８０％〜９０％程度の数値に低減する。
【００７８】
次に、制御部１０２ａは、初回の再生処理あるいは前回のリセット時からの再生処理の回数を積算した積算再生回数データＮ１を検出し、積算再生回数データＮ１が予め設定された所定の停止基準回数Ｎ０以上であるか否かを判定する（ステップＳＴ３）。そして、積算再生回数データＮ１が停止基準回数Ｎ０以上である場合には、（ステップＳＴ３のＹｅｓ）報知処理（ステップＳＴ５）及び停止処理（ステップＳＴ６）を行う。積算再生回数データＮ１が予め設定された所定の停止基準回数Ｎ０未満である場合には（ステップＳＴ３のＮｏ）、ステップＳＴ４に進む。
【００７９】
停止基準回数Ｎ０や停止基準時間Ｔ０などの停止基準値は、濾過材の交換周期に対応して、予め、再生の間隔や使用条件に基づいて記憶部１０２ｂに設定されている設定値である。停止基準値は、各種条件により適宜設定され、あるいは加減調整される。
【００８０】
ステップＳＴ４において、制御部１０２ａは、積算通電時間データＴ１を検出し、積算通電時間データＴ１が、予め設定された所定の停止基準時間Ｔ０以上である場合に（ステップＳＴ４のＹｅｓ）、報知処理（ステップＳＴ５）とともに停止処理（ステップＳＴ６）を行う。制御部１０２ａは、積算再生回数データＮ１が停止基準回数Ｎ０未満であり（ステップＳＴ３のＮｏ）、積算通電時間データＴ１が停止基準時間Ｔ０未満である（ステップＳＴ４のＮｏ）場合には、運転を継続し、通水による濾過処理を続ける。
【００８１】
ステップＳＴ５の報知処理として、制御部１０２ａは、例えば残量不足を報知する報知ランプである濾過材交換ランプ１０６ｃを点灯させ、外部信号を出力する。
【００８２】
ステップＳＴ６の停止処理として、制御部１０３ａが再生信号を出力することで、例えば制御部１０２ａが流路中のいずれかの開閉弁、例えば濾過装置の二次側の第２三方弁６２を制御し、通水路を閉じ、水の流れを停止する。あるいは停止処理として、制御部１０２ａは原水ポンプ１１の制御部１０１ａへ停止信号を出力することにより、原水ポンプ１１を停止させて、水の流れを停止する。
【００８３】
その後、制御部１０２ａはリセットの指示を検出する（ステップＳＴ７）。例えばユーザーが、停止処理を受けてイオン交換樹脂の交換作業を行い、操作入力部１０５においてリセットボタンの入力を行った場合、制御部１０２ａがこれを検出する。制御部１０２ａはリセットの指示を検出すると（ステップＳＴ７のＹｅｓ）、報知処理を終了し（ステップＳＴ８）、停止処理を終了する（ステップＳＴ９）。例えば本実施形態においては、一例として、リセットボタンが押下されると、外部信号出力を解除する一方で、原水ポンプ１１の駆動を再開する。
【００８４】
また、制御部１０２ａは、リセット指示を検出すると、記憶部１０２ｂにおける、再生積算回数及び運転積算回数のデータをリセットする（ステップＳＴ１０）。
【００８５】
一方、カウント増ボタンやリセットボタンの指示入力を検出しない場合（ステップＳＴ７のＮｏ）制御部１０２ａは、ステップＳＴ５の報知処理およびステップＳＴ６の停止処理を継続する。
【００８６】
本実施形態にかかる水処理装置１０によれば、所定の停止基準値を満たす場合に通水を停止することで、濾過不良での運転を防止することが可能となる。すなわち、一般的に、イオン交換式の水処理装置及び水処理方法は、運転を継続すると濾過材であるイオン交換樹脂自体の破損による充填量の減少や、例えばポンプ停止時などの滞留時に酸化鉄被膜が生成される等により、イオン交換能力が低下する。さらに、再生処理が充分に行われない場合にはイオン交換能力の低下は進行する。そのため、定期的に濾過材を交換する必要がある。しかしながら、濾過材の交換は使用者によるものであるため、適切な交換周期を超えて運転を継続するなどにより、濾過不良となることがある。そこで、上記実施形態にかかる水処理装置１０及び水処理方法は、積算の再生回数や、積算通電時間が一定の停止基準値以上となると、処理水の供給を遮断することにより、濾過不良の水が下流に流れることを防止できる。また、強制的に水の流れを停止して処理水の供給を遮断することで、ユーザへろ過材の交換を促すことができ、ろ過不良を未然に防止できる。
【００８７】
また、上記実施形態においては、再生材不足の状態での再生処理回数を検出することで、特にイオン交換性能の低下が進行しやすい再生不良の状態を検出し、この場合に停止基準値を減じるように調整することとした。このため、イオン交換性能の低下の進行に合わせて停止基準値を設定することができ、濾過不良を効果的に防止できる。
【００８８】
なお、本発明は上記各実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。
【００８９】
例えば上記実施形態において、積算通電時間及び積算再生回数の両方に基づき、そのいずれかが停止基準値以上である場合に停止処理及び報知処理を行う例を示したが、これに限られるものではない。また、他の実施形態として、積算通電時間あるいは積算再生回数のいずれかに基づいて、通水の停止制御を行ってもよい。また、積算通電時間及び積算再生回数に代えて、残量不足状態における再生回数を基準としてもよい。すなわち、残量不足状態における再生回数が所定の停止基準値以上になった場合に、停止処理及び報知処理を行うこととしてもよい。
【００９０】
また、上記実施形態においては、残量不足状態における再生処理回数が一定値以上である場合に、積算通電時間及び積算再生回数の停止基準値を減じて調整する例を示したが、これに限られるものではない。例えば他の実施形態として、残量不足状態における再生回数を停止基準値と比較して通水停止処理を行うとともに、積算通電時間あるいは積算再生回数の少なくともいずれか１以上が所定の調整基準値以上である場合に、その通水停止の停止基準値を減じる調整をすることとしてもよい。
【００９１】
例えば、上記実施形態においては、報知処理として、ランプを点灯する例を示したがこれに限られるものではない。例えば、表示モニターを設け、制御部１０２ａの制御によってデータやメッセージを表示することにより報知処理を行ってもよく、あるいはスピーカを設け、音声で報知処理を行う構成としてもよい。
【００９２】
さらに、上記実施形態において、通水の停止処理とともに報知処理を行う例を示したが、例えばこの報知処理に代え、あるいはこの報知処理に加えて、停止よりも前の段階で、濾過材の交換を促す報知処理を行うこととしてもよい。例えば、通水を停止する停止基準値よりも小さい積算再生処理回数あるいは積算通電時間、その他の基準値に基づいて、濾過材の交換が必要である旨を表示し、あるいはランプを点灯することで、報知してもよい。
【００９３】
なお、上記実施形態においては、複数の制御部１０１ａ〜１０４ａや複数の記憶部１０１ｂ〜１０４ｂが異なる制御盤１０１〜１０４に設けられている例を示したが、これに限られるものではない。例えば一部または全部の制御部１０１ａ〜１０４ａを共通とする、複数の制御部１０１ａ〜１０４ａを制御するホスト制御部を追加する、あるいは複数の制御部１０１ａ〜１０４ａ間の通信機能などは、装置により適宜設定変更可能である。
【００９４】
さらに、上記実施形態の構成要件のうち一部を省略しても本発明を実現可能である。
【００９５】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、各実施形態は適宜組み合わせて実施してもよく、その場合組み合わせた効果が得られる。更に、上記実施形態には種々の発明が含まれており、開示される複数の構成要件から選択された組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、課題が解決でき、効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
【符号の説明】
【００９６】
１０…水処理装置、１１…原水ポンプ、１２…濾過装置、１３…除菌器、１４…処理水槽、１５…自動給水ポンプ、１６…通水路、１７…流路スイッチユニット、１８…制御盤、２１…井戸、２２…濾過槽、２３…再生タンク、２３ａ…ケース、２３ｂ…カバー、２３ｃ…ドレン口、２３ｄ…内ケース、２３ｅ…スリット孔、２３ｆ…フィルタ、２４…ベース、２５…指標部、２５ａ…目盛線、２５ｂ…数字、２７…フロートスイッチ、３１…第１ポート、３２…第２ポート、３３…集水管、３４…管部、３５…フィルタキャップ、３５ａ…スリット、３６…分岐管、３７…分岐管、３８…第３ポート、３９…第４ポート、４１…再生チューブ、４１ａ…一端、４１ｂ…他端、４１ｃ…チャッキ、４２…イジェクタ、４３…流路部、４４…薬液タンク、４５…薬液ポンプ、４６…流量センサ、４７…液面センサ、４８…圧力センサ、５１…第１流路、５２…第２流路、５３…第３流路、５４…第４流路、５５…第５流路、５６…第６流路、５７…第７流路、５８…第８流路、６１…第１三方弁、６２…第２三方弁、６３（６３ａ〜６３ｃ）…開閉弁、６４…コントロールバルブ、１０１、１０２、１０３、１０４…制御盤、１０１ａ、１０２ａ、１０３ａ、１０４ａ…制御部、１０１ｂ、１０２ｂ、１０３ｂ、１０４ｂ…記憶部、１０１ｃ、１０２ｃ、１０３ｃ、１０４ｃ…インターフェイス部、１０５…操作入力部、１０６…表示部、１０６ａ…ＰＬＣランプ、１０６ｂ…再生材不足ランプ、１０６ｃ…濾過材交換ランプ、Ｌ１…原水、Ｌ２…処理水（浄水）、Ｓ１…塩（再生材）、Ｓ２…塩水（再生液）。
【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】
2018192463.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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