(57)【要約】 【課題】  フィルタに溜まった異物を除去できる水処理装置を提供する。【解決手段】  本発明の水処理装置は、（Ａ）セラミック膜フィルタ（６）と、（Ｂ）前記セラミック膜フィルタ（６）に順方向から水を通過させて濾過する流れ制御装置とを有する。前記流れ制御装置は、逆方向から前記セラミック膜フィルタ（６）を通して水を通過させることができ、これにより、前記セラミック膜フィルタ（６）から、前記水を順方向から濾過する際に溜まった異物を除去する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水処理装置において、
（Ａ）セラミック膜フィルタ（６）と、
（Ｂ）前記セラミック膜フィルタ（６）に順方向から水を通過させて濾過する流れ制御装置と、
を有し、
前記流れ制御装置は、逆方向から前記セラミック膜フィルタ（６）を通して水を通過させることができ、これにより、前記セラミック膜フィルタ（６）から、前記水を順方向から濾過する際に溜まった異物を除去する
ことを特徴とする水処理装置。
【請求項２】
（Ｃ）前記セラミック膜フィルタ（６）を通る水を加熱する加熱器（３）を更に有する
ことを特徴とする請求項１記載の水処理装置。
【請求項３】
（Ｄ）前記セラミック膜フィルタ（６）に水を通すために、前記流れ制御装置を制御する制御装置を更に有する
ことを特徴とする請求項１又は２記載の水処理装置。
【請求項４】
前記制御装置は、保守スケジュールを規定する保守データを読み取ることができる
ことを特徴とする請求項３記載の水処理装置。
【請求項５】
前記流れ制御装置は、順方向流を提供する順方向流装置と、逆方向流を提供する逆方向流装置とを有する
ことを特徴とする請求項１−４のいずれか記載の水処理装置。
【請求項６】
前記逆方向流装置は、セラミック膜フィルタ（６）から濾過した水を受け取るバックウォッシュ・タンク（２０）を有する
ことを特徴とする請求項５記載の水処理装置。
【請求項７】
前記逆方向流装置は、
圧力で動作するバックウォッシュ・タンク（２０）と、
前記バックウォッシュ・タンク（２０）に圧力をかける圧力装置（２１）と、
前記セラミック膜フィルタ（６）に接続されたバックウォッシュ導管（２２）と、
を有し
これによりバックウォッシュ・タンク（２０）に圧力がかけられたときに、前記バックウォッシュ・タンク（２０）からの水が逆方向から前記セラミック膜フィルタ（６）に提供される
ことを特徴とする請求項５又は６記載の水処理装置。
【請求項８】
出口導管を更に有し、
前記出口導管は、前記セラミック膜フィルタ（６）から取り除かれた濾過された物質の流れを、前記水の流れから離す方向に向けて、これによりセラミック膜フィルタ（６）に順方向の流れを提供する
ことを特徴とする請求項１−７のいずれか記載の水処理装置。
【請求項９】
前記出口導管は、濾過された物質をタンク（１５）の方向に向けて流し、順方向の流れを水に与える
ことを特徴とする請求項８記載の水処理装置。
【請求項１０】
前記バックウォッシュ導管（２２）は、出口導管よりも細い
ことを特徴とする請求項８又は９記載の水処理装置。
【請求項１１】
入口導管を更に有し、
前記入口導管は、水をセラミック膜フィルタ（６）に順方向に通過させることにより濾過した水を受け取る
ことを特徴とする請求項１−１０のいずれか記載の水処理装置。
【請求項１２】
前記セラミック膜フィルタ（６）は、セラミック製の中空ファイバ膜フィルタである
ことを特徴とする請求項１−１１のいずれか記載の水処理装置。
【請求項１３】
温水器（３）を更に有し、
前記温水器（３）は、前記セラミック膜フィルタ（６）を順方向から通過する水を加熱する
ことを特徴とする請求項１−１２のいずれか記載の水処理装置。
【請求項１４】
前記温水器（３）は、４０℃と７０℃の間の温度に、水を加熱する
ことを特徴とする請求項１３記載の水処理装置。
【請求項１５】
予備フィルタを更に有し、
前記予備フィルタは、前記セラミック膜フィルタ（６）を通過する前に水を濾過し、
前記予備フィルタは、振動膜を有する
ことを特徴とする請求項１−１４のいずれか記載の水処理装置。
【請求項１６】
前記セラミック膜フィルタ（６）の下流側にカーボンフィルタを更に有する
ことを特徴とする請求項１−１５のいずれか記載の水処理装置。
【請求項１７】
前記カーボンフィルタは、濾過すべき水を、ファイバ中のカーボンとの間で、６分から１２分の間、接触させる
ことを特徴とする請求項１６記載の水処理装置。
【請求項１８】
前記セラミック膜フィルタ（６）の下流側に配置され、水をＵＶ光で殺菌するＵＶ処理装置（１１）を更に有する
ことを特徴とする請求項１−１７のいずれか記載の水処理装置。
【請求項１９】
オゾンで水を処理する装置（１６）を更に有する
ことを特徴とする請求項１−１８のいずれか記載の水処理装置。
【請求項２０】
水のｐＨレベルを調整するｐＨ調整装置を更に有する
ことを特徴とする請求項１−１９のいずれか記載の水処理装置。
【請求項２１】
（Ａ）セラミック膜フィルタ（６）を介して、第１方向に水を強制的に流して、水から異物を除去し濾過された水を提供するステップと、
（Ｂ）セラミック膜フィルタ（６）を介して、前記第１方向とは反対方向の第２方向に水を強制的に流し、前記セラミック膜フィルタ（６）から水を濾過した際に溜まった異物を除去するステップ
とを有する
ことを特徴とする水を処理する方法。
【請求項２２】
（Ｃ）前記第１方向と第２方向に交互に水を流すステップ
を更に有する
ことを特徴とする請求項２１記載の方法。
【請求項２３】
前記（Ｃ）ステップは、スケジュールに従って行われる
ことを特徴とする請求項２１又は２２記載の方法。
【請求項２４】
第２方向に水を流すことは、濾過された水を第２方向流すことを含む
ことを特徴とする請求項２１−２３のいずれか記載の方法。
【請求項２５】
（Ｄ）濾過された水を貯蔵しこの貯蔵された水を第２方向に流すステップ
を更に有する
ことを特徴とする請求項２１−２４のいずれか記載の方法。
【請求項２６】
（Ｅ）第１方向に流れる水を加熱するステップ
を更に有する
ことを特徴とする請求項２１−２５のいずれか記載の方法。
【請求項２７】
（Ａ）処理すべき水を加熱するステップと、
（Ｂ）前記加熱された水を、セラミック膜フィルタ（６）を介して強制的に流すステップ
を更に有する
ことを特徴とする水処理方法。
【請求項２８】
（Ｃ）水を振動スクリーンを通して濾過するステップと、
（Ｄ）前記水をセラミック膜フィルタ（６）を通して強制的に流すステップ
を有する
ことを特徴とする水処理方法。
【請求項２９】
前記方法は、中水をリサイクルする
ことを特徴とする請求項２１−２８のいずれか記載の方法。
【請求項３０】
前記セラミック膜フィルタ（６）は、セラミック製の中空ファイバ膜フィルタである
ことを特徴とする請求項２１−２９のいずれか記載の方法。
【請求項３１】
水を通過させるセラミック膜フィルタ（６）と、
前記セラミック膜フィルタ（６）により濾過された水を加熱する水加熱器
を有する
ことを特徴とする水処理装置。
【請求項３２】
コンピュータで実行可能なコードを記憶するコンピュータで読み取り可能な記憶装置において、
前記コードは、請求項２１−３０のいずれかの方法を実行するために水処理装置を制御するために構築された装置に組み込まれた時に動作する
ことを特徴とするコンピュータで読み取り可能な記憶媒体。
【請求項３３】
（Ａ）プロセッサで実行可能なコードを記憶するコードメモリーと、
（Ｂ）前記コードメモリーに記憶されたコードを実行するプロセッサと、
（Ｃ）前記データを記憶するデータメモリーと、
を有し
前記コードメモリーは、水処理装置が前記請求項２１−３０のいずれかの方法を実行するのを制御するようにプロセッサを動かす
ことを特徴とするコンピュータで制御可能な水処理システム。
【請求項３４】
前記水処理装置は、請求項１−２０のいずれかに記載の水処理装置である
ことを特徴とする請求項３３記載の水処理システム。
【請求項３５】
前記システムは、大量の水を用いる工業用水処理システムの一部を構成し、
前記システムを用いて工業用水処理装置からの中水をリサイクルする
ことを特徴とする請求項３３又は３４記載の水処理システム。
【請求項３６】
前記工業用水処理装置は、ランドリー設備である
ことを特徴とする請求項３５記載の水処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水処理装置と水処理方法に関し、特に中水をリサイクルする装置と方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
水のリサイクル・再使用は、綺麗な水を経済的に使用するため、更に環境汚染を最小にするため、益々重要となっている。
【０００３】
中水（grey water）のリサイクルは通常の水のリサイクルと共通する。中水のリサイクルは、商業用、ビジネス用、住居用の水を処理するものであり、これにはトイレあるいは台所からの汚水は含まない。中水は、通常、汚染物、例えばゴミ、泥、砂、繊維物、洗剤、リン、塩、有機化合物、有機材料、細菌、バクテリア、ウイルス等（以下異物と総称する）を含んでいる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
中水をリサイクルすることは様々な問題がある。１つの問題は、リサイクル装置のコスト及びそれを配置するための保守及び動力エネルギーの利用を担保できる程のリサイクル効率を得なければならない点である。別の問題は、中水をリサイクルする前に除去しなければならない異物が多種類に渡ることである。これは第１の問題と組み合わさって、更に大きな挑戦的事項となっている。他の問題は、管理人が度々手を入れることなく装置の保守を容易にできるような中水のリサイクル装置を提供することである。
【０００５】
水をリサイクルする１つのアプローチは、特に中水をＡｌＯ３製の膜であるセラミック膜を用いて水を濾過することである。この種のフィルタは、様々な異物を除去できる。しかしこのアプローチを採用する装置は大型の設備となる。この装置には、長期の使用の間１平方メートルの膜当たりの流量に限界がある。他の限界点は、セラミック膜を通して流れる水、特に中水をリサイクルする為に、セラミック膜の保守及び寿命を保持しなければならない点である。一般的な応用においては、これは、リサイクルの効率や歩留まりを制限してしまうことになる。他の限界例は、膜の機械的構造のためにエネルギー消費が大きくなる点である。本発明の目的は、従来の水処理装置の欠点又は不利益点を解決することであり、有益な代替物を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決する為に、本発明の水処理装置は、（Ａ）セラミック膜フィルタ６と、（Ｂ）前記セラミック膜フィルタ６に順方向から水を通過させて濾過する流れ制御装置と、を有し、前記流れ制御装置は、逆方向から前記セラミック膜フィルタ６を通して水を通過させることができ、これにより、前記セラミック膜フィルタ６から、前記水を順方向から濾過する際に溜まった異物を除去する。
上記の構成によれば、セラミック膜フィルタの保守が、中水のリサイクルの際に自動的に実施できる。
本発明の他の実施例によれば、本発明の水処理装置は、（Ｃ）前記セラミック膜フィルタ６を通る水を加熱する加熱器３を更に有する。かくして、リサイクルされた水の歩留まりが上がり、セラミック膜フィルタの保守が改善させ装置全体の効率があがる。
本発明の他の実施例によれば、本発明の水処理装置は、（Ｄ）前記セラミック膜フィルタ６に水を通すために、前記流れ制御装置を制御する制御装置を更に有する。
本発明の他の実施例によれば、前記制御装置は、保守スケジュールを規定する保守データを読み取ることができる。
本発明の他の実施例によれば、前記流れ制御装置は、順方向流を提供する順方向流装置と、逆方向流を提供する逆方向流装置とを有する。
本発明の他の実施例によれば、前記逆方向流装置は、セラミック膜フィルタ６から濾過した水を受け取るバックウォッシュ・タンク２０を有する。
本発明の他の実施例によれば、前記逆方向流装置は、圧力で動作するバックウォッシュ・タンク２０と、前記バックウォッシュ・タンク２０に圧力をかける圧力装置２１と、前記セラミック膜フィルタ６に接続されたバックウォッシュ導管２２とを有し、これにより、バックウォッシュ・タンク２０に圧力がかけられたときに、前記バックウォッシュ・タンク２０からの水が逆方向から前記セラミック膜フィルタ６に提供される。
本発明の他の実施例によれば、本発明の水処理装置は、出口導管を更に有し、前記出口導管は、前記セラミック膜フィルタ６から取り除かれた濾過された物質の流れを、前記水の流れから離す方向に向けて、これによりセラミック膜フィルタ６に順方向の流れを提供する。
本発明の他の実施例によれば、前記出口導管は、濾過された物質をタンク１５の方向に向けて流し、順方向の流れを水に与える。
本発明の他の実施例によれば、前記バックウォッシュ導管２２は、出口導管よりも細い。
本発明の他の実施例によれば、本発明の水処理装置は、入口導管を更に有し、前記入口導管は、水をセラミック膜フィルタ６に順方向に通過させることにより濾過した水を受け取る。
本発明の他の実施例によれば、前記セラミック膜フィルタ６は、セラミック製の中空ファイバ膜フィルタである。
本発明の他の実施例によれば、本発明の水処理装置は、温水器３を更に有し、前記温水器３は、前記セラミック膜フィルタ６を順方向から通過する水を加熱する。
本発明の他の実施例によれば、前記温水器３は、４０℃と７０℃の間の温度に、水を加熱する。
本発明の他の実施例によれば、本発明の水処理装置は、予備フィルタを更に有し、前記予備フィルタは、前記セラミック膜フィルタ（６）を通過する前に水を濾過し、前記予備フィルタは、振動膜を有する。
本発明の他の実施例によれば、本発明の水処理装置は、前記セラミック膜フィルタ６の下流側にカーボンフィルタを更に有する。
本発明の他の実施例によれば、前記カーボンフィルタは、濾過すべき水を、ファイバ中のカーボンとの間で、６分から１２分の間、接触させる。
本発明の他の実施例によれば、本発明の水処理装置は、前記セラミック膜フィルタ６の下流側に配置され、水をＵＶ光で殺菌するＵＶ処理装置１１を更に有する。
本発明の他の実施例によれば、本発明の水処理装置は、オゾンで水を処理する装置１６を更に有する。
本発明の他の実施例によれば、本発明の水処理装置は、水のｐＨレベルを調整するｐＨ調整装置を更に有する。
本発明の他の実施例によれば、本発明の水処理方法は、（Ａ）セラミック膜フィルタ６を介して、第１方向に水を強制的に流して、水から異物を除去し濾過された水を提供するステップと、（Ｂ）セラミック膜フィルタ６を介して、前記第１方向とは反対方向の第２方向に水を強制的に流し、前記セラミック膜フィルタ６から水を濾過した際に溜まった異物を除去するステップとを有する。
本発明の他の実施例によれば、本発明の水処理方法は、（Ｃ）前記第１方向と第２方向に交互に水を流すステップを更に有する。
本発明の他の実施例によれば、前記（Ｃ）ステップは、スケジュールに従って行われる。
本発明の他の実施例によれば、第２方向に水を流すことは、濾過された水を第２方向流すことを含む。
本発明の他の実施例によれば、本発明の水処理方法は、（Ｄ）濾過された水を貯蔵しこの貯蔵された水を第２方向に流すステップを更に有する。
本発明の他の実施例によれば、本発明の水処理方法は、（Ｅ）第１方向に流れる水を加熱するステップを更に有する。
本発明の他の実施例によれば、本発明の水処理方法は、（Ａ）処理すべき水を加熱するステップと、（Ｂ）前記加熱された水を、セラミック膜フィルタ（６）を介して強制的に流すステップを更に有する。
本発明の他の実施例によれば、本発明の水処理方法は、（Ｃ）水を振動スクリーンを通して濾過するステップと、（Ｄ）前記水をセラミック膜フィルタ６を通して強制的に流すステップを更に有する。
本発明の他の実施例によれば、前記方法は、中水をリサイクルする。
本発明の他の実施例によれば、前記セラミック膜フィルタ６は、セラミック製の中空ファイバ膜フィルタである。
本発明の他の実施例によれば、本発明の水処理装置は、水を通過させるセラミック膜フィルタ６と、前記セラミック膜フィルタ６により濾過された水を加熱する水加熱器とを有する。
本発明の他の実施例によれば、本発明のコンピュータで実行可能なコードを記憶するコンピュータで読み取り可能な記憶装置は、前記コードは、前記の方法を実行するために水処理装置を制御するために構築された装置に組み込まれた時に、動作する。
本発明の他の実施例によれば、コンピュータで制御可能な水処理システムは、（Ａ）プロセッサで実行可能なコードを記憶するコードメモリーと、（Ｂ）前記コードメモリーに記憶されたコードを実行するプロセッサと、（Ｃ）前記データを記憶するデータメモリーと、を有し、前記コードメモリーは、水処理装置が前記ステップのいずれかの方法を実行するのを制御するようにプロセッサを動かす。
本発明の他の実施例によれば、前記水処理装置は、前記に記載の水処理装置である。
本発明の他の実施例によれば、前記システムは、大量の水を用いる工業用水処理システムの一部を構成し、前記システムを用いて工業用水処理装置からの中水をリサイクルする。
本発明の他の実施例によれば、前記工業用水処理装置はランドリー設備である。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】通常の動作状態にある本発明の一実施例の水処理再使用装置のブロック図。
【図２】バックウォッシュ（逆流洗浄）モードにある図１の水処理再使用装置のブロック図。
【図３】図１，２の水処理再使用装置用のプログラム可能なロジックコントローラーで使用される制御インターフェーススクリーンを表す図。
【図４】図１，２の装置の動作を制御する制御システムのブロック図。
【図５】図１，２の装置と図４の制御システムを含む水処理装置のブロック図で、工業用水利用システムの一部を構成する図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下に示す本発明の実施例は、水処理の方法、システム、装置に関し、更にこの様な方法システム装置の動作を制御するコンピュータで読み取り可能な記憶媒体に関する。水処理は、例えば中水の処理であり、以下に記載する実施例はこれに特に適したものである。例えば以下の実施例は、より大きな産業用の水利用プロセスの一部として用いることもできる。水は、汚れた物を工業用に洗浄するのに用いられ、特に高い効率が要求されるものである。
【０００９】
図１、５において、本発明の水処理再使用装置１は、工業用水使用装置（システム）５１０例えば商業用の洗浄装置からの水をリサイクルする。これは、更に大きな工業用水使用システム５００の一部として用いることもできる。この水処理再使用装置１は、一時間当たり５０００リットルの濾過された水を放出できる。工業用水使用システム５００は、未処理水タンク（raw or unfiltered water tank）２を有する。水処理再使用装置１は、更に大きな装置又はシステムの二次的な水処理システムとして用いられ、排水を貯蔵する為の未処理水タンク２を使用してもよい。未処理水タンク２は、第１と第２の水処理システムの間のバッファー・タンクとして機能できる容量でもある。第１処理装置５２０は、振動網膜フィルタ５２５を有し、繊維質、浮遊物、髪の毛、繊維等の異物を除去する。第２の水処理装置は水処理再使用装置１を有してもよい。
【００１０】
振動網膜フィルタ５２５は、７０μｍ以上の大きさの異物を除去する。好ましい例ではないが、１３０μｍ以上の異物を除去できるよう構成してもよい。振動網膜フィルタ５２５は中水用に用いられ、７０μｍ以上の異物を通過させて（濾過せず）、二次水処理装置のセラミック膜フィルタの入口で、それをブロック（濾過）するよう構成してもよい。
【００１１】
温度制御装置３は、例えばDirect Steam Injection(ＤＳＩ)装置である。ポンプ４は、未処理水タンク２から水を循環させて、水を４０℃以上の温度に保持する。ポンプ４は、遠心ポンプで、ＤＳＩ装置を通して水を取り出し、それを未処理水タンク２に戻す。適宜の他のＤＳＩ装置、他の加熱装置、ポンプ等を、これらの機能を実行するために用いることができる。
【００１２】
水の温度は温度制御装置３により６０℃に維持される。６０℃という温度は、水がリサイクルされる市販のランドリーシステムで用いられる水の最低温度よりも１０℃程高い。しかしこの温度により、装置で使用されるセラミック膜の効率を改善し、水が最低温度より僅か１０℃高いだけで、エネルギー消費が最小になり、セラミック膜の効率が改善されることにより、濾過機能も改善され、未処理水のリサイクルの効率も高くなる。温度制御用のＤＳＩの代わりに別の実施例も用いることもできる。
【００１３】
未処理水タンク２はブースタ・ポンプ５に接続される。ブースタ・ポンプ５は、圧力をかけて水を、セラミック膜フィルタ６に供給する。セラミック膜フィルタ６は、膜容器７と８を直列に接続して構成される。この実施例において、セラミック膜フィルタ６で使用される膜は、平均膜孔が０．１μｍである。他の適宜な膜装置も当業者に明らかである。他の実施例では０．２μｍの孔の膜を使用する。この実施例においては、セラミック膜フィルタ６とポンプは、一時間当たり５０００リットルの水を強制的に流す。その結果、水はセラミック膜を２−７ｍ／ｓの表面速度で通過する。一実施例においては、２．３５ｍ／ｓの速度が選択される。他の実施例においては、この速度は、±０．０５ｍ／ｓ程正確に選択する必要はない。この実施例のセラミック膜フィルタ６は、中空のセラミックファイバ例えばＩＮＯＣＥＰ（登録商標）のセラミック中空ファイバ膜である。セラミック膜フィルタの下流側の流量計９は、膜を通る水の流れを測定する。この装置は、流量計９に接続された濾過水導管系電磁弁２４を有し、濾過された水の流れを制御する。
【００１４】
ＵＶ殺菌装置１１は、濾過水導管系電磁弁２４の下流側に配置接続される。市販のランドリーシステム用に一時間当たり５０００リットルの水をリサイクルするよう構成された実施例においては、ＵＶ殺菌装置１１は、２個又は４個の１０００ｍｍアマルガムランプ（図示せず）を有する。このランプは水の温度を９０℃まで上げる。アマルガムランプは、最大１６０００時間の動作寿命を有する。更に出願人によれば、アマルガムランプは別の標準のＵＶランプよりも高い殺菌効果を有することが分かった。
【００１５】
ここに示す一実施例においては、活性カーボン・タンク１４は、ＵＶ殺菌装置１１の下流側にに配置接続される。活性カーボン・タンク１４において、濾過された水（permeate）が、未洗浄の粒子状のコールベースのスチームで活性化されたカーボン製のメッシュと接触する。この実施例のメッシュ（図示せず）の大きさは１２×４０ｍｍである。活性カーボン・タンク１４内のカーボン量は、装置で必要とされる水の流速と品質を得るよう選択される。この実施例の活性カーボン・タンク１４は、活性カーボンと水が、６−１２分の間接触するよう構成される。活性カーボンとの接触により、非イオン製のサーフアクタント、異臭物、他の小さな異物を除去することができる。これらの異物は、セラミック膜フィルタにより濾過された後でも濾過済み水内に残っていたものである。カーボン等の材料の量あるいは材料の種類は、当業者に明らかである。
【００１６】
本発明の装置１は、活性カーボン・タンク１４に接続された濾過水タンク１５を有する。この濾過水タンク１５は、処理済みの水即ち濾過した水を貯蔵する。濾過水タンク１５は、レベル・プローブ１５０（図４）を有し、このレベル・プローブ１５０が、制御信号を水処理再使用装置１のプログラム可能なロジック・コントローラ１１０のプロセッサ１１５に中継する。水処理再使用装置１は、ロジック・コントローラ１１０により制御される。ロジック・コントローラ１１０は、図３に示すユーザ・インターフェース１２５とそのディスプレイを有する。この実施例で使用されるロジック・コントローラ１１０は、制御システム１００の一部として水処理再使用装置１の動作を制御する様々なコンピュータ装置の一実施例である。
【００１７】
図１において、水処理再使用装置１はオゾン殺菌装置１６を有する。このオゾン殺菌装置１６は、濾過水タンク１５に接続されて、遠心ポンプ１７を用いて水を濾過水タンク１５から取り出したり濾過水タンク１５に戻して、オゾン水を処理（殺菌）する。
【００１８】
水処理再使用装置１はｐＨコントローラ１４５を有する。ｐＨコントローラ１４５は、Ｈ２ＳＯ４を用いてタンクから供給された濾過水のアルカリを中性化して、ｐＨを約７に維持する。ｐＨコントローラ１４５は、濾過水タンク１５内のｐＨセンサー・プローブ１４０により所定間隔で測定された信号を受領する。
【００１９】
バックウォッシュ系電磁弁１８は、膜容器７，８内のセラミック膜の出口表面を、バックウォッシュ・タンク２０に、導管２２を介して接続する。ここで出口表面とは、水がセラミック膜を順方向に強制的に流された場合、水が出てくる膜表面側あるいは水が濾過される膜表面側を意味する。水がバックウォッシュ・タンク２０から出口表面に逆に強制的に流れる場合には、水は、セラミック膜を、通常（順方向）の濾過動作に対し逆方向に強制的に流される。バックウォッシュ・タンク２０は、電磁弁１９ａ，１９ｂが閉じていた時に圧力をかけるものである。空気圧縮機２１は、バックウォッシュ・タンク２０に接続されて、ロジック・コントローラ１１０の制御の基で、圧縮空気を提供し、バックウォッシュ・タンク２０に圧力をかける。
【００２０】
バックウォッシュ・タンク２０は、膜容器７，８に導管２２により接続される。導管２２の直径は導管２３の直径よりも小さい。導管２３は膜容器７，８を流量計９に接続する導管である。例えば導管２２の直径は３２ｍｍで、濾過水導管２３の直径は５０ｍｍである。これにより、空気圧縮機２１により提供されるバックウォッシュの圧力を維持する。バックウォッシュ・タンク２０は、電磁弁１９が開いた時に、濾過水で充填される。これにより、膜容器７，８内の水の温度に十分近い温度で綺麗な水を提供し、膜容器７，８のセラミック膜に対する熱の衝撃を最小にする。バックウォッシュ・タンク２０と導管２２は、逆方向にセラミック膜を介して強制的に流されたバックウォッシュの水が、セラミック膜により濾過される未処理水と、最大熱衝撃の許容差（２−３℃）内で異なる程度に、構成される。
【００２１】
図１の水処理再使用装置１の実施例の動作を次に説明する。通常の動作モードにおいて、装置１０は、未処理水タンク２内の中水をリサイクルする。水処理再使用装置１は濾過水タンク１５内のレベル・プローブ１５０の信号により活性化される。この信号は、濾過レベルが低いことをロジック・コントローラ１１０に示す。
【００２２】
第１処理装置５２０から未処理水タンク２に貯蔵されている水は、温度制御装置３により６０℃まで加熱保持される。その後未処理水（中水）は、タンク２からブースタ・ポンプ５で、直列接続された膜容器７，８の中空セラミックファイバフィルタを介して、引き抜かれる。これは２．５ｂａｒの圧力で２．３５ｍ／ｓの膜速度で行われる。未処理水をセラミック膜フィルタ６を通過させることにより、溜まった０．１μｍまでの異物を除去できる。
【００２３】
セラミック膜フィルタ６を通して濾過された水（以下濾過水と総称する）は、流速をモニターする流量計９を通過する。一実施例においては、流量計９からの信号をロジック・コントローラ１１０が用いてブースタ・ポンプ５の動作を調整する。その後濾過水は通常の動作モードにおいては開状態にある濾過水導管系電磁弁２４を通過する。その後濾過水は、ＵＶ殺菌装置１１を通過する。ＵＶ殺菌装置１１はこの濾過水を殺菌する。次に濾過水は、活性カーボン・タンク１４を通過し、そこで平均６−１２分の間カーボン（炭素）と接触する。次に濾過水は濾過（処理済み）水タンク１５に入る。
【００２４】
処理済みの濾過水が、遠心ポンプ１７によりオゾン処理装置を介して濾過水タンク１５に戻される。
【００２５】
通常の動作においては、バックウォッシュ・タンク２０を膜容器７，８に接続するバックウォッシュ系電磁弁１８は閉じられおり、バックウォッシュ・タンク２０内の水をセラミック膜フィルタ６から切り離している。
【００２６】
図２は、本発明の水処理再使用装置１がバックウォッシュモードにある状態を示す。この動作モードにおいては、濾過水は逆方向に膜容器７，８を強制的に流されて、フィルタ内に溜まった異物を除去する。図２において、この動作に関係しない導管の部分は図示していない。バックウォッシュモードにおいて、流量計９は、通常状態として機能する。濾過水導管系電磁弁２４を閉じて、セラミック膜フィルタ６と濾過水タンク１５とを切り離す。セラミックの中空ファイバフィルタ８を未処理水タンク２に接続する電磁弁１２を開き、そして電磁弁１９ａ，１９ｂも開く。
【００２７】
バックウォッシュ・タンク２０を膜容器７，８に接続する電磁弁１８は、、開いている。これにより、濾過水は、セラミック中空ファイバフィルタ６を逆方向に強制的に流される。これは、空気圧縮機２１により提供されるバックウォッシュ・タンク２０内の空気圧で行われる。この実施例において３ｂａｒの圧力が１０秒間かけられる。濾過水の逆方向の流れにより、セラミック膜の表面から異物の固まりを除去できる。他の実施例においては、綺麗な水をバックウォッシュ・タンク２０により提供される濾過水の代わりに用いることもできる。電磁弁１２は開いているので、順方向の水流には十分な圧力が生成されず、バックウォッシュの水は膜を濾過できない。その為異物の固まりやバックウォッシュの水が、ブースタ・ポンプ５の圧力で、未処理水のタンク２に強制的に入れられる。
【００２８】
次に、電磁弁１９ａ，１９ｂが閉じており、バックウォッシュ系電磁弁１８が開いたままである状態とする。これにより、バックウォッシュのタンクは、濾過水で再充填されて、次のバックウォッシュの操作で使用される。この実施例において、水処理再使用装置１は、４５秒間この状態を保持するが、他の持続時間も採用できる。
【００２９】
次に、バックウォッシュ系電磁弁１８と電磁弁１２が閉じているとする。未処理水が、再びセラミック膜フィルタ６を強制的に通過して、濾過される。濾過水導管系電磁弁２４が開くことにより、濾過水は、ＵＶ殺菌装置１１と活性カーボンタンク１４を通過して、濾過水タンク１５に流れる。
【００３０】
図３は、制御システム１００のロジック・コントローラ１１０のユーザ・インターフェース１２５のタッチスクリーン３０によりオペレーターに表示されるディスプレイスクリーンを示す。タッチスクリーン３０は、水処理再使用装置１を構成する様々な装置と、これらの装置の様々な動作状態を示す。これにより、オペレーターが水処理再使用装置１の状態を監視しその操作を行うことができる。ロジック・コントローラ１１０は、制御システム１００から受領した様々な信号を用いて、処理済み水タンク内の水の必要性により、水処理再使用装置１の構成要素を活性化（駆動）することができる。別のプローブ（図示せず）をバックアップとしてメインの水源に接続されている電磁弁に接続することもできる。その結果、水が一定の速度で工業用水使用システム５１０に送られるようになる。この装置は、濾過水タンク１５に接続された二重圧力移送ポンプ５４０を有し、これにより、二重圧力移送ポンプ５４０からの水を工業用水使用システム５１０に与えることができる。この実施例においては、未処理水タンク２と濾過水タンク１５を除いて、水処理再使用装置１は携帯用に台車に載せるよう構成することもできる。
【００３１】
図４は、ロジック・コントローラ１１０内にコントローラーを有する制御システム１００を示す。ロジック・コントローラ１１０は、ロジック・コントローラ１１０のプロセッサ１１５により実行されるプログラム構造を含むメモリーを有する。プログラムは、制御コード１２０とスケジュールデータ１３０とユーザインターフェース１２５とを有する。ロジック・コントローラ１１０が、スケジュールデータ等を実行して、セラミックフィルタが自己洗浄パージを周期的に実行するような保守スケジュールを示す。ユーザインターフェース１２５は、タッチスクリーン３０と協働する。これによりユーザインターフェース機能を提供する。
【００３２】
本発明の他の実施例は、コンピュータが実行可能なコードを搭載するでコンピュータで読み込み可能な媒体を提供する。この媒体は、本発明の水処理装置が上記した方法を実行できるよう制御する。制御システム１００はロジック・コントローラ１１０を含む。この制御システム１００は、電話伝送ライン、無線伝送ラインのような情報伝送媒体又はデータと、更にＴＣＰ／ＩＰ、テルネット、ＦＴＰあるいは他の伝送フォーマットを含む。キャリア媒体は、制御コード１２０，ユーザ・インターフェース１２５，スケジュール・データ１３０に記憶されるデータ記憶装置を含む。この記憶媒体は、揮発性メモリー、不揮発性メモリー、磁気媒体、光学媒体、ＥＥＰＲＯＭあるいは他の適宜の記憶媒体を含む。
【００３３】
本発明の他の実施例は、セラミック膜フィルタを用いて、中水のリサイクルの効率を上げる水リサイクルシステムを提供する。これは中水を加熱して例えば４０℃以上に加熱して、セラミック膜フィルタの効率を上げ、更に一定の流速でより効果的な濾過機能を提供する。
【００３４】
本発明の他の実施例は、セラミック膜フィルタを用い水をある温度に加熱することにより、工業プラントのリサイクルの動作をより効率的にする。これは、
（ｉ）より高い効率でより高い温度で一定の動作が達成できるようなセラミック膜フィルタによる水の濾過効率と、（ｉｉ）水が使用される分野で必要とされる温度以上に加熱した時のエネルギーの浪費とのバランスを取るものである。
【００３５】
本発明の他の実施例は、セラミック膜フィルタを通して逆方向流を流すことにより、濾過ステップで堆積した異物を除去して、フィルタの寿命と効率を更に改善する。
【００３６】
本発明の他の実施例は、振動するスクリーンフィルタと組み合わせたセラミック膜フィルタを用いて、中水のリサイクルを提供する。
【００３７】
本発明の一実施例は、振動するスクリーンフィルタとセラミック膜のフィルタと温水器を用いて、中水のリサイクルを提供するものである。これによりセラミック膜フィルタにより濾過された水の温度を制御し、リサイクルの効率を上げる。他の実施例は、必ずしも中水を使用しない水処理装置に関する。更に他の実施例は水以外の流体を処理することにも応用できる。
【００３８】
以上の説明は、本発明の一実施例に関するもので、この技術分野の当業者であれば、本発明の種々の変形例を考え得るが、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。特許請求の範囲の構成要素の後に記載した括弧内の番号は、図面の部品番号に対応し、発明の容易なる理解の為に付したものであり、発明を限定的に解釈するために用いてはならない。また、同一番号でも明細書と特許請求の範囲の部品名は必ずしも同一ではない。これは上記した理由による。用語「又は」に関して、例えば「Ａ又はＢ」は、「Ａのみ」、「Ｂのみ」ならず、「ＡとＢの両方」を選択することも含む。特に記載のない限り、装置又は手段の数は、単数か複数かを問わない。
【符号の説明】
【００３９】
１  水処理再使用装置
２  未処理水タンク
３  温度制御装置
４  ポンプ
５  ブースタ・ポンプ
６  セラミック膜フィルタ
７，８  膜容器
９  流量計
１１  ＵＶ殺菌装置
１２  電磁弁
１４  活性カーボン・タンク
１５  濾過水タンク
１６  オゾン殺菌装置
１７  遠心ポンプ
１８  バックウォッシュ系電磁弁
１９  電磁弁
１９Ａ，１９Ｂ  電磁弁
２０  バックウォッシュ・タンク
２１  空気圧縮機
２２  導管
２３  濾過水導管
２４  濾過水導管系電磁弁
３０  タッチスクリーン
１００  制御システム
１１０  プログラム可能なロジック・コントローラ
１１５  プロセッサ
１２０  制御コード
１２５  ユーザ・インターフェース
１３０  スケジュール・データ
１４０  ｐＨセンサー・プローブ
１４５  ｐＨコントローラ
１５０  レベル・プローブ
５００  工業用水使用システム
５１０  工業用水使用システム
５２０  第１処理装置
５２５  振動網膜フィルタ
５４０  二重圧力移送ポンプ
【図１】
2013530032.tif 000003
【図２】
2013530032.tif 000004
【図３】
2013530032.tif 000005
【図４】
2013530032.tif 000006
【図５】
2013530032.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成25年2月26日(2013.2.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水処理システムにおいて、
（Ａ）セラミック・フィルタ（６）と、
（Ｂ）前記セラミック・フィルタ（６）に順方向から水を通過させて濾過する流れ制御装置と、
（Ｃ）前記セラミック・フィルタ（６）を通過する水を加熱する加熱装置（３）と、
（Ｄ）前記水加熱装置に接続され、前記水の温度を所定の温度範囲内に維持する温度制御装置と
を有する
ことを特徴とする水処理システム。
【請求項２】
前記温度制御装置は、前記水の温度を４０℃−７０℃の間に維持する
ことを特徴とする請求項１記載の水処理システム。
【請求項３】
前記流れ制御装置は、圧力が２−３ｂａｒで、膜の表面で２−３ｍ／ｓの速度で水を、前記セラミック・フィルタ（６）前記セラミック・フィルタ（６）前記セラミック・フィルタ（６）を通過させる
ことを特徴とする請求項１記載の水処理システム。
【請求項４】
前記流れ制御装置は、順方向流を提供する順方向流装置と、逆方向流を提供する逆方向流装置とを有する
ことを特徴とする請求項１記載の水処理システム。
【請求項５】
前記順方向流と逆方向流とは、保守スケジュールに従って、交互に行われる
ことを特徴とする請求項４記載の水処理システム。
【請求項６】
前記逆方向流は、３０−６０秒の間維持される
ことを特徴とする請求項５記載の水処理システム。
【請求項７】
前記逆方向流装置は、前記セラミック・フィルタ（６）からの濾過された水を入れ、更に戻すバックウォッシュ・タンク（２０）を有する
ことを特徴とする請求項３記載の水処理システム。
【請求項８】
前記逆方向流装置は、
圧力をかけることのできるバックウォッシュ・タンク（２０）と、
前記バックウォッシュ・タンク（２０）に圧力をかける圧力装置（２１）と、
前記セラミック・フィルタ（６）に接続されたバックウォッシュ導管（２２）と、
を有し
これによりバックウォッシュ・タンク（２０）に圧力がかけられた時に、前記バックウォッシュ・タンク（２０）からの水が、逆方向から前記セラミック・フィルタ（６）に提供される
ことを特徴とする請求項４記載の水処理システム。
【請求項９】
出口導管を更に有し、
前記出口導管は、前記セラミック・フィルタ（６）から取り除かれた濾過された物質の流れを、前記水の流れから離す方向に向けて、これによりセラミック・フィルタ（６）に順方向の流れを提供する
ことを特徴とする請求項８記載の水処理システム。
【請求項１０】
前記出口導管は、前記濾過された物質を、順方向の水の流れを与えるタンク（１５）の方向に向けて流す
ことを特徴とする請求項９記載の水処理システム。
【請求項１１】
前記セラミック・フィルタ（６）は、セラミック製の中空ファイバ膜フィルタである
ことを特徴とする請求項１記載の水処理システム。
【請求項１２】
予備フィルタを更に有し、
前記予備フィルタは、前記セラミック・フィルタ（６）を通過する前に水を濾過し、
前記予備フィルタは、振動膜を有する
ことを特徴とする請求項１１記載の水処理システム。
【請求項１３】
前記セラミック・フィルタ（６）の下流側にカーボンフィルタを更に有する
ことを特徴とする請求項１１記載の水処理システム。
【請求項１４】
前記カーボンフィルタは、濾過すべき水と前記カーボンフィルタとの間で、６−１２分の間、接触させる
ことを特徴とする請求項１３記載の水処理システム。
【請求項１５】
前記セラミック・フィルタ（６）の下流側に配置され、水をＵＶ光で殺菌するＵＶ処理装置（１１）を更に有する
ことを特徴とする請求項１１記載の水処理システム。
【請求項１６】
前記濾過水をオゾンで処理するオゾン処理装置（１６）を更に有する
ことを特徴とする請求項１１記載の水処理システム。
【請求項１７】
前記濾過水のｐＨレベルを調整するｐＨ調整装置を更に有する
ことを特徴とする請求項１１記載の水処理システム。
【請求項１８】
前記ｐＨレベルは、６−８の間である
ことを特徴とする請求項１７記載の水処理システム。
【請求項１９】
水処理方法において、
（Ａ）セラミック・フィルタ（６）を用意するステップと、
（Ｂ）前記セラミック・フィルタ（６）に順方向から水を通過させて濾過する流れ制御装置を用意するステップと、
（Ｃ）前記セラミック・フィルタ（６）を通過する水を加熱する加熱装置（３）を用意するステップと、
（Ｄ）前記水加熱装置に接続され、濾過前の水の温度を所定の温度範囲内に維持する温度制御装置を用意するステップと
を有する
ことを特徴とする水処理方法。
【請求項２０】
請求項１９記載の水処理方法において、
プロセッサで実行可能なコードを記憶するコードメモリーと、
前記コードメモリーに記憶されたコードを実行するプロセッサと、
前記データを記憶するデータメモリーと、
を有するコンピュータで、前記方法は制御され、
前記コードメモリーは、前記請求項１−１８のいずれかのシステムを制御するようにプロセッサが制御するコードを記憶する
ことを特徴とする請求項１９記載の水処理方法。
【請求項２１】
（Ｄ）順方向流装置で、順方向流を制御するステップと、
（Ｅ）逆方向流装置で、逆方向流を制御するステップと
を更に有する、
ことを特徴とする請求項１９又は２０記載の水処理方法。
【請求項２２】
（Ｆ）フィルタからの濾過水を、前記逆方向流装置に流すバックウォッシュ・タンク（２０）に入れるステップ
を更に有する
ことを特徴とする請求項２１記載の水処理方法。
【請求項２３】
（Ｇ）前記バックウォッシュ・タンク（２０）に圧力装置で圧力をかけるステップと、
（Ｈ）前記バックウォッシュ・タンク（２０）を導管で前記セラミック・フィルタ（６）に接続し、前記セラミック・フィルタ（６）に逆方向から水を強制的に流すステップ
を更に有する
ことを特徴とする請求項２２記載の水処理方法。
【請求項２４】
（Ｉ）前記セラミック・フィルタ（６）で濾過された異物の流れを、前記セラミック・フィルタ（６）への順方向の濾過水の流れの方向から、離す方向に向けるステップ
を更に有する
ことを特徴とする請求項１９記載の水処理方法。
【請求項２５】
前記セラミック・フィルタ（６）は、セラミック製の中空ファイバ膜フィルタを有する
ことを特徴とする請求項２０記載の水処理システム。
【請求項２６】
（Ｊ）前記セラミック・フィルタ（６）を通過する前に、振動膜を有する予備フィルタで水を濾過するステップ
を更に有する
ことを特徴とする請求項２１記載の水処理システム。
【請求項２７】
（Ｋ）前記セラミック・フィルタ（６）の下流側に配置されたカーボンフィルタで、水を濾過するステップ
を更に有する
ことを特徴とする請求項２２記載の水処理システム。
【請求項２８】
前記ステップ（Ｋ）において、カーボンフィルタと濾過すべき水とは、６−１２分の間、接触している
ことを特徴とする請求項２３記載の水処理システム。
【請求項２９】
（Ｌ）前記セラミック・フィルタ（６）の下流側に配置されたＵＶ処理装置（１１）で、水をＵＶ光で処理するステップ
を更に有する
ことを特徴とする請求項２４記載の水処理システム。
【請求項３０】
（Ｍ）前記濾過水をオゾン処理装置（１６）で処理するステップ
を更に有する
ことを特徴とする請求項２５記載の水処理システム。
【請求項３１】
（Ｎ）前記濾過水のｐＨレベルをｐＨ調整装置で調整するステップ
を更に有する
ことを特徴とする請求項１９記載の水処理システム。
【国際調査報告】
2013530032.tif 000008
2013530032.tif 000009
2013530032.tif 000010
2013530032.tif 000011
2013530032.tif 000012