(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
原水が流れる原水ラインと、
前記原水ラインに接続され、前記原水ラインから供給される原水に所定の処理を施して処理水を製造する水処理装置と、
前記水処理装置に接続され、前記処理水が流れる処理水ラインと、
前記処理水ラインに接続され、前記処理水を外部に供給するために貯留する処理水タンクであって、貯留されている前記処理水の水位を検知する水位計を有する処理水タンクと、
前記処理水ラインに接続され、前記処理水を系外に排出する処理水ブローラインと、
前記処理水のブローを制御する制御装置と、を備える水処理システムにおいて、
前記制御装置は、所定のタイミングで前記処理水ブローラインから前記処理水を系外に排出する処理水ブローを行う際に、前記処理水タンク内の水位が所定水位未満の場合には、当該処理水ブローの代わりに、前記処理水を前記処理水タンクへ通水させる処理水通水を行うように制御することを特徴とする水処理システム。
【請求項２】
前記制御装置は、所定の時間間隔で定期的に前記処理水ブローラインから前記処理水を系外に排出する定期処理水ブローを行う際に、前記定期処理水ブローの代わりに前記処理水通水を行うように制御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】
前記水位計は、前記処理水タンクへ前記処理水の供給を開始する指標となる下限水位と、前記処理水タンクへの前記処理水の供給を停止する指標となる上限水位と、前記上限水位と前記下限水位との間に設定される所定の中間水位と、を少なくとも検知可能に構成され、
前記制御装置は、前記処理水タンク内の水位が前記中間水位以下の場合に前記処理水通水を行うように制御することを特徴とする請求項１又は２記載の水処理システム。
【請求項４】
前記制御装置は、前記処理水通水を行っている最中に前記水位計が前記上限水位を検知した場合に、前記処理水通水を終了し、前記処理水ブローを行うように制御することを特徴とする請求項３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、原水に対して所定の水処理を施して水使用機器に処理水を供給する水処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、蒸気ボイラ、温水ボイラ及びクーリングタワー等の熱機器や、半導体製造で用いられる部品洗浄装置、医療現場で用いられる医療器具洗浄装置等、大量の水を使用する水使用機器が従来から広く使用されている。
【０００３】
これらの水使用機器においては、工業用水や水道水、井戸水等の原水をそのまま使用すると、不純物の付着、スケールの発生、腐食の発生などによって、所定の性能が得られないだけでなく、機器自体が故障したりするおそれもある。このため、従来は、活性炭濾過装置、軟水装置、膜濾過装置及び脱気装置等の水処理装置によって原水を処理し、処理後の処理水を水使用機器に供給している。
【０００４】
このような水処理装置を有する水処理システムは、例えば、下記特許文献１，２に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１９０９７３号公報
【特許文献２】特開２００９−２２１７３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、ユーザによる処理水の使用態様は様々である。例えば、工場においては、工場が稼働していない夜間や休日には処理水の使用も長時間停止し、水処理システムにおける給水待機時間も長くなる。このため、処理水が濾過装置等の内部に長時間滞留するうちに、処理水の水質が劣化してしまうおそれがあった。
【０００７】
このような問題に対処するため、従来の水処理システムでは、所定のタイミングで滞留水を処理水ブローラインから系外に排出するよう構成することで、水処理装置内に長時間滞留した処理水を水使用機器にそのまま供給しないようなシステムが提供されている。
【０００８】
しかし、このような処理水ブローを行うと、大量の水が捨てられることになってしまう。例えば、10t/hの供給能力を有する水処理システムにおいて、12分間の処理水ブローを行うと、2tもの大量の水が捨てられることになってしまう。
【０００９】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、水処理システムから供給される処理水の水質の劣化を防ぎつつ、排出されるブロー水量を抑えて節水することのできる水処理システム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】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明に係る水処理システムは、原水が流れる原水ラインと、原水ラインに接続され、原水ラインから供給される原水に所定の処理を施して処理水を製造する水処理装置と、水処理装置に接続され、処理水が流れる処理水ラインと、処理水ラインに接続され、処理水を外部に供給するために貯留する処理水タンクであって、貯留されている処理水の水位を検知する水位計を有する処理水タンクと、処理水ラインに接続され、処理水を系外に排出する処理水ブローラインと、処理水のブローを制御する制御装置と、を備える水処理システムにおいて、制御装置は、所定のタイミングで処理水ブローラインから処理水を系外に排出する処理水ブローを行う際に、処理水タンク内の水位が所定水位未満の場合には、当該処理水ブローの代わりに、処理水を処理水タンクへ通水させる処理水通水を行うように制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る水処理システムによれば、供給する処理水の水質の劣化を防ぎつつ、排出されるブロー水量を抑えて節水することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本実施形態に係る水処理システムの構成を概略的に示す模式図である。
【図２】図２は、本実施形態に係る処理水通水の処理の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係る水処理システムについて説明する。図１は、本実施形態に係る水処理システムの構成を概略的に示す模式図である。
【００１４】
図１に示すように、水処理システム１は、原水ラインＬ１、濾過装置１０、処理水ラインＬ２、処理水タンク１５、処理水給水ラインＬ３、逆洗水供給ラインＬ５、処理水ブローラインＬ６、薬剤添加装置２５、水質計３０、流量計３１、制御装置３５を備えている。
【００１５】
原水ラインＬ１は、地下水や水道水等の水供給源に接続されており、これらを原水として水処理システム１に供給する。原水ラインＬ１には、原水ポンプ５、原水バルブ６が設置されており、原水ポンプ５は、原水を濾過装置１０に向けて送出し、原水バルブ６は、原水ラインＬ１を開閉する。
【００１６】
濾過装置１０は、原水ラインＬ１の下流側に接続され、原水に含まれる懸濁物質を濾材により捕捉することにより処理水を製造する。濾過装置１０は、内部に濾材を有する濾過塔１１と、コントロールバルブ１２と、排水ラインＬ４とを備え、濾材を定期的に洗浄できるように構成されている。
【００１７】
コントロールバルブ１２は、濾過塔１１に対して流入又は流出する水（原水、処理水、濾材洗浄時の逆洗水や濯ぎ水等）の流路の切り替えを制御するバルブである。排水ラインＬ４は、コントロールバルブ１２に接続されており、濾材洗浄時の逆洗水や濯ぎ水が排水ラインＬ４から系外へと排出される。
【００１８】
処理水ラインＬ２は、濾過装置１０の下流側に接続されており、濾過装置１０によって製造された処理水がコントロールバルブ１２から処理水ラインＬ２へと供給される。処理水ラインＬ２には、処理水通水バルブ１４が設置されており、処理水通水バルブ１４は、処理水ラインＬ２を開閉する。
【００１９】
処理水ブローラインＬ６は、処理水通水バルブ１４の上流側で処理水ラインＬ２に接続されており、濾過塔１１内の滞留水を所定のタイミングで所定の時間系外に排出する、すなわち処理水ブローを実施する際に使用される。処理水ブローラインＬ６には、この処理水ブローラインＬ６を開閉するための処理水ブローバルブ２４が設置されている。
【００２０】
処理水タンク１５は、処理水ラインＬ２の下流側に接続され、処理水ラインＬ２を介して導入された処理水を貯留する。処理水タンク１５は、処理水を貯留するタンク本体１６と、タンク本体１６に貯留されている処理水の水位Ｈを測定するための水位計１７を備えている。
【００２１】
水位計１７は、電極式水位計であり、下限水位ＨＬ、中間水位ＨＭ、上限水位ＨＨ、の三点の液面を検出可能に構成されている。下限水位ＨＬは、外部の水使用機器への供給に備えて処理水タンク１５内に最低限確保しておきたい水位である。すなわち、下限水位ＨＬは、処理水タンク１５への処理水の供給を開始する指標となる水位であり、制御装置３５が下限水位ＨＬを検知すると、処理水タンク１５への処理水の供給が開始される。
【００２２】
上限水位ＨＨは、タンク本体１６内に溜める処理水の上限水位を定めた値であり、処理水タンク１５への処理水の供給を停止する指標となる。すなわち、制御装置３５が上限水位ＨＨを検知すると、処理水タンク１５への処理水の供給が停止される。
【００２３】
中間水位ＨＭは、上限水位ＨＨと下限水位ＨＬとの中間の水位であり、上述した処理水ブローの代わりに後述する処理水通水を行う際の指標となる水位である。この中間水位ＨＭは、タンク本体１６内の水位が中間水位ＨＭ以下であれば、処理水通水が所定の時間行われてもタンク本体１６内の処理水が溢れない程度となるように、予め所定の水位に設定されている。
【００２４】
処理水給水ラインＬ３は、処理水タンク１５の下流側に接続され、処理水タンク１５内に貯留されている処理水は、処理水給水ラインＬ３を介して外部の水使用機器に供給される。処理水給水ラインＬ３には、処理水を送り出すための処理水給水ポンプ２０が設置されている。
【００２５】
逆洗水供給ラインＬ５は、上流側が処理水タンク１５に接続され、下流側は原水バルブ６と濾過装置１０との間で原水ラインＬ１に接続されている。逆洗水供給ラインＬ５には、逆洗水供給ポンプ２１と逆洗バルブ２２が設置されている。濾過装置１０の濾材洗浄時の逆洗水がこの逆洗水供給ラインＬ５を介して濾過装置１０へと供給される。
【００２６】
薬剤添加装置２５は、原水ポンプ５と原水バルブ６との間において原水ラインＬ１に接続されており、濾過装置１０における懸濁物質の捕捉を補助するための凝集剤や酸化剤等の所定の薬剤を原水に添加する。薬剤添加装置２５は、薬剤を貯留する薬剤貯留部２６と、薬剤を原水ラインＬ１に送り出すための薬剤添加ポンプ２７とを有している。
【００２７】
水質計３０は、処理水ブローラインＬ６の分岐点よりも上流側において処理水ラインＬ２と接続されており、処理水ラインＬ２を流れる処理水の水質（例えば、濁度、色度、残留塩素濃度、硬度、電気伝導度等）を計測する。流量計３１は、水質計３０と処理水ブローラインＬ６の分岐点との間において処理水ラインＬ２と接続されており、処理水ラインＬ２を流れる処理水の流量を計測する。
【００２８】
制御装置３５は、原水ポンプ５、原水バルブ６、コントロールバルブ１２、処理水通水バルブ１４、処理水給水ポンプ２０、逆洗水供給ポンプ２１、逆洗バルブ２２、処理水ブローバルブ２４、薬剤添加ポンプ２７と接続されており、上述した機能等を実現するために、これらの駆動を制御する。また、制御装置３５は、水位計１７、水質計３０、流量計３１と接続されており、これらの計測データを受信する。
【００２９】
以上、水処理システム１の構成について詳細に説明したが、続いて、水処理システム１において、処理水の水質の劣化を防ぐために所定のタイミングで処理水ブローラインＬ６から処理水を系外に排出する処理水ブローの代わりに、処理水を処理水タンク１５へと通水する、いわゆる処理水通水を行う場合の処理の流れについて、図面を参照しながら説明する。
【００３０】
図２は、本実施形態に係る処理水通水の処理の流れを示すフローチャートである。なお、後述する各種処理は、制御装置３５が内部のメモリに記憶されている処理プログラムを実行して水処理システム１を構成する各部材を制御することにより実現される。
【００３１】
処理水通水の処理を行う際には、まず、Ｓ１０において、定期処理水ブローの実施のタイミングであるか否かが監視されている。ここで、本実施形態では、濾過塔１１内の滞留水を排出するための処理水ブローとして、いわゆる定期処理水ブローと給水前処理水ブローとが実施されている。定期処理水ブローとは、一定時間毎に定期的に実施される処理水ブローである。
【００３２】
この定期処理水ブローは、例えば、工場の操業が休止して処理水の供給が停止されている夜間等の時間帯において、所定の時間毎（例えば、4時間毎）に実施される。定期処理水ブローによれば、一定時間毎に処理水をブローすることで、濾過塔１１内の水が滞留することを防いで、一定品質以上の処理水を処理水タンク１５へと供給することができる。
【００３３】
一方、給水前処理水ブローとは、一定時間以上水処理システム１から処理水の給水が無かった後の最初の給水前に実施される処理水ブローである。この給水前処理水ブローは、例えば、工場の操業が長時間（例えば、24時間）休止される休日明けの朝、最初の処理水の給水が行われる前に実施される。給水前処理水ブローによれば、長時間給水が行われなかった場合でも、給水前に処理水ブローを実施することで、高品質の処理水を確実に供給することができる。
【００３４】
本実施形態では、定期処理水ブローと給水前処理水ブローとを組み合わせて実施することで、供給される処理水をより高品質に維持している。但し、本実施形態においては、後述の通り、定期処理水ブローの代わりに処理水通水を行っており、給水前処理水ブローは常に実施されるように構成されている。これは、給水前処理水ブローの場合には、濾過塔１１内で長時間滞留した滞留水の水質が所定の基準を満たさない程度に劣化している可能性があるからである。
【００３５】
Ｓ１０において、所定の時間が経過して定期処理水ブローの実施タイミングであると判定されると、Ｓ１１に進み、水位計１７によって計測される処理水タンク１５内の水位Ｈが中間水位ＨＭ未満であるか否かが判定される。
【００３６】
Ｓ１１において、Ｈ＜ＨＭであれば、処理水タンク１５内に処理水を入れるための空き容量がある程度あると判断して、Ｓ１２へ進み、処理水ブローの代わりに処理水通水を実施する。具体的には、通常の処理水ラインＬ２を介した処理水タンク１５への処理水の供給と同様に、処理水ブローバルブ２４を閉じた状態で処理水通水バルブ１４を開き、濾過装置１０で製造された処理水を処理水タンク１５へと供給する。
【００３７】
Ｓ１２で処理水通水が開始されると、処理水タンク１５内の水位が徐々に上昇するため、続いて、Ｓ１４において、処理水タンク１５の水位Ｈが上限水位ＨＨ以上となっていないか監視される。Ｈ≧ＨＨとなると、これ以上の処理水タンク１５への通水は望ましくないため、処理水通水を終了させてＳ１３へと進み、定期処理水ブローに切り替えられる。
【００３８】
Ｈ＜ＨＨの場合には、処理水通水を継続し、Ｓ１５において、定期処理水ブローを行う予定の予定時間が経過していないか監視が行われる。この定期処理水ブロー予定時間は、所望の量（濾過塔１１内の入れ替えたい水の量）の処理水をブローさせるために予め設定される時間であり、例えば、10分間に設定される。なお、時間ではなく流量によって設定しても良く、この場合には、流量計３１によって予定流量に達していないか監視される。
【００３９】
予定時間を経過していない場合には、Ｓ１４へと戻り、Ｈ≧ＨＨとなる（Ｓ１４）か、予定時間を経過する（Ｓ１５）まで、Ｓ１４とＳ１５とが繰り返される。Ｓ１５において、予定時間を経過した場合には、処理水通水を終了する。
【００４０】
一方、Ｓ１１において、Ｈ≧ＨＭであれば、処理水タンク１５内の空き容量が十分でないとして、Ｓ１３へ進み、通常の定期処理水ブローを実施する。Ｓ１６では、定期処理水ブローを行う予定時間が経過していないか監視が行われ、予定時間が経過すると定期処理水ブローを終了させる。
【００４１】
なお、上述したように、Ｓ１４からＳ１３へと進み、処理水通水の途中から処理水ブローに切り替えられた場合には、処理水通水が行われた時間と処理水ブローが行われた時間が合算されてＳ１６の判定が行われる。このように、処理水通水のみ、処理水ブローのみ、処理水通水と処理水ブローの組み合わせの何れの場合であっても、同じブロー予定時間だけ実施され、濾過塔１１内で同じ量の水が入れ替えられることになる。
【００４２】
以上、本実施形態について詳細に説明したが、本実施形態によれば、処理水の水質の劣化を防ぐために濾過塔１１内の水を排出して入れ替えを行う場合であっても、処理水タンク１５内の水位が所定の水位よりも低く空きがある場合には、排出した水を処理水ブローラインＬ６から系外に排出するのではなく、処理水タンク１５へと通水するように構成しているので、無駄に水を捨てることなく節水することができる。
【００４３】
また、本実施形態では、処理水通水を行っている最中に処理水タンク１５内の水位が上限水位ＨＨを超えた場合に、処理水ブローに切り替えるように構成されており、処理水タンク１５内の水が溢れるといった不具合を防止することができる。
【００４４】
また、これにより、中間水位ＨＭの設定をできるだけ高い水位に設定し、節水効果を高めることが可能である。また、定期処理水ブローの予定時間の設定も、処理水通水による処理水タンク１５の溢れを気にすることなく、原水の水質等の設置環境に最適となるように設定することができる。
【００４５】
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の実施形態は上述した形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能である。例えば、本実施形態では、水位計として段階的に水位を検出する電極式の水位計を採用しているが、連続的に水位を計測可能な静電容量式の水位計等、適宜他の方式の水位計を用いることができる。連続的に水位を計測可能な水位計であれば、中間水位の設定を適宜変更することも容易に行うことができる。
【００４６】
また、上記実施形態では、水処理装置として濾過装置を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、脱気装置、軟水装置、膜濾過装置（ＭＦ膜、ＵＦ膜、ＲＯ膜）等、他の水処理装置を有する水処理システムであっても、処理水ブローラインを有する水処理システムであれば本発明を適用可能である。
【００４７】
また、上記実施形態では、処理水通水中に処理水タンク内の水位を監視し、上限水位以上になった場合には、処理水ブローに切り替えるように構成しているが、処理水タンク内の水位を監視することなく、定期処理水ブローの予定時間の間は処理水通水を継続するように構成しても良い。但し、この場合には、処理水通水を予定時間通り実施しても処理水タンク内が満水とならないように、処理水通水を行う指標となる中間水位を予め余裕を持たせて低めに設定しておくのが望ましい。
【００４８】
また、上記実施形態では、所定の中間水位を設定し、処理水ブローを行う際の処理水タンク内の水位が所定の中間水位よりも低い場合に、代わりに処理水通水を行うようにしているが、中間水位を設定することなく上限水位よりも低い場合に処理水通水を行うようにしても良い。但し、この場合には、処理水通水により処理水タンク内が直ぐに満水になる可能性があるので、処理水通水中に処理水タンク内の水位を監視しておき、上限水位以上になった場合には、処理水ブローに切り替えるように制御することが望ましい。
【００４９】
また、上記実施形態では、定期処理水ブローの代わりにのみ処理水通水を行っているが、給水前処理水ブローの代わりに処理水通水を行うように構成しても良い。但し、長時間滞留して劣化した処理水が給水されないように、水質計により計測した水質が所定の水質を満たした場合のみ、給水前処理水ブローの代わりに処理水通水を行うようにするのが望ましい。
【００５０】
また、定期処理水ブローの代わりに処理水通水を行う場合であっても、水質計により水質を計測し、水質が悪ければ定期処理水ブローをそのまま行うように制御すれば、より高品質の処理水を提供することができる。一方、水質がよければ、定期処理水ブローの予定時間を短縮するように制御すれば、さらに節水効果を高めることができる。これらにより、原水水質の変動により水処理装置内の滞留水の劣化度合いが変化する場合においても、節水効果を高めつつ、より高品質の処理水を提供することができる。
【符号の説明】
【００５１】
１      水処理システム
Ｌ１    原水ライン
５      原水ポンプ
６      原水バルブ
１０    濾過装置
１１    濾過塔
１２    コントロールバルブ
Ｌ２    処理水ライン
１４    処理水通水バルブ
１５    処理水タンク
１６    タンク本体
１７    水位計
Ｌ３    処理水給水ライン
２０    処理水給水ポンプ
Ｌ４    排水ライン
Ｌ５    逆洗水供給ライン
２１    逆洗水供給ポンプ
２２    逆洗バルブ
Ｌ６    処理水ブローライン
２４    処理水ブローバルブ
２５    薬剤添加装置
２６    薬剤貯留部
２７    薬剤添加ポンプ
３０    水質計
３１    流量計
３５    制御装置
【図１】
0005768398.tif 000002
【図２】
0005768398.tif 000003