(57)【要約】【課題】河川水、湖水などの原水を処理し、浄水とするオゾン処理装置と膜処理装置とを併設した水処理システムは、種々の機器でもって構成されている。そしてその設置場所との関連上無人での運用管理が多く、システムの故障発生の場合、一般市民生活に直接影響を及ぼすことから、装置全体を２系列設け、片系運転を行っている。しかし、２系列化のため、装置価格は２倍以上となり据付面積や工事費の増大化など課題があり、これを解消するため、故障頻度の高い装置のみを２系列化し、故障発生時に自動的に切り換え運転が行われる水処理システムを提供する。【解決手段】オゾン処理部のエゼクタにつながる自動弁に第１、第２のオゾン発生器が設けられ、そのいずれかの片系運転時のオゾン発生器の発する信号によって他の系列のオゾン発生器に切り換え運転を行う。【選択図】　　　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
オゾン処理部と前記オゾン処理部で処理された水を膜ろ過する膜ろ過処理部を備えた水処理システムであって、
前記オゾン処理部にはエゼクタと、前記エゼクタに接続される自動弁を備えた第１および第２のオゾン発生器が設けられており、前記第１または第２のオゾン発生器の運転中に、前記第１または前記第２のオゾン発生器の発する信号によって、前記自動弁が動作するとともに、前記第１のオゾン発生器から前記第２のオゾン発生器に、または前記第２のオゾン発生器から前記第１のオゾン発生器に切り換えられ運転されることを特徴とする水処理システム。
【請求項２】
オゾン処理部と前記オゾン処理部で処理された水を膜ろ過する膜ろ過処理部を備えた水処理システムであって、
前記オゾン処理部に設けられたオゾン発生器には高周波インバータにつながる接点付ヒューズを備える第１および第２のガラス放電管が設けられており、前記第１または第２のガラス放電管の運転中に、前記第１または前記第２の接点付ヒューズの発する信号によって、前記第１のガラス放電管から前記第２のガラス放電管に、または前記第２のガラス放電管から前記第１のガラス放電管に切り換えられ運転されることを特徴とする水処理システム。
【請求項３】
オゾン処理部と前記オゾン処理部で処理された水を膜ろ過する膜ろ過処理部を備えた水処理システムであって、
前記オゾン処理部には瞬停切換器を介して第１および第２の高周波インバータが設けられており、前記第１または前記第２の高周波インバータの運転中に、前記第１または前記第２の高周波インバータの発する信号によって、前記瞬停切換器が動作するとともに、前記第１の高周波インバータから前記第２の高周波インバータに、または前記第２の高周波インバータから前記第１の高周波インバータに切り換えられ運転されることを特徴とする水処理システム。
【請求項４】
オゾン処理部と前記オゾン処理部で処理された水を膜ろ過する膜ろ過処理部と遠隔用無線送信装置と受信監視装置を備えた水処理システムであって、
前記受信監視装置は前記水処理システムの機器が設置された場所から離れたセンタに設けてあり、
前記水処理システムの機器の動作異常情報や機器の切り換え情報および計測情報が前記送信装置から前記受信監視装置にリアルタイムで発信されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の水処理システム。
【請求項５】
オゾン処理部と前記オゾン処理部で処理された水を膜ろ過する膜ろ過処理部と活性炭処理塔を備えた水処理システムであって、
前記活性炭処理塔には熱回収装置と加温装置とが設けられており、前記熱回収装置は前記活性炭処理塔を経た処理水の熱回収をするものであり、前記活性炭処理塔に送水される処理水温が１０℃以下の場合に、前記熱回収装置と前記加温装置によって１０℃以上に加熱して、前記活性炭処理塔に送水することを特徴とする水処理システム。
【請求項６】
オゾン処理部と前記オゾン処理部で処理された水を膜ろ過する膜ろ過処理部を備えた水処理システムであって、
前記膜ろ過処理部には滞留型ドレンピットが設けられており、前記膜ろ過処理部の逆洗排出水を前記滞留型ドレンピット内に約１０分間滞留させた後に排出することを特徴とする水処理システム。
【請求項７】
オゾン処理部と前記オゾン処理部で処理された水を膜ろ過する膜ろ過処理部を備えた水処理システムであって、
前記膜ろ過処理部には撹拌型ドレンピットが設けられており、前記膜ろ過処理部の逆洗排出水を前記撹拌型ドレンピット内で約５分間撹拌した後に排出することを特徴とする水処理システム。
【請求項８】
オゾン処理部と前記オゾン処理部で処理された水を膜ろ過する膜ろ過処理部を備えた水処理システムであって、
前記膜ろ過処理部にはエアーブロー型ドレンピットが設けられており、前記膜ろ過処理部の逆洗排出水を前記エアーブロー型ドレンピット内で約５分間エアーブローした後に排出することを特徴とする水処理システム。
【請求項９】
オゾン処理部と前記オゾン処理部で処理された水を膜ろ過する膜ろ過処理部を備えた水処理システムの運転方法であって、
前記オゾン処理部には、空気乾燥器とオゾン発生器と発生オゾン濃度測定装置が設けられており、前記水処理システムのチェックモード運転時に、前記発生オゾン濃度測定装置の示す発生オゾン濃度を監視することにより、前記空気乾燥器の故障監視を行うことを特徴とする水処理システムの運転方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、オゾン処理装置と膜処理装置とを併設した水処理システムに関するものであり、特に浄水処理システムに係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
河川水、湖水などの原水を処理し、浄水とするオゾン処理装置と膜処理装置とを併設した水処理システムは、種々の機器でもって構成されている。そしてその設置場所との関連上無人での運用管理が多く、システムの故障発生の場合、一般市民生活に直接影響を及ぼすことから、装置全体を２系列設け、片系運転を行っている。（例えば、特許文献１参照）
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−１０７７７６号公報（第１４頁、図７）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来のオゾン処理装置と膜処理装置を併設した水処理システムは以上のように構成、運用されている。
しかし、装置全体を２系列化しているために、据付面積の増大化、装置価格の上昇、設備費、工事費の増大化などの問題点があった。
この発明は、以上のような課題を解決するためになされたもので、不具合発生による浄水の送水停止を防止するように、故障発生頻度の高い主要機器を２系列備え、かつ遠隔監視可能とし、また排水からアンモニア性窒素やオゾン漏洩のない水処理システムおよび水処理システムの運転方法を提供しようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
オゾン処理部と前記オゾン処理部で処理された水を膜ろ過する膜ろ過処理部を備えた水処理システムであって、
オゾン処理部にはエゼクタと、このエゼクタに接続される自動弁を備えた第１および第２のオゾン発生器が設けられており、第１または第２のオゾン発生器の運転中に、第１または第２のオゾン発生器の発する信号によって、自動弁が動作するとともに、第１のオゾン発生器から第２のオゾン発生器に、または第２のオゾン発生器から第１のオゾン発生器に切り換えられ運転されるものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図１、図２に基づいて説明する。図１はオゾン処理装置と膜処理装置とを併設した水処理システムの構成図である。ここで、この実施の形態１の図２を含む以下の実施の形態において示す図は、前記図１に示した各主要機器の詳細構成を示すものであり、前記図１の中には記載を省略している。
図１において、原水ポンプ１は処理すべき原水を揚水する。エゼクタ２は揚水した原水にオゾンを注入する。オゾン発生装置３は注入するオゾンを発生する。空気圧縮機４は、オゾン発生装置の原料気体となるガスを圧縮する。オゾン処理水タンク５はオゾン処理水を溜めておく。オゾン処理水ポンプ６はオゾン処理水タンクの処理水を膜処理装置へ送水する。膜処理装置７は、オゾン処理水を膜ろ過する。ろ過水タンク８は膜ろ過水を溜めておく。活性炭ポンプ９は膜ろ過水を活性炭処理塔に送水する。排オゾン分解塔１０はオゾン処理水タンクとろ過水タンク上部に溜まるオゾンを処理する。膜用逆洗ポンプ１１は膜処理装置の膜を洗浄する水を送水する。膜用空気弁１２は膜処理装置の通水を切り換える。計装用空気圧縮機１３は膜用空気弁を制御するための圧縮空気を送る。逆洗用空気圧縮機１４は膜処理装置の膜に圧縮空気で乾燥する。活性炭処理塔１５は水中のオゾンを分解する。空洗ブロワ１６は活性炭分解塔の目詰まり防止を目的とし定期的にブローする。活性炭処理塔用排オゾン分解塔１７は活性炭処理塔上部に溜めたオゾンを分解する。活性炭用逆洗ポンプ１８は活性炭処理塔の逆洗を行う。原水タンク１９は浄水処理要原水を溜めておく。浄水槽２０は浄水を溜めておく。
【０００７】
次に、この水処理システムの動作の概略について述べる。
原水タンク１９に収容された被処理水である河川水、湖水などの原水は、エゼクタ２においてオゾン発生装置３から供給されるオゾンにより処理され、このオゾン処理水に含まれる固形分は膜処理装置７において膜ろ過される。オゾン処理水に残存するオゾンは、活性炭処理塔１５において分解される。また、オゾン処理水タンク５およびろ過水タンク８から発生する排オゾンは、オゾン分解塔１０において分解される。膜処理装置７に設置されている膜ろ過膜は必要に応じて膜用逆洗ポンプ１１から供給される逆洗水により逆水洗される。
【０００８】
図２は図１に示したオゾン処理部１００の部分詳細図であり、第１、第２の自動弁４１ａ、４１ｂを備えた第１、第２のオゾン発生器２４ａ、２４ｂは枝管４０を介してエゼクタ２に接続されており、枝管４０の合流部には圧力計４２が設けられている。このようにオゾン処理部１００に２系列のオゾン発生器２４ａ、２４ｂを設けた理由は、主要機器であるオゾン発生器が設置環境により故障頻度が比較的高いためである。
すなわち、例えば第１のオゾン発生器２４ａが運転中に何らかの原因で不具合が発生した場合、この第１のオゾン発生器２４ａの発する信号によって、第２のオゾン発生器２４ｂの運転開始と共に第１のオゾン発生器２４ａの第１の自動弁４１ａを閉とし、圧力計４２の指示値を配慮した負圧制御によって前記第２の自動弁４１ｂを開とする。このようにして前記第１のオゾン発生器２４ａから第２のオゾン発生器２４ｂへと切換が行われる。つまり、２系列設けられたオゾン発生器２４ａ、２４ｂの一方の系列運転状態から、他方の系列への運転切換が自動的にかつ短時間に実施することが可能である。なお、前記の例は第１のオゾン発生器２４ａから第２のオゾン発生器２４ｂへの切り換え運転の例を示したが、逆の場合であっても同様である。
【０００９】
実施の形態２．
実施の形態２を図３に基づいて説明する。前記した実施の形態１の不具合発生時にオゾン発生器の運転切り換えを行うことについて述べたが、この実施の形態２ではオゾン発生器内の主要部品のガラス放電管を２系列とし、不具合発生時に、系列を切り換えるものである。以下詳説する。
図３はオゾン処理部１００内に設けられたオゾン発生器２４の内部を示す部分詳細図である。図において、第１、第２のガラス放電管２９ａ、２９ｂにはそれぞれ第１、第２の接点付ヒューズ４４ａ、４４ｂが設けられている。
ガラス放電管は運転中の外的衝撃による破損や過電流によるヒューズの破断により放電が停止する場合がある。放電が停止すると当然のことながらオゾンを発生させることができない。従来例のようにガラス放電管が１本の場合には上記要因によるオゾン発生が停止する場合があり、本実施の形態２ではガラス放電管を２本設置する。
すなわち、例えば第１のガラス放電管２９ａの運転中に何らかの原因で破損し放電が停止した場合、第１の接点付ヒューズの発する信号によって高圧高周波電源の印加が第１のガラス放電管から第２のガラス放電管へと切り換えられる。
つまり２系列設けられたガラス放電管２９ａ、２９ｂの一方の系列運転から他方の系列への運転切り換えが自動的にかつ瞬時に行えることができ、放電停止に伴う水処理システムの運転停止に至るような事態は生じない。また、より据付面積と設備費とで信頼性の高いシステムが得られる。
【００１０】
実施の形態３．
実施の形態３を図４に基づいて説明する。図４はオゾン処理部１００に設けられた主要機器である高周波インバータ部分の詳細図である。図において、第１の高周波インバータ２５ａ、第２の高周波インバータ２５ｂは、瞬停切り換え器４３を介して２系列となるよう設けられている。
高周波インバータ２５ａ、２５ｂは内部に商用交流周波を一度直流周波に戻すコンバータと直流周波を再度高周波転流によって高周波波形を作り出すインバータから構成され、複雑な電気制御回路から構成され、現場の設置環境や周囲温度により故障頻度が比較的高くなる場合が多い。そこで高周波インバータ２５ａ、２５ｂを２系列設置し、１系列故障時に自動でもう１系列に切り替える。
すなわち、例えば第１の高周波インバータ２５ａの運転中に何らかの原因で不具合が発生した場合、この第１の高周波インバータ２５ａの発する信号によって瞬停切換器４３が動作し、第２の高周波インバータ２５ｂに切り換えられて運転される。つまり２系列設けられた高周波インバータ２５ａ、２５ｂの一方の系列運転状態から、他方の系列への運転切り換えが自動的に行えることができ、水処理システムの停止状態に至るような事態は生じない信頼性の高い水処理システムを提供できる。
なお、前記の例は第１の高周波インバータ２５ａから第２の高周波インバータ２５ｂへの切り換え運転の例を示したが、逆の場合であっても同様である。
【００１１】
実施の形態４．
実施の形態４を図５に示す遠隔監視送受信システムに基づいて説明する。図５において水処理システム５００には遠隔用無線送信装置３２が設けられている。前記水処理システムから離れて設置されたコントロールセンタまたはサービスセンタ内には受信監視装置３３が設けられている。送信装置３２は専用無線回線や公衆無線回線、携帯電話回線などの無線回線でコントロールセンタまたはサービスセンタに送信を行うものであり、水処理システムの各種不具合や処理水質、処理水の計測値および各主要機器の切り換え情報などをリアルタイムで現場から遠隔地やコントロールセンタまたはサービスセンタ受信監視装置３３に送信する。このような実施の形態４による構成を採用する理由は、水処理システム５００はコントロールセンタまたはサービスセンタから離れた遠隔地であってかつ、広く分散された地域に設置されている。システムの不具合が発生した場合、水処理システムの有する公共性から対策に緊急を要する。しかしながら水処理システムの保守管理には高度で特殊つまり化学と電気の知識や技術、習熟度が要求され、これに対応可能な技術員の養成が急務であるが、必ずしも充分な要因が揃っているとは言えない。
従って、本実施の形態４のように、例えばサービスセンタに水処理システム５００の諸情報が集中的に送信されることにより、各種不具合の横断的対策や、さらにはセンタから現地技術員への対応策の指示が迅速にかつ統一的に実施することができ、限られた人員のエキスパートであっても水処理システムの保守体制が確立できるという効果を有する。
【００１２】
実施の形態５．
実施の形態５を図６に基づいて説明する。図６は図１に示した水処理システム５００の活性炭処理塔１５の部分詳細図である。図６において、熱回収装置３４は、活性炭処理塔１５を経た処理水の熱を回収するものである。加温装置３５は処理水を加温する。水処理システムは我国においては北海道から沖縄に至る全国各地に設置されているが、北海道や東北地方等の冬期寒冷地では被処理水である原水の温度が１０℃を下廻る場合がある。活性炭処理塔１５に入る処理水が１０℃以下の場合、活性炭処理塔に含まれている硝化菌の働きがほとんど停止し、アンモニア性窒素の除去能力が低下する。このような課題を解消するため、本実施の形態５では活性炭処理塔１５の前段に熱回収装置３４と加温装置３５を設け、処理水を１０℃以上に加熱することにより、アンモニア性窒素の除去効果を保つようにした。またこの実施の形態５では熱回収装置３４を設け活性炭処理塔１５を経た処理水の熱を回収しているので、省エネ効果が得られると共に、後段の加温装置３５の加熱効率を一層高めることができるという格別の効果も有している。
【００１３】
実施の形態６．
実施の形態６を図７に基づいて説明する。図７は図１に示した水処理システム５００の膜ろ過処理部２００に設けられた逆洗排水部のドレン部を示す部分詳細図である。図７において、オゾンを含んだ逆洗排出水を一旦、滞留型ドレンピット３６に溜め、約１０分間滞留させるものである。水中に溶け込んだオゾンは分解されるまで約１０分を要することから、このような滞留型ドレンピット３６を備えた水処理システム５００とすることによって、排出水からオゾン臭を除去することが可能となり、信頼性が向上する。
【００１４】
実施の形態７．
実施の形態７を図８に基づいて説明する。図８は前記した実施の形態６の滞留型ドレンピットに代わり、撹拌型ドレンピット３７を設けたものである。オゾンを含んだ逆洗排出水を一旦、前記撹拌型ドレンピット３７に溜め、約５分間撹拌し、よって分解を進めることで、排出水からオゾン臭を除去することが可能となり、信頼性の向上した水処理システム５００を提供することができる。
【００１５】
実施の形態８．
なお、前記実施の形態６では滞留型ドレンピット、実施の形態７では撹拌型ドレンピットを設ける例を示したが、この実施の形態８では前記に代わり、滞留させた排出水に圧縮空気源からの圧空でもってエアーブローによるバブリングを行い、オゾンの分解を促進させる方式を採用している。この時のバブリング時間は約５分間が好ましい。このような構成では、空圧源を本水処理システム中の圧縮機から求めることができ、低コストでより小型のものとすることができる。
【００１６】
実施の形態９．
実施の形態９による水処理システム５００の運転方法を図９に基づいて説明する。
図９は図１に示したオゾン処理部１００に設けられた発生オゾン濃度測定装置２８を示す部分詳細図である。この構成は従来の構成と同様である。しかし、従来例ではオゾン発生器と空気乾燥器との間に露点計を備え、空気乾燥器からの空気の乾燥状態を監視している。この実施の形態９はオゾン発生器の生成する発生オゾン濃度は、原料となる空気乾燥器の生成する乾燥圧縮空気の乾燥状態により一定の変化を示すため、この発生オゾン濃度を監視することで前記乾燥圧縮空気の乾燥状態を知ろうとするものである。つまり、空気乾燥器が正常に動作しているか否かをチェック可能するものである。
この実施の形態９では、水処理システム５００のチェックモード運転時に前記発生オゾン濃度測定装置２８の示す発生オゾン濃度を監視して、前記空気乾燥器の故障の有無をチェックする。このような方法を採用することで露点計の設置を省くことが可能となる。
【００１７】
なお、前記実施の形態１〜３はそれぞれ個別に設ける例を示したが、設備費、据付面積等の許容範囲内であれば、それぞれ２つの組み合わせあるいはすべてを組み合わせて実施してもよい。またさらに、前記実施の形態では、オゾン処理部と膜ろ過処理部を備えた水処理システムの例を示したが、オゾン処理部のみを備えた上、下水道処理システムや排水処理システムに実施してもよい。
【００１８】
【発明の効果】
この発明は以上述べたような構成の水処理システムおよび水処理システムの運転方法であるので、以下のような効果を奏する。
【００１９】
オゾン処理部と前記オゾン処理部で処理された水を膜ろ過する膜ろ過処理部を備えた水処理システムであって、
オゾン処理部にはエゼクタと、エゼクタに接続される自動弁を備えた第１および第２のオゾン発生器が設けられており、第１または第２のオゾン発生器の運転中に、第１または第２のオゾン発生器の発する信号によって、自動弁が動作するとともに、第１のオゾン発生器から第２のオゾン発生器に、または第２のオゾン発生器から第１のオゾン発生器に切り換えられ運転されるものであるので、故障頻度の高いオゾン発生器の動作不具合が発生した場合でも速やかに代替のオゾン発生器を動作させることができ、運転停止をなくした信頼性の高い、かつ低設備費の水処理システムを提供できるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１〜９による水処理システムの構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１によるオゾン処理部の部分詳細図である。
【図３】この発明の実施の形態２によるオゾン発生器の部分詳細図である。
【図４】この発明の実施の形態３による高周波インバータの部分詳細図である。
【図５】この発明の実施の形態４による遠隔監視送受信システムを示す図である。
【図６】この発明の実施の形態５による活性炭処理塔の部分詳細図である。
【図７】この発明の実施の形態６による逆洗排水部のドレン部を示す部分詳細図である。
【図８】この発明の実施の形態７による逆洗排水部のドレン部を示す部分詳細図である。
【図９】この発明の実施の形態９による発生オゾン濃度測定器を示す部分詳細図である。
【符号の説明】
２　エゼクタ、３　オゾン発生装置、７　膜処理装置、１５　活性炭処理塔、
２４ａ，２４ｂ　第１、第２のオゾン発生器、
２５ａ，２５ｂ　第１、第２の高周波インバータ、
２８　発生オゾン濃度測定装置、２９ａ，２９ｂ　第１、第２のガラス放電管、
３２　送信装置、３３　受信監視装置、３４　熱回収装置、３５　加温装置、
３６　滞留型ドレンピット、３７　撹拌型ドレンピット、４３　瞬停切換器、
４４ａ，４４ｂ　接点付ヒューズ、１００　オゾン処理部、
２００　膜ろ過処理部、５００　水処理システム。
【図１】
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【図２】
2004113956.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】
2004113956.tif 000009
【図８】
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【図９】
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