(57)【要約】【課題】オゾンを用いることなく水の除菌が行うと共に、不純物の除去が行えるようにする。【解決手段】浄化装置２０を、浄化する水を貯留する浄化タンク２１、貯水槽１１の水を当該浄化タンク２１に供給するか否かを制御する循環バルブ２３、浄化タンク２１内に配設されて、電圧が印可されることにより当該浄化タンク２１内の水を除菌すると共にその中に含まれる不純物を集める電極部２２、浄化タンク２１で浄化した水を貯水槽１１の上部に戻す循環ポンプ２５、浄化タンク２１に接続されて、電極部２２で水を浄化した際に生じる不純物濃度の濃い水を排水する排水バルブ２４、循環バルブ２３及び排水バルブ２４の開閉制御を行うと共に、循環ポンプ２５の運転停止制御を行い、かつ、電極部２２への通電制御を行う制御部２８とにより構成する。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
市水を貯留する貯水槽と、該貯水槽につながりこの貯水槽内の市水を浄化する浄化装置とを有する浄化装置を備えた貯水槽において、
前記浄化装置が、浄化する市水を貯留する浄化タンクと、
前記貯水槽の底側と前記浄化タンクとを接続するように設けられて、該貯水槽の市水を当該浄化タンクに供給するか否かを制御する循環バルブと、
前記浄化タンク内に配設されて、電力が供給されることにより当該浄化タンク内の市水から次亜塩素酸を生成して前記浄化タンク内の市水を除菌する電極と、
前記浄化タンクで生成した次亜塩素酸を含む市水をを前記貯水槽に戻す循環ポンプと、
前記浄化タンクに接続されて、前記浄化タンク内の電極周辺の市水を排水する排水バルブと、
前記循環バルブ及び排水バルブの開閉制御を行うと共に、前記循環ポンプの運転停止制御を行い、かつ、前記電極への通電制御を行う制御部とを有することを特徴とする浄化装置を備えた貯水槽。
【請求項２】
請求項１記載の浄化装置を備えた貯水槽を運転する際には、前記排水バルブを閉じ、前記循環バルブを開き、前記電極に電力を通電して次亜塩素酸を生成し前記浄化タンク内の市水を除菌する浄化処理運転と、前記循環バルブを閉じ、前記循環ポンプを停止すると共に前記電極部への通電を停止して、前記排水バルブを開くことにより電極周辺の市水を排水する排水運転と行うことを特徴とする浄化装置を備えた貯水槽の運転方法。
【請求項３】
請求項２記載の浄化処理運転は所定周期毎に予め設定されたＯＮ時間の間前記電極へ電力を間欠通電すること特徴とする浄化装置を備えた貯水槽の運転方法。
【請求項４】
前記電極部に電力を通電する浄化処理運転は所定の条件の成立毎に電極への通電する直流電力の極性を変えることを特徴とする請求項３記載の浄化装置を備えた貯水槽の運転方法。
【請求項５】
前記ＯＮ時間は貯水槽内の溶存有機物が前記電極に集まるに必要な時間以上であることを特徴とする請求項３又は４に記載の浄化装置を備えた貯水槽の運転方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ビルの屋上等に設置された貯水槽に貯留している市水を浄化して貯留できるようにした浄化装置を備えた貯水槽及びその運転方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ビル等の屋上には、水圧不足による給水能力を補うために貯水槽が設けられている。このような貯水槽では、衛生状態を保つため、例えばオゾンによる除菌を行う等の処理が行われている（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−１６９９８８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、オゾンは健康上有害であるため、大気に漏れ出ないように管理しなければならず、コストアップの要因になる問題があった。
【０００５】
また、オゾンによる浄化方法では、水に含まれる不純物を除去することが困難である問題があった。
【０００６】
そこで、本発明は、オゾンを用いることなく、貯留している水の除菌が行えるようにすると共に、不純物の除去が行えるようにした浄化装置を備えた貯水槽及びその運転方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１にかかる発明は、市水を貯留する貯水槽と、該貯水槽につながりこの貯水槽内の市水を浄化する浄化装置とを有する浄化装置を備えた貯水槽において、浄化装置が、浄化する市水を貯留する浄化タンクと、貯水槽の底側と浄化タンクとを接続するように設けられて、該貯水槽の市水を当該浄化タンクに供給するか否かを制御する循環バルブと、浄化タンク内に配設されて、電力が供給されることにより当該浄化タンク内の市水から次亜塩素酸を生成して浄化タンク内の市水を除菌する電極と、浄化タンクで生成した次亜塩素酸を含む市水をを貯水槽に戻す循環ポンプと、浄化タンクに接続されて、浄化タンク内の電極周辺の市水を排水する排水バルブと、循環バルブ及び排水バルブの開閉制御を行うと共に、循環ポンプの運転停止制御を行い、かつ、電極への通電制御を行う制御部とを有することを特徴とする。
【０００８】
請求項２にかかる発明は、請求項１記載の浄化装置を備えた貯水槽を運転する際には、排水バルブを閉じ、循環バルブを開き、電極に電力を通電して次亜塩素酸を生成し浄化タンク内の市水を除菌する浄化処理運転と、循環バルブを閉じ、循環ポンプを停止すると共に電極部への通電を停止して、排水バルブを開くことにより電極周辺の市水を排水する排水運転と行うことを特徴とする。
【０００９】
請求項３にかかる発明は、請求項２記載の浄化処理運転は所定周期毎に予め設定されたＯＮ時間の間電極へ電力を間欠通電すること特徴とする浄化装置を備えた貯水槽の運転方法。
【００１０】
請求項４にかかる発明は、電極部に電力を通電する浄化処理運転は所定の条件の成立毎に電極への通電する直流電力の極性を変えることを特徴とする。
【００１１】
請求項５にかかる発明は、ＯＮ時間は貯水槽内の溶存有機物が電極に集まるに必要な時間以上であることを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図を参照して説明する。図１は本発明に係る浄化装置２０を備えた貯水槽１１の構成を示す図である。
【００１３】
貯水槽１１は、ビルの屋上等に設置されて、貯留している市水を給水バルブ１４を介して個別ユーザに供給するものである。揚水ポンプ１３は、一時タンク１２に貯留された市水を貯水槽１１に揚水し、貯水槽１１内に設けられているフロート１５により動作する。
【００１４】
また、２３は循環バルブ、２４は排水バルブ、２５は循環ポンプ、２６はフィルタ、２７は空気孔で、循環バルブ２３、排水バルブ２４は後述するように所定のタイミングで開閉できるように電磁弁等により形成されている。
【００１５】
浄化装置２０は、貯水槽１１内の水を浄化するもので、浄化タンク２１の中に配置された電極部と、浄化タンク２１の外に配置されて電極部に通電すると共に循環バルブ２３、排水バルブ２４、循環ポンプ２５等を制御する制御部２８とを有している。
【００１６】
このような構成で、貯水槽１１内の水が所定量以下になるとフロート１５が下がり、これに伴い揚水ポンプ１３が動作して、一時タンクから市水が貯水槽１１に供給される。
【００１７】
一方、制御部２８は所定時間になると、排水バルブ２４を閉じ、循環バルブ２３を開いて浄化タンク２１内に貯水槽１１の水を入れ、循環ポンプ２５を運転させる。
【００１８】
これにより貯水槽１１内の水は、浄化タンク２１に流入し、循環ポンプ２５により揚水されて、フィルタ２６を介して貯水槽１１内に戻る循環路を循環するようになる。
【００１９】
浄化タンク２１内には、チタンに白金がコーティングされてなる１対の電極を持つ電極部２２が設けられ、この電極に直流電力が供給されて電気分解が行なわれる。
【００２０】
この電気分解により弱アルカリ性を示す電解水が生成され、この電解水中に活性酸素が発生すると共に、次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）および次亜塩素酸イオン（ＣｌＯ−）が発生する。
【００２１】
なお、このような電気分解は、陽極側の電極で式１〜式３の反応が起り、陰極側の電極で式４の反応が起る。
【００２２】
陽極側となる電極における化学反応：
上付き、下付きで正しく表記して下さい。
２Ｈ２Ｏ→４Ｈ＋＋Ｏ２↑＋４ｅ−　　　　　　　　　　・・・（１）
２Ｃｌ−→Ｃｌ２＋２ｅ−　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　・・・（２）
Ｈ２Ｏ＋Ｃｌ２←→ＨＣｌＯ＋Ｈ＋＋Ｃｌ−　　　　　　　　　　　　・・・（３）
（このうち、Ｏ２とＣｌ２は大気へ）
陰極側となる電極における化学反応：
２Ｈ２Ｏ＋２ｅ−→Ｈ２↑＋２ＯＨ−　　　　　　　　　・・・（４）
（このうち、Ｈ２は大気へ）
【００２３】
このようにして、浄化タンク２１内に生成された次亜塩素酸は循環ポンプ２５によりフィルタ２６でごみ等が取り除かれた後貯水槽１１に貯水槽１１内を除菌する
【００２４】
ところで、市水は浄水場で浄水塩素処理されて給水されるが、この浄水塩素処理で発ガン物質と考えられているトリハロメタン等が生成され、健康に対する安全性の観点から問題視されている。尚、上記化学反応はこの塩素処理の際に市水に投入された塩素を基に行われるので、この塩素の除去が行えると共に、この塩素の量自体が微量であり上記化学反応で生じる次亜塩素酸も微量となるので、貯水槽１１内で消費されなかった次亜塩素酸が各家庭まで供給されて市水の性質（味など）を変えるようなことはない。
【００２５】
また、市水を貯留しておくと、水質汚濁が進んだり、藻が生えたりすることがある。この原因として、水に含まれる難分解性の溶存有機物が指摘されている。
【００２６】
難分解性の溶存有機物としては、種々の物質の存在が指摘されているが、その中でフミン物質の寄与が疑われている。このフミン物質は、動植物が生命を失った後の遺骸が物理的な変化を受けた後に残る比較的安定した有機化合物で、土壌、泥炭、石炭、水、堆積物等のあらゆるところに存在している。
【００２７】
このような状況において、本願発明者は、上述した電気分解時にフミン物質が電極の周りに集ること、またフミン物質の濃度を下げると、トリハロメタンの濃度も低下することを発見した。
【００２８】
さらに、フミン物質の濃度を下げた水では、藻の発生が抑制されることを発見した。
【００２９】
そこで、本発明では、電気分解を所定時間間隔で行い、この間に電極の周りに集ってきたフミン物質を含む水を排水することにより、貯水槽１１に貯留されている水の浄化を図ると共にトリハロメタンの除去を行うようにしている。
【００３０】
図２は、かかる浄化処理を行う際の、電極の電圧印加状態（電力の供給状態）、循環バルブ２３及び排水バルブ２４の開閉状態、循環ポンプ２５の運転状態を示すタイミングチャートである。
【００３１】
電極には、所定時間Ｔ１（例えば、２時間）通電し、所定時間Ｔ２（例えば、４時間）通電を停止するような通電サイクルを行なう。このとき通電サイクル毎（複数サイクル毎でも良い）に陽極、陰極（通電方向）が逆転するように通電する。尚、この所定時間Ｔ１、Ｔ２は貯水槽１１の容積（貯水量）によって設定されのが良く、本実施例の値に限定されるものではない。所定時間Ｔ１、Ｔ２を可変として貯水槽１１の容積に応じて任意に設定できるようにすれば汎用性がよくなる。
【００３２】
そして、通電開始に先立ち、排水バルブ２４を閉じ（ａ点）、循環バルブ２３を開き（ｂ点）、循環ポンプ２５を運転する（ｃ点）。これにより、貯水槽１１の底部側の水は浄化タンク２１を通り、フィルタ２６を介して貯水槽１１の上部側から戻るようになる。循環ポンプ２５の流量は所定時間Ｔ１で貯水槽１１内の市水が一巡する程度で良いが、循環バルブ２３の口径が充分に大きく貯水槽１１内と浄化タンク２１内の市水がある程度自然に循環するようであれば循環ポンプ２５を停止させても良い。
【００３３】
そこで、循環ポンプ２５の運転が開始されると、電極に電力が供給されて（ｄ点）浄化タンク２１内で電気分解が行われる。
【００３４】
電気分解により、上述した化学反応に従い次亜塩素酸等が生成され、循環ポンプ２５により次亜塩素酸が貯水槽１１へ供給されこの貯水槽内の除菌が行われる。この際不純物等がフィルタ２６により除去される。このとき当時に貯水槽１１内のフミン物質は電極の周りに引寄せられて、当該電極の回りの不純物濃度が高くなる。尚、フィルター２６の性能を上げ、電極で補足できなかったフミン物質を該フィルターで除去するようにしても良い。
【００３５】
このような電気分解を所定時間（Ｔ１）行い、所定時間（Ｔ２）通電を停止する。
【００３６】
なお、電極の回りに集ったフミン物質等は、電極への通電が停止すると拡散して貯水槽１１に戻ってしまうので、先ず循環バルブ２３を閉じ（ｅ点）、その後に循環ポンプ２５を停止して（ｆ点）、通電を停止する（ｇ点）。
【００３７】
そして、排水バルブ２４を開き（ｈ点）、浄化タンク２１内のフミン濃度の高い水を排水し、排水が完了すると排水バルブ２４を閉じて（ｉ点）、時間Ｔ２の経過を待つ。このようなサイクルを１回の浄化処理サイクルとして、また電極部２２への通電を開始して次の浄化処理サイクルを行う。
【００３８】
このとき、一方の電極が常に同じ極性であると、電極に不純物が付着する等による劣化が起るため、次の通電は極性を変えて行うようにしている。これにより電極の寿命が延びるため、信頼性が向上する。
【００３９】
以上説明したように、電気分解を行い、次亜塩素酸等が発生して、その除菌力で除菌が行われると共に、フミン物質が除去され、藻の発生等が抑制され、かつ、トリハロメタンの除去が行なわれるようになって、安全性及び衛生性が向上する。
【００４０】
次に、本発明の第２の実施の形態を図を参照して説明する。なお、上述した実施の形態と同一構成に関しては同一符号を用い説明を適宜省略する。
【００４１】
先の実施の形態では、電極部２２への通電中は循環ポンプ２５が運転されて、貯水槽１１の水は循環するようにしていた。そして、１回の浄化処理サイクル毎に電極の回りに集ったフミン物質等の不純物濃度の高い水を排水するようにした。
【００４２】
これに対して、本実施の形態では、図３に示すように浄化処理中は循環ポンプ２５を停止させると共に、所定回数の浄化処理を行った後に排水するようにしたものである。
【００４３】
即ち、排水バルブ２４及び循環バルブ２３は閉じ、循環ポンプ２５は運転停止した状態では、浄化タンク２１内に水が満たされた状態となっている。
【００４４】
この状態で、電極に通電を行い（ａ点）、これにより浄化タンク２１内の水に対して浄化処理を行う。
【００４５】
この浄化処理により浄化タンク２１内の水は、先に説明した作用により浄化されるので、当該電極への通電状態を維持したまま、循環バルブ２３を開き（ｂ点）、循環ポンプ２５を運転する（ｃ点）。
【００４６】
これにより浄化タンク２１内の浄化された水がフィルタ２６を介して貯水槽１１に戻り、またこの貯水槽１１の底部の水が浄化タンク２１に供給されて、水の入替えが行われる。
【００４７】
水の入替えが完了すると、循環ポンプ２５を停止し（ｄ点）、循環バルブ２３を閉じて（ｅ点）、電極部２２への通電を停止する（ｆ）。
【００４８】
そして、所定時間Ｔ２の経過を待って、１回の浄化処理が終了する。このような浄化処理を複数回行い、循環バルブ２３が閉じ、循環ポンプ２５が運転停止し、電極への通電が停止した状態を所定時間Ｔ３だけ維持して、排水バルブ２４を開き（ｇ点）、浄化タンク２１内の水を排水して排水バルブ２４を閉じる（ｈ点）。
【００４９】
これにより、フミン物質等の不純物濃度の高い水を纏めて排水できるようになり、排水バルブ２４等の制御回数を減らしながら浄化することが可能になる。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１にかかる発明によれば、市水を貯留する貯水槽と、該貯水槽につながりこの貯水槽内の市水を浄化する浄化装置とを有する浄化装置を備えた貯水槽において、浄化装置が、浄化する市水を貯留する浄化タンクと、貯水槽の底側と浄化タンクとを接続するように設けられて、該貯水槽の市水を当該浄化タンクに供給するか否かを制御する循環バルブと、浄化タンク内に配設されて、電力が供給されることにより当該浄化タンク内の市水から次亜塩素酸を生成して浄化タンク内の市水を除菌する電極と、浄化タンクで生成した次亜塩素酸を含む市水をを貯水槽に戻す循環ポンプと、浄化タンクに接続されて、浄化タンク内の電極周辺の市水を排水する排水バルブと、循環バルブ及び排水バルブの開閉制御を行うと共に、循環ポンプの運転停止制御を行い、かつ、電極への通電制御を行う制御部とを設けたので、オゾンを用いることなく、貯留している水の除菌が行えるようにすると共に、不純物の除去が行えるようになる。
【００５１】
請求項２にかかる発明によれば、請求項１記載の浄化装置を備えた貯水槽を運転する際には、排水バルブを閉じ、循環バルブを開き、電極に電力を通電して次亜塩素酸を生成し浄化タンク内の市水を除菌する浄化処理運転と、循環バルブを閉じ、循環ポンプを停止すると共に電極部への通電を停止して、排水バルブを開くことにより電極周辺の市水を排水する排水運転と行うようにしたので、オゾンを用いることなく、貯留している水の除菌が行えるようにすると共に、不純物の除去が行えるようになる。
【００５２】
請求項３にかかる発明によれば、請求項２記載の浄化処理運転は所定周期毎に予め設定されたＯＮ時間の間電極へ電力を間欠通電するようにしたので、電極の寿命が延び信頼性が向上する。
【００５３】
請求項４にかかる発明によれば、電極部に電力を通電する浄化処理運転は所定の条件の成立毎に電極への通電する直流電力の極性を変えるようにしたので、電極の寿命が延び信頼性が向上する。
【００５４】
請求項５にかかる発明によれば、ＯＮ時間は貯水槽内の溶存有機物が電極に集まるに必要な時間以上としたので、効率的に貯留している水の除菌が行えるようにすると共に、不純物の除去が行えるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の説明に適用される浄化装置を備えた貯水槽の構成図である。
【図２】第１の実施の形態の説明に適用される浄化装置を備えた貯水槽の運転手順を示すタイミングチャートである。
【図３】第２の実施の形態の説明に適用される浄化装置を備えた貯水槽の運転手順を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
１１　貯水槽
２０　浄化装置
２１　浄化タンク
２２　電極部
２３　循環バルブ
２４　排水バルブ
２５　循環ポンプ
２６　フィルタ
２８　制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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