(57)【要約】【課題】配管や残留塩素検知器にかかる設備コストを低減し、かつ貯水槽に貯めた水の安全性を向上する。【解決手段】循環路１１によって貯水槽１０５に貯めた水道水を導き出して再び戻す過程で、測定手段２によって測定した遊離残留塩素濃度に応じて電解手段１の電気分解のＯＮ／ＯＦＦ制御を行う。すなわち、貯水槽内１０５の水道水の遊離残留塩素濃度を所定の範囲内に維持する。この貯水槽水質管理システムは、貯水槽１０５に貯めた水道水を循環させる循環路１１に電解手段１および測定手段２を設けた構成であるから、配管や残留塩素測定にかかる設備コストを低減することができる。さらに、貯水槽１０５の水道水の水質に異常があっても電気分解によって水質を改善して貯水槽１０５に戻すので、水質に異常のある水を需要者が摂取する事態を防ぐ。この結果、貯水槽１０５に貯めた水の安全性を向上できる。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
貯水槽に貯めた水道水を導き出して再び戻す循環路に設けてあって当該循環路に循環させた水を電気分解する電解手段と、
前記循環路に設けてあって電解手段で電解する以前の水の遊離残留塩素濃度を測定する測定手段と、
前記測定手段から取得した測定データによる遊離残留塩素濃度に応じて前記電解手段における電気分解のＯＮ／ＯＦＦ制御を行う制御手段と
を備えたことを特徴とする貯水槽水質管理システム。
【請求項２】
前記制御手段は、水質の正常時での電気分解のＯＮ／ＯＦＦに伴う遊離残留塩素濃度変化に対し、実測した電気分解のＯＮ／ＯＦＦに伴う遊離残留塩素濃度変化が異なる場合に水質異常を判定することを特徴とする請求項１に記載の貯水槽水質管理システム。
【請求項３】
前記制御手段は、都度の水温条件下において、水質の正常時での電気分解のＯＮ／ＯＦＦに伴う遊離残留塩素濃度変化に対し、実測した電気分解のＯＮ／ＯＦＦに伴う遊離残留塩素濃度変化が異なる場合に水質異常を判定することを特徴とする請求項１に記載の貯水槽水質管理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水道水を一時的に貯める貯水槽内の水質管理を行う貯水槽水質管理システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ビルや共同住宅などでは、水道水を貯水槽に一時的に貯めて使用する。そして、貯水槽内に貯めた水の安全性を確保するために貯水槽内の水質管理が求められている。そこで、従来、貯水槽の水質管理を行う技術は、貯水槽から各給水管を経て各需要者に至る蛇口の至近にバイパスを設けて残留塩素測定用検知器を設置してある。そして、検知器の測定データを監視センターへ伝送することで監視センターにおいて貯水槽および給水管の水質の安全性を判定する。水質に異常があった場合には、その旨を監視センターから管理者に通報して対策をとらせる（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
従来、他に水質管理を行う技術は、複数の貯水設備からサンプル水を導出し、それらの水中の遊離塩素濃度を検出測定する。そして、その測定データにより塩素材を対応する貯水設備に供給し各貯水設備の水中の遊離塩素濃度を所定に保持する（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開平５−１０４０８２号公報
【特許文献２】特開２０００−１９７８８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１で参照する従来の技術では、各需要者に至る蛇口の至近に設けたバイパスに残留塩素測定用検知器を設置してある。このため、残留塩素測定用検知器が各蛇口単位で必要なので設備コストが嵩むことになる。また、蛇口の至近で残留塩素を測定しているため、水質に異常がある水を需要者が摂取してしまうことになる。
【０００６】
また、特許文献２で参照する従来の技術では、サンプル水を貯水設備から導出し貯水設備に戻す管路と、サンプル水の遊離塩素濃度を検出する管路と、貯水設備に塩素材を供給する管路とがそれぞれ設けてあるため、配管が多く複雑になって設備コストが嵩むことになる。
【０００７】
ところで、雑菌などの有機物が貯水槽内の水に混入しているか否かは、貯水槽の水を摂取して菌を培養することで管理することが一般的である。しかし、菌の培養には数日の時間を必要とする。したがって、雑菌の混入があっても需要者が摂取するおそれがあるため雑菌の混入を直ちに知ることが望まれている。
【０００８】
本発明は、上記実情に鑑みて、配管や残留塩素検知器にかかる設備コストを低減し、かつ貯水槽に貯めた水の安全性を向上することができる貯水槽水質管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】
【０００９】
上記の目的を達成するために、本発明の請求項１に係る貯水槽水質管理システムは、貯水槽に貯めた水道水を導き出して再び戻す循環路に設けてあって当該循環路に循環させた水を電気分解する電解手段と、前記循環路に設けてあって電解手段で電解する以前の水の遊離残留塩素濃度を測定する測定手段と、前記測定手段から取得した測定データによる遊離残留塩素濃度に応じて前記電解手段における電気分解のＯＮ／ＯＦＦ制御を行う制御手段とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
本発明の請求項２に係る貯水槽水質管理システムは、上記請求項１において、前記制御手段は、水質の正常時での電気分解のＯＮ／ＯＦＦに伴う遊離残留塩素濃度変化に対し、実測した電気分解のＯＮ／ＯＦＦに伴う遊離残留塩素濃度変化が異なる場合に水質異常を判定することを特徴とする。
【００１１】
本発明の請求項３に係る貯水槽水質管理システムは、上記請求項１において、前記制御手段は、都度の水温条件下において、水質の正常時での電気分解のＯＮ／ＯＦＦに伴う遊離残留塩素濃度変化に対し、実測した電気分解のＯＮ／ＯＦＦに伴う遊離残留塩素濃度変化が異なる場合に水質異常を判定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る貯水槽水質管理システムは、循環路によって貯水槽に貯めた水道水を導き出して再び戻す過程で、測定手段によって測定した遊離残留塩素濃度に応じて電気分解のＯＮ／ＯＦＦ制御を行う。すなわち、遊離残留塩素濃度が所定の下限濃度に至る場合に電気分解をＯＮ制御し、遊離残留塩素濃度が所定の上限濃度に至る場合に電気分解をＯＦＦ制御して、貯水槽内の水道水の遊離残留塩素濃度を所定の範囲に維持する。この貯水槽水質管理システムは、貯水槽に貯めた水道水を循環させる循環路に電解手段および測定手段を設けた構成であるから、配管や残留塩素測定にかかる設備コストを低減することができる。さらに、貯水槽の水道水の水質に異常があっても電気分解によって水質を改善して貯水槽に戻すので、水質に異常のある水を需要者が摂取する事態を防ぐ。この結果、貯水槽に貯めた水の安全性を向上することができる。
【００１３】
また、水質の正常時での電気分解のＯＮ／ＯＦＦに伴う遊離残留塩素濃度変化に対し、実測した電気分解のＯＮ／ＯＦＦに伴う遊離残留塩素濃度変化が異なる場合に水質異常を判定する。すなわち、電気分解のＯＦＦ時において、実測した遊離残留塩素濃度変化が正常時での遊離残留塩素濃度変化よりも遊離残留塩素濃度の低下が早い場合には、有効塩素を消失させる原因である有機物などの雑菌が混入して貯水槽内の水道水が汚染されていることが判る。また、電気分解のＯＮ時において、実測した遊離残留塩素濃度変化が正常時での遊離残留塩素濃度変化よりも遊離残留塩素濃度の上昇が遅い場合にも、有効塩素を消失させる原因である有機物などの雑菌が混入して貯水槽内の水道水が汚染されていることが判る。つまり、数日の時間を要することなく、水質を改善しながらも有機物の混入を短時間で容易に知ることになる。この結果、貯水槽に貯めた水の安全性を向上することができる。
【００１４】
また、都度の温度条件下において、水質の正常時での電気分解のＯＮ／ＯＦＦに伴う遊離残留塩素濃度変化に対し、実測した電気分解のＯＮ／ＯＦＦに伴う遊離残留塩素濃度変化が異なる場合に水質異常を判定する。遊離残留塩素濃度変化は、水温条件によって異なるため、水道水の各水温に応じて正常時での遊離残留塩素濃度変化を予め複数記憶し、都度の水温条件下において正常時での遊離残留塩素濃度変化に対して実測した遊離残留塩素濃度変化を比較するように温度補正を行う。すなわち、都度の水温条件に応じて水質異常を判定することになる。この結果、貯水槽に貯めた水の安全性を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に添付図面を参照して、本発明に係る貯水槽水質管理システムの好適な実施の形態を詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１６】
図１は本発明に係る貯水槽水質管理システムが適用される貯水構造を例示した概略図である。ここでは、ビルや共同住宅などの建物１００の各階１０１に対して上水道１０２から飲み水となる水道水を供給するための貯水構造を示す。地下に埋設された上水道１０２から送られて、地上もしくは地下に設置された受水槽１０３に一時的に貯められた水道水は、揚水ポンプ１０４によって揚水されて建物１００の屋上に設置された貯水槽（高架水槽）１０５に貯められる。貯水槽１０５に貯められた水道水は、各階１０１に給水される。このように、水道水を屋上の貯水槽１０５に貯めることは、高層で水圧が不足する建物１００や、火災時などで一時的に大量の水を使用する場合などにおいて有効である。
【００１７】
図２は本発明に係る貯水槽水質管理システムを示す概略図である。図２に示すように貯水槽水質管理システムは、上記貯水槽１０５に係り設けたものであって、電解手段１と、測定手段２と、制御手段３（図４参照）を有している。
【００１８】
電解手段１は、貯水槽１０５に貯めた水道水を導き出して再び戻す循環路１１に設けてあって、当該循環路１１に循環させた水道水を電気分解するためのものである。電解手段１は、循環路１１に水を循環させるための循環ポンプ１２と、循環ポンプ１２で送られた水道水の電気分解を行う電解槽１３とを有している。
【００１９】
電解槽１３は、図３に示すようにその内部に循環ポンプ１２で送られた水道水を一時的に貯えるよう容器１３１を有し、当該容器１３１内に水道水に浸される陽極（電極）１３２および陰極（電極）１３３を有している。この電解槽１３では、陽極１３２と陰極１３３との間に直流電流を通じさせることによって、微量の塩素イオン（Ｃｌ-）が含まれている水道水の電気分解が行われる。この電気分解による陽極１３２側における化学反応は、下記式（１）〜式（３）の通りである。
【００２０】
【数１】
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【００２１】
【数２】
2007283218.tif 000004
【００２２】
【数３】
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【００２３】
一方、陰極１３３側における化学反応は、下記式（４）の通りである。
【００２４】
【数４】
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【００２５】
この電気分解によって、有効塩素である次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）および次亜塩素酸イオン（ＣｌＯ-）が発生する。この有効塩素は、上水道１０２以前の浄水場（図示せず）で水道水に予め添加してあり除菌作用を有しているが、有機物や雑菌と接触（結合）して反応するとクロラミンなどの結合塩素を経て除菌作用の低い塩素イオン（Ｃｌ-）になる。また、有効塩素は、時間の経過とともに徐々に消失して塩素イオンになる。つまり、電解槽１３は、除菌作用が低下した塩素イオンを電気分解によって有効塩素として再生成する。
【００２６】
すなわち、電解手段１は、循環ポンプ１２の稼働によって貯水槽１０５から循環路１１を介して導き出した水道水を電解槽１３で電気分解することにより、除菌作用を有した有効塩素を水道水中に再生成して循環路１１を介して貯水槽１０５に再び戻す。
【００２７】
なお、水道水には、雑菌に接触せず、かつ時間経過によって消失していない有効塩素である遊離残留塩素が存在する。そして、各階１０１に供給される水道水には、遊離残留塩素濃度が０．１ｍｇ／Ｌ以上あることが水道法で定められている。
【００２８】
測定手段２は、水道水中の遊離残留塩素濃度を測定するものである。この測定手段２は、循環路１１における電解槽１３の上流位置に設けてあって、電解槽１３で電解する以前の水道水の遊離残留塩素濃度を測定する。
【００２９】
制御手段３は、主に電解手段１を制御するものであり、図４に示すように循環ポンプ１２、電解槽１３（各電極１３２，１３３）および測定手段２が接続してある。そして、制御手段３は、測定手段２から遊離残留塩素濃度の測定データが与えられた場合に、予めメモリ３１に格納したプログラムやデータに従って、循環ポンプ１２および電解槽１３の制御を行う。
【００３０】
具体的には、図５に示すように制御手段３は、貯水槽１０５に貯めた水道水を循環路１１で循環させつつ測定手段２から遊離残留塩素濃度の測定データを入力する。測定データの入力は常時、または一定時間ごとに行う。そして、遊離残留塩素濃度が予め設定した下限濃度（例えば０．１ｍｇ／Ｌ）まで低下している場合（ステップＳ１：Ｙｅｓ）、各電極１３２，１３３間に直流電流を通じさせて電気分解をＯＮする（ステップＳ２）。その後、遊離残留塩素濃度が予め設定した上限濃度（例えば０．４ｍｇ／Ｌ）まで上昇した場合（ステップＳ３：Ｙｅｓ）、各電極１３２，１３３間への直流電流を止めて電気分解をＯＦＦする（ステップＳ４）。このように、制御手段３は、測定手段２で測定した遊離残留塩素濃度に応じて電解手段１における電気分解のＯＮ／ＯＦＦ制御を行う。これにより、貯水槽１０５内の水道水の遊離残留塩素濃度を設定した上限濃度から下限濃度の範囲内に収めて所望とする濃度に維持することが可能になる。
【００３１】
ところで、制御手段３は、図４に示すように時間を計る計時手段３２が接続してあり、上限濃度から下限濃度の範囲内に収めるために行う電気分解のＯＮ／ＯＦＦに伴って、遊離残留塩素濃度変化が取得できる。そして、制御手段３は、貯水槽１０５や循環路１１など水道水が流通する経路を清浄した水質の正常時において、上限濃度から下限濃度の範囲内に収めるために行う電気分解のＯＮ／ＯＦＦに伴う遊離残留塩素濃度変化（基準変化）を予め記憶してある（図６に実線で示す）。そして、制御手段３は、実測値として上記制御と同様に上限濃度から下限濃度の範囲内に収めるために行う電気分解のＯＮ／ＯＦＦに伴う遊離残留塩素濃度変化（実測変化）を取得して、この実測変化を基準変化と比較する。そして、制御手段３は、基準変化に対して実測変化が異なる場合に水質異常と判定する。
【００３２】
具体的には、図６に示すように電気分解のＯＦＦ時において、実測変化（破線）が基準変化（実線）よりも遊離残留塩素濃度の低下が早い場合には、有効塩素を消失させる原因である有機物などの雑菌が混入して貯水槽１０５内の水道水が汚染されていることが判る。また、電気分解のＯＮ時において、実測変化（破線）が基準変化（実線）よりも遊離残留塩素濃度の上昇が遅い場合にも、有効塩素を消失させる原因である有機物などの雑菌が混入して貯水槽１０５内の水道水が汚染されていることが判る。なお、遊離残留塩素濃度変化は、水温条件によって異なる。例えば、水温が１０℃の場合の電気分解ＯＦＦ時の遊離残留塩素濃度変化に対して、水温が２５℃の場合の電気分解ＯＦＦ時の遊離残留塩素濃度変化のほうが遊離残留塩素濃度の低下が早い。すなわち、制御手段３は、図４に示すように水温計３３が接続してあり、水道水の各水温（例えば１０℃，２５℃など）に応じて基準変化を予め複数記憶し、都度の水温条件下において基準変化に対して実測変化を比較するように、遊離残留塩素濃度変化を実測したときの水温と、基準変化を得たときの水温とを合わせるように温度補正を行う。このように、制御手段３は、水質の正常時での電気分解のＯＮ／ＯＦＦに伴う遊離残留塩素濃度変化（基準変化）に対し、実測した電気分解のＯＮ／ＯＦＦに伴う遊離残留塩素濃度変化（実測変化）が異なる場合に水質異常を判定する。これにより、一般では、雑菌などの有機物が貯水槽１０５内の水に混入しているか否かは、貯水槽１０５の水を摂取して菌を培養するために数日の時間を必要とするが、本実施の形態においては数日の時間を要することなく有機物の混入を検知することが可能になる。
【００３３】
ここで、上述した貯水槽水質管理システムを、１０ｍ3の貯水タンクに設置して、有機物混入の検知結果の実施例を示す。最初に、貯水タンク内を清浄した状態（水質の正常時）で、循環ポンプ１２を常時稼働して循環路１１で貯水タンクの水道水を循環させ、電気分解のＯＮ／ＯＦＦに伴う遊離残留塩素濃度変化（基準変化）を１分ごとに取得した。その後、擬似的に有機物が混入した状態を得るために、貯水タンク内にアスコルビン酸（2,3-Didehydro-l-threo-hexono-1,4-lactone）を２ｇ添加して電気分解のＯＮ／ＯＦＦに伴う遊離残留塩素濃度変化（実測変化）を１分ごとに実測した。水温は、２５℃および１０℃で行った。
【００３４】
そして、水温２５℃における基準変化では、電気分解ＯＦＦ時での遊離残留塩素濃度の減少速度は毎時０．０１５ｍｇ／Ｌであった。これに対して水温２５℃における実測変化では、電気分解ＯＦＦ時での遊離残留塩素濃度の減少速度は毎時０．０８ｍｇ／Ｌであった。すなわち、有機物の混入によって遊離残留塩素濃度の低下が早くなっていることが判る。また、水温２５℃における基準変化では、電気分解ＯＮ時での遊離残留塩素濃度の増加速度は毎時０．０６ｍｇ／Ｌであった。これに対して水温２５℃における実測変化では、電気分解ＯＮ時での遊離残留塩素濃度の増加速度は毎時０．０１ｍｇ／Ｌであった。すなわち、有機物の混入によって遊離残留塩素濃度の上昇が遅くなっていることが判る。
【００３５】
一方、水温１０℃における基準変化では、電気分解ＯＦＦ時での遊離残留塩素濃度の減少速度は毎時０．００２ｍｇ／Ｌであった。これに対して水温２５℃における実測変化では、電気分解ＯＦＦ時での遊離残留塩素濃度の減少速度は毎時０．０７ｍｇ／Ｌであった。すなわち、有機物の混入によって遊離残留塩素濃度の低下が早くなっていることが判る。また、水温１０℃における基準変化では、電気分解ＯＮ時での遊離残留塩素濃度の増加速度は毎時０．０６ｍｇ／Ｌであった。これに対して水温２５℃における実測変化では、電気分解ＯＮ時での遊離残留塩素濃度の増加速度は毎時０．０１ｍｇ／Ｌであった。すなわち、有機物の混入によって遊離残留塩素濃度の上昇が遅くなっていることが判る。さらに、水温が低い方が、電気分解ＯＦＦ時での遊離残留塩素濃度の低下が遅いことが判る。
【００３６】
このように、上述した貯水槽水質管理システムでは、貯水槽１０５に貯めた水道水を導き出して再び戻す循環路１１に設けてあって当該循環路１１に循環させた水道水を電気分解する電解手段１と、循環路１１に設けてあって電解手段１で電解する以前の水の遊離残留塩素濃度を測定する測定手段２と、測定手段２から取得した測定データによる遊離残留塩素濃度に応じて電解手段１における電気分解のＯＮ／ＯＦＦ制御を行う制御手段３とを備えた。すなわち、遊離残留塩素濃度が所定の下限濃度に至る場合に電気分解をＯＮ制御し、遊離残留塩素濃度が所定の上限濃度に至る場合に電気分解をＯＦＦ制御する。このため、貯水槽１０５内の水道水の遊離残留塩素濃度を所定の範囲内に収めて維持する。そして、この貯水槽水質管理システムは、貯水槽１０５に貯めた水道水を循環させる循環路１１に電解手段１および測定手段２を設けた構成であるから、配管や残留塩素測定にかかる設備コストを低減することが可能になる。さらに、貯水槽１０５の水道水の水質に異常があっても電気分解によって水質を改善して貯水槽１０５に戻すので、水質に異常のある水を需要者が摂取する事態を防ぐ。この結果、貯水槽１０５に貯めた水の安全性を向上することが可能になる。
【００３７】
また、制御手段３は、水質の正常時での電気分解のＯＮ／ＯＦＦに伴う遊離残留塩素濃度変化（基準変化）に対し、実測した電気分解のＯＮ／ＯＦＦに伴う遊離残留塩素濃度変化（実測変化）が異なる場合に水質異常を判定する。すなわち、電気分解のＯＦＦ時において、実測変化が基準変化よりも遊離残留塩素濃度の低下が早い場合には、有効塩素を消失させる原因である有機物などの雑菌が混入して貯水槽１０５内の水道水が汚染されていることが判る。また、電気分解のＯＮ時において、実測変化が基準変化よりも遊離残留塩素濃度の上昇が遅い場合にも、有効塩素を消失させる原因である有機物などの雑菌が混入して貯水槽１０５内の水道水が汚染されていることが判る。一般では、雑菌などの有機物が貯水槽１０５内の水に混入しているか否かは、貯水槽１０５の水を摂取して菌を培養するために数日の時間を必要とするが、ここでは数日の時間を要することなく、水質を改善しながらも有機物の混入を短時間で容易に知ることが可能になる。この結果、貯水槽１０５に貯めた水の安全性を向上することが可能になる。
【００３８】
また、制御手段３は、都度の温度条件下において、水質の正常時での電気分解のＯＮ／ＯＦＦに伴う遊離残留塩素濃度変化（基準変化）に対し、実測した電気分解のＯＮ／ＯＦＦに伴う遊離残留塩素濃度変化（実測変化）が異なる場合に水質異常を判定する。遊離残留塩素濃度変化は、水温条件によって異なるため、制御手段３では、水道水の各水温に応じて基準変化を予め複数記憶し、都度の水温条件下において基準変化に対して実測変化を比較するように温度補正を行う。すなわち、都度の水温条件に応じて水質異常を判定することが可能になる。この結果、貯水槽１０５に貯めた水の安全性を向上することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明に係る貯水槽水質管理システムが適用される貯水構造を例示した概略図である。
【図２】本発明に係る貯水槽水質管理システムを示す概略図である。
【図３】電解槽を示す概略図である。
【図４】本発明に係る貯水槽水質管理システムの制御系を示すブロック図である。
【図５】制御手段の動作を示すフローチャートである。
【図６】遊離残留塩素濃度変化を示す図である。
【符号の説明】
【００４０】
１    電解手段
１１    循環路
１２    循環ポンプ
１３    電解槽
１３１    容器
１３２    陽極
１３３    陰極
２    測定手段
３    制御手段
３１    メモリ
３２    計時手段
３３    水温計
１００    建物
１０１    階
１０２    上水道
１０３    受水槽
１０４    揚水ポンプ
１０５    貯水槽
【図１】
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【図２】
2007283218.tif 000008
【図３】
2007283218.tif 000009
【図４】
2007283218.tif 000010
【図５】
2007283218.tif 000011
【図６】
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