(57)【要約】【課題】逆洗浄中に汚れが適切に排出されたことを容易に確認でき、ろ過装置の再生が行われ逆洗浄が完了したことを簡単に判断することが可能な水処理装置を提供することを目的とする。【解決手段】井戸または貯水槽から水を吸引して吐出するための電動式ポンプ３と、井戸水に含まれる濁質成分を除去するための第一のろ過装置４とを有し、第一のろ過装置に、ろ過と逆洗浄とを選択的に切替可能な切替バルブ６を備え、切替バルブを介して、第一のろ過装置によりろ過された浄水を供給する浄水通路７と、第一のろ過装置を逆洗浄した排水を排出する排水通路８とを接続する水処理装置において、排水通路の一部に透明部９を設け、さらに排水通路の、透明部と反対側に、逆洗浄が完了したことを表示する表示部を設ける構成にした。【選択図】図１
2016104463.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
井戸または貯水槽から水を吸引して吐出するための電動式ポンプと、井戸水に含まれる濁質成分を除去するための第一のろ過装置と、前記第一のろ過装置の後段に連通する第二のろ過装置とを有し、前記第一のろ過装置に、ろ過と逆洗浄とを選択的に切替可能な切替バルブを備え、前記切替バルブを介して、前記第一のろ過装置によりろ過された浄水を供給する浄水通路と、前記第一のろ過装置を逆洗浄した排水を排出する排水通路とを接続する水処理装置において、前記排水通路の少なくとも一部に前記第一のろ過装置を逆洗浄することによる再生度合を確認する再生確認手段として透明部を設け、さらに前記排水通路の、前記透明部と反対側に、逆洗浄が完了したことを表示する表示部を設ける構成であることを特徴とした水処理装置。
【請求項２】
透明部は、排水通路の切替バルブに近接する部分に設ける構成であることを特徴とする請求項１に記載の水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、小規模施設用の水処理装置であって、井水、河川水、雨水、水道水等（被処理水）の中に含まれる濁質やＳＳの除去などにより水の浄化を行う水処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の水処理装置は、逆洗機能を自動化されたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
以下、その水処理装置について図５を参照しながら説明する。
【０００４】
図４に示すように、水処理装置１０１はろ過機１０２と開閉弁１０３、圧力スイッチ１０４、制御回路１０５からなり、圧力スイッチ１０４が所定の圧力以下になった場合に開閉弁１０３を自動制御して逆洗を行うものである。このとき、所定時間経過後に開閉弁１０３は再び元の位置に戻り、自動で逆洗が完了するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平２−０６３５１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、このような従来の水処理装置においては、ろ過装置の逆洗浄を所定の時間行うよう設定されているために、ろ過装置に付着した汚れが適切に排出されたことを確認する手段がなく、ろ過装置がどの程度再生されたのかを判断することができないという課題を有していた。
【０００７】
そこで本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、ろ過装置に付着した汚れが逆洗浄中に適切に排出されたことを容易に確認でき、ろ過装置の再生が行われ逆洗浄が完了したことを簡単に判断することが可能な水処理装置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】
【０００８】
そして、この目的を達成するために、本発明は、井戸または貯水槽から水を吸引して吐出するための電動式ポンプと、井戸水に含まれる濁質成分を除去するための第一のろ過装置と、前記第一のろ過装置の後段に連通する第二のろ過装置とを有し、前記第一のろ過装置に、ろ過と逆洗浄とを選択的に切替可能な切替バルブを備え、前記切替バルブを介して、第一のろ過装置によりろ過された浄水を供給する浄水通路と、第一のろ過装置を逆洗浄した排水を排出する排水通路とを接続する水処理装置において、排水通路の少なくとも一部に透明部を設け、さらに排水通路の、透明部と反対側に、逆洗浄が完了したことを表示する表示部を設ける構成としたことを特徴としているものであり、これにより所期の目的を達成するものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、井戸または貯水槽から水を吸引して吐出するための電動式ポンプと、井戸水に含まれる濁質成分を除去するための第一のろ過装置と、前記第一のろ過装置の後段に連通する第二のろ過装置とを有し、前記第一のろ過装置に、ろ過と逆洗浄とを選択的に切替可能な切替バルブを備え、前記切替バルブを介して、第一のろ過装置によりろ過された浄水を供給する浄水通路と、第一のろ過装置を逆洗浄した排水を排出する排水通路とを接続する水処理装置において、排水通路の少なくとも一部に透明部を設け、さらに排水通路の、透明部と反対側に、ろ過装置の再生が行われ逆洗浄が完了したことを表示する表示部を設ける構成としたことで、第一のろ過装置の逆洗浄中に、汚れが適切に排出されたことを容易に確認でき、ろ過装置の再生が行われ逆洗浄が完了したことを簡単に判断することが可能になるという効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態１の水処理装置の構成を示す模式図
【図２】同実施の形態１の水処理装置のろ過装置の汚れと逆洗による再生を示すグラフ
【図３】同実施の形態１の水処理装置の透明部および表示部を示す模式図
【図４】同実施の形態１の水処理装置の透明部および表示部の断面を示す模式図
【図５】従来の水処理装置を示す模式図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の請求項１記載の水処理装置は、井戸または貯水槽から水を吸引して吐出するための電動式ポンプと、井戸水に含まれる濁質成分を除去するための第一のろ過装置と、前記第一のろ過装置の後段に連通する第二のろ過装置とを有し、前記第一のろ過装置に、ろ過と逆洗浄とを選択的に切替可能な切替バルブを備え、前記切替バルブを介して、第一のろ過装置によりろ過された浄水を供給する浄水通路と、第一のろ過装置を逆洗浄した排水を排出する排水通路とを接続する水処理装置において、排水通路の少なくとも一部に透明部を設け、さらに排水通路の、透明部と反対側に、逆洗浄が完了したことを表示する表示部を設ける構成としたことを特徴としたものである。透明部を設けることにより、第一のろ過装置の逆洗浄中に汚れが適切に排出されたことを、透明部を目視することにより容易に確認でき、さらに表示部を設けることにより、逆洗浄を開始した時点では排水が汚れているために確認できなかった表示部が、逆洗浄を続けることで確認できるようになり、このことから、ろ過装置の再生が行われたことを使用者がより簡単に判断することが可能になるという効果を奏する。
【００１２】
また、排水通路の透明部は、切替バルブに近接する部分に設ける構成にしてもよい。これにより、切替バルブを操作しながら透明部を流れる排水の汚れを確認することができるため、使用者が一人で容易に逆洗浄の操作を行うことができ、操作性が向上するという効果を奏する。
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００１４】
（実施の形態１）
図１に示すように、水処理装置１は、井戸または貯水槽に接続された配管２に繋がる電動式ポンプ３と、直後に接続される第一のろ過装置４と、前記第一のろ過装置の後段に連通する第二のろ過装置５とを有し、第一のろ過装置にろ過と逆洗浄とを選択的に切替可能な切替バルブ６を備え、前記切替バルブ６を介して接続された、第一のろ過装置４によりろ過された浄水を供給する浄水通路７と、第一のろ過装置を逆洗浄した排水を排出する排水通路８と、排水通路の一部に設けた透明部９から構成される。
【００１５】
各構成要素の接続は、それぞれを直接接続するか、あるいは配管２を介して行い、いずれか特に限定されないが、各構成要素の配置や操作性を考慮して接続方法を決めることが好ましい。また、配管２の途中に必要に応じて、バルブや分岐、エルボなどの部材を設置してもよい。
【００１６】
用いられる配管２は、ポンプの水圧に耐えられる材質、構造であればよいが、耐久性、加工のしやすさから、例えば、塩化ビニル樹脂や鋼管、あるいはこれらの複合材料を用いた直管が使用できる。なお、呼び径は損失水頭が低くなるよう大きい方が好ましく、例えば１５から５０ミリメートルのもので、厚みは１から５ミリメートル程度のものが好ましい。
【００１７】
電動式ポンプ３は、井戸あるいは貯水槽から地下水を吸い上げ、吐出する電動機で駆動するポンプであって、例えば渦巻きポンプ、ジェットポンプ、カスケードポンプなどの遠心ポンプや、軸流ポンプ、斜流ポンプなどがある。一般家庭に用いる場合、井戸の深さは、浅井戸であれば１０メートルから２０メートル程度、深井戸であれば２０メートルから３０メートル以上吸い上げる必要があり、後段の配管やろ過装置の損失水頭を考慮すると、２０メートル以上の揚程があるものがよく、渦巻きポンプやジェットポンプなどの遠心ポンプがより好ましい。
【００１８】
また、ポンプは電源スイッチで運転を操作する非自動式ポンプか、圧力タンクおよび圧力スイッチを備えて所定の圧力以下で自動で動作する自動式ポンプがあり、本発明の水処理装置１にはいずれのポンプも使用することができる。電動式ポンプ３で吐出する流量は、例えば５リットルから５０リットル毎秒程度であるが、一般家庭用であれば５リットルから１５リットル毎秒程度が得られるような揚程と流量の特性をもつようなものが好ましい。
【００１９】
電動式ポンプ３の直後に接続される第一のろ過装置４は、原水に含まれる粗大粒子や凝集物、砂塵など、１０マイクロメートル以上の比較的大きな濁質成分を除去するためのろ過装置であり、汚れが堆積しやすいため、洗浄して汚れを系外に排出して繰り返し使用できる構成を用いることが好ましい。
【００２０】
構成は、ポンプの水圧に耐えられる圧力容器であるタンク１０と、タンクの中に入れて使用するろ材１１、およびろ材１１に挿入して処理水を第一のろ過装置４外に排出するための導出管１２、そして導出管１２の端部に設置してろ材がタンクから流出しないようにするための粗粒子フィルタ１３、タンク１０上部のタンク入出口１４からなる。水を浄化処理するときにはろ材１１の上方から通水し、ろ過された浄水を下方から導出管１２によって排出するようにして行う。
【００２１】
タンク１０は、電動式ポンプ３の出口側近くに設置するため、耐圧は電動式ポンプ３の最高出力揚程以上の能力があることが好ましく、素材としては、金属、樹脂、あるいはガラス繊維で強化した樹脂などが好適である。
【００２２】
これらは、水に接するだけでなく、井戸がある屋外に設置して使用する場合があるため、十分な耐水性、耐候性を有することが要求され、材質や肉厚、あるいはコーティングなどの複合素材によって実現することが考えられる。
【００２３】
大きさは、逆洗を考慮してろ材１１の総量の約１．５から２．０倍程度の容積であればよく、例えば１０リットルから１０００リットルなどがよい。タンク１０の形状は、圧力に耐久性が高い円筒型や球型、楕円球型などが好ましいが、設置しやすさを考慮して肉厚などが確保できれば直方体や立方体などの角型容器でもよい。
【００２４】
タンク１０の中に入れるろ材１１は、水処理装置１の性能を発揮するための最も基本となる部材であり、約１０マイクロメートル以上の粗大粒子や凝集物を捕捉して除去し、地下水の濁度および色度を低減することを目的としている。ろ材１１には、粒子状、繊維状、ビーズ状、メッシュ状、あるいは不織布などを用いる事ができるが、除去性能と洗浄のしやすさ、耐久性の観点から、粒子状であることが好ましい。
【００２５】
ろ材１１の材質は、例えば、砂、アンスラサイト、ガーネット、セラミックス、粒状活性炭、オキシ水酸化鉄、マンガン砂など、水中で沈降し、圧力で変形しにくい硬度をもつものであればよい。粒子径は、例えば０．３ミリメートルから５．０ミリメートル、均等係数１．２から２．０などのものを用いるとよい。
【００２６】
また、ろ材１１は材質によって比重が異なり、例えば砂であればおよそ２．５から２．７グラム毎立方センチメートル、アンスラサイトであれば、１．４から１．８グラム毎立方センチメートル、ガーネットであれば３．８から４．１グラム毎立方センチメートルである。
【００２７】
複数の種類のろ材を混合して使用する複層ろ過法は、このような比重の違いを利用して、ろ層内にサイズの異なる粒子を小さい粒子から順に下から積層する方法であり、比重が大きくサイズが小さい粒子と、比重が小さくサイズが大きい粒子を混合して多層構造にするのが一般的である。単一の種類のろ材を用いるのに比べて、単位体積あたりのろ過効率が高く、一方で損失水頭が低く抑えられるなどのメリットがあるため好ましい。
【００２８】
ろ材としては、例えば、ガーネットの０．３ミリメートルと、砂の０．６ミリメートル、アンスラサイトの１．０ミリメートルのものを、２：１：１で混合して使用するが、濁質の粒子特性に応じて混合比率や粒子径を調整することが望ましい。
【００２９】
ろ材１１の充填量はろ過性能と耐久性、損失水頭などを考慮して決定することが好ましい。ろ材１１を増やすと、除去性能や濁質の保持量が増加し、洗浄までの間隔を延ばす事ができて洗浄頻度を減らす事ができる。一方、損失水頭が上昇するため、流量が減少するなどの不具合が生じる場合がある。
【００３０】
ろ材１１に挿入する導出管１２は、処理した水をろ材１１の下方から排出するためのものであり、水頭損失が少なく、閉塞しにくいような管であればよく、例えば直径が３０ミリメートル以上の直管などが使用できる。材質は腐食しにくいようなものがよく、例えば樹脂、金属などが好ましい。
【００３１】
導出管１２の端部には、ろ材１１の粒子や、堆積した汚れが下流側に漏れださないように粗粒子フィルタ１３を設ける。これには、メッシュ状、スリット状などの形状で、０．３から１ミリメートルの細孔か隙間を持つものが使用できる。材質は、導出管１２と同様に腐食しにくいステンレスなどの金属や樹脂が好適である。また、メンテナンスがしやすいよう着脱可能な構造とするとよい。
【００３２】
第一のろ過装置４で浄化された水は、導出管１２の管内を通り、タンク１０の端部のタンク入出口１４から排出される。タンク入出口１４には、タンク１０内部のメンテナンスが行いやすく、密閉性が保たれるために、着脱可能であるとよく、構造は、例えばねじ式などで、Ｏリングやゴムなどのパッキンで水密性を保つようにすることが好ましい。
【００３３】
第一のろ過装置４の後段には、通過してきた数マイクロメートル以下の微細な粒子を除去するための第二のろ過装置５を設けることで、水処理装置１の浄化性能をさらに高める事ができる。構成としては、精密ろ材１５とケーシング１６、入出口１７からなる。
【００３４】
精密ろ材１５は、容易に交換できる素材か、あるいは手洗いなどで洗浄できる素材が好ましい。交換できるろ材としては、例えばポリプロピレンやポリエステルなどの樹脂繊維からなるメッシュを折り畳んだプリーツフィルタや、繊維を束ねて１ミリメートル程度の太い糸にしたものを巻き上げた糸巻きフィルタなどが好ましく、大きさは長さ１０インチから２０インチの円筒型のものが比較的安価でよい。これらのフィルタは、円筒型の外側から内側に向かってろ過を行い、フィルタの外側に濁質が付着して水質の浄化を行うものである。
【００３５】
一方、洗浄できる素材としては、例えば樹脂や綿等の素材の繊維を編み込んだネット状、メッシュ状のものか、あるいは不織布状にしたもので、直径５から１０センチメートル、長さ２０から６０センチメートル程度の円筒の袋状に縫製したものを用いるとよく、内側から外側に向かってろ過を行うことで濁質を袋の内側に捕捉して水質を浄化するものである。
【００３６】
除粒子性能は、いずれも０．５から１０マイクロメートル程度のものが好ましく、小さいほど細菌や原虫などの微生物を除去することができるようになるが、閉塞するまでの使用期間が極端に短くなるため、使用目的や水質によって除粒子性能や大きさを選定する事が好ましい。
【００３７】
精密ろ材１５を入れるための圧力容器としてケーシング１６を用いる。ケーシング１６は、中に入れる精密ろ材１５の外径よりやや大きい内径をもち、電動式ポンプ３の圧力に耐えられるような圧力容器とする。材質は、第一のろ過装置４と同様に、電動式ポンプ３の最大圧力以上の耐圧性能であればよく、材質は金属、樹脂、あるいはガラス繊維を混合した樹脂などが好ましい。
【００３８】
なお、ケーシング１６は、精密ろ材１５を容易に交換できるように、一部分を分離、あるいは着脱可能とすることが好ましく、精密ろ材１５とケーシング１６を一体化させたカートリッジ様の形態としてケーシング１６ごと交換できるようにしてもよい。
【００３９】
さらに、ケーシング１６には、水を通水し、処理水を排出するための入出口１７を設ける。入り口と出口をケーシング１６上の離れた距離に別々に設けてもよいが、一体化、あるいは近接して配置すると、ケーシング１６の取り外し易さが向上するため好ましい。
【００４０】
なお、電動式ポンプ３および第一のろ過装置４、第二のろ過装置５の接続は、直接、または配管２を介して行うが、第一のろ過装置４、および第二のろ過装置５のろ過性能、通水量が設計通りに動作するよう、可能な限り近接して配置することがよく、配管を間に介して接続する場合にも、例えば配管長さを１メートル以下とするなど、短くする事が好ましい。
【００４１】
第一のろ過装置４は、タンク入出口１４から水の取り入れ、排出を行うが、ここにタンク１０内の流れ方向を逆転させて、ろ材１１に付着した堆積物を洗浄し排出するために、流れ方向を制御して洗浄を行う洗浄手段として切替バルブ６を設ける。これは、複数の流路を同時に切り替えるためのもので、切り替えは電動式、手動式などいずれも使用できるが、手動式のものを用いると構成が少なくて済み、小型化できるため好ましい。
【００４２】
この場合、タンク１０外部に適切な長さのレバーを設け、例えば回転によってバルブの流路を切り替えられるようにすると、取り扱いを容易にする事ができる。切替バルブ６は、少なくとも２系統を同時に切り替える構成とする。通常のろ過運転時には、１つは水の入り口側である電動式ポンプ３の配管からろ材１１側へと接続する流路と、もう１つはろ過水を排出する導出管１２から浄水通路７へと接続する配管への流路とする。水はポンプからろ材１１を通過して導出管１２よりタンク１０外に排出される流れとなる。
【００４３】
一方、ろ材１１を洗浄する運転時には、１つは水の入り口側である電動式ポンプ３の配管から導出管１２への流路と、もう１つはろ材１１側から排水するための排水通路８へと繋がる流路とする。このとき、導出管１２から流入した水は、ろ材１１の下方から粒子を巻き上げながら逆方向になる流れとなり、堆積した汚れを伴った水が排水通路８から排出され、ろ材１１を洗浄することができる。
【００４４】
排水通路８の一部に透明部９を設けることで、第一のろ過装置４の逆洗浄を実施する際に、逆洗浄した排水の汚れを確認することができる。透明部９は、ポンプの水圧に耐えられる材質であればよいが、耐久性、加工のしやすさから、たとえば塩化ビニル樹脂やアクリル樹脂を用いたプレートもしくは直管が使用できる。
【００４５】
また、透明部９を通して反対側にある物の色、形などが現物と差異なく認識することができる材質を用いると、使用者が表示部を正しく判断することができるため好ましい。なお、透明部９を取り外し可能な構造にし、透明部が汚れた際に取り外して洗浄あるいは交換をすることができるようにしてもよい。
【００４６】
排水通路８の、透明部９と反対側に表示部１８を備えることで、どのような使用者が操作を行っても、逆洗浄の完了時点を適切に判断することができるようになる。表示部１８は、排水通路８の透明部９と反対側に表示し、排出される排水を透過して見ることができるような構造とする。排出される排水の汚れがなくなると、表示部が確認できるようになり、表示部の表示内容が確認できることでろ過装置の再生が適切に行われ逆洗浄が完了したと判断することができる。
【００４７】
なお、ろ過装置を使用することによる汚れの堆積と、逆洗浄によるろ過装置の再生の関係を図２に示す。ろ過装置は、使用するに従って汚れが堆積していくが、逆洗浄を実施することにより汚れが排出される。汚れの排出がなくなりろ過装置が再生された時点を逆洗浄の完了時点とする。
【００４８】
また、図３では、排水通路８の一部に透明部９を設けたため、表示部１８の位置を透明部９と反対側と説明したが、排水通路８の一部の全周に透明部９を設けた場合は、使用者の目線の反対側に透明部９を設ければよい。
【００４９】
さらに、排水通路８の一部の全周に透明部９を設けた場合、表示部１８は、排水通路８の外側から設けることができ、交換等のメンテ作業も容易になる。
【００５０】
表示部１８の表示内容は、色、文字、図形によって使用者が逆洗浄の完了を認識できるようにするとよい。図３および図４に一用例を示す。表示部１８には、たとえば、排水中の汚れと同じ色である黄褐色や赤褐色などの色を用いることで、表示部に対する使用者の正しい判断に繋がるため好ましい。また、表示部の色に濃淡をつけることで、ろ過装置がどの程度再生されたかを表示できるような構成にしてもよい。その際の表示内容は、たとえば、「洗浄中」を濃い色で表示し、「逆洗浄完了」を薄い色で表示するなどのように、実際に使用者が逆洗浄をどの程度継続すればよいかを判断できるような表示内容とすることが正しい運転操作に繋がるため好ましい。なお、図４において、表示部１８は排水通路８に埋め込まれる構成となっているが、排水通路８に着色するもしくは貼り付ける等の手段を用いてもよく、その作用効果に差異を生じない。
【００５１】
また、透明部９は、切替バルブ６に近接した位置に設けることにより、使用者は透明部９を確認しながら切替バルブの操作を行うことができるため、使用者の操作性を向上させることができる。位置について限定はされないが、切替バルブ６を操作しながら透明部９を見ることが容易になるような位置にすることが好ましい。
【００５２】
たとえば切替バルブと同じ高さに排水通路８を設け、切替バルブ６から使用者の手が届く範囲である５から５０センチメートル程度離れた位置の、排水通路８の上面に透明部９を配置するような構成とするとよい。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明にかかる水処理装置１は、第一のろ過装置４を逆洗浄する際に、汚れが適切に排出されたことを容易に確認でき、ろ過装置の再生が行われ逆洗浄が完了したことを簡単に判断することを可能とするものであるので、井戸水や貯留水の浄化に使用される家庭用水処理装置として有用である。
【符号の説明】
【００５４】
１  水処理装置
２  配管
３  電動式ポンプ
４  第一のろ過装置
５  第二のろ過装置
６  切替バルブ
７  浄水通路
８  排水通路
９  透明部
１０  タンク
１１  ろ材
１２  導出管
１３  粗粒子フィルタ
１４  タンク入出口
１５  精密ろ材
１６  ケーシング
１７  入出口
１８  表示部
【図１】
2016104463.tif 000003
【図２】
2016104463.tif 000004
【図３】
2016104463.tif 000005
【図４】
2016104463.tif 000006
【図５】
2016104463.tif 000007