人工鉱泉水の製造方法及びそのシステム
【課題】各種水処理工程にて派生する廃雑物より鉱泉有価物質を抽出採取して人工鉱泉を製造するシステム及びその装置の提供。
【解決手段】各種水処理装置の濾過工程の再生に際し、適切な洗浄方式の選択採用により水の使用量を大幅に抑制すると共に特異な鉱泉々質形成に有用な物質の抽出採取し、また人工鉱泉中に還元剤を混合することで、有価物質を不必要な析出から保護し人工鉱泉々質としての循環利用する。還元剤としてチオ硫酸ナトリウムを選択すれば、鉱泉々質である硫化水素も同時に供給可能となり、更に還元剤としてアスコルビン酸ナトリウムを用い、銅イオンを添加すれば人工鉱泉水の殺菌を同時に行うことも可能となる。また各種水処理工程にて派生する廃雑物の中でも容易に酸化或いは還元される泉質を含まない鉱泉有価物質については、炭酸水素塩を形成させ人工鉱泉質として利用する。
【解決手段】各種水処理装置の濾過工程の再生に際し、適切な洗浄方式の選択採用により水の使用量を大幅に抑制すると共に特異な鉱泉々質形成に有用な物質の抽出採取し、また人工鉱泉中に還元剤を混合することで、有価物質を不必要な析出から保護し人工鉱泉々質としての循環利用する。還元剤としてチオ硫酸ナトリウムを選択すれば、鉱泉々質である硫化水素も同時に供給可能となり、更に還元剤としてアスコルビン酸ナトリウムを用い、銅イオンを添加すれば人工鉱泉水の殺菌を同時に行うことも可能となる。また各種水処理工程にて派生する廃雑物の中でも容易に酸化或いは還元される泉質を含まない鉱泉有価物質については、炭酸水素塩を形成させ人工鉱泉質として利用する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
水処理工程などに於いて派生する除去成分より、有価鉱泉成分として抽出し構成成分の少なくとも一部として活用する人工鉱泉水の製造方法及びそのシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、地下水などを処理して浄化水を得る場合に発生する鉄、マンガンその他ミネラル分及び土などの排出物は、多くの場合下水道法または水質汚濁防止法による排水基準の範囲内であれば有効利用されずに廃水として処理されて来た。
【０００３】
温泉或いは鉱泉として天然の泉源が知られているが、とりわけ人工鉱泉の分野では入浴用水に泉質を入浴剤として注加する方式をはじめ、主として外部成分を有効鉱泉成分として溶解する注入方式（例えば特許文献１参照）等が知られている。
その他の例としては、イオン交換樹脂により除去された水中の硬度成分を活用する方式（例えば特許文献２参照）、岩石等から鉱泉有価物を薬品等で抽出してミネラル分を活用する方式（例えば特許文献３参照）、入浴水中に二酸化炭素ガス注入する方式（例えば特許文献４）等がある。
【０００４】
これらの方法は、いずれも鉱泉の泉質を外部から添加することで人工鉱泉としている。ところが、鉱泉の中では泉質が外部からの酸化を受けないイオン状物質の場合、循環再利用を行っても泉質に変化は無いが、ガスを注入する人工鉱泉や容易に酸化され易い鉱泉成分を含有する人工鉱泉では、溶存ガスの欠落や酸化され易い傾向から泉質を定常的に補充添加し続ける必要が生じる。
容易に酸化される鉱泉泉質としては、例えば２価の鉄イオンが挙げられる。元来、地中の水中では２価の鉄イオンとして安定に存在するが、一旦状態が変化し例えば酸素や殺菌浄化剤として用いられる次亜塩素酸ソーダ等の溶存下では容易に酸化され３価の鉄イオンに変化する。
【０００５】
また、３価の鉄イオンはｐＨが４以上の領域では茶褐色の水酸化鉄或いは酸化鉄として析出することが知られている。これらの状態下にある鉄化合物を再度溶解するには、ｐＨを２以下（好ましくはｐＨ１程度）の如く強酸性にて加熱等の手段を用いても部分的にしか溶解しない程度に難溶解物質となる。
一方、除外物質の排出例として、各種の水処理工程では上記の鉱泉成分として有効に活用可能な有価濃縮物質を多量に含有する廃材が存在する。例えば、地下水を処理する場合の砂濾過工程における逆洗閉鎖材、或いは高度処理に於ける膜濾過工程で排出される逆洗閉鎖材として鉄化合物があげられる。地下水中では、鉄分は通常２価の鉄イオン状態で存在するがポンプで揚水すると酸化域に移行し、また処理剤である次亜塩素酸ソーダなどを注入すると容易に酸化され３価の鉄イオンに変化する。
【０００６】
通常、高深度の地下水のｐＨは５．８〜８．６でこの領域下の鉄分は、一般的には既に酸化されていて上述の通り茶褐色の水酸化鉄または酸化鉄として存在し、処理工程の砂濾過或いは高度水処理の膜濾過工程等で濾過除去可能である。
地下水等を処理し浄化水を得る際に発生する濃縮廃棄物中には、人工鉱泉の泉質として活用可能な有用な物質が存在し（例えば非特許文献１参照）、これらの成分を泉質として溶解状態で供給出来れば複数の泉質を含む人工鉱泉の提供が可能となる。
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−１０２８０２号公報
【特許文献２】特開２００３−５３３４０号公報
【特許文献３】特開２００５−１２４８９８号公報
【特許文献４】特開平７−３１３８５６号公報
【非特許文献１】鉱泉分析法指針（改訂）Ｐ．１−Ｐ．２ 平成１４年３月 環境省自然環境局
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
地下水等を濾過処理して浄化水を得る場合、砂濾過層の濾過残渣等による閉塞に対し逆洗を行い濾過機能の回復を計る。逆洗の目的は、濾過供給水中に含有される固形物量を一定の想定状態に低減維持する為で、濾過層には相当量の閉鎖材が発生する。このような機能を有する他の工程、例えば高度処理を行う膜濾過工程においても然りである。特に、留意しなければこれらの閉鎖材は通常単なる廃棄物として処理される。
容易に酸化されてしまう鉱泉成分を溶解している人工鉱泉は、泉質を定常的に供給または添加し続ける必要があり、特に鉄化合物ではｐＨ２以下の溶液でなければ析出し泉質を
定常的に供給不可で、浴用水として循環再利用されていない。
単なる廃棄物として処理される鉄化合物を溶解し、ｐＨ４．０〜５．０の人工鉱泉としての提供が可能となれば、有価物質の有効利用として活用できる。
【０００９】
一方、地下水の種類の中には硬度の高いものが多く存在し、これらを浴用水として使用すると洗剤の泡立ちが悪い傾向になる。この原因は、洗剤と硬度成分が反応し金属石鹸を形成するもので、この金属石鹸が皮膚に残留し毛穴を塞ぎ皮膚の新陳代謝を阻害し皮膚の乾燥やがさつきを起こす可能性がある。
硬水の対策として、地下水の軟水化処理手段が用いられ、この処理水を浴用水として活用する方法が多く報告されている。ところが、この軟水化処理工程において排出される再生処理中にも有価物が含まれているが、単なる廃棄物とし処理されている。
【００１０】
これらの再生排水中には、カルシウム・マグネシウム等の水硬度成分が存在し、それらは単独では鉱泉泉質に定義されていないものの、炭酸水素塩とすることで鉱泉に定義されるカルシウムまたはマグネシウム炭酸水素塩泉となり得る。
軟水化処理水は、あがり用水或いはあがり用湯等として活用され、一方浴槽水としてカルシウムまたはマグネシウム炭酸水素塩で構成する鉱泉水が提供可能となれば、従来活用されず廃棄物とされたものが有価物質として有効利用できる。
【００１１】
このような観点に基づき、本発明の主目的は例えば地下水等を処理して浄化水を得る際に発生する逆洗閉鎖材等の不要物質より有価物質を抽出して複数の泉質を含む人工鉱泉水の製造方法及びそのシステムを提供することにある。
このためには、用水を処理し被処理水を製造する工程において、一方では発生する鉱泉成分を豊富に含んだ濃縮物より有価物質を取り出して人工鉱泉に活用し、他方では装置の再生に必要とされる被処理水量を少量とし低コスト化の達成、並びに逆浸透膜の濃縮水や軟水装置の再生液等に含まれるカルシウム・マグネシウム等の水硬度成分を利用し炭酸水素塩を含む人工鉱泉として活用を図る事が出来る。
【００１２】
本発明の他の目的として、人工鉱泉製造装置に還元剤注入装置および電位差滴定装置を備え人工鉱泉中の還元物質濃度を一定に管理し、人工鉱泉中のｐＨおよび水温を一定に管理することにより、自動的に酸化され易い鉱泉有価物質を安定状態に管理し、浴用水として供給することにある。併せて、全有機炭素及び全窒素を監視する如くすれば、浴槽水の汚染状態をコントロールして一定の衛生水準を保ち、泉質を自由にコントロールする浴槽水総合循環監視システムとして活用可能とした点にある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明者等は、このような観点から上記目的を達成するため鋭意研究し、従来廃棄物としてのみ対象とされた各種処理工程での副生物質を有効に活用し得る人工鉱泉製造システムを構築し得ることを確認し本発明に到達した。ここに言う副生物質とは、例えば公衆浴場用水、浄水などを製造する過程に発生する砂濾過、膜濾過、逆浸透膜濾過、電気透析膜、イオン交換などより発生する鉱泉成分を豊富に含んだ濃縮水を溶解または抽出を行う事により得られる有価物質を指す。
本発明の要旨とするところは、第一の発明として鉱泉成分を用いる人工鉱泉の水質構成に際し、各種水処理工程にて派生する廃雑物より鉱泉有価物質を抽出採取して浴水の調整に優先的に活用し、且つ廃棄物負荷の軽減を図ることを特徴とする人工鉱泉水の製造方法及びそのシステムにある。
【００１４】
本発明で言う鉱泉有価物質としては、遊離二酸化炭素、リチウムイオン、ストロンチウムイオン、バリウムイオン、銅イオンおよび化合物、鉄イオンおよび鉄化合物、マンガンイオンおよびマンガン化合物、アルミニウムイオンおよびアルミニウム化合物、水素イオン、臭化物イオン、ヨウ化物イオン、フッ化物イオン、炭酸水素ナトリウムイオン、カルシウム、マグネシウム等の硬度成分、硫酸イオン、塩素イオン等である。
【００１５】
第二の発明は、第一の発明に於ける水処理工程が地下水を浄化して飲料水を製造するに際し、砂濾過工程及び／又は膜濾過工程に於ける濾過閉鎖材より鉱泉有価物質を抽出採取して浴水の調整を行う人工鉱泉水の製造方法及びそのシステムにある。
ここに言う濾過閉鎖材とは、濾過工程で濾過材の機能回復に逆洗が行われるが、この際に排出される目詰まり固形物を指し、濾過供給用水中に含有されるＳＳ分を一定の想定状態に低減維持する為に行われるもので、濾過層では相当量の閉鎖材が発生する。このような機能を有する他の工程、例えば高度処理を行う膜濾過工程においても然りである。
【００１６】
第三の発明は、上記濾過閉鎖材の処理手段として、水による逆洗以外に薬洗手段を設営した濾過工程を組み込む事を特徴とする人工鉱泉水の製造方法及びそのシステムにある。
用水処理に於いて、逆洗工程を採用する場合には処理水を大量に消費する。場合により処理水を浪費することに繋がるが、これを薬剤処理にて代替し優先して有価物質を抽出回収するのが好ましい。
即ち、例えば砂濾過工程に処理水を用いて逆洗する場合、逆洗水を糸巻きフィルターなどにより濾過し原水槽へ返送し、糸巻きフィルターを直接酸またはアルカリにより処理性能を回復させる。酸と還元剤を同時に注入すれば、非常に溶解しにくい水酸化鉄または酸化鉄などの鉄イオンを還元し溶解抽出することが好ましい。
【００１７】
また、砂濾過工程に処理水を用いて逆洗しない場合、直接酸またはアルカリにより処理性能を回復させるか、酸と還元剤を同時に注入することで非常に溶解しにくい水酸化鉄或いは酸化鉄を２価の鉄に還元し溶解抽出すること出来る。
ここに言う酸とは、硫酸、塩酸、クエン酸、炭酸等の酸を指し、アルカリは、水酸化ナトリウムを指し、糸巻きフィルターとは、例えばポリプロピレン製、ポリスチレン製などの糸巻きフィルターを指す。
還元剤としてはチオ硫酸ナトリウム、亜硫酸ナトリウム、アスコルビン酸ナトリウム、シュウ酸ナトリウム等の還元剤を指す。閉塞材が鉄化合物を含む場合には、酸性溶液を用い再生を行うことが好ましく還元剤としてチオ硫酸ナトリウムを併用する。
特に、高度処理に於ける膜濾過工程を再生する場合には、逆洗を行わず上述の酸、アルカリ、還元剤いずれかまたは組合せて薬剤処理し有価物質を回収するのが好ましい。
【００１８】
第四の発明は、鉱泉有価物質の採取を地下水のイオン交換樹脂による軟水化処理工程に於ける再生水より発生する硬度成分を活用し、更に浴水のｐＨを７．０以下に保持しながら二酸化炭素を溶解し炭酸水素塩を含む浴槽用水として提供する人工鉱泉水の製造方法及びそのシステムにある。
用水をイオン交換樹脂などにより軟水化処理する場合、軟水をあがり用水に使用し、軟水装置の再生に際しては発生する硬度成分を含む水のｐＨを７．０以下に保持しながら二酸化炭素を溶解し炭酸水素塩を多く含む浴槽用水として提供することが出来る。
また、逆浸透膜または電気透析膜により処理する場合濃縮水のｐＨを７．０以下に保持しながら二酸化炭素を溶解し炭酸水素塩を多く含む浴槽用水として提供することが出来る。
【００１９】
第五の発明は、人工鉱泉製造システムとして浴槽と調整槽、浴槽内の水と調整槽の水を循環する流路、これらの用水を強制的に循環させる循環手段、物理的に濁質物質の除去を行う濾過手段並びに酸化または還元剤注入装置および電位差滴定装置より構成され、且つ人工鉱泉中の酸化または還元剤濃度を一定に管理する手段、酸またはアルカリ注入装置およびｐＨ装置を備え人工鉱泉中のｐＨおよび水温を一定に管理する手段と、循環水全体の全有機炭素および全窒素を分析する機能を備える事を特徴とする人工鉱泉水の製造方法及びそのシステムにある。
【００２０】
例えば泉質に容易に酸化される物質が含まれる場合、還元剤注入装置および電位差滴定装置を備え人工鉱泉中の還元物質濃度を一定に管理し循環利用を可能とし、膜濾過器により細菌を除去し循環利用することができる。
また泉質に容易に酸化される物質が含まれない場合、アルカリを添加しながらｐＨを調整し浴用水に散気することで炭酸水素塩を形成させ、酸化剤を注入することで循環浴揚水中に含まれる人間由来の有機物の分解および除菌を行い浴槽に供給する前に活性炭により酸化剤を除去しその後膜濾過することで除菌した人工鉱泉を浴槽に供給することができる。
【００２１】
第六の発明は、人工鉱泉製造システムとして還元剤であるチオ硫酸ナトリウムを用い人工鉱泉のｐＨを酸性に管理することで硫化水素を発生させることを特徴とする人工鉱泉水の製造方法及びそのシステムにある。
【００２２】
第七の発明は、第五の発明に於いて還元剤を採用するに際し、更に銅化合物を介在せしめることを特徴とする人工鉱泉水のシステムにある。
ここに言う銅化合物とは、銅、硫酸銅、塩化銅などの物質を指し、１〜２０ｍｇ／Ｌの銅化合物の濃度範囲にすることが好ましい。また、還元剤としてはアスコルビン酸ナトリウム、シュウ酸ナトリウムなどの採用が好ましい。
本発明では、各種処理工程として例えば公衆浴場用水、飲料用の浄水、雑用水、工業用水、純水、超純水等の水処理工程を指し、具体的には砂濾過、膜濾過、逆浸透膜濾過、電気透析膜、イオン交換等での閉鎖材を対象とする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明は、従来着目されていない水処理工程において発生する鉱泉成分を豊富に含んだ濃縮水を有効利用した人工鉱泉の提供を可能とする。
水処理工程に於いては、被処理水の処理工程内に於ける使用量を大幅に削減出来る点で水処理コストを改善し、各種水処理工程にて派生する廃雑物より鉱泉有価物質を抽出採取して人口鉱泉浴水の調整に優先的に活用し、且つ廃棄物負荷の軽減を図り、鉱泉成分を劣化させることなく安定的に循環供給することが出来る。
温泉等に於いても天然資源の枯渇問題や有害細菌の発生等、この対応に循環再利用或いは希釈供給が行なわれる等、温泉や鉱泉の本来有する効能の保全を図る幾多の努力がなされている。このような傾向は、今後益々激しくなる傾向が予想され自然由来に近い人工鉱泉志向が求められている。
このような要望に直接応える本発明は、常時安全に且つ泉質濃度を一定に保持できる人工鉱泉の提供であり、本発明の効果は工業的に著大であるものと確信する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態を図１〜図４に基づいて説明する。
図１は、通常の井戸水より飲料水へ浄化する標準工程に基づき作成した代表例をフローシートに示す。更に、図１では水処理工程などに於いて派生する除去成分より、有価鉱泉成分として抽出し鉱泉々質の一部として活用する人工鉱泉水の製造方法及びそのシステムのフローシートを示すものである。
【００２５】
即ち、井戸（Ｗ）の地下水を井戸ポンプ（Ｐ−１．１）により原水供給ライン１（Ｌ−１．１）を通じ揚水し、次亜塩素酸ソーダ１２％溶液を充填した酸化剤タンク１（Ｔ−１．１）より酸化剤注入ライン（Ｌ−１．２）を通じ地下水にインラインにて注入し、原水槽（Ｔ−１．２）に供給した。原水ポンプ１（Ｐ−１．２）により原水供給ライン２（Ｌ−１．３）を通じ砂濾過塔（ＳＦ）上部に原水を供給し、下部から処理水を得る。
次いで濾過水供給ライン（Ｌ−１．４）を通じ膜モジュール（ＭＭ）に供給し、膜濾過水は膜濾過水供給ライン（Ｌ−１．５）を通じ処理水槽（Ｔ−１．３）に貯留した。貯留した処理水は、貯水槽（Ｔ−１．４）の水位が低下すると処理水供給ポンプ（Ｐ−１．３）により処理水供給ライン１（Ｌ−１．６）を通じ供給し飲料水として使用するものである。
【実施例１】
【００２６】
以下、図１の例を活用して実施例１を詳説する。
原水を６，０００Ｌ通水後、原水ポンプ１（Ｐ−１．２）を停止し、返送回路のみのバルブを開き、処理水槽（Ｔ−１．３）より洗浄水供給ポンプ（Ｐ−１．４）を介し、洗浄水供給ライン（Ｌ−１．７）を経て砂濾過塔（ＳＦ）下部に処理水を１０Ｌ／分で通水し再生を開始した。
鉱泉有価物を高濃度に含んだ洗浄水は、砂濾過塔（ＳＦ）上部より洗浄水返送ライン１（Ｌ−１．８）、糸巻きフィルター（Ｆ−１．１）、洗浄水返送ライン２（Ｌ−１．９）、洗浄水返送ライン３（Ｌ−１．１０）、洗浄水返送ライン４（Ｌ−１．１１）を通じ原水槽（Ｔ−１．２）に移送した。
【００２７】
洗浄水を１００Ｌ通水後、洗浄水供給ポンプ（Ｐ−１．４）を停止し、循環ポンプ１（Ｐ−１．５）を稼動し原水槽（Ｔ−１．２）より原水を洗浄水返送ライン４（Ｌ−１．１１）、抽出ライン１（Ｌ−１．１２）、洗浄水返送ライン１（Ｌ−１．８）、洗浄水返送ライン２（Ｌ−１．９）、抽出ライン２（Ｌ−１．１３）を通じ循環タンク１（Ｔ−１．５）をクッションタンクとして原水を１０Ｌ貯留し循環ポンプ１（Ｐ−１．５）を停止した。
【００２８】
循環ポンプ１（Ｐ−１．５）を再度稼動し、洗浄水返送ライン１（Ｌ−１．８）、洗浄水返送ライン２（Ｌ−１．９）、洗浄水返送ライン３（Ｌ−１．１０）、抽出ライン１（Ｌ−１．１２）の管路で原水を循環させながら抽出薬液の注入を行った。
即ち、チオ硫酸ナトリウム１％溶液を充填した還元剤タンク１（Ｔ−１．６）より還元剤注入ポンプ１（Ｐ−１．６）を介し還元剤注入ライン１（Ｌ−１．１４）を通じ還元剤をインラインにて注入した。また、９８％硫酸を充填した硫酸タンク１（Ｔ−１．７）より、硫酸注入ポンプ１（Ｐ−１．７）を介し硫酸注入ライン１（Ｌ−１．１５）を経て硫酸を注入した。得られた鉱泉有価物抽出液は、還元剤濃度４８ｍｇ／Ｌ、ｐＨ３．０を示した。
【００２９】
上記管路で鉱泉有価物抽出液を５分間循環抽出し、循環ポンプ１（Ｐ−１．５）を介し循環系内並びにクッションとした循環タンク１（Ｔ−１．５）内に貯留する鉱泉有価物抽出液を、抽出ライン２（Ｌ−１．１３）、洗浄水返送ライン３（Ｌ−１．１０）、抽出ライン１（Ｌ１．１２）、洗浄水返送ライン１（Ｌ−１．８）、人工鉱泉源泉供給ライン１（Ｌ−１．１６）を経て人工鉱泉源泉タンク（Ｔ−１．８）に１５Ｌ供給し循環ポンプ１（Ｐ−１．５）を停止した。
【００３０】
次いで再度循環ポンプ１（Ｐ−１．５）を介し原水を原水槽（Ｔ−１．２）から洗浄水返送ライン４（Ｌ−１．１１）、抽出ライン１（Ｌ−１．１２）、洗浄水返送ライン１（Ｌ−１．８）、洗浄水返送ライン２（Ｌ−１．９）、抽出ライン２（Ｌ−１．１３）を通じ循環タンク１（Ｔ−１．５）に原水を１０Ｌ貯留し循環ポンプ１（Ｐ−１．５）を停止した。抽出工程同様に抽出経路を１分間循環洗浄した後、洗浄液を鉱泉有価物抽出液と同様に人工鉱泉源泉タンク（Ｔ−１．８）に１５Ｌ供給し循環ポンプ１（Ｐ−１．５）を停止した。本人工鉱泉源泉は、ｐＨ４．１．鉄濃度０．９ｇ／Ｌ、マンガン濃度３０ｍｇ／Ｌであった。
【００３１】
人工鉱泉源泉供給ポンプ１（Ｐ−１．８）を介し源泉を人工鉱泉源泉供給ライン２（Ｌ−１．１７）を経て濾過器（Ｆ−１．２）に通液濾過し、人工鉱泉２０Ｌを調整槽１（Ｔ−１．９）に貯留した。併せて砂濾過処理水供給ライン２（Ｌ−１．１８）より４８０Ｌを調整槽１（Ｔ−１．９）に供給し人工鉱泉源泉と混合した。
【００３２】
ｐＨ計１（Ｍ−１．１）および電位差滴定装置（Ｍ−１．２）、およびＴＯＣ・ＴＮ計（Ｍ−１．３）によりｐＨ、水温、還元剤濃度、ＴＯＣ、ＴＮを計測しコントローラー（Ｃ）により還元剤濃度１ｍｇ／Ｌ以上、ｐＨ４．５．水温４０℃に管理した。各条件の調整は、以下の通り行った。
▲１▼ 還元剤：１％チオ硫酸ナトリウム溶液を充填した還元剤タンク２（Ｔ−１．１０）より還元剤注入ライン２（Ｌ−１．１９）を経て調整槽１（Ｔ−１．９）へ添加した。
▲２▼ ｐＨ：１０％水酸化ナトリウム溶液を充填した水酸化ナトリウムタンク１（Ｔ−１．１１）より水酸化ナトリウム供給ライン（Ｌ−１．２０）を経て調整槽１（Ｔ−１．９）へ添加した。
▲３▼ 水温：人工鉱泉循環ポンプ１（Ｐ−１．９）を介し人工鉱泉循環ライン１（Ｌ−１．２１）、人工鉱泉循環ライン２（Ｌ−１．２２）を経て三方バルブ（Ｖ）に供給し水温が低い場合人工鉱泉加温ライン１（Ｌ−１．２３）を経由しボイラー（Ｈ）に供給し、高い場合人工鉱泉循環ライン３（Ｌ−１．２４）に供給し水温を調整した。
▲４▼ ▲４▼ＴＯＣ：新規に調整した人工鉱泉のＴＯＣを測定し、使用１日毎のＴＯＣと比較し２００ｍｇ／Ｌ増加したら交換することとした。▲５▼ＴＮ：新規に調整した人工鉱泉のＴＮを測定し、使用１日毎のＴＮと比較し５０ｍｇ／Ｌ増加したら交換した。
【００３３】
調整した人工鉱泉を人工鉱泉供給ポンプ１（Ｐ−１．１０）を介し人工鉱泉供給ライン（Ｌ−１．２５）を経て膜濾過器（Ｆ−１．３）に通液濾過し浴槽（ＢＴ）に供給した。人工鉱泉は人工鉱泉循環ポンプ１（Ｐ−１．９）を介し人工鉱泉返送ライン（Ｌ−１．２６）を経てヘアキャッチャー（ＨＣ）で毛髪を除去し水温を調整した後、調整槽１（Ｔ−１．９）へ返送した。
本人工鉱泉は、ｐＨ４．６、鉄濃度３８ｍｇ／Ｌ、総硫黄１．２ｍｇ／Ｌ、蒸発残留物１１４３ｍｇ／Ｌであった。
これらは、地下水などを処理して浄化水を得る際に発生する逆洗閉鎖材等の不要物質より得られる有価物質を活用し、複数の泉質を含む人工鉱泉水の製造方法及びそのシステムを提供するもので、この結果により本件発明の効果を確認する事が出来る。
【実施例２】
【００３４】
図２は、地下水処理システムにおける鉱泉有価物質の抽出装置である。図１に於いて示した飲料水処理工程の原水槽（Ｔ−１．２）から濾過水供給ライン（Ｌ−１．４）までの処理を代替工程に置き換えた。得られた人工鉱泉源泉は、人工鉱泉源泉供給ライン１（Ｌ−１．１６）より人工鉱泉源泉タンク（Ｔ−１．８）に移送した。
【００３５】
実施例１と同様に処理した地下水を原水供給ライン１（Ｌ−１．１）を通じ原水槽（Ｔ−１．２）に貯留した。原水ポンプ２（Ｐ−２．１）を介し原水１，０００Ｌを原水供給ライン３（Ｌ−２．１）、原水供給ライン４（Ｌ−２．２）、を経て糸巻きフィルター１（Ｆ−２．１）に送液した。
得られた処理水は、処理水供給ライン２（Ｌ−２．３）、濾過水供給ライン（Ｌ−１．４）を経て次の高度処理工程へ移送した。また、原水１，０００Ｌを供給後、原水の供給を原水供給ライン４（Ｌ−２．２）より原水供給ライン５（Ｌ−２．４）に変更して糸巻きフィルター（Ｆ−２．２）、処理水供給ライン４（Ｌ−２．５）を経て処理水を得た。
【００３６】
次いで循環ポンプ２（Ｐ−２．２）を介し、原水を原水槽（Ｔ−１．２）より原水供給ライン６（Ｌ−２．６）、抽出ライン３（Ｌ−２．７）、抽出ライン４（Ｌ−２．８）、糸巻きフィルター１（Ｆ−２．１）、抽出ライン５（Ｌ−２．９）、抽出ライン６（Ｌ−２．１０）、抽出ライン７（Ｌ−２．１１）、抽出ライン８（Ｌ−２．１２）を経て循環タンク２（Ｔ−２．１）をクッションタンクとして原水１０Ｌを貯留した後、循環ポンプ２（Ｐ−２．２）を停止した。
【００３７】
再度循環ポンプ２（Ｐ−２．２）を稼動し、抽出ライン３（Ｌ−２．７）、抽出ライン４（Ｌ−２．８）、糸巻きフィルター１（Ｆ−２．１）、抽出ライン５（Ｌ−２．９）、抽出ライン６（Ｌ−２．１０）、抽出ライン７（Ｌ−２．１１）の管路で原水を循環させながら抽出薬液の注入を行った。
即ち、チオ硫酸ナトリウム１％溶液を充填した還元剤タンク３（Ｔ−２．２）より還元剤注入ポンプ２（Ｐ−２．３）を介し還元剤注入ライン３（Ｌ−２．１３）を経てインラインにて薬液を注入し、９８％硫酸を充填した硫酸タンク２（Ｔ−２．３）より硫酸注入ポンプ２（Ｐ−２、４）を介し硫酸注入ライン２（Ｌ−２．１４）を経て同様に薬液を注入した。本抽出溶液は、還元剤濃度４６ｍｇ／Ｌ、ｐＨ４．０であった。
【００３８】
抽出管路内を５分間循環したのち、ポンプ２（Ｐ−２．２）を介し循環系内並びにクッションとして循環タンク２（Ｔ−２．１）に貯留する鉱泉有価物抽出液を、抽出ライン８（Ｌ−２．１２）、抽出ライン３（Ｌ−２．７）、抽出ライン４（Ｌ−２．８）、糸巻きフィルター１（Ｆ−２．１）、抽出ライン５（Ｌ−２．９）、抽出ライン６（Ｌ−２．１０）、人工鉱泉源泉供給ライン（Ｌ−１．１６）を経て人工鉱泉源泉タンク（Ｔ−１．８）に２０Ｌを貯留した。
次いで再度、原水槽（Ｔ−１．２）より原水供給ライン６（Ｌ−２．６）、抽出ライン３（Ｌ−２．７）、抽出ライン４（Ｌ−２．８）、糸巻きフィルター１（Ｆ−２．１）、抽出ライン５（Ｌ−２．９）、抽出ライン６（Ｌ−２．１０）、抽出ライン７（Ｌ−２．１１）、抽出ライン８（Ｌ−２．１２）を経て循環タンク２（Ｔ−２．１）に原水を１０Ｌ貯留し、抽出管路内を循環洗浄し、洗浄液として人工鉱泉源泉タンク（Ｔ−１．８）に２０Ｌを供給した。
本源泉を分析したところ、ｐＨ４．７、鉄濃度１４２ｍｇ／Ｌ、マンガン濃度１３ｍｇ／Ｌの人工鉱泉源泉が得られ本発明の効果を確認した。
【実施例３】
【００３９】
図３は、地下水処理システムにおける膜濾過の洗浄および鉱泉有価物質の抽出である。図１に於いて示した飲料水処理工程の原水槽（Ｔ−１．２）より膜濾過水供給ライン（Ｌ−１．５）までの工程を置き換えた。得られた人工鉱泉源泉は、人工鉱泉源泉供給ライン１（Ｌ−１．１６）より人工鉱泉源泉タンク（Ｔ−１．８）に供給した。
【００４０】
実施例１と同様に処理した地下水を原水供給ライン１（Ｌ−１．１）を経て原水槽（Ｔ−１．２）に貯留した。原水ポンプ３（Ｐ−３．１）を介し原水供給ライン７（Ｌ−３．１）、原水供給ライン８（Ｌ−３．２）を経て膜モジュール（ＭＭ）下部に原水を供給し、上部より処理水供給ライン５（Ｌ−３．３）、膜濾過水供給ライン（Ｌ−１．５）を経て処理水を得た。この処理水は、実施例１と同様にして処理水槽に貯留し飲料水として供給した。
【００４１】
処理水１，０００Ｌ通水後供給を停止し、原水を循環ポンプ３（Ｐ−３．２）を介し原水供給ライン７（Ｌ−３．１）、原水供給ライン８（Ｌ−３．２）、膜モジュール（ＭＭ）１次側、抽出ライン９（Ｌ−３．４）、抽出ライン１０（Ｌ−３．５）を経て循環タンク３（Ｔ−３．１）をクッションタンクとして１０Ｌ貯留し、原水ポンプ３（Ｐ−３．１）を停止した。
次いで循環ポンプ３（Ｐ−３．２）を介し抽出ライン１１（Ｌ−３．６）、原水供給ライン８（Ｌ−３．２）、膜モジュール（ＭＭ）、抽出ライン９（Ｌ−３．４）、抽出ライン１２（Ｌ−３．７）の経路で原水を循環しインラインにて抽出薬液を注入した。
即ち、チオ硫酸ナトリウム１％溶液を充填した還元剤タンク４（Ｔ−３．２）より還元剤注入ポンプ３（Ｐ−３．３）を介し還元剤注入ライン４（Ｌ−３．８）を経て注入し、９８％硫酸を充填した硫酸タンク３（Ｔ−３．３）より硫酸注入ポンプ３（Ｐ−３．４）を介し硫酸注入ライン３（Ｌ−３．９）を経て注入した。本抽出液は、還元剤濃度３５ｍｇ／Ｌ、ｐＨ４．７であった。
【００４２】
抽出経路を５分間循環した後、大気開放ライン（Ｌ−３．１０）を開き、循環ポンプ３（Ｐ−３．２）を介し循環系内並びにクッションとして循環タンク３（Ｔ−３．１）に貯留する鉱泉有価物抽出液、抽出ライン１１（Ｌ−３．６）、抽出ライン９（Ｌ−３．４）、膜モジュール（ＭＭ）、原水供給ライン８（Ｌ−３．２）、抽出ライン１１（Ｌ−３．６）、人工鉱泉源泉供給ライン１（Ｌ−１．１６）を経て人工鉱泉源泉タンク（Ｔ−１．８）に人工鉱泉源泉を３０Ｌ貯留し循環ポンプ３（Ｐ−３．２）を停止した。
【００４３】
次いで原水ポンプ３（Ｐ−３．１）を再度稼動し抽出工程と同様に膜モジュール（ＭＭ）１次側および循環タンク３（Ｔ−３．１）に原水を供給した。洗浄液を供給したところで原水ポンプ３（Ｐ−３．１）を停止し、循環ポンプ３（Ｐ−３．２）を稼動し抽出経路内を１分間循環洗浄した。
洗浄液は抽出液と同様に人工鉱泉源泉供給ライン１（Ｌ−１．１６）を経て人工鉱泉源泉タンク（Ｔ−１．８）に人工鉱泉源泉を３０Ｌ供給した。
本人工鉱泉源泉を分析したところｐＨ４．０、鉄濃度０．５ｇ／Ｌ、マンガン濃度３０ｍｇ／Ｌの人工鉱泉源泉が得られ本発明の効果を確認した。
【実施例４】
【００４４】
図４は、軟水器ならびに鉱泉有価物質の抽出調整を行う装置の構成模式図である。図１に於いて示した濾過水供給ライン（Ｌ−１．４）までの工程を実施し供給原水とした。濾過水供給ライン（Ｌ−１．４）、原水供給ライン９（Ｌ−４．１）、原水供給ライン１０（Ｌ−４．２）、を経て原水を軟水器（ＷＳ）上部に供給し、下部から処理水供給ライン７（Ｌ−４．３）、処理水供給ライン８（Ｌ−４．４）、を経て１，０００Ｌの処理水（軟水）を得た。
本処理水は、そのまま浴用水として使用するか、更に高度処理し飲料水として使用する事が可能である。
【００４５】
原水１，０００Ｌを通水後、濾過水供給ライン（Ｌ−１．４）、原水供給ライン９（Ｌ−４．１）、循環ライン１（Ｌ−４．５）を経て原水を循環タンク４（Ｔ−４．１）１０Ｌ貯留し原水供給を停止した。
次いで再生剤タンク（Ｔ−４．２）からスネークポンプ（ＳＰ）を介し再生剤供給ライン（Ｌ−４．６）を経て軟水器（ＷＳ）上部へ塩化ナトリウム５００ｇを添加した。次いで、再生液循環ポンプ（Ｐ−４．１）を稼動し原水供給ライン１０（Ｌ−４．２）、原水供給ライン９（Ｌ−４．１）、循環ライン２（Ｌ−４．７）の経路で１０分間循環再生した。
【００４６】
再生終了後、再生液循環ポンプ（Ｐ−４．１）を停止し砂濾過水を濾過水供給ライン（Ｌ−１．４）、原水供給ライン９（Ｌ−４．１）、原水供給ライン１０（Ｌ−４．２）、軟水器（ＷＳ）、処理水供給ライン７（Ｌ−４．３）、濃縮水供給ライン（Ｌ−４．８）、を経て供給した。得られた濃縮水は、濾過器（Ｆ−４．１）を介し処理水を調整槽２（Ｔ−４．３）へ２００Ｌ移送した。次いで槽内のブロアー（Ｂ）を稼動し空気供給ライン（Ｌ−４．１５）を経て散気管（ＡＥ）に空気を供給し人工鉱泉に二酸化炭素を溶解した。
【００４７】
ｐＨ計２（Ｍ−４．１）および残留塩素計（Ｍ−４．２）により、ｐＨ、水温、残留塩素濃度を計測し、コントローラー（Ｃ）によりｐＨ７．０以下、残留塩素濃度０．１ｍｇ／Ｌ以上、水温４０℃に管理した。各条件の調整は、以下の通り行った。
▲１▼ 塩素濃度：１２％次亜塩素酸ナトリウム溶液を充填した酸化剤タンク２（Ｔ−４．４）より酸化剤供給ライン（Ｌ−４．９）を経て添加した。
▲２▼ ｐＨ：１０％水酸化ナトリウム溶液を充填した水酸化ナトリウムタンク２（Ｔ−４．５）より水酸化ナトリウム供給ライン（Ｌ−４．１０）を経て添加した。
▲３▼ 水温：人工鉱泉循環ポンプ２（Ｐ−４．２）を稼動し人工鉱泉循環ライン４（Ｌ−４．１１）、人工鉱泉循環ライン５（Ｌ−４．１２）を経て三方バルブ（Ｖ）に供給し、水温が低い場合人工鉱泉加温ライン２（Ｌ−４．１３）を経由しボイラー（Ｈ）に供給し、高い場合人工鉱泉循環ライン６（Ｌ−４．１４）に供給し水温を調整した。
【００４８】
１時間調整した後、人工鉱泉を人工鉱泉供給ポンプ２（Ｐ−４．３）を介し人工鉱泉供給ライン２（Ｌ−４．１６）を経て活性炭（ＡＣ）、膜濾過器（Ｆ−４．２）に人工鉱泉を通液し、処理水を浴槽（ＢＴ）に供給した。
人工鉱泉は人工鉱泉循環ポンプ２（Ｐ−４．２）を介し人工鉱泉返送ライン２（Ｌ−４．１７）を経てヘアキャッチャー（ＨＣ）で毛髪を除去し水温を調整した後、調整槽２（Ｔ−４．３）へ返送した。本人工鉱泉は、ｐＨ６．９、全硬度５２０ｍｇ／Ｌ、Ｍアルカリ度３６０ｍｇ／Ｌ、蒸発残留物１３１０ｍｇ／Ｌの人工鉱泉が得られ本発明を確認した。
【実施例５】
【００４９】
還元剤として、アスコルビン酸ナトリウムに変更し実施例１と同様に人工鉱泉源泉を調整し１５Ｌを得た。次いで処理水２００Ｌと混合し、更に２０ｇ／Ｌの硫酸銅を手動で６０ｍＬ添加し、実施例１と同様に人工鉱泉を循環調整したところｐＨ４．５、鉄濃度４１ｍｇ／Ｌ、銅４．７ｍｇ／Ｌの人工鉱泉が得られ本発明の効果を確認した。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の実施例で、水処理装置及び人工鉱泉浄化システムの配水及び人工鉱泉泉質管理の全体を一例として模式的に表した図である。
【図２】地下水処理システムにおける鉱泉有価物質の抽出装置を一例として模式的に表した図である。
【図３】本発明の実施例で使用する、膜濾過の洗浄および鉱泉有価物質の抽出を行う装置の構成模式図である。
【図４】本発明の実施例で使用する、軟水器ならびに鉱泉有価物質の抽出調整を行う装置の構成模式図である。
【符号の説明】
【００５１】
ＢＴ 浴槽
Ｃ コントローラー
Ｈ ボイラー
ＨＣ ヘアキャッチャー
ＭＭ 膜モジュール
ＳＦ 砂濾過塔
Ｖ 三方バルブ
Ｗ 井戸
Ｆ−１．１ 糸巻きフィルター
Ｆ−１．２ 濾過機
Ｆ−１．３ 膜濾過器
Ｌ−１．１ 原水供給ライン１
Ｌ−１．２ 酸化剤注入ライン
Ｌ−１．３ 原水供給ライン２
Ｌ−１．４ 濾過水供給ライン
Ｌ−１．５ 膜濾過水供給ライン
Ｌ−１．６ 処理水供給ライン１
Ｌ−１．７ 洗浄水供給ライン
Ｌ−１．８ 洗浄水返送ライン１
Ｌ−１．９ 洗浄水返送ライン２
Ｌ−１．１０ 洗浄水返送ライン３
Ｌ−１．１１ 洗浄水返送ライン４
Ｌ−１．１２ 抽出ライン１
Ｌ−１．１３ 抽出ライン２
Ｌ−１．１４ 還元剤注入ライン１
Ｌ−１．１５ 硫酸注入ライン１
Ｌ−１．１６ 人工鉱泉源泉供給ライン１
Ｌ−１．１７ 人工鉱泉源泉供給ライン２
Ｌ−１．１８ 砂濾過処理水供給ライン２
Ｌ−１．１９ 還元剤注入ライン２
Ｌ−１．２０ 水酸化ナトリウム注入ライン
Ｌ−１．２１ 人工鉱泉循環ライン１
Ｌ−１．２２ 人工鉱泉循環ライン２
Ｌ−１．２３ 人工鉱泉加温ライン１
Ｌ−１．２４ 人工鉱泉循環ライン３
Ｌ−１．２５ 人工鉱泉供給ライン
Ｌ−１．２６ 人工鉱泉返送ライン
Ｍ−１．１ ｐＨ計１
Ｍ−１．２ 電位差滴定装置
Ｍ−１．３ ＴＯＣ・ＴＮ計
Ｐ−１．１ 井戸ポンプ
Ｐ−１．２ 原水ポンプ１
Ｐ−１．３ 処理水供給ポンプ
Ｐ−１．４ 洗浄水供給ポンプ
Ｐ−１．５ 循環ポンプ１
Ｐ−１．６ 還元剤注入ポンプ１
Ｐ−１．７ 硫酸注入ンプ１
Ｐ−１．８ 人工鉱泉源泉供給ポンプ１
Ｐ−１．９ 人工鉱泉循環ポンプ１
Ｐ−１．１０ 人工鉱泉供給ポンプ１
Ｔ−１．１ 酸化剤タンク１
Ｔ−１．２ 原水槽
Ｔ−１．３ 処理水槽
Ｔ−１．４ 貯水槽
Ｔ−１．５ 循環タンク１
Ｔ−１．６ 還元剤タンク１
Ｔ−１．７ 硫酸タンク１
Ｔ−１．８ 人工鉱泉源泉タンク
Ｔ−１．９ 調整槽１
Ｔ−１．１０ 還元剤タンク２
Ｔ−１．１１ 水酸化ナトリウムタンク１
Ｆ−２．１ 糸巻きフィルター１
Ｆ−２．２ 糸巻きフィルター２
Ｌ−２．１ 原水供給ライン３
Ｌ−２．２ 原水供給ライン４
Ｌ−２．３ 処理水供給ライン２
Ｌ−２．４ 原水供給ライン５
Ｌ−２．５ 処理水供給ライン４
Ｌ−２．６ 原水供給ライン６
Ｌ−２．７ 抽出ライン３
Ｌ−２．８ 抽出ライン４
Ｌ−２．９ 抽出ライン５
Ｌ−２．１０ 抽出ライン６
Ｌ−２．１１ 抽出ライン７
Ｌ−２．１２ 抽出ライン８
Ｌ−２．１３ 還元剤注入ライン３
Ｌ−２．１４ 硫酸注入ライン２
Ｐ−２．１ 原水ポンプ２
Ｐ−２．２ 循環ポンプ２
Ｐ−２．３ 還元剤注入ポンプ２
Ｐ−２．４ 硫酸注入ポンプ２
Ｔ−２．１ 循環タンク２
Ｔ−２．２ 還元剤タンク３
Ｔ−２．３ 硫酸タンク２
Ｌ−３．１ 原水供給ライン７
Ｌ−３．２ 原水供給ライン８
Ｌ−３．３ 処理水供給ライン５
Ｌ−３．４ 抽出ライン９
Ｌ−３．５ 抽出ライン１０
Ｌ−３．６ 抽出ライン１１
Ｌ−３．７ 抽出ライン１２
Ｌ−３．８ 還元剤注入ライン４
Ｌ−３．９ 硫酸注入ライン３
Ｌ−３．１０ 大気開放ライン
Ｐ−３．１ 原水ポンプ３
Ｐ−３．２ 循環ポンプ３
Ｐ−３．３ 還元剤注入ポンプ３
Ｐ−３．４ 硫酸注入ポンプ３
Ｔ−３．１ 循環タンク３
Ｔ−３．２ 還元剤タンク４
Ｔ−３．３ 硫酸タンク３
ＡＥ 散気管
ＡＣ 活性炭
Ｂ ブロアー
ＳＰ スネークポンプ
ＷＳ 軟水器
Ｆ−４．１ 濾過器
Ｆ−４．２ 膜濾過器
Ｌ−４．１ 原水供給ライン９
Ｌ−４．２ 原水供給ライン１０
Ｌ−４．３ 処理水供給ライン７
Ｌ−４．４ 処理水供給ライン８
Ｌ−４．５ 循環ライン１
Ｌ−４．６ 再生剤供給ライン
Ｌ−４．７ 循環ライン２
Ｌ−４．８ 濃縮水供給ライン
Ｌ−４．９ 酸化剤供給ライン
Ｌ−４．１０ 水酸化ナトリウム供給ライン
Ｌ−４．１１ 人工鉱泉循環ライン４
Ｌ−４．１２ 人工鉱泉循環ライン５
Ｌ−４．１３ 人工鉱泉加温ライン２
Ｌ−４．１４ 人工鉱泉循環ライン６
Ｌ−４．１５ 空気供給ライン
Ｌ−４．１６ 人工鉱泉供給ライン２
Ｌ−４．１７ 人工鉱泉返送ライン２
Ｍ−４．１ ｐＨ計２
Ｍ−４．２ 残留塩素計
Ｐ−４．１ 再生液循環ポンプ
Ｐ−４．２ 人工鉱泉循環ポンプ２
Ｐ−４．３ 人工鉱泉供給ポンプ２
Ｔ−４．１ 循環タンク４
Ｔ−４．２ 再生剤タンク
Ｔ−４．３ 調整槽２
Ｔ−４．４ 酸化剤タンク２
Ｔ−４．５ 水酸化ナトリウムタンク２
【技術分野】
【０００１】
水処理工程などに於いて派生する除去成分より、有価鉱泉成分として抽出し構成成分の少なくとも一部として活用する人工鉱泉水の製造方法及びそのシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、地下水などを処理して浄化水を得る場合に発生する鉄、マンガンその他ミネラル分及び土などの排出物は、多くの場合下水道法または水質汚濁防止法による排水基準の範囲内であれば有効利用されずに廃水として処理されて来た。
【０００３】
温泉或いは鉱泉として天然の泉源が知られているが、とりわけ人工鉱泉の分野では入浴用水に泉質を入浴剤として注加する方式をはじめ、主として外部成分を有効鉱泉成分として溶解する注入方式（例えば特許文献１参照）等が知られている。
その他の例としては、イオン交換樹脂により除去された水中の硬度成分を活用する方式（例えば特許文献２参照）、岩石等から鉱泉有価物を薬品等で抽出してミネラル分を活用する方式（例えば特許文献３参照）、入浴水中に二酸化炭素ガス注入する方式（例えば特許文献４）等がある。
【０００４】
これらの方法は、いずれも鉱泉の泉質を外部から添加することで人工鉱泉としている。ところが、鉱泉の中では泉質が外部からの酸化を受けないイオン状物質の場合、循環再利用を行っても泉質に変化は無いが、ガスを注入する人工鉱泉や容易に酸化され易い鉱泉成分を含有する人工鉱泉では、溶存ガスの欠落や酸化され易い傾向から泉質を定常的に補充添加し続ける必要が生じる。
容易に酸化される鉱泉泉質としては、例えば２価の鉄イオンが挙げられる。元来、地中の水中では２価の鉄イオンとして安定に存在するが、一旦状態が変化し例えば酸素や殺菌浄化剤として用いられる次亜塩素酸ソーダ等の溶存下では容易に酸化され３価の鉄イオンに変化する。
【０００５】
また、３価の鉄イオンはｐＨが４以上の領域では茶褐色の水酸化鉄或いは酸化鉄として析出することが知られている。これらの状態下にある鉄化合物を再度溶解するには、ｐＨを２以下（好ましくはｐＨ１程度）の如く強酸性にて加熱等の手段を用いても部分的にしか溶解しない程度に難溶解物質となる。
一方、除外物質の排出例として、各種の水処理工程では上記の鉱泉成分として有効に活用可能な有価濃縮物質を多量に含有する廃材が存在する。例えば、地下水を処理する場合の砂濾過工程における逆洗閉鎖材、或いは高度処理に於ける膜濾過工程で排出される逆洗閉鎖材として鉄化合物があげられる。地下水中では、鉄分は通常２価の鉄イオン状態で存在するがポンプで揚水すると酸化域に移行し、また処理剤である次亜塩素酸ソーダなどを注入すると容易に酸化され３価の鉄イオンに変化する。
【０００６】
通常、高深度の地下水のｐＨは５．８〜８．６でこの領域下の鉄分は、一般的には既に酸化されていて上述の通り茶褐色の水酸化鉄または酸化鉄として存在し、処理工程の砂濾過或いは高度水処理の膜濾過工程等で濾過除去可能である。
地下水等を処理し浄化水を得る際に発生する濃縮廃棄物中には、人工鉱泉の泉質として活用可能な有用な物質が存在し（例えば非特許文献１参照）、これらの成分を泉質として溶解状態で供給出来れば複数の泉質を含む人工鉱泉の提供が可能となる。
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−１０２８０２号公報
【特許文献２】特開２００３−５３３４０号公報
【特許文献３】特開２００５−１２４８９８号公報
【特許文献４】特開平７−３１３８５６号公報
【非特許文献１】鉱泉分析法指針（改訂）Ｐ．１−Ｐ．２ 平成１４年３月 環境省自然環境局
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
地下水等を濾過処理して浄化水を得る場合、砂濾過層の濾過残渣等による閉塞に対し逆洗を行い濾過機能の回復を計る。逆洗の目的は、濾過供給水中に含有される固形物量を一定の想定状態に低減維持する為で、濾過層には相当量の閉鎖材が発生する。このような機能を有する他の工程、例えば高度処理を行う膜濾過工程においても然りである。特に、留意しなければこれらの閉鎖材は通常単なる廃棄物として処理される。
容易に酸化されてしまう鉱泉成分を溶解している人工鉱泉は、泉質を定常的に供給または添加し続ける必要があり、特に鉄化合物ではｐＨ２以下の溶液でなければ析出し泉質を
定常的に供給不可で、浴用水として循環再利用されていない。
単なる廃棄物として処理される鉄化合物を溶解し、ｐＨ４．０〜５．０の人工鉱泉としての提供が可能となれば、有価物質の有効利用として活用できる。
【０００９】
一方、地下水の種類の中には硬度の高いものが多く存在し、これらを浴用水として使用すると洗剤の泡立ちが悪い傾向になる。この原因は、洗剤と硬度成分が反応し金属石鹸を形成するもので、この金属石鹸が皮膚に残留し毛穴を塞ぎ皮膚の新陳代謝を阻害し皮膚の乾燥やがさつきを起こす可能性がある。
硬水の対策として、地下水の軟水化処理手段が用いられ、この処理水を浴用水として活用する方法が多く報告されている。ところが、この軟水化処理工程において排出される再生処理中にも有価物が含まれているが、単なる廃棄物とし処理されている。
【００１０】
これらの再生排水中には、カルシウム・マグネシウム等の水硬度成分が存在し、それらは単独では鉱泉泉質に定義されていないものの、炭酸水素塩とすることで鉱泉に定義されるカルシウムまたはマグネシウム炭酸水素塩泉となり得る。
軟水化処理水は、あがり用水或いはあがり用湯等として活用され、一方浴槽水としてカルシウムまたはマグネシウム炭酸水素塩で構成する鉱泉水が提供可能となれば、従来活用されず廃棄物とされたものが有価物質として有効利用できる。
【００１１】
このような観点に基づき、本発明の主目的は例えば地下水等を処理して浄化水を得る際に発生する逆洗閉鎖材等の不要物質より有価物質を抽出して複数の泉質を含む人工鉱泉水の製造方法及びそのシステムを提供することにある。
このためには、用水を処理し被処理水を製造する工程において、一方では発生する鉱泉成分を豊富に含んだ濃縮物より有価物質を取り出して人工鉱泉に活用し、他方では装置の再生に必要とされる被処理水量を少量とし低コスト化の達成、並びに逆浸透膜の濃縮水や軟水装置の再生液等に含まれるカルシウム・マグネシウム等の水硬度成分を利用し炭酸水素塩を含む人工鉱泉として活用を図る事が出来る。
【００１２】
本発明の他の目的として、人工鉱泉製造装置に還元剤注入装置および電位差滴定装置を備え人工鉱泉中の還元物質濃度を一定に管理し、人工鉱泉中のｐＨおよび水温を一定に管理することにより、自動的に酸化され易い鉱泉有価物質を安定状態に管理し、浴用水として供給することにある。併せて、全有機炭素及び全窒素を監視する如くすれば、浴槽水の汚染状態をコントロールして一定の衛生水準を保ち、泉質を自由にコントロールする浴槽水総合循環監視システムとして活用可能とした点にある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明者等は、このような観点から上記目的を達成するため鋭意研究し、従来廃棄物としてのみ対象とされた各種処理工程での副生物質を有効に活用し得る人工鉱泉製造システムを構築し得ることを確認し本発明に到達した。ここに言う副生物質とは、例えば公衆浴場用水、浄水などを製造する過程に発生する砂濾過、膜濾過、逆浸透膜濾過、電気透析膜、イオン交換などより発生する鉱泉成分を豊富に含んだ濃縮水を溶解または抽出を行う事により得られる有価物質を指す。
本発明の要旨とするところは、第一の発明として鉱泉成分を用いる人工鉱泉の水質構成に際し、各種水処理工程にて派生する廃雑物より鉱泉有価物質を抽出採取して浴水の調整に優先的に活用し、且つ廃棄物負荷の軽減を図ることを特徴とする人工鉱泉水の製造方法及びそのシステムにある。
【００１４】
本発明で言う鉱泉有価物質としては、遊離二酸化炭素、リチウムイオン、ストロンチウムイオン、バリウムイオン、銅イオンおよび化合物、鉄イオンおよび鉄化合物、マンガンイオンおよびマンガン化合物、アルミニウムイオンおよびアルミニウム化合物、水素イオン、臭化物イオン、ヨウ化物イオン、フッ化物イオン、炭酸水素ナトリウムイオン、カルシウム、マグネシウム等の硬度成分、硫酸イオン、塩素イオン等である。
【００１５】
第二の発明は、第一の発明に於ける水処理工程が地下水を浄化して飲料水を製造するに際し、砂濾過工程及び／又は膜濾過工程に於ける濾過閉鎖材より鉱泉有価物質を抽出採取して浴水の調整を行う人工鉱泉水の製造方法及びそのシステムにある。
ここに言う濾過閉鎖材とは、濾過工程で濾過材の機能回復に逆洗が行われるが、この際に排出される目詰まり固形物を指し、濾過供給用水中に含有されるＳＳ分を一定の想定状態に低減維持する為に行われるもので、濾過層では相当量の閉鎖材が発生する。このような機能を有する他の工程、例えば高度処理を行う膜濾過工程においても然りである。
【００１６】
第三の発明は、上記濾過閉鎖材の処理手段として、水による逆洗以外に薬洗手段を設営した濾過工程を組み込む事を特徴とする人工鉱泉水の製造方法及びそのシステムにある。
用水処理に於いて、逆洗工程を採用する場合には処理水を大量に消費する。場合により処理水を浪費することに繋がるが、これを薬剤処理にて代替し優先して有価物質を抽出回収するのが好ましい。
即ち、例えば砂濾過工程に処理水を用いて逆洗する場合、逆洗水を糸巻きフィルターなどにより濾過し原水槽へ返送し、糸巻きフィルターを直接酸またはアルカリにより処理性能を回復させる。酸と還元剤を同時に注入すれば、非常に溶解しにくい水酸化鉄または酸化鉄などの鉄イオンを還元し溶解抽出することが好ましい。
【００１７】
また、砂濾過工程に処理水を用いて逆洗しない場合、直接酸またはアルカリにより処理性能を回復させるか、酸と還元剤を同時に注入することで非常に溶解しにくい水酸化鉄或いは酸化鉄を２価の鉄に還元し溶解抽出すること出来る。
ここに言う酸とは、硫酸、塩酸、クエン酸、炭酸等の酸を指し、アルカリは、水酸化ナトリウムを指し、糸巻きフィルターとは、例えばポリプロピレン製、ポリスチレン製などの糸巻きフィルターを指す。
還元剤としてはチオ硫酸ナトリウム、亜硫酸ナトリウム、アスコルビン酸ナトリウム、シュウ酸ナトリウム等の還元剤を指す。閉塞材が鉄化合物を含む場合には、酸性溶液を用い再生を行うことが好ましく還元剤としてチオ硫酸ナトリウムを併用する。
特に、高度処理に於ける膜濾過工程を再生する場合には、逆洗を行わず上述の酸、アルカリ、還元剤いずれかまたは組合せて薬剤処理し有価物質を回収するのが好ましい。
【００１８】
第四の発明は、鉱泉有価物質の採取を地下水のイオン交換樹脂による軟水化処理工程に於ける再生水より発生する硬度成分を活用し、更に浴水のｐＨを７．０以下に保持しながら二酸化炭素を溶解し炭酸水素塩を含む浴槽用水として提供する人工鉱泉水の製造方法及びそのシステムにある。
用水をイオン交換樹脂などにより軟水化処理する場合、軟水をあがり用水に使用し、軟水装置の再生に際しては発生する硬度成分を含む水のｐＨを７．０以下に保持しながら二酸化炭素を溶解し炭酸水素塩を多く含む浴槽用水として提供することが出来る。
また、逆浸透膜または電気透析膜により処理する場合濃縮水のｐＨを７．０以下に保持しながら二酸化炭素を溶解し炭酸水素塩を多く含む浴槽用水として提供することが出来る。
【００１９】
第五の発明は、人工鉱泉製造システムとして浴槽と調整槽、浴槽内の水と調整槽の水を循環する流路、これらの用水を強制的に循環させる循環手段、物理的に濁質物質の除去を行う濾過手段並びに酸化または還元剤注入装置および電位差滴定装置より構成され、且つ人工鉱泉中の酸化または還元剤濃度を一定に管理する手段、酸またはアルカリ注入装置およびｐＨ装置を備え人工鉱泉中のｐＨおよび水温を一定に管理する手段と、循環水全体の全有機炭素および全窒素を分析する機能を備える事を特徴とする人工鉱泉水の製造方法及びそのシステムにある。
【００２０】
例えば泉質に容易に酸化される物質が含まれる場合、還元剤注入装置および電位差滴定装置を備え人工鉱泉中の還元物質濃度を一定に管理し循環利用を可能とし、膜濾過器により細菌を除去し循環利用することができる。
また泉質に容易に酸化される物質が含まれない場合、アルカリを添加しながらｐＨを調整し浴用水に散気することで炭酸水素塩を形成させ、酸化剤を注入することで循環浴揚水中に含まれる人間由来の有機物の分解および除菌を行い浴槽に供給する前に活性炭により酸化剤を除去しその後膜濾過することで除菌した人工鉱泉を浴槽に供給することができる。
【００２１】
第六の発明は、人工鉱泉製造システムとして還元剤であるチオ硫酸ナトリウムを用い人工鉱泉のｐＨを酸性に管理することで硫化水素を発生させることを特徴とする人工鉱泉水の製造方法及びそのシステムにある。
【００２２】
第七の発明は、第五の発明に於いて還元剤を採用するに際し、更に銅化合物を介在せしめることを特徴とする人工鉱泉水のシステムにある。
ここに言う銅化合物とは、銅、硫酸銅、塩化銅などの物質を指し、１〜２０ｍｇ／Ｌの銅化合物の濃度範囲にすることが好ましい。また、還元剤としてはアスコルビン酸ナトリウム、シュウ酸ナトリウムなどの採用が好ましい。
本発明では、各種処理工程として例えば公衆浴場用水、飲料用の浄水、雑用水、工業用水、純水、超純水等の水処理工程を指し、具体的には砂濾過、膜濾過、逆浸透膜濾過、電気透析膜、イオン交換等での閉鎖材を対象とする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明は、従来着目されていない水処理工程において発生する鉱泉成分を豊富に含んだ濃縮水を有効利用した人工鉱泉の提供を可能とする。
水処理工程に於いては、被処理水の処理工程内に於ける使用量を大幅に削減出来る点で水処理コストを改善し、各種水処理工程にて派生する廃雑物より鉱泉有価物質を抽出採取して人口鉱泉浴水の調整に優先的に活用し、且つ廃棄物負荷の軽減を図り、鉱泉成分を劣化させることなく安定的に循環供給することが出来る。
温泉等に於いても天然資源の枯渇問題や有害細菌の発生等、この対応に循環再利用或いは希釈供給が行なわれる等、温泉や鉱泉の本来有する効能の保全を図る幾多の努力がなされている。このような傾向は、今後益々激しくなる傾向が予想され自然由来に近い人工鉱泉志向が求められている。
このような要望に直接応える本発明は、常時安全に且つ泉質濃度を一定に保持できる人工鉱泉の提供であり、本発明の効果は工業的に著大であるものと確信する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態を図１〜図４に基づいて説明する。
図１は、通常の井戸水より飲料水へ浄化する標準工程に基づき作成した代表例をフローシートに示す。更に、図１では水処理工程などに於いて派生する除去成分より、有価鉱泉成分として抽出し鉱泉々質の一部として活用する人工鉱泉水の製造方法及びそのシステムのフローシートを示すものである。
【００２５】
即ち、井戸（Ｗ）の地下水を井戸ポンプ（Ｐ−１．１）により原水供給ライン１（Ｌ−１．１）を通じ揚水し、次亜塩素酸ソーダ１２％溶液を充填した酸化剤タンク１（Ｔ−１．１）より酸化剤注入ライン（Ｌ−１．２）を通じ地下水にインラインにて注入し、原水槽（Ｔ−１．２）に供給した。原水ポンプ１（Ｐ−１．２）により原水供給ライン２（Ｌ−１．３）を通じ砂濾過塔（ＳＦ）上部に原水を供給し、下部から処理水を得る。
次いで濾過水供給ライン（Ｌ−１．４）を通じ膜モジュール（ＭＭ）に供給し、膜濾過水は膜濾過水供給ライン（Ｌ−１．５）を通じ処理水槽（Ｔ−１．３）に貯留した。貯留した処理水は、貯水槽（Ｔ−１．４）の水位が低下すると処理水供給ポンプ（Ｐ−１．３）により処理水供給ライン１（Ｌ−１．６）を通じ供給し飲料水として使用するものである。
【実施例１】
【００２６】
以下、図１の例を活用して実施例１を詳説する。
原水を６，０００Ｌ通水後、原水ポンプ１（Ｐ−１．２）を停止し、返送回路のみのバルブを開き、処理水槽（Ｔ−１．３）より洗浄水供給ポンプ（Ｐ−１．４）を介し、洗浄水供給ライン（Ｌ−１．７）を経て砂濾過塔（ＳＦ）下部に処理水を１０Ｌ／分で通水し再生を開始した。
鉱泉有価物を高濃度に含んだ洗浄水は、砂濾過塔（ＳＦ）上部より洗浄水返送ライン１（Ｌ−１．８）、糸巻きフィルター（Ｆ−１．１）、洗浄水返送ライン２（Ｌ−１．９）、洗浄水返送ライン３（Ｌ−１．１０）、洗浄水返送ライン４（Ｌ−１．１１）を通じ原水槽（Ｔ−１．２）に移送した。
【００２７】
洗浄水を１００Ｌ通水後、洗浄水供給ポンプ（Ｐ−１．４）を停止し、循環ポンプ１（Ｐ−１．５）を稼動し原水槽（Ｔ−１．２）より原水を洗浄水返送ライン４（Ｌ−１．１１）、抽出ライン１（Ｌ−１．１２）、洗浄水返送ライン１（Ｌ−１．８）、洗浄水返送ライン２（Ｌ−１．９）、抽出ライン２（Ｌ−１．１３）を通じ循環タンク１（Ｔ−１．５）をクッションタンクとして原水を１０Ｌ貯留し循環ポンプ１（Ｐ−１．５）を停止した。
【００２８】
循環ポンプ１（Ｐ−１．５）を再度稼動し、洗浄水返送ライン１（Ｌ−１．８）、洗浄水返送ライン２（Ｌ−１．９）、洗浄水返送ライン３（Ｌ−１．１０）、抽出ライン１（Ｌ−１．１２）の管路で原水を循環させながら抽出薬液の注入を行った。
即ち、チオ硫酸ナトリウム１％溶液を充填した還元剤タンク１（Ｔ−１．６）より還元剤注入ポンプ１（Ｐ−１．６）を介し還元剤注入ライン１（Ｌ−１．１４）を通じ還元剤をインラインにて注入した。また、９８％硫酸を充填した硫酸タンク１（Ｔ−１．７）より、硫酸注入ポンプ１（Ｐ−１．７）を介し硫酸注入ライン１（Ｌ−１．１５）を経て硫酸を注入した。得られた鉱泉有価物抽出液は、還元剤濃度４８ｍｇ／Ｌ、ｐＨ３．０を示した。
【００２９】
上記管路で鉱泉有価物抽出液を５分間循環抽出し、循環ポンプ１（Ｐ−１．５）を介し循環系内並びにクッションとした循環タンク１（Ｔ−１．５）内に貯留する鉱泉有価物抽出液を、抽出ライン２（Ｌ−１．１３）、洗浄水返送ライン３（Ｌ−１．１０）、抽出ライン１（Ｌ１．１２）、洗浄水返送ライン１（Ｌ−１．８）、人工鉱泉源泉供給ライン１（Ｌ−１．１６）を経て人工鉱泉源泉タンク（Ｔ−１．８）に１５Ｌ供給し循環ポンプ１（Ｐ−１．５）を停止した。
【００３０】
次いで再度循環ポンプ１（Ｐ−１．５）を介し原水を原水槽（Ｔ−１．２）から洗浄水返送ライン４（Ｌ−１．１１）、抽出ライン１（Ｌ−１．１２）、洗浄水返送ライン１（Ｌ−１．８）、洗浄水返送ライン２（Ｌ−１．９）、抽出ライン２（Ｌ−１．１３）を通じ循環タンク１（Ｔ−１．５）に原水を１０Ｌ貯留し循環ポンプ１（Ｐ−１．５）を停止した。抽出工程同様に抽出経路を１分間循環洗浄した後、洗浄液を鉱泉有価物抽出液と同様に人工鉱泉源泉タンク（Ｔ−１．８）に１５Ｌ供給し循環ポンプ１（Ｐ−１．５）を停止した。本人工鉱泉源泉は、ｐＨ４．１．鉄濃度０．９ｇ／Ｌ、マンガン濃度３０ｍｇ／Ｌであった。
【００３１】
人工鉱泉源泉供給ポンプ１（Ｐ−１．８）を介し源泉を人工鉱泉源泉供給ライン２（Ｌ−１．１７）を経て濾過器（Ｆ−１．２）に通液濾過し、人工鉱泉２０Ｌを調整槽１（Ｔ−１．９）に貯留した。併せて砂濾過処理水供給ライン２（Ｌ−１．１８）より４８０Ｌを調整槽１（Ｔ−１．９）に供給し人工鉱泉源泉と混合した。
【００３２】
ｐＨ計１（Ｍ−１．１）および電位差滴定装置（Ｍ−１．２）、およびＴＯＣ・ＴＮ計（Ｍ−１．３）によりｐＨ、水温、還元剤濃度、ＴＯＣ、ＴＮを計測しコントローラー（Ｃ）により還元剤濃度１ｍｇ／Ｌ以上、ｐＨ４．５．水温４０℃に管理した。各条件の調整は、以下の通り行った。
▲１▼ 還元剤：１％チオ硫酸ナトリウム溶液を充填した還元剤タンク２（Ｔ−１．１０）より還元剤注入ライン２（Ｌ−１．１９）を経て調整槽１（Ｔ−１．９）へ添加した。
▲２▼ ｐＨ：１０％水酸化ナトリウム溶液を充填した水酸化ナトリウムタンク１（Ｔ−１．１１）より水酸化ナトリウム供給ライン（Ｌ−１．２０）を経て調整槽１（Ｔ−１．９）へ添加した。
▲３▼ 水温：人工鉱泉循環ポンプ１（Ｐ−１．９）を介し人工鉱泉循環ライン１（Ｌ−１．２１）、人工鉱泉循環ライン２（Ｌ−１．２２）を経て三方バルブ（Ｖ）に供給し水温が低い場合人工鉱泉加温ライン１（Ｌ−１．２３）を経由しボイラー（Ｈ）に供給し、高い場合人工鉱泉循環ライン３（Ｌ−１．２４）に供給し水温を調整した。
▲４▼ ▲４▼ＴＯＣ：新規に調整した人工鉱泉のＴＯＣを測定し、使用１日毎のＴＯＣと比較し２００ｍｇ／Ｌ増加したら交換することとした。▲５▼ＴＮ：新規に調整した人工鉱泉のＴＮを測定し、使用１日毎のＴＮと比較し５０ｍｇ／Ｌ増加したら交換した。
【００３３】
調整した人工鉱泉を人工鉱泉供給ポンプ１（Ｐ−１．１０）を介し人工鉱泉供給ライン（Ｌ−１．２５）を経て膜濾過器（Ｆ−１．３）に通液濾過し浴槽（ＢＴ）に供給した。人工鉱泉は人工鉱泉循環ポンプ１（Ｐ−１．９）を介し人工鉱泉返送ライン（Ｌ−１．２６）を経てヘアキャッチャー（ＨＣ）で毛髪を除去し水温を調整した後、調整槽１（Ｔ−１．９）へ返送した。
本人工鉱泉は、ｐＨ４．６、鉄濃度３８ｍｇ／Ｌ、総硫黄１．２ｍｇ／Ｌ、蒸発残留物１１４３ｍｇ／Ｌであった。
これらは、地下水などを処理して浄化水を得る際に発生する逆洗閉鎖材等の不要物質より得られる有価物質を活用し、複数の泉質を含む人工鉱泉水の製造方法及びそのシステムを提供するもので、この結果により本件発明の効果を確認する事が出来る。
【実施例２】
【００３４】
図２は、地下水処理システムにおける鉱泉有価物質の抽出装置である。図１に於いて示した飲料水処理工程の原水槽（Ｔ−１．２）から濾過水供給ライン（Ｌ−１．４）までの処理を代替工程に置き換えた。得られた人工鉱泉源泉は、人工鉱泉源泉供給ライン１（Ｌ−１．１６）より人工鉱泉源泉タンク（Ｔ−１．８）に移送した。
【００３５】
実施例１と同様に処理した地下水を原水供給ライン１（Ｌ−１．１）を通じ原水槽（Ｔ−１．２）に貯留した。原水ポンプ２（Ｐ−２．１）を介し原水１，０００Ｌを原水供給ライン３（Ｌ−２．１）、原水供給ライン４（Ｌ−２．２）、を経て糸巻きフィルター１（Ｆ−２．１）に送液した。
得られた処理水は、処理水供給ライン２（Ｌ−２．３）、濾過水供給ライン（Ｌ−１．４）を経て次の高度処理工程へ移送した。また、原水１，０００Ｌを供給後、原水の供給を原水供給ライン４（Ｌ−２．２）より原水供給ライン５（Ｌ−２．４）に変更して糸巻きフィルター（Ｆ−２．２）、処理水供給ライン４（Ｌ−２．５）を経て処理水を得た。
【００３６】
次いで循環ポンプ２（Ｐ−２．２）を介し、原水を原水槽（Ｔ−１．２）より原水供給ライン６（Ｌ−２．６）、抽出ライン３（Ｌ−２．７）、抽出ライン４（Ｌ−２．８）、糸巻きフィルター１（Ｆ−２．１）、抽出ライン５（Ｌ−２．９）、抽出ライン６（Ｌ−２．１０）、抽出ライン７（Ｌ−２．１１）、抽出ライン８（Ｌ−２．１２）を経て循環タンク２（Ｔ−２．１）をクッションタンクとして原水１０Ｌを貯留した後、循環ポンプ２（Ｐ−２．２）を停止した。
【００３７】
再度循環ポンプ２（Ｐ−２．２）を稼動し、抽出ライン３（Ｌ−２．７）、抽出ライン４（Ｌ−２．８）、糸巻きフィルター１（Ｆ−２．１）、抽出ライン５（Ｌ−２．９）、抽出ライン６（Ｌ−２．１０）、抽出ライン７（Ｌ−２．１１）の管路で原水を循環させながら抽出薬液の注入を行った。
即ち、チオ硫酸ナトリウム１％溶液を充填した還元剤タンク３（Ｔ−２．２）より還元剤注入ポンプ２（Ｐ−２．３）を介し還元剤注入ライン３（Ｌ−２．１３）を経てインラインにて薬液を注入し、９８％硫酸を充填した硫酸タンク２（Ｔ−２．３）より硫酸注入ポンプ２（Ｐ−２、４）を介し硫酸注入ライン２（Ｌ−２．１４）を経て同様に薬液を注入した。本抽出溶液は、還元剤濃度４６ｍｇ／Ｌ、ｐＨ４．０であった。
【００３８】
抽出管路内を５分間循環したのち、ポンプ２（Ｐ−２．２）を介し循環系内並びにクッションとして循環タンク２（Ｔ−２．１）に貯留する鉱泉有価物抽出液を、抽出ライン８（Ｌ−２．１２）、抽出ライン３（Ｌ−２．７）、抽出ライン４（Ｌ−２．８）、糸巻きフィルター１（Ｆ−２．１）、抽出ライン５（Ｌ−２．９）、抽出ライン６（Ｌ−２．１０）、人工鉱泉源泉供給ライン（Ｌ−１．１６）を経て人工鉱泉源泉タンク（Ｔ−１．８）に２０Ｌを貯留した。
次いで再度、原水槽（Ｔ−１．２）より原水供給ライン６（Ｌ−２．６）、抽出ライン３（Ｌ−２．７）、抽出ライン４（Ｌ−２．８）、糸巻きフィルター１（Ｆ−２．１）、抽出ライン５（Ｌ−２．９）、抽出ライン６（Ｌ−２．１０）、抽出ライン７（Ｌ−２．１１）、抽出ライン８（Ｌ−２．１２）を経て循環タンク２（Ｔ−２．１）に原水を１０Ｌ貯留し、抽出管路内を循環洗浄し、洗浄液として人工鉱泉源泉タンク（Ｔ−１．８）に２０Ｌを供給した。
本源泉を分析したところ、ｐＨ４．７、鉄濃度１４２ｍｇ／Ｌ、マンガン濃度１３ｍｇ／Ｌの人工鉱泉源泉が得られ本発明の効果を確認した。
【実施例３】
【００３９】
図３は、地下水処理システムにおける膜濾過の洗浄および鉱泉有価物質の抽出である。図１に於いて示した飲料水処理工程の原水槽（Ｔ−１．２）より膜濾過水供給ライン（Ｌ−１．５）までの工程を置き換えた。得られた人工鉱泉源泉は、人工鉱泉源泉供給ライン１（Ｌ−１．１６）より人工鉱泉源泉タンク（Ｔ−１．８）に供給した。
【００４０】
実施例１と同様に処理した地下水を原水供給ライン１（Ｌ−１．１）を経て原水槽（Ｔ−１．２）に貯留した。原水ポンプ３（Ｐ−３．１）を介し原水供給ライン７（Ｌ−３．１）、原水供給ライン８（Ｌ−３．２）を経て膜モジュール（ＭＭ）下部に原水を供給し、上部より処理水供給ライン５（Ｌ−３．３）、膜濾過水供給ライン（Ｌ−１．５）を経て処理水を得た。この処理水は、実施例１と同様にして処理水槽に貯留し飲料水として供給した。
【００４１】
処理水１，０００Ｌ通水後供給を停止し、原水を循環ポンプ３（Ｐ−３．２）を介し原水供給ライン７（Ｌ−３．１）、原水供給ライン８（Ｌ−３．２）、膜モジュール（ＭＭ）１次側、抽出ライン９（Ｌ−３．４）、抽出ライン１０（Ｌ−３．５）を経て循環タンク３（Ｔ−３．１）をクッションタンクとして１０Ｌ貯留し、原水ポンプ３（Ｐ−３．１）を停止した。
次いで循環ポンプ３（Ｐ−３．２）を介し抽出ライン１１（Ｌ−３．６）、原水供給ライン８（Ｌ−３．２）、膜モジュール（ＭＭ）、抽出ライン９（Ｌ−３．４）、抽出ライン１２（Ｌ−３．７）の経路で原水を循環しインラインにて抽出薬液を注入した。
即ち、チオ硫酸ナトリウム１％溶液を充填した還元剤タンク４（Ｔ−３．２）より還元剤注入ポンプ３（Ｐ−３．３）を介し還元剤注入ライン４（Ｌ−３．８）を経て注入し、９８％硫酸を充填した硫酸タンク３（Ｔ−３．３）より硫酸注入ポンプ３（Ｐ−３．４）を介し硫酸注入ライン３（Ｌ−３．９）を経て注入した。本抽出液は、還元剤濃度３５ｍｇ／Ｌ、ｐＨ４．７であった。
【００４２】
抽出経路を５分間循環した後、大気開放ライン（Ｌ−３．１０）を開き、循環ポンプ３（Ｐ−３．２）を介し循環系内並びにクッションとして循環タンク３（Ｔ−３．１）に貯留する鉱泉有価物抽出液、抽出ライン１１（Ｌ−３．６）、抽出ライン９（Ｌ−３．４）、膜モジュール（ＭＭ）、原水供給ライン８（Ｌ−３．２）、抽出ライン１１（Ｌ−３．６）、人工鉱泉源泉供給ライン１（Ｌ−１．１６）を経て人工鉱泉源泉タンク（Ｔ−１．８）に人工鉱泉源泉を３０Ｌ貯留し循環ポンプ３（Ｐ−３．２）を停止した。
【００４３】
次いで原水ポンプ３（Ｐ−３．１）を再度稼動し抽出工程と同様に膜モジュール（ＭＭ）１次側および循環タンク３（Ｔ−３．１）に原水を供給した。洗浄液を供給したところで原水ポンプ３（Ｐ−３．１）を停止し、循環ポンプ３（Ｐ−３．２）を稼動し抽出経路内を１分間循環洗浄した。
洗浄液は抽出液と同様に人工鉱泉源泉供給ライン１（Ｌ−１．１６）を経て人工鉱泉源泉タンク（Ｔ−１．８）に人工鉱泉源泉を３０Ｌ供給した。
本人工鉱泉源泉を分析したところｐＨ４．０、鉄濃度０．５ｇ／Ｌ、マンガン濃度３０ｍｇ／Ｌの人工鉱泉源泉が得られ本発明の効果を確認した。
【実施例４】
【００４４】
図４は、軟水器ならびに鉱泉有価物質の抽出調整を行う装置の構成模式図である。図１に於いて示した濾過水供給ライン（Ｌ−１．４）までの工程を実施し供給原水とした。濾過水供給ライン（Ｌ−１．４）、原水供給ライン９（Ｌ−４．１）、原水供給ライン１０（Ｌ−４．２）、を経て原水を軟水器（ＷＳ）上部に供給し、下部から処理水供給ライン７（Ｌ−４．３）、処理水供給ライン８（Ｌ−４．４）、を経て１，０００Ｌの処理水（軟水）を得た。
本処理水は、そのまま浴用水として使用するか、更に高度処理し飲料水として使用する事が可能である。
【００４５】
原水１，０００Ｌを通水後、濾過水供給ライン（Ｌ−１．４）、原水供給ライン９（Ｌ−４．１）、循環ライン１（Ｌ−４．５）を経て原水を循環タンク４（Ｔ−４．１）１０Ｌ貯留し原水供給を停止した。
次いで再生剤タンク（Ｔ−４．２）からスネークポンプ（ＳＰ）を介し再生剤供給ライン（Ｌ−４．６）を経て軟水器（ＷＳ）上部へ塩化ナトリウム５００ｇを添加した。次いで、再生液循環ポンプ（Ｐ−４．１）を稼動し原水供給ライン１０（Ｌ−４．２）、原水供給ライン９（Ｌ−４．１）、循環ライン２（Ｌ−４．７）の経路で１０分間循環再生した。
【００４６】
再生終了後、再生液循環ポンプ（Ｐ−４．１）を停止し砂濾過水を濾過水供給ライン（Ｌ−１．４）、原水供給ライン９（Ｌ−４．１）、原水供給ライン１０（Ｌ−４．２）、軟水器（ＷＳ）、処理水供給ライン７（Ｌ−４．３）、濃縮水供給ライン（Ｌ−４．８）、を経て供給した。得られた濃縮水は、濾過器（Ｆ−４．１）を介し処理水を調整槽２（Ｔ−４．３）へ２００Ｌ移送した。次いで槽内のブロアー（Ｂ）を稼動し空気供給ライン（Ｌ−４．１５）を経て散気管（ＡＥ）に空気を供給し人工鉱泉に二酸化炭素を溶解した。
【００４７】
ｐＨ計２（Ｍ−４．１）および残留塩素計（Ｍ−４．２）により、ｐＨ、水温、残留塩素濃度を計測し、コントローラー（Ｃ）によりｐＨ７．０以下、残留塩素濃度０．１ｍｇ／Ｌ以上、水温４０℃に管理した。各条件の調整は、以下の通り行った。
▲１▼ 塩素濃度：１２％次亜塩素酸ナトリウム溶液を充填した酸化剤タンク２（Ｔ−４．４）より酸化剤供給ライン（Ｌ−４．９）を経て添加した。
▲２▼ ｐＨ：１０％水酸化ナトリウム溶液を充填した水酸化ナトリウムタンク２（Ｔ−４．５）より水酸化ナトリウム供給ライン（Ｌ−４．１０）を経て添加した。
▲３▼ 水温：人工鉱泉循環ポンプ２（Ｐ−４．２）を稼動し人工鉱泉循環ライン４（Ｌ−４．１１）、人工鉱泉循環ライン５（Ｌ−４．１２）を経て三方バルブ（Ｖ）に供給し、水温が低い場合人工鉱泉加温ライン２（Ｌ−４．１３）を経由しボイラー（Ｈ）に供給し、高い場合人工鉱泉循環ライン６（Ｌ−４．１４）に供給し水温を調整した。
【００４８】
１時間調整した後、人工鉱泉を人工鉱泉供給ポンプ２（Ｐ−４．３）を介し人工鉱泉供給ライン２（Ｌ−４．１６）を経て活性炭（ＡＣ）、膜濾過器（Ｆ−４．２）に人工鉱泉を通液し、処理水を浴槽（ＢＴ）に供給した。
人工鉱泉は人工鉱泉循環ポンプ２（Ｐ−４．２）を介し人工鉱泉返送ライン２（Ｌ−４．１７）を経てヘアキャッチャー（ＨＣ）で毛髪を除去し水温を調整した後、調整槽２（Ｔ−４．３）へ返送した。本人工鉱泉は、ｐＨ６．９、全硬度５２０ｍｇ／Ｌ、Ｍアルカリ度３６０ｍｇ／Ｌ、蒸発残留物１３１０ｍｇ／Ｌの人工鉱泉が得られ本発明を確認した。
【実施例５】
【００４９】
還元剤として、アスコルビン酸ナトリウムに変更し実施例１と同様に人工鉱泉源泉を調整し１５Ｌを得た。次いで処理水２００Ｌと混合し、更に２０ｇ／Ｌの硫酸銅を手動で６０ｍＬ添加し、実施例１と同様に人工鉱泉を循環調整したところｐＨ４．５、鉄濃度４１ｍｇ／Ｌ、銅４．７ｍｇ／Ｌの人工鉱泉が得られ本発明の効果を確認した。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の実施例で、水処理装置及び人工鉱泉浄化システムの配水及び人工鉱泉泉質管理の全体を一例として模式的に表した図である。
【図２】地下水処理システムにおける鉱泉有価物質の抽出装置を一例として模式的に表した図である。
【図３】本発明の実施例で使用する、膜濾過の洗浄および鉱泉有価物質の抽出を行う装置の構成模式図である。
【図４】本発明の実施例で使用する、軟水器ならびに鉱泉有価物質の抽出調整を行う装置の構成模式図である。
【符号の説明】
【００５１】
ＢＴ 浴槽
Ｃ コントローラー
Ｈ ボイラー
ＨＣ ヘアキャッチャー
ＭＭ 膜モジュール
ＳＦ 砂濾過塔
Ｖ 三方バルブ
Ｗ 井戸
Ｆ−１．１ 糸巻きフィルター
Ｆ−１．２ 濾過機
Ｆ−１．３ 膜濾過器
Ｌ−１．１ 原水供給ライン１
Ｌ−１．２ 酸化剤注入ライン
Ｌ−１．３ 原水供給ライン２
Ｌ−１．４ 濾過水供給ライン
Ｌ−１．５ 膜濾過水供給ライン
Ｌ−１．６ 処理水供給ライン１
Ｌ−１．７ 洗浄水供給ライン
Ｌ−１．８ 洗浄水返送ライン１
Ｌ−１．９ 洗浄水返送ライン２
Ｌ−１．１０ 洗浄水返送ライン３
Ｌ−１．１１ 洗浄水返送ライン４
Ｌ−１．１２ 抽出ライン１
Ｌ−１．１３ 抽出ライン２
Ｌ−１．１４ 還元剤注入ライン１
Ｌ−１．１５ 硫酸注入ライン１
Ｌ−１．１６ 人工鉱泉源泉供給ライン１
Ｌ−１．１７ 人工鉱泉源泉供給ライン２
Ｌ−１．１８ 砂濾過処理水供給ライン２
Ｌ−１．１９ 還元剤注入ライン２
Ｌ−１．２０ 水酸化ナトリウム注入ライン
Ｌ−１．２１ 人工鉱泉循環ライン１
Ｌ−１．２２ 人工鉱泉循環ライン２
Ｌ−１．２３ 人工鉱泉加温ライン１
Ｌ−１．２４ 人工鉱泉循環ライン３
Ｌ−１．２５ 人工鉱泉供給ライン
Ｌ−１．２６ 人工鉱泉返送ライン
Ｍ−１．１ ｐＨ計１
Ｍ−１．２ 電位差滴定装置
Ｍ−１．３ ＴＯＣ・ＴＮ計
Ｐ−１．１ 井戸ポンプ
Ｐ−１．２ 原水ポンプ１
Ｐ−１．３ 処理水供給ポンプ
Ｐ−１．４ 洗浄水供給ポンプ
Ｐ−１．５ 循環ポンプ１
Ｐ−１．６ 還元剤注入ポンプ１
Ｐ−１．７ 硫酸注入ンプ１
Ｐ−１．８ 人工鉱泉源泉供給ポンプ１
Ｐ−１．９ 人工鉱泉循環ポンプ１
Ｐ−１．１０ 人工鉱泉供給ポンプ１
Ｔ−１．１ 酸化剤タンク１
Ｔ−１．２ 原水槽
Ｔ−１．３ 処理水槽
Ｔ−１．４ 貯水槽
Ｔ−１．５ 循環タンク１
Ｔ−１．６ 還元剤タンク１
Ｔ−１．７ 硫酸タンク１
Ｔ−１．８ 人工鉱泉源泉タンク
Ｔ−１．９ 調整槽１
Ｔ−１．１０ 還元剤タンク２
Ｔ−１．１１ 水酸化ナトリウムタンク１
Ｆ−２．１ 糸巻きフィルター１
Ｆ−２．２ 糸巻きフィルター２
Ｌ−２．１ 原水供給ライン３
Ｌ−２．２ 原水供給ライン４
Ｌ−２．３ 処理水供給ライン２
Ｌ−２．４ 原水供給ライン５
Ｌ−２．５ 処理水供給ライン４
Ｌ−２．６ 原水供給ライン６
Ｌ−２．７ 抽出ライン３
Ｌ−２．８ 抽出ライン４
Ｌ−２．９ 抽出ライン５
Ｌ−２．１０ 抽出ライン６
Ｌ−２．１１ 抽出ライン７
Ｌ−２．１２ 抽出ライン８
Ｌ−２．１３ 還元剤注入ライン３
Ｌ−２．１４ 硫酸注入ライン２
Ｐ−２．１ 原水ポンプ２
Ｐ−２．２ 循環ポンプ２
Ｐ−２．３ 還元剤注入ポンプ２
Ｐ−２．４ 硫酸注入ポンプ２
Ｔ−２．１ 循環タンク２
Ｔ−２．２ 還元剤タンク３
Ｔ−２．３ 硫酸タンク２
Ｌ−３．１ 原水供給ライン７
Ｌ−３．２ 原水供給ライン８
Ｌ−３．３ 処理水供給ライン５
Ｌ−３．４ 抽出ライン９
Ｌ−３．５ 抽出ライン１０
Ｌ−３．６ 抽出ライン１１
Ｌ−３．７ 抽出ライン１２
Ｌ−３．８ 還元剤注入ライン４
Ｌ−３．９ 硫酸注入ライン３
Ｌ−３．１０ 大気開放ライン
Ｐ−３．１ 原水ポンプ３
Ｐ−３．２ 循環ポンプ３
Ｐ−３．３ 還元剤注入ポンプ３
Ｐ−３．４ 硫酸注入ポンプ３
Ｔ−３．１ 循環タンク３
Ｔ−３．２ 還元剤タンク４
Ｔ−３．３ 硫酸タンク３
ＡＥ 散気管
ＡＣ 活性炭
Ｂ ブロアー
ＳＰ スネークポンプ
ＷＳ 軟水器
Ｆ−４．１ 濾過器
Ｆ−４．２ 膜濾過器
Ｌ−４．１ 原水供給ライン９
Ｌ−４．２ 原水供給ライン１０
Ｌ−４．３ 処理水供給ライン７
Ｌ−４．４ 処理水供給ライン８
Ｌ−４．５ 循環ライン１
Ｌ−４．６ 再生剤供給ライン
Ｌ−４．７ 循環ライン２
Ｌ−４．８ 濃縮水供給ライン
Ｌ−４．９ 酸化剤供給ライン
Ｌ−４．１０ 水酸化ナトリウム供給ライン
Ｌ−４．１１ 人工鉱泉循環ライン４
Ｌ−４．１２ 人工鉱泉循環ライン５
Ｌ−４．１３ 人工鉱泉加温ライン２
Ｌ−４．１４ 人工鉱泉循環ライン６
Ｌ−４．１５ 空気供給ライン
Ｌ−４．１６ 人工鉱泉供給ライン２
Ｌ−４．１７ 人工鉱泉返送ライン２
Ｍ−４．１ ｐＨ計２
Ｍ−４．２ 残留塩素計
Ｐ−４．１ 再生液循環ポンプ
Ｐ−４．２ 人工鉱泉循環ポンプ２
Ｐ−４．３ 人工鉱泉供給ポンプ２
Ｔ−４．１ 循環タンク４
Ｔ−４．２ 再生剤タンク
Ｔ−４．３ 調整槽２
Ｔ−４．４ 酸化剤タンク２
Ｔ−４．５ 水酸化ナトリウムタンク２
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉱泉成分を用いる人工鉱泉の水質構成に際し、各種水処理工程にて派生する廃雑物より鉱泉有価物質を抽出採取して浴水の調整に優先的に活用し、且つ廃棄物負荷の軽減を図ることを特徴とする人工鉱泉水の製造方法及びそのシステム。
【請求項２】
該水処理工程として、地下水を浄化して飲料水を製造するに際し、砂濾過工程及び／又は膜濾過工程に於ける濾過閉鎖材より鉱泉有価物質を抽出採取して浴水の調整を行う事を特徴とする請求項１記載の人工鉱泉水の製造方法及びそのシステム。
【請求項３】
該濾過閉鎖材の処理手段として、水による逆洗以外に薬洗手段を設営した濾過工程を組み込む事を特徴とする請求項２に記載の人工鉱泉水の製造方法及びそのシステム。
【請求項４】
該鉱泉有価物質として、地下水のイオン交換樹脂による軟水化処理工程に於ける再生水より発生する硬度成分を活用し、更に浴水のｐＨを７．０以下に保持しながら二酸化炭素を溶解し炭酸水素塩を含む浴槽用水として提供する事を特徴とする請求項１ないし３に記載の人工鉱泉水の製造方法及びそのシステム。
【請求項５】
人工鉱泉製造システムとして、浴槽と調整槽を備え且つ浴槽内の水と調整槽の水を循環する流路を有し、これらの用水を強制的に循環させる循環手段、物理的に濁質物質の除去を行う濾過手段並びに酸化剤または還元剤注入装置および電位差滴定装置を備え人工鉱泉中の酸化剤または還元剤濃度を一定に管理する手段、酸またはアルカリ注入装置およびｐＨ装置を備え人工鉱泉中のｐＨおよび水温を一定に管理する手段に加え、循環水全体の全有機炭素および全窒素を分析する機能を設営する事を特徴とする請求項１ないし４に記載の人工鉱泉水の製造方法及びそのシステム。
【請求項６】
該還元剤としてチオ硫酸ナトリウムを用い、人工鉱泉のｐＨを酸性に管理することで硫化水素を発生させることを特徴とする請求項５に記載の人工鉱泉水の製造方法及びそのシステム。
【請求項７】
該還元剤を採用する場合に於いて、更に銅化合物を介在せしめることを特徴とする請求項５ないし６に記載の人工鉱泉水の製造方法及びそのシステム。
【請求項１】
鉱泉成分を用いる人工鉱泉の水質構成に際し、各種水処理工程にて派生する廃雑物より鉱泉有価物質を抽出採取して浴水の調整に優先的に活用し、且つ廃棄物負荷の軽減を図ることを特徴とする人工鉱泉水の製造方法及びそのシステム。
【請求項２】
該水処理工程として、地下水を浄化して飲料水を製造するに際し、砂濾過工程及び／又は膜濾過工程に於ける濾過閉鎖材より鉱泉有価物質を抽出採取して浴水の調整を行う事を特徴とする請求項１記載の人工鉱泉水の製造方法及びそのシステム。
【請求項３】
該濾過閉鎖材の処理手段として、水による逆洗以外に薬洗手段を設営した濾過工程を組み込む事を特徴とする請求項２に記載の人工鉱泉水の製造方法及びそのシステム。
【請求項４】
該鉱泉有価物質として、地下水のイオン交換樹脂による軟水化処理工程に於ける再生水より発生する硬度成分を活用し、更に浴水のｐＨを７．０以下に保持しながら二酸化炭素を溶解し炭酸水素塩を含む浴槽用水として提供する事を特徴とする請求項１ないし３に記載の人工鉱泉水の製造方法及びそのシステム。
【請求項５】
人工鉱泉製造システムとして、浴槽と調整槽を備え且つ浴槽内の水と調整槽の水を循環する流路を有し、これらの用水を強制的に循環させる循環手段、物理的に濁質物質の除去を行う濾過手段並びに酸化剤または還元剤注入装置および電位差滴定装置を備え人工鉱泉中の酸化剤または還元剤濃度を一定に管理する手段、酸またはアルカリ注入装置およびｐＨ装置を備え人工鉱泉中のｐＨおよび水温を一定に管理する手段に加え、循環水全体の全有機炭素および全窒素を分析する機能を設営する事を特徴とする請求項１ないし４に記載の人工鉱泉水の製造方法及びそのシステム。
【請求項６】
該還元剤としてチオ硫酸ナトリウムを用い、人工鉱泉のｐＨを酸性に管理することで硫化水素を発生させることを特徴とする請求項５に記載の人工鉱泉水の製造方法及びそのシステム。
【請求項７】
該還元剤を採用する場合に於いて、更に銅化合物を介在せしめることを特徴とする請求項５ないし６に記載の人工鉱泉水の製造方法及びそのシステム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００７−１７５６８８（Ｐ２００７−１７５６８８Ａ）
【公開日】平成１９年７月１２日（２００７．７．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３８１３６９（Ｐ２００５−３８１３６９）
【出願日】平成１７年１２月２８日（２００５．１２．２８）
【出願人】（５９６１３６３１６）株式会社ウェルシィ (18)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年７月１２日（２００７．７．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１２月２８日（２００５．１２．２８）
【出願人】（５９６１３６３１６）株式会社ウェルシィ (18)
【Ｆターム（参考）】
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