液体浄化装置
【課題】濾過器の逆洗浄中に流出する逆洗浄液の廃棄量を低減することのできる液体浄化装置を提供する。
【解決手段】水浄化装置１０は、給水源から送給される原水を貯留する原水タンク１１と、原水タンク１１中の原水を複数の濾過器１２へ送り込むためのポンプＰ１と、濾過器１２を透過して浄化された透過水を貯留する透過水タンク１５と、逆洗浄水を貯留する逆洗浄水タンク１６と、逆洗浄水タンク１６内の逆洗浄液を濾過器１２へ送給するためのポンプＰ２と、を備えている。また、逆洗浄中に濾過器１２から流出する逆洗浄水のうち、濁度が所定値以下の部分を回収する機構として、逆洗浄開始後の経過時間に基づいて逆洗浄水の流出先を切り替える流路切替弁である三方弁２２及び三方弁２２の制御手段２６を設けている。
【解決手段】水浄化装置１０は、給水源から送給される原水を貯留する原水タンク１１と、原水タンク１１中の原水を複数の濾過器１２へ送り込むためのポンプＰ１と、濾過器１２を透過して浄化された透過水を貯留する透過水タンク１５と、逆洗浄水を貯留する逆洗浄水タンク１６と、逆洗浄水タンク１６内の逆洗浄液を濾過器１２へ送給するためのポンプＰ２と、を備えている。また、逆洗浄中に濾過器１２から流出する逆洗浄水のうち、濁度が所定値以下の部分を回収する機構として、逆洗浄開始後の経過時間に基づいて逆洗浄水の流出先を切り替える流路切替弁である三方弁２２及び三方弁２２の制御手段２６を設けている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水その他の各種液体を濾過器によって浄化する液体浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
水その他の各種液体を濾過器で浄化する装置において、前記濾過器を逆洗浄する方法については、従来、様々な技術が提案されている（例えば、特許文献１〜３参照。）。特許文献１記載の逆洗浄方法においては、原水中あるいは逆洗浄水中に含まれる浮遊物質全量に対する有機性浮遊物質の割合を指標にして濾過膜の逆洗浄条件が設定される。特許文献２記載の前処理膜の洗浄方法は、逆浸透膜装置から逆洗ラインを経由して送給される塩分濃縮水を用いて前処理膜の洗浄を行う構成である。特許文献３記載の逆洗方法においては、逆洗液タンクから排出される逆洗液中の鉄粉濃度を濁度計にて推定し、この鉄粉濃度が所定値以下となったら逆洗液の排出を停止することにより逆洗液の廃棄量低減が図られている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１６９２３８号公報
【特許文献２】特開２００７−１４９０２号公報
【特許文献３】特開２００１−２７６５１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１，２記載の逆洗浄技術においては濾過器の逆洗に使用された逆洗浄液の全量が外部に排出されるので、逆洗浄液の無駄が生じている。また、逆洗浄中に濾過器から流出した逆洗浄液の排水処理にも多くの労力や資材が費やされている。
【０００５】
一方、特許文献３記載の逆洗方法においては、濁度計を用いて推定された逆洗液の鉄粉濃度に基づいて逆洗液を廃棄するか否かの判断が行われるため、逆洗液の再利用率を高めることはできる。しかしながら、逆洗液を一旦タンクに貯留して所定時間放置した後、処理する方式であるため、例えば、上水道施設のように大量の液体を浄化する装置への使用は極めて困難である。
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、濾過器の逆洗浄中に流出する逆洗浄液の廃棄量を低減することのできる液体浄化装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は、液体浄化装置の濾過器の逆洗浄作業を繰り返し行った結果、逆洗浄中に濾過器から流出する逆洗浄液の濁度は一定ではなく、逆洗浄の開始から終了に至るまでの間に変化すること、また、その変化パターンに規則性があることを発見し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
本発明の液体浄化装置は、原液供給源から送給される原液を浄化する濾過器と、前記濾過器に逆洗浄液を供給する逆洗浄手段と、逆洗浄中に前記濾過器から流出する逆洗浄液の排出流路と、を備え、
逆洗浄中に前記排出流路に流出する逆洗浄液のうち濁度が所定値以下の部分を、逆洗浄開始後の経過時間または逆洗浄液流出量に基づいて回収する回収手段を設けたことを特徴とする。
【０００９】
予め、逆洗浄中に濾過器から流出する逆洗浄液の濁度の変化を観測して、濁度が所定値以下になる時間範囲または逆洗浄液流出量範囲を把握しておけば、逆洗浄開始後の前記時間範囲または洗浄液流出量範囲内に排出経路に流出する逆洗浄液のみを回収することにより、濁度が所定値以下の部分を回収することができる。従って、濾過器の逆洗浄中に流出する逆洗浄液の廃棄量を減らすことができる。なお、回収された逆洗浄液は、再度、濾過器に送給して浄化したり、他の用途に再利用したりすることができる。
【００１０】
ここで、前記回収手段として、逆洗浄開始後の前記経過時間または前記逆洗浄液流出量の計測値に基づいて前記排出流路の流出先を切り替える流路切替弁を設けることが望ましい。このような構成とすれば、逆洗浄開始後の経過時間または逆洗浄液流出量の計測値に応じて流路切替弁を作動させるという簡単な機構で逆洗浄液の回収、廃棄の選択を行うことができる。
【００１１】
この場合、前記流路切替弁を前記濾過器の直近の前記排出流路に配置することが望ましい。このような構成とすれば、逆洗浄中に濾過器から流出する逆洗浄液の濁度の変化が最初に現れる部分で流出先の切り替えが行われるため、逆洗浄液の回収、廃棄の的確な選択を行うことができる。
【００１２】
一方、逆洗浄中に前記濾過器から流出する前記逆洗浄液の濁度を検知する濁度計を設けることもできる。このような構成とすれば、予め、逆洗浄中に濾過器から流出する逆洗浄液の濁度の変化を観測する場合に濁度計を用いて計測することができるため、濁度が所定値以下になる時間範囲または逆洗浄液流出量範囲を正確に設定することができる。また、濾過器から流出する逆洗浄液の実際の濁度を検知できるため、予期せぬ濁度変化などが生じたときも的確に対応することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明により、濾過器の逆洗浄中に流出する逆洗浄液の廃棄量を低減することのできる液体浄化装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態について説明する。図１は本発明の第１実施形態である水浄化装置の概略構成を示す図である。
【００１５】
図１に示す水浄化装置１０は、本発明に係る液体浄化装置の一例であり、全量濾過方式の浄水装置である。給水源（図示せず）から送給される原水を貯留する原水タンク１１と、原水タンク１１中の原水を複数の濾過器１２へ送り込むためのポンプＰ１と、濾過器１２を透過して浄化された透過水を貯留する透過水タンク１５と、を備えている。また、逆洗浄水を貯留する逆洗浄水タンク１６と、逆洗浄水タンク１６内の逆洗浄液を濾過器１２へ送給するためのポンプＰ２と、を備えている。複数の濾過器１２はいずれも内圧式中空糸タイプであるが、これに限定するものではない。
【００１６】
各濾過器１２に連通する流路３２には、流路切替弁である三方弁２２がそれぞれ配置され、三方弁２２と濾過器１２との間にそれぞれ濁度計２７が配置されている。三方弁２２には、逆洗浄水を排出するための流路３５が接続され、三方弁２２の切り替えを行う制御手段２６が設けられている。また、原水タンク１１から延設された流路３３には、開閉弁１３，１７及び圧力計４２が配置され、逆洗浄水タンク１６から延設された流路３８には開閉弁１８，２８及び圧力計４３が配置されている。
【００１７】
水浄化装置１０において原水の浄化作業を行う場合、開閉弁２１，２８を閉止状態、ポンプＰ２を停止状態、開閉弁１３，１７，２９，１９を開状態、三方弁２２は流路３２と濾過器１２とを連通する状態に設定した後、ポンプＰ１を作動させる。これにより、原水タンク１１内の原水が流路３０，３１，３２及び三方弁２２を経由してそれぞれ濾過器１２へ送り込まれる。濾過器１２を透過して浄化された透過水は流路３６、開閉弁２９、流路３７及び開閉弁１９を通過して透過水タンク１５に貯留されていく。透過水タンク１５内の透過水は開閉弁２０を開くことにより所定場所へ送給されるが、開閉弁１９から直接目的場所へ送給することもできる。
【００１８】
浄化作業を継続すると原水中の浮遊物質などが濾過器１２に蓄積していき濾過機能が低下していくが、それに伴って圧力計４２の指示値が高まるので、前記指示値が所定値を超えた時点で濾過器１２の逆洗浄が行われる。この場合、浄化作業を一時中止し、逆洗浄水タンク１６内の逆洗浄水を濾過器１２へ逆送給することによって逆洗浄が行われる。本実施形態の水浄化装置１０には、逆洗浄中に濾過器１２から流出する逆洗浄水のうち、濁度が所定値以下の部分を回収する機構が設けられている。
【００１９】
以下、水浄化装置１０における逆洗浄水の回収機構について説明する。まず、逆洗浄中に濾過器１２から流出する逆洗浄水のうち、濁度が所定値以下の部分（即ち、清浄度の高い部分）を回収するためには、その選択基準となる前記所定値を設定する必要がある。そこで、濾過器１２の濾過機能が低下した時点でポンプＰ１を停止し、開閉弁１７，２１，２９を閉じ、三方弁２２を各濾過器１２と流路３５とを連通する状態に切り替えた後、開閉弁１８，２８を開き、ポンプＰ２を作動させる。これにより、逆洗浄水タンク１６内の逆洗浄水が流路３８，３６を経由して各濾過器１２へ逆送され、それぞれの濾過器１２内を逆流した後、三方弁２２を通過して流路３５から排出される。
【００２０】
ここで、各濾過器１２から流出する逆洗浄水の濁度を濁度計２７で計測し、逆洗浄開始後の経過時間と濁度変化との相関関係を求めると、例えば、逆洗開始直後に流出する逆洗浄水の濁度は低いが、時間経過に伴って濁度が高まっていき、ピーク値を示した後は、再び濁度が低下するなどの規則性が見出される。そこで、逆洗浄開始後の所定時間Ｙ範囲内に流出する高濁度の逆洗浄水のみを廃棄し、その前の所定時間Ｘ範囲内及び後の所定時間Ｚ範囲内に流出する低濁度の逆洗浄水を回収するように設定する。
【００２１】
具体的には、前記規則性に基づいて、三方弁２２の切替時期（所定時間Ｘ，Ｙ，Ｚ）を予め制御手段２６に入力しておけば、逆洗浄開始後、所定時間Ｘ，Ｙ，Ｚが経過するごとに制御手段２６からの信号により三方弁２２の切り替えが行われる。なお、本実施形態では、濾過器１２から流出する逆洗浄水の濁度を濁度計２７で計測しているが、これに限定するものではないので、目視観察あるいはその他の手段で逆洗浄水の濁度を計測し、それに基づいて三方弁２２の切替時期（所定時間Ｘ，Ｙ，Ｚ）を設定することもできる。
【００２２】
逆洗浄開始後、所定時間Ｘが経過するまでの間は三方弁２２が濾過器１２から流路３２へ連通する回収モードにセットされ、開閉弁２１が開かれ、三方弁２５は流路３９，４０を連通する状態となる。従って、所定時間Ｘが経過するまでの間に濾過器１２から流出する低濁度の逆洗浄水は三方弁２２から流路３２，３１を通り、開閉弁２１、流路３９、三方弁２５及び流路４０を経由して原水タンク１１へ流入する。
【００２３】
所定時間Ｘが経過すると、制御手段２６からの信号により、三方弁２２は濾過器１２から流路３５へ連通する廃棄モードに切り替えられ、開閉弁２１が閉じられるので、この後、所定時間Ｙが経過するまでの間に濾過器１２から流出する高濁度の逆洗浄水は三方弁２２から流路３５を通り、所定の排水設備（図示せず）へ排出される。
【００２４】
所定時間Ｙが経過すると、制御手段２６からの信号により、再び三方弁２２が濾過器１２から流路３２へ連通する回収モードにセットされ、開閉弁２１が開かれ、三方弁２５は流路３９，４０を連通する状態となる。従って、この後、所定時間Ｚが経過するまでの間に濾過器１２から流出する低濁度の逆洗浄水は三方弁２２から流路３２，３１を通り、開閉弁２１、流路３９、三方弁２５及び流路４０を経由して原水タンク１１へ流入する。
【００２５】
所定時間Ｚが経過すると、ポンプＰ２が停止し、開閉弁２１，２８が閉じ、開閉弁１７，２９が開き、三方弁２２が流路３２と濾過器１２とを連通した状態にセットされる。従って、この後、ポンプＰ１を作動させれば、原水タンク１１から濾過器１２への原水送給が始まり、原水の浄化作業が再開される。なお、流路３９，４０内などに残留している逆洗浄水は三方弁２５を切り替えることにより流路４１から排出することができる。
【００２６】
このように、予め、逆洗浄中に濾過器１２から流出する逆洗浄水の濁度変化を観測し、濁度が所定値以下になる時間範囲（所定時間Ｘ，Ｚ）を把握しておけば、逆洗浄開始後の前記時間範囲（所定時間Ｘ，Ｚ）内に濾過器１２から流出する逆洗浄水のみを回収することにより、濁度が所定値以下の部分を回収することができる。従って、濾過器１２の逆洗浄中に流出する逆洗浄水の廃棄量を減らすことができる。本実施形態では、逆洗浄水を原水タンク１１内に回収した後、再度、濾過器１２に送給して浄化する構成としているが、これに限定しないので、他の用途に再利用することもできる。
【００２７】
水浄化装置１０においては、逆洗浄水の回収手段として、逆洗浄開始後の経過時間（所定時間Ｘ，Ｙ，Ｚ）の計測値に基づいて逆洗浄水の流出先を切り替える流路切替弁である三方弁２２を設けている。従って、逆洗浄開始後の経過時間に応じて制御手段２６が三方弁２２を作動させるという簡単な機構でありながら、逆洗浄液の回収、廃棄の選択を的確に行うことができる。なお、逆洗浄開始後、濾過器１２からの逆洗浄液流出量の計測値に基づいて逆洗浄液の流出先を切り替える方式を採用することもできる。
【００２８】
また、三方弁２２を濾過器１２の直近の流路３２に配置したことにより、逆洗浄中に濾過器１２から流出する逆洗浄液の濁度変化が最初に現れる部分で流出先の切り替えを行うことができるため、逆洗浄水を回収するか否かの的確な選択を行うことができる。
【００２９】
さらに、逆洗浄中に濾過器１２から流出する逆洗浄液の濁度を検知する濁度計２７を濾過器１２と三方弁２２との間に配置しているので、予め所定時間Ｘ，Ｙ，Ｚを設定するための濁度計測の際に濁度計２７を用いることができる。このため、濁度が所定値以下になる時間範囲（または逆洗浄液流出量範囲）を正確に設定することができる。また、濾過器１２から流出する逆洗浄液の実際の濁度を検知できるため、予期せぬ濁度変化などが生じたときも的確に対応することができる。なお、水浄化装置１０は３本の濾過器１２を備えているが、濾過器１２の本数、サイズ、種類などは限定されないので、濾過器の本数やサイズの増減、種類の変更などは使用条件に応じて任意に設定することができる。
【００３０】
次に、図２に基づいて本発明の第２実施形態について説明する。図２は本発明の第２実施形態である水浄化装置の概略構成を示す図である。なお、図２において図１と同符号を付している部分は水浄化装置１０の構成部分と同じ構造、機能を有する部分であり、説明を省略する。
【００３１】
図２に示す水浄化装置５０は、本発明に係る液体浄化装置の一例であり、クロスフロー方式の浄水装置である。３本の濾過器５２はいずれも内圧式中空糸タイプであるが、濾過器の種類、サイズ、本数などはこれに限定されないので、使用条件に応じて任意に設定することができる。
【００３２】
水浄化装置５０において原水の浄化作業を行う場合、開閉弁２１，２８を閉止状態、ポンプＰ２を停止状態、開閉弁１３，１７，２９，１９を開状態、三方弁２２ａは流路３２と濾過器５２とを連通する状態、三方弁２２ｂは濾過器５２と流路３１ｂとを連通した状態に設定した後、ポンプＰ１を作動させる。これにより、原水タンク１１内の原水が流路３０，３１ａ，３２及び三方弁２２ａを経由してそれぞれ濾過器５２へ送り込まれる。濾過器５２を透過して浄化された透過水は流路３６、開閉弁２９、流路３７及び開閉弁１９を通過して透過水タンク１５に貯留されていく。透過水タンク１５内の透過水は開閉弁２０を開くことにより所定場所へ送給したり、開閉弁１９から直接目的場所へ送給したりすることができる。
【００３３】
一方、濾過器５２を通過した濃縮水は三方弁２２ｂ、流路３１ｂ，３９、三方弁２５及び流路４０を通って原水タンク１１へ送り込まれ、再び、前述した流路３０などを経由して濾過器５２へ送給され、浄化される。
【００３４】
次に、水浄化装置５０における逆洗浄水の回収機構について説明する。水浄化装置１０の場合と同様、逆洗浄中に濾過器５２から流出する逆洗浄水のうち、濁度が所定値以下の部分（即ち、清浄度の高い部分）を回収するために、その選択基準となる前記所定値を設定する。濾過器５２の濾過機能が低下した時点でポンプＰ１を停止し、開閉弁１７，２１，２９を閉じ、三方弁２２ａ，２２ｂを各濾過器５２と流路３５とを連通する状態に切り替えた後、開閉弁１８，２８を開き、ポンプＰ２を作動させる。これにより、逆洗浄水タンク１６内の逆洗浄水が流路３８，３６を経由して各濾過器５２へ逆送され、濾過器１２内を通過した後、三方弁２２ａ，２２ｂを通過して流路３５から排出される。
【００３５】
ここで、各濾過器５２から流出する逆洗浄水の濁度を濁度計２７で計測し、逆洗浄開始後の経過時間と濁度変化との相関関係を求め、そこで見出された規則性に基づいて、水浄化装置１０の場合と同様に所定時間Ｘ，Ｙ，Ｚを決定する。そして、逆洗浄開始後の所定時間Ｙ範囲内に流出する高濁度の逆洗浄水のみを廃棄し、その前の所定時間Ｘの間及び後の所定時間Ｚの間に流出する低濁度の逆洗浄水を回収するように設定する。
【００３６】
具体的には、前記規則性に基づいて、流路切替弁である三方弁２２ａ，２２ｂの切替時期（所定時間Ｘ，Ｙ，Ｚ）を予め制御手段２６に入力し、逆洗浄開始後、所定時間Ｘ，Ｙ，Ｚが経過するごとに制御手段２６からの信号により三方弁２２ａ，２２ｂの切り替えを行う。
【００３７】
逆洗浄開始後、所定時間Ｘが経過するまでの間は、三方弁２２ａが濾過器５２と流路３２とを連通するとともに三方弁２２ｂが濾過器５２と流路３１ｂとを連通する回収モードにセットされ、開閉弁２１が開かれ、三方弁２５は流路３９，４０を連通する。従って、所定時間Ｘが経過するまでの間に濾過器５２を通過した低濁度の逆洗浄水は、三方弁２２ａ，２２ｂから流出する。三方弁２２ａから流出した逆洗浄水は流路３２，３１ａ，３９、開閉弁２５及び流路４０を経由して原水タンク１１へ流入し、三方弁２２ｂから流出した逆洗浄水は流路３１ｂ，３９、開閉弁２５及び流路４０を経由して原水タンク１１へ流入する。
【００３８】
所定時間Ｘが経過すると、制御手段２６からの信号により、三方弁２２ａ，２２ｂは濾過器５２と流路３５とを連通する廃棄モードに切り替えられ、開閉弁２１が閉じられるので、この後、所定時間Ｙが経過するまでの間に、濾過器５２から流出する高濁度の逆洗浄水は、三方弁２２ａ，２２ｂから流路３５を通り、所定の排水設備（図示せず）へ排出される。
【００３９】
所定時間Ｙが経過すると、制御手段２６からの信号により、再び三方弁２２ａ，２２ｂが濾過器５２と流路３２，３１ｂとを連通する回収モードにセットされ、開閉弁２１が開かれ、三方弁２５は流路３９，４０を連通する状態となる。従って、この後、所定時間Ｚが経過するまでの間に濾過器５２から流出する低濁度の逆洗浄水は流路３２，３１ａまたは流路３１ｂ，３９、三方弁２５及び流路４０を経由して原水タンク１１へ流入する。
【００４０】
所定時間Ｚが経過すると、ポンプＰ２が停止して、開閉弁２１，２８が閉じ、開閉弁１７，２９が開き、三方弁２２ａが流路３２と濾過器５２とを連通するとともに三方弁２２ｂが濾過器５２と流路３１ｂとを連通した状態にセットされる。従って、この後ポンプＰ１を作動させれば、原水タンク１１から濾過器５２への原水送給が始まり、原水の浄化作業が再開される。なお、流路３９，４０内などに残留している逆洗浄水は三方弁２５を切り替えることにより流路４１から排出することができる。
【００４１】
このように、予め、逆洗浄中に濾過器５２から流出する逆洗浄水の濁度変化を観測し、濁度が所定値以下になる時間範囲（所定時間Ｘ，Ｚ）を把握しておけば、逆洗浄開始後の前記時間範囲（所定時間Ｘ，Ｚ）内に濾過器５２から流出する逆洗浄水のみを回収することにより、濁度が所定値以下の部分を回収することができる。従って、濾過器５２の逆洗浄中に流出する逆洗浄水の廃棄量を減らすことができる。本実施形態では、逆洗浄水を原水タンク１１内に回収した後、再度、濾過器５２に送給して浄化する構成としているが、これに限定しないので、他の用途に再利用することもできる。その他の部分の構造、機能などは前述した水浄化装置１０と同様である。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明の濾過装置は、水浄化手段あるいはその他の液体浄化手段として広く利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の第１実施形態である水浄化装置の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の第２実施形態である水浄化装置の概略構成を示す図である。
【符号の説明】
【００４４】
１０，５０ 水浄化装置
１１ 原水タンク
１２，５２ 濾過器
１３，１７，１８，１９，２０，２１，２８，２９ 開閉弁
１５ 透過水タンク
１６ 逆洗浄水タンク
２２，２２ａ，２２ｂ，２５ 三方弁
２７ 濁度計
３０，３１，３１ａ，３１ｂ，３２，３３，３５，３６，３７，３８，３９，４０，４１ 流路
４２，４３ 圧力計
Ｐ１，Ｐ２ ポンプ
Ｘ，Ｙ，Ｚ 所定時間
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水その他の各種液体を濾過器によって浄化する液体浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
水その他の各種液体を濾過器で浄化する装置において、前記濾過器を逆洗浄する方法については、従来、様々な技術が提案されている（例えば、特許文献１〜３参照。）。特許文献１記載の逆洗浄方法においては、原水中あるいは逆洗浄水中に含まれる浮遊物質全量に対する有機性浮遊物質の割合を指標にして濾過膜の逆洗浄条件が設定される。特許文献２記載の前処理膜の洗浄方法は、逆浸透膜装置から逆洗ラインを経由して送給される塩分濃縮水を用いて前処理膜の洗浄を行う構成である。特許文献３記載の逆洗方法においては、逆洗液タンクから排出される逆洗液中の鉄粉濃度を濁度計にて推定し、この鉄粉濃度が所定値以下となったら逆洗液の排出を停止することにより逆洗液の廃棄量低減が図られている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１６９２３８号公報
【特許文献２】特開２００７−１４９０２号公報
【特許文献３】特開２００１−２７６５１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１，２記載の逆洗浄技術においては濾過器の逆洗に使用された逆洗浄液の全量が外部に排出されるので、逆洗浄液の無駄が生じている。また、逆洗浄中に濾過器から流出した逆洗浄液の排水処理にも多くの労力や資材が費やされている。
【０００５】
一方、特許文献３記載の逆洗方法においては、濁度計を用いて推定された逆洗液の鉄粉濃度に基づいて逆洗液を廃棄するか否かの判断が行われるため、逆洗液の再利用率を高めることはできる。しかしながら、逆洗液を一旦タンクに貯留して所定時間放置した後、処理する方式であるため、例えば、上水道施設のように大量の液体を浄化する装置への使用は極めて困難である。
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、濾過器の逆洗浄中に流出する逆洗浄液の廃棄量を低減することのできる液体浄化装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は、液体浄化装置の濾過器の逆洗浄作業を繰り返し行った結果、逆洗浄中に濾過器から流出する逆洗浄液の濁度は一定ではなく、逆洗浄の開始から終了に至るまでの間に変化すること、また、その変化パターンに規則性があることを発見し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
本発明の液体浄化装置は、原液供給源から送給される原液を浄化する濾過器と、前記濾過器に逆洗浄液を供給する逆洗浄手段と、逆洗浄中に前記濾過器から流出する逆洗浄液の排出流路と、を備え、
逆洗浄中に前記排出流路に流出する逆洗浄液のうち濁度が所定値以下の部分を、逆洗浄開始後の経過時間または逆洗浄液流出量に基づいて回収する回収手段を設けたことを特徴とする。
【０００９】
予め、逆洗浄中に濾過器から流出する逆洗浄液の濁度の変化を観測して、濁度が所定値以下になる時間範囲または逆洗浄液流出量範囲を把握しておけば、逆洗浄開始後の前記時間範囲または洗浄液流出量範囲内に排出経路に流出する逆洗浄液のみを回収することにより、濁度が所定値以下の部分を回収することができる。従って、濾過器の逆洗浄中に流出する逆洗浄液の廃棄量を減らすことができる。なお、回収された逆洗浄液は、再度、濾過器に送給して浄化したり、他の用途に再利用したりすることができる。
【００１０】
ここで、前記回収手段として、逆洗浄開始後の前記経過時間または前記逆洗浄液流出量の計測値に基づいて前記排出流路の流出先を切り替える流路切替弁を設けることが望ましい。このような構成とすれば、逆洗浄開始後の経過時間または逆洗浄液流出量の計測値に応じて流路切替弁を作動させるという簡単な機構で逆洗浄液の回収、廃棄の選択を行うことができる。
【００１１】
この場合、前記流路切替弁を前記濾過器の直近の前記排出流路に配置することが望ましい。このような構成とすれば、逆洗浄中に濾過器から流出する逆洗浄液の濁度の変化が最初に現れる部分で流出先の切り替えが行われるため、逆洗浄液の回収、廃棄の的確な選択を行うことができる。
【００１２】
一方、逆洗浄中に前記濾過器から流出する前記逆洗浄液の濁度を検知する濁度計を設けることもできる。このような構成とすれば、予め、逆洗浄中に濾過器から流出する逆洗浄液の濁度の変化を観測する場合に濁度計を用いて計測することができるため、濁度が所定値以下になる時間範囲または逆洗浄液流出量範囲を正確に設定することができる。また、濾過器から流出する逆洗浄液の実際の濁度を検知できるため、予期せぬ濁度変化などが生じたときも的確に対応することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明により、濾過器の逆洗浄中に流出する逆洗浄液の廃棄量を低減することのできる液体浄化装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態について説明する。図１は本発明の第１実施形態である水浄化装置の概略構成を示す図である。
【００１５】
図１に示す水浄化装置１０は、本発明に係る液体浄化装置の一例であり、全量濾過方式の浄水装置である。給水源（図示せず）から送給される原水を貯留する原水タンク１１と、原水タンク１１中の原水を複数の濾過器１２へ送り込むためのポンプＰ１と、濾過器１２を透過して浄化された透過水を貯留する透過水タンク１５と、を備えている。また、逆洗浄水を貯留する逆洗浄水タンク１６と、逆洗浄水タンク１６内の逆洗浄液を濾過器１２へ送給するためのポンプＰ２と、を備えている。複数の濾過器１２はいずれも内圧式中空糸タイプであるが、これに限定するものではない。
【００１６】
各濾過器１２に連通する流路３２には、流路切替弁である三方弁２２がそれぞれ配置され、三方弁２２と濾過器１２との間にそれぞれ濁度計２７が配置されている。三方弁２２には、逆洗浄水を排出するための流路３５が接続され、三方弁２２の切り替えを行う制御手段２６が設けられている。また、原水タンク１１から延設された流路３３には、開閉弁１３，１７及び圧力計４２が配置され、逆洗浄水タンク１６から延設された流路３８には開閉弁１８，２８及び圧力計４３が配置されている。
【００１７】
水浄化装置１０において原水の浄化作業を行う場合、開閉弁２１，２８を閉止状態、ポンプＰ２を停止状態、開閉弁１３，１７，２９，１９を開状態、三方弁２２は流路３２と濾過器１２とを連通する状態に設定した後、ポンプＰ１を作動させる。これにより、原水タンク１１内の原水が流路３０，３１，３２及び三方弁２２を経由してそれぞれ濾過器１２へ送り込まれる。濾過器１２を透過して浄化された透過水は流路３６、開閉弁２９、流路３７及び開閉弁１９を通過して透過水タンク１５に貯留されていく。透過水タンク１５内の透過水は開閉弁２０を開くことにより所定場所へ送給されるが、開閉弁１９から直接目的場所へ送給することもできる。
【００１８】
浄化作業を継続すると原水中の浮遊物質などが濾過器１２に蓄積していき濾過機能が低下していくが、それに伴って圧力計４２の指示値が高まるので、前記指示値が所定値を超えた時点で濾過器１２の逆洗浄が行われる。この場合、浄化作業を一時中止し、逆洗浄水タンク１６内の逆洗浄水を濾過器１２へ逆送給することによって逆洗浄が行われる。本実施形態の水浄化装置１０には、逆洗浄中に濾過器１２から流出する逆洗浄水のうち、濁度が所定値以下の部分を回収する機構が設けられている。
【００１９】
以下、水浄化装置１０における逆洗浄水の回収機構について説明する。まず、逆洗浄中に濾過器１２から流出する逆洗浄水のうち、濁度が所定値以下の部分（即ち、清浄度の高い部分）を回収するためには、その選択基準となる前記所定値を設定する必要がある。そこで、濾過器１２の濾過機能が低下した時点でポンプＰ１を停止し、開閉弁１７，２１，２９を閉じ、三方弁２２を各濾過器１２と流路３５とを連通する状態に切り替えた後、開閉弁１８，２８を開き、ポンプＰ２を作動させる。これにより、逆洗浄水タンク１６内の逆洗浄水が流路３８，３６を経由して各濾過器１２へ逆送され、それぞれの濾過器１２内を逆流した後、三方弁２２を通過して流路３５から排出される。
【００２０】
ここで、各濾過器１２から流出する逆洗浄水の濁度を濁度計２７で計測し、逆洗浄開始後の経過時間と濁度変化との相関関係を求めると、例えば、逆洗開始直後に流出する逆洗浄水の濁度は低いが、時間経過に伴って濁度が高まっていき、ピーク値を示した後は、再び濁度が低下するなどの規則性が見出される。そこで、逆洗浄開始後の所定時間Ｙ範囲内に流出する高濁度の逆洗浄水のみを廃棄し、その前の所定時間Ｘ範囲内及び後の所定時間Ｚ範囲内に流出する低濁度の逆洗浄水を回収するように設定する。
【００２１】
具体的には、前記規則性に基づいて、三方弁２２の切替時期（所定時間Ｘ，Ｙ，Ｚ）を予め制御手段２６に入力しておけば、逆洗浄開始後、所定時間Ｘ，Ｙ，Ｚが経過するごとに制御手段２６からの信号により三方弁２２の切り替えが行われる。なお、本実施形態では、濾過器１２から流出する逆洗浄水の濁度を濁度計２７で計測しているが、これに限定するものではないので、目視観察あるいはその他の手段で逆洗浄水の濁度を計測し、それに基づいて三方弁２２の切替時期（所定時間Ｘ，Ｙ，Ｚ）を設定することもできる。
【００２２】
逆洗浄開始後、所定時間Ｘが経過するまでの間は三方弁２２が濾過器１２から流路３２へ連通する回収モードにセットされ、開閉弁２１が開かれ、三方弁２５は流路３９，４０を連通する状態となる。従って、所定時間Ｘが経過するまでの間に濾過器１２から流出する低濁度の逆洗浄水は三方弁２２から流路３２，３１を通り、開閉弁２１、流路３９、三方弁２５及び流路４０を経由して原水タンク１１へ流入する。
【００２３】
所定時間Ｘが経過すると、制御手段２６からの信号により、三方弁２２は濾過器１２から流路３５へ連通する廃棄モードに切り替えられ、開閉弁２１が閉じられるので、この後、所定時間Ｙが経過するまでの間に濾過器１２から流出する高濁度の逆洗浄水は三方弁２２から流路３５を通り、所定の排水設備（図示せず）へ排出される。
【００２４】
所定時間Ｙが経過すると、制御手段２６からの信号により、再び三方弁２２が濾過器１２から流路３２へ連通する回収モードにセットされ、開閉弁２１が開かれ、三方弁２５は流路３９，４０を連通する状態となる。従って、この後、所定時間Ｚが経過するまでの間に濾過器１２から流出する低濁度の逆洗浄水は三方弁２２から流路３２，３１を通り、開閉弁２１、流路３９、三方弁２５及び流路４０を経由して原水タンク１１へ流入する。
【００２５】
所定時間Ｚが経過すると、ポンプＰ２が停止し、開閉弁２１，２８が閉じ、開閉弁１７，２９が開き、三方弁２２が流路３２と濾過器１２とを連通した状態にセットされる。従って、この後、ポンプＰ１を作動させれば、原水タンク１１から濾過器１２への原水送給が始まり、原水の浄化作業が再開される。なお、流路３９，４０内などに残留している逆洗浄水は三方弁２５を切り替えることにより流路４１から排出することができる。
【００２６】
このように、予め、逆洗浄中に濾過器１２から流出する逆洗浄水の濁度変化を観測し、濁度が所定値以下になる時間範囲（所定時間Ｘ，Ｚ）を把握しておけば、逆洗浄開始後の前記時間範囲（所定時間Ｘ，Ｚ）内に濾過器１２から流出する逆洗浄水のみを回収することにより、濁度が所定値以下の部分を回収することができる。従って、濾過器１２の逆洗浄中に流出する逆洗浄水の廃棄量を減らすことができる。本実施形態では、逆洗浄水を原水タンク１１内に回収した後、再度、濾過器１２に送給して浄化する構成としているが、これに限定しないので、他の用途に再利用することもできる。
【００２７】
水浄化装置１０においては、逆洗浄水の回収手段として、逆洗浄開始後の経過時間（所定時間Ｘ，Ｙ，Ｚ）の計測値に基づいて逆洗浄水の流出先を切り替える流路切替弁である三方弁２２を設けている。従って、逆洗浄開始後の経過時間に応じて制御手段２６が三方弁２２を作動させるという簡単な機構でありながら、逆洗浄液の回収、廃棄の選択を的確に行うことができる。なお、逆洗浄開始後、濾過器１２からの逆洗浄液流出量の計測値に基づいて逆洗浄液の流出先を切り替える方式を採用することもできる。
【００２８】
また、三方弁２２を濾過器１２の直近の流路３２に配置したことにより、逆洗浄中に濾過器１２から流出する逆洗浄液の濁度変化が最初に現れる部分で流出先の切り替えを行うことができるため、逆洗浄水を回収するか否かの的確な選択を行うことができる。
【００２９】
さらに、逆洗浄中に濾過器１２から流出する逆洗浄液の濁度を検知する濁度計２７を濾過器１２と三方弁２２との間に配置しているので、予め所定時間Ｘ，Ｙ，Ｚを設定するための濁度計測の際に濁度計２７を用いることができる。このため、濁度が所定値以下になる時間範囲（または逆洗浄液流出量範囲）を正確に設定することができる。また、濾過器１２から流出する逆洗浄液の実際の濁度を検知できるため、予期せぬ濁度変化などが生じたときも的確に対応することができる。なお、水浄化装置１０は３本の濾過器１２を備えているが、濾過器１２の本数、サイズ、種類などは限定されないので、濾過器の本数やサイズの増減、種類の変更などは使用条件に応じて任意に設定することができる。
【００３０】
次に、図２に基づいて本発明の第２実施形態について説明する。図２は本発明の第２実施形態である水浄化装置の概略構成を示す図である。なお、図２において図１と同符号を付している部分は水浄化装置１０の構成部分と同じ構造、機能を有する部分であり、説明を省略する。
【００３１】
図２に示す水浄化装置５０は、本発明に係る液体浄化装置の一例であり、クロスフロー方式の浄水装置である。３本の濾過器５２はいずれも内圧式中空糸タイプであるが、濾過器の種類、サイズ、本数などはこれに限定されないので、使用条件に応じて任意に設定することができる。
【００３２】
水浄化装置５０において原水の浄化作業を行う場合、開閉弁２１，２８を閉止状態、ポンプＰ２を停止状態、開閉弁１３，１７，２９，１９を開状態、三方弁２２ａは流路３２と濾過器５２とを連通する状態、三方弁２２ｂは濾過器５２と流路３１ｂとを連通した状態に設定した後、ポンプＰ１を作動させる。これにより、原水タンク１１内の原水が流路３０，３１ａ，３２及び三方弁２２ａを経由してそれぞれ濾過器５２へ送り込まれる。濾過器５２を透過して浄化された透過水は流路３６、開閉弁２９、流路３７及び開閉弁１９を通過して透過水タンク１５に貯留されていく。透過水タンク１５内の透過水は開閉弁２０を開くことにより所定場所へ送給したり、開閉弁１９から直接目的場所へ送給したりすることができる。
【００３３】
一方、濾過器５２を通過した濃縮水は三方弁２２ｂ、流路３１ｂ，３９、三方弁２５及び流路４０を通って原水タンク１１へ送り込まれ、再び、前述した流路３０などを経由して濾過器５２へ送給され、浄化される。
【００３４】
次に、水浄化装置５０における逆洗浄水の回収機構について説明する。水浄化装置１０の場合と同様、逆洗浄中に濾過器５２から流出する逆洗浄水のうち、濁度が所定値以下の部分（即ち、清浄度の高い部分）を回収するために、その選択基準となる前記所定値を設定する。濾過器５２の濾過機能が低下した時点でポンプＰ１を停止し、開閉弁１７，２１，２９を閉じ、三方弁２２ａ，２２ｂを各濾過器５２と流路３５とを連通する状態に切り替えた後、開閉弁１８，２８を開き、ポンプＰ２を作動させる。これにより、逆洗浄水タンク１６内の逆洗浄水が流路３８，３６を経由して各濾過器５２へ逆送され、濾過器１２内を通過した後、三方弁２２ａ，２２ｂを通過して流路３５から排出される。
【００３５】
ここで、各濾過器５２から流出する逆洗浄水の濁度を濁度計２７で計測し、逆洗浄開始後の経過時間と濁度変化との相関関係を求め、そこで見出された規則性に基づいて、水浄化装置１０の場合と同様に所定時間Ｘ，Ｙ，Ｚを決定する。そして、逆洗浄開始後の所定時間Ｙ範囲内に流出する高濁度の逆洗浄水のみを廃棄し、その前の所定時間Ｘの間及び後の所定時間Ｚの間に流出する低濁度の逆洗浄水を回収するように設定する。
【００３６】
具体的には、前記規則性に基づいて、流路切替弁である三方弁２２ａ，２２ｂの切替時期（所定時間Ｘ，Ｙ，Ｚ）を予め制御手段２６に入力し、逆洗浄開始後、所定時間Ｘ，Ｙ，Ｚが経過するごとに制御手段２６からの信号により三方弁２２ａ，２２ｂの切り替えを行う。
【００３７】
逆洗浄開始後、所定時間Ｘが経過するまでの間は、三方弁２２ａが濾過器５２と流路３２とを連通するとともに三方弁２２ｂが濾過器５２と流路３１ｂとを連通する回収モードにセットされ、開閉弁２１が開かれ、三方弁２５は流路３９，４０を連通する。従って、所定時間Ｘが経過するまでの間に濾過器５２を通過した低濁度の逆洗浄水は、三方弁２２ａ，２２ｂから流出する。三方弁２２ａから流出した逆洗浄水は流路３２，３１ａ，３９、開閉弁２５及び流路４０を経由して原水タンク１１へ流入し、三方弁２２ｂから流出した逆洗浄水は流路３１ｂ，３９、開閉弁２５及び流路４０を経由して原水タンク１１へ流入する。
【００３８】
所定時間Ｘが経過すると、制御手段２６からの信号により、三方弁２２ａ，２２ｂは濾過器５２と流路３５とを連通する廃棄モードに切り替えられ、開閉弁２１が閉じられるので、この後、所定時間Ｙが経過するまでの間に、濾過器５２から流出する高濁度の逆洗浄水は、三方弁２２ａ，２２ｂから流路３５を通り、所定の排水設備（図示せず）へ排出される。
【００３９】
所定時間Ｙが経過すると、制御手段２６からの信号により、再び三方弁２２ａ，２２ｂが濾過器５２と流路３２，３１ｂとを連通する回収モードにセットされ、開閉弁２１が開かれ、三方弁２５は流路３９，４０を連通する状態となる。従って、この後、所定時間Ｚが経過するまでの間に濾過器５２から流出する低濁度の逆洗浄水は流路３２，３１ａまたは流路３１ｂ，３９、三方弁２５及び流路４０を経由して原水タンク１１へ流入する。
【００４０】
所定時間Ｚが経過すると、ポンプＰ２が停止して、開閉弁２１，２８が閉じ、開閉弁１７，２９が開き、三方弁２２ａが流路３２と濾過器５２とを連通するとともに三方弁２２ｂが濾過器５２と流路３１ｂとを連通した状態にセットされる。従って、この後ポンプＰ１を作動させれば、原水タンク１１から濾過器５２への原水送給が始まり、原水の浄化作業が再開される。なお、流路３９，４０内などに残留している逆洗浄水は三方弁２５を切り替えることにより流路４１から排出することができる。
【００４１】
このように、予め、逆洗浄中に濾過器５２から流出する逆洗浄水の濁度変化を観測し、濁度が所定値以下になる時間範囲（所定時間Ｘ，Ｚ）を把握しておけば、逆洗浄開始後の前記時間範囲（所定時間Ｘ，Ｚ）内に濾過器５２から流出する逆洗浄水のみを回収することにより、濁度が所定値以下の部分を回収することができる。従って、濾過器５２の逆洗浄中に流出する逆洗浄水の廃棄量を減らすことができる。本実施形態では、逆洗浄水を原水タンク１１内に回収した後、再度、濾過器５２に送給して浄化する構成としているが、これに限定しないので、他の用途に再利用することもできる。その他の部分の構造、機能などは前述した水浄化装置１０と同様である。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明の濾過装置は、水浄化手段あるいはその他の液体浄化手段として広く利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の第１実施形態である水浄化装置の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の第２実施形態である水浄化装置の概略構成を示す図である。
【符号の説明】
【００４４】
１０，５０ 水浄化装置
１１ 原水タンク
１２，５２ 濾過器
１３，１７，１８，１９，２０，２１，２８，２９ 開閉弁
１５ 透過水タンク
１６ 逆洗浄水タンク
２２，２２ａ，２２ｂ，２５ 三方弁
２７ 濁度計
３０，３１，３１ａ，３１ｂ，３２，３３，３５，３６，３７，３８，３９，４０，４１ 流路
４２，４３ 圧力計
Ｐ１，Ｐ２ ポンプ
Ｘ，Ｙ，Ｚ 所定時間
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原液供給源から送給される原液を浄化する濾過器と、前記濾過器に逆洗浄液を供給する逆洗浄手段と、逆洗浄中に前記濾過器から流出する逆洗浄液の排出流路と、を備え、
逆洗浄中に前記濾過器から流出する逆洗浄液のうち濁度が所定値以下の部分を、逆洗浄開始後の経過時間または逆洗浄液流出量に基づいて回収する回収手段を設けたことを特徴とする液体浄化装置。
【請求項２】
前記回収手段として、逆洗浄開始後の前記経過時間または前記逆洗浄液流出量の計測値に基づいて前記排出流路の流出先を切り替える流路切替弁を設けたことを特徴とする請求項１記載の液体浄化装置。
【請求項３】
前記流路切替弁を前記濾過器の直近の前記排出流路に配置したことを特徴とする請求項１または２記載の液体浄化装置。
【請求項４】
逆洗浄中に前記濾過器から流出する前記逆洗浄液の濁度を検知する濁度計を設けた請求項１〜３のいずれかに記載の液体浄化装置。
【請求項１】
原液供給源から送給される原液を浄化する濾過器と、前記濾過器に逆洗浄液を供給する逆洗浄手段と、逆洗浄中に前記濾過器から流出する逆洗浄液の排出流路と、を備え、
逆洗浄中に前記濾過器から流出する逆洗浄液のうち濁度が所定値以下の部分を、逆洗浄開始後の経過時間または逆洗浄液流出量に基づいて回収する回収手段を設けたことを特徴とする液体浄化装置。
【請求項２】
前記回収手段として、逆洗浄開始後の前記経過時間または前記逆洗浄液流出量の計測値に基づいて前記排出流路の流出先を切り替える流路切替弁を設けたことを特徴とする請求項１記載の液体浄化装置。
【請求項３】
前記流路切替弁を前記濾過器の直近の前記排出流路に配置したことを特徴とする請求項１または２記載の液体浄化装置。
【請求項４】
逆洗浄中に前記濾過器から流出する前記逆洗浄液の濁度を検知する濁度計を設けた請求項１〜３のいずれかに記載の液体浄化装置。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２００９−１８３９２０（Ｐ２００９−１８３９２０Ａ）
【公開日】平成２１年８月２０日（２００９．８．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２９２５３（Ｐ２００８−２９２５３）
【出願日】平成２０年２月８日（２００８．２．８）
【出願人】（３９８０１８７７７）株式会社弁天 (15)
【出願人】（３９９１０２８３９）博多港管理株式会社 (16)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年８月２０日（２００９．８．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年２月８日（２００８．２．８）
【出願人】（３９８０１８７７７）株式会社弁天 (15)
【出願人】（３９９１０２８３９）博多港管理株式会社 (16)
【Ｆターム（参考）】
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