JP2000117264A - 浄水システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コンパクト化が可能で、運搬性能の良好な浄
水システムを提供すること。 【解決手段】 原水は吸引用ポンプ１０によって吸引さ
れ、中空状のパイプ１１中を通過して、不純物除去装置
１２に移送される。パイプ１１の途中には、凝集剤添加
装置１３が連結されており、パイプ１１を通過中の原水
に凝集剤が添加される。不純物除去装置１２に移された
原水には、気泡発生用ポンプ１４によって微細な気泡が
発生させられる。気泡によって、凝集剤とともに原水中
の不純物が回収され、原水の表面に浮遊してくる。不純
物を取り除かれた原水は、セラミックフィルター１５に
よって濾過され、昇圧ポンプ１７によって、逆浸透膜装
置２６に移され、脱塩処理された後に飲料用の精製水と
なる。パイプ１１の一部には、撹拌部２１が設けられて
おり、原水の通過に伴って撹拌流が起き、凝集剤との混
合が図られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、湖水、河
川水、地下水、たまり水、雨水等を原水として、これを
浄化し、特に飲料水として利用するための浄水システム
に関する。

【０００２】

【従来の技術】図３には、特開昭５２−４９６４５号
（以下において、従来技術公報という。）に開示された
浄水システム（なお、発明の名称は、脱塩装置であるけ
れども、機能を考えると本願発明の浄水システムと同様
である。）を示した。この浄水システムにより原水を浄
化する手順を説明すると、次のようである。

【０００３】原水は、まずパイプ１を介して吸引され、
凝集反応槽２に貯められる。この凝集反応槽２の内部に
は、羽片を備えた撹拌器４が備えられているとともに、
凝集反応槽２には、凝集剤（原水中の不純物を凝集させ
るためのもの）を保持しておく凝集剤タンク３が連結さ
れている。凝集反応槽２に貯留された原水に、凝集剤タ
ンク３から凝集剤が添加され、撹拌器４によって混合・
撹拌される。次に、原水は加圧浮上槽５に移される。こ
の加圧浮上槽５には、加圧水を添加するための加圧水タ
ンク６が連結されている。加圧浮上槽５の原水に、加圧
水が注入されると、凝集剤によって凝集された不純物が
原水の表面に浮上し、取り除かれる。

【０００４】こうして、不純物が除去された下層部分の
原水は、濾過装置７に移送される。従来の浄水システム
では、濾過装置７には、複層濾過器７Ａ、砂濾過器７
Ｂ、精密濾過器７Ｃの三段の濾過器が備えられている。
このうち、複層濾過器７Ａは、砂、アンスラサイトなど
の比重・粒径の異なる炉材を多層に積層したものであ
る。次の砂濾過器７Ｂでは、複層濾過器７Ａから漏出し
てくる濁液をさらに濾過するものである。さらに、精密
濾過器７Ｃは、濾過助剤（例えば、珪藻土あるいはセル
ロース系の繊維状物質を濾材にプレコートしたプレコー
ト濾過器や約２０μｍの濾過孔径を有する多孔質ステン
レス簡型濾材）を多数配設したカートリッジ型濾過器等
により構成されている。この精密濾過器７Ｃは、砂濾過
器７Ｂからの漏出部材を捕捉するものである。最後に、
濾過装置７から漏出された原水は、逆浸透膜装置８に移
される。この装置では、原水中の塩分を取り除き、濃縮
水と脱塩水とに分離して漏出する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な浄水システムは、自然状態の原水から飲料水等を採取
するためのものとして有用なものである。しかしなが
ら、上記の浄水システムは、原水からボイラ給水を得る
ためのものとして発明がなされており（従来技術公報
中、第１頁第１５行）、備え付けの装置として考えられ
ているため、小型化についての配慮が欠けており、かな
り大型のものとなっている。このため、この浄水装置を
車両で運搬しようとする場合には、大きなトラックや特
別の運搬車両を使用せねばならず、機動性に欠けるもの
となっていた。このため、例えば、大災害で水道管から
の給水が停止したときに飲料水を入手したい場合や、ア
ウトドアライフ用にキャンプ地で飲料水を得ようとする
場合には、上記の浄水システムを運搬するには、非常な
困難を伴うこととなる。

【０００６】また、精密濾過器７Ｃには、繊維状物質が
使用されているため、メンテナンス性能が悪いという欠
点があった。つまり、精密濾過器７Ｃの再使用の目的
で、機器を洗浄する場合には、不純物を除去するために
薬剤を使用せねばならない。すると、次には、その薬剤
を洗い流す手間が必要となる。また、精密濾過器７Ｃを
使い捨てにする場合には、経済的に高価となってしま
う。なお、本願明細書には、精密濾過器７Ｃは、特に設
けなくてもよいとの記述がある（従来技術公報中、第９
頁第８行〜第９行）。しかしながら、この浄水システム
は、元々、ボイラ給水を得るためのものであり、原水か
ら飲料水を入手することは考慮されていないことに注意
されたい。すなわち、ボイラ給水のためには、精密濾過
器７Ｃは必ずしも必要とはされないが、飲料水とする場
合には、通常の場合には必要となる。

【０００７】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、コンパクト化が可能で運搬に便利な浄
水システムを提供するところにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めの請求項１の発明に係る浄水システムは、原水が通過
可能なパイプと、このパイプ内を通過中の原水に凝集剤
を添加して不純物の一部を凝集させる凝集剤添加装置
と、この凝集剤添加装置の下流側において凝集された不
純物を原水の水面に浮上させて分離除去する不純物除去
装置と、この不純物除去装置を経た原水をさらに濾過す
る濾過装置とを備えたものであって、前記パイプの内部
において、前記凝集剤が添加された地点よりも下流側に
は、前記凝集剤が添加された原水の通過によってこの原
水に攪拌作用を発揮させる攪拌部が設けられていること
を特徴とする。

【０００９】

【発明の作用および効果】請求項１の発明によれば、原
水と凝集剤とは、パイプ中を通過させるだけで自動的に
攪拌作用を受けて混合される。このため、原水と凝集剤
とを混合させるための手段として、攪拌ファン等のごと
き動力手段を内蔵した容器を配置する必要もなく、その
分、システム全体をコンパクト化できる。

【００１０】

【発明の実施の形態】次に、本発明の一実施形態につい
て、図１及び図２を参照しつつ、詳細に説明する。図１
は、本実施形態の浄水システム全体の概要を示すもので
ある。システム全体の構成を、原水の処理手順とともに
簡単に説明すると、次のようである。

【００１１】まず、原水は吸引用ポンプ１０によって吸
引され、中空状のパイプ１１中を通過して、不純物除去
装置１２に移送される。このとき、パイプ１１の途中に
は、凝集剤を添加するための凝集剤添加装置１３と薬剤
添加装置１９とが連結されており、パイプ１１を通過中
の原水に凝集剤と薬剤とが添加されるようになってい
る。

【００１２】次に、不純物除去装置１２に移された原水
には、気泡発生用ポンプ１４によって微細な気泡が発生
させられる。この気泡によって、凝集剤とともに原水中
の不純物が回収され、原水の表面に浮遊してくる。こう
して、不純物を取り除かれた原水は、濾過用ポンプ１６
によって、セラミックフィルター１５（本発明における
濾過装置に相当する。）に移される。セラミックフィル
ター１５で濾過された原水は、昇圧ポンプ１７によっ
て、逆浸透膜装置２６に移され、脱塩処理された後に、
飲料用の精製水となる。

【００１３】次に、浄水システムの各構成について、詳
細に説明する。凝集剤添加装置１３には、凝集剤添加用
ポンプ１８が備えられており、このポンプ１８の駆動に
よって、凝集剤がパイプ１１中の原水に添加される。凝
集剤は、原水中の不純物（例えば微生物・砂等）を凝集
させるためのものであり、例えば、硫酸バンド、ポリ塩
化アルミニウム、電解アルミ等が使用される。

【００１４】また、パイプ１１の途中には、薬剤添加装
置１９が設けられている。この薬剤添加装置１９には、
薬剤添加用ポンプ２０が備えられており、このポンプ２
０の駆動によって、薬剤がパイプ１１中の原水に添加さ
れる。薬剤は、原水中の微生物を死滅させたり、原水の
ｐＨ調整、または原水中の鉄分等の凝集のために加えら
れるものであり、次亜塩素酸ナトリウムが使用される。

【００１５】パイプ１１の内部において、凝集剤及び薬
剤が添加された地点よりも下流側には、撹拌部２１が設
けられている。この撹拌部２１は、原水の通過によっ
て、原水に攪拌作用を発揮させるためのものであり、こ
れにより原水と凝集剤及び薬剤との撹拌が行われるよう
になっている。図２には、撹拌部２１の詳細を示した。
撹拌部２１は、パイプ１１の内壁から複数枚の羽体２２
が突設されることにより形成されている。羽体２２は、
原水の通過する方向（図２中の矢印にて示す方向）に沿
って、所定の捻りが入れられている。凝集剤及び薬剤が
添加された原水が撹拌部２１を通過するときには、原水
が羽体２２に沿って流れることで、パイプ１１内部を回
転するような撹拌流が発生し、これによって原水と凝集
剤・薬剤とが十分に撹拌及び混合される。

【００１６】不純物除去装置１２は、原水を貯留してお
く容器形状とされており、この容器内の原水に加圧空気
を送り込む気泡発生用ポンプ１４が備えられている。詳
細には図示しないが、気泡発生用ポンプ１４からの空気
は、不純物除去装置１２の最下部付近に送り込まれるよ
うになっている。さらに、この空気は不純物除去装置１
２の下面のほぼ全周に沿って送り込まれるようにされて
おり（図示はしないが、不純物除去装置１２の全周に沿
って配設されたパイプには、均等間隔で空気孔が開口さ
れており、ここから圧搾空気が送り込まれる。）、原水
の下面全体に気泡を発生させることで、原水中の不純物
の回収残しがなるべく少なくなるよう構成されている。
また、不純物除去装置１２の下方には、不純物が除去さ
れた原水を次の工程に移すための中空パイプ２４の一端
部が接続されており、この中空パイプ２４の他端部はセ
ラミックフィルター１５に接続されている。

【００１７】ポンプ１４からの空気が凝集剤を混合され
た原水に送り込まれると、微細な気泡となり、原水は白
濁状態となる。この気泡は非常に小さいため、不純物除
去装置１２の下面から原水の表面まで到達して、原水の
白濁状態が解消されるまでに数分を要する。こうして、
気泡が原水中を上昇する間に、もともと原水中に存在し
た不純物や、凝集剤によって凝集された不純物が気泡と
ともに原水の表面に集められることで原水中から除去さ
れる。

【００１８】セラミックフィルター１５は、シリカまた
はアルミナ等を焼結させることにより形成されており、
約０．２μｍ以上の粒径のものを排除できるようになっ
ている。このため、不純物除去装置１２によって除去さ
れなかった微生物やその死骸、微細砂粒等を除去できる
ようになっている。本実施形態においては、三つのセラ
ミックフィルター１５を並列に設置することにより、ろ
過速度を向上させている。浄水システムの使用状況や使
用時間によっては、セラミックフィルター１５が目詰ま
りを起こしてくる。このときには、セラミックフィルタ
ー１５を取り出して、ブラシ等で機械的に洗浄すること
により、簡単に不純物を取り除くことができる。このと
き、特に洗剤を使用する必要がないので、従来の繊維系
のフィルターを再生する場合に比べると、メンテナンス
性能が向上する。また、セラミックフィルター１５を完
全に再生するためには、セラミックフィルター１５のみ
を取り出して、オーブン等で焼き直すこともできる。こ
うすれば、不純物は焼却されてしまうので、初期状態の
セラミックフィルター１５に戻すことができる。

【００１９】また、セラミックフィルター１５には、原
水を次の工程に移動させるための中空パイプ２５の一端
が連結されている。この中空パイプ２５の他端は、逆浸
透膜装置２６に連結されている。また、中空パイプ２５
の途中には、セラミックフィルター１５による濾過処理
を経た原水を除菌水として取り出すための第１バルブ２
７が備えられている。吸引用ポンプ１０によって吸い込
まれる原水が、海水のように塩を含まない比較的きれい
な水（例えば、湖水、川等）の場合には、この第１バル
ブ２７から漏出される除菌水も十分に飲用に供すること
が可能である。また、中空パイプ２５において、第１バ
ルブ２７から下流には、昇圧ポンプ１７が連結されてい
る。

【００２０】逆浸透膜装置２６は、酢酸セルロース膜の
ように高い浸透率を持つ半透膜を備えており、この半透
膜は圧力容器中に収納されている。圧力容器には、中空
パイプ２５が連結する入口側２６Ａと、逆浸透膜を通過
した精製水を漏出する出口側２６Ｂとが備えられてい
る。セラミックフィルター１５を通過した原水は、昇圧
ポンプ１７によって加圧された状態で、逆浸透膜装置２
６の入口側に送り込まれる。すると原水は、逆浸透膜に
よる処理の過程で、高濃度の塩を含んだ高塩水と、脱塩
されて飲用に適した精製水とに分離される。こうして精
製水は出口側に導出される。出口側には、第２バルブ２
８が備えられており、ここから精製水を得ることができ
る。

【００２１】このように本実施形態によれば、原水に凝
集剤が添加された後に、パイプ１１中を通過させるだけ
で、撹拌部２１により自動的に攪拌作用を受けて混合さ
れる。このため、原水と凝集剤とを混合させるための手
段として、従来のように攪拌器４等のごとき動力手段を
内蔵した容器を配置する必要もなく、その分、システム
全体をコンパクト化できる。

【００２２】また、本発明の濾過装置として、セラミッ
クフィルター１５を使用することにより、従来の浄水シ
ステムのように複数本の濾過器を設ける必要がなく、シ
ステム全体をコンパクトに構成できる。

【００２３】さらに、セラミックフィルター１５は、繊
維系のフィルターに比べると、洗浄または再生が容易で
あるため、メンテナンス性にも優れた浄水システムを提
供できる。

【００２４】本発明は前記実施形態に限定されるもので
はなく、例えば次に記載するようなものも本発明の技術
的範囲に含まれる。 （１）本実施形態では、濾過装置としてセラミックフィ
ルターを使用したが、本発明によれば従来の繊維系のフ
ィルターを使用してもよい。 （２）撹拌部の構成としては、実施形態に示したものに
限られず、例えば次のようなものがある。本実施形態で
は、羽体が固定されたものであったが、本発明によれ
ば、風車のように軸体を中心として回動するようにして
おき、原水の流れによって羽体が回動するようにしても
よい。また、パイプの外壁から内部に向かって、原水の
流れを邪魔する邪魔板を突設させることにより、撹拌流
を起こさせてもよい。 （３）本実施形態では薬剤添加装置が備えられたものを
示したが、原水の性質によっては、必ずしも必要ではな
い。但し、薬剤添加装置を備えることにより、不純物除
去装置における原水の性質をコントロールし易くなるの
で、飲料水として得られる精製水の性状を安定化でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態の浄水システム全体の概要を示す図

【図２】パイプ中の撹拌部を示す図

【図３】従来の浄水システム全体の概要を示す図

【符号の説明】

１１…パイプ １２…不純物除去装置 １３…凝集剤添加装置 １５…セラミックフィルター（濾過装置） ２１…攪拌部

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ０２Ｆ 9/00 ５０２ Ｃ０２Ｆ 9/00 ５０２Ｐ ５０２Ｚ ５０２Ｄ ５０２Ｆ ５０３ ５０３Ａ (72)発明者 岡本 泉 愛知県名古屋市守山区川宮町128番地 有 限会社カルパ内 Ｆターム(参考） 4D006 GA03 KA12 KB13 KB14 KD24 MC18 PA01 PB08 PB70 PC54 4D037 AA11 AB02 BA01 BB05 CA02 CA08 CA16 4D062 BA21 BA28 CA14 DA04 DA06 DA39 EA02 EA06 EA12 EA33 FA15 FA17

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原水が通過可能なパイプと、このパイプ
   内を通過中の原水に凝集剤を添加して不純物の一部を凝
   集させる凝集剤添加装置と、この凝集剤添加装置の下流
   側において凝集された不純物を原水の水面に浮上させて
   分離除去する不純物除去装置と、この不純物除去装置を
   経た原水をさらに濾過する濾過装置とを備えた浄水シス
   テムであって、 前記パイプの内部において、前記凝集剤が添加された地
   点よりも下流側には、前記凝集剤が添加された原水の通
   過によってこの原水に攪拌作用を発揮させる攪拌部が設
   けられていることを特徴とする浄水システム。