JP2003071442A - 給水システムおよび給水方法 - Google Patents

給水システムおよび給水方法

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JP2003071442A
JP2003071442A JP2001265096A JP2001265096A JP2003071442A JP 2003071442 A JP2003071442 A JP 2003071442A JP 2001265096 A JP2001265096 A JP 2001265096A JP 2001265096 A JP2001265096 A JP 2001265096A JP 2003071442 A JP2003071442 A JP 2003071442A
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treated water
treated
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tank
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Masaru Uehara
勝 上原
Yukio Kobayashi
幸男 小林
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Mitsubishi Rayon Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 水道水などの原水を膜処理して得られる処理
水を、高い衛生性を維持しつつ、安定かつ効率的に利用
者に供給する給水システムおよび給水方法を提供する。 【解決手段】 原水が供給される貯水槽と、該貯水槽に
供給された原水を膜処理して処理水を製造する膜分離装
置と、該膜分離装置によって送液される前記処理水を貯
水する処理水槽と、前記処理水槽から前記処理水を配水
する配水手段と、前記処理水槽中の前記処理水の水量を
検知し、該水量に応じて前記膜分離装置の動作を制御す
る制御手段とを備えた給水システムを適用する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、水道水などの原水
を膜処理し、得られた処理水を利用者に供給する給水シ
ステムおよび給水方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、分離膜を使用した水処理が行
われている。このような水の膜処理としては、生活排水
処理、工業廃水処理などの汚水処理もあるが、近年で
は、水道水の利用者がより安全で衛生的な飲料水を求め
ていることから、地域の上水場から各家庭などに供給さ
れた水道水を、さらに家庭用浄水器などで膜処理するこ
とも行われている。
【0003】また、特に最近では、各家庭単位でなく、
ビルや集合住宅単位、あるいは複数の住宅を含む特定の
地域単位で、水道水を膜処理することも検討されてきて
いる。具体的には、ビルや集合住宅の屋上、あるいは地
域内の共同用地などに水道水を引き込んで水道水を膜処
理するとともに、得られた処理水を共同の処理水槽に一
旦貯水し、その後、ビルの各フロアや各家庭に処理水を
配水し使用する給水システムなどが検討されている。
【0004】
【発明の解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな給水システムにおいては、処理水槽内で処理水の水
量が変動することによって、処理水が処理水槽内で微生
物類、雑菌類などに汚染される場合があった。すなわ
ち、処理水槽には膜処理された処理水が供給されるとと
もに、供給された処理水が処理水槽から随時各フロアや
各家庭に供給されるため、処理水槽中の処理水量は増
加、減少を繰り返して変動する。ここで、処理水量が一
旦減少すると、減少した処理水量に見合って処理水の水
面が下降する。そして、今まで処理水と接触していた処
理水槽の内壁が濡れた状態で露出し、空気と接触するの
で、時間の経過にともなって、この新たに露出した部分
には微生物類、雑菌類が繁殖するおそれがあった。そし
て、その後、膜処理された処理水が処理水槽に新たに供
給されると、処理水の水面が上昇し、処理水槽の内壁に
繁殖した微生物類、雑菌類が処理水中に混入してしまう
可能性があった。
【0005】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、水道水などの原水を膜処理して得られる処理水を、
高い衛生性を維持しつつ、安定かつ効率的に利用者に供
給する給水システムおよび給水方法を提供することを課
題とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の給水システム
は、原水が供給される貯水槽と、該貯水槽に供給された
原水を膜処理して処理水を製造する膜分離装置と、該膜
分離装置によって送液される前記処理水を貯水する処理
水槽と、前記処理水槽から前記処理水を配水する配水手
段と、前記処理水槽中の前記処理水の水量を検知し、該
水量に応じて前記膜分離装置の動作を制御する制御手段
とを備えていることを特徴とする。前記処理水槽は外気
と通じる通気孔を備え、該通気孔はフィルタを備えてい
ることが好ましい。前記膜分離装置は浸漬型膜分離装置
であって、前記貯水槽内に浸漬されていることが好まし
い。前記配水手段は配水管を具備し、該配水管に浄水器
を備えていることが好ましい。前記浄水器は活性炭を備
えていることが好ましい。前記浄水器は中空糸膜を備え
ていることが好ましい。また、前記原水としては水道水
を使用できる。本発明の給水システムは、前記配水手段
により配水可能な複数の処理水使用場所を備えた1棟の
建物に対して構築される場合に適している。また、本発
明の給水システムは、前記配水手段により配水可能な処
理水使用場所を1つ以上備えた建物を、複数備えた特定
地域に対して構築される場合にも適している。
【0007】本発明の給水方法は、貯水槽に供給された
原水を膜処理して処理水を製造する工程と、該処理水
を、これを貯水する処理水槽に送液する工程と、該処理
水槽から前記処理水を配水する工程と、前記処理水槽中
の前記処理水の水量を検知し、該水量に応じて前記膜分
離装置の動作を制御する工程とを有することを特徴とす
る。本発明の給水方法においては、前記処理水槽中に、
殺菌剤を投入する工程を有していてもよい。
【0008】
【発明の実施の形態】以下に本発明を詳細に説明する。
図1は本発明の給水システムを説明する流れ図であっ
て、この給水システムは、水道水などの原水が供給され
る貯水槽と、この貯水槽に供給された原水を膜処理して
微生物類、雑菌類を除去し、処理水とする膜分離装置
と、この膜分離装置によって送液される処理水を貯水す
る処理水槽と、処理水槽から前記処理水を使用場所へ配
水する配水手段とを有している。そして、この給水シス
テムは、さらに、処理水槽中の処理水の水量を検知し、
その水量に応じて膜分離装置の動作を制御する制御手段
を備えている。
【0009】図2は、図1に示した給水システム10の
具体例であって、符号11は、地域の上水場から供給さ
れた水道水を貯水する貯水槽11であって、ビル12の
屋上に設けられたものである。
【0010】この貯水槽11には膜分離装置として、貯
水槽11内に浸漬されて処理対象の原水13を固液分離
する型の浸漬型膜分離装置14が設けられていて、この
図示例の浸漬型膜分離装置14は、中空糸膜モジュール
15と、この中空糸膜モジュール15に接続された吸引
ポンプ16とを備えて構成されている。中空糸膜モジュ
ール15は、略平行にシート状に配列された複数本の中
空糸膜15aと、これら中空糸膜15aの両端部をその
開口を維持したまま支持する2本の管状支持体15bと
を備えている。そして、この管状支持体15bに吸引ポ
ンプ16が接続されていて、この吸引ポンプ16を作動
させることによって、貯水槽11中の原水13が中空糸
膜15aを介して吸引され、その膜面で原水13中の微
生物類などが捕えられて除去されるとともに、得られた
処理水17が、これを貯水する処理水槽18に送液され
るようになっている。
【0011】ここで、中空糸膜15aとしては、ポリオ
レフィン系、ポリスルフォン系、ポリアミド系、セルロ
ース系、ポリビニリデンフルオライド系、ポリビニルア
ルコール系、PMMA系などの各種材料からなるものが
使用できる。また、外径は200〜4000μm、膜厚
は50〜300μmであって、空孔率は40〜89%、
阻止孔径は0.01〜5μm、好ましくは0.1〜1.
0μmである。なお、ここで阻止孔径を0.2μm以下
とすると、原水13中の微生物類をほぼ完全に膜面で捕
らえることができる。尚、中空糸膜は親水化してあるこ
とが好ましい。
【0012】また、貯水槽11内の中空糸膜モジュール
15の下方には、側面に図示略の散気孔を有する散気管
19が配されている。そして、ブロア20から圧縮空気
などの気体を送って散気孔からこの気体を発生させるこ
とにより、中空糸膜15aの膜面をエアースクラビング
処理して、膜面洗浄できるようになっている。
【0013】この図示例の処理水槽18はその上部に、
外気と通じ、処理水槽18中の気圧を大気圧に維持する
ための通気孔21を備えている。また、この通気孔21
はフィルタ21aを備えていて、外気が処理水槽18に
流入する場合にはこのフィルタ21aによって、外気中
の固形分が除去されてから処理水槽18に入るようにな
っている。なお、外気が処理水槽18内に流れ込むこと
により、フィルタ21aの外気側には外気中の固形分が
しだいに蓄積する。しかし、処理水槽18内から空気が
逆にフィルタ21aを通過して外気中に流出することも
あり、このような空気の流出によって、フィルタ21a
の外気側に蓄積した固形分が自然に除去される。よっ
て、フィルタ21aの定期的な洗浄はほとんど必要な
い。
【0014】ここで使用されるフィルタ21aとして
は、焼結フィルタや、中空糸膜を備えた空気清浄フィル
タなどが挙げられる。中空糸膜としては、すでに上述し
た各種材料からなるものが使用でき、例えば外径は20
0〜4000μm、膜厚は50〜300μmであって、
空孔率は40〜89%、阻止孔径は0.01〜5μm、
好ましくは0.1〜1.0μmである。尚、空気清浄フ
ィルタに用いる中空糸膜は疎水性が好ましい.
【0015】図2の給水システム10は、処理水槽18
中の処理水17の水量を検知し、検知された水量に応じ
て浸漬型膜分離装置14の動作を制御する制御手段を備
えている。この例においては、制御手段として、処理水
槽18中の処理水の水面に浮かぶフロート22aを備え
たフロートスイッチ22が使用されている。このフロー
トスイッチ22は浸漬型膜分離装置14の吸引ポンプ1
6に電気的に接続されていて、フロート22aが処理水
槽18中の処理水17の水量変動によって上下すること
によって、その水量を検知し、検知された水量に応じて
浸漬型膜分離装置14の吸引ポンプ16のオン・オフ
や、浸漬型膜分離装置14から処理水槽18への処理水
17の供給速度を制御するものである。
【0016】また、この図示例の給水システム10にお
いては、処理水槽18中の処理水17を配水するための
配水手段として、配水管23が備えられている。この配
水管23の一方の端部は処理水槽18に接続し、他方の
端部は、処理水17の使用場所であるビル12の各フロ
アに分岐して導かれている。そして、各フロアにおいて
利用者が処理水17を必要とする時に、この端部近傍に
設けられた開閉弁24を開けることによって、処理水1
7を利用できるようになっている。また、この例におい
ては開閉弁24の下流側に、活性炭と中空糸膜とを内蔵
した浄水器25が装着されていて、配水管23中で処理
水17に配水管23由来の不純物などが混入した場合で
も、ここで除去されるようになっている。なお、ここで
使用する浄水器25は、活性炭または中空糸膜のどちら
か一方を備えたものであってもよく、必要に応じて選定
できる。
【0017】次に、この例の給水システム10を使用し
た給水方法について説明する。まず、地域の上水場から
供給された水道水を貯水槽11に貯水した後、管状支持
体15bに接続された吸引ポンプ16を作動させ、浸漬
型膜分離装置14を運転する。すると、貯水槽11内の
原水13が中空糸膜15aを介して吸引され、原水13
中の微生物類などが中空糸膜15aの膜面で捕えられ
る。そして、微生物類などが分離されて得られた処理水
17が、中空糸膜15aの中空部および管状支持体15
bの中空部を通って処理水槽18に送液され、ここに貯
水される。
【0018】この際、浸漬型膜分離装置14の動作を制
御する制御手段であるフロートスイッチ22に対して、
処理水槽18の水量が満水である場合には浸漬型膜分離
装置14の動作、ここでは吸引ポンプ16の動作をオフ
とし、一方、処理水槽18の水量が満水未満である場合
にはオンとするようにあらかじめ設定しておく。する
と、膜処理された処理水17が処理水槽18に送液さ
れ、満水となった時点で、吸引ポンプ16が止まって浸
漬型膜分離装置14の動作が止まり、処理水槽17は満
水状態に維持される。その後、このビル12における処
理水17の利用者が開閉弁24を開き、配水管23を通
じて処理水17が配水されることによって処理水槽18
の水量が満水未満になると、フロートスイッチ22がそ
の水量変動を検知して吸引ポンプ16を作動させ、浸漬
型膜分離装置14が運転を開始する。そして、この浸漬
型膜分離装置14で得られた処理水17が処理水槽18
に送液される。
【0019】こうして制御手段によって、処理水槽18
中の水量が満水かどうかを検知して、それに応じて浸漬
型膜分離装置14の動作を制御することによって、処理
水槽18を常時満水に維持することができる。なお、制
御手段に対して、ここで説明したように、処理水槽18
の水量が満水である場合には浸漬型膜分離装置14の動
作をオフとし、処理水槽18の水量が満水未満である場
合にはオンとするように設定するだけでなく、検知され
た水量に応じて、浸漬型膜分離装置14から処理水槽1
8へ供給される処理水17の供給速度を制御するように
設定しておいてもよい。
【0020】このように処理水槽18内の水量を常時満
水に維持すると、処理水槽18中における処理水17の
水面の高さも一定に維持される。そのため、水面の高さ
の変動に起因する、処理水17の処理水槽18内におけ
る汚染を防止することができる。すなわち、処理水17
の水量が減少して処理水槽18の内壁の少なくとも一部
が新たに露出すると、その露出部分は濡れたままの状態
で空気と接触し、その結果、この部分に微生物類や雑菌
類が繁殖してしまう場合がある。そして、その後、処理
水17が新たに浸漬型膜分離装置14から供給され水面
が上昇すると、繁殖した微生物類や雑菌類が処理水17
中に混入してしまう。しかしながら、処理水槽18内の
処理水17の水面を一定に維持することによって、この
ような処理水17の汚染が抑制され、浸漬型膜処理装置
14で膜処理された処理水17の衛生性が処理水槽18
内で低下することなく、各処理水使用場所へと供給され
る。
【0021】なお、ここでは、処理水槽18中の処理水
17の水量を、常時満水に維持する場合について説明し
たが、その水量は、特に満水に限定されない。たとえ
ば、制御手段であるフロートスイッチ22に対して、処
理水槽18の水量が任意の一定量に達している場合には
浸漬型膜分離装置14の動作をオフとし、処理水槽18
の水量がその一定量未満である場合にはオンとするよう
にあらかじめ設定しておくことによって、処理水17の
水面の高さが一定に維持されれば、上述したような処理
水槽18の内壁の露出と、それにともなう微生物類、雑
菌類の発生が抑制され、処理水17の品質を維持でき
る。
【0022】また、このような給水方法によれば、処理
水使用場所での配水に伴う処理水槽18中の水量変動に
応じて、制御手段が浸漬型膜分離装置14の動作を適切
に制御するので、常に一定量の処理水17が高い衛生性
で処理水槽18中に貯水され、利用者に安全性の高い処
理水17を安定に供給することができる。また、このよ
うな制御手段を備えていると、給水システム10が自動
化され、効率的な給水が可能となる。
【0023】このような給水システム10は、図2に示
したように、配水手段により配水可能な複数の処理水使
用場所を備えた1棟の建物に対して構築されると、建物
単位で衛生的な処理水17を効率的に管理し、利用でき
る。このような建物としては、たとえば企業の入居して
いるビルなどの他、アパート、マンションなどの集合住
宅、学校、病院、ホテル、各種公共施設などが挙げられ
る。また、その他に、このような給水システムは、配水
手段により配水可能な処理水使用場所を1つ以上備えた
一般の住宅などの建物が複数、たとえば数戸から数十戸
程度集まって構成された町内などの特定地域に対しても
適用できる。このような場合は、特定地域単位で衛生的
な処理水17を効率的に管理し、利用できる。このよう
な給水方法によれば、建物内の各処理水使用場所におい
て個別に浄水処理しない場合でも、常時安全で衛生的な
水が得られる。
【0024】また、この際、必要に応じて、NaOC
l、Cl2Oなどの殺菌剤を処理水槽18中に投入し
て、処理水17を殺菌してもよい。
【0025】なお、以上の説明においては、膜分離装置
として、吸引ポンプ16を備えた浸漬型膜分離装置14
を使用した場合について説明したが、貯水槽11から取
り出した原水13に圧力を加えて強制的に膜を通過さ
せ、膜処理するタイプの加圧型膜分離装置などを使用し
てもよく、膜分離装置の形態には特に制限はない。しか
しながら、図2に例示したような吸引ポンプ16などの
吸引手段を備えた浸漬型膜分離装置14を使用すると、
これを貯水槽11内に浸漬して設けることができるた
め、給水システム10が全体としてコンパクトになる。
また、このような浸漬型膜分離装置14は、図2のよう
に散気管19を使用することにより容易に膜洗浄がで
き、また、比較的小さな吸引圧力で運転可能であるた
め、膜処理を効率的に行える。
【0026】また、膜分離装置として浸漬型膜分離装置
14を使用して、図3および図4に示すような給水シス
テムを構築することにより、より低エネルギーコストで
効率的に給水を行うことができる。図3の給水システム
10では、中空糸膜モジュール15と、この中空糸膜モ
ジュール15の管状支持体15bに接続された配管26
とを備えた浸漬型膜分離装置14が使用され、中空糸膜
モジュール15が貯水槽11に浸漬されている。そし
て、この貯水槽11よりも下方に処理水槽18が設置さ
れていて、重力を利用して原水13の膜処理と得られた
処理水17の処理水槽18への送液とが行えるようにな
っている。
【0027】また、図4の給水システム10では、中空
糸膜モジュール15と、この中空糸膜モジュール15の
管状支持体15bに接続された連通管27とを備えた浸
漬型膜分離装置14が使用されている。そして、中空糸
膜モジュール15が貯水槽11に浸漬され、この貯水槽
11よりも下方に処理水槽18が設置されている。この
図4の形態においては、連通管27内にあらかじめ処理
水17を満たしておくことによって、いわゆるサイフォ
ン効果によって原水13が膜処理され、得られた処理水
17は連通管27を通じて処理水槽18に送液される。
【0028】このように浸漬型膜分離装置14の中空糸
膜モジュール15が浸漬された貯水槽11よりも下方に
処理水槽18を設け、重力やサイフォン効果によって、
膜分離と処理水17の処理水槽18への送液とを行うこ
とによって、図2のように吸引ポンプ16を使用するこ
となく、より低エネルギーコストで処理水使用場所に処
理水を供給することができる。
【0029】そして、図3の場合には配管26の途中
に、図4の場合には連通管27の途中に開閉弁28を設
けておく。そして、図2の場合と同様に、フロートスイ
ッチ22などの制御手段によって、処理水槽8中の処理
水17の水量に応じてこれら開閉弁28の開閉を制御す
ることによって、処理水槽18内を常時一定の水量に維
持することができる。このような方法によれば、非常に
低いエネルギーコストで、衛生的な処理水が得られる。
【0030】また、浸漬型膜分離装置14で使用する分
離膜モジュールとして、以上の説明においては、中空糸
膜15aを略平行に引き揃えたシート状の中空糸膜モジ
ュール15を例示したが、中空糸膜15aを束にしてケ
ーシング内やハウジング内に固定した形態の中空糸膜モ
ジュールなどを使用してもよい。また、中空糸膜モジュ
ールの他に、平膜フィルタモジュール、管状膜フィルタ
モジュール、セラミックフィルタモジュール、金属膜フ
ィルタモジュールなどの各種分離膜モジュールを使用し
てもよい。
【0031】また、この給水システムが処理対象とする
原水13としても、上水場などからの水道水に限定され
ず、河川水、湧水などを使用してもよい。そして、この
給水システム10は、ビルなどの複数の処理水利用場所
を有する建物や、それぞれが1つ以上の処理水使用場所
を有する複数の建物から構成された特定地域などに対し
て適用される以外にも、例えば、1戸の住宅などに対し
ても適用可能である。
【0032】
【発明の効果】以上説明したように本発明の給水システ
ムおよび給水方法によれば、水道水などの原水を膜処理
して得られる処理水を、これを貯水する処理水槽中にお
いて再度汚染してしまうことなく、高い衛生性を維持し
た状態で、安定かつ効率的に利用者に供給できる。ま
た、本発明の給水システムおよび給水方法は、処理水を
配水可能な複数の処理水使用場所を備えた1棟のビル、
アパート、マンションなどの建物や、処理水を配水可能
な1つ以上の処理水使用場所を有する複数の建物からな
る特定地域に対して構築される場合に特に適している。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の給水システムを説明する流れ図であ
る。
【図2】 本発明の給水システムの一例を示す概略構成
図である。
【図3】 本発明の給水システムの他の一例を示す概略
構成図である。
【図4】 本発明の給水システムの他の一例を示す概略
構成図である。
【符号の説明】
10:給水システム 11:貯水槽 14:浸漬型膜分離装置 17:処理水 18:処理水槽 21:通気孔 23:配水管
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 1/50 531 C02F 1/50 531M Fターム(参考) 4D006 GA07 HA01 HA21 HA41 HA91 HA93 KA12 KA43 KA71 KB12 KB30 KE03Q KE21P KE23Q MA01 MA02 MA03 MA21 MA31 MA33 MC11 MC22 MC29 MC33 MC37 MC54 MC62 PA01 PB06 PB24 PC52 PC80 4D024 AA02 AB14 BA02 BB01 CA13 DB05

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 原水が供給される貯水槽と、 該貯水槽に供給された原水を膜処理して処理水を製造す
    る膜分離装置と、 該膜分離装置によって送液される前記処理水を貯水する
    処理水槽と、 前記処理水槽から前記処理水を配水する配水手段と、 前記処理水槽中の前記処理水の水量を検知し、該水量に
    応じて前記膜分離装置の動作を制御する制御手段とを備
    えていることを特徴とする給水システム。
  2. 【請求項2】 前記処理水槽は外気と通じる通気孔を備
    え、該通気孔はフィルタを備えていることを特徴とする
    請求項1に記載の給水システム。
  3. 【請求項3】 前記膜分離装置は浸漬型膜分離装置であ
    って、前記貯水槽内に浸漬されていることを特徴とする
    請求項1または2に記載の給水システム。
  4. 【請求項4】 前記配水手段は配水管を具備し、該配水
    管に浄水器を備えていることを特徴とする請求項1ない
    し3のいずれかに記載の給水システム。
  5. 【請求項5】 前記浄水器は活性炭を備えていることを
    特徴とする請求項4に記載の給水システム。
  6. 【請求項6】 前記浄水器は中空糸膜を備えていること
    を特徴とする請求項4または5に記載の給水システム。
  7. 【請求項7】 前記原水が水道水であることを特徴とす
    る請求項1ないし6のいずれかに記載の給水システム。
  8. 【請求項8】 1棟の建物に対して構築され、 該建物は前記配水手段により配水可能な複数の処理水使
    用場所を備えていることを特徴とする請求項1ないし7
    のいずれかに記載の給水システム。
  9. 【請求項9】 複数の建物を備えた特定地域に対して
    構築され、前記建物は、それぞれ前記配水手段により配
    水可能な処理水使用場所を1つ以上備えていることを特
    徴とする請求項1ないし7のいずれかに記載の給水シス
    テム。
  10. 【請求項10】 貯水槽に供給された原水を膜処理して
    処理水を製造する工程と、該処理水を、これを貯水する
    処理水槽に送液する工程と、 該処理水槽から前記処理水を配水する工程と、 前記処理水槽中の前記処理水の水量を検知し、該水量に
    応じて前記膜分離装置の動作を制御する工程とを有する
    ことを特徴とする給水方法。
  11. 【請求項11】 前記処理水槽中に、殺菌剤を投入する
    工程を有することを特徴とする請求項10に記載の給水
    方法。
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