JP2004068348A - 自家用給水システム - Google Patents

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Masahiko Yamamoto
山本 政彦
Futoshi Kimura
木村 太
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Eco Water Kk
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Abstract

【課題】現状の水道施設を有効に利用すると共に、美味い飲用水を供給し、かつ慢性化しつつある水不足を改善できる自家用給水システムを提供する。
【解決手段】自家用給水システムは、水道水を供給する既設の第1の水道水給水ラインの需要家近傍に設置された第1給水タンクに、地下水、湖沼、河川あるいは雨水等を水源とする給水ラインで処理された処理水を供給し、前記第1給水タンクより前記処理水を非飲用水として需要家に供給すると共に、前記第1給水タンクの上流から需要家まで第2の水道水給水ラインを設置し、前記第2の水道水給水ラインより水道水を需要家に飲用水として供給するので、水資源の有効利用に役立つばかりでなく、飲用水としての水道水を大幅に削減することができる。
【選択図】 図1

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自家用給水システムに係り、特に飲用水と非飲用水とに分けて供給する自家用給水システムに関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、水の需要が高まり、また水不足が報道されるにつれ、ダムの貯水率や河川の流量に関心が持たれるようになってきた。しかし、水の需要増をまかなうために新規なダムの建設は、自然環境との調和を考えると非常に難しい状況になりつつある。また、湖水あるいは河川から新規に取水することも取水権利者との調整が非常にむづかしくなってきている。
【0003】
このような状況であるので、水資源の開発は非常に困難となってきており、これを解決するために、例えば、雨水を蓄えてそれを非飲用、例えば浴槽、シャワー、トイレ、冷却水、洗車、散水等に使用して、飲用関連として使われる水量を減少させる等が提案され、一部では実施されている。
【0004】
しかしながら、雨水を利用するためには雨水を蓄えるスペースを確保せねばならず、また雨水を飲用に供さないという保証をすることができないため、安全性等から普及されなかった。
【0005】
また、近年、水道水を自家水道システムに切り換えることが行われている。この場合、井戸水を砂濾過装置を通した後、膜処理を行い塩素殺菌後全量を給水タンクに合流させ、水道配管にて給水している。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
このように井戸水を飲用水として利用する場合、(1) 地下水よりクミン系の鉄が入るケース、(2) 有機塩素系の溶剤が入るケース、(3) COD(化学的酸素要求量)が多いケース等では、処理コストが高く付くことになる。また、多量の塩素材を使用せねばならず、有機物を副生させる等効率的でなかった。
【0007】
ところで、現在、水道水が本来の飲用とその飲用関連として使われる量は、生産される水道水の約1%といわれている。そうすると、残りの99%の水道水は飲用関連以外、例えば、浴槽、シャワー、トイレ、冷却水、洗車、散水等に使用されていることになる。
【0008】
このように、飲用とその飲用関連に使われる水道水は、供給される水道水の1%位しか過ぎないのに、現状の給水システムでは全量を飲用のグレードで管理せねばならず、コスト高となる原因となっている。また、長い配管を経て給水するため高度な膜処理を行っても二次汚染を受けるため、あるいは濁度の少ない井戸水の砂濾過の後の膜は、ほとんど何の機能も果たしておらず、メンテナンスが高く付いていた。
【0009】
しかし、これら飲用及び飲用関連以外に使われる水でも、水質は十分に確保して飲用に適するようにすることは必要であるが、現在飲用に対して実施されているような厳格な検査は必要としない。このような観点から水資源を再検討すると、地下水、特に深層地下水の有効利用が考えられる。一般に、地下水は水質も安定しており、かつ温度も一定しているため、比較的処理も容易であり、飲用及び飲用関連としての水道水とそれ以外に利用される地下水の分配を合理的なものとすることは重要になってきた。
【0010】
本発明は、上記状況に対処するためになされたもので、その課題は現状の水道施設を有効に利用すると共に、美味い飲用水を供給し、かつ慢性化しつつある水不足を改善できる自家用給水システムを提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項1記載の自家用給水システムの発明は、水道水を供給する既設の第1の水道水給水ラインの需要家近傍に設置された第1給水タンクに、地下水、湖沼、河川あるいは雨水等を水源とする給水ラインで処理された処理水を供給し、前記第1給水タンクより前記処理水を非飲用水として需要家に供給すると共に、前記第1給水タンクの上流から需要家まで第2の水道水給水ラインを設置し、前記第2の水道水給水ラインより水道水を需要家に飲用水として供給することを特徴とする。
【0012】
請求項1記載の発明によると、地下水、湖沼、河川あるいは雨水等を水源とする給水ラインで処理された水を非飲用水として供給し、一方、第1の水道水給水ラインの需要家近傍に設置された第1給水タンクの上流から需要家まで第2の水道水給水ラインを設置して飲用水を供給するので、従来のように水道水は非飲用水に使用されなくなり、水道水を大幅に削減することができる。このように地下水、湖沼、河川あるいは雨水を有効利用することで水不足の解消に役立つことが可能となる。
【0013】
請求項2記載の発明は、請求項1記載の自家用給水システムにおいて、非飲用水を供給する給水ラインは、地下水を水源とし、この地下水を蓄える水槽と、この水槽に蓄えられた地下水にエマルジョン化オゾンを加え、次亜塩素酸ナトリウムで殺菌・消毒し、浮遊物を凝集剤で凝集する化学的処理手段と、さらに地下水に含まれる鉄,マンガン等を濾過する濾過手段と、地下水に含まれる微粒子を取り除く微粒子除去手段とを備えていることを特徴とする。
【0014】
請求項2記載の発明によると、地下水を水源とする地下水給水ラインでは、まず地下水にエマルジョン化オゾンガスを加えることにより、殺菌・消毒用の次亜塩素酸ナトリウムの使用量を大幅に削減可能となり、さらに地下水に含まれる浮遊物を凝集剤で凝集し、また地下水に含まれる鉄,マンガン等を濾過手段で濾過すると共に、地下水に含まれる微粒子を微粒子除去手段で取り除くので、水道水レベルの水質をもつ水を供給することができる。
【0015】
請求項3記載の発明は、請求項1記載の自家用給水システムにおいて、第2の水道水給水ラインは膜式高度処理手段が設置されていることを特徴とする。
請求項3記載の発明によると、第2の水道水給水ラインは飲用水関連のみとなるので、従来に比べて給水量は非常に少なくなり、膜式高度処理手段を設置することも可能となるので美味しい水を安価に提供することができる。
【0016】
次に、本発明の自家用給水システムについて説明する。
現状の第1の水道水給水ラインの内、受水槽である第1給水タンクより下流の給水ラインは地下水、湖沼、河川あるいは雨水等を水源とする給水ライン(以下井戸水給水ラインと称する)とし、雑用水、すなわち非飲用水として使用する。この井戸水給水ラインから給水される水質は、地下水にエマルジョン化オゾンガスを加えてから殺菌・消毒し、浮遊物を凝集させて取り除き、さらに地下水に含まれる鉄,マンガン等を濾過手段で濾過すると共に、地下水に含まれる微粒子を微粒子除去手段で取り除いているので、水道水基準に合格するものであり、しかも、エマルジョン化オゾンガスを用いることにより次亜塩素酸ナトリウムを大幅に削減可能となる。また、飲用給水ラインは第2の水道水ラインを新設し、需要家の使用箇所で膜式高度処理を実施し、飲用に供すれば、近代的でかつ比較的安価な理想の自家用給水システムを構築できる。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図1は、本発明の第1実施形態である自家用給水システムの概略構成図である。
図に示すように、本実施形態の自家用給水システムは、井戸水給水ライン1と第1水道水給水ライン3と第2水道水給水ライン4とから構成されている。
【0018】
第1水道水給水ライン3は既設の施設を利用している。すなわち、本来、水道水は第1給水タンク2に給水された後、飲用水として需要家7に送水されるものであるが、本実施形態では、第1給水タンク2へは井戸水給水ライン1から処理された井戸水が供給され、需要家へは非飲用水として送水されている。この井戸水給水ライン1では、井戸水12を貯水タンク14に蓄えた後、この貯水タンク14より送水される井戸水にマイクロエマルジョン化したオゾンガス16を注入し、さらに消毒・殺菌を実施してから処理水槽21に蓄える。この処理水槽21に蓄えられた処理水は、送水ポンプ22により給水管23を介して第1給水タンク2へ送水され、非飲用水として需要家に供給される。この第1給水タンク2に蓄えられた処理水は、上記のように消毒・殺菌されているので、飲用水としても十分合格するものであるが、ただ水道水のように頻繁に検査・管理されていないだけである。
【0019】
本実施形態では、飲用水用として第2水道水給水ライン4を新設している。すなわち、この第2水道水給水ライン4は、第1水道水給水ライン3の第1給水タンク2の上流側に分岐管8を設置し、この分岐管8より水道水を取り込み、第2給水タンク5、中空子膜式高度処理装置6を介して需要家7に飲用水として供給される。
【0020】
なお、本実施形態では井戸水を水源としているが、水源としては井戸水に限るものではなく、需要家の近くでかつ量的に安定した水源が確保されれば、例えば湖沼や河川あるいは雨水を水源とした給水ラインと第2水道水給水ラインを新設することで、非飲用水も十分に提供できるので、飲用水としての水道水を大幅に削減することが可能となる。これにより高度処理装置を設置することが可能となり、美味しい飲用水を安価に提供することができる。
【0021】
図2は、図1の井戸水給水ラインの概略構成図である。
図に示すように、井戸水給水ライン1は、非飲用水、例えば、浴槽、シャワー、トイレ、冷却水、洗車、散水等に使用される給水を供給する系統で、その主たる構成要素は、井戸水供給源として井戸11と、この井戸11より井戸水12を汲上げる汲上げポンプ13と、汲上げられた井戸水12を蓄える貯水タンク14と、この貯水タンク14の井戸水を砂濾過槽19に給水管を介して送水する送水ポンプ15と、井戸水にマイクロエマルジョン化したオゾンガス16を注入するミキシング装置30と、井戸水を殺菌・消毒する次亜塩素酸ナトリウムを有する次亜塩素酸ナトリウム槽17と、井戸水中の浮遊物を凝集される凝集剤を有する凝集剤槽18と、井戸水に含まれる鉄,マンガン等を取り除く砂濾過槽19と、井戸水に含まれる微粒子を取り除く中空子膜装置20と、処理水を蓄える処理水槽21と、処理水槽21に蓄えられた処理水を第1給水タンク2へ給水管23を介して送水する送水ポンプ22とから構成されている。
【0022】
上記したように、本実施形態ではミキシング装置30で発生されたマイクロエマルジョン化したオゾンガス16を貯水タンク14から送水される井戸水に注入しているので、殺菌・消毒用の次亜塩素酸ナトリウムの使用量が少なくなり、井戸水を飲用水として利用する場合の上記した従来の(1) 〜(3) の問題点も解決することができる。このように、井戸水給水ライン1から供給される給水は、非飲用水(雑用水)として供給されているが、水質的には十分飲用水としても耐えられるものである。また、オゾンガスのマイクロバブルを用いると、殺菌・消毒用の次亜塩素酸ナトリウムの使用量を大幅に削減できるので、環境に優しい自家用給水システムを構築できる、という利点がある。
【0023】
ここで、ミキシング装置について概略説明する。
ミキシング装置30は、中央部に円柱状のセラミックフィルターか、または穴が開けられた円筒管の中に中空糸膜を配置したフィルター25を配置し、上部に加圧オゾンガスを供給する配管28及び加圧水を供給する配管29を備え、下部に流出口を設け、かつ蓋を取付けたミキシング容器本体24と、フィルター25の下部に下流に行くにしたがって流路が狭くなるように配置された複数の邪魔板26と、邪魔板26の流出口とミキシング容器本体24の流出口との間に配置されたクロスプレート27とから構成されている。
【0024】
ミキシング装置30は上記のように構成されているので、加圧水は円筒状のミキシング容器本体24の上部に設けられた管29を経て容器本体の円周方向より導入され、容器本体入口部で図示しないオリフィスを通り、加圧し高速サイクロン流となる。容器本体の中央部には円柱状のセラミックフィルターまたはパンチングで穴が開けられ円筒管の中に中空糸膜が配置されたフィルター25が用いられており、加圧オゾンガスは管26を経てフィルター25の膜表面より吹き出すように構成されている。したがって、水流はその回りをサイクロン流で高速に回り、気液混合が行われる。サイクロン流は管の後半で絞り込まれる形でじゃま板26にぶっかり急激な混合が行われる。このじゃま板26はくぼみ穴(ティンプル)又はパッチング板とすることもよい。水流は更に出口部で仕切り板で仕切られたクロスプレート板27にぶつかり気液混合が更に進み、このミキシング装置30で発生されたオゾンガス16のマイクロバブルが給水管を流れる井戸水に注入されることになる(特願2001−365917号参照)。
【0025】
次に、図1及び図2を参照して本実施形態の自家用給水システムについて説明する。
井戸水給水ライン1は、原水供給源として井戸水12、好ましくは深井戸の井戸水を用いる。この深井戸より汲上げポンプ13で汲み上げられた井戸水12は、一旦貯水タンク14に蓄えられた後、この貯水タンク14より送水ポンプ15で砂濾過槽19に送水される。この送水途中で井戸水12はミキシング装置30で発生したマイクロエマルジョン化したオゾンガス16が注入された後、次亜塩素酸ナトリウムで殺菌・消毒され、次に浮遊物が凝集剤で凝集される。さらに、砂濾過槽19で井戸水に含まれる鉄,マンガン等は取り除かれる。次に中空子膜からなる微粒子処理装置20で井戸水に含まれる微粒子を取り除いた後、処理水槽21に蓄えられる。処理水槽21に蓄えられた処理水は送水ポンプ22により配管23を介して第1給水タンク2へ送水され、需要家9へは非飲用水(雑用水)として供給される。
【0026】
一方、第2水道水給水ライン5は、第1水道水給水ライン3の第1給水タンク2の上流側に分岐管10を設置し、この分岐管10に第2給水タンク7と中空子膜式高度処理装置8を設置したものであるので、従来供給している水道水よりも美味しい飲用水を安価にかつ十分に需要家9に提供することができる。
【0027】
本実施形態の自家用給水システムは、上記のように構成されているので、従来の第1水道水給水ラインの施設はほとんど利用しており、井戸水給水ラインと第2水道水給水ラインを新設するだけで、美味い飲用水および非飲用水を十分に提供することができる。さらに、井戸水給水ラインと第2水道水給水ラインは需要家の近くに新設するものであるから最小限の建設費で済むことができる。
したがって、本発明の自家用給水システムは、地下水の豊富な地区、工場、新築物件等には特に有効である。
【0028】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、従来の第1水道水給水ラインに、第2水源からの給水ラインと第2水道水給水ラインを新設するだけで、非飲用水及び飲用水を安価かつ十分な量を提供することができ、水資源の有効利用に役立つばかりでなく、第2水源からの給水ラインと第2水道水給水ラインは需要家の近くに構築されるので、建設費も最小限で済むことができ、さらに、第2水源からの給水ラインにはマイクロエマルジョン化したオゾンガスを用いているので、殺菌・消毒に用いる次亜塩素酸ナトリウムを非常に少なくすることができ、環境に優しい自家用給水システムを構築できる、という優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態である自家用給水システムの概略構成図。
【図2】図1の井戸水給水ラインの概略構成図。
【符号の説明】
1…井戸水給水ライン、2…第1給水タンク、3…第1水道水給水ライン、4…第2水道水給水ライン、5…第2給水タンク、6…中空子膜式高度処理装置、7…需要家、8…分岐管、11…井戸、12…井戸水、13…汲上げポンプ、14…貯水タンク、15…送水ポンプ、16…マイクロエマルジョン化したオゾンガス、17…次亜塩素酸ナトリウム槽、18…凝集剤槽、19…砂濾過槽、20…中空子膜装置、21…処理水槽、22…送水ポンプ、23…配管、24…ミキシング容器本体、25…フィルター、26…邪魔板、27…クロスプレート、28,29…配管、30…ミキシング装置。

Claims (3)

  1. 水道水を供給する既設の第1の水道水給水ラインの需要家近傍に設置された第1給水タンクに、地下水、湖沼、河川あるいは雨水等を水源とする給水ラインで処理された処理水を供給し、前記第1給水タンクより前記処理水を非飲用水として需要家に供給すると共に、前記第1給水タンクの上流から需要家まで第2の水道水給水ラインを設置し、前記第2の水道水給水ラインより水道水を需要家に飲用水として供給することを特徴とする自家用給水システム。
  2. 請求項1記載の自家用給水システムにおいて、非飲用水を供給する給水ラインは、地下水を水源とし、この地下水を蓄える水槽と、この水槽に蓄えられた地下水にエマルジョン化オゾンを加え、次亜塩素酸ナトリウムで殺菌・消毒し、浮遊物を凝集剤で凝集する化学的処理手段と、さらに地下水に含まれる鉄,マンガン等を濾過する濾過手段と、地下水に含まれる微粒子を取り除く微粒子除去手段とを備えていることを特徴とする自家用給水システム。
  3. 請求項1記載の自家用給水システムにおいて、第2の水道水給水ラインは膜式高度処理手段が設置されていることを特徴とする自家用給水システム。
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