JP2004089969A - 水処理装置および水処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】水処理装置を構成する各部位の保守点検が容易な、しかして安全性の高い浄水を供給し得る水処理装置を提供すること。
【解決手段】原水は、エゼクタ２においてオゾン発生機３から供給されるオゾンにより処理され、膜濾過装置７において膜濾過される。濾過水は、活性炭塔１５を経由して浄水となる。上記の濾過水中に残存するオゾンは、活性炭塔１５において分解される。オゾン処理水収容タンク５および濾過水収容タンク８から発生する排オゾンは、オゾン分解塔１０において分解される。膜濾過装置７に含まれている濾過膜７３は、逆洗水により逆洗される。水処理装置を構成する上記の部位の全部が、１０トントラックなどで輸送可能な大きさの装置設置基板２０上に設置される。
【選択図】　　　　図２０

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、水処理装置および水処理方法に関し、詳しくはオゾンによる殺菌処理と膜濾過とを含む水処理装置および水処理方法に関するものである。以下、従来の技術並びに本発明に就き説明するが、説明の順位の早い図に示された部位と同じ部位が後続の図に示される場合には、互に同じ符号を付して後続の図の説明の際には、同じ部位の説明を省略することがある。
【０００２】
【従来の技術】
オゾンを利用した水処理方法として、膜濾過装置の前段で被処理水にオゾンを注入して膜濾過する際に、膜濾過水中に残留する残留オゾン濃度が所定範囲内となるように、残留オゾン濃度の測定値に基づいて、膜濾過装置の前段の供給配管から供給されるオゾン注入量を調節する水処理方法において、膜濾過水中の残留オゾン濃度を監視することによって、膜濾過装置の前段で必要最小限のオゾンを供給して、膜濾過装置の通水抵抗を高めることなく濾過水を得、且つオゾンの副生成物の生成を抑制する技術は従来公知である（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−１０７７７６号公報（要約の解決手段、図１）
【０００４】
上記の従来の水処理装置と後記する本発明の水処理装置との基本的構成にはさほどの差異がなく、また本発明の水処理装置の構成や動作については詳細に後記するので、この従来の水処理装置の構成については次に簡単に説明しておく。原水タンクに収容された河川水などの原水は、エゼクタにおいてオゾン発生機から供給されるオゾンにより処理され、オゾン処理水に含まれる固形分は膜濾過装置において膜濾過される。かくして得られた濾過水は、活性炭塔を経由して浄水となり、浄水収容タンクに収容される。上記の濾過水中に残存するオゾンは、活性炭塔において分解される。また、オゾン処理水収容および濾過水収容タンクから発生する排オゾンは、オゾン分解塔において分解される。膜濾過装置に含まれている濾過膜は、必要に応じて逆洗水により逆水洗される。
【０００５】
上記の水処理装置は、上記の通り、種々の部位から構成されていて原水を飲用可能な浄水に改質する目的と機能とを有するものであって、当該装置の稼動中に一部の部位に故障や性能低下などが生じると、原水の殺菌不足、浄水の濁り、残留オゾン量の増大などの忌むべき問題を惹起する。このために水処理装置は、それら各部位ごとに定期的に保守点検を行う必要があるが、それら各部位は、比較的広い場所に分散して設置されているので、水処理装置の点検者は、分散しているこれら部位の間を歩き回って点検する必要があるので、一回の点検に長時間を要する、歩き回わることによる肉体的および精神的疲労から点検の精度が低下しがちとなるなど、浄水、特に飲料水の安全性に係る重大な問題が生じる可能性が高い。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従来技術における如上の問題に鑑み、上記各部位の保守点検が容易な、しかして安全性の高い浄水を供給し得る水処理装置および水処理方法を提供することを課題とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係る水処理装置は、オゾン発生部、被処理水に上記オゾン発生部から供給されたオゾンを注入するオゾン注入部、上記被処理水にオゾンを注入して処理されたオゾン処理水を収容するオゾン処理水収容部、上記オゾン処理水を膜濾過する膜濾過部、および上記膜濾過部で濾過された濾過水を収容する濾過水収容部を含む水処理装置であって、上記の各部は、保守点検が容易なように集中して設置されたことを特徴とするものである。
【０００８】
本発明の請求項２に係る水処理装置は、請求項１において、上記被処理水の濁度を計測する濁度計測部を備えたことを特徴とするものである。
【０００９】
本発明の請求項３に係る水処理装置は、請求項１または請求項２において、上記被処理水に凝集剤を添加する凝集剤添加部を備えたことを特徴とするものである。
【００１０】
本発明の請求項４に係る水処理装置は、請求項１〜請求項３のいずれか一項において、上記膜濾過部の入口における上記オゾン処理水の濾過圧力を計測する濾過圧力計測部を備えたことを特徴とするものである。
【００１１】
本発明の請求項５に係る水処理装置は、請求項１〜請求項４のいずれか一項において、上記膜濾過部における上記オゾン処理水の膜濾過量を制御する膜濾過量制御部を備えたことを特徴とするものである。
【００１２】
本発明の請求項６に係る水処理装置は、請求項１〜請求項５のいずれか一項において、オゾンの原料となる空気を圧縮して上記オゾン発生部に供給する第一空気圧縮部、上記膜濾過部に含まれる複数の濾過膜ユニット間を切替える空気弁の切替えのために圧縮空気を供給する第二空気圧縮部、上記膜濾過部の濾過膜を逆風洗するために圧縮空気を供給する第三空気圧縮部、上記濾過膜を逆水洗する逆水洗部、上記濾過水中に残留するオゾンを活性炭により分解する活性炭処理部、上記オゾン処理水から発生するオゾンを分解する第一オゾン分解部、上記濾過水から発生するオゾンを分解する第二オゾン分解部、および上記活性炭処理部による分解処理によっても未分解のオゾンを分解する第三オゾン分解部を備えたことを特徴とするものである。
【００１３】
本発明の請求項７に係る水処理装置は、請求項６において、上記第一空気圧縮部、上記第二空気圧縮部、および上記第三空気圧縮部に代えて、オゾンの原料となる気体を圧縮して上記オゾン発生部に供給し、上記空気弁の切替えのために圧縮空気を供給し、且つ上記濾過膜を逆風洗するために圧縮空気を供給する共用空気圧縮部を備えたことを特徴とするものである。
【００１４】
本発明の請求項８に係る水処理装置は、請求項７において、上記共用空気圧縮部の上部に設けられると共に、上記共用空気圧縮部の吐出圧力の変動を小さくする機能をなす圧力タンクを備えたことを特徴とするものである。
【００１５】
本発明の請求項９に係る水処理装置は、請求項７において、電気的に開閉可能であって空気圧力を調節する圧力調節弁、上記空気圧力の大きさを電気信号として発信する圧力発信器、上記空気圧力の設定値に対して圧力測定値を調節する圧力調節計を上記共用空気圧縮部と共に備えたことを特徴とするものである。
【００１６】
本発明の請求項１０に係る水処理装置は、請求項６において、上記第一オゾン分解部および上記第二オゾン分解部に代えて、上記オゾン処理水および／または上記濾過水から発生するオゾンを分解する共用オゾン分解部を備えたことを特徴とするものである。
【００１７】
本発明の請求項１１に係る水処理装置は、請求項６において、上記第一空気圧縮部、上記第二空気圧縮部、上記第三空気圧縮部、上記オゾン発生部、および上記膜濾過部のうちの少なくとも１部から排出されるドレンと、上記オゾン処理水収容部および／または上記濾過水収容部のオーバーフロー水とを受け入れて一緒に上記水処理装置の外に排出する共用排水部を備えたことを特徴とするものである。
【００１８】
本発明の請求項１２に係る水処理装置は、請求項７において、　上記共用空気圧縮部から排出されるドレンと、上記オゾン処理水収容部および／または上記濾過水収容部のオーバーフロー水とを受け入れて一緒に上記水処理装置の外に排出する共用排水部を備えたことを特徴とするものである。
【００１９】
本発明の請求項１３に係る水処理装置は、請求項１〜請求項５のいずれか一項において、上記オゾン処理水収容部に収容された上記オゾン処理水を上記オゾン注入部に供給するポンプを備えたことを特徴とするものである。
【００２０】
本発明の請求項１４に係る水処理装置は、請求項１〜請求項５のいずれか一項において、上記濾過水収容部に収容された濾過水を上記濾過膜を逆水洗するために上記膜濾過部に供給するポンプを備えたことを特徴とするものである。
【００２１】
本発明の請求項１５に係る水処理装置は、請求項１１または請求項１２において、上記オゾン発生部から排出される高温の冷却水と上記ドレンおよび／またはオーバーフロー水とを熱交換する熱交換器を備えたことを特徴とするものである。
【００２２】
本発明の請求項１６に係る水処理装置は、請求項１〜請求項１５のいずれか一項において、上記各部の全ては、自動車で輸送可能な大きさの一枚の装置設置基板の上に設置されたことを特徴とするものである。
【００２３】
本発明の請求項１７に係る水処理装置は、請求項１６において、少なくとも上記オゾン発生部、上記オゾン処理水収容部、上記膜濾過部、上記濾過水収容部は、上記装置設置基板の辺に沿うように配置されたことを特徴とするものである。
【００２４】
本発明の請求項１８に係る水処理方法は、請求項１〜請求項１７のいずれか一項記載の水処理装置を用い、上記被処理水の濁度が一定値以上であるときに、上記被処理水へのオゾン注入量を増加させることを特徴とするものである。
【００２５】
本発明の請求項１９に係る水処理方法は、請求項１〜請求項１７のいずれか一項記載の水処理装置を用い、上記被処理水の濁度が一定値以上であるときに、上記被処理水に上記凝集剤を添加することを特徴とするものである。
【００２６】
本発明の請求項２０に係る水処理方法は、請求項１〜請求項１７のいずれか一項記載の水処理装置を用い、上記被処理水の濁度が一定値以上であるときに、上記膜濾過量制御部により上記オゾン処理水の膜濾過量を減少させることを特徴とするものである。
【００２７】
本発明の請求項２１に係る水処理方法は、請求項１〜請求項１７のいずれか一項記載の水処理装置を用い、上記膜濾過部の入口における上記オゾン処理水の濾過圧力が一定値以上であるときに、上記被処理水および／または上記オゾン処理水へのオゾン注入量を増加させることを特徴とするものである。
【００２８】
本発明の請求項２２に係る水処理方法は、請求項１〜請求項１７のいずれか一項記載の水処理装置を用い、上記膜濾過部の入口における上記オゾン処理水の濾過圧力が一定値以上であるときに、上記オゾン処理水の膜濾過量を減少させることを特徴とするものである。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下の諸実施の形態においては、前記請求項における各部の一例として、オゾン発生部についてはオゾン発生機が、オゾン注入部についてはエゼクタが、第一〜第三空気圧縮部については第一〜第三空気圧縮機が、共用空気圧縮部については共用空気圧縮機が、オゾン処理水収容部についてはオゾン処理水収容タンクが、膜濾過部については膜濾過装置が、濾過水収容部については濾過水収容タンクが、第一〜第三オゾン分解部については第一〜第三オゾン分解塔が、共用オゾン分解部については共用オゾン分解塔が、活性炭処理部については活性炭塔が、濁度計測部については濁度計測器が、凝集剤添加部については凝集剤注入装置が、濾過圧力計測部については濾過圧力計測器が、膜濾過量制御部については膜濾過量制御装置が、それぞれ用いられている。
【００３０】
実施の形態１．
図１〜図４は、本発明の水処理装置における実施の形態１を説明するものであって、図１は実施の形態１の一部側面図を含む平面図、図２〜図４は、それぞれ第一空気圧縮機４、第二空気圧縮機１３、および第三空気圧縮機１４についての説明図である。図１において、１は原水を汲み上げるポンプ、４はオゾンの原料となる空気を圧縮してオゾン発生機３に供給する第一空気圧縮機、６はオゾン処理水収容タンク５中のオゾン処理水を膜濾過装置７に移送するポンプ、９は濾過水収容タンク８中の濾過水を後記の活性炭塔１５に移送するポンプ、１０ａはオゾン処理水収容タンク５の上に設けられた第一オゾン分解塔、１０ｂは濾過水収容タンク８の上に設けられた第二オゾン分解塔、１０ｃは活性炭塔１５の上部排気口に設けられた第三オゾン分解塔、１１は膜濾過装置７の濾過膜７３を逆水洗するための逆洗水を膜濾過装置７に供給する前記逆水洗部の一例としてのポンプ、１４は濾過膜７３を逆風洗するための圧縮空気を膜濾過装置７に供給する第三空気圧縮機、１５は濾過水収容タンク８に収容された濾過水中に含まれるオゾンを活性炭により分解する活性炭塔、１９は活性炭塔１５により処理して得られた浄水を収容する浄水収容タンクである。膜濾過装置７は、二つの濾過膜ユニット７１、７２および切り換用の空気弁１２を有し、各濾過膜ユニット７１、７２は複数の濾過膜７３から構成されている。
【００３１】
１３は上記空気弁１２を濾過膜ユニット７１または濾過膜ユニット７２に切り換えるための圧縮空気を供給する第二空気圧縮機、１６は活性炭塔１５における活性炭の目詰まりを防止するために圧縮空気を供給する空洗ブロア、１７は活性炭塔１５を逆水洗するためのポンプ、２０は一枚の装置設置基板である。装置設置基板２０は、自動車で輸送可能な大きさを有し、符号１〜１７で示された部位の全部は、必要な配管類と一緒に一枚の装置設置基板２０上に集中して設置されている。
【００３２】
次に実施の形態１の動作に就き説明する。ポンプ１を稼動して河川水、湖沼水、井戸水などの水道源水、工場廃水、あるいはその他の処理を要する被処理水、即ち原水を収容した原水タンク１８から原水を汲み揚げ、それをエゼクタ２を経由してオゾン処理水収容タンク５に移送する。一方、第一空気圧縮機４およびオゾン発生機３も稼動させて、発生したオゾンをエゼクタ２に供給し、原水をオゾン処理する。このオゾン処理により、当該原水中の細菌類はオゾンにより殺菌され、また含有汚濁物質もオゾンにより化学的に分解される。オゾン処理水収容タンク５中のオゾン処理水には、上記の殺菌並びに化学的分解により生じた固形分が含まれているので、ポンプ６を稼動することによりオゾン処理水を膜濾過装置７を経由して上記固形分を膜濾過し、得られた濾過水を濾過水収容タンク８に移送する。オゾン処理水収容タンク５中のオゾン処理水および濾過水収容タンク８中の濾過水からは、残存するオゾンの一部が放出されるので、それら排オゾンはそれぞれオゾン分解塔１０ａおよびオゾン分解塔１０ｂにおいて分解される。
【００３３】
濾過水収容タンク８中の濾過水には、未だオゾンが残留しているので、ポンプ９を稼動して濾過水を活性炭塔１５を経由して活性炭により残留オゾンを分解し、かくして濾過水は浄水となって浄水収容タンク１９に収容される。活性炭塔１５を経由している間に放出される未分解のオゾンは、オゾン分解塔１０ｃにおいて分解される。
【００３４】
膜濾過装置７は、オゾン処理水を濾過することによりその濾過膜７３はオゾン処理水に含まれている固形分の堆積により目詰まりする。このために膜濾過装置７は、二つの濾過膜ユニット７１、７２から構成されていて、例えば濾過膜ユニット７１が稼動中は、濾過膜ユニット７２は逆洗操作によりその濾過膜７３は清浄化されて待機状態に置かれる。濾過膜ユニット７２の逆洗操作においては、ポンプ１１および第三空気圧縮機１４を稼動して浄水収容タンク１９中の浄水を逆洗水として濾過膜ユニット７２に通水し、さらに第三空気圧縮機１４から逆風洗用の圧縮空気を供給する。
【００３５】
稼動中の濾過膜ユニット７１における濾過膜７３の目詰まりが規定範囲に達すると、第二空気圧縮機１３を稼動させて空気弁１２によりオゾン処理水の流れを濾過膜ユニット７１から待機中の濾過膜ユニット７２の方に切り換え、当該ユニット７２を稼動状態に置く。その間に、濾過膜ユニット７１は、上記と同様の逆洗操作により清浄化されて待機状態に置かれる。活性炭塔１５内の活性炭にも目詰まりが生じることがあるので、ポンプ１７および空洗ブロア１６を稼動させて活性炭塔１５を逆洗する。
【００３６】
装置設置基板２０は、自動車で輸送可能な大きさを有し、符号１〜１７で示された上記の全部位は、一枚の装置設置基板２０上に集中して設置されているが、それらのうちの特に点検が必要な、オゾン発生機３、エゼクタ２、オゾン処理水収容タンク５、膜濾過装置７、濾過水収容タンク８は、一層好ましくは符号１〜１７で示された上記全部位は、保守点検が容易なようにその全体が他の部位の影に隠れることはなく、換言すると少なくとも一部が外部から目視可能なように設置されている。このために実施の形態１中の各部位の点検に際しては、点検者は、従来の水処理装置の場合のように部位間を長時間かけて歩き回る必要がなく、多くの場合、一目で複数の部位の点検が可能となる。よって一回の点検に要する時間は、従来の場合と比較すると格段に短く、また点検のために歩き回わる必要が実質的にないので肉体的および精神的疲労が少なく、その分だけでも点検の精度が向上して、得られる浄水の安全性も高くなる。
【００３７】
またさらに近時においては、工場、小公共施設、マンション、あるいはその他の小社会における小規模の水処理装置の需要が高まっているが、かかる需要に応えるには、かなり狭い道でも水処理装置を需要場所まで運送可能であることが必須となるところ、実施の形態１の水処理装置は、例えば１０トントラックなどの車両、特に自動車により輸送可能であるので、上記の需要に応えることができる優れた効果もある。
【００３８】
実施の形態２．
図５は、本発明の水処理装置における実施の形態２の一部側面図を含む平面図である。図５において、５０は原水タンク１８とエゼクタ２とを繋ぐ管路内を流れる原水の濁度を計測する濁度計測器であり、５１は同管路内に凝集剤を注入するための凝集剤注入装置である。しかして実施の形態２は、前記実施の形態２１とは濁度計測器５０および凝集剤注入装置５１を備えた点において異なり、その他の構成は同じである。原水あるいは被処理水の濁度が大きくなると、当該被処理水のみならず、そのオゾン処理水に含まれている固形分の含有量が多くなって、濾過膜７３の目詰まりが早くなる、膜濾過装置７でのオゾン処理水の濾過圧力が上昇して濾過膜７３が破れる危険性が高くなる、あるいはオゾン処理に要するオゾン量が増大する、などの問題が生じる。
【００３９】
かかる問題に対して、エゼクタ２に向かう被処理水の濁度を常に計測器５０により計測し、その濁度が一定値以上であることが検知されると、凝集剤注入装置５１から被処理水に凝集剤を注入する。この注入により、高濁度の被処理水でも膜濾過装置７で安定して膜濾過が可能となる。なお上記の濁度の一定値は、使用する膜濾過装置７の特性や性能などによって左右されるので、使用する膜濾過装置毎に試行錯誤的に決定すればよい。
【００４０】
実施の形態３．
図６は、本発明の水処理装置における実施の形態３の一部側面図を含む平面図である。図６において、６０は濁度計測器５０による被処理水の濁度についての計測値をオゾン発生機３に伝達する信号線であって、実施の形態３は前記実施の形態２とは信号線６０が設けられた点において異なり、その他の構成は同じである。実施の形態３においては、被処理水の濁度の一定値を例えば被処理水の処理に必要はオゾン量が不足して膜濾過装置７での膜濾過が困難となる濁度とし、当該濁度に対処し得る必要オゾン量を予め決定しておく。そして、原水タンク１８から供給される被処理水の濁度が上記一定値以上であることが濁度計測器５０から信号線６０を通じてオゾン発生機３に伝達されると、オゾン発生機３から上記必要オゾン量がエゼクタ２に供給され、この供給により、高濁度の被処理水でも膜濾過装置７で安全に膜濾過することができる。
【００４１】
実施の形態４．
図７は、本発明の水処理装置における実施の形態３の一部側面図を含む平面図である。図７において、５２は膜濾過量制御装置であって、実施の形態４は前記実施の形態２とは膜濾過量制御装置５２が設けられた点において異なり、その他の構成は同じである。前記したように、被処理水が高濁度である場合にオゾン処理水を膜濾過装置７で膜濾過すると、オゾン処理水の濾過圧力が過大となって膜濾過が不可となる。これに対して膜濾過量制御装置５２は、膜濾過装置７での濾過圧力が一定値以上となった場合に、ポンプ６を介してオゾン処理水の膜濾過量を予め定められた量まで低下せしめる機能をなす。この機能により、高濁度の被処理水でも安全に膜濾過装置７で膜濾過することができる。
【００４２】
実施の形態５．
図８は、本発明の水処理装置における実施の形態５の一部側面図を含む平面図である。図８において、５３ａおよび５３ｂは、それぞれ膜濾過装置７の濾過膜ユニット７１、７２の入口におけるオゾン処理水の濾過圧力を計測する濾過圧力計測器であり、それらで計測された濾過圧力は、信号線（図示せず）を通じてオゾン発生機３に伝達される。実施の形態５は、前記実施の形態４とは濾過圧力計測器５３ａおよび５３ｂが設けられた点において異なり、その他の構成は同じである。濾過圧力計測器５３ａあるいは５３ｂで計測された濾過圧力が一定値以上となると、オゾン発生機３におけるオゾン発生量が予め決められた量まで増加され、この機能により安全に膜濾過装置７で膜濾過することができる。
【００４３】
実施の形態６．
図９は、本発明の水処理装置における実施の形態６の一部側面図を含む平面図である。図９において、６１は濾過圧力計測器５３ａあるいは濾過圧力計測器５３ｂで計測された濾過圧力の信号を膜濾過量制御装置５２に伝達する信号線である。実施の形態６は、前記実施の形態５とは信号線６１が設けられた点において異なり、その他の構成は同じである。実施の形態６では、濾過圧力計測器５３ａあるいは５３ｂで計測された濾過圧力が一定値以上となると、その信号が膜濾過量制御装置５２に伝達され、膜濾過量制御装置５２は、ポンプ６を介してオゾン処理水の膜濾過量を予め定められた量まで低下せしめる機能をなす。この機能により、高濁度の被処理水でも安全に膜濾過装置７で膜濾過することができる。
【００４４】
実施の形態７．
図１０は、本発明の水処理装置における実施の形態７の説明図である。図１０において、３１は共用空気圧縮機、３２は共用空気圧縮機３１の吐出圧力の変動を小さくする機能をなす圧力タンク、２１は空気弁１２のためのコントロールユニット、７３は膜濾過装置７の濾過膜である。
【００４５】
前記実施の形態１などにおいて用いられた第一空気圧縮機４、第二空気圧縮機１３、および第三空気圧縮機１４は、互いに圧縮空気の必要吐出圧力や許容圧力変動幅が異なるので、実施の形態１などにおいてはそれら３機が採用され、個別に運転されている。これに対して実施の形態７では、共用空気圧縮機３１にてそれら３機の機能を兼用させる。即ち共用空気圧縮機３１から吐出された圧縮空気は、圧力タンク３２により吐出圧力の変動が調整され、実施の形態２の水処理装置の稼動の進捗に応じて、オゾン発生機３にオゾンの原料となる圧縮空気を供給し（以下、原料用）、空気弁１２の制御のために圧縮空気を供給し（以下、計装用）、また濾過膜７３を逆風洗するために圧縮空気を供給（以下、逆洗用）する。
【００４６】
実施の形態８．
図１１は、本発明の水処理装置における実施の形態８の説明図である。図１１において、３３は電気的に開閉可能であって空気圧力を調節できる圧力調節弁、３４は空気圧力値を電気信号として発信できる圧力発信器、３５は設定値に対して圧力測定値を調節する圧力調節計である。圧力調節弁３３、圧力発信器３４および圧力調節計３５を、原料用、計装用、および逆風洗用の各配管に設置することで各配管毎の空気圧力の変動を小さくできて、共用空気圧縮機３１の共用化が容易となる。
【００４７】
つぎに実施の形態７および実施の形態８の効果について説明すると、実施の形態１などでは、３機の空気圧縮機が用いられるのに対して、実施の形態７、８では共用空気圧縮機３１のみで済むので水処理装置を一層コンパクトにすることができて、点検項目の減少により保守点検が一層容易且つ確実となって信頼性が向上する大きな効果のほか、上記点検作業に要する費用の低減や設備費の削減などの経済性の向上、設置スペースの縮小による水処理装置の設置場所確保の多様化、自動車により輸送の一層の容易化、装置の減少による操作の単純化などの効果もある。
【００４８】
さらに実施の形態７では、圧力タンクという構造上簡素な装置を採用するので、構造上シンプルとなり、水処理装置の全体のユニット化が容易となる。一方、実施の形態８では、原料用、計装用、および逆風洗用の各配管の入り口圧力を制御するので、極めて精密な圧力制御が達成されて、水処理装置の運転上の安定性が向上し、故障発生の頻度が極めて小さくなる。なお上記の説明は、原料用、計装用、および逆風洗用のいずれか２つの組合わせにおいても当てはまることは言うまでもない。
【００４９】
実施の形態９．
図１２は、本発明の水処理装置における実施の形態９の説明図である。図１２において、３６は有圧ドレンを受け入れて無圧化するためのラッパ管、３７はラッパ管３６により無圧化したドレン（矢印Ａ）、無圧ドレン（矢印Ｂ）、およびオーバーフロー水（矢印Ｃ）を溜める前記共用排水部の一例としてのドレンポットである。上記の有圧ドレンは、前記実施の形態１などの場合には、主として第一空気圧縮機４、第二空気圧縮機１３、および第三空気圧縮機１４から排出され、前記実施の形態７の場合には共用空気圧縮機３１から排出される。上記無圧ドレンは、オゾン発生機３および膜濾過装置７から排出される。一方、オーバーフロー水は、オゾン処理水収容タンク５および濾過水収容タンク８から排出される。ドレンポット３７は、１本の排水管３７１を有し、ドレンとオーバーフロー水とを一緒に上記水処理装置の外に排出する機能をなす。なお、ドレンが無圧ドレンのみである場合には、ラッパ管３６は必ずしも必要ではないが、ドレンポット３７は、ラッパ管３６を備えていると、ドレンとオーバーフロー水とを受け入れ易く、本発明の水処理装置における必要なあらゆる個所に統一仕様として設置することができる。
【００５０】
前記実施の形態１〜８においては、有圧ドレン、無圧ドレン、およびオーバーフロー水は、互いに個別の配水管を通じて本発明の水処理装置の外に排出するので多数の排水管を必要とするが、実施の形態９では排水管の本数を低減可能であり、特に全てのドレンおよび全てのオーバーフロー水をドレンポット３７により１本の排水管３７１にて外に排出することも可能である。よって、前記実施の形態７において、第一空気圧縮機４、第二空気圧縮機１３、および第三空気圧縮機１４に代えて共用空気圧縮機３１を採用する場合などと同様に、水処理装置を一層コンパクトにすることができて、点検項目の減少により保守点検が一層容易且つ確実となって信頼性が向上する大きな効果のほか、点検作業に要する費用の低減や設備費の削減などの経済性の向上、設置スペースの縮小による水処理装置の設置場所確保の多様化、自動車により輸送の一層の容易化、部分部の減少による操作の単純化などの効果もある。
【００５１】
実施の形態１０．
図１３は、本発明の水処理装置における実施の形態１０の概略平面図ある。図１３において、２０は装置設置基板、２１（梨地部）は装置設置基板２０における本発明の水処理装置に含まれる全部位、または点検が特に必要な部位が設置された領域、２２（白地部）は部位が設置されていない、または点検の必要性が比較的低い部位が設置された領域、３８は他の建物、３８１は装置設置基板２０と建物３８との間の通路である。通路３８１が狭隘な場合、仮に領域２２に点検が特に必要な部位が設置されていると、通路３８１が狭隘なためにそれらの部位の点検が困難となって、当該点検が疎かになり勝ちである。これに対して実施の形態１０では、部位のすべてが、あるいは少なくとも点検が特に必要な部位が装置設置基板２０の表側とも言える２辺に面して設置されているので、点検作業が容易となって当該点検に要するマンパワーが低減し、点検の精度も向上する。
【００５２】
なお実際問題として、本発明の水処理装置に含まれる各部位のうちでも、点検の重要度や点検頻度には差異がある。かかる差異は、原水の種類、各部位の構造や入手経路、あるいはその他の事情により生じる。よって実施の形態１０においては、かかる事情を考慮して、領域２１と領域２２の使い分けをすればよい。
【００５３】
実施の形態１１．
図１４は、本発明の水処理装置における実施の形態１１の概略斜視図である。図１４において、３９は共用空気圧縮機３１のベース、４０は当該圧縮機３１を収容するボックスである。ボックス４０を介して共用空気圧縮機３１の上に圧力タンク３２を設置することにより、限られた広さの装置設置基板２０にあって圧力タンク３２を設置するスペースを確保できる。またボックス４０を防音機能のあるものとすると、共用空気圧縮機３１が発する騒音を抑制できる効果がある。またベース３９をボックス４０に対して、スライド可能にすると、ベース３９と一緒に共用空気圧縮機３１を点検し易い位置に引出すことにより当該圧縮機３１を容易に且つ綿密に点検することができる。ベース３９およびボックス４０は、前記実施の形態１などにおける第一空気圧縮機４、第二空気圧縮機１３、および第三空気圧縮機１４に対しても採用して、上記と同様の効果がある。
【００５４】
実施の形態１２．
図１５は、本発明の水処理装置における実施の形態１２の概略平面図である。図１５において、１０ｄは共用オゾン分解塔である。前記実施の形態１などにおいては、オゾン処理水収容タンク５と濾過水収容タンク８とに、それぞれオゾン分解塔１０ａおよびオゾン分解塔１０ｂが設けられているが、実施の形態１２ではオゾン処理水収容タンク５、ポンプ６、膜濾過装置７、および濾過水収容タンク８を図示する通りにコ字状に配置してオゾン処理水収容タンク５と濾過水収容タンク８とを互いに近接させ、これら両タンクから排出する排オゾンを共用オゾン分解塔１０ｄに導いて分解処理する。
【００５５】
実施の形態１３．
図１６は、本発明の水処理装置における実施の形態１３の概略平面図である。図１６において、４１はオゾン処理水と濾過水とを収容する水収容共用タンク、４１１は仕切り壁、４１２はオゾン処理水収容部、４１３は濾過水収容部である。水収容共用タンク４１は、仕切り壁４１１により、オゾン処理水収容部４１２と濾過水収容部４１３とに区分けされ、しかしてオゾン処理水収容部４１２と濾過水収容部４１３は、前記実施の形態１２におけるオゾン処理水収容タンク５と濾過水収容タンク８との位置関係と同様に、互いに近接しており、これら両収容部４１２、４１３から排出する排オゾンを共用オゾン分解塔１０ｄに導いて分解処理する。
【００５６】
実施の形態１２および実施の形態１３では、前記実施の形態１などにおけるオゾン分解塔１０ａ、ｂに代えて一つの共用オゾン分解塔１０ｄを採用するので、前記実施の形態７における共用空気圧縮機３１の採用と同様に、水処理装置のコンパクト化、保守点検の容易化などの効果がある。
【００５７】
実施の形態１４．
図１７は、本発明の水処理装置における実施の形態１４の概略平面図である。図１７において、４２はオゾン処理水収容タンク５内のオゾン処理水をポンプ１により汲み上げられた原水と一緒にエゼクタ２に供給するポンプである。オゾン処理水は、オゾンを含んでいるので、実施の形態１４ではエゼクタ２、オゾン処理水収容タンク５、ポンプ４２、およびエゼクタ２の循環回路により、オゾン処理水中のオゾンをエゼクタ２での原水処理に何回でも有効利用できて、その結果、オゾン発生機３の稼動率を低減できる、オゾン発生機３を小型化できる、などの利点がある。オゾン発生機３の小型化は、水処理装置の小型化に繋がる効果がある。さらに実施の形態１４は、多量のオゾンを必要とする汚染度の高い原水の処理に効果的である。
【００５８】
実施の形態１５．
図１８は、本発明の水処理装置における実施の形態１５の概略平面図である。実施の形態１５では、濾過水収容タンク８内の濾過水は、ポンプ１１により膜濾過装置７に供給される。前記実施の形態１などでは、浄水収容タンク１９中の浄水が逆洗水として使用されポンプ１１により膜濾過装置７に供給されるが、実施の形態１５では濾過水収容タンク８内の濾過水が膜濾過装置７の濾過膜７３を逆水洗するために使用される。この濾過水はオゾンを含んでいるので、逆水洗の際には水圧による固形分の除去作用の他に、オゾンによる固形分の分解除去作用も加わるので逆水洗の能率並びに洗浄の程度が向上し、しかも浄水収容タンク１９中の浄水を消費せずに、濾過水収容タンク８内の濾過水を繰り返し逆水洗に使用することができる効果がある。
【００５９】
実施の形態１６．
図１９は、本発明の水処理装置における実施の形態１６の概略平面図である。図１９において、４３は熱交換器である。熱交換器４３では、オゾン発生機３から排出される高温の冷却水とドレンポット３７内のドレン、例えば前記したドレンおよび／またはオーバーフロー水、とが熱交換される。ドレンは、かかる熱交換により加熱されて蒸発するので、実施の形態１６からはドレンの出ない水処理装置が実現可能である。ドレンの出ないことにより、ドレンによる周囲環境の汚染の問題が解消すると共に、ドレンポット３７より下手のドレン配管が不要となって、水処理装置のコンパクト化、あるいはその他の前記した諸効果がある。
【００６０】
実施の形態１７．
図２０は、本発明の水処理装置における実施の形態１７の概略平面図であり、図２１は図２０の側面図である。実施の形態１７においては、図２０から明らかな通り、特に点検が必要な部位としてオゾン発生機３、オゾン処理水収容タンク５、ポンプ６、膜濾過装置７、ポンプ９、共用オゾン分解塔１０ｄ、濾過水収容タンク８、圧力タンク３２が選ばれて、それら部位は一枚の装置設置基板２０の４辺に沿うように配置されている。この結果、上記各部位については、点検者が装置設置基板２０の４辺に沿って移動するだけで点検が可能となり、また実施の形態１７の水処理装置は、前記した他の水処理装置と同様にトラックなどにより運送が可能である。
【００６１】
【発明の効果】
本発明の水処理装置は、以上説明した通り、オゾン発生部、被処理水に上記オゾン発生部から供給されたオゾンを注入するオゾン注入部、上記被処理水にオゾンを注入して処理されたオゾン処理水を収容するオゾン処理水収容部、上記オゾン処理水を膜濾過する膜濾過部、および上記膜濾過部で濾過された濾過水を収容する濾過水収容部を含む水処理装置であって、上記の各部は、保守点検が容易なように集中して設置されたものであり、上記各部の全ては、例えば自動車で輸送可能な大きさの一枚の装置設置基板の上に設置可能であって、このために上記各部位の点検に際しては、点検者は、従来の水処理装置の場合のように部位間を長時間かけて歩き回る必要がなく、多くの場合、極く短時間で複数の部位の点検が可能となる。よって一回の点検に要する時間は、従来の場合と比較すると格段に短く、また点検のために歩き回わる必要が実質的にないので肉体的および精神的疲労が少なく、その分だけでも点検の精度が向上して得られる浄水の安全性も高くなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の水処理装置における実施の形態１の一部側面図を含む平面図。
【図２】本発明の水処理装置における実施の形態１の部分説明図。
【図３】本発明の水処理装置における実施の形態１の他の部分説明図。
【図４】本発明の水処理装置における実施の形態１のさらに他の部分説明図。
【図５】本発明の水処理装置における実施の形態２の一部側面図を含む平面図。
【図６】本発明の水処理装置における実施の形態３の一部側面図を含む平面図。
【図７】本発明の水処理装置における実施の形態４の一部側面図を含む平面図。
【図８】本発明の水処理装置における実施の形態５の一部側面図を含む平面図。
【図９】本発明の水処理装置における実施の形態６の一部側面図を含む平面図。
【図１０】本発明の水処理装置における実施の形態７の説明図。
【図１１】本発明の水処理装置における実施の形態８の説明図。
【図１２】本発明の水処理装置における実施の形態９の説明図。
【図１３】本発明の水処理装置における実施の形態１０の概略平面図。
【図１４】本発明の水処理装置における実施の形態１１の概略斜視図。
【図１５】本発明の水処理装置における実施の形態１２の概略平面図。
【図１６】本発明の水処理装置における実施の形態１３の概略平面図。
【図１７】本発明の水処理装置における実施の形態１４の概略平面図。
【図１８】本発明の水処理装置における実施の形態１５の概略平面図。
【図１９】本発明の水処理装置における実施の形態１６の概略平面図。
【図２０】本発明の水処理装置における実施の形態１７の概略平面図。
【図２１】図２０の側面図。
【符号の説明】
１　ポンプ、２　エゼクタ、３　オゾン発生機、４　第一空気圧縮機、
５　オゾン処理水収容タンク、６　ポンプ、７　膜濾過装置、７３　濾過膜、
８　濾過水収容タンク、９　ポンプ、１０ａ　オゾン分解塔、
１０ｂ　オゾン分解塔、１０ｃ　オゾン分解塔、１０ｄ共用オゾン分解塔、
１１　ポンプ、１２　空気弁、１３　第二空気圧縮部機、
１４　第三空気圧縮機、１５　活性炭塔、１６　空洗ブロア、１７　ポンプ、
１８　原水タンク、１９　浄水収容タンク、２０　装置設置基板、
３１　共用空気圧縮機、３２　圧力タンク、３３　圧力調節弁、
３４　圧力発信器、３５　圧力調節計、３６　ラッパ管、３７　ドレンポット、３８　建物、３９　ベース、４０　ボックス、４１　水収容共用タンク、
４２　ポンプ、４１１　仕切り壁、４３　熱交換器、５０　濁度計測器、
５１　凝集剤注入装置、５２　膜濾過量制御装置、５３　濾過圧力計測器。

Claims (22)

1. オゾン発生部、被処理水に上記オゾン発生部から供給されたオゾンを注入するオゾン注入部、上記被処理水にオゾンを注入して処理されたオゾン処理水を収容するオゾン処理水収容部、上記オゾン処理水を膜濾過する膜濾過部、および上記膜濾過部で濾過された濾過水を収容する濾過水収容部を含む水処理装置であって、上記の各部は、保守点検が容易なように集中して設置されたことを特徴とする水処理装置。
2. 上記被処理水の濁度を計測する濁度計測部を備えたことを特徴とする請求項１記載の水処理装置。
3. 上記被処理水に凝集剤を添加する凝集剤添加部を備えたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の水処理装置。
4. 上記膜濾過部の入口における上記オゾン処理水の濾過圧力を計測する濾過圧力計測部を備えたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項記載の水処理装置。
5. 上記膜濾過部における上記オゾン処理水の膜濾過量を制御する膜濾過量制御部を備えたことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項記載の水処理装置。
6. オゾンの原料となる空気を圧縮して上記オゾン発生部に供給する第一空気圧縮部、上記膜濾過部に含まれる複数の濾過膜ユニット間を切替える空気弁の切替えのために圧縮空気を供給する第二空気圧縮部、上記膜濾過部の濾過膜を逆風洗するために圧縮空気を供給する第三空気圧縮部、上記濾過膜を逆水洗する逆水洗部、上記濾過水中に残留するオゾンを活性炭により分解する活性炭処理部、上記オゾン処理水から発生するオゾンを分解する第一オゾン分解部、上記濾過水から発生するオゾンを分解する第二オゾン分解部、および上記活性炭処理部による分解処理によっても未分解のオゾンを分解する第三オゾン分解部を備えたことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか一項記載の水処理装置。
7. 上記第一空気圧縮部、上記第二空気圧縮部、および上記第三空気圧縮部に代えて、オゾンの原料となる気体を圧縮して上記オゾン発生部に供給し、上記空気弁の切替えのために圧縮空気を供給し、且つ上記濾過膜を逆風洗するために圧縮空気を供給する共用空気圧縮部を備えたことを特徴とする請求項６記載の水処理装置。
8. 上記共用空気圧縮部の上部に設けられると共に、上記共用空気圧縮部の吐出圧力の変動を小さくする機能をなす圧力タンクを備えたことを特徴とする請求項７記載の水処理装置。
9. 電気的に開閉可能であって空気圧力を調節する圧力調節弁、上記空気圧力の大きさを電気信号として発信する圧力発信器、上記空気圧力の設定値に対して圧力測定値を調節する圧力調節計を上記共用空気圧縮部と共に備えたことを特徴とする請求項７記載の水処理装置。
10. 上記第一オゾン分解部および上記第二オゾン分解部に代えて、上記オゾン処理水および／または上記濾過水から発生するオゾンを分解する共用オゾン分解部を備えたことを特徴とする請求項６記載の水処理装置。
11. 上記第一空気圧縮部、上記第二空気圧縮部、上記第三空気圧縮部、上記オゾン発生部、および上記膜濾過部のうちの少なくとも１部から排出されるドレンと、上記オゾン処理水収容部および／または上記濾過水収容部のオーバーフロー水とを受け入れて一緒に上記水処理装置の外に排出する共用排水部を備えたことを特徴とする請求項６記載の水処理装置。
12. 上記共用空気圧縮部から排出されるドレンと、上記オゾン処理水収容部および／または上記濾過水収容部のオーバーフロー水とを受け入れて一緒に上記水処理装置の外に排出する共用排水部を備えたことを特徴とする請求項７記載の水処理装置。
13. 上記オゾン処理水収容部に収容された上記オゾン処理水を上記オゾン注入部に供給するポンプを備えたことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか一項記載の水処理装置。
14. 上記濾過水収容部に収容された濾過水を上記濾過膜を逆水洗するために上記膜濾過部に供給するポンプを備えたことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか一項記載の水処理装置。
15. 上記オゾン発生部から排出される高温の冷却水と上記ドレンおよび／またはオーバーフロー水とを熱交換する熱交換器を備えたことを特徴とする請求項１１または請求項１２記載の水処理装置。
16. 上記各部の全ては、自動車で輸送可能な大きさの一枚の装置設置基板の上に設置されたことを特徴とする請求項１〜請求項１５のいずれか一項記載の水処理装置。
17. 少なくとも上記オゾン発生部、上記オゾン処理水収容部、上記膜濾過部、上記濾過水収容部は、上記装置設置基板の辺に沿うように配置されたことを特徴とする請求項１６記載の水処理装置。
18. 請求項１〜請求項１７のいずれか一項記載の水処理装置を用い、上記被処理水の濁度が一定値以上であるときに、上記被処理水へのオゾン注入量を増加させることを特徴とする水処理方法。
19. 請求項１〜請求項１７のいずれか一項記載の水処理装置を用い、上記被処理水の濁度が一定値以上であるときに、上記被処理水に上記凝集剤を添加することを特徴とする水処理方法。
20. 請求項１〜請求項１７のいずれか一項記載の水処理装置を用い、上記被処理水の濁度が一定値以上であるときに、上記膜濾過量制御部により上記オゾン処理水の膜濾過量を減少させることを特徴とする水処理方法。
21. 請求項１〜請求項１７のいずれか一項記載の水処理装置を用い、上記膜濾過部の入口における上記オゾン処理水の濾過圧力が一定値以上であるときに、上記被処理水および／または上記オゾン処理水へのオゾン注入量を増加させることを特徴とする水処理方法。
22. 請求項１〜請求項１７のいずれか一項記載の水処理装置を用い、上記膜濾過部の入口における上記オゾン処理水の濾過圧力が一定値以上であるときに、上記オゾン処理水の膜濾過量を減少させることを特徴とする水処理方法。

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