JP2006102683A - 緊急時用浄水装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 本発明は、逆浸透膜フィルタ10を含む濾過機構4を、可搬式ポンプ2に接続して使用する浄水装置であって、池等の適宜の水源から得られる原水Wを、ポンプにより濾過機構4に圧送し、逆浸透膜フィルタ10により濾過して、飲料水に適した清浄水Pを得るものであり、また濾過機構4と可搬式ポンプ2との間には圧力調整弁22を設け、ポンプから濾過機構4に送水される原水Wの一部をリリーフ水Rとして外部に取り出すことにより、可搬式ポンプ2の送水能力と、逆浸透膜フィルタ10における濾過作用力とをバランスさせて、原水Wを逆浸透膜フィルタ10に送り込むようにしたことを特徴とする。
【選択図】図1
Description
このようなことから、災害緊急時等における飲み水や調理水の確保は、必ずしも備蓄や給水車に依存するだけでなく、各地区毎あるいは個人のレベルでも自主的に河川等の水源から得られる手法が求められている。もちろん、災害時に各地域が、主体的に飲料水を確保できるように備えておくことは、地域防災力を向上ないしは強化する点からも、社会的な関心が高まってきており、行政上の防災対策の観点からも望ましい形態として近年特に注目されつつある。
また構成部材が多いことから、装置全体の重量も重くなり、複数人で運搬する形態が一般的となっていた。もちろん、上述した各種構成部材を車輪付きのカートや台車等に搭載し、一人でも運搬できるようにしたものも存在するが、災害時には必ずしも地面(搬送面)が平坦であるか否かは判らず、カートや台車への搭載形態が却って運搬性を阻害することも考えられた。
また構成部材、特に処理済水の取出口(蛇口)等をカートや台車の適宜の高さ位置に取り付ける形態では、一般的にはカート等を水平な載置面で使用することが好ましいが、災害時に必ずしもそのような場所が確保できるか否かも不明である。
なお水源として利用できる原水Wは、上述した河川、池、プールの水等の他、湖沼、防火用水、ため池の水、風呂の残り水等が挙げられる。また、逆浸透膜フィルタ10を海水用のものにすれば、海水からも飲料水を生成することが可能である。
なお、地域に密着した自主防災隊所有の可搬式ポンプ2を適用することにより、災害時にあっては、より機動力の高い給水活動が行えるものである。
そして、消防法上では、消化設備のポンプとして(A) のターボ型ポンプの適用が規定されているが、実際には、この中でも特に(b) のタービンポンプが専ら使用されている。このため本実施例で言う「消防用の可搬式ポンプ2」は、ポンプの分類からすると、遠心式タービンポンプを実質的に示すものと言える。
なお、ホース21の接続部(送水管20とホース21、ホース21とリリーフ管27)には、例えば図3に示すように、結合が確実且つ容易に行えるようにワンタッチ式の結合手法を採用する。具体的には可搬式ポンプ2として消防用ポンプを前提としたことに因み、通常の消防用のホース同士、あるいは通常の消防用ホースを放水口や送水口に接続する際に、頻繁に用いられる差込式の結合手法を採用する。この差込式結合は、突出自在のツメを有するメス金具と、このツメの出没操作を担うアゴ(摺動自在)を有するオス金具とを具えた結合方式であり、町之式結合と称される。もちろん、このようなワンタッチ式の他の結合手法としては、ねじによる嵌め込み手法等も挙げられる。
なお圧力調整弁22は、主に可搬式ポンプ2の送水圧と、逆浸透膜フィルタ10における濾過圧力とをバランスさせるものであるが、これと同時に例えば単位時間当たりの送水量等についてもバランスが図られるものと推測される。このように、単に圧力だけでなく流量等も含めて調整が図られるため、上述した説明では、これらを総称する意味で、「能力」や「作用力」と記載した。
なお上記図3では、弁体28の流路29をリリーフ水Rの排出側に合わせ(いわゆる通水)、逆浸透膜フィルタ10に向かう原水Wの量を極力絞った状態と、弁体28の流路29をリリーフ水Rの排出側に直交させて閉鎖し(いわゆる止水)、逆浸透膜フィルタ10に向かう原水Wの量を最大にした状態とを示している。
なお圧力調整弁22は、必ずしもこのような形態に限定されるものではなく、他のバルブ形態を採ることも可能である。
更に、ここでは圧力調整弁22をリリーフ管27に設けたが、必ずしもこのような管状部材に圧力調整弁22を設ける必要はなく、例えば後述する逆浸透膜フィルタ10の取込口15に別々に設けることも可能である。
なお、本出願人が行った実験では、圧力調整弁22を介在させずに、単に消防用の可搬式ポンプ2と逆浸透膜フィルタ10とを接続して浄水装置を稼動させようと試みた場合、ポンプの真空が落ち易く、言わば空回りのような状態となり、逆浸透膜フィルタ10に原水Wを送り込むことが難しかった。このため、圧力調整弁22は、ポンプの送水能力と、濾過に要する力とをバランスさせる上で極めて合理的且つ有用な部材と考えられるが、ポンプや逆浸透膜フィルタ10の組み合わせ、あるいは濾過機構4の構成如何等によっては、必ずしも圧力調整弁22を設けなくても逆浸透膜フィルタ10に送水を行うことが可能である。
逆浸透膜フィルタ10は、例えば図3、4に示すように、略円筒状の外郭部材11に対してフィルタ本体12を内蔵した構造を採るものであり、フィルタ本体12は、ほぼ真っ直ぐに形成された管状軸芯部13と、その周囲に設けられ実質的に濾過作用(浄化作用)を担う濾過本体14とを具えて成るものである。
濾過本体14は、超薄膜状のフィルム(逆浸透膜)が管状軸芯部13の周囲に多層状態に巻回されて成るものであり、逆浸透膜には不純物を除去するための小孔(濾過孔)が多数開口されている。また、管状軸芯部13にも、清浄水Pの吐出口(後述する取出口16)側に逆浸透膜によって濾過した水を通すための小孔が開口されている。
そして取込口15から逆浸透膜フィルタ10内に供給された原水Wは、濾過本体14(逆浸透膜)の一端側(図4では右端側)から送り込まれた後、濾過本体14内を通過しながら中心部分である管状軸芯部13に移送され、取出口16(図4では左側)から清浄水Pとして取り出される。
なお従来の浄水器に多く用いられていた中空糸膜の孔は、約 0.1μm程度であり、上記トリハロメタン、水銀、カドミウム等、この孔径に満たない不純物の捕捉は必然的に行い得ないものである。
また逆浸透膜フィルタ10(外郭部材11)とリリーフ管27との接続部には、例えば図3に示すように、互いに端面を対向的に合わせるフランジ部37を形成しておき、ここに二分割のリング状接合金具38を嵌め、これを蝶ネジ等で締め付けるようにして、接合の強化を図ることが好ましい。これは、送水時には各部に高い送水圧が掛かるため、特に接続部において、このような高圧に耐えられるようにするためである。もちろん、このような接続形態は、外郭部材11と蓋部材18との接続部にも採用することが好ましい。
また外郭部材11やリリーフ管27あるいは送水管20等は、屋外での使用や、自主防災倉庫での長期保管等を考慮して、ステンレス製のものが好ましい。
(1)浄水装置各部の接続
災害時などにおいて本発明の緊急時用浄水装置1を活用するには、河川や池あるいは避難場所に指定されている学校のプール等、水源として利用できる原水Wを見つけ(確保し)、その場所において浄水装置の各部材を接続する。
具体的には可搬式ポンプ2側では、図1に示すように、水源から水を吸い揚げるための吸込管(吸水管)39を接続し、その端部(いわゆるカゴ)を水源(原水W)の中に落とし込むものである。
また、浄水装置本体3側では、図2に示すように、送水管20、ホース21、リリーフ管27、逆浸透膜フィルタ10、フレキシブルホース23を具えた蓋部材18等を接続する。
浄水装置の各部材の接続が完了した後、可搬式ポンプ2を駆動して原水Wの吸い込みを開始する。この際、リリーフ管27の圧力調整弁22は開放した状態に設定しておき、原水Wの一部を圧力調整弁22からリリーフ水Rとして外部に放出させる。なお、このリリーフ水Rは、水源の有効利用を図るため、水源(原水W)側に戻すことが好ましい。
可搬式ポンプ2によって浄水装置本体3(逆浸透膜フィルタ10)に加圧送水された原水Wは、濾過本体14を通過する際に、不純物が逆浸透膜によって捕捉されて飲料水に適した清浄水Pとなる。なお、実際に浄水装置から清浄水Pを取り出す際には、まずポンプの始動に合わせて清浄水Pの取出口16を閉鎖して(開閉バルブ33を閉じて)、5秒間程度フラッシングを行い、例えば逆浸透膜フィルタ10内に捕捉されていた不純物をドレン水Dとともに排出することが好ましい。
そして、このようなフラッシングを適宜行った後、浄化された清浄水Pを飲み水として利用するものである。なお、清浄水Pを生成している間は、圧力調整弁22を開放したままとする。もちろん、一旦、原水Wを浄水装置本体3に送り込んだ後は、送水状況に応じて幾らか圧力調整弁22を閉鎖し、リリーフ水Rの流量を適宜絞り込むことも可能である。
また、逆浸透膜フィルタ10の維持管理にあたっては、特に薬品等を用いることなく、極めてメンテナンスが容易であるため、コストを安価に抑えることができ、ポンプとともに防災倉庫に収容しておく点でも好都合である。
また、本発明では、可搬式ポンプ2の使用を前提として開発を進めたため、上記説明においても、ポンプを浄水装置の一構成部材として説明した。しかしながら、各地区の自主防災隊は、このような可搬式ポンプ2を既に所有していることが多く、従って、このような場合には、ポンプを除いた浄水装置本体3(接続部を含む形)で市場に提供する形態が主流となる。
まず図5は、濾過する前の原水Wそのものの水質データを示し、図6は、この原水Wを浄化して得た清浄水Pの水質データを示すものである。各表から一般細菌の数値が格段に下がり(ゼロになり)、また原水Wの段階では検出されていた大腸菌も清浄水Pの段階では検出されず、飲用水としての基準値を充分にクリアしていることが判る。なお、総合的には、各表の判定の欄から、本発明の緊急時用浄水装置1(濾過作用)によって、飲料水に適さなかった原水Wが、飲料水に適した清浄水Pになったことが客観的に判るものである。
〔他の実施例〕
また上述した基本の実施例では、主に緊急性が高い災害時を想定したため、安定した量の飲料水の確保が優先される。このため、濾過機構4は、原水Wを逆浸透膜フィルタ10に対して一回のみ通過させて濾過する形態を採ったが、より一層美味しくマイルドな味わいの清浄水Pを生成したい場合には、逆浸透膜フィルタ10の前後にプレフィルタやポストフィルタを設けることが可能である。この場合、上記逆浸透膜フィルタ10はメインフィルタとしての位置付けとなり、プレフィルタは、比較的大きい不純物の捕捉等、原水Wの事前濾過の作用を担い、ポストフィルタは、残留臭気等の徹底除去を担うものである。なおプレフィルタとしてはカーボンフィルタ、ポストフィルタとしては別の逆浸透膜フィルタの適用が可能である。
2 可搬式ポンプ
3 浄水装置本体
4 濾過機構
10 逆浸透膜フィルタ
11 外郭部材
12 フィルタ本体
13 管状軸芯部
14 濾過本体
15 取込口
16 取出口
17 排水口
18 蓋部材
20 送水管
21 ホース
22 圧力調整弁
23 フレキシブルホース
26 吐出口(送水管の)
27 リリーフ管
28 弁体
29 流路
30 レバー
33 開閉バルブ(清浄水側)
34 開閉バルブ(ドレン水側)
37 フランジ部
38 リング状接合金具
39 吸込管(吸水管)
D ドレン水
P 清浄水
R リリーフ水
W 原水
Claims (4)
- 逆浸透膜フィルタを含む濾過機構を、可搬式ポンプに接続して使用する浄水装置であって、
池や河川等、適宜の水源から得られる原水をポンプによって濾過機構に圧送し、逆浸透膜フィルタによって原水を濾過して、飲料水に適した清浄水を得るようにしたことを特徴とする緊急時用浄水装置。 - 前記濾過機構と可搬式ポンプとの間には、圧力調整弁を設け、ポンプから濾過機構に送水される原水の一部をリリーフ水として外部に取り出すことにより、可搬式ポンプの送水能力と、逆浸透膜フィルタにおける濾過作用力とをバランスさせて、原水を逆浸透膜フィルタに送り込むようにしたことを特徴とする請求項1記載の緊急時用浄水装置。
- 前記可搬式ポンプは、各地域の自主防災隊が所有する消防ポンプを利用するようにしたことを特徴とする請求項1または2記載の緊急時用浄水装置。
- 前記圧力調整弁から外部に取り出すリリーフ水は、水源に戻すようにしたことを特徴とする請求項2または3記載の緊急時用浄水装置。
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