JP2017131817A - 水処理装置およびその配管洗浄方法 - Google Patents

Abstract

【課題】配管洗浄時間の短縮化を図ることができる水処理装置およびその配管洗浄方法を提供する。【解決手段】原水を精製して精製水を作るための水処理装置１０は、圧縮空気供給装置から供給される圧縮空気と精製水貯槽１１４から供給される精製水とを接続部で混合して洗浄水を作り、作った洗浄水を水処理装置１０のすべての洗浄対象配管部分Ｐ１〜Ｐ４に同時に送り込むための洗浄水配管Ｐを具備する。洗浄水配管Ｐの接続部は、精製水貯槽１１４よりも低い位置に設置されているとともに絞部とされている。ブロー水貯槽１１５に貯められた洗浄水を回収するための第１の洗浄水回収配管がブロー水貯槽１１５の上部と回収槽１１９との間に設けられており、濃縮水貯槽１１８に貯められた洗浄水を回収するための第２の洗浄水回収配管が濃縮水貯槽１１８と回収槽１１９との間に設けられている。【選択図】図１

Description

本発明は、配管洗浄作業を行うのに好適な水処理装置およびその配管洗浄方法に関する。

従来、原水（自然界の水）を精製して精製水（工業用水等として利用する水）を作るために、図２に示すような水処理装置１００が使用されている。

水処理装置１００は、原水貯槽１１１と、原水ポンプ１１２と、濾過装置１１３と、精製水貯槽１１４と、ブロー水貯槽１１５と、ブロー水貯槽ポンプ１１６と、濃縮器１１７と、濃縮水貯槽１１８と、回収槽１１９と、回収槽ポンプ１２０と、第１乃至第６の弁Ｖ１〜Ｖ６とを具備する。

水処理装置１００を用いて精製水を作る際には、原水ポンプ１１２およびブロー水貯槽ポンプ１１６が駆動されるとともに第１乃至第５の弁Ｖ１〜Ｖ５が開かれて、原水貯槽１１１に貯められている原水が原水ポンプ１１２および第１の弁Ｖ１を介して濾過装置１１３に送り込まれ、濾過装置１１３において原水に含まれる不純物（泥や砂等）が取り除かれて精製水とされたのち、精製水が第２の弁Ｖ２を介して精製水貯槽１１４に排出されて貯められる。

濾過装置１１３は、原水に混じっている大粒の不純物を浮かせて取り除くための前置タンクと、前置タンクで大粒の不純物が取り除かれた原水に混じっている小粒の不純物をフィルタ等で取り除くための濾過器とを備えたものである。
濾過装置１１３の前置タンクの上部の大粒の不純物が混じった原水は、濾過装置１１３の上部からブロー水貯槽１１５に排出されて貯められる。
なお、以下では、ブロー水貯槽１１５に貯められた大粒の不純物が混じった原水を「ブロー水」と称する。
また、濾過装置１１３の濾過器で取り除かれた小粒の不純物は、定期的に行われる濾過器の逆洗時に第３の弁Ｖ３が開かれて、逆洗水と共に濾過装置１１３から回収槽１１９に排出されて貯められる。

ブロー水貯槽１１５に貯められたブロー水は、ブロー水貯槽ポンプ１１６および第４の弁Ｖ４を介して濃縮器１１７に送り込まれて、濃縮器１１７において濃縮される。
濃縮器１１７において濃縮されたブロー水（以下、「濃縮水」と称する。）は、第５の弁Ｖ５を介して濃縮水貯槽１１８に排出されて貯められる。また、濃縮器１１７の上澄み液は、濃縮器１１７の上部から回収槽１１９に排出されて貯められる。

回収槽１１９は、回収槽ポンプ１２０および第６の弁Ｖ６を介して原水貯槽１１１と接続されている。
これにより、回収槽ポンプ１２０を駆動するとともに第６の弁Ｖ６を開くことにより、回収槽１１９に貯められた回収水（原水精製時に回収される濃縮器１１７の上澄み液および濾過器逆洗時に回収される小粒の不純物が混じった逆洗水）は原水貯槽１１１に戻される。

しかし、水処理装置１００では、原水精製過程および濾過器逆洗過程において、原水貯槽１１１と濾過装置１１３とを接続する配管、濾過装置１１３と回収槽１１９とを接続する配管、ブロー水貯槽１１５と濃縮器１１７とを接続する配管および濃縮器１１７と濃縮水貯槽１１８とを接続する配管内に不純物が付着して、機能に支障をきたすという問題が生じていた。

このような問題を解決する手法として、下記の特許文献１には、空気注入配管から給水配管に圧縮空気を注入し、原水と圧縮空気との気液混合水を給水配管に流して空気洗浄し、洗浄排水を配管から排出したのちに逆洗を行い、空気洗浄時に洗浄できない配管部分を空気洗浄後の逆洗で洗浄するとともに、濾過器の給水配管を十分に洗浄することにより、微生物が増殖しやすい有機物含有水の濾過に用いる濾過器であっても長期にわたり安定に濾過を継続できるようにした、水処理装置給水配管の洗浄方法が開示されている。

特許第５３２１４５０号公報

しかしながら、上記の特許文献１に開示された水処理装置給水配管の洗浄方法では、以下に示すような問題がある。
（１）給水配管空気洗浄工程と濾過処理水配管空気洗浄工程とを別工程として実施するため、すべての洗浄対象配管部分を同時に洗浄することができず、配管洗浄作業に時間を要する。
（２）洗浄の際に原水ポンプを駆動させる必要がある。
（３）原水と圧縮空気との気液混合水を洗浄対象配管部分に流して空気洗浄するため、原水中に含まれる砂粒子等と気泡との相互作用によって洗浄対象配管部分の内壁が傷つく可能性がある。

本発明の目的は、配管洗浄時間の短縮化を図ることができる水処理装置およびその配管洗浄方法を提供することにある。

本発明の水処理装置は、原水を精製して精製水を作るための水処理装置（１０）であって、圧縮空気供給装置から供給される圧縮空気と精製水貯槽（１１４）から供給される精製水とを接続部で混合して洗浄水を作り、該作った洗浄水を前記水処理装置のすべての洗浄対象配管部分（Ｐ１〜Ｐ４）に同時に送り込むための洗浄水配管（Ｐ）を具備し、前記洗浄水配管の前記接続部が、前記精製水貯槽よりも低い位置に設置されているとともに、絞部とされていることを特徴とする。
ここで、前記すべての洗浄対象配管部分に送り込まれた前記洗浄水を回収し、該回収した洗浄水を前記原水が貯められた原水貯槽（１１１）に戻すための洗浄水回収手段をさらに具備してもよい。
前記水処理装置が、前記原水貯槽から送り込まれる原水に混じっている大粒および小粒の不純物を取り除くための濾過装置（１１３）と、該濾過装置で取り除かれた前記大粒の不純物が混じった原水であるブロー水を貯めるためのブロー水貯槽（１１５）と、該ブロー水貯槽に貯められた前記ブロー水を濃縮するための濃縮器（１１７）と、該濃縮器で濃縮された前記ブロー水である濃縮水を貯めるための濃縮水貯槽（１１８）と、前記濃縮器の上澄み液を回収するとともに前記濾過装置１１３で取り除かれた前記小粒の不純物を逆洗水と共に回収して前記原水貯槽に戻すための回収槽（１１９）と、前記原水貯槽と前記濾過装置とを接続する第１の配管に設けられた原水ポンプ（１１２）および第１の弁（Ｖ１）と、前記濾過装置と前記精製水貯槽とを接続する第２の配管に設けられた第２の弁（Ｖ２）と、前記濾過装置と前記回収槽とを接続する第３の配管に設けられた第３の弁（Ｖ３）と、前記ブロー水貯槽と前記濃縮器とを接続する第４の配管に設けられたブロー水貯槽ポンプ（１１６）および第４の弁（Ｖ４）と、前記濃縮器と前記濃縮水貯槽とを接続する第５の配管に設けられた第５の弁（Ｖ５）とをさらに具備し、前記洗浄水回収手段が、前記ブロー水貯槽および前記濃縮水貯槽に貯められた前記洗浄水を回収するための第１および第２の洗浄水回収配管を備え、前記回収槽に回収された前記洗浄水が前記原水貯槽に戻されてもよい。
前記洗浄対象配管部分が、前記第１の配管の前記第１の弁と前記濾過装置との間の部分である第１の洗浄対象配管部分（Ｐ１）と、前記第３の配管の前記第３の弁と前記回収槽との間の部分である第２の洗浄対象配管部分（Ｐ２）と、前記第４の配管の前記第４の弁と前記濃縮器との間の部分である第３の洗浄対象配管部分（Ｐ３）と、前記第５の配管の前記第５の弁と前記濃縮水貯槽との間の部分である第４の洗浄対象配管部分（Ｐ４）とであり、前記水処理装置が、前記精製水貯槽と前記洗浄水配管の前記接続部とを接続する精製水供給配管に設けられた精製水供給弁（Ｖａ）と、前記洗浄水配管の前記第１乃至第４の洗浄対象配管部分との接続部の近傍にそれぞれ設けられた第１乃至第４の洗浄水出口弁（Ｖｂ〜Ｖｅ）と、前記第１乃至第５の弁、前記精製水供給弁および前記第１乃至第４の洗浄水出口弁の開閉制御を行うための弁制御部（１１）とをさらに具備してもよい。
前記弁制御部が、前記第１乃至第４の洗浄対象配管部分の洗浄時に前記第１乃至第５の弁を閉じ、前記精製水供給弁および前記第１乃至第４の洗浄水出口弁を開くとともに、前記第１乃至第４の洗浄水出口弁の開度を変化させて洗浄水の脈動が生じるようにしてもよい。
本発明の水処理装置の配管洗浄方法は、本発明の水処理装置において、前記圧縮空気と前記精製水とを前記洗浄水配管の前記接続部で混合して洗浄水を作り、該作った洗浄水を該水処理装置のすべての洗浄対象配管部分に同時に送り込んで、該すべての洗浄対象配管部分を洗浄することを特徴とする。

本発明の水処理装置およびその配管洗浄方法は、以下に示す効果を奏する。
（１）洗浄水配管の接続部で作った精製水と圧縮空気との気液混合水である洗浄水をすべての洗浄対象配管部分に洗浄水配管を介して同時に送り込むことにより、すべての洗浄対象配管部分を同時に洗浄できるため、配管洗浄時間の短縮化を図ることができる。
（２）洗浄水配管の接続部を精製水貯槽よりも低い位置に設置するとともに絞部とすることにより、精製水と圧縮空気とを混合して洗浄水を作る際に精製水を送り込むためのポンプを設ける必要がない。
（３）精製水と圧縮空気との気液混合水である洗浄水を用いて洗浄対象配管部分を洗浄するため、洗浄対象配管部分の内壁を傷つけるのを防止することができる。
（４）水処理装置の信頼性の向上および業務の効率化によるコスト削減を図ることができる。

本発明の一実施例による水処理装置１０について説明するための図であり、（ａ）は水処理装置１０の構成を示す図であり、（ｂ）は洗浄水配管Ｐの接続部の構成を示す図である。 従来の水処理装置１００の構成を示す図である。

上記の目的を、精製水貯槽よりも低い位置に設置されるとともに絞部とされた洗浄水配管の接続部で精製水と圧縮空気とを混合して洗浄水を作り、作った洗浄水をすべての洗浄対象配管部分に洗浄水配管を介して同時に送り込むことにより実現した。

以下、本発明の水処理装置およびその配管洗浄方法の実施例について図面を参照して説明する。
本発明の水処理装置およびその配管洗浄方法は、以下の特徴を有する。
（１）精製水と圧縮空気との気液混合水である洗浄水をすべての洗浄対象配管部分に同時に送り込んで洗浄する。
（２）洗浄水配管の接続部（精製水と圧縮空気との混合部）を精製水貯槽よりも低い位置に設置することにより、ポンプを用いることなく精製水を精製水貯槽から洗浄水配管の接続部に供給するとともに、洗浄水配管の接続部を絞部とすることにより、洗浄水配管に圧縮空気を送り込むとベンチュリー効果によって絞部に生じる負圧によって精製水を圧縮空気中に吸い込ませて洗浄水（精製水と圧縮空気との気液混合水）を作る。
（３）洗浄水を原水貯槽１１１に回収することにより、洗浄に使用した精製水を再利用する。

そのため、本発明の一実施例による水処理装置１０は、図１（ａ）に示すように、弁制御部１１、洗浄水配管Ｐ、精製水供給弁Ｖａおよび第１乃至第４の洗浄水出口弁Ｖｂ〜Ｖｅを具備する点と、ブロー水貯槽１１５に貯められた洗浄水を回収するための第１の洗浄水回収配管がブロー水貯槽１１５の上部と回収槽１１９との間に設けられている点と、濃縮水貯槽１１８に貯められた洗浄水を回収するための第２の洗浄水回収配管が濃縮水貯槽１１８と回収槽１１９との間に設けられている点とで、図２に示した水処理装置１００と相違する。

ここで、洗浄水配管Ｐは、洗浄時に圧縮空気供給装置（不図示）によって図１（ａ）図示左側から供給される圧縮空気と精製水貯槽１１４から供給される精製水とを接続部で混合して洗浄水を作ったのち、作った洗浄水を第１乃至第４の洗浄対象配管部分Ｐ１〜Ｐ４に同時に送り込むためのものである。

なお、第１の洗浄対象配管部分Ｐ１は原水貯槽１１１と濾過装置１１３とを接続する配管（第１の配管）の第１の弁Ｖ１と濾過装置１１３との間の部分であり、第２の洗浄対象配管部分Ｐ２は濾過装置１１３と回収槽１１９とを接続する配管（第３の配管）の第３の弁Ｖ３と回収槽１１９との間の部分であり、第３の洗浄対象配管部分Ｐ３はブロー水貯槽１１５と濃縮器１１７とを接続する配管（第４の配管）の第４の弁Ｖ４と濃縮器１１７との間の部分であり、第４の洗浄対象配管部分Ｐ４は濃縮器１１７と濃縮水貯槽１１８とを接続する配管（第５の配管）の第５の弁Ｖ５と濃縮水貯槽１１８との間の部分である（図１（ａ）の太線で示した部分参照）。

精製水供給弁Ｖａは、精製水貯槽１１４と洗浄水配管Ｐの接続部とを接続する精製水供給配管に設けられている。
第１乃至第４の洗浄水出口弁Ｖｂ〜Ｖｅは、洗浄水配管Ｐの第１乃至第４の洗浄対象配管部分Ｐ１〜Ｐ４との接続部の近傍にそれぞれ設けられている。

洗浄水配管Ｐの接続部は、精製水貯槽１１４よりも低い位置に設置されているとともに、図１（ｂ）に示すように洗浄水配管Ｐの接続部の前後の径よりも洗浄水配管Ｐの接続部の中央部に行くほど径が直線的に小さくされた絞部とされている。
精製水は、精製水供給配管を介して洗浄水配管Ｐの接続部の中央部の真上から供給されて圧縮空気と混合される。

弁制御部１１は、第１乃至第６の弁Ｖ１〜Ｖ６、精製水供給弁Ｖａおよび第１乃至第４の洗浄水出口弁Ｖｂ〜Ｖｅの開閉制御を行うためのものであり、これらと電気的に接続されている。

次に、水処理装置１０における配管洗浄方法（本発明の一実施例による水処理装置の配管洗浄方法）について説明する。
水処理装置１０の配管洗浄を行う際には、洗浄水の逆流防止のために図１（ａ）に黒塗りで示すように第１乃至第５の弁Ｖ１〜Ｖ５を閉じるように弁制御部１１を動作させたのち、圧縮空気供給装置を動作させて圧縮空気を洗浄水配管Ｐに送り込む。

続いて、図１（ａ）に白塗りで示すように精製水供給弁Ｖａおよび第１乃至第４の洗浄水出口弁Ｖｂ〜Ｖｅを開くように弁制御部１１を動作させる。
このとき、第１乃至第４の洗浄水出口弁Ｖｂ〜Ｖｅの開度は一定としてもよいが、洗浄力に強弱をつけて洗浄効果をより高めるために、第１乃至第４の洗浄水出口弁Ｖｂ〜Ｖｅの開度を変化させて洗浄水の脈動が生じるように弁制御部１１を動作させてもよい。

これにより、圧縮空気と精製水とが洗浄水配管Ｐの接続部で混合されて、洗浄水が作られる。作られた洗浄水は、洗浄水配管Ｐに設けられた第１乃至第４の洗浄水出口弁Ｖｂ〜Ｖｅを介して第１乃至第４の洗浄対象配管部分Ｐ１〜Ｐ４に同時に送り込まれる。
これにより、水処理装置１０の洗浄対象のすべての配管部分である第１乃至第４の洗浄対象配管部分Ｐ１〜Ｐ４に洗浄水を同時に送り込んで、第１乃至第４の洗浄対象配管部分Ｐ１〜Ｐ４を同時に洗浄することができる。

このとき、第１の洗浄対象配管部分Ｐ１に送り込まれた洗浄水は、第１の洗浄対象配管部分Ｐ１の内壁に付着した不純物を取り除いたのち、第１乃至第３の弁Ｖ１〜Ｖ３が閉じられているため、取り除いた不純物と共に濾過装置１１３に送り込まれ、不純物と共に濾過装置１１３の上部からブロー水貯槽１１５に排出されて貯められたのち、第１の洗浄水回収配管を介して回収槽１１９に回収される。

第２の洗浄対象配管部分Ｐ２に送り込まれた洗浄水は、第２の洗浄対象配管部分Ｐ２の内壁に付着した不純物を取り除いたのち、第３の弁Ｖ３が閉じられているため、取り除いた不純物と共に回収槽１１９に排出されて貯められる。

第３の洗浄対象配管部分Ｐ３に送り込まれた洗浄水は、第３の洗浄対象配管部分Ｐ３の内壁に付着した不純物を取り除いたのち、第４および第５の弁Ｖ４，Ｖ５が閉じられているため、取り除いた不純物と共に濃縮器１１７に送り込まれ、不純物と共に濃縮器１１７の上部から回収槽１１９に回収される。

第４の洗浄対象配管部分Ｐ４に送り込まれた洗浄水は、第４の洗浄対象配管部分Ｐ４の内壁に付着した不純物を取り除いたのち、第５の弁Ｖ５が閉じられているため、取り除いた不純物と共に濃縮水貯槽１１８に送り込まれて貯められたのち、第２の洗浄水回収配管を介して回収槽１１９に回収される。

回収槽１１９に回収された洗浄水は、回収槽ポンプ１２０を駆動するとともに第６の弁Ｖ６を開くことにより原水貯槽１１１に戻せるため、すべての洗浄対象配管部分Ｐ１〜Ｐ４の洗浄に使用した精製水を再利用することができる。
なお、回収槽１１９に回収された洗浄水の原水貯槽１１１への戻しは、洗浄後に行ってもよい。

以上の説明では、濾過装置として、濾過されなかった大粒の不純物が混じった原水を上部からブロー水貯槽１１５に排出するための配管を備えた濾過装置１１３を用いたが、このような配管を備えていない濾過装置については、その上部とブロー水貯槽との間にこのような配管を設けるようにしてもよい。

１０，１００ 水処理装置
１１ 弁制御部
１１１ 原水貯槽
１１２ 原水ポンプ
１１３ 濾過装置
１１４ 精製水貯槽
１１５ ブロー水貯槽
１１６ ブロー水貯槽ポンプ
１１７ 濃縮器
１１８ 濃縮水貯槽
１１９ 回収槽
１２０ 回収槽ポンプ
Ｐ 洗浄水配管
Ｐ１〜Ｐ４ 第１乃至第４の洗浄対象配管部分
Ｖ１〜Ｖ６ 第１乃至第６の弁
Ｖａ 精製水供給弁
Ｖｂ〜Ｖｅ 第１乃至第４の洗浄水出口弁

Claims (6)

1. 原水を精製して精製水を作るための水処理装置（１０）であって、
   圧縮空気供給装置から供給される圧縮空気と精製水貯槽（１１４）から供給される精製水とを接続部で混合して洗浄水を作り、該作った洗浄水を前記水処理装置のすべての洗浄対象配管部分（Ｐ１〜Ｐ４）に同時に送り込むための洗浄水配管（Ｐ）を具備し、
   前記洗浄水配管の前記接続部が、前記精製水貯槽よりも低い位置に設置されているとともに、絞部とされている、
   ことを特徴とする、水処理装置。
2. 前記すべての洗浄対象配管部分に送り込まれた前記洗浄水を回収し、該回収した洗浄水を前記原水が貯められた原水貯槽（１１１）に戻すための洗浄水回収手段をさらに具備することを特徴とする、請求項１記載の水処理装置。
3. 前記水処理装置が、
   前記原水貯槽から送り込まれる原水に混じっている大粒および小粒の不純物を取り除くための濾過装置（１１３）と、
   該濾過装置で取り除かれた前記大粒の不純物が混じった原水であるブロー水を貯めるためのブロー水貯槽（１１５）と、
   該ブロー水貯槽に貯められた前記ブロー水を濃縮するための濃縮器（１１７）と、
   該濃縮器で濃縮された前記ブロー水である濃縮水を貯めるための濃縮水貯槽（１１８）と、
   前記濃縮器の上澄み液を回収するとともに前記濾過装置１１３で取り除かれた前記小粒の不純物を逆洗水と共に回収して前記原水貯槽に戻すための回収槽（１１９）と、
   前記原水貯槽と前記濾過装置とを接続する第１の配管に設けられた原水ポンプ（１１２）および第１の弁（Ｖ１）と、
   前記濾過装置と前記精製水貯槽とを接続する第２の配管に設けられた第２の弁（Ｖ２）と、
   前記濾過装置と前記回収槽とを接続する第３の配管に設けられた第３の弁（Ｖ３）と、
   前記ブロー水貯槽と前記濃縮器とを接続する第４の配管に設けられたブロー水貯槽ポンプ（１１６）および第４の弁（Ｖ４）と、
   前記濃縮器と前記濃縮水貯槽とを接続する第５の配管に設けられた第５の弁（Ｖ５）とをさらに具備し、
   前記洗浄水回収手段が、前記ブロー水貯槽および前記濃縮水貯槽に貯められた前記洗浄水を回収するための第１および第２の洗浄水回収配管を備え、
   前記回収槽に回収された前記洗浄水が前記原水貯槽に戻される、
   ことを特徴とする、請求項２記載の水処理装置。
4. 前記洗浄対象配管部分が、
   前記第１の配管の前記第１の弁と前記濾過装置との間の部分である第１の洗浄対象配管部分（Ｐ１）と、
   前記第３の配管の前記第３の弁と前記回収槽との間の部分である第２の洗浄対象配管部分（Ｐ２）と、
   前記第４の配管の前記第４の弁と前記濃縮器との間の部分である第３の洗浄対象配管部分（Ｐ３）と、
   前記第５の配管の前記第５の弁と前記濃縮水貯槽との間の部分である第４の洗浄対象配管部分（Ｐ４）とであり、
   前記水処理装置が、
   前記精製水貯槽と前記洗浄水配管の前記接続部とを接続する精製水供給配管に設けられた精製水供給弁（Ｖａ）と、
   前記洗浄水配管の前記第１乃至第４の洗浄対象配管部分との接続部の近傍にそれぞれ設けられた第１乃至第４の洗浄水出口弁（Ｖｂ〜Ｖｅ）と、
   前記第１乃至第５の弁、前記精製水供給弁および前記第１乃至第４の洗浄水出口弁の開閉制御を行うための弁制御部（１１）とをさらに具備する、
   ことを特徴とする請求項３記載の水処理装置。
5. 前記弁制御部が、前記第１乃至第４の洗浄対象配管部分の洗浄時に前記第１乃至第５の弁を閉じ、前記精製水供給弁および前記第１乃至第４の洗浄水出口弁を開くとともに、前記第１乃至第４の洗浄水出口弁の開度を変化させて洗浄水の脈動が生じるようにすることを特徴とする、請求項４記載の水処理装置。
6. 請求項１記載の水処理装置において、前記圧縮空気と前記精製水とを前記洗浄水配管の前記接続部で混合して洗浄水を作り、該作った洗浄水を該水処理装置のすべての洗浄対象配管部分に同時に送り込んで、該すべての洗浄対象配管部分を洗浄することを特徴とする、水処理装置の配管洗浄方法。

Images