JP2019115885A - 再生型水処理装置 - Google Patents
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Abstract
Description
また、原水を陽イオン交換体に導入してイオン交換処理することにより、原水から硬度成分を除去して軟水化処理を行う軟水装置が提供されている(例えば、特許文献3参照)。
また、通水量を流量計で測定し、通水量の積算値が設定値に達した時点で陽イオン交換体の再生を行う流量再生方式、及び前回の再生動作が終了して所定時間経過した時点で再生を行う時間再生方式(タイマー方式)が知られている(例えば、特許文献4参照)。
また、洗浄動作の実施要求や再生動作の実施要求がなされるときには、再生型水処理装置の捕捉能力が既に低下している。そのため、洗浄動作の実施要求や再生動作の実施要求が同時になされると、洗浄動作や再生動作の実施によって、処理水に漏れる成分の質や量が異なり、安定した水質の処理水の製造ができなくなる場合があった(例えば、特許文献5参照)。
複数の再生型水処理装置を備えるシステムでは、複数の再生型水処理装置が同時に洗浄動作や再生動作を行うことにより、処理水量の供給不足や排水の能力不足が生じる場合や、安定した水質の処理水の製造ができなくなる場合があるため、システムの各部を制御する制御装置が別途設けられ、複数の再生型水処理装置の洗浄動作や再生動作に入るタイミングは一括して制御されていた。
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳しく説明する。図1は、本実施形態に係る水処理システム1の一例を示す図である。水処理システム1は、第1濾過装置2と、第1給水タンク3と、第2濾過装置4と、軟水装置5と、第2給水タンク6と、ボイラ7とを備える。水処理システム1は、一例として、ボイラ給水用の水処理システムである。水処理システム1では、原水W1が再生型水処理装置(第1濾過装置2、第2濾過装置4、軟水装置5)により処理され、処理水W5としてボイラ7に供給される。
水処理システム1では、複数の水処理装置が上流から下流にかけて直列に設置されているが、複数の水処理装置は上流から下流にかけて並列に設置される部分があってもよい。
本実施形態においては、一例として、水処理システム1が再生型水処理装置として、第1濾過装置2と、第2濾過装置4と、軟水装置5との3台を備える場合について説明するが、水処理システム1が備える再生型水処理装置の台数は、3台以上であっても、3台以下であってもよい。
なお、水処理システム1では、再生型水処理装置の各々が処理水を供給することが可能である時間は、再生型水処理装置全ての再生に必要な時間よりも長いことが好ましい。
以下、水処理システム1における水処理の概要について説明する。
原水ラインL1には、上流側から順に原水ポンプP1、及び原水バルブB1が設けられている。原水ポンプP1は、第1濾過装置2の制御部と電気的に接続されている。原水ポンプP1は、第1濾過装置2によって運転を制御される。ここで運転とは、駆動、及び停止である。
原水バルブB1は、原水ラインL1において、第1接続点J1よりも上流側に設けられている。原水バルブB1は、原水ラインL1を開閉する。原水バルブB1は、第1濾過装置2の制御部と電気的に接続されている。原水バルブB1は、第1濾過装置2によって開閉を制御される。
第1濾過装置2は、原水ラインL1の下流側の端部に設けられる。第1濾過装置2は、原水W1から第1濾過処理水W2を製造する。塔式濾過装置の再生の工程は、逆洗、休止、及び水洗からなる。第1濾過装置2は、逆洗水第1供給ラインL8から供給される逆洗水W6により逆洗を行う。ここで、逆洗水W6は、第1濾過処理水W2と、処理水W5とからなる。第1濾過処理水W2は、第1給水タンク3から第1逆洗水供給ラインL9を介して供給される。処理水W5は、第2給水タンク6から第2逆洗水供給ラインL12を介して供給される。
第1逆洗バルブB7は、逆洗水第1供給ラインL8に設けられている。第1逆洗バルブB7は、逆洗水第1供給ラインL8を開閉する。第1逆洗バルブB7は、第1濾過装置2の制御部と電気的に接続されている。第1逆洗バルブB7は、第1濾過装置2によって開閉を制御される。
第1濾過塔20には、濾材が充填されている。第1濾過装置2は、第1濾過塔20に充填された濾材により、原水W1に含まれる微粒子等の懸濁物質と共に、溶存鉄及び溶存マンガンを除去する。ここで濾材とは、一例として、粒子状のマンガンシャモットやマンガンゼオライトである。また、第1濾過装置2は、原水W1に含まれる溶存鉄及び溶存マンガンを酸化してから除去する。第1濾過装置2は、第1濾過塔20の上流側に配置された薬剤添加装置(不図示)によって、酸化剤(例えば、次亜塩素酸ナトリウム)を添加する。
第1排水ラインL22は、第1コントロールバルブ21に接続され、濾材洗浄時の逆洗水や濾材水洗時の濯ぎ水等を系外に排出する。
第1処理水ラインL2には、第1給水バルブB2が設けられている。第1給水バルブB2は、第1濾過装置2の制御部と電気的に接続されている。第1給水バルブB2は、第1濾過装置2によって開閉を制御される。
第1逆洗水供給ラインL9は、第1給水タンク3に接続されている。第1逆洗水供給ラインL9は、第4接続点J4を介して、逆洗水第1供給ラインL8接続されている。第1給水タンク3は、第1逆洗水供給ラインL9を介して第1濾過処理水W2を、第1濾過装置2に供給する。第1濾過処理水W2は、逆洗水第1供給ラインL8において、処理水W5と混ざり、逆洗水W6として第1濾過装置2に供給される。
第1処理水第2ラインL3には、第2給水バルブB3が設けられている。第2給水バルブB3は、第2濾過装置4の制御部と電気的に接続されている。第2給水バルブB3は、第2濾過装置4によって開閉を制御される。
第2濾過装置4は、第1処理水第2ラインL3の下流側の端部に設けられる。第2濾過装置4は、第1濾過処理水W2から第2濾過処理水W3を製造する。第2濾過装置4は、逆洗水第2供給ラインL10から供給される処理水W5により逆洗を行う。ここで、処理水W5は、第2給水タンク6から第2逆洗水供給ラインL12を介して供給される。逆洗水第2供給ラインL10は、第2接続点J2を介して第1処理水第2ラインL3に接続されている。
第2逆洗バルブB8は、逆洗水第2供給ラインL10に設けられている。第2逆洗バルブB8は、逆洗水第2供給ラインL10を開閉する。第2逆洗バルブB8は、第2濾過装置4の制御部と電気的に接続されている。第2逆洗バルブB8は、第2濾過装置4によって開閉を制御される。
第2濾過塔40には、濾材が充填されている。第2濾過装置4は、第2濾過塔40に充填された濾材により、第1濾過処理水W2に含まれる懸濁物質と共に、有機物、色度成分及び臭気成分等の不純物を除去する。ここで、濾材とは、一例として粒子状又は繊維状の活性炭を用いた吸着材である。
第2排水ラインL42は、第2コントロールバルブ41に接続され、濾材洗浄時の逆洗水や濾材水洗時の濯ぎ水等を系外に排出する。
第2処理水ラインL4には、第3給水バルブB4が設けられている。第3給水バルブB4は、第2濾過装置4の制御部と電気的に接続されている。第3給水バルブB4は、第2濾過装置4によって開閉を制御される。
軟水装置5が行う再生の工程は、逆洗、再生待機、塩水導入、押出、急速水洗、補水からなる。軟水装置5は、逆洗水第3供給ラインL11から供給される処理水W5により逆洗を行う。ここで、処理水W5は、第2給水タンク6から第2逆洗水供給ラインL12を介して供給される。逆洗水第3供給ラインL11は、第3接続点J3を介して第2処理水ラインL4に接続されている。
第3逆洗バルブB9は、逆洗水第3供給ラインL11に設けられている。第3逆洗バルブB9は、L11を開閉する。第3逆洗バルブB9は、軟水装置5の制御部と電気的に接続されている。第3逆洗バルブB9は、軟水装置5によって開閉を制御される。
交換塔50は、内部に陽イオン交換体(不図示)を有する。
第3コントロールバルブ51は、交換塔50に対して流入又は流出する水(陽イオン交換体を再生する塩水、濯ぎ水等)の流路を制御する。第3コントロールバルブ51は、軟水装置5の制御部と電気的に接続されている。第3コントロールバルブ51は、軟水装置5の制御部によって流路切り換えが制御される。第3コントロールバルブ51は、陽イオン交換体の再生時に、塩水タンク54の塩水を交換塔50に導入する。
塩水タンク54は、再生剤としての塩水(塩化ナトリウム水溶液)を貯留する。塩水の
調製には、処理水W5が用いられる。塩水ラインL53は、第3コントロールバルブ51に接続される。塩水ラインL53には、塩水タンク54からの塩水が流通する。
第3処理水ラインL5には、第4給水バルブB5が設けられている。第4給水バルブB5は、軟水装置5の制御部と電気的に接続されている。第4給水バルブB5は、軟水装置5によって開閉を制御される。
第2逆洗水供給ラインL12は、第2給水タンク6に接続されている。第2逆洗水供給ラインL12は、第6接続点J6を介して逆洗水第3供給ラインL11と接続されている。第2逆洗水供給ラインL12は、第5接続点J5を介して逆洗水第2供給ラインL10と接続されている。第2逆洗水供給ラインL12は、第4接続点J4を介して、逆洗水第1供給ラインL8と接続されている。
処理水配給ラインL6には、処理水配給ポンプP4が設けられている。処理水配給ポンプP4は、ボイラ7の制御部と電気的に接続されている。処理水配給ポンプP4は、ボイラ7によって運転を制御される。ここで運転とは、駆動、及び停止である。
図2は、本実施形態に係る再生型水処理装置E1の構成の一例を示す図である。再生型水処理装置E1及び再生型水処理装置E2は各々、図1における第1濾過装置2、第2濾過装置4、及び軟水装置5のいずれかに対応する。つまり、再生型水処理装置E1は、水処理装置群を構成する再生型水処理装置である。
ただし、図2においては、再生型水処理装置E1を除く複数の再生型水処理装置を代表させて再生型水処理装置E2としている。図1に示す水処理システム1においては、再生型水処理装置(第1濾過装置2、第2濾過装置4、及び軟水装置5)は相互に通信を行うが、図2においては、再生型水処理装置(第1濾過装置2、第2濾過装置4、及び軟水装置5)同士の通信のうち、再生型水処理装置E1と再生型水処理装置E2との通信について説明している。再生型水処理装置E1が第1濾過装置2に対応するときは、再生型水処理装置E2は、第2濾過装置4または軟水装置5である。再生型水処理装置E1が第2濾過装置4に対応するときは、再生型水処理装置E2は、第1濾過装置2または軟水装置5である。軟水装置5が再生型水処理装置E1に対応するときは、再生型水処理装置E2は、第1濾過装置2または第2濾過装置4に対応する。
送信部E10は、再生型水処理装置E1の運転情報E120を再生型水処理装置E2に送信する。ここで、運転情報E120を送信するとは、運転情報E120を含む信号を送信することである。
受信部E11は、再生型水処理装置E2の運転情報E220を受信する。ここで、運転情報E220を受信するとは、運転情報E220を含む信号を受信することである。
再生型水処理装置E1(第1濾過装置2、第2濾過装置4、及び軟水装置5)の運転情報E120は、再生型水処理装置E1の通信IDを用いて通信される。ここで、通信IDを用いる通信では、送信部E10は通信IDを含めた信号を送信し、受信部E11は、送信部E10が送信した信号を受信し、受信した信号に含まれる通信IDを用いて送信部E10を備える装置を特定する。
記録部E12は、受信部E11により受信された運転情報E220を記録する。ここで、再生型水処理装置E1の運転情報E120及び再生型水処理装置E2の運転情報E220は、優先順位情報と、装置種別情報と、再生工程情報と、を含む。優先順位情報は、再生型水処理装置間において再生の処理の優先順位を特定することが可能な情報である。再生型水処理装置E1の優先順位は、通信IDに基づいて特定される。装置種別情報は、再生型水処理装置E1の種別が再生を行う装置であることを示す情報である。再生工程情報は、再生型水処理装置が再生を行うことを示す情報である。
なお、自装置の運転情報である運転情報E120は、記録部E12に記録されずに、送信部E10が運転情報E120するときに生成されてもよい。その場合、運転情報E120は、優先順位情報と、装置種別情報と、再生工程情報とから生成される。
再生型水処理装置E2は、送信部E20と、受信部E21と、記録部E22と、制御部E23とを備える。再生型水処理装置E2の各部の機能は再生型水処理装置E1の各部の機能と同様であるため説明を省略する。
図3は、本実施形態に係る運転情報の内容の一例を示す図である。図3では、1行目に第1濾過装置2の運転情報が示され、2行目に第2濾過装置4の運転情報が示され、3行目に軟水装置5の運転情報が示されている。
第2濾過装置4の運転情報は、第2濾過装置4の優先順位が3位であり、装置種別が「濾過装置」であることを示す。第2濾過装置4の運転情報は、再生工程情報を含まず、第2濾過装置4が再生中でないことを示す。
軟水装置5の運転情報は、優先順位が2位であり、装置種別が「軟水装置」であることを示す。軟水装置5の運転情報は、再生工程情報を含まず、軟水装置5が再生中でないことを示す。
なお、優先順位情報が示す優先順位は、通信ID以外の情報に基づいて決定されてもよい。優先順位情報が示す優先順位は、例えば、水処理システム1における再生型水処理装置E1(第1濾過装置2、第2濾過装置4、及び軟水装置5)の上流側から下流側への並び順に基づいて決定されてもよい。
また、優先順位情報が示す優先順位は、例えば、再生型水処理装置E1(第1濾過装置2、第2濾過装置4、及び軟水装置5)の種類による優先順位に基づいて決定されてもよい。再生型水処理装置E1(第1濾過装置2、第2濾過装置4、及び軟水装置5)の種類による優先順位に基づいて決定される場合、例えば、砂濾過装置の優先順位を、活性炭を用いた濾過装置の優先順位よりも高いと決定してもよい。
さらに、優先順位情報が示す優先順位は、再生型水処理装置E1(第1濾過装置2、第2濾過装置4、及び軟水装置5)の上流側から下流側への並び順と、再生型水処理装置E1(第1濾過装置2、第2濾過装置4、及び軟水装置5)の種類による優先順位とを組み合わせて決定されてもよい。
再生工程情報が運転情報E120から消去された場合、送信部E10は、運転情報E120を、優先順位情報と、装置種別情報との組として送信する。再生工程情報が運転情報E120に加えられた場合、送信部E10は、運転情報E120を、優先順位情報と、装置種別情報と、再生工程情報との組として送信する。
制御部E13は、判定部E130と、再生工程制御部E131とを備える。
判定部E130は、自装置が再生を開始することが可能である条件が成立したときに、記録部E12に記録された再生型水処理装置E2の運転情報E220に再生工程情報が含まれる場合、自装置の優先順位と再生型水処理装置E2の運転情報E220に含まれる優先順位情報により特定される優先順位とに基づいて、自装置の優先順位が再生を許容される順位であるか否かを判定する。
判定部E130は、装置種別情報が含まれる運転情報に基づいて判定を行う。つまり、判定部E130は、水処理システム1を構成する装置のうち、再生型水処理装置以外の運転情報は判定に用いない。
再生開始条件は、例えば、再生型水処理装置E1が被処理水を通水し処理水とした被処理水または処理水の流量が所定の量以上となることである。別の一例として、再生開始条件は、再生型水処理装置E1が再生を開始するために予め定められる時刻が到来することであってもよい。別の一例として、再生開始条件は、通水時間が所定の長さ以上となることであってもよい。別の一例として、再生開始条件は、処理水の水質(濁度や硬度)を表す値が所定の閾値以上となることであってもよい。ここで水質を表す値は、大きくなるほど水質が劣化したことを表す。
図4は、本実施形態に係るネットワーク配線の第1例を示す図である。本実施形態においては、再生型水処理装置同士は直列に接続される。図4に示す例では、第1濾過装置2、第2濾過装置4、及び軟水装置5の順において直列に接続されている。第1濾過装置2と、第2濾過装置4と、軟水装置5とは、ケーブルを用いて直列に接続され、有線ローカル・エリア・ネットワーク(LAN:Local Area Network)を形成する。
また、本実施形態においては、再生型水処理装置同士は有線のネットワークにより通信を行う場合について説明しているが、再生型水処理装置同士は無線のネットワークにより通信を行ってもよい。
第1濾過装置2は、運転情報SI2を、第2濾過装置4及び軟水装置5に送信する。運転情報SI2は、第2濾過装置4を経由して、軟水装置5に送信される。
第2濾過装置4は、運転情報SI4を、第1濾過装置2及び軟水装置5に送信する。
軟水装置5は、運転情報SI5を、第1濾過装置2及び第2濾過装置4に送信する。運転情報SI5は、第2濾過装置4を経由して第1濾過装置2に送信される。
図7は、本実施形態に係る再生型水処理装置E1の処理の一例を示す図である。図7に示す処理は、水処理システム1の運用が開始された場合に、再生型水処理装置E1により常時実行される。
なお、ステップS100において再生型水処理装置E1が再生起動状態となった後、再生の工程が完了するまで再生起動状態は継続して成立する。
ここで、判定部E130は、同時に再生を行うことが可能な装置の最大数と、自装置の優先順位と、記録部E12に記録された再生型水処理装置E2の運転情報E220に含まれる優先順位情報とにより特定される優先順位に基づいて、優先順位が高い方から低い方に向かって最大数までに自装置の優先順位が含まれるときに、自装置の優先順位が再生を許容される順位であると判定する。
また、同時に再生を行うことが可能な装置の最大数は、予め決定されていなくてもよい。例えば、判定部E130は、同時に再生を行うことが可能な装置の最大数を、第1給水タンク3の貯水量、及び第2給水タンク6の貯水量に応じて判定してもよい。その場合、水処理システム1の運用の開始後に、第1給水タンク3または第2給水タンク6が貯水量が変化すると、同時に再生を行うことが可能な装置の最大数は変更される。
つまり、判定部E130は、自装置である再生型水処理装置E1が再生工程を行っているときに、記録部E12に記録された再生型水処理装置E2の運転情報E220に再生工程情報が含まれる場合、自装置の優先順位と再生型水処理装置E2の運転情報E220に含まれる優先順位情報とにより特定される優先順位に基づいて、自装置の優先順位が再生を許容される順位であるか否かを判定する(ステップS102)。自装置が再生中の場合には、判定部E130により自装置の優先順位が再生を許容される順位ではないと判定されたことによって、再生工程制御部E131は再生を中止する(ステップS106)。
なお、再生型水処理装置E1は、再生を中止した場合であっても、図7において説明した処理に基づいて再生が可能である場合、再生を再開する。再生型水処理装置E1は、再生を再開すると、再生の工程が完了するまで再生を行う。
送信部E10は、自装置の運転情報E120を他の再生型水処理装置(再生型水処理装置E2)に送信する。
受信部E11は、他の再生型水処理装置(再生型水処理装置E2)の運転情報E220を受信する。
記録部E12は、受信部E11により受信された運転情報E220を記録する。
運転情報E220は、再生を行うことを示す情報である再生工程情報と、優先順位を特定することが可能な情報である優先順位情報と、を含む。
判定部E130は、自装置が再生を開始することが可能である条件が成立したときに、記録部E12に記録された他の再生型水処理装置(再生型水処理装置E2)の運転情報E220に再生工程情報が含まれる場合、自装置の優先順位と他の再生型水処理装置(再生型水処理装置E2)の運転情報E220に含まれる優先順位情報により特定される優先順位とに基づいて、自装置の優先順位が再生を許容される順位であるか否かを判定する。
再生工程制御部E131は、判定部E130により自装置の優先順位が再生を許容される順位であると判定された場合には再生を開始し、判定部E130により自装置の優先順位が再生を許容される順位ではないと判定された場合には再生を開始しない。
この構成により、水処理システム1では、同時に再生を行うことが可能な装置の最大数を超えて再生型水処理装置E1が再生を行うことを防ぐことができる。
再生工程制御部E131は、判定部により自装置の優先順位が再生を許容される順位ではないと判定された場合には再生を中止する。
この構成により、本実施形態に係る水処理システム1では、同時に再生を行うことが可能な装置の最大数を超えて再生型水処理装置E1が再生を行うことを防ぐことができる。
判定部E130は、装置種別情報が含まれる運転情報E220に基づいて判定を行う。
この構成により、水処理システム1では、再生型水処理装置E1は、水処理システム1を構成する水処理装置群のうち再生型水処理装置以外の水処理装置から受信する運転情報と、再生型水処理装置から受信する運転情報E220とを区別することができる。
この構成により、本実施形態に係る水処理システム1では、再生型水処理装置に再生の優先順位に通信IDを利用することができる。
この構成により、水処理システム1では、軟水装置又は塔式濾過装置を利用することができる。
例えば、再生型水処理装置E1は、再生中止信号を他の再生型水処理装置(再生型水処理装置E2)から受信した場合、再生を中止してもよい。ここで再生中止信号とは、再生を中止することを示す信号である。再生中止信号は、再生型水処理装置E2が自装置の優先順位が再生を許容される順位であると判定した場合、優先順位が再生を許容されない他の再生型水処理装置(再生型水処理装置E1)に送信される。
また、上述した実施形態における再生型水処理装置E1の一部、または全部を、LSI(Large Scale Integration)等の集積回路として実現してもよい。再生型水処理装置E1の各機能ブロックは個別にプロセッサ化してもよいし、一部、または全部を集積してプロセッサ化してもよい。また、集積回路化の手法はLSIに限らず専用回路、または汎用プロセッサで実現してもよい。また、半導体技術の進歩によりLSIに代替する集積回路化の技術が出現した場合、当該技術による集積回路を用いてもよい。
Claims (7)
- 水処理装置群を構成する再生型水処理装置であって、
自装置の運転情報を他の再生型水処理装置に送信する送信部と、
前記他の再生型水処理装置の運転情報を受信する受信部と、
前記受信部により受信された前記運転情報を記録する記録部と、
を備え、
前記運転情報は、再生を行うことを示す情報である再生工程情報と、優先順位を特定することが可能な情報である優先順位情報と、を含む、
再生型水処理装置。 - 自装置が再生を開始することが可能である条件が成立したときに、前記記録部に記録された前記他の再生型水処理装置の前記運転情報に再生工程情報が含まれる場合、自装置の優先順位と前記他の再生型水処理装置の前記運転情報に含まれる優先順位情報により特定される優先順位とに基づいて、自装置の優先順位が再生を許容される順位であるか否かを判定する判定部と、
前記判定部により自装置の優先順位が再生を許容される順位であると判定された場合には再生を開始し、前記判定部により自装置の優先順位が再生を許容される順位ではないと判定された場合には再生を開始しない再生工程制御部と、
を備える請求項1に記載の再生型水処理装置。 - 前記判定部は、同時に再生を行うことが可能な装置の最大数と、自装置の優先順位と、前記記録部に記録された前記他の再生型水処理装置の前記運転情報に含まれる前記優先順位情報とにより特定される優先順位に基づいて、優先順位が高い方から低い方に向かって前記最大数までに自装置の優先順位が含まれるときに、自装置の優先順位が再生を許容される順位であると判定する、
請求項2に記載の再生型水処理装置。 - 前記判定部は、自装置が再生工程を行っているときに、前記記録部に記録された前記他の再生型水処理装置の前記運転情報に前記再生工程情報が含まれる場合、自装置の優先順位と前記他の再生型水処理装置の前記運転情報に含まれる前記優先順位情報とにより特定される優先順位に基づいて、自装置の優先順位が再生を許容される順位であるか否かを判定し、
前記再生工程制御部は、前記判定部により自装置の優先順位が再生を許容される順位ではないと判定された場合には再生を中止する、
請求項2または請求項3に記載の再生型水処理装置。 - 前記運転情報は、前記再生型水処理装置の種別が再生を行う装置であることを示す情報である装置種別情報をさらに含み、
前記判定部は、前記装置種別情報が含まれる前記運転情報に基づいて判定を行う、
請求項2から請求項4のいずれか1項に記載の再生型水処理装置。 - 前記再生型水処理装置の前記運転情報は、当該再生型水処理装置の通信IDを用いて通信され、
前記再生型水処理装置の優先順位は、前記通信IDに基づいて特定される、
請求項2から請求項5のいずれか1項に記載の再生型水処理装置。 - 前記再生型水処理装置は、軟水装置又は塔式濾過装置である、
請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の再生型水処理装置。
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