JP2019529095A - 水処理システムおよびその方法 - Google Patents

Abstract

コンパクトな輸送可能な水処理システムについて説明する。当該システムは、バッチ処理装置、再循環ポンプおよび再循環ライン、レベル検知システム、薬品添加装置、および制御装置を備える。当該バッチ処理装置は、下側部分に多孔性グリッドを備える化学薬品ホッパーと、化学薬品ホッパー内の化学薬品を溶解させ、それにより多孔性グリッドを通って流れる化学薬品溶液を作り出すために、流体導入口からの流体を当該多孔性グリッドを通して噴霧するように構成された噴霧システムと、当該化学薬品溶液を受け取って保持するバッチ処理タンクとを備える。当該再循環ポンプおよび再循環ラインは、当該バッチ処理タンク内の化学薬品溶液を再循環するように構成される。当該レベル検知システムは、化学薬品ホッパーおよびバッチ処理タンクのうちの少なくとも一方に関連する複数のレベルパラメーターをモニターするように構成される。当該薬品添加装置は、当該化学薬品溶液を当該バッチ処理タンクから薬品添加ラインへと注入するように構成された少なくとも１台の薬品添加ポンプを備える。制御装置は、レベル検知システムに対応して、バッチ処理装置、再循環ポンプ、および薬品添加装置の作動を制御する。

Description

関連出願の相互参照

本出願は、２０１６年９月１９日に出願されたオーストラリア特許仮出願第２０１６９０３７６６号からの優先権を主張するものであり、当該仮出願の内容は、参照により本明細書に組み入れられる。

本開示は、概して、水処理システムおよび貯水器の水を処理する方法に関する。一形態において、本開示は、コンパクトで輸送可能な水処理システムに関する。

給水ネットワークにおいて二次消毒剤を必要量含有させ続けるために、消毒剤、例えば、塩素、は、連続的に監視され、残留塩素が減少した場合、消毒剤が給水時に添加される。塩素を加える方法の一つは、塩素錠剤をキャニスターに充填し、次いで当該キャニスターを貯水器内に添加することである。塩素レベルが減少した場合、使用者は、キャニスターを（典型的には、貯水器のルーフハッチから）回収し、当該キャニスターに塩素錠剤を再充填し、当該キャニスターを、当該ルーフから貯水器に戻す。この方法は、手作業、および貯水器のルーフの上での危険な状況下における手作業に大いに依拠する。さらに、使用者の体重を支えるのに十分に安全でなければならないという貯水器ルーフの制約上のコスト、および階段などのアクセス構造のコストの両方がルーフ建築のコストに反映される。塩素錠剤の手動による再装填も、貯水器ルーフの著しい腐食の原因となる。

代替手段としては、貯水器の隣に塩素薬品添加プラントの設置がある。薬品添加プラントは、典型的には、化学薬品ローディングベイ、様々な形態の化学薬品のための大量貯蔵タンク、および当該薬品添加プラントの化学薬品溶解タンクを介して貯水を再循環させる常設のパイプラインを備える。必要とされるインフラストラクチャーのために、典型的に、これらのプラントは、相対的に大きく、貯水器の隣に少なくとも１０ｍ×１０ｍの土地面積を必要とする。必要とされるインフラストラクチャーを準備することにより、薬品添加プラントのコストも非常に高くなってしまう。

他の手段としては、侵食薬品添加（ｅｒｏｓｉｏｎ ｄｏｓｉｎｇ）がある。侵食薬品添加は、ホッパー内の塩素錠剤を使用し、当該錠剤を溶解させるために水を当該ホッパーを通して流す。結果として得られる塩素溶液は、貯水器に添加されるまで、タンクに貯蔵される。しかしながら、大きな貯水器において十分な残留塩素を維持することは、塩素錠剤の溶解率に制限がありかつ変動するため困難である。さらに、当該溶液における塩素濃度は、非常に変動しやすい。

本明細書に含まれる、文献、作用、材料、装置、物品などについての説明はいずれも、これらの事項のいずれかまたはすべてが、先行文献の基礎の一部を形成すること、または本出願の各権利請求の優先日の前に存在することにより本開示に関連する分野における共通の一般知識であったことの承認として取られるべきではない。

本開示の一態様において、
下側部分に多孔性グリッドを含む化学薬品ホッパーと、前記化学薬品ホッパー内の化学薬品を溶解させ、それにより、前記多孔性グリッドを通って流れる化学薬品溶液を作り出すために、流体導入口からの流体を前記多孔性グリッドを通して噴霧するように構成された噴霧システムと、前記化学薬品溶液を受け取り保持するバッチ処理タンクと、を備えるバッチ処理装置と、
前記バッチ処理タンク内の化学薬品溶液を再循環させるように構成された再循環ポンプおよび再循環ラインと、
化学薬品ホッパーおよびバッチ処理タンクのうちの少なくとも一方に関連する複数のレベルパラメーターを監視するように構成されたレベル検知システムと、
前記化学薬品溶液を前記バッチ処理タンクから薬品添加ラインへとポンプ流送するように構成された少なくとも１台の薬品添加ポンプを備える薬品添加装置と、
レベル検知システムに対応して、バッチ処理装置、再循環ポンプ、および薬品添加装置の作動を制御する制御装置と、
を備える、コンパクトで輸送可能な水処理システムが提供される。

当該制御装置は、レベル検知システムに対応して、水噴霧システム、再循環ポンプ、および／または薬品添加装置を選択的にインターロックしてもよい。

本明細書において使用される場合、「インターロック」は、特定の条件下において、メカニズムの作動を可逆的に停止または一時停止させることを意味する。

前記レベル検知システムは、バッチ処理タンク内の化学薬品溶液のレベルを検知するための少なくとも１つのセンサーを備えてもよい。前記少なくとも１つのレベルセンサーは、バッチ処理タンクの外部に少なくとも一つの容量型レベルセンサーを備える。前記少なくとも一つのセンサーは、化学薬品溶液に接触しない位置に設けられてもよい。前記少なくとも一つのセンサーは、三重レベルセンサーを備えてもよく、前記三重レベルセンサーは、低レベルセンサー、高レベルセンサー、および作動レベルセンサーを備える。

前記レベル検知システムは、ホッパー内の化学薬品のレベルを特定するためのホッパー化学薬品レベルセンサーを備える。前記ホッパー化学薬品レベルセンサーは、化学薬品ホッパーの負荷に耐える重量検知システムを備えてもよい。前記重量検知システムはさらに、バッチ処理タンクの負荷に耐える。前記ホッパー化学薬品レベルセンサーは、ホッパー内の化学薬品の高さを測定するように構成された距離センサーを備えてもよい。前記ホッパー化学薬品レベルセンサーは、ホッパー化学薬品レベルデータを制御装置に提供してもよく、前記制御装置は、前記ホッパー化学薬品レベルデータからホッパー内の化学薬品のレベルを導出するように構成されてもよい。

本明細書において使用される場合、明記されない限り、用語「レベル」は、量、高さ、体積、重量などを意味すると理解されるべきである。

前記レベル検知システムは、バッチ処理タンクに関連するレベルパラメーターを導出するための補助レベルセンサーを備え得る。

薬品添加装置はさらに、バッチ処理タンクと薬品添加ラインとの間の流体連通を選択的に許容または禁止するための薬品添加バルブを備えてもよい。当該薬品添加装置は、流量センサーを備えてもよい。前記流量センサーは、薬品添加バルブフロースイッチであり得る。前記制御装置は、薬品添加ポンプ速度に対応して、前記薬品添加ポンプを制御し得る。前記制御装置は、流量センサーに対応して、前記薬品添加ポンプを制御し得る。

前記水処理システムはさらに、化学薬品溶液を送水するためのキャリヤー水送水システムを備えてもよく、この場合、前記キャリヤー水送水システムは、薬品添加ラインから化学薬品溶液を受け取る。

前記水処理システムは、バッチ処理装置、再循環ポンプおよび再循環ライン、レベル検知システム、薬品添加装置、ならびに制御装置を収容するためのハウジングを備えてもよい。前記ハウジングは、化学薬品の容器（ｂｕｎｄ）および容器レベルセンサーを備えてもよい。前記制御装置は、容器内の液体レベルが所定の値に達するか超えたことを前記容器レベルセンサーが検知するのに対応して、噴霧システム、再循環ポンプ、および少なくとも１台の薬品添加ポンプの作動をインターロックしてもよい。薬品添加ラインは、一次導管およびそれらを包む二次導管を備えてもよく、それにより、一次導管からの漏れは、二次導管によって収容され、化学薬品容器へと還流される。

前記水処理システムはさらに、外部供給源から前記噴霧システムへと水をポンプ流送するように構成されたブースターポンプを備えてもよく、この場合、制御装置は、レベル検知システムに対応して、前記ブースターポンプの作動を制御する。実施形態よっては、ブースターポンプは、清浄な給水源から使用者に安全な給水源、例えば、洗眼など、へと水を注入するために使用されてもよい。実施形態によっては、２台のブースターポンプが使用され、他の実施形態では、同じブースターポンプが両方の用途のために使用される。一実施形態において、前記同じブースターポンプが、外部供給源から使用者に安全な給水源へと水が流入するようにも構成され得る。１台または複数のブースターポンプは、外部供給水圧に関係なく、システム水圧を維持してもよい。

前記水処理システムは、アクセスセンサーを備えてもよく、前記アクセスセンサーが、前記ハウジングがアクセスされたことを示す場合、前記制御装置は、使用者に安全な給水源へ水を注入するために前記ブースターポンプを作動させてもよい。

前記水処理システムは、遠隔地と通信する通信装置を備えてもよく、これは、前記システムの遠隔モニタリングおよび遠隔制御を可能にする。

本開示の他の態様において、貯水器の水を処理する方法であって、
バッチ処理装置を作動させて、化学薬品の供給から化学薬品溶液を調製する工程と、
前記化学薬品溶液をバッチ処理タンクに貯蔵する工程と、
再循環ポンプを作動させて、前記バッチ処理タンク内の化学薬品溶液を再循環させる工程と、
少なくとも１台の薬品添加ポンプを有する薬品添加装置を作動させて、前記バッチ処理タンクから貯水器へと適用量の化学薬品溶液を加える工程と、
化学薬品の供給およびバッチ処理タンクのうちの少なくとも一方に関連する複数のレベルパラメーターをモニターする工程と、
前記複数のレベルパラメーターに応答して、バッチ処理装置、再循環ポンプ、および／または薬品添加装置の作動を選択的にインターロックする工程と
を含む方法が提供される。

当該複数のレベルパラメーターを監視する工程は、バッチ処理タンクの重量を測定することによって当該バッチ処理タンクに関連するレベルパラメーターを導き出す工程を備えてもよい。

バッチ処理装置、再循環ポンプ、および／または薬品添加装置の作動を選択的にインターロックする工程は、容器流体レベルが所定の値を超えたことを示す測定パラメーター、ローカルマニュアルシャットダウンコマンド、および／またはリモートマニュアルシャットダウンコマンドに応答してもよい。

本明細書を通して、語句「ｃｏｍｐｒｉｓｅ（含む）」、または「ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ」または「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ」などの変化形は、言及した要素、整数、もしくは工程、または要素、整数、もしくは工程の群の包含を意味するものであって、いかなる他の要素、整数、もしくは工程、または要素、整数、もしくは工程の群の排除を意味するものではないと理解される。

ここで、本開示の実施形態について、添付の図面を参照する一例によって説明する。
水処理システムの実施形態の概略図である。 貯水器の水を処理する方法の実施形態のフローチャートである。 貯水器の水を処理する方法の実施形態のフローチャートである。 経時における塩素濃度のグラフである。

実施形態の説明
図面の図１を参照すると、コンパクトで輸送可能な水処理システム１００は、下側部分に多孔性グリッド１０６を有する化学薬品ホッパー１０４を含むバッチ処理装置１０２を有する。当該バッチ処理装置１０２は、化学薬品ホッパー１０４内の化学薬品を溶解させるために当該多孔性グリッド１０６を通過して流体導入口１１０から流体を噴霧するように構成された噴霧システム１０８を有する。これにより、当該多孔性グリッド１０６を通過して流れる化学薬品溶液が生成される。当該バッチ処理装置１０２は、当該化学薬品溶液を受容して保持するバッチ処理タンク１１２と、バッチ処理タンク１１２内の当該化学薬品溶液を再循環するために使用される再循環ポンプ１１４および再循環ライン１１６と、を有する。当該システム１００は、例えば、バッチ処理タンク１１２内の最小および／または最大溶液レベル等、化学薬品ホッパー１０４および／またはバッチ処理タンク１１２に関連する様々なレベルパラメーターをモニターするレベル検知システム１１８を有する。少なくとも１台の薬品添加ポンプ１２２（例えば、蠕動ポンプ等）を備える薬品添加装置１２０は、例えば、貯水器等の水を処理するために化学薬品溶液をバッチ処理タンク１１２から薬品添加ライン１２４へと注入する。実施形態よっては、例えば、システムの冗長性の確保、および／または薬品添加能力の向上のために、薬品添加ポンプを２台以上備えていてもよい。システム１００の作動は、制御装置１２６によって制御される。当該制御装置１２６は、下記において詳細に説明される様々なレベルパラメーターに対応して、バッチ処理装置１０２、再循環ポンプ１１４、および薬品添加装置１２０の作動を制御する。

当該制御装置１２６は、パラメーターが正常なまたは安全な作動範囲を外れた場合に、様々な流体パラメーターに応じて、バッチ処理装置１０２、再循環ポンプ１１４、および／または薬品添加装置１２０をインターロックさせてもよい。

当該システム１００は、その比較的小さなサイズにより、輸送可能である。この小さなサイズは、給水における消毒剤濃度を比較的低い範囲内に維持するための、貯水器などの給水における、比較的少量の消毒剤を連続して添加するために構成されたシステムによって容易となる。そのため、当該バッチ処理装置１０２および薬品添加装置１２０は、比較的少量の化学薬品溶液を作製、保持、および移送することのみを必要とするため、比較的小さい。システム１００による少量でのバッチ処理および薬品添加は、バッチ処理タンク１１２内に保持される比較的少量の化学薬品溶液が薬品添加装置１２０によって連続的に利用され、新たに作製された化学薬品溶液が追加されることによって補給されるため、バッチ処理タンク１１２内の化学薬品溶液、したがって、給水／貯水器に移送される化学薬品溶液が新鮮な状態に維持されるという利点も有する。理想的には、当該化学薬品溶液は、「オンデマンド」および「ジャストインタイム」ベースにおいて作製される。バッチ処理装置１０２および薬品添加装置１２０を別体とし、システム１００のモジュール化することによっても、輸送が容易となる。Ｃｏｎｓｔａｎｔ Ｃｈｌｏｒ（登録商標） Ｐｌｕｓ ＭＣ４−５０ Ｃａｌｃｉｕｍ Ｈｙｐｏｃｈｌｏｒｉｔｅ Ｆｅｅｄｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍは、バッチ処理装置１０２としての使用に合わせて比較的容易に変更することができるシステムの一例である。当該システム１００の構成要素は、一体型の化学薬品容器を有するハウジングと比較的小さな設置面積に収まるように設計される。システム１００を収容する当該ハウジングは、全体として、それが配備される水源（例えば、貯水器）まで輸送可能である。

制御装置１２６は、システム１００の作動を制御する。当該制御装置１２６は、プロセッサ、典型的には、プログラマブル論理コントローラ（ＰＬＣ）または、本発明の恩恵を有する当業者に既知の他のタイプの自動制御システムを有する。当該制御装置１２６は、ＰＬＣによって実行される命令を保持するメモリ、およびシステム１００の構成要素と通信するためのＩ／Ｏインタフェースも備える。当該制御装置１２６は、システム１００の様々な構成要素ならびにシステム１００内およびその周りにおいてパラメーターを監視する多くのセンサーからの入力データを受け取る。当該制御装置１２６は、受信した入力データと共に作動上の設定値に基づき、例えば、当該システム内の一つまたは複数の構成要素をインターロックすることなどによって、システム１００の正常な作動と、さらには、異常を示す入力データに応答して、システム１００の異常なもしくは危険な状態との両方を制御する。

表１は、様々なセンサーから受け取った入力データに基づいてインターロック、停止、または一時停止され得る作動の概要を提供する。

表１：インターロック工程、バッチ処理工程、再循環工程、または薬品添加工程に関連するセンサー測定

実施形態によっては、当該制御装置１２６は、レベル検知システム１１８からレベル検知データ１３２を受信する。入力データ（薬品添加装置１２０に関連して本明細書の他の箇所において説明される薬品添加装置データ１３４として両方のレベル検知データ１３２を備え得る）に対応して、制御装置１２６は、バッチ処理装置制御パラメーター１４４、薬品添加装置制御パラメーター１４６、および再循環パラメーター１４８を提供する。

当該レベル検知システム１１８は、バッチ処理タンク１１２内の当該溶液の流体レベルを検知する少なくとも一つのレベルセンサーを有する。実施形態よっては、当該レベルセンサーは、監視対象の体積閾値または体積範囲に一致する、タンク１１２の底から上方のある高さにおいて、バッチ処理タンク１１２の外側に取り付けられた容量センサーである。好適な用量センサーの例は、ｉｆｍ ｅｆｅｃｔｏｒ， ｉｎｃ社製のＫＱ６００３である。

実施形態よっては、当該レベル検知システム１１８は、３つのレベルセンサー：高レベルセンサー１５２、低レベルセンサー１５４、作動レベルセンサー１５６からなる三重レベルセンサー１５０を備える。高レベルセンサー１５２は、超えるとタンクがオーバーフローし得る最大バッチ処理タンク容量レベルを監視する位置に設けられる。低レベルセンサー１５４は、下回るとタンクの内容物を効率的に再循環できないかまたは必要な化学薬品適用量を薬品添加の際に提供することができない最小バッチ処理タンク容量を監視する位置に設けられる。作動レベルセンサー１５６は、最適または正常なバッチ処理タンク体積範囲、Ｖ_ｔｈ２−Ｖ_ｔｈ１＝ΔＶ、を監視する位置に設けられる。体積が第１体積閾値Ｖ_ｔｈ１未満であるとき、（ブースターポンプ１３０と噴霧ノズルを含む噴霧システム１０８とを作動させることによって）バッチ処理は可能になり、第２体積閾値Ｖ_ｔｈ２に達すると、バッチ処理は不能になる。

システム１００が貯水器に設置される場合、当該貯水器からの流体導入口１１０は、典型的には、比較的低い水圧である。当該ブースターポンプ１３０は、貯水器からシステム１００へ、詳細には噴霧システム１０８へ、と水を注入するために使用される。実施形態よっては、当該ブースターポンプ１３０は、キャリヤー水送水システムの一部を形成し得る。これにより、当該ブースターポンプ１３０は、薬品添加位置への化学薬品溶液の迅速な移送を容易にするためにキャリヤー水を提供するように、および処理される水に化学薬品を混合するための助力を行うように作動する。薬品添加ライン１２４は、キャリヤー水送水システムに化学薬品溶液を提供し、そこから、処理される水に化学薬品溶液が混合される。バッチ処理タンク１１２における化学薬品濃度は、典型的には、比較的高く、例えば、５０％から８０％の間の可能塩素、典型的には６０％から７０％の間の可能塩素である。キャリヤー水送水システムにおけるキャリヤー水は貯水器から提供され、そのため、システム１００に到達するときには著しく低い化学薬品濃度を有する。キャリヤー水送水システムは、薬品添加ライン１２４から化学薬品溶液を受容し、当該化学薬品溶液（典型的には、６０〜７０％の濃度）は、次いで、キャリヤー水と混合される。最終的に、貯水器には低濃度溶液（１％から２％の間、例えば、およそ１．２％）が移送される、これにより、貯水器の化学薬品濃度は、典型的には、およそ１．３ｍｇ／Ｌに維持される。

当該ハウジングは、典型的には、例えば、使用者にとって安全な洗眼または安全なシャワーなどのための使用者に安全な給水源となり、ブースターポンプ１３０は、当該使用者使用者にとって安全な給水のために水を注入するためにも使用される。実施形態によっては、それぞれ目的に応じて異なるブースターポンプが使用され、他の実施形態では、全ての用途に対して同一のブースターポンプが使用される。実施形態よっては、当該ハウジングは、アクセスセンサーを備え、当該アクセスセンサーが、当該ハウジングに使用者がアクセスしたことを検知したとき、使用者が洗眼を必要とする場合には、安全措置として当該ブースターポンプ１３０が作動される。さらに、バッチ処理タンク１１２は、タンク１１２へのアクセスを検知するタンク蓋センサーを有し、タンク蓋センサーが感知した場合、制御装置１２６は、使用者の安全を確保するために、バッチ処理装置１０２ならびに再循環ポンプ１１４の作動を一時停止させる。

要約すると、ブースターポンプ１３０は、典型的には、（１）溶解手順が実行中の場合にはバッチ処理のために、（２）薬品添加ポンプが作動中の場合には薬品添加のために、およびに（３）ハウジングのドアが開けられてアクセスセンサーが感知した場合に、作動される。ブースターポンプ１３０は、有利には、システム１００を外部供給水圧に対して実質的に独立させる。それは、ブースターポンプ１３０は、例えば、貯水器から供給されるような給水において予想することができる典型的な変動に関係なく、システム１００内において必要な水圧を維持し得るからである。

実施形態よっては、レベル検知システム１１８は、バッチ処理装置１０２の重量変化を追跡するために使用される少なくとも一つの重量変換器１５８（例えば、一つまたは複数のロードセル）を備え、当該重量変化は、バッチ処理タンク１１２に入る流体および出ていく流体の周期的変化、ならびに化学薬品ホッパー１０４に保持される化学薬品の段階的減少を含む。化学薬品ホッパー１０４に補給するように使用者に対して警告を発するために、化学薬品の下側閾値に達しているかどうかを特定するために重量データが制御装置１２６によって使用される場合、重量変換器１５８は、ホッパー化学薬品レベルセンサーとして機能する。実施形態よっては、三重レベルセンサーに対するバックアップとしてバッチ処理タンク１１２内のおよその流体レベルを導出するために、当該提供された重量データが制御装置１２６によって使用される場合、重量変換器１５８は、補助重量センサーとして機能する。流体レベルは、累積重量増によって追跡される充填状態に基づいて、測定された重量から導出される。

実施形態よっては、ホッパー化学薬品レベルセンサーは、追加的にまたは選択的に、当該ホッパー内での化学薬品レベルの高さを検知する距離計測センサーを備え、当該ホッパー内の化学薬品の体積は、当該測定された高さから導出され得る。距離センサーのために使用することができるセンサーの一例として、超音波センサーおよびレーザーベースのセンサーが挙げられる。重量センサーに加えて距離センサーを使用することにより、補助レベルセンサー導出パラメーターは、ホッパー内での化学薬品の物理的レベルおよびバッチ処理装置１０２の重量から特定されてもよい。

実施形態よっては、再循環ポンプ１１４は、再循環ポンプの前、ポンプ内、および／またはポンプの後の圧力を監視して再循環圧力データを制御装置１２６に送信する再循環圧力センサー１６０に関連付けられる。再循環圧力が正常な作動範囲外の場合、制御装置１２６は、再循環ポンプ１１４の作動を停止または一時停止させるように構成される。

実施形態よっては、ブースターポンプ１３０は、ブースターポンプ１３０によってシステム１００に加わる水圧を監視するブースターポンプ圧力センサー１６２に関連付けられる。制御装置１２６は、ブースターポンプ圧力が正常な作動範囲外の場合には、ブースターポンプ１３０の作動を一時停止させるか、その設定値を変更するように構成される。噴霧システム１０８および実質的にバッチ処理プロセスを制御するために、バルブ１７２（例えば、電磁弁）が使用される。バルブ１７２に提供される水圧を測定するために、溶解水圧力センサー１７４が使用され、それにより、システム１００は、バッチ処理装置１０２での溶解プロセス動作のために一定の水圧を維持することができる。実施形態よっては、当該システムは、溶解液圧力センサー１７４によって測定される圧力に応じて作動する減圧バルブを備える。

薬品添加装置１２０は、薬品添加バルブ１４２を備える。実施形態よっては、制御装置１２６は、薬品添加装置検知システム１３６から薬品添加装置データ１３４を受信する。薬品添加装置検知システム１３６は、バルブ１４２への薬品の添加を検知するためのセンサー、例えば、薬品添加バルブフロースイッチ１４０等、を備える。薬品添加バルブの一例として、位置フィードバックリミットスイッチを備えた、電気的に駆動されるｕＰＶＣボールバルブのＧｅｏｒｇ Ｆｉｓｃｈｅｒ Ｔｙｐｅ １０７ ２４ＶＤＣが挙げられる。このバルブは、システムの停電の場合、システムへの電力喪失における薬品の逆流を防ぐために、電池により電力を供給されることにより、確実に閉鎖されるよう駆動される。ポンプ流量は、薬品添加ポンプ１２２によって制御装置１２６に提供されるポンプ速度設定値データから導出され、その一方で、フロースイッチ１４０は、化学薬品溶液のフローを確認する。

薬品添加は、薬品添加ライン１２４の二次封じ込め設備（ｓｅｃｏｎｄａｒｙ ｃｏｎｔａｉｎｍｅｎｔ）に関連する二次封じ込め設備レベルセンサー（図示されず）によってモニターされる。当該二次封じ込め設備レベルセンサーは、薬品添加ライン１２４を包み込む二次パイプライン上に位置する。当該二次パイプラインは、薬品添加ライン１２４からの如何なるオーバーフローまたは漏れをシステム１００のハウジングへと還流させ、薬品添加ライン１２４からの如何なるオーバーフローまたは漏れを当該ハウジング内の化学薬品容器へと還流させる。実施形態よっては、化学薬品容器に加えてまたは化学薬品容器の代替策として、代替の捕捉ポイントが提供され得る。二次パイプラインにおける流体レベル（二次封じ込め設備レベルセンサーによって測定される）の増加は、薬品添加ライン１２４からの深刻な漏れを示し得る。二次封じ込め設備レベルセンサーによって送信される測定データは、制御装置１２６へと提供され、当該制御装置１２６は、二次封じ込め設備閾値レベルが検知された場合、薬品添加ポンプ１２２を停止させる。同様に、当該ハウジングは、容器レベルセンサーを備え、容器閾値レベルが検知された場合、当該制御装置１２６は、バッチ処理装置１０２、再循環ポンプ１１４、ならびに薬品添加ポンプ１２２の作動をインターロックする。

あるいは、薬品添加装置１２０の作動の制御において、制御装置１２６は、所定の範囲内に収まるべき貯水器の水の化学薬品濃度に関して化学薬品分析装置から受信した入力データ、および貯水器内に設置された貯水器ミキサーの正常な作動に関する入力データに応答する。実施形態よっては、当該化学薬品分析は、当該システム１００の一部を形成する化学薬品分析装置によって為され得る。他の実施形態において、化学薬品分析および貯水器ミキサーに関するデータは、通信装置１７０を介して制御装置１２６によって受信される。当該通信装置１７０は、任意の好適な有線または無線電子インタフェースを提供し得る。化学薬品分析装置からのデータおよび貯水器ミキサーについてのデータの受信に加えて、通信装置１７０は、システム１００と遠隔地との間の通信リンクも提供し、それにより、当該システムを遠隔からモニターおよび制御することができる。通信装置１７０の例としては、Ｍｏｄｂｕｓ ＲＴＵオープンプロトコルを使用してＲＳ４８５シリアルリンクによってサイトリモートテレメトリユニット（ＲＴＵ）と通信するプログラマブル論理コントローラー（ＰＬＣ）が挙げられる。

システム１００の遠隔操作には、制御装置１２６への作動に関する設定値の送信を含んでもよい。遠隔操作は、当該システムの一つまたは複数の構成要素、例えば、バッチ処理装置１０２、薬品添加装置１２０、および／または再循環ポンプ１１４など、のインターロック、一時停止、リセット、調節、またはシャットダウンも含み得る。当該システムの構成要素のいずれかまたはすべてをシャットダウンするリモート機能に加えて、少なくともバッチ処理装置１０２、薬品添加装置１２０、および再循環ポンプ１１４の作動をシャットダウンするローカルシャットダウン安全スイッチも提供される。リモートシステムシャットダウンおよびローカルシステムシャットダウンは、全てのバルブもオフに切り替える完全システムシャットダウンである。ローカルシャットダウン安全スイッチの一部として、またはそれに加えて、システム１００は、錠剤を再充填する必要がある場合または薬品添加またはバッチ処理のシャットダウンを必要とするキャビネットにおけるメンテナンス作業に着手すべき場合のための、タンクサービススイッチを備えてもよい。システム１００が使用者によってアクセスされる場合、洗眼は可能でなければないため、当該タンクサービススイッチは、ブースターポンプ１３０をオフに切り替えない。

図面の図２は、貯水器の水を処理する方法２００を例示するフローチャートを示している。基本的水処理プロセスは、バッチ処理２０２から開始し、その際、化学薬品ホッパー１０４に保持された化学薬品ブリケットまたは錠剤から化学薬品溶液が準備される。当該化学薬品溶液は、バッチ処理タンク１１２に貯蔵され、バッチ処理タンク１１２における化学薬品溶液の再循環２０４が、当該化学薬品の任意の未溶解粒子が懸濁状態において確実に維持される。水の処理に対する要件に応じて（貯水器の水における当該化学薬品の濃度に基づいて）、薬品添加工程２０６において、必要量の化学薬品溶液が貯水器の水に添加される。

実施形態よっては、適用量あたりの薬品添加の量は、予め決められており、および一定であり、例えば、薬品添加体積は、バッチ処理タンク１１２内に維持される溶液の運用量に等しくてもよい。他の実施形態において、適用量あたりの薬品添加の量は、貯水器の化学薬品濃度に応じて増加または減少させてもよく、当該変更可能な量の薬品は、制御装置１２６の制御下において薬品添加ポンプ１２２によって添加される。当該システム１００内外の様々なパラメーターは監視され、当該監視されたパラメーターは、システム１００をどのように作動させるかに影響を及ぼす。図２に示されるように、２０８において、様々なパラメーターが、制御装置１２６によって判断される。上記において説明されるようなバッチ処理装置１１２における流体レベルについて詳細に言及すると、低体積閾値Ｖ_Ｌを下回る流体レベルは、結果として、制御装置１２６による薬品添加および再循環２１０を不可能にする。バッチ処理流体レベルが高体積閾値Ｖ_Ｒを超える場合、当該システムは、２１２によりシャットダウンされる。当該流体レベルが正常な範囲Ａ_Ｖ内にある場合、バッチ処理、再循環、薬品添加が可能になり２１４、通常通りに進行する。

要約すると、測定された体積Ｖに対して、
・Ｖ_Ｌ＜Ｖ＜Ｖ_ｔｈ２の場合、バッチ処理が行われ、薬品添加は可能になる
・Ｖ＝Ｖ_ｔｈ２の場合、バッチ処理は停止されるが、薬品添加は可能になる
・Ｖ＜Ｖ_ＬまたはＶ＞Ｖ_Ｈの場合、シャットダウン状態が可能になる。

図３は、水処理システムを作動させる方法３００を示すフローチャートを示している。これらに限定されるわけではないが、ブースターポンプ１３０の作動、測定された塩素レベル、貯水器ミキサーの作動、測定された容器レベル、および測定された二次封じ込め設備、に関連するパラメーターを含む、一つまたは複数の許可３０４に応じて、３０２において、当該システム制御が作動される。３０６において、バッチ処理が可能になる。３０８において低レベルスイッチが作動される場合、３１０において再循環ポンプが作動され、同様に、３１２において薬品添加が可能になる。３１４において作動レベルスイッチが作動されるまで、バッチ処理は可能なままである。３１６において高レベルスイッチが作動される場合、３１８においてシステムインターロックが作動される。

有利なことに、本明細書において説明される水処理システムは、設置面積が小さくて済む（約１ｍ×約２ｍ）ので、輸送可能な装置として提供することができる。これは、例えば、本格的な水処理プラントと比較して、必要なインフラが非常に少なくて済む、費用対効果に優れた水処理手段としても可能である。化学薬品ブリケットまたは錠剤の使用は、典型的には、大きな移送用トラックへのアクセスを提供する必要のないことを意味する。使用者がハウジングの外側にいるような比較的小さなハウジングにおいて当該水処理システムを活用することにより、換気の提供などの職業安全衛生に関連するインフラの必要性が削減される。

キャリヤー水送水システムの使用は、貯水器への水移動の量および速度を増加させることによって、添加された次亜塩素酸塩の貯水器への混合を高める。

有利なことに、バッチ処理装置の使用により、結果として、バッチ処理タンクおよびその後の添加された流体における化学薬品濃度が正確に制御される。図４が示すように、これは、例えば、溶液中の化学薬品濃度が非常に変動しやすい劣化薬品が添加された場合とは対照的である。当該グラフは、ｙ軸に塩素濃度４０２を、およびｘ軸に経過時間４０４を示している。この塩素濃度は、貯水器におけるものである。データの第１の部分４０６は、劣化薬品が添加・使用された場合の変動しやすい塩素濃度を示している。４０８において、化学薬品添加の方法を、本明細書において説明した方法に変更している。当該データの第２の部分４１０では、塩素濃度は非常に安定している。さらに、利用可能な消毒剤が格納時に劣化するような、劣化薬品の添加時の典型的なバッチサイズより小さなバッチサイズで処理することにより、給水／貯水器に移送される化学薬品溶液は新鮮に維持される。

本開示の広い全般的範囲から逸脱することなく、上記において説明される実施形態に対して複数の変形および／または変更を為すことができることは、当業者によって理解されるであろう。したがって、本実施形態は、すべての点において、例示として見なされるべきであり、制限として見なすべきではない。

本出願は、２０１６年９月１９日に出願されたオーストラリア特許仮出願第２０１６９０３７６６号からの優先権を主張するものであり、当該仮出願の内容は、参照により本明細書に組み入れられる。本出願は、２０１７年９月１８日に出願された国際出願ＰＣＴ／ＡＵ２０１５／０５１０１５の国内移行出願である。

実施形態によっては、当該制御装置１２６は、レベル検知システム１１８からレベル検知データ１３２を受信する。入力データ（薬品添加装置１２０に関連して本明細書の他の箇所において説明される薬品添加装置データ１３４とレベル検知データ１３２を備え得る）に対応して、制御装置１２６は、バッチ処理装置制御パラメーター１４４、薬品添加装置制御パラメーター１４６、および再循環パラメーター１４８を提供する。

Claims (24)

1. 下側部分に多孔性グリッドを含む化学薬品ホッパーと、前記化学薬品ホッパー内の化学薬品を溶解させ、それにより前記多孔性グリッドを通って流れる化学薬品溶液を作り出すために、流体導入口から流体を前記多孔性グリッドを通して噴霧するように構成された噴霧システムと、前記化学薬品溶液を受容し保持するバッチ処理タンクと、を備えるバッチ処理装置と、
   前記バッチ処理タンク内の前記化学薬品溶液を再循環させるように構成された再循環ポンプおよび再循環ラインと、
   前記化学薬品ホッパーおよび前記バッチ処理タンクのうちの少なくとも一方に関連する複数のレベルパラメーターを監視するように構成されたレベル検知システムと、
   前記化学薬品溶液を前記バッチ処理タンクから薬品添加ラインへと注入するように構成された少なくとも１台の薬品添加ポンプを含む薬品添加装置と、
   前記レベル検知システムに対応して、前記バッチ処理装置、前記再循環ポンプ、および前記薬品添加装置の作動を制御する制御装置と、
   を備える、コンパクトな輸送可能な水処理システム。
2. 請求項１に記載の水処理システムにおいて、
   前記制御装置が、前記レベル検知システムに対応して、前記水噴霧システム、前記再循環ポンプ、および／または前記薬品添加装置を選択的にインターロックする、水処理システム。
3. 請求項１または２に記載の水処理システムにおいて
   前記レベル検知システムが、前記バッチ処理タンク内の前記化学薬品溶液のレベルを検知するための少なくとも一つのセンサーを備える、水処理システム。
4. 請求項３に記載の水処理システムにおいて、
   前記少なくとも一つのレベルセンサーが、前記バッチ処理タンクの外部に少なくとも一つの容量型レベルセンサーを備え、前記少なくとも一つのセンサーが、前記化学薬品溶液に接触していない、水処理システム。
5. 請求項３または４に記載の水処理システムにおいて、
   前記少なくとも一つのセンサーが、三重レベルセンサーを備え、前記三重レベルセンサーが、低レベルセンサー、高レベルセンサー、および作動レベルセンサーを備える、水処理システム。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の水処理システムにおいて、
   前記レベル検知システムが、前記ホッパー内の化学薬品のレベルを特定するためのホッパー化学薬品レベルセンサーを備える、水処理システム。
7. 請求項６記載の水処理システムにおいて、
   前記ホッパー化学薬品レベルセンサーが、前記化学薬品ホッパーの負荷に耐える重量検知システムを備える、水処理システム。
8. 請求項７に記載の水処理システムにおいて、
   前記重量検知システムがさらに、前記バッチ処理タンクの前記負荷に耐える、水処理システム。
9. 請求項６に記載の水処理システムにおいて、
   前記ホッパー化学薬品レベルセンサーが、前記ホッパー内の化学薬品の高さを測定するように構成された距離センサーを備える、水処理システム。
10. 請求項６〜９のいずれか一項に記載の水処理システムにおいて、
    前記ホッパー化学薬品レベルセンサーが、ホッパー化学薬品レベルデータを前記制御装置に送信し、前記制御装置が、前記ホッパー化学薬品レベルデータから前記ホッパー内の化学薬品のレベルを導出するように構成される、水処理システム。
11. 請求項１〜１０のいずれか一項に記載の水処理システムにおいて、
    前記レベル検知システムが、前記バッチ処理タンクに関連するレベルパラメーターを導出するための補助レベルセンサーを備える、水処理システム。
12. 請求項１〜１１のいずれか一項に記載の水処理システムにおいて、
    前記薬品添加装置がさらに、前記バッチ処理タンクと前記薬品添加ラインとの間の流体連通を選択的に許容または禁止するための薬品添加バルブを備える、水処理システム。
13. 請求項１〜１２のいずれか一項に記載の水処理システムにおいて、
    さらに、前記化学薬品溶液を移送するためのキャリヤー水送水システムを備え、前記キャリヤー水送水システムが、前記薬品添加ラインから前記化学薬品溶液を受容する、水処理システム。
14. 請求項１〜１３のいずれか一項に記載の水処理システムにおいて、
    前記バッチ処理装置と、前記再循環ポンプおよび再循環ラインと、前記レベル検知システムと、前記薬品添加装置と、前記制御装置とを収容するためのハウジングを備える、水処理システム。
15. 請求項１４記載の水処理システムにおいて、
    前記ハウジングが、化学薬品容器および容器レベルセンサーを備え、前記制御装置が、前記容器内の液体レベルが所定の値に達するか超えたことを前記容器レベルセンサーが検知するのに対応して、前記噴霧システム、前記再循環ポンプ、および前記少なくとも１台の薬品添加ポンプの作動をインターロックする、水処理システム。
16. 請求項１５に記載の水処理システムにおいて、
    前記薬品添加ラインが、一次導管と前記一次導管と接続する二次導管とを備えることにより、前記一次導管からの漏れが、前記二次導管によって収容され、前記化学薬品容器へと還流される、水処理システム。
17. 請求項１〜１６のいずれか一項に記載の水処理システムにおいて、
    さらに、外部供給源から前記噴霧システムへと水を注入するように構成されたブースターポンプを備え、前記制御装置が、前記レベル検知システムに対応して、前記ブースターポンプの作動を制御する、水処理システム。
18. 請求項１〜１７のいずれか一項に記載の水処理システムにおいて、
    使用者に安全な給水源に水を注入するように構成されたブースターポンプを備える、水処理システム。
19. 請求項１８に記載の水処理システムにおいて、
    アクセスセンサーを備え、前記アクセスセンサーが、前記ハウジングがアクセスされたことを示す場合、前記制御装置が、前記使用者に安全な給水源に水を注入するために前記ブースターポンプを作動させる、水処理システム。
20. 請求項１７〜１９のいずれか一項に記載の水処理システムにおいて、
    前記ブースターポンプが、外部供給水圧から独立して、システム水圧を維持する、水処理システム。
21. 請求項１〜２０のいずれか一項に記載の水処理システムにおいて、
    遠隔地と通信する通信装置を備え、それにより、システムの遠隔モニタリングおよび遠隔制御を可能にする、水処理システム。
22. 貯水器の水を処理する方法であって、
    バッチ処理装置を作動させて、化学薬品の供給から化学薬品溶液を調製する工程と、
    前記化学薬品溶液をバッチ処理タンクに貯蔵する工程と、
    再循環ポンプを作動させて、前記バッチ処理タンク内の化学薬品溶液を再循環させる工程と、
    少なくとも１台の薬品添加ポンプを備える薬品添加装置を作動させて、前記バッチ処理タンクから前記貯水器へと適用量の前記化学薬品溶液を加える工程と、
    化学薬品の前記供給および前記バッチ処理タンクのうちの少なくとも一方に関連する複数のレベルパラメーターを監視する工程と、
    前記複数のレベルパラメーターに応答して、前記バッチ処理装置、前記再循環ポンプ、および／または前記薬品添加装置の作動を選択的にインターロックする工程と、
    を含む方法。
23. 請求項２２に記載の方法において、
    前記複数のレベルパラメーターを監視する工程が、前記バッチ処理タンクの前記重量を測定することによって前記バッチ処理タンクに関連するレベルパラメーターを導き出す工程を含む方法。
24. 請求項２２または２３に記載の方法において、
    前記バッチ処理装置、前記再循環ポンプ、および／または前記薬品添加装置の作動を選択的にインターロックする工程が、容器流体レベルが所定の値を超えたことを示す測定パラメーター、ローカルマニュアルシャットダウンコマンド、および／またはリモートマニュアルシャットダウンコマンドに応答する方法。