JP2022108954A - 水浄化装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】電解装置を用いて次亜塩素酸を発生して原水に添加することで、コストを抑制しつつ、電解装置でのメンテナンスの回数を抑え、次亜塩素酸を連続的に発生させることが可能な水浄化装置を提供する。【解決手段】水浄化装置1は、水中ポンプP1により汲み上げられた井戸水が貯留された原水槽2からの原水をRO膜により浄化するRO処理部4であり、処理水を浄水として生成するRO処理部4と、RO処理部4により不純物が濃縮された濃縮水をNF膜により浄化した処理水を生成するNF膜装置51と、NF膜装置51からの処理水を電気分解して次亜塩素酸を生成して原水が貯留される原水槽2に添加する電解装置とを備えた。【選択図】図1
Description
本発明は、井戸水を浄化して浄水を供給する水浄化装置に関するものである。
井戸水を原水として汲み上げ、RO膜装置でのRO(Reverse Osmosis)膜(逆浸透膜)を通過させることで浄化した浄水を飲料水として供給することが行われている。井戸水には、鉄分やマンガン成分が含まれており、これらを含む井戸水をRO膜に通すと、RO膜が目詰まりすることから、これらを除去する必要がある。
そこで、井戸水から鉄分とかマンガン成分を取り除くために、酸化剤、例えば、次亜塩素酸ソーダが投入される。
この次亜塩素酸ソーダについて、製鉄、鉄鋼、非鉄金属、機械、金属加工、めっき、塗装、セメント、石油等の工場からの排水、食品工場や製紙工場等からの排水、埋立浸出水、下水、し尿、畜産糞尿、厨房排水等を被処理水とするものではあるが、特許文献1に、RO膜装置からの濃縮水から次亜塩素酸を発生させ、被処理水に投入する従来の装置が知られている。
この次亜塩素酸ソーダについて、製鉄、鉄鋼、非鉄金属、機械、金属加工、めっき、塗装、セメント、石油等の工場からの排水、食品工場や製紙工場等からの排水、埋立浸出水、下水、し尿、畜産糞尿、厨房排水等を被処理水とするものではあるが、特許文献1に、RO膜装置からの濃縮水から次亜塩素酸を発生させ、被処理水に投入する従来の装置が知られている。
特許文献1に記載の水処理方法および水処理システムには、被処理水を前処理槽に導入する工程と、前処理槽から流出した前処理水を生物反応槽に導入して生物処理水を得る工程と、生物処理水を濃縮手段によって濃縮し、濃縮水を得る工程と、濃縮水を酸化手段に導入して酸化処理することにより酸化分解水を得る工程と、酸化分解水を前処理槽に返送して被処理水と接触させる工程とを有するというものである。
この特許文献1の水処理システムでは、濃縮水の移送路に電解装置が設けられており、濃縮水を電解装置で電気分解することにより、次亜塩素酸などの酸化剤を生成することが記載されている。
この特許文献1の水処理システムでは、濃縮水の移送路に電解装置が設けられており、濃縮水を電解装置で電気分解することにより、次亜塩素酸などの酸化剤を生成することが記載されている。
しかし、この特許文献1に記載の水処理方法および水処理システムを井戸水に適用して、RO膜装置からの濃縮水を電解装置にて電気分解を行うと、井戸水に含まれる不純物が濃縮されて電極に付着するため、塩酸等による清掃が必要となるので、生成を中断しなければならない。
そこで本発明は、電解装置を用いて次亜塩素酸を発生して原水に添加することで、コストを抑制しつつ、電解装置でのメンテナンスの回数を抑え、次亜塩素酸を連続的に発生させることが可能な水浄化装置を提供することを目的とする。
本発明の水浄化装置は、原水として井戸水をRO膜により浄化した処理水を浄水として生成するRO処理部と、前記RO処理部により不純物が濃縮された濃縮水をNF膜により浄化した処理水を生成するNF膜装置と、前記NF膜装置からの処理水を電気分解して次亜塩素酸を生成して前記原水に添加する電解装置とを備えたことを特徴としたものである。
本発明の水浄化装置によれば、電解装置の電極に付着する不純物は、NF膜装置により除去されるが、塩化物イオンは1価のイオンであるためNF膜装置を通過させることができる。従って、電解装置の電極に不純物を付着させることを抑制しつつ、次亜塩素酸を電気分解により生成することができる。
前記RO処理部は、複数台のRO膜装置を備え、前記複数台のRO膜装置からのそれぞれの処理水が浄水となると共に、RO膜装置からの濃縮水が次のRO膜装置の被処理水となり、最後のRO膜装置からの濃縮水が前記NF膜装置へ送水されるものとすることができる。このようにRO処理部が複数台のRO膜装置から生成されていることで、RO膜装置から濃縮水として捨てられる井戸水を少なくすることができると共に、電解装置にて電気分解される濃縮水に含まれる塩化物イオンを濃縮することができる。
前記複数台のRO膜装置からの処理水が貯留され、貯留された処理水が浄水として送水される処理水槽が設けられたものとすることができる。被処理水として濃縮水を浄化したそれぞれのRO膜装置からの処理水は、処理水槽に貯留され、混合される。最初のRO膜装置では、ほとんどの不純物が取り除かれ純水に近い水となるので、このまま提供先に送水すると配管への腐食が大きい。しかし、それぞれのRO膜装置からの処理水が、一度、処理水槽に貯留されるので、最初のRO膜装置からの原水を浄化した処理水と、濃縮水を浄化する2段目以降のRO膜装置からの処理水と混合されることで、適度に不純物が混合された処理水とすることができる。
本発明の水浄化装置によれば、電解装置の電極に不純物を付着させることを抑制しつつ、次亜塩素酸を電気分解により生成することができるので、電解装置を用いて次亜塩素酸を発生して原水に添加することで、コストを抑制しつつ、電解装置でのメンテナンスの回数を抑え、次亜塩素酸を連続的に発生させることが可能である。
本発明の実施の形態に係る水浄化装置を図面に基づいて説明する。
図1に示す水浄化装置1は、井戸から汲み上げた井戸水を浄化した浄水を飲料水として供給するものである。
水浄化装置1は、井戸から水中ポンプP1により汲み上げた井戸水を原水として貯留する原水槽2を備えている。原水槽2には、ろ過処理部3が接続されている。
図1に示す水浄化装置1は、井戸から汲み上げた井戸水を浄化した浄水を飲料水として供給するものである。
水浄化装置1は、井戸から水中ポンプP1により汲み上げた井戸水を原水として貯留する原水槽2を備えている。原水槽2には、ろ過処理部3が接続されている。
ろ過処理部3は、送水ポンプP2と、第1ろ過装置31と、第2ろ過装置32と、ろ過水槽33とを備えている。
第1ろ過装置31は、井戸水に含まれる鉄分やマンガン成分を除去する除鉄除マンガンろ過装置とすることができる。また、第1ろ過装置31に接続された第2ろ過装置32は、活性炭によるろ過装置とすることができる。第2ろ過装置32に接続されたろ過水槽33には、第2ろ過装置32からのろ過水が貯留される。
第1ろ過装置31は、井戸水に含まれる鉄分やマンガン成分を除去する除鉄除マンガンろ過装置とすることができる。また、第1ろ過装置31に接続された第2ろ過装置32は、活性炭によるろ過装置とすることができる。第2ろ過装置32に接続されたろ過水槽33には、第2ろ過装置32からのろ過水が貯留される。
ろ過水槽33には、RO処理部4が接続されている。
RO処理部4は、送水ポンプP3,P4と、第1RO膜装置41と、第1濃縮水槽42と、第2RO膜装置43と、処理水槽44と、第2濃縮水槽45とを備えている。
RO処理部4は、送水ポンプP3,P4と、第1RO膜装置41と、第1濃縮水槽42と、第2RO膜装置43と、処理水槽44と、第2濃縮水槽45とを備えている。
第1RO膜装置41および第2RO膜装置43には、RO膜による逆浸透膜を通過した処理水(第1RO処理水,第2RO処理水)が貯留される処理水槽44が接続されている。第1RO膜装置41には、RO膜を通過できなかった濃縮水(第1RO濃縮水)を貯留する第1濃縮水槽42が接続されている。第1濃縮水槽42には、送水ポンプP4を介して第2RO膜装置43が接続されている。
第2RO膜装置43には、濃縮水(第2RO濃縮水)が貯留される第2濃縮水槽45が接続されている。
第2濃縮水槽45には、NF処理部5が接続されている。
第2RO膜装置43には、濃縮水(第2RO濃縮水)が貯留される第2濃縮水槽45が接続されている。
第2濃縮水槽45には、NF処理部5が接続されている。
NF処理部5は、送水ポンプP5と、NF膜装置51と、NF処理水槽52とを備えている。
NF膜装置51には、NF(Nano Filtration)膜による逆浸透膜を通過した処理水(NF処理水)が貯留されるNF処理水槽52が接続されている。
NF処理水槽52には、電解処理部6が接続されている。
NF膜装置51には、NF(Nano Filtration)膜による逆浸透膜を通過した処理水(NF処理水)が貯留されるNF処理水槽52が接続されている。
NF処理水槽52には、電解処理部6が接続されている。
電解処理部6は、送水ポンプP6と、電解装置61を備えている。
電解装置61は、NF膜装置51からの処理水の電気分解により次亜塩素酸を発生させ、電解液を送水する機能を有する。電解装置61は、例えば、デノラ・ペルメレック社製の無隔膜電解装置が使用できる。
電解装置61には、原水槽2が接続されている。
電解装置61は、NF膜装置51からの処理水の電気分解により次亜塩素酸を発生させ、電解液を送水する機能を有する。電解装置61は、例えば、デノラ・ペルメレック社製の無隔膜電解装置が使用できる。
電解装置61には、原水槽2が接続されている。
以上のように構成された本発明の実施の形態に係る水浄化装置について、図面に基づいて説明する。
まず、井戸から水中ポンプP1により汲み上げられた井戸水は、原水槽2に原水として貯留される。
まず、井戸から水中ポンプP1により汲み上げられた井戸水は、原水槽2に原水として貯留される。
原水槽2に貯留された原水は、まず、送水ポンプP2により第1ろ過装置31に送水される。第1ろ過装置31を除鉄除マンガンろ過装置とすることで、第1ろ過装置31では、井戸水に含まれる鉄分およびマンガン成分をできるだけ除去する。そうすることで、第1RO膜装置41での負担を軽減することができる。
第1ろ過装置31によりろ過されたろ過水は、第2ろ過装置32にて、活性炭の脱臭効果および脱色効果により浄化される。第2ろ過装置32によりろ過されたろ過水は、ろ過水槽33に貯留される。
ろ過水槽33から送水ポンプP3により、第1RO膜装置41のRO膜の浸透圧以上の圧力で圧送されたろ過水は、まず、第1RO膜装置41でのRO膜により不純物が除去される。そして、第1RO膜装置41により生成された処理水(第1RO処理水)が処理水槽44へ送水される。
ろ過水槽33から送水ポンプP3により、第1RO膜装置41のRO膜の浸透圧以上の圧力で圧送されたろ過水は、まず、第1RO膜装置41でのRO膜により不純物が除去される。そして、第1RO膜装置41により生成された処理水(第1RO処理水)が処理水槽44へ送水される。
また、第1RO膜装置41からの不純物が濃縮された濃縮水は、第1濃縮水槽42へ送水される。第1濃縮水槽42の貯留された濃縮水は、被処理水として、第2RO膜装置43のRO膜の浸透圧以上の圧力で圧送する送水ポンプP4により第2RO膜装置43に送水される。
第2RO膜装置43では、第1濃縮水槽42から、送水ポンプP4が送水ポンプP3より高い圧力で送水された濃縮水を浄化して処理水(第2RO処理水)が生成され、処理水槽44へ送水される。
送水ポンプP4が送水ポンプP3より高い圧力で濃縮水が被処理水として送水されるため、第2RO膜装置43は、高い逆浸透圧により被処理水(第1RO膜装置41の濃縮水)を浄化することができる。
送水ポンプP4が送水ポンプP3より高い圧力で濃縮水が被処理水として送水されるため、第2RO膜装置43は、高い逆浸透圧により被処理水(第1RO膜装置41の濃縮水)を浄化することができる。
処理水槽44に貯留された処理水は、浄水として飲料系統に飲料水として送水される。
飲料水は、第1RO膜装置41からの第1RO処理水だけでなく、第1RO膜装置41からの第1RO濃縮水も、被処理水として第2RO膜装置43により浄化されることで、第2RO処理水が飲料水として送水されるので、捨てられる井戸水を抑えることができる。
飲料水は、第1RO膜装置41からの第1RO処理水だけでなく、第1RO膜装置41からの第1RO濃縮水も、被処理水として第2RO膜装置43により浄化されることで、第2RO処理水が飲料水として送水されるので、捨てられる井戸水を抑えることができる。
また、第1RO濃縮水を浄化した第2RO膜装置43からの第2RO処理水も、第1RO膜装置41からの第1RO処理水と一緒に処理水槽44に貯留される。そのため、処理水槽44にて、純水に近い第1RO処理水と、第1RO処理水より不純物が多く含まれた第2RO処理水とが混合されるので、適度に不純物が混合した処理水とすることができる。従って、飲料系統への配管への腐食を軽減することができ、水位測定用の電極棒などによる通電も可能である。
RO膜は、2ナノメートル以下であり、水分子より数倍大きい孔径を有しており、水分子以外はほぼ通過が阻止される。従って、第1RO膜装置41により浄化することで、また、第1RO膜装置41から不純物が濃縮された濃縮水を被処理水として第2RO膜装置43により浄化することで、井戸水を純粋な飲料水(浄水)として供給することができる。
第2RO膜装置43からの第2RO濃縮水は、第2濃縮水槽45へ送水される。
第2濃縮水槽45からの濃縮水は、送水ポンプP5によりNF膜装置51により不純物が除去される。第1RO膜装置41,第2RO膜装置43のRO膜は全ての電解質を分離するが、NF膜装置51のNF膜は、1価イオンは選択的に通過させるが、2価のイオンや色素成分などの有価物を阻止する機能を有する。
第2濃縮水槽45からの濃縮水は、送水ポンプP5によりNF膜装置51により不純物が除去される。第1RO膜装置41,第2RO膜装置43のRO膜は全ての電解質を分離するが、NF膜装置51のNF膜は、1価イオンは選択的に通過させるが、2価のイオンや色素成分などの有価物を阻止する機能を有する。
従って、NF膜装置51では、1価イオンである塩化物イオンの大部分は通過させるが、2価イオンとなるカルシウム成分やシリカ成分などの大部分が除去される。カルシウム成分やシリカ成分などが除去された処理水は、NF処理水槽52に送水され、貯留される。
NF処理水槽52から送水ポンプP6により送水された処理水は、電解装置61へ送水される。電解装置61では、NF膜装置51からの処理水が電気分解される。処理水には、塩化物イオンは残っているが、NF膜装置51によりカルシウム成分やシリカ成分などが除去されている。従って、電解装置61にて電気分解したときに、カルシウム成分やシリカ成分などの不純物が電極に付着しないので、電極の清掃の回数を低減することができる。また、電解装置61の陽極には、塩化物イオンによる次亜塩素酸を発生させることができる。
電解装置61に発生した次亜塩素酸は、次亜塩素酸ソーダの水溶液となって原水槽2へ添加される。これにより、原水槽2に貯留された原水から、鉄分およびマンガン成分が酸化され、送水ポンプP2により第1ろ過装置31へ送水される。
このように、水浄化装置1は、電解装置61を用いて次亜塩素酸を発生することでコストを抑制しつつ、電解装置61でのメンテナンスの発生回数を抑えることで、次亜塩素酸を連続的に発生させることが可能である。
また、NF膜装置51への濃縮水は、第1RO膜装置41からの濃縮水を、更に第2RO膜装置43によって濃縮されたものであるため、塩化物イオンの含有濃度を向上させることができる。従って、電解装置61により効率よく次亜塩素酸を生成することができる。
(実施例)
図1に示す水浄化装置1により井戸水の浄化を行い、2台のRO膜装置(第1RO膜装置41,第2RO膜装置43)からの濃縮水を、NF膜装置を通したときの除去率を測定した。NF膜装置は東レ社製のTM620N-400を使用した。また、測定は、2回行った。
図1に示す水浄化装置1により井戸水の浄化を行い、2台のRO膜装置(第1RO膜装置41,第2RO膜装置43)からの濃縮水を、NF膜装置を通したときの除去率を測定した。NF膜装置は東レ社製のTM620N-400を使用した。また、測定は、2回行った。
測定した結果を、図2(A)および同図(B)に示す。
図2(A)からも判るように、採水日が2019年1月18日では、塩化物イオンが井戸水では53mg/L含まれていたが、NF膜装置を通すと49mg/Lとなった。従って、除去率は7.5%であり、大部分はNF膜装置を通過したことを示している。
図2(A)からも判るように、採水日が2019年1月18日では、塩化物イオンが井戸水では53mg/L含まれていたが、NF膜装置を通すと49mg/Lとなった。従って、除去率は7.5%であり、大部分はNF膜装置を通過したことを示している。
カルシウム硬度は、井戸水では120mg/L含まれていたが、NF膜装置を通すと10.5mg/Lとなった。従って、除去率は91.3%であり、大部分はNF膜装置により除去されたことを示している。
また、図2(B)からも判るように、採水日が2019年1月30日では、塩化物イオンが井戸水では64mg/L含まれていたが、NF膜装置を通すと42.5mg/Lとなった。従って、除去率は33.6%であり、大部分はNF膜装置を通過したことを示している。
カルシウム硬度は、井戸水では137mg/L含まれていたが、NF膜装置を通すと12mg/Lとなった。従って、除去率は91.2%であり、大部分はNF膜装置により除去されたことを示している。
この測定からも、RO処理部4からの濃縮水(第2RO濃縮水)をNF膜装置に通過させることで、次亜塩素酸を生成するための塩化物イオンを通過させ、電解装置61の電極に付着して清掃が必要となる不純物は大部分が除去できることが判った。
本実施の形態では、RO処理部4が2台のRO膜装置(第1RO膜装置41,第2RO膜装置43)を備えていたが、3台以上でも、それぞれの処理水を浄水とすると共に、濃縮水が次のRO膜装置の被処理水とするように接続し、最後のRO膜装置からの濃縮水がNF膜装置51へ送水するように構成することができる。
本発明の水浄化装置は、井戸水の浄化に好適であり、特に、塩分を含む井戸水を飲料に用いる際に最適である。
1 水浄化装置
2 原水槽
3 ろ過処理部
31 第1ろ過装置
32 第2ろ過装置
33 ろ過水槽
4 RO処理部
41 第1RO膜装置
42 第1濃縮水槽
43 第2RO膜装置
44 処理水槽
45 第2濃縮水槽
5 NF処理部
51 NF膜装置
52 NF処理水槽
6 電解処理部
61 電解装置
P1 水中ポンプ
P2~P6 送水ポンプ
2 原水槽
3 ろ過処理部
31 第1ろ過装置
32 第2ろ過装置
33 ろ過水槽
4 RO処理部
41 第1RO膜装置
42 第1濃縮水槽
43 第2RO膜装置
44 処理水槽
45 第2濃縮水槽
5 NF処理部
51 NF膜装置
52 NF処理水槽
6 電解処理部
61 電解装置
P1 水中ポンプ
P2~P6 送水ポンプ
Claims (3)
- 原水として井戸水をRO膜により浄化した処理水を浄水として生成するRO処理部と、
前記RO処理部により不純物が濃縮された濃縮水をNF膜により浄化した処理水を生成するNF膜装置と、
前記NF膜装置からの処理水を電気分解して次亜塩素酸を生成して前記原水に添加する電解装置とを備えた水浄化装置。 - 前記RO処理部は、複数台のRO膜装置を備え、
前記複数台のRO膜装置からのそれぞれの処理水が浄水となると共に、RO膜装置からの濃縮水が次のRO膜装置の被処理水となり、最後のRO膜装置からの濃縮水が前記NF膜装置へ送水される請求項1記載の水浄化装置。 - 前記複数台のRO膜装置からの処理水が貯留され、貯留された処理水が浄水として送水される処理水槽が設けられた請求項2記載の水浄化装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021004205A JP2022108954A (ja) | 2021-01-14 | 2021-01-14 | 水浄化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2021004205A JP2022108954A (ja) | 2021-01-14 | 2021-01-14 | 水浄化装置 |
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Publication Number | Publication Date |
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JP2022108954A true JP2022108954A (ja) | 2022-07-27 |
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ID=82557008
Family Applications (1)
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JP2021004205A Pending JP2022108954A (ja) | 2021-01-14 | 2021-01-14 | 水浄化装置 |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2022108954A (ja) |
-
2021
- 2021-01-14 JP JP2021004205A patent/JP2022108954A/ja active Pending
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