JP2022110507A - Underground water purification device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、地下水浄化装置に関する。 The present invention relates to an underground water purification system.
従来から、地下水を汲み上げて浄化し、浄水として供給することが可能な地下水浄化装置が知られている(特許文献1参照)。
また、地震その他の原因によって水道管が断裂し、浄水の供給が途絶えるような非常時においては、地域に充分な水の供給ができる地下水の揚水量を確保する必要がある。このため、従来、地下水用の揚水ポンプと地下水貯留用の原水槽と膜濾過装置と送水ポンプを備えた地下水浄化装置が知られている(特許文献2参照)。
Conventionally, there is known a groundwater purifying apparatus capable of pumping up groundwater, purifying it, and supplying it as purified water (see Patent Literature 1).
In addition, in an emergency such as when a water pipe breaks due to an earthquake or other causes and the supply of clean water is interrupted, it is necessary to ensure the amount of pumped groundwater that can supply a sufficient amount of water to the area. For this reason, conventionally, a groundwater purifier is known that includes a pump for groundwater, a raw water tank for storing groundwater, a membrane filtration device, and a water pump (see Patent Document 2).
特許文献1に記載の地下水浄化装置は、地下水を水道水レベルの浄水に処理するために、井水用水中ポンプと、最低限の除鉄、除マンガン装置、活性炭濾過装置、塩素減菌装置などが必要なことを考慮し開発されている。この装置は、除鉄、除マンガン装置と活性炭濾過装置の逆洗を井水用の水中ポンプで行い、従来装置が必要であった受水槽を略し、逆洗タンクのみを備えて設置スペースを小さくし、コスト低減したシステムとして開発されている。
The groundwater purifier described in
特許文献2に記載の地下水浄化装置は、地震その他の原因によって水道管が断裂し、浄水の供給が途絶えるような非常時に、地下水の揚水規制の解除に基づいて地下水浄化装置を柔軟に運用するために開発されている。このため、特許文献2に記載の地下水浄化装置は、通常時の送水量を制限する規制モードと、規制解除時の送水量を増加する規制解除モードを備えている。
The groundwater purifying device described in
ところで、地震や洪水その他の原因によって水道管が断裂し、浄水の供給が途絶えるような非常時において、必要な現場に臨時的に搬入して浄水を供給できる装置の登場が望まれている。
特許文献1に記載の地下水浄化装置は、逆洗タンクを必要とするなどの理由で装置規模が大きくなっており、地震その他の原因によって浄水の供給が途絶えるような緊急時に、現場に搬入して設置し、使用するなどの用途には向かない問題がある。
特許文献2に記載の地下水浄化装置は、規制モードと規制解除モードを備えているが、通常時と非常時の切り替えを目的とする据え付け型の装置のため、緊急時に必要な現場に搬入して使用するためには構成されていない。
By the way, in an emergency such as when a water pipe is ruptured due to an earthquake, flood, or some other reason, and the supply of purified water is cut off, there is a demand for a device that can be temporarily transported to a site where it is needed and can be supplied with purified water.
The groundwater purification apparatus described in
The groundwater purification device described in
本発明は上記従来の課題を解決するものであり、水道管が断裂した緊急時などに現場に搬入して使用できる地下水浄化装置の提供を目的としている。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above conventional problems, and to provide an underground water purifying apparatus that can be brought into the field and used in an emergency such as when a water pipe breaks.
本発明は、以下の構成を有する。
[1]地下水浄化装置は、地下水源又は井水槽に給水管を介し接続可能な送水ポンプと、薬品添加手段と、砂濾過手段及び膜濾過手段を、搬送可能な収容体の内部に備えたユニット型の地下水浄化装置であって、前記送水ポンプが、単相100Vで稼働するポンプであることを特徴とする。
The present invention has the following configurations.
[1] A groundwater purifier is a unit provided with a water supply pump connectable to a groundwater source or a well tank via a water supply pipe, a chemical addition means, a sand filtration means and a membrane filtration means inside a transportable container. type groundwater purification apparatus, wherein the water pump is a pump that operates at a single-phase 100V.
[2]地下水浄化装置において、前記砂濾過手段用の逆洗ポンプを備え、且つ、前記逆洗ポンプが単相100Vで稼働するポンプであることが好ましい。 [2] It is preferable that the groundwater purifier includes a backwash pump for the sand filtering means, and that the backwash pump operates at a single-phase voltage of 100V.
[3]地下水浄化装置において、前記膜濾過手段が精密濾過膜であることが好ましい。 [3] In the groundwater purifier, it is preferable that the membrane filtration means is a microfiltration membrane.
[4]地下水浄化装置において、前記膜濾過手段がカートリッジ膜であることが好ましい。
[5]地下水浄化装置において、前記膜濾過手段の後段に、更に逆浸透膜手段を備えることが好ましい。
[4] In the groundwater purifier, it is preferable that the membrane filtration means is a cartridge membrane.
[5] In the groundwater purifier, it is preferable to further include reverse osmosis membrane means in the latter stage of the membrane filtration means.
[6]地下水浄化装置において、前記地下水浄化装置の浄化能力が1t/時間以下であることが好ましい。
[7]地下水浄化装置において、前記送水ポンプ又は/及び前記逆洗ポンプへの電力供給源が、家庭用電源、電気自動車、ディーゼル発電機、LPガス発電機、ソーラー発電機、風力発電機からなる群から選ばれる何れか1以上であることが好ましい。
[6] In the groundwater purification device, it is preferable that the purification capacity of the groundwater purification device is 1 t/hour or less.
[7] In the groundwater purification apparatus, the power supply source for the water pump and/or the backwash pump is a household power supply, an electric vehicle, a diesel generator, an LP gas generator, a solar generator, or a wind power generator. Any one or more selected from the group is preferable.
本発明の地下水浄化装置によれば、水道管が断裂した緊急時などに必要な現場に搬入して使用できる地下水浄化装置を提供できる。砂濾過手段を備えているため、地下水に含まれている鉄やマンガンを除去することができ、砂濾過水として生活用水を使用できる。更に、砂濾過水を膜濾過手段に通して滅菌または減菌し、膜濾過水とすることで非常時用の飲料水として利用できる。
また、地下水を汲み上げるための送水ポンプとして単相100Vで稼働可能な送水ポンプを備える。これにより、家庭用電源はもとより、緊急時であっても活用できる電源、例えば、蓄電池による電源、ソーラー発電機による電源、電気自動車による電源、ディーゼル発電機による電源、LPガス発電機による電源などのいずれかを用いて地下水を汲み上げ、砂濾過手段と膜濾過手段に送り、設置した現場において砂濾過水あるいは膜濾過水を提供することができる。
INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the groundwater purifier of the present invention, it is possible to provide a groundwater purifier that can be brought into a necessary site and used in an emergency such as when a water pipe breaks. Since the sand filtering means is provided, iron and manganese contained in groundwater can be removed, and domestic water can be used as sand-filtered water. Further, the sand-filtered water is sterilized or sterilized through a membrane filtration means to obtain membrane-filtered water, which can be used as emergency drinking water.
In addition, a water pump capable of operating at a single-phase 100 V is provided as a water pump for pumping up groundwater. As a result, not only household power sources but also power sources that can be used even in emergencies, such as storage battery power sources, solar power sources, electric vehicle power sources, diesel power sources, LP gas power sources, etc. Either can be used to pump groundwater and feed it through sand filtration means and membrane filtration means to provide sand filtered water or membrane filtered water at the site of installation.
以下、本発明の第1実施形態に係る地下水浄化装置を例示し、その構成について図1~図10を参照しながら詳述する。また、以下の説明に用いる図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更し表示している場合がある。
図1、図2は第1実施形態の地下水浄化装置1の外観を示し、図3~図6は内部構成の概要を示すもので、本実施形態の地下水浄化装置1は、全体として金属フレームとパネルと扉を箱型に組み付けた搬送可能な大きさのユニット型の構造を有する。
本実施形態の地下水浄化装置1は、主として、専用水道に該当しない給水量(20m2/日未満)の少ない避難所や福祉避難所に該当する学校や老人施設などを対象とする装置であり、災害時における飲料水および生活用水の応急給水ライフラインを迅速に整備する場合などに好適に使用される。
A groundwater purifier according to a first embodiment of the present invention will be exemplified below, and its configuration will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 10. FIG. In addition, in the drawings used for the following description, the scale of each member may be changed as appropriate in order to make the size of each member recognizable.
1 and 2 show the appearance of the
The groundwater purifying
地下水浄化装置1は、金属製の4本の型材から組まれた四角枠状の底部フレーム2と、この底部フレーム2の四隅部に立設された4本の支柱フレーム3と、4本の支柱フレーム3の上部に接合された四角枠状の天井フレーム4を有する収容体5を備えている。底部フレーム2は収容体5の底部として設けられ、天井フレーム4には天井板6が取り付けられている。底部フレーム2の四隅部底面側には地下水浄化装置1の走行移動を可能とするキャスター部材7が取り付けられている。また、天井板6の上面4隅部分には天井フレーム4に接続されて地下水浄化装置1を吊り下げ可能とするための吊り金具6Aが取り付けられている。
収容体5の大きさは、一例として、幅1400mm、奥行き1700mm、高さ2050mm程度に形成されている。また、地下水浄化装置1は災害時の応急給水に特化した場合、1m3/h処理×18h、3~18L×1000人/日程度の処理を目標とする。
The
The size of the
地下水浄化装置1の正面側左右の支柱フレーム3、3間には地下水浄化装置1の正面側を上部と中央部と下部に仕切るように上下に横材10、11が架設されている。横材10は支柱フレーム3、3の高さ方向中央部に架設され、横材11は、横材10よりも若干下方に架設されている。横材10と横材11の間に地下水浄化装置1の正面の一部を構成するように支持板12が取り付けられ、横材11と底部フレーム2との間に地下水浄化装置1の正面の一部を構成するように覆い板13が取り付けられている。また、支持板12を貫通するように、4つの給水栓15、16、17、18と給水管19が取り付けられている。
横材10の上方には、横材10と左右の支柱フレーム3、3と天井フレーム4とで囲まれる開口部を開閉自在とする正面パネル20、21が支柱フレームに取り付けられたヒンジ部材22により観音開き状に開閉自在に設けられている。なお、図1では描かれていないが、正面パネル20、21はそれらに取り付けられている鍵部材によりそれらの開閉が阻止されている。従って、正面パネル20、21は必要に応じて鍵部材の係止を外すことにより開閉できるように構成されている。
Above the
地下水浄化装置1の右側面側には、地下水浄化装置1を右側面視した場合、左右の支柱フレーム3、3の上下に取り付けられたヒンジ部材23により開閉自在に支持された側面扉24と側面扉25が設けられている。側面扉24と側面扉25は幅と高さがほぼ同等の大きさであり、地下水浄化装置1の右側面において地下水浄化装置1の正面に近い側半分ほどを側面扉24が閉じ、地下水浄化装置1の右側面において地下水浄化装置1の背面に近い側半分ほどを側面扉25が閉じている。側面扉24のヒンジ取り付け側と反対側中央部に取手部材24Dが取り付けられていて、使用者が取手部材24Dを操作して側面扉24を手前側に操作することで側面扉24を開閉できるように構成されている。また、側面扉25のヒンジ取り付け側と反対側中央部にも取手部材25Dが取り付けられていて、使用者が取手部材25Dを操作して側面扉25を手前側に操作することで側面扉25を開閉できるように構成されている。側面扉24、25は地下水浄化装置1の内部に設けられている各種機器のメンテナンスや調整の場合に開放することができる。
On the right side of the
地下水浄化装置1の背面側と左側面側を図2に示す。
地下水浄化装置1の左側面側には、地下水浄化装置1を左側面視した場合、左右の支柱フレーム3、3の上下に取り付けられたヒンジ部材27により観音開き状に開閉自在に支持された側面扉28、29が設けられている。側面扉28は、矩形枠状に組まれた窓枠部材28Aとこの窓枠部材28Aの内側に取り付けられた横材28Bとこれらに囲まれる開口部を閉じるように設けられた覆い板28C、28Cを備えている。側面扉29は、矩形枠状に組まれた窓枠部材29Aとこの窓枠部材29Aの内側に取り付けられた横材29Bとこれらに囲まれる開口部を閉じるように設けられた覆い板29C、29Cを備えている。側面扉28、29の突き合わされる部分に取手部材28D、29Dが設けられ、これらの取手部材28D、29Dを地下水浄化装置1の使用者が操作することで、地下水浄化装置1の左側面側を開放できるように構成されている。側面扉28、29は地下水浄化装置1の内部に設けられている各種機器のメンテナンスや調整の場合に開放することができる。
FIG. 2 shows the back side and the left side of the
On the left side of the
地下水浄化装置1の背面側上部には、地下水浄化装置1を背面視した場合、左右の支柱フレーム3、3の上下に取り付けられたヒンジ部材30により観音開き状に開閉自在に背面扉31、32が設けられている。背面扉31は矩形枠状のフレーム31Aの内側に覆い板31Bを備えて構成される。背面扉32は矩形枠状のフレーム32Aの内側に覆い板32Bを備えて構成される。背面扉31、32のヒンジ取り付け側と反対側の突き合わせ部分には扉開放用の取手部材31D、32Dが設けられている。背面扉31、32は支柱フレーム3の高さの2/3程度の高さに形成されている。
地下水浄化装置1の背面側下部には、該背面側下部を左右に仕切る縦桟部材35が設けられ、地下水浄化装置1を背面視した場合、縦桟部材35の左側開口部を開放自在とするための補助扉36がヒンジ部材36Aにより取り付けられている。また、縦桟部材35の右側開口部は横桟部材37により上下に区分され、横桟部材37の上方開口部は覆い板38で閉じられ、横桟部材37の下方開口部は支持板39で閉じられ、この支持板39には給水管接続部40と排水管接続部41、41が取り付けられている。
A
次に、図3~図10を基に地下水浄化装置1の内部構造の詳細について説明する。
本実施形態の地下水浄化装置1は、主要機器として、図7等に示すインバータ式の井戸ポンプ(送水ポンプ)51と逆洗ポンプ52と砂濾過塔(砂濾過手段)53と消毒薬を収容した薬液タンク54とカートリッジ式のフィルター(膜濾過手段)55と、図3、図4等に示す制御盤56と電源切替盤57と発電機58と補助タンク59を備えている。なお、これらの中で発電機58と補助タンク59はオプション機器となる。補助タンク59は例えば井水内に含まれる金属元素を除去するための凝集剤などを収容したタンクとして必要に応じ設置することができる。
Next, details of the internal structure of the
The
図7に示すように井戸ポンプ51の吸入側には給水管接続部40が接続され、地下水浄化装置1を設置した場所の近くに設けられている井戸(地下水源)60から、給水管61を介し井水を汲み上げできるように構成されている。なお、井戸60の水位が低い場合は、井戸60の内部に汲み上げ補助用の水中ポンプ62を設けても良い。また、既設の井戸及び井水槽がある場合は、井水槽から井水を汲み上げられるように構成されている。
井戸60については、地下水浄化装置1を搬入して使用する場所の近くで予め掘削するか、既設の井戸を利用する。井戸ポンプ51は、例えば、単相100V、400W規模のインバータ式のポンプ(例えば容量・能力:17L/min×32mH)を適用できる。
As shown in FIG. 7, a water supply
The well 60 is drilled in advance near the place where the
井戸ポンプ51の吐出側は、接続管65を介し砂濾過塔53の入口部66に接続されている。接続管65の途中部分に分岐管67が接続され、分岐管67は砂濾過塔53の出口部68に接続されている。
砂濾過塔53は、FRPや鋼材などからなる容器の内部にろ材(砂)を支持床により支持した一般的な構成であり、その側面上部側に入口部66がその側面下部側に出口部68が形成されている。また、砂濾過塔53の天井部と底部には逆洗用の配管接続部が設けられている。入口部66から砂濾過塔53の内部に供給された井水はろ材を通過する間に鉄やマンガンが除去され、出口部68に至る。
A discharge side of the well pump 51 is connected to an
The
砂濾過塔53に接続された接続管65において、砂濾過塔53の入口部66近くに仕切弁70とバタフライ弁71が組み込まれている。前記分岐管67には仕切弁72、逆洗ポンプ52、逆止弁73、仕切弁74、バタフライ弁75が組み込まれている。逆洗ポンプ52は、例えば、単相100V、250W規模のポンプ(例えば容量・能力:50L/min×10mH)を適用できる。
接続管65において分岐管67の分岐部分より下流側に供給管76が接続され、この供給管76が薬液タンク54に接続されている。薬液タンク54には次亜塩素酸水などの消毒用の薬剤が収容され、薬液タンク54に付属して供給管76に組み込まれた薬液注入ポンプ77により接続管65に薬液を供給できるようになっている。
本実施形態においては、薬液タンク54と薬液注入ポンプ77により薬品添加手段が構成されている。
接続管65において分岐管67の分岐部分より上流側に上流側から順に逆止弁79と仕切弁80と流量計81が組み込まれている。
A
A
In this embodiment, the
A
接続管65において、バタフライ弁71を設けた位置と砂濾過塔53の入口部66への接続部の間に第1の排水管82が接続され、第1の排水管82が前述の2本の排水管接続部41のうち、一方に接続されている。砂濾過塔53の天井部に接続された第2の排水管83が設けられ、この第2の排水管83が前述の2本の排水管接続部41のうち、他方に接続されている。砂濾過塔53の底部には分岐管84が設けられ、この分岐管84は第2の排水管83に接続されている。第2の排水管83には仕切弁86が組み込まれ、分岐管84に仕切弁87が組み込まれている。第1の排水管82において、砂濾過塔53の入口部66に近い部分にバタフライ弁88が組み込まれている。
In the connecting
また、第1の排水管82においてバタフライ弁88の接続位置より下流側に分岐管67から分岐する分岐支管90が接続されている。この分岐支管90は、分岐管67においてバタフライ弁75の組込位置と砂濾過塔53の出口部68への接続部の間から分岐され、分岐支管90にはバタフライ弁91と仕切弁92が組み込まれている。
A
砂濾過塔53の出口部68に接続された分岐管67の接続部近くに給水管93が接続され、この給水管93は前述の給水管19に接続されるとともに、給水管93にバタフライ弁93Aと仕切弁94と仕切弁95が組み込まれている。以上の構成により、砂濾過塔53を通過した井水を生活用水として給水管19に供給できるようになっている。
また、給水管93において仕切弁94と仕切弁95が組み込まれた部分の間から接続配管96が分岐され、接続配管96は2つのカートリッジ式のフィルター(膜濾過手段)55を介し給水栓15、16に接続されている。
なお、接続配管96は図7ではバタフライ弁97を介し2つに分岐されて第1のフィルター55と第2のフィルター55に接続され、第1のフィルター55の排出側が給水管98を介して給水栓15に接続され、第2のフィルター55の排出側が給水管99を介して給水栓16に接続されている。
以上の構成により、砂濾過塔53を通過して接続配管96に至った砂濾過水をフィルター55を通過させた上で膜濾過水として給水栓15、16に個別に供給できるようになっている。
A
A
7, the
With the above configuration, the sand-filtered water that has passed through the
フィルター55は、容器の内部にカートリッジ式の精密濾過膜(カートリッジ膜)を備えた交換可能な公知のフィルター機器であり、精密濾過膜は内部に大きさが概ね50nm~10μm程度の孔を有する。フィルター55は、収容した容器の中の精密濾過膜(カートリッジ膜)を新しいものと交換して使用することができる。カートリッジ式の精密濾過膜(カートリッジ膜)は、一例として、三菱ケミカルクリンスイ株式会社の中空子膜(ポリエチレン製0.1μm以上除去)を適用できる。この中空子膜であれば、雑菌や細菌(大腸菌類)等を効果的に除去し、濁質除去を行うことができる。このフィルター55は逆洗などを行わず、所定水量の処理後あるいは閉塞などを起こした場合に新規のフィルター55と交換することを前提とする。
The
なお、ここまでの説明では、図7に示す2つのカートリッジ式のフィルター55を設けた例として説明し、給水栓15、16から膜濾過水を供給できるように説明した。
本形態の地下水浄化装置1には、更に給水栓17、18を設けているので、接続配管96を3つあるいは4つに分岐して図7に図示していない第3のフィルターあるいは第4のフィルターを設け、これらのフィルターの排出側を給水栓17、18に接続してもよい。
カートリッジ式のフィルター55を3基あるいは4基設けることで、給水栓17、18にそれぞれ個別のカートリッジ式フィルター55を通過した膜濾過水を供給することができる。なお、給水栓を設ける個数は必要とされる給水量や地下水浄化装置1の規模に合わせて必要に応じて1以上あるいは2以上などの任意の数を設けることができる。
In the description so far, an example in which two cartridge-
Since the
By providing three or four cartridge-
次に、地下水浄化装置1の内部構造において各機器の配置状態の一例について説明する。
図3~図6、図8~図10に示すように地下水浄化装置1の内部を透過して種々の方向から見た場合に分かるように、地下水浄化装置1の中央部背面側に砂濾過塔53が設置され、正面側から見て砂濾過塔53の左側に薬液タンク54と補助タンク59が設置されている。地下水浄化装置1において薬液タンク54と補助タンク59の設置位置より前方側上方にカートリッジ式のフィルター55、55が設置されている。これらフィルター55、55の下方側であって、地下水浄化装置1の左前部側に井戸ポンプ51が設置されている。地下水浄化装置1において、砂濾過塔53の設置位置より右側上方には、制御盤56と電源切替盤57とが設置され、それらの下方にオプションとしての発電機58が設置されている。発電機58は、図6、図8等に示すように走行移動用の車輪58Aを底部に備え、収容体5に対しスロープ部材Rなどを配置して地下水浄化装置1の内部に出し入れできるように構成されている。発電機58は、例えば、LPガス専用、定格出力AC100V×22A(2.2VA)程度のものを適用できる。
Next, an example of the arrangement state of each device in the internal structure of the
3 to 6 and 8 to 10, as can be seen from various directions through the inside of the
図4、図9に示すように、底部フレーム2の内側に2本の支持桟材100、101が架設され、これらの支持桟材100、101に支持されるように砂濾過塔53が取り付けられている。また、地下水浄化装置1において、薬液タンク54と補助タンク59の設置位置周囲と、フィルター55、55の設置位置周囲と、制御盤56と電源切替盤57と発電機58の設置位置周囲には、それぞれの支持用の桟材が架設され、各桟材あるいは支柱フレーム3に直接あるいは間接的に支持される形式でこれらの各機器が支持されている。
また、図7に示すようにこれらの各機器間を接続する配管となる、給水管接続部40、排水管接続部41、接続管65、分岐管67、第1の排水管82、第2の排水管83、分岐支管90、給水管93、接続配管96などは、収容体5の内部空間において空いた空間のいずれかを適宜通過するように配置され、図7に示すように接続されている。
As shown in FIGS. 4 and 9, two
Further, as shown in FIG. 7, the water supply
地下水浄化装置1において、電源切替盤57は制御盤56に電気的に接続されている。電源切替盤57は、電源として、商用電源(家庭用電源)、電気自動車、ディーゼル発電機、LPガス発電機、ソーラー発電機、風力発電機などの何れかの電源を接続できるようになっている。これら種々の電源からの電圧供給を受けて電源切替盤57は制御盤56に例えばAC100V50/60Hzなどの電力を供給する。制御盤56は、井戸ポンプ51、逆洗ポンプ52、薬液注入ポンプ77などを駆動する電力をこれら各ポンプに供給し、各ポンプを駆動制御する機能を有する。また、制御盤56は、いずれも電動式のバタフライ弁71、バタフライ弁75、バタフライ弁88、バタフライ弁91、バタフライ弁93A、切替弁95、バタフライ弁97に電気的に接続されていて、これら各弁などの駆動制御を行う機能を有する。なお、図に示す例では発電機58が搭載されているので、この発電機58を作動させることで電源切替盤57を介し制御盤56に電力を供給できるようになっている。
In the
以上説明のように構成された地下水浄化装置1は、主として、専用水道に該当しない給水量(20m2/日未満)の少ない避難所や福祉避難所に該当する学校や老人施設などを対象とする装置であり、災害時における飲料水および生活用水の応急給水ライフラインを迅速に整備する場合などに好適に使用される。
地下水浄化装置1をトラックなどの搬送機械に積載し、上述の必要な設置場所に搬送して設置する。設置場所の近くに設けられている井戸60を利用し、井戸60の内部に給水管61を接続し、この給水管61を給水管接続部40に接続する。井戸60の水位が低い場合は井戸60の内部に水中ポンプ62を設置することが好ましい。
The
The
地下水浄化装置1を設置した環境において使用できる電源を電源切替盤57に接続する。設置場所が商用電源(家庭用電源)を使用できる環境であれば商用電源(家庭用電源)を接続し、商用電源(家庭用電源)が使用できない環境であれば、その環境であっても活用できる電源、例えば、蓄電池による電源、ソーラー発電機による電源、電気自動車による電源、ディーゼル発電機による電源、LPガス発電機による電源など、単相100Vを供給可能ないずれかの電源を接続する。例えば、上述の如く単相100Vで1500W程度のインバータ式の井戸ポンプ51であるならば、20m2程度の面積のソーラーパネルを備えたソーラー発電機で電力を供給し、駆動することができる。
A power source that can be used in the environment where the
図3~図6、図8~図10に示す構成であれば、発電機58を設けているので、発電機58を作動させて制御盤56を介し各機器に電力を供給することができる。
制御盤56からの指令により井戸ポンプ51を稼働して井戸60から水を汲み上げ、接続管65を介して砂濾過塔53に井水を供給し、砂濾過塔53にて井水に含まれる鉄やマンガンを除去することで給水管93から給水管19に生活用水としての砂濾過水を供給できる。更に、薬液注入ポンプ77を作動させて薬液タンク54に収容されている次亜塩素酸水などの消毒用の薬液を接続管65に送り、砂ろ過塔53に達する前の井水を消毒することができる。
In the configurations shown in FIGS. 3 to 6 and 8 to 10, since the
Water is pumped up from a well 60 by operating a
また、制御盤56からの指令により井戸ポンプ51を稼働して井戸60から水を汲み上げ、砂濾過塔53を通過させて砂濾過水とした後、砂濾過水を接続配管96を介しフィルター55に送り、フィルター55を通過させて膜濾過水とする。この膜濾過水を給水管98または給水管99を介し給水栓15または給水栓16に送り、給水栓15または給水栓16から飲料水として使用者に供給できる。フィルター55ではクリプトスポリジウムや雑菌、細菌(大腸菌)等を除去することができる。
井戸ポンプ51から接続管65を介し砂濾過塔53への井水の供給と、砂濾過塔53から給水管93と接続配管96を介するフィルター55への通水は、バタフライ弁71、バタフライ弁93A、仕切弁95、バタフライ弁97の切替動作により制御することができる。
In addition, the well pump 51 is operated according to a command from the
The supply of well water from the well pump 51 to the
以上説明のように地下水浄化装置1を必要な場所に設置することで、井水を利用して砂濾過水を生活用水として供給し、膜濾過水を飲料用水として供給できる。本実施形態の地下水浄化装置1は収容体5に必要な機器を全て収容してユニット化しているので、必要な現場に簡単に搬送し、設置し、使用することができる。また、地下水浄化装置1を井戸の無い避難所等に設置した場合には、給水車に比べ台数の多い散水車にて近隣の原水水質の判明している地下水をピストン輸送する事により井戸の無い場所でも給水が可能である。
As described above, by installing the
所定の期間あるいは所定の水量を消費する間、地下水浄化装置1を稼働したならば、砂ろ過塔53の逆洗操作を行う。砂ろ過塔53の逆洗操作の場合、制御盤56の操作により井戸ポンプ51を作動させるとともに、逆洗ポンプ52を作動させ、バタフライ弁71、75、88、91などを制御し、第1の排水管82、第2の排水管83を介し排水管接続部41へ排水することで、砂ろ過塔53の逆洗が可能となる。
井戸ポンプ51を作動させつつ逆洗ポンプ52を作動させることで、省電力で逆洗処理を可能とする。
After operating the
By operating the
本実施形態の地下水浄化装置1において、一例として井水に含まれる鉄が3ppm未満とすると本実施形態で適用した砂濾過塔53は標準的に1t/時間の水処理ができる。即ち、地下水浄化装置1は1t/時間以下の水処理量で使用することができる。
この割合において20時間運転すると、20t/日の処理となる。この水処理量であれば、避難所に1000人の避難民がおり、1名3~20L使用するとして、国土交通省が目標設定とした地震発生から10日間の応急給水量(3~20L/日)に十分対応することができる。
前記砂濾過塔53が、例えばFRP製であり、径400mm、高さ1375mmのサイズと仮定すると、上述の水処理能力を十分に発揮できる能力となる。
また、水質が鉄3ppm(標準設定)以上の場合は、処理量を0.5t/hとすれば十分に対応できるなど、水質が悪い場合は、処理量を下げることにより対応することができる。
In the
If it is operated for 20 hours at this rate, 20 t/day will be processed. With this amount of water treatment, assuming that there are 1,000 evacuees in the evacuation center and each person uses 3 to 20 liters, the amount of emergency water supply for 10 days after the occurrence of the earthquake set by the Ministry of Land, Infrastructure, Transport and Tourism (3 to 20 liters / day).
Assuming that the
Also, when the water quality is 3 ppm iron (standard setting) or more, 0.5 t/h can be adequately treated. When the water quality is poor, the treatment amount can be reduced.
単相100V稼働の井戸ポンプ51において、図7に示す配管構成を採用し、砂ろ過塔53とフィルター55に送水して濾過する場合、上述の程度の送水量は十分確保することができる。このため、本実施形態の地下水浄化装置1は浄化能力として地下水を用いた場合に1t/時間の浄化能力を有する。また、上述の規模の浄化能力を満足するための井戸ポンプ51であるならば、規模の大きな井戸ポンプに比べて小型であり、上述のサイズの収容体5に収容できる規模のポンプであるため、地下水浄化装置1は小型軽量に構成することができ、搬送や設置も容易な特徴を有する。
井戸ポンプ51は、単相100V駆動タイプあるいは3相200V駆動タイプなどのできるだけ小型ものを用いることが好ましい。例えば、単相100V駆動タイプであるならば、3相200V駆動タイプより小型かつ軽量であり、1500W以内で可動するポンプを採用すると、電気自動車やソーラー発電機での電力供給が可能となる。
In the well pump 51 operating at single-phase 100V, when the piping configuration shown in FIG. 7 is adopted and water is sent to the
The
なお、砂ろ過塔53とその後段に設ける膜濾過手段の両方に逆洗機構を設けると、3相200V駆動タイプのポンプが必要となる。3相200V駆動タイプのポンプを必要とすると、ポンプの大きさが大きくなり、装置を小型化することが難しくなるが、砂ろ過塔53の逆洗のみであれば、単相100V駆動タイプのポンプで稼働できることとなり、本形態の地下水浄化装置1を小型化できる。本実施形態の地下水浄化装置1は、インバータ式の井戸ポンプ51と逆洗ポンプ52を別々に分けて2基のポンプとしたので、いずれも単相100V駆動タイプのポンプを適用することができる。
井戸ポンプは起動時に大きな電力を要することがあるため、膜濾過手段はカートリッジ式のフィルター55を用い、膜濾過手段側の逆洗機構は略し、逆洗機能は砂ろ過塔53のみとし、更に、井戸ポンプをインバータ式井戸ポンプ51と逆洗ポンプ52を個別に分けて設けることで単相100V駆動を可能にできる。逆洗時には、インバータ式井戸ポンプ51と逆洗ポンプ52を併用することで、起動電流を抑え、AC100V 1500W電源供給で作動可能にできる。
また、カートリッジタイプのフィルター55は汚れた場合に使い捨てができるので、容易に交換できる。本形態の地下水浄化装置1では砂ろ過塔53とカートリッジ式のフィルター55の組み合わせにより装置全体の小型化を実現できる。
If both the
Since the well pump may require a large amount of power when starting, the
Further, the
フィルター55は所定期間あるいは所定水量の処理終了後、必要に応じて交換することができる。この交換作業によりフィルター55に設けられている精密濾過膜の保存を可能とし、逆洗をすること無く、仮に膜が閉塞した場合に交換することでフィルター55を綺麗な状態で使用することができる。また、フィルター55用の逆洗機構を略することで地下水浄化装置1を小型化できるとともに、地下水浄化装置1のコストを抑えることができる。
The
本実施形態の地下水浄化装置1において、地下水の原水水質によっては、ろ過塔の後段の部分に逆浸透膜手段としての(RO膜 4インチベッセル2本:RO膜)を設けることができる。
図11と図12は、本発明に係る第2実施形態の地下水浄化装置100を示すもので、この地下水浄化装置100は、先に説明した地下水浄化装置1の収容体5と同等構造の収容体5の内部に、RO膜を備えた逆浸透膜手段101、101を備える。
逆浸透膜手段101、101を設けた構造を除くと、第2実施形態の地下水浄化装置100は、第1実施形態の地下水浄化装置1とほぼ同等構成である。
地下水浄化装置100において、逆浸透膜手段101は筒型の容器の内部に逆浸透膜を設けた構造が採用される。
In the
11 and 12 show a
Except for the structure provided with the reverse osmosis membrane means 101, 101, the
In the
図11、図12に示す構成では天井フレーム4の下方において制御盤56や電源切替盤57と干渉しない位置に逆浸透膜手段101が水平に設置されている。これらの図に示す例では、逆浸透膜手段101、101が互いに隣接して上下に並ぶように配置されている。
逆浸透膜手段101、101は、図7に示す配管構成において砂濾過塔53の下流側の給水管93に接続して設けることができ、膜濾過手段101の出口側を例えば、給水栓17あるいは給水栓18に接続して設けることができる。
逆浸透膜手段101を設けることで、逆浸透手段101を通過したRO処理水を飲料用として利用することができ、逆浸透手段101のリジェクト水を生活用水として利用できる。
なお、図11、12に示す例では、収容体5の内部に配置する各機器のレイアウトを若干変更し、逆浸透膜手段101を収容するスペースを確保している。例えば、井戸ポンプ51の上方であって逆浸透膜手段101、101と干渉しない位置に制御盤57が配置されている。しかし、図に示す各機器の配置は一例であって、収容体5の内部に必要な機器が配置されていれば、各機器の配置は特に限定されるものではない。
11 and 12, the reverse osmosis membrane means 101 is installed horizontally below the
The reverse osmosis membrane means 101, 101 can be connected to the
By providing the reverse osmosis membrane means 101, the RO treated water that has passed through the reverse osmosis means 101 can be used for drinking, and the reject water of the reverse osmosis means 101 can be used as domestic water.
In the example shown in FIGS. 11 and 12, the layout of each device arranged inside the
上述の地下水浄化装置1は、別途温水シャワーユニットを追加することで、温水のシャワー供給も可能となり、災害現場等で使用者が清潔な温水でシャワー洗浄ができるようになる。
また、地下水浄化装置1は、給水管19から砂濾過水を生活用排水として供給することを主体として使用し、フィルター55を通して得られる膜濾過水は必要時のみ使用するなどの使い方を行っても良い。
By adding a hot water shower unit to the
Further, the
1…地下水浄化装置、5…収容体、15、16…給水栓、19…給水管、40…給水管接続部、51…井戸ポンプ(送水ポンプ)、52…逆洗ポンプ、53…砂濾過塔(砂濾過手段)、54…薬液タンク(薬品添加手段)、55…フィルター(膜濾過手段)、60…井戸(地下水源)、61…給水管、65…接続管、66…入口部、68…出口部、77…薬液注入ポンプ(薬品添加手段)、82…第1の排水管、83…第2の排水管、100…地下水浄化装置、101…逆浸透膜手段。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2021005968A JP2022110507A (en) | 2021-01-18 | 2021-01-18 | Underground water purification device |
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Family Applications (1)
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