JP4833632B2 - 逆浸透膜式浄水装置 - Google Patents

Description

本発明は、水道水などの原水を濾過して浄水を作り、注水するようにした浄水装置に係り、詳しくは、逆浸透膜型濾過手段により原水を濾過して浄水（透過水）と濃縮水（非透過水）とに分離し、浄水は貯溜槽に貯溜し、注水操作に応じて注水口より注水する浄水装置に関する。

従来、水道水の浄水装置として、水道水を取水口から取り入れ逆浸透膜型ユニットに通して浄水（透過水）と濃縮水（非透過水）とに分離する逆浸透膜式の濾過手段を用いた浄水装置が普及している。
そして、その逆浸透膜式浄化装置は、注水口から注水していない待機時間に、逆浸透膜濾過ユニットに浄水と濃縮水との混合水を循環させることで、逆浸透膜濾過ユニットから注水口に至る浄水経路の残留水（浄水）の純度の低下（不純物濃度の上昇）を防止し、注水時にはすぐに衛生的な純度の高い浄水を注水できるようになっている（例えば、特許文献１参照）。

しかし、上記した方式は待機時間でも消費電力が比較的高いため、スーパーマーケット等の小売店に設置されて頻繁に利用される場合はよいが、オフィスなどに設置されて利用頻度が少ない場合には、効率的でないという問題を有する。
又、オフィスには排水設備が設置場所の近くにない場合が多く、浄水装置から出る排水の処理に困るという問題を有する。

特許第３４２０２０２号公報

本発明は上記した従来の技術が有する問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、待機時間の消費電力が比較的高い逆浸透膜式浄化装置において、注水操作の利用頻度が少なくても、効率的な浄化装置を提供することにある。
更に、他の目的とするところは、上下水道等の設備が近くになくても、容易に設置できる浄水装置を提供することにある。

上記目的を達成するために本発明の逆浸透膜式浄水装置は、原水を逆浸透膜型濾過手段で濾過処理した浄水を注水管路から注水する逆浸透膜式浄水装置において、浄水を注水する注水管路から分岐して逆浸透膜型濾過手段に給水する浄水循環経路と、前記逆浸透膜型濾過手段に原水を給水する原水タンクと、前記逆浸透膜型濾過手段による濾過処理で発生した濃縮水を該逆浸透膜型濾過手段の原水給水側に戻す濃縮水循環経路と、前記濃縮水循環経路による循環作用で濃度が高くなった濃縮水を貯留する排水タンクと、前記原水タンクの原水残量が補給残量になったことを報知する第１のセンサと、前記排水タンクの濃縮水の貯留量の満水を検知する第２のセンサと、浄水装置の濾過処理起動時に前記注水を禁止し、前記注水管路内の残留水を前記浄水循環経路により所定時間循環を行なった後に注水を開始する制御手段と、前記制御手段により前記所定時間循環を行った後の注水動作中に前記第１のセンサ、又は、前記第２のセンサの検知信号に基づいて前記濾過手段の動作を停止／再開させる停止再開手段と、を備えたことを特徴とする（請求項１）。
上記逆浸透膜型濾過手段は、逆浸透膜を収納した逆浸透膜ユニットを１個又は複数個で構成されている。

上記手段によれば、注水操作により濾過処理が起動するが、その起動と同時に注水管路内の残留水（浄水）は注水口から注水されず、逆浸透膜型濾過手段に循環給水され、残留水が濾過される。そして、残留水の循環を完了した後注水が開始されるため、注水時は常に逆浸透膜型濾過手段で濾過された浄水が注水される。
また、原水の供給と、濃縮水の貯溜（排水）をタンクによって行うため、上下水道の設備がなくとも浄水装置を設置使用することができる。しかも、濃縮水は逆浸透膜型濾過手段に循環し、高濃度の濃縮水のみを排水タンクに貯溜するため、排水量を軽減できる。

更に、前記注水管路からの浄水を貯溜する貯溜槽を備え、該貯溜槽が、保冷又は／及び保温する貯留部を備えていてもよい（請求項２）。
即ち、保冷槽には保冷装置が、保温槽にはヒータが設けられ、それぞれの槽に貯溜される浄水の純度を比較的長時間維持できるようにする。

上記手段によれば、貯溜する浄水の純度を比較的長時間維持することができ、貯溜タイプでも衛生的な浄水を注水することができる。

本発明の逆浸透膜式浄水装置は請求項１の構成により、浄水循環は注水操作時に、注水開始に先立って行われるため、注水の利用頻度が少なくても効率的な逆浸透膜式浄水装置を提供することができる。又、小型の装置では注水開始までの待ち時間が少ないため好適である。
又、濃縮水の排水量を軽減できるため、上下水道の設備が近くにない場所でも容易に設置使用できる逆浸透膜式浄水装置を提供できる。
更に、請求項２記載の構成により、必要時に直ぐに衛生的な浄水を注水することができ、オフィスなどに適した浄水装置を提供できる。

以下、本発明の実施の形態の一例を図面に基づいて説明する。
図１は、浄水装置の概略を示し、図中、１は原水（水道水）ａを濾過処理して浄水を生成する逆浸透膜型濾過手段、２は前記逆浸透膜型濾過手段に給水する原水ａを収容する原水タンク、３は前記逆浸透膜型濾過手段１で濾過生成された浄水（透過水）ｂを貯溜する貯溜槽、４は前記逆浸透膜型濾過手段１から発生する高濃度の濃縮水（非透過水）ｃを貯溜する排水タンクで、原水タンク２と逆浸透膜型濾過手段１の取水口５とに亘って給水管路６が配設され、逆浸透膜型濾過手段１の浄水出口７と貯溜槽３とに亘って注水管路８が配設され、更に逆浸透膜型濾過手段１の濃縮水出口９と排水タンク４とに亘って濃縮水排水管路１０が配設されている。そして、前記注水管路８と給水管路６とに亘って浄水循環経路１１が接続され、前記濃縮水排水管路１０と給水管路６とに亘って濃縮水循環経路１２が接続されている。

上記逆浸透膜型濾過手段１は、逆浸透膜を収納して一側に取水口、他側に透過水出口、下面に濃縮水出口を備えた逆浸透膜ユニットを１個若しくは複数個を組み合わせて構成されている。
上記逆浸透膜型濾過手段１に給水する原水ａを収容する原水タンク２は、下にバネとマイクロスイッチによるタンクの重量を検出するセンサＳ１（第１のセンサ）が設置され、原水の残量が少なくなり、バネの弾発力によりタンクが上昇してマイクロスイッチがＯＮすることで、補給残量になったことが報知されるように構成されている。
そして、この原水タンク２から原水ａを前記逆浸透膜型濾過手段１に給水する給水管路６には、１次フィルタ１３と２次フィルタ１４及びポンプ１５が配設されている。
１次フィルタ１３は比較的大きな不純物を除去するフィルタで、２次フィルタ１４は活性炭フィルタであって逆浸透膜を劣化させる塩素を除去するために設けられている。尚、原水タンク２の位置は、逆浸透膜型濾過手段１やポンプ１５の位置よりも高い位置とし、原水が自然落下するように構成してある。

上記１次フィルタ１３及び２次フィルタ１４を通過した原水ａはポンプ１５によって逆浸透膜型濾過手段１の取水口に圧送され、逆浸透膜ユニットの逆浸透膜を透過し濾過された浄水（透過水）ｂと逆浸透膜を透過せずに不純物を含む濃縮水（非透過水）ｃとに分離され、浄水（透過水）ｂは浄水出口７から注水管路８へ流出される。

一方、濃縮水（非透過水）ｃは濃縮水出口９から濃縮水排水管路１０へ流出し、該濃縮水排水管路１０から濃縮水循環経路１２を通って前記給水管路６に戻され、原水ａと混合されて逆浸透膜型濾過手段１に流入され、濾過作用により浄水（透過水）と濃縮水（非透過水）とに分離され、浄水（透過水)は浄水出口７から注水管路８へ流出される。即ち、濃縮水（非透過水）ｃは、逆浸透膜型濾過手段１が作動している間は濃縮水循環経路１２によって逆浸透膜型濾過手段１に循環供給され、所定の高濃度に達した濃縮水は排水タンク４に排水される。尚、排水タンク４の下には、バネとマイクロスイッチによりタンクの重量を検出することで、貯溜される濃縮水ｃがオーバーフローしないように貯溜量を検知するセンサＳ２（第２のセンサ）が設けられている。

上記浄水循環経路１１及び濃縮水循環経路１２と給水管路６との接続箇所は、給水管路に配設した２次フィルタ１４とポンプ１５との間の管路とし、浄水循環経路１１と濃縮水循環経路１２には夫々電磁弁１６、１７が設けられている。尚、逆浸透膜型濾過手段１の浄水出口７から貯溜槽３までの注水管路８に残留する浄水の量（残留水）は、１００ｃｃ程度とする。

逆浸透膜型濾過手段１から流出される浄水（透過水）ｂを貯溜する貯溜槽３は、上段に保冷槽３ａを、下段に保温槽３ｂを配置した上下二層構造で、上段の保冷槽３ａには冷却装置（図示省略）が、下段の保温槽３ｂにはヒータ（図示省略）が夫々設けられており、これらにより夫々の槽に貯溜される浄水の純度が比較的長時間維持されるように構成されている。そして、保冷槽３ａと保温槽３ｂとは連絡管１８で連通されており、上段の保冷槽３ａの貯溜量が一定量以上になると下段の保温槽３ｂに流下されるように構成されている。
又、上段の保冷槽３ａの内部には、上縁付近にオーバーフロー防止のセンサＳ３が、その下方位置に残量の下限水位を検知するセンサＳ４が設けられている。
更に、保冷槽３ａ及び保温槽３ｂには夫々貯溜されている浄水を注水する注水口２４と開閉コック１９、２０が設けられており、コップに注水してその場で飲用することができる。

又、前記注水管路８における浄水循環経路１１の分岐箇所より下流側、及び濃縮水排水管路１０における濃縮水循環経路１２の分岐箇所より下流側の管路には夫々電磁弁２１、２２が設けられている。
そして、上記したセンサＳ１〜Ｓ４、ポンプ１５、電磁弁１６、１７、２１、２２は制御部（ＣＰＵ）２３に電気的に接続され、ポンプ１５、各電磁弁は制御部（ＣＰＵ）２３により制御される。その制御部（ＣＰＵ）２３の動作例を図２のフローチャートにより説明する。

以下に示すフローチャートは制御部の動作の概略を示し、電源スイッチがＯＮでスタートする。
ＳＴ１…開閉コック１９、或いは２０が操作されて注水を行い、貯溜槽３のセンサＳ４の
信号により、該貯溜槽３に貯溜する浄水の水位が減少しているか否かを判断し、
ＹＥＳとなるまで繰り返す。
ＳＴ２…逆浸透膜型濾過手段１から注水管路８内に残留する浄水（透過水）ａを再度濾過
するため、浄水循環経路１１により逆浸透型濾過手段１に所定時間、循環させる
。循環濾過する所定時間は、例えば６０秒。
ＳＴ３…原水タンク２のセンサＳ１（第１のセンサ）の信号により原水タンク２の原水の
貯溜量が所定以下になっていないか、又、排水タンク４のセンサＳ２（第２のセ
ンサ）の信号により排水タンク４の濃縮水の貯溜量が満水になっていないかを判
断し、原水タンク２及び排水タンク４の両方ともＯＫ（原水：有り、濃縮水：少
ない）であれば、ＳＴ７に進み、センサＳ１又はセンサＳ２のどちらか一方がＮ
ＧであればＳＴ４に進む。
ＳＴ４…ＮＧであるタンクの名称と共に、エラーの表示を行い、浄水生成（造水）を停止
させる（ＳＴ５）。そして、エラーの表示がされたタンクが取り出されてタンク
の処理（原水タンクの場合は原水（水道水）の補給、排水タンクの場合は濃縮水
の排水）が行われてタンクが再設置され、再開可能か否かが判断され（ＳＴ６）
、ＹＥＳであれば浄水生成（造水）動作を再開するようＳＴ７に進む。
ＳＴ７…浄水生成（造水）を開始し、逆浸透膜型濾過手段１から流出する浄水（透過水）
ｂは注水管路８を通って貯溜槽３に注水される。この浄水生成の間は、浄水循環
経路１１による浄水の循環は行わない。
ＳＴ８…貯溜槽３のセンサＳ３の信号により貯溜槽３が満水の状態か否かを判断し、ＮＯ
であればＳＴ３に、ＹＥＳであればＳＴ９へ進む。
ＳＴ９…浄水生成（造水）を停止させ、ＳＴ１に戻る。

上記浄水装置は、原水（水道水）を貯溜する原水タンクと、濾過処理で発生する高濃度の濃縮水（非透過水）を貯溜する排水タンクを備えたことで、本装置のために上下水道を整備設置する必要が無く、更に原水タンクの容量を大きくする（例えば、原水タンクを排水タンクの２倍の容量）ことで、給水、排水の担当者の作業を効率的にでき、且つ原水タンクと排水タンクの設置スペースも効率化できる。

上記実施の形態において、浄水を貯溜する貯溜槽は保冷槽と保温槽からなる二槽構造を示したが、この貯溜槽は実施の形態の構成に限定されるものではなく、何れか一方の構造を備えたものでもよいものである。又、注水操作は注水口周辺にカップセンサを設け、カップが置かれることで自動的に所定量が注水されるようにしてもよい。
更に、貯溜槽の殺菌のために夜間はヒータで加熱するようにしてもよい。

本発明に係る浄水装置は、オフィス等に設置し、その場で濾過生成された浄水を飲用する浄水装置として好適である。

本発明に係る浄化装置の概要を示す概略図。 浄水装置の動作を説明するフローチャート。

符号の説明

１…逆浸透膜型濾過手段 ２…原水タンク
３…貯溜槽 ４…排水タンク
６…給水管路 ８…注水管路
１０…濃縮水排水管路 １１…浄水循環経路
１２…濃縮水循環経路 ａ…原水（水道水）
ｂ…浄水（透過水） ｃ…濃縮水（非透過水）

Claims (2)

1. 原水を逆浸透膜型濾過手段で濾過処理した浄水を注水管路から注水する逆浸透膜式浄水装置において、
   浄水を注水する注水管路から分岐して逆浸透膜型濾過手段に給水する浄水循環経路と、
   前記逆浸透膜型濾過手段に原水を給水する原水タンクと、
   前記逆浸透膜型濾過手段による濾過処理で発生した濃縮水を該逆浸透膜型濾過手段の原水給水側に戻す濃縮水循環経路と、
   前記濃縮水循環経路による循環作用で濃度が高くなった濃縮水を貯留する排水タンクと、
   前記原水タンクの原水残量が補給残量になったことを報知する第１のセンサと、
   前記排水タンクの濃縮水の貯留量の満水を検知する第２のセンサと、
   浄水装置の濾過処理起動時に前記注水を禁止し、前記注水管路内の残留水を前記浄水循環経路により所定時間循環を行なった後に注水を開始する制御手段と、
   前記制御手段により前記所定時間循環を行った後の注水動作中に前記第１のセンサ、又は、前記第２のセンサの検知信号に基づいて前記濾過手段の動作を停止／再開させる停止再開手段と、
   を備えたことを特徴とする逆浸透膜式浄水装置。
2. 前記注水管路からの浄水を貯溜する貯溜槽を備え、該貯溜槽が、保冷又は／及び保温する貯留部を備えていることを特徴とする請求項１記載の逆浸透膜式浄水装置。

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