JP4892517B2 - 浄水装置 - Google Patents

Description

本発明は、井戸などの水源から取水した原水に含まれる鉄やマンガンなどの不純成分を除去して浄化する浄水装置に関する。

この種の浄水装置は、ろ過槽内にアンスラサイトやろ過砂などのろ過材を収容している。ろ過槽内には、水源から取水された原水が導入され、この原水がろ過材を通過することにより鉄やマンガンイオンなどの不純成分が捕捉除去され、清澄な浄化水としてろ過槽から所定の給水設備に供給されるようになっている。

ろ過槽内のろ過材には浄化運転が継続されることにより、鉄やマンガンなどの不純成分が蓄積される。ろ過材に不純成分が一定量以上蓄積されたまま浄化運転が継続されると、浄化水中に所定の水質基準を超える不純成分が含有されてしまう。このため、ろ過材に不純成分が一定量以上蓄積される前に、その汚れを落とすために逆洗運転が行なわれる。

この逆洗運転は、例えば、水源から取水した原水を切替弁の切替えにより、浄化運転時とは逆の流れとなるようにろ過槽内に流し、その原水でろ過材に蓄積されている不純成分を洗い流してろ過材の機能を回復させるものである。

逆洗運転時には、逆流する水流の勢いでろ過材同士が衝突し合い、付着している鉄やマンガンなどの不純成分が剥離してろ過材の機能が回復するが、その剥離した細かい不純成分の粒子がろ過槽内に残り、この粒子がその後の浄化運転時の浄化水中に混入する虞れがある。

このため、逆洗運転後の浄化運転の初期には浄化水を一定時間いわゆる捨て水として廃棄する洗浄運転が行なわれる。そしてこの洗浄運転後に通常の浄化運転が行なわれる（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００３−２６９６３０号公報

ところで、従来、上記した逆洗運転は、制御盤に内蔵した２４時間タイマにより所望する時刻を設定し、この設定した時刻に逆洗運転を開始するようにしている。

しかしながら、時刻設定により逆洗運転を開始する方式では、夜間など給水を必要としていない時間帯がはっきりしている場合は設定し易いが、使用状況がユーザにも把握できていない場合や、ろ過水量の変動が大きい、１日当たりの使用水量が多く、頻繁な逆洗が必要となる場合には、適切な設定が困難になる。

そこで、ろ過流量を検出する流量検出部を設け、この流量検出部でろ過水量を積算し、この積算したろ過水量が最大ろ過水量に到達するのに基づいて逆洗運転を開始させることが考えられている。

しかしながら、この方法では、機種に応じた不純物の除去量や、原水濃度を調べるとともに、１サイクル当たりの最大ろ過水量を計算したうえで制御盤から入力しなければならず、煩雑な操作が必要になり、初期調整作業が手間取るものとなっていた。

本発明は上記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、煩雑な入力操作を必要とすることなく、浄化運転から逆洗運転に移行できるようにした浄水装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、請求項１記載のものは、水源から供給される原水を流通させる流通路と、前記原水に含まれる不純成分の洗浄１サイクル当たりの除去量を予め記憶する記憶手段と、前記原水の濃度を入力する入力手段と、前記記憶手段によって記憶された前記原水の洗浄１サイクル当たりの不純成分の除去量を前記原水の濃度で除算することにより最大ろ過水量を算出する算出手段と、前記原水をろ過材に第１の方向から通すことにより前記原水に含まれる不純成分を除去するろ過槽と、前記流通路を流通する前記原水またはろ過槽２次側の浄水の流量を検出するとともに、積算流量を検出する流量検出手段と、前記ろ過槽で前記不純成分が除去された浄水を貯留する貯留槽と、前記流量検出手段により検出された積算流量が前記算出手段によって算出された最大ろ過水量に到達するのに基づいて前記浄水、或いは前記原水を前記ろ過槽のろ過材に前記第１の方向とは逆の第２の方向から流通させて前記ろ過材に付着する不純成分を除去する逆洗運転に移行するように制御する制御手段とを具備する。

本発明によれば、原水濃度を入力するだけで、逆洗運転の開始タイミングを決定する１サイクルあたりの最大ろ過水量を自動的に算出でき、初期調整作業を簡便化できる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明の一実施の形態である浄水装置の通水径路を示す構成図である。

図中１は水源としての井戸で、この井戸１には水中ポンプ２が投入されている。水中ポンプ２の吐出口２ａには流通路としての通水管３を介して酸化装置５、及びろ過槽６が順次接続されている。

酸化装置５には流量検出手段としての流量検出部８および薬液注入部９が設けられている。流量検出部８は磁石付き回転翼（図示せず）を備え、この磁石付き回転翼が通水管３内を流通する水量に応じて回転し、その回転に応じて前記磁石の移動で生じるパルスを読み取って流量を検出するようになっている。そして、この流量検出部８により検出された流量に応じた量の薬液が薬液注入部９から通水管３内を流通する原水に注入されるようになっている。また、流量検出部８は、酸化装置用のものとは別に設けてもよく、設置位置もろ過槽の流入側、流出側のいずれでもよい。

ろ過槽６の内部にはアンスラサイトやろ過砂、表面に二酸化マンガンをコーティングしたセラミック製のろ過砂などのろ過材１１が一定の高さの層をなして収容されている。さらに、ろ過槽６内の下部側には、スリット状の孔を有する樹脂製のフィルタ１４が設けられている。ろ過槽６の側面上部には上記した通水管３に接続される流入管１２が設けられているとともに、逆洗水を排出するための排水管１３が設けられている。

また、ろ過槽６の側面下部には流出管１５を介して貯留槽としての処理水槽１７が接続され、流出管１５の中途部には洗浄水を排出するための排水管１８が接続されている。

処理水槽１７の下部側には、給水管１９を介して給水設備（図示しない）が接続され、給水管１９の中途部には第１のポンプ２２が設けられている。さらに、処理水槽１７の下部側には、通水管２３を介してろ過槽６の下部部側が接続され、通水管２３の中途部には第２のポンプ２４が設けられている。

図２は上記した浄水装置の制御系２６を示すブロック図である。

制御系２６は制御盤２７を備え、この制御盤２７には原水の濃度を入力するとともに機種を入力する入力手段２８が設けられているとともに、複数機種の洗浄１サイクル当たりの鉄などの不純物の除去量、及びそのろ過槽６のろ過材１１の積算除去量（耐用寿命）を予め記憶し、積算除去量（耐用寿命）については１機種について、後述する原水を用いての逆洗運転時における積算除去量（耐用寿命）と、処理水を用いての逆洗運転時における積算除去量（耐用寿命）の２種類を記憶する記憶手段２９が設けられている。

また、制御盤２７には、２４時間タイマで設定された時刻に基づいて浄化運転から逆洗運転に移行する時刻方式と、流量検出部８によって検出された流量を積算して積算水量を求めて積算水量が最大ろ過水量に到達するのに基づいて浄化運転から逆洗運転に移行する積算水量方式とを選択するための選択部３１が設けられているとともに、原水を用いて逆洗運転を行なう方式と、処理水を用いて逆洗運転を行なう方式を選択するための選択部３５が設けられている。

さらに、制御盤２７には記憶手段２９に記憶されている洗浄１サイクル当たりの鉄などの不純物の除去量を入力手段２８により入力される原水の濃度で除算して最大ろ過水量を算出するとともに、記憶手段２９に記憶されているろ過材の積算除去量（耐用寿命）を１サイクル当たり不純物の除去量で除算して最大逆洗回数を算出する算出手段３０が設けられている。

算出手段３０及び選択部３１，３５は送信回路を介して制御手段３２に接続されている。そして、制御手段３２には制御回路を介して上記した水中ポンプ２、さらに第１及び第２の給水ポンプ２２，２４が接続されているとともに、通水経路を浄化運転時と逆洗運転時と洗浄運転時とで切り替える流路切替機構３３及び表示手段３４が接続されている。流路切替機構３３は図示しない多数個の切替弁によって構成されている。

制御手段３２は、選択部３１で選択された逆洗方式に基づいてろ過運転から逆洗運転に切り替えるとともに、積算された逆洗回数が最大逆洗回数に到達するのに基づいて表示手段３４に警報を表示するようになっている。

次に、この浄水装置の作用について説明する。

（浄化運転）
浄化運転時には、ユーザは、まず、制御盤２７の入力手段２８を操作して原水の濃度を入力する。この入力に基づき、算出手段３０は記憶手段２９に予め記憶されている１サイクル当たりの鉄などの除去量を原水の濃度で除算して最大ろ過水量を算出する。

この状態から水中ポンプ２が駆動され、井戸１の原水（井戸水）が汲み上げられる。この原水は通水管３を介して酸化装置５に送られ、その流量が流量検出部８によって検出される。この検出された流量値は送信回路を介して制御手段３２に送信され、制御手段３２はその検出流量値に応じた量の薬液を薬液注入部９から通水管３を流通する原水中に注入させる。この薬液が注入された原水はろ過槽６内に送られる。ろ過槽６内に送られた原水は、ろ過材１１を通過し、これにより原水中に含まれる鉄やマンガンなどの不純成分が捕捉除去され、清澄な浄化水となってろ過槽６の内底部に至る。浄化された浄化水はフィルタ１４を通して流出管１５内に流出され、この流出管１５を介して処理水槽１７に送られる。処理水槽１７内に収容された浄化水は第１のポンプ２２の作動により給水管１９を介して給水設備（図示しない）に送られ、各種の用途に使用される。

この浄化運転が継続されると、ろ過材１１に鉄やマンガンなどの不純成分が徐々に蓄積され、所定量以上蓄積されると、正常にろ過できなくなるため、浄化運転から逆洗運転に切替えられる。

不純成分が所定量以上蓄積されたか否かの判断は、制御手段３２によって行なわれる。即ち、制御手段３２は、流量検出部８によって検出された積算水量が算出手段３０で算出された最大ろ過水量に到達するのに基づいて浄化運転から逆洗運転に切替える。

（逆洗運転）
逆洗運転時には、まず制御手段３２による信号に基づいて流路切替機構３３の複数の切替弁（図示しない）が動作されて逆洗運転用の流路が構成されるととも、水中ポンプ２が停止されて第２のポンプ２４が駆動される。第２のポンプ２４の駆動により処理水槽１７内の浄化済みの清澄水が通水管２３を介してろ過槽６に送られる。この清澄水は、フィルタ１４を介してろ過槽６の内底部に噴出される。噴出された清澄水は、ろ過材１１の下層から上層に向って流通して排水管１３から排出される。

この逆洗運転時には、清澄水が浄化運転時とは逆にろ過材１１の下層から上層に向って逆流するように流通し、その清澄水でろ過材１１がすすがれ、不純成分のほとんどが分離除去される。そして清澄水は、不純成分を含むことにより汚水となり、この汚水が排水管１３を介して逆洗水排出口から捨て水として外部に排出され、所定の廃棄部に廃棄される。この逆洗運転は、制御手段３２による制御により所定時間行なわれ、所定時間経過後、制御手段３２による制御で洗浄運転に切替えられる。

（洗浄運転）
洗浄運転時には、まず制御手段３２による信号に基づいて流路切替機構３３の複数の開閉弁（図示しない）が動作されて洗浄運転用の流路が構成されるととも、水中ポンプ２が停止されて第２のポンプ２４が駆動される。

第２のポンプ２４の駆動により処理水槽１７内の浄化済みの清澄水が通水管２３を介してろ過槽６に送られる。この清澄水は、フィルタ１４を介してろ過槽６の内底部に流されたのち、流出管１５に流されて排水管１８から排出される。

上記したように、この実施の形態によれば、入力手段２８により機種を選択して原水の濃度を入力するだけで、逆洗運転への切替タイミングを決定する１サイクルあたりの最大ろ過水量を自動的に算出できるため、初期調整作業が容易となる。

また、ろ過水量による逆洗と時刻による逆洗の方式を選択可能とするため、浄水装置が受水槽貯留方式の場合には、ろ過水量による逆洗方式を選択し、浄水装置が蛇口直結方式の場合には、時刻による逆洗方式を選択することにより、逆洗運転時に断水になることを防止することができる。

また、記憶手段２９に予め、複数種類のろ過材の積算除去量を記憶し、積算除去量を１サイクル当たりの除去量で除算することにより最大逆洗回数を算出し、積算した逆洗回数が最大逆転回数に到達した時点で表示手段３４に警報を表示するため、ろ過材が寿命になった場合には確実に交換することが可能となる。

また、原水による逆洗方式と処理水による逆洗方式の２通りの逆洗方式を選択可能にするとともに、原水による逆洗方式におけるろ過材の積算除去量と、処理水による逆洗方式におけるろ過材の積算除去量の２種類を記憶するため、機種と逆洗方式かを選択するだけで、ろ過材の推定寿命の到達時に警報を表示でき、保守作業を計画的に実施するとができる。

さらに、表示手段３４には、最大ろ過水量、積算水量、積算逆洗回数、最大逆洗回数、残り逆洗回数、瞬時流量、積算運転時間を表示するため、ユーザはその表示内容に基づいて保守作業の準備計画を確実に実施することができる。

なお、この発明は、上述した実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上述した実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を形成できる。例えば、上述した実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除しても良い。更に、異なる実施の形態に亘る構成要素を適宜組み合わせても良い。

本発明の一実施の形態である浄水装置の通水径路を示す構成図。 図１の浄水装置の制御系を示すブロック図。

符号の説明

１…井戸（水源）、３…通水管（流通路）、６…ろ過槽、８…流量検出部（流量検出手段）、１７…処理、水槽（貯留槽）、２８…入力手段、２９…記憶手段、３０…算出手段、３２…制御手段、３４…表示手段。

Claims (6)

1. 水源から供給される原水を流通させる流通路と、
   前記原水に含まれる不純成分の洗浄１サイクル当たりの除去量を予め記憶する記憶手段と、
   前記原水の濃度を入力する入力手段と、
   前記記憶手段によって記憶された前記原水の洗浄１サイクル当たりの不純成分の除去量を前記原水の濃度で除算することにより最大ろ過水量を算出する算出手段と、
   前記原水をろ過材に第１の方向から通すことにより前記原水に含まれる不純成分を除去するろ過槽と、
   前記流通路を流通する前記原水またはろ過槽２次側の浄水の流量を検出するとともに、積算流量を検出する流量検出手段と、
   前記ろ過槽で前記不純成分が除去された浄水を貯留する貯留槽と、
   前記流量検出手段により検出された積算流量が前記算出手段によって算出された最大ろ過水量に到達するのに基づいて前記浄水、或いは前記原水を前記ろ過槽のろ過材に前記第１の方向とは逆の第２の方向から流通させて前記ろ過材に付着する不純成分を除去する逆洗運転に移行するように制御する制御手段と
   を具備することを特徴とする浄水装置。
2. 前記制御手段は、２４時間タイマーで設定された時刻に基づいても逆洗運転に移行できるようにしたことを特徴とする請求項１記載の浄水装置。
3. 前記記憶手段は、予め前記ろ過材の積算除去量を記憶し、
   前記算出手段は、前記積算除去量を洗浄１サイクル当たりの除去量で除算することにより、最大逆洗回数を算出し、
   前記逆洗運転の回数が前記最大逆洗回数に到達するのに基づいて警報を表示する表示手段を備えたことを特徴とする請求項１または２記載の浄水装置。
4. 前記記憶手段は、複数機種の洗浄１サイクル当たりの不純成分の除去量と、不純成分の積算除去量を記憶したことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の浄水装置。
5. 前記記憶手段は、原水による逆洗運転時におけるろ過材の積算除去量と、浄水による逆洗運転時におけるろ過材の積算除去量の２種類を記憶し、
   前記制御手段は、前記原水による逆洗運転、或いは、浄水による逆洗運転が選択されるのに基づいて前記２種類の積算除去量の一方を選択することを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の浄水装置。
6. 前記表示手段は、前記最大ろ過水量、積算水量、積算逆洗回数、最大逆洗回数、残り逆洗回数、瞬時流量、積算運転時間を表示可能としたことを特徴する請求項３記載の浄水装置。

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