JP5028435B2 - 水処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、逆浸透膜を備える水処理装置に関する。

従来、ＲＯやＮＦと呼ばれる逆浸透膜によって原水を浄水と濃縮水とに分離する水処理装置として、逆浸透膜が設けられた浄化ユニットを多段構造で備え、前段の浄化ユニットの濃縮水を次段の浄化ユニットに供給する水処理装置がある（例えば、特許文献１参照）
このような水処理装置では、原水に対する浄水の割合である浄水回収率を向上させることができるとされている。

特開２００３−２００１６１号公報

しかしながら、このような水処理装置では、複数の浄化ユニットを設けることで水処理装置全体としての浄水回収率の向上を図っており、浄化ユニット単体での浄水回収率の向上は図られていないため、水処理装置が大型化してしまう。

そこで、本発明は、浄化ユニット単体の浄水回収率を向上させることができる水処理装置を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様の水処理装置は、入口から流入した原水を逆浸透膜によって浄水と濃縮水とに分離してこれら浄水と濃縮水とを流出させる浄化ユニットと、前記浄化ユニットから流出した濃縮水の一部を前記入口へ還流させる還流部と、前記浄化ユニットから流出した浄水を吐水する吐水部と、前記還流部から分岐して前記吐水部に至るバイパス流路と、前記還流部から分岐した排水路と、前記バイパス流路に設けられ、バイパス流路を開閉するバイパス弁と、前記排水路に設けられ、排水路を開閉する排水弁と、を備える。前記バイパス弁および排水弁を閉じて、浄化ユニットと還流部とで閉回路を構成し、この閉回路中に水を循環させる閉回路洗浄を施す一方、前記バイパス弁を閉じて排水弁を開き、原水が浄化ユニットを通過した後、還流部から排水路を介して装置外へ排出する通常洗浄を施すように構成したことを特徴とする。

本発明の第２の態様は、第１の態様の水処理装置において、前記浄化ユニットは、前記濃縮水を流出させる濃縮水出口を有し、前記還流部は、前記濃縮水出口と前記入口とを連通する還流路と、この還流路中の水を前記入口へ送るポンプと、を有することを特徴とする。

本発明の第３の態様は、第２の態様の水処理装置において、原水を前記入口に導く導水路を備え、前記導水路の一部と前記還流路の一部とは一体化されて共用流路を構成しており、この共用流路が前記入口に接続されていることを特徴とする。

本発明の第４の態様は、第３の態様の水処理装置において、前記共用流路の上流部には、前記還流路の水流を駆動流として前記原水を吸い込むジェットポンプが設けられていることを特徴とする。

本発明の第５の態様は、第１ないし第４の態様のいずれか一つの水処理装置において、前記逆浸透膜のメンテナンスに関わるメンテナンス情報を取得する情報取得手段と、前記メンテナンス情報に基づいて前記逆浸透膜のメンテナンスに関するメンテナンス処理を行うメンテナンス処理手段と、を備えることを特徴とする。

本発明の第６の態様は、第５の態様の水処理装置において、前記浄化ユニットに供給される原水の水質を検知する上流水質センサと、前記浄化ユニットから流出した浄水の水質を検知する下流水質センサとを、前記情報取得手段として備えることを特徴とする。

本発明の第７の態様は、第５又は第６の態様の水処理装置において、前記逆浸透膜の上流側の水圧を計測する圧力センサを前記情報取得手段として備えることを特徴とする。

本発明の第８の態様は、第５ないし第７の態様のいずれか一つの水処理装置において、浄水の流量を計測する流量計を前記情報取得手段として備えることを特徴とする。

本発明の第９の態様は、第５ないし第８の態様のいずれか一つの水処理装置において、前記メンテナンス処理が、前記逆浸透膜を洗浄する洗浄処理であることを特徴とする。

本発明の第１０の態様は、第１ないし第９の態様のいずれか一つの水処理装置において、前記逆浸透膜の洗浄用の薬剤を原水に混ぜる薬剤供給部を備えることを特徴とする。

本発明によれば、浄化ユニット単体の浄水回収率を向上させることができる。

本発明の第１の実施形態にかかる水処理装置を示す構成図である。 本発明の第１の実施形態にかかる水処理装置の浄化動作を説明するための説明図である。 本発明の第１の実施形態にかかる水処理装置の閉回路洗浄動作を説明するための説明図である。 本発明の第１の実施形態にかかる水処理装置の通常洗浄動作を説明するための説明図である。 本発明の第１の実施形態にかかる水処理装置の原水供給動作を説明するための説明図である。 本発明の第１の実施形態にかかる水処理装置の電装系を示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態にかかる制御部が実行する水処理を示すフローチャートである。 本発明の第１の実施形態にかかる制御部が実行する洗浄モード移行判断処理を示すフローチャートである。 本発明の第１の実施形態にかかる制御部が実行する洗浄処理を示すフローチャートである。 本発明の第１の実施形態にかかる制御部が実行する原水供給処理を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施形態にかかる水処理装置を示す構成図である。

［第１の実施形態］
本発明の第１の実施形態について図１ないし図１０を参照しながら説明する。図１に示すように、水処理装置１は、原水供給源（図示せず）から供給される原水を浄化ユニット２によって浄水（透過水）と濃縮水とに分離し、それら浄化水と濃縮水とを吐水可能となっている。

浄化ユニット２は、ケース６とこのケース６に収容された逆浸透膜７とを備えて構成されている。逆浸透膜７は、図示しないフレーム部材とともにカートリッジ化されて膜カートリッジを構成しており、この膜カートリッジは交換可能となっている。この浄化ユニット２は、入口２ａから流入した原水を逆浸透膜７によって浄水と濃縮水とに分離して、浄水を浄水出口２ｂから流出させるとともに、濃縮水を濃縮水出口から流出させるようになっている。具体的には、浄化ユニット２内の原水の水圧が規定圧力以上であることにより、原水の一部が逆浸透膜７を透過し異物が除去された状態の浄水となり、これにより、逆浸透膜を透過しない原水における異物の濃度が増大しこれが濃縮水となる。原水の規定圧力未満の場合には、原水は逆浸透膜７を透過せずに濃縮水出口２ｃから原水のまま流出する。

浄化ユニット２の入口２ａは、導水路３を介して原水供給源に連通されており、原水供給源から導水路３に供給された原水が浄化ユニット２内に入口２ａから流入する。また、浄化ユニット２の浄水出口２ｂは、吐水部である吐水路４に連通されており、浄化ユニット２から流出した浄水が吐水路４から吐出される。また、浄化ユニット２の濃縮水出口２ｃは、戻し流路５を介して、導水路３や排水路２３、バイパス流路２６に連通されている。

戻し流路５の下流出口５ａは、導水路３の途中部分に接続されており、この戻し流路５と、導水路３における戻し流路５と浄化ユニット２との間の流路である共用流路２１とによって、浄化ユニット２の外部に位置し濃縮水出口２ｃと入口とを連通する還流路２２が構成されている。即ち、導水路３の一部と還流路２２の一部とは一体化されて共用流路２１を構成しており、この共用流路２１が浄化ユニット２の入口２ａに接続されている。そして、還流路２２、詳しくは戻し流路５には、還流路２２中の水を浄化ユニット２の入口２ａへ送るポンプである循環ポンプ１８が設けられており、還流路２２は、循環ポンプ１８とともに還流部３０を構成している。かかる構成の還流部３０は、循環ポンプ１８が稼動することで、浄化ユニット２の濃縮水出口２ｃから流出した濃縮水の一部を入口２ａへ還流させる。

導水路３は、管部材１２、上流流量計２９および入口弁８が相互に接続されて概略構成されており、原水供給源から供給された原水を浄化ユニット２の入口２ａに導くようになっている。また、導水路３には、薬剤供給部９、上流導電率センサ１０および圧力センサ１１が接続されている。上流流量計２９、入口弁８、薬剤供給部９、上流導電率センサ１０、圧力センサ１１は、この順で上流側から下流側に並べて配設されている。

上流導電率センサ１０は、浄化ユニット２に供給される原水の導電率を計測する。詳しくは、この上流導電率センサ１０は、逆浸透膜７のメンテナンスに関わるメンテナンス情報として原水の導電率を計測によって取得する情報取得手段であって、浄化ユニット２に供給される原水の水質の検知として原水の導電率を計測する上流水質センサとして機能する。ここで、逆浸透膜７のメンテナンスは、本実施形態では逆浸透膜の洗浄である。ここで、水は不純物が少ないほど導電率が低くなるので、本実施形態では、これを利用して原水の水質を検知するようにしてある。

圧力センサ１１は、導水路３内の水圧を計測する。詳しくは、この圧力センサ１１は、情報取得手段であり、逆浸透膜７のメンテナンスに関わるメンテナンス情報として逆浸透膜の上流側の水圧を計測によって取得する。また、上流流量計２９は、導水路３内の水の流量を計測する。

入口弁８は、導水路３を開閉する電磁弁であり、ＯＮすることにより閉弁し、ＯＦＦすることで原水の送水圧によって開弁可能な状態となる。ＯＮは通電をしている状態であり、ＯＦＦは通電をしない状態である。この入口弁８は、ＯＦＦの場合には、導水路３において下流側から上流側へ水が逆流するのを阻止する逆止弁として機能する。

薬剤供給部９は、逆浸透膜７の洗浄用の薬剤を原水に混ぜるものである。この薬剤供給部９は、薬剤を収容する薬剤収容部１３と、薬剤供給部を開閉する薬剤投入弁１４とを有して構成されており、薬剤投入弁１４が開弁することにより導水路３に薬剤を投入する。薬剤投入弁１４は、例えば電磁弁である。薬剤は、例えばクエン酸や次亜鉛素酸ソーダなどの洗浄作用を有するものである。

吐水路４は、管部材１７と流量計である下流流量計１５とを備えて概略構成されている。また、導水路３には、下流導電率センサ１６が接続されている。

下流流量計１５は、浄化ユニット２から流出した浄水の流量を計測する。詳しくは、下流流量計１５は、逆浸透膜７のメンテナンス（洗浄）に関わるメンテナンス情報として浄水の流量を計測によって取得する情報取得手段である。この下流流量計１５は、現在の単位時間当たりの浄水の流量（以下、瞬時流量ともいう）を計測するとともに、ある時点からの浄水の流量を積算した積算流量も計測して記憶している。ここで、ある時点は、例えば、水処理装置１の初回稼動時である。

下流導電率センサ１６は、浄化ユニット２から流出する浄水の導電率を計測する。詳しくは、この下流導電率センサ１６は、逆浸透膜７のメンテナンス（洗浄）に関わるメンテナンス情報として浄水の導電率を計測によって取得する情報取得手段であって、浄化ユニット２から流出した浄水の水質の検知として浄水の導電率を計測する下流水質センサとして機能する。

戻し流路５は、管部材２０、循環ポンプ１８および逆止弁１９が相互に接続されて概略構成されている。戻し流路５の下流出口５ａは、導水路３において入口弁８よりも下流の部分、詳しくは、上流導電率センサ１０と圧力センサ１１との間に接続されている。この戻し流路５は、浄化ユニット２の濃縮水出口２ｃから流出した水を導水路３へ導くようになっており、この戻し流路５にあっては、濃縮水出口２ｃ側が上流側、導水路３側が下流側となっている。循環ポンプ１８は、電動ポンプである。また、逆止弁１９は、戻し流路５において下流側（導水路３側）から上流側（濃縮水出口２ｃ側）へ水が逆流するのを阻止するものであり、戻し流路５の下流出口５ａに導水路３から水が浸入するのを阻止している。

排水路２３は、管部材２５と排水弁２４とを備えて概略構成されている。排水路２３は、戻し流路５における循環ポンプ１８よりも下流の部分に接続されている。排水弁２４は、排水路２３を開閉する電磁弁である。

バイパス流路２６は、管部材２８と弁であるバイパス弁２７とを備えて構成されており、還流路２２から分岐して吐水路４部に至る。詳しくは、バイパス流路２６は、戻し流路５における循環ポンプ１８よりも下流部分であって、戻し流路５における排水路２３との接続部よりも上流部分に接続されている。バイパス弁２７は、バイパス流路２６を開閉する電磁弁である。かかる構造によって、バイパス弁２７が開弁することで、浄化ユニット２に流入した原水を逆浸透膜７で分離せずに濃縮水出口２ｃから流出させてバイパス流路２６を介して吐水路４から吐出することができるようになっている。

このような流体回路構成の水処理装置１は、詳しくは後述するが、原水を浄水と濃縮水とに分離する浄化動作（図２参照）、浄化ユニット２を洗浄する通常洗浄動作（図３参照）、この通常洗浄動作とは別の方法で浄化ユニット２を洗浄する閉回路洗浄動作（図４参照）、原水を分離せずにそのままバイパス流路２６を介して吐水路４から吐水する原水供給動作（図５参照）を実行可能となっている。なお、図２ないし図５中の矢印は、各動作での水の流れ示している。

また、水処理装置１は、図６に示すように、水処理装置１の各部の制御や各種演算を行う制御部３１を備えている。制御部３１は、ＣＰＵ、メモリ部、計時部を有するコンピュータである。メモリ部には、洗浄回数Ｎを記憶するカウンター領域等の各種の記憶領域が設けられている。この洗浄回数Ｎの初期値は零である。この制御部３１には、循環ポンプ１８、入口弁８、排水弁２４、排水弁２４、バイパス弁２７、薬剤投入弁１４、上流導電率センサ１０、下流導電率センサ１６、圧力センサ１１、上流流量計２９、下流流量計１５が接続されている。また、制御部３１には、操作部３２、時を計時する計時部３３、報知器３４が接続されている。

操作部３２は、浄水ボタンや原水ボタンなどの各種の操作ボタン（図示せず）が設けられている。計時部３３は、水処理装置１の稼働時間等を計時する。報知器３４は、例えばＬＥＤなどの発光体によって構成され、発光によって各種の報知や警告を行うようになっている。

次に、制御部３１が行う各種の処理を水処理装置１の各部の動作とともに説明する。まず、水処理装置１は、複数の動作モードとして、浄水を外部に供給する浄化モード、装置１を洗浄する洗浄モードおよび原水を外部に供給する原水モードを有しており、制御部３１は、浄水ボタンが押された場合には、動作モードを浄化モードに設定し、原水ボタンが押された場合には、動作モードを原水モードに設定する。

次に、浄化モードにおける制御部３１が行う浄化処理について図７に示すフローチャートを参照しながら説明する。まず、制御部３１は、入口弁８をＯＦＦにして入口弁８を原水の送水圧によって開弁可能状態とするとともに、バイパス弁２７を閉弁する（ステップＳ１）。これにより、入口弁８は逆止弁として機能する。また、排水弁２４は、全開ではなく、当該排水弁２４が絞りとして機能するように開弁している。そして、制御部３１は、原水が導水路３に供給されるまで待機する（ステップＳ２のＮＯ）。原水の供給の有無は、上流流量計２９の計測結果に基づいて判定する。

制御部３１は、原水が供給された場合（ステップＳ２のＹＥＳ）には、循環ポンプ１８を駆動する（ステップＳ３）。これにより、水処理装置１の各部によって浄化動作が行われる。具体的には、図２に示すように、原水供給源から導水路３を介して浄化ユニット２に供給された原水は、浄化ユニット２で分離処理が行われて浄水と濃縮水とに分離され、浄水は吐水路４から吐出される。濃縮水の一部は、循環ポンプ１８の送水によって還流路２２中を通って浄化ユニット２の入口２ａへ還流され、新たに原水供給源から導入される原水と混合されて、再び浄化ユニット２の分離処理に供される。また、残りの濃縮水は、戻り流路５から排水路２３に至り、排水路２３から排出される。

次に、このような浄化動作を開始させた直後に、制御部３１は、浄化ユニット２を洗浄する必要が有るか否かを判定する（ステップＳ４）。この判定は、図８に示すように、原水の水質は正常か否か（ステップＳ１０１）、浄水の水質は正常か否か（ステップＳ１０２）、逆浸透膜７にかかる水圧（以後、膜供給圧力ともいう）は正常か否か（ステップＳ１０３）、浄水の瞬時流量は正常か否か（ステップＳ１０４）、浄水の積算流量が規定値を超えたか否か（ステップＳ１０５）、規定時間が経過したか否か（ステップＳ１０６）を判定することによって行われる。

ステップＳ１０１における原水の水質は正常か否かの判定は、上流導電率センサ１０によって計測された原水の導電率が規定値を超過するか否かによってなされる。制御部３１は、原水の導電率が規定値以下の場合には、原水の水質は正常であると判定し（ステップＳ１０１のＹＥＳ）、ステップＳ１０２に進む一方、原水の導電率が規定値を超過した場合には、原水水質は異常であると判定し（ステップＳ１０１のＮＯ）、ステップＳ１０７に進み洗浄モードを選択する。

ステップＳ１０２における浄水の水質は正常か否かの判定は、下流導電率センサ１６によって計測された浄水の導電率が規定値を超過するか否かによってなされる。制御部３１は、浄水の導電率が規定値以下の場合には、浄水の水質は正常であると判定し（ステップＳ１０２のＹＥＳ）、ステップＳ１０３に進む一方、浄水の導電率が規定値を超過した場合には、浄水は異常であると判定し（ステップＳ１０２のＮＯ）、ステップＳ１０７に進み洗浄モードを選択する。

ステップＳ１０３における膜供給圧力は正常か否かの判定は、膜供給圧力として圧力センサ１１によって検知された逆浸透膜７の上流側の水の圧力が規定値を超過するか否かによってなされる。ここで、逆浸透膜７の表面に異物（スケール）が堆積すると、逆浸透膜７での水の透過がし難くなるため膜供給圧力が増大する。これを利用し、水の制御部３１は、膜供給圧力が規定値以下の場合には、膜供給圧力は正常であると判定し（ステップＳ１０３のＹＥＳ）、ステップＳ１０４に進む一方、膜供給圧力が規定値を超過した場合には、膜供給圧力は異常であると判定し（ステップＳ１０３のＮＯ）、ステップＳ１０７に進み洗浄モードを選択する。

ステップＳ１０４における浄水の瞬時流量は正常か否かの判定は、下流流量計１５によって計測された浄水の瞬時流量が規定値以上か否かによってなされる。制御部３１は、浄水の瞬時流量が規定値以上の場合には、浄水の瞬時流量は正常であると判定し（ステップＳ１０４のＹＥＳ）、ステップＳ１０５に進む一方、浄水の瞬時流量が規定値を下回った場合には、瞬時流量は異常であると判定し（ステップＳ１０４のＮＯ）、ステップＳ１０７に進み洗浄モードを選択する。ここで、瞬時流量の規定値は、例えば、導水路３に供給された原水の瞬時流量との規定の比率などである。

ステップＳ１０５における浄水の積算流量が規定値を超過したか否かの判定は、下流流量計１５によって計測された浄水の積算流量を参照して判定される。制御部３１は、浄水の積算流量が規定値以下であると判定した場合には（ステップＳ１０５のＮＯ）、ステップＳ１０６に進む一方、浄水の積算流量が規定値を超過したと判定した場合には（ステップＳ１０５のＹＥＳ）、ステップＳ１０７に進み洗浄モードを選択する。

ステップＳ１０６における規定時間が経過したか否かの判定は、計時部３３が計時した水処理装置１の稼働時間が規定時間を経過したか否かによってなされる。制御部３１は、水処理装置１の稼働時間が規定時間以下であると判定した場合には（ステップＳ１０６のＮＯ）、ステップＳ１０８に進み浄化モードを選択する一方、水処理装置１の稼働時間が規定時間を超過したと判定した場合には（ステップＳ１０６のＹＥＳ）、ステップＳ１０７に進み洗浄モードを選択する。即ち、制御部３１は、ステップＳ１０１〜ステップＳ１０６の条件を満たしたときに洗浄は不要と判断し浄化モードを選択する一方、そのうちのどれか一つでも条件を満たしていない場合には洗浄が必要と判断し洗浄モードを選択する。

制御部３１は、ステップＳ１０８で浄化モードを選択した場合、即ち、洗浄は不要であると判定した場合（ステップＳ４のＮＯ）には、動作モードを浄化モードに設定し（ステップＳ５に進む。このとき、動作モードが既に浄化モードに設定されている場合には、その設定を維持する一方、動作モードが洗浄モードに設定されている場合には動作モードを洗浄モードから浄化モードに変更する。

ステップＳ５では、制御部３１は、水質改善内容に応じて循環ポンプ１８の回転数を制御する。具体的には、水の中の不純物（異物）が少ないほど水の導電率は下がるので、上流導電率センサ１０によって計測された原水の導電率と下流導電率センサ１６によって計測された浄水の導電率とを比較し、原水の導電率に対する浄水の導電率の減少率が低いほど水質改善幅が少ないと判定し、原水の導電率に対する浄水の導電率の減少率が低いほど循環ポンプ１８の回転数を上げる制御を実行する。これにより、浄水の水質を略一定に保つことができる。このステップＳ５の処理は、原水の供給が終了されずに継続されているとともに（ステップＳ６のＮＯ）、直近のステップＳ４の処理から規定時間内（ステップＳ７のＮＯ）の間、繰り返し行われる。そして、制御部３１は、直近のステップＳ４の処理から規定時間が経過した場合には（ステップＳ７のＹＥＳ）、再びステップＳ４に戻る。

この処理中に原水の供給が終了した場合には（ステップＳ６のＹＥＳ）、制御部３１は、循環ポンプ１８の駆動を停止し（ステップＳ８）、処理を終了する。

一方、ステップＳ４において、洗浄処理が必要であると判定した場合には（ステップＳ４のＹＥＳ）、制御部３１は、メモリ部に記憶された洗浄回数Ｎが規定数以内か否かを判定し（ステップＳ９）、洗浄回数Ｎが規定値以内であれば（ステップＳ９のＹＥＳ）、洗浄モードに移行して洗浄処理を行なう（ステップＳ１０）。このとき、動作モードが浄化モードに設定されている場合には、動作モードを浄化モードから洗浄モードに変更する一方、動作モードが既に洗浄モードに設定されている場合には、その設定を維持する。ここに、ステップＳ１０によって、メンテナンス情報に基づいて逆浸透膜７のメンテナンスに関するメンテナンス処理として洗浄処理を行うメンテナンス処理手段の機能が実行される。

洗浄処理では、制御部３１は、まず、閉回路洗浄モードに移行し、図９のフローチャートに示すように、入口弁８をＯＮにして閉弁するとともに、排水弁２４、バイパス弁２７も閉弁する（ステップＳ３０１）。これにより、図３に示すように、浄化ユニット２と還流路２２とによって閉回路が構成され、この閉回路中を水が循環する。そして、このステップＳ３０１では、循環ポンプ１８の回転数を浄化モードの場合の回転数よりも高くして、逆浸透膜７の表面を流れる水の速度を浄化モードの場合よりも速くする。これにより、逆浸透膜７の表面に付着している異物がその表面に沿って流れる水によって除去される。このとき、膜供給圧力が規定の必要圧に達しないように循環ポンプ１８が運転されるため、閉回路を循環する水は逆浸透膜７を透過しない。この動作が閉回路洗浄動作である。そして、制御部３１は、規定時間が経過するまで待機してこの閉回路洗浄動作を規定時間実行させる（ステップＳ３０２のＮＯ）。この場合、入口弁８、排水弁２４、バイパス弁２７を閉弁する前に、薬剤投入弁１４を開弁して薬剤を原水に混ぜ、その後、入口弁８、排水弁２４、バイパス弁２７を閉弁して、薬剤入りの原水が閉回路を循環するようにすることが好適であり、これにより、洗浄効果が向上する。

そして、閉回路洗浄動作を開始してから規定時間が経過したら（ステップＳ３０２のＹＥＳ）、制御部３１は、通常洗浄モードに移行し、入口弁８をＯＦＦにして入口弁８を原水の送水圧によって開弁可能状態とするとともに、排水弁２４を全開にする（ステップＳ３０３）。このとき、バイパス弁２７は閉弁状態が維持されている。このとき、排水弁２４が全開であることによって膜供給圧力が規定の必要圧にならず、原水は逆浸透膜７を透過しない。よって、図４に示すように、原水は浄化ユニット２を通過した後、還流路２２から排水路２３に至り、排水路２３から装置１外へ排出される。これにより、閉回路洗浄モードによって装置１内に残った汚水も装置１外へ排出される。そして、このステップＳ３０３でも、ステップＳ３０２と同様に、循環ポンプ１８の回転数を浄化モードの場合の回転数よりも高くして、逆浸透膜７の表面を流れる水の速度を浄化モードの場合よりも速くする。これにより、逆浸透膜７の表面に付着している異物がその表面に沿って流れる水によって除去される。この動作が通常洗浄動作である。そして、制御部３１は、規定時間が経過するまで待機してこの通常浄動作を規定時間実行させる（ステップＳ３０４のＮＯ）。

そして、通常洗浄動作を開始してから規定時間が経過したら（ステップＳ３０４のＹＥＳ）、洗浄終了処理として循環ポンプ１８の回転数をステップＳ３で設定した浄化動作始動時の回転数に戻し、排水弁２４の開弁度を全開からステップＳ１で設定した浄化動作用の開度に戻すとともに、メモリ部に記憶している洗浄回数Ｎに１を加算して（ステップＳ３０５）、洗浄処理を終了し、ステップＳ４（図７）に戻る。

また、図７に示すように、制御部３１は、ステップＳ９においてメモリ部に記憶された洗浄回数Ｎが規定数を超過していると判定した場合には（ステップＳ９のＮＯ）、報知器３４によってユーザに異常を報知する（ステップＳ１１）。この規定数は、１回でも良いし複数回でも良い。この異常は、洗浄をしても逆浸透膜の汚れを除去しきれない旨の異常であり、この異常の報知によってユーザに逆浸透膜７の点検又は交換を促す。即ち、ステップＳ１１の処理は、ユーザに逆浸透膜７の点検又は交換を促す処理である。ここに、ステップＳ１１によって、メンテナンス情報に基づいて逆浸透膜７のメンテナンスに関するメンテナンス処理として促し処理を行うメンテナンス処理手段の機能が実行される。そして、このように異常を報知した後、制御部３１は、ステップＳ８に進み、循環ポンプ１８を停止する。

次に、原水モードで制御部３１が行う処理を図１０に示すフローチャートを参照しながら説明する。制御部３１は、まず、入口弁８をＯＦＦにして入口弁８を原水の送水圧によって開弁可能状態とするとともに、排水弁２４を閉弁し、バイパス弁を全開にする（ステップＳ４０１）。そして、制御部３１は、原水が供給されるまで待機する（ステップＳ４０２のＮＯ）。

原水が供給された場合（ステップＳ４０２のＹＥＳ）には、制御部３１は、循環ポンプ１８を始動させる（ステップＳ４０３）。このとき、排水弁２４が全開であることにより膜供給圧力が規定の必要圧に達しないため、原水は逆浸透膜７を透過しない。この浄化ユニット２で浄水と濃縮水とに分離されない。よって、図５に示すように、原水供給源から導水路３を介して浄化ユニット２に供給された原水は、戻り流路５、排水路２３およびバイパス流路２６を経由して吐水路４に至り、吐水路４から吐出される。この動作が原水供給動作である。そして制御部３１は、原水の供給が終了するまで待機する（ステップＳ４０４のＮＯ）。この処理中に原水の供給が終了した場合には（ステップＳ４０４のＹＥＳ）、制御部３１は、循環ポンプ１８の駆動を停止し（ステップＳ４０５）、処理を終了する。

以上説明したように、本実施形態では、還流部３０が、浄化ユニット２から流出した濃縮水の一部を浄化ユニット２の入口２ａへ還流させることにより、その還流された濃縮水が再び浄化ユニット２によって浄水と濃縮水とに分離されるので、浄化ユニット２単体の浄水回収率を向上させることができる。別の言い方をすると、排水量を少なくすることができる。よって、水処理装置１に、浄化ユニットを複数設ける必要がないので、水処理装置１の大型化を抑制することができる。

また、本実施形態では、浄化動作において、循環ポンプ１８によって還流路２２中の水を浄化ユニット２の入口２ａへ送るので、循環ポンプ１８の回転数を制御することによって、膜供給圧力を変更することができる。即ち、逆浸透膜７による異物の透過阻止率を変更することができる。よって、循環ポンプ１８の回転数を制御することによって、浄水の水質を所望の水質に変更することができる。

また、このように循環ポンプ１８が還流路２２中の水を浄化ユニット２の入口２ａへ送ることにより、原水供給源による送水圧に循環ポンプ１８による送水圧が加わるので、循環ポンプが設けられない場合に比べて、逆浸透膜７の表面を流れる水の速度が速くなる。よって、濃度勾配に起因する逆浸透膜７の表面上での原水の高濃縮を抑制でき、浄水の水質を向上させることができる。また、逆浸透膜７の表面を流れる水の速度が速くなるので、逆浸透膜７の表面に異物が堆積するのを抑制することができ、逆浸透膜７の目詰まりによる性能低下を抑制することができる。即ち、本実施形態によれば、浄水回収率の向上と浄水の水質の向上とを両立させることができる。

また、本実施形態では、導水路３の一部と還流路２２の一部とが一体化されて共用流路２１を構成していることにより、導水路と還流路とが完全に別体の構造に比べて、部材が少なくて済むので、水処理装置１の構成の簡素化を図ることができる。

また、本実施形態では、バイパス弁２７が開弁することで、浄化ユニット２に流入した原水を逆浸透膜７で分離せずに濃縮水出口２ｃから流出させてバイパス流路２６を介して吐水路４から吐出することにより、ユーザは、浄水を必要としない場合に、吐水路４から原水を得ることができる。また、このとき、循環ポンプ１８を駆動することによって、原水供給源による送水圧に循環ポンプ１８による送水圧が加わるので、循環ポンプが設けられない場合に比べて、より多い流量の原水を吐水路４から吐水することができる。よって、原水供給源による送水圧が比較的低圧の場合にも、大流量の原水を吐水路４から吐水することができる。

また、本実施形態では、メンテナンス処理手段が、メンテナンス情報に基づいて逆浸透膜７のメンテナンスに関するメンテナンス処理を行うので、水処理装置１のメンテナンスが容易である。

また、本実施形態では、水処理装置１が、メンテナンス情報を取得する情報取得手段として、上流導電率センサ（上流水質センサ）１０と、下流導電率センサ（下流水質センサ）１６と、圧力センサ１１と、下流流量計１５と、を備えるので、これらの計測結果に基づいてメンテナンス処理を行うことができる。

また、本実施形態では、メンテナンス処理が、逆浸透膜７を洗浄する洗浄処理であることにより、逆浸透膜７の洗浄が自動で行われるので、逆浸透膜７の洗浄をユーザが行う必要が無く、ユーザの労力を軽減することができる。また、逆浸透膜７の洗浄は、循環ポンプ１８を駆動することで行われるので、逆浸透膜７洗浄の専用ポンプを設ける必要がなく、水処理装置１のコストを低く抑えることができる。

また、本実施形態では、洗浄モードに閉回路洗浄モードが設けられており、この閉回路洗浄モードでの逆浸透膜７の洗浄では水を排出しないので、洗浄にかかる水を節約することができる。

また、本実施形態では、水処理装置１が薬剤供給部９を備えるので、逆浸透膜７の洗浄の際に、薬剤供給部９によって原水に薬剤を混ぜることで、逆浸透膜７の付着した異物をより確実に除去することができる。また、本実施形態では、逆浸透膜７の洗浄後に、洗浄の要否を判定する（ステップＳ４）し、装置１内の水が規定の水質に戻るまで洗浄が行われるので、薬剤供給部９以外の装置１内に薬剤が残留することを抑制することができる。

なお、本実施形態では、上流水質センサとして上流導電率センサ１０、下流水質センサとして下流導電率センサ１６を例に説明したが、これに限ることなく、上流水質センサおよび下流水質センサは、水の濁りを計測する濁りセンサ、水のｐＨを計測するｐｈセンサ、水の酸化還元電位（ＯＲＰ）を計測する酸化還元電位センサ、水中の溶存酸素（ＤＯ）を計測する溶存酸素センサなどであっても良い。

また、ステップＳ４での逆浸透膜７の洗浄の要否の判断としては、循環ポンプ１８の回転数や消費電流を監視することで、逆浸透膜７の詰まり具合を監視し逆浸透膜７の洗浄の要否の判断しても良い。例えば、循環ポンプ１８への供給電流を一定にして循環ポンプ１８を運転している場合には、逆浸透膜７表面の異物の付着具合に応じて循環ポンプ１８の回転数が変化するので、これを利用して逆浸透膜７の詰まり具合を監視すれば良く、循環ポンプ１８の回転数を一定にして循環ポンプ１８を運転している場合には、逆浸透膜７表面の異物の付着具合に応じて循環ポンプ１８の消費電流が変化するので、これを利用して逆浸透膜７の詰まり具合を監視すれば良い。

また、本実施形態では、ステップＳ５において、水質改善内容に応じて循環ポンプ１８の回転数を制御する例として、上流導電率センサ１０の計測結果と下流導電率センサ１６の計測結果とを比較して循環ポンプ１８の回転数を制御した例を説明したが、これに限ることはない。例えば、水処理装置１の初回稼動時における上流導電率センサ１０の計測結果と下流導電率センサ１６の計測結果とを比較した結果を初期値としてメモリ部に記憶させておき、現在の上流導電率センサ１０の計測結果と下流導電率センサ１６の計測結果とを比較した結果を初期値と比較することで水質改善内容を評価し、循環ポンプ１８の回転数を制御してもよい。

また、本実施形態では、圧力センサ１１の位置が導水路３において戻し流路５の下流出口５ａの下流側である例を説明したが、これに限ることなく、圧力センサ１１の位置は導水路３において戻し流路５の下流出口５ａの上流側であっても良い。

また、本実施形態では、浄水の積算流量を下流流量計１５によって計測する例を説明したが、これに限ることなく、浄水の積算流量は、例えば、循環ポンプ１８の運転時間や消費電流を監視してこれらを基に算出しても良い。

［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態について図１１を参照しながら説明する。なお、第１の実施形態と同じ部分には同一符号を付与し、重複する説明は省略する。

本実施形態の水処理装置１Ａは、基本的には第１の実施形態の水処理装置１と同じであるが、還流路２２における共用流路２１の上流部にジェットポンプ５１が設けられている点が第１の実施形態の水処理装置１に対して異なる。

ジェットポンプ５１は、還流路２２を構成する駆動流路５１ａと、導水路３を構成する吸い込み流路５１ｂとを備えている。ジェットポンプ５１は、ベンチューリ効果を利用し、還流路２２（駆動流路５１ａ）の水流を駆動流として吸い込み流路５１ｂから原水を吸い込むようになっている。

したがって、水処理装置１Ａによれば、導水路３に接続される原水供給源による送水圧にジェットポンプ５１による送水圧が加わるので、原水供給源による送水圧が比較的低い場合であっても、膜供給圧力の向上を図ることができる。また、ジェットポンプ５１は、電動ポンプに比べて構造が簡素で低コストであるので、原水供給源による送水圧が比較的低い場合に膜供給圧力を向上するために専用の電動ポンプを設ける場合に比べ、水処理装置１の低コスト化を図ることができる。また、ジェットポンプ５１は特に可動部を備えないので、電動ポンプに比べて故障しにくく、電動ポンプを設ける場合に比べて、水処理装置１Ａの高寿命化を図ることができる。

なお、本発明は、以上の実施形態に限ることなく本発明の要旨を逸脱しない範囲で他の実施形態を各種採用することができる。

１，１Ａ 水処理装置
２ 浄化ユニット
２ａ 入口
２ｃ 濃縮水出口
３ 導水路
４ 吐水路（吐水部）
７ 逆浸透膜
９ 薬剤供給部
１０ 上流導電率センサ（上流水質センサ、情報取得手段）
１１ 圧力センサ（情報取得手段）
１５ 下流流量計（流量計、情報取得手段）
１６ 下流導電率センサ（下流水質センサ、情報取得手段）
１８ 循環ポンプ（ポンプ）
２１ 共用流路
２２ 還流路
２６ バイパス流路
２７ バイパス弁（弁）
３０ 還流部
５１ ジェットポンプ

Claims (10)

1. 入口から流入した原水を逆浸透膜によって浄水と濃縮水とに分離してこれら浄水と濃縮水とを流出させる浄化ユニットと、
   前記浄化ユニットから流出した濃縮水の一部を前記入口へ還流させる還流部と、
   前記浄化ユニットから流出した浄水を吐水する吐水部と、
   前記還流部から分岐して前記吐水部に至るバイパス流路と、
   前記還流部から分岐した排水路と、
   前記バイパス流路に設けられ、バイパス流路を開閉するバイパス弁と、
   前記排水路に設けられ、排水路を開閉する排水弁と、
   を備え、
   前記バイパス弁および排水弁を閉じて、浄化ユニットと還流部とで閉回路を構成し、この閉回路中に水を循環させる閉回路洗浄を施す一方、
   前記バイパス弁を閉じて排水弁を開き、原水が浄化ユニットを通過した後、還流部から排水路を介して装置外へ排出する通常洗浄を施すように構成したことを特徴とする水処理装置。
2. 前記浄化ユニットは、前記濃縮水を流出させる濃縮水出口を有し、
   前記還流部は、前記濃縮水出口と前記入口とを連通する還流路と、この還流路中の水を前記入口へ送るポンプと、を有することを特徴とする請求項１に記載の水処理装置。
3. 原水を前記入口に導く導水路を備え、
   前記導水路の一部と前記還流路の一部とは一体化されて共用流路を構成しており、この共用流路が前記入口に接続されていることを特徴とする請求項２に記載の水処理装置。
4. 前記共用流路の上流部には、前記還流路の水流を駆動流として前記原水を吸い込むジェットポンプが設けられていることを特徴とする請求項３に記載の水処理装置。
5. 前記逆浸透膜のメンテナンスに関わるメンテナンス情報を取得する情報取得手段と、
   前記メンテナンス情報に基づいて前記逆浸透膜のメンテナンスに関するメンテナンス処理を行うメンテナンス処理手段と、
   を備えることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載の水処理装置。
6. 前記浄化ユニットに供給される原水の水質を検知する上流水質センサと、前記浄化ユニットから流出した浄水の水質を検知する下流水質センサとを、前記情報取得手段として備えることを特徴とする請求項５に記載の水処理装置。
7. 前記逆浸透膜の上流側の水圧を計測する圧力センサを前記情報取得手段として備えることを特徴とする請求項５又は６に記載の水処理装置。
8. 浄水の流量を計測する流量計を前記情報取得手段として備えることを特徴とする請求項５ないし７のいずれか一項に記載の水処理装置。
9. 前記メンテナンス処理は、前記逆浸透膜を洗浄する洗浄処理であることを特徴とする請求項５ないし８のいずれか一項に記載の水処理装置。
10. 前記逆浸透膜の洗浄用の薬剤を原水に混ぜる薬剤供給部を備えることを特徴とする請求項１ないし９のいずれか一項に記載の水処理装置。

Images