JP5132282B2 - 水管理装置及び水管理方法 - Google Patents

Description

本発明は、水管理装置及び水管理方法に関する。

従来、テナントビル、マンション、学校、病院などでは、水道局から供給される上水を受水槽、高架水槽に貯水している。そして、一旦、受水槽、高架水槽に貯水された上水が各蛇口へと供給される。

また、水道局から受水槽、高架水槽までの水質管理は、水道局によりなされている。また、受水槽、高架水槽以降、各蛇口までの水質管理は、各建物の所有者により行われる。
例えば、特許文献１では、受水槽、高架水槽に、測定装置が設けられている。そして、測定装置により、定期的に、貯水されている水の窒素、各種金属イオン濃度、残留塩素濃度が測定されている。また、受水槽、高架水槽の水が採取され、採取した水に含まれる細菌の種類及び数が検査されている。そして、採取した水の窒素、各種金属イオン濃度、残留塩素濃度、及び、細菌数等が許容値を超えている場合には、通報や、水の供給を停止する制御がなされている。これにより、受水槽、高架水槽の水質管理が行われている。
特開平３−２５８３８５号公報

しかしながら、従来、細菌数は、採取した水に含まれる細菌を数日培養して、調べられる。従って、細菌数の測定に関しては、採取してから数日後に、細菌数が許容値を超えていることが判明する。そして、細菌数が許容値以上となっていることが判明するまでに、水槽内の細菌はさらに増える。そのため、細菌数が許容値をはるかに越えて上昇した時点で給水を停止することとなる。そして、最悪の場合には、手遅れとなってしまう。

本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、リアルタイムで細菌数を測定し、より好適に水質管理を行う水管理装置及び水管理方法を提供することを目的とする。

本発明にかかる水管理装置は、特定波長の光を照射し、出射される蛍光に基づいて算出される水槽内の水に含まれる細菌数を逐次測定し、かつ、出射される散乱光に基づいて前記水槽内の水に含まれる粒子数から前記細菌数を除いた微粒子数を逐次測定する細菌センサと、前記水槽から供給される水を濾過するフィルタと、前記細菌センサにより測定された細菌数が許容値以上である場合に、外部へ通報するとともに前記水槽内の水の供給を停止し、薬剤を注入して殺菌処理を実行し、かつ、前記細菌センサにより測定された微粒子数が規定値以上である場合に前記フィルタによる濾過処理を実行する制御部とを備える。
本発明にかかる水管理方法は、特定波長の光を照射し、出射される蛍光に基づいて算出される水槽内の水に含まれる細菌数を逐次測定し、かつ、出射される散乱光に基づいて前記水槽内の水に含まれる粒子数から前記細菌数を除いた微粒子数を細菌センサにより逐次測定する細菌測定工程と、前記細菌測定工程において前記細菌センサにより測定された細菌数が許容値以上である場合に、外部へ通報するとともに前記水槽内の水の供給を停止する工程、薬剤を注入して殺菌処理を実行する薬剤注入工程、及び前記細菌センサにより測定された微粒子数が規定値以上である場合に前記水槽から供給される水をフィルタにより濾過する濾過処理を実行する濾過工程を含む制御工程と、を備える。
このような構成により、水槽内の水に含まれる細菌数をリアルタイムで測定することができ、水槽内の水に含まれる細菌数が許容値を超えたことをより迅速に検出できる。従って、水槽内の水の状態をより迅速に制御することができる。よって、より好適に水質管理を行うことができる。また、数日間培養しなくても、水槽内の水に含まれる細菌数をリアルタイムに測定できる。さらに、管理者等（外部）が迅速に水質管理を実行することができる。また、水槽内の水の細菌数が許容値以上となった場合には、自動的に水の供給が停止されるため、細菌により汚染された水の供給をより迅速に停止できる。よって、細菌により汚染された水槽内の水に起因する健康被害の発生をより確実に防ぐことができる。また、水槽内の細菌数が許容値以上となった場合には、迅速に殺菌処理することができる。また、水槽内の水の微粒子数が規定値以上となった場合には、迅速に濾過処理を行うことができ、微粒子の混入をより確実に防ぐことができる。

さらにまた、前記水槽内の薬剤濃度を検出する薬剤濃度検出部（薬剤濃度検出工程）を備え、前記制御部は、前記薬剤濃度検出部により検出された薬剤濃度が上限値以上となった場合に、前記薬剤注入部による前記殺菌処理を停止する。
これにより、水槽内の薬剤濃度が上限値より濃くなってしまうことを防ぐことができる。

本発明によれば、リアルタイムに細菌数を測定することができ、より好適に水質管理を行うことができる。

以下に、本発明を実施するための最良の形態について図を参照して説明する。なお、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではない。

発明の実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかる水管理装置１００の構成の一例を示すブロック図である。水管理装置１００は、図１に示すように、水道局等の水源１から供給される水を貯水する水槽２に備えられる。そして、水槽２内の水の状態を管理する。ここで、水槽２は、例えば、テナントビルやマンション、学校等の建物に備えられる受水槽、又は、高架水槽等である。

水管理装置１００は、センサ部３（薬剤濃度検出部）、薬注部４（薬剤注入部）、細菌センサ５（細菌測定部）、フィルタ部６、バルブＢ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４、・・・、制御部７等を備えている。

水源１は、供給配管Ｈ１を介して水槽２と接続されている。そして、水源１は、供給配管Ｈ１を介して、水槽２に水を供給する。
また、水槽２は、送給配管Ｈ２を介して各蛇口（図示省略）に接続されている。送給配管Ｈ２は、当該送給配管Ｈ２から分岐したバイパス配管Ｈ３を有している。また、送給配管Ｈ２のバイパス配管Ｈ３との分岐点より下流側に、バルブＢ１が備えられている。また、バイパス配管Ｈ３には、フィルタ部６が備えられている。また、バイパス配管Ｈ３のフィルタ部６の上流側に、バルブＢ２が備えられている。そして、バルブＢ１を閉じて、バルブＢ２を開くことにより、水槽２内の水がバイパス配管Ｈ３に流れるようになっている。
また、水源１は、直送配管Ｈ４を介して、各蛇口に接続されている。また、直送配管Ｈ４には、バルブＢ３が備えられている。また、各蛇口の上流には、バルブＢ４、・・・が備えられている。

センサ部３は、一定期間毎に、水槽２内の水に含まれる塩素濃度（残留塩素濃度；薬剤濃度）を測定し、測定結果を制御部７に入力する。また、センサ部３は、水槽２内の水の窒素濃度、各種金属イオン濃度を測定してもよい。

薬注部４は、水槽２内の水に薬剤を注入して、殺菌処理を行う。ここで、薬剤として、例えば、次亜塩素酸塩が用いられる。なお、薬剤はこれに限られるものではない。例えば、薬剤として、銀塩が用いられてもよい。

細菌センサ５は、水槽２内の水に含まれる細菌数を逐次測定する。具体的には、細菌センサ５は、１００ｍｓｅｃ毎に、水槽２内の水に特定波長の光を照射し、水槽２内の水から出射される散乱光に基づいて、水槽２内の水に含まれる細菌数を測定する。より具体的には、細菌センサ５は、水槽２出口付近の送給配管Ｈ２を流れる水に、紫外光を照射する。当該水に細菌（微生物）が含まれると、蛍光が出射される。細菌センサ５は、当該蛍光を計測し、粒子数を算出する。当該粒子数が細菌数となる。なお、細菌センサ５による測定が行われるタイミングは、１００ｍｓｅｃ毎に限られるものではない。

また、細菌センサ５は、水槽２内の水に含まれる微粒子数を測定する。具体的には、細菌センサ５は、１００ｍｓｅｃ毎に、水槽２内の水に光を照射し、水槽２内の水から出射される散乱光に基づいて、水槽２内の水に含まれる微粒子数を測定する。より具体的には、細菌センサ５は、水槽２出口付近の送給配管Ｈ２を流れる水に、レーザ光を照射し、当該水から出射される散乱光を計測する。次いで、細菌センサ５は、Ｍｉｅ散乱理論に基づいて、粒子数を算出する。そして、細菌センサ５は、当該粒子数から細菌数を引いて微粒子数を算出する。なお、細菌センサ５による測定が行われるタイミングは、１００ｍｓｅｃ毎に限られるものではない。

フィルタ部６は、水槽２内からバイパス配管Ｈ３へと供給される水を濾過する。

制御部７は、例えば、塩素濃度制御部７Ａ、供給制御部７Ｂ、通報部７Ｃ等を備えている。そして、制御部７は、水槽２内の水の状態を制御する。

塩素濃度制御部７Ａは、センサ部３により測定された塩素濃度、及び、細菌センサ５により測定された細菌数に基づいて、水槽２内の塩素濃度を制御する。
具体的には、塩素濃度制御部７Ａは、細菌センサ５により測定された細菌数が許容値以上であるか否かを判断する。そして、塩素濃度制御部７Ａは、細菌数が許容値以上である場合に、センサ部３により測定された塩素濃度に基づいて、水槽２内の塩素濃度が上限値未満となるように、薬注部４に殺菌処理を実行させる。
より具体的には、塩素濃度制御部７Ａは、センサ部３により検出された薬剤濃度が上限値以上となった場合に、薬注部４による殺菌処理を停止する。
また、塩素濃度制御部７Ａは、センサ部３により測定された塩素濃度と上限値との差分を算出し、当該差分に基づいて、薬注部４により水槽２内に添加できる塩素量（薬剤量）を算出する。そして、薬注部４に当該塩素量に相当する次亜塩素酸を水槽２に添加させる。
なお、薬注部４は、次亜塩素酸を１回添加することにより、水槽２内の塩素濃度を上限値まで上げてもよいし、次亜塩素酸を複数回添加することにより、水槽２内の塩素濃度を上限値まで上げてもよい。

供給制御部７Ｂは、バルブＢ１、Ｂ２、Ｂ３の開閉を制御する。また、供給制御部７Ｂは、初期状態において、バルブＢ１を開き、バルブＢ２及びバルブＢ３を閉じている。
そして、供給制御部７Ｂは、薬注部４による殺菌処理が行われた水槽２内の水の細菌数が許容値以上か否かを判断する。そして、供給制御部７Ｂは、殺菌処理が行われた水槽２内の水の細菌数が許容値以上であると判断した場合に、バルブＢ１を閉じるとともに、バルブＢ３を開く。なお、このときバルブＢ２が開いている場合には、供給制御部７Ｂは、バルブＢ２も閉じる。
また、供給制御部７Ｂは、細菌センサ５により測定された微粒子数が規定値以上か否かを判断する。供給制御部７Ｂは、微粒子数が規定値以上であると判断した場合に、バルブＢ１を閉じるとともに、バルブＢ２を開く。

通報部７Ｃは、薬注部４による殺菌処理が行われた水槽２内の水の細菌数が許容値以上である場合に、外部への通報を行う。

次に、本発明の実施の形態１にかかる水管理装置１００の水管理方法について、図２に示すフローチャートを参照しながら説明する。
まず、センサ部３は、塩素濃度を測定する（ステップＳ１；薬剤濃度検出工程）。
次に、細菌センサ５は、細菌数を測定する（ステップＳ２；細菌測定工程）。
次に、制御部７は、ステップＳ２において測定された細菌数が許容値以上か否かを判断する（ステップＳ３）。
ステップＳ３において、制御部７が、細菌数が許容値未満と判断した場合には（ステップＳ３；Ｎｏ）、ステップＳ１に戻る。
ステップＳ３において、制御部７が、細菌数が許容値以上と判断した場合には（ステップＳ３；Ｙｅｓ）、制御部７は、ステップＳ１で測定された塩素濃度及びステップＳ２で測定された細菌数に基づいて、水槽２内の水の状態を制御し（ステップＳ４；制御工程）、ステップＳ１に戻る。

次に、図２のステップＳ４の制御工程における第１の処理ついて、図３に示すフローチャートを参照しながら説明する。
まず、塩素濃度制御部７Ａは、水槽２内の塩素濃度が上限値未満となるように、薬注部４に次亜塩素酸を水槽２に添加させる（ステップＳ１０１；薬剤注入工程）。
次に、細菌センサ５は、水槽２内の水の細菌数を測定する（ステップＳ１０２）。
次に、供給制御部７Ｂは、ステップＳ１０２において測定された細菌数が許容値以上か否かを判断する（ステップＳ１０３）。

ステップＳ１０３において、供給制御部７Ｂは、細菌数が許容値未満と判断した場合には（ステップＳ１０３；Ｎｏ）、制御工程を終了する。
ステップＳ１０３において、供給制御部７Ｂは、細菌数が許容値以上と判断した場合には（ステップＳ１０３；Ｙｅｓ）、バルブＢ１を閉じる。なお、ここで、バルブＢ２が開いている場合には、供給制御部７Ｂは、バルブＢ２も閉じる。同時に、供給制御部７Ｂは、バルブＢ３を開く（ステップＳ１０４）。
次に、通報部７Ｃは、外部への通報を行う（ステップ１０５）。

次に、図２のステップＳ４の制御工程における第２の処理について、図４に示すフローチャートを参照しながら説明する。
まず、供給制御部７Ｂは、細菌センサ５により測定された微粒子数が規定値以上か否かを判断する（ステップＳ２０１）。
ステップＳ２０１において、供給制御部７Ｂは、微粒子数が規定値未満であると判断した場合には（ステップＳ２０１；Ｎｏ）、制御工程を終了する。
ステップＳ２０１において、供給制御部７Ｂは、微粒子数が規定値以上であると判断した場合には（ステップＳ２０１；Ｙｅｓ）、バルブＢ１を閉じるとともに、バルブＢ２を開き、フィルタ部６に濾過処理を行わせ（ステップＳ２０２；フィルタ工程）、制御工程を終了する。

以上、説明したように、本発明の実施の形態１にかかる水管理装置１００及び水管理方法によれば、水槽２内の水に含まれる細菌数を逐次測定する細菌センサ５（細菌測定工程）と、細菌センサ５により測定された細菌数に基づいて、水槽２内の水の状態を制御する制御部７（制御工程）と、を備える。
このような構成により、水槽２内の水に含まれる細菌数をリアルタイムで測定することができ、水槽２内の水に含まれる細菌数が許容値を超えたことをより迅速に検出できる。従って、水槽２内の水の状態をより迅速に制御することができる。よって、より好適に水質管理を行うことができる。

また、細菌センサ５は、水槽２内の水に特定波長の光を照射し、水槽２内の水から出射される散乱光に基づいて、水槽２内の水に含まれる細菌数を測定する。
これにより、数日間培養しなくても、水槽２内の水に含まれる細菌数をリアルタイムで測定できる。

また、通報部７Ｃは、細菌センサ５により測定された細菌数が許容値以上である場合に、外部に通報を行う（通報工程）。このような構成により、管理者等が迅速に水質管理を実行することができる。

また、供給制御部７Ｂは、細菌センサ５により測定された細菌数が許容値以上である場合に、水槽２内の水の供給を停止する（停止工程）。
このような構成により、水槽２内の水の細菌数が許容値以上となった場合には、自動的に水の供給が停止されるため、細菌により汚染された水の供給をより迅速に停止できる。よって、細菌に汚染された水槽２内の水に起因する健康被害の発生をより確実に防ぐことができる。

また、水槽２内に薬剤を注入して殺菌処理を行う薬注部４（薬剤注入工程）を備え、塩素濃度制御部７Ａは、細菌センサ５により測定された細菌数が許容値以上である場合に、薬注部４に殺菌処理を実行させるものである。これにより、水槽２内の細菌数が許容値以上となった場合には、迅速に殺菌処理することができる。

また、水槽２内の薬剤濃度を検出するセンサ部３（薬剤濃度検出工程）を備え、塩素濃度制御部７Ａは、細菌センサ５により測定された細菌数が許容値以上である場合に、センサ部３により検出された塩素濃度に基づいて、水槽２内の塩素濃度が上限値未満となるように、薬注部４に殺菌処理を実行させる。
これにより、水槽２内の塩素濃度が上限値より濃くなってしまうことを防ぐことができる。

また、水槽２から供給される水を濾過するフィルタ部６を備え、細菌センサ５は、水槽２内の水に含まれる細菌数を測定するとともに、微粒子数を測定し、供給制御部７Ｂは、細菌センサ５により測定された微粒子数が規定値以上である場合に、フィルタ部６による濾過処理を実行する（フィルタ工程）。
これにより、水槽２内の水の微粒子数が規定値以上となった場合には、迅速に濾過処理を行うことができ、微粒子の混入をより確実に防ぐことができる。

発明の実施の形態２．
図５は、本発明の実施の形態２にかかる水管理装置２００の構成の一例を示すブロック図である。水管理装置２００は、図５に示すように、水道局等の水源１から供給される水を貯水する水槽２０に備えられる。そして、水槽２０内の水の状態を管理する。ここで、水槽２０は、例えば、温泉やプール等であって、人が入る水槽等である。

実施の形態２にかかる水管理装置２００では、薬注部４０、フィルタ部６０、バルブＢ５、制御部７０の構成が、実施の形態１にかかる水管理装置１００と異なり、その他の構成は、図１と同様であるため、同一の符号を付すとともに、その説明を省略する。

水管理装置２００は、センサ部３、薬注部４０、細菌センサ５、フィルタ部６０、バルブＢ５、制御部７０等を備えている。

水源１は、供給配管Ｈ５を介して水槽２０と接続されている。そして、水源１は、供給配管Ｈ５を介して、水槽２０に水を供給する。また、供給配管Ｈ５にはバルブＢ５が備えられている。
また、水槽２０には、循環配管Ｈ６が備えられている。そして、水槽２０内の水は、水槽２０の出口から循環配管Ｈ６内に流れ、循環配管Ｈ６から水槽２０内に流入するようになっている。また、循環配管Ｈ６にはフィルタ部６０が備えられている。

薬注部４０は、循環配管Ｈ６のフィルタ部６０の下流の水に薬剤を注入して、殺菌処理を行う。ここで、薬剤として、例えば、次亜塩素酸塩が用いられる。なお、薬剤はこれに限られるものではない。例えば、薬剤として、銀塩が用いられてもよい。

制御部７０は、例えば、塩素濃度制御部７Ａ、供給制御部７０Ｂ、通報部７０Ｃ等を備えている。そして、制御部７０は、水槽２０内の水の状態を制御する。

供給制御部７０Ｂは、バルブＢ５の開閉を制御して、水槽２０への水の供給を制御する。
通報部７０Ｃは、細菌センサ５により測定された細菌数が許容値以上か否かを判断する。そして、通報部７０Ｃは、細菌数が許容値以上であると判断した場合に、外部への通報を行う。

次に、実施の形態２にかかる水管理装置２００による水管理方法について説明する。実施の形態２にかかる水管理方法は、制御工程のみが実施の形態１にかかる水管理方法と異なる。そのため、実施の形態２にかかる制御工程について、図６に示すフローチャートを参照しながら説明する。また、図６において、ステップＳ３０１、Ｓ３０２の処理は、図５におけるステップＳ１０１、Ｓ１０２と同様であるため、その説明を省略する。

次に、通報部７０Ｃは、ステップＳ３０２において測定された細菌数が許容値以上か否かを判断する（ステップＳ３０３）。
ステップＳ３０３において、通報部７０Ｃは、細菌数が許容値未満と判断した場合には、制御工程を終了する。
ステップＳ３０３において、通報部７０Ｃは、細菌数が許容値以上と判断した場合には、外部への通報を行う（ステップ３０４；通報工程）。

以上、説明したように、本発明の実施の形態２にかかる水管理装置２００及び水管理方法によれば、水槽２０内の水に含まれる細菌数を逐次測定する細菌センサ５（細菌測定工程）と、細菌センサ５により測定された細菌数に基づいて、水槽２０内の水の状態を制御する制御部７０（制御工程）と、を備える。
このような構成により、水槽２０内の水に含まれる細菌数をリアルタイムで測定することができ、水槽２０内の水に含まれる細菌数が許容値を超えたことをより迅速に検出できる。従って、水槽２０内の水の状態をより迅速に制御することができる。よって、より好適に水質管理を行うことができる。

また、細菌センサ５は、水槽２０内の水に特定波長の光を照射し、水槽２０内の水から出射される散乱光に基づいて、水槽２０内の水に含まれる細菌数を測定する。
これにより、数日間培養しなくても、水槽２０内の水に含まれる細菌数をリアルタイムで測定できる。

また、通報部７０Ｃは、細菌センサ５により測定された細菌数が許容値以上である場合に、外部に通報を行う（通報工程）。このような構成により、管理者等が迅速に水質管理を実行することができる。

また、水槽２０内に薬剤を注入して殺菌処理を行う薬注部４０（薬剤注入工程）を備え、塩素濃度制御部７Ａは、細菌センサ５により測定された細菌数が許容値以上である場合に、薬注部４０に殺菌処理を実行させるものである。これにより、水槽２０内の細菌数が許容値以上となった場合には、迅速に殺菌処理することができる。

また、水槽２０内の薬剤濃度を検出するセンサ部３（薬剤濃度検出工程）を備え、塩素濃度制御部７Ａは、細菌センサ５により測定された細菌数が許容値以上である場合に、センサ部３により検出された薬剤濃度に基づいて、水槽２０内の薬剤濃度が上限値未満となるように、薬注部４０に殺菌処理を実行させる。
これにより、水槽２０内の薬剤濃度が上限値より濃くなってしまうことを防ぐことができる。

また、水槽２０の水を濾過するフィルタ部６０を備える。これにより、水槽２０内の水の微粒子やゴミなどを濾過でき、水槽２０内の水の浄化を図ることができる。

本発明の実施の形態１にかかる水管理装置の構成の一例を示すブロック図である。 本発明にかかる水管理方法の一例を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態１にかかる水管理方法の制御工程の一例を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態１にかかる水管理方法の制御工程の一例を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態２にかかる水管理装置の構成の一例を示すブロック図である。 本発明の実施の形態２にかかる水管理方法の制御工程の一例を示すフローチャートである。

符号の説明

２、２０ 水槽
３ センサ部（薬剤濃度検出部）
４、４０ 薬注部（薬剤注入部）
５ 細菌センサ（細菌測定部）
６、６０ フィルタ部
７、７０ 制御部
１００、２００ 水管理装置

Claims (4)

1. 特定波長の光を照射し、出射される蛍光に基づいて算出される水槽内の水に含まれる細菌数を逐次測定し、かつ、出射される散乱光に基づいて前記水槽内の水に含まれる粒子数から前記細菌数を除いた微粒子数を逐次測定する細菌センサと、
   前記水槽から供給される水を濾過するフィルタと、
   前記細菌センサにより測定された細菌数が許容値以上である場合に、外部へ通報するとともに前記水槽内の水の供給を停止し、薬剤を注入して殺菌処理を実行し、かつ、前記細菌センサにより測定された微粒子数が規定値以上である場合に前記フィルタによる濾過処理を実行する制御部と、
   を備えることを特徴とする水管理装置。
2. さらに、前記水槽内の薬剤濃度を検出する薬剤濃度検出部を備え、
   前記制御部は、前記薬剤濃度検出部により検出された薬剤濃度が上限値以上となった場合に、前記薬剤注入部による前記殺菌処理を停止する請求項１に記載の水管理装置。
3. 特定波長の光を照射し、出射される蛍光に基づいて算出される水槽内の水に含まれる細菌数を逐次測定し、かつ、出射される散乱光に基づいて前記水槽内の水に含まれる粒子数から前記細菌数を除いた微粒子数を細菌センサにより逐次測定する細菌測定工程と、
   前記細菌測定工程において前記細菌センサにより測定された細菌数が許容値以上である場合に、外部へ通報するとともに前記水槽内の水の供給を停止する工程、薬剤を注入して殺菌処理を実行する薬剤注入工程、及び前記細菌センサにより測定された微粒子数が規定値以上である場合に前記水槽から供給される水をフィルタにより濾過する濾過処理を実行する濾過工程を含む制御工程と、
   を備えることを特徴とする水管理方法。
4. 前記水槽内の薬剤濃度を検出する薬剤濃度検出工程を備え、
   前記制御工程では、
   前記薬剤濃度検出工程において検出された薬剤濃度が上限値以上となった場合に、前記薬剤注入工程における前記殺菌処理を停止する請求項３に記載の水管理方法。

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