JP5518248B1 - 循環水利用システムの塩濃度調整装置、循環水利用システム - Google Patents

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Abstract

【課題】新規な循環水利用システムを検討するにあたり、循環水の塩濃度を適正な範囲内に調整可能な循環水利用システムの塩濃度調整装置を提供すること。
【解決手段】特定の地域を対象として構築される循環水利用システム１の塩濃度調整装置１０であって、循環水の塩濃度を測定する塩濃度測定手段３２と、循環水利用システム１のシステム外に循環水を排出するための循環水排出管２６と、循環水排出管２６を開閉する排出弁２８と、塩濃度測定手段３２で測定される循環水の塩濃度が第１規定値を上回った時に、排出弁２８を開弁するように制御する制御装置２０と、を備える。
【選択図】図１

Description

本開示は、公共の上水道網とは別に、特定の地域を対象として構築される循環水利用システムの塩濃度調整装置に関する。
限られた水資源を有効に利用するため、建物や家庭等から排出される排出水を浄化して再利用するシステムが従前より知られている。例えば特許文献１には、一般家庭等で使用した上水の排水及び雨水を、水洗トイレの洗浄水等に使用するように構成し、節水を図ることのできる排水再利用システムが開示されている。また特許文献２には、建物内で発生した雑排水を処理して中水を生成し、生成した中水を建物内で栽培する植物の灌漑水として再利用する中水利用の建物内緑化設備が開示されている。
特開平８−１９７７３号公報 特開平１０−２８６０３３号公報
ところで本出願人は、上述した従来の再利用システムとは全くスケールの異なる、新たな循環水利用システムを検討しているところである。
上述した従来の再利用システムは、基本的に一建物内や一家庭等内において、上水道網から供給される上水の排水を浄化して特定用途の中水として利用するものであり、利用後の中水は下水道網に排出される。すなわち、既存の公共の上水道網、下水道網の存在が前提であり、これに代替するシステムとはなり得ない。
これに対して、本出願人が検討している新規な循環水利用システムは、後で詳述するように、例えば１０，０００人規模の人々が生活する地域や複合施設等に対して、上下水統合処理サービスを提供するものであり、その地域・建物内では、循環的に水供給と水処理が行われるシステムである。すなわち、この循環水利用システムは、当面の間は飲用水に限って上水道からの供給を受けることを考えてはいるものの、基本的には既存の上水道網及び下水道網とは独立して構築される小規模分散型の上下水道統合処理システムとなっている。
ところで、上記循環水利用システムでは、溶解性の高い塩類は系外に排出されずに系内に徐々に蓄積されるため、時間の経過とともに循環水の塩濃度が高まることが予想される。循環水の塩濃度が高まると、浄化手段における浄化効率が低下し、浄化コストが高くなるとの問題がある。よって、このような新規の循環水利用システムを検討するにあたり、循環水の塩濃度をいかにして適正な範囲内に調整するかが課題であった。
本発明の少なくとも一つの実施形態は、上述したような従来の課題に鑑みなされたものであって、その目的とするところは、新規な循環水利用システムを検討するにあたり、循環水の塩濃度を適正な範囲内に調整可能な循環水利用システムの塩濃度調整装置を提供することにある。
本発明の少なくとも一つの実施形態は、
循環水利用システムの塩濃度調整装置であって、
前記循環水利用システムは、
循環水が流れる循環流路と、
前記循環流路を流れる循環水を使用する、住居、テナント、及び事務所の内の少なくとも一種からなる小口水需要体が複数集まって構成される水需要体、から排出される排出水を前記循環流路へ排出する排出流路と、
前記循環流路を流れる前記排出水を含む循環水を浄化する浄化手段と、
前記浄化手段で浄化された循環水を前記水需要体に供給する供給流路と、
前記循環水の塩濃度を調整する塩濃度調整装置と、を少なくとも含み、
前記塩濃度調整装置は、
前記循環水の塩濃度を測定する塩濃度測定手段と、
前記循環水利用システムのシステム外に前記循環水を排出するための循環水排出管と、
前記循環水排出管を開閉する排出弁と、
前記塩濃度測定手段で測定される前記循環水の塩濃度が第１規定値を上回った時に、前記排出弁を開弁するように制御する制御装置と、を備える。
このような循環水利用システムの塩濃度調整装置によれば、循環水の塩濃度が第１閾値を上回ると排出弁が開弁し、循環水排出管を介して、循環水が例えば下水道網などのシステム外に排出されるようになっている。このように、塩濃度の高い循環水をシステム外に排出することで、システム内における循環水の塩濃度を低下させることが出来る。
幾つかの実施形態では、上記制御装置は、塩濃度測定手段で測定される循環水の塩濃度が第１規定値を上回って排出弁が開弁された後、塩濃度測定手段で測定される循環水の塩濃度が第１規定値よりも低い第２規定値を下回った時に、排出弁を閉弁するように構成される。
このような実施形態によれば、塩濃度測定手段で測定される循環水の塩濃度が第１規定値を上回って排出弁が開弁された後、循環水の塩濃度が第１規定値よりも低い第２規定値を下回るまでの間、継続して排出弁が開弁される。このため、循環水の塩濃度を確実に低下させることが出来る。
幾つかの実施形態では、上記循環水利用システムは、循環水利用システムのシステム外から循環流路に補給水を導水するための補給水導水管と、補給水導水管を開閉する補給弁とをさらに含む。そして上記制御装置は、排出弁の開弁と併せて補給弁も開弁するように構成される。
このような実施形態によれば、排出弁の開弁と併せて補給弁も開弁されるため、システム外に循環水が排出されるのと併せて、システム外から循環流路に補給水が導水される。これにより補給水によって循環流路を流れる循環水が希釈され、循環水の塩濃度をより一層低下させることが出来る。
上記実施形態において、塩濃度調整装置は、循環流路から前記循環水利用システムのシステム外に排出される循環水の排出量を計測する循環水排出量計測手段と、前記循環水利用システムのシステム外から循環流路に導水される補給水の導水量を計測する補給水導水量計測手段とをさらに備える。そして上記制御装置は、補給水導水量計測手段で計測される補給水の導水量が、循環水排出量計測手段で計測される循環水の排出量に対して所定の範囲内となるように、補給弁の開閉を制御するように構成される。
このような実施形態によれば、システム外に排出する循環水量に見合う分だけの補給水量を循環流路に導水することが出来るため、循環水をシステム外に排出することに伴う循環水の不足分を補うことが出来る。
幾つかの実施形態では、上記浄化手段は、排出水を含む循環水を加圧する、電力によって駆動する加圧ポンプ、及びこの加圧ポンプによって加圧された循環水が透過する逆浸透膜からなる逆浸透装置を含む。
循環水の塩濃度が高くなると逆浸透膜を透過する透過水量が低下し、浄化効率が低下する。塩濃度が高くなった場合にも所定の透過水量を確保するためには、浸透圧を上昇させる必要があり、このことは加圧ポンプの設備費及び電力料金の両面において浄化コストの増加要因となる。したがって、循環水の塩濃度を適正な範囲内に調整可能な本循環水利用システムの塩濃度調整装置は、浄化手段が加圧ポンプ及び逆浸透膜からなる逆浸透装置を含む本実施形態において特に有効に利用することが出来る。
上記実施形態において、上記制御装置は、電気料金の安い日時帯よりも電気料金の高い日時帯の方が第１規定値の値が小さくなるように、予め規定される複数の規定値の中から第１規定値を選択するように構成される。
このような実施形態によれば、電力料金の高い日時帯では電力料金の安い日時帯よりも第１規定値の値が小さく規定されるため、電力料金の高い日時帯では循環水の塩濃度が低くなるように調整される。循環水の塩濃度が低いと、循環水の塩濃度が高い場合よりも同じ透過水量を確保するのに必要な浸透圧を低くすることができ、加圧ポンプの消費電力を抑制することが出来る。
すなわち、このような実施形態によれば、電力料金の高い日時帯には塩濃度を低めに調整し、反対に電力料金の安い日時帯には塩濃度を高めに調整することで、加圧ポンプの運転に要する電力料金を節減することが出来る。
本発明の少なくとも一つの実施形態によれば、新規な循環水利用システムを検討するにあたり、循環水の塩濃度を適正な範囲内に調整可能な循環水利用システムの塩濃度調整装置を提供することが出来る。
本発明の少なくとも一実施形態にかかる循環水利用システムを示した全体模式図である。 図１に示した循環水利用システムに対応する模式図であって、特に、浄化手段及び飲用水生成手段における処理槽の配置例を示したものである。 本発明の一実施形態にかかる逆浸透装置を説明するための概略図である。 本発明の少なくとも一実施形態にかかる循環水利用システムを示した全体模式図である。 図４に示した循環水利用システムに対応する模式図であって、特に、浄化手段及び飲用水生成手段における処理槽の配置例を示したものである。
以下、本発明の実施形態について、図面に基づいてより詳細に説明する。
ただし、本発明の範囲は以下の実施形態に限定されるものではない。以下の実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、本発明の範囲をそれにのみ限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
図１は、本発明の少なくとも一実施形態にかかる循環水利用システムを示した全体模式図である。
循環水利用システム１は、公共の上水道網とは別に、特定の地域を対象として構築されるシステムである。本システムの対象となる人口規模としては、おおよそ５，０００〜２０，０００人を想定している。対象地域としては、住居の集合体であるマンション、事務所の集合体であるオフィスビル、テナントの集合体である商業施設、及びこれらが混在する複合施設などである。
図１に示したように、循環水利用システム１は、循環流路２、水需要体３、排出流路４、供給流路６、浄化手段８、塩濃度調整装置１０、飲用水生成手段１２、飲用水供給手段１４などからなる。
循環流路２は、水道管が閉ループ状に配管されてなる管網として構成される。循環流路２には、循環水が一方向に循環して流れるように、地形条件等に応じて適宜ポンプ（不図示）やバルブ（不図示）などの機器類が配置される。
循環流路２を流れる循環水の原水は、公共の上水道から供給される水道水に限定されず、井戸水、河川から取水した水、海水を淡水化した水、雨水等であってもよい。また、循環水が不足する場合には、これらの原水を外部から補給水として循環流路２に取り入れるように構成してもよい。なお、これらの原水を補給水として循環流路２に取り入れる場合、その水質レベルに応じて後述する浄化手段８の処理槽に取り込むとよい。例えば、比較的水質の良い井戸水、河川から取水した水、海水を淡水化した水については、後述する浄化手段８の粗膜コンテナＬ４又は微細膜コンテナＬ５に取り込み、比較的水質の悪い雨水については通気性コンテナＬ２、好気性コンテナＬ３に取り込むように構成するとよい。
水需要体３は、循環流路２を流れる循環水を生活用水として利用する主体である。水需要体３は、住居３ａ、テナント３ｂ、及び事務所３ｃの内の少なくとも一種からなる小口水需要体が複数集まって構成される。住居３ａとは、１世帯が生活するマンションの一部屋や戸建て家屋などを指す。テナント３ｂは、商業施設の一区画において一般顧客に対してサービスを提供する店舗などを指す。業種としては、例えば、服飾店、雑貨店、ドラッグストア、酒屋、等々の小売業や、レストラン、カフェ、寿司屋、居酒屋、等々の飲食業などを含む。事務所３ｃは、オフィスビルの一部分などにおいて、そこで働く勤務者が一定の目的のために事務を行う場所を指す。
住居３ａにおける生活用水の用途としては、例えばシャワーや風呂、洗濯、食器の洗浄、手洗いや洗顔、トイレ、等々が挙げられる。テナント３ｂにおける生活用水の用途としては、洗浄やトイレ等が挙げられる。また業種によって水需要量が大きく異なっており、例えば飲食店は小売業と比べてはるかに大量の生活用水を利用する。事務所３ｃにおける生活用水の用途は主にトイレである。
また、水需要体３には、上述した循環水とは別に、飲用水が供給される。この飲用水は、公共の上水道網から導水した水道水を更に浄化することで生成され、市販のミネラルウォーターと同等の品質を有するものである。このような仕組みは、循環水を飲用することに抵抗を感じる人の不安感を解消させることができるとともに、本循環水利用システム１を普及させる際のセールスポイントとなることを期待してのものである。
水道水は、水道水導水管１６を介して、公共の上水道網から飲用水生成手段１２に導水される。飲用水生成手段１２は、導水した水道水を浄化して水需要体３のための飲用水を生成する。飲用水生成手段１２は、後述する浄化手段８と同様に、一連の浄化工程を分割した内の一処理工程を行う処理装置がコンテナの内部に格納されたコンテナ式の処理槽が使用される。そして、このコンテナ式の処理槽を処理工程の順番に沿って直列に接続することで構成される。
なお、本明細書においてコンテナとは、輸送用途のため寸法が規格化された矩形状の容器のことを指す。
なお、循環水利用システム１における飲用水の原水は、水道水には限定されず、例えば井戸水や河川から取水した水、海水を淡水化した水などであってもよい。
飲用水生成手段１２で生成された飲用水は、飲用水供給手段１４によって小口水需要体の各々に供給される。飲用水供給手段１４は、飲用水送水管１４ａ、貯留タンク１４ｂ、及び飲用水配管１４ｃなどからなる。飲用水生成手段１２で生成された飲用水は、飲用水送水管１４ａを介して貯留タンク１４ｂに送水され、貯留タンク１４ｂにて一旦貯留される。そして、貯留タンク１４ｂに貯留されている飲用水は、飲用水配管１４ｃを介して、上述した住居３ａ、テナント３ｂ、及び事務所３ｃからなる小口水需要体の各々に供給される。
排出流路４は、水需要体３から排出される排出水を循環流路２へ排水するための流路である。この排出流路４から排水される排出水には、水需要体３が生活用水として利用した循環水の他に、飲用水やその他のシステム外由来の水も含まれている。供給流路６は、後述する浄化手段８で浄化された循環水を生活用水として水需要体３に供給するための流路である。排出流路４及び供給流路６は共に管路から構成される。また、排出流路４及び供給流路６には、排出水が循環流路２に排水されるように、又は循環水が水需要体３に供給されるように、地形条件等に応じて適宜ポンプ（不図示）やバルブ（不図示）などの機器類が配置される。
浄化手段８は、循環流路２を流れる排出水を含む循環水を浄化する手段である。浄化手段８は、一連の浄化工程を分割した内の一処理工程を行う処理装置がコンテナの内部に格納されたコンテナ式の処理槽が使用される。そして、このコンテナ式の処理槽を処理工程の順番に沿って直列に接続することで構成される。
図２は、図１に示した循環水利用システムに対応する模式図であって、特に、浄化手段及び飲用水生成手段における処理槽の配置例を示したものである。図２に示した実施形態では、浄化手段８は、スクリーン／流量調整コンテナＬ１、嫌気性コンテナＬ２、好気性コンテナＬ３、粗膜コンテナＬ４、微細膜コンテナＬ５、オゾン処理コンテナＬ６、貯水殺菌コンテナＬ７、消毒コンテナＬ８が、この順番で直列に接続されることで構成されている。
スクリーン／流量調整コンテナＬ１は、排出水に含まれるし査やオイルなどを除去する処理槽であり、オイルトラップやスクリーン装置などの設備を備える。嫌気性コンテナＬ２及び好気性コンテナＬ３は、嫌気性処理及び好気性処理を行って排出水に含まれる有機物を除去するための処理槽である。処理方法としては、Ａ２０活性汚泥法、回分式活性汚泥法、接触酸化法、オキシデーションディッチ法などの各種公知の処理方法を採用することが出来る。粗膜コンテナＬ４は、排出水から汚泥を分離するための処理槽である。沈殿槽、ＭＦ膜、ＵＦ膜、遠心分離などの各種装置・方法を採用することが出来る。微細膜コンテナＬ５は、循環水の水質を上水レベルまで高めるための処理槽であり、後述するように、本実施形態では逆浸透膜及び加圧ポンプからなる逆浸透装置が格納されている。オゾン処理コンテナＬ６は、浄化された循環水に対してオゾン処理を行うための処理槽である。貯水殺菌コンテナＬ７は、浄化された循環水を紫外線などで貯水殺菌しながら一時的に貯水するための処理槽である。消毒コンテナＬ８は、浄化された循環水を紫外線、塩素、オゾンなどによって殺菌消毒するための処理槽である。
汚泥返送／汚泥脱水コンテナＬ９は、汚泥を脱水乾燥させる処理槽である、汚泥貯留コンテナＬ１０，Ｌ１１は、汚泥ケーキやし査などの汚水処理において発生する廃棄物を貯蔵するための処理槽である。汚泥貯留コンテナＬ１０，Ｌ１１に貯蔵される汚泥ケーキなどの余剰汚泥は、例えば肥料業者などが引き取ることにより、システム外に搬出される。
また、図２に示した実施形態では、飲用水生成手段１２は、微細膜コンテナＨ１、イオン交換コンテナＨ２、貯水殺菌コンテナＨ３、ミネラル調整コンテナＨ４、消毒コンテナＨ５が、この順番で直列に接続されることで構成されている。これら微細膜コンテナＨ１、イオン交換コンテナＨ２、貯水殺菌コンテナＨ３、ミネラル調整コンテナＨ４、消毒コンテナＨ５は、水道水を更に浄化して市販のミネラルウォーターと同等の品質にまで高めるための処理槽である。
微細膜コンテナＨ１は、逆浸透膜、活性炭、砂濾過などの各種装置・方法を備えている。イオン交換コンテナＨ２は、イオン交換装置などを備えている。貯水殺菌コンテナＨ３は、浄化された水道水を紫外線などで貯水殺菌しながら一時的に貯水するための処理槽である。ミネラル調整コンテナＨ４は、ミネラル添加装置などを備えている。消毒コンテナＨ５は、浄化された水道水を紫外線、塩素、オゾンなどによって殺菌消毒するための処理槽である。
なお、上述した浄化手段８及び飲用水生成手段１２の処理槽の配置及び構成は一例であって、排水される排出水の水質や目標とする浄化水準に応じて種々変更可能である。また、図中の符号ＴＷは公共の上水道網から供給される水道水の流れを示している。水道水ＴＷは、上述したように飲用水生成手段１２に供給されるだけでなく、必要に応じて補給水として循環流路２にも供給するように構成してもよい。この場合の供給位置は、排出水の浄化処理がほぼ完了する、微細膜コンテナＬ５の下流側とするのが良い。また、図中の符号ＷＷ４は、濃縮水をスクリーン／流量調整コンテナＬ１に送水するための戻し管路である。
このように、本出願人が検討している新規の循環水利用システム１では、排出水を浄化する浄化手段８、及び水道水を浄化する飲用水生成手段１２として、一連の浄化工程を例えば３以上の複数の処理工程に分割した内の一処理工程を行う処理装置がコンテナの内部に格納されたコンテナ式の処理槽が使用される。そして、最初の処理工程を行うコンテナ式の処理槽、次の処理工程を行うコンテナ式の処理槽、次々の処理工程を行うコンテナ式の処理槽、を現場に搬入し、それぞれを接続管で直列に接続することで浄化手段８が構築される。このようなコンテナ式の処理槽は、そのままの状態でトラックに積載して搬送することが出来るため、可搬性に優れている。また、コンテナ収容体に取り外し自在に収容されるため、設置・撤去を自在に行うことが出来る。
上記コンテナ式処理槽の１処理槽当たりの処理能力は、１，０００人程度の排出水を処理できる規模を想定している。このため、例えば１０，０００人規模の人々が生活する地域や複合施設に対して本循環水利用システムを導入する場合には、同一の処理工程を行う処理槽も複数（例えば１０個）必要となる。このように、同一処理工程を行う処理槽を複数備えることで、１処理槽当たりの処理能力を小さくすることが出来る。よって、対象地域における人口の変動や水需要の季節変動にも柔軟に対応可能である。また、代替の処理槽を準備することも容易であり、メンテナンス性にも優れている。
塩濃度調整装置１０は、循環水の塩濃度を調整するための装置である。循環水利用システム１では、溶解性の高い塩類は系外に排出されずに系内に徐々に蓄積されるため、時間の経過とともに循環水の塩濃度が高まることが予想される。このため、塩濃度調整装置１０によって、循環水の塩濃度を適正な範囲内に調整することが求められる。
図１に示したように、塩濃度調整装置１０は、循環水の塩濃度を測定する塩濃度測定手段３２と、循環水利用システム１のシステム外に循環水を排出するための循環水排出管２６と、循環水排出管２６を開閉する排出弁２８と、塩濃度測定手段３２で測定される循環水の塩濃度に応じて排出弁２８を開閉制御する制御装置２０とを備える。
塩濃度測定手段３２は、例えば循環流路２に配置された、循環流路２を流れる循環水の塩濃度を測定する塩濃度センサ３２ａからなる。図示した実施形態では、塩濃度センサ３２ａは浄化手段８の上流側に配置されており、浄化手段８で浄化される前の循環水の塩濃度を測定するようになっている。そして、この塩濃度センサ３２ａで測定された循環水の塩濃度が、後述する制御装置２０に送信されるようになっている。
また塩濃度測定手段３２は、これら定置式の塩濃度センサ３２ａに替えて、可搬型の水質検査キットやマイクロ流体デバイスなどから構成されてもよい。また、塩濃度測定手段３２は、連続的に塩濃度を測定するように構成されてもよく、また周期的に塩濃度を測定するように構成されてもよい。
本実施形態の循環水排出管２６Ａ（２６）は、循環流路２において、排出流路４の下流側で浄化手段８の上流側の位置より分岐し、公共の下水道網の一部である下水道管５に接続している。この循環水排出管２６Ａには、排出弁２８が設けられている。排出弁２８は常時は閉弁されており、この排出弁２８を開弁することで、循環流路２を流れる循環水が下水道管５に排出されるようになっている。
制御装置２０は、中央処理装置（ＣＰＵ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）、およびＩ／Ｏインターフェイスなどからなるマイクロコンピュータとして構成される。また、制御装置２０は、塩濃度センサ３２で測定される循環水の塩濃度に応じて排出弁２８を開閉制御するように構成されている。具体的には、制御装置２０には予め設定される塩濃度の閾値としての第１規定値が記憶されており、塩濃度測定手段３２で測定される循環水の塩濃度がこの第１規定値を上回った時に、排出弁２８に対して開弁信号を出力するように構成されている。
このような循環水利用システム１の塩濃度調整装置１０によれば、循環水の塩濃度が第１閾値を上回ると排出弁２８が開弁し、循環水排出管２６Ａを介して、循環水が下水道管５に排出されるようになっている。このように、塩濃度の高い循環水をシステム外に排出することで、システム内における循環水の塩濃度を低下させることが出来る。
幾つかの実施形態では、制御装置２０には、第１規定値とともに、第１規定値よりも低い塩濃度を閾値とする第２規定値が記憶されている。そして制御装置２０は、塩濃度測定手段３２で測定される循環水の塩濃度が第１規定値を上回って排出弁２８が開弁された後、塩濃度測定手段３２で測定される循環水の塩濃度が第２規定値を下回った時に、排出弁２８を閉弁するように構成される。
このような実施形態によれば、塩濃度測定手段３２で測定される循環水の塩濃度が第１規定値を上回って排出弁２８が開弁された後、循環水の塩濃度が第１規定値よりも低い第２規定値を下回るまでの間、継続して排出弁２８が開弁される。このため、循環水の塩濃度を確実に低下させることが出来るようになっている。
幾つかの実施形態では、循環水利用システム１は、システム外から循環流路２に補給水を導水するための補給水導水管２２と、補給水導水管２２を開閉する補給弁２４とをさらに含む。そして上記制御装置２０は、排出弁２８の開弁と併せて補給弁２４も開弁するように構成される。
補給水導水管２２は、例えば水道水導水管１６と循環流路２とを接続する。補給弁２４は常時は閉弁されており、この補給弁２４を開弁することで水道水導水管１６を流れる水道水（補給水）が、補給水導水管２２を介して循環流路２に導水される。なお、補給水の原水は水道水に限定されず、井戸水、河川から取水した水、海水を淡水化した水、雨水等であってもよい。
このような実施形態によれば、排出弁２８の開弁と併せて補給弁２４も開弁されるため、システム外に循環水が排出されるのと併せて、システム外の上水道網から循環流路２に水道水（補給水）が導水される。これにより水道水によって循環流路２を流れる循環水が希釈され、循環水の塩濃度をより一層低下させることが出来る。
また、図１に示したように、本実施形態の補給水導水管２２は、循環流路２において、浄化手段８の下流側で供給流路６の上流側の位置に接続している。このような構成によれば、導水した水道水（補給水）が、浄化手段８を介することなく直接水需要体３に供給されるため、浄化手段８における浄化コストを低減することが出来る。
上記実施形態において、図１に示したように、塩濃度調整装置１０は、循環流路２からシステム外の下水道管５に排出される循環水の排出量を計測する循環水排出量計測手段３４と、水道水導水管１６から循環流路２に導水される水道水（補給水）の導水量を計測する補給水導水量計測手段３６とをさらに備える。そして制御装置２０は、補給水導水量計測手段３６で計測される水道水（補給水）の導水量が、循環水排出量計測手段３４で計測される循環水の排出量に対して所定の範囲内となるように、補給弁２４の開閉を制御するように構成される。
例えば、補給水導水量計測手段３６で計測される水道水（補給水）の導水量をＡ、循環水排出量計測手段３４で計測される循環水の排出量をＢとした場合に、０．８＜Ａ／Ｂ≦１．０の範囲内となるように補給弁２４の開閉を制御するよう、制御装置２０が構成される。これら循環水排出量計測手段３４及び補給水導水量計測手段３６は、例えば流量計などからなる。
このような実施形態によれば、システム外に排出する循環水量に見合う分だけの補給水を循環流路２に導水することが出来るため、循環水をシステム外に排出することに伴う循環水の不足分を補うことが出来る。この際、上述したように、Ａ／Ｂが１．０以下となるように制御することで、循環流路２に排出した循環水量以上の余剰な補給水を供給することを回避することが出来る。
図３は、本発明の一実施形態にかかる逆浸透装置を説明するための概略図である。
幾つかの実施形態では、図３に示したように、上記浄化手段８の一部を構成する上述した微細膜コンテナＬ５は、排出水を含む循環水を加圧する、電力によって駆動する加圧ポンプ４０ａ、及びこの加圧ポンプ４０ａによって加圧された循環水が透過する逆浸透膜４０ｂからなる逆浸透装置４０を含んでいる。
逆浸透膜４０ｂは、例えば、円筒状の圧力容器と、該圧力容器の内部に設けられた集水管と、該集水管の外周に同心円状に設けられた複数の逆浸透膜エレメントとからなる。そして、加圧ポンプ４０ａによって加圧された循環水が逆浸透膜４０ｂを透過することで、循環水が濾過されて、循環水の塩濃度が低下するように構成されている。また、逆浸透膜４０ｂを透過出来なかった循環水は、濃縮水として戻し管路ＷＷ４にて上流側へ戻される。
循環水の塩濃度が高くなると逆浸透膜４０ｂを透過する透過水量が低下し、浄化効率が低下する。塩濃度が高くなった場合にも所定の透過水量を確保するためには、浸透圧を上昇させる必要があり、このことは加圧ポンプ４０ａの設備費及び電力料金の両面において浄化コストの増加要因となる。したがって、循環水の塩濃度を適正な範囲内に調整可能な上述した本循環水利用システム１の塩濃度調整装置１０は、浄化手段８が加圧ポンプ４０ａ及び逆浸透膜４０ｂからなる逆浸透装置４０を含む本実施形態において特に有効に利用することが出来る。
上記実施形態において、制御装置２０は、電気料金の安い日時帯よりも電気料金の高い日時帯の方が第１規定値の値が小さくなるように、予め規定される複数の規定値の中から第１規定値を選択するように構成される。
例えば、制御装置２０に、規定値Ａ、及び規定値Ａよりも値の小さい規定値Ｂの２つの規定値（規定値Ａ＞規定値Ｂ）が記憶されているとする。制御装置２０は、電気料金の高い昼間には第１規定値として規定値Ｂを選択し、電気料金の安い夜間には第１規定値として規定値Ａを選択するように構成される。
このような実施形態によれば、電力料金の高い昼間では電力料金の安い夜間よりも第１規定値の値が小さく規定されるため、電力料金の高い昼間では循環水の塩濃度が低くなるように調整される。循環水の塩濃度が低いと、循環水の塩濃度が高い場合よりも同じ透過水量を確保するのに必要な浸透圧を低くすることができ、加圧ポンプ４０ａの消費電力を抑制することが出来る。
すなわち、このような実施形態によれば、電力料金の高い日時帯には塩濃度を低めに調整し、反対に電力料金の安い日時帯には塩濃度を高めに調整することで、加圧ポンプ４０ａの運転に要する電力料金を節減することが出来るようになっている。
図４は、本発明の少なくとも一実施形態にかかる循環水利用システムを示した全体模式図である。図５は、図４に示した循環水利用システムに対応する模式図であって、特に、浄化手段及び飲用水生成手段における処理槽の配置例を示したものである。
幾つかの実施形態では、図４及び図５に示したように、循環水排出管２６（２６Ｂ）が、上述した逆浸透装置４０を含む微細膜コンテナＬ５から上流側に濃縮水を戻すための戻し管路ＷＷ４から分岐し、戻し管路ＷＷ４とシステム外の下水道管５とを接続する戻し分岐管路２６Ｂからなる。また、上述した塩濃度センサ３２ａも、この戻し分岐管路２６Ｂに設けられている。なお、戻し管路ＷＷ４によって上流側に戻される濃縮水の内、戻し分岐管路２６Ｂを介してシステム外に排出されることとなった濃縮水についても、本発明で言うところの「循環水」に含まれる。
このような実施形態によれば、最も塩濃度が高い、逆浸透装置４０から排出された濃縮水を直接システム外に排出することが出来るため、システム内の循環水の塩濃度を効率的に低下させることが出来る。
以上、本発明の好ましい形態について説明したが、本発明は上記の形態に限定されるものではない。例えば上述した実施形態を組み合わせても良く、本発明の目的を逸脱しない範囲での種々の変更が可能である。
本発明の少なくとも一実施形態は、公共の上水道網とは別に、特定の地域を対象として構築される循環水利用システムにおいて好適に用いることが出来る。
１ 循環水利用システム
２ 循環流路
３ 水需要体
３ａ 住居
３ｂ テナント
３ｃ 事務所
４ 排出流路
５ 下水道管
６ 供給流路
８ 浄化手段
１０ 塩濃度調整装置
１２ 飲用水生成手段
１４ 飲用水供給手段
１４ａ 飲用水送水管
１４ｂ 貯留タンク
１４ｃ 飲用水配管
１６ 水道水導水管
２０ 制御装置
２２ 補給水導水管
２４ 補給弁
２６，２６Ａ，２６Ｂ 循環水排出管
２８ 排出弁
３２ 塩濃度測定手段
３２ａ 塩濃度センサ
３４ 循環水排出量計測手段
３６ 補給水導水量計測手段
４０ 逆浸透装置
４０ａ 加圧ポンプ
４０ｂ 逆浸透膜

Claims (7)

  1. 循環水利用システムの塩濃度調整装置であって、
    前記循環水利用システムは、
    循環水が流れる循環流路と、
    前記循環流路を流れる循環水を使用する、住居、テナント、及び事務所の内の少なくとも一種からなる小口水需要体が複数集まって構成される水需要体、から排出される排出水を前記循環流路へ排出する排出流路と、
    前記循環流路を流れる前記排出水を含む循環水を浄化する浄化手段と、
    前記浄化手段で浄化された循環水を前記水需要体に供給する供給流路と、
    前記循環水の塩濃度を調整する塩濃度調整装置と、を少なくとも含み、
    前記塩濃度調整装置は、
    前記循環水の塩濃度を測定する塩濃度測定手段と、
    前記循環水利用システムのシステム外に前記循環水を排出するための循環水排出管と、
    前記循環水排出管を開閉する排出弁と、
    前記塩濃度測定手段で測定される前記循環水の塩濃度が第１規定値を上回った時に、前記排出弁を開弁するように制御する制御装置と、を備える
    循環水利用システムの塩濃度調整装置。
  2. 前記制御装置は、前記塩濃度測定手段で測定される前記循環水の塩濃度が前記第１規定値を上回って前記排出弁が開弁された後、前記塩濃度測定手段で測定される前記循環水の塩濃度が前記第１規定値よりも低い第２規定値を下回った時に、前記排出弁を閉弁するように構成される
    請求項１に記載の循環水利用システムの塩濃度調整装置。
  3. 前記循環水利用システムは、前記循環水利用システムのシステム外から前記循環流路に補給水を導水するための補給水導水管と、前記補給水導水管を開閉する補給弁と、をさらに含み、
    前記制御装置は、前記排出弁の開弁と併せて前記補給弁も開弁するように構成される
    請求項１又は２に記載の循環水利用システムの塩濃度調整装置。
  4. 前記塩濃度調整装置は、前記循環流路から前記循環水利用システムのシステム外に排出される前記循環水の排出量を計測する循環水排出量計測手段と、前記循環水利用システムのシステム外から前記循環流路に導水される前記補給水の導水量を計測する補給水導水量計測手段と、をさらに備え、
    前記制御装置は、前記補給水導水量計測手段で計測される前記補給水の導水量が、前記循環水排出量計測手段で計測される前記循環水の排出量に対して所定の範囲内となるように、前記補給弁の開閉を制御するように構成される
    請求項３に記載の循環水利用システムの塩濃度調整装置。
  5. 前記浄化手段は、前記排出水を含む循環水を加圧する、電力によって駆動する加圧ポンプ、及び該加圧ポンプによって加圧された循環水が透過する逆浸透膜、からなる逆浸透装置を含む
    請求項１から４何れか一項に記載の循環水利用システムの塩濃度調整装置。
  6. 前記制御装置は、電気料金の安い日時帯よりも電気料金の高い日時帯の方が前記第１規定値の値が小さくなるように、予め規定される複数の規定値の中から前記第１規定値を選択するように構成される
    請求項５に記載の循環水利用システムの塩濃度調整装置。
  7. 循環水が流れる循環流路と、
    前記循環流路を流れる循環水を使用する、住居、テナント、及び事務所の内の少なくとも一種からなる小口水需要体が複数集まって構成される水需要体、から排出される排出水を前記循環流路へ排出する排出流路と、
    前記循環流路を流れる前記排出水を含む循環水を浄化する浄化手段と、
    前記浄化手段で浄化された循環水を前記水需要体に供給する供給流路と、
    請求項１〜６何れか一項に記載の循環水利用システムの塩濃度調整装置と、を含む
    循環水利用システム。

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