JP6395952B1 - 水処理装置及び水処理方法 - Google Patents
水処理装置及び水処理方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6395952B1 JP6395952B1 JP2017550949A JP2017550949A JP6395952B1 JP 6395952 B1 JP6395952 B1 JP 6395952B1 JP 2017550949 A JP2017550949 A JP 2017550949A JP 2017550949 A JP2017550949 A JP 2017550949A JP 6395952 B1 JP6395952 B1 JP 6395952B1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- water
- water treatment
- additive
- electrode member
- washing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 1467
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 233
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims abstract description 209
- 238000011033 desalting Methods 0.000 claims abstract description 175
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims abstract description 93
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 290
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 266
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 256
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 163
- 238000010612 desalination reaction Methods 0.000 claims description 47
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 34
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 29
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 17
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 17
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 7
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 claims description 7
- 230000002265 prevention Effects 0.000 claims description 4
- 230000009969 flowable effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 claims description 2
- 238000003672 processing method Methods 0.000 claims 1
- 238000011001 backwashing Methods 0.000 description 205
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 128
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 54
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 29
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 23
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical group OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 22
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 21
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 20
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 18
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 11
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 10
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 10
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 10
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- 239000008239 natural water Substances 0.000 description 7
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 6
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 6
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 6
- 238000010008 shearing Methods 0.000 description 6
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 5
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 5
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 4
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 4
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 4
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 4
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 4
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 3
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 3
- RECVMTHOQWMYFX-UHFFFAOYSA-N oxygen(1+) dihydride Chemical compound [OH2+] RECVMTHOQWMYFX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 3
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 3
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 3
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- BHPQYMZQTOCNFJ-UHFFFAOYSA-N Calcium cation Chemical compound [Ca+2] BHPQYMZQTOCNFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JLVVSXFLKOJNIY-UHFFFAOYSA-N Magnesium ion Chemical compound [Mg+2] JLVVSXFLKOJNIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 2
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 2
- 229910001424 calcium ion Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 239000010408 film Substances 0.000 description 2
- JEGUKCSWCFPDGT-UHFFFAOYSA-N h2o hydrate Chemical compound O.O JEGUKCSWCFPDGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WQYVRQLZKVEZGA-UHFFFAOYSA-N hypochlorite Chemical compound Cl[O-] WQYVRQLZKVEZGA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QWPPOHNGKGFGJK-UHFFFAOYSA-N hypochlorous acid Chemical compound ClO QWPPOHNGKGFGJK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001425 magnesium ion Inorganic materials 0.000 description 2
- 231100000989 no adverse effect Toxicity 0.000 description 2
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 description 2
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 2
- NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 1,2-bis(ethenyl)benzene;1-ethenyl-2-ethylbenzene;styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1.CCC1=CC=CC=C1C=C.C=CC1=CC=CC=C1C=C NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 1
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 description 1
- UIIMBOGNXHQVGW-DEQYMQKBSA-M Sodium bicarbonate-14C Chemical compound [Na+].O[14C]([O-])=O UIIMBOGNXHQVGW-DEQYMQKBSA-M 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002835 absorbance Methods 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-N carbonic acid Chemical compound OC(O)=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000000593 degrading effect Effects 0.000 description 1
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 1
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 1
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 1
- 239000006261 foam material Substances 0.000 description 1
- 239000004088 foaming agent Substances 0.000 description 1
- 238000007542 hardness measurement Methods 0.000 description 1
- 238000011086 high cleaning Methods 0.000 description 1
- QOSATHPSBFQAML-UHFFFAOYSA-N hydrogen peroxide;hydrate Chemical compound O.OO QOSATHPSBFQAML-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 1
- 239000003014 ion exchange membrane Substances 0.000 description 1
- 239000003456 ion exchange resin Substances 0.000 description 1
- 229920003303 ion-exchange polymer Polymers 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 1
- -1 nitrate ions Chemical class 0.000 description 1
- 229910001414 potassium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000008213 purified water Substances 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 1
- 229940071207 sesquicarbonate Drugs 0.000 description 1
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001415 sodium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 description 1
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
- C02F1/461—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
- C02F1/46104—Devices therefor; Their operating or servicing
- C02F1/46109—Electrodes
- C02F1/46114—Electrodes in particulate form or with conductive and/or non conductive particles between them
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
- C02F1/461—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
- C02F1/46104—Devices therefor; Their operating or servicing
- C02F1/46109—Electrodes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D35/00—Filtering devices having features not specifically covered by groups B01D24/00 - B01D33/00, or for applications not specifically covered by groups B01D24/00 - B01D33/00; Auxiliary devices for filtration; Filter housing constructions
- B01D35/16—Cleaning-out devices, e.g. for removing the cake from the filter casing or for evacuating the last remnants of liquid
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
- C02F1/4604—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods for desalination of seawater or brackish water
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
- C02F1/4608—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods using electrical discharges
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/48—Treatment of water, waste water, or sewage with magnetic or electric fields
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
- C02F1/461—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
- C02F1/46104—Devices therefor; Their operating or servicing
- C02F1/46109—Electrodes
- C02F2001/46119—Cleaning the electrodes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
- C02F1/461—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
- C02F1/46104—Devices therefor; Their operating or servicing
- C02F1/46109—Electrodes
- C02F2001/46152—Electrodes characterised by the shape or form
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
- C02F1/461—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
- C02F1/46104—Devices therefor; Their operating or servicing
- C02F1/46109—Electrodes
- C02F2001/46152—Electrodes characterised by the shape or form
- C02F2001/46157—Perforated or foraminous electrodes
- C02F2001/46161—Porous electrodes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2201/00—Apparatus for treatment of water, waste water or sewage
- C02F2201/46—Apparatus for electrochemical processes
- C02F2201/461—Electrolysis apparatus
- C02F2201/46105—Details relating to the electrolytic devices
- C02F2201/46115—Electrolytic cell with membranes or diaphragms
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2209/00—Controlling or monitoring parameters in water treatment
- C02F2209/005—Processes using a programmable logic controller [PLC]
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2209/00—Controlling or monitoring parameters in water treatment
- C02F2209/005—Processes using a programmable logic controller [PLC]
- C02F2209/006—Processes using a programmable logic controller [PLC] comprising a software program or a logic diagram
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
Abstract
Description
また、脱塩を行う電気二重層キャパシタにおいて、脱塩処理前に処理水からオゾンを生成し、このオゾンにより被処理水を殺菌することで電極表面へのバイオフィルムの生成を防止するともに、稼働中に電極の極性を交互に変換することで電極表面に既に生成したバイオフィルムとスケールを分解・溶解し除去するものがある(例えば、特許文献2参照)。
実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1における水処理装置の構成図である。水処理装置100は、被処理水が流入する流入口1a、脱塩処理水が流出する流出口1b、及び逆洗浄時に洗浄水または添加剤含有洗浄水が流入する洗浄水流入口1cを備え、被処理水の脱塩処理を行う水処理部1と、被処理水測定部11、被処理水供給バルブ5及び被処理水供給ポンプ3を順に介して水処理部1と接続されて被処理水を貯水する原水槽2と、脱塩処理水測定部12及び脱塩処理水送水バルブ7を順に介して水処理部1と接続され、水処理部1で脱塩処理された被処理水を貯水する処理水槽15と、脱塩処理水測定部12及び脱塩処理水送水バルブ8を順に介して水処理部1と接続され、逆洗浄用の洗浄水を貯水する逆洗浄用水槽17とを備えている。水処理部1において、流入口1aは水処理部1の一方に設けられ、流出口1b及び洗浄水流入口1cは水処理部1の他方に設けられている。
図2は、実施の形態1における水処理方法を示すフロー図である。水処理装置100の起動後、水処理部1を用いて被処理水を脱塩し、脱塩処理水を逆洗浄用水槽17及び処理水槽15に貯水する「脱塩工程」が実施される(ステップST1)。脱塩工程の終了後、水処理部1へ被処理水流入方向と逆方向に洗浄水を注入して水処理部1を洗浄する逆洗浄を実施する「逆洗工程」または水処理部1へ被処理水流入方向と逆方向に添加剤含有洗浄水または添加剤を注入して水処理部1を洗浄する「添加逆洗工程」のいずれを実施するかを決定する「洗浄方法実施制御」が行われる(ステップST2)。ステップST2の洗浄方法実施制御により逆洗工程を実施すると決定した場合はステップST3へ、添加逆洗工程を実施すると決定した場合はステップST4へ進む。
逆洗工程による水処理部1の洗浄(ステップST3)または添加逆洗工程による水処理部1の洗浄(ステップST4)の終了後、ステップST1に戻り脱塩工程を実施する。以降、同様のサイクルを繰り返す。以下、「脱塩工程」「逆洗工程」「添加逆洗工程」及び「洗浄方法実施制御」について、詳細に説明する。
脱塩工程では、まず被処理水供給バルブ5を開き、排水バルブ6を閉める。次に、被処理水供給ポンプ3を起動し、原水槽2内の被処理水を送水して水処理部1に供給する。被処理水は、水処理部1上方の流入口1aから水処理部1内に供給された後、下方に向かって流れる。また、電源部20により一対の集電体28a、28bに直流電圧を印加する。一対の集電体28a、28bは、上述したように第1粒状電極部材18及び第2粒状電極部材19にそれぞれ接しているため、第1粒状電極部材18及び第2粒状電極部材19の間にも直流電圧が印加されるとともに、第1粒状電極部材18及び第2粒状電極部材19は、クーロン力により引き寄せられて一対の集電体28a、28bにそれぞれ接し、電気的に接続された状態が維持される。このようにして、脱塩工程の実施中、第1粒状電極部材18及び第2粒状電極部材19には直流電圧が印加された状態を維持し、水処理部1内を流れる被処理水中に含まれるイオンをクーロン力により第1粒状電極部材18及び第2粒状電極部材19に吸着・除去して被処理水の脱塩を行う。脱塩された被処理水は脱塩処理水として水処理部1下方の流出口1bから排出される。
脱塩工程の終了後、制御部14は水処理部1のイオン除去率を決定指標として逆洗工程を実施するか添加逆洗工程を実施するかの実施制御を行う。なお、ここで「イオン除去率」とは、被処理水の電気伝導度と脱塩処理水の電気伝導度の差を被処理水の電気伝導度で除して百分率に変換したものであり、水処理部1の脱塩効率の高さを表すものである。
まず、制御部14は被処理水測定部11及び脱塩処理水測定部12から被処理水の電気伝導度及び脱塩処理水の電気伝導度をそれぞれ取得して水処理部1の現在のイオン除去率を演算し、このイオン除去率を記憶部(図示なし)に記憶する。次に、制御部14は、水処理装置100の起動後1回目の脱塩工程終了時または前回の添加逆洗工程実施後1回目の脱塩工程終了時のイオン除去率のうちの大きい方(以後、これを「基準イオン除去率」と称する。)を記憶部(図示なし)から読み出して現在のイオン除去率と比較する。現在のイオン除去率が基準イオン除去率の0.5倍〜1.0倍未満、望ましくは0.7倍〜0.9倍未満であった場合、バイオフィルムやスケールによるイオン除去率の低下が生じているため、制御部14は添加逆洗工程を実施すると決定する。1.0倍以上、望ましくは0.9倍以上の場合、水処理部1のイオン除去率の低下は生じていないかわずかであり添加逆洗を実施する必要はないため、制御部14は逆洗工程を実施すると決定する。0.5倍未満、望ましくは0.7倍未満である場合、イオン除去率の著しい低下が生じているため添加逆洗工程によるイオン除去率の回復は困難であると制御部14は判断する。このような場合、制御部14は第1粒状電極部材18及び第2粒状電極部材19の交換が必要であることを知らせる警告表示を表示部(図示なし)に表示させるなどして第1粒状電極部材18及び第2粒状電極部材19の交換を利用者に促す。
逆洗工程では、まず排水バルブ6及び洗浄水供給バルブ9を開き、被処理水供給バルブ5を閉めた状態で洗浄水供給ポンプ4を起動して、逆洗浄用水槽17内の洗浄水を水処理部1下方の洗浄水流入口1cから上方の流入口1aの方向、すなわち被処理水の流れとは逆方向で水処理部1に注入する。水処理部1内に注入された洗浄水は上方に向かって流れて流入口1aから水処理部1の上方に流出した後、排水バルブ6を通って排水される。
添加逆洗工程では、まず添加剤供給バルブ10を開き、添加剤供給ポンプ37を起動して、添加剤保管槽16から所定量の添加剤を逆洗浄用水槽17内の洗浄水に添加する。次に、撹拌機36により撹拌して添加剤と洗浄水を混合し、添加剤含有洗浄水を生成する。添加剤が過酸化水素の場合、逆洗浄用水槽17内の過酸化水素濃度が0.0001〜5%、望ましくは0.001〜1%となるように逆洗浄用水槽17に添加する。逆洗浄用水槽17内の過酸化水素濃度が0.0001%未満の場合は過酸化水素濃度が低すぎるため、水処理部1内に添加剤含有洗浄水を注入しても第1粒状電極部材18及び第2粒状電極部材19全体に行き渡る前に過酸化水素が消費されてしまい洗浄効果が低い。一方、過酸化水素濃度が5%より大きくなると、第1粒状電極部材18及び第2粒状電極部材19との反応による気泡発生が激しくなり活性炭細孔部に気泡が残存してしまう。活性炭細孔部に残存した気泡は脱塩工程におけるイオン吸着を阻害し、脱塩効率を悪化させる。
なお、脱塩処理水の性質上添加剤が水処理部1に残存していても悪影響がない場合は、添加剤含有洗浄水を水処理部1から流し出す操作は省略可能である。
なお、図3(a)〜図3(d)に示した水処理部の構成は、実施の形態2以降においても適用可能である。
以下、実施例をあげて本発明をさらに説明する。実施例では被処理水として電気伝導度2mS/cm、DOC10mg/Lである都市下水をろ過した水を使用した。第1粒状電極部材18、第2粒状電極部材19としては粒状活性炭を用い、活性炭量は10Lとした。脱塩工程における被処理水の流速は0.1m/min、逆洗工程における洗浄水及び添加逆洗工程における添加剤含有洗浄水の流速は0.5m/minとした。添加剤として過酸化水素水を用い、添加剤含有洗浄水の過酸化水素濃度は1%とした。
<実施例1>
上記の被処理水、活性炭量、流速条件にて脱塩工程と逆洗工程を8サイクル実施した。なお、実施例1では添加逆洗工程を実施していない。実施例1による検証を行うことで以下の表1の結果が得られた。
<実施例2>
上記の被処理水、活性炭量、流速条件にて脱塩工程、逆洗工程または添加逆洗工程を8サイクル実施した。添加逆洗工程実施条件については、脱塩工程終了時のイオン除去率が水処理装置100起動後1回目の脱塩工程終了時または前回の添加逆洗工程実施後1回目のイオン除去率と比較して5%以上低下した場合に脱塩工程後に添加逆洗工程を実施し、この条件を満たさない場合は逆洗工程を実施することとした。上記添加逆洗工程実施条件に基づき、実施例2では3回目及び6回目の脱塩工程終了後に添加逆洗工程を実施している。実施例2による検証を行うことで以下の表2の結果が得られた。
<比較例1>
上記の被処理水、活性炭量、流速条件で脱塩工程を8サイクル実施し、逆洗工程及び添加逆洗工程は実施しなかった。この比較例1による検証を行うことで以下の表3の結果が得られた。
以上、実施例1、2及び比較例1の結果を表4にまとめる。表4に示すように、実施例1及び比較例1では回数を重ねるごとにイオン除去率が低下しているが、実施例1と比較例1を比較すると、比較例1ではサイクル4回目以降で急激にイオン除去率が低下しているのに対し、実施例1ではサイクル4回目以降でも高いイオン除去率を維持している。このことより、電極部材に付着して脱塩を阻害するバイオフィルムやスケールを本実施の形態の逆洗工程の実施によって除去し、イオン除去率の低下を抑制して高いイオン除去率を維持できることが分かる。また、実施例2では定期的にイオン除去率が回復している。このことより、より強固に電極部材に付着して逆洗工程のみでは十分に除去しきれないようなバイオフィルムやスケールを添加逆洗工程の実施によってムラ無く除去でき、さらに高いイオン除去率を安定的に維持できることが分かる。
以下に、この発明の実施の形態2を図4及び図5に基づいて説明する。なお、図1と同一または相当部分については同一の符号を付し、その説明を省略する。実施の形態2は、洗浄水または添加剤含有洗浄水を循環可能にした点が実施の形態1と異なる。図4は、この発明の実施の形態2における水処理装置の構成図である。水処理装置200は、被処理水の脱塩処理を行う水処理部1と、被処理水測定部11、三方弁22及び被処理水供給ポンプ3を順に介して水処理部1と接続され、被処理水を貯水する原水槽2と、脱塩処理水測定部12及び脱塩処理水送水バルブ7を順に介して水処理部1と接続され、水処理部1で脱塩処理された被処理水を貯水する処理水槽15と、脱塩処理水測定部12及び三方弁24を順に介して水処理部1と接続され、逆洗浄用の洗浄水を貯水する逆洗浄用水槽17とを備えている。水処理部1に供給された洗浄水は、水処理部1から被処理水測定部11と三方弁23を順に介して排水可能であるとともに、被処理水測定部11、三方弁22、三方弁23、三方弁24、洗浄水供給ポンプ4、洗浄水測定部13を順に介して循環可能となっている。また、洗浄水の循環においては、洗浄水供給ポンプ4が循環ポンプとして機能する。三方弁22、三方弁23、三方弁24は制御部14に接続されており、各工程の実施中、制御部14により制御される。
その他の構成は実施の形態1と同様であるのでその説明を省略する。
脱塩工程では、まず三方弁22を原水槽2から水処理部1の方向に開き、三方弁23を閉める。次に、被処理水供給ポンプ3を起動し、原水槽2内の被処理水を送水して水処理部1に供給する。被処理水は、水処理部1上方の流入口1aから水処理部1内に供給された後、下方に向かって流れる。また、電源部20により一対の集電体28a、28bを介して第1粒状電極部材18及び第2粒状電極部材19に直流電圧を印加し、クーロン力により被処理水中に含まれるイオンを第1粒状電極部材18及び第2粒状電極部材19に吸着・除去して被処理水の脱塩を行う。
その他については実施の形態1と同様である。
逆洗工程では、まず三方弁24を逆洗浄用水槽17から洗浄水供給ポンプ4、洗浄水測定部13、水処理部1の方向に開き、三方弁22を水処理部1から三方弁23の方向に開いた状態で洗浄水供給ポンプ4を起動して、逆洗浄用水槽17内の洗浄水を水処理部1下方の洗浄水流入口1cから上方の流入口1aの方向、すなわち被処理水の流れとは逆方向で水処理部1に注入する。このとき、三方弁23は水処理部1に洗浄水が所定水量貯水されるまでは三方弁22から排水側へ開き、流入口1aから流出した洗浄水を排水する。
水処理部1に洗浄水が所定水量貯水された後、三方弁23を三方弁22から三方弁24の方向に開き、三方弁24を三方弁23から洗浄水測定部13、水処理部1の方向に開く。これにより洗浄水の循環経路が形成されるので、洗浄水は洗浄水供給ポンプ4の駆動力によって循環する。
洗浄水を循環させながら、水処理部1に注入前の洗浄水の電気伝導度を洗浄水測定部13で測定し、水処理部1内を流通した後の洗浄水の電気伝導度を被処理水測定部11で測定して、被処理水測定部11の測定結果と洗浄水注入時における洗浄水測定部13の測定結果を比較する。比較の結果、被処理水測定部11の測定結果が洗浄水測定部13の測定結果の1〜5倍、望ましくは1〜3倍の範囲内の所定倍率を超えた場合、ステップST03へ進み、この条件を満たさない場合は、ステップST02へ進み循環を継続する(ステップST01)。
ステップST01で条件を満たさなかった場合、すなわち、被処理水測定部11の測定結果が洗浄水測定部13の測定結果の上記所定倍率を超えていない場合、そのまま洗浄水を循環させ、逆洗浄を継続する(ステップST02)。
ステップST01で条件を満たした場合、すなわち、被処理水測定部11の測定結果が洗浄水注入時における洗浄水測定部13の測定結果の上記所定倍率より大きい場合、三方弁23を切り換えて三方弁22から排水側へ開き、循環している洗浄水を排水する(ステップST03)。
電圧または電流が印加されていない場合、第1粒状電極部材18及び第2粒状電極部材19はイオンを吸着しないため、ステップST01で被処理水測定部11の測定結果が洗浄水測定部13の測定結果の1倍より小さくなることはない。一方、被処理水測定部11の測定結果が洗浄水測定部13の測定結果の5倍より大きい場合、洗浄水中のイオン濃度が飽和に近づいているため、第1粒状電極部材18及び第2粒状電極部材19に吸着したイオンを洗浄水中に脱離しにくくなり洗浄効率が低下していることを示す。また、このような洗浄水を循環させた場合、洗浄水中の汚れにより第1粒状電極部材18、第2粒状電極部材19及びセパレータ21を再汚染する恐れがある。
ステップST04で条件を満たした場合、三方弁23を三方弁22から排水側へ開いた状態を維持しながら、三方弁24を切り換えて逆洗浄用水槽17から洗浄水測定部13、水処理部1の方向に開き、逆洗浄用水槽17内の洗浄水を水処理部1へ新たに注入する(ステップST05)。なお、ステップST04で循環による洗浄の回数を10回より多くすると、必要な洗浄水量が多くなりすぎてしまい、脱塩処理水の回収率の低下を招く。
ステップST06の条件を満たさない場合、すなわち、被処理水測定部11の測定結果が洗浄水測定部13の測定結果の1.5倍より大きい場合、水処理部1内にはまだバイオフィルムやスケールが残っており洗浄が不十分であるので、洗浄水を水処理部1に注入して逆洗工程を継続し(ステップST07)、ステップST06に戻って条件を満たすまで洗浄水の注入を継続する。
その他については実施の形態1と同様である。
添加逆洗工程では、実施の形態1と同様にまず添加剤供給バルブ10を開き、添加剤供給ポンプ37を起動して、添加剤保管槽16から所定量の添加剤を逆洗浄用水槽17内の洗浄水に添加する。次に、撹拌機36により撹拌して添加剤と洗浄水を混合し、添加剤含有洗浄水を生成する。添加剤が過酸化水素の場合、逆洗浄用水槽17内の過酸化水素濃度が0.0001〜5%、望ましくは0.001〜1%となるように逆洗浄用水槽17に添加する。次に、三方弁24を逆洗浄用水槽17から洗浄水測定部13、水処理部1の方向に開き、三方弁22を水処理部1から三方弁23の方向に開いた状態で洗浄水供給ポンプ4を起動して、逆洗浄用水槽17内の添加剤含有洗浄水を水処理部1下方の洗浄水流入口1cから上方の流入口1aの方向、すなわち被処理水の流れとは逆方向で水処理部1に注入する。このとき、三方弁23は水処理部1に添加剤含有洗浄水が所定水量貯水されるまでは三方弁22から排水側へ開き、流入口1aから流出した添加剤含有洗浄水を排水する。
水処理部1に添加剤含有洗浄水が所定水量貯水された後、三方弁23を三方弁22から三方弁24の方向に開き、三方弁24を三方弁23から洗浄水測定部13、水処理部1の方向に開く。これにより、添加剤含有洗浄水の循環経路が形成され、添加剤含有洗浄水は洗浄水供給ポンプ4の駆動力によって循環する。
以下に、この発明の実施の形態3を図6に基づいて説明する。なお、図4と同一または相当部分については同一の符号を付し、その説明を省略する。実施の形態3は、複数種類の添加剤を備えた点が実施の形態2と異なる。図6は、この発明の実施の形態3における水処理装置の構成図である。水処理装置300において、水処理部1は、実施の形態2と同様に脱塩処理水測定部12及び脱塩処理水送水バルブ7を順に介して処理水槽15と接続されている。一方、実施の形態2とは異なり水処理部1は脱塩処理水測定部12及び脱塩処理水送水バルブ8を順に介しては逆洗浄用水槽17と接続されていない。水処理部1は、脱塩処理水送水ポンプ26及び脱塩処理水送水バルブ8を順に介して逆洗浄用水槽17と接続されている処理水槽15を介して逆洗浄用水槽17と接続されている。また、水処理部1は排水バルブ30を介して排水可能となっている。
その他の構成は実施の形態2と同様であるのでその説明を省略する。
なお、添加逆洗工程では添加剤保管槽16a、16b、16cに保管された添加剤A、B、Cを添加した洗浄水による逆洗浄を第1逆洗浄、第2逆洗浄、第3逆洗浄とし、第1逆洗浄、第2逆洗浄、第3逆洗浄の順に添加逆洗工程を実施する場合について説明する。
脱塩工程では、実施の形態2と同様にまず三方弁22を原水槽2から水処理部1の方向に開き、三方弁23を閉める。また、脱塩処理水送水バルブ7を開く。次に、被処理水供給ポンプ3を起動し、原水槽2内の被処理水を送水して水処理部1に供給する。被処理水は、水処理部1上方の流入口1aから水処理部1内に供給された後、下方に向かって流れる。また、電源部20により一対の集電体28a、28bを介して第1粒状電極部材18及び第2粒状電極部材19に直流電圧を印加し、クーロン力により被処理水中に含まれるイオンを第1粒状電極部材18及び第2粒状電極部材19に吸着・除去して被処理水の脱塩を行う。脱塩された被処理水は脱塩処理水として水処理部1下方の流出口1bから排出され、脱塩処理水測定部12、脱塩処理水送水バルブ7を通って処理水槽15に流れる。処理水槽15に所定水量脱塩処理水が供給されたら脱塩処理水送水バルブ8を開き、脱塩処理水送水ポンプ26を起動して脱塩処理水を処理水槽15から逆洗浄用水槽17へ規定量に達するまで送水する。
その他については実施の形態1と同様である。
第1逆洗浄では、まず四方弁25を添加剤保管槽16aから逆洗浄用水槽17の方向に開き、添加剤供給ポンプ37を起動して、添加剤保管槽16aから所定量の添加剤Aを逆洗浄用水槽17内の洗浄水に添加する。次に、撹拌機36により撹拌して添加剤Aと洗浄水を混合し、添加剤A含有洗浄水を生成する。次に、三方弁24を逆洗浄用水槽17から洗浄水測定部13、水処理部1の方向に開き、三方弁22を水処理部1から三方弁23の方向に開いた状態で洗浄水供給ポンプ4を起動して、逆洗浄用水槽17内の添加剤A含有洗浄水を水処理部1下方の洗浄水流入口1cから上方の流入口1aの方向、すなわち被処理水の流れとは逆方向で水処理部1に注入する。このとき、三方弁23は水処理部1に洗浄水が所定水量貯水されるまでは三方弁22から排水側へ開き、流入口1aから流出した洗浄水を排水する。
水処理部1に添加剤A含有洗浄水が所定水量貯水された後、三方弁23を三方弁22から三方弁24の方向に開き、三方弁24を三方弁23から洗浄水測定部13、水処理部1の方向に開く。これにより、添加剤A含有洗浄水の循環経路が形成され、添加剤含有洗浄水は洗浄水供給ポンプ4の駆動力によって循環する。添加剤A含有洗浄水による水処理部1の洗浄については、実施の形態2の添加逆洗工程における逆洗浄と同様である。
四方弁25を添加剤保管槽16bから逆洗浄用水槽17の方向に開き、添加剤供給ポンプ37を起動して、添加剤保管槽16bから所定量の添加剤Bを逆洗浄用水槽17内の洗浄水に添加する。次に、撹拌機36により撹拌して添加剤Bと洗浄水を混合し、添加剤B含有洗浄水を生成する。以降は第1逆洗浄の場合と同様にして添加剤B含有洗浄水による第2逆洗浄を実施する。第2逆洗浄終了後、同様にして添加剤を添加剤Bから添加剤Cに切り換え、第3逆洗浄を実施する。
なお、脱塩処理水の性質上添加剤Cが水処理部1に残存していても悪影響がない場合は、添加剤C含有洗浄水を流し出す操作は省略可能である。
以下に、この発明の実施の形態4を図7に基づいて説明する。なお、図4と同一または相当部分については同一の符号を付し、その説明を省略する。実施の形態4は、添加剤を直接水処理部1に注入する点が実施の形態2と異なる。図7は、この発明の実施の形態4における水処理装置の構成図である。水処理装置400において、水処理部1は、洗浄水供給ポンプ4、洗浄水測定部13及び四方弁25を介して処理水槽15と接続されている。また、水処理部1は排水バルブ30を介して排水可能となっている。水処理装置400は逆洗浄用水槽17を備えておらず、撹拌機36及び排水バルブ29も備えていない。
その他の構成は実施の形態2と同様であるのでその説明を省略する。
脱塩工程では、まず三方弁22を原水槽2から水処理部1の方向に開き、三方弁23を閉める。また、四方弁25を脱塩処理水測定部12から処理水槽15の方向に開く。次に、被処理水供給ポンプ3を起動し、原水槽2内の被処理水を送水して水処理部1に供給する。被処理水は、水処理部1上方の流入口1aから水処理部1内に供給された後、下方に向かって流れる。また、電源部20により一対の集電体28a、28bを介して第1粒状電極部材18及び第2粒状電極部材19に直流電圧を印加し、クーロン力により被処理水中に含まれるイオンを第1粒状電極部材18及び第2粒状電極部材19に吸着・除去して被処理水の脱塩を行う。脱塩された被処理水は脱塩処理水として水処理部1下方の流出口1bから排出され、脱塩処理水測定部12、四方弁25を通って処理水槽15に流れる。
その他については実施の形態2と同様である。
逆洗工程では、まず四方弁25を処理水槽15から洗浄水測定部13、水処理部1の方向に開き、三方弁22を水処理部1から三方弁23の方向に開いた状態で洗浄水供給ポンプ4を起動して、処理水槽15内の脱塩処理水を洗浄水として水処理部1下方の洗浄水流入口1cから上方の流入口1aの方向、すなわち被処理水の流れとは逆方向で水処理部1に注入する。このとき、三方弁23は水処理部1に洗浄水が所定水量貯水されるまでは三方弁22から排水側へ開き、流入口1aから流出した洗浄水を排水する。
水処理部1に洗浄水としての脱塩処理水が所定水量貯水された後、三方弁23を三方弁22から四方弁25の方向に開き、四方弁25を三方弁23から洗浄水測定部13、水処理部1の方向に開く。これにより、洗浄水としての脱塩処理水の循環経路が形成され、脱塩処理水は洗浄水供給ポンプ4の駆動力によって循環する。
その他については実施の形態2と同様である。
添加逆洗工程では、まず四方弁25を処理水槽15から洗浄水測定部13、水処理部1の方向に開き、三方弁22を水処理部1から三方弁23の方向に開いた状態で洗浄水供給ポンプ4を起動して、処理水槽15内の脱塩処理水を洗浄水として水処理部1下方の洗浄水流入口1cから上方の流入口1aの方向、すなわち被処理水の流れとは逆方向で水処理部1に注入する。このとき、三方弁23は水処理部1に洗浄水が所定水量貯水されるまでは三方弁22から排水側へ開き、流入口1aから流出した洗浄水を排水する。
水処理部1に洗浄水としての脱塩処理水が所定水量貯水された後、三方弁23を三方弁22から四方弁25の方向に開き、四方弁25を三方弁23から洗浄水測定部13、水処理部1の方向に開く。これにより、洗浄水としての脱塩処理水の循環経路が形成され、脱塩処理水は洗浄水供給ポンプ4の駆動力によって循環する。
なお、水処理装置400は排水バルブ29を備えていないので、添加逆洗工程終了時に行う添加剤含有洗浄水の流し出しにおいては、排水バルブ30から排水する。
その他については実施の形態2と同様である。
以下に、この発明の実施の形態5を図8に基づいて説明する。なお、図1と同一または相当部分については同一の符号を付し、その説明を省略する。実施の形態5は、水処理部を複数設け直列に接続した点が実施の形態1と異なる。以下では、一方をA系とし、他方をB系として、A系の構成要素には符号の最後に「A」を付し、B系の構成要素には符号の最後に「B」を付す。
水処理部1Bにも同様に、電源部20に接続された一対の集電体28aB、28bBが両端に配置され、一対の集電体28aB、28bBの間には第1粒状電極部材18Bと第2粒状電極部材19Bが互いに対向し、セパレータ21Bによって離間配置されている。第1粒状電極部材18B及び第2粒状電極部材19Bは、それぞれ複数設置され、第1粒状電極部材18B同士または第2粒状電極部材19B同士は接触するが、セパレータ21Bにより第1粒状電極部材18Bと第2粒状電極部材19Bとが接触することはない。
集電体28aA、28bA、28aB、28bB、第1粒状電極部材18A、18B、第2粒状電極部材19A、19B、セパレータ21A、21Bの材質や機能は、実施の形態1で説明した集電体28a、28b、第1粒状電極部材18、第2粒状電極部材19、セパレータ21と同様である。
それぞれのバルブ、ポンプ、測定部は、実施の形態1と同様に制御部14に接続されており、各工程の実施中、制御部14により制御される。
なお、実施の形態5では2つの水処理部を設けているが、これに限られるものではなく、3つ以上の水処理部を設けてもよい。
脱塩工程では、まず被処理水供給バルブ5A及び被処理水供給バルブ5Bを開き、排水バルブ6A及び排水バルブ6Bを閉める。次に、被処理水供給ポンプ3を起動し、原水槽2内の被処理水を送水して水処理部1Aに供給する。被処理水は、水処理部1A上方の流入口1aAから水処理部1A内に供給された後、下方に向かって流れる。また、電源部20により一対の集電体28aA、28bAを介して第1粒状電極部材18A及び第2粒状電極部材19Aに直流電圧を印加し、クーロン力により被処理水中に含まれるイオンを第1粒状電極部材18A及び第2粒状電極部材19Aに吸着・除去して被処理水の脱塩を行う。脱塩された被処理水は脱塩処理水として水処理部1A下方の流出口1bAから排出され、脱塩処理水測定部12A、被処理水供給バルブ5B、被処理水測定部11Bを順に通って流入口1aBから水処理部1Bに供給される。水処理部1Bでも同様にして水処理部1Aで脱塩処理された被処理水中に含まれるイオンを第1粒状電極部材18B及び第2粒状電極部材19Bに吸着・除去することでさらに脱塩を行う。水処理部1Bでさらに脱塩された被処理水は水処理部1B下方の流出口1bBから排出され、実施の形態1と同様に規定量が貯水されるまでは逆洗浄用水槽17に送水され、規定量に達した後は処理水槽15に送水される。脱塩工程の開始から所定時間経過後、被処理水供給ポンプ3を停止し、被処理水供給バルブ5A被処理水供給バルブ5B、及び脱塩処理水送水バルブ7を閉める。また、電源部20による直流電圧の印加も停止して脱塩工程を終了する。
その他については実施の形態1と同様である。
脱塩工程の終了後、制御部14は水処理部1のイオン除去率を決定指標として逆洗工程を実施するか添加逆洗工程を実施するかの実施制御を行う。実施の形態5の水処理装置500は、2つの水処理部1A及び水処理部1Bを備えているため、洗浄方法の実施制御は水処理部1A、水処理部1Bでそれぞれ行う。それぞれの水処理部における洗浄方法実施制御は、実施の形態1と同様にイオン除去率を決定指標として行う。
逆洗工程では、まず排水バルブ6A及び洗浄水供給バルブ9Aを開き、被処理水供給バルブ5Aを閉めた状態で洗浄水供給ポンプ4Aを起動して、逆洗浄用水槽17内の洗浄水を水処理部1A下方の洗浄水流入口1cAから上方の流入口1aAの方向、すなわち被処理水の流れとは逆方向で水処理部1Aに注入する。また、排水バルブ6B及び洗浄水供給バルブ9Bを開き、被処理水供給バルブ5Bを閉めた状態で洗浄水供給ポンプ4Bを起動して、逆洗浄用水槽17内の洗浄水を被処理水の流れとは逆方向で水処理部1Bに注入する。水処理部1Aに注入された洗浄水は、図中上方に向かって流れて流入口1aAから水処理部1Aの上方に流出した後、排水バルブ6Aを通って排水される。水処理部1Bに注入された洗浄水は、図中上方に向かって流れて流入口1aBから水処理部1Bの上方に流出した後、は排水バルブ6Bを通って排水される。
その他については実施の形態1と同様である。
なお、実施の形態5でも、実施の形態2〜4と同様に循環経路を構成し、洗浄水を循環させる逆洗浄を実施してもよい。
添加逆洗工程では、まず添加剤供給バルブ10を開き、添加剤供給ポンプ37を起動して、添加剤保管槽16から所定量の添加剤を逆洗浄用水槽17内の洗浄水に添加する。次に、撹拌機36により撹拌して添加剤と洗浄水を混合し、添加剤含有洗浄水を生成する。その後、上述の逆洗工程の場合と同様にして、水処理部1A及び水処理部1Bのそれぞれに対して添加剤含有洗浄水を注入する。
洗浄水供給ポンプ4A及び洗浄水供給ポンプ4Bの停止後、脱塩処理水送水バルブ7を閉めた状態で被処理水供給バルブ5A及び被処理水供給バルブ5B、脱塩処理水送水バルブ8、排水バルブ29を開き、被処理水供給ポンプ3を起動して被処理水を原水槽2から水処理部1A、水処理部1Bの順に送水し、水処理部1A及び水処理部1Bに残存した添加剤含有洗浄水を流し出して逆洗浄用水槽17から排水バルブ29を通じて排水する。添加剤含有洗浄水の流し出しの終了後、被処理水供給ポンプ3を停止し、被処理水供給バルブ5A及び被処理水供給バルブ5B、排水バルブ29を閉めて添加逆洗工程を終了する。
その他については実施の形態1と同様であるが、逆洗工程の場合と同様に、実施の形態5では、水処理部1A及び水処理部1Bのそれぞれで判定を行い、A系、B系がともに添加逆洗工程を終了しないと脱塩工程に移行しない。
なお、実施の形態5でも、実施の形態2〜4と同様に循環経路を構成し、添加剤含有洗浄水を循環させる逆洗浄を実施してもよい。
以下に、この発明の実施の形態6を図9に基づいて説明する。なお、図7と同一または相当部分については同一の符号を付し、その説明を省略する。実施の形態6は、添加剤を注入するための添加剤注入口1eが複数個所に設けられた点が実施の形態4と異なる。図9は、この発明の実施の形態6における水処理装置の構成図である。水処理装置600において、水処理部1の図中下部には、添加剤生成部27からの添加剤を注入するための添加剤注入口1eが複数設けられている。また、一対の集電体28a、28bにも添加剤注入口1eがそれぞれ設けられている。
その他については実施の形態4と同様であるのでその説明を省略する。
以下に、この発明の実施の形態7を図10に基づいて説明する。なお、図1と同一または相当部分については同一の符号を付し、その説明を省略する。実施の形態7は、水処理部と処理水槽を接続する配管の中で洗浄水と添加剤が混合可能な点が実施の形態1と異なる。図10は、この発明の実施の形態7における水処理装置の構成図である。水処理装置700において、被処理水の脱塩処理を行う水処理部1は、脱塩処理水送水バルブ7及び脱塩処理水測定部12を順に介して処理水槽15と接続されるとともに、洗浄水供給バルブ9、洗浄水測定部13及び洗浄水供給ポンプ4を介する経路でも処理水槽15と接続されている。また、水処理部1は、排水バルブ30を介して排水可能となっている。
その他については実施の形態1と同様であるのでその説明を省略する。
脱塩工程では、まず被処理水供給バルブ5を開き、排水バルブ6を閉める。また、脱塩処理水送水バルブ7を開く。次に、被処理水供給ポンプ3を起動し、原水槽2内の被処理水を送水して水処理部1に供給する。被処理水は、水処理部1上方の流入口1aから水処理部1内に供給された後、下方に向かって流れる。また、電源部20により一対の集電体28a、28bを介して第1粒状電極部材18及び第2粒状電極部材19に直流電圧を印加し、クーロン力により被処理水中に含まれるイオンを第1粒状電極部材18及び第2粒状電極部材19に吸着・除去して被処理水の脱塩を行う。脱塩された被処理水は脱塩処理水として水処理部1の下方の流出口1bから排出され、脱塩処理水送水バルブ7及び脱塩処理水測定部12を通って処理水槽15に流れる。
その他については実施の形態1と同様である。
逆洗工程では、まず排水バルブ6及び洗浄水供給バルブ9を開き、被処理水供給バルブ5を閉めた状態で洗浄水供給ポンプ4を起動して、処理水槽15内の脱塩処理水を洗浄水として水処理部1下方の洗浄水流入口1cから上方の流入口1aの方向、すなわち、被処理水の流れとは逆方向で水処理部1に注入する。
その他については実施の形態1と同様である。
添加逆洗工程では、まず添加剤供給バルブ10を開き添加剤供給ポンプ37を起動して、添加剤保管槽16から添加剤注入部38へ添加剤を送り洗浄水測定部13と洗浄水供給ポンプ4を接続する配管内に添加剤を注入する。配管内を流れる洗浄水としての脱塩処理水は、水処理部1へ流れながら添加剤と混合され、添加剤含有洗浄水が生成される。生成された添加剤含有洗浄水は、洗浄水流入口1cから水処理部1内に注入された後、上方に向かって流れて流入口1aから水処理部1の上方に流出した後、排水バルブ6を通って排水される。
なお、水処理装置700は排水バルブ29を備えていないので、添加逆洗工程終了時に行う添加剤含有洗浄水の流し出しにおいては、排水バルブ30から排水する。
その他については実施の形態1と同様である。
また、処理水槽から水処理部に流れる脱塩処理水のみに添加剤を注入・混合して添加剤含有洗浄水を生成するため、逆洗浄用水槽内に貯水された洗浄水に添加剤を混合させる場合のように余剰の添加剤含有洗浄水を生成することがなく、添加剤含有洗浄水の生成量を必要最小限にすることができる。この結果、回収できる脱塩処理水の量が多くなり、脱塩処理水の回収率を向上させることができる。
以下に、この発明の実施の形態8を図11に基づいて説明する。なお、図1と同一または相当部分については同一の符号を付し、その説明を省略する。実施の形態8は、逆洗工程及び添加逆洗工程において、水処理部に空気を注入する点が実施の形態1と異なる。図11は、この発明の実施の形態8における水処理装置の構成図である。水処理装置800は、水処理部1下方から水処理部1内に空気を注入するエアポンプ39を備えている。エアポンプ39は制御部14に接続されており、各工程の実施中、制御部14により制御される。
その他については実施の形態1と同様であるのでその説明を省略する。
逆洗工程では、まず排水バルブ6及び洗浄水供給バルブ9を開き、被処理水供給バルブ5を閉めた状態で洗浄水供給ポンプ4を起動して、逆洗浄用水槽17内の洗浄水を水処理部1下方の洗浄水流入口1cから上方の流入口1aの方向、すなわち、被処理水の流れとは逆方向で水処理部1に注入する。洗浄水は、洗浄水流入口1cから水処理部1内に注入された後、上方に向かって流れて流入口1aから水処理部1の上方に流出した後、排水バルブ6を通って排水される。この時、エアポンプ39により水処理部1下方から上方、すなわち、被処理水の流れとは逆方向で空気を水処理部1に注入する。
その他については実施の形態1と同様である。
添加逆洗工程では、まず添加剤供給バルブ10を開き、添加剤供給ポンプ37を起動して、添加剤保管槽16から所定量の添加剤を逆洗浄用水槽17内の洗浄水に添加する。次に、撹拌機36により撹拌して添加剤と洗浄水を混合し、添加剤含有洗浄水を生成する。
その他については実施の形態1と同様である。
以下に、この発明の実施の形態9を図12に基づいて説明する。なお、図1と同一または相当部分については同一の符号を付し、その説明を省略する。実施の形態9は、脱塩工程の終了決定指標として、脱塩処理中の被処理水の電気伝導度の時間変化を用いる点が実施の形態1と異なる。図12は、この発明の実施の形態9における水処理装置の構成図である。水処理装置900において、水処理部1には水処理部1内の状態を測定する水処理部状態測定部40が設けられている。実施の形態9では、水処理部状態測定部40は水処理部1内で脱塩処理中の被処理水の電気伝導度を測定する電気伝導度計である。水処理部状態測定部40は制御部14に接続されており、各工程の実施中、制御部14により制御される。
その他については実施の形態1と同様であるのでその説明を省略する
脱塩工程における各バルブ等の制御や被処理水及び脱塩処理水の流れについては実施の形態1と同様である。水処理部状態測定部40は、脱塩工程の実施中、水処理部1内で脱塩処理中の被処理水の電気伝導度を所定の時間間隔で測定する。脱塩工程開始x経過後の測定結果をA(x)、(x+y)経過後の測定結果をA(x+y)とし、A(x+y)がA(x)の0.8〜1.0倍、望ましくは0.95〜1.0倍になった時に脱塩工程を終了する。A(x+y)がA(x)の0.8倍未満である場合、脱塩工程を終了するとまだ脱塩可能である状態で脱塩工程を終了することとなり脱塩が不十分となる。一方、A(x+y)がA(x)の1.0倍より大きい場合に脱塩工程を終了すると、粒状電極部材の深部までイオンが吸着し洗浄に時間を要するため、洗浄工程及び添加逆洗工程が長くなり脱塩効率が低下する。また、洗浄に必要な脱塩水が増加するため脱塩水回収量が減少する。なお、xは任意であり、yは1〜15分、望ましくは1〜10分である。yが大き過ぎる場合、脱塩工程が長くなり粒状電極部材の深部までイオンが吸着して洗浄に時間を要するため、洗浄工程及び添加逆洗工程が長くなり脱塩効率が低下する。また、洗浄に必要な脱塩水が増加するため脱塩水回収量が減少する。一方、yが小さ過ぎる場合、電気伝導度の一時的な減少でも脱塩工程が終了することとなり脱塩が不十分となる。
以下に、この発明の実施の形態10を図1に基づいて説明する。実施の形態10は、逆洗工程及び添加逆洗工程の終了決定指標として、実施時間を用いる点が実施の形態1と異なる。その他については実施の形態1と同様であるのでその説明を省略し、「逆洗工程」及び「添加逆洗工程」について詳細に説明する。
逆洗工程における各バルブ等の制御や洗浄水の流れについては実施の形態1と同様である。逆洗浄開始から、逆洗浄の実施時間が1〜60分、望ましくは3〜30分経過した場合に逆洗工程を終了する。逆洗工程の実施時間が長過ぎると洗浄に時間がかかって回収する脱塩処理水量が減少し、脱塩効率が低下する。一方、逆洗工程の実施時間が短過ぎるとそれぞれの粒状電極部材の洗浄が不十分となってイオン除去率の低下を招き、次の脱塩工程における脱塩効率が低下する。
添加逆洗工程における各バルブ等の制御や添加剤及び添加剤含有洗浄水の流れについては実施の形態1と同様である。添加剤含有洗浄水を用いた逆洗浄開始から、逆洗浄の実施時間が1〜60分、望ましくは3〜30分経過した場合に添加剤含有洗浄水を用いた逆洗浄終了する。添加剤含有洗浄水を用いた逆洗浄時間が長過ぎると洗浄に時間がかかって回収する脱塩処理水量が減少し、脱塩効率が低下する。一方、添加剤含有洗浄水を用いた逆洗浄時間が短過ぎるとそれぞれの粒状電極部材の洗浄が不十分となり、電極部材に付着物が残存してイオン除去率の低下を招き、次の脱塩工程における脱塩効率が低下する。
以下に、この発明の実施の形態11を図1に基づいて説明する。実施の形態11は、洗浄方法実施制御において除去対象イオンのイオン濃度を決定指標とする点が実施の形態1と異なる。実施の形態11において、除去対象イオンの脱塩処理水中のイオン濃度を測定するための脱塩処理水イオン濃度測定部(図示なし)が水処理部1に接続されている。脱塩処理水イオン濃度測定部(図示なし)としては、紫外線吸光度を測定する吸光光度計やイオン選択性電極が用いられる。また、除去対象イオンは、塩化物イオン、ナトリウムイオン、カルシウムイオン、マグネシウムイオン、カリウムイオン、硫酸イオン、硝酸イオン等である。
その他については実施の形態1と同様であるのでその説明を省略し、「洗浄方法実施制御」について詳細に説明する。
まず、制御部14は脱塩処理水イオン濃度測定部(図示なし)から脱塩処理水中の除去対象イオン濃度を取得して記憶部(図示なし)に記憶する。次に、制御部14は、水処理装置100起動後1回目の脱塩工程終了時または前回の添加逆洗工程実施後1回目の脱塩工程終了時の除去対象イオン濃度のうちの大きい方(以後、これを「基準除去対象イオン濃度」と称する。)を記憶部(図示なし)から読み出して現在の除去対象イオン濃度と比較する。現在の除去対象イオン濃度が基準除去対象イオン濃度の1〜2倍、望ましくは1〜1.5倍であった場合、水処理部1の脱塩性能の低下が生じているため、制御部14は添加逆洗工程を実施すると決定する。1倍未満の場合、水処理部1の脱塩性能は低下しておらず添加逆洗を実施する必要はないため、制御部14は逆洗工程を実施すると決定する。2倍より大きい、望ましくは1.5倍より大きい場合、脱塩性能の著しい低下が生じており、添加逆洗工程による脱塩性能の回復は困難であると判定する。このような場合、制御部14は第1粒状電極部材18及び第2粒状電極部材19の交換が必要であることを知らせる警告表示を表示部(図示なし)に表示させるなどして第1粒状電極部材18及び第2粒状電極部材19の交換を利用者に促す。
以下に、この発明の実施の形態12を図1に基づいて説明する。実施の形態12は、洗浄方法実施制御において硬度を決定指標とする点が実施の形態1と異なる。実施の形態12において、脱塩処理水の硬度を測定するための脱塩処理水硬度測定部(図示なし)が水処理部1に接続されている。脱塩処理水硬度測定部(図示なし)としては、硬度計や硬度センサーが用いられる。
その他については実施の形態1と同様であるのでその説明を省略し、「洗浄方法実施制御」について詳細に説明する。
まず、制御部14は脱塩処理水硬度測定部(図示なし)から脱塩処理水の硬度を取得して記憶部(図示なし)に記憶する。次に、制御部14は、水処理装置100起動後1回目の脱塩工程終了時または前回の添加逆洗工程実施後1回目の脱塩工程終了時の脱塩処理水の硬度のうちの大きい方(以後、これを「基準硬度」と称する。)を記憶部(図示なし)から読み出して現在の脱塩処理水の硬度と比較する。現在の脱塩処理水の硬度が基準硬度の1〜2倍、望ましくは1〜1.5倍であった場合、水処理部1の脱塩性能の低下が生じているため、制御部14は添加逆洗工程を実施すると決定する。1倍未満の場合、水処理部1の脱塩性能は低下しておらず添加逆洗を実施する必要はないため、制御部14は逆洗工程を実施すると決定する。2倍より大きい、望ましくは1.5倍より大きい場合、脱塩性能の著しい低下が生じており、添加逆洗工程による脱塩性能の回復は困難であると判定する。このような場合、制御部14は第1粒状電極部材18及び第2粒状電極部材19の交換が必要であることを知らせる警告表示を表示部(図示なし)に表示させるなどして第1粒状電極部材18及び第2粒状電極部材19の交換を利用者に促す。
以下に、この発明の実施の形態13を図12に基づいて説明する。実施の形態13は、脱塩工程実施時に水処理部を流れる電流の電流値を洗浄方法実施制御における決定指標とする点が実施の形態9と異なる。実施の形態13は、電気二重層キャパシタ技術を用いた電気式脱塩技術において、スケールやバイオフィルムの付着により水処理部中の第1粒状電極部材及び第2粒状電極部材の静電容量が低下すると脱塩性能が低下することを利用するもので、静電容量の低下は脱塩処理中に水処理部を流れる電流の測定により検知する。実施の形態13において、水処理部状態測定部40は水処理部1に流れる電流値を測定する電流計である。
その他については実施の形態1と同様であるのでその説明を省略し、「脱塩工程」及び「洗浄方法実施制御」について詳細に説明する。
制御部14は、電流計である水処理部状態測定部40から、脱塩工程開始時に水処理部1を流れる電流の電流値を取得して記憶部(図示なし)に記憶する。各バルブ等の制御や被処理水及び脱塩処理水の流れについては実施の形態1と同様である。
制御部14は、水処理装置900起動後1回目の脱塩工程終了時または前回の添加逆洗工程実施後1回目の脱塩工程終了時に水処理部を流れる電流の電流値のうちの大きい方(以後、これを「基準電流値」と称する。)を記憶部(図示なし)から読み出して現在の電流値と比較する。現在の電流値が基準電流値の0.5倍〜1.0倍未満、望ましくは0.7倍〜0.9倍未満であった場合、水処理部1を流れる電流が小さくなっており水処理部1の脱塩性能の低下が生じているため、制御部14は添加逆洗工程を実施すると決定する。1.0倍以上、望ましくは0.9倍以上の場合、水処理部1のイオン除去率の低下は生じていないかわずかであり添加逆洗を実施する必要はないため、制御部14は逆洗工程を実施すると決定する。0.5倍未満、望ましくは0.7倍未満である場合、脱塩性能の著しい低下が生じており添加逆洗工程による脱塩性能の回復は困難であると判定する。このような場合、制御部14は第1粒状電極部材18及び第2粒状電極部材19の交換が必要であることを知らせる警告表示を表示部(図示なし)に表示させるなどして第1粒状電極部材18及び第2粒状電極部材19の交換を利用者に促す。
また、電流値の測定は容易であり、安定して測定可能であるため、水処理部状態測定部を簡素化できる。
以下に、この発明の実施の形態14を図12に基づいて説明する。実施の形態14は、脱塩工程終了時における水処理部両端間の電圧値及び脱塩工程終了後の放電時における電圧降下を洗浄方法実施制御における決定指標とする点が実施の形態9と異なる。実施の形態14は、電気二重層キャパシタ技術を用いた電気式脱塩技術において、スケールやバイオフィルムの付着により水処理部中の第1粒状電極部材及び第2粒状電極部材の静電容量が低下すると脱塩性能が低下すること、及びスケールやバイオフィルムの付着により水処理部中の内部抵抗が増加すると脱塩性能が低下するとともに内部抵抗が増加することを利用するもので、静電容量の低下は脱塩工程終了時における水処理部両端間の電圧値の測定により検知し、内部抵抗の増加は脱塩工程後の放電時における電圧降下の測定により検知する。実施の形態14において、水処理部状態測定部40は水処理部1両端間、すなわち一対の集電体28a、28b間の電圧値を測定する電圧計である。
その他については実施の形態1と同様であるのでその説明を省略し、「脱塩工程」及び「洗浄方法実施制御」について詳細に説明する。
制御部14は、電圧計である水処理部状態測定部40から、脱塩工程終了時における水処理部1両端間の電圧値及び脱塩工程後の放電時における電圧降下を取得して記憶部(図示なし)に記憶する。各バルブ等の制御や被処理水及び脱塩処理水の流れについては実施の形態1と同様である。
制御部14は、水処理装置900起動後1回目の脱塩工程終了時または前回の添加逆洗工程実施後1回目の脱塩工程終了時における水処理部1両端間の電圧値のうちの大きい方(以後、これを「基準電圧値」と称する。)、及び水処理装置900起動後1回目の脱塩工程終了直後の放電時または前回の添加逆洗工程実施後1回目の脱塩工程終了直後の放電時における水処理部1両端間の電圧降下のうちの小さい方(以後、これを「基準電圧降下」と称する。)を記憶部(図示なし)から読み出して、現在の電圧値及び電圧降下と比較する。現在の電圧値が基準電流値の0.5倍〜1.0倍未満、望ましくは0.7倍〜0.9倍未満であった場合、または現在の電圧降下が基準電圧降下の1〜5倍、望ましくは1〜2倍の場合、第1粒状電極部材18及び第2粒状電極部材19にはバイオフィルムやスケールが付着し、水処理部1の脱塩性能の低下が生じているため、制御部14は添加逆洗工程を実施すると決定する。
また、電圧値の測定は容易であり安定して測定可能であるため、水処理部状態測定部を簡素化できる。
以下に、この発明の実施の形態15を図1に基づいて説明する。実施の形態15は、脱塩工程終了時における水処理部の圧力損失を洗浄方法実施制御における決定指標とする点が実施の形態1と異なる。実施の形態15は、電気二重層キャパシタ技術を用いた電気式脱塩技術において脱塩工程を繰り返すことで、バイオフィルムやスケールの蓄積、摩耗による粒状電極部材の縮小に伴う表面積の減少が生じ、静電容量が低下して脱塩性能が低下するとともに、第1粒状電極部材及び第2粒状電極部材の閉塞度合いが上昇することを利用するもので、閉塞度合いの上昇は圧力損失の測定により検知する。実施の形態15において、被処理水測定部11及び脱塩処理水測定部12は、それぞれ被処理水及び脱塩処理水の圧力を測定する圧力計を備えている。
その他については実施の形態1と同様であるのでその説明を省略し、「脱塩工程」及び「洗浄方法実施制御」について詳細に説明する。
制御部14は、脱塩工程終了時に被処理水測定部11及び脱塩処理水測定部12から、水処理部1に流入する被処理水及び水処理部1から流出した脱塩処理水の圧力を取得し、水処理部1の圧力損失を算出して記憶部(図示なし)に記憶する。各バルブ等の制御や被処理水及び脱塩処理水の流れについては実施の形態1と同様である。
制御部14は、水処理装置100起動後1回目の脱塩工程終了時または前回の添加逆洗工程実施後1回目の脱塩工程終了時における水処理部1の圧力損失のうちの大きい方(以後、これを「基準圧力損失」と称する。)を記憶部(図示なし)から読み出して、現在の圧力損失と比較する。現在の圧力損失が基準圧力損失の1倍〜5倍、望ましくは1.5倍〜3倍であった場合、バイオフィルムやスケールが蓄積し、また、第1粒状電極部材18及び第2粒状電極部材19が縮小しており脱塩性能の低下が生じているため、制御部14は添加逆洗工程を実施すると決定する。1倍未満、望ましくは1.5倍未満の場合、水処理部1のイオン除去率の低下は生じていないかわずかであり添加逆洗を実施する必要はないため、制御部14は逆洗工程を実施すると決定する。5倍以上、望ましくは3倍以上の場合、脱塩性能の著しい低下が生じており添加逆洗工程による脱塩性能の回復は困難であると判定する。このような場合、制御部14は第1粒状電極部材18及び第2粒状電極部材19の交換が必要であることを知らせる警告表示を表示部(図示なし)に表示させるなどして第1粒状電極部材18及び第2粒状電極部材19の交換を利用者に促す。
以下に、この発明の実施の形態16を図13〜16に基づいて説明する。実施の形態16は、実施の形態1〜15で説明した水処理部に第1粒状電極部材及び第2粒状電極部材を押圧する押圧部を水処理部に設けたものである。図13は、実施の形態16に係る水処理部を示す斜視図、図14は、実施の形態16に係る水処理部を示す上面図であり、図15及び図16は、図14のP−P断面図及びQ−Q断面図である。水処理部101は、図13に示すように上記実施の形態1〜15で示した第1粒状電極部材18、第2粒状電極部材19、一対の集電体28a、28b及びセパレータ21に相当する第1粒状電極部材181、第2粒状電極部材191、一対の集電体281a、281b及びセパレータ211を処理容器48に収納したものである。処理容器48は、例えば直方体状であり、その上面には弾性部材で構成されたパッキン43を介して板状の蓋49が配置されている。蓋49は所定の厚みを持ち、四隅にそれぞれ形成された貫通孔(図示なし)を通る4本のネジ44により処理容器48に締結されている。処理容器48の内部にはセパレータ211を挟んで一対の集電体281a、281bが配置されており、一対の集電体281a、281bとセパレータ211の間には第1粒状電極部材181及び第2粒状電極部材191が配置されている。第1粒状電極部材181と第2粒状電極部材191間の短絡を防ぐため、処理容器48及び蓋49の材質には絶縁性のある樹脂材料又は電気絶縁コーティングされた金属が用いられる。
電気抵抗の値によって規定する場合には、0.01〜100Ω、望ましくは0.05〜50Ωの範囲とする。セパレータ211と第1粒状電極部材181及び第2粒状電極部材191を構成する導電性材料は抵抗を有するため、0.01Ωより小さくすることはできない。一方、100Ωより大きい場合には、脱塩性能が悪化するため好ましくない。
以下に、この発明の実施の形態17を図17に基づいて説明する。実施の形態17は、実施の形態1〜15で説明した水処理部において、第1粒状電極部材及び第2粒状電極部材を押圧する押圧部を水処理部に設けるとともに、一対の集電体及びセパレータを垂直方向に配設したものである。図17は、本発明の実施の形態17による水処理部102を示す斜視図である。水処理部102は、図17に示すように上記実施の形態1〜15で示した第1粒状電極部材18、第2粒状電極部材19、一対の集電体28a、28b及びセパレータ21に相当する第1粒状電極部材182、第2粒状電極部材192、一対の集電体282a、282b及びセパレータ212を円筒状の処理容器58に収納したものである。処理容器58の上面には弾性部材で構成されたパッキン53を介して円筒状の蓋59が配置されている。蓋59は所定の高さを持ち、貫通孔(図示なし)を通る4本のネジ54により処理容器58に締結されている。また、処理容器48には被処理水を外部から処理容器48内に流入させる流入口102aが設けられ、蓋49には被処理水を処理容器48内から外部に流出させる流出口102bが設けられている。
Claims (33)
- 水処理部に収納され、電気絶縁性を有するとともに液体の通過が可能なセパレータによって離間配置された第1の電極及び第2の電極と、
前記水処理部の両端に配置された一対の集電体と接続され、前記一対の集電体を介して前記第1の電極及び前記第2の電極の間に電圧を印加して、前記水処理部の一方から流入口を介して供給される被処理水に含まれるイオンを前記第1の電極及び前記第2の電極に吸着除去させて脱塩処理し、脱塩処理水を生成する電源部と、
前記水処理部の他方から前記水処理部の一方に洗浄水を流通させ前記第1の電極及び前記第2の電極を洗浄する洗浄水供給ポンプとを備えた水処理装置であって、
前記第1の電極及び前記第2の電極は、それぞれ流動可能な複数の粒状電極部材を含み、前記流入口は、前記水処理部から前記粒状電極部材が流出することを防止する流出防止部材が設けられていることを特徴とする水処理装置。 - 前記水処理部は、前記第1の電極及び前記第2の電極を押圧する押圧部を備えたことを特徴とする請求項1に記載の水処理装置。
- 前記洗浄水に添加剤を供給する添加剤供給部と、前記洗浄水に前記添加剤を添加するか否かを決定する制御部とを備えたことを特徴とする請求項1または2に記載の水処理装置。
- 前記脱塩処理水を洗浄水として貯水する逆洗浄用水槽を備えたことを特徴とする請求項3に記載の水処理装置。
- 前記添加剤供給部は、前記逆洗浄用水槽に貯水された前記洗浄水に添加剤を供給することを特徴とする請求項4に記載の水処理装置。
- 前記添加剤供給部は、複数の添加剤保管槽を備え、前記複数の添加剤保管槽は、互いに異なる種類の添加剤を保管することを特徴とする請求項5に記載の水処理装置。
- 前記添加剤供給部は、前記水処理部と前記洗浄水供給ポンプを接続する配管に設けられていることを特徴とする請求項5または6に記載の水処理装置。
- 前記添加剤供給部は、添加剤を生成し、前記水処理部に設けられた添加剤注入口から直接注入することを特徴とする請求項3に記載の水処理装置。
- 前記水処理部に複数の添加剤注入口が設けられていることを特徴とする請求項8に記載の水処理装置。
- 前記制御部は、前記洗浄水に前記添加剤を添加するか否かを、前記被処理水の電気伝導度と前記脱塩処理水の電気伝導度の差を前記被処理水の電気伝導度で除したイオン除去率に基づいて決定することを特徴とする請求項3から9のいずれか1項に記載の水処理装置。
- 前記制御部は、前記洗浄水に前記添加剤を添加するか否かを、前記脱塩処理水のイオン濃度に基づいて決定することを特徴とする請求項3から9のいずれか1項に記載の水処理装置。
- 前記制御部は、前記洗浄水に前記添加剤を添加するか否かを、前記脱塩処理水の硬度に基づいて決定することを特徴とする請求項3から9のいずれか1項に記載の水処理装置。
- 前記制御部は、前記洗浄水に前記添加剤を添加するか否かを、前記脱塩処理の実施中に前記水処理部を流れる電流の電流値に基づいて決定することを特徴とする請求項3から9のいずれか1項に記載の水処理装置。
- 前記制御部は、前記洗浄水に前記添加剤を添加するか否かを、前記脱塩処理の終了時における前記水処理部の両端間の電圧値に基づいて決定することを特徴とする請求項3から9のいずれか1項に記載の水処理装置。
- 前記制御部は、前記洗浄水に前記添加剤を添加するか否かを、前記脱塩処理の終了後の放電時における前記水処理部の両端間の電圧降下に基づいて決定することを特徴とする請求項3から9のいずれか1項に記載の水処理装置。
- 前記制御部は、前記洗浄水に前記添加剤を添加するか否かを、前記脱塩処理の終了時における前記水処理部の圧力損失に基づいて決定することを特徴とする請求項3から9のいずれか1項に記載の水処理装置。
- 前記水処理部の一方から流出した前記洗浄水を前記水処理部の他方に送る循環経路を備えたことを特徴とする請求項1から16のいずれか1項に記載の水処理装置。
- 直列に接続された複数の水処理部を備えたことを特徴とする請求項1から17のいずれか1項に記載の水処理装置。
- 前記複数の水処理部は、前記脱塩処理水を洗浄水として貯水する逆洗浄用水槽を共用していることを特徴とする請求項18に記載の水処理装置。
- 前記第1の電極及び前記第2の電極の洗浄中に、前記水処理部に空気を注入するエアポンプを備えたことを特徴とする請求項1から19のいずれか1項に記載の水処理装置。
- 電気絶縁性を有するとともに液体の通過が可能なセパレータによって離間配置された第1の電極及び第2の電極を収納する水処理部の一方から被処理水を供給し、前記水処理部の両端に配置された一対の集電体を介して前記第1の電極及び前記第2の電極に電圧を印加して、前記被処理水に含まれるイオンを前記第1の電極及び前記第2の電極に吸着除去させて脱塩処理し、脱塩処理水を生成する脱塩工程と、
前記水処理部の他方から前記水処理部の一方に洗浄水を流通させて前記第1の電極及び前記第2の電極を洗浄する洗浄工程とを備えた水処理方法であって、
前記洗浄工程において前記第1の電極及び前記第2の電極に含まれる粒状電極部材を前記水処理部内で流動させながら前記第1の電極及び前記第2の電極を洗浄することを特徴とする水処理方法。 - 前記第1の電極及び前記第2の電極を押圧して押圧状態とし、前記押圧状態を維持しながら前記脱塩工程を実施して、前記押圧状態を解除した後に前記洗浄工程を実施することを特徴とする請求項21に記載の水処理方法。
- 前記洗浄水に添加剤を添加するか否かを決定する工程を、前記脱塩工程の後と前記洗浄工程との間に備えたことを特徴とする請求項21または22に記載の水処理方法。
- 前記脱塩工程において生成された前記脱塩処理水を貯水して、貯水された前記脱塩処理水を前記洗浄水として用いることを特徴とする請求項21から23のいずれか1項に記載の水処理方法。
- 第1の添加剤が添加された前記洗浄水を用いて前記第1の電極及び前記第2の電極を洗浄した後、第2の添加剤が添加された前記洗浄水を用いて前記第1の電極及び前記第2の電極を洗浄することを特徴とする請求項23または24に記載の水処理方法。
- 前記洗浄水に添加剤を添加するか否かの決定を、前記被処理水の電気伝導度と前記脱塩処理水の電気伝導度の差を前記被処理水の電気伝導度で除したイオン除去率に基づいて決定することを特徴とする請求項23から25のいずれか1項に記載の水処理方法。
- 前記洗浄水に添加剤を添加するか否かの決定を、前記脱塩処理水のイオン濃度に基づいて決定することを特徴とする請求項23から25のいずれか1項に記載の水処理方法。
- 前記洗浄水に添加剤を添加するか否かの決定を、前記脱塩処理水の硬度に基づいて決定することを特徴とする請求項23から25のいずれか1項に記載の水処理方法。
- 前記洗浄水に添加剤を添加するか否かの決定を、前記脱塩処理の実施中に前記水処理部を流れる電流の電流値に基づいて決定することを特徴とする請求項23から25のいずれか1項に記載の水処理方法。
- 前記洗浄水に添加剤を添加するか否かの決定を、前記脱塩処理の終了時における前記水処理部の両端間の電圧値に基づいて決定することを特徴とする請求項23から25のいずれか1項に記載の水処理方法。
- 前記洗浄水に添加剤を添加するか否かの決定を、前記脱塩処理の終了後の放電時における前記水処理部の両端間の電圧降下に基づいて決定することを特徴とする請求項23から25のいずれか1項に記載の水処理方法。
- 前記洗浄水に添加剤を添加するか否かの決定を、前記脱塩処理の終了時における前記水処理部の圧力損失に基づいて決定することを特徴とする請求項23から25のいずれか1項に記載の水処理方法。
- 前記洗浄工程において、前記水処理部の一方から流出した前記洗浄水を前記水処理部の他方に送り、前記洗浄水を循環させることを特徴とする請求項21から32のいずれか1項に記載の水処理方法。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016214873 | 2016-11-02 | ||
JP2016214873 | 2016-11-02 | ||
PCT/JP2017/027975 WO2018083849A1 (ja) | 2016-11-02 | 2017-08-02 | 水処理装置及び水処理方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP6395952B1 true JP6395952B1 (ja) | 2018-09-26 |
JPWO2018083849A1 JPWO2018083849A1 (ja) | 2018-11-01 |
Family
ID=62076000
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017550949A Active JP6395952B1 (ja) | 2016-11-02 | 2017-08-02 | 水処理装置及び水処理方法 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US20190322552A1 (ja) |
JP (1) | JP6395952B1 (ja) |
KR (1) | KR102049726B1 (ja) |
CN (1) | CN109890765B (ja) |
WO (1) | WO2018083849A1 (ja) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3823112A1 (en) * | 2019-11-18 | 2021-05-19 | Groon Co., Ltd. | Electron generation apparatus capable of multi-stage boosting for variable capacity |
CN113860624B (zh) * | 2020-06-30 | 2024-03-22 | 芜湖美的厨卫电器制造有限公司 | 水处理装置、控制方法和计算机可读存储介质 |
AU2021366255A1 (en) * | 2020-10-20 | 2023-06-08 | Saltfree Desalination Australia Pty Ltd | Systems and methods for managing desalination systems |
KR102297143B1 (ko) * | 2021-01-28 | 2021-09-02 | 김동근 | 차염발생 내시경 소독장치 및 그 구동방법 |
DE202022105026U1 (de) | 2022-09-07 | 2024-01-12 | Stockmeier Chemie Gmbh & Co. Kg | Bandspülmaschine |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4932880A (ja) * | 1972-07-26 | 1974-03-26 | ||
JPS5379770A (en) * | 1976-12-23 | 1978-07-14 | Inst Neoruganichiesukoi Himii | Electrolytic cell and method of carrying out electrolysis in said cell |
JPH067771A (ja) * | 1992-06-25 | 1994-01-18 | Matsushita Electric Works Ltd | 浄水器 |
JPH11319838A (ja) * | 1998-05-07 | 1999-11-24 | Kurita Water Ind Ltd | 電解コンデンサ型脱塩装置および脱塩方法 |
JP2002336863A (ja) * | 2001-05-18 | 2002-11-26 | Kurita Water Ind Ltd | 脱塩水製造方法および装置 |
JP2010533587A (ja) * | 2007-07-18 | 2010-10-28 | ザ ウォーター カンパニー エルエルシー | 脱イオンシステムの一部である多孔性電極からイオンを分離するための装置及びその方法 |
JP2012086192A (ja) * | 2010-10-21 | 2012-05-10 | Kitz Corp | 電気二重層キャパシタとこれを用いた脱イオン装置及びその運転方法 |
WO2017122520A1 (ja) * | 2016-01-12 | 2017-07-20 | 三菱電機株式会社 | 水処理装置及び水処理方法 |
Family Cites Families (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3879225A (en) * | 1968-03-06 | 1975-04-22 | Nat Res Dev | Electrochemical cells comprising fluidized bed electrodes |
JP3302443B2 (ja) | 1993-05-17 | 2002-07-15 | 関西熱化学株式会社 | 平板形状の通液型電気二重層コンデンサおよびそれを用いた液体の処理方法 |
US5538611A (en) | 1993-05-17 | 1996-07-23 | Marc D. Andelman | Planar, flow-through, electric, double-layer capacitor and a method of treating liquids with the capacitor |
US6309532B1 (en) * | 1994-05-20 | 2001-10-30 | Regents Of The University Of California | Method and apparatus for capacitive deionization and electrochemical purification and regeneration of electrodes |
JPH10128338A (ja) | 1996-10-29 | 1998-05-19 | Ebara Corp | 電気再生式連続脱塩装置のスケール析出防止方法及び装置 |
JP3818467B2 (ja) * | 1997-09-18 | 2006-09-06 | オルガノ株式会社 | 電気脱塩装置の運転方法及びその方法の実施に使用する電気脱塩装置 |
JP3652557B2 (ja) * | 1999-08-03 | 2005-05-25 | オルガノ株式会社 | ろ過装置の逆洗方法 |
CN101084328A (zh) * | 2004-11-02 | 2007-12-05 | 水处理有限责任公司 | 用于电极再生和去离子以及电化学净化的装置与相关电组件 |
EP1870494A1 (en) * | 2006-06-23 | 2007-12-26 | ETH Zürich, ETH Transfer | Electrochemical reactor |
US20080078673A1 (en) * | 2006-09-29 | 2008-04-03 | The Water Company Llc | Electrode for use in a deionization apparatus and method of making same and regenerating the same |
US20100059378A1 (en) | 2007-07-18 | 2010-03-11 | The Water Company Llc | Apparatus and method for removal of ions from a porous electrode that is part of a deionization system |
JP2009190016A (ja) | 2008-02-13 | 2009-08-27 | Linxross Inc | 水浄化処理用電解キャパシター内のバイオフィルム除去及び防止方法 |
US9695070B2 (en) * | 2011-10-27 | 2017-07-04 | Pentair Residential Filtration, Llc | Regeneration of a capacitive deionization system |
CA2907563A1 (en) * | 2013-03-29 | 2014-10-02 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Water reclamation system and deionization treatment device, and water reclamation method |
ITPD20130280A1 (it) * | 2013-10-09 | 2015-04-10 | Idropan Dell Orto Depuratori S R L | Apparecchiatura per il trattamento di un fluido |
IL246694A0 (en) * | 2016-07-10 | 2016-09-29 | Technion Res & Dev Foundation | Electrodes for energy storage and desalination systems |
CN106044970A (zh) * | 2016-07-20 | 2016-10-26 | 东北大学 | 一种基于流动电极电容去离子(fcdi)脱盐的方法及应用 |
-
2017
- 2017-08-02 KR KR1020197012108A patent/KR102049726B1/ko active IP Right Grant
- 2017-08-02 JP JP2017550949A patent/JP6395952B1/ja active Active
- 2017-08-02 CN CN201780065807.5A patent/CN109890765B/zh active Active
- 2017-08-02 US US16/341,553 patent/US20190322552A1/en not_active Abandoned
- 2017-08-02 WO PCT/JP2017/027975 patent/WO2018083849A1/ja active Application Filing
-
2019
- 2019-08-05 US US16/531,945 patent/US10961135B2/en active Active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4932880A (ja) * | 1972-07-26 | 1974-03-26 | ||
JPS5379770A (en) * | 1976-12-23 | 1978-07-14 | Inst Neoruganichiesukoi Himii | Electrolytic cell and method of carrying out electrolysis in said cell |
JPH067771A (ja) * | 1992-06-25 | 1994-01-18 | Matsushita Electric Works Ltd | 浄水器 |
JPH11319838A (ja) * | 1998-05-07 | 1999-11-24 | Kurita Water Ind Ltd | 電解コンデンサ型脱塩装置および脱塩方法 |
JP2002336863A (ja) * | 2001-05-18 | 2002-11-26 | Kurita Water Ind Ltd | 脱塩水製造方法および装置 |
JP2010533587A (ja) * | 2007-07-18 | 2010-10-28 | ザ ウォーター カンパニー エルエルシー | 脱イオンシステムの一部である多孔性電極からイオンを分離するための装置及びその方法 |
JP2012086192A (ja) * | 2010-10-21 | 2012-05-10 | Kitz Corp | 電気二重層キャパシタとこれを用いた脱イオン装置及びその運転方法 |
WO2017122520A1 (ja) * | 2016-01-12 | 2017-07-20 | 三菱電機株式会社 | 水処理装置及び水処理方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN109890765A (zh) | 2019-06-14 |
KR102049726B1 (ko) | 2019-11-28 |
KR20190049901A (ko) | 2019-05-09 |
JPWO2018083849A1 (ja) | 2018-11-01 |
WO2018083849A1 (ja) | 2018-05-11 |
CN109890765B (zh) | 2020-02-14 |
US10961135B2 (en) | 2021-03-30 |
US20190352201A1 (en) | 2019-11-21 |
US20190322552A1 (en) | 2019-10-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6395952B1 (ja) | 水処理装置及び水処理方法 | |
KR101675749B1 (ko) | 수처리 장치 및 이를 이용한 수처리 방법 | |
KR100973669B1 (ko) | 축전 탈이온화 방식을 이용한 간이 상수도의 정수 처리 시스템 | |
US7767062B2 (en) | Submerged-type electrosorption-based water purification apparatus and method thereof | |
KR101842552B1 (ko) | 전해-탄소여과필터 및 이를 이용한 수처리장치 | |
TW200516054A (en) | Water treatment system and method | |
KR20100084614A (ko) | 탈이온화 시스템의 일부인 다공성 전극으로부터 이온들을 제거하는 장치 및 방법 | |
CN215559587U (zh) | 一种净水装置、自清洗过滤系统 | |
JP5942267B2 (ja) | 水処理装置、及び給湯装置 | |
JP6199001B1 (ja) | 水処理装置及び水処理方法 | |
CN101891331B (zh) | 活性炭吸附与电化学再生一体化处理装置及其使用方法 | |
JP2001157894A (ja) | 水の清浄化方法 | |
WO2015138235A2 (en) | Capacitive deionization system and method for operating the system | |
US8431010B2 (en) | Method and apparatus for removing impurities from a liquid | |
CA2963529A1 (en) | Electrolytic water softener | |
US11795073B2 (en) | Electrocoagulation device | |
JP2007017087A (ja) | 冷蔵庫 | |
CN205803201U (zh) | 一种多相电氧化处理降解水的设备 | |
CN112512669A (zh) | 具有被动再生污垢去除序列的电化学工艺 | |
JP5492612B2 (ja) | 電気式脱イオン水製造装置 | |
CN110734171B (zh) | 一种基于捞盐法的大规模敞开式循环除盐及储能装置 | |
KR200379769Y1 (ko) | 활성탄소천전극을 이용한 폐수정화장치 | |
JP4129736B2 (ja) | 浄水装置 | |
JP2014108377A (ja) | 水処理装置 | |
RU2435735C1 (ru) | Устройство для очистки жидкости (варианты), установка для очистки жидкости (варианты) и применение устройства в установках для очистки жидкости |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20180731 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20180828 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6395952 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |