JP7080469B2 - 浄水処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、井戸水、湖水、海水等の原水を飲料水にする浄水処理装置に関し、特にコンテナ内に複数の濾過処理部を配設した浄水処理装置に関する。

まず特許文献１には、「コンテナ内に原水を受け入れる主管を設け、該主管の上流側から下流側に向かって３個以上の浄水処理部をそれぞれ接続し、最後の浄水処理部で処理した飲用水を水供給部に送る技術」が開示されている。

この特許文献１の浄水処理部を区分けすると、主管の上流側に接続した固液分離処理部１ａと、この固液分離処理部で処理した処理水を浄水にする浄水処理部１ｂと、この浄水処理部で処理した浄水を複数の蛇口を有する水供給部１ｃとから成る。

しかしながら、前記固液分離処理部１ａは、汚れた原水の汚れを取る沈殿処理槽４、凝集混合反応装置６及び固液分離装置から成り、前記凝集混合反応装置６は、さらに、凝集剤タンク７ａ、攪拌羽根７ｂ、混合タンク７、反応タンク８等の構成部材が必要であるため、上流側の濾過手段の構成が著しく複雑であるという問題点があった。また前記浄水処理部１ｂは、フイルター濾過槽２０と、このフイルター濾過槽に接続する薬剤処理槽２１から成るものの、前記フイルター濾過槽２０のフイルターを自動的に洗浄することができないと共に、原水（硬水）を自動的に軟水にすることができないという問題点があった。さらに浄水処理部の適宜箇所には、制御部に接続する複数の制御弁やポンプが配設されているものの、制御部、制御弁、ポンプ等に使用される電源は、コンテナの中に配設された比較的大型の発電機６０なので、コンテナのスペースを有効的に活用することができないと共に、自然エネルギーを活用するという思想の流れに沿わないものであった（符号は特許文献１のもの）。

次に、特許文献２は、浄水装置のＰＯ膜の寿命を著し長持ちさせるために、合計３本の逆浸透膜手段を直列状態に接続し、前記３本の逆浸透膜手段を所要時期に給水タンクの水を利用して一度に洗浄水で洗浄する技術が開示されている（図１）。また、イオン交換樹脂を再生水（塩水）で洗浄する技術も開示されている。

しかしながら、この特許文献２は、逆浸透膜手段のＰＯ膜を洗浄する際、各逆浸透膜手段の自動ローテンションが可能でないという問題点がある。また再生水（塩水）を手動式でイオン交換樹脂に送らなければならないという問題点もある。さらに、特許文献１と同様に自然エネルギーを有効活用していない等の問題点もある。

次に、特許文献３の主たる課題は、蛇口が存在する家庭、宿泊施設等の所望する場所に手軽に持ち運べると共に、水道水の水圧を利用することにより、浄水装置の構成を簡易化し、かつ、硬水を軟水化して「ミネラル成分を含むおいしい水」を得ることができることである。これに加えて、メンテナンスの際には一時的に装置の稼動を停止する必要があるものの、イオン交換樹脂を交換する必要はなく、しかも、イオン交換樹脂を再生する際には、前記水道水の水圧を利用することにより、極力、労力がかからないようにすることである。

この特許文献３に記載の発明は、再生水（塩水）を容器で運んで軟水化手段を内装する生成タンクに入れなければならないので、「省力化（労力を減らす）」の観点から幾つか改良すべき点があった。また、井戸水、湖水等の原水を生成水とすることができないので、ライフラインが十分でない発展途上国、島国、離島等で採用することが困難であるという問題点があった。

さらに、特許文献４は、カルシュウム，マグネシュウム等の硬度成分を除去するための軟水システム（たとえば、ボイラーの給水系統）における硬度漏れ検出装置に関するもので、第１図には、「軟水生成容器１と軟水を貯留する供水タンク８とを結ぶ軟水供給管に枝分かれしたサンプリング管４を設け、該サンプリング管４から供給される試料水容器に軟水の硬度を計測する硬度センサー７を設ける技術」が記載されている。

加えて、特許文献５にはコンテナ型浄水処理装置が開示されている。この特許文献５に記載のコンテナ型浄水処理装置は、コンテナの天板上に少なくとも太陽電池モジュールを配設し、一方、前記コンテナ内に前記太陽電池モジュールから得た電気で作動する複数個のポンプを有する浄水装置本体と、前記電気を利用すると共に該浄水装置本体を制御する制御盤とを配設し、前記浄水装置本体は、反応タンク内に汚れた原水と凝集剤を入れ、かつ該反応タンクに設けた駆動モータの駆動力により回転する攪拌手段を介して沈降化するフロックと色度が透明色へと変化した透明水に分離する固・液分離処理部と、該固・液分離処理部と下流側の濾過装置との間に配設された上澄み採取装置とを備え、前記上澄み採取装置は、下流側に移送ポンプを備え、かつ上澄み採取タンク内に水位の変位に対応して昇降動すると共に、該上澄み採取タンク内の透明水中に残存する浮上フロックを吸い込まないように上澄み部分を吸引する可動パイプ手段を介して前記上澄み部分を下流側へ圧送することを特徴とする。

上記特許文献５には、コンテナの天板上に太陽電池モジュールを配設する技術が開示されているものの、コンテナ内に配設された浄水処理装置は、特許文献１と同様であることから、上流側の濾過手段の構成が著しく複雑である、原水（硬水）を自動的に軟水にすることができない、濾過部材を自動的に洗浄することができない等の同様の問題点があった。

特開２００７－７６１８号公報 特開２０１４－７６４２８号公報 ＷＯ２０１７／１０９８１３Ａ１ 実公平７－４４９９５号公報 ＷＯ２０１０／０４６９６０

本願発明の主たる課題は、特許文献１及び特許文献２の問題点に鑑み、井戸水、湖水、海水等の原水を飲料水として利用することにより、所望する場所に自由に設置することができるコンテナ内に複数個の浄水処理部の各構成をそれぞれ簡単に配設することができると共に、太陽モジュールから得た電源を蓄電することができると共に、該蓄電した電源を電気機器に有効的に活用することである。またメンテナンスを極力不要（各浄水処理部を可能な限り自動化）にすることである。また少なくとも４個以上の浄水処理部（最初の浄水処理部、軟水生成部、逆浸透膜処理部、最後の浄水処理部）を配設すること（コンテナの内部空間を有効的に活用すること）である。またコンテナに配設した制御部、制御弁、ポンプ等に使用される電源として太陽モジュールを使用することである。さらに、実施形態によっては、国家が要求する安全基準を十分に満たすと共に、美味しいミネラル水を得ることができること、

加えて、所定或いは所要の時期に再生水を軟水の生成タンクに自動的に入れ、軟水化手段に付着したカルシュウム，マグネシュウム等の硬度分を除去（再生）すること、一度に所要量の比較的粒径の大きい塩を再生水貯留部に入れると、制御部は軟水の硬度を監視し、前記再生水貯留部の再生水を利用して軟水化手段の再生を経時的に複数回（例えば３回～５回）行うことができること、塩が貯留タンク本体の底壁部の再生水供給口に留まらないことなどである。

本発明の浄水処理装置は、コンテナ内に主管を設け、該主管の上流側から下流側に向かって少なくとも４個以上の浄水処理部をそれぞれ接続し、最後の浄水処理部で処理した飲用水を水供給部に送る浄水処理装置に於いて、前記コンテナに太陽モジュールを設け、この太陽モジュールで発電された電気を貯める蓄電池と、この蓄電池を電源とする制御部と、少なくとも前記蓄電池を電源とする照明器具又は空調装置のいずれかを前記コンテナに設け、
一方、浄水処理部は、前記主管の上流側に設けられた最初の浄水処理部と、前記主管に方向制御弁を介して分岐した副管に接続しかつ原水と網目状の塩支持体に支持されかつ該塩支持体の網目よりも粒径が大きい工業用の塩とを混合した再生水を自動的に生成すると共に、所要量の再生水を貯留する再生水貯留部と、前記再生水を前記再生水貯留部及び前記主管に接続する再生水供給管に設けられかつ前記制御部で駆動が制御される圧送ポンプを介して受け入れると共に該再生水により軟水化手段を再生することができかつ該軟水化手段により前記原水を軟水にすることができる軟水生成部と、前記軟水生成部の接続ポイントよりも下流側の前記主管に接続すると共に、前記軟水生成部で生成した軟水を貯留する軟水貯留部と、この軟水貯留部に接続する逆浸透膜処理部と、この逆浸透膜処理部の逆浸透膜素材を前記制御部の制御信号により自動的に洗浄することができるように該逆浸透膜処理部に接続する逆浸透膜洗浄処理部と、前記逆浸透膜処理部に接続する飲料水貯留部と、この飲料水貯留部に接続する前記最後の浄水処理部及び水供給部を備えることを特徴とする。

上記構成に於いて、前記再生水貯留部は、上端部の原水吸引口部が接続する貯留タンク本体と、この貯留タンク本体の下端部の前記再生水供給管と接続する再生水供給口部よりも上位に位置付けされ、かつ、該貯留タンク本体に内設された前記網目状の塩支持体と、前記貯留タンク本体内の再生水の水位によって上下方向に位置変位するフロート弁から成ることを特徴とする。また最後の浄水処理部は、前記主管の下流側に設けた移送ポンプを介して粒状の活性炭を有する第１浄水部材と、これに接続すると共に中空糸膜を有する第２浄水部材を有することを特徴とする。さらに、最後の浄水処理部を経た飲料水は蛇口を有するミネラル供給部に送られることを特徴とする。

本発明の前記ならびにそのほかの課題と新規な特徴は、次の説明を添付図面と照らし合わせて読むと、より完全に明らかになるであろう。ただし、図面はもっぱら解説のためのものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

コンテナ内に配設する複数個の浄水処理部の各構成をそれぞれ合理的（簡単なもの）に構成すると共に、各浄水処理部で浄水処理を、極力自動的に行うことができるようにし、これにより、少なくとも４個以上の浄水処理部（最初の浄水処理部、軟水生成部、逆浸透膜処理部、最後の浄水処理部）を配設することができる。付言すると、コンテナの内部空間を有効的に活用することができる。

またコンテナに配設した制御部、制御弁、ポンプ等に使用される電源として、現在の思想に流れに沿った太陽モジュールを使用することができる。さらに、井戸水、湖水、海水等の原水（硬水）を十分に軟水にすることができると共に、ライフラインが十分でない発展途上国、島国、離島等で採用することができる。

実施形態によっては、合理的な機構により、所定或いは所要の時期に再生水を軟水の生成タンクに自動的に入れ、軟水化手段に付着したカルシュウム，マグネシュウム等の硬度分を除去（再生）することができる。また塩が貯留タンク本体の底壁部の再生水供給口に留まらないようにすることができる。さらに、安全でかつ美味しい飲料水を得ることができる。

図１乃至図２２は本発明の一実施形態を示す各説明図。
浄水処理装置の全体を概略的に示した説明図。 浄水処理装置を内装したコンテナの斜視からの説明図。 浄水処理装置を構成する軟水装置全体の概念図（但し、制御系は除く）。 軟水装置の制御系の概略説明図。特に、制御部と、主管に順次設けられた原水用開閉弁、第１三方切り替弁、流量計、第２三方切り替弁及び硬度測定手段等を示す。 再生水貯留部と再生水供給管の具体的な構成部材を示す説明図。 網目状の塩支持体と、工業用の塩を示す説明図。 軟水生成部の具体的な構成部材を示す説明図（同時に各流体の流れも示す）。 再生時、軟水化手段に硬度成分が付着した説明図。 軟水化手段を再生するときの概略説明図。 軟水化手段を所要時間再生水漬けにし、硬度成分が軟水化手段から除去された概念図。 再生後、軟水生成部から処理水を排水する説明図。 処理水を排水した後、主管を流れる原水及び軟水の流れを示す概略説明図。 電気系統の概略説明図。 浄水処理装置の下流側（軟水貯留部からミネラル水供給部まで）の概略説明図。 逆浸透膜処理部に２本の高圧容器を併設した説明図。 逆浸透膜処理部に３本の高圧容器を併設した説明図。 逆浸透膜洗浄処理部のフローチャートを示す説明図。 飲料水貯留部の一例を示す概略説明図。 薬剤供給部の一例を示す概略説明図。 最後の浄水処理部の一例を示す概略説明図。 水供給部の一例を示す説明図。 本発明の平面視からの各処理部及び電気機器の配置を示す説明図。

図１乃至図２２は、本発明の第１実施形態の浄水処理装置Ｘである。図１はコンテナ５１の天板５２の上面に太陽モジュール５３を設け、かつ、該コンテナ５１の内部に軟水装置Ａを含む浄水処理装置Ｘを略全て配設した概略説明図である。一方、図２２は浄水処理装置Ｘを構成する各処理部及び電気機器の配置の説明図である。但し、図１は制御系及び電気系統をそれぞれ省略し、原水の流れ、生成・貯留した再生水の流れ、再生水の排出、再生水を排出した後の軟水の流れ、軟水を綺麗な飲料水にする流れ等を概略的に示してある。また図２はコンテナ５１の斜視からの説明図である。さらに、図２２は電気系統及び多数の制御弁等を省略した全体の説明図である。

まず、図２を参照にして、横長収納箱状のコンテナ５１の構成を説明する。このコンテナ５１は、普通一般の貨物輸送用の金属製コンテナであるから、例えば２０フイート、４０フイート等の長さを有し、かつ運搬可能な収納箱である。もちろん、コンテナ５１の外観形状に関しては、運搬可能な収納箱であるならば、天板５２が山形状に形成されたハウス型のものでも良い。

さて、５４は前壁に相当する開閉扉、５５は後壁、５６は左右の側壁、５７は前記左右の側壁のいずれか一方に形成された予備扉、５８は前記左右の側壁のいずれか一方に形成された開閉窓、５９はベース（床）である。実施形態のコンテナ５１は、通気性を考慮して前記予備扉５７及び開閉窓５８をそれぞれ設けている。また太陽エネルギーを活用するためにコンテナ５１の天板５２の上面に少なくとも太陽電池モジュール５３を水平或いは傾斜状に配設している。

ここで、図１３を参照にして、「電気系統」を簡単に説明する。符号４１は太陽電池モジュール５３の直流を貯める大容量の蓄電池である。蓄電池は、例えばケースに多数収納されている。４５は後述する制御部で、この制御部４５はインバータ４２を有する。前記インバータ４２は電源制御回路を有し、前記蓄電池４１からの直流を交流に変換する。４３は分電盤で、この分電盤４３は、通電線を介して複数の切り替弁７、９、複数のポンプ、複数の制御弁ａ・ｂ、照明灯９１、空調設備９２等に電気を送る。

次に、図１及び図２２を参照にして浄水処理装置Ｘの説明をする。なお、浄水処理装置Ｘは、主に図１乃至図１２に示した「軟水装置Ａ」と、主に図１４乃至図２１に示した「飲料水処理装置Ｂ」とから構成されている。以下、前者の軟水装置Ａを説明し、その後に後者の飲料水処理装置Ｂを説明する。
図１は、浄水処理装置Ｘの全体を便宜上ブロック図で示したものである。図１を参照にして「軟水装置Ａ」を方法的に説明する。

まず、軟水装置Ａは、再生水貯留工程を有し、この再生水貯留工程では塩Ｓと原水（硬水）ＨＷとを再生水貯留部２内で混合して、例えば１００ｌの再生水ＷＳを生成する。次に、軟水装置Ａは、前記再生水貯留工程に続く再生工程がある。この再生工程では圧送手段２２を介して前記再生水ＷＳを軟水生成部３に導入し、該軟水生成部３の軟水化手段３１を所定時間再生漬け（塩漬け）する。次に、軟水装置Ａは、前記再生工程に続く処理水（塩水）排出工程がある。この処理水排出工程では、前記軟水化手段３１を再生した後、前記軟水生成部３の生成タンク３０内の硬度成分を有する再生水ＷＳを処理水ＷＳ１として第１排水管１０から排出する。次に、軟水装置Ａは、前記処理水排出工程に続く軟水生成工程がある。この軟水生成工程では、前記処理水排出工程後に前記原水（硬水）ＨＷを前記軟水生成部３に導入して軟水ＳＷを生成する。次に、軟水装置Ａは、前記軟水生成工程に続く軟水貯留工程がある。この軟水貯留工程では、前記軟水生成工程で生成した軟水ＳＷを一時的に貯留する。

軟水装置Ａは、さらに前記軟水貯留工程の水槽本体に所要量の軟水が溜まって時に前記軟水生成部３での軟水を生成するのを停止する軟水生成停止工程を有し、その後、制御部４５は前記再生工程を再び自動的に実行する。

次に、図１４を参照にして「飲料水処理装置Ｂ」の各処理部を説明する。この飲料水処理装置Ｂは逆浸透膜処理部６１を有する。この逆浸透膜処理部６１では電磁弁４０を介して軟水貯留部４に溜まっている軟水ＳＷを、高圧ポンプ７１を介して複数の濾過手段７２に導く。次に、濾過手段７２の逆浸透膜（以下、「膜」という）が詰らないように定期的或いは所要の時期に洗浄するための逆浸透膜洗浄処理部６２を有する。この逆浸透膜洗浄処理部６２は、少なくとも前記複数の濾過手段７２のいずれか一方から入口側の制御弁ａ１を介して浄水の一部を洗浄水貯留タンク７３に取り入れる。この洗浄水貯留タンク７３の浄水は、洗浄ポンプ７４及び出口側の制御弁ｂ１を介して洗浄対象の濾過手段７２に送られる（例えば図１５を参照）。特に図示しないが、洗浄時、逆浸透膜洗浄処理部６２は前記濾過手段７２に対して、軟水を利用して気泡を供給する気泡供給手段（エジェクタ）を備えているのが好ましい。

次に、飲料水処理装置Ｂは前記濾過手段７２に接続する飲料水貯留部６３を有する。この飲料水貯留部６３は、一方又は他方の濾過手段７２から送られてくる軟水（飲料水）が常に所定水位になるように自動的に受け入れる。この時、制御部４５は、飲料水貯留部６３の大型の飲料水貯留槽７５に設けた検知手段としての水位センサー（レベル計）７６の検知信号に基づき、所要の制御弁の開閉を制御する。前記飲料水貯留槽は大型であり、例えば「１０ｔ」である。この大型の飲料水貯留槽７５内に、注入ポンプ７７、薬剤処理タンク７８を有する薬剤供給部６４から薬剤供給弁ｃを介して薬剤処理水を入れことが可能である（図１９参照）。これにより、細菌を除去して国の定める安全基準を満たすことができる。

さらに、飲料水処理装置Ｂは、前記飲料水貯留部６３で除菌された飲料水を、移送ポンプ７９を介して最後の浄水処理部６５に移送する。この最後の浄水処理部６５は、美味しくてかつ安全な飲料水を得るために、例えば第１浄水手段８１と、これに接続する第２の浄水手段８２を有している。そして、この最後の浄水処理部６５を経た飲料水は「ミネラル水」としてミネラル供給部６６に送られる。このミネラルｎ水供給部６６は、所定間隔を有して併設された複数の蛇口８３を有している（図２１参照）。

ここで、図１に戻って軟水装置Ａの具体的説明をする。原水ＨＷは、井戸水、湖水、河川、海水等の硬水である。軟水装置Ｘは、所要長の主管１に前記原水ＨＷを、図示しない原水供給ポンプを介して導入する。この主管１には図面左側の上流側から図面右側の下流側に向かって、再生水貯留部２、軟水生成部３及び軟水貯留部４が直接又は間接的に順次接続している。

また主管１には、同様に上流側から原水ＨＷの流れを制御（止める／流す）する入口電動弁５、最初の浄水処理部（例えば活性炭槽）６、原水ＨＷの流れを制御（方向変換）する第１三方切り替弁（方向制御弁）７、再生水の流量を計測する流量計８、軟水化手段を再生した後の硬度成分を含んだ処理水（除去硬度分を含む塩水）ＷＳ１を排出管１０に流す第２三方切り替弁（方向制御弁）９、軟水の硬度を測定する硬度測定手段（測定器）１１がそれぞれ順次設けられている。なお、前記入口電動弁５、第１三方切り替弁７、第２三方切り替弁９等は、後述する制御部で制御可能である。また前記最初の浄水処理部（例えば活性炭槽）６は、図２０で示す第１浄水手段（例えば活性炭槽）８１と同一である。これにより、製造コストの削減を図ることができる。

本発明は、発明の一つの課題（再生時の労力を極力省くこと）との関係で、再生水貯留部２で再生済みの再生水ＷＳを、定期的又は必要な時期に、少なくとも二回以上（好ましくは４回、５回等）、測定器からの情報に基づいて軟水生成部３に前記再生水貯留部２に貯留されている再生水ＷＳを、圧送手段、再生用開閉弁等を介して自動的に軟水生成部３に圧送し、軟水生成部３の軟水化手段３１を自動再生（付着物を除去）する構成を採用している。

そこで、主管１には第１三方切り替弁７及び副管１２を介して再生水貯留部２が接続されている。実施形態の再生水貯留部２は、投入或いは予め収納した所要量の塩Ｓに原水ＨＷとしての硬水を混合して「再生水ＷＳ」を所要量作り出す。この再生水ＷＳは、後述の制御部４５で制御される圧送手段２２等により、自動的に軟水生成部３に所定量送られる。

図５は再生水貯留部２の一例を示す。この再生水貯留部２は、例えば１００ｌの容積を有し、主管１から第１三方切り替弁７を介して分岐した副管１２に、その上端部の原水吸引口部１３が接続する貯留タンク本体１４と、この貯留タンク本体１４の下端部の再生水供給口部１５よりも上位に位置けされ、かつ、該貯留タンク本体１４に内設された略水平状態の塩支持体１６と、前記貯留タンク本体内の再生水ＷＳの水位によって上下方向に位置変位するフロートを有するフロート弁１７から成る。前記フロート弁１７は、例えばお手洗い（トイレ）等に設置されている機械式の流体開閉弁である。なお、このフロート弁１７は、例えば電気的な水位センサーに置換することができる。

また図６で示すように、前記塩支持体１６は、好ましくは工業用塩Ｓ（塩支持体の網目１６ａよりも粒径が大きい塩）が貯留タンク本体１４の底面１４ａに落下しない形状の網体が用いられている。そして、貯留タンク本体１４の下端部の内壁側面１４ｂには、網状の塩支持体１６を支持することができる複数の突片１８が左右又は前後に設けられている。

上記のように、塩支持体１６を貯留タンク本体１４の底面１４ａから底上げする理由は、再生水供給口部１５に固形状の工業用塩Ｓが詰まらないようにするためである。なお、塩支持体１６は、容器状又は袋状であっても良い。

以上のように、再生水貯留部２の再生水ＷＳは、井戸水、湖水等の原水ＨＷと網目状の塩支持体１６に支持された工業用の塩Ｓとが互いに混ざり合って貯留タンク本体１４内で生成される。そして、この再生水貯留部２の再生水ＷＳは、再生時、再生水供給管２１、該再生水供給管に設けられた圧送手段（例えば塩水ポンプ）２２及び再生用開閉弁（例えば塩水電磁弁）２３を介して第１三方切り替弁７の接続ポイントより下流側の主管１を介して再生及び軟水生成可能な軟水生成部３に送られる。

前記再生水供給管２１は、例えば図５で示すように（貯留タンク本体１４の外に配設）、再生水貯留部２の下端部と軟水生成部３よりも上流側の主管１に接続すると共に、前記再生水貯留部２の再生水ＷＳを前記軟水生成部３の生成タンクに圧送する圧送手段２２と、該圧送手段からの再生水ＷＳの流れを制御（止める／流す）する開閉弁２３とを有する。そして、前述した流量計８は、前記再生水供給管２１と軟水生成部３の間の主管１の適宜部位に設けられ、再生水ＷＳの流量を「パルス信号」として計測し、この計測情報は図２で示す制御部４５に送られる。

次に、図７及び図８を参照にして軟水生成部３を説明する。この軟水生成部３は、再生時、再生水貯留部２に貯留されている再生水ＷＳを生成タンク３０内に所要量受入れ、かつ、所要時間、いわゆる塩漬け状態にして軟水化手段（例えば粒状のイオン交換樹脂）３１を再生する。

しかして、軟水生成部３は、円筒状の生成及び再生タンク（便宜上「生成タンク」という）３０と、この生成タンク３０に内設された粒状或いは顆粒状のイオン交換樹脂３１とから成り、前記生成タンク３０は、上部の流入口部３２と略垂直のパイプ状送出管３３に接続する上部の流出口部３４をそれぞれ有している。

実施形態のイオン交換樹脂３１は塩化物イオン型の顆粒状の強塩基性陰イオン交換樹脂が望ましく、この種のイオン交換樹脂により、原水ＨＷに含まれる硝酸性窒素及び亜硝酸性窒素がイオン交換によって除去される。このように軟水生成部３の顆粒状イオン交換樹脂３１は、原水ＨＷのｐＨに左右されずに中性塩を分解することが可能な陰イオン交換樹脂である。

したがって、中性塩を分解することが可能であれば、陰イオン交換樹脂を積層状態の脱塩膜部材に置換しても良い。また、生成タンク３０内に顆粒状のイオン交換樹脂３１のみを内装する場合するのみならず、該イオン交換樹脂と共に、重金属吸着剤であるセラミックス系吸着剤等を適宜に併存していても良い。

この実施形態では、再生時、生成タンク３０の流入口部３２から入る原水ＨＷは、好ましくは再生水貯留部２に貯留されている再生水ＷＳの量よりも少ない。イオン交換樹脂３１は、再生時、生成タンク３０内で、例えば８０ｌの再生水ＷＳで４０分間再生漬け（塩漬け）されると、それに付着していたカルシュウム，マグネシュウム等の硬度成分ＨＴは除去される（いわば綺麗に洗浄される）。そして、再生後、処理水（除去硬度成分を含む塩水）ＷＳ１は、第２三方切り替弁９を介して自動的に排出管１０から排出される。
前記排出管１０は、例えば図１、図３で示すように、第２三方切り替弁９から分岐し、例えば軟水生成部３と硬度測定手段１１との間に主管１に接続する。前記硬度測定手段１１は、軟水生成部３で生成された軟水の硬度を測定する高精度のインライン水硬度計であり、実施形態では、当業者に「ＥＣ」と称されている高精度の水硬度計が用いられている。なお、前記「ＥＣ」は主管１、飲料水貯留槽７５等の適宜箇所に単数又は複数個設けることができる。

次に、軟水貯留部４は、軟水生成部３の接続ポイントＣＰよりも下流側の主管１に接続すると共に、軟水生成部３で生成した軟水を貯留する。軟水貯留部４は水槽本体３６の一側壁に軟水出口部３８を有する。また軟水生成部３は、好ましくは再生水貯留部２よりも容量が大きく、再生水貯留部２の略二倍である。また軟水生成部３は一次的貯留部としての意味合いがあるので、好ましくは水槽本体３６及び蓋体３７とから成る。
一方、前記蓋体３７の適宜箇所には液面を検知するレベル計（例えば電極計）３９が設けられている。前記レベル計３９は水槽本体３６内の飲料水としての軟水（ＳＷ）の水位を検知し、該検知信号を制御部４５に送る。

図４は制御系の概略説明図で、特に、制御部４５と、主管１及び再生水供給管２１の適宜箇所にそれぞれ設けられた原水用開閉弁６、第１三方切り替弁７、圧送手段２２、再生水用の開閉弁２３及び流量計８、第２三方切り替弁９、硬度測定手段１１、単数又は複数のレベル計３９を示す。

制御部４５は、例えば軟水化手段に付着した硬度化成分を取り除く再生時、前述した再生水供給管２１よりも上流側の主管１に設けられた第１三方切り替弁７、前記再生水供給管２１に設けられた圧送手段２２及び再生水用開閉弁２３をそれぞれ制御し、再生水貯留部２に貯留されている再生水ＷＳを自動的に軟水生成部３に供給する。

そこで、制御部４５は、前述したように太陽モジュール（ソーラー発電の電源）５３と接続する。また操作スイッチ４４からの入力信号、硬度測定手段１１からの測定情報、レベル計３９からの液面情報等の測定情報（イ）を受け入れる入力部４６を有する。また制御プログラム４７を格納した記憶部４８と共に、タイマー４９を有する。さらに、出力部５０から制御信号（ロ）が出力される。

したがって、制御部４５は前記制御プログラム４７、タイマー４９、測定情報（イ）等に基づき、かつ、制御プログラム４７に基づいて情報を出力し、制御信号（ロ）を原水用開閉弁５、第１三方切り替弁７、圧送手段２２、再生水用の開閉弁２３、第２三方切り替弁９等に送る。

次に、図７は軟水生成部の具体的な構成部材を示すと共に、各流体の流れも示すものであるが、ここてば図８乃至図１２を参照にして主に再生時の流れを説明する。図８は軟水化手段３１に硬度成分ＨＴが付着した説明図である。図８で示すように、軟水装置Ｘを一定期間使用すると、軟水化手段３１に硬度成分ＨＴが付着する。そこで、軟水化手段３１を再生（洗浄）する必要がある。

図９は軟水化手段３１を再生するときの概略説明図である。前述したように、再生水貯留部２の再生タンク本体１４には十分な生成済みの再生水ＷＳが確保されている。この時、制御部４５は原水用開閉弁５を「閉」にして原水ＨＷの流れを止める。また再生タンク本体１４の液面は所定の水位まで上昇済みなので、フロート弁１７は作動を停止状態に切換え、また第１三方切り替弁７は「閉」の状態に切り替えられている。したがって、原水ＨＷが軟水生成部３に流れる込むことはない。

そこで、制御部４５は再生水用の開閉弁２３を「開」の状態に制御すると共に圧送手段（塩水ポンプ）２２を起動させる。この時、再生水貯留部２の再生水ＷＳが必要以上に軟水生成部３に流れ込まないように「タイマー４９」をスタートさせる。それに加えて、実施形態では再生水供給管２１を介して主管１に流れる再生水ＷＳの流量を流量計８で計測する。再生水ＷＳは前記流量計８を通過して生成タンク３０に流れ込む。そこで、制御部４５は所定時間（例えば３分）経過すると、又は／及び流量計８の測定情報（イ）に基づいて、圧送手段２２を停止させると共に、再生水用の開閉弁２３を「閉」の状態に制御する。これにより、前記生成タンク３０内に、例えば８０ｌの再生水ＷＳが充填される。そして、所要時間（例えば４０分間）、再生水（塩水）ＷＳで顆粒状のイオン交換樹脂３１を塩漬け状態にする。その結果、図１０で示すように、顆粒状のイオン交換樹脂３１に付着していた硬度成分ＨＴが除去される。付言すると、図１０は軟水化手段３１を所要時間再生水漬けにし、硬度成分ＨＴが軟水化手段３１から除去された概念図である。

図１１は再生後、軟水生成部３から処理水ＷＳ１を排水する説明図である。この時、制御部４５は、原水用開閉弁６及び第１三方切り替弁７をそれぞれ「開く」状態に制御すると共に、前記処理水ＷＳ１が軟水貯留部４に流れ込まないように第２三方切り替弁９を切替える。これにより、矢印でしめすように原水ＨＷが主管１を介して生成タンク３０に導入されるので、生成タンク内の再生水ＷＳは処理水ＷＳ１として排出管１０から排出される。この排出時間は、例えば「タイマー４９」の時間情報に基づいて処理される。制御部４５は所定時間経過後、生成タンク内の再生水ＷＳが全て排出されたことを推測して、前記第２三方切り替弁９を切替える。

そうすると、図１２で示すように、原水ＨＷが主管１の原水用開閉弁５、最初の浄水処理部６、第１三方切り替弁７を経過して生成タンク３０内に流れ込み、そこで原水ＨＷとしての硬水は図５で記すように軟水化され、該軟水ＳＷは、第２三方切り替弁９、硬度測定手段１１を順次経過して軟水貯留部４に流れ込む。軟水貯留部４の軟水ＳＷの液面は、レベル計３９によって計測され、該測定情報（イ）は制御部４５に送られる。制御部４５が前記測定情報（イ）を適宜に処理する。そして、実施形態では、主管１の適宜箇所（例えば第２三方切り替弁９と軟水貯留部４の間）に硬度測定手段１１を備えているので、主管１を流れる硬度情報を該硬度測定手段１１から取得し、記憶部４８に記録されている「硬度情報の閾値（国によって異なる）」を参照にして、再生段階に入るか否か判定される。

次に、図１５は逆浸透膜洗浄処理部６２を含み、逆浸透膜処理部６１に２本の高圧容器７２ａ、７２ａを併設した場合の説明図である。ブロックで示した洗浄液貯留タンク７３の右側を浄水の入口側（一次）とすると、前記洗浄液貯留タンク７３の左側は洗浄水の出口側（二次）である。したがって、符号ｂ１は洗浄水の出口側の制御弁となる。前記制御弁ｂ１と前記洗浄液貯留タンク７３の間には制御部４５で駆動制御される洗浄ポンプ７４が設けられ、２本の高圧容器７２ａ、７２ａのいずれか一方がその洗浄時期になると、前記洗浄ポンプ７４が所定時間駆動する。その結果、前記洗浄液貯留タンク７３の洗浄水が高圧容器７２ａに送られる。なお、図１５には多数の制御弁が適宜箇所に設けられているが、ここでは、便宜上、主管１側に設けた軟水入口側の制御弁を「ａ」とし、一方、高圧容器７２ａの膜７２ｂを通過した飲料水を飲料水貯留部に送る側の制御弁を「ｂ」として区別する。前記２本の高圧容器７２ａ、７２ａに軟水を送る制御弁ａと、飲料水を送る制御弁ｂは、制御部４５の記憶部に格納された制御プログラム４７及びタイマー４９に基づき、選択的に利用される。したがって、複数の濾過手段７２のいずれか一方を洗浄するときには、他方の濾過手段７２をそのまま使用することができる（自動ローテンションが可能）。

図１６は、逆浸透膜洗浄処理部６２を含み、逆浸透膜処理部６１に３本の高圧容器７２ａを併設した場合の実施形態である。つまり、濾過手段７２が３個の実施形態である。このように、濾過手段７２の数を適宜に増やしても良い。なお、符号は図１５を援用し、詳細な説明を割愛する。また、洗浄済みの処理水を排出する排出ラインＬ１が適宜に設けられている（図１参照）。

次に、図１７は逆浸透膜洗浄処理部６２のフローチャートの一例を示す説明図である。以下、符号を簡略化して簡単に説明する。なお、ｔ１、ｔ２等は時間の経過を意味する。ここでは一方の高圧容器７２ａのみを説明する。

まず、Ｓ１は逆浸透膜処理部６１から逆浸透膜洗浄処理部６２に浄水を送る工程である。この工程は高圧容器７２ａの洗浄開始の予備時前であるから、好ましくは一方の高圧容器７２ａを洗浄する前の早い時期ｔ１に行われる。この時、浄水を洗浄液貯留タンク７３に送る所定時間がタイマー４９によってカウントされる。

次に所定時間ｔ２が経過したならば膜洗浄開始Ｓ２となる。浄水供給と膜洗浄開始Ｓ２は、略同時又は多少遅延した後に膜洗浄開始Ｓ２が開始される。Ｓ３は膜洗浄時間であり、タイマー４９が膜洗浄開始Ｓ２の時間をカウントしてから所定時間ｔ３が経過したか否か監視される。所定時間ｔ３が経過すると、膜洗浄終了Ｓ４である。Ｓ５は所定期間経過ｔ４が監視される。所定期間経過ｔ４経過したならば、洗浄済み高圧タンク７２ａの洗浄が使用可能Ｓ６となる。このＳ１～Ｓ６の間、他方の高圧容器７２ａは飲料水を継続的に製造するために利用されている（自動ローテンション）。

次に、図１８は飲料水貯留部６３の一例を示す概略説明図である。この飲料水貯留部６３は、前述したように飲料水貯留槽７５と水位を検知する検知手段７６から成る。なお、図１８では、制御弁やポンプを割愛している。

次に、図１９は薬剤供給部６４の一例を示す概略説明図である。この薬剤供給部６４は、前述したように、注入ポンプ７７と、薬剤処理タンク７８を有し、前記薬剤処理タンク７８には、例えば次亜塩素塩ナトリュームやこれに類する薬剤が供給ノズルから点滴状に送られる。そして、薬剤処理タンク７８の処理水は、前記薬剤を十分な時間をかけて確実に処理液に混合反応させた後、薬剤処理液として飲料水貯蔵部６３に送られる。なお、実施形態では、前記処理液を供給する管には、制御部４５によって開閉が制御される制御弁ｃ及び注入ポンプ７７が適宜に設けられている。

次に、図２０は最後の浄水処理部６５の一例を示す概略説明図である。最後の浄水処理部６５は、主管１の下流側に設けた移送ポンプ７９及び開閉が制御される制御弁ｄを介して飲料水貯留槽７５に接続する第１浄水部材８１と、これに接続する第２浄水部材８２を有する。

しかして、前記第１浄水部材８１は、前述した生成タンク３０と同一構成の浄水タンク８１ａと、この浄水タンクに充填された粒状の活性炭８１ｂとを有する。浄水タンク８１ａの細部的事項（形状、入口、管、出口等）の説明は割愛する。

また前記第２浄水部材８２は、浄水タンク８２ａと、この浄水タンクに内装された中空糸膜８２ｂとから成る。ここでは浄水タンク８１ａ、８２ａの細部的事項の説明は割愛する。実施形態では、最後の浄水処理部６５を設けたことから、「完全」かつ「美味しいミネラル水」を得ることができる。

最後に、図２１は水供給部６６の説明図である。また図２２は本発明の平面視からの各処理部及び電気機器の配置を示す説明図である。この図２２から明らかなように、飲料水貯留部６３は、他の浄水処理部、電気機器等よりも多くのスペースを取っている。このように、本発明では、各浄水処理部の構成を合理的（簡単なもの）にしたことから、コンテナ５１の内部空間を有効的に活用し、飲料水貯留槽７５を大型化することができる。

本発明は、井戸水、湖水等の原水を軟水にする軟水装置を備えた飲料水の製造装置として利用される。

Ｘ…浄水処理装置、
ＨＷ…原水、Ｓ…塩水、
ＷＳ…再生水、 ＷＳ１…処理水（排水）、
ＳＷ…軟水、 ＣＰ…接続ポイント、
Ａ…軟水装置、 Ｂ…飲料水処理装置、
１…主管、
ａ、ｂ、ａ１、ｂ１…複数の制御弁、
２…再生水貯留部、 ３…軟水生成部、
４…軟水貯留部、 ６…最初の浄水処理部、
７…第１三方切り替弁（方向制御弁）、
８…流量計、
９…第２三方切り替弁（方向制御弁）、
１０…排出管、
１１…硬度測定手段、 １４…貯留タンク本体、
１７…フロート弁、 １６…塩支持体、
２１…再生水供給管、 ２２…圧送手段、
２３…再生水用開閉弁、 ３０…生成タンク、
３１…軟水化手段、 ４０…電磁弁（制御弁）、
４１…蓄電池、 ４２…インバータ、
４３…分電盤、 ４５…制御部、
４７…制御プログラム、 ４８…記憶部、
４９…タイマー、 ５０…出力部、
５１…コンテナ、 ５３…太陽モジュール、
６１…逆浸透膜処理部、
６２…逆浸透膜洗浄処理部、
６３…飲料水貯留部、 ６４…薬剤供給部、
６５…最後の浄水処理部、
６６…ミネラル水供給部（水供給部）、
７１…高圧ポンプ、 ７２…濾過手段、
７２ａ…高圧容器、 ７２ｂ…膜、
７４…洗浄ポンプ、 ７６…検知手段、
７５…飲料水貯留槽、 ７７…注入ポンプ、
７８…薬剤処理タンク、 ７９…移送ポンプ、
８１…第１浄水部材、 ８２…第２浄水部材、
９１…照明灯、 ９２…空調設備。

Claims (4)

1. コンテナ内に主管を設け、該主管の上流側から下流側に向かって少なくとも４個以上の浄水処理部をそれぞれ接続し、最後の浄水処理部で処理した飲用水を水供給部に送る浄水処理装置に於いて、
   前記コンテナに太陽モジュールを設け、この太陽モジュールで発電された電気を貯める蓄電池と、この蓄電池を電源とする制御部と、少なくとも前記蓄電池を電源とする照明器具又は空調装置のいずれかを前記コンテナに設け、
   一方、浄水処理部は、前記主管の上流側に設けられた最初の浄水処理部と、前記主管に方向制御弁を介して分岐した副管に接続しかつ原水と網目状の塩支持体に支持されかつ該塩支持体の網目よりも粒径が大きい工業用の塩とを混合した再生水を自動的に生成すると共に、所要量の再生水を貯留する再生水貯留部と、前記再生水を前記再生水貯留部及び前記主管に接続する再生水供給管に設けられかつ前記制御部で駆動が制御される圧送ポンプを介して受け入れると共に該再生水により軟水化手段を再生することができかつ該軟水化手段により前記原水を軟水にすることができる軟水生成部と、前記軟水生成部の接続ポイントよりも下流側の前記主管に接続すると共に、前記軟水生成部で生成した軟水を貯留する軟水貯留部と、この軟水貯留部に接続する逆浸透膜処理部と、この逆浸透膜処理部の逆浸透膜素材を前記制御部の制御信号により自動的に洗浄することができるように該逆浸透膜処理部に接続する逆浸透膜洗浄処理部と、前記逆浸透膜処理部に接続する飲料水貯留部と、この飲料水貯留部に接続する前記最後の浄水処理部及び水供給部を備える浄水処理装置。
2. 請求項１の浄水処理装置に於いて、前記再生水貯留部は、上端部の原水吸引口部が接続する貯留タンク本体と、この貯留タンク本体の下端部の前記再生水供給管と接続する再生水供給口部よりも上位に位置付けされ、かつ、該貯留タンク本体に内設された前記網目状の塩支持体と、前記貯留タンク本体内の再生水の水位によって上下方向に位置変位するフロート弁から成ることを特徴とする浄水処理装置。
3. 請求項１の浄水処理装置に於いて、最後の浄水処理部は、前記主管の下流側に設けた移送ポンプを介して粒状の活性炭を有する第１浄水部材と、これに接続すると共に中空糸膜を有する第２浄水部材を有することを特徴とする浄水処理装置。
4. 請求項１の浄水処理装置に於いて、最後の浄水処理部を経た飲料水は蛇口を有するミネラル供給部に送られることを特徴とする浄水処理装置。

Images