JP7311690B2

JP7311690B2 - 移動式浄水装置

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Publication number: JP7311690B2
Application number: JP2022129507A
Authority: JP
Inventors: 宏好松井; 一成高礒
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 2018-08-29
Filing date: 2022-08-16
Publication date: 2023-07-19
Anticipated expiration: 2038-08-29
Also published as: JP2022159423A

Description

本発明は、移動装置に搭載可能な移動式浄水装置に関する。

例えば特許文献１などに、従来の移動式浄水装置が記載されている。同文献に記載の技術では、処理水は、限外濾過膜を用いた濾過器（同文献における「第二濾過器」）、および逆浸透膜を用いた濾過器（同文献における「第三濾過器」）に通される。

特開平８－７１５６７号公報

同文献に記載の技術では、濾過ポンプによって加圧された処理水が、限外濾過膜を用いた濾過器へ送られる（同文献の段落００１６を参照）。そのため、限外濾過膜を収容する容器を圧力容器とする必要があり、移動式浄水装置が大型化するおそれがある。また、同文献に記載の技術では、限外濾過膜に不純物が付着しやすく、限外濾過膜が目詰まりしやすい。限外濾過膜が目詰まりした場合、移動式浄水装置の運転を停止させる必要が生じ、移動式浄水装置の運転の安定性を損なうおそれがある。その結果、生産水の生産量を確保できないおそれがある。移動式浄水装置の運転の安定性が不十分な状態で生産水の生産量を確保しようとすると、移動式浄水装置が大型化するおそれがある。

そこで、本発明は、運転の安定性を確保しやすく、小型化できる、移動式浄水装置を提供することを目的とする。

移動式浄水装置は、移動装置に搭載可能である。移動式浄水装置は、限外濾過膜装置と、気泡供給装置と、吸引ポンプと、高圧ポンプと、逆浸透膜装置と、を備える。前記限外濾過膜装置は、処理水を限外濾過膜に通すことで前記処理水を濾過する。前記気泡供給装置は、前記限外濾過膜の表面に気泡を供給する。前記吸引ポンプは、前記限外濾過膜よりも下流側で前記処理水を吸引する。前記高圧ポンプは、前記吸引ポンプが吸引した前記処理水を加圧する。前記逆浸透膜装置は、前記高圧ポンプに加圧された前記処理水を逆浸透膜に通すことで前記処理水を濾過する。

上記構成により、移動式浄水装置の運転の安定性を確保しやすく、移動式浄水装置を小型化できる。

移動式浄水装置２０を示すブロック図である。図１に示す移動式浄水装置２０および移動装置１０を上から見た図である。図２に示す車両１１および前処理ユニット３０などを横から見た図である。図１に示す前処理ユニット３０を示す斜視図である。図３に示す前処理ユニット３０を起倒させる起倒装置２８０などを示す図３相当図である。図３に示す前処理ユニット３０を起倒させるジャッキ３８１などを示す図３相当図である。

図１～図６を参照して、図２に示す移動装置１０および移動式浄水装置２０について説明する。

移動装置１０は、移動式浄水装置２０が搭載される装置であり、移動可能である。移動装置１０は、地上を走行する装置であり、車両１１と、トレーラ１３と、を備える。車両１１は、自走可能であり、例えばトラックなどであり、例えば小型トラックなどである。トレーラ１３は、車両１１に牽引される台車である。なお、移動装置１０は、車両１１およびトレーラ１３のいずれか一方のみを備えてもよい。

移動式浄水装置２０は、移動装置１０に搭載可能であり、例えば車載型である。図１に示すように、移動式浄水装置２０は、原水Ｗ１を浄水し、生産水Ｗ３を生産する。移動式浄水装置２０で処理される水を処理水Ｗ２という。原水Ｗ１は、淡水（例えば河川や湖沼の水など）でもよく、海水でもよい。移動式浄水装置２０は、淡水を浄水してもよく、海水を淡水化および浄水してもよい。原水Ｗ１は、不純物を含む。原水Ｗ１に含まれる不純物は、例えば固形物および粘土質の少なくともいずれかなどを含む。移動式浄水装置２０は、取水ポンプ２１と、前処理ユニット３０と、気泡供給装置５１と、吸引ポンプ５３と、高圧ポンプ５５と、逆浸透膜装置５７と、活性炭処理部６１と、カルサイト処理部６３と、を備える。図２に示すように、移動式浄水装置２０は、薬注ポンプ６５と、排水ポンプ６９と、制御装置７１と、発電機７３と、を備える。

取水ポンプ２１は、図１に示すように、原水Ｗ１を取水するためのポンプである。

前処理ユニット３０は、逆浸透膜装置５７よりも上流側で水処理（逆浸透膜装置５７を基準とすれば前処理）を行う装置である。図３に示すように、前処理ユニット３０の形状は、長手方向を有する形状であり、図３に示す例では直方体状であり、直方体状でなくてもよい。前処理ユニット３０は、起倒式であり、起立状態および倒伏状態になることが可能である。図３では、起立状態の前処理ユニット３０を実線で示し、倒伏状態の起立状態の前処理ユニット３０を二点鎖線で示した。起立状態および倒伏状態の詳細は後述する。起立状態の前処理ユニット３０の長手方向は、上下方向である（前処理ユニット３０は縦型である）。さらに詳しくは、起立状態の前処理ユニット３０の上下方向の寸法は、前処理ユニット３０の水平方向の寸法よりも長い。図４に示すように、前処理ユニット３０は、前処理容器３１（容器）と、回転支持部３３と、沈殿槽３５と、フィルタ３７（図１参照）と、限外濾過膜装置４０と、を備える。

前処理容器３１（容器、前処理膜容器）は、複数の槽を備え、例えば２つの槽（二重槽）を備える。前処理容器３１は、沈殿槽３５、および限外濾過膜浸漬槽４１を備える。なお、前処理容器３１が備える槽の数は、１でもよく、３以上でもよい。例えば、沈殿槽３５は設けられなくてもよい。例えば、前処理容器３１は、予備の膜エレメント４２（後述）を保管する槽などを備えてもよい。

回転支持部３３は、図３に示すように、移動装置１０に対して前処理ユニット３０を起立可能および倒伏可能にする部分である。その結果、回転支持部３３は、移動装置１０に対して限外濾過膜装置４０（図１参照）を起立可能および倒伏可能にする。図４に示すように、回転支持部３３は、前処理容器３１の下部（例えば下端部）に取り付けられる。回転支持部３３は、例えばヒンジなどである。以下では、特に断らない限り、図１に示すように、前処理ユニット３０が起立状態である場合について説明する。

沈殿槽３５は、処理水Ｗ２中の不純物を沈殿させる。沈殿槽３５は、例えば、砂、石、泥、および大型の懸濁物質などを沈殿させる。沈殿槽３５は、限外濾過膜装置４０に供給するための処理水Ｗ２を一旦受けて貯留する槽（受水槽）である。沈殿槽３５は、取水ポンプ２１よりも下流側に設けられ、限外濾過膜装置４０よりも上流側に設けられる。沈殿槽３５の上部の処理水Ｗ２（上澄み液）が、フィルタ３７を介して、限外濾過膜装置４０に流入する。取水ポンプ２１から沈殿槽３５への処理水Ｗ２の流入口から、沈殿槽３５の上部まで処理水Ｗ２が上がる際に、できるだけ時間がかかるように沈殿槽３５などが構成されることが好ましい。具体的には例えば、沈殿槽３５は、縦型であることが好ましい。また、例えば、取水ポンプ２１から沈殿槽３５への流入口は、沈殿槽３５の下部に配置されてもよく、例えば、沈殿槽３５の底部に向けて設けられてもよい。沈殿槽３５は、沈殿物排出部３５ｄを備える。沈殿物排出部３５ｄは、沈殿槽３５の底部に沈殿した沈殿物を排出するための部分（排出口）である。

フィルタ３７は、処理水Ｗ２を濾過し、処理水Ｗ２から不純物を分離する。フィルタ３７は、沈殿槽３５よりも下流側に設けられ、限外濾過膜装置４０よりも上流側に設けられる。フィルタ３７は、例えば、限外濾過膜浸漬槽４１の上部などに配置される。フィルタ３７は、例えば沈殿槽３５の上部に浮いていたゴミなどを濾過する。フィルタ３７は、植物（例えば枝、葉、草、および藻の少なくともいずれかなど）を捕捉してもよく、泥などを捕捉してもよい。フィルタ３７は、例えば、じょうご型などである。フィルタ３７は、例えば紙製などである。フィルタ３７の孔の大きさは、限外濾過膜４３の孔の大きさよりも大きく、例えばミリメートル単位などである。「孔の大きさ」は、フィルタ３７が通す（通過、透過する）不純物の大きさとフィルタ３７が通さない不純物の大きさとの境界の大きさである（限外濾過膜４３および逆浸透膜５７ａについても同様）。フィルタ３７に捕捉された濾過物は、手作業で取られてもよい。フィルタ３７に捕捉された濾過物は、例えばフィルタ３７と排水口とを接続する管（図示なし）を介して排出されてもよい。

限外濾過膜装置４０は、限外濾過膜４３により処理水Ｗ２を濾過する装置である。限外濾過膜装置４０は、取水ポンプ２１よりも下流側に設けられ、例えば沈殿槽３５よりも下流側に設けられ、例えばフィルタ３７よりも下流側に設けられる。図４に示すように、限外濾過膜装置４０は、限外濾過膜浸漬槽４１と、膜エレメント４２と、を備える。

限外濾過膜浸漬槽４１（限外濾過膜容器）は、限外濾過膜４３を収容し、限外濾過膜４３を処理水Ｗ２に浸漬させる槽である。限外濾過膜浸漬槽４１は、例えば沈殿槽３５と隣り合うように配置される。図１に示すように、限外濾過膜浸漬槽４１内の処理水Ｗ２よりも上の空間は、大気圧であり、大気開放される。限外濾過膜浸漬槽４１は、縦型である。限外濾過膜浸漬槽４１は、限外濾過膜濾物排出部４１ｄを備える。限外濾過膜濾物排出部４１ｄは、限外濾過膜装置４０により処理水Ｗ２から取り除かれた不純物（濾物）を排出するための部分である。

膜エレメント４２は、図４に示すように、複数本の限外濾過膜４３などを備える部材である。膜エレメント４２は、例えば複数設けられ、図４に示す例では８枚設けられ、１枚のみ設けられてもよい。膜エレメント４２は、限外濾過膜浸漬槽４１に収容される。それぞれの膜エレメント４２は、限外濾過膜４３と、膜支持部４５と、を備える。なお、図４では、複数枚の膜エレメント４２のうち、図４における右手前側の１枚の膜エレメント４２の限外濾過膜４３を実線で示し、他の７枚の膜エレメント４２については限外濾過膜４３の図示を省略し、限外濾過膜４３の位置を二点鎖線で示した。

限外濾過膜４３（ＵＦ（Ultrafiltration）膜）は、処理水Ｗ２を濾過し、処理水Ｗ２から不純物を分離する。図１に示す限外濾過膜４３の孔の大きさは、フィルタ３７の孔の大きさよりも小さく、逆浸透膜装置５７の逆浸透膜５７ａの孔の大きさよりも大きい。限外濾過膜４３は、マイクロメートル単位の不純物を捕捉し、例えばバクテリアなどを捕捉する。限外濾過膜４３は、ナノメートル単位の不純物を通し、例えばウイルスなどを通す。限外濾過膜４３は、浸漬型である。さらに詳しくは、限外濾過膜４３は、大気開放された限外濾過膜浸漬槽４１に収容され、処理水Ｗ２に浸漬される。図４に示すように、限外濾過膜４３は、複数（多数）設けられる。複数の限外濾過膜４３のそれぞれは、中空糸膜４３ａである。中空糸膜４３ａは、中空の円筒状である。中空糸膜４３ａは、上下方向に延びる。中空糸膜４３ａの表面（径方向外側の面）を、表面４３ｏとする。中空糸膜４３ａよりも径方向内側の空間を、膜内部空間４３ｉとする。処理水Ｗ２は、表面４３ｏよりも外側から、中空糸膜４３ａを通り、膜内部空間４３ｉに流入する。

膜支持部４５は、限外濾過膜４３の上部および下部を支持する。膜支持部４５は、下側膜支持部４５ａと、上側膜支持部４５ｂと、を備える。下側膜支持部４５ａは、複数の限外濾過膜４３のそれぞれの下端部を支持する。上側膜支持部４５ｂは、複数の限外濾過膜４３のそれぞれの上端部を支持し、複数の限外濾過膜４３を吊り下げる。上側膜支持部４５ｂは、複数の限外濾過膜４３のそれぞれの膜内部空間４３ｉを連通させ、例えばパイプなどである。なお、下側膜支持部４５ａは、複数の限外濾過膜４３のそれぞれの膜内部空間４３ｉを連通させてもよく、連通させなくてもよい。上側膜支持部４５ｂは、集合管４７に接続される。

集合管４７は、全ての限外濾過膜４３の膜内部空間４３ｉを連通させる管である。集合管４７は、複数の膜エレメント４２のそれぞれの上側膜支持部４５ｂの内部空間を連通させる。集合管４７は、ホース４７ａと、ヘッダ管４７ｂと、を備える。ホース４７ａは、複数の膜エレメント４２のそれぞれの上側膜支持部４５ｂに接続され、図４に示す例では８本設けられる。ヘッダ管４７ｂは、複数のホース４７ａのそれぞれに接続される。

気泡供給装置５１は、限外濾過膜４３の表面４３ｏに気泡Ｂを供給する。気泡供給装置５１は、限外濾過膜浸漬槽４１内に気泡Ｂを供給する。気泡供給装置５１は、ブロア５１ａと、気泡吐出部５１ｂと、を備える。ブロア５１ａは、気体Ａを吐出する。気体Ａは、例えば空気であり（ブロア５１ａは例えばエアブロアであり）、空気でなくてもよい。気泡吐出部５１ｂは、ブロア５１ａから供給された気体Ａを、気泡Ｂとして吐出する。気泡吐出部５１ｂは、限外濾過膜浸漬槽４１内の、限外濾過膜４３よりも下側に配置され、限外濾過膜４３の真下に配置される。気泡吐出部５１ｂは、前処理ユニット３０の一部を構成する。気泡吐出部５１ｂは、内部を気体Ａが通ることが可能な部材を備え、例えば管（例えばエアーバブリング管）を備える。気泡吐出部５１ｂは、例えば複数の管を備え、図４に示す例では３本の管を備え、管を１本のみ備えてもよい。各管には、管の内部から管の外部へ気体Ａを吐出可能な複数の孔が形成される。

気泡Ｂは、気泡吐出部５１ｂから吐出され、限外濾過膜浸漬槽４１内の処理水Ｗ２中を上昇する。気泡Ｂは、限外濾過膜４３の表面４３ｏを覆うように、処理水Ｗ２中を上昇する。気泡Ｂは、限外濾過膜４３に接触し、さらに詳しくは、限外濾過膜４３の（中空糸膜４３ａの）表面４３ｏに接触する。気泡Ｂは、限外濾過膜４３を揺らし、表面４３ｏに付着した不純物を表面４３ｏから剥離させる（スクラビングする）。気泡Ｂが表面４３ｏから剥離させる不純物は、例えば懸濁物質、固形物、粘土質の泥などである。その結果、限外濾過膜４３の表面４３ｏに不純物が付着することが抑制され、限外濾過膜４３の目詰まりが抑制される。気泡供給装置５１から出た気泡Ｂが処理水Ｗ２の上部に到達するまでに、限外濾過膜４３の表面４３ｏへの接触面積をできるだけ広くできることが好ましい。具体的には、限外濾過膜４３の（限外濾過膜装置４０の）長手方向を上下方向とすることが好ましい。

吸引ポンプ５３は、図１に示すように、限外濾過膜４３よりも下流側で処理水Ｗ２を吸引する。吸引ポンプ５３は、限外濾過膜４３よりも上流側の処理水Ｗ２を、限外濾過膜４３を介して吸引し、限外濾過膜４３を通す。吸引ポンプ５３は、図４に示す限外濾過膜４３よりも上流側の圧力Ｐｏに対して、限外濾過膜４３よりも下流側（具体的には膜内部空間４３ｉ）の圧力Ｐｉを低くする（負圧にする）。吸引ポンプ５３は、集合管４７のヘッダ管４７ｂに接続される。吸引ポンプ５３は、例えばベーンポンプなどである。吸引ポンプ５３は、例えば電動でもよく、例えば流体圧（例えば油圧など）により駆動してもよい。

高圧ポンプ５５は、図１に示すように、吸引ポンプ５３よりも下流側に設けられ、吸引ポンプ５３に吸い込まれた処理水Ｗ２を加圧する。高圧ポンプ５５は、逆浸透膜装置５７での処理に適した圧力に処理水Ｗ２を加圧する。高圧ポンプ５５は、例えば容積型ポンプなどであり、例えばプランジャポンプなどである。高圧ポンプ５５は、例えば電動でもよく、例えば流体圧（例えば油圧など）により駆動してもよい。

逆浸透膜装置５７は、逆浸透膜５７ａにより処理水Ｗ２を濾過する装置である。逆浸透膜装置５７は、高圧ポンプ５５よりも下流側に設けられ、高圧ポンプ５５に加圧された処理水Ｗ２を逆浸透膜５７ａに通すことで処理水Ｗ２を濾過する。逆浸透膜装置５７は、逆浸透膜５７ａ（ＲＯ（Reverse Osmosis）膜）と、逆浸透膜濾物排出部５７ｄと、を備える。逆浸透膜５７ａの孔の大きさは、限外濾過膜４３の孔の大きさよりも小さい。逆浸透膜５７ａは、ナノメートル単位の不純物を捕捉し、例えばウイルスなどを捕捉する。逆浸透膜５７ａは、ナトリウムイオンおよび塩化物イオンを捕捉可能であり、海水を淡水化できる。逆浸透膜濾物排出部５７ｄは、逆浸透膜５７ａで捕捉された不純物（濾物）を排出するための部分である。

活性炭処理部６１は、処理水Ｗ２を活性炭に通すことで、処理水Ｗ２中のアンモニア成分などを減らし、処理水Ｗ２のにおいを抑制する。活性炭処理部６１は、逆浸透膜装置５７よりも下流側に設けられる。活性炭処理部６１は、例えば塔（処理塔、カラム）などである。

カルサイト処理部６３は、処理水Ｗ２にミネラルを加え、例えばカルシウムイオン、カリウムイオン、およびマグネシウムイオンなどを処理水Ｗ２に加える。カルサイト処理部６３は、逆浸透膜装置５７よりも下流側に設けられ、活性炭処理部６１よりも下流側に設けられる。

薬注ポンプ６５（図２参照）は、処理水Ｗ２に薬剤を供給（注入）するポンプである。薬注ポンプ６５（図２参照）が処理水Ｗ２に供給する薬剤には、例えば、スケール防止剤６５ａ、および次亜塩素酸ソーダ６５ｂなどがある。スケール防止剤６５ａは、逆浸透膜５７ａに微生物などが付着することを抑制し、逆浸透膜５７ａを保護するための薬剤である。スケール防止剤６５ａは、逆浸透膜５７ａよりも上流側の処理水Ｗ２に供給され、例えば高圧ポンプ５５よりも上流側の処理水Ｗ２に供給され、例えば吸引ポンプ５３よりも下流側の処理水Ｗ２に供給される。次亜塩素酸ソーダ６５ｂは、処理水Ｗ２を滅菌する（できる限り微生物を減らす）ための薬剤である。次亜塩素酸ソーダ６５ｂは、カルサイト処理部６３よりも下流側の処理水Ｗ２に供給される。なお、上記以外の薬剤が処理水Ｗ２に供給されてもよい。例えば、処理水Ｗ２のｐＨを調整するための薬剤などが処理水Ｗ２に供給されてもよい。図１に示す例では、次亜塩素酸ソーダ６５ｂが供給された処理水Ｗ２は、生産水Ｗ３となる。生産水Ｗ３は、例えば貯水タンクＴなどに貯留されてもよい。なお、図２に示すように、生産水Ｗ３の流量を検出する流量計ｆｍが設けられてもよい。

排水ポンプ６９は、排水を行うためのポンプである。排水ポンプ６９は、例えば、図１に示す沈殿物排出部３５ｄ、限外濾過膜濾物排出部４１ｄ、および逆浸透膜濾物排出部５７ｄなどに接続される。

制御装置７１（図２参照）は、移動式浄水装置２０の構成要素の少なくとも一部を制御する装置（例えば制御盤など）である。制御装置７１（図２参照）は、例えばポンプを制御し、具体的には例えば、取水ポンプ２１、吸引ポンプ５３、高圧ポンプ５５、図２に示す薬注ポンプ６５、および排水ポンプ６９を制御する。発電機７３は、機器に電力を供給し、例えばポンプおよび制御装置７１などに電力を供給する。

（機器の配置例）
移動装置１０における、移動式浄水装置２０の各構成要素の配置や取り付け方などは、様々に設定できる。例えば、移動式浄水装置２０は、複数のモジュール（部品）が組み立てられたもの（部品組み立て式）である。移動式浄水装置２０の各構成要素が、複数のモジュールとされることで、移動式浄水装置２０の移動装置１０への搭載および撤去が容易となる。具体的には例えば、限外濾過膜装置４０（図１参照）、気泡供給装置５１、吸引ポンプ５３、高圧ポンプ５５、および逆浸透膜装置５７のうち、一部の構成要素は、他の構成要素（上記「一部の構成要素」とは異なる構成要素）と別体に構成される。また、例えば、複数の構成要素が一体的に構成されてもよい。複数の構成要素が一体的に構成される場合、複数の構成要素が、共通のベース部材（ベースプレートなど）に取り付けられてもよく、共通の容器に設けられてもよい。

モジュールの具体例は次の通りである。前処理ユニット３０と、逆浸透膜装置５７と、高圧ポンプ５５と、補機部（ブロア５１ａおよび吸引ポンプ５３）と、制御装置７１と、は、互いに別体（互いに異なるモジュール）である。また、例えば、ブロア５１ａと吸引ポンプ５３とは、一体的に構成されてもよく（一つのモジュールとされてもよく）、具体的には共通のベース部材に取り付けられてもよい。例えば、図１に示す例では、沈殿槽３５と限外濾過膜装置４０とは、一体的に構成され（一つのモジュールとされ）、具体的には共通の前処理容器３１に設けられる。

移動式浄水装置２０の構成要素の少なくとも一部（好ましくは全部）は、図２に示す移動装置１０に着脱可能である。例えば、前処理ユニット３０、ブロア５１ａ、吸引ポンプ５３、高圧ポンプ５５、および逆浸透膜装置５７のそれぞれは、互いに異なるモジュールであり、各モジュールは、移動装置１０に着脱可能に取り付けられる。各モジュール間は、ホース、およびホースを接続するためのコネクタによって接続される。上記ホースは、例えば処理水Ｗ２（図１参照）が通るホースであり、例えば気体Ａ（図１参照）が通るホースである。

移動装置１０における、移動式浄水装置２０の各構成要素の配置の具体例は、次の通りである。前処理ユニット３０、吸引ポンプ５３、高圧ポンプ５５、逆浸透膜装置５７、薬注ポンプ６５、および制御装置７１は、車両１１に搭載される。発電機７３は、トレーラ１３に搭載される。図１に示す、取水ポンプ２１、活性炭処理部６１、カルサイト処理部６３、および貯水タンクＴは、トレーラ１３に搭載されてもよく、トレーラ１３とは別の台車などに搭載されてもよい。

（作動）
移動式浄水装置２０は、以下のように作動するように構成される。移動式浄水装置２０の使用時には、上記の通り、原水Ｗ１を処理し、生産水Ｗ３を生産する。移動式浄水装置２０の使用時には、移動装置１０（図２参照）は、地面に対して移動しない（固定される）。移動式浄水装置２０の使用時には、図３に示すように、前処理ユニット３０は、起立状態（縦型）となる。このとき、図４に示す複数の限外濾過膜４３のそれぞれは（中空糸膜４３ａは）、上下方向に延びるように配置される。このとき、気泡Ｂは、気泡吐出部５１ｂから吐出され、限外濾過膜４３に沿うように上昇する。その結果、限外濾過膜４３の表面４３ｏから不純物が剥離され、限外濾過膜４３が洗浄される。

図１に示す移動式浄水装置２０の不使用時には、図３において二点鎖線で示すように、前処理ユニット３０は、倒伏状態となる。上記「移動式浄水装置２０の不使用時」には、例えば、図２に示す移動装置１０により移動式浄水装置２０を移動させる時（移動時、輸送時）などが含まれる。図３に示す前処理ユニット３０が倒伏状態のとき、前処理ユニット３０の長手方向は、水平方向または略水平方向となる。前処理ユニット３０が倒伏状態になることで、前処理ユニット３０が起立状態の場合に比べ、前処理ユニット３０の重心が下がる。よって、車両１１が安定して走行しやすくなる。また、前処理ユニット３０が倒伏状態になることで、前処理ユニット３０の高さが低くなる（上下方向の寸法が小さくなる）。その結果、図２に示す移動装置１０および移動式浄水装置２０の、全体としての高さが低くなる。よって、移動式浄水装置２０が搭載された移動装置１０の格納や搬出が容易になる。例えば、移動式浄水装置２０が搭載された移動装置１０が、この移動装置１０とは別の移動装置に搭載される際に、前処理ユニット３０が邪魔になりにくい。例えば、移動装置１０の格納庫の高さ方向のスペースが限られていても、移動装置１０を格納庫内に円滑に格納しやすくなり、移動装置１０を格納庫内から円滑に搬出しやすくなる。上記「別の移動装置」は、例えば航空機（例えばヘリコプターなど）でもよく、例えば船舶でもよく、例えば車両（車両１１よりも大きい車両）でもよい。なお、移動式浄水装置２０の構成要素のうち、前処理ユニット３０以外の構成要素は、倒伏状態の前処理ユニット３０よりも低い位置に配置される。

例えば、前処理ユニット３０が起立状態のときには、移動式浄水装置２０が搭載された移動装置１０を格納できないような限られたスペース（例えば航空機の格納庫など）があるとする。この場合、前処理ユニット３０を倒伏状態にする。すると、移動式浄水装置２０が搭載されたままの移動装置１０を（移動装置１０から移動式浄水装置２０が取り外されなくても）、限られたスペースに対して容易に格納および搬出できる。

（起倒の例１）
図３に示す前処理ユニット３０の起倒の作業（倒伏状態から起立状態にする作業、および起立状態から倒伏状態にする作業）は、例えば次のように行われる。作業者が手作業で前処理ユニット３０を起倒させてもよい。この場合、前処理ユニット３０に、作業者が手で持つことが可能なハンドル８１などが設けられることが好ましい。

（起倒の例２）
図５に示すように、前処理ユニット３０の起倒には、起倒装置２８０が用いられてもよい。起倒装置２８０は、滑車２８３およびロープ２８５などを用いて前処理ユニット３０を起倒させる装置である。例えば、起倒装置２８０は、ポール２８１と、滑車２８３と、ロープ２８５と、ウインチ２８７と、を備える。ポール２８１は、車両１１に立てられ、前処理ユニット３０の近傍に配置される。ポール２８１は、起倒式でもよい。滑車２８３は、ポール２８１に回転可能に取り付けられ、例えばポール２８１の先端部に取り付けられる。ロープ２８５は、ウインチ２８７に巻きつけられ、滑車２８３に掛けられ、前処理ユニット３０に取り付けられる。ウインチ２８７は、ロープ２８５の巻き取りおよび繰り出しを行う。ウインチ２８７は、手動（手巻）でもよく、電動でもよく、流体圧（例えば油圧など）により駆動してもよい。例えば、ウインチ２８７がロープ２８５を巻き取ることで、倒伏状態の前処理ユニット３０が、起立状態になる。例えば、前処理ユニット３０が倒れる側に前処理ユニット３０に力を作用させながら、ウインチ２８７がロープ２８５を繰り出すことで、起立状態の前処理ユニット３０が、倒伏状態になる。前処理ユニット３０が倒れる側に前処理ユニット３０に力を作用させる手段は、人力でもよく、ウインチ２８７およびロープ２８５とは別のウインチおよびロープ（図示なし）などの装置でもよく、ジャッキなどの装置でもよい。

（起倒の例３）
図６に示すように、前処理ユニット３０の起倒には、ジャッキ３８１（起倒装置）が用いられてもよい。ジャッキ３８１は、例えば伸縮可能なものなどである。ジャッキ３８１は、手動でもよく、電動でもよく、流体圧（例えば油圧など）により駆動してもよい。例えば、ジャッキ３８１が縮むことで、起立状態の前処理ユニット３０が、倒伏状態になる。ジャッキ３８１が伸びることで、倒伏状態の前処理ユニット３０が、起立状態になる。

（加圧型との比較）
本実施形態では、図１に示す限外濾過膜装置４０は、加圧型ではなく、吸引型である。限外濾過膜装置が加圧型である場合（例えば上記の特許文献１などを参照）、次の問題が生じ得る。以下、比較対称の構成要素（例えば加圧型の限外濾過膜装置）に、本実施形態の構成要素と同じ符号を付す。限外濾過膜装置４０が加圧型の場合、加圧ポンプが必要になる。この加圧ポンプは、限外濾過膜４３の上流側の処理水Ｗ２を加圧するポンプであり、限外濾過膜４３に処理水Ｗ２を押しこむポンプである。加圧型では、図４に示す膜内部空間４３ｉ（下流側）の圧力Ｐｉよりも、限外濾過膜４３の外部（上流側）の圧力Ｐｏが高圧である。

［加圧型の問題の例１（容器の大型化）］限外濾過膜装置４０が加圧型の場合、圧力Ｐｏは、大気圧に比べ高い。そのため、限外濾過膜４３を収容する容器は、この圧力Ｐｏに耐えられる圧力容器（加圧ケーシング）である必要がある。そのため、限外濾過膜４３を収容する容器が大型化するおそれがある。その結果、移動式浄水装置２０が大型化する。移動式浄水装置２０が大型になると、移動装置１０（図２参照）を大型（例えば大型トラックなど）にする必要が生じ得る。

一方、本実施形態では、限外濾過膜装置４０は、吸引型である。さらに詳しくは、限外濾過膜４３の下流側が、吸引ポンプ５３（図１参照）で吸引される。吸引型では、限外濾過膜４３の膜内部空間４３ｉ（下流側）の圧力Ｐｉよりも、限外濾過膜４３の外部（上流側）の圧力Ｐｏが高圧であり、この圧力Ｐｏは、ほぼ大気圧である。よって、限外濾過膜４３を収容する容器を、圧力容器にする必要がない。よって、限外濾過膜４３を収容するための容器（具体的には限外濾過膜浸漬槽４１）を小型化できる。その結果、移動式浄水装置２０（図１参照）を小型化できる。

［加圧型の問題の例２（運転の安定性）］限外濾過膜装置４０が加圧型の場合、圧力Ｐｏが高圧であるため、気泡Ｂを上昇させて限外濾過膜４３を洗浄する、という方法を用いることはできない。そのため、限外濾過膜４３に不純物が付着しやすく、限外濾過膜４３が目詰まり（ファウリング）しやすい。限外濾過膜４３が目詰まりすると、図１に示す移動式浄水装置２０の運転を停止する必要があり、移動式浄水装置２０の運転の安定性を損なうおそれがある。移動式浄水装置２０の運転を停止した場合、運転を停止した時間の分、生産水Ｗ３の生産量が減る。

一方、本実施形態では、図４に示すように、限外濾過膜４３への不純物の付着を、気泡Ｂによって抑制できる。よって、図１に示す移動式浄水装置２０の運転の安定性を確保しやすい。その結果、生産水Ｗ３の生産量を確保しやすい。

［加圧型の問題の例３（逆洗）］図４に示す限外濾過膜装置４０が加圧型の場合、限外濾過膜４３に付着した不純物を取り除くために、逆洗が行われる場合がある。この逆洗では、膜内部空間４３ｉから表面４３ｏ側に流体（空気や水など）が通される。この逆洗時には、限外濾過膜４３の膜内部空間４３ｉの圧力Ｐｉは、限外濾過膜４３の外部の圧力Ｐｏよりも高くなる。［問題の例３－１］この逆洗時には、図１に示す生産水Ｗ３の生産が一旦停止される。そのため、移動式浄水装置２０は、連続運転できず（間欠運転になり）、移動式浄水装置２０の運転の安定性を損なうおそれがある。そのため、生産水Ｗ３の生産が一旦停止された時間の分、生産水Ｗ３の生産量が減る。生産水Ｗ３の生産量を確保するには、移動式浄水装置２０を大型化する必要が生じ得る。［問題の例３－２］この逆洗が水で行われる場合は、逆洗用の水を貯留するタンクが必要になる。そのため、移動式浄水装置２０が大型化するおそれがある。また、移動式浄水装置２０が処理した水が逆洗用の水として利用される場合は、生産水Ｗ３の生産量が減る。生産水Ｗ３の生産量を確保するには、移動式浄水装置２０を大型化する必要が生じ得る。

一方、本実施形態では、図４に示すように、限外濾過膜４３への不純物の付着を、気泡Ｂによって抑制できる。よって、限外濾過膜４３を逆洗する必要がない、または逆洗の必要性を減らせる。よって、上記の逆洗による問題を解消（または抑制）できる。その結果、図１に示す移動式浄水装置２０を小型化できる。

［加圧型の問題の例４（ポンプのエネルギー効率）］限外濾過膜装置４０が加圧型の場合、限外濾過膜４３の上流側に加圧ポンプが設けられる。この加圧ポンプの吐出圧力（出口圧力）は、高圧ポンプ５５に作用する。しかし、加圧ポンプから高圧ポンプ５５までの間での、限外濾過膜４３および配管で、圧力が損失する。

一方、本実施形態では、限外濾過膜装置４０が吸引型であり、限外濾過膜４３の下流側に吸引ポンプ５３が設けられる。この吸引ポンプ５３の吐出圧力は、高圧ポンプ５５に作用する。また、限外濾過膜装置４０が加圧型である場合の、加圧ポンプから高圧ポンプ５５までの配管に比べ、本実施形態の吸引ポンプ５３から高圧ポンプ５５までの配管を短くしやすい。よって、吸引ポンプ５３から高圧ポンプ５５までの間での圧力損失を抑制できる。よって、吸引ポンプ５３および高圧ポンプ５５の必要動力を少なくできる。よって、移動式浄水装置２０のエネルギー効率を高くでき、移動式浄水装置２０を小型化できる。

また、吸引ポンプ５３の吐出圧力は高圧ポンプ５５に作用するので、吸引ポンプ５３が設けられない場合に比べ、高圧ポンプ５５の必要揚程を下げることができる。よって、高圧ポンプ５５の必要動力を少なくできる。よって、移動式浄水装置２０のエネルギー効率を高くでき、移動式浄水装置２０を小型化できる。

［加圧型の問題の例５（大型の濾過装置）］上記のように、限外濾過膜装置４０が加圧型の場合、限外濾過膜４３に不純物が付着しやすい。そこで。限外濾過膜４３への不純物の付着を抑制するために、限外濾過膜４３よりも上流側に大型の濾過装置を設けることが考えられる。上記「大型の濾過装置」は、例えばフィルタ３７よりも大型の装置である。上記「大型の濾過装置」は、例えば、砂濾過により濾過を行う装置、または、濾過筒を回転させることで濾過を行う装置などである。このような大型の濾過装置が用いられる場合、移動式浄水装置２０が大型になる。さらに詳しくは、移動式浄水装置２０は、大型の濾過装置と、限外濾過膜装置４０と、逆浸透膜装置５７と、の３つ（３段）の濾過装置を備えることになる。

一方、本実施形態では、図４に示すように、限外濾過膜４３への不純物の付着を気泡Ｂで抑制できる。よって、移動式浄水装置２０に、上記「大型の濾過装置」を設ける必要がない（または設ける必要性を減らせる）。具体的には例えば、図１に示すように、限外濾過膜装置４０と、逆浸透膜装置５７と、の２つ（２段）の濾過装置で足りる。仮に、限外濾過膜装置４０および逆浸透膜装置５７以外に濾過を行う構成要素が設けられるとしても、上記「大型の濾過装置」よりも小型の構成要素（例えばフィルタ３７など）で足りる。

なお、本実施形態の移動式浄水装置２０では、上記の移動式浄水装置２０の利点のうち、一部のみが得られてもよい。本実施形態の移動式浄水装置２０において、限外濾過膜４３が逆洗されてもよい。限外濾過膜４３が逆洗される場合でも、加圧型の限外濾過膜装置４０に比べ、逆洗の必要時間や必要回数を抑制できる。本実施形態の移動式浄水装置２０において、限外濾過膜４３よりも上流側に、フィルタ３７よりも大きい濾過装置が設けられてもよい。

（効果）
図１に示す移動式浄水装置２０による効果は次の通りである。

（第１の発明の効果）
移動式浄水装置２０は、移動装置１０（図２参照）に搭載可能である。移動式浄水装置２０は、限外濾過膜装置４０と、気泡供給装置５１と、吸引ポンプ５３と、高圧ポンプ５５と、逆浸透膜装置５７と、を備える。限外濾過膜装置４０は、処理水Ｗ２を限外濾過膜４３に通すことで処理水Ｗ２を濾過する。

［構成１－１］図４に示すように、気泡供給装置５１は、限外濾過膜４３の表面４３ｏに気泡Ｂを供給する。

［構成１－２］図１に示すように、吸引ポンプ５３は、限外濾過膜４３よりも下流側で処理水Ｗ２を吸引する。高圧ポンプ５５は、吸引ポンプ５３が吸引した処理水Ｗ２を加圧する。逆浸透膜装置５７は、高圧ポンプ５５に加圧された処理水Ｗ２を逆浸透膜５７ａに通すことで処理水Ｗ２を濾過する。

上記［構成１－１］により、図４に示す限外濾過膜４３の表面４３ｏに気泡Ｂが供給されるので、限外濾過膜４３の表面４３ｏに、処理水Ｗ２中の不純物が付着することを抑制できる（以下、この作用を「気泡Ｂによる作用」という）。よって、限外濾過膜４３の目詰まりを抑制できるので、移動式浄水装置２０の運転の安定性を確保しやすい。よって、生産水Ｗ３の生産量を確保しやすいので、移動式浄水装置２０を小型化できる。

上記［構成１－１］により、気泡Ｂによる作用が得られるので、気泡Ｂによる作用が得られない場合に比べ、限外濾過膜装置４０よりも上流側での水処理を簡素化できる。よって、移動式浄水装置２０を小型化できる。

上記［構成１－１］により、気泡Ｂによる作用が得られるので、限外濾過膜４３を逆洗する必要性を減らせる。よって、移動式浄水装置２０による生産水Ｗ３の生産を停止させる必要性を減らせる。よって、移動式浄水装置２０の運転の安定性を確保しやすい。その結果、移動式浄水装置２０を小型化できる。

上記［構成１－２］では、限外濾過膜４３に処理水Ｗ２を通すための吸引ポンプ５３は、限外濾過膜４３よりも下流側に設けられる。この吸引ポンプ５３の吐出圧は、高圧ポンプ５５に作用する。よって、限外濾過膜４３よりも上流側に、限外濾過膜４３に処理水Ｗ２を通すためのポンプ（例えば上記の加圧ポンプ）が設けられる場合に比べ、吸引ポンプ５３から高圧ポンプ５５までの間での圧力損失を抑制できる。よって、吸引ポンプ５３および高圧ポンプ５５の必要動力を抑制できる。よって、移動式浄水装置２０のエネルギー効率を向上させることができるので、移動式浄水装置２０を小型化できる。

（第２の発明の効果）
［構成２］図３に示すように、限外濾過膜装置４０は、移動装置１０に対して起立可能および倒伏可能に取り付けられる。

図４に示すように、限外濾過膜装置４０の使用時には、上記［構成１－１］のように、限外濾過膜４３の表面４３ｏに気泡Ｂが供給される。このとき、気泡供給装置５１から出た気泡Ｂが処理水Ｗ２の上部に到達するまでに、限外濾過膜４３の表面４３ｏへの接触面積をできるだけ広くするために、限外濾過膜装置４０の長手方向を上下方向とすることが好ましい。一方、図３に示す限外濾過膜装置４０の不使用時には、限外濾過膜装置４０の長手方向が上下方向であれば、移動装置１０の移動や格納などの際に、不利になる場合がある。そこで、限外濾過膜装置４０は、移動装置１０に対して起立可能および倒伏可能に取り付けられる（上記［構成２］）。よって、限外濾過膜装置４０の使用時に、限外濾過膜装置４０を容易に起立状態にでき、限外濾過膜装置４０の不使用時に、限外濾過膜装置４０を容易に倒伏状態にできる。

限外濾過膜装置４０を倒伏状態にできる結果、次の効果が得られてもよい。限外濾過膜装置４０を倒伏状態にすることで、限外濾過膜装置４０の重心を下げることができ、移動装置１０を容易に移動させることができる。限外濾過膜装置４０を倒伏状態にすることで、限外濾過膜装置４０の高さを下げることができる。よって、図２に示す移動式浄水装置２０が搭載されたままの移動装置１０を（移動装置１０から移動式浄水装置２０を取り外さなくても）、格納庫などの限られたスペースに対して容易に格納および搬出できる。

（第３の発明の効果）
［構成３－１］図１に示すように、移動式浄水装置２０は、限外濾過膜装置４０よりも上流側に設けられる沈殿槽３５を備える。

［構成３－２］沈殿槽３５および限外濾過膜装置４０は、一つの前処理容器３１（容器）内に設けられる。

上記［構成３－１］により、沈殿槽３５が設けられない場合に比べ、限外濾過膜４３に到達する不純物を減らすことができる。よって、限外濾過膜４３の目詰まりをより抑制できる。その結果、移動式浄水装置２０の運転の安定性をより確保しやすく、その結果、移動式浄水装置２０をより小型化できる。さらに、上記［構成３－２］により、沈殿槽３５と限外濾過膜装置４０とを別々の容器に設ける場合に比べ、移動式浄水装置２０を小型化できる。

（第４の発明の効果）
［構成４］図２に示す限外濾過膜装置４０、気泡供給装置５１、吸引ポンプ５３、高圧ポンプ５５、および逆浸透膜装置５７のうち、一部の構成要素は、他の構成要素（上記「一部の構成要素」とは異なる構成要素）と別体に構成される。限外濾過膜装置４０、気泡供給装置５１、吸引ポンプ５３、高圧ポンプ５５、および逆浸透膜装置５７は、移動装置１０に着脱可能に取り付けられる。

上記［構成４］により、上記［構成４］を備えない場合に比べ、移動装置１０への移動式浄水装置２０の搭載および撤去を容易に行える。

（変形例）
上記実施形態は様々に変形されてもよい。例えば、移動装置１０および移動式浄水装置２０の各構成要素の配置や形状などが変更されてもよい。例えば、構成要素の数が変更されてもよく、構成要素の一部が設けられなくてもよい。例えば、互いに異なる複数の構成要素として説明したものが、一つの部材や部分とされてもよい。例えば、一つの部材や部分として説明したものが、互いに異なる複数の部材や部分に分けて設けられてもよい。

例えば、上記実施形態では、図１に示す沈殿槽３５と限外濾過膜装置４０とが、一つの前処理ユニット３０に設けられたが、沈殿槽３５と限外濾過膜装置４０とが別々に設けられてもよい。例えば、沈殿槽３５は設けられなくてもよい。沈殿槽３５が設けられない場合、上記「前処理ユニット３０」を「限外濾過膜装置４０」に読み替える。

１０移動装置
２０移動式浄水装置
３１前処理容器（一つの容器）
３５沈殿槽
４０限外濾過膜装置
４３限外濾過膜
５１気泡供給装置
５３吸引ポンプ
５５高圧ポンプ
５７逆浸透膜装置
５７ａ逆浸透膜
２８０起倒装置
２８５ロープ
２８７ウインチ
３８１ジャッキ
Ｗ２処理水

Claims

移動装置に搭載可能な移動式浄水装置であって、
処理水を限外濾過膜に通すことで前記処理水を濾過し、前記移動装置に対して起立可能および倒伏可能に取り付けられた限外濾過膜装置と、
前記移動装置に対して前記限外濾過膜装置を起立および倒伏させる起倒装置と、
前記限外濾過膜の表面に気泡を供給する気泡供給装置と、
前記限外濾過膜よりも下流側で前記処理水を吸引する吸引ポンプと、
前記吸引ポンプが吸引した前記処理水を加圧する高圧ポンプと、
前記高圧ポンプに加圧された前記処理水を逆浸透膜に通すことで前記処理水を濾過する逆浸透膜装置と、
を備える、
移動式浄水装置。
請求項１に記載の移動式浄水装置であって、
前記起倒装置は、
前記限外濾過膜装置に取り付けられるロープと、
前記ロープの巻き取りおよび繰り出しを行うウインチと、
を備える、
移動式浄水装置。
請求項１または２に記載の移動式浄水装置であって、
前記起倒装置は、伸縮可能なジャッキを備える、
移動式浄水装置。
請求項１～３のいずれか１項に記載の移動式浄水装置であって、
前記限外濾過膜装置よりも上流側に設けられる沈殿槽を備え、
前記沈殿槽および前記限外濾過膜装置は、一つの容器内に設けられる、
移動式浄水装置。
請求項１～４のいずれか１項に記載の移動式浄水装置であって、
前記限外濾過膜装置、前記気泡供給装置、前記吸引ポンプ、前記高圧ポンプ、および前記逆浸透膜装置のうち、一部の構成要素は、前記一部の構成要素とは異なる構成要素と別体に構成され、
前記限外濾過膜装置、前記気泡供給装置、前記吸引ポンプ、前記高圧ポンプ、および前記逆浸透膜装置は、前記移動装置に着脱可能に取り付けられる、
移動式浄水装置。