WO2021177117A1 - 水浄化システム及び水浄化方法 - Google Patents

水浄化システム及び水浄化方法 Download PDF

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WO2021177117A1
WO2021177117A1 PCT/JP2021/006925 JP2021006925W WO2021177117A1 WO 2021177117 A1 WO2021177117 A1 WO 2021177117A1 JP 2021006925 W JP2021006925 W JP 2021006925W WO 2021177117 A1 WO2021177117 A1 WO 2021177117A1
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WO
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water
treated
unit
activated carbon
purification system
Prior art date
Application number
PCT/JP2021/006925
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English (en)
French (fr)
Inventor
廣田　達哉
藤田　浩史
純矢 小川
Original Assignee
パナソニックＩｐマネジメント株式会社
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D24/00—Filters comprising loose filtering material, i.e. filtering material without any binder between the individual particles or fibres thereof
    • 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
    • C02F1/28—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption
    • 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
    • C02F1/42—Treatment of water, waste water, or sewage by ion-exchange
    • 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
    • C02F1/72—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation
    • C02F1/78—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation with ozone

Definitions

  • the present invention relates to a water purification system and a water purification method.
  • Patent Document 1 discloses an advanced treatment method for clean water. Specifically, in Patent Document 1, coagulation and precipitation treatment of raw water to which prechlorine is added; oxidative decomposition treatment of organic matter to which ozone is added; adsorption treatment and biological treatment of residual organic matter passing through the activated carbon fluidized layer; intermediate Discontinuity to add chlorine Chlorine treatment; Reaggregation of effluent fine particles to which a coagulant is added; Sand filtration; Fine adjustment of residual chlorine concentration by post-chlorination is disclosed.
  • a water treatment method safe clean water can be supplied in Japan.
  • the raw water in the peat layer area contains dissolved organic matter such as humic acid and has a high chromaticity. Since there are few peat layer areas in Japan, safe clean water can be supplied by the conventional water purification system. However, for example, Indonesia's Kalimantan Island and Sumatra Island are peat layer areas, so the raw water contains a large amount of dissolved organic matter and has high chromaticity. Even if an attempt is made to purify such raw water with a conventional water purification system, there is a problem that dissolved organic matter cannot be sufficiently removed and it is difficult to obtain safe water.
  • An object of the present invention is to provide a water purification system and a water purification method capable of efficiently removing dissolved organic substances from raw water.
  • the water purification system has a first ozone injection unit that injects ozone into the water to be treated containing dissolved organic substances, and activated carbon that comes into contact with the water to be treated.
  • An activated carbon treatment unit provided with A first ozone injection unit, an activated carbon treatment unit, an ion adsorption unit, and a filtration unit are provided, and a circulation flow path for circulating the water to be treated is provided. Then, the water to be treated circulates in the first ozone injection part, the activated carbon treatment part, the ion adsorption part and the filtration part through the circulation flow path.
  • the water purification method includes an ozone injection step of injecting ozone into the water to be treated containing dissolved organic substances, an activated carbon treatment step of bringing the water to be treated into contact with activated carbon, and a magnetic band. It has an ion adsorption step of adsorbing a dissolved organic substance in the water to be treated using a magnetic ion exchange resin, and a filtration step of filtering the water to be treated to remove the insoluble matter. Then, the water to be treated circulates in the ozone injection step, the activated carbon treatment step, the ion adsorption step and the filtration step.
  • FIG. 1 is a schematic view showing an example of a water purification system according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a block diagram relating to the control unit of the water purification system.
  • FIG. 3 is a flowchart showing an example of the flow of the purification process in the water purification system.
  • FIG. 4 is a flowchart showing another example of the flow of the purification process in the water purification system.
  • FIG. 5 is a schematic view showing another example of the water purification system according to the first embodiment.
  • FIG. 6 is a schematic view showing an example of the water purification system according to the second embodiment.
  • FIG. 7 is a schematic view showing an example of the water purification system according to the third embodiment.
  • FIG. 8 is a schematic view showing an example of the water purification system according to the fourth embodiment.
  • the raw water in the peat layer area contains dissolved organic matter such as humic acid, and may have high chromaticity.
  • the chromaticity of raw water is 300 to 500, and the color is as if it were black tea.
  • the humic acid contained in raw water is the final product produced by decomposition of plants and the like by microorganisms.
  • Humic acid is roughly divided into humic acid, humic acid and fulvic acid, and the molecular size decreases in the order of humic acid, humic acid and fulvic acid.
  • humic acids those that precipitate in an alkaline aqueous solution are called fums
  • those that are soluble in an alkaline aqueous solution but precipitate in an acid aqueous solution are called humic acid
  • those that are soluble in both alkaline and acid aqueous solutions are fulbo. It is called acid.
  • Fulvic acid having a small molecular weight cannot be aggregated and precipitated, and it is difficult to remove it even by using a filtration device having a filtration accuracy of about 30 ⁇ m.
  • the accelerated oxidation treatment method is a method in which hydroxyl radicals are generated by using ozone, hydrogen peroxide, ultraviolet rays and the like in combination, and dissolved organic substances are oxidatively decomposed by the hydroxyl radicals.
  • AOP accelerated oxidation treatment method
  • a large amount of hydroxyl radicals is required to decompose all dissolved organic substances with hydroxyl radicals without using coagulation precipitation or filtration.
  • a certain amount of site is required to install the equipment for the accelerated oxidation treatment.
  • the membrane treatment method requires filtration accuracy higher than that of the nanofiltration membrane (NF membrane), and further requires pushing with a high-power pump, so that the initial investment and the running cost are high.
  • the water purification system and the water purification method of the present embodiment are a system capable of efficiently removing dissolved organic substances from raw water without applying an advanced treatment method such as an accelerated oxidation treatment method or a membrane treatment method.
  • the method is a system capable of efficiently removing dissolved organic substances from raw water without applying an advanced treatment method such as an accelerated oxidation treatment method or a membrane treatment method. The method.
  • the water purification system of the present embodiment purifies the raw water as the water to be treated to the extent that it can be used as domestic water, for example.
  • the raw water means water from a water source such as a well, a river or a pond.
  • the water purification system 1 includes a first ozone injection unit 10 that injects ozone into the water W to be treated, an activated carbon treatment unit 20 that includes activated carbon, and an ion adsorption unit 30 that includes an ion exchange resin. And a filtration unit 40 for filtering the water W to be treated.
  • the water purification system 1 further includes a treatment tank 50 in which a first ozone injection unit 10, an activated carbon treatment unit 20, and an ion adsorption unit 30 are arranged inside.
  • a raw water introduction pipe 51 for guiding the water to be treated W to the treatment tank 50 is connected to the upper part of the left wall 50a.
  • a pump 51A is connected to the raw water introduction pipe 51, and when the pump 51A operates, the water to be treated W is introduced into the treatment tank 50.
  • a discharge pipe 52 for discharging the water to be treated W in the treatment tank 50 to the outside is connected to the lower part of the left wall 50a of the treatment tank 50.
  • the processing tank 50 is divided into a plurality of sections by a plurality of partition plates 53. Specifically, inside the treatment tank 50, partition plates 53a and 53c having a communication passage with the bottom wall 50b of the treatment tank 50, and the lower end is connected to the bottom wall 50b of the treatment tank 50 and the upper end is covered. Partition plates 53b and 53d are provided so that the treated water W can overcome and communicate with the partition plates 53b and 53d. Then, the partition plates 53a and 53c and the partition plates 53b and 53d are alternately arranged in the flow direction.
  • the water to be treated W introduced from the raw water introduction pipe 51 into the first section SE1 of the treatment tank 50 first flows from the continuous passage at the lower end of the partition plate 53a to the second section SE2 on the downstream side. Further, the water W to be treated that has flowed into the second section SE2 passes over the partition plate 53b and flows into the third section SE3 on the downstream side, and then flows from the continuous passage at the lower end of the partition plate 53c to the fourth section SE4 on the downstream side. It flows. Then, the water W to be treated that has flowed into the fourth section SE4 gets over the partition plate 53d and reaches the fifth section SE5 on the downstream side.
  • a first water level sensor 54 is provided on the upper wall 50c of the treatment tank 50, and the amount of water W to be treated stored in the treatment tank 50 can be measured. Specifically, as shown in FIG. 1, the first water level sensor 54 can detect when the water to be treated W stored in the treatment tank 50 is a high water level H1 and a low water level H2. ..
  • the treatment tank 50 is connected to a circulation pipe 60 for leading the water W to be treated in the fifth section SE5 to the outside of the treatment tank 50 and then returning it to the first section SE1 again.
  • the circulation pipe 60 includes a first circulation pipe 60a and a second circulation pipe 60b, and a three-way valve is used between the first circulation pipe 60a and the second circulation pipe 60b. It is equipped with a valve 60c.
  • One end of the first circulation pipe 60a is connected to the lower part of the right wall 50d of the processing tank 50, and the other end is connected to the switching valve 60c.
  • One end of the second circulation pipe 60b is connected to the switching valve 60c, and the other end reaches the first section SE1 of the processing tank 50.
  • the water W to be treated passes through the first to fifth compartments of the treatment tank 50 and then circulates through the circulation pipe 60 so as to reach the first compartment SE1 again. .. Therefore, in the water purification system 1, the flow path of the water to be treated W in the treatment tank 50, that is, the first to fifth sections and the circulation pipe 60 constitute a circulation flow path.
  • the switching valve 60c is a solenoid valve, and the switching operation of the switching valve 60c is controlled by the control unit 90 described later.
  • the water purification system 1 includes a first ozone injection unit 10 that injects ozone into the water to be treated W. Then, in the water purification system 1, the first ozone injection unit 10 is provided in the first section SE1 of the treatment tank 50.
  • the first ozone injection unit 10 is provided in the first section SE1 of the treatment tank 50.
  • the configuration of the first ozone injection unit 10 is not limited as long as ozone can be injected into the water to be treated W.
  • the first ozone injection unit 10 includes, for example, an ozone generator 10a that uses a high voltage to generate ozone, and an injector 10b that injects the generated ozone by the Venturi effect.
  • the injector 10b is connected to the second circulation pipe 60b, and injects ozone into the water to be treated W passing through the second circulation pipe 60b.
  • a Venturi tube can be used as such an injector 10b.
  • the water to be treated W in which ozone is injected by the injector 10b is introduced into the first section SE1 by the second circulation pipe 60b. At this time, the ozone in the water to be treated W is depressurized and dispersed in the first compartment SE1. Therefore, the water W to be treated in the first compartment SE1 can efficiently contact ozone and oxidatively decompose organic substances.
  • the water purification system 1 further includes an activated carbon treatment unit 20 provided with activated carbon.
  • an activated carbon treatment unit 20 provided with activated carbon.
  • the activated carbon treatment unit 20 is provided in the second section SE2 of the treatment tank 50. Since the water W to be treated flows upward in the second section SE2, the particulate activated carbon flows and stays in the activated carbon treatment section 20. As a result, the contact rate between the water to be treated W and the activated carbon is further increased, so that the hydrophobic organic substances in the water to be treated W can be efficiently removed.
  • the activated carbon provided in the activated carbon processing unit 20 at least one of powdered activated carbon and granular activated carbon can be used. Further, as the activated carbon, biological activated carbon in which microorganisms have propagated on the surface may be used. By using the biological activated carbon, the organic matter in the water to be treated can be removed more efficiently by the adsorption action of the activated carbon and the decomposition action of the microorganisms propagated on the activated carbon.
  • the water to be treated W may contain humic acid as a dissolved organic substance. Since the humic acid in the humic acid has a large molecular weight, it can be removed by a filtration treatment by the filtration unit 40. Further, since humic acid in the humic acid is a minute but hydrophobic organic substance, it can be removed by ozone treatment by the first ozone injection unit 10 and activated carbon treatment by the activated carbon treatment unit 20. However, fulvic acid in humic acid contains a large amount of carboxy groups and phenolic hydroxyl groups in the molecule, and is a minute hydrophilic organic substance. Therefore, fulvic acid cannot be sufficiently removed by the filtration treatment by the filtration unit 40, and cannot be sufficiently removed by the ozone treatment by the first ozone injection unit 10 and the activated carbon treatment by the activated carbon treatment unit 20.
  • the water purification system 1 is provided with an ion adsorption unit 30, and the ion adsorption unit 30 has an ion exchange resin that adsorbs dissolved organic substances in the water to be treated W.
  • the ion adsorption unit 30 since the water W to be treated comes into contact with the ion exchange resin, dissolved organic substances such as fulvic acid are ion-exchanged and adsorbed on the ion exchange group of the ion exchange resin. Therefore, the dissolved organic matter can be removed from the water to be treated W.
  • the ion exchange resin included in the ion adsorption unit 30 is preferably a magnetic ion exchange resin that is in the form of particles and is magnetic. As shown in FIG. 1, the ion adsorption unit 30 is provided in the fourth section SE4 of the treatment tank 50. Since the water W to be treated flows upward in the fourth compartment SE4, the ion exchange resin is in the form of particles, so that it easily flows in the ion adsorption portion 30. As a result, the contact rate between the water to be treated W and the ion exchange resin is increased, so that the dissolved organic substances in the water to be treated W can be efficiently adsorbed.
  • the ion exchange resin has magnetism (ferromagnetism), the particulate resins are attracted to each other and easily agglomerate. Therefore, even when the water to be treated W is in an upward flow, the ion exchange resin can stay in the water to be treated W and efficiently adsorb the dissolved organic matter.
  • the magnetic ion exchange resin is preferably a strongly basic anion exchange resin. Since fulvic acid is an anion in the water to be treated W, fulvic acid can be adsorbed and removed with high efficiency by being a strongly basic anion exchange resin. Examples of such a magnetic ion exchange resin include MIEX (registered trademark) resin manufactured by ORICA. Since the ion exchanged with the dissolved organic substance is chloride ion (Cl ⁇ ), this magnetic ion exchange resin can be easily regenerated by contacting it with a regeneration solution containing chloride ion. ..
  • the water purification system 1 further includes a filtration unit 40 that filters the water to be treated W to remove insoluble matter.
  • a filtration unit 40 is not particularly limited as long as it can remove insoluble matter, but for example, one provided with manganese sand as a filter medium can be used.
  • the filtration unit 40 is provided in the first circulation pipe 60a in the circulation pipe 60. Therefore, the filtration unit 40 filters the water to be treated W treated by the first ozone injection unit 10, the activated carbon treatment unit 20, and the ion adsorption unit 30 to remove insoluble matter.
  • the circulation pipe 60 is provided with a circulation pump 61 for circulating the water to be treated W.
  • a circulation pump 61 is provided in the circulation pipe 60 so that the water W to be treated can continuously circulate in the circulation flow path.
  • the circulation pump 61 is provided between the filtration unit 40 and the treatment tank 50 in the first circulation pipe 60a, but the position is not limited to this, and any of the circulation pipes 60 can be used. It can be installed at a position.
  • the circulation pipe 60 is provided with a water quality sensor 62 for measuring the water quality of the water to be treated W circulating in the circulation pipe 60.
  • the water quality sensor 62 is not particularly limited as long as it can measure the water quality of the circulating water W to be treated, for example, the concentration of dissolved organic matter.
  • Examples of the water quality sensor 62 include a turbidity sensor that measures turbidity using transmitted light or scattered light, a chromaticity sensor that measures coloration by the absorbance of transmitted light, and a conductivity sensor that measures conductivity. Can be done.
  • the water quality sensor 62 is provided in the second circulation pipe 60b, but the position is not limited to this, and the water quality sensor 62 can be provided at any position in the circulation pipe 60 and the treatment tank 50.
  • the water purification system 1 includes a water storage tank 70 for storing purified water W1 purified by the first ozone injection unit 10, the activated carbon treatment unit 20, the ion adsorption unit 30, and the filtration unit 40.
  • the water storage tank 70 is connected to the switching valve 60c of the circulation pipe 60 via the outlet pipe 71.
  • a supply pipe 72 is connected to the lower part of the water storage tank 70, and a water supply pump 73 is further provided in the supply pipe 72. Therefore, when the water supply pump 73 operates, the purified water W1 stored in the water storage tank 70 can be supplied to the user.
  • a second water level sensor 74 is provided in the water storage tank 70, and the amount of purified water W1 stored in the water storage tank 70 can be measured. Specifically, as shown in FIG. 1, the second water level sensor 74 can detect when the purified water W1 stored in the water storage tank 70 has a high water level H3 and a low water level H4.
  • the water purification system 1 includes a regenerator 80 for regenerating the magnetic ion exchange resin in the ion adsorption unit 30.
  • the regenerator 80 includes a regeneration solution tank 81 for storing a regeneration solution for regenerating the magnetic ion exchange resin, and a regeneration solution supply pipe 82 for supplying the regeneration solution from the regeneration solution tank 81 to the ion adsorption unit 30. Further, the regeneration solution supply pipe 82 is provided with a regeneration solution pump 83 for sending the regeneration solution.
  • the bottom wall 50b of the treatment tank 50 is connected to a regeneration solution discharge pipe 84 that is supplied to the ion adsorption unit 30 and discharges the ion-exchanged regeneration solution to the outside.
  • the regenerated solution discharge valve 84A provided in the discharge pipe 52 is in a closed state. Then, when the operation of the water purification system 1 is stopped and the magnetic ion exchange resin in the ion adsorption unit 30 is regenerated, the regenerated solution discharge valve 84A is opened and the regenerated solution is discharged.
  • the regenerated solution discharge valve 84A is a solenoid valve, and the switching operation of the regenerated solution discharge valve 84A is controlled by the control unit 90.
  • the water purification system 1 includes a control unit 90 that controls the operation of the entire water purification system 1 based on various information.
  • the control unit 90 has a CPU (Central Processing Unit) 91, a ROM (Read Only Memory) 92, and a RAM (Random Access Memory) 93.
  • CPU Central Processing Unit
  • ROM Read Only Memory
  • RAM Random Access Memory
  • An operation switch 2 an information input unit 3, a first water level sensor 54, a second water level sensor 74, and a water quality sensor 62 are connected to the input side of the control unit 90.
  • a pump 51A, a first ozone injection unit 10, a circulation pump 61, a switching valve 60c, a regeneration solution pump 83, a regeneration solution discharge valve 84A, and a display unit 4 (not shown) are connected to the output side of the control unit 90. There is. It should be noted that these connections may be wired or wireless.
  • the operation switch 2 is a switch for setting on or off of the entire water purification system 1.
  • the information input unit 3 is a device for the user to input various information related to the operation of the water purification system 1.
  • the information input unit 3 may be a keyboard or a touch panel. In the present embodiment, the user can input, for example, the circulation time to the information input unit 3.
  • the information input unit 3 is a touch panel type input unit, it may also be used as the display unit 4.
  • the display unit 4 displays the operating status of the entire water purification system 1.
  • the display unit 4 may be, for example, always installed on an indoor wall, or may be a portable tablet type having a communication function.
  • the control unit 90 operates the pump 51A to introduce the raw water as the water to be treated W into the treatment tank 50.
  • the control unit 90 determines whether or not the water level inside the treatment tank 50 is in the high water level H1 by the first water level sensor 54 (step S2).
  • the pump 51A is further operated to introduce the water to be treated W into the treatment tank 50.
  • the process proceeds to step S3 and the pump 51A is stopped.
  • step S3 the control unit 90 operates the first ozone injection unit 10 to inject ozone into the water to be treated W.
  • the control unit 90 further operates the circulation pump 61 to circulate the water to be treated W.
  • the water to be treated W passes through the first to fifth compartments of the treatment tank 50 and then circulates through the circulation pipe 60 so as to reach the first compartment SE1 again. That is, the water W to be treated introduced into the treatment tank 50 is injected with ozone by the first ozone injection unit 10 in the first compartment SE1, and further comes into contact with the activated carbon by the activated carbon treatment unit 20 in the second compartment SE2. Thereby, minute hydrophobic organic substances (for example, humic acid) can be removed from the water to be treated W. Further, the water W to be treated is ion-exchanged by the ion adsorption unit 30 in the fourth compartment SE4. Thereby, minute hydrophilic organic substances (for example, fulvic acid) can be removed from the water to be treated W.
  • minute hydrophobic organic substances for example, humic acid
  • the water to be treated W moves from the fourth section SE4 to the fifth section SE5, passes through the first circulation pipe 60a, and is filtered by the filtration unit 40. Thereby, coarse hydrophobic organic substances (for example, fumes) can be removed from the water to be treated W. Then, the water to be treated W that has passed through the filtration unit 40 passes through the switching valve 60c and the second circulation pipe 60b, and is again sent to the first section of the treatment tank 50. The water to be treated W sent to the first section is again purified by the first ozone injection unit 10, the activated carbon treatment unit 20, the ion adsorption unit 30, and the filtration unit 40.
  • step S4 the control unit 90 determines whether or not the circulating water to be treated W has been sufficiently purified by the water quality sensor 62. That is, the control unit 90 determines whether or not the concentration of the dissolved organic matter is equal to or less than a predetermined value determined in advance by the water quality sensor 62. When the concentration of the dissolved organic matter in the water to be treated W exceeds a predetermined value, the control unit 90 returns to step S3 and continues the circulation of the water to be treated W. On the other hand, when the concentration of the dissolved organic matter in the water to be treated W becomes equal to or less than a predetermined value, the control unit 90 proceeds to step S5 and stops the first ozone injection unit 10.
  • step S5 the control unit 90 switches the switching valve 60c while operating the circulation pump 61, and sends the water to be treated W that has passed through the filtration unit 40 to the water storage tank 70.
  • step S6 the control unit 90 determines whether or not the water level inside the water storage tank 70 is in the high water level H3 by the second water level sensor 74.
  • the control unit 90 determines whether or not the water level inside the treatment tank 50 is in the low water level H2 (step S7).
  • the operation of the circulation pump 61 is maintained, and the water to be treated W that has passed through the filtration unit 40 is sent to the water storage tank 70.
  • control unit 90 sets the circulation pump 61. Stop. Further, the control unit 90 switches the switching valve 60c so that the water W to be treated circulates in the circulation flow path.
  • the user can use the purified water W1 stored in the water storage tank 70 as domestic water by operating the water supply pump 73.
  • the control unit 90 determines whether or not it is possible to backwash the filtration unit 40 of the water purification system 1 (step S0). For example, the control unit 90 determines whether or not it is nighttime and the user is not using the purified water W1. If it is not time for the filtration unit 40 of the water purification system 1 to be backwashed, the process proceeds to step S1 and purification of the water to be treated W is started as described above.
  • step S9 when it is possible to backwash the filtration unit 40 of the water purification system 1, the process proceeds to step S9 and the backwashing of the filtration unit 40 is started.
  • the backwash can be performed by introducing water for backwash from the outside of the filtration unit 40.
  • the control unit 90 opens the regenerated solution discharge valve 84A while operating the regenerated solution pump 83. At this time, the water to be treated W is not accumulated inside the treatment tank 50.
  • the regenerated solution pump 83 when the regenerated solution pump 83 operates, the regenerated solution is supplied from the regenerated solution tank 81 to the ion adsorption unit 30, and the ion exchange resin comes into contact with the regenerated solution and is regenerated.
  • the solution used for regeneration contains a hydrophilic organic substance, it is discharged to the outside of the treatment tank 50 through the regeneration solution discharge pipe 84.
  • control unit 90 stops the regenerated solution pump 83 and closes the regenerated solution discharge valve 84A.
  • the control unit 90 further switches the switching valve 60c so that the water W to be treated circulates in the circulation flow path (step S8).
  • the water purification system 1 of the present embodiment includes a first ozone injection unit 10 that injects ozone into the water to be treated W containing dissolved organic substances, and an activated carbon treatment unit 20 having activated carbon that comes into contact with the water to be treated W. Be prepared.
  • the water purification system 1 further adsorbs the dissolved organic matter in the water to be treated W and filters the ion adsorbing portion 30 provided with a magnetic ion exchange resin having magnetism and the water to be treated W to remove the insoluble matter.
  • a filtration unit 40 for removing is provided.
  • the water purification system 1 is provided with a first ozone injection unit 10, an activated carbon treatment unit 20, an ion adsorption unit 30, and a filtration unit 40, and includes a circulation flow path for circulating the water to be treated W. Then, the water to be treated W circulates in the first ozone injection section 10, the activated carbon treatment section 20, the ion adsorption section 30, and the filtration section 40 through the circulation flow path.
  • the water purification method of the present embodiment includes an ozone injection step of injecting ozone into the water to be treated W containing dissolved organic substances, and an activated carbon treatment step of bringing the water to be treated W into contact with activated carbon.
  • the water purification method further includes an ion adsorption step of adsorbing dissolved organic substances in the water to be treated and a filtration step of filtering the water W to be treated to remove insoluble substances by using a magnetic ion exchange resin having magnetism. Have. Then, the water W to be treated circulates in the ozone injection step, the activated carbon treatment step, the ion adsorption step, and the filtration step.
  • the water purification system 1 has a configuration in which the water to be treated W containing dissolved organic substances is purified by batch treatment and then stored in the water storage tank 70. That is, by circulating the water to be treated W, the water to be treated W is purified by repeatedly performing ozone treatment, activated carbon treatment, magnetic ion exchange resin treatment, and filtration treatment. Then, while the water to be treated W is circulating, the organic matter is adsorbed on the activated carbon and the magnetic ion exchange resin while being oxidized by ozone. Therefore, in the water purification system 1, dissolved organic substances can be removed from the raw water without performing the membrane treatment and the accelerated oxidation treatment. Inorganic substances, mainly iron, become coarse flocs during circulation and can be removed by sand filtration.
  • the water purification system 1 of the present embodiment does not require a nanofiltration membrane, a microfiltration membrane, and a high-pressure pump, so that it can be commercialized in a smaller size and at a lower price than in the past. Further, in the water purification system 1, the filtration unit 40 can be backwashed and can be regenerated as many times as necessary. Therefore, it is not necessary to replace the filtration unit 40, and the running cost can be reduced.
  • the water to be treated W circulates through the circulation flow path through the first ozone injection unit 10, the activated carbon treatment unit 20, the ion adsorption unit 30, and the filtration unit 40.
  • the water to be treated W does not have to pass through the first ozone injection unit 10, the activated carbon treatment unit 20, the ion adsorption unit 30, and the filtration unit 40 in this order, and can be arbitrarily changed.
  • the water to be treated W circulates in the ozone injection step, the activated carbon treatment step, the ion adsorption step and the filtration step, but the order of each step can be arbitrarily changed.
  • the water purification system 1 is further provided with a circulation pump 61 provided in the circulation flow path and circulates the water to be treated W. It is preferable that the water purification system 1 further includes a first ozone injection unit 10, an activated carbon treatment unit 20, an ion adsorption unit 30, and a treatment tank 50 in which a part of the circulation flow path is arranged inside. With such a configuration, a miniaturized water purification system 1 can be obtained.
  • the water purification system 1 further includes a regeneration solution tank 81 for storing the regeneration solution for regenerating the magnetic ion exchange resin, and a regeneration solution supply pipe 82 for supplying the regeneration solution from the regeneration solution tank 81 to the ion adsorption unit 30. It is preferable to prepare.
  • the ions exchanged with the dissolved organic matter in the water to be treated W can be chloride ions.
  • Such a magnetic ion exchange resin can be regenerated by using, for example, an aqueous sodium chloride solution as the regeneration solution. Therefore, the water purification system 1 does not require a special regeneration step for the magnetic ion exchange resin. Further, since the magnetic ion exchange resin can be regenerated many times, it is not necessary to replace the magnetic ion exchange resin, and the running cost can be reduced.
  • the water purification system 1 further includes a water storage tank 70 for storing the purified water W1 purified by the first ozone injection unit 10, the activated carbon treatment unit 20, the ion adsorption unit 30, and the filtration unit 40. Further, the water purification system 1 connects the water storage tank 70 and the circulation flow path, and connects the outlet pipe 71 that leads the purified water W1 from the circulation flow path to the water storage tank 70, and the circulation flow path and the outlet pipe 71. It is preferable to further include a switching valve 60c provided at the site.
  • the switching valve 60c is switched and the purified water W1 is led out to the water storage tank 70.
  • the purified water W1 purified by the first ozone injection unit 10, the activated carbon treatment unit 20, the ion adsorption unit 30, and the filtration unit 40 is stored in the water storage tank 70, so that the user needs it.
  • purified water W1 can be used.
  • the water quality sensor 62 is used to determine whether or not the circulating water to be treated W has been purified.
  • the determination as to whether or not the water to be treated W has been purified is not limited to the method using the water quality sensor 62, and may be determined by the circulation time.
  • the circulation time required to purify the raw water is measured in advance.
  • the pump 51A is operated to introduce the raw water (water to be treated W) into the treatment tank 50, and then the circulation pump 61 is operated so as to exceed a predetermined circulation time.
  • the switching valve 60c is switched to lead the purified water W1 to the water storage tank 70. In this case, since it is possible to determine whether or not the circulating water to be treated W has been purified without using the water quality sensor 62, the water purification system 1 can be further reduced in price.
  • the flowchart shown in FIG. 4 shows control of backwashing the filtration unit 40 and regenerating the magnetic ion exchange resin at night when the frequency of use is low.
  • the water purification system 1 is not limited to such control, and for example, the backwash of the filtration unit 40 and the regeneration of the magnetic ion exchange resin may be carried out after the end of the preset operation time. Further, the backwashing treatment of the filtration unit 40 and the regeneration treatment of the magnetic ion exchange resin may be carried out after performing one to several batch treatments, or based on the signal of the water quality sensor 62. May be good.
  • the water purification treatment may be performed using the water purification system 1 of the present embodiment.
  • the degree of contamination by the dissolved organic matter is severe, it is preferable to perform the purification treatment using the water purification system 1 after performing the pretreatment by coagulation sedimentation on the raw water.
  • the first ozone injection unit 10 is not limited to such a configuration.
  • the first ozone injection unit 10 has an ozone generator 10a that generates ozone using a high voltage and an air diffuser 10c connected to the ozone generator 10a. It can also be configured to include and.
  • the air diffuser 10c for example, an air diffuser that generates fine ozone bubbles can be used.
  • the air diffuser 10c is preferably provided in the lower part of the first section SE1 of the treatment tank 50 from the viewpoint of increasing the contact rate between ozone and the water to be treated W.
  • the water purification system 1B of the present embodiment has the same configuration as the water purification systems 1 and 1A of the first embodiment except for the filtration unit. As shown in FIG. 6, the water purification system 1B includes a first ozone injection unit 10, an activated carbon treatment unit 20, an ion adsorption unit 30, a treatment tank 50, a water storage tank 70, and a regenerator 80. The water purification system 1B includes a filtration unit 40A that filters the water to be treated W.
  • the filtration unit 40A is provided in the first circulation pipe 60a as in the first embodiment. Therefore, the filtration unit 40A filters the water to be treated W treated by the first ozone injection unit 10, the activated carbon treatment unit 20, and the ion adsorption unit 30 to remove insoluble matter.
  • the filtration unit 40A includes a filter medium 41 and a container 42 for accommodating the filter medium 41 inside.
  • the filter medium 41 is not particularly limited as long as it can remove insoluble matter, but manganese sand can be used, for example.
  • the container 42 for example, a container having high pressure resistance can be used.
  • the filtration unit 40A includes a first backwash valve 43 and a second backwash valve 44, which are connected to the first circulation pipe 60a and are composed of a three-way valve.
  • the first backwash valve 43 and the second backwash valve 44 are solenoid valves and are electrically connected to the control unit 90. The switching operation of the first backwash valve 43 and the second backwash valve 44 is controlled by the control unit 90.
  • the third circulation pipe 45 and the backwash pipe 46 are connected between the first backwash valve 43 and the second backwash valve 44.
  • the third circulation pipe 45 and the backwash pipe 46 are arranged in parallel with each other.
  • a container 42 for accommodating the filter medium 41 and a discharge pipe 47 for discharging the drainage after the filter medium 41 is backwashed are connected to the third circulation pipe 45.
  • the discharge pipe 47 is provided between the first check valve 43 and the container 42, and the discharge pipe 47 is further provided with an on-off valve 47A.
  • the on-off valve 47A is also a solenoid valve and is electrically connected to the control unit 90. The switching operation of the on-off valve 47A is controlled by the control unit 90.
  • the control unit 90 operates the pump 51A to introduce the raw water as the water to be treated W into the treatment tank 50. Then, the control unit 90 operates the first ozone injection unit 10 to inject ozone into the water to be treated W, and further operates the circulation pump 61 to circulate the water to be treated W.
  • the control unit 90 switches between the first backwash valve 43 and the second backwash valve 44 to guide the water to be treated W to the third circulation pipe 45 and the container 42. Further, the control unit 90 switches the on-off valve 47A to close it. Therefore, the water to be treated W passes through the first ozone injection section 10, the activated carbon treatment section 20, and the ion adsorption section 30 of the treatment tank 50, and then the filter media of the first circulation pipe 60aa, the third circulation pipe 45, and the filtration section 40A. It passes through 41 and the first circulation pipe 60ab and reaches the switching valve 60c. Then, the water to be treated W that has reached the switching valve 60c passes through the second circulation pipe 60b and is sent to the first section of the treatment tank 50 again. The water to be treated W sent to the first section is again purified by the filter medium 41 of the first ozone injection unit 10, the activated carbon treatment unit 20, the ion adsorption unit 30, and the filtration unit 40A.
  • the control unit 90 determines whether or not the circulating water to be treated W has been sufficiently purified by the water quality sensor 62. When the water to be treated W is sufficiently purified, the control unit 90 switches the switching valve 60c while operating the circulation pump 61, and sends the water to be treated W that has passed through the filtration unit 40A to the water storage tank 70. Then, the user can use the purified water W1 stored in the water storage tank 70 as domestic water by operating the water supply pump 73.
  • the backwashing of the filtration unit 40A in the water purification system 1B is also performed according to the flowchart shown in FIG. 4 as in the first embodiment. Specifically, the control unit 90 determines whether or not it is possible to backwash the filtration unit 40A of the water purification system 1B. When it is possible to backwash the filtration unit 40A, the backwashing of the filtration unit 40A is started.
  • the control unit 90 When backwashing the filtration unit 40A, the control unit 90 operates the circulation pump 61 and further switches between the first backwash valve 43 and the second backwash valve 44. As a result, the water W to be treated flowing through the first circulation pipe 60aa passes through the first backwash valve 43, the backwash pipe 46, and the second backwash valve 44, and then passes through the third circulation pipe 45 to form a container. It flows into the inside of 42. That is, the water W to be treated flows into the container 42 from the direction opposite to that when filtering. Further, the control unit 90 switches the on-off valve 47A of the discharge pipe 47 to open it. As a result, the water W to be treated that has flowed into the container 42 is discharged to the outside through the discharge pipe 47 after removing the foreign matter existing between the filter media 41.
  • the control unit 90 switches the first backwash valve 43, the second backwash valve 44, and the on-off valve 47A, and the water to be treated W is the first backwash valve 43.
  • the third circulation pipe 45, the container 42 and the second backwash valve 44 are allowed to flow.
  • the backwash of the filtration unit 40A can be performed using the water to be treated W in the treatment tank 50. Therefore, the system can be further simplified.
  • the water purification system 1C of the present embodiment includes a first ozone injection unit 10, an activated carbon treatment unit 20, an ion adsorption unit 30, a filtration unit 40B, a treatment tank 50A, and a water storage tank 70. And a regenerator 80.
  • the processing tank 50A is divided into a plurality of sections by a plurality of partition plates 53 as in the first embodiment.
  • partition plates 53a, 53c, 53e, 53g having a continuous passage with the bottom wall 50b of the treatment tank 50A are provided.
  • partition plates 53b, 53d, 53f, 53h are provided in which the lower end is connected to the bottom wall 50b of the treatment tank 50A and the water W to be treated overcomes and communicates with the upper end.
  • the partition plates 53a, 53c, 53e, 53g and the partition plates 53b, 53d, 53f, 53h are alternately arranged in the flow direction.
  • the water to be treated W introduced from the raw water introduction pipe 51 into the first section SE1 of the treatment tank 50A first flows from the continuous passage at the lower end of the partition plate 53a to the second section SE2 on the downstream side. Further, the water W to be treated that has flowed into the second section SE2 passes over the partition plate 53b and flows into the third section SE3 on the downstream side, and then flows from the continuous passage at the lower end of the partition plate 53c to the fourth section SE4 on the downstream side. It flows.
  • the water W to be treated that has flowed into the fourth section SE4 passes over the partition plate 53d and flows to the fifth section SE5 on the downstream side, and then flows from the continuous passage at the lower end of the partition plate 53e to the sixth section SE6 on the downstream side.
  • the water W to be treated that has flowed into the sixth compartment SE6 passes over the partition plate 53f and flows into the seventh compartment SE7 on the downstream side, and then flows from the continuous passage at the lower end of the partition plate 53g to the eighth compartment SE8 on the downstream side. Then, the water W to be treated that has flowed into the eighth section SE8 gets over the partition plate 53h and reaches the ninth section SE9 on the downstream side.
  • the water purification system 1C includes a first ozone injection unit 10 for injecting ozone into the water to be treated W, and the first ozone injection unit 10 is provided in the fifth section SE5 of the treatment tank 50A.
  • the first ozone injection unit 10 is configured to include an ozone generator 10a that generates ozone using a high voltage, and an air diffuser 10c connected to the ozone generator 10a.
  • the water purification system 1C includes an activated carbon treatment unit 20 provided with activated carbon, and the activated carbon treatment unit 20 is provided in the sixth section SE6 of the treatment tank 50A.
  • the water purification system 1C includes an ion adsorption unit 30 provided with a magnetic ion exchange resin, and the ion adsorption unit 30 is provided in the eighth compartment SE8 of the treatment tank 50A. Similar to the first embodiment, the regenerator 80 is connected to the ion adsorption unit 30, and the magnetic ion exchange resin can be regenerated using the regenerated solution.
  • the treatment tank 50A is connected to a circulation pipe 60 for leading the water W to be treated in the ninth compartment SE9 to the outside of the treatment tank 50A and then returning it to the first compartment SE1 again.
  • the circulation pipe 60 includes a first circulation pipe 60a and a second circulation pipe 60b, and a three-way valve is used between the first circulation pipe 60a and the second circulation pipe 60b. It is equipped with a valve 60c.
  • the filtration units 40 and 40A are provided outside the treatment tank 50A.
  • the location where the filtration unit is installed is not limited to the outside of the treatment tank 50A, and may be inside the treatment tank 50A. That is, the filtration unit 40B may be arranged inside the treatment tank 50A by providing the filter medium in the third section SE3 as in the water purification system 1C of the present embodiment.
  • the water purification system 1C includes a second ozone injection unit 10A that injects ozone into the water to be treated W in addition to the first ozone injection unit 10. Then, in the water purification system 1C, the second ozone injection unit 10A is provided in the first section SE1 of the treatment tank 50A.
  • the configuration of the second ozone injection unit 10A is not limited as long as ozone can be injected into the water to be treated W.
  • the second ozone injection unit 10A includes, for example, an ozone generator 10d that uses a high voltage to generate ozone, and an injector 10e that injects the generated ozone by the Venturi effect.
  • the injector 10e is connected to the second circulation pipe 60b, and injects ozone into the water to be treated W passing through the second circulation pipe 60b.
  • a Venturi tube can be used.
  • the second ozone injection unit 10A is electrically connected to the control unit 90.
  • the control unit 90 operates the pump 51A to introduce the raw water as the water to be treated W into the treatment tank 50A. Then, the control unit 90 operates the first ozone injection unit 10 and the second ozone injection unit 10A to inject ozone into the water to be treated W, and further operates the circulation pump 61 to circulate the water to be treated W.
  • the iron component may be dissolved in the raw water introduced into the treatment tank 50A, it is necessary to remove the iron component in order to use it as domestic water.
  • Such an iron component divalent iron ion
  • ozone is first injected into the raw water (water to be treated W) introduced into the first section SE1 by the second ozone injection unit 10A.
  • the iron component in the water to be treated W immediately becomes insoluble iron hydroxide.
  • the organic substance is oxidatively decomposed by injecting ozone.
  • the water W to be treated which has been injected with ozone in the first compartment SE1, passes through the second compartment SE2 and is filtered by the filtration unit 40B in the third compartment SE3.
  • the insoluble iron hydroxide is removed by the filter medium of the filtration unit 40B.
  • the coarse insoluble matter contained in the water to be treated W is also removed by the filter medium.
  • the insoluble iron hydroxide since the insoluble iron hydroxide is minute, it may pass through the filter medium, but since the iron hydroxide becomes coarse flocs during circulation, it is also removed by the filter medium such as sand filtration. be able to.
  • the water W to be treated in which ozone was injected in the fifth compartment SE5, passes through the activated carbon treatment section 20 in the sixth compartment and comes into contact with the activated carbon. Thereby, the hydrophobic organic substance in the water to be treated W can be removed. Then, the water W to be treated, which has been treated with activated carbon, passes through the ion adsorption portion 30 of the eighth section and comes into contact with the magnetic ion exchange resin. Thereby, the hydrophilic organic substance in the water to be treated W can be removed.
  • the water to be treated W that has passed through the ion adsorption unit 30 passes through the first circulation pipe 60a, the switching valve 60c, and the second circulation pipe 60b, and is again sent to the first section of the treatment tank 50A.
  • the water to be treated W sent to the first section is again purified by the second ozone injection unit 10A, the filtration unit 40B, the first ozone injection unit 10, the activated carbon treatment unit 20, and the ion adsorption unit 30.
  • the control unit 90 determines whether or not the circulating water to be treated W has been sufficiently purified by the water quality sensor 62. When the concentration of the dissolved organic matter in the water to be treated W exceeds a predetermined value, the control unit 90 continues the circulation of the water to be treated W. On the other hand, when the concentration of the dissolved organic matter in the water to be treated W becomes equal to or less than a predetermined value, the control unit 90 stops the first ozone injection unit 10 and the second ozone injection unit 10A. Then, the control unit 90 switches the switching valve 60c while operating the circulation pump 61, and sends the water to be treated W that has passed through the first circulation pipe 60a to the water storage tank 70. By operating the water supply pump 73, the user can use the purified water W1 stored in the water storage tank 70 as domestic water.
  • the water purification system 1C is further provided with a second ozone injection unit 10A which is provided in the circulation flow path and injects ozone into the water to be treated W.
  • the water to be treated W is configured to pass through the first ozone injection unit 10, the activated carbon treatment unit 20, and the ion adsorption unit 30 after passing through the second ozone injection unit 10A and the filtration unit 40B. ..
  • the filtration process is performed by the filtration unit 40B.
  • the iron component in the water to be treated W is converted to insoluble iron hydroxide and then removed by the filtration unit 40B, so that the iron component in the water to be treated W can be efficiently removed.
  • the water to be treated W is ozone-treated and immediately filtered, large pollutants can be removed. Therefore, it is possible to prevent the activated carbon treatment unit 20 and the ion adsorption unit 30 provided after the filtration unit 40B from being contaminated with pollutants.
  • the water purification system 1D of the present embodiment is configured to further include a backwash valve 48 and a backwash pipe 49 with respect to the water purification system 1C of the third embodiment.
  • the water purification system 1D includes a treatment tank 50A divided into a plurality of sections by a plurality of partition plates 53.
  • a second ozone injection section 10A is provided in the first section SE1
  • a filtration section 40B is provided in the third section SE3
  • a first ozone injection section 10 is provided in the fifth section SE5
  • the sixth section SE6 is provided with the first ozone injection section 10.
  • the activated carbon treatment unit 20 is provided, and the ion adsorption unit 30 is provided in the eighth compartment SE8.
  • the treatment tank 50A is provided with a circulation pipe 60 for leading the water W to be treated in the ninth compartment SE9 to the outside of the treatment tank 50A and then returning it to the first compartment SE1 again.
  • the filtration unit 40A is provided outside the treatment tank 50. Further, in order to backwash the filter medium 41, the filtration unit 40A adds the first backwash valve 43 and the second backwash valve 44, the third circulation pipe 45 and the backwash pipe 46, and the discharge pipe 47 and the on-off valve 47A. It has. In such a water purification system 1B, the backwash of the filtration unit 40A can be performed using the water to be treated W. However, since the water purification system 1B includes the first backwash valve 43, the second backwash valve 44, and the on-off valve 47A, the system may become a little complicated and the risk of failure may increase. In addition, the water purification system 1B has a large number of parts for backwashing, and it takes time to assemble, so that the cost may be slightly increased.
  • the filtration unit 40B is provided inside the treatment tank 50A, and the backwash valve 48 and the backwash pipe for backwashing the filtration unit 40B are further provided. It has 49.
  • the backwash valve 48 is composed of a three-way valve, and is further provided in the second circulation pipe 60b.
  • the backwash valve 48 is a solenoid valve and is electrically connected to the control unit 90.
  • One end of the backwash pipe 49 is connected to the backwash valve 48, the other end is connected to the filtration unit 40A, and the backwash pipe 49 is further arranged inside the third section SE3 and the fourth section SE4. Then, the backwash water W to be treated passes through the backwash valve 48 and the backwash pipe 49 from the second circulation pipe 60b, and is introduced from the downstream side of the filtration unit 40A.
  • the backwashing of the filtration unit 40B in the water purification system 1D is performed according to the flowchart shown in FIG. 4, as in the first embodiment. Specifically, the control unit 90 determines whether or not it is possible to backwash the filtration unit 40B of the water purification system 1D. When it is possible to backwash the filtration unit 40B of the water purification system 1D, the backwashing of the filtration unit 40B is started.
  • the control unit 90 When backwashing the filtration unit 40B, the control unit 90 operates the circulation pump 61 and further switches the backwash valve 48. As a result, the water to be treated W flowing through the second circulation pipe 60b passes through the backwash valve 48 and the backwash pipe 49 and flows into the inside from the lower end side of the filtration unit 40A. The water W to be treated that has flowed in from the lower end of the filtration unit 40A is discharged from the upper end of the filtration unit 40A after removing foreign substances existing between the filter media.
  • the water to be treated W discharged from the filtration unit 40A flows downward in the second compartment SE2. Then, the control unit 90 discharges the water to be treated W, which is the backwash water, to the outside by switching the on-off valve 52A provided in the discharge pipe 52 to open the open state. At this time, the water to be treated W flows from the second section SE2 to the lower part of the first section SE1 and is discharged from the discharge pipe 52, so that the insoluble matter accumulated under the first section is discharged to the outside.
  • control unit 90 switches the backwash valve 48 and the on-off valve 52A to circulate the water to be treated W again.
  • the water purification system 1D includes the first ozone injection section 10, the activated carbon treatment section 20, the ion adsorption section 30, the filtration section 40B, the treatment tank 50A in which a part of the circulation flow path is arranged inside, and the circulation flow. It is provided with a circulation pipe 60 that constitutes another part of the road.
  • the water purification system 1D further includes a backwash pipe 49 that connects the circulation pipe 60 and the filtration unit 40B, and a backwash valve 48 provided at a connection portion between the circulation pipe 60 and the backwash pipe 49. .. Then, the backwash valve 48 is switched to send the water to be treated W from the circulation pipe 60 to the backwash pipe 49, thereby backwashing the filtration unit 40B.
  • the water purification system 1D of the present embodiment has a smaller number of backwash valves than the water purification system 1B of the second embodiment, and further incorporates a filtration unit 40B inside the treatment tank 50A. Therefore, the structure of the water purification system 1D can be simplified as compared with the water purification system 1B. In addition, since there are few backwash valves and the piping is simple, the water purification system can be easily assembled and the risk of failure can be reduced.
  • the filter medium 41 is housed inside the container 42. If the filtration function is not restored even after backwashing the filter medium 41, it is necessary to replace the filter medium 41. However, if the filter medium is housed inside the container, it may take time to replace the filter medium. be. However, in the water purification system 1D of the present embodiment, since the upper part of the treatment tank 50A can be opened, the filter medium can be easily replaced.
  • the present embodiment has been described above, the present embodiment is not limited to these, and various modifications can be made within the scope of the gist of the present embodiment. Specifically, the configurations of the water purification systems according to the first to fourth embodiments can be arbitrarily combined.
  • Water purification system 10 1st ozone injection part 10A 2nd ozone injection part 20 Activated carbon treatment part 30 Ion adsorption part 40, 40A, 40B Filtration part 48 Backwash valve 49 Backwash piping 50,50A Treatment tank 60 Circulation pipe 60c Switching valve 61 Circulation pump 70 Water storage tank 71 Derivation pipe 81 Regenerated solution tank 82 Regenerated solution supply pipe 90 Control unit W Processed water W1 Purified water

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Abstract

水浄化システム（１）は、溶存有機物が含まれた被処理水（Ｗ）にオゾンを注入する第１オゾン注入部（１０）と、被処理水（Ｗ）と接触する活性炭を備えた活性炭処理部（２０）と、被処理水（Ｗ）中の溶存有機物を吸着し、かつ、磁性を有する帯磁性イオン交換樹脂を備えたイオン吸着部（３０）と、被処理水（Ｗ）を濾過して不溶物を除去する濾過部（４０）と、第１オゾン注入部（１０）、活性炭処理部（２０）、イオン吸着部（３０）及び濾過部（４０）が設けられ、被処理水（Ｗ）を循環する循環流路とを備える。そして、被処理水（Ｗ）は、循環流路を通じて、第１オゾン注入部（１０）、活性炭処理部（２０）、イオン吸着部（３０）及び濾過部（４０）を循環する。

Description

水浄化システム及び水浄化方法
　本発明は、水浄化システム及び水浄化方法に関する。
　従来より、井戸、河川又は池などの水源の水を、飲料水や生活用水として利用するために浄化する水浄化方法が開示されている。例えば、特許文献１は、上水の高度処理方法を開示している。具体的には、特許文献１では、前塩素を添加する原水の凝集沈殿処理；オゾンを添加する有機物の酸化分解処理；活性炭流動層に通水する残存有機物の吸着処理と生物学的処理；中間塩素を添加する不連続点塩素処理；凝集剤を添加する流出微粒子の再凝集；砂濾過；後塩素処理による残留塩素濃度の微調整を行うことを開示している。このような水処理方法により、日本では安全な上水を供給することができる。
特許第２６９３６１６号公報
　ここで、泥炭層地域の原水は、フミン質のような溶存有機物が含まれており、色度が高い。日本では泥炭層地域が少ないため、従来の水浄化システムにより安全な上水を供給することができる。しかしながら、例えばインドネシアのカリマンタン島やスマトラ島は泥炭層地域であるため、原水に多くの溶存有機物が含まれており、色度が高い。このような原水を従来の水浄化システムで浄化しようとしても、溶存有機物を十分に取り除くことできず、安全な水を得ることが困難であるという問題があった。
　本発明は、このような従来技術の有する課題に鑑みてなされたものである。そして、本発明の目的は、原水から溶存有機物を効率的に除去することが可能な水浄化システム及び水浄化方法を提供することにある。
　上記課題を解決するために、本発明の第一の態様に係る水浄化システムは、溶存有機物が含まれた被処理水にオゾンを注入する第１オゾン注入部と、被処理水と接触する活性炭を備えた活性炭処理部と、被処理水中の溶存有機物を吸着し、かつ、磁性を有する帯磁性イオン交換樹脂を備えたイオン吸着部と、被処理水を濾過して不溶物を除去する濾過部と、第１オゾン注入部、活性炭処理部、イオン吸着部及び濾過部が設けられ、被処理水を循環する循環流路と、を備える。そして、被処理水は、循環流路を通じて、第１オゾン注入部、活性炭処理部、イオン吸着部及び濾過部を循環する。
　本発明の第二の態様に係る水浄化方法は、溶存有機物が含まれた被処理水にオゾンを注入するオゾン注入工程と、被処理水を活性炭に接触させる活性炭処理工程と、磁性を有する帯磁性イオン交換樹脂を用いて、被処理水中の溶存有機物を吸着するイオン吸着工程と、被処理水を濾過して不溶物を除去する濾過工程と、を有する。そして、被処理水は、オゾン注入工程、活性炭処理工程、イオン吸着工程及び濾過工程を循環する。
図１は、第一実施形態に係る水浄化システムの一例を示す概略図である。 図２は、水浄化システムの制御部に係るブロック図である。 図３は、水浄化システムにおける浄化工程の流れの一例を示すフローチャートである。 図４は、水浄化システムにおける浄化工程の流れの他の例を示すフローチャートである。 図５は、第一実施形態に係る水浄化システムの他の例を示す概略図である。 図６は、第二実施形態に係る水浄化システムの一例を示す概略図である。 図７は、第三実施形態に係る水浄化システムの一例を示す概略図である。 図８は、第四実施形態に係る水浄化システムの一例を示す概略図である。
　以下、図面を用いて本実施形態に係る水浄化システム及び水浄化方法について詳細に説明する。なお、図面の寸法比率は説明の都合上誇張されており、実際の比率と異なる場合がある。
　上述のように、泥炭層地域の原水は、フミン質のような溶存有機物が含まれており、色度が高い場合がある。例えば、インドネシアのカリマンタン島やスマトラ島では、原水の色度が３００～５００であり、あたかも紅茶の様な色を呈している。
　原水に含まれるフミン質は、植物などが微生物による分解を経て生成された最終生成物である。フミン質は、大きく分けてヒュームス質、フミン酸及びフルボ酸から構成されており、分子の大きさは、ヒュームス質、フミン酸、フルボ酸の順に小さくなる。フミン質において、アルカリ水溶液で沈殿するものをヒュームス質といい、アルカリ水溶液に可溶であるが酸水溶液で沈殿するものをフミン酸といい、アルカリ水溶液にも酸水溶液にも可溶なものをフルボ酸という。分子量が小さいフルボ酸は、凝集させて沈殿させることができず、さらに３０μｍ程度の濾過精度を備えた濾過装置を用いても取り除くことが困難である。
　このような高色度の原水を浄化処理する方法としては、例えば促進酸化処理法（ＡＯＰ）や膜処理法が存在する。促進酸化処理法は、オゾン、過酸化水素、紫外線などを併用することによってヒドロキシラジカルを発生させ、ヒドロキシラジカルにより溶存有機物を酸化分解する方法である。しかし、凝集沈殿や濾過を用いることなく、ヒドロキシラジカルで全ての溶存有機物を分解処理するには、大量のヒドロキシラジカルが必要になる。さらに、促進酸化処理を行うための装置を設置するには、ある程度の敷地も必要になる。また、膜処理法は、ナノ濾過膜（ＮＦ膜）以上の濾過精度が必要であり、さらに高出力のポンプで押し込む必要があるため、初期投資もランニングコストも高くなる。
　本実施形態の水浄化システム及び水浄化方法は、促進酸化処理法や膜処理法などの高度な処理法を適用しなくても、原水から溶存有機物を効率的に除去することが可能なシステム及び方法である。
［第一実施形態］
　本実施形態の水浄化システムは、被処理水としての原水を、例えば生活用水として利用可能な程度に浄化する。ここで、原水とは、井戸、河川又は池などの水源の水をいう。
　水浄化システム１は、図１に示すように、被処理水Ｗにオゾンを注入する第１オゾン注入部１０と、活性炭を備えた活性炭処理部２０と、イオン交換樹脂を備えたイオン吸着部３０と、被処理水Ｗを濾過する濾過部４０とを有する。水浄化システム１は、さらに、第１オゾン注入部１０、活性炭処理部２０、イオン吸着部３０を内部に配設する処理槽５０を備える。
　処理槽５０において、左壁５０ａの上部には、被処理水Ｗを処理槽５０に導くための原水導入管５１が接続されている。原水導入管５１には揚水ポンプ５１Ａが接続されており、揚水ポンプ５１Ａが稼働することにより、被処理水Ｗを処理槽５０の内部に導入する。また、処理槽５０の左壁５０ａの下部には、処理槽５０内の被処理水Ｗを外部に排出するための排出管５２が接続されている。水浄化システム１が稼働して被処理水Ｗを浄化している場合には、排出管５２に設けられた開閉弁５２Ａは閉状態となっている。そして、水浄化システム１の稼働を停止して、処理槽５０の内部を洗浄する場合には、開閉弁５２Ａを開状態にして、処理槽５０の内部の被処理水Ｗを排出する。
　処理槽５０は、複数の仕切板５３によって複数の区画に分割されている。具体的には、処理槽５０の内部には、処理槽５０の底壁５０ｂとの間に連通路を有する仕切板５３ａ，５３ｃと、下端が処理槽５０の底壁５０ｂと接続し上端を被処理水Ｗが乗り越えて連通する仕切板５３ｂ，５３ｄとが設けられている。そして、仕切板５３ａ，５３ｃと仕切板５３ｂ，５３ｄとが、交互に流れ方向に配置されている。
　原水導入管５１から処理槽５０の第１区画ＳＥ１に導入された被処理水Ｗは、先ず仕切板５３ａの下端の連通路から下流側の第２区画ＳＥ２に流れる。さらに、第２区画ＳＥ２に流れた被処理水Ｗは、仕切板５３ｂを乗り越えて下流側の第３区画ＳＥ３に流れた後、仕切板５３ｃの下端の連通路から下流側の第４区画ＳＥ４に流れる。そして、第４区画ＳＥ４に流れた被処理水Ｗは、仕切板５３ｄを乗り越えて下流側の第５区画ＳＥ５に到達する。
　処理槽５０の上壁５０ｃには第１水位センサー５４が設けられており、処理槽５０に貯留されている被処理水Ｗの量を測定することができる。具体的には、図１に示すように、第１水位センサー５４は、処理槽５０に貯留されている被処理水Ｗが高水位Ｈ１の場合と低水位Ｈ２の場合とを検知することができる。
　処理槽５０には、第５区画ＳＥ５の被処理水Ｗを処理槽５０の外部に導出した後、再び第１区画ＳＥ１に戻すための循環配管６０が接続されている。具体的には、循環配管６０は、第１循環配管６０ａと第２循環配管６０ｂとを備えており、さらに第１循環配管６０ａと第２循環配管６０ｂとの間には、三方弁である切替弁６０ｃを備えている。第１循環配管６０ａは、一端が処理槽５０の右壁５０ｄの下部に接続し、他端が切替弁６０ｃに接続している。第２循環配管６０ｂは、一端が切替弁６０ｃに接続し、他端が処理槽５０の第１区画ＳＥ１に至る。そして、後述するように、水浄化システム１において、被処理水Ｗは、処理槽５０の第１区画から第５区画を通過した後、循環配管６０を通じて再び第１区画ＳＥ１に至るように循環する。そのため、水浄化システム１では、処理槽５０における被処理水Ｗの流路、つまり第１区画から第５区画と、循環配管６０とにより、循環流路を構成している。なお、切替弁６０ｃは電磁弁であり、切替弁６０ｃの切り替え動作は後述する制御部９０により制御される。
　水浄化システム１は、被処理水Ｗにオゾンを注入する第１オゾン注入部１０を備えている。そして、水浄化システム１において、第１オゾン注入部１０は処理槽５０の第１区画ＳＥ１に設けられている。被処理水Ｗにオゾンを注入することにより、被処理水Ｗに含まれる有機物、特に微小な疎水性有機物を酸化分解することができる。また、被処理水Ｗにオゾンを注入することにより、被処理水Ｗ中の細菌及び／又はウイルスを死滅させることができる。
　第１オゾン注入部１０は、被処理水Ｗにオゾンを注入することができれば、その構成は限定されない。第１オゾン注入部１０は、例えば、高電圧を利用してオゾンを生成するオゾン生成器１０ａと、生成したオゾンをベンチュリ効果により注入する注入器１０ｂとを備える。注入器１０ｂは、第２循環配管６０ｂに接続されており、第２循環配管６０ｂを通過する被処理水Ｗにオゾンを注入する。このような注入器１０ｂとしては、例えばベンチュリ管を用いることができる。
　注入器１０ｂによりオゾンが注入された被処理水Ｗは、第２循環配管６０ｂにより第１区画ＳＥ１に導入される。この際、被処理水Ｗ中のオゾンは、第１区画ＳＥ１内で減圧されて散気される。そのため、第１区画ＳＥ１内の被処理水Ｗはオゾンと効率的に接触して、有機物を酸化分解することができる。
　水浄化システム１は、さらに、活性炭を備えた活性炭処理部２０を備えている。被処理水Ｗが活性炭処理部２０を通過して、被処理水Ｗが活性炭と接触することにより、被処理水Ｗ中の有機物が活性炭の表面に吸着する。活性炭は特に微小な疎水性有機物を吸着しやすいことから、被処理水Ｗ中の疎水性有機物を効率的に除去することができる。
　水浄化システム１において、活性炭処理部２０は、処理槽５０の第２区画ＳＥ２に設けられている。第２区画ＳＥ２では被処理水Ｗが上向流となることから、粒子状の活性炭は、活性炭処理部２０内で流動して滞留する。これにより、被処理水Ｗと活性炭との接触率がより高まることから、被処理水Ｗ中の疎水性有機物を効率的に除去することができる。
　活性炭処理部２０に備えられる活性炭としては、粉末活性炭及び粒状活性炭の少なくとも一つを用いることができる。また、活性炭としては、表面に微生物が繁殖した生物活性炭を用いてもよい。生物活性炭を用いることにより、活性炭の吸着作用と、活性炭に繁殖した微生物の分解作用とより、被処理水中の有機物をより効率的に除去することができる。
　ここで、上述のように、被処理水Ｗには、溶存有機物としてフミン質が含まれている場合がある。フミン質におけるヒュームス質は分子量が大きいため、濾過部４０による濾過処理により除去することができる。また、フミン質におけるフミン酸は微小ながら疎水性の有機物であるため、第１オゾン注入部１０によるオゾン処理及び活性炭処理部２０による活性炭処理により除去することができる。しかしながら、フミン質におけるフルボ酸は、分子内にカルボキシ基やフェノール性水酸基を多く含んでおり、微小な親水性有機物である。そのため、フルボ酸は、濾過部４０による濾過処理では除去することができず、第１オゾン注入部１０によるオゾン処理及び活性炭処理部２０による活性炭処理でも十分に除去できない。
　そのため、水浄化システム１はイオン吸着部３０を備えており、イオン吸着部３０は被処理水Ｗ中の溶存有機物を吸着するイオン交換樹脂を有している。イオン吸着部３０では、被処理水Ｗがイオン交換樹脂と接触するため、フルボ酸などの溶存有機物がイオン交換されて、イオン交換樹脂のイオン交換基に吸着される。そのため、被処理水Ｗから溶存有機物を除去することができる。
　イオン吸着部３０が備えるイオン交換樹脂は、粒子状であり、かつ、磁性を帯びている帯磁性イオン交換樹脂であることが好ましい。イオン吸着部３０は、図１に示すように、処理槽５０の第４区画ＳＥ４に設けられている。第４区画ＳＥ４では被処理水Ｗが上向流となることから、イオン交換樹脂が粒子状であることにより、イオン吸着部３０内で流動しやすくなる。これにより、被処理水Ｗとイオン交換樹脂との接触率が高まることから、被処理水Ｗ中の溶存有機物を効率的に吸着することができる。また、イオン交換樹脂が磁性（強磁性）を有していることにより、粒子状の樹脂同士が引きつけあって集塊化しやすい。そのため、被処理水Ｗが上向流となっている場合でも、イオン交換樹脂が被処理水Ｗ中に滞留して、溶存有機物を効率的に吸着することができる。
　また、帯磁性イオン交換樹脂は、強塩基性の陰イオン交換樹脂であることが好ましい。被処理水Ｗ中でフルボ酸は陰イオンであることから、強塩基性の陰イオン交換樹脂であることにより、フルボ酸を高効率に吸着除去することができる。このような帯磁性イオン交換樹脂としては、ＯＲＩＣＡ社製のＭＩＥＸ（登録商標）樹脂を挙げることができる。なお、この帯磁性イオン交換樹脂は、溶存有機物と交換されるイオンが塩化物イオン（Ｃｌ－）であることから、塩化物イオンを含む再生溶液に接触させることで、容易に再生することができる。
　水浄化システム１は、さらに、被処理水Ｗを濾過して不溶物を除去する濾過部４０を備えている。このような濾過部４０は、不溶物を除去できれば特に限定されないが、例えば濾材としてマンガン砂を備えたものを用いることができる。
　図１に示す水浄化システム１において、濾過部４０は、循環配管６０における第１循環配管６０ａに設けられている。そのため、濾過部４０は、第１オゾン注入部１０、活性炭処理部２０及びイオン吸着部３０で処理された被処理水Ｗを濾過して、不溶物を除去する。
　循環配管６０には、被処理水Ｗを循環させるための循環ポンプ６１が設けられている。具体的には、水浄化システム１において、被処理水Ｗは、処理槽５０の第１区画から第５区画を通過した後、循環配管６０を通じて再び第１区画ＳＥ１に至るように循環する。そのため、被処理水Ｗが循環流路を連続的に循環できるように、循環配管６０には循環ポンプ６１が設けられている。なお、水浄化システム１において、循環ポンプ６１は第１循環配管６０ａにおける濾過部４０と処理槽５０との間に設けられているが、このような位置に限定されず、循環配管６０の任意の位置に設けることができる。
　また、循環配管６０には、循環配管６０を循環する被処理水Ｗの水質を測定する水質センサー６２が設けられている。水質センサー６２は、循環する被処理水Ｗの水質、例えば溶存有機物の濃度を測定することができれば特に限定されない。水質センサー６２としては、例えば、透過光又は散乱光を用いて濁度を測定する濁度センサー、透過光の吸光度により着色度を測定する色度センサー、導電率を測定する導電率センサーを挙げることができる。なお、水浄化システム１において、水質センサー６２は第２循環配管６０ｂに設けられているが、このような位置に限定されず、循環配管６０及び処理槽５０の任意の位置に設けることができる。
　水浄化システム１は、第１オゾン注入部１０、活性炭処理部２０、イオン吸着部３０及び濾過部４０により浄化された浄水Ｗ１を貯水するための貯水タンク７０を備えている。貯水タンク７０は、導出配管７１を介して循環配管６０の切替弁６０ｃに接続している。また、貯水タンク７０の下部には供給管７２が接続されており、さらに供給管７２には送水ポンプ７３が設けられている。そのため、送水ポンプ７３が稼働することにより、貯水タンク７０に貯水されている浄水Ｗ１をユーザーに供給することができる。
　なお、貯水タンク７０には第２水位センサー７４が設けられており、貯水タンク７０に貯留されている浄水Ｗ１の量を測定することができる。具体的には、図１に示すように、第２水位センサー７４は、貯水タンク７０に貯留されている浄水Ｗ１が高水位Ｈ３の場合と低水位Ｈ４の場合とを検知することができる。
　水浄化システム１は、イオン吸着部３０内の帯磁性イオン交換樹脂を再生するための再生器８０を備えている。再生器８０は、帯磁性イオン交換樹脂を再生する再生溶液を貯留する再生溶液タンク８１と、再生溶液タンク８１からイオン吸着部３０に再生溶液を供給する再生溶液供給管８２とを備えている。また、再生溶液供給管８２には、再生溶液を送液するための再生溶液ポンプ８３を設けている。
　なお、処理槽５０の底壁５０ｂには、イオン吸着部３０に供給されて、イオン交換された再生溶液を外部に排出するための再生溶液排出管８４が接続されている。水浄化システム１が稼働して被処理水Ｗを浄化している場合には、排出管５２に設けられた再生溶液排出弁８４Ａは閉状態となっている。そして、水浄化システム１の稼働を停止して、イオン吸着部３０内の帯磁性イオン交換樹脂を再生する場合には、再生溶液排出弁８４Ａを開状態にして、再生溶液を排出する。なお、再生溶液排出弁８４Ａは電磁弁であり、再生溶液排出弁８４Ａの切り替え動作は制御部９０により制御される。
　ここで、水浄化システム１は、各種の情報に基づいて水浄化システム１全体の動作を制御する制御部９０を備えている。制御部９０は、図２に示すように、ＣＰＵ（Central Processing Unit）９１と、ＲＯＭ（Read Only Memory）９２と、ＲＡＭ（Random Access Memory）９３とを有している。
　制御部９０の入力側には、運転スイッチ２、情報入力部３、第１水位センサー５４、第２水位センサー７４および水質センサー６２が接続されている。一方、制御部９０の出力側には、揚水ポンプ５１Ａ、第１オゾン注入部１０、循環ポンプ６１、切替弁６０ｃ、再生溶液ポンプ８３、再生溶液排出弁８４Ａおよび図示しない表示部４が接続されている。なお、これらの接続は、有線によるものであってもよく、無線によるものであってもよい。
　運転スイッチ２は、水浄化システム１全体のオン又はオフを設定するスイッチである。情報入力部３は、ユーザーが水浄化システム１の運転に係る各種情報を入力するための装置である。情報入力部３は、キーボードであってもよいし、タッチパネルであってもよい。本実施形態では、ユーザーは、情報入力部３に対して、例えば循環時間の入力を行うことができる。なお、情報入力部３がタッチパネル式の入力部である場合には、表示部４と兼用されてもよい。表示部４は、水浄化システム１全体の運転状況を表示する。表示部４は、例えば、屋内の壁に常時設置されているものであってもよいし、通信機能を備えた持ち運び可能なタブレット式であってもよい。
　次に、水浄化システム１の具体的動作について説明する。図３に示すように、水浄化システム１は、まず、ユーザーが運転スイッチ２をオンとすることにより運転が開始される。次に、ステップＳ１にて、制御部９０は揚水ポンプ５１Ａを稼働させて、被処理水Ｗとしての原水を処理槽５０に導入する。
　処理槽５０に被処理水Ｗを導入した後、制御部９０は、第１水位センサー５４により、処理槽５０内部の水位が高水位Ｈ１の状態であるか否かを判断する（ステップＳ２）。処理槽５０内部の水位が高水位Ｈ１でない場合には、揚水ポンプ５１Ａをさらに稼働させて、被処理水Ｗを処理槽５０に導入する。一方、処理槽５０内部の水位が高水位Ｈ１となった場合には、ステップＳ３に進み、揚水ポンプ５１Ａを停止する。
　そして、ステップＳ３において、制御部９０は第１オゾン注入部１０を稼働させて、被処理水Ｗにオゾンを注入する。制御部９０は、さらに循環ポンプ６１を稼働させて、被処理水Ｗを循環させる。
　ここで、水浄化システム１において、被処理水Ｗは、処理槽５０の第１区画から第５区画を通過した後、循環配管６０を通じて再び第１区画ＳＥ１に至るように循環する。つまり、処理槽５０に導入された被処理水Ｗは、第１区画ＳＥ１において第１オゾン注入部１０によりオゾンが注入され、さらに第２区画ＳＥ２において活性炭処理部２０により活性炭と接触する。これにより、被処理水Ｗから、微小な疎水性有機物（例えば、フミン酸）を除去することができる。さらに、被処理水Ｗは、第４区画ＳＥ４においてイオン吸着部３０によりイオン交換される。これにより、被処理水Ｗから、微小な親水性有機物（例えば、フルボ酸）を除去することができる。
　次いで、被処理水Ｗは、第４区画ＳＥ４から第５区画ＳＥ５に移動した後、第１循環配管６０ａを通過して、濾過部４０により濾過される。これにより、被処理水Ｗから、粗大な疎水性有機物（例えば、ヒュームス質）を除去することができる。そして、濾過部４０を通過した被処理水Ｗは、切替弁６０ｃおよび第２循環配管６０ｂを通過して、再度、処理槽５０の第１区画に送水される。第１区画に送水された被処理水Ｗは、再度、第１オゾン注入部１０、活性炭処理部２０、イオン吸着部３０及び濾過部４０により浄化される。
　そして、ステップＳ４において、制御部９０は、水質センサー６２により、循環している被処理水Ｗが十分に浄化されたか否かを判断する。つまり、制御部９０は、水質センサー６２により、溶存有機物の濃度が、予め定められた所定値以下か否かを判断する。被処理水Ｗ中の溶存有機物の濃度が所定値を超える場合には、制御部９０は、ステップＳ３に戻り、被処理水Ｗの循環を継続する。一方、被処理水Ｗ中の溶存有機物の濃度が所定値以下となった場合には、制御部９０は、ステップＳ５に進み、第１オゾン注入部１０を停止する。
　ステップＳ５において、制御部９０は、循環ポンプ６１を稼働させつつ切替弁６０ｃを切り替え、濾過部４０を通過した被処理水Ｗを貯水タンク７０に送水する。
　そして、ステップＳ６において、制御部９０は、第２水位センサー７４により、貯水タンク７０内部の水位が高水位Ｈ３の状態であるか否かを判断する。貯水タンク７０内部の水位が高水位Ｈ３でない場合、制御部９０は、処理槽５０内部の水位が低水位Ｈ２の状態であるか否かを判断する（ステップＳ７）。処理槽５０内部の水位が低水位Ｈ２でない場合には、循環ポンプ６１の稼働を維持し、濾過部４０を通過した被処理水Ｗを貯水タンク７０に送水する。
　その後、ステップＳ６において、貯水タンク７０内部の水位が高水位Ｈ３となった場合、またはステップＳ７において、処理槽５０内部の水位が低水位Ｈ２となった場合、制御部９０は、循環ポンプ６１を停止する。さらに、制御部９０は、切替弁６０ｃを切り替えて、被処理水Ｗが循環流路を循環する状態とする。
　ユーザーは、送水ポンプ７３を稼働させることにより、貯水タンク７０に貯水されている浄水Ｗ１を生活用水として使用することができる。
　次に、水浄化システム１の濾過部４０を逆洗し、さらにイオン交換樹脂を再生する動作について説明する。水浄化システム１において、被処理水Ｗが第１オゾン注入部１０、活性炭処理部２０、イオン吸着部３０及び濾過部４０を循環するバッチ運転を続けると、イオン吸着部３０による溶存有機物の吸着能、及び濾過部４０による濾過能が徐々に低下する。そのため、バッチ運転を所定回数行った後、濾過部４０の逆洗処理とイオン交換樹脂の再生処理を行うことが好ましい。逆洗処理と再生処理を行う場合、図４に示すように、制御部９０は、水浄化システム１の濾過部４０を逆洗することが可能な時間か否かを判断する（ステップＳ０）。例えば、制御部９０は、夜間であり、ユーザーが浄水Ｗ１を使用していない時間か否かを判断する。水浄化システム１の濾過部４０を逆洗することが可能な時間でない場合にはステップＳ１に進み、上述のように被処理水Ｗの浄化を開始する。
　一方、水浄化システム１の濾過部４０を逆洗することが可能な時間である場合にはステップＳ９に進み、濾過部４０の逆洗を開始する。逆洗は、濾過部４０の外部から逆洗用の水を導入することにより、行うことができる。また、濾過部４０の逆洗と同時に、制御部９０は、再生溶液ポンプ８３を稼働させつつ、再生溶液排出弁８４Ａを開状態とする。この際、処理槽５０の内部には、被処理水Ｗが溜まっていない状態となっている。そのため、再生溶液ポンプ８３が稼働することにより、再生溶液タンク８１からイオン吸着部３０に再生溶液が供給され、イオン交換樹脂が再生溶液に接触して再生される。ここで、再生に使用された溶液には親水性有機物が含まれているため、再生溶液排出管８４を通じて処理槽５０の外部に排出される。
　水浄化システム１の濾過部４０が逆洗され、さらにイオン交換樹脂が再生された後、制御部９０は、再生溶液ポンプ８３を停止し、再生溶液排出弁８４Ａを閉状態とする。制御部９０は、さらに切替弁６０ｃを切り替えて、被処理水Ｗが循環流路を循環する状態とする（ステップＳ８）。
　次に、本実施形態に係る水浄化システム１及び水浄化方法の効果について説明する。
　本実施形態の水浄化システム１は、溶存有機物が含まれた被処理水Ｗにオゾンを注入する第１オゾン注入部１０と、被処理水Ｗと接触する活性炭を備えた活性炭処理部２０とを備える。水浄化システム１は、さらに、被処理水Ｗ中の溶存有機物を吸着し、かつ、磁性を有する帯磁性イオン交換樹脂を備えたイオン吸着部３０と、被処理水Ｗを濾過して不溶物を除去する濾過部４０とを備える。また、水浄化システム１は、第１オゾン注入部１０、活性炭処理部２０、イオン吸着部３０及び濾過部４０が設けられ、被処理水Ｗを循環する循環流路を備える。そして、被処理水Ｗは、循環流路を通じて、第１オゾン注入部１０、活性炭処理部２０、イオン吸着部３０及び濾過部４０を循環する。
　また、本実施形態の水浄化方法は、溶存有機物が含まれた被処理水Ｗにオゾンを注入するオゾン注入工程と、被処理水Ｗを活性炭に接触させる活性炭処理工程とを有する。水浄化方法は、さらに、磁性を有する帯磁性イオン交換樹脂を用いて、被処理水中の溶存有機物を吸着するイオン吸着工程と、被処理水Ｗを濾過して不溶物を除去する濾過工程とを有する。そして、被処理水Ｗは、オゾン注入工程、活性炭処理工程、イオン吸着工程及び濾過工程を循環する。
　水浄化システム１では、溶存有機物を含む被処理水Ｗをバッチ処理により浄化した後、貯水タンク７０に貯水する構成となっている。つまり、被処理水Ｗを循環することで、被処理水Ｗに対して、オゾン処理、活性炭処理、帯磁性イオン交換樹脂処理及び濾過処理を繰り返し施して浄化する。そして、被処理水Ｗが循環している間に、有機物はオゾンにより酸化されつつ、活性炭及び帯磁性イオン交換樹脂に吸着される。そのため、水浄化システム１では、膜処理及び促進酸化処理を行わなくても、原水から溶存有機物を除去することができる。また、鉄を中心とした無機物は、循環している間に粗大なフロックになるため、砂濾過でも除去することができる。
　ここで、凝集沈殿で処理できないフルボ酸を被処理水Ｗから除去するとなると、従来は、ナノ濾過膜（ＮＦ膜）以上の精度のある膜で処理する必要があった。ただ、被処理水Ｗに対して、いきなりナノ濾過膜を使うと、すぐに目詰まりしてしまう。したがって、前処理として一段か二段の前処理（例えば粗濾過、精密濾過等）が必要で、当然高圧のポンプも必要になる。その結果、従来の浄化システムは、必然的に高価なシステムとなってしまう。これに対して、本実施形態の水浄化システム１は、ナノ濾過膜及び精密濾過膜、並びに高圧ポンプが必要ないため、従来に比べると小型で低価格な商品化を実現することができる。また、水浄化システム１において、濾過部４０は逆洗可能であり何回でも再生できる。そのため、濾過部４０の交換が不要となり、ランニングコストを削減できる。
　なお、上述のように、水浄化システム１において、被処理水Ｗは、循環流路を通じて、第１オゾン注入部１０、活性炭処理部２０、イオン吸着部３０及び濾過部４０を循環する。ただ、被処理水Ｗは、第１オゾン注入部１０、活性炭処理部２０、イオン吸着部３０及び濾過部４０をこの順序で通過する必要はなく、任意に変更することができる。同様に、水浄化方法において、被処理水Ｗは、オゾン注入工程、活性炭処理工程、イオン吸着工程及び濾過工程を循環するが、各工程の順序は任意に変更することができる。
　水浄化システム１は、循環流路に設けられ、被処理水Ｗを循環させる循環ポンプ６１をさらに備えることが好ましい。水浄化システム１は、さらに、第１オゾン注入部１０、活性炭処理部２０、イオン吸着部３０及び循環流路の一部を内部に配設する処理槽５０を備えることが好ましい。このような構成により、小型化された水浄化システム１を得ることができる。
　また、水浄化システム１は、帯磁性イオン交換樹脂を再生する再生溶液を貯留する再生溶液タンク８１と、再生溶液タンク８１からイオン吸着部３０に再生溶液を供給する再生溶液供給管８２とをさらに備えることが好ましい。帯磁性イオン交換樹脂において、被処理水Ｗ中の溶存有機物と交換されるイオンは塩化物イオンとすることができる。このような帯磁性イオン交換樹脂は、例えば、再生溶液として塩化ナトリウム水溶液を用いることで再生することができる。そのため、水浄化システム１では、帯磁性イオン交換樹脂に対する特殊な再生工程が不要となる。また、帯磁性イオン交換樹脂は何回でも再生できるため、帯磁性イオン交換樹脂の交換が不要となり、ランニングコストを削減することができる。
　水浄化システム１は、第１オゾン注入部１０、活性炭処理部２０、イオン吸着部３０及び濾過部４０により浄化された浄水Ｗ１を貯留する貯水タンク７０をさらに備えることが好ましい。また、水浄化システム１は、貯水タンク７０と循環流路との間を接続し、浄水Ｗ１を循環流路から貯水タンク７０へ導出する導出配管７１と、循環流路と導出配管７１との接続部位に設けられた切替弁６０ｃとをさらに備えることが好ましい。そして、被処理水Ｗが第１オゾン注入部１０、活性炭処理部２０、イオン吸着部３０及び濾過部４０を循環して浄化された後に切替弁６０ｃを切り替えて、浄水Ｗ１を貯水タンク７０へ導出している。このように、水浄化システム１では、第１オゾン注入部１０、活性炭処理部２０、イオン吸着部３０及び濾過部４０により浄化された浄水Ｗ１を貯水タンク７０に貯留するため、ユーザーは、必要なときに浄水Ｗ１を使用することができる。
　なお、図１に示す水浄化システム１では、水質センサー６２を用いて、循環している被処理水Ｗが浄化されたか否かを判断している。しかし、被処理水Ｗが浄化されたか否かの判断は、水質センサー６２を用いた方法に限定されず、循環時間で判断してもよい。具体的には、水浄化システム１において、予め、原水を浄化するのに必要な循環時間を測定しておく。次いで、揚水ポンプ５１Ａを稼働させて原水（被処理水Ｗ）を処理槽５０に導入した後、循環ポンプ６１を所定の循環時間を超えるように稼働させる。そして、被処理水Ｗが浄化された後、切替弁６０ｃを切り替えて、浄水Ｗ１を貯水タンク７０へ導出する。この場合、水質センサー６２を用いなくても、循環している被処理水Ｗが浄化されたか否かを判断できるため、水浄化システム１をさらに低価格にすることが可能となる。
　なお、図４に示すフローチャートでは、使用頻度が少ない夜間に、濾過部４０の逆洗処理と帯磁性イオン交換樹脂の再生処理を行う制御を示している。しかしながら、水浄化システム１はこのような制御に限定されず、例えば、予め設定した運転時間の終了後に、濾過部４０の逆洗と帯磁性イオン交換樹脂の再生を実施してもよい。また、濾過部４０の逆洗処理と帯磁性イオン交換樹脂の再生処理は、１回～数回のバッチ処理を行った後に実施してもよく、また水質センサー６２の信号を基に実施してもよい。
　また、原水に対して凝集沈殿処理を行った後に、本実施形態の水浄化システム１を用いて浄化処理を行ってもよい。溶存有機物による汚染度合いが酷い場合には、原水に対して凝集沈殿による前処理を行った後に、水浄化システム１を用いて浄化処理を行うことが好ましい。
　なお、図１に示す水浄化システム１では、第１オゾン注入部１０として、ベンチュリ効果によりオゾンを注入する注入器１０ｂ（ベンチュリ管）を用いた例を示している。しかしながら、本実施形態において、第１オゾン注入部１０はこのような構成に限定されない。例えば、図５に示すように、水浄化システム１Ａにおいて、第１オゾン注入部１０は、高電圧を利用してオゾンを生成するオゾン生成器１０ａと、オゾン生成器１０ａと接続した散気器１０ｃとを備える構成とすることもできる。なお、散気器１０ｃは、例えば、微細なオゾンの気泡を発生させる散気管を用いることができる。また、散気器１０ｃは、オゾンと被処理水Ｗとの接触率を高める観点から、処理槽５０の第１区画ＳＥ１の下部に設けることが好ましい。
［第二実施形態］
　次に、第二実施形態に係る水浄化システムについて、図面に基づき詳細に説明する。なお、第一実施形態の水浄化システムと同一構成には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
　本実施形態の水浄化システム１Ｂは、濾過部以外は、第一実施形態の水浄化システム１，１Ａと同じ構成を有している。水浄化システム１Ｂは、図６に示すように、第１オゾン注入部１０と、活性炭処理部２０と、イオン吸着部３０と、処理槽５０と、貯水タンク７０と、再生器８０とを備える。そして、水浄化システム１Ｂは、被処理水Ｗを濾過する濾過部４０Ａを備える。
　濾過部４０Ａは、第一実施形態と同様に、第１循環配管６０ａに設けられている。そのため、濾過部４０Ａは、第１オゾン注入部１０、活性炭処理部２０及びイオン吸着部３０で処理された被処理水Ｗを濾過して、不溶物を除去する。濾過部４０Ａは、濾材４１と、内部に濾材４１を収容する容器４２とを備えている。濾材４１は不溶物を除去できれば特に限定されないが、例えばマンガン砂を用いることができる。また、容器４２は、例えば高耐圧性の容器を用いることができる。
　濾過部４０Ａは、第１循環配管６０ａに接続し、かつ、三方弁からなる第１逆洗弁４３及び第２逆洗弁４４を備えている。第１逆洗弁４３及び第２逆洗弁４４は電磁弁であり、制御部９０に電気的に接続している。そして、第１逆洗弁４３及び第２逆洗弁４４の切り替え動作は、制御部９０により制御される。
　第１逆洗弁４３と第２逆洗弁４４との間には、第３循環配管４５と逆洗配管４６とが接続されている。第３循環配管４５と逆洗配管４６は、互いに並列に配置されている。そして、第３循環配管４５には、濾材４１を収容する容器４２と、濾材４１を逆洗した後の排水を排出するための排出管４７とが接続されている。第３循環配管４５において、排出管４７は第１逆洗弁４３と容器４２との間に設けられており、さらに排出管４７には開閉弁４７Ａが設けられている。なお、開閉弁４７Ａも電磁弁であり、制御部９０に電気的に接続している。そして、開閉弁４７Ａの切り替え動作は、制御部９０により制御される。
　次に、水浄化システム１Ｂの具体的動作について説明する。水浄化システム１Ｂによる被処理水Ｗの浄化は、第一実施形態と同様に、図３に示すフローチャートに沿って行われる。具体的には、まず、制御部９０は、揚水ポンプ５１Ａを稼働させて、被処理水Ｗとしての原水を処理槽５０に導入する。そして、制御部９０は、第１オゾン注入部１０を稼働させて被処理水Ｗにオゾンを注入し、さらに循環ポンプ６１を稼働させて被処理水Ｗを循環させる。
　この際、制御部９０は、第１逆洗弁４３と第２逆洗弁４４を切り替えて、被処理水Ｗを第３循環配管４５及び容器４２に導く。さらに、制御部９０は、開閉弁４７Ａを切り替えて閉状態とする。そのため、被処理水Ｗは、処理槽５０の第１オゾン注入部１０、活性炭処理部２０及びイオン吸着部３０を通過した後、第１循環配管６０ａａ、第３循環配管４５、濾過部４０Ａの濾材４１及び第１循環配管６０ａｂを通過して、切替弁６０ｃに到達する。そして、切替弁６０ｃに到達した被処理水Ｗは、第２循環配管６０ｂを通過して、再度、処理槽５０の第１区画に送水される。第１区画に送水された被処理水Ｗは、再度、第１オゾン注入部１０、活性炭処理部２０、イオン吸着部３０及び濾過部４０Ａの濾材４１により浄化される。
　制御部９０は、水質センサー６２により、循環している被処理水Ｗが十分に浄化されたか否かを判断する。被処理水Ｗが十分に浄化された場合には、制御部９０は循環ポンプ６１を稼働させつつ切替弁６０ｃを切り替え、濾過部４０Ａを通過した被処理水Ｗを貯水タンク７０に送水する。そして、ユーザーは、送水ポンプ７３を稼働させることにより、貯水タンク７０に貯水されている浄水Ｗ１を生活用水として使用することができる。
　また、水浄化システム１Ｂにおける濾過部４０Ａの逆洗も、第一実施形態と同様に、図４に示すフローチャートに沿って行われる。具体的には、制御部９０は、水浄化システム１Ｂの濾過部４０Ａを逆洗することが可能な時間か否かを判断する。濾過部４０Ａを逆洗することが可能な時間である場合には、濾過部４０Ａの逆洗を開始する。
　濾過部４０Ａを逆洗する際、制御部９０は、循環ポンプ６１を稼働させ、さらに第１逆洗弁４３と第２逆洗弁４４を切り替える。これにより、第１循環配管６０ａａを流れる被処理水Ｗは、第１逆洗弁４３、逆洗配管４６及び第２逆洗弁４４を通過した後、第３循環配管４５を通過して、容器４２の内部に流れ込む。つまり、被処理水Ｗは、濾過するときとは逆の方向から容器４２の内部に流れ込む。また、制御部９０は、排出管４７の開閉弁４７Ａを切り替えて、開状態とする。これにより、容器４２の内部に流れ込んだ被処理水Ｗは、濾材４１の間に存在する異物を取り除いた後、排出管４７を通じて外部に排出される。
　そして、濾材４１の逆洗が行われた後、制御部９０は、第１逆洗弁４３、第２逆洗弁４４及び開閉弁４７Ａを切り替えて、被処理水Ｗが第１逆洗弁４３、第３循環配管４５、容器４２及び第２逆洗弁４４を流れるようにする。
　このように、本実施形態の水浄化システム１Ｂでは、処理槽５０内の被処理水Ｗを用いて濾過部４０Ａの逆洗を行うことができる。そのため、システムをより簡素化することが可能となる。
［第三実施形態］
　次に、第三実施形態に係る水浄化システムについて、図面に基づき詳細に説明する。なお、第一実施形態の水浄化システムと同一構成には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
　本実施形態の水浄化システム１Ｃは、図７に示すように、第１オゾン注入部１０と、活性炭処理部２０と、イオン吸着部３０と、濾過部４０Ｂと、処理槽５０Ａと、貯水タンク７０と、再生器８０とを備える。
　処理槽５０Ａは、第一実施形態と同様に、複数の仕切板５３によって複数の区画に分割されている。具体的には、処理槽５０Ａの内部には、処理槽５０Ａの底壁５０ｂとの間に連通路を有する仕切板５３ａ，５３ｃ，５３ｅ，５３ｇが設けられている。また、処理槽５０Ａの内部には、下端が処理槽５０Ａの底壁５０ｂと接続し上端を被処理水Ｗが乗り越えて連通する仕切板５３ｂ，５３ｄ，５３ｆ，５３ｈが設けられている。そして、仕切板５３ａ，５３ｃ，５３ｅ，５３ｇと仕切板５３ｂ，５３ｄ，５３ｆ，５３ｈとが、交互に流れ方向に配置されている。
　原水導入管５１から処理槽５０Ａの第１区画ＳＥ１に導入された被処理水Ｗは、先ず仕切板５３ａの下端の連通路から下流側の第２区画ＳＥ２に流れる。さらに、第２区画ＳＥ２に流れた被処理水Ｗは、仕切板５３ｂを乗り越えて下流側の第３区画ＳＥ３に流れた後、仕切板５３ｃの下端の連通路から下流側の第４区画ＳＥ４に流れる。第４区画ＳＥ４に流れた被処理水Ｗは、仕切板５３ｄを乗り越えて下流側の第５区画ＳＥ５に流れた後、仕切板５３ｅの下端の連通路から下流側の第６区画ＳＥ６に流れる。第６区画ＳＥ６に流れた被処理水Ｗは、仕切板５３ｆを乗り越えて下流側の第７区画ＳＥ７に流れた後、仕切板５３ｇの下端の連通路から下流側の第８区画ＳＥ８に流れる。そして、第８区画ＳＥ８に流れた被処理水Ｗは、仕切板５３ｈを乗り越えて下流側の第９区画ＳＥ９に到達する。
　水浄化システム１Ｃは被処理水Ｗにオゾンを注入する第１オゾン注入部１０を備えており、第１オゾン注入部１０は処理槽５０Ａの第５区画ＳＥ５に設けられている。なお、第１オゾン注入部１０は、高電圧を利用してオゾンを生成するオゾン生成器１０ａと、オゾン生成器１０ａと接続した散気器１０ｃとを備える構成となっている。また、水浄化システム１Ｃは活性炭を備えた活性炭処理部２０を備えており、活性炭処理部２０は処理槽５０Ａの第６区画ＳＥ６に設けられている。そして、水浄化システム１Ｃは帯磁性イオン交換樹脂を備えたイオン吸着部３０を備えており、イオン吸着部３０は処理槽５０Ａの第８区画ＳＥ８に設けられている。第一実施形態と同様に、イオン吸着部３０には再生器８０が接続されており、再生溶液を用いて帯磁性イオン交換樹脂を再生することができる。
　処理槽５０Ａには、第９区画ＳＥ９の被処理水Ｗを処理槽５０Ａの外部に導出した後、再び第１区画ＳＥ１に戻すための循環配管６０が接続されている。具体的には、循環配管６０は、第１循環配管６０ａと第２循環配管６０ｂとを備えており、さらに第１循環配管６０ａと第２循環配管６０ｂとの間には、三方弁である切替弁６０ｃを備えている。
　ここで、第一実施形態の水浄化システム１，１Ａ及び第二実施形態の水浄化システム１Ｂでは、処理槽５０Ａの外部に濾過部４０，４０Ａを設けている。しかしながら、濾過部の設置箇所は処理槽５０Ａの外部に限定されず、処理槽５０Ａの内部であってもよい。つまり、本実施形態の水浄化システム１Ｃのように、濾材を第３区画ＳＥ３に設けることにより、濾過部４０Ｂを処理槽５０Ａの内部に配設してもよい。
　水浄化システム１Ｃは、第１オゾン注入部１０に加えて、被処理水Ｗにオゾンを注入する第２オゾン注入部１０Ａを備えている。そして、水浄化システム１Ｃにおいて、第２オゾン注入部１０Ａは処理槽５０Ａの第１区画ＳＥ１に設けられている。
　第２オゾン注入部１０Ａは、被処理水Ｗにオゾンを注入することができれば、その構成は限定されない。第２オゾン注入部１０Ａは、例えば、高電圧を利用してオゾンを生成するオゾン生成器１０ｄと、生成したオゾンをベンチュリ効果により注入する注入器１０ｅとを備える。注入器１０ｅは、第２循環配管６０ｂに接続されており、第２循環配管６０ｂを通過する被処理水Ｗにオゾンを注入する。このような注入器１０ｂとしては、例えばベンチュリ管を用いることができる。なお、第２オゾン注入部１０Ａは、制御部９０に電気的に接続されている。
　次に、水浄化システム１Ｃの具体的動作について説明する。水浄化システム１Ｃによる被処理水Ｗの浄化は、第一実施形態と同様に、図３に示すフローチャートに沿って行われる。具体的には、まず、制御部９０は、揚水ポンプ５１Ａを稼働させて、被処理水Ｗとしての原水を処理槽５０Ａに導入する。そして、制御部９０は、第１オゾン注入部１０及び第２オゾン注入部１０Ａを稼働させて被処理水Ｗにオゾンを注入し、さらに循環ポンプ６１を稼働させて被処理水Ｗを循環させる。
　ここで、処理槽５０Ａに導入される原水には、鉄成分が溶存していることがあるため、生活用水として使用するためには、鉄成分を除去する必要がある。このような鉄成分（二価鉄イオン）は、オゾンで酸化処理することにより不溶性の水酸化鉄（Ｆｅ（ＯＨ）３）となり、濾過処理により除去することができる。
　そのため、水浄化システム１Ｃでは、第１区画ＳＥ１に導入された原水（被処理水Ｗ）に対して、最初に第２オゾン注入部１０Ａによりオゾンを注入する。これにより、被処理水Ｗ中の鉄成分は即座に不溶性の水酸化鉄となる。また、被処理水Ｗには有機物が含まれているため、オゾンを注入することにより、有機物を酸化分解する。
　第１区画ＳＥ１でオゾンを注入された被処理水Ｗは、第２区画ＳＥ２を通過し、第３区画ＳＥ３において濾過部４０Ｂにより濾過される。この際、不溶性の水酸化鉄は、濾過部４０Ｂの濾材により除去される。また、被処理水Ｗに含まれている粗大な不溶物も濾材により除去される。ここで、不溶性の水酸化鉄は微小であるため、濾材を通過する可能性があるが、水酸化鉄は循環している間に粗大なフロックになるため、砂濾過のような濾材でも除去することができる。
　そして、第３区画ＳＥ３の濾過部４０Ｂを通過した被処理水Ｗは、第５区画ＳＥ５おいて、第１オゾン注入部１０により再びオゾンが注入される。これにより、被処理水Ｗに含まれる有機物、特に微小な疎水性有機物を酸化分解し、さらに被処理水Ｗ中の細菌及び／又はウイルスを死滅させることができる。
　第５区画ＳＥ５でオゾンが注入された被処理水Ｗは、第６区画の活性炭処理部２０を通過して活性炭と接触する。これにより、被処理水Ｗ中の疎水性有機物を除去することができる。そして、活性炭処理された被処理水Ｗは、第８区画のイオン吸着部３０を通過して帯磁性イオン交換樹脂と接触する。これにより、被処理水Ｗ中の親水性有機物を除去することができる。
　イオン吸着部３０を通過した被処理水Ｗは、第１循環配管６０ａ、切替弁６０ｃおよび第２循環配管６０ｂを通過して、再度、処理槽５０Ａの第１区画に送水される。第１区画に送水された被処理水Ｗは、再度、第２オゾン注入部１０Ａ、濾過部４０Ｂ、第１オゾン注入部１０、活性炭処理部２０及びイオン吸着部３０により浄化される。
　制御部９０は、水質センサー６２により、循環している被処理水Ｗが十分に浄化されたか否かを判断する。被処理水Ｗ中の溶存有機物の濃度が所定値を超える場合には、制御部９０は、被処理水Ｗの循環を継続する。一方、被処理水Ｗ中の溶存有機物の濃度が所定値以下となった場合には、制御部９０は、第１オゾン注入部１０及び第２オゾン注入部１０Ａを停止する。そして、制御部９０は循環ポンプ６１を稼働させつつ切替弁６０ｃを切り替え、第１循環配管６０ａを通過した被処理水Ｗを貯水タンク７０に送水する。ユーザーは、送水ポンプ７３を稼働させることにより、貯水タンク７０に貯水されている浄水Ｗ１を生活用水として使用することができる。
　このように、水浄化システム１Ｃは、循環流路に設けられ、被処理水Ｗにオゾンを注入する第２オゾン注入部１０Ａをさらに備える。そして、被処理水Ｗは、第２オゾン注入部１０Ａを通過して濾過部４０Ｂを通過した後に、第１オゾン注入部１０、活性炭処理部２０及びイオン吸着部３０を通過する構成となっている。
　水浄化システム１Ｃでは、第２オゾン注入部１０Ａを用いて被処理水Ｗにオゾンを注入した直後に、濾過部４０Ｂにより濾過処理を行っている。これにより、被処理水Ｗ中の鉄成分を不溶性の水酸化鉄とした後に、濾過部４０Ｂにより除去することから、被処理水Ｗ中の鉄成分を効率的に除去することが可能となる。
　また、水浄化システム１Ｃでは、被処理水Ｗをオゾン処理した後に直ぐに濾過するため、大きな汚染物質を取り除くことができる。したがって、濾過部４０Ｂの後段に設けられた活性炭処理部２０及びイオン吸着部３０が汚染物質で汚染されることを抑制することができる。
［第四実施形態］
　次に、第四実施形態に係る水浄化システムについて、図面に基づき詳細に説明する。なお、第三実施形態の水浄化システムと同一構成には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
　本実施形態の水浄化システム１Ｄは、第三実施形態の水浄化システム１Ｃに対して、逆洗弁４８及び逆洗配管４９をさらに備えた構成となっている。水浄化システム１Ｄは、図８に示すように、複数の仕切板５３によって複数の区画に分割された処理槽５０Ａを備えている。そして、第１区画ＳＥ１には第２オゾン注入部１０Ａを設け、第３区画ＳＥ３には濾過部４０Ｂを設け、第５区画ＳＥ５には第１オゾン注入部１０を設け、第６区画ＳＥ６には活性炭処理部２０を設け、第８区画ＳＥ８にはイオン吸着部３０を設けている。なお、処理槽５０Ａには、第９区画ＳＥ９の被処理水Ｗを処理槽５０Ａの外部に導出した後、再び第１区画ＳＥ１に戻すための循環配管６０を備えている。
　ここで、図６に示す水浄化システム１Ｂでは、濾過部４０Ａを処理槽５０の外部に設けている。さらに濾過部４０Ａは、濾材４１を逆洗するために、第１逆洗弁４３及び第２逆洗弁４４並びに第３循環配管４５と逆洗配管４６に加えて、排出管４７及び開閉弁４７Ａを備えている。このような水浄化システム１Ｂでは、被処理水Ｗを用いて濾過部４０Ａの逆洗を行うことができる。ただ、水浄化システム１Ｂは、第１逆洗弁４３及び第２逆洗弁４４並びに開閉弁４７Ａを備えているため、システムがやや複雑になり、故障のリスクが高まる可能性がある。また、水浄化システム１Ｂは、逆洗を行うための部品点数が多く、組み立てに手間がかかるため、コストがやや高まる可能性がある。
　そのため、本実施形態の水浄化システム１Ｄは、第三実施形態と同様に、濾過部４０Ｂを処理槽５０Ａの内部に設け、さらに濾過部４０Ｂを逆洗するための逆洗弁４８及び逆洗配管４９を備えている。逆洗弁４８は、三方弁からなり、さらに第２循環配管６０ｂに設けられている。また、逆洗弁４８は電磁弁であり、制御部９０に電気的に接続している。逆洗配管４９は、一端が逆洗弁４８に接続し、他端が濾過部４０Ａに接続しており、さらに第３区画ＳＥ３及び第４区画ＳＥ４の内部に配設されている。そして、逆洗用の被処理水Ｗは、第２循環配管６０ｂから逆洗弁４８及び逆洗配管４９を通過して、濾過部４０Ａの下流側から導入される。
　次に、水浄化システム１Ｄの具体的動作について説明する。水浄化システム１Ｃによる被処理水Ｗの浄化は、第三実施形態と同様に行われる。
　水浄化システム１Ｄにおける濾過部４０Ｂの逆洗は、第一実施形態と同様に、図４に示すフローチャートに沿って行われる。具体的には、制御部９０は、水浄化システム１Ｄの濾過部４０Ｂを逆洗することが可能な時間か否かを判断する。水浄化システム１Ｄの濾過部４０Ｂを逆洗することが可能な時間である場合には、濾過部４０Ｂの逆洗を開始する。
　濾過部４０Ｂを逆洗する際、制御部９０は、循環ポンプ６１を稼働させ、さらに逆洗弁４８を切り替える。これにより、第２循環配管６０ｂを流通する被処理水Ｗは、逆洗弁４８及び逆洗配管４９を通過して、濾過部４０Ａの下端側から内部に流れ込む。濾過部４０Ａの下端から流れ込んだ被処理水Ｗは、濾材の間に存在する異物を取り除いた後、濾過部４０Ａの上端から排出される。
　濾過部４０Ａから排出された被処理水Ｗは、第２区画ＳＥ２を下方に流れる。そして、制御部９０は、排出管５２に設けられた開閉弁５２Ａを切り替えて開状態とすることにより、逆洗水である被処理水Ｗを外部に排出する。この際、被処理水Ｗは、第２区画ＳＥ２から第１区画ＳＥ１の下方を流れて排出管５２から排出されるため、第１区画の下方に堆積した不溶物を外部に排出する。
　そして、濾過部４０Ａの濾材の逆洗が行われた後、制御部９０は、逆洗弁４８及び開閉弁５２Ａを切り替えて、再び被処理水Ｗの循環を行う。
　このように、水浄化システム１Ｄは、第１オゾン注入部１０、活性炭処理部２０、イオン吸着部３０、濾過部４０Ｂ及び循環流路の一部を内部に配設する処理槽５０Ａと、循環流路の他部を構成する循環配管６０とを備える。水浄化システム１Ｄは、さらに、循環配管６０と濾過部４０Ｂとの間を接続する逆洗配管４９と、循環配管６０と逆洗配管４９との接続部位に設けられた逆洗弁４８とを備える。そして、逆洗弁４８を切り替えて被処理水Ｗを循環配管６０から逆洗配管４９に送水することにより、濾過部４０Ｂを逆洗する。
　本実施形態の水浄化システム１Ｄは、第二実施形態の水浄化システム１Ｂと比べて、逆洗弁の数が少なく、さらに処理槽５０Ａの内部に濾過部４０Ｂを組み込んでいる。そのため、水浄化システム１Ｄは、水浄化システム１Ｂと比べて、構成をシンプルにすることができる。また、逆洗弁が少なく配管もシンプルになるため、水浄化システムの組立が簡単であり、故障のリスクも低減することができる。
　なお、第二実施形態の水浄化システム１Ｂでは、容器４２の内部に濾材４１を収容している。濾材４１を逆洗しても濾過機能が回復しない場合には、濾材４１を交換する必要があるが、濾材が容器の内部に収容されている場合には、濾材の交換に手間がかかる場合がある。しかし、本実施形態の水浄化システム１Ｄでは、処理槽５０Ａの上部を開放状態とすることができるため、濾材の交換を容易に行うことができる。
　以上、本実施形態を説明したが、本実施形態はこれらに限定されるものではなく、本実施形態の要旨の範囲内で種々の変形が可能である。具体的には、第１から第四実施形態に係る水浄化システムの構成は、任意に組み合わせることが可能である。
　特願２０２０－０３４８６２号（出願日：２０２０年３月２日）の全内容は、ここに援用される。
　本開示によれば、原水から溶存有機物を効率的に除去することが可能な水浄化システム及び水浄化方法を提供することができる。
　１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ　水浄化システム
　１０　第１オゾン注入部
　１０Ａ　第２オゾン注入部
　２０　活性炭処理部
　３０　イオン吸着部
　４０，４０Ａ，４０Ｂ　濾過部
　４８　逆洗弁
　４９　逆洗配管
　５０，５０Ａ　処理槽
　６０　循環配管
　６０ｃ　切替弁
　６１　循環ポンプ
　７０　貯水タンク
　７１　導出配管
　８１　再生溶液タンク
　８２　再生溶液供給管
　９０　制御部
　Ｗ　被処理水
　Ｗ１　浄水

Claims (8)

  1. 　溶存有機物が含まれた被処理水にオゾンを注入する第１オゾン注入部と、
    　前記被処理水と接触する活性炭を備えた活性炭処理部と、
    　前記被処理水中の溶存有機物を吸着し、かつ、磁性を有する帯磁性イオン交換樹脂を備えたイオン吸着部と、
    　前記被処理水を濾過して不溶物を除去する濾過部と、
    　前記第１オゾン注入部、前記活性炭処理部、前記イオン吸着部及び前記濾過部が設けられ、前記被処理水を循環する循環流路と、
    　を備え、
    　前記被処理水は、前記循環流路を通じて、前記第１オゾン注入部、前記活性炭処理部、前記イオン吸着部及び前記濾過部を循環する、水浄化システム。
  2. 　前記循環流路に設けられ、前記被処理水を循環させる循環ポンプをさらに備える、請求項１に記載の水浄化システム。
  3. 　前記第１オゾン注入部、前記活性炭処理部、前記イオン吸着部及び前記循環流路の一部を内部に配設する処理槽をさらに備える、請求項１又は２に記載の水浄化システム。
  4. 　前記帯磁性イオン交換樹脂を再生する再生溶液を貯留する再生溶液タンクと、
    　前記再生溶液タンクから前記イオン吸着部に前記再生溶液を供給する再生溶液供給管と、
    　をさらに備える、請求項１から３のいずれか一項に記載の水浄化システム。
  5. 　前記第１オゾン注入部、前記活性炭処理部、前記イオン吸着部及び前記濾過部により浄化された浄水を貯留する貯水タンクと、
    　前記貯水タンクと前記循環流路との間を接続し、前記浄水を前記循環流路から前記貯水タンクへ導出する導出配管と、
    　前記循環流路と前記導出配管との接続部位に設けられた切替弁と、
    　をさらに備え、
    　前記被処理水が前記第１オゾン注入部、前記活性炭処理部、前記イオン吸着部及び前記濾過部を循環して浄化された後に前記切替弁を切り替えて、前記浄水を前記貯水タンクへ導出する、請求項１から４のいずれか一項に記載の水浄化システム。
  6. 　前記循環流路に設けられ、前記被処理水にオゾンを注入する第２オゾン注入部をさらに備え、
    　前記被処理水は、前記第２オゾン注入部を通過して前記濾過部を通過した後に、前記第１オゾン注入部、前記活性炭処理部及び前記イオン吸着部を通過する、請求項１から５のいずれか一項に記載の水浄化システム。
  7. 　前記第１オゾン注入部、前記活性炭処理部、前記イオン吸着部、前記濾過部及び前記循環流路の一部を内部に配設する処理槽と、
    　前記循環流路の他部を構成する循環配管と、
    　前記循環配管と前記濾過部との間を接続する逆洗配管と、
    　前記循環配管と前記逆洗配管との接続部位に設けられた逆洗弁と、
    　をさらに備え、
    　前記逆洗弁を切り替えて前記被処理水を前記循環配管から前記逆洗配管に送水することにより、前記濾過部を逆洗する、請求項１から６のいずれか一項に記載の水浄化システム。
  8. 　溶存有機物が含まれた被処理水にオゾンを注入するオゾン注入工程と、
    　前記被処理水を活性炭に接触させる活性炭処理工程と、
    　磁性を有する帯磁性イオン交換樹脂を用いて、前記被処理水中の溶存有機物を吸着するイオン吸着工程と、
    　前記被処理水を濾過して不溶物を除去する濾過工程と、
    　を有し、
    　前記被処理水は、前記オゾン注入工程、前記活性炭処理工程、前記イオン吸着工程及び前記濾過工程を循環する、水浄化方法。
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