WO2023153325A1 - 浄水システム - Google Patents

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WO2023153325A1
WO2023153325A1 PCT/JP2023/003541 JP2023003541W WO2023153325A1 WO 2023153325 A1 WO2023153325 A1 WO 2023153325A1 JP 2023003541 W JP2023003541 W JP 2023003541W WO 2023153325 A1 WO2023153325 A1 WO 2023153325A1
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water
water supply
emergency
flow path
outlet flow
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PCT/JP2023/003541
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克史 小早川
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ウォーターポイント株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/02—Reverse osmosis; Hyperfiltration ; Nanofiltration
    • B01D61/08—Apparatus therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/42—Electrodialysis; Electro-osmosis ; Electro-ultrafiltration; Membrane capacitive deionization
    • B01D61/44—Ion-selective electrodialysis
    • 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
    • C02F1/44—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
    • C02F1/469—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrochemical separation, e.g. by electro-osmosis, electrodialysis, electrophoresis
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E03—WATER SUPPLY; SEWERAGE
    • E03B—INSTALLATIONS OR METHODS FOR OBTAINING, COLLECTING, OR DISTRIBUTING WATER
    • E03B1/00—Methods or layout of installations for water supply
    • E03B1/02—Methods or layout of installations for water supply for public or like main supply for industrial use
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E03—WATER SUPPLY; SEWERAGE
    • E03B—INSTALLATIONS OR METHODS FOR OBTAINING, COLLECTING, OR DISTRIBUTING WATER
    • E03B3/00—Methods or installations for obtaining or collecting drinking water or tap water
    • E03B3/06—Methods or installations for obtaining or collecting drinking water or tap water from underground
    • E03B3/08—Obtaining and confining water by means of wells

Definitions

  • the present invention relates to technology for improving water purification equipment.
  • Patent Document 1 the technology described in Japanese Patent No. 6235409 (Patent Document 1) is known as a water purification facility.
  • the technology described in Patent Document 1 has a water purifier that separates water that satisfies tap water quality standards into purified water and concentrated water, such as tap water, and a water tank that takes in concentrated water and rainwater. When the water is not supplied to the water tank, the water is supplied from the water storage tank to the water purifier.
  • the present invention provides a system that normally supplies users with clean water of higher quality than conventional water purifiers, and that can stably supply clean water and domestic water even in an emergency.
  • intended to A second object of the present invention is to provide a system capable of supplying both drinking water and non-drinking water while suppressing the operation of water purification equipment in an emergency.
  • the water purification system comprises a raw water supply section containing at least groundwater; a second separation device that is supplied with clean water from the first separation device and separates higher level clean water from the clean water; a clean water supply channel that supplies clean water from the first separation device to the second separation device; a first outlet channel through which clean water from the first separation device flows; a second outlet channel through which concentrated water from the first separation device flows; A first outlet channel connecting/disconnecting means for normally blocking the outlet and communicating in an emergency, and a second outlet channel disconnecting means provided in the second outlet channel for normally blocking the second outlet channel and communicating in the emergency.
  • a connection means, a clean water supply path connection/disconnection means provided in the clean water supply path to normally connect the clean water supply path and shut off the clean water supply path in an emergency; and an in-house power generator that supplies drive power to electrical equipment provided in the section.
  • the present invention since the first and second separation devices are provided, normally high-quality purified water can be supplied to the user, and the user's satisfaction can be enhanced.
  • the present invention is provided with a raw water supply unit containing groundwater and a private power generation facility, even in an emergency when lifelines such as tap water and electricity are stopped, clean water and concentrated water can be produced from groundwater and supplied to the user. Drinking water and domestic water can be secured.
  • the second separation device is stopped to suppress power consumption while the first separation device It can produce clean water and concentrated water.
  • the raw water may include tap water or river water.
  • the mechanism for flowing water in the water purification facility is not particularly limited, but may be, for example, a water pump driven by an electric motor, or a structure in which water flows from top to bottom under its own weight.
  • the first and second separation devices are, for example, reverse osmosis membrane (RO membrane) devices, EDI (Electro Deionization) devices, or other types of clean water extraction devices.
  • RO membrane reverse osmosis membrane
  • EDI Electro Deionization
  • the means for determining whether it is normal or not (emergency) is not particularly limited, and it may be manually operated by a worker of the water purification facility, but it is preferable that an emergency is automatically performed without human intervention. judge the time.
  • an emergency detecting means for outputting a signal in an emergency receiving this signal, switching the clean water supply path connecting/disconnecting means from the communication state to the disconnection state, and controlling the first and second outlet flows
  • a control unit for switching the path connecting/disconnecting means from a disconnected state to a connected state is further provided.
  • the emergency detection means constantly monitors the object to distinguish between normal and emergency, and outputs a signal when an emergency is detected.
  • the raw water supply unit is supplied with tap water from a water supply pipe
  • the emergency detection means includes a sensor for monitoring the water pressure and/or flow rate of the water supply pipe, and an emergency is detected based on the water pressure and/or flow rate. judge the time.
  • an emergency can be determined by detecting an abnormality in the water supply pipe.
  • the emergency detection means are, for example, an ammeter, a power meter, a seismometer.
  • the present invention further comprises display means for displaying that the first and second outlet channel connecting/disconnecting means are in a communicating state.
  • the display means may be, for example, a rotating light such as PATLITE (registered trademark), or may be, for example, a website on the Internet, and is not particularly limited.
  • the raw water supply may comprise river water, but in a preferred aspect the raw water supply comprises a well. According to this aspect, a stable amount of raw water can be obtained.
  • In-house power generation facilities may use natural power such as solar power generation and wind power generation, or may use thermal power to drive generators with fuel, etc., regardless of the type of power generation. No, but in a preferred aspect the private power generation facility includes a solar panel.
  • drinking water and domestic water can be stably and continuously supplied even in an emergency when lifelines are stopped.
  • FIG. 1 is a schematic general view showing a water purification system according to one embodiment of the present invention.
  • the water purification system of this embodiment is provided in water purification equipment 10 .
  • the water purification facility 10 includes a raw water supply unit 11, a first reverse osmosis membrane device 21, a concentrated water tank 31, a clean water tank 41, a second reverse osmosis membrane device 51, a clean water supply channel 61, and product water. It comprises a supply channel 71 , a product water tank 81 and a final supply channel 91 .
  • highly purified water is produced from raw water by two-stage filtration using the first reverse osmosis membrane device 21 and the second reverse osmosis membrane device 51 connected in series.
  • the raw water supply unit 11 has a well 12, a raw water tank 13, and water supply channels 14 and 17.
  • the lower end of the water supply channel 14 is connected to the water pump 16 provided at the bottom of the well 12 , and the upper end of the water supply channel 14 is connected to the raw water tank 13 .
  • the water supply line 14 is connected to the chlorine tank 14c on the way.
  • the chlorine tank 14c stores a chlorine component such as an aqueous solution of sodium hypochlorite or another disinfectant.
  • a chlorine injection pump 14p is attached to the chlorine tank 14c.
  • the chlorine injection pump 14p is driven by an electric motor and adds a chlorine component to the raw water flowing through the water supply channel 14.
  • the raw water tank 13 is connected to a water supply pipe 15 extending from a water supply network maintained by a local government or the like.
  • the water supply pipe 15 supplies the raw water tank 13 with tap water that satisfies predetermined water quality standards set by the Waterworks Act and the like. For this reason, the raw water tank 13 is normally filled with a mixture of ground water and tap water.
  • the water supply line 17 connects the raw water tank 13 and the first reverse osmosis membrane device 21 and supplies the raw water in the raw water tank 13 to the first reverse osmosis membrane device 21 .
  • the water supply path 17 is provided with a water pump 18 and an activated carbon device 19 .
  • the water pump 18 causes water to flow through the water supply path 17 .
  • the activated carbon device 19 removes residual chlorine from the raw water.
  • the first reverse osmosis membrane device 21 is a filtration device equipped with a reverse osmosis membrane (RO membrane) and an electric pump, and extracts clean water from raw water by the action of the reverse osmosis membrane.
  • the remaining concentrated water is stored in the concentrated water tank 31 .
  • clean water is stored in a clean water tank 41 .
  • the first reverse osmosis membrane device 21 may be an electroregenerative ionization (EDI Electro Deionization) device, a device containing EDI (for example, a RO-EDI device), or a distillation type For example, it may be a device using another method for separating clean water from raw water.
  • the clean water supply path 61 connects the first reverse osmosis membrane device 21 , the clean water tank 41 and the second reverse osmosis membrane device 51 .
  • the second reverse osmosis membrane device 51 is a device similar to the first reverse osmosis membrane device 21, and from the clean water extracted by the first reverse osmosis membrane device 21, clean water with higher purity (hereinafter also referred to as product water ).
  • This embodiment has a second supply channel 63 branching from a portion of the clean water supply channel 61 between the clean water tank 41 and the water pump 62 .
  • a second supply line 63 extends from the clean water tank 41 to an outlet end 65 .
  • a water pump 64 is attached to the second supply path 63 .
  • the water pump 64 supplies clean water to the second supply channel 63 .
  • a solenoid valve 123 a is provided between the water pump 64 and the outlet end 65 . When the water pump 64 is activated and the solenoid valve 123a is open, clean water flows to the outlet end 65 and is used to clean the bottle 100 as appropriate.
  • the product water supply path 71 connects the second reverse osmosis membrane device 51 and the product water tank 81 .
  • An ion-exchange resin device 74 for pure water and an activated carbon filter 75 are attached in the middle of the product water supply channel 71 .
  • the activated carbon filter 75 removes trace amounts of chemical substances such as trihalomethane remaining in the water flowing through the product water supply channel 71 .
  • the product water supply path 71 is also connected to the mineral tank 72 .
  • Mineral components such as Ca and Mg are stored in the mineral tank 72 .
  • a mineral injection pump 73 is attached to the mineral tank 72 .
  • a mineral injection pump 73 is driven by an electric motor and adds mineral components to the highly purified water flowing through the product water supply line 71 .
  • the inlet end of the final supply channel 91 is connected to the product water tank 81 , and the outlet end 95 of the final supply channel 91 is connected to the product bottle 100 .
  • a water pump 92 , an ultraviolet device 93 , and a hollow fiber membrane device 94 are provided in the middle of the final supply channel 91 .
  • the ultraviolet device 93 emits ultraviolet rays to the product water before filling the bottle 100 to sterilize it.
  • the hollow fiber membrane device 94 sterilizes the product water flowing through the final supply channel 91 .
  • the water pumps 16 , 18 , 62 , 64 described above are electrically connected to the controller 110 .
  • a control unit 110 controls on/off of these pumps.
  • the control unit 110 is also electrically connected to the chlorine injection pump 14p and the mineral injection pump 73, and drives these pumps to add additives to the water described above.
  • the control unit 110 is electrically connected to the first reverse osmosis membrane device 21 and the second reverse osmosis membrane device 51, and controls the operating state of these devices.
  • the normal water flow is represented by the thick line in Figure 1.
  • the raw water supply unit 11 supplies raw water to the first reverse osmosis membrane device 21 .
  • the water pump 16 of the raw water supply unit 11 is driven by an electric motor.
  • the water supply pipe 15 of the raw water supply unit 11 includes an open/close switch 15v to adjust the flow rate.
  • the open/close switch 15v is electrically connected to the controller 110 and has its opening adjusted by the controller 110 . Alternatively, the open/close switch 15v is adjusted manually by the operator.
  • groundwater raw water
  • the amount of groundwater (raw water) pumped from the well 12 by the water pump 16 and flowing through the water supply channel 14 is regulated by the discharge capacity of the well 12 itself and related laws and regulations. ), sufficient raw water is ensured.
  • the raw water is filtered by the first reverse osmosis membrane device 21 and separated into clean water and concentrated water, the clean water flows into the clean water tank 41, and the remaining concentrated water after the clean water extraction flows into the concentrated water tank 31. do.
  • This embodiment includes a concentrated water supply line 32 extending from a concentrated water tank 31 to an outlet end 33, and a water pump 34 and an electromagnetic valve 124a attached to the middle of the concentrated water supply line 32.
  • the water pump 34 is driven by an electric motor (not shown).
  • the control unit 110 controls the water pump 34 on the side of the concentrated water tank 31 (inlet) and the electromagnetic valve 124a on the outlet side. Normally, the water pump 34 is turned on, the solenoid valve 124a is opened, and concentrated water is pumped from the concentrated water tank 31 and flows through the concentrated water supply line 32. Concentrated water removed from outlet end 33 is optionally used in cleaning bottle 100 .
  • the clean water supply path 61 normally supplies clean water from the clean water tank 41 to the second reverse osmosis membrane device 51 .
  • a water pump 62 provided in the clean water supply path 61 causes clean water to flow through the clean water supply path 61 .
  • the clean water is filtered through the second reverse osmosis membrane device 51 to extract highly clean water.
  • Highly clean water is supplied from the second reverse osmosis membrane device 51 to the product water tank 81 through the product water supply line 71 .
  • the product water is sequentially passed through an ion exchange resin device 74 and an activated carbon filter 75, after which minerals are added by a mineral injection pump 73.
  • the water pump 92 of the final supply channel 91 pumps up highly clean water from the product water tank 81 and fills the product bottle 100 with it.
  • a plurality of product bottles 100 are prepared and sequentially filled one by one or a plurality of bottles by a final supply channel 91 and shipped to the outside of the water purification facility 10 .
  • the water purification facility 10 is supplied with electric power from a private power generation facility 131, which will be described later, and is provided in the entire section from the raw water supply unit 11 to the final supply line 91.
  • FIG. 2 is a schematic overall diagram showing the flow of water in an emergency in a water purification facility with a thick line.
  • the water purification system of the present embodiment includes a first outlet channel 121, a second outlet channel 122, solenoid valves 123b and 124b, and emergency detection means. 129, a private power generator 131, and a revolving light 135.
  • the first outlet channel 121 branches from a midway point 120 between the water pump 64 and the outlet end 65 of the second supply channel 63 and extends to the outlet faucet 127, where the clean water coming out of the first reverse osmosis membrane device 21 flows. flow.
  • the solenoid valve 123b is provided in the middle of the first outlet channel 121. As shown in FIG.
  • the control unit 110 controls the electromagnetic valves 123a and 123b in conjunction with each other. Specifically, the solenoid valve 123a is opened, the solenoid valve 123b is closed, and the first outlet channel 121 is blocked. Alternatively, the solenoid valve 123a is closed and the solenoid valve 123b is opened, so that the first outlet passage 121 communicates the clean water tank 41 and the outlet faucet 127 to allow clean water to flow.
  • the solenoid valves 123a and 123b function as first outlet channel connecting/disconnecting means for making the first outlet channel 121 communicated or blocked. Normally, the first outlet channel 121 is closed.
  • the solenoid valve 123a and the solenoid valve 123b may be a manual valve, a three-way valve, or a water pump that turns on/off water supply.
  • the first outlet channel 121 may be of a pumping type using a water pump, or may be of a flow-down type.
  • a chlorine tank 125 is connected in the middle of the first outlet channel 121 .
  • the chlorine tank 125 is provided with a chlorine injection pump 125p.
  • the chlorine injection pump 125p is driven by an electric motor, and adds a small amount of chlorine component to the clean water flowing through the first outlet channel 121 .
  • the second outlet channel 122 branches off from a midpoint between the water pump 34 and the outlet end 33 of the concentrated water supply channel 32, extends to the outlet faucet 126, and the concentrated water coming out of the first reverse osmosis membrane device 21 flows. .
  • the electromagnetic valve 124b is provided in the middle of the second outlet flow path 122. As shown in FIG.
  • the control unit 110 controls the electromagnetic valves 124a and 124b in a linked manner. Specifically, the electromagnetic valve 124a is opened, the electromagnetic valve 124b is closed, and the second outlet passage 122 is blocked. Alternatively, the solenoid valve 124a is closed and the solenoid valve 124b is opened, so that the second outlet passage 122 communicates the concentrated water tank 31 and the outlet faucet 126, so that the concentrated water flows.
  • the solenoid valves 124a and 124b function as a second outlet channel connecting/disconnecting means that brings the second outlet channel 122 into a communicating state or a blocked state.
  • the second outlet channel 122 is normally blocked.
  • the solenoid valves 124a and 124b may be manual valves, three-way valves, or water pumps that turn on/off water supply.
  • the second outlet channel 122 may be of a pumping type or may be of a downward flow type.
  • the emergency detection means 129 includes a sensor that constantly monitors the state of the water supply pipe 15. If the water pressure of the water supply pipe 15 becomes smaller than a predetermined value and/or the flow rate of the water supply pipe 15 becomes smaller than a predetermined value while the opening/closing switch 15v (pressure switch or flow rate switch) is open, an emergency occurs.
  • the time detection means 129 detects such an abnormality and outputs a signal to the control section 110 to inform it of an emergency.
  • the control unit 110 receives the signal, stops the water pump 62 , and cuts off the supply of clean water from the clean water supply channel 61 to the second reverse osmosis membrane device 51 .
  • the control unit 110 also stops the pumps downstream of the second reverse osmosis membrane device 51 (mineral injection pump 73, water supply pump 92). Furthermore, the control unit 110 opens and closes the solenoid valves 123a, 123b, 124a, and 124b to bring the first outlet channel 121 and the second outlet channel 122 into communication.
  • the control unit 110 switches the clean water supply path 61 from the open state to the blocked state, and switches the first outlet flow path 121 and the second outlet flow path 122 from the blocked state to the open state.
  • the emergency detection means may be a seismometer, or an ammeter and/or a voltmeter that monitors power supply from the local transmission line 141 to the water purification facility 10 .
  • the rotating light 135 is electrically connected to the control unit 110 .
  • the controller 110 turns on the revolving light 135 while the first outlet channel 121 and the second outlet channel 122 are brought into communication.
  • the rotating light 135 is display means for displaying to the user that clean water and concentrated water can be supplied.
  • the in-house power generator 131 is electrically connected to the control unit 110 and supplies power to the water purification system.
  • the private power generation facility 131 has a solar panel 132 , a power conditioner 133 and a storage battery 134 . Normally and in an emergency, the solar panel 132 adjusts the power generated by the power conditioner 133 and charges the storage battery 134 . In an emergency, the controller 110 uses the storage battery 134 to operate the water purification system.
  • the private power generation facility 131 may be a facility that generates power from wind power or other natural forces.
  • the water supply pipe 15 and/or the power transmission line 141 will stop its supply.
  • the section from the clean water supply channel 61 to the final supply channel 91 is stopped and the bottle 100 is not filled.
  • the outlet faucet 127 is opened to supply the clean water in the clean water tank 41 to the user, and the outlet faucet 126 is opened to supply the concentrated water in the concentrated water tank 31 to the user.
  • the raw water is pumped from the well 12 to continuously supply clean water and concentrated water. Clean water is mainly used as drinking water, and concentrated water is mainly used as domestic water.
  • Electrical equipment provided in the section from the raw water supply unit 11 to the first and second outlet channels 121, 122 in an emergency is supplied with power from the private power generation equipment 131, and the water pumps 16, 18, 34, 64, the electromagnetic It drives the valves 123a, 123b, 124a, 124b, the first reverse osmosis membrane device 21, the control unit 110, the chlorine injection pump 125p, the emergency detection means 129, and other minimal electrical equipment (not shown).
  • a membrane device 51 can be used to supply high quality product water from the outlet end 95 to fill the bottle 100 .
  • the upstream side of the water purification equipment 10, that is, the first reverse osmosis membrane device 21 is used, and the downstream side of the water purification equipment 10, that is, the second reverse osmosis membrane device 51 is not used.
  • the water supply pipe 15 stops and sufficient raw water cannot be obtained raw water can be obtained from the well 12 and clean water and concentrated water can be supplied to the user.
  • users inside and outside the water purification facility 10 can be informed that clean water and concentrated water can be supplied by means of a display means such as the revolving light 135 .
  • the present invention is advantageously used in production facilities and plants.

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Abstract

浄水システムは、少なくとも地下水を含む原水供給部１１と、第１逆浸透膜装置２１から出る清浄水を第２逆浸透膜装置５１へ供給する清浄水供給路６１と、第１逆浸透膜装置から出る清浄水が流れる第１出口流路１２１と、第１逆浸透膜装置から出る濃縮水が流れる第２出口流路１２２と、第１出口流路を通常は遮断し非常時は連通させる電磁弁１２３ａ，ｂ（断接手段）と、第２出口流路を通常は遮断し非常時は連通させる送水ポンプ電磁弁１２４ａ，ｂ（断接手段）と、清浄水供給路を通常は連通させ非常時は遮断する送水ポンプ６２（清浄水供給路断接手段）と、原水供給部から清浄水供給路までの区間に設けられる電気機器に電力を供給する自家発電設備１３１とを備える。

Description

浄水システム
　本発明は、浄水設備の改良技術に関する。
　浄水設備として例えば、特許第６２３５４０９号公報（特許文献１）に記載の技術が知られている。特許文献１記載の技術は、水道水のように水道水質基準を満たす水を、浄化水と濃縮水に分離する浄水装置と、濃縮水および雨水を取り込む貯水槽を有し、上水が浄水装置に供給されないときは、貯水槽から浄水装置へ水を供給するというものである。
特許第６２３５４０９号公報
　近年では、通常使用時においてこれまでの浄水装置よりもさらに品質の高い浄化水をユーザに供給してユーザの満足度を高めたいという要求がある。一方、地震等の非常時においては、ユーザが飲料可能な最低限の品質を確保した飲料水と、飲料以外の生活用途に使用する生活用水との双方を安定して供給したいという要求がある。しかし、上記従来のような浄水設備にあっては、これら要求を全て満足することができず、改善の余地がある。
　本発明は、上述の実情に鑑み、通常はこれまでの浄水装置よりもさらに高度な清浄水をユーザに供給し、非常時であっても清浄水および生活用水を安定して供給できるシステムを提供することを目的とする。また非常時に浄水設備の稼働を抑えつつ、飲料水と、飲料以外の生活用水の双方を供給できるシステムを提供することを第２の目的とする。
　この目的のため本発明による浄水システムは、少なくとも地下水を含む原水供給部と、原水供給部から原水を供給されて当該原水から清浄水を分離し残りの濃縮水を排出する第１分離装置と、第１分離装置から清浄水を供給されて当該清浄水からより高度な清浄水を分離する第２分離装置と、第１分離装置から第２分離装置へ清浄水を供給する清浄水供給路と、第１分離装置から出る清浄水が流れる第１出口流路と、第１分離装置から出る濃縮水が流れる第２出口流路と、第１出口流路に設けられて当該第１出口流路を通常は遮断し非常時は連通させる第１出口流路断接手段と、第２出口流路に設けられて当該第２出口流路を通常は遮断し非常時は連通させる第２出口流路断接手段と、清浄水供給路に設けられて当該清浄水供給路を通常は連通させ非常時は遮断する清浄水供給路断接手段と、原水供給部から第１および第２出口流路までの区間に設けられる電気機器に駆動用電力を供給する自家発電設備とを備える。
　かかる本発明によれば、第１および第２分離装置を備えることから、通常は品質の高い浄化水をユーザに供給してユーザの満足度を高めることができる。また本発明は地下水を含む原水供給部および自家発電設備を備えることから、水道水、電気といったライフラインが停止する非常時であっても、地下水から清浄水および濃縮水を生産して、ユーザの飲料水および生活用水を確保することができる。特に、通常は第１分離装置および第２分離装置が連携して高度な清浄水を生産する浄水設備において、非常時になれば第２分離装置を止めて電力消費を抑制しつつ第１分離装置により清浄水および濃縮水を生産できる。なお原水は、水道水あるいは河川水を含んでもよい。浄水設備内で水を流す機構は特に限定されないが、例えば電気モータで駆動される送水ポンプであってもよいし、水の自重によって上から下へ流れる構造であってもよい。第１および第２分離装置は、例えば逆浸透膜（ＲＯ膜）装置であったり、あるいはＥＤＩ（Electro Deionization）装置であったり、あるいは他の方式の清浄水抽出装置であったりする。
　通常であるか、通常でないか（非常）、を判断する手段は特に限定されず、浄水設備の作業員によって手動で操作されるものであってもよいが、好ましくは人手を介さず自動で非常時を判断する。本発明の好ましい局面として、非常時に信号を出力する非常時検出手段と、この信号を受信して、清浄水供給路断接手段を連通状態から遮断状態へ切り換えるとともに、第１および第２出口流路断接手段を遮断状態から連通状態へ切り換える制御部とをさらに備える。
　非常時検出手段は、通常と非常を区別するために対象物を常時監視して、非常を検出すると信号を出力する。本発明の好ましい局面として、原水供給部は上水道管から水道水を供給され、非常時検出手段は上水道管の水圧および／または流量を監視するセンサを含み、該水圧および／または流量に基づいて非常時を判断する。かかる局面によれば、上水道管の異常を検知して非常時を判断することができる。本発明の他の局面として、非常時検出手段は例えば電流計、電力計、地震計である。
　本発明のさらに好ましい局面として、第１および第２出口流路断接手段が連通状態であることを表示する表示手段をさらに備える。かかる局面によれば非常時に、浄水設備の内部および外部にいるユーザに、清浄水および濃縮水を利用できることを知らせることができる。表示手段は例えばパトライト（登録商標）等の回転灯であったり、あるいは例えばインターネット上のウェブサイトであったり、特に限定されない。原水供給部は河川水を含んでいてもよいが、好ましい局面として、原水供給部は井戸を含む。かかる局面によれば、安定した水量の原水を得ることができる。
　自家発電設備は、太陽光発電や風力発電等の自然力を利用するものであってもよいし、燃料等で発電機を駆動する火力を利用するものであってもよいし、発電の種類を問わないが、好ましい局面として自家発電設備は、太陽光パネルを含む。
　このように本発明によれば、ライフラインが停止する非常時であっても、飲料水および生活用水を安定して継続的に供給することができる。
本発明の一実施形態になる浄水システムを示す模式的な全体図である。 非常時の浄水システムの運転状況を示す模式的な全体図である。
　以下、本発明の実施の形態を、図面に基づき詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態になる浄水システムを示す模式的な全体図である。本実施形態の浄水システムは浄水設備１０に設けられる。浄水設備１０は、原水供給部１１と、第１逆浸透膜装置２１と、濃縮水タンク３１と、清浄水タンク４１と、第２逆浸透膜装置５１と、清浄水供給路６１と、製品水供給路７１と、製品水タンク８１と、最終供給路９１とを具備する。そして通常は、直列接続された第１逆浸透膜装置２１と第２逆浸透膜装置５１による二段階濾過によって、原水から高度な清浄水を生産する。
　原水供給部１１は、井戸１２と、原水タンク１３と、給水路１４，１７を有する。給水路１４の下端は井戸１２の底に設けられた送水ポンプ１６と接続し、給水路１４の上端は原水タンク１３と接続する。給水路１４は途中で塩素タンク１４ｃと接続する。塩素タンク１４ｃには次亜塩素酸ナトリウム水溶液等の塩素成分、あるいは他の殺菌剤が貯留される。塩素タンク１４ｃには塩素注入ポンプ１４ｐが附設される。塩素注入ポンプ１４ｐは電気モータで駆動され、給水路１４を流れる原水に塩素成分を添加する。
　原水タンク１３は、自治体等によって整備された上水道網から延びる上水道管１５と接続する。上水道管１５は、水道法等によって定められる所定の水質基準を満足する水道水を、原水タンク１３へ供給する。このため通常、原水タンク１３は、地下水および水道水の混合水で満たされる。
　給水路１７は、原水タンク１３と第１逆浸透膜装置２１を接続し、原水タンク１３の原水を第１逆浸透膜装置２１へ供給する。給水路１７には、送水ポンプ１８と、活性炭装置１９が設けられる。送水ポンプ１８は給水路１７に水を流す。活性炭装置１９は原水から残留塩素を取り除く。
　第１逆浸透膜装置２１は、逆浸透膜（ＲＯ膜）および電動ポンプを具備する濾過装置であり、逆浸透膜の作用によって原水から清浄水を抽出する。残りの濃縮水は濃縮水タンク３１に貯留する。また清浄水は清浄水タンク４１に貯留する。なお第１逆浸透膜装置２１は、電気再生式イオン処理（EDI 　Electro Deionization）装置であってもよいし、あるいはEDIを含む装置（例えばRO-EDI装置）であってもよいし、あるいは蒸留式など、原水から清浄水を分離する他の方式による装置であってもよい。
　清浄水供給路６１は、第１逆浸透膜装置２１と清浄水タンク４１と第２逆浸透膜装置５１を接続する。第２逆浸透膜装置５１は第１逆浸透膜装置２１と同様の装置であり、第１逆浸透膜装置２１で抽出された清浄水から、さらに純度の高い清浄水（以下、製品水ともいう）を抽出する。本実施形態は、清浄水供給路６１のうち清浄水タンク４１および送水ポンプ６２間の箇所から分岐して延びる第２供給路６３を有する。第２供給路６３は清浄水タンク４１から出口端６５まで延びる。第２供給路６３には送水ポンプ６４が附設される。送水ポンプ６４は第２供給路６３に清浄水を流す。送水ポンプ６４と出口端６５の間には電磁弁１２３ａが設けられる。送水ポンプ６４が駆動し、かつ電磁弁１２３ａが開いている場合、清浄水は出口端６５まで流れてボトル１００の洗浄に適宜使用される。
　製品水供給路７１は、第２逆浸透膜装置５１と製品水タンク８１を接続する。製品水供給路７１の途中には、純水用のイオン交換樹脂装置７４と、活性炭フィルタ７５が附設される。活性炭フィルタ７５は、製品水供給路７１を流れる水から、微量に残ったトリハロメタンなど化学物質を除去する。また製品水供給路７１は、ミネラルタンク７２と接続する。ミネラルタンク７２にはCa、Mg等のミネラル成分が貯留される。ミネラルタンク７２にはミネラル注入ポンプ７３が附設される。ミネラル注入ポンプ７３は電気モータで駆動され、製品水供給路７１を流れる高度な清浄水にミネラル成分を添加する。
　最終供給路９１の入口端は製品水タンク８１に接続され、最終供給路９１の出口端９５は製品ボトル１００に接続される。最終供給路９１の途中箇所には送水ポンプ９２、紫外線装置９３、および中空糸膜装置９４が設けられる。紫外線装置９３は、ボトル１００に充填前の製品水に紫外線を放射して殺菌する。中空糸膜装置９４は最終供給路９１を流れる製品水を除菌する。
　上述した送水ポンプ１６，１８，６２，６４は、制御部１１０と電気的に接続される。制御部１１０は、これらポンプをオン／オフ制御する。また制御部１１０は、塩素注入ポンプ１４ｐと、ミネラル注入ポンプ７３と電気的に接続し、これらポンプを駆動させて上述した水に添加物を添加する。また制御部１１０は、第１逆浸透膜装置２１と、第２逆浸透膜装置５１と電気的に接続し、これら装置の運転状態を制御する。
　通常の浄水設備１０の運転につき説明する。
　通常の水の流れは、図１に太線で表される。原水供給部１１は、第１逆浸透膜装置２１へ原水を供給する。原水供給部１１の送水ポンプ１６は電気モータで駆動される。原水供給部１１の上水道管１５は、開閉スイッチ１５ｖを含み、流量を調節される。開閉スイッチ１５ｖは、制御部１１０と電気的に接続し、制御部１１０によって開度を調整される。あるいは開閉スイッチ１５ｖは、作業員の手動によって開度を調整される。
　送水ポンプ１６によって井戸１２から汲み上げられて給水路１４を流れる地下水（原水）は、井戸１２自身の湧出能力および関係法令によって一日当たり汲み上げ量を規制されるが、同時に上水道管１５によって水道水（原水）を供給することから、充分な原水が確保される。
　原水は第１逆浸透膜装置２１で濾過されて清浄水と濃縮水に分離され、清浄水は清浄水タンク４１へ流入し、清浄水抽出後の残りの濃縮水は、濃縮水タンク３１へ流入する。本実施形態は、濃縮水タンク３１から出口端３３まで延びる濃縮水供給路３２と、濃縮水供給路３２の途中箇所に附設される送水ポンプ３４および電磁弁１２４ａを備える。送水ポンプ３４は電気モータ（図略）で駆動される。濃縮水タンク３１（入口）側の送水ポンプ３４および出口側の電磁弁１２４ａは、制御部１１０によって制御される。通常、送水ポンプ３４はオンにされ、電磁弁１２４ａは開にされ、濃縮水は濃縮水タンク３１から汲み出されて濃縮水供給路３２を流れる。出口端３３から取り出される濃縮水は、ボトル１００を洗浄する際に適宜使用される。
　通常、清浄水供給路６１は、清浄水タンク４１から第２逆浸透膜装置５１へ清浄水を供給する。清浄水供給路６１に設けられる送水ポンプ６２は、清浄水供給路６１に清浄水を流す。清浄水は第２逆浸透膜装置５１で濾過され、高度な清浄水が抽出される。高度な清浄水は、製品水供給路７１によって第２逆浸透膜装置５１から製品水タンク８１へ供給される。この供給途中で、製品水はイオン交換樹脂装置７４と、活性炭フィルタ７５とを順次通され、その後にミネラル注入ポンプ７３によってミネラルを添加される。
　最終供給路９１の送水ポンプ９２は、製品水タンク８１から高度な清浄水をくみ上げて、製品ボトル１００に充填する。製品ボトル１００は複数準備され、最終供給路９１によって１本ずつ、あるいは複数本ずつ順次充填され、浄水設備１０の外部へ出荷される。本実施形態では、水源として水道水および地下水を確保することから、製品ボトル１００の充填において充分な生産能力を有する。通常、浄水設備１０は後述する自家発電設備１３１から電力を供給されて、原水供給部１１から最終供給路９１までの全区間に設けられる電気機器、具体的には、送水ポンプ１６，１８，６２，９２、第１逆浸透膜装置２１、第２逆浸透膜装置５１，制御部１１０、非常時検出手段１２９、塩素注入ポンプ１４ｐ、ミネラル注入ポンプ７３、および図示しない他の全ての電気機器を駆動する。また、自家発電設備１３１のみで賄えない電力は、地域の電力会社の送電線１４１から給電される。
　次に非常時に浄水を生産するシステムにつき説明する。
　図２は浄水設備における非常時の水の流れを太線で示す模式的な全体図である。本実施形態の浄水システムは、上述した制御部１１０および電磁弁１２３ａ，１２４ａに加えて、第１出口流路１２１と、第２出口流路１２２と、電磁弁１２３ｂ，１２４ｂと、非常時検出手段１２９と、自家発電設備１３１と、回転灯１３５とを備える。
　第１出口流路１２１は、第２供給路６３のうち送水ポンプ６４および出口端６５間の途中箇所１２０から分岐し、出口水栓１２７まで延び、第１逆浸透膜装置２１から出る清浄水が流れる。電磁弁１２３ｂは、第１出口流路１２１の途中箇所に設けられる。
　制御部１１０によって、電磁弁１２３ａおよび電磁弁１２３ｂは連係して制御される。具体的には、電磁弁１２３ａは開にされるとともに電磁弁１２３ｂは閉にされ、第１出口流路１２１は遮断状態にされる。あるいは電磁弁１２３ａは閉にされるとともに電磁弁１２３ｂは開にされ、第１出口流路１２１は清浄水タンク４１と出口水栓１２７を連通して清浄水が流れる連通状態にされる。
　つまり電磁弁１２３ａおよび電磁弁１２３ｂは、第１出口流路１２１を連通状態あるいは遮断状態にする第１出口流路断接手段として機能する。通常、第１出口流路１２１は遮断状態にされる。なお図示しない変形例として、電磁弁１２３ａおよび電磁弁１２３ｂは、手動弁でも３方向弁であってもよいし、あるいは送水をオン／オフする送水ポンプであってもよい。第１出口流路１２１は送水ポンプによる汲み上げ式であってもよいし、あるいは流下式であってもよい。
　本実施形態では、第１出口流路１２１の途中に塩素タンク１２５が接続される。塩素タンク１２５には塩素注入ポンプ１２５ｐが附設される。塩素注入ポンプ１２５ｐは電気モータで駆動され、第１出口流路１２１を流れる清浄水に塩素成分を微量添加する。
　第２出口流路１２２は、濃縮水供給路３２のうち送水ポンプ３４および出口端３３間の途中箇所から分岐し、出口水栓１２６まで延び、第１逆浸透膜装置２１から出る濃縮水が流れる。電磁弁１２４ｂは、第２出口流路１２２の途中箇所に設けられる。
　制御部１１０によって、電磁弁１２４ａおよび電磁弁１２４ｂは連係して制御される。具体的には、電磁弁１２４ａは開にされるとともに電磁弁１２４ｂは閉にされ、第２出口流路１２２は遮断状態にされる。あるいは電磁弁１２４ａは閉にされるとともに電磁弁１２４ｂは開にされ、第２出口流路１２２は濃縮水タンク３１と出口水栓１２６を連通して濃縮水が流れる連通状態にされる。
　つまり電磁弁１２４ａおよび電磁弁１２４ｂは、第２出口流路１２２を連通状態あるいは遮断状態にする第２出口流路断接手段として機能する。通常、第２出口流路１２２は遮断状態にされる。なお図示しない変形例として、電磁弁１２４ａおよび電磁弁１２４ｂは、手動弁でも３方向弁であってもよいし、あるいは送水をオン／オフする送水ポンプであってもよい。第２出口流路１２２も、第１出口流路１２１と同様に、汲み上げ式であってもよいし、あるいは流下式であってもよい。
　非常時検出手段１２９は、上水道管１５の状態を常時監視するセンサを含む。上水道管１５の水圧が所定値よりも小さくなったり、および／または、開閉スイッチ１５ｖ（圧力スイッチ又は流量スイッチ）を開いているのに上水道管１５の流量が所定値よりも小さくなったりすると、非常時検出手段１２９はかかる異常を検出し、非常時であることを知らせるために制御部１１０に信号を出力する。制御部１１０は、信号を受信して、送水ポンプ６２を停止させ、清浄水供給路６１から第２逆浸透膜装置５１への清浄水の供給を遮断する。また制御部１１０は、第２逆浸透膜装置５１より下流のポンプ（ミネラル注入ポンプ７３、送水ポンプ９２）を停止する。さらに制御部１１０は、電磁弁１２３ａ，１２３ｂ，１２４ａ，１２４ｂを開閉し、第１出口流路１２１および第２出口流路１２２を連通状態にする。このように通常から非常時に変化すると制御部１１０は、清浄水供給路６１を連通状態から遮断状態へ切り換えるとともに、第１出口流路１２１および第２出口流路１２２を遮断状態から連通状態へ切り換える。なお変形例として、非常時検出手段は地震計であったり、地域の送電線１４１から浄水設備１０への電力供給を監視する電流計および／または電圧計であったりしてもよい。
　回転灯１３５は制御部１１０と電気的に接続する。制御部１１０は、第１出口流路１２１および第２出口流路１２２を連通状態にする間、回転灯１３５を点灯させる。回転灯１３５は、清浄水および濃縮水を供給可能であることをユーザ（利用者）に表示する表示手段である。
　自家発電設備１３１は、制御部１１０と電気的に接続し、浄水システムに電力を供給する。自家発電設備１３１は、太陽光パネル１３２と、パワーコンディショナー１３３と、蓄電池１３４を有する。通常および非常時において、太陽光パネル１３２は発電した電力をパワーコンディショナー１３３で調整し蓄電池１３４に充電する。非常時に制御部１１０は蓄電池１３４を使用して浄水システムを運転する。図示しない変形例として、自家発電設備１３１は、風力その他の自然力から発電する設備であってもよい。
　上水道および／または電気のインフラが停止する非常時、例えば大地震が起こった場合、には、上水道管１５および／または送電線１４１がその供給を停止する。かかる非常時に、清浄水供給路６１から最終供給路９１までの区間は停止し、ボトル１００への充填を行わない。代わりに非常時には、出口水栓１２７を開いて清浄水タンク４１内の清浄水をユーザへ供給するとともに、出口水栓１２６を開いて濃縮水タンク３１内の濃縮水をユーザへ供給する。また水道および電気のインフラが長期間に亘って停止する場合であっても、井戸１２から原水を汲み上げ、清浄水および濃縮水を持続的に供給する。清浄水は主に飲料水として利用され、濃縮水は主に生活用水として利用される。非常時に原水供給部１１から第１および第２出口流路１２１，１２２までの区間に設けられる電気機器は、自家発電設備１３１から電力を供給されて、送水ポンプ１６，１８，３４，６４、電磁弁１２３ａ，１２３ｂ，１２４ａ，１２４ｂ、第１逆浸透膜装置２１、制御部１１０、塩素注入ポンプ１２５ｐ、非常時検出手段１２９、および図示しない他の最小限度の電気機器を駆動する。
　本実施形態によれば、通常は図１に太線で示すように浄水設備１０の原水供給部１１から最終供給路９１までの全区間を運転し、第１逆浸透膜装置２１および第２逆浸透膜装置５１を使用して高品質な製品水を出口端９５から供給し、ボトル１００に充填することができる。
　これに対し上水道管１５が止まってしまう非常時は、図２に太線で示すように製品水の生産を停止して、出口水栓１２７から清浄水をユーザへ供給し、かつ出口水栓１２６から濃縮水をユーザへ供給することができる。
　本実施形態によれば、非常時は浄水設備１０の上流側、つまり第１逆浸透膜装置２１を使用し、浄水設備１０の下流側、つまり第２逆浸透膜装置５１を使用しないことから、充分な電力を確保できない場合に有益である。また上水道管１５が停止して充分な原水が得られなくても、井戸１２から原水を得て、清浄水および濃縮水をユーザへ供給することができる。
　また本実施形態によれば回転灯１３５等の表示手段によって、清浄水および濃縮水を供給できることを、浄水設備１０内外のユーザに知らせることができる。
　以上、図面を参照して本発明の実施の形態を説明したが、本発明は、図示した実施の形態のものに限定されない。図示した実施の形態に対して、本発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。
　本発明は、生産設備、プラントにおいて有利に利用される。
　１０　浄水設備、　　　１１　原水供給部、　　　１２　井戸、　　１５　上水道管、
２１　第１逆浸透膜装置、　　　３１　濃縮水タンク、　　　４１　清浄水タンク、　　
５１　第２逆浸透膜装置、　　　６１　清浄水供給路、　　　
６２　送水ポンプ（清浄水供給路断接手段）、１１０　制御部、　　　
１２１　第１出口流路、　　　１２２　第２出口流路、　　　
１２３ａ，１２３ｂ　電磁弁　（第１出口流路断接手段）、　　　
１２４ａ，１２４ｂ　電磁弁　（第２出口流路断接手段）、　　　
１２６，　１２７　出口水栓、　　１２９　非常時検出手段（センサ）、　　　
１３１　自家発電設備、　　　１３５　回転灯（表示手段）。

Claims (6)

  1. 　少なくとも地下水を含む原水供給部と、
    　前記原水供給部から原水を供給されて当該原水から清浄水を分離し残りの濃縮水を排出する第１分離装置と、
    　前記第１分離装置から清浄水を供給されて当該清浄水からより高度な清浄水を分離する第２分離装置と、
    　前記第１分離装置から前記第２分離装置へ前記清浄水を供給する清浄水供給路と、
    　前記第１分離装置から出る清浄水が流れる第１出口流路と、
    　前記第１分離装置から出る濃縮水が流れる第２出口流路と、
    　前記第１出口流路に設けられて当該第１出口流路を通常は遮断し非常時は連通させる第１出口流路断接手段と、
    　前記第２出口流路に設けられて当該第２出口流路を通常は遮断し非常時は連通させる第２出口流路断接手段と、
    　前記清浄水供給路に設けられて当該清浄水供給路を通常は連通させ非常時は遮断する清浄水供給路断接手段と、
    　前記原水供給部から前記第１および第２出口流路までの区間に設けられる電気機器に駆動用電力を供給する自家発電設備とを備える、浄水システム。
  2. 　非常時に信号を出力する非常時検出手段と、
    　前記信号を受信して、前記清浄水供給路断接手段を連通状態から遮断状態へ切り換えるとともに、前記第１および第２出口流路断接手段を遮断状態から連通状態へ切り換える制御部とをさらに備える、請求項１に記載の浄水システム。
  3. 　前記原水供給部は上水道管から水道水を供給され、
    　前記非常時検出手段は、前記上水道管の水圧および／または流量を監視するセンサを含み、該水圧および／または流量に基づいて非常時を判断する、請求項２に記載の浄水システム。
  4. 　前記第１および第２出口流路断接手段が連通状態であることを表示する表示手段をさらに備える、請求項１～３のいずれかに記載の浄水システム。
  5. 　前記原水供給部は井戸を含む、請求項１～４のいずれかに記載の浄水システム。
  6. 　前記自家発電設備は、太陽光パネルを含む、請求項１～５のいずれかに記載の浄水システム。
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