特許 6854110 ＲＯ膜ユニットを接続可能な可搬型浄水処理装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6854110

(24)【登録日】2021年3月17日

(45)【発行日】2021年4月7日

(54)【発明の名称】ＲＯ膜ユニットを接続可能な可搬型浄水処理装置

(51)【国際特許分類】

   C02F 1/44 20060101AFI20210329BHJP

   B01D 61/08 20060101ALI20210329BHJP

   B01D 61/18 20060101ALI20210329BHJP

   B01D 65/06 20060101ALI20210329BHJP

   C02F 1/50 20060101ALI20210329BHJP

   C02F 1/76 20060101ALI20210329BHJP

   B01D 61/04 20060101ALI20210329BHJP

【ＦＩ】

   C02F1/44 H

   B01D61/08

   B01D61/18

   B01D65/06

   C02F1/50 510A

   C02F1/50 531M

   C02F1/50 531P

   C02F1/50 550C

   C02F1/50 560E

   C02F1/76 A

   C02F1/44 A

   B01D61/04

   C02F1/50 540B

   C02F1/50 520A

【請求項の数】9

【全頁数】24

(21)【出願番号】特願2016-212799(P2016-212799)

(22)【出願日】2016年10月31日

(65)【公開番号】特開2018-69169(P2018-69169A)

(43)【公開日】2018年5月10日

【審査請求日】2019年10月3日

(73)【特許権者】

【識別番号】000147291

【氏名又は名称】株式会社清水合金製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100081293

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 哲男

(72)【発明者】

【氏名】濱野 治男

【審査官】 川崎 良平

(56)【参考文献】

【文献】 特表２０１３−５０３７４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１２６１６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭６０−０９９９３１（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００１−２３２１６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１５／０８３７１７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１２−２３９９４８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ０１Ｄ ６１／００−７１／８２

Ｃ０２Ｆ １／４４

Ｃ０２Ｆ １／５０

Ｃ０２Ｆ １／７０− １／７８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

可搬型の膜ユニットを単独で使用する場合の前記膜ユニットの内部には、１次側に取水ラインを、２次側に濾過水ラインを有するＭＦ又はＵＦの膜モジュールが収納され、前記濾過水ラインには、供給水ラインを接続して前記膜ユニットの飲料水を給水可能とし、かつ前記濾過水ラインに接続した逆洗水ラインを介して逆洗水槽に接続し、この逆洗水槽に接続した流出ラインを逆洗ポンプを介して前記濾過水ラインに接続して前記膜モジュールを逆洗する回路を構成し、また、先端にライン接続部を設けた濾過水供給ラインを前記流出ラインから分岐させ、消毒用次亜塩素酸を注入制御するための次亜注入設備を前記膜ユニットの内部に収納し、前記次亜注入設備には、第１次亜注入ラインと第２次亜注入ラインを接続し、前記第１次亜注入ラインは、前記濾過水ラインに接続して前記供給水ラインと逆洗時の前記膜モジュールに次亜塩素酸を注入し、前記第２次亜注入ラインは、先端に給水接続部を有する前記膜ユニット内に設けたＲＯ膜ユニット用給水ラインに接続して前記次亜注入設備を兼用すると共に、一方、前記膜ユニットとは別ユニットである可搬型のＲＯ膜ユニットの内部には、１次側に流入ラインを、２次側に処理水ラインを有するＲＯ膜モジュールが収納され、前記流入ラインの先端にライン接続部を設け、前記処理水ラインの先端に給水接続部を設けて前記ＲＯ膜ユニット内の回路を構成し、前記膜ユニットと前記ＲＯ膜ユニットを接続して使用する場合には、前記膜ユニットの前記ライン接続部と前記ＲＯ膜ユニットの前記ライン接続部とを着脱自在に接続すると共に前記膜ユニットの前記給水接続部と前記ＲＯ膜ユニットの前記給水接続部とを着脱自在に接続し、前記流入ラインに濾過水を流入する際には、前記逆洗水槽に次亜塩素酸を注入しない濾過水で膜モジュールの逆洗を複数回行い、前記膜モジュールをすすぎ洗いした状態で、前記膜ユニット内の前記濾過水ラインに次亜塩素酸を注入せずに制御しながら前記逆洗水槽に次亜塩素酸が入らない濾過水を貯留した状態で前記流出ラインより前記ＲＯ膜ユニット内の前記流入ラインを経て濾過水を前記ＲＯ膜モジュールに流入させて前記処理水ラインより前記膜ユニット内の前記ＲＯ膜ユニット用給水ラインから飲料水を給水可能としたことを特徴とするＲＯ膜ユニットを接続可能な可搬型浄水処理装置。

【請求項2】

前記ＲＯ膜ユニットにはＲＯ膜ユニット制御部を備え、前記膜ユニットと前記ＲＯ膜ユニットが接続される際に、前記ＲＯ膜ユニット制御部と前記膜ユニットの制御部とが電気的に接続された状態で認識される請求項１に記載のＲＯ膜ユニットを接続可能な可搬型浄水処理装置。

【請求項3】

前記逆洗水槽を前記ＲＯ膜ユニットの高圧ポンプ手前の前記流入ラインに流入させるバッファタンクとして兼用した請求項１又は２に記載のＲＯ膜ユニットを接続可能な可搬型浄水処理装置。

【請求項4】

前記膜ユニットの上部位置に前記逆洗水槽を配置させ、この逆洗水槽から流出する逆洗水を前記高圧ポンプまでに自然流下させた請求項３に記載のＲＯ膜ユニットを接続可能な可搬型浄水処理装置。

【請求項5】

前記取水ラインに接続した長尺状の取水ポンプに、当該ポンプを縦置き状態又は横置き状態に兼用できる保持部材を設けた請求項１乃至４の何れか１項に記載のＲＯ膜ユニットを接続可能な可搬型浄水処理装置。

【請求項6】

前記次亜注入設備から供給される次亜塩素酸を次亜注入部に設けた配管内に突出させたパイプを介して注入するようにした請求項１乃至５の何れか１項に記載のＲＯ膜ユニットを接続可能な可搬型浄水処理装置。

【請求項7】

前記逆洗水槽の流出部には、空気吸込み防止用の吸込み部構造を設けた請求項１乃至６の何れか１項に記載のＲＯ膜ユニットを接続可能な可搬型浄水処理装置。

【請求項8】

前記膜ユニットと前記ＲＯ膜ユニットを同時に運転した場合でも、ＡＣ１００Ｖで電圧供給できるようにした請求項１乃至７の何れか１項に記載のＲＯ膜ユニットを接続可能な可搬型浄水処理装置。

【請求項9】

少なくとも搬送型の膜ユニットは、建屋等の出入り口に搬入、搬出可能な小型のフレーム内に収納されている請求項１乃至８の何れか１項に記載のＲＯ膜ユニットを接続可能な可搬型浄水処理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、原水を精密濾過膜又は限外濾過膜を用いた濾過膜モジュールで膜濾過処理した後、その濾過水を逆浸透膜を備えた逆浸透膜モジュールで逆浸透膜処理する可搬型浄水装置とその運転方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

地震、風水害等により、飲料水等を含む生活用水を供給する浄水施設や水道管に被害が出た場合、短期的には給水車等による応急給水で対応される。しかし、被害の規模によっては、復旧までに数か月、あるいは１年以上の期間を要することもあり、給水車により中長期的に応急給水する対応には、労力的にもコスト的にも限界がある。

【0003】

このような場合には、最寄りの河川、湖沼等から原水を取得し、可搬型、緊急用の浄水装置で対応すると、容易に大量の水を確保できることから有効な手段となる。このような浄水装置では、膜によって原水中の不純物を濾過除去して浄水を生成する膜濾過法が使用される。膜の濾過対象物質は、膜の種類によって異なるが、精密濾過膜（以下、ＭＦ膜という。）又は限外濾過膜（以下、ＵＦ膜という。）の場合には、一般的に懸濁物質、細菌、原虫、コロイド物質等を濾過して除去することができる。また、逆浸透膜（以下、ＲＯ膜という。）の場合には、溶解性有機物質、ウイルス、イオン物質等を濾過して除去することができる。

【0004】

このような膜濾過法を使用した可搬型の浄水装置として、例えば特許文献１には、塩分濃度の低い水は低圧で膜透過する作用を利用し、原水を河川水やプール貯留水のような淡水に限定することによって低圧力での運転可能とし、複雑な前処理フィルタを省略してＲＯ膜モジュールのみで原水を浄化する構成とすることにより、装置をコンパクト化した移動式浄水装置が開示されている。

【0005】

特許文献２には、不織布フィルタ及び活性炭フィルタを用いた浄水器で前処理をし、最終段でＭＦ膜を用いた濾過膜モジュールにより微小な有機物や濁度成分を取り除く構成とした緊急用浄化装置が開示されている。

【0006】

特許文献３には、原水に凝集剤を添加して回転円筒型濾過器で前処理を行った後、ＭＦ膜又はＵＦ膜を用いた濾過膜モジュールで微細な濁質、細菌等を除去した後、ＲＯ膜を用いたＲＯ膜モジュールで細菌、ウイルス、有害な有機物等を除去する移動式浄水設備が開示されている。

【0007】

特許文献４には、装置を小型化するため、前処理フィルタの処理水をタンクに貯水して前処理フィルタの逆洗に使用するのではなく、通常、系外に排出されるＲＯ膜モジュールの高圧濃縮水を前処理フィルタの逆洗用水として、貯水タンク及びポンプを介さずに使用する飲料水製造用水処理システムが開示されている。

【0008】

特許文献５には、前処理フィルタとしてＭＦ膜又はＵＦ膜を用いた濾過膜モジュールを備えるとともに、ＲＯ膜用いたＲＯ膜モジュールを備え、浄水過程の装置の状態を検知し、ＲＯ膜の表面に目詰まりが生じて原水の浄化機能が低下したと判断したときには、ＲＯ膜の表面の洗浄を自動的に行う浄水装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【特許文献1】特開平８−３０９３４９号公報

【特許文献2】特許第４６３８７１２号公報

【特許文献3】特許第２７５５１８２号公報

【特許文献4】特開２００７−１８１８２２号公報

【特許文献5】特開２０１５−１８８７６７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

しかしながら、特許文献１の移動式浄水装置では、ＭＦ膜又はＵＦ膜を用いた濾過膜モジュール等の前処理フィルタを備えていないため、原水をＲＯ膜モジュールのみで濾過処理することになるので、本来、ＲＯ膜モジュールの濾過対象ではない懸濁物質や細菌等をも濾過することになり、ＲＯ膜表面の目詰まりが発生し易くなる。さらに、通常のＲＯ膜装置が具備しているＲＯ膜モジュールの汚れによる濾過能力の低下を回復させる手段を具備せず、汚れたＲＯ膜モジュールを交換することを前提として装置を構成しているので、中長期的に安定して連続運転をすることができない。また、頻繁にＲＯ膜の交換が必要となるので、運転コストの上昇に繋がる。さらに、ＲＯ膜で逆浸透膜処理された透過水に殺菌剤を添加する機構が設けられていないので、給水後、飲み水として衛生上の問題が発生するおそれもある。

【0011】

特許文献２に記載の緊急用浄化装置は、ＭＦ膜フィルタの逆洗機構を備えていないので、ＭＦ膜フィルタが目詰まりして濾過能力が低下した場合にはフィルタの交換が必要となり、中長期的に安定して連続運転をすることができない。また、ＲＯ膜モジュールを備えていないため、溶解性有機物、ウイルス、イオン物質を除去することができないので、原水の水質によっては、給水する浄水が飲用に適さない場合もある。

【0012】

特許文献３に記載の移動式浄水設備は、移動式浄水装置の構成が複雑で大規模であるため、設備規模がトラックに搭載する必要があるほどの大きさとなるので、状況によっては、移動式浄水設備が現地に到達することができないおそれがある。

【0013】

特許文献４に記載の飲料水製造用水処理システムは、ＭＦ膜又はＵＦ膜を用いて構成した前処理フィルタをＲＯ膜モジュールの高圧濃縮水で逆洗する構成であるので、前処理フィルタ内の微生物を浸透圧ショックにより死滅させることはできるが、フミン質や微生物由来のタンパク質等の有機物を分解、除去することができないので、前処理フィルタの目詰まりが早期に進行して濾過性能が低下するバイオファウリングの問題が生じる。このため、随時に前処理フィルタの交換が必要となるため、中長期的に安定して連続運転するには適さず、また、前処理フィルタの交換により運転コストの上昇を招く。

【0014】

特許文献５に記載の浄水装置は、ＲＯ膜の表面に目詰まりが生じて原水の浄化機能が低下した場合には、ＲＯ膜の表面を自動的に洗浄しＲＯ膜の浄化機能を回復させることができるが、前処理フィルタとして使用するＭＦ膜又はＵＦ膜を用いた濾過膜モジュールを逆洗する機構は備えていないため、前処理フィルタの濾過性能が低下するので、中長期的に安定して連続使用するには適していない。また、頻繁に前処理フィルタの交換が必要となるので、運転コストの上昇を招く。

【0015】

そこで、本発明は上記問題点を解決するために開発されたものであり、その目的とするところは、原水の水質状況に応じ、濾過膜モジュールのみを使用する運転と、濾過膜モジュールとＲＯ膜モジュールの双方を使用する運転とを選択可能に構成され、不必要な運転コストの発生を防止することができるとともに、中長期的に安定した連続運転が可能であることに加え、小型、軽量で運搬及び設置場所の選定が容易であり、飲用に適した安全な水を給水することができる可搬型浄水装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0016】

上記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、可搬型の膜ユニットを単独で使用する場合の膜ユニットの内部には、１次側に取水ラインを、２次側に濾過水ラインを有するＭＦ又はＵＦの膜モジュールが収納され、濾過水ラインには、供給水ラインを接続して膜ユニットの飲料水を給水可能とし、かつ濾過水ラインに接続した逆洗水ラインを介して逆洗水槽に接続し、この逆洗水槽に接続した流出ラインを逆洗ポンプを介して濾過水ラインに接続して膜モジュールを逆洗する回路を構成し、また、先端にライン接続部を設けた濾過水供給ラインを流出ラインから分岐させ、消毒用次亜塩素酸を注入制御するための次亜注入設備を膜ユニットの内部に収納し、次亜注入設備には、第１次亜注入ラインと第２次亜注入ラインを接続し、第１次亜注入ラインは、濾過水ラインに接続して供給水ラインと逆洗時の膜モジュールに次亜塩素酸を注入し、第２次亜注入ラインは、先端に給水接続部を有する膜ユニット内に設けたＲＯ膜ユニット用給水ラインに接続して次亜注入設備を兼用すると共に、一方、膜ユニットとは別ユニットである可搬型のＲＯ膜ユニットの内部には、１次側に流入ラインを、２次側に処理水ラインを有するＲＯ膜モジュールが収納され、流入ラインの先端にライン接続部を設け、処理水ラインの先端に給水接続部を設けてＲＯ膜ユニット内の回路を構成し、膜ユニットとＲＯ膜ユニットを接続して使用する場合には、膜ユニットのライン接続部とＲＯ膜ユニットのライン接続部とを着脱自在に接続すると共に膜ユニットの給水接続部とＲＯ膜ユニットの給水接続部とを着脱自在に接続し、流入ラインに濾過水を流入する際には、逆洗水槽に次亜塩素酸を注入しない濾過水で膜モジュールの逆洗を複数回行い、膜モジュールをすすぎ洗いした状態で、膜ユニット内の濾過水ラインに次亜塩素酸を注入せずに制御しながら逆洗水槽に次亜塩素酸が入らない濾過水を貯留した状態で流出ラインよりＲＯ膜ユニット内の前記流入ラインを経て濾過水をＲＯ膜モジュールに流入させて処理水ラインより膜ユニット内のＲＯ膜ユニット用給水ラインから飲料水を給水可能としたことを特徴とするＲＯ膜ユニットを接続可能な可搬型浄水処理装置である。

【0018】

請求項２に係る発明は、ＲＯ膜ユニットにはＲＯ膜ユニット制御部を備え、膜ユニットとＲＯ膜ユニットが接続される際に、ＲＯ膜ユニット制御部と膜ユニットの制御部とが電気的に接続された状態で認識されるＲＯ膜ユニットを接続可能な可搬型浄水処理装置である。

【0020】

請求項３に係る発明は、逆洗水槽をＲＯ膜ユニットの高圧ポンプ手前の流入ラインに流入させるバッファタンクとして兼用したＲＯ膜ユニットを接続可能な可搬型浄水処理装置である。

【0021】

請求項４に係る発明は、膜ユニットの上部位置に逆洗水槽を配置させ、この逆洗水槽から流出する逆洗水を高圧ポンプまでに自然流下させたＲＯ膜ユニットを接続可能な可搬型浄水処理装置である。

【0022】

請求項５に係る発明は、取水ラインに接続した長尺状の取水ポンプに、ポンプを縦置き状態又は横置き状態に兼用できる保持部材を設けたＲＯ膜ユニットを接続可能な可搬型浄水処理装置である。

【0024】

請求項６に係る発明は、次亜注入設備から供給される次亜を次亜注入部に設けた配管内に突出させたパイプを介して注入するようにしたＲＯ膜ユニットを接続可能な可搬型浄水処理装置である。

【0025】

請求項７に係る発明は、逆洗水槽の流出部には、空気吸込み防止用の吸込み部構造を設けたＲＯ膜ユニットを接続可能な可搬型浄水処理装置である。

【0026】

請求項８に係る発明は、膜ユニットとＲＯ膜ユニットを同時に運転した場合でも、ＡＣ１００Ｖで電圧供給できるようにしたＲＯ膜ユニットを接続可能な可搬型浄水処理装置である。

【0027】

請求項９に係る発明は、少なくとも搬送型の膜ユニットは、建屋等の出入り口に搬入、搬出可能な小型のフレーム内に収納されているＲＯ膜ユニットを接続可能な可搬型浄水処理装置である。

【発明の効果】

【0028】

請求項１に記載の発明によると、膜ユニット単独で使用する場合であっても、膜ユニットにＲＯ膜ユニットを接続して使用する場合であっても、次亜注入した安全な飲料水を給水することができるとともに、膜ユニットの濾過モジュールを次亜注入した逆洗水で逆洗して効果的に濾過能力を回復させることが可能な浄水処理装置として使用することができる。このため、原水の水質に応じて、膜ユニット単独の使用と、膜ユニットにＲＯ膜ユニットを接続した使用を選択することができる。
特に、膜ユニット単独又はＲＯ膜ユニットを接続した場合であっても、１個の次亜注入設備を兼用して用いることができるので、飲料水として給水可能な小型で可搬な装置を提供することができる。

【0029】

膜モジュールによる濾過処理で足りる場合には、膜ユニットのみで濾過処理してから次亜を注入して給水するとともに、膜ユニットで濾過処理した後に逆浸透膜処理が必要な場合には、膜ユニットにＲＯ膜ユニットを接続し、膜ユニットで濾過処理した濾過水をＲＯ膜ユニットで逆浸透膜処理してから膜ユニットに返送した後にＲＯ膜ユニット用給水ラインに次亜注入を行うので、規定の遊離残留塩素濃度を保持した安全な飲料水を給水するので、原水の水質状況に応じて適切に浄化された安全な飲料水を給水することができる。
逆洗水槽の貯留工程において次亜注入して逆洗水槽に貯留した逆洗水を使用し、膜ユニットの膜モジュールを逆洗するため、単に逆洗水の水圧により膜表面に付着した物を剥離除去するだけでなく、膜に強固に付着した有機物をその酸化力により酸化分解して膜表面から剥離し易くするので、逆洗水として濾過水を用いた場合よりも、大きな膜モジュール洗浄回復効果を得ることができる。また、逆洗水槽（バッファタンク）に次亜が注入された水が貯留されることで、逆洗水槽にカビ、藻類などの繁殖を抑えられる。また、ＲＯ膜ユニットで逆浸透膜処理してから膜ユニットに返送する処理ラインの給水工程で次亜注入を行うので、規定の遊離残留塩素濃度を保持した安全な飲料水を給水することができる。
膜ユニットにＲＯ膜ユニットを接続した際には、ＲＯ膜ユニットには次亜を注入しない濾過水を供給すると共に、膜ユニットの膜モジュールを次亜注入した逆洗水で逆洗した後に、次亜含まない清浄水で膜モジュール内を複数回すすぎ洗いして残留塩素を除去した後、ＲＯ膜ユニットに次亜を注入しない濾過水を供給するため、ＲＯ膜モジュールに残留塩素を含む濾過水を供給することがないので、ＲＯ膜モジュールに収納された逆浸透膜を劣化させるおそれがなく、中長期的に安定して給水を行うことができる。

【0030】

請求項２に記載の発明によると、膜ユニットにＲＯ膜ユニットを接続する際に、膜ユニットとＲＯ膜ユニットの電源回路及び信号回路を接続すると、膜ユニットの制御部が膜ユニットとＲＯユニットとが接続されたことを電気的に認識するとともに電源回路や信号回路が導通し、膜ユニットの制御部とＲＯ膜ユニットのＲＯ膜ユニット制御部が連携して膜ユニットとＲＯ膜ユニットを同時に運転、制御することができるようになるので、膜ユニットにＲＯ膜ユニットを接続する際に、制御部の設定作業や、膜ユニットとＲＯ膜ユニットとの間の電源回路及び信号回路の接続作業が容易であり、操作性に優れる浄水処理装置を得ることができる。

【0033】

請求項３に記載の発明によると、逆洗水槽をバッファタンクと兼用することにより、バッファタンクを設ける必要がなくなるため、タンクの設置数を削減することができ、もって膜ユニットの小型化を図ることができる。

【0034】

請求項４に記載の発明によると、逆洗水槽を膜ユニットの上部位置に配置することにより、逆洗水槽から自然流下により逆洗水をＲＯ膜ユニットの高圧ポンプに供給することができるので、逆洗水槽をバッファタンクと兼用することが可能となり、バッファタンクを設ける必要がなくなるため、タンクの設置数を削減することができ、もって膜ユニットの小型化を図ることができる。

【0035】

請求項５の記載の発明によると、保持部材を用いることにより取水ポンプの転倒を防止して安定した状態で取水源に配置することができるとともに、取水源の水深が取水ポンプの長さよりも深い場合には縦置きして、取水源の水深が取水ポンプの長さよりも浅い場合には横置きして取水することができるので、取水源を選ぶことなく原水を取水して浄化することができる。

【0037】

請求項６に記載の発明によると、配管内に突出させたパイプを介して次亜注入を行うため、配管内を流れる浄水に直接かつ一様に次亜を混合させることができるので、規定の遊離残留塩素濃度を保持した安全な飲料水を給水することができる。

【0038】

請求項７に記載の発明によると、逆洗水槽の流出部の吸込み部構造が、逆洗水槽からの逆洗水が流出する際に流出部に発生する逆洗水の回転流を抑制するため、逆洗水の回転流に伴って発生する逆洗ポンプへの空気の吸込みを防止することができるので、逆洗水槽の底部付近まで貯留した逆洗水を使用することが可能となり、所要の逆洗水量を確保するために必要な逆洗水槽の容量を小さくすることができ、もって膜ユニットの小型化を図ることができる。

【0039】

請求項８に係る発明によると、電源として家庭用ＡＣ１００Ｖコンセントが使用できるので、装置の設置に伴って新たに配線工事を行う必要がない。また、市販の小型発電機を使用することにより、電源がない場所でも使用することができる。

【0040】

請求項９に係る発明によると、一般的な幅７００ｍｍの人の出入りができるだけの片扉等から膜ユニットを搬入することが可能であるため、膜ユニットを設置する建屋等の制約を受けず、なおかつ山奥等の重機等を使用することができない設置個所にも、人力等で搬入して設置することができるので実用性に優れる浄水処理装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0041】

【図1】本発明の可搬型浄水処理装置における膜ユニットの一実施例の模式図である。

【図2】図１の膜ユニットにＲＯ膜ユニットを接続した状態の模式図である。

【図3】（ａ）は膜ユニット２の外観の左側面図である。（ｂ）は膜ユニット２の外観の正面図である。（ｃ）は膜ユニット２の外観の右測面図である。

【図4】膜ユニットの背面に接続したＲＯ膜ユニットの外観を示す斜視図である。

【図5】（ａ）は、逆洗水槽の流出部に吸込み部構造を設けない場合の逆洗水の流出状況を説明する模式図である。（ｂ）は、逆洗水槽の流出部に設けた吸込み部構造を説明する模式図である。

【図6】図５（ｂ）のＡ部を拡大した図面である。

【図7】次亜注入部の細部構造を説明する面図である。

【図8】取水ポンプの縦断面図である。

【図9】（ａ）取水ポンプを縦置き状態で使用する場合を説明する図面である。（ｂ）取水ポンプを横置き状態で使用する場合を説明する図面である。

【図10】膜ユニットを単独で使用する場合の給水工程を説明する図面である。

【図11】膜ユニットを単独で使用する場合の逆洗水貯留工程を説明する図面である。

【図12】膜ユニットを単独で使用する場合の逆洗工程を説明する図面である。

【図13】膜ユニットとＲＯ膜ユニットを接続して使用する場合の給水準備工程を説明する図面である。

【図14】膜ユニットとＲＯ膜ユニットを接続して使用する場合の給水工程を説明する図面である。

【図15】膜ユニットとＲＯ膜ユニットを接続して使用する場合の逆洗水貯留工程（次亜注入あり）を説明する図面である。

【図16】膜ユニットとＲＯ膜ユニットを接続して使用する場合の逆洗工程（次亜注入あり）を説明する図面である。

【図17】膜ユニットとＲＯ膜ユニットを接続して使用する場合の逆洗水貯留工程（次亜注入なし）を説明する図面である。

【発明を実施するための形態】

【0042】

本発明におけるＲＯ膜ユニットを接続可能な可搬型浄水処理装置の実施形態の一例を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本実施形態におけるＲＯ膜ユニットを接続可能な可搬型浄水処理装置１の膜ユニット２の模式図であり、図２は本実施形態におけるＲＯ膜ユニットを接続可能な可搬型の浄水処理装置１において膜ユニット２にＲＯ膜ユニット３を接続した状態の模式図である。

【0043】

先ず、図１により膜ユニット２について説明する。図１において、膜ユニット２は、１次側に取水ライン１１を、２次側に濾過水ライン１２を有するＭＦ（精密濾過膜）又はＵＦ（限外濾過膜）のフィルタを備えた膜モジュール１３と、膜モジュール１３が濾過処理した濾過水を濾過水ライン１２に接続した逆洗水ライン１４を介して流入させて貯留する逆洗水槽１５と、この逆洗水槽１５に貯留した濾過水を逆洗ポンプ１６を介して膜モジュール１３に逆洗洗浄用の逆洗水として流出させる流出ライン１７と、膜モジュール１３が濾過処理した濾過水を直接給水するために濾過水ライン１２に設けた膜ユニット用の供給水ライン１８と、逆洗水槽１５に貯留する濾過水に逆洗用次亜を注入するとともに、この膜ユニット２を単独で運転し濾過水を給水する場合に、濾過水に消毒用次亜塩素酸（以下、「次亜」という。）を注入する次亜注入設備１９と、逆洗水槽１５に貯留した濾過水をＲＯ膜ユニットに供給する濾過水供給ライン２０と、ＲＯ膜ユニット３から返送されるＲＯ膜処理水を給水するためのＲＯ膜ユニット用給水ライン２１と膜ユニット２とＲＯユニット３の運転を制御するための制御部２２と、取水ポンプ２３を備えている。また、図１に示すように、取水ポンプ２３を除いた各部は、フレーム２４内に収納されている。

【0044】

取水ライン１１は、取水ポンプ接続口２６と膜モジュール１３の１次側を連結する管路であり、取水ポンプ２３が取水した原水を膜モジュール１３の１次側に供給する。取水ライン１１の膜モジュール１３の前には、プレフィルタ装置２７を設けている。このプレフィルタ装置２７は、原水が膜モジュール１３に流入するに先立って、原水に含まれるゴミ（土、砂、その他夾雑物）を除去するストレーナであり、本例では、目開き寸法２００μｍのディスク型ストレーナを使用している。また、プレフィルタ装置２７には、図示ない差圧測定装置が装備されており、目詰まり異常を検知することができる。

【0045】

濾過水ライン１２は、膜モジュール１３の２次側に取り付けられ、膜モジュール１３が濾過処理した濾過水を膜モジュール１３の外部に流出させるための管路である。

【0046】

膜モジュール１３は、ＭＦ又はＵＦのフィルタ（濾過膜）を収納しており、原水に含まれる一般細菌、病原菌、懸濁物質（ＳＳ）などを濾過除去する。本例では、公称孔径０．１μｍで膜面積２３ｍ^２のＭＦ膜フィルタを使用している。膜モジュール１３には、内部に収納するＭＦ又はＵＦのフィルタを逆洗洗浄する際に、逆洗水を膜モジュール１３の外部に排水するための逆洗水排水ライン２８が設けられており、膜モジュール１３から排水された逆洗水を逆洗水排水ライン２８を介して膜ユニット２の外部に排水することができる。
また、本例では、長尺状の膜モジュール１３を縦方向にフレーム２４内に収納することにより、膜洗浄方法として膜モジュール１３下部からエアを送り、膜モジュール１３内の膜表面の懸濁物質を剥離させる洗浄方法を実施することができるようにしているため、図２には図示されていないが、逆洗時の膜モジュール１３に空気を供給してエアスクラビング洗浄するコンプレッサーと空気供給管を設けている。膜モジュール１３に収納されたＭＦ又はＵＦのフィルタをより効果的に逆洗するためには、これらのエアスクラビング用の装置を設置することが好ましい。なお、膜モジュール１３にも、図示ない差圧測定装置が装備されており、目詰まり異常を検知することができる。

【0047】

逆洗水ライン１４は、濾過水ライン１２から膜モジュール１３が濾過処理した濾過水を取得し、逆洗水槽１５に供給するための管路である。

【0048】

逆洗水槽１５は、逆洗水ライン１４を介して供給される濾過水を貯留する容器であり、膜ユニット２の上部位置に配置されている。逆洗水槽は、内部に濾過水を貯留し、膜モジュール１３に収納されたＭＦ又はＵＦのフィルタを逆洗洗浄する際にその貯留した濾過水を逆洗水として供給する役割と、膜ユニット２にＲＯ膜ユニット３を接続した場合には、ＲＯ膜ユニット３の後述する高圧ポンプ５４に濾過水を自然流下で供給するバッファタンクとしての役割も有している。本例では、逆洗水槽１５はポリエチレン樹脂製であり、容量６０Ｌの角型に成形されている。

【0049】

この逆洗水槽１５の内部には、図示しない水位計が設けられており、この水位計によって、逆洗水槽１５内が逆洗水で満水になったか、また逆洗水槽が空になったかを検知している。なお、逆洗水槽１５の流出部に設けた空気吸込み防止用の吸込み部構造については後述する。

【0050】

逆洗ポンプ１６は、逆洗水槽１５内に貯留した逆洗水を流出ライン１７及び濾過水ライン１２を介して膜モジュール１３の２次側に圧送し、膜モジュール１３に収納されＭＦ又はＵＦのフィルタを逆洗洗浄するためのポンプであり、逆洗水槽１５と濾過水ライン１２を連接する流出ライン１７の途中に設けられている。本例では、逆洗ポンプ１６として、ステンレス製の横軸渦巻ポンプ（０．４ｋＷ、３２Ａ）を使用している。

【0051】

供給水ライン１８は、膜ユニット２を単独で運転する際に、膜モジュール１３で濾過処理した濾過水を外部に直接給水するため、濾過水ライン１２に続いて設けた膜ユニット２用の給水管である。

【0052】

次亜注入設備１９は、濾過水ライン１２とＲＯ膜ユニット用給水ライン２１に次亜を注入する装置であり、図示しない次亜タンクと次亜注入ポンプ、並びに第１次亜注入ライン３０と第２次亜注入ライン３１より構成される。次亜タンク内に貯留された次亜は、第１次亜注入ライン３０を介して濾過水ライン１２に設けた次亜注入部３２から濾過水ライン１２内を流れる濾過水に注入され、また、第２次亜注入ライン３１を介してＲＯ膜ユニット用給水ライン２１に設けた次亜注入部３３からＲＯ膜ユニット用給水ライン２１内を流れる処理水に注入される。なお、次亜注入部３２、３３の細部については後述する。

【0053】

本例では、次亜注入設備１９により次亜塩素酸ナトリウムを注入しており、次亜タンクはポリエチレン樹脂製で、容量２５Ｌの角型に成形されている。また、次亜注入ポンプは、ダイヤフラム式定量ポンプ（φ４×２０Ｗ）を使用し、第１次亜注入ライン３０と第２次亜注入ライン３１に注入することができる。次亜注入設備１９から注入する消毒剤は、本例の次亜塩素酸ナトリウムに限定するものではなく、次亜塩素酸ナトリウムと同様に、水道消毒用の塩素剤である次亜塩素酸カルシウム又は液化塩素を使用することもできる。

【0054】

濾過水供給ライン２０は、膜ユニット２にＲＯ膜ユニット３を接続して運転する際に、膜ユニット２が濾過処理した濾過水をＲＯ膜ユニット３に供給するための管路であり、逆洗ポンプ１６の上部で流出ライン１７から分岐している。濾過水供給ライン２０の先端部には、ＲＯ膜ユニット３の後述する流入ライン５１と接続するためのライン接続部３５ａを備えている。

【0055】

ＲＯ膜ユニット用給水ライン２１は、ＲＯ膜ユニット３で逆浸透膜処理されてから膜ユニット２に返送された処理水に、次亜注入設備１９から次亜注入した後に膜ユニット２の外部に給水するための管路である。膜ユニット２にＲＯ膜ユニット用給水ライン２１を設けたことにより、ＲＯ膜ユニット３で逆浸透膜処理した処理水に対しても、膜ユニット２の次亜注入設備１９を用いて次亜注入することができる。ＲＯ膜ユニット用給水ライン２１の先端部には、ＲＯ膜ユニット３の後述する処理水ラインと接続するための給水接続部３６ａを備えている。

【0056】

制御部２２は後述するＲＯ膜ユニット制御部２２ａと連携し、膜ユニット２とＲＯ膜ユニット３の運転を制御し、可搬型浄水処理装置１を自動運転する装置である。制御部２２及びＲＯ膜ユニット制御部２２ａは、ＰＬＣ（Programmable Logic Controller）を使用してシーケンス制御を行っており、予め設定した時間間隔毎に膜モジュール１３の逆洗洗浄を行い、その濾過処理能力を回復させている。

【0057】

これに加え、制御部２２は、逆洗水槽１５に設置した水位計からの信号に基づき、取水ポンプ２３の作動、濾過水（逆洗水）の逆洗水槽１５への貯留、逆洗ポンプ１６の作動、次亜注入設備１９の次亜注入ポンプの作動を制御しており、これらの制御に伴って膜ユニット２内のラインに設置した電動バルブの開閉操作を行っている。

【0058】

また、制御部２２は、図３に示すように、膜ユニット２の上部位置で逆洗水槽１５の正面側に配置され、その正面に可搬型浄水処理装置１の操作・表示部２２ｂを設けているので、膜ユニット２を縦型に構成したことと併せて、装置の操作及び表示部の確認を容易に行うことができる。

【0059】

取水ポンプ２３は、取水源３７から原水３７ａを取水して膜ユニット２に供給する長尺状のポンプであり、図１に示すように、取水源３７の原水中に完全に水没させた状態で使用する。取水ポンプ２３と膜ユニット2の取水ポンプ接続口２６との間は、取水ホース２３ａにより連結されている。なお、取水ポンプ２３の詳細については後述する。

【0060】

本例では、フレーム２４はステンレス鋼（ＳＵＳ）の形材を組み合わせて製作されており、フレームの内部に各部を組み込んだ状態の外観は図３に示すとおりとなり、フレーム２４の底部には搬送手段としてキャスター４４を設けている。

【0061】

以上のように構成された膜ユニット２は、幅約６５０ｍｍ、奥行き約８００ｍｍ、高さ約１７５０ｍｍの縦型のフレーム２４に収納された状態で小型に構成されるとともに、運搬時の質量が約１８５ｋｇと軽量であるため、建屋に一般的に使用される幅７００ｍｍの片扉から人力による搬入が可能であるだけでなく、狭小スペースでも移動や収納を容易であり、また、限られたスペースでも複数台を設置することができる。

【0062】

次いで、図２によりＲＯ膜ユニット３について説明する。図２において、ＲＯ膜ユニット３は、１次側に流入ライン５１を、２次側に処理水ライン５２を有するＲＯ膜（逆浸透膜）のフィルタを備えたＲＯ膜モジュール５３と、膜ユニット２から流入ライン５１を介して供給された濾過水を加圧してＲＯ膜モジュール５３に供給する高圧ポンプ５４と、ＲＯ膜モジュール５３が逆浸透処理した透過水の導伝導率を計測する導電率計５５と、膜ユニット２の制御部２２と連携してＲＯ膜ユニット３の動作を制御するＲＯ膜ユニット制御部２２ａを備え、フレーム５６内に収納されている。

【0063】

流入ライン５１は、膜ユニット２から供給された濾過水をＲＯ膜モジュール５３の１次側に供給する管路であり、その先端部にはライン接続部３５ｂを備え、膜ユニット２の濾過水供給ライン２０の先端部に設けたライン接続部３５ａと接続可能となっている。

【0064】

処理水ライン５２は、ＲＯ膜モジュール５３の２次側に取付けられ、ＲＯ膜モジュール５３が逆浸透膜処理した透過水（処理水）を膜ユニット２に返送するための管路であり、その先端部には給水接続部３６ｂを備え、膜ユニット２のＲＯ膜ユニット用給水ライン２１の先端部に設けた給水接続部３６ａと接続可能となっている。

【0065】

ＲＯ膜モジュール５３は、逆浸透膜（ＲＯ膜）のフィルタを内蔵しており、膜ユニット２のＭＦ又はＵＦのフィルタでは除去することができない細菌、ウイルス、有害な有機物等を除去する。本例では、ＲＯ膜モジュール５３は、芳香族ポリアミド系複合逆浸透膜を用いている。

【0066】

また、ＲＯ膜モジュール５３には、内部に収納するＲＯ膜で膜ユニット２から供給された濾過水を逆浸透膜処理する際に生じる濃縮水をＲＯ膜モジュール５３の外部に排水するための濃縮水排水ライン５７が設けられており、ＲＯ膜モジュール５３での逆浸透膜処理で生じた濃縮水を濃縮水排水ライン５７を介してＲＯ膜ユニット３の外部に排水することができる。ＲＯ膜モジュール５３にも図示ない差圧測定装置が装備されており、目詰まり異常を検知することができる。

【0067】

高圧ポンプ５４は、流入ライン５１の途中に設けられており、膜ユニット２から供給される濾過水を加圧してＲＯ膜モジュール５３に供給するポンプである。本例では、高圧ポンプ５４として、ベーンポンプを使用し、濾過水を１．０ＭＰａに加圧してＲＯ膜モジュール５３に供給している。

【0068】

導電率計５５は、ＲＯ膜モジュール５３直後の処理水ライン５３に設けられており、ＲＯ膜モジュール５３が逆浸透膜処理した透過水（処理水）の導電率を計測している。ＲＯ膜モジュール５３で逆浸透膜処理を開始した直後には、ＲＯ膜モジュール５３の内部に残留していた水が流出してくるが、この導電率計５５で透過水の導電率を計測することにより、ＲＯ膜モジュール５３内に残留していた水の流出が終了し、新たにＲＯ膜モジュール５３で逆浸透処理された濾過水の透過が開始されたことを確認することができる。

【0069】

このＲＯ膜モジュール５３が作動し始めた直後に流出してくる水をＲＯ膜ユニット３の外部に排水するため、処理水ライン５２と濃縮水排水ライン５７の間を排水ライン５８で連結するとともに、この排水ラインに５８に電動バルブ５９を設け、導電率計５５の計測値が規定値以下となるまで電動バルブ５９を開放状態にして、ＲＯ膜モジュール５３の作動し開始直後に流出してくる水を濃縮水排水ライン５７に排水するようにしている。

【0070】

ＲＯ膜ユニット制御部２２ａは、膜ユニット２の制御部２２と連携して高圧ポンプ５４の作動を制御している。高圧ポンプ５４を制御するにあたり、ＲＯ膜ユニット制御部２２ａは、膜ユニット２の制御部２２からの信号と導電率計５５の計測値とに基づいて、電動バルブ５９、６０の開閉操作を行っている。

【0071】

本例では、フレーム５６は、膜ユニット２のフレーム２４と同様にＳＵＳの形材を組み合わせて製作されており、フレーム５６の内部に各部を組み込んだ状態の外観斜視図は図４に示すとおりとなる。

【0072】

前述したように、膜ユニット２とＲＯ膜ユニット３とは、膜ユニット２の濾過水供給ライン２０の先端部に設けたライン接続部３５ａとＲＯ膜ユニット３の流入ライン５１の先端部に設けたライン接続部３５ｂとから構成されるライン接続部３５、並びに膜ユニット２のＲＯ膜ユニット用給水ライン２１の先端部に設けた給水接続部３６ａとＲＯ膜ユニット３の処理水ライン５２の先端部に設けた給水接続部３６ｂとから構成される給水接続部３６を介して着脱自在に接続される。

【0073】

ライン接続部３５及び給水接続部３６は、膜ユニット２とＲＯ膜ユニット３間のライン系統と電気系統を接続・分離するための部位であり、図示しないホース系統接続部と電気系統接続部とを備えている。ホース系統接続部により、膜ユニット２の濾過水供給ライン２０とＲＯ膜ユニット３の流入水ライン５１、並びに膜ユニット２のＲＯ膜ユニット用給水ライン２１とＲＯ膜ユニット３の処理水ライン５２を水密状態で接続し、また分離することができる。電気系統接続部により、膜ユニット２とＲＯ膜ユニット３間の電源回路及び信号回路を接続すると、膜ユニット２の制御部２２は、ＲＯ膜ユニット３のＲＯ膜ユニット制御部２２ａと接続されたことを認識し、膜ユニット２とＲＯ膜ユニット３を連携させて運転することが可能となる。

【0074】

なお、本例では、膜ユニット２の取水ライン１１、濾過水ライン１２、逆洗水ライン１４、流出ライン１７、供給水ライン１８、濾過水供給ライン２０、ＲＯ膜ユニット用給水ライン２１、逆洗水排水ライン２８、並びにＲＯ膜ユニット３の流入ライン５１、処理水ライン５２、濃縮水排水ライン５７、排水ライン５８は、内径２５ＡのＨＩＶＰ管（耐衝撃性硬質ポリ塩化ビニル管）を使用して構成している。

【0075】

次に、逆洗水槽１５の流出部に設けた空気吸込み防止用の吸込み部構造、次亜注入設備１９の次亜注入部３２、３３の細部構造、取水ポンプ２３の詳細について説明する。

【0076】

先ずは、逆洗水槽１５の流出部６１に設けた空気吸込み防止用の吸込み部構造について説明する。図５（ａ）は、逆洗水槽１５の流出部６１に空気吸込み防止用の吸込み部構造を設けない場合に、逆洗水槽１５から逆洗水６２が流出している状況を模式的に示す図である。なお、逆洗水槽１５から逆洗水６２が流出する状態は、膜モジュール１３を逆洗する際だけではなく、ＲＯ膜ユニット３に濾過水を供給する際にも発生する。膜モジュール１３の逆洗や、ＲＯ膜ユニット３へ供給するため、逆洗水槽１５内に貯留されている逆洗水６２を流出部６１から取り出すと、流出部６１内で逆洗水６２に回転流６３が生じる。このとき、逆洗水槽１５内の逆洗水６２にも回転が生じるため、水面６４は漏斗状に窪み、逆洗水６２の流出が進んで水面６４が降下すると、遂には、矢印６５で示すように流出部６１への空気の吸込みが発生する。空気が逆洗ポンプ１６やＲＯ膜ユニット３の高圧ポンプ５４に吸い込まれると、逆洗ポンプ１６や高圧ポンプ５４の故障の原因となるため、逆洗水槽１５に空気吸込み防止用の吸込み部構造を設けない場合には、空気の吸込みが発生しない段階で逆洗水の取出しを停止する必要があるので、所要の逆洗水量を確保するため、また、ＲＯ膜ユニット３への供給量を確保するために、逆洗水槽１５を大型化する必要がある。

【0077】

このため、逆洗水槽１５に貯留した逆洗水を逆洗ポンプ１６で圧送する場合やＲＯ膜ユニット３へ供給する場合に、流出部６１内で逆洗水に発生する回転流を抑制し、逆洗水槽１５の底部６６まで逆洗水の取出しを可能とするため、流出部６１に空気吸込み防止用の吸込み部構造を設け、所要の逆洗水量を確保しつつ、逆洗水槽１５の小型化を図った。

【0078】

逆洗水槽１５には上部と底部にそれぞれ図示しない水位計が設けられており、これらの水位計が逆洗水槽１５内の満水状態と空状態を検知し、制御部２２に信号を送信している。この水位計は、長さの異なる４本の水位検知用の金属電極とコモン用の金属電極１本の計５本の金属電極を備えており、水位検知用とコモン用の電極が２本とも逆洗水に接した状態になると水位検知用とコモン用の電極間を電流が導通する構造になっている。このため、逆洗水槽１５の上部に配した水位計が導通した場合には逆洗水槽１５が満水状態になったと判断し、逆洗水ライン１７を介しての逆洗水の供給を停止し、逆洗水槽１５の底部６６に配した水位計の導通が切れた場合には逆洗水槽１５が空状態になったと判断し、逆洗ポンプ１６の作動を停止している。

【0079】

本発明においては、図５（ｂ）に示すように、逆洗水槽１５の底部６６側に配置する水位計の金属電極６７、６８を流出部６１内に挿入し、空気吸込み防止用の吸込み部構造としている。このように流出部６１内に電極６７、６８を挿入することにより、逆洗水の流下速度を抑制することが可能となるとともに、電極６７、６８が整流板としての効果も生じるため、流出部６１における回転流の発生を抑制し、逆洗ポンプ１６やＲＯ膜ユニット３の高圧ポンプ５４への空気の吸込みを防止することができる。この結果、所要の逆洗水量を確保しつつ、逆洗水槽１５を小型化することが可能となった。

【0080】

また、図５（ｂ）のＡ部を拡大した図６に示すように、短い方の電極６７の先端部には合成樹脂等の絶縁材料で製作された保護カバー６９を取り付け、電極６７が直接に流出部６１に管壁６１ａに接触することにより発生する可能性がある検出誤差を防止している。逆洗水槽１５の底部に配置した水位計では、短い方の電極６７が逆洗水６２の水面から露出すると電極６７、６８間が導通しなくなるので、この信号を送信されている制御部２２が、逆洗水槽１５内に貯留した逆洗水６２の水位が下限界に達したと判断する。ところが、電極６７と管壁６１ａとが直接接触し得る状態にあると、管壁６１ａの表面を濡らす水（逆洗水）の影響により電極６７と電極６８を導通させる可能性があるため、この可能性を排除するため、電極６７の先端部に保護カバー６９を取付け、電極６７が流出部６１の管壁６１ａに直接接触することを防止している。

【0081】

これに加え、製作上、保護カバー６９の上面部６９ａに平坦面が形成されるため、この面上に水が溜まることを防止するため、首部６９ｂに上面部６９ａから流れ落ちてくる水を確実に排除することができる高さ（本例では、５ｍｍ以上）を有する垂直部を形成し、さらに、首部６９ｂに続く胴部６９ｃの径を首部６９の径よりも大きく形成することにより、電極６７が直接に流出部６１に管壁６１ａに接触することにより発生する誤検出、及び管壁６１ａの表面を濡らす水と電極６７に付着した水が接触することによる誤検出の発生を防止している。

【0082】

以上のように構成した結果、図６に示すように、逆洗水槽１５に貯留した逆洗水６２の水面６４が、電極６７の先端部に取付けた保護カバー６９の上面部６９ａの高さよりも低下した段階で、確実に逆洗水槽１５内に貯留した逆洗水６２の水位が下限界に達したと判断する。このため、所要の逆洗水量及びＲＯ膜ユニット３への供給量を確保して、逆洗水槽１５を小型化することができる。

【0083】

続いて、次亜注入部の細部構造について説明する。次亜注入部３２と次亜注入部３３とは、同一の構造を備えているので、ここでは次亜注入部３２について説明する。
図７に示すように、次亜注入部３２は、濾過水ライン１２の途中にＴ字管７１を設け、濾過水ライン１２とＴ字管７１が構成する配管内のＴ字管７１の内周面７２から次亜注入用のパイプ７３を配管内に突出させている。パイプ７３は、次亜注入設備１９から次亜を供給される消毒用次亜注入ライン３０の先端に薬品注入継手７４により取り付けられている。パイプ７３とＴ字管７１とは、ユニオン継手７５により着脱自在に接続されている。

【0084】

パイプ７３の先端部７３ａは、配管内のＴ字管７１の内周面７２から突出しているため、パイプ７３の先端部７３ａから配管内を流れる水（濾過水）に直接次亜を供給可能であるので、供給された次亜は、直ちに配管内の水の流れにより一様に水と混合する。ただし、過度にパイプ７３の先端部７３ａを突出させるとる流体抵抗となるので、パイプ７１の突出量には留意する必要がある。

【0085】

また、ユニオン継手７５のねじ部を緩めることにより、パイプ７３を簡単にＴ字管７１から取り外すことができるので、パイプ７３に異物や塩素凝固による詰まりが発生しているか否かについて目視による点検を容易に行うことができ、パイプ７３の先端部７３ａに詰まりが発生している場合には、直ちに清掃して詰まりを解消することができるので、確実に次亜が供給された安全な飲料水を供給することができる。これに加え、パイプ７３をＴ字管７１から取り外した状態で可搬型浄水処理装置１を運転することにより、次亜注入設備１９から次亜を供給する必要がある場合に実際に次亜が供給されていること、また、次亜が供給されてはならない場合に確実に次亜の供給が停止していることを、実際に目視確認することができる。

【0086】

本例では、パイプ７３を合成樹脂管で製作しており、塩素が凝固した詰まりの取り除きが困難となった場合には、先端部を容易に清掃又は切断して再利用できるようになっている。

【0087】

さらに、取水ポンプ２３について説明する。図８に示すように、取水ポンプ２３は、水中モータ部８１の上部に、水中モータ部８１により回転する多段ポンプ８２を配置し、水中ポンプ部８１の上部側面に吸込み口８３を備えている。また、水中モータ部８１、吸込み口８３、多段ポンプ８２の外周に長尺状の外管８４を設けるとともに、さらに外管８４の外周に大きな異物を除去するための長尺状に円筒状スクリーン（パンチングメタル）８５を設けている。

【0088】

以上のように取水ポンプ２３を構成したことにより、水中モータ部８１の外周面と外管８４の内周の間に形成される隙間８６の断面積を取水ポンプ２３の原水吸込み口８７の面積よりも小さく形成すると、原水吸込み口８７から吸い込まれ、隙間８６を流れる原水３７ａの流速が速くなる。従って、取水ポンプ２３では、この、隙間８６を通過する原水３７ａの流速が、水中モータ部８１に内蔵された水中モータを冷却可能な最低速度となるように、水中モータ部８１の外周面と外管８４の内周の間に形成される隙間８６の断面積が形成されている。

【0089】

水中モータ部８１等の外周に外管８４を設け、隙間８６の断面積をこのように形成したことにより、取水ポンプ２３が取水している状態では、常に水中モータが確実に冷却されるため、安定した長時間使用が可能となった。また、取水ポンプ２３に姿勢に係わらず安定して水中ポンプの冷却が可能であるので、井戸以外のどの様な取水源であっても、取水ポンプ２３を水没させる水深があれば、原水を取水することが可能となった。

【0090】

これに加え、取水ポンプ２３は、図９（ａ）、（ｂ）に示すように、その外周部の中程に三脚取付け部８８と、上部に二脚取付け部８９を備えている。
図９（ａ）に示すように、三脚取付け部８８に脚９１を３本取付けると、取水ポンプ２３を縦置き状態で安定させて使用することができる。従って、取水源が、井戸以外の例えば池や河川、湖等であっても、３本の脚９１により取水ポンプ２３を安定させた状態で取水源の底面に配置することができるとともに、取水ポンプ２３の端部９２と取水源３７の底部の間に隙間９３を設け、底部の汚泥の吸込みを防止することができる。

【0091】

また、取水源の水深が浅く、取水ポンプ２３を縦置きでは水没させることができない場合には、上部の二脚取付け部８９に脚９１を２本取付け、取水ポンプ２３を横置き状態で取水源３７に水没させて取水することができる。なお、脚９１は、取水ポンプ２３を縦置きした場合には、取水ポンプ２３の端部９２と取水源の底部の間に隙間９３を設けることができ、取水ポンプ２３を横置き状態で使用した場合には必要な角度を確実に設定することができる長さに設定されている。また、円筒状スクリーン（パンチングメタル）８５は固定されていないことから、回転及び微量に横方向に動くことができる構造である。これにより、清掃がし易く、また外部から衝撃を受けた際も、円筒状スクリーン（パンチングメタル）８５が回転及び微量に横方向に動くことで変形し難い構造である。

【0092】

続いて、本発明における可搬型浄水処理装置１の作用及び効果を説明する。先ず、膜ユニット２を単独で運転する場合の作用及び効果を説明する。膜ユニット２単独の運転においては、給水工程、逆洗水貯留工程、逆洗工程の各工程がある。以下、図面により各工程を説明するが、図中、実線で示す管路は水等が流れていることを示し、破線で示す管路は水等が流れていないことを示す。また、白色で表現された電動バルブは開状態であることを示し、黒色で表現された電動バルブは閉状態であることを示す。

【0093】

図１０は、膜ユニット２を単独で運転する場合の給水工程を示している。本工程は、取水した原水を浄化し、安全な飲料水として給水する工程である。取水ポンプ２３が取水源から取水した原水は、取水ライン１１を介してプレフィルタ装置２７を通過し、原水に含まれるゴミが除去された後、膜モジュール１３に供給される。

【0094】

膜モジュール１３で濾過処理され、原水に含まれる一般細菌、病原菌、懸濁物質（ＳＳ）などが除去された濾過水は、濾過水ライン１２を通過する間に、次亜注入設備１９から次亜注入部３２を介して次亜が注入され、安全な飲料水として供給水ライン１８から給水される。

【0095】

本発明における可搬型浄水処理装置１では、一定の時間間隔により、膜モジュール１３の逆洗洗浄を行うように制御部２２により制御されている。本実施例では、３０分に１回逆洗を行うように制御部２２で制御され、自動運転を行っている。従って、所定の時間が経過すると、逆洗のための逆洗水を逆洗水槽１５に貯留する逆洗水貯留工程に移行する。なお、本例では、逆洗水槽１５に逆洗水を貯留するのに要する時間は２分程度である。

【0096】

逆洗水貯留工程では、図１１に示すように、逆洗水ライン１４に設けた電動バルブ４０を開状態とするとともに、供給水ライン１８に設けた電動バルブ３９を閉状態とする。この結果、膜モジュール１３で濾過処理された後、次亜注入部３２で次亜が注入された濾過水は、濾過水ライン１２からの逆流を逆洗ポンプ１６の流出側に設けた逆止弁４１が遮断して、逆洗水槽１５に貯留される。

【0097】

逆洗水槽１５が満水となったことを逆洗水槽１５の上部に設けた水位計が検知すると逆洗水貯留工程は終了し、膜モジュール１３に収納されたＭＦ又はＵＦのフィルタを逆洗する逆洗工程へと移行する。

【0098】

逆洗工程では、取水ポンプ２３の運転が停止されるとともに、図１２に示すように、取水ライン１１に設けた電動バルブ３８、並びに逆洗水ライン１４に設けた電動バルブ４０を閉状態とする。また、供給水ライン１８に設けた電動バルブ３９を閉状態、逆洗水排水ライン２８に設けた電動バルブ４２を開状態とするとともに、逆洗ポンプ１６を作動させる。

【0099】

これにより、逆洗水槽１５に貯留された次亜を含む逆洗水は、逆止弁４１を介して膜モジュール１３内に２次側から供給され、収納されたＭＦ又はＵＦのフィルタを逆洗した後、逆洗水排水ライン２８を介して膜ユニット２の外部に排水される。上記のように、このときの逆洗水には次亜が含まれているので、単に清浄水を用いた水圧を利用した逆洗とは異なり、逆洗水に含まれる残留塩素の酸化力により、膜表面や膜細孔内に付着したフミン質や微生物由来のタンパク質等の有機物を分解、除去することができる。また、逆洗水槽１５に次亜を含んだ水を貯留することにより、逆洗水槽１５内のカビ、藻類の発生を効果的に抑制することができる。

【0100】

逆洗工程が終了すると給水工程が再開され、図１０に示すように、逆洗ポンプ１６を停止させ、その後、取水ライン１１に設けた電動バルブ３８及び供給水ライン１８に設けた電動バルブ３９を開状態、逆洗水排水ライン２８に設けた電動バルブ４２を閉状態とし、取水ポンプ２３を作動させて給水を開始する。

【0101】

以上説明したように、膜ユニット２は、原水の水質により、膜モジュール１３の濾過処理のみで十分である場合には、単独で運転して安全な飲料を給水することができる。

【0102】

次に、膜ユニット２にＲＯ膜ユニット３を接続して使用する場合の作用及び効果を説明する。膜ユニット２にＲＯ膜ユニット３を接続して使用する場合の運転においては、給水準備工程、給水工程、逆洗水貯留工程（次亜注入あり）、逆洗工程（次亜注入あり）、逆洗水貯留工程（次亜注入なし）、逆洗工程（次亜注入なし）の各工程がある。以下、図面により各工程を説明するが、膜ユニット２を単独で運転する場合と共通する部分については説明を省略する。

【0103】

給水準備工程は、ＲＯ膜モジュール５３の逆浸透膜処理が安定するまでの間、ＲＯ膜モジュール５３が処理した透過水の外部への給水を停止する工程である。図１３に示すように、膜ユニット２では、膜モジュール１３で濾過処理後、次亜を注入しない濾過水を逆洗水槽１５に貯留する。逆洗水槽１５が満水になると、電動バルブ４３が開状態となり、逆洗水槽１５に貯留された逆洗水が高圧ポンプ５４へ自然流下により供給される。

【0104】

逆洗水槽１５に濾過水を貯留するに際して次亜を注入しないのは、ＲＯ膜ユニット３内のＲＯ膜モジュール５３に収納されている逆浸透膜は芳香族ポリアミド系複合逆浸透膜であり、残留塩素を含む水を逆洗処理させると分離機能層が劣化してしまうためである。また、逆洗水槽１５を膜ユニット２の上部位置に配置しているため、貯留した逆洗水を自然流下により高圧ポンプ５４へ供給することができるので、逆洗水槽１５を高圧ポンプ５４用のバッファタンクとして兼用することができる。

【0105】

この後、高圧ポンプ５４を作動させ、膜ユニット２から供給される濾過水をＲＯ膜モジュール５３に圧送すると、ＲＯ膜モジュール５３において透過水と濃縮水に分離され、膜ユニット２のＭＦ又はＵＦのフィルタでは除去することができない細菌、ウイルス、有害な有機物等が除去された透過水は処理水ライン５２へ、濃縮水は濃縮水排水ライン５７へと流出する。

【0106】

ＲＯ膜モジュール５３で逆浸透膜処理を開始した直後は、処理が安定していないので、電動バルブ５９を開状態にするとともに、電動バルブ６０を閉状態として透過水を濃縮水排水ライン５７へ排水し、給水を行わない。処理水ライン５２に設けた導電率計５５の計測値が設定値以下になった段階で逆浸透膜処理が安定したと判断し、給水準備工程を終了して給水工程に移行する。

【0107】

給水工程では、図１４に示すように、電動バルブ５９を閉状態とするとともに電動バルブ６０を開状態とし、給水接続部３６を介して膜ユニット２に透過水の返送を開始する。膜ユニット２への透過水の返送が開始されると、次亜注入設備１９から次亜注入部３３を介して次亜が注入され、安全な飲料水としてＲＯ膜ユニット用給水ライン２１から給水される。

【0108】

可搬型浄水処理装置１が所定時間運転されると、給水工程から逆洗水貯留工程（次亜注入あり）へと移行する。逆洗水貯留工程（次亜注入あり）では、図１５に示すように、濾過水に次亜注入設備１９から次亜注入部３２を介して次亜が注入され、濾過水ライン１２からの逆流を逆洗ポンプ１６の流出側に設けた逆止弁４１が遮断して、逆洗水槽１５内に次亜を注入された逆洗水が貯留される。また、逆止弁の代わりに、電動バルブで流路を操作してもよい。

【0109】

また、逆洗水貯留工程では、ＲＯ膜ユニット３に濾過水を供給することができないので、給水準備工程が再開されるまでの間、電動バルブ４３を閉状態にするとともに高圧ポンプ５４の作動を停止する。

【0110】

逆洗水槽１５が満水となったことを逆洗水槽１５の上部に設けた水位計が検知すると逆洗水貯留工程は終了し、膜モジュール１３に収納されたＭＦ又はＵＦのフィルタ（濾過膜）を逆洗する逆洗工程（次亜注入あり）へと移行する。

【0111】

逆洗工程（次亜注入あり）では、取水ポンプ２３の運転が停止されるとともに、図１６に示すように、取水ライン１１に設けた電動バルブ３８、並びに逆洗水ライン１４に設けた電動バルブ４０を閉状態とする。また、供給水ライン１８に設けた電動バルブ３９を閉状態、逆洗水排水ライン２８に設けた電動バルブ４２を開状態とするとともに、逆洗ポンプ１６を作動させ、逆洗水槽１５から次亜を含む逆洗水を逆止弁４１を介して膜モジュール１３内に供給する。この逆洗工程で次亜が注入された逆洗水を使用することにより、膜モジュール１３に収納されたＭＦ又はＵＦのフィルタ（濾過膜）の膜表面や膜細孔内に付着したフミン質や微生物由来のタンパク質等の有機物を分解、除去することができる。

【0112】

膜ユニット２で最も電力を消費するのは逆洗ポンプ１６であるため、膜ユニット２の運転時のピーク電流となるのは逆洗工程であるが、前述したように、逆洗貯留工程（次亜注入あり）が開始されると、給水準備工程が再開されるまでの間、ＲＯ膜ユニット３の高圧ポンプ５４の作動を停止させ、ＲＯ膜ユニット３の電力消費を低減させているので、膜ユニット２とＲＯ膜ユニット３の消費電流の合計をＡＣ１００Ｖ、１５Ａ以下とすることができる。この結果、電源として家庭用ＡＣ１００Ｖコンセントが使用できるので、装置の設置に伴って新たに配線工事を最小限に抑えることができる。また、市販の小型発電機を使用すれことにより、電源がない場所でも使用することができる。

【0113】

前述したように、ＲＯ膜モジュール５３に残留塩素を含む水を供給することができないが、逆洗工程（次亜注入あり）では次亜を含む逆洗水で逆洗を行ったため、膜モジュール１３内には次亜を含む逆洗水が残留している。このため、次亜含まない清浄水で逆洗し、膜モジュール１３内をすすぎ洗いして残留塩素を除去する必要がある。従って、逆洗工程（次亜注入あり）を行った後は、逆洗水貯留工程（次亜注入なし）に移行する。

【0114】

逆洗水貯留工程（次亜注入なし）は、図１７に示すように、濾過水に次亜注入設備１９から次亜を注入せず、逆洗水槽１５内に次亜を含まない逆洗水を貯留する。逆洗水槽１５内に次亜を含まない逆洗水が満水となった後、図１６に示した逆洗工程（次亜注入あり）と同様の逆洗工程（次亜注入なし）を複数回実施し、膜モジュール１３内をすすぎ洗いして残留塩素を除去する。

【0115】

逆洗工程（次亜注入なし）が完了した後、前述した給水準備工程へと戻るので、ＲＯ膜モジュール５３に残留塩素を含む濾過水を供給することがなく、ＲＯ膜モジュール５３に収納された逆浸透膜を劣化させるおそれがない。

【0116】

以上説明したように、本発明における可搬型浄水処理装置では、原水の水質状況に応じ、膜ユニットのみを使用する運転と、膜ユニットとＲＯ膜ユニットを接続した運転とを選択可能に構成されているので、不必要な運転コストの発生を防止することができる。

【0117】

また、ＲＯ膜ユニットから膜ユニットに透過水を返送し、膜ユニットの次亜供給設備から次亜を供給する構成とすることによりＲＯ膜ユニットの小型化を図るとともに、逆洗水槽の位置、逆洗水槽の流出部に設けた空気吸込み防止用の吸込み部構造による逆洗水槽の小型化等によって膜ユニットの小型、軽量化を図り、建屋に一般的に使用される幅７００ｍｍの片扉から人力による搬入を可能にし、さらには、電源として家庭用ＡＣ１００Ｖコンセントの使用を可能な構成としている。

【0118】

これに加え、取水ポンプの全長よりも浅い取水源からも取水可能な取水ポンプを備えているので、災害発生時等の緊急時に取水源の制限を受けることがない。

【0119】

従って、本発明における可搬型浄水処理装置は、災害発生時の緊急浄水拠点として使用することができるだけでなく、いわゆる限界集落の水道設備が老朽化した場合の代替手段として既設の建屋内に設置し、特段の追加工事を実施することなく、中長期的に安定して給水を行うことができる。

【符号の説明】

【0120】

１ 可搬型浄水処理装置
２ 膜ユニット
３ ＲＯ膜ユニット
１１ 取水ライン
１２ 濾過水ライン
１３ 膜モジュール
１４ 逆洗水ライン
１５ 逆洗水槽
１６ 逆洗ポンプ
１７ 流出ライン
１８ 供給水ライン
１９ 次亜注入設備
２１ ＲＯ膜ユニット用給水ライン
２２ 制御部
２２ａ ＲＯ膜ユニット制御部
２３ 取水ポンプ
５１ 流入ライン
５２ 処理水ライン
５３ ＲＯ膜モジュール

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】