特開 2023-47263 水処理装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023047263

(43)【公開日】2023-04-05

(54)【発明の名称】水処理装置

(51)【国際特許分類】

   C02F 1/00 20230101AFI20230329BHJP

   B01D 29/66 20060101ALI20230329BHJP

   B01D 37/04 20060101ALI20230329BHJP

【ＦＩ】

C02F1/00 K

C02F1/00 V

C02F1/00 B

C02F1/00 L

B01D29/38 501

B01D37/04

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022016802

(22)【出願日】2022-02-07

(31)【優先権主張番号】P 2021155036

(32)【優先日】2021-09-24

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(71)【出願人】

【識別番号】314012076

【氏名又は名称】パナソニックＩＰマネジメント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100106116

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 健司

(74)【代理人】

【識別番号】100131495

【弁理士】

【氏名又は名称】前田 健児

(72)【発明者】

【氏名】佐岡 美咲

(72)【発明者】

【氏名】榊原 崇

(72)【発明者】

【氏名】神田 陽平

(72)【発明者】

【氏名】足立 知弘

【テーマコード（参考）】

4D116

【Ｆターム（参考）】

4D116BA05

4D116DD01

4D116EE04

4D116EE07

4D116FF02A

4D116GG08

4D116GG09

4D116GG12

4D116KK04

4D116QA21C

4D116QA21D

4D116QA24C

4D116QA24D

4D116QC02A

4D116QC04A

4D116QC22A

4D116QC39A

4D116RR03

4D116RR05

4D116RR15

4D116VV07

(57)【要約】

【課題】圧力・流量上昇を抑制し、安定した薬剤供給を行う水処理装置を提供する。
【解決手段】本発明に係る水処理装置１は、濾材を内包した濾過部２と、濾過部２に原水を流入させるための原水流入配管１０と、原水流入配管１０の経路内で薬剤を添加する薬剤供給部３と、濾過部２から濾過後の浄水を取り出すための浄水吐出配管２０と、原水流入配管１０内の水圧または水量を検知する検知部２５と、を有し、検知部２５は、薬剤供給部に過剰な水量が流入することを抑制するために、原水流入配管１０内の水圧または水量によって原水流入配管１０に水を供給する電動ポンプ４の動作を制御することで、安定した薬液濃度を得ることができる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

濾材を内包した濾過部と、
前記濾過部に原水を流入させるための原水流入配管と、
前記原水流入配管の経路内で薬剤を添加する薬剤供給部と、
前記濾過部から濾過後の浄水を取り出すための浄水吐出配管と、
前記原水流入配管内の水圧または水量を検知する検知部と、を有し、
前記検知部は、薬剤供給部に過剰な水量が流入することを抑制するために、前記原水流入配管内の水圧または水量によって前記原水流入配管に水を供給するポンプの動作を制御することを特徴とする水処理装置。

【請求項2】

前記原水流入配管の経路内であって、前記原水が蓄えられている水源と前記薬剤供給部との間の第一分岐部で分岐し、前記薬剤供給部と前記濾過部との間の第二分岐部で前記原水流入配管に合流するバイパス配管と、
前記バイパス配管経路内にバイパスバルブを有し、
濾過処理時には、前記バイパスバルブを閉鎖させ、
逆洗処理時には、前記バイパスバルブを連通させ、
前記検知部は、前記第一分岐部と前記薬剤供給部との間、または前記薬剤供給部と前記第二分岐部との間の水圧または水量を検知することを特徴とする請求項１に記載の水処理装置。

【請求項3】

前記検知部は、前記原水流入配管内の水流方向において前記薬剤供給部より上流側の水圧または水量を検知することを特徴とする請求項１または２に記載の水処理装置。

【請求項4】

前記検知部は、前記原水流入配管内の水圧が所定の値を超えると前記ポンプの動作を停止する圧力スイッチである請求項１から３のいずれかに記載の水処理装置。

【請求項5】

前記検知部は、前記原水流入配管内の水量が所定の値を超えると前記ポンプの動作を停止する流量スイッチである請求項１から３のいずれかに記載の水処理装置。

【請求項6】

前記検知部は、前記原水流入配管内の水圧または水量によって前記ポンプの回転数を制御する制御部を有する請求項１から３のいずれかに記載の水処理装置。

【請求項7】

前記検知部は、前記原水流入配管内の水圧または水量が所定の値Ａを超えると前記ポンプの回転数を低下させ、異なる所定の値Ｂを下回ると前記ポンプの回転数を上昇させる制御部を有する請求項１から３のいずれかに記載の水処理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、濾過と薬剤添加によって水を浄化する水処理装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、水処理装置における酸化剤の供給には固体の酸化剤を水に接触させる薬剤供給装置が用いられている。例えば、井戸水を浄水処理する場合には、固体の次亜塩素酸カルシウムを徐々に溶かす薬剤供給装置を用いて、浄水処理対象となる原水を酸化させることが可能である。

【0003】

定量ポンプで薬剤を注入するシステム、もしくは流量に関わらず一定量の薬剤を溶出させる薬剤供給装置においては、流量が増加した際において薬剤濃度が低下する。

【0004】

図７に示す通り、固形薬剤供給装置１０１においては、取水口１０２から原水を流入させて水溶性固形薬剤１０３に原水を接触させる、一定の範囲内で流量が増えた際に薬剤接触相１０４内の水位が上昇し、接触させる水溶性固形薬剤１０３の量が増加させることが可能である。本機構により、流量が上昇した際も薬剤溶出量が上昇し、薬剤の濃度低下を抑えることが可能である（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】実公昭５８－４９８３６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

このような水処理装置においては、薬剤の添加量を調整し、所望の濃度の薬液を得る必要がある。特に、簡単な構成によって所望の濃度の薬液が得られることが望まれている。

【0007】

そこで本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、水処理装置内部において、配管内部の水圧または水量によって配管に水を供給するポンプの動作を制御することで、薬剤供給装置に過剰な水量が流入することを抑制し、所望の濃度の薬液を得ることができる水処理装置を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0008】

そして、この目的を達成するために、本発明に係る水処理装置は、濾材を内包した濾過部と、前記濾過部に原水を流入させる原水流入配管と、前記原水流入配管の経路内で薬剤を添加する薬剤供給部と、前記濾過部から濾過後の浄水を取り出す浄水吐出配管と、前記原水流入配管内の水圧または水量を検知する検知部と、を有し、前記検知部は、薬剤供給部に過剰な水量が流入することを抑制するために、前記原水流入配管内の水圧または水量によって前記原水流入配管に水を供給するポンプの動作を制御するという構成により、所期の目的を達成する。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、水処理装置において、装置内の配管内部の水圧または水量によって配管に水を供給するポンプの動作を制御することにより、薬剤供給部に過剰な水量が流入することを抑制することにより、所望の水量・水圧を固形薬剤に与え、所望の濃度の薬液を供給することが出来るという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の実施の形態１の水処理装置の全体構成の概略図

【図2】同水処理装置の逆洗処理時の水の流れを示す概略図

【図3】同水処理装置のリンス処理時の水の流れを示す概略図

【図4】同水処理装置の濾過部と切替弁の断面図

【図5】同水処理装置の薬剤供給部の断面図

【図6】本発明の実施の形態２の水処理装置の全体構成の概略図

【図7】従来の水処理装置の構成を示す模式図

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

【0012】

（実施の形態１）
本実施の形態に係る水処理装置１は、井戸水または貯水槽に蓄えた水を原水とし、この原水に含まれる金属イオンや濁質成分を除去する濾過処理と、濾過処理によって系内に蓄積された金属イオンの凝集物、濁質成分を系外へ排出する逆洗処理を行うものである。

【0013】

図１は、本実施の形態の水処理装置１の全体構成を示すとともに、濾過処理時における水の流れを示した概略図となっている。

【0014】

図１に示すように、水処理装置１は、濾材を内包した濾過部２と、原水に対して薬剤を添加する薬剤供給部３を有し、濾過部２、薬剤供給部３を後述するように配管で接続して構成される。濾過部２は、原水から金属イオンや濁質成分を除去し、原水を浄化するものであり、いわば、水処理装置１の心臓部である。濾過部２に溜まった汚れは、逆洗処理、リンス処理を行って装置外へと排出し、濾過部２を綺麗に保ち、繰り返し使用することが可能にしている。逆洗処理とは、濾過部２内で原水を逆流する方向に流し、汚れを排出する処理である（図２）。リンス処理とは、逆洗処理を行った後、濾過部２内に濾過方向に原水を流して分離した汚れを装置外へ排出するものである（図３）。この濾過部２に対して、原水を送る側の配管を原水流入配管１０とし、濾過部２で浄化された水を濾過部２から送出する配管を浄水吐出配管２０とし、逆洗とリンス運転で汚れを排出する配管を逆洗ドレン管４０とする。浄化された水は、水処理装置１外部に設けられる浄水タンク６などに貯められ、必要な時に生活水として使われることになる。

【0015】

水処理装置１に対しては、原水流入配管１０の入口側（濾過部２の反対側）に接続された電動ポンプ４によって原水が送られる。なお、電動ポンプ４を使用する代わりに、原水を蓄えた貯水槽を高所に設け、貯水槽と水処理装置１との高低差によって原水を水処理装置１に送る方法でもよい。また、地域などで共同運営している水道水を直接接続してもよい。本実施の形態では、井戸、貯水槽、水道等に加え、原水を送り出す装置類を含めて水源とする。

【0016】

電動ポンプ４は、井戸水または貯水槽へ蓄えた水を吸い上げ、吐出する電動機で駆動するポンプであって、例えば、渦巻きポンプ、タービンポンプなどの遠心ポンプや、渦流ポンプ（カスケードポンプ）、ジェットポンプ、軸流ポンプ、斜流ポンプなどが用いられる。また、井戸水位が低い場合は、吸い上げ型のポンプではなく、サブマーシブルポンプ等、水中ポンプを用いると良い。一般家庭で用いる場合、井戸の深さは、浅井戸であれば１メートルから１０メートル程度、深井戸であれば１０メートルから３０メートル以上吸い上げる必要がある。後段の配管や水処理装置の損失水頭を考慮すると、２０メートル以上の揚程があるものがよく、渦流ポンプやジェットポンプなどがより好ましい。電動式ポンプで吐出する流量は、例えば５リットルから１００リットル毎分程度であるが、一般家庭用であれば５リットルから５０リットル毎分程度の流量特性をもつものがより好ましい。

【0017】

原水流入配管１０、浄水吐出配管２０は、電動ポンプ４の水圧に耐えられる材質、構造であればよい。具体的には、耐久性、加工のしやすさから、例えば、塩化ビニル樹脂や鋼管、あるいは、これらの複合材料を用いた直管や配管継手が使用できる。なお、呼び径は損失水頭が低くなるよう大きい方が好ましく、例えば呼び径１３から５０ミリメートル、厚みは１から５ミリメートル程度のものが好ましい。電動ポンプ４の最大圧に耐えうる部材選定が困難な場合は、電動ポンプ４と水処理装置１の間に減圧弁や調圧弁、逃し弁を取り付けると良い。

【0018】

薬剤供給部３は、原水流入配管１０の経路内に設けられている。薬剤供給部３は、原水に対して酸化剤を添加し、原水に含まれる金属イオンを水に難溶な物質として凝集させ、濾過部２において捕集しやすくする働きをする。

【0019】

（濾過部）
次に濾過部関連部品である、濾過部２と切替弁５に関して図４を用いて説明する。

【0020】

濾過部２は、濾材や集水管７０を内部に有するもので、原水を通過させて浄化するものである。濾過部２の内部の濾材は、主として汚れを濾過するための上層７１と、整流作用を有する下層７２とで構成されている。上層７１に用いられる濾材は、活性炭やマンガン砂、アンスラサイト等であって、原水水質に合わせ１～４種類程度を層状にして使用する。本実施の形態の濾過部２は、この上層７１を中心に濾過の作用が働く。下層７２に用いられる濾材は、集水管から出入りする水を分散するための砂利や穴が粗い樹脂等で構成されている。そして、下層７２では、最下層に比較的粒径の大きい砂利層を設け、水の流れを良くするとともに、集水管７０の下部から濾材が流出しないようにしている。なお、下層７２の濾材量は、濾過部２の直径の１／２～１倍程度にするとよい。また、上層７１と下層７２を合わせた濾材の充填量は、濾過部２の内容積の１／４～４／５倍程度になるようにするとよい。

【0021】

濾過部２は、上部において、外部配管（原水流入配管１０、浄水吐出配管２０、逆洗ドレン管４０）と接続されている。濾過部２内部には、開口となる流入口７３と流出口７４が設けられ、流出口７４は、集水管７０と接続されている。

【0022】

濾過部２の上部には、切替弁５が取り付けられており、外部配管（原水流入配管１０、浄水吐出配管２０、逆洗ドレン管４０）と濾過部２内の流入口７３と流出口７４が接続され、その操作によって外部配管と流入口７３、流出口７４との連通が切り替えられる。切替弁５内には、流路を切り替える流路切替コマ７５を備えており、流路切替コマ７５を回転させることによって、接続された配管、開口との連通方向を変更する。流路切替コマ７５は、外部の取っ手で回転させる、あるいは、外部モータ等で動かすことが出来る。

【0023】

濾過処理時には、流路切替コマ７５の操作によって、原水流入配管１０と流入口７３、流出口７４と浄水吐出配管２０を連通させる。一方、逆洗処理時には、流路切替コマ７５の操作によって、原水流入配管１０と流出口７４、流入口７３と逆洗ドレン管４０を連通させる。また、リンス処理時には、流路切替コマ７５の操作によって、原水流入配管１０と流入口７３、流出口７４と逆洗ドレン管４０を連通させる。

【0024】

なお、切替弁５に接続する配管の種類によって様々な運転が可能である。例えば、原水流入配管１０と浄水吐出配管２０を接続することで、原水を直接浄水タンク６に送ることが出来る。

【0025】

なお、本実施の形態では、切替弁５を用いたが、切替弁５を使用する以外にも複数のバルブを使用することでも流路を切り替えることが出来る。

【0026】

このような構成において、濾過処理時、逆洗処理時の水の流れについて説明する。濾過処理時には、濾過部２内では、濾過処理時には以下のように水が流れ、流出口７４から浄化された水が得られる。

【0027】

［濾過処理時の濾過部２内の流路］
流入口７３→上層７１→下層７２→集水管７０→流出口７４
なお、リンス処理時においても、濾過部２内では濾過処理時と同じように水が流れるが、後述する逆洗処理後の汚れを含んだ水が流出口７４から流出する。そのため、流出口７４は逆洗ドレン管４０に連通され、外部へ排出される。

【0028】

また、濾過部２には濾過処理で溜まった汚れを逆洗処理で排出することが出来る。逆洗処理時には以下のように水が流れ、流出口７４から汚れが排出される。

【0029】

［逆洗処理時の濾過部２内の流路］
流出口７４→集水管７０→下層７２→上層７１→流入口７３
（薬剤供給部）
次に、薬剤供給部３について、図１、図５を用いて説明する。

【0030】

薬剤供給部３は、その内部に入れられた薬剤によって、原水に含まれる金属イオンの凝集を促進し、濾過部２で捕捉しやすくするために設けられている。薬剤供給部３は、流入路３１、薬剤路３２、バイパス路３３、流出路３４を有している。流入路３１は、原水流入配管１０と接続され、原水を薬剤供給部３に流入させる。薬剤路３２は、流入路３１から分岐し、薬剤を溶かすものである。バイパス路３３には絞り部３３ａ、同じく流入路３１から分岐し、薬液を必要な濃度に調整するために設けられている。そして、バイパス路３３は、流入路３１から分岐後、流出路３４の入口側に接続されている。流出路３４は、薬剤路３２、バイパス路３３と合流し、再び原水流入配管１０に接続し、原水流入配管１０に薬剤の含まれた原水を送り出すことになる。図５に示すように、薬剤路３２は、分岐後、鉛直方向に立ち上がる噴出管５２と、噴出管５２の上部で薬剤に接触し、薬剤を溶出させる薬剤載置部５３と、噴出管５２の外周であって、筐体５１の内部となる回収部５４とで構成される。

【0031】

噴出管５２は小径の管路で上部に薬剤載置部５３を備えて立設されている。噴出管５２は、下部の径を小さくし、薬剤載置部５３を噴出管５２の上部に設けることによって、原水を所望の流量で薬剤と接触させることを実現している。薬剤載置部５３は、原水の流量に対し、所望の濃度の薬液が得られるよう、置く薬剤の量（数）を確保するための大きさとなる。

【0032】

薬剤を溶かした薬液は、回収部５４へ流出する。回収部５４において、薬剤を溶かした薬液は、筐体５１の下部に貯まり、その後、回収開口５５から流出路３４へと流れだす。噴出管５２の径を小さくし、筐体５１の内壁面との距離を確保してあるので、筐体５１内に流下した薬剤の溶けた原水は、液面を筐体５１の高さに対し、１／２程度、あるいはそれ以下にすることができている。薬液は所望の深さで筐体５１内に貯まることによって、流出路３４において原水と混合する割合が調整されている。

【0033】

また、薬剤路３２を流れる原水の流量は、バイパス路３３を流れる原水の流量によって調整できる。すなわち、バイパス路３３の絞り部３３ａの径を調整することで、薬剤路３２とバイパス路３３を流れる原水の流量割合を調整する。このようにして合流後の流出路３４における薬剤濃度が所望の濃度になるように調整できるようになっている。なお、絞り部３３ａの代わりに、流量調整用のバルブを用いてバイパス路３３を流れる原水の流量を調整してもよい。

【0034】

そして、薬剤供給部３への原水流入量を所定の範囲内にし、薬剤供給部３内の液面を所望の高さにすることによって、薬剤供給部３から流出する原水の薬剤濃度を所望の範囲内に調整することができるのである。

【0035】

薬剤載置部５３には、水溶性で、固形の薬剤６０を備えている。薬剤６０としては、タブレットや顆粒状のものを用いることがよい。なぜなら、薬剤６０の表面積が大きくでき安定した薬剤濃度を保つことができるからである。タブレットであれば、直径３０ｍｍ程度、高さ１０～２０ｍｍのもの、顆粒状であれば直径５ｍｍから１５ｍｍのものを使用するとよい。薬剤６０の大きさが小さい場合には、隣り合った薬剤が同時に水に接触して薬剤同士が固着してしまう。固着すると、薬剤の下部だけが水に接触して所望の濃度の薬液が得られなくなるということがある。あるいは、薬剤６０の大きさが小さい場合には、噴出管５２から供給される水との接触面積が大きくなって所望の濃度の薬液が得られなくなる。そのため、所望の濃度の薬液を供給するため、上述の大きさの薬剤６０を用いている。

【0036】

また、薬剤６０は、上述のように、原水に含まれる金属イオンを酸化して水に難溶な凝集物を生成する働きをする。薬剤６０としては、種々の酸化剤を用いることができるが、求められる水浄化性能によってはＰＡＣ（ポリ塩化アルミニウム）やキトサン等、無機の凝集剤や高分子の凝集剤を使用しても良い。原水に対して薬剤を添加する場合には、薬剤６０は水に溶けやすいものがよいが、停止中、あるいは逆洗処理中、すなわち、薬剤の添加を中断しているときには、固形形状を保持し、薬剤載置部５３から流れ出さないものがよい。本実施の形態では、トリクロロイソシアヌル酸を用いている。

【0037】

なお、薬剤供給部３の筐体５１内には、常に空気層が存在するようにするとよい。筐体５１は、原水流入配管１０との接続部を除いて密閉空間なので、一旦空気が無くなり、筐体５１内が水で満たされると、薬剤６０が常に水に接触し溶出し続けることになる。本実施の形態の水処理装置１では、薬剤供給部３の蓋部３５を取り外した際に空気が入る構成となっている。薬剤供給部３の蓋部３５を取り外す作業は、主に原水に溶出して徐々に減少した薬剤６０を補充する際に行われる。また、詳細は後述するが、逆洗処理時の流路が逆洗ドレン管４０に接続される構成であり、逆洗ドレン管４０は水を系外に排出するために外気に開放されている。外気に開放されることで筐体５１内に溜まっていた水が排出され、同時に空気が流入することで筐体５１内に空気層が保たれる。その他にも、原水流入配管１０に空気補給用の配管や、逆止弁などのバルブを取付けることでも薬剤供給部３に空気を送ることができる。

【0038】

薬剤供給部３の各部材は、薬剤と長時間接する可能性があるのでＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）、ＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル）、ＰＰ（ポリプロピレン）など薬剤に対する反応性が低い素材を選ぶとよい。一方、噴出管５２には薬剤載置部５３を支えるための強度が必要なので、薬剤に対する相性を考慮すると、噴出管５２の材質はＰＰより強度がある塩化ビニルやＡＢＳ（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン）などを選択することが好ましい。噴出管５２の外径は、基台５１ａや上部カバー５１ｂの内径の４分の１以下に抑えるとよい。上述のように、噴出管５２の外側に載置部出口５８から排出された薬剤供給後の溶液を一時貯留する空間（回収部５４）を設けることができ、筐体５１内の水位が急激に上昇し薬剤載置部５３まで到達することを抑制できるからである。例えば、基台５１ａの内径が１３０ｍｍの場合、外径２５～４０ｍｍ程度の塩ビ管などを使用するとよい。

【0039】

（配管構成）
上述のとおり、本実施の形態の水処理装置１は、濾過部２と、原水流入配管１０と、浄水吐出配管２０と、逆洗ドレン管４０を備えている。原水流入配管１０は、入口側を水源となる電動ポンプ４の吐出口と配管接続され、出口側は濾過部２の切替弁５に接続されている。原水流入配管１０の経路内には、薬剤供給部３が設けられ、さらに、薬剤供給部３を迂回するバイパス配管１４が設けられている。このバイパス配管１４は、薬剤供給部３の上流側の原水流入配管１０で分岐（第一分岐部１２）し、薬剤供給部３を迂回して、薬剤供給部３の下流側で原水流入配管１０に合流（第二分岐部１３）する。また、バイパス配管１４内を流れる流量を調整するバイパスバルブ１５が設けられている。つまり、バイパスバルブ１５は、バイパスバルブ１５内を流れる流量を調整可能（バイパスバルブ１５内の水路を開放または閉鎖可能）である。

【0040】

濾過部２は２つの出口を有しており、一方の出口には、内部で浄化された水を取り出す浄水吐出配管２０が接続されている。他方の出口には、逆洗処理時、リンス処理時に、濾過部２で捕集された粒状物質（よごれ、濁質成分、金属凝集物など）を系外へ排出する逆洗ドレン管４０が接続されている。

【0041】

次に、図１～４を用いて、水処理装置１内の配管構成と、濾過処理、逆洗処理における水の流れを説明する。図４は、濾過部２の断面概略図で、図４（ａ）は濾過処理時の全体図、図４（ｂ）は逆洗処理時の切替弁５の状態、図４（ｃ）はリンス処理時の切替弁５の状態を示すものである。

【0042】

まず、図１と図４（ａ）を用いて濾過処理時の水の流れを説明する。

【0043】

濾過処理時において、濾過部２では、原水流入配管１０と流入口７３とが連通し、流出口７４と浄水吐出配管２０とが連通するように、切替弁５を操作して、接続を切り替える。浄水吐出配管２０の経路内には、絞り部２４を設けている。これは、所望の濾過性能を得るため、濾過部２の能力によって設定された流量になるように濾過処理時における流量を抑える必要があるためである。この絞り部２４と電動ポンプ４との組み合わせによって、濾過処理時の流量を所望の設計値にすることができる。このような絞り部２４を通る経路では、後述の逆洗処理時の経路と比べて配管の圧力損失が大きく、原水流入配管１０内の圧力が高くなる。また、濾過処理時には浄水タンク６まで送水する必要があり、浄水タンク６の設置位置が高いほど原水流入配管１０内の圧力は高くなる。原水流入配管１０内の圧力が高くなり所定の圧力Ｐを超えると、バイパスバルブ１５によってバイパス配管１４が閉塞され、原水流入配管１０は、水源側の原水入口１１から薬剤供給部３を経由して濾過部２へと接続する。

【0044】

このような配管構成において、濾過処理時には、以下のように水が流れることになる。

【0045】

［濾過処理時の流路］
原水入口１１→（原水流入配管１０）→第一分岐部１２→薬剤供給部３→第二分岐部１３→切替弁５→濾過部２→切替弁５→（浄水吐出配管２０）→浄水出口２１
なお、浄水吐出配管２０の経路内には、逆止弁６２を設けている。浄水出口２１から取り出した浄水は、高所に設けた浄水タンク６へと配管接続される場合が多い。逆止弁６２は、高所に設けられた浄水タンク６からの浄水の逆流を制止し、濾過部２内への水の逆流入を防ぐものである。

【0046】

次に、図２と図４（ｂ）を用い逆洗処理時の水の流れを説明する。

【0047】

逆洗処理時において、濾過部２では、原水流入配管１０と流出口７４とが連通し、流入口７３と逆洗ドレン管４０とが連通するように、切替弁５を操作して、接続を切り替える。

【0048】

このとき、濾過部２内では、濾過処理時とは水の流れが逆になる。本実施の形態による水処理装置１では、切替弁５を切り替えることによって水源（電動ポンプ４）をひとつにして、濾過処理、逆洗処理を行うことができる。

【0049】

逆洗処理時には、以下のように水が流れることになる。

【0050】

［逆洗処理時の流路］
原水入口１１→（原水流入配管１０）→第一分岐部１２→（バイパス配管１４）→バイパスバルブ１５→（バイパス配管１４）→第二分岐部１３→切替弁５→濾過部２→切替弁５→逆洗ドレン管４０
なお、本実施の形態の水処理装置１は、逆洗処理時に配管内に残った異物を排出するための「リンス処理」を行うことができる。このリンス処理について、図３と図４（ｃ）を用いて説明する。リンス処理は切替弁５の流路を変更することで可能である。切替弁５は、原水流入配管１０と流入口７３を連通し、流出口７４と逆洗ドレン管４０とを連通するように切り替える。このような状態では、濾過部２内では、濾過処理と同方向に通水し、濾過部２を通過した水は逆洗ドレン管４０を通って排出される。また、絞り部２４を通らず、径の大きい逆洗ドレン配管から排出されるため、原水流入配管１０内の圧力は逆洗処理時と同程度に低くなり、バイパスバルブ１５は開放された状態となる。

【0051】

このようなバルブ操作によって、リンス処理時には、以下のように水が流れることになる。

【0052】

［リンス処理時の流路］
原水入口１１→（原水流入配管１０）→第一分岐部１２→（バイパス配管１４）→第二分岐部１３→切替弁５→濾過部２→切替弁５→逆洗ドレン管４０
逆洗処理が終わった直後には、濾過部２内、あるいは、水処理装置１の配管内には、濾過部２の逆洗によって洗い出された異物が残っている。そのため、リンス処理によって、異物を排出することができる。

【0053】

次に、本実施の形態の最も特徴的な部分について説明する。

【0054】

本実施の形態の水処理装置１は、図１に示すように、原水流入配管１０内に検知部２５を有している。検知部２５は、薬剤供給部に過剰な水量が流入することを抑制するために、原水流入配管１０内の圧力を検知し、電動ポンプ４と電気的に接続されて電動ポンプ４の運転・停止を切り替えるものであり、例えば、圧力スイッチである。検知部２５は、原水流入配管１０内の圧力が所定の値より小さい場合には、電動ポンプ４を運転させ、原水流入配管１０内の圧力が所定の値以上の場合には、電動ポンプ４を停止させる。

【0055】

この構成によれば、井戸水位の変動などが大きく、水処理装置１内の圧力の変動も大きくなることが想定される場合、特に、大雨などで一時的に井戸水位が非常に高くなった場合に、原水流入配管１０内の圧力が高くなり所定の値を超えると、検知部２５が電動ポンプ４を停止させる。電動ポンプ４が停止すると、原水流入配管１０内の圧力が低下し、薬剤供給部３に流入する水量を抑制することができる。原水流入配管１０内の圧力が低下し、所定の値を下回ると、検知部２５は電動ポンプ４を再度運転させる。

【0056】

上記のように、井戸水位の変動などによって水処理装置１内が高圧になり、薬剤供給部３に流入する水量が増加することを抑制し、薬液濃度を所望の範囲に抑えることができる。

【0057】

一般的に、電動ポンプ４の運転開始または停止による配管内の圧力変化は急激なものであり、電動ポンプ４が運転―停止を短時間のうちに繰り返すことにより騒音や振動が大きくなることが懸念されるが、本実施の形態の水処理装置１では、前述のとおり、薬剤供給部３の筐体５１内に空気層が存在しているため、電動ポンプ４の運転停止から原水流入配管１０内の圧力低下、および電動ポンプ４の運転開始から原水流入配管１０内の圧力上昇は比較的ゆるやかになる。これは、非圧縮性の水で満たされた配管内に圧力がかかると瞬時に下流まで圧力が伝達されるのに対し、圧縮性の空気がクッションのような役割となりゆっくりと圧力が伝わるからである。すなわち、検知部２５が電動ポンプ４の運転を切り替える圧力に到達するまでの時間が長くなり、電動ポンプ４が運転―停止を繰り返すことによる騒音や振動などは軽減される。また、検知部２５が電動ポンプ４の運転を停止させる時の圧力と、運転を再開する時の圧力の差を大きく設定することで、電動ポンプ４の運転―停止の間隔を長くすることもできる。

【0058】

また、検知部２５は、原水流入配管１０内の水流方向において薬剤供給部３より上流側に設けられることが好ましい。これは、薬剤供給部３の圧力または水量の変化に対する検知部２５の反応性を向上させるためである。検知部２５が薬剤供給部３の下流に設けられるほど圧力の変化に時間がかかり、検知部２５が圧力上昇を検知し電動ポンプ４を停止させるまでの間に薬剤供給部３内が過剰な圧力および水量となるおそれがある。

【0059】

また、検知部２５は、例えば、流量スイッチなど、原水流入配管１０内の水量を検知し、電動ポンプ４と電気的に接続されて電動ポンプ４の運転・停止を切り替えるものでもよい。検知部２５は、原水流入配管１０内の水量が所定の値より小さい場合には、電動ポンプ４を運転させ、原水流入配管１０内の圧力が所定の値以上の場合には、電動ポンプ４を停止させる。検知部２５が水量を検知する場合、前述のとおり、逆洗処理時は濾過処理時よりも水量が多くなるため、逆洗処理時に検知部２５が作動しないように制御を切り替える構成や、逆洗処理時に原水が流れない第一分岐部１２と薬剤供給部３の間、もしくは薬剤供給部３と第二分岐部１３の間に検知部２５を設ける構成にするとよい。

【0060】

（実施の形態２）
次に、図６を用いて本発明の第２の実施の形態の水処理装置１について説明する。本実施の形態では、実施の形態１と異なる点を中心に説明する。本実施の形態では、検知部２５は、薬剤供給部に過剰な圧力・水量が流入することを抑制するために、原水流入配管１０内の圧力を検知し、電動ポンプ４と電気的に接続されて電動ポンプ４の回転数を制御する制御部２６を有する。検知部２５は、原水流入配管１０内の圧力が所定の値Ａを超えると電動ポンプ４の回転数を低下させ、原水流入配管１０内の圧力が所定の値Ｂを下回ると電動ポンプ４の回転数を上昇させる。つまり、原水流入配管１０内の圧力が所定の値Ａから所定の値Ｂの範囲になるように電動ポンプ４の回転数を調整する。

【0061】

この構成によれば、井戸水位の変動などが大きく、水処理装置１内の圧力の変動も大きくなることが想定される場合、特に、大雨などで一時的に井戸水位が非常に高くなった場合に、原水流入配管１０内の圧力が高くなり所定の値Ａを超えると、検知部２５が電動ポンプ４の回転数を低下させるため、原水流入配管１０内の圧力が低下し、薬剤供給部３に流入する水量を抑制することができる。そして、一時的な井戸水位の上昇がおさまり、通常の水位に戻ると、電動ポンプ４の回転数を低下させた状態では十分な水圧が供給できなくなる。原水流入配管１０内の圧力が低下し、所定の値Ｂを下回ると、検知部２５が電動ポンプ４の回転数を再び上昇させ、原水流入配管１０内の圧力を上昇させる。

【0062】

上記のように、井戸水位の変動などによって水処理装置１内が変動し、薬剤供給部３に流入する水量が大幅に増減することを抑制し、薬液濃度を所望の範囲に抑えることができる。

【0063】

また、検知部２５は、原水流入配管１０内の水量を検知し、電動ポンプ４の回転数を制御するものでもよい。検知部２５は、原水流入配管１０内の水量が所定の値Ａを超えると、電動ポンプ４の回転数を低下させ、原水流入配管１０内の水量が所定の値Ｂを下回ると、電動ポンプ４の回転数を上昇させる。つまり、原水流入配管１０内の水量が所定の値Ａから所定の値Ｂの範囲になるように電動ポンプ４の回転数を調整する。

【0064】

以上の構成により、本実施の水処理装置１は、電動ポンプ４停止させることなく、原水流入配管１０に流入する圧力・水量を調整することができ、安定した濃度の薬液を供給することができる。

【産業上の利用可能性】

【0065】

本発明にかかる水処理装置は、安定した濃度の薬液が供給可能で、濾過性能が安定した水処理装置であるため、井戸水や貯留水の浄化に使用される家庭用小型水処理装置等として有用である。

【符号の説明】

【0066】

１ 水処理装置
２ 濾過部
３ 薬剤供給部
４ 電動ポンプ
５ 切替弁
６ 浄水タンク
１０ 原水流入配管
１１ 原水入口
１２ 第一分岐部
１３ 第二分岐部
１４ バイパス配管
１５ バイパスバルブ
２０ 浄水吐出配管
２１ 浄水出口
２４ 絞り部
２５ 検知部
２６ 制御部
３１ 流入路
３２ 薬剤路
３３ バイパス路
３３ａ 絞り部
３４ 流出路
３５ 蓋部
４０ 逆洗ドレン管
５１ 筐体
５１ａ 基台
５１ｂ 上部カバー
５２ 噴出管
５３ 薬剤載置部
５４ 回収部
５５ 回収開口
５８ 載置部出口
６０ 薬剤
６２ 逆止弁
７０ 集水管
７１ 上層
７２ 下層
７３ 流入口
７４ 流出口
７５ 流路切替コマ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】