特開 2023-67592 水処理装置及び水処理方法

(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】P2023067592

(43)【公開日】2023-05-16

(54)【発明の名称】水処理装置及び水処理方法

(51)【国際特許分類】

   B01D 36/02 20060101AFI20230509BHJP

   C02F 1/76 20230101ALI20230509BHJP

   C02F 1/28 20230101ALI20230509BHJP

【ＦＩ】

B01D36/02

C02F1/76

C02F1/28 D

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021178981

(22)【出願日】2021-11-01

(71)【出願人】

【識別番号】000148209

【氏名又は名称】株式会社川本製作所

(74)【代理人】

【識別番号】110003708

【氏名又は名称】弁理士法人鈴榮特許綜合事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100108855

【弁理士】

【氏名又は名称】蔵田 昌俊

(74)【代理人】

【識別番号】100103034

【弁理士】

【氏名又は名称】野河 信久

(74)【代理人】

【識別番号】100179062

【弁理士】

【氏名又は名称】井上 正

(74)【代理人】

【識別番号】100153051

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 直樹

(74)【代理人】

【識別番号】100199565

【弁理士】

【氏名又は名称】飯野 茂

(74)【代理人】

【識別番号】100162570

【弁理士】

【氏名又は名称】金子 早苗

(72)【発明者】

【氏名】川村 理桜

(72)【発明者】

【氏名】葛籠 佑斗

(72)【発明者】

【氏名】木谷 圭太

(72)【発明者】

【氏名】安井 亜祐美

(72)【発明者】

【氏名】柳川 英明

【テーマコード（参考）】

4D050

4D116

4D624

【Ｆターム（参考）】

4D050AA02

4D050AB55

4D050BB06

4D050BD03

4D050BD06

4D050BD08

4D050CA06

4D050CA15

4D116AA01

4D116BA01

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4D116KK04

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4D116QA31B

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4D116QA41C

4D116QA41F

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4D116QC25D

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4D116RR16

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4D624AA02

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4D624CA05

4D624CA14

4D624CA16

4D624DA03

4D624DA04

4D624DA05

4D624DB03

4D624DB23

(57)【要約】

【課題】塩素濃度を調整することが可能な水処理装置及び水処理方法を提供する。
【解決手段】本発明の一形態にかかる水処理装置は、通水することで水に含まれる鉄またはマンガンを除去する第１濾過装置と、前記第１濾過装置の一次側において、第１濾過装置に供給される原水に塩素を注入する薬液注入装置と、前記第１濾過装置の二次側において、濾過処理後の第１処理水の塩素を除去する第２濾過装置と、前記第１濾過装置から前記第２濾過装置に第１濾過処理された第１処理水が流れる第１処理水路と、前記第２濾過装置の二次側において濾過処理された第２処理水が流れる第２処理水路と、前記第１処理水路から第１処理水を前記第２処理水路に供給するバイパス流路と、を有する通水路と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

通水することで水に含まれる鉄またはマンガンを除去する第１濾過装置と、
前記第１濾過装置の一次側において、第１濾過装置に供給される原水に塩素を注入する薬液注入装置と、
前記第１濾過装置の二次側において、濾過処理後の第１処理水の塩素を除去する第２濾過装置と、
前記第１濾過装置から前記第２濾過装置に第１濾過処理された第１処理水が流れる第１処理水路と、前記第２濾過装置の二次側において第２濾過処理された第２処理水が流れる第２処理水路と、前記第１処理水路から第１処理水を前記第２処理水路に供給するバイパス流路と、を有する通水路と、を備える、水処理装置。

【請求項2】

前記第２濾過装置は活性炭を含む濾過材を有するとともに、
前記バイパス流路を通じて、前記第１処理水の一部を、前記第２処理水に所定量注入する濃度調整部を備える請求項１記載の水処理装置。

【請求項3】

前記濃度調整部は、前記バイパス流路を通る流量を調整することで、塩素濃度を調整する、請求項２記載の水処理装置。

【請求項4】

前記第１濾過装置及び前記第２濾過装置は、前記複数の流路の接続状態を切替えることにより、濾過処理及び逆洗処理を含む複数の処理を切替える、流路切替手段を備える、請求項１乃至３のいずれか記載の水処理装置。

【請求項5】

前記第２濾過装置は、活性炭を含む濾過材を収容する濾過槽と、
前記濾過槽の上部に接続される吸込管と、
前記濾過槽の下部に接続される回収管と、を備え、
前記流路切替手段は、前記吸込管、前記回収管、供給側及び排出側の複数の流路と、に接続され、流路の開閉状態を切り替える複数の流路切替弁を備え、
一端が第１の流路切替弁と前記吸込管の間に接続され、他端が前記回収管と第２の流路切替弁との間に接続され前記バイパス流路を構成するバイパス管を備え、
前記バイパス管は、開閉弁と、逆止弁と、を備える、請求項４に記載の水処理装置。

【請求項6】

前記第２濾過装置は、活性炭を含む濾過材を収容する濾過槽と、
前記濾過槽の上部に接続される吸込管と、
前記濾過槽の下部に接続される回収管と、を備え、
前記流路切替手段は、前記吸込管と、前記回収管と、供給側及び排出側の複数の流路に接続されるとともに、流路の開閉状態を切り替える複数の流路切替弁を備え、
一端が第１の流路切替弁の一次側の流路に接続され、他端が第２の流路切替弁の二次側の流路に接続され前記バイパス流路を構成するバイパス管を備え、
前記バイパス管は開閉弁を備える、請求項４に記載の水処理装置。

【請求項7】

第１濾過装置に通水することで水に含まれる鉄またはマンガンを除去する第１濾過処理と、
前記第１濾過装置の一次側において、第１濾過装置に供給される原水に塩素を注入する薬液注入処理と、
前記第１濾過装置の二次側において、第２濾過装置に供給される濾過処理後の第１処理水の塩素を除去する第２濾過処理と、
第１濾過処理された第１処理水を、前記第１濾過装置と前記第２濾過装置との間から、前記第２濾過装置の二次側において濾過処理された第２処理水が流れる第２処理水路に、供給するバイパス処理と、を備える、水処理方法。

【請求項8】

前記第２濾過装置は活性炭を含む濾過材を有するとともに、
前記第１処理水の一部を、前記第２処理水に所定量注入する濃度調整処理を備える、請求項７に記載の水処理方法。

【請求項9】

前記濃度調整処理は、前記バイパス流路を通る流量を調整することで、塩素濃度を調整する、請求項８に記載の水処理方法。

【請求項10】

複数の流路の接続状態を切替えることにより、濾過処理及び逆洗処理を含む複数の処理を切替える、請求項７乃至９のいずれか記載の水処理方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、水処理装置及び水処理方法に関する。

【背景技術】

【0002】

井戸などの水源から供給される原水を濾過する水処理装置において、井戸水に含まれる鉄やマンガンを、次亜塩素酸ナトリウムによって酸化させ、濾過装置に充填した濾過材で除去している。除鉄除マンガン処理に必要な塩素が不足すると正常な処理が行われないため、濾過装置の二次側である程度の塩素が余剰するように、塩素を添加する必要があるが、余剰させる塩素濃度が高い場合、そのまま使用するのに支障となる場合がある。また、余剰させる塩素濃度が低い場合、原水の鉄やマンガンの濃度が変動した際処理に必要な塩素濃度が不足することで正常な処理が行われない可能性がある。対策として、十分な余剰塩素濃度を含有させた除鉄除マンガン処理水を活性炭濾過装置に通水し、塩素を取り除いた後、再度その二次側で塩素を添加して適性な塩素濃度となるように調整する方法もあるが、複数台の薬液注入の設置が必要であり、機器設置や保守のためのコストが増大する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１１－９２８０４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

そこで、本発明の実施形態は、単純な構成で、塩素濃度を調整することが可能な水処理装置及び水処理方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明の一形態にかかる水処理装置は、通水することで水に含まれる鉄またはマンガンを除去する第１濾過装置と、前記第１濾過装置の一次側において、第１濾過装置に供給される原水に塩素を注入する薬液注入装置と、前記第１濾過装置の二次側において、濾過処理後の第１処理水の塩素を除去する第２濾過装置と、前記第１濾過装置から前記第２濾過装置に第１濾過処理された第１処理水が流れる第１処理水路と、前記第２濾過装置の二次側において濾過処理された第２処理水が流れる第２処理水路と、前記第１処理水路から第１処理水を前記第２処理水路に供給するバイパス流路と、を有する通水路と、を備える。

【0006】

本発明の他の一形態に係る水処理方法は、第１濾過装置に通水することで水に含まれる鉄またはマンガンを除去する第１濾過処理と、前記第１濾過装置の一次側において、第１濾過装置に供給される原水に塩素を注入する薬液注入処理と、前記第１濾過装置の二次側において、濾過処理後の第１処理水の塩素を除去する第２濾過処理と、第１濾過処理された第１処理水を、前記第１濾過装置と前記第２濾過装置との間から、前記第２濾過装置の二次側において濾過処理された第２処理水が流れる第２処理水路に、供給するバイパス処理と、を備える。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば単純な構成で、塩素濃度を調整することが可能な水処理装置及び水処理方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の第１実施形態にかかる水処理装置の構成を示す説明図。

【図2】同水処理装置の第２濾過装置の構成を示す正面図。

【図3】同第２濾過装置の構成を示す側面図。

【図4】図３のＡ方向の矢視図。

【図5】同第２濾過装置の濾過処理を示す説明図。

【図6】同第２濾過装置の濾過処理を示す説明図。

【図7】同第２濾過装置の逆洗処理を示す説明図。

【図8】同第２濾過装置の逆洗処理を示す説明図。

【図9】同水処理装置の濾過処理及び逆洗処理のフローを示す説明図。

【図10】同実施形態にかかるボール弁の開度と混合比率の関係を示すグラフ。

【図11】同実施形態において、原水塩素濃度の目標を２ｍｇ／Ｌとした場合の混合比率と圧力、原水の塩素濃度、及び処理水の塩素濃度の関係を示すグラフ。

【図12】同実施形態において、原水塩素濃度の目標を２ｍｇ／Ｌとした場合の処理水の塩素濃度とバルブの開度と差圧を示すグラフ。

【図13】同実施形態において、原水塩素濃度の目標を５ｍｇ／Ｌとした場合の混合比率と圧力、原水の塩素濃度、及び処理水の塩素濃度の関係を示すグラフ。

【図14】同実施形態において、原水塩素濃度の目標を５ｍｇ／Ｌとした場合の処理水の塩素濃度とバルブの開度と差圧を示すグラフ。

【図15】他の実施形態にかかる水処理装置の構成及び逆洗処理のフローを示す説明図。

【図16】同第２濾過装置の構成を示す側面図。

【図17】同第２濾過装置の濾過処理を示す説明図。

【図18】同第２濾過装置の濾過処理を示す説明図。

【図19】同第２濾過装置の逆洗処理を示す説明図。

【図20】同第２濾過装置の逆洗処理を示す説明図。

【図21】他の実施形態にかかる水処理装置の第２濾過装置の構成を示す正面図。

【図22】同第２濾過装置の構成を示す側面図。

【図23】同第２濾過装置の構成を示す平面図。

【図24】同第２濾過装置の濾過処理を示す説明図。

【図25】同第２濾過装置の逆洗処理を示す説明図。

【図26】他の実施形態にかかる水処理装置の構成を示す説明図。

【図27】他の実施形態にかかる水処理装置の構成を示す説明図。

【図28】他の実施形態にかかる水処理装置のボール弁の構成を示す説明図。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明の一実施形態にかかる水処理装置１及び水処理方法について、図１乃至図１２を参照して説明する。図１は本実施形態に係る水処理装置１の構成及びフローを示す説明図である。図２は、水処理装置１の第２濾過装置１４の側面図、図３は第２濾過装置１４の正面図を示す。図４は第２濾過装置１４の一部の構成を示す側面図である。図５及び図６は、同水処理装置の濾過処理を示す説明図であり、図７及び図８は同水処理装置の逆洗処理を示す説明図である。図９は、同水処理装置の濾過処理及び逆洗処理のフローを示す説明図である。

【0010】

図１に示すように、水処理装置１は、原水の供給源１０に設けられた原水ポンプ１１と、薬液注入装置１２と、第１濾過装置１３と、第２濾過装置１４と、処理水槽１５と、処理水槽１５に接続された逆洗ポンプ１６と、処理水路１７と、逆洗水路１８と、複数の排水路１９、２０と、制御盤３０と、を備える。

【0011】

水処理装置１は、供給源からの原水に薬液注入装置１２で薬液を注入し、第１濾過装置１３により原水中に含まれる鉄及びマンガンを除去するとともに、原水中に存在する砂等の固形物を除去可能に形成されている。また、水処理装置１は、第１濾過装置１３で鉄及びマンガンを除去した第１処理水の塩素濃度を、第２濾過装置１４によって調整可能に構成されている。

【0012】

処理水路１７は配管部材で構成される通水路を複数備える。処理水路１７は、供給源１０から薬液注入装置１２に至る原水路１７ａ、薬液注入装置１２から第１濾過装置１３に至る供給路１７ｂ、処理流路の一次側の第２三方弁４２に至る流路１７ｃ、第１濾過装置１３から第２濾過装置１４に至る第１処理水路１７ｄ、処理流路の二次側に配される三方弁４６に至る流路１７ｅ、第２濾過装置１４から処理水槽１５に至る第２処理水路１７ｆ、処理水槽１５を経て給水先に接続される給水路を備える。また、処理水路１７は、第１処理水路１７ｄから分岐して試験ドレンＤ３に接続される試験排水路１９ｃと、第２処理流路１７ｆから分岐して試験ドレンＤ１３に接続される試験排水路２０ｃと、を備える。濾過処理時には、原水ポンプ１１によって、供給源１０の水が、薬液注入装置１２、第１濾過装置１３、第２濾過装置１４、処理水槽１５を経て、給水先に送られる。

【0013】

逆洗水路１８は配管部材で構成される通水路を複数備える。逆洗水路１８は、処理水槽１５から分岐して第１濾過装置１３及び第２濾過装置１４にそれぞれ接続される２系統の流路を構成する。逆洗処理において、逆洗ポンプ１６によって、処理水槽１５の水が、逆洗水路１８を介して、第１濾過装置１３または第２濾過装置１４に送られる。

【0014】

第１排水路１９は、配管部材で構成される通水路を複数備える。第１排水路１９は、ポートＰ３から逆洗ドレンＤ１に接続される逆洗排水路１９ａと、ポートＰ９から洗浄ドレンＤ２に接続される洗浄排水路１９ｂと、を備える。

【0015】

第２排水路２０は、配管部材で構成される通水路を複数備える。第１排水路１９は、ポートＰ１３から逆洗ドレンＤ１１に接続される逆洗用排水路２０ａと、ポートＰ１９から洗浄ドレンＤ１２に接続される洗浄排水路２０ｂと、を備える。

【0016】

各流路の所定箇所には逆止弁Ｓ１及び開閉弁Ｓ２～Ｓ１７が設けられる。逆止弁Ｓ１は、流路の流れを一方向に規制する。開閉弁Ｓ２～Ｓ１７は、例えば電磁式の開閉弁であり、制御部３０ａの制御に応じて開閉することで、複数の流路の接続状態を切替える。

【0017】

供給源１０は、例えば井戸である。供給源１０に原水ポンプ１１が設けられる。

【0018】

原水ポンプ１１は、ポンプと、ポンプを駆動するモータと、を備える。原水ポンプ１１は、供給源１０の水を処理水路１７において二次側に送る。なお、原水ポンプ１１は例えば陸上ポンプであってもよいし、水中ポンプであってもよい。

【0019】

薬液注入装置１２は、薬液槽２１と、注入ポンプ２２と、流量検出装置と、を備える。

【0020】

薬液槽２１は、内部に酸化剤、具体的には次亜塩素酸ナトリウムを含有する薬液を貯留する。注入ポンプ２２は、例えばソレノイドによって駆動するダイヤフラムポンプである。注入ポンプ２２は、薬液槽２１に接続され、処理水路１７に、所定量の薬液を注入する。

【0021】

第１濾過装置１３は、濾過槽３１と、吸込管３２と、回収管３３と、流路切替ユニット（流路切替手段）３４と、を備える。

【0022】

濾過槽３１は、例えば上壁と下壁と周壁とを有する円筒状に構成される。濾過槽３１は、内部に濾過材部３１ａと、濾過材部３１ａの下方に配される支持層としての砂利部３１ｂと、を備える。濾過材部３１ａは、複数種類の濾過材が積層されて構成される。複数の濾過材の一は、薬液が注入された原水から鉄を除去可能に構成されている。複数の濾過材の一は、薬液が注入された原水からマンガンを除去可能に構成されている。複数の濾過材の一は、原水に含まれる固形物を除去可能に形成されている。

【0023】

吸込管３２は、濾過槽３１に接続される。吸込管３２の一方の端部は流路切替ユニット３４に接続され、吸込管３２の他方の端部は、濾過槽３１の上部、例えば複数の濾過材の最上層の上方に、配置される。

【0024】

回収管３３は、例えば濾過槽３１に接続される。回収管３３の一方の端部は、流路切替ユニット３４に接続され、他方の端部は、濾過槽３１の下部、例えば複数の濾過材の最下層の下方に、配置される。回収管３３の他方の端部は例えば砂利部３１ｂの位置に配される。すなわち、回収管３３は、濾過槽３１の下端部から、鉛直方向に沿って上方に延び、管部の下端は濾過槽３１の底面近傍に配されている。回収管３３の下端部には、フィルタを備える回収口３３ａが設けられる。管部の上端部は、流路切替ユニット３４に接続され、複数の流路へ接続可能に構成されるとともに、接続先及び開閉状態が切替え可能に構成されている。

【0025】

流路切替ユニット３４は、例えば３つの三方弁４１，４２，４３を備え、複数の流路の接続状態を切替える。三方弁４１，４２，４３は、電磁弁であり、制御盤３０に接続されて接続先及び開閉状態が切替え可能に構成されている。三方弁４１，４２，４３は、それぞれ３つのポートＰ１～Ｐ３，Ｐ４～Ｐ６、Ｐ７～Ｐ９を有しており、制御盤３０によって内部の流路を切り替えることで、これらのいずれか２つのポートを接続する。例えば流路切替ユニット３４において、三方弁４３を省略してもよい。

【0026】

流路切替ユニット３４は、３つの三方弁４１，４２，４３によって、一次側の処理水路１７ｂと、逆洗水路１８と、吸込管３２と、回収管３３と、二次側の処理水路１７ｃ、１７ｄと、逆洗排水路１９ａと、洗浄排水路１９ｂの接続状態を切替える。

【0027】

三方弁４１は、供給側の処理水路１７ｂと、吸込管３２と、排水側の排水路１９ａとにそれぞれ接続される３つのポートＰ１，Ｐ２，Ｐ３を備え、ポートの開閉によってこれらのうち２つの流路を接続する。第１の三方弁４１は、例えば流路１７ｂと吸込管３２を接続し、あるいは吸込管３２と流路１９ａを接続する。

【0028】

三方弁４２は、逆洗水路１８と回収管３３と処理流路の二次側に配される三方弁４３に至る流路１７ｃにそれぞれ接続されるポートＰ４，Ｐ５，Ｐ６を有し、ポートの開閉によってこれらのうち２つの流路を接続する。第２の三方弁４２は、例えば回収管３３と流路１７ｃとを接続し、あるいは流路１８と回収管３３を接続する。

【0029】

三方弁４３は、処理流路の一次側の第２三方弁４２に至る流路１７ｃと二次側の流路１７ｄと試験排水側の流路１９ｂとにそれぞれ接続される３つのポートＰ７，Ｐ８，Ｐ９を有し、ポートの開閉によってこれらのうち２つの流路を接続する。三方弁４３は、例えば流路１７ｃと流路１７ｄを接続し、あるいは流路１７ｃと流路１９ｂを接続する。

【0030】

図１乃至図９に示す第２濾過装置１４は、濾過槽３５と、吸込管３６と、回収管３７と、流路切替ユニット３８と、を備える。

【0031】

濾過槽３５は、内部に濾過材が収容されるとともに、通水可能に構成されている。濾過槽３５は、例えば上壁と下壁と周壁とを有する円筒状に構成される。濾過材は少なくとも活性炭を備え、第１処理水の塩素を除去可能に構成される。一例として濾過槽３５内に、濾過材としての活性炭３５ａと、活性炭３５ａの下側に配される砂利３５ｂとが配される。

【0032】

吸込管３６は、濾過槽３５に接続される。吸込管３６の一方の端部は流路切替ユニット３８に接続され、吸込管３６の他方の端部は、複数の濾過材の最上層の上方に配置される。

【0033】

回収管３７は、濾過槽３５に接続される。回収管３７の一方の端部は、流路切替ユニット３８に接続され、他方の端部は複数の濾過材の最下層の下方に配置される。すなわち、回収管３７は、濾過槽３５の下端部から、鉛直方向に沿って上方に延び、管部の下端は濾過槽３５の底面近傍に配されている。回収管３７の下端部には、フィルタを備える回収口３７ａが設けられる。管部の上端部は、流路切替ユニット３８に接続され、複数の流路へ接続可能に構成されるとともに、接続先及び開閉状態が切替え可能に構成されている。

【0034】

流路切替ユニット３８は、例えば３つの三方弁４４，４５，４６と、バイパス流路４７ａを構成するバイパス管４７と、バイパス管４７に設けられた逆止弁４９と、開閉弁４８と、を備える。流路切替ユニット３８は、複数の流路の接続状態を切替える。第１の流路切替弁としての三方弁４４，第２の流路切替弁としての三方弁４５、第３の流路切替え弁としての三方弁４６は、電磁弁であり、内部のボールの回転により流路が切り替わるボール弁である。三方弁４４、４５，４６は制御盤３０に接続されて開閉状態が切替え可能に構成されている。三方弁４４，４５，４６は、それぞれ３つのポートを有しており、制御盤３０によって内部の流路を切り替えることで、これらのいずれか２つのポートを接続する。例えば流路切替ユニット３８において、三方弁４６を省略してもよい。

【0035】

第１の三方弁４４は、供給側の処理水路１７ｄと、吸込管３６と、排水側の排水路２０ａとにそれぞれ接続される３つのポートＰ１１，Ｐ１２，Ｐ１３を備え、ポートの開閉によってこれらのうち２つの流路を接続する。三方弁４４は、例えば流路１７ｄと吸込管３６を接続し、あるいは吸込管３６と流路２０ａを接続する。

【0036】

三方弁４５は、回収管３７と逆洗水路１８と処理流路の二次側に配される三方弁４６に至る流路１７ｅとにそれぞれ接続されるポートＰ１４，Ｐ１５，Ｐ１６を有し、ポートの開閉によってこれらのうち２つの流路を接続する。三方弁４５は、例えば回収管３７と流路１７ｅとを接続し、あるいは流路１８と回収管３７を接続する。

【0037】

三方弁４６は、処理流路の一次側の三方弁４５に至る流路１７ｅと二次側の流路１７ｆと試験排水側の流路２０ｂとにそれぞれ接続される３つのポートＰ１７，Ｐ１８，Ｐ１９を有し、ポートの開閉によってこれらのうち２つの流路を接続する。三方弁４６は、例えば流路１７ｅと流路１７ｆを接続し、あるいは流路１７ｅと流路２０ｂを接続する。

【0038】

バイパス管４７は、第１処理水路と第２処理水路とを連通可能に接続するバイパス流路を構成する。バイパス管４７の一端は、流路切替ユニット３８の、例えば三方弁４４のポートＰ１２と吸込管３６との間に接続される。バイパス管４７の他端は、三方弁４５のポートＰ１５と回収管３７との間に接続される。また、バイパス管４７の流路には、開閉弁としてのボール弁４８と、逆止弁４９と、が設けられる。一例として、バイパス管４７は、ナイロンチューブ５１と、ナイロンチューブ５１を接続する複数のチューブカップリング５２と、ブッシング５３と、逆止弁付きのボール弁５４を備える。バイパス管４７は、バイパス流路を通じて第１処理水の一部を第２処理水に注入する濃度調整部となる。すなわち、バイパス管４７は、バイパス流路４７ａを通る第１処理水の流量を調整することで、塩素濃度を調整する。

【0039】

図１０乃至図１４に示すように、ボール弁４８は制御部３０ａの制御により開度が調整可能である。すなわち、バイパス管４７、ボール弁４８及び制御部３０ａは、ボール弁４８の開度の調整により塩素の混合比率を調整する濃度調整処理を行う濃度調整部となる。

【0040】

第２流路切替ユニット３８は、３つの三方弁４４，４５，４６によって、一次側の処理水路１７ｄと、逆洗水路１８と、吸込管３６と、回収管３７と、二次側の第２処理水路１７ｅと、逆洗排水路２０ａと、洗浄排水路２０ｂとの、流路の接続状態を切替える。

【0041】

具体的には第４の三方弁４４は、供給側の第１処理水路１７ｄと、吸込管３６と、排水側の排水路２０ａとに接続される３つのポートＰ１１，Ｐ１２，Ｐ１３を備え、ポートの開閉によってこれらのうち２つの流路を接続する。第５の三方弁４５は、逆洗水路１８と回収管３７と処理流路の二次側に配される第６三方弁４６に至る流路１７ｅにそれぞれ接続されるポートＰ１４，Ｐ１５，Ｐ１６を有し、ポートの開閉によってこれらのうち２つの流路を接続する。第６の三方弁４６は、処理流路の一次側の第５三方弁４５に至る流路１７ｅと排水側の流路２０ｂと二次側の第２処理水路１７ｆとにそれぞれ接続される３つのポートＰ１７，Ｐ１８，Ｐ１９を有し、ポートの開閉によってこれらのうち２つの流路を接続する。

【0042】

また、第２流路切替ユニット３８は、バイパス管４７に設けられた開閉弁４８の開閉により、バイパス流路４７ａに第１処理水を流すことで、第２処理水に第１処理水を所定量注入し、塩素濃度を調整する。

【0043】

処理水槽１５は、第２濾過装置１４を通過した処理水を貯留可能に構成された容器である。処理水槽１５には、処理水の液面位置を検出する液面センサが設けられている。液面センサは信号線を介して制御部３０ａに接続されている。液面センサは、処理水の液面位置を検出し、液位情報を電気信号として制御部３０ａに送る。

【0044】

逆洗ポンプ１６は、モータと、モータに接続されたインペラを有するポンプ部と、を備える。逆洗ポンプは、処理水槽１５からの水を増圧して二次側の給水先に圧送する。

【0045】

給水ポンプ５０は、モータと、モータに接続されたインペラを有する単段または多段のポンプ部と、を備える。給水ポンプ５０は、処理水槽１５からの水を増圧して二次側の給水先に圧送する。

【0046】

制御盤３０は、各種データを記憶する記憶部と、所定のプログラムに基づいて各部の動作を制御する制御部３０ａと、インターフェイス部と、を備える。

【0047】

記憶部は、例えば、制御に必要な情報として、各種プログラムや、各種基準値や閾値を記憶する。なお、各種閾値や設定値は、例えば操作入力によってユーザーが任意に設定変更可能に構成されている。

【0048】

例えば制御部３０ａは、各センサによって検出される検出値に基づき、各種の演算処理を行い、インバータの周波数制御により、原水ポンプ１１のモータを変速運転または停止させる。具体的には、制御部３０ａは、各インバータに制御信号を送信し、所定のタイミングで原水ポンプ１１に対応するインバータを制御することでポンプの動作を制御する。

【0049】

また、制御部３０ａは、例えばセンサによって検出される検出値や操作入力に基づき、各種の演算処理を行い、流路切替え手段としての流路切替ユニット３４，３８に設けられる複数の弁４１～４６や各流路に配される弁Ｓ１～Ｓ１７の開閉を制御することで流路の接続状態を切替える。

【0050】

水処理装置１は、これらの流路の切替とポンプ１１，１６の動作制御により、複数種類の処理を行わせる。具体的には、水処理装置１は、制御部３０ａの制御により、濾過処理、逆洗処理、及び洗浄処理を行う。

【0051】

また、制御部３０ａは、例えばセンサによって検出される検出値や操作入力に基づき、各種の演算処理を行い、流路切替ユニット３４，３８のポートや、弁Ｓ１～Ｓ１７の開閉を制御することで流路の接続状態を切替える。

【0052】

なお、バイパス管４７の開閉弁４８については制御部３０ａの自動制御により開度が調整される。図１０乃至図１４はバイパス管４７における開閉弁４８の開度と、塩素濃度、及び混合比率の変化を示すグラフである。図１０は開閉弁４８の開度と処理水（第２処理水）に混合した原水（第１処理水）の割合を示す混合比率の関係を示すグラフであり、図１１は原水塩素濃度の目標を２ｍｇ／Ｌとした場合のバイパス管前後の差圧と混合比率の関係を示す表である。図１２は図１１のデータを開閉弁４８の開度毎にプロットしたグラフである。図１３は原水塩素濃度の目標を５ｍｇ／Ｌとした場合のバイパス管前後の差圧と混合比率の関係を示す表であり、図１４は図１３のデータを開閉弁４８の開度毎にプロットしたグラフである。図１０に示すように、開閉弁４８の開度は混合比率と関係していることが判る。したがって、開閉弁４８の開度を調整することで、原水が処理水にどれだけ混合するかを任意に操作できる。

【0053】

以下、本実施形態にかかる水処理装置１が行う各種動作について図１乃至図９を参照して説明する。図５及び図６は濾過処理、図７及び図８は逆洗処理をそれぞれ示している。

【0054】

濾過処理は、薬液注入装置１２を駆動して原水に薬液を注入し、濾過槽３１で濾過処理することで原水から鉄、マンガン及び固形物からなる不純物を除去する通常運転を行う機能である。濾過処理は、制御部３０ａは濾過装置１３，１４を駆動して原水に薬液を注入し、濾過槽３１で濾過処理することにより原水から鉄、マンガン及び固形物からなる不純物を除去するとともに、濾過槽３５で塩素を除去しつつバイパス管により所定の塩素濃度に調整する、通常運転を行う機能である。

【0055】

濾過処理は、第１濾過装置の一次側において、原水に塩素を注入する薬液注入処理と、第１濾過装置に通水することで水に含まれる鉄またはマンガンを除去する第１濾過処理と、第１濾過装置の二次側において濾過処理後の第１処理水の塩素を除去する第２濾過処理と、第１濾過装置と第２濾過装置との間で第１濾過処理された第１処理水を、第２濾過装置の二次側において濾過処理された第２処理水が流れる第２処理水路に供給することで塩素濃度を調整するバイパス処理と、を備える。

【0056】

濾過処理において、制御部３０ａは、濾過装置１３、１４の一次側から二次側への流路が、処理水路１７ａ、１７ｂ、吸込管３２、濾過槽３１、回収管３３、処理水路１７ｃ、１７ｄ、吸込管３６、濾過槽３５、回収管３７、処理水路１７ｅ、１７ｆの順に流れるように、三方弁４１、４２，４３，４４，４５，４６及び通水路の開閉弁Ｓを切り替える。

【0057】

このとき、濾過装置１４のバイパス管４７は、開状態として、第１処理水のうち所定量の第１処理水が第２処理水に供給される。

【0058】

つまり、制御部３０ａは、第１濾過装置１３において、ポートＰ１、Ｐ２、Ｐ５，Ｐ６，Ｐ７，Ｐ８を開け、その他を閉じ、濾過処理用の流路を設定する。また、制御部３０ａは、第２濾過装置１４において、ポートＰ１１，Ｐ１２，Ｐ１５，Ｐ１６，Ｐ１７，Ｐ１８と、バイパス管４７の逆止弁付ボール弁５４を開け、その他を閉じ、濾過処理用の流路を設定する。

【0059】

この状態で、制御部３０ａは、所定のタイミングで、原水ポンプ１１を駆動する。例えば制御部３０ａは、例えば液面センサで検出される液位情報に基づき、処理水槽１５の液位が所定のポンプ起動基準値まで下がったことを検知すると、原水ポンプ１１を駆動する。原水ポンプ１１の駆動により、原水は、揚水され、薬液注入装置１２、第１濾過槽３１、及び第２濾過槽３５、を通り、濾過処理及び塩素濃度の調整がされる。すなわち、第１濾過装置１３において除鉄、除マンガン及び固形物等の不純物が取り除かれて第１処理水Ｌ１となり、さらに第２濾過装置１４の濾過槽３５を通ることにより塩素が取り除かれるとともに、バイパス流路４７によって所定量の第１処理水Ｌ１が注入されることで、所定の塩素濃度の第２処理水Ｌ２となる。

【0060】

図７乃至図９は逆洗処理を示す説明図である。ここでは、処理水を利用する逆洗処理を示す。逆洗処理は、回収管３３から逆洗水を流し、濾過槽３１、３５の濾過材を通って下から上へ流れる用に通水して排水することで、濾過材を逆洗し、濾過槽３５の内部の濾過材を攪拌して除去能力を持続させる処理である。なお濾過槽３１にはバイパス流路４７は存在しない。

【0061】

具体的には、濾過装置１３及び１４の流路が、逆洗水路１８、回収管３３、３７、濾過槽３１、３５、吸込管３２、３６、逆洗排水路１９ａ，２０ａの順に流れるように、三方弁４１、４２，４３，４４，４５，４６及び通水路の開閉弁Ｓを切り替える。

【0062】

つまり、制御部３０ａは、第１濾過装置１３において、ポートＰ４、Ｐ５、Ｐ２，Ｐ３，及び弁Ｓ４，Ｓ５、Ｓ１５，Ｓ１６を開け、その他を閉じ、逆洗用の流路を設定する。また、制御部３０ａは、第２濾過装置１４において、ポートＰ１４、Ｐ１５、Ｐ１２，Ｐ１３と、弁Ｓ９，Ｓ１０，Ｓ１５、Ｓ１６の流路を開け、その他を閉じ、逆洗処理用の流路を設定する。

【0063】

この状態で、制御部３０ａは所定のタイミングで逆洗ポンプ１６を駆動して逆洗水Ｌ３を流路切替ユニット３４，３８にそれぞれ送ると、回収管３３，３７から濾過材を通り、吸込管３２、３６に流れ、排水路１９ａ，２０ａから排水される。この逆洗処理によって、濾過槽３１、３５の下から上へ原水を流すことで、濾過材を洗浄し、濾過槽３１、３５内にたまった酸化物や微粒子を排出する。このとき、バイパス管４７には逆止弁４９が配されることから、逆洗時に原水が給水先へ流れることを防止できる。

【0064】

洗浄処理は逆洗処理の際に濾過槽３１，３５の内部に残存した逆洗水を排水として捨て水し，濾過槽を洗浄する処理である。洗浄処理は、濾過処理と同じ流路を通って濾過槽３１、３５を通った後、濾過槽３１の処理水が処理水路１７ｄには流れずに洗浄排水路１９ｂに排水される。濾過槽３５の処理水は１７ｆには流れずに洗浄排水路２０ｂに排水される。

【0065】

洗浄処理において，制御部３０ａは濾過装置１３の１次側から２次側への流路が、処理水路１７ａ，１７ｂ，吸込管３２，濾過槽３１，回収管３３，処理水路１７ｃ，洗浄排水路１９ｂの順で流れるように、流路を設定する。また、制御部３０ａは、濾過装置１４の１次側から２次側への流路を、処理水路１７ａ，１７ｂ，吸込管３２，濾過槽３１，回収管３３，処理水路１７ｃ，１７ｄ，吸込管３６，濾過槽３５，回収管３７，処理水路１７ｅ，洗浄排水路２０ｂの順に流れるように設定する。

【0066】

試験排水処理は、例えば水質をチェックする目的で、処理水を一部採水する処理である。試験排水処理として、制御部３０ａは、濾過処理の開閉状態から、試験排水路１９ｃ，２０ｃ側の開閉弁Ｓ７、Ｓ１２を開け試験排水路１９ｃ，２０ｃから処理水を採水して試験ドレンＤ３、Ｄ１３にメンテナンスのための処理水を導くことができる。このとき、処理水路１７ｄ、１７ｅの開閉弁Ｓ８、Ｓ１４は閉じていても開いていてもよい。例えば水質に異常が見られる場合には水槽１５に水が流れないように、Ｓ１４、を閉じ、Ｄ３，Ｄ１３から処理水を排水させてメンテナンスを実施する。

【0067】

本実施形態にかかる水処理装置１及び水処理方法によれば、以下のような効果が得られる。すなわち、第１の濾過槽の二次側と、第２の濾過槽の二次側を連通するバイパス菅を設け、第１濾過処理後の第１処理水を、第２の濾過処理後の第２処理水に注入することで、簡単な装置構成にて塩素濃度を調整できる。すなわち、例えば第２濾過装置の二次側にさらに薬液注入装置を設ける場合と比べて、装置構成を単純化でき、設備や二次側の薬液費用や二次側の薬液注入装置のメンテナンス費用を抑えられ、設置スペースを小さくすることができる。また、バイパス管４７の開閉弁の開度を制御することで、塩素濃度を所望の濃度に調整することができる。また、第２の濾過装置が処理する塩素量は、バイパス配管４７に分岐させる分減少するため、濾過材の交換周期を長くしてコストを削減できる。

【0068】

さらに、上記実施形態においては、バイパス配管が、流路切替弁と、吸込管及び回収管の間に接続されるため、流路切替ユニット３８の流路を切替る動作だけで逆洗を実施でき、かつ、バイパス管４７を通って濾過装置の二次側に原水が流出することを防止できる。

【0069】

本発明は上記各実施形態そのままに限定されるものではなく、各部の具体的な構成や処理は適宜変更可能である。

【0070】

例えば、上記各実施形態において、第２濾過装置１４の逆洗処理として、処理水による逆洗処理を行う例を説明したが、これに限られるものではなく、第１処理水（原水）を用いて逆洗処理を行ってもよい。例えば他の実施形態として図１５乃至図２０に示す水処理装置１Ａは、原水を用いて逆洗処理を行う第２濾過装置１４Ａを備える。第２濾過装置１４Ａは、処理水路１７ｄから分岐して三方弁４４のポートＰ１４に至る流路１７ｇを備える。第２濾過装置１４Ａにおける原水となる第１処理水が流路１７ｇから供給される。第２濾過装置１４Ａにおいて、流路１７ｇ、ポートＰ１４，Ｐ１５、Ｐ１２，Ｐ１３と弁Ｓ１０の流路を開け、その他を閉じることで、原水による逆洗処理用の流路を設定できる。すなわち、図１９乃至図２０に示すように、原水となる第１処理水が、ポートＰ１４，Ｐ１５を通って回収管３７から活性炭濾過槽３５に流れ込み、上方の３６ａ、３６を通って三方弁４４のポートＰ１２，Ｐ１３と開閉弁Ｓ１０を経て逆洗排水路２０ａから逆洗ドレンＤ１１に排出される。なお、図１５乃至図１８に示すように、本実施形態にかかる水処理装置１Ａ及び第２濾過装置１４Ａにおける濾過処理は上記水処理装置１及び第２濾過装置１４と同様の手順にて行われる。

【0071】

上記実施形態においては制御部３０ａによって切り替えられる電動の三方弁を示したがこれに限られるものではなく、手動、自動、形状、構造は適宜変更可能である。また、上記実施形態において流路切替ユニット３８が二つの３方弁を備える例を示したが、三方弁４４，４５の機能を一体に備える５方弁１４０を用いる構成としてもよい。他の実施形態として図２１乃至図２５に示す第２濾過装置１４Ｂは、流路切替ユニット３８に手動５方弁４４Ａを備える。図２１は、第２濾過装置１４Ｂの構成を示す正面図であり、図２２及び図２３はそれぞれ第２濾過装置１４Ｂの側面図及び平面図を示す。図２４は第２濾過装置１４Ｂの濾過処理を示す説明図であり、図２５は第２濾過処理装置１４Ｂの逆洗処理を示す説明図である。第２濾過装置１４Ｂにおいて、例えば５方弁１４０、バイパス管４７、活性炭濾過槽３５、の順番に配置される。濾過処理を行う際には、図２６に示すように、第１処理水の一部が第２処理水に流れる。また図２５に示すように、逆洗処理の場合にはバイパス管４７に逆止弁４９が配されていることから、ボール弁４８を閉じなくても、逆洗水がバイパス管４７を逆流する原水リークを防止することができる。

【0072】

本実施形態によれば、電動開閉弁を制御する必要がなく、安価に目的を達成でき、バイパス配管を実装しない構成と同じ動作で課題を解消することが可能となる。

【0073】

上記第１実施形態において、バイパス管４７が流路切替えユニット３８において、逆洗切替え用のバルブである三方弁４４，４５と濾過槽３５との間に配される例を示したが、これに限られるものではない。例えば他の実施形態として図２６に示す水処理装置の濾過装置１４Ｃ、図２７に示す水処理装置の第２濾過装置１４Ｄのように、三方弁４４，４５を備える流路切替ユニット３８の外側に、バイパス管４７を配置してもよい。これらの実施形態において、バイパス管４７の一端は、流路切替ユニット３８の、例えば三方弁４４のポートＰ１１の一次側に配され、バイパス管４７の他端は、三方弁４５のポートＰ１６の二次側に接続される。また、バイパス管４７の流路には、開閉弁としてのボール弁５５、が設けられる。一例として、バイパス管４７は、ナイロンチューブ５１と、ナイロンチューブ５１を接続する複数のチューブカップリング５２と、ブッシング５３と、ボール弁５５を備える。ボール弁５５は制御部３０ａにより開度が調整可能である。制御部３０ａはボール弁５５の開度の調整により塩素の混合比率を調整する濃度調整手段となる。本実施形態において、逆洗時に手動または自動で混合比率調整バルブとしてのボール弁５５を閉じることで、逆洗時に原水が給水先へリークしてしまうことを防止することができる。本実施形態においても、バイパス菅４７によって、第１処理水Ｌ１を第２処理水Ｌ２の流路に注入することで、簡単な構成で、塩素濃度を調整することが可能となる。

【0074】

また、例えば他の実施形態として図２８に示すように、ユーザが手動で開度を調節しやすくするために、開閉弁４８に、開度に対応する目盛り４８ａを表示してもよい。

【0075】

さらに、バイパス流路４７の一次側及び二次側の少なくともいずれかあるいは両方に、塩素濃度を検出する濃度センサを設け、濃度調整前または調整後、あるいはその両方における塩素濃度のデータに基づいて、バイパス流路４７の開閉弁４８の開度をフィードバック制御してもよい。

【0076】

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、各実施形態は適宜組み合わせて実施してもよく、その場合組み合わせた効果が得られる。更に、上記実施形態には種々の発明が含まれており、開示される複数の構成要件から選択された組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、課題が解決でき、効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。

【符号の説明】

【0077】

１…水処理装置、１０…供給源、１１…原水ポンプ、１２…薬液注入装置、１３…第１濾過装置、１４…第２濾過装置、１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ…濾過装置、１５…処理水槽、１６…逆洗ポンプ、１７…処理水路、１７ａ…原水路（処理水路）、１７ｂ…供給路（処理水路）、１７ｄ…第１処理水路（流路）、１７ｅ…処理水路（流路）、１８…逆洗水路、１９、１９Ａ、１９Ｂ…排水路、１９ａ…逆洗排水路、１９ｂ…洗浄排水路、１９ｃ…試験排水路、２０…排水路、２０ａ…逆洗排水路、２０ｂ…洗浄排水路、２０ｃ…試験排水路、２１…薬液槽、２２…注入ポンプ、３０…制御盤、３０ａ…制御部、３１…濾過槽、３２…吸込管、３３…回収管、３３ａ…回収口、３４…流路切替ユニット、３５…濾過槽、３６…吸込管、３７…回収管、３７ａ…回収口、３８…流路切替ユニット、４１～４６…三方弁、４７…バイパス管、４７ａ…バイパス流路、４８…開閉弁、４９…逆止弁、５０…給水ポンプ、５１…ナイロンチューブ、５２…チューブカップリング、５３…ブッシング、５４…逆止弁付ボール弁、５５…ボール弁、Ｄ１…逆洗ドレン、Ｄ２…洗浄ドレン、Ｄ３…試験ドレン、Ｄ１１…逆洗ドレン、Ｄ１２…洗浄ドレン、Ｄ１３…試験ドレン、Ｌ１…第１処理水、Ｌ２…第２処理水、Ｌ３…逆洗水、Ｐ１～Ｐ９、Ｐ１１～Ｐ１９…ポート、Ｓ１～Ｓ１７…開閉弁。

【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】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28】