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(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】
(24)【登録日】2024-07-05
(45)【発行日】2024-07-16
(54)【発明の名称】水処理装置
(51)【国際特許分類】
C02F 1/00 20230101AFI20240708BHJP
B01D 61/08 20060101ALI20240708BHJP
B01D 61/18 20060101ALI20240708BHJP
C02F 1/44 20230101ALI20240708BHJP
【ＦＩ】
C02F1/00 J
B01D61/08
B01D61/18
C02F1/44 A
【請求項の数】
11
(21)【出願番号】P 2018197602
(22)【出願日】2018-10-19
(65)【公開番号】P2020062623
(43)【公開日】2020-04-23
【審査請求日】2021-06-07
【審判番号】
【審判請求日】2023-01-16
(73)【特許権者】
【識別番号】596136316
【氏名又は名称】三菱ケミカルアクア・ソリューションズ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100165179
【弁理士】
【氏名又は名称】田▲崎▼ 聡
(74)【代理人】
【識別番号】100142309
【弁理士】
【氏名又は名称】君塚 哲也
(74)【代理人】
【識別番号】100140774
【弁理士】
【氏名又は名称】大浪 一徳
(72)【発明者】
【氏名】小森谷 友和
(72)【発明者】
【氏名】中原 禎仁
【合議体】
【審判長】原 賢一
【審判官】宮澤 尚之
【審判官】金 公彦
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１１－２２６７５５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０００－１５４９８５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００７－８５６４４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００９－５６３５５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１４－６９１６２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１１－２４４７０５（ＪＰ，Ａ）
【文献】韓国公開実用新案第２０－２０１４－０００５８８６（ＫＲ，Ｕ）
【文献】中国特許出願公開第１０１６３８２７４（ＣＮ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
C02F1/00
F28D17/00-21/00
F25B19/00-30/06
E04B1/00-1/36
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
地下水を処理して飲用化する水処理装置であり、地下水を送液する送液ラインと、地下水を処理する水処理部の１つ以上と、前記送液ラインの少なくとも一部が収容された筐体とを備え、
前記筐体は、作業者が立ち入って作業し得る作業スペースを有さない筐体であり、
前記水処理部として、膜モジュール、ろ過装置、イオン交換装置、ｐＨ調整手段、酸化剤供給手段、及び凝集剤供給手段から選ばれる１つ以上を備え、
前記水処理部の少なくとも１つが前記筐体内に収容され、
前記筐体内の送液ラインを流れる地下水と前記筐体内の気体との熱交換によって前記筐体内を調温し得る、水処理装置。
【請求項2】
前記水処理部のうち、前記膜モジュールと前記イオン交換装置の少なくとも１つが前記筐体内に収容されている、請求項１に記載の水処理装置。
【請求項3】
地下水の状態を計測する計測部の１つ以上をさらに備え、前記計測部の少なくとも１つが前記筐体内に収容された、請求項１または２に記載の水処理装置。
【請求項4】
処理前の地下水を貯留する原水槽をさらに備え、前記原水槽が前記筐体内に収容された、請求項１～３のいずれか一項に記載の水処理装置。
【請求項5】
前記筐体の内容積に対する前記筐体内の収容物の容積率が、６０体積％以上である、請求項１～４のいずれか一項に記載の水処理装置。
【請求項6】
前記筐体が、作業者が前記筐体の外にいる状態で前記筐体内の収容物をメンテナンスするための開閉可能な作業扉またはシャッターを有する、請求項１～５のいずれか一項に記載の水処理装置。
【請求項7】
前記筐体が、その内壁面を覆う断熱材を有する、請求項１～６のいずれか一項に記載の水処理装置。
【請求項8】
前記筐体内に収容された送液ラインには、断熱材が設置されていない、請求項１～７のいずれか一項に記載の水処理装置。
【請求項9】
前記筐体が、屋外に設置されている、請求項１～８のいずれか一項に記載の水処理装置。
【請求項10】
前記筐体が、光を通さない、請求項１～９のいずれか一項に記載の水処理装置。
【請求項11】
前記筐体が前記筐体内の収容物ごと搬送可能とされた、請求項１～１０のいずれか一項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、水処理装置に関する。
【背景技術】
【0002】
地下水を飲用化するためには、地下水をろ過等によって処理する必要がある。地下水を処理する水処理装置としては、逆浸透膜モジュール等の水処理部をコンテナ等の搬送可能な筐体に収容したものが提案されている（特許文献１、２）。
【0003】
水処理部をコンテナに収容した水処理装置の利点としては、下記のことが挙げられる。
・コンテナに収容された水処理装置の一部または全部をコンテナごと搬送可能なため、設置、撤収、交換等が容易である（特許文献１の段落［００３７］、特許文献２の段落［００５０］）。
・コンテナによって紫外線、風雨等が遮られるため、コンテナ内の水処理部の耐候性、耐久性がよい（特許文献１の段落［００３７］、特許文献２の段落［００５２］）。
・コンテナに収容された水処理装置の一部または全部をコンテナごと搬送可能なため、設置、撤収、交換等が容易である（特許文献１の段落［００３７］、特許文献２の段落［００５０］）。
・コンテナによって紫外線、風雨等が遮られるため、コンテナ内の水処理部の耐候性、耐久性がよい（特許文献１の段落［００３７］、特許文献２の段落［００５２］）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開２００２－２７３４２３号公報
【文献】特開２０１３－０８１８９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかし、水処理部をコンテナに収容した水処理装置においては、夏季にはコンテナ内が高温になりやすく、冬季にはコンテナ内が低温になりやすい。コンテナ内の温度が変動すると、地下水の温度も変動し、水処理部において安定して地下水を処理できない。また、夏季には、配管の外壁面で結露し、冬季には、地下水が凍結するおそれがある。そのため、水処理部をコンテナに収容した水処理装置においては、コンテナ内にエアコン等の空調設備が設けられる（特許文献１の段落［００２７］～［００２８］、特許文献２の段落［００３４］）。
さらに、コンテナ内における作業性の向上を図るため、作業スペース（作業者の通路等）を十分に確保できることが求められる（特許文献２の段落［００４８］）。そうすると、当該コンテナには、日本の建築基準法（法令番号、昭和２５年法律第２０１号）が適用されるため、消防設備を設置する必要がある。
さらに、コンテナ内における作業性の向上を図るため、作業スペース（作業者の通路等）を十分に確保できることが求められる（特許文献２の段落［００４８］）。そうすると、当該コンテナには、日本の建築基準法（法令番号、昭和２５年法律第２０１号）が適用されるため、消防設備を設置する必要がある。
【0006】
しかし、コンテナ内に空調設備や消防設備を設けた場合、これら設備のための電力が別途必要となるため、電気代等のランニングコストが上昇するという問題がある。
本発明の一態様は、装置の少なくとも一部が筐体に収容された水処理装置において、筐体内に空調設備を別途設けることなく、または通常より軽微な空調設備を設ける等の通常より安価な手法で、筐体内の温度の変動が抑えられた水処理装置を提供する。
また、本発明の他の態様は、装置の少なくとも一部が筐体に収容された水処理装置において、筐体内に空調設備を別途設けることなく、または通常より軽微な空調設備を設ける等の通常より安価な手法で、筐体内の温度の変動が抑えられるとともに、筐体内に消防設備を別途設ける必要のないコンパクトな水処理装置を提供する。
本発明の一態様は、装置の少なくとも一部が筐体に収容された水処理装置において、筐体内に空調設備を別途設けることなく、または通常より軽微な空調設備を設ける等の通常より安価な手法で、筐体内の温度の変動が抑えられた水処理装置を提供する。
また、本発明の他の態様は、装置の少なくとも一部が筐体に収容された水処理装置において、筐体内に空調設備を別途設けることなく、または通常より軽微な空調設備を設ける等の通常より安価な手法で、筐体内の温度の変動が抑えられるとともに、筐体内に消防設備を別途設ける必要のないコンパクトな水処理装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、地下水の温度が年間を通してほぼ一定であることに利用して筐体内を地下水によって調温することにより、筐体内の温度の変動が年間を通して抑えられることを見出し、本発明を完成した。
【0008】
すなわち、本発明は、下記の態様を有する。
＜１＞地下水を処理する水処理装置であり、地下水を送液する送液ラインと、前記送液ラインの少なくとも一部が収容された筐体とを備え、前記筐体内の送液ラインを流れる地下水と前記筐体内の気体との熱交換によって前記筐体内を調温し得る、水処理装置。
＜２＞地下水を処理する水処理部の１つ以上をさらに備え、前記水処理部の少なくとも１つが前記筐体内に収容された、前記＜１＞の水処理装置。
＜３＞地下水の状態を計測する計測部の１つ以上をさらに備え、前記計測部の少なくとも１つが前記筐体内に収容された、前記＜１＞または＜２＞の水処理装置。
＜４＞処理前の地下水を貯留する原水槽をさらに備え、前記原水槽が前記筐体内に収容された、前記＜１＞～＜３＞のいずれかの水処理装置。
＜５＞前記筐体の内容積に対する前記筐体内の収容物の容積率が、６０体積％以上である、前記＜１＞～＜４＞のいずれかの水処理装置。
＜６＞前記筐体が、作業者が立ち入って作業し得る作業スペースを有さない、前記＜１＞～＜５＞のいずれかの水処理装置。
＜７＞前記筐体が、作業者が前記筐体の外にいる状態で前記筐体内の収容物をメンテナンスするための開閉可能な作業扉またはシャッターを有する、前記＜１＞～＜７＞のいずれかの水処理装置。
＜８＞前記筐体が、その内壁面を覆う断熱材を有する、前記＜１＞～＜７＞のいずれかの水処理装置。
＜９＞前記筐体内に収容された送液ラインには、断熱材が設置されていない、前記＜１＞～＜８＞のいずれかの水処理装置。
＜１０＞前記筐体が、屋外に設置されている、前記＜１＞～＜９＞のいずれかの水処理装置。
＜１１＞前記筐体が、光を通さない、前記＜１＞～＜１０＞のいずれかの水処理装置。
＜１２＞前記筐体が前記筐体内の収容物ごと搬送可能とされた、＜１＞～＜１１＞のいずれかの水処理装置。
＜１＞地下水を処理する水処理装置であり、地下水を送液する送液ラインと、前記送液ラインの少なくとも一部が収容された筐体とを備え、前記筐体内の送液ラインを流れる地下水と前記筐体内の気体との熱交換によって前記筐体内を調温し得る、水処理装置。
＜２＞地下水を処理する水処理部の１つ以上をさらに備え、前記水処理部の少なくとも１つが前記筐体内に収容された、前記＜１＞の水処理装置。
＜３＞地下水の状態を計測する計測部の１つ以上をさらに備え、前記計測部の少なくとも１つが前記筐体内に収容された、前記＜１＞または＜２＞の水処理装置。
＜４＞処理前の地下水を貯留する原水槽をさらに備え、前記原水槽が前記筐体内に収容された、前記＜１＞～＜３＞のいずれかの水処理装置。
＜５＞前記筐体の内容積に対する前記筐体内の収容物の容積率が、６０体積％以上である、前記＜１＞～＜４＞のいずれかの水処理装置。
＜６＞前記筐体が、作業者が立ち入って作業し得る作業スペースを有さない、前記＜１＞～＜５＞のいずれかの水処理装置。
＜７＞前記筐体が、作業者が前記筐体の外にいる状態で前記筐体内の収容物をメンテナンスするための開閉可能な作業扉またはシャッターを有する、前記＜１＞～＜７＞のいずれかの水処理装置。
＜８＞前記筐体が、その内壁面を覆う断熱材を有する、前記＜１＞～＜７＞のいずれかの水処理装置。
＜９＞前記筐体内に収容された送液ラインには、断熱材が設置されていない、前記＜１＞～＜８＞のいずれかの水処理装置。
＜１０＞前記筐体が、屋外に設置されている、前記＜１＞～＜９＞のいずれかの水処理装置。
＜１１＞前記筐体が、光を通さない、前記＜１＞～＜１０＞のいずれかの水処理装置。
＜１２＞前記筐体が前記筐体内の収容物ごと搬送可能とされた、＜１＞～＜１１＞のいずれかの水処理装置。
【発明の効果】
【0009】
本発明の水処理装置によれば、装置の少なくとも一部が筐体に収容された水処理装置において、筐体内に空調設備を別途設けることなく、または通常より軽微な空調設備を設ける等の通常より安価な手法で、筐体内の温度の変動が抑えられる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【発明を実施するための形態】
【0011】
【0012】
＜水処理装置＞
本発明の水処理装置は、地下水を処理する水処理装置であり、地下水を送液する送液ラインを備える。
本発明の水処理装置は、地下水を処理する水処理部の１つ以上をさらに備えることが好ましい。
本発明の水処理装置は、地下水の状態を計測する計測部の１つ以上をさらに備えることが好ましい。
本発明の水処理装置は、処理対象の地下水（原水）を貯留する原水槽をさらに備えることが好ましい。
本発明の水処理装置は、処理後の地下水（処理水）を貯留する受水槽をさらに備えることが好ましい。
本発明の水処理装置は、地下水を処理する水処理装置であり、地下水を送液する送液ラインを備える。
本発明の水処理装置は、地下水を処理する水処理部の１つ以上をさらに備えることが好ましい。
本発明の水処理装置は、地下水の状態を計測する計測部の１つ以上をさらに備えることが好ましい。
本発明の水処理装置は、処理対象の地下水（原水）を貯留する原水槽をさらに備えることが好ましい。
本発明の水処理装置は、処理後の地下水（処理水）を貯留する受水槽をさらに備えることが好ましい。
【0013】
本発明の水処理装置は、送液ラインの少なくとも一部が収容された筐体を備え、筐体内の送液ラインを流れる地下水と筐体内の気体との熱交換によって筐体内を調温し得ることに特徴がある。すなわち、筐体内の送液ラインを熱交換器に見立て、送液ラインを流れる地下水によって筐体内を調温するものである。地下水の温度が年間を通してほぼ一定であることから、送液ラインを流れる地下水によって筐体内を調温することによって、筐体内の温度の変動が年間を通して抑えられる。その結果、本発明の水処理装置においては、送液ライン以外の空調設備が不要となり、空調設備のための電気代等のランニングコストが抑えられる。
【0014】
本発明の水処理装置においては、水処理部の温度の変動が抑えられて水処理部において安定して地下水を処理できる点、および水処理部の耐候性、耐久性がよくなる点から、水処理部の少なくとも１つが筐体内に収容されることが好ましい。
本発明の水処理装置においては、計測部の耐候性、耐久性がよくなる点から、計測部の少なくとも１つが筐体内に収容されることが好ましい。
本発明の水処理装置においては、地下水の温度がより安定する点から、原水槽が筐体内に収容されることが好ましい。
本発明の水処理装置においては、計測部の耐候性、耐久性がよくなる点から、計測部の少なくとも１つが筐体内に収容されることが好ましい。
本発明の水処理装置においては、地下水の温度がより安定する点から、原水槽が筐体内に収容されることが好ましい。
【0015】
筐体の形状は、筐体に収容される収容物に応じて適宜設定すればよく、特に限定されない。筐体の形状は、通常は直方体であるが、段階的に幅や高さが変化する複雑な形状であってもよい。
筐体本体の材質としては、金属、繊維強化プラスチック等が挙げられる。筐体の材質としては、光を通さないものが好ましい。筐体が光を通さなければ、筐体内の気体の温度の上昇が抑えられる。そのため、筐体内を調温しやすくなり、筐体内の温度の変動を抑えやすい。また、筐体が光を通さなければ、収容物の耐候性、耐久性がよくなる。また、筐体が光を通さなければ、地下水における藻等の発生が抑えられる。
筐体本体の材質としては、金属、繊維強化プラスチック等が挙げられる。筐体の材質としては、光を通さないものが好ましい。筐体が光を通さなければ、筐体内の気体の温度の上昇が抑えられる。そのため、筐体内を調温しやすくなり、筐体内の温度の変動を抑えやすい。また、筐体が光を通さなければ、収容物の耐候性、耐久性がよくなる。また、筐体が光を通さなければ、地下水における藻等の発生が抑えられる。
【0016】
筐体としては、筐体本体の内壁面を覆う断熱材を有するものが好ましい。筐体が断熱材を有することによって、筐体内の気体が、筐体外の外気の温度の影響を受けにくくなる。そのため、筐体内を調温しやすくなり、筐体内の温度の変動を抑えやすい。
筐体としては、気密性を有するものが好ましい。筐体が気密性を有することによって、筐体内の気体が、筐体外の外気の影響を受けにくくなる。そのため、筐体内を調温しやすくなり、筐体内の温度の変動を抑えやすい。
筐体としては、気密性を有するものが好ましい。筐体が気密性を有することによって、筐体内の気体が、筐体外の外気の影響を受けにくくなる。そのため、筐体内を調温しやすくなり、筐体内の温度の変動を抑えやすい。
【0017】
筐体の内容積に対する筐体内の収容物の容積率は、６０体積％以上が好ましく、７０体積％以上がより好ましく、８０体積％以上がさらに好ましい。筐体内の収容物の容積率が前記範囲の下限値以上であれば、筐体内の送液ラインを流れる地下水と熱交換される筐体内の気体の量が抑えられる。そのため、筐体内を調温しやすくなり、筐体内の温度の変動を抑えやすい。
筐体内の収容物の容積率は、なるべく１００体積％に近づいた方がよいが、筐体に各種収容物を収容しやすい点から、９５体積％以下が好ましく、９０体積％以下がより好ましい。
本発明における筐体の内容積に対する筐体内の収容物の容積率とは、筐体の水平投影面積と垂直投影高さをかけ合わせて得た値（ｂ）に対する、収容物の水平投影面積と垂直投影高さをかけ合わせて得た値（ａ）の割合のことであり、ａ／ｂ×１００で求める。
筐体内の収容物の容積率は、なるべく１００体積％に近づいた方がよいが、筐体に各種収容物を収容しやすい点から、９５体積％以下が好ましく、９０体積％以下がより好ましい。
本発明における筐体の内容積に対する筐体内の収容物の容積率とは、筐体の水平投影面積と垂直投影高さをかけ合わせて得た値（ｂ）に対する、収容物の水平投影面積と垂直投影高さをかけ合わせて得た値（ａ）の割合のことであり、ａ／ｂ×１００で求める。
【0018】
筐体としては、日本の建築基準法が適用されないようなものとしてつくるため、作業者が立ち入って作業し得る作業スペースを有さないものが好ましい。よって、筐体の周辺の側板の内側面と、収容物との距離は８０ｃｍ以下が好ましく、５０ｃｍ以下がより好ましく、３０ｃｍ以下がさらに好ましい。筐体内に作業スペースがないということは、筐体内に無駄な空間がないということであり、筐体内の送液ラインを流れる地下水と熱交換される筐体内の気体の量が抑えられる。そのため、筐体内を調温しやすくなり、筐体内の温度の変動を抑えやすい。また、日本の建築基準法が適用されないため、筐体内に消防設備を別途設ける必要がない。
【0019】
筐体としては、作業者が筐体の外にいる状態で筐体内の収容物をメンテナンスするための開閉可能な作業扉やシャッターを有するものが好ましい。作業扉やシャッターから筐体内の収容物をメンテナンスできるということは、作業扉やシャッターから収容物に手が届くということ、つまり筐体がコンパクトであるということである。そのため、筐体内の送液ラインを流れる地下水と熱交換される筐体内の気体の量が抑えられ、筐体内を調温しやすくなり、筐体内の温度の変動を抑えやすい。また、作業扉やシャッターから筐体内の収容物をメンテナンスできるということは、作業者が立ち入って作業し得る作業スペースがなく、コンパクトであるということである。そのため、日本の建築基準法が適用されず、筐体内に消防設備を別途設ける必要がない。
【0020】
筐体としては、水処理装置の一部または全部の設置、撤収、交換等が容易である点から、筐体内の収容物ごと搬送可能とされたものが好ましい。
筐体は、水処理装置の一部または全部の設置、撤収、交換等が容易である点から、屋外に設置されていることが好ましい。
筐体は、水処理装置の一部または全部の設置、撤収、交換等が容易である点から、屋外に設置されていることが好ましい。
【0021】
筐体内の収容物となり得るものとしては、送液ライン、水処理部、計測部、原水槽、受水槽、制御部等が挙げられる。原水槽や受水槽から水処理部を遠く設置する場合や、原水槽や受水槽の体積は大きい場合には、原水槽および受水槽のいずれか一方または両方を筐体外に設置してもよい。
【0022】
本発明における送液ラインは、水処理部、原水槽、受水槽等の間を接続する配管やチューブから構成されて、配管の途中に設けられたバルブ、配管の途中に設けられたポンプも包含する。配管の材質としては、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）等のプラスチック、ステンレス鋼、アルミニウム、炭素鋼、合金鋼、銅等の金属等が挙げられる。バルブとしては、手動バルブ、電磁バルブ等が挙げられ、種類としては、ゲートバルブ、チャッキバルブ、バタフライバルブ、グローブバルブ、ボールバルブ、ラムダポートバルブ、ストレーナ等が挙げられる。
【0023】
送液ラインは、原水槽と水処理部とを接続する送液ライン（１）と、各水処理部間を接続する送液ライン（２）と、水処理部と受水槽とを接続する送液ライン（３）とに大きく分けられる。送液ラインが、なるべく全て筐体内に収容されることが好ましいが、現場の状況により、原水槽や受水槽から水処理部を遠く離して設置する場合がある。筐体の体積を大きくならないよう、送液ライン（１）および（３）の一部と送液ライン（２）の全てを筐体内に収容することが現実的である。
具体的に、筐体内に収容された送液ライン（２）の割合は、送液ライン（２）の長さ基準で５０％以上が好ましく、６０％以上がより好ましく、７０％以上がさらに好ましく、８０％以上が特に好ましい。筐体内に収容された送液ライン（１）および（３）の合計の割合は、送液ライン（１）と（３）の合計の長さ基準で５％以上が好ましく、８％以上がより好ましく、１０％以上がさらに好ましく、２０％以上が特に好ましい。筐体内に収容された送液ラインの割合が前記範囲の下限値以上であれば、筐体内の送液ラインを流れる地下水と筐体内の気体との熱交換が十分に行われる。そのため、筐体内を調温しやすくなり、筐体内の温度の変動を抑えやすい。筐体内に収容された送液ラインの割合は高ければ高いほどよい。
具体的に、筐体内に収容された送液ライン（２）の割合は、送液ライン（２）の長さ基準で５０％以上が好ましく、６０％以上がより好ましく、７０％以上がさらに好ましく、８０％以上が特に好ましい。筐体内に収容された送液ライン（１）および（３）の合計の割合は、送液ライン（１）と（３）の合計の長さ基準で５％以上が好ましく、８％以上がより好ましく、１０％以上がさらに好ましく、２０％以上が特に好ましい。筐体内に収容された送液ラインの割合が前記範囲の下限値以上であれば、筐体内の送液ラインを流れる地下水と筐体内の気体との熱交換が十分に行われる。そのため、筐体内を調温しやすくなり、筐体内の温度の変動を抑えやすい。筐体内に収容された送液ラインの割合は高ければ高いほどよい。
【0024】
筐体内に収容された送液ラインには、断熱材が設置されていないことが好ましい。送液ラインを全て露出させることにより、井戸水温で筐体内の温度を十分に調整できる。地下水の温度については、井戸の深さ、地質条件等にも影響されるが、同じ地点の同じ帯水層の地下水の温度は年間を通して安定と言われている。例えば、３０メートルより深い井戸（深井戸）で、井戸水温は１５～２０℃程度であり、水処理装置が運転開始してから数時間以内（外気温度によるが、通常、夏場では５時間以内）に、筐体内の温度に冷却効果が現れはじめる。
【0025】
水処理部としては、保安フィルター等による前処理手段、ＵＦ／ＭＦ膜ろ過モジュール、ＮＦ膜ろ過モジュール、逆浸透膜モジュール、ろ過装置（砂ろ過装置、活性炭ろ過装置）、イオン交換装置、ｐＨ調整手段、酸化剤供給手段、凝集剤供給手段等が挙げられる。イオン交換装置としては、イオン交換樹脂塔等が挙げられる。
【0026】
水処理部は、なるべく全て筐体内に収容されることが好ましい。そうすると、水処理部の温度の変動が抑えられて水処理部において安定して地下水を処理できる。また、水処理部の耐候性、耐久性がよくなる。筐体内に収容された水処理部の割合は高ければ高いほどよく、上限は１００％である。
現場の状況により、複数の水処理部のうち、一部を筐体内に収容し、残りを筐体外に設置してもよい。この場合、特に値段の高い膜モジュールやイオン交換装置を筐体内に収容することが好ましい。
現場の状況により、複数の水処理部のうち、一部を筐体内に収容し、残りを筐体外に設置してもよい。この場合、特に値段の高い膜モジュールやイオン交換装置を筐体内に収容することが好ましい。
【0027】
計測部としては、流量計、ｐＨ計、残留塩素計、水位計、圧力計、濁度計、アンモニア計等が挙げられる。
計測部の耐候性、耐久性がよくなるため、筐体内に収容された計測部の割合は高ければ高いほどよく、上限は１００％である。現場の状況により、複数の計測部のうち、一部を筐体内に収容し、残りを筐体外に設置してもよい。
計測部の耐候性、耐久性がよくなるため、筐体内に収容された計測部の割合は高ければ高いほどよく、上限は１００％である。現場の状況により、複数の計測部のうち、一部を筐体内に収容し、残りを筐体外に設置してもよい。
【0028】
制御部は、送液ラインのバルブやポンプ、計測部等と電気的に接続され、計測部等からの情報に基づいて、バルブの開閉、ポンプの駆動等を制御するものである。
【0029】
以下、本発明の水処理装置の実施形態例について、図面を用いて詳細に説明する。
【0030】
＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の水処理装置の第１の実施形態を示す概略構成図である。
水処理装置１は、水源１００（井戸）から汲み上げられた地下水を貯留する原水槽１０と、地下水をろ過処理する砂ろ過塔１２、活性炭吸着塔１４および分離膜モジュール１６と、地下水を透過水と濃縮水とに分離する逆浸透膜モジュール１８と、逆浸透膜モジュール１８で得られた透過水を貯留する受水槽（図示略）とを備える。
図１は、本発明の水処理装置の第１の実施形態を示す概略構成図である。
水処理装置１は、水源１００（井戸）から汲み上げられた地下水を貯留する原水槽１０と、地下水をろ過処理する砂ろ過塔１２、活性炭吸着塔１４および分離膜モジュール１６と、地下水を透過水と濃縮水とに分離する逆浸透膜モジュール１８と、逆浸透膜モジュール１８で得られた透過水を貯留する受水槽（図示略）とを備える。
【0031】
水処理装置１は、さらに、水源１００から汲み上げられた地下水を原水槽１０に送液する地下水供給ライン２０と、原水槽１０の地下水を砂ろ過塔１２に送液する第１の移送ライン２２と、砂ろ過塔１２を通過した地下水を活性炭吸着塔１４に送液する第２の移送ライン２４と、活性炭吸着塔１４を通過した地下水を分離膜モジュール１６に送液する第３の移送ライン２６と、分離膜モジュール１６を通過した地下水を逆浸透膜モジュール１８に送液する第４の移送ライン２８と、逆浸透膜モジュール１８で得られた透過水を受水槽に送液する透過水移送ライン３０と、逆浸透膜モジュール１８で得られた濃縮水を装置外に送液する濃縮水排出ライン３２と、濃縮水排出ライン３２の途中から分岐し、第４の移送ライン２８の途中に合流することによって濃縮水の一部を第４の移送ライン２８に返送する濃縮水返送ライン３４とを備える。
【0032】
水処理装置１は、さらに、地下水供給ライン２０の始端に設けられた水中ポンプ４０と、第１の移送ライン２２の途中に設けられた送液ポンプ４２と、濃縮水返送ライン３４の途中に設けられた返送ポンプ４４とを備える。
水処理装置１は、さらに、第３の移送ライン２６の途中に設けられた原水流量計５０と、透過水移送ライン３０の途中に設けられた透過水流量計５２と、透過水移送ライン３０の途中に設けられたｐＨ計５４と、透過水移送ライン３０の途中に設けられた残留塩素計５６とを備える。
送液ラインのポンプやバルブ、計測部等は、制御部（図示略）に電気的に接続されている。
水処理装置１は、さらに、第３の移送ライン２６の途中に設けられた原水流量計５０と、透過水移送ライン３０の途中に設けられた透過水流量計５２と、透過水移送ライン３０の途中に設けられたｐＨ計５４と、透過水移送ライン３０の途中に設けられた残留塩素計５６とを備える。
送液ラインのポンプやバルブ、計測部等は、制御部（図示略）に電気的に接続されている。
【0033】
水処理装置１においては、送液ラインとしては、第１の移送ライン２２の一部、第２の移送ライン２４、第３の移送ライン２６、第４の移送ライン２８、透過水移送ライン３０の一部、濃縮水排出ライン３２の一部、および濃縮水返送ライン３４が、筐体６０内に収容されている。
水処理装置１においては、水処理部としては、砂ろ過塔１２、活性炭吸着塔１４、分離膜モジュール１６および逆浸透膜モジュール１８が、筐体６０内に収容されている。
水処理装置１においては、計測部としては、原水流量計５０、透過水流量計５２、ｐＨ計５４および残留塩素計５６が、筐体６０内に収容されている。
水処理装置１においては、原水槽１０は、筐体６０内に収容されていない。
水処理装置１においては、水処理部としては、砂ろ過塔１２、活性炭吸着塔１４、分離膜モジュール１６および逆浸透膜モジュール１８が、筐体６０内に収容されている。
水処理装置１においては、計測部としては、原水流量計５０、透過水流量計５２、ｐＨ計５４および残留塩素計５６が、筐体６０内に収容されている。
水処理装置１においては、原水槽１０は、筐体６０内に収容されていない。
【0034】
砂ろ過塔１２は、原水槽１０から供給された地下水をろ過し、地下水中の異物を除去するものである。
砂ろ過塔１２には、砂が充填されている。砂としては、ろ過砂、ろ過砂利、マンガン砂、二酸化マンガン粒等が挙げられる。
砂ろ過塔１２には、砂が充填されている。砂としては、ろ過砂、ろ過砂利、マンガン砂、二酸化マンガン粒等が挙げられる。
【0035】
活性炭吸着塔１４は、砂ろ過塔１２を通過した地下水をさらにろ過し、砂ろ過塔１２で除去しきれなかった地下水中の有機物を除去するものである。
活性炭吸着塔１４には、活性炭が充填されている。
活性炭吸着塔１４には、活性炭が充填されている。
【0036】
分離膜モジュール１６は、活性炭吸着塔１４を通過した地下水をさらにろ過し、砂ろ過塔１２および活性炭吸着塔１４で除去しきれなかった地下水中の微細な懸濁物質、細菌等を除去するものである。
分離膜モジュール１６は、精密ろ過膜または限外ろ過膜（以下、これらをまとめて「ろ過膜」とも記す。）を備える。ろ過膜の形態としては、中空糸膜、平膜、管状膜、袋状膜等が挙げられる。ろ過膜の材質としては、有機材料（セルロース、ポリオレフィン、ポリスルフォン、ポリビニルアルコール、ポリメチルメタクリレート、ポリフッ化ビニリデン、ポリ４フッ化エチレン等）、金属（ステンレス鋼等）、無機材料（セラミックス等）が挙げられる。
分離膜モジュール１６は、精密ろ過膜または限外ろ過膜（以下、これらをまとめて「ろ過膜」とも記す。）を備える。ろ過膜の形態としては、中空糸膜、平膜、管状膜、袋状膜等が挙げられる。ろ過膜の材質としては、有機材料（セルロース、ポリオレフィン、ポリスルフォン、ポリビニルアルコール、ポリメチルメタクリレート、ポリフッ化ビニリデン、ポリ４フッ化エチレン等）、金属（ステンレス鋼等）、無機材料（セラミックス等）が挙げられる。
【0037】
逆浸透膜モジュール１８は、導入された地下水を、逆浸透膜を透過した透過水と逆浸透膜を透過しない濃縮水とに分離するものである。
逆浸透膜モジュール１８は、逆浸透膜を備える。逆浸透膜の形態としては、スパイラル膜、中空糸膜、管状膜、平膜等が挙げられる。逆浸透膜の材質としては、ポリアミド、ポリスルフォン、酢酸セルロース、ポリアクリロニトリル等が挙げられる。
逆浸透膜モジュール１８としては、例えば、スパイラル型逆浸透膜エレメントの１個以上を、ベッセル等の耐圧容器に収納したものが挙げられる。スパイラル型逆浸透膜エレメントとしては、例えば、集水管のまわりに逆浸透膜を巻き回したものを円筒状のケーシングに収納し、ケーシングの両端面にテレスコープ防止部材を取り付けたものが挙げられる。
逆浸透膜モジュール１８は、逆浸透膜を備える。逆浸透膜の形態としては、スパイラル膜、中空糸膜、管状膜、平膜等が挙げられる。逆浸透膜の材質としては、ポリアミド、ポリスルフォン、酢酸セルロース、ポリアクリロニトリル等が挙げられる。
逆浸透膜モジュール１８としては、例えば、スパイラル型逆浸透膜エレメントの１個以上を、ベッセル等の耐圧容器に収納したものが挙げられる。スパイラル型逆浸透膜エレメントとしては、例えば、集水管のまわりに逆浸透膜を巻き回したものを円筒状のケーシングに収納し、ケーシングの両端面にテレスコープ防止部材を取り付けたものが挙げられる。
【0038】
筐体６０は、直方体形状のものであり、直方体の辺を構成する金属製の枠体と、枠体に取り付けられた直方体の面を構成する金属製の壁材と、壁材の内壁面を覆う断熱材とを備える。筐体６０は、遮光性および気密性を有する。
筐体６０は、作業者が立ち入って作業し得る作業スペースを有さない。筐体６０の壁材の一部には、作業者が筐体の外にいる状態で筐体内の収容物をメンテナンスするための開閉可能な作業扉が設けられる。
筐体６０は、筐体６０内の収容物ごと搬送可能とされている。筐体６０は、屋外に設置されている。
筐体６０は、作業者が立ち入って作業し得る作業スペースを有さない。筐体６０の壁材の一部には、作業者が筐体の外にいる状態で筐体内の収容物をメンテナンスするための開閉可能な作業扉が設けられる。
筐体６０は、筐体６０内の収容物ごと搬送可能とされている。筐体６０は、屋外に設置されている。
【0039】
制御部は、インターフェイス部（図示略）、記憶部（図示略）、処理部（図示略）等を備える。
インターフェイス部は、ポンプ、バルブ、計測部等と処理部との間を電気的に接続するものである。
記憶部は、水処理装置１の運転条件等を記憶するものである。
処理部は、計測部からの情報に応じて、ポンプの稼働または停止、バルブの開閉、バルブの開度の調整等を行うものである。
インターフェイス部は、ポンプ、バルブ、計測部等と処理部との間を電気的に接続するものである。
記憶部は、水処理装置１の運転条件等を記憶するものである。
処理部は、計測部からの情報に応じて、ポンプの稼働または停止、バルブの開閉、バルブの開度の調整等を行うものである。
【0040】
処理部は、専用のハードウエアによって実現されるものであってもよく、メモリおよび中央演算装置（ＣＰＵ）によって構成され、処理部の機能を実現するためのプログラムをメモリにロードして実行することによってその機能を実現させるものであってもよい。
制御部には、周辺機器として、入力装置、表示装置等が接続されていてもよい。入力装置としては、ディスプレイタッチパネル、スイッチパネル、キーボード等の入力デバイスが挙げられ、表示装置としては、液晶表示装置、ＣＲＴ等が挙げられる。
制御部には、周辺機器として、入力装置、表示装置等が接続されていてもよい。入力装置としては、ディスプレイタッチパネル、スイッチパネル、キーボード等の入力デバイスが挙げられ、表示装置としては、液晶表示装置、ＣＲＴ等が挙げられる。
【0041】
水処理装置１を用いた水処理方法について説明する。
水中ポンプ４０を駆動させることによって、水源１００から汲み上げられた地下水が、地下水供給ライン２０を通って原水槽１０に送液される。
水中ポンプ４０を駆動させることによって、水源１００から汲み上げられた地下水が、地下水供給ライン２０を通って原水槽１０に送液される。
【0042】
送液ポンプ４２を駆動させることによって、原水槽１０の地下水が、第１の移送ライン２２を通って砂ろ過塔１２に送液される。
砂ろ過塔１２を通過し、地下水中の異物が除去された地下水は、第２の移送ライン２４を通って活性炭吸着塔１４に送液される。
活性炭吸着塔１４を通過し、地下水中の有機物が除去された地下水は、第３の移送ライン２６を通って分離膜モジュール１６に送液される。
分離膜モジュール１６を通過し、地下水中の微細な懸濁物質、細菌等が除去された地下水は、第４の移送ライン２８を通って逆浸透膜モジュール１８に送液される。
砂ろ過塔１２を通過し、地下水中の異物が除去された地下水は、第２の移送ライン２４を通って活性炭吸着塔１４に送液される。
活性炭吸着塔１４を通過し、地下水中の有機物が除去された地下水は、第３の移送ライン２６を通って分離膜モジュール１６に送液される。
分離膜モジュール１６を通過し、地下水中の微細な懸濁物質、細菌等が除去された地下水は、第４の移送ライン２８を通って逆浸透膜モジュール１８に送液される。
【0043】
逆浸透膜モジュール１８に導入された原水は、逆浸透膜を透過した透過水と逆浸透膜を透過しない濃縮水とに分離される。
逆浸透膜モジュール１８で得られた透過水は、透過水移送ライン３０を通って受水槽（図示略）に送液される。
逆浸透膜モジュール１８で得られた濃縮水は、濃縮水排出ライン３２を通って装置外に送液される。
逆浸透膜モジュール１８で得られた透過水は、透過水移送ライン３０を通って受水槽（図示略）に送液される。
逆浸透膜モジュール１８で得られた濃縮水は、濃縮水排出ライン３２を通って装置外に送液される。
【0044】
逆浸透膜モジュール１８で得られた濃縮水の一部は、返送ポンプ４４を駆動させることによって、濃縮水排出ライン３２の途中から分岐した濃縮水返送ライン３４を通って第４の移送ライン２８に返送される。このようにして濃縮水の一部は、濃縮水排出ライン３２の一部、濃縮水返送ライン３４および第４の移送ライン２８の一部を通って循環される。
【0045】
以上説明した水処理装置１にあっては、送液ラインの一部が筐体６０内に収容されているため、筐体６０内の送液ラインを流れる地下水と筐体６０内の気体との熱交換によって筐体６０内を調温できる。送液ラインを流れる地下水によって筐体６０内を調温することによって、筐体６０内に空調設備を別途設けない場合や、あるいは通常より軽微な空調設備を設ける場合など、通常より安価な手法で、筐体６０内の温度の変動が年間を通して抑えられる。
また、水処理装置１にあっては、水処理部が筐体６０内に収容されているため、水処理部の温度の変動が抑えられて水処理部において安定して地下水を処理できる。また、筐体６０によって紫外線、風雨等が遮られるため、水処理部の耐候性、耐久性がよくなる。
また、水処理装置１にあっては、計測部が筐体６０内に収容されているため、筐体６０によって紫外線、風雨等が遮られる。そのため、計測部の耐候性、耐久性がよくなる。
また、水処理装置１にあっては、筐体６０が、作業者が立ち入って作業し得る作業スペースを有さず、筐体６０の壁材の一部に作業者が筐体の外にいる状態で筐体内の収容物をメンテナンスするための開閉可能な作業扉が設けられているため、筐体内に消防設備を別途設ける必要がなく、コンパクトである。
また、水処理装置１にあっては、水処理部が筐体６０内に収容されているため、水処理部の温度の変動が抑えられて水処理部において安定して地下水を処理できる。また、筐体６０によって紫外線、風雨等が遮られるため、水処理部の耐候性、耐久性がよくなる。
また、水処理装置１にあっては、計測部が筐体６０内に収容されているため、筐体６０によって紫外線、風雨等が遮られる。そのため、計測部の耐候性、耐久性がよくなる。
また、水処理装置１にあっては、筐体６０が、作業者が立ち入って作業し得る作業スペースを有さず、筐体６０の壁材の一部に作業者が筐体の外にいる状態で筐体内の収容物をメンテナンスするための開閉可能な作業扉が設けられているため、筐体内に消防設備を別途設ける必要がなく、コンパクトである。
【0046】
＜第２の実施形態＞
図２は、本発明の水処理装置の第２の実施形態を示す概略構成図である。
第２の実施形態は、第１の実施形態においては筐体６０の外に設けられた原水槽１０を、筐体６０内に収容した実施形態である。
以下、第１の実施形態と同じ構成のものについては、同じ符号を付して詳しい説明を省略する。
図２は、本発明の水処理装置の第２の実施形態を示す概略構成図である。
第２の実施形態は、第１の実施形態においては筐体６０の外に設けられた原水槽１０を、筐体６０内に収容した実施形態である。
以下、第１の実施形態と同じ構成のものについては、同じ符号を付して詳しい説明を省略する。
【0047】
水処理装置２においては、送液ラインとしては、地下水供給ライン２０の一部、第１の移送ライン２２、第２の移送ライン２４、第３の移送ライン２６、第４の移送ライン２８、透過水移送ライン３０の一部、濃縮水排出ライン３２の一部、および濃縮水返送ライン３４が、筐体６０内に収容されている。
水処理装置２においては、水処理部としては、砂ろ過塔１２、活性炭吸着塔１４、分離膜モジュール１６および逆浸透膜モジュール１８が、筐体６０内に収容されている。
水処理装置２においては、計測部としては、原水流量計５０、透過水流量計５２、ｐＨ計５４および残留塩素計５６が、筐体６０内に収容されている。
水処理装置２においては、原水槽１０が、筐体６０内に収容されている。
水処理装置２においては、水処理部としては、砂ろ過塔１２、活性炭吸着塔１４、分離膜モジュール１６および逆浸透膜モジュール１８が、筐体６０内に収容されている。
水処理装置２においては、計測部としては、原水流量計５０、透過水流量計５２、ｐＨ計５４および残留塩素計５６が、筐体６０内に収容されている。
水処理装置２においては、原水槽１０が、筐体６０内に収容されている。
【0048】
以上説明した水処理装置２にあっては、送液ラインの一部が筐体６０内に収容されているため、第１の実施形態と同様に、筐体６０内に空調設備を別途設けることなく、または通常より軽微な空調設備を設ける等の通常より安価な手法で、筐体６０内の温度の変動が年間を通して抑えられる。
また、水処理装置２にあっては、水処理部が筐体６０内に収容されているため、第１の実施形態と同様に、水処理部の温度の変動が抑えられて水処理部において安定して地下水を処理できる。また、水処理部の耐候性、耐久性がよくなる。
また、水処理装置２にあっては、計測部が筐体６０内に収容されているため、第１の実施形態と同様に、計測部の耐候性、耐久性がよくなる。
また、水処理装置２にあっては、原水槽１０が筐体６０内に収容されているため、地下水の温度がより安定する。そのため、筐体６０内の温度の変動がさらに抑えられる。
また、水処理装置２にあっては、筐体６０が、作業者が立ち入って作業し得る作業スペースを有さず、筐体６０の壁材の一部に作業者が筐体の外にいる状態で筐体内の収容物をメンテナンスするための開閉可能な作業扉が設けられているため、筐体内に消防設備を別途設ける必要がなく、コンパクトである。
また、水処理装置２にあっては、水処理部が筐体６０内に収容されているため、第１の実施形態と同様に、水処理部の温度の変動が抑えられて水処理部において安定して地下水を処理できる。また、水処理部の耐候性、耐久性がよくなる。
また、水処理装置２にあっては、計測部が筐体６０内に収容されているため、第１の実施形態と同様に、計測部の耐候性、耐久性がよくなる。
また、水処理装置２にあっては、原水槽１０が筐体６０内に収容されているため、地下水の温度がより安定する。そのため、筐体６０内の温度の変動がさらに抑えられる。
また、水処理装置２にあっては、筐体６０が、作業者が立ち入って作業し得る作業スペースを有さず、筐体６０の壁材の一部に作業者が筐体の外にいる状態で筐体内の収容物をメンテナンスするための開閉可能な作業扉が設けられているため、筐体内に消防設備を別途設ける必要がなく、コンパクトである。
【0049】
＜他の実施形態＞
本発明の水処理装置は、地下水を処理する水処理装置であり、地下水を送液する送液ラインと、送液ラインの少なくとも一部が収容された筐体とを備え、筐体内の送液ラインを流れる地下水と筐体内の気体との熱交換によって筐体内を調温し得るものであればよく、図示例の第１～第２の実施形態に限定されない。
例えば、地下水の水質に応じて、水処理部である、砂ろ過塔１２、活性炭吸着塔１４、分離膜モジュール１６および逆浸透膜モジュール１８の１つ以上を省略してもよい。
また、地下水の水質に応じて、水処理部として、イオン交換装置、ｐＨ調整手段、酸化剤供給手段、凝集剤供給手段等を追加してもよい。
また、筐体６０を２つ以上に分割し、それぞれの筐体に収容物を、送液ラインで接続された状態で分割して収容してもよい。
また、水処理部の一部を筐体６０の外に設けてもよく、計測部の一部を筐体６０の外に設けてもよい。
本発明の水処理装置は、地下水を処理する水処理装置であり、地下水を送液する送液ラインと、送液ラインの少なくとも一部が収容された筐体とを備え、筐体内の送液ラインを流れる地下水と筐体内の気体との熱交換によって筐体内を調温し得るものであればよく、図示例の第１～第２の実施形態に限定されない。
例えば、地下水の水質に応じて、水処理部である、砂ろ過塔１２、活性炭吸着塔１４、分離膜モジュール１６および逆浸透膜モジュール１８の１つ以上を省略してもよい。
また、地下水の水質に応じて、水処理部として、イオン交換装置、ｐＨ調整手段、酸化剤供給手段、凝集剤供給手段等を追加してもよい。
また、筐体６０を２つ以上に分割し、それぞれの筐体に収容物を、送液ラインで接続された状態で分割して収容してもよい。
また、水処理部の一部を筐体６０の外に設けてもよく、計測部の一部を筐体６０の外に設けてもよい。
【産業上の利用可能性】
【0050】
本発明の水処理装置は、井戸等から汲み上げた地下水を処理して飲用化する水処理装置として有用である。
【符号の説明】
【0051】
１ 水処理装置、
２ 水処理装置、
１０ 原水槽、
１２ 砂ろ過塔、
１４ 活性炭吸着塔、
１６ 分離膜モジュール、
１８ 逆浸透膜モジュール、
２０ 地下水供給ライン、
２２ 第１の移送ライン、
２４ 第２の移送ライン、
２６ 第３の移送ライン、
２８ 第４の移送ライン、
３０ 透過水移送ライン、
３２ 濃縮水排出ライン、
３４ 濃縮水返送ライン、
４０ 水中ポンプ、
４２ 送液ポンプ、
４４ 返送ポンプ、
５０ 原水流量計、
５２ 透過水流量計、
５４ ｐＨ計、
５６ 残留塩素計、
６０ 筐体、
１００ 水源。
２ 水処理装置、
１０ 原水槽、
１２ 砂ろ過塔、
１４ 活性炭吸着塔、
１６ 分離膜モジュール、
１８ 逆浸透膜モジュール、
２０ 地下水供給ライン、
２２ 第１の移送ライン、
２４ 第２の移送ライン、
２６ 第３の移送ライン、
２８ 第４の移送ライン、
３０ 透過水移送ライン、
３２ 濃縮水排出ライン、
３４ 濃縮水返送ライン、
４０ 水中ポンプ、
４２ 送液ポンプ、
４４ 返送ポンプ、
５０ 原水流量計、
５２ 透過水流量計、
５４ ｐＨ計、
５６ 残留塩素計、
６０ 筐体、
１００ 水源。
【図1】
【図2】