特許 7596807 水処理システム

(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】2024-12-02

(45)【発行日】2024-12-10

(54)【発明の名称】水処理システム

(51)【国際特許分類】

   G06Q 50/06 20240101AFI20241203BHJP

   C02F 1/00 20230101ALI20241203BHJP

   C02F 1/44 20230101ALI20241203BHJP

   C02F 1/42 20230101ALI20241203BHJP

   C02F 1/469 20230101ALI20241203BHJP

   C02F 1/20 20230101ALI20241203BHJP

   C02F 1/24 20230101ALI20241203BHJP

   C02F 1/32 20230101ALI20241203BHJP

   C02F 1/78 20230101ALI20241203BHJP

【ＦＩ】

G06Q50/06

C02F1/00 S

C02F1/00 L

C02F1/44 A

C02F1/42 A

C02F1/469

C02F1/20 A

C02F1/20 B

C02F1/24 A

C02F1/32

C02F1/78

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2021005872

(22)【出願日】2021-01-18

(65)【公開番号】P2022110454

(43)【公開日】2022-07-29

【審査請求日】2023-12-27

(73)【特許権者】

【識別番号】000001063

【氏名又は名称】栗田工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100086911

【弁理士】

【氏名又は名称】重野 剛

(74)【代理人】

【識別番号】100144967

【弁理士】

【氏名又は名称】重野 隆之

(72)【発明者】

【氏名】野村 祐樹

(72)【発明者】

【氏名】亀田 英邦

【審査官】塩屋 雅弘

(56)【参考文献】

【文献】特開２００６－２８１１５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－１４４３０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－２３９１３４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０６Ｑ １０／００－９９／００

Ｃ０２Ｆ １／００

Ｃ０２Ｆ １／４４

Ｃ０２Ｆ １／４２

Ｃ０２Ｆ １／４６９

Ｃ０２Ｆ １／２０

Ｃ０２Ｆ １／２４

Ｃ０２Ｆ １／３２

Ｃ０２Ｆ １／７８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

原水を水処理して複数の需要先へ処理水を供給する水処理システムにおいて、
複数の並列に配置された、水処理装置又は弁を有するユニットと、
複数の各ユニットのそれぞれに接続された原水供給配管及び流出配管と、
各流出配管からの流出水を合流させて需要先へ送水する処理水供給配管と
を備え、
該ユニットの少なくとも一つは水処理装置であり、
前記需要先の処理水要求水質に応じて各ユニットへの原水供給量及び／又は各ユニットからの流出量を制御する制御装置を備えた水処理システムであって、
前記需要先毎にそれぞれ受水槽が設けられており、各受水槽に水位計が設けられており、該水位計の検出水位が規定の下限水位まで低下すると給水要求信号が発信されるよう構成されており、
前記給水要求信号の発信により、前記水処理ユニット又は弁が作動して前記受水槽の要求水質の処理水を製造して当該受水槽に給水し、
前記受水槽へ給水している間に他の受水槽から給水要求信号が発信されたときには、前記受水槽への給水完了後に他の受水槽への給水を行うことを特徴とする水処理システム。

【請求項2】

並列に設置された前記ユニットの少なくとも一つが、前記原水を処理せずに流通させる配管と、該配管に設けられた前記弁とで構成されていることを特徴とする請求項1の水処理システム。

【請求項3】

複数の前記需要先のそれぞれに合流後の処理水が供給されるように合流後の処理水配管が分岐して設けられており、処理水要求信号を発した需要先に、該需要先の要求水質の処理水を供給するように、前記制御装置による制御が行われることを特徴とする請求項1又は２の水処理システム。

【請求項4】

原水を水処理して複数の需要先へ処理水を供給する水処理システムにおいて、
複数の並列に配置された、水処理装置又は弁を有するユニットと、
複数の各ユニットのそれぞれに接続された原水供給配管及び流出配管と、
各流出配管からの流出水を合流させて需要先へ送水する処理水供給配管と
を備え、
該ユニットの少なくとも一つは水処理装置であり、
前記需要先の処理水使用量に応じて各ユニットへの原水供給量及び／又は各ユニットからの流出量を制御する制御装置を備えた水処理システムであって、
前記需要先毎にそれぞれ受水槽が設けられており、各受水槽に水位計が設けられており、該水位計の検出水位が規定の下限水位まで低下すると給水要求信号が発信されるよう構成されており、
前記給水要求信号の発信により、前記水処理ユニット又は弁が作動して前記受水槽の要求水質の処理水を製造して当該受水槽に給水し、
前記受水槽へ給水している間に他の受水槽から給水要求信号が発信されたときには、前記受水槽への給水完了後に他の受水槽への給水を行うことを特徴とする水処理システム。

【請求項5】

並列に設置された前記ユニットの少なくとも一つが、前記原水を処理せずに流通させる配管と、該配管に設けられた前記弁とで構成されていることを特徴とする請求項４の水処理システム。

【請求項6】

複数の前記需要先のそれぞれに合流後の処理水が供給されるように合流後の処理水配管が分岐して設けられており、給水要求信号を発した需要先に処理水を供給するように、前記制御装置による制御が行われることを特徴とする請求項４又は５の水処理システム。

【請求項7】

前記制御装置に対し、需要先、前記合流後の配管、又は需要先毎に設けられた受水槽から給水要求信号が発信され、この信号に基づいて前記制御装置による制御が行われることを特徴とする請求項1～６のいずれかの水処理システム。

【請求項8】

前記並列に設置された水処理装置の少なくとも２つが、各々の処理水質又は処理水量が異なることを特徴とする請求項1～７のいずれかの水処理システム。

【請求項9】

前記需要先毎にそれぞれ給水弁が設けられており、給水要求を出した需要先の給水弁が開弁されることを特徴とする請求項1～８のいずれかの水処理システム。

【請求項10】

合流した処理水を前記ユニットの上流側へ返送するラインを備えたことを特徴とする請求項1～９のいずれかの水処理システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は水処理システムに係り、特に並列に設置された複数のユニットを備え、各ユニットにそれぞれ原水が供給可能とされている水処理システムに関する。

【背景技術】

【0002】

複数の水処理ユニットを並列に設置し、各水処理ユニットに原水を供給し、各水処理ユニットの処理水を合流させて需要箇所に送水するよう構成された水処理システムの一例として、特許文献１に記載のものがある。

【0003】

特許文献１では、逆浸透膜装置（ＲＯ装置）と軟水器とが並列に設置されており、原水が各々に供給される。ＲＯ装置の透過水と軟水器の処理水とが給水タンクに導入され、該給水タンク内の水がボイラに供給される。特許文献１の一態様では、ボイラの必要給水量がＲＯ装置の最大処理水量よりも少ない場合には原水をＲＯ装置にのみ供給する。また、ボイラの必要給水量がＲＯ装置の最大処理水量よりも多い場合には、原水をＲＯ装置と軟水器との双方に供給し、ＲＯ透過水と軟水器処理水とをボイラ給水として供給する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１７－７４５５０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１などに記載されているように、水需要箇所の要求水質などに応じて、水処理システムの稼働状況を変更したり、別途の装置で処理させたりすることは普通に行われている。しかし、並列に配置した複数の水処理機器を水需要箇所からの信号に基づいて制御することは行われていない。

【0006】

また、工水や市水を利用する設備に対して、排水回収装置処理水（純水）を給水すると、機器内の構成部品（銅、鉄部品）が腐食し、故障するリスクが高まる。

【0007】

また、水需要箇所に必要な水量の処理水が供給されないと、工場などで生産工程自体が停止してしまうおそれがある。

【0008】

本発明は、水処理システムの処理水を最適な設定水質や水量に調整し、設備の安定的な運転状態を維持することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

第１発明の水処理システムは、原水を水処理して需要先へ処理水を供給する水処理システムにおいて、複数の並列に配置された、水処理装置又は弁を有するユニットと、複数の各ユニットのそれぞれに接続された原水供給配管及び流出配管と、各流出配管からの流出水を合流させて需要先へ送水する処理水供給配管とを備え、該ユニットの少なくとも一つは水処理装置であり、前記需要先の処理水要求水質に応じて各ユニットへの原水供給量及び／又は各ユニットからの流出量を制御する制御装置を備えたことを特徴とする。

【0010】

第１発明の一態様では、並列に設置された前記ユニットの少なくとも一つが、前記原水を処理せずに流通させる配管と、該配管に設けられた前記弁とで構成されている。

【0011】

第１発明の一態様では、前記需要先が複数あり、それぞれに合流後の処理水が供給されるように合流後の処理水配管が分岐して設けられており、処理水要求信号を発した需要先に、該需要先の要求水質の処理水を供給するように、前記制御装置の制御が行われる。

【0012】

第２発明の水処理システムは、原水を水処理して需要先へ処理水を供給する水処理システムにおいて、複数の並列に配置された、水処理装置又は弁を有するユニットと、複数の各ユニットのそれぞれに接続された原水供給配管及び流出配管と、各流出配管からの流出水を合流させて需要先へ送水する処理水供給配管とを備え、該ユニットの少なくとも一つは水処理装置であり、前記需要先の処理水使用量に応じて各ユニットへの原水供給量及び／又は各ユニットからの流出量を制御する制御装置を備えたことを特徴とする。

【0013】

第２発明の一態様では、並列に設置された前記ユニットの少なくとも一つが、前記原水を処理せずに流通させる配管と、該配管に設けられた前記弁とで構成されている。

【0014】

第２発明の一態様では、前記需要先が複数あり、それぞれに合流後の処理水が供給されるように合流後の処理水配管が分岐して設けられており、給水要求信号を発した需要先に処理水を供給するように、前記制御装置の制御が行われる。

【0015】

第１及び第２発明の一態様では、前記制御装置に対し、需要先、前記合流後の配管、又は需要先毎に設けられた受水槽から給水要求信号が発信され、この信号に基づいて前記制御装置による制御が行われる。

【0016】

第１及び第２発明の一態様では、前記並列に設置された水処理装置の少なくとも２つが、各々の処理水質又は処理水量が異なる。

【0017】

第１及び第２発明の一態様では、前記需要先毎にそれぞれ受水槽が設けられており、各受水槽に水位計が設けられており、該水位計の検出水位が規定の下限水位まで低下すると給水要求信号が発信されるよう構成されている。

【0018】

第１及び第２発明の一態様では、前記需要先毎にそれぞれ給水弁が設けられており、給水要求を出した需要先の給水弁が開弁される。

【0019】

第１及び第２発明の一態様では、合流した処理水を前記ユニットの上流側へ返送するラインを備える。

【発明の効果】

【0020】

本発明の水処理システムによると、必要な水質又は水量の処理水を水需要箇所に安定して供給できる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】実施の形態に係る水処理システムのフロー図である。

【図2】実施の形態に係る水処理システムのフロー図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、図面を参照して実施の形態について説明する。
図１は第１の実施の形態に係る水処理システムのフロー図である。排水は排水回収槽１に導入される。排水回収槽１内の排水は、ポンプ２及びポンプ２の吐出側に連なる分岐配管３，４，６を介して水処理ユニット７，８及び流量制御弁１０に送水可能とされている。流量制御弁１０の代わりに水処理ユニットが設置されてもよい。なお、この実施の形態では回収された排水を原水としているが、原水は河川水、地下水、水道水、工業用水、生物処理水など排水に限定されない。

【0023】

水処理ユニットとしては、膜(ＲＯ膜、ＵＦ膜、ＭＦ膜、脱炭酸膜など)処理装置（水質：工水～純水レベル・必要水量：小～大）、イオン交換樹脂装置（水質：工水～純水レベル・必要水量：小～大）、電気脱イオン装置（水質：工水～純水レベル・必要水量：小～大）、凝集沈殿装置（水質：工水～市水レベル・必要水量：小～大）、（凝集）加圧浮上装置（水質：工水～市水レベル・必要水量：小～大）、圧力/重力ろ過装置（水質：工水～市水レベル・必要水量：小～大）、加温/冷却器装置（水質：工水～純水レベル・必要水量：小～大）、脱炭酸/脱気装置（水質：純水レベル・必要水量：小～大）、（生物）活性炭ろ過装置（水質：工水～市水レベル・必要水量：小～大）、触媒樹脂装置（水質：工水～純水レベル・必要水量：小～大）、UV殺菌/酸化装置（水質：工水～純水レベル・必要水量：小～大）、オゾン酸化処理装置（水質：工水～純水レベル・必要水量：小～大）、生物式接触酸化処理装置（水質：工水～市水レベル・必要水量：小～大）、アンモニアストリッピング装置（水質：工水～市水レベル・必要水量：小～大）などのいずれでも良い。

【0024】

並列設置された水処理ユニットは、同種の装置であってもよく、異種の装置であってもよい。同種の装置の場合、処理容量が異なっていてもよく、同じでもよい。また、この例では、２つの水処理ユニット７，８が並列配置されているが、３つ以上並列配置されても良い。

【0025】

水処理ユニット７，８及び流量制御弁１０の流出水（水処理ユニット７，８がＲＯ装置などの膜処理装置である場合は、透過水）は、それぞれ配管１１，１２，１４及び該配管１１，１２，１４が合流した合流配管１５を介して処理水槽１６に導入可能とされている。なお、合流配管１５に対し、次亜塩素酸ナトリウムなどの薬液を添加する添加装置を設置してもよい。

【0026】

処理水槽１６内の処理水は、ポンプ１７、配管１８及び分岐配管１９，２０，２１及び給水弁２３，２４，２５を介して受水槽３１，３２，３３に導入可能とされている。

【0027】

受水槽３１内の水は、ポンプ３４及び配管３５を介して排ガス浄化用スクラバー３６のピット３７に供給可能とされている。ピット３７内の水は、ポンプ３８及び配管３９を介して散水ノズル４０に供給される。

【0028】

散水ノズル４０から散水された水がスクラバー３６内を上昇する排ガスと接触し、排ガスの浄化処理（微粒子の捕捉、水可溶性成分の吸収など）が行われ、浄化ガスがスクラバー３６の塔頂部から流出する。ポンプ３４はピット３７の水位センサ（図示略）検出水位が所定範囲となるように作動が制御される。

【0029】

この受水槽３１内の水（スクラバー給水）に要求される水質は、純水レベル（導電率０．０５～１ｍＳ／ｍ程度）である。

【0030】

受水槽３２は雑用水用の水槽である。受水槽３２内の水は、ポンプ４１及び配管４２を介してトイレ等の水需要箇所に送水され、余剰水は配管４３を介して受水槽３２に返送される。また、受水槽３２内の水は、ポンプ４４及び配管４５を介して消防用水槽へ送水可能とされている。

【0031】

この受水槽３２内の水（雑用水）に要求される水質は、市水レベル（導電率１０～２０ｍＳ／ｍ程度）である。

【0032】

受水槽３３は高位置に設置された高架水槽であり、受水槽３３内の水は水頭圧によって配管４７を介してクーリングタワー４８の給水弁４９に送水可能とされている。ただし、ポンプによる送水方式とされてもよい。給水弁４９は、ボールタップであってもよく、水位センサ（図示略）によって検知されるクーリングタワー４８の底部のピット内の水位が所定範囲となるように開閉制御されるものであってもよい。クーリングタワー４８は複数設置されていてもよい。

【0033】

この受水槽３３内の水（クーリングタワー補給水）に要求される水質は、工水レベル（導電率１０～３０ｍＳ／ｍ程度）ないし純水レベル（導電率０．０５～１ｍＳ／ｍ程度）である。

【0034】

この水処理システムでは、計装系として、配管１５に設けられた水質計（ごの実施の形態では、導電率計ＥＣ。ただし、水温計、濁度計、ｐＨ計、ＴＯＣ計、シリカ計、微粒子計、ＤＯ計、ＯＲＰ計、ＣＯＤ計、残留塩素計、フッ素計、ホウ素計、硫酸濃度計、窒素計、リン計、アンモニア計などの１又は２以上であってもよい。）と、各受水槽３１～３３に設けられた水位計ＷＬとを備えており、それらの検出信号が制御器５１に入力される。制御器５１は、入力信号に基づいてポンプ２、水処理ユニット７，８、流量制御弁１０を制御すると共に、ポンプ１７、給水弁２３～２５を制御する。

【0035】

給水弁２３～２５は、それぞれ、受水槽３１～３３内の水位が規定の下限レベルまで低下すると開弁し、受水槽３１～３３内の水位が規定の上限レベルまで上昇すると閉弁するように制御される。

【0036】

制御器５１は、また、水質計としての導電率計ＥＣの検出導電率が設定範囲に入るように、水処理ユニット７，８の稼働（発停、及び運転水量）制御及び流量制御弁１０の制御を行う。

【0037】

この実施の形態では、需要先であるスクラバー３６、雑用水系、及びクーリングタワー４８の稼動状況に応じて各受水槽３１，３２，３３から送水が行われ、受水槽３１，３２，３３内の水位が低下する。そして、水位が下限値にまで低下した受水槽３１，３２又は３３の水位計ＷＬから制御器５１に水位下限信号（給水要求信号）が発信される。

【0038】

需要先は上記のものに限定されるものではなく、以下のようなもののいずれであってもよく、またこれら以外のものであってもよい。
ボイラ（水質：純水レベル・必要水量：中～大）、外調機（水質：工水～市水レベル・必要水量：小～大）、クーリングタワー（水質：工水～市水レベル・必要水量：小～大）、スクラバー（水質：市水～純水レベル・必要水量：小～大）、雑用水（トイレ、散水、蓄熱槽給水、消防用水槽給水など）：（水質：工水～市水レベル・必要水量：小～中））、薬品希釈水（水質：市水～純水レベル・必要水量：小）、冷温水給水（水質：工水～市水レベル・必要水量：小～中）。

【0039】

各需要先での要求水質（この実施の形態では導電率）は、上記の通り異なるので、制御器５１は、目標処理水質（導電率計ＥＣの目標導電率）として、給水要求信号が発信された需要先の目標導電率を設定する。そして、導電率計ＥＣの検出導電率が該目標導電率となるように、水処理ユニット７，８の運転台数、処理水量、流量制御弁１０の流量制御（全閉を含む。）が行われる。なお、需要先の要求水質が低い場合（導電率が高くてもよい場合）には、なるべく弁１０を開いて水処理ユニット７，８の負荷を小さくすることが好ましい。

【0040】

一つの受水槽からの給水要求信号に応じて当該受水槽への給水を行っている間に他の受水槽から給水要求信号が発信された場合には、該一つの受水槽への給水が完了した後に、該他の受水槽への給水を同様にして行う。すなわち、該他の受水槽からの給水要求信号に応じて、当該受水槽へ、当該受水槽の要求導電率を有した処理水を製造し、給水する。

【0041】

図２は別の実施の形態に係る水処理システムのフロー図である。
この実施の形態では、水処理ユニット７，８と並列にさらに水処理ユニット９が設置されている。なお、水処理ユニット７～９は同種の装置であるが、処理容量が異なる。この実施の形態では、水処理ユニット７～９の処理容量は、水処理ユニット７が大、水処理ユニット８が中、水処理ユニット９が小となっている。

【0042】

また、この実施の形態では、水質計の代りに流量計ＦＩが設置されている。

【0043】

また、ポンプ１７の吐出側配管１８から処理水の一部を排水回収槽１に返送するための配管（ライン）５３が設置され、この配管５３に弁５４が設けられている。配管１８からの配管５３の分岐部に自動三方向弁が設けられてもよい。需要先での水需要量が著しく少ない場合でも、水処理ユニット７～９の特性上、最低限の処理水量を確保する必要があるときには、弁５４を開とし、ポンプ１７から送水される処理水の一部を配管５３を介して回収排水槽１に返送する。このライン５３は、図１でも設けられてもよい。返送するための配管５３がある場合は、タンク１６とポンプ１７は存在しなくても合流配管１５の残圧でタンク３１、３２、３３に送水ができ、給水弁２３、２４、２５が閉まっている場合は、配管５３を介してタンク１に返送することができるので、タンク１６とポンプ１７は必須ではない。

【0044】

その他の構成は図１と同様であり、同一符号は同一部分を示している。

【0045】

図２の実施の形態では、流量計ＦＩの検出流量の目標値が給水要求信号を発した受水槽３１、３２又は３３への送水予定量に基づいて設定される。そして、流量計ＦＩの検出流量がこの目標流量となるように、水処理ユニット７～９の運転台数、処理水量あるいは流量制御弁１０の流量制御が行われる。図２の実施の形態でも、流量制御弁１０の代わりに水処理ユニットが設置されてもよい。

【0046】

上記各実施の形態では、需要先からの要求水質と要求水量との一方に応じた制御が行われるものとなっているが、需要先からの要求水質と要求水量との双方に応じた制御が行われるものとしてもよい。

【0047】

上記各実施の形態では、受水槽３１～３３が設置されているが、受水槽３１～３３を書略し、代わりに給水制御弁を設置し、該給水制御弁を制御することによって、需要先への給水を制御してもよい。

【符号の説明】

【0048】

１ 排水回収槽
７，８，９ 水処理ユニット
１６ 処理水槽
３１，３２，３３ 受水槽
３６ スクラバー
４８ クーリングタワー

【図1】

【図2】