JP7516005B2 - 水処理装置 - Google Patents
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- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Description
・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])。
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。
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。
<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。
図1~図2における寸法比は、説明の便宜上、実際のものとは異なったものである。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
活性炭吸着塔14には、活性炭が充填されている。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
Claims (11)
- 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。 - 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
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