JP3564261B2

JP3564261B2 - Water purification equipment

Info

Publication number: JP3564261B2
Application number: JP15950997A
Authority: JP
Inventors: 正則西村; 浩一豊田
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1997-06-17
Filing date: 1997-06-17
Publication date: 2004-09-08
Anticipated expiration: 2017-06-17
Also published as: JPH115084A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、浄水装置に関し、特に、貯水槽やプールなどの水を浄化する際に適用すると有効なものである。
【０００２】
【従来の技術】
貯水槽などの水を浄化する従来の浄水装置の概略構成を図２に示す。
図２に示すように、貯水槽１内の水１００は、ストレーナ３１を介してポンプ３２で汲み上げられ、精密濾過膜（Ｍｉｃｒｏｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ：ＭＦ膜）や限外濾過膜（Ｕｌｔｒａｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ：ＵＦ膜）などの分離膜３３ａや、抗菌性を付与した銀着セラミックスフィルタなどの各種のフィルタ３３ｂや、活性炭３３ｃなどを各種組み合わせた固液分離器３３を通過させられた後、滅菌器３４から次亜塩素酸ナトリウム等を注入されてから、浄化水として利用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前述したような従来の浄水装置では、固液分離器３３の分離膜３３ａやフィルタ３３ｂなどが浄化中に目詰まりを起こしてしまうため、運転を一時中断して、分離膜３３ａやフィルタ３３ｂ等のカートリッジ交換や分解洗浄またはエアや水による逆洗を行わなければならず、手間が非常にかかってしまうだけでなく、効率が悪かった。
【０００４】
具体的には、例えば、孔径が１μｍ、０．５μｍ、０．１μｍの三重フィルタで構成された固液分離器において、１０ヵ月間放置した学校プールの水を浄化処理した場合、処理水量１０ｍ^３でフィルタが目詰まりを起こし、処理流量が初期の１／３となり、約１０時間ほどでカートリッジ交換が必要となってしまうのである。
【０００５】
また、上述したような固液分離器３３では、空気等からの汚染により一般細菌が検出されることがあり、処理水を無菌状態で扱うことが困難であるため、水の安全性確保に多大な手間を要してしまう。
【０００６】
このようなことから、本発明は、水を効率よく浄化しながらも水の安全性確保の容易な浄水装置を提供することを目的とした。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するための、本発明による浄水装置は、第１の配管を介して流入した水中の懸濁物質を除去する砂濾過器と、前記砂濾過器内から第２の配管を介して送出された前記水を分離膜に通過させることにより当該水を浄化する分離膜装置と、前記第２の配管を介して送出された前記水の一部にオゾンを混合して当該砂濾過器内に前記第１の配管を介して再び送給するオゾン混合手段と、前記分離膜装置内に流入した前記水の一部を前記分離膜に通過させずに前記砂濾過器内に前記第１の配管を介して再び送給するクロスフロー手段と、前記砂濾過器内の上流部に配備され、第１の口が前記第１の配管に連結し、第２の口が当該砂濾過器内と連通し、第３の口が不純物を外部に排出する第３の配管に連結する三方弁と、前記砂濾過器内の下流部に配備され、第１の口が前記第１の配管に連結し、第２の口が当該砂濾過器内と連通し、第３の口が前記第２の配管に連結する三方弁とを備えていることを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明による浄水装置の実施の形態を図１を用いて説明する。なお、図１は、浄水装置の全体概略構成図である。
【００１０】
図１に示すように、貯水槽１内には、当該貯水槽１内の水１００をストレーナ２を介して吸い上げる水中ポンプ３が配設されている。水中ポンプ３は、主に懸濁物質（約２０μｍ以上）を除去する砂濾過器５内の上流部に配備された三方弁６の口６ａに配管４を介して連結されている。この三方弁６は、口６ｂが砂濾過器５内と連通し、口６ｃが配管８を介して前記貯水槽１内に連絡している。
【００１１】
前記砂濾過器５内の下流部には、三方弁７が配備されている。この三方弁７は、口７ａが当該砂濾過器５の外側の耐オゾン性を有する渦流ポンプからなるブースタポンプ１５の受入口に配管１０を介して連結され、口７ｂが砂濾過器５内と連通し、口７ｃが配管９を介して前記配管４に連結されている。
【００１２】
前記配管１０の途中には、配管１１の一端が連結されている。配管１１の途中には、オゾン発生装置１２が連結されている。配管１１の他端は、耐オゾン性を有する渦流ポンプからなる吸引混合ポンプ１３の吸引口に連結されている。吸引混合ポンプ１３の送出口は、前記配管４の前記配管９との連結部分よりも上流側に配管１４を介して連結されている。なお、本実施の形態では、配管１１，１４、オゾン発生装置１２、吸引混合ポンプ１３などによりオゾン混合手段を構成している。
【００１３】
前記ブースタポンプ１５の送出口は、不純物（０．２μｍ以上）の除去を行う耐オゾン性を有するアルミナ製の精密濾過膜などの分離膜１７ａを備えた分離膜装置１７の上流部に配管１６を介して連結されている。この分離膜装置１７の上流部には、クロスフロー手段となる配管１８の一端が連結されている。配管１８の他端は、前記配管４の前記配管１４との連結部分よりも上流側に連結されている。上記分離膜装置１７の下流部は、アルデヒド類やトリハロメタン前駆物質などの低分子量の有機物質を吸着除去する活性炭装置２０の上流部に配管１９を介して連結されている。活性炭装置２０の下流部には、配管２１が連結されている。配管２１の途中には、次亜塩素酸ナトリウム等を注入する滅菌器２２が連結されている。
【００１４】
このような浄水装置を用いた浄水方法を次に説明する。
まず、砂濾過器５内の三方弁６の口６ｃを閉じるように口６ａ，６ｂを連通させると共に、三方弁７の口７ｃを閉じるように口７ａ，７ｂを連通させておく。次に、貯水槽１内の水１００をストレーナ２を介して水中ポンプ３で吸い上げると、当該水１００は、配管４を介して三方弁６の口６ｂから砂濾過器５の上流部内に流入し、当該砂濾過器５内を流通して主に懸濁物質（約２０μｍ以上）を除去されながら三方弁７の口７ｂから配管１０内に流入する。
【００１５】
配管１０内に流入した水１００の一部は、配管１１内に流入し、オゾン発生器１２からオゾンを供給されて吸引混合ポンプ１３で当該オゾンと混合された後、配管１４を介して前記配管４に戻されて砂濾過器５の上流部内に再び送給されることにより、オゾンの酸化分解作用および殺菌作用で砂濾過器５内の有機物質の酸化分解や殺菌等を行う。つまり、砂濾過器５をオゾン水で殺菌等すると共に、当該殺菌等にあたって、上記砂濾過器５で懸濁物質を除去した水１００の一部を利用するようにしたのである。
【００１６】
一方、配管１０からブースタポンプ１５により配管１６を介して分離膜装置１７の上流部に送給された水１００は、当該分離膜装置１７内を流通して不純物を除去されると共に、前記オゾンの化学的作用および殺菌力等により、当該分離膜装置１７の目詰まりの原因となる有機物質を酸化分解しながら分離膜１７ａの消毒等を行う。
【００１７】
さらに、上記分離膜装置１７の上流部に流入した上記水１００の一部は、当該分離膜装置１７の分離膜１７ａを流通することなく配管１８内に流入し、当該分離膜装置１７の外部に送出されて前記配管４内に流入し、貯水槽１および前記配管１４からの水１００と共に砂濾過器５内に再び送給される、すなわち、還流されることにより、当該分離膜装置１７内にクロスフローを生じさせ、当該クロスフローによる水流の物理的作用で当該分離膜装置１７の分離膜１７ａの目詰まりが除去される。つまり、オゾンを含有する水１００を分離膜装置１７内でクロスフローさせることにより、水１００の不純物を除去しながら分離膜装置１７内の分離膜１７ａの目詰まり除去および殺菌等をできるようにしたのである。
【００１８】
このようにして分離膜装置１７で不純物を除去された水１００は、配管１９を介して活性炭装置２０内に送給されて有機物質等を吸着除去された後、配管２１に流入し、滅菌器２２から次亜塩素酸ナトリウム等を注入されることにより、浄化水として利用される。
【００１９】
以上のようにして水１００の浄化運転を所定期間行ったら、前記三方弁６の口６ａを閉じて口６ｂ，６ｃを連通させるように当該三方弁６を操作すると共に、前記三方弁７の口７ａを閉じて口７ｂ，７ｃを連通させるように当該三方弁７を操作すると、ストレーナ２を介して水中ポンプ３で吸い上げられる貯水槽１内の水１００が配管４を介して配管９内に流入し、三方弁７の口７ｃから砂濾過器５の下流部内に流入し、当該砂濾過器５内を上流部へ向かうように逆流しながら三方弁６の口６ｂから配管８内に流入し、貯水槽１内に再び戻されることにより、砂濾過器５は逆洗されて内部に蓄積されてしまう不純物が外部に排出される。
【００２０】
したがって、このような浄水装置によれば、水１００を浄化しながら砂濾過器５の殺菌および分離膜装置１７の目詰まり防止や殺菌等を行うことができるので、水１００を長時間にわたって効率よく浄化しながら水１００の安全性を容易に確保することができる。このため、このような浄水装置をプール等の浄水の際に適用すれば、プールの水に投与する殺菌用塩素系剤の使用量を大幅に削減することができ、プールの維持管理にかかるコストを大幅に低減することができると共に、維持管理の省人化を図ることができる。
【００２１】
このような浄水装置の効果を確認するため、約一年間放置した屋外防火水槽の水の浄化試験を行ったところ、分離膜装置に流入させる水量当たりのオゾン注入量を２ｍｇ／リットルとし、水を１ｍ^３／ｈの流量で処理した場合には、保健所の水質分析一般項目に適合して飲料可能な評価の浄化水を得ることができた。また、この確認試験の際、分離膜装置の分離膜を通過する水の量が試験開始後５０時間経っても変化せず、その後も長時間連続運転することができ、飲料可能な水質を維持することができた。
【００２２】
なお、本実施の形態では、吸引混合ポンプ１３に耐オゾン性を有する渦流ポンプを適用したが、当該吸引混合ポンプ１３に代えて、耐オゾン性を有する通常のポンプとエジェクタとを組み合わせたものを用いることも可能である。
【００２３】
また、本実施の形態では、分離膜装置１７の分離膜１７ａの単位面積時間当たりの通過水量を十分に確保するため（２ｍ^３／ｍ^２・ｈ）にブースタポンプ１５を使用したが、分離膜装置１７の分離膜１７ａの種類等によって、砂濾過器５の送出口部分での残圧でも分離膜装置１７の分離膜を通過させることができる場合にはブースタポンプ１５を省くことも可能である。
【００２６】
【発明の効果】
本発明による浄水装置では、水の浄化処理を行いながら分離膜装置の分離膜を殺菌すると共に、分離膜の目詰まりを防止することができるので、水を長時間にわたって効率よく浄化しながら水の安全性を容易に確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による浄水装置の実施の形態の全体概略構成図である。
【図２】従来の浄水装置の一例の全体概略構成図である。
【符号の説明】
１貯水槽
２ストレーナ
３水中ポンプ
４，８〜１１，１４，１６，１８，１９，２１配管
５砂濾過器
６，７三方弁
６ａ〜６ｃ，７ａ〜７ｃ口
１２オゾン発生装置
１３吸引混合ポンプ
１５ブースタポンプ
１７分離膜装置
２０活性炭装置
２２滅菌器[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a water purification device , and is particularly effective when applied to purify water in a water storage tank or a pool.
[0002]
[Prior art]
FIG. 2 shows a schematic configuration of a conventional water purification device for purifying water in a water storage tank or the like.
As shown in FIG. 2, water 100 in the water storage tank 1 is pumped up by a pump 32 through a strainer 31, and is separated into a microfiltration membrane (MF membrane) and an ultrafiltration membrane (Ultrafiltration: UF membrane). After passing through a membrane 33a, various filters 33b such as a silver-coated ceramic filter having antibacterial properties, and a solid-liquid separator 33 in which various combinations of activated carbon 33c and the like are passed, a sterilizer 34 passes sodium hypochlorite, etc. Has been used as purified water.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional water purification apparatus as described above, since the separation membrane 33a and the filter 33b of the solid-liquid separator 33 are clogged during the purification, the operation is temporarily suspended, and the separation membrane 33a and the filter 33b and the like are stopped. The cartridge must be replaced, disassembled and cleaned, or backwashed with air or water, which not only requires a lot of trouble but also results in poor efficiency.
[0004]
Specifically, for example, in a solid-liquid separator composed of a triple filter having a pore diameter of 1 μm, 0.5 μm, and 0.1 μm, when the water in a school pool that has been left for 10 months is purified, the treated water amount is 10 m ^3. As a result, the filter is clogged, the processing flow rate becomes 1/3 of the initial value, and the cartridge needs to be replaced in about 10 hours.
[0005]
Further, in the solid-liquid separator 33 as described above, general bacteria may be detected due to contamination from air or the like, and it is difficult to handle the treated water in an aseptic state. It takes a lot of trouble.
[0006]
In view of the above, an object of the present invention is to provide a water purification device that can easily purify water and easily secure water safety.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above-mentioned object, a water purifier according to the present invention includes a sand filter for removing suspended substances in water flowing in through a first pipe, and a sand filter through the sand filter from a second pipe. A separation membrane device for purifying the water by passing the water sent out through the separation membrane, and mixing the ozone into a part of the water sent out through the second pipe to form the sand filter. An ozone mixing means for re-supplying the water through the first pipe, and the first water into the sand filter without allowing a part of the water flowing into the separation membrane device to pass through the separation membrane. A cross-flow means for feeding again through the pipe, and an upstream port in the sand filter, a first port connected to the first pipe, and a second port connected to the inside of the sand filter. A three-way valve connected to a third pipe through which a third port discharges impurities to the outside; Three-way connecting a first port to the first pipe, a second port communicating with the sand filter, and a third port to the second pipe. And a valve .
[0009]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment of a water purification device according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is an overall schematic configuration diagram of the water purification device.
[0010]
As shown in FIG. 1, a submersible pump 3 that sucks up water 100 in the water storage tank 1 through a strainer 2 is provided in the water storage tank 1. The submersible pump 3 is connected via a pipe 4 to a port 6a of a three-way valve 6 provided mainly at an upstream part in a sand filter 5 for removing suspended substances (about 20 μm or more). The three-way valve 6 has a port 6 b communicating with the inside of the sand filter 5, and a port 6 c communicating with the inside of the water storage tank 1 via a pipe 8.
[0011]
A three-way valve 7 is provided downstream of the sand filter 5. The three-way valve 7 has a port 7a connected via a pipe 10 to a receiving port of a booster pump 15 formed of an ozone-resistant vortex pump outside the sand filter 5, and a port 7b connected to the inside of the sand filter 5. The port 7c is connected to the pipe 4 via a pipe 9.
[0012]
One end of a pipe 11 is connected in the middle of the pipe 10. An ozone generator 12 is connected in the middle of the pipe 11. The other end of the pipe 11 is connected to a suction port of a suction mixing pump 13 composed of an ozone-resistant vortex pump. The delivery port of the suction / mixing pump 13 is connected via a pipe 14 on the upstream side of a connection portion of the pipe 4 with the pipe 9. In this embodiment, ozone mixing means is constituted by the pipes 11 and 14, the ozone generator 12, the suction mixing pump 13, and the like.
[0013]
A delivery port of the booster pump 15 is connected to a pipe 16 at an upstream portion of a separation membrane device 17 having a separation membrane 17a such as an ozone-resistant alumina microfiltration membrane for removing impurities (0.2 μm or more). Are connected via One end of a pipe 18 serving as a cross flow means is connected to an upstream portion of the separation membrane device 17. The other end of the pipe 18 is connected to an upstream side of a connection portion of the pipe 4 with the pipe 14. A downstream portion of the separation membrane device 17 is connected via a pipe 19 to an upstream portion of an activated carbon device 20 for adsorbing and removing low molecular weight organic substances such as aldehydes and trihalomethane precursors. A pipe 21 is connected to a downstream portion of the activated carbon device 20. A sterilizer 22 for injecting sodium hypochlorite or the like is connected in the middle of the pipe 21.
[0014]
Next, a water purification method using such a water purification device will be described.
First, the ports 6a and 6b are connected so as to close the port 6c of the three-way valve 6 in the sand filter 5, and the ports 7a and 7b are connected so that the port 7c of the three-way valve 7 is closed. Next, when the water 100 in the water storage tank 1 is sucked up by the submersible pump 3 via the strainer 2, the water 100 flows into the upstream part of the sand filter 5 from the port 6 b of the three-way valve 6 via the pipe 4. Then, while flowing through the sand filter 5, the suspended matter (about 20 μm or more) is mainly removed and flows into the pipe 10 from the port 7b of the three-way valve 7.
[0015]
Part of the water 100 that has flowed into the pipe 10 flows into the pipe 11, is supplied with ozone from an ozone generator 12, is mixed with the ozone by a suction mixing pump 13, and then flows through the pipe 14 through a pipe 14. 4, the organic substance in the sand filter 5 is oxidized and decomposed or sterilized by the oxidative decomposition action and the sterilization action of ozone by being fed again into the upstream part of the sand filter 5. That is, the sand filter 5 is sterilized with ozone water, and a part of the water 100 from which the suspended matter has been removed by the sand filter 5 is used for the sterilization.
[0016]
On the other hand, the water 100 fed from the pipe 10 to the upstream portion of the separation membrane device 17 via the pipe 16 by the booster pump 15 flows through the inside of the separation membrane device 17 to remove impurities and to remove the ozone. By the chemical action and the sterilizing power, etc., the separation membrane 17a is disinfected while oxidizing and decomposing the organic substance causing the clogging of the separation membrane device 17.
[0017]
Further, a part of the water 100 flowing into the upstream portion of the separation membrane device 17 flows into the pipe 18 without flowing through the separation membrane 17a of the separation membrane device 17, and flows out of the separation membrane device 17. The water is sent out and flows into the pipe 4 and is again fed into the sand filter 5 together with the water 100 from the water storage tank 1 and the pipe 14, that is, is returned to the inside of the separation membrane device 17 by being refluxed. The cross flow is generated, and the clogging of the separation membrane 17a of the separation membrane device 17 is removed by the physical action of the water flow due to the cross flow. In other words, by causing the water 100 containing ozone to cross-flow in the separation membrane device 17, it is possible to remove clogging and sterilize the separation membrane 17a in the separation membrane device 17 while removing impurities of the water 100. It is.
[0018]
The water 100 from which impurities have been removed by the separation membrane device 17 in this manner is fed into the activated carbon device 20 via the pipe 19 to remove organic substances and the like, and then flows into the pipe 21 to be sterilized. By injecting sodium hypochlorite and the like from 22, it is used as purified water.
[0019]
After the purification operation of the water 100 has been performed for a predetermined period as described above, the three-way valve 6 is operated so as to close the port 6a of the three-way valve 6 and connect the ports 6b and 6c, and at the same time the port of the three-way valve 7 is opened. When the three-way valve 7 is operated so as to close the port 7a and connect the ports 7b and 7c, the water 100 in the water storage tank 1 sucked up by the submersible pump 3 via the strainer 2 flows into the pipe 9 via the pipe 4. Then, it flows into the downstream part of the sand filter 5 from the port 7c of the three-way valve 7, and flows into the pipe 8 from the port 6b of the three-way valve 6 while flowing backward in the sand filter 5 toward the upstream part. By being returned to the water storage tank 1 again, the sand filter 5 is backwashed and impurities accumulated inside are discharged to the outside.
[0020]
Therefore, according to such a water purification device, it is possible to perform sterilization of the sand filter 5 and prevention of clogging and sterilization of the separation membrane device 17 while purifying the water 100. The safety of the water 100 can be easily secured while purifying. For this reason, if such a water purification device is applied to water purification of a pool or the like, it is possible to greatly reduce the amount of a chlorine-based disinfecting agent to be administered to the water of the pool and to reduce the cost of maintaining and managing the pool. Can be greatly reduced, and labor saving in maintenance can be achieved.
[0021]
In order to confirm the effect of such a water purification device, a purification test of water in an outdoor fire prevention water tank that was left for about one year was performed. As a result, the amount of ozone injected per unit of water flowing into the separation membrane device was set to 2 mg / liter, and water was removed. When the treatment was performed at a flow rate of 1 m ³ / h, purified water that could be evaluated as drinkable was obtained in conformity with general water quality analysis items of public health centers. In addition, during this confirmation test, the amount of water passing through the separation membrane of the separation membrane device does not change even after 50 hours from the start of the test. We were able to.
[0022]
In the present embodiment, an ozone-resistant vortex pump is applied to the suction / mixing pump 13. However, instead of the suction / mixing pump 13, a combination of a normal ozone-resistant pump and an ejector is used. It is also possible to use.
[0023]
Further, in the present embodiment, the booster pump 15 is used to secure a sufficient amount of water passing per unit area time of the separation membrane 17a of the separation membrane device 17 (2 m ³ / m ² · h). If the residual pressure at the outlet of the sand filter 5 can pass through the separation membrane of the separation membrane device 17 depending on the type of the separation membrane 17a of the device 17, the booster pump 15 can be omitted. .
[0026]
【The invention's effect】
The water purification device according to the present invention, the sterilizing separation membrane water purification treatment was carried out while the separation membrane device, it is possible to prevent clogging of the separation membrane, the water for a long period of time efficiently purifies water while Safety can be easily ensured.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall schematic configuration diagram of an embodiment of a water purification device according to the present invention.
FIG. 2 is an overall schematic configuration diagram of an example of a conventional water purification device.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Water storage tank 2 Strainer 3 Submersible pump 4,8-11,14,16,18,19,21 Pipe 5 Sand filter 6,7 Three-way valve 6a-6c, 7a-7c Port 12 Ozone generator 13 Suction mixing pump 15 Booster pump 17 Separation membrane device 20 Activated carbon device 22 Sterilizer

Claims

A sand filter for removing suspended substances in water flowing in through the first pipe;
A separation membrane device that purifies the water by passing the water sent from the sand filter through a second pipe through a separation membrane;
Ozone mixing means for mixing ozone with a part of the water sent out via the second pipe and feeding the ozone again through the first pipe into the sand filter;
A cross-flow means for re-supplying a part of the water flowing into the separation membrane device through the first pipe into the sand filter without passing through the separation membrane;
The first port is connected to the first pipe, the second port communicates with the inside of the sand filter, and the third port discharges impurities to the outside. A three-way valve connected to a third pipe,
A first port connected to the first pipe, a second port communicating with the inside of the sand filter, and a third port connected to the second pipe; With a three-way valve connected to
Water purification apparatus characterized by comprising a.