JP5207115B2 - 水処理システム - Google Patents

Description

この発明は、送水ライン上に原水中の不純物を除去し或いは原水を改質する水処理部と水処理部で処理された処理水を需要部へ供給するために処理水を貯留する処理水貯留部とを備えた水処理システムに関する。

蒸気ボイラ，温水ボイラ，クーリングタワー，給湯器等の熱機器や、半導体洗浄装置等の水使用機器などの需要部へ処理水を供給する水処理システムとして、原水中に含まれる不純物を除去し或いは原水を改質する、例えば、硬水を軟水にする水処理部を備える水処理システムがある（例えば、特許文献１参照）。この水処理システムでは、液体分離膜やイオン交換樹脂等からなる水処理部の一側から原水が流入して、この原水が水処理部で処理され、前記水処理部の他側から処理水が流出し、前記水処理部の下流側の前記送水ラインと接続された処理水貯留部内に貯留されるようになっている。

この処理水貯留部へ処理水を送水するときには、前記水処理部の上流側に設けられたポンプによって、所定の送水圧力を加えて前記水処理部へ原水を送水し、前記水処理部で原水中の不純物を除去し或いは原水を改質して原水を処理している。
特開平５−２２０４８０号

しかし、前記水処理貯留部への送水を停止するために、前記ポンプを停止して前記処理部への原水の送水を停止すると、例えば、水処理システムが原水中に含まれる不純物を除去するシステムで、水処理部が濾過膜部である場合、前記水処理部へ原水供給側からの送水圧力がかからないために、水処理部付近では浸透現象が起き、水処理部の下流側の不純物の濃度が高くなるため、前記処理水貯留部へ処理水の送水を開始したときに、前記処理水貯留部へ送水する処理水の水質が悪化する結果、前記需要部へ供給される処理水について、需要部への供給に適した所定の水質が得られなくなるといった問題がある。

また、水処理システムが硬水を軟水にするシステムで、水処理部がイオン交換樹脂部を備えた軟水器である場合、前記水処理貯留部への送水停止の間に、吸着硬度成分がイオン交換樹脂部から乖離して下流側へ流れ出し、硬度成分が高くなり水質が悪化し所定の水質が得られなくなるといった問題がある。

特に、前記処理水貯留部への送水の停止が頻繁に起きたり、前記処理水貯留部への送水を停止している時間が長くなったりする場合や、前記処理水貯留部の容量が小さい場合に、前記需要部へ供給される処理水の水質の悪化が顕著になる。

この発明は、上記の問題点に鑑みなされたものであり、処理水貯留部への送水を開始したときにおける処理水の水質の悪化を低減させることができる水処理システムを提供することを目的とする。

この発明は前記目的を達成するためになされたものであり、請求項１に記載の発明は、送水ライン上に原水中の不純物を除去し或いは原水を改質する水処理部と水処理部で処理された処理水を需要部へ供給するために処理水を貯留する処理水貯留部とを備えた水処理システムであって、起動時に、前記水処理部と前記処理水貯留部の間の前記送水ラインを閉鎖し、この閉鎖部と前記水処理部の間にある処理水を前記水処理部の上流側へ返送する処理水返送運転および／または処理水を系外へ排出する処理水排出運転を行い、前記水処理部と前記閉鎖部の間の処理水の水質が設定された不純物濃度となったとき、前記処理水返送運転および／または前記処理水排出運転を停止し、処理水を前記処理水貯留部へ送水するように構成したことを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の、前記処理水貯留部には処理水要求信号を発する処理水要求部を備え、この処理水要求部が処理水要求信号を発したとき、前記処理水返送運転および／または前記処理水排出運転の実施中でも、前記閉鎖部を開放し、処理水を前記処理水貯留部へ送水するように構成したことを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の、前記処理水貯留部に備えた処理水要求部が不良であるとき、起動時に、処理水返送運転および／または処理水を系外へ排出する処理水排出運転を実施せず、処理水を処理水貯留部へ送水するように構成したことを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、起動時に、前記水処理部と前記処理水貯留部の間の前記送水ラインを閉鎖し、この閉鎖部と前記水処理部の間にある処理水を前記水処理部の上流側へ返送する処理水返送運転および／または処理水を系外へ排出する処理水排出運転を行うことにより、前記閉鎖部と前記水処理部の間にある処理水の水質が改善され、前記水処理部と前記閉鎖部の間の処理水の水質が設定された不純物濃度となったとき、前記処理水返送運転および／または前記処理水排出運転を停止し、処理水を前記処理水貯留部へ送水するので、所定の水質の処理水を確実に前記処理水貯留部へ送水することができる。また、前記水処理部と前記閉鎖部の間の処理水の水質が設定された不純物濃度を満たしたとき、処理水を前記処理水貯留部へ送水するので、無駄な前記処理水返送運転および／または前記処理水排出運転を停止することができ、早く処理水を前記処理水貯留部へ送水することができるものとなる。

請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の水処理システムにおいて、前記処理水貯留部には処理水要求信号を発する処理水要求部を備え、この処理水要求部が処理水要求信号を発したとき、前記処理水返送運転および／または前記処理水排出運転の実施中でも、前記閉鎖部を開放し、処理水を前記処理水貯留部へ送水するので、前記処理水貯留部において処理水不足といった事態の発生を防止することができる。また、前記水処理貯留部に備えられた処理水要求部が処理水要求信号を発するまで、前記処理水返送運転および／または前記処理水排出運転を実施するので、前記処理水貯留部における処理水不足といった事態を発生させない範囲で、できる限り良好な水質の処理水を前記処理水貯留部へ送水することができる。

請求項３に記載の発明によれば、請求項２に記載の水処理システムにおいて、前記処理水貯留部に備えた処理水要求部が不良である場合には、前記水処理システムの起動時に、処理水返送運転および／または処理水を系外へ排出する処理水排出運転を行わず、処理水を処理水貯留部へ送水するので、処理水不足が確認できない状態にある前記処理水貯留部における処理水不足といった事態の発生を未然に防止することができる。

つぎに、この発明に係る水処理システムを実施するための最良の形態を説明する。

（第一実施形態）
まず、この発明の第一実施形態を図１、図２により説明する。

図１は、この発明に係る水処理システムが、原水中に含まれる不純物を除去するシステムで、水処理部が濾過膜部である場合の実施の形態の一例を示す概略説明図、図２は図１の処理水貯留部を示す拡大説明図である。

図１に示す水処理システム１は、蒸気ボイラ等の熱機器や半導体洗浄装置等の水使用機器といった需要部２へ処理水を供給するための送水ライン３を備え、送水ライン３上に、原水中の不純物を除去する水処理部４となる濾過膜部５と脱気膜部６を上流側からこの順で備えている。濾過膜部５はナノ濾過膜（ＮＦ膜）や逆浸透膜（ＲＯ膜）などの濾過膜により構成されている。また、送水ライン３の下流には、濾過膜部５を透過することにより処理され脱気膜部６で脱気された処理水を貯留する処理水貯留部７を備えている。

濾過膜部５の上流側の送水ライン３には、原水を濾過膜部５へ送水するポンプ８とポンプ８の上流側に圧力調整弁９が設けられており、濾過膜部５と脱気膜部６の間の送水ライン３には、送水ライン３を開閉する開閉弁からなる閉鎖部１０が設けられている。

また、水処理システム１は、濾過膜部５と閉鎖部１０の間の送水ライン３と、ポンプ８と圧力調整弁９の間の送水ライン３とを接続する処理水返送ライン１１を備えており、この処理水返送ライン１１には、処理水返送ライン１１を開閉する開閉弁１２が設けられている。また、水処理システム１は、濾過膜部５と閉鎖部１０の間の送水ライン３に接続された処理水排出ライン１３を備えており、この処理水排出ライン１３には、処理水排水ライン１３を開閉する開閉弁１４が設けられている。

濾過膜部５には透過水（処理水）と分離された濃縮水を排出する濃縮水排出ライン１５が接続され、この濃縮水排出ライン１５とポンプ８の上流側の送水ライン３とが濃縮水循環ライン１６で接続され、濃縮水の一部が濃縮水排出ライン１５から所定の量で排出されるとともに、残部が濃縮水循環ライン１６を流れてポンプ８の上流側へ還流されるようになっている。濃縮水排出ライン１５には開閉弁１７が設けられている。

また、水処理システム１は、濾過膜部５と閉鎖部１０との間の処理水の水質を検出する水質センサ１８を備えている。本例では、処理水の水質を不純物濃度により求めており、水質センサ１８として、処理水の電気伝導度を測定する電気伝導センサ１９が使用されている。

また、濾過膜部５で処理され脱気膜部６で脱気された処理水を貯留する処理水貯留部７には水位センサ２０が設けられており、処理水貯留部６に貯留されている処理水の水位を、運転停止（送水停止）位置Ｈ、運転起動位置Ｌ１、処理水要求位置Ｌ２の箇所で検出できるようになっている（図２参照）。

さらに、水処理システム１は、濾過膜部５の上流側の送水ライン３に設けられ、原水を濾過膜部５へ送水するポンプ８、濾過膜部５と脱気膜部６の間の送水ライン３に設けられた閉鎖部１０、処理水返送ライン１１に設けられた開閉弁１２、濾過膜部５と閉鎖部１０の間の送水ライン３に接続された処理水排出ライン１３に設けられた開閉弁１４、処理水の電気伝導度を測定する電気伝導センサ１９、処理水貯留部７に設けられた水位センサ２０とそれぞれ通信線を介して接続され、ポンプ８の駆動・停止による水処理システム１の運転起動・停止と閉鎖部１０、開閉弁１２、開閉弁１４の開閉を制御する制御部２１を備えている。

制御部２１は、需要部２において要求される水質レベルが記憶されている。この水質レベルとして、濾過膜部５の下流側の処理水の不純物濃度が設定されている。処理水の不純物濃度は、濾過膜部５の下流側の処理水が需要部２への供給に適した所定の水質となる濃度をもって設定されている。

また、制御部２１は、以下のプログラムを備えている。

（１）水位センサ２０により処理水貯留部７に貯留されている処理水の水位が、運転停止（送水停止）位置Ｈに達したことが検出されたときポンプ８を停止させ水処理システム１の運転を停止させ、運転起動位置Ｌ１を下回ったことが検出されたときポンプ８を駆動させ水処理システム１の運転を起動させる第１プログラム。

（２）水処理システム１の運転の起動時に、閉鎖部１０を閉じ、開閉弁１２および／または開閉弁１４を開いて処理水返送運転および／または処理水排出運転を行い、濾過膜部５の下流側の処理水が制御部２１に記憶されている不純物濃度となったことを電気伝導センサ１９で検出したとき閉鎖部１０を開き、開閉弁１２および／または開閉弁１４を閉じて処理水返送運転および／または処理水排出運転を停止する第２プログラム。

（３）水位センサ２０により処理水貯留部７に貯留されている処理水の水位が、処理水要求位置Ｌ２を下回ったことが検出されたとき、第２プログラムで水処理システム１が処理水返送運転および／または処理水排出運転中であっても、処理水返送運転および／または処理水排出運転を停止する第３プログラム。

（４）水位センサ２０による処理水要求位置Ｌ２の検出が不良のとき、水処理システム１の運転の起動時から閉鎖部１０を開き、開閉弁１２および／または開閉弁１４を閉じて処理水返送運転および／または処理水排出運転を停止状態とする第４プログラム。

つぎに、上記のように構成された水処理システム１の運転について説明する。

水位センサ２０により処理水貯留部７に貯留されている処理水の水位が、運転起動位置Ｌ１を下回ったことを検出したとき、制御部２１の指示によりポンプ８が駆動し水処理システム１の運転が起動するとともに、閉鎖部１０を閉じ、開閉弁１２および／または開閉弁１４を開く。

これにより、ポンプ８の駆動により原水が濾過膜部５に送水され、濾過膜部５を透過した処理水により、濾過膜部５と閉鎖部１０の間に残留している処理水が押され、開閉弁１２を開けた場合は、残留している処理水が処理水返送ライン１１から濾過膜部５の上流側にあるポンプ８と圧力調整９の間の送水ライン３に送られて原水と一緒になって再び濾過膜部５を透過して処理されるといった循環動作（処理水返送運転）が行なわれる。また、開閉弁１４を開けた場合は、残留している処理水が処理水排出ライン１３から排出されるといった排出動作（処理水排出運転）が行われる。また、開閉弁１２および開閉弁１４を開いた場合は、循環動作（処理水返送運転）と排出動作（処理水排出運転）が同時に行われる。この開閉弁１２と開閉弁１４の開弁にあっては、利用者により適宜選択される。

かかる処理水返送運転および／または処理水排出運転により、濾過膜部５と閉鎖部１０の間の処理水の不純物濃度が徐々に低くなる。

処理水返送運転および／または処理水排出運転は、濾過膜部５と閉鎖部１０の間の処理水の不純物濃度が設定された濃度になったことが電気伝導センサ１９で検出されたときに、制御部２１の指示により開いていた開閉弁１２および／または開閉弁１４が閉じ、閉じていた閉鎖部１０が開くことにより停止し、濾過膜部５を透過した処理水を処理水貯留部７へ送水する。

また、処理水返送運転および／または処理水排出運転中に、水位センサ２０により処理水貯留部７に貯留されている処理水の水位が、処理水要求位置Ｌ２を下回ったことを検出したとき、処理水返送運転および／または処理水排出運転を停止し、処理水を処理水貯留部７へ送水する。

また、水位センサ２０による処理水要求位置Ｌ２の検出が不良のとき、水処理システム１の運転を起動時から処理水返送運転および／または処理水排出運転を停止状態とし、処理水を処理水貯留部７へ送水する。

また、処理水を処理水貯留部７への送水状態にあるとき、水位センサ２０により処理水貯留部７に貯留されている処理水の水位が、運転停止（送水停止）位置Ｈに達したことを検出したとき、ポンプ８を停止させ水処理システム１の運転を停止させる。

（第二実施形態）
つぎに、この発明の第二実施形態を図３により説明する。

図３はこの発明に係る水処理システムが、原水中に含まれる硬度成分を除去するシステムで、水処理部がイオン交換樹脂部を備えた軟水器である場合の実施の形態の一例を示す概略説明図である。図３において第一実施形態の図１と対応する部分は同一の符号を付し、その説明を省略する。

図３に示す水処理システム２２は、軟水処理した処理水を使用する軟水使用機器等の需要部２へ処理水を供給するための送水ライン３を備え、送水ライン３上に、原水中の硬度成分を除去する水処理部４となるイオン交換樹脂部を備えた軟水器２３を備えている。また、送水ライン３の下流には、軟水器２３で硬度成分が除去され軟水処理された処理水を貯留する処理水貯留部７を備えている。

軟水器２３の上流側の送水ライン３には、原水を軟水器２３へ送水するポンプ８とポンプ８の上流側に圧力調整弁９が設けられており、軟水器２３の下流側の送水ライン３には、送水ライン３を開閉する開閉弁からなる閉鎖部１０が設けられている。

また、水処理システム２２は、軟水器２３と閉鎖部１０の間の送水ライン３と、ポンプ８と圧力調整弁９の間の送水ライン３とを接続する処理水返送ライン１１を備えており、この処理水返送ライン１１には、処理水返送ライン１１を開閉する開閉弁１２が設けられている。また、水処理システム２２は、軟水器２３と閉鎖部１０の間の送水ライン３に接続された処理水排出ライン１３を備えており、この処理水排出ライン１３には、処理水排水ライン１３を開閉する開閉弁１４が設けられている。

また、水処理システム２２は、軟水器２３と閉鎖部１０との間の処理水の水質を検出する水質センサ１８を備えている。本例では、水質センサ１８として、処理水の硬度成分濃度検出センサ２４が使用されている。

また、軟水器２３で処理された処理水を貯留する処理水貯留部７には、水位センサ２０が設けられており、処理水貯留部７に貯留されている処理水の水位を、運転停止（送水停止）位置Ｈ、運転起動位置Ｌ１、処理水要求位置Ｌ２の箇所で検出できるようになっている（図２援用）。

さらに、水処理システム２２は、ポンプ８、閉鎖部１０、開閉弁１２、開閉弁１４、硬度成分検出センサ２４、処理水貯留部７に設けられた水位センサ２０とそれぞれ通信線を介して接続され、ポンプ８の駆動・停止による水処理システム１の運転起動・停止と閉鎖部１０、開閉弁１２、開閉弁１４の開閉を制御する制御部２５を備えている。

本例の制御部２５にあっては、第一実施形態における制御部２１の濾過膜部５が軟水器２３に、そして不純物濃度が硬度成分濃度に相当するので、第一実施形態における制御部２１の説明を援用し、濾過膜部５を軟水器２３に、そして不純物濃度を硬度成分濃度に置き換えることにより、その説明を省略する。

また、制御部２５に備えたプログラムにあっても、第一実施形態における制御部２１と同様なので、第一実施形態における制御部２１に備えたプログラムの説明を援用する。

また、上記のように構成された水処理システム２２の運転についても、第一実施形態と同様なので、第一実施形態における運転の説明を援用する。

この発明に係る水処理システムの第一実施形態の一例を示す概略説明図。 図１の処理水貯留部を示す拡大説明図。 この発明に係る水処理システムの第二実施形態の一例を示す概略説明図。

符号の説明

１ 水処理システム
２ 需要部
３ 送水ライン
４ 水処理部
５ 濾過膜部
６ 脱気膜部
７ 処理水貯留部
８ ポンプ
９ 圧力調整弁
１０ 閉鎖部
１１ 処理水返送ライン
１２ 開閉弁
１３ 処理水排出ライン
１４ 開閉弁
１５ 濃縮水排出ライン
１６ 濃縮水循環ライン
１７ 開閉弁
１８ 水質センサ
１９ 電気伝導センサ
２０ 水位センサ
２１ 制御部
２２ 水処理システム
２３ 軟水器
２４ 硬度成分濃度検出センサ
２５ 制御部

Claims (3)

1. 送水ライン上に原水中の不純物を除去し或いは原水を改質する水処理部と水処理部で処理された処理水を需要部へ供給するために処理水を貯留する処理水貯留部とを備えた水処理システムであって、
   起動時に、前記水処理部と前記処理水貯留部の間の前記送水ラインを閉鎖し、この閉鎖部と前記水処理部の間にある処理水を前記水処理部の上流側へ返送する処理水返送運転および／または処理水を系外へ排出する処理水排出運転を行い、前記水処理部と前記閉鎖部の間の処理水の水質が設定された不純物濃度となったとき、前記処理水返送運転および／または前記処理水排出運転を停止し、処理水を前記処理水貯留部へ送水するように構成したことを特徴とする水処理システム。
2. 前記処理水貯留部には処理水要求信号を発する処理水要求部を備え、この処理水要求部が処理水要求信号を発したとき、前記処理水返送運転および／または前記処理水排出運転の実施中でも、前記閉鎖部を開放し、処理水を前記処理水貯留部へ送水するように構成したことを特徴とする請求項１に記載の水処理システム。
3. 前記処理水要求部が不良であるとき、起動時に、前記処理水返送運転および／または前記処理水排出運転を実施せず、処理水を前記処理水貯留部へ送水するように構成したことを特徴とする請求項２に記載の水処理システム。

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