JP6925866B2 - 水処理装置及び水処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、水処理装置及び水処理方法に関する。

井戸などの水源から供給される原水を濾過する水処理装置において、例えばイオン交換樹脂を用いる濾過装置が知られている。例えば濾過装置は、内部に濾過材であるイオン交換樹脂が収容される濾過槽を備える。濾過装置は、原水が濾過槽を通過する際に、ナトリウムと原水中のカチオンを交換することで、原水中の不純物を濾過材で捕捉し、原水を軟水化する。カチオンとは、鉄・マンガン・カルシウム・マグネシウムイオン等の陽イオンである。

特開２０１４−１５５８８２号公報

イオン交換樹脂を収容する濾過槽は、長時間通水が行われないと、濾過槽内に雑菌が繁殖し、不衛生な状態となる。

そこで、本発明の実施形態は、濾過槽の衛生状態を良好に保つことが可能な水処理装置及び水処理方法を提供することを目的とする。

本発明の一形態にかかる水処理装置は、濾過材を収容する濾過槽を備える濾過装置と、前記濾過槽の二次側に接続され、濾過処理された処理水を収容する処理水槽と、前記処理水槽の二次側に設けられ、前記処理水を二次側に送る給水ポンプと、前記給水ポンプの二次側と前記濾過槽とを連通可能に接続する戻り流路を有する通水路と、前記戻り流路を通じて前記処理水槽の処理水を前記濾過槽に送り、前記濾過槽の水を前記処理水槽の処理水に交換する交換処理を行う、制御部と、前記濾過槽の二次側であって前記処理水槽の一次側に配される除菌器と、前記除菌器の流路部を通る流体の流量を検出する流量検出部と、を備え、前記制御部は、前記流量検出部で検出される流量が所定値以下である状態が所定時間継続した場合に、前記交換処理を行う。

本発明の他の一形態に係る水処理方法は、濾過材を収容するとともに通水可能に構成された濾過槽の二次側に除菌器及び処理水槽が接続された状態で前記濾過槽の一次側から前記濾過槽と、前記濾過槽の二次側であって前記処理水槽の一次側に配される除菌器と、を通って、前記処理水槽に水を送る濾過処理と、前記処理水槽の二次側から前記濾過槽に至る戻り流路を連通させた状態で、前記処理水槽の二次側に配された給水ポンプを作動させることで、前記処理水槽から前記濾過槽に水を送り、前記濾過槽内の水を前記処理水槽の処理水に交換する交換処理と、を備え、前記濾過槽、前記除菌器及び前記処理水槽を通る送り流路と、前記給水ポンプの二次側と前記濾過槽とを連通可能に接続する戻り流路と、を有する通水路において前記除菌器の流路部を通る流体の流量を検出する流量検出部で検出される流量が一定以下の状態が一定時間継続した場合に、前記交換処理を行う。

本発明によれば濾過槽の衛生状態を良好に保つことが可能な水処理装置及び水処理方法を提供することができる。

本発明の一実施形態にかかる水処理装置の構成を示す説明図。 同実施形態にかかる水処理装置の濾過装置の構成を示す正面図。 同実施形態にかかる水処理装置の濾過装置の構成を示す側面図。 同実施形態にかかる水処理装置の濾過装置の構成を示す平面図。 同実施形態にかかる水処理装置のインターフェイス部の構成を示す正面図。 同水処理装置の濾過処理を示す説明図。 同水処理装置の逆洗処理を示す説明図。 同水処理装置の再生処理を示す説明図。 同水処理装置の洗浄処理を示す説明図。 同水処理装置の注水処理を示す説明図。 同水処理装置の交換処理を示す説明図。

以下、本発明の一実施形態にかかる水処理装置１０及び水処理方法について、図１乃至図１１を参照して説明する。図１は本実施形態に係る水処理装置１０の構成を示す説明図である。図２は、水処理装置１０の濾過装置１２の側面図、図３は濾過装置１２の正面図、図４は濾過装置１２の平面図を示す。図５はインターフェイス部７３の正面図である。図６乃至図１０は、水処理装置１０の動作を示す説明図であり、図１１は制御部による報知処理のフローチャートである。

図１に示すように、水処理装置１０は、原水ポンプ１１と、原水ポンプ１１の二次側に配される濾過装置１２と、濾過装置１２の二次側に配される除菌器１３と、除菌器１３の二次側に配される処理水槽１４と、処理水槽１４の二次側に配される自動給水ポンプ１５（給水ポンプ）と、所定の流路を形成する通水路１６と、通水路１６の流路の接続状態を切替える流路スイッチユニット１７と、を備える。また、水処理装置１０は、制御ユニット１００として、原水ポンプ１１用の制御部１０１ａを備える制御盤１０１と、通水路１６用の制御部１０２ａを備える制御盤１０２と、濾過装置１２用の制御部１０３ａを有する制御盤１０３と、自動給水ポンプ１５用の制御部１０４ａを備える制御盤１０４と、を備える。

原水ポンプ１１は、モータと、モータに接続されたインペラを有する単段または多段のポンプ部を備える。原水ポンプ１１は、原水、例えば地中に設けられた井戸２１の井戸水などを、増圧して二次側に圧送する。原水ポンプ１１の吐出口は、通水路１６によって濾過装置１２に接続されている。

図２乃至図１０に示す濾過装置１２は、イオン交換式の除鉄・除マンガン槽である濾過槽２２と、再生槽である再生タンク２３と、を備える。濾過槽２２は、除菌器１３及び再生タンク２３とともに、共通のベース２４上に設置され、収容小屋内に収容されている。

濾過槽２２は、例えば上壁と下壁と周壁とを有する円筒状に構成され、粒状のイオン交換樹脂と水を収容可能であるとともに通水可能に構成されている。濾過槽２２は、通水路１６に連通する第１ポート３１及び第２ポート３２を有する。第１ポート３１及び第２ポート３２は例えば上壁に形成されている。第１ポート３１及び第２ポート３２は、通水路１６を構成する複数の流路へ接続可能に構成され、流路スイッチユニット１７によってその接続先及び開閉状態が切替え可能に構成されている。

濾過槽２２の内部には集水管３３が設けられている。集水管３３は、鉛直方向に延びる管部３４と、管部３４の下端に設けられたフィルタキャップ３５と、管部３４の上端で分岐する複数の分岐管３６，３７を備える。管部３４の下端は濾過槽２２の底面近傍に配されている。フィルタキャップ３５は、管部３４の下端の開口を覆う。フィルタキャップ３５は、複数のスリット３５ａを有している。各スリット３５ａは、イオン交換樹脂の粒子の粒径よりも小さい幅を有し、水が通過可能に構成されている。フィルタキャップ３５は、水を通過させ、イオン交換樹脂の通過を防ぐ。

管部３４の上端部に設けられた２つの分岐管３６，３７は、濾過槽２２の外部に導出される。一対の分岐管３６，３７の端部の開口は、それぞれ第３ポート３８と第４ポート３９を構成する。第３ポート３８及び第４ポート３９は、流路スイッチユニット１７を介して、通水路１６を構成する複数の流路へ接続可能に構成されている。流路スイッチユニット１７によって第３ポート３８及び第４ポート３９の接続先及び開閉状態が切替え可能に構成されている。

濾過装置１２は、原水ポンプ１１によって送られる原水が濾過材を通過する際に、ナトリウムと原水中のカチオン、すなわち鉄・マンガン・カルシウム・マグネシウムイオン等の陽イオンを、交換することで、原水中の不純物を濾過材に捕捉させて、原水を軟水化する。例えば本実施形態においては少なくとも鉄やマンガンイオンを、交換する。濾過装置１２は、再生チューブ４１により、再生タンク２３に接続される。

再生タンク２３は、上部開口を有するケース２３ａと、ケース２３ａの上部開口を覆うカバー２３ｂと、を備える。

ケース２３ａは、円筒状に構成され、水や再生材を収容可能に構成されている。ケース２３ａの周壁の所定高さには、開閉バルブ付きのドレン口２３ｃが設けられ、このドレン口２３ｃから再生タンク２３内の水を排出可能に構成されている。ケース２３ａは、再生材となる固体の粒状の塩が、数回分、例えば１０回分、収容可能に構成されている。ケース２３ａ内の所定高さには、ケース２３ａ内の空間を上下に仕切るフィルタＦが設けられている。フィルタＦは例えば不織布で構成され、粒状の塩の通過を抑制する。

ケース２３ａ内には、ケース２３ａよりも小径のブラインウェルと呼ばれる内ケース２３ｄが設けられている。内ケース２３ｄは上部に開口を有する円筒状に構成され、鉛直方向に沿って延びている。内ケース２３ｄの開口はキャップによって閉止されている。内ケース２３ｄの周壁にはスリット状の貫通孔であるスリット孔２３ｅが複数形成されている。スリット孔２３ｅは、例えば不織布で構成されたフィルタ２３ｆで覆われている。このスリット孔２３ｅを通じてケース２３ａ内と内ケース２３ｄ内とで流体である水や塩水が流通可能となる一方、固体である粒状の塩の通過はフィルタ２３ｆによって抑制される。

内ケース２３ｄの外面には、再生材の残量を示す残量表示部としての指標部２５が設けられている。内ケース２３ｄ内の底部近傍に、再生チューブ４１の端部が配されている。再生タンク２３内に配される再生チューブ４１の一端４１ａには空気吸込防止用の樹脂製のチャッキ４１ｃが設けられている。内ケース２３ｄ内に、再生チューブ４１を通じて処理水が補充可能に構成されている。

カバー２３ｂは例えば円形状であり、ケース２３ａの上部開口に設けられている。

再生タンク２３内には、再生タンク２３内の液面位置を検出するフロートスイッチ２７が設けられている。フロートスイッチ２７は再生タンク２３の内ケース２３ｄ内に支持され、再生タンク２３の液面に浮かんでいる。フロートスイッチ２７は、外郭を構成するフロートケースと、フロートケース内に収容されたスイッチ部と、を備える。フロートケース内のスイッチ部にはケーブルを構成する電線が接続されている。フロートスイッチ２７はケーブルを介して制御部１０２ａに接続されている。フロートスイッチ２７は、再生液の液位を検出し、検出した信号を制御部１０２ａに送る。

以上の様に構成された再生タンク２３において、再生材として、例えば粒状の塩が数回分収容された状態で、再生処理毎に所定量の水が補充されることで、塩が水に溶解して所定量の塩水となる。すなわち、再生タンク２３の内ケース２３ｄ内に、再生処理毎に、一度の再生処理で使用される一定量の水が注入されると、注入された一定量の水Ｗａに、内ケース２３ｄ内にある粒状の塩Ｓ１の一部が溶けることで、水Ｗａが飽和状態の塩水Ｓ２になる。

したがって、再生タンク２３には一定量の塩水Ｓ２または水Ｗａと、フィルタＦ上で溶けずに残っている粒状の塩Ｓ１が存在する。再生タンク２３内の塩水Ｓ２は、後述する再生処理においてイジェクタ４２の動作によって、一定量ずつ、再生チューブ４１を通って濾過槽２２に送られる。

除菌器１３は、流路部４３と、薬液タンク４４と、薬液を流路部４３に送る薬液ポンプ４５と、流量検出部としての流量センサ４６を備える。除菌器１３は、流路部４３に所定量の薬液を注入することで、流路部４３を流れる流体を除菌する。

流量センサ４６は例えばパドル式の流量センサであり、流体の流れによって回動可能なパドルと、パドルを回動可能に支持する支持構造部と、パドルに内蔵された磁石と、磁気センサと、を備えている。磁気センサは信号線を介して制御部１０２ａに接続されている。流量センサ４６は、除菌器１３を通る流体の流れを検出し、制御部１０２ａに信号を送る。

処理水槽１４は、濾過槽２２及び除菌器１３を通過した処理水を貯留可能に構成された容器である。処理水槽１４には、処理水の液面位置を検出する液面センサ４７が設けられている。液面センサ４７は信号線を介して原水ポンプ１１用の制御部１０１ａに接続されている。液面センサ４７は、処理水の液面位置を検出し、液位情報を電気信号として制御部１０１ａに送る。

自動給水ポンプ１５は、モータと、モータに接続されたインペラを有する単段または多段のポンプ部と、を備える。自動給水ポンプ１５は、例えば地上に２台設けられている。自動給水ポンプ１５は、ポンプ制御用の制御部１０４ａの制御により、処理水槽１４からの水を増圧して二次側に圧送する。自動給水ポンプ１５の吐出口は通水路１６を介して濾過槽２２に連通可能に接続されている。自動給水ポンプ１５の二次側の流路には圧力センサ４８が設けられている。

圧力センサ４８は、例えばダイヤフラム式の圧力センサ４８であり、信号線を介して制御部１０４ａに接続される。圧力センサ４８は、自動給水ポンプ１５の吐出圧力を検出し、検出した圧力信号を制御部１０４ａに送信する。

通水路１６は、原水ポンプ１１の吐出口から濾過槽２２に至る管路で構成される第１流路５１と、濾過槽２２から除菌器１３に至る管路で構成される第２流路５２と、除菌器１３の二次側から処理水槽１４に至る管路で構成される第３流路５３と、処理水槽１４から自動給水ポンプ１５の吸込口に至る管路で構成される第４流路５４と、自動給水ポンプ１５の吐出口から第１流路５１に至る管路で構成される第５流路５５と、濾過槽２２から排出部へ至る管路で構成される第６流路５６と、第２流路５２から分岐して排出部に至る管路で構成される第７流路５７と、再生タンク２３から濾過槽２２に接続される再生チューブ４１で構成される第８流路５８と、を備える。第１流路５１、第２流路５２、第３流路５３及び第４流路５４により、原水ポンプ１１から濾過槽２２、除菌器１３及び処理水槽１４を通って二次側の自動給水ポンプ１５に至る送り流路が構成される。第５流路５５と第１流路５１の一部によって、自動給水ポンプ１５から濾過槽２２に至る戻り流路が構成される。

再生チューブ４１は、その一端４１ａが再生タンク２３内に配され、他端４１ｂが濾過槽２２の第１ポート３１に接続されるイジェクタ４２に接続されている。

流路スイッチユニット１７は、第１三方弁６１と、第２三方弁６２と、複数の開閉弁６３ａ〜６３ｃと、コントロールバルブ６４と、を備える。流路スイッチユニット１７は弁６１，６２，６３ａ〜６３ｃの開閉とコントロールバルブ６４の制御により、通水路１６の８つの流路５１〜５８を、第１ポート３１，第２ポート３２，第３ポート３８、及び第４ポート３９の合計４つのポートのいずれかにそれぞれ接続して連通させ、あるいは流路を閉じることで、複数の処理モードを切替える。

第１三方弁６１及び第２三方弁６２は、例えば３つのポートを有する電磁式弁であり、制御部１０２ａの制御に応じて複数の流路の接続状態を切替える。第１三方弁６１は、第１流路５１を介して原水ポンプ１１に接続されるポートと、第５流路５５を介して自動給水ポンプ１５の吐出側に接続されるポートと、コントロールバルブ６４を介して濾過槽２２の複数のポートに選択的に接続されるポートと、を有する。

第２三方弁６２は、第２流路５２を介して除菌器１３に接続されるポートと、第７流路を介して排出部に接続されるポートと、コントロールバルブ６４を介して濾過槽２２の複数のポートに選択的に接続されるポートと、を備える。

本実施形態においては、第１三方弁６１の開閉とコントロールバルブ６４の切替えによって、原水側の第１流路５１や、自動給水ポンプ１５からの第５流路５５が、切替え可能に、ポート３１，３２，３８，３９に接続されている。また、第２三方弁６２の開閉とコントロールバルブ６４の切替えによって、処理水槽側の第２流路５２や、排出側の第７流路５７が、切り替え可能にポート３１，３２，３８，３９に接続されている。

複数の開閉弁６３は、例えば電磁式の開閉弁６３であり、制御部１０２ａの制御に応じて複数の流路の接続状態を切替える。

制御盤１０２は、各種データを記憶する記憶部７１と、所定のプログラムに基づいて各部の動作を制御する制御部１０２ａと、インターフェイス部７３と、を備える。

記憶部７１は、例えば、制御に必要な情報として、各種プログラムや、各種基準値や閾値を記憶する。また、記憶部７１は、再生材の残量を示す残量データや、再生材を補充した後に再生処理が行われた再生処理回数を記憶する。制御部の制御により、再生処理が行われる度に残量データが更新される。なお、報知基準値Ｎｅを含む各種閾値や設定値は、例えば操作入力部７３ａでの操作入力によってユーザーが任意に設定変更可能に構成されている。

例えば制御部１０１ａは、各センサによって検出される検出値に基づき、各種の演算処理を行い、インバータの周波数制御により、原水ポンプ１１のモータを変速運転または停止させる。具体的には、制御部１０１ａは、各インバータに制御信号を送信し、所定のタイミングで原水ポンプ１１に対応するインバータを制御することでポンプの動作を制御する。

また、制御部１０３ａは、コントロールバルブ６４の弁を開閉することで、流路の接続状態を切替える。また、制御部１０２ａはセンサによって検出される検出値や操作入力に基づき、各種の演算処理を行い、通水路１６の弁６３ａ〜６３ｄを開閉することで流路の接続状態を切替える。

水処理装置１０は、これらの流路設定とポンプ１１，１５の動作制御により、複数種類の処理を行わせる。具体的には、水処理装置１０は、制御部１０１ａ，１０２ａ，１０３ａ，１０４ａの制御により、濾過処理、逆洗処理、再生処理、洗浄処理、及び注水処理を行う。

また、制御部１０２ａは、フロートスイッチ２７からの信号やコントロールバルブ６４からの再生信号を検出し、再生回数をカウントする。制御部１０２ａは、再生処理が行われる度に、記憶部７１に記憶されている残量データＮを更新し、１ずつ減じる。制御部７２は、残量データＮが予め設定された報知基準値Ｎｅまで低下すると、報知処理を行う。報知処理として、制御部７２は、例えばインターフェイス部７３に設けられた再生材不足ランプ７３ｄを点灯させ、あるいは外部信号を出力させる。

インターフェイス部７３は、制御盤１０２に設けられている。インターフェイス部７３は、操作入力部７３ａと、表示部７３ｂと、を備える。

操作入力部７３ａは、電源のＯＮ／ＯＦＦを操作するための電源スイッチや残量カウントボタン、残量リセットボタンなどの各種入力ボタンやスイッチであり、ユーザーが各種の設定や指示入力が可能に構成されている。

表示部７３ｂは、例えばＰＬＣランプ７３ｃと、再生材不足ランプ７３ｄと、を備える。

以下、本実施形態にかかる水処理装置１０が行う各種動作について図６乃至図１１を参照して説明する。図６は濾過処理、図７は逆洗処理、図８は再生処理、図９は洗浄処理、図１０は注水処理、図１１は交換処理をそれぞれ示している。

図６は濾過処理を示す説明図である。濾過処理は、原水を汲み上げて濾過槽２２に通水させることで、鉄やマンガン等の陽イオンをイオン交換により捕捉し、原水を軟水化する処理である。

図６に示すように、濾過処理として、制御部１０３ａはコントロールバルブ６４を制御し、第１ポート３１を閉じ、第２ポート３２を原水側の第１流路５１に接続し、第３ポート３８を処理水槽１４側の第３流路に接続し、第４ポート３９を閉じる。さらに、制御部１０３ａはイジェクタ４２を停止させ、第８流路５８を閉じる。

この状態で、制御部１０１ａは、所定のタイミングで、原水ポンプ１１を駆動する。制御部１０１ａは、例えば液面センサ４７で検出される液位情報に基づき、処理水槽１４の液位が所定のポンプ起動基準値まで下がったことを検知すると、原水ポンプ１１を駆動する。原水ポンプ１１の駆動により、原水は、揚水され、濾過槽２２及び除菌器１３に流入する。原水は、濾過槽２２内に流入し、濾過されることで、除菌、除鉄、除マンガン及び固形物等の不純物が取り除かれ浄水Ｌ２（処理水）となる。そして処理水Ｌ２はフィルタキャップ３５を通って集水管３３に入り、集水管３３の上端部の第３ポート３８から、処理水槽１４へ送られる。

図７は逆洗処理を示す説明図である。逆洗処理は、集水管３３から水を流し、濾過槽２２のイオン交換樹脂を通って下から上へ流れる用に通水して排水することで、濾過材を逆洗し、濾過槽２２の内部に溜まった酸化鉄や微粒子（不純物）を排出する処理である。また、再生処理の前にこの逆洗処理をすることで濾過材をほぐすこともできる。

図７に示すように、逆洗処理において、制御部１０３ａは、コントロールバルブ６４を制御し、第１ポート３１を閉じ、第２ポート３２を排水側の第６流路５６に接続し、第３ポート３８を原水側の第１流路５１へ接続し、第４ポート３９を閉じる。この状態で、制御部１０１ａは所定のタイミングで原水ポンプ１１を駆動して原水Ｌ１を二次側へ送ると、原水Ｌ１が集水管３３の第３ポート３８から下に流れ、フィルタキャップ３５を通って集水管３３から流出し、濾過槽２２の下から上へ送られ、第２ポート３２から排水される。この逆洗処理によって、濾過槽２２の下から上へ原水を流すことで、濾過材を洗浄し、濾過槽２２内にたまった酸化物や微粒子を排出する。

例えば、制御部１０３ａは、濾過処理中にカチオン濃度が高くなった場合、高濃度の食塩水などの再生液を通水して、再度、樹脂及びカチオンとナトリウムとのイオン交換をする再生処理を行う。再生処理として、制御部１０３ａは、再生タンク２３から、所定のタイミングで再生液としての高濃度の塩水Ｓ２を濾過槽２２へ補充する。

図８は再生処理を示す説明図である。再生処理は、高濃度塩水を濾過材へ通水することで、原水から除去されて濾過材に付着した鉄やマンガンを濾過材から分離させて排出させる処理である。

具体的には、図８に示すように、再生処理において、制御部１０３ａは、コントロールバルブ６４を制御し、第１ポート３１を再生チューブ４１及び原水ポンプ１１に連通させ、第２ポート３２を閉じる。また、集水管３３の第３ポート３８を閉じ、第４ポート３９を排水側の第６流路５６に接続する。制御部１０３ａは、この状態でイジェクタ４２を駆動することにより、再生タンク２３からの高濃度塩水、及び原水ポンプ１１からの原水を、濾過槽２２内に送る。例えば原水＋高濃度塩水≒８％〜１２％程度である。塩水及び原水は、濾過槽２２内を上から下に流れ、フィルタを通って集水管３３に流入し、第４ポート３９を通って排出される。再生排水は高濃度の塩水及び鉄やマンガン等の陽イオンを含有している。再生処理により、再生タンク２３内の液位が低下する。

図９は、洗浄処理を示す説明図である。洗浄処理は、濾過槽２２内部に残っている残留塩分を低速で外部へ排出させ、新たに原水Ｌ１を注入する処理であり、押し出し処理とも呼ばれる。

洗浄処理において、制御部１０３ａは、コントロールバルブ６４を制御し、第１ポート３１を閉じるとともに、第２ポート３２を原水ポンプ１１側の第１流路５１に連通させる。また、制御部１０３ａは、第３ポート３８を閉じ、第４ポート３９を排水側の第６流路５６に連通させる。この状態で制御部１０１ａにより原水ポンプ１１を駆動することにより、原水Ｌ１が濾過槽２２内を上から下に流れ、フィルタキャップ３５を通って集水管３３に流入し、第４ポート３９から排出される。この洗浄処理により、濾過槽２２内に残っている残留塩分を外部へ排出する。

図１０は注水処理を示す説明図である。注水処理は、再生タンク２３へ処理水Ｌ２を逆流させることで、再生タンク２３内に処理水Ｌ２を入れて貯める処理である。

注水処理において、制御部１０３ａは、コントロールバルブ６４を制御し、第１ポート３１を閉じるとともに、第２ポート３２を原水ポンプ１１側の第１流路５１に連通させる。また、制御部１０３ａは、第３ポート３８を処理水槽１４に接続するとともに、イジェクタ４２を介して再生チューブ４１に接続し、第４ポート３９を閉じる。この状態で、制御部１０１ａにより原水ポンプ１１を駆動し、制御部１０３ａによりイジェクタ４２を駆動すると、原水Ｌ１が濾過槽２２内を上から下に流れ、フィルタキャップ３５を通って集水管３３に流入する。そして、濾過後の処理水Ｌ２は一部が第３ポート３８から第２流路５２、第３流路５３を経て処理水槽１４に送られるとともに、一部がイジェクタ４２から再生チューブ４１を通って再生タンク２３内に送られる。制御部１０３ａは、予め設定された一定時間経過後に、第３ポート３８と再生チューブ４１との間の流路を閉め、注水を停止する。この注水処理により処理水を再生タンク２３に一定量の処理水が補充される。

図１１は交換処理を示す説明図である。交換処理は、濾過槽２２内の滞留水を排出し、処理水槽１４内の処理水Ｌ２を濾過槽２２に送ることで、濾過槽２２内の水を入れ替える処理である。

制御部１０２ａは、例えば流量センサ４６に流量検知信号が入らない時間が一定時間ｔ１以上継続した場合、あるいは定期的に、交換処理を行う。ｔ１は例えば１週間または１か月などの所定の時間で設定され、記憶部７１に記憶される。

交換処理として、制御部１０２ａにより、まず、第３ポート３８の排出側の第２流路５２を、第２三方弁６２のポートで開閉調整し、第７流路５７に連通させて大気開放し、濾過槽２２内の滞留水を外部に排出する。続いて、第１三方弁６１のポートを開閉調整し、第１ポート３１を自動給水ポンプ１５の吐出口に接続される第５流路５５に連通させる。

このとき、排出側の大気開放により、通水路１６内の圧力が下がり、自動給水ポンプ１５の二次側に配された圧力センサ４８で検出される圧力値が低下する。自動給水ポンプ１５のポンプ制御部１５ａは、吐出側の圧力が一定まで下がると、自動給水ポンプ１５を駆動するため、ポートの切替えによる圧力低下で、自動給水ポンプ１５が駆動し、処理水槽１４の処理水が自動給水ポンプ１５の動作により汲み上げられ第５流路５５から濾過槽２２に送られる。

制御部１０２ａは、交換処理を開始してから所定時間が経過すると開閉弁を閉じることにより交換処理を終了する。具体的には三方弁６１，６２を濾過処理の状態に戻す。

本実施形態にかかる水処理装置１０及び水処理方法によれば、以下のような効果が得られる。すなわち、処理水槽１４の二次側を濾過槽２２に連通可能に構成し、濾過槽２２に処理水を補充することにより、所定のタイミングで濾過槽に滞留した水を交換することが可能である。したがって、濾過槽２２内に水が長期間滞留することを防止でき、衛生状態を良好に保つことが可能となる。また、吐出側の圧力が一定値まで下がると駆動する自動給水ポンプ１５を用い、流路の開閉調整により流路内の圧力を下げて自動給水ポンプ１５を作動させる構成としたため、既存の駆動源を利用して交換処理を実現できる。このため、例えば濾過槽の一次側に砂濾過等の前処理装置を設置する場合と比べて、設置スペースやコストの増加を抑制できる。

なお、地下水の除菌・殺菌は除菌器による次亜鉛酸ナトリウム注入が一般的であるが、原水中に鉄・マンガンを含有している場合、濾過槽の一次側で次亜を注入すると、鉄・マンガンの酸化物により樹脂が汚染され、イオン交換能力が低下するため、樹脂交換が頻繁に必要となってしまう。これに比べ、本実施形態では、濾過槽の二次側に除菌器を配し、濾過後に除菌した処理水を用いることから、イオン交換樹脂のイオン交換能力の低下を回避することができる。

本発明は上記各実施形態そのままに限定されるものではない。例えば、制御部は、処理水槽の水位が一定値以下になった場合に交換処理を終了することで、原水ポンプが駆動されることを防止することとしてもよい。

上記実施形態においては、複数の制御部１０１ａ〜１０４ａが異なる制御盤１０１〜１０４に設けられている例を示したが、これに限られるものではない。例えば一部または全部の制御部１０１ａ〜１０４ａを共通とする、複数の制御部１０１ａ〜１０４ａを制御するホスト制御部を追加する、あるいは複数の制御部１０１ａ〜１０４ａを互いに通信可能とするなどは、装置により適宜設定変更可能である。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、各実施形態は適宜組み合わせて実施してもよく、その場合組み合わせた効果が得られる。更に、上記実施形態には種々の発明が含まれており、開示される複数の構成要件から選択された組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、課題が解決でき、効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
（１）
濾過材を収容する濾過槽を備える濾過装置と、
前記濾過槽の二次側に接続され、濾過処理された水を収容する処理水槽と、
前記処理水槽の二次側に設けられ、前記処理水を二次側に送る給水ポンプと、
前記給水ポンプの二次側と前記濾過槽とを連通可能に接続する戻り流路を有する通水路と、
前記戻り流路を通じて前記処理水槽の水を前記濾過槽に送る交換処理を行う、制御部と、を備える水処理装置。
（２）
前記濾過槽の一次側に配され、前記濾過槽に原水を送る原水ポンプを備え、
前記通水路は、前記原水ポンプから前記濾過槽及び前記処理水槽を通って二次側の前記給水ポンプに至る送り流路を有し、
前記給水ポンプは二次側の圧力低下により駆動する自動給水ポンプであり、
前記制御部は、前記濾過槽の一次側を前記原水ポンプに接続させ、前記濾過槽の二次側を前記処理水槽に接続させ、前記原水ポンプを作動させることで、原水を濾過して前記処理水槽に送る濾過処理を行い、
前記濾過槽の一次側を前記戻り流路に接続させ、前記濾過槽の二次側を排出部に連通させることで、前記自動給水ポンプの二次側の圧力を低下させ、前記自動給水ポンプを作動させ、濾過槽内の水を外部に排出させるとともに前記処理水槽の水を前記濾過槽に送る、交換処理を行う、（１）記載の水処理装置。
（３）
前記濾過槽の二次側であって前記処理水槽の一次側に配される除菌器と、
前記通水路における流量を検出する流量検出部と、を備え、
前記制御部は、前記流量検出部で検出される流量が所定値以下である状態が所定時間継続した場合に、前記交換処理を行う、（１）または（２）記載の水処理装置。
（４）
前記濾過槽の一次側及び二次側にそれぞれ設けられた１以上の開閉弁を備える流路スイッチユニットを備え、
前記制御部は、前記流路スイッチユニットにより複数の流路の接続状態を切替えることにより、前記交換処理と前記濾過処理を含む複数の処理を切替える、（１）乃至（３）のいずれか記載の水処理装置。
（５）
前記濾過槽に連通可能に構成され、前記濾過槽に補充される再生材と水を収容する再生槽を備える、（１）乃至（４）のいずれか記載の水処理装置。
（６）
濾過材を収容するとともに通水可能に構成された濾過槽の二次側に処理水槽が接続された状態で前記濾過槽の一次側から前記濾過槽を通って前記処理水槽に水を送る濾過処理と、
前記処理水槽の二次側から前記濾過槽に至る戻り流路を連通させた状態で、前記処理水槽の二次側に配された給水ポンプを作動させることで、前記処理水槽から前記濾過槽に水を送り、前記濾過槽内の水を入れ替える交換処理と、を備える水処理方法。
（７）
前記濾過槽及び前記処理水槽を通る送り流路と、前記給水ポンプの二次側と前記濾過槽とを連通可能に接続する戻り流路と、を有する通水路の流量を検出する流量検出部を備え、
前記流量検出部で検出される流量が一定以下の状態が一定時間継続した場合に、前記交換処理を行う、（６）記載の水処理方法。

１０…水処理装置、１１…原水ポンプ、１２…濾過装置、１３…除菌器、１４…処理水槽、１５…自動給水ポンプ、１５ａ…ポンプ制御部、１６…通水路、１７…流路スイッチユニット、１８…制御盤、２１…井戸、２２…濾過槽、２３…再生タンク、２３ａ…ケース、２３ｂ…カバー、２３ｃ…ドレン口、２３ｄ…内ケース、２３ｅ…スリット孔、２３ｆ…フィルタ、２４…ベース、２５…指標部、２７…フロートスイッチ、３１…第１ポート、３２…第２ポート、３３…集水管、３４…管部、３５…フィルタキャップ、３５ａ…スリット、３６…分岐管、３７…分岐管、３８…第３ポート、３９…第４ポート、４１…再生チューブ、４１ａ…一端、４１ｂ…他端、４１ｃ…チャッキ、４２…イジェクタ、４３…流路部、４４…薬液タンク、４５…薬液ポンプ、４６…流量センサ、４７…液面センサ、４８…圧力センサ、５１…第１流路、５２…第２流路、５３…第３流路、５４…第４流路、５５…第５流路、５６…第６流路、５７…第７流路、５８…第８流路、６１…第１三方弁、６２…第２三方弁、６３（６３ａ〜６３ｃ）…開閉弁、６４…コントロールバルブ、７１…記憶部、７２…制御部、７３…インターフェイス部、７３ａ…操作入力部、７３ｂ…表示部、７３ｃ…ＰＬＣランプ、７３ｄ…再生材不足ランプ、Ｌ１…原水、Ｌ２…処理水（浄水）、Ｓ１…塩（再生材）、Ｓ２…塩水（再生液）。

Claims (5)

1. 濾過材を収容する濾過槽を備える濾過装置と、
   前記濾過槽の二次側に接続され、濾過処理された処理水を収容する処理水槽と、
   前記処理水槽の二次側に設けられ、前記処理水を二次側に送る給水ポンプと、
   前記給水ポンプの二次側と前記濾過槽とを連通可能に接続する戻り流路を有する通水路と、
   前記戻り流路を通じて前記処理水槽の処理水を前記濾過槽に送り、前記濾過槽の水を前記処理水槽の処理水に交換する交換処理を行う、制御部と、
   前記濾過槽の二次側であって前記処理水槽の一次側に配される除菌器と、
   前記除菌器の流路部を通る流体の流量を検出する流量検出部と、を備え、
   前記制御部は、前記流量検出部で検出される流量が所定値以下である状態が所定時間継続した場合に、前記交換処理を行う、水処理装置。
2. 前記濾過槽の一次側に配され、前記濾過槽に原水を送る原水ポンプを備え、
   前記通水路は、前記原水ポンプから前記濾過槽及び前記処理水槽を通って二次側の前記給水ポンプに至る送り流路を有し、
   前記給水ポンプは二次側の圧力低下により駆動する自動給水ポンプであり、
   前記制御部は、前記濾過槽の一次側を前記原水ポンプに接続させ、前記濾過槽の二次側を前記処理水槽に接続させ、前記原水ポンプを作動させることで、原水を濾過して前記処理水槽に送る濾過処理を行い、
   前記濾過槽の一次側を前記戻り流路に接続させ、前記濾過槽の二次側を排出部に連通させることで、前記自動給水ポンプの二次側の圧力を低下させ、前記自動給水ポンプを作動させ、前記濾過槽内の水を外部に排出させるとともに前記処理水槽の処理水を前記濾過槽に送る前記交換処理を行う、請求項１記載の水処理装置。
3. 前記濾過槽の一次側及び二次側にそれぞれ設けられた１以上の開閉弁を備える流路スイッチユニットを備え、
   前記制御部は、前記流路スイッチユニットにより複数の流路の接続状態を切替えることにより、前記交換処理と前記濾過処理を含む複数の処理を切替える、請求項１または２記載の水処理装置。
4. 前記濾過槽に連通可能に構成され、前記濾過槽に補充される再生材と水を収容する再生槽を備える、請求項１乃至３のいずれか記載の水処理装置。
5. 濾過材を収容するとともに通水可能に構成された濾過槽の二次側に除菌器及び処理水槽が接続された状態で前記濾過槽の一次側から前記濾過槽と、前記濾過槽の二次側であって前記処理水槽の一次側に配される除菌器と、を通って、前記処理水槽に水を送る濾過処理と、
   前記処理水槽の二次側から前記濾過槽に至る戻り流路を連通させた状態で、前記処理水槽の二次側に配された給水ポンプを作動させることで、前記処理水槽から前記濾過槽に水を送り、前記濾過槽内の水を前記処理水槽の処理水に交換する交換処理と、を備え、
   前記濾過槽、前記除菌器及び前記処理水槽を通る送り流路と、前記給水ポンプの二次側と前記濾過槽とを連通可能に接続する戻り流路と、を有する通水路において前記除菌器の流路部を通る流体の流量を検出する流量検出部で検出される流量が一定以下の状態が一定時間継続した場合に、前記交換処理を行う水処理方法。

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