JP6235409B2 - 浄水システム - Google Patents

Description

本発明は、浄化した水を浄化水使用域に供給するための浄水システムに関するものである。

水源水質の悪化や気象現象の異変や水需要の増加に伴う水の量的不足などから、生活排水を浄化して循環・再利用し、水環境に関する問題に対処する必要性が注目されている。

特許文献１には、工業用水を脱カチオン処理した水や電子部材製造排水を膜分離装置で分離した濃縮水を回収、再利用して水回収率を高める純水製造装置が開示されている。

また、特許文献２に開示された水循環使用システムにおいては、生活排水を活性汚泥装置と膜分離装置で処理し、その濃縮水を回収して水洗トイレ域で再利用する水の循環使用システムが開示されている。

ところで、近年の健康志向と快適な住環境を望む世相を反映して、個々人が日常生活で用いる水の品質向上に対する関心がますます高まっており、生活空間における水環境の整備が注目されている。

また、１９９５年の阪神淡路大震災及び２０１１年の東日本大震災を経て、一般家庭や建物への水道の供給が停止した場合にも高品質の水を供給するシステムが望まれている。

特開平１０−２７２４６５ 特開２００７−１３０５６７

しかしながら、従来の膜を利用した浄水システムでは、原水を浄水装置で分離する際に発生した濃縮水を排水していたが、濃縮水は原水の３０〜９０％にも及ぶため、貴重な水資源が無駄になっていた。

特許文献１に開示されている純水製造装置では、工業用水や電子部材製造排水処理系の処理水が対象となっており、装置の規模及び複雑さ等において住宅向けとして実用的ではない。

また、特許文献２に開示されている水循環使用システムは、水利用空間における水質と水量の最適化を図ったもので、水資源の無駄を解消し、水の供給が断絶した災害時にも有効なシステムを提供するものではない。

そこで本発明は、浄水処理段階で排水されていた濃縮水の有効利用を実現する浄水システムを提供することを目的としている。

前記目的を達成するため、本発明の浄水システムは、浄化した水を浄化水使用域に供給するための浄水システムであって、市水又は原水を浄化して浄化水と濃縮水に分離する浄水装置と、前記浄水装置を浄化水使用域に接続する浄化水流路と、前記浄水装置を貯水槽に接続する濃縮水流路とを備えることを特徴とする。

ここで、前記浄水システムには、建物内の備蓄水槽を前記貯水槽に接続する備蓄水流路と、前記備蓄水流路の連通を制御する切替手段と、前記貯水槽を浄水装置に接続する貯水流路と、前記貯水流路の連通を制御する切替手段とを備えていることを特徴とすることもできる。

また、前記浄水装置には、膜（例えば逆浸透膜）を備えていることを特徴とすることができる。さらに、前記貯水槽には、雨水の取込口を備えていることを特徴とすることもできる。

このように構成された本発明の浄水システムは、浄水装置に濃縮水流路を介して接続された貯水槽を備えることで、浄水装置で分離された濃縮水を排水せずに貯水し、貯水利用域で使用することができる。

また、前記浄水システムが、前記した構造に加えて、備蓄水流路及びその連通を制御する切替手段と、前記貯水槽を前記浄水装置に接続する貯水流路及びその連通を制御する切替手段とを備える場合には、災害時の断水に対応できる。

すなわち、災害等により市水又は原水の供給が止まった際には、貯水槽内の水を浄水装置で浄化して浄化水使用域で利用することができる。

さらに、前記浄水装置に逆浸透膜を備える場合は、膜の洗浄等の膜のメンテナンスが簡便で、かつ不純物を除去した高品質の浄化水を得ることができる。

そして、貯水槽に雨水の取込口が設けられている場合には、前記濃縮水に加えて雨水をも無駄にすることなく貯水し、利用することができる。

本実施の形態の第一浄水システムの平常時の構成を示した説明図である。 本実施の形態の第一浄水システムの非常時の構成を示した説明図である。 本実施の形態の第二浄水システムの構成を示した説明図である。

以下、本発明の好ましい実施形態の浄水システムについて、図面を参照して説明する。

まず、本発明の第一の実施形態の浄水システムとしての第一浄水システム１の構成を図１を用いて説明する。

本発明に係る通常時の第一浄水システム１（図１）には、システム外から水道水質基準を満足する市水又は原水としての市水２を供給する。

ここで市水とは、地下水、河川水、湖沼水及び海水などの自然水を原水とし、これらを浄化して得られる各国各地域における水道水質基準を満たす上水のことである。

第一浄水システム１は、平常時は浄水装置３に市水２を、非常時は貯水槽５に貯水された水を浄水装置３に供給し、浄水装置３と浄化水使用域４とを接続する浄化水流路３１１、浄化水使用域４、浄水装置３と貯水槽５とを接続する濃縮水流路３１２、建物内の備蓄水槽４１と貯水槽５とを接続する備蓄水流路４１１、貯水槽５と浄水装置３を接続する貯水流路５１１及び雨水の取込口６で、主に構成されている。

浄水装置３は、市水２を浄化水と濃縮水に分離する。すなわち、浄水装置３は、市水２から塩素・濁り・重金属・農薬・ウィルス・有機物・トリハロメタン・ダイオキシン・異臭などの不純物を除去した浄化水と、浄化水から除去した不純物が含まれる濃縮水とに市水２を分離する装置である。

浄水装置３には、分離能を有する膜３１として逆浸透膜を設けるものとする。膜３１の形状として、平膜、管状膜、中空糸膜などがありえるが、いずれでも構わないし、またそれらに限られない。

また、膜を用いた浄化水と濃縮水との加圧による分離を実現するため、浄水装置３にはポンプ３２を備える。ポンプ３２を作動させて市水２を加圧し、膜３１としての逆浸透膜を用いた浄化水と濃縮水との効率のよい分離を目的とするものである。

市水２の水圧が高い場合には、ポンプ３２を作動させず水圧を利用した膜分離を行うこともできる。

ここで浄化水使用域４は、浄化した水の供給が必要とされる水使用域で、浄化水流路３１１を介して浄水装置３と接続され、浄水装置３で分離された浄化水を使用する領域である。

また、貯水槽５は、浄水装置３と濃縮水流路３１２を介して接続され、浄水装置３で分離された濃縮水を常時貯水するものである。

建物内の備蓄水槽４１は、風呂・家庭用プール・タンクに溜めた水など、敷地内に存在する水の備蓄可能性のある設備であれば、形状・材質等限定はない。

貯水槽５は、貯水に適した構造と敷地内での貯水に適した容積を有するものであれば、その形状・容積・材質に制限はない。また、設置場所は、屋内、屋外及び屋根の上等、制限はない。

貯水槽５には蛇口・水栓等を設け、貯水した水を取り出して利用する。貯水槽が地中に埋没されたり、屋内の地下室や半地下部分に設置されている場合は、貯水を汲み上げたり加圧送水するためのポンプを設置する等して、利用に供する。

第一浄水システム１には、建物内の備蓄水槽４１と貯水槽５を接続する備蓄水流路４１１を設け、その連通を制御する切替手段としての第一切替手段４２を設ける。

また、貯水槽５と浄水装置３とを接続する貯水流路５１１を設け、その連通を制御する切替手段としての第二切替手段５１を設ける。

第一切替手段４２及び第二切替手段５１は、バルブ、開閉弁その他流路の連通を制御し得る構造であれば、その構造は限定されない。

貯水槽５には、雨水の取込口６を備える。雨水の取込口は、屋根の雨どいと接続する構造、屋外の雨水貯留タンクと接続し得る構造など、雨水を取り込みうる構造・形状・材質であれば、その構造・形状・材質は特に限定されない。

次に、本実施の形態の第一浄水システム１の使用方法及びその作用について、図１及び図２を参照しながら説明する。ここで、図中の矢印は水の流れを示している。

図１は、第一浄水システム１の平常時における使用態様を示している。平常時は、第一浄水システム１外から市水２が供給されているため、備蓄水槽４１から貯水槽５に備蓄水を供給する必要がない。

そこで、平常時には第一切替手段４２を閉塞し、一般的に市水に比して雑菌が多い風呂水等の家庭内の備蓄水を貯水槽５に供給しない。

建物内で市水２を浄化する毎に、貯水槽５に浄水装置３で分離された濃縮水や雨水が貯水されていくため、雨が長期間降らない場合でも貯水槽５には常に濃縮水が貯水されており、使用に供することができる。

また、平常時は、市水２由来の塩素により、貯水槽５内が清浄に保たれている。濃縮水には浄水装置３で浄水から取り除かれた塩素が高濃度に含まれ、貯水槽５内が除菌されるから、貯水中の雑菌の繁殖が防止できる。

すなわち、市水２に含まれていた塩素は浄水装置３で浄化水から除去され、濃縮水側に濃縮されるから、貯水槽５中の塩素濃度は市水２中より高濃度である。

原水を上水として建物内に供給している場合であっても、水道から供給されている場合には水道法施行令に定められた残留塩素濃度を保持している。

それゆえ、原水を被処理水として利用した場合でも、市水２の場合と同様、貯水槽５中の塩素濃度は市水中より高濃度であり、水の汚染防止効果がある。

貯水槽５内の濃縮水は、貯水槽５に設けた蛇口・水栓等から必要な時に取り出して、洗車・散水等、高品質な浄化水が要求されない場面での利用に供される。

貯水槽５に貯水された水を掃除・洗濯・風呂・掃除の用に供する場合には、貯水槽５と適宜の場所を接続する流路を設けたり、ポンプを設置する等、水の汲み上げや加圧送水にも対応可能である。

また、平常時は水を再利用する必要がないから、第二切替手段５１を閉塞しておく。

浄水装置３により市水２から分離された浄化水は、浄化水流路３１１を介して浄化水使用域４に供給され、例えば調理場、浴室又は洗面所などにおいて、飲食、炊事、入浴・シャワーなど、日常生活の用に供される。

次に、図２は、第一浄水システム１の非常時における使用態様を示している。災害が発生したような非常時で第一浄水システム１外からの市水２の供給が停止した場合には、システム内から被処理水を供給する。すなわち、平時と非常時とでは、被処理水が異なる。

具体的には、非常時には第二切替手段５１を開放し、第一浄水システム１内の貯水槽５から貯水流路５１１を介して、浄水装置３に被処理水を供給する。

さらに、第一切替手段４２を開放し、建物内の備蓄水槽４１から備蓄水流路４１１を介して、貯水槽５に水を供給する。

非常時に第一浄水システム１を使用することにより、システム外からの市水２の供給が断絶した場合にも、濃縮水や建物内の備蓄水を回収、浄化、再利用して、飲食用水及び生活用水を確保することができる。

第一浄水システム１は、平常時にも非常時にも高品質の浄化水を得ることを可能にするシステムである。

また、特に図２に示した非常時においては、浄水装置３で備蓄水など市水２よりも雑菌等が多い水を浄化することになる。

飲食の用に供することのできるレベルの浄化水を得るためには、平常時よりポンプ３２の出力を上げ、より高い圧力を膜３１にかけることが必要となる。更に、膜３１を複数枚、複数種類、または平常時に比して頻繁に交換する等の対応も可能である。

以下、前記した実施の形態とは別の形態の実施例について、図３を参照しながら説明する。なお、前記実施の形態で説明した内容と同一乃至均等な部分の説明については、同一用語又は同一符号を付して説明する。

図３は、本実施の形態の浄水システムとしての第二浄水システム１Ａの構成を示した説明図である。

第二浄水システム１Ａは、システム外から市水２を供給し、浄水装置３、浄水装置３と浄化水使用域４とを接続する浄化水流路３１１、浄化水使用域４、浄水装置３と貯水槽５とを接続する濃縮水流路３１２及び雨水の取込口６で主に構成されている。

第二浄水システム１Ａは、システム外からの市水２の供給がある通常時を主に想定した浄水システムで、浄水装置３から排水される濃縮水を貯水槽５に貯水し有効利用する作用効果は、第一浄水システム１につき上記の通りである。

なお、膜３１、ポンプ３２、貯水槽５及び雨水の取込口６等について、図３に記載した形態に限られない。他の構成及び作用効果については、前記実施の形態と略同様であるので説明を省略する。

以上、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態又は実施例に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。

例えば、第一浄水システム１と第二浄水システム２を通じて、膜の種類は逆浸透膜に限定されるものではない。ナノろ過膜、限外ろ過膜、精密ろ過膜など、必要に応じて膜を選択することができる。

複数枚の同種の膜を設置し、又は複数種類の膜を組み合わせて設置するなど、市水２の水質・汚染度等に応じて分離性能と透水性能を考慮し、膜種と膜の設置数と設置形態を選択するものとする。

また、前記実施の形態では、貯水槽６に雨水の取込口６を備えるが、具体的な構成は、この実施の形態又は実施例に限定されず、雨水の取込口６を備えない形態や、雨水以外の液体・個体等の物質の取込口を備える形態もありうる。

１ 第一浄水システム
１Ａ 第二浄水システム
２ 市水
３ 浄水装置
３１ 膜
３１１ 浄化水流路
３１２ 濃縮水流路
４ 浄化水使用域
４１ 備蓄水槽
４１１ 備蓄水流路
４２ 第一切替手段（切替手段）
５ 貯水槽
５１ 第二切替手段（切替手段）
５１１ 貯水流路
６ 取込口

Claims (5)

1. 浄水した水を浄化水使用域に供給するための浄水システムであって、
   市水又は原水を浄化して浄化水と濃縮水に分離する浄水装置と、
   前記浄水装置を前記浄化水使用域に接続する浄化水流路と、
   前記浄水装置を貯水槽に接続する濃縮水流路と、
   建物内の備蓄水槽を前記貯水槽に接続する備蓄水流路と、
   前記備蓄水流路の連通を制御する第一切替手段と、
   前記貯水槽を前記浄水装置に接続する貯水流路と、
   前記貯水流路の連通を制御する第二切替手段とを備え、
   前記市水又は前記原水が前記浄水装置に供給されているときは、前記第一切替手段と前記第二切替手段とを閉塞し、
   前記市水又は前記原水の前記浄水装置への供給が停止したときは、前記第一切替手段と前記第二切替手段とを開放し、前記備蓄水流路を連通して前記備蓄水槽から前記貯水槽に備蓄水を供給するとともに、前記濃縮水流路を連通して前記貯水槽から前記浄水装置に前記濃縮水を供給するように構成されていることを特徴とする浄水システム。
2. 前記貯水槽は、貯水した水を取り出して利用するための蛇口、水栓、流路またはポンプを備えていることを特徴とする請求項１に記載の浄水システム。
3. 前記浄水装置には、膜を備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の浄水システム。
4. 前記膜が逆浸透膜であることを特徴とする請求項３に記載の浄水システム。
5. 前記貯水槽には、雨水の取込口を備えていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の浄水システム。