(57)【要約】【課題】メンテナンスの頻度を十分に低減できる水処理システムを提供する。【解決手段】地下水２００の取水部２ａと、処理水を井戸１００の外に排出する出口部２ｂと、取水部２ａと出口部２ｂとの間の少なくとも一部に鉛直方向上下に延在する領域と、を有する流路２と、流路２の取水部２ａに接続され、地下水２００を流路２に導入するポンプ３と、流路２の前記領域に、取水部２ａから液密性を保持するように接続された水処理部４とを備え、井戸１００内の地下水２００から処理水を生成する水処理システム１。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
井戸内の地下水から処理水を生成する水処理システムであって、
地下水の取水部と、処理水を井戸の外に排出する出口部と、前記取水部と前記出口部との間の少なくとも一部に鉛直方向上下に延在する領域と、を有する流路と、
前記流路の前記取水部に接続され、前記地下水を前記流路に導入するポンプと、
前記流路の前記領域に、前記取水部から液密性を保持するように接続された水処理部と、を備える、水処理システム。
【請求項２】
空気よりも比重が高い不活性ガスを前記井戸内に供給するガス供給手段を備える、請求項１に記載の水処理システム。
【請求項３】
前記水処理部が、前記地下水が略鉛直上向きに流れながら処理されるように設置されている、請求項１又は２に記載の水処理システム。
【請求項４】
前記水処理部が、井戸内に位置する、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の水処理システム。
【請求項５】
前記水処理部が、井戸内の地下水の水面より下方に位置する、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の水処理システム。
【請求項６】
前記水処理部が、井戸の入り口の外側に位置する、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の水処理システム。
【請求項７】
前記水処理部が、濾材のみを含む、請求項４又は５に記載の水処理システム。
【請求項８】
前記水処理部が、吸着機能材及び濾材を有するろ過装置を含む、請求項６に記載の水処理システム。
【請求項９】
前記濾材が、精密ろ過膜、限外ろ過膜、ナノろ過膜、逆浸透膜のうち、少なくとも１種を含む、請求項７又は８に記載の水処理システム。
【請求項１０】
前記流路が、井戸内に挿入された揚水管を含む、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の水処理システム。
【請求項１１】
前記揚水管が、井戸の入り口の外側に延在する、請求項１０に記載の水処理システム。
【請求項１２】
前記領域が、前記揚水管である、請求項１０又は１１に記載の水処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水処理システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
井戸内から汲み上げられた地下水は、水処理装置によって処理された後、生活用水、工業用水、農業用水等に利用される。
特許文献１には、従来の水処理装置としては、井戸内に挿入された揚水管と、揚水管の下端に接続した水中ポンプと、揚水管の上端に接続する導水管と、導水管によって供給された原水を貯留する原水槽と、前処理装置やろ過処理装置等の水処理部と、処理水を貯留する処理水槽と、を備えたものが挙げられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−００８４３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の、従来の水処理装置には、以下の問題がある。
原水を貯留する原水槽、原水を処理する水処理部等の処理設備の設置費用がかかる。
また、地下水を汲み上げる際、空気中の酸素が地下水に混入することにより、地下水中に含まれる金属イオンが酸化して、揚水管や出水ポンプの詰まりの原因となる。
そして、処理設備のメンテナンスや、消耗品の交換等の頻度が増加し、ランニング費用がかかる。
このため、水処理装置を長時間連続して運転することが困難である。
【０００５】
本発明は、メンテナンスの頻度を十分に低減できる水処理システムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、井戸内から汲み上げた地下水が流れる流路のうち、ポンプで汲み上げた地下水を直接水処理部に供給して、地下水の水質が変化する前に水処理を行うことによって、原水槽等の設備を設置することなく、メンテナンスの頻度を十分に低減でき、長時間・連続運転できることを見出し、本発明を完成した。
【０００７】
すなわち、本発明は、下記の態様を有する。
［１］  井戸内の地下水から処理水を生成する水処理システムであって、
地下水の取水部と、処理水を井戸の外に排出する出口部と、前記取水部と前記出口部との間の少なくとも一部に鉛直方向上下に延在する領域と、を有する流路と、
前記流路の前記取水部に接続され、前記地下水を前記流路に導入するポンプと、
前記流路の前記領域に、前記取水部から液密性を保持するように接続された水処理部と、を備える、水処理システム。
［２］  空気よりも比重が高い不活性ガスを前記井戸内に供給するガス供給手段を備える、［１］に記載の水処理システム。
［３］  前記水処理部が、前記地下水が略鉛直上向きに流れながら処理されるように設置されている、［１］又は［２］に記載の水処理システム。
［４］  前記水処理部が、井戸内に位置する、［１］乃至［３］のいずれかに記載の水処理システム。
［５］  前記水処理部が、井戸内の地下水の水面より下方に位置する、［１］乃至［４］のいずれかに記載の水処理システム。
［６］  前記水処理部が、井戸の入り口の外側に位置する、［１］乃至［３］のいずれかに記載の水処理システム。
［７］  前記水処理部が、濾材のみを含む、［４］又は［５］に記載の水処理システム。
［８］  前記水処理部が、吸着機能材及び濾材を有するろ過装置を含む、［６］に記載の水処理システム。
［９］  前記濾材が、精密ろ過膜、限外ろ過膜、ナノろ過膜、逆浸透膜のうち、少なくとも１種を含む、［７］又は［８］に記載の水処理システム。
［１０］  前記流路が、井戸内に挿入された揚水管を含む、［１］乃至［９］のいずれかに記載の水処理システム。
［１１］  前記揚水管が、井戸の入り口の外側に延在する、［１０］に記載の水処理システム。
［１２］  前記領域が、前記揚水管である、［１０］又は［１１］に記載の水処理システム。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の水処理システムによれば、原水槽等の設備を設置することなく、メンテナンスの頻度を十分に低減できる。したがって、本発明の水処理システムは、長時間にわたって連続運転が可能である。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の水処理システムの一例を示す概略構成図である。
【図２】本発明の水処理システムの他の例を示す概略構成図である。
【図３】本発明の水処理システムの他の例を示す概略構成図である。
【図４】本発明の水処理システムの他の例を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
数値範囲を示す「〜」は、その前後に記載された数値を下限値および上限値として含むことを意味する。
水処理装置にポンプから直接供給するとは、取水部から液密性を保持するように、流路に水処理装置を接続した状態（すなわち、外部空気の流路内への侵入を防ぐ状態）で、水処理装置に地下水を供給可能であることを意味する。
鉛直方向上下に延在するとは、鉛直方向を厳密に解釈するものではなく、本発明の効果を損なわない範囲内において、鉛直方向からいずれかの方向に傾斜した場合も含まれる。
図１〜図４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。
【００１１】
＜水処理システム＞
図１は、本発明の水処理システムの一例を示す概略構成図である。
水処理システム１は、井戸１００内に挿入されて、地下から地上に延びる揚水管２０と、揚水管２０の下端に接続し、井戸１００内の地下水２００に浸漬した水中ポンプ（ポンプ）３と、揚水管２０の上端に接続して、水平方向に延びる導水管２２と、井戸１００内の地下水２００の水面より下方の揚水管２０に接続し、水中ポンプ１０から汲み上げた地下水を処理する水処理装置（水処理部）４と、空気よりも比重が高い不活性ガスを井戸１００内に供給するガス供給手段５とを備える。
【００１２】
井戸１００は、地面から下方に向かって不帯水層２０２より下の被圧帯水層２０４まで掘削された掘削穴１０２に挿入された有底管状の井戸管１０４を有する。井戸管１０４の底部近傍には、被圧帯水層２０４の位置に、被圧帯水層２０４から湧出した地下水２００を井戸管１０４内に取り込む取水口１０４ａが形成されている。取水口１０４ａには、井戸管１０４内への砂等の侵入を防ぐための金網（図示略）が取り付けられている。
井戸１００が開放状態にする。解放状態とは、井戸１００の井戸管１０４の上端にはシール部材等の密閉部材が設けられないことである。密閉部材ではない部材を設けてよい。例えば、井戸１００に空気穴が形成された蓋（図示略）をして、不活性ガスを供給してもよい。井戸１００に蓋をすれば、井戸１００内に枯葉等のゴミが混入することを抑制できる。
【００１３】
本発明の水処理システム１では、揚水管２０と、導水管２２とが、流路２を構成する。
流路２は、地下水２００の取水部２ａと、処理水を井戸１００の外に排出する出口部２ｂと、取水部２ａと出口部２ｂとの間の少なくとも一部に鉛直方向上下に延在する領域とを有する。
取水部２ａは、揚水管２０の下端である。取水部２ａには、水中ポンプ３が接続される。
出口部２ｂは、導水管２２の終端である。出口部２ｂから処理水を直接使用してもよいし、出口部２ｂを二次側の設備と直接接続してもよい。また、出口部２ｂには、処理水槽を設けてもよい。
鉛直方向上下に延在する領域は、揚水管２０である。揚水管２０には、取水部２ａから液密性を保持するように、水処理装置４が接続される。
揚水管２０は、井戸１００の入り口の外側に延在する（換言すると、井戸１００の入り口より上方に延びる部分を有する）ことが好ましい。
【００１４】
既存の導水管２２には、通常、空気取り入れ口（図示略）が設けられている。水中ポンプ３の停止時に揚水管２０内が地下水で満たされていると、水頭差による水圧によって水中ポンプ３の稼働開始時の負荷が大きくなる。そのため、水中ポンプ３の停止時に、空気取り入れ口から導水管２２および揚水管２０内に空気を取り入れて、揚水管２０内の地下水の水頭を下げることが常識となっている。
【００１５】
水中ポンプ３は、流路２を構成する揚水管２０の下端となる取水部２ａに接続されている。なお、水中ポンプ３は、井戸１００内の地下水２００に浸漬されている。
水中ポンプ３は、地下水２００を流路２に導入することが可能なものであれば、特に限定されるものではない。水中ポンプ３としては、水中カスケードポンプ、水中渦巻ポンプ、水中タービンポンプ、水中斜流ポンプ等が挙げられる。
水中ポンプ３には、揚水管２０における地下水の逆流を抑える逆止弁が設けられていてもよい。
【００１６】
水中ポンプ３の停止時に導水管２２の終端（出口部２ｂ）から地下水が抜けやすい場合、導水管２２の途中にバルブ（図示略）を設けることが好ましい。バルブとしては、電磁弁、逆止弁等が挙げられ、水中ポンプ３の動作に合せて自動で開閉できる電磁弁が好ましい。
【００１７】
水処理装置４は、井戸１００内の地下水を処理して、処理水を生成する。
水処理装置４は、井戸１００内の地下水２００の水面より下方において、揚水管２０に接続されている。すなわち、水処理装置４は、地下水２００内に浸漬されている。なお、流路２において、水処理装置４は、揚水管２０において水中ポンプ３の二次側に設けられている。
水処理装置４は、地下水２００が略鉛直上向きに流れながら処理されるように、揚水管２０に設置されている（以下、「縦置きに接続」、あるいは「縦に設置」ともいう）。このように、揚水管２０に水処理装置４を縦に設置すると、水処理の方向と揚水の動力方向とが同じ方向になるため、水処理装置４を均等に使用できる。
これに対して、水処理装置を、地下水が略水平方向横向きに流れながら処理されるように、揚水管に設置すると、水処理装置の上部に空気が溜まりやすく、液密性を維持にくいという問題がある。また、素材が偏った状態で使用することになるため、局部的に劣化しやすいという問題がある（特に、水処理装置が透過膜の場合に顕著である。）。
【００１８】
水処理装置４としては、フィルター、ｐＨ調整装置、ろ過装置、イオン交換処理装置等が挙げられる。
なお、ｐＨ調整装置のように、外部から液体（例えば、硫酸）を注入する場合には、系内の液密性を維持するために、空気を混入しないことが好ましい。
ろ過装置としては、吸着機能材及び濾材の一方又は両方を有するものが挙げられる。
吸着機能材としては、活性炭、イオン交換剤等が挙げられる。
濾材としては、精密ろ過膜、限外ろ過膜、ナノろ過膜、逆浸透膜のうち、少なくとも１種を含むフィルター等が挙げられる。
【００１９】
井戸１００内の地下水２００の水面より下方に設ける場合、水処理装置４としては、濾材のみを含むろ過装置を用いることが好ましい。
濾材のみを含むろ過装置は、井戸内に含まれる微生物や金属スケール等の固形物によって詰まった際、吸着機能剤のように頻繁に洗浄や交換しなくても、継続的に運転できるメリットがある。特に、水処理装置４を井戸１００内に設けると、メンテナンスの作業性に劣るため、濾材のみを含むろ過装置を用いることでメンテナンス回数を著しく低減でき、水処理システムの長時間の連続運転を実現できる。
【００２０】
ガス供給手段５は、空気よりも比重が高い不活性ガスが充填されたガスボンベ５１と、先端が井戸１００の井戸管１０４内に挿入され、基端がガスボンベ５１に接続されたガス供給管５２と、ガス供給管５２の途中に設けられたバルブ５３とを有する。
【００２１】
空気よりも比重の高い不活性ガスとしては、アルゴン、クリプトン、キセノン、ラドン、オガネソン等が挙げられる。空気よりも比重の高い不活性ガスは、１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。空気よりも比重の高い不活性ガスとしては、低コスト、かつ入手しやすい点から、アルゴン単独が好ましい。
不活性ガスとしては、窒素が知られているが、窒素は空気よりも比重が低い。空気よりも比重の高いガスとしては、二酸化炭素が知られているが、二酸化炭素は地下水２００に溶け込み、金属イオンの酸化を引き起こすため、不活性ガスには分類されない。
【００２２】
ガス供給管５２の先端は、井戸１００内の地面に近い位置であってもよく、井戸１００内の地下水２００の水面近傍であってもよく、井戸１００内の地下水２００の水面よりも下であってもよい。不活性ガスが空気よりも比重の高いガスであることから、不活性ガスを井戸１００の井戸管１０４内のどの位置に供給しても、不活性ガスが地下水の水面に留まりやすい。
【００２３】
（作用機序）
以上説明した水処理システム１にあっては、鉛直方向上下に延在する揚水管２０において水中ポンプ３の二次側に水処理装置４が設けられているため、水中ポンプ３によって汲み上げた地下水２００を、取水部２ａから液密性を保持したまま水処理装置４に供給できる。地下水２００を取水部２ａから液密性を保持したまま水処理装置４に供給すると、地下水２００の水質が変化する前に水処理できる。これにより、水処理装置４への負荷が低減されるため、メンテナンス頻度や交換頻度を低減できる。また、水処理装置４の前段への前処理装置の設置が不要となる。また、水中ポンプ３によって、地下水２００を取水部２ａから水処理装置４に直接供給するため、水処理装置４の前段への導水ポンプの設置が不要となる。これにより、低コスト且つ省スペースを実現できる。さらに、地下水２００を水中ポンプ３から水処理装置４に直接供給すると、取水部２ａからの液密性を維持できるため、地下水２００が外部空気と接触することを防止でき、地下水２００中に含まれる金属の酸化、および金属酸化による配管詰まりを抑制できる。
また、水処理システム１にあっては、鉛直方向上下に延在する揚水管２０において、取水部２ａから液密性を保持するように水処理装置４が接続されているため、効率よく水処理装置４を運転できる。これにより、水処理装置４のメンテナンス頻度や交換頻度を低減できる。したがって、水処理システム１は、長時間にわたって連続運転できる。
また、水処理システム１にあっては、井戸１００内において、流路２を構成する揚水管２０に水処理装置４が設けられているため、地上に水処理設備を設ける必要がない。これにより、地上の水処理設備分の設備費用及び設置スペースが不要となるため、低コスト且つ省スペースを実現できる。
また、水処理システム１にあっては、井戸１００内の地下水２００の水面より下方において、流路２を構成する揚水管２０に、取水部２ａから液密性を保持するように水処理装置４が接続されているため、水処理装置４の二次側の流路２には処理水が供給される。水処理装置４の二次側に処理水が供給されることにより、揚水管２０内での鉄スケールの発生が長い期間にわたって抑えられる。井戸１００内の地下水２００中や揚水管２０等の流路２内での鉄スケールの発生が長い期間にわたって抑えられることによって、水処理システム１のメンテナンスの頻度を十分に低減できる。
なお、揚水管２０に水処理装置４が接続されているため、揚水管２０には水処理装置４の重量分の負荷がかかるが、水処理装置４の接続部分が井戸１００内の地下水２００の水面より下方であるため、浮力によって負荷が軽減される。
【００２４】
また、水処理システム１にあっては、井戸１００内の地下水２００の水面より下方において、流路２を構成する揚水管２０に縦置きに接続する水処理装置４として、ろ過装置を用いることが好ましい。ろ過装置は、水中ポンプ３とともに井戸１００内の地下水２００に浸漬されるため、水中ポンプ３の運転を停止した場合であっても乾燥を防止できる。また、ろ過装置からの分離水をそのまま水中に戻すことができる。
【００２５】
また、水処理システム１にあっては、空気よりも比重が高い不活性ガスを井戸１００内に供給するガス供給手段５を備えているため、空気よりも比重が高い不活性ガスを井戸１００内に供給できる。空気よりも比重の高い不活性ガスを井戸１００内に供給すると、不活性ガスが地下水２００の水面に長時間留まり、不活性ガス層を長時間安定して形成しやすい。不活性ガス層が地下水２００と空気との接触を長時間妨げるため、地下水２００中の溶存酸素濃度の増加を長い期間にわたって抑えることができる。
また、水処理システム１にあっては、井戸１００内に供給された不活性ガスが、空気よりも比重が高いため、井戸１００内から抜けにくい。そのため、井戸１００の上端を開放状態でき、井戸１００の上端にシール部材等の密閉部材を設ける必要がなく、井戸１００内の気圧を調整するための気圧調整機構を設ける必要もない。そのため、不活性ガスの消費量が抑えられるとともに、水処理システム１の構造が複雑にならない。そのため、低コストで、簡易に地下水２００中の溶存酸素濃度の増加を抑えることができる。
そして、水処理システム１にあっては、地下水２００中の溶存酸素濃度の増加が長い期間にわたって抑えられることによって、井戸１００内の地下水２００中や揚水管２０等内での鉄スケールの発生が長い期間にわたって抑えられる。井戸１００内の地下水２００中や揚水管２０等内での鉄スケールの発生が長い期間にわたって抑えられることによって、水処理システム１のメンテナンスの頻度を十分に低減できる。
【００２６】
（他の実施形態）
本発明の水処理システムは、取水部と出口部との間の少なくとも一部に鉛直方向上下に延在する領域とを有する流路と、取水部に接続したポンプと、流路の鉛直方向上下に延在する領域に、取水部から液密性を保持するように接続した水処理部とを備えたものであればよく、図１に示す水処理システム１に限定されない。
【００２７】
例えば、図２に示す水処理システム６１に示すように、井戸１００内の地下水２００の水面より上方において、流路２を構成する揚水管２０に、取水部２ａから液密性を保持するように接続されてもよい。
水処理システム６１にあっては、井戸１００内において、流路２を構成する揚水管２０に水処理装置４が設けられているため、上述した水処理システム１と同様に、地上に水処理設備を設ける必要がない。これにより、地上の水処理設備分の設備費用及び設置スペースが不要となるため、低コスト且つ省スペースを実現できる。
また、水処理システム６１にあっては、井戸１００内の地下水２００の水面より上方において、流路２を構成する揚水管２０に、取水部２ａから液密性を保持するように水処理装置４が接続されているため、地下水２００の水質が変化する前に水処理できる。また、水処理装置４の二次側の流路２には、処理水が供給される。水処理装置４の二次側の流路２に処理水が供給されることにより、揚水管２０内での鉄スケールの発生が長い期間にわたって抑えられる。井戸１００内の地下水２００中や揚水管２０等の流路２内での鉄スケールの発生が長い期間にわたって抑えられることによって、水処理システム６１のメンテナンスの頻度を十分に低減できる。
なお、揚水管２０において、水中ポンプ３から離間した位置に水処理装置４が接続されているため、水中ポンプ３の振動が水処理装置４に伝わりにくく、水処理装置４の運転状態が安定する。
【００２８】
また、水処理システム６１にあっては、井戸１００内の地下水２００の水面より上方において、流路２を構成する揚水管２０に、取水部２ａから液密性を保持するように接続する水処理装置４として、濾材のみを含むろ過装置を用いることが好ましい。この場合、メンテナンス回数が著しく低減して、水処理システムの長時間運転が可能という効果が得られる。また、ろ過装置からの分離水を、井戸１００内の不活性ガス雰囲気中に戻すことができる。これにより、井戸１００内の地下水２００中や揚水管２０等内での鉄スケールの発生が抑えられる。井戸１００内の地下水２００中や揚水管２０等内での鉄スケールの発生が抑えられることによって、水処理システム６１のメンテナンスの頻度を十分に低減できる。
【００２９】
また、他の実施形態としては、図３に示す水処理システム７１に示すように、井戸１００の入り口の外側（単に、「井戸１００の外側」ともいう）において、流路２を構成する揚水管２０に、取水部２ａから液密性を保持するように接続されてもよい。
水処理システム７１にあっては、井戸１００の外側（換言すると、井戸１００の入り口より上方）において、流路２を構成する揚水管２０に水処理装置４が設けられているため、井戸１００の入り口部分（「井戸マス」とも呼ばれる）の外側に、別途、水処理設備を設ける必要がない。これにより、水処理設備分の設備費用及び設置スペースが不要となるため、低コスト且つ省スペースを実現できる。
また、水処理システム７１にあっては、鉛直方向上下に延在する揚水管２０に、取水部２ａから液密性を保持するように水処理装置４が接続されているため、上述した水処理システム１と同様に効率よく水処理装置４を運転できる。これにより、水処理装置４のメンテナンス頻度や交換頻度を低減できる。
なお、井戸１００の外側において、揚水管２０に水処理装置４が接続されているため、水処理装置４のメンテナンスが容易となる。これにより、作業コストを低減できる。
【００３０】
また、水処理システム７１にあっては、井戸１００の外側において、揚水管２０に接続する水処理装置４として、吸着機能材を含むろ過装置を用いることが好ましい。この場合、吸着機能材の洗浄や交換等のメンテナンス作業を簡単に実行できる。また、濾材のみで確実に除去できない不純物（例えば、アンモニア等）を、吸着機能材によって確実に除去できる。
【００３１】
また、他の実施形態としては、図４に示す水処理システム８１に示すように、井戸１００の入り口の外側（井戸１００の外側）の流路２であって、鉛直方向上下に延在する領域に、取水部２ａから液密性を保持するように水処理装置４が接続されていてもよい。
水処理システム８１にあっては、井戸１００の外側において、揚水管２０以外の流路２に水処理装置４が設けられているため、別途、水処理設備を設ける必要がない。これにより、水処理設備分の設備費用及び設置スペースが不要となるため、低コスト且つ省スペースを実現できる。
また、水処理システム８１にあっては、流路２の鉛直方向上下に延在する領域に、取水部２ａから液密性を保持するように水処理装置４が接続されているため、上述した水処理システム１と同様に効率よく水処理装置４を運転できる。これにより、水処理装置４のメンテナンス頻度や交換頻度を低減できる。
なお、井戸１００の外側において、揚水管２０以外の流路２に水処理装置４が接続されているため、揚水管２０及び水処理装置４のメンテナンスがそれぞれ容易となる。これにより、作業コストを低減できる。また、水処理装置４を揚水管２０以外に接続するため、水処理装置４の自重による揚水管２０への負荷を低減できる。さらに、井戸１００の外側の任意の場所に水処理装置４を接続できるため、レイアウトの自由度が高い。
【００３２】
また、水処理システム８１にあっては、井戸１００の外側において、流路２に接続する水処理装置４として、吸着機能材を含むろ過装置を用いることが好ましい。この場合、吸着機能材の洗浄や交換等のメンテナンス作業を簡単に実行できる。また、濾材のみで確実に除去できない不純物（例えば、アンモニア等）を、吸着機能材によって確実に除去できる。
【００３３】
また、図１に示す水処理システム１は、１つの水処理装置４によって水処理部が構成されているが、２以上の水処理装置を含んでいてもよい。また、２以上の水処理装置は、流路２に直列に配置されていればよく、離間した状態で設けられていてもよい。
【００３４】
また、図１に示す水処理システム１は、不帯水層２０２より下の被圧帯水層２０４から湧出する地下水２００を汲み上げる深井戸に設置されているが、地下水が嫌気的であるため、不圧帯水層から湧出する地下水を汲み上げる浅井戸に設置されてもよい。また、浅井戸等のように揚程が低い場合は、水中ポンプの代わりに吸引式ポンプを地上に設けてもよい。
【００３５】
＜水処理方法＞
本発明の水処理方法（すなわち、水処理システムの運転方法）は、井戸内の地下水を水処理して処理水を生成する方法であり、井戸内から汲み上げた地下水を直接水処理部に供給して地下水の水質が変化する前に処理する方法である。本発明の水処理方法は、地上に水処理設備を設置するスペースがない場合や、水処理設備のコストを低減したい場合に、特に有用である。
図示例の水処理システム１における水処理方法は、例えば、下記の通りである。
【００３６】
ガス供給手段５のバルブ５３を開け、空気よりも比重が高い不活性ガスを井戸１００の井戸管１０４内に供給する。井戸管１０４内の雰囲気中の酸素濃度があらかじめ設定した初期値以下となったところで、バルブ５３を閉じ、空気よりも比重が高い不活性ガスの供給を止める。
【００３７】
水中ポンプ３を稼働させ、流路２の取水部２ａから地下水２００を取水し、水中ポンプ３によって地下水２００を汲み上げ、揚水管２０を経由して水処理装置４に導入する。水処理装置４によって処理された地下水は、揚水管２０および導水管２２を経由して流路２の出口部２ｂに供給された後、生活用水、工業用水、農業用水等として外部に供給される。
水処理装置４から導出される分離水は、井戸管１０４内の井戸水１００に戻してもよいし、井戸管１０４の外側に排出してもよい。
水中ポンプ３は、後段の水処理装置３における地下水の処理頻度や処理量に応じて、連続的または断続的に稼働する。
【００３８】
定期的に井戸管１０４内の雰囲気中の酸素濃度を測定し、雰囲気中の酸素濃度があらかじめ設定した上限値を超えたところで、ガス供給手段５のバルブ５３を開け、空気よりも比重が高い不活性ガスを井戸１００の井戸管１０４内に、井戸管１０４内の雰囲気中の酸素濃度があらかじめ設定した初期値以下となるまで供給することが好ましい。
【００３９】
空気よりも比重が高い不活性ガスの供給の頻度は、１週間以上に１回が好ましく、１カ月以上に１回がより好ましく、１カ月から３カ月に１回がさらに好ましく、３カ月から１２カ月に１回が特に好ましい。空気よりも比重が高い不活性ガスの供給の頻度が下限値以上であれば、さらに低コストで、さらに簡易に地下水中の溶存酸素濃度の増加を抑えることができる。空気よりも比重が高い不活性ガスの供給の頻度が上限値以下であれば、地下水中の溶存酸素濃度の増加をさらに抑えることができる。
【００４０】
地下水は、通常、鉄酸化細菌（鉄バクテリア）、溶存酸素、二価の鉄イオン、有機物、アンモニア、メタン等を含む。地下水の溶存酸素濃度は、鉄スケールの発生を十分に抑える点から、１ｍｇ／Ｌ以下が好ましく、０．５ｍｇ／Ｌ以下がより好ましい。地下水のｐＨは、二価の鉄イオンの酸化や鉄バクテリアの繁殖を抑える点からは、６以下が好ましい。地下水のｐＨは、地下水の水質の点からは、５以上が好ましい。地下水のｐＨを前記範囲内にするために、ｐＨ調整剤添加手段を水処理システム１にさらに設けて、地下水にｐＨ調整剤を添加してもよい。
【００４１】
（作用機序）
以上説明した本発明の水処理方法にあっては、本発明の水処理システム１を用い、井戸１００内から水中ポンプ３によって汲み上げた地下水２００を、井戸１００内に設置する水処理装置（水処理部）４に直接供給し、地下水の水質が変化する前に処理するため、別途、地上に水処理設備を設ける必要がない。そのため、地上に水処理設備を設けるためのコスト及びスペースを抑えることができる。
また、本発明の水処理方法にあっては、鉛直方向上下に延在する揚水管２０に、取水部２ａから液密性を保持するように接続された水処理装置４を用いるため、効率よく地下水を処理できる。これにより、水処理装置４のメンテナンス頻度や交換頻度を十分に低減できる。
【００４２】
（他の実施形態）
本発明の水処理方法は、井戸内から汲み上げた地下水を直接水処理部に供給して地下水の水質が変化する前に処理する方法であればよく、図１の水処理システム１を用いる場合に限定されない。例えば、図２〜図４のように、取水部と出口部との間の少なくとも一部に鉛直方向上下に延在する領域とを有する流路と、取水部に接続したポンプと、流路の鉛直方向上下に延在する領域に、取水部から液密性を保持するように接続した水処理部とを備えた水処理システムを用いる水処理方法であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明は、地上に水処理設備を設置するスペースがない場合や、水処理設備のコストを低減したい場合の水処理システムとして特に有用である。
【符号の説明】
【００４４】
１，６１，７１，８１  水処理システム、
２  流路、
２ａ  取水部、
２ｂ  出口部、
３  水中ポンプ（ポンプ）、
４  水処理装置（水処理部）
５  ガス供給手段、
２０  揚水管、
２２  導水管、
５１  ガスボンベ、
５２  ガス供給管、
５３  バルブ、
１００  井戸、
１０２  掘削穴、
１０４  井戸管、
１０４ａ  取水口、
２００  地下水、
２０２  不帯水層、
２０４  被圧帯水層。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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