(57)【要約】【課題】浄化処理後の被処理水の残留塩素濃度を所定の濃度に容易に維持する。【解決手段】地下水の浄化処理装置１０において、第１の次亜塩素酸ナトリウム添加手段２２は、被処理水１８に含まれる不純物を除去するために、次亜塩素酸ナトリウムを添加する。又、活性炭塔４０は、被処理水１８が通水されることで、被処理水１８が含む残留塩素を除去する目的で使用される。更に、第２の次亜塩素酸ナトリウム添加手段４２は、被処理水１８の残留塩素濃度を所定の濃度にするために、次亜塩素酸ナトリウムを添加する。従って、第１の次亜塩素酸ナトリウム添加手段２２により、被処理水１８に含まれる不純物の除去を行いながらも、活性炭塔４０と第２の次亜塩素酸ナトリウム添加手段４２とにより、被処理水１８の残留塩素濃度の制御を行うことができるため、浄化処理後の被処理水１８の残留塩素濃度を、所定の濃度に容易に維持することが可能となる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
地下水の浄化処理装置であって、
不純物を除去するために被処理水に次亜塩素酸ナトリウムを添加する第１の次亜塩素酸ナトリウム添加手段と、
前記被処理水の残留塩素を除去するための活性炭塔と、
前記被処理水の残留塩素濃度を所定の濃度にするために次亜塩素酸ナトリウムを添加する第２の次亜塩素酸ナトリウム添加手段とを含むことを特徴とする地下水の浄化処理装置。
【請求項２】
地下から揚水された前記被処理水を貯留するための原水槽を含み、
前記第１の次亜塩素酸ナトリウム添加手段は、前記原水槽内の前記被処理水に次亜塩素酸ナトリウムを添加するものであり、
前記第２の次亜塩素酸ナトリウム添加手段は、前記活性炭塔を通水後の前記被処理水に次亜塩素酸ナトリウムを添加するものであることを特徴とする請求項１記載の地下水の浄化処理装置。
【請求項３】
前記活性炭塔は、前記被処理水が空間速度２０〜２５ｍ３／ｍ３・時で通水するように活性炭が充填されていることを特徴とする請求項１又は２記載の地下水の浄化処理装置。
【請求項４】
前記第１の次亜塩素酸ナトリウム添加手段による次亜塩素酸ナトリウムの添加量として、添加した後の前記被処理水の残留塩素濃度が０．４〜１．０ｍｇ／Ｌとなるように設定されることを特徴とする請求項３記載の地下水の浄化処理装置。
【請求項５】
浄化処理後の前記被処理水を貯留するための処理水槽と、前記被処理水を前記処理水槽内で循環させるための循環ポンプと、前記処理水槽内で循環している前記被処理水の残留塩素濃度を常に測定する残留塩素測定装置とを含むことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載の地下水の浄化処理装置。
【請求項６】
地下水の浄化処理方法であって、
不純物を除去するために被処理水に次亜塩素酸ナトリウムを添加する第１の次亜塩素酸ナトリウム添加工程と、
前記被処理水を活性炭塔に通水する活性炭通水工程と、
前記被処理水の残留塩素濃度を所定の濃度にするために次亜塩素酸ナトリウムを添加する第２の次亜塩素酸ナトリウム添加工程とを含むことを特徴とする地下水の浄化処理方法。
【請求項７】
前記第１の次亜塩素酸ナトリウム添加工程において、地下から揚水された後、原水槽に貯留されている前記被処理水に次亜塩素酸ナトリウムを添加し、
前記第２の次亜塩素酸ナトリウム添加工程において、前記活性炭通水工程の後に、前記被処理水に次亜塩素酸ナトリウムを添加することを特徴とする請求項６記載の地下水の浄化処理方法。
【請求項８】
前記活性炭通水工程において、前記被処理水を前記活性炭塔に空間速度２０〜２５ｍ３／ｍ３・時で通水することを特徴とする請求項６又は７記載の地下水の浄化処理方法。
【請求項９】
前記第１の次亜塩素酸ナトリウム添加工程において、次亜塩素酸ナトリウムの添加量を、添加した後の前記被処理水の残留塩素濃度が０．４〜１．０ｍｇ／Ｌとなるように設定することを特徴とする請求項８記載の地下水の浄化処理方法。
【請求項１０】
浄化処理後の前記被処理水を処理水槽内で循環させる循環工程と、循環している前記被処理水の残留塩素濃度を常に監視する監視工程とを含むことを特徴とする請求項６から９のいずれか１項記載の地下水の浄化処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地下水の浄化処理装置及び浄化処理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、災害や天候等の影響を受けない水の供給源として、地下水の需要が高まっている。一般的に、地下から揚水された地下水には、鉄、マンガン、アンモニア等の不純物が含まれており、地下水を利用する際には、地下水に対して浄化処理を施し、これらの不純物を除去或いは低減する必要がある。このため、地下水の浄化を行う方法や装置が、多種にわたり発案されている（例えば、特許文献１参照）。一例として、地下水に含まれる、鉄の濃度が１ｍｇ／Ｌ程度、マンガンの濃度が０．１ｍｇ／Ｌ程度、アンモニア性窒素の濃度が０．５ｍｇ／Ｌ程度である場合、一般的に、図３に示す地下水の浄化処理装置１００のような装置を用いて浄化処理が行われる。
【０００３】
図３の地下水の浄化処理装置１００において、井戸１２内に設置された井戸ポンプ１４により揚水された地下水（以下、「被処理水」という）は、一旦原水槽１６に貯留される。原水槽１６内の被処理水１８には、次亜塩素酸ナトリウム貯留槽２０から次亜塩素酸ナトリウム供給ポンプ２２ａ及び配管２２ｂを介して、次亜塩素酸ナトリウムが添加される。そして、原水槽１６内の被処理水１８は、ブロワ２４によりばっ気され、そのばっ気効果と次亜塩素酸ナトリウムの酸化効果とにより、被処理水１８に含まれる、鉄、マンガンは不溶性の固形化合物となり、アンモニア性窒素は不連続点塩素処理で窒素ガスを生成した後に除去される。この際、これら一連の反応を確実に進行させるために、原水槽１６には０．５〜１時間程度の滞留時間を設ける。又、被処理水１８が原水槽１６から後述する処理水槽３２に達するまでに、被処理水１８内で消費される残留塩素が０．１〜０．２ｍｇ／Ｌ程度であることを考慮し、原水槽１６内での被処理水１８の残留塩素濃度は０．４〜０．６ｍｇ／Ｌ程度に維持する必要がある。続いて、原水槽１６内の被処理水１８は、原水ポンプ２６により揚水され、砂ろ過塔２８、及び、ＭＦ膜やＵＦ膜等のろ過膜３０にてろ過された後、処理水槽３２に貯留される。そして、処理水槽３２に貯留された被処理水１８は、手分析等により、残留塩素濃度が設定許容値、例えば０．３〜０．４ｍｇ／Ｌであることを確認された後、処理水ポンプ３４により配管３６を経て受水槽（図示省略）へ移送される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１１８６６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、図３の地下水の浄化処理装置１００では、原水槽１６内でのばっ気と次亜塩素酸ナトリウムの添加とにより、被処理水１８に含有されている、鉄は２価の鉄Ｆｅ＋２から３価の鉄Ｆｅ＋３に酸化され、マンガンは２価のマンガンＭｎ＋２から４価のマンガンＭｎ＋４に酸化される。又、アンモニア性窒素ＮＨ４−Ｎは、不連続点塩素処理により窒素ガスを生成し、生成された窒素ガスは大気中に放散される。これらの鉄、マンガン、アンモニア性窒素の処理に際し、次亜塩素酸ナトリウムの添加量が少ないと、鉄、マンガンの除去率低下や、クロラミン（結合塩素）の生成を招くこととなる。又、鉄、マンガン、アンモニア性窒素を十分に除去するために、次亜塩素酸ナトリウムの添加量を多くすると、処理水槽３２内での被処理水１８の残留塩素濃度を下げるための、残留塩素の中和剤（減少剤）として、チオ硫酸ナトリウムや亜硫酸ナトリウム等の添加が必要となる。そして、中和作業を行うための制御装置、反応容器、撹拌装置等も必要となるため、イニシャルコスト及びランニングコストの上昇を招くこととなり、更には薬品管理に費やす労力も発生する。
【０００６】
更に、上述したように、原水槽１６から処理水槽３２までの間に被処理水１８内で消費される残留塩素が、通常は０．１〜０．２ｍｇ／Ｌ程度であることを考慮すると、処理水槽３２内での被処理水１８の残留塩素濃度を設定許容値とするために、原水槽１６内での被処理水１８の残留塩素濃度は、０．４〜０．６ｍｇ／Ｌ程度と高めに維持する必要がある。しかし、地下水に含有される、鉄、マンガン、アンモニアの濃度は常時一定ではなく、日間変動や季節的変動があり、夫々の成分が無傾向で変動するため、処理水槽３２内での被処理水１８の残留塩素濃度を、常に設定許容値である０．３〜０．４ｍｇ／Ｌに維持することは困難である。
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、浄化処理後の被処理水の残留塩素濃度を、所定の濃度に容易に維持することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（発明の態様）
以下の発明の態様は、本発明の構成を例示するものであり、本発明の多様な構成の理解を容易にするために、項別けして説明するものである。各項は、本発明の技術的範囲を限定するものではなく、発明を実施するための最良の形態を参酌しつつ、各項の構成要素の一部を置換し、削除し、又は、更に他の構成要素を付加したものについても、本願発明の技術的範囲に含まれ得るものである。
【０００８】
（１）地下水の浄化処理装置であって、不純物を除去するために被処理水に次亜塩素酸ナトリウムを添加する第１の次亜塩素酸ナトリウム添加手段と、前記被処理水の残留塩素を除去するための活性炭塔と、前記被処理水の残留塩素濃度を所定の濃度にするために次亜塩素酸ナトリウムを添加する第２の次亜塩素酸ナトリウム添加手段とを含む地下水の浄化処理装置（請求項１）。
【０００９】
本項に記載の地下水の浄化処理装置は、第１の次亜塩素酸ナトリウム添加手段と、活性炭塔と、第２の次亜塩素酸ナトリウム添加手段とを含むものであり、第１の次亜塩素酸ナトリウム添加手段は、被処理水に含まれる、鉄、マンガン、アンモニア等の不純物を除去するために、被処理水に次亜塩素酸ナトリウムを添加する。これにより、鉄及びマンガンは、不溶性の固形化合物となり、被処理水から除去されるが、この際に、被処理水をばっ気することにより、固形化合物への反応を促してもよい。又、アンモニアは、不連続点塩素処理によって窒素を生じた後に除去される。
又、活性炭塔は、被処理水中の有機物や色度等を吸着除去する目的で使用されるものではなく、被処理水が含む残留塩素を除去する目的で使用されるものであり、被処理水が活性炭塔に通水されることで、被処理水中の残留塩素が除去される。
【００１０】
更に、第２の次亜塩素酸ナトリウム添加手段は、被処理水に含まれる不純物の除去が目的ではなく、被処理水の残留塩素濃度を所定の濃度にするために、被処理水に次亜塩素酸ナトリウムを添加するものである。このため、被処理水の不純物の含有量を考慮する必要はなく、被処理水の目標とする残留塩素濃度のみを考慮した添加量の、次亜塩素酸ナトリウムを添加すればよいものである。
従って、本項に記載の地下水の浄化処理装置は、第１の次亜塩素酸ナトリウム添加手段により、被処理水に含まれる不純物の除去を行いながらも、活性炭塔と第２の次亜塩素酸ナトリウム添加手段とにより、被処理水の残留塩素濃度の制御を行うものであるため、浄化処理後の被処理水の残留塩素濃度を、所定の濃度に容易に維持するものとなる。
【００１１】
（２）上記（１）項において、地下から揚水された前記被処理水を貯留するための原水槽を含み、前記第１の次亜塩素酸ナトリウム添加手段は、前記原水槽内の前記被処理水に次亜塩素酸ナトリウムを添加するものであり、前記第２の次亜塩素酸ナトリウム添加手段は、前記活性炭塔を通水後の前記被処理水に次亜塩素酸ナトリウムを添加するものである地下水の浄化処理装置（請求項２）。
本項に記載の地下水の浄化処理装置は、井戸等から揚水された地下水を、被処理水として貯留するための原水槽を含んでおり、この原水槽に貯留されている被処理水に対して、第１の次亜塩素酸ナトリウム添加手段が、次亜塩素酸ナトリウムを添加するものである。すなわち、地下から揚水された被処理水に対して、まず、次亜塩素酸ナトリウムの添加による不純物の除去を行うものである。
【００１２】
又、第２の次亜塩素酸ナトリウム添加手段は、活性炭塔に通水されたことで残留塩素が除去された被処理水に対して、次亜塩素酸ナトリウムを添加するものである。すなわち、残留塩素濃度が略ゼロとなった被処理水に対して、次亜塩素酸ナトリウムを添加することで、被処理水の残留塩素濃度を、目標とする濃度に容易に調整するものである。
従って、本項に記載の地下水の浄化処理装置は、第１の次亜塩素酸ナトリウム添加手段により、地下から揚水された被処理水に含まれる不純物の除去を行い、この際の次亜塩素酸ナトリウムの添加により被処理水に含まれることとなった残留塩素を、被処理水を活性炭塔に通水することで一旦除去し、再度、第２の次亜塩素酸ナトリウム添加手段により、被処理水の残留塩素濃度が目標とする濃度となるように、次亜塩素酸ナトリウムを添加するものである。これにより、浄化処理後の被処理水の残留塩素濃度を、容易に所定の濃度に維持するものとなる。
【００１３】
（３）上記（１）（２）項において、前記活性炭塔は、前記被処理水が空間速度２０〜２５ｍ３／ｍ３・時で通水するように活性炭が充填されている地下水の浄化処理装置（請求項３）。
本項に記載の地下水の浄化処理装置は、活性炭塔に充填されている活性炭が、被処理水が空間速度２０〜２５ｍ３／ｍ３・時で通水するように充填されているものである。この空間速度の値は、第１の次亜塩素酸ナトリウム添加手段により、不純物の除去のために被処理水に次亜塩素酸ナトリウムを添加した結果、被処理水に含まれることとなった残留塩素を、被処理水から除去するのに十分な値であり、本発明者らの検証により見出された値である。そして、この空間速度の値は、被処理水中の有機物や色度等を吸着除去する目的で使用される活性炭塔の空間速度と比較すると、明らかに大きい値である。すなわち、本項に記載の地下水の浄化処理装置は、活性炭塔が、被処理水中の有機物や色度等を吸着除去するために使用されるものではなく、被処理水中の残留塩素を除去するために使用されるものであるため、有機物や色度等を吸着除去するために使用される活性炭塔よりも、活性炭の充填量が少量となるものであり、更に、活性炭の交換時期が長くなるものである。
【００１４】
（４）上記（３）項において、前記第１の次亜塩素酸ナトリウム添加手段による次亜塩素酸ナトリウムの添加量として、添加した後の前記被処理水の残留塩素濃度が０．４〜１．０ｍｇ／Ｌとなるように設定される地下水の浄化処理装置（請求項４）。
本項に記載の地下水の浄化処理装置は、第１の次亜塩素酸ナトリウム添加手段により被処理水に添加する次亜塩素酸ナトリウムの添加量が、被処理水に含まれる、鉄、マンガン、アンモニア等の不純物を十分に除去することを考慮して、被処理水の残留塩素濃度が０．４〜１．０ｍｇ／Ｌとなるように設定されているものである。この残留塩素濃度は、被処理水を、上記（３）項で示した空間速度が２０〜２５ｍ３／ｍ３・時の活性炭塔に通水することで、十分に除去できる濃度である。すなわち、第１の次亜塩素酸ナトリウム添加手段からの次亜塩素酸ナトリウムの添加により、活性炭塔で十分に除去できる残留塩素濃度でありながらも、被処理水中の不純物を十分に除去するものである。
【００１５】
（５）上記（１）から（４）項において、浄化処理後の前記被処理水を貯留するための処理水槽と、前記被処理水を前記処理水槽内で循環させるための循環ポンプと、前記処理水槽内で循環している前記被処理水の残留塩素濃度を常に測定する残留塩素測定装置とを含む地下水の浄化処理装置（請求項５）。
本項に記載の地下水の浄化処理装置は、浄化処理後の被処理水を貯留する処理水槽と、被処理水を循環させる循環ポンプと、被処理水の残留塩素濃度を測定する残留塩素測定装置とを含むものである。浄化処理後の被処理水は、処理水槽内において、循環ポンプにより循環されながら貯留されており、この際の循環水量は、残留塩素濃度が処理水槽内で均一に維持されるように、処理水槽を約１時間で水交換できる量を目安にしている。そして、残留塩素測定装置は、この処理水槽内で循環している被処理水の残留塩素濃度を、常に測定している。すなわち、処理水槽内の被処理水は、循環ポンプにより循環されていることにより、残留塩素濃度が全体的に均一になっているため、このような状態の被処理水を測定することで、残留塩素濃度の測定を適正に行うものとなる。又、残留塩素測定装置による残留塩素濃度の測定は、継続的に行われているため、残留塩素濃度が所定の範囲外の値となった場合にも、その異常を早期に発見し、残留塩素濃度の異常時の対応を迅速に行うものとなる。
【００１６】
（６）地下水の浄化処理方法であって、不純物を除去するために被処理水に次亜塩素酸ナトリウムを添加する第１の次亜塩素酸ナトリウム添加工程と、前記被処理水を活性炭塔に通水する活性炭通水工程と、前記被処理水の残留塩素濃度を所定の濃度にするために次亜塩素酸ナトリウムを添加する第２の次亜塩素酸ナトリウム添加工程とを含む地下水の浄化処理方法（請求項６）。
（７）上記（６）項における、前記第１の次亜塩素酸ナトリウム添加工程において、地下から揚水された後、原水槽に貯留されている前記被処理水に次亜塩素酸ナトリウムを添加し、前記第２の次亜塩素酸ナトリウム添加工程において、前記活性炭通水工程の後に、前記被処理水に次亜塩素酸ナトリウムを添加する地下水の浄化処理方法（請求項７）。
（８）上記（６）（７）項における、前記活性炭通水工程において、前記被処理水を前記活性炭塔に空間速度２０〜２５ｍ３／ｍ３・時で通水する地下水の浄化処理方法（請求項８）。
【００１７】
（９）上記（８）項における、前記第１の次亜塩素酸ナトリウム添加工程において、次亜塩素酸ナトリウムの添加量を、添加した後の前記被処理水の残留塩素濃度が０．４〜１．０ｍｇ／Ｌとなるように設定する地下水の浄化処理方法（請求項９）。
（１０）上記（６）から（９）項において、浄化処理後の前記被処理水を処理水槽内で循環させる循環工程と、循環している前記被処理水の残留塩素濃度を常に監視する監視工程とを含む地下水の浄化処理方法（請求項１０）。
そして、（６）から（１０）項に記載の地下水の浄化処理方法は、各々、上記（１）から（５）項に記載の地下水の浄化処理装置を用いて実行されることで、上記（１）から（５）項に対応する同等の作用を奏するものである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明はこのように構成したので、浄化処理後の被処理水の残留塩素濃度を、所定の濃度に容易に維持することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態に係る地下水の浄化処理装置を模式的に示す模式図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る地下水の浄化処理装置を用いて行う地下水の浄化処理方法の一例を示すフローチャートである。
【図３】従来の地下水の浄化処理装置を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。ここで、従来技術と同一部分、若しくは相当する部分については同一符号で示し、詳しい説明を省略する。
図１は、本発明の実施の形態に係る地下水の浄化処理装置１０を模式的に示す模式図である。本発明の実施の形態に係る地下水の浄化処理装置１０は、図３に示した従来の地下水の浄化処理装置１００との比較において、以下のような設備が追加されている。まず、砂ろ過塔２８とろ過膜３０との間の被処理水１８の流水経路に、活性炭塔４０が設置されている。更に、活性炭塔４０とろ過膜３０との間の流水経路において、被処理水１８に対して次亜塩素酸ナトリウムを添加するための、次亜塩素酸ナトリウム供給ポンプ４２ａと配管４２ｂとで構成される第２の次亜塩素酸ナトリウム添加手段４２が設置されている。又、処理水槽３２には、循環ポンプ５０が接続されており、処理水槽３２内の被処理水１８を循環させている。更に、循環ポンプ５０による循環経路には、残留塩素測定装置５２への分岐経路が設けられており、残留塩素測定装置５２により計測された被処理水１８は、配管５４を介して下水道へ排水されるようになっている。
【００２１】
次に、図２に示すフローチャートに沿って、図１を参照しながら、地下水の浄化処理装置１０を用いて実行する地下水の浄化処理方法について説明する。
Ｓ１０（地下水揚水）：井戸ポンプ１４により井戸１２から地下水を揚水し、原水槽１６に被処理水１８として貯留する。
Ｓ２０（次亜塩素酸ナトリウム添加）：次亜塩素酸ナトリウム貯留槽２０から、次亜塩素酸ナトリウム供給ポンプ２２ａと配管２２ｂとで構成される第１の次亜塩素酸ナトリウム添加手段２２を介して、原水槽１６に貯留している被処理水１８に対し、次亜塩素酸ナトリウムを添加する。この際の次亜塩素酸ナトリウムの添加量は、原水槽１６内の被処理水１８の水質に応じて、被処理水１８が含有する、鉄、マンガン、アンモニア等の不純物を除去するのに十分な残留塩素濃度（例えば、０．４〜１．０ｍｇ／Ｌ）となるように設定する。
【００２２】
Ｓ３０（原水槽内ばっ気）：ブロワ２４により、原水槽１６内の被処理水１８をばっ気する。これにより、上記Ｓ２０で添加した次亜塩素酸ナトリウムによる酸化効果と、ブロワ２４によるばっ気効果とで、被処理水１８が含有する不純物が除去される。詳しくは、被処理水１８が含有する、鉄は２価の鉄Ｆｅ＋２から３価の鉄Ｆｅ＋３に酸化され、マンガンは２価のマンガンＭｎ＋２から４価のマンガンＭｎ＋４に酸化されて、各々、不溶性の固形化合物となる。又、アンモニア性窒素ＮＨ４−Ｎは、塩素との反応によりクロラミンを生成し、更に不連続点塩素処理により窒素ガスを生成した後、分解除去される。これら不純物の除去に係る一連の反応を確実に進行させるために、原水槽１６内の被処理水１８の滞留時間は、０．５〜１時間程度とするのが好ましい。これにより、被処理水１８が含有する、鉄、マンガン、アンモニア等の不純物が除去される。
【００２３】
Ｓ５０（原水槽からの揚水）：上記Ｓ２０、Ｓ３０の工程により、不純物が除去された被処理水１８を、原水ポンプ２６により原水槽１６から揚水する。
Ｓ６０（砂ろ過塔ろ過）：上記Ｓ５０において、原水槽１６から揚水した被処理水１８を、砂ろ過塔２８によりろ過し、被処理水１８中の不純物を更に除去する。
Ｓ７０（活性炭塔通水）：上記Ｓ６０において、砂ろ過塔２８によりろ過した被処理水１８を、活性炭塔４０に通水する。活性炭塔４０には、被処理水１８が空間速度２０〜２５ｍ３／ｍ３・時で通水するように活性炭が充填されている。活性炭塔４０に通水することで、上記Ｓ２０での次亜塩素酸ナトリウムの添加により、被処理水１８に含まれることとなった残留塩素を、一旦除去する。
【００２４】
Ｓ８０（次亜塩素酸ナトリウム添加）：上記Ｓ７０において、残留塩素が除去された被処理水１８に対し、次亜塩素酸ナトリウム貯留槽２０から、次亜塩素酸ナトリウム供給ポンプ４２ａと配管４２ｂとで構成される第２の次亜塩素酸ナトリウム添加手段４２を介して、再度、次亜塩素酸ナトリウムを添加する。この際の次亜塩素酸ナトリウムの添加量は、浄化処理後の被処理水１８が、目標とする所定の残留塩素濃度（例えば、０．３〜０．４ｍｇ／Ｌ）となるように設定する。
Ｓ９０（ろ過膜ろ過）：上記Ｓ８０において、次亜塩素酸ナトリウムが添加された被処理水１８を、ＭＦ膜（精密ろ過膜）やＵＦ膜（限外ろ過膜）等で構成されるろ過膜３０によりろ過し、被処理水１８に含まれる、微生物、細菌等を除去する。ＭＦ膜やＵＦ膜には、残留塩素に耐久性のあるＰＶＤＦ膜、ＰＶＣ膜、ＰＥ膜等を使用する。
Ｓ１００（処理水槽への移送）：上記Ｓ９０において、ろ過膜３０によりろ過した被処理水１８を処理水槽３２へ移送し、処理水槽３２内に貯留する。
【００２５】
Ｓ１１０（処理水槽内循環）：処理水槽３２に接続された循環ポンプ５０を利用して、循環ポンプ５０を介する循環経路を構成し、処理水槽３２内の被処理水１８を循環させる。
Ｓ１２０（残留塩素濃度測定・監視）：循環ポンプ５０が構成する循環経路から、分岐経路を介して、循環している被処理水１８の一部を採水し、残留塩素測定装置５２により、採水した被処理水１８の残留塩素濃度を測定する。この測定は、被処理水１８が処理水槽３２に貯留されている間は、継続的に行われる。そして、被処理水１８の残留塩素濃度を常に監視し、測定した被処理水１８の残留塩素濃度が、常に目標とする残留塩素濃度の所定の範囲内であった場合（ＯＫ）は、Ｓ１３０へ移行し、目標とする残留塩素濃度の所定の範囲外であった場合（ＮＧ）は、Ｓ１４０へ移行する。なお、残留塩素測定装置５２により測定された被処理水１８は、配管５４を介して下水道へ排水される。
Ｓ１３０（受水槽への移送）：上記Ｓ１２０において、被処理水１８の残留塩素濃度が、常に目標とする残留塩素濃度の所定の範囲内であった場合（ＯＫ）は、処理水槽３２に貯留されている被処理水１８が、処理水ポンプ３４により配管３６を介して、受水槽（図示省略）へ移送される。
【００２６】
Ｓ１４０（異常警報発報）：上記Ｓ１２０において、被処理水１８の残留塩素濃度が、目標とする残留塩素濃度の所定の範囲外であった場合（ＮＧ）は、残留塩素測定装置５２から異常警報を発報する。この異常警報の発報により、地下水の浄化処理装置１０の管理者等は、処理水槽３２内の被処理水１８の残留塩素濃度が、異常であることを把握することとなる。
Ｓ１５０（浄化処理装置停止）：残留塩素測定装置５２からの異常警報の発報を受けて、処理水槽３２内の被処理水１８を移送するための、処理水ポンプ３４が自動停止し、同時に浄化処理装置１０が自動停止する。その後、残留塩素濃度が異常である場合の対応作業を行い、残留塩素測定装置５２からの異常警報の解除や、地下水の浄化処理装置１０を再稼動する等の、正常動作への復帰手順を実行する。この手順の詳細については省略する。
【００２７】
ここで、被処理水１８の残留塩素を除去するための、本発明の実施の形態に係る地下水の浄化処理装置１０に用いられる、活性炭塔４０について詳述する。活性炭塔４０は、被処理水１８中の有機物や色度等を吸着除去することが目的ではなく、上述したように、残留塩素を取り除くことを目的として使用されるものである。有機物や色度等を吸着除去する目的で使用される通常の活性炭塔は、空間速度（以下、「ＳＶ」という）が１０ｍ３／ｍ３・時程度であるのに対し、活性炭塔４０は、ＳＶが２０〜２５ｍ３／ｍ３・時程度の小さな活性炭塔で、十分な残留塩素除去効果が出ることが、本発明者らの検証によって判明している。
又、有機物や色度等の除去に使用される、活性炭塔内の活性炭の交換周期は、通常は１〜３ヵ月、長くとも半年〜１年程度であるが、残留塩素の除去に使用される、活性炭塔４０内の活性炭は、本発明者らが行ったシミュレーションでは、３年以上は補填や交換が不要という結果が出ている。
【００２８】
更に、具体的な数値を挙げて説明する。地下水の浄化処理装置１０の、運転時間が１５時間／日、浄化処理量が１０ｍ３／時、活性炭塔４０のＳＶが２０ｍ３／ｍ３・時である場合、活性炭塔４０の活性炭充填容積は、
１０ｍ３／時  ／  ２０ｍ３／ｍ３・時  ＝  ０．５０ｍ３
となる。ここで、一般的な市販の次亜塩素酸ナトリウムの有効塩素濃度は１２％程度であり、次亜塩素酸生成式は、
２ＮａＯＨ  ＋  Ｃｌ２  →  ＮａＣｌ  ＋  ＮａＣｌＯ  ＋  Ｈ２Ｏ
で表わされ、有効塩素（残留塩素）Ｃｌ２（７０．９ｇ分子）１モルに対し、ＮａＣｌＯ（７４．５ｇ分子）１モルの化学平衡を考慮し、活性炭塔４０に通水される被処理水１８の残留塩素濃度が最大１．０ｍｇ／Ｌ（＝１．０ｇ／ｍ３）と想定すると、活性炭塔４０へ流入する３年間の次亜塩素酸ナトリウムの量は、
１０ｍ３／時  ×  １５時間／日  ×  ３６５日／年  ×  ３年
×  １．０ｇ／ｍ３  ×  ７４．５／７０．９  ＝  １７３，０００ｇ
となる。
【００２９】
又、活性炭塔４０に充填されている活性炭Ｃ（１２ｇ分子）と、次亜塩素酸ナトリウムＮａＣｌＯ（７４．５ｇ分子）とは、モル比１：２で反応して二酸化炭素ＣＯ２を生成することから、上述した条件で３年間に消失する活性炭の質量を計算すると、
１７３，０００ｇ（ＮａＣｌＯ）  ×  １２ｇ（Ｃ）  ／  ７４．５ｇ（ＮａＣｌＯ）
＝  ２７，９００ｇ（Ｃ）  ＝  ２７．９ｋｇ（Ｃ）
となる。すなわち、活性炭のかさ密度を０．５Ｌ／ｋｇ（Ｃ）とすると、活性炭塔４０に初期充填した０．５０ｍ３の活性炭のうち、３年間に消失する活性炭充填容積を計算すると、
２７．９ｋｇ（Ｃ）  ／  ０．５Ｌ／ｋｇ（Ｃ）  ＝  ５５．８Ｌ
となる。従って、３年後の活性炭塔４０のＳＶは、３年間に消失する活性炭充填容積が５５．８Ｌ（＝０．０５５８ｍ３）であることを考慮し、活性炭の補填は行わないものとして、
１０ｍ３／時  ／  （０．５０ｍ３  −  ０．０５５８ｍ３）
＝  ２２．５ｍ３／ｍ３・時
となる。この値は、被処理水１８の残留塩素の除去が可能な値である。
【００３０】
上記の計算は、活性炭塔４０に通水される被処理水１８の残留塩素濃度を、最大１．０ｍｇ／Ｌと仮定して行ったものであり、活性炭塔４０に通水される被処理水１８の、実際の残留塩素濃度の平均値は、１．０ｍｇ／Ｌよりもかなり低くなると予想される。このため、本発明の実施の形態に係る地下水の浄化処理装置１０で用いる活性炭塔４０は、３年以上は活性炭の補填や交換無しで、残留塩素の除去効果が維持できると推測される。
【００３１】
さて、上記構成をなす本発明の実施の形態によれば、次のような作用効果を得ることが可能である。すなわち、本発明の実施の形態に係る地下水の浄化処理装置１０は、図１に示すように、次亜塩素酸ナトリウム供給ポンプ２２ａ及び配管２２ｂで構成される第１の次亜塩素酸ナトリウム添加手段２２と、活性炭塔４０と、次亜塩素酸ナトリウム供給ポンプ４２ａ及び配管４２ｂで構成される第２の次亜塩素酸ナトリウム添加手段４２とを含むものである。第１の次亜塩素酸ナトリウム添加手段２２は、被処理水１８に含まれる、鉄、マンガン、アンモニア等の不純物を除去するために、被処理水１８に次亜塩素酸ナトリウムを添加する（図２のＳ２０参照）。これにより、鉄及びマンガンは、不溶性の固形化合物となり、被処理水１８から除去されるが、この際に、ブロワ２４により被処理水１８をばっ気する（図２のＳ３０参照）ことで、固形化合物への反応を促すこととする。又、アンモニアは、不連続点塩素処理によって窒素を生じた後に除去される。
又、活性炭塔４０は、被処理水１８中の有機物や色度等を吸着除去する目的で使用されるものではなく、被処理水１８が含む残留塩素を除去する目的で使用されるものであり、被処理水１８が活性炭塔４０に通水される（図２のＳ７０参照）ことで、被処理水１８中の残留塩素が除去される。
【００３２】
更に、第２の次亜塩素酸ナトリウム添加手段４２は、被処理水１８に含まれる不純物の除去が目的ではなく、被処理水１８の残留塩素濃度を所定の濃度にするために、被処理水１８に次亜塩素酸ナトリウムを添加するものである（図２のＳ８０参照）。このため、被処理水１８の不純物の含有量を考慮する必要はなく、被処理水１８の目標とする残留塩素濃度のみを考慮した添加量の、次亜塩素酸ナトリウムを添加すればよいものである。
従って、本発明の実施の形態に係る地下水の浄化処理装置１０は、第１の次亜塩素酸ナトリウム添加手段２２により、被処理水１８に含まれる不純物の除去を行いながらも、活性炭塔４０と第２の次亜塩素酸ナトリウム添加手段４２とにより、被処理水１８の残留塩素濃度の制御を行うことができるため、浄化処理後の被処理水１８の残留塩素濃度を、所定の濃度に容易に維持することが可能となる。
【００３３】
又、本発明の実施の形態に係る地下水の浄化処理装置１０は、井戸１２から揚水された地下水を、被処理水１８として貯留するための原水槽１６を含んでおり、この原水槽１６に貯留されている被処理水１８に対して、第１の次亜塩素酸ナトリウム添加手段２２が、次亜塩素酸ナトリウムを添加するものである。すなわち、地下から揚水された被処理水１８に対して、まず、次亜塩素酸ナトリウムの添加による不純物の除去を行うものである。
又、第２の次亜塩素酸ナトリウム添加手段４２は、活性炭塔４０に通水されたことで残留塩素が除去された被処理水１８に対して、次亜塩素酸ナトリウムを添加するものである。すなわち、残留塩素濃度が略ゼロとなった被処理水１８に対して、次亜塩素酸ナトリウムを添加することで、被処理水１８の残留塩素濃度を、目標とする濃度に容易に調整することができる。
【００３４】
従って、本発明の実施の形態に係る地下水の浄化処理装置１０は、第１の次亜塩素酸ナトリウム添加手段２２により、地下から揚水された被処理水１８に含まれる不純物の除去を行い、この際の次亜塩素酸ナトリウムの添加により被処理水１８に含まれることとなった残留塩素を、被処理水１８を活性炭塔４０に通水することで一旦除去し、再度、第２の次亜塩素酸ナトリウム添加手段４２により、被処理水１８の残留塩素濃度が目標とする濃度となるように、次亜塩素酸ナトリウムを添加するものである。これにより、浄化処理後の被処理水１８の残留塩素濃度を、容易に所定の濃度に維持することができる。
【００３５】
更に、本発明の実施の形態に係る地下水の浄化処理装置１０は、活性炭塔４０に充填されている活性炭が、被処理水１８が空間速度２０〜２５ｍ３／ｍ３・時で通水するように充填されているものである。この空間速度の値は、第１の次亜塩素酸ナトリウム添加手段２２により、不純物の除去のために被処理水１８に次亜塩素酸ナトリウムを添加した結果、被処理水１８に含まれることとなった残留塩素を、被処理水１８から除去するのに十分な値であり、本発明者らの検証により見出された値である。そして、この空間速度の値は、被処理水１８中の有機物や色度等を吸着除去する目的で使用される活性炭塔の空間速度と比較すると、明らかに大きい値である。すなわち、本発明の実施の形態に係る地下水の浄化処理装置１０は、活性炭塔４０が、被処理水１８中の有機物や色度等を吸着除去するために使用されるものではなく、被処理水１８中の残留塩素を除去するために使用されるものであるため、有機物や色度等を吸着除去するために使用される活性炭塔よりも、活性炭の充填量を少量にすることが可能であり、更に、活性炭の交換時期を長くすることが可能である。
【００３６】
又、本発明の実施の形態に係る地下水の浄化処理装置１０は、第１の次亜塩素酸ナトリウム添加手段２２により被処理水１８に添加する次亜塩素酸ナトリウムの添加量が、被処理水１８に含まれる、鉄、マンガン、アンモニア等の不純物を十分に除去することを考慮して、被処理水１８の残留塩素濃度が０．４〜１．０ｍｇ／Ｌとなるように設定されているものである。この残留塩素濃度は、被処理水１８を、上述した空間速度が２０〜２５ｍ３／ｍ３・時の活性炭塔４０に通水することで、十分に除去できる濃度である。すなわち、第１の次亜塩素酸ナトリウム添加手段２２からの次亜塩素酸ナトリウムの添加により、活性炭塔４０で十分に除去できる残留塩素濃度でありながらも、被処理水１８中の不純物を十分に除去することができる。
【００３７】
更に、本発明の実施の形態に係る地下水の浄化処理装置１０は、浄化処理後の被処理水１８を貯留する処理水槽３２と、被処理水１８を循環させる循環ポンプ５０と、被処理水１８の残留塩素濃度を測定する残留塩素測定装置５２とを含むものである。浄化処理後の被処理水１８は、処理水槽３２内において、循環ポンプ５０により循環されながら貯留されており（図２のＳ１１０参照）、この際の循環水量は、残留塩素濃度が処理水槽３２内で均一に維持されるように、処理水槽３２を約１時間で水交換できる量を目安にしている。そして、残留塩素測定装置５２は、この処理水槽３２内で循環している被処理水１８の残留塩素濃度を、常に測定している（図２のＳ１２０参照）。すなわち、処理水槽３２内の被処理水１８は、循環ポンプ５０により循環されていることにより、残留塩素濃度が全体的に均一になっているため、このような状態の被処理水１８を測定することで、残留塩素濃度の測定を適正に行うことができる。又、残留塩素測定装置５２による残留塩素濃度の測定は、継続的に行われているため、残留塩素濃度が所定の範囲外の値となった場合にも、その異常を早期に発見し、残留塩素濃度の異常時の対応を迅速に行うことが可能となる。
【符号の説明】
【００３８】
１０：地下水の浄化処理装置、１６：原水槽、１８：被処理水、２２：第１の次亜塩素酸ナトリウム添加手段、３２：処理水槽、４０：活性炭塔、４２：第２の次亜塩素酸ナトリウム添加手段、５０：循環ポンプ、５２：残留塩素測定装置
【図１】
2014034010.tif 000003
【図２】
2014034010.tif 000004
【図３】
2014034010.tif 000005