(57)【要約】【課題】マンガン除去方法における、除マンガン工程の高速化、安定化、維持管理の簡素化が課題となっている。  【解決手段】人為的にマンガン酸化物を付着させた表面積約６ｍ２／１ｍ以上、空隙比９０％以上の繊維状ろ過材が吊下げられた状態で充填された充填槽に、被処理水を上向流方向に５００〜１，４４０ｍ／日の速度で通水すると共に、逆洗による上記マンガン酸化物の再活性化を１回／１０〜２０日の頻度で、０．５〜２ｍ／分の逆洗速度で行なうことにより、被処理水中の溶解性マンガンを０．００５ｍｇ／Ｌ以下に安定的に酸化除去する。【選択図】図１
2014161785.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
人為的にマンガン酸化物を付着させた表面積６ｍ２／１ｍ以上、空隙比９０％以上の繊維状ろ過材が吊下げられた状態で充填された充填槽に、被処理水を上向流方向に５００〜１，４４０ｍ／日の速度で通水すると共に、逆洗による上記マンガン酸化物の再活性化を１回／１０〜２０日の頻度で、０．５〜２ｍ／分の逆洗速度で行なうことにより、被処理水中の溶解性マンガンを０．００５ｍｇ／Ｌ以下に安定的に酸化除去することを特徴とするマンガン除去方法。
【請求項２】
前記被処理水が塩素処理、二酸化塩素処理又はオゾン処理されたものであることを特徴とする請求項１に記載のマンガン除去方法。
【請求項３】
前記繊維状ろ過材がポリオレフィン繊維、塩化ビニル繊維、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、ガラス繊維及び炭素繊維から選ばれる１種又は２種以上から形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のマンガン除去方法。
【請求項４】
洗浄直後の必要捨水時間が５分以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のマンガン除去方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載のマンガン除去方法に使用する処理装置であって、
原水流入管、人為的にマンガン酸化物を付着させた空隙比９０％以上の繊維状ろ過材、繊維状ろ過材を吊下げて収納するろ化槽、原水兼洗浄水流入管及び散水管からなる流入兼逆流洗浄装置、洗浄用空気流入管及び空洗用散気管からなる空気洗浄装置、排水管並びに処理水流出管を含むことを特徴とする浄水装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、除マンガンを目的とする繊維状の担体を用いた除マンガン工程の高速化、安定化、維持管理の簡素化を可能とするマンガン除去方法と浄水装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
浄水処理におけるマンガン処理は、マンガン酸化物に起因する水道水の着色問題に直接かかわることから、最も重要な処理プロセスとされている。
当初の浄水処理における除マンガン処理は、水中に常在する細菌類を集約利用した緩速ろ過法により行われてきた。
【０００３】
しかしながら、緩速ろ過法は生物酸化法であることから、水中の溶存酸素濃度やアンモニア態窒素濃度、濁度、水温等の大きな変動に対して脆弱であり、安定性、維持管理性に課題を持つ処理法でもあった。
【０００４】
その後、緩速ろ過法に比べて処理水量が大きい凝集沈澱併用の急速ろ過法（以下、急速ろ過法）が導入され、水処理の安定化と水道水量の安定確保を図られてきた。
ところが、急速ろ過法では原水中の溶解性２価マンガンが除去できないため、溶解性２価マンガンが水道水中に残留し、消毒用の塩素剤と反応して、色度成分である４価のマンガンに酸化されるため、しばしば水道水の水質基準値である色度５度を超過する事態も発生した。
【０００５】
このようなマンガンによる水道水の着色問題は、浄水処理工程での溶解性２価マンガンの不十分な酸化除去が原因であることから、除マンガン担体としてマンガン酸化物を付着させた珪砂（マンガン砂）による接触酸化法に基づくろ過法が実用化された（非特許文献１）。最近ではセラミックスが担体として利用される場合もある。接触酸化法の原理は以下の通りである。
Ｍｎ＋＋＋ＭｎＯ２・Ｈ２Ｏ＋Ｈ２Ｏ  →  ＭｎＯ２・ＭｎＯ・Ｈ２Ｏ＋２Ｈ＋        
（１）
ＭｎＯ２・ＭｎＯ・Ｈ２Ｏ＋２Ｈ２Ｏ＋Ｃｌ２  →  ２ＭｎＯ２・Ｈ２Ｏ＋２Ｈ＋＋２Ｃｌ−  （２）
【０００６】
現在、除マンガン装置は浄水場の敷地面積や運用条件などにより、ろ層上部より下部に向かって通水する下向流方式、逆に、ろ層下部より上部に向かって通水する上向流方式、あるいは横流方式として運用されている（特許文献１）。
しかしながら、マンガン酸化物付着担体である珪砂、セラミックスは鉱物材料であり、粒径が１ｍｍ前後、空隙率が約５０％と密であるため、下向流方式ではマンガン酸化物あるいは沈澱除去し得なかった懸濁物質により目詰まりが発生しやすく、通水速度は約１５０ｍ／日が限界であることに加えて、定期的な逆流洗浄によるろ過性能の回復が必要等、維持管理上の課題を持っている。
また、上向流方式では、ろ層が流動するために下向流方式のような目詰まり問題は大きく軽減され、約１，０００から２，５００ｍ／日程度の通水速度も可能とする文献もあるが（特許文献２）、ろ層の流動化の大きさ（膨張率）が水温に依存して変化することから設備の設計条件に制約があるとともに、季節的な処理水量変動への運用上のきめ細かな対応が必要である課題を持っている。
【０００７】
平成８年のクリプトスポリジウム問題発生に伴い、厚生労働省告示により水道事業者に対して砂ろ過水濁度０．１度以下の厳格な管理が求められている（非特許文献２）。このような状況のもと、水道事業者はクリプトスポリジウムへの対応として膜ろ過設備、紫外線消毒設備を導入している。
【０００８】
しかし、膜ろ過設備、紫外線消毒設備は、ともに溶解性２価マンガンの除去機能は期待できないことから、これらに前置する形で、マンガン砂等による除マンガン装置を併用した全体装置として対応する文献もある（特許文献２、３等）。
【０００９】
しかしながら、膜ろ過設備等に前置する形の除マンガン設備に関しては、あらたな付帯設備でもあることから経済性、安定性の観点に立った処理性の高効率化、装置の小型化が強く求められているのが現状である。
高分子樹脂等をマンガン酸化物の担体としたろ材による処理によって、通水線速度（ＬＶ）がより大きく、軽量で小型の処理装置を実現したより経済的なマンガン除去技術、マンガン付着物担体として繊維状担体を利用した文献もある（特許文献４）。
【００１０】
しかしながら、これらの文献に示された処理方法は、処理の安定性や持続性、洗浄等の維持管理の容易性について満足できるものではなかった。マンガン除去装置は処理施設内で長期間にわたり連続通水して使用されるので、装置そのものの安定性や操作条件の確立が必要となる。
これらを解決するには、定期的洗浄の方法（頻度、洗浄強度）、通水速度、処理限界等の操作条件の開発が必要であるが、これらの点については未だ十分な解明がなされていないのが現状である。
【００１１】
このような状況下において、空隙比を大きくして目詰まりや通水抵抗の問題が一挙に解消できること、水質変動に起因する複雑な維持管理が軽減できること、高速化が可能なこと、上向流方式で長期間にわたり安定した処理が可能なことを視野に入れたマンガン除去方法及び浄水装置の開発が望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００７−２０９８４９号公報
【特許文献２】特開２００３−１０３２７５号公報
【特許文献３】特開２０１２−２１７９４４号公報
【特許文献４】特公平０３−３６５９３号公報
【非特許文献】
【００１３】
【非特許文献１】高井、中西：「用水の除鉄・除マンガン処理」、産業用水調査会                  （昭和６２年）
【非特許文献２】厚生労働省告示：「水道におけるクリプトスポリジウム等対策指                    針」（平成１９年）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明のマンガン除去方法及び浄水装置はマンガン酸化物を付着させた空隙比の大きい繊維状担体を池や管体内に吊下げる方式で充填し、塩素を注入した後の被処理水を上向流で通水することによって、通水速度１，４４０ｍ／日の高速化を可能とするものであり、従来のマンガン酸化物を付着させた珪砂やセラミックスの鉱物担体が持つ目詰まりや過大な通水抵抗、水温に依存した膨張率への配慮などの課題を一挙に解消するものである。
【００１５】
すなわち、本発明は、マンガン酸化物を付着させた空隙比９０％以上の繊維状担体を利用したマンガン除去方法と装置であり、通水速度１，４４０ｍ／日の高速条件下で処理水マンガン濃度を０．００５ｍｇ／Ｌ未満に処理することを可能としたものである。
【００１６】
通水速度１，４４０ｍ／日の高速化条件下において、長期間にわたり安定的に処理水マンガン濃度を０．００５ｍｇ／Ｌ未満に処理することを可能とするためには、繊維担体の定期的な洗浄方法や洗浄条件等の操作条件の開発及び洗浄終了後の再稼動時のマンガン除去性能の維持に関する操作条件の開発が必要であり、本発明はこれらの方法や条件開発について実験を繰り返すことによりマンガン除去方法及び浄水装置として確立したものである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
繊維ろ過材には塩化マンガンと過マンガン酸カリウムを使用してマンガン酸化物を付着させた。
本発明のマンガン除去方法は、人為的にマンガン酸化物を付着させた繊維担体を用いて、被処理水を５００ｍ／日から１，４４０ｍ／日の高速通水条件下においてマンガン濃度を０．００５ｍｇ／Ｌ未満にまで処理可能なマンガン除去方法であり、具体的には、被処理水を上向流方向に５００〜１，４４０ｍ／日の速度で通水すること、逆洗による上記マンガン酸化物の再活性化を１回／１０〜２０日の頻度で、０．５〜２ｍ／分の逆洗速度で行なうことなどに特徴を有するものである。
【００１８】
本発明の被処理水には、上水道、工業用水道が処理対象とする原水（表流水、湖沼水、伏流水、地下水）、沈殿処理水、砂ろ過水、オゾン処理流出水の他、浄水処理過程あるいは各種の排水処理過程で発生する汚染水、工場等事業場などで使用する表流水、湖沼水、伏流水、地下水、汚染再利用水などの水すべてを対象とすることが可能ある。
本発明のマンガン除去方法は、酸化剤による接触酸化によるものであることから、被処理水は塩素処理、二酸化塩素処理、オゾン処理されたものであり、これらの酸化剤が被処理水中に残留していることが必要である。
【００１９】
また、本発明のマンガン除去方法は、ろ過水の濁度０．１度以下管理の目標を達成するために導入された膜処理設備や紫外線消毒設備の前処理としての役割を果たすこともでき、５０％以上の濁質除去が可能であり、また、これらの濁質成分は再活性化処理時の逆流洗浄により排除することができる。
【００２０】
本発明のマンガン除去方法で使用する繊維担体は、被処理水に塩素剤あるいは二酸化塩素、オゾンが注入されていることから、これに耐性を持った材料であることが求められる。さらに、高速通水条件下で運転するために物理的強度も要求され、上水道で使用する場合は水道用資機材としての基準を満たす必要がある。
マンガン酸化物を付着させることができる繊維であり、かつ上記の要件を満たす繊維であれば本発明のマンガン除去方法に使用でき、具体的には、ポリオレフィン繊維、塩化ビニル繊維、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、ガラス繊維及び炭素繊維等であり、接触表面積を大きくするために繊維径は０．０３ｍｍ以下、繊維担体としての表面積は約６ｍ２／ｍ以上が望ましい。
【００２１】
本発明のマンガン除去方法では、通水の方向が上向であり、繊維担体の空隙比が９０％以上であることから通水抵抗はほとんど発生しないが、通水経過とともに被処理水に含まれる濁質により微弱な通水抵抗は発生する。このため、マンガン付着担体を水および水・空気により再活性化を兼ねて、１回／１０〜２０日の頻度で逆流洗浄を行うことが好ましい。
その際の逆流洗浄は０．５〜２．０ｍ／分の逆洗速度で行なうことが可能であるが、好
ましくは０．５〜１．５ｍ／分の逆洗速度であり、さらに、洗浄水量の低減化の観点から通水速度と同等の速度となる０．５〜１．０ｍ／分の逆洗速度がより好ましい。
また、本発明において、洗浄直後の必要捨水時間は、後述のとおり５分以下で十分である。
【００２２】
本発明のマンガン除去方法で使用する装置は、人為的にマンガン酸化物を付着させた空隙比９０％以上の繊維状ろ過材、繊維状ろ過材を吊下げて収納するろ化槽、原水兼洗浄水流入管及び散水管からなる流入兼逆流洗浄装置、洗浄用空気流入管及び空洗用散気管からなる空気洗浄装置、排水管並びに処理水流出管を含むものである。そして、上記洗浄装置はいずれも再活性化装置としても作用するものである。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、通水速度１，４４０ｍ／日条件下においても、目詰まりや通水抵抗の増大が発生しないので処理の不安定性が解消されるとともに、マンガン濃度を０．００５ｍｇ／Ｌ未満に処理することが可能であるので除マンガン処理効率が飛躍的に向上する。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１本発明のマンガン除去装置全体を示すものである。
【図２】図２は従来の酸化マンガン担体の膨張率の水温依存性を示すものである。
【図３】図３は逆流洗浄による洗浄排水の水質挙動を示すものである。
【図４】図４は逆流洗浄後の捨水の水質挙動を示すものである。
【図５】図５は逆流洗浄後の除マンガン挙動を示すものである。
【図６】図６実証実験結果であり、マンガン除去性の安定性を示すものである。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下に、添付図面を参照しながら、本発明に係る除マンガン装置について、その実施の形態について説明する。
本発明は、マンガン酸化物を付着させた空隙比の大きい繊維状担体を池や管体内に吊下げる方式で充填し、塩素を注入した後の被処理水を上向流で通水することによって、通水速度１，４４０ｍ／日の高速化を可能とするものであり、従来のマンガン酸化物を付着させた珪砂やセラミックスの鉱物担体が持つ目詰まりや過大な通水抵抗、膨張率の水温依存性などの課題を一挙に解消するものである。
【００２６】
本発明のマンガン除去装置は、図１に示す装置構造を持つものである。図１の装置では、吊り下げられた繊維状ろ過材が上向通水で上部に偏らないように、繊維状ろ過材の下部が固定されている。
本装置は濁度除去を目的としたものではないので、設置場所は被処理水が流入した直後である。浄水場の水処理フローにおいては本装置の後段に、砂ろ過装置あるいは膜ろ過装置を配置して用いる。
【００２７】
本発明のマンガン除去装置は約９０％以上の空隙比を持つため通水抵抗や目詰まりが発生しない。また吊り下げ構造とすることで従来のマンガン砂が持っていた装置設計上や運転管理上の膨張率操作に関する大きな課題の解消が可能となった。図２はマンガン砂の膨張率の水温依存性を示すものであるが、逆流洗浄速度１ｍ／分における水温３０℃の膨張率は約１２％であるのに対して、水温５℃では約３０％と約３倍の差がある。
このため、従来のマンガン砂を用いる処理方法では、設備の設計条件に制約があるとともに、季節的な処理水量変動への運用上のきめ細かな対応が必要となり、浄水場における処理操作が複雑になる。
【００２８】
本発明のマンガン除去方法では、通水の方向が上向であり、繊維担体の空隙比が９０％
以上であることから通水抵抗はほとんど発生しないが、通水経過とともに被処理水に含まれる濁質により微弱な通水抵抗は発生する。このため、マンガン付着担体を水および水・空気により再活性化を兼ねて、１回／１０〜２０日の頻度で逆流洗浄を行い運用する。逆流洗浄速度は０．５〜２ｍ／分、好ましくは０．５〜１．５ｍ／分、より好ましくは０．５〜１ｍ／分で行なうことが好ましい（図３）。
【００２９】
逆流洗浄に要する時間は装置のコンパクト化、経済性の観点より可能な限り短縮することが望まれる。濁質除去装置として使用する場合の逆流洗浄時間は２０分に設定されている。本発明はマンガン除去装置であって濁質除去を期待するものではない。ただ、後段処理への負荷を考えると、逆流洗浄により繊維ろ材中に蓄積した濁質は可能な限り排除することが重要である。図３は逆流洗浄による洗浄排水の水質挙動を示すものである。約１０分の洗浄時間で排出水濁度は安定し、洗浄時間の短縮が期待できる。
【００３０】
逆流洗浄後の通水再開時には、処理水に濁質や懸濁性マンガンが流出するので、後段の膜ろ過装置等へのこれらの負荷を軽減するために、目標濁度を設定した捨水時間の確定が必要である。本発明では、捨水水濁度の目標値を被処理水濁度の１／２（図では濁度５度）とした。図４は捨水排水の水質挙動を示すものであるが、逆流洗浄速度を約１ｍ／分の場合は、捨水開始直後より目標濁度（被処理水の１／２値）未満を示しており、捨水目標時間５分が可能となった。
【００３１】
逆流洗浄は水及び水・空気併用で実施する。通常の濁度除去装置とした時の水逆流洗浄速度０．４ｍ／分を除マンガン装置として０．５〜２ｍ／分に強化設定すると、繊維ろ材表面に付着したマンガン酸化物を剥離させるおそれが考えられた。剥離が発生すると、通水再開後のマンガン除去性能が低下して、後段への未反応マンガンの負荷が増大、これによる浄水の色度問題に発展する危惧があった。
しかし、図５（水逆流洗浄速度１ｍ／分で洗浄を行い、捨水５分経過以後の処理水マンガン濃度の挙動）にみられるとおり、処理水へのマンガン漏出はなく、逆流洗浄後も接触酸化能が適正に維持されることが実証できた。
【実施例】
【００３２】
実験室内に口径６００ｍｍ、塔長２０００ｍｍのガラス管ろ過塔を設置し、人為的にマンガン酸化物を付着させた表面積６ｍ２／１ｍ、繊維長１ｍの繊維ろ材をろ過塔に充填した。実験に供したマンガンは２価マンガン（塩化マンガン溶液）であり、流入水濃度は０．１ｍｇ／Ｌである。酸化剤としては次亜塩素酸ナトリウムを使用し、流入水濃度は１ｍｇ／Ｌに調整した。連続通水実験に先立ち、マンガン酸化物が付着した繊維ろ材を残留塩素濃度１００ｍｇ／Ｌ溶液に一昼夜浸漬してマンガン酸化能を活性化した。
実験期間は予備実験を含めて平成２２年１月から平成２５年１月である。
その結果は「図６マンガン除去性の安定性」に示すとおりである。
【００３３】
この図６が示す結果は、以下のとおりである。
図６は約２ヵ月にわたる連続通水実験結果である。０．０３ｍｇ/Ｌから０．１１ｍｇ/Ｌの範囲の流入水マンガン濃度に対して処理水マンガン濃度は０．００５ｍｇ/Ｌ未満で安定して推移した。図中の逆洗を示す凡例は、実験途上で逆洗条件を検討した時点を示している。逆洗前後においても０．００５ｍｇ/Ｌ未満が維持できることを示すとともに
水・空気による再活性化と洗浄を兼ねた逆洗の間隔が、１回／１０〜２０日の頻度で運用できることを示すものである。
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明のマンガン除去方法と浄水装置は、繊維状の担体を特殊な条件で用いることにより、空隙比を大きくして目詰まりや通水抵抗の問題が一挙に解消でき、水質変動に起因する複雑な維持管理が軽減できて、高速化が可能であり、長期間にわたり安定した処理が可能であることから、浄水場等において広く採用可能な技術である。
【符号の説明】
【００３５】
１  ろ過槽
２  多孔板
３  繊維状ろ材
４  原水兼洗浄水流入管
５  散水管
６  流入兼逆流洗浄装置
７  洗浄用空気流入管
８  空洗用散気管
９  空気洗浄装置
10  排水管
11  処理水流出管
【図１】
2014161785.tif 000003
【図２】
2014161785.tif 000004
【図４】
2014161785.tif 000005
【図５】
2014161785.tif 000006
【図６】
2014161785.tif 000007
【図３】
2014161785.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成25年7月5日(2013.7.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
人為的にマンガン酸化物を付着させた表面積６ｍ２／１ｍ以上、空隙比９０％以上の繊維状ろ過材が吊下げられた状態で充填されたろ過槽に、塩素処理、二酸化塩素処理又はオゾン処理された被処理水を上向流方向に５００〜１，４４０ｍ／日の速度で通水すると共に、洗浄による上記マンガン酸化物の再活性化を１回／１０〜２０日の頻度で、０．５〜２ｍ／分の洗浄速度で行なうことにより、被処理水中の溶解性マンガンを０．００５ｍｇ／Ｌ以下に安定的に酸化除去することを特徴とするマンガン除去方法。
【請求項２】
前記繊維状ろ過材がポリオレフィン繊維、塩化ビニル繊維、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、ガラス繊維及び炭素繊維から選ばれる１種又は２種以上から形成されていることを特徴とする請求項１に記載のマンガン除去方法。
【請求項３】
洗浄直後の必要捨水時間が５分以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載のマンガン除去方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載のマンガン除去方法に使用する処理装置であって、
原水流入管、人為的にマンガン酸化物を付着させた空隙比９０％以上の繊維状ろ過材、繊維状ろ過材を吊下げて収納するろ過槽、原水兼洗浄水流入管及び散水管からなる流入兼洗浄装置、洗浄用空気流入管及び空洗用散気管からなる空気洗浄装置、排水管並びに処理水流出管を含むことを特徴とする浄水装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
また、本発明のマンガン除去方法は、ろ過水の濁度０．１度以下管理の目標を達成するために導入された膜処理設備や紫外線消毒設備の前処理としての役割を果たすこともでき、５０％以上の濁質除去が可能であり、また、これらの濁質成分は再活性化処理時の洗浄により排除することができる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
本発明のマンガン除去方法では、通水の方向が上向であり、繊維担体の空隙比が９０％以上であることから通水抵抗はほとんど発生しないが、通水経過とともに被処理水に含まれる濁質により微弱な通水抵抗は発生する。このため、マンガン付着担体を水および水・空気により再活性化を兼ねて、１回／１０〜２０日の頻度で上向流洗浄を行うことが好ましい。
その際の洗浄は０．５〜２．０ｍ／分の洗浄速度で行なうことが可能であるが、好
ましくは０．５〜１．５ｍ／分の洗浄速度であり、さらに、洗浄水量の低減化の観点から通水速度と同等の速度となる０．５〜１．０ｍ／分の洗浄速度がより好ましい。
また、本発明において、洗浄直後の必要捨水時間は、後述のとおり５分以下で十分である。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
本発明のマンガン除去方法で使用する装置は、人為的にマンガン酸化物を付着させた空隙比９０％以上の繊維状ろ過材、繊維状ろ過材を吊下げて収納するろ過槽、原水兼洗浄水流入管及び散水管からなる流入兼洗浄装置、洗浄用空気流入管及び空洗用散気管からなる空気洗浄装置、排水管並びに処理水流出管を含むものである。そして、上記洗浄装置はいずれも再活性化装置としても作用するものである。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
【図１】図１本発明のマンガン除去装置全体を示すものである。
【図２】図２は従来の酸化マンガン担体の膨張率の水温依存性を示すものである。
【図３】図３は洗浄による洗浄排水の水質挙動を示すものである。
【図４】図４は洗浄後の捨水の水質挙動を示すものである。
【図５】図５は洗浄後の除マンガン挙動を示すものである。
【図６】図６実証実験結果であり、マンガン除去性の安定性を示すものである。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
本発明のマンガン除去装置は約９０％以上の空隙比を持つため通水抵抗や目詰まりが発生しない。また吊り下げ構造とすることで従来のマンガン砂が持っていた装置設計上や運転管理上の膨張率操作に関する大きな課題の解消が可能となった。図２はマンガン砂の膨張率の水温依存性を示すものであるが、洗浄速度１ｍ／分における水温３０℃の膨張率は約１２％であるのに対して、水温５℃では約３０％と約３倍の差がある。
このため、従来のマンガン砂を用いる処理方法では、設備の設計条件に制約があるとと
もに、季節的な処理水量変動への運用上のきめ細かな対応が必要となり、浄水場における処理操作が複雑になる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
本発明のマンガン除去方法では、通水の方向が上向であり、繊維担体の空隙比が９０％以上であることから通水抵抗はほとんど発生しないが、通水経過とともに被処理水に含まれる濁質により微弱な通水抵抗は発生する。このため、マンガン付着担体を水および水・空気により再活性化を兼ねて、１回／１０〜２０日の頻度で洗浄を行い運用する。洗浄速度は０．５〜２ｍ／分、好ましくは０．５〜１．５ｍ／分、より好ましくは０．５〜１ｍ／分で行なうことが好ましい（図３）。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
洗浄に要する時間は装置のコンパクト化、経済性の観点より可能な限り短縮することが望まれる。濁質除去装置として使用する場合の洗浄時間は２０分に設定されている。本発明はマンガン除去装置であって濁質除去を期待するものではない。ただ、後段処理への負荷を考えると、洗浄により繊維ろ材中に蓄積した濁質は可能な限り排除することが重要である。図３は洗浄による洗浄排水の水質挙動を示すものである。約１０分の洗浄時間で排出水濁度は安定し、洗浄時間の短縮が期待できる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
洗浄後の通水再開時には、処理水に濁質や懸濁性マンガンが流出するので、後段の膜ろ過装置等へのこれらの負荷を軽減するために、目標濁度を設定した捨水時間の確定が必要である。本発明では、捨水水濁度の目標値を被処理水濁度の１／２（図では濁度５度）とした。図４は捨水排水の水質挙動を示すものであるが、洗浄速度を約１ｍ／分の場合は、捨水開始直後より目標濁度（被処理水の１／２値）未満を示しており、捨水目標時間５分が可能となった。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
洗浄は水及び水・空気併用で実施する。通常の濁度除去装置とした時の水洗浄速度０．４ｍ／分を除マンガン装置として０．５〜２ｍ／分に強化設定すると、繊維ろ材表面に付着したマンガン酸化物を剥離させるおそれが考えられた。剥離が発生すると、通水再開後のマンガン除去性能が低下して、後段への未反応マンガンの負荷が増大、これによる浄水の色度問題に発展する危惧があった。
しかし、図５（洗浄速度１ｍ／分で洗浄を行い、捨水５分経過以後の処理水マンガン濃
度の挙動）にみられるとおり、処理水へのマンガン漏出はなく、洗浄後も接触酸化能が適正に維持されることが実証できた。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
この図６が示す結果は、以下のとおりである。
図６は約２ヵ月にわたる連続通水実験結果である。０．０３ｍｇ/Ｌから０．１１ｍｇ/Ｌの範囲の流入水マンガン濃度に対して処理水マンガン濃度は０．００５ｍｇ/Ｌ未満で
安定して推移した。図中の洗浄を示す凡例は、実験途上で洗浄条件を検討した時点を示している。洗浄前後においても０．００５ｍｇ/Ｌ未満が維持できることを示すとともに
水・空気による再活性化と洗浄を兼ねた洗浄間隔が、１回／１０〜２０日の頻度で運用できることを示すものである。
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
１  ろ過槽
２  多孔板
３  繊維状ろ材
４  原水兼洗浄水流入管
５  散水管
６  流入兼洗浄装置
７  洗浄用空気流入管
８  空洗用散気管
９  空気洗浄装置
10  排水管
11  処理水流出管