(57)【要約】  水処理装置（１０）は、容器（２０）と、容器（２０）の外部から原水を送水する送水部（３１）と、送水部（３１）と通じる第１開口部（３２）を有する下板部（３３）と、下板部（３３）と隙間（３４）を有して対向して配置され、複数の第２開口部（３５）を有し、固形薬剤（３６）を支持する上板部（３７）と、原水が第１開口部（３２）から複数の第２開口部（３５）を通って流れる隙間（３４）を囲うように配置されたスペーサー（３８）と、を含み、容器（２０）に収容された固形薬剤溶解器（３０）と、を備え、上板部（３７）に設けられた複数の第２開口部（３５）の位置は、下板部（３３）に設けられた第１開口部（３２）の位置と、上板部（３７）と下板部（３３）の積層方向に対して垂直方向にずれて配置される。
2019038994.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器と、
前記容器の外部から原水を送水する送水部と、前記送水部と通じる第１開口部を有する下板部と、前記下板部と隙間を有して対向して配置され、複数の第２開口部を有し、固形薬剤を支持する上板部と、前記原水が前記第１開口部から前記複数の第２開口部を通って流れる前記隙間を囲うように配置されたスペーサーと、を含み、前記容器に収容された固形薬剤溶解器と、
を備え、
前記上板部に設けられた複数の第２開口部の位置は、前記下板部に設けられた第１開口部の位置と、前記上板部と前記下板部の積層方向に対して垂直方向にずれて配置される水処理装置。
【請求項２】
前記容器及び前記固形薬剤溶解器に対して並列に配置された主配管と、
前記主配管に設けられた逆流防止弁と、
をさらに備える請求項１に記載の水処理装置。
【請求項３】
前記複数の第２開口部におけるそれぞれの第２開口部の大きさは、前記下板部の第１開口部の大きさよりも小さい請求項１又は２に記載の水処理装置。
【請求項４】
前記下板部の第１開口部の大きさは、１ｍｍ以上２５ｍｍ以下である請求項１〜３のいずれか１項に記載の水処理装置。
【請求項５】
前記上板部と前記下板部の間の前記隙間の大きさは１ｍｍ〜１５ｍｍである請求項１〜４のいずれか１項に記載の水処理装置。
【請求項６】
前記送水部の一方と接続されたバイパス配管と、
前記バイパス配管に設けられた流量調節部と、
をさらに備え、
前記流量調節部は、止水部と、前記止水部との間を密閉可能なように前記バイパス配管に設けられた密閉部と、前記止水部に支持される弾性体と、前記バイパス配管において前記密閉部よりも下流側に設けられ、前記弾性体を支持するバイパス配管側支持部と、を備える請求項１〜５のいずれか１項に記載の水処理装置。
【請求項７】
前記隙間を囲う前記スペーサーの面積は、前記上板部の外周と前記下板部の外周とにより形成された前記隙間の外周の面積に対して１０％以上である請求項１〜６のいずれか１項に記載の水処理装置。
【請求項８】
前記下板部は、前記第１開口部とは異なる位置に配置された第３開口部を有する請求項１〜７のいずれか１項に記載の水処理装置。
【請求項９】
前記容器及び前記固形薬剤溶解器に対して並列に配置された主配管と、前記送水部の一方と接続された第一バイパス配管と、一端が前記容器と接続された接続配管と、をさらに備え、前記固形薬剤は塩素系薬剤である、請求項１〜８のいずれか１項に記載の水処理装置と、
前記主配管における前記固形薬剤溶解器の上流側に配置され、原水を汲み上げる汲水ポンプと、
前記主配管における前記固形薬剤溶解器の下流側に配置された濾過装置と、
前記濾過装置の上流側に配置された第二バイパス配管に設けられ、前記塩素系薬剤が供給された水に凝集剤を供給する凝集剤供給装置と、
を備え、
前記第二バイパス配管の上流側は前記第一バイパス配管と接続されている水処理システム。
【請求項１０】
前記接続配管の下流側は、前記主配管と接続されており、
前記第二バイパス配管の下流側は、前記主配管と接続されており、
前記接続配管の下流側と前記主配管との接続部は、前記第二バイパス配管の下流側と主配管との接続部とは異なる位置に配置されている請求項９に記載の水処理システム。
【請求項１１】
前記第二バイパス配管は、前記第一バイパス配管及び前記接続配管に対して並列に配置されており、
前記第二バイパス配管における前記凝集剤供給装置の下流に前記水の逆流を防止する逆流防止弁が設けられた請求項９又は１０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、水処理装置及びそれを用いた水処理システムに関する。詳細には、本発明は、被処理水の薬剤濃度を細かに制御して浄化することが可能な水処理装置及びそれを用いた水処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、被処理水の浄化を行う水処理装置として、種々の水処理装置が提案されている。そして、このような水処理装置を用いることで、例えば、被処理水としての井水を浄化して浄水を得ることができる。【０００３】
そして、被処理水を浄化する方法として、例えば固形薬剤を被処理水に溶解させるための装置が提案されている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。【０００４】
特許文献１には、捕集リザーバーと、捕集リザーバー内でその壁から間隔を設けて配設された浸食リザーバーとを有する薬品供給装置が記載されている。細長いシリンダーは捕集リザーバー上で支持され、シリンダーの下端は捕集リザーバー内に配設される。捕集リザーバーは水排出口を有し、浸食リザーバーはバルブを有する入口を有して、浸食リザーバーに流入する水の流速を制御する。固体薬品消毒エレメントを収容するキャニスターはシリンダー内で支持され、その下端部は浸食リザーバーの上部に配設される。開口はキャニスターの下端部に配設されるため、キャニスターの下端部に配設された固体乾燥消毒エレメントは浸食リザーバー内の水と接触して固体エレメントを浸食かつ溶解し、浸食リザーバーから流出した化学処理水を捕集リザーバーに流入できる。【０００５】
特許文献２には、フィーダー流入口ならびにフィーダー流出口と、多孔下部を有して、固形の薬品を収容する貯蔵容器と、を含み、水流に薬品を加えるための供給装置が記載されている。また、供給装置は、導管流出口を有して、少なくとも第一フィーダー状態のときにフィーダー流入口に連通する第一導管と、導管流出口を取り囲んで上向きに延出し、少なくとも第一フィーダー状態のときに導管流出口を浸す水体を保持する壁を含む。さらに、供給装置は、少なくとも第一フィーダー状態のときに水体からの溶解薬品を含有する溢水を受け入れるとともに、フィーダー流出口に連通する流出水室を含む。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特表平６−５０１４１８号公報
【特許文献２】特表２００５−５１１２６７号公報
【発明の概要】
【０００７】
特許文献１に記載の薬品供給装置は、固形薬剤の一部を被処理水に浸漬させて供給する装置である。そのため、プールのような大規模の浴槽に対して塩素を連続的に供給することができるものの、比較的少量の被処理水に断続的に薬剤を供給する場合には、水の循環が停止している時に固形薬剤が過剰に被処理水に溶解する。したがって、特許文献１に記載の薬品供給装置では、薬剤濃度が必要以上に高くなってしまうおそれがある。
【０００８】
また、特許文献２に記載の供給装置は、固形薬剤が被処理水に常時浸漬された状態とはならないものの、水に溶解しやすいペレット状の薬品に直接被処理水を循環させている。そのため、プールのような大規模の浴槽に対して塩素を連続的に供給することができるものの、比較的少量の被処理水に断続的に薬剤を供給する場合には、貯蔵容器内で必要以上に薬品が溶解してしまうおそれがある。
【０００９】
このように、従来のような装置で固形薬剤を溶解させた場合、被処理水の薬剤濃度を細かに制御して浄化することができず、薬品の濃度が必要以上に高くなってしまうおそれがある。そのため、従来の装置は、比較的少量の被処理水に薬剤を断続的に供給する必要があるような生活用水などに用いることができないという問題があった。
【００１０】
本発明は、このような従来技術の有する課題に鑑みてなされたものである。そして、本発明の目的は、被処理水の薬剤濃度を細かに制御して浄化することが可能な水処理装置及びそれを用いた水処理システムを提供することにある。
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明の第一の態様に係る水処理装置は、容器と、容器に収容された固形薬剤溶解器と、を備える。固形薬剤溶解器は、容器の外部から原水を送水する送水部と、送水部と通じる第１開口部を有する下板部と、下板部と隙間を有して対向して配置され、複数の第２開口部を有し、固形薬剤を支持する上板部と、を含む。また、固形薬剤溶解器は、原水が第１開口部から複数の第２開口部を通って流れる隙間を囲うように配置されたスペーサーを含む。そして、上板部に設けられた複数の第２開口部の位置は、下板部に設けられた第１開口部の位置と、上板部と下板部の積層方向に対して垂直方向にずれて配置される。
【００１２】
本発明の第二の態様に係る水処理システムは、水処理装置と、主配管における固形薬剤溶解器の上流側に配置され、原水を汲み上げる汲水ポンプと、主配管における固形薬剤溶解器の下流側に配置された濾過装置と、を備える。また、水処理システムは、濾過装置の上流側に配置された第二バイパス配管に設けられ、塩素系薬剤が供給された水に凝集剤を供給する凝集剤供給装置を備える。水処理装置は、容器及び固形薬剤溶解器に対して並列に配置された主配管と、送水部の一方と接続された第一バイパス配管と、一端が容器と接続された接続配管と、を備え、固形薬剤は塩素系薬剤である。そして、第二バイパス配管の上流側は第一バイパス配管と接続されている。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、井水を貯水タンクに溜め置きする場合の配管構成を示す概略図である。
【図２】図２は、水浄化装置と貯水タンクを組み合わせた配管構成を示す概略図である。
【図３】図３は、井水を生活用水として直接使用する場合の配管構成を示す概略図である。
【図４】図４は、井水を浄化する水浄化装置の一例を示す概略図である。
【図５】図５は、井水を浄化する水浄化装置の一例を示す概略図である。
【図６】図６は、本実施形態の水処理装置の一例を示す断面概略図である。
【図７】図７は、固形薬剤溶解器の一例を示す分解斜視図である。
【図８】図８は、固形薬剤溶解器の別の例を示す分解斜視図である。
【図９】図９は、固形薬剤溶解器の別の例を示す分解斜視図である。
【図１０】図１０は、本実施形態の水処理装置を用いた配管構成の一例を示す概略図である。
【図１１Ａ】図１１Ａは、水量が微量な場合の流量調節部の状態を示す断面概略図である。
【図１１Ｂ】図１１Ｂは、水量が所定量以上である場合の流量調節部の状態を示す断面概略図である。
【図１２】図１２は、本実施形態の水処理装置を用いた配管構成の別の例を示す概略図である。
【図１３】図１３は、本実施形態の水処理装置を用いた配管構成の別の例を示す概略図である。
【図１４】図１４は、本実施形態の水処理装置を用いた配管構成の別の例を示す概略図である。
【図１５】図１５は、本実施形態の水処理装置を用いた配管構成の別の例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本実施形態に係る水処理装置及び水処理システムについて詳細に説明する。なお、図面の寸法比率は説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。また、本明細書において、水処理装置で水質が改善される、井戸、河川若しくは池等の水源から汲み出した水又は雨水を「原水」又は「被処理水」という。そして、水質が改善されて浄化された原水を「浄水」という。
【００１５】
［水処理装置］
日本等の先進国とは異なり、発展途上国では原水となる井水や水道水は、濁質成分が多く、かつ、細菌で汚染されている場合が多い。そのため、原水となる井水や水道水を浄化して使用したいという要望が高まっている。
【００１６】
一方、電力が安定供給されないことが多い発展途上国では、停電時でも水が使えるように、屋根や屋上に設けた貯水タンクに生活用水を溜め置きする場合が多い。例えば、図１に示すように、発展途上国では、建物１の屋根２に、貯水タンク１２０を設置し、生活用水を貯め置きしている。貯水タンク１２０の上部には第一配管１４０の一方が接続されており、第一配管１４０の他方は井水に浸かった状態となっている。そして、第一配管１４０には、井戸から原水（井水）を汲み上げるための汲水ポンプ１７０が設置されている。さらに、貯水タンク１２０の下部には第二配管１８０の一方が接続されており、第二配管１８０の他方は建物１の内部の蛇口などに接続されている。
【００１７】
貯水タンク１２０の天井面には、貯水タンク１２０内部の貯留水の水位を検知するための水位センサ１２１が設けられている。水位センサ１２１は、例えば所定の低水位ＷＬと、所定の高水位（満水位）ＷＨという２つの水位を検知することができる。そして、汲水ポンプ１７０は、水位センサ１２１の出力に応じて作動する。つまり、水位センサ１２１が低水位ＷＬを検知した場合には、汲水ポンプ１７０はオン状態になり、井水を、第一配管１４０を通じて汲み上げ、貯水タンク１２０へ供給する。
【００１８】
そして、発展途上国では、貯水タンク１２０へ貯め置きした貯留水を浄化して、生活用水として使用している。例えば、図２に示すように、次亜塩素酸カルシウムなどを錠剤状に固めて固形薬剤とし、固形薬剤保持具１３０の内部に保持させた状態で、貯水タンク１２０の天井面から吊るして貯留水に浸漬させる。そして、浸漬させた固形薬剤を徐々に溶解させ、貯留水を浄化処理する。ただ、図２に示す浄化処理では、固形薬剤保持具１３０を交換して、固形薬剤を定期的に貯水タンク１２０へ補充する必要があるが、貯水タンク１２０は建物１の屋根２に設置されているため、固形薬剤の残量の確認や交換が非常に煩雑である。
【００１９】
一方で、貯水タンクの容量は、一般的に３００Ｌ〜２０００Ｌであり、非常に大きくて重いので、建物の屋根や屋上に容易に設置することはできない。また、たとえ貯水タンクを設置したとしても、貯水タンクが満タンになると、それを支える屋根や屋上には大きな荷重負荷が掛かるため、建物の耐荷重性を高める必要がある。さらに、貯水タンクは安価ではないので、結果として高所得層（富裕層）以外は、貯水タンクを使用できない場合が多い。
【００２０】
そのため、近年、安価な自動ポンプが普及し、低所得層はこちらを選択することから、タンクレス化が進んでいる。つまり、図３に示すように、建物１の屋根２に貯水タンクを設置せず、自動ポンプである汲水ポンプ１７０を用いて井水を汲み上げ、生活用水として使用している。なお、このような自動ポンプは、圧力スイッチを内蔵したポンプであり、蛇口を開けたときにのみポンプが作動するものである。
【００２１】
この場合には、図４に示すように、汲水ポンプ１７０の下流に液体薬剤供給器１９０を設け、井水を汲み上げた直後に次亜塩素酸ナトリウム水溶液などの塩素系薬剤を投入することが考えられる。液体薬剤供給器１９０は、液体の塩素系薬剤を保持する塩素薬剤タンク１９１と、塩素薬剤タンク１９１と第一配管１４０とを接続し、塩素薬剤タンク１９１から第一配管１４０に塩素系薬剤を送るための薬剤送給管１９２とを備えている。さらに液体薬剤供給器１９０は、薬剤送給管１９２に設けられ、塩素系薬剤を所定量送給するための定量ポンプ１９３を備えている。液体薬剤供給器１９０では、薬剤送給管１９２及び定量ポンプ１９３により、塩素薬剤タンク１９１から所定量の塩素系薬剤を原水に注入することができる。
【００２２】
しかしながら、塩素薬剤タンク１９１から原水に所定量の塩素系薬剤を注入するための定量ポンプ１９３は、流量に応じた精密な塩素注入量の制御が必要であり、さらに、耐塩素対策が必要であることから高価格となる。そのため、定量ポンプ１９３は、たとえ高所得層といえども容易に使用することができない。
【００２３】
また、図５に示すように、液体薬剤供給器１９０の代わりに固形薬剤溶解器２００を使用することも考えられる。固形薬剤溶解器２００は、例えば、次亜塩素酸カルシウムなどの固形薬剤を錠剤状に固めたものを内部に保持した固形薬剤保持具１３１を備え、原水が固形薬剤と接触することができる構成とすることができる。なお、固形薬剤保持具１３１は、バイパス配管１５０を用いて第一配管１４０に接続することができる。
【００２４】
ここで、固形薬剤溶解器２００を備える水処理装置としては、種々の装置が提案されているが、プールの再循環水に固形薬剤を徐々に溶解させるものがほとんどである。このような水処理装置は、薬剤を被処理水に連続的に供給することができるものの、比較的少量の被処理水に断続的に薬剤を供給する場合には、被処理水の薬剤濃度を細かに制御して浄化することができないおそれがある。例えば、固形薬剤の一部を被処理水に浸漬させて薬剤を供給する装置の場合、プールのような大規模の浴槽に対して塩素を連続的に供給することができる。ただ、比較的少量の被処理水に断続的に薬剤を供給する場合には、水の循環が停止している時に固形薬剤が過剰に被処理水に溶解し、薬剤濃度が必要以上に高くなってしまうおそれがある。
【００２５】
また、固形薬剤が被処理水に常時浸漬された状態とはならない装置であっても、ペレット状の薬品に被処理水を直接循環させる装置の場合、比較的少量の被処理水に断続的に薬剤を供給する場合には、やはり必要以上に薬品が溶解してしまうおそれがある。
【００２６】
このように、従来のような装置で固形薬剤を溶解させた場合、被処理水の薬剤濃度を細かに制御して浄化することができず、薬品の濃度が必要以上に高くなってしまうおそれがあるため、生活用水として用いることができないという問題があった。
【００２７】
上述の問題点を解決するために、本実施形態の水処理装置１０は、容器２０と、固形薬剤溶解器３０と、を備える。そして、固形薬剤溶解器３０は、送水部３１と、下板部３３と、下板部３３と隙間３４を有して対向して配置された上板部３７と、スペーサー３８とを含む。スペーサー３８は、原水が第１開口部３２から複数の第２開口部３５を通って流れる隙間を囲うように配置される。さらに、上板部３７に設けられた複数の第２開口部３５の位置は、下板部３３に設けられた第１開口部３２の位置と、上板部３７と下板部３３の積層方向に対して垂直方向にずれて配置される。そのため、送水部３１を通過する原水がそのままの勢いで固形薬剤３６に直接当たらず、上板部３７に一度ぶつかった後、原水の一部が上板部３７の複数の第２開口部３５を通過して緩やかに固形薬剤３６に流れ込む。すなわち、固形薬剤３６を溶解する原水の流れは緩やかであるため、固形薬剤３６は原水に均一に溶解される。したがって、本実施形態によれば、原水（被処理水）の薬剤濃度を細かに制御して浄化することが可能な水処理装置１０を得ることができる。また、本実施形態によれば、複数の第２開口部３５を通らずに隙間３４から流出する被処理水をスペーサー３８にて遮ることができる。そのため、上板部３７、下板部３３及び容器２０の内壁により形成される領域に、空気を有する空間が形成される。したがって、上板部３７より上の空間と下板部３３より下の空間とが、被処理水により遮られることを抑制することができる。したがって、本実施形態に係る水処理装置１０は、第１開口部３２から複数の第２開口部３５を通って固形薬剤３６側へ移動した原水の水面を安定させ、固形薬剤３６を安定して溶解させることができる。以下、本実施形態の詳細について説明する。
【００２８】
（容器２０）
容器２０には、少なくとも１つ以上の固形薬剤３６が収容される。そして、容器２０では、固形薬剤３６が、容器２０の外部から送水された原水に溶解されることによって、原水が浄化される。
【００２９】
図６の実施形態では、容器２０の形状は円筒状になっているが、特に限定されず、円錐状、多角柱状、多角錐状でもよい。容器２０は、固形薬剤３６を収容できるように中空となっている。容器２０の内径は、固形薬剤３６を収容できることができれば特に限定されないが、固形薬剤３６の直径より大きい方が好ましい。すなわち、直径７０ｍｍ〜８０ｍｍの円盤状の固形薬剤３６が用いられることが多いため、容器２０の内径は７０ｍｍ〜８０ｍｍよりも大きい方が好ましい。また、容器２０の内径は、特に限定されないが、積層させた固形薬剤３６が崩れ落ちにくいように、１２０ｍｍ以下であることが好ましい。
【００３０】
固形薬剤３６は、特に限定されないが、塩素系薬剤などを用いることができる。また、固形薬剤３６の種類は、特に限定されないが、次亜塩素酸ナトリウム、次亜塩素酸カルシウム、塩素化イソシアヌル酸からなる群より選ばれる少なくとも一つを用いることができる。次亜塩素酸カルシウムとしては、さらし粉（有効塩素３０％）及び高度さらし粉（有効塩素７０％）の少なくとも一つを用いることができる。塩素化イソシアヌル酸としては、トリクロロイソシアヌル酸ナトリウム、トリクロロイソシアヌル酸カリウム、ジクロロイソシアヌル酸ナトリウム、及びジクロロイソシアヌル酸カリウムからなる群より選ばれる少なくとも一つを用いることができる。
【００３１】
また、固形薬剤３６を積層させて配置することができるよう、容器２０の高さは、１５ｃｍ〜１５０ｃｍであることが好ましい。下層の固形薬剤３６が原水に溶解して消費されると、さらにその上に配置された固形薬剤３６が重力により落ちてくる。そのため、複数の固形薬剤３６を容器２０の内部に積層して配置しておくことにより、固形薬剤３６を補給する手間を省くことができる。
【００３２】
容器２０の材質は特に限定されず、ガラス、樹脂、金属などを用いて形成することができる。また、固形薬剤３６の状態を外部から容易に確認できるよう、容器２０は、主にガラス及び透光性樹脂により形成されていることが好ましい。なお、軽量化やコストの観点から、容器２０は、主に樹脂により形成されていることが好ましい。
【００３３】
図６の実施形態では、容器２０は、蓋部２１と、底部２２と、蓋部２１の外周と底部２２の外周を接続することにより形成される側面部２３と、を備えている。
【００３４】
蓋部２１は、容器２０の上面全体を覆っており、蓋部２１を開閉することで、容器２０の内部に固形薬剤３６を補充することができる。
【００３５】
底部２２は径方向略中央に開口部２４を有しており、開口部２４は主配管４０と接続部４２において接続されている。そして、底部２２は、外周方向から中心に向かうにつれて厚みが減少するように形成されており、容器２０の内部で浄化された浄水は、底部２２の開口部２４を通じて、主配管４０へ送水される。なお、開口部２４は、接続配管５５により、主配管４０の接続部４２と接続されていてもよい（図１０参照）。
【００３６】
（固形薬剤溶解器３０）
図６及び図７に示すように、固形薬剤溶解器３０は、送水部３１と、下板部３３と、上板部３７と、スペーサー３８と、を含む。固形薬剤溶解器３０は、容器２０に収容される。そして、固形薬剤３６は、固形薬剤溶解器３０の上で支持される。
【００３７】
（送水部３１）
送水部３１は、容器２０の外部から原水を送水する。図６の実施形態では、送水部３１の一方がバイパス配管５０に接続され、送水部３１のもう一方が下板部３３の第１開口部３２に接続されている。そして、送水部３１は、容器２０の底部２２から蓋部２１に向かって上方に伸びている。そして、バイパス配管５０を通過してきた原水は、さらに送水部３１を通過して、下板部３３の第１開口部３２まで送水される。
【００３８】
上板部３７は、下板部３３と隙間３４を有して対向して配置される。図６の実施形態では、上板部３７と下板部３３は、隙間３４を有して略平行に重なりあった状態で対向して配置されている。
【００３９】
図７に示すように、スペーサー３８は、原水が第１開口部３２から複数の第２開口部３５を通って流れる隙間３４を囲うように配置される。図７の実施形態では、上板部３７の縁部と下板部３３の縁部との間に、第１開口部３２から隙間３４を通って水平方向に流れる原水の流れの少なくとも一部が遮られるように、スペーサー３８が上板部３７と下板部３３との間に設けられている。なお、図７の実施形態では、積層方向から見て円弧状のスペーサー３８が上板部３７と下板部３３とを接続するように形成されている。ただし、スペーサー３８は原水の流れの少なくとも一部が遮られていればよく、スペーサー３８の形状、数、配置などについては、特に限定されない。
【００４０】
そして、このようなスペーサー３８を設けることにより、スペーサー３８に対して容器２０側において、スペーサー３８と隣接する空気を有する空間が形成される。そのため、容器２０の内壁並びに上板部３７及び下板部３３の間の距離が短かったり、原水の流量が多かったりした場合でも、上板部３７より上の空間と下板部３３より下の空間とが、原水により遮られることを抑制することができる。すなわち、複数の第２開口部３５を通り、固形薬剤３６を溶かした水が、スペーサー３８と隣接する空間を通って、底部２２の開口部２４から排出されやすくなる。そのため、原水が、上板部３７より固形薬剤３６側で滞留し、固形薬剤３６が過剰に溶解するのを抑制することができる。すなわち、第１開口部３２から複数の第２開口部３５を通って固形薬剤３６側へ移動した原水の水面を安定させ、原水に一定量の固形薬剤３６を溶解させることができる。
【００４１】
さらに、スペーサー３８と隣接する空間により、上板部３７より上の空気と下板部３３より下の空気とが自由に移動できるため、固形薬剤３６を溶かした水は、上板部３７から底部２２に連続的に落下することができる。したがって、断続的な水の落下が抑制されるため、容器２０内の空気が巻き込まれて容器２０の外に排出されるのを抑制することができ、容器２０の内部が負圧になって必要以上の原水が固形薬剤溶解器３０に流れ込むのを抑制することができる。また、容器２０の内部が負圧になることにより、運転停止中に容器２０内に原水が流れ込み、固形薬剤３６が溶解されるのを抑制することができる。すなわち、第１開口部３２から複数の第２開口部３５を通って固形薬剤３６側へ移動した原水の水面を安定させ、一定量の固形薬剤３６を原水に溶解させることができる。
【００４２】
隙間３４を囲うスペーサー３８の面積は、上板部３７の外周と下板部３３の外周とにより形成された隙間３４の外周の面積に対して１０％以上であることが好ましい。すなわち、上板部３７の縁部と下板部３３の縁部とにより形成された面全体に対し、原水の流れを遮るスペーサー３８の面積は１０％以上であることが好ましい。なお、隙間３４を囲うスペーサー３８の面積は、上板部３７の外周と下板部３３の外周とにより形成された隙間３４の外周の面積に対して５０％以上であることがより好ましく、８０％以上がさらに好ましく、１００％であることが特に好ましい。図８に示すように、隙間３４を囲うスペーサー３８の面積が１００％である場合は、第１開口部３２から隙間３４を通って水平方向に流れる原水は、スペーサー３８によって完全に遮られ、複数の第２開口部３５を通って排出される。
【００４３】
上板部３７と下板部３３との間の隙間３４の大きさは１ｍｍ〜１５ｍｍであることが好ましく、２ｍｍ〜３ｍｍであることがさらに好ましい。すなわち、上板部３７と下板部３３との間の距離は１ｍｍ〜１５ｍｍであることが好ましい。隙間３４の大きさを１ｍｍ以上とすることにより、隙間３４を通って流れる原水の流れを円滑にすることができる。また、隙間３４の大きさを１５ｍｍ以下とすることにより、複数の第２開口部３５の内、送水部３１に近い位置に設けられている複数の第２開口部３５の周囲で固形薬剤３６が局所的に溶解するのを抑制することができる。
【００４４】
（下板部３３）
下板部３３は、送水部３１と通じる第１開口部３２を有する。そして、送水部３１を通って送水されてきた原水は、下板部３３の第１開口部３２を通じて容器２０の内部へ送水される。
【００４５】
下板部３３の形状は特に限定されないが、図６の実施形態では、円盤状の固形薬剤３６を用いているため、固形薬剤３６の形状と一致するように、円形をしている。
【００４６】
下板部３３の大きさは特に限定されないが、直径７０〜８０ｍｍの固形薬剤３６が多く用いられていることから、下板部３３の直径は、７０ｍｍ以上１２０ｍｍ以下であることが好ましい。
【００４７】
下板部３３に設けられる第１開口部３２の位置は特に限定されないが、固形薬剤３６を均一に溶解するという観点から、第１開口部３２は下板部３３の略中央部に配置されていることが好ましい。
【００４８】
下板部３３の第１開口部３２の大きさは特に限定されないが、バイパス配管５０の内径より小さいことが好ましい。具体的には、下板部３３の第１開口部３２の大きさは、１ｍｍ以上２５ｍｍ以下であることが好ましく、１３ｍｍ以上２２ｍｍ以下であることがより好ましい。下板部３３の第１開口部３２の大きさをこのような範囲とすることにより、固形薬剤３６の溶解濃度を適正な範囲とすることができる。
【００４９】
下板部３３の第１開口部３２の形状は特に限定されず、円形、三角形、四角形などの多角形とすることができる。
【００５０】
図９に示すように、下板部３３は、第１開口部３２とは異なる位置に配置された第３開口部３９を有することが好ましい。このような第３開口部３９を下板部３３に設けることで、第１開口部３２から隙間３４を通って水平方向に流れる原水の一部を、第３開口部３９を通って底部２２に落下させることができる。そのため、容器２０の内壁並びに上板部３７及び下板部３３の間の距離が短かったり、原水の流量が多かったりした場合でも、上板部３７より上の空間と下板部３３より下の空間とが、原水により遮られることを抑制することができる。すなわち、複数の第２開口部３５を通り、固形薬剤３６を溶かした水が、上板部３７及び下板部３３よりも容器２０の内壁側の空間を通って、底部２２の開口部２４から排出されやすくなる。そのため、原水が、上板部３７より固形薬剤３６側で滞留し、固形薬剤３６が過剰に溶解するのを抑制することができる。すなわち、本実施形態に係る水処理装置１０は、第１開口部３２から固形薬剤３６側へ移動した原水の水面を安定させ、原水に一定量の固形薬剤３６を溶解させることができる。
【００５１】
さらに、スペーサー３８と隣接する空間により、上板部３７より上の空気と下板部３３より下の空気とが自由に移動できるため、固形薬剤３６を溶かした水は、上板部３７から底部２２に連続的に落下することができる。したがって、断続的な水の落下が抑制されるため、容器２０内の空気が巻き込まれて容器２０の外に排出されるのを抑制することができ、容器２０の内部が負圧になって必要以上の原水が固形薬剤溶解器３０に流れ込むのを抑制することができる。また、容器２０の内部が負圧になることにより、運転停止中に容器２０内に原水が流れ込み、固形薬剤３６が溶解されるのを抑制することができる。すなわち、本実施形態に係る水処理装置１０は、第１開口部３２から固形薬剤３６側へ移動した原水の水面を安定させ、一定量の固形薬剤３６を原水に溶解させることができる。
【００５２】
図９の実施形態では、第３開口部３９は、第１開口部３２とスペーサー３８との間に、第１開口部３２を挟むようにして２つ設けられている。ただし、下板部３３に設けられる第３開口部３９は、少なくとも１つ以上設けられていればよい。また、原水の一部が通過できれば、第３開口部３９の形状や位置は特に限定されない。
【００５３】
（上板部３７）
上板部３７は、複数の第２開口部３５を有する。そして、下板部３３の第１開口部３２を通じて容器２０の内部へ送水されてきた原水は、上板部３７と下板部３３により形成された隙間３４を通過して、上板部３７及び下板部３３の外周方向へ移動する。そして、図６の矢印で示すように、一部の原水は水平方向へ移動して隙間３４から固形薬剤溶解器３０の外部へ排出され、残りの原水は上板部３７の複数の第２開口部３５を通過して上方に抜け、固形薬剤３６を溶解させる。
【００５４】
複数の第２開口部３５におけるそれぞれの第２開口部３５の形状は特に限定されず、円形、三角形、四角形などの多角形とすることができる。なお、複数の第２開口部３５における各第２開口部の形状は、それぞれ同じであっても異なっていてもよい。また、第２開口部３５の数は特に限定されず、少なくとも２以上の第２開口部３５が上板部３７に設けられていればよい。第２開口部３５の数は、第２開口部３５の大きさや、原水の流量などを総合的に考慮し、第２開口部３５の数を変更すればよいが、４個〜５０個が好ましく、８個〜２０個がより好ましい。第２開口部３５の数をこのような範囲とすることにより、固形薬剤３６が局所的に溶解されるのを抑制することができる。
【００５５】
複数の第２開口部３５におけるそれぞれの第２開口部３５の大きさは、下板部３３の第１開口部３２の大きさよりも小さいことが好ましい。具体的には、複数の第２開口部３５におけるそれぞれの第２開口部３５の大きさは、０．１ｍｍ〜７ｍｍであることが好ましく、１ｍｍ〜５ｍｍであることがより好ましい。第２開口部３５の大きさの下限をこのような範囲とすることにより、原水が第２開口部３５を通らず隙間３４より排出される量を少なくすることができる。また、第２開口部３５の大きさの上限をこのような範囲とすることにより、原水が局所的に固形薬剤３６に当たり、固形薬剤３６の溶解ムラが生じるのを抑制することができる。なお、各第２開口部３５の大きさは、それぞれ同じであっても異なっていてもよい。
【００５６】
また、上板部３７の第２開口部３５の大きさは、下板部３３の第１開口部３２の大きさよりも小さいことが好ましい。具体的には、上板部３７の第２開口部３５の大きさは、下板部３３の第１開口部３２の大きさの８０％以下であることが好ましく、６０％以下であることがより好ましく、４０％以下であることがさらに好ましい。下板部３３の第１開口部３２の大きさをこのような範囲とすることにより、原水が局所的に固形薬剤３６に当たり、溶解ムラが生じるのを抑制することができる。
【００５７】
上板部３７は、固形薬剤３６を支持する。具体的には、上板部３７における下板部３３とは反対側に原水を浄化する固形薬剤３６が配置され、固形薬剤３６が支持される。固形薬剤３６を支持する方法は特に限定されない。特に、本実施形態においては、上板部３７の上に固形薬剤３６を単に置くだけであっても、上板部３７の複数の第２開口部３５を通過する原水の水流は微量である。そのため、特段の固定装置を上板部３７に設けなくても、原水の水流によって、固形薬剤３６が流されにくい。なお、固形薬剤３６が落下しにくいように、上板部３７と下板部３３の積層方向に対して垂直方向において、容器２０の内側と、固形薬剤溶解器３０の下板部３３の縁部又は上板部３７の縁部との間の距離は、０．１ｍｍ〜１０ｍｍであることが好ましい。
【００５８】
なお、固形薬剤３６は固形薬剤溶解器３０の上板部３７によって支持されているため、常に原水に浸漬しているわけではない。そのため、水処理装置１０内の水の流れが停止している場合であっても、浄水中の薬剤濃度が過度に上昇し難い。そのため、たとえ固形薬剤溶解器３０の内部に存在する水が逆流して上流に配置された汲水ポンプ７０などと接触したとしても、汲水ポンプ７０が塩素などの薬剤により酸化するのを抑制することができる。
【００５９】
上板部３７に設けられた複数の第２開口部３５の位置は、下板部３３に設けられた第１開口部３２の位置と、上板部３７と下板部３３の積層方向に対して垂直方向にずれて配置される。すなわち、上板部３７に設けられた複数の第２開口部３５の位置は、下板部３３に設けられた第１開口部３２の位置と、上板部３７と下板部３３が向き合う方向に対して垂直方向にずれて配置される。このとき、垂直方向にずれて配置されるとは、概ね垂直方向にずれて配置されていればよく、厳密に垂直方向である必要はない。具体的には、上板部３７の複数の第２開口部３５の位置は、下板部３３の第１開口部３２の位置と上面視において一致していない。例えば、図６の実施形態においては、下板部３３の第１開口部３２の位置は中央部であるのに対し、上板部３７の複数の第２開口部３５は、中央部から外れた外周付近の位置に設けられている。複数の第２開口部３５の位置と下板部３３の第１開口部３２の位置をこのような配置とすることにより、送水部３１を通過して送水される原水が、上板部３７に一度当たってその水流の勢いが遮られ、隙間３４を通って水平方向への流れと変わる。その後、原水は隙間３４を通って水平方向に流れ、原水の一部は上板部３７の複数の第２開口部３５を通って再び上方の流れへと分岐する。そして、原水は、上板部３７と固形薬剤３６との間を、外周方向へと流れながら固形薬剤３６を溶解して浄水となる。その後、固形薬剤３６によって浄化された浄水は、固形薬剤溶解器３０からこぼれ落ち、底部２２の開口部２４を通過して容器２０から主配管４０へ排出される。
【００６０】
ここで、上板部３７を設けない場合、又は、上板部３７の複数の第２開口部３５と下板部３３の第１開口部３２の位置を一致させた場合、原水がそのままの勢いで固形薬剤３６に当たる。そのため、このような構成とした場合は、固形薬剤３６が局所的に溶解され、かつ、固形薬剤３６の溶解量が必要以上に多くなってしまうおそれがある。しかし、本実施形態においては、上板部３７により、送水部３１を通過する原水がそのままの勢いで固形薬剤３６に直接当たらない。そのため、固形薬剤３６が局所的に溶解するのを抑制することができ、かつ、固形薬剤３６が必要以上に溶解するのを抑制することができる。
【００６１】
（主配管４０）
図１０に示すように、主配管４０は、その一方が井水に浸かった状態となっており、もう一方が建物の内部の蛇口などに接続されている。そして、主配管４０には、井戸から原水（井水）を汲み上げるための汲水ポンプ７０と、原水に含まれる濁質成分を濾過する濾過装置９０が設置されている。そして、汲水ポンプ７０により汲み上げられた原水の一部は、主配管４０を通過して建物の内部の蛇口などに送水され、ユーザーにより生活用水として使用される。
【００６２】
主配管４０は、接続部４１において、バイパス配管５０の一方と接続されている。また、主配管４０は、接続部４２において、容器２０の底部２２と接続されている。すなわち、主配管４０は、容器２０及び固形薬剤溶解器３０と並列に配置されている。そして、汲水ポンプ７０により汲み上げられ、主配管４０を通過する原水の一部が、接続部４１からバイパス配管５０及び容器２０を通過し、さらに接続部４２を通過して主配管４０へ戻る。
【００６３】
主配管４０には、原水を汲み上げるための汲水ポンプ７０が設置されている。汲水ポンプ７０は、原水を汲み上げ、水処理装置１０まで送水することが可能ならば、特に限定されない。汲水ポンプ７０としては、例えば、圧力スイッチを内蔵した自動ポンプを用いることができる。具体的には、汲水ポンプ７０は後述する流量調節部４４及び流量制御部５１の少なくとも一方が開いたときに作動するような自動ポンプを用いることができる。
【００６４】
ここで、汲水ポンプ７０は、通常、ケーシング内に、翼を有した羽根車を備えている。汲水ポンプ７０内の水は、羽根車の回転によって翼から力を受けながら、羽根車の中心部から外周方向に押し出される。そして、羽根車によって水に回転速度が与えられ、その遠心力によって圧力が上昇する。この際、羽根車の中心部から外周部へ水が流れることにより、羽根車の中心部の圧力が低くなり、羽根車の入口部の水が引き込まれる。汲水ポンプ７０は、この動作を繰り返すことにより水を送り出すことができる。ただ、この際、羽根車の入口部に常に水が存在し、吸い込み側の配管が水で満たされている必要がある。そのため、汲水ポンプ７０は、吐出側に逆流防止弁を設け、吸い込み側にフート弁を設け、汲水ポンプ７０が停止しても汲水ポンプ７０や吸い込み管（主配管４０）の内部の水が落水しないような構成とすることが好ましい。
【００６５】
（流量調節部４４）
また、図１０の実施形態では、接続部４１及び接続部４２の間における主配管４０の内部に、流量調節部４４が設けられている。流量調節部４４は、主配管４０を流れる原水の流量を調節することができる。
【００６６】
流量調節部４４は、原水の流量を調節することができれば特に限定されない。流量調節部４４は、開閉弁、オリフィス、ベンチュリー管、濾過装置などを用いることができる。これらの流量調節部４４は、原水が通過する流路を狭くして、流量調節部４４前後に水圧差を生じさせることにより、バイパス配管５０に原水を送水することができる。
【００６７】
（逆流防止弁４３）
本実施形態の水処理装置１０は、固形薬剤溶解器３０と並列に配置され、又は、固形薬剤溶解器３０の下流に配置され、逆流を防止する逆流防止弁４３を備えることが好ましい。水処理装置１０がこのような逆流防止弁４３を備えることにより、例えば汲水ポンプ７０などが、主配管４０の上流に配置されていた場合であっても、高濃度の薬剤にさらされにくくなり、腐食を防止することができる。例えば、汲水ポンプ７０のシール部分や羽根車部分が、塩素系薬剤などの固形薬剤３６により酸化されることを抑制することができる。
【００６８】
なお、図６に示すように、本実施形態の水処理装置１０は、容器２０及び固形薬剤溶解器３０に対して並列に配置された主配管４０と、主配管４０に設けられた逆流防止弁４３と、をさらに備えることが好ましい。具体的には、逆流防止弁４３は、接続部４１と接続部４２の間であって、流量調節部４４よりも上流に配置されている。水処理装置１０がこのような逆流防止弁４３を備えることにより、逆流防止弁４３が常時高濃度の薬剤に浸食されにくくなる。そのため、逆流防止弁４３に高価なチタンを用いるなどの対策を施す必要性が低くなることから、水処理装置１０にかかるコストを低減することができる。
【００６９】
なお、容器２０の内部では、固形薬剤３６と蓋部２１との間に空気層が存在する。そのため、汲水ポンプ７０の内部から逆流が生じた場合、容器２０の内部の水よりも、主配管４０の内部の水が例えばオリフィスなどの流量調節部４４を通過して逆流する。そのため、逆流防止弁４３は、高濃度の塩素などの薬剤が含まれた浄水が汲水ポンプ７０の内部に流れ込むのを抑制することができる。
【００７０】
（バイパス配管５０）
バイパス配管５０は容器２０の上流側に配置される。図６の実施形態では、バイパス配管５０の一方は、接続部４１において主配管４０に接続されており、バイパス配管５０の他方は、送水部３１の一方と接続されている。そして、主配管４０を通る原水の一部は、バイパス配管５０を通って、容器２０内部に送水される。
【００７１】
バイパス配管５０には、原水の流量を調節する流量調節機構としての流量制御部５１を設けることができる。流量制御部５１としては、例えば開閉弁を用いることができる。バイパス配管５０に設けられた流量制御部５１を開状態とし、主配管４０に設けられた流量調節部４４としての開閉弁を閉状態とし、汲水ポンプ７０を作動させることにより、原水である井水を汲み上げることができる。
【００７２】
（流量調節部５２）
また、図６に示すように、バイパス配管５０には、原水の流量を調節する流量調節機構としての流量調節部５２を設けることが好ましい。流量調節部５２は、一定の水圧が加わらない場合には、開かない機構を有する。
【００７３】
例えば、微量の浄水が流れている場合、主配管４０に残っている水の量は数リットル〜数十リットルであることが多く、必要な固形薬剤３６は、蛇口が閉められた後に固形薬剤溶解器３０の壁面を通じて流出する浄水があれば十分であることが多い。ただ、手洗い等のために微量の浄水が必要な場合であっても、原水はバイパス配管５０を通過して固形薬剤３６を溶解するため、生活用水として用いられる浄水の薬剤濃度が高くなってしまうおそれがある。
【００７４】
しかしながら、流量調節部５２によれば、バイパス配管５０を通過する水量が微量である場合には、原水が固形薬剤３６に到達しないようにすることができる。そのため、固形薬剤３６が必要以上に溶解し、浄水の薬剤濃度が高くなるのを防ぐことができる。
【００７５】
具体的には、本実施形態の水処理装置１０は、送水部３１の一方と接続されたバイパス配管５０と、バイパス配管５０に設けられた流量調節部５２と、をさらに備える。そして、流量調節部５２は、止水部５２ｉと、止水部５２ｉとの間を密閉可能なようにバイパス配管５０に設けられた密閉部５２ａと、止水部５２ｉに支持される弾性体５２ｈと、を備える。さらに、流量調節部５２は、バイパス配管５０において密閉部５２ａよりも下流側に設けられ、弾性体５２ｈを支持するバイパス配管側支持部５２ｃを備える。
【００７６】
止水部５２ｉは、バイパス配管５０に流れる原水をせき止める役割を有する。止水部５２ｉは、遮蔽部５２ｅと、密閉部５２ｆと、弾性体支持部５２ｇと、を有する。
【００７７】
遮蔽部５２ｅは、止水部５２ｉにおけるバイパス配管５０の上流側に配置されており、バイパス配管５０内の原水の通路を遮蔽することにより、バイパス配管５０内の原水が止水される。
【００７８】
密閉部５２ｆは、バイパス配管５０を流れる水量が微量な場合に、バイパス配管５０の密閉部５２ａとの間を隙間がないように密閉し、バイパス配管５０を流れる原水を止水することができる。この時、バイパス配管５０と止水部５２ｉとの間からごく微量の水が漏れ出ないようにするため、止水部５２ｉの密閉部５２ｆとバイパス配管５０の密閉部５２ａとの間にゴム製オーリングなどの弾性体５２ｄを配置することが好ましい。
【００７９】
弾性体支持部５２ｇは弾性体５２ｈを支持し、弾性体５２ｈからの反発力を受け止める役割を有する。弾性体支持部５２ｇは、側壁部と底壁部とを有し、側壁部と底壁部とにより断面Ｕ字状に形成されている。そして、弾性体支持部５２ｇは、弾性体５２ｈを収容するように配置されている。
【００８０】
密閉部５２ａは、止水部５２ｉとの間を密閉可能なようにバイパス配管５０に設けられている。図６の実施形態では、密閉部５２ａは、バイパス配管５０の径の大きさを、流量調節部５２の入口部に対して徐々に拡張するようにして形成されている。
【００８１】
接続部５２ｂは、バイパス配管５０に設けられ、密閉部５２ａの下流側とバイパス配管側支持部５２ｃの上流側とを接続している。図６の実施形態においては、接続部５２ｂは、流量調節部５２の前後におけるバイパス配管５０と断面視において平行に配置されている。
【００８２】
バイパス配管側支持部５２ｃは、バイパス配管５０において密閉部５２ａよりも下流側に設けられ、弾性体５２ｈを支持する。図６の実施形態では、バイパス配管側支持部５２ｃは、断面視において、バイパス配管５０の水流方向に対して直交して配置されている。すなわち、接続部５２ｂとバイパス配管側支持部５２ｃとにより形成される角度は約９０度となっている。ただし、接続部５２ｂとバイパス配管側支持部５２ｃとにより形成される角度は特に限定されず、７０度〜１２０度とすることが好ましい。なお、流量調節部５２よりも上流側及び下流側におけるバイパス配管５０の径の大きさは略同一となっている。そして、バイパス配管側支持部５２ｃの一方は接続部５２ｂの下流側と接続されており、バイパス配管側支持部５２ｃのもう一方は流量調節部５２の下流側のバイパス配管５０と接続されている。
【００８３】
弾性体５２ｈは、弾性体支持部５２ｇに支持される。弾性体５２ｈは、バイパス配管５０のバイパス配管側支持部５２ｃを支点として反発し、弾性体支持部５２ｇを介して止水部５２ｉをバイパス配管５０の上流側に押し戻す役割を有する。図６の実施形態では、弾性体５２ｈとしてコイル状のバネを用いているが、止水部５２ｉを押し戻すことができれば特に限定されない。
【００８４】
次に、バイパス配管５０を流れる原水の水量が微量な場合に、流量調節部５２により、原水を止水する機構について図１１Ａ及び図１１Ｂを用いて説明する。
【００８５】
図１１Ａは、バイパス配管５０を流れる原水の水量が微量な場合の流量調節部５２の状態を示している。また、図１１Ｂは、バイパス配管５０を流れる原水の水量が所定量以上の場合の流量調節部５２の状態を示している。
【００８６】
図１１Ａに示すように、バイパス配管５０を流れる原水の流量が微量の場合、止水部５２ｉにかかる水圧よりも、弾性体５２ｈが反発する圧力の方が大きくなるため、弾性体５２ｈの反発力により、原水が止水部５２ｉを超えて流れることができない。
【００８７】
一方、図１１Ｂに示すように、バイパス配管５０を流れる原水の水量が所定量以上の場合、止水部５２ｉにかかる水圧よりも、弾性体５２ｈが反発する圧力の方が小さくなる。そのため、弾性体５２ｈが収縮し、バイパス配管５０の密閉部５２ａと止水部５２ｉの密閉部５２ｆとの間に隙間が生じる。したがって、原水が、この隙間を通って、バイパス配管５０を流れることができる。
【００８８】
なお、少量の浄水が継続して使用され、水処理装置１０に原水が供給されなかったとしても、水圧が低下すると再び汲水ポンプ７０がオンになり、バイパス配管５０を経由して固形薬剤３６に原水が供給される。そのため、浄水の薬剤濃度を適正値に維持することができる。また、少量の浄水が継続して使用された場合には、蛇口近傍から徐々に配管内の圧力が大気圧に近づいていくため、流量調節部４４としてのオリフィスの前後で圧力差が生じ、バイパス配管５０に原水が流れ始める。そのため、井水などから汲水ポンプ７０を用いる場合だけでなく、上水道の水を処理する場合であっても、浄水の薬剤濃度を適正な範囲とすることができる。
【００８９】
（濾過装置９０）
図１０に示すように、濾過装置９０は、主配管４０における固形薬剤溶解器３０の下流側に配置することができる。濾過装置９０は、固形薬剤溶解器３０によって原水中の鉄イオンを水酸化鉄として析出させた一次処理水から、水酸化鉄を除去するものである。このような濾過装置９０は、内部に水酸化鉄を除去するための濾材を備えている。濾材としては、安価な濾過砂を使用することができる。また、濾過装置９０の濾材として、水和二酸化マンガンをコートしたマンガン砂を用いることもできる。濾材としてマンガン砂を用いることにより、一次処理水中に存在する水酸化鉄だけでなく、マンガンも除去することが可能となる。
【００９０】
具体的には、まず汲水ポンプ７０などにより原水が汲み上げられ、汲み上げられた原水は、主配管４０、接続部４１、バイパス配管５０及び固形薬剤溶解器３０の内部を通過して、固形薬剤３６と接触する。それにより固形薬剤３６が原水に溶解する。
【００９１】
そして、固形薬剤３６として、塩素系薬剤を用いた場合、反応式（１）に示すように、原水中の二価の鉄が不溶性の水酸化鉄（Ｆｅ（ＯＨ）３）に酸化される。なお、地下水の場合には、鉄が炭酸水素鉄（Ｆｅ（ＨＣＯ３）２）の状態で溶解している場合があるが、反応式（２）に示すように、塩素系薬剤により酸化されて不溶性の水酸化鉄となる。
２Ｆｅ２＋＋Ｃｌ２＋６Ｈ２Ｏ→２Ｆｅ（ＯＨ）３＋６Ｈ＋＋２Ｃｌ−  （１）
２Ｆｅ（ＨＣＯ３）２＋Ｃｌ２＋２Ｈ２Ｏ→２Ｆｅ（ＯＨ）３＋４ＣＯ２＋２ＨＣｌ  （２）
【００９２】
固形薬剤溶解器３０によって酸化処理された一次処理水は、接続部４２及び主配管４０を通過して、濾過装置９０に到達する。濾過装置９０によって濾過処理された二次処理水は、ユーザーによって生活用水として使用される。
【００９３】
なお、固形薬剤３６として、塩素系薬剤でなく、凝集剤を使用した場合は、濾材が高濃度の凝集剤にさらされることから、濾材のマッドボール化が促進される。そのため、濾材の上流にアンスラサイトや活性炭の層を設け、濾材（マンガン）が高濃度の凝集剤にさらされることがないようにすることが好ましい。なお、マッドボールとは、原水中のゴミやプランクトンなどが濾過砂とともに丸く固化したもので、濾過器の濁質除去機能に致命的な不具合を引き起こすものである。
【００９４】
なお、塩素系薬剤が供給された水に凝集剤を供給する凝集剤供給装置を、濾過装置９０の上流側に配置してもよい。凝集剤は、酸化剤により形成されたコロイドなどを凝集させ、フロックを形成することができる。形成されたフロックは濾過装置９０などで容易に除去することができる。
【００９５】
凝集剤としては特に限定されないが、例えばアルミニウム系凝集剤、鉄系凝集剤が挙げられる。アルミニウム系凝集剤としては、例えば、塩化アルミニウム、硫酸アルミニウムが挙げられる。鉄系凝集剤としては、例えば、硫酸第一鉄（ＦｅＳＯ４）、硫酸第二鉄（Ｆｅ２（ＳＯ４）３）、塩化第二鉄（ＦｅＣｌ３）、ポリ硫酸第二鉄（［Ｆｅ２（ＯＨ）ｎ（ＳＯ４）３−ｎ／２］ｍ）、ポリシリカ−鉄凝集剤（［ＳｉＯ２］ｎ・［Ｆｅ２Ｏ３］）などが挙げられる。
【００９６】
以上のように、本実施形態の水処理装置１０は、容器２０と、容器２０に収容された固形薬剤溶解器３０と、を備える。固形薬剤溶解器３０は、容器２０の外部から原水を送水する送水部３１と、送水部３１と通じる第１開口部３２を有する下板部３３と、下板部３３と隙間３４を有して対向して配置され、複数の第２開口部３５を有し、固形薬剤３６を支持する上板部３７と、を含む。また、固形薬剤溶解器３０は、原水が第１開口部３２から複数の第２開口部３５を通って流れる隙間３４を囲うように配置されたスペーサー３８を含む。そして、上板部３７に設けられた複数の第２開口部３５の位置は、下板部３３に設けられた第１開口部３２の位置と、上板部３７と下板部３３の積層方向に対して垂直方向にずれて配置される。そのため、本実施形態によれば、原水（被処理水）の薬剤濃度を細かに制御して浄化することが可能な水処理装置１０を得ることができる。
【００９７】
［水処理システム１００］
本実施形態に係る水処理システム１００を、実施形態１〜実施形態４を用いて説明するが、本実施形態はこれらの実施形態に限定されるものではない。なお、上記実施形態と同一の構成には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【００９８】
図１２に示すように、本実施形態の水処理システム１００Ａは、水処理装置１０と、汲水ポンプ７０と、濾過装置９０と、凝集剤供給装置６１と、を備える。本実施形態では、固形薬剤３６は塩素系薬剤である。
【００９９】
汲水ポンプ７０は、主配管４０における固形薬剤溶解器３０の上流側に配置される。上記の通り、汲水ポンプ７０は、原水を汲み上げるために用いられる。
【０１００】
濾過装置９０は、主配管４０における固形薬剤溶解器３０の下流側に配置される。濾過装置９０は、上述したものを用いることができる。
【０１０１】
凝集剤供給装置６１は、濾過装置９０の上流側に配置された第二バイパス配管６２に設けられる。凝集剤供給装置６１は、塩素系薬剤が供給された水に凝集剤を供給する。凝集剤は上述したものを用いることができる。
【０１０２】
水処理装置１０は、容器２０及び固形薬剤溶解器３０に対して並列に配置された主配管４０と、送水部３１の一方と接続された第一バイパス配管５０（バイパス配管５０）と、一端が容器２０と接続された接続配管５５と、を備える。そして、第二バイパス配管６２の上流側は第一バイパス配管５０と接続されている。
【０１０３】
具体的には、主配管４０は、第一バイパス配管５０及び接続配管５５に対してそれぞれ並列に配置されている。第一バイパス配管５０の上流側の端部は、接続部４１において、主配管４０と接続されている。第一バイパス配管５０の下流側の端部は送水部３１と接続されている。また、接続配管５５の上流側の端部は、容器２０の底部２２と接続されている。接続配管５５の下流側の端部は、接続部４２において、主配管４０と接続されている。
【０１０４】
第二バイパス配管６２は、第一バイパス配管５０及び接続配管５５に対して並列に配置されている。そして、第二バイパス配管６２の上流側の端部は、接続部６３において、第一バイパス配管５０における容器２０の上流側と接続されている。第二バイパス配管６２の下流側の端部は、接続部６４において、接続配管５５における容器２０の下流側と接続されている。
【０１０５】
そして、汲水ポンプ７０により汲み上げられ、主配管４０を通過する原水の一部が、接続部４１を介して第一バイパス配管５０を通過し、固形薬剤溶解器３０へ供給される。固形薬剤溶解器３０で塩素系薬剤が供給された水は、接続配管５５を通過する。一方、第一バイパス配管５０を通過する原水の一部は、接続部６３を介し第二バイパス配管６２を通過して凝集剤供給装置６１へ供給される。凝集剤供給装置６１で凝集剤が供給された水は、第二バイパス配管６２を通過する。そして、塩素系薬剤が供給された水と凝集剤が供給された水は、接続部６４より下流の接続配管５５で混合され、接続部４２を介して主配管４０へ戻る。
【０１０６】
なお、本実施形態では、流量調節部４４が、主配管４０における接続部４１と接続部４２の間に設けられていてもよい。また、本実施形態では、流量制御部５１及び流量制御部６６が、第一バイパス配管５０及び第二バイパス配管６２にそれぞれ設けられていてもよい。流量制御部６６は、流量制御部５１と同様のものを用いることができる。
【０１０７】
以上の通り、本実施形態の水処理システムは、水処理装置と、主配管における固形薬剤溶解器の上流側に配置され、原水を汲み上げる汲水ポンプと、主配管における固形薬剤溶解器の下流側に配置された濾過装置と、を備える。また、水処理システムは、濾過装置の上流側に配置された第二バイパス配管に設けられ、塩素系薬剤が供給された水に凝集剤を供給する凝集剤供給装置を備える。水処理装置は、容器及び固形薬剤溶解器に対して並列に配置された主配管と、送水部の一方と接続された第一バイパス配管と、一端が容器と接続された接続配管と、を備え、固形薬剤は塩素系薬剤である。そして、第二バイパス配管の上流側は第一バイパス配管と接続されている。したがって、本実施形態によれば、圧力調節部を２つ用いる必要がなくなり、流量調節部４４だけで第一バイパス配管５０及び第二バイパス配管６２を流れる原水の流量を調節することができる。そのため、製造コストが低い水処理システムを提供することができる。
【０１０８】
（実施形態２）
次に、図１３を用いて、実施形態２に係る水処理システム１００Ｂについて説明する。なお、上記実施形態と同一の構成には同一符号を付し、重複する説明は省略する。実施形態２では、実施形態１に加え、第二バイパス配管６２における凝集剤供給装置６１の下流に水の逆流を防止する逆流防止弁６７が設けられている。
【０１０９】
水処理システム１００Ｂでは、第二バイパス配管６２は、第一バイパス配管５０及び接続配管５５に対して並列に配置されており、第二バイパス配管６２における凝集剤供給装置６１の下流に水の逆流を防止する逆流防止弁６７が設けられている。したがって、バルブ開度のバランスなどにより、本来の流れ方向とは逆向きに塩素系薬剤を含む水が流れた場合であっても、塩素系薬剤を含む水が凝集剤供給装置６１に逆流するのを防止することができる。そのため、塩素系薬剤に対する耐性が低い材料を、凝集剤供給装置６１に用いた場合であっても、凝集剤供給装置６１が酸化劣化するのを抑制することができる。また、塩素系薬剤と凝集剤とが反応すると有害な塩素ガスなどが発生するような場合であっても、このようなガスの発生を抑制することができる。
【０１１０】
（実施形態３）
次に、図１４を用いて、実施形態３に係る水処理システム１００Ｃについて説明する。なお、実施形態１と同一の構成には同一符号を付し、重複する説明は省略する。実施形態３では、接続配管５５の下流側は、主配管４０と接続されている。さらに、第二バイパス配管６２の下流側は、主配管４０と接続されている。そして、接続配管５５の下流側と主配管４０との接続部４２は、第二バイパス配管６２の下流側と主配管４０との接続部６４とは異なる位置に配置されている。
【０１１１】
具体的には、接続配管５５の下流側の端部は、接続部４２において、主配管４０と接続されている。また、第二バイパス配管６２の下流側の端部は、接続部６４において、主配管４０と接続されている。そして、接続部４２と接続部６４は、主配管４０においてそれぞれ異なる位置に配置されている。
【０１１２】
水処理システム１００Ｃでは、接続配管５５の下流側は、主配管４０と接続されており、第二バイパス配管６２の下流側は、主配管４０と接続されている。そして、接続配管５５の下流側と主配管４０との接続部４２は、第二バイパス配管６２の下流側と主配管４０との接続部６４とは異なる位置に配置されている。したがって、第一バイパス配管５０内に凝集剤が混入しにくく、塩素系薬剤と凝集剤とが反応するのを抑制することができる。そして、このような副反応が抑制されるため、第一バイパス配管５０内で原水中の金属イオンを十分に酸化することができる。
【０１１３】
なお、接続配管５５の下流側と主配管４０との接続部４２は、第二バイパス配管６２の下流側と主配管４０との接続部６４よりも上流側に配置されていることが好ましい。原水中の金属イオンは、酸化された状態の方が、凝集剤によって凝集されやすい。そのため、このような配置とすることにより、酸化されてコロイド状になった金属成分を凝集させることができ、濁質成分の除去効率を向上させることができる。
【０１１４】
（実施形態４）
次に、図１５用いて、実施形態４に係る水処理システム１００Ｄについて説明する。なお、上記実施形態と同一の構成には同一符号を付し、重複する説明は省略する。実施形態４では、実施形態３に加え、第二バイパス配管６２における凝集剤供給装置６１の下流に水の逆流を防止する逆流防止弁６７が設けられている。
【０１１５】
実施形態４では、このような逆流防止弁６７を備えることにより、バルブ開度のバランスなどで、逆向きに塩素系薬剤を含む水が流れた場合であっても、塩素系薬剤を含む水が凝集剤供給装置６１に逆流するのを防止することができる。そのため、塩素系薬剤に対する耐性が低い材料を、凝集剤供給装置６１に用いた場合であっても、凝集剤供給装置６１が酸化劣化するのを抑制することができる。また、塩素系薬剤と凝集剤とが反応すると有害な塩素ガスなどが発生するような場合であっても、このようなガスの発生を抑制することができる。
【０１１６】
特願２０１７−１６２１６５号（出願日：２０１７年８月２５日）の全内容は、ここに援用される。
【０１１７】
以上、本実施形態に係る水処理装置及び水処理システムの内容を説明したが、本実施形態はこれらの記載に限定されるものではなく、種々の変形及び改良が可能であることは、当業者には自明である。
【産業上の利用可能性】
【０１１８】
本発明によれば、被処理水の薬剤濃度を細かに制御して浄化することが可能な水処理装置及びそれを用いた水処理システムを得ることができる。
【符号の説明】
【０１１９】
１０    水処理装置
２０    容器
３０    固形薬剤溶解器
３１    送水部
３２    第１開口部
３３    下板部
３４    隙間
３５    複数の第２開口部
３６    固形薬剤
３７    上板部
３８    スペーサー
３９    第３開口部
４０    主配管
４３    逆流防止弁
５０    第一バイパス配管（バイパス配管）
５２    流量調節部
５２ａ  密閉部
５２ｃ  バイパス配管側支持部
５２ｈ  弾性体
５２ｉ  止水部
５５    接続配管
６１    凝集剤供給装置
６２    第二バイパス配管
６７    逆流防止弁
７０    汲水ポンプ
９０    濾過装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【国際調査報告】
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2019038994.tif 000020
2019038994.tif 000021
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