(57)【要約】【課題】最小限の面積で従来よりも効率よく、短時間に凝集撹拌を行うことのできる水処理装置を提供する。【解決手段】水処理装置１は、並列して設けられた少なくとも２本以上の第１の配管２１の端部同士を、該第１の配管よりも長さの短い第２の配管２２で接続して形成され、薬剤が注入された原水を通水して前記薬剤と前記原水を反応させる反応配管２と、前記反応配管２を構成するいずれかの前記第１の配管２１に設けられた撹拌装置２４と、前記反応配管２を通過した原水中の析出物を沈殿させる沈殿槽３とを備える。【選択図】図１
2019034288.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
並列して設けられた少なくとも２本以上の第１の配管の端部同士を、該第１の配管よりも長さの短い第２の配管で接続して形成され、薬剤が注入された原水を通水して前記薬剤と前記原水を反応させる反応配管と、
前記反応配管を構成するいずれかの前記第１の配管に設けられたラインミキサと、
前記反応配管を通過した原水中の析出物を沈殿させる沈殿槽と、
を備えた水処理装置。
【請求項２】
前記沈殿槽は、原水流入側上部から原水流出側底部に向かって傾斜を有し、該沈殿槽の側面及び底面との間に間隙を有する傾斜板を備えた請求項１に記載の水処理装置。
【請求項３】
前記沈殿槽は、複数の沈殿槽で構成され、各沈殿槽は原水流入側上部から原水流出側底部に向かって傾斜を有し、該沈殿槽の側面及び底面との間に間隙を有する傾斜板を備え、一つの沈殿槽の原水流出側上部からあふれた原水が次の沈殿槽の原水流入側上部に流入するように、高さが次第に低くなるように並べて構成された請求項２に記載の水処理装置。
【請求項４】
前記沈殿槽の原水から鉄分を除去する鉄分反応槽及び、前記沈殿槽の原水からマンガンを除去する除マンガン反応槽のうち少なくとも一つをさらに備えた請求項１〜３のいずれか１項に記載の水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、上水、下水、排水等を浄化処理する浄水設備等において、水中に溶存しているマンガンを除去する装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に開示された溶存マンガン除去装置は、溶存マンガンを含む原水に酸化剤を添加して触媒に接触させることによって溶存マンガンを原水中から除去する溶存マンガン除去装置において、溶存マンガン含有原水を移送する配管に、酸化剤を添加する酸化剤添加部を設け、また酸化剤添加部の下流側配管内にラインミキサを設けて、ラインミキサや配管内壁に定着させた触媒と原水中の溶存マンガンを接触させるようにしている。
【０００４】
また、水道水用の地下水浄化システムに組み込まれ、被処理水中に溶解する溶解性マンガンを除去するマンガン除去装置が知られている（例えば、特許文献２）。
【０００５】
特許文献２に記載されたマンガン除去装置は、マンガン酸化槽内に複数の壁部材を等間隔で互いに平行に、マンガン酸化槽の内壁に交互に支持するように千鳥状に配置して、マンガン酸化槽内にクランク状に形成された水路で乱流を発生させて、被処理水とマンガン酸化槽の内壁に担持されたマンガン砂とを接触させるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−３１３４７９号公報
【特許文献２】特開平１０−３２８６７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上記特許文献に記載されたマンガン除去装置では、まだ原水と薬剤との撹拌が十分でないという問題があった。また、従来の急速撹拌装置では凝集撹拌を瞬時に行き渡らせるには不十分であり、より効率よく凝集撹拌が行われることが望まれていた。
【０００８】
そこで本発明は、最小限の面積で従来よりも効率よく、短時間に凝集撹拌を行うことのできる水処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上記目的を達成するため、並列して設けられた少なくとも２本以上の第１の配管の端部同士を、該第１の配管よりも長さの短い第２の配管で接続して形成され、薬剤が注入された原水を通水して前記薬剤と前記原水を反応させる反応配管と、前記反応配管を構成するいずれかの前記第１の配管に設けられた撹拌装置と、前記反応配管を通過した原水中の析出物を沈殿させる沈殿槽とを備えた水処理装置を提供する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、急速撹拌と緩速撹拌とを組み合わせた撹拌により、最小限の面積で、従来よりも効率よく、短時間に凝集を行わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本発明の実施の形態に係る水処理装置の一例の概略構成を示す系統図である。
【図２】図２は、本実施の形態に係る反応配管の構成の一例を示す構成図である。
【図３】図３は、本実施の形態に係る沈殿槽の一例を示すもので、（ａ）は沈殿槽の側面図、（ｂ）は傾斜板の斜視図、（ｃ）は沈殿槽の平面図である。
【図４】図４は、除鉄反応装置の一例を示す構成図である。
【図５】図５は、除マンガン反応装置の一例を示す構成図である。
【図６】図６は、除鉄反応装置の逆洗工程における水の流れを示す説明図である。
【図７】図７は、除鉄反応装置の洗浄工程における水の流れを示す説明図である。
【図８】図８は、反応配管の変形例を示す構成図であり、（ａ）は第１の変形例、（ｂ）は第２の変形例である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１３】
［本発明の実施の形態］
（水処理装置の構成）
図1は、本発明の実施の形態に係る水処理装置の一例の概略構成を示す系統図である。
【００１４】
図１に示すように、水処理装置１は、地下水等の原水と薬剤を撹拌して反応させる反応配管２と、反応により生成した凝集物を沈殿させる沈殿槽３と、凝集物を沈殿させた前処理後の原水を一時貯留する前処理後受水槽４と、原水中に溶解している鉄分を除去する除鉄反応装置５と、原水中に溶解しているマンガンを除去する除マンガン反応装置６と、処理水を貯留する処理水受水槽７等を含んで構成されている。
【００１５】
反応配管２は、少なくとも２本以上の複数の第１の配管２１を並列して並べ、その端部同士を、これよりも長さの短い第２の配管２２で接続して、ジグザグ状に形成されている。複数の第１の配管２１のうちのいくつかに撹拌装置２４（２４ａ、２４ｂ）が設けられている。また、反応配管２中の原水に対して、第１の薬剤である凝集剤を注入する第１の薬剤注入ポンプＰ１、及び第２の薬剤であるＰＨ調整剤を注入する第２の薬剤注入ポンプＰ２が反応配管２に接続されている。なお、反応配管２については、後で詳しく説明する。
【００１６】
反応配管２には、原水ポンプＰ０により汲み上げられた河川水あるいは地下水が配管１０ａを介して供給される。また、反応配管２の入口側に接続された配管１０ａには、調整用の弁Ｖ１が設けられている。反応配管２を通過して薬剤と十分に撹拌された原水は、配管１０ｂを介して沈殿槽３に送られる。反応配管２の出口側に接続された配管１０ｂには、調整弁Ｖ２が設けられている。
【００１７】
沈殿槽３は、反応配管２において薬剤と反応して生成された凝集物を沈殿させるものである。沈殿槽３には、一度沈殿した凝集物が再び浮遊しないように傾斜板３０（図３参照）を設ける等の工夫がなされているが、沈殿槽３の詳しい構造については後で説明する。
【００１８】
前処理後受水槽４は、凝集物を沈殿させた前処理後の原水を一時貯留するものである。前処理後受水槽４に貯留された原水は、加圧ポンプＰ３により、配管１０ｃを介して除鉄反応装置５に送られる。配管１０ｃに調整弁Ｖ３が設けられている。また、前処理後受水槽４には、２つのセンサＳ１、Ｓ２が設けられている。
【００１９】
センサＳ１は、満水フロートであり、配管１０ｂに設けられた調整弁Ｖ２及び第１の薬剤供給ポンプＰ１、第２の薬剤供給ポンプＰ２と連動している。そして、センサＳ１により前処理後受水槽４が満水となったことが検出された場合には、調整弁Ｖ２は閉じられるとともに、第１の薬剤供給ポンプＰ１、及び第２の薬剤供給ポンプＰ２は、停止するように制御される。
【００２０】
また、センサＳ２は、渇水フロートであり、加圧ポンプＰ３と連動している。そして、前処理後受水槽４が渇水状態であることが検出された場合には、加圧ポンプＰ３が停止するように制御される。
【００２１】
除鉄反応装置５には、三方電磁弁５０が設けられており、配管１０ｃを流れる原水は三方電磁弁５０を介して除鉄反応装置５に供給される。除鉄反応装置５は、前処理後受水層４から流れる前処理後の原水をろ過材を使用したマイクロフロックろ過により、沈殿槽３から少量リークした懸濁物質を捕獲すること（除鉄処理）を目的とする。なお、除鉄反応装置５について、詳しくは後述する。
【００２２】
除鉄反応層５から送られる除鉄処理後の原水は、調整弁Ｖ４が設けられた配管１０ｄを介して除マンガン反応装置６に送られる。また、除マンガン反応装置６には、三方電磁弁６０が設けられており、配管１０ｄを流れる原水は三方電磁弁６０を介して除マンガン反応装置６に供給される。除マンガン反応装置６は、除鉄反応装置５から送られた原水中のマンガンをろ過材に吸着し、ろ過材の球体面により捕獲すること（除マンガン処理）を目的とする。なお、除マンガン反応装置６について、詳しくは後述する。
【００２３】
除鉄及び除マンガン処理が終わった処理水は、配管１０ｅを介して処理水受水槽７に送られて貯留される。処理水受水槽７の処理水は、加圧ポンプＰ４により、配管１０ｆを介して、各使用先に供給される。
【００２４】
また、配管１０ｆから途中で配管１０ｇが枝分かれし、処理水が配管１０ｇを介して除鉄反応装置５及び除マンガン反応装置６の逆洗水として供給される。すなわち、配管１０ｇは、配管１０ｈと配管１０ｉとに枝分かれし、配管１０ｈにより処理水が逆洗水として除鉄反応装置５に送られ、配管１０ｉにより処理水が逆洗水として除マンガン反応装置６に送られる。なお、除鉄反応装置５の逆洗に使用された水は、三方電磁弁５０から配管１０ｊを介して排水され、除マンガン反応装置６の逆洗に用いられた水は、三方電磁弁６０から配管１０ｋを介して排水される。
【００２５】
また、配管１０ｈに弁Ｖ５が設けられ、配管１０ｉに弁Ｖ６が設けられている。さらに、配管１０ｆの、配管１０ｇが枝分かれする前後に、それぞれ弁Ｖ７、Ｖ８が設けられている。
【００２６】
（反応配管の構成）
図２は、本実施の形態に係る反応配管２の構成の一例を示す構成図である。図２に示すように、反応配管２は、並列して配置された直線状の複数の第１の配管２１の一方の端部同士を、これよりも短い直線状の第２の配管２２でコの字状に接続して、全体でジグザグ状となるように形成されている。また、複数の第１の配管２１のいくつかには、その途中に撹拌装置２４が設けられている。撹拌装置２４としては、特に限定されるものではないが、ここではラインミキサが用いられている。なお、第１の配管２１は、並列に配置されていればよく、湾曲していてもよい。また、第２の配管２２は、第１の配管２１を接続できればよく、湾曲していてもよい。
【００２７】
図２に示す例では、反応配管２には、撹拌装置２４が、第１の撹拌装置２４ａ及び第２の撹拌装置２４ｂと、２つ設けられている。これら２つの撹拌装置２４ａ、２４ｂは同様の構造のものである。反応配管２には、配管１０ａを介して原水が供給されるようになっている。そして第１の撹拌装置２４ａの前段には、第１の薬剤注入ポンプＰ１が設けられており、第２の撹拌装置２４ｂの前段には、第２の薬剤注入ポンプＰ２が設けられている。
【００２８】
第１の薬剤注入ポンプＰ１からは、高分子凝集剤として、ＰＡＣ、硫酸バンド等が注入される。また、第２の薬剤注入ポンプＰ２からは、ＰＨ調整剤として、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム等が反応配管２に注入される。
【００２９】
反応配管２に注入された薬剤は、ラインミキサ等の撹拌装置２４により原水とともに急撹拌され、また、その後、第２の配管２２によって形成されたコの字状の配管により、流れの方向が逆転するように形成された管路により緩撹拌されるようになっている。
【００３０】
このように反応配管２は、第１の配管２１と第２の配管２２とを組み合わせて接続部がコの字状に形成され、全体としてジグザグ状の管路を形成することで反応配管２が占有する面積を最小とし、また、急撹拌と緩撹拌を組み合わせて薬剤と原水とを撹拌するように構成されている。
【００３１】
また、反応配管２の最後段の第１の配管２１には、水質を調べるために反応配管２中の原水を取水するための検水弁Ｖ９、及び水量を調整するための水量調整弁Ｖ１０が設けられている。
【００３２】
（沈殿槽の構成）
図３に、沈殿槽３の一例を示す。図３（ａ）は沈殿槽３の側面図、図３（ｂ）は沈殿槽３に用いられる傾斜板の斜視図、図３（ｃ）は沈殿槽３の平面図である。
【００３３】
図３（ａ）に示すように、沈殿槽３は、次第にその深さが浅くなる５つの水槽３１〜３５から構成されている。そして、一番深さが深い水槽３１側から反応配管２で薬剤と撹拌された原水が供給され、次第に深さの浅い水槽３２、３３、３４、３５へと溢れて流れ込んでいくようになっている。そのとき、各水槽３１〜３５には、原水が流れ込む側から溢れ出す側の底部に向かって傾斜する傾斜板３０が設置されている。
【００３４】
図３（ｂ）は、傾斜板３０の斜視図である。図３（ｂ）に示すように、傾斜板３０は、上部水平部３０ａと、傾斜部３０ｂとからなり、上部水平部３０ａには、各水槽３１〜３５の隔壁３１ａ〜３５ａ（図３（ａ）参照）の上部に傾斜板３０を取り付けるためのボルト穴３０ｃが設けられている。なお、傾斜部３０ｂの長さは、図３（ａ）に示すように、その先端３０ｄが各水槽３１〜３５の隔壁３１ａ〜３５ａや底面３１ｂ〜３５ｂと接触することなく、隙間が空くようなサイズになっている。
【００３５】
図３（ｃ）は、沈殿槽３の平面図である。図３（ｃ）に示すように、傾斜板３０は、各水槽３１〜３５の幅方向（図の上下方向）一杯の幅を有している。従って図３（ａ）に示すように、凝集物３９は、傾斜部３０ｂに沿って沈殿していき、傾斜部３０ｂの先端３０ｄの下側の隙間から傾斜板３０の下側（裏側）に入り込み、その後の浮遊が抑制される。
【００３６】
このように、傾斜板３０は、原水中に析出した凝集物３９が浮遊しないように上から抑える働きを有する。原水が最初の水槽３１から溢れ出し次の水槽３２〜３５へと移っていく間に、凝集物３９はこの傾斜板３０にその浮遊を抑制され、次第に浮遊する凝集物３９は少なくなって行く。
【００３７】
（除鉄反応装置の構成）
図４は、除鉄反応装置５の一例を示す構成図である。除鉄反応装置５の上部には、三方電磁弁５０が設置されており、三方電磁弁５０により除鉄反応装置５への原水の供給の仕方が切り替えられる。除鉄反応装置５は、円筒形をしており、その中央部に通水管５５を有している。通水管５５の上部周囲には、上部フィルター５１が設けられており、除鉄処理時には、上部フィルター５１を通して原水が除鉄反応装置５内部に供給されるようになっている。
【００３８】
また、通水管５５の中央部周囲には、アンスラサイト材を使用したろ過材５２が配置され、その下側には、ケイ石層５３が配置されている。上部フィルター５１から供給された原水は、ろ過材５１を通過し、ろ過材５１によるマイクロフロックろ過により、少々リークしたフロック（Ｆｅフロック、Ｍｎフロック）が捕獲される。また、ケイ石層５３では、有機物やマンガンが吸着されるようになっている。
【００３９】
このように、除鉄反応装置５には、稜角で空隙率が高い成分で構成させた、懸濁物質を捕獲可能なマイクロフロックろ過を目的としたろ過材を用いることが好ましい。
【００４０】
通水管５５の最下端には、下部フィルター５４が設けられており、ケイ石層５３を通過した原水が、下部フィルター５４を通って通水管５５を上昇するようになっている。通水管５５を上昇した原水は、三方電磁弁５０を通り配管１０ｄから次の除マンガン反応装置６に向けて排出されるようになっている。なお、図４では、逆洗時に逆洗水を排出する配管１０ｊは省略している。
【００４１】
また、三方電磁弁５０には、制御装置５０ａが取り付けられている。制御装置５０ａは、三方電磁弁５０を制御して、除鉄反応処理を行う処理水工程と、逆洗工程と、洗浄工程とを自動的に切り替えるようになっている。これについては後で詳しく説明する。
【００４２】
（除マンガン反応装置の構成）
図５は、除マンガン反応装置６の一例を示す構成図である。除マンガン反応装置６も除鉄反応装置５と同様に、その上部に三方電磁弁６０が設置されており、除マンガン反応装置６への原水の供給の仕方が切り替えられる。除マンガン反応装置６は、円筒形をしており、その中央部に通水管６５を有している。通水管６５の上部周囲には、上部フィルター６１が設けられており、除マンガン処理時には、上部フィルター６１を通して原水が除マンガン反応装置６内部に供給される。
【００４３】
また、通水管６５の中央部周囲には、有機物やマンガンを吸着するために活性炭層６２及びその下側にゼオライト層６３が配置されている。除マンガン反応装置６は、ろ過材として活性炭を用い、吸着・多孔質性に優れた活性炭の機能を利用して、マンガンを活性炭に吸着し、活性炭の球体面により捕獲するものである。
【００４４】
このように除マンガン反応装置６には、吸湿性能に優れ、石炭を原料とする高品質粒状の緻密な多孔質で構成された特殊ろ過材を用いることが好ましい。
【００４５】
通水管６５の最下端には、下部フィルター６４が設けられており、除マンガン反応処理時には、活性炭層６２及びゼオライト層６３を通過した原水が、下部フィルター６４を通って通水管６５を上昇するようになっている。通水管６５を上昇した原水は、三方電磁弁６０を通り配管１０ｅから処理水受水槽７に向けて排出されるようになっている。なお、図５では、逆洗時に逆洗水を排出する配管１０ｋは省略している。
【００４６】
また、三方電磁弁６０には、制御装置６０ａが取り付けられている。制御装置６０ａは、除鉄反応装置５の場合と同様に、三方電磁弁６０を制御して、処理水工程と、逆洗工程と、洗浄工程とを自動的に切り替えるようになっている。この制御は上の除鉄反応装置５の場合と同様であるので、除鉄反応装置５と合わせて後で詳しく説明する。
【００４７】
（水処理装置の作用）
次に、本実施の形態に係る水処理装置１の作用を説明する。
【００４８】
まずポンプＰ０で、地下水等の原水を汲み上げ、配管１０ａを介して反応配管２に供給する。反応配管２では、まず第１の薬剤注入ポンプＰ１から第１の薬剤である凝集剤が注入される。そして第１の薬剤注入ポンプＰ１の設置位置より下流側に設置されている第１の撹拌装置２４ａにより急激に撹拌され、次いで第１の配管２１と第２の配管２２でコの字状に形成された管路により緩く撹拌される。
【００４９】
次に、第２の薬剤注入ポンプＰ２によりＰＨ調整剤が注入される。そして、第２の薬剤注入ポンプＰ２の設置位置より下流側に設置されている第２の撹拌装置２４ｂにより急激に撹拌され、次いで第１の配管２１と第２の配管２２でコの字状に形成された管路により緩く撹拌される。
【００５０】
このように急撹拌と緩撹拌を組み合わせて十分に撹拌され凝集物が析出した原水は、管路１０ｂにより沈殿槽３に供給される。
【００５１】
沈殿槽３に供給された原水は、図３（ａ）に示すように、まず最も深い第１の水槽３１に流入する。第１の水槽３１が一杯になると、原水は隔壁３２ａを超えて第２の水槽３２に流れ込む。このとき凝集物３９は次第に下方へ落下していき、水槽３１の底部３１ｂに達すると傾斜板３０の裏側に入り込む。傾斜板３０の裏側に入り込んだ凝集物３９は、傾斜板３０に遮られ、浮遊して次の水槽３２に流入することはない。
【００５２】
このとき、傾斜板３０の裏側に入り込まずにまだ原水中に残存している凝集物３９も第２の水槽３２内に流れ込むが、第２の水槽３２において下方に落下した凝集物３９は第２の水槽３２に設けられた傾斜板３０によって浮遊が遮られる。このようにして、原水中に浮遊している凝集物３９は次第に減少していく。
【００５３】
なお、図３等では省略したが、沈殿槽３の各水槽３１〜３５の底部３１ｂ〜３５ｂに弁を設けて、各水槽３１〜３５の底部３１ｂ〜３５ｂに溜まった凝集物３９を、時々水と一緒に抜き取るようにすることが好ましい。
【００５４】
沈殿槽３の最後段の第５の水槽３５から溢れた原水は前処理後受水槽４に貯留される。そして、ある程度原水が溜まると、原水は加圧ポンプＰ３により配管１０ｃを介して除鉄反応装置５に送られる。
【００５５】
なお、前述したように前処理後受水槽４には、２つのセンサＳ１、Ｓ２が設けられている。センサＳ１により前処理後受水槽４が満水になったことが検出されると、これに連動して配管１０ｂに設けられた調整弁Ｖ２を閉じ、第１の薬剤供給ポンプＰ１及び第２の薬剤供給ポンプＰ２を停止するようにする。このときポンプＰ０も停止するようにしてもよい。また、センサＳ２により前処理後受水槽４が渇水したことが検出されると、これに連動して加圧ポンプＰ３を停止するようにする。
【００５６】
除鉄反応装置５に供給された原水は、三方電磁弁５０により、図４に示すように、通水管５５上部周囲に形成された上部フィルター５１を介して除鉄反応装置５内部に流入し、アンスラサイト材を使用したろ過材５２及びその下側に形成されたケイ石層５３を通過する。このとき、ろ過材５１によるマイクロフロックろ過によりフロック（Ｆｅフロック、Ｍｎフロック）が捕獲され、ケイ石層５３により有機物やマンガンが吸着される。
【００５７】
ろ過材５２及びケイ石層５３を通過した原水は、通水管５５の下端に形成された下部フィルター５４から通水管５５内に流入し、通水管５５を上昇する。そして、三方電磁弁５０を介して配管１０ｄから排出される。
【００５８】
次に原水は、配管１０ｄから三方電磁弁６０を介して除マンガン反応装置６に供給される。図５に示すように、除マンガン反応装置６に供給された原水は、三方電磁弁６０を介して通水管６５上部周囲に形成された上部フィルター６１を介して除マンガン反応装置６内部に流入する。
【００５９】
除マンガン反応装置６内に流入した原水は、通水管６５の周囲に形成された活性炭層６２及びゼオライト層６３を通過する。このとき、吸着・多孔質性に優れた活性炭の機能により、マンガンが活性炭に吸着され活性炭の球体面により捕獲される。活性炭層６２及びゼオライト層６３を通過した原水は、下部フィルター６４を通って通水管６５を上昇する。通水管６５を上昇した原水は、三方電磁弁６０を通り配管１０ｅから処理水受水槽７に向けて排出される。
【００６０】
このように、除鉄処理及び除マンガン処理が行われた処理水は、処理水受水槽７に貯留される。そして、処理水受水槽７に貯留された処理水は、加圧ポンプＰ４によって配管１０ｆを介して各用途先へ供給される。
【００６１】
以上が、原水に対して除鉄反応処理及び除マンガン反応処理を行い処理水を得る処理水工程である。次に、除鉄反応装置５及び除マンガン反応装置６に対して行う逆洗工程及び洗浄工程について説明する。これは、除鉄反応装置５に対しても、除マンガン反応装置６に対して同様であるので、除鉄反応装置５を例にとって説明する。
【００６２】
（逆洗工程）
図６に、除鉄反応装置５における逆洗工程時の処理水の流れを示す。除鉄反応装置５の逆洗工程は、処理水受水槽４の処理水を除鉄反応装置５に対して処理水工程のときとは逆方向に、すなわち、通水管５５から処理水を流入させ、ケイ石層５３そしてろ過材５２を通過させて、ケイ石層５３やろ過材５２中の異物とともに外部に排出するものである。
【００６３】
逆洗工程時には、図１において、弁Ｖ７を開け、弁Ｖ８を閉じ（場合によっては、弁Ｖ８は開けたままでもよい。）、また配管１０ｈの弁Ｖ５を開け、加圧ポンプＰ４により処理水受水槽７の処理水を配管１０ｇ、１０ｈを介して除鉄反応装置５に流入させる。
【００６４】
このとき、図６に示すように、三方電磁弁５０により、処理水は通水管５５から流入し、通水管５５中を下降する。そして下部フィルター５４から除鉄反応装置５の底部に流出し、ケイ石層５３及びろ過材５２中をこれらのろ材層をほぐしながら上昇する。
【００６５】
そして、ろ過材５２の上部に蓄積した異物とともに上部フィルター５１を介して排出用の配管１０ｊから外部に排出される。これにより、ろ過材の表面に捕獲された懸濁物が外部に排出される。
【００６６】
なお、除マンガン反応装置６の逆洗工程もこれと同様である。つまり、図１で弁Ｖ６を開け、配管１０ｉを介して除マンガン反応装置６に処理水を導き、図５に示す水の流れとは逆に、処理水を通水管６５を下降するように供給する。そして、処理水を下部フィルター６４から底部に流出させ、ゼオライト層６３そして活性炭層６２を通過させ、上部フィルター６１を介して外部に排出する。これにより、ろ過材の表面に捕獲された少量の懸濁物質の排出及びろ過材をほぐすことにより、ろ過材の機能が再生される。
【００６７】
（洗浄工程）
次に、除鉄反応装置５の洗浄工程について説明する。
【００６８】
洗浄工程における水の流れ方向は、処理水工程の場合と同じである。すなわち、図７に示すように、洗浄水である原水は除鉄反応装置５の上部から供給され、ろ過材を沈降させながらろ材層を安定させる。そしてろ材底部に浮遊した異物は、洗浄水とともに通水管５５中を上昇し、配管１０ｊから外部に排出される。
【００６９】
なお、処理水工程、逆洗工程及び洗浄工程の間においては、除鉄反応装置５に供給される原水は除鉄反応装置５内部には流入させずに、直接排出されるようにして、除鉄反応装置５内部における水の流れを停止し、圧力を平衡させる停止工程が置かれることが好ましい。
【００７０】
（各処理工程の切り替え）
なお、除鉄反応装置５に設けられた三方電磁弁５０、及び除マンガン反応装置６に設けられた三方電磁弁６０には、それぞれ制御装置５０ａ、６０ａが設置されている。三方電磁弁５０、６０は、予め設定された所定のタイミングで所定の弁を切り替えて、水の流れを切り替え、上記処理水工程、逆洗工程及び洗浄工程を切り替えて実行するようになっている。
【００７１】
特に、この制御装置５０ａ、６０ａとしては、タイマーにより所定の時間ごとに自動的に各行程を切り替えるようにプログラミングされた２４時間タイマーシステムとすることが好ましい。
【００７２】
これにより、除鉄反応装置５及び除マンガン反応装置６は、定期的に逆洗工程及び浄化工程を実行するようにプログラミングされ、ろ過装置が自動再生される。
【００７３】
（本実施の形態の効果）
本実施の形態に係る水処理装置によれば、以下の効果を奏する。
【００７４】
（１）本実施の形態によれば、並列して配置された第１の配管の一方の端部同士をこれよりも短い第２の配管で接続してジグザグ状、特にコの字状に配管を形成するとともに、その第１の配管の一部にラインミキサ等の撹拌装置を設置して反応配管を構成して、急撹拌と緩撹拌を組み合わせて撹拌を行うようにしたことにより、最小限の面積で効率良く短時間に撹拌を行い凝集性を高めることができる。
【００７５】
（２）また、本実施の形態の除鉄反応装置５及び除マンガン反応装置６は、上述したようなろ過装置の自動再生機能を備えることにより、ろ過材の表面に捕獲された懸濁物質を外部に排出し、常に効率良くマイクロフロックろ過を行うことができ、またろ過材をほぐすことにより無数の球体状の多孔面を備えたろ過材に常に効率良くマンガンを捕獲することができる。
【００７６】
なお、上記実施の形態に示す反応配管２は、第１の配管２１及び第２の配管２２は、いずれも直線状で、その接続部はコの字状をしていたが、反応配管２の形状はこれに限定されるものではない。次に、反応配管の変形例について説明する。
【００７７】
（反応配管の変形例）
図８に、反応配管２の変形例を示す。図８（ａ）は、反応配管の第１の変形例である。この例は、配管は直線状で接続部が任意の角度の場合である。すなわち、直線状の第１の配管２１１が２本並列した配置され、その一方の端部同士を直線状の第２の配管２２１が接続しているが、第１の配管２１１と第２の配管２２１とのなす角は直角ではなく、一方が鋭角、他方が鈍角となっている。このように反応配管の接続部は厳密にコの字状でなくともよい。
【００７８】
図８（ｂ）は反応配管の第２の変形例である。この例では、配管は曲線状である。すなわち、曲線状の２本の第１の配管２１２が並列して配置され、その一方の端部同士を、やはり曲線状の第２の配管２２２が接続している。
【００７９】
このように、反応配管２は、特にコの字状に限定されることなく、長い第１の配管と短い第２の配管とを組み合わせてジグザグ状に形成することで、配管の占有する面積を最小限にするとともに、流れの方向を急激に変える構成とし、さらに途中にいくつかラインミキサ等の撹拌装置２４を設けて緩急の撹拌を組み合わせるように構成されていればよい。
【００８０】
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではない。本発明は、これらの他にも本発明の趣旨を逸脱しない範囲で上に説明した以外にも種々な変形が可能である。
【符号の説明】
【００８１】
１…水処理装置、２…反応配管、３…沈殿槽、４…前処理後受水槽、５…除鉄反応装置、６…除マンガン反応装置、７…処理水受水槽、１０ａ〜１０ｋ…配管、２１、２１１、２１２…第１の配管、２２、２２１、２２２…第２の配管、２４（２４ａ、２４ｂ）…撹拌装置、３０…傾斜板、３０ａ…上部水平部、０３ｂ…傾斜部、３０ｃ…ボルト穴、３０ｄ…先端、３１〜３５…水槽、３１ａ〜３５ａ…隔壁、３１ｂ〜３５ｂ…底部、３９…凝集物、５０、６０…三方電磁弁、５０ａ、６０ａ…制御装置、５１、６１…上部フィルター、５２…ろ過材、５３…ケイ石層、５４、６４…下部フィルター、５５、６５…通水管、Ｐ０〜Ｐ４…ポンプ、Ｖ１〜Ｖ８…弁
【図１】
2019034288.tif 000003
【図２】
2019034288.tif 000004
【図３】
2019034288.tif 000005
【図４】
2019034288.tif 000006
【図５】
2019034288.tif 000007
【図６】
2019034288.tif 000008
【図７】
2019034288.tif 000009
【図８】
2019034288.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成30年12月19日(2018.12.19)
【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】
並列して設けられた少なくとも２本以上の第１の配管の端部同士を、該第１の配管よりも長さの短い第２の配管で接続して形成され、薬剤が注入された原水を通水して前記薬剤と前記原水を反応させる反応配管と、
前記反応配管を構成するいずれかの前記第１の配管に設けられたラインミキサと、
前記反応配管を通過した原水中の析出物を沈殿させる沈殿槽と、
を備え、
前記沈殿槽は、複数の沈殿槽で構成され、各沈殿槽は原水流入側上部から原水流出側底部に向かって傾斜を有し、該沈殿槽の側面及び底面との間に間隙を有する傾斜板を備え、一つの沈殿槽の原水流出側上部からあふれた原水が次の沈殿槽の原水流入側上部に流入するように、高さが次第に低くなるように並べて構成された、水処理装置。
【請求項２】
前記沈殿槽の原水から鉄分を除去する鉄分反応槽及び、前記沈殿槽の原水からマンガンを除去する除マンガン反応槽のうち少なくとも一つをさらに備えた請求項１に記載の水処理装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明は、上記目的を達成するため、並列して設けられた少なくとも２本以上の第１の配管の端部同士を、該第１の配管よりも長さの短い第２の配管で接続して形成され、薬剤が注入された原水を通水して前記薬剤と前記原水を反応させる反応配管と、前記反応配管を構成するいずれかの前記第１の配管に設けられた撹拌装置と、前記反応配管を通過した原水中の析出物を沈殿させる沈殿槽とを備え、前記沈殿槽は、複数の沈殿槽で構成され、各沈殿槽は原水流入側上部から原水流出側底部に向かって傾斜を有し、該沈殿槽の側面及び底面との間に間隙を有する傾斜板を備え、一つの沈殿槽の原水流出側上部からあふれた原水が次の沈殿槽の原水流入側上部に流入するように、高さが次第に低くなるように並べて構成された、水処理装置を提供する。