(57)【要約】【課題】所定の処理水水質を確保しつつ、除鉄装置へ供給される給水の鉄分濃度に応じた最適な除鉄システムを実現する。【解決手段】給水に含まれる鉄分を除去する濾材を濾過塔に充填した除鉄装置３を給水ライン２に設け、前記除鉄装置３の上流側の前記給水ライン２に給水ポンプ４を設けた除鉄システム１であって、前記濾材の充填層における通過水の線速度は、前記除鉄装置３へ供給される給水の鉄分濃度に基づいて設定されるものであって、鉄分濃度が高くなるほど、前記充填層における通過水の線速度が速くなるようにしたことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
給水に含まれる鉄分を除去する濾材を濾過塔に充填した除鉄装置を給水ラインに設け、前記除鉄装置の上流側の前記給水ラインに給水ポンプを設けた除鉄システムであって、
前記濾材の充填層における通過水の線速度は、前記除鉄装置へ供給される給水の鉄分濃度に基づいて設定されるものであって、鉄分濃度が高くなるほど、前記充填層における通過水の線速度が速くなるようにしたことを特徴とする除鉄システム。
【請求項２】
前記給水ポンプは、前記充填層における単位時間当たりの通過水流量が一定になるように運転され、前記除鉄装置へ供給される給水の鉄分濃度に基づいて設定された前記充填層における通過水の線速度は、前記充填層の断面積を設定することにより実現されるものであって、鉄分濃度が高くなるほど、前記充填層における通過水の線速度が速くなるように、前記充填層の断面積を小さく設定するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の除鉄システム。
【請求項３】
前記除鉄装置へ供給される給水の鉄分濃度に基づいて設定された前記充填層における通過水の線速度は、前記給水ポンプによる前記充填層への給水の供給流量を設定することによって実現されるものであって、鉄分濃度が高くなるほど、前記充填層における通過水の線速度が速くなるように、前記給水ポンプによる前記充填層への給水の供給流量を多く設定するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の除鉄システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、給水に含まれる鉄分を除去する除鉄システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
除鉄システムは、たとえば地下水などの原水に含まれる鉄分を除去して得られた水を上水や産業用水などとして供給したり、ボイラ給水の水処理を行うための濾過膜装置の上流側の給水ラインに設けられ、鉄分を除去して得られた水を前記濾過膜装置へ供給したりするものである（たとえば、特許文献１参照）。前記除鉄システムは、アンスラサイト，濾過砂などの濾材が濾過塔に充填された除鉄装置を給水ラインに設け、前記除鉄装置の上流側の前記給水ラインに給水ポンプが設けられている。また、前記除鉄システムにおいては、前記除鉄装置へ供給される給水へ、酸化剤としてたとえば次亜塩素酸ナトリウムが添加されるようになっている。このように給水へ次亜塩素酸ナトリウムを添加すると、給水に含まれる鉄分が酸化されて不溶性の水酸化第二鉄（Ｆｅ（ＯＨ）３）となる。そして、前記除鉄装置において、給水に含まれる鉄分は、水酸化第二鉄のかたちで捕捉され除去される。
【０００３】
従来、前記除鉄装置へ供給される鉄分濃度が高いとき、水酸化第二鉄の粒子数が多くなるため、前記濾材の充填層における通過水の線速度が速くなると、水酸化第二鉄がリークするおそれがあると考えられていた。そこで、前記充填層における通過水の線速度は、想定される最悪の原水水質（高鉄分濃度）であっても、水酸化第二鉄がリークしないように線速度が遅くなる側に設定されている。
【特許文献１】特開２００２−１２６４１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、これまで鉄分濃度と水酸化第二鉄の粒子径との関係についてはあまり着目されていなかった。しかし、本願発明者は、水酸化第二鉄の粒子径は、鉄分濃度によって異なることを見出した。具体的には、鉄分濃度が高いほど水酸化第二鉄の粒子径が大きくなり、逆に鉄分濃度が低いほど水酸化第二鉄の粒子径が小さくなることを見出した。一般に、水酸化第二鉄の粒子径が大きくなると前記濾材における捕捉率が高くなり、逆に水酸化第二鉄の粒子径が小さくなると前記濾材における捕捉率が低くなる。したがって、原水の鉄分濃度が高いほど水酸化第二鉄の捕捉率が高くなり、一方で鉄分濃度が低いほど水酸化第二鉄の捕捉率が低くなることが分かった。
【０００５】
以上のことから、前記除鉄装置へ供給される給水の鉄分濃度が高いとき、所定の処理水水質を確保するためには前記充填層における通過水の線速度を遅くする必要があるとの従来の考えとは逆に、前記除鉄装置へ供給される給水の鉄分濃度が高くなるほど、水酸化第二鉄の粒子径が大きく前記濾材の捕捉率が高くなるため、前記充填層における通過水の線速度が速くても所定の処理水水質を確保することができると考えられる。
【０００６】
この発明は、このような知見を得られたことに基づいてなされたものであり、その解決しようとする課題は、所定の処理水水質を確保しつつ、除鉄装置へ供給される給水の鉄分濃度に応じた最適な除鉄システムを実現することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明は、前記課題を解決するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、給水に含まれる鉄分を除去する濾材を濾過塔に充填した除鉄装置を給水ラインに設け、前記除鉄装置の上流側の前記給水ラインに給水ポンプを設けた除鉄システムであって、前記濾材の充填層における通過水の線速度は、前記除鉄装置へ供給される給水の鉄分濃度に基づいて設定されるものであって、鉄分濃度が高くなるほど、前記充填層における通過水の線速度が速くなるようにしたことを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の除鉄システムにあって、前記給水ポンプは、前記充填層における単位時間当たりの通過水流量が一定になるように運転され、前記除鉄装置へ供給される給水の鉄分濃度に基づいて設定された前記充填層における通過水の線速度は、前記充填層の断面積を設定することにより実現されるものであって、鉄分濃度が高くなるほど、前記充填層における通過水の線速度が速くなるように、前記充填層の断面積を小さく設定するようにしたことを特徴とする。
【０００９】
さらに、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の除鉄システムにあって、前記除鉄装置へ供給される給水の鉄分濃度に基づいて設定された前記充填層における通過水の線速度は、前記給水ポンプによる前記充填層への給水の供給流量を設定することによって実現されるものであって、鉄分濃度が高くなるほど、前記充填層における通過水の線速度が速くなるように、前記給水ポンプによる前記充填層への給水の供給流量を多く設定するようにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１に記載の発明によれば、前記除鉄装置へ供給される給水の鉄分濃度が高くなるほど、前記充填層における通過水の線速度が速く設定されても、鉄分濃度が高くなるほど前記濾材における鉄分の捕捉率が高くなるので、所定の処理水水質を確保することができ、また鉄分濃度に応じた最適な除鉄システムを実現することができる。
【００１１】
請求項２に記載の発明によれば、前記除鉄装置へ供給される給水の鉄分濃度が高くなるほど前記充填層の断面積が小さく設定されて前記充填層における通過水の線速度が速くなっても、鉄分濃度が高くなるほど前記濾材における鉄分の捕捉率が高くなるので、所定の処理水水質を確保することができる。また、鉄分濃度が高くなるほど前記充填層の断面積が小さく設定されるので、その分前記濾材の使用量を減らすことができ、除鉄装置のコストを下げることができる。したがって、所定の処理水水質を確保しつつ、鉄分濃度に応じて濾材の使用量を最適にした除鉄システムを実現することができる。
【００１２】
請求項３に記載の発明によれば、前記除鉄装置へ供給される給水の鉄分濃度が高くなるほど前記給水ポンプによる前記充填層への給水の供給流量を増やして前記充填層における通過水の線速度が速くなっても、鉄分濃度が高くなるほど前記濾材における鉄分の捕捉率が高くなるので、所定の処理水水質を確保することができる。また、鉄分濃度が高くなるほど前記給水ポンプによる前記充填層への給水の供給流量が増え、処理水流量を増やすことができる。これにより、たとえば大流量のユーザーに対応することができる。したがって、所定の処理水水質を確保しつつ、鉄分濃度に応じた最適な処理水流量が得られる除鉄システムを実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
つぎに、この発明の実施の形態について図面に基づいて詳細に説明する。図１は、この発明に係る除鉄システムの実施の形態の一例の構成を示す概略的な説明図である。
【００１４】
図１に示す除鉄システム１は、給水ライン２に除鉄装置３が設けられている。そして、この除鉄装置３の上流側の前記給水ライン２には、給水ポンプ４が設けられている。この給水ポンプ４は、前記除鉄装置３における後述する濾材の充填層（それぞれ図示省略）における単位時間当たりの通過水流量が一定になるように運転されるようになっている。
【００１５】
また、前記除鉄装置３の上流側の前記給水ライン２には、酸化剤添加装置（図示省略）により、酸化剤として次亜塩素酸ナトリウム溶液が添加されるようになっている。前記給水ライン２へ次亜塩素酸ナトリウムが添加されると、給水に含まれる鉄分が酸化されて不溶性の水酸化第二鉄（Ｆｅ（ＯＨ）３）となり、この水酸化第二鉄が前記除鉄装置３において除去されるようになっている。
【００１６】
前記除鉄装置３は、コントロールバルブ５と濾過塔６とを備えて構成されている。前記コントロールバルブ５は、前記給水ライン２と接続されており、この給水ライン２からの給水が、前記コントロールバルブ５を介して前記濾過塔６へ供給されるようになっている。そして、前記濾過塔６へ供給された給水は、鉄分が除去された後、前記コントロールバルブ５を介して前記除鉄装置３の下流側の前記給水ライン２へ流出するようになっている。
【００１７】
前記濾過塔６には、アンスラサイト，濾過砂などの濾材が充填されている。そして、この濾材により、前記濾過塔６へ供給された給水に含まれる鉄分，すなわち水酸化第二鉄が捕捉されて除去されるようになっている。
【００１８】
前記濾過塔６にあっては、前記濾材の充填層における通過水の線速度が、前記除鉄装置３へ供給される給水の鉄分濃度に基づいて設定されている。この充填層における通過水の線速度の設定について具体的に説明すると、前記充填層における通過水の線速度を設定するにあたっては、前記除鉄装置３へ供給される給水の鉄分濃度が予め測定される。ここで、前記除鉄装置３へ供給される給水の鉄分濃度が高くなるほど、水酸化第二鉄の粒子径が大きく前記濾材の捕捉率が高くなるので、線速度を速くしても処理水水質を確保することができる。したがって、測定された鉄分濃度が高くなるほど、設定される線速度を速くする。このとき設定される線速度は、前記除鉄装置３へ供給される給水の鉄分濃度との関係で前記濾過塔６からの処理水水質が目標水質になるような線速度である。
【００１９】
この実施形態では、前記充填層における単位時間当たりの通過水流量が一定になっているため、前記除鉄装置３へ供給される給水の鉄分濃度に基づいて設定された前記充填層における通過水の線速度は、前記充填層の断面積を設定することによって実現される。具体的には、前記除鉄装置３へ供給される給水の鉄分濃度が高くなるほど、前記充填層における通過水の線速度が速くなるように、前記充填層の断面積が小さく設定される。
【００２０】
以上説明した前記除鉄システム１によれば、前記除鉄装置３へ供給される給水の鉄分濃度が高くなるほど前記充填層の断面積が小さく設定されて前記充填層における線速度が速くなっても、鉄分濃度が高くなるほど前記濾材における水酸化第二鉄の捕捉率が高くなるので、所定の処理水水質を確保することができる。また、鉄分濃度が高くなるほど前記充填層の断面積が小さく設定されるので、その分前記濾材の使用量を減らすことができ、前記除鉄装置３のコストを下げることができる。したがって、処理水水質を確保しつつ、鉄分濃度に応じて濾材の使用量を最適にした除鉄システムを実現することができる。
【００２１】
つぎに、前記実施形態の変形例について説明する。この変形例の除鉄システム１では、前記除鉄装置３へ供給される給水の鉄分濃度に応じて設定される前記充填層における通過水の線速度は、前記給水ポンプ４による前記充填層への給水の供給流量を設定することにより実現される。具体的には、前記除鉄装置３へ供給される給水の鉄分濃度が高くなるほど、前記充填層における通過水の線速度が速くなるように、前記給水ポンプ４による前記充填層への原水の供給流量が多く設定される。
【００２２】
以上説明した変形例の前記除鉄システム１によれば、前記除鉄装置３へ供給される給水の鉄分濃度が高くなるほど前記給水ポンプ４による前記充填層への給水の供給流量を増やして前記充填層における通過水の線速度が速くなっても、鉄分濃度が高くなるほど前記濾材における水酸化第二鉄の捕捉率が高くなるので、所定の処理水水質を確保することができる。また、鉄分濃度が高くなるほど前記給水ポンプ４による前記充填層への給水の供給流量が増え、処理水流量を増やすことができる。これにより、たとえば大流量のユーザーに対応することができる。したがって、所定の処理水水質を確保しつつ、鉄分濃度に応じた最適な処理水流量が得られる除鉄システムを実現することができる。
【００２３】
以上この発明を前記実施形態によって説明したが、この発明はこれに限られるものでないことはもちろんであり、この発明の主旨を変更しない範囲で種々変更実施可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】この発明に係る除鉄システムの実施の形態の一例の構成を示す概略的な説明図である。
【符号の説明】
【００２５】
１  除鉄システム
２  給水ライン
３  除鉄装置
４  給水ポンプ
【図１】
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