JP4076049B2 - 水処理装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水処理装置に関し、特に地下水等の中の鉄、マンガンその他の溶解性成分を、酸化剤や凝集剤等の薬品を使用することなく、簡単で小型の装置で酸化させ不溶化することにより処理することができる水処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
地下水は、水道水の原水として、また食品工業、清涼飲料、醸造、公衆浴場、染色業など水を大量に必要とする産業で利用されているが、現在地下水に含まれる鉄、マンガン成分が大きな問題となっている。鉄やマンガンは人体にとって必要な成分であるが、一定量を超えると水に金属味を与えたり、赤水や黒水の原因となり、飲用に不適となるばかりでなく、これらの産業において様々な問題が生じる。また、建築基礎工事において基礎工事前の地下水抜き取り工事は必要不可欠な工程であるが、地下水に大量の鉄、マンガンが含まれている場合は、そのまま下水道に放流することは法令で禁止されており、地下水中の鉄、マンガンを除去してから放流しなければならないという問題がある。
【０００３】
現在もっとも普及している除鉄、除マンガン装置は、原水に次亜塩素酸ナトリウム等の酸化剤やポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）等の凝集剤を添加し、水中に溶け込んでいる鉄、マンガンを酸化させて不溶性の酸化鉄、酸化マンガンとし、これを濾過砂により濾過して取り除くものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この酸化剤や凝集剤を注入する方式の水処理装置においては、比較的に多量の酸化剤、凝集剤を消費するのでこれらの購入コストが大きい。また酸化剤として使用される次亜塩素酸が鉄、マンガンを酸化させた後も処理後の浄水の中に残留するために、発癌物質であるトリハロメタンを生成し、その対策のためさらに水を活性炭層を通して処理しなければならず不経済である。また、経済的考慮から活性炭層の設置を見送るとすれば、過剰な酸化剤の注入によるトリハロメタンの発生を防止するため濾過後の水を耐えず分析して監視し、状況に応じて酸化剤の注入量を調整する必要があり、薬品購入コストに加えて維持管理費が嵩むという欠点がある。また、この薬品注入方式による水処理装置は、曝気槽、凝集槽、沈殿槽、砂濾過塔、除鉄、除マンガン塔および薬液タンクからなり、システムは複雑であり装置全体は大規模化して広大な設置スペースを必要とするため、市街地等設置スペースが限られた環境においては装置を設置することができない、という問題点がある。さらに、この薬品注入方式による水処理装置において使用した濾過砂は不純物の堆積による目詰まりのため時々取り替える必要があるが、その場合砂が薬品を含有しているため産業廃棄物として処理しなければならず、その放棄場所も制限される等の不便がある。
【０００５】
本発明は、上記従来の薬品注入方式による水処理装置の欠点にかんがみなされたものであって、地下水等の中の鉄、マンガンその他の溶解性成分を、酸化剤や凝集剤等の薬品を使用することなく、簡単で小型の装置で酸化させ不溶化することにより処理することができる水処理装置を提供しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決する手段】
上記目的を達成する本発明の水処理装置は、原水送水管と、該原水送水管に一端部が連通し、他端部には原水をジェット水流として噴出する原水噴出口を備える１本または複数本のジェットノズルと、一端部が大気に開放し、他端部が該原水噴出口よりも上流の該ジェットノズル内に開口する空気導入管と、表面が該ジェットノズルの原水噴出口と所定の間隔をおいて該ジェットノズルの下方に配置された濾材層を収容する濾過槽と、該濾材層によって濾過された水を取り出すために該濾過槽に設けられた濾過水取出し口とを備えることを特徴とする。
【０００７】
また、本発明の１側面において、水処理装置は、原水送水管と、該原水送水管に一端部が連通し、他端部には原水をジェット水流として噴出する原水噴出口を備える１本または複数本のジェットノズルと、一端部が気体供給源に接続し、他端部が該原水噴出口よりも上流の該ジェットノズル内に開口する気体導入管と、表面が該ジェットノズルの原水噴出口と所定の間隔をおいて該ジェットノズルの下方に配置された濾材層を収容する濾過槽と、該濾材層によって濾過された水を取り出すために該濾過槽に設けられた濾過水取出し口とを備えることを特徴とする。
【０００８】
本発明の一側面において、水処理装置は、該原水送水管を該濾材層の表面と平行な面上に往復動させる機構をさらに備える。
【０００９】
本発明の他の側面において、水処理装置は、該ジェットノズルの該原水噴出口と該濾材層の表面との間に設けられたじゃま板をさらに備える。
【００１０】
本発明のさらに他の側面において、水処理装置は、該濾材層の底部には該濾材層を支持する板状スクリーンからなる濾材層受が配置されており、該濾材層受の下方の該濾過槽内には濾材層を逆洗浄するための逆洗管が配置されており、該濾過槽には逆洗水排出口が設けられている。
【００１１】
【作用】
本発明によれば、原水送水管に一端部が連通したジェットノズルにより原水をジェット水流とする一方ジェットノズル内に開口する空気導入管からジェットノズル内に空気を導入することにより、ジェット水流が空気を巻き込み多数の小さい気泡とし、この多数の気泡を含むジェット水流がジェットノズルの原水噴出口から、その下方に配置された濾材層上の水面に叩きつけられ、水中および濾材表面において激しいエアレーションが起こる。このエアレーションにより、水中の鉄、マンガン等の溶解性成分が酸化されて不溶性成分となり、フロックを形成するかまたは沈殿して濾材層を形成する濾過砂等の濾材粒子の表面で捕捉される。これらの不溶性成分およびその他の異物が濾材層により濾過された濾過水は濾過水取出し口から外部に取出される。
【００１２】
本発明の一側面において、水処理装置は、気体導入管が気体ポンプまたはエアコンプレッサ等の気体供給源に接続しており、気体供給源から空気だけでなく窒素ガス、オゾン等の所望の気体を供給することができ、被濾過物質の性質に応じて気体の種類を選択使用することができる。また、空気その他の気体の流速を最適の値に制御することができる。
【００１３】
上記の濾過作用を継続すると、時間が経つにつれて濾材層の表面に酸化物のフロックその他の異物が蓄積し、濾材層表面はフロックその他の異物で覆われ閉塞するために濾材層はその濾過機能が減少するが、本発明の一側面において、水処理装置は、原水送水管を濾材層の表面と平行な面上に往復動させる機構を備えているので、水面を濾材層表面の少し上ぐらいの水準に調節した状態でこの機構を作動させ原水送水管を濾材層の表面と平行な面上に往復動させることにより、ジェットノズルの原水噴出口から噴出する多数の気泡を含むジェット水流が閉塞した濾材層表面に激しく叩きつけられるので、これによって濾材層の全表面が耕され、濾材層表面の異物による閉塞状態が除去されて濾材層は本来の濾過機能を回復する。
【００１４】
本発明の他の側面において、水処理装置は、ジェットノズルの原水噴出口と濾材層の表面との間に設けられたじゃま板をさらに備えているので、ジェットノズルの原水噴出口から噴出されたジェット水流がこのじゃま板によりさらに激しく運動しエアレーションを促進する。
【００１５】
さらに本発明の他の側面において、水処理装置は、濾材層の底部には濾材層を支持する板状スクリーンからなる濾材層受が配置されており、該濾材層受の下方には濾材層を逆洗浄するための逆洗管が配置されており、該濾過槽には逆洗水排出口が設けられているので、濾材層表面が酸化物のフロックその他の異物で著しく覆われた時は、濾過槽への原水供給を一時停止し、逆洗管から逆洗水を濾材層受を介して下方から上方へ流すことにより、濾材層表面を覆う異物は濾材層表面から剥離されて逆洗水排出口から系外に排出される。板状スクリーンは濾材層の底面から逆洗水が濾材層全体にわたって均一な向流となって流れるために役立つ。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下添付図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【００１７】
図１は本発明に係る水処理装置の１実施形態を示す斜視図で、濾過槽の側壁の一部を破断して示すものであり、図２はジェットノズルおよび空気導入管を拡大して示す断面図であり、図３は原水送水管を往復動させる機構を示す断面図であり、図４は原水送水管案内機構を示す断面図である。
【００１８】
水処理装置１は、主たる構成要素として、濾材層２を収容した濾過槽３、原水送水管４、ジェットノズル５および空気導入管６を備える。
【００１９】
濾過槽３に濾過されるべき地下水、河川水等の原水を供給する鋼管等からなる原水送水管４は、ゴム管８により送水ポンプ７に接続されており、この送水ポンプ７は、必要により受水槽を介して原水の水源から原水を供給され、所定の流速で原水送水管４に原水を供給する。
【００２０】
原水送水管４は濾材層２の表面と平行な面上に延長するようにして濾過槽３の一端部の上方に配設されている。
【００２１】
原水送水管４から垂直に分岐するようにして、１本ないし複数本（図示の実施形態においては６本）のジェットノズル５が設けられている。各ジェットノズル５の上流側の端部５ａは、図２から明らかなように、内部が原水送水管４に連通するようにして原水送水管４に嵌め込まれており、下流側の端部には原水をジェット水流として噴出する原水噴出口５ｂが形成されている。ジェットノズル５の内径はたとえば３〜６ｍｍ程度が好適である。
【００２２】
ジェットノズル５には、１本ないし複数本（図示の実施形態においては６本）の空気導入管６が設けられている。各空気導入管６の上流側の端部６ａは、図２から明らかなように、内部が大気に開放するようにしてジェットノズル５から斜め上方に突出しており、下流側の端部６ｂは原水噴出口５ｂよりも上流のジェットノズル５内に開口している。空気導入管６の内径はたとえば２〜４ｍｍ程度が好適である。
【００２３】
濾過槽３内において、濾材層２はその表面がジェットノズル５の原水噴出口５ｂと所定の間隔（一例として約３５ｃｍ）をおいてジェットノズル５の下方に配置されている。濾材層２は濾過砂からなり、ジェットノズルから供給されたジェット流として供給される原水中の酸化物フロックその他の異物を捕捉することにより原水を濾過する機能を果たすものである。濾過層３内における水の流速すなわち濾過速度は目的とする異物の濾過の程度（濾過水中の異物の許容濃度）等により異なるが、１分間８ｃｍ以下の濾過速度が望ましい。
【００２４】
ジェットノズル５の原水噴出口５ｂと濾材層２の表面との間には、原水送水管４と平行にかつ各ジェットノズル５の原水噴出口５ｂの直下に位置するようにして鋼板等からなるじゃま板１３が設けられている。じゃま板１３はその長手方向の両端部が濾過槽３の対向する側壁３ａ、３ｂの内側に溶接等の手段により固定されている。一例として、濾過槽３内の水面から濾材層２の表面までの水深を３０ｃｍ、ジェットノズル５の原水噴出口５ｂから水面までの距離を５ｃｍとすると、じゃま板１３の水面からの深さは５ｃｍ程度（原水噴出口５ｂからの距離が１０ｃｍ程度）が好適である。
【００２５】
濾材層２の底部には全面にわたり濾材層２を支持する板状スクリーン（図示の例ではウエッジワイヤスクリーン）からなる濾材層受１４が濾過槽３の底面から所定の高さの位置に配置されている。図示の実施形態において、ウエッジワイアスクリーンはその平坦面１４ａで濾材層２を支え、そのスリット１４ｂが下方に向けてしだいに拡大するようにして配置されている。濾材層受１４の下方に形成された濾過槽３内の下部空間１６には濾材層を逆洗浄するための逆洗管１５が配置されている。逆洗管１５には多数の逆洗水噴出口１５ａが上方に向けて開口している。また逆洗管１５は図示しない逆洗水供給源に接続されている。
【００２６】
なお、濾材層の下流側にポンプを配置し、下方より水をポンプで吸引する強制吸引濾過を行うこともできる。
【００２７】
濾材層２を板状スクリーンからなる濾材層受１４により支持することにより、従来濾材層を支持するために使用されていた上層から順に小粒径、中粒径、大粒径の３層の砂層からなる支持層を必要としないので、濾過槽の設計を簡素化することができる。
【００２８】
濾過槽３の下部空間１６に臨む濾過槽３の側壁３ｃには濾材層によって濾過された水を取り出すための濾過水取出し口１７が設けられている。また、濾過槽３の一端部（図示の実施形態においては図中右端部）には上端縁が濾材層表面から僅かに上に位置するようにしてオーバーフロー樋１８が設けられている。オーバーフロー樋１８の一端部は濾過槽３の側壁３ｂにより閉じられており、他端部は蓋１９により閉じられている。オーバーフロー樋１８の蓋１９は原水濾過時には閉じられており、逆洗時には開かれて逆洗水排出口として作用する。
【００２９】
逆洗装置としては、濾材層２の目詰りにより濾過槽３の水位が所定水準よりも高くなることを検出することにより自動的に作動を開始する装置等公知の装置を使用することができる。
【００３０】
本実施形態においては、原水送水管４を濾材層２の表面と平行な面上に往復動させる原水送水管往復動機構２０として、スクリュ‐ボックス２１、送りネジ２２および送りネジ２２を駆動する電動モータおよび減速機構を含む送りネジ駆動装置２３からなる機構を使用している。送りネジ駆動機構２３は濾過槽３の側壁３ｄに固定されている。図３に拡大して示すように、スクリューボックス２１はその中央部にネジ孔２１ａが貫通するようにして形成されており、このネジ孔２１ａの軸方向が原水送水管４の軸方向に直交するようにして取付部材２４により溶接等適宜の手段により原水送水管４に固定されている。
【００３１】
スクリューボックス２１のネジ孔２１ａに螺合する送りねじ２２は原水送水管４と直行する方向に延長して濾過槽３の側壁３ｃ、３ｄに取付けられた軸受２５、２６により支承され、その側壁３ｄ側の端部は濾過槽３外に延長して送りネジ駆動機構２３に接続され、送りネジ駆動機構２３により回転駆動される。したがって、送りネジ駆動機構２３を作動させると、送りネジ２２が回転駆動され、これによってスクリューボックス２１に固定された原水送水管４が図３中矢印Ａ方向に移動し、送りネジ駆動機構２３の電動モータを逆回転させると原水送水管４は矢印Ｂ方向に移動する。
【００３２】
本実施形態においては、原水送水管４の往復動を円滑にかつ安定して行うため、図４に拡大して示すように、原水送水管４の側壁３ａ、３ｂ上方の位置に取付部材２７によりローラ２８が取付けられており、側壁３ａ、３ｂの上端部にはこれらのローラ２８が回転しつつ案内される案内溝２９が形成されている。原水送水管４の往復動を安定して行うためには図示の機構に限らず、たとえば送りネジを２本使用する等他の機構を使用してもよい。
【００３３】
次に、この実施形態にかかる水処理装置の動作について説明する。
【００３４】
原水濾過時には、濾材層２の表面上の水の水深をたとえば約３０ｃｍに維持しつつ送水ポンプ７から原水送水管４を介してジェットノズル５に原水を供給し、ジェットノズル５における水の流速をたとえば１．５〜３リットル/分とすることにより原水をジェット水流とする一方ジェットノズル５内に開口する空気導入管６からジェットノズル５内に空気がたとえば流速０．５〜１リットル/分で吸い込まれ、これによってジェット水流が空気を巻き込み多数の小さい気泡とし、この多数の気泡を含むジェット水流がジェットノズル５の原水噴出口５ｂから、濾材層２上の水面に叩きつけられ、水面および濾材表面において激しいエアレーションが起こる。じゃま板１３はこのエアレーションを促進する。このエアレーションにより、水中の鉄、マンガン等の溶解性成分が酸化されて不溶性成分となり、フロックを形成するかまたは沈殿して濾材層２を形成する濾過砂の濾材粒子の表面で捕捉される。これらの不溶性成分およびその他の異物が濾材層２により濾過された濾過水は濾過水取出し口１７から外部に取出される。
【００３５】
上記の濾過作用を継続すると、時間が経つにつれて濾材層２の表面に酸化物のフロックその他の異物が蓄積し、濾材層２の表面はフロックその他の異物で覆われ閉塞するために濾材層２はその濾過機能が減少する。
【００３６】
この場合は、図３に示すように、水面を濾材層表面の１０ｃｍ上程度の水準に調節した状態で原水および空気の供給を行いながら原水送水管往復動機構２０を作動させ、原水送水管４を濾材層２の表面と平行な面上に往復動させることにより、ジェットノズル５の原水噴出口５ｂから噴出する多数の気泡を含むジェット水流が閉塞した濾材層２の表面に激しく叩きつけられるので、これによって濾材層２の全表面が耕され、濾材層表面の異物による閉塞状態が除去されて濾材層２は本来の濾過機能を回復する。
【００３７】
濾材層表面に酸化物のフロックその他の異物が著しく堆積し、原水送水管往復動機構２０の駆動による濾材層表面の耕し操作だけでは濾過機能が充分に回復しない場合は、濾過槽３への原水供給を一時停止し濾材層２表面の水位をゼロとし、逆洗水排出口を形成するオーバーフロー樋１８の蓋１９を解放し、逆洗管１５から逆洗水を板状スクリーンからなる濾材層受１４を介して下方から上方へ流すことにより、濾材層表面を覆う異物は濾材層表面から剥離されて逆洗水排出口１９から系外に排出される。
【００３８】
上記実施形態においては、原水送水管往復動機構を送りネジ機構により構成したが、これに限らず、たとえばチェーン駆動方式他の機構を用いてもよい。
【００３９】
上記実施形態の水処理装置を使用して栃木県佐野市において採取した地下水を濾過した結果水中の鉄およびマンガンの濃度変化は次表１のとおりである。
【００４０】
次に、図５および図６を参照して本発明の他の実施形態について説明する。図５は同実施形態を示す斜視図で、濾過槽の側壁の一部を破断して示すものであり、図６はジェットノズルおよび気体導入管を拡大して示す断面図である。以下説明する実施形態において、図１に示す実施形態と同一構成部分は同一符号で示しその説明を省略する。
【００４１】
水処理装置１は、主たる構成要素として、濾材層２を収容した濾過槽３、原水送水管４、ジェットノズル５および気体導入管３６を備える。
【００４２】
濾過槽３に濾過されるべき地下水、河川水等の原水を供給する鋼管等からなる原水送水管４は、ゴム管８により送水ポンプ７に接続されており、この送水ポンプ７は、必要により受水槽を介して原水の水源から原水を供給され、所定の流速で原水送水管４に原水を供給する。
【００４３】
原水送水管４から垂直に分岐するようにして、１本ないし複数本（図示の実施形態においては６本）のジェットノズル５が設けられている。
【００４４】
送気管９は濾過槽３上方において原水送水管４と平行に延長し、取付部材１０により原水送水管４に固定されている。送気管９はゴム管１１により空気ポンプまたはエアコンプレッサ等加圧空気を供給する空気供給源または窒素ガス、オゾン等他の気体を供給する気体供給源１２に接続されている。
【００４５】
送気管９から分岐するようにして、１本ないし複数本（図示の実施形態においては６本）の気体導入管３６が設けられている。各気体導入管３６の上流側の端部３６ａは、図６から明らかなように、内部が送気管９に連通するようにして送気管９に嵌め込まれており、下流側の端部３６ｂは原水噴出口５ｂよりも上流のジェットノズル５内に開口している。気体導入管３６の内径はたとえば２〜４ｍｍ程度が好適である。
【００４６】
この実施形態において送気管および空気導入管は原水送水管およびジェットノズルの外側に設けられているが、送気管および空気導入管を原水送水管およびジェットノズルの内側に配置してもよい。
【００４７】
この実施形態によれば、気体供給源から空気だけでなく窒素ガス、オゾン等の所望の気体を供給することができ、被濾過物質の性質に応じて最適の気体を選択使用することができる。また、空気その他の気体の流速を濾過の目的に合わせて最適の値に制御することができる。
【００４８】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、ジェットノズルにより原水をジェット水流とする一方ジェットノズル内に開口する空気導入管からジェットノズル内に空気を導入することにより、多数の気泡を含むジェット水流がジェットノズルの原水噴出口からその下方に配置された濾材層上の水面に叩きつけられ、水中および濾材表面において激しいエアレーションが起こることにより、水中の鉄、マンガン等の溶解性成分が酸化されて不溶性成分となり、フロックを形成するかまたは沈殿して濾材層を形成する濾過砂等の濾材粒子の表面で捕捉される。したがって、酸化剤や凝集剤等の薬品を一切使用することなく、簡単で小型の装置で原水中の鉄、マンガンその他の溶解性成分を不溶化し濾過することができる。
【００４９】
本発明の一側面において、水処理装置は、気体導入管が気体ポンプまたはエアコンプレッサ等の気体供給源に接続しており、気体供給源から空気だけでなく窒素ガス、オゾン等の所望の気体を供給することができ、被濾過物質の性質に応じて気体の種類を選択使用することができる。また、空気その他の気体の流速を最適の値に制御することができる。
【００５０】
また、エアレーションの結果濾過水は比較的に多量の溶存酸素を含んでいるので、本発明の水処理装置の下流側に公知の緩速濾過装置を接続すれば、この緩速濾過装置の濾材層に繁殖する好気性の鉄バクテリアの増殖が促進され、緩速濾過装置の鉄分濾過効率を向上させることができる。
【００５１】
また、本発明によれば、水処理装置の設置スペースは主として濾過槽の設置スペースのみであるので、設置スペースも従来の装置に比べて狭くてすみ、市街地等設置スペースが限られた環境においても容易に設置することができる。
【００５２】
さらに、使用できなくなった濾過砂を廃棄する場合でも産業廃棄物として処理する必要がなく、廃棄場所に制限がないという便利さがある。
【００５３】
また、濾過作用を継続すると、時間が経つにつれて濾材層の表面に酸化物のフロックその他の異物が蓄積し、濾材層表面はフロックその他の異物で覆われ閉塞するために濾材層はその濾過機能が減少するが、本発明の一側面において、水処理装置は、原水送水管を濾材層の表面と平行な面上に往復動させる機構を備えているので、水面を濾材層表面の少し上ぐらいの水準に調節した状態でこの機構を作動させ原水送水管を濾材層の表面と平行な面上に往復動させることにより、ジェットノズルの原水噴出口から噴出する多数の気泡を含むジェット水流が閉塞した濾材層表面に激しく叩きつけられるので、これによって濾材層の全表面が耕され、濾材層表面の異物による閉塞状態が除去されて濾材層は本来の濾過機能を回復する。
【００５４】
また、本発明の他の側面において、水処理装置は、ジェットノズルの原水噴出口と濾材層の表面との間に設けられたじゃま板をさらに備えているので、ジェットノズルの原水噴出口から噴出されたジェット水流がこのじゃま板によりさらに激しく運動しエアレーションを促進する。
【００５５】
さらに本発明の他の側面において、水処理装置は、濾材層の底部には濾材層を支持する板状スクリーンからなる濾材層受が配置されており、濾材層受の下方には濾材層を逆洗浄するための逆洗管が配置されており、濾過槽には逆洗水排出口が設けられているので、濾材層表面が酸化物のフロックその他の異物で著しく覆われた時は、濾過槽への原水供給を一時停止し、逆洗管から逆洗水を濾材層受を介して下方から上方へ流すことにより、濾材層表面を覆う異物は濾材層表面から剥離されて逆洗水排出口から系外に排出される。板状スクリーンは濾材層の底面から逆洗水が濾材層全体にわたって均一な向流となって流れることを可能とする。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る水処理装置の１実施形態を示す斜視図で、濾過槽の側壁の一部を破断して示すものである。
【図２】ジェットノズルおよび空気導入管を拡大して示す断面図である。
【図３】原水送水管を往復動させる機構を示す断面図である。
【図４】原水送水管案内機構を示す断面図である。
【図５】本発明の他の実施形態を示す斜視図である。
【図６】同実施形態のジェットノズルおよび気体導入管を拡大して示す断面図である。
【符号の説明】
１ 水処理装置
２ 濾材層
３ 濾過槽
４ 原水送水管
５ ジェットノズル
５ｂ 原水噴出口
６ 空気導入管
３ じゃま板
１４ 濾材層受
１５ 逆洗管
１７ 濾過水取出し口
２０ 原水送水管往復動機構
３６ 気体導入管
【発明の属する技術分野】
本発明は、水処理装置に関し、特に地下水等の中の鉄、マンガンその他の溶解性成分を、酸化剤や凝集剤等の薬品を使用することなく、簡単で小型の装置で酸化させ不溶化することにより処理することができる水処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
地下水は、水道水の原水として、また食品工業、清涼飲料、醸造、公衆浴場、染色業など水を大量に必要とする産業で利用されているが、現在地下水に含まれる鉄、マンガン成分が大きな問題となっている。鉄やマンガンは人体にとって必要な成分であるが、一定量を超えると水に金属味を与えたり、赤水や黒水の原因となり、飲用に不適となるばかりでなく、これらの産業において様々な問題が生じる。また、建築基礎工事において基礎工事前の地下水抜き取り工事は必要不可欠な工程であるが、地下水に大量の鉄、マンガンが含まれている場合は、そのまま下水道に放流することは法令で禁止されており、地下水中の鉄、マンガンを除去してから放流しなければならないという問題がある。
【０００３】
現在もっとも普及している除鉄、除マンガン装置は、原水に次亜塩素酸ナトリウム等の酸化剤やポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）等の凝集剤を添加し、水中に溶け込んでいる鉄、マンガンを酸化させて不溶性の酸化鉄、酸化マンガンとし、これを濾過砂により濾過して取り除くものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この酸化剤や凝集剤を注入する方式の水処理装置においては、比較的に多量の酸化剤、凝集剤を消費するのでこれらの購入コストが大きい。また酸化剤として使用される次亜塩素酸が鉄、マンガンを酸化させた後も処理後の浄水の中に残留するために、発癌物質であるトリハロメタンを生成し、その対策のためさらに水を活性炭層を通して処理しなければならず不経済である。また、経済的考慮から活性炭層の設置を見送るとすれば、過剰な酸化剤の注入によるトリハロメタンの発生を防止するため濾過後の水を耐えず分析して監視し、状況に応じて酸化剤の注入量を調整する必要があり、薬品購入コストに加えて維持管理費が嵩むという欠点がある。また、この薬品注入方式による水処理装置は、曝気槽、凝集槽、沈殿槽、砂濾過塔、除鉄、除マンガン塔および薬液タンクからなり、システムは複雑であり装置全体は大規模化して広大な設置スペースを必要とするため、市街地等設置スペースが限られた環境においては装置を設置することができない、という問題点がある。さらに、この薬品注入方式による水処理装置において使用した濾過砂は不純物の堆積による目詰まりのため時々取り替える必要があるが、その場合砂が薬品を含有しているため産業廃棄物として処理しなければならず、その放棄場所も制限される等の不便がある。
【０００５】
本発明は、上記従来の薬品注入方式による水処理装置の欠点にかんがみなされたものであって、地下水等の中の鉄、マンガンその他の溶解性成分を、酸化剤や凝集剤等の薬品を使用することなく、簡単で小型の装置で酸化させ不溶化することにより処理することができる水処理装置を提供しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決する手段】
上記目的を達成する本発明の水処理装置は、原水送水管と、該原水送水管に一端部が連通し、他端部には原水をジェット水流として噴出する原水噴出口を備える１本または複数本のジェットノズルと、一端部が大気に開放し、他端部が該原水噴出口よりも上流の該ジェットノズル内に開口する空気導入管と、表面が該ジェットノズルの原水噴出口と所定の間隔をおいて該ジェットノズルの下方に配置された濾材層を収容する濾過槽と、該濾材層によって濾過された水を取り出すために該濾過槽に設けられた濾過水取出し口とを備えることを特徴とする。
【０００７】
また、本発明の１側面において、水処理装置は、原水送水管と、該原水送水管に一端部が連通し、他端部には原水をジェット水流として噴出する原水噴出口を備える１本または複数本のジェットノズルと、一端部が気体供給源に接続し、他端部が該原水噴出口よりも上流の該ジェットノズル内に開口する気体導入管と、表面が該ジェットノズルの原水噴出口と所定の間隔をおいて該ジェットノズルの下方に配置された濾材層を収容する濾過槽と、該濾材層によって濾過された水を取り出すために該濾過槽に設けられた濾過水取出し口とを備えることを特徴とする。
【０００８】
本発明の一側面において、水処理装置は、該原水送水管を該濾材層の表面と平行な面上に往復動させる機構をさらに備える。
【０００９】
本発明の他の側面において、水処理装置は、該ジェットノズルの該原水噴出口と該濾材層の表面との間に設けられたじゃま板をさらに備える。
【００１０】
本発明のさらに他の側面において、水処理装置は、該濾材層の底部には該濾材層を支持する板状スクリーンからなる濾材層受が配置されており、該濾材層受の下方の該濾過槽内には濾材層を逆洗浄するための逆洗管が配置されており、該濾過槽には逆洗水排出口が設けられている。
【００１１】
【作用】
本発明によれば、原水送水管に一端部が連通したジェットノズルにより原水をジェット水流とする一方ジェットノズル内に開口する空気導入管からジェットノズル内に空気を導入することにより、ジェット水流が空気を巻き込み多数の小さい気泡とし、この多数の気泡を含むジェット水流がジェットノズルの原水噴出口から、その下方に配置された濾材層上の水面に叩きつけられ、水中および濾材表面において激しいエアレーションが起こる。このエアレーションにより、水中の鉄、マンガン等の溶解性成分が酸化されて不溶性成分となり、フロックを形成するかまたは沈殿して濾材層を形成する濾過砂等の濾材粒子の表面で捕捉される。これらの不溶性成分およびその他の異物が濾材層により濾過された濾過水は濾過水取出し口から外部に取出される。
【００１２】
本発明の一側面において、水処理装置は、気体導入管が気体ポンプまたはエアコンプレッサ等の気体供給源に接続しており、気体供給源から空気だけでなく窒素ガス、オゾン等の所望の気体を供給することができ、被濾過物質の性質に応じて気体の種類を選択使用することができる。また、空気その他の気体の流速を最適の値に制御することができる。
【００１３】
上記の濾過作用を継続すると、時間が経つにつれて濾材層の表面に酸化物のフロックその他の異物が蓄積し、濾材層表面はフロックその他の異物で覆われ閉塞するために濾材層はその濾過機能が減少するが、本発明の一側面において、水処理装置は、原水送水管を濾材層の表面と平行な面上に往復動させる機構を備えているので、水面を濾材層表面の少し上ぐらいの水準に調節した状態でこの機構を作動させ原水送水管を濾材層の表面と平行な面上に往復動させることにより、ジェットノズルの原水噴出口から噴出する多数の気泡を含むジェット水流が閉塞した濾材層表面に激しく叩きつけられるので、これによって濾材層の全表面が耕され、濾材層表面の異物による閉塞状態が除去されて濾材層は本来の濾過機能を回復する。
【００１４】
本発明の他の側面において、水処理装置は、ジェットノズルの原水噴出口と濾材層の表面との間に設けられたじゃま板をさらに備えているので、ジェットノズルの原水噴出口から噴出されたジェット水流がこのじゃま板によりさらに激しく運動しエアレーションを促進する。
【００１５】
さらに本発明の他の側面において、水処理装置は、濾材層の底部には濾材層を支持する板状スクリーンからなる濾材層受が配置されており、該濾材層受の下方には濾材層を逆洗浄するための逆洗管が配置されており、該濾過槽には逆洗水排出口が設けられているので、濾材層表面が酸化物のフロックその他の異物で著しく覆われた時は、濾過槽への原水供給を一時停止し、逆洗管から逆洗水を濾材層受を介して下方から上方へ流すことにより、濾材層表面を覆う異物は濾材層表面から剥離されて逆洗水排出口から系外に排出される。板状スクリーンは濾材層の底面から逆洗水が濾材層全体にわたって均一な向流となって流れるために役立つ。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下添付図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【００１７】
図１は本発明に係る水処理装置の１実施形態を示す斜視図で、濾過槽の側壁の一部を破断して示すものであり、図２はジェットノズルおよび空気導入管を拡大して示す断面図であり、図３は原水送水管を往復動させる機構を示す断面図であり、図４は原水送水管案内機構を示す断面図である。
【００１８】
水処理装置１は、主たる構成要素として、濾材層２を収容した濾過槽３、原水送水管４、ジェットノズル５および空気導入管６を備える。
【００１９】
濾過槽３に濾過されるべき地下水、河川水等の原水を供給する鋼管等からなる原水送水管４は、ゴム管８により送水ポンプ７に接続されており、この送水ポンプ７は、必要により受水槽を介して原水の水源から原水を供給され、所定の流速で原水送水管４に原水を供給する。
【００２０】
原水送水管４は濾材層２の表面と平行な面上に延長するようにして濾過槽３の一端部の上方に配設されている。
【００２１】
原水送水管４から垂直に分岐するようにして、１本ないし複数本（図示の実施形態においては６本）のジェットノズル５が設けられている。各ジェットノズル５の上流側の端部５ａは、図２から明らかなように、内部が原水送水管４に連通するようにして原水送水管４に嵌め込まれており、下流側の端部には原水をジェット水流として噴出する原水噴出口５ｂが形成されている。ジェットノズル５の内径はたとえば３〜６ｍｍ程度が好適である。
【００２２】
ジェットノズル５には、１本ないし複数本（図示の実施形態においては６本）の空気導入管６が設けられている。各空気導入管６の上流側の端部６ａは、図２から明らかなように、内部が大気に開放するようにしてジェットノズル５から斜め上方に突出しており、下流側の端部６ｂは原水噴出口５ｂよりも上流のジェットノズル５内に開口している。空気導入管６の内径はたとえば２〜４ｍｍ程度が好適である。
【００２３】
濾過槽３内において、濾材層２はその表面がジェットノズル５の原水噴出口５ｂと所定の間隔（一例として約３５ｃｍ）をおいてジェットノズル５の下方に配置されている。濾材層２は濾過砂からなり、ジェットノズルから供給されたジェット流として供給される原水中の酸化物フロックその他の異物を捕捉することにより原水を濾過する機能を果たすものである。濾過層３内における水の流速すなわち濾過速度は目的とする異物の濾過の程度（濾過水中の異物の許容濃度）等により異なるが、１分間８ｃｍ以下の濾過速度が望ましい。
【００２４】
ジェットノズル５の原水噴出口５ｂと濾材層２の表面との間には、原水送水管４と平行にかつ各ジェットノズル５の原水噴出口５ｂの直下に位置するようにして鋼板等からなるじゃま板１３が設けられている。じゃま板１３はその長手方向の両端部が濾過槽３の対向する側壁３ａ、３ｂの内側に溶接等の手段により固定されている。一例として、濾過槽３内の水面から濾材層２の表面までの水深を３０ｃｍ、ジェットノズル５の原水噴出口５ｂから水面までの距離を５ｃｍとすると、じゃま板１３の水面からの深さは５ｃｍ程度（原水噴出口５ｂからの距離が１０ｃｍ程度）が好適である。
【００２５】
濾材層２の底部には全面にわたり濾材層２を支持する板状スクリーン（図示の例ではウエッジワイヤスクリーン）からなる濾材層受１４が濾過槽３の底面から所定の高さの位置に配置されている。図示の実施形態において、ウエッジワイアスクリーンはその平坦面１４ａで濾材層２を支え、そのスリット１４ｂが下方に向けてしだいに拡大するようにして配置されている。濾材層受１４の下方に形成された濾過槽３内の下部空間１６には濾材層を逆洗浄するための逆洗管１５が配置されている。逆洗管１５には多数の逆洗水噴出口１５ａが上方に向けて開口している。また逆洗管１５は図示しない逆洗水供給源に接続されている。
【００２６】
なお、濾材層の下流側にポンプを配置し、下方より水をポンプで吸引する強制吸引濾過を行うこともできる。
【００２７】
濾材層２を板状スクリーンからなる濾材層受１４により支持することにより、従来濾材層を支持するために使用されていた上層から順に小粒径、中粒径、大粒径の３層の砂層からなる支持層を必要としないので、濾過槽の設計を簡素化することができる。
【００２８】
濾過槽３の下部空間１６に臨む濾過槽３の側壁３ｃには濾材層によって濾過された水を取り出すための濾過水取出し口１７が設けられている。また、濾過槽３の一端部（図示の実施形態においては図中右端部）には上端縁が濾材層表面から僅かに上に位置するようにしてオーバーフロー樋１８が設けられている。オーバーフロー樋１８の一端部は濾過槽３の側壁３ｂにより閉じられており、他端部は蓋１９により閉じられている。オーバーフロー樋１８の蓋１９は原水濾過時には閉じられており、逆洗時には開かれて逆洗水排出口として作用する。
【００２９】
逆洗装置としては、濾材層２の目詰りにより濾過槽３の水位が所定水準よりも高くなることを検出することにより自動的に作動を開始する装置等公知の装置を使用することができる。
【００３０】
本実施形態においては、原水送水管４を濾材層２の表面と平行な面上に往復動させる原水送水管往復動機構２０として、スクリュ‐ボックス２１、送りネジ２２および送りネジ２２を駆動する電動モータおよび減速機構を含む送りネジ駆動装置２３からなる機構を使用している。送りネジ駆動機構２３は濾過槽３の側壁３ｄに固定されている。図３に拡大して示すように、スクリューボックス２１はその中央部にネジ孔２１ａが貫通するようにして形成されており、このネジ孔２１ａの軸方向が原水送水管４の軸方向に直交するようにして取付部材２４により溶接等適宜の手段により原水送水管４に固定されている。
【００３１】
スクリューボックス２１のネジ孔２１ａに螺合する送りねじ２２は原水送水管４と直行する方向に延長して濾過槽３の側壁３ｃ、３ｄに取付けられた軸受２５、２６により支承され、その側壁３ｄ側の端部は濾過槽３外に延長して送りネジ駆動機構２３に接続され、送りネジ駆動機構２３により回転駆動される。したがって、送りネジ駆動機構２３を作動させると、送りネジ２２が回転駆動され、これによってスクリューボックス２１に固定された原水送水管４が図３中矢印Ａ方向に移動し、送りネジ駆動機構２３の電動モータを逆回転させると原水送水管４は矢印Ｂ方向に移動する。
【００３２】
本実施形態においては、原水送水管４の往復動を円滑にかつ安定して行うため、図４に拡大して示すように、原水送水管４の側壁３ａ、３ｂ上方の位置に取付部材２７によりローラ２８が取付けられており、側壁３ａ、３ｂの上端部にはこれらのローラ２８が回転しつつ案内される案内溝２９が形成されている。原水送水管４の往復動を安定して行うためには図示の機構に限らず、たとえば送りネジを２本使用する等他の機構を使用してもよい。
【００３３】
次に、この実施形態にかかる水処理装置の動作について説明する。
【００３４】
原水濾過時には、濾材層２の表面上の水の水深をたとえば約３０ｃｍに維持しつつ送水ポンプ７から原水送水管４を介してジェットノズル５に原水を供給し、ジェットノズル５における水の流速をたとえば１．５〜３リットル/分とすることにより原水をジェット水流とする一方ジェットノズル５内に開口する空気導入管６からジェットノズル５内に空気がたとえば流速０．５〜１リットル/分で吸い込まれ、これによってジェット水流が空気を巻き込み多数の小さい気泡とし、この多数の気泡を含むジェット水流がジェットノズル５の原水噴出口５ｂから、濾材層２上の水面に叩きつけられ、水面および濾材表面において激しいエアレーションが起こる。じゃま板１３はこのエアレーションを促進する。このエアレーションにより、水中の鉄、マンガン等の溶解性成分が酸化されて不溶性成分となり、フロックを形成するかまたは沈殿して濾材層２を形成する濾過砂の濾材粒子の表面で捕捉される。これらの不溶性成分およびその他の異物が濾材層２により濾過された濾過水は濾過水取出し口１７から外部に取出される。
【００３５】
上記の濾過作用を継続すると、時間が経つにつれて濾材層２の表面に酸化物のフロックその他の異物が蓄積し、濾材層２の表面はフロックその他の異物で覆われ閉塞するために濾材層２はその濾過機能が減少する。
【００３６】
この場合は、図３に示すように、水面を濾材層表面の１０ｃｍ上程度の水準に調節した状態で原水および空気の供給を行いながら原水送水管往復動機構２０を作動させ、原水送水管４を濾材層２の表面と平行な面上に往復動させることにより、ジェットノズル５の原水噴出口５ｂから噴出する多数の気泡を含むジェット水流が閉塞した濾材層２の表面に激しく叩きつけられるので、これによって濾材層２の全表面が耕され、濾材層表面の異物による閉塞状態が除去されて濾材層２は本来の濾過機能を回復する。
【００３７】
濾材層表面に酸化物のフロックその他の異物が著しく堆積し、原水送水管往復動機構２０の駆動による濾材層表面の耕し操作だけでは濾過機能が充分に回復しない場合は、濾過槽３への原水供給を一時停止し濾材層２表面の水位をゼロとし、逆洗水排出口を形成するオーバーフロー樋１８の蓋１９を解放し、逆洗管１５から逆洗水を板状スクリーンからなる濾材層受１４を介して下方から上方へ流すことにより、濾材層表面を覆う異物は濾材層表面から剥離されて逆洗水排出口１９から系外に排出される。
【００３８】
上記実施形態においては、原水送水管往復動機構を送りネジ機構により構成したが、これに限らず、たとえばチェーン駆動方式他の機構を用いてもよい。
【００３９】
上記実施形態の水処理装置を使用して栃木県佐野市において採取した地下水を濾過した結果水中の鉄およびマンガンの濃度変化は次表１のとおりである。
【００４０】
【００４１】
水処理装置１は、主たる構成要素として、濾材層２を収容した濾過槽３、原水送水管４、ジェットノズル５および気体導入管３６を備える。
【００４２】
濾過槽３に濾過されるべき地下水、河川水等の原水を供給する鋼管等からなる原水送水管４は、ゴム管８により送水ポンプ７に接続されており、この送水ポンプ７は、必要により受水槽を介して原水の水源から原水を供給され、所定の流速で原水送水管４に原水を供給する。
【００４３】
原水送水管４から垂直に分岐するようにして、１本ないし複数本（図示の実施形態においては６本）のジェットノズル５が設けられている。
【００４４】
送気管９は濾過槽３上方において原水送水管４と平行に延長し、取付部材１０により原水送水管４に固定されている。送気管９はゴム管１１により空気ポンプまたはエアコンプレッサ等加圧空気を供給する空気供給源または窒素ガス、オゾン等他の気体を供給する気体供給源１２に接続されている。
【００４５】
送気管９から分岐するようにして、１本ないし複数本（図示の実施形態においては６本）の気体導入管３６が設けられている。各気体導入管３６の上流側の端部３６ａは、図６から明らかなように、内部が送気管９に連通するようにして送気管９に嵌め込まれており、下流側の端部３６ｂは原水噴出口５ｂよりも上流のジェットノズル５内に開口している。気体導入管３６の内径はたとえば２〜４ｍｍ程度が好適である。
【００４６】
この実施形態において送気管および空気導入管は原水送水管およびジェットノズルの外側に設けられているが、送気管および空気導入管を原水送水管およびジェットノズルの内側に配置してもよい。
【００４７】
この実施形態によれば、気体供給源から空気だけでなく窒素ガス、オゾン等の所望の気体を供給することができ、被濾過物質の性質に応じて最適の気体を選択使用することができる。また、空気その他の気体の流速を濾過の目的に合わせて最適の値に制御することができる。
【００４８】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、ジェットノズルにより原水をジェット水流とする一方ジェットノズル内に開口する空気導入管からジェットノズル内に空気を導入することにより、多数の気泡を含むジェット水流がジェットノズルの原水噴出口からその下方に配置された濾材層上の水面に叩きつけられ、水中および濾材表面において激しいエアレーションが起こることにより、水中の鉄、マンガン等の溶解性成分が酸化されて不溶性成分となり、フロックを形成するかまたは沈殿して濾材層を形成する濾過砂等の濾材粒子の表面で捕捉される。したがって、酸化剤や凝集剤等の薬品を一切使用することなく、簡単で小型の装置で原水中の鉄、マンガンその他の溶解性成分を不溶化し濾過することができる。
【００４９】
本発明の一側面において、水処理装置は、気体導入管が気体ポンプまたはエアコンプレッサ等の気体供給源に接続しており、気体供給源から空気だけでなく窒素ガス、オゾン等の所望の気体を供給することができ、被濾過物質の性質に応じて気体の種類を選択使用することができる。また、空気その他の気体の流速を最適の値に制御することができる。
【００５０】
また、エアレーションの結果濾過水は比較的に多量の溶存酸素を含んでいるので、本発明の水処理装置の下流側に公知の緩速濾過装置を接続すれば、この緩速濾過装置の濾材層に繁殖する好気性の鉄バクテリアの増殖が促進され、緩速濾過装置の鉄分濾過効率を向上させることができる。
【００５１】
また、本発明によれば、水処理装置の設置スペースは主として濾過槽の設置スペースのみであるので、設置スペースも従来の装置に比べて狭くてすみ、市街地等設置スペースが限られた環境においても容易に設置することができる。
【００５２】
さらに、使用できなくなった濾過砂を廃棄する場合でも産業廃棄物として処理する必要がなく、廃棄場所に制限がないという便利さがある。
【００５３】
また、濾過作用を継続すると、時間が経つにつれて濾材層の表面に酸化物のフロックその他の異物が蓄積し、濾材層表面はフロックその他の異物で覆われ閉塞するために濾材層はその濾過機能が減少するが、本発明の一側面において、水処理装置は、原水送水管を濾材層の表面と平行な面上に往復動させる機構を備えているので、水面を濾材層表面の少し上ぐらいの水準に調節した状態でこの機構を作動させ原水送水管を濾材層の表面と平行な面上に往復動させることにより、ジェットノズルの原水噴出口から噴出する多数の気泡を含むジェット水流が閉塞した濾材層表面に激しく叩きつけられるので、これによって濾材層の全表面が耕され、濾材層表面の異物による閉塞状態が除去されて濾材層は本来の濾過機能を回復する。
【００５４】
また、本発明の他の側面において、水処理装置は、ジェットノズルの原水噴出口と濾材層の表面との間に設けられたじゃま板をさらに備えているので、ジェットノズルの原水噴出口から噴出されたジェット水流がこのじゃま板によりさらに激しく運動しエアレーションを促進する。
【００５５】
さらに本発明の他の側面において、水処理装置は、濾材層の底部には濾材層を支持する板状スクリーンからなる濾材層受が配置されており、濾材層受の下方には濾材層を逆洗浄するための逆洗管が配置されており、濾過槽には逆洗水排出口が設けられているので、濾材層表面が酸化物のフロックその他の異物で著しく覆われた時は、濾過槽への原水供給を一時停止し、逆洗管から逆洗水を濾材層受を介して下方から上方へ流すことにより、濾材層表面を覆う異物は濾材層表面から剥離されて逆洗水排出口から系外に排出される。板状スクリーンは濾材層の底面から逆洗水が濾材層全体にわたって均一な向流となって流れることを可能とする。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る水処理装置の１実施形態を示す斜視図で、濾過槽の側壁の一部を破断して示すものである。
【図２】ジェットノズルおよび空気導入管を拡大して示す断面図である。
【図３】原水送水管を往復動させる機構を示す断面図である。
【図４】原水送水管案内機構を示す断面図である。
【図５】本発明の他の実施形態を示す斜視図である。
【図６】同実施形態のジェットノズルおよび気体導入管を拡大して示す断面図である。
【符号の説明】
１ 水処理装置
２ 濾材層
３ 濾過槽
４ 原水送水管
５ ジェットノズル
５ｂ 原水噴出口
６ 空気導入管
３ じゃま板
１４ 濾材層受
１５ 逆洗管
１７ 濾過水取出し口
２０ 原水送水管往復動機構
３６ 気体導入管
Claims (4)
- 原水送水管と、該原水送水管に一端部が連通し、他端部には原水をジェット水流として噴出する原水噴出口を備える１本または複数本のジェットノズルと、一端部が大気に開放し、他端部が該原水噴出口よりも上流の該ジェットノズル内に開口する空気導入管と、表面が該ジェットノズルの原水噴出口と所定の間隔をおいて該ジェットノズルの下方に配置された濾材層を収容する濾過槽と、該濾材層によって濾過された水を取り出すために該濾過槽に設けられた濾過水取出し口と、該原水送水管を該濾材層の表面と平行な面上に往復動させる機構とを備え、該空気導入管から該ジェットノズル内に導入された空気の気泡を含むジェット水流が該濾材層上の水面に叩きつけられることにより水中および濾材表面においてエアレーションが生じることを特徴とする水処理装置。
- 原水送水管と、該原水送水管に一端部が連通し、他端部には原水をジェット水流として噴出する原水噴出口を備える１本または複数本のジェットノズルと、一端部が気体供給源に接続し、他端部が該原水噴出口よりも上流の該ジェットノズル内に開口する気体導入管と、表面が該ジェットノズルの原水噴出口と所定の間隔をおいて該ジェットノズルの下方に配置された濾材層を収容する濾過槽と、該濾材層によって濾過された水を取り出すために該濾過槽に設けられた濾過水取出し口と、該原水送水管を該濾材層の表面と平行な面上に往復動させる機構とを備え、該空気導入管から該ジェットノズル内に導入された空気の気泡を含むジェット水流が該濾材層上の水面に叩きつけられることにより水中および濾材表面においてエアレーションが生じることを特徴とする水処理装置。
- 該濾過槽内の該濾材層の上の水の水面下において、該ジェットノズルの該原水噴出口と該濾材層の表面との間に設けられ前記エアレーションを促進するじゃま板をさらに備えることを特徴とする請求項１または２に記載の水処理装置。
- 該濾材層の底部には該濾材層を支持する板状スクリーンからなる濾材層受が配置されており、該濾材層受の下方の該濾過槽内には濾材層を逆洗浄するための逆洗管が配置されており、該濾過槽には逆洗水排出口が設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の水処理装置。
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