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】
Figure 0004076049
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

Claims (4)

  1. 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。
  2. 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。
  3. 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。
  4. 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〜のいずれかに記載の水処理装置。
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Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6345104B1 (en) * 1994-03-17 2002-02-05 Digimarc Corporation Digital watermarks and methods for security documents
KR100778736B1 (ko) * 2001-12-07 2007-11-23 주식회사 포스코 폐산탱크의 누적 슬러지 제거장치
JP4303012B2 (ja) * 2002-06-14 2009-07-29 株式会社ナガオカ 水処理装置および水処理方法
JP4774499B2 (ja) * 2006-02-17 2011-09-14 国立大学法人岐阜大学 緩速濾過装置及び緩速濾過方法
DE102006027031A1 (de) 2006-06-08 2008-01-24 Verink, Johan, Dr.-Ing. Vorrichtung zur Abwasserbehandlung sowie eine mit einer solchen Vorrichtung ausgestattete Anlage
DE102007061410A1 (de) * 2007-12-11 2009-06-18 Gebr. Schmid Gmbh & Co. Verfahren und Vorrichtung zum Vereinzeln von Wafern von einem Waferstapel
JP5201481B2 (ja) * 2008-06-19 2013-06-05 株式会社ナガオカ 水処理装置および水処理装置濾材層の洗浄方法
JP5448050B2 (ja) 2009-06-30 2014-03-19 株式会社ナガオカ 水処理装置および水処理装置濾材層の洗浄方法
JP5487486B2 (ja) 2010-04-22 2014-05-07 株式会社ナガオカ 混流ノズル
EP2465825A1 (en) * 2010-12-14 2012-06-20 Biotain AB An arrangement and a method for removing liquid from a sludge
JP5845535B2 (ja) 2011-07-25 2016-01-20 株式会社ナガオカ 水処理装置の上層洗浄装置および水処理装置濾材層の洗浄方法
KR20150036505A (ko) 2012-07-16 2015-04-07 소니텍-보티샌드 테크놀로지즈 아이엔씨. 원액체 흐름에서 미세 미립자들을 여과하기 위한 메디아베드필터 및 그 것을 이용해 미세 미립자들을 여과하기 위한 방법
JP2014046245A (ja) * 2012-08-30 2014-03-17 Nagaoka International Corp 原水中のヒ素を除去する方法
US20150360987A1 (en) * 2013-01-24 2015-12-17 Sonitec-Vortisand Technologies Inc. Reactor with antimicrobial medium for liquid disinfection
US10227240B2 (en) * 2015-10-30 2019-03-12 Edward Beverly Moe Water reclamation system and method
CN105544652B (zh) * 2016-01-11 2017-12-08 荣成市渔业技术推广站 一种养殖、育苗用海水提取装置
CN106082530A (zh) * 2016-06-17 2016-11-09 云南今业生态建设集团有限公司 一种综合处理光伏能源企业生产生活废水处理方法
CN106283096B (zh) * 2016-10-21 2018-11-27 南京鸿发有色金属制造股份有限公司 一种铝型材表面处理酸洗槽
CN106515461B (zh) * 2016-12-29 2023-09-22 中铁二院工程集团有限责任公司 磁悬浮列车集电靴及磁悬浮列车电磁屏蔽方法
CN107117670A (zh) * 2017-06-20 2017-09-01 苏州市玄天环保科技有限公司 一种具有高效搅拌机构的污水处理装置
CN107662990A (zh) * 2017-10-23 2018-02-06 安徽野岭饮料食品有限公司 一种用曝气法‑超滤工艺生产优质矿泉水的方法
JP6591093B1 (ja) * 2018-06-13 2019-10-16 三菱電機株式会社 オゾン水生成装置、水処理装置、オゾン水生成方法、および、洗浄方法
CN110550712B (zh) * 2019-08-27 2022-03-22 济南林源环保工程有限公司 一种污水处理絮凝剂快速混合设备
CN111302520B (zh) * 2020-05-12 2020-08-07 山东腾创世纪建筑设计有限公司 一种污水处理设备
RU204279U1 (ru) * 2020-11-12 2021-05-18 Общество с ограниченной отвественностью "Гидротехсервис" Воздухораспределительное устройство
CN115155347B (zh) * 2022-06-10 2023-11-17 中国石油化工股份有限公司 一种乙烯与氧气混合用的混合器

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2237882A (en) * 1937-12-06 1941-04-08 Gen Filter Co Removing iron from water
GB8527984D0 (en) * 1985-11-13 1985-12-18 Barr & Wray Ltd Swimming pool water treatment
AU1210588A (en) * 1987-02-25 1988-09-01 Farrow Services Ltd. Water treatment apparatus
US5096580A (en) * 1989-09-21 1992-03-17 Hydrosource, Inc. Iron removal system and method
US5096596B1 (en) * 1990-06-27 1995-10-03 Hellenbrand Water Conditioners Process and apparatus fof removal of mineral contaminants from water
US5240598A (en) * 1990-09-18 1993-08-31 Board Of Supervisors Of Louisiana State University And Agricultural And Mechanical College Microbubble generator for the transfer of oxygen to microbial inocula and microbubble generator immobilized cell reactor

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