JP2004066217A - Water treatment apparatus and water treatment method - Google Patents

Water treatment apparatus and water treatment method Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a simple and compact apparatus for oxidizing, flocculating and filtering the suspended matter contained in raw water without using a flocculant. <P>SOLUTION: This water treatment apparatus (1) is provided with a raw water sending pipe (4), a plurality of jet nozzles (5) one end of each of which is communicated with the pipe (4) and each of which has a raw water jetting spout (5a) at the other end for jetting the raw water as a jetted water current, a sand filtration layer (2) arranged below the nozzles (5) while leaving a prescribed space between the surface of the layer (2) and each of the spouts (5a) of the nozzles (5), a filtrate withdrawing port (9) for withdrawing the water filtered by the layer (2) and a mechanism (20) for reciprocating the pipe (4) on the plane parallel to the surface of the layer (2). <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水処理装置および水処理方法に関し、特に水道水原水等の中の粘土質、細菌、藻類その他の懸濁物質を、凝集剤を使用することなく、簡単で小型の装置でエアレーションにより酸化させフロック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】
日本水道協会の水道施設設計指針に定められている水道水の濾過方式に緩速濾過と急速濾過の二方式がある。
【０００３】
緩速濾過は、水道水原水の水質が極めて良く安定している場合に、原水を直接砂濾過層に入れて緩速で砂濾過層を通し、砂層表面と砂層中に増殖した微生物群によって水中の不溶解性物質や溶解性物質を捕捉および酸化分解さっせるものである。この方式は、緩速（４〜５ｍ／ｄ）で濾過速度が遅いため砂濾過層は広い面積が必要であり、また表層の目詰まり砂の削り取りに莫大な作業を要する。また、原水の水質が悪くなると前処理として薬品処理を行なうことによりフロックを発生させ、処理水を沈殿池に送った後に砂濾過層に送ることが義務付けられている。
【０００４】
一方急速濾過は、濾過速度が１２０ｍ〜１５０ｍ／ｄと速く、狭い濾過面積ですむ利点があり、原水の水質が悪い場合でも対応できるが、前処理として硫酸アルミニウム等の凝集剤を注入して原水中の粘土質、細菌類、藻類などの懸濁物質を予め凝集してフロックとし、沈殿池で沈降分離させた後砂濾過層に送ることが義務付けられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
この凝集剤を注入する急速濾過方式の水処理装置においては、比較的に多量の凝集剤を消費するのでその購入コストが大きい。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が必要となる。また、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。
【０００６】
一方砂濾過層の逆流水による洗浄（逆洗）は濾層全体の濾材がむらなく充分に洗浄されることが必要であり、この逆洗の良否が濾過効率に大きく影響する。従来の急速濾過装置においては、逆洗効果を高めるために下部集水装置に複雑で大掛かりな構造が必要であり、逆洗作業に多大の時間を要するために、膨大な量の逆洗汚水が排出されることになり、このためこの逆洗汚水の処理装置が大型になっている。
【０００７】
本発明は、上記従来の薬品注入方式による急速濾過水処理装置の欠点にかんがみなされたものであって、原水中の懸濁物質を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フロック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。
【０００８】
なお、本出願人は、本発明に関連する先行出願として特許文献１にかかる出願を提出している。
【０００９】
【特許文献１】
特開２００２−１２５７６８
【００１０】
【課題を解決するための手段】
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複数本のジェットノズルと、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砂濾過層と、該砂濾過層によって濾過された水を取り出すために該砂濾過層に設けられた濾過水取出し口と、該原水送水管を該砂濾過層の表面と平行な面上に往復動させる機構とを備えることを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、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砂濾過層上の水面に叩きつけられ、空気を水中に巻き込むことによって多数の気泡が発生し、水中および濾過砂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、水中の粘土質、細菌、藻類その他の懸濁物質が酸化されてフロックを形成するかまたは沈殿して砂濾過層を形成する濾過砂の表面で捕捉される。こうして形成されたフロックは濾過砂の表面で捕捉し易くなる。これらのフロックおよびその他の異物が砂濾過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】
したがって、本発明によれば、砂濾過の前処理として薬品処理によるフロック化や凝集沈殿等の工程が不要となる。
【００１３】
酸化物粒子のフロックが濾過砂の表面で捕捉されるため濾過速度は急速濾過と同程度の１２０ｍ〜１５０ｍ／ｄと速く、比較的に狭い濾過面積で充分である。
【００１４】
上記の濾過作用を継続すると、時間が経つにつれて砂濾過層の表面に酸化物のフロックその他の異物が蓄積し、砂濾過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砂濾過層はその濾過機能が減少するが、本発明によれば、原水送水管を砂濾過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、水面を砂濾過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砂濾過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ジェット水流が閉塞した砂濾過層表面に激しく叩きつけられ、これによって砂濾過層の全表面の異物による目詰まりがほぐされ、砂濾過層表面の異物による閉塞状態が除去される。こうして砂濾過層表面の目詰まりを除去した後砂濾過層の下方より上方に向けて濾過水を逆流させ、逆洗汚水を砂濾過層の外部に排出することにより、砂濾過層はその濾過機能を完全に回復する。
【００１５】
本発明の一側面において、上記水処理装置は、該複数本のジェットノズルの各隣接するジェットノズルの間に先端が該砂濾過層の表層中に差し込まれるようして目詰まりほぐし棒が配設されていることを特徴とする。
【００１６】
この構成により、逆洗時において原水送水管を砂濾過層の表面と平行な面上に往復動させることにより、目詰まりほぐし棒が砂濾過層の表層中に差し込まれた状態で往復動するので、砂濾過層表層が目詰まりほぐし棒により耕され、砂濾過層表面の目詰まりをより効果的にほぐすことができる。
【００１７】
本発明の一側面において、水処理装置は、空気送気管と、該空気送気管に一端部が連通し、他端部には空気をジェット流として噴出する空気噴出口を備える複数本のジェットノズルと、表面が該ジェットノズルの空気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砂濾過層と、該砂濾過層に原水を送水する送水管と、該砂濾過層によって濾過された水を取り出すために該砂濾過層に設けられた濾過水取出し口と、該空気送気管を該砂濾過層の表面と平行な面上に往復動させる機構とを備えることを特徴とする。
【００１８】
この構成によれば、砂濾過層に送水された原水中の懸濁物質は、ジェットノズルから噴射されるジェット空気流によって生じるエアレーションによって酸化され、フロック化され、上記ジェット水流を噴射する装置と同様に砂濾過層上に捕捉され、濾過が行われる。逆洗時におけるジェット空気流の作用もジェット水流の作用と同様である。
【００１９】
この装置においても、該複数本のジェットノズルの各隣接するジェットノズルの間に先端が該砂濾過層の表層中に差し込まれるようして目詰まりほぐし棒を配設することができ、砂濾過層表面の目詰まりをより効果的にほぐすことができる。
【００２０】
本発明の一側面においては、原水濾過時にはジェットノズルからジェット水流を噴出させることにより該砂濾過層上の水中および砂濾過層表面においてエアレーションを行ない、該砂濾過層を逆洗浄する時は該ジェットノズルからジェット水流を噴出させながら該原水送水管を往復動させる機構を作動して該ジェット水流により該砂濾過層の表層における目詰まりをほぐすことを特徴とする水処理方法が提供される。
【００２１】
本発明の他の側面においては、濾過水供給停止時に該原水送水管からの原水の供給を停止しするとともに濾過水を該原水送水管に返送して該砂濾過層内を循環させる濾過水循環手段をさらに備えることを特徴とする水処理装置が提供される。
【００２２】
砂濾過層には鉄バクテリアその他の微生物が自然発生的に生息しており、これら微生物の集落が形成されている。これらの微生物は原水中の鉄、マンガン等の不純物を酸化して吸着することにより除去する作用を有する。本発明によれば、エアレーションにより原水中の溶存酸素が大量に増加する結果これらの微生物の活性も増加し除鉄、除マンガン効果が促進されるものと推察される。本発明の上記構成によれば、濾過水が不要で濾過水の供給を停止する期間においても濾過水を原水送水管に返送し砂濾過層中を循環させるとともにエアレーションを継続して行うことにより、濾過水供給停止期間中も砂濾過層中の鉄バクテリアその他の微生物に溶存酸素が充分に供給され、その結果微生物の酸素不足による死滅、減少が防止され、濾過水供給を再開する時に砂濾過層における除鉄、除マンガン効果の減少を防止することができる。
【００２３】
該濾過水循環手段は、該濾過水取出し口と該原水送水管とを連結する濾過水循環用管と、該濾過水循環用管に接続された給水ポンプと、該濾過水循環用管中に設けられ、濾過水供給時には濾過水を供給するとともに該濾過水循環用管への送水を停止し、濾過水供給停止時には濾過水の供給を停止するとともに濾過水を該濾過水循環用管を介して該原水送水管に返送する切替弁と、原水送水経路中に設けられ、濾過水供給時には原水を通過させるとともに該濾過水循環用管からの濾過水の通過を停止し、濾過水供給停止時には原水の通過を停止するとともに該濾過水循環用管からの濾過水を通過させる弁手段とを備えるように構成することができる。
【００２４】
また、該濾過水循環手段は、該濾過水取出し口と別個の濾過水循環用取出し口と、該濾過水循環用取出し口と該原水送水管とを連結する濾過水循環用管と、該濾過水循環用管に接続された給水ポンプと、該濾過水取出し口側の管路に設けられ、濾過水供給時には開弁し、濾過水供給停止時には閉弁する弁と、該原水送水経路中に設けられ、濾過水供給時には原水を通過させるとともに該濾過水循環用管からの濾過水の通過を停止し、濾過水供給停止時には原水の通過を停止するとともに該濾過水循環用管からの濾過水を通過させる弁手段を備えるように構成することもできる。
【００２５】
本発明の他の側面において、水処理装置は、該砂濾過層中に埋設された逆洗管をさらに備え、該逆洗管は、該砂濾過層上部に蓄積した砂濾過層閉塞物を逆洗により除去するために充分な深さであるとともに該逆洗管の下方にできるだけ厚い砂濾過層の部分が存在するような深さに埋設されていることを特徴とする。
【００２６】
この構成により、砂濾過層上部に蓄積した砂濾過層閉塞物は逆洗により洗い流されて除去される一方逆洗管の下方の砂濾過層には逆洗の影響はおよばないので、逆洗管の下方の砂濾過層中に存在する鉄バクテリアその他の微生物の集落は破壊されることがなく、逆洗後に装置の運転を再開した時砂濾過層のこの部分に存在する微生物による除鉄、除マンガン効果が存続維持され、水処理装置全体としての除鉄、除マンガン効果を向上させることができる。
【００２７】
本発明の他の側面においては、原水濾過時にはジェットノズルからジェット水流を噴出させることにより該砂濾過層上の水中および砂濾過層表面においてエアレーションを行ない、該砂濾過層を逆洗浄する時は該ジェットノズルからジェット水流を噴出させながら該原水送水管を往復動させる機構を作動して該ジェット水流および該目詰まりほぐし棒により該砂濾過層の表層における目詰まりをほぐすことを特徴とする水処理方法が提供される。
【００２８】
本発明の他の側面においては、原水濾過時には該送水管から該砂濾過層に原水を送水するとともに、ジェットノズルからジェット空気流を噴出させることにより該砂濾過層上の水中および砂濾過層表面においてエアレーションを行ない、該砂濾過層を逆洗浄する時は該ジェットノズルからジェット空気流を噴出させながら該空気送気管を往復動させる機構を作動して該ジェット空気流により該砂濾過層の表層における目詰まりをほぐすことを特徴とする水処理方法が提供される。
【００２９】
本発明の他の側面においては、原水濾過時には該送水管から該砂濾過層に原水を送水するとともに、空気送気管に接続されたジェットノズルからジェット空気流を噴出させることにより該砂濾過層上の水中および砂濾過層表面においてエアレーションを行ない、該砂濾過層を逆洗浄する時は該ジェットノズルからジェット空気流を噴出させながら該空気送気管を往復動させる機構を作動して該ジェット空気流および該目詰まりほぐし棒により該砂濾過層の表層における目詰まりをほぐすことを特徴とする水処理方法が提供される。
【００３０】
本発明の他の側面においては、原水濾過時にはジェットノズルからジェット水流を噴出させることにより該砂濾過層上の水中および砂濾過層表面においてエアレーションを行ない、該砂濾過層を逆洗浄する時は該ジェットノズルからのジェット水流の噴出を停止した状態で該原水送水管を往復動させる機構を作動して該目詰まりほぐし棒のみにより該砂濾過層の表層における目詰まりをほぐすことを特徴とする水処理方法が提供される。
【００３１】
本発明の他の側面においては、原水濾過時には該送水管から該砂濾過層に原水を送水するとともに、空気送気管からジェット空気流を噴出させることにより該砂濾過層上の水中および砂濾過層表面においてエアレーションを行ない、該砂濾過層を逆洗浄する時は該空気送気管からのジェット空気流の噴出を停止した状態で該空気送気管を往復動させる機構を作動して該目詰まりほぐし棒のみにより該砂濾過層の表層における目詰まりをほぐすことを特徴とする水処理方法が提供される。
【００３２】
本発明のさらに他の側面においては、濾過水供給停止時に該原水送水管からの原水の供給を停止し、濾過水を該原水送水管に返送して該砂濾過層中を循環させるとともにエアレーションを継続して行うことにより濾過水中の溶存酸素濃度を所定のレベルに維持する工程をさらに備えることを特徴とする水処理方法が提供される。
【００３３】
【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。
図１は本発明に係る水処理装置の１実施形態を模式的に示す斜視図で、濾過槽の側壁の一部を取外して示すものであり、図２は同実施形態において濾過時と逆洗時におけるジェットノズルの位置を示す断面図である。
【００３４】
水処理装置１は、主たる構成要素として、砂濾過層２を収容した濾過槽３、原水送水管４、ジェットノズル５および原水送水管往復動機構２０を備える。
【００３５】
濾過槽３に濾過されるべき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、ホース２７を介して、図示しない原水供給源に接続されており、所定の流速で原水送水管４に原水が供給されている。
【００３６】
原水送水管４は砂濾過層２の表面と平行な面上に延長するようにして濾過槽３の上方に該平行な面上において往復動可能に配設されている。図１は逆洗時において原水送水管４が濾過槽３の中央部を往復動中の状態を示す図である。
【００３７】
原水送水管４から垂直に分岐するようにして、複数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。
【００３８】
濾過槽３内において、砂濾過層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。砂濾過層２は濾過砂からなり、ジェットノズル５から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。濾過槽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、急速濾過と同程度の濾過速度すなわち１２０ｍ〜１５０ｍ／ｄが望ましい。
【００３９】
濾過槽３内において、砂濾過層２はその下側に設けられた小粒の支持砂利層６および大粒の支持砂利層７によって支持されており、大粒の支持砂利層７は平行に配列された複数のウエッジワイヤからなる支持砂利受け板８によって支持されている。支持砂利受け板８の下方は濾過水が排出される下部空間１６となっており、この空間１６に面して濾過槽３の側壁には濾過水を取出すための濾過水取出し管９が取付けられている。
【００４０】
濾過槽３内の下部空間１６には砂濾過層２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。
【００４１】
図２に示されるように、濾過時において原水送水管４が位置する濾過槽３の一端部３ｄには、ジェットノズル５の原水噴出口５ｂと砂濾過層２の表面との間に、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内の水面から砂濾過層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。
【００４２】
濾過槽３の両側部３ａ、３ｂには上端縁が砂濾過層上の原水の水面から上に位置するようにして逆洗水排水用樋１８が設けられている。樋１８の一端部１８ａは閉じられており、他端部１８ｂは開口して逆洗汚水を外部に排出するようになっている。
【００４３】
本実施形態においては、原水送水管４を砂濾過層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、原水送水管４の一端部に固定され底部に走行車輪２１を備えた走行箱体２２の走行車輪２１を駆動する電動モータおよび減速機を内装した駆動装置２３と、原水送水管４の他端部に固定され底部に走行車輪２４を備えた走行板２５およびこれら走行車輪２１、２４が係合するようにして濾過槽３のフレーム３ｅに固定された一対のレール２６からなる機構を使用している。駆動装置２３の電動モータを一方向に回転することにより原水送水管４が一方向に走行し、電動モータを逆方向に回転することにより原水送水管４が逆方向に走行する。
【００４４】
原水送水管４の往復動を行うためには図示の機構に限らず、たとえば送りネジを使用する機構、チェーン駆動機構等他の機構を使用してもよい。
【００４５】
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。
原水濾過時には、砂濾過層２の表面上の水の水深を所定の深さ（たとえば約３０ｃｍ）に維持しつつ原水送水管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して原水噴出口５ｂから噴出する。原水のジェット水流は砂濾過層２上の水面に叩きつけられ、多数の気泡が発生して水面および濾過砂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、粘土質、細菌、藻類等の成分が酸化されてフロックを形成するかまたは沈殿して砂濾過層２を形成する濾過砂の表面で捕捉される。これらのフロックおよびその他の異物が砂濾過層２により濾過された濾過水は濾過水取出し管９から外部に取出される。
【００４６】
上記の濾過作用を継続すると、時間が経つにつれて砂濾過層２の表面に酸化物のフロックその他の異物が蓄積し、砂濾過層２の表面はフロックその他の異物で覆われ閉塞し、砂濾過層２の表層に目詰まりが生じて砂濾過層２はその濾過機能が減少する。
【００４７】
この場合は、水面を砂濾過層表面上所定の水準（たとえば砂濾過層表面の１０ｃｍ上程度の水準）に調節した状態で原水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、図２の右端の濾過時の位置から出発して原水送水管４を砂濾過層２の表面と平行な面上に矢印の方向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から噴出するジェット水流が閉塞した砂濾過層２の表面に激しく叩きつけられるので、これによって砂濾過層２の全表面が耕され、砂濾過層表面の異物による目詰まりが除去されて砂濾過層２は本来の濾過機能を回復する。こうして砂濾過層２の表面の目詰まりを除去した後逆洗管１５から逆洗水を板状スクリーンからなる支持砂利受け板８を介して砂濾過層２の下方から上方へ流すことにより、逆洗汚水は逆洗水排水用樋１８から外部へ排出される。
【００４８】
図３は本発明の他の側面であるジェット空気流によりエアレーションを行なう発明の１実施形態を模式的に示す図１と同様の斜視図である。図３の実施形態において図１の実施形態と同一構成要素は同一符号で示し、その説明を省略する。
【００４９】
水処理装置３０は、主たる構成要素として、砂濾過層２を収容した濾過槽３、原水送水管３８、空気送気管３４、ジェットノズル３５および空気送気管往復動機構２０を備える。
【００５０】
濾過槽３に濾過されるべき河川水等の原水を供給する鋼管等からなる原水送水管３８は、図示しない原水供給源に接続されており、所定の流速で原水送水管３８を介して原水が濾過槽３内に供給されている。
【００５１】
空気送気管３４は砂濾過層２の表面と平行な面上に延長するようにして濾過槽３の上方に該平行な面上において往復動可能に配設されている。図３は逆洗時において空気送気管３４が濾過槽３の中央部を往復動中の状態を示す図である。空気送気管３４はホース３９を介してエアコンプレッサ等の圧縮空気源（図示せず）に接続されている。
【００５２】
空気送気管３４から垂直に分岐するようにして、複数本のジェットノズル３５が設けられている。各ジェットノズル３５の上流側の端部３５ａは内部が空気送気管３４に連通するようにして空気送気管３４に嵌め込まれており、下流側の端部には空気をジェット空気流として噴出する空気噴出口３５ｂ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。
【００５３】
この実施形態においては、原水濾過時には原水送水管３８から砂濾過層２に原水を送水するとともに、空気送気管３４に接続されたジェットノズル３５からジェット空気流を噴出させることにより砂濾過層２上の水中および砂濾過層表面においてエアレーションを行ない、砂濾過層２を逆洗浄する時はジェットノズル３５からジェット空気流を噴出させながら空気送気管往復動機構２０を作動してジェット空気流により砂濾過層２の表層における目詰まりをほぐすことができる。
【００５４】
図４は本発明の他の側面において、隣接するジェットノズルの間に目詰まりほぐし用棒を設けた発明の１実施形態を模式的に示す図で、原水送水管が往復動する方向から見て濾過槽の一方の側壁を取り外して示す図である。図４において図１の実施形態と同一構成要素は同一符号で示し、説明を省略する。
【００５５】
この実施形態は、図１に示す原水をジェット水流として噴出することによりエアレーションを行なう実施形態および図２に示す空気をジェット空気流として噴出することによりエアレーションを行なう実施形態の双方に共通する変更実施形態であるので、図４においては図１および図２の構成要素の符号を併記して示す。
【００５６】
この実施形態において、水処理装置４０は、原水送水管４または空気送気管３４の複数本のジェットノズル５または３５の各隣接するジェットノズルの間に配設された目詰まりほぐし用棒４２を備えている。目詰まりほぐし用棒４２は鋼材等の剛性材からなり、その基部４２ａが原水送水管収納筒２８または空気送気管収納筒３７の底壁に溶接等により固定され、その先端部４２ｂは砂濾過層２の表層中に差し込まれている。
【００５７】
この構成により、逆洗時において原水送水管４または空気送気管３４を砂濾過層２の表面と平行な面上に往復動させることにより、目詰まりほぐし棒４２が砂濾過層２の表層中に差し込まれた状態で往復動するので、砂濾過層２の表層が目詰まりほぐし棒４２により耕され、砂濾過層２の表面の目詰まりをより効果的にほぐすことができる。
【００５８】
この実施形態においては、原水濾過時には原水送水管４または空気送気管３４に接続されたジェットノズル５または３５からジェット水流またはジェット空気流を噴出させることにより砂濾過層２上の水中および砂濾過層２の表面においてエアレーションを行ない、砂濾過層２を逆洗浄する時はジェットノズル５または３５からジェット水流またはジェット空気流を噴出させながら原水送水管４または空気送気管３４を往復動させる機構２０を作動してジェット水流またはジェット空気流および目詰まりほぐし棒４２により砂濾過層２の表層における目詰まりをほぐす。
【００５９】
また他の実施の態様としては、原水濾過時にはジェットノズル５または３５からジェット水流またはジェット空気流を噴出させることにより砂濾過層２上の水中および砂濾過層２の表面においてエアレーションを行ない、砂濾過層２を逆洗浄する時は原水供給管４または空気送気管３４からのジェット水流またはジェット空気流の噴出を停止した状態で原水送水管４または空気送気管３４を往復動させる機構２０を作動して目詰まりほぐし棒４２のみにより砂濾過層２の表層における目詰まりをほぐす。
【００６０】
図５は本発明の他の実施形態を示す図１と同様の斜視図、図６は同実施形態の図２と同様の断面図である。この実施形態において、図１の実施形態と同一構成要素は同一符号で示し詳細な説明を省略する。
【００６１】
図５の実施形態においては、１本または複数本の逆洗管４８は濾材層２内の所定の深さに埋設されている。逆洗管４８の埋設深さは、砂濾過層２の上部に蓄積した砂濾過層閉塞物を逆洗により除去するために充分な深さであるとともに逆洗管７２の下方にできるだけ厚い砂濾過層２の部分が存在するような深さに設定される。この深さは、砂濾過層閉塞物の種類および量、砂濾過層を形成する砂の粒径、逆洗水の流速、一定期間中の逆洗の回数等の諸要素を勘案して決定する。
【００６２】
砂濾過層２には、砂濾過層２の使用期間が長くなるにつれて鉄バクテリアその他の微生物の集落が自然に形成され、この微生物の集落は砂濾過層２の表面層だけでなく、砂濾過層２の中央部から下方部にかけても形成され、表面層ほどではないにしてもかなりの除鉄、除マンガン作用を行うことが実験の結果判明した。すなわち微生物による除鉄、除マンガン作用は砂濾過層の全深さ位置において行われることが判明したのである。したがって、逆洗管４８を砂濾過層２中のこのような深さ位置に埋設することにより、砂濾過層２の上部に蓄積した砂濾過層閉塞物は逆洗により洗い流されて除去される一方逆洗管の下方の砂濾過層２には逆洗の影響はおよばないので、砂濾過層２の下方の砂濾過層中に存在する鉄バクテリアその他の微生物の集落は破壊されることがなく、逆洗後に装置の運転を再開した時砂濾過層２のこの部分に存在する微生物による除鉄、除マンガン効果が存続維持され、水処理装置全体としての除鉄、除マンガン効果を向上させることができる。
【００６３】
この実施形態にかかる水処理装置は、濾過水が不要な期間すなわち濾過水供給停止時に原水送水管４からの原水の供給を停止しするとともに濾過水を原水送水管４に返送して砂濾過層２内を循環させる濾過水循環手段５０をさらに備える。
【００６４】
濾過水循環手段５０は、濾過水取出し管９と原水送水管４に連結されたホース２７とを連結するホース等の可撓性の管からなる濾過水循環用管５２と、濾過水循環用管５２に接続された給水ポンプ５８と、濾過水循環用管５２と濾過水取出し管９の連結部に設けられ、濾過水供給時には濾過水を供給するとともに濾過水循環用管５２への送水を停止し、濾過水供給停止時には濾過水の供給を停止するとともに濾過水を濾過水循環用管５２を介して原水送水管４側に返送する切替弁５４と、ホース２７と濾過水循環用管５２の連結部に設けられ、濾過水供給時には原水を通過させるとともに濾過水循環用管５２からの濾過水の通過を停止し、濾過水供給停止時には原水の通過を停止するとともに濾過水循環用管５２からの濾過水を通過させる弁手段である切替弁５６とを備えている。
【００６５】
濾過水供給停止時には、切替弁５６は原水の原水送水管４への通過を停止し濾過水循環用管５２からの濾過水の通過を許容するように切り替えられる一方切替弁５４は濾過水の供給を停止し濾過水の濾過水循環用管５２への通過を許容するように切り替えられ、給水ポンプ５８を作動することにより濾過水は濾過水取出し管９から濾過水循環用管５２を介して原水送水管４に返送され、ジェットノズル５を介してエアレーションが行われた後濾材層２に落下する。したがって、濾過水が不要で濾過水の供給を停止する期間においても濾過水を原水送水管４に返送し砂濾過層２中を循環させるとともにエアレーションを継続して行うことにより、濾過水供給停止期間中も砂濾過層２中の鉄バクテリアその他の微生物に溶存酸素が充分に供給され、その結果装置の運転停止に基づく微生物の酸素不足による死滅、減少が防止され、濾過水供給を再開する時に砂濾過層２における除鉄、除マンガン効果の減少を防止することができる。
【００６６】
図７は濾過水循環手段の変更例を示す図５と同様の斜視図である。この変更例において、濾過水循環手段６０は、濾過水取出し管９と別個の濾過水循環用取出し口６１と、濾過水循環用取出し口６１とホース２７とを連結するホース等の可撓性材料からなる濾過水循環用管６２と、濾過水循環用管６２に接続された給水ポンプ６８と、濾過水取出し管９に設けられ、濾過水供給時には開弁し、濾過水供給停止時には閉弁する弁６４と、ホース２７と濾過水循環用管６２との連結部に設けられ、濾過水供給時には原水を通過させるとともに濾過水循環用管６２からの濾過水の通過を停止し、濾過水供給停止時には原水の通過を停止するとともに濾過水循環用管６２からの濾過水を通過させる弁手段である切替弁６６を備える。
【００６７】
この他濾過水循環手段としては種々の変更例が考えられる。
【００６８】
上記各実施形態においては、砂濾過層を収納した濾過槽３を備えた水処理装置が提供されているが、本発明はこれに限らず、砂濾過層が濾過池に収容されている浄水場等にも適用することができる。
【００６９】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、ジェット水流またはジェット空気流がジェットノズルからその下方に配置された砂濾過層上の水面に叩きつけられ、空気を水中に巻き込むことによって多数の気泡が発生し、水中および濾過砂表面においてエアレーションが起こることにより、水中の粘土質、細菌、藻類その他の懸濁物質が酸化されてフロックを形成するかまたは沈殿して砂濾過層を形成する濾過砂の表面で捕捉される。したがって、本発明によれば、砂濾過の前処理として薬品処理によるフロック化や凝集沈殿等の工程が不要となる。
【００７０】
酸化物粒子のフロックが濾過砂の表面で捕捉されるため濾過速度は急速濾過と同程度の１２０ｍ〜１５０ｍ／ｄと速く、比較的に狭い濾過面積で充分である。
【００７１】
また上記の濾過作用を継続すると、時間が経つにつれて砂濾過層の表面に酸化物のフロックその他の異物が蓄積し、砂濾過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砂濾過層はその濾過機能が減少するが、本発明によれば、原水送水管または空気送気管を砂濾過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、この機構を作動させ原水送水管または空気送気管を砂濾過層の表面と平行な面上に往復動させることにより、ジェットノズルから噴出するジェット水流またはジェット空気流が閉塞した砂濾過層表面に激しく叩きつけられ、これによって砂濾過層の全表面の異物による目詰まりほぐされ、砂濾過層表面の異物による閉塞状態が除去される。こうして砂濾過層表面の目詰まりを除去した後砂濾過層の下方より上方に向けて濾過水を逆流させ、逆洗汚水を砂濾過層の外部に排出することにより、砂濾過層はその濾過機能を完全に回復する。
【００７２】
また本発明の一側面において、上記水処理装置は、複数本のジェットノズルの各隣接するジェットノズルの間に先端が砂濾過層の表層中に差し込まれるようして目詰まりほぐし棒が配設されているので、逆洗時において原水送水管または空気送気管を砂濾過層の表面と平行な面上に往復動させることにより、目詰まりほぐし棒が砂濾過層の表層中に指し込まれた状態で往復動することにより、砂濾過層表層が目詰まりほぐし棒により耕され、砂濾過層表面の目詰まりをより効果的にほぐすことができる。
【００７３】
本発明の他の側面においては、濾過水供給停止時に該原水送水管からの原水の供給を停止しするとともに濾過水を該原水送水管に返送して該砂濾過層内を循環させる濾過水循環手段をさらに備えることにより、濾過水が不要で濾過水の供給を停止する期間においても濾過水を原水送水管に返送し砂濾過層中を循環させるとともにエアレーションを継続して行うことにより、濾過水供給停止期間中も砂濾過層中の鉄バクテリアその他の微生物に溶存酸素が充分に供給され、その結果微生物の酸素不足による死滅、減少が防止され、濾過水供給を再開する時に砂濾過層における除鉄、除マンガン効果の減少を防止することができる。
【００７４】
本発明の他の側面において、水処理装置は、該砂濾過層中に埋設された逆洗管をさらに備え、該逆洗管は、該砂濾過層上部に蓄積した砂濾過層閉塞物を逆洗により除去するために充分な深さであるとともに該逆洗管の下方にできるだけ厚い砂濾過層の部分が存在するような深さに埋設されていることにより、砂濾過層上部に蓄積した砂濾過層閉塞物は逆洗により洗い流されて除去される一方逆洗管の下方の砂濾過層には逆洗の影響はおよばないので、逆洗管の下方の砂濾過層中に存在する鉄バクテリアその他の微生物の集落は破壊されることがなく、逆洗後に装置の運転を再開した時砂濾過層のこの部分に存在する微生物による除鉄、除マンガン効果が存続維持され、水処理装置全体としての除鉄、除マンガン効果を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の水処理装置の１実施形態を模式的に示す斜視図である。
【図２】同実施形態の濾過時と逆洗時のジェットノズルの位置を示す断面図である。
【図３】本発明の水処理装置の他の実施形態を模式的に示す斜視図である。
【図４】本発明の水処理装置の他の実施形態を示す側面図である。
【図５】本発明の水処理装置の他の実施形態を示す斜視図である。
【図６】同実施形態の濾過時と逆洗時のジェットノズルの位置を示す断面図である。
【図７】同実施形態の変更例を示す斜視図である。
【符号の説明】
２　砂濾過層
３　濾過槽
４　原水送水管
５、３５　ジェットノズル
２０　原水送水管往復動機構
４２　目詰まりほぐし用棒[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a water treatment apparatus and a water treatment method, and in particular, clays, bacteria, algae and other suspended substances in tap water raw water or the like can be aerated by a simple and small apparatus without using a flocculant. The present invention relates to a water treatment apparatus that can be treated by oxidizing and flocking.
[0002]
[Prior art]
There are two types of tap water filtration methods specified in the Japan Water Works Association water supply facility design guidelines: slow filtration and rapid filtration.
[0003]
In slow filtration, when the quality of tap water raw water is extremely good and stable, raw water is directly put into the sand filtration layer and slowly passed through the sand filtration layer, and the surface water of the sand layer and the microorganisms that have multiplied in the sand layer are used in the water. To trap and oxidatively decompose insoluble and soluble substances. In this method, the sand filtration layer requires a large area because the filtration speed is slow at a low speed (4 to 5 m / d), and an enormous amount of work is required to remove the clogged sand on the surface layer. Further, when the quality of raw water deteriorates, floc is generated by performing a chemical treatment as a pretreatment, and it is required to send the treated water to a sand filtration layer after sending the treated water to a sedimentation basin.
[0004]
On the other hand, rapid filtration has the advantages of a high filtration speed of 120 m to 150 m / d and a small filtration area, and can cope even when the quality of raw water is poor. It is required that suspended substances such as clayey substances, bacteria, and algae in water are flocculated in advance to form flocs, settled and separated in a sedimentation basin, and then sent to a sand filtration layer.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In a rapid filtration type water treatment apparatus in which the flocculant is injected, a relatively large amount of the flocculant is consumed, so that the purchase cost is large. Further, the water treatment apparatus by this chemical injection system is composed of an aeration tank, a coagulation tank, a sedimentation tank, a sand filtration tower, and a chemical tank, and the system is complicated, and the entire apparatus is large-scale and requires a large installation space. . The filtered sand used in this chemical injection type water treatment equipment must be replaced from time to time due to clogging due to the accumulation of impurities.In this case, the sand contains chemicals and must be treated as industrial waste. In addition, there are inconveniences such as the abandoned places being restricted.
[0006]
On the other hand, the washing (backwashing) of the sand filtration layer with backflow water requires that the filter medium of the entire filtration layer be sufficiently washed evenly, and the quality of the backwashing greatly affects the filtration efficiency. In the conventional rapid filtration device, a complicated and large-scale structure is necessary for the lower water collecting device in order to enhance the backwashing effect, and a large amount of backwashing wastewater is required because a large amount of time is required for the backwashing operation. As a result, the backwash sewage treatment apparatus becomes large.
[0007]
The present invention has been made in view of the drawbacks of the above-mentioned conventional rapid filtration water treatment apparatus using a chemical injection method, and uses a simple and small-sized apparatus for suspending substances in raw water without using a chemical such as a flocculant. It is an object of the present invention to provide a water treatment apparatus that can be treated by oxidizing and flocculating with water.
[0008]
The applicant has filed an application according to Patent Document 1 as a prior application relating to the present invention.
[0009]
[Patent Document 1]
JP-A-2002-125768
[0010]
[Means for Solving the Problems]
A water treatment apparatus of the present invention that achieves the above object has a plurality of jets each having a raw water supply pipe, one end of which communicates with the raw water supply pipe, and a raw water jet that jets raw water as a jet stream at the other end. A nozzle, a sand filtration layer whose surface is located below the jet nozzle at a predetermined distance from the raw water jet of the jet nozzle, and the sand filtration layer for removing water filtered by the sand filtration layer. And a mechanism for reciprocating the raw water supply pipe on a plane parallel to the surface of the sand filtration layer.
[0011]
According to the present invention, the jet water stream is slammed from the raw water jet port of the jet nozzle onto the water surface on the sand filtration layer disposed therebelow, and the air is entrained in the water, whereby a number of bubbles are generated, and the water and the water are filtered. Intense aeration occurs on the sand surface. Due to this aeration, clay, bacteria, algae and other suspended substances in the water are oxidized to form flocs or to be trapped on the surface of the filter sand which precipitates to form a sand filter layer. The flocs thus formed are more likely to be trapped on the surface of the filter sand. The filtered water from which these flocs and other foreign substances have been filtered by the sand filtration layer is taken out from the filtered water outlet.
[0012]
Therefore, according to the present invention, as a pretreatment for sand filtration, steps such as flocking and coagulation and sedimentation by chemical treatment are not required.
[0013]
Since the flocs of the oxide particles are captured on the surface of the filter sand, the filtration speed is as high as 120 m to 150 m / d, which is almost the same as that of rapid filtration, and a relatively narrow filtration area is sufficient.
[0014]
If the above-mentioned filtering action is continued, oxide flocs and other foreign substances accumulate on the surface of the sand filtration layer over time, and the sand filtration layer is covered with the flocs and other foreign substances, so that the sand filtration layer is closed. Although the filtration function is reduced, according to the present invention, since a mechanism for reciprocating the raw water supply pipe on a plane parallel to the surface of the sand filtration layer is provided, the water surface is slightly above the surface of the sand filtration layer. By operating this mechanism in the condition adjusted to the above, the raw water feed pipe is reciprocated on a plane parallel to the surface of the sand filtration layer, so that the jet water flow jetting from the raw water jet of the jet nozzle closes the sand filtration layer surface Violently smashing, thereby loosening the clogging of the entire surface of the sand filtration layer with foreign matter, and removing the clogged state of the surface of the sand filtration layer with foreign matter. After removing the clogging of the surface of the sand filtration layer in this way, the filtered water flows back downward from above the sand filtration layer and discharges the backwashed sewage to the outside of the sand filtration layer. To completely recover.
[0015]
In one aspect of the present invention, in the water treatment apparatus, a clogging loosening bar is provided between each adjacent one of the plurality of jet nozzles such that a tip is inserted into a surface layer of the sand filtration layer. It is characterized by having been done.
[0016]
With this configuration, at the time of backwashing, the raw water feed pipe is reciprocated on a plane parallel to the surface of the sand filtration layer, so that the clogging loosening rod reciprocates in a state of being inserted into the surface layer of the sand filtration layer. In addition, the surface layer of the sand filtration layer is plowed by a clogging loosening rod, so that clogging on the surface of the sand filtration layer can be more effectively loosened.
[0017]
In one aspect of the present invention, a water treatment device includes an air supply pipe, and a plurality of jet nozzles each having an air ejection port having one end communicating with the air supply pipe and the other end ejecting air as a jet stream. A sand filtration layer having a surface disposed below the jet nozzle at a predetermined interval from the air nozzle of the jet nozzle, a water pipe for feeding raw water to the sand filtration layer, and a sand filtration layer. A filter water outlet provided in the sand filter layer for removing filtered water, and a mechanism for reciprocating the air supply pipe on a plane parallel to the surface of the sand filter layer, I do.
[0018]
According to this configuration, the suspended matter in the raw water sent to the sand filtration layer is oxidized by the aeration generated by the jet air flow jetted from the jet nozzle, is flocculated, and is similar to the device that jets the jet water flow. Is trapped on the sand filtration layer and filtration is performed. The action of the jet air flow during backwashing is the same as the action of the jet water flow.
[0019]
Also in this apparatus, a clogging loosening rod can be disposed such that the tip is inserted into the surface layer of the sand filtration layer between the adjacent jet nozzles of the plurality of jet nozzles. Surface clogging can be more effectively released.
[0020]
In one aspect of the present invention, when filtering raw water, jet water is jetted from a jet nozzle to perform aeration on water on the sand filtration layer and on the surface of the sand filtration layer. A water treatment method is provided in which a mechanism for reciprocating the raw water water supply pipe while jetting a jet water stream from a nozzle is operated to loosen clogging in a surface layer of the sand filtration layer by the jet water stream.
[0021]
In another aspect of the present invention, a filtered water circulating means for stopping supply of raw water from the raw water pipe when the supply of filtered water is stopped and returning filtered water to the raw water pipe to circulate through the sand filtration layer. The water treatment apparatus is further provided with:
[0022]
Iron filtration bacteria and other microorganisms inhabit spontaneously in the sand filtration layer, and colonies of these microorganisms are formed. These microorganisms have the effect of removing impurities such as iron and manganese in raw water by oxidizing and adsorbing them. According to the present invention, it is presumed that the dissolved oxygen in the raw water increases in a large amount by aeration, so that the activity of these microorganisms also increases, and the iron-removing and manganese-removing effects are promoted. According to the above configuration of the present invention, even during a period in which filtration water is unnecessary and supply of the filtration water is stopped, the filtration water is returned to the raw water supply pipe and circulated through the sand filtration layer and aeration is continuously performed, Dissolved oxygen is sufficiently supplied to the iron bacteria and other microorganisms in the sand filtration layer even during the period when the supply of filtered water is stopped, so that the microorganisms are prevented from being killed or reduced due to lack of oxygen, and the sand filtration layer is restarted when the supply of filtered water is resumed. , The reduction of the iron removal and manganese removal effects can be prevented.
[0023]
The filtered water circulation means includes a filtered water circulation pipe connecting the filtered water outlet and the raw water water supply pipe, a feedwater pump connected to the filtered water circulation pipe, and a filtration water circulation pipe provided in the filtered water circulation pipe. At the time of water supply, supply the filtered water and stop the water supply to the filtered water circulation pipe.When the supply of the filtered water is stopped, the supply of the filtered water is stopped and the filtered water is supplied to the raw water supply pipe via the filtered water circulation pipe. A switching valve for returning, and provided in the raw water supply path, passes the raw water when supplying the filtered water and stops the passage of the filtered water from the filtered water circulation pipe, and stops the passage of the raw water when the supply of the filtered water is stopped. Valve means for passing the filtered water from the filtered water circulation pipe.
[0024]
The filtered water circulating means includes a filtered water circulating outlet separate from the filtered water outlet, a filtered water circulating pipe connecting the filtered water circulating outlet with the raw water feed pipe, and a filtered water circulating pipe. A water supply pump connected thereto, a valve provided in the pipeline on the filtered water outlet side, and a valve which opens when supplying the filtered water and closes when the supply of the filtered water is stopped, and which is provided in the raw water supply passage, A valve means is provided for passing raw water during supply and stopping the passage of filtered water from the filtered water circulation pipe, and for stopping supply of filtered water, stopping the passage of raw water and passing filtered water from the filtered water circulation pipe. It can also be configured as follows.
[0025]
In another aspect of the present invention, the water treatment apparatus further includes a backwash tube embedded in the sand filtration layer, the backwash tube reverses the sand filtration layer blockage accumulated on the sand filtration layer. It is characterized by being buried at a depth sufficient to remove by washing and at such a depth that there is a portion of the sand filter layer as thick as possible below the backwash tube.
[0026]
With this configuration, the sand filter layer blockage accumulated on the upper part of the sand filter layer is washed away and removed by backwashing, while the sand filter layer below the backwash tube is not affected by the backwash. The colonies of iron bacteria and other microorganisms present in the sand filter layer below the sand filter layer are not destroyed, and when the equipment is restarted after backwashing, iron removal and removal by the microorganisms present in this part of the sand filter layer are performed. The manganese effect is maintained and the iron removal and manganese removal effects of the entire water treatment apparatus can be improved.
[0027]
In another aspect of the present invention, when filtering raw water, jet water is jetted from a jet nozzle to perform aeration on water on the sand filtration layer and on the surface of the sand filtration layer. Water treatment characterized by operating a mechanism for reciprocating the raw water pipe while jetting a jet water stream from a jet nozzle to loosen clogging on the surface layer of the sand filtration layer with the jet water stream and the clogging loosening rod. A method is provided.
[0028]
In another aspect of the present invention, during filtration of raw water, the raw water is supplied from the water pipe to the sand filtration layer, and a jet air stream is jetted from a jet nozzle, whereby the water on the sand filtration layer and the surface of the sand filtration layer are separated. When the sand filtration layer is back-washed, a mechanism for reciprocating the air supply pipe while jetting a jet air flow from the jet nozzle is operated to perform the surface layer of the sand filtration layer by the jet air flow. The present invention provides a water treatment method characterized by relieving clogging in the above.
[0029]
In another aspect of the present invention, at the time of raw water filtration, raw water is supplied from the water supply pipe to the sand filtration layer, and a jet air flow is jetted from a jet nozzle connected to an air supply pipe, whereby the sand filtration layer is provided. Aeration is performed on the water and the surface of the sand filtration layer, and when the sand filtration layer is back-washed, a mechanism for reciprocating the air supply pipe while ejecting the jet air flow from the jet nozzle is operated to operate the jet air flow. And a water treatment method characterized in that clogging in the surface layer of the sand filtration layer is loosened by the clogging loosening rod.
[0030]
In another aspect of the present invention, when filtering raw water, jet water is jetted from a jet nozzle to perform aeration on water on the sand filtration layer and on the surface of the sand filtration layer. A water characterized in that the mechanism for reciprocating the raw water pipe is operated in a state in which jet water jetting from the jet nozzle is stopped, and clogging in the surface layer of the sand filtration layer is loosened only by the clogging loosening rod. A processing method is provided.
[0031]
According to another aspect of the present invention, during raw water filtration, raw water is supplied from the water supply pipe to the sand filtration layer, and a jet air stream is jetted from an air supply pipe, whereby the water and the sand filtration layer on the sand filtration layer are discharged. When aeration is performed on the surface and the sand filtration layer is backwashed, a mechanism for reciprocating the air supply pipe with the jet air flow from the air supply pipe stopped being stopped is operated to release the clogging rod. A water treatment method characterized by loosening clogging in the surface layer of the sand filtration layer by only the method.
[0032]
In still another aspect of the present invention, when supply of filtered water is stopped, supply of raw water from the raw water pipe is stopped, and filtered water is returned to the raw water pipe to circulate through the sand filtration layer and aeration is performed. There is provided a water treatment method further comprising a step of maintaining the concentration of dissolved oxygen in filtered water at a predetermined level by performing the treatment continuously.
[0033]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a perspective view schematically showing one embodiment of a water treatment apparatus according to the present invention, in which a part of a side wall of a filtration tank is removed and shown. FIG. FIG. 4 is a cross-sectional view showing the position of the jet nozzle at the time.
[0034]
The water treatment apparatus 1 includes, as main components, a filtration tank 3 containing a sand filtration layer 2, a raw water water supply pipe 4, a jet nozzle 5, and a raw water water supply pipe reciprocating mechanism 20.
[0035]
A raw water supply pipe 4 composed of a steel pipe or the like for supplying raw water such as river water to be filtered to the filtration tank 3 is connected to a raw water supply source (not shown) via a hose 27, and is supplied at a predetermined flow rate. 4 is supplied with raw water.
[0036]
The raw water supply pipe 4 is disposed above the filtration tank 3 so as to be able to reciprocate on the plane parallel to the surface of the sand filtration layer 2 so as to extend on the plane. FIG. 1 is a diagram showing a state in which the raw water supply pipe 4 is reciprocating in the center of the filtration tank 3 during backwashing.
[0037]
A plurality of jet nozzles 5 are provided to branch off from the raw water supply pipe 4 vertically. An upstream end 5a of each jet nozzle 5 is fitted into the raw water transmission pipe 4 such that the inside communicates with the raw water transmission pipe 4, and a raw water jet that jets the raw water as a jet water stream is provided at the downstream end. An outlet 5b is formed. The inner diameter of the jet nozzle 5 is preferably, for example, about 3 to 6 mm.
[0038]
In the filtration tank 3, the surface of the sand filtration layer 2 is disposed below the jet nozzle 5 with a predetermined distance (for example, about 35 cm) from the raw water jet port 5 b of the jet nozzle 5. The sand filtration layer 2 is made of filtered sand, and has a function of filtering raw water by capturing oxide flocs and other foreign substances in raw water supplied as a jet stream from the jet nozzle 5. The flow rate of water in the filtration tank 3, that is, the filtration speed, varies depending on the degree of filtration of the target foreign matter (the allowable concentration of the foreign matter in the filtered water) and the like, but the same filtration rate as rapid filtration, that is, 120 to 150 m / d is desirable. .
[0039]
In the filter tank 3, the sand filtration layer 2 is supported by a small-sized support gravel layer 6 and a large-size support gravel layer 7 provided thereunder. The large-size support gravel layer 7 includes a plurality of parallelly arranged gravel layers 7. Is supported by a support gravel receiving plate 8 made of wedge wire. Below the supporting gravel receiving plate 8 is a lower space 16 from which filtered water is discharged, and a filtered water take-out pipe 9 for taking out filtered water is attached to the side wall of the filtration tank 3 facing this space 16. ing.
[0040]
A backwash pipe 15 for backwashing the sand filtration layer 2 is disposed in a lower space 16 in the filtration tank 3. The backwash pipe 15 has a large number of backwash water jets 15a opening upward. The backwash pipe 15 is connected to a backwash water supply source (not shown).
[0041]
As shown in FIG. 2, at the end 3 d of the filtration tank 3 where the raw water supply pipe 4 is located at the time of filtration, the raw water is supplied between the raw water jet port 5 b of the jet nozzle 5 and the surface of the sand filtration layer 2. A baffle plate 13 made of a steel plate or the like is provided in parallel with the water pipe 4 and directly below the raw water jet port 5b of each jet nozzle 5. Both ends in the longitudinal direction of the baffle plate 13 are fixed to the inside of the opposed side walls 3a, 3b of the filtration tank 3 by means such as welding. As an example, assuming that the water depth from the water surface in the filtration tank 3 to the surface of the sand filtration layer 2 is 30 cm and the distance from the raw water jet 5b of the jet nozzle 5 to the water surface is 5 cm, the depth of the baffle plate 13 from the water surface is About 5 cm (the distance from the raw water jet 5b is about 10 cm) is preferable.
[0042]
On both sides 3a and 3b of the filtration tank 3, a backwash water drain gutter 18 is provided such that the upper end edge is located above the surface of the raw water on the sand filtration layer. One end 18a of the gutter 18 is closed, and the other end 18b is opened to discharge backwash wastewater to the outside.
[0043]
In this embodiment, a raw water transmission pipe reciprocating mechanism 20 for reciprocating the raw water transmission pipe 4 on a plane parallel to the surface of the sand filtration layer 2 is fixed to one end of the raw water transmission pipe 4 and running wheels 21 are provided at the bottom. A driving device 23 having an electric motor and a reduction gear therein for driving the traveling wheels 21 of the traveling box 22 provided with the traveling plate 22; a traveling plate 25 fixed to the other end of the raw water pipe 4 and having traveling wheels 24 at the bottom; A mechanism including a pair of rails 26 fixed to the frame 3e of the filtration tank 3 so that the traveling wheels 21 and 24 are engaged with each other is used. By rotating the electric motor of the driving device 23 in one direction, the raw water transmission pipe 4 travels in one direction, and by rotating the electric motor in the opposite direction, the raw water transmission pipe 4 travels in the opposite direction.
[0044]
The reciprocating motion of the raw water supply pipe 4 is not limited to the illustrated mechanism, and other mechanisms such as a mechanism using a feed screw and a chain drive mechanism may be used.
[0045]
Next, the operation of the water treatment apparatus according to this embodiment will be described.
During raw water filtration, the raw water is supplied to the jet nozzle 5 through the raw water feed pipe 4 while maintaining the water depth on the surface of the sand filtration layer 2 at a predetermined depth (for example, about 30 cm), and the water in the jet nozzle 5 is supplied. Is set to, for example, 1.5 to 3 liters / minute, the raw water is jetted from the raw water jet port 5b as a jet water stream. The jet stream of raw water is struck against the water surface on the sand filtration layer 2, and a number of bubbles are generated, causing intense aeration on the water surface and the surface of the filtered sand. The baffle 13 promotes this aeration. Due to this aeration, components such as clay, bacteria, algae and the like are oxidized to form flocs, or are trapped on the surface of the filtered sand forming the sand filtration layer 2. The filtered water from which these flocs and other foreign matter have been filtered by the sand filter layer 2 is taken out through a filtered water take-out pipe 9.
[0046]
If the above filtering action is continued, oxide flocs and other foreign substances accumulate on the surface of the sand filtration layer 2 over time, and the surface of the sand filtration layer 2 is covered and blocked by the floc and other foreign substances, and the sand filtration layer is blocked. The surface filtration layer 2 is clogged, and the filtration function of the sand filtration layer 2 is reduced.
[0047]
In this case, the raw water feed pipe reciprocating mechanism 20 is operated while supplying the raw water with the water surface adjusted to a predetermined level above the surface of the sand filtration layer (for example, a level approximately 10 cm above the surface of the sand filtration layer), and Starting from the position at the right end of filtration 2 at the time of filtration, the raw water supply pipe 4 is reciprocated in a direction indicated by an arrow on a plane parallel to the surface of the sand filtration layer 2, so that the raw water is discharged from the raw water discharge port 5 b of the jet nozzle 5. The jet water stream is violently beaten against the surface of the clogged sand filtration layer 2, thereby cultivating the entire surface of the sand filtration layer 2, removing clogging due to foreign matter on the surface of the sand filtration layer, and removing the sand filtration layer 2 from its original state. Restore filtration function. After the clogging of the surface of the sand filtration layer 2 is removed in this way, the backwash water is passed from the backwash pipe 15 through the support gravel receiving plate 8 formed of a plate-like screen from below to above the sand filtration layer 2 so that the backwash water is reversed. Wash water is discharged to the outside from the backwash water drainage gutter 18.
[0048]
FIG. 3 is a perspective view similar to FIG. 1 schematically showing one embodiment of the invention in which aeration is performed by a jet air flow, which is another aspect of the present invention. In the embodiment of FIG. 3, the same components as those of the embodiment of FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
[0049]
The water treatment device 30 includes, as main components, a filtration tank 3 containing the sand filtration layer 2, a raw water water supply pipe 38, an air supply pipe 34, a jet nozzle 35, and an air supply pipe reciprocating mechanism 20.
[0050]
A raw water supply pipe 38 composed of a steel pipe or the like that supplies raw water such as river water to be filtered to the filtration tank 3 is connected to a raw water supply source (not shown), and the raw water is supplied through the raw water supply pipe 38 at a predetermined flow rate. It is supplied into the filtration tank 3.
[0051]
The air supply pipe 34 is disposed above the filtration tank 3 so as to be reciprocable on the plane parallel to the surface of the sand filtration layer 2 so as to extend on the plane. FIG. 3 is a view showing a state in which the air supply pipe 34 is reciprocating in the center of the filtration tank 3 during backwashing. The air supply pipe 34 is connected via a hose 39 to a compressed air source (not shown) such as an air compressor.
[0052]
A plurality of jet nozzles 35 are provided so as to branch vertically from the air supply pipe 34. The upstream end 35a of each jet nozzle 35 is fitted into the air supply pipe 34 such that the inside thereof communicates with the air supply pipe 34, and the air that jets air as a jet air flow is provided at the downstream end. An ejection port 35b is formed. The inner diameter of the jet nozzle 5 is preferably, for example, about 3 to 6 mm.
[0053]
In this embodiment, at the time of filtering the raw water, the raw water is supplied from the raw water supply pipe 38 to the sand filtration layer 2, and the jet airflow is jetted from the jet nozzle 35 connected to the air supply pipe 34, so that the raw water is supplied onto the sand filtration layer 2. When the sand filtration layer 2 is back-washed by performing aeration on the water and the surface of the sand filtration layer, the air filtration pipe reciprocating mechanism 20 is operated while the jet air flow is jetted from the jet nozzle 35 to perform sand filtration by the jet air flow. The clogging in the surface layer of the layer 2 can be released.
[0054]
FIG. 4 is a view schematically showing an embodiment of the invention in which a clogging loosening bar is provided between adjacent jet nozzles according to another aspect of the present invention, as viewed from the direction in which the raw water water pipe reciprocates. It is a figure which removes and shows one side wall of a filtration tank. 4, the same components as those of the embodiment of FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the description will be omitted.
[0055]
This embodiment is a modified embodiment common to both the embodiment in which aeration is performed by ejecting raw water as a jet stream shown in FIG. 1 and the embodiment in which aeration is performed by ejecting air as a jet stream shown in FIG. In FIG. 4, the reference numerals of the components shown in FIGS. 1 and 2 are shown together.
[0056]
In this embodiment, the water treatment apparatus 40 includes a rod 42 for clogging and loosening disposed between each adjacent one of the plurality of jet nozzles 5 or 35 of the raw water water supply pipe 4 or the air supply pipe 34. ing. The clog loosening rod 42 is made of a rigid material such as steel, and its base 42a is fixed to the bottom wall of the raw water water pipe storage tube 28 or the air supply pipe storage tube 37 by welding or the like, and its tip 42b is a sand filtration layer. 2 is inserted in the surface layer.
[0057]
With this configuration, during backwashing, the raw water supply pipe 4 or the air supply pipe 34 is reciprocated on a plane parallel to the surface of the sand filtration layer 2, so that the clogging loosening rod 42 is placed in the surface of the sand filtration layer 2. Since it reciprocates in the inserted state, the surface layer of the sand filtration layer 2 is plowed by the clogging loosening rod 42, so that clogging of the surface of the sand filtration layer 2 can be more effectively loosened.
[0058]
In this embodiment, at the time of raw water filtration, a jet water flow or a jet air flow is jetted from the jet nozzle 5 or 35 connected to the raw water supply pipe 4 or the air supply pipe 34, so that the underwater and sand filtration layers on the sand filtration layer 2 are formed. When the aeration is performed on the surface of the substrate 2 and the sand filtration layer 2 is backwashed, a mechanism 20 for reciprocating the raw water supply pipe 4 or the air supply pipe 34 while jetting a jet water stream or a jet air stream from the jet nozzle 5 or 35 is provided. In operation, the clogging in the surface layer of the sand filtration layer 2 is released by the jet water stream or jet air flow and the clogging release rod 42.
[0059]
In another embodiment, during raw water filtration, jet water or jet air flow is jetted from the jet nozzle 5 or 35 to aerate the water on the sand filtration layer 2 and the surface of the sand filtration layer 2 to perform sand filtration. When the layer 2 is backwashed, the mechanism 20 for reciprocating the raw water supply pipe 4 or the air supply pipe 34 while the jet water flow or jet air flow from the raw water supply pipe 4 or the air supply pipe 34 is stopped is activated. The clogging on the surface layer of the sand filtration layer 2 is loosened only by the clogging loosening rod 42.
[0060]
FIG. 5 is a perspective view similar to FIG. 1 showing another embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a sectional view similar to FIG. 2 of the same embodiment. In this embodiment, the same components as those in the embodiment of FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description is omitted.
[0061]
In the embodiment of FIG. 5, one or a plurality of backwash tubes 48 are embedded at a predetermined depth in the filter medium layer 2. The burial depth of the backwash pipe 48 is sufficient to remove the sand filter layer blockage accumulated on the upper part of the sand filter layer 2 by backwashing, and is as thick as possible below the backwash pipe 72 for sand filtration. The depth is set so that the portion of the layer 2 exists. This depth is determined in consideration of various factors such as the type and amount of the sand filter layer blockage, the particle size of the sand forming the sand filter layer, the flow rate of the backwash water, and the number of backwashes during a certain period. .
[0062]
As the sand filter layer 2 is used for a longer period of time, colonies of iron bacteria and other microorganisms are naturally formed on the sand filter layer 2, and the colonies of these microorganisms are formed not only on the surface layer of the sand filter layer 2 but also on the sand filter layer. As a result of an experiment, it was found that the steel was formed even from the center to the lower part of No. 2 and that the iron removal and the manganese removal were performed considerably, if not as much as the surface layer. In other words, it has been found that iron removal and manganese removal by microorganisms are performed at the entire depth of the sand filtration layer. Therefore, by burying the backwash pipe 48 at such a depth position in the sand filtration layer 2, the sand filtration layer blockage accumulated on the upper part of the sand filtration layer 2 is washed away and removed by the backwash. Since the backwashing does not affect the sand filter layer 2 below the backwash tube, the colonies of iron bacteria and other microorganisms existing in the sand filter layer below the sand filter layer 2 are not destroyed, When the operation of the apparatus is resumed after the backwash, the iron removal and manganese removal effects of the microorganisms present in this part of the sand filtration layer 2 are maintained and the iron removal and manganese removal effects of the entire water treatment apparatus can be improved. it can.
[0063]
The water treatment apparatus according to this embodiment stops supply of raw water from the raw water feed pipe 4 during a period when filtered water is unnecessary, that is, when the supply of filtered water is stopped, and returns the filtered water to the raw water feed pipe 4 so that the sand filtration layer The apparatus further includes a filtered water circulating means 50 for circulating the inside of the filter 2.
[0064]
The filtered water circulation means 50 is connected to a filtered water circulation pipe 52 composed of a flexible pipe such as a hose connecting the filtered water discharge pipe 9 and the hose 27 connected to the raw water supply pipe 4, and to the filtered water circulation pipe 52. Provided at the connection between the supplied water supply pump 58, the filtered water circulation pipe 52 and the filtered water discharge pipe 9, and supplies the filtered water and stops the supply of the filtered water to the filtered water circulation pipe 52 when supplying the filtered water. At the time of the stop, the switching valve 54 for stopping the supply of the filtered water and returning the filtered water to the raw water supply pipe 4 side through the filtered water circulation pipe 52, and a connecting portion between the hose 27 and the filtered water circulation pipe 52 are provided. A valve that allows the passage of raw water and stops the passage of filtered water from the filtered water circulation pipe 52 during water supply, and stops the passage of raw water and stops the passage of filtered water from the filtered water circulation pipe 52 when the supply of filtered water is stopped. And a switching valve 56 is stepped.
[0065]
When the supply of the filtered water is stopped, the switching valve 56 is switched to stop the passage of the raw water to the raw water supply pipe 4 and to allow the passage of the filtered water from the filtered water circulation pipe 52, while the switching valve 54 switches the supply of the filtered water. The filtered water is switched to stop to allow the filtered water to pass through the filtered water circulation pipe 52, and by operating the water supply pump 58, the filtered water is supplied from the filtered water discharge pipe 9 via the filtered water circulation pipe 52 to the raw water supply pipe 4. , And after being aerated through the jet nozzle 5, falls into the filter medium layer 2. Therefore, even during a period in which filtered water is unnecessary and the supply of filtered water is stopped, the filtered water is returned to the raw water supply pipe 4, circulated in the sand filtration layer 2, and aeration is continuously performed, so that the filtered water supply is stopped. Dissolved oxygen is sufficiently supplied to the iron bacteria and other microorganisms in the sand filtration layer 2 during the operation, and as a result, the microorganisms are prevented from being killed or reduced due to the lack of oxygen due to the shutdown of the device, and the sand is re-supplied when the supply of filtered water is resumed. It is possible to prevent a reduction in iron removal and manganese removal effects in the filtration layer 2.
[0066]
FIG. 7 is a perspective view similar to FIG. 5 showing a modified example of the filtered water circulation means. In this modification, the filtered water circulating means 60 is provided with a filtered water circulating outlet 61 separate from the filtered water outlet pipe 9, and a filter made of a flexible material such as a hose connecting the filtered water circulating outlet 61 and the hose 27. A water circulation pipe 62, a water supply pump 68 connected to the filtered water circulation pipe 62, and a filtered water take-out pipe 9; a valve 64 that opens when filtered water is supplied and closes when filtered water supply is stopped; 27 is provided at a connection portion between the filtered water circulation pipe 62 and the filtered water circulation pipe 62. When the filtered water is supplied, the raw water is allowed to pass, and the filtration water from the filtered water circulation pipe 62 is stopped. In addition, a switching valve 66 as valve means for passing filtered water from the filtered water circulation pipe 62 is provided.
[0067]
In addition, various modifications can be considered as the filtered water circulation means.
[0068]
In each of the above embodiments, the water treatment apparatus provided with the filtration tank 3 containing the sand filtration layer is provided, but the present invention is not limited to this, and the water treatment plant in which the sand filtration layer is contained in the filtration pond is provided. And so on.
[0069]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a jet water stream or a jet air stream is slammed from a jet nozzle onto a surface of a sand filter layer disposed below the jet nozzle, and a large number of bubbles are generated by entraining air into the water. The surface of the filter sand where the clay, bacteria, algae and other suspended substances in the water are oxidized to form flocs or settle to form a sand filter layer due to the aeration of the water and the filter sand surface. Is captured by Therefore, according to the present invention, as a pretreatment for sand filtration, steps such as flocking and coagulation and sedimentation by chemical treatment are not required.
[0070]
Since the flocs of the oxide particles are captured on the surface of the filter sand, the filtration speed is as high as 120 m to 150 m / d, which is almost the same as that of rapid filtration, and a relatively narrow filtration area is sufficient.
[0071]
When the above-mentioned filtering action is continued, oxide flocs and other foreign substances accumulate on the surface of the sand filtration layer over time, and the sand filtration layer surface is covered and blocked by the flocs and other foreign substances. Although the filtration function is reduced, according to the present invention, a mechanism is provided for reciprocating the raw water supply pipe or the air supply pipe on a plane parallel to the surface of the sand filtration layer. By reciprocating the water pipe or the air supply pipe on a plane parallel to the surface of the sand filtration layer, the jet water stream or jet air stream ejected from the jet nozzle is violently beaten against the obstructed sand filtration layer surface. The clogging of the sand filtration layer surface due to foreign matter is removed by clogging with foreign matter on the entire surface of the layer. After removing the clogging of the surface of the sand filtration layer in this way, the filtered water flows back downward from above the sand filtration layer and discharges the backwashed sewage to the outside of the sand filtration layer. To completely recover.
[0072]
In one aspect of the present invention, in the water treatment apparatus, a clogging loosening bar is provided between each adjacent one of the plurality of jet nozzles such that a tip is inserted into a surface layer of a sand filtration layer. As the raw water supply pipe or air supply pipe is reciprocated on a plane parallel to the surface of the sand filtration layer during backwashing, the clogging loosening rod is inserted into the surface of the sand filtration layer. , The surface layer of the sand filtration layer is plowed by the clogging loosening rod, and the clogging on the surface of the sand filtration layer can be more effectively loosened.
[0073]
In another aspect of the present invention, a filtered water circulating means for stopping supply of raw water from the raw water pipe when the supply of filtered water is stopped and returning filtered water to the raw water pipe to circulate through the sand filtration layer. By further providing the filtered water, even during the period in which the filtered water is unnecessary and the supply of the filtered water is stopped, the filtered water is returned to the raw water supply pipe and circulated through the sand filtration layer and the aeration is continuously performed, thereby supplying the filtered water. Dissolved oxygen is sufficiently supplied to the iron bacteria and other microorganisms in the sand filtration layer even during the suspension period, so that the microorganisms are prevented from being killed or reduced due to lack of oxygen, and iron is removed from the sand filtration layer when the filtration water supply is resumed. In addition, the reduction of the manganese removing effect can be prevented.
[0074]
In another aspect of the present invention, the water treatment apparatus further includes a backwash tube embedded in the sand filtration layer, the backwash tube reverses the sand filtration layer blockage accumulated on the sand filtration layer. The sand accumulated at the upper part of the sand filtration layer is buried at a depth sufficient to remove by washing and at a depth below the backwash pipe so that a part of the sand filtration layer as thick as possible exists. The filter layer blockage is washed away by the backwash, and the sand filter layer below the backwash tube is not affected by the backwash. Therefore, the iron bacteria present in the sand filter layer below the backwash tube are removed. Other microbial communities are not destroyed, and when the operation of the device is resumed after backwashing, the effects of iron removal and manganese removal by microorganisms present in this part of the sand filtration layer are maintained and the water treatment device as a whole Can improve the iron removal and manganese removal effects
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view schematically showing one embodiment of a water treatment apparatus of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the position of a jet nozzle during filtration and backwashing of the embodiment.
FIG. 3 is a perspective view schematically showing another embodiment of the water treatment apparatus of the present invention.
FIG. 4 is a side view showing another embodiment of the water treatment apparatus of the present invention.
FIG. 5 is a perspective view showing another embodiment of the water treatment apparatus of the present invention.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing the position of the jet nozzle at the time of filtration and at the time of backwashing of the embodiment.
FIG. 7 is a perspective view showing a modification of the embodiment.
[Explanation of symbols]
2 Sand filtration layer
3 Filtration tank
4 Raw water transmission pipe
5, 35 jet nozzle
20 Raw water transmission pipe reciprocating mechanism
42 Sticks for clogging

Claims (15)

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複数本のジェットノズルと、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砂濾過層と、該砂濾過層によって濾過された水を取り出すために該砂濾過層に設けられた濾過水取出し口と、該原水送水管を該砂濾過層の表面と平行な面上に往復動させる機構とを備えることを特徴とする水処理装置。A raw water supply pipe, a plurality of jet nozzles each having one end communicating with the raw water supply pipe, and a raw water discharge port for discharging raw water as a jet water flow at the other end, and a raw water discharge port of the jet nozzle having a surface thereof. A sand filtration layer disposed below the jet nozzle at a predetermined interval; a filtered water outlet provided in the sand filtration layer for removing water filtered by the sand filtration layer; A mechanism for reciprocating a water pipe on a plane parallel to the surface of the sand filtration layer. 該複数本のジェットノズルの各隣接するジェットノズルの間に先端が該砂濾過層の表層中に差し込まれるようして目詰まりほぐし棒が配設されていることを特徴とする請求項１記載の水処理装置。2. A clogging loosening bar is provided between the adjacent jet nozzles of the plurality of jet nozzles such that a tip is inserted into a surface layer of the sand filtration layer. Water treatment equipment. 空気送気管と、該空気送気管に一端部が連通し、他端部には空気をジェット流として噴出する空気噴出口を備える複数本のジェットノズルと、表面が該ジェットノズルの空気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砂濾過層と、該砂濾過層に原水を送水する送水管と、該砂濾過層によって濾過された水を取り出すために該砂濾過層に設けられた濾過水取出し口と、該空気送気管を該砂濾過層の表面と平行な面上に往復動させる機構とを備えることを特徴とする水処理装置。An air supply pipe, a plurality of jet nozzles having one end communicating with the air supply pipe, and an air discharge port for discharging air as a jet stream at the other end, and a surface having an air discharge port of the jet nozzle. A sand filtration layer disposed below the jet nozzle at a predetermined interval; a water pipe for supplying raw water to the sand filtration layer; and a sand filtration layer for taking out water filtered by the sand filtration layer. And a mechanism for reciprocating the air supply pipe on a plane parallel to the surface of the sand filtration layer. 該複数本のジェットノズルの各隣接するジェットノズルの間に先端が該砂濾過層の表層中に差し込まれるようして目詰まりほぐし棒が配設されていることを特徴とする請求項３記載の水処理装置。The clogging loosening bar is provided between the adjacent jet nozzles of the plurality of jet nozzles such that a tip is inserted into a surface layer of the sand filtration layer. Water treatment equipment. 濾過水供給停止時に該原水送水管からの原水の供給を停止しするとともに濾過水を該原水送水管に返送して該砂濾過層内を循環させる濾過水循環手段をさらに備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の水処理装置。The apparatus further comprises a filtered water circulating means for stopping the supply of the raw water from the raw water feed pipe when the supply of the filtered water is stopped and returning the filtered water to the raw water feed pipe to circulate through the sand filtration layer. Item 5. The water treatment device according to any one of Items 1 to 4. 該濾過水循環手段は、
該濾過水取出し口と該原水送水管とを連結する濾過水循環用管と、
該濾過水循環用管に接続された給水ポンプと、
該濾過水循環用管中に設けられ、濾過水供給時には濾過水を供給するとともに該濾過水循環用管への送水を停止し、濾過水供給停止時には濾過水の供給を停止するとともに濾過水を該濾過水循環用管を介して該原水送水管に返送する切替弁と、
原水送水経路中に設けられ、濾過水供給時には原水を通過させるとともに該濾過水循環用管からの濾過水の通過を停止し、濾過水供給停止時には原水の通過を停止するとともに該濾過水循環用管からの濾過水を通過させる弁手段とを備えることを特徴とする請求項５記載の水処理装置。The filtered water circulation means,
A filtered water circulation pipe connecting the filtered water outlet and the raw water feed pipe,
A water supply pump connected to the filtered water circulation pipe,
The filtration water circulation pipe is provided in the filtration water circulation pipe, supplying the filtration water when supplying the filtration water, stopping the supply of the filtration water to the filtration water circulation pipe, stopping the filtration water supply when the filtration water supply is stopped, and filtering the filtration water. A switching valve for returning to the raw water pipe through a water circulation pipe,
It is provided in the raw water supply path, passes raw water when supplying filtered water, and stops passing of filtered water from the filtered water circulating pipe.When stopped supplying filtered water, stops passing of raw water and feeds the filtered water from the filtered water circulating pipe. The water treatment apparatus according to claim 5, further comprising a valve means for allowing the filtered water to pass therethrough. 該濾過水循環手段は、
該濾過水取出し口と別個の濾過水循環用取出し口と、
該濾過水循環用取出し口と該原水送水管とを連結する濾過水循環用管と、
該濾過水循環用管に接続された給水ポンプと、
該濾過水取出し口側の管路に設けられ、濾過水供給時には開弁し、濾過水供給停止時には閉弁する弁と、
原水送水経路中に設けられ、濾過水供給時には原水を通過させるとともに該濾過水循環用管からの濾過水の通過を停止し、濾過水供給停止時には原水の通過を停止するとともに該濾過水循環用管からの濾過水を通過させる弁手段を備えることを特徴とする請求項５記載の水処理装置。The filtered water circulation means,
A filtered water circulation outlet separate from the filtered water outlet,
A filtered water circulation pipe connecting the filtered water circulation outlet and the raw water water supply pipe,
A water supply pump connected to the filtered water circulation pipe,
A valve that is provided in the pipeline on the filtered water outlet side and that opens when filtering water is supplied and closes when filtering water is stopped;
It is provided in the raw water supply path, passes raw water when supplying filtered water, and stops passing of filtered water from the filtered water circulating pipe.When stopped supplying filtered water, stops passing of raw water and feeds the filtered water from the filtered water circulating pipe. The water treatment apparatus according to claim 5, further comprising a valve means for passing the filtered water. 該砂濾過層中に埋設された逆洗管をさらに備え、該逆洗管は、該砂濾過層上部に蓄積した砂濾過層閉塞物を逆洗により除去するために充分な深さであるとともに該逆洗管の下方にできるだけ厚い砂濾過層の部分が存在するような深さに埋設されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の水処理装置。A backwash tube buried in the sand filter layer, the backwash tube having a depth sufficient to remove the sand filter layer blockage accumulated on the sand filter layer by backwash; The water treatment device according to any one of claims 1 to 7, wherein the water treatment device is buried at a depth such that a portion of a sand filtration layer as thick as possible exists below the backwash tube. 原水濾過時には該ジェットノズルからジェット水流を噴出させることにより該砂濾過層上の水中および砂濾過層表面においてエアレーションを行ない、該砂濾過層を逆洗浄する時は該ジェットノズルからジェット水流を噴出させながら該原水送水管を往復動させる機構を作動して該ジェット水流により該砂濾過層の表層における目詰まりをほぐすことを特徴とする請求項１記載の水処理装置による水処理方法。When filtering raw water, jet water is jetted from the jet nozzle to perform aeration in the water on the sand filtration layer and on the surface of the sand filtration layer, and when back-rinsing the sand filtration layer, jet water is jetted from the jet nozzle. The water treatment method according to claim 1, wherein the mechanism for reciprocating the raw water supply pipe is operated while the clogging on the surface of the sand filtration layer is loosened by the jet water flow. 原水濾過時には該ジェットノズルからジェット水流を噴出させることにより該砂濾過層上の水中および砂濾過層表面においてエアレーションを行ない、該砂濾過層を逆洗浄する時は該ジェットノズルからジェット水流を噴出させながら該原水送水管を往復動させる機構を作動して該ジェット水流および該目詰まりほぐし棒により該砂濾過層の表層における目詰まりをほぐすことを特徴とする請求項２記載の水処理装置による水処理方法。When filtering raw water, jet water is jetted from the jet nozzle to perform aeration in the water on the sand filtration layer and on the surface of the sand filtration layer, and when back-rinsing the sand filtration layer, jet water is jetted from the jet nozzle. 3. The water treatment apparatus according to claim 2, wherein a mechanism for reciprocating the raw water supply pipe is operated while the clogging in the surface layer of the sand filtration layer is released by the jet water flow and the clogging release rod. Processing method. 原水濾過時には該送水管から該砂濾過層に原水を送水するとともに、空気送気管からジェット空気流を噴出させることにより該砂濾過層上の水中および砂濾過層表面においてエアレーションを行ない、該砂濾過層を逆洗浄する時は該空気送気管からジェット空気流を噴出させながら該空気送気管を往復動させる機構を作動して該ジェット空気流により該砂濾過層の表層における目詰まりをほぐすことを特徴とする請求項３記載の水処理装置による水処理方法。At the time of raw water filtration, raw water is supplied from the water pipe to the sand filtration layer, and a jet air flow is jetted from an air supply pipe to perform aeration in water on the sand filtration layer and on the surface of the sand filtration layer. When the bed is back-washed, a mechanism for reciprocating the air supply pipe while jetting a jet air flow from the air supply pipe is operated to release clogging in the surface layer of the sand filtration layer by the jet air flow. A water treatment method using the water treatment apparatus according to claim 3. 原水濾過時には該送水管から該砂濾過層に原水を送水するとともに、空気送気管からジェット空気流を噴出させることにより該砂濾過層上の水中および砂濾過層表面においてエアレーションを行ない、該砂濾過層を逆洗浄する時は該空気送気管からジェット空気流を噴出させながら該空気送気管を往復動させる機構を作動して該ジェット空気流および該目詰まりほぐし棒により該砂濾過層の表層における目詰まりをほぐすことを特徴とする請求項４記載の水処理装置による水処理方法。At the time of raw water filtration, raw water is supplied from the water pipe to the sand filtration layer, and a jet air flow is jetted from an air supply pipe to perform aeration in water on the sand filtration layer and on the surface of the sand filtration layer. When the bed is back-washed, a mechanism for reciprocating the air supply pipe while ejecting a jet air flow from the air supply pipe is operated, and the jet air flow and the clogging loosening rod act on the surface of the sand filtration layer. The water treatment method according to claim 4, wherein clogging is released. 原水濾過時には該ジェットノズルからジェット水流を噴出させることにより該砂濾過層上の水中および砂濾過層表面においてエアレーションを行ない、該砂濾過層を逆洗浄する時は該ジェットノズルからのジェット水流の噴出を停止した状態で該原水送水管を往復動させる機構を作動して該目詰まりほぐし棒のみにより該砂濾過層の表層における目詰まりをほぐすことを特徴とする請求項２記載の水処理装置による水処理方法。When filtering raw water, jet water is jetted from the jet nozzle to aerate the water on the sand filter layer and on the surface of the sand filter layer, and when back-washing the sand filter layer, jet water jet from the jet nozzle 3. The water treatment apparatus according to claim 2, wherein a mechanism for reciprocating the raw water supply pipe is operated in a state in which the clogging on the surface layer of the sand filtration layer is released only by the clogging release rod. Water treatment method. 原水濾過時には該送水管から該砂濾過層に原水を送水するとともに、空気送気管からジェット空気流を噴出させることにより該砂濾過層上の水中および砂濾過層表面においてエアレーションを行ない、該砂濾過層を逆洗浄する時は該空気送気管からのジェット空気流の噴出を停止した状態で該空気送気管を往復動させる機構を作動して該目詰まりほぐし棒のみにより該砂濾過層の表層における目詰まりをほぐすことを特徴とする請求項４記載の水処理装置による水処理方法。At the time of raw water filtration, raw water is supplied from the water pipe to the sand filtration layer, and a jet air flow is jetted from an air supply pipe to perform aeration in water on the sand filtration layer and on the surface of the sand filtration layer. When the bed is back-washed, the mechanism for reciprocating the air supply pipe while the jet air flow from the air supply pipe is stopped is activated to operate the surface of the sand filtration layer only with the clogging loosening rod. The water treatment method according to claim 4, wherein clogging is released. 濾過水供給停止時に該原水送水管からの原水の供給を停止し、濾過水を該原水送水管に返送して該砂濾過層中を循環させるとともにエアレーションを継続して行うことにより濾過水中の溶存酸素濃度を所定のレベルに維持する工程をさらに備えることを特徴とする請求項９〜１４のいずれかに記載の水処理方法。When the supply of filtered water is stopped, the supply of raw water from the raw water pipe is stopped, the filtered water is returned to the raw water pipe, circulated through the sand filtration layer, and aeration is continued to dissolve the filtered water. The method according to any one of claims 9 to 14, further comprising a step of maintaining the oxygen concentration at a predetermined level.
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