JP2005169171A - 地下水の処理方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

【課題】温室栽培の灌水用としての良質な水を、簡易な方法で多量に、安価に得られるようにした地下水の処理方法及びその装置を提供すること。
【解決手段】汲み上げた地下水に薬剤を供給混和し、その下向流の途中にて、原水中の水酸化第２鉄等の不純物を凝集フロック化し、処理槽内底部のスラッジブランケットゾーンＳで濃縮して沈殿除去した後、その上澄水を処理槽内で上向流として除マンガンろ材層１０を通過させて原水中のマンガンを除去する。
【選択図】図１

Description

本発明は、地下水の処理方法及びその装置に関し、特に、地下水を温室栽培用などの農業用水として使用できる良質な水を、安価な方法で、多量に得られるようにした地下水の処理方法及びその装置に関するものである。

従来、鮮度が高く、付加価値の高い農作物を生産するために温室で栽培する方法が汎用されており、この温室栽培の際、灌水用としての水は良質なものが要求されるため、一般には水道水が汎用されている。しかし、この水道水は農業用としての利用が意図されていないため、水量を確保する点で困難を来す場合があり、さらには水道水を農業用として使用するには高価であるから、これが必然的に農作物の価格を上昇させるものとなっている。

このような状況から、最近では温室栽培の灌水用として使用する多量の水を、地下水に求めるようになってきている。しかし、この地下水には、鉄、マンガン等の重金属が含有されており、この鉄、マンガン等を含有した地下水を直接使用することで農産物の生育に支障を来したり、さらには該水に液体肥料を溶解する際、溶解が適正に行い難いという問題があった。
そこで、地下水から鉄、マンガン等の重金属を個別的に除去する地下水の処理方法及びその装置が提案されている。

ところで、従来の地下水の処理装置は、構造が複雑で大型化するため、装置そのものが高価となり、これがため零細農家では採用が難しく、また地下水から除去した鉄、マンガン等の処理については考慮されていないため、未濃縮の状態で除去されるので、その後処理が困難であるという問題があった。

本発明は、上記従来の地下水の処理装置の有する問題点に鑑み、温室栽培の灌水用としての良質な水を、簡易な方法で多量に、安価に得られるようにした地下水の処理方法及びその装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の地下水の処理方法は、汲み上げた地下水に薬剤を供給混和し、その下向流の途中にて、原水中の水酸化第２鉄等の不純物を凝集フロック化し、処理槽内底部のスラッジブランケットゾーンで濃縮して沈殿除去した後、その上澄水を処理槽内で上向流として除マンガンろ材層を通過させて原水中のマンガンを除去するようにしたことを特徴とする。

この場合において、スラッジブランケットゾーンと除マンガンろ材層との間に配設した逆洗可能な多孔円盤バルブにて上向流を均等に分散して除マンガンろ材層へ導入するようにすることができる。

また、本発明の地下水の処理方法を実施するための本発明の地下水の処理装置は、地下水に薬剤を供給混和して下向流とし、原水中の水酸化第２鉄等の不純物を凝集フロック化するようにした下降管と、この下降管に近設し、内部を原水が上向流にて流通するようにした処理槽とからなり、該処理槽を、下部に前記凝集フロックを濃縮沈殿除去するようにしたスラッジブランケットゾーンを、上部に除マンガンろ材層を配設したことを特徴とする。

この場合において、除マンガンろ材層のろ材として、珪砂よりも比重の大きな物質を基材とし、該基材に二酸化マンガンコーティング処理を施したものを用いることができる。

また、この場合において、処理槽内にスラッジブランケットゾーンと除マンガンろ材層とを分離するようにし、かつその通水量を調整可能とした多孔円盤バルブを配設することができる。

また、この場合において、多孔円盤バルブに逆洗浄機能を付与することができる。

また、この場合において、除マンガンろ材層の上部に粒状活性炭層を配設することができる。

また、この場合において、除マンガンろ材層の上部に砒素吸着剤層を配設することができる。

また、この場合において、下降管の前段に、地下水に対してオゾンガス及び過酸化水素水を供給するオゾン散気塔を配設することができる。

本発明の地下水の処理方法によれば、汲み上げた地下水に薬剤を供給混和し、その下向流の途中にて、原水中の水酸化第２鉄等の不純物を凝集フロック化し、処理槽内底部のスラッジブランケットゾーンで濃縮して沈殿除去した後、その上澄水を処理槽内で上向流として除マンガンろ材層を通過させて原水中のマンガンを除去するようにしているから、簡易な方法で、多量の地下水から鉄、マンガンなどの金属類を除去することができるので、安価に、安全に農業用水、特に温室栽培の灌水用としての良質な水を提供することができる。

また、スラッジブランケットゾーンと除マンガンろ材層との間に配設した逆洗可能な多孔円盤バルブにて上向流を均等に分散して除マンガンろ材層へ導入するようにすることにより、除マンガンろ材層でのマンガン除去が均等に、確実に行うことができる。

また、本発明の地下水の処理装置によれば、地下水に薬剤を供給混和して下向流とし、原水中の水酸化第２鉄等の不純物を凝集フロック化するようにした下降管と、この下降管に近設し、内部を原水が上向流にて流通するようにした処理槽とからなり、該処理槽を、下部に前記凝集フロックを濃縮沈殿除去するようにしたスラッジブランケットゾーンを、上部に除マンガンろ材層を配設しているから、原水中の水酸化第２鉄等の不純物、特に鉄分を主とした凝集フロック化が促進されるとともに、自然に降下して確実に処理槽内のスラッジブランケットゾーンへ導入することができ、凝集フロックの濃縮が行われて排出汚泥容積を減少させることができるので、汚泥の処理を簡易となり、また鉄と、マンガンとの除去同一の処理槽内で連続して行われるので、それぞれの除去効率を向上させることができるとともに、装置をコンパクト化できる。

また、除マンガンろ材層のろ材として、珪砂よりも比重の大きな物質、すなわち、比重２．５５〜２．６６程度の珪砂よりも比重の大きな物質を基材とし、該基材に二酸化マンガンコーティング処理を施したものを用いることにより、上向流式としても除マンガンろ材層が安定なため、除マンガンを効果的に行うことができる。また、上向流式のため、部分的に下部のスラッジブランケットゾーンから流出したフロック断片がある場合でも、下向流式と比較して、より多くのフロック断片を捕捉するための空隙量があり、これにより、ろ材層の損失水頭の上昇が起こりにくく、ろ材層の洗浄間隔を長くすることができる。また、上向流式とすることによって、除マンガンろ材層より密度の小さい、例えば、活性炭や砒素除去ろ材を除マンガンろ材層上に設けることができ、より広範囲の物質の除去が可能となる。

また、処理槽内にスラッジブランケットゾーンと除マンガンろ材層とを分離するようにし、かつその通水量を調整可能とした多孔円盤バルブを配設することにより、スラッジブランケットゾーンからの上向流となる通水量を調整し、偏流が最小限となるようにして除マンガンろ材層へ供給することから、鉄、マンガンの除去を促進することができ、また除マンガンろ材層の洗浄も容易に行うことができる。

また、多孔円盤バルブに逆洗浄機能を付与することにより、除マンガンろ材層の洗浄が容易に行うことができる。

また、除マンガンろ材層の上部に粒状活性炭層を配設することにより、原水中の塩素をも除去できるので、残留塩素濃度を低くした農業用水を得ることができる。

また、除マンガンろ材層の上部に砒素吸着剤層を配設することにより、原水中に砒素が含まれる場合でも砒素を吸着除去し、安全な農業用水を得ることができる。

また、この場合において、下降管の前段に、地下水に対してオゾンガス及び過酸化水素水を供給するオゾン散気塔を配設することにより、地下水中にＮＨ_４ ^＋−Ｎが多量に存在しても、Ｆｅ^２＋、Ｍｎ^２＋の酸化が、確実かつ円滑に進行するようにすることができ、これにより、ＦｅとＭｎの酸化による共沈を利用できるものとなる。

以下、本発明の地下水の処理方法及びその装置の実施の形態を、図１〜図３に示す図面に基づいて説明する。

図１に、本発明の地下水の処理方法及びその装置の第１実施例を示す。
この地下水の処理方法は、ポンプ等にて井戸等から汲み上げた地下水の原水に、該原水に溶融している鉄、マンガンなどを化学的に除去し易いよう、予め薬品、特に限定されるものではないが、例えば塩素剤や凝集剤を添加し、これを混和して原水中の水酸化第２鉄等の不純物を凝集フロック化して処理槽内へ供給するようにし、該処理槽内底部でこの凝集フロックを濃縮するようにして沈殿除去した後、その上澄水を上向流として除マンガンろ材層内を流通させてマンガンを除去するようにし、これにより処理槽内で地下水中の鉄分とマンガンとを多段式にて除去するようにしている。

この地下水中に薬剤を供給混和させ、その下向流中に地下水中の水酸化第２鉄等の不純物を凝集フロック化するようにした下降管４は、筒形で、垂直又は垂直に近い状態にして、望ましくは処理槽５に近設して配置し、該下降管４には、上部に薬品混和槽３を、中間部にスタティックミキサー４１をそれぞれ配設し、下部をＬ字形に屈曲して開口した接続口４ａを処理槽５の下部側面所定の位置に接続するようにする。
また、薬品混和槽３は、図示の実施例ではポンプ（図示省略）から地下水の原水を下部位置から供給するようにした原水流入管１を配設した脱泡槽２と仕切板２ａを介して隣接し、脱泡槽２から仕切板２ａを越流した原水を薬品混和槽３へ流入するように構成しているが、これは特に限定されるものではなく、１つの槽を仕切板２ａにて２室に分け、その１室を脱泡槽２、他の室を薬品混和槽３とすることもできる。
原水流入管１の上部に脱泡槽２を配設することで、原水流入管１から脱泡槽２内へ流入した地下水の原水に含まれる気泡が、その浮力を利用して自然に除去されるようになり、これにより薬品混和槽３内にて添加供給する原水中のマンガン、鉄等を除去するための薬品の作用がより効果的に働くようにすることができる。
薬品混和槽３には、薬品供給管、特に限定されるものではないが、例えば塩素剤供給管３１、凝集剤供給管３２を配設し、それぞれ適量の塩素剤や凝集剤を添加供給するようにしている。

下降管４の途中に配設されるスタティックミキサー４１は、薬品混和槽３内にて井戸の原水に添加若しくは供給された塩素剤や凝集剤が原水とともに下向する際、原水とより均一に混和され、かつフロックが形成されやすいよう配設するもので、これは特に限定されるものではなく、スタティックミキサー４１のほかに、例えば図１に示すように、管内に複数の迂流板を千鳥状に配設して構成する迂流板群、その他の構成とすることもできる。

処理槽５は、その下部位置に下降管４内を流下する間に凝固したフロックを沈殿させ、原水中の鉄分を除去するようにしたスラッジブランケットゾーンＳと、上部にマンガンを除去するようにした除マンガンろ材層１０を形成するようにし、上下２段階にて原水中の不純物をそれぞれ個別的に除去するように構成している。
このスラッジブランケットゾーンＳと除マンガンろ材層１０との間に２つの仕切を形成し、この下段側の仕切は処理槽５内を上下の室に仕切るよう水平に配設する仕切板６と、この仕切板６に対し、旋回又は揺動可能にして通水量を調整可能とした多孔円盤バルブ７を配設して構成し、また上段側の仕切は、下段側仕切と同様に処理槽５内を上下の室に仕切るよう水平に配設するろ材支持板８と、このろ材支持板８の上に配設する細目ストレーナ又は支持砂利層９とより構成し、このろ材支持板８上に粒状の除マンガンろ材を敷き詰めて除マンガンろ材層１０を形成する。そして、この下段側の仕切板６と上段側のろ材支持板８との間には所定の間隔をあけるようにし、必要に応じてこの上下仕切の間隔内で、かつ仕切板６と多孔円盤バルブ７との双方の洗浄水通水孔７１（仕切板６の洗浄水通水孔は符号省略）が互いに一致した位置の上方位置に洗浄水分散板１２を配設する。

多孔円盤バルブ７は、図３に示すように、仕切板６とほぼ同じ径を有する円盤形とし、中心を軸７３にて枢着して仕切板６に対して旋回できるように駆動装置７４を配設する。
この駆動装置７４は、特に限定されるものではないが、例えば図示のように、アクチュエータを配設するか、又は図示省略したが、多孔円盤バルブ７の外周面に歯車を刻設し、かつこの歯車に、モータにて可逆回転可能に駆動される小歯車を噛合するようにして構成することもできる。この場合、仕切板６上に配設される多孔円盤バルブ７及び仕切板６の双方が、多孔円盤バルブ７の回転により摺動して摩耗するのを減少、或いは抑制するため、両者の境界面にフッ素樹脂加工等の低摩耗加工を施すこともできる。

さらに、仕切板６と多孔円盤バルブ７との双方に、同じ位置で同径となる１つの洗浄水通水孔７１と、同径で同じ位置となるようにして、多数の通水孔７２（仕切板６の通水孔は符号省略）とを形成し、これによりスラッジブランケットゾーンＳから多孔円盤バルブ７を経た上向流が等分散するようにすることができるとともに、仕切板６に対して多孔円盤バルブ７の旋回角度を調整することで、下段室のスラッジブランケットゾーンＳから上段室の除マンガンろ材層１０への通水量を調整、又は通水、停止を切り換えられるようにする。このアクチュエータ７４は、先端のロッド７４Ｌを多孔円盤バルブ７の外周部に突設した回転レバー７０に係止するようにし、これによりアクチュエータ７４の駆動にて、図３の矢符にて示したように、多孔円盤バルブ７を軸７３を中心として旋回できるようにする。
なお、この洗浄水通水孔７の口径は上段側の除マンガンろ材層１０を洗浄できる流量の水を通水できるようにして定め、仕切板６側に設ける洗浄水通水孔（図示省略）には洗浄水を供給するようにした洗浄水供給管１５を接続し、かつ該洗浄水供給管１５に弁１６を配設する。
また、この多孔円盤バルブ７の旋回により通水孔７２を経た通水流量の調整を適正に行えるよう、さらには仕切板６と多孔円盤バルブ７の洗浄水通水孔を完全に一致させるために、多孔円盤バルブ７の旋回角度が正確に行えるよう、複数本、特に限定されるものではないが、例えば２本のピン７５ａ、７５ｂをそれぞれ異なる位置に植設するようにする。
そして、多孔円盤バルブ７の駆動装置を構成するアクチュエータ７４は、特に限定されるものではないが、電気的制御回路を介して、例えば定期的に多孔円盤バルブ７を旋回させることにより、通水孔７２を開閉する（通水孔７２を適切な開度まで閉じ、再び全開にする動作を反復する）ようにする。このように、通水孔７２の開閉動作を定期的に反復することにより、下段室のスラッジブランケットゾーンＳないしは下降管４内の流速がある範囲内で変化し、脈流を発生させることができる。これにより、フロックの大径化及びスラッジブランケットゾーンＳの安定化がより一層促進され、水質を向上することができる。

上段側のろ材支持板８の上に、マンガンを除去するろ材を所要の厚さに敷き詰めて除マンガンろ材層１０を形成する。この場合、ろ材はマンガン酸化物の担持体として通常珪砂を用いることができるが、この珪砂よりも比重の大きな鉱石を用いることもできる。
すなわち、除マンガンろ材層１０のろ材として、珪砂よりも比重の大きな物質、すなわち、比重２．５５〜２．６６程度の珪砂よりも比重の大きな鉱石等の物質を基材とし、この基材に二酸化マンガンコーティング処理を施したものを用いることにより、上向流式としても除マンガンろ材層が安定なため、除マンガンを効果的に行うことができる。また、上向流式のため、部分的に下部のスラッジブランケットゾーンから流出したフロック断片がある場合でも、下向流式と比較して、より多くのフロック断片を捕捉するための空隙量があり、これにより、ろ材層の損失水頭の上昇が起こりにくく、ろ材層の洗浄間隔を長くすることができる。
また、上向流式とすることによって、除マンガンろ材層１０より密度の小さいろ材を除マンガンろ材層１０上に設けることができ、例えば、農業用水として残留塩素濃度を低くしたい場合等には、この除マンガンろ材層１０の上に、粒状活性炭層１１を設けて脱塩素を図ることもでき、さらに、原水中に砒素が若干含まれる場合は、この粒状活性炭層１１の替わりに砒素吸着剤（図示省略）を形成することもでき、より広範囲の物質の除去が可能となる。

処理槽５の上部には、集水／排水トラフ１３を配設し、この集水／排水トラフ１３の槽外端を二股に分け、一方の分岐管を処理水排水管１３ａとして処理水を排水できるように、また他方の分岐管を排水管１３ｂとし、この排水管１３ｂに、排水弁１４を接続し、除マンガンろ材層１０の洗浄時、排水弁１４を開いて洗浄後の汚れた洗浄水を排水するようにする。
また、処理槽５の下部のスラッジブランケットゾーンＳの底部には、凝集フロックＦが汚泥として沈殿堆積するが、これを定期的、或いは任意に排出するための排泥弁１８を備えた排泥管１７と、この下方位置にドレンを排出するためのドレン排出弁２０を備えたドレン排出管１９とを接続配設する。

次に、本発明の作用を、アンモニア性窒素濃度が、０．１ｍｇ／Ｌ程度以下の場合について、図１に基づいて説明する。
この場合、鉄（Ｆｅ）、マンガン（Ｍｎ）の酸化剤として塩素剤（ＮａＯＣＬ）を用いる。
井戸からポンプ等（図示省略）にて汲み上げられた原水は、原水流入管１から脱泡槽２に導かれ、この脱泡槽２内にて原水に含まれる気泡を分離除去した後、仕切板２ａを越流して薬品混和槽３へ流入する。この薬品混和槽３内に配設された塩素剤供給管３１、凝集剤供給管３２から、それぞれ適量の塩素剤と凝集剤とが添加供給される。この原水に添加供給された塩素剤と凝集剤とが混和された後、下降管４内を流下する。このとき、下降管４の途中に配設したスタティックミキサー４１（若しくは迂流板群）内にてフロック形成作用を受け、大径化した凝集フロックＦが形成される。

この形成された凝集フロックＦと原水は、下降管４内を流下して下端のＬ字形をした接続口４ａを経て処理槽５の下部のスラッジブランケットゾーンＳ内に流入し、ここでいわゆる高速凝集・沈殿のメカニズムで原水中の鉄（Ｆｅ）のみ、水酸化第２鉄の形で除去されるが、これは、処理槽５の下部位置に配設されたスラッジブランケットゾーンＳ内に滞留し、沈殿する形で除去される。

このようにして原水中の鉄（Ｆｅ）が水酸化第２鉄として除去された上澄水（除鉄が終わった水）は、処理槽５内の上向流となってスラッジブランケットゾーンＳより、多孔円盤バルブ７に多数形成し、かつ開口した通水孔７２を経て、さらにその上に配設されたろ材支持板８に植えつけられたように設けた細目ストレーナ又は支持砂利層９を通過して、上向流により除マンガンろ材層１０に入ってゆく。

この場合、通常の珪砂を基材とした除マンガンろ材を上向流式にて用いると、密度が低すぎるためろ材が流動し、不安定となって固液分離能力が悪くなり易い。また、高速凝集・沈殿処理水に対しても、その残留フロックの捕捉空隙が下向流式よりも多く確保されるため、ろ材下層部においてより除濁が進み、これにより効率よく除マンガンが達成される。

ここにおいて、除マンガン能力のあるマンガン酸化物の担持体として、通常の硅砂を用いることもできるが、上向流のためろ材層が流動し易くなり、せっかく捕獲した濁質を溢流してしまい易いものとなることがある。そこで担持体として、珪砂よりもより比重の大きな鉱石を用いることにより、上向流によるろ材層の流動を抑制することができる。 よって、原水中のマンガン濃度が特に高い場合には、この担持体の平均粒子径をさらに小径としてもよい。これは担持体としての粒子に、十分な比重があるから、上向流によりろ材層が流動化しにくくすることができる。

さらに、農業用水として残留塩素濃度を低くしたい場合には、この除マンガンろ材層１０の上に、さらに粒状活性炭層１１を設けることにより脱塩素を図ることができ、また、原水中に砒素が含まれるのであれば、粒状活性炭層１１の替わりに砒素吸着剤を形成することができる。

このようにして除マンガン若しくは脱塩素の完了した水を、農業水特に限定されるものではないが、例えば 温室栽培用水として使用することができるが、これは除マンガンろ材層１０を経て除マンガン後、上向流となって槽上部に配設した集水／排水トラフ１３を経て処理水排水管１３ａより、温室栽培用水として直接用いることができる。この場合は、排水弁１４は閉じられている。
また、処理水排水管１３ａより吐出される処理水を一旦貯留槽（図示省略）に貯留し、肥料等を混和した後使用することができる。

使用中に除マンガンろ材層１０に目詰まりなど生じて除マンガン効率が低下してくると、該除マンガンろ材層１０を洗浄する必要がある。この除マンガンろ材層１０の洗浄は、逆洗浄方式にて簡易に、自動的に行うことができる。
この除マンガンろ材層１０の洗浄時には、アクチュエータ７４の駆動にて仕切板６と多孔円盤バルブ７の双方の洗浄水通水孔７１を一致させて開口状態を保持し、かつ排水弁１４を開いて洗浄後の洗浄水を排水するようにした後、弁１６を開いて洗浄水供給管１５より洗浄水を供給する。これにより、洗浄水供給管１５からの洗浄水は、洗浄水通水孔より上下の仕切板間に流入する際、この洗浄水通水孔の上方位置に配設した洗浄水分散板１２に衝突して洗浄水通水孔を経た上向流が等分散して、上方の除マンガンろ材層１０へ流入してろ材に付着している不純物を除去し、この洗浄後の汚れた洗浄水を集水／排水トラフ１３を経て排水管１３ｂより排出するものである。
なお、除マンガンろ材層１０の逆洗浄が終了した後は、弁１６を閉じ、洗浄水の供給を停止し、かつ排水弁１４も閉じる。

スラッジブランケットゾーンＳの底部に、凝集フロックＦが濃縮汚泥として所定量沈殿堆積すると、これを定期的、或いは任意に排出するため、排泥弁１８を開いて排泥管１７より排泥する。
また、スラッジブランケットゾーンＳの洗浄時には、原水の供給を停止し、排泥した後、ドレン排出弁２０を開いてドレン排出管１９より排出するものである。

図２に、本発明の地下水の処理方法及びその装置の第２実施例を示す。
この実施例は、原水中のアンモニア性窒素濃度が、０．１ｍｇ／Ｌ以上の時及び溶性硅酸濃度が４０ｍｇ／Ｌ程度以上の時に適用される。
原水中のアンモニア性窒素濃度が高い場合及び溶性硅酸濃度が４０ｍｇ／Ｌ度以上含まれる場合、塩素剤を第１実施例のように、Ｆｅ、Ｍｎの酸化剤として直接用いると、塩素剤がＮＨ_４ ^＋−Ｎと反応してクロールアミンとなって著しく酸化能力を低下させるようになり、またＮＨ_４ ^＋−Ｎの濃度のわずかな変化が塩素要求量としては、１０〜１５倍の振幅に増幅されて、その塩素剤の適正な注入率の管理が極端に難しくなったり、溶性硅酸のために、Ｆｅ^２＋が一旦は酸化するものの、いつまでも微小フロックの状態であったりする等、好ましくない現象が起きてしまう。

このような水に対して、ＡＯＰ法を適用した本発明の酸化方法及びその装置を利用すれば溶性硅酸によるトラブルも回避でき、原水中のＮＨ_４ ^＋−Ｎにより酸化剤が無効化することもない。
この場合の装置として、処理槽５及び下降管４の構成は第１実施例と同じものを採用し、この下降管４の前段にオゾン散気塔４０を配設する。
オゾン散気塔４０の下端には、原水流入管１とオゾン供給管４２及び過酸化水素水供給管４３を配設し、上端に脱泡槽２を配設するとともに、このオゾン散気塔４０の上端を、脱泡槽２内にコップを逆さにした形状として配設したオゾン分離室２ｂ内に開口するよう配設し、かつオゾン分離室２ｂにオゾン排出管２ｃを接続し、このオゾン分離室２ｂ内にて分離したオゾンガスを排出するようにし、さらに仕切板２ａを越流した原水が薬品混和槽３へ流入するようにして、脱泡槽２と薬品混和槽３間には仕切板２ａを配設して構成する。
これにより、ポンプにて汲み上げた原水をオゾン散気塔４０に供給するとともに、オゾン供給管４２から適量のオゾンガスを、過酸化水素水供給管４３からは適量の過酸化水素水を供給するようにし、ＯＨラジカル発生源としてのＨ_２Ｏ_２が供給される。
この場合、オゾンガス接触が気液並流型となってオゾンガスの水相への移行が若干不利になってしまうため、オゾンガス溶解効率を上げるため、図２（Ｂ）に示すように、オゾンガス散気塔４０の中にラセン形（丁度鮫の腸の様な形）をしたラセン形構造物４４を配設した構造とすることができる。

この実施例において、マンガン除去については、Ｍｎ（II）が・ＯＨにより二酸化マンガンコロイドとなってしまうので、この時点で水酸化第２鉄と共沈し、結果的にマンガンはスラッジブランケットゾーンＳの中で捕捉されてしまう。
よって、第１実施例の場合では、除マンガンろ材であったものが、ここでは重質の鉱石粒ろ材層（ＭｎＯ_２をコートしていない）となる。若しくはＮＨ_４ ^＋−Ｎを除去したい時はこの重質鉱石粒ろ材層の上に微生物担持用の粒状活性炭層を設けてもよい。この粒状活性炭層が徐々に生物活性炭層になってゆきＮＨ_４ ^＋−Ｎの硝化が行われるようになる。さらに井戸水中の栄養源は極度に少ないことが多いために、微生物の繁殖が思わしくないことがある。この点を回避するために支持砂利層の素材としてリン鉱石の粒度を調整したものを用いることができる。

次に、洗浄／排泥プログラムの動作順次について説明する。
（１）取水停止指令
（２）排泥弁開指令→排泥弁全開
これにより、スラッジブランケットゾーン上層部のスラッジが排泥弁を通り、水位電極２１のレベルまで水位が下がるまで排泥ピットヘ流入する。このとき、除マンガンろ材層下部に捕捉されていた濁質も一部解放され排泥弁を通して流去する。これによって、水逆洗がよりスムーズに行われる。
（３）水位電極２１による排泥弁閉鎮指令→排泥弁全閉
ここまでの工程で、除マンガンろ材層下部に空気が入ることなく、汚泥の引抜きが完了する。
（４）排水弁開指令→排水弁全開
（５）多孔円盤バルブ、逆洗用通水孔全開位置まで回転指令
多孔円盤バルブが回転し、該バルブ面上に設けたピン７５ａがタッチセンサーに当たり、回転停止指令が出される。
（６）洗浄水ポンプＯＮ指令→所定時間後停止→（７）の操作に移る。
所定のタイマー設定時間除マンガンろ材層その他の洗浄が行われる。
（７）多孔円盤バルブろ過工程移置にもどる様に回転指令
多孔円盤バルブが回転し、バルブ面上に設けたピン７５ｂがタッチセンサーに当たり、バルブの回転止る。
（８）取水開始指令→取水開始後一定時間は、ろ過後の水質が若干劣るため排水弁開のまま捨水を続ける。
（９）所定時間経過後排水弁閉指令を出し、捨水を終了させる。
（１０）集水トラフまで水位が上昇したら、再び浄水が得られるようになる。
（１１）洗浄工程終了

以上、本発明の地下水の処理方法及びその装置について、複数の実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、各実施例に記載した構成を適宜組み合わせる等、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。

本発明の地下水の処理方法及びその装置は、地下水に含まれる鉄、マンガン等を簡易な方法で除去し、多量の水を処理できるという特性を有していることから、農業用水、特に温室栽培用水としての用途に好適に用いることができるほか、例えば、地下水を安全な飲料水として使用する用途にも用いることができる。

本発明の地下水の処理方法及びその装置の第１実施例を示す説明図である。 本発明の地下水の処理方法及びその装置の第２実施例を示す説明図である。 多孔円盤バルブを示す外観図である。

符号の説明

１ 原水流入管
２ 脱泡槽
３ 薬品混和槽
４ 下降管
４１ スタティックミキサー
５ 処理槽
６ 仕切板
７ 多孔円盤バルブ
８ ろ材支持板
９ 細目ストレーナ又は支持砂利層
１０ 除マンガンろ材層
１１ 粒状活性炭層
１２ 洗浄水分散板
１３ 集水／排水トラフ
１４ 排水弁
１５ 洗浄水供給管
１６ 弁
１７ 排泥管
１８ 排泥弁
１９ ドレン排出管
２０ ドレン排出弁
Ｓ スラッジブランケットゾーン
Ｆ 凝集フロック

Claims (9)

1. 汲み上げた地下水に薬剤を供給混和し、その下向流の途中にて、原水中の水酸化第２鉄等の不純物を凝集フロック化し、処理槽内底部のスラッジブランケットゾーンで濃縮して沈殿除去した後、その上澄水を処理槽内で上向流として除マンガンろ材層を通過させて原水中のマンガンを除去するようにしたことを特徴とする地下水の処理方法。
2. スラッジブランケットゾーンと除マンガンろ材層との間に配設した逆洗可能な多孔円盤バルブにて上向流を均等に分散して除マンガンろ材層へ導入するようにしたことを特徴とする請求項１記載の地下水の処理方法。
3. 地下水に薬剤を供給混和して下向流とし、原水中の不純物を凝集フロック化するようにした下降管と、この下降管に近設し、内部を原水が上向流にて流通するようにした処理槽とからなり、該処理槽を、下部に前記凝集フロックを濃縮沈殿除去するようにしたスラッジブランケットゾーンを、上部に除マンガンろ材層を配設したことを特徴とする地下水の処理装置。
4. 除マンガンろ材層のろ材として、珪砂よりも比重の大きな物質を基材とし、該基材に二酸化マンガンコーティング処理を施したものを用いることを特徴とする請求項３記載の地下水の処理装置。
5. 処理槽内にスラッジブランケットゾーンと除マンガンろ材層とを分離するようにし、かつその通水量を調整可能とした多孔円盤バルブを配設したことを特徴とする請求項３又は４記載の地下水の処理装置。
6. 多孔円盤バルブに逆洗浄機能を付与したことを特徴とする請求項３、４又は５記載の地下水の処理装置。
7. 除マンガンろ材層の上部に粒状活性炭層を配設したことを特徴とする請求項３、４、５又は６記載の地下水の処理装置。
8. 除マンガンろ材層の上部に砒素吸着剤層を配設したことを特徴とする請求項３、４、５、６又は７記載の地下水の処理装置。
9. 下降管の前段に、地下水に対してオゾンガス及び過酸化水素水を供給するオゾン散気塔を配設したことを特徴とする請求項３、４、５、６、７又は８記載の地下水の処理装置。

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