JP2020163326A - Water treatment system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、水処理システムに関するものである。 The present invention relates to a water treatment system.
井戸内から汲み上げられた地下水は、水処理装置によって処理された後、生活用水、工業用水、農業用水等に利用される。
特許文献1には、従来の水処理装置としては、井戸内に挿入された揚水管と、揚水管の下端に接続した水中ポンプと、揚水管の上端に接続する導水管と、導水管によって供給された原水を貯留する原水槽と、前処理装置やろ過処理装置等の水処理部と、処理水を貯留する処理水槽と、を備えたものが挙げられている。
The groundwater pumped from the well is treated by a water treatment device and then used for domestic water, industrial water, agricultural water, and the like.
According to Patent Document 1, as a conventional water treatment apparatus, a water pipe inserted in a well, a submersible pump connected to the lower end of the water pipe, a water pipe connected to the upper end of the water pipe, and a water pipe are used. An example is provided with a raw water tank for storing the raw water, a water treatment unit such as a pretreatment device or a filtration treatment device, and a treated water tank for storing the treated water.
特許文献1に記載の、従来の水処理装置には、以下の問題がある。
原水を貯留する原水槽、原水を処理する水処理部等の処理設備の設置費用がかかる。
また、地下水を汲み上げる際、空気中の酸素が地下水に混入することにより、地下水中に含まれる金属イオンが酸化して、揚水管や出水ポンプの詰まりの原因となる。
そして、処理設備のメンテナンスや、消耗品の交換等の頻度が増加し、ランニング費用がかかる。
このため、水処理装置を長時間連続して運転することが困難である。
The conventional water treatment apparatus described in Patent Document 1 has the following problems.
It costs a lot to install treatment equipment such as a raw water tank for storing raw water and a water treatment unit for treating raw water.
In addition, when pumping groundwater, oxygen in the air is mixed with the groundwater, and metal ions contained in the groundwater are oxidized, which causes clogging of the pumping pipe and the water discharge pump.
In addition, the frequency of maintenance of processing equipment and replacement of consumables increases, resulting in high running costs.
Therefore, it is difficult to operate the water treatment apparatus continuously for a long time.
本発明は、メンテナンスの頻度を十分に低減できる水処理システムを提供する。 The present invention provides a water treatment system that can sufficiently reduce the frequency of maintenance.
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、井戸内から汲み上げた地下水が流れる流路のうち、ポンプで汲み上げた地下水を直接水処理部に供給して、地下水の水質が変化する前に水処理を行うことによって、原水槽等の設備を設置することなく、メンテナンスの頻度を十分に低減でき、長時間・連続運転できることを見出し、本発明を完成した。 As a result of diligent studies to solve the above problems, the present inventors directly supply the groundwater pumped by the pump to the water treatment section in the flow path through which the groundwater pumped from the well flows, and the water quality of the groundwater is improved. We have found that by performing water treatment before the change, the frequency of maintenance can be sufficiently reduced and continuous operation can be performed for a long time without installing equipment such as a groundwater tank, and the present invention has been completed.
すなわち、本発明は、下記の態様を有する。
[1] 井戸内の地下水から処理水を生成する水処理システムであって、
地下水の取水部と、処理水を井戸の外に排出する出口部と、前記取水部と前記出口部との間の少なくとも一部に鉛直方向上下に延在する領域と、を有する流路と、
前記流路の前記取水部に接続され、前記地下水を前記流路に導入するポンプと、
前記流路の前記領域に、前記取水部から液密性を保持するように接続された水処理部と、を備える、水処理システム。
[2] 空気よりも比重が高い不活性ガスを前記井戸内に供給するガス供給手段を備える、[1]に記載の水処理システム。
[3] 前記水処理部が、前記地下水が略鉛直上向きに流れながら処理されるように設置されている、[1]又は[2]に記載の水処理システム。
[4] 前記水処理部が、井戸内に位置する、[1]乃至[3]のいずれかに記載の水処理システム。
[5] 前記水処理部が、井戸内の地下水の水面より下方に位置する、[1]乃至[4]のいずれかに記載の水処理システム。
[6] 前記水処理部が、井戸の入り口の外側に位置する、[1]乃至[3]のいずれかに記載の水処理システム。
[7] 前記水処理部が、濾材のみを含む、[4]又は[5]に記載の水処理システム。
[8] 前記水処理部が、吸着機能材及び濾材を有するろ過装置を含む、[6]に記載の水処理システム。
[9] 前記濾材が、精密ろ過膜、限外ろ過膜、ナノろ過膜、逆浸透膜のうち、少なくとも1種を含む、[7]又は[8]に記載の水処理システム。
[10] 前記流路が、井戸内に挿入された揚水管を含む、[1]乃至[9]のいずれかに記載の水処理システム。
[11] 前記揚水管が、井戸の入り口の外側に延在する、[10]に記載の水処理システム。
[12] 前記領域が、前記揚水管である、[10]又は[11]に記載の水処理システム。
That is, the present invention has the following aspects.
[1] A water treatment system that generates treated water from groundwater in a well.
A flow path having a groundwater intake portion, an outlet portion for discharging treated water to the outside of the well, and a region extending vertically and vertically in at least a part between the intake portion and the outlet portion.
A pump connected to the intake portion of the flow path and introducing the groundwater into the flow path.
A water treatment system comprising a water treatment unit connected to the region of the flow path so as to maintain liquidtightness from the water intake unit.
[2] The water treatment system according to [1], further comprising a gas supply means for supplying an inert gas having a specific gravity higher than that of air into the well.
[3] The water treatment system according to [1] or [2], wherein the water treatment unit is installed so that the groundwater is treated while flowing substantially vertically upward.
[4] The water treatment system according to any one of [1] to [3], wherein the water treatment unit is located in a well.
[5] The water treatment system according to any one of [1] to [4], wherein the water treatment unit is located below the surface of the groundwater in the well.
[6] The water treatment system according to any one of [1] to [3], wherein the water treatment unit is located outside the entrance of the well.
[7] The water treatment system according to [4] or [5], wherein the water treatment unit contains only a filter medium.
[8] The water treatment system according to [6], wherein the water treatment unit includes a filtration device having an adsorption functional material and a filter medium.
[9] The water treatment system according to [7] or [8], wherein the filter medium contains at least one of a precision filter membrane, an ultrafiltration membrane, a nanofilter membrane, and a back-penetration membrane.
[10] The water treatment system according to any one of [1] to [9], wherein the flow path includes a pumping pipe inserted into a well.
[11] The water treatment system according to [10], wherein the pumping pipe extends outside the entrance of the well.
[12] The water treatment system according to [10] or [11], wherein the region is the pumping pipe.
本発明の水処理システムによれば、原水槽等の設備を設置することなく、メンテナンスの頻度を十分に低減できる。したがって、本発明の水処理システムは、長時間にわたって連続運転が可能である。 According to the water treatment system of the present invention, the frequency of maintenance can be sufficiently reduced without installing equipment such as a raw water tank. Therefore, the water treatment system of the present invention can be continuously operated for a long time.
数値範囲を示す「〜」は、その前後に記載された数値を下限値および上限値として含むことを意味する。
水処理装置にポンプから直接供給するとは、取水部から液密性を保持するように、流路に水処理装置を接続した状態(すなわち、外部空気の流路内への侵入を防ぐ状態)で、水処理装置に地下水を供給可能であることを意味する。
鉛直方向上下に延在するとは、鉛直方向を厳密に解釈するものではなく、本発明の効果を損なわない範囲内において、鉛直方向からいずれかの方向に傾斜した場合も含まれる。
図1〜図4における寸法比は、説明の便宜上、実際のものとは異なったものである。
"~" Indicating a numerical range means that the numerical values described before and after the numerical range are included as the lower limit value and the upper limit value.
Directly supplying the water treatment device from the pump means that the water treatment device is connected to the flow path so as to maintain liquidtightness from the water intake section (that is, a state in which the external air is prevented from entering the flow path). , Means that groundwater can be supplied to the water treatment equipment.
The term "extending up and down in the vertical direction" does not mean that the vertical direction is strictly interpreted, and includes the case where the invention is inclined in any direction from the vertical direction within a range that does not impair the effect of the present invention.
The dimensional ratios in FIGS. 1 to 4 are different from the actual ones for convenience of explanation.
<水処理システム>
図1は、本発明の水処理システムの一例を示す概略構成図である。
水処理システム1は、井戸100内に挿入されて、地下から地上に延びる揚水管20と、揚水管20の下端に接続し、井戸100内の地下水200に浸漬した水中ポンプ(ポンプ)3と、揚水管20の上端に接続して、水平方向に延びる導水管22と、井戸100内の地下水200の水面より下方の揚水管20に接続し、水中ポンプ10から汲み上げた地下水を処理する水処理装置(水処理部)4と、空気よりも比重が高い不活性ガスを井戸100内に供給するガス供給手段5とを備える。
<Water treatment system>
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an example of the water treatment system of the present invention.
The water treatment system 1 includes a
井戸100は、地面から下方に向かって不帯水層202より下の被圧帯水層204まで掘削された掘削穴102に挿入された有底管状の井戸管104を有する。井戸管104の底部近傍には、被圧帯水層204の位置に、被圧帯水層204から湧出した地下水200を井戸管104内に取り込む取水口104aが形成されている。取水口104aには、井戸管104内への砂等の侵入を防ぐための金網(図示略)が取り付けられている。
井戸100が開放状態にする。解放状態とは、井戸100の井戸管104の上端にはシール部材等の密閉部材が設けられないことである。密閉部材ではない部材を設けてよい。例えば、井戸100に空気穴が形成された蓋(図示略)をして、不活性ガスを供給してもよい。井戸100に蓋をすれば、井戸100内に枯葉等のゴミが混入することを抑制できる。
The
The
本発明の水処理システム1では、揚水管20と、導水管22とが、流路2を構成する。
流路2は、地下水200の取水部2aと、処理水を井戸100の外に排出する出口部2bと、取水部2aと出口部2bとの間の少なくとも一部に鉛直方向上下に延在する領域とを有する。
取水部2aは、揚水管20の下端である。取水部2aには、水中ポンプ3が接続される。
出口部2bは、導水管22の終端である。出口部2bから処理水を直接使用してもよいし、出口部2bを二次側の設備と直接接続してもよい。また、出口部2bには、処理水槽を設けてもよい。
鉛直方向上下に延在する領域は、揚水管20である。揚水管20には、取水部2aから液密性を保持するように、水処理装置4が接続される。
揚水管20は、井戸100の入り口の外側に延在する(換言すると、井戸100の入り口より上方に延びる部分を有する)ことが好ましい。
In the water treatment system 1 of the present invention, the
The flow path 2 extends vertically up and down at least a part between the
The
The
The region extending vertically and vertically is the
The
既存の導水管22には、通常、空気取り入れ口(図示略)が設けられている。水中ポンプ3の停止時に揚水管20内が地下水で満たされていると、水頭差による水圧によって水中ポンプ3の稼働開始時の負荷が大きくなる。そのため、水中ポンプ3の停止時に、空気取り入れ口から導水管22および揚水管20内に空気を取り入れて、揚水管20内の地下水の水頭を下げることが常識となっている。
The existing
水中ポンプ3は、流路2を構成する揚水管20の下端となる取水部2aに接続されている。なお、水中ポンプ3は、井戸100内の地下水200に浸漬されている。
水中ポンプ3は、地下水200を流路2に導入することが可能なものであれば、特に限定されるものではない。水中ポンプ3としては、水中カスケードポンプ、水中渦巻ポンプ、水中タービンポンプ、水中斜流ポンプ等が挙げられる。
水中ポンプ3には、揚水管20における地下水の逆流を抑える逆止弁が設けられていてもよい。
The
The
The
水中ポンプ3の停止時に導水管22の終端(出口部2b)から地下水が抜けやすい場合、導水管22の途中にバルブ(図示略)を設けることが好ましい。バルブとしては、電磁弁、逆止弁等が挙げられ、水中ポンプ3の動作に合せて自動で開閉できる電磁弁が好ましい。
When groundwater easily escapes from the end (
水処理装置4は、井戸100内の地下水を処理して、処理水を生成する。
水処理装置4は、井戸100内の地下水200の水面より下方において、揚水管20に接続されている。すなわち、水処理装置4は、地下水200内に浸漬されている。なお、流路2において、水処理装置4は、揚水管20において水中ポンプ3の二次側に設けられている。
水処理装置4は、地下水200が略鉛直上向きに流れながら処理されるように、揚水管20に設置されている(以下、「縦置きに接続」、あるいは「縦に設置」ともいう)。このように、揚水管20に水処理装置4を縦に設置すると、水処理の方向と揚水の動力方向とが同じ方向になるため、水処理装置4を均等に使用できる。
これに対して、水処理装置を、地下水が略水平方向横向きに流れながら処理されるように、揚水管に設置すると、水処理装置の上部に空気が溜まりやすく、液密性を維持にくいという問題がある。また、素材が偏った状態で使用することになるため、局部的に劣化しやすいという問題がある(特に、水処理装置が透過膜の場合に顕著である。)。
The
The
The
On the other hand, if the water treatment device is installed in the pumping pipe so that the groundwater is treated while flowing horizontally in the substantially horizontal direction, air tends to collect in the upper part of the water treatment device and it is difficult to maintain the liquidtightness. There is. Further, since the material is used in a biased state, there is a problem that it is liable to be locally deteriorated (especially when the water treatment device is a permeable membrane).
水処理装置4としては、フィルター、pH調整装置、ろ過装置、イオン交換処理装置等が挙げられる。
なお、pH調整装置のように、外部から液体(例えば、硫酸)を注入する場合には、系内の液密性を維持するために、空気を混入しないことが好ましい。
ろ過装置としては、吸着機能材及び濾材の一方又は両方を有するものが挙げられる。
吸着機能材としては、活性炭、イオン交換剤等が挙げられる。
濾材としては、精密ろ過膜、限外ろ過膜、ナノろ過膜、逆浸透膜のうち、少なくとも1種を含むフィルター等が挙げられる。
Examples of the
When a liquid (for example, sulfuric acid) is injected from the outside like a pH adjuster, it is preferable not to mix air in order to maintain the liquidtightness in the system.
Examples of the filtration device include those having one or both of the adsorption functional material and the filter material.
Examples of the adsorption functional material include activated carbon and an ion exchanger.
Examples of the filter medium include a filter containing at least one of a microfiltration membrane, an ultrafiltration membrane, a nanofiltration membrane, and a reverse osmosis membrane.
井戸100内の地下水200の水面より下方に設ける場合、水処理装置4としては、濾材のみを含むろ過装置を用いることが好ましい。
濾材のみを含むろ過装置は、井戸内に含まれる微生物や金属スケール等の固形物によって詰まった際、吸着機能剤のように頻繁に洗浄や交換しなくても、継続的に運転できるメリットがある。特に、水処理装置4を井戸100内に設けると、メンテナンスの作業性に劣るため、濾材のみを含むろ過装置を用いることでメンテナンス回数を著しく低減でき、水処理システムの長時間の連続運転を実現できる。
When the
A filtration device containing only a filter medium has the advantage that when it is clogged with solids such as microorganisms and metal scales contained in the well, it can be operated continuously without frequent cleaning or replacement like an adsorption functional agent. .. In particular, if the
ガス供給手段5は、空気よりも比重が高い不活性ガスが充填されたガスボンベ51と、先端が井戸100の井戸管104内に挿入され、基端がガスボンベ51に接続されたガス供給管52と、ガス供給管52の途中に設けられたバルブ53とを有する。
The gas supply means 5 includes a
空気よりも比重の高い不活性ガスとしては、アルゴン、クリプトン、キセノン、ラドン、オガネソン等が挙げられる。空気よりも比重の高い不活性ガスは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。空気よりも比重の高い不活性ガスとしては、低コスト、かつ入手しやすい点から、アルゴン単独が好ましい。
不活性ガスとしては、窒素が知られているが、窒素は空気よりも比重が低い。空気よりも比重の高いガスとしては、二酸化炭素が知られているが、二酸化炭素は地下水200に溶け込み、金属イオンの酸化を引き起こすため、不活性ガスには分類されない。
Examples of the inert gas having a higher specific gravity than air include argon, krypton, xenon, radon, oganeson and the like. As the inert gas having a specific gravity higher than that of air, one type may be used alone, or two or more types may be used in combination. As the inert gas having a higher specific gravity than air, argon alone is preferable because of its low cost and easy availability.
Nitrogen is known as an inert gas, but nitrogen has a lower specific gravity than air. Carbon dioxide is known as a gas having a higher specific gravity than air, but it is not classified as an inert gas because carbon dioxide dissolves in
ガス供給管52の先端は、井戸100内の地面に近い位置であってもよく、井戸100内の地下水200の水面近傍であってもよく、井戸100内の地下水200の水面よりも下であってもよい。不活性ガスが空気よりも比重の高いガスであることから、不活性ガスを井戸100の井戸管104内のどの位置に供給しても、不活性ガスが地下水の水面に留まりやすい。
The tip of the
(作用機序)
以上説明した水処理システム1にあっては、鉛直方向上下に延在する揚水管20において水中ポンプ3の二次側に水処理装置4が設けられているため、水中ポンプ3によって汲み上げた地下水200を、取水部2aから液密性を保持したまま水処理装置4に供給できる。地下水200を取水部2aから液密性を保持したまま水処理装置4に供給すると、地下水200の水質が変化する前に水処理できる。これにより、水処理装置4への負荷が低減されるため、メンテナンス頻度や交換頻度を低減できる。また、水処理装置4の前段への前処理装置の設置が不要となる。また、水中ポンプ3によって、地下水200を取水部2aから水処理装置4に直接供給するため、水処理装置4の前段への導水ポンプの設置が不要となる。これにより、低コスト且つ省スペースを実現できる。さらに、地下水200を水中ポンプ3から水処理装置4に直接供給すると、取水部2aからの液密性を維持できるため、地下水200が外部空気と接触することを防止でき、地下水200中に含まれる金属の酸化、および金属酸化による配管詰まりを抑制できる。
また、水処理システム1にあっては、鉛直方向上下に延在する揚水管20において、取水部2aから液密性を保持するように水処理装置4が接続されているため、効率よく水処理装置4を運転できる。これにより、水処理装置4のメンテナンス頻度や交換頻度を低減できる。したがって、水処理システム1は、長時間にわたって連続運転できる。
また、水処理システム1にあっては、井戸100内において、流路2を構成する揚水管20に水処理装置4が設けられているため、地上に水処理設備を設ける必要がない。これにより、地上の水処理設備分の設備費用及び設置スペースが不要となるため、低コスト且つ省スペースを実現できる。
また、水処理システム1にあっては、井戸100内の地下水200の水面より下方において、流路2を構成する揚水管20に、取水部2aから液密性を保持するように水処理装置4が接続されているため、水処理装置4の二次側の流路2には処理水が供給される。水処理装置4の二次側に処理水が供給されることにより、揚水管20内での鉄スケールの発生が長い期間にわたって抑えられる。井戸100内の地下水200中や揚水管20等の流路2内での鉄スケールの発生が長い期間にわたって抑えられることによって、水処理システム1のメンテナンスの頻度を十分に低減できる。
なお、揚水管20に水処理装置4が接続されているため、揚水管20には水処理装置4の重量分の負荷がかかるが、水処理装置4の接続部分が井戸100内の地下水200の水面より下方であるため、浮力によって負荷が軽減される。
(Mechanism of action)
In the water treatment system 1 described above, since the
Further, in the water treatment system 1, in the
Further, in the water treatment system 1, since the
Further, in the water treatment system 1, the
Since the
また、水処理システム1にあっては、井戸100内の地下水200の水面より下方において、流路2を構成する揚水管20に縦置きに接続する水処理装置4として、ろ過装置を用いることが好ましい。ろ過装置は、水中ポンプ3とともに井戸100内の地下水200に浸漬されるため、水中ポンプ3の運転を停止した場合であっても乾燥を防止できる。また、ろ過装置からの分離水をそのまま水中に戻すことができる。
Further, in the water treatment system 1, a filtration device may be used as the
また、水処理システム1にあっては、空気よりも比重が高い不活性ガスを井戸100内に供給するガス供給手段5を備えているため、空気よりも比重が高い不活性ガスを井戸100内に供給できる。空気よりも比重の高い不活性ガスを井戸100内に供給すると、不活性ガスが地下水200の水面に長時間留まり、不活性ガス層を長時間安定して形成しやすい。不活性ガス層が地下水200と空気との接触を長時間妨げるため、地下水200中の溶存酸素濃度の増加を長い期間にわたって抑えることができる。
また、水処理システム1にあっては、井戸100内に供給された不活性ガスが、空気よりも比重が高いため、井戸100内から抜けにくい。そのため、井戸100の上端を開放状態でき、井戸100の上端にシール部材等の密閉部材を設ける必要がなく、井戸100内の気圧を調整するための気圧調整機構を設ける必要もない。そのため、不活性ガスの消費量が抑えられるとともに、水処理システム1の構造が複雑にならない。そのため、低コストで、簡易に地下水200中の溶存酸素濃度の増加を抑えることができる。
そして、水処理システム1にあっては、地下水200中の溶存酸素濃度の増加が長い期間にわたって抑えられることによって、井戸100内の地下水200中や揚水管20等内での鉄スケールの発生が長い期間にわたって抑えられる。井戸100内の地下水200中や揚水管20等内での鉄スケールの発生が長い期間にわたって抑えられることによって、水処理システム1のメンテナンスの頻度を十分に低減できる。
Further, since the water treatment system 1 includes the gas supply means 5 for supplying the inert gas having a specific gravity higher than that of air into the well 100, the inert gas having a specific gravity higher than that of air is supplied into the
Further, in the water treatment system 1, since the inert gas supplied into the well 100 has a higher specific gravity than air, it is difficult to escape from the well 100. Therefore, the upper end of the well 100 can be opened, and it is not necessary to provide a sealing member such as a seal member at the upper end of the well 100, and it is not necessary to provide an air pressure adjusting mechanism for adjusting the air pressure in the
Then, in the water treatment system 1, the increase in the dissolved oxygen concentration in the
(他の実施形態)
本発明の水処理システムは、取水部と出口部との間の少なくとも一部に鉛直方向上下に延在する領域とを有する流路と、取水部に接続したポンプと、流路の鉛直方向上下に延在する領域に、取水部から液密性を保持するように接続した水処理部とを備えたものであればよく、図1に示す水処理システム1に限定されない。
(Other embodiments)
In the water treatment system of the present invention, a flow path having a region extending vertically and vertically in at least a part between an intake part and an outlet part, a pump connected to the water intake part, and a vertical direction up and down of the flow path. It is not limited to the water treatment system 1 shown in FIG. 1 as long as it is provided with a water treatment unit connected from the water intake unit so as to maintain liquidtightness in the region extending to the area.
例えば、図2に示す水処理システム61に示すように、井戸100内の地下水200の水面より上方において、流路2を構成する揚水管20に、取水部2aから液密性を保持するように接続されてもよい。
水処理システム61にあっては、井戸100内において、流路2を構成する揚水管20に水処理装置4が設けられているため、上述した水処理システム1と同様に、地上に水処理設備を設ける必要がない。これにより、地上の水処理設備分の設備費用及び設置スペースが不要となるため、低コスト且つ省スペースを実現できる。
また、水処理システム61にあっては、井戸100内の地下水200の水面より上方において、流路2を構成する揚水管20に、取水部2aから液密性を保持するように水処理装置4が接続されているため、地下水200の水質が変化する前に水処理できる。また、水処理装置4の二次側の流路2には、処理水が供給される。水処理装置4の二次側の流路2に処理水が供給されることにより、揚水管20内での鉄スケールの発生が長い期間にわたって抑えられる。井戸100内の地下水200中や揚水管20等の流路2内での鉄スケールの発生が長い期間にわたって抑えられることによって、水処理システム61のメンテナンスの頻度を十分に低減できる。
なお、揚水管20において、水中ポンプ3から離間した位置に水処理装置4が接続されているため、水中ポンプ3の振動が水処理装置4に伝わりにくく、水処理装置4の運転状態が安定する。
For example, as shown in the
In the
Further, in the
Since the
また、水処理システム61にあっては、井戸100内の地下水200の水面より上方において、流路2を構成する揚水管20に、取水部2aから液密性を保持するように接続する水処理装置4として、濾材のみを含むろ過装置を用いることが好ましい。この場合、メンテナンス回数が著しく低減して、水処理システムの長時間運転が可能という効果が得られる。また、ろ過装置からの分離水を、井戸100内の不活性ガス雰囲気中に戻すことができる。これにより、井戸100内の地下水200中や揚水管20等内での鉄スケールの発生が抑えられる。井戸100内の地下水200中や揚水管20等内での鉄スケールの発生が抑えられることによって、水処理システム61のメンテナンスの頻度を十分に低減できる。
Further, in the
また、他の実施形態としては、図3に示す水処理システム71に示すように、井戸100の入り口の外側(単に、「井戸100の外側」ともいう)において、流路2を構成する揚水管20に、取水部2aから液密性を保持するように接続されてもよい。
水処理システム71にあっては、井戸100の外側(換言すると、井戸100の入り口より上方)において、流路2を構成する揚水管20に水処理装置4が設けられているため、井戸100の入り口部分(「井戸マス」とも呼ばれる)の外側に、別途、水処理設備を設ける必要がない。これにより、水処理設備分の設備費用及び設置スペースが不要となるため、低コスト且つ省スペースを実現できる。
また、水処理システム71にあっては、鉛直方向上下に延在する揚水管20に、取水部2aから液密性を保持するように水処理装置4が接続されているため、上述した水処理システム1と同様に効率よく水処理装置4を運転できる。これにより、水処理装置4のメンテナンス頻度や交換頻度を低減できる。
なお、井戸100の外側において、揚水管20に水処理装置4が接続されているため、水処理装置4のメンテナンスが容易となる。これにより、作業コストを低減できる。
Further, as another embodiment, as shown in the
In the
Further, in the
Since the
また、水処理システム71にあっては、井戸100の外側において、揚水管20に接続する水処理装置4として、吸着機能材を含むろ過装置を用いることが好ましい。この場合、吸着機能材の洗浄や交換等のメンテナンス作業を簡単に実行できる。また、濾材のみで確実に除去できない不純物(例えば、アンモニア等)を、吸着機能材によって確実に除去できる。
Further, in the
また、他の実施形態としては、図4に示す水処理システム81に示すように、井戸100の入り口の外側(井戸100の外側)の流路2であって、鉛直方向上下に延在する領域に、取水部2aから液密性を保持するように水処理装置4が接続されていてもよい。
水処理システム81にあっては、井戸100の外側において、揚水管20以外の流路2に水処理装置4が設けられているため、別途、水処理設備を設ける必要がない。これにより、水処理設備分の設備費用及び設置スペースが不要となるため、低コスト且つ省スペースを実現できる。
また、水処理システム81にあっては、流路2の鉛直方向上下に延在する領域に、取水部2aから液密性を保持するように水処理装置4が接続されているため、上述した水処理システム1と同様に効率よく水処理装置4を運転できる。これにより、水処理装置4のメンテナンス頻度や交換頻度を低減できる。
なお、井戸100の外側において、揚水管20以外の流路2に水処理装置4が接続されているため、揚水管20及び水処理装置4のメンテナンスがそれぞれ容易となる。これにより、作業コストを低減できる。また、水処理装置4を揚水管20以外に接続するため、水処理装置4の自重による揚水管20への負荷を低減できる。さらに、井戸100の外側の任意の場所に水処理装置4を接続できるため、レイアウトの自由度が高い。
Further, as another embodiment, as shown in the
In the
Further, in the
Since the
また、水処理システム81にあっては、井戸100の外側において、流路2に接続する水処理装置4として、吸着機能材を含むろ過装置を用いることが好ましい。この場合、吸着機能材の洗浄や交換等のメンテナンス作業を簡単に実行できる。また、濾材のみで確実に除去できない不純物(例えば、アンモニア等)を、吸着機能材によって確実に除去できる。
Further, in the
また、図1に示す水処理システム1は、1つの水処理装置4によって水処理部が構成されているが、2以上の水処理装置を含んでいてもよい。また、2以上の水処理装置は、流路2に直列に配置されていればよく、離間した状態で設けられていてもよい。
Further, although the water treatment system 1 shown in FIG. 1 includes a water treatment unit composed of one
また、図1に示す水処理システム1は、不帯水層202より下の被圧帯水層204から湧出する地下水200を汲み上げる深井戸に設置されているが、地下水が嫌気的であるため、不圧帯水層から湧出する地下水を汲み上げる浅井戸に設置されてもよい。また、浅井戸等のように揚程が低い場合は、水中ポンプの代わりに吸引式ポンプを地上に設けてもよい。
Further, the water treatment system 1 shown in FIG. 1 is installed in a deep well that pumps up the
<水処理方法>
本発明の水処理方法(すなわち、水処理システムの運転方法)は、井戸内の地下水を水処理して処理水を生成する方法であり、井戸内から汲み上げた地下水を直接水処理部に供給して地下水の水質が変化する前に処理する方法である。本発明の水処理方法は、地上に水処理設備を設置するスペースがない場合や、水処理設備のコストを低減したい場合に、特に有用である。
図示例の水処理システム1における水処理方法は、例えば、下記の通りである。
<Water treatment method>
The water treatment method of the present invention (that is, the operation method of the water treatment system) is a method of generating treated water by treating the groundwater in the well with water, and directly supplies the groundwater pumped from the well to the water treatment unit. This is a method of treating groundwater before it changes in quality. The water treatment method of the present invention is particularly useful when there is no space for installing the water treatment equipment on the ground or when it is desired to reduce the cost of the water treatment equipment.
The water treatment method in the water treatment system 1 of the illustrated example is as follows, for example.
ガス供給手段5のバルブ53を開け、空気よりも比重が高い不活性ガスを井戸100の井戸管104内に供給する。井戸管104内の雰囲気中の酸素濃度があらかじめ設定した初期値以下となったところで、バルブ53を閉じ、空気よりも比重が高い不活性ガスの供給を止める。
The
水中ポンプ3を稼働させ、流路2の取水部2aから地下水200を取水し、水中ポンプ3によって地下水200を汲み上げ、揚水管20を経由して水処理装置4に導入する。水処理装置4によって処理された地下水は、揚水管20および導水管22を経由して流路2の出口部2bに供給された後、生活用水、工業用水、農業用水等として外部に供給される。
水処理装置4から導出される分離水は、井戸管104内の井戸水100に戻してもよいし、井戸管104の外側に排出してもよい。
水中ポンプ3は、後段の水処理装置3における地下水の処理頻度や処理量に応じて、連続的または断続的に稼働する。
The
The separated water led out from the
The
定期的に井戸管104内の雰囲気中の酸素濃度を測定し、雰囲気中の酸素濃度があらかじめ設定した上限値を超えたところで、ガス供給手段5のバルブ53を開け、空気よりも比重が高い不活性ガスを井戸100の井戸管104内に、井戸管104内の雰囲気中の酸素濃度があらかじめ設定した初期値以下となるまで供給することが好ましい。
The oxygen concentration in the atmosphere in the
空気よりも比重が高い不活性ガスの供給の頻度は、1週間以上に1回が好ましく、1カ月以上に1回がより好ましく、1カ月から3カ月に1回がさらに好ましく、3カ月から12カ月に1回が特に好ましい。空気よりも比重が高い不活性ガスの供給の頻度が下限値以上であれば、さらに低コストで、さらに簡易に地下水中の溶存酸素濃度の増加を抑えることができる。空気よりも比重が高い不活性ガスの供給の頻度が上限値以下であれば、地下水中の溶存酸素濃度の増加をさらに抑えることができる。 The frequency of supply of the inert gas, which has a higher specific gravity than air, is preferably once a week or more, more preferably once a month or more, further preferably once every one to three months, and three months to twelve. Especially once a month. If the frequency of supply of the inert gas having a specific gravity higher than that of air is equal to or higher than the lower limit, the increase in the dissolved oxygen concentration in the groundwater can be suppressed more easily at a lower cost. If the frequency of supply of the inert gas having a specific gravity higher than that of air is not more than the upper limit, the increase in the dissolved oxygen concentration in the groundwater can be further suppressed.
地下水は、通常、鉄酸化細菌(鉄バクテリア)、溶存酸素、二価の鉄イオン、有機物、アンモニア、メタン等を含む。地下水の溶存酸素濃度は、鉄スケールの発生を十分に抑える点から、1mg/L以下が好ましく、0.5mg/L以下がより好ましい。地下水のpHは、二価の鉄イオンの酸化や鉄バクテリアの繁殖を抑える点からは、6以下が好ましい。地下水のpHは、地下水の水質の点からは、5以上が好ましい。地下水のpHを前記範囲内にするために、pH調整剤添加手段を水処理システム1にさらに設けて、地下水にpH調整剤を添加してもよい。 Groundwater usually contains iron-oxidizing bacteria (iron bacteria), dissolved oxygen, divalent iron ions, organic matter, ammonia, methane and the like. The dissolved oxygen concentration in groundwater is preferably 1 mg / L or less, more preferably 0.5 mg / L or less, from the viewpoint of sufficiently suppressing the generation of iron scale. The pH of groundwater is preferably 6 or less from the viewpoint of suppressing the oxidation of divalent iron ions and the growth of iron bacteria. The pH of the groundwater is preferably 5 or more from the viewpoint of the water quality of the groundwater. In order to keep the pH of the groundwater within the above range, a pH adjuster addition means may be further provided in the water treatment system 1 to add the pH adjuster to the groundwater.
(作用機序)
以上説明した本発明の水処理方法にあっては、本発明の水処理システム1を用い、井戸100内から水中ポンプ3によって汲み上げた地下水200を、井戸100内に設置する水処理装置(水処理部)4に直接供給し、地下水の水質が変化する前に処理するため、別途、地上に水処理設備を設ける必要がない。そのため、地上に水処理設備を設けるためのコスト及びスペースを抑えることができる。
また、本発明の水処理方法にあっては、鉛直方向上下に延在する揚水管20に、取水部2aから液密性を保持するように接続された水処理装置4を用いるため、効率よく地下水を処理できる。これにより、水処理装置4のメンテナンス頻度や交換頻度を十分に低減できる。
(Mechanism of action)
In the water treatment method of the present invention described above, the water treatment system 1 of the present invention is used, and the
Further, in the water treatment method of the present invention, since the
(他の実施形態)
本発明の水処理方法は、井戸内から汲み上げた地下水を直接水処理部に供給して地下水の水質が変化する前に処理する方法であればよく、図1の水処理システム1を用いる場合に限定されない。例えば、図2〜図4のように、取水部と出口部との間の少なくとも一部に鉛直方向上下に延在する領域とを有する流路と、取水部に接続したポンプと、流路の鉛直方向上下に延在する領域に、取水部から液密性を保持するように接続した水処理部とを備えた水処理システムを用いる水処理方法であってもよい。
(Other embodiments)
The water treatment method of the present invention may be any method as long as the groundwater pumped from the well is directly supplied to the water treatment unit and treated before the quality of the groundwater changes, and when the water treatment system 1 of FIG. 1 is used. Not limited. For example, as shown in FIGS. 2 to 4, a flow path having a region extending vertically and vertically in at least a part between the water intake part and the outlet part, a pump connected to the water intake part, and a flow path of the flow path. It may be a water treatment method using a water treatment system provided with a water treatment unit connected from the water intake unit so as to maintain liquidtightness in a region extending vertically in the vertical direction.
本発明は、地上に水処理設備を設置するスペースがない場合や、水処理設備のコストを低減したい場合の水処理システムとして特に有用である。 The present invention is particularly useful as a water treatment system when there is no space for installing the water treatment equipment on the ground or when it is desired to reduce the cost of the water treatment equipment.
1,61,71,81 水処理システム、
2 流路、
2a 取水部、
2b 出口部、
3 水中ポンプ(ポンプ)、
4 水処理装置(水処理部)
5 ガス供給手段、
20 揚水管、
22 導水管、
51 ガスボンベ、
52 ガス供給管、
53 バルブ、
100 井戸、
102 掘削穴、
104 井戸管、
104a 取水口、
200 地下水、
202 不帯水層、
204 被圧帯水層。
1,61,71,81 Water treatment system,
2 channels,
2a Water intake,
2b exit,
3 Submersible pump (pump),
4 Water treatment equipment (water treatment unit)
5 Gas supply means,
20 pumping pipe,
22 Water pipe,
51 gas cylinder,
52 gas supply pipe,
53 valves,
100 wells,
102 drilling hole,
104 well pipe,
104a Intake,
200 groundwater,
202 Aquifer,
204 Pressure aquifer.
Claims (12)
地下水の取水部と、処理水を井戸の外に排出する出口部と、前記取水部と前記出口部との間の少なくとも一部に鉛直方向上下に延在する領域と、を有する流路と、
前記流路の前記取水部に接続され、前記地下水を前記流路に導入するポンプと、
前記流路の前記領域に、前記取水部から液密性を保持するように接続された水処理部と、を備える、水処理システム。 A water treatment system that produces treated water from groundwater in a well.
A flow path having a groundwater intake portion, an outlet portion for discharging treated water to the outside of the well, and a region extending vertically up and down at least a part between the intake portion and the outlet portion.
A pump connected to the intake portion of the flow path and introducing the groundwater into the flow path.
A water treatment system comprising a water treatment unit connected to the region of the flow path so as to maintain liquidtightness from the water intake unit.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2019068232A JP2020163326A (en) | 2019-03-29 | 2019-03-29 | Water treatment system |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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