JP3702905B2 - 浄水装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、処理槽の異なる複数の処理タンクを備え、上手側の処理タンクから源水を供給し下手側の処理タンクから処理済の水を取り出すようにした浄水装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、湖や池又は河川等の源水又は食品或いはその他洗浄物等を洗浄した後の源水等の浄化処理を行う浄水装置は、木炭及びゼオライトライト等を収容した複数の処理タンクを互いに連結し、その上手側の処理タンクから源水を給水ポンプで圧送送給し、最終の処理タンクから浄化水を強制排出するようにした浄水装置が公知であり、また近年このような浄水装置の最下手側にオゾンを供給し殺菌処理を行うようにした浄水装置が試みられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
然し、上記従来の浄水装置で、大量の有機物や種々の成分及び着色物等で汚染されている源水を処理する場合には、上手側の処理タンク内の木炭或いはゼオライトライト等の濾過体に有機物や着色物また雑菌等を大量に付着させるので、早期の目詰まり等が発生しその処理能力を低下させる欠点があると共に、該濾過体中を源水が強制的に圧送されると各処理槽における処理が充分に行われないまま排出され、上記濾過体の交換を頻繁に行う必要を生じランニングコストを高くする問題がある。
また上記のようにして処理された水に最終工程でオゾンを供給して処理をすると、この浄化水の中にしばらくの間オゾンが残留する問題があり、これを魚等を養殖している水槽或いは池等に直接的に放水すると、魚の餌食いが悪くなりその育成を阻害する問題等が認められた。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記従来の問題点を解消するための本発明による浄水装置は、第１に処理槽に異なる複数の処理タンク１を備え、その上手側の処理タンク１から源水を供給し下手側の処理タンク１から処理済の水を取り出すようにした浄水装置Ａにおいて、上記複数の処理タンク１のうち、上手側の処理タンク１をオゾンガスを供給して殺菌及び酸化処理を行うオゾンタンク４にすると共に、これに連結する次位の処理タンク１を木炭５ａを収容して水中の混入物を付着させる木炭タンク５とし、該木炭タンク５に連結される下手側の処理タンク１をゼオライト６ａを収容して混入物を吸着させるゼオライトタンク６とし、上記複数の処理タンク１の上部に給水口を下部に送水口をそれぞれ設け、相隣る処理タンク１の給水口と送水口とを連結管６１，６２で連結すると共に、相隣る上手側の給水口に対し下手側の給水口に落差Ｈ，ｈを設けて順次列設し、且つ最下手側の処理タンク１の送水口に接続されて水を下手側に排出する排出管７を立ち上げて設け、該排出管７の立ち上げ中途部に、前記落差ｈと同程度となる高さに下向きに折り返される屈折部７１を設けて、最下手側の処理タンク１より水を落差により排出可能にしたことを特徴としている。
【０００５】
第２に、各処理タンク１の上部に外気と通ずる通気口１１を設けると共に、排出管７の屈折部７１に外気と通ずる通気口７２を設けたことを特徴としている。
【０００６】
第３に、複数の処理タンク１のうち、オゾンタンク４の上手側に砂又は礫等の濾過槽９５を収容し一次濾過を行う砂タンク９を設け、該砂タンク９をオゾンガスを供給して殺菌及び酸化処理を行うオゾンタンク４に連結したことを特徴としている。
【０００７】
【作用】
以上の構成により、源水はオゾンタンク４内においてオゾンガスに接して脱色殺菌及び酸化処理等が行われ、難性分解成分を酸化分解して性分解を高められた状態になり、オゾンタンク４から次位の木炭タンク５及びゼオライトタンク６に落差によって送水され、上記処理により吸着され易い状態に分解された有機物等の処理が良好に行われる。
また砂タンク９内に送給される源水は濾過層９５内を通過することにより、混入成分としての塵類及び濁り成分が除去されると共に、微生物の働きにより有機物が良好に分解される。そして、オゾンタンク４内でオゾンガスにより良好に処理される。
【０００８】
【実施例】
本発明の実施例を図面に基づき説明する。図１は本発明に係わる処理槽の異なる複数の処理タンク１及び給水ポンプ２を有する浄水装置Ａと、給水ポンプ２のみを備えた給水装置Ｂにより池Ｃの源水を汲み上げ、該浄水装置Ａで処理した浄化水と給水装置Ｂによる非浄化水とを貯水槽Ｄに各別に給水し、経時変化を比較確認する実験装置の一例を示す。
後述するようにこの実験では、毎分５０リットルの給水能力を有する各給水ポンプ２を用い、約２ヵ月にわたり連続運転を行い、各貯水槽Ｄ内の水質及び貯水槽Ｄの底に敷設した砂槽におけるヘドロ等の発生状況を確認した。
【０００９】
上記浄水装置Ａは図２，図３に示すように、機台１ａ上で源水を収容可能に形成して立設固定した円筒容器形状の複数の処理タンク１・・のうち、上手側のものをオゾン発生器３から発生させたオゾンを空気と適当量に混合させて供給するオゾンタンク４にすると共に、次位のものを適宜な大きさ（略３０〜５０ミリ程度）に粉砕した木炭５ａを収容する木炭タンク５にし、また最下手側のものを適宜な大きさ（略５〜２０ミリ程度）に粉砕されたゼオライト６ａを収容したゼオライトタンク６に構成すると共に、相隣る処理タンク１を各連結管６１，６２を介して一連に連結し、給水ポンプ２で給水される源水を給水パイプ２０を介して上記配置された処理タンク１に送給し、該処理タンク１の下手側から排出される浄化水を排出管７から貯水槽Ｄに排水するようにしている。
【００１０】
尚、各処理タンク１の上部に開口する供給口１０には通気口１１を有する蓋１２を開閉可能に設置し、メッシュ状の容器１５に各収容された木炭５ａ並びにゼオライト６ａ等の濾過体を交換可能にしている。
また、各処理タンク１の底部の央部にはバルブ付のドレン１３を設けて、必要によりタンク内の源水を排水すると共に、底部に溜まった蓄積物を排出しタンク内を適時に清掃可能にしている。１４はタンク内底部に近設設置した清掃羽根であり、外部から回転操作することにより蓄積物を掻取り可能に構成している。
【００１１】
以下に各処理タンク１の構成及びその連繋態様について説明する。
先ず、オゾンタンク４は、その最上部に前記給水パイプ２０と連結する給水口４０を開設すると共に、底部から所定距離だけ離間させた位置に送水口４１を開設し、該送水口４１の上部に前記オゾン発生器３に連通する多数のノズル孔３１を有するガス管３０を横設している。尚、該ガス管３０はその管路の中途部を前記給水口４０より高い位置において折り曲げることにより、オゾン発生器３への浸水を防止し機台１ａに設置可能にしている。
【００１２】
次に木炭タンク５は、上記オゾンタンク４の給水口４０よりも落差Ｈだけ低くなる位置に給水口５０を開設し、該送水口４１と連結管６１を介して連結すると共に、該送水口４１と略同高さに送水口５１を開設し、その間を木炭５ａの収容部に形成している。
またゼオライトタンク６は、上記木炭タンク５の給水口５０よりも落差ｈだけ低くなる位置に給水口６０を開設し、該送水口５１と連結管６２を介して連結されると共に、該送水口５１と略同高さに送水口６３を開設し、その間をゼオライト６ａの収容部に形成している。
【００１３】
そして、上記送水口６３に接続する排出管７は排出口７０に至る中途部に立ち上げた屈折部７１を形成し、該屈折部７１の高さを前記ゼオライトタンク６の給水口６０の落差ｈと略同程度の落差ｈを有するように構成すると共に、該給水口６０の高さよりも高い位置に開口する通気管７２を設置している。
尚、排出管７の管径は前記給水パイプ２０の管径よりも大径にしてあり、後述する落差による自然濾過排出を円滑に行うようにしている。
１ｂは上記処理タンク１及び関連機器等の周囲を覆うカバーであり、メンテナンス作業を容易に行うことができるように開閉可能に設置されている。
【００１４】
以上のように構成された浄水装置Ａは以下のようにして源水を浄化処理することができる。
即ち、給水ポンプ２で汲み上げられた源水は、先ず給水口４０からオゾンタンク４（実施例では直径５５〜６０センチ，高さ１．５メートル程度にした）内において、木炭タンク５の給水口５０の高さとなるまで給水され、この高さに至るとオゾンタンク４内の源水は送水口４１及び連結管６１を介し、給水口４０より落差Ｈだけ下方に位置する木炭タンク５の給水口５０から同タンク内に給水される。
そして、木炭タンク５内にはゼオライトタンク６の給水口６０との落差ｈを越えるまで給水され、次いで送水口５１から連結管６２を介しゼオライトタンク６の給水口６０から同タンク内に給水される。
【００１５】
次に、ゼオライトタンク６内の源水は排出管７の屈折部７１との落差ｈを越える高さまで給水貯溜され、これ以上の高さとなるように上手側の処理タンク１から給水される源水により押圧されて、ゼオライトタンク６内の源水は送水口６３から排出管７の屈折部７１をのり越え、排出口７０から前記給水ポンプ２の給水量と略等量の処理済の浄化水を自然濾過排出するようにしている。
この際、有機物等様々の混入物を含む源水は、先ず上手側のオゾンタンク４内に収容され、上方から下方に通過する間に多数のノズル孔３１から空気と共に小さな泡状となって噴出しているオゾンガスに接して、脱色殺菌及び酸化処理作用等が行われた状態となる。
【００１６】
この実施例では、源水に供給するオゾン濃度を１００〜１５０ＰＰＭ程度と比較的低濃度にすると共に、大気を混入させてエアレーション効果を奏するようにすることにより、有効な微生物を死滅させることなく活性にさせる状態で、水中の混入物の着色成分の分解及び雑菌の除去並びに鉄分を酸化させて、ヘドロの要因となる硫化鉄の発生を抑制するようにしている。
上記の処理が行われた源水は難性分解成分を、事前にオゾンで強制的に酸化分解して性分解を高められた状態になり、オゾンタンク４の送水口４１から既述のように次位の木炭タンク５及びゼオライトタンク６に供給され、上記処理により吸着され易い状態に分解された有機物等の処理が良好に行われる。従って、農薬や洗剤等の化学的物質により汚染された源水をも良好に処理することができる利点を有する。
【００１７】
即ち、木炭タンク５はその内部に２０〜５０ミリ程度に単粒化された木炭５ａが通水可能に積層収容されており、木炭５ａの表面及び内部の気孔に前記オゾンタンク４により処理負荷を軽減された状態の、源水の含有物中特に有機物が良好に吸着される。
そしてこの処理過程において、該有機物を分解するミジンコ等の微生物を良好に発生定住させ好適に増殖させることができ、木炭５ａによる源水の有機物の吸着分解並びに鉄分の吸着処理を促進した状態で、下方に位置する送水口５１から次位のゼオライトタンク６に送水する。
【００１８】
また、ゼオライトタンク６はその内部に１０〜２０ミリ程度に単粒化されたゼオライト６ａが通水可能に積層収容されており、ゼオライト６ａにより前工程の木炭５ａで処理不能な成分、例えば窒素物等をイオン交換作用によりゼオライト６ａの表面及び気孔に吸着させて除去する。
この結果ゼオライトタンク６下方の送水口６１から排出管７を介し排出口７０から排出される源水は、叙上の浄化処理を好適に行われた清浄な浄化水となって所望箇所に良好に排出されるものである。従ってこの状態ではオゾンガスの残留は皆無又は僅少であり魚等の餌食いを損なうことがない。
【００１９】
この浄化処理にあたり、各処理タンク１は最上手側の処理タンク１に源水を給水ポンプ２で供給し、これより下手側の各処理タンク１はポンプによる圧送を避け、既述のような落差Ｈ又はｈによる送水を行い自然排出をすることができるので、各処理タンク１においてそれぞれの浄化処理が充分に行われた状態で一連の処理を完遂することができる。
【００２０】
また上記浄水装置Ａの運転中に給水ポンプ３等のトラブルにより給水が行われなくなったような場合、排出管７の屈折部７１には少なくともその前位のゼオライトタンク６とで形成される落差ｈよりも高い位置で外気と通気可能な通気口７２によってサイホン作用による排水は不能にされるので、ゼオライトタンク６内の源水は前記屈折部７１の高さ以下には排出されないで貯水される。
その結果他の上手側の木炭タンク５及びオゾンタンク４内も適正な水位を維持することができ、これら各処理タンク１が空になることによる乾燥や有効な微生物を死滅させたりガス分の発生を防止することができる。
【００２１】
次に、以上のように構成した浄水装置Ａと該浄水装置Ａを備えないものとを比較した既述図１の実験例について説明する。
この実験では、各給水ポンプ３の給水能力は５０リットル毎分程度とし、貯水槽Ｂは縦４メートル，横２メートル，深さ０．５ｍ程度とし、且つその底部に砂層を厚さ２０センチに敷設した。そして各給水ポンプ３を夏季において約６０日間連続運転を行い、貯水槽Ｄ内の水位上部分から自然排水をさせて常時一定量貯水するようにした。
この実験結果の比較データを参考までに表１に示す。これによれば、浄水装置Ａによる貯水槽Ｂの処理水は良好に浄化され砂層内のヘドロの発生は皆無或いは僅少であり、一方非処理水の貯水槽Ｄでは砂層にヘドロが多く発生し堆積した。
【００２２】
【表１】

【００２３】
次に本発明の第２実施例を図４について説明する。この浄水装置Ａは上述第１実施例と同様の各処理タンク１を同配列で備え、その最上手側に砂又は小石を収容した砂タンク９を設置している。
この実施例では、給水ポンプ３に通ずる給水パイプ２０は砂タンク９の濾過層９５の下方に開設した給水口９０に連結させると共に、送水口９１は該濾過層９５の上部に開設し連結管６３を介しオゾンタンク４の給水口４０と連結させている。１７は送水口９１のやや下位に設けたバルブ付のオーバーフローパイプであり、運転時は閉鎖されており砂タンク９内の逆流洗浄（以下逆洗という）を行う場合には開放される。
【００２４】
また上記濾過層９５は砂タンク９内で上，中，下段に挿脱交換可能に積み重ねできるメッシュ状の各容器１５内に、下層のものかから上層のものに至るほど大粒中粒小粒と、順次粒が小さくなる石又は砂を入れて構成している。
従って、砂タンク９内に送給される源水はその内部に混入する塵等の比較的大きな異物を濾過層９５の下部において低部に沈澱させた状態で、順次小さくなる目合の濾過層９５内を通過することにより塵類及び濁り成分が順次除去されると共に、濾過物の表面に生成するスライム（微生物膜）藻類並びにその中に定住する有効微生物の働きにより、前記濁り成分中の有機物の一部が良好に分解されることとなる。この１次処理によりオゾンタンク４は、その前工程において大きな塵類及び濁り成分が除去された状態で源水が供給されるので、可及的に少量なオゾンガスを供給するだけで源水のオゾン処理を好適に行うことができる特徴がある。
【００２５】
そして、砂タンク９の底部には砂タンク９内の水を勢いよく速やかに排出可能な径大なドレンパイプ１３と、洗浄水を圧送する給水装置（不図示）に連結可能なパイプ１４とを併設し、タンク９内の逆洗を簡単且つ的確に行うことができるようにしている。
即ち、逆洗を行う場合には給水ポンプ２の運転を停止した状態において、先ずドレンパイプ１３からバルブ１３ａを開いて源水を排出したのち、該バルブ１３ａを閉じてパイプ１４から洗浄水をオーバフローパイプ１７に至る程度に圧送給水し、該給水を停止した状態で上記バルブ１３ａを再び開き、タンク９内の洗浄水をドレンパイプ１３から一挙に速やかに排出することにより、前記濾過層９５は攪拌されると共に洗われて、これに付着した塵類等の付着物及び成長しすぎたスライムを強制的に除去排出し、簡単に再生使用することができる。
【００２６】
以上のように構成した浄水装置Ａは池及び河川並びに厨房排水等種々の源水に対し好適に処理をすることができるものであり、例えばゴルフ場に点在する池Ｃや排水施設等に設置する場合には、図５に示すように浄水装置Ａを適宜にデザイン化又は装飾を施した覆体Ｆで覆うことにより、外景を損なうことなくマッチさせ、且つ池Ｃ内に直接的に設置することができる効果がある。
即ち、同図において浄水装置Ａは池Ｃ内適所に施工された土台Ｇ上に設置すると共に、給水ポンプ２を給水パイプ２０を介して水中に設け、該給水ポンプ２で汲み上げた池Ｃの源水を前述の各処理タンク１・・で既述の如く処理し、排出管７から浄化された処理水を池Ｃ内に還元するようにしている。
【００２７】
上記池Ｃにはゴルフ場に散布される除草剤等の農薬や肥料等が流れ込んだり、また枯れ葉等の塵を多く混入することから、該池Ｃに設置される浄水装置Ａは前記のような砂タンク９を備えることが好ましく、また池Ｃに設置する浄水装置Ａを覆う覆体Ｆは例えば、松の木等適宜な植物或いは他の装飾物を施して小島状に形成することにより、外景にマッチさせてゴルフ場の雰囲気を損なうことなく装飾効果を向上させるようにすることができる。
これにより、浄水装置Ａを地中に埋設させて源水を給水ポンプにより圧送することなく、自然濾過処理方式で源水の浄化を簡単に行うことを可能とする。
【００２８】
また８は上記構成した浄水装置Ａに必要によって装着される添加装置であり、源水中に含有する既述のような成分を分解促進する酵素或いは微生物を収容するタンク８０から、タイマ付きバルブ８１及び送給管８２を介し砂タンク９及び木炭タンク５等の濾過処理タンクの何れか、或いは全部に上記のような添加剤を適時に点滴供給することにより、浄化作用を一層促進できる利点を有するものである。
【００２９】
【発明の効果】
本発明は以上説明したように構成されているので、以下に記載するような効果を奏することができる。
【００３０】
請求項１により、源水をオゾンタンクにより処理したのち、木炭タンク及びゼオライトタンクに送給し良好に処理することができるので、木炭タンク及びゼオライトタンクでの浄化性能を長期に渡り安定よく維持することができると共に、オゾンの残留を抑制することができる。
また省力的で取扱い易くランニングコストの廉価な浄水装置を提供することができる。
【００３１】
さらに定量供給される源水を落差により排出させて各処理タンクにおいて、充分な浄化処理を安定よく行うことができる。
【００３２】
請求項２により、各処理タンクに設けた通気口により源水の供給及び排水を的確に行うことができるとともに、排水管に設けた通気口により処理タンク内に常時適正量の源水を保持させて良好な浄水作業を行うことができる。
【００３３】
請求項３により、源水をオゾンタンクの上手側で砂タンクにより一次濾過を行なわせ、大きな塵類及び濁り成分を除去した状態でオゾンタンクに供給するので、オゾン処理を好適に行うことができ、木炭タンク及びゼオライトタンクによる以後の浄化処理を良好に行うことができると共に、オゾンの残留を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の浄水装置の比較実験例を示す斜視図。
【図２】 図１の浄水装置の構成を示す正面図。
【図３】 図２の断面図。
【図４】 他の実施例を一部破断して示す正面図。
【図５】 浄水装置をゴルフ場或いは公園等の池（貯水池）に設置する場合の一例を示し、（Ａ）はその斜視図、（Ｂ）は要部の断面図。
【符号の説明】
Ａ 浄水装置
１ 処理タンク
２ 給水ポンプ
３ オゾン発生器
４ オゾンタンク
５ 木炭タンク
５ａ 木炭
６ ゼオライトタンク
６ａ ゼオライト
７ 排出管
９ 砂タンク
４０，５０，６０，９０ 給水口
４１，５１，６１，９１ 送水口
６１，６２，６３ 連結管
Ｈ（ｈ）落差
７１ 屈曲部
７２ 通気口
９５ 濾過槽

Claims (3)

1. 処理槽に異なる複数の処理タンク（１）を備え、その上手側の処理タンク（１）から源水を供給し下手側の処理タンク（１）から処理済の水を取り出すようにした浄水装置（Ａ）において、上記複数の処理タンク（１）のうち、上手側の処理タンク（１）をオゾンガスを供給して殺菌及び酸化処理を行うオゾンタンク（４）にすると共に、これに連結する次位の処理タンク（１）を木炭（５ａ）を収容して水中の混入物を付着させる木炭タンク（５）とし、該木炭タンク（５）に連結される下手側の処理タンク（１）をゼオライト（６ａ）を収容して混入物を吸着させるゼオライトタンク（６）とし、上記複数の処理タンク（１）の上部に給水口を下部に送水口をそれぞれ設け、相隣る処理タンク（１）の給水口と送水口とを連結管（６１），（６２）で連結すると共に、相隣る上手側の給水口に対し下手側の給水口に落差（Ｈ），（ｈ）を設けて順次列設し、且つ最下手側の処理タンク（１）の送水口に接続されて水を下手側に排出する排出管（７）を立ち上げて設け、該排出管（７）の立ち上げ中途部に、前記落差（ｈ）と同程度となる高さに下向きに折り返される屈折部（７１）を設けて、最下手側の処理タンク（１）より水を落差により排出可能にしたことを特徴とする浄水装置。
2. 各処理タンク（１）の上部に外気と通ずる通気口（１１）を設けると共に、排出管（７）の屈折部（７１）に外気と通ずる通気口（７２）を設けたことを特徴とする請求項１の浄水装置。
3. 複数の処理タンク（１）のうち、オゾンタンク（４）の上手側に砂又は礫等の濾過槽（９５）を収容し一次濾過を行う砂タンク（９）を設け、該砂タンク（９）をオゾンガスを供給して殺菌及び酸化処理を行うオゾンタンク（４）に連結した請求項１又は２の浄水装置。

Images