JP4908875B2 - 水質改善装置 - Google Patents

Description

この発明は、井水、河川の水または雨水等の水質改善装置に関する。

井戸や河川などの水源から汲み上げた水や雨水を、洗濯や風呂水として利用したり、植物栽培のために散水したいという要望がある。
ところが、昨今は、地層自体の変化や汚染物質の地下水脈への浸透等により、井水の水質悪化が著しく、汲み出した井水をそのまま利用しにくいという事態が生じている。同様に、河川の水も水質悪化を生じていることが多い。ここで言う水質悪化とは、水の濁度および色度が高くなることや、水から異臭が生じることなどである。

たとえば、特許文献１に記載されているように、井水がいわゆる「赤水」である場合がある。「赤水」とは、汲み出した井水を容器に入れておくと、時間の経過と共に赤色に変化し、洗濯や風呂水としての使用に適さず、また、植物栽培にも悪影響を及ぼすようになった水である。赤水は、鉄分やマンガン成分が、イオンとして含まれた水である。たとえば鉄分は重炭酸第一鉄として加圧水中に安定して存在しているが、汲み上げられることにより水酸化第一鉄に変化し、空気と接触することによって水酸化第二鉄に酸化され、水に赤味を帯びさせる。

また、アンモニア等が地面から浸透し、それによって井水や河川の水が汚染されて臭気を有するようになっている場合もある。
特許文献１は、このような使用に適さない井水の水質を改善するために、オゾン処理により、水中の鉄分を酸化し、酸化された鉄分を除去すると共に、オゾンの酸化作用で、井水中の雑菌、大腸菌、ウィルス等を殺菌するようにした受水型井水改善装置を提案する。
特許第２７１５２４４号公報

特許文献１に記載の水質改善装置は、受水槽１、第１段処理機２および第２段処理機３が組み合わされた大型の装置であり、装置構成も複雑なものである。また、この水質改善装置では、オゾン発生装置がオリフィスよりも下方に配置されており、オゾン発生装置から発生されたオゾンがオゾン導入管に導かれて上昇してオリフィスを通過する水に供給されるため、オリフィスを通過する水が、その自重により、オゾン導入管を介してオゾン発生装置に浸入する虞がある。一般に、オゾン発生装置は、周囲の空気を取り込んで高電圧の放電を行うことでオゾンを発生させる構成を有しており、オゾン発生装置が、上述したオリフィスから浸入してきた水によって湿気を帯びると、オゾン発生時において空気中の窒素がオゾンによって酸化されて硝酸へと変化する。この硝酸により、放電を行う素子の劣化が促進され、オゾン発生装置のオゾンの発生効率が低下され、それに伴って、水質の改善効率も低下するという不具合を生じる。

また、たとえばインドネシアでは、水道設備のインフラが整っていない地域もあり、このような地域においては、井戸や河川から桶などで汲み出した水や、溜めた雨水が生活に利用されている。ところが、インドネシアにおける井水の水脈は鉄やマンガンを多量に含んでおり、上述のような赤水の問題を抱えている。そのため、このような地域において、水質改善装置の要望が高いのだが、なるべく、水質改善装置は、簡素な構成で水質の改善を行える構成や、水質の改善効率の低下を抑制できる構成であることが望ましい。

この発明は、かかる背景のもとになされたもので、簡素な構成によって、井水、河川の水または雨水を生活用水として使用できるまで、その水質を改善することができる水質改善装置を提供することを主たる目的とする。
また、この発明は、簡素な構成で、水質の改善効率の低下を抑制できる水質改善装置を提供することを他の目的とする。

請求項１記載の発明は、水を溜めるための貯水槽と、前記貯水槽内に溜められる水を吸い込むための吸込口と吸い込んだ水を前記貯水槽内へ吐き出すための吐出口とを有するポンプと、前記貯水槽の上部に配置され、放電を行うことによりオゾンを発生するオゾン発生装置と、前記オゾン発生装置よりも下方において前記ポンプの吐出口と前記貯水槽との間に介挿され、前記ポンプによって前記貯水槽へ吐き出される水に前記オゾン発生装置で発生されたオゾンを供給するためのオゾン導入部と、を含んだ水質改善装置であって、前記貯水槽は、前記水質改善装置の外部からの水を前記貯水槽内に流入させるための入口と、前記貯水槽内の水を前記水質改善装置の外部へ流出させるための出口とを有し、前記貯水槽内は、前記出口側に配置される第１槽と前記入口側に配置される第２槽とを含む少なくとも２以上の複数の領域に区画され、前記第２槽は、その内部に、溜められる水を微生物処理するための微生物処理容器を備え、前記ポンプおよび前記オゾン導入部が前記第１槽と前記第２槽とを連結し、前記第２槽内の水が、前記ポンプにより吸い込まれ、前記オゾン導入部により供給されるオゾンで浄化されて、前記ポンプにより前記第１槽内へ吐き出されることを特徴とする水質改善装置である。

請求項２記載の発明は、前記微生物処理容器は、複数の通過口が形成された底壁を備え、前記通過口を介して前記第２槽内部の前記微生物処理容器以外の領域と連通しており、前記第２槽に対する上下移動が可能であり、前記微生物処理容器の上下移動により前記通過口を介して前記微生物処理容器内と前記第２槽内部の前記微生物処理容器以外の領域との間を行き来する水の流れによって、前記微生物処理容器内に装填される微生物担体が洗浄されることを特徴とする、請求項１記載の水質改善装置である。

請求項１記載の発明によれば、第２槽内に溜められる、たとえば水質が比較的良好な水は、オゾン導入部を一度通過することにより浄化され、第１槽内に溜められるので、この水を生活用水としてすぐに使用することができる。

そして、水質改善された水が溜められた第１槽は出口側に配置されているので、ユーザが生活用水を使用したい場合には、出口を介して、確実に第１槽から水質改善された水を流出させることができ、第２槽の井水、河川の水または雨水を間違って流出させる虞はない。一方、第２槽は入口側に配置されているので、井水、河川の水または雨水を、入口を介して、確実に第２槽に流入させることができ、第１槽の水質改善された水に間違って混入させる虞はない。

さらに、微生物処理容器が備えられている。微生物処理容器に収容された微生物は、水に含まれている主としてアンモニア成分を硝化処理し、臭気を除去する。
よって、鉄、マンガン成分を除去できるとともに、アンモニア成分も除去された、水質がより良好になった水を供給することができる。水とオゾンは気液接触し、水に含まれる鉄イオンやマンガンイオンが酸化されて析出する。

請求項２記載の発明によれば、微生物処理容器と第２槽内部の微生物処理容器以外の領域とは通過口を介して連通しており、微生物処理容器で微生物処理された水は、第２槽内部の微生物処理容器以外の領域に移されてから第１槽でオゾンが混合されるので、微生物処理容器内の微生物がオゾンにより死滅することはない。
また、微生物処理が繰り返され、分解されたアンモニア成分が微生物担体に付着しても、微生物処理容器を第２槽に対して上下方向に移動させるといった簡単な操作により、通過口を介して微生物処理容器内と第２槽内部の微生物処理容器以外の領域との間を行き来する水流を発生させ、この水流により、微生物処理容器内の微生物担体を洗浄し、その処理能力を回復させることができる。

＜実施例＞
以下には、図面を参照して、この発明の実施形態について具体的に説明をする。以下の実施形態では、水質改善装置で水質が改善される、井戸、河川もしくは池等の水源から汲み出した水または雨水を、「原水」と統一して称することとする。そして、水質が改善された原水を、「浄水」と称することとする。

図１は、この発明の一実施形態に係る水質改善装置１の概略斜視図であり、説明の便宜上、内部を露出して示している。なお、方向について言及する場合には、図示した、方向を示す矢印を参照する。また、方向について、「前側」を「正面側」と称したり、「後側」を「背面側」と称することがある。
図２は、水質改善装置１のオゾン導入部５周辺を示した概略側断面図であり、図３は、水質改善装置１のフィルタ２８周辺を示した概略側断面図である。

水質改善装置１は、原水を溜めるための貯水槽２と、貯水槽２内の原水を吸い込んで貯水槽２内へ吐き出すためのポンプ３と、オゾンを発生するためのオゾン発生装置４と、ポンプ３から吐出される原水に、オゾン発生装置４で発生されたオゾンを混合するためのオゾン導入部５とを有している。
貯水槽２は、略直方体形状であり、その内部の前後方向略中央位置には、仕切板６が配置されており、仕切板６によって、貯水槽２の内部は、前側の第１槽７と後側の第２槽８とに区画されている。貯水槽２の大きさは、一例として、幅８１０ｍｍ、奥行き１３５０ｍｍ、高さ１０９０ｍｍであり、約２３０Ｌの水を溜めることができる。

仕切板６の上端部には、仕切板６を肉厚方向に貫通するように切欠かれたオーバーフロー孔９が形成されている。
第２槽８の後壁の上端部には、貯水槽２を肉厚方向に貫通する、入口としての原水流入口１０が形成されている。
第１槽７の前壁の上端部には、貯水槽２を肉厚方向に貫通する、出口としての浄水流出口１１が形成されている。

これにより、貯水槽２には、第２槽８の原水流入口１０から原水が流入し、第２槽８内において所定の水位まで溜められると、所定水位を超える量の原水は、オーバーフロー孔９を介して、第１槽７へオーバーフローされ、第１槽７内に溜められる。
そして、第１槽７内に溜められる原水は、以降に述べる手順にて浄水となり、浄水流出口１１から取り出されて生活用水として使用される。なお、第２槽８内への原水流入口１０からの原水の流入は、上述した原水の水源からポンプなどを介して第２槽８内へ原水を汲み入れる構成であってもよいし、手桶等に溜めた原水を第２槽８内へ注ぎ込んでもよい。あるいは、雨水が自動的に流れ込む構成としてもよい。同様に、第１槽７内に溜められる浄水の浄水流出口１１からの流出についても、ポンプを介して汲み出してもよいし、手桶等で汲み出してもよい。なお、浄水流出口１１は、上述したように、第１槽７の上端部に配置されているので、第１層７内の浄水における上澄み部分を汲み出すことができる。

また、浄水が溜められる第１槽７は、浄水流出口１１に隣接配置されているので、生活用水を使用したい場合には、浄水流出口１１を介して、確実に第１槽７から浄水を流出させることができ、第２槽８の原水を間違って流出させる虞はない。一方、原水が溜められる第２槽８は、原水流入口１０に隣接配置されているので、原水を、原水流入口１０を介して確実に第２槽８内に流入させることができ、第１槽７に溜められた浄水に間違って混入させる虞はない。

貯水槽２の下端部には、貯水槽２を肉厚方向に貫通する循環出口１６および循環入口１７が、左右方向に互いに間隔を隔ててそれぞれ形成されている。循環出口１６および循環入口１７を介して、貯水槽２にポンプ３が接続される。
ポンプ３は、貯水槽２よりも前方に配置されており、その内部には、インペラ（図示せず）と、このインペラを回転させるためのモータ（図示せず）とが備えられている。そして、このポンプ３は、吸込口１２および吐出口１３を有しており、吸込口１２が第１吸込管１４を介して貯水槽２の循環出口１６に接続されること、および、吐出口１３が第１吐出管１５を介して貯水槽２の循環入口１７に接続されることにより、第１槽７内部と連通している。

そのため、ポンプ３が駆動されると、モータ（図示せず）が駆動されることにより、インペラ（図示せず）が回転され、第１槽７内に溜められた水は、循環出口１６、第１吸込管１４および吸込口１２を介してポンプ３のインペラ（図示しない）へ吸い込まれる。そして、インペラ（図示しない）へ吸い込まれた水は、引き続き、インペラ（図示しない）から押出されることにより、吐出口１３、第１吐出管１５および循環入口１７を介して第１槽７内へ吐き出される。そして、ポンプ３の駆動が継続されることにより、第１槽７内に溜められた水は、吸い込みおよび吐き出しが繰り返されて、第１槽７内とポンプ３との間で循環される。

オゾン発生装置４は、貯水槽２の前壁の外側表面において、その上部、たとえば浄水流出口１１と高さ方向にほぼ等しい位置に配置されている。オゾン発生装置４は、ケーシング１８と、ケーシング１８内に配置される放電素子回路（図示せず）および放電素子としての電極板（図示せず）を有している。ケーシング１８には、その内部に空気を取り込むための吸気口（図示せず）と、排気口１９とが形成されており、オゾン発生装置４は、吸気口（図示せず）から空気を取り込んで、電極板（図示せず）で放電を行うことにより、排気出口１９からオゾンを出力する。なお、排気口１９は、ケーシング１８において、上方に向かって開口するように形成されている。そして、オゾン発生装置４は、排気出口１９が貯水槽２内の水の水位よりも上方に位置するように配置されている。

オゾン導入部５は、オゾン発生装置４よりも下方に配置され、第１吐出管１５の途中に介挿されている。
オゾン導入部５は、エゼクタの構成をなしており、水入口２１および水出口２２を有し、水入口２１から水出口２２までの間をつなぐ水流路は、図２に示すように、内径が絞られた絞り部２３を有している。そして、オゾン導入部５において、気体入口２４が、この絞り部２３に連通するように設けられている。

オゾン発生装置４の排気出口１９は、導入管２０を介してオゾン導入部５の気体入口２４に接続されている。
このため、オゾン導入部５では、水入口２１から入った水が絞り部２３で流速が速くなり、水出口２２から出ていくので、流速の速い絞り部２３で負圧を生じる。よって、この負圧を利用して、オゾン発生装置４で発生されたオゾンは、排気出口１９、導入管２０および気体入口２４を介して絞り部２３内へ吸引され、オゾン導入部５を通る水の中に、直径が５０μｍ以下の超微細気泡（いわゆるマイクロバブル）として混入される。このため、エゼクタ構造をなすオゾン導入部５では、オゾン発生装置４からオゾンを取り込むための装置を設ける必要がない。

また、図１に示すように、オゾン導入部５は、上述したように、水の循環方向に見てポンプ３の下流側に配置されているので、水の循環時において、第１槽７から吸い込まれる水に気泡が混入していた場合、この気泡はポンプ３にて破泡され、オゾン導入部５には到達しない。そのため、オゾン導入部５におけるエア噛みを防ぐことができる。
また、オゾン導入部５は、上述したように、オゾン発生装置４よりも下方に配置されているので、循環される水は、その自重により、オゾン導入部５において、導入管２０を介してオゾン発生装置４内に浸入する虞はない。水の循環が停止されたときにおいても、オゾン導入部５に残留する水がオゾン発生装置４に浸入する虞はない。

そして、導入管２０の途中には第１浸入防止手段としての逆止弁２５が介挿されている。たとえば、循環出口１６から循環入口１７までの間における水の循環流路においてウォーターハンマー現象等が生じた場合、すなわち異常事態において、高圧の水が気体入口２４から導入管２０を通ってオゾン発生装置４へ向かって流れ出す場合がある。逆止弁２５は、かかる高圧の水がオゾン発生装置４に浸入しないようにするためのものであり、必要に応じて、複数の逆止弁２５を直列状に配置してもよい。

また、ウォーターハンマー現象等が生じた場合に高圧の水がオゾン発生装置４に浸入しないようにするために、逆止弁２５に加えて、図２に示すように、第１吐出管１５における吐出口１３とオゾン導入部５との間に電磁弁２６が介挿され、さらに、第１吐出管１５におけるオゾン導入部５と循環入口１７との間に逆止弁２７が介挿されていてもよい。なお、電磁弁２６および逆止弁２７が、第２浸入防止手段として機能する。

電磁弁２６により、上述した、ウォーターハンマー現象等が生じた場合の高圧の水がオゾン導入部５内に浸入することを防止することができる。そのため、この高圧の水がオゾン発生装置４に浸入することを効果的に防止することができる。
逆止弁２７により、逆止弁２７と循環入口１７との間においてウォーターハンマー現象等により発生した高圧の水が逆流してオゾン導入部５内に浸入することを防止することができる。なお、逆止弁２７は、電磁弁の構成であってもよい。

また、第１吸込管１４および第１吐出管１５の途中には、図１に示すように、濾過手段としてのフィルタ２８がそれぞれ配置されている。フィルタ２８は、図３に示すように、第１吸込管１４および第１吐出管１５に対して斜め方向に接続された分岐管２９をそれぞれ備え、この分岐管２９内に濾過部材３０が挿入された構成である。濾過部材３０は、たとえば浜砂、活性炭、ゼオライトなどの少なくとも１つまたは複数を含んでいる。第１吸込管１４および第１吐出管１５を通る水は、濾過部材３０でそれぞれ濾過され、水中の異物が濾過部材３０によって捕獲される。

濾過部材３０は、ねじ３１を弛めて取り外すことができ、容易にメンテナンスを行うことができる。
また、図１に示すように、第１吸込管１４および第１吐出管１５において、循環出口１６から循環入口１７に向かって流れる水の流れ方向に見て、オゾン導入部５の上流側に介挿されているフィルタ２８により、上述したオゾン導入部５の絞り部２３（図２参照）において異物が詰まることを防止することができる。

図４は、水質改善装置１のシステム図である。なお、図４において、図１〜３の構成要素と同一部分には、同一の番号が付されている。
図４に示すように、ポンプ３（具体的にはモータ）およびオゾン発生装置４には、電力供給路３３を介して電源３２から駆動用電力が与えられる。この実施形態では、電源３２は太陽電池パネルであり、駆動用電力は、電源３２により、光−電気変換された電気エネルギーにより賄われる。なお、電力供給路３３の、電源３２からポンプ３およびオゾン発生装置４までの間には、ブレーカ３４が介挿されており、電源３２より異常な高電力が供給された場合や漏電が生じた場合には、ブレーカ３４より、電力供給路３３が遮断される。これにより、ポンプ３およびオゾン発生装置４が損傷することを防止することができる。

そして、上述したように、オゾン導入部５でオゾンが混合され、第１吐出管１５を通って貯水槽２の第１槽７内へ吐き出される水は、オゾンと水とが気液接触を行い、水中に溶けた鉄イオンやマンガンイオンはオゾンによって酸化され、水酸化第二鉄や二酸化マンガンとして析出する。析出した水酸化第二鉄や二酸化マンガンは、フィルタ２８によって捕獲される。また、水中の雑菌、大腸菌などは、オゾンにより酸化されて殺菌される。なお、このような、貯水槽２内の原水をポンプ３、オゾン発生装置４およびオゾン導入部５を用いて浄化することを、以下では「オゾン処理」と呼ぶ。

なお、上述したオゾンによる酸化作用によって、水中のオゾンはほぼ消滅する。従って、第１槽７内に溜められた水には、オゾンはほとんど残留していない。
たとえば、ポンプ３が流量２０Ｌ／分で第１槽７内の原水を循環させる場合、オゾン発生装置４で発生したオゾンガスを含んだ空気がオゾン導入部５によって、２．０Ｌ／分で供給される。この供給されるオゾンガスを含んだ空気により、原水は除菌、浄化されて浄水となる。

そして、この浄水が第１槽７内に吐き出されて溜まるときには、浄水中のオゾン濃度は、充分に減っており、生活水として使用するのに何ら支障のないオゾン濃度となっている。
さらに、第１槽７内に溜まった水には、オゾンから変化した酸素や空気中の酸素が溶存している。そして、これら溶存酸素は、第１槽７内において、残存している鉄イオンやマンガンイオンなどの金属イオンを酸化して析出させる。酸化した金属イオンは、第１槽７において沈殿し、水から分離される。よって、第１槽７に溜められた水は、鉄分やマンガン分が含まれておらず、いわゆる赤水ではなくなっている。

なお、第１槽７内には、フィルタ２８の濾過部材３０と同じ濾過部材（図示せず）が設けられていてもよい。その際、この濾過部材（図示せず）は、浄水流出口１１（図１参照）に設けられるのが好ましい。第１槽７内の水中の鉄やマンガンが、イオンの状態ではなく、水酸化第二鉄や二酸化マンガン等として析出している場合には、これら鉄分やマンガン分は、この濾過部材（図示せず）で捕獲することができる。さらに、この濾過部材（図示せず）は、酸化促進用の触媒がコーティングされているのが望ましい。酸化促進用の触媒としては、たとえばオキシ水酸化鉄や二酸化マンガンを例示できる。これら酸化促進用の触媒が濾材（図示せず）にコーティングされていると、触媒と水とが触れたときに、水中に溶けている酸素が鉄イオンやマンガンイオンの酸化を促進するように働き、残存している金属イオンを酸化により析出させる。

この水質改善装置１では、１台で、たとえば、１日あたり約１００Ｌの原水をオゾン処理することができる。なお、この１００Ｌという値は、インドネシアの１世帯で１日あたりにシャワーで使用される平均水量に相当する。
図５は、図１および図２に示すオゾン導入部５の他の実施形態を示す図である。なお、図５において、図１および図２の構成要素と同一部分には、同一の番号が付されている。

図１および図２の実施形態では、オゾン導入部５をエゼクタの構成とすることで、オゾンを水に混合しているが、図５に示すようなＴ字管３５を用い、オゾンを水に混合することも可能である。Ｔ字管３５を用いた場合は、Ｔ字管３５自体には気体の取り込み作用がない。そこで、オゾン発生装置４で発生されたオゾンを、Ｔ字管３５へ強制的に送るために、送風用の、移送手段としてのブロア３６を設ける必要がある。ブロア３６も、電源３２で駆動することが可能である。なお、ブロア３６を設けたとしても、水質改善装置１の構造が複雑になることはない。

以上のように、この水質改善装置１では、貯水槽２、ポンプ３、オゾン発生装置４およびオゾン導入部５といった簡素な構成により、上述した水質改善を行うことができる。
また、上述したように、オゾン発生装置４をオゾン導入部より上方に配置するといった簡素な構成、逆止弁２５、電磁弁２６および逆止弁２７により、オゾン発生装置４に水が浸入することによるオゾン発生装置４の劣化を防ぎ、オゾン発生装置４のオゾン発生効率の低下、すなわち水質改善装置１の水質の改善効率の低下を抑制することができる。
＜変形例１＞
図６は、この発明の変形例１に係る水質改善装置１の概略斜視図である。図７は、雨水を原水とした場合に、原水を水質改善装置１へ供給する態様および浄水を水質改善装置１からの取り出す態様を示した概略図である。なお、図６および図７において、図１の構成要素と同一部分には、同一の番号が付されている。

図６の水質改善装置１の特徴は、図１に示した水質改善装置１において、吸込側三方弁３７および吐出側三方弁３８ならびに第２吸込管３９および第２吐出管４０が追加されており、さらに第１槽７および第２槽８に原水流入口１０および浄水流出口１１がそれぞれ設けられていることである。
詳しくは、図６に示すように、吸込側三方弁３７は、第１吸込管１４において、吸込口１２と循環出口１６との間における、水の循環方向に見てフィルタ２８よりも上流側に介挿されており、吸込側第１入口４１、吸込側出口４２および吸込側第２入口４３を有している。

吸込側第１入口４１は、循環出口１６に接続されており、吸込側出口４２は、第１吸込管１４に接続されている。そして、吸込側第２入口４３は、第２吸込管３９の一端に接続されている。これに対し、第２吸込管３９の他端は、第２槽８の下端部位置に接続されている。
また、吐出側三方弁３８は、第１吐出管１５において、オゾン導入部５の水出口２２と循環入口１７との間に介挿されており、吐出側入口４４、吐出側第１出口４５および吐出側第２出口４６を有している。

吐出側入口４４は、オゾン導入部５の水出口２２に接続されており、吐出側第１出口４５は、循環入口１７に接続されている。そして、吐出側第２出口４６は、第２吐出管４０の一端に接続されている。これに対し、第２吐出管４０の他端は、第２槽８の下端部位置に接続されている。
このような構成において、吸込側三方弁３７を切替えて循環出口１６と第１吸込管１４とをつなげ、そして吐出側三方弁３８を切替えてオゾン導入部５の水出口２２と循環入口１７とをつなげることにより、第１吸込管１４および第１吐出管１５が第１循環路をなし、上述した実施例において図１に示した水質改善装置１と同様に、第１槽７内の原水を循環させてオゾン供給すること、すなわち第１槽７内の原水のオゾン浄化が可能となる。これに対して、吸込側三方弁３７を切替えて第１吸込管１４と第２吸込管３９とをつなげ、そして吐出側三方弁３８を切替えてオゾン導入部５の水出口２２と第２吐出管４０とをつなげることにより、第１吸込管１４、第１吐出管１５、第２吸込管３９および第２吐出管４０が第２循環路をなし、上述した第１槽７と同様に、第２槽８内の原水を循環させてオゾン供給すること、すなわち第２槽８内の原水のオゾン浄化が可能となる。

このような構成は、たとえば、原水の供給が豊富な場合、たとえばスコールが頻繁に発生する場合には、有効である。
たとえば、上述した第１槽７および第２槽８にそれぞれ設けられた原水流入口１０は、図７に示すように、家屋４７の雨とい４８に連結されている。すなわち、図６および図７に示す水質改善装置１は、家屋４７に降り注ぐ雨水、すなわち原水が雨とい４８および原水流入口１０を介して、第１槽７および第２槽８のそれぞれに流入して溜められる構成であり、上述したスコールが発生する場合には、原水が第１槽７内および第２槽８内に溜められる。そして、第１槽７内でオゾン処理を行うだけでなく、第２槽８内でもオゾン処理を行うことで、貯水槽２内に水質改善された水を溜めることができ、これに伴って利用できる生活用水の量を増大させることができる。また、第１槽７および第２槽８の両方に浄水を溜めない場合でも、第１槽７および第２槽８で、たとえば１日毎に切替えてオゾン処理を行うことができ、水質改善装置１の使い勝手が向上する。なお、オゾン処理によって第１槽７内および第２槽８内のそれぞれに溜められた浄水を使用する場合には、第１槽７および第２槽８にそれぞれ設けられた浄水流出管１１を介してこれらの浄水を取り出すことができる。
＜変形例２＞
図８は、この発明の変形例２に係る水質改善装置１の概略斜視図である。図９は、図８において、微生物処理容器４９を上下させる態様を示したものである。図１０は、図８において、曝気槽５２内に空気を与える別の態様を示したものである。なお、図８および図９において、図１および図６の構成要素と同一部分には、同一の番号が付されている。図８および図９の水質改善装置１の特徴は、図６に示した水質改善装置１において、微生物処理容器４９が設けられていることである。

微生物処理容器４９は、図８に示すように、第２槽８内において、上下方向にスライド自在に収容されている。なお、第２槽８には、その下端から第２槽８の高さ寸法の約３分の１上方の位置において、第２槽８の内周に沿って内側へ突出するリブ５１が形成されており、リブ５１にて、微生物処理容器４９の下方への移動が規制される。そのため、第２槽８内は、リブ５１によって、微生物処理容器４９と、微生物処理容器４９の下方の曝気槽５２とに、上下方向に区画されている。つまり、曝気槽５２は、第２槽８内部の微生物処理容器４９以外の領域となる。そして、微生物処理容器４９の底壁６１には、平面視において、多数の通過口５４が均一に形成されており、これらの通過口５４を介して微生物処理容器４９と曝気槽５２とは連通している。なお、底壁６１を網で構成し、その網目を通過口５４としてもよい。

微生物処理容器４９は、微生物を利用して、原水に含まれるアンモニア成分を硝化処理し、臭気を除去するという作用効果を奏する。詳しくは、微生物処理容器４９の内部には、微生物が収容された微生物担体５０が装填されている。微生物担体５０は、活性炭などを含む略球体であり、その表面には、微小な孔隙を有する凹部が多数形成されており、微生物はこの凹部に蓄えられており、原水から臭気を除去する。

第２吸込管３９は、上述した変形例１の図６で示したものとは異なり、吸込側三方弁３７の吸込側第２入口４３に接続された一端とは反対の他端部５３が、第２槽８の下端部から第２槽８の側壁に沿って上方へ延び、そして第２槽８の上端縁を跨いで第２槽８内を下方へ延び、曝気槽５２内に配置されるように形成されている。詳しくは、他端部５３は、曝気槽５２内において、平面視が略矩形状をなすように曝気槽５２の内周面に沿って折り曲げられて形成されており、その表面には、小さな貫通孔が多数形成されている。

このような構成の水質改善装置１において、原水流入口１０を介して第２槽８内へ供給される水は、まず、微生物処理容器４９に入り、微生物処理容器４９において微生物による処理が施された後、その下流側の曝気槽５２に通過口５４を介して流入するようになっている。なお、この水質改善装置１では、オゾン導入部５の気体入口２４にはオゾンではなく空気が与えられ、さらに、ポンプ３が実施例および変形例１の場合とは反対方向へ回転駆動されるので、その空気が第２吸込管３９から曝気槽５２内に供給される。詳しくは、この空気は、上述した他端部５３に形成された貫通孔から曝気槽５２内で浮上し、微生物処理容器４９内の微生物担体５０に供給される。この空気により微生物担体５０内の微生物は活性化し、微生物による処理能力が向上する。

そして、第２槽８で微生物処理された原水は、曝気槽５２内から第１槽７内に移動される。なお、上述したように、第２槽８内の上部に配置された微生物処理容器４９から下方の曝気槽５２へ原水を流すので、曝気槽５２内から第１槽７内へ原水を移動させる場合、上述したオーバーフロー孔９の代わりに、曝気槽５２内に流入口５５が開口され、かつ第１槽７の上端部に流出口５６が開口された供給管５７が用いられる。

そして、第２槽８で微生物処理され、供給管５７を介して曝気槽５２内から第１槽７内へ移動した原水には、上述したオゾン処理が施され、鉄イオンやマンガンイオンが、オゾンで酸化されて析出し、また、雑菌などは殺菌される。すなわち、この水質改善装置１では、鉄、マンガン成分を除去できるとともに、アンモニア成分も除去された水質がより良好になった水を供給することができる。また、微生物処理容器４９で微生物処理された水は、曝気槽５２に移された後に第１槽でオゾン処理されるので、微生物処理容器４９内の微生物がオゾンにより死滅することはない。

このような、水質改善装置１において、微生物処理が繰り返されると、微生物によって分解されたアンモニア成分が微生物担体５０の表面に付着することによって、微生物処理能力が低下する虞がある。しかしながら、図９に示すように、微生物処理容器４９を上下方向に移動させることによって、微生物担体５０の付着物を簡単に剥離させ、微生物処理能力を回復させることができる。詳しくは、微生物処理容器４９の上端部には、把持部５８が形成されている。たとえば、定期的に、または微生物処理されたはずの第１槽７内の水が臭気を帯びている場合に、ユーザが把持部５８を掴んで微生物処理容器４９を上下方向にスライド移動させる。この上下移動において、通過口５４を介して微生物処理容器４９内と曝気槽５２内との間を行き来する水流が生じ、この水流よって、微生物処理容器４９内の微生物担体５０が攪拌されて上方（図示矢印参照）へ浮き上がり、互いに接触することで、上述した付着物が微生物担体５０から剥離される。すなわち、微生物処理容器４９を上下方向にスライド移動させるといった簡単な操作により、微生物担体５０から付着物を剥離させ、微生物担体５０の処理能力を回復させることができる。なお、このような方法によって剥離された付着物は、微生物処理容器４９内の微生物担体５０が攪拌されている最中に、微生物担体５０同士の間を通じて沈殿し、さらには通過口５４を介して曝気槽５２の底に堆積する。そのため、第２槽８の下端部に設けられた排水口６２を開放することにより、付着物は機外へ排出され、微生物処理能力の回復は勿論のこと、微生物処理容器４９および曝気槽５２の洗浄も可能となる。なお、微生物担体５０を、上述した水流に晒すだけでも、微生物担体５０の洗浄効果を得ることができる。

なお、図８および図９では、第２吸込管３９の他端部５３から曝気槽５２内に空気を供給する態様を説明したが、これに代え、図１０に示すように、第２吸込管３９および第２吐出管４０を廃し、エアポンプ５９を別途配置し、連結管６０を介してエアポンプ５９からの空気を他端部５３から曝気槽５２内に供給する態様であってもよい。
＜変形例３＞
図１１は、変形例３に係わる水質改善装置１のシステム図である。なお、図１１において、図４の構成要素と同一部分には、同一の番号が付されている。

実施例では、第２槽８内に原水を溜め、第１槽７内には、ポンプ３で循環させてオゾン処理した浄水を溜める構成をとっていたが、これに代え、図１１に示すように、第２槽８内と第１槽７内とをポンプ３およびオゾン導入部５で連結し、ポンプ３によって第２槽８内から第１槽７内へ原水を移動させ、その原水をオゾン導入部５にて混入させたオゾンで浄化し、第１槽７内に溜める構成であってもよい。この場合、ポンプ３によって原水を循環させて浄化させるといった動作がないので、第２槽８から第１槽７への１度の通過で浄化される程度に、もともとの原水の水質が比較的良好であることが望ましい。もちろん、第１槽７内に原水を溜め、第２槽８内に浄水を溜める構成でもよい。これによって、原水は、オゾン導入部５を１度通過することで浄化され、生活用水としてすぐに使うことができる。

この発明は、以上説明した実施形態に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。たとえば、貯水槽２において、第１槽７および第２槽８以外の領域を新たに設け、その領域に、用途に応じて第１槽７または第２槽８と同様の機能を付与してもよい。

この発明の一実施形態に係る水質改善装置１の概略斜視図であり、説明の便宜上、内部を露出して示したものである。 水質改善装置１のオゾン導入部５周辺を示した概略側断面図である。 水質改善装置１のフィルタ２８周辺を示した概略側断面図である。 水質改善装置１のシステム図である。 図１および図２に示すオゾン導入部５の他の実施形態を示す図である。 この発明の変形例１に係る水質改善装置１の概略斜視図である。 雨水を原水とした場合に、原水を水質改善装置１へ供給する態様および浄水を水質改善装置１からの取り出す態様を示した概略図である。 この発明の変形例２に係る水質改善装置１の概略斜視図である。 図８において、微生物処理容器４９を上下させる態様を示したものである。 図８において、曝気槽５２内に空気を与える別の態様を示したものである。 図１１は、変形例３に係わる水質改善装置１のシステム図である。

符号の説明

１ 水質改善装置
２ 貯水槽
３ ポンプ
４ オゾン発生装置
５ オゾン導入部
７ 第１槽
８ 第２槽
１０ 原水流入口
１１ 浄水流出口
１２ 吸込口
１３ 吐出口
１４ 第１吸込管
１５ 第１吐出管
２１ 水入口
２２ 水出口
２３ 絞り部
２４ 気体入口
２５ 逆止弁
２６ 電磁弁
２７ 逆止弁
２８ フィルタ
３５ Ｔ字管
３６ ブロア
３７ 吸込側三方弁
３８ 吐出側三方弁
３９ 第２吸込管
４０ 第２吐出管
４９ 微生物処理容器
５０ 微生物担体
５２ 曝気槽
５４ 通過口
６１ 底壁

Claims (2)

1. 水を溜めるための貯水槽と、
   前記貯水槽内に溜められる水を吸い込むための吸込口と吸い込んだ水を前記貯水槽内へ吐き出すための吐出口とを有するポンプと、
   前記貯水槽の上部に配置され、放電を行うことによりオゾンを発生するオゾン発生装置と、
   前記オゾン発生装置よりも下方において前記ポンプの吐出口と前記貯水槽との間に介挿され、前記ポンプによって前記貯水槽へ吐き出される水に前記オゾン発生装置で発生されたオゾンを供給するためのオゾン導入部と、を含んだ水質改善装置であって、
   前記貯水槽は、前記水質改善装置の外部からの水を前記貯水槽内に流入させるための入口と、前記貯水槽内の水を前記水質改善装置の外部へ流出させるための出口とを有し、
   前記貯水槽内は、前記出口側に配置される第１槽と前記入口側に配置される第２槽とを含む少なくとも２以上の複数の領域に区画され、
   前記第２槽は、その内部に、溜められる水を微生物処理するための微生物処理容器を備え、
   前記ポンプおよび前記オゾン導入部が前記第１槽と前記第２槽とを連結し、前記第２槽内の水が、前記ポンプにより吸い込まれ、前記オゾン導入部により供給されるオゾンで浄化されて、前記ポンプにより前記第１槽内へ吐き出されることを特徴とする水質改善装置。
2. 前記微生物処理容器は、複数の通過口が形成された底壁を備え、前記通過口を介して前記第２槽内部の前記微生物処理容器以外の領域と連通しており、前記第２槽に対する上下移動が可能であり、
   前記微生物処理容器の上下移動により前記通過口を介して前記微生物処理容器内と前記第２槽内部の前記微生物処理容器以外の領域との間を行き来する水の流れによって、前記微生物処理容器内に装填される微生物担体が洗浄されることを特徴とする、請求項１記載の水質改善装置。