JP6196556B2 - Method for operating upward flow reactor and water treatment apparatus - Google Patents

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Description

本発明は、反応器内に充填した充填材中にその下方から上方に向けて流体を供給する構造の上向流型反応器の運転方法及び水処理装置に関するものである。   The present invention relates to a method of operating an upflow reactor and a water treatment apparatus in which a fluid is supplied into a filler filled in a reactor from below to above.

従来、触媒を充填した触媒充填塔に原水を通水して、原水中の処理対象物質を処理する触媒接触方式による処理方法がある。この種の処理方法の中には、原水を下側から通水する上向流型と、原水を上側から投入する下向流型がある。下向流型の場合は、触媒の有効径や均等係数にもよるが、多かれ少なかれ、原水中の懸濁物質を触媒充填層で除去するろ過機能を有する。一方、上向流型の場合は、原水の通水に伴って、触媒を流動化させて運転する場合が通例のため、原水中の懸濁物質は触媒充填層で捕捉されることなく流出する。下向流型と上向流型では、触媒充填層での懸濁物質除去の有無が大きな違いとなっており、懸濁物質が除去される下向流型と除去されない上向流型では、原水の通水速度に大きな差が生じる(上向流型の方が速い)。   Conventionally, there is a treatment method by a catalyst contact method in which raw water is passed through a catalyst packed tower packed with a catalyst to treat a substance to be treated in the raw water. Among these types of treatment methods, there are an upward flow type in which raw water is passed from below and a downward flow type in which raw water is introduced from above. In the case of the downward flow type, although depending on the effective diameter and uniformity coefficient of the catalyst, it has a filtration function that more or less removes suspended substances in the raw water with a catalyst packed bed. On the other hand, in the case of the upward flow type, since the catalyst is usually fluidized and operated along with the flow of the raw water, suspended substances in the raw water flow out without being trapped in the catalyst packed bed. . There is a big difference between the downward flow type and the upward flow type in the presence or absence of suspended solids removal in the catalyst packed bed.In the downward flow type where the suspended solids are removed and the upward flow type where the suspended solids are not removed, A large difference occurs in the flow rate of raw water (upward flow type is faster).

触媒充填塔の後段に、例えば、砂ろ過や膜ろ過のような除濁手段を設置する場合は、前段の触媒充填塔では除濁を行う必要がないため、触媒充填塔には上向流型を選択することが一般的であり、合理的なプロセスとなる。   For example, when a turbidity means such as sand filtration or membrane filtration is installed in the subsequent stage of the catalyst packed tower, it is not necessary to perform turbidity in the previous catalyst packed tower. Is generally a reasonable process.

上向流型の利点は、触媒充填層で懸濁物質を抑留しないために、高速で処理することが可能な点である。逆に言うと、触媒充填層で懸濁物質を抑留すると、そこで圧力を損失するため、高速での処理にとって不利になると言える。   The advantage of the upward flow type is that it can be processed at a high speed because the suspended solids are not retained in the catalyst packed bed. Conversely, it can be said that if the suspended solids are retained in the catalyst packed bed, the pressure is lost there, which is disadvantageous for high-speed processing.

上向流型では、充填した触媒が原水流入部に混入しないように、分散ノズルや流入ストレーナを設置したり、あるいは砂利を敷設したろ床板などを設けて触媒と原水流入部を分離したりすることが一般的である。これらの分散ノズルや流入ストレーナの開口部(流体通過口)は、触媒が落下しないように、触媒の径よりも小さい必要がある。   In the upward flow type, a dispersion nozzle and an inflow strainer are installed so that the packed catalyst does not enter the raw water inflow part, or a filter floor plate laid with gravel is provided to separate the catalyst and the raw water inflow part. It is common. The openings (fluid passage ports) of these dispersion nozzles and inflow strainers need to be smaller than the diameter of the catalyst so that the catalyst does not fall.

一方上記上向流型において、懸濁物質を含む原水を高速で処理しようとした場合には、触媒充填層では懸濁物質の捕捉はないものの、この分散ノズルや流入ストレーナ、あるいは砂利層に懸濁物質が捕捉され、目詰まりを生じることがある。そうすると「懸濁物質を抑留しないために高速処理が可能」な上向流型の利点を損なうこととなる。   On the other hand, in the upward flow type, when raw water containing suspended solids is to be treated at high speed, suspended solids are not trapped in the catalyst packed bed, but suspended from the dispersion nozzle, inflow strainer, or gravel layer. Turbid substances can be trapped and clogged. In this case, the advantage of the upward flow type that “high-speed processing is possible because the suspended solids are not restrained” is impaired.

それを防止するために、砂利層を無くして、分散ノズルや流入ストレーナの開口部を懸濁物質が詰まらない程度に十分大きくする方法が考えられる。このとき、充填する触媒の粒径が小さいと、懸濁物質が詰まらない程度に大きくした分散ノズルや流入ストレーナの開口部が、触媒の粒径よりも大きくなることがある。その場合、開口部から分散ノズルや流入ストレーナ内に触媒が落下すること(原水側あるいは一次側に流出すること、以下「逆流」とも言う。ここで、通常運転時の流体の流れ方向を考えたとき、分散ノズルや流入ストレーナの通過前を一次側、通過後を二次側と呼ぶ。)が懸念されるが、触媒の安息角を考慮した開口部の構造にすることで、それらの問題を回避することができる。   In order to prevent this, a method of eliminating the gravel layer and making the openings of the dispersion nozzle and the inflow strainer sufficiently large so as not to be clogged with suspended substances can be considered. At this time, if the particle diameter of the catalyst to be filled is small, the opening of the dispersion nozzle and the inflow strainer which are enlarged to the extent that the suspended substance is not clogged may be larger than the particle diameter of the catalyst. In that case, the catalyst falls from the opening into the dispersion nozzle and the inflow strainer (flowing out to the raw water side or the primary side, hereinafter also referred to as “reverse flow”. Here, the flow direction of the fluid during normal operation was considered. When the dispersion nozzle or inflow strainer passes, it is called the primary side, and after the passage is called the secondary side.) However, by adopting an opening structure that takes into account the angle of repose of the catalyst, these problems can be solved. It can be avoided.

特開平5−269489号公報JP-A-5-269489

上述のように、触媒の安息角を考慮した開口部の構造を用いることで、通常時の運用では、開口部内へ、あるいは一次側への触媒の落下(逆流)を防ぐことができる。   As described above, by using the structure of the opening in consideration of the angle of repose of the catalyst, it is possible to prevent the catalyst from falling into the opening or to the primary side (back flow) in normal operation.

しかしながら、原水の供給から停止に切り替わる際(原水供給状態から停止時への移行時)、または、原水の停止から供給に切り替わる際(停止時から原水供給状態への移行時)には、たとえ前記触媒の安息角を考慮した開口部の構造を用いたとしても、この開口部内へ(一次側へ)の触媒の落下(逆流)現象(原水側への流出現象)が生じてしまうという問題があった。   However, when switching from the supply of raw water to a stop (when transitioning from a raw water supply state to a stop) or when switching from a stop of raw water to a supply (when shifting from a stop to a raw water supply state) Even if the structure of the opening in consideration of the angle of repose of the catalyst is used, there is a problem that the catalyst falls into the opening (to the primary side) (back flow) phenomenon (outflow phenomenon to the raw water side). It was.

本発明は上述の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、流体の供給停止時や供給開始時であっても、触媒などの充填材が、分散ノズルやストレーナ等の流体分散手段の流体通過口(開口部)内に(一次側に)落下(逆流)することのない上向流型反応器の運転方法及び水処理装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-described points. The purpose of the present invention is to ensure that a filler such as a catalyst is used in a fluid dispersion means such as a dispersion nozzle or a strainer even when fluid supply is stopped or when supply is started. An object of the present invention is to provide an operating method and a water treatment apparatus for an upflow reactor that does not fall (backflow) into the fluid passage port (opening) (to the primary side).

本願発明者は、流体の供給停止時や供給開始時に生じる上記充填物の流体通過口から原水側への落下(逆流)現象につき、その原因を次のように考えた。即ち、通常の運用時は、複数ある流体通過口の全てから原水が流出しているため、充填物が流体通過口から原水側に逆流することは困難である。   The inventor of the present application considered the cause of the phenomenon (falling backflow) from the fluid passage port to the raw water side that occurred when the fluid supply was stopped or started. That is, during normal operation, the raw water flows out from all of the plurality of fluid passage ports, so it is difficult for the packing material to flow backward from the fluid passage ports to the raw water side.

一方、原水の供給を開始した場合、全ての流体通過口から原水が均等に流出するまでには、一定の時間が必要となる。特に、供給流量が多くなれば、同じような圧力損失を設定された流体通過口の中でも、微々たる違いの中で、最も圧力損失が低いところから原水の流出が始まる。これは通常運用状態では問題にならない圧力損失の差である。しかし、運転開始時には、まだ動き出していない流体が流体通過口の一次側にあり、慣性の法則によって留まろうとする。留まろうとする流体は、後ろから来る流体に押され易い流体が先に押されて、最も出易いところから出ることになる。定常状態になれば、全ての流体が動き、微々たる損失差など関係なく、全ての流体通過口から原水が流出するが、停止状態から流体が動き出す場合には問題となる。動き出しの瞬間に一部の流体通過口から流体が流出すると、流出した液体分の空間を埋めるために、流体通過口の上流側(一次側)に負圧が生じる。その負圧によって、水が流出しなかった流体通過口は周辺の水を吸い込み、その際、流体通過口付近の触媒を吸い込むのである。この現象は、触媒の安息角を考慮した構造の流体通過口であっても避けることはできない。   On the other hand, when the supply of raw water is started, a certain period of time is required until the raw water flows out uniformly from all the fluid passage ports. In particular, if the supply flow rate is increased, the outflow of raw water starts from the lowest pressure loss among the fluid passage ports set with the same pressure loss, even among slight differences. This is the difference in pressure loss that is not a problem in normal operating conditions. However, at the start of operation, the fluid that has not yet started moving is on the primary side of the fluid passage and tries to stay by the law of inertia. The fluid to be retained comes out from the place where the fluid that is easily pushed by the fluid coming from behind is pushed first and is most likely to come out. In the steady state, all the fluids move and the raw water flows out from all the fluid passages regardless of the slight loss difference, but this is a problem when the fluid starts to move from the stopped state. When the fluid flows out from some of the fluid passage ports at the moment of starting movement, negative pressure is generated on the upstream side (primary side) of the fluid passage port in order to fill the space of the liquid that has flowed out. Due to the negative pressure, the fluid passage port where the water did not flow out sucks the surrounding water, and at that time, sucks the catalyst in the vicinity of the fluid passage port. This phenomenon cannot be avoided even with a fluid passage having a structure that takes into account the angle of repose of the catalyst.

一方、原水供給状態から停止する場合も同様の吸込現象が起きる。即ち、原水供給を急に停止した場合、例えば閉止したバルブより下流側、あるいはポンプより下流側にある流体は慣性の法則に従って動き続ける。しかし、原水の供給は止まっているので、残勢で動くのみである。また、閉止したバルブやポンプ付近からは流体が慣性によって離れるが、後から原水の供給は無いために、閉止したバルブやポンプに近い辺りから負圧が生じることとなる。その負圧によって、閉止したバルブやポンプに近い流体通過口では、流体が逆流する現象が起き、その際、流体通過口付近の触媒を吸い込むのである。この現象は、触媒の安息角を考慮した構造の流体通過口でも避けることはできない。   On the other hand, when the raw water supply state is stopped, the same suction phenomenon occurs. That is, when the raw water supply is suddenly stopped, for example, the fluid downstream from the closed valve or downstream from the pump continues to move according to the law of inertia. However, since the supply of raw water has stopped, it only moves with residual force. In addition, fluid is separated from the vicinity of the closed valve or pump by inertia, but since no raw water is supplied later, a negative pressure is generated from the vicinity of the closed valve or pump. Due to the negative pressure, a phenomenon in which the fluid flows backward occurs at the fluid passage port close to the closed valve or pump, and at that time, the catalyst in the vicinity of the fluid passage port is sucked. This phenomenon cannot be avoided even with a fluid passage having a structure that takes into consideration the angle of repose of the catalyst.

そして本願発明者は、上記流体通過口への充填物吸込現象を防止する方法として、原水供給を開始する、あるいは停止する際に、徐々に流量を上げて行く、あるいは、下げていく操作が有効であることを見出した。   The inventor of the present application can effectively increase or decrease the flow rate when starting or stopping the supply of raw water as a method for preventing the above-described phenomenon of sucking the filler into the fluid passage opening. I found out.

即ち、本発明にかかる上向流型反応器の運転方法は、流体を分散供給する流体通過口を有する流体分散手段の上方に充填材を充填し、且つ前記流体通過口の大きさを少なくとも一部の充填材の大きさよりも大きくした構造の上向流型反応器を用意し、前記流体通過口から前記充填材中に供給する流体の供給開始時は、その供給量を漸増させ、又は前記流体通過口から前記充填材中に供給する流体の供給停止時は、その供給量を漸減させ、更に、前記流体の供給量の漸増は、流体の供給開始時に流体分散手段の全ての流体通過口において流体あるいは充填材が前記流体分散手段内に吸い込まれない状態での漸増であり、前記流体の供給量の漸減は、流体の供給停止時に流体分散手段の全ての流体通過口において流体あるいは充填材が前記流体分散手段内に吸い込まれない状態での漸減であることを特徴としている。前記流体通過口は複数となる。なお複数の流体通過口とは、一つの流体通過口を有する複数のノズルがある場合の他に、一つのノズルが複数の流体通過口を有し、ノズルが複数ある場合がある。
この発明のように、流体供給開始時に、徐々に流量を増加して行けば、流体は徐々に動き出し、流速も遅いので、圧損に軽微な差のある流体通過口でも関わりなく、ほぼ均等に流体の流出を開始させることが可能になる。これによって局所的な負圧の発生を防ぎ、充填物の逆流を防止することができる。
また、この発明のように、流体供給停止時に、徐々に流量を低下させていけば、急激に流体供給を停止した場合に起こる負圧の発生を防止することができ、充填物の逆流を防止することができる。
流体供給停止時に徐々に流量を低下させることのさらなる効果として、停止するまでに供給量が徐々に低下するため、上向流の動きをしていた充填物は徐々に落下することができ、且つ流体通過口の廻りには、流体が流出する流れを依然保持しているため、充填物は流体通過口の廻りに堆積し辛くなる。それによって、さらに充填物の逆流を防ぐことができる。
That is, according to the method of operating the upward flow reactor according to the present invention, the filler is filled above the fluid dispersing means having the fluid passages for supplying and distributing the fluid, and the size of the fluid passages is at least one. An upward flow type reactor having a structure larger than the size of the filler in the part, and at the start of supply of the fluid to be supplied into the filler from the fluid passage port, the supply amount is gradually increased, or When the supply of the fluid to be supplied into the filler from the fluid passage port is stopped, the supply amount is gradually reduced . Further, the gradual increase of the fluid supply amount is caused by all the fluid passage ports of the fluid dispersion means at the start of fluid supply. In the state where the fluid or the filler is not sucked into the fluid dispersion means, and the gradual decrease in the supply amount of the fluid is the fluid or the filler in all the fluid passage ports of the fluid dispersion means when the fluid supply is stopped. Is the fluid component It is characterized by a gradual decrease in a state that is not drawn into the unit. There are a plurality of fluid passage openings. In addition to the case where there are a plurality of nozzles having one fluid passage port, the plurality of fluid passage ports may include a plurality of fluid passage ports and a plurality of nozzles.
As in the present invention, if the flow rate is gradually increased at the start of fluid supply, the fluid starts to move gradually and the flow velocity is slow. Therefore, the fluid flow rate is almost equal regardless of the fluid passage port having a slight difference in pressure loss. It becomes possible to start the outflow. As a result, the generation of a local negative pressure can be prevented, and the backflow of the filler can be prevented.
Also, if the flow rate is gradually reduced when the fluid supply is stopped as in the present invention, the negative pressure that occurs when the fluid supply is suddenly stopped can be prevented, and the backflow of the packing can be prevented. can do.
As a further effect of gradually decreasing the flow rate when the fluid supply is stopped, the supply amount gradually decreases until the fluid supply is stopped, so that the packing that was moving upward can be gradually dropped, and Since the flow through which the fluid flows out is still held around the fluid passage port, the packing is difficult to deposit around the fluid passage port. Thereby, the backflow of the packing can be further prevented.

また本発明にかかる水処理装置は、充填材と、前記充填材を充填する反応器と、前記反応器内の充填材の下方に設置され、流体を分散して供給する流体通過口を有し、且つ前記流体通過口の大きさを少なくとも一部の充填材の大きさよりも大きく構成した流体分散手段と、前記流体分散手段に供給する液体の供給量を漸減あるいは漸増させる流量調整手段と、前記流量調整手段を制御して、前記流体通過口から前記充填材中に供給する流体の供給開始時の供給量を、前記流体分散手段の全ての流体通過口において流体あるいは充填材が前記流体分散手段内に吸い込まれない状態で漸増させ、又は前記流体通過口から前記充填材中に供給する流体の供給停止時の供給量を、前記流体分散手段の全ての流体通過口において流体あるいは充填材が前記流体分散手段内に吸い込まれない状態で漸減させる制御手段と、を備えることを特徴としている。
この水処理装置によれば、上述のように、流体供給開始時に、圧損に軽微な差のある流体通過口でも関わりなく、ほぼ均等に流体の流出を開始させることが可能になり、充填物の逆流を防止することができる。
またこの水処理装置によれば、上述のように、流体供給停止時に、急激に流体供給を停止した場合に起こる負圧の発生を防止することができ、充填物の逆流を防止することができる。
また流体供給停止時に、上向流の動きをしていた充填物は徐々に落下し、且つ流体通過口の廻りには流体が流出する流れを依然保持しているため、充填物は流体通過口の廻りに堆積し辛くなる。それによって、さらに充填物の逆流を防ぐことができる。
The water treatment apparatus according to the present invention includes a filler, a reactor filled with the filler, and a fluid passage port that is installed below the filler in the reactor and distributes and supplies the fluid. And a fluid dispersing means configured to make the size of the fluid passage opening larger than the size of at least a part of the filler, a flow rate adjusting means for gradually decreasing or gradually increasing the amount of liquid supplied to the fluid dispersing means, By controlling the flow rate adjusting means, the supply amount at the start of supplying the fluid to be supplied into the filler from the fluid passage port is set so that the fluid or the filler is supplied to the fluid dispersion means in all the fluid passage ports of the fluid dispersion means. increased gradually with no drawn within, or the supply amount at the time of stopping supply of the fluid to be supplied into said filling material from said fluid passage opening, fluid or filler in all of the fluid passage port of the fluid distribution means before It is characterized by comprising a control means for gradually decreasing in a state which is not drawn into the fluid distribution means.
According to this water treatment device, as described above, it is possible to start outflow of fluid almost evenly at the start of fluid supply, regardless of the fluid passage port having a slight difference in pressure loss. Backflow can be prevented.
Moreover, according to this water treatment apparatus, as described above, when the fluid supply is stopped, it is possible to prevent the generation of negative pressure that occurs when the fluid supply is suddenly stopped, and the backflow of the packing can be prevented. .
In addition, when the fluid supply is stopped, the packing that has been moving upwardly gradually falls, and the fluid flows out around the fluid passage opening. It becomes difficult to accumulate around. Thereby, the backflow of the packing can be further prevented.

本発明によれば、流体の供給停止時や供給開始時であっても、触媒などの充填物が、分散ノズルやストレーナ等の流体分散手段の流体通過口内に(一次側に)落下(逆流)することを防止できる。   According to the present invention, even when the supply of fluid is stopped or at the start of supply, a filler such as a catalyst falls (backward) into a fluid passage port of a fluid dispersion means such as a dispersion nozzle or a strainer. Can be prevented.

水処理装置1−1の全体概略構成図である。It is a whole schematic block diagram of the water treatment apparatus 1-1. 反応器本体10の下部に設置された分散器20を示す概略平面図である。2 is a schematic plan view showing a disperser 20 installed in the lower part of the reactor main body 10. FIG. ノズル25の拡大側面図である。3 is an enlarged side view of a nozzle 25. FIG. 上向流型反応器1−1の運転例を示す概略制御ブロック図である。It is a general | schematic control block diagram which shows the operation example of the upward flow type | mold reactor 1-1. 各ノズル25の原水供給開始時と原水供給停止時の充填材30の逆流状態の実験結果を示す図である。It is a figure which shows the experimental result of the backflow state of the filler 30 at the time of the raw water supply start of each nozzle 25, and a raw water supply stop. 上向流型反応器1−1の他の運転例を示す概略制御ブロック図である。It is a general | schematic control block diagram which shows the other example of an operation | movement of the upward flow type reactor 1-1. 下向きのノズル25−2を示す拡大側面図である。FIG. 6 is an enlarged side view showing a downward nozzle 25-2. 水処理装置1−3の全体概略構成図である。It is a whole schematic block diagram of the water treatment apparatus 1-3. 水処理装置1−4の全体概略構成図である。It is a whole schematic block diagram of the water treatment apparatus 1-4. 上向流型反応器1−4の運転例を示す概略制御ブロック図である。It is a general | schematic control block diagram which shows the operation example of the upward flow type | mold reactor 1-4. 水処理装置1−5に用いる分散器20−5を示す概略平面図である。It is a schematic plan view which shows the disperser 20-5 used for the water treatment apparatus 1-5.

以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。
図1は本発明の一実施形態にかかる水処理装置1−1の全体概略構成図である。同図に示す水処理装置(以下「上向流型反応器」という)1−1は、マンガン含有水の処理に用いられる触媒接触塔であり、反応器(以下「反応器本体」という)10内の下部に、原水(流体)を分散供給する複数の流体通過口(下記するノズル25の孔)を有する流体分散手段(以下「分散器」という)20を設置し、この分散器20の上方に充填材30を充填して構成されている。この上向流型反応器1−1は、浄水場などに設置される。この上向流型反応器1−1は、充填材30と分散器20の間に、充填材30を支持する砂利などの充填材支持層を保有しない構造である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is an overall schematic configuration diagram of a water treatment device 1-1 according to an embodiment of the present invention. A water treatment apparatus (hereinafter referred to as “upward flow type reactor”) 1-1 shown in FIG. 1 is a catalyst contact tower used for treatment of manganese-containing water, and a reactor (hereinafter referred to as “reactor main body”) 10. A fluid dispersion means (hereinafter referred to as “disperser”) 20 having a plurality of fluid passage ports (holes of nozzles 25 described below) for supplying raw water (fluid) in a distributed manner is installed in the lower part of the inside. The filler 30 is filled with the filler 30. This upward flow reactor 1-1 is installed in a water purification plant or the like. The upward flow reactor 1-1 has a structure that does not have a filler support layer such as gravel that supports the filler 30 between the filler 30 and the disperser 20.

反応器本体10は円筒状であって、その上部に処理水(流体)を排出する排水路11を設置している。排水路11は、反応器本体10からオーバーフローする流体を導入し、導入した流体を次の処理工程に移送する。   The reactor main body 10 has a cylindrical shape, and a drainage channel 11 for discharging treated water (fluid) is provided at the upper part thereof. The drainage channel 11 introduces a fluid that overflows from the reactor body 10 and transfers the introduced fluid to the next processing step.

図2は反応器本体10の下部に設置された分散器20を上方より見た状態を示す概略平面図である。図1,図2に示すように、分散器20は、主管21から枝分かれした多数本の枝管23中に、多数のノズル25を設けて構成されている。各ノズル25には小径の流体通過口が設けられ、反応器本体10の底面近傍の全面にわたって略均等に配置されている。各ノズル25それぞれに設ける流体通過口は、一つでも複数でも良い。   FIG. 2 is a schematic plan view showing a state in which the disperser 20 installed in the lower part of the reactor main body 10 is viewed from above. As shown in FIGS. 1 and 2, the disperser 20 is configured by providing a number of nozzles 25 in a number of branch pipes 23 branched from the main pipe 21. Each nozzle 25 is provided with a small-diameter fluid passage, and is disposed substantially evenly over the entire surface near the bottom surface of the reactor main body 10. One or a plurality of fluid passage openings may be provided in each nozzle 25.

図3はノズル25近傍部分の要部拡大側面図である。同図に示すようにノズル25は、枝管23の上部に上向きに取り付けられている。各ノズル25の流体通過口の内径は、この例では15mmとしている。各ノズル25の先端の上部には、円錐形の傘部27が設置されている。   FIG. 3 is an enlarged side view of the main part in the vicinity of the nozzle 25. As shown in the figure, the nozzle 25 is attached to the upper part of the branch pipe 23 upward. The inner diameter of the fluid passage port of each nozzle 25 is 15 mm in this example. A conical umbrella portion 27 is installed at the top of the tip of each nozzle 25.

図1に戻って、充填材30は、この例では粒状のマンガン触媒(Mn砂)であり、その有効径が0.6mmのものを用いている。マンガン触媒は、原水中に含まれるマンガンイオンを不溶性マンガンとして析出させ、原水中から除去する作用を有する。   Returning to FIG. 1, the filler 30 is a granular manganese catalyst (Mn sand) in this example, and has an effective diameter of 0.6 mm. The manganese catalyst has an action of precipitating manganese ions contained in the raw water as insoluble manganese and removing it from the raw water.

前記分散器20の主管21の上流側の配管29は、反応器本体10の外部に引き出されており、上流側に向かってバルブ40とポンプ50が接続されている。配管29及びこの配管29に連続する主管21は同径に形成されている。バルブ40はアクチュエータ41によって、その開閉速度が制御される。アクチュエータ41は、電動でも空圧でも良い。ポンプ50は電動機51によってその駆動が制御される。また電動機51はインバータ53によって、その回転速度が制御される。インバータ53として、この例では、VVVFインバータを用いている。   A pipe 29 on the upstream side of the main pipe 21 of the disperser 20 is drawn to the outside of the reactor main body 10, and a valve 40 and a pump 50 are connected toward the upstream side. The pipe 29 and the main pipe 21 continuing to the pipe 29 are formed to have the same diameter. The opening / closing speed of the valve 40 is controlled by an actuator 41. The actuator 41 may be electric or pneumatic. The driving of the pump 50 is controlled by the electric motor 51. The rotation speed of the electric motor 51 is controlled by an inverter 53. In this example, a VVVF inverter is used as the inverter 53.

次に上記上向流型反応器1−1の運転方法の例を説明する。図4は上向流型反応器1−1の運転方法の一制御例を示す概略制御ブロック図であり、バルブ40の開閉速度を制御することによって、原水の供給開始時と供給停止時の供給量を制御する方法を示している。この例で用いるバルブ40としては、例えばアクチュエータ41をモータ等とする電動弁を用いる。   Next, an example of an operation method of the upward flow reactor 1-1 will be described. FIG. 4 is a schematic control block diagram showing a control example of the operation method of the upward flow reactor 1-1. By controlling the opening / closing speed of the valve 40, supply at the start of supply of raw water and supply at the stop of supply Shows how to control the amount. As the valve 40 used in this example, for example, an electric valve having an actuator 41 as a motor or the like is used.

まず図4において、上向流型反応器1−1の始動指令があると(ステップ1−1)、ポンプ50が始動し(ステップ1−2)、次にバルブ40を始動して、これを開く(ステップ1−3)。バルブ40は電動弁のため、これを開く速度を調整できる。そして本実施形態では、前記バルブ40が開く速度を、主管21(枝管23が枝分かれするよりも上流側の部分。以下、同様)あるいは配管29を通過する流体が、毎秒1m/s以下の速度変化でゆっくりと漸増するように設定している。   First, in FIG. 4, when there is a start command for the upward flow reactor 1-1 (step 1-1), the pump 50 starts (step 1-2), and then the valve 40 is started. Open (step 1-3). Since the valve 40 is an electric valve, the opening speed can be adjusted. In the present embodiment, the speed at which the valve 40 opens is set at a speed of 1 m / s or less per second for the fluid passing through the main pipe 21 (the portion upstream of the branch pipe 23 branches, the same applies hereinafter) or the pipe 29. It is set to gradually increase with changes.

図5は、原水供給開始時と、原水供給停止時において、主管21あるいは配管29から各ノズル25を介して反応器本体10内に供給する原水を漸増又は漸減させる加速度を変更した場合に、各ノズル25へ充填材30の逆流が生じるか否かを実験した結果を示す図である。同図に示すように、主管21あるいは配管29を通過する流体の漸増加速度(又は漸減加速度)を1〔(m/s)/s〕以下とした場合は、全てのノズル25において逆流が生じなかった。また漸増加速度(又は漸減加速度)を1〔(m/s)/s〕〜3〔(m/s)/s〕とした場合は、一部のノズル25において少量の逆流が生じた。さらに漸増加速度(又は漸減加速度)を3〔(m/s)/s〕以上とした場合は、一部のノズル25において大量の逆流が生じた。   FIG. 5 shows the case where the acceleration for gradually increasing or decreasing the raw water supplied from the main pipe 21 or the pipe 29 into the reactor main body 10 through the nozzles 25 is changed at the time of starting the raw water supply and stopping the raw water supply. It is a figure which shows the result of having experimented whether the backflow of the filler 30 arises to the nozzle 25. FIG. As shown in the figure, when the gradually increasing speed (or gradually decreasing acceleration) of the fluid passing through the main pipe 21 or the pipe 29 is 1 [(m / s) / s] or less, no backflow occurs in all the nozzles 25. It was. Further, when the gradually increasing speed (or gradually decreasing acceleration) was set to 1 [(m / s) / s] to 3 [(m / s) / s], a small amount of backflow occurred in some of the nozzles 25. Furthermore, when the gradually increasing speed (or gradually decreasing acceleration) was set to 3 [(m / s) / s] or more, a large amount of backflow occurred in some of the nozzles 25.

そして本実施形態では、上述のように、バルブ40を開く速度を、主管21あるいは配管29を通過する流体が、毎秒1m/s以下の速度変化、即ち漸増加速度を1〔(m/s)/s〕以下としたので、全てのノズル25において流体の逆流現象が生じない。言い換えれば、原水の供給開始時に分散器20の全てのノズル25において流体が分散器20内に吸い込まれない状態を維持しながら漸増するように、バルブ40が開く速度を設定した。もし逆流現象が生じると、ノズル25から逆流した充填材30が枝管23内又は主管21内の下部に溜まって固まり、流体の流れを阻害したり、またバルブ40に至ってその開閉動作に支障を生じさせたりする等の恐れがあるが、本実施形態では、これらの問題を防止できる。   In this embodiment, as described above, the speed of opening the valve 40 is set so that the fluid passing through the main pipe 21 or the pipe 29 has a speed change of 1 m / s or less per second, that is, a gradually increasing speed of 1 [(m / s) / s] Since the following is set, no fluid back flow phenomenon occurs in all the nozzles 25. In other words, the speed at which the valve 40 opens is set so that the fluid is gradually increased while maintaining the state in which all the nozzles 25 of the disperser 20 do not suck the fluid into the disperser 20 at the start of supply of raw water. If a reverse flow phenomenon occurs, the filler 30 that has flowed back from the nozzle 25 accumulates in the lower part of the branch pipe 23 or the main pipe 21 and solidifies, obstructs the flow of the fluid, or reaches the valve 40 and hinders its opening / closing operation. However, in the present embodiment, these problems can be prevented.

図4に戻って、バルブ40が完全に開いた後は、各ノズル25から規定の供給量の流体が反応器本体10内に供給され、上向流型反応器1−1の通常運転が行われる(ステップ1−4)。これによって、反応器本体10内に導入された原水中のマンガンイオンは、充填材30の触媒作用によって、不溶性マンガンとして析出され、原水中から除去される。マンガンイオンが除去された処理水は、排水路11から排出され、次の処理工程に移送される。   Returning to FIG. 4, after the valve 40 is completely opened, a predetermined supply amount of fluid is supplied from each nozzle 25 into the reactor main body 10, and normal operation of the upward flow reactor 1-1 is performed. (Step 1-4). Thereby, manganese ions in the raw water introduced into the reactor main body 10 are precipitated as insoluble manganese by the catalytic action of the filler 30 and are removed from the raw water. The treated water from which the manganese ions have been removed is discharged from the drainage channel 11 and transferred to the next treatment step.

次に上向流型反応器1−1の停止が指示されると(ステップ1−5)、バルブ40を始動してこれを閉じる(ステップ1−6)。そして本実施形態では、前記バルブ40が閉じる速度を、主管21あるいは配管29を通過する流体が、毎秒1m/s以下の速度変化でゆっくりと漸減するように設定している。つまり、漸減加速度を1〔(m/s)/s〕以下としたので、全てのノズル25において流体の逆流現象は生じない。言い換えれば、原水の供給停止時に分散器20の全てのノズル25において流体が分散器20内に吸い込まれない状態を維持しながら漸減するように、バルブ40が閉じる速度を設定した。従ってこのときも逆流現象は生じず、充填材30によって枝管23内又は主管21内の流体の流れが阻害されたり、またバルブ40に至ってその開閉動作に支障が生じたりする等の恐れを防止できる。   Next, when the stop of the upward flow reactor 1-1 is instructed (step 1-5), the valve 40 is started and closed (step 1-6). In this embodiment, the speed at which the valve 40 is closed is set so that the fluid passing through the main pipe 21 or the pipe 29 gradually decreases with a speed change of 1 m / s or less per second. That is, since the gradually decreasing acceleration is set to 1 [(m / s) / s] or less, the fluid backflow phenomenon does not occur in all the nozzles 25. In other words, the speed at which the valve 40 is closed is set so that all the nozzles 25 of the disperser 20 gradually decrease while maintaining the state where the fluid is not sucked into the disperser 20 when the supply of raw water is stopped. Therefore, the backflow phenomenon does not occur at this time, and the possibility that the flow of fluid in the branch pipe 23 or the main pipe 21 is obstructed by the filler 30 or that the opening / closing operation of the valve 40 is hindered is prevented. it can.

そして、バルブ40の全閉を確認したら(ステップ1−7)、ポンプ50を停止し(ステップ1−8)、上向流型反応器1−1の運転を終了する。   When it is confirmed that the valve 40 is fully closed (step 1-7), the pump 50 is stopped (step 1-8), and the operation of the upward flow reactor 1-1 is terminated.

上述のように、上記制御例の場合、各ノズル25からの原水供給開始時と原水供給停止時における、原水の漸増又は漸減は、バルブ40の開閉速度によって制御される。つまり上記例の場合、バルブ40が流量調整手段であり、アクチュエータ41が制御手段になる。なお上記例の場合、ポンプ50は通常通りに運転を開始または停止すればよい。   As described above, in the case of the above control example, the gradual increase or decrease of the raw water at the start of the raw water supply from each nozzle 25 and the stop of the raw water supply is controlled by the opening / closing speed of the valve 40. That is, in the case of the above example, the valve 40 is the flow rate adjusting means, and the actuator 41 is the control means. In the above example, the pump 50 may be started or stopped as usual.

なお、アクチュエータ41によって、バルブ40をインチング動作させることで、バルブ40をゆっくり動作させるように制御しても良い。またバルブ40としてスピードコントローラ付きの空圧弁を用い、スピードコントローラによって弁の開閉速度を調整しながら動作させるように構成しても良い。   In addition, the actuator 40 may be controlled so that the valve 40 is operated slowly by inching the valve 40. Alternatively, a pneumatic valve with a speed controller may be used as the valve 40, and the valve 40 may be operated while adjusting the opening / closing speed of the valve.

図6は上向流型反応器1−1の運転方法の他の一例を示す概略制御ブロック図であり、ポンプ50を制御することによって原水の供給開始時と供給停止時の供給量を制御する方法を示している。この例で用いるバルブ40としては、例えば空圧弁を用いる。空圧弁はスピードコントローラを用いない場合、その開閉速度が速い。   FIG. 6 is a schematic control block diagram showing another example of the operation method of the upward flow reactor 1-1, and the supply amount at the start and stop of supply of raw water is controlled by controlling the pump 50. Shows how. For example, a pneumatic valve is used as the valve 40 used in this example. The pneumatic valve has a fast opening and closing speed when no speed controller is used.

まず図6において、上向流型反応器1−1の始動指令があると(ステップ2−1)、バルブ40を開にすると同時にインバータ53の出力周波数を規定の周波数増速率で増加していくことでポンプ50を始動する。即ちこのときバルブ40は即座に全開となるが、ポンプ50の電動機51はインバータ53によってその回転数が徐々に増加するように制御されるため、ポンプ50の吐出流量は徐々に増加する。本制御例では、前記電動機51の回転速度(即ちポンプ50の羽根車の回転速度)の増加を、主管21あるいは配管29を通過する流体の流速が毎秒1m/s以下の速度変化となるように、即ち漸増加速度が1〔(m/s)/s〕以下となるように制御したので、上述のように、全てのノズル25において流体の逆流現象が生じない。   First, in FIG. 6, when there is a start command for the upward flow reactor 1-1 (step 2-1), the valve 40 is opened and the output frequency of the inverter 53 is increased at a specified frequency acceleration rate. Then, the pump 50 is started. That is, at this time, the valve 40 is immediately fully opened, but since the motor 51 of the pump 50 is controlled by the inverter 53 so that the rotation speed is gradually increased, the discharge flow rate of the pump 50 is gradually increased. In this control example, an increase in the rotational speed of the electric motor 51 (that is, the rotational speed of the impeller of the pump 50) is increased so that the flow rate of the fluid passing through the main pipe 21 or the pipe 29 becomes a speed change of 1 m / s or less per second. That is, since the gradual increase speed is controlled to be 1 [(m / s) / s] or less, the fluid back flow phenomenon does not occur in all the nozzles 25 as described above.

次に、ポンプ50が通常運転となった後は、規定の供給量の流体が各ノズル25から反応器本体10内に噴出され、上向流型反応器1−1の通常運転が行われる(ステップ2−3)。これによって、反応器本体10内に導入された原水中のマンガンイオンが除去され、マンガンイオンが除去された処理水が、排水路11から排出され、次の処理工程に移送される。   Next, after the pump 50 is in a normal operation, a specified supply amount of fluid is ejected from the nozzles 25 into the reactor main body 10 and the upward flow reactor 1-1 is operated normally ( Step 2-3). Thereby, manganese ions in the raw water introduced into the reactor main body 10 are removed, and the treated water from which the manganese ions have been removed is discharged from the drainage channel 11 and transferred to the next treatment step.

次に上向流型反応器1−1の停止が指示されると(ステップ2−4)、インバータ53の出力周波数は、既定の周波数減速率で減少する。本制御例では、前記電動機51の回転速度(即ちポンプ50の羽根車の回転速度)の減少を、主管21あるいは配管29を通過する流体の流速が毎秒1m/s以下の速度変化となるように、即ち漸減加速度が1〔(m/s)/s〕以下となるように制御したので、上述のように、全てのノズル25において流体の逆流現象が生じない。   Next, when the stop of the upward flow reactor 1-1 is instructed (step 2-4), the output frequency of the inverter 53 decreases at a predetermined frequency deceleration rate. In this control example, the rotation speed of the electric motor 51 (that is, the rotation speed of the impeller of the pump 50) is decreased so that the flow velocity of the fluid passing through the main pipe 21 or the pipe 29 changes at a speed of 1 m / s or less per second. That is, since the gradual decrease acceleration is controlled to be 1 [(m / s) / s] or less, the fluid back flow phenomenon does not occur in all the nozzles 25 as described above.

そして、ポンプ50の停止を確認したら(ステップ2−6)、このポンプ50の停止と同時にバルブ40を閉止し(ステップ2−7)、上向流型反応器1−1の運転を終了する。また、十分に主管21または配管29における流体の流速が減じられた時点で、ポンプ50停止前にバルブ40を閉止し、全閉後にポンプ50を停止しても良い。   When the stop of the pump 50 is confirmed (step 2-6), the valve 40 is closed simultaneously with the stop of the pump 50 (step 2-7), and the operation of the upward flow reactor 1-1 is finished. Alternatively, when the flow velocity of the fluid in the main pipe 21 or the pipe 29 is sufficiently reduced, the valve 40 may be closed before the pump 50 is stopped, and the pump 50 may be stopped after being fully closed.

上記制御例の場合、各ノズル25からの原水供給開始時と原水供給停止時における、原水の漸増又は漸減は、ポンプ50の運転状態(電動機51の回転速度)によって制御される。つまり上記制御例の場合、電動機51が流量調整手段であり、インバータ53が制御手段になる。なお上記制御例の場合、バルブ40は通常通りに開閉すればよい。場合によっては、バルブ40の代りに逆止弁を設置しても良く、さらにはバルブ40を省略しても良い。また、上記バルブ40による制御とポンプ50による制御を両方用いて、原水の供給開始時と供給停止時の供給量を制御するように構成しても良い。   In the case of the above control example, the gradual increase or decrease of the raw water at the time when the raw water supply from each nozzle 25 is started and when the raw water supply is stopped is controlled by the operation state of the pump 50 (the rotation speed of the electric motor 51). That is, in the case of the above control example, the electric motor 51 is the flow rate adjusting means, and the inverter 53 is the control means. In the case of the above control example, the valve 40 may be opened and closed as usual. In some cases, a check valve may be installed instead of the valve 40, and the valve 40 may be omitted. Moreover, you may comprise so that the supply amount at the time of the supply start of raw | natural water and a supply stop may be controlled using both control by the said valve 40 and control by the pump 50. FIG.

図7は、前記図3に示す上向きのノズル25の代りに用いられる下向きのノズル25−2近傍部分の要部拡大側面図である。同図に示すノズル25−2は、枝管23−2の下部に下向きに取り付けられている。各ノズル25−2の流体通過口の内径は、前記ノズル25と同様に、この例では15mmとしている。各ノズル25−2の先端は下方向に向かって円錐形(ラッパ状)に張り出している。このような下向きのノズル25−2であっても、本発明を適用できる。なおノズル25−2以外の事項については、前記図1〜図6に示す実施形態と同じである。   FIG. 7 is an enlarged side view of the main part of the vicinity of the downward nozzle 25-2 used in place of the upward nozzle 25 shown in FIG. The nozzle 25-2 shown in the figure is attached downward to the lower part of the branch pipe 23-2. The inner diameter of the fluid passage port of each nozzle 25-2 is 15 mm in this example, like the nozzle 25. The tip of each nozzle 25-2 projects in a conical shape (trumpet shape) downward. The present invention can be applied to such a downward nozzle 25-2. The items other than the nozzle 25-2 are the same as those in the embodiment shown in FIGS.

図8は本発明の他の実施形態にかかる水処理装置1−3の全体概略構成図である。同図に示す水処理装置(以下「上向流型反応器」という)1−3において、前記図1に示す上向流型反応器1−1と相違する点は、分散器20の代りに、ノズル付きのろ床板60−3を設置した点である。ろ床板60−3以外の構成は、前記図1〜図6に示す上向流型反応器1−1の構成と同一なので、同一又は相当部分には同一符号を付す(但し、各符号には添え字「−3」を付す)。なお以下で説明する事項以外の事項については、前記図1〜図6に示す実施形態と同じである。   FIG. 8 is an overall schematic configuration diagram of a water treatment device 1-3 according to another embodiment of the present invention. The water treatment apparatus (hereinafter referred to as “upward flow reactor”) 1-3 shown in FIG. 1 differs from the upward flow reactor 1-1 shown in FIG. The point which installed the filter floor board 60-3 with a nozzle. Since the configuration other than the filter bed plate 60-3 is the same as the configuration of the upward flow reactor 1-1 shown in FIGS. 1 to 6, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals (however, each reference numeral Subscript "-3"). Note that matters other than those described below are the same as those in the embodiment shown in FIGS.

ろ床板60−3は、反応器本体10−3内の底部近傍に、その上下を仕切るように設置され、多数のノズル25−3が上向きに且つろ床板60−3の全面に略均等に取り付けられている。各ノズル25−3の流体通過口の内径は、前記ノズル25と同様に、15mmとしている。この例でも、各ノズル25−3の先端の上部には、円錐形の傘部27−3が設置されている。   The filter bed 60-3 is installed in the vicinity of the bottom in the reactor main body 10-3 so as to partition the upper and lower sides thereof, and a large number of nozzles 25-3 are attached upward and substantially uniformly on the entire surface of the filter bed 60-3. It has been. The inner diameter of the fluid passage port of each nozzle 25-3 is 15 mm, similar to the nozzle 25. Also in this example, the cone-shaped umbrella part 27-3 is installed in the upper part of the front-end | tip of each nozzle 25-3.

このように構成した上向流型反応器1−3においても、前記図4や図6に示すと同様の制御方法を用い、上記上向流型反応器1−1と同様に、配管29−3を通過する流体の供給開始時と供給停止時の供給量を、毎秒1m/s以下の速度変化、即ち漸増加速度と漸減加速度を1〔(m/s)/s〕以下とすることで、全てのノズル25−3において流体の逆流現象を防止できる。   Also in the upward flow reactor 1-3 configured in this way, the same control method as shown in FIGS. 4 and 6 is used, and in the same manner as the upward flow reactor 1-1, the pipe 29- The supply amount at the start and stop of supply of the fluid passing through 3 is a speed change of 1 m / s or less per second, that is, a gradually increasing speed and a gradually decreasing acceleration are 1 [(m / s) / s] or less, In all the nozzles 25-3, the backflow phenomenon of the fluid can be prevented.

図9は本発明のさらに他の実施形態にかかる水処理装置1−4の全体概略構成図である。同図に示す水処理装置(以下「上向流型反応器」という)1−4において、前記図1に示す上向流型反応器1−1と相違する点は、ポンプ及びこれに付随する電動機やインバータを設置せず、自然流下によって原水を反応器本体10−4内に供給するように構成した点である。従って、配管29−4には、バルブ40−4が接続され、また配管29−4の上流側は、反応器本体10−4内の流体の水位よりも高い水位を有する水源70−4が接続されている。なお、上記以外の構成は、前記図1〜図6に示す上向流型反応器1−1の構成と同一なので、同一又は相当部分には同一符号を付す(但し、各符号には添え字「−4」を付す)。なお以下で説明する事項以外の事項については、前記図1〜図6に示す実施形態と同じである。   FIG. 9 is an overall schematic configuration diagram of a water treatment device 1-4 according to still another embodiment of the present invention. The water treatment apparatus (hereinafter referred to as “upward flow reactor”) 1-4 shown in FIG. 1 is different from the upward flow reactor 1-1 shown in FIG. It is the point which comprised so that raw water might be supplied in the reactor main body 10-4 by natural flow, without installing an electric motor and an inverter. Therefore, the valve 40-4 is connected to the pipe 29-4, and the water source 70-4 having a higher water level than the fluid level in the reactor main body 10-4 is connected to the upstream side of the pipe 29-4. Has been. Since the configuration other than the above is the same as the configuration of the upward flow reactor 1-1 shown in FIGS. 1 to 6, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals (however, each reference numeral is a subscript) "-4" is attached). Note that matters other than those described below are the same as those in the embodiment shown in FIGS.

次に上記上向流型反応器1−4の運転方法の例を説明する。図10は上向流型反応器1−4の運転方法の一制御例を示す概略制御ブロック図であり、バルブ40−4の開閉速度を制御することによって原水の供給開始時と供給停止時の供給量を制御する方法を示している。この例で用いるバルブ40−4も、例えばアクチュエータ41−4をモータ等とする電動弁を用いる。   Next, an example of the operation method of the upward flow reactor 1-4 will be described. FIG. 10 is a schematic control block diagram showing one control example of the operation method of the upward flow reactor 1-4, and the raw water supply start time and supply stop time are controlled by controlling the opening / closing speed of the valve 40-4. A method for controlling the supply amount is shown. The valve 40-4 used in this example is also an electric valve using an actuator 41-4 as a motor, for example.

まず図10において、上向流型反応器1−4の始動指令があると(ステップ4−1)、バルブ40−4を開くように始動する(ステップ4−2)。バルブ40−4は電動弁のため、これを開く速度を調整することができ(例えば電源の入り切りで)、例えばその開く速度を、主管21−4あるいは配管29−4を通過する流体が、毎秒1m/s以下の速度変化でゆっくりと漸増するようにする。これによって、上述のように、全てのノズル25−4において、流体供給開始時の逆流が生じなくなる。   First, in FIG. 10, when there is a start command for the upward flow reactor 1-4 (step 4-1), the valve 40-4 is started to open (step 4-2). Since the valve 40-4 is a motor-operated valve, the opening speed thereof can be adjusted (for example, when the power is turned on and off). For example, the opening speed can be adjusted so that the fluid passing through the main pipe 21-4 or the pipe 29-4 is per second. It is gradually increased with a speed change of 1 m / s or less. Thereby, as described above, the backflow at the start of fluid supply does not occur in all the nozzles 25-4.

バルブ40−4が完全に開いた後は、上向流型反応器1−4の通常運転を行い(ステップ4−3)、これによって、反応器本体10−4内に導入された原水中のマンガンイオンは、充填材30−4の触媒作用によって、不溶性マンガンとして析出され、原水中から除去される。マンガンイオンが除去された処理水は、排水路11−4から排出され、次の処理工程に移送される。   After the valve 40-4 is completely opened, the normal operation of the upward flow reactor 1-4 is performed (step 4-3), whereby the raw water introduced into the reactor main body 10-4 Manganese ions are precipitated as insoluble manganese by the catalytic action of the filler 30-4 and removed from the raw water. The treated water from which manganese ions have been removed is discharged from the drainage channel 11-4 and transferred to the next treatment step.

次に上向流型反応器1−4の停止が指示されると(ステップ4−4)、バルブ40−4を閉じるように始動する(ステップ4−5)。そして本実施形態では、前記バルブ40−4が閉じる速度を、主管21−4あるいは配管29−4を通過する流体が、毎秒1m/s以下の速度変化でゆっくりと漸減するようにする。これによって、上述のように、全てのノズル25−4において、流体供給停止時の逆流が生じなくなる。そしてその後、バルブ40−4は全閉し、上向流型反応器1−4の運転が終了する。   Next, when the stop of the upward flow reactor 1-4 is instructed (step 4-4), the valve 40-4 is started to close (step 4-5). And in this embodiment, the speed which the said valve 40-4 closes is made to gradually reduce gradually the fluid which passes the main pipe 21-4 or the piping 29-4 with the speed change of 1 m / s or less per second. As a result, as described above, no backflow occurs when the fluid supply is stopped in all the nozzles 25-4. Thereafter, the valve 40-4 is fully closed, and the operation of the upward flow reactor 1-4 is completed.

上述のように、この例の場合も、各ノズル25−4からの原水供給開始時と原水供給停止時における、原水の漸増と漸減は、バルブ40−4の開閉速度によって制御される。つまりこの例の場合も、バルブ40−4が流量調整手段であり、アクチュエータ41−4が制御手段になる。   As described above, also in this example, the gradual increase and decrease of the raw water when the raw water supply from each nozzle 25-4 is started and when the raw water supply is stopped is controlled by the opening / closing speed of the valve 40-4. That is, also in this example, the valve 40-4 is a flow rate adjusting means, and the actuator 41-4 is a control means.

なお、アクチュエータ41−4によって、バルブ40−4をインチング動作させることで、バルブ40−4をゆっくり動作させるように制御しても良い。またバルブ40−4としてスピードコントローラ付きの空圧弁を用い、スピードコントローラによって弁の開閉速度を調整しながら動作させるように構成しても良い。また流量計と自動弁(電動式、空圧式を含む)を用い、流量計で計測した流量をフィードバックしながら、一定量ずつ原水の流量を増加または減少させていくように制御しても良い。   Note that the valve 40-4 may be controlled to operate slowly by inching the valve 40-4 with the actuator 41-4. Alternatively, a pneumatic valve with a speed controller may be used as the valve 40-4, and the valve 40-4 may be operated while adjusting the opening / closing speed of the valve with the speed controller. Further, a flow meter and an automatic valve (including an electric type and a pneumatic type) may be used to control to increase or decrease the flow rate of the raw water by a certain amount while feeding back the flow rate measured by the flow meter.

図11は、本発明のさらに他の実施形態にかかる水処理装置1−5の反応器本体10−5の分散器20−5を上方より見た状態を示す概略平面図である。同図に示す水処理装置(以下「上向流型反応器」という)1−5において、前記図1に示す上向流型反応器1−1と相違する点は、分散器20−5の構造のみである。分散器20−5以外の構成は、前記図1〜図6に示す上向流型反応器1−1の構成と同一なので、同一又は相当部分には同一符号を付す(但し、各符号には添え字「−5」を付す)。なお以下で説明する事項以外の事項については、前記図1〜図6に示す実施形態と同じである。   FIG. 11 is a schematic plan view showing a state in which the disperser 20-5 of the reactor main body 10-5 of the water treatment device 1-5 according to still another embodiment of the present invention is viewed from above. The water treatment apparatus (hereinafter referred to as “upward flow reactor”) 1-5 shown in FIG. 1 is different from the upward flow reactor 1-1 shown in FIG. Only the structure. Since the configuration other than the disperser 20-5 is the same as the configuration of the upward flow reactor 1-1 shown in FIGS. 1 to 6, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals (however, each reference numeral Subscript "-5" is added). Note that matters other than those described below are the same as those in the embodiment shown in FIGS.

分散器20−5は、配管29−5の下流側に複数本(図では3本)の主管21−5を枝分かれするように接続し、さらに枝分かれした各主管21−5に多数本の枝管23−5を接続し、各枝管23−5に多数のノズル25−5を設けて構成されている。この例の場合、配管29−5の内径を各主管21−5の内径よりも大きくし、これによって配管29―5を通過する流体の流速と、各主管21−5を通過する流体の流速を、何れもほぼ同じになるようにしている。   In the disperser 20-5, a plurality of (three in the figure) main pipes 21-5 are connected to the downstream side of the pipe 29-5 so as to branch, and a plurality of branch pipes are connected to the branched main pipes 21-5. 23-5 is connected, and each branch pipe 23-5 is provided with a number of nozzles 25-5. In this example, the inner diameter of the pipe 29-5 is made larger than the inner diameter of each main pipe 21-5, whereby the flow velocity of the fluid passing through the pipe 29-5 and the flow velocity of the fluid passing through each main pipe 21-5 are set. , Both are made to be almost the same.

このように構成した上向流型反応器1−5においても、前記図4や図6に示すと同様の制御方法を用い、上記上向流型反応器1−1と同様に、配管29−5(あるいは主管21−5)を通過する流体の供給開始時と供給停止時の供給量を、毎秒1m/s以下の速度変化、即ち漸増加速度と漸減加速度を1〔(m/s)/s〕以下とすることで、全てのノズル25−5において流体の逆流現象を防止できる。   Also in the upward flow reactor 1-5 configured in this way, the same control method as shown in FIG. 4 and FIG. 6 is used, and in the same manner as the upward flow reactor 1-1, the pipe 29- 5 (or main pipe 21-5), the supply amount at the start and stop of supply of the fluid is changed to a speed change of 1 m / s or less per second, that is, a gradually increasing speed and a gradually decreasing acceleration being 1 [(m / s) / s By making the following, the fluid backflow phenomenon can be prevented in all the nozzles 25-5.

以上本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。なお直接明細書及び図面に記載がない何れの形状や構造であっても、本願発明の作用・効果を奏する以上、本願発明の技術的思想の範囲内である。例えば、上記各上向流型反応器の例では、流体通過口として突起状のノズルを用いたが、例えば配管やろ床板(仕切り板)に開口を設けるだけで流体通過口を構成しても良い。   Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the technical idea described in the claims and the specification and drawings. Is possible. Note that any shape or structure not directly described in the specification and drawings is within the scope of the technical idea of the present invention as long as the effects and advantages of the present invention are achieved. For example, in each of the above upward flow type reactors, a protruding nozzle is used as the fluid passage port. However, for example, the fluid passage port may be configured only by providing an opening in a pipe or a filter bed (partition plate). .

また上記各上向流型反応器の例では、充填材の粒径寸法に対して流体通過口の内径寸法をかなり大きくしているが、流体通過口の大きさは、少なくとも充填材の内の一部の充填材の大きさよりも大きくした構造であればよい。即ち充填材の中に、流体通過口を通過できない大きさの充填材が含まれていても良い。   Further, in each of the above upflow reactors, the inner diameter of the fluid passage is considerably larger than the particle size of the filler, but the size of the fluid passage is at least the size of the filler. Any structure that is larger than the size of some of the fillers may be used. That is, the filler may include a filler having a size that cannot pass through the fluid passage port.

また上記各上向流型反応器の例では、流体通過口から充填材中に供給する流体の供給開始時と供給停止時の両者においてその供給量を漸増又は漸減させたが、流体の供給開始時と供給停止時の何れか一方の時のみに本発明を適用しても良い。   In each of the above upflow reactors, the supply amount is gradually increased or decreased both when the supply of the fluid supplied from the fluid passage port into the filler is started and when the supply is stopped. The present invention may be applied only at either time or when supply is stopped.

また上記各上向流型反応器の例では、充填材としてマンガン触媒を用いたが、他の各種触媒を用いても良く、さらに触媒以外の各種充填材(例えばイオン交換樹脂、微生物付着担体、活性炭など)を用いてもよい。即ち、本発明は上水処理に限定されず、下水処理や工場などの排水処理などに用いることもできる。充填材として例えば好気性微生物群を担持した担体等を用いる場合は、エアレータや曝気装置付きとしても良い。   In each of the above upflow reactor examples, a manganese catalyst is used as a filler. However, other various catalysts may be used, and various fillers other than the catalyst (for example, ion exchange resin, microorganism adhesion carrier, Activated carbon or the like may be used. That is, the present invention is not limited to water treatment, and can also be used for sewage treatment, wastewater treatment in factories, and the like. For example, when a carrier carrying an aerobic microorganism group or the like is used as the filler, an aerator or an aeration device may be provided.

また流量調整手段としては、流体分散手段(分散器)に供給する流体の供給量を漸減あるいは漸増させるものであれば、ポンプの電動機やバルブ以外の流量調整手段を用いても良い。また制御手段としては、流量調整手段を制御して流体通過口から充填材中に供給する流体の供給開始時の供給量を漸増させながら規定の供給量としたり、又は流体通過口から充填材中に供給する流体の供給停止時の供給量を漸減させながら停止させるものであれば、上記インバータやバルブのアクチュエータ以外の制御手段を用いても良い。   As the flow rate adjusting means, any flow rate adjusting means other than the motor or valve of the pump may be used as long as the supply amount of the fluid supplied to the fluid dispersing means (disperser) is gradually reduced or increased. As the control means, the flow rate adjusting means is controlled so that the supply amount at the start of the supply of the fluid supplied from the fluid passage port into the filler is gradually increased to a specified supply amount, or from the fluid passage port to the filler. Control means other than the inverter and the actuator of the valve may be used as long as the supply amount at the time of stopping the supply of the fluid to be supplied is stopped while gradually decreasing.

1−1,1−3,1−4,1−5 上向流型反応器(水処理装置)
10,10−3,10−4,10−5 反応器本体(反応器)
11,11−3,11−4 排水路
20,20−4,20−5 分散器(流体分散手段)
21,21−4,21−5 主管(流体流路)
23,23−2,23−4,23−5 枝管
25,25−2,25−3,25−4,25−5 ノズル(液体通過口)
27,27−3,27−4 傘部
29,29−3,29−4,29−5 配管(流体流路)
30,30−2,30−3,30−4 充填材
40,40−3,40−4,40−5 バルブ(流量調整手段)
41,41−3,41−4 アクチュエータ(制御手段)
50,50−3 ポンプ
51,51−3 電動機(流量調整手段)
53,53−3 インバータ(制御手段)
60−3 ろ床板
70−4 水源
1-1, 1-3, 1-4, 1-5 Upflow reactor (water treatment device)
10, 10-3, 10-4, 10-5 Reactor body (reactor)
11, 11-3, 11-4 Drainage channel 20, 20-4, 20-5 Disperser (fluid dispersion means)
21, 21-4, 21-5 Main pipe (fluid flow path)
23, 23-2, 23-4, 23-5 Branch pipe 25, 25-2, 25-3, 25-4, 25-5 Nozzle (liquid passage port)
27, 27-3, 27-4 Umbrella 29, 29-3, 29-4, 29-5 Piping (fluid flow path)
30, 30-2, 30-3, 30-4 Filler 40, 40-3, 40-4, 40-5 Valve (flow rate adjusting means)
41, 41-3, 41-4 Actuator (control means)
50, 50-3 Pump 51, 51-3 Electric motor (flow rate adjusting means)
53, 53-3 Inverter (control means)
60-3 Filter bed 70-4 Water source

Claims (2)

流体を分散供給する流体通過口を有する流体分散手段の上方に充填材を充填し、
且つ前記流体通過口の大きさを少なくとも一部の充填材の大きさよりも大きくした構造の上向流型反応器を用意し、
前記流体通過口から前記充填材中に供給する流体の供給開始時は、その供給量を漸増させ、
又は前記流体通過口から前記充填材中に供給する流体の供給停止時は、その供給量を漸減させ
更に、前記流体の供給量の漸増は、流体の供給開始時に流体分散手段の全ての流体通過口において流体あるいは充填材が前記流体分散手段内に吸い込まれない状態での漸増であり、
前記流体の供給量の漸減は、流体の供給停止時に流体分散手段の全ての流体通過口において流体あるいは充填材が前記流体分散手段内に吸い込まれない状態での漸減であることを特徴とする上向流型反応器の運転方法。
Filling a filler above the fluid dispersing means having fluid passages for supplying and distributing fluid;
And preparing an upward flow reactor having a structure in which the size of the fluid passage port is larger than the size of at least a part of the filler,
At the start of supplying the fluid to be supplied into the filler from the fluid passage port, gradually increase the supply amount,
Or when the supply of fluid to be supplied into the filler from the fluid passage port is stopped, the supply amount is gradually reduced ,
Further, the gradual increase in the fluid supply amount is a gradual increase in a state where no fluid or filler is sucked into the fluid dispersion means at all the fluid passage ports of the fluid dispersion means at the start of fluid supply,
The gradual decrease in the fluid supply amount is a gradual decrease in a state where no fluid or filler is sucked into the fluid dispersion means at all the fluid passage ports of the fluid dispersion means when the fluid supply is stopped. Operation method of counterflow reactor.
充填材と、
前記充填材を充填する反応器と、
前記反応器内の充填材の下方に設置され、流体を分散して供給する流体通過口を有し、且つ前記流体通過口の大きさを少なくとも一部の充填材の大きさよりも大きく構成した流体分散手段と、
前記流体分散手段に供給する液体の供給量を漸減あるいは漸増させる流量調整手段と、
前記流量調整手段を制御して、前記流体通過口から前記充填材中に供給する流体の供給開始時の供給量を、前記流体分散手段の全ての流体通過口において流体あるいは充填材が前記流体分散手段内に吸い込まれない状態で漸増させ、又は前記流体通過口から前記充填材中に供給する流体の供給停止時の供給量を、前記流体分散手段の全ての流体通過口において流体あるいは充填材が前記流体分散手段内に吸い込まれない状態で漸減させる制御手段と、
を備えることを特徴とする水処理装置。
Filling material,
A reactor filled with the filler;
A fluid installed below the packing material in the reactor, having a fluid passage port for supplying fluid in a dispersed manner, and having a size larger than that of at least a part of the packing material. A dispersion means;
A flow rate adjusting means for gradually decreasing or gradually increasing the amount of liquid supplied to the fluid dispersing means;
The flow rate adjusting means is controlled so that the supply amount of the fluid supplied from the fluid passage port into the filler is started , and the fluid or filler is dispersed in all the fluid passage ports of the fluid dispersion unit. The fluid or the filler is supplied to all the fluid passage ports of the fluid dispersion means by gradually increasing the fluid in the state where the fluid is not sucked into the device , or when the supply amount of the fluid supplied from the fluid passage port to the filler is stopped. Control means for gradually reducing the fluid dispersion means without being sucked into the fluid dispersion means ;
A water treatment apparatus comprising:
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