JPH05508582A - 水の精製方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 水の精製方法 本発明は水の精製、更に特別には、帯水層中に、その場で地下水中の物質（その 含有量を減少させることが望まれている）を沈澱させるための酸化及び沈澱領域 、又は地下水中において望まれていない物質を還元するための還元領域を形成す る方法に関するものである。

スウェーデン国特許明細書第８２０６８９３−４号（ヨーロッパ特許明細書第０ １６０７７４号に対応する）には、帯水層を通って流れる地下水中の鉄及びマグ ネシウムの含有量を減少させるための方法が記載されており、この方法において は、鉄及びマグネシウムの酸化及び沈澱のための“カーテン型”の領域は、水を 精製するための１個又はそれより多（の抽出孔の周囲に配置された多数の射出孔 を通して酸素又は酸素放出物質を含有する水を注入することによって形成される 。酸素又は酸素放出物質を含有する水の各々の注入の間、前記水は幾つかの射出 孔にのみ供給され、且つ同時に水は近傍の、隣接した又は挟まれた射出孔から吸 引される。注入された酸素含有水は、特定のバクテリアのために好適な環境を形 成するので、その結果、純粋に化学的な方法と組み合わされた前記方法は、存在 している地層（これは、それ故、フィルタとして役立つであろう）中で鉄及びマ グネシウムの沈澱を生じさせるであろう。酸素含有水は、例えば約２４時間の周 期で断続的に添加される。

スウェーデン国特許明細書第８４００１９０−８号（ヨーロッパ特許明細書第０ Ｌ５４１０５号に対応する）には、水を精製するための１個又はそれより多くの 抽出孔の周囲に配置された多数の射出孔の間に形成された還元領域（脱硝領域） 中で硝酸塩を窒素に還元することにより地下水中の硝酸塩の含有率を減少させる ための方法が記載されている。前記還元領域は、上記酸化領域と同様の方法で形 成されるがしかし、脱硝微生物及び／又は基剤を含有する水は、それ故、酸素又 は酸素放出物質を含有する水の代わりに射出孔に供給される。通常は、基剤（酸 素消費物質）、例えば蔗糖、メタノール、エタノール、アセテート又は糖蜜のみ が添加される。

前記の酸化及び還元領域の形成のために、例えば酸化槽中の酸化水のために、並 びに射出孔へ及び射出孔から水をポンプ移送するために、長大な配管系が必要と される。更に、前記孔は、例えば水中ポンプを適用するために約１２５ｍｍの非 常に大きな直径を有することが必要である。

本発明に基づいて、前記酸化及び還元領域は異なり且つ簡単な方法によって形成 される。それ故、−ｆｌ様において、本発明は、帯水層中に、水を精製するため の１個又はそれより多（の抽出孔の周囲に配置された多数の射出孔の間の酸化及 び沈澱領域（この領域は、地下水中で望まれない物質の沈澱をその場で行なうこ とを意図されている）を形成するための方法に関するものである。本方法は、望 まれた領域は（ｉ）ｉｉ方の孔に酸素、酸素含有ガス又は水中に酸素を放出する 物質を導入すること、及び（ｉｉ）下から上方に一つの孔に水をポンプで移送し 、そして上から下方に他の孔に水をポンプで移送し、それによって、二つの孔の 間の帯水層中に循環回路が形成されることにより、隣接する射出孔の各対の間に 断続的に形成されるということによって特徴付けられる。

それ故、水が下から上方にポンプで移送される孔においては、水は孔ストレーナ の下部を通って（又は、一つ若しくはそれより多くの下方の孔ストレーナを通っ て）流れ、次いで孔ストレーナの上部を通って（又は、一つ若しくはそれより多 くの上方の孔ストレーナを通って）流出するであろう。前記孔に対して、水は上 から下方にポンプで移送されるという逆のことも成り立つ。一定時間後に、二つ の孔においてポンプ移送方向が逆転するということが時々認められるかも知れな い。前記の酸化及び循環流は、所望により、隣接する射出孔の二対又はそれより 多くの闇に同時に起こってもよい。

上記に記載した方法の変法に征い、酸素、酸素−含有ガスまたは酸素−放出ガス に代えて、酸素−消費物質を注入用井戸の中に導入することにより、地下水中の 望ましくない物質の減少のための減少ゾーンは、１個またはそれ以上の精製水の ための抽出用井戸の回りに配置された多数の注入用井戸の間に形成される。

二つの特定の注入用井戸の間のゾーンについての必要な再生頻度は、井戸間の水 の流れおよび問題の地域における水質を基礎として場合場合により決定される。

これらのデータは注入用井戸の掘りどの関係において決定される。また隣接する 注入用井戸間の適当な間隔は、水の流れ、即ち種々の方向における水圧導電率を 用いて決定される。

本発明は、地下水からの鉄およびマンガンの沈殿のみならず、他の望ましくない 物質、例えばアルミニウムおよびフッ素の沈殿にもまた適用しうるものである。

またフッ素イオンを沈殿する場合には、普通カルシウムイオンを適当な形態で注 入用井戸を介して沈殿ゾーンに導入することが必要である。

一個および同じ抽出用井戸の回りに、外側の還元ゾーン（例えば、硝酸塩の還元 のために）と内側の酸化ゾーン（例えば、鉄およびマンガンを酸化し沈殿させる ためにまた硝酸塩の減少により生成した窒素ガスを取り除くために）とを形成す ることもまた可能である。

また本発明は、１個またはそれ以上の精製水のための抽出用ｊ″ｌ丼−■の回り に配置さ第１た多数の注入用井戸においで、本号江を行な−）ための装置より成 り、該注入用井戸δ：！、名々、少う−へとも管の長手の地下水保持部分にて孔 があり透水性で２）、うところの外側管を備えて成り、そして前記装置は、およ そ前記長手部分の中央にて、閉塞手段の媒介によってより小さい直径でかつ所定 の長さの内側管部材が閉塞的にかつ同心的に内側に取り付けられており、前記管 部材は中央の口を持った横断井戸によってその上端で閉じられており、それから 延長管がある間隔上方へ延びていることと、内側の流れバイブが外側管の上端か らそして下方へ延長管の上端より僅かに下方まで延びており、該流れバイブは外 側管の直径よりもより小さいが延長管の直径よりもより大きい直径を有すること に実質的に特徴があり、そして、その中および直上方の地域へ空気の供給のため の導管をそれぞれ備え、さらに管部材は上方からそして下方へ外側管の内側に沿 って延びている。

実施例によって、本発明は、添付図面との参照の下、さらに記載される。図１は 、本発明に従い隣接する注入用井戸の対の間の地下層に備えつる循環流を概略的 に図示するものであり、また図２は、如何に注入用井戸には下方へそして上方へ の夫々の水の流れに空気が供給されるかを示すものである。

従って図１においては、隣接する注入用井戸ＡとＢの対が示されている。井戸Ｂ においては、水は下方から上方へ運ばれ、一方、井戸Ａにおいては、水は上方か ら下方へ運ばれ、線Ｔ−線ＩＶによって図示された流れラインのパターンは、井 戸へと井戸Ｂ、および、上方と下方の、それぞれの＠環装置■の間の地下層にお いて得られる。

循環装置■は、図１において各井戸における分離した管部分として、記号化して 示されている。それには、所望により、好ましくは電気駆動のプロペラが備える ことができる。かかる管部分が如何に設計されているかは、さらに図２において 示す。

注入用井戸ＡまたはＢ内の外側チューブ１中、井戸の底と地下水表面のほぼ中間 の位置に、より小さな直径と予め決められた長さを有する内側チューブ部材３が 同心的に据え付けられている。外側チューブ１は、少なくともその穴の開いた長 さの地下水運送領域の大きい方の部分を越え且つ水透過性であり、そして内側チ ューブ部材３はチューブ１の内壁に対して適当なシール手段、例えば膨張可能な シール用リング２によりシールされている。

その上端に隣接して上記内側チューブ部材３は、上方に延びる延長チューブ５の 中央口から内壁４により閉鎖されている。外側チューブ１の上端より内側フロー バイブロが同心的に下方に延びており、該バイブロは適するように、延長チュー ブ５の直径よりも大きいが内側チューブ部材３のそれよりも小さい直径を存して いる。上記バイブロの下部は、チューブ部材３の上端より僅かに上側に位置する が、延長チューブ５の上端より下側に位置する。空気を供するために、一方では チューブ部材３内に開口する導管７が、他方ではフローバイブロと延長チューブ ５の隙間に開口する導管８が、外側チューブ１の内側に沿って延びている。外側 チューブ１ならびに内側フローバイブロは、それらの上端にそれ自体公知の脱気 装置９を有している。

水を下方より上方へポンプ輸送するとき、空気はかように導管７を通るようにし て供給され、それは、集中的にチューブ部材３および延長チューブ５を通して上 方への水の直流を起こさせ、そしてより多（の水がチューブ１の下側漉し器内へ 導かれる（図１中のＢ比較参照）。

細長い小穴を開けた（ｓｌｏｔｔｅｄ）チューブ１の上部分において、水は初期 地下水表面より僅かに上のレベルにまで上方に、且つ土層中へと外方に強いられ 、図１中のＩに従うフローラインが注入用井戸Ａに向かう方向で得られる。

対照的に、もし水が上方から下方にポンプ輸送されるならば、空気は導管８を通 して供給され、流れ（ａ　ｆ、１ｏｗ）は延長チューブ５の外側に沿って上向き に、また該チューブ内では下向きに、そして更にはチューブ３および１内では下 向きに起こる。従って図１中のフローラインＩＩおよびＩＩＩが起こる；即ち水 はチューブ１の上部内に浸透し、同チューブの下部から排出される。補助的な機 械式ポンプ装置１０が要求されるのは、より大きなレベル差およびポンプ輸送高 さのためだけであり、そのような場合には図中に概略示したようにチューブ部材 ３内に配置される。そのような場合、ポンプ装置として例えば、より小型の電動 の反転可能なプロペラまたはインペラが使用されてよい。電動モータにより動く 小型ポンプを用い、井戸の上部構造内に配置したり、或は当業者によく知られて いるエジェクタ装置や他の装置を用いたりすることも可能である。

巨大ポンプまたはプロペラが持たなければならない配水能力は、先行必要条件に 依存して、また例えば５〜１５ｍの汲み上げ高さのために、例えば０．１ないし １５！／秒になり得る。

固体または液体の酸素発生または消費物質が注入用井戸内の水中に導入される場 合、該物質はそのままの、または溶液かもしくは水スラリーの形態のいずれかで 導入されてよく、それは適当な方法でチューブ部材Ｓ内に導入される。

本発明による方法は既知方法に較べ簡単であり、従ってまた実質的により廉価で あり、特に設置コストに関して廉価である。既知方法においては注入用井戸は、 井戸内の水中に沈めたポンプを遮蔽するために例えば約１２５ａｍの直径を有さ なければならず、そのための重い強力な穴掘り装置を必要とし、そのための穴掘 りコストは１穴当り数千スウェーデンクローネに達するが、本発明においては、 もっと小さいプロペラを井戸内に設置する必要があるのみなので、約５０ｍｍの 直径の穴を掘ることしか要求されない。そのような穴を作るために一段と簡単な そして完全に携帯可能な穴掘り装置が用いられてよく、従って工業化コストは１ 大当り数百クローネにしか達しない。その上、各注入用井戸の閘または注入用井 戸と抽出用井戸の間に水用バイブを必要とせず、そしてまた分離の酸素処理ステ ーションを必要としない。

要　約　書 本発明は浄化水のための１またはそれ以上の抽出用井戸の回りに配置された多数 の注入用井戸の間で、地下水の望ましくない物質のその場での沈殿のために意図 されている酸化および沈殿ゾーン（または還元ゾーン）を帯水層に生成する方法 に間する。各対の隣接した注入用井戸の間に所望されるゾーンは （ｉ）酸素、酸素含有ガスまたは酸素放出物質（または酸素放出物質）を両方の 井戸の水に導き、そして（ｉｉ）一方の井戸の水を下方から上方ヘボンブで送り 、他方の井戸の水を上方から下方ヘボンブで送り、それにより２つの井戸の間の 帯水層中に循環経路が形成されることにより、間欠的に生成される。該方法を実 施するための装置は、外側チューブ（ＩＬ　シール手段（２八チユ一ブ部材（３ ）、中央開口部を有する横断壁（４）、伸長チューブ（５）、内部フローバイブ （６）および空気を供給するための導管（７，８）から構成されている。

国際調査報告 国際調査報告 ＰＣｒ／Ｓε９１１００４６４

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. １．浄化水のための１またはそれ以上の抽出用井戸の回りに配置された多数の注 入用井戸の間で、地下水の望ましくない物質のその場での沈殿のために意図され ている酸化および沈殿ゾーンを帯水層に生成する方法であって、 （ｉ）酸素、酸素含有ガスまたは酸素放出物質を両方の井戸の水に導き、そして （ｉｉ）一方の井戸の水を下方から上方へポンプで送り、他方の井戸の水を上方 から下方へポンプで送り、それにより２つの井戸の間の帯水層中に循環経路が形 成されることにより、各対の隣接した注入用井戸の間に所望されるゾーンが間欠 的に生成されることを特徴とする上記方法。
2. ２．酸素、酸素含有ガスまたは酸素放出物質の代わりに注入用井戸中に酸素消費 物質を導くことにより、地下水中の望ましくない物質の還元のための還元ゾーン が浄化水のための１またはそれ以上の抽出用井戸の回りに配置された多数の注入 用井戸の間に生成される請求項１記載の方法の変法。
3. ３．注入用井戸の各々が、少なくともその長さの地下水運搬部分で開口され、そ して水透過性である外側チューブ（１）からなる、浄化水のための１またはそれ 以上の抽出用井戸の回りに配置された多数の注入用井戸において請求項１または ２記載の方法を実施するための装置であって、 前記長さ部分のほぼ中央部に、より小さい直径で予め決められた長さの内部チュ ーブ部材（３）がシール手段（２）の仲介により内部に密封されて同心的に取り つけられ、該チューブ部材は中央開口部を有する横断壁（４）によりその上端で 閉じられ、前記開口部から上方に離れて伸長チューブ（５）が伸び、そして内部 フローパイプ（６）が外側チューブ（１）の上端から、そして下方に伸長チュー ブ（５）の上端のわずかに下方位置まで伸び、フローパイプ（６）は外側チュー ブ（１）の直径より小さいが、しかし伸長チューブ（５）の直径より大きい直径 を有し、それぞれチューブ部材（３）の内部および上方の最も近い領域に空気を 供給するための導管（７，８）がさらに外側チューブ（１）の内部に沿って上方 から下方にのびる、上記装置。
4. ４．チューブ部材（３）が、上方または下方への水の所望の流れの増大のための 補助ポンプ装置（１０）を備えている請求項３記載の装置。