WO2019106752A1

WO2019106752A1 - 水浄化システム

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Publication number: WO2019106752A1
Application number: PCT/JP2017/042794
Authority: WO
Inventors: 廣田　達哉; 真二郎野間; 哲章平山; 太輔五百崎; 和大齋藤; 稲本　吉宏
Original assignee: パナソニックＩｐマネジメント株式会社
Priority date: 2017-11-29
Filing date: 2017-11-29
Publication date: 2019-06-06
Also published as: CN111386247A

Abstract

水浄化システム（１０）は、被処理水を汲み上げる汲水ポンプ（１３）と、固体の塩素系薬剤を備え、塩素系薬剤により被処理水を酸化処理する固形薬剤溶解器（１７）とを備える。さらに水浄化システムは、固形薬剤溶解器により酸化処理された被処理水を濾過する濾過装置（１６）と、濾過装置により濾過された被処理水を貯留する貯水タンク（１１）とを備える。そして、汲水ポンプ、固形薬剤溶解器、濾過装置及び貯水タンクが接続され、被処理水が流れる主配管において、固形薬剤溶解器は汲水ポンプの下流側に位置し、かつ、固形薬剤溶解器と貯水タンクの間に濾過装置を設けている。

Description

水浄化システム

　本発明は、水浄化システムに関する。詳細には、本発明は、被処理水を安価で確実に浄化することが可能な水浄化システムに関する。

　従来より、被処理水の浄化を行う浄水装置として、種々の装置が提案されている。そして、このような浄水装置を用いることで、例えば、被処理水としての井水を浄化して浄水を得ることができる。

　ところで、井水の水質は地域によって異なるものであり、例えば世界各地で、井水の中に多くの鉄成分が溶存していることがある。このような井水は、そのまま飲料水等の生活用水として用いるのには適していない。そのため、浄水装置を用いて井水中に溶存している鉄成分を除去し、生活用水として適した水に浄化するのが好ましい。

　このような井水を浄化する装置として、例えば特許文献１に記載の水質浄化システムが提案されている。当該水質浄化システムは、井水などの原水を溜める一次貯水槽と、一次貯水槽内の原水をオゾンや次亜塩素酸によって浄化する水質改善装置と、水質改善装置で浄化された水を溜める二次貯水槽とを備えている。さらに、水質浄化システムは、一次貯水槽内の浄水を二次貯水槽へ移すポンプと、一次貯水槽と二次貯水槽との間に設けられ、水質改善装置で浄化された水を濾過するフィルタ装置と、当該ポンプを駆動させる制御手段とを備えている。特許文献１の水質浄化システムは非常に優れた浄化性能を持ったシステムであり、システム全体を小型化できるメリットがある。

特許第５４３６８１３号公報

　しかしながら、特許文献１に記載の水質浄化システムは制御が複雑であり、さらに複数の貯水タンク、並びに循環ポンプ及び送水ポンプが必要となることから、配管構成が複雑になる。結果として、当該水質浄化システムは、非常に高価なシステムとなってしまうという問題があった。

　本発明は、このような従来技術の有する課題に鑑みてなされたものである。そして、本発明の目的は、被処理水を安価で確実に浄化することが可能な水浄化システムを提供することにある。

　上記課題を解決するために、本発明の態様に係る水浄化システムは、被処理水を汲み上げる汲水ポンプと、固体の塩素系薬剤を備え、塩素系薬剤により被処理水を酸化処理する固形薬剤溶解器と、固形薬剤溶解器により酸化処理された被処理水を濾過する濾過装置と、濾過装置により濾過された被処理水を貯留する貯水タンクとを備える。そして、汲水ポンプ、固形薬剤溶解器、濾過装置及び貯水タンクが接続され、被処理水が流れる主配管において、固形薬剤溶解器は汲水ポンプの下流側に位置し、かつ、固形薬剤溶解器と貯水タンクの間に濾過装置を設けている。

図１Ａは井水を貯水タンクに溜め置きする場合の配管構成を示す概略図である。図１Ｂは井水を生活用水として直接使用する場合の配管構成を示す概略図である。図２は井水を浄化する水浄化装置の一例を示す概略図である。図３は井水を浄化する水浄化装置の一例を示す概略図である。図４は水浄化装置と貯水タンクを組み合わせた水浄化システムの一例を示す概略図である。図５は水浄化装置と貯水タンクを組み合わせた水浄化システムの一例を示す概略図である。図６Ａは水浄化装置と貯水タンクを組み合わせた水浄化システムの一例を示す概略図である。図６Ｂは当該水浄化装置の構成を示す概略図である。図７Ａは水浄化装置と貯水タンクを組み合わせた水浄化システムの一例を示す概略図である。図７Ｂは当該水浄化装置の構成を示す概略図である。図８Ａは水浄化装置と貯水タンクを組み合わせた水浄化システムの一例を示す概略図である。図８Ｂは当該水浄化装置の構成を示す概略図である。図９Ａは水浄化装置と貯水タンクを組み合わせた水浄化システムの一例を示す概略図である。図９Ｂは当該水浄化装置の構成を示す概略図である。図１０Ａは、本発明の実施形態に係る水浄化システムの一例を示しており、水浄化装置と貯水タンクを組み合わせた水浄化システムを示す概略図である。図１０Ｂは、水浄化装置の構成を示す概略図である。図１１は固形薬剤溶解器の一例を概略的に示す断面図である。図１２は濾過装置の一例を概略的に示す断面図である。図１３は本発明の実施形態に係る水浄化システムの他の例を示す概略図である。

　以下、本実施形態に係る水浄化システムについて詳細に説明する。なお、図面の寸法比率は説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。また、本明細書において、水浄化システムで水質が改善される、井戸、河川若しくは池等の水源から汲み出した水又は雨水を「原水」という。そして、水質が改善されて浄化された原水を「浄水」という。

［第一実施形態］
　電力が安定供給されないことが多い発展途上国では、停電時でも水が使えるように、屋根や屋上に設けた貯水タンクに生活用水を溜め置きする場合が多い。そして、貯め置きした水を浄化して、生活用水として使用している。

　例えば、図１Ａに示すように、建物１の屋根２に、貯水タンク１１０を設置し、生活用水を貯め置きしている。貯水タンク１１０の上部には第一配管１２０の一方が接続されており、第一配管１２０の他方は井水に浸かった状態となっている。そして、第一配管１２０には、井戸から原水（井水）を汲み上げるための汲水ポンプ１３０が設置されている。さらに、貯水タンク１１０の下部には第二配管１４０の一方が接続されており、第二配管１４０の他方は建物１の内部の蛇口などに接続されている。

　貯水タンク１１０の天井面には、貯水タンク内部の貯留水の水位を検知するための水位センサ１１１が設けられている。水位センサ１１１は、例えば所定の低水位ＷＬと、所定の高水位（満水位）ＷＨという２つの水位を検知することができる。そして、汲水ポンプ１３０は、水位センサ１１１の出力に応じて動作される。つまり、水位センサ１１１が低水位ＷＬを検知した場合には、汲水ポンプ１３０はオン状態になり、第一配管１２０を通じて井水を汲み上げ、貯水タンク１１０へ供給する。

　ここで、３００～２０００Ｌの貯水タンクは非常に大きくて重いので、建物の屋根や屋上に容易に設置することはできない。また、たとえ貯水タンクを設置したとしても、貯水タンクが満タンになると、それを支える屋根や屋上には大きな荷重負荷が掛かるため、建物の耐荷重性を高める必要がある。さらに、貯水タンクは安価ではないので、結果として高所得層（富裕層）以外は、貯水タンクを使用できない場合が多い。

　そのため、近年、安価な自動ポンプが普及し、低所得層はこちらを選択することから、タンクレス化が進んでいる。つまり、図１Ｂに示すように、建物１の屋根２に貯水タンクを設置せず、自動ポンプである汲水ポンプ１３０を用いて井水を汲み上げ、生活用水として使用している。なお、このような自動ポンプは、圧力スイッチを内蔵したポンプであり、蛇口を開けたときにのみポンプが作動するものである。

　一方で、日本等の先進国とは異なり、発展途上国では原水となる井水や水道水は汚染されている場合が多く、図１Ｂに示すように、直接井水を使用することは衛生面で問題が多い。そのため、高所得層では浄化システムを導入し、水を浄化して使用したいという要望が高まっている。そして、日本の浄水場で培った技術を活用すれば、原水に鉄やマンガンが含まれている場合でも、酸化処理して濾過すれば容易く対応できる。

　しかしながら、原水に溶解性シリカ（イオン状シリカ）が含まれている場合は、容易に浄化できない場合がある。つまり、火山が多い国は、世界的に見て原水にシリカが多く含まれている。特に、シリカは表流水（河川等）よりも井水に多く含まれる傾向がある。そして、参考文献（高井雄、中西弘著、「用水の除鉄・除マンガン処理」、第１版、株式会社産業用水調査会、１９８７年６月）では、シリカの含有濃度が４０～５０ｐｐｍ以上になると、非常に処理がし難くなることが詳しく説明されている。そのため、井水の場合、汲み上げて貯水タンクで放置しておくとコロイド状のケイ酸鉄が生成し、通常の塩素処理や凝集剤では濾別できなくなってしまうことがある。

　このように、原水にシリカが多く含まれている状況で鉄やマンガンを除去するためには、井水を汲み上げた直後に塩素処理やオゾン処理などの酸化処理を行うことが好ましい。酸化処理を素早く行うことにより、コロイド状のケイ酸鉄の生成を防ぎ、鉄及びマンガンの除去を容易に行うことが可能となる。

　具体的には、図２に示すように、汲水ポンプ１３０の下流に液体薬剤供給器１５０を設け、井水を汲み上げた直後に次亜塩素酸ナトリウム水溶液などの塩素系薬剤を投入する。これにより、原水中の鉄イオンがコロイド状のケイ酸鉄になる前に、不溶性の水酸化鉄（Ｆｅ（ＯＨ）_３）となる。そして、液体薬剤供給器１５０の下流に設置した濾過装置１６０を用いて不溶性の水酸化鉄を濾別することにより、浄水を容易に得ることができる。

　液体薬剤供給器１５０は、液体の塩素系薬剤を保持する塩素薬剤タンク１５１と、塩素薬剤タンク１５１と第一配管１２０とを接続し、塩素薬剤タンク１５１から第一配管１２０に塩素系薬剤を送るための薬剤送給管１５２とを備えている。さらに液体薬剤供給器１５０は、薬剤送給管１５２に設けられ、塩素系薬剤を所定量送給するための定量ポンプ１５３を備えている。液体薬剤供給器１５０では、薬剤送給管１５２及び定量ポンプ１５３により、塩素薬剤タンク１５１から所定量の塩素系薬剤を原水に注入することができる。

　また、図３に示すように、液体薬剤供給器１５０の代わりに固形薬剤溶解器１７０を使用することも可能である。固形薬剤溶解器１７０は、例えば、次亜塩素酸カルシウムなどの固形薬剤を錠剤状に固めたものを内部に保持した固形薬剤保持具１７１を備え、原水が固形薬剤と接触することができる構成とすることができる。次亜塩素酸カルシウムが水と接触すると、次亜塩素酸カルシウムが加水分解されて塩素が原水中に放出され、鉄イオンを不溶性の水酸化鉄に酸化することができる。なお、固形薬剤保持具１７１は、バイパス配管１７２を用いて第一配管１２０に接続することができる。

　そして、上述の液体薬剤供給器１５０又は固形薬剤溶解器１７０と濾過装置１６０とを備えた水浄化装置を、貯水タンク１１０と組み合わせることにより、浄水を安定的に使用することが可能となる。このような水浄化装置と貯水タンク１１０とを組み合わせた水浄化システムとしては、図４に示す構成とすることができる。水浄化システム１００は、建物１の屋根２に設置された貯水タンク１１０を備えている。貯水タンク１１０の上部には第一配管１２０の一方が接続されており、さらに第一配管１２０の他方は井水に浸かった状態となっている。貯水タンク１１０の下部には第二配管１４０の一方が接続されており、さらに第二配管１４０の他方は建物１の内部の蛇口などに接続されている。

　第一配管１２０には、井水を汲み上げるための汲水ポンプ１３０が設置されており、さらに汲水ポンプ１３０と貯水タンク１１０との間には、塩素薬剤タンク１５１と薬剤送給管１５２と定量ポンプ１５３とを備えた液体薬剤供給器１５０が接続されている。また、第二配管１４０には、内部にマンガン砂を保持した濾過装置１６０と、濾過装置１６０の下流に設けられ、内部に活性炭を充填した塩素除去装置１８０とが設置されている。さらに第二配管１４０には、貯水タンク１１０と濾過装置１６０との間に設けられ、貯水タンク１１０の貯留水を濾過装置１６０及び塩素除去装置１８０に移送するための送水ポンプ１９０が設置されている。

　しかしながら、塩素薬剤タンク１５１から原水に所定量の塩素系薬剤を注入するための定量ポンプ１５３は、耐塩素対策が必要であることから高価格となる。そのため、定量ポンプ１５３は、たとえ高所得層といえども容易に使用することができない。

　また、井水を汲み上げた直後に塩素系薬剤により酸化処理した場合には、原水中の鉄イオンが即座に不溶性の水酸化鉄（Ｆｅ（ＯＨ）_３）となる。ただ、図４に示す構成では、原水を酸化処理した一次処理水が貯水タンク１１０の内部で長時間貯留されるため、不溶性の水酸化鉄が貯水タンク１１０の下部に沈殿し、汚泥として蓄積してしまう。そのため、屋根２に設けられた貯水タンク１１０から沈殿した汚泥を除去しなければならず、維持管理が非常に煩雑となる。さらに、図４に示す構成では、一次処理水中に不溶性の水酸化鉄が含まれているため、貯水タンク１１０内の一次処理水を濾過装置１６０に移送するための送水ポンプ１９０が必要となり、コストが上昇する原因となる。

　そのため、図５に示す水浄化システム１０１のように、液体薬剤供給器１５０の代わりに、固形薬剤溶解器１７０を使用する方法がある。この場合には、液体薬剤供給器１５０で必須であった定量ポンプ１５３が不要となるため、水浄化装置の価格は低下する。ただ、図５に示す構成でも、貯水タンク１１０に汚泥が蓄積してしまうという問題や、送水ポンプ１９０が必須となってしまうという問題は全く改善されていない。

　水浄化装置と貯水タンク１１０とを組み合わせた水浄化システムとしては、図６Ａ及び図６Ｂに示す構成とすることも可能である。図６Ａに示すように、水浄化システム１０２は、建物１の屋根２に設置された貯水タンク１１０を備えている。貯水タンク１１０の上部には第一配管１２０の一方が接続されており、さらに第一配管１２０の他方は井水に浸かった状態となっている。貯水タンク１１０の下部には第二配管１４０の一方が接続されており、さらに第二配管１４０の他方は建物１の内部の蛇口などに接続されている。

　第一配管１２０には、井水を汲み上げるための汲水ポンプ１３０が設置されており、汲水ポンプ１３０で汲み上げられた井水は、貯水タンク１１０に直接投入されて貯留される。第二配管１４０には、図６Ｂに示すように、固形薬剤溶解器１７０、濾過装置１６０及び塩素除去装置１８０を備えた水浄化装置２００が設置されている。さらに第二配管１４０には、貯水タンク１１０の貯留水を、固形薬剤溶解器１７０、濾過装置１６０及び塩素除去装置１８０に移送するための送水ポンプ１９０も設置されている。

　しかしながら、図６Ａ及び図６Ｂに示す水浄化システム１０２では、井水を汲み上げた直後に塩素処理やオゾン処理などの酸化処理を行うことができず、貯水タンク１１０において井水が長時間貯留されるため、コロイド状のケイ酸鉄が生成してしまう。そのため、たとえ固形薬剤溶解器１７０、濾過装置１６０及び塩素除去装置１８０を用いたとしても、原水中の鉄を十分に除去することができない恐れがある。

　水浄化装置と貯水タンク１１０とを組み合わせた水浄化システムとしては、図７Ａ及び図７Ｂに示す構成とすることも可能である。図７Ａに示すように、水浄化システム１０３は、建物１の屋根２に設置された貯水タンク１１０を備えている。貯水タンク１１０の上部には第一配管１２０の一方が接続されており、さらに第一配管１２０の他方は井水に浸かった状態となっている。貯水タンク１１０の下部には第二配管１４０の一方が接続されており、さらに第二配管１４０の他方は建物１の内部の蛇口などに接続されている。

　第一配管１２０には、井水を汲み上げるための汲水ポンプ１３０が設置されており、汲水ポンプ１３０で汲み上げられた井水は、貯水タンク１１０に直接投入されて貯留される。第二配管１４０には、図７Ｂに示すように、濾過装置１６０及び塩素除去装置１８０を備えた水浄化装置２０１が設置されている。さらに第二配管１４０には、貯水タンク１１０の貯留水を、濾過装置１６０及び塩素除去装置１８０に移送するための送水ポンプ１９０も設置されている。

　図７Ａ及び図７Ｂに示す水浄化システム１０３では、固形薬剤保持具１７１を貯水タンク１１０の天井面から吊るしている。そして、固形薬剤保持具１７１は、次亜塩素酸カルシウムなどの固形薬剤を錠剤状に固めたものを内部に保持している。固形薬剤保持具１７１は貯留水に浸漬し、固形薬剤から塩素が徐々に放出される構成となっている。そして、貯水タンク１１０の内部で酸化処理された一次処理水は、送水ポンプ１９０により濾過装置１６０及び塩素除去装置１８０に移送されて浄化される。

　図７Ａ及び図７Ｂに示す水浄化システム１０３では、塩素を補給し続けるために、固形薬剤保持具１７１を定期的に補充する必要がある。ただ、貯水タンク１１０は建物１の屋根２に設置されているため、固形薬剤保持具１７１の交換が非常に煩雑である。さらに、原水を酸化処理した一次処理水が貯水タンク１１０の内部で長時間貯留されるため、不溶性の水酸化鉄が貯水タンク１１０の下部に沈殿し、汚泥として蓄積してしまう。そのため、貯水タンク１１０から沈殿した汚泥を除去しなければならず、維持管理が非常に煩雑となる。さらに、一次処理水中に不溶性の水酸化鉄が含まれているため、貯水タンク１１０の一次処理水を濾過装置１６０に移送するための送水ポンプ１９０が必要となる。また、一次処理水には塩素が溶存していることから、送水ポンプ１９０として耐塩素仕様のものを使用する必要があるため、コストが上昇する原因となる。

　このように図４、図５、図７Ａ及び図７Ｂに示す水浄化システム１００，１０１，１０３のように、原水を汲み上げた直後に酸化処理したとしても、濾過装置１６０を用いて早期に濾過しない場合には、貯水タンク１１０に汚泥が蓄積してしまうという問題が生じる。また、図６Ａ及び図６Ｂに示す水浄化システム１０２のように、原水を汲み上げた直後に酸化処理しない場合にはコロイド状のケイ酸鉄が生成し、原水中の鉄を十分に除去することができない恐れがある。そのため、水浄化システムとしては、貯水タンク１１０の上流側に水浄化装置を設け、当該水浄化装置により浄化された水を貯水タンク１１０に溜め置きする構成とすることが好ましい。

　このような貯水タンク１１０の上流側に水浄化装置を設けた例としては、特許文献１に記載の水質浄化システムが存在する。しかし、上述のように特許文献１の水質浄化システムは、構成及び制御が複雑であり、非常に高価なシステムとなってしまう。そのため、水浄化システムとして、図８Ａ及び図８Ｂに示すような、簡略化した水浄化装置２０２と貯水タンク１１０とを組み合わせた構成を挙げることができる。

　図８Ａに示すように、水浄化システム１０４は、建物１の屋根２に設置された貯水タンク１１０を備えている。貯水タンク１１０の下部には第二配管１４０の一方が接続されており、さらに第二配管１４０の他方は建物１の内部の蛇口などに接続されている。

　水浄化システム１０４において、貯水タンク１１０の上流側には図８Ｂに示す水浄化装置２０２が設けられている。水浄化装置２０２には第一配管１２０の一方が接続されており、さらに第一配管１２０の他方は井水に浸かった状態となっている。なお、第一配管１２０には、井水を汲み上げるための汲水ポンプ１３０が設置されている。

　水浄化装置２０２は、図８Ｂに示すように、汲水ポンプ１３０で汲み上げられた井水を一時的に貯留する貯水槽２１０を備えている。貯水槽２１０には第三配管２２０が接続されており、第三配管２２０には濾過装置１６０及び三方弁２３０が設けられている。そして、水浄化装置２０２には循環配管２４０が設けられており、循環配管２４０の一方は三方弁２３０に接続され、循環配管２４０の他方は貯水槽２１０に接続されている。また、貯水槽２１０と濾過装置１６０との間には循環ポンプ２５０が設けられ、濾過装置１６０と三方弁２３０との間には、液体薬剤供給器１５０又は固形薬剤溶解器１７０からなる酸化剤供給装置が接続されている。なお、図８Ａに示すように、貯水タンク１１０の下流には、内部に活性炭を充填した塩素除去装置１８０が設けられている。

　水浄化装置２０２では、まず汲水ポンプ１３０で汲み上げられた井水が、貯水槽２１０に直接投入されて貯留される。そして、循環ポンプ２５０が作動することにより、貯水槽２１０にたまった貯留水が濾過装置１６０に移送され、濾過装置１６０を通過した後、酸化剤供給装置によって貯留水に酸化剤が投入される。その後、酸化剤が投入された貯留水は三方弁２３０を通過し、循環配管２４０を通じて貯水槽２１０に戻される。つまり、貯水槽２１０に溜まった貯留水は、第三配管２２０に設けられた循環ポンプ２５０、濾過装置１６０、酸化剤供給装置及び三方弁２３０、並びに循環配管２４０によって水浄化装置２０２の内部で循環する。これにより、鉄及びマンガンの酸化処理と濾過処理が繰り返されて浄水となった後に、三方弁２３０を切り替え、第三配管２２０を通じて浄水が貯水タンク１１０に移送される。そして、貯水タンク１１０の浄水は、塩素除去装置１８０を通じて過剰の塩素が除去された後、生活用水として使用される。

　水浄化システム１０４のように、貯水タンク１１０の上流側に水浄化装置２０２を設け、水浄化装置２０２により浄化された水を貯水タンク１１０に溜め置きすることにより、常に浄水を使用することが可能となる。また、貯水タンク１１０のバッファ能力を生かし、水浄化装置２０２の処理能力を低くすることで、水浄化システム全体の小型化を図ることが可能となる。ただ、水浄化システム１０４でも貯水槽２１０や循環ポンプ２５０を使用する必要があり、さらに三方弁２３０及び循環ポンプ２５０を制御する制御装置も必要となる。そのため、特許文献１の水質浄化システムと同様に、構成及び制御が複雑になり、高価なシステムとなってしまう。

　また、貯水タンク１１０の上流側に水浄化装置を設ける水浄化システムとして、図９Ａ及び図９Ｂに示す構成も挙げることができる。図９Ａに示すように、水浄化システム１０５は、建物１の屋根２に設置された貯水タンク１１０を備えている。貯水タンク１１０の下部には第二配管１４０の一方が接続されており、さらに第二配管１４０の他方は建物１の内部の蛇口などに接続されている。水浄化システム１０５において、貯水タンク１１０の上流側には図９Ｂに示す水浄化装置２０３が設けられている。水浄化装置２０３には第一配管１２０の一方が接続されており、さらに第一配管１２０の他方は井水に浸かった状態となっている。なお、第一配管１２０には、井水を汲み上げるための汲水ポンプ１３０が設置されている。

　水浄化装置２０３は、図９Ｂに示すように、汲水ポンプ１３０で汲み上げられた井水を一時的に貯留する貯水槽２１０を備えている。貯水槽２１０には第三配管２２０が接続されており、第三配管２２０には、貯水槽２１０で浄化された水を移送するための送水ポンプ２６０が設けられている。そして、貯水槽２１０の内部には、精密濾過膜(ＭＦ膜)または限外濾過膜（ＵＦ膜）などの平膜２７０が設けられている。

　水浄化装置２０３では、井水に空気を吹き込んで活性汚泥を発生させ、これを利用して水中の有機物を分解して浄化する活性汚泥法により、井水を浄化している。そして、処理された水と活性汚泥との分離を平膜２７０により行っている。つまり、水浄化装置２０３は、膜分離活性汚泥法（ＭＢＲ）により井水の浄化を行っている。このような膜分離活性汚泥法は、汚泥沈降性状の変化による処理機能への影響を受けず、安定して活性汚泥を処理することが可能である。また、膜分離活性汚泥法は、設備が小型になることや、処理水が平膜２７０を通るため水質がよく、濾過装置が不要となるなどのメリットがある。

　しかしながら、膜分離活性汚泥法は、平膜２７０のファウリングを防ぐため、平膜２７０を定期的に次亜塩素酸やアルカリなどの薬品で洗浄する必要が生じる。また、平膜２７０の定期的な交換が必要であることや、平膜２７０の表面の曝気または活性汚泥の循環、および処理水の吸引のため、電力などのエネルギーが必要になるなどの問題がある。

　このように、水浄化システム１０５は、特許文献１の水質浄化システムや図８Ａ及び図８Ｂに示す水浄化システム１０４よりも構成はシンプルであるが、貯水槽２１０や送水ポンプ２６０を使用する必要がある。また、場合によっては、曝気用のエアーポンプも必要となる。さらに、水浄化システム１０５を用いたとしても、発展途上国のように原水が鉄で汚染されている場合には除鉄できなかったり、平膜２７０がすぐ詰まったりする恐れもある。さらに、短時間で平膜２７０が目詰まりしないようにするためには、ある程度の膜面積を確保して、ゆっくり吸い込む必要があるため、高価な膜を小型化できない。結果として、水浄化システム１０５も安価で安定した性能を発揮するシステムとはならないという問題がある。

　上述の問題点を解決するために、本実施形態に係る水浄化システム１０は、図１０Ａに示すように、被処理水である原水（井水）を浄化する水浄化装置２０と、水浄化装置２０によって浄化された水を貯留する貯水タンク１１を備えている。水浄化装置２０は、図１０Ｂに示すように、原水を酸化処理する固形薬剤溶解器１７と、固形薬剤溶解器１７によって酸化処理された一次処理水を濾過する濾過装置１６とを備えている。

　水浄化システム１０は、図１０Ａに示すように、建物１の屋根２に設置された貯水タンク１１を備えている。貯水タンク１１は濾過装置１６により濾過された二次処理水を貯留できれば、その構造及び材質は特に限定されない。また、貯水タンク１１の容量も特に限定されず、例えば３００Ｌ～２０００Ｌとすることができる。

　貯水タンク１１の上部には第一配管１２の一方が接続されており、さらに第一配管１２の他方は原水（井水）に浸かった状態となっている。また、貯水タンク１１の下部には第二配管１４の一方が接続されており、さらに第二配管１４の他方は建物１の内部の蛇口などに接続されている。

　第一配管１２には、原水を汲み上げるための汲水ポンプ１３が設置されている。汲水ポンプ１３は、原水を汲み上げ、固形薬剤溶解器１７及び濾過装置１６を通じて貯水タンク１１まで送水することが可能ならば、特に限定されない。汲水ポンプ１３としては、例えば、圧力スイッチを内蔵した自動ポンプを用いることができる。具体的には、汲水ポンプ１３は、後述する開閉弁１２ｃ及び開閉弁１７ｃの少なくとも一方が開いたときに作動するような構成とすることができる。

　ここで、汲水ポンプ１３は、通常、ケーシング内に、翼を有した羽根車を備えている。汲水ポンプ１３内の水は、羽根車の回転によって翼から力を受けながら、羽根車の中心部から外周方向に押し出される。そして、羽根車によって水に回転速度が与えられ、その遠心力によって圧力が上昇する。この際、羽根車の中心部から外周部へ水が流れることにより、羽根車の中心部の圧力が低くなり、羽根車の入口部の水が引き込まれる。汲水ポンプ１３は、この動作を繰り返すことにより水を送り出すことができる。ただ、この際、羽根車の入口部に常に水が存在し、吸い込み側の配管が水で満たされている必要がある。そのため、汲水ポンプ１３は、吐出側に逆止弁を設け、吸い込み側にフート弁を設け、汲水ポンプ１３が停止しても汲水ポンプ１３や吸い込み管（第一配管１２）の内部の水が落水しないような構成とすることが好ましい。

　図１０Ｂに示すように、第一配管１２において、汲水ポンプ１３の下流には固形薬剤溶解器１７が配置されている。固形薬剤溶解器１７は、固体の塩素系薬剤と、塩素系薬剤を内部に保持する固形薬剤保持具１７ａと、固形薬剤保持具１７ａを第一配管１２に接続するバイパス配管１７ｂとを備えている。そして、固形薬剤保持具１７ａの上流側におけるバイパス配管１７ｂには、汲水ポンプ１３により汲み上げられた原水の流量を調整する流量調整機構としての開閉弁１７ｃが設けられている。さらに、第一配管１２とバイパス配管１７ｂとの接続部１２ａ，１２ｂの間における第一配管１２にも、原水の流量を調整する開閉弁１２ｃが設けられている。

　固体の塩素系薬剤は、原水中の鉄イオンに対し酸化作用を生じさせる。具体的には、塩素系薬剤によって、二価の鉄イオンは三価の鉄イオンに酸化され、さらに不溶性の水酸化鉄（Ｆｅ（ＯＨ）_３）となる。このような塩素系薬剤は特に限定されず、例えば次亜塩素酸ナトリウム、次亜塩素酸カルシウム及び塩素化イソシアヌル酸からなる群より選ばれる少なくとも一つを用いることができる。次亜塩素酸カルシウムとしては、さらし粉（有効塩素３０％）及び高度さらし粉（有効塩素７０％）の少なくとも一つを用いることができる。塩素化イソシアヌル酸としては、トリクロロイソシアヌル酸ナトリウム、トリクロロイソシアヌル酸カリウム、ジクロロイソシアヌル酸ナトリウム、及びジクロロイソシアヌル酸カリウムからなる群より選ばれる少なくとも一つを用いることができる。なお、固形薬剤溶解器１７において、塩素系薬剤は、徐々に原水に溶解するように錠剤状に固めたもの用いることが好ましい。固形薬剤溶解器１７としては、例えば特表平６－５０１４１８号公報に記載の薬品供給装置を用いることができる。

　固形薬剤溶解器１７としては、例えば図１１に示す構成とすることもできる。固形薬剤溶解器１７Ａは、塩素系薬剤１７ｄを内部に保持する固形薬剤保持具１７ａと、固形薬剤保持具１７ａを第一配管１２に接続するバイパス配管１７ｂとを備えている。そして、固形薬剤保持具１７ａの上流側におけるバイパス配管１７ｂには、原水の流量を調整する流量調整機構としての開閉弁１７ｃが設けられている。

　固形薬剤保持具１７ａは、保持具の上面全体を覆う蓋部１７ｅを備えている。そして、蓋部１７ｅを開閉することで、固形薬剤保持具１７ａの内部に塩素系薬剤１７ｄを補充することが可能となる。また、固形薬剤保持具１７ａの下部は第一配管１２と接続されており、塩素系薬剤１７ｄによって酸化処理された一次処理水は、接続部１２ｂを通過して第一配管１２に送られる。

　図１１に示すように、バイパス配管１７ｂの一方は、接続部１２ａにおいて第一配管１２に接続されており、バイパス配管１７ｂの他方には、薬剤支持台１７ｆが設けられている。薬剤支持台１７ｆは、バイパス配管１７ｂを通過した原水が塩素系薬剤１７ｄと接触できるように中空となっている。さらに、薬剤支持台１７ｆは、塩素系薬剤１７ｄを水平に保持するための支持面１７ｇを備え、支持面１７ｇの中央には、原水が通過する開口部１７ｈが設けられている。

　なお、図１１に示す構成では、第一配管１２と固形薬剤溶解器１７Ａとの接続部１２ａ，１２ｂの間における第一配管１２の内部に、開閉弁１２ｃの代わりにオリフィス１２ｄが設けられている。オリフィス１２ｄは、第一配管１２を流れる原水の流量を調整することができる。

　固形薬剤溶解器１７Ａでは、まず、汲水ポンプ１３により汲み上げられた原水の一部が、開閉弁１７ｃ及び第一配管１２を通過する。そして、薬剤支持台１７ｆに到達した原水は、支持面１７ｇの開口部１７ｈを通過し、塩素系薬剤１７ｄと接触して酸化処理される。酸化処理された一次処理水は、固形薬剤溶解器１７Ａの下部から接続部１２ｂを通過して第一配管１２に送られ、濾過装置１６に到達する。

　図１０Ｂに示すように、第一配管１２において、汲水ポンプ１３及び固形薬剤溶解器１７の下流には、濾過装置１６が配置されている。濾過装置１６は、固形薬剤溶解器１７によって原水中の鉄イオンを水酸化鉄として析出させた一次処理水から、水酸化鉄を除去するものである。このような濾過装置１６は、内部に水酸化鉄を除去するための濾材を備えている。濾材としては、安価な濾過砂を使用することができる。また、濾過装置１６の濾材として、水和二酸化マンガンをコートしたマンガン砂を用いることもできる。濾材としてマンガン砂を用いることにより、一次処理水中に存在する水酸化鉄だけでなく、マンガンも除去することが可能となる。

　濾過装置１６としては、例えば図１２に示す構成とすることができる。濾過装置１６Ａは、上述の濾材１６ａと、内部に濾材１６ａを収納する容器１６ｂと、容器１６ｂの底部に設けられた砂利１６ｃとを備えている。そして、容器１６ｂの中心には、濾材１６ａ及び砂利１６ｃを通じて濾過された水を濾過装置１６Ａの外部へ流出させるための流出パイプ１６ｄが設けられている。流出パイプ１６ｄの下端には、砂利１６ｃが流出パイプ１６ｄの内部に侵入しないように、スリット状の長穴が複数設けられたスクリーン部１６ｅが設けられている。

　容器１６ｂの上端には、流路切替弁を備えた蓋部１６ｆが設けられている。蓋部１６ｆは、第一配管１２に接続され、固形薬剤溶解器１７によって酸化処理された一次処理水が通過する流入口１６ｇと、流出パイプ１６ｄと連通した流出口１６ｈと、逆流洗浄した水を排出する排出口１６ｉとを備えている。流路切替弁は、一次処理水が流入口１６ｇから流出口１６ｈへ向かう順方向Ｘに流れる状態と、流入口１６ｇから排出口１６ｉへ向かう逆方向Ｙに流れる状態とを切り替える。順方向Ｘの場合において、一次処理水は、流入口１６ｇ、濾材１６ａ、砂利１６ｃ、スクリーン部１６ｅ、流出パイプ１６ｄ、流出口１６ｈの順番で流れる。逆方向Ｙの場合において、一次処理水は、流入口１６ｇ、流出パイプ１６ｄ、スクリーン部１６ｅ、砂利１６ｃ、濾材１６ａ、排出口１６ｉの順番で流れる。

　排出口１６ｉは、一次処理水が逆方向Ｙに流れる状態において濾材１６ａの下流に位置付けられ、一次処理水を外部へ排出する。そのため、濾過装置１６Ａは、流路切替弁を切り替えることによって、一次処理水を順方向Ｘに流して濾材１６ａにより濾過処理を行うことができる。また、流路切替弁を切り替えることによって、一次処理水又は原水を逆方向Ｙに流して濾材１６ａを逆流洗浄することもできる。

　水浄化システム１０は、図１０Ａに示すように、貯水タンク１１の下流側に設けられ、被処理水に含まれる過剰な塩素を除去する塩素除去装置１８をさらに備えている。具体的には、水浄化システム１０の第二配管１４には、貯水タンク１１で貯留された二次処理水に含まれる過剰な塩素を除去する塩素除去装置１８が設けられている。塩素除去装置１８としては、容器の内部に活性炭の粒子を充填したものを使用することができる。

　次に、本実施形態の水浄化システム１０を用いて原水を浄化する方法について説明する。水浄化システム１０では、まずバイパス配管１７ｂに設けられた開閉弁１７ｃを開状態とし、第一配管１２に設けられた開閉弁１２ｃを閉状態とする。そして、汲水ポンプ１３により、原水である井水を汲み上げる。

　汲み上げられた原水は、第一配管１２、接続部１２ａ及びバイパス配管１７ｂを通過して、固形薬剤保持具１７ａの内部に到達し、錠剤状の塩素系薬剤と接触する。それにより塩素系薬剤が原水に溶解し、反応式（１）に示すように、原水中の二価の鉄が不溶性の水酸化鉄（Ｆｅ（ＯＨ）_３）に酸化される。なお、地下水の場合には、鉄が炭酸水素鉄（Ｆｅ（ＨＣＯ_３）_２）の状態で溶解している場合があるが、反応式（２）に示すように、塩素系薬剤により酸化されて不溶性の水酸化鉄となる。
２Ｆｅ^２＋＋Ｃｌ_２＋６Ｈ_２Ｏ→２Ｆｅ（ＯＨ）_３＋６Ｈ^＋＋２Ｃｌ^－　（１）
２Ｆｅ（ＨＣＯ_３）_２＋Ｃｌ_２＋２Ｈ_２Ｏ→２Ｆｅ（ＯＨ）_３＋４ＣＯ_２＋２ＨＣｌ　（２）

　固形薬剤溶解器１７によって酸化処理された一次処理水は、接続部１２ｂ及び第一配管１２を通過して、濾過装置１６に到達する。この際、一次処理水に存在する不溶性の水酸化鉄は、濾材１６ａの間を通過することによって濾過されて除去される。また、濾過装置１６の濾材として、水和二酸化マンガン（ＭｎＯ_２・Ｈ_２Ｏ）をコートしたマンガン砂を用いた場合には、一次処理水に溶存しているマンガンイオン（Ｍｎ^２＋）も除去される。つまり、一次処理水中のマンガンイオンは、反応式（３）に示すように、マンガン砂の表面に担持されている水和二酸化マンガンを触媒として塩素により速やかに酸化されて水和二酸化マンガンとなり、マンガン砂により除去される。
Ｍｎ^２＋＋ＭｎＯ_２・Ｈ_２Ｏ＋Ｃｌ_２＋３Ｈ_２Ｏ
　　　　　　　　　　　→２ＭｎＯ_２・Ｈ_２Ｏ＋４Ｈ^＋＋２Ｃｌ^－　（３）

　濾過装置１６によって濾過処理された二次処理水は、第一配管１２を通じて貯水タンク１１に貯留される。そして、貯留された二次処理水は、第二配管１４を通過して塩素除去装置１８に到達する。塩素除去装置１８では、以下の反応式（４）に示すように、二次処理水に溶存する余剰の塩素を活性炭により除去する。
Ｃｌ_２＋Ｈ_２Ｏ＋Ｃ（活性炭）→２Ｈ^＋＋２Ｃｌ^－＋Ｏ＋Ｃ（活性炭）　（４）

　塩素除去装置１８により脱塩素処理された三次処理水は第二配管１４を通過して、蛇口等に到達する。このように、固形薬剤溶解器１７及び濾過装置１６からなる水浄化装置２０、並びに塩素除去装置１８により浄化された水は、ユーザーによって生活用水として使用される。

　本実施形態の水浄化システム１０では、汲水ポンプ１３によって原水を汲み上げた直後に固形薬剤溶解器１７によって酸化処理しているため、コロイド状のケイ酸鉄の生成を抑制している。さらに固形薬剤溶解器１７の直後に濾過装置１６を配置し、酸化処理された一次処理水を濾過しているため、貯水タンク１１には、鉄が除去された二次処理水が貯留される。そのため、二次処理水が貯水タンク１１の内部で長時間貯留されたとしても、不溶性の水酸化鉄が貯水タンク１１の下部に沈殿して汚泥として蓄積することを防ぎ、清潔な状態を保つことができる。そのため、屋根２に設けられた貯水タンク１１から、沈殿した汚泥を除去する手間が省け、貯水タンク１１の維持管理を容易にすることが可能となる。

　また、図４及び図５に示すように、貯水タンク１１０の下流に濾過装置１６０及び塩素除去装置１８０を設ける場合、不溶性の水酸化鉄が含まれる貯留水を濾過装置１６０に移送するための送水ポンプ１９０が必要となる。しかしながら、水浄化システム１０では、貯水タンク１１には鉄が除去された二次処理水が貯留される。そのため、位置エネルギーによる水圧のみで、貯留水は塩素除去装置１８０を通過し、建物１の蛇口等に到達できることから、送水ポンプが不要となり、システムの簡素化を図ることができる。

　さらに、水浄化システム１０では、貯水タンク１１の上流側に水浄化装置２０を設け、水浄化装置２０により浄化された水を貯水タンク１１に溜め置きしているため、常に浄水を使用することが可能となる。また、貯水タンク１１のバッファ能力を生かし、水浄化装置２０の処理能力を低くすることで、水浄化システム全体の小型化及び低価格化を図ることが可能となる。

　また、水浄化システム１０では、濾過装置１６０の逆流洗浄を容易に行うことができる。例えば、バイパス配管１７ｂに設けられた開閉弁１７ｃを閉状態とし、第一配管１２に設けられた開閉弁１２ｃを開状態とする。そして、濾過装置１６０の流路切替弁を切り替え、原水を逆方向Ｙに流すことにより、濾材１６ａを逆流洗浄することができる。

　このように、水浄化システム１０では、濾過装置１６０を逆流洗浄することにより長期に亘り使用することができるため、膜分離活性汚泥法で使用する平膜のように、定期的な交換を考慮する必要がない。さらに、図８Ａ及び図８Ｂの水浄化装置２０２で必須の貯水槽２１０、三方弁２３０及び循環配管２４０なども不要となるため、複雑な構成及び制御を用いなくても、簡易な構成により容易に浄水を得ることができる。

　水浄化システム１０において、貯水タンク１１は、汲水ポンプ１３、固形薬剤溶解器１７及び濾過装置１６よりも高所に設置されていることが好ましい。具体的には、貯水タンク１１は建物１の屋根２や屋上に設置され、汲水ポンプ１３、固形薬剤溶解器１７及び濾過装置１６は貯水タンク１１よりも低所に設置されることが好ましい。また、汲水ポンプ１３、固形薬剤溶解器１７及び濾過装置１６は、地面近傍、建物１の一階又はベランダなど、容易に保守作業を行うことが可能な場所に設置されることが好ましい。汲水ポンプ１３、固形薬剤溶解器１７及び濾過装置１６をこのような場所に設置することにより、これらの点検や塩素系薬剤の補充を容易に行うことが可能となる。なお、塩素除去装置１８を用いる場合には、塩素除去装置１８も貯水タンク１１よりも低所に設置されることが好ましく、例えば地面近傍、建物１の一階又はベランダに設置されることが好ましい。

　このように、本実施形態の水浄化システム１０は、被処理水を汲み上げる汲水ポンプ１３と、固体の塩素系薬剤を備え、塩素系薬剤により被処理水を酸化処理する固形薬剤溶解器１７とを備える。さらに水浄化システム１０は、固形薬剤溶解器１７により酸化処理された被処理水を濾過する濾過装置１６と、濾過装置１６により濾過された被処理水を貯留する貯水タンク１１を備える。そして、汲水ポンプ１３、固形薬剤溶解器１７、濾過装置１６及び貯水タンク１１が接続され、被処理水が流れる主配管（第一配管１２、第二配管１４）において、固形薬剤溶解器１７は汲水ポンプ１３の下流側に位置している。さらに固形薬剤溶解器１７と貯水タンク１１の間に濾過装置１６を設けている。そして、被処理水は、溶解性シリカを含有する原水を使用することができる。

　本実施形態では、汲み上げ直後に被処理水である原水を酸化処理し、すぐに濾過処理を行うため、貯水タンク１１内は常に清潔な状態に維持することができる。また、貯水タンクのバッファ効果を活用することで、水浄化システム１０を小型化できるので、その点でも低価格化が可能となる。また、複雑な制御も配管も不要であり、濾過装置１６を逆洗すれば、膜処理のような交換頻度も殆ど考慮する必要がない。さらに、貯水タンク後段の送水ポンプも不要であるため、その点でも低価格化が可能である。また、塩素系薬剤の補給や濾過装置１６の逆洗等のメンテナンスも簡単に行うことができる。

　水浄化システム１０は、主配管において、貯水タンク１１の下流側に設けられ、被処理水に含まれる過剰な塩素を除去する塩素除去装置１８をさらに備えることが好ましい。これにより、二次処理水に溶存する余剰の塩素を除去し、より安全な浄水を得ることが可能となる。なお、水浄化システム１０において、塩素除去装置１８は任意の構成要素である。つまり、濾過装置１６により処理された二次処理水に余剰の塩素が残留する場合には、塩素除去装置１８を用いることが好ましい。しかし、二次処理水に余剰の塩素が残留しない場合には、塩素除去装置１８を設けなくてもよい。

　水浄化システム１０において、固形薬剤溶解器１７，１７Ａは、主配管に接続し、被処理水を塩素系薬剤まで通水するためのバイパス配管１７ｂと、バイパス配管１７ｂに設けられ、被処理水の流量を調整するための流量調整機構とをさらに備えることが好ましい。このように、塩素系薬剤によって酸化処理される被処理水の流量を流量調整機構によって調節することにより、被処理水の状況に応じて塩素濃度の調整を図ることが可能となる。つまり、被処理水に含まれる鉄の含有量や、塩素を消費するアンモニア及び有機物の量に応じて、塩素濃度の調整を容易に行うことが可能となる。なお、流量調整機構を用いることによって、被処理水の流量に応じた塩素濃度の調整も、ある程度可能となる。

　上述のように、汲水ポンプ１３の上流側にはフート弁を設け、汲水ポンプ１３が停止しても汲水ポンプ１３や第一配管１２の内部の水が井戸に落水しないような構成とすることが好ましい。ただ、フート弁が異物を噛み込んだ場合、汲水ポンプ１３の内部の水が落水し、それに伴い、固形薬剤溶解器１７及び濾過装置１６の内部の水が逆流する可能性がある。しかし、濾過装置１６自体の抵抗が大きいため、この場合でも逆流が生じる可能性が低い。

　また、固形薬剤溶解器として、図１１に示す固形薬剤溶解器１７Ａを使用した場合、塩素系薬剤１７ｄは薬剤支持台１７ｆによって支持されているため、常に原水に浸漬しているわけではない。そのため、原水中の塩素濃度が過度に上昇し難い。そのため、たとえ固形薬剤溶解器１７Ａの内部に存在する水が逆流して汲水ポンプ１３と接触したとしても、汲水ポンプ１３が塩素により腐食することを抑制することができる。

　さらに、固形薬剤溶解器１７Ａにおいて、固形薬剤保持具１７ａの内部では、塩素系薬剤１７ｄと蓋部との間に空気層が存在する。そのため、汲水ポンプ１３の内部から逆流が生じた場合、固形薬剤保持具１７ａの内部の水よりも、第一配管１２の内部の水がオリフィス１２ｄを通過して逆流する。そのため、高濃度の塩素を含む水が汲水ポンプ１３の内部に流れ込み難くなる。そのため、固形薬剤溶解器１７Ａを用いることにより、汲水ポンプ１３の吐出側に逆止弁等の装置を設ける必要がなく、イニシャルコストやメンテナンス性を大きく向上させることが可能となる。

　水浄化システム１０において、汲水ポンプ１３は開閉弁１２ｃ及び開閉弁１７ｃの少なくとも一方が開いたときに作動するような自動ポンプを用いることができる。ただ、このような自動ポンプに限定されず、例えば図１Ａ及び図１Ｂに示すように、貯水タンク１１の天井面に貯留水の水位を検知するための水位センサが設け、水位センサの出力に応じて、汲水ポンプ１３０が動作するような構成であってもよい。つまり、水位センサが低水位を検知した場合には、汲水ポンプ１３がオン状態になり、原水を汲み上げるような構成であってもよい。

［第二実施形態］
　次に、第二実施形態に係る水浄化システムについて、図面に基づき詳細に説明する。なお、第一実施形態と同一構成には同一符号を付し、重複する説明は省略する。

　本実施形態に係る水浄化システム１０Ａは、図１３に示すように、被処理水である原水（井水）を汲み上げる汲水ポンプ１３と、原水を酸化処理する固形薬剤溶解器１７と、酸化処理された一次処理水を濾過する濾過装置１６とを備えている。さらに、水浄化システム１０Ａは、固形薬剤溶解器１７によって酸化処理された一次処理水を貯留する貯水タンク１１を備えている。そして、汲水ポンプ１３、固形薬剤溶解器１７、濾過装置１６及び貯水タンク１１が接続され、被処理水が流れる主配管（第一配管１２、第二配管１４）において、固形薬剤溶解器１７は汲水ポンプ１３の下流側に位置している。さらに固形薬剤溶解器１７と濾過装置１６の間に貯水タンク１１を設けている。

　水浄化システム１０Ａは、図１３に示すように、建物１の屋根２に設置された貯水タンク１１を備えている。貯水タンク１１は、固形薬剤溶解器１７によって酸化処理された一次処理水を貯留できれば、その構造及び材質は特に限定されない。そして、第一実施形態と同様に、貯水タンク１１の上部には第一配管１２の一方が接続されており、さらに第一配管１２の他方は原水（井水）に浸かった状態となっている。また、貯水タンク１１の下部には第二配管１４の一方が接続されており、さらに第二配管１４の他方は建物１の内部の蛇口などに接続されている。

　第一配管１２には、原水を汲み上げるための汲水ポンプ１３が設置されている。汲水ポンプ１３は、原水を汲み上げ、固形薬剤溶解器１７を通じて貯水タンク１１まで送水することが可能ならば、特に限定されず、第一実施形態と同様の構成とすることができる。また、第一配管１２において、汲水ポンプ１３の下流には固形薬剤溶解器１７が配置されている。

　水浄化システム１０Ａにおいて、第二配管１４には、濾過装置１６と、濾過装置１６の下流に設けられた塩素除去装置１８とが接続されている。なお、図５に示す水浄化システム１０１とは異なり、水浄化システム１０Ａでは、貯水タンクと濾過装置の間に設けられ、貯水タンクの貯留水を濾過装置及び塩素除去装置に移送するための送水ポンプを備えていない。

　そして、第一実施形態と同様に、貯水タンク１１は、汲水ポンプ１３、固形薬剤溶解器１７及び濾過装置１６よりも高所に設置されていることが好ましい。具体的には、貯水タンク１１は建物１の屋根２や屋上に設置され、汲水ポンプ１３、固形薬剤溶解器１７及び濾過装置１６は貯水タンク１１よりも低所に設置されることが好ましい。また、汲水ポンプ１３、固形薬剤溶解器１７及び濾過装置１６は、地面近傍、建物１の一階又はベランダなど、容易に保守作業を行うことが可能な場所に設置されることが好ましい。さらに、塩素除去装置１８を用いる場合には、塩素除去装置１８も貯水タンク１１よりも低所に設置されることが好ましく、例えば地面近傍、建物１の一階又はベランダに設置されることが好ましい。

　次に、本実施形態の水浄化システム１０Ａを用いて原水を浄化する方法について説明する。水浄化システム１０Ａでは、第一実施形態と同様に、まず開閉弁１７ｃを開状態とし開閉弁１２ｃを閉状態とし、汲水ポンプ１３により原水である井水を汲み上げる。汲み上げられた原水は、第一配管１２、接続部１２ａ及びバイパス配管１７ｂを通過して、固形薬剤保持具１７ａの内部に到達し、原水中の二価の鉄が不溶性の水酸化鉄に酸化される。固形薬剤溶解器１７によって酸化処理された一次処理水は、接続部１２ｂ及び第一配管１２を通過して貯水タンク１１に到達し、貯水タンク１１により一時的に貯留される。

　そして、図１３に示すように、貯水タンク１１は濾過装置１６よりも高所に設置されているため、貯水タンク１１に貯留されている一次処理水の水面と濾過装置１６の上面との間には高低差ｈがある。そのため、位置エネルギーによる水圧により、一次処理水が貯水タンク１１から濾過装置１６に移動する。その後、一次処理水は濾過装置１６によって濾過され、水酸化鉄が除去される。さらに濾過装置１６によって濾過処理された二次処理水は、第二配管１４を通過して塩素除去装置１８に到達し、余剰の塩素が除去される。

　その後、塩素除去装置１８により脱塩素処理された三次処理水は第二配管１４を通過して、蛇口等に到達する。このように、固形薬剤溶解器１７、濾過装置１６及び塩素除去装置１８により浄化された水は、ユーザーによって生活用水として使用される。

　このように、本実施形態の水浄化システム１０Ａでも、汲水ポンプ１３によって原水を汲み上げた直後に固形薬剤溶解器１７によって酸化処理しているため、コロイド状のケイ酸鉄の生成を抑制することができる。なお、本実施形態では固形薬剤溶解器１７の直後に濾過装置１６を配置しておらず、酸化処理された一次処理水が貯水タンク１１に貯留されるため、水酸化鉄が貯水タンク１１０の下部に沈殿する可能性がある。ただ、一次処理水を貯水タンク１１０に長時間貯留しない場合には、水酸化鉄の沈殿を最小限に抑制することが可能となる。

　また、水浄化システム１０Ａでは、図５のシステムで必須であった送水ポンプが不要となるため、システムの簡素化及び低価格化を達成することが可能となる。なお、第一実施形態と同様に、水浄化システム１０Ａにおいて、塩素除去装置１８は任意の構成要素であり、二次処理水に余剰の塩素が残留しない場合には、塩素除去装置１８を設けなくてもよい。

　特願２０１６－２０００９６号（出願日：２０１６年１０月１１日）の全内容は、ここに援用される。

　以上、本実施形態に係る水浄化システムの内容を説明したが、本実施形態はこれらの記載に限定されるものではなく、種々の変形及び改良が可能であることは、当業者には自明である。

　本発明によれば、被処理水を安価で確実に浄化することが可能な水浄化システムを得ることができる。

　１０　水浄化システム
　１１　貯水タンク
　１２，１４　主配管（第一配管、第二配管）
　１３　汲水ポンプ
　１６　濾過装置
　１７　固形薬剤溶解器
　１８　塩素除去装置

Claims

　被処理水を汲み上げる汲水ポンプと、
　固体の塩素系薬剤を備え、前記塩素系薬剤により前記被処理水を酸化処理する固形薬剤溶解器と、
　前記固形薬剤溶解器により酸化処理された前記被処理水を濾過する濾過装置と、
　前記濾過装置により濾過された前記被処理水を貯留する貯水タンクと、
　を備え、
　前記汲水ポンプ、固形薬剤溶解器、濾過装置及び貯水タンクが接続され、前記被処理水が流れる主配管において、前記固形薬剤溶解器は前記汲水ポンプの下流側に位置し、かつ、前記固形薬剤溶解器と前記貯水タンクの間に前記濾過装置を設けている、水浄化システム。
　前記主配管において、前記貯水タンクの下流側に設けられ、前記被処理水に含まれる過剰な塩素を除去する塩素除去装置をさらに備える、請求項１に記載の水浄化システム。
　前記固形薬剤溶解器は、前記主配管に接続し、前記被処理水を前記塩素系薬剤まで通水するためのバイパス配管と、前記バイパス配管に設けられ、前記被処理水の流量を調整するための流量調整機構とをさらに備える、請求項１又は２に記載の水浄化システム。
　前記貯水タンクは、前記汲水ポンプ、固形薬剤溶解器及び濾過装置よりも高所に設置されている、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の水浄化システム。