WO2024062956A1 - 水処理装置 - Google Patents

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WO2024062956A1
WO2024062956A1 PCT/JP2023/032945 JP2023032945W WO2024062956A1 WO 2024062956 A1 WO2024062956 A1 WO 2024062956A1 JP 2023032945 W JP2023032945 W JP 2023032945W WO 2024062956 A1 WO2024062956 A1 WO 2024062956A1
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filtration
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water
section
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PCT/JP2023/032945
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崇 榊原
美咲 都築
吉宏 稲本
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パナソニックＩｐマネジメント株式会社
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    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D24/00—Filters comprising loose filtering material, i.e. filtering material without any binder between the individual particles or fibres thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D24/00—Filters comprising loose filtering material, i.e. filtering material without any binder between the individual particles or fibres thereof
    • B01D24/46—Regenerating the filtering material in the filter
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01D24/00—Filters comprising loose filtering material, i.e. filtering material without any binder between the individual particles or fibres thereof
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    • B01D—SEPARATION
    • B01D29/00—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor
    • B01D29/60—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor integrally combined with devices for controlling the filtration
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    • B01D—SEPARATION
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    • B01D29/66—Regenerating the filter material in the filter by flushing, e.g. counter-current air-bumps
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D36/00—Filter circuits or combinations of filters with other separating devices
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/52—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities

Definitions

  • the present disclosure relates to a water treatment device that purifies water by filtration and chemical addition.
  • Water treatment equipment using granular filter media is widely used in water treatment plants and factories. Such water treatment equipment is mainly used for the purpose of removing impurities such as turbid components in raw water. Granular filter media, like general filters, gradually become clogged when they trap impurities, causing various problems such as increased pressure loss and impurities flowing to the latter stages of water treatment equipment due to the formation of water channels. Therefore, as a general regeneration means, backwashing is used in which raw water is passed through a water treatment device in the opposite direction to the filtration direction and captured impurities are discharged from the system.
  • the first branch section 1111 between the drug supply section 1103 and the filtration section 1102 is connected to the water source.
  • the water source and the medicine supply part 1103 are connected to the second branch part 1112 between the medicine supply part 1103 , and the filtration part 1102 and the medicine supply pipe 1104 are connected to the third branch part 1113 in the path of the purified water discharge pipe 1104 . communicate with the terminal side.
  • the first branch 1111 is made to communicate with the backwash drain pipe 1105 and the filtration part 1102
  • the second branch 1112 is made to communicate with the water source and the backwash water pipe 1106,
  • the third branch is made to communicate with the water source and the backwash water pipe 1106.
  • the backwash water pipe 1106 and the filtration section 1102 are connected to the section 1113. According to this mechanism, it is possible to switch the operation mode by switching the valves provided at each branch, and perform filtration processing and backwashing processing with one water source (for example, see Patent Document 1).
  • the present disclosure solves the above-mentioned conventional problems, and provides a water treatment device that can switch the operation mode of the water treatment device with a simple operation.
  • the water treatment device includes: A filtration part containing a filter medium; raw water inflow piping for causing raw water to flow into the filtration section; a drug supply unit that adds a drug to the raw water; purified water discharge piping for taking out purified water after filtration from the filtration section; a drainage pipe for taking out the water that has washed the filtration section; A flow path switching mechanism that switches connections between the filtration section, the raw water inflow piping, the chemical supply section, the purified water discharge piping, and the wastewater drain piping.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of the overall configuration of a water treatment apparatus according to a first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing the flow path of the water treatment device in the backwash mode.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing the flow path of the water treatment apparatus in the drug replenishment mode.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the filtration section of the water treatment device.
  • FIG. 5 is a perspective view of the chemical supply section and flow path switching mechanism of the water treatment device.
  • FIG. 6A is a plan view of the water treatment device in the filtration mode, which is the first position of the chemical supply section and the flow path switching mechanism.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of the overall configuration of a water treatment apparatus according to a first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing the flow path of the water treatment device in the backwash mode.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing the flow path of the water treatment apparatus in the drug replenishment mode.
  • FIG. 6B is a plan view of the water treatment apparatus in the backwash mode, which is the second position of the chemical supply section and the flow path switching mechanism.
  • FIG. 6C is a plan view of the water treatment apparatus in the third position of the medicine supply section and flow path switching mechanism, which is the medicine replenishment mode.
  • FIG. 7 is a sectional view taken along line AA in FIG. 6A of the chemical supply section and flow path switching mechanism of the water treatment device.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. 6A of the chemical supply section and flow path switching mechanism of the water treatment device.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view taken along the line CC in FIG. 6B of the chemical supply section and flow path switching mechanism in the backwash mode of the same water treatment apparatus.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view taken along line DD in FIG. 6B of the chemical supply section and flow path switching mechanism in the backwash mode of the same water treatment apparatus.
  • FIG. 11 is a sectional view taken along line EE in FIG. 6C of the chemical supply section and flow path switching mechanism in the chemical replenishment mode of the water treatment apparatus.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view taken along line FF in FIG. 6C of the chemical supply section and flow path switching mechanism in the chemical replenishment mode of the water treatment apparatus.
  • FIG. 13 is a schematic diagram of an overall configuration of a water treatment device according to the second embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view of the filtration unit of the water treatment device.
  • FIG. 15A is a top plan view of the chemical supply section of the water treatment apparatus in filtration mode.
  • FIG. 15B is a cross-sectional view taken along line GG in FIG. 15A of the drug supply section and dispensing head of the water treatment device in filtration mode.
  • FIG. 15C is a cross-sectional view taken along line HH in FIG. 15A of the drug supply section and dispensing head of the water treatment device in filtration mode.
  • FIG. 16A is a top plan view of the selector of the water treatment device.
  • FIG. 16B is a front view of the selector of the water treatment device.
  • FIG. 16C is a sectional view taken along line II in FIG. 16A of the selector of the same water treatment device.
  • FIG. 17A is a top plan view of the chemical supply section of the water treatment apparatus in backwash mode.
  • FIG. 17B is a cross-sectional view taken along JJ in FIG. 17A of the chemical supply section and the dispensing head in the backwash mode of the water treatment device.
  • FIG. 17C is a cross-sectional view taken along line KK in FIG. 17A of the chemical supply section and dispensing head of the water treatment device in backwash mode.
  • FIG. 18A is a top plan view of the chemical supply section of the water treatment apparatus in the rinse mode.
  • FIG. 18B is a cross-sectional view taken along line LL in FIG. 18A of the chemical supply section and dispensing head of the water treatment device in the rinse mode.
  • FIG. 18C is a cross-sectional view taken along line MM in FIG. 18A of the drug supply section and dispensing head in the rinse mode of the water treatment device.
  • FIG. 19 is a schematic diagram showing the configuration of a conventional water treatment device.
  • the water treatment device 1 of this embodiment uses well water or water stored in a water tank as raw water, and performs a filtration process to remove metal ions and turbid components contained in the raw water, and a backwash process to discharge from the system the metal ion aggregates and turbid components that have accumulated in the system by the filtration process.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing the overall configuration of a water treatment device 1 according to the present embodiment, and also showing the flow of water in a filtration mode.
  • the water treatment device 1 has a filtration section 2 containing a filter medium and a chemical supply section 3 that adds chemicals to the raw water, and the filtration section 2 and the chemical supply section 3 are connected via a flow path switching mechanism 5.
  • the piping that sends raw water to the water treatment device 1 is called the raw water inlet piping 10
  • the piping that sends out water purified by the filtration section 2 is called the purified water discharge piping 11
  • the piping that discharges dirt during backwash operation is called the wastewater drain piping 12.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing the flow of water in the backwash mode of the water treatment device 1 of this embodiment.
  • the filtration section 2 removes metal ions and turbid components from the raw water, purifying it. Dirt that accumulates in the filtration section 2 is discharged outside the device by performing a backwash process. This keeps the filtration section 2 clean and allows it to be used repeatedly.
  • the backwash process is a process in which raw water is made to flow in the opposite direction to that used during the filtration process within the filtration section 2, discharging the dirt.
  • the drug supply section 3 functions to add a drug 60 to raw water, aggregate metal ions contained in the raw water as a substance that is hardly soluble in water, and make it easier to collect in the filtration section 2.
  • Raw water is sent to the water treatment device 1 by an electric pump 4 connected to a raw water inflow pipe 10.
  • a method may be used in which a water storage tank storing raw water is provided at a high place and the raw water is sent to the water treatment device 1 based on the height difference between the water storage tank and the water treatment device 1.
  • tap water jointly operated in a region or the like may be directly connected to the water treatment device 1.
  • devices that send out raw water are referred to as water sources.
  • the electric pump 4 is a pump driven by an electric motor that sucks up and discharges water stored in a well or a water storage tank, and includes, for example, a centrifugal pump such as a centrifugal pump or a turbine pump, a whirlpool pump (cascade pump), a jet pump, An axial flow pump, a mixed flow pump, or the like is used. Furthermore, if the water level in the well is low, it is better to use a submersible pump such as a submersible pump instead of a suction type pump.
  • the depth of a well is approximately 1 to 10 meters if it is a shallow well, and 10 to 30 meters or more if it is a deep well, so a pump is used to pump water up to these heights.
  • the pump should preferably have a lifting head of 20 meters or more, more preferably a vortex pump or a jet pump, taking into account the head loss of the downstream piping and the water treatment device 1.
  • the flow rate discharged by an electric pump is, for example, about 5 liters to 100 liters per minute, but for general household use, a pump with a flow rate characteristic of about 5 liters to 50 liters per minute is more preferable.
  • the raw water inflow pipe 10 and the purified water discharge pipe 11 only need to have a material and structure that can withstand the water pressure of the electric pump 4.
  • a material and structure that can withstand the water pressure of the electric pump 4.
  • vinyl chloride resin or steel pipes, or straight pipes or pipe joints made of composite materials thereof can be used.
  • the nominal diameter is preferably large so that the head loss is low, and for example, the nominal diameter is preferably about 13 to 50 mm, and the thickness is about 1 to 5 mm. If it is difficult to select a member that can withstand the maximum pressure of the electric pump 4, a pressure reducing valve, a pressure regulating valve, a relief valve, etc. may be installed between the electric pump 4 and the water treatment device 1.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the filter section 2 in this embodiment.
  • the filtration unit 2 has a filter medium and a water collection pipe 21 inside a bottomed cylindrical tank 20 having an opening on the top surface, and has a function of purifying raw water by passing it therethrough.
  • the filter medium inside the filter section 2 is composed of an upper layer 22 mainly for filtering dirt and a lower layer 23 having a rectifying effect.
  • the filter medium used for the upper layer 22 is activated carbon, manganese sand, anthracite, etc., and one to four types are used in layers depending on the quality of the raw water.
  • the filtration action is centered around this upper layer 22.
  • the filter medium used in the lower layer 23 is made of gravel, resin with coarse holes, etc. for dispersing water flowing in and out from the water collection pipe 21.
  • a gravel layer with a relatively large particle size is provided at the lowest layer to improve the flow of water and to prevent the filter medium from flowing out from the lower part of the water collection pipe 21.
  • the amount of filter material in the lower layer 23 is preferably about 1/2 to 1 times the diameter of the filter section 2. Further, the total filling amount of the filter media in the upper layer 22 and the lower layer 23 is preferably about 1/4 to 4/5 times the internal volume of the filtration section 2.
  • an inlet 24 and an outlet 25 are provided at the opening on the upper surface, and the outlet 25 is connected to the water collection pipe 21.
  • the inlet 24 and the outlet 25 are connected to the flow path switching mechanism 5 as described later.
  • the water collecting pipe 21 extends from the upper part of the tank 20 through the filter medium to the lower part of the tank 20, and the lower end forms an open end near the bottom surface of the tank 20.
  • FIG. 5 is a perspective view of the chemical supply section 3 and flow path switching mechanism 5 of the water treatment device 1
  • FIGS. 6A to 6C are plan views of the chemical supply section 3 and flow path switching mechanism 5 in each mode. be.
  • FIG. 7 is a sectional view taken along the line AA in FIG. 6A of the chemical supply unit 3 and flow path switching mechanism 5 of the water treatment device 1
  • FIG. 6A is a sectional view taken along line BB in FIG. 6A of mechanism 5.
  • FIG. 7 is a sectional view taken along the line AA in FIG. 6A of the chemical supply unit 3 and flow path switching mechanism 5 of the water treatment device 1
  • FIG. 6A is a sectional view taken along line BB in FIG. 6A of mechanism 5.
  • the chemical supply unit 3 is provided in the water treatment device 1 to promote the aggregation of metal ions contained in the raw water by the chemical 60 contained therein, making it easier to capture them in the filtration unit 2.
  • the chemical supply unit 3 has a chemical placement section 31, a chemical path 32, and a recovery section 33 inside a bottomed cylindrical housing 30.
  • the casing 30 includes a bowl-shaped base 30a provided at the lower part, an approximately cylindrical-shaped (including cylindrical-shaped) upper cover 30b that covers the base 30a, and a lid part 36 that closes an opening at the upper part of the upper cover 30b. It consists of and.
  • the lid part 36 is detachably attached to the opening at the top of the upper cover 30b.
  • the drug placement section 31 is installed at the top inside the housing 30 , and the drug path 32 rises vertically from the bottom surface of the housing 30 and is connected to the drug placement section 31 .
  • the recovery section 33 is located at the lower part of the housing 30 and is provided around the outer periphery of the drug path 32 .
  • the drug path 32 has a hole 34 that communicates the inside of the drug path 32 and the recovery section 33 .
  • the hole 34 is provided to branch the raw water that has flowed into the drug supply section 3 and adjust the drug solution to a required concentration.
  • a communication hole 35 (see FIG. 8) is provided in the bottom surface (base 30a) of the housing 30 to communicate the inside of the collection unit 33 and the outside of the housing 30, so that the medicine flowing into the medicine supply unit 3 can be Water is configured to be discharged from the communication hole 35.
  • the drug path 32 is a small diameter conduit, and is erected with a drug placement section 31 at the top.
  • the drug placement section 31 has a size that ensures the amount (number) of drugs 60 to be placed so that a drug solution of a desired concentration can be obtained with respect to the flow rate of raw water.
  • the raw water flows into the drug supply section 3 from the drug path 32 and branches into the drug placement section 31 side and the hole 34 side.
  • the water that came into contact with the drug 60 in the drug placement section 31 and eluted the drug 60 passes through the outer periphery of the drug path 32 and joins with the water branched to the hole 34 in the recovery section 33 .
  • the raw water that has flowed into the recovery section 33 flows out of the drug supply section 3 through the communication hole 35 .
  • the drug path 32 has a small diameter to ensure a distance from the inner wall surface of the casing 30, so that the height of the liquid level of the raw water in which the drug 60 that has flowed down into the casing 30 is controlled by the casing. It can be reduced to about 1/2 of the height of 30 mm or less.
  • the flow rate of the raw water that comes into contact with the medicine 60 on the medicine placement part 31 can be adjusted by adjusting the flow rate of the raw water flowing through the hole 34. That is, by adjusting the diameter of the hole 34, the flow rate ratio of the raw water that branches at the hole 34 can be adjusted.
  • the drug supply section 3 is configured to be able to adjust the drug concentration in the collection section 33 after the merging to a desired concentration.
  • the hole 34 that communicates the inside of the drug path 32 and the recovery section 33 is arranged below the middle portion of the drug path 32 where the diameter is reduced.
  • the drug concentration of the raw water flowing out from the drug supply section 3 can be reduced. It can be adjusted within a desired range.
  • a water-soluble, solid drug 60 is placed on the drug placement portion 31 .
  • the drug 60 it is preferable to use a tablet or granule. This is because the surface area of the drug 60 can be increased and a stable drug concentration can be maintained. If it is a tablet, it is recommended to use one with a diameter of about 30 mm and a height of 10 to 20 mm, and if it is in the form of granules, one with a diameter of 5 mm to 15 mm should be used. If the size of the medicine 60 is small, adjacent medicines will come into contact with water at the same time and the medicines 60 will stick to each other. If it sticks, only the lower part of the drug 60 may come into contact with water, making it impossible to obtain a drug solution with a desired concentration.
  • the size of the drug 60 is small, the contact area between the water supplied from the drug path 32 and the drug 60 becomes large, and a drug solution with a desired concentration may not be obtained. Therefore, in order to supply a drug solution with a desired concentration, the drug 60 having the above-mentioned size is used.
  • the chemical 60 functions to oxidize metal ions contained in the raw water to generate aggregates that are hardly soluble in water.
  • Various oxidizing agents can be used as the agent 60, but depending on the required water purification performance, an inorganic flocculant or a polymer flocculant such as PAC (polyaluminum chloride) or chitosan may be used. good.
  • PAC polyaluminum chloride
  • chitosan chitosan
  • the chemical 60 be easily soluble in water.
  • the drug retains the drug and does not flow out from the drug placement section 31.
  • trichloroisocyanuric acid is used as the drug 60.
  • the water treatment device 1 of this embodiment has a structure in which air enters when the lid 36 of the chemical supply section 3 is removed. The operation of removing the lid part 36 of the drug supply section 3 is performed mainly when replenishing the drug 60 that has been gradually reduced by being eluted into the raw water.
  • the flow path during the backwash mode and the chemical replenishment mode is connected to the waste water drain pipe 12, and the waste water drain pipe 12 is connected to the outside air in order to discharge water to the outside of the system. It's open. By opening the drainage pipe 12 to the outside air, water accumulated in the casing 30 is discharged and at the same time air flows in, thereby maintaining an air layer within the casing 30.
  • air can be sent to the drug supply section 3 by attaching an air supply pipe or a valve such as a check valve to the raw water inflow pipe 10.
  • Each member of the drug supply unit 3 may be in contact with the drug 60 for a long time, so it should be made of materials that are reactive to the drug 60, such as PVC (polyvinyl chloride), PMMA (polymethyl methacrylate), or PP (polypropylene). It is best to choose low-quality materials.
  • the material for the drug path 32 is vinyl chloride or ABS (which is stronger than PP). It is preferable to select acrylonitrile, butadiene, styrene), etc.
  • the outer diameter of the drug path 32 is preferably suppressed to one-fourth or less of the inner diameter of each of the base 30a and the upper cover 30b. This is because, as described above, a space (recovery section 33) can be provided outside the drug path 32 to temporarily store the solution after the drug 60 has been supplied, and the water level in the housing 30 may suddenly rise. This is because it is possible to prevent the medicine from rising and reaching the medicine placement section 31.
  • a space (recovery section 33) can be provided outside the drug path 32 to temporarily store the solution after the drug 60 has been supplied, and the water level in the housing 30 may suddenly rise. This is because it is possible to prevent the medicine from rising and reaching the medicine placement section 31.
  • the inner diameter of the base 30a is 130 mm, it is preferable to use a PVC (polyvinyl chloride) pipe or the like with an outer diameter of about 25 to 40 mm.
  • the flow path switching mechanism 5 of this embodiment switches the connection between the filtration section 2, the raw water inflow pipe 10, the chemical supply section 3, the purified water discharge pipe 11, and the waste water drain pipe 12.
  • the flow path switching mechanism 5 has inside thereof a plurality of internal flow paths 50 and a multi-way valve 57 that switches opening and closing of the plurality of internal flow paths 50, and further includes a handle for operating the opening and closing of the multi-way valve 57. 59 (see FIGS. 5 and 6A to 6C).
  • the handle part 59 When the handle part 59 is operated in the filtration mode, the multi-way valve 57 connects the internal flow path 50 so that the flow path connects in the order of the raw water inflow pipe 10, the drug supply part 3, the filtration part 2, and the purified water discharge pipe 11 (Fig.
  • the multi-way valve 57 connects the internal flow path 50 so that the flow path connects in the order of the raw water inflow pipe 10, the filtration part 2, and the wastewater drain pipe 12 (see FIG. 2). ).
  • the plurality of internal channels 50 include an inflow channel 51 connected to the raw water inflow pipe 10, a purified water outflow channel 52 connected to the purified water discharge pipe 11, and a wastewater drain pipe. 12, an upper connection path 54 provided on the upper surface, a lower connection path 55 provided on the lower surface, and a communication path 56 that communicates from the upper surface to the lower surface. Further, the inflow path 51 is branched into a filtration inflow path 51a and a backwash inflow path 51b.
  • the multi-way valve 57 is provided inside the plurality of internal flow paths 50 of the flow path switching mechanism 5, and has an upper piece portion 58a and a lower piece portion 58b.
  • the upper piece 58a and the lower piece 58b have a structure that rotates as a unit, and can be operated from the outside using a handle 59.
  • the upper frame portion 58a is connected to the filtration inflow path 51a, the upper connection path 54, and the waste water outflow path 53
  • the lower frame portion 58b is connected to the backwash inflow path 51b, the lower connection path 55, and the purified water outflow path. 52 and is connected to.
  • By operating and rotating the handle portion 59 it is possible to switch the flow paths communicated by the upper piece portion 58a and the lower piece portion 58b.
  • the filtration inlet passage 51a is connected to (in contact with) one side of the upper frame portion 58a in the left-right direction, and the drainage outlet passage 53 is connected to the other side of the upper frame portion 58a in the left-right direction.
  • the upper connection path 54 is connected (abutted) to the upper side of the upper piece 58a.
  • the upper piece portion 58a has a substantially cylindrical shape (including a cylindrical shape) with a central axis extending in the vertical direction, a lower opening is closed, and a hole is formed on the circumferential surface. The opening at the top of the upper piece 58a communicates with the upper connection path 54.
  • the handle portion 59 allows the upper piece portion 58a to rotate about the central axis.
  • the filtration inflow path 51a communicates with the filtration inflow path 51a
  • the filtration inflow path 51a and the upper connection path 54 communicate with each other.
  • the drainage outflow path 53 and the upper connecting path 54 communicate with each other.
  • the backwash inlet passage 51b is connected to (abuts) one side in the left and right direction of the lower frame part 58b, and the purified water outflow passage 52 is connected to the other side in the left and right direction of the lower frame part 58b.
  • the lower connection path 55 is connected to (contact) the lower side of the lower piece portion 58b.
  • the lower piece portion 58b has a substantially cylindrical shape (including a cylindrical shape) with a central axis extending in the vertical direction, an upper opening is closed, and a hole is formed on the circumferential surface. The opening at the bottom of the lower piece portion 58b communicates with the lower connection path 55.
  • the handle portion 59 allows the lower piece portion 58b to rotate about the central axis.
  • the backwash inflow path 51b communicates with the backwash inflow path 51b
  • the backwash inflow path 51b and the lower connection path 55 communicate with each other.
  • the purified water outflow path 52 communicates with the purified water outflow path 52
  • the purified water outflow path 52 and the lower connection path 55 communicate with each other.
  • the flow path switching mechanism 5 includes an upper part formed integrally with the base 30a of the drug supply section 3, and a lower part that can be fixed to the opening in the upper part of the tank 20 of the filtration part 2. ing. This reduces the number of parts and enables miniaturization. Then, the upper connection path 54 of the flow path switching mechanism 5 and the drug path 32 are connected, and the lower connection path 55 and the water collection pipe 21 are connected. Further, the communication path 56 of the flow path switching mechanism 5 is connected to the communication hole 35 of the drug supply section 3 at the upper part and to the inlet port 24 of the filtration section 2 at the lower part. Thereby, the recovery section 33 and the inflow port 24 communicate with each other.
  • the handle portion 59 In the filtration mode, the handle portion 59 is operated so that the upper piece 58a communicates the filtration inflow path 51a and the upper connecting path 54, and the lower piece 58b connects the lower connecting path 55 and the purified water outflow path 52. .
  • the position of the handle portion 59 at this time is defined as the first position (FIG. 6A).
  • Raw water inflow pipe 10 -> inflow path 51 -> filtration inflow path 51a -> upper frame section 58a -> upper connection path 54 -> drug supply section 3 (drug path 32 -> collection section 33 -> communication hole 35) -> communication path 56 -> filtration section 2 ( Inlet 24 ⁇ Upper layer 22 ⁇ Lower layer 23 ⁇ Water collection pipe 21 ⁇ Outlet 25) ⁇ Lower frame part 58b ⁇ Purified water outflow path 52 ⁇ Purified water discharge pipe 11 Note that in the filtration mode, raw water flows into the drug supply section 3 from the drug path 32 and branches into the drug placement section 31 side and the hole 34 side. The water that has come into contact with the drug 60 in the drug placement section 31 and has eluted the drug 60 passes through the outer periphery of the drug path 32 and joins the water branched into the hole 34 in the recovery section 33 .
  • Figure 9 is a cross-sectional view taken along line C-C in Figure 6B of the chemical supply unit 3 and flow path switching mechanism 5 when the water treatment device 1 is in the backwash mode.
  • Figure 10 is a cross-sectional view taken along line D-D in Figure 6B of the chemical supply unit 3 and flow path switching mechanism 5 when the water treatment device 1 is in the backwash mode.
  • the handle portion 59 In the backwash mode, the handle portion 59 is moved so that the upper piece 58a communicates with the upper connection path 54 and the drainage outflow path 53, and the lower piece 58b communicates with the backwash inflow path 51b and the lower connection path 55. Manipulate.
  • the position of the handle portion 59 at this time is defined as the second position (FIG. 6B).
  • Raw water inflow pipe 10 ⁇ inflow path 51 ⁇ backwash inflow path 51b ⁇ lower top section 58b ⁇ lower connection path 55 ⁇ filtration section 2 (outflow port 25 ⁇ water collection pipe 21 ⁇ lower layer 23 ⁇ upper layer 22 ⁇ inlet 24) ⁇ communication path 56 ⁇ medicine supply section 3 (communication hole 35 ⁇ recovery section 33 ⁇ medicine path 32) ⁇ upper connection path 54 ⁇ upper frame section 58a ⁇ drainage outflow path 53 ⁇ drainage drain pipe 12 At this time, the flow of water in the filtration section 2 is reversed from that during the filtration process.
  • the water treatment apparatus 1 of the present embodiment can replenish the medicine by opening and closing the lid part 36 of the medicine supply section 3 (medicine replenishment mode).
  • This drug supply mode will be explained using FIG. 3, FIG. 6C, FIG. 11, and FIG. 12.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing the flow of water in the chemical replenishment mode of the water treatment device 1 of this embodiment.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view taken along line EE in FIG. 6C of the chemical supply section 3 and flow path switching mechanism 5 of the water treatment apparatus 1 in the chemical replenishment mode.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view taken along line FF in FIG. 6C of the medicine supply section 3 and flow path switching mechanism 5 in the medicine replenishment mode of the water treatment apparatus 1.
  • the handle portion 59 is operated so that the upper piece 58a communicates with the upper connecting path 54 and the waste water outflow path 53, and the lower piece 58b connects the lower connecting path 55 with the purified water outflow path 52. do.
  • the position of the handle portion 59 at this time is defined as the third position (FIG. 6C).
  • the upper piece 58a closes the flow path that communicates the inflow path 51 and the drug path 32 of the drug supply section 3, and closes the flow path that communicates the drainage outflow path 53 and the drug path 32 of the drug supply section 3. open the road
  • the lower frame portion 58b closes the flow path that communicates the inflow path 51 and the upper part of the water collection pipe 21 of the tank 20, and opens the flow path that communicates the purified water outflow path 52 and the upper part of the water collection pipe 21 of the tank 20.
  • the medicine supply section 3 and the waste water drain pipe 12 are connected, and the waste water drain pipe 12 is open to the outside air. Therefore, the water accumulated in the casing 30 is discharged, and at the same time, air flows in, thereby maintaining an air layer within the casing 30.
  • the inflow path 51 is closed, the pressure inside the raw water inflow pipe 10 does not decrease even if the lid 36 is removed, and the pressure that is automatically activated when the pressure inside the raw water inflow pipe 10 decreases. Even when a pump with a switch is attached, when the lid part 36 is removed, the pump is activated and water can be prevented from overflowing to the outside.
  • the present embodiment solves the above-mentioned conventional problems, and makes the water treatment device compact by consolidating mechanical parts, piping, and valves.
  • the water treatment device includes: A water treatment device that filters raw water from a water source and extracts it as purified water, A filtration part containing a filter medium; a drug supply unit that supplies a drug to the raw water; a dispensing head connecting the filtration section and the drug supply section; a selector that rotates within the distribution head to switch the flow direction;
  • the filtration part has a filtration inlet and a filtration outlet that communicate between the inside of the filtration part and the outside of the filtration part,
  • the drug supply section has a drug supply inlet and a drug supply outlet that communicate between the inside of the drug supply section and the outside of the drug supply section,
  • On the top surface of the distribution head a first drug connection port connected to the drug supply inlet; a second drug connection port connected to the drug supply outlet;
  • On the underside of the dispensing head a first filtration connection port connected to the filtration inlet; a second filtration connection port connected to the filtration outlet;
  • On the side of the distribution head a raw
  • the water treatment device can be made compact.
  • the water treatment device 101 uses well water or water stored in a water tank as raw water and performs a filtration mode to remove metal ions and turbidity components contained in the raw water, a backwash mode to discharge from the system metal ion aggregates and turbidity components that have accumulated in the system by the filtration mode, and a rinse mode to discharge dirt remaining in the system during the backwash mode.
  • FIG. 13 is a schematic diagram showing the overall configuration of the water treatment device 101 of this embodiment, and also showing flow paths in the filtration mode.
  • the water treatment device 101 includes a filtration section 102, a drug supply section 103, a distribution head 105, and a selector 107.
  • the flow path switching mechanism includes a distribution head 105 and a selector 107.
  • the piping that sends raw water to the water treatment device 101 is referred to as a raw water inflow piping 111, and the piping that delivers water purified by the filtration unit 102 is referred to as a purified water discharge piping 112.
  • the pipe for discharging dirt is called a drainage pipe 113.
  • the water treatment device 101 includes a filtration section 102 that includes a filter medium, and a drug supply section 103 that adds a drug 149 to raw water, and includes a filtration section 102, a drug supply section 103, and a raw water inflow pipe.
  • 111 , purified water discharge piping 112 , and waste water drain piping 113 are connected via a distribution head 105 .
  • the distribution head 105 constituting the flow path switching mechanism has a selector 107 therein that rotates to switch the flow path, and is connected to the distribution head 105 depending on the rotation direction of the selector 107. It is possible to connect or shut off the various pipes and members in the system, and the direction in which raw water flows can be controlled.
  • the filtration unit 102 removes metal ions and suspended matter components from raw water and purifies the raw water. Dirt accumulated in the filter section 102 is discharged to the outside of the apparatus by performing the backwash mode. This makes it possible to keep the filter section 102 clean and use it repeatedly.
  • the backwash mode is a process in which raw water flows in the filtration section 102 in a direction opposite to that in the filtration mode, and dirt is discharged. Dirt remaining in the filter section 102 during the backwash mode is discharged to the outside of the apparatus by performing the rinse mode.
  • the drug supply section 103 adds a drug 149 to raw water, and collects it in the filtration section 102 by aggregating metal ions contained in the raw water as a substance that is hardly soluble in water, or by aggregating turbid components. It works to make it easier.
  • Raw water is sent to the water treatment device 101 by an electric pump 104 connected to a raw water inflow pipe 111.
  • a method may be used in which a water storage tank storing raw water is provided at a high location and the raw water is sent to the water treatment device 101 based on the height difference between the water storage tank and the water treatment device 101.
  • tap water jointly operated in a region or the like may be directly connected to the water treatment device 101.
  • devices that send out raw water are referred to as water sources.
  • the electric pump 104 is a pump driven by an electric motor that sucks up and discharges water stored in a well or a water storage tank, and includes, for example, a centrifugal pump such as a centrifugal pump or a turbine pump, a whirlpool pump (cascade pump), a jet pump, An axial flow pump, a mixed flow pump, or the like is used. Furthermore, if the water level in the well is low, it is better to use a submersible pump such as a submersible pump instead of a suction type pump.
  • the depth of a well is approximately 1 to 10 meters if it is a shallow well, and 10 to 30 meters or more if it is a deep well, so a pump is used to pump water up to these heights.
  • the pump should preferably have a lift of 20 meters or more, more preferably a vortex pump or a jet pump, taking into consideration the head loss of the downstream piping and the water treatment device 101.
  • the flow rate discharged by an electric pump is, for example, about 5 liters to 100 liters per minute, but for general household use, a pump with a flow rate characteristic of about 5 liters to 50 liters per minute is more preferable.
  • the raw water inlet pipe 111, purified water discharge pipe 112, and wastewater drain pipe 113 may have a material and structure that can withstand the water pressure of the electric pump 104.
  • a material and structure that can withstand the water pressure of the electric pump 104.
  • the nominal diameter is preferably large so that the head loss is low, and for example, a nominal diameter of 13 to 50 mm and a thickness of about 1 to 5 mm are preferable. If it is difficult to select materials that can withstand the maximum pressure of the electric pump 104, a pressure reducing valve, pressure regulating valve, relief valve, or the like can be installed between the electric pump 104 and the water treatment device 101.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view of the filter section 102 in this embodiment.
  • the filtration unit 102 has a filter material and a water collection pipe 121 inside a bottomed cylindrical tank 120 having an opening on the top surface, and has a function of purifying raw water by passing it therethrough.
  • the filter medium inside the filter section 102 is composed of an upper layer 122 mainly for filtering dirt and a lower layer 123 having a rectifying effect.
  • the filter medium used for the upper layer 122 is activated carbon, manganese sand, anthracite, etc., and one to four types are used in layers depending on the quality of the raw water.
  • the filtration action is centered around this upper layer 122.
  • the filter medium used in the lower layer 123 is made of gravel, resin with coarse holes, etc. for dispersing water flowing in and out from the water collection pipe 121.
  • a gravel layer with a relatively large particle size is provided at the lowest layer to improve water flow and prevent the filter medium from flowing out from the lower part of the water collection pipe 121.
  • the amount of filter material in the lower layer 123 is preferably about 1/2 to 1 times the diameter of the filter section 2. Further, it is preferable that the total filling amount of the filter medium in the upper layer 122 and the lower layer 123 is about 1/4 to 4/5 times the internal volume of the filtration section 102.
  • a filtration inlet 124 and a filtration outlet 125 are provided at the opening on the top surface, and the filtration outlet 125 is connected to the water collection pipe 121.
  • the filtration inlet 124 and the filtration outlet 125 are connected to a first filtration connection 163 and a second filtration connection 164, respectively, of the dispensing head 105.
  • FIG. 15A to 15C are diagrams of the water treatment device 101 in the filtration mode, respectively.
  • FIG. 15A is a top plan view of the chemical supply section 103 of the water treatment device 101.
  • FIG. 15B is a GG cross-sectional view of the drug supply section 103 and the dispensing head 105 of the water treatment device 101 in FIG. 15A.
  • FIG. 15C is a cross-sectional view of the drug supply section 103 and the dispensing head 105 of the water treatment device 101 taken along line HH in FIG. 15A.
  • the chemical supply unit 103 is provided in the water treatment device 101 to promote the aggregation of metal ions contained in the raw water by the chemical 149 contained therein, making it easier to capture them in the filtration unit 102.
  • the chemical supply unit 103 has a chemical placement unit 131, a chemical path 132, a recovery unit 133, and a chemical main flow path 134 inside a bottomed cylindrical housing 130.
  • the casing 130 includes a bowl-shaped base 130a provided at a lower part, a substantially cylindrical-shaped (including cylindrical-shaped) upper cover 130b that covers the base 130a, and a lid part 136 that closes an opening at the upper part of the upper cover 130b. , is composed of.
  • the lid portion 136 is detachably attached to the opening at the top of the upper cover 130b.
  • the medicine placement section 131 is installed at the top inside the housing 130 , and the medicine path 132 rises vertically from the bottom of the housing 130 and is connected to the medicine placement section 131 .
  • the recovery unit 133 is located at the lower part of the housing 130 and is provided around the outer periphery of the drug path 132.
  • a drug supply inlet 144 and a drug supply outlet 145 are provided below the base 130a of the drug supply unit 103.
  • the drug supply inlet 144 and the drug supply outlet 145 are connected to a first drug connection 161 and a second drug connection 162, respectively, of the dispensing head 105.
  • a drug main channel 134 is provided inside the casing 130 of the drug supply unit 103.
  • the main drug channel 134 is a flow path that flows from the drug supply inlet 144 to the first drug branch 140, branches at the first drug branch 140, and merges again at the second drug branch 141.
  • the main drug flow path 134 includes a flow path that flows from the first drug branch section 140 to the second drug branch section 141 via the drug path 132, the drug placement section 131, and the recovery section 133 in this order, and the first drug branch section 140. It has a flow path that flows from the medicine branching part 141 to the second medicine branch part 141 via the constriction part 137.
  • the constricted portion 137 is a channel with the smallest cross-sectional area in the main drug channel 134.
  • the throttle section 137 is provided to branch part of the raw water that has flowed into the drug supply section 103 to the drug path 132 and adjust the drug solution to a required concentration.
  • the recovery unit 133 is located at the lower part of the housing 130 and is provided around the outer periphery of the drug path 132.
  • the drug path 132 is a small-diameter conduit, and is erected with a drug placement section 131 at the top.
  • the medicine placement section 131 has a size that ensures the amount (number) of medicines 149 to be placed so that a medicine of a desired concentration can be obtained with respect to the flow rate of the raw water.
  • raw water flows into the medicine supply section 103 from the medicine supply inlet 144, and part of the raw water branches to the medicine path 132 side at the first medicine branching part 140.
  • the water that flows through the drug path 132 contacts the drug 149 in the drug placement section 131, and elutes the drug 149, passes through the outer periphery of the drug path 132, is collected in the recovery section 133, and then is collected in the first drug branch section 140.
  • the branched water joins at the second drug branch 141 .
  • the raw water that has merged at the second drug branch 141 flows out from the drug supply outlet 145 of the drug supply section 103 to the second drug connection port 162 of the dispensing head 105 .
  • the drug path 132 has a small diameter to ensure a distance from the inner wall surface of the casing 130, so that the height of the liquid level of the raw water in which the drug 149 that has flowed down into the casing 130 is controlled by the casing.
  • the height can be reduced to about 1/2 or less than the height of 130 mm.
  • the flow rate of raw water that comes into contact with the medicine 149 in the medicine placement part 131 can be adjusted by adjusting the flow rate of raw water flowing through the throttle part 137. That is, by adjusting the diameter of the throttle part 137, the flow rate ratio of the raw water branched at the first chemical branching part 140 can be adjusted.
  • the drug supply section 103 is configured to be able to adjust the drug concentration in the second drug branch section 141 after the merging to a desired concentration.
  • the drug concentration of the raw water flowing out from the drug supply section 103 can be reduced. It can be adjusted within a desired range.
  • a water-soluble solid drug 149 is placed on the drug placement portion 131 .
  • the drug 149 it is preferable to use a tablet or granule. This is because the surface area of the drug 149 can be increased and a stable drug concentration can be maintained. If it is a tablet, it is recommended to use one with a diameter of about 30 mm and a height of 10 to 20 mm, and if it is in the form of granules, one with a diameter of 5 mm to 15 mm should be used. If the size of the medicine 149 is small, adjacent medicines 149 will come into contact with water at the same time, and the medicines 149 will stick to each other.
  • the drug 149 having the above-mentioned size is used.
  • the drug 149 functions to oxidize metal ions contained in the raw water to generate aggregates that are hardly soluble in water.
  • Various chemicals can be used as the chemical 149, but depending on the required water purification performance, a flocculant such as PAC (polyaluminum chloride) may be used.
  • the drug 149 should preferably be one that is easily soluble in water; It is preferable that the drug retains the drug and does not flow out from the drug placement section 131.
  • trichloroisocyanuric acid is used as the drug 149.
  • the water treatment device 101 of this embodiment is designed to allow air to enter when the lid 136 of the chemical supply unit 103 is removed.
  • the lid 136 is periodically removed to supply the chemical 149, thereby ensuring an air layer within the housing 130.
  • the lid 136 of the chemical supply unit 103 is designed to be removable in order to replenish the chemical 149 that has gradually decreased due to dissolution into the raw water.
  • Each member of the drug supply unit 103 may be in contact with the drug 149 for a long time, so it should be made of materials that are not reactive to the drug 149, such as PVC (polyvinyl chloride), PMMA (polymethyl methacrylate), or PP (polypropylene). It is best to choose a material that is low and strong.
  • the outer diameter of the drug path 132 is preferably suppressed to one-fourth or less of the inner diameter of each of the base 130a and the upper cover 130b. This is because, as described above, a space (recovery section 133) can be provided outside the drug path 132 to temporarily store the solution after the drug 149 has been supplied, and the water level in the housing 130 may suddenly rise. This is because it is possible to prevent the medicine from rising and reaching the medicine placement section 131.
  • the inner diameter of the base 130a is 130 mm, it is preferable to use a PVC (polyvinyl chloride) pipe or the like with an outer diameter of about 25 to 40 mm.
  • Distribution head 105 (flow path switching mechanism) of this embodiment will be explained.
  • Distribution head 105 has a selector 107.
  • FIGS. 15A to 15C and FIGS. 16A to C The configuration and overall flow path of the distribution head 105 will be explained using FIGS. 15A to 15C and FIGS. 16A to C.
  • FIG. 16A to 16C are diagrams of the selector 107 of the water treatment device 101.
  • FIG. 16A is a top plan view of the selector 107 of the water treatment device 101.
  • FIG. 16B is a front view of the selector 107 of the water treatment device 101.
  • FIG. 16C is a sectional view of the selector 107 of the water treatment device 101 taken along line II in FIG. 16A.
  • the distribution head (flow path switching mechanism) 5 of this embodiment switches the connection between the filtration section 102, the raw water inflow pipe 111, the drug supply section 103, the purified water discharge pipe 112, and the waste water drain pipe 113.
  • the distribution head 105 has a substantially hollow shape, and the inside of the distribution head 105 and the outside of the distribution head 105 communicate with each other, and are connected to each member and piping.
  • the dispensing head 105 includes a first medicine connection port 161, a second medicine connection port 162, a first filtration connection port 163, a second filtration connection port 164, a raw water inlet 151, a purified water outlet 152, and a drainage port. It has a drain port 153.
  • a first drug connection port 161 and a second drug connection port 162 are provided on the top surface of the dispensing head 105.
  • the first drug connection port 161 is connected to the drug supply inlet 144 of the drug supply section 103
  • the second drug connection port 162 is connected to the drug supply outlet 145 of the drug supply section 103 .
  • a first filtration connection port 163 and a second filtration connection port 164 are provided on the lower surface of the distribution head 105.
  • the first filtration connection port 163 is connected to the filtration inlet 124
  • the second filtration connection port 164 is connected to the filtration outlet 125 .
  • a raw water inlet 151, a purified water outlet 152, and a wastewater drain port 153 are provided on the side surface of the distribution head 105.
  • the raw water inlet 151 is connected to the raw water inlet pipe 111 that supplies raw water from a water source
  • the purified water outlet 152 is connected to the purified water discharge pipe 112 that takes out purified treated water
  • the wastewater drain port 153 connects the filtration unit 102 to the raw water inlet 151 . It is connected to a wastewater drain pipe 113 that takes out washed backwash water.
  • the distribution head 105 has a raw water inlet 151 connected to the raw water inlet pipe 111, a purified water outlet 152 connected to the purified water discharge pipe 112, and a waste water drain port 153 connected to the waste water drain pipe 113. , a first drug connection port 161 connected to the drug supply inlet 144, a second drug connection port 162 connected to the drug supply outlet 145, and a first filtration connection port 163 connected to the filtration inlet 124. , and a second filtration connection port 164 connected to the filtration outlet 125.
  • a selector 107 which is a rotating member, is provided within the distribution head 105.
  • the selector 107 is connected to the handle 114 (FIG. 15A) at the handle connection part 184 on the upper part of the selector 107, and rotates together with the handle 114.
  • the selector 107 can be rotated in a first rotation direction (counterclockwise direction in FIG. 16C) and a second rotation direction (clockwise direction in FIG. 16C), which is the opposite direction to the first rotation direction. ) and can be rotated.
  • the selector 107 has a substantially cylindrical shape (including a cylindrical shape), and has a plurality of internal flow paths, specifically, a first communication path 171, a second communication path 172, a third communication path 173, and a fourth communication path. It has a communication path 174 and a fifth communication path 175.
  • the second communication path 172 is arranged at an angle shifted from the first communication path 171 by 45 degrees in the second rotation direction of the selector 107.
  • the third communication path 173 is arranged at an angle shifted from the second communication path 172 by 45 degrees in the second rotation direction of the selector 107.
  • the fourth communication path 174 is arranged at an angle shifted from the third communication path 173 by 45 degrees in the second rotation direction of the selector 107.
  • the fifth communication path 175 is arranged at an angle shifted from the fourth communication path 174 by 90 degrees in the second rotation direction of the selector 107.
  • the first communication path 171 is a flow path that penetrates (communicates with) the top surface 181 of the selector 107 and the side surface 182 (circumferential surface) of the selector 107.
  • the second communicating path 172, the fourth communicating path 174, and the fifth communicating path 175 are flow paths that penetrate the side surface 182 (peripheral surface) of the selector 107 and the lower surface 183 of the selector 107.
  • the third communicating path 173 is a flow path that passes through the upper surface 181 of the selector 107 and the lower surface 183 of the selector 107.
  • the selector 107 includes a first communication passage 171 that penetrates (communicates with) the upper surface 181 and the side surface 182 of the selector 107, a second communication passage 172 that penetrates the side surface 182 and the lower surface 183 of the selector 107, a fourth communication passage 174, and It has a fifth communication passage 175 and a third communication passage 173 passing through the upper surface 181 and lower surface 183 of the selector 107.
  • FIGS. 15B and 15C are diagrams showing flow paths in filtration mode. As shown in FIGS. 15B and 15C, in the filtration mode, the raw water inlet 151 and the first drug connection port 161 communicate with each other through the first communication path 171, and the second drug connection port 162 communicates with each other through the third communication path 173.
  • the first filtration connection port 163 is in communication
  • the second filtration connection port 164 and the purified water outlet 152 are in communication with each other through the fourth communication path 174
  • the waste water drain port 153 is blocked by the side surface 182 of the selector 107. Water flows as shown below.
  • Raw water inflow pipe 111 ⁇ raw water inlet 151 ⁇ first communication path 171 ⁇ first medicine connection port 161 ⁇ medicine supply section 103 (drug supply inlet 144 ⁇ medicine supply outlet 145) ⁇ second medicine connection port 162 ⁇ third Communication path 173 ⁇ first filtration connection port 163 ⁇ filtration section 102 (filtration inlet 124 ⁇ filtration outflow port 125) ⁇ second filtration connection port 164 ⁇ fourth communication path 174 ⁇ purified water discharge port 152 ⁇ purified water discharge piping 112
  • the drug 149 is added in the drug supply section 103 and the "filtration" is performed.
  • dirt in the raw water is collected within the filtration section 102.
  • FIGS. 17A to 17C are diagrams of the water treatment device 101 in backwash mode.
  • FIG. 17A is a top plan view of the chemical supply section 103 of the water treatment device 101.
  • FIG. 17B is a cross-sectional view of the drug supply section 103 and the dispensing head 105 of the water treatment device 101 taken along line JJ in FIG. 17A.
  • FIG. 17C is a cross-sectional view of the drug supply section 103 and dispensing head 105 of the water treatment device 101 taken along line KK in FIG. 17A.
  • FIGS. 17B and 17C are diagrams showing flow paths in backwash mode.
  • the selector 107 in the backwash mode, the selector 107 is rotated 135 degrees from the position in the filtration mode in the first rotation direction of the selector 107.
  • the raw water inlet 151 and the second filtration connection port 164 communicate with each other through the fourth communication path 174
  • the first filtration connection port 163 and the waste water drain communicate with each other through the fifth communication path 175.
  • the purified water outlet 152 is blocked by the side surface 182 of the selector 107, and the first drug connection port 161 and the second drug connection port 162 are blocked by the top surface 181 of the selector 107.
  • Raw water inflow pipe 111 ⁇ raw water inlet 151 ⁇ fourth communication passage 174 ⁇ second filtration connection port 164 ⁇ filtration section 102 (filtration outlet 125 ⁇ filtration inlet 124) ⁇ first filtration connection port 163 ⁇ fifth communication passage 175 ⁇ Drainage drain port 153 ⁇ Drainage drain pipe 113 In the backwash mode, water flows in the order of "filtration outlet 125 ⁇ filtration inlet 124", so that dirt in the filtration section 102 is discharged.
  • FIGS. 18A to 18C are diagrams of the water treatment device 101 in the rinse mode.
  • FIG. 18A is a top plan view of the chemical supply section 103 of the water treatment device 101.
  • FIG. 18B is a cross-sectional view of the drug supply section 103 and the dispensing head 105 of the water treatment device 101 taken along line LL in FIG. 18A.
  • FIG. 18C is a cross-sectional view taken along line MM in FIG. 18A of the drug supply section 103 and the dispensing head 105 of the water treatment device 101.
  • FIGS. 18B and 18C are diagrams showing flow paths in the rinse mode.
  • the selector 107 in the rinse mode, is rotated 90 degrees from the position in the backwash mode in the second rotation direction of the selector 107.
  • the raw water inlet 151 and the first filtration connection port 163 communicate with each other through the second communication path 172
  • the second filtration connection port 164 and the waste water drain communicate with each other through the fourth communication path 174.
  • the purified water outlet 152 is blocked by the side surface 182 of the selector 107
  • the first drug connection port 161 and the second drug connection port 162 are blocked by the top surface 181 of the selector 107. Note that if either of the first medicine connection port 161 and the second medicine connection port 162 is shut off, water will not flow to the medicine supply section 103, so it is sufficient to shut off at least one of them. In this case, water flows as follows.
  • Raw water inflow pipe 111 ⁇ raw water inlet 151 ⁇ second communication passage 172 ⁇ first filtration connection port 163 ⁇ filtration section 102 (filtration inlet 124 ⁇ filtration outlet 125) ⁇ second filtration connection port 164 ⁇ fourth communication passage 174 ⁇ Drainage drain port 153 ⁇ Drainage drain pipe 113
  • the filter mode can be returned to by rotating the selector 107 by 45 degrees in the second rotation direction (FIG. 18A ⁇ FIG. 15A).
  • the water treatment device can supply a chemical solution with a stable concentration and has stable filtration performance, so it can be used as a small household water treatment device used for purifying well water or stored water. Useful.

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Abstract

水処理装置（１）は、濾材を内包した濾過部（２）と、濾過部（２）に原水を流入させるための原水流入配管（１０）と、原水に薬剤を添加する薬剤供給部（３）と、濾過部（２）から濾過後の浄水を取り出すための浄水吐出配管（１１）と、濾過部（２）を洗浄した水を取り出すための排水ドレン配管（１２）と、濾過部（２）と、原水流入配管（１０）と、薬剤供給部（３）と、浄水吐出配管（１１）と、排水ドレン配管（１２）と、の接続を切り替える流路切替機構（５）と、を備えている。

Description

水処理装置
　本開示は、濾過と薬剤添加とによって水を浄化する水処理装置に関する。
　粒状濾材を用いた水処理装置が、浄水場および工場をはじめとして広く使用されている。このような水処理装置は、主に原水中の濁質成分をはじめとした不純物を除去する目的で使用される。粒状濾材は、一般的なフィルタと同様に不純物を捕捉すると徐々に目詰まりし、圧損上昇、および、水路の形成による水処理装置後段への不純物の流出等、様々な問題が生じる要因となる。そこで、一般的な再生手段として、水処理装置に濾過方向と逆の方向に原水を通水し、捕捉された不純物を系外へ排出する逆洗浄が利用されている。
　例えば、図１９に示す水処理装置１１０１では、濾過処理時には、薬剤供給部１１０３と濾過部１１０２との間の第１分岐部１１１１に、薬剤供給部１１０３と濾過部１１０２とを連通させ、水源と薬剤供給部１１０３との間の第２分岐部１１１２に、水源と薬剤供給部１１０３とを連通させ、浄水吐出配管１１０４の経路内の第３分岐部１１１３に、濾過部１１０２と浄水吐出配管１１０４の末端側とを連通させる。一方、逆洗処理時には、第１分岐部１１１１に、逆洗ドレン配管１１０５と濾過部１１０２とを連通させ、第２分岐部１１１２に、水源と逆洗送水管１１０６とを連通させ、第３分岐部１１１３に、逆洗送水管１１０６と濾過部１１０２とを連通させる。本機構によれば、各分岐部に設けられたバルブの切り替え操作によって運転モードを切り替え、１つの水源で濾過処理と逆洗処理とを行うことが可能である（例えば、特許文献１参照）。
特開２０２１－２３８３２号公報
　このような水処理装置においては、運転モードの切り替えのために複数のバルブを操作する必要があり、バルブの開閉の組み合わせが複雑となる。
　本開示は、上記従来の課題を解決するものであり、水処理装置の運転モードの切り替えを簡易な操作で行うことのできる水処理装置を提供するものである。
　本開示に係る水処理装置は、
濾材を内包した濾過部と、
前記濾過部に原水を流入させるための原水流入配管と、
前記原水に薬剤を添加する薬剤供給部と、
前記濾過部から濾過後の浄水を取り出すための浄水吐出配管と、
前記濾過部を洗浄した水を取り出すための排水ドレン配管と、
前記濾過部と、前記原水流入配管と、前記薬剤供給部と、前記浄水吐出配管と、前記排水ドレン配管と、の接続を切り替える流路切替機構と、を備える。
　本開示によれば、水処理装置において、運転モードの切り替えを簡易な操作で行うことが可能になる。
図１は、本開示の第１の実施の形態の水処理装置の全体構成の概略図である。 図２は、同水処理装置の逆洗モード時の流路を示す概略図である。 図３は、同水処理装置の薬剤補給モード時の流路を示す概略図である。 図４は、同水処理装置の濾過部の断面図である。 図５は、同水処理装置の薬剤供給部および流路切替機構の斜視図である。 図６Ａは、同水処理装置の薬剤供給部および流路切替機構の第１ポジションである濾過モードにおける平面図である。 図６Ｂは、同水処理装置の薬剤供給部および流路切替機構の第２ポジションである逆洗モードにおける平面図である。 図６Ｃは、同水処理装置の薬剤供給部および流路切替機構の第３ポジションである薬剤補給モードにおける平面図である。 図７は、同水処理装置の薬剤供給部および流路切替機構の図６ＡにおけるＡ―Ａ断面図である。 図８は、同水処理装置の薬剤供給部および流路切替機構の図６ＡにおけるＢ－Ｂ断面図である。 図９は、同水処理装置の逆洗モード時の薬剤供給部および流路切替機構の図６ＢにおけるＣ―Ｃ断面図である。 図１０は、同水処理装置の逆洗モード時の薬剤供給部および流路切替機構の図６ＢにおけるＤ―Ｄ断面図である。 図１１は、同水処理装置の薬剤補給モード時の薬剤供給部および流路切替機構の図６ＣにおけるＥ―Ｅ断面図である。 図１２は、同水処理装置の薬剤補給モード時の薬剤供給部および流路切替機構の図６ＣにおけるＦ―Ｆ断面図である。 図１３は、本開示の第２の実施の形態の水処理装置の全体構成の概略図である。 図１４は、同水処理装置の濾過部の断面図である。 図１５Ａは、同水処理装置の濾過モード時の薬剤供給部を上から見た平面図である。 図１５Ｂは、同水処理装置の濾過モード時の薬剤供給部および分配ヘッドの図１５ＡにおけるＧ―Ｇ断面図である。 図１５Ｃは、同水処理装置の濾過モード時の薬剤供給部および分配ヘッドの図１５ＡにおけるＨ―Ｈ断面図である。 図１６Ａは、同水処理装置のセレクタの上から見た平面図である。 図１６Ｂは、同水処理装置のセレクタの正面図である。 図１６Ｃは、同水処理装置のセレクタの図１６ＡにおけるＩ―Ｉ断面図である。 図１７Ａは、同水処理装置の逆洗モード時の薬剤供給部を上から見た平面図である。 図１７Ｂは、同水処理装置の逆洗モード時の薬剤供給部および分配ヘッドの図１７ＡにおけるＪ―Ｊ断面図である。 図１７Ｃは、同水処理装置の逆洗モード時の薬剤供給部および分配ヘッドの図１７ＡにおけるＫ―Ｋ断面図である。 図１８Ａは、同水処理装置のリンスモード時の薬剤供給部を上から見た平面図である。 図１８Ｂは、同水処理装置のリンスモード時の薬剤供給部および分配ヘッドの図１８ＡにおけるＬ―Ｌ断面図である。 図１８Ｃは、同水処理装置のリンスモード時の薬剤供給部および分配ヘッドの図１８ＡにおけるＭ―Ｍ断面図である。 図１９は、従来の水処理装置の構成を示す模式図である。
　以下、本開示の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
　（第１の実施の形態）
　本実施の形態に係る水処理装置１は、井戸水または貯水槽に蓄えられた水を原水とし、この原水に含まれる金属イオンおよび濁質成分を除去する濾過処理と、濾過処理によって系内に蓄積された金属イオンの凝集物、および濁質成分を系外へ排出する逆洗処理と、を行うものである。
　（１．　水処理装置の全体構成）
　図１は、本実施の形態の水処理装置１の全体構成を示すとともに、濾過モード時における水の流れを示した概略図である。
　図１に示すように、水処理装置１は、濾材を内包した濾過部２と、原水に対して薬剤を添加する薬剤供給部３とを有し、濾過部２と薬剤供給部３とは流路切替機構５を介して接続されている。水処理装置１に対して原水を送る側の配管を原水流入配管１０と称し、濾過部２で浄化された水を送出する配管を浄水吐出配管１１と称し、逆洗運転において汚れを排出する配管を排水ドレン配管１２と称する。
　図２は、本実施の形態の水処理装置１の逆洗モード時における水の流れを示した概略図である。
　濾過部２は、原水から金属イオンおよび濁質成分を除去し、原水を浄化する。濾過部２に溜まった汚れは、逆洗処理を行うことによって装置外へと排出される。これにより、濾過部２を綺麗に保ち、繰り返し使用することが可能となっている。逆洗処理とは、濾過部２内で原水を濾過処理時とは逆流する方向に流し、汚れを排出する処理である。
　薬剤供給部３は、原水に対して薬剤６０を添加し、原水に含まれる金属イオンを水に難溶な物質として凝集させ、濾過部２において捕集しやすくする働きをする。
　水処理装置１に対しては、原水流入配管１０に接続された電動ポンプ４によって原水が送られる。なお、電動ポンプ４を使用する代わりに、原水を蓄えた貯水槽を高所に設け、貯水槽と水処理装置１との高低差によって原水を水処理装置１に送る方法を用いてもよい。また、地域等で共同運営している水道水を水処理装置１に直接、接続してもよい。本実施の形態では、井戸、貯水槽、および水道等に加え、原水を送り出す装置類を含めて水源と称する。
　電動ポンプ４は、井戸水または貯水槽に蓄えられた水を吸い上げ、吐出する電動機で駆動するポンプであって、例えば、渦巻きポンプもしくはタービンポンプ等の遠心ポンプ、渦流ポンプ（カスケードポンプ）、ジェットポンプ、軸流ポンプ、または、斜流ポンプ等が用いられる。また、井戸水位が低い場合は、吸い上げ型のポンプではなく、サブマーシブルポンプ等の水中ポンプを用いるとよい。一般家庭で用いる場合、井戸の深さは、浅井戸であれば１メートルから１０メートル程度、深井戸であれば１０メートルから３０メートル以上となるため、これらの高さ分、ポンプで水を吸い上げる必要がある。ポンプは、後段の配管、および水処理装置１の損失水頭を考慮すると、２０メートル以上の揚程があるものがよく、渦流ポンプまたはジェットポンプ等がより好ましい。電動式ポンプで吐出する流量は、例えば５リットルから１００リットル毎分程度であるが、一般家庭用であれば５リットルから５０リットル毎分程度の流量特性をもつポンプがより好ましい。
　原水流入配管１０および浄水吐出配管１１は、電動ポンプ４の水圧に耐えられる材質および構造を有していればよい。具体的には、耐久性および加工のしやすさから、例えば、塩化ビニル樹脂もしくは鋼管、または、これらの複合材料を用いた直管もしくは配管継手が使用できる。なお、呼び径は損失水頭が低くなるように大きい方が好ましく、例えば呼び径が１３から５０ミリメートル、厚みは１から５ミリメートル程度のものが好ましい。電動ポンプ４の最大圧に耐えうる部材選定が困難な場合は、電動ポンプ４と水処理装置１との間に減圧弁、調圧弁、または逃し弁等を取り付けるとよい。
　（２．　濾過部）
　次に、濾過部２に関して図４を用いて説明する。
　図４は、本実施の形態における濾過部２の断面図である。
　濾過部２は、上面に開口を有する有底筒状のタンク２０の内部に、濾材と集水管２１とを有し、原水を通過させて浄化する機能を有する。
　濾過部２の内部の濾材は、主として汚れを濾過するための上層２２と、整流作用を有する下層２３とで構成されている。上層２２に用いられる濾材は、活性炭、マンガン砂、またはアンスラサイト等であって、原水水質に合わせて１～４種類程度を層状にして使用する。本実施の形態の濾過部２では、この上層２２を中心に濾過の作用が働く。
　下層２３に用いられる濾材は、集水管２１から出入りする水を分散させるための砂利、または、穴が粗い樹脂等で構成されている。そして、下層２３では、最下層に比較的粒径の大きい砂利層を設けることで、水の流れを良くするとともに、集水管２１の下部から濾材が流出しないようにしている。なお、下層２３の濾材量は、濾過部２の直径の１／２～１倍程度にするとよい。また、上層２２と下層２３とを合わせた濾材の充填量は、濾過部２の内容積の１／４～４／５倍程度になるようにするとよい。
　濾過部２では、上面の開口部に流入口２４と流出口２５とが設けられ、流出口２５は、集水管２１と接続されている。流入口２４および流出口２５は、後述するように流路切替機構５と接続されている。集水管２１は、タンク２０の上部から濾材内を通ってタンク２０の下部に延び、下端はタンク２０の底面近傍で開放端を形成している。
　（２．１　濾過処理時の濾過部内の流路）
　濾過部２内では、濾過処理時には以下のように水が流れ、流出口２５から浄化された水が得られる。
　流入口２４→上層２２→下層２３→集水管２１→流出口２５
　（２．２　逆洗処理時の濾過部内の流路）
　また、濾過部２に濾過処理で溜まった汚れを、逆洗処理によって排出することができる。逆洗処理時には以下のように水が流れ、流入口２４から汚れが排出される。
　流出口２５→集水管２１→下層２３→上層２２→流入口２４
　（３．　薬剤供給部）
　次に、薬剤供給部３について、図１、図５、図６Ａ～図６Ｃ、図７、および図８を用いて説明する。
　図５は、水処理装置１の薬剤供給部３および流路切替機構５の斜視図であり、図６Ａ～図６Ｃは、各モード時の薬剤供給部３および流路切替機構５の平面図である。また、図７は、水処理装置１の薬剤供給部３および流路切替機構５の図６ＡにおけるＡ―Ａ断面図であり、図８は、水処理装置１の薬剤供給部３および流路切替機構５の図６ＡにおけるＢ―Ｂ断面図である。
　薬剤供給部３は、その内部に入れられた薬剤６０によって、原水に含まれる金属イオンの凝集を促進し、濾過部２で捕捉しやすくするために水処理装置１に設けられている。薬剤供給部３は、有底筒状の筐体３０の内部に、薬剤載置部３１、薬剤路３２、および回収部３３を有している。
　筐体３０は、下部に設けられた椀状の基台３０ａと、基台３０ａを覆う略筒形状（筒形状を含む）の上部カバー３０ｂと、上部カバー３０ｂの上部の開口を塞ぐ蓋部３６と、で構成されている。蓋部３６は、上部カバー３０ｂの上部の開口に着脱自在に取り付けられている。
　薬剤載置部３１は、筐体３０内の上部に設置され、薬剤路３２は、筐体３０の底面から鉛直方向に立ち上がり、薬剤載置部３１に接続される。回収部３３は、筐体３０内の下部であり、薬剤路３２の外周に設けられている。薬剤路３２は、薬剤路３２内と回収部３３とを連通する孔３４を有している。孔３４は、薬剤供給部３に流入した原水を分岐させ、薬液を必要な濃度に調整するために設けられている。また、筐体３０の底面（基台３０ａ）には、回収部３３の内部と筐体３０の外部とを連通する連通孔３５（図８参照）が設けられ、薬剤供給部３内に流入した水は、連通孔３５から排出される構成となっている。
　薬剤路３２は、小径の管路であり、上部に薬剤載置部３１を備えて立設されている。薬剤路３２は、その途中で径を小さくし、薬剤載置部３１を薬剤路３２の上部に設けることによって、原水を所望の流量で薬剤６０と接触させることを実現している。薬剤載置部３１は、原水の流量に対し、所望の濃度の薬液が得られるよう、置く薬剤６０の量（数）を確保するための大きさを有している。
　原水は、薬剤路３２から薬剤供給部３に流入し、薬剤載置部３１側と孔３４側とに分岐する。薬剤載置部３１で薬剤６０に接触し薬剤６０を溶出させた水は、薬剤路３２の外周を通って、回収部３３において、孔３４へ分岐した水と合流する。回収部３３に流入した原水は、連通孔３５を通って薬剤供給部３の外部へと流出する。
　薬剤路３２では、径を小さくして、筐体３０の内壁面との距離を確保しているので、筐体３０内に流下した薬剤６０が溶けた原水の液面の高さを、筐体３０の高さに対して、１／２程度、またはそれ以下にすることができる。薬液が所望の深さで筐体３０内に貯まることによって、回収部３３において原水と混合する割合が調整される。
　また、薬剤載置部３１で薬剤６０と接触する原水の流量は、孔３４を流れる原水の流量を調整することによって調整できる。すなわち、孔３４の径を調整することで、孔３４で分岐する原水の流量割合を調整することができる。このようにして、薬剤供給部３は、合流後の回収部３３における薬剤濃度を所望の濃度に調整可能に構成されている。なお、薬剤路３２内と回収部３３とを連通する孔３４は、薬剤路３２において途中の径を小さくした部分よりも下方に配置されている。
　このように、薬剤供給部３への原水流入量を所定の範囲内にし、薬剤供給部３内の液面を所望の高さにすることによって、薬剤供給部３から流出する原水の薬剤濃度を所望の範囲内に調整することができる。
　薬剤載置部３１には、水溶性で固形の薬剤６０が載置されている。薬剤６０としては、タブレットまたは顆粒状のものを用いることがよい。なぜなら、薬剤６０の表面積を大きくでき、安定した薬剤濃度を保つことができるからである。タブレットであれば、直径３０ｍｍ程度、高さ１０～２０ｍｍのもの、顆粒状であれば直径５ｍｍから１５ｍｍのものを使用するとよい。薬剤６０の寸法が小さい場合には、隣り合った薬剤が同時に水に接触して薬剤６０同士が固着してしまう。固着すると、薬剤６０の下部だけが水に接触して所望の濃度の薬液が得られなくなる可能性がある。また、薬剤６０の寸法が小さい場合には、薬剤路３２から供給される水と薬剤６０との接触面積が大きくなって所望の濃度の薬液が得られなくなる場合がある。そのため、所望の濃度の薬液を供給するために、上述の大きさの薬剤６０を用いている。
　また、薬剤６０は、上述のように、原水に含まれる金属イオンを酸化して水に難溶な凝集物を生成する働きをする。薬剤６０としては、種々の酸化剤を用いることができるが、求められる水浄化性能によっては、ＰＡＣ（ポリ塩化アルミニウム）またはキトサン等の、無機の凝集剤または高分子の凝集剤を使用してもよい。薬剤６０としては、原水に対して薬剤６０を添加する場合には水に溶けやすいものがよいが、停止中、または逆洗処理中、すなわち、薬剤６０の添加を中断しているときには、固形形状を保持し、薬剤載置部３１から流れ出さないものがよい。本実施の形態では、薬剤６０としてトリクロロイソシアヌル酸を用いている。
　なお、薬剤供給部３の筐体３０内には、常に空気層が存在するようにするとよい。筐体３０は密閉空間なので、一旦空気が無くなり、筐体３０内が水で満たされると、薬剤６０が常に水に接触し溶出し続けることになる。本実施の形態の水処理装置１では、薬剤供給部３の蓋部３６を取り外した際に空気が入る構造となっている。薬剤供給部３の蓋部３６を取り外す作業は、主に原水に溶出して徐々に減少した薬剤６０を補充する際に行われる。
　また、詳細は後述するが、逆洗モード時および薬剤補給モード時の流路は排水ドレン配管１２に接続される構成であり、排水ドレン配管１２は、水を系外に排出するために外気に開放されている。排水ドレン配管１２が外気に開放されることで、筐体３０内に溜まっていた水が排出されると同時に空気が流入して、筐体３０内に空気層が保たれる。その他にも、原水流入配管１０に空気補給用の配管または逆止弁等のバルブを取付けることによっても、薬剤供給部３に空気を送ることができる。
　薬剤供給部３の各部材としては、薬剤６０と長時間接する可能性があるので、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）、ＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル）、またはＰＰ（ポリプロピレン）等、薬剤６０に対する反応性が低い素材を選ぶとよい。一方、薬剤路３２には薬剤載置部３１を支えるための強度が必要なのと、薬剤６０に対する相性を考慮して、薬剤路３２の材質としては、ＰＰよりも強度がある塩化ビニルまたはＡＢＳ（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン）等を選択することが好ましい。
　薬剤路３２の外径は、基台３０ａおよび上部カバー３０ｂそれぞれの内径の４分の１以下に抑えるとよい。これは、上述のように、薬剤路３２の外側に、薬剤６０が供給された後の溶液を一時貯留する空間（回収部３３）を設けることができるとともに、筐体３０内の水位が急激に上昇し薬剤載置部３１まで到達することを抑制できるからである。例えば、基台３０ａの内径が１３０ｍｍの場合、外径２５～４０ｍｍ程度の塩ビ（ポリ塩化ビニル）管等を使用するとよい。
　（４．　流路切替機構）
　次に、流路切替機構５について、図１、図２、図５、図６Ａ～図６Ｃ、図７、および図８を用いて説明する。
　本実施の形態の流路切替機構５は、濾過部２と、原水流入配管１０と、薬剤供給部３と、浄水吐出配管１１と、排水ドレン配管１２と、の接続を切り替える。流路切替機構５は、その内部に、複数の内部流路５０と、複数の内部流路５０の開閉を切り替える多方弁５７とを有しており、さらに、多方弁５７の開閉を操作する取っ手部５９（図５、図６Ａ～図６Ｃ参照）を有している。取っ手部５９を濾過モードに操作すると、多方弁５７は、原水流入配管１０、薬剤供給部３、濾過部２、浄水吐出配管１１の順に流路がつながるように内部流路５０を連通させる（図１参照）。また、取っ手部５９を逆洗モードに操作すると、多方弁５７は、原水流入配管１０、濾過部２、排水ドレン配管１２の順に流路がつながるように内部流路５０を連通させる（図２参照）。
　具体的には、図１に示すように、複数の内部流路５０は、原水流入配管１０に接続される流入路５１と、浄水吐出配管１１に接続される浄水流出路５２と、排水ドレン配管１２に接続される排水流出路５３と、上面に設けられた上方接続路５４と、下面に設けられた下方接続路５５と、上面から下面を連通させる連通路５６とを有している。また、流入路５１は、濾過流入路５１ａと逆洗流入路５１ｂとに分岐している。
　次に、多方弁５７は、流路切替機構５の複数の内部流路５０の内部に設けられており、上コマ部５８ａと下コマ部５８ｂとを有している。上コマ部５８ａおよび下コマ部５８ｂは、一体となって回転する構造であり、外部から取っ手部５９によって操作することができる。上コマ部５８ａは、濾過流入路５１ａと、上方接続路５４と、排水流出路５３と、に接続され、下コマ部５８ｂは、逆洗流入路５１ｂと、下方接続路５５と、浄水流出路５２と、に接続されている。取っ手部５９を操作して回転させることにより、上コマ部５８ａおよび下コマ部５８ｂがそれぞれ連通させる流路を切り替えることができる。
　具体的には、上コマ部５８ａでは、上コマ部５８ａにおける左右方向の一方側に濾過流入路５１ａが接続され（当接し）、上コマ部５８ａにおける左右方向の他方側に排水流出路５３が接続され（当接し）、上コマ部５８ａにおける上方側に上方接続路５４が接続され（当接し）ている。上コマ部５８ａは、中心軸が上下方向に延びた略円筒形状（円筒形状を含む）であり、下の開口は塞がれ、周面に孔を有している。上コマ部５８ａの上部の開口は、上方接続路５４と連通している。取っ手部５９によって、上コマ部５８ａは、中心軸を回転中心として回動する。上コマ部５８ａが回動し、上コマ部５８ａの周面に設けられた孔と、濾過流入路５１ａとが連通すると、濾過流入路５１ａと上方接続路５４とが連通する。また、上コマ部５８ａが回動し、上コマ部５８ａの周面に設けられた孔と、排水流出路５３とが連通すると、排水流出路５３と上方接続路５４とが連通する。
　また、下コマ部５８ｂは、下コマ部５８ｂにおける左右方向の一方側に逆洗流入路５１ｂが接続され（当接し）、下コマ部５８ｂにおける左右方向の他方側に浄水流出路５２が接続され（当接し）、下コマ部５８ｂにおける下方側に下方接続路５５が接続され（当接し）ている。下コマ部５８ｂは、中心軸が上下方向に延びた略円筒形状（円筒形状を含む）であり、上の開口は塞がれ、周面に孔を有している。下コマ部５８ｂの下部の開口は、下方接続路５５と連通している。取っ手部５９によって、下コマ部５８ｂは、中心軸を回転中心として回動する。下コマ部５８ｂが回動し、下コマ部５８ｂの周面に設けられた孔と、逆洗流入路５１ｂとが連通すると、逆洗流入路５１ｂと下方接続路５５とが連通する。また、下コマ部５８ｂが回動し、下コマ部５８ｂの周面の孔と、浄水流出路５２とが連通すると、浄水流出路５２と下方接続路５５とが連通する。
　本実施の形態では、流路切替機構５は、薬剤供給部３の基台３０ａと一体的に形成された上部と、濾過部２のタンク２０上部の開口に固定可能な下部と、で構成されている。これにより、部品点数が減少し、小型化が可能になる。そして、流路切替機構５の上方接続路５４と薬剤路３２とが接続され、下方接続路５５と集水管２１とが接続される。また、流路切替機構５の連通路５６は、上部を薬剤供給部３の連通孔３５と、下部を濾過部２の流入口２４と、それぞれ接続される。これにより、回収部３３と流入口２４とが連通する。
　（５．　水処理装置における各モード時の水の流れ）
　このような構成の水処理装置１において、図１～１０を用いて、濾過モード時、および逆洗モード時の、取っ手部５９の操作および水の流れについて説明する。
　（５．１　濾過モード時）
　まず、図１、図６Ａ、図７、および図８を用いて、濾過モード時の水の流れを説明する。
　濾過モードでは、上コマ部５８ａが濾過流入路５１ａと上方接続路５４とを連通し、下コマ部５８ｂが下方接続路５５と浄水流出路５２とを連通するように、取っ手部５９を操作する。このときの取っ手部５９の位置を第１ポジションとする（図６Ａ）。
　このとき、水処理装置１内では、以下のように水が流れる。
　原水流入配管１０→流入路５１→濾過流入路５１ａ→上コマ部５８ａ→上方接続路５４→薬剤供給部３（薬剤路３２→回収部３３→連通孔３５）→連通路５６→濾過部２（流入口２４→上層２２→下層２３→集水管２１→流出口２５）→下コマ部５８ｂ→浄水流出路５２→浄水吐出配管１１
　なお、濾過モード時には、原水は、薬剤路３２から薬剤供給部３に流入して、薬剤載置部３１側と孔３４側とに分岐する。薬剤載置部３１で薬剤６０に接触し、薬剤６０を溶出させた水は、薬剤路３２の外周を通って、回収部３３において、孔３４へ分岐した水と合流する。
　（５．２　逆洗モード時）
　次に、図２、図６Ｂ、図９、および図１０を用いて、逆洗モード時の水の流れを説明する。
　図９は、水処理装置１の逆洗モード時の薬剤供給部３および流路切替機構５の図６ＢにおけるＣ―Ｃ断面図である。図１０は、水処理装置１の逆洗モード時の薬剤供給部３および流路切替機構５の図６ＢにおけるＤ―Ｄ断面図である。
　逆洗モードでは、上コマ部５８ａが上方接続路５４と排水流出路５３とを連通し、下コマ部５８ｂが逆洗流入路５１ｂと下方接続路５５とを連通するように、取っ手部５９を操作する。このときの取っ手部５９の位置を第２ポジションとする（図６Ｂ）。
　このとき、水処理装置１内では、以下のように水が流れる。
　原水流入配管１０→流入路５１→逆洗流入路５１ｂ→下コマ部５８ｂ→下方接続路５５→濾過部２（流出口２５→集水管２１→下層２３→上層２２→流入口２４）→連通路５６→薬剤供給部３（連通孔３５→回収部３３→薬剤路３２）→上方接続路５４→上コマ部５８ａ→排水流出路５３→排水ドレン配管１２
　このとき、濾過部２内では、濾過処理時とは水の流れが逆になる。
　このように、本実施の形態による水処理装置１では、１つのバルブ（取っ手部５９）を操作して流路を切り替えることによって、１つの水源（電動ポンプ４）を用いて、濾過処理、および逆洗処理を行うことができる。
　なお、逆洗モード時には、連通路５６から薬剤供給部３へ水が流入する際、回収部３３から孔３４を通って薬剤路３２へと水が流入するが、薬剤路３２は排水ドレン配管１２と接続されているため、水が薬剤路３２を登って薬剤載置部３１を通過することはなく、薬剤６０が溶出しない。また、逆洗処理では濾過処理よりも大きな流量を流す必要があるため、回収部３３の底部には、回収部３３と排水流出路５３とを接続する追加孔３７が設けられている（図１０参照）。
　（５．３　薬剤補給モード時）
　さらに、本実施の形態の水処理装置１は、薬剤供給部３の蓋部３６を開閉して薬剤を補給することができる（薬剤補給モード）。この薬剤補給モードについて、図３、図６Ｃ、図１１、および図１２を用いて説明する。
　図３は、本実施の形態の水処理装置１の薬剤補給モード時における水の流れを示した概略図である。図１１は、水処理装置１の薬剤補給モード時の薬剤供給部３および流路切替機構５の図６ＣにおけるＥ―Ｅ断面図である。図１２は、水処理装置１の薬剤補給モード時の薬剤供給部３および流路切替機構５の図６ＣにおけるＦ―Ｆ断面図である。
　薬剤補給モードでは、上コマ部５８ａが上方接続路５４と排水流出路５３とを連通し、下コマ部５８ｂが下方接続路５５と浄水流出路５２とを連通するように、取っ手部５９を操作する。このときの取っ手部５９の位置を第３ポジションとする（図６Ｃ）。
　第３ポジションにおいて、上コマ部５８ａは、流入路５１と薬剤供給部３の薬剤路３２とを連通する流路を閉じ、排水流出路５３と薬剤供給部３の薬剤路３２とを連通する流路を開く。下コマ部５８ｂは、流入路５１とタンク２０の集水管２１の上部とを連通する流路を閉じ、浄水流出路５２とタンク２０の集水管２１の上部とを連通する流路を開く。
　このとき、前述のように、薬剤供給部３と排水ドレン配管１２とが接続される構成となり、排水ドレン配管１２は外気に開放されている状態である。このため、筐体３０内に溜まっていた水が排出され、同時に空気が流入することで筐体３０内に空気層が保たれる。また、流入路５１は閉塞されているため、蓋部３６を取り外しても原水流入配管１０内の圧力が低下することはなく、原水流入配管１０内の圧力が低下した時に自動的に作動する圧力スイッチ付きのポンプが取りつけられている場合においても、蓋部３６を取り外したときにポンプが作動して水が外部にあふれ出ることを防止できる。
　（第２の実施の形態）
　次に、本開示の第２の実施の形態について説明する。
　前述した従来の水処理装置においては、運転モードの切り替えのために複数のバルブおよび分岐部を組み込む必要があり、配管経路が長くなり装置が大きくなるという問題があった。
　本実施の形態は、上記従来の課題を解決するものであり、機構部品と配管とバルブの集約化とによって、水処理装置をコンパクトにするものである。
　本実施の形態に係る水処理装置は、
　水源からの原水を濾過して浄水として取り出す水処理装置であって、
　濾材を内包した濾過部と、
　前記原水に対し薬剤を供給する薬剤供給部と、
　前記濾過部と前記薬剤供給部とを接続する分配ヘッドと、
　前記分配ヘッド内に回動することによって流路方向を切り替えるセレクタと、を有し、
　前記濾過部は、前記濾過部内と前記濾過部外とを連通する、濾過流入口と濾過流出口とを有し、
　前記薬剤供給部は、前記薬剤供給部内と前記薬剤供給部外とを連通する、薬剤供給流入口と薬剤供給流出口とを有し、
　前記分配ヘッドの上面には、
　　前記薬剤供給流入口と接続する第１薬剤接続口と、
　　前記薬剤供給流出口と接続する第２薬剤接続口と、
　前記分配ヘッドの下面には、
　　前記濾過流入口と接続する第１濾過接続口と、
　　前記濾過流出口と接続する第２濾過接続口と、を有し、
　前記分配ヘッドの側面には、
　　前記水源から前記原水を供給する原水流入配管と前記分配ヘッドとを接続する原水流入口と、浄化した処理水を取り出す浄水吐出配管と前記分配ヘッドとを接続する浄水吐出口と、
　　前記濾過部を洗浄した逆洗水を取り出す排水ドレン配管と前記分配ヘッドとを接続する排水ドレン口と、を有し、
　前記セレクタは、複数の内部流路を有し、
　濾過モード時には、前記セレクタは、
　　前記原水流入口と前記第１薬剤接続口を連通し、
　　前記第２薬剤接続口と前記第１濾過接続口を連通し、
　　前記第２濾過接続口と前記浄水吐出口を連通し、
　　前記排水ドレン口を塞ぐように構成され、
　逆洗モード時には、前記セレクタは、
　　前記原水流入口と前記第２濾過接続口を連通し、
　　前記第１濾過接続口と前記排水ドレン口を連通し、
　　前記第１薬剤接続口および前記第２薬剤接続口のうち少なくとも一方と、前記浄水吐出口と、を塞ぐように構成されている。
　本実施の形態によれば、水処理装置をコンパクトにすることができる。
　以下、本開示の第２の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
　本実施の形態に係る水処理装置１０１は、井戸水または貯水槽に蓄えられた水を原水とし、この原水に含まれる金属イオンおよび濁質成分を除去する濾過モードと、濾過モードによって系内に蓄積された金属イオンの凝集物、および濁質成分を系外へ排出する逆洗モードと、逆洗モード時に系内に残った汚れを排出するリンスモードと、を行うものである。
　（１．　水処理装置の全体構成）
　図１３は、本実施の形態の水処理装置１０１の全体構成を示すとともに、濾過モード時における流路を示した概略図である。
　図１に示すように、水処理装置１０１は、濾過部１０２と、薬剤供給部１０３と、分配ヘッド１０５と、セレクタ１０７を有している。本実施の形態において、流路切替機構は分配ヘッド１０５およびセレクタ１０７を含んでいる。
　水処理装置１０１に対して、原水を送る側の配管を原水流入配管１１１と称し、濾過部１０２で浄化された水を送出する配管を浄水吐出配管１１２と称し、逆洗モード、およびリンスモードで汚れを排出する配管を排水ドレン配管１１３と称する。
　具体的には、水処理装置１０１は、濾材を内包した濾過部１０２と、原水に対して薬剤１４９を添加する薬剤供給部１０３とを有し、濾過部１０２と薬剤供給部１０３と原水流入配管１１１と浄水吐出配管１１２と排水ドレン配管１１３とは、分配ヘッド１０５を介して接続されている。
　詳しくは後述するが、流路切替機構を構成する分配ヘッド１０５は、その内部に、回動し流路を切り替えるセレクタ１０７を有し、セレクタ１０７の回動方向によって、分配ヘッド１０５に接続されている各配管および部材を連通したり遮断したりすることができ、原水の流れる方向を制御できる。
　濾過部１０２は、原水から金属イオンおよび濁質成分を除去し、原水を浄化する。濾過部１０２に溜まった汚れは、逆洗モードを行うことによって装置外へと排出される。これにより、濾過部１０２を綺麗に保ち、繰り返し使用することが可能になっている。逆洗モードとは、濾過部１０２内で原水を濾過モードとは逆流する方向に流し、汚れを排出する処理である。逆洗モード時に濾過部１０２内に残った汚れは、リンスモードを行うことによって装置外へと排出される。
　薬剤供給部１０３は、原水に対して薬剤１４９を添加し、原水に含まれる金属イオンを水に難溶な物質として凝集させる、または、濁質成分を凝集させる等により、濾過部１０２において捕集しやすくする働きをする。
　水処理装置１０１に対しては、原水流入配管１１１に接続された電動ポンプ１０４によって原水が送られる。なお、電動ポンプ１０４を使用する代わりに、原水を蓄えた貯水槽を高所に設け、貯水槽と水処理装置１０１との高低差によって原水を水処理装置１０１に送る方法を用いてもよい。また、地域等で共同運営している水道水を水処理装置１０１に直接、接続してもよい。本実施の形態では、井戸、貯水槽、および水道等に加え、原水を送り出す装置類を含めて水源と称する。
　電動ポンプ１０４は、井戸水または貯水槽に蓄えられた水を吸い上げ、吐出する電動機で駆動するポンプであって、例えば、渦巻きポンプもしくはタービンポンプ等の遠心ポンプ、渦流ポンプ（カスケードポンプ）、ジェットポンプ、軸流ポンプ、または、斜流ポンプ等が用いられる。また、井戸水位が低い場合は、吸い上げ型のポンプではなく、サブマーシブルポンプ等の水中ポンプを用いるとよい。一般家庭で用いる場合、井戸の深さは、浅井戸であれば１メートルから１０メートル程度、深井戸であれば１０メートルから３０メートル以上となるため、これらの高さ分、ポンプで水を吸い上げる必要がある。ポンプは、後段の配管、および水処理装置１０１の損失水頭を考慮すると、２０メートル以上の揚程があるものがよく、渦流ポンプまたはジェットポンプ等がより好ましい。電動式ポンプで吐出する流量は、例えば５リットルから１００リットル毎分程度であるが、一般家庭用であれば５リットルから５０リットル毎分程度の流量特性をもつポンプがより好ましい。
　原水流入配管１１１、浄水吐出配管１１２、および排水ドレン配管１１３は、電動ポンプ１０４の水圧に耐えられる材質および構造を有していればよい。具体的には、耐久性および加工のしやすさから、例えば、塩化ビニル樹脂もしくは鋼管、または、これらの複合材料を用いた直管もしくは配管継手が使用できる。なお、呼び径は損失水頭が低くなるよう大きい方が好ましく、例えば呼び径が１３から５０ミリメートル、厚みは１から５ミリメートル程度のものが好ましい。電動ポンプ１０４の最大圧に耐えうる部材選定が困難な場合は、電動ポンプ１０４と水処理装置１０１との間に減圧弁、調圧弁、または逃し弁等を取り付けるとよい。
　（２．　濾過部）
　次に濾過部１０２に関して図１４を用いて説明する。
　図１４は、本実施の形態における濾過部１０２の断面図である。
　濾過部１０２は、上面に開口を有する有底筒状のタンク１２０の内部に、濾材と集水管１２１とを有し、原水を通過させて浄化する機能を有する。濾過部１０２の内部の濾材は、主として汚れを濾過するための上層１２２と、整流作用を有する下層１２３とで構成されている。上層１２２に用いられる濾材は、活性炭、マンガン砂、またはアンスラサイト等であって、原水水質に合わせて１～４種類程度を層状にして使用する。本実施の形態の濾過部１０２では、この上層１２２を中心に濾過の作用が働く。
　下層１２３に用いられる濾材は、集水管１２１から出入りする水を分散するための砂利、または、穴が粗い樹脂等で構成されている。そして、下層１２３では、最下層に比較的粒径の大きい砂利層を設けることで、水の流れを良くするとともに、集水管１２１の下部から濾材が流出しないようにしている。なお、下層１２３の濾材量は、濾過部２の直径の１／２～１倍程度にするとよい。また、上層１２２と下層１２３とを合わせた濾材の充填量は、濾過部１０２の内容積の１／４～４／５倍程度になるようにするとよい。
　濾過部１０２では、上面の開口部に濾過流入口１２４と濾過流出口１２５とが設けられ、濾過流出口１２５は、集水管１２１と接続されている。濾過流入口１２４および濾過流出口１２５は、それぞれ、分配ヘッド１０５の第１濾過接続口１６３および第２濾過接続口１６４と接続されている。
　（２．１　濾過モード時およびリンスモード時の濾過部内の流路）
　濾過部１０２内では、濾過モード時には以下のように水が流れ、濾過流出口１２５から浄化された水が得られる。
　濾過流入口１２４→上層１２２→下層１２３→集水管１２１→濾過流出口１２５
　（２．２　逆洗モード時の濾過部内の流路）
　また、濾過部１０２に濾過モードで溜まった汚れを、逆洗モードによって排出することができる。逆洗モード時には以下のように水が流れ、濾過流入口１２４から汚れが排出される。
　濾過流出口１２５→集水管１２１→下層１２３→上層１２２→濾過流入口１２４
　（３．　薬剤供給部）
　次に、薬剤供給部１０３について、図１５Ａ～図１５Ｃを用いて説明する。
　図１５Ａ～図１５Ｃは、それぞれ、水処理装置１０１の濾過モード時の図である。図１５Ａは、水処理装置１０１の薬剤供給部１０３を上から見た平面図である。図１５Ｂは、水処理装置１０１の薬剤供給部１０３、および分配ヘッド１０５の図１５ＡにおけるＧ―Ｇ断面図である。図１５Ｃは、水処理装置１０１の薬剤供給部１０３、および分配ヘッド１０５の図１５ＡにおけるＨ－Ｈ断面図である。
　薬剤供給部１０３は、その内部に入れられた薬剤１４９によって、原水に含まれる金属イオンの凝集を促進し、濾過部１０２で捕捉しやすくするために水処理装置１０１に設けられている。薬剤供給部１０３は、有底筒状の筐体１３０の内部に、薬剤載置部１３１、薬剤路１３２、回収部１３３、および薬剤主流路１３４を有している。
　筐体１３０は、下部に設けた椀状の基台１３０ａと、基台１３０ａを覆う略筒形状（筒形状を含む）の上部カバー１３０ｂと、上部カバー１３０ｂの上部の開口を塞ぐ蓋部１３６と、で構成されている。蓋部１３６は、上部カバー１３０ｂの上部の開口に着脱自在に取り付けられている。
　薬剤載置部１３１は、筐体１３０内の上部に設置され、薬剤路１３２は、筐体１３０の底面から鉛直方向に立ち上がり、薬剤載置部１３１に接続される。回収部１３３は、筐体１３０内の下部であり、薬剤路１３２の外周に設けられている。
　薬剤供給部１０３の基台１３０ａの下方には、薬剤供給流入口１４４と薬剤供給流出口１４５とが設けられている。薬剤供給流入口１４４および薬剤供給流出口１４５は、それぞれ、分配ヘッド１０５の、第１薬剤接続口１６１および第２薬剤接続口１６２と接続されている。
　薬剤供給部１０３の筐体１３０の内部には、薬剤主流路１３４が設けられている。薬剤主流路１３４は、薬剤供給流入口１４４から第１薬剤分岐部１４０へ流れ、第１薬剤分岐部１４０で分岐し、再び第２薬剤分岐部１４１で合流する流路である。薬剤主流路１３４は、第１薬剤分岐部１４０から、薬剤路１３２、薬剤載置部１３１、および回収部１３３を順次介して第２薬剤分岐部１４１へ流れる流路と、第１薬剤分岐部１４０から、絞り部１３７を介して第２薬剤分岐部１４１へ流れる流路と、を有している。
　絞り部１３７は、薬剤主流路１３４において断面積が最も小さい流路である。絞り部１３７は、薬剤供給部１０３に流入した原水の一部を薬剤路１３２へ分岐させ、薬液を必要な濃度に調整するために設けられている。回収部１３３は、筐体１３０内の下部であり、薬剤路１３２の外周に設けられている。
　薬剤路１３２は、小径の管路であり、上部に薬剤載置部１３１を備えて立設されている。薬剤路１３２は、その途中で径を小さくし、薬剤載置部１３１を薬剤路１３２の上部に設けることによって、原水を所望の流量で薬剤１４９と接触させることを実現している。薬剤載置部１３１は、原水の流量に対して、所望の濃度の薬液が得られるよう、置く薬剤１４９の量（数）を確保するための大きさを有している。
　濾過モード時において、原水は、薬剤供給流入口１４４から薬剤供給部１０３に流入し、第１薬剤分岐部１４０で薬剤路１３２側に原水が一部分岐する。薬剤路１３２に流れ、薬剤載置部１３１で薬剤１４９に接触し薬剤１４９を溶出させた水は、薬剤路１３２の外周を通って回収部１３３に回収された後、第１薬剤分岐部１４０で分岐した水と、第２薬剤分岐部１４１において合流する。第２薬剤分岐部１４１において合流した原水は、薬剤供給部１０３の薬剤供給流出口１４５から分配ヘッド１０５の第２薬剤接続口１６２へと流出する。
　薬剤路１３２では、径を小さくして、筐体１３０の内壁面との距離を確保しているので、筐体１３０内に流下した薬剤１４９が溶けた原水の液面の高さを、筐体１３０の高さに対し、１／２程度、またはそれ以下にすることができる。薬剤１４９が溶けた原水（薬液）が所望の深さで筐体１３０内に貯まることによって、第２薬剤分岐部１４１において原水と混合する割合が調整される。
　また、薬剤載置部１３１で薬剤１４９と接触する原水の流量は、絞り部１３７を流れる原水の流量を調整することによって調整できる。すなわち、絞り部１３７の径を調整することで、第１薬剤分岐部１４０で分岐する原水の流量割合を調整することができる。このようにして、薬剤供給部１０３は、合流後の第２薬剤分岐部１４１における薬剤濃度が所望の濃度になるように調整可能に構成されている。
　このように、薬剤供給部１０３への原水流入量を所定の範囲内にし、薬剤供給部１０３内の液面を所望の高さにすることによって、薬剤供給部１０３から流出する原水の薬剤濃度を所望の範囲内に調整することができる。
　薬剤載置部１３１には、水溶性で固形の薬剤１４９が載置されている。薬剤１４９としては、タブレットまたは顆粒状のものを用いることがよい。なぜなら、薬剤１４９の表面積を大きくでき、安定した薬剤濃度を保つことができるからである。タブレットであれば、直径３０ｍｍ程度、高さ１０～２０ｍｍのもの、顆粒状であれば直径５ｍｍから１５ｍｍのものを使用するとよい。薬剤１４９の寸法が小さい場合には、隣り合った薬剤１４９が同時に水に接触して薬剤１４９同士が固着してしまう。固着すると、薬剤１４９の下部だけが水に接触して所望の濃度の薬液が得られなくなる可能性がある。また、薬剤１４９の寸法が小さい場合には、薬剤路１３２から供給される水と薬剤１４９との接触面積が大きくなって所望の濃度の薬液が得られなくなる場合がある。そのため、所望の濃度の薬液を供給するために、上述の大きさの薬剤１４９を用いている。
　また、薬剤１４９は、上述のように、原水に含まれる金属イオンを酸化して水に難溶な凝集物を生成する働きをする。薬剤１４９としては、種々の薬剤を用いることができるが、求められる水浄化性能によっては、ＰＡＣ（ポリ塩化アルミニウム）等の凝集剤を使用してもよい。薬剤１４９としては、原水に対して薬剤１４９を添加する場合には水に溶けやすいものがよいが、停止中、または逆洗モード中、すなわち、薬剤１４９の添加を中断しているときには、固形形状を保持し、薬剤載置部１３１から流れ出さないものがよい。本実施の形態では、薬剤１４９としてトリクロロイソシアヌル酸を用いている。
　なお、薬剤供給部１０３の筐体１３０内には、常に空気層が存在するようにするとよい。筐体１３０は密閉空間なので、一旦空気が無くなり、筐体１３０内が水で満たされると、薬剤１４９が常に水に接触し溶出し続けることになる。本実施の形態の水処理装置１０１では、薬剤供給部１０３の蓋部１３６を取り外した際に空気が入る構造となっている。薬剤１４９の供給のために定期的に蓋部１３６が取り外されることによって、筐体１３０内の空気層が確保される。なお、薬剤供給部１０３の蓋部１３６は、原水に溶出して徐々に減少した薬剤１４９を補充する目的で取り外すことができる構成となっている。
　薬剤供給部１０３の各部材としては、薬剤１４９と長時間接する可能性があるので、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）、ＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル）、またはＰＰ（ポリプロピレン）等、薬剤１４９に対する反応性が低く、強度のある素材を選ぶとよい。
　薬剤路１３２の外径は、基台１３０ａおよび上部カバー１３０ｂそれぞれの内径の４分の１以下に抑えるとよい。これは、上述のように、薬剤路１３２の外側に、薬剤１４９が供給された後の溶液を一時貯留する空間（回収部１３３）を設けることができるとともに、筐体１３０内の水位が急激に上昇して薬剤載置部１３１まで到達することを抑制できるからである。例えば、基台１３０ａの内径が１３０ｍｍの場合、外径２５～４０ｍｍ程度の塩ビ（ポリ塩化ビニル）管等を使用するとよい。
　（４．　分配ヘッド）
　次に、本実施の形態の分配ヘッド１０５（流路切替機構）について説明する。分配ヘッド１０５は、セレクタ１０７を有している。
　図１５Ａ～Ｃおよび図１６Ａ～Ｃを用いて、分配ヘッド１０５の構成と全体流路について説明する。
　図１６Ａ～図１６Ｃは、水処理装置１０１のセレクタ１０７の図である。図１６Ａは、水処理装置１０１のセレクタ１０７を上から見た平面図である。図１６Ｂは、水処理装置１０１のセレクタ１０７の正面図である。図１６Ｃは、水処理装置１０１のセレクタ１０７の図１６ＡにおけるＩ―Ｉ断面図である。
　本実施の形態の分配ヘッド（流路切替機構）５は、濾過部１０２と、原水流入配管１１１と、薬剤供給部１０３と、浄水吐出配管１１２と、排水ドレン配管１１３と、の接続を切り替える。
　分配ヘッド１０５は、略中空形状であり、分配ヘッド１０５内と分配ヘッド１０５外とが連通しており、各部材および配管と接続される。分配ヘッド１０５は、第１薬剤接続口１６１と、第２薬剤接続口１６２と、第１濾過接続口１６３と、第２濾過接続口１６４と、原水流入口１５１と、浄水吐出口１５２と、排水ドレン口１５３と、を有している。
　分配ヘッド１０５の上面には、第１薬剤接続口１６１と、第２薬剤接続口１６２と、が設けられている。第１薬剤接続口１６１は、薬剤供給部１０３の薬剤供給流入口１４４と接続され、第２薬剤接続口１６２は、薬剤供給部１０３の薬剤供給流出口１４５と接続される。
　分配ヘッド１０５の下面には、第１濾過接続口１６３と第２濾過接続口１６４とが設けられている。第１濾過接続口１６３は、濾過流入口１２４と接続され、第２濾過接続口１６４は、濾過流出口１２５と接続される。
　分配ヘッド１０５の側面には、原水流入口１５１と、浄水吐出口１５２と、排水ドレン口１５３とが設けられている。原水流入口１５１は、水源から原水を供給する原水流入配管１１１と接続され、浄水吐出口１５２は、浄化した処理水を取り出す浄水吐出配管１１２と接続され、排水ドレン口１５３は、濾過部１０２を洗浄した逆洗水を取り出す排水ドレン配管１１３と接続される。
　このように、分配ヘッド１０５は、原水流入配管１１１と接続される原水流入口１５１と、浄水吐出配管１１２と接続される浄水吐出口１５２と、排水ドレン配管１１３と接続される排水ドレン口１５３と、薬剤供給流入口１４４と接続される第１薬剤接続口１６１と、薬剤供給流出口１４５と接続される第２薬剤接続口１６２と、濾過流入口１２４と接続される第１濾過接続口１６３と、濾過流出口１２５と接続される第２濾過接続口１６４と、を有している。
　（５．　セレクタ）
　分配ヘッド１０５内には、回動する部材であるセレクタ１０７が設けられている。セレクタ１０７上部の取っ手接続部１８４において、セレクタ１０７は取っ手１１４（図１５Ａ）に接続されており、取っ手１１４と一緒に回動する。取っ手１１４を操作することによって、セレクタ１０７を第１の回転方向（図１６Ｃにおける反時計回り方向）と、第１の回転方向とは逆方向である第２の回転方向（図１６Ｃにおける時計回り方向）と、に回動することができる。
　セレクタ１０７は、略円柱形状（円柱形状を含む）であり、複数の内部流路、具体的には、第１連通路１７１と、第２連通路１７２と、第３連通路１７３と、第４連通路１７４と、第５連通路１７５と、を有している。
　具体的には、図１６Ｃに示すように、第２連通路１７２は、第１連通路１７１からセレクタ１０７の第２の回転方向に４５度ずれた角度に配置されている。第３連通路１７３は、第２連通路１７２からセレクタ１０７の第２の回転方向に４５度ずれた角度に配置されている。第４連通路１７４は、第３連通路１７３からセレクタ１０７の第２の回転方向に４５度ずれた角度に配置されている。第５連通路１７５は、第４連通路１７４からセレクタ１０７の第２の回転方向に９０度ずれた角度に配置されている。
　第１連通路１７１は、セレクタ１０７の上面１８１と、セレクタ１０７の側面１８２（周面）とを貫通（連通）する流路である。第２連通路１７２、第４連通路１７４、および第５連通路１７５は、セレクタ１０７の側面１８２（周面）と、セレクタ１０７の下面１８３とを貫通する流路である。第３連通路１７３は、セレクタ１０７の上面１８１と、セレクタ１０７の下面１８３とを貫通する流路である。
　セレクタ１０７は、セレクタ１０７の上面１８１と側面１８２とを貫通（連通）する第１連通路１７１と、セレクタ１０７の側面１８２と下面１８３とを貫通する第２連通路１７２、第４連通路１７４および第５連通路１７５と、セレクタ１０７の上面１８１と下面１８３とを貫通する第３連通路１７３と、を有している。セレクタ１０７が回動することによって、分配ヘッド１０５から接続された各部材または配管との接続口を接続または遮断し、原水が流れる方向を変更することができる。これにより、機構部品、配管およびバルブの集約化が可能となり、水処理装置１０１をコンパクトにすることができる。
　（６．　流路）
　次に流路について説明する。
　（６．１　濾過モード時の流路）
　図１５Ｂおよび図１５Ｃは、濾過モード時における流路を示した図である。図１５Ｂおよび図１５Ｃに示すように、濾過モード時は、第１連通路１７１によって原水流入口１５１と第１薬剤接続口１６１とが連通し、第３連通路１７３によって第２薬剤接続口１６２と第１濾過接続口１６３とが連通し、第４連通路１７４によって第２濾過接続口１６４と浄水吐出口１５２とが連通し、セレクタ１０７の側面１８２によって排水ドレン口１５３が遮断されることによって、以下のように水が流れる。
　原水流入配管１１１→原水流入口１５１→第１連通路１７１→第１薬剤接続口１６１→薬剤供給部１０３（薬剤供給流入口１４４→薬剤供給流出口１４５）→第２薬剤接続口１６２→第３連通路１７３→第１濾過接続口１６３→濾過部１０２（濾過流入口１２４→濾過流出口１２５）→第２濾過接続口１６４→第４連通路１７４→浄水吐出口１５２→浄水吐出配管１１２
　薬剤供給部１０３、および濾過部１０２では、濾過モード時に「薬剤供給流入口１４４→薬剤供給流出口１４５」の順に原水が通過する際に、薬剤供給部１０３内で薬剤１４９が添加され、「濾過流入口１２４→濾過流出口１２５」の順に原水が通過する際に、濾過部１０２内で原水の汚れが捕集される。
　（６．２　逆洗モード時の流路）
　図１７Ａ～図１７Ｃは、水処理装置１０１の逆洗モード時の図である。図１７Ａは、水処理装置１０１の薬剤供給部１０３を上から見た平面図である。図１７Ｂは、水処理装置１０１の薬剤供給部１０３および分配ヘッド１０５の図１７ＡにおけるＪ―Ｊ断面図である。図１７Ｃは、水処理装置１０１の薬剤供給部１０３および分配ヘッド１０５の図１７ＡにおけるＫ―Ｋ断面図である。図１７Ｂおよび図１７Ｃは、逆洗モード時における流路を示した図である。
　図１７Ａに示すように、逆洗モード時には、セレクタ１０７を濾過モード時の位置からセレクタ１０７の第１の回転方向に１３５度回動させる。これにより、図１７Ｂおよび図１７Ｃに示すように、第４連通路１７４によって原水流入口１５１と第２濾過接続口１６４とが連通し、第５連通路１７５によって第１濾過接続口１６３と排水ドレン口１５３とが連通し、セレクタ１０７の側面１８２によって浄水吐出口１５２が遮断され、セレクタ１０７の上面１８１によって、第１薬剤接続口１６１と第２薬剤接続口１６２とが遮断される。
　なお、第１薬剤接続口１６１および第２薬剤接続口１６２のうち、どちらかを遮断すれば、薬剤供給部１０３に水が流れることはないため、少なくともいずれかを遮断すればよい。この場合、以下のように水が流れる。
　原水流入配管１１１→原水流入口１５１→第４連通路１７４→第２濾過接続口１６４→濾過部１０２（濾過流出口１２５→濾過流入口１２４）→第１濾過接続口１６３→第５連通路１７５→排水ドレン口１５３→排水ドレン配管１１３
　逆洗モード時には、「濾過流出口１２５→濾過流入口１２４」の順に水が流れることで、濾過部１０２内の汚れが排出される。
　（６．３　リンスモード時の流路）
　図１８Ａ～図１８Ｃは、水処理装置１０１のリンスモード時の図である。図１８Ａは、水処理装置１０１の薬剤供給部１０３を上から見た平面図である。図１８Ｂは、水処理装置１０１の薬剤供給部１０３および分配ヘッド１０５の図１８ＡにおけるＬ―Ｌ断面図である。図１８Ｃは、水処理装置１０１の薬剤供給部１０３および分配ヘッド１０５の図１８ＡにおけるＭ―Ｍ断面図である。図１８Ｂおよび図１８Ｃは、リンスモード時における流路を示した図である。
　図１８Ａに示すように、リンスモード時は、セレクタ１０７を逆洗モード時の位置からセレクタ１０７の第２の回転方向に９０度回動させる。これにより、図１８Ｂおよび図１８Ｃに示すように、第２連通路１７２によって原水流入口１５１と第１濾過接続口１６３とが連通し、第４連通路１７４によって第２濾過接続口１６４と排水ドレン口１５３とが連通し、セレクタ１０７の側面１８２によって浄水吐出口１５２が遮断され、セレクタ１０７の上面１８１によって第１薬剤接続口１６１と第２薬剤接続口１６２とが遮断される。なお、第１薬剤接続口１６１および第２薬剤接続口１６２は、どちらかを遮断すれば薬剤供給部１０３に水が流れることはないため、少なくともいずれかを遮断すれば良い。この場合、以下のように水が流れる。
　原水流入配管１１１→原水流入口１５１→第２連通路１７２→第１濾過接続口１６３→濾過部１０２（濾過流入口１２４→濾過流出口１２５）→第２濾過接続口１６４→第４連通路１７４→排水ドレン口１５３→排水ドレン配管１１３
　リンスモード時には、濾過部１０２に、「濾過流入口１２４→濾過流出口１２５」の順に水が流れることで、逆洗モード時に濾過部１０２内に残った汚れが排出される。なお、リンスモード後には、セレクタ１０７を第２の回転方向に４５度回動させることで、ろ過モードに戻すことができる（図１８Ａ→図１５Ａ）。
　本開示にかかる水処理装置は、安定した濃度の薬液が供給可能であり、濾過性能が安定した水処理装置であるため、井戸水または貯留水の浄化に使用される家庭用小型水処理装置等として有用である。
　１　　水処理装置
　２　　濾過部
　３　　薬剤供給部
　４　　電動ポンプ
　５　　流路切替機構
　１０　　原水流入配管
　１１　　浄水吐出配管
　１２　　排水ドレン配管
　２０　　タンク
　２１　　集水管
　２２　　上層
　２３　　下層
　２４　　流入口
　２５　　流出口
　３０　　筐体
　３０ａ　　基台
　３０ｂ　　上部カバー
　３１　　薬剤載置部
　３２　　薬剤路
　３３　　回収部
　３４　　孔
　３５　　連通孔
　３６　　蓋部
　３７　　追加孔
　５０　　内部流路
　５１　　流入路
　５１ａ　　濾過流入路
　５１ｂ　　逆洗流入路
　５２　　浄水流出路
　５３　　排水流出路
　５４　　上方接続路
　５５　　下方接続路
　５６　　連通路
　５７　　多方弁
　５８ａ　　上コマ部
　５８ｂ　　下コマ部
　５９　　取っ手部
　６０　　薬剤
　１０１　水処理装置
　１０２　濾過部
　１０３　薬剤供給部
　１０４　電動ポンプ
　１０５　分配ヘッド
　１０７　セレクタ
　１１１　原水流入配管
　１１２　浄水吐出配管
　１１３　排水ドレン配管
　１１４　取っ手
　１２０　タンク
　１２１　集水管
　１２２　上層
　１２３　下層
　１２４　濾過流入口
　１２５　濾過流出口
　１３０　筐体
　１３０ａ　基台
　１３０ｂ　上部カバー
　１３１　薬剤載置部
　１３２　薬剤路
　１３３　回収部
　１３４　薬剤主流路
　１３６　蓋部
　１３７　絞り部
　１４０　第１薬剤分岐部
　１４１　第２薬剤分岐部
　１４４　薬剤供給流入口
　１４５　薬剤供給流出口
　１４９　薬剤
　１５１　原水流入口
　１５２　浄水吐出口
　１５３　排水ドレン口
　１６１　第１薬剤接続口
　１６２　第２薬剤接続口
　１６３　第１濾過接続口
　１６４　第２濾過接続口
　１７１　第１連通路
　１７２　第２連通路
　１７３　第３連通路
　１７４　第４連通路
　１７５　第５連通路
　１８１　上面
　１８２　側面
　１８３　下面
　１８４　取っ手接続部

Claims (10)

  1. 　濾材を内包した濾過部と、
    　前記濾過部に原水を流入させるための原水流入配管と、
    　前記原水に薬剤を添加する薬剤供給部と、
    　前記濾過部から濾過後の浄水を取り出すための浄水吐出配管と、
    　前記濾過部を洗浄した水を取り出すための排水ドレン配管と、
    　前記濾過部と、前記原水流入配管と、前記薬剤供給部と、前記浄水吐出配管と、前記排水ドレン配管と、の接続を切り替える流路切替機構と、を備えた、
    水処理装置。
  2. 　前記流路切替機構は、
    　　前記流路切替機構内に設けられた複数の内部流路と、
    　　前記複数の内部流路の開閉を切り替える多方弁と、
    　　前記多方弁の前記開閉を操作する取っ手部と、を有し、
    　前記取っ手部を濾過モードにおいて第１ポジションに操作すると、前記多方弁は、前記原水流入配管、前記薬剤供給部、前記濾過部、および前記浄水吐出配管がこの順につながるように前記複数の内部流路を連通させ、
    　前記取っ手部を逆洗モードにおいて第２ポジションに操作すると、前記多方弁は、前記原水流入配管、前記濾過部、および前記排水ドレン配管がこの順につながるように前記複数の内部流路を連通させる、
    請求項１に記載の水処理装置。
  3. 　前記濾過部は、
    　　上面に開口を有する有底筒状のタンクと、
    　　前記タンクの内部に充填された濾材と、
    　　前記タンクの上部から前記濾材内を通って前記タンクの下部に延び、下端は前記タンクの底面近傍で開放端となる集水管と、を有し、
    　前記薬剤供給部は、
    　　有底筒状の筐体と、
    　　前記筐体内の上部に前記薬剤を設置できる薬剤設置部と、
    　　前記薬剤供給部の底面から前記薬剤設置部へ延びる薬剤路と、
    　　前記薬剤路の周りに設けられた回収部と、
    　　前記薬剤路に設けられ、前記回収部と前記薬剤路内とを連通する孔と、
    　　前記筐体の底面に設けられ、前記回収部内と前記筐体外とを連通する連通孔と、を有し、
    　前記流路切替機構の前記複数の内部流路は、
    　　前記原水流入配管に接続する流入路と、
    　　前記浄水吐出配管に接続する浄水流出路と、
    　　前記排水ドレン配管に接続する排水流出路と、
    　　前記薬剤供給部の前記筐体の前記底面の前記連通孔から下方に延び、前記薬剤供給部の前記回収部と、前記濾過部の前記タンク内と、を連通する連通路と、を有し、
    　前記流路切替機構の前記多方弁は、
    　　前記薬剤供給部の前記薬剤路と、前記流入路または前記排水流出路とを連通する流路を開閉する上コマ部と、
    　　前記タンクの前記集水管と、前記流入路または前記浄水流出路とを連通する流路を開閉する下コマ部と、を有し、
    　前記取っ手部が前記第１ポジションに位置する場合、
    　　前記上コマ部は、前記流入路と前記薬剤供給部の前記薬剤路とを連通する流路を開き、前記排水流出路と前記薬剤供給部の前記薬剤路とを連通する流路を閉じ、
    　　前記下コマ部は、前記流入路と前記タンクの前記集水管の上部とを連通する流路を閉じ、前記浄水流出路と前記タンクの前記集水管の前記上部とを連通する流路を開き、
    　前記取っ手部が前記第２ポジションに位置する場合、
    　　前記上コマ部は、前記流入路と前記薬剤供給部の前記薬剤路とを連通する前記流路を閉じ、前記排水流出路と前記薬剤供給部の前記薬剤路とを連通する前記流路を開き、
    　　前記下コマ部は、前記流入路と前記タンクの前記集水管の前記上部とを連通する前記流路を開き、前記浄水流出路と前記タンクの前記集水管の前記上部とを連通する前記流路を閉じる、
    請求項２に記載の水処理装置。
  4. 　前記取っ手部が薬剤供給モードにおいて第３ポジションに位置する場合、
    　　前記上コマ部は、前記流入路と前記薬剤供給部の前記薬剤路とを連通する前記流路を閉じ、前記排水流出路と前記薬剤供給部の前記薬剤路とを連通する前記流路を開き、
    　　前記下コマ部は、前記流入路と前記タンクの前記集水管の前記上部とを連通する前記流路を閉じ、前記浄水流出路と前記タンクの前記集水管の前記上部とを連通する前記流路を開く、
    請求項３に記載の水処理装置。
  5. 　前記薬剤供給部の前記筐体は、前記薬剤供給部の下部に設けられた椀状の基台と、前記基台を覆う上部カバーと、を有し、
    　前記流路切替機構は、前記基台と一体的に形成されている、
    請求項３または請求項４に記載の水処理装置。
  6. 　前記流路切替機構の下部は、前記濾過部の前記タンクの前記上面の前記開口に固定可能である、
    請求項５に記載の水処理装置。
  7. 　前記流路切替機構は、
    　　前記濾過部と前記薬剤供給部とを接続する分配ヘッドと、
    　　前記分配ヘッド内で回動することによって流路方向を切り替えるセレクタと、を有し、
    　前記濾過部は、前記濾過部内と前記濾過部外とを連通する、濾過流入口と濾過流出口とを有し、
    　前記薬剤供給部は、前記薬剤供給部内と前記薬剤供給部外とを連通する、薬剤供給流入口と薬剤供給流出口とを有し、
    　前記分配ヘッドの上面には、
    　　前記薬剤供給流入口と接続する第１薬剤接続口と、
    　　前記薬剤供給流出口と接続する第２薬剤接続口と、を有し
    　前記分配ヘッドの下面には、
    　　前記濾過流入口と接続する第１濾過接続口と、
    　　前記濾過流出口と接続する第２濾過接続口と、を有し、
    　前記分配ヘッドの側面には、
    　　前記原水流入配管と前記分配ヘッドとを接続する原水流入口と、
    　　前記浄水吐出配管と前記分配ヘッドとを接続する浄水吐出口と、
    　　前記排水ドレン配管と前記分配ヘッドとを接続する排水ドレン口と、を有し、
    　前記セレクタは、複数の内部流路を有し、
    　濾過モード時には、前記セレクタは、
    　　前記原水流入口と前記第１薬剤接続口とを連通し、
    　　前記第２薬剤接続口と前記第１濾過接続口とを連通し、
    　　前記第２濾過接続口と前記浄水吐出口とを連通し、
    　　前記排水ドレン口を塞ぐように構成され、
    　逆洗モード時には、前記セレクタは、
    　　前記原水流入口と前記第２濾過接続口とを連通し、
    　　前記第１濾過接続口と前記排水ドレン口とを連通し、
    　　前記第１薬剤接続口および前記第２薬剤接続口のうちの少なくとも一方と、前記浄水吐出口と、を塞ぐように構成された、
    請求項１に記載の水処理装置。
  8. 　前記セレクタは、
    　　前記セレクタの上面と側面とを貫通する第１連通路と、
    　　前記セレクタの前記側面と下面とを貫通する第２連通路、第４連通路、および第５連通路と、
    　　前記セレクタの前記上面と前記下面とを貫通する第３連通路と、を有し、
    　前記濾過モード時には、前記セレクタは、
    　　前記第１連通路によって前記原水流入口と前記第１薬剤接続口とを連通し、
    　　前記第３連通路によって前記第２薬剤接続口と前記第１濾過接続口とを連通し、
    　　前記第４連通路によって前記第２濾過接続口と前記浄水吐出口とを連通し、
    　前記逆洗モード時には、前記セレクタは、
    　　前記第４連通路によって前記原水流入口と前記第２濾過接続口とを連通し、
    　　前記第５連通路によって前記第１濾過接続口と前記排水ドレン口とを連通するように構成された、
    請求項７に記載の水処理装置。
  9. 　リンスモード時には、前記セレクタは、
    　　前記原水流入口と前記第１濾過接続口を連通し、
    　　前記第２濾過接続口と前記排水ドレン口を連通し、
    　　前記第１薬剤接続口および前記第２薬剤接続口のうち少なくとも一方と、前記浄水吐出口と、を塞ぐように構成された
    請求項７または請求項８に記載の水処理装置。
  10. 　前記リンスモード時には、前記セレクタは、
    　　前記第２連通路によって前記原水流入口と前記第１濾過接続口とを連通し、
    　前記第４連通路によって前記第２濾過接続口と前記排水ドレン口とを連通するように構成された、
    請求項９に記載の水処理装置。
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