JP7811698B2 - Water treatment equipment and three-way valve for liquids - Google Patents
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Description
本開示は、濾過と薬剤添加によって水を浄化する水処理装置に関するものである。 This disclosure relates to a water treatment device that purifies water through filtration and chemical addition.
従来、水処理装置における酸化剤の供給には、固体の酸化剤を水に接触させる薬剤供給装置が用いられている。例えば、井戸水を浄水処理する場合には、固体の次亜塩素酸カルシウムを徐々に溶かす薬剤供給装置を用いて、浄水処理対象となる原水を酸化させることが可能である。 Conventionally, oxidizing agents are supplied to water treatment systems using chemical supply devices that bring solid oxidizing agents into contact with water. For example, when purifying well water, a chemical supply device that gradually dissolves solid calcium hypochlorite can be used to oxidize the raw water to be purified.
定量ポンプで薬剤を注入するシステム、もしくは流量に関わらず一定量の薬剤を溶出させる薬剤供給装置においては、注入する配管の流量に合わせて定量ポンプの流量を変化させる必要があり、非常に高価である。 In systems that inject drugs using a metering pump, or in drug supply devices that dissolve a constant amount of drug regardless of flow rate, it is necessary to change the flow rate of the metering pump to match the flow rate of the injection pipe, which is very expensive.
図9は、従来の水処理装置の構成を示す模式図である。図9に示す通り、固形薬剤供給装置101においては、取水口102から原水を流入させて水溶性固形薬剤103に原水を接触させる。薬剤接触相104内に水が流入すると、一定の流量範囲内では流量の増加に応じて、原水に接触する水溶性固形薬剤103の量が増加する。本機構により、流量が上昇した際は薬剤が溶出し、流量が停止している際は、薬剤の溶出を抑えることが可能である(例えば、特許文献1参照)。 Figure 9 is a schematic diagram showing the configuration of a conventional water treatment device. As shown in Figure 9, in a solid drug supply device 101, raw water flows in through a water intake 102 and contacts a water-soluble solid drug 103. When water flows into the drug contact phase 104, the amount of water-soluble solid drug 103 that comes into contact with the raw water increases as the flow rate increases within a certain flow rate range. This mechanism allows the drug to elute when the flow rate increases, and suppresses drug elution when the flow rate is stopped (see, for example, Patent Document 1).
このような水処理装置においては、装置の運転モードによって薬剤濃度を切り替える必要がある。例えば、運転モードとして、原水を濾過するモードでは薬剤を添加する。また、濾材を洗浄するモードでは薬剤を添加しないなど、塩素添加を切り替える必要がある。特に、簡単な構成によって前述したような薬剤の有無を切り替えることが望まれている。In such water treatment devices, it is necessary to switch the chemical concentration depending on the device's operating mode. For example, chemicals are added in the raw water filtering mode. Furthermore, chemicals are not added in the filter media cleaning mode, and chlorine addition must be switched accordingly. In particular, it is desirable to be able to switch between the presence and absence of chemicals as described above using a simple configuration.
本開示は、水処理装置内部において、水の流れを制御することで、薬剤と水の接触を制限し、所望の濃度の薬液を得ることができる水処理装置を提供することを目的としている。 The purpose of this disclosure is to provide a water treatment device that can limit contact between chemicals and water by controlling the flow of water inside the water treatment device, thereby obtaining a chemical solution of the desired concentration.
本開示に係る水処理装置は、濾材を内包した濾過部と、濾過部に原水を流入させる原水流入配管と、原水流入配管の経路内で薬剤を添加する薬剤供給部と、濾過部から濾過後の処理水を取り出す浄水吐出配管と、原水流入配管の経路内で薬剤供給部を迂回するバイパス配管と、バイパス配管内を流れる水量と薬剤供給部を流れる水量とを調整するバイパスバルブと、を備え、濾過部からの排水を流す逆洗ドレン管と、濾過部に接続された原水流入配管、浄水吐出配管および逆洗ドレン管の少なくとも1つと、濾過部内の開口との連通接続を切り替える切替弁をさらに備え、バイパスバルブは、切替弁の操作に連動して開閉する。 The water treatment device according to the present disclosure comprises a filtration unit containing a filter material, a raw water inlet pipe for inflowing raw water into the filtration unit, a chemical supply unit for adding chemicals within the raw water inlet pipe, a purified water discharge pipe for extracting filtered treated water from the filtration unit, a bypass pipe for bypassing the chemical supply unit within the raw water inlet pipe, and a bypass valve for adjusting the amount of water flowing within the bypass pipe and the amount of water flowing through the chemical supply unit , and further comprises a backwash drain pipe for draining wastewater from the filtration unit, and a switching valve for switching the communication between at least one of the raw water inlet pipe, the purified water discharge pipe, and the backwash drain pipe connected to the filtration unit and an opening within the filtration unit, and the bypass valve opens and closes in conjunction with the operation of the switching valve .
本開示によれば、水処理装置において、原水流入配管からバイパス配管内を流れる水量と薬剤供給部を流れる水量とを調整することにより、各運転モードに必要な薬液を供給することが出来るという効果がある。 According to the present disclosure, in a water treatment device, the amount of water flowing from the raw water inlet pipe through the bypass pipe and the amount of water flowing through the chemical supply section can be adjusted to supply the chemical solution required for each operating mode.
(実施の形態1)
以下、実施の形態1について図面を参照しながら説明する。
(Embodiment 1)
Hereinafter, the first embodiment will be described with reference to the drawings.
実施の形態1に係る水処理装置1は、井戸水または貯水槽に蓄えた水を原水とし、この原水に含まれる金属イオンや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、濁質成分を系外へ排出する逆洗処理を行うものである。 The water treatment device 1 of embodiment 1 uses well water or water stored in a water tank as raw water, performs a filtration process to remove metal ions and turbidity components contained in this raw water, and performs a backwash process to discharge metal ion aggregates and turbidity components that have accumulated in the system due to the filtration process out of the system.
なお、実施の形態1は、少なくとも以下の実施の形態1-1及び実施の形態1-2を包含する。 Note that embodiment 1 includes at least the following embodiments 1-1 and 1-2.
(実施の形態1-1)
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、濾過処理時における水の流れを示した概略図である。
(Embodiment 1-1)
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 during filtration treatment.
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を有し、濾過部2、薬剤供給部3を後述するように配管で接続して構成される。 As shown in Figure 1, the water treatment device 1 has a filtration section 2 containing a filter material and a chemical supply section 3 that adds chemicals to the raw water, and is configured by connecting the filtration section 2 and the chemical supply section 3 with piping as described below.
濾過部2は、原水から金属イオンや濁質成分を除去し、原水を浄化するものであり、いわば、水処理装置1の心臓部である。濾過部2に溜まった汚れは、逆洗処理、リンス処理を行って装置外へと排出し、濾過部2を綺麗に保ち、繰り返し使用することが可能にしている。逆洗処理とは、濾過部2内で原水を逆流する方向に流し、汚れを排出する処理である。リンス処理とは、逆洗処理を行った後、濾過部2内に濾過方向に原水を流して分離した汚れを装置外へ排出するものである。この濾過部2に対して、原水を送る側の配管を原水流入配管10とし、濾過部2で浄化された水を濾過部2から送出する配管を浄水吐出配管20とし、逆洗とリンス運転で汚れを排出する配管を逆洗ドレン管40とする。浄化された水は、水処理装置1外部に設けられる浄水タンク6などに貯められ、必要な時に生活水として使われる。 The filtration unit 2 purifies raw water by removing metal ions and turbidity components. It is the heart of the water treatment device 1. Contaminants accumulated in the filtration unit 2 are discharged outside the device through backwashing and rinsing processes, keeping the filtration unit 2 clean and allowing for repeated use. Backwashing involves flowing raw water in the reverse direction through the filtration unit 2 to discharge the contaminants. Rinse processing involves flowing raw water through the filtration unit 2 in the filtration direction after backwashing, discharging the separated contaminants outside the device. The raw water inlet piping 10 is the piping that sends raw water to the filtration unit 2, the purified water outlet piping 20 is the piping that discharges water purified by the filtration unit 2, and the backwash drain pipe 40 is the piping that discharges contaminants during backwashing and rinsing operations. The purified water is stored in a purified water tank 6 or similar located outside the water treatment device 1 and can be used as domestic water when needed.
水処理装置1に対しては、原水流入配管10の入口側(濾過部2の反対側)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に送る方法でもよい。また、地域などで共同運営している水道水を直接接続してもよい。本実施の形態では、井戸、貯水槽、水道等に加え、原水を送り出す装置類を含めて水源とする。 Raw water is delivered to the water treatment device 1 by an electric pump 4 connected to the inlet side of the raw water inlet pipe 10 (opposite the filtration section 2). Instead of using an electric pump 4, a water tank storing raw water may be installed at an elevated location, and the raw water may be delivered to the water treatment device 1 by utilizing the difference in elevation between the tank and the water treatment device 1. Alternatively, tap water jointly operated in a local area may be directly connected. In this embodiment, the water source includes wells, water tanks, waterworks, etc., as well as devices that deliver raw water.
電動ポンプ4は、井戸水または貯水槽へ蓄えた水を吸い上げ、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、タービンポンプなどの遠心ポンプ、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、または斜流ポンプなどが用いられる。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良い。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メートル以上吸い上げる必要がある。後段の配管や水処理装置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などがより好ましい。電動式ポンプで吐出する流量は、例えば5リットル毎分から100リットル毎分程度であるが、一般家庭用であれば5リットル毎分から50リットル毎分程度の流量特性をもつものがより好ましい。The electric pump 4 is a motor-driven pump that draws up and discharges well water or water stored in a water tank. Examples include centrifugal pumps such as centrifugal pumps and turbine pumps, vortex pumps (cascade pumps), jet pumps, axial flow pumps, and mixed flow pumps. Furthermore, if the well water level is low, it is better to use a submersible pump rather than a suction pump. For general household use, the well depth must be approximately 1 to 10 meters for shallow wells and 10 to 30 meters or more for deep wells. Considering the head loss of downstream piping and water treatment equipment, a pump with a head of 20 meters or more is preferable, with a vortex pump or jet pump being more preferable. The discharge flow rate of an electric pump is, for example, approximately 5 to 100 liters per minute, but for general household use, a pump with a flow rate characteristic of approximately 5 to 50 liters per minute is more preferable.
原水流入配管10、浄水吐出配管20は、電動ポンプ4の水圧に耐えられる材質、構造であればよい。具体的には、耐久性、加工のしやすさから、例えば、塩化ビニル樹脂や鋼管、あるいは、これらの複合材料を用いた直管や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13ミリメートルから50ミリメートル、厚みは1ミリメートルから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の間に減圧弁や調圧弁、逃し弁を取り付けると良い。 The raw water inlet pipe 10 and the purified water outlet pipe 20 may be made of any material and have any structure that can withstand the water pressure of the electric pump 4. Specifically, due to their durability and ease of processing, straight pipes or pipe fittings made of polyvinyl chloride resin or steel pipes, or composite materials of these, can be used. The nominal diameter is preferably large to reduce head loss; for example, a nominal diameter of 13 to 50 mm and a thickness of approximately 1 to 5 mm are preferred. If it is difficult to select materials that can withstand the maximum pressure of the electric pump 4, it is a good idea to install a pressure reducing valve, pressure regulating valve, or relief valve between the electric pump 4 and the water treatment device 1.
薬剤供給部3は、原水流入配管10の経路内に設けられている。詳しくは、後述するが、薬剤供給部3は、原水に対して酸化剤を添加し、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。The chemical supply unit 3 is provided within the raw water inlet pipe 10. As will be described in more detail below, the chemical supply unit 3 adds an oxidizing agent to the raw water, causing metal ions contained in the raw water to coagulate as substances that are difficult to dissolve in water, making them easier to capture in the filtration unit 2.
(濾過部関連)
次に濾過部関連部品である、濾過部2と切替弁5に関して図4を用いて説明する。図2は、水処理装置1の逆洗処理時の水の流れを示す概略図である。図3は、水処理装置1のリンス処理時の水の流れを示す概略図である。図4は、水処理装置1の濾過部2と切替弁5の断面図である。
(Filtration section related)
Next, the filtration unit 2 and the switching valve 5, which are components related to the filtration unit, will be described with reference to Fig. 4. Fig. 2 is a schematic diagram showing the flow of water during backwash processing in the water treatment device 1. Fig. 3 is a schematic diagram showing the flow of water during rinse processing in the water treatment device 1. Fig. 4 is a cross-sectional view of the filtration unit 2 and the switching valve 5 of the water treatment device 1.
濾過部2は、濾材および集水管70などを内部に有するもので、原水を通過させて浄化するものである。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71と、整流作用を有する下層72とで構成されている。上層71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は、この上層71を中心に濾過の作用が働く。下層72に用いられる濾材は、集水管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で構成されている。そして、下層72では、最下層に比較的粒径の大きい砂利層を設け、水の流れを良くするとともに、集水管70の下部から濾材が流出しないようにしている。なお、下層72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71と下層72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。The filtration unit 2 contains filter media and a water collection pipe 70, and purifies raw water by passing it through. The filter media inside the filtration unit 2 consists of an upper layer 71, which primarily filters out impurities, and a lower layer 72, which has a rectifying effect. The filter media used in the upper layer 71 includes activated carbon, manganese sand, anthracite, etc., and approximately one to four types are used in layers depending on the quality of the raw water. In this embodiment, the filtration function of the filtration unit 2 is centered around the upper layer 71. The filter media used in the lower layer 72 is composed of gravel or coarse-pore resin to disperse water entering and exiting the water collection pipe. The lower layer 72 has a relatively large gravel layer at the bottom to improve water flow and prevent the filter media from leaking out from the bottom of the water collection pipe 70. The amount of filter media in the lower layer 72 should be approximately 1/2 to 1 times the diameter of the filtration unit 2. The combined filling amount of the filter material in the upper layer 71 and the lower layer 72 is preferably about 1/4 to 4/5 times the internal volume of the filtration section 2 .
濾過部2は、上部において、外部配管(原水流入配管10、浄水吐出配管20、逆洗ドレン管40)と接続されている。濾過部2内部には、開口となる流入口73と流出口74が設けられ、流出口74は、集水管70と接続されている。 The filtration section 2 is connected at the top to external piping (raw water inlet piping 10, purified water outlet piping 20, backwash drain pipe 40). Inside the filtration section 2, an inlet 73 and an outlet 74 are provided, and the outlet 74 is connected to the water collection pipe 70.
濾過部2の上部には、切替弁5が取り付けられており、外部配管(原水流入配管10、浄水吐出配管20、逆洗ドレン管40)と濾過部2内の流入口73と流出口74が接続される。切替弁5の操作によって外部配管と流入口73、流出口74との連通が切り替えられる。切替弁5内には、流路を切り替える流路切替コマ75を備えており、流路切替コマ75を回転させることによって、接続された配管、開口との連通方向を変更する。流路切替コマ75は、外部の取っ手で回転させる、あるいは、外部モータで動かすことが出来る。 A switching valve 5 is attached to the top of the filtration section 2, and connects the external piping (raw water inlet piping 10, purified water outlet piping 20, backwash drain pipe 40) to the inlet 73 and outlet 74 within the filtration section 2. Operation of the switching valve 5 switches the communication between the external piping and the inlet 73 and outlet 74. The switching valve 5 is equipped with a flow path switching top 75 that switches the flow path; rotating the flow path switching top 75 changes the direction of communication with the connected piping and openings. The flow path switching top 75 can be rotated with an external handle or moved by an external motor.
濾過処理時には、流路切替コマ75の操作によって、原水流入配管10と流入口73を連通させ、流出口74と浄水吐出配管20を連通させる。一方、逆洗処理時には、流路切替コマ75の操作によって、原水流入配管10と流出口74を連通させ、流入口73と逆洗ドレン管40を連通させる。また、リンス処理時には、流路切替コマ75の操作によって、原水流入配管10と流入口73を連通させ、流出口74と逆洗ドレン管40を連通させる。 During filtration, the flow path switching piece 75 is operated to connect the raw water inlet pipe 10 to the inlet 73, and to connect the outlet 74 to the purified water discharge pipe 20. During backwashing, the flow path switching piece 75 is operated to connect the raw water inlet pipe 10 to the outlet 74, and to connect the inlet 73 to the backwash drain pipe 40. During rinsing, the flow path switching piece 75 is operated to connect the raw water inlet pipe 10 to the inlet 73, and to connect the outlet 74 to the backwash drain pipe 40.
なお、切替弁5に接続する配管の種類によって様々な運転が可能である。例えば、原水流入配管10と浄水吐出配管20を接続することで、原水を直接浄水タンク6に送ることが出来る。 Various types of operation are possible depending on the type of piping connected to the switching valve 5. For example, by connecting the raw water inlet piping 10 and the purified water outlet piping 20, raw water can be sent directly to the purified water tank 6.
なお、本実施の形態では、切替弁5を用いたが、切替弁5を使用する以外にも、複数のバルブを使用することでも流路を切り替えることが出来る。 In this embodiment, a switching valve 5 is used, but in addition to using a switching valve 5, the flow path can also be switched by using multiple valves.
このような構成において、濾過処理時、逆洗処理時の水の流れについて説明する。濾過処理時には、濾過部2内では、以下のように水が流れ、流出口74から浄化された水が得られる。 In this configuration, we will explain the water flow during filtration and backwashing. During filtration, water flows within the filtration section 2 as follows, and purified water is obtained from the outlet 74.
[濾過処理時の濾過部2内の流路]
流入口73→上層71→下層72→集水管70→流出口74
なお、リンス処理時においても、濾過部2内では濾過処理時と同じように水が流れるが、後述する逆洗処理後の汚れを含んだ水が流出口74から流出する。そのため、流出口74は逆洗ドレン管40に連通され、外部へ排出される。
[Flow path within filtration unit 2 during filtration process]
Inflow port 73 → Upper layer 71 → Lower layer 72 → Water collection pipe 70 → Outlet port 74
During the rinsing process, water flows through the filtration section 2 in the same manner as during the filtration process, but water containing dirt after the backwash process (described later) flows out from the outlet 74. Therefore, the outlet 74 is connected to the backwash drain pipe 40 and is discharged to the outside.
また、濾過部2には濾過処理で溜まった汚れを逆洗処理で排出することが出来る。逆洗処理時には以下のように水が流れ、流出口74から汚れが排出される。 In addition, dirt accumulated in the filtration section 2 during the filtration process can be discharged by backwashing. During backwashing, water flows as follows, and dirt is discharged from the outlet 74.
[逆洗処理時の濾過部2内の流路]
流出口74→集水管70→下層72→上層71→流入口73
(薬剤供給部)
次に、薬剤供給部3について、図1、図5を用いて説明する。図5は、水処理装置1の薬剤供給部3の断面図である。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で補足しやすくするために設けられている。薬剤供給部3は、流入路31、薬剤路32、バイパス路33、流出路34を有している。流入路31は、原水流入配管10と接続され、原水を薬剤供給部3に流入させる。薬剤路32は、流入路31から分岐し、薬剤を溶かすものである。バイパス路33は、絞り部33aを介して、同じく流入路31から分岐し、薬液を必要な濃度に調整するために設けられている。そして、バイパス路33は、流入路31から分岐後、流出路34の入口側に接続されている。流出路34は、薬剤路32、バイパス路33と合流し、再び原水流入配管10に接続され、原水流入配管10に薬剤の含まれた原水を送り出すことになる。図5に示すように、薬剤路32は、分岐後、鉛直方向に立ち上がる噴出管52と、噴出管52の上部で薬剤に接触し、薬剤を溶出させる薬剤載置部53と、噴出管52の外周であって、筐体51の内部となる回収部54とで構成される。
[Flow path in filtration section 2 during backwashing process]
Outlet 74 → Water collection pipe 70 → Lower layer 72 → Upper layer 71 → Inlet 73
(Medicine Supply Department)
Next, the chemical supply unit 3 will be described using FIGS. 1 and 5. FIG. 5 is a cross-sectional view of the chemical supply unit 3 of the water treatment device 1. The chemical supply unit 3 is provided to promote the aggregation of metal ions contained in the raw water by the chemical contained therein, facilitating their capture by the filtration unit 2. The chemical supply unit 3 has an inlet channel 31, a chemical supply channel 32, a bypass channel 33, and an outlet channel 34. The inlet channel 31 is connected to the raw water inlet pipe 10 and allows raw water to flow into the chemical supply unit 3. The chemical supply channel 32 branches off from the inlet channel 31 and dissolves the chemical. The bypass channel 33 also branches off from the inlet channel 31 via a throttle section 33a and is provided to adjust the chemical solution to the required concentration. After branching off from the inlet channel 31, the bypass channel 33 is connected to the inlet side of the outlet channel 34. Outlet path 34 merges with chemical path 32 and bypass path 33 and is connected again to raw water inlet pipe 10, sending out chemical-containing raw water to raw water inlet pipe 10. As shown in Figure 5, chemical path 32 is composed of spray pipe 52 that branches and then rises vertically, chemical placement section 53 that comes into contact with the chemical at the top of spray pipe 52 and dissolves the chemical, and recovery section 54 that is located on the outer periphery of spray pipe 52 and inside housing 51.
噴出管52は小径の管路で上部に薬剤載置部53を備えて立設されている。噴出管52は、下部の径を小さくし、薬剤載置部53を噴出管52の上部に設けることによって、原水を所望の流量で薬剤と接触させることを実現している。薬剤載置部53は、原水の流量に対し、所望の濃度の薬液が得られるよう、置く薬剤の量(数)を確保するための大きさとなる。 The spray pipe 52 is a small-diameter pipe that stands upright and has a chemical placement section 53 at the top. The diameter of the spray pipe 52 is reduced at the bottom, and the chemical placement section 53 is located at the top of the spray pipe 52, allowing the raw water to come into contact with the chemical at the desired flow rate. The chemical placement section 53 is sized to ensure the amount (number) of chemical placed so that the desired concentration of chemical solution is obtained for the raw water flow rate.
薬剤を溶かした薬液は、回収部54へ流出する。回収部54において、薬剤を溶かした薬液は、筐体51の下部に貯まり、その後、回収開口55から流出路34へと流れだす。噴出管52の径を小さくし、筐体51の内壁面との距離を確保してあるので、筐体51内に流下した薬剤の溶けた原水は、液面を筐体51の高さに対し、1/2程度、あるいはそれ以下にすることができている。薬液は所望の深さで筐体51内に貯まることによって、流出路34において原水と混合する割合が調整されている。 The chemical solution containing the dissolved chemical flows out into the recovery section 54. In the recovery section 54, the chemical solution containing the dissolved chemical accumulates at the bottom of the housing 51, and then flows out of the recovery opening 55 into the outflow channel 34. Because the diameter of the ejection pipe 52 is small and a sufficient distance is maintained between the ejection pipe 52 and the inner wall surface of the housing 51, the liquid level of the raw water containing the dissolved chemical that flows down into the housing 51 can be set to about half the height of the housing 51 or even lower. By accumulating the chemical solution at the desired depth within the housing 51, the ratio at which it mixes with the raw water in the outflow channel 34 can be adjusted.
また、薬剤路32を流れる原水の流量は、バイパス路33を流れる原水の流量によって調整できる。すなわち、バイパス路33の絞り部33aの径を調整することで、薬剤路32とバイパス路33を流れる原水の流量割合を調整する。このようにして合流後の流出路34における薬剤濃度が所望の濃度になるように調整できるようになっている。なお、絞り部33aの代わりに、流量調整用のバルブを用いてバイパス路33を流れる原水の流量を調整してもよい。 The flow rate of raw water flowing through chemical path 32 can be adjusted by the flow rate of raw water flowing through bypass path 33. That is, the ratio of the flow rates of raw water flowing through chemical path 32 and bypass path 33 can be adjusted by adjusting the diameter of throttle section 33a of bypass path 33. In this way, the chemical concentration in outflow path 34 after merging can be adjusted to the desired concentration. Note that instead of throttle section 33a, a flow control valve can be used to adjust the flow rate of raw water flowing through bypass path 33.
そして、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のである。 By keeping the amount of raw water flowing into the chemical supply unit 3 within a predetermined range and setting the liquid level in the chemical supply unit 3 to the desired height, the chemical concentration in the raw water flowing out of the chemical supply unit 3 can be adjusted to within the desired range.
なお、薬剤供給部3の筐体51内には、常時の空気層が存在するようにするとよい。筐体51は、原水流入配管10との接続部を除いて密閉空間なので、一旦空気が無くなり、筐体51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。そのため、薬剤供給部3に空気を送るため、原水流入配管10に空気補給用の配管や、逆止弁などのバルブを取付けると良い。 It is advisable to ensure that there is always an air layer inside the housing 51 of the chemical supply unit 3. The housing 51 is an airtight space except for the connection with the raw water inlet pipe 10, so once the air is removed and the housing 51 is filled with water, the chemical 60 will be constantly in contact with the water and continue to dissolve. Therefore, in order to send air to the chemical supply unit 3, it is advisable to attach an air supply pipe or a valve such as a check valve to the raw water inlet pipe 10.
薬剤載置部53には、水溶性で、固形の薬剤60を備えている。薬剤60としては、タブレットや顆粒状のものを用いることがよい。なぜなら、薬剤60の表面積が大きくでき安定した溶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、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の大きさが小さい場合には、隣り合った薬剤が同時に水に接触して薬剤同士が固着してしまう。固着すると、薬剤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ということがある。あるいは、薬剤60の大きさが小さい場合には、噴出管52から供給される水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。そのため、所望の濃度の薬液を供給するため、上述の大きさの薬剤60を用いている。The chemical placement section 53 is equipped with a water-soluble, solid chemical 60. It is preferable to use a tablet or granular chemical 60, as this increases the surface area of the chemical 60 and allows for a stable solvent concentration. For tablets, a diameter of 30 mm and a height of 10-20 mm is recommended, while for granules, a diameter of 5-15 mm is recommended. If the chemical 60 is small, adjacent chemicals may come into contact with water at the same time, causing them to stick together. This adhesion can result in only the lower portions of the chemical coming into contact with water, making it impossible to obtain a chemical solution of the desired concentration. Alternatively, if the chemical 60 is small, the contact area with the water supplied from the ejection pipe 52 increases, making it impossible to obtain a chemical solution of the desired concentration. Therefore, chemicals 60 of the above-mentioned sizes are used to supply a chemical solution of the desired concentration.
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)やキトサン等、無機の凝集剤や高分子の凝集剤を使用しても良い。原水に対して薬剤を添加する場合には、薬剤60は水に溶けやすいものがよいが、停止中、あるいは逆洗処理中、すなわち、薬剤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53から流れ出さないものがよい。本実施の形態では、トリクロロイソシアヌル酸を用いている。 As mentioned above, chemical 60 oxidizes metal ions contained in the raw water to produce flocculants that are difficult to dissolve in water. Various oxidizing agents can be used as chemical 60, but depending on the desired water purification performance, inorganic or polymeric flocculants such as PAC (polyaluminum chloride) or chitosan may also be used. When adding chemicals to raw water, chemical 60 that is easily soluble in water is preferable, but it is also preferable that the chemical remains in a solid form and does not flow out of chemical placement section 53 during shutdown or backwash processing, i.e., when chemical addition is interrupted. In this embodiment, trichloroisocyanuric acid is used.
薬剤供給部3の各部材は、薬剤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)、PP(ポリプロピレン)など薬剤に対する反応性が低い素材を選ぶとよい。一方、噴出管52には薬剤載置部53を支えるための強度が必要なので、薬剤に対する相性を考慮すると、噴出管52の材質はPPより強度がある塩化ビニルやABS(アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン)などを選択することが好ましい。噴出管52の外径は、基台51aや上部カバー51bの内径の4分の1以下に抑えるとよい。上述のように、噴出管52の外側に載置部出口58から排出された薬剤供給後の溶液を一時貯留する空間(回収部54)を設けることができ、筐体51内の水位が急激に上昇し薬剤載置部53まで到達することを抑制できるからである。例えば、基台51aの内径が130mmの場合、外径25~40mm程度の塩ビ管などを使用するとよい。Because each component of the drug supply unit 3 may be in contact with the drug for extended periods of time, it is recommended to select materials with low reactivity to the drug, such as PVC (polyvinyl chloride), PMMA (polymethyl methacrylate), or PP (polypropylene). Meanwhile, the ejection tube 52 must be strong enough to support the drug placement unit 53. Considering compatibility with the drug, it is preferable to select materials for the ejection tube 52 that are stronger than PP, such as polyvinyl chloride or ABS (acrylonitrile butadiene styrene). The outer diameter of the ejection tube 52 should be no more than one-quarter the inner diameter of the base 51a and upper cover 51b. As mentioned above, a space (recovery unit 54) can be provided outside the ejection tube 52 to temporarily store the solution discharged from the placement unit outlet 58 after drug supply, preventing the water level in the housing 51 from rising too rapidly and reaching the drug placement unit 53. For example, if the inner diameter of the base 51a is 130 mm, a PVC pipe with an outer diameter of approximately 25 to 40 mm should be used.
(配管構成)
本実施の形態の最も特徴的な部分について説明する。
(Piping configuration)
The most characteristic feature of this embodiment will be described.
上述のとおり、本実施の形態の水処理装置1は、濾過部2と、原水流入配管10と、浄水吐出配管20と、逆洗ドレン管40を備えている(図1)。原水流入配管10は、入口側を水源となる電動ポンプ4の吐出口と配管接続され、出口側は濾過部2の切替弁5に接続されている。原水流入配管10の経路内には、薬剤供給部3が設けられ、さらに、薬剤供給部3を迂回するバイパス配管14が設けられている。このバイパス配管14は、薬剤供給部3の上流側の原水流入配管10で分岐(第1分岐部12)し、薬剤供給部3を迂回して、薬剤供給部3の下流側で原水流入配管10に合流(第2分岐部13)する。バイパス配管14の経路内には、バイパス配管14の経路を開放/閉鎖する、あるいは、バイパス配管14内を流れる流量を調整するバイパスバルブ15が設けられている。つまり、バイパスバルブ15は、バイパスバルブ15内を流れる水量を調整可能(バイパスバルブ15内の水路を開放または閉鎖可能)である。As described above, the water treatment device 1 of this embodiment includes a filtration unit 2, a raw water inlet pipe 10, a purified water discharge pipe 20, and a backwash drain pipe 40 (Figure 1). The raw water inlet pipe 10 is connected at its inlet to the discharge port of the electric pump 4, which serves as the water source, and at its outlet to the switching valve 5 of the filtration unit 2. The raw water inlet pipe 10 is provided with a chemical supply unit 3 and a bypass pipe 14 that bypasses the chemical supply unit 3. This bypass pipe 14 branches (first branch 12) at the raw water inlet pipe 10 upstream of the chemical supply unit 3, bypasses the chemical supply unit 3, and merges with the raw water inlet pipe 10 downstream of the chemical supply unit 3 (second branch 13). A bypass valve 15 is provided in the bypass pipe 14 to open/close the bypass pipe 14 or adjust the flow rate through the bypass pipe 14. In other words, the bypass valve 15 can adjust the amount of water flowing through the bypass valve 15 (can open or close the water passage in the bypass valve 15).
濾過部2は、2つの出口を有しており、一方の出口には、内部で浄化された水を取り出す浄水吐出配管20が接続されている。他方の出口には、逆洗処理時、リンス処理時に、濾過部2で捕集された粒状物質(よごれ、濁質成分、金属凝集物など)を系外へ排出する逆洗ドレン管40が接続されている。 The filtration unit 2 has two outlets, one of which is connected to a purified water discharge pipe 20 that extracts purified water. The other outlet is connected to a backwash drain pipe 40 that discharges particulate matter (dirt, turbid components, metal aggregates, etc.) captured by the filtration unit 2 out of the system during backwash and rinse processes.
次に、図1~4を用いて、水処理装置1内の配管構成と、濾過処理、逆洗処理における水の流れを説明する。図4は、濾過部2の断面概略図で、図4の(a)は濾過処理時の全体図、図4の(b)は逆洗処理時の切替弁5の状態、図4の(c)はリンス処理時の切替弁5の状態を示すものである。Next, the piping configuration within the water treatment device 1 and the water flow during filtration and backwashing processes will be explained using Figures 1 to 4. Figure 4 is a cross-sectional schematic diagram of the filtration section 2, with Figure 4(a) showing an overall view during filtration, Figure 4(b) showing the state of the switching valve 5 during backwashing, and Figure 4(c) showing the state of the switching valve 5 during rinsing.
濾過処理時においては、図1と図4の(a)に示すように、原水流入配管10は、水源側の原水入口11から薬剤供給部3を経由して濾過部2へと接続する。濾過部2では、原水流入配管10と流入口73とが連通し、流出口74と浄水吐出配管20とが連通するように、切替弁5を操作して、接続を切り替える。During filtration, as shown in Figures 1 and 4(a), the raw water inlet pipe 10 connects from the raw water inlet 11 on the water source side to the filtration section 2 via the chemical supply section 3. In the filtration section 2, the switching valve 5 is operated to switch the connections so that the raw water inlet pipe 10 is connected to the inlet 73 and the outlet 74 is connected to the purified water discharge pipe 20.
このような配管構成において、濾過処理時には、以下のように水が流れることになる。 With this piping configuration, water will flow as follows during filtration:
[濾過処理時の流路]
原水入口11→(原水流入配管10)→第1分岐部12→薬剤供給部3→第2分岐部13→切替弁5→濾過部2→切替弁5→(浄水吐出配管20)→浄水出口21
なお、浄水吐出配管20の経路内には、逆止弁62を設けている。浄水出口21から取り出した浄水は、高所に設けた浄水タンク6へと配管接続される場合が多い。逆止弁62は、高所に設けられた浄水タンク6からの浄水の逆流を制止し、濾過部2内への水の逆流入を防ぐものである。
[Flow path during filtration process]
Raw water inlet 11 → (raw water inlet piping 10) → first branch 12 → chemical supply unit 3 → second branch 13 → switching valve 5 → filtration unit 2 → switching valve 5 → (purified water discharge piping 20) → purified water outlet 21
A check valve 62 is provided in the path of the purified water discharge piping 20. The purified water taken out from the purified water outlet 21 is often connected to a purified water tank 6 installed at an elevated location. The check valve 62 stops the reverse flow of purified water from the purified water tank 6 installed at an elevated location, and prevents water from flowing back into the filtration unit 2.
次に、図2と図4の(b)を用い逆洗処理時の水の流れを説明する。逆洗処理時には、バイパスバルブ15を開放して、原水流入配管10を、水源側の原水入口11から、薬剤供給部3を迂回し、バイパス配管14を経由して濾過部2へと接続する。濾過部2では、原水流入配管10と流出口74とが連通し、流入口73と逆洗ドレン管40とが連通するように、切替弁5を操作して、接続を切り替える。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。本実施の形態による水処理装置1では、切替弁5とバイパスバルブ15を切り替えることによって水源(電動ポンプ4)をひとつにして、濾過処理、逆洗処理を行うことができる。 Next, the water flow during backwashing will be explained using Figures 2 and 4(b). During backwashing, the bypass valve 15 is opened, and the raw water inlet pipe 10 is connected from the raw water inlet 11 on the water source side to the filtration section 2 via the bypass pipe 14, bypassing the chemical supply section 3. In the filtration section 2, the selector valve 5 is operated to switch the connections so that the raw water inlet pipe 10 is connected to the outlet 74 and the inlet 73 is connected to the backwash drain pipe 40. At this time, the water flow within the filtration section 2 is reversed from that during filtration. In the water treatment device 1 according to this embodiment, by switching the selector valve 5 and bypass valve 15, the water source (electric pump 4) can be combined into one, allowing filtration and backwashing to be performed.
逆洗処理時には、以下のように水が流れることになる。 During backwashing, water will flow as follows:
[逆洗処理時の流路]
原水入口11→(原水流入配管10)→第1分岐部12→(バイパス配管14)→バイパスバルブ15→(バイパス配管14)→第2分岐部13→切替弁5→濾過部2→切替弁5→逆洗ドレン管40
このように、逆洗処理時には、濾過部2を通過した後、装置外へ排出するので、薬剤の添加によって金属イオン等を凝集させる必要がない。従って、逆洗処理時には、原水は、薬剤供給部3を迂回するバイパス配管14を経由して濾過部2へ送られる。そして、逆洗処理時には薬剤の溶出を抑えて、原水に近い状態のままの水が濾過部2に供給され、濾過部2内の洗浄を行うことになる。
[Flow path during backwashing process]
Raw water inlet 11 → (raw water inlet pipe 10) → first branch 12 → (bypass pipe 14) → bypass valve 15 → (bypass pipe 14) → second branch 13 → switching valve 5 → filtration unit 2 → switching valve 5 → backwash drain pipe 40
In this way, during backwashing, the raw water is discharged outside the device after passing through the filtration unit 2, so there is no need to add chemicals to aggregate metal ions, etc. Therefore, during backwashing, the raw water is sent to the filtration unit 2 via bypass piping 14, which bypasses the chemical supply unit 3. Then, during backwashing, the elution of chemicals is suppressed, and water in a state close to that of the raw water is supplied to the filtration unit 2, and the inside of the filtration unit 2 is cleaned.
また、逆洗処理を行う際には、大きな流量を必要とする。そのため、バイパス配管14の径を大きくすることによって、逆洗処理時の原水の流量を大きく確保することができる。一方、濾過処理時には、濾過部2の能力により流量を設定する。そのため、濾過処理時に通過する配管の一部、すなわち、浄水吐出配管20の経路内に絞り部24を設け、濾過処理時における流量を抑えるようにしている。この絞り部24と電動ポンプ4との組み合わせによって、濾過処理時の流量を所望の設計値にしている。そして、バイパス配管14の径は、絞り部24よりも大きくして、逆洗処理時にバイパス配管14を通過する水の流量を確保するようになっている。 In addition, a large flow rate is required when performing backwashing. Therefore, by increasing the diameter of the bypass piping 14, a large flow rate of raw water can be ensured during backwashing. On the other hand, during filtration, the flow rate is set according to the capacity of the filtration unit 2. For this reason, a throttle unit 24 is provided in part of the piping through which the water passes during filtration, i.e., in the route of the purified water discharge piping 20, to reduce the flow rate during filtration. The combination of this throttle unit 24 and the electric pump 4 sets the flow rate during filtration to the desired design value. The diameter of the bypass piping 14 is made larger than the throttle unit 24 to ensure the flow rate of water passing through the bypass piping 14 during backwashing.
なお、逆洗処理時の大きな流量をそのまま排出するため、逆洗ドレン管40は絞り部24に比べ径を大きくとっている。 In addition, in order to discharge the large flow rate during backwashing processing as is, the backwashing drain pipe 40 has a larger diameter than the constriction section 24.
また、バイパスバルブ15は、原水流入配管10、浄水吐出配管20内の圧力、あるいは流量を検知し、開閉するようにしてもよい。逆洗処理と濾過処理では経路が異なるため、原水流入配管10中の圧力にも差が生まれる。この圧力差によってバイパスバルブ15を開閉させることができる。すなわち、バイパスバルブ15として、原水流入配管10や浄水吐出配管20に設けた圧力スイッチや、水処理装置1内の配管に設けた流量計から信号を受けて開閉する電磁弁や電動弁を使用しても良い。 The bypass valve 15 may also be designed to open and close by detecting the pressure or flow rate in the raw water inlet pipe 10 and the purified water discharge pipe 20. Because the backwashing process and the filtration process use different paths, a difference in pressure will also occur in the raw water inlet pipe 10. This pressure difference can be used to open and close the bypass valve 15. In other words, the bypass valve 15 may be a pressure switch installed in the raw water inlet pipe 10 or the purified water discharge pipe 20, or a solenoid valve or motor-operated valve that opens and closes in response to a signal from a flow meter installed in the pipes within the water treatment device 1.
また、切替弁5や電動ポンプ4を一括で制御する場合は、バイパスバルブ15と切替弁5を連動させて流路を変更させることも可能である。あるいは、切替弁5の操作に連動してバイパスバルブ15の開閉を行ってもよい。 In addition, when controlling the switching valve 5 and the electric pump 4 together, it is possible to change the flow path by interlocking the bypass valve 15 and the switching valve 5. Alternatively, the bypass valve 15 may be opened and closed in conjunction with the operation of the switching valve 5.
なお、本実施の形態の水処理装置1は、逆洗処理時に配管内に残った異物を排出するための「リンス処理」を行うことができる。このリンス処理について、図3と図4の(c)を用いて説明する。リンス処理は切替弁5の流路を変更することで可能である。具体的には、バイパスバルブ15は開かれる。切替弁5は、原水流入配管10と流入口73を連通し、流出口74と逆洗ドレン管40とを連通するように切り替えられる。このような状態では、濾過部2内では、濾過処理と同方向に通水し、濾過部2を通過した水は逆洗ドレン管40を通って排出される。 The water treatment device 1 of this embodiment can perform a "rinse process" to remove foreign matter remaining in the piping during the backwash process. This rinse process will be explained using Figures 3 and 4(c). The rinse process is possible by changing the flow path of the switching valve 5. Specifically, the bypass valve 15 is opened. The switching valve 5 is switched so that the raw water inlet piping 10 communicates with the inlet 73 and the outlet 74 communicates with the backwash drain pipe 40. In this state, water flows in the filtration section 2 in the same direction as the filtration process, and water that has passed through the filtration section 2 is discharged through the backwash drain pipe 40.
このようなバルブ操作によって、リンス処理時には、以下のように水が流れることになる。 By operating the valves in this way, water will flow as follows during the rinsing process.
[リンス処理時の流路]
原水入口11→(原水流入配管10)→第1分岐部12→(バイパス配管14)→第2分岐部13→切替弁5→濾過部2→切替弁5→逆洗ドレン管40
逆洗処理が終わった直後には、濾過部2内、あるいは、水処理装置1の配管内には、濾過部2の逆洗によって洗い出された異物が残っている。そのため、リンス処理によって、異物を排出することができる。本実施の形態では、リンス処理では薬剤を添加しないようにバイパスバルブ15を開放し、バイパス配管14側に水を流し、薬剤60の使用量を減らしたが、バイパスバルブ15を閉じて流れる水に薬剤60を添加してもよい。
[Flow path during rinsing process]
Raw water inlet 11 → (raw water inlet pipe 10) → first branch 12 → (bypass pipe 14) → second branch 13 → switching valve 5 → filtration unit 2 → switching valve 5 → backwash drain pipe 40
Immediately after the backwashing process is completed, foreign matter washed out by the backwashing of the filtration unit 2 remains in the filtration unit 2 or in the piping of the water treatment device 1. Therefore, the foreign matter can be discharged by the rinsing process. In this embodiment, the bypass valve 15 is opened during the rinsing process so that no chemicals are added, and water is allowed to flow through the bypass piping 14, thereby reducing the amount of chemicals 60 used. However, the bypass valve 15 may be closed and the chemicals 60 may be added to the flowing water.
このように、数種類の運転モードがある水処理装置1に使用する薬剤供給部3は、必要に応じて薬剤添加の有無を切り替える必要がある。そのため、流量によって薬剤添加の有無を切り替えられる薬剤供給部3と、薬剤供給部3を迂回するバイパス配管14を接続することで、濾過処理運転時には薬剤を添加し、逆洗運転時には薬剤を添加しないことが可能となる。 As such, the chemical supply unit 3 used in the water treatment device 1, which has several operating modes, needs to be able to switch between adding and not adding chemicals as needed. Therefore, by connecting the chemical supply unit 3, which can switch between adding and not adding chemicals depending on the flow rate, to a bypass pipe 14 that bypasses the chemical supply unit 3, it is possible to add chemicals during filtration operation and not add chemicals during backwash operation.
(実施の形態1-2)
図6は、実施の形態1-2の水処理装置1の全体構成を示すとともに、濾過処理時における水の流れを示した概略図である。図7は、本実施の形態の逆洗処理時の水の流れを示す概略図となっている。実施の形態1-1と同様の構成要素については、同一の符号を付し、その詳細の説明を省略する。図6、図7に示すように、実施の形態1-1と相違する点は、バイパスバルブ15の位置と空気注入部80である。
(Embodiment 1-2)
FIG. 6 is a schematic diagram showing the overall configuration of the water treatment device 1 of embodiment 1-2 and the flow of water during filtration treatment. FIG. 7 is a schematic diagram showing the flow of water during backwash treatment in this embodiment. Components similar to those in embodiment 1-1 are given the same reference numerals, and detailed descriptions thereof will be omitted. As shown in FIGS. 6 and 7, the differences from embodiment 1-1 are the position of the bypass valve 15 and the air injection unit 80.
バイパスバルブ15は、原水流入配管10内でも良い。具体的には、原水流入配管10は、原水流入配管10においてバイパス配管14に分岐する第1分岐部12と、原水流入配管10においてバイパス配管14と合流する第2分岐部13と、を有している。バイパスバルブ15は、原水流入配管10において第1分岐部12と薬剤供給部3との間の配管、または原水流入配管10において薬剤供給部3と第2分岐部13との間の配管に設けられる。バイパスバルブ15は、バイパスバルブ15内を流れる水量を調整可能(バイパスバルブ15内の水路を開放または閉鎖可能)である。なお、本実施の形態では、バイパスバルブ15は、原水流入配管10において薬剤供給部3と第2分岐部13との間の配管に設けられている。The bypass valve 15 may be located within the raw water inlet pipe 10. Specifically, the raw water inlet pipe 10 has a first branch 12 that branches off from the raw water inlet pipe 10 to the bypass pipe 14, and a second branch 13 that merges with the bypass pipe 14. The bypass valve 15 is provided in the raw water inlet pipe 10 between the first branch 12 and the chemical supply unit 3, or in the raw water inlet pipe 10 between the chemical supply unit 3 and the second branch 13. The bypass valve 15 is capable of adjusting the amount of water flowing through the bypass valve 15 (the water channel within the bypass valve 15 can be opened or closed). In this embodiment, the bypass valve 15 is provided in the raw water inlet pipe 10 between the chemical supply unit 3 and the second branch 13.
空気注入部80はバイパス配管14内に設置され、バイパス配管14中に空気を注入する事ができる。この空気注入部にはベンチュリ構造を用いても良い。 The air injection section 80 is installed inside the bypass pipe 14 and can inject air into the bypass pipe 14. A venturi structure may be used for this air injection section.
図8は、水処理装置1の空気注入部80の概略図である。ベンチュリ構造を用いた場合の構成を図8に示し、空気注入部80が機能する原理を説明する。 Figure 8 is a schematic diagram of the air injection section 80 of the water treatment device 1. Figure 8 shows the configuration when a venturi structure is used, and explains the principle by which the air injection section 80 functions.
空気注入部80はバイパス配管14の途中に設けられている。空気注入部80は、第1管部81と、第2管部82と、第3管部83と、第1傾斜管部84と、第2傾斜管部85と、空気管86と、を有している。 The air injection section 80 is provided midway along the bypass piping 14. The air injection section 80 has a first pipe section 81, a second pipe section 82, a third pipe section 83, a first inclined pipe section 84, a second inclined pipe section 85, and an air pipe 86.
第1管部81は、中心軸が水平方向に延びる管形状である。第1管部81を流れる水の速度は、空気注入部80において最も速くなる。 The first pipe section 81 has a pipe shape with a central axis extending horizontally. The speed of the water flowing through the first pipe section 81 is fastest at the air injection section 80.
第2管部82は、第1管部81の水の流れにおいて第1管部81より上流側に設けられ、中心軸が水平方向に延びる管形状である。第2管部82において水が流れる断面積は、第1管部81において水が流れる断面積より大きい。第2管部82と第1管部81とは、第1傾斜管部84によって連結されている。 The second pipe section 82 is located upstream of the first pipe section 81 in the water flow through the first pipe section 81, and is tubular in shape with a central axis extending horizontally. The cross-sectional area through which water flows in the second pipe section 82 is larger than the cross-sectional area through which water flows in the first pipe section 81. The second pipe section 82 and the first pipe section 81 are connected by the first inclined pipe section 84.
第1傾斜管部84は、中心軸が水平方向に延び、第2管部82から第1管部81に向かうにつれて水が流れる断面積が小さくなる管形状である。 The first inclined pipe section 84 has a pipe shape whose central axis extends horizontally and whose cross-sectional area through which water flows becomes smaller as it moves from the second pipe section 82 to the first pipe section 81.
第3管部83は、第1管部81の水の流れにおいて第1管部81より下流側に設けられ、中心軸が水平方向に延びる管形状である。第3管部83において水が流れる断面積は、第1管部81において水が流れる断面積より大きい。第3管部83と第1管部81とは、第2傾斜管部85によって連結されている。 The third pipe section 83 is located downstream of the first pipe section 81 in the water flow through the first pipe section 81, and is tubular in shape with a central axis extending horizontally. The cross-sectional area through which water flows in the third pipe section 83 is larger than the cross-sectional area through which water flows in the first pipe section 81. The third pipe section 83 and the first pipe section 81 are connected by the second inclined pipe section 85.
第2傾斜管部85は、中心軸が水平方向に延び、第1管部81から第3管部83に向かうにつれて水が流れる断面積が大きくなる管形状である。 The second inclined pipe section 85 has a pipe shape whose central axis extends horizontally and whose cross-sectional area through which water flows increases as it moves from the first pipe section 81 to the third pipe section 83.
空気管86は、第1管部81の上面から上方に延びる管形状である。空気管86の上端は、大気中に開口し、第1管部81内と連通している。空気管86の断面積は、第1管部81の断面積より小さい。空気管86には逆止弁を設けても良い。 The air pipe 86 is tubular and extends upward from the top surface of the first pipe section 81. The upper end of the air pipe 86 opens to the atmosphere and communicates with the inside of the first pipe section 81. The cross-sectional area of the air pipe 86 is smaller than the cross-sectional area of the first pipe section 81. A check valve may be provided in the air pipe 86.
空気注入部80を流れる水は、第2管部82に流れ込み、第1傾斜管部84、第1管部81、第2傾斜管部85、を順次介して、第3管部83から流れ出す。 Water flowing through the air injection section 80 flows into the second pipe section 82, passes through the first inclined pipe section 84, the first pipe section 81, and the second inclined pipe section 85 in sequence, and then flows out from the third pipe section 83.
なお、第1管部81と、第2管部82と、第3管部83と、第1傾斜管部84と、第2傾斜管部85と、空気管86とは、一体的に形成されている。第1管部81と、第2管部82と、第3管部83と、第1傾斜管部84と、第2傾斜管部85との中心軸は一直線上に配置されている。 The first pipe section 81, the second pipe section 82, the third pipe section 83, the first inclined pipe section 84, the second inclined pipe section 85, and the air pipe 86 are integrally formed. The central axes of the first pipe section 81, the second pipe section 82, the third pipe section 83, the first inclined pipe section 84, and the second inclined pipe section 85 are aligned in a straight line.
空気注入部80は、第2管部82から第3管部83へ水が流れている場合、第1管部81の流速が第2管部82の流速より大きくなる。一方、水が持つエネルギーは、速度水頭・圧力水頭・位置水頭の3種類であり、エネルギー総和は第2管部82と第1傾斜管部84と、第1管部81で保存される。空気注入部80の中心軸が水平の場合、第2管部82と、第1傾斜管部84と、第1管部81との位置水頭は同等であるため、第1管部81の流速が上がり、速度水頭が上昇した分、圧力水頭が低下する。この圧力水頭の低下が大きい場合、第1管部81は負圧になる。第1管部81が負圧になり大気圧より低くなると、空気管から空気を誘引し第1管部81内に空気が混入し、水と混合した後、第2傾斜管部85を介して、第3管部83より排出される。 When water flows from the second pipe section 82 to the third pipe section 83 in the air injection section 80, the flow velocity in the first pipe section 81 is greater than the flow velocity in the second pipe section 82. Meanwhile, water possesses three types of energy: velocity head, pressure head, and position head, and the total energy is conserved in the second pipe section 82, first inclined pipe section 84, and first pipe section 81. When the central axis of the air injection section 80 is horizontal, the position heads of the second pipe section 82, first inclined pipe section 84, and first pipe section 81 are equivalent, so the flow velocity in the first pipe section 81 increases, and the pressure head decreases by the amount of the increase in velocity head. If this decrease in pressure head is significant, the first pipe section 81 becomes negative pressure. When the first pipe section 81 becomes negative pressure and becomes lower than atmospheric pressure, air is attracted from the air pipe, mixed into the first pipe section 81, and after mixing with water, it is discharged from the third pipe section 83 via the second inclined pipe section 85.
第1管部81と第2管部82の流速差が大きいほど、第1管部81の圧力低下は大きくなる。そのため、バイパス配管14の流量が大きい場合に、第1管部81は負圧になりやすい。また、第1管部81の圧力は第2管部82との圧力差で決まるため、第2管部82の圧力が低いほど負圧になりやすい。つまり、空気注入部80より後段の圧力抵抗が低いほど負圧になりやすく、空気を吸い込みやすい。また、第1管部81の負圧を生じさせるためには、第1管部81と第2管部82の内径比を、1:3~1:10程度にすると良い。なお、第1管部81、第2管部82、第3管部83、第1傾斜管部84、第2傾斜管部85の中心軸は水平ではなくても良い。その場合、第1管部81と第2管部82の位置水頭が変化することも考慮に入れた上で第1管部81が十分負圧になるよう、第1管部81と第2管部82の内径比を定めると良い。 The greater the difference in flow velocity between the first pipe section 81 and the second pipe section 82, the greater the pressure drop in the first pipe section 81. Therefore, when the flow rate of the bypass piping 14 is high, the first pipe section 81 is more likely to become negative pressure. Furthermore, because the pressure in the first pipe section 81 is determined by the pressure difference with the second pipe section 82, the lower the pressure in the second pipe section 82, the more likely it is to become negative pressure. In other words, the lower the pressure resistance downstream of the air injection section 80, the more likely it is to become negative pressure and the easier it is to suck in air. Furthermore, to generate negative pressure in the first pipe section 81, it is recommended that the inner diameter ratio of the first pipe section 81 to the second pipe section 82 be approximately 1:3 to 1:10. The central axes of the first pipe section 81, second pipe section 82, third pipe section 83, first inclined pipe section 84, and second inclined pipe section 85 do not have to be horizontal. In this case, it is advisable to determine the inner diameter ratio between the first pipe section 81 and the second pipe section 82 so that the first pipe section 81 is under sufficiently negative pressure, taking into consideration the change in the positional head of the first pipe section 81 and the second pipe section 82.
バイパスバルブ15が原水流入配管10内にある場合は、バイパス配管14の圧力損失が非常に重要である。例えば、バイパス配管14の圧力損失が小さい場合、すべての原水がバイパス配管14に流入し、薬剤供給部3側の流量がゼロになる。その場合、バイパス配管14内に絞りを設け、バイパス配管14の圧力損失を増加させることによって、薬剤供給部3に原水を供給すると良い。これは、原水の分岐流量が、バイパス配管14の圧力損失と、薬剤供給部3の圧力損失の比で決まるからである。この原理を利用し、ろ過時の薬剤供給部3側の流量は、バイパス配管14の圧力損失によって決める事ができ、薬剤供給部3側の流量を調整する事によって、供給する薬剤の濃度も調整することが可能である。 When the bypass valve 15 is located within the raw water inlet pipe 10, the pressure loss in the bypass pipe 14 is extremely important. For example, if the pressure loss in the bypass pipe 14 is small, all of the raw water will flow into the bypass pipe 14, and the flow rate on the chemical supply unit 3 side will be zero. In this case, it is a good idea to provide a throttle in the bypass pipe 14 to increase the pressure loss in the bypass pipe 14 and supply raw water to the chemical supply unit 3. This is because the branch flow rate of raw water is determined by the ratio of the pressure loss in the bypass pipe 14 to the pressure loss in the chemical supply unit 3. Using this principle, the flow rate on the chemical supply unit 3 side during filtration can be determined by the pressure loss in the bypass pipe 14, and by adjusting the flow rate on the chemical supply unit 3 side, the concentration of the chemical being supplied can also be adjusted.
一方、バイパス配管14の圧力損失の多くは空気注入部80で決まる。そのため、空気注入部80は空気の注入量と圧力損失の両方を考慮し設計する必要がある。 On the other hand, much of the pressure loss in the bypass piping 14 is determined by the air injection section 80. Therefore, the air injection section 80 must be designed taking into account both the amount of air injected and the pressure loss.
実施の形態1-2における各運転モードの動作を以下で説明する。 The operation of each operating mode in embodiment 1-2 is described below.
濾過処理時においては、図6と図4の(a)に示すように、バイパスバルブ15を開放して、原水流入配管10は、水源側の原水入口11から薬剤供給部3またはバイパス配管14を経由して濾過部2へと接続される。濾過部2では、原水流入配管10と流入口73とが連通し、流出口74と浄水吐出配管20とが連通するように、切替弁5を操作して、接続を切り替える。 During filtration, as shown in Figures 6 and 4(a), the bypass valve 15 is opened and the raw water inlet pipe 10 is connected from the raw water inlet 11 on the water source side to the filtration section 2 via the chemical supply section 3 or the bypass pipe 14. In the filtration section 2, the switching valve 5 is operated to switch the connections so that the raw water inlet pipe 10 is connected to the inlet 73 and the outlet 74 is connected to the purified water discharge pipe 20.
濾過処理の場合は、バイパスバルブ15を開にする事によって以下のような流路を取る。 In the case of filtration, the bypass valve 15 is opened to create the following flow path.
[濾過処理時の流路]
原水入口11→(原水流入配管10)→第1分岐部12→薬剤供給部3+バイパス配管14→第2分岐部13→切替弁5→濾過部2→切替弁5→(浄水吐出配管20)→絞り部24+浄水出口21
この流路では、第1分岐部12で薬剤供給部3とバイパス配管14に流路が分岐されることによって、薬剤を供給することが可能である。
[Flow path during filtration]
Raw water inlet 11 → (raw water inlet piping 10) → first branch 12 → chemical supply unit 3 + bypass piping 14 → second branch 13 → switching valve 5 → filtration unit 2 → switching valve 5 → (purified water discharge piping 20) → throttle unit 24 + purified water outlet 21
In this flow path, the flow path branches into the drug supply section 3 and the bypass pipe 14 at the first branch section 12, making it possible to supply a drug.
濾過処理時には、空気注入部80にも水が流れるが、空気は注入されない。これは、上記で説明した通り、空気注入部80から空気が吸引されるためには、空気注入部80の流速が大きい事と、空気注入部80の第2管部82の圧力が小さい事(空気注入部の前後圧力と同等)が重要であるためである。濾過処理時には、薬剤供給部3側の流量とバイパス配管14側の流量に分岐されるため、空気注入部80を流れる流量は低下する。また、絞り部24を水が通るため、バイパス配管14内の圧力が高まり第2管部82の圧力も同時に高まり、バイパス配管14を流れる水流の速度が所定の速度より小さくなる。以上2点より、空気が吸引する事を防ぐことが可能である。During the filtration process, water also flows through the air injection section 80, but air is not injected. This is because, as explained above, in order for air to be drawn through the air injection section 80, it is important that the flow rate through the air injection section 80 is high and that the pressure in the second pipe section 82 of the air injection section 80 is low (equivalent to the pressure before and after the air injection section). During the filtration process, the flow rate through the air injection section 80 decreases because the flow is divided into the flow rate on the drug supply section 3 side and the flow rate on the bypass piping 14 side. Furthermore, as water passes through the throttle section 24, the pressure in the bypass piping 14 increases, and the pressure in the second pipe section 82 also increases simultaneously, causing the speed of the water flow through the bypass piping 14 to become slower than the specified speed. These two points make it possible to prevent air from being drawn in.
次に、図7と図4の(b)を用い逆洗処理時の水の流れを説明する。逆洗処理時には、バイパスバルブ15を閉鎖して、原水流入配管10は、水源側の原水入口11から、バイパスバルブ15を迂回し、バイパス配管14を経由して濾過部2へと接続される。濾過部2では、原水流入配管10と流出口74とが連通し、流入口73と逆洗ドレン管40とが連通するように、切替弁5を操作して、接続を切り替える。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。本実施の形態による水処理装置1では、切替弁5とバイパスバルブ15を切り替えることによって水源(電動ポンプ4)をひとつにして、濾過処理、逆洗処理を行うことができる。 Next, the water flow during backwashing will be explained using Figures 7 and 4(b). During backwashing, the bypass valve 15 is closed, and the raw water inlet pipe 10 is connected from the raw water inlet 11 on the water source side, bypassing the bypass valve 15, to the filtration section 2 via the bypass pipe 14. In the filtration section 2, the selector valve 5 is operated to switch the connections so that the raw water inlet pipe 10 is connected to the outlet 74 and the inlet 73 is connected to the backwash drain pipe 40. At this time, the water flow within the filtration section 2 is reversed from that during filtration. In the water treatment device 1 according to this embodiment, by switching the selector valve 5 and bypass valve 15, the water source (electric pump 4) can be combined into one and filtration and backwashing can be performed.
逆洗処理の場合は、バイパスバルブ15を閉鎖にする事によって以下のような流路を取る。 In the case of backwashing, the bypass valve 15 is closed to create the following flow path.
[逆洗処理時の流路]
原水入口11→(原水流入配管10)→第1分岐部12→バイパス配管14→第2分岐部13→切替弁5→濾過部2→切替弁5→逆洗ドレン管40
薬剤供給部3側の流量は、バイパスバルブ15によって完全に遮断され、逆洗処理時に薬剤を流出させることを防止することが可能である。
[Flow path during backwashing]
Raw water inlet 11 → (raw water inlet pipe 10) → first branch 12 → bypass pipe 14 → second branch 13 → switching valve 5 → filtration section 2 → switching valve 5 → backwash drain pipe 40
The flow rate on the chemical supply unit 3 side is completely blocked by the bypass valve 15, making it possible to prevent the chemical from leaking out during backwashing.
また、逆洗処理時には、バイパス配管14の流量が大きくなり、空気注入部80から空気が注入される。これは、上記で説明した通り、バイパス配管14の流量が大きい場合には、空気注入部80の第2管部82と第1管部81の流速差が大きくなり、第1管部81の圧力低下が大きくなるためである。結果として、空気管86から空気が、第1管部81内に吸引される。吸引された空気は、切替弁5を経由し濾過部2内に侵入する。ろ材の下部に侵入した空気が上昇する力によって、濾過部2に溜まった汚れを崩壊させ逆洗処理の効率を上げる事が可能である。 Furthermore, during backwashing, the flow rate in the bypass piping 14 increases, and air is injected through the air injection section 80. This is because, as explained above, when the flow rate in the bypass piping 14 is high, the difference in flow velocity between the second pipe section 82 and the first pipe section 81 of the air injection section 80 increases, resulting in a significant pressure drop in the first pipe section 81. As a result, air is sucked into the first pipe section 81 from the air pipe 86. The sucked air enters the filtration section 2 via the switching valve 5. The upward force of the air that has entered the lower part of the filter media breaks down dirt accumulated in the filtration section 2, making it possible to increase the efficiency of the backwashing process.
(実施の形態2)
従来、水処理装置における酸化剤等の薬剤の供給には固体の薬剤を水に接触させる薬剤供給装置が用いられている。例えば、井戸水を浄水処理する場合には、固体の次亜塩素酸カルシウムを徐々に溶かす薬剤供給装置を用いて、浄水処理対象となる原水を酸化させることが可能である。
(Embodiment 2)
Conventionally, chemical supply devices that bring solid chemicals into contact with water have been used to supply chemicals such as oxidizers to water treatment equipment. For example, when purifying well water, a chemical supply device that gradually dissolves solid calcium hypochlorite can be used to oxidize the raw water to be purified.
定量ポンプで薬剤を注入するシステム、もしくは流量に関わらず一定量の薬剤を溶出させる薬剤供給装置においては、注入する配管の流量に合わせて定量ポンプの流量を変化させる必要があり、非常に高価である。 In systems that inject drugs using a metering pump, or in drug supply devices that dissolve a constant amount of drug regardless of flow rate, it is necessary to change the flow rate of the metering pump to match the flow rate of the injection pipe, which is very expensive.
図20は、従来の水処理装置の構成を示す模式図である。図20に示す通り、固形薬剤供給装置1101においては、取水口1102から原水を流入させて水溶性固形薬剤1103に原水を接触させる。薬剤接触相1104内に水が流入すると、一定の流量範囲内では流量の増加に応じて、原水に接触する水溶性固形薬剤1103の量が増加する。本機構により、流量が上昇した際は薬剤が溶出し、流量が停止している際は、薬剤の溶出を抑えることが可能である(例えば、特許文献1参照)。 Figure 20 is a schematic diagram showing the configuration of a conventional water treatment device. As shown in Figure 20, in the solid drug supply device 1101, raw water flows in through the water intake 1102 and contacts the water-soluble solid drug 1103. When water flows into the drug contact phase 1104, the amount of water-soluble solid drug 1103 that comes into contact with the raw water increases as the flow rate increases within a certain flow rate range. This mechanism allows the drug to elute when the flow rate increases, and suppresses the elution of the drug when the flow rate is stopped (see, for example, Patent Document 1).
このような水処理装置においては、装置の運転モードによって薬剤濃度を切り替える必要がある。例えば、運転モードとして、原水を濾過するモードでは薬剤を添加する。また、濾材を洗浄するモードでは薬剤を添加しないなど、薬剤添加の有無や薬剤添加量を切り替える必要がある。特に、簡単な構成によって前述したような薬剤濃度を切り替えることが望まれている。In such water treatment devices, it is necessary to switch the chemical concentration depending on the device's operating mode. For example, chemicals are added in the raw water filtering mode. Furthermore, chemicals are not added in the filter media cleaning mode; it is necessary to switch whether or not chemicals are added, and the amount of chemicals added. In particular, it is desirable to be able to switch the chemical concentrations as described above using a simple configuration.
本開示は、水処理装置内部において、水の流れを制御することで、薬剤と水の接触を制限し、装置の運転モードごとに所望の濃度の薬液を得ることができる水処理装置を提供することを目的としている。 The purpose of this disclosure is to provide a water treatment device that can limit contact between chemicals and water by controlling the flow of water inside the water treatment device, thereby obtaining a chemical solution of the desired concentration for each operating mode of the device.
本開示に係る水処理装置は、濾材を内包した濾過部と、濾過部に原水を流入させる原水流入配管と、原水流入配管の経路内で薬剤を添加する薬剤供給部と、濾過部から濾過後の処理水を取り出す浄水吐出配管と、原水流入配管の経路内で薬剤供給部を迂回するバイパス配管と、バイパス配管経路内に設けられるバイパスバルブと、を備え、バイパスバルブは、原水流入配管内の圧力を感知してバイパス配管経路を開閉することにより、バイパス配管に流れる原水の流量を調整する。 The water treatment device disclosed herein comprises a filtration unit containing a filter medium, a raw water inlet pipe that introduces raw water into the filtration unit, a chemical supply unit that adds chemicals within the raw water inlet pipe, a purified water discharge pipe that extracts filtered treated water from the filtration unit, a bypass pipe that bypasses the chemical supply unit within the raw water inlet pipe, and a bypass valve provided within the bypass pipe. The bypass valve adjusts the flow rate of raw water flowing through the bypass pipe by sensing the pressure within the raw water inlet pipe and opening and closing the bypass pipe.
本開示によれば、水処理装置において、原水流入配管から薬剤供給部への原水流入を抑制することにより、各運転モードに必要な薬液を供給することが出来るという効果がある。 According to the present disclosure, in a water treatment device, by suppressing the inflow of raw water from the raw water inlet pipe to the chemical supply section, it is possible to supply the chemical solution required for each operating mode.
以下、本開示の実施の形態2について図面を参照しながら説明する。なお、実施の形態2は、少なくとも以下の実施の形態2-1及び実施の形態2-2を包含する。 Embodiment 2 of the present disclosure will be described below with reference to the drawings. Note that embodiment 2 includes at least embodiment 2-1 and embodiment 2-2 below.
(実施の形態2-1)
本実施の形態に係る水処理装置1001は、井戸水または貯水槽に蓄えた水を原水とし、この原水に含まれる金属イオンや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、濁質成分を系外へ排出する逆洗処理を行うものである。
(Embodiment 2-1)
The water treatment device 1001 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 this raw water, and a backwash process to discharge metal ion aggregates and turbid components that have accumulated in the system due to the filtration process out of the system.
図10は、本実施の形態の水処理装置1001の全体構成を示すとともに、濾過処理時における水の流れを示した概略図である。 Figure 10 is a schematic diagram showing the overall configuration of the water treatment device 1001 of this embodiment and the flow of water during filtration processing.
図10に示すように、水処理装置1001は、濾材を内包した濾過部1002と、原水に対して薬剤を添加する薬剤供給部1003を有し、濾過部1002、薬剤供給部1003を後述するように配管で接続して構成される。濾過部1002は、原水から金属イオンおよび濁質成分などを除去し、原水を浄化するものであり、いわば、水処理装置1001の心臓部である。濾過部1002に溜まった汚れは、逆洗処理、リンス処理を行って装置外へと排出し、濾過部1002を綺麗に保ち、繰り返し使用することを可能にしている。逆洗処理とは、濾過部1002内で原水を逆流する方向に流し、汚れを排出する処理である。リンス処理とは、逆洗処理を行った後、濾過部1002内に濾過方向に原水を流して分離した汚れを装置外へ排出するものである。この濾過部1002に対して、原水を送る側の配管を原水流入配管1010とし、濾過部1002で浄化された水を濾過部1002から送出する配管を浄水吐出配管1020とし、逆洗とリンス運転で汚れを排出する配管を逆洗ドレン管1040とする。浄化された水は、水処理装置1001外部に設けられる浄水タンク1006などに貯められ、必要な時に生活水として使われることになる。 As shown in Figure 10, the water treatment device 1001 has a filtration section 1002 containing a filter material and a chemical supply section 1003 that adds chemicals to the raw water. The filtration section 1002 and the chemical supply section 1003 are connected by piping as described below. The filtration section 1002 purifies the raw water by removing metal ions and turbid components from the raw water, and is, so to speak, the heart of the water treatment device 1001. Dirt accumulated in the filtration section 1002 is discharged outside the device through backwashing and rinsing processes, keeping the filtration section 1002 clean and allowing for repeated use. The backwashing process is a process in which raw water is flowed in the opposite direction through the filtration section 1002 to discharge the dirt. The rinsing process is a process in which, after the backwashing process, raw water is flowed through the filtration section 1002 in the filtration direction to discharge the separated dirt outside the device. The pipe that sends raw water to this filtration unit 1002 is called raw water inlet pipe 1010, the pipe that sends out water purified by filtration unit 1002 from filtration unit 1002 is called purified water discharge pipe 1020, and the pipe that discharges dirt by backwash and rinse operation is called backwash drain pipe 1040. The purified water is stored in a purified water tank 1006 or the like provided outside the water treatment device 1001, and can be used as domestic water when needed.
水処理装置1001に対しては、原水流入配管1010の入口側(濾過部1002の反対側)に接続された電動ポンプ1004によって原水が送られる。なお、電動ポンプ1004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1001との高低差によって原水を水処理装置1001に送る方法でもよい。また、地域などで共同運営している水道水を直接接続してもよい。本実施の形態では、井戸、貯水槽、水道等に加え、原水を送り出す装置類を含めて水源とする。 Raw water is delivered to the water treatment device 1001 by an electric pump 1004 connected to the inlet side of the raw water inlet pipe 1010 (opposite the filtration section 1002). Instead of using the electric pump 1004, a water tank storing raw water may be installed at an elevated location, and the raw water may be delivered to the water treatment device 1001 by utilizing the elevation difference between the water tank and the water treatment device 1001. Alternatively, tap water jointly operated in a local area may be directly connected. In this embodiment, the water source includes wells, water tanks, waterworks, etc., as well as devices that deliver raw water.
電動ポンプ1004は、井戸水または貯水槽へ蓄えた水を吸い上げ、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、タービンポンプなどの遠心ポンプ、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、斜流ポンプなどが用いられる。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、水中ポンプを用いると良い。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メートル以上吸い上げる必要がある。後段の配管や水処理装置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などがより好ましい。電動式ポンプで吐出する流量は、例えば5リットル毎分から100リットル毎分程度であるが、一般家庭用であれば5リットル毎分から50リットル毎分程度の流量特性をもつものがより好ましい。The electric pump 1004 is a motor-driven pump that draws up and discharges well water or water stored in a water tank. Examples include centrifugal pumps such as centrifugal pumps and turbine pumps, vortex pumps (cascade pumps), jet pumps, axial flow pumps, and mixed flow pumps. Furthermore, if the well water level is low, it is better to use a submersible pump or other submersible pump rather than a suction pump. For general household use, the well depth must be approximately 1 to 10 meters for shallow wells and 10 to 30 meters or more for deep wells. Considering the head loss of downstream piping and water treatment equipment, a pump with a head of 20 meters or more is preferable, with a vortex pump or jet pump being more preferable. The discharge flow rate of an electric pump is, for example, approximately 5 to 100 liters per minute. For general household use, a pump with a flow rate characteristic of approximately 5 to 50 liters per minute is more preferable.
原水流入配管1010、浄水吐出配管1020は、電動ポンプ1004の水圧に耐えられる材質、構造であればよい。具体的には、耐久性、加工のしやすさから、例えば、塩化ビニル樹脂や鋼管、あるいは、これらの複合材料を用いた直管や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13ミリメートルから50ミリメートル、厚みは1ミリメートルから5ミリメートル程度のものが好ましい。電動ポンプ1004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1004と水処理装置1001の間に減圧弁や調圧弁、逃し弁を取り付けると良い。 The raw water inlet pipe 1010 and the purified water outlet pipe 1020 may be made of any material and have any structure that can withstand the water pressure of the electric pump 1004. Specifically, due to their durability and ease of processing, straight pipes or pipe fittings made of polyvinyl chloride resin or steel pipes, or composite materials of these, can be used. The nominal diameter is preferably large to reduce head loss; for example, a nominal diameter of 13 to 50 mm and a thickness of approximately 1 to 5 mm are preferred. If it is difficult to select materials that can withstand the maximum pressure of the electric pump 1004, it is a good idea to install a pressure reducing valve, pressure regulating valve, or relief valve between the electric pump 1004 and the water treatment device 1001.
薬剤供給部1003は、原水流入配管1010の経路内に設けられている。詳しくは、後述するが、薬剤供給部1003は、原水に対して酸化剤を添加し、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1002において捕集しやすくする働きをする。The chemical supply unit 1003 is provided within the raw water inlet pipe 1010. As will be described in more detail below, the chemical supply unit 1003 adds an oxidizing agent to the raw water, causing metal ions contained in the raw water to coagulate as substances that are difficult to dissolve in water, making them easier to capture in the filtration unit 1002.
(濾過部関連)
次に濾過部関連部品である、濾過部1002と切替弁1005に関して図13を用いて説明する。図11は、水処理装置1001の逆洗処理時の水の流れを示す概略図である。図12は、水処理装置1001のリンス処理時の水の流れを示す概略図である。図13は、水処理装置1001の濾過部1002と切替弁1005の断面図である。
(Filtration section related)
Next, the filtration unit-related components, filtration unit 1002 and switching valve 1005, will be described with reference to Fig. 13. Fig. 11 is a schematic diagram showing the flow of water during backwash processing in water treatment device 1001. Fig. 12 is a schematic diagram showing the flow of water during rinse processing in water treatment device 1001. Fig. 13 is a cross-sectional view of filtration unit 1002 and switching valve 1005 of water treatment device 1001.
濾過部1002は、濾材や集水管1070を内部に有するもので、原水を通過させて浄化するものである。濾過部1002の内部の濾材は、主として汚れを濾過するための上層1071と、整流作用を有する下層1072とで構成されている。上層1071に用いられる濾材は、活性炭、マンガン砂、アンスラサイト等であって、原水水質に合わせ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1002は、この上層1071を中心に濾過の作用が働く。下層1072に用いられる濾材は、集水管から出入りする水を分散するための砂利や穴が粗い樹脂で構成されている。そして、下層1072では、最下層に比較的粒径の大きい砂利層を設け、水の流れを良くするとともに、集水管1070の下部から濾材が流出しないようにしている。なお、下層1072の濾材量は、濾過部1002の直径の1/2~1倍程度にするとよい。また、上層1071と下層1072を合わせた濾材の充填量は、濾過部1002の内容積の1/4~4/5倍程度になるようにするとよい。 The filtration unit 1002 contains filter media and a water collection pipe 1070, and purifies raw water by passing it through. The filter media inside the filtration unit 1002 is composed of an upper layer 1071, which primarily filters out impurities, and a lower layer 1072, which has a rectifying effect. The filter media used in the upper layer 1071 include activated carbon, manganese sand, anthracite, etc., and approximately one to four types are used in layers depending on the raw water quality. In this embodiment, the filtration function of the filtration unit 1002 is centered around this upper layer 1071. The filter media used in the lower layer 1072 is composed of gravel and coarse-pore resin, which disperses water entering and exiting the water collection pipe. The lower layer 1072 has a relatively large gravel layer at the bottom, which improves water flow and prevents the filter media from leaking out from the bottom of the water collection pipe 1070. The amount of filter material in the lower layer 1072 is preferably about 1/2 to 1 time the diameter of the filtration section 1002. The combined filling amount of the filter material in the upper layer 1071 and the lower layer 1072 is preferably about 1/4 to 4/5 times the internal volume of the filtration section 1002.
濾過部1002は、上部において、外部配管(原水流入配管1010、浄水吐出配管1020、逆洗ドレン管1040)と接続されている。濾過部1002内部には、開口となる流入口1073と流出口1074が設けられ、流出口1074は、集水管1070と接続されている。 The filtration section 1002 is connected at the top to external piping (raw water inlet piping 1010, purified water outlet piping 1020, backwash drain pipe 1040). Inside the filtration section 1002, there are an inlet 1073 and an outlet 1074, which serve as openings. The outlet 1074 is connected to the water collection pipe 1070.
濾過部1002の上部には、切替弁1005が取り付けられており、外部配管(原水流入配管1010、浄水吐出配管1020、逆洗ドレン管1040)と濾過部1002内の流入口1073と流出口1074が接続される。切替弁1005の操作によって外部配管と流入口1073、流出口1074との連通が切り替えられる。切替弁1005内には、流路を切り替える流路切替コマ1075を備えており、流路切替コマ1075を回転させることによって、接続された配管、開口との連通方向を変更する。流路切替コマ1075は、外部の取っ手で回転させる、あるいは、外部モータで動かすことが出来る。 A switching valve 1005 is attached to the top of the filtration section 1002, and connects the external piping (raw water inlet piping 1010, purified water outlet piping 1020, backwash drain pipe 1040) to the inlet 1073 and outlet 1074 within the filtration section 1002. Operation of the switching valve 1005 switches the communication between the external piping and the inlet 1073 and outlet 1074. The switching valve 1005 is equipped with a flow path switching top 1075 that switches the flow path, and by rotating the flow path switching top 1075, the direction of communication with the connected piping and openings is changed. The flow path switching top 1075 can be rotated with an external handle or moved by an external motor.
濾過処理時には、流路切替コマ1075の操作によって、原水流入配管1010と流入口1073を連通させ、流出口1074と浄水吐出配管1020を連通させる。一方、逆洗処理時には、流路切替コマ1075の操作によって、原水流入配管1010と流出口1074を連通させ、流入口1073と逆洗ドレン管1040を連通させる。また、リンス処理時には、流路切替コマ1075の操作によって、原水流入配管1010と流入口1073を連通させ、流出口1074と逆洗ドレン管1040を連通させる。 During filtration, the flow path switching top 1075 is operated to connect the raw water inlet pipe 1010 to the inlet 1073, and to connect the outlet 1074 to the purified water discharge pipe 1020. During backwashing, the flow path switching top 1075 is operated to connect the raw water inlet pipe 1010 to the outlet 1074, and to connect the inlet 1073 to the backwash drain pipe 1040. During rinsing, the flow path switching top 1075 is operated to connect the raw water inlet pipe 1010 to the inlet 1073, and to connect the outlet 1074 to the backwash drain pipe 1040.
なお、切替弁1005に接続する配管の種類によって様々な運転が可能である。例えば、原水流入配管1010と浄水吐出配管1020を接続することで、原水を直接浄水タンク1006に送ることが出来る。 Various operations are possible depending on the type of piping connected to the switching valve 1005. For example, by connecting the raw water inlet piping 1010 and the purified water outlet piping 1020, raw water can be sent directly to the purified water tank 1006.
なお、本実施の形態では、切替弁1005を用いたが、切替弁1005を使用する以外にも複数のバルブを使用することでも流路を切り替えることが出来る。 In this embodiment, a switching valve 1005 is used, but the flow path can also be switched by using multiple valves other than the switching valve 1005.
このような構成において、濾過処理時、逆洗処理時の水の流れについて説明する。濾過処理時には、濾過部1002内では、以下のように水が流れ、流出口1074から浄化された水が得られる。 In this configuration, the flow of water during filtration and backwashing processes will be explained. During filtration, water flows within the filtration section 1002 as follows, and purified water is obtained from the outlet 1074.
[濾過処理時の濾過部1002内の流路]
流入口1073→上層1071→下層1072→集水管1070→流出口1074
なお、リンス処理時においても、濾過部1002内では濾過処理時と同じように水が流れるが、後述する逆洗処理後の汚れを含んだ水が流出口1074から流出する。そのため、流出口1074は逆洗ドレン管1040に連通され、外部へ排出される。
[Flow path in filtration unit 1002 during filtration process]
Inlet 1073 → Upper layer 1071 → Lower layer 1072 → Water collection pipe 1070 → Outlet 1074
During the rinsing process, water flows through the filtration unit 1002 in the same manner as during the filtration process, but water containing dirt after the backwash process (described later) flows out from the outlet 1074. Therefore, the outlet 1074 is connected to the backwash drain pipe 1040 and is discharged to the outside.
また、濾過部1002には濾過処理で溜まった汚れを逆洗処理で排出することが出来る。逆洗処理時には以下のように水が流れ、流出口1074から汚れが排出される。 In addition, dirt accumulated in the filtration section 1002 during the filtration process can be discharged by backwashing. During the backwashing process, water flows as follows, and dirt is discharged from the outlet 1074.
[逆洗処理時の濾過部1002内の流路]
流出口1074→集水管1070→下層1072→上層1071→流入口1073
(薬剤供給部)
次に、薬剤供給部1003について、図10、図14を用いて説明する。図14は、水処理装置1001の薬剤供給部1003の断面図である。
[Flow path in filtration section 1002 during backwashing process]
Outlet 1074 → Water collection pipe 1070 → Lower layer 1072 → Upper layer 1071 → Inlet 1073
(Medicine Supply Department)
Next, chemical supply unit 1003 will be described with reference to Figures 10 and 14. Figure 14 is a cross-sectional view of chemical supply unit 1003 of water treatment device 1001.
薬剤供給部1003は、その内部に入れられた薬剤によって、原水に含まれる金属イオンの凝集を促進し、濾過部1002で捕捉しやすくするために設けられている。薬剤供給部1003は、流入路1031、薬剤路1032、バイパス路1033、流出路1034を有している。流入路1031は、原水流入配管1010と接続され、原水を薬剤供給部1003に流入させる。薬剤路1032は、流入路1031から分岐し、薬剤を溶かすものである。バイパス路1033は、絞り部1033aを介して、同じく流入路1031から分岐し、薬液を必要な濃度に調整するために設けられている。そして、バイパス路1033は、流入路1031から分岐後、流出路1034の入口側に接続されている。流出路1034は、薬剤路1032、バイパス路1033と合流し、再び原水流入配管1010に接続され、原水流入配管1010に薬剤の含まれた原水を送り出すことになる。図14に示すように、薬剤路1032は、分岐後、鉛直方向に立ち上がる噴出管1052と、噴出管1052の上部で薬剤に接触し、薬剤を溶出させる薬剤載置部1053と、噴出管1052の外周であって、筐体1051の内部となる回収部1054とで構成される。 The chemical supply unit 1003 is provided to promote the aggregation of metal ions contained in the raw water by the chemical contained therein, making it easier for them to be captured by the filtration unit 1002. The chemical supply unit 1003 has an inlet channel 1031, a chemical channel 1032, a bypass channel 1033, and an outlet channel 1034. The inlet channel 1031 is connected to the raw water inlet pipe 1010 and allows raw water to flow into the chemical supply unit 1003. The chemical channel 1032 branches off from the inlet channel 1031 and dissolves the chemical. The bypass channel 1033 also branches off from the inlet channel 1031 via a throttle section 1033a and is provided to adjust the chemical solution to the required concentration. After branching off from the inlet channel 1031, the bypass channel 1033 is connected to the inlet side of the outlet channel 1034. Outlet path 1034 merges with chemical path 1032 and bypass path 1033 and is connected again to raw water inlet pipe 1010, thereby sending out chemical-containing raw water to raw water inlet pipe 1010. As shown in Figure 14, chemical path 1032 is composed of spray pipe 1052 that branches and then rises vertically, chemical placement section 1053 that comes into contact with the chemical at the top of spray pipe 1052 and dissolves the chemical, and recovery section 1054 that is on the outer periphery of spray pipe 1052 and is inside housing 1051.
噴出管1052は小径の管路で上部に薬剤載置部1053を備えて立設されている。噴出管1052は、下部の径を小さくし、薬剤載置部1053を噴出管1052の上部に設けることによって、原水を所望の流量で薬剤と接触させることを実現している。薬剤載置部1053は、原水の流量に対し、所望の濃度の薬液が得られるよう、置く薬剤の量(数)を確保するための大きさとなる。 The ejection pipe 1052 is a small-diameter pipe that stands upright and has a chemical placement section 1053 at the top. The ejection pipe 1052 has a smaller diameter at the bottom, and the chemical placement section 1053 is provided at the top of the ejection pipe 1052, allowing the raw water to come into contact with the chemical at the desired flow rate. The chemical placement section 1053 is sized to ensure the amount (number) of chemical to be placed so that the desired concentration of chemical solution can be obtained for the raw water flow rate.
薬剤を溶かした薬液は、回収部1054へ流出する。回収部1054において、薬剤を溶かした薬液は、筐体1051の下部に貯まり、その後、回収開口1055から流出路1034へと流れだす。噴出管1052の径を小さくし、筐体1051の内壁面との距離を確保してあるので、筐体1051内に流下した薬剤の溶けた原水は、液面を筐体1051の高さに対し、1/2程度、あるいはそれ以下にすることができている。薬液は所望の深さで筐体1051内に貯まることによって、流出路1034において原水と混合する割合が調整されている。 The chemical solution with the dissolved chemical flows out into the recovery section 1054. In the recovery section 1054, the chemical solution with the dissolved chemical accumulates at the bottom of the housing 1051, and then flows out of the recovery opening 1055 into the outflow path 1034. Because the diameter of the ejection pipe 1052 is small and a certain distance is maintained from the inner wall surface of the housing 1051, the liquid level of the raw water with the dissolved chemical that flows down into the housing 1051 can be set to about half the height of the housing 1051 or even lower. By accumulating the chemical solution at the desired depth within the housing 1051, the ratio at which it mixes with the raw water in the outflow path 1034 can be adjusted.
また、薬剤路1032を流れる原水の流量は、バイパス路1033を流れる原水の流量によって調整できる。すなわち、バイパス路1033の絞り部1033aの径を調整することで、薬剤路1032とバイパス路1033を流れる原水の流量割合を調整する。このようにして合流後の流出路1034における薬剤濃度が所望の濃度になるように調整できるようになっている。なお、絞り部1033aの代わりに、流量調整用のバルブを用いてバイパス路1033を流れる原水の流量を調整してもよい。 The flow rate of raw water flowing through chemical path 1032 can be adjusted by the flow rate of raw water flowing through bypass path 1033. That is, the ratio of the flow rates of raw water flowing through chemical path 1032 and bypass path 1033 can be adjusted by adjusting the diameter of throttle section 1033a of bypass path 1033. In this way, the chemical concentration in outflow path 1034 after merging can be adjusted to the desired concentration. Note that instead of throttle section 1033a, a flow control valve may be used to adjust the flow rate of raw water flowing through bypass path 1033.
そして、薬剤供給部1003への原水流入量を所定の範囲内にし、薬剤供給部1003内の液面を所望の高さにすることによって、薬剤供給部1003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のである。 Then, by keeping the amount of raw water flowing into the chemical supply section 1003 within a predetermined range and setting the liquid level in the chemical supply section 1003 to the desired height, the chemical concentration in the raw water flowing out from the chemical supply section 1003 can be adjusted to within the desired range.
なお、薬剤供給部1003の筐体1051内には、常に空気層が存在するようにするとよい。筐体1051は、原水流入配管1010との接続部を除いて密閉空間なので、一旦空気が無くなり、筐体1051内が水で満たされると、薬剤1060が常に水に接触し溶出し続けることになる。そのため、薬剤供給部1003に空気を送るため、原水流入配管1010に空気補給用の配管や、逆止弁などのバルブを取付けると良い。 It is advisable to ensure that an air layer always exists within the housing 1051 of the chemical supply unit 1003. The housing 1051 is an airtight space except for the connection with the raw water inlet pipe 1010, so once the air is removed and the housing 1051 is filled with water, the chemical 1060 will always be in contact with the water and continue to dissolve. Therefore, in order to send air to the chemical supply unit 1003, it is advisable to attach an air supply pipe or a valve such as a check valve to the raw water inlet pipe 1010.
薬剤載置部1053には、水溶性で、固形の薬剤1060を備えている。薬剤1060としては、タブレットや顆粒状のものを用いることがよい。なぜなら、薬剤1060の表面積が大きくでき安定した溶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、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1060の大きさが小さい場合には、隣り合った薬剤が同時に水に接触して薬剤同士が固着してしまう。固着すると、薬剤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ということがある。あるいは、薬剤1060の大きさが小さい場合には、噴出管1052から供給される水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。そのため、所望の濃度の薬液を供給するため、上述の大きさの薬剤1060を用いている。The chemical placement section 1053 is provided with a water-soluble, solid chemical 1060. It is preferable to use a tablet or granular chemical 1060, as this increases the surface area of the chemical 1060 and allows for a stable solvent concentration. For tablets, a diameter of 30 mm and a height of 10-20 mm is recommended, while for granules, a diameter of 5-15 mm is recommended. If the chemical 1060 is small, adjacent chemicals may come into contact with water at the same time, causing them to stick together. This adhesion can result in only the lower portions of the chemical coming into contact with water, making it impossible to obtain a chemical solution of the desired concentration. Alternatively, if the chemical 1060 is small, the contact area with the water supplied from the ejection pipe 1052 increases, making it impossible to obtain a chemical solution of the desired concentration. Therefore, chemicals 1060 of the above-mentioned sizes are used to supply a chemical solution of the desired concentration.
また、薬剤1060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1060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)やキトサン等、無機の凝集剤や高分子の凝集剤を使用しても良い。原水に対して薬剤を添加する場合には、薬剤1060は水に溶けやすいものがよいが、停止中、あるいは逆洗処理中、すなわち、薬剤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1053から流れ出さないものがよい。本実施の形態では、トリクロロイソシアヌル酸を用いている。 As mentioned above, chemical 1060 oxidizes metal ions contained in the raw water to produce flocculants that are difficult to dissolve in water. Various oxidizing agents can be used as chemical 1060, but depending on the desired water purification performance, inorganic or polymeric flocculants such as PAC (polyaluminum chloride) or chitosan may also be used. When adding chemicals to raw water, chemical 1060 that is easily soluble in water is preferable, but it is also preferable that the chemical remains in a solid form and does not flow out of chemical placement section 1053 during shutdown or backwash treatment, i.e., when chemical addition is interrupted. In this embodiment, trichloroisocyanuric acid is used.
薬剤供給部1003の各部材は、薬剤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)、PP(ポリプロピレン)など薬剤に対する反応性が低い素材を選ぶとよい。一方、噴出管1052には薬剤載置部1053を支えるための強度が必要なので、薬剤に対する相性を考慮すると、噴出管1052の材質はPPより強度がある塩化ビニルやABS(アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン)などを選択することが好ましい。噴出管1052の外径は、基台1051aや上部カバー1051bの内径の4分の1以下に抑えるとよい。上述のように、噴出管1052の外側に載置部出口1058から排出された薬剤供給後の溶液を一時貯留する空間(回収部1054)を設けることができ、筐体1051内の水位が急激に上昇し薬剤載置部1053まで到達することを抑制できるからである。例えば、基台1051aの内径が130mmの場合、外径25~40mm程度の塩ビ管などを使用するとよい。Because each component of the drug supply unit 1003 may be in contact with the drug for extended periods of time, it is recommended to select materials with low reactivity to the drug, such as PVC (polyvinyl chloride), PMMA (polymethyl methacrylate), or PP (polypropylene). On the other hand, the ejection pipe 1052 must be strong enough to support the drug placement unit 1053. Therefore, considering compatibility with the drug, it is preferable to select materials for the ejection pipe 1052 that are stronger than PP, such as polyvinyl chloride or ABS (acrylonitrile butadiene styrene). The outer diameter of the ejection pipe 1052 should be no more than one-quarter the inner diameter of the base 1051a and the upper cover 1051b. As mentioned above, a space (collection unit 1054) can be provided outside the ejection pipe 1052 to temporarily store the solution discharged from the placement unit outlet 1058 after drug supply, preventing the water level in the housing 1051 from rising too rapidly and reaching the drug placement unit 1053. For example, if the inner diameter of the base 1051a is 130 mm, it is advisable to use a PVC pipe or the like with an outer diameter of about 25 to 40 mm.
(配管構成)
上述のとおり、本実施の形態の水処理装置1001は、濾過部1002と、原水流入配管1010と、浄水吐出配管1020と、逆洗ドレン管1040を備えている(図10)。原水流入配管1010は、入口側を水源となる電動ポンプ1004の吐出口と配管接続され、出口側は濾過部1002の切替弁1005に接続されている。原水流入配管1010の経路内には、薬剤供給部1003が設けられ、さらに、薬剤供給部1003を迂回するバイパス配管1014が設けられている。このバイパス配管1014は、薬剤供給部1003の上流側の原水流入配管1010で分岐(分岐部1012)し、薬剤供給部1003を迂回して、薬剤供給部1003の下流側で原水流入配管1010に合流(分岐部1013)する。バイパス配管1014の経路内には、バイパスバルブ1015aが設けられている。バイパスバルブ1015aは、詳しくは後述するが、バイパスバルブ1015aより上流側の圧力を感知し、開閉する二方弁である。すなわち、バイパスバルブ1015aは、上流側の圧力が所定の圧力Pより低い場合はバイパス配管1014の経路を開放し、所定の圧力Pを超えるとバイパス配管1014の経路を閉塞する機構を有している。
(Piping configuration)
As described above, water treatment device 1001 of this embodiment includes filtration section 1002, raw water inlet pipe 1010, purified water discharge pipe 1020, and backwash drain pipe 1040 ( FIG. 10 ). Raw water inlet pipe 1010 has an inlet connected to the discharge port of electric pump 1004, which serves as a water source, and an outlet connected to switching valve 1005 of filtration section 1002. Raw water inlet pipe 1010 includes chemical supply section 1003 and bypass pipe 1014, which bypasses chemical supply section 1003. This bypass pipe 1014 branches (at branch section 1012) from raw water inlet pipe 1010 upstream of chemical supply section 1003, bypasses chemical supply section 1003, and merges (at branch section 1013) with raw water inlet pipe 1010 downstream of chemical supply section 1003. A bypass valve 1015a is provided in the path of the bypass piping 1014. The bypass valve 1015a, which will be described in detail later, is a two-way valve that senses the pressure upstream of the bypass valve 1015a and opens and closes it. That is, the bypass valve 1015a has a mechanism that opens the path of the bypass piping 1014 when the pressure upstream is lower than a predetermined pressure P, and closes the path of the bypass piping 1014 when the pressure exceeds the predetermined pressure P.
濾過部1002は2つの出口を有しており、一方の出口には、内部で浄化された水を取り出す浄水吐出配管1020が接続されている。他方の出口には、逆洗処理時、リンス処理時に、濾過部1002で捕集された粒状物質(よごれ、濁質成分、金属凝集物など)を系外へ排出する逆洗ドレン管1040が接続されている。 The filtration section 1002 has two outlets, one of which is connected to a purified water discharge pipe 1020 that extracts purified water. The other outlet is connected to a backwash drain pipe 1040 that discharges particulate matter (dirt, turbid components, metal aggregates, etc.) captured by the filtration section 1002 outside the system during backwash and rinse processes.
次に、図10~13を用いて、水処理装置1001内の配管構成と、濾過処理、逆洗処理における水の流れを説明する。図13は、濾過部1002の断面概略図で、図13の(a)は濾過処理時の全体図、図13の(b)は逆洗処理時の切替弁1005の状態、図13の(c)はリンス処理時の切替弁1005の状態を示すものである。 Next, the piping configuration within the water treatment device 1001 and the water flow during filtration and backwashing processes will be explained using Figures 10 to 13. Figure 13 is a schematic cross-sectional view of the filtration section 1002, with Figure 13(a) showing an overall view during filtration, Figure 13(b) showing the state of the switching valve 1005 during backwashing, and Figure 13(c) showing the state of the switching valve 1005 during rinsing.
まず、図10と図13の(a)を用いて濾過処理時の水の流れを説明する。 First, we will explain the flow of water during filtration using Figures 10 and 13 (a).
濾過処理時において、濾過部1002では、原水流入配管1010と流入口1073とが連通し、流出口1074と浄水吐出配管1020とが連通するように、切替弁1005を操作して、接続を切り替える。浄水吐出配管1020の経路内には、絞り部1024を設けている。これは、所望の濾過性能を得るため、濾過部1002の能力によって設定された流量になるように濾過処理時における流量を抑える必要があるためである。この絞り部1024と電動ポンプ1004との組み合わせによって、濾過処理時の流量を所望の設計値にすることができる。このような絞り部1024を通る経路では、後述の逆洗処理時の経路と比べて配管の圧力損失が大きく、原水流入配管1010内の圧力が高くなる。また、濾過処理時には浄水タンク1006まで送水する必要があり、浄水タンク1006の設置位置が高いほど原水流入配管1010内の圧力は高くなる。原水流入配管1010内の圧力が高くなり所定の圧力Pを超えると、バイパスバルブ1015aによってバイパス配管1014が閉塞され、原水流入配管1010を、水源側の原水入口1011から薬剤供給部1003を経由して濾過部1002へと接続する。During filtration, the filtration unit 1002 switches the connection by operating the selector valve 1005 so that the raw water inlet pipe 1010 is connected to the inlet 1073 and the outlet 1074 is connected to the purified water discharge pipe 1020. A throttle section 1024 is provided in the purified water discharge pipe 1020. This is because, to achieve the desired filtration performance, the flow rate during filtration must be controlled to a flow rate set by the capacity of the filtration unit 1002. By combining this throttle section 1024 with the electric pump 1004, the flow rate during filtration can be set to the desired design value. In a route passing through the throttle section 1024, the pressure loss in the piping is greater than in the route during backwashing, described below, resulting in higher pressure in the raw water inlet pipe 1010. Furthermore, during filtration, water must be transported to the purified water tank 1006, and the higher the installation position of the purified water tank 1006, the higher the pressure in the raw water inlet pipe 1010. When the pressure in the raw water inlet pipe 1010 increases and exceeds a predetermined pressure P, the bypass valve 1015a closes the bypass pipe 1014, and the raw water inlet pipe 1010 is connected from the raw water inlet 1011 on the water source side to the filtration section 1002 via the chemical supply section 1003.
このような配管構成において、濾過処理時には、以下のように水が流れることになる。 With this piping configuration, water will flow as follows during filtration:
[濾過処理時の流路]
原水入口1011→(原水流入配管1010)→分岐部1012→薬剤供給部1003→分岐部1013→切替弁1005→濾過部1002→切替弁1005→(浄水吐出配管1020)→浄水出口1021
なお、浄水吐出配管1020の経路内には、逆止弁1062を設けている。浄水出口1021から取り出した浄水は、高所に設けた浄水タンク1006へと配管接続される場合が多い。逆止弁1062は、高所に設けられた浄水タンク1006からの浄水の逆流を制止し、濾過部1002内への水の逆流入を防ぐものである。
[Flow path during filtration process]
Raw water inlet 1011 → (raw water inlet piping 1010) → branching section 1012 → chemical supply section 1003 → branching section 1013 → switching valve 1005 → filtration section 1002 → switching valve 1005 → (purified water discharge piping 1020) → purified water outlet 1021
A check valve 1062 is provided in the path of purified water discharge piping 1020. The purified water taken out from purified water outlet 1021 is often connected to a purified water tank 1006 provided at an elevated location. Check valve 1062 prevents the reverse flow of purified water from purified water tank 1006 provided at an elevated location, and prevents water from flowing back into filtration unit 1002.
次に、図11と図13の(b)を用い逆洗処理時の水の流れを説明する。 Next, we will explain the water flow during backwashing using Figures 11 and 13 (b).
逆洗処理時において、濾過部1002では、原水流入配管1010と流出口1074とが連通し、流入口1073と逆洗ドレン管1040とが連通するように、切替弁1005を操作して、接続を切り替える。逆洗処理を行う際には、大きな流量を必要とするため、逆洗ドレン管1040は絞り部1024に比べ径を大きくとっている。このような経路では、配管の圧力損失が小さく、原水流入配管1010内の圧力は低くなる。原水流入配管1010内の圧力が低く所定の圧力Pを超えないと、バイパスバルブ1015aは開放され、原水流入配管1010は、水源側の原水入口1011から、薬剤供給部1003を迂回し、バイパス配管1014を経由して濾過部1002へと接続する。なお、バイパス配管1014の径は、薬剤供給部1003内の配管よりも大きくする。それによって、バイパス配管1014の圧力損失は薬剤供給部1003に比べて小さくなるため、薬剤供給部1003に流れる経路を閉塞しなくとも、流量の大部分がバイパス配管1014側に流れ、薬剤供給部1003に流れる流量は小さくなる。薬剤供給部1003側の流量はさらに薬剤路1032とバイパス路1033に分岐するため、薬剤路1032の流量は微量であり、薬剤1060と水は、ほとんど接触しない状態となる。During backwashing, the filtration section 1002 switches connections by operating the selector valve 1005 so that the raw water inlet pipe 1010 and outlet 1074 are connected, and the inlet 1073 and backwash drain pipe 1040 are connected. Because a large flow rate is required during backwashing, the backwash drain pipe 1040 has a larger diameter than the throttle section 1024. This path reduces pressure loss in the pipe, resulting in low pressure within the raw water inlet pipe 1010. When the pressure within the raw water inlet pipe 1010 is low and does not exceed a predetermined pressure P, the bypass valve 1015a opens, and the raw water inlet pipe 1010 connects from the raw water inlet 1011 on the water source side to the filtration section 1002, bypassing the chemical supply section 1003 and via the bypass pipe 1014. The diameter of the bypass pipe 1014 is larger than that of the pipe within the chemical supply section 1003. As a result, the pressure loss in bypass piping 1014 is smaller than that in drug supply unit 1003, so that most of the flow rate flows to bypass piping 1014 without blocking the path leading to drug supply unit 1003, and the flow rate flowing to drug supply unit 1003 is small. The flow rate on the drug supply unit 1003 side further branches into drug path 1032 and bypass path 1033, so the flow rate in drug path 1032 is minute, and drug 1060 and water hardly come into contact with each other.
このとき、濾過部1002内では、濾過処理時とは水の流れが逆になる。本実施の形態による水処理装置1001では、切替弁1005を切り替えることによって水源(電動ポンプ1004)をひとつにして、濾過処理、逆洗処理を行うことができる。At this time, the water flow within the filtration section 1002 is reversed from that during filtration. In the water treatment device 1001 of this embodiment, by switching the switching valve 1005, the water source (electric pump 1004) can be combined into one, allowing filtration and backwashing to be performed.
逆洗処理時には、以下のように水が流れることになる。 During backwashing, water will flow as follows:
[逆洗処理時の流路]
原水入口1011→(原水流入配管1010)→分岐部1012→(バイパス配管1014)→バイパスバルブ1015a→(バイパス配管1014)→分岐部1013→切替弁1005→濾過部1002→切替弁1005→逆洗ドレン管1040
このように、逆洗処理時には、濾過部1002を通過した後、装置外へ排出するので、薬剤の添加によって金属イオン等を凝集させる必要がない。従って、逆洗処理時には、原水は、薬剤供給部1003を迂回するバイパス配管1014を経由して濾過部1002へ送られる。そして、逆洗処理時には薬剤の溶出を抑えて、原水に近い状態のままの水が濾過部1002に供給され、濾過部1002内の洗浄を行うことになる。
[Flow path during backwashing process]
Raw water inlet 1011 → (raw water inlet pipe 1010) → branching section 1012 → (bypass pipe 1014) → bypass valve 1015a → (bypass pipe 1014) → branching section 1013 → switching valve 1005 → filtration section 1002 → switching valve 1005 → backwash drain pipe 1040
In this way, during backwashing, the water is discharged outside the device after passing through filtration section 1002, so there is no need to add chemicals to aggregate metal ions, etc. Therefore, during backwashing, the raw water is sent to filtration section 1002 via bypass piping 1014, which bypasses chemical supply section 1003. Then, during backwashing, the elution of chemicals is suppressed, and water that remains close to the raw water is supplied to filtration section 1002, and the inside of filtration section 1002 is cleaned.
以上のように、配管構成の違いによって、濾過処理時と逆洗処理時では原水流入配管1010内の圧力に差が生じ、濾過処理時のほうが、逆洗処理時に比べて原水流入配管1010内の圧力が高くなる。これを利用することによって、所定の圧力Pを超えると閉塞するバイパスバルブ1015aを用いて、薬剤を必要としない逆洗処理時に薬剤供給部1003を迂回させることが可能になる。所定の圧力Pは、水処理装置1001が使用可能な井戸の深さや浄水タンク1006の設置高さなどの条件下において、
濾過処理時の原水流入配管1010内の圧力>所定の圧力P
かつ
所定の圧力P>逆洗処理時の原水流入配管1010内の圧力
となるよう電動ポンプ1004の能力から決定する。
As described above, due to differences in the piping configuration, a difference occurs in the pressure inside the raw water inlet pipe 1010 during filtration treatment and backwash treatment, with the pressure inside the raw water inlet pipe 1010 being higher during filtration treatment than during backwash treatment. By utilizing this, it is possible to bypass the chemical supply unit 1003 during backwash treatment, which does not require chemicals, using the bypass valve 1015a, which closes when the pressure exceeds a predetermined pressure P. The predetermined pressure P is determined under conditions such as the depth of the well that the water treatment device 1001 can use and the installation height of the purified water tank 1006.
Pressure in the raw water inlet pipe 1010 during filtration treatment>predetermined pressure P
The pressure P is determined based on the capacity of the electric pump 1004 so that the predetermined pressure P is greater than the pressure in the raw water inlet pipe 1010 during backwashing treatment.
なお、本実施の形態の水処理装置1001は、逆洗処理時に配管内に残った異物を排出するための「リンス処理」を行うことができる。このリンス処理について、図12と図13(c)を用いて説明する。リンス処理は切替弁1005の流路を変更することで可能である。切替弁1005は、原水流入配管1010と流入口1073を連通し、流出口1074と逆洗ドレン管1040とを連通するように切り替える。このような状態では、濾過部1002内では、濾過処理と同方向に通水し、濾過部1002を通過した水は逆洗ドレン管1040を通って排出される。また、絞り部1024を通らず、径の大きい逆洗ドレン配管から排出されるため、原水流入配管1010内の圧力は逆洗処理時と同程度に低くなり、バイパスバルブ1015aは開放された状態となる。 The water treatment device 1001 of this embodiment can perform a "rinse process" to remove foreign matter remaining in the piping during the backwash process. This rinse process will be described using Figures 12 and 13(c). The rinse process is possible by changing the flow path of the switching valve 1005. The switching valve 1005 switches so that the raw water inlet piping 1010 is connected to the inlet 1073 and the outlet 1074 is connected to the backwash drain pipe 1040. In this state, water flows through the filtration section 1002 in the same direction as the filtration process, and water that passes through the filtration section 1002 is discharged through the backwash drain pipe 1040. Furthermore, because the water is discharged through the backwash drain pipe with a larger diameter without passing through the throttle section 1024, the pressure in the raw water inlet piping 1010 becomes as low as during the backwash process, and the bypass valve 1015a is opened.
このようなバルブ操作によって、リンス処理時には、以下のように水が流れることになる。 By operating the valves in this way, water will flow as follows during the rinsing process.
[リンス処理時の流路]
原水入口1011→(原水流入配管1010)→分岐部1012→(バイパス配管1014)→分岐部1013→切替弁1005→濾過部1002→切替弁1005→逆洗ドレン管1040
逆洗処理が終わった直後には、濾過部1002内、あるいは、水処理装置1001の配管内には、濾過部1002の逆洗によって洗い出された異物が残っている。そのため、リンス処理によって、異物を排出することができる。
[Flow path during rinsing process]
Raw water inlet 1011 → (raw water inlet pipe 1010) → branching section 1012 → (bypass pipe 1014) → branching section 1013 → switching valve 1005 → filtration section 1002 → switching valve 1005 → backwash drain pipe 1040
Immediately after the backwashing process is completed, foreign matter that was washed out by the backwashing of the filtration unit 1002 remains in the filtration unit 1002 or in the piping of the water treatment device 1001. Therefore, the foreign matter can be discharged by the rinsing process.
(バイパスバルブ)
ここで、バイパスバルブ1015aの構成について図15A~図16を用いて説明する。図15Aは、水処理装置1001の低圧時のバイパスバルブ1015aの断面図である。図15Bは、バイパスバルブ1015aのシャフトつば部における水平断面図である。図16は、水処理装置1001の高圧時のバイパスバルブ1015aの断面図である。
(bypass valve)
The configuration of bypass valve 1015a will now be described with reference to Figures 15A to 16. Figure 15A is a cross-sectional view of bypass valve 1015a when water treatment device 1001 is at low pressure. Figure 15B is a horizontal cross-sectional view of the shaft collar of bypass valve 1015a. Figure 16 is a cross-sectional view of bypass valve 1015a when water treatment device 1001 is at high pressure.
なお、バイパス配管1014内の流量を調節するため、バイパスバルブとしては、バイパス配管1014内に設ける二方弁タイプのバイパスバルブ1015a(本実施の形態)と、原水流入配管1010とバイパス配管1014の分岐部1012に設ける三方弁タイプのバイパスバルブ1015b(後述する実施の形態2-2)を用いることができる。 In order to adjust the flow rate in the bypass pipe 1014, the bypass valves that can be used include a two-way valve type bypass valve 1015a (this embodiment) installed in the bypass pipe 1014 and a three-way valve type bypass valve 1015b (embodiment 2-2 described below) installed at the branch point 1012 between the raw water inlet pipe 1010 and the bypass pipe 1014.
図15Aは、低圧時のバイパスバルブ1015aの断面図、図16は高圧時のバイパスバルブ1015aの断面図である。 Figure 15A is a cross-sectional view of bypass valve 1015a at low pressure, and Figure 16 is a cross-sectional view of bypass valve 1015a at high pressure.
バイパスバルブ1015aは、上述した通り、バイパス配管1014に設けられる。バイパス配管1014は、分岐部1012で原水流入配管1010から分岐し、薬剤供給部1003を迂回して、薬剤供給部1003の下流側に位置する分岐部1013で原水流入配管1010に合流する(図10、図11、図12)。バイパスバルブ1015aは、分岐部1012から原水を流入させる流入管1080と、原水流入配管1010に原水を流出させる流出管1081と、開閉弁1090とを有している。開閉弁1090は、土台1091と、その上部に取り付けられた蓋部1092と、ダイヤフラム1093と、シャフト1094と、ばね1095と、弁体1096と、弁座1097とを有している。As described above, bypass valve 1015a is provided in bypass piping 1014. Bypass piping 1014 branches off from raw water inlet piping 1010 at branch 1012, bypasses chemical supply unit 1003, and merges with raw water inlet piping 1010 at branch 1013, located downstream of chemical supply unit 1003 (Figures 10, 11, and 12). Bypass valve 1015a includes an inlet pipe 1080 through which raw water flows in from branch 1012, an outlet pipe 1081 through which raw water flows out into raw water inlet piping 1010, and an on-off valve 1090. On-off valve 1090 includes a base 1091, a lid 1092 attached to the base, a diaphragm 1093, a shaft 1094, a spring 1095, a valve element 1096, and a valve seat 1097.
ダイヤフラム1093は、周縁を土台1091と蓋部1092の間に挟まれて固定されている。また、ダイヤフラム1093と土台1091の間には、受圧空間1098が設けられ、受圧空間1098と流入管1080は受圧管1099によって連通している。そして、受圧空間1098に流入した原水の圧力によってダイヤフラム1093が駆動することになる。 The periphery of the diaphragm 1093 is fixed by being sandwiched between the base 1091 and the lid 1092. A pressure-receiving space 1098 is provided between the diaphragm 1093 and the base 1091, and the pressure-receiving space 1098 and the inlet pipe 1080 are connected by a pressure-receiving pipe 1099. The diaphragm 1093 is driven by the pressure of the raw water that flows into the pressure-receiving space 1098.
シャフト1094は、受圧管1099と流出管1081の中心軸近傍を貫通するように備えられ、受圧管1099側にダイヤフラム1093、流出管1081側に弁体1096が取り付けられている。弁座1097は、土台1091の流出管1081側に設けられ、弁体1096と対向して開口部を有している。この開口部は、流入管1080と流出管1081とを連通し、弁体1096によって開閉する。そして、シャフト1094は、ダイヤフラム1093の動作に連動して弁体1096を摺動し、流出管1081に通じる弁座1097の開口部を開閉する。 The shaft 1094 is arranged to pass through the pressure-receiving pipe 1099 and the outflow pipe 1081 near their central axes, with the diaphragm 1093 attached to the pressure-receiving pipe 1099 side and the valve body 1096 attached to the outflow pipe 1081 side. The valve seat 1097 is provided on the outflow pipe 1081 side of the base 1091 and has an opening opposite the valve body 1096. This opening connects the inflow pipe 1080 and the outflow pipe 1081 and is opened and closed by the valve body 1096. The shaft 1094 slides the valve body 1096 in conjunction with the movement of the diaphragm 1093, opening and closing the opening of the valve seat 1097 that leads to the outflow pipe 1081.
図15A、図16においては、弁体1096およびシャフト1094はバイパスバルブ1015a内部を上下方向に摺動する。ばね1095は、ダイヤフラム1093の上部に、ダイヤフラム1093を下方向に押さえつけるように設けられている。本実施の形態では、受圧管1099の径をばね1095がダイヤフラム1093を押す面の径よりも小さくし、ばね1095の力を土台1091で受ける構造としている。ばね1095がダイヤフラム1093を押す面の径よりも受圧管1099の径が大きいと、ダイヤフラム1093は常にばね1095の力によって変形した状態となり、材料強度面で負荷が大きい。そのため、受圧管1099の径を小さくし、土台1091でばねの力を受けることで、低圧時(運転停止時なども含む)におけるダイヤフラム1093の変形を抑制し、耐久性を確保している。 In Figures 15A and 16, the valve body 1096 and shaft 1094 slide vertically inside the bypass valve 1015a. The spring 1095 is provided above the diaphragm 1093 so as to press the diaphragm 1093 downward. In this embodiment, the diameter of the pressure-receiving tube 1099 is made smaller than the diameter of the surface where the spring 1095 presses against the diaphragm 1093, and the force of the spring 1095 is received by the base 1091. If the diameter of the pressure-receiving tube 1099 were larger than the diameter of the surface where the spring 1095 presses against the diaphragm 1093, the diaphragm 1093 would always be deformed by the force of the spring 1095, which would place a heavy load on the material strength. Therefore, by reducing the diameter of the pressure-receiving pipe 1099 and receiving the spring force at the base 1091, deformation of the diaphragm 1093 at low pressure (including when operation is stopped) is suppressed, ensuring durability.
また、ダイヤフラム1093と土台1091が密着して受圧管1099の流路を塞がず、流入管1080と受圧空間1098は連通する構造となっている。すなわち、図15Aおよび図15Bに示すように、シャフト1094は、ダイヤフラム1093と土台1091の間にあたる位置につば部1100を有し、つば部1100がダイヤフラム1093と土台1091の間に挟まれる構造となっている。つば部1100は、シャフト1094の軸から径方向に突出したいくつかの凸部で構成され、受圧管1099の開口部に凸部が引っかかるようになっている。また、凸部は受圧管1099の流路を塞がないような大きさ、配置となっている。このような構造にすることで、ダイヤフラム1093と土台1091の密着を防ぎ、かつ、受圧管1099の流路を確保し、流入管1080と受圧空間1098を連通させることができる。 In addition, the diaphragm 1093 and base 1091 are in close contact with each other, so as not to block the flow path of the pressure-receiving pipe 1099, and the inlet pipe 1080 and the pressure-receiving space 1098 are in communication with each other. That is, as shown in Figures 15A and 15B, the shaft 1094 has a flange 1100 located between the diaphragm 1093 and base 1091, and the flange 1100 is sandwiched between the diaphragm 1093 and base 1091. The flange 1100 is composed of several protrusions that protrude radially from the axis of the shaft 1094, and the protrusions are designed to catch on the opening of the pressure-receiving pipe 1099. Furthermore, the protrusions are sized and positioned so as not to block the flow path of the pressure-receiving pipe 1099. Such a structure prevents the diaphragm 1093 and the base 1091 from coming into close contact with each other, ensures a flow path for the pressure-receiving pipe 1099 , and allows the inlet pipe 1080 and the pressure-receiving space 1098 to communicate with each other.
後述するように、ダイヤフラム1093に大きな圧力がかかり押し上げられると、シャフト1094および弁体1096も連動して押し上げられ、弁体1096が弁座1097に押し付けられ、流出管1081を塞ぐことになる。このように、開閉弁1090は、流出管1081の開閉を行う二方弁となっている。As will be described later, when a large pressure is applied to the diaphragm 1093 and it is pushed up, the shaft 1094 and the valve element 1096 are also pushed up in conjunction, and the valve element 1096 is pressed against the valve seat 1097, blocking the outflow pipe 1081. In this way, the on-off valve 1090 is a two-way valve that opens and closes the outflow pipe 1081.
このような動きをするためには、ダイヤフラム1093が受圧空間1098に接している面積は弁体1096の面積よりも大きい必要がある。この2つの面が受ける圧力は同じであり、面積の大きい方が圧力によって押される合力が大きくなる。つまり、ダイヤフラム1093と弁体1096がシャフト1094を引っ張り合う方向に力がはたらき、力が大きいほうへシャフト1094は摺動する。このように、ばね1095で押さえつけられているダイヤフラム1093を押し上げ流出管1081を閉塞させるためには、ダイヤフラム1093が圧力を受ける面積が弁体1096よりも大きくなければならない。 In order for this movement to occur, the area of the diaphragm 1093 in contact with the pressure-receiving space 1098 must be larger than the area of the valve body 1096. The pressure received by these two surfaces is the same, and the larger the area, the greater the resultant force exerted by the pressure. In other words, forces act in the direction in which the diaphragm 1093 and valve body 1096 pull on the shaft 1094, causing the shaft 1094 to slide in the direction in which the force is greater. In this way, in order to push up the diaphragm 1093, which is pressed down by the spring 1095, and close the outflow pipe 1081, the area of the diaphragm 1093 that is subjected to pressure must be larger than the valve body 1096.
また、ダイヤフラム1093は水処理装置1001の流路上にあるため、フッ素ゴムやシリコンゴム等、薬剤耐性を有するゴム材を選定するとよい。ばね1095の反力は、原水流入配管1010内の圧力が所定の圧力P以上になるとバイパスバルブ1015aが閉塞するように調整する。 In addition, since the diaphragm 1093 is located on the flow path of the water treatment device 1001, it is advisable to select a rubber material that is resistant to chemicals, such as fluororubber or silicone rubber. The reaction force of the spring 1095 is adjusted so that the bypass valve 1015a closes when the pressure in the raw water inlet pipe 1010 reaches or exceeds a predetermined pressure P.
このような構成により、圧力損失が小さく、原水流入配管1010内の圧力が所定の圧力Pを超えない運転モード(逆洗処理時、リンス処理時)においては、図15Aに示すように、ダイヤフラム1093は、ばね1095の反力によって土台1091に押さえつけられ、流出管1081の流路は開放される。つまり、バイパスバルブ1015aは開放される。その結果、バイパス配管1014に水が流れ、薬剤供給部1003を迂回することができる。一方、原水流入配管1010内の圧力が高くなり所定の圧力Pを超える運転モード(濾過処理時)においては、図16に示すように、ダイヤフラム1093が押し上げられ、シャフト1094および弁体1096も連動して上に移動し、流出管1081が閉塞される。つまり、バイパス配管1014が閉塞され、薬剤供給部1003に水が流れる。 With this configuration, pressure loss is small, and in operating modes (during backwashing and rinsing) where the pressure in the raw water inlet pipe 1010 does not exceed a predetermined pressure P, as shown in FIG. 15A, the diaphragm 1093 is pressed against the base 1091 by the reaction force of the spring 1095, opening the flow path of the outlet pipe 1081. In other words, the bypass valve 1015a is opened. As a result, water flows into the bypass pipe 1014, bypassing the chemical supply unit 1003. On the other hand, in operating modes (during filtration) where the pressure in the raw water inlet pipe 1010 increases and exceeds the predetermined pressure P, as shown in FIG. 16, the diaphragm 1093 is pushed up, and the shaft 1094 and valve element 1096 also move upward in conjunction, blocking the outlet pipe 1081. In other words, the bypass pipe 1014 is blocked, and water flows into the chemical supply unit 1003.
このように、本実施の形態の水処理装置1001においては、運転モード、すなわち、薬剤供給部1003に原水を通して薬液を供給する場合(濾過処理)、および薬液の必要がなく薬剤供給部1003を迂回する場合(逆洗処理)を切り替えて運転する。そのため、各運転モードの配管経路の圧力損失差を利用して、運転モードによって原水流入配管1010内の圧力を感知するバイパスバルブ1015aの開閉を切り替える構成となっている。このような構成により、薬剤供給部1003を通る流路と、薬剤供給部1003を迂回するバイパス配管1014を通る流路を切り替え、濾過処理運転時には薬剤を添加し、逆洗運転時には薬剤を添加しないことが可能となる。 In this way, the water treatment device 1001 of this embodiment operates by switching between operating modes, namely, when chemical solution is supplied to the chemical supply unit 1003 via raw water (filtration process) and when no chemical solution is required and the chemical supply unit 1003 is bypassed (backwash process). Therefore, the system is configured to utilize the difference in pressure loss between the piping paths in each operating mode to switch the opening and closing of the bypass valve 1015a, which senses the pressure in the raw water inlet piping 1010, depending on the operating mode. This configuration allows switching between the flow path through the chemical supply unit 1003 and the flow path through the bypass piping 1014, which bypasses the chemical supply unit 1003, making it possible to add chemicals during filtration operation and not add chemicals during backwash operation.
(実施の形態2-2)
次に、図17~図19を用いて本開示の第2の実施の形態の水処理装置1001について説明する。図17は、本実施の形態2-2の水処理装置1001の全体構成概略図である。図18は、水処理装置1001の低圧時のバイパスバルブ1015bの断面図である。図19は、水処理装置1001の高圧時のバイパスバルブ1015bの断面図である。
(Embodiment 2-2)
Next, a water treatment device 1001 according to a second embodiment of the present disclosure will be described with reference to Figures 17 to 19. Figure 17 is a schematic diagram of the overall configuration of water treatment device 1001 according to this embodiment 2-2. Figure 18 is a cross-sectional view of bypass valve 1015b of water treatment device 1001 at low pressure. Figure 19 is a cross-sectional view of bypass valve 1015b of water treatment device 1001 at high pressure.
本実施の形態では、実施の形態1と異なる点を中心に説明する。本実施の形態では、バイパス配管1014の流量調整のため、原水流入配管1010におけるバイパス配管1014の分岐部1012に三方弁タイプのバイパスバルブ1015bを用いている。 In this embodiment, the differences from embodiment 1 will be mainly described. In this embodiment, a three-way type bypass valve 1015b is used at the branch point 1012 of the bypass pipe 1014 in the raw water inlet pipe 1010 to adjust the flow rate of the bypass pipe 1014.
バイパスバルブ1015bは、上述の通り三方弁となっており、入口(流入管1080)がひとつと、出口(流出管1081a、流出管1081b)が2つ設けられた構成である。流入管1080は、第1の実施の形態と同様、原水流入配管1010から原水を流入させる。流出管1081aは、薬剤供給部1003に原水を流出させる。流出管1081bは、バイパス配管1014に原水を流出させる。そして、バイパスバルブ1015bは、流入管1080にかかる圧力によって、出口(流出管1081a、流出管1081b)を切り替えるものである。 As described above, bypass valve 1015b is a three-way valve with one inlet (inlet pipe 1080) and two outlets (outlet pipes 1081a and 1081b). As in the first embodiment, inlet pipe 1080 allows raw water to flow in from raw water inlet pipe 1010. Outlet pipe 1081a allows raw water to flow out to the chemical supply section 1003. Outlet pipe 1081b allows raw water to flow out to bypass pipe 1014. Bypass valve 1015b switches between the outlets (outlet pipes 1081a and 1081b) depending on the pressure applied to inlet pipe 1080.
バイパスバルブ1015bは、バイパスバルブ1015a同様、開閉弁1090を有している。三方弁タイプのバイパスバルブ1015bの特徴は、受圧空間1098が、流出管1081aと連通している点である。また、ダイヤフラム1093の動作によって受圧空間1098と流出管1081aの連通が開閉するようになっている。なお、開閉弁1090の他の構成について、バイパスバルブ1015aと同じ部分については同じ番号を付し、詳細な説明を省略する。 The bypass valve 1015b, like the bypass valve 1015a, has an on-off valve 1090. A feature of the three-way type bypass valve 1015b is that the pressure-receiving space 1098 is connected to the outflow pipe 1081a. Furthermore, the communication between the pressure-receiving space 1098 and the outflow pipe 1081a is opened and closed by the operation of the diaphragm 1093. Note that with regard to other components of the on-off valve 1090, parts that are the same as those in the bypass valve 1015a are numbered the same and detailed explanations will be omitted.
このような構成によるバイパスバルブ1015bの動作について説明する。原水流入配管1010内の圧力が所定の圧力Pより低い場合、ダイヤフラム1093は土台1091に押さえつけられ、流出管1081aはダイヤフラム1093によって閉塞されている。このとき、流出管1081bは開放されており、バイパスバルブ1015bを流れる原水は、流出管1081b、すなわち、バイパス配管1014側に流れる。 The operation of the bypass valve 1015b configured as described above will now be explained. When the pressure in the raw water inlet pipe 1010 is lower than a predetermined pressure P, the diaphragm 1093 is pressed against the base 1091, and the outlet pipe 1081a is blocked by the diaphragm 1093. At this time, the outlet pipe 1081b is open, and the raw water flowing through the bypass valve 1015b flows to the outlet pipe 1081b, i.e., the bypass pipe 1014 side.
一方、原水流入配管1010内の圧力が所定の圧力Pよりも高くなると、ダイヤフラム1093が押し上げられて流出管1081aが開放される。同時に、ダイヤフラム1093と連動してシャフト1094および弁体1096も押し上げられ、弁体1096が弁座1097に押し付けられ、流出管1081bを塞ぐ。すなわち、バイパスバルブ1015bを流れる原水は、流出管1081aの薬剤供給部1003側に流れる。このように、開閉弁1090は、低圧時に流出管1081bを開き、高圧時に流出管1081aを開く三方弁となっている。 On the other hand, when the pressure in the raw water inlet pipe 1010 exceeds a predetermined pressure P, the diaphragm 1093 is pushed up, opening the outlet pipe 1081a. At the same time, the shaft 1094 and valve body 1096 are also pushed up in conjunction with the diaphragm 1093, forcing the valve body 1096 against the valve seat 1097 and blocking the outlet pipe 1081b. In other words, the raw water flowing through the bypass valve 1015b flows to the chemical supply section 1003 side of the outlet pipe 1081a. In this way, the on-off valve 1090 is a three-way valve that opens the outlet pipe 1081b at low pressure and opens the outlet pipe 1081a at high pressure.
このような構成のバイパスバルブ1015bを用いれば、原水流入配管1010内の圧力が所定の圧力Pより低くなる運転モード(逆洗処理時、リンス処理時)において、薬剤供給部1003を通る流路は閉塞され、バイパス配管1014を通る流路のみが開放されるため、バイパス配管1014に水が流れ、薬剤供給部1003を迂回することができる。一方、原水流入配管1010内の圧力が所定の圧力Pより高くなる運転モード(濾過処理時)においては、バイパス配管1014を通る流路が閉塞され、薬剤供給部1003を通る流路のみが開放されるため、薬剤供給部1003に水が流れる。 By using a bypass valve 1015b configured in this manner, in operating modes (during backwashing and rinsing) in which the pressure in the raw water inlet pipe 1010 is lower than a predetermined pressure P, the flow path through the chemical supply unit 1003 is blocked and only the flow path through the bypass pipe 1014 is open, allowing water to flow into the bypass pipe 1014 and bypass the chemical supply unit 1003. On the other hand, in operating modes (during filtration) in which the pressure in the raw water inlet pipe 1010 is higher than the predetermined pressure P, the flow path through the bypass pipe 1014 is blocked and only the flow path through the chemical supply unit 1003 is open, allowing water to flow into the chemical supply unit 1003.
三方弁タイプのバイパスバルブ1015bは、逆洗処理時において薬剤供給部1003を通る流路が閉塞されるため、濾過処理時と逆洗処理時の圧損差が小さく、薬剤供給部1003側流路を開いたままでは薬剤供給部1003にも水が流れてしまうような場合に有用である。 The three-way type bypass valve 1015b is useful in cases where the flow path through the chemical supply unit 1003 is blocked during backwashing, so the difference in pressure loss between filtration and backwashing is small, and water would flow into the chemical supply unit 1003 if the flow path on the chemical supply unit 1003 side were left open.
なお、バイパスバルブ1015bは、流出管1081aまたは流出管1081bの下流側を閉塞させることで、圧力を検知して開閉する二方弁として使用することもできる。流出管1081aの下流側を閉塞させた場合には、低圧時に流出管1081bを開き、高圧時には流出管1081bを閉じる弁となる。このようにして三方弁タイプのバイパスバルブ1015bを二方弁として用いることができる。反対に、流出管1081bの反対側を閉塞させた場合は、低圧時に流出管1081aを閉じ、高圧時に流出管1081aを開く弁となる。このようにした場合には、例えば、原水流入配管1010と逆洗ドレン管1040とを直接接続するバイパス経路を設け、そのバイパス経路内にリリーフ弁として設置することができる。このような構成によれば、電動ポンプ1004の性能が大きすぎる場合など、原水流入配管1010が高圧になった場合に、バイパス経路を開放して余剰な圧力・流量を排出し、水処理装置1001内を所望の圧力・流量にすることができる。 Bypass valve 1015b can also be used as a two-way valve that detects pressure and opens and closes by blocking the downstream side of outflow pipe 1081a or outflow pipe 1081b. When the downstream side of outflow pipe 1081a is blocked, the valve opens outflow pipe 1081b at low pressure and closes it at high pressure. In this way, three-way type bypass valve 1015b can be used as a two-way valve. Conversely, when the opposite side of outflow pipe 1081b is blocked, the valve closes outflow pipe 1081a at low pressure and opens it at high pressure. In this case, for example, a bypass route directly connecting raw water inlet pipe 1010 and backwash drain pipe 1040 can be provided, and the relief valve can be installed in that bypass route. With this configuration, if the raw water inlet pipe 1010 becomes high pressure, for example, because the performance of the electric pump 1004 is too high, the bypass route can be opened to discharge the excess pressure and flow rate, thereby making it possible to achieve the desired pressure and flow rate within the water treatment device 1001.
このように、同一の構成を使用して、機能の異なる複数の弁に転用することができるため、部品の種類を減らすことができ、金型コスト等を削減することができる。 In this way, the same configuration can be used for multiple valves with different functions, reducing the number of different parts and cutting mold costs, etc.
なお、請求の範囲に記載する第1流出口は、バイパスバルブ1015bの流出管1081aに対応し、第2流出口は、バイパスバルブ1015bの流出管1081bに対応している。また、請求の範囲に記載する第1弁体は、ダイヤフラム1093に対応し、第2弁体は、弁体1096に対応している。 The first outlet described in the claims corresponds to the outlet pipe 1081a of the bypass valve 1015b, and the second outlet corresponds to the outlet pipe 1081b of the bypass valve 1015b. The first valve body described in the claims corresponds to the diaphragm 1093, and the second valve body corresponds to the valve body 1096.
本開示にかかる水処理装置は、逆洗に十分量の清浄な逆洗水を供給可能で、従来品と比較し省スペース設置可能な水処理装置であるため、井戸水や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。 The water treatment device disclosed herein is capable of supplying a sufficient amount of clean backwash water for backwashing and can be installed in a smaller space than conventional products, making it useful as a small household water treatment device used to purify well water and stored water.
1 水処理装置
2 濾過部
3 薬剤供給部
4 電動ポンプ
5 切替弁
6 浄水タンク
10 原水流入配管
11 原水入口
12 第1分岐部
13 第2分岐部
14 バイパス配管
15 バイパスバルブ
20 浄水吐出配管
21 浄水出口
24 絞り部
31 流入路
32 薬剤路
33 バイパス路
33a 絞り部
34 流出路
40 逆洗ドレン管
51 筐体
51a 基台
51b 上部カバー
52 噴出管
53 薬剤載置部
54 回収部
55 回収開口
58 載置部出口
60 薬剤
62 逆止弁
70 集水管
71 上層
72 下層
73 流入口
74 流出口
75 流路切替コマ
80 空気注入部
81 第1管部
82 第2管部
83 第3管部
84 第1傾斜管部
85 第2傾斜管部
86 空気管
101 固形薬剤供給装置
102 取水口
103 水溶性固形薬剤
104 薬剤接触相
1001 水処理装置
1002 濾過部
1003 薬剤供給部
1004 電動ポンプ
1005 切替弁
1006 浄水タンク
1010 原水流入配管
1011 原水入口
1012 分岐部
1013 分岐部
1014 バイパス配管
1015a、1015b バイパスバルブ
1020 浄水吐出配管
1021 浄水出口
1024 絞り部
1031 流入路
1032 薬剤路
1033 バイパス路
1033a 絞り部
1034 流出路
1040 逆洗ドレン管
1051 筐体
1051a 基台
1051b 上部カバー
1052 噴出管
1053 薬剤載置部
1054 回収部
1055 回収開口
1058 載置部出口
1060 薬剤
1062 逆止弁
1070 集水管
1071 上層
1072 下層
1073 流入口
1074 流出口
1075 流路切替コマ
1080 流入管
1081、1081a、1081b 流出管
1090 開閉弁
1091 土台
1092 蓋部
1093 ダイヤフラム
1094 シャフト
1095 ばね
1096 弁体
1097 弁座
1098 受圧空間
1099 受圧管
1100 つば部
1101 固形薬剤供給装置
1102 取水口
1103 水溶性固形薬剤
1104 薬剤接触相
REFERENCE SIGNS LIST 1 Water treatment device 2 Filtration section 3 Chemical supply section 4 Electric pump 5 Switching valve 6 Purified water tank 10 Raw water inlet piping 11 Raw water inlet 12 First branch section 13 Second branch section 14 Bypass piping 15 Bypass valve 20 Purified water discharge piping 21 Purified water outlet 24 Throttle section 31 Inlet channel 32 Chemical channel 33 Bypass channel 33a Throttle section 34 Outlet channel 40 Backwash drain pipe 51 Housing 51a Base 51b Upper cover 52 Spray pipe 53 Chemical placement section 54 Recovery section 55 Recovery opening 58 Placement section outlet 60 Chemical 62 Check valve 70 Water collection pipe 71 Upper layer 72 Lower layer 73 Inlet 74 Outlet 75 Flow path switching piece 80 Air injection section 81 First pipe section 82 Second pipe section 83 Third pipe section 84 First inclined pipe section 85 Second inclined pipe section 86 Air pipe 101 Solid chemical supply device 102 Water intake port 103 Water-soluble solid chemical 104 Chemical contact phase 1001 Water treatment device 1002 Filtration section 1003 Chemical supply section 1004 Electric pump 1005 Switching valve 1006 Purified water tank 1010 Raw water inlet piping 1011 Raw water inlet 1012 Branch section 1013 Branch section 1014 Bypass piping 1015a, 1015b Bypass valve 1020 Purified water discharge piping 1021 Purified water outlet 1024 Throttle section 1031 Inlet channel 1032 Chemical channel 1033 Bypass channel 1033a Throttle section 1034 Outlet path 1040 Backwash drain pipe 1051 Housing 1051a Base 1051b Upper cover 1052 Spray pipe 1053 Chemical placement section 1054 Recovery section 1055 Recovery opening 1058 Placement section outlet 1060 Chemical 1062 Check valve 1070 Water collection pipe 1071 Upper layer 1072 Lower layer 1073 Inlet 1074 Outlet 1075 Flow path switching piece 1080 Inlet pipe 1081, 1081a, 1081b Outlet pipe 1090 Opening/closing valve 1091 Base 1092 Lid section 1093 Diaphragm 1094 Shaft 1095 Spring 1096 Valve body 1097 Valve seat 1098: Pressure-receiving space 1099: Pressure-receiving pipe 1100: Collar 1101: Solid drug supply device 1102: Water intake port 1103: Water-soluble solid drug 1104: Drug contact phase
Claims (9)
前記濾過部に原水を流入させる原水流入配管と、
前記原水流入配管の経路内で薬剤を添加する薬剤供給部と、
前記濾過部から濾過後の処理水を取り出す浄水吐出配管と、
前記原水流入配管の経路内で前記薬剤供給部を迂回するバイパス配管と、
前記バイパス配管内を流れる前記原水の水量と前記薬剤供給部を流れる前記原水の水量とを調整するバイパスバルブと、を備え、
前記濾過部からの排水を流す逆洗ドレン管と、
前記濾過部に接続された前記原水流入配管、前記浄水吐出配管および前記逆洗ドレン管の少なくとも1つと、前記濾過部内の開口との連通接続を切り替える切替弁をさらに備え、
前記バイパスバルブは、前記切替弁の操作に連動して開閉する水処理装置。 A filtration section containing a filter material;
A raw water inlet pipe for introducing raw water into the filtration section;
A chemical supply unit that adds a chemical within the raw water inlet piping;
A purified water discharge pipe that extracts filtered treated water from the filtration unit;
a bypass pipe that bypasses the chemical supply unit within the raw water inlet pipe;
a bypass valve that adjusts the amount of raw water flowing through the bypass piping and the amount of raw water flowing through the chemical supply unit ;
A backwash drain pipe through which drainage water from the filtration unit flows;
Further provided is a switching valve that switches communication between at least one of the raw water inlet pipe, the purified water discharge pipe, and the backwash drain pipe connected to the filtration unit and an opening in the filtration unit;
The bypass valve opens and closes in conjunction with the operation of the switching valve .
前記濾過部に原水を流入させる原水流入配管と、
前記原水流入配管の経路内で薬剤を添加する薬剤供給部と、
前記濾過部から濾過後の処理水を取り出す浄水吐出配管と、
前記原水流入配管の経路内で前記薬剤供給部を迂回するバイパス配管と、
前記バイパス配管内を流れる前記原水の水量と前記薬剤供給部を流れる前記原水の水量とを調整するバイパスバルブと、を備え、
前記浄水吐出配管には絞り部が設けられ、
前記原水流入配管または前記浄水吐出配管内の圧力または流量を検出するセンサーを設け、
前記バイパスバルブは、前記センサーの出力に応じて開閉する水処理装置。 A filtration section containing a filter material;
A raw water inlet pipe for introducing raw water into the filtration section;
A chemical supply unit that adds a chemical within the raw water inlet piping;
A purified water discharge pipe that extracts filtered treated water from the filtration unit;
a bypass pipe that bypasses the chemical supply unit within the raw water inlet pipe;
a bypass valve that adjusts the amount of raw water flowing through the bypass piping and the amount of raw water flowing through the chemical supply unit ;
The purified water discharge pipe is provided with a throttle portion,
a sensor for detecting the pressure or flow rate in the raw water inlet pipe or the purified water outlet pipe;
The bypass valve opens and closes depending on the output of the sensor .
前記濾過部に原水を流入させる原水流入配管と、
前記原水流入配管の経路内で薬剤を添加する薬剤供給部と、
前記濾過部から濾過後の処理水を取り出す浄水吐出配管と、
前記原水流入配管の経路内で前記薬剤供給部を迂回するバイパス配管と、
前記バイパス配管内を流れる前記原水の水量と前記薬剤供給部を流れる前記原水の水量とを調整するバイパスバルブと、を備え、
濾過処理時には、前記原水は、前記薬剤供給部、前記濾過部および前記浄水吐出配管を順次介して流れ、
逆洗処理時には、前記原水は、前記バイパス配管、前記濾過部、および逆洗ドレン管を順次介して流れ、
前記バイパス配管内には、空気を注入する空気注入部が設けられ、
前記空気注入部は、前記逆洗処理時に前記バイパス配管内に空気を注入する水処理装置。 A filtration section containing a filter material;
A raw water inlet pipe for introducing raw water into the filtration section;
A chemical supply unit that adds a chemical within the raw water inlet piping;
A purified water discharge pipe that extracts filtered treated water from the filtration unit;
a bypass pipe that bypasses the chemical supply unit within the raw water inlet pipe;
a bypass valve that adjusts the amount of raw water flowing through the bypass piping and the amount of raw water flowing through the chemical supply unit ;
During the filtration process, the raw water flows through the chemical supply unit, the filtration unit, and the purified water discharge pipe in this order,
During backwashing treatment, the raw water flows through the bypass piping, the filtration section, and the backwash drain pipe in this order,
an air injection section for injecting air is provided in the bypass piping,
The air injection unit injects air into the bypass pipe during the backwashing process .
請求項1から3のいずれかに記載の水処理装置。 The bypass valve is provided in the bypass piping and is capable of adjusting the amount of the raw water flowing through the bypass valve.
The water treatment device according to any one of claims 1 to 3 .
前記原水流入配管において前記バイパス配管と合流する第2分岐部と、をさらに備え、
前記バイパスバルブは、前記原水流入配管において前記第1分岐部と前記薬剤供給部との間の配管、または、前記原水流入配管において前記薬剤供給部と前記第2分岐部との間の配管に設けられ、前記バイパスバルブ内を流れる前記原水の水量を調整可能である、
請求項1から3のいずれかに記載の水処理装置。 A first branch portion in the raw water inlet pipe that branches off to the bypass pipe;
Further provided is a second branch portion in the raw water inlet pipe that joins the bypass pipe,
The bypass valve is provided in the raw water inlet pipe between the first branch and the chemical supply unit, or in the raw water inlet pipe between the chemical supply unit and the second branch, and is capable of adjusting the amount of raw water flowing through the bypass valve.
The water treatment device according to any one of claims 1 to 3 .
請求項1から5のいずれかに記載の水処理装置。 The bypass valve adjusts the amount of the raw water flowing through the bypass valve according to the pressure on the upstream side of the bypass valve.
The water treatment device according to any one of claims 1 to 5 .
前記空気注入部は、前記バイパス配管内を流れる前記原水の水流の速度が所定の速度より大きくなると、前記バイパス配管内に空気を注入する、
請求項6に記載の水処理装置。 The purified water discharge pipe is provided with a throttle portion that reduces the water flow speed below a predetermined speed,
The air injection unit injects air into the bypass piping when the speed of the raw water flowing through the bypass piping becomes greater than a predetermined speed.
The water treatment device according to claim 6 .
前記濾過部の上部に設けられ、前記原水流入配管、前記浄水吐出配管または前記逆洗ドレン管と、前記濾過部内の流入口または流出口とが接続され、前記濾過部内の前記流入口および前記流出口との連通が切り替えられる切替弁と、をさらに備え、
前記濾過処理時には、
前記第一分岐部は、前記水源と前記薬剤供給部とを連通させ、
前記第二分岐部は、前記薬剤供給部と前記切替弁とを連通させ、
前記切替弁は、前記薬剤供給部および前記濾過部の前記流入口、ならびに、前記濾過部の前記流出口および前記浄水吐出配管を連通させ、
前記逆洗処理時には、
前記第一分岐部は、前記水源と前記バイパス配管とを連通させ、
前記第二分岐部は、前記バイパス配管と前記切替弁とを連通させ、
前記切替弁は、前記薬剤供給部および前記濾過部の前記流出口、ならびに、前記濾過部の前記流入口および前記逆洗ドレン管を連通させる、
請求項6または7に記載の水処理装置。 a bypass pipe that is located within the raw water inlet pipe and branches at a first branch between a water source storing the raw water and the chemical supply unit, bypasses the chemical supply unit, and is connected to a second branch between the chemical supply unit and the filtration unit;
Further provided is a switching valve that is provided above the filtration unit, connects the raw water inlet pipe, the purified water discharge pipe, or the backwash drain pipe to an inlet or an outlet in the filtration unit, and switches communication between the inlet and the outlet in the filtration unit,
During the filtration process,
the first branch portion communicates the water source with the chemical supply portion;
the second branch portion communicates the medicine supply portion with the switching valve;
The switching valve communicates the inlet of the chemical supply unit and the filtration unit, and the outlet of the filtration unit and the purified water discharge pipe,
During the backwashing process,
the first branch portion communicates the water source with the bypass pipe;
the second branch portion communicates the bypass pipe with the switching valve,
The switching valve communicates the outflow port of the chemical supply unit and the filtration unit, and the inflow port of the filtration unit and the backwash drain pipe.
The water treatment device according to claim 6 or 7 .
管形状の第1管部と、
前記第1管部の水の流れにおいて前記第1管部より上流側に設けられ、断面積が前記第1管部より大きい管形状の第2管部と、
前記第2管部と前記第1管部との間に設けられ、前記第2管部から前記第1管部に向かうにつれて断面積が小さくなる管形状の第1傾斜管部と、
前記第1管部の水の流れにおける前記第1管部より下流側に設けられ、管形状の第3管部と、
前記第1管部と前記第3管部との間に設けられ、前記第1管部から前記第3管部に向かうにつれて断面積が大きくなる管形状の第2傾斜管部と、
前記第1管部から延びる管形状の空気管と、をさらに備え、
前記第1管部内と前記空気管内とは連通し、
前記空気管の断面積は、前記第1管部の断面積より小さい、
請求項6から8のいずれかに記載の水処理装置。 The air injection unit is
a first tubular portion having a tubular shape;
a second pipe portion having a pipe shape and a cross-sectional area larger than that of the first pipe portion, the second pipe portion being provided upstream of the first pipe portion in the water flow of the first pipe portion;
a first inclined pipe portion provided between the second pipe portion and the first pipe portion, the first inclined pipe portion having a pipe shape whose cross-sectional area decreases from the second pipe portion toward the first pipe portion;
a third pipe portion having a tubular shape and provided downstream of the first pipe portion in the water flow of the first pipe portion;
a second inclined pipe portion provided between the first pipe portion and the third pipe portion and having a pipe shape in which a cross-sectional area increases from the first pipe portion toward the third pipe portion;
a tubular air pipe extending from the first pipe portion;
The first pipe portion and the air pipe are in communication with each other,
The cross-sectional area of the air pipe is smaller than the cross-sectional area of the first pipe portion.
The water treatment device according to any one of claims 6 to 8 .
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