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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-08-02
(45)【発行日】2022-08-10
(54)【発明の名称】水処理システムおよびその運転方法
(51)【国際特許分類】
C02F 1/00 20060101AFI20220803BHJP
E03B 3/08 20060101ALI20220803BHJP
C02F 5/00 20060101ALI20220803BHJP
C02F 1/44 20060101ALI20220803BHJP
C02F 1/42 20060101ALI20220803BHJP
【ＦＩ】
C02F1/00 D
C02F1/00 S
E03B3/08 Z
C02F5/00 610Z
C02F5/00 620C
C02F5/00 620D
C02F1/44 A
C02F1/44 D
C02F1/42 A
C02F1/42 B
【請求項の数】
11
(21)【出願番号】P 2018222650
(22)【出願日】2018-11-28
(65)【公開番号】P2020081998
(43)【公開日】2020-06-04
【審査請求日】2021-09-29
(73)【特許権者】
【識別番号】596136316
【氏名又は名称】三菱ケミカルアクア・ソリューションズ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100165179
【弁理士】
【氏名又は名称】田▲崎▼ 聡
(74)【代理人】
【識別番号】100152146
【弁理士】
【氏名又は名称】伏見 俊介
(74)【代理人】
【識別番号】100140774
【弁理士】
【氏名又は名称】大浪 一徳
(72)【発明者】
【氏名】近藤 和史
(72)【発明者】
【氏名】石橋 光
【審査官】目代 博茂
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１４－００８４３５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－０００９４０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００８－１３２４００（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０７－２９５６５４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１３－０８６０３４（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許第５７４６９２３（ＵＳ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｃ０２Ｆ１／００－９／１４
Ｅ０３Ｂ１／００－１１／１６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
水源から原水を汲み上げる水中ポンプと、汲み上げられた原水を貯留する水槽と、前記水槽の原水を引き出す原水ポンプとを備えた水処理システムを運転する方法であり、前記原水ポンプが稼働している間、前記水中ポンプを稼働し続ける、水処理システムの運転方法。
【請求項2】
水源から原水を汲み上げる水中ポンプと、汲み上げられた原水を貯留する水槽と、前記原槽の原水を引き出す原水ポンプとを備えた水処理システムを運転する方法であり、前記水槽の水位を満水状態と空状態との間に保ちつつ、前記水中ポンプを稼働し続ける、水処理システムの運転方法。
【請求項3】
前記水槽内の原水の水量に応じて、前記水中ポンプから前記水槽に導入される原水の水量を調整する、請求項１または２に記載の水処理システムの運転方法。
【請求項4】
前記水中ポンプから前記水槽に導入される原水の水量を、前記水中ポンプの回転数を制御することによって調整する、請求項３に記載の水処理システムの運転方法。
【請求項5】
前記原水が、地下水である、請求項１～４のいずれか一項に記載の水処理システムの運転方法。
【請求項6】
水源から原水を汲み上げる水中ポンプと、汲み上げられた原水を貯留する水槽と、
前記水槽の原水を引き出す原水ポンプと、
前記原水ポンプが稼働している間、前記水中ポンプが稼働し続けるように前記水中ポンプを制御する制御装置と
を備えた、水処理システム。
【請求項7】
水源から原水を汲み上げる水中ポンプと、汲み上げられた原水を貯留する水槽と、
前記水槽の原水を引き出す原水ポンプと、
前記水槽の水位を満水状態と空状態との間に保ちつつ、前記水中ポンプが稼働し続けるように前記水中ポンプを制御する制御装置と
を備えた、水処理システム。
【請求項8】
前記水槽が、開放式または密閉式である、請求項６または７に記載の水処理システム。
【請求項9】
前記水中ポンプから前記水槽に導入される原水の水量を調整する導入水量調整手段をさらに備え、前記制御装置が、前記水槽内の原水の水量に応じて、前記導入水量調整手段を制御する、請求項６～８のいずれか一項に記載の水処理システム。
【請求項10】
前記導入水量調整手段が、前記水中ポンプの回転数を制御するインバーターである、請求項９に記載の水処理システム。
【請求項11】
前記原水が、地下水である、請求項６～１０のいずれか一項に記載の水処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、水処理システムおよびその運転方法に関する。
【背景技術】
【0002】
地下にある原水（地下水等）を地上に汲み上げて処理する水処理システムとしては、例えば、地下から原水を汲み上げる水中ポンプと、汲み上げられた原水を貯留する原水槽と、原水槽の原水を引き出す原水ポンプと、引き出された原水を処理する水処理装置（逆浸透膜装置等）とを備えたものが挙げられる（特許文献１）。
【0003】
水処理システムにおいては、通常、原水槽が渇水しないように管理されている。そのため、水処理システムにおいては、原水槽が空になる直前に水中ポンプを稼働させ、原水を揚水して原水槽に補充する。原水槽が満水になったとき水中ポンプを停止する。このように、水中ポンプは、稼働と停止とを繰り返す。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開２０１７－０００９４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
水処理システムにおいては、後段の水処理装置における時間当たりの処理量よりも、水中ポンプにおける時間当たりの汲み上げ量のほうが多い。そのため、水処理システムにおいては、原水槽が一旦満水になった後は、水中ポンプはしばらく停止されたままとなる。そうすると、水中ポンプと原水槽との間にある揚水管等の配管内に原水が長時間滞留することになる。水中ポンプが停止している間、揚水管内の水柱の水頭の位置と、地下にある原水の水位との差（以下、「水頭差」とも記す。）によって、揚水管内に滞留した原水が地下に向かう方向に流れようとする。これによって、揚水管内が負圧になる。
【0006】
揚水管内に滞留した原水が、水頭差に由来する負圧を受けると、原水に溶けている二酸化炭素の溶解度が低くなり、原水の脱炭酸が起きる。そのため、原水のｐＨが変動する。また、原水のｐＨが高くなるため、原水に溶解した地下水由来の無機物（鉄分、マンガン分、ケイ素分等）が酸化し、析出する。このようにして、原水の水質が変化してしまう。原水の水質の変動が大きくなると、後段の水処理装置における配管にスケールが発生し、水流量が低下するため、配管の交換作業が必要になる等、水処理のコストが増加する傾向がある。
【0007】
本発明は、原水の水質の変動が抑えられた水処理システムおよびその運転方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、原水槽から原水が溢れ出さないように原水槽に導入される原水の水量を調整するなどして、水中ポンプをできるだけ長時間稼働させることにより、汲み上げられる原水の水質の変動が抑えられることを見出し、本発明を完成した。
【0009】
すなわち、本発明は、下記の態様を有する。
＜１＞水源から原水を汲み上げる水中ポンプと、汲み上げられた原水を貯留する水槽と、前記水槽の原水を引き出す原水ポンプとを備えた水処理システムを運転する方法であり、前記原水ポンプが稼働している間、前記水中ポンプを稼働し続ける、水処理システムの運転方法。
＜２＞水源から原水を汲み上げる水中ポンプと、汲み上げられた原水を貯留する水槽と、前記原槽の原水を引き出す原水ポンプとを備えた水処理システムを運転する方法であり、前記水槽の水位を満水状態と空状態との間に保ちつつ、前記水中ポンプを稼働し続ける、水処理システムの運転方法。
＜３＞前記水槽内の原水の水量に応じて、前記水中ポンプから前記水槽に導入される原水の水量を調整する、前記＜１＞または＜２＞の水処理システムの運転方法。
＜４＞前記水中ポンプから前記水槽に導入される原水の水量を、前記水中ポンプの回転数を制御することによって調整する、前記＜３＞の水処理システムの運転方法。
＜５＞前記原水が、地下水である、前記＜１＞～＜４＞のいずれかの水処理システムの運転方法。
＜６＞水源から原水を汲み上げる水中ポンプと、汲み上げられた原水を貯留する水槽と、前記水槽の原水を引き出す原水ポンプと、前記原水ポンプが稼働している間、前記水中ポンプが稼働し続けるように前記水中ポンプを制御する制御装置とを備えた、水処理システム。
＜７＞水源から原水を汲み上げる水中ポンプと、汲み上げられた原水を貯留する水槽と、前記水槽の原水を引き出す原水ポンプと、前記水槽の水位を満水状態と空状態との間に保ちつつ、前記水中ポンプが稼働し続けるように前記水中ポンプを制御する制御装置とを備えた、水処理システム。
＜８＞前記水槽が、開放式または密閉式である、前記＜６＞または＜７＞の水処理システム。
＜９＞前記水中ポンプから前記水槽に導入される原水の水量を調整する導入水量調整手段をさらに備え、前記制御装置が、前記水槽内の原水の水量に応じて、前記導入水量調整手段を制御する、前記＜６＞～＜８＞のいずれかの水処理システム。
＜１０＞前記導入水量調整手段が、前記水中ポンプの回転数を制御するインバーターである、前記＜９＞の水処理システム。
＜１１＞前記原水が、地下水である、前記＜６＞～＜１０＞のいずれかの水処理システム。
＜１＞水源から原水を汲み上げる水中ポンプと、汲み上げられた原水を貯留する水槽と、前記水槽の原水を引き出す原水ポンプとを備えた水処理システムを運転する方法であり、前記原水ポンプが稼働している間、前記水中ポンプを稼働し続ける、水処理システムの運転方法。
＜２＞水源から原水を汲み上げる水中ポンプと、汲み上げられた原水を貯留する水槽と、前記原槽の原水を引き出す原水ポンプとを備えた水処理システムを運転する方法であり、前記水槽の水位を満水状態と空状態との間に保ちつつ、前記水中ポンプを稼働し続ける、水処理システムの運転方法。
＜３＞前記水槽内の原水の水量に応じて、前記水中ポンプから前記水槽に導入される原水の水量を調整する、前記＜１＞または＜２＞の水処理システムの運転方法。
＜４＞前記水中ポンプから前記水槽に導入される原水の水量を、前記水中ポンプの回転数を制御することによって調整する、前記＜３＞の水処理システムの運転方法。
＜５＞前記原水が、地下水である、前記＜１＞～＜４＞のいずれかの水処理システムの運転方法。
＜６＞水源から原水を汲み上げる水中ポンプと、汲み上げられた原水を貯留する水槽と、前記水槽の原水を引き出す原水ポンプと、前記原水ポンプが稼働している間、前記水中ポンプが稼働し続けるように前記水中ポンプを制御する制御装置とを備えた、水処理システム。
＜７＞水源から原水を汲み上げる水中ポンプと、汲み上げられた原水を貯留する水槽と、前記水槽の原水を引き出す原水ポンプと、前記水槽の水位を満水状態と空状態との間に保ちつつ、前記水中ポンプが稼働し続けるように前記水中ポンプを制御する制御装置とを備えた、水処理システム。
＜８＞前記水槽が、開放式または密閉式である、前記＜６＞または＜７＞の水処理システム。
＜９＞前記水中ポンプから前記水槽に導入される原水の水量を調整する導入水量調整手段をさらに備え、前記制御装置が、前記水槽内の原水の水量に応じて、前記導入水量調整手段を制御する、前記＜６＞～＜８＞のいずれかの水処理システム。
＜１０＞前記導入水量調整手段が、前記水中ポンプの回転数を制御するインバーターである、前記＜９＞の水処理システム。
＜１１＞前記原水が、地下水である、前記＜６＞～＜１０＞のいずれかの水処理システム。
【発明の効果】
【0010】
本発明の水処理システムによれば、原水の水質の変動が抑えられる。
本発明の水処理システムの運転方法によれば、原水の水質の変動が抑えられる。
本発明の水処理システムの運転方法によれば、原水の水質の変動が抑えられる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】本発明の水処理システムの一例を示す概略構成図である。
【図2】本発明の水処理システムの他の例を示す概略構成図である。
【図3】本発明の水処理システムの他の例を示す概略構成図である。
【図4】本発明の水処理システムの他の例を示す概略構成図である。
【図5】水中ポンプを連続稼働したときの原水中の鉄分の濃度の変化を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0012】
【0013】
＜水処理システム＞
本発明の水処理システムは、水源から原水を汲み上げる水中ポンプと、汲み上げられた原水を貯留する水槽と、水槽の原水を引き出す原水ポンプと、原水ポンプ、水中ポンプ等を制御する制御装置とを備える。
本発明の水処理システムは、水中ポンプから水槽に導入される原水の水量を調整する導入水量調整手段をさらに備えることが好ましい。
本発明の水処理システムは、必要に応じて、水槽内の原水の水量を測定する原水槽水量測定手段をさらに備えていてもよい。
本発明の水処理システムは、必要に応じて、水槽に導入される原水の水量を測定する導入水量測定手段をさらに備えていてもよい。
本発明の水処理システムは、必要に応じて、水槽から引き出される原水の水量を測定する引出水量測定手段をさらに備えていてもよい。
本発明の水処理システムは、必要に応じて、引き出された原水を処理する水処理装置をさらに備えていてもよい。
本発明の水処理システムは、水源から原水を汲み上げる水中ポンプと、汲み上げられた原水を貯留する水槽と、水槽の原水を引き出す原水ポンプと、原水ポンプ、水中ポンプ等を制御する制御装置とを備える。
本発明の水処理システムは、水中ポンプから水槽に導入される原水の水量を調整する導入水量調整手段をさらに備えることが好ましい。
本発明の水処理システムは、必要に応じて、水槽内の原水の水量を測定する原水槽水量測定手段をさらに備えていてもよい。
本発明の水処理システムは、必要に応じて、水槽に導入される原水の水量を測定する導入水量測定手段をさらに備えていてもよい。
本発明の水処理システムは、必要に応じて、水槽から引き出される原水の水量を測定する引出水量測定手段をさらに備えていてもよい。
本発明の水処理システムは、必要に応じて、引き出された原水を処理する水処理装置をさらに備えていてもよい。
【0014】
水槽としては、開放式と密閉式の両方がある。開放式の水槽としては、蓋を有する原水槽等が挙げられる。密閉式の水槽としては、密閉式のバッファ等が挙げられる。
【0015】
水中ポンプとしては、水中カスケードポンプ、水中渦巻ポンプ、水中タービンポンプ、水中斜流ポンプ等が挙げられる。
【0016】
導入水量調整手段としては、原水の流量の異なる複数の配管と、原水が流れる配管を選択するためのバルブとを組み合わせたもの；水中ポンプの回転数を制御するインバーター；水中ポンプから水槽に原水を導入する配管の途中に設けられた流量調整弁等が挙げられる。
【0017】
水槽水量測定手段としては、水位計、質量計等が挙げられ、コストの点から、水位計が好ましい。水位計としては、電極式水位計、水晶式水位計、水圧式水位計、電波式水位計、超音波式水位計、光波式水位計、フロート式水位計、デジタル式水位計、静電容量式水位計等が挙げられる。水槽が密閉式のバッファの場合には、水槽水量測定手段として、バッファ内の空気層の圧力を測定する気体用圧力センサを用いてもよい。
【0018】
導入水量測定手段および引出水量測定手段としては、流量計等が挙げられる。流量計としては、電磁式流量計、カルマン渦式流量計、羽根車式流量計、浮き子式流量計、熱式流量計、ダイヤフラム式流量計、超音波式流量計、コリオリ式流量計等が挙げられる。
【0019】
水処理装置としては、装置を連続稼働させることで安定稼働が可能な逆浸透膜装置が好ましいが、ｐＨ調整装置、ろ過装置、イオン交換処理装置等が追加でついていてもよい。
【0020】
本発明の第１の態様における制御装置は、原水ポンプが稼働している間、水中ポンプが稼働し続けるように水中ポンプを制御するものである。
本発明の第２の態様における制御装置は、水槽の水位を満水状態と空状態との間に保ちつつ、水中ポンプが稼働し続けるように水中ポンプを制御するものである。
制御装置が、少なくとも原水ポンプが稼働している間、水中ポンプが稼働し続けるように水中ポンプを制御する、または水槽の水位を満水状態と空状態との間に保ちつつ、水中ポンプが稼働し続けるように水中ポンプを制御することによって、従来のように水槽が空になる直前に水中ポンプを稼働させ、水槽が満水になったとき水中ポンプを停止する水処理システムに比べ、水中ポンプを長時間稼働できる。そのため、水中ポンプと水槽との間にある揚水管等の配管内における原水の滞留時間が短くなる。その結果、配管内に滞留した原水が水頭差に由来する負圧を受ける時間が短くなり、原水の脱炭酸が抑えられ、原水の水質の変動が抑えられる。例えば、原水が鉄分を含む場合には、脱炭酸が起こると原水のｐＨが上がり、原水に溶解した鉄分が酸化して析出するが、本発明によれば、原水の脱炭酸が抑えられ、鉄分の酸化が抑えられる。このように原水の水質の変動が抑えられると、後段の水処理装置において、原水中の無機物（鉄分等）が配管においてスケール化することが抑制される。これにより、配管の交換作業が減少し、水処理のコストも低減できる。
本発明の第２の態様における制御装置は、水槽の水位を満水状態と空状態との間に保ちつつ、水中ポンプが稼働し続けるように水中ポンプを制御するものである。
制御装置が、少なくとも原水ポンプが稼働している間、水中ポンプが稼働し続けるように水中ポンプを制御する、または水槽の水位を満水状態と空状態との間に保ちつつ、水中ポンプが稼働し続けるように水中ポンプを制御することによって、従来のように水槽が空になる直前に水中ポンプを稼働させ、水槽が満水になったとき水中ポンプを停止する水処理システムに比べ、水中ポンプを長時間稼働できる。そのため、水中ポンプと水槽との間にある揚水管等の配管内における原水の滞留時間が短くなる。その結果、配管内に滞留した原水が水頭差に由来する負圧を受ける時間が短くなり、原水の脱炭酸が抑えられ、原水の水質の変動が抑えられる。例えば、原水が鉄分を含む場合には、脱炭酸が起こると原水のｐＨが上がり、原水に溶解した鉄分が酸化して析出するが、本発明によれば、原水の脱炭酸が抑えられ、鉄分の酸化が抑えられる。このように原水の水質の変動が抑えられると、後段の水処理装置において、原水中の無機物（鉄分等）が配管においてスケール化することが抑制される。これにより、配管の交換作業が減少し、水処理のコストも低減できる。
【0021】
本発明においては、揚水管等の配管内における原水の滞留時間がさらに短くなり、原水の水質の変動がさらに抑えられる点から、制御装置は、原水ポンプが停止している間も、水中ポンプをできるだけ稼働し続けるように水中ポンプを制御することが好ましい。
ただし、水処理システムにおいては、後段の水処理装置における時間当たりの処理量よりも、水中ポンプにおける時間当たりの汲み上げ量のほうが多い。そのため、原水ポンプが停止している間も、水中ポンプを稼働し続けると、水槽から原水が溢れ出すことになる。
ただし、水処理システムにおいては、後段の水処理装置における時間当たりの処理量よりも、水中ポンプにおける時間当たりの汲み上げ量のほうが多い。そのため、原水ポンプが停止している間も、水中ポンプを稼働し続けると、水槽から原水が溢れ出すことになる。
【0022】
そこで、水槽が開放式の原水槽の場合には、原水槽から原水が溢れ出さないように、制御装置が、原水槽内の原水の水量に応じて、導入水量調整手段を制御することが好ましい。これにより、原水ポンプの稼働や停止にかかわらず、水中ポンプを長時間稼働し続けることができる。
具体的には、制御手段は、原水槽内の原水の水量が多いときには、水中ポンプから原水槽に導入される原水の水量を、原水槽から引き出される原水の水量よりも少なくするように導入水量調整手段を制御する。制御手段は、原水槽内の原水の水量が少ないときには、水中ポンプから原水槽に導入される原水の水量を、原水槽から引き出される原水の水量よりも多くするように導入水量調整手段を制御する。
具体的には、制御手段は、原水槽内の原水の水量が多いときには、水中ポンプから原水槽に導入される原水の水量を、原水槽から引き出される原水の水量よりも少なくするように導入水量調整手段を制御する。制御手段は、原水槽内の原水の水量が少ないときには、水中ポンプから原水槽に導入される原水の水量を、原水槽から引き出される原水の水量よりも多くするように導入水量調整手段を制御する。
【0023】
水槽が密閉式のバッファの場合には、バッファにおいて原水が満水にならないように、制御装置が、バッファ内の空気層の圧力に応じて、導入水量調整手段を制御することが好ましい。これにより、原水ポンプの稼働や停止にかかわらず、水中ポンプを長時間稼働し続けることができる。
具体的には、制御手段は、バッファ内の空気層の圧力が高いときには、水中ポンプからバッファに導入される原水の水量を、バッファから引き出される原水の水量よりも少なくするように導入水量調整手段を制御する。制御手段は、バッファ内の空気層の圧力が低いときには、水中ポンプからバッファに導入される原水の水量を、バッファから引き出される原水の水量よりも多くするように導入水量調整手段を制御する。
具体的には、制御手段は、バッファ内の空気層の圧力が高いときには、水中ポンプからバッファに導入される原水の水量を、バッファから引き出される原水の水量よりも少なくするように導入水量調整手段を制御する。制御手段は、バッファ内の空気層の圧力が低いときには、水中ポンプからバッファに導入される原水の水量を、バッファから引き出される原水の水量よりも多くするように導入水量調整手段を制御する。
【0024】
制御装置は、例えば、インターフェイス部（図示略）、記憶部（図示略）、処理部（図示略）等を備える。
インターフェイス部は、ポンプ、バルブ、水位計、気体用圧力センサ、流量計、インバーター等と処理部との間を電気的に接続するものである。
記憶部は、原水槽内の原水の水量に応じた水処理システムの運転条件、原水槽に導入された原水の水量および原水槽から引き出された原水の水量に応じた水処理システムの運転条件等を記憶するものである。
インターフェイス部は、ポンプ、バルブ、水位計、気体用圧力センサ、流量計、インバーター等と処理部との間を電気的に接続するものである。
記憶部は、原水槽内の原水の水量に応じた水処理システムの運転条件、原水槽に導入された原水の水量および原水槽から引き出された原水の水量に応じた水処理システムの運転条件等を記憶するものである。
【0025】
処理部は、原水槽水量測定手段からの水量情報（水位、空気層の圧力、容量、質量等）に応じて、ポンプの稼働または停止、バルブの開閉、ポンプのインバーター制御、流量調整弁の開度の調整を行ったり；導入水量測定手段および引出水量測定手段からの水量情報（積算流量等）から原水槽内の原水の水量を算出し、この水量に応じて、ポンプの稼働または停止、バルブの開閉、ポンプのインバーター制御、流量調整弁の開度の調整を行ったりするものである。
【0026】
処理部は、専用のハードウエアによって実現されるものであってもよく、メモリおよび中央演算装置（ＣＰＵ）によって構成され、処理部の機能を実現するためのプログラムをメモリにロードして実行することによってその機能を実現させるものであってもよい。
制御装置には、周辺機器として、入力装置、表示装置等が接続されていてもよい。入力装置としては、ディスプレイタッチパネル、スイッチパネル、キーボード等の入力デバイスが挙げられ、表示装置としては、液晶表示装置、ＣＲＴ等が挙げられる。
制御装置には、周辺機器として、入力装置、表示装置等が接続されていてもよい。入力装置としては、ディスプレイタッチパネル、スイッチパネル、キーボード等の入力デバイスが挙げられ、表示装置としては、液晶表示装置、ＣＲＴ等が挙げられる。
【0027】
本発明においては、なるべく水中ポンプを停止させないように運転することが望ましい。例えば、原水が地下水の場合には、２４時間以上連続運転することが好ましく、３日間以上連続運転することがより好ましく、１週間以上連続運転することがさらに好ましい。設備点検や消耗品交換を考えると、３年間以下連続運転することが好ましく、２年間以下連続運転することがより好ましく、１年間以下連続運転することがさらに好ましい。
【0028】
＜水処理システムの運転方法＞
本発明の水処理システムの運転方法の第１の態様は、水源から原水を汲み上げる水中ポンプと、汲み上げられた原水を貯留する水槽と、水槽の原水を引き出す原水ポンプとを備えた水処理システムを運転する方法であり、原水ポンプが稼働している間、水中ポンプを稼働し続けることに特徴がある。
本発明の水処理システムの運転方法の第２の態様は、水源から原水を汲み上げる水中ポンプと、汲み上げられた原水を貯留する水槽と、水槽の原水を引き出す原水ポンプとを備えた水処理システムを運転する方法であり、水槽の水位を満水状態と空状態との間に保ちつつ、水中ポンプを稼働し続けることに特徴がある。
以下、水槽が開放式の原水槽である場合の水処理システムの運転方法について説明する。
本発明の水処理システムの運転方法の第１の態様は、水源から原水を汲み上げる水中ポンプと、汲み上げられた原水を貯留する水槽と、水槽の原水を引き出す原水ポンプとを備えた水処理システムを運転する方法であり、原水ポンプが稼働している間、水中ポンプを稼働し続けることに特徴がある。
本発明の水処理システムの運転方法の第２の態様は、水源から原水を汲み上げる水中ポンプと、汲み上げられた原水を貯留する水槽と、水槽の原水を引き出す原水ポンプとを備えた水処理システムを運転する方法であり、水槽の水位を満水状態と空状態との間に保ちつつ、水中ポンプを稼働し続けることに特徴がある。
以下、水槽が開放式の原水槽である場合の水処理システムの運転方法について説明する。
【0029】
少なくとも原水ポンプが稼働している間、水中ポンプを稼働し続ける、または水槽の水位を満水状態と空状態との間に保ちつつ、水中ポンプを稼働し続けることによって、従来のように原水槽が空になる直前に水中ポンプを稼働させ、原水槽が満水になったとき水中ポンプを停止する水処理システムの運転方法に比べ、水中ポンプを長時間稼働できる。そのため、水中ポンプと原水槽との間にある揚水管等の配管内における原水の滞留時間が短くなる。その結果、配管内に滞留した原水が水頭差に由来する負圧を受ける時間が短くなり、原水の脱炭酸が抑えられ、原水の水質の変動が抑えられる。
【0030】
本発明においては、揚水管等の配管内における原水の滞留時間がさらに短くなり、原水の水質の変動がさらに抑えられる点から、原水ポンプが停止している間も、水中ポンプをできるだけ稼働し続けることが好ましい。
ただし、水処理システムにおいては、後段の水処理装置における時間当たりの処理量よりも、水中ポンプにおける時間当たりの汲み上げ量のほうが多い。そのため、原水ポンプが停止している間も、水中ポンプを稼働し続けると、原水槽から原水が溢れ出すことになる。
ただし、水処理システムにおいては、後段の水処理装置における時間当たりの処理量よりも、水中ポンプにおける時間当たりの汲み上げ量のほうが多い。そのため、原水ポンプが停止している間も、水中ポンプを稼働し続けると、原水槽から原水が溢れ出すことになる。
【0031】
そこで、本発明においては、原水槽から原水が溢れ出さないように、原水槽内の原水の水量に応じて、水中ポンプから原水槽に導入される原水の水量を調整することが好ましい。これにより、原水ポンプの稼働や停止にかかわらず、水中ポンプを長時間稼働し続けることができる。
具体的には、原水槽内の原水の水量が多いときには、水中ポンプから原水槽に導入される原水の水量を、原水槽から引き出される原水の水量よりも少なくする。原水槽内の原水の水量が少ないときには、水中ポンプから原水槽に導入される原水の水量を、原水槽から引き出される原水の水量よりも多くする。
具体的には、原水槽内の原水の水量が多いときには、水中ポンプから原水槽に導入される原水の水量を、原水槽から引き出される原水の水量よりも少なくする。原水槽内の原水の水量が少ないときには、水中ポンプから原水槽に導入される原水の水量を、原水槽から引き出される原水の水量よりも多くする。
【0032】
原水槽内の原水の水量は、原水槽水量測定手段からの水量情報（水位、容量、質量等）によって把握できる。また、原水槽内の原水の水量は、導入水量測定手段および引出水量測定手段からの水量情報（積算流量等）から算出できる。
水中ポンプから原水槽に導入される原水の水量は、上述した導入水量調整手段によって調整できる。
水中ポンプから原水槽に導入される原水の水量は、上述した導入水量調整手段によって調整できる。
【0033】
本発明の水処理システムの運転方法は、水源の水面と、水中ポンプと原水槽との間にある揚水管等の配管の最高点との高低差が５ｍ以上である場合に適用することが好ましい。この高低差が５ｍ以上であると、配管内に滞留した原水が受ける水頭差に由来する負圧が大きくなるため、本発明の効果が十分に発揮される。この高低差は、５～１００ｍがより好ましく、３５～１００ｍがさらに好ましい。
【0034】
水源としては、井戸、海、湖沼、河川、池、ダム、プール等が挙げられる。
原水としては、地下水、海水、湖沼水、河川水、池水、ダム水、プールの水等が挙げられる。
原水は、通常、無機物を含む。無機物としては、原水に溶解したケイ素分（溶性ケイ酸）、カルシウム分、マグネシウム分、アルミニウム分、鉄分、マンガン分等が挙げられる。
原水としては、地下水、海水、湖沼水、河川水、池水、ダム水、プールの水等が挙げられる。
原水は、通常、無機物を含む。無機物としては、原水に溶解したケイ素分（溶性ケイ酸）、カルシウム分、マグネシウム分、アルミニウム分、鉄分、マンガン分等が挙げられる。
【0035】
原水中の鉄およびその化合物の濃度は、０ｍｇ／Ｌが好ましい。原水中の鉄およびその化合物の濃度は、上水試験方法に準拠して測定する。
【0036】
原水のｐＨは、７．０が好ましい。原水のｐＨが前記範囲内であれば、無機物の酸化を抑制することができる。原水のｐＨは、上水試験法に準拠して測定する。
【0037】
原水中の炭酸濃度は、０．４ｍｇ／Ｌが好ましい。原水の炭酸濃度は、上水試験方法に準拠して測定する。
【0038】
以下、本発明の水処理システムおよびその運転方法の実施形態例について、図面を用いて詳細に説明する。
【0039】
＜第１の実施形態＞
（水処理システム）
図１は、本発明の水処理システムの第１の実施形態を示す概略構成図である。
水処理システム１は、井戸１００から地下水を汲み上げる水中ポンプ１０と；汲み上げられた原水を貯留する原水槽１２と；原水槽１２の原水を引き出す原水ポンプ１４と；引き出された原水を処理する水処理装置１６と；下端が水中ポンプ１０に接続し、地下から地上に延びる揚水管２０と；一方の端部が揚水管２０の上端に接続し、他端が原水槽１２に接続する導水管２２と；一方の端部が原水槽１２に接続し、途中が原水ポンプ１４を経由し、他端が水処理装置１６に接続する原水引出配管２４と；導水管２２の途中に設けられた導入水量調整手段３０と；原水槽１２に設けられた電極式水位計４０と；原水ポンプ１４が稼働している間、水中ポンプ１０が稼働し続けるように水中ポンプ１０を制御する制御装置５０とを備える。
（水処理システム）
図１は、本発明の水処理システムの第１の実施形態を示す概略構成図である。
水処理システム１は、井戸１００から地下水を汲み上げる水中ポンプ１０と；汲み上げられた原水を貯留する原水槽１２と；原水槽１２の原水を引き出す原水ポンプ１４と；引き出された原水を処理する水処理装置１６と；下端が水中ポンプ１０に接続し、地下から地上に延びる揚水管２０と；一方の端部が揚水管２０の上端に接続し、他端が原水槽１２に接続する導水管２２と；一方の端部が原水槽１２に接続し、途中が原水ポンプ１４を経由し、他端が水処理装置１６に接続する原水引出配管２４と；導水管２２の途中に設けられた導入水量調整手段３０と；原水槽１２に設けられた電極式水位計４０と；原水ポンプ１４が稼働している間、水中ポンプ１０が稼働し続けるように水中ポンプ１０を制御する制御装置５０とを備える。
【0040】
導水管２２は、途中で第１の導水管２２Ａおよび第２の導水管２２Ｂに分岐する。
第１の導水管２２Ａの途中には、第１の導水管２２Ａの流路の開閉を行う第１の電磁弁３２Ａと、第１の導水管２２Ａにおける原水の流量をＦ１に調整する第１の定流量弁３４Ａとが設けられる。
第２の導水管２２Ｂの途中には、第２の導水管２２Ｂの流路の開閉を行う第２の電磁弁３２Ｂと、第２の導水管２２Ｂにおける原水の流量をＦ２に調整する第２の定流量弁３４Ｂとが設けられる。
第１の導水管２２Ａの途中には、第１の導水管２２Ａの流路の開閉を行う第１の電磁弁３２Ａと、第１の導水管２２Ａにおける原水の流量をＦ１に調整する第１の定流量弁３４Ａとが設けられる。
第２の導水管２２Ｂの途中には、第２の導水管２２Ｂの流路の開閉を行う第２の電磁弁３２Ｂと、第２の導水管２２Ｂにおける原水の流量をＦ２に調整する第２の定流量弁３４Ｂとが設けられる。
【0041】
導入水量調整手段３０は、第１の定流量弁３４Ａによって原水の流量がＦ１に調整された第１の導水管２２Ａと、第２の定流量弁３４Ｂによって原水の流量がＦ２に調整された第２の導水管２２Ｂと、原水が流れる配管を選択するための第１の電磁弁３２Ａおよび第２の電磁弁３２Ｂとを組み合わせたものである。
第１の導水管２２Ａにおける原水の流量Ｆ１と、第２の導水管２２Ｂにおける原水の流量Ｆ２と、原水引出配管２４における原水の流量Ｆ３とがＦ１＞Ｆ３＞Ｆ２の関係となるように、第１の定流量弁３４Ａおよび第２の定流量弁３４Ｂは調整される。
第１の導水管２２Ａにおける原水の流量Ｆ１と、第２の導水管２２Ｂにおける原水の流量Ｆ２と、原水引出配管２４における原水の流量Ｆ３とがＦ１＞Ｆ３＞Ｆ２の関係となるように、第１の定流量弁３４Ａおよび第２の定流量弁３４Ｂは調整される。
【0042】
原水槽１２の水位は、ＨＨ（満水状態）、Ｈ（標準）、Ｌ（低い）、ＬＬ（非常に低い）およびＥ（空）に設定されている。
電極式水位計４０は、それぞれの水位に対応した、長さの異なる５つの電極を有する。５つの電極は、設定された水位に応じて、それぞれ電極ＨＨ、電極Ｈ、電極Ｌ、電極ＬＬ、電極Ｅとする。
電極式水位計４０は、電極に原水槽１２内の原水が触れている間、原水が触れている電極ごとに異なる電気信号（水量情報）を発信する。電極ごとの電気信号を、それぞれ電気信号ＨＨ、電気信号Ｈ、電気信号Ｌ、電気信号ＬＬ、電気信号Ｅとする。
電極式水位計４０は、それぞれの水位に対応した、長さの異なる５つの電極を有する。５つの電極は、設定された水位に応じて、それぞれ電極ＨＨ、電極Ｈ、電極Ｌ、電極ＬＬ、電極Ｅとする。
電極式水位計４０は、電極に原水槽１２内の原水が触れている間、原水が触れている電極ごとに異なる電気信号（水量情報）を発信する。電極ごとの電気信号を、それぞれ電気信号ＨＨ、電気信号Ｈ、電気信号Ｌ、電気信号ＬＬ、電気信号Ｅとする。
【0043】
制御装置５０には、水中ポンプ１０、原水ポンプ１４、第１の電磁弁３２Ａ、第２の電磁弁３２Ｂ、電極式水位計４０等が電気的に接続されている。
制御装置５０は、水中ポンプ１０の稼働および停止、原水ポンプ１４の稼働および停止、第１の電磁弁３２Ａの開閉、第２の電磁弁３２Ｂの開閉等を制御する。制御装置５０は、電極式水位計４０からの電気信号（水量情報）を受信する。
制御装置５０は、水中ポンプ１０の稼働および停止、原水ポンプ１４の稼働および停止、第１の電磁弁３２Ａの開閉、第２の電磁弁３２Ｂの開閉等を制御する。制御装置５０は、電極式水位計４０からの電気信号（水量情報）を受信する。
【0044】
（水処理システムの運転方法）
原水ポンプ１４は、後段の水処理装置１６における原水の処理頻度や処理量に応じて、連続的または断続的に稼働する。
以下、運転開始時に原水槽１２の水位がＨよりも下にある場合について説明する。
原水ポンプ１４は、後段の水処理装置１６における原水の処理頻度や処理量に応じて、連続的または断続的に稼働する。
以下、運転開始時に原水槽１２の水位がＨよりも下にある場合について説明する。
【0045】
まず、制御装置５０によって、第１の電磁弁３２Ａを開き、第２の電磁弁３２Ｂを閉じることによって、原水が流れる配管として第１の導水管２２Ａを選択し、水中ポンプ１０を稼働する。水中ポンプ１０で汲み上げられた原水が、第１の導水管２２Ａを通って流量Ｆ１で原水槽１２に導入される。このとき、原水ポンプ１４が稼働していても、Ｆ１＞Ｆ３であるため、原水槽１２内の原水は増加し、原水槽１２の水位が上がる。原水ポンプ１４が停止している場合も、原水槽１２内の原水が増加し、原水槽１２の水位が上がる。
【0046】
原水槽１２の水位がＨに到達したとき、電極式水位計４０の電極Ｈに原水が触れて電極式水位計４０が電気信号Ｈを発信する。電気信号Ｈを受信した制御装置５０によって、第１の電磁弁３２Ａを閉じ、第２の電磁弁３２Ｂを開くことによって、原水が流れる配管として第２の導水管２２Ｂを選択する。水中ポンプ１０で汲み上げられた原水が、第２の導水管２２Ｂを通って流量Ｆ２で原水槽１２に導入される。このとき、原水ポンプ１４が稼働していた場合、Ｆ２＜Ｆ３であるため、原水槽１２内の原水は減少し、原水槽１２の水位が下がる。原水が流れる配管が第２の導水管２２Ｂである状態は、次に電極式水位計４０からの電気信号Ｌが途切れるまで続く。
【0047】
なお、原水ポンプ１４が長時間停止している場合、原水槽１２内の原水が増加し続け、原水槽１２の水位がＨＨに到達してしまう。このような非常時には、電極式水位計４０の電極ＨＨに原水が触れて電極式水位計４０が電気信号ＨＨを発信する。電気信号ＨＨを受信した制御装置５０によって、水中ポンプ１０を停止し、水処理システムの運転自体を中止する。
【0048】
原水槽１２の水位がＬよりも下に下がったとき、電極式水位計４０の電極Ｌに原水が触れなくなり、電極式水位計４０からの電気信号Ｌが途切れる。電気信号Ｌが途切れたことを感知した制御装置５０によって、第１の電磁弁３２Ａを開き、第２の電磁弁３２Ｂを閉じることによって、原水が流れる配管として第１の導水管２２Ａを選択する。水中ポンプ１０で汲み上げられた原水が、第１の導水管２２Ａを通って流量Ｆ１で原水槽１２に導入される。このとき、原水ポンプ１４が稼働していても、Ｆ１＞Ｆ３であるため、原水槽１２内の原水は増加し、原水槽１２の水位が上がる。原水ポンプ１４が停止している場合も、原水槽１２内の原水が増加し、原水槽１２の水位が上がる。原水が流れる配管が第１の導水管２２Ａである状態は、次に電極式水位計４０が電気信号Ｈを発信するまで続く。
【0049】
なお、何らかの原因で水中ポンプ１０が長時間停止している場合、原水槽１２内の原水が減少し続け、原水槽１２の水位がＬＬよりも下に下がってしまう。このような非常時には、電極式水位計４０の電極ＬＬに原水が触れなくなり、電極式水位計４０からの電気信号ＬＬが途切れる。電気信号ＬＬが途切れたことを感知した制御装置５０によって、原水ポンプ１４を停止し、水処理システムの運転自体を中止する。
【0050】
（作用機序）
以上説明した水処理システム１およびその運転方法にあっては、原水槽１２の水位がＨＨに到達したり、原水槽１２の水位がＬＬよりも下に下がったりするような非常時以外においては、常時、水中ポンプ１０が稼働しているため、水中ポンプ１０と原水槽１２との間にある揚水管２０内に原水が滞留することがない。その結果、原水の脱炭酸が抑えられ、原水の水質の変動が抑えられる。
以上説明した水処理システム１およびその運転方法にあっては、原水槽１２の水位がＨＨに到達したり、原水槽１２の水位がＬＬよりも下に下がったりするような非常時以外においては、常時、水中ポンプ１０が稼働しているため、水中ポンプ１０と原水槽１２との間にある揚水管２０内に原水が滞留することがない。その結果、原水の脱炭酸が抑えられ、原水の水質の変動が抑えられる。
【0051】
＜第２の実施形態＞
（水処理システム）
図２は、本発明の水処理システムの第２の実施形態を示す概略構成図である。
水処理システム２は、井戸１００から地下水を汲み上げる水中ポンプ１０と；汲み上げられた原水を貯留する原水槽１２と；原水槽１２の原水を引き出す原水ポンプ１４と；引き出された原水を処理する水処理装置１６と；下端が水中ポンプ１０に接続し、地下から地上に延びる揚水管２０と；一方の端部が揚水管２０の上端に接続し、他端が原水槽１２に接続する導水管２２と；一方の端部が原水槽１２に接続し、途中が原水ポンプ１４を経由し、他端が水処理装置１６に接続する原水引出配管２４と；導水管２２の途中に設けられた導入水量調整手段３０と；導入水量調整手段３０よりも上流側の導水管２２の途中に設けられた導入水流量計４２と；原水ポンプ１４よりも上流側の原水引出配管２４の途中に設けられた引出水流量計４４と；原水ポンプ１４が稼働している間、水中ポンプ１０が稼働し続けるように水中ポンプ１０を制御する制御装置５０とを備える。
（水処理システム）
図２は、本発明の水処理システムの第２の実施形態を示す概略構成図である。
水処理システム２は、井戸１００から地下水を汲み上げる水中ポンプ１０と；汲み上げられた原水を貯留する原水槽１２と；原水槽１２の原水を引き出す原水ポンプ１４と；引き出された原水を処理する水処理装置１６と；下端が水中ポンプ１０に接続し、地下から地上に延びる揚水管２０と；一方の端部が揚水管２０の上端に接続し、他端が原水槽１２に接続する導水管２２と；一方の端部が原水槽１２に接続し、途中が原水ポンプ１４を経由し、他端が水処理装置１６に接続する原水引出配管２４と；導水管２２の途中に設けられた導入水量調整手段３０と；導入水量調整手段３０よりも上流側の導水管２２の途中に設けられた導入水流量計４２と；原水ポンプ１４よりも上流側の原水引出配管２４の途中に設けられた引出水流量計４４と；原水ポンプ１４が稼働している間、水中ポンプ１０が稼働し続けるように水中ポンプ１０を制御する制御装置５０とを備える。
【0052】
第２の実施形態は、第１の実施形態における電極式水位計４０の代わりに、導入水流量計４２および引出水流量計４４を設けた実施形態である。
以下、第１の実施形態と同じ構成のものについては、同じ符号を付して詳しい説明を省略する。
以下、第１の実施形態と同じ構成のものについては、同じ符号を付して詳しい説明を省略する。
【0053】
制御装置５０には、水中ポンプ１０、原水ポンプ１４、第１の電磁弁３２Ａ、第２の電磁弁３２Ｂ、導入水流量計４２、引出水流量計４４等が電気的に接続されている。
制御装置５０は、水中ポンプ１０の稼働および停止、原水ポンプ１４の稼働および停止、第１の電磁弁３２Ａの開閉、第２の電磁弁３２Ｂの開閉等を制御する。制御装置５０は、導入水流量計４２からの積算流量Ｖ１を電気信号として受信し、引出水流量計４４からの積算流量Ｖ２を電気信号として受信する。
制御装置５０は、水中ポンプ１０の稼働および停止、原水ポンプ１４の稼働および停止、第１の電磁弁３２Ａの開閉、第２の電磁弁３２Ｂの開閉等を制御する。制御装置５０は、導入水流量計４２からの積算流量Ｖ１を電気信号として受信し、引出水流量計４４からの積算流量Ｖ２を電気信号として受信する。
【0054】
原水槽１２の水位は、ＨＨ（満水状態）、Ｈ（標準）、Ｌ（低い）、ＬＬ（非常に低い）およびＥ（空）に設定されている。
制御装置５０の記憶部には、それぞれの水位の閾値が入力されている。
制御装置５０の記憶部には、水処理システム２の運転開始時の原水槽１２の水位が初期値Ｗ０として入力されている。
制御装置５０の記憶部には、それぞれの水位の閾値が入力されている。
制御装置５０の記憶部には、水処理システム２の運転開始時の原水槽１２の水位が初期値Ｗ０として入力されている。
【0055】
（水処理システムの運転方法）
原水ポンプ１４は、後段の水処理装置１６における原水の処理頻度や処理量に応じて、連続的または断続的に稼働する。
以下、運転開始時に原水槽１２の水位Ｗ０がＨよりも下にある場合について説明する。
原水ポンプ１４は、後段の水処理装置１６における原水の処理頻度や処理量に応じて、連続的または断続的に稼働する。
以下、運転開始時に原水槽１２の水位Ｗ０がＨよりも下にある場合について説明する。
【0056】
まず、制御装置５０によって、第１の電磁弁３２Ａを開き、第２の電磁弁３２Ｂを閉じることによって、原水が流れる配管として第１の導水管２２Ａを選択し、水中ポンプ１０を稼働する。水中ポンプ１０で汲み上げられた原水が、第１の導水管２２Ａを通って流量Ｆ１で原水槽１２に導入される。このとき、原水ポンプ１４が稼働していても、Ｆ１＞Ｆ３であるため、原水槽１２内の原水は増加し、原水槽１２の水位が上がる。原水ポンプ１４が停止している場合も、原水槽１２内の原水が増加し、原水槽１２の水位が上がる。
【0057】
運転中においては、制御装置５０は、導入水流量計４２からの積算流量Ｖ１（ｍ３）を電気信号として受信し、引出水流量計４４からの積算流量Ｖ２（ｍ３）を電気信号として受信する。制御装置５０は、現在の原水槽１２の水位Ｗ（ｍ）を、Ｗ＝Ｗ０＋｛（Ｖ１－Ｖ２）／Ｓ｝によって算出する。ここで、Ｓは、原水槽１２の底面の面積（ｍ２）である。
【0058】
原水槽１２の水位ＷがＨの閾値以上となったとき、制御装置５０によって、第１の電磁弁３２Ａを閉じ、第２の電磁弁３２Ｂを開くことによって、原水が流れる配管として第２の導水管２２Ｂを選択する。水中ポンプ１０で汲み上げられた原水が、第２の導水管２２Ｂを通って流量Ｆ２で原水槽１２に導入される。このとき、原水ポンプ１４が稼働していた場合、Ｆ２＜Ｆ３であるため、原水槽１２内の原水は減少し、原水槽１２の水位が下がる。原水が流れる配管が第２の導水管２２Ｂである状態は、次に原水槽１２の水位ＷがＬの閾値以下になるまで続く。
【0059】
なお、原水ポンプ１４が長時間停止している場合、原水槽１２内の原水が増加し続け、原水槽１２の水位ＷがＨＨの閾値以上となってしまう。このような非常時には、制御装置５０によって、水中ポンプ１０を停止し、水処理システムの運転自体を中止する。
【0060】
原水槽１２の水位ＷがＬの閾値以下になったとき、制御装置５０によって、第１の電磁弁３２Ａを開き、第２の電磁弁３２Ｂを閉じることによって、原水が流れる配管として第１の導水管２２Ａを選択する。水中ポンプ１０で汲み上げられた原水が、第１の導水管２２Ａを通って流量Ｆ１で原水槽１２に導入される。このとき、原水ポンプ１４が稼働していても、Ｆ１＞Ｆ３であるため、原水槽１２内の原水は増加し、原水槽１２の水位が上がる。原水ポンプ１４が停止している場合も、原水槽１２内の原水が増加し、原水槽１２の水位が上がる。原水が流れる配管が第１の導水管２２Ａである状態は、次に原水槽１２の水位ＷがＨの閾値以上になるまで続く。
【0061】
なお、何らかの原因で水中ポンプ１０が長時間停止している場合、原水槽１２内の原水が減少し続け、原水槽１２の水位ＷがＬＬの閾値以下になってしまう。このような非常時には、制御装置５０によって、原水ポンプ１４を停止し、水処理システムの運転自体を中止する。
【0062】
（作用機序）
以上説明した水処理システム２およびその運転方法にあっては、流量計からの情報に基づいて算出した原水槽１２の水位ＷがＨＨの閾値以上となったり、原水槽１２の水位ＷがＬＬの閾値以下となったりするような非常時以外においては、常時、水中ポンプ１０が稼働しているため、水中ポンプ１０と原水槽１２との間にある揚水管２０内に原水が滞留することがない。その結果、原水の脱炭酸が抑えられ、原水の水質の変動が抑えられる。
以上説明した水処理システム２およびその運転方法にあっては、流量計からの情報に基づいて算出した原水槽１２の水位ＷがＨＨの閾値以上となったり、原水槽１２の水位ＷがＬＬの閾値以下となったりするような非常時以外においては、常時、水中ポンプ１０が稼働しているため、水中ポンプ１０と原水槽１２との間にある揚水管２０内に原水が滞留することがない。その結果、原水の脱炭酸が抑えられ、原水の水質の変動が抑えられる。
【0063】
＜第３の実施形態＞
（水処理システム）
図３は、本発明の水処理システムの第３の実施形態を示す概略構成図である。
水処理システム３は、井戸１００から地下水を汲み上げる水中ポンプ１０と；汲み上げられた原水を貯留する原水槽１２と；原水槽１２の原水を引き出す原水ポンプ１４と；引き出された原水を処理する水処理装置１６と；下端が水中ポンプ１０に接続し、地下から地上に延びる揚水管２０と；一方の端部が揚水管２０の上端に接続し、他端が原水槽１２に接続する導水管２２と；一方の端部が原水槽１２に接続し、途中が原水ポンプ１４を経由し、他端が水処理装置１６に接続する原水引出配管２４と；導水管２２の途中に設けられた導入水流量計４２と；原水ポンプ１４よりも上流側の原水引出配管２４の途中に設けられた引出水流量計４４と；原水ポンプ１４が稼働している間、水中ポンプ１０が稼働し続けるように水中ポンプ１０を制御する制御装置５０とを備える。
（水処理システム）
図３は、本発明の水処理システムの第３の実施形態を示す概略構成図である。
水処理システム３は、井戸１００から地下水を汲み上げる水中ポンプ１０と；汲み上げられた原水を貯留する原水槽１２と；原水槽１２の原水を引き出す原水ポンプ１４と；引き出された原水を処理する水処理装置１６と；下端が水中ポンプ１０に接続し、地下から地上に延びる揚水管２０と；一方の端部が揚水管２０の上端に接続し、他端が原水槽１２に接続する導水管２２と；一方の端部が原水槽１２に接続し、途中が原水ポンプ１４を経由し、他端が水処理装置１６に接続する原水引出配管２４と；導水管２２の途中に設けられた導入水流量計４２と；原水ポンプ１４よりも上流側の原水引出配管２４の途中に設けられた引出水流量計４４と；原水ポンプ１４が稼働している間、水中ポンプ１０が稼働し続けるように水中ポンプ１０を制御する制御装置５０とを備える。
【0064】
第３の実施形態は、第２の実施形態における導入水量調整手段３０の代わりに、水中ポンプ１０に対するインバーター制御を採用した実施形態である。
以下、第１の実施形態および第２の実施形態と同じ構成のものについては、同じ符号を付して詳しい説明を省略する。
以下、第１の実施形態および第２の実施形態と同じ構成のものについては、同じ符号を付して詳しい説明を省略する。
【0065】
水中ポンプ１０には、インバーター（図示略）が内蔵されている。
インバーターとは、もともとは「直流電力を交流電力に変換する回路」を指している。しかし、現在では「商用電源等の交流電力から可変周波数の交流電力に変換するパワーエレクトロニクスを利用した電力変換装置」までも含めて広い範囲の装置をインバーターと呼んでいる。インバーター制御とは、インバーターを使って交流電力の電圧、周波数等を制御することで、水中ポンプの出力（電動機の速度）をコントロールする方式である。
インバーターとは、もともとは「直流電力を交流電力に変換する回路」を指している。しかし、現在では「商用電源等の交流電力から可変周波数の交流電力に変換するパワーエレクトロニクスを利用した電力変換装置」までも含めて広い範囲の装置をインバーターと呼んでいる。インバーター制御とは、インバーターを使って交流電力の電圧、周波数等を制御することで、水中ポンプの出力（電動機の速度）をコントロールする方式である。
【0066】
水中ポンプ１０におけるインバーターは、水中ポンプ１０の電源周波数を変えることによって水中ポンプ１０の回転数を制御する装置である。水中ポンプ１０をインバーター制御しない場合は、水中ポンプ１０を常にＦ１以上の流量となるような回転数で稼働させる必要があり、配管やバルブへの負担が大きく、かつ消費電力も多くなる。一方、水中ポンプ１０をインバーター制御することによって、水中ポンプ１０の回転数を必要に応じて下げることができ、配管やバルブへの負担、消費電力が抑えられる。
【0067】
制御装置５０には、水中ポンプ１０、原水ポンプ１４、導入水流量計４２、引出水流量計４４等が電気的に接続されている。
制御装置５０は、水中ポンプ１０の稼働および停止、原水ポンプ１４の稼働および停止、水中ポンプ１０のインバーター等を制御する。制御装置５０は、導入水流量計４２からの積算流量Ｖ１を電気信号として受信し、引出水流量計４４からの積算流量Ｖ２を電気信号として受信する。
制御装置５０は、水中ポンプ１０の稼働および停止、原水ポンプ１４の稼働および停止、水中ポンプ１０のインバーター等を制御する。制御装置５０は、導入水流量計４２からの積算流量Ｖ１を電気信号として受信し、引出水流量計４４からの積算流量Ｖ２を電気信号として受信する。
【0068】
原水槽１２の水位は、ＨＨ（満水状態）、Ｈ（標準）、Ｌ（低い）、ＬＬ（非常に低い）およびＥ（空状態）に設定されている。
制御装置５０の記憶部には、それぞれの水位の閾値が入力されている。
制御装置５０の記憶部には、水処理システム２の運転開始時の原水槽１２の水位が初期値Ｗ０として入力されている。
制御装置５０の記憶部には、それぞれの水位の閾値が入力されている。
制御装置５０の記憶部には、水処理システム２の運転開始時の原水槽１２の水位が初期値Ｗ０として入力されている。
【0069】
（水処理システムの運転方法）
原水ポンプ１４は、後段の水処理装置１６における原水の処理頻度や処理量に応じて、連続的または断続的に稼働する。
以下、運転開始時に原水槽１２の水位Ｗ０がＨよりも下にある場合について説明する。
原水ポンプ１４は、後段の水処理装置１６における原水の処理頻度や処理量に応じて、連続的または断続的に稼働する。
以下、運転開始時に原水槽１２の水位Ｗ０がＨよりも下にある場合について説明する。
【0070】
まず、制御装置５０によって、水中ポンプ１０を稼働するとともにインバーター制御し、導水管２２における原水の流量がＦ１となるように水中ポンプ１０の回転数を調整する。水中ポンプ１０で汲み上げられた原水が、導水管２２を通って流量Ｆ１で原水槽１２に導入される。このとき、原水ポンプ１４が稼働していても、Ｆ１＞Ｆ３であるため、原水槽１２内の原水は増加し、原水槽１２の水位が上がる。原水ポンプ１４が停止している場合も、原水槽１２内の原水が増加し、原水槽１２の水位が上がる。
【0071】
運転中においては、制御装置５０は、導入水流量計４２からの積算流量Ｖ１（ｍ３）を電気信号として受信し、引出水流量計４４からの積算流量Ｖ２（ｍ３）を電気信号として受信する。制御装置５０は、現在の原水槽１２の水位Ｗ（ｍ）を、Ｗ＝Ｗ０＋｛（Ｖ１－Ｖ２）／Ｓ｝によって算出する。ここで、Ｓは、原水槽１２の底面の面積（ｍ２）である。
【0072】
原水槽１２の水位ＷがＨの閾値以上となったとき、制御装置５０によって、水中ポンプ１０をインバーター制御し、導水管２２における原水の流量がＦ２となるように水中ポンプ１０の回転数を下げる。水中ポンプ１０で汲み上げられた原水が、導水管２２を通って流量Ｆ２で原水槽１２に導入される。このとき、原水ポンプ１４が稼働していた場合、Ｆ２＜Ｆ３であるため、原水槽１２内の原水は減少し、原水槽１２の水位が下がる。導水管２２における原水の流量がＦ２である状態は、次に原水槽１２の水位ＷがＬの閾値以下になるまで続く。
【0073】
なお、原水ポンプ１４が長時間停止している場合、原水槽１２内の原水が増加し続け、原水槽１２の水位ＷがＨＨの閾値以上となってしまう。このような非常時には、制御装置５０によって、水中ポンプ１０を停止し、水処理システムの運転自体を中止する。
【0074】
原水槽１２の水位ＷがＬの閾値以下になったとき、制御装置５０によって、水中ポンプ１０をインバーター制御し、導水管２２における原水の流量がＦ１となるように水中ポンプ１０の回転数を上げる。水中ポンプ１０で汲み上げられた原水が、導水管２２を通って流量Ｆ１で原水槽１２に導入される。このとき、原水ポンプ１４が稼働していても、Ｆ１＞Ｆ３であるため、原水槽１２内の原水は増加し、原水槽１２の水位が上がる。原水ポンプ１４が停止している場合も、原水槽１２内の原水が増加し、原水槽１２の水位が上がる。導水管２２における原水の流量がＦ１である状態は、次に原水槽１２の水位ＷがＨの閾値以上になるまで続く。
【0075】
なお、何らかの原因で水中ポンプ１０が長時間停止している場合、原水槽１２内の原水が減少し続け、原水槽１２の水位ＷがＬＬの閾値以下になってしまう。このような非常時には、制御装置５０によって、原水ポンプ１４を停止し、水処理システムの運転自体を中止する。
【0076】
（作用機序）
以上説明した水処理システム３およびその運転方法にあっては、流量計からの情報に基づいて算出した原水槽１２の水位ＷがＨＨの閾値以上となったり、原水槽１２の水位ＷがＬＬの閾値以下となったりするような非常時以外においては、常時、水中ポンプ１０が稼働しているため、水中ポンプ１０と原水槽１２との間にある揚水管２０内に原水が滞留することがない。その結果、原水の脱炭酸が抑えられ、原水の水質の変動が抑えられる。
以上説明した水処理システム３およびその運転方法にあっては、流量計からの情報に基づいて算出した原水槽１２の水位ＷがＨＨの閾値以上となったり、原水槽１２の水位ＷがＬＬの閾値以下となったりするような非常時以外においては、常時、水中ポンプ１０が稼働しているため、水中ポンプ１０と原水槽１２との間にある揚水管２０内に原水が滞留することがない。その結果、原水の脱炭酸が抑えられ、原水の水質の変動が抑えられる。
【0077】
＜第４の実施形態＞
（水処理システム）
図４は、本発明の水処理システムの第４の実施形態を示す概略構成図である。
水処理システム４は、井戸１００から地下水を汲み上げる水中ポンプ１０と；汲み上げられた原水を貯留する原水槽１２と；原水槽１２の原水を引き出す原水ポンプ１４と；引き出された原水を処理する水処理装置１６と；下端が水中ポンプ１０に接続し、地下から地上に延びる揚水管２０と；一方の端部が揚水管２０の上端に接続し、他端が原水槽１２に接続する導水管２２と；一方の端部が原水槽１２に接続し、途中が原水ポンプ１４を経由し、他端が水処理装置１６に接続する原水引出配管２４と；導水管２２の途中に設けられた流量調整弁３６と；流量調整弁３６よりも上流側の導水管２２の途中に設けられた導入水流量計４２と；原水ポンプ１４よりも上流側の原水引出配管２４の途中に設けられた引出水流量計４４と；原水ポンプ１４が稼働している間、水中ポンプ１０が稼働し続けるように水中ポンプ１０を制御する制御装置５０とを備える。
（水処理システム）
図４は、本発明の水処理システムの第４の実施形態を示す概略構成図である。
水処理システム４は、井戸１００から地下水を汲み上げる水中ポンプ１０と；汲み上げられた原水を貯留する原水槽１２と；原水槽１２の原水を引き出す原水ポンプ１４と；引き出された原水を処理する水処理装置１６と；下端が水中ポンプ１０に接続し、地下から地上に延びる揚水管２０と；一方の端部が揚水管２０の上端に接続し、他端が原水槽１２に接続する導水管２２と；一方の端部が原水槽１２に接続し、途中が原水ポンプ１４を経由し、他端が水処理装置１６に接続する原水引出配管２４と；導水管２２の途中に設けられた流量調整弁３６と；流量調整弁３６よりも上流側の導水管２２の途中に設けられた導入水流量計４２と；原水ポンプ１４よりも上流側の原水引出配管２４の途中に設けられた引出水流量計４４と；原水ポンプ１４が稼働している間、水中ポンプ１０が稼働し続けるように水中ポンプ１０を制御する制御装置５０とを備える。
【0078】
第４の実施形態は、第３の実施形態における水中ポンプ１０に対するインバーター制御の代わりに、流量調整弁３６を設けた実施形態である。
以下、第１の実施形態、第２の実施形態および第３の実施形態例と同じ構成のものについては、同じ符号を付して詳しい説明を省略する。
以下、第１の実施形態、第２の実施形態および第３の実施形態例と同じ構成のものについては、同じ符号を付して詳しい説明を省略する。
【0079】
制御装置５０には、水中ポンプ１０、原水ポンプ１４、流量調整弁３６、導入水流量計４２、引出水流量計４４等が電気的に接続されている。
制御装置５０は、水中ポンプ１０の稼働および停止、原水ポンプ１４の稼働および停止、流量調整弁３６の開度等を制御する。制御装置５０は、導入水流量計４２からの積算流量Ｖ１を電気信号として受信し、引出水流量計４４からの積算流量Ｖ２を電気信号として受信する。
制御装置５０は、水中ポンプ１０の稼働および停止、原水ポンプ１４の稼働および停止、流量調整弁３６の開度等を制御する。制御装置５０は、導入水流量計４２からの積算流量Ｖ１を電気信号として受信し、引出水流量計４４からの積算流量Ｖ２を電気信号として受信する。
【0080】
原水槽１２の水位は、ＨＨ（満水状態）、Ｈ（標準）、Ｌ（低い）、ＬＬ（非常に低い）およびＥ（空）に設定されている。
制御装置５０の記憶部には、それぞれの水位の閾値が入力されている。
制御装置５０の記憶部には、水処理システム２の運転開始時の原水槽１２の水位が初期値Ｗ０として入力されている。
制御装置５０の記憶部には、それぞれの水位の閾値が入力されている。
制御装置５０の記憶部には、水処理システム２の運転開始時の原水槽１２の水位が初期値Ｗ０として入力されている。
【0081】
（水処理システムの運転方法）
原水ポンプ１４は、後段の水処理装置１６における原水の処理頻度や処理量に応じて、連続的または断続的に稼働する。
以下、運転開始時に原水槽１２の水位Ｗ０がＨよりも下にある場合について説明する。
原水ポンプ１４は、後段の水処理装置１６における原水の処理頻度や処理量に応じて、連続的または断続的に稼働する。
以下、運転開始時に原水槽１２の水位Ｗ０がＨよりも下にある場合について説明する。
【0082】
まず、制御装置５０によって、水中ポンプ１０を稼働するとともに、導水管２２における原水の流量がＦ１となるように流量調整弁３６の開度を調整する。水中ポンプ１０で汲み上げられた原水が、導水管２２を通って流量Ｆ１で原水槽１２に導入される。このとき、原水ポンプ１４が稼働していても、Ｆ１＞Ｆ３であるため、原水槽１２内の原水は増加し、原水槽１２の水位が上がる。原水ポンプ１４が停止している場合も、原水槽１２内の原水が増加し、原水槽１２の水位が上がる。
【0083】
運転中においては、制御装置５０は、導入水流量計４２からの積算流量Ｖ１（ｍ３）を電気信号として受信し、引出水流量計４４からの積算流量Ｖ２（ｍ３）を電気信号として受信する。制御装置５０は、現在の原水槽１２の水位Ｗ（ｍ）を、Ｗ＝Ｗ０＋｛（Ｖ１－Ｖ２）／Ｓ｝によって算出する。ここで、Ｓは、原水槽１２の底面の面積（ｍ２）である。
【0084】
原水槽１２の水位ＷがＨの閾値以上となったとき、制御装置５０によって、導水管２２における原水の流量がＦ２となるように流量調整弁３６の開度を調整する。水中ポンプ１０で汲み上げられた原水が、導水管２２を通って流量Ｆ２で原水槽１２に導入される。このとき、原水ポンプ１４が稼働していた場合、Ｆ２＜Ｆ３であるため、原水槽１２内の原水は減少し、原水槽１２の水位が下がる。導水管２２における原水の流量がＦ２である状態は、次に原水槽１２の水位ＷがＬの閾値以下になるまで続く。
【0085】
なお、原水ポンプ１４が長時間停止している場合、原水槽１２内の原水が増加し続け、原水槽１２の水位ＷがＨＨの閾値以上となってしまう。このような非常時には、制御装置５０によって、水中ポンプ１０を停止し、水処理システムの運転自体を中止する。
【0086】
原水槽１２の水位ＷがＬの閾値以下になったとき、制御装置５０によって、導水管２２における原水の流量がＦ１となるように流量調整弁３６の開度を調整する。水中ポンプ１０で汲み上げられた原水が、導水管２２を通って流量Ｆ１で原水槽１２に導入される。このとき、原水ポンプ１４が稼働していても、Ｆ１＞Ｆ３であるため、原水槽１２内の原水は増加し、原水槽１２の水位が上がる。原水ポンプ１４が停止している場合も、原水槽１２内の原水が増加し、原水槽１２の水位が上がる。導水管２２における原水の流量がＦ１である状態は、次に原水槽１２の水位ＷがＨの閾値以上になるまで続く。
【0087】
なお、何らかの原因で水中ポンプ１０が長時間停止している場合、原水槽１２内の原水が減少し続け、原水槽１２の水位ＷがＬＬの閾値以下になってしまう。このような非常時には、制御装置５０によって、原水ポンプ１４を停止し、水処理システムの運転自体を中止する。
【0088】
（作用機序）
以上説明した水処理システム４およびその運転方法にあっては、流量計からの情報に基づいて算出した原水槽１２の水位ＷがＨＨの閾値以上となったり、原水槽１２の水位ＷがＬＬの閾値以下となったりするような非常時以外においては、常時、水中ポンプ１０が稼働しているため、水中ポンプ１０と原水槽１２との間にある揚水管２０内に原水が滞留することがない。その結果、原水の脱炭酸が抑えられ、原水の水質の変動が抑えられる。
以上説明した水処理システム４およびその運転方法にあっては、流量計からの情報に基づいて算出した原水槽１２の水位ＷがＨＨの閾値以上となったり、原水槽１２の水位ＷがＬＬの閾値以下となったりするような非常時以外においては、常時、水中ポンプ１０が稼働しているため、水中ポンプ１０と原水槽１２との間にある揚水管２０内に原水が滞留することがない。その結果、原水の脱炭酸が抑えられ、原水の水質の変動が抑えられる。
【0089】
＜他の実施形態＞
本発明の水処理システムは、水源から原水を汲み上げる水中ポンプと、汲み上げられた原水を貯留する原水槽と、原水槽の原水を引き出す原水ポンプと、原水ポンプが稼働している間、水中ポンプが稼働し続けるように水中ポンプを制御する制御装置とを備えたものであればよく、図示例の第１～第４の実施形態に限定されない。
また、本発明の水処理システムの運転方法は、水源から原水を汲み上げる水中ポンプと、汲み上げられた原水を貯留する原水槽と、原水槽の原水を引き出す原水ポンプとを備えた水処理システムを運転する方法であり、原水ポンプが稼働している間、水中ポンプを稼働し続ける方法であればよく、図示例の第１～第４の実施形態に限定されない。
本発明の水処理システムは、水源から原水を汲み上げる水中ポンプと、汲み上げられた原水を貯留する原水槽と、原水槽の原水を引き出す原水ポンプと、原水ポンプが稼働している間、水中ポンプが稼働し続けるように水中ポンプを制御する制御装置とを備えたものであればよく、図示例の第１～第４の実施形態に限定されない。
また、本発明の水処理システムの運転方法は、水源から原水を汲み上げる水中ポンプと、汲み上げられた原水を貯留する原水槽と、原水槽の原水を引き出す原水ポンプとを備えた水処理システムを運転する方法であり、原水ポンプが稼働している間、水中ポンプを稼働し続ける方法であればよく、図示例の第１～第４の実施形態に限定されない。
【0090】
例えば、第１の実施形態において、電極式水位計４０の代わりに、他の方式の水位計を用いてもよい。
第１の実施形態または第２の実施形態において、導水管を３つ以上に分岐させ、それぞれに電磁弁および定流量弁を設けてもよい。
第１～第４の実施形態において、水中ポンプ１０を停止した後、水処理システムの運転を再開したときに、配管に滞留した原水を排水する機能を備えていてもよい。例えば、揚水管２０にドレン配管を設けてもよい。
第１～第４の実施形態において、揚水管２０の途中、導水管２２の途中または原水槽１２内に酸を供給する酸供給手段をさらに設けてもよい。
第１の実施形態または第２の実施形態において、導水管を３つ以上に分岐させ、それぞれに電磁弁および定流量弁を設けてもよい。
第１～第４の実施形態において、水中ポンプ１０を停止した後、水処理システムの運転を再開したときに、配管に滞留した原水を排水する機能を備えていてもよい。例えば、揚水管２０にドレン配管を設けてもよい。
第１～第４の実施形態において、揚水管２０の途中、導水管２２の途中または原水槽１２内に酸を供給する酸供給手段をさらに設けてもよい。
【0091】
また、図示しないが、水槽が密閉式のバッファの場合には、バッファタンクの原水が満水にならないように、バッファ内の空気層の圧力応じて、導入水量調整手段を制御する。例えば、水中ポンプの回転数を制御する。これにより、原水ポンプの稼働や停止にかかわらず、水中ポンプを長時間稼働し続けることができる。
具体的な運転方法は、バッファ内の空気層の圧力が高いときには、水中ポンプからバッファに導入される原水の水量を、バッファから引き出される原水の水量よりも少なくするように導入水量調整手段を制御する。バッファ内の空気層の圧力が低いときには、水中ポンプからバッファに導入される原水の水量を、バッファから引き出される原水の水量よりも多くするように導入水量調整手段を制御する。
具体的な運転方法は、バッファ内の空気層の圧力が高いときには、水中ポンプからバッファに導入される原水の水量を、バッファから引き出される原水の水量よりも少なくするように導入水量調整手段を制御する。バッファ内の空気層の圧力が低いときには、水中ポンプからバッファに導入される原水の水量を、バッファから引き出される原水の水量よりも多くするように導入水量調整手段を制御する。
【実施例】
【0092】
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【0093】
（原水中の鉄およびその化合物の濃度）
原水槽から原水を採取し、上水試験方法に準拠して原水中の鉄およびその化合物の濃度を測定した。原水を０．４５μｍのメンブレンフィルターでろ過した後、ろ液中の鉄およびその化合物の濃度を同様に測定した。ろ過前の原水中の鉄およびその化合物の濃度からろ過後のろ液中の鉄およびその化合物の濃度を引いて、不溶性の鉄およびその化合物の濃度を求めた。
原水槽から原水を採取し、上水試験方法に準拠して原水中の鉄およびその化合物の濃度を測定した。原水を０．４５μｍのメンブレンフィルターでろ過した後、ろ液中の鉄およびその化合物の濃度を同様に測定した。ろ過前の原水中の鉄およびその化合物の濃度からろ過後のろ液中の鉄およびその化合物の濃度を引いて、不溶性の鉄およびその化合物の濃度を求めた。
【0094】
（比較例１）
水処理システム１を用いて、鉄を含む井戸原水の汲み上げを行った。
水中ポンプ１０を一旦停止した後、水処理システム１の運転を再開した直後の原水を原水槽から採取し、ろ過前の原水中の鉄およびその化合物の濃度、０．４５μｍのメンブレンフィルターでろ過後のろ液中の鉄およびその化合物の濃度、不溶性の鉄およびその化合物の濃度を求めた。結果を図５に示す。
水処理システム１を用いて、鉄を含む井戸原水の汲み上げを行った。
水中ポンプ１０を一旦停止した後、水処理システム１の運転を再開した直後の原水を原水槽から採取し、ろ過前の原水中の鉄およびその化合物の濃度、０．４５μｍのメンブレンフィルターでろ過後のろ液中の鉄およびその化合物の濃度、不溶性の鉄およびその化合物の濃度を求めた。結果を図５に示す。
【0095】
（実施例１）
その後、水中ポンプ１０を６０時間連続で運転した。運転再開から３０分後および６０分後の原水を原水槽から採取し、ろ過前の原水中の鉄およびその化合物の濃度、０．４５μｍのメンブレンフィルターでろ過後のろ液中の鉄およびその化合物の濃度、不溶性の鉄およびその化合物の濃度を求めた。結果を図５に示す。
その後、水中ポンプ１０を６０時間連続で運転した。運転再開から３０分後および６０分後の原水を原水槽から採取し、ろ過前の原水中の鉄およびその化合物の濃度、０．４５μｍのメンブレンフィルターでろ過後のろ液中の鉄およびその化合物の濃度、不溶性の鉄およびその化合物の濃度を求めた。結果を図５に示す。
【0096】
運転再開直後の原水中の不溶性の鉄およびその化合物の濃度は０．８ｍｇ／Ｌであり、水中ポンプ１０が停止したときに、揚水管２０内に滞留した原水が、水頭差に由来する負圧を受けて脱炭酸し、不溶性の鉄およびその化合物が析出したと考えられる。その後、水中ポンプ１０を連続で運転すると、原水中の鉄およびその化合物の濃度は安定し、また、不溶性の鉄およびその化合物は析出しなかった。
【産業上の利用可能性】
【0097】
本発明の水処理システムおよびその運転方法は、井戸等から汲み上げた原水を処理する水処理システムおよびその運転方法として有用である。
【符号の説明】
【0098】
１ 水処理システム、
１０ 水中ポンプ、
１２ 原水槽、
１４ 原水ポンプ、
１６ 水処理装置、
２０ 揚水管、
２２ 導水管、
２２Ａ 第１の導水管、
２２Ｂ 第２の導水管、
２４ 原水引出配管、
３０ 導入水量調整手段、
３２Ａ 第１の電磁弁、
３２Ｂ 第２の電磁弁、
３４Ａ 第１の定流量弁、
３４Ｂ 第２の定流量弁、
３６ 流量調整弁、
４０ 電極式水位計、
４２ 導入水流量計、
４４ 引出水流量計、
５０ 制御装置、
１００ 井戸。
１０ 水中ポンプ、
１２ 原水槽、
１４ 原水ポンプ、
１６ 水処理装置、
２０ 揚水管、
２２ 導水管、
２２Ａ 第１の導水管、
２２Ｂ 第２の導水管、
２４ 原水引出配管、
３０ 導入水量調整手段、
３２Ａ 第１の電磁弁、
３２Ｂ 第２の電磁弁、
３４Ａ 第１の定流量弁、
３４Ｂ 第２の定流量弁、
３６ 流量調整弁、
４０ 電極式水位計、
４２ 導入水流量計、
４４ 引出水流量計、
５０ 制御装置、
１００ 井戸。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】