JP2017186770A - Groundwater processing method - Google Patents

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  • Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a groundwater processing method, clogging of ground to which groundwater stored in a recharge method is returned may be prevented.SOLUTION: It comprises a drawn water well 1 for drawing groundwater W, a removal part 20 into which the groundwater W drawn from the drawn water well 1 is introduced and in which SS components etc. contained in the groundwater are removed, a reducing agent supplementation part 14 at which reducing agent Re is supplied to the groundwater W processed in the removal part 20 to a level where oxidation-reduction potential of the groundwater W is reduced to a predetermined value or less, and a water injection well 2 for injecting the groundwater W into which the reducing agent Re is supplied into an aquifer (ground) S3. The groundwater W drawn from the drawn water well 1 is led to the water injection well 2 via a drawn water pipe (water pipe) 8A and water pipes 8B, 8C, 8D of a closed system.SELECTED DRAWING: Figure 12

Description

本発明は、地下水の処理方法に関する。   The present invention relates to a method for treating groundwater.

一般に、地下掘削工事においては、掘削工事部分の水分を適度に抑えるため、掘削前に予め掘削部分の地下水を地表近くに汲み上げ、地下水位を低下させた状態で掘削が行われる。この際、下水放流量の削減や現場周辺の水位低下による影響を低減するために、地下水を再び地中に戻すリチャージ工法が採用される場合がある。   In general, in underground excavation work, in order to moderate moisture in the excavation work part, excavation is performed in a state in which the groundwater in the excavation part is pumped up near the ground surface in advance and the groundwater level is lowered before excavation. At this time, in order to reduce the influence of the reduction of the discharge amount of sewage and the lowering of the water level around the site, a recharge method for returning groundwater to the ground again may be adopted.

ところが、従来のリチャージ工法及び地下水の処理方法では、リチャージウェル（注水井戸）のスクリーン近傍の地盤の目詰まり現象が発生し易く、リチャージウェルの注水性能を長期にわたり維持することが困難であった。   However, in the conventional recharge method and groundwater treatment method, the ground in the vicinity of the screen of the recharge well (water injection well) is likely to be clogged, and it has been difficult to maintain the water injection performance of the recharge well for a long time.

そこで、掘削前に予め掘削部分から地表近くに汲み上げた地下水に含まれる目詰まり物質を地表で取り除くための種々の技術が提案されている。
例えば、特許文献１には、筒状の中空管体と、中空管体内の中心部に設けられた筒状のフィルター部とを備えた目詰まり防止装置（リチャージシステム）が開示されている。この目詰まり防止装置では、中空管体の内周とフィルター部の外周との間に環状空間を形成し、環状空間内に、工事発生水、雨水や地下水等が含まれた排出水（地下水）を、環状空間に、接線方向から水平線に対して下方を向くような旋回流が起こるように導入する。遠心力と重力差とにより排出水中の重量の大きな異物は下方に落下するとともに、重量の小さい異物は上方に浮上し、かつ、フィルター部を透過することで、排出水中の固形分はろ過される。そうして、フィルター部の内周側からろ過後の処理水が取り出される。 In view of this, various techniques have been proposed for removing clogging substances contained in groundwater pumped from the excavated portion near the surface before excavation on the surface.
For example, Patent Document 1 discloses a clogging prevention device (recharge system) including a cylindrical hollow tube and a cylindrical filter provided at the center of the hollow tube. . In this clogging prevention device, an annular space is formed between the inner periphery of the hollow tube body and the outer periphery of the filter portion, and the discharged water (groundwater) containing construction-generated water, rainwater, groundwater, etc. is contained in the annular space. ) Is introduced into the annular space so that a swirling flow that faces downward from the tangential direction with respect to the horizontal line occurs. Large foreign matter in the discharged water falls downward due to the centrifugal force and gravity difference, and the small foreign matter floats upward, and the solid content in the discharged water is filtered by passing through the filter section. . Then, the treated water after filtration is taken out from the inner peripheral side of the filter unit.

特許第４３７９０８６号公報Japanese Patent No. 4379086

しかしながら、上述の特許文献１に開示されている目詰まり防止装置は、粘土粒子等の浮遊物質（Ｓｕｓｐｅｎｄｅｄ ｓｏｌｉｄｓ：以後、ＳＳとする）成分の除去を主な目的としたものであるため、目詰まり現象の発生を根本的に抑えることができないという問題があった。リチャージウェルの通水性能を回復させるためにリチャージを中止して時間をかけてリチャージウェルの逆洗をしても、リチャージウェル近傍の地盤が目詰まりしてしまうために初期の注水性能まで回復することは少なかった。   However, since the clogging prevention device disclosed in the above-mentioned Patent Document 1 is mainly intended to remove suspended solids (hereinafter referred to as SS) components such as clay particles, clogging occurs. There was a problem that the occurrence of the phenomenon could not be fundamentally suppressed. Even if the recharge is stopped and the recharge well is backwashed over time in order to restore the water reflow performance of the recharge well, the ground near the recharge well will be clogged, so the initial water injection performance will be restored. There was little.

本発明者は、鋭意検討を行った結果、リチャージウェル付近の地盤の目詰まりの原因は粘土粒子等のＳＳ成分の他に、鉄が顕著に寄与していることを突き止めた。通常、地下水中の鉄は二価の形態（二価鉄）で存在しているが、従来のリチャージシステムで行われているように、密閉配管内を通って地表に汲み上げられても、ディープウェル（揚水井戸）やリチャージウェルの内部で僅かな空気に触れれば、三価の形態（三価鉄、即ち、不溶価性鉄）に変わる。特に、三価鉄は、低濃度であっても、注水側の地盤及びリチャージウェルのスクリーン及びフィルター材に顕著な目詰まりを引き起こす。本発明者は、例えばリチャージウェルの注水部近傍に三価鉄が到達するのを防止するための地下水の処理方法の構成について検討し、本発明を完成させるに至った。   As a result of intensive studies, the present inventor has found that iron contributes significantly in addition to SS components such as clay particles as the cause of clogging of the ground near the recharge well. Normally, iron in groundwater exists in a divalent form (bivalent iron), but even if it is pumped to the ground surface through a sealed pipe, as in a conventional recharge system, deep well If a slight amount of air is touched inside the (pumping well) or the recharge well, it will change to a trivalent form (trivalent iron, that is, insoluble iron). In particular, trivalent iron causes significant clogging in the ground on the water injection side and the screen and filter material of the recharge well even at low concentrations. For example, the inventor has studied the configuration of a groundwater treatment method for preventing trivalent iron from reaching the vicinity of the water injection portion of the recharge well, and has completed the present invention.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、リチャージ工法において、一旦貯留した地下水を戻す地盤の目詰まりを防止することができる地下水の処理方法を提供する。   This invention is made | formed in view of the said situation, and provides the processing method of the groundwater which can prevent the clogging of the ground which returns the groundwater once stored in the recharge construction method.

請求項１記載の地下水の処理方法は、揚水された地下水を一旦貯留し、貯留した前記地下水を地中へ戻すリチャージ工法における地下水の処理方法であって、前記地下水中の三価鉄の濃度を０．１ｍｇ／Ｌより低くすることを特徴とする。   The groundwater treatment method according to claim 1 is a groundwater treatment method in a recharge method for temporarily storing pumped groundwater and returning the stored groundwater to the ground, wherein the concentration of trivalent iron in the groundwater is determined. It is characterized by being lower than 0.1 mg / L.

上述の構成によれば、地下水において、一旦貯留した地下水を戻す地盤や地下水リチャージシステムの注水井戸の目詰まりを引き起こす原因となる三価鉄の濃度が充分に低くなるため、地下水を地中に戻しても地盤や地下水リチャージシステムの注水井戸の目詰まりが極めて発生し難くなる。   According to the configuration described above, in the groundwater, the concentration of trivalent iron that causes clogging of the ground that returns the stored groundwater and the injection well of the groundwater recharge system is sufficiently low, so the groundwater is returned to the ground. However, clogging of the water injection well in the ground and groundwater recharge system is extremely difficult to occur.

請求項２記載の地下水の処理方法は、上述の地下水の処理方法において、前記地下水中の浮遊物質の濃度を１ｍｇ／Ｌより低くすることを特徴とする。   The groundwater treatment method according to claim 2 is characterized in that, in the groundwater treatment method described above, the concentration of suspended solids in the groundwater is made lower than 1 mg / L.

上述の構成によれば、地下水において、鉄に加えて地盤や地下水リチャージシステムの注水井戸の目詰まりを引き起こす原因となり得るＳＳ成分の濃度が充分に低くなるため、地下水を地中に戻しても地盤や地下水リチャージシステムの注水井戸の目詰まりがより一層発生し難くなる。   According to the above-described configuration, in the groundwater, the concentration of the SS component that can cause clogging of the ground and the injection well of the groundwater recharge system in addition to iron is sufficiently low, so even if the groundwater is returned to the ground, And clogging of the water injection well of the groundwater recharge system become even less likely to occur.

請求項３記載の地下水の処理方法は、揚水された前記地下水に酸化剤を添加し、前記地下水に含まれる二価鉄が酸化して生成された三価鉄を前記地下水から除去すると共に、前記三価鉄を除去した前記地下水を前記地中へ戻すことを特徴とする。   The groundwater treatment method according to claim 3, wherein an oxidizing agent is added to the pumped groundwater, trivalent iron generated by oxidation of divalent iron contained in the groundwater is removed from the groundwater, and The groundwater from which trivalent iron has been removed is returned to the ground.

上述の構成によれば、揚水された地下水に対して酸化剤を添加することによって、地下水中の二価鉄を酸化させ、三価鉄を敢えて析出させる。析出された三価鉄を除去することによって地下水中の目詰まり起因成分が除去される。従って、目詰まり起因成分が除去された地下水を地中に戻しても、地盤や地下水リチャージシステムの注水井戸の目詰まりが略発生しなくなる。   According to the above-described configuration, by adding an oxidizing agent to the pumped ground water, the divalent iron in the ground water is oxidized and the trivalent iron is intentionally deposited. By removing the precipitated trivalent iron, clogging-causing components in the groundwater are removed. Therefore, even if the groundwater from which the clogging-causing component is removed is returned to the ground, clogging of the ground and the water injection well of the groundwater recharge system hardly occurs.

請求項４記載の地下水の処理方法では、揚水された前記地下水に還元剤を添加し、前記地下水に含まれる二価鉄の還元状態を保ちつつ、前記還元状態の前記地下水を前記地中へ戻すことを特徴とする。   The groundwater treatment method according to claim 4, wherein a reducing agent is added to the pumped groundwater, and the groundwater in the reduced state is returned to the ground while maintaining a reduced state of divalent iron contained in the groundwater. It is characterized by that.

上述の構成によれば、揚水された地下水に対して還元剤を添加することによって、地下水中の二価鉄の酸化を抑え、還元状態を保つ。地下水中の二価鉄の還元状態を保つことで、この地下水を地中に戻しても、地盤や地下水リチャージシステムの注水井戸の目詰まりが略発生しなくなる。   According to the above-described configuration, by adding a reducing agent to the pumped-up groundwater, oxidation of divalent iron in the groundwater is suppressed and the reduced state is maintained. By maintaining the reduced state of divalent iron in the groundwater, clogging of the ground and the water injection wells of the groundwater recharge system will hardly occur even if this groundwater is returned to the ground.

本発明の地下水の処理方法によれば、揚水された地下水において二価鉄から生成される三価鉄の量を極力抑える。従って、揚水された地下水を地中に戻した際に地盤の目詰まりを良好に防止することができる。これにより、リチャージシステムの通水性能を良好に保持し、地盤やリチャージシステムの注水井戸等の目詰まりを防止することができる。   According to the groundwater treatment method of the present invention, the amount of trivalent iron produced from divalent iron in the pumped groundwater is suppressed as much as possible. Therefore, when the pumped-up groundwater is returned to the ground, clogging of the ground can be prevented well. Thereby, the water flow performance of the recharge system can be maintained well, and clogging of the ground and the water injection well of the recharge system can be prevented.

リチャージウェル等によって揚水された地下水を想定した水を一定の水頭差で通水したカラム試験を行った際の試験装置の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the test apparatus at the time of performing the column test which passed the water which assumed the groundwater pumped up by the recharge well etc. with the fixed head difference. 所定の濃度のＳＳ成分を含む水を一定の水頭差で通水したカラム試験を行った際の通水量の通水時間依存性の測定結果を示すグラフである。It is a graph which shows the measurement result of the flow-through time dependence of the flow volume at the time of performing the column test which flowed the water containing SS component of a predetermined density | concentration with a fixed water head difference. 図２のグラフにおいて、通水量をカラムへの水の初期通水量で正規化した結果を示すグラフである。In the graph of FIG. 2, it is a graph which shows the result of having normalized the water flow rate with the initial water flow rate of the water to a column. 所定の濃度の三価鉄を含む水を一定の水頭差で通水したカラム試験を行った際の通水量の通水時間依存性の測定結果を示すグラフである。It is a graph which shows the measurement result of the flow-through time dependence of the water flow amount at the time of performing the column test which flowed the water containing trivalent iron of a predetermined density | concentration with the fixed head difference. 図４のグラフにおいて、通水量をカラムへの水の初期通水量で正規化した結果を示すグラフである。In the graph of FIG. 4, it is a graph which shows the result of having normalized the water flow rate with the initial water flow rate of the water to a column. 所定の濃度の三価鉄を含む水をバネ式フィルターろ過装置を用いてろ過した際のバネ式フィルターの内圧のろ過経過時間依存性を示すグラフである。It is a graph which shows the filtration elapsed time dependence of the internal pressure of a spring type filter at the time of filtering water containing trivalent iron of predetermined concentration using a spring type filter filtration device. 所定の濃度の三価鉄を含む水をバネ式フィルターろ過装置を用いてろ過した際のバネ式フィルターからの水の流出速度のろ過経過時間依存性を示すグラフである。It is a graph which shows the filtration elapsed time dependence of the outflow speed of the water from a spring type filter at the time of filtering the water containing trivalent iron of a predetermined density | concentration using a spring type filter filtration apparatus. 所定の濃度の三価鉄を含む水をバネ式フィルターろ過装置を用いてろ過し、ろ過した水を一定の水頭差で通水したカラム試験を行った際の通水量の通水時間依存性の測定結果を示すグラフである。The amount of water flow depends on the flow time when a column test is conducted in which water containing a predetermined concentration of trivalent iron is filtered using a spring-type filter filtration device and the filtered water is passed with a certain head differential. It is a graph which shows a measurement result. 本発明に係る地下水の処理方法を適用したリチャージシステムの第一実施形態を示す概略図である。It is the schematic which shows 1st embodiment of the recharge system to which the processing method of the groundwater which concerns on this invention is applied. 図９に示す地下水リチャージシステムの除去部のバネ式ろ過器に用いられるバネ式フィルターにおける運転の様子を示す概略図であって、（ａ）は通常運転（リチャージ運転）時の様子を示す図であり、（ｂ）は逆洗運転時の様子を示す図である。It is the schematic which shows the mode of a driving | operation in the spring type filter used for the spring type filter of the removal part of the groundwater recharge system shown in FIG. 9, Comprising: (a) is a figure which shows the mode at the time of normal driving | operation (recharging driving | operation). Yes, (b) is a diagram showing a state during the backwash operation. 図９に示す地下水リチャージシステムの変形例を示す概略図である。It is the schematic which shows the modification of the groundwater recharge system shown in FIG. 発明に係る地下水の処理方法を適用したリチャージシステムの第二実施形態を示す概略図である。It is the schematic which shows 2nd embodiment of the recharge system to which the processing method of the groundwater which concerns on invention is applied. 図１２に示す地下水リチャージシステムの変形例を示す概略図である。It is the schematic which shows the modification of the groundwater recharge system shown in FIG.

以下、本発明に係る地下水の処理方法の一実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の説明で用いる図面は模式的なものであり、長さ、幅及び厚みの比率等は実際のものと同一とは限らず、適宜変更することができる。   Hereinafter, an embodiment of a groundwater treatment method according to the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the drawings used in the following description are schematic, and the ratios of length, width, and thickness are not necessarily the same as actual ones, and can be changed as appropriate.

先ず、通常のリチャージウェル（揚水井戸）等を用いて揚水された地下水について説明する。
表１は、日本国内の異なる三か所の地域で採取された地下水の成分一覧を示す。なお、表中の“Ｎｄ．”は、不検出（即ち、ごく少量）であったことを示す。表１からもわかるように、地下水のｐＨ値は採取地域や採取場所によって異なり、地下水に含まれる成分や地下水の特性も様々である。例えば、成分例１では、導電率は比較的低く、陰イオンであるＣＬ−やＳＯ４ ２−の量、陽イオンであるＣａ２＋の量も少ない。一方、成分例２及び成分例３では、導電率は比較的高く、成分例３に至っては成分例１の約２倍以上になっている。陰イオンであるＣＬ−やＳＯ４ ２−の量、陽イオンであるＣａ２＋の量も多い。成分例２では、陽イオンであるＮａ＋の量が比較的少ないが、成分例１では、Ｎａ＋の量が成分例２のＮａ＋の量の３倍弱になっており、成分例３では、Ｎａ＋の量が成分例２のＮａ＋の量の６倍弱に達している。また、成分例３では、鉄の量が成分例１の鉄の量の２０倍程度に達し、成分例２の鉄の量の８倍程度になっている。さらに、成分例３では、マンガンの量が成分例１及び成分例２のマンガンの量の２０倍以上に達している。 First, the groundwater pumped using a normal recharge well (pumped well) or the like will be described.
Table 1 shows a list of groundwater components collected in three different regions in Japan. In the table, “Nd.” Indicates that no detection (ie, a very small amount) was detected. As can be seen from Table 1, the pH value of groundwater varies depending on the collection area and collection location, and the components contained in the groundwater and the characteristics of the groundwater are also various. For example, the components in Example 1, the conductivity is relatively low, CL is an anion - and SO 4 2-quantities, even small amounts of Ca 2+ is a cation. On the other hand, in the component example 2 and the component example 3, the electrical conductivity is relatively high, and the component example 3 is about twice or more that of the component example 1. It is an anion CL - and SO 4 2-quantities, often the amount of Ca 2+ is a cation. In component Example 2, although relatively small amount of Na + is a cation, the component Example 1, the amount of Na + has tripled slightly less than the amount of Na + component Example 2, the component Example 3 the amount of Na + is reached 6 times slightly less than Na + in an amount of components example 2. In Component Example 3, the amount of iron reaches about 20 times the amount of iron in Component Example 1 and is about 8 times the amount of iron in Component Example 2. Furthermore, in Component Example 3, the amount of manganese reaches 20 times or more the amount of manganese in Component Example 1 and Component Example 2.

Figure 2017186770
Figure 2017186770

本発明者は、表１に例示されるように成分や特性が多種多様な地下水と地盤の目詰まりとの関係を調べるために、実験及び解析を詳細に行った。
図１は、リチャージウェル等によって揚水された地下水を想定した水を一定の水頭差Ｈ（即ち、図１に示すＨ）で通水したカラム試験を行った際の試験装置の構成を示す模式図である。図１に示す試験装置において、カラム５０の内径Ｄは３０ｍｍとした。底部に地盤内の土を想定した豊浦砂Ｓを入れ、水槽５２において撹拌しつつ対象成分の濃度を調整した水ＷＦ´をカラム５０に通水した。通水初期の水ＷＦ´の通水速度は１５ｍＬ／ｍｉｎから１６ｍＬ／ｍｉｎとした。カラムＳを透過した水ＷＦは、水槽５４に導入した。水槽５４には、一定の水頭差Ｈを保持するために、水槽５４において所定の位置より上位の地下水ＷＦを排出する機構と、排出された地下水ＷＦを溜める水槽５６が付設されている。 As shown in Table 1, the inventor conducted experiments and analyzes in detail in order to investigate the relationship between groundwater having various components and characteristics and clogging of the ground.
FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of a test apparatus when performing a column test in which water assuming groundwater pumped by a recharge well or the like is passed with a constant head difference H (ie, H shown in FIG. 1). It is. In the test apparatus shown in FIG. 1, the inner diameter D of the column 50 was 30 mm. The Toyoura sand S which assumed the soil in the ground was put in the bottom part, and water WF 'which adjusted the density | concentration of the object component, stirring in the water tank 52 was flowed through the column 50. FIG. The water flow rate of water WF ′ at the initial stage of water flow was set to 15 mL / min to 16 mL / min. The water WF that passed through the column S was introduced into the water tank 54. In order to maintain a constant water head difference H, the water tank 54 is provided with a mechanism for discharging the groundwater WF above the predetermined position in the water tank 54 and a water tank 56 for storing the discharged groundwater WF.

先ず、前述の対象成分として、地盤内の成分に由来し、地下水等に多く含まれるＳＳ成分を選定し、図１に示す装置構成を用いてカラム試験を行った。図２は、水道水（ＳＳ成分の濃度は０．０１ｍｇ／Ｌ未満）にＳＳ成分としてカリオン粘土を１ｍｇ／Ｌから５０ｍｇ／Ｌまでグラフ内に記載した量で混ぜて、前述のカラム試験を行った際の通水量の通水時間依存性の測定結果を示すグラフである。実験に用いた水道水のみを用いて前述のカラム試験を行った際の測定結果も併せて示す。図３は、図２のグラフにおいて、通水量をカラム５０への水ＷＦの初期通水量で正規化した結果を示すグラフである。   First, as the above-mentioned target component, an SS component derived from a component in the ground and contained in a large amount in groundwater or the like was selected, and a column test was performed using the apparatus configuration shown in FIG. FIG. 2 shows the column test described above, in which tap water (SS component concentration is less than 0.01 mg / L) is mixed with the amount of carion clay as SS component from 1 mg / L to 50 mg / L in the amount indicated in the graph. It is a graph which shows the measurement result of the passage time dependence of the amount of passing water at the time. The measurement result at the time of performing the above-mentioned column test using only tap water used for the experiment is also shown. FIG. 3 is a graph showing the result of normalizing the water flow rate with the initial water flow rate of the water WF to the column 50 in the graph of FIG. 2.

図２及び図３に示すように、水中のＳＳ成分の濃度が１ｍｇ／Ｌである場合には、水道水には及ばないが、通水量の低下率が通水経過時間に対して略線形であることがわかる。ところが、水中のＳＳ成分の濃度が５ｍｇ／Ｌ以上である場合には、ある程度の通水時間が経過すると、通水量が急減し、豊浦砂Ｓに目詰まりが生じているといえる。通水量が急減する通水経過時間は、水中のＳＳ成分の濃度が５ｍｇ／Ｌ、１０ｍｇ／Ｌ、５０ｍｇ／Ｌと高くなる程、約５０００分、約４０００分、約１００分と反比例して短くなる。従って、既に知られているように、地下水リチャージシステム等において、揚水された地下水を地中へ戻す際に、注水箇所の地盤の目詰まりを充分且つ良好に防止し得るように地下水を処理するためには、地下水中のＳＳ成分の濃度を少なくとも５ｍｇ／Ｌより低く、好ましくは１ｍｇ／Ｌより低いことが重要であるといえる。   As shown in FIGS. 2 and 3, when the concentration of the SS component in water is 1 mg / L, it does not reach tap water, but the rate of decrease in water flow rate is approximately linear with respect to the elapsed water flow time. I know that there is. However, when the concentration of the SS component in the water is 5 mg / L or more, it can be said that when a certain amount of water passage time elapses, the water flow amount decreases rapidly and the Toyoura sand S is clogged. The elapsed time when the water flow rate decreases rapidly is shorter in inverse proportion to about 5000 minutes, about 4000 minutes, and about 100 minutes as the SS component concentration in the water increases to 5 mg / L, 10 mg / L, and 50 mg / L. Become. Therefore, as already known, in the groundwater recharge system or the like, when returning the groundwater pumped up to the ground, the groundwater is treated so as to sufficiently and well prevent clogging of the ground at the water injection point. For this, it can be said that it is important that the concentration of the SS component in the groundwater is lower than at least 5 mg / L, preferably lower than 1 mg / L.

続いて、本発明者は従来、地盤の目詰まりとの関係について詳しくは解析等がなされていなかった地下水中の鉄成分に着目した。表１に例示した地下水をはじめ、地盤内の地下水においては、鉄が二価の状態で、即ち溶解性を有する二価鉄として存在している。地下水中の二価鉄は、地下水を地上に汲み上げた際等に空気に触れると酸化し、三価の状態になり、三価鉄として析出する。   Subsequently, the present inventor has focused on the iron component in groundwater, which has not been analyzed in detail for the relationship with the clogging of the ground. In the groundwater in the ground including the groundwater exemplified in Table 1, iron exists in a divalent state, that is, as divalent iron having solubility. The divalent iron in the groundwater is oxidized when it is exposed to the air when the groundwater is pumped to the ground, etc., becomes trivalent and precipitates as trivalent iron.

そこで、水中の三価鉄と地盤の目詰まりとの関係についてより詳しく調べるために、水中の三価鉄の濃度を変化させ、図１に示す装置構成を用いてカラム試験を行った。図４は、水中の三価鉄の濃度を０．０５ｍｇ／Ｌから０．５ｍｇ／Ｌまでグラフ内に記載した数値のように変化させ、前述のカラム試験を行った際の通水量の通水時間依存性の測定結果を示すグラフである。実験に用いた水道水（三価鉄の濃度は０．０１ｍｇ／Ｌから０．０２ｍｇ／Ｌ）を用いて前述のカラム試験を行った際の測定結果も併せて示す。図５は、図４のグラフにおいて、通水量をカラム５０への水ＷＦの初期通水量で正規化した結果を示すグラフである。   Therefore, in order to investigate in more detail the relationship between the trivalent iron in the water and the clogging of the ground, the concentration of the trivalent iron in the water was changed, and a column test was performed using the apparatus configuration shown in FIG. FIG. 4 shows the flow rate of water when the above-mentioned column test is performed by changing the concentration of trivalent iron in water from 0.05 mg / L to 0.5 mg / L as indicated in the graph. It is a graph which shows the measurement result of time dependence. The measurement results when the above-described column test is performed using tap water (the concentration of trivalent iron is 0.01 mg / L to 0.02 mg / L) used in the experiment are also shown. FIG. 5 is a graph showing the result of normalizing the water flow rate with the initial water flow rate of the water WF to the column 50 in the graph of FIG. 4.

図４及び図５に示すように、地下水中の三価鉄の濃度が０．１ｍｇ／Ｌ以上になると、横軸の値の違いはあるものの、横軸の値の変化に対して縦軸の値が急降下する、つまり豊浦砂Ｓにおいて目詰まりが発生し易いことが示されている。ここで着目するべき点は、豊浦砂Ｓにおいて目詰まりが発生し易い地下水中の三価鉄の濃度は、豊浦砂Ｓにおいて目詰まりが発生し易いＳＳ成分の濃度よりも著しく低いということである。   As shown in FIGS. 4 and 5, when the concentration of trivalent iron in the groundwater is 0.1 mg / L or more, there is a difference in the value on the horizontal axis, but the change in the value on the vertical axis It is shown that the value drops rapidly, that is, clogging is likely to occur in Toyoura sand S. The point to be noted here is that the concentration of trivalent iron in groundwater that is likely to be clogged in Toyoura sand S is significantly lower than the concentration of SS component that is likely to be clogged in Toyoura sand S. .

上述したように、リチャージウェル付近の地盤の目詰まりの主な原因と考えられていた粘土粒子等のＳＳ成分の他に、地盤の目詰まりには鉄が低濃度であっても顕著に寄与していることが初めて実証された。
従って、地下水リチャージシステム等において、揚水された地下水を地中へ戻す際に、地盤の目詰まりを充分且つ良好に防止し得るように地下水を処理するためには、地下水中の三価鉄の濃度を少なくとも０．１ｍｇ／Ｌより低く、好ましくは０．０５ｍｇ／Ｌより低く、より好ましくは０．０１ｍｇ／Ｌより低いことが重要である。 As mentioned above, in addition to SS components such as clay particles that were considered to be the main cause of clogging of the ground near the recharge well, the clogging of the ground contributed significantly even at low concentrations of iron. For the first time.
Therefore, in order to treat groundwater so that clogging of the ground can be sufficiently and satisfactorily prevented when returning the pumped groundwater to the ground in a groundwater recharge system, etc., the concentration of trivalent iron in the groundwater Is at least below 0.1 mg / L, preferably below 0.05 mg / L, more preferably below 0.01 mg / L.

地下水中の二価鉄が酸化して三価鉄として析出した場合等のように、水中に三価鉄が含まれる場合、この三価鉄を除去する方法として、特開平８−１９６８２１号公報に開示されている液体ろ過フィルターエレメントや特許１８２２３１７号公報等に開示されているバネ式フィルターろ過装置等に例示されるバネ式ろ過器で水をろ過する方法が挙げられる。バネ式ろ過器は、非常にさびにくい材質からなるステンレス（ＳＵＳ）を、特殊な線の形状に加工し、この固いバネ線材をコイル状に巻いたバネ式フィルターにプリコート材を付着させた後、プリコート材に付着した残留物をプリコート材ごと一緒に落とすという構想に基づいている。このようなバネ式ろ過器は、特に優れた自浄効果、逆洗再生機能を有している。   In the case where trivalent iron is contained in water, such as when divalent iron in groundwater is oxidized and deposited as trivalent iron, Japanese Patent Laid-Open No. Hei 8-196721 discloses a method for removing this trivalent iron. Examples thereof include a method of filtering water with a spring-type filter exemplified by the disclosed liquid filtration filter element and the spring-type filter filtration device disclosed in Japanese Patent No. 1822317. The spring type filter is made of stainless steel (SUS) made of a very rust-resistant material into a special wire shape, and after applying this pre-coating material to a spring type filter with this hard spring wire wound in a coil shape, This is based on the concept of removing the residue adhering to the precoat material together with the precoat material. Such a spring type filter has a particularly excellent self-cleaning effect and backwashing regeneration function.

上述のバネ式フィルターは、従来、排水（濁水）処理を主な目的として用いられているが、ろ過処理にあたり、最初の段階でバネ式フィルターにコーティングするプリコート材（即ち、ろ過助剤）を適切に選択することにより、バネ式フィルターでろ過される粒子径（即ち、ろ過精度）を定めることができる。また、精密なろ過を高速且つ低圧で実現することができる。このような自浄効果を利用し、三価鉄が含まれる水をバネ式フィルターでろ過することで、三価鉄を概ね除去することができる。   Conventionally, the above-mentioned spring type filter has been used mainly for wastewater (turbid water) treatment, but in the filtration process, the precoat material (that is, filter aid) that coats the spring type filter at the first stage is appropriate. The particle diameter (that is, the filtration accuracy) to be filtered by the spring type filter can be determined. In addition, precise filtration can be realized at high speed and low pressure. By utilizing such a self-cleaning effect and filtering water containing trivalent iron with a spring-type filter, the trivalent iron can be almost removed.

基本的に、バネ式ろ過器には、凝集剤等の添加物は不要である。
バネ式ろ過器のバネ式フィルターにおける通常運転時は、処理対象の水がバネ式ろ過器に導入され、バネ式ろ過器の導出口から、ろ過された水が流出する。バネ式フィルターの自浄効果としては、ろ過効率が所定の効率より落ちた時点で、逆洗用エアー及び水が圧入されることでバネ式フィルターの内側から外側への圧力が自動的に付加及び制御される。これにより、いわゆる逆洗が行われ、バネ式フィルターに捕捉された三価鉄等の目詰まり成分は、濃縮液として排水管等を介して回収及び廃棄可能とされている。 Basically, an additive such as a flocculant is unnecessary for the spring type filter.
During normal operation of the spring filter of the spring filter, water to be treated is introduced into the spring filter, and the filtered water flows out from the outlet of the spring filter. The self-cleaning effect of the spring type filter is that when the filtration efficiency falls below the specified efficiency, backwashing air and water are injected and pressure from the inside to the outside of the spring type filter is automatically added and controlled. Is done. As a result, so-called backwashing is performed, and clogging components such as trivalent iron captured by the spring-type filter can be collected and discarded as a concentrated liquid via a drain pipe or the like.

そこで、バネ式フィルターろ過装置（製造元：株式会社モノベエンジニアリング）を用い、三価鉄を含む水をろ過した。バネ式フィルターのバネ一本あたりへの流量は１Ｌ／ｍｉｎで一定にし、通水中の三価鉄の濃度は２ｍｇ/Lとなるようにした。このような条件の下で、バネ式ろ過器内の圧力変化を測定した。また、プレコート材としては、シリカ＃６００Ｈ（平均粒径：３８μｍ、通過率：２．２ｄａｒｃｙ、製造元：中央シリカ株式会社）を使用した。
図６は、バネ式フィルターの内圧のろ過経過時間依存性を示すグラフである。図７は、バネ式ろ過器の導出口から、ろ過された水の流出速度のろ過経過時間依存性を示すグラフである。 Therefore, water containing trivalent iron was filtered using a spring-type filter filtration device (manufacturer: Monobe Engineering Co., Ltd.). The flow rate per spring of the spring type filter was made constant at 1 L / min, and the concentration of trivalent iron in the water flow was adjusted to 2 mg / L. Under such conditions, the pressure change in the spring type filter was measured. As the precoat material, silica # 600H (average particle diameter: 38 μm, pass rate: 2.2 darcy, manufacturer: Chuo Silica Co., Ltd.) was used.
FIG. 6 is a graph showing the dependence of the internal pressure of the spring type filter on the elapsed time of filtration. FIG. 7 is a graph showing the filtration elapsed time dependence of the flow rate of filtered water from the outlet of the spring filter.

図６に示すように、ろ過時間の経過に伴って水中の三価鉄がプリコート材に付着するため、プリコート材を通水する抵抗が大きくなり、図７に示した一定の流量（図７では、３．０Ｌ／ｍｉｎ）を流すための圧力（バネ式フィルターの内圧）が上昇する。このことは、逆に言えば、ろ過の過程で水中の三価鉄が効率良く除去されていることを意味する。バネ式フィルターろ過装置では、内圧が所定値（例えば、図６では２００ｋＰａ）に達したら逆洗浄をして新規のプリコート材を再度バネフィルターに装着することで、簡単に初期の状態に戻すことができる。   As shown in FIG. 6, as the trivalent iron in the water adheres to the precoat material as the filtration time elapses, the resistance for passing the precoat material increases, and the constant flow rate shown in FIG. , 3.0 L / min) is increased (the internal pressure of the spring filter). In other words, this means that trivalent iron in the water is efficiently removed during the filtration process. In the spring type filter filtration device, when the internal pressure reaches a predetermined value (for example, 200 kPa in FIG. 6), it is possible to easily return to the initial state by performing reverse cleaning and attaching a new precoat material to the spring filter again. it can.

図８は、上述の実験結果を受け、水中の三価鉄の濃度を０．０５ｍｇ／Ｌから０．５ｍｇ／Ｌまでグラフ内に記載した数値のように変化させた水を、上述した設定条件のバネ式フィルターろ過装置（製造元：株式会社モノベエンジニアリング）でろ過した後、前述のカラム試験を行った際の通水量の通水時間依存性の測定結果を図４のグラフに追加したものである。   FIG. 8 shows the setting conditions described above for water in which the concentration of trivalent iron in water was changed from 0.05 mg / L to 0.5 mg / L as indicated by the numerical values in the graph in response to the experimental results described above. 4 is a graph in which the measurement result of the flow time dependency of the flow rate when the above-mentioned column test is performed is added to the graph of FIG. 4 after being filtered with a spring type filter filtration device (manufacturer: Monobe Engineering Co., Ltd.). .

図８に示すように、バネ式フィルターろ過装置でろ過した処理水では、三価鉄が良好に除去されているため、通水量が低下せず、通水経過時間に対して略理想的に線形であることがわかる。つまり、バネ式フィルターろ過装置でろ過した処理水では、水道水と同程度でほとんど目詰まりしないことが確認された。そして、バネ式フィルターでろ過した水からは目詰まりの原因物質が除去され、地中に戻しても、例えば地下水リチャージシステム等において注水井戸から地中に戻しても、地盤の目詰まりを充分且つ良好に防止し得る水質になっていることがわかる。
なお、実験結果等を図示していないが、鉄と同様にマンガンについても比較的低濃度で地盤の目詰まりに影響を及ぼし得ることが確認されている。 As shown in FIG. 8, in the treated water filtered by the spring-type filter filtration device, the trivalent iron is well removed, so the amount of water flow does not decrease and is almost ideally linear with respect to the elapsed time of water flow. It can be seen that it is. In other words, it was confirmed that the treated water filtered by the spring-type filter filtration device was almost the same as tap water and was not clogged. The clogging cause substance is removed from the water filtered by the spring type filter, and even if it is returned to the ground, even if it is returned from the water injection well to the ground, for example, in a groundwater recharge system, the clogging of the ground is sufficient and It turns out that it has become the water quality which can be prevented well.
Although experimental results are not shown, it has been confirmed that manganese, like iron, can affect the clogging of the ground at a relatively low concentration.

本発明は、上述の新しい知見に基づいて見出されたものである。
本発明に係る地下水の処理方法は、揚水された地下水を地中へ戻すリチャージ工法における地下水の処理方法であって、地下水中の三価鉄の濃度を０．１ｍｇ／Ｌより低くすることを特徴とする。
本発明に係る地下水の処理方法によれば、地下水において、上述のように０．１ｍｇ／Ｌという比較的低濃度であっても地下水を戻す地盤や地下水リチャージシステムの注水井戸の目詰まりを引き起こす原因となる三価鉄の濃度を充分に低くすることができるため、地下水を地中に戻しても地盤や地下水リチャージシステムの注水井戸の目詰まりを防止することができる。 The present invention has been found based on the above-mentioned new findings.
A method for treating groundwater according to the present invention is a method for treating groundwater in a recharge method for returning pumped groundwater to the ground, wherein the concentration of trivalent iron in groundwater is lower than 0.1 mg / L. And
According to the method for treating groundwater according to the present invention, the groundwater causes clogging of the ground for returning groundwater or the injection well of the groundwater recharge system even at a relatively low concentration of 0.1 mg / L as described above. Therefore, even if the groundwater is returned to the ground, clogging of the ground and the water injection well of the groundwater recharge system can be prevented.

本発明に係る地下水の処理方法によれば、揚水された地下水における目詰まりの要因は除去されるが、地盤や地下水リチャージシステムの注水井戸の目詰まりをより確実に防止する点から、地下水中の浮遊物質の濃度を１ｍｇ／Ｌより低くすることが好ましい。   According to the groundwater treatment method of the present invention, the cause of clogging in the pumped-up groundwater is removed, but from the point of more reliably preventing clogging of the ground and the injection well of the groundwater recharge system, It is preferable that the concentration of the suspended substance is lower than 1 mg / L.

具体的には、本発明に係る地下水の処理方法において、例えば揚水された地下水に酸化剤を添加し、地下水に含まれる二価鉄が酸化して生成された三価鉄を地下水から除去すると共に、三価鉄を除去した地下水を地中へ戻してもよい。
図９は、このような本発明の地下水の処理方法を適用した地下水リチャージシステム１０の構成を示す概略図である。 Specifically, in the groundwater treatment method according to the present invention, for example, an oxidant is added to the pumped groundwater, and trivalent iron generated by oxidizing divalent iron contained in the groundwater is removed from the groundwater. The groundwater from which trivalent iron has been removed may be returned to the ground.
FIG. 9 is a schematic diagram showing a configuration of a groundwater recharge system 10 to which the groundwater treatment method of the present invention is applied.

図９に示すように、地下水リチャージシステム１０は、掘削工事等を行う現場に設置されるものであり、揚水井戸１によって、帯水層Ｓ２内から揚水した地下水Ｗを注水井戸２へ導き、注水井戸２から帯水層（地中）Ｓ３内に注水するリチャージ工法を行うためのシステムである。   As shown in FIG. 9, the groundwater recharge system 10 is installed at a site where excavation work or the like is performed, and the groundwater W pumped from the aquifer S2 is guided to the water injection well 2 by the water pumping well 1, and water injection is performed. This is a system for performing a recharge method in which water is injected from the well 2 into the aquifer (underground) S3.

図９に例示する地盤は、地表面Ｇから深さ方向Ｊに沿って帯水層Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，…と粘土層Ｃ１，Ｃ２，…が交互に繰り返される構造を備えている。なお、リチャージ工法を適用可能であれば、地盤の構造や揚水位置及び注水位置は、特に限定されない。   The ground illustrated in FIG. 9 has a structure in which aquifers S1, S2, S3,... And clay layers C1, C2,. In addition, if a recharge construction method is applicable, the structure of a ground, a pumping position, and a water pouring position will not be specifically limited.

地下水リチャージシステム１０は、地下水Ｗを揚水するための揚水井戸１と、揚水井戸１から揚水された地下水Ｗに酸化剤Ｏｘを添加する酸化剤添加部１２と、酸化剤Ｏｘが添加された地下水Ｗを導入し、地下水中に存在するＳＳ成分等を除去する除去部２０と、除去部２０で処理された地下水Ｗに対して、地下水Ｗ中の酸化剤Ｏｘの残量（即ち、地下水Ｗの酸化還元電位として検知される酸化剤Ｏｘの量）が所定値以下になるまで還元剤Ｒｅを添加する還元剤添加部１４と、還元剤Ｒｅが添加された地下水Ｗを帯水層Ｓ３内へ注水するための注水井戸２と、を備えている。   The groundwater recharge system 10 includes a pumping well 1 for pumping up groundwater W, an oxidizing agent adding unit 12 for adding an oxidizing agent Ox to the groundwater W pumped from the pumping well 1, and a groundwater W to which an oxidizing agent Ox is added. And the remaining part of the oxidant Ox in the ground water W (that is, the oxidation of the ground water W) with respect to the removal part 20 that removes SS components and the like present in the ground water and the ground water W treated by the removal part 20 The reducing agent addition unit 14 for adding the reducing agent Re until the amount of the oxidizing agent Ox detected as the reduction potential) is equal to or lower than the predetermined value, and the groundwater W to which the reducing agent Re is added are poured into the aquifer S3. And a water injection well 2 for the purpose.

揚水井戸１は、帯水層Ｓ２内の地下水Ｗを汲み上げるための公知の排水設備であり、具体的には、土留めＤ，Ｄによって区画された掘削領域Ｘ内に設置されたディープウェル（所謂、深井戸）からなる。揚水井戸１の下端部付近には、地下水位以深の地盤（図９では、帯水層Ｓ２）内に埋設されたスクリーン１ａが形成されており、スクリーン１ａから地盤内の地下水Ｗが流入して揚水井戸１内に地下水Ｗが貯まる。   The pumping well 1 is a well-known drainage facility for pumping up groundwater W in the aquifer S2, and specifically, a deep well (so-called so-called deep well) installed in an excavation region X partitioned by earth retainings D and D. , Deep well). Near the lower end of the pumping well 1, a screen 1a embedded in the ground deeper than the groundwater level (the aquifer S2 in FIG. 9) is formed, and groundwater W in the ground flows from the screen 1a. Groundwater W is stored in the pumping well 1.

揚水井戸１から揚水された地下水Ｗには、鉄が二価の状態で、即ち溶解性を有する二価鉄として存在している。地下水Ｗ中の二価鉄は、揚水される過程、その後の処理がなされる途中で僅かにでも空気等に触れると、三価鉄に変化する。   In the groundwater W pumped from the pumping well 1, iron exists in a divalent state, that is, as divalent iron having solubility. The divalent iron in the groundwater W changes to trivalent iron when it is exposed to air or the like even during the process of pumping, or during the subsequent treatment.

揚水井戸１と除去部２０の間は、揚水管９Ａによって連通されている。揚水管９Ａの一端は、揚水井戸１の上端から揚水井戸１内に挿入されており、揚水管９Ａの他端は、除去部２０の導入口に接続されている。揚水井戸１内に挿入された揚水管９Ａの一端は、揚水井戸１内に配置された揚水ポンプＰ１の吐出口に接続されており、揚水ポンプＰ１によって、揚水井戸１内の地下水Ｗが揚水管９Ａ内を通って除去部２０内に圧送される。   The pumping well 1 and the removal part 20 are connected by a pumping pipe 9A. One end of the pumping pipe 9 </ b> A is inserted into the pumping well 1 from the upper end of the pumping well 1, and the other end of the pumping pipe 9 </ b> A is connected to the inlet of the removal unit 20. One end of a pumping pipe 9A inserted in the pumping well 1 is connected to a discharge port of a pumping pump P1 arranged in the pumping well 1, and the groundwater W in the pumping well 1 is pumped by the pumping pump P1. It is pumped into the removing section 20 through 9A.

揚水管９Ａの途中には、酸化剤供給管９ａの一端が接続されている。酸化剤供給管９ａの他端は、酸化剤添加部１２の酸化剤排出口に接続されており、揚水井戸１から揚水されて揚水管９Ａ内を流れる地下水Ｗに対して、酸化剤供給管９ａを介して酸化剤添加部１２から酸化剤Ｏｘが供給可能とされている。   One end of an oxidant supply pipe 9a is connected to the middle of the pumping pipe 9A. The other end of the oxidant supply pipe 9a is connected to the oxidant discharge port of the oxidant addition section 12, and the oxidant supply pipe 9a is supplied to the groundwater W pumped from the pumping well 1 and flowing in the pumping pipe 9A. The oxidizing agent Ox can be supplied from the oxidizing agent adding section 12 through

酸化剤添加部１２は、不図示の酸化剤供給装置からなる。なお、酸化剤添加部１２の構成は、酸化剤供給管９ａの他端に酸化剤Ｏｘを排出可能であれば、特に限定されない。
酸化剤添加部１２から供給される酸化剤Ｏｘは、地下水Ｗに一般的に含有されている二価鉄を酸化し、三価鉄を析出可能な物質を含むものであれば、特に限定されない。地下水Ｗ中の二価鉄を酸化し、三価鉄を析出可能な物質としては、例えば次亜塩素酸ナトリウム、過酸化水素、塩素酸ナトリウム、オゾン、塩素等の酸化剤等が挙げられる。なお、酸化剤Ｏｘは、反応性の早い酸化剤であれば、その種類や素材は問われないが、鉄と同様にマンガンも比較的低濃度であっても地盤の目詰まりを引き起こし得ることから、酸化剤Ｏｘは地下水Ｗに一般的に含有されている二価鉄に加えて、溶解性マンガンを酸化し、三価鉄及び水和二酸化マンガンを析出可能な物質を含むものであることが好ましい。 The oxidant addition unit 12 includes an oxidant supply device (not shown). In addition, the structure of the oxidizing agent addition part 12 will not be specifically limited if the oxidizing agent Ox can be discharged | emitted by the other end of the oxidizing agent supply pipe | tube 9a.
The oxidizing agent Ox supplied from the oxidizing agent adding unit 12 is not particularly limited as long as it contains a substance that can oxidize divalent iron generally contained in the groundwater W and precipitate trivalent iron. Examples of substances capable of oxidizing divalent iron in groundwater W and precipitating trivalent iron include oxidizing agents such as sodium hypochlorite, hydrogen peroxide, sodium chlorate, ozone and chlorine. As long as the oxidizing agent Ox is a reactive oxidizing agent, the type and the material thereof are not limited. However, similar to iron, manganese can be clogged even at a relatively low concentration. The oxidizing agent Ox preferably contains a substance capable of oxidizing soluble manganese and precipitating trivalent iron and hydrated manganese dioxide in addition to divalent iron generally contained in groundwater W.

上述のように、酸化剤Ｏｘは次亜塩素酸ナトリウムを含んでいることが好ましい。次亜塩素酸ナトリウムによって地下水Ｗ中の少なくとも二価鉄との反応が瞬時かつ確実に行われ、三価鉄として析出する。次亜塩素酸はその反応性の早さのみならず、水道水の消毒に使用される等の安全性からも優位である。また酸化速度の早さはその酸化力を無くす反応も迅速に行えることを意味する。さらに活性炭通過等、その失活方法も容易にできる。   As described above, the oxidizer Ox preferably contains sodium hypochlorite. The reaction with at least divalent iron in the groundwater W is instantaneously and reliably performed by sodium hypochlorite, and is precipitated as trivalent iron. Hypochlorous acid is advantageous not only because of its fast reactivity, but also because it is safe for use in disinfection of tap water. Moreover, the quick oxidation rate means that the reaction for eliminating the oxidizing power can be performed quickly. Further, the deactivation method such as passing through activated carbon can be easily performed.

揚水管９Ａの途中であって酸化剤供給管９ａの一端が接続されている位置よりも下流側には、地下水Ｗと地下水Ｗに添加された酸化剤Ｏｘとを混合するための撹拌装置２２が設けられている。撹拌装置２２としては、例えば小型で簡易な構成からなるスタティックミキサー等を用いることができるが、地下水Ｗと酸化剤Ｏｘとを混合可能であれば、特に限定されない。   A stirring device 22 for mixing the ground water W and the oxidant Ox added to the ground water W is located in the middle of the pumping pipe 9A and downstream of the position where one end of the oxidant supply pipe 9a is connected. Is provided. As the stirring device 22, for example, a static mixer having a small and simple configuration can be used, but is not particularly limited as long as the groundwater W and the oxidizing agent Ox can be mixed.

除去部２０は、揚水管９Ａ内を通って除去部２０内に圧送された地下水Ｗを導入し、地下水Ｗ中のＳＳ成分や、酸化剤Ｏｘによって酸化された鉄及びマンガンをはじめとする酸化金属（即ち、三価鉄等）を除去するための設備であり、バネ式ろ過器から構成される装置を備えている。具体的にバネ式ろ過器としては、例えば、具体的には、特開平８−１９６８２１号公報に開示されている液体ろ過フィルターエレメントや特許１８２２３１７号公報等に開示されているバネ式フィルターろ過装置等に例示されるバネ式ろ過器からなる。前述した動作原理等から考えても、バネ式ろ過器は、特に優れた自浄効果、逆洗再生機能を有しており、メンテナンスを略不要とする等、地下水Ｗのろ過に好適な特徴や条件を備えている。   The removal unit 20 introduces groundwater W that has been pumped into the removal unit 20 through the pumping pipe 9A, and metal oxides such as SS components in the groundwater W and iron and manganese oxidized by the oxidizer Ox. It is equipment for removing (ie, trivalent iron, etc.), and is equipped with a device composed of a spring filter. Specific examples of the spring filter include, for example, a liquid filter element disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. Hei 8-196211, a spring filter apparatus disclosed in Japanese Patent No. 1822317, and the like. It consists of a spring type filter illustrated in (1). Considering the above-mentioned operating principle, the spring type filter has particularly excellent self-cleaning effect, backwashing regeneration function, and features and conditions suitable for the filtration of groundwater W, such as making maintenance almost unnecessary. It has.

図１０（ａ）は、除去部２０のバネ式ろ過器のバネ式フィルターにおける通常運転（リチャージ運転）時の様子を示す概略図であり、図１０（ｂ）は、バネ式フィルターの目詰まり成分を除去するための逆洗運転時の様子を示す概略図である。通常運転時は、図１０（ａ）に示すように、ＳＳ成分や酸化金属を含む地下水Ｗがバネ式ろ過器に導入され、バネ式ろ過器の導出口から、ろ過された地下水Ｗが流出する。バネ式フィルターにＳＳ成分や、鉄及びマンガンをはじめとする酸化金属（即ち、三価鉄等）が目詰まりし、ろ過効率が所定の効率より落ちた時点で、図１０（ｂ）に示すように、除去部２０のバネ式ろ過器の導出側に接続されている注水管９ｂ（図９参照）等を介して逆洗用エアー及び水が圧入されることでバネ式フィルターの内側から外側への圧力が自動的に付加及び制御される。これにより、所謂、逆洗が行われ、バネ式フィルターに捕捉された目詰まり成分は、濃縮液として図９に不図示の排水管等を介して回収及び廃棄可能とされている。   FIG. 10A is a schematic view showing a state during normal operation (recharge operation) in the spring filter of the spring filter of the removing unit 20, and FIG. 10B is a clogging component of the spring filter. It is the schematic which shows the mode at the time of the backwash operation for removing. During normal operation, as shown in FIG. 10 (a), groundwater W containing an SS component and metal oxide is introduced into the spring filter, and the filtered groundwater W flows out from the outlet of the spring filter. . As shown in FIG. 10 (b), when the spring filter is clogged with SS components and metal oxides including iron and manganese (that is, trivalent iron, etc.) and the filtration efficiency falls below a predetermined efficiency. In addition, backwashing air and water are press-fitted from the inner side to the outer side of the spring type filter through a water injection pipe 9b (see FIG. 9) connected to the outlet side of the spring type filter of the removing unit 20. The pressure is automatically applied and controlled. As a result, so-called backwashing is performed, and the clogged component captured by the spring-type filter can be collected and discarded as a concentrated liquid via a drain pipe not shown in FIG.

除去部２０に用いられるバネ式ろ過器やバネ式フィルターは特に限定されないが、例えばバネ式フィルターろ過装置（製造元：株式会社モノベエンジニアリング）等を例示することができる。また、プレコート材としては、シリカ＃６００Ｈ（平均粒径：３８μｍ、通過率：２．２ｄａｒｃｙ、製造元：中央シリカ株式会社）等が好適であるが、地下水Ｗのろ過時の条件に合うように適宜変更することが好ましい。   Although the spring type filter and the spring type filter used for the removal part 20 are not specifically limited, For example, a spring type filter filtration apparatus (manufacturer: Monobe Engineering Co., Ltd.) etc. can be illustrated. Further, as the precoat material, silica # 600H (average particle size: 38 μm, passage rate: 2.2 darcy, manufacturer: Chuo Silica Co., Ltd.) and the like are suitable, but as appropriate to meet the conditions during filtration of groundwater W It is preferable to change.

図６を参照するとわかるように、例えばバネ式ろ過器の内圧が２００ｋＰａに達した時点で洗浄すると仮定すると、プレコート材としてシリカ＃６００Ｈを用いた場合は、約６０分に１回洗浄する（即ち、１日に２４回洗浄することに相当する）ことになる。このような洗浄頻度は処理対象の水中のＳＳ成分や三価鉄の濃度に依存するが、洗浄頻度から考えてもわかるように、人力に頼る除去資材あるいはろ過資材の洗浄や交換では、処理対象の水を、バネ式フィルターを用いた場合と同程度に注水する地盤が目詰まりしないＳＳ成分や三価鉄の濃度に保つことは難しい。なお、上述のプリコート材を用いた場合、ろ過後の水に含まれる三価鉄の濃度は０．０５ｍｇ／Ｌ以下となった。   As can be seen from FIG. 6, assuming that the cleaning is performed when the internal pressure of the spring filter reaches 200 kPa, for example, when silica # 600H is used as the precoat material, cleaning is performed once every 60 minutes (ie, Equivalent to washing 24 times a day). The frequency of such washing depends on the concentration of SS components and trivalent iron in the water to be treated. As can be seen from the frequency of washing, however, the cleaning or replacement of the removal material or filtering material that relies on human power is subject to treatment. It is difficult to keep the concentration of SS component and trivalent iron that does not clog the ground where water is poured to the same extent as when a spring filter is used. In addition, when the above-mentioned precoat material was used, the density | concentration of the trivalent iron contained in the water after filtration became 0.05 mg / L or less.

なお、除去部２０の構成は、上述したバネ式ろ過器に限定されず、除去部２０に導入された地下水Ｗに含まれるＳＳ成分及び酸化剤Ｏｘにより生成された酸化金属を除去可能であれば、特に限定されない。例えば、除去部２０は、フィルタープレス、ベルトプレス、バックフィルター、遠心分離機、砂ろ過器等の何れかであってもよい。   In addition, the structure of the removal part 20 is not limited to the spring type filter mentioned above, if the metal oxide produced | generated by SS component and the oxidizing agent Ox contained in the groundwater W introduce | transduced into the removal part 20 is removable. There is no particular limitation. For example, the removing unit 20 may be any one of a filter press, a belt press, a back filter, a centrifuge, a sand filter, and the like.

図９に示すように、除去部２０とろ過水タンク３２との間は、通水管９Ｂによって連通されている。通水管９Ｂの一端は、除去部２０の導出部に接続されており、通水管９Ｂの他端は、ろ過水タンク３２の内部に開放されている。除去部２０でろ過された地下水Ｗは、通水管９Ｂ内を通ってろ過水タンク３２の内部に供給される。   As illustrated in FIG. 9, the removal unit 20 and the filtrate water tank 32 are communicated with each other through a water pipe 9 </ b> B. One end of the water conduit 9 </ b> B is connected to the lead-out portion of the removing unit 20, and the other end of the water conduit 9 </ b> B is opened inside the filtrate water tank 32. The groundwater W filtered by the removing unit 20 is supplied into the filtrate water tank 32 through the water pipe 9B.

ろ過水タンク３２は、酸化剤Ｏｘが残存している地下水Ｗを収容すると共に所定の位置から導出することができるように構成され、特に限定されず、公知のタンク等を適用することができる。ろ過水タンク３２の導出部には、地下水Ｗを排出するための排水ポンプＰ４が設けられている。   The filtrate water tank 32 is configured to accommodate the groundwater W in which the oxidant Ox remains and be derived from a predetermined position, and is not particularly limited, and a known tank or the like can be applied. A drainage pump P <b> 4 for discharging the groundwater W is provided at the outlet portion of the filtrate water tank 32.

ろ過水タンク３２の内部には、揚水管９Ａの他端に加え、還元剤供給管９ｃの一端が配置されている。還元剤供給管９ｃの他端は、還元剤添加部１４の還元剤添加装置１５の還元剤排出口に接続されており、除去部２０で処理されてろ過水タンク３２に収容された地下水Ｗに対して、還元剤供給管９ｃを介して還元剤添加部１４から還元剤Ｒｅが供給可能とされている。   In the filtrate water tank 32, one end of a reducing agent supply pipe 9c is arranged in addition to the other end of the pumped water pipe 9A. The other end of the reducing agent supply pipe 9 c is connected to the reducing agent discharge port of the reducing agent addition device 15 of the reducing agent addition unit 14, and the ground water W processed in the removal unit 20 and accommodated in the filtrate water tank 32. On the other hand, the reducing agent Re can be supplied from the reducing agent addition unit 14 via the reducing agent supply pipe 9c.

還元剤添加部１４は、除去部２０でろ過（処理）された地下水Ｗに残存する酸化剤Ｏｘを除去し、地下水Ｗを還元状態にするための構成である。本実施形態では、還元剤添加部１４は、除去部２０で処理されてろ過水タンク３２に収容された地下水Ｗに還元剤Ｒｅを添加する還元剤添加装置１５と、還元剤添加装置１５によって還元剤Ｒｅが添加される前の地下水Ｗ中の酸化剤Ｏｘの量を地下水Ｗの酸化還元電位によって検知し、検知した酸化還元電位を還元剤添加装置１５にフィードバックする第一酸化剤検知部１６、及び、還元剤添加装置１５によって還元剤Ｒｅが添加された後の地下水Ｗの酸化還元電位を検知し、検知した酸化還元電位を還元剤添加装置１５にフィードバックする第二酸化剤検知部１７の少なくとも何れか一方と、を備えている。そして、還元剤添加部１４は、第一酸化剤検知部１６及び第二酸化剤検知部１７の少なくとも何れか一方からフィードバックされた情報に基づいて還元剤Ｒｅの添加量を調節可能に構成されている。   The reducing agent adding unit 14 is configured to remove the oxidizing agent Ox remaining in the groundwater W filtered (processed) by the removing unit 20 and to reduce the groundwater W to a reduced state. In the present embodiment, the reducing agent adding unit 14 is reduced by the reducing agent adding device 15 that adds the reducing agent Re to the ground water W that is processed by the removing unit 20 and accommodated in the filtrate water tank 32, and the reducing agent adding device 15 performs the reduction. A first oxidant detector 16 that detects the amount of the oxidant Ox in the groundwater W before the agent Re is added based on the oxidation-reduction potential of the groundwater W and feeds back the detected oxidation-reduction potential to the reducing agent addition device 15; And at least any one of the second dioxide agent detection units 17 that detects the redox potential of the groundwater W after the reducing agent Re is added by the reducing agent addition device 15 and feeds back the detected oxidation-reduction potential to the reducing agent addition device 15. Or one of them. And the reducing agent addition part 14 is comprised so that adjustment of the addition amount of reducing agent Re is possible based on the information fed back from at least any one of the 1st oxidizing agent detection part 16 and the 2nd dioxide detection part 17. .

還元剤添加装置１５は、還元剤供給管９ｃの他端に還元剤Ｒｅを排出可能であれば、特に限定されない。
還元剤添加部１４の還元剤添加装置１５から供給される還元剤Ｒｅは、地下水Ｗに残存する酸化剤Ｏｘを除去可能な物質であれば、特に限定されない。このような物質としては、例えばチオ硫酸ナトリウム、亜硫酸ナトリウム、水硫化ナトリウム等が挙げられる。チオ硫酸ナトリウムは、観賞魚の脱塩素用材料として利用されるなど安全性が高い物質のため好適である。 The reducing agent addition device 15 is not particularly limited as long as the reducing agent Re can be discharged to the other end of the reducing agent supply pipe 9c.
The reducing agent Re supplied from the reducing agent addition device 15 of the reducing agent addition unit 14 is not particularly limited as long as it is a substance that can remove the oxidizing agent Ox remaining in the groundwater W. Examples of such substances include sodium thiosulfate, sodium sulfite, and sodium hydrosulfide. Sodium thiosulfate is suitable because it is a highly safe substance such as used as a material for dechlorination of ornamental fish.

第一酸化剤検知部１６は、除去部２０でろ過された後に通水管９Ｂ内を流れる地下水Ｗの一部を導入し、導入した地下水Ｗの酸化還元電位を検知可能であれば、特に限定されない。通水管９Ｂには、必要に応じて、地下水Ｗの一部を第一酸化剤検知部１６に導入するための揚水ポンプＰ２が設けられている。検知された酸化還元電位は還元剤添加装置１５に直接フィードバックされ、フィードバックされた情報に基づいて還元剤添加装置１５（還元剤添加部１４）における還元剤Ｒｅの供給量（添加量）が調節されてもよい。本実施形態では、第一酸化剤検知部１６によって検知された地下水Ｗの酸化還元電位は、信号Ｓ１６として制御部３０に送られる。   The 1st oxidizing agent detection part 16 will not be specifically limited if a part of groundwater W which flows through the inside of the water flow pipe 9B after filtering by the removal part 20 is introduce | transduced, and the oxidation-reduction potential of the introduced groundwater W can be detected. . The water pipe 9B is provided with a pumping pump P2 for introducing a part of the groundwater W into the first oxidant detector 16 as necessary. The detected oxidation-reduction potential is directly fed back to the reducing agent adding device 15, and the supply amount (adding amount) of the reducing agent Re in the reducing agent adding device 15 (reducing agent adding unit 14) is adjusted based on the fed back information. May be. In the present embodiment, the oxidation-reduction potential of the groundwater W detected by the first oxidant detection unit 16 is sent to the control unit 30 as a signal S16.

第二酸化剤検知部１７は、還元剤添加装置１５から還元剤Ｒｅが供給され、ろ過水タンク３２から通水管９Ｃに導出された地下水Ｗの一部を導入し、導入した地下水Ｗの酸化還元電位を検知可能であれば、特に限定されない。通水管９Ｃには、必要に応じて、地下水Ｗの一部を第二酸化剤検知部１７に導入するための揚水ポンプＰ３が設けられている。検知された酸化還元電位は還元剤添加装置１５に直接フィードバックされ、フィードバックされた情報に基づいて還元剤添加装置１５（還元剤添加部１４）における還元剤Ｒｅの供給量（添加量）が調節されてもよい。本実施形態では、第二酸化剤検知部１７によって検知された地下水Ｗの酸化還元電位も信号Ｓ１７として制御部３０に送られる。   The second dioxide agent detection unit 17 is supplied with the reducing agent Re from the reducing agent addition device 15 and introduces part of the groundwater W led out from the filtrate water tank 32 to the water pipe 9C, and the redox potential of the introduced groundwater W. If it is detectable, it will not specifically limit. The water pipe 9 </ b> C is provided with a pumping pump P <b> 3 for introducing a part of the groundwater W into the second dioxide agent detection unit 17 as necessary. The detected oxidation-reduction potential is directly fed back to the reducing agent adding device 15, and the supply amount (adding amount) of the reducing agent Re in the reducing agent adding device 15 (reducing agent adding unit 14) is adjusted based on the fed back information. May be. In the present embodiment, the oxidation-reduction potential of groundwater W detected by the second dioxide agent detection unit 17 is also sent to the control unit 30 as a signal S17.

還元剤添加部１４は、第一酸化剤検知部１６及び第二酸化剤検知部１７の少なくとも一方を備えているが、注水井戸２に供給される地下水Ｗの酸化還元電位をより確実に所定値以下にすると共に、地下水Ｗに対する還元剤Ｒｅの過剰添加及び添加不足を確実に防ぐためには、第一酸化剤検知部１６及び第二酸化剤検知部１７の両方が設けられていることが好ましい。なお、第一酸化剤検知部１６及び第二酸化剤検知部１７は、これらの測定対象が共通して酸化剤Ｏｘであるため、一体化されていてもよく、互いに共有して一つの検知部として構成されていてもよい。   Although the reducing agent addition part 14 is provided with at least one of the 1st oxidizing agent detection part 16 and the 2nd dioxide detection part 17, the oxidation-reduction potential of the groundwater W supplied to the water injection well 2 is more reliably below predetermined value. In order to prevent excessive addition and insufficient addition of the reducing agent Re to the groundwater W, it is preferable that both the first oxidant detector 16 and the second dioxide detector 17 are provided. Note that the first oxidant detector 16 and the second dioxide detector 17 may be integrated because the measurement object is the oxidizer Ox in common, and may be integrated as one detector. It may be configured.

第一酸化剤検知部１６及び第二酸化剤検知部１７としては、例えば、ＯＲＰ（Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ−Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ：酸化還元電位）センサーが挙げられる。構成が簡単で設置もし易い点から、第一酸化剤検知部１６及び第二酸化剤検知部１７としては、ＯＲＰセンサーが好ましい。ＯＲＰセンサーを用いる際には、地下水Ｗ中に共存する酸化体と還元体との間の平衡状態によって定まる電位であるＯＲＰが適宜設定される。地下水Ｗが注水井戸付近の帯水層Ｓ３（地盤）の目詰まりを充分且つ良好に防止し得る状態として、地下水中の三価鉄の濃度を０．１ｍｇ／Ｌより低くするためには、第二酸化剤検知部１７のＯＲＰセンサーにより測定される酸化還元電位は少なくとも２００ｍＶ以下であり、好ましくは１００ｍＶ以下であり、より好ましくは０ｍＶ以下であることが重要である。   Examples of the first oxidant detector 16 and the second dioxide detector 17 include an ORP (Oxidation-Reduction Potential) sensor. From the viewpoint of simple configuration and easy installation, the first oxidant detector 16 and the second dioxide detector 17 are preferably ORP sensors. When using the ORP sensor, an ORP that is a potential determined by an equilibrium state between an oxidant and a reductant coexisting in the groundwater W is appropriately set. In order for the groundwater W to sufficiently and well prevent clogging of the aquifer S3 (ground) near the water injection well, in order to make the concentration of trivalent iron in the groundwater lower than 0.1 mg / L, It is important that the oxidation-reduction potential measured by the ORP sensor of the dioxide detector 17 is at least 200 mV or less, preferably 100 mV or less, more preferably 0 mV or less.

なお、除去部２０で処理された地下水Ｗ中のＳＳ成分の残量は、図示していない濁度計等を用いて測定可能である。地下水Ｗが地盤内に注水された際に地盤の目詰まりを良好に防止し得る点から、例えば、除去部２０で処理された地下水Ｗ中のＳＳ成分の濃度は１ｍｇ／Ｌより少ない状態であることが確認されることが好ましい。   In addition, the residual amount of SS component in the groundwater W processed by the removal part 20 can be measured using the turbidimeter etc. which are not shown in figure. From the point that the clogging of the ground can be satisfactorily prevented when the groundwater W is poured into the ground, for example, the concentration of the SS component in the groundwater W treated by the removing unit 20 is less than 1 mg / L. It is preferable that this is confirmed.

本実施形態の地下水リチャージシステム１０は、制御部３０を備えている。制御部３０は、第一酸化剤検知部１６及び第二酸化剤検知部１７からフィードバックされた情報に基づいて還元剤添加装置１５における還元剤Ｒｅの供給量（添加量）を適度に設定し、還元剤添加装置１５に信号Ｓ１５として送る機能を有する。
制御部３０を構成するものとしては、例えばコンピュータが挙げられるが、上述した機能を有していれば、特に限定されない。 The groundwater recharge system 10 according to this embodiment includes a control unit 30. The control unit 30 sets the supply amount (addition amount) of the reducing agent Re in the reducing agent addition device 15 based on the information fed back from the first oxidant detection unit 16 and the second dioxide agent detection unit 17 to reduce the reduction. It has the function to send to the agent addition apparatus 15 as signal S15.
An example of what constitutes the control unit 30 is a computer, but is not particularly limited as long as it has the above-described function.

なお、制御部３０は、還元剤Ｒｅが添加された後にろ過水タンク３２から導出された地下水Ｗの酸化還元電位が上述した所定値より多いことを第二酸化剤検知部１７のフィードバックから検知した場合は、地下水Ｗのろ過水タンク３２からの導出を中止する機能を有していることが好ましい。
即ち、制御部３０は、制御プログラム等が内蔵されたコンピュータで構成されていることが好ましい。前述の制御プログラムは、コンピュータに、第二酸化剤検知部１７で検知された地下水Ｗの酸化還元電位を取り込む手順と、地下水Ｗの酸化還元電位が予め設定した閾値（所定値）以下であれば、ろ過水タンク３２の導出口と通水管９Ｃとを連通状態にする手順と、地下水Ｗの酸化還元電位が閾値を超えていれば、ろ過水タンク３２の導出口と通水管９Ｃとを非連通状態にする手順と、を実行させるように構成されていることが好ましい。 When the control unit 30 detects from the feedback of the second dioxide agent detection unit 17 that the oxidation-reduction potential of the groundwater W derived from the filtrate water tank 32 after the addition of the reducing agent Re is greater than the predetermined value described above. Preferably has a function of stopping the derivation of groundwater W from the filtrate water tank 32.
That is, it is preferable that the control unit 30 is configured by a computer in which a control program or the like is built. The control program described above is a procedure in which the computer captures the oxidation-reduction potential of the groundwater W detected by the second dioxide agent detection unit 17 and the oxidation-reduction potential of the groundwater W is equal to or less than a preset threshold value (predetermined value). If the outlet of the filtrate water tank 32 and the water pipe 9C are in communication with each other, and if the oxidation-reduction potential of the groundwater W exceeds the threshold, the outlet of the filtrate water tank 32 and the water pipe 9C are not in communication. It is preferable that it is comprised so that it may perform.

また、制御部３０は、第一酸化剤検知部１６及び第二酸化剤検知部１７からフィードバックされた情報に基づいて酸化剤添加部１２における酸化剤Ｏｘの供給量（添加量）を適度に設定或いは補正し、酸化剤添加部１２に信号Ｓ１２として送る機能を有することが好ましい。これにより、ろ過水タンク３２から導出された地下水Ｗ中に残存する酸化剤Ｏｘの量に応じて酸化剤添加部１２における酸化剤Ｏｘの供給量（添加量）が調節されれば、酸化剤Ｏｘの過剰添加又は添加不足も防止される。   Further, the control unit 30 appropriately sets the supply amount (addition amount) of the oxidant Ox in the oxidant addition unit 12 based on the information fed back from the first oxidant detection unit 16 and the second dioxide detection unit 17 or It is preferable to have a function of correcting and sending the signal to the oxidizer addition section 12 as a signal S12. Accordingly, if the supply amount (addition amount) of the oxidant Ox in the oxidant addition unit 12 is adjusted according to the amount of the oxidant Ox remaining in the groundwater W led out from the filtrate water tank 32, the oxidant Ox. Excessive or insufficient addition of is also prevented.

ろ過水タンク３２と注水井戸２との間は、通水管９Ｃ及び通水管９Ｃの途中から分岐する通水管９Ｄによって連通されている。通水管９Ｃの一端は、ろ過水タンク３２の導出口に接続されている。通水管９Ｃの他端は、注水井戸２のうち注水井戸２Ｂの所定水位より深部内に開放されている。通水管９Ｃの一端側には、地下水Ｗと地下水Ｗに添加された還元剤Ｒｅとを混合するための撹拌装置２４が設けられている。撹拌装置２４としては、例えば小型で簡易な構成からなるスタティックミキサー等を用いることができるが、地下水Ｗと還元剤Ｒｅとを混合可能であれば、特に限定されない。   The filtrate water tank 32 and the water injection well 2 are communicated by a water pipe 9C and a water pipe 9D branched from the middle of the water pipe 9C. One end of the water conduit 9 </ b> C is connected to the outlet of the filtrate water tank 32. The other end of the water conduit 9 </ b> C is opened deeper than a predetermined water level of the water injection well 2 </ b> B in the water injection well 2. A stirring device 24 for mixing the ground water W and the reducing agent Re added to the ground water W is provided on one end side of the water conduit 9C. As the stirring device 24, for example, a static mixer having a small and simple configuration can be used, but is not particularly limited as long as the ground water W and the reducing agent Re can be mixed.

通水管９Ｄの一端は、通水管９Ｃの途中に接続されており、通水管９Ｄの他端は、注水井戸２のうち注水井戸２Ａの所定水位より深部内に開放されている。ろ過水タンク３２でろ過され、酸化還元電位が所定値以下とされた地下水Ｗは、通水管９Ｃ，９Ｄ内を通って注水井戸２Ａ，２Ｂに供給される。   One end of the water pipe 9D is connected to the middle of the water pipe 9C, and the other end of the water pipe 9D is opened in a deep portion from the predetermined water level of the water injection well 2A in the water injection well 2. The groundwater W filtered by the filtrate water tank 32 and having the oxidation-reduction potential set to a predetermined value or less is supplied to the water injection wells 2A and 2B through the water pipes 9C and 9D.

注水井戸２は、前述のように二つの注水井戸２Ａ，２Ｂを備えている。但し、注水井戸２が備える井戸数は特に限定されない。
注水井戸２Ａ，２Ｂは、含まれる酸化剤Ｏｘが所定値以下とされて還元状態の地下水Ｗを帯水層Ｓ３内に注水ための公知の注水設備（所謂、リチャージウェル）であり、具体的には、掘削領域Ｘの外に設置された井戸からなる。注水井戸２Ａ，２Ｂには、地下水位以深の地盤（図１３では、帯水層Ｓ３）内に埋設されたスクリーン２ａが形成されており、スクリーン２ａから注水井戸２Ａ，２Ｂ内の地下水Ｗが流出して帯水層Ｓ３内に地下水Ｗが注入される。また、注水井戸２の上端には蓋が取り付けられており、蓋によって注水井戸２の上端は密閉されており、注水井戸２は密閉構造になっている。 The water injection well 2 includes the two water injection wells 2A and 2B as described above. However, the number of wells provided in the water injection well 2 is not particularly limited.
The water injection wells 2A and 2B are well-known water injection facilities (so-called recharge wells) for injecting the groundwater W in a reduced amount with the oxidizer Ox contained therein to a predetermined value or less. Consists of a well installed outside the excavation area X. In the water injection wells 2A and 2B, a screen 2a embedded in the ground deeper than the groundwater level (the aquifer S3 in FIG. 13) is formed, and the groundwater W in the water injection wells 2A and 2B flows out from the screen 2a. Then, groundwater W is injected into the aquifer S3. Moreover, the lid | cover is attached to the upper end of the water injection well 2, the upper end of the water injection well 2 is sealed with the lid | cover, and the water injection well 2 has a sealed structure.

以上説明したように、地下水リチャージシステム１０では、揚水井戸１から揚水された地下水Ｗに対して酸化剤添加部１２によって酸化剤Ｏｘを添加し、地下水Ｗ中の二価鉄を酸化し、三価鉄として析出させる。析出された三価鉄やマンガン等の酸化金属を粘土粒子等のＳＳ成分と共に除去部２０でろ過することで地下水Ｗから除去する。即ち、除去部２０によって地下水Ｗに含まれる目詰まり起因成分を除去することができる。そして、除去部２０でろ過された地下水Ｗ中に残存する酸化剤Ｏｘが還元剤添加部１４によって所定値以下の量になるまで、地下水Ｗを還元する。従って、揚水井戸１から揚水された地下水Ｗを注水井戸付近の地盤の目詰まりの原因となる成分を除去した良好な状態とすることができる。従って、地下水リチャージシステム１０の通水性能を良好に保持し、地盤や注水井戸２のスクリーン２ａの目詰まりを防止することができる。   As explained above, in the groundwater recharge system 10, the oxidant Ox is added to the groundwater W pumped from the pumping well 1 by the oxidizer addition unit 12 to oxidize the divalent iron in the groundwater W, thereby trivalent. Precipitate as iron. The precipitated metal oxides such as trivalent iron and manganese are removed from the ground water W by being filtered by the removing unit 20 together with SS components such as clay particles. That is, the clogging cause component contained in the groundwater W can be removed by the removing unit 20. Then, the groundwater W is reduced until the oxidizing agent Ox remaining in the groundwater W filtered by the removing unit 20 becomes an amount equal to or less than a predetermined value by the reducing agent adding unit 14. Therefore, the groundwater W pumped from the pumping well 1 can be in a good state in which components that cause clogging of the ground near the water injection well are removed. Therefore, the water flow performance of the groundwater recharge system 10 can be maintained satisfactorily, and clogging of the ground and the screen 2a of the water injection well 2 can be prevented.

なお、上述の実施形態では、還元剤添加部１４の還元剤添加装置１５として、還元剤Ｒｅを添加する装置について説明したが、還元剤添加装置１５として、図１１に示すように、酸化剤Ｏｘを還元する機能を有する活性炭槽を用いてもよい。このような構成では、除去部２０で処理された地下水Ｗを活性炭槽に通水し、通水後の地下水Ｗを注水井戸２に導くことができる。
また、例えば揚水井戸１から揚水された地下水Ｗの状態を観察するために、揚水された地下水Ｗが一旦、公知のノッチタンク等に収容されても構わない。 In the above-described embodiment, the device for adding the reducing agent Re is described as the reducing agent adding device 15 of the reducing agent adding unit 14. However, as the reducing agent adding device 15, as shown in FIG. You may use the activated carbon tank which has the function to reduce | restore. In such a configuration, the groundwater W treated by the removing unit 20 can be passed through the activated carbon tank, and the groundwater W after the water flow can be guided to the water injection well 2.
For example, in order to observe the state of the groundwater W pumped from the pumping well 1, the pumped groundwater W may be temporarily stored in a known notch tank or the like.

また、本発明に係る地下水の処理方法において、例えば揚水された地下水に還元剤を添加し、地下水に含まれる二価鉄の還元状態を保ちつつ、前記還元状態の地下水を地中へ戻してもよい。
図１２は、このような本発明の地下水の処理方法を適用した地下水リチャージシステム１１の構成を示す概略図である。 In the groundwater treatment method according to the present invention, for example, a reducing agent is added to the pumped groundwater, and the reduced groundwater is returned to the ground while maintaining the reduced state of divalent iron contained in the groundwater. Good.
FIG. 12 is a schematic diagram showing the configuration of the groundwater recharge system 11 to which the groundwater treatment method of the present invention is applied.

図１２に示すように、地下水リチャージシステム１１は、地下水Ｗを揚水するための揚水井戸１と、揚水井戸１から揚水された地下水Ｗを導入し、地下水中に存在するＳＳ成分等を除去する除去部２０と、除去部２０で処理された地下水Ｗに地下水Ｗの酸化還元電位が所定値以下になるまで還元剤Ｒｅを添加する還元剤添加部１４と、還元剤Ｒｅが添加された地下水Ｗを帯水層（地盤）Ｓ３内へ注水するための注水井戸２と、を備え、揚水井戸１から揚水された地下水Ｗを密閉された揚水管（通水管）８Ａ及び通水管８Ｂ，８Ｃ，８Ｄを介して注水井戸２に導くシステムである。
なお、地下水リチャージシステム１１の構成において、上述の地下水リチャージシステム１０の構成と同一のものについては、同一の符号を付しており、その説明は省略する。 As shown in FIG. 12, the groundwater recharge system 11 introduces the pumping well 1 for pumping the groundwater W and the groundwater W pumped from the pumping well 1, and removes SS components and the like present in the groundwater. Unit 20, reducing agent addition unit 14 for adding reducing agent Re to groundwater W treated by removal unit 20 until the redox potential of groundwater W becomes a predetermined value or less, and groundwater W to which reducing agent Re is added. A water injection well 2 for injecting water into the aquifer (ground) S3, and a pumping pipe (water pipe) 8A and water pipes 8B, 8C, and 8D in which ground water W pumped from the pumping well 1 is sealed. It is a system which leads to the water injection well 2 through
In addition, in the structure of the groundwater recharge system 11, the same code | symbol is attached | subjected about the same thing as the structure of the above-mentioned groundwater recharge system 10, The description is abbreviate | omitted.

地下水リチャージシステム１１では、揚水後から除去部２０でろ過されるまで過程で地下水Ｗに溶存している二価鉄の酸化及び析出を極力抑えることが重要である。そして、地下水Ｗ中の二価鉄の酸化及び析出を抑えることは、地下水Ｗの二価鉄の濃度が高い程、重要である。そこで、地下水リチャージシステム１１では、蓋によって揚水井戸１の上端は密閉されており、揚水井戸１は密閉構造になっている。また、地下水リチャージシステム１１の揚水井戸１では、井戸内の水位が揚水ポンプＰ１の吸水口Ｐａよりも高く保たれている。さらに、地下水Ｗの酸化及び地下水Ｗ中の二価鉄の酸化をより確実に防止する観点から、揚水井戸１内には予め、ヘリウム、窒素、アルゴン等の不活性気体が封入されていることが好ましい。不活性気体は特に限定されないが、コスト等の点から、窒素が好適である。   In the groundwater recharge system 11, it is important to suppress oxidation and precipitation of divalent iron dissolved in the groundwater W as much as possible after pumping until it is filtered by the removing unit 20. It is more important to suppress the oxidation and precipitation of divalent iron in the groundwater W as the concentration of divalent iron in the groundwater W increases. Therefore, in the groundwater recharge system 11, the upper end of the pumping well 1 is sealed with a lid, and the pumping well 1 has a sealed structure. Moreover, in the pumping well 1 of the groundwater recharge system 11, the water level in the well is kept higher than the water inlet Pa of the pumping pump P1. Furthermore, from the viewpoint of more reliably preventing oxidation of the groundwater W and oxidation of divalent iron in the groundwater W, an inert gas such as helium, nitrogen, or argon may be sealed in the pumping well 1 in advance. preferable. The inert gas is not particularly limited, but nitrogen is preferable from the viewpoint of cost and the like.

上述のように地下水Ｗの酸化及び地下水Ｗ中の二価鉄の酸化をより確実に防止する観点から、揚水管８Ａ、通水管８Ｂ，８Ｃ，８Ｄ、及び注水管８ｂ、還元剤供給管８ｃは密閉されている。
地下水リチャージシステム１１では、揚水井戸１によって揚水された地下水Ｗを、密閉された揚水管８Ａによって地下水Ｗ中の二価鉄の酸化を極力抑え、還元状態を保ちつつ、除去部２０に導入する。 From the viewpoint of more reliably preventing oxidation of groundwater W and oxidation of divalent iron in groundwater W as described above, pumping pipe 8A, water pipes 8B, 8C, 8D, water injection pipe 8b, and reducing agent supply pipe 8c are It is sealed.
In the groundwater recharge system 11, the groundwater W pumped by the pumping well 1 is introduced into the removal unit 20 while maintaining the reduced state while suppressing the oxidation of divalent iron in the groundwater W as much as possible by the sealed pumping pipe 8A.

また、地下水リチャージシステム１１において、還元剤添加部１４は、除去部２０でろ過されてろ過水タンク３２に収容された地下水Ｗに還元剤Ｒｅを添加する還元剤添加装置１５と、還元剤添加装置１５によって還元剤Ｒｅが添加される前の地下水Ｗの酸化還元電位を検知し、検知した酸化還元電位を還元剤添加装置１５にフィードバックする第一還元電位検知部２６、及び、還元剤添加装置１５によって還元剤Ｒｅが添加された後の地下水Ｗの酸化還元電位を検知し、検知した酸化還元電位を還元剤添加装置１５にフィードバックする第二還元電位検知部２７の少なくとも何れか一方と、を備えている。そして、還元剤添加部１４は、第一還元電位検知部２６及び第二還元電位検知部２７の少なくとも何れか一方からフィードバックされた情報に基づいて還元剤Ｒｅの添加量を調節可能に構成されている。   In the groundwater recharge system 11, the reducing agent addition unit 14 includes a reducing agent addition device 15 that adds the reducing agent Re to the groundwater W that has been filtered by the removal unit 20 and accommodated in the filtrate water tank 32, and a reducing agent addition device. 15 detects the redox potential of the groundwater W before the reducing agent Re is added, and feeds back the detected redox potential to the reducing agent addition device 15, and the reducing agent addition device 15. At least one of the second reduction potential detectors 27 that detects the redox potential of the groundwater W after the reducing agent Re is added and feeds back the detected redox potential to the reducing agent addition device 15. ing. The reducing agent addition unit 14 is configured to be able to adjust the addition amount of the reducing agent Re based on information fed back from at least one of the first reduction potential detection unit 26 and the second reduction potential detection unit 27. Yes.

第一還元電位検知部２６は、除去部２０でろ過された後に通水管８Ｂ内を流れる地下水Ｗの一部を導入し、導入した地下水Ｗの酸化還元電位を検知可能であれば、特に限定されない。通水管８Ｂには、必要に応じて、地下水Ｗの一部を第一還元電位検知部２６に導入するための揚水ポンプＰ２が設けられている。検知された地下水Ｗの酸化還元電位は還元剤添加装置１５に直接フィードバックされ、フィードバックされた情報に基づいて還元剤添加装置１５（還元剤添加部１４）における還元剤Ｒｅの供給量（添加量）が調節されてもよい。本実施形態では、第一還元電位検知部２６によって検知された地下水Ｗの酸化還元電位は、信号Ｓ２６として制御部３０に送られる。   The first reduction potential detection unit 26 is not particularly limited as long as it introduces a part of the groundwater W flowing in the water pipe 8B after being filtered by the removal unit 20 and can detect the oxidation-reduction potential of the introduced groundwater W. . The water pipe 8B is provided with a pumping pump P2 for introducing a part of the groundwater W to the first reduction potential detector 26 as necessary. The detected oxidation-reduction potential of the groundwater W is directly fed back to the reducing agent adding device 15, and the supply amount (adding amount) of the reducing agent Re in the reducing agent adding device 15 (reducing agent adding unit 14) based on the fed back information. May be adjusted. In the present embodiment, the oxidation-reduction potential of the groundwater W detected by the first reduction potential detection unit 26 is sent to the control unit 30 as a signal S26.

第二還元電位検知部２７は、還元剤添加装置１５から還元剤Ｒｅが供給され、ろ過水タンク３２から密閉された通水管８Ｃに導出された地下水Ｗの一部を導入し、導入した地下水Ｗの酸化還元電位を検知可能であれば、特に限定されない。通水管８Ｃには、必要に応じて、地下水Ｗの一部を第二還元電位検知部２７に導入するための揚水ポンプＰ３が設けられている。検知された地下水Ｗの酸化還元電位は還元剤添加装置１５に直接フィードバックされ、フィードバックされた情報に基づいて還元剤添加装置１５（還元剤添加部１４）における還元剤Ｒｅの供給量（添加量）が調節されてもよい。本実施形態では、第二還元電位検知部２７によって検知された地下水Ｗの酸化還元電位も信号Ｓ２７として制御部３０に送られる。   The second reduction potential detection unit 27 is supplied with the reducing agent Re from the reducing agent addition device 15, introduces a part of the groundwater W led out from the filtrate water tank 32 to the water flow pipe 8 </ b> C, and introduces the introduced groundwater W There is no particular limitation as long as the oxidation-reduction potential of can be detected. The water pipe 8C is provided with a pumping pump P3 for introducing a part of the groundwater W to the second reduction potential detector 27 as necessary. The detected oxidation-reduction potential of the groundwater W is directly fed back to the reducing agent adding device 15, and the supply amount (adding amount) of the reducing agent Re in the reducing agent adding device 15 (reducing agent adding unit 14) based on the fed back information. May be adjusted. In the present embodiment, the oxidation-reduction potential of the groundwater W detected by the second reduction potential detection unit 27 is also sent to the control unit 30 as a signal S27.

還元剤添加部１４は、第一還元電位検知部２６及び第二還元電位検知部２７の少なくとも一方を備えているが、注水井戸２に供給される地下水Ｗの酸化還元電位を所定値以下にして地下水Ｗをより確実に還元状態にすると共に、地下水Ｗに対する還元剤Ｒｅの過剰添加及び添加不足を確実に防ぐためには、第一還元電位検知部２６及び第二還元電位検知部２７の両方が設けられていることが好ましい。なお、第一還元電位検知部２６及び第二還元電位検知部２７は、一体化されていてもよく、互いに共有して一つの検知部として構成されていてもよい。   Although the reducing agent addition part 14 is provided with at least one of the 1st reduction potential detection part 26 and the 2nd reduction potential detection part 27, the oxidation reduction potential of the groundwater W supplied to the water injection well 2 is made into predetermined value or less. In order to make the groundwater W more reliably reduced and to reliably prevent excessive addition and insufficient addition of the reducing agent Re to the groundwater W, both the first reduction potential detection unit 26 and the second reduction potential detection unit 27 are provided. It is preferable that In addition, the 1st reduction potential detection part 26 and the 2nd reduction potential detection part 27 may be integrated, and may mutually be comprised as one detection part.

第一還元電位検知部２６及び第二還元電位検知部２７としては、第一酸化剤検知部１６及び第二酸化剤検知部１７と同様のＯＲＰセンサーが好適であり、酸化還元電位の好ましい条件も同様である。   As the 1st reduction potential detection part 26 and the 2nd reduction potential detection part 27, the ORP sensor similar to the 1st oxidizing agent detection part 16 and the 2nd oxidation agent detection part 17 is suitable, and the preferable conditions of oxidation reduction potential are also the same. It is.

制御部３０は、第一還元電位検知部２６及び第二還元電位検知部２７からフィードバックされた信号Ｓ２６，Ｓ２７に基づいて還元剤添加装置１５における還元剤Ｒｅの供給量（添加量）を適度に設定し、還元剤添加装置１５に信号Ｓ１５として送る機能を有する。   The control unit 30 appropriately sets the supply amount (addition amount) of the reducing agent Re in the reducing agent adding device 15 based on the signals S26 and S27 fed back from the first reduction potential detection unit 26 and the second reduction potential detection unit 27. It has a function of setting and sending it as a signal S15 to the reducing agent adding device 15.

以上説明したように、地下水リチャージシステム１１では、揚水井戸１から揚水された地下水Ｗが密閉された揚水管８Ａを介して除去部２０に導入される。密閉された揚水井戸１及び揚水管８Ａ内でも僅かに混入された空気等があれば、地下水Ｗ中の二価鉄は酸化され、三価鉄が析出される。僅かに析出された三価鉄やマンガン等の酸化金属は、粘土粒子等のＳＳ成分と共に除去部２０を通すことで地下水Ｗから除去することができる。即ち、除去部２０によって地下水Ｗ中の目詰まり起因成分を除去することができる。そして、除去部２０でろ過された地下水Ｗには、その酸化還元電位が所定値以下になるまで還元剤添加部１４によって還元剤Ｒｅが添加され、地下水Ｗは充分に還元される。従って、揚水井戸１から揚水された地下水Ｗを注水井戸２付近の地盤の目詰まりの原因となる成分が除去され、還元された状態とすることができるため、地下水Ｗを注水井戸２から地盤内に注水しても、注水井戸２のフィルター等や注水井戸２付近の地盤の目詰まりを長期にわたり防止することができる。   As described above, in the groundwater recharge system 11, the groundwater W pumped from the pumping well 1 is introduced into the removal unit 20 via the sealed pumping pipe 8 </ b> A. If there is air or the like slightly mixed even in the sealed pumping well 1 and the pumping pipe 8A, divalent iron in the groundwater W is oxidized and trivalent iron is deposited. Slightly deposited metal oxides such as trivalent iron and manganese can be removed from the groundwater W by passing through the removal unit 20 together with SS components such as clay particles. That is, the clogging cause component in the groundwater W can be removed by the removing unit 20. And the reducing agent Re is added by the reducing agent addition part 14 to the groundwater W filtered by the removal part 20 until the oxidation-reduction potential becomes below a predetermined value, and the groundwater W is fully reduced. Accordingly, the groundwater W pumped from the pumping well 1 can be reduced by removing components that cause clogging of the ground in the vicinity of the pouring well 2, so that the groundwater W is pumped from the pouring well 2 into the ground. Even when water is poured into the water, clogging of the filter of the water injection well 2 and the ground near the water injection well 2 can be prevented over a long period of time.

上述した作用効果により、地下水リチャージシステム１１では、従来、注水側の地盤や注水井戸に設けられたスクリーンやフィルターの目詰まりの頻度が高くなる地下水Ｗ、即ち、二価鉄を比較的多く含む地下水Ｗに対しても対応することができる。
なお、地下水リチャージシステム１１については、地下水Ｗの水質がリチャージ工法の実施前にある程度把握可能であることをふまえ、図１３に示すように、揚水井戸１から揚水された地下水Ｗに対して、前述の水質から算出される一定量の還元剤を添加してもよい。これにより、揚水後から除去部２０でろ過される前までの地下水Ｗの酸化及び三価鉄の析出をより確実に防止し、バネ式ろ過器の逆洗頻度も抑えることができる。 Due to the effects described above, in the groundwater recharge system 11, the groundwater W that is conventionally clogged with the screens and filters provided on the ground or the water injection well, that is, groundwater containing a relatively large amount of divalent iron. It is possible to cope with W.
Regarding the groundwater recharge system 11, the water quality of the groundwater W can be grasped to some extent before the recharge method is carried out, and the above-described groundwater W pumped from the pumping well 1 as shown in FIG. A certain amount of reducing agent calculated from the water quality of the water may be added. Thereby, the oxidation of the ground water W and the precipitation of trivalent iron from after pumping up to before being filtered by the removing unit 20 can be more reliably prevented, and the backwash frequency of the spring filter can be suppressed.

以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変更が可能である。   The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above. However, the present invention is not limited to the specific embodiments, and various modifications are possible within the scope of the gist of the present invention described in the claims. It can be changed.

１０，１１ 地下水リチャージシステム
Ｏｘ 酸化剤
Ｒｅ 還元剤
Ｗ 地下水 10,11 Groundwater recharge system Ox Oxidant Re Reductant W Groundwater

Claims (4)

揚水された地下水を一旦貯留し、貯留した前記地下水を地中へ戻すリチャージ工法における地下水の処理方法であって、
前記地下水中の三価鉄の濃度を０．１ｍｇ／Ｌより低くすることを特徴とする地下水の処理方法。 A method for treating groundwater in a recharge method that temporarily stores pumped groundwater and returns the stored groundwater to the ground,
A method for treating groundwater, wherein the concentration of trivalent iron in the groundwater is lower than 0.1 mg / L. 前記地下水中の浮遊物質の濃度を１ｍｇ／Ｌより低くすることを特徴とする請求項１に記載の地下水の処理方法。   The method for treating groundwater according to claim 1, wherein the concentration of suspended solids in the groundwater is lower than 1 mg / L. 揚水された前記地下水に酸化剤を添加し、前記地下水に含まれる二価鉄が酸化して生成された三価鉄を前記地下水から除去すると共に、前記三価鉄を除去した前記地下水を前記地中へ戻すことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の地下水の処理方法。   An oxidant is added to the groundwater that has been pumped, and trivalent iron formed by oxidizing divalent iron contained in the groundwater is removed from the groundwater, and the groundwater from which the trivalent iron has been removed is removed from the groundwater. It returns to the inside, The processing method of the groundwater of Claim 1 or Claim 2 characterized by the above-mentioned. 揚水された前記地下水に還元剤を添加し、前記地下水に含まれる二価鉄の還元状態を保ちつつ、前記還元状態の前記地下水を前記地中へ戻すことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の地下水の処理方法。   The reductant is added to the pumped groundwater, and the groundwater in the reduced state is returned to the ground while maintaining the reduced state of divalent iron contained in the groundwater. 2. The groundwater treatment method according to 2.
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