WO2024070864A1 - 水処理装置 - Google Patents

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WO2024070864A1
WO2024070864A1 PCT/JP2023/034167 JP2023034167W WO2024070864A1 WO 2024070864 A1 WO2024070864 A1 WO 2024070864A1 JP 2023034167 W JP2023034167 W JP 2023034167W WO 2024070864 A1 WO2024070864 A1 WO 2024070864A1
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WO
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valve
drug
filtration
section
raw water
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/034167
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
崇 榊原
吉宏 稲本
毘 海野
陽平 神田
テイ リ チュオン
美咲 都築
Original Assignee
パナソニックＩｐマネジメント株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Publication of WO2024070864A1 publication Critical patent/WO2024070864A1/ja

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D24/00—Filters comprising loose filtering material, i.e. filtering material without any binder between the individual particles or fibres thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D24/00—Filters comprising loose filtering material, i.e. filtering material without any binder between the individual particles or fibres thereof
    • B01D24/46—Regenerating the filtering material in the filter
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/52—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities

Definitions

  • This disclosure relates to a water treatment device that purifies water through filtration and the addition of chemicals.
  • Water treatment equipment using granular filter media is widely used in water purification plants and factories. Such water treatment equipment is mainly used to remove impurities, including turbid components, from raw water. Like general filters, granular filter media gradually becomes clogged as it captures impurities, causing various problems such as increased pressure loss and the formation of water channels that allow impurities to flow to subsequent stages of the water treatment equipment.
  • the common regeneration methods used are backwashing, in which raw water is passed in the opposite direction to the filtration process to discharge impurities captured during the filtration process out of the system, and rinsing, in which foreign matter remaining in the filter section and piping is discharged immediately after the backwashing process is completed.
  • a first branch 1111 between the chemical supply unit 1103 and the filtration unit 1102 connects the chemical supply unit 1103 and the filtration unit 1102
  • a second branch 1112 between the water source and the chemical supply unit 1103 connects the water source and the chemical supply unit 1103
  • a third branch 1113 in the path of the purified water discharge piping 1104 connects the filtration unit 1102 and the end side of the purified water discharge piping 1104.
  • the first branch 1111 connects the backwash drain pipe 1105 to the filtration section 1102
  • the second branch 1112 connects the water source to the backwash water supply pipe 1106, and the third branch 1113 connects the backwash water supply pipe 1106 to the filtration section 1102.
  • valves and branching sections In conventional water treatment equipment like this, multiple valves and branching sections must be installed to switch between operating modes, which results in long piping paths and a large device.
  • This disclosure aims to solve the above-mentioned problems and provide a compact water treatment device.
  • the water treatment device is a water treatment device that filters raw water from a water source and extracts it as purified water, and includes a raw water inlet pipe that supplies the raw water from the water source to the water treatment device, a chemical supply unit that supplies chemicals to the raw water supplied from the raw water inlet pipe, a filtration unit having a filter medium, a distribution head having a flow path that connects the raw water inlet pipe, the filtration unit, and the chemical supply unit, a purified water discharge pipe that extracts treated water after being filtered by the filtration unit from the distribution head, a wastewater drain pipe that extracts backwash water that has cleaned the filtration unit from the chemical supply unit, a first valve that connects the raw water inlet pipe and the chemical supply unit, a second valve that connects the raw water inlet pipe and the distribution head, and a third valve that connects the chemical supply unit and the wastewater drain pipe.
  • a fourth valve connecting the distribution head and the purified water discharge pipe During the filtration process, the first valve communicates the raw water inlet pipe with the chemical supply unit, the second valve blocks the raw water inlet pipe with the distribution head, the third valve blocks the chemical supply unit with the wastewater drain pipe, and the fourth valve communicates the distribution head with the purified water discharge pipe, During backwash processing, the first valve blocks the raw water inlet piping from the chemical supply unit, the second valve connects the raw water inlet piping to the distribution head, the third valve connects the chemical supply unit to the wastewater drain piping, and the fourth valve blocks the distribution head from the purified water discharge piping.
  • This disclosure makes it possible to provide a compact water treatment device.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing an overall configuration of a water treatment device according to a first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a perspective view of the chemical supply unit, the distribution head, the filtration unit, and the first to fifth valves of the water treatment device.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing the flow path during backwashing treatment in the water treatment device.
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing the flow paths during the rinsing process of the water treatment device.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of the filtration unit of the water treatment device.
  • FIG. 6 is a plan view of the water treatment device with the filtration section 2 omitted.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
  • FIG. 8 is a schematic diagram of an overall configuration of a water treatment device according to the second embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 9 is a schematic diagram showing the flow paths of the water treatment device in the backwash mode.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view of the filtration unit of the water treatment device.
  • FIG. 11 is a plan view of the chemical supply unit, the dispensing head, and each valve of the water treatment device.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view of the chemical supply unit, the distribution head, and each valve of the water treatment device.
  • FIG. 13 is a schematic diagram of an overall configuration of a water treatment device according to the third embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 13 is a schematic diagram of an overall configuration of a water treatment device according to the third embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 14 is a perspective view of the chemical supply unit, the distribution head, the filtration unit, and the first to fifth valves of the water treatment device.
  • FIG. 15 is a schematic diagram showing the flow path during backwashing treatment in the water treatment device.
  • FIG. 16 is a schematic diagram showing the flow paths during the rinsing process of the water treatment device.
  • FIG. 17 is a cross-sectional view of the filtration unit of the water treatment device.
  • FIG. 18 is a plan view of the chemical supply unit, the distribution head, the filtration unit, the first valve, the third valve, and the fourth valve of the water treatment device.
  • FIG. 19 is a cross-sectional view of the chemical supply unit, the dispensing head, and the first to fifth valves of the water treatment device.
  • FIG. 20 is a cross-sectional view of the chemical supply unit, the distribution head, the filtration unit, the first valve, the second valve, and the fourth valve of the water treatment device.
  • FIG. 21 is a schematic diagram showing the configuration of
  • the water treatment device 1 of this embodiment uses well water or water stored in a water tank as raw water, and performs a filtration process to remove metal ions and turbid components contained in the raw water, and a backwash process to discharge from the system the metal ion aggregates and turbid components that have accumulated in the system by the filtration process.
  • Fig. 1 is a schematic diagram showing the overall configuration of the water treatment device 1 of this embodiment and the flow of water during the filtration mode (filtration process).
  • Fig. 2 is a perspective view of the chemical supply unit 3, the distribution head 5, the filtration unit 2, the first valve 11, the second valve 12, the third valve 13, the fourth valve 14, and the fifth valve 15 of the water treatment device 1 of this embodiment.
  • the water treatment device 1 has a filtration section 2, a chemical supply section 3, a distribution head 5, a first valve 11, a second valve 12, a third valve 13, a fourth valve 14, and a fifth valve 15.
  • the pipes that send raw water to the water treatment device 1 are called the first raw water inlet pipe 7a and the second raw water inlet pipe 7b, the pipe that takes out treated water that has been filtered and purified in the filtration section 2 is called the purified water discharge pipe 10, the pipe that takes out the backwash water that has washed the filtration section 2 from the chemical supply section 3 during backwash operation is called the wastewater drain pipe 8, and the pipe that discharges foreign matter remaining in the pipes during the backwash process in the rinsing process is called the rinse drain pipe 6.
  • the water treatment device 1 has a filtration section 2 containing a filter medium and a chemical supply section 3 that adds a chemical 60 (see Figure 7) to the raw water, and the filtration section 2 and the chemical supply section 3 are connected via a distribution head 5.
  • the first raw water inlet pipe 7a is connected to the chemical supply unit 3. Water is supplied from the first raw water inlet pipe 7a to the chemical supply unit 3, and the chemical supply unit 3 supplies chemicals 60 to the water supplied from the first raw water inlet pipe.
  • the second raw water inlet pipe 7b is connected to the distribution head 5, and water is supplied from the second raw water inlet pipe 7b to the distribution head 5.
  • the purified water discharge pipe 10 is connected to the distribution head 5 and takes out the treated water filtered by the filtration unit 2 from the distribution head 5.
  • the wastewater drain pipe 8 is connected to the chemical supply unit 3 and takes out the backwash water that has washed the filtration unit 2 from the chemical supply unit 3.
  • the rinse drain pipe 6 is connected to the distribution head 5 and discharges foreign matter remaining in the pipes etc. when the filtration unit 2 is backwashed from the distribution head 5.
  • the first valve 11 is provided in the first raw water inlet pipe 7a and opens and closes the flow path of the first raw water inlet pipe 7a.
  • the second valve 12 is provided in the second raw water inlet pipe 7b and opens and closes the flow path of the second raw water inlet pipe 7b.
  • the third valve 13 is provided in the wastewater drain pipe 8 and opens and closes the flow path of the wastewater drain pipe 8.
  • the fourth valve 14 is provided in the purified water discharge pipe 10 and opens and closes the flow path of the purified water discharge pipe 10.
  • the fifth valve 15 is provided in the rinse drain pipe 6 and opens and closes the flow path of the rinse drain pipe 6. By opening and closing each valve, the flow paths of each component can be switched between communication and blockage.
  • the filtration section 2 removes metal ions and turbid components from the raw water to purify it. Dirt that has accumulated in the filtration section 2 is discharged outside the device through backwashing and rinsing processes, keeping the filtration section 2 clean and allowing it to be used repeatedly.
  • the backwashing process is a process in which raw water is made to flow through the filtration section 2 in a direction opposite to that used during the filtration process, and the dirt is discharged.
  • the rinsing process is a process in which, after the backwashing process, raw water is made to flow through the filtration section 2 in the same direction as during the filtration process, and the separated dirt is discharged outside the device.
  • the chemical supply unit 3 adds chemicals 60 to the raw water to make it easier to collect them in the filtration unit 2 by coagulating metal ions contained in the raw water as substances that are poorly soluble in water, or by coagulating turbid components.
  • the raw water is sent to the water treatment device 1 by the electric pump 4 through the first raw water inlet pipe 7a and the second raw water inlet pipe 7b.
  • a water tank in which the raw water is stored may be installed at an elevated position, and the raw water may be sent to the water treatment device 1 by utilizing the elevation difference between the water tank and the water treatment device 1.
  • tap water jointly operated in a local area may be directly connected to the water treatment device 1.
  • the term water source includes wells, water tanks, waterworks, etc., as well as devices that send out raw water.
  • the electric pump 4 is a pump driven by an electric motor that sucks up and discharges well water or water stored in a water tank.
  • a centrifugal pump such as a centrifugal pump or a turbine pump, a vortex pump (cascade pump), a jet pump, an axial flow pump, or a mixed flow pump may be used.
  • a submersible pump or other underwater pump rather than a suction type pump.
  • the depth of the well is about 1 to 10 meters for a shallow well, and 10 to 30 meters or more for a deep well, so the pump needs to pump water up to this height.
  • a pump with a head of 20 meters or more is best, and a vortex pump or jet pump is more preferable.
  • the flow rate discharged by the electric pump 4 is, for example, about 5 to 100 liters per minute, but for general household use, a pump with flow rate characteristics of about 5 to 50 liters per minute is more preferable.
  • the first raw water inlet pipe 7a, the second raw water inlet pipe 7b, the purified water discharge pipe 10, and the wastewater drain pipe 8 may be made of a material and have a structure that can withstand the water pressure of the electric pump 4.
  • polyvinyl chloride resin or steel pipes, or straight pipes or pipe joints made of composite materials of these can be used for each pipe in terms of durability and ease of processing.
  • the nominal diameter of each pipe is preferably large so that the head loss is low, and for example, a nominal diameter of 13 to 50 mm and a thickness of about 1 to 5 mm are preferable. If it is difficult to select a material that can withstand the maximum pressure of the electric pump 4, a pressure reducing valve, pressure regulating valve, or relief valve can be installed between the electric pump 4 and the water treatment device 1.
  • the distribution head 5 connects the drug supply unit 3 and the filtration unit 2. Specifically, the distribution head 5 is fixed to the top of the filtration unit 2, the drug supply unit 3 is fixed to the top of the distribution head 5, and the drug supply unit 3, distribution head 5, and filtration unit 2 are formed integrally.
  • the drug supply unit 3 is supported by the distribution head 5 and the filtration unit 2.
  • the drug supply unit 3 can be supported above the filtration unit 2 by the distribution head 5 and the filtration unit 2, so there is no need to use a separate part to support the drug supply unit 3 above the filtration unit 2.
  • the load on the electric pump 4 can be reduced.
  • each of the drug supply unit 3, distribution head 5, and filtration unit 2 is circular, and the central axes extending in the vertical direction of each of the drug supply unit 3, distribution head 5, and filtration unit 2 are located on the same line.
  • the horizontal dimension of the filtration unit 2 is greater than the horizontal dimensions of each of the drug supply unit 3 and distribution head 5.
  • the weight of the filtration unit 2 is greater than the combined weight of the drug supply unit 3 and distribution head 5.
  • the distribution head 5 has a first communication passage 51 and a second communication passage 52 within the distribution head 5.
  • the first communication passage 51 is a passage that connects the chemical outlet 38 of the chemical supply unit 3 (described later) to the inlet 24 of the filtration unit 2 (described later).
  • the second communication passage 52 is a passage that connects the outlet 25 of the filtration unit 2 (described later) to the second raw water inlet pipe 7b, the purified water outlet pipe 10, and the rinse drain pipe 6.
  • the flow direction of the water flowing through the first communication passage 51 and the second communication passage 52 can be changed by opening and closing each valve (described later).
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing the flow of water during a filtering process in a water treatment device 1 according to the present embodiment.
  • the first valve 11 is open, the second valve 12 is closed, the third valve 13 is closed, the fourth valve 14 is open, and the fifth valve 15 is closed, allowing raw water to pass through as follows:
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing the flow of water during backwash processing in the water treatment device 1 of this embodiment.
  • Second raw water inlet pipe 7b (second valve 12) ⁇ second communication passage 52 (inside distribution head 5) ⁇ filtration section 2 (outlet 25 ⁇ inlet 24) ⁇ first communication passage 51 (inside distribution head 5) ⁇ first chemical branch section 40 (inside chemical supply section 3) ⁇ wastewater drain pipe 8 (third valve 13)
  • second valve 12 Second raw water inlet pipe 7b
  • second communication passage 52 inside distribution head 5
  • filtration section 2 outlet 25 ⁇ inlet 24
  • first communication passage 51 (inside distribution head 5)
  • first chemical branch section 40 inside chemical supply section 3)
  • wastewater drain pipe 8 third valve 13
  • the water treatment device 1 of this embodiment can perform a "rinsing process" for discharging foreign matter remaining in the pipes etc. during the backwashing process.
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing the flow of water during a rinse process in the water treatment device 1 of this embodiment.
  • the first valve 11 is open, the second valve 12 is closed, the third valve 13 is closed, the fourth valve 14 is closed, and the fifth valve 15 is open, allowing raw water to pass through as follows:
  • First raw water inlet pipe 7a (first valve 11) ⁇ first chemical branch section 40 (inside chemical supply section 3) ⁇ first communication passage 51 (inside distribution head 5) ⁇ filtration section 2 (inlet 24 ⁇ outlet 25) ⁇ second communication passage 52 (inside distribution head 5) ⁇ rinse drain pipe 6 (fifth valve 15)
  • first valve 11 first chemical branch section 40
  • first communication passage 51 inside distribution head 5
  • filtration section 2 inlet 24 ⁇ outlet 25
  • second communication passage 52 (inside distribution head 5)
  • rinse drain pipe 6 (fifth valve 15)
  • the flow rate during backwashing is set to be larger than the flow rate during filtration and rinsing.
  • the flow rate is set according to the capacity of the filtration section 2, and during rinsing, the same flow rate as during filtration is set.
  • a first throttling section 80 is provided in a portion of the piping through which the filter passes, specifically between the second communication passage 52 (inside the distribution head 5) and the fourth valve 14, to reduce the flow rate during the filtration process (see FIG. 1).
  • a second throttling section 81 is provided in a portion of the piping through which the filter passes, specifically between the second communication passage 52 (inside the distribution head 5) and the fifth valve 15, to reduce the flow rate during the rinsing process (see FIG. 4). That is, the combination of the first throttling section 80, the second throttling section 81, and the electric pump 4 adjusts the flow rates during the filtration process and the rinsing process to the desired design values.
  • the piping that passes through during the backwash process does not have any parts with a reduced diameter such as the first and second constriction sections 80 and 81, so a larger flow rate can be ensured than during the filtration process, and the backwash process can be carried out efficiently (see Figure 3).
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of the filtration section 2 of the water treatment device 1 of this embodiment.
  • the filtration section 2 has a filter medium and a water collection pipe 21 inside a bottomed cylindrical tank 20 with an opening on the top surface, and has the function of passing raw water through it to purify it.
  • the filter medium inside the filtration section 2 is mainly composed of an upper layer 22 for filtering out impurities, and a lower layer 23 that has a straightening effect.
  • the filter media used in the upper layer 22 is activated carbon, manganese sand, anthracite, etc., and 1 to 4 types are used in layers depending on the raw water quality.
  • the filtering action works mainly in the upper layer 22.
  • the filter material used in the lower layer 23 is composed of gravel or resin with coarse holes to disperse the water flowing in and out of the water collection pipe 21.
  • the lower layer 23 has a relatively large gravel layer at the bottom to improve the water flow and prevent the filter material from flowing out from the bottom of the water collection pipe 21.
  • the amount of filter material in the lower layer 23 should be about 1/2 to 1 times the diameter of the filtration section 2.
  • the amount of filter material packed in the upper layer 22 and lower layer 23 combined should be about 1/4 to 4/5 times the internal volume of the filtration section 2.
  • the filtration section 2 has an inlet 24 and an outlet 25 at the opening on the top surface, and the outlet 25 is connected to the water collection pipe 21. As described above, the inlet 24 and the outlet 25 are connected to the first communication passage 51 and the second communication passage 52 of the distribution head 5, respectively.
  • Outlet 25 water collection pipe 21 ⁇ lower layer 23 ⁇ upper layer 22 ⁇ inlet 24 [4.3 Flow path in the filtration section during rinsing process] During the rinsing process, water flows as follows, and dirt is discharged from the outlet 25.
  • FIG. 6 is a plan view of the water treatment device 1 with the filtration section 2 omitted.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of the first raw water inlet pipe 7a, the chemical supply section 3, and the distribution head 5 of the water treatment device 1 along the line A-A in FIG. 6.
  • the chemical supply unit 3 is provided to promote the aggregation of metal ions contained in the raw water by the chemical 60 contained therein, making it easier to capture them in the filtration unit 2.
  • the drug supply unit 3 has a drug placement section 31, a drug path 32, a recovery section 33, a first drug flow path 34, and a second drug flow path 35 inside a bottomed cylindrical housing 30.
  • the housing 30 is composed of a bowl-shaped base 30a provided at the bottom, a generally cylindrical (including cylindrical) upper cover 30b that covers the base 30a, and a lid 36 that closes the upper opening of the upper cover 30b.
  • the lid 36 is provided detachably on the upper opening of the upper cover 30b.
  • the drug placement section 31 is installed at the top inside the housing 30.
  • the drug path 32 rises vertically from the bottom surface of the housing 30 and is connected to the drug placement section 31.
  • the recovery section 33 is located at the bottom inside the housing 30, on the outer periphery of the drug path 32.
  • the first raw water inlet pipe 7a and the wastewater drain pipe 8 are connected to the base 30a of the chemical supply unit 3.
  • a first chemical flow path 34 is provided, which is a flow path that connects the first raw water inlet pipe 7a (first valve 11) and the wastewater drain pipe 8 (third valve 13).
  • the base 30a of the drug supply unit 3 is provided with a drug outlet 38 that opens downward.
  • a second drug flow path 35 that is a flow path that connects the drug outlet 38 and the recovery unit 33 is provided inside the housing 30 of the drug supply unit 3.
  • the drug outlet 38 is connected to the first communication path 51 of the distribution head 5.
  • the first chemical flow path 34 has a second chemical branch 41 that communicates with the chemical path 32.
  • the second chemical branch 41 is a flow path that communicates the first raw water inlet pipe 7a (first valve 11), the wastewater drain pipe 8 (third valve 13), and the chemical path 32.
  • the first drug flow path 34 has a first drug branch 40 that communicates with the second drug flow path 35, located closer to the wastewater drain pipe 8 (third valve 13) than the second drug branch 41 in the first drug flow path 34.
  • the first drug branch 40 is a flow path that communicates the second drug branch 41, the recovery section 33, the wastewater drain pipe 8 (third valve 13), and the drug outlet 38.
  • the first drug flow path 34 has a constriction section 37 between the first drug branch section 40 and the second drug branch section 41 in the first drug flow path 34.
  • the constriction section 37 is the flow path with the smallest cross-sectional area in the first drug flow path 34.
  • the constriction section 37 is provided to branch the raw water that flows into the drug supply section 3 at the second drug branch section 41 and adjust the drug solution to the required concentration.
  • the drug path 32 is a small diameter pipe that is erected with a drug placement section 31 at the top.
  • the diameter of the drug path 32 is reduced midway and the drug placement section 31 is provided at the top of the drug path 32, allowing the raw water to come into contact with the drug 60 at the desired flow rate.
  • the drug placement section 31 has a size that ensures the amount (number) of drug 60 to be placed so that a drug solution of the desired concentration is obtained for the flow rate of the raw water.
  • raw water flows into the drug supply unit 3 from the first raw water inlet pipe 7a (first valve 11) and branches into the drug path 32 side and the first drug branch 40 side at the second drug branch 41.
  • the water that flows into the drug path 32 comes into contact with the drug 60 at the drug placement unit 31, and dissolves the drug 60 passes through the outer periphery of the drug path 32 and is collected in the collection unit 33, then passes through the second drug flow path 35 and merges with the water that branched off at the second drug branch 41 at the first drug branch 40.
  • the water that merges at the first drug branch 40 flows out of the drug supply unit 3 into the first communication passage 51 of the distribution head 5.
  • the diameter of the drug path 32 is small and a sufficient distance is maintained between the drug path 32 and the inner wall surface of the housing 30, so that the liquid level of the raw water containing the dissolved drug 60 that flows down into the housing 30 can be made about half the height of the housing 30 or less.
  • the flow rate of the raw water that comes into contact with the chemical 60 in the chemical placement section 31 can be adjusted by the flow rate of the raw water flowing through the constriction section 37.
  • the flow rate ratio of the raw water that branches off at the second chemical branch section 41 can be adjusted. In this way, the chemical concentration at the first chemical branch section 40 after merging can be adjusted to the desired concentration.
  • the chemical concentration in the raw water flowing out of the chemical supply unit 3 can be adjusted to within a desired range.
  • the drug placement section 31 is loaded with water-soluble, solid drug 60. It is preferable to use a tablet or granular drug 60. This is because the surface area of the drug 60 can be increased, allowing a stable drug concentration to be maintained. For tablets, it is preferable to use one with a diameter of about 30 mm and a height of 10 to 20 mm, and for granules, one with a diameter of 5 to 15 mm.
  • the size of the chemicals 60 is small, adjacent chemicals 60 may come into contact with water at the same time, causing the chemicals 60 to stick together. If they stick together, only the lower parts of the chemicals 60 may come into contact with the water, making it impossible to obtain a chemical solution of the desired concentration. Also, if the size of the chemicals 60 is small, the contact area with the water supplied from the chemical path 32 becomes large, making it impossible to obtain a chemical solution of the desired concentration. For this reason, chemicals 60 of the above-mentioned size are used to supply a chemical solution of the desired concentration.
  • the chemical 60 oxidizes metal ions contained in the raw water to produce flocculants that are poorly soluble in water.
  • a flocculant such as PAC (polyaluminum chloride) may be used depending on the required water purification performance.
  • PAC polyaluminum chloride
  • the chemical 60 is easily soluble in water, but during stoppage and backwash processing, i.e., when the addition of the chemical 60 is interrupted, it is preferable that the chemical 60 maintains its solid form and does not flow out of the chemical placement section 31.
  • trichloroisocyanuric acid is used as the chemical 60.
  • each component of the drug supply unit 3 may be in contact with the drug 60 for a long period of time, it is advisable to select a material that has low reactivity with the drug 60, such as PVC (polyvinyl chloride), PMMA (polymethyl methacrylate), or PP (polypropylene).
  • a material that has low reactivity with the drug 60 such as PVC (polyvinyl chloride), PMMA (polymethyl methacrylate), or PP (polypropylene).
  • the material of the drug path 32 must be strong enough to support the drug placement section 31, so taking into consideration compatibility with the drug 60, it is preferable to select a material for the drug path 32 such as polyvinyl chloride or ABS (acrylonitrile butadiene styrene), which is stronger than PP.
  • a material for the drug path 32 such as polyvinyl chloride or ABS (acrylonitrile butadiene styrene), which is stronger than PP.
  • the outer diameter of the drug path 32 should be kept to a quarter or less of the inner diameter of the base 30a and upper cover 30b. As mentioned above, this is because a space (collection section 33) for temporarily storing the solution after drug supply can be provided outside the drug path 32, and the water level inside the housing 30 can be prevented from rising suddenly and reaching the drug placement section 31.
  • a space (collection section 33) for temporarily storing the solution after drug supply can be provided outside the drug path 32, and the water level inside the housing 30 can be prevented from rising suddenly and reaching the drug placement section 31.
  • the inner diameter of the base 30a is 130 mm, it is recommended to use a PVC (polyvinyl chloride) pipe with an outer diameter of about 25 to 40 mm.
  • FIG. 2 is a perspective view of the chemical supply unit 3, distribution head 5, filtration unit 2, first valve 11, second valve 12, third valve 13, fourth valve 14, and fifth valve 15 of the water treatment device 1 of this embodiment.
  • the first raw water inlet pipe 7a extends from the chemical supply unit 3 to one side in the left-right direction (left side in FIG. 1), and the second raw water inlet pipe 7b extends from the distribution head 5 to one side in the left-right direction (left side in FIG. 1).
  • the wastewater drain pipe 8 extends from the chemical supply unit 3 to the other side in the left-right direction (right side in FIG. 1), and the rinse drain pipe 6 extends from the distribution head 5 to the other side in the left-right direction (right side in FIG. 1).
  • This allows the connection pipes from the electric pump 4 to the first raw water inlet pipe 7a and the second raw water inlet pipe 7b to be shortened, making it possible to make the product more compact.
  • the pipes connecting the wastewater drain pipe 8 and the rinse drain pipe 6 can also be shortened.
  • first valve 11 is disposed above the second valve 12, and the third valve 13 is disposed above the fifth valve 15. This allows the four types of valves to be disposed on the same plane, improving usability.
  • a first separation section 90 is provided between the third valve 13 and the drug supply section 3, which allows maintenance of the third valve 13, and in the rinse drain pipe 6, a second separation section 91 is provided between the fifth valve 15 and the second communication passage 52, which allows maintenance of the fifth valve 15.
  • a compact water treatment device is provided by directly connecting the mechanical components to the valves and incorporating a branch section into the mechanical components.
  • This embodiment makes it possible to provide a compact water treatment device.
  • the water treatment device 101 uses well water or water stored in a water tank as raw water, and performs a filtration process to remove metal ions and turbidity components contained in the raw water, and a backwash process to discharge from the system the aggregates of metal ions and turbidity components that have accumulated in the system due to the filtration process.
  • FIG. 8 is a schematic diagram showing the overall configuration of water treatment device 101 according to this embodiment, and also showing the flow of water in the filtration mode (filtration process).
  • the water treatment device 101 has a filtration section 102, a chemical supply section 103, a distribution head 105, a first valve 111, a second valve 112, a third valve 113, and a fourth valve 114.
  • the pipe that sends raw water to the water treatment device 101 is called the raw water inlet pipe 107
  • the pipe that sends out the water purified by the filtration section 102 is called the purified water discharge pipe 106
  • the pipe that discharges contaminants during backwash operation is called the wastewater drain pipe 108.
  • the water treatment device 101 has a filtration section 102 containing a filter medium and a chemical supply section 103 that adds a chemical 160 (see FIG. 12) to the raw water, and the filtration section 102 and the chemical supply section 103 are connected via a distribution head 105.
  • the raw water inlet pipe 107 and the chemical supply unit 103 are connected by a first valve 111, the raw water inlet pipe 107 and the distribution head 105 are connected by a second valve 112, the chemical supply unit 103 and the wastewater drain pipe 108 are connected by a third valve 113, and the distribution head 105 and the purified water discharge pipe 106 are connected by a fourth valve 114.
  • a first valve 111 the raw water inlet pipe 107 and the distribution head 105
  • the chemical supply unit 103 and the wastewater drain pipe 108 are connected by a third valve 113
  • the distribution head 105 and the purified water discharge pipe 106 are connected by a fourth valve 114.
  • the raw water inlet pipe 107 has a branch section 109 that connects the electric pump 104 connected to the raw water inlet pipe 107 to the first valve 111 and the second valve 112, and the direction of raw water flow can be selected by opening and closing the first valve 111 and the second valve 112.
  • the filtration section 102 removes metal ions and turbid components from the raw water to purify it. Dirt that has accumulated in the filtration section 102 is discharged outside the device through a backwash process, keeping the filtration section 102 clean and allowing it to be used repeatedly.
  • the backwash process is a process in which raw water is passed through the filtration section 102 in a direction opposite to the filtration process, and dirt is discharged.
  • the chemical supply unit 103 adds chemicals 160 to the raw water to make it easier to collect them in the filtration unit 102 by coagulating metal ions contained in the raw water as substances that are poorly soluble in water, or by coagulating turbid components.
  • Raw water is sent to the water treatment device 101 by an electric pump 104 connected to a raw water inlet pipe 107.
  • a method may be used in which a water tank that stores raw water is placed at an elevated position, and the raw water is sent to the water treatment device 101 by using the elevation difference between the water tank and the water treatment device 101.
  • tap water jointly operated in a local area may be directly connected to the water treatment device 101.
  • the term water source includes wells, water tanks, waterworks, etc., as well as devices that send out raw water.
  • the electric pump 104 is a pump driven by an electric motor that sucks up and discharges well water or water stored in a water tank.
  • a centrifugal pump such as a centrifugal pump or a turbine pump, a vortex pump (cascade pump), a jet pump, an axial flow pump, or a mixed flow pump may be used.
  • an underwater pump such as a submersible pump rather than a suction type pump.
  • the depth of the well is about 1 to 10 meters for a shallow well, and 10 to 30 meters or more for a deep well, so the pump needs to pump water up to this height.
  • a pump with a head of 20 meters or more is best, and a vortex pump or jet pump is more preferable.
  • the flow rate discharged by the electric pump 104 is, for example, about 5 to 100 liters per minute, but for general household use, a pump with flow rate characteristics of about 5 to 50 liters per minute is more preferable.
  • the raw water inlet pipe 107, purified water discharge pipe 106, and wastewater drain pipe 108 may be made of any material and have any structure that can withstand the water pressure of the electric pump 4.
  • polyvinyl chloride resin or steel pipes, or straight pipes or pipe joints made of composite materials of these can be used for each pipe, in terms of durability and ease of processing.
  • the nominal diameter of each pipe is preferably large so that the head loss is low, and for example, a nominal diameter of 13 to 50 mm and a thickness of about 1 to 5 mm are preferable. If it is difficult to select materials that can withstand the maximum pressure of the electric pump 104, it is recommended to install a pressure reducing valve, pressure regulating valve, or relief valve between the electric pump 104 and the water treatment device 101.
  • Fig. 8 is a schematic diagram showing the flow of water in the filtration mode of the water treatment device 101.
  • Fig. 9 is a schematic diagram showing the flow of water in the backwash mode of the water treatment device 101 of this embodiment.
  • the distribution head 105 has a communication passage 151 and a distribution head branch passage 150 within the distribution head 105.
  • the communication passage 151 is a passage that connects the drug outlet 138 of the drug supply section 103 (described later) and the inlet 124 of the filtration section 102 (described later).
  • the second valve 112 and the fourth valve 114 are connected to the distribution head 105.
  • the distribution head branch passage 150 is a passage that connects the second valve 112, the fourth valve 114, and the outlet 125 of the filtration section 102 (described later). By opening and closing each valve, it is possible to change the flow direction of the water flowing through the communication passage 151 and the distribution head branch passage 150.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view of the filtration section 102 of the water treatment device 101.
  • the filtration section 102 has a filter medium and a water collection pipe 121 inside a bottomed cylindrical tank 120 with an opening on the top surface, and has the function of purifying raw water by passing it through.
  • the filter medium inside the filtration section 102 is mainly composed of an upper layer 122 for filtering out impurities, and a lower layer 123 that has a straightening effect.
  • the filter media used in the upper layer 122 is activated carbon, manganese sand, anthracite, etc., and one to four types are used in layers depending on the raw water quality.
  • the filtering action works mainly in the upper layer 122.
  • the filter material used in the lower layer 123 is composed of gravel or resin with coarse holes to disperse the water flowing in and out of the water collection pipe 121.
  • the lower layer 123 has a relatively large gravel layer at the bottom to improve the water flow and prevent the filter material from flowing out from the bottom of the water collection pipe 121.
  • the amount of filter material in the lower layer 123 should be about 1/2 to 1 times the diameter of the filtration section 102.
  • the amount of filter material packed in the upper layer 122 and lower layer 123 combined should be about 1/4 to 4/5 times the internal volume of the filtration section 102.
  • the filtration section 102 has an inlet 124 and an outlet 125 at the opening on the top surface, and the outlet 125 is connected to the water collection pipe 121. As described above, the inlet 124 and the outlet 125 are connected to the communication passage 151 and the distribution head branch passage 150 of the distribution head 105, respectively.
  • FIG. 11 is a plan view of the chemical supply unit 103, distribution head 105, and each valve of the water treatment device 101, as viewed from above.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view of the chemical supply unit 103, distribution head 105, and each valve of the water treatment device 101, taken along line B-B in FIG. 11.
  • the chemical supply unit 103 is provided to promote the aggregation of metal ions contained in the raw water by the chemical 160 contained therein, making it easier to capture them in the filtration unit 102.
  • the drug supply unit 103 has a drug placement section 131, a drug path 132, a recovery section 133, a first drug flow path 134, and a second drug flow path 135 inside a bottomed cylindrical housing 130.
  • the housing 130 is composed of a bowl-shaped base 130a provided at the bottom, a roughly cylindrical (including cylindrical) upper cover 130b that covers the base 130a, and a lid 136 that closes the upper opening of the upper cover 130b.
  • the lid 136 is provided detachably at the upper opening of the upper cover 130b.
  • the drug placement section 131 is installed at the top inside the housing 130.
  • the drug path 132 rises vertically from the bottom surface of the housing 130 and is connected to the drug placement section 131.
  • the recovery section 133 is located at the bottom inside the housing 130, on the outer periphery of the drug path 132.
  • the first valve 111 and the third valve 113 are connected to the base 130a of the drug supply unit 103. Inside the housing 130 of the drug supply unit 103, a first drug flow path 134 is provided, which is a flow path that connects the first valve 111 and the third valve 113.
  • the base 130a of the drug supply unit 103 is provided with a drug outlet 138 that opens downward.
  • a second drug flow path 135 that is a flow path that connects the drug outlet 138 and the recovery unit 133 is provided inside the housing 130 of the drug supply unit 103.
  • the drug outlet 138 is connected to a communication path 151 of the distribution head 105.
  • the first drug flow path 134 has a second drug branching section 141 that communicates with the drug path 132.
  • the second drug branching section 141 is a flow path that communicates between the first valve 111, the third valve 113, and the drug path 132.
  • the first drug flow path 134 has a first drug branching section 140 that communicates with the second drug flow path 135, located closer to the third valve 113 than the second drug branching section 141 in the first drug flow path 134.
  • the first drug branching section 140 is a flow path that communicates the second drug branching section 141, the recovery section 133, the third valve 113, and the drug outlet 138.
  • the first drug flow path 134 has a constriction section 137 between the first drug branch section 140 and the second drug branch section 141 in the first drug flow path 134.
  • the constriction section 137 is the flow path with the smallest cross-sectional area in the first drug flow path 134.
  • the constriction section 137 is provided to branch the raw water that flows into the drug supply section 103 at the second drug branch section 141 and adjust the drug solution to the required concentration.
  • the recovery section 133 is located at the bottom inside the housing 130 and is provided on the outer periphery of the drug path 132.
  • the drug path 132 is a small diameter pipe line that is erected with a drug placement section 131 at the top.
  • the diameter of the drug path 132 is reduced midway and the drug placement section 131 is provided at the top of the drug path 132, allowing the raw water to come into contact with the drug 160 at the desired flow rate.
  • the drug placement section 131 has a size that ensures the amount (number) of drug 160 to be placed so that a drug solution of the desired concentration can be obtained for the flow rate of the raw water.
  • raw water flows from the first valve 111 into the drug supply unit 103 and branches into the drug path 132 side and the first drug branch 140 side at the second drug branch 141.
  • the water that flows into the drug path 132 comes into contact with the drug 160 at the drug placement unit 131, and dissolves the drug 160 passes around the outer periphery of the drug path 132 and is collected in the collection unit 133. It then passes through the second drug flow path 135 and merges with the water that branched off at the second drug branch 141 at the first drug branch 140.
  • the water that merges at the first drug branch 140 flows out of the drug supply unit 103 into the communication passage 151 of the distribution head 105.
  • the diameter of the drug path 132 is small and a sufficient distance is maintained between the drug path 132 and the inner wall surface of the housing 130, so that the liquid level of the raw water containing the dissolved drug 160 that flows down into the housing 130 can be made about half the height of the housing 130 or less.
  • the flow rate of the raw water that comes into contact with the drug 160 in the drug placement section 131 can be adjusted by the flow rate of the raw water flowing through the constriction section 137.
  • the diameter of the constriction section 137 the flow rate ratio of the raw water that branches off at the second drug branch section 141 can be adjusted. In this way, the drug concentration at the first drug branch section 140 after merging can be adjusted to the desired concentration.
  • the chemical concentration in the raw water flowing out of the chemical supply unit 103 can be adjusted to within a desired range.
  • the drug placement section 131 is loaded with a water-soluble, solid drug 160. It is preferable to use a tablet or granular drug 160. This is because the surface area of the drug 160 can be increased, allowing a stable drug concentration to be maintained. For tablets, it is preferable to use one with a diameter of about 30 mm and a height of 10 to 20 mm, and for granules, one with a diameter of 5 to 15 mm.
  • the drug 160 is small, adjacent drugs 160 may come into contact with water at the same time, causing the drugs 160 to stick together. If the drugs 160 stick together, only the lower parts of the drugs 160 may come into contact with the water, making it impossible to obtain a drug solution of the desired concentration. Also, if the size of the drug 160 is small, the contact area with the water supplied from the drug path 132 becomes large, making it impossible to obtain a drug solution of the desired concentration. For this reason, the drug 160 of the above-mentioned size is used to supply a drug solution of the desired concentration.
  • the chemical 160 oxidizes metal ions contained in the raw water to generate flocculants that are poorly soluble in water.
  • a flocculant such as PAC (polyaluminum chloride) may be used depending on the required water purification performance.
  • PAC polyaluminum chloride
  • the chemical 160 is easily soluble in water, but during stoppage and backwash processing, i.e., when the addition of the chemical 160 is interrupted, it is preferable that the chemical 160 maintains its solid form and does not flow out of the chemical placement section 131.
  • trichloroisocyanuric acid is used as the chemical 160.
  • each component of the drug supply unit 103 may be in contact with the drug 160 for a long period of time, it is advisable to select a material that has low reactivity with the drug 160, such as PVC (polyvinyl chloride), PMMA (polymethyl methacrylate), or PP (polypropylene).
  • a material that has low reactivity with the drug 160 such as PVC (polyvinyl chloride), PMMA (polymethyl methacrylate), or PP (polypropylene).
  • the material of the drug path 132 must be strong enough to support the drug placement section 131, so taking into consideration compatibility with the drug 160, it is preferable to select a material for the drug path 132 that is stronger than PP, such as polyvinyl chloride or ABS (acrylonitrile butadiene styrene).
  • the outer diameter of the drug path 132 should be kept to a quarter or less of the inner diameter of the base 130a and upper cover 130b.
  • a space (collection section 133) for temporarily storing the solution after drug supply can be provided outside the drug path 132, and the water level in the housing 130 can be prevented from rising suddenly and reaching the drug placement section 131.
  • a PVC (polyvinyl chloride) pipe with an outer diameter of about 25 to 40 mm can be used.
  • a compact water treatment device is provided by directly connecting the mechanical components to the valves and incorporating a branch section into the mechanical components.
  • This embodiment makes it possible to provide a compact water treatment device.
  • the water treatment device 201 uses well water or water stored in a water tank as raw water, and performs a filtration process to remove metal ions and turbidity components contained in the raw water, and a backwash process to discharge from the system the aggregates of metal ions and turbidity components that have accumulated in the system due to the filtration process.
  • FIG. 13 is a schematic diagram showing the overall configuration of the water treatment device 201 of this embodiment and the flow of water in the filtration mode (filtration process).
  • Fig. 14 is a perspective view of the chemical supply unit 203, the distribution head 205, the filtration unit 202, the first valve 211, the second valve 212, the third valve 213, the fourth valve 215, and the fifth valve 214 of the water treatment device 201 of this embodiment.
  • the water treatment device 201 has a filtration section 202, a chemical supply section 203, a distribution head 205, a first valve 211, a second valve 212, a third valve 213, a fourth valve 215, and a fifth valve 214.
  • the pipe that sends raw water to the water treatment device 201 is called the raw water inlet pipe 207
  • the pipe that sends out the water purified by the filtration section 202 is called the purified water discharge pipe 210
  • the pipe that discharges dirt during backwash operation is called the wastewater drain pipe 208
  • the pipe that discharges foreign matter remaining in the pipe during the backwash process during the rinse process is called the rinse drain pipe 206.
  • the water treatment device 201 has a filtration section 202 containing a filter medium and a chemical supply section 203 that adds a chemical 260 (see FIG. 19) to the raw water, and the filtration section 202 and the chemical supply section 203 are connected via a distribution head 205.
  • the raw water inlet pipe 207 and the chemical supply unit 203 are connected by a first valve 211, the raw water inlet pipe 207 and the distribution head 205 are connected by a second valve 212, the chemical supply unit 203 and the wastewater drain pipe 208 are connected by a third valve 213, the distribution head 205 and the rinse drain pipe 206 are connected by a fifth valve 214, and the distribution head 205 and the purified water discharge pipe 210 are connected by a fourth valve 215.
  • the flow paths of each component can be switched between open and closed.
  • the raw water inlet pipe 207 has a branch section 216 that connects the electric pump 204 connected to the raw water inlet pipe 207 with the first valve 211 and the second valve 212, and the direction of raw water flow can be selected by opening and closing the first valve 211 and the second valve 212.
  • the filtration section 202 removes metal ions and turbid components from the raw water to purify it. Dirt that has accumulated in the filtration section 202 is discharged outside the device through a backwashing process and a rinsing process, keeping the filtration section 202 clean and allowing it to be used repeatedly.
  • the backwashing process is a process in which raw water is made to flow through the filtration section 202 in a direction opposite to the filtration process, and the dirt is discharged.
  • the rinsing process is a process in which, after the backwashing process, raw water is made to flow through the filtration section 202 in the same direction as the filtration process, and the separated dirt is discharged outside the device.
  • the chemical supply unit 203 adds chemicals 260 to the raw water to make it easier to collect them in the filtration unit 202 by coagulating metal ions contained in the raw water as substances that are poorly soluble in water, or by coagulating turbid components.
  • Raw water is sent to the water treatment device 201 by an electric pump 204 connected to a raw water inlet pipe 207.
  • a method may be used in which a water tank that stores raw water is placed at an elevated position, and the raw water is sent to the water treatment device 201 by using the elevation difference between the water tank and the water treatment device 201.
  • tap water jointly operated in a local area may be directly connected to the water treatment device 201.
  • the term water source includes wells, water tanks, waterworks, etc., as well as devices that send out raw water.
  • the electric pump 204 is a pump driven by an electric motor that sucks up and discharges well water or water stored in a water tank.
  • a centrifugal pump such as a centrifugal pump or a turbine pump, a vortex pump (cascade pump), a jet pump, an axial flow pump, or a mixed flow pump may be used.
  • an underwater pump such as a submersible pump rather than a suction type pump.
  • the depth of the well is about 1 to 10 meters for a shallow well, and 10 to 30 meters or more for a deep well, so the pump needs to pump water up to this height.
  • a pump with a head of 20 meters or more is best, and a vortex pump or jet pump is more preferable.
  • the flow rate discharged by the electric pump 204 is, for example, about 5 to 100 liters per minute, but for general household use, a pump with flow rate characteristics of about 5 to 50 liters per minute is more preferable.
  • the raw water inlet pipe 207, purified water discharge pipe 210, and wastewater drain pipe 208 may be made of any material and have any structure that can withstand the water pressure of the electric pump 204.
  • polyvinyl chloride resin or steel pipes, or straight pipes or pipe joints made of composite materials of these can be used for each pipe, in terms of durability and ease of processing.
  • the nominal diameter of each pipe is preferably large so that the head loss is low, and for example, a nominal diameter of 13 to 50 mm and a thickness of about 1 to 5 mm are preferable. If it is difficult to select materials that can withstand the maximum pressure of the electric pump 204, it is recommended to install a pressure reducing valve, pressure regulating valve, or relief valve between the electric pump 204 and the water treatment device 201.
  • FIG. 13 is a schematic diagram showing the water flow during a filtration process in the water treatment device 201 of this embodiment.
  • FIG. 15 is a schematic diagram showing the water flow during a backwash process in the water treatment device 201 of this embodiment.
  • FIG. 16 is a schematic diagram showing the water flow during a rinsing process in the water treatment device 201 of this embodiment.
  • the distribution head 205 has a communication passage 251 and a distribution head branch passage 250 within the distribution head 205.
  • the communication passage 251 is a passage that connects the drug outlet 238 of the drug supply section 203 (described later) and the inlet 224 of the filtration section 202 (described later).
  • the second valve 212, the fifth valve 214, and the fourth valve 215 are connected to the distribution head 205.
  • the distribution head branch passage 250 is a passage that connects the second valve 212, the fifth valve 214, the fourth valve 215, and the outlet 225 of the filtration section 202 (described later). By opening and closing each valve, it is possible to change the flow direction of the water flowing through the communication passage 251 and the distribution head branch passage 250.
  • Raw water inlet pipe 207 ⁇ first valve 211 ⁇ first chemical branch section 240 (inside chemical supply section 203) ⁇ communication passage 251 (inside distribution head 205) ⁇ filtration section 202 (inlet 224 ⁇ outlet 225) ⁇ distribution head branch passage 250 (inside distribution head 205) ⁇ fourth valve 215 ⁇ purified water discharge pipe 210
  • a detailed explanation of the function and flow paths of the chemical supply unit 203 and the filtration unit 202 will be given later, but during the filtration process, as the raw water passes through the first valve 211 ⁇ first chemical branching unit 240 ⁇ distribution head 205 in that order, chemical 260 is added in the chemical supply unit 203, and as the raw water passes through the inlet 224 ⁇ outlet 225 in that order, contaminants from the raw water are collected in the filtration unit 202.
  • the flow rate during backwashing is set to be larger than the flow rate during filtration.
  • the flow rate is set according to the capacity of the filtration section 202.
  • a throttle section 280 is provided in a portion of the piping through which the filtration process is performed, specifically between the distribution head branch 250 and the fourth valve 215, to reduce the flow rate during the filtration process.
  • the throttle section 280 may be provided either inside the distribution head 205 or outside the distribution head 205. The flow rate during the filtration process is adjusted to the desired design value by combining this throttle section 280 with the electric pump 204.
  • the piping that passes through during the backwash process does not have a reduced diameter portion such as the constriction section 280, so a larger flow rate can be ensured than during the filtration process, and the backwash process can be carried out efficiently (see Figure 15).
  • the water treatment device 201 of this embodiment can perform a "rinsing process" for discharging foreign matter remaining in the pipes etc. during the backwashing process.
  • the first valve 211 is open, the second valve 212 is closed, the third valve 213 is closed, the fifth valve 214 is open, and the fourth valve 215 is closed, so that raw water passes through as follows:
  • FIG. 17 is a cross-sectional view of the filtration section 202 of the water treatment device 201 of this embodiment.
  • the filtration section 202 has a filter medium and a water collection pipe 221 inside a bottomed cylindrical tank 220 with an opening on the top surface, and has the function of passing raw water through it to purify it.
  • the filter medium inside the filtration section 202 is mainly composed of an upper layer 222 for filtering out impurities, and a lower layer 223 that has a straightening effect.
  • the filter media used in the upper layer 222 are activated carbon, manganese sand, anthracite, etc., and 1 to 4 types are used in layers depending on the raw water quality.
  • the filtering action works mainly in the upper layer 222.
  • the filter material used in the lower layer 223 is composed of gravel or resin with coarse holes to disperse the water flowing in and out of the water collection pipe 221.
  • a layer of gravel with a relatively large particle size is provided at the bottom to improve the flow of water and prevent the filter material from flowing out from the bottom of the water collection pipe 221.
  • the amount of filter material in the lower layer 223 should be about 1/2 to 1 times the diameter of the filtration section 202.
  • the combined amount of filter material filled in the upper layer 222 and lower layer 223 should be about 1/4 to 4/5 times the internal volume of the filtration section 202.
  • the filtration section 202 has an inlet 224 and an outlet 225 at the opening on the top surface, and the outlet 225 is connected to the water collection pipe 221. As described above, the inlet 224 and the outlet 225 are connected to the communication passage 251 and the distribution head branch passage 250 of the distribution head 205, respectively.
  • Outlet 225 water collection pipe 221 ⁇ lower layer 223 ⁇ upper layer 222 ⁇ inlet 224 [4.3 Flow path in the filtration section during rinsing process] During the rinsing process, water flows as follows, and dirt is discharged from the outlet 225.
  • FIG. 18 is a plan view of the chemical supply unit 203, distribution head 205, filtration unit 202, first valve 211, third valve 213, and fourth valve 215 of the water treatment device 201.
  • FIG. 19 is a cross-sectional view taken along line C-C in FIG. 18 of the chemical supply unit 203, distribution head 205, and first valve 211 to fifth valve 214 of the water treatment device 201.
  • FIG. 20 is a cross-sectional view taken along line D-D in FIG. 18 of the chemical supply unit 203, distribution head 205, filtration unit 202, first valve 211, second valve 212, and fourth valve 215 of the water treatment device 201.
  • the chemical supply section 203 is provided to promote the aggregation of metal ions contained in the raw water by the chemical 260 contained therein, making it easier to capture them in the filtration section 202.
  • the drug supply unit 203 has a drug placement section 231, a drug path 232, a recovery section 233, a first drug flow path 234, and a second drug flow path 235 inside a bottomed cylindrical housing 230.
  • the housing 230 is composed of a bowl-shaped base 230a provided at the bottom, a roughly cylindrical (including cylindrical) upper cover 230b that covers the base 230a, and a lid 236 that closes the upper opening of the upper cover 230b.
  • the lid 236 is provided detachably at the upper opening of the upper cover 230b.
  • the drug placement section 231 is installed at the top inside the housing 230.
  • the drug path 232 rises vertically from the bottom surface of the housing 230 and is connected to the drug placement section 231.
  • the recovery section 233 is located at the bottom inside the housing 230, on the outer periphery of the drug path 232.
  • the first valve 211 and the third valve 213 are connected to the base 230a of the drug supply unit 203. Inside the housing 230 of the drug supply unit 203, there is a first drug flow path 234 that is a flow path that connects the first valve 211 and the third valve 213.
  • the base 230a of the drug supply unit 203 is provided with a drug outlet 238 that opens downward.
  • a second drug flow path 235 that is a flow path that connects the drug outlet 238 and the recovery unit 233 is provided inside the housing 230 of the drug supply unit 203.
  • the drug outlet 238 is connected to a communication path 251 of the distribution head 205.
  • the first drug flow path 234 has a second drug branching section 241 that communicates with the drug path 232.
  • the second drug branching section 241 is a flow path that communicates between the first valve 211, the third valve 213, and the drug path 232.
  • the first drug flow path 234 has a first drug branching section 240 that communicates with the second drug flow path 35, located closer to the third valve 13 than the second drug branching section 241 in the first drug flow path 234.
  • the first drug branching section 240 is a flow path that communicates the second drug branching section 241, the recovery section 233, the third valve 213, and the drug outlet 238.
  • the first chemical flow path 234 has a constriction section 237 between the first chemical branch section 240 and the second chemical branch section 241 in the first chemical flow path 234.
  • the constriction section 237 is the flow path with the smallest cross-sectional area in the first chemical flow path 234.
  • the constriction section 237 is provided to branch the raw water that flows into the chemical supply section 203 at the second chemical branch section 241 and adjust the chemical solution to the required concentration.
  • the chemical path 232 is a small diameter pipe line, and is erected with a chemical placement section 231 at the top.
  • the diameter of the chemical path 232 is reduced midway, and the chemical placement section 231 is provided at the top of the chemical path 232, thereby enabling the raw water to come into contact with the chemical 260 at a desired flow rate.
  • the chemical placement section 231 has a size sufficient to ensure the amount (number) of chemical 260 to be placed so that a chemical solution of the desired concentration can be obtained for the flow rate of the raw water.
  • raw water flows from the first valve 211 into the drug supply section 203 and branches into the drug path 232 side and the first drug branch section 240 side at the second drug branch section 241.
  • the water that flows into the drug path 232 comes into contact with the drug 260 at the drug placement section 231, and dissolves the drug 260 passes around the outer periphery of the drug path 232 and is collected in the collection section 233, then passes through the second drug flow path 235 and merges with the water that branched off at the second drug branch section 241 at the first drug branch section 240.
  • the raw water that merges at the first drug branch section 240 flows out of the drug supply section 203 into the communication passage 251 of the distribution head 205.
  • the diameter of the drug path 232 is made small and a sufficient distance is maintained between the drug path 232 and the inner wall surface of the housing 230, so that the liquid level of the raw water containing the drug 260 dissolved therein that flows down into the housing 230 can be made about half the height of the housing 230 or less.
  • the flow rate of the raw water that comes into contact with the chemical 260 in the chemical placement section 231 can be adjusted by the flow rate of the raw water flowing through the constriction section 237.
  • the flow rate ratio of the raw water that branches off at the second chemical branch section 241 can be adjusted. In this way, the chemical concentration at the first chemical branch section 240 after merging can be adjusted to the desired concentration.
  • the chemical concentration of the raw water flowing out of the chemical supply unit 203 can be adjusted to within a desired range.
  • the drug placement section 231 is placed with a water-soluble, solid drug 260. It is preferable to use a tablet or granular drug 260. This is because the surface area of the drug 260 can be increased, allowing a stable drug concentration to be maintained. For tablets, it is preferable to use one with a diameter of about 30 mm and a height of 10 to 20 mm, and for granules, one with a diameter of 5 to 15 mm.
  • the size of the chemicals 260 is small, adjacent chemicals 260 may come into contact with water at the same time, causing the chemicals 260 to stick together. If they stick together, only the lower parts of the chemicals 260 may come into contact with the water, making it impossible to obtain a chemical solution of the desired concentration. Also, if the size of the chemicals 260 is small, the contact area with the water supplied from the chemical path 232 becomes large, making it impossible to obtain a chemical solution of the desired concentration. For this reason, chemicals 260 of the above-mentioned size are used to supply a chemical solution of the desired concentration.
  • chemical 260 oxidizes metal ions contained in the raw water to generate flocculants that are poorly soluble in water.
  • Various chemicals can be used as chemical 260, but a flocculant such as PAC (polyaluminum chloride) may be used depending on the required water purification performance.
  • PAC polyaluminum chloride
  • chemical 260 When chemical 260 is added to raw water, chemical 260 that is easily soluble in water is preferable, but chemical 260 that maintains a solid shape and does not flow out of chemical placement section 231 during stoppage and backwash processing, i.e., when addition of chemical 260 is interrupted, is preferable.
  • trichloroisocyanuric acid is used as chemical 260.
  • the housing 230 of the chemical supply unit 203 It is advisable to ensure that an air layer always exists within the housing 230 of the chemical supply unit 203. Because the housing 230 is an enclosed space, once the air is removed and the housing 230 is filled with water, the chemical 260 will always be in contact with the water and continue to dissolve. In the water treatment device 201 of this embodiment, air enters the housing 230 when the lid 236 of the chemical supply unit 203 is removed. The task of removing the lid 236 of the chemical supply unit 203 is mainly performed when replenishing the chemical 260 that has gradually decreased due to dissolution in the raw water.
  • each component of the drug supply unit 203 may be in contact with the drug 260 for a long period of time, it is advisable to select a material that has low reactivity with the drug 260, such as PVC (polyvinyl chloride), PMMA (polymethyl methacrylate), or PP (polypropylene).
  • a material that has low reactivity with the drug 260 such as PVC (polyvinyl chloride), PMMA (polymethyl methacrylate), or PP (polypropylene).
  • the material of the drug path 232 must be strong enough to support the drug placement section 231, so taking into consideration compatibility with the drug 260, it is preferable to select a material for the drug path 232 that is stronger than PP, such as polyvinyl chloride or ABS (acrylonitrile butadiene styrene).
  • the outer diameter of the drug path 232 should be kept to a quarter or less of the inner diameter of the base 230a and the upper cover 230b. As mentioned above, this is because a space (collection section 233) for temporarily storing the solution after drug supply can be provided outside the drug path 232, and the water level in the housing 230 can be prevented from rising suddenly and reaching the drug placement section 231.
  • a space (collection section 233) for temporarily storing the solution after drug supply can be provided outside the drug path 232, and the water level in the housing 230 can be prevented from rising suddenly and reaching the drug placement section 231.
  • a PVC (polyvinyl chloride) pipe with an outer diameter of about 25 to 40 mm can be used.
  • the water treatment device 1 disclosed herein is capable of supplying a chemical solution of a stable concentration and has stable filtering performance, making it useful as a small household water treatment device used to purify well water or stored water.

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Abstract

水処理装置（１）であって、原水流入配管（７ａ，７ｂ）と、薬剤供給部（３）と、濾過部（２）と、原水流入配管（７ａ，７ｂ）と、濾過部（２）と、薬剤供給部（３）と、を連通する流路を有する分配ヘッド（５）と、分配ヘッド（５）から前記濾過部で濾過された後の処理水を取り出す浄水吐出配管（１０）と、薬剤供給部（３）から濾過部（２）を洗浄した逆洗水を取り出す排水ドレン配管（８）と、原水流入配管（７ａ，７ｂ）と薬剤供給部（３）とを接続する第１弁（１１）と、原水流入配管（７ａ，７ｂ）と分配ヘッド（５）とを接続する第２弁（１２）と、薬剤供給部（３）と排水ドレン配管（８）とを接続する第３弁（１３）と、分配ヘッド（５）と浄水吐出配管（７ａ，７ｂ）とを接続する第４弁（１４）と、を備える。

Description

水処理装置
　本開示は、濾過と薬剤添加とによって水を浄化する水処理装置に関する。
　粒状濾材を用いた水処理装置が、浄水場および工場をはじめとして広く使用されている。このような水処理装置は、主に原水中の濁質成分をはじめとした不純物を除去する目的で使用される。粒状濾材は、一般的なフィルタと同様に不純物を捕捉すると徐々に目詰まりし、圧損上昇、および、水路の形成による水処理装置における後段への不純物の流出等の様々な問題が生じる要因となる。
　そこで、一般的な再生手段として、濾過処理における通水方向とは逆の方向に原水を通水し、濾過処理において捕捉された不純物を系外へ排出する逆洗処理、および、逆洗処理が終わった直後に濾過部内および配管内に残っている異物を排出するリンス処理が利用されている。
　図２１に示す通り、従来の水処理装置１１０１においては、濾過処理時には、薬剤供給部１１０３と濾過部１１０２との間の第１分岐部１１１１が薬剤供給部１１０３と濾過部１１０２とを連通させ、水源と薬剤供給部１１０３との間の第２分岐部１１１２が水源と薬剤供給部１１０３とを連通させ、浄水吐出配管１１０４の経路内の第３分岐部１１１３が濾過部１１０２と浄水吐出配管１１０４の末端側とを連通させる。
　一方、逆洗処理時には、第１分岐部１１１１が逆洗ドレン配管１１０５と濾過部１１０２とを連通させ、第２分岐部１１１２が水源と逆洗送水管１１０６とを連通させ、第３分岐部１１１３が逆洗送水管１１０６と濾過部１１０２とを連通させる。
　このような機構により、バルブ切替操作によって運転モードを切り替え、水源を１つにして濾過処理と逆洗処理とリンス処理とを行うことが可能である（例えば、特許文献１参照）。
特開２０２１－２３８３２号公報
　このような従来の水処理装置においては、運転モードの切り替えのために複数のバルブおよび分岐部を組み込む必要があり、配管経路が長くなり装置が大きくなる。
　本開示は、上記従来の課題を解決するものであり、コンパクトな水処理装置を提供するものである。
　本開示に係る水処理装置は、水源からの原水を濾過して浄水として取り出す水処理装置であって、前記水源から前記水処理装置に前記原水を供給する原水流入配管と、前記原水流入配管から供給される前記原水に薬剤を供給する薬剤供給部と、濾材を有する濾過部と、前記原水流入配管と、前記濾過部と、前記薬剤供給部と、を連通する流路を有する分配ヘッドと、前記分配ヘッドから前記濾過部で濾過された後の処理水を取り出す浄水吐出配管と、前記薬剤供給部から前記濾過部を洗浄した逆洗水を取り出す排水ドレン配管と、前記原水流入配管と前記薬剤供給部とを接続する第１弁と、前記原水流入配管と前記分配ヘッドとを接続する第２弁と、前記薬剤供給部と前記排水ドレン配管とを接続する第３弁と、
前記分配ヘッドと前記浄水吐出配管とを接続する第４弁と、を備え、
　濾過処理時には、前記第１弁は、前記原水流入配管と前記薬剤供給部とを連通し、前記第２弁は、前記原水流入配管と前記分配ヘッドとを遮断し、前記第３弁は、前記薬剤供給部と前記排水ドレン配管とを遮断し、前記第４弁は、前記分配ヘッドと前記浄水吐出配管とを連通し、
　逆洗処理時には、前記第１弁は、前記原水流入配管と前記薬剤供給部とを遮断し、前記第２弁は、前記原水流入配管と前記分配ヘッドとを連通し、前記第３弁は、前記薬剤供給部と前記排水ドレン配管とを連通し、前記第４弁は、前記分配ヘッドと前記浄水吐出配管とを遮断する。
　本開示によれば、コンパクトな水処理装置を提供可能である。
図１は、本開示の第１の実施の形態における水処理装置の全体構成を示す概略図である。 図２は、同水処理装置の薬剤供給部、分配ヘッド、濾過部、および第１弁から第５弁までの斜視図である。 図３は、同水処理装置の逆洗処理時の流路を示す概略図である。 図４は、同水処理装置のリンス処理時の流路を示す概略図である。 図５は、同水処理装置の濾過部の断面図である。 図６は、濾過部２を省略した同水処理装置の平面図である。 図７は、同水処理装置の第１原水流入配管、薬剤供給部、および分配ヘッドの図６におけるＡ―Ａ断面図である。 図８は、本開示の第２の実施の形態の水処理装置の全体構成の概略図である。 図９は、同水処理装置の逆洗モード時の流路を示す概略図である。 図１０は、同水処理装置の濾過部の断面図である。 図１１は、同水処理装置の薬剤供給部、分配ヘッドおよび各弁の平面図である。 図１２は、同水処理装置の薬剤供給部、分配ヘッドおよび各弁の断面図である。 図１３は、本開示の第３の実施の形態の水処理装置の全体構成の概略図である。 図１４は、同水処理装置の薬剤供給部、分配ヘッド、濾過部、および、第１弁から第５弁までの斜視図である。 図１５は、同水処理装置の逆洗処理時の流路を示す概略図である。 図１６は、同水処理装置のリンス処理時の流路を示す概略図である。 図１７は、同水処理装置の濾過部の断面図である。 図１８は、同水処理装置の薬剤供給部、分配ヘッド、濾過部、第１弁、第３弁、および第４弁の平面図である。 図１９は、同水処理装置の薬剤供給部、分配ヘッド、および第１弁から第５弁までの断面図である。 図２０は、同水処理装置の薬剤供給部、分配ヘッド、濾過部、第１弁、第２弁、および第４弁の断面図である。 図２１は、従来の水処理装置の構成を示す模式図である。
　以下、本開示の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
　（第１の実施の形態）
　本実施の形態に係る水処理装置１は、井戸水または貯水槽に蓄えられた水を原水とし、この原水に含まれる金属イオンおよび濁質成分を除去する濾過処理と、濾過処理によって系内に蓄積された金属イオンの凝集物、および濁質成分を系外へ排出する逆洗処理と、を行う。
　（１．　水処理装置の全体構成）
　図１は、本実施の形態の水処理装置１の全体構成を示すとともに、濾過モード（濾過処理）時における水の流れを示した概略図である。図２は、本実施の形態の水処理装置１の薬剤供給部３、分配ヘッド５、濾過部２、第１弁１１、第２弁１２、第３弁１３、第４弁１４、および第５弁１５の斜視図である。
　図１、および図２に示すように、水処理装置１は、濾過部２と、薬剤供給部３と、分配ヘッド５と、第１弁１１と、第２弁１２と、第３弁１３と、第４弁１４と、第５弁１５と、を有している。
　また、水処理装置１に対して原水を送る側の配管を第１原水流入配管７ａおよび第２原水流入配管７ｂと称し、濾過部２で濾過され浄化された処理水を取り出す配管を浄水吐出配管１０と称し、逆洗運転において薬剤供給部３から濾過部２を洗浄した逆洗水を取り出す配管を排水ドレン配管８と称し、リンス処理において逆洗処理時に配管内等に残った異物を排出する配管をリンスドレン配管６と称する。
　水処理装置１は、濾材を内包した濾過部２と、原水に対して薬剤６０（図７参照）を添加する薬剤供給部３とを有し、濾過部２と薬剤供給部３とは分配ヘッド５を介して接続されている。
　第１原水流入配管７ａは、薬剤供給部３に接続されている。水が第１原水流入配管７ａから薬剤供給部３へ供給され、薬剤供給部３によって、第１原水流入配管から供給される水に薬剤６０が供給される。第２原水流入配管７ｂは、分配ヘッド５に接続され、第２原水流入配管７ｂから分配ヘッド５へ水が供給される。浄水吐出配管１０は、分配ヘッド５に接続され、濾過部２によって濾過された処理水を分配ヘッド５から取り出す。排水ドレン配管８は、薬剤供給部３に接続され、濾過部２を洗浄した逆洗水を薬剤供給部３から取り出す。リンスドレン配管６は、分配ヘッド５に接続され、濾過部２を逆洗処理した際に配管内等に残った異物を分配ヘッド５から排出する。
　第１弁１１は、第１原水流入配管７ａに設けられ、第１原水流入配管７ａの流路を開閉する。第２弁１２は、第２原水流入配管７ｂに設けられ、第２原水流入配管７ｂの流路を開閉する。第３弁１３は、排水ドレン配管８に設けられ、排水ドレン配管８の流路を開閉する。第４弁１４は、浄水吐出配管１０に設けられ、浄水吐出配管１０の流路を開閉する。第５弁１５は、リンスドレン配管６に設けられ、リンスドレン配管６の流路を開閉する。各弁の開閉によって、各部品の流路の連通および遮断を切り替えできる。
　濾過部２は、原水から金属イオンおよび濁質成分を除去し、原水を浄化する。濾過部２に溜まった汚れを、逆洗処理およびリンス処理を行って装置外へと排出することで、濾過部２を綺麗に保ち、繰り返し使用することが可能になっている。逆洗処理とは、濾過部２内で濾過処理時とは逆流する方向に原水を流し、汚れを排出する処理である。リンス処理とは、逆洗処理を行った後に、濾過部２内に濾過処理時の方向に原水を流し、分離した汚れを装置外へ排出する処理である。
　薬剤供給部３は、原水に対して薬剤６０を添加して、原水に含まれる金属イオンを水に難溶な物質として凝集させる、または濁質成分を凝集させる等の方法により、濾過部２において捕集しやすくする働きをする。
　水処理装置１に対しては、電動ポンプ４によって、原水が第１原水流入配管７ａおよび第２原水流入配管７ｂに送られる。なお、電動ポンプ４を使用する代わりに、原水が蓄えられた貯水槽を高所に設け、貯水槽と水処理装置１との高低差によって原水を水処理装置１に送る方法を用いてもよい。また、地域等で共同運営している水道水を水処理装置１に直接接続してもよい。本実施の形態では、井戸、貯水槽、または水道等に加え、原水を送り出す装置類を含めて水源と称する。
　電動ポンプ４は、井戸水または貯水槽に蓄えられた水を吸い上げて吐出する、電動機で駆動するポンプであって、例えば、渦巻きポンプ、もしくはタービンポンプ等の遠心ポンプ、渦流ポンプ（カスケードポンプ）、ジェットポンプ、軸流ポンプ、または斜流ポンプ等が用いられる。また、井戸水位が低い場合には、吸い上げ型のポンプではなく、サブマーシブルポンプ等の水中ポンプを用いるとよい。
　一般家庭で電動ポンプ４を用いる場合、井戸の深さは、浅井戸であれば１メートルから１０メートル程度、深井戸であれば１０メートルから３０メートル以上あるので、この高さまでポンプで水を吸い上げる必要がある。後段の配管、および水処理装置１の損失水頭を考慮すると、２０メートル以上の揚程があるポンプがよく、渦流ポンプまたはジェットポンプ等がより好ましい。
　電動ポンプ４で吐出する流量は、例えば、毎分５リットルから１００リットル程度であるが、一般家庭用であれば毎分５リットルから５０リットル程度の流量特性をもつポンプがより好ましい。
　第１原水流入配管７ａ、第２原水流入配管７ｂ、浄水吐出配管１０、および排水ドレン配管８は、電動ポンプ４の水圧に耐えられる材質、および構造であればよい。具体的には、耐久性、および加工のしやすさから、例えば、塩化ビニル樹脂もしくは鋼管、または、これらの複合材料を用いた直管もしくは配管継手を各配管として使用できる。なお、各配管の呼び径は、損失水頭が低くなるよう大きい方が好ましく、例えば呼び径１３から５０ミリメートル、厚みは１から５ミリメートル程度のものが好ましい。電動ポンプ４の最大圧に耐えうる部材選定が困難な場合には、電動ポンプ４と水処理装置１との間に減圧弁、調圧弁、または逃し弁を取り付けるとよい。
　（２．　分配ヘッド）
　次に、図１、図３、および図４を用いて、分配ヘッド５の構成について説明する。
　図１に示すように、分配ヘッド５は、薬剤供給部３と濾過部２とを接続している。具体的には、分配ヘッド５は濾過部２の上部に固定され、薬剤供給部３は分配ヘッド５の上部に固定され、薬剤供給部３と分配ヘッド５と濾過部２とは一体的に形成されている。薬剤供給部３は、分配ヘッド５と濾過部２とによって支持されている。これにより、分配ヘッド５と濾過部２とによって、薬剤供給部３を濾過部２よりも上方で支持することができるので、薬剤供給部３を濾過部２よりも上方で支持する為に別部品を用いる必要が無い。薬剤供給部３を濾過部２よりも上方で支持することによって、電動ポンプ４の負荷を低減することができる。
　また、薬剤供給部３、分配ヘッド５、および濾過部２それぞれの水平断面形状は円形状であり、薬剤供給部３、分配ヘッド５、および濾過部２それぞれの上下方向に延びる中心軸は、同一線上に位置している。濾過部２の水平方向の寸法は、薬剤供給部３および分配ヘッド５それぞれの水平方向の寸法よりも大きい。また、濾過部２の重量は、薬剤供給部３と分配ヘッド５との合計重量より大きい。これにより、一体的に形成されている薬剤供給部３、分配ヘッド５、および濾過部２は、下部が上部よりも横方向に大きく、かつ重いので、倒れ難い構成となっている。
　分配ヘッド５は、分配ヘッド５内に、第１連通路５１と、第２連通路５２と、を有している。第１連通路５１は、後述する薬剤供給部３の薬剤流出口３８と、後述する濾過部２の流入口２４と、を連通させる通路である。第２連通路５２は、後述する濾過部２の流出口２５と、第２原水流入配管７ｂ、浄水吐出配管１０、およびリンスドレン配管６と、を連通させる通路である。後述する各弁の開閉によって、第１連通路５１および第２連通路５２を流れる水の流れる方向を変更可能である。
　（３．　全体流路）
　次に、水処理装置１の全体流路について説明する。
　［３．１　濾過処理時の流路］
　図１は、本実施の形態の水処理装置１の濾過処理時における水の流れを示した概略図である。
　図１に示すように、濾過処理時には、第１弁１１を連通し、第２弁１２を遮断し、第３弁１３を遮断し、第４弁１４を連通し、第５弁１５を遮断することにより、以下のように原水が通過する。
　第１原水流入配管７ａ（第１弁１１）→第１薬剤分岐部４０（薬剤供給部３内）→第１連通路５１（分配ヘッド５内）→濾過部２（流入口２４→流出口２５）→第２連通路５２→浄水吐出配管１０（第４弁１４）
　薬剤供給部３および濾過部２についての作用および流路に関する詳細な説明については後述するが、濾過処理時に「第１原水流入配管７ａ（第１弁１１）→第１薬剤分岐部４０→分配ヘッド５」の順に原水が通過する際に、薬剤供給部３内で薬剤６０が添加され、「流入口２４→流出口２５」の順に原水が通過する際に、濾過部２内で原水の汚れが捕集される。
　［３．２　逆洗処理時の流路］
　図３は、本実施の形態の水処理装置１の逆洗処理時における水の流れを示した概略図である。
　図３に示すように、逆洗処理時には、第１弁１１を遮断し、第２弁１２を連通し、第３弁１３を連通し、第４弁１４を遮断し、第５弁１５を遮断することで、以下のように原水が通過する。
　第２原水流入配管７ｂ（第２弁１２）→第２連通路５２（分配ヘッド５内）→濾過部２（流出口２５→流入口２４）→第１連通路５１（分配ヘッド５内）→第１薬剤分岐部４０（薬剤供給部３内）→排水ドレン配管８（第３弁１３）
　詳しくは後述するが、逆洗処理時に「流出口２５→流入口２４」の順に水が流れることにより、濾過部２内の汚れが排出される。
　［３．３　リンス処理時の流路］
　本実施の形態の水処理装置１は、逆洗処理時に配管内等に残った異物を排出するための「リンス処理」を行うことができる。
　図４は、本実施の形態の水処理装置１のリンス処理時における水の流れを示した概略図である。
　図４に示すように、リンス処理時は、第１弁１１を連通し、第２弁１２を遮断し、第３弁１３を遮断し、第４弁１４を遮断し、第５弁１５を連通することにより、以下のように原水が通過する。
　第１原水流入配管７ａ（第１弁１１）→第１薬剤分岐部４０（薬剤供給部３内）→第１連通路５１（分配ヘッド５内）→濾過部２（流入口２４→流出口２５）→第２連通路５２（分配ヘッド５内）→リンスドレン配管６（第５弁１５）
　逆洗処理が終わった直後には、濾過部２内、および、水処理装置１の配管内には、濾過部２の逆洗によって洗い出された異物が残っている。リンス処理によって、これらの異物を排出することができる。
　また、逆洗処理を行う際には、大きな流量を必要とする。すなわち、水処理装置１においては、濾過処理時およびリンス処理時の流量よりも逆洗処理時の流量を大きくしている。一方、濾過処理時には、濾過部２の能力により流量が設定され、リンス処理時には、濾過処理時と同等の流量が設定される。
　そのため、濾過処理時に通過する配管の一部、具体的には、第２連通路５２（分配ヘッド５内）と第４弁１４との間には、第１絞り部８０を設けて、濾過処理時における流量を抑えるようにしている（図１参照）。また、リンス処理時に通過する配管の一部、具体的には、第２連通路５２（分配ヘッド５内）と第５弁１５との間には、第２絞り部８１を設けて、リンス処理時における流量を抑えるようにしている（図４参照）。すなわち、この第１絞り部８０、第２絞り部８１、および電動ポンプ４の組み合わせによって、濾過処理時およびリンス処理時の流量を所望の設計値に調整している。
　一方、逆洗処理時に通過する配管には、第１絞り部８０および第２絞り部８１のような径を小さくした部分がないので、濾過処理時よりも大きな流量を確保し、逆洗処理を効率的に行うことができる（図３参照）。
　（４．　濾過部）
　次に、水処理装置１の濾過部２に関して図５を用いて説明する。
　図５は、本実施の形態の水処理装置１の濾過部２の断面図である。
　濾過部２は、上面に開口を有する有底筒状のタンク２０の内部に濾材と集水管２１とを有し、原水を通過させて浄化する機能を有する。濾過部２の内部の濾材は、主として汚れを濾過するための上層２２と、整流作用を有する下層２３とで構成されている。
　上層２２に用いられる濾材は、活性炭、マンガン砂、またはアンスラサイト等であって、原水水質に合わせて１～４種類程度を層状にして使用する。本実施の形態の濾過部２では、この上層２２を中心として濾過の作用が働く。
　下層２３に用いられる濾材は、集水管２１から出入りする水を分散させるための砂利、または穴が粗い樹脂等で構成されている。そして、下層２３では、最下層に比較的粒径の大きい砂利層が設けられ、水の流れを良くするとともに、集水管２１の下部から濾材が流出しないようにしている。なお、下層２３の濾材量は、濾過部２の直径の１／２～１倍程度にするとよい。また、上層２２と下層２３とを合わせた濾材の充填量は、濾過部２の内容積の１／４～４／５倍程度になるようにするとよい。
　濾過部２では、上面の開口部に流入口２４と流出口２５とが設けられ、流出口２５は、集水管２１と接続されている。流入口２４および流出口２５は、前述した通り、それぞれ、分配ヘッド５の第１連通路５１および第２連通路５２と接続されている。
　［４．１　濾過処理時の濾過部内の流路］
　濾過部２内では、濾過処理時には以下のように水が流れ、流出口２５から浄化された水が得られる。
　流入口２４→上層２２→下層２３→集水管２１→流出口２５
　［４．２　逆洗処理時の濾過部内の流路］
　また、濾過部２に濾過処理で溜まった汚れを逆洗処理により排出することができる。逆洗処理時には以下のように水が流れ、流入口２４から汚れが排出される。
　流出口２５→集水管２１→下層２３→上層２２→流入口２４
　［４．３　リンス処理時の濾過部内の流路］
　また、リンス処理時には以下のように水が流れ、流出口２５から汚れが排出される。
　流入口２４→上層２２→下層２３→集水管２１→流出口２５
　（５．　薬剤供給部）
　次に、水処理装置１の薬剤供給部３について、図１、図６、および図７を用いて説明する。
　図６は、濾過部２を省略した水処理装置１の平面図である。図７は、水処理装置１の第１原水流入配管７ａ、薬剤供給部３、および分配ヘッド５の図６におけるＡ―Ａ断面図である。
　これらの図を用いて、濾過処理時に「第１原水流入配管７ａ（第１弁１１）→第１薬剤分岐部４０→分配ヘッド５」の順に原水が通過する際に薬剤供給部３内で薬剤６０が添加される仕組みと、薬剤供給部３の構造と、について説明する。
　薬剤供給部３は、その内部に入れられた薬剤６０によって、原水に含まれる金属イオンの凝集を促進し、濾過部２で捕捉しやすくするために設けられている。
　薬剤供給部３は、有底筒状の筐体３０の内部に、薬剤載置部３１、薬剤路３２、回収部３３、第１薬剤流路３４、および第２薬剤流路３５を有している。
　筐体３０は、下部に設けられた椀状の基台３０ａと、基台３０ａを覆う略筒形状（筒形状を含む）の上部カバー３０ｂと、上部カバー３０ｂの上部の開口を塞ぐ蓋部３６と、で構成されている。蓋部３６は、上部カバー３０ｂの上部の開口に着脱自在に設けられている。
　薬剤載置部３１は、筐体３０内の上部に設置される。薬剤路３２は、筐体３０の底面から鉛直方向に立ち上がり、薬剤載置部３１に接続される。回収部３３は、筐体３０内の下部であり、薬剤路３２の外周に設けられている。
　薬剤供給部３の基台３０ａには、第１原水流入配管７ａと、排水ドレン配管８と、が接続されている。薬剤供給部３の筐体３０の内部には、第１原水流入配管７ａ（第１弁１１）と排水ドレン配管８（第３弁１３）とを連通する流路である第１薬剤流路３４が設けられている。
　薬剤供給部３の基台３０ａには、下方に開口した薬剤流出口３８が設けられている。薬剤供給部３の筐体３０の内部には、薬剤流出口３８と回収部３３とを連通する流路である第２薬剤流路３５が設けられている。なお、薬剤流出口３８は、分配ヘッド５の第１連通路５１に接続されている。
　第１薬剤流路３４は、薬剤路３２に連通する第２薬剤分岐部４１を有している。第２薬剤分岐部４１は、第１原水流入配管７ａ（第１弁１１）と、排水ドレン配管８（第３弁１３）と、薬剤路３２と、を連通させる流路である。
　第１薬剤流路３４は、第１薬剤流路３４において第２薬剤分岐部４１よりも排水ドレン配管８（第３弁１３）側に、第２薬剤流路３５と連通する第１薬剤分岐部４０を有している。第１薬剤分岐部４０は、第２薬剤分岐部４１と、回収部３３と、排水ドレン配管８（第３弁１３）と、薬剤流出口３８と、を連通させる流路である。
　第１薬剤流路３４は、第１薬剤流路３４における第１薬剤分岐部４０と第２薬剤分岐部４１との間に、絞り部３７を有している。絞り部３７は、第１薬剤流路３４において断面積が最も小さい流路である。絞り部３７は、薬剤供給部３に流入した原水を第２薬剤分岐部４１において分岐させ、薬液を必要な濃度に調整するために設けられている。
　薬剤路３２は、小径の管路であり、上部に薬剤載置部３１を備えて立設されている。薬剤路３２は、途中の径を小さくし、薬剤載置部３１を薬剤路３２の上部に設けることによって、原水を所望の流量で薬剤６０と接触させることを実現している。薬剤載置部３１は、原水の流量に対して所望の濃度の薬液が得られるよう、置く薬剤６０の量（数）を確保するための大きさを有する。
　濾過モード（濾過処理）時に、原水は、第１原水流入配管７ａ（第１弁１１）から薬剤供給部３に流入し、第２薬剤分岐部４１で薬剤路３２側と第１薬剤分岐部４０側とに分岐する。薬剤路３２に流れ、薬剤載置部３１で薬剤６０に接触し、薬剤６０を溶出させた水は、薬剤路３２の外周を通って回収部３３に回収された後、第２薬剤流路３５を通り、第２薬剤分岐部４１で分岐した水と第１薬剤分岐部４０において合流する。第１薬剤分岐部４０で合流した水は、薬剤供給部３から分配ヘッド５の第１連通路５１へと流出する。
　薬剤供給部３では、薬剤路３２の径を小さくし、薬剤路３２と筐体３０の内壁面との距離を確保してあるので、筐体３０内に流下した薬剤６０の溶けた原水の液面高さを、筐体３０の高さに対して、１／２程度、またはそれ以下にすることができている。薬剤６０が溶けた原水が所望の深さで筐体３０内に貯まることによって、第１薬剤分岐部４０において原水と混合する割合が調整される。
　また、薬剤載置部３１で薬剤６０と接触する原水の流量は、絞り部３７を流れる原水の流量によって調整できる。すなわち、絞り部３７の径を調整することで、第２薬剤分岐部４１で分岐する原水の流量割合を調整することができる。このようにして、合流後の第１薬剤分岐部４０における薬剤濃度を所望の濃度に調整できる。
　このように、薬剤供給部３への原水流入量を所定の範囲内にし、薬剤供給部３内の液面を所望の高さにすることによって、薬剤供給部３から流出する原水の薬剤濃度を所望の範囲内に調整することができる。
　薬剤載置部３１には、水溶性で、固形の薬剤６０が載置されている。薬剤６０としては、タブレットまたは顆粒状のものを用いることがよい。これにより、薬剤６０の表面積を大きくでき、安定した薬剤濃度を保つことができるからである。タブレットであれば、直径３０ｍｍ程度で高さ１０～２０ｍｍのもの、顆粒状であれば直径５ｍｍから１５ｍｍのものを使用するとよい。
　薬剤６０の大きさが小さい場合には、隣り合った薬剤６０が同時に水に接触して薬剤６０同士が固着してしまう可能性がある。固着すると、薬剤６０の下部だけが水に接触して所望の濃度の薬液が得られなくなる可能性がある。また、薬剤６０の大きさが小さい場合には、薬剤路３２から供給される水との接触面積が大きくなって所望の濃度の薬液が得られなくなる。そのため、所望の濃度の薬液を供給するため、上述の大きさの薬剤６０を用いている。
　また、薬剤６０は、上述のように、原水に含まれる金属イオンを酸化して水に難溶な凝集物を生成する働きをする。薬剤６０としては、種々の薬剤を用いることができるが、求められる水浄化性能によって、ＰＡＣ（ポリ塩化アルミニウム）等の凝集剤を使用してもよい。原水に対して薬剤６０を添加する場合、薬剤６０は、水に溶けやすいものがよいが、停止中、および逆洗処理中、すなわち、薬剤６０の添加を中断しているときには、固形形状を保持し、薬剤載置部３１から流れ出さないものがよい。本実施の形態では、薬剤６０としてトリクロロイソシアヌル酸を用いている。
　なお、薬剤供給部３の筐体３０内には、常に空気層が存在するようにするとよい。筐体３０は密閉空間なので、一旦、空気が無くなり、筐体３０内が水で満たされると、薬剤６０が常に水に接触して溶出し続けることになる。本実施の形態の水処理装置１では、薬剤供給部３の蓋部３６を取り外した際に筐体３０内に空気が入る構成となっている。この薬剤供給部３の蓋部３６を取り外す作業は、主に、原水に溶出して徐々に減少した薬剤６０を補充する際に行われる。
　薬剤供給部３の各部材としては、薬剤６０と長時間接する可能性があるので、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）、ＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル）、またはＰＰ（ポリプロピレン）等の、薬剤６０に対する反応性が低い素材を選ぶとよい。
　一方、薬剤路３２の部材としては、薬剤載置部３１を支えるための強度が必要なので、薬剤６０に対する相性を考慮すると、薬剤路３２の材質はＰＰよりも強度がある塩化ビニルまたはＡＢＳ（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン）等を選択することが好ましい。
　薬剤路３２の外径は、基台３０ａおよび上部カバー３０ｂの内径の４分の１以下に抑えるとよい。上述のように、薬剤路３２の外側に薬剤供給後の溶液を一時貯留する空間（回収部３３）を設けることができ、筐体３０内の水位が急激に上昇して薬剤載置部３１まで到達することを抑制できるからである。例えば、基台３０ａの内径が１３０ｍｍの場合には、外径２５～４０ｍｍ程度の塩ビ（ポリ塩化ビニル）管等を使用するとよい。
　（６．　配管および弁の位置関係）
　次に、配管構造に関して図１および図２を用いて説明する。
　図２は、本実施の形態の水処理装置１の薬剤供給部３、分配ヘッド５、濾過部２、第１弁１１、第２弁１２、第３弁１３、第４弁１４、および第５弁１５の斜視図である。
　第１原水流入配管７ａは、薬剤供給部３から左右方向における一方側（図１では左側）へ延び、第２原水流入配管７ｂは、分配ヘッド５から左右方向における一方側（図１では左側）へ延びる。排水ドレン配管８は、薬剤供給部３から左右方向における他方側（図１では右側）へ延び、リンスドレン配管６は、分配ヘッド５から左右方向における他方側（図１では右側）へ延びる。これにより、電動ポンプ４から第１原水流入配管７ａおよび第２原水流入配管７ｂへの接続配管を短くすることができ、商品のコンパクト化が可能である。同様に、排水ドレン配管８およびリンスドレン配管６を接続する配管も短くすることが可能である。
　さらに、第１弁１１は第２弁１２の上方に配置され、第３弁１３は第５弁１５の上方に配置されている。これにより、前記４種類の弁を同一平面上に配置する事ができ、ユーザビリティー（有用性）が向上する。
　また、排水ドレン配管８において、第３弁１３と薬剤供給部３との間には、第３弁１３のメンテナンスを可能とする第１分離部９０が設けられ、リンスドレン配管６において、第５弁１５と第２連通路５２との間には、第５弁１５のメンテナンスを可能とする第２分離部９１が設けられている。
　これにより、濾過部２に溜まった汚れた水を排水する経路にある３種類の機構部品（第３弁１３、第５弁１５、および第２絞り部８１）を取り外して洗浄または交換することが可能である。具体的には、逆洗処理時には第３弁１３を、リンス処理時には第２絞り部８１および第５弁１５を、汚れた水が通過する。
　（第２の実施の形態）
　次に、本開示の第２の実施の形態について説明する。
　従来の水処理装置においては、運転モードの切り替えのために複数のバルブおよび分岐部を組み込む必要があり、配管経路が長くなり装置が大きくなる。
　本実施の形態では、機構部品とバルブとの直接接続と、機構部品への分岐部の組み込みとによって、コンパクトな水処理装置を提供する。
　本実施の形態によれば、コンパクトな水処理装置を提供可能である。
　以下、本開示の第２の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
　本実施の形態に係る水処理装置１０１は、井戸水または貯水槽に蓄えられた水を原水とし、この原水に含まれる金属イオンおよび濁質成分を除去する濾過処理と、濾過処理によって系内に蓄積された金属イオンの凝集物、および濁質成分を系外へ排出する逆洗処理と、を行う。
　（１．　水処理装置の全体構成）
　図８は、本実施の形態の水処理装置１０１の全体構成を示すとともに、濾過モード（濾過処理）時における水の流れを示した概略図である。
　図８に示すように、水処理装置１０１は、濾過部１０２と、薬剤供給部１０３と、分配ヘッド１０５と、第１弁１１１と、第２弁１１２と、第３弁１１３と、第４弁１１４と、を有している。
　また、水処理装置１０１に対して原水を送る側の配管を原水流入配管１０７と称し、濾過部１０２で浄化された水を送出する配管を浄水吐出配管１０６と称し、逆洗運転において汚れを排出する配管を排水ドレン配管１０８と称する。
　水処理装置１０１は、濾材を内包した濾過部１０２と、原水に対して薬剤１６０（図１２参照）を添加する薬剤供給部１０３とを有し、濾過部１０２と薬剤供給部１０３とは分配ヘッド１０５を介して接続されている。
　原水流入配管１０７と薬剤供給部１０３とは第１弁１１１で、原水流入配管１０７と分配ヘッド１０５とは第２弁１１２で、薬剤供給部１０３と排水ドレン配管１０８とは第３弁１１３で、分配ヘッド１０５と浄水吐出配管１０６とは第４弁１１４で、それぞれ接続されており、各弁の開閉によって、各部品の流路の連通および遮断を切り替えできる。
　原水流入配管１０７は、原水流入配管１０７に接続された電動ポンプ１０４と第１弁１１１と第２弁１１２とを連通させる分岐部１０９を有しており、第１弁１１１および第２弁１１２の開閉によって原水の通水方向を選択することができる。
　濾過部１０２は、原水から金属イオンおよび濁質成分を除去し、原水を浄化する。濾過部１０２に溜まった汚れを、逆洗処理を行って装置外へと排出することで、濾過部１０２を綺麗に保ち、繰り返し使用することが可能になっている。逆洗処理とは、濾過部１０２内で濾過処理とは逆流する方向に原水を流し、汚れを排出する処理である。
　薬剤供給部１０３は、原水に対して薬剤１６０を添加して、原水に含まれる金属イオンを水に難溶な物質として凝集させる、または濁質成分を凝集させる等の方法により、濾過部１０２において捕集しやすくする働きをする。
　水処理装置１０１に対しては、原水流入配管１０７に接続された電動ポンプ１０４によって原水が送られる。なお、電動ポンプ１０４を使用する代わりに、原水を蓄えた貯水槽を高所に設け、貯水槽と水処理装置１０１との高低差によって原水を水処理装置１０１に送る方法を用いてもよい。また、地域等で共同運営している水道水を水処理装置１０１に直接接続してもよい。本実施の形態では、井戸、貯水槽、または水道等に加え、原水を送り出す装置類を含めて水源と称する。
　電動ポンプ１０４は、井戸水または貯水槽へ蓄えられた水を吸い上げて吐出する、電動機で駆動するポンプであって、例えば、渦巻きポンプ、もしくはタービンポンプ等の遠心ポンプ、渦流ポンプ（カスケードポンプ）、ジェットポンプ、軸流ポンプ、または斜流ポンプ等が用いられる。また、井戸水位が低い場合には、吸い上げ型のポンプではなく、サブマーシブルポンプ等の水中ポンプを用いるとよい。
　一般家庭で電動ポンプ１０４を用いる場合、井戸の深さは、浅井戸であれば１メートルから１０メートル程度、深井戸であれば１０メートルから３０メートル以上あるので、この高さまでポンプで水を吸い上げる必要がある。後段の配管、および水処理装置１０１の損失水頭を考慮すると、２０メートル以上の揚程があるポンプがよく、渦流ポンプまたはジェットポンプ等がより好ましい。
　電動ポンプ１０４で吐出する流量は、例えば、毎分５リットルから１００リットル程度であるが、一般家庭用であれば毎分５リットルから５０リットル程度の流量特性をもつポンプがより好ましい。
　原水流入配管１０７、浄水吐出配管１０６、および排水ドレン配管１０８は、電動ポンプ４の水圧に耐えられる材質、および構造であればよい。具体的には、耐久性、および加工のしやすさから、例えば、塩化ビニル樹脂もしくは鋼管、または、これらの複合材料を用いた直管もしくは配管継手を各配管として使用できる。なお、各配管の呼び径は、損失水頭が低くなるよう大きい方が好ましく、例えば呼び径１３から５０ミリメートル、厚みは１から５ミリメートル程度のものが好ましい。電動ポンプ１０４の最大圧に耐えうる部材選定が困難な場合には、電動ポンプ１０４と水処理装置１０１との間に減圧弁、調圧弁、または逃し弁を取り付けるとよい。
　（２．　分配ヘッド）
　次に、図８および図９を用いて、分配ヘッド１０５の構成について説明する。図８は、水処理装置１０１の濾過モード時における水の流れを示した概略図である。図９は、本実施の形態の水処理装置１０１の逆洗モード時における水の流れを示した概略図である。
　分配ヘッド１０５は、分配ヘッド１０５内に、連通路１５１と、分配ヘッド分岐路１５０と、を有している。
　連通路１５１は、後述する薬剤供給部１０３の薬剤流出口１３８と、後述する濾過部１０２の流入口１２４と、を連通させる通路である。分配ヘッド１０５には、第２弁１１２と、第４弁１１４とが接続されている。分配ヘッド分岐路１５０は、第２弁１１２と、第４弁１１４と、後述する濾過部１０２の流出口１２５と、を連通させる通路である。各弁の開閉によって、連通路１５１および分配ヘッド分岐路１５０を流れる水の流れる方向を変更することが可能である。
　（３．　全体流路）
　次に、水処理装置１０１の全体流路について説明する。
　［３．１　濾過モード時の流路］
　図８に示すように、濾過モード（濾過処理）時は、第１弁１１１を連通し、第２弁１１２を遮断し、第３弁１１３を遮断し、第４弁１１４を連通することにより、以下のように原水が通過する。
　原水流入配管１０７→第１弁１１１→第１薬剤分岐部１４０（薬剤供給部１０３内）→連通路１５１（分配ヘッド１０５内）→濾過部１０２（流入口１２４→流出口１２５）→分配ヘッド分岐路１５０（分配ヘッド１０５内）→第４弁１１４→浄水吐出配管１０６
　薬剤供給部１０３および濾過部１０２の作用および流路に関する詳細な説明については後述するが、濾過モード時に「第１弁１１１→第１薬剤分岐部１４０→分配ヘッド１０５」の順に原水が通過する際に、薬剤供給部１０３内で薬剤１６０が添加され、「流入口１２４→流出口１２５」の順に原水が通過する際に、濾過部１０２内で原水の汚れが捕集される。
　［３．２　逆洗モード時の流路］
　図９に示すように、逆洗モード（逆洗処理）時には、第１弁１１１を遮断し、第２弁１１２を連通し、第３弁１１３を連通し、第４弁１１４を遮断することで、以下のように原水が通過する。
　原水流入配管１０７→第２弁１１２→分配ヘッド分岐路１５０（分配ヘッド１０５内）→濾過部１０２（流出口１２５→流入口１２４）→連通路１５１（分配ヘッド１０５内）→第１薬剤分岐部１４０（薬剤供給部１０３内）→第３弁１１３→排水ドレン配管１０８
　詳しくは後述するが、逆洗モード時に「流出口１２５→流入口１２４」の順に水が流れることにより、濾過部１０２内の汚れが排出される。
　（４．　濾過部）
　次に、水処理装置１０１の濾過部１０２に関して、図１０を用いて説明する。
　図１０は、水処理装置１０１の濾過部１０２の断面図である。
　濾過部１０２は、上面に開口を有する有底筒状のタンク１２０の内部に濾材と集水管１２１とを有し、原水を通過させて浄化する機能を有する。濾過部１０２の内部の濾材は、主として汚れを濾過するための上層１２２と、整流作用を有する下層１２３とで構成されている。
　上層１２２に用いられる濾材は、活性炭、マンガン砂、またはアンスラサイト等であって、原水水質に合わせて１～４種類程度を層状にして使用する。本実施の形態の濾過部１０２では、この上層１２２を中心として濾過の作用が働く。
　下層１２３に用いられる濾材は、集水管１２１から出入りする水を分散させるための砂利、または穴が粗い樹脂等で構成されている。そして、下層１２３では、最下層に比較的粒径の大きい砂利層が設けられ、水の流れを良くするとともに、集水管１２１の下部から濾材が流出しないようにしている。なお、下層１２３の濾材量は、濾過部１０２の直径の１／２～１倍程度にするとよい。また、上層１２２と下層１２３とを合わせた濾材の充填量は、濾過部１０２の内容積の１／４～４／５倍程度になるようにするとよい。
　濾過部１０２では、上面の開口部に流入口１２４と流出口１２５とが設けられ、流出口１２５は、集水管１２１と接続されている。流入口１２４および流出口１２５は、前述した通り、それぞれ、分配ヘッド１０５の連通路１５１および分配ヘッド分岐路１５０と接続されている。
　［４．１　濾過処理時の濾過部内の流路］
　濾過部１０２内では、濾過処理時には以下のように水が流れ、流出口１２５から浄化された水が得られる。
　流入口１２４→上層１２２→下層１２３→集水管１２１→流出口１２５
　［４．２　逆洗処理時の濾過部内の流路］
　また、濾過部１０２に濾過処理で溜まった汚れを逆洗処理により排出することができる。逆洗処理時には以下のように水が流れ、流入口１２４から汚れが排出される。
　流出口１２５→集水管１２１→下層１２３→上層１２２→流入口１２４
　（５．　薬剤供給部）
　次に、水処理装置１０１の薬剤供給部１０３について、図８、図１１、および図１２を用いて説明する。
　図１１は、水処理装置１０１の薬剤供給部１０３、分配ヘッド１０５および各弁を上から見た平面図である。図１２は、水処理装置１０１の薬剤供給部１０３、分配ヘッド１０５および各弁の図１１におけるＢ―Ｂ断面図である。
　薬剤供給部１０３は、その内部に入れられた薬剤１６０によって、原水に含まれる金属イオンの凝集を促進し、濾過部１０２で捕捉しやすくするために設けられている。
　薬剤供給部１０３は、有底筒状の筐体１３０の内部に、薬剤載置部１３１、薬剤路１３２、回収部１３３、第１薬剤流路１３４、および第２薬剤流路１３５を有している。
　筐体１３０は、下部に設けられた椀状の基台１３０ａと、基台１３０ａを覆う略筒形状（筒形状を含む）の上部カバー１３０ｂと、上部カバー１３０ｂの上部の開口を塞ぐ蓋部１３６と、で構成されている。蓋部１３６は、上部カバー１３０ｂの上部の開口に着脱自在に設けられている。
　薬剤載置部１３１は、筐体１３０内の上部に設置される。薬剤路１３２は、筐体１３０の底面から鉛直方向に立ち上がり、薬剤載置部１３１に接続される。回収部１３３は、筐体１３０内の下部であり、薬剤路１３２の外周に設けられている。
　薬剤供給部１０３の基台１３０ａには、第１弁１１１と、第３弁１１３と、が接続されている。薬剤供給部１０３の筐体１３０の内部には、第１弁１１１と第３弁１１３とを連通する流路である第１薬剤流路１３４が設けられている。
　薬剤供給部１０３の基台１３０ａには、下方に開口した薬剤流出口１３８が設けられている。薬剤供給部１０３の筐体１３０の内部には、薬剤流出口１３８と回収部１３３とを連通する流路である第２薬剤流路１３５が設けられている。なお、薬剤流出口１３８は、分配ヘッド１０５の連通路１５１に接続されている。
　第１薬剤流路１３４は、薬剤路１３２に連通する第２薬剤分岐部１４１を有している。第２薬剤分岐部１４１は、第１弁１１１と、第３弁１１３と、薬剤路１３２と、を連通させる流路である。
　第１薬剤流路１３４は、第１薬剤流路１３４において第２薬剤分岐部１４１よりも第３弁１１３側に、第２薬剤流路１３５と連通する第１薬剤分岐部１４０を有している。第１薬剤分岐部１４０は、第２薬剤分岐部１４１と、回収部１３３と、第３弁１１３と、薬剤流出口１３８と、を連通させる流路である。
　第１薬剤流路１３４は、第１薬剤流路１３４における第１薬剤分岐部１４０と第２薬剤分岐部１４１との間に、絞り部１３７を有している。絞り部１３７は、第１薬剤流路１３４において断面積が最も小さい流路である。絞り部１３７は、薬剤供給部１０３に流入した原水を第２薬剤分岐部１４１において分岐させ、薬液を必要な濃度に調整するために設けられている。回収部１３３は、筐体１３０内の下部であり、薬剤路１３２の外周に設けられている。
　薬剤路１３２は、小径の管路であり、上部に薬剤載置部１３１を備えて立設されている。薬剤路１３２は、途中の径を小さくし、薬剤載置部１３１を薬剤路１３２の上部に設けることによって、原水を所望の流量で薬剤１６０と接触させることを実現している。薬剤載置部１３１は、原水の流量に対して所望の濃度の薬液が得られるよう、置く薬剤１６０の量（数）を確保するための大きさを有する。
　濾過モード時に、原水は、第１弁１１１から薬剤供給部１０３に流入し、第２薬剤分岐部１４１で薬剤路１３２側と第１薬剤分岐部１４０側とに分岐する。薬剤路１３２に流れ、薬剤載置部１３１で薬剤１６０に接触し、薬剤１６０を溶出させた水は、薬剤路１３２の外周を通って回収部１３３に回収された後、第２薬剤流路１３５を通り、第２薬剤分岐部１４１で分岐した水と第１薬剤分岐部１４０において合流する。第１薬剤分岐部１４０で合流した水は、薬剤供給部１０３から分配ヘッド１０５の連通路１５１へと流出する。
　薬剤供給部１０３では、薬剤路１３２の径を小さくし、薬剤路１３２と筐体１３０の内壁面との距離を確保してあるので、筐体１３０内に流下した薬剤１６０の溶けた原水の液面高さを、筐体１３０の高さに対して、１／２程度、またはそれ以下にすることができている。薬剤１６０が溶けた原水が所望の深さで筐体１３０内に貯まることによって、第１薬剤分岐部１４０において原水と混合する割合が調整される。
　また、薬剤載置部１３１で薬剤１６０と接触する原水の流量は、絞り部１３７を流れる原水の流量によって調整できる。すなわち、絞り部１３７の径を調整することで、第２薬剤分岐部１４１で分岐する原水の流量割合を調整することができる。このようにして、合流後の第１薬剤分岐部１４０における薬剤濃度を所望の濃度に調整できる。
　このように、薬剤供給部１０３への原水流入量を所定の範囲内にし、薬剤供給部１０３内の液面を所望の高さにすることによって、薬剤供給部１０３から流出する原水の薬剤濃度を所望の範囲内に調整することができる。
　薬剤載置部１３１には、水溶性で、固形の薬剤１６０が載置されている。薬剤１６０としては、タブレットまたは顆粒状のものを用いることがよい。これにより、薬剤１６０の表面積を大きくでき、安定した薬剤濃度を保つことができるからである。タブレットであれば、直径３０ｍｍ程度で高さ１０～２０ｍｍのもの、顆粒状であれば直径５ｍｍから１５ｍｍのものを使用するとよい。
　薬剤１６０の大きさが小さい場合には、隣り合った薬剤１６０が同時に水に接触して薬剤１６０同士が固着してしまう可能性がある。固着すると、薬剤１６０の下部だけが水に接触して所望の濃度の薬液が得られなくなる可能性がある。また、薬剤１６０の大きさが小さい場合には、薬剤路１３２から供給される水との接触面積が大きくなって所望の濃度の薬液が得られなくなる。そのため、所望の濃度の薬液を供給するため、上述の大きさの薬剤１６０を用いている。
　また、薬剤１６０は、上述のように、原水に含まれる金属イオンを酸化して水に難溶な凝集物を生成する働きをする。薬剤１６０としては、種々の薬剤を用いることができるが、求められる水浄化性能によって、ＰＡＣ（ポリ塩化アルミニウム）等の凝集剤を使用してもよい。原水に対して薬剤１６０を添加する場合、薬剤１６０は水に溶けやすいものがよいが、停止中、および逆洗処理中、すなわち、薬剤１６０の添加を中断しているときには、固形形状を保持し、薬剤載置部１３１から流れ出さないものがよい。本実施の形態では、薬剤１６０としてトリクロロイソシアヌル酸を用いている。
　なお、薬剤供給部１０３の筐体１３０内には、常に空気層が存在するようにするとよい。筐体１３０は密閉空間なので、一旦、空気が無くなり、筐体１３０内が水で満たされると、薬剤１６０が常に水に接触し溶出し続けることになる。本実施の形態の水処理装置１０１では、薬剤供給部１０３の蓋部１３６を取り外した際に筐体３０内に空気が入る構成となっている。この薬剤供給部１０３の蓋部１３６を取り外す作業は、主に、原水に溶出して徐々に減少した薬剤１６０を補充する際に行われる。
　薬剤供給部１０３の各部材としては、薬剤１６０と長時間接する可能性があるので、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）、ＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル）、またはＰＰ（ポリプロピレン）等の、薬剤１６０に対する反応性が低い素材を選ぶとよい。
　一方、薬剤路１３２の部材としては、薬剤載置部１３１を支えるための強度が必要なので、薬剤１６０に対する相性を考慮すると、薬剤路１３２の材質はＰＰよりも強度がある塩化ビニルまたはＡＢＳ（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン）等を選択することが好ましい。
　薬剤路１３２の外径は、基台１３０ａおよび上部カバー１３０ｂの内径の４分の１以下に抑えるとよい。上述のように、薬剤路１３２の外側に薬剤供給後の溶液を一時貯留する空間（回収部１３３）を設けることができ、筐体１３０内の水位が急激に上昇して薬剤載置部１３１まで到達することを抑制できるからである。例えば、基台１３０ａの内径が１３０ｍｍの場合には、外径２５～４０ｍｍ程度の塩ビ（ポリ塩化ビニル）管等を使用するとよい。
　（第３の実施の形態）
　次に、本開示の第３の実施の形態について説明する。
　従来の水処理装置においては、運転モードの切り替えのために複数のバルブおよび分岐部を組み込む必要があり、配管経路が長くなり装置が大きくなる。
　本実施の形態では、機構部品とバルブとの直接接続と、機構部品への分岐部の組み込みとによって、コンパクトな水処理装置を提供する。
　本実施の形態によれば、コンパクトな水処理装置を提供可能である。
　以下、本開示の第３の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
　本実施の形態に係る水処理装置２０１は、井戸水または貯水槽に蓄えられた水を原水とし、この原水に含まれる金属イオンおよび濁質成分を除去する濾過処理と、濾過処理によって系内に蓄積された金属イオンの凝集物、および濁質成分を系外へ排出する逆洗処理と、を行う。
　（１．　水処理装置の全体構成）
　図１３は、本実施の形態の水処理装置２０１の全体構成を示すとともに、濾過モード（濾過処理）時における水の流れを示した概略図である。図１４は、本実施の形態の水処理装置２０１の薬剤供給部２０３、分配ヘッド２０５、濾過部２０２、第１弁２１１、第２弁２１２、第３弁２１３、第４弁２１５、および第５弁２１４の斜視図である。
　図１３、および図１４に示すように、水処理装置２０１は、濾過部２０２と、薬剤供給部２０３と、分配ヘッド２０５と、第１弁２１１と、第２弁２１２と、第３弁２１３と、第４弁２１５と、第５弁２１４と、を有している。
　また、水処理装置２０１に対して原水を送る側の配管を原水流入配管２０７と称し、濾過部２０２で浄化された水を送出する配管を浄水吐出配管２１０と称し、逆洗運転において汚れを排出する配管を排水ドレン配管２０８と称し、リンス処理において逆洗処理時に配管内等に残った異物を排出するリンスドレン配管２０６と称する。
　水処理装置２０１は、濾材を内包した濾過部２０２と、原水に対して薬剤２６０（図１９参照）を添加する薬剤供給部２０３とを有し、濾過部２０２と薬剤供給部２０３とは分配ヘッド２０５を介して接続されている。
　原水流入配管２０７と薬剤供給部２０３とは第１弁２１１で、原水流入配管２０７と分配ヘッド２０５とは第２弁２１２で、薬剤供給部２０３と排水ドレン配管２０８とは第３弁２１３で、分配ヘッド２０５とリンスドレン配管２０６とは第５弁２１４で、分配ヘッド２０５と浄水吐出配管２１０とは第４弁２１５で、それぞれ接続されており、各弁の開閉によって、各部品の流路の連通および遮断を切り替えできる。
　原水流入配管２０７は、原水流入配管２０７に接続された電動ポンプ２０４と、第１弁２１１と、第２弁２１２と、を連通させる分岐部２１６を有しており、第１弁２１１および第２弁２１２の開閉によって原水の通水方向を選択することができる。
　濾過部２０２は、原水から金属イオンおよび濁質成分を除去し、原水を浄化する。濾過部２０２に溜まった汚れを、逆洗処理、およびリンス処理を行って装置外へと排出することで、濾過部２０２を綺麗に保ち、繰り返し使用することが可能になっている。逆洗処理とは、濾過部２０２内で濾過処理とは逆流する方向に原水を流し、汚れを排出する処理である。リンス処理とは、逆洗処理を行った後に、濾過部２０２内に濾過処理時の方向に原水を流し、分離した汚れを装置外へ排出する処理である。
　薬剤供給部２０３は、原水に対して薬剤２６０を添加して、原水に含まれる金属イオンを水に難溶な物質として凝集させる、または濁質成分を凝集させる等の方法により、濾過部２０２において捕集しやすくする働きをする。
　水処理装置２０１に対しては、原水流入配管２０７に接続された電動ポンプ２０４によって原水が送られる。なお、電動ポンプ２０４を使用する代わりに、原水を蓄えた貯水槽を高所に設け、貯水槽と水処理装置２０１との高低差によって原水を水処理装置２０１に送る方法を用いてもよい。また、地域等で共同運営している水道水を水処理装置２０１に直接接続してもよい。本実施の形態では、井戸、貯水槽、または水道等に加え、原水を送り出す装置類を含めて水源と称する。
　電動ポンプ２０４は、井戸水または貯水槽へ蓄えられた水を吸い上げて吐出する、電動機で駆動するポンプであって、例えば、渦巻きポンプ、もしくはタービンポンプ等の遠心ポンプ、渦流ポンプ（カスケードポンプ）、ジェットポンプ、軸流ポンプ、または斜流ポンプ等が用いられる。また、井戸水位が低い場合には、吸い上げ型のポンプではなく、サブマーシブルポンプ等の水中ポンプを用いるとよい。
　一般家庭で電動ポンプ２０４を用いる場合、井戸の深さは、浅井戸であれば１メートルから１０メートル程度、深井戸であれば１０メートルから３０メートル以上あるので、この高さまでポンプで水を吸い上げる必要がある。後段の配管、および水処理装置２０１の損失水頭を考慮すると、２０メートル以上の揚程があるポンプがよく、渦流ポンプまたはジェットポンプ等がより好ましい。
　電動ポンプ２０４で吐出する流量は、例えば、毎分５リットルから１００リットル程度であるが、一般家庭用であれば毎分５リットルから５０リットル程度の流量特性をもつポンプがより好ましい。
　原水流入配管２０７、浄水吐出配管２１０、および排水ドレン配管２０８は、電動ポンプ２０４の水圧に耐えられる材質、および構造であればよい。具体的には、耐久性、および加工のしやすさから、例えば、塩化ビニル樹脂もしくは鋼管、または、これらの複合材料を用いた直管もしくは配管継手を各配管として使用できる。なお、各配管の呼び径は、損失水頭が低くなるよう大きい方が好ましく、例えば呼び径１３から５０ミリメートル、厚みは１から５ミリメートル程度のものが好ましい。電動ポンプ２０４の最大圧に耐えうる部材選定が困難な場合には、電動ポンプ２０４と水処理装置２０１との間に減圧弁、調圧弁、または逃し弁を取り付けるとよい。
　（２．　分配ヘッド）
　次に、図１３、図１５、および図１６を用いて、分配ヘッド２０５の構成について説明する。
　図１３は、本実施の形態の水処理装置２０１の濾過処理時における水の流れを示した概略図である。図１５は、本実施の形態の水処理装置２０１の逆洗処理時における水の流れを示した概略図である。図１６は、本実施の形態の水処理装置２０１のリンス処理時における水の流れを示した概略図である。
　分配ヘッド２０５は、分配ヘッド２０５内に、連通路２５１と、分配ヘッド分岐路２５０と、を有している。
　連通路２５１は、後述する薬剤供給部２０３の薬剤流出口２３８と、後述する濾過部２０２の流入口２２４と、を連通させる通路である。分配ヘッド２０５には、第２弁２１２と、第５弁２１４と、第４弁２１５と、が接続されている。分配ヘッド分岐路２５０は、第２弁２１２と、第５弁２１４と、第４弁２１５と、後述する濾過部２０２の流出口２２５と、を連通させる通路である。各弁の開閉によって、連通路２５１および分配ヘッド分岐路２５０を流れる水の流れる方向を変更することが可能である。
　（３．　全体流路）
　次に、水処理装置２０１の全体流路について説明する。
　［３．１　濾過処理時の流路］
　図１３に示すように、濾過処理時は、第１弁２１１を連通し、第２弁２１２を遮断し、第３弁２１３を遮断し、第５弁２１４を遮断し、第４弁２１５を連通することにより、以下のように原水が通過する。
　原水流入配管２０７→第１弁２１１→第１薬剤分岐部２４０（薬剤供給部２０３内）→連通路２５１（分配ヘッド２０５内）→濾過部２０２（流入口２２４→流出口２２５）→分配ヘッド分岐路２５０（分配ヘッド２０５内）→第４弁２１５→浄水吐出配管２１０
　薬剤供給部２０３および濾過部２０２の作用および流路に関する詳細な説明については後述するが、濾過処理時に「第１弁２１１→第１薬剤分岐部２４０→分配ヘッド２０５」の順に原水が通過する際に、薬剤供給部２０３内で薬剤２６０が添加され、「流入口２２４→流出口２２５」の順に原水が通過する際に、濾過部２０２内で原水の汚れが捕集される。
　［３．２　逆洗処理時の流路］
　図１５に示すように、逆洗処理時は、第１弁２１１を遮断し、第２弁２１２を連通し、第３弁２１３を連通し、第５弁２１４を遮断し、第４弁２１５を遮断することで、以下のように原水が通過する。
　原水流入配管２０７→第２弁２１２→分配ヘッド分岐路２５０（分配ヘッド２０５内）→濾過部２０２（流出口２２５→流入口２２４）→連通路２５１（分配ヘッド２０５内）→第１薬剤分岐部２４０（薬剤供給部２０３内）→第３弁２１３→排水ドレン配管２０８
　詳しくは後述するが、逆洗処理時に「流出口２２５→流入口２２４」の順に水が流れることにより、濾過部２０２内の汚れが排出される。
　また、逆洗処理を行う際には、大きな流量を必要とする。すなわち、水処理装置２０１においては、濾過処理時の流量よりも逆洗処理時の流量を大きくしている。一方、濾過処理時には、濾過部２０２の能力により流量を設定する。
　そのため、濾過処理時に通過する配管の一部、具体的には、分配ヘッド分岐路２５０と第４弁２１５との間に、絞り部２８０を設けて、濾過処理時における流量を抑えるようにしている。絞り部２８０は、分配ヘッド２０５内、または、分配ヘッド２０５外のいずれに設けられてもよい。この絞り部２８０と電動ポンプ２０４との組み合わせによって、濾過処理時の流量を所望の設計値に調整している。
　一方、逆洗処理時に通過する配管には、絞り部２８０のような径を小さくした部分がないので、濾過処理時よりも大きな流量を確保し、逆洗処理を効率的に行うことができる（図１５参照）。
　［３．３　リンス処理時の流路］
　本実施の形態の水処理装置２０１は、逆洗処理時に配管内等に残った異物を排出するための「リンス処理」を行うことができる。
　図１６に示すように、リンス処理時は、第１弁２１１を連通し、第２弁２１２を遮断し、第３弁２１３を遮断し、第５弁２１４を連通し、第４弁２１５を遮断することにより、以下のように原水が通過する。
　原水流入配管２０７→第１弁２１１→第１薬剤分岐部２４０（薬剤供給部２０３内）→連通路２５１（分配ヘッド２０５内）→濾過部２０２（流入口２２４→流出口２２５）→分配ヘッド分岐路２５０（分配ヘッド２０５内）→第５弁２１４→リンスドレン配管２０６
　逆洗処理が終わった直後には、濾過部２０２内、および、水処理装置２０１の配管内には、濾過部２０２の逆洗によって洗い出された異物が残っている。そのため、リンス処理によって、これらの異物を排出することができる。
　（４．　濾過部）
　次に、水処理装置２０１の濾過部２０２に関して図１７を用いて説明する。
　図１７は、本実施の形態の水処理装置２０１の濾過部２０２の断面図である。
　濾過部２０２は、上面に開口を有する有底筒状のタンク２２０の内部に濾材と集水管２２１とを有し、原水を通過させて浄化する機能を有する。濾過部２０２の内部の濾材は、主として汚れを濾過するための上層２２２と、整流作用を有する下層２２３とで構成されている。
　上層２２２に用いられる濾材は、活性炭、マンガン砂、またはアンスラサイト等であって、原水水質に合わせて１～４種類程度を層状にして使用する。本実施の形態の濾過部２０２では、この上層２２２を中心として濾過の作用が働く。
　下層２２３に用いられる濾材は、集水管２２１から出入りする水を分散させるための砂利、または穴が粗い樹脂等で構成されている。そして、下層２２３では、最下層に比較的粒径の大きい砂利層が設けられ、水の流れを良くするとともに、集水管２２１の下部から濾材が流出しないようにしている。なお、下層２２３の濾材量は、濾過部２０２の直径の１／２～１倍程度にするとよい。また、上層２２２と下層２２３とを合わせた濾材の充填量は、濾過部２０２の内容積の１／４～４／５倍程度になるようにするとよい。
　濾過部２０２では、上面の開口部に流入口２２４と流出口２２５とが設けられ、流出口２２５は、集水管２２１と接続されている。流入口２２４および流出口２２５は、前述した通り、それぞれ、分配ヘッド２０５の連通路２５１および分配ヘッド分岐路２５０と接続されている。
　［４．１　濾過処理時の濾過部内の流路］
　濾過部２０２内では、濾過処理時には以下のように水が流れ、流出口２２５から浄化された水が得られる。
　流入口２２４→上層２２２→下層２２３→集水管２２１→流出口２２５
　［４．２　逆洗処理時の濾過部内の流路］
　また、濾過部２０２に濾過処理で溜まった汚れを逆洗処理により排出することができる。逆洗処理時には以下のように水が流れ、流入口２２４から汚れが排出される。
　流出口２２５→集水管２２１→下層２２３→上層２２２→流入口２２４
　［４．３　リンス処理時の濾過部内の流路］
　また、リンス処理時には以下のように水が流れ、流出口２２５から汚れが排出される。
　流入口２２４→上層２２２→下層２２３→集水管２２１→流出口２２５
　（５．　薬剤供給部）
　次に、水処理装置２０１の薬剤供給部２０３について、図１３、図１８、図１９、および図２０を用いて説明する。
　図１８は、水処理装置２０１の薬剤供給部２０３、分配ヘッド２０５、濾過部２０２、第１弁２１１、第３弁２１３、および第４弁２１５の平面図である。図１９は、水処理装置２０１の薬剤供給部２０３、分配ヘッド２０５、および、第１弁２１１から第５弁２１４までの図１８におけるＣ―Ｃ断面図である。図２０は、水処理装置２０１の薬剤供給部２０３、分配ヘッド２０５、濾過部２０２、第１弁２１１、第２弁２１２、および第４弁２１５の図１８におけるＤ―Ｄ断面図である。
　薬剤供給部２０３は、その内部に入れられた薬剤２６０によって、原水に含まれる金属イオンの凝集を促進し、濾過部２０２で捕捉しやすくするために設けられている。
　薬剤供給部２０３は、有底筒状の筐体２３０の内部に、薬剤載置部２３１、薬剤路２３２、回収部２３３、第１薬剤流路２３４、および第２薬剤流路２３５を有している。
　筐体２３０は、下部に設けられた椀状の基台２３０ａと、基台２３０ａを覆う略筒形状（筒形状を含む）の上部カバー２３０ｂと、上部カバー２３０ｂの上部の開口を塞ぐ蓋部２３６と、で構成されている。蓋部２３６は、上部カバー２３０ｂの上部の開口に着脱自在に設けられている。
　薬剤載置部２３１は、筐体２３０内の上部に設置される。薬剤路２３２は、筐体２３０の底面から鉛直方向に立ち上がり、薬剤載置部２３１に接続される。回収部２３３は、筐体２３０内の下部であり、薬剤路２３２の外周に設けられている。
　薬剤供給部２０３の基台２３０ａには、第１弁２１１と、第３弁２１３と、が接続されている。薬剤供給部２０３の筐体２３０の内部には、第１弁２１１と第３弁２１３とを連通する流路である第１薬剤流路２３４を有している。
　薬剤供給部２０３の基台２３０ａには、下方に開口した薬剤流出口２３８が設けられている。薬剤供給部２０３の筐体２３０の内部には、薬剤流出口２３８と回収部２３３とを連通する流路である第２薬剤流路２３５が設けられている。なお、薬剤流出口２３８は、分配ヘッド２０５の連通路２５１に接続されている。
　第１薬剤流路２３４は、薬剤路２３２に連通する第２薬剤分岐部２４１を有している。第２薬剤分岐部２４１は、第１弁２１１と、第３弁２１３と、薬剤路２３２と、を連通させる流路である。
　第１薬剤流路２３４は、第１薬剤流路２３４において第２薬剤分岐部２４１よりも第３弁１３側に、第２薬剤流路３５と連通する第１薬剤分岐部２４０を有している。第１薬剤分岐部２４０は、第２薬剤分岐部２４１と、回収部２３３と、第３弁２１３と、薬剤流出口２３８と、を連通させる流路である。
　第１薬剤流路２３４は、第１薬剤流路２３４における第１薬剤分岐部２４０と第２薬剤分岐部２４１との間に、絞り部２３７を有している。絞り部２３７は、第１薬剤流路２３４において断面積が最も小さい流路である。絞り部２３７は、薬剤供給部２０３に流入した原水を第２薬剤分岐部２４１において分岐させ、薬液を必要な濃度に調整するために設けられている。
　薬剤路２３２は、小径の管路であり、上部に薬剤載置部２３１を備えて立設されている。薬剤路２３２は、途中の径を小さくし、薬剤載置部２３１を薬剤路２３２の上部に設けることによって、原水を所望の流量で薬剤２６０と接触させることを実現している。薬剤載置部２３１は、原水の流量に対して所望の濃度の薬液が得られるよう、置く薬剤２６０の量（数）を確保するための大きさを有する。
　濾過モード（濾過処理）時に、原水は、第１弁２１１から薬剤供給部２０３に流入し、第２薬剤分岐部２４１で薬剤路２３２側と第１薬剤分岐部２４０側とに分岐する。薬剤路２３２に流れ、薬剤載置部２３１で薬剤２６０に接触し、薬剤２６０を溶出させた水は、薬剤路２３２の外周を通って回収部２３３に回収された後、第２薬剤流路２３５を通り、第２薬剤分岐部２４１で分岐した水と第１薬剤分岐部２４０において合流する。第１薬剤分岐部２４０で合流した原水は、薬剤供給部２０３から分配ヘッド２０５の連通路２５１へと流出する。
　薬剤供給部２０３では、薬剤路２３２の径を小さくし、薬剤路２３２と筐体２３０の内壁面との距離を確保してあるので、筐体２３０内に流下した薬剤２６０の溶けた原水の液面高さを、筐体２３０の高さに対して、１／２程度、またはそれ以下にすることができている。薬剤２６０が溶けた原水が所望の深さで筐体２３０内に貯まることによって、第１薬剤分岐部２４０において原水と混合する割合が調整される。
　また、薬剤載置部２３１で薬剤２６０と接触する原水の流量は、絞り部２３７を流れる原水の流量によって調整できる。すなわち、絞り部２３７の径を調整することで、第２薬剤分岐部２４１で分岐する原水の流量割合を調整することができる。このようにして、合流後の第１薬剤分岐部２４０における薬剤濃度を所望の濃度に調整できる。
　このように、薬剤供給部２０３への原水流入量を所定の範囲内にし、薬剤供給部２０３内の液面を所望の高さにすることによって、薬剤供給部２０３から流出する原水の薬剤濃度を所望の範囲内に調整することができる。
　薬剤載置部２３１には、水溶性で、固形の薬剤２６０が載置されている。薬剤２６０としては、タブレットまたは顆粒状のものを用いることがよい。これにより、薬剤２６０の表面積が大きくでき、安定した薬剤濃度を保つことができるからである。タブレットであれば、直径３０ｍｍ程度で高さ１０～２０ｍｍのもの、顆粒状であれば直径５ｍｍから１５ｍｍのものを使用するとよい。
　薬剤２６０の大きさが小さい場合には、隣り合った薬剤２６０が同時に水に接触して薬剤２６０同士が固着してしまう可能性がある。固着すると、薬剤２６０の下部だけが水に接触して所望の濃度の薬液が得られなくなる可能性がある。また、薬剤２６０の大きさが小さい場合には、薬剤路２３２から供給される水との接触面積が大きくなって所望の濃度の薬液が得られなくなる。そのため、所望の濃度の薬液を供給するため、上述の大きさの薬剤２６０を用いている。
　また、薬剤２６０は、上述のように、原水に含まれる金属イオンを酸化して水に難溶な凝集物を生成する働きをする。薬剤２６０としては、種々の薬剤を用いることができるが、求められる水浄化性能によって、ＰＡＣ（ポリ塩化アルミニウム）等の凝集剤を使用してもよい。原水に対して薬剤２６０を添加する場合、薬剤２６０は、水に溶けやすいものがよいが、停止中、および逆洗処理中、すなわち、薬剤２６０の添加を中断しているときには、固形形状を保持し、薬剤載置部２３１から流れ出さないものがよい。本実施の形態では、薬剤２６０としてトリクロロイソシアヌル酸を用いている。
　なお、薬剤供給部２０３の筐体２３０内には、常に空気層が存在するようにするとよい。筐体２３０は密閉空間なので、一旦、空気が無くなり、筐体２３０内が水で満たされると、薬剤２６０が常に水に接触して溶出し続けることになる。本実施の形態の水処理装置２０１では、薬剤供給部２０３の蓋部２３６を取り外した際に筐体２３０内に空気が入る構成となっている。この薬剤供給部２０３の蓋部２３６を取り外す作業は、主に、原水に溶出して徐々に減少した薬剤２６０を補充する際に行われる。
　薬剤供給部２０３の各部材としては、薬剤２６０と長時間接する可能性があるので、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）、ＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル）、またはＰＰ（ポリプロピレン）等の、薬剤２６０に対する反応性が低い素材を選ぶとよい。
　一方、薬剤路２３２の部材としては、薬剤載置部２３１を支えるための強度が必要なので、薬剤２６０に対する相性を考慮すると、薬剤路２３２の材質はＰＰよりも強度がある塩化ビニルまたはＡＢＳ（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン）等を選択することが好ましい。
　薬剤路２３２の外径は、基台２３０ａおよび上部カバー２３０ｂの内径の４分の１以下に抑えるとよい。上述のように、薬剤路２３２の外側に薬剤供給後の溶液を一時貯留する空間（回収部２３３）を設けることができ、筐体２３０内の水位が急激に上昇して薬剤載置部２３１まで到達することを抑制できるからである。例えば、基台２３０ａの内径が１３０ｍｍの場合、外径２５～４０ｍｍ程度の塩ビ（ポリ塩化ビニル）管等を使用するとよい。
　本開示にかかる水処理装置１は、安定した濃度の薬液が供給可能で、濾過性能が安定した水処理装置であるため、井戸水または貯留水の浄化に使用される家庭用小型水処理装置等として有用である。
　１　　水処理装置
　２　　濾過部
　３　　薬剤供給部
　４　　電動ポンプ
　５　　分配ヘッド
　６　　リンスドレン配管
　７ａ　　第１原水流入配管
　７ｂ　　第２原水流入配管
　８　　排水ドレン配管
　１０　　浄水吐出配管
　１１　　第１弁
　１２　　第２弁
　１３　　第３弁
　１４　　第４弁
　１５　　第５弁
　２０　　タンク
　２１　　集水管
　２２　　上層
　２３　　下層
　２４　　流入口
　２５　　流出口
　３０　　筐体
　３０ａ　　基台
　３０ｂ　　上部カバー
　３１　　薬剤載置部
　３２　　薬剤路
　３３　　回収部
　３４　　第１薬剤流路
　３５　　第２薬剤流路
　３６　　蓋部
　３７　　絞り部
　３８　　薬剤流出口
　４０　　第１薬剤分岐部
　４１　　第２薬剤分岐部
　５１　　第１連通路
　５２　　第２連通路
　６０　　薬剤
　８０　　第１絞り部
　８１　　第２絞り部
　９０　　第１分離部
　９１　　第２分離部
　１０１　　水処理装置
　１０２　　濾過部
　１０３　　薬剤供給部
　１０４　　電動ポンプ
　１０５　　分配ヘッド
　１０６　　浄水吐出配管
　１０７　　原水流入配管
　１０８　　排水ドレン配管
　１０９　　分岐部
　１１１　　第１弁
　１１２　　第２弁
　１１３　　第３弁
　１１４　　第４弁
　１２０　　タンク
　１２１　　集水管
　１２２　　上層
　１２３　　下層
　１２４　　流入口
　１２５　　流出口
　１３０　　筐体
　１３０ａ　　基台
　１３０ｂ　　上部カバー
　１３１　　薬剤載置部
　１３２　　薬剤路
　１３３　　回収部
　１３４　　第１薬剤流路
　１３５　　第２薬剤流路
　１３６　　蓋部
　１３７　　絞り部
　１３８　　薬剤流出口
　１４０　　第１薬剤分岐部
　１４１　　第２薬剤分岐部
　１５０　　分配ヘッド分岐路
　１５１　　連通路
　１６０　　薬剤
　２０１　　水処理装置
　２０２　　濾過部
　２０３　　薬剤供給部
　２０４　　電動ポンプ
　２０５　　分配ヘッド
　２０６　　リンスドレン配管
　２０７　　原水流入配管
　２０８　　排水ドレン配管
　２１０　　浄水吐出配管
　２１１　　第１弁
　２１２　　第２弁
　２１３　　第３弁
　２１４　　第５弁
　２１５　　第４弁
　２１６　　分岐部
　２２０　　タンク
　２２１　　集水管
　２２２　　上層
　２２３　　下層
　２２４　　流入口
　２２５　　流出口
　２３０　　筐体
　２３０ａ　　基台
　２３０ｂ　　上部カバー
　２３１　　薬剤載置部
　２３２　　薬剤路
　２３３　　回収部
　２３４　　第１薬剤流路
　２３５　　第２薬剤流路
　２３６　　蓋部
　２３７　　絞り部
　２３８　　薬剤流出口
　２４０　　第１薬剤分岐部
　２４１　　第２薬剤分岐部
　２５０　　分配ヘッド分岐路
　２５１　　連通路
　２６０　　薬剤
　２８０　　絞り部

Claims (14)

  1. 水源からの原水を濾過して浄水として取り出す水処理装置であって、
    前記水源から前記水処理装置に前記原水を供給する原水流入配管と、
    前記原水流入配管から供給される前記原水に薬剤を供給する薬剤供給部と、
    濾材を有する濾過部と、
    前記原水流入配管と、前記濾過部と、前記薬剤供給部と、を連通する流路を有する分配ヘッドと、
    前記分配ヘッドから前記濾過部で濾過された後の処理水を取り出す浄水吐出配管と、
    前記薬剤供給部から前記濾過部を洗浄した逆洗水を取り出す排水ドレン配管と、
    前記原水流入配管と前記薬剤供給部とを接続する第１弁と、
    前記原水流入配管と前記分配ヘッドとを接続する第２弁と、
    前記薬剤供給部と前記排水ドレン配管とを接続する第３弁と、
    前記分配ヘッドと前記浄水吐出配管とを接続する第４弁と、を備え、
    濾過処理時には、
    　前記第１弁は、前記原水流入配管と前記薬剤供給部とを連通し、
    　前記第２弁は、前記原水流入配管と前記分配ヘッドとを遮断し、
    　前記第３弁は、前記薬剤供給部と前記排水ドレン配管とを遮断し、
    　前記第４弁は、前記分配ヘッドと前記浄水吐出配管とを連通し、
    逆洗処理時には、
    　前記第１弁は、前記原水流入配管と前記薬剤供給部とを遮断し、
    　前記第２弁は、前記原水流入配管と前記分配ヘッドとを連通し、
    　前記第３弁は、前記薬剤供給部と前記排水ドレン配管とを連通し、
    　前記第４弁は、前記分配ヘッドと前記浄水吐出配管とを遮断する、
    水処理装置。
  2. 前記原水流入配管は、第１原水流入配管と第２原水流入配管とを有し、
    前記第１弁は、前記第１原水流入配管と前記薬剤供給部とを接続し、
    前記第２弁は、前記第２原水流入配管と前記分配ヘッドとを接続し、
    前記薬剤供給部と前記濾過部とは前記分配ヘッドによって接続され、
    前記分配ヘッドは、内部に、
    　前記濾過部と前記薬剤供給部とを連通する第１連通路と、
    　前記濾過部および前記浄水吐出配管、ならびに、前記濾過部および前記第２原水流入配管を連通する第２連通路と、を有する、
    請求項１に記載の水処理装置。
  3. 前記分配ヘッドは前記濾過部の上部に配置され、
    前記薬剤供給部は前記分配ヘッドの上部に配置され、
    前記薬剤供給部と、前記分配ヘッドと、前記濾過部と、が一体的に形成される、
    請求項２に記載の水処理装置。
  4. 前記第２連通路に接続され、前記濾過部を前記逆洗処理時に配管内に残った異物を前記第２連通路から排出するリンスドレン配管と、
    前記リンスドレン配管に設けられる第５弁と、をさらに備え、
    前記濾過処理時および前記逆洗処理時には、前記第５弁が閉じられ、
    前記逆洗処理時に前記配管内に残った異物を排出するリンス処理時には、前記第１弁と前記第５弁とが開かれ、前記第２弁と前記第３弁と前記第４弁とが閉じられる、
    請求項２または請求項３に記載の水処理装置。
  5. 前記排水ドレン配管において、前記第３弁と前記薬剤供給部との間に第１分離部が設けられ、
    前記リンスドレン配管において、前記第５弁と前記第２連通路との間に第２分離部が設けられる、
    請求項４に記載の水処理装置。
  6. 前記第１原水流入配管は、前記薬剤供給部から側面視での左右方向における一方側へ延び、
    前記第２原水流入配管は、前記分配ヘッドから前記左右方向における前記一方側へ延び、
    前記排水ドレン配管は、前記薬剤供給部から前記左右方向における前記一方側とは反対の他方側へ延び、
    前記リンスドレン配管は、前記分配ヘッドから前記左右方向における前記他方側へ延びる、
    請求項４に記載の水処理装置。
  7. 前記第１弁は前記第２弁の上方に配置され、
    前記第３弁は前記第５弁の上方に配置される、
    請求項６に記載の水処理装置。
  8. 前記分配ヘッドは、前記薬剤供給部と前記濾過部とを接続する、
    請求項１に記載の水処理装置。
  9. 前記薬剤供給部内に、前記第１弁と、前記第３弁と、前記分配ヘッドと、を連通させる第１薬剤分岐部を備える、
    請求項８に記載の水処理装置。
  10. 前記濾過部は、前記濾過部内と前記濾過部外とを連通する流入口および流出口を有し、
    前記分配ヘッドは、
    　前記薬剤供給部と、前記濾過部の前記流入口と、を連通させる連通路と、
    　前記第２弁と、前記第４弁と、前記濾過部の前記流出口と、を連通させる分配ヘッド分岐路と、を有する、
    請求項８または請求項９に記載の水処理装置。
  11. 前記分配ヘッドは、前記薬剤供給部と前記濾過部とを接続し、
    前記分配ヘッドから前記濾過部の前記逆洗処理時に配管内に残った異物を排出するリンスドレン配管と、
    前記分配ヘッドと前記リンスドレン配管とを接続する第５弁と、
    をさらに備え、
    前記濾過処理時には、
    　前記第５弁によって、前記分配ヘッドと前記リンスドレン配管とを遮断し、
    前記逆洗処理時には、
    　前記第５弁によって、前記分配ヘッドと前記リンスドレン配管とを遮断し、
    リンス処理時には、
    　前記第５弁によって、前記分配ヘッドと前記リンスドレン配管とを連通する、
    請求項１に記載の水処理装置。
  12. 前記薬剤供給部内に、前記第１弁と、前記第３弁と、前記分配ヘッドと、を連通させる第１薬剤分岐部を有する、
    請求項１１に記載の水処理装置。
  13. 前記濾過部は、前記濾過部内と前記濾過部外とを連通する流入口と流出口とを有し、
    前記分配ヘッドは、
    　前記薬剤供給部と、前記濾過部の前記流入口と、を連通させる連通路と、
    　前記第２弁と、前記第４弁と、前記第５弁と、前記濾過部の前記流出口と、を連通させる分配ヘッド分岐路と、を有する、
    請求項１１または請求項１２に記載の水処理装置。
  14. 前記分配ヘッド分岐路と前記第４弁との間に、絞り部を有する、
    請求項１３に記載の水処理装置。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS482766Y1 (ja) * 1969-02-27 1973-01-24
JPS63111911A (ja) * 1986-10-30 1988-05-17 Miura Co Ltd 洗浄・消毒機能を有する自動逆洗システム
US6413423B1 (en) * 2000-04-17 2002-07-02 Kemp E. Falkner Liquid treatment apparatus with backwash flow control valve
JP2017148756A (ja) * 2016-02-26 2017-08-31 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 水処理装置
JP2018143910A (ja) * 2017-03-01 2018-09-20 株式会社ノーリツ ろ過装置およびろ過システム
JP2021023832A (ja) * 2019-07-31 2021-02-22 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 水処理装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS482766Y1 (ja) * 1969-02-27 1973-01-24
JPS63111911A (ja) * 1986-10-30 1988-05-17 Miura Co Ltd 洗浄・消毒機能を有する自動逆洗システム
US6413423B1 (en) * 2000-04-17 2002-07-02 Kemp E. Falkner Liquid treatment apparatus with backwash flow control valve
JP2017148756A (ja) * 2016-02-26 2017-08-31 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 水処理装置
JP2018143910A (ja) * 2017-03-01 2018-09-20 株式会社ノーリツ ろ過装置およびろ過システム
JP2021023832A (ja) * 2019-07-31 2021-02-22 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 水処理装置

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