JP2000042581A

JP2000042581A - 水質浄化装置

Info

Publication number: JP2000042581A
Application number: JP22865698A
Authority: JP
Inventors: Noriaki Otsuka; 典彰大塚; Daisuke Tanabe; 大輔田辺; Hideaki Ikeda; 英明池田
Original assignee: Tokico Ltd
Current assignee: Tokico Ltd
Priority date: 1998-07-29
Filing date: 1998-07-29
Publication date: 2000-02-15

Abstract

(57)【要約】【課題】曝気させても完全には解消できなかった微生
物膜と汚泥等による目詰まりを解消し、水質浄化装置の
浄化能力の低下を防止し、もって処理部の寿命を延ば
す。【解決手段】処理部の洗浄を行う前に当該処理部中の
被処理水の通過を所定時間停止することにより当該処理
部内に担持されている好気性微生物への栄養供給を絶
ち、または当該微生物を死滅させる気体で曝気すること
により当該微生物を死滅させることによって微生物膜と
汚泥等による目詰まりを取れ易くし、処理部内の洗浄が
容易に行えるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、水質浄化装置に係わ
り、例えば湖沼、池、ダム、溜池、河川、用水路などの
汚染水域において、好気性微生物を接触濾過材に担持さ
せた処理部を用いて富栄養化を抑制することにより、前
記汚染水域を対象水域ごとに浄化する水質浄化装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】湖沼、池、ダム、溜池、河川、用水路な
どの水域において、水質汚染対策として水を浄化する水
質浄化装置を設置することが行われている。このような
水質浄化装置は、水中に処理部を設置または吊下し、被
処理水を強制的に処理部中に通過させることにより処理
部中の接触濾過材に担持された好気性微生物により浄化
処理対象水域の被処理水の浄化処理を行う。さらに浄化
処理された被処理水は該処理部内に設けられた集水管内
に集水孔を通過して集水される。集水された被処理水
は、該集水管内に設けられた第１の空気噴出手段による
エアリフト作用によって集水管内を上昇し、処理部の上
方に吐出させられることによって浄化水として浄化処理
対象水域に還元される。

【０００３】このような浄化処理の繰り返しによって、
処理部内には被処理水とともに水中懸濁物も流入すると
ともに、処理部内に担持される好気性微生物が繁殖する
ため、接触濾過材にはこの水中懸濁物および過大に成長
・繁殖した微生物により目詰まりが生じる。この目詰ま
りにより、該処理部内への被処理水の吸込抵抗が増大し
て処理部の通過水量が減少し、接触濾過材に担持されて
いる好気性微生物による浄化能力を低下させてしまうと
いう問題がある。

【０００４】このような問題を解決するために、処理部
底層部に第２の空気噴出手段を設け、前記処理部内を曝
気させて底層部から接触濾過材に空気（気泡）を衝突等
させることにより処理部内の水中懸濁物および過大に成
長・繁殖した微生物に起因する目詰まりを取り除く洗浄
が従来から行われている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、目詰まりの
原因のうち、接触濾過材に担持されている好気性微生物
の微生物膜が成長して付着し、さらにこの微生物膜に汚
泥などが付着して固まって引き起こされる目詰まりの場
合には、処理部底層部から曝気させても完全には当該目
詰まりが解消できず、水質浄化装置の浄化能力が低下す
るという問題がある。また、この状態が反復継続される
と、次第に処理部の目詰まりが解消できなくなり、処理
部の寿命が短くなってしまうという問題がある。本発明
は、微生物膜と汚泥等による目詰まりを解消し、もって
水質浄化装置の浄化能力の低下を防止し、処理部の寿命
を延ばすことを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、本発明は、水質浄化装置において、処理部の洗
浄時に接触濾過材に担持された微生物を死滅させる微生
物死滅手段を設けたことを特徴とする。また、前記微生
物死滅手段は、前記ポンプ手段と前記空気噴出手段を両
方とも所定時間停止させることにより前記処理部中への
被処理水の流入を一時的に停止させる一時停止手段であ
ることを特徴とする。また、前記微生物死滅手段は、前
記空気噴出手段より前記処理部中に微生物を死滅させる
気体を噴出させる気体噴出手段であることを特徴とす
る。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明の第１の実施の形態につい
て図１〜図３を参照して説明する。図１および図２は水
質浄化装置を示す図で、１は水質浄化装置本体である。
この水質浄化装置本体１は、処理水域２の水底１１に設
置され被処理水３を浄化処理する浄化処理ユニット４
（図１参照）と、地上に設置される駆動装置６（図２参
照）とから構成されている。

【０００８】まず、図１を参照して浄化処理ユニット４
について説明する。この浄化処理ユニット４は、ステン
レス製等の非腐食性の部材や非腐食処理された鋼板等に
て立方体に形成された外体８を有し、この外体８の下面
はフレーム１０の上面に固定されている。また外体８の
外周面の全てには、多数の流入孔９が形成されている。

【０００９】また、外体８には、集水管１５の一端が挿
入されており、集水管１５の一端１５ａには、被処理水
３が流通可能に側面および上面に集水孔１８が複数形成
された集水部１７が取り付けられている。さらに、集水
管１５の集水部１７が外体８の中心に位置している。浄
化処理ユニット４は、外体８と集水管１５との間に、流
入孔９および集水孔１８より大径の粒径の木炭（接触濾
過材）１９が充填されており、木炭１９には好気性微生
物が担持され、処理部２０が形成されている。

【００１０】２２はリフト管で、このリフト管２２の一
端には流出孔１３が形成されており、リフト管２２の他
端は、集水管１５の他の一端１５ｂと接続されている。
また、リフト管２２内の下部付近には、先端が閉塞され
た空気噴出管２４が挿入されている。そして、この空気
噴出管２４の先端付近の円周方向には、空気噴出孔２６
が形成されている。空気噴出管２４の他の一端は連結管
３７（図２参照）に接続されている。尚、本実施の形態
においてはリフト管２２、空気噴出管２４、空気噴出孔
２６およびコンプレッサ３３により、処理部２０中に被
処理水３を通過させるポンプ手段が形成される。

【００１１】さらに、リフト管２２において、被処理水
３の流れ方向に対し、前記空気噴出孔２６よりも上流側
（すなわち集水管１５側）の下部付近には、一端がリフ
ト管２２内部と連通するようにチューブ４３が取り付け
られており、チューブ４３の他端にはリフト管２２内の
圧力を検出する圧力センサ３４が取り付けられている。
圧力センサ３４はケーブル４４を介してコントローラ３
５に電気的に接続されている。

【００１２】処理部２０の下部には洗浄ノズル４１が設
けられている。この洗浄ノズル４１はフレーム１０に固
定支持され、全長に亘り複数の空気噴出孔４２が形成さ
れている。また、洗浄ノズル４１の一端は連結管３９
（図２参照）に接続されている。尚、本実施の形態にお
いては洗浄ノズル４１、空気噴出孔４２およびコンプレ
ッサ３３により、処理部２０中に空気を噴出させる空気
噴出手段が形成されている。

【００１３】次に、図２を参照して駆動装置６について
説明する。駆動装置６の内部には図２に示すように、空
気を供給するコンプレッサ３３、空気供給通路を切り替
える切換弁３０が設けられ、それぞれがコントローラ３
５に電気的に接続されている。また、コントローラ３５
は太陽電池（図示せず）、バッテリ３１に接続されてお
り、この太陽電池からコンプレッサ３３への電力供給、
バッテリ３１の放充電、および切換弁３０の制御を行う
ようになっている。コンプレッサ３３から供給される圧
縮空気は連結管３６を介して切換弁３０により空気供給
通路を連結管３７、３９のいずれか一方に切り換えられ
る。

【００１４】切換弁３０によりコンプレッサ３３の空気
供給通路が連結管３７と連通している場合には、空気は
連結管３７が連通している空気噴出管２４の空気噴出孔
２６から噴出され、リフト管２２内を上昇して流出孔１
３から流出する。この空気の上昇によりリフト管２２内
の被処理水３が上昇しエアリフトが生じる。このリフト
管２２内の被処理水３の流出により、処理水域２の被処
理水３が外体８の流入孔９から処理部２０内に流入し
て、集水孔１８から集水管１５内に集水される。その
際、処理部２０内の木炭１９に担持された好気性微生物
により、被処理水３中のアオコなどの藻類や有機浮遊物
質、溶解性有機物質などが分解され浄化処理される。そ
して、集水孔１８から集水管１５内に集水された水（浄
化処理された水）は、エアリフトが生じるリフト管２２
内を上昇し、流出孔１３を介して処理水域２に再び流出
される。ここで、被処理水３が処理部２０内を通過する
流速は、処理部２０の厚さ方向に１〜３０ｃｍ／分程度
となるように、空気噴出管２４の空気噴出孔２６から噴
出される空気量が制御されている。

【００１５】一方、切換弁３０により空気供給通路が連
結管３９に連通している場合は、空気は連結管３９が連
通している洗浄ノズル４１の空気噴出孔４２から噴出さ
れ、処理部２０内を上昇して木炭１９に衝突することに
より木炭１９の表面から汚泥などが剥離されて処理部２
０の洗浄を行う。

【００１６】次に、図３を用いて本発明の第１の実施の
形態の水質浄化装置のコントローラ３５が行う制御構成
と、この制御に伴う水質浄化装置の動作について述べ
る。まず、太陽電池から電力がコントローラ３５に供給
されると、コントローラ３５は連結管３６と連結管３７
とを連通するように切換弁３０に信号を出力し（Ｓ
１）、切換弁３０はその信号を受けて連結管３６と連結
管３７とを連通させる。次に、コントローラ３５はコン
プレッサ３３を駆動するよう信号を出力し（Ｓ２）、そ
の信号を受けてコンプレッサ３３は駆動を開始し、圧縮
空気を連通管３６に供給する。これにより、コンプレッ
サ３３から連結管３６を介して連結管３７に供給された
圧縮空気は、空気噴出管２４の空気噴出孔２６から噴出
され、この噴出された空気によりリフト管２２内の水が
上昇するエアリフトが生じ、そのエアリフトにより集水
部１８に吸い込み圧力が発生し、集水孔１９から水が吸
い込まれることによって被処理水３が処理部２０内を通
過することにより浄化処理が行われる。

【００１７】次にコントローラ３５は、圧力センサ３４
により検出したリフト管２２下部における圧力Ｐ（実際
の圧力値）を予め設定した圧力値Ｐ１（処理部２０が洗
浄が必要とされる程目詰まりを起こしている状態におけ
る圧力値）と比較し、処理部２０が目詰まりを起こして
いるかどうかを判断する（Ｓ３）。即ち、処理部２０の
目詰まりが進行するにつれてリフト管２２下部における
実際の圧力値Ｐが低下することを利用し、この圧力値
が、上述の圧力値Ｐ１に低下した場合（Ｐ＜Ｐ１）に処
理部２０が洗浄が必要な程目詰まりを起こしていると判
断する。ここで予め設定した値Ｐ１とは、処理部２０が
目詰まりを起こしている際におけるリフト管２２内の圧
力値のことを示し、この設定圧力値Ｐ１は、実験等によ
り予め求めた値である。

【００１８】上記Ｓ３において目詰まりと判断された場
合、コントローラ３５はコンプレッサ３３を停止するよ
う信号を出力し（Ｓ４）、その信号を受けてコンプレッ
サ３３は停止する。これにより処理部２０内への被処理
水の流入が停止する。その後、コントローラ３５は連結
管３６と連結管３９とを連通するよう切換弁３０に信号
を出力し（Ｓ５）、切換弁３０はその信号を受けて連結
管３６と連結管３７との連通を遮断するとともに、連結
管３６と連結管３９とを連通させる。

【００１９】次に、上記Ｓ５の処理を行ったコントロー
ラ３５は、その内部に有するタイマー（図示せず）のカ
ウントを開始し（Ｓ６）、予め定められた所定時間Ｔ１
にタイマーのカウント値が達したか否かを判断し（Ｓ
７）、達したと判断した場合には後述のＳ８の処理を行
い、また、タイマーのカウント値がＴ１に達していない
と判断した場合にはＳ７を繰り返す。ここで所定時間Ｔ
１は処理部２０内への被処理水３の流入を停止してから
処理部２０内の木炭１９に担持された微生物に栄養が行
き届かず死滅する迄に要する時間であり、この時間Ｔ１
には実験等で予め定められた時間が採用されている。
尚、この時間Ｔ１は、コントローラ３５が有する記憶部
（図示せず）に記憶されている。

【００２０】次に、前述のＳ７において、所定時間Ｔ１
にタイマーのカウント値が達したと判断した場合には、
コントローラ３５はコンプレッサ３３を駆動するよう信
号を出力し（Ｓ８）、その信号を受けてコンプレッサ３
３は駆動し、圧縮空気を連結管３６に供給する。これに
より、コンプレッサ３３から連結管３６を介して連結管
３９に供給された圧縮空気は、洗浄ノズル４１の空気噴
出孔４２から噴出され、この噴出された空気により処理
部２０内が曝気されて木炭１９に気泡を衝突等させるこ
とにより処理部２０内の目詰まりを取り除く洗浄が開始
される。

【００２１】上記Ｓ８においてコンプレッサ３３を駆動
する信号を出力した後、コントローラ３５はタイマーの
カウントを開始し（Ｓ９）、Ｓ９においてタイマーカウ
ントを開始してから処理部２０内の洗浄が完了するのに
充分な時間Ｔ２が経過したか否かを判断し（Ｓ１０）、
時間Ｔ２が経過するまで、このＳ１０の処理を繰り返
す。そして、Ｓ１０において時間Ｔ２が経過したと判断
した場合には、コントローラ３５は連結管３６と連結管
３７とが連通するよう切換弁３０に信号を出力し（Ｓ１
１）、切換弁３０はその信号を受けて連結管３６と連結
管３７とを連通させ、圧縮空気は空気噴出管２４の空気
噴出孔２６から噴出し、エアリフトにより集水孔１９か
ら水が吸い込まれることによって被処理水３が処理部２
０内を通過することにより、ふたたび浄化処理が行われ
る。

【００２２】以上の様に、本実施例の形態による水質浄
化装置は、前記ポンプ手段と前記空気噴出手段を両方と
も所定時間停止させることにより処理部２０中への被処
理水の流入を一時的に停止させる一時停止手段を有する
ので、処理部２０の洗浄時に接触濾過材（木炭）１９に
担持された微生物を効果的に死滅させることができ、処
理部２０の洗浄効率が増大する。

【００２３】次に、前述の第１の実施の形態の水質浄化
装置のコントローラの制御構成の変形例（コントローラ
３５’）を図４のフローチャートを用いて水質浄化装置
の動作とともに説明する。太陽電池から電力がコントロ
ーラ３５’に供給され、水質浄化装置が浄化処理を行
い、コントローラ３５’が処理部２０が目詰まりを起こ
しているかどうかを判断するまでの処理（Ｓ’１〜Ｓ’
３）は前述したコントローラ３５の処理（Ｓ１〜Ｓ３）
と同様であるので、その説明は省略する。

【００２４】Ｓ’３において目詰まりと判断された場
合、コントローラ３５’はコンプレッサ３３を停止する
よう信号を出力し（Ｓ’４）、その信号を受けてコンプ
レッサ３３が停止することにより処理部２０内への被処
理水の流入が停止する。コンプレッサ３３が停止する
と、コントローラ３５’内部のタイマー（図示せず）の
カウントを開始する（Ｓ’５）。そしてＳ’５の処理を
行ったコントローラ３５’は、Ｓ’５においてカウント
を開始したタイマーのカウント値がその内部の記憶部
（図示せず）に記憶された時間Ｔ’１（微生物死滅時
間）に達したか否かを判断する（Ｓ’６）。

【００２５】そしてＳ’６において時間Ｔ’１に達して
いないと判断した場合は時間Ｔ’１に達するまでＳ’６
の判断を繰り返し行う。ここで所定時間Ｔ’１は処理部
２０内への被処理水３の流入を停止してから処理部２０
内の木炭１９に担持された微生物に栄養が行き届かず死
滅する迄に要する時間であり、この時間Ｔ’１には実験
等で予め定められた時間が採用されている。従って、所
定時間Ｔ’１が経過するまでは、処理部２０内への被処
理水３の流入は停止した状態となり、この状態において
は、処理部２０内の被処理水３に含まれる木炭１９に生
息する微生物にとっての栄養分が、微生物自体により消
費されることにより、減少し続ける。これにより、処理
部２０内の被処理水３中の栄養分が不足して、微生物が
死滅することになる。

【００２６】次に、前述のＳ’６において、所定時間
Ｔ’１（微生物死滅時間）にタイマー（図示せず）のカ
ウント値が達したと判断すると、コントローラ３５’は
コンプレッサ３３を駆動するよう信号を出力する（Ｓ’
７）ことによりコンプレッサ３３を駆動し、タイマーの
カウントを開始した後（Ｓ’８）、このカウント値Ｔ’
が、予め定められた所定時間Ｔ’２（圧力安定時間）に
達したか否かを判断し（Ｓ’９）、カウント値Ｔ’が上
記所定時間Ｔ’２に達するまでこのＳ’９の処理を繰り
返す。ここで所定時間Ｔ’２は、コンプレッサ３３の駆
動を開始させ圧縮空気が空気噴出管２４の空気噴出孔２
６から噴出しエアリフトを生じさせてから、リフト管２
２内に生じる圧力Ｐ’が安定するまでの時間であり、こ
の所定時間Ｔ’２はコントローラ３５’内の図示せぬ記
憶部に記憶されている。

【００２７】次に上記Ｓ’９において所定時間Ｔ’２
（圧力安定時間）が経過したと判断すると、コントロー
ラ３５’は圧力センサ３４により検出されたリフト管２
２下部に生じる圧力Ｐ（実際の圧力値）を、目詰まりと
判断したときの圧力Ｐ’１（微生物死滅時の圧力値）と
比較することにより集水部１７付近の微生物膜が剥離し
やすくなっているかどうかを判断する（Ｓ’１０）。こ
こで、圧力Ｐ’１は処理部２０内の微生物が、前述の第
１の実施の形態のコントローラ３５のＳ３において用い
られる圧力値Ｐ１（処理部２０が洗浄が必要とされてい
る程目詰まりを起こしている状態における圧力値）より
も、わずかに高い圧力とされている。即ち、圧力値Ｐ１
と圧力値Ｐ’１との圧力差は、処理部２０内に生息する
微生物がその圧力差分死滅したことを示している。よっ
て、コントローラ３５’は、Ｓ’１０において圧力Ｐ
（実際の圧力値）が、上述の圧力値Ｐ’１よりも高いと
判断した場合には、処理部２０内の微生物がある程度死
滅し、微生物膜が剥離しやすくなっている（洗浄開始時
期）と判断し、連結管３６と連結管３９とを連通するよ
う切換弁３０に信号を出力し（Ｓ’１１）、この信号を
受けて切換弁３０は連結管３６と連結管３９とを連通す
る。これにより、圧縮空気が連結管３６及び連結管３９
を通して洗浄ノズル４１の空気噴出孔４２から噴出さ
れ、この噴出された空気により処理部２０内が曝気され
て木炭１９に気泡が衝突等することにより処理部２０内
の目詰まりを取り除く洗浄が開始される。

【００２８】尚、Ｓ’１０において、圧力Ｐ（実際の圧
力値）が上述の圧力値Ｐ’１よりも高くなっていないと
判断した場合には、処理部２０内の微生物があまり死滅
していないとして更にこの微生物を死滅させるために前
述のＳ’４の処理に移行する。

【００２９】次に、Ｓ’１１の処理を終えたコントロー
ラ３５’は、その内部に有するタイマー（図示せず）の
カウントを開始させ（Ｓ’１２）、このタイマーのカウ
ント値Ｔ’が処理部２０内の洗浄が完了するのに充分な
時間Ｔ’３（洗浄時間）に達したか否かを判断し（Ｓ’
１３）、達していない場合には時間Ｔ’３に達するまで
このＳ’１３の処理を繰り返し、カウント値が時間Ｔ’
３に達したと判断した場合には連結管３６と連結管３７
とを連通するよう切換弁３０に信号を出力し（Ｓ’１
４）、切換弁３０はその信号を受けて連結管３６と連結
管３７とを連通させ、圧縮空気は空気噴出管２４の空気
噴出孔２６から噴出され、エアリフトにより集水孔１９
から水が吸い込まれることによって被処理水３が処理部
２０内を通過し、ふたたび浄化処理が行われる。

【００３０】以上の様に、本変形例の形態による水質浄
化装置は、前記ポンプ手段と前記空気噴出手段を両方と
も所定時間停止させることにより処理部２０中への被処
理水の流入を一時的に停止させる一時停止手段による微
生物死滅手段を有し、かつ圧力センサ３４を用いて処理
部２０内への被処理水の流入の一時停止による処理部２
０内の微生物の死滅の度合いを測定し、微生物がある程
度死滅したことを確認した後に洗浄手段による洗浄を行
うので、処理部２０内の洗浄を効率良く行うことができ
る。

【００３１】尚、本変形例の形態においては、処理部２
０内の微生物がある程度死滅したか否かを、圧力センサ
３４により検出された圧力値を用いて検出しているが、
上記時期は他の方法により検出しても良い。具体的には
処理部２０内の被処理水３中の酸素濃度を検出するＤＯ
センサを処理部２０内に設け、このＤＯセンサにより検
出された酸素濃度が、好気性微生物が生存できないとさ
れる所定の酸素濃度以下となった場合に処理部２０内の
微生物がある程度死滅したと判断する様にしても良い。

【００３２】次に、本発明の第２の実施の形態につい
て、図５〜図９を参照して説明する。図５および図６は
水質浄化装置本体１０１を示す縦断面図および横断面図
である。この水質浄化装置本体１０１は、処理水域１０
２の水底１１１に設置され、被処理水１０３を浄化処理
する浄化処理ユニット１０４（図１参照）と、地上に設
置される駆動装置１０６（図７参照）とから構成されて
いる。

【００３３】まず、浄化処理ユニット１０４について図
５および図６を用いて説明する。浄化処理ユニット１０
４は、ステンレス製等の非腐食性の部材や非腐食処理さ
れた鋼板にて立方体に形成された外体１０８を有し、外
体１０８の上面１０８ａおよび底面１０８ｂには多数の
流入孔１０９が形成され、側面１０８ｃ、１０８ｄ、１
０８ｅ、１０８ｆは上記流入孔１０９の無い状態とされ
ている。この外体１０８はフレーム１１０の上に固定さ
れている。

【００３４】また、外体１０８には、Ｌ字状の集水管１
１５が挿入されており、集水管１１５の一端１１５ａに
は、集水部１１７が接続されている。集水部１１７は、
主管１１７ａと、主管１１７ａに一端が接続された多数
の枝管１１７ｂとから構成されており、枝管１１７ｂに
は被処理水１０３が流通可能に上面および下面に集水孔
１１８が複数形成されている（図６参照）。尚、この集
水部１１７の主管１１７ａの両端は、外体１０８の側面
１０８ｄ、１０８ｆの内側にそれぞれ当接することによ
り閉塞されており、枝管１１７ｂの他端は側面１０８ｃ
または側面１０８ｅに当接することにより閉塞されてい
る。

【００３５】ここで、各枝管１１７ｂに設けられている
各集水孔１１８それぞれの開口面積は、主管１１７ａと
の距離が遠くなるにしたがって大きくなるように（流体
抵抗が小さくなるように）設定されており、これにより
各枝管１１７ｂから均等に被処理水３を集水可能とされ
ている。

【００３６】１２２はリフト管で、このリフト管１２２
の一端には流出孔１１３が形成されており、リフト管１
２２の他端は、集水管１１５の他の一端１１５ｂと内部
が連通するように接続されている。リフト管１２２内の
下部付近には、先端が閉塞された空気噴出管１２４が取
り付けられている。そして、この空気噴出管１２４の先
端付近の円周方向には、空気噴出孔１２６が複数形成さ
れている。空気噴出管１２４の他の一端は後述の浄化用
配管１５４（図７参照）に接続されている。リフト管１
２２、空気噴出管１２４、空気噴出孔１２６および後述
のコンプレッサ１３４により、処理部１２０内に被処理
水１０３を通過させるポンプ手段が形成されている。

【００３７】さらに、リフト管１２２において、リフト
管１２２に流入する浄化された浄化水の流れ方向に対
し、前記空気噴出孔１２６よりも上流側に位置する下部
付近には、一端がこのリフト管１２２内部と連通するよ
うにチューブ１４３が取り付けられており、チューブ１
４３の他端にはリフト管１２２内の圧力を検出する圧力
センサ１４４が取り付けられている。圧力センサ１４４
はケーブル１４５（電線）を介してコントローラ１３５
に電気的に接続されている。

【００３８】浄化処理ユニット１０４には、外体１０８
と集水部１１７との間に、流入孔１０９および集水孔１
１８より大径の粒径の木炭（接触濾過材）１１９が充填
されている。木炭１１９には好気性微生物が担持されて
おり、外体１０８と木炭１１９により処理部１２０が形
成されている。

【００３９】処理部１２０の下部には、洗浄ノズル１４
１が設けられている。この洗浄ノズル１４１はフレーム
１１０に固定支持され、全長にわたって複数の空気噴出
孔１４２が形成されている。また、洗浄ノズルの一端は
後述の洗浄用配管１５６（図７参照）に接続されてい
る。

【００４０】一方、駆動装置１０６の内部には、図７に
示すように、空気を供給するコンプレッサ１３３、１３
４、オゾンガス（微生物を死滅させる気体）を発生する
オゾン発生器１３６、空気供給通路を切り換える第１の
切換弁１３０、第２の切換弁１３１が設けられ、それぞ
れがコントローラ１３５に電気的に接続されている。ま
た、コントローラ１３５は外部電源（図示せず）に接続
されており、この外部電源からの電力供給および制御を
行うようになっている。

【００４１】第１の切換弁１３０は、二つの流入口と一
つの流出口とを有し、二つの流入口のいずれか一方と流
出口とを連通可能に切り換える三方電磁弁が使用されて
おり、上記二つの流入口それぞれには、コンプレッサ１
３３からの圧縮空気を供給する圧縮空気供給管１５２
と、コンプレッサ１３４よりオゾン発生器１３６を介し
て供給されるオゾンを含んだ圧縮空気（オゾンガス）を
供給するオゾンガス供給管１５３とが接続されている。
また、第１の切換弁１３０の流出口には共通配管１５５
が接続されている。

【００４２】また、第２の切換弁１３１は一つの流入口
と二つの流出口を有し、二つの流出口のうち、いずれか
一方の流出口と流入口とを連通可能に切り換える三方電
磁弁が使用されており、流出口には前述の共通配管１５
５が接続されており、二つの流出口それぞれには、浄化
用配管１５４と洗浄用配管１５６とが、それぞれ接続さ
れている。

【００４３】従って、コントローラ１３５により、第１
の切換弁１３０がオゾンガス供給管１５３と共通配管１
５５とを連通するように切り換えられ、かつ、第２の切
換弁１３１が共通配管１５５と浄化用配管１５４とを連
通するように切り換えられている場合には、オゾン発生
器１３６により生成されたオゾンガスはオゾンガス供給
管１５３、共通配管１５５、浄化用配管１５４を介して
空気噴出管１２４の空気噴出孔１２６から噴出され、リ
フト管１２２内を上昇して流出孔１１３から流出する。
この空気の上昇によりリフト管１２２内の被処理水１０
３が上昇するエアリフトが生じる。

【００４４】ここで、空気噴出管１２４から噴出される
空気にはオゾンガスが付加されているため、被処理水１
０３中の非溶解性有機物（藻類等）の一部が溶解性有機
物に変化して、被処理水１０３の生分解性が向上し、処
理部１２０内において生物処理し易くできる。このた
め、浄化能力が向上する。

【００４５】このリフト管１２２内の被処理水１０３の
流出により、図５に矢印で示すように、処理水域１０２
の被処理水１０３が外体１０８の上面１０８ａおよび底
面１０８ｂの流入孔１０９から処理部１２０を通過し
て、集水部１１７の集水孔１１８から集水管１１５内に
集水される。その際、処理部１２０を構成する木炭１１
９に担持された好気性微生物により、被処理水１０３中
のアオコなどの藻類や有機質浮遊物質、溶解性有機物な
どが分解され浄化処理される。そして、浄化処理された
水は、エアリフトが生じるリフト管１２２内を上昇し、
流出孔１１３を介して処理水域１０２に再び流出され、
処理水域１０２の被処理水１０３が還流されて次々に浄
化処理される。

【００４６】ここで、集水部１１７は外体１０８の側面
１０８ｃ、１０８ｄ、１０８ｅ、１０８ｆの内側に当接
するように設けられており、被処理水１０３が外体１０
８の上面１０８ａおよび底面１０８ｂから流入し、処理
部１２０内の断面積変化がないまま集水部１１７に到達
するため、処理部１２０内全体における被処理水１０３
の流速をほぼ一定に保つことができる。また、被処理水
１０３が処理部１２０内を通過する流速は、処理部１２
０の厚さ方向に１〜３０ｃｍ／分程度となるように、空
気噴出管１２４の空気噴出孔１２６から噴出される空気
量が制御されている。

【００４７】一方、コントローラ１３５により第１の切
換弁１３０が圧縮空気供給管１５２と共通配管１５５と
を連通するように切り換えられ、かつ、第２の切換弁１
３１が共通配管１５５と洗浄用配管１５６とを連通する
ように切り換えられている場合には、コンプレッサ１３
３により生成された圧縮空気は、圧縮空気供給管１５
２、共通配管１５５、洗浄用配管１５６を介して洗浄ノ
ズル１４１の空気噴出孔１４２から噴出され、処理部１
２０内を上昇して木炭１１９の表面と空気が接触するこ
とにより木炭１１９表面から汚泥等が付着した生物膜が
剥離され、処理部１２０の洗浄が行われる。

【００４８】ここで、処理部１２０は上面１０８ａと底
面１０８ｂにのみ流入孔１０９が形成されており、側面
１０８ｃ、１０８ｄ、１０８ｅ、１０８ｆには流入孔１
０９が形成されていないので、処理部１２０内の空気
は、側面から処理水域１０２に出ることなく上昇するた
め、図８に矢印で示すように、処理部１２０内を通過す
る水の流れが生じ、この流れにより、処理部１２０内で
剥離された汚泥等が付着した生物膜は処理部１２０外に
放出され、処理部１２０の洗浄がより確実に行われる。

【００４９】また、コントローラ１３５により第１の切
換弁１３０がオゾンガス供給管１５３と共通配管１５５
とを連通するように切り換えられ、かつ、第２の切換弁
１３１が共通配管１５５と洗浄用配管１５６とを連通す
るように切り換えられている場合には、オゾン発生器１
３６で生成されたオゾンガスはオゾンガス供給管１５
３、共通配管１５５、洗浄用配管１５６を介して洗浄ノ
ズル１４１から噴出されるので、このオゾンガスにより
処理部１２０内の微生物の一部が死滅して、生物膜が分
散し易くなり、洗浄ノズル１４１から単に空気を噴出さ
せて処理部１２０を洗浄するのに比べて少ない空気で、
かつ、短時間に処理部１２０の洗浄を行うことができ
る。

【００５０】次に、図９を用いて本発明の第２の実施の
形態の水質浄化装置のコントローラ１３５が行う制御構
成と、この制御に伴う水質浄化装置の動作について述べ
る。まず、太陽電池（図示せず）から電力がコントロー
ラ１３５に供給されると、コントローラ１３５はオゾン
ガス供給管１５３と浄化用配管１５４とを連通するよう
に第１の切換弁１３０および第２の切換弁１３１に信号
を出力し（Ｓ”１）、第１の切換弁１３０および第２の
切換弁１３１はその信号を受けてオゾンガス供給管１５
３と浄化用配管１５４とを連通させる。

【００５１】次に、コントローラ１３５はコンプレッサ
１３４、オゾン発生器１３６を駆動するよう信号を出力
し（Ｓ”２）、その信号を受けてコンプレッサ１３４、
オゾン発生器１３６は駆動を開始し、オゾンガスをオゾ
ンガス供給管１５３に供給する。このオゾンガスは、空
気噴出管１２４の空気噴出孔１２６から噴出され、この
噴出されたオゾンガスによりリフト管１２２内の水が上
昇するエアリフトが生じ、そのエアリフトにより集水部
１１７に吸い込み圧力が発生し、外体１０８の上面１０
８ａおよび下面１０８ｂに設けられた集水孔１１８から
被処理水１０３が吸い込まれ、処理部１２０内で被処理
水１０３が浄化される。

【００５２】次にコントローラ１３５は、圧力センサ１
４４により検出したリフト管１２２下部における圧力Ｐ
（実際の圧力）を予め設定した圧力値Ｐ１と比較し、処
理部１２０の洗浄が必要な程目詰まりを起こしているか
どうかを判断し（Ｓ”３）、目詰まりを起こしていると
判断するまでは、このＳ”３の処理を繰り返す。尚、こ
のＳ”３の処理は、前述の第１の実施の形態におけるＳ
３の処理と同様であるので、ここでの詳述は省略する。

【００５３】上記Ｓ”３において、目詰まりと判断され
た場合、コントローラ１３５はオゾンガス供給管１５３
と洗浄用配管１５６とを連通するよう第１の切換弁１３
０および第２の切換弁１３１に信号を出力し（Ｓ”
４）、第１の切換弁１３０および第２の切換弁１３１は
その信号を受けてオゾンガス供給管１５３と洗浄用配管
１５６とを連通させる。コントローラ１３５はタイマー
Ｓ（図示せず）をリセットし、経過時間Ｔ”のカウント
を開始する（Ｓ”５）。これによりオゾンガスは、オゾ
ンガス供給管１５３、洗浄用配管１５６を通って洗浄ノ
ズル１４１の空気噴出孔１４２から噴出され、処理部１
２０内を上昇して木炭１１９に衝突することにより、木
炭１１９の表面から汚泥等が剥離されるとともに、オゾ
ンガス自体が有している殺菌力により、処理部１２０内
の微生物が死滅させられる。

【００５４】次に、コントローラ１３５は、前述のＳ”
５においてカウントを開始したタイマーのカウント値が
予め定められた所定時間Ｔ”１（微生物死滅時間）に達
したか否かを判断し（Ｓ”６）、このＳ”６において達
したと判断するまでこのＳ”６の処理を繰り返す。ここ
で所定時間Ｔ”１は、オゾンガスが空気噴出孔１４２か
ら噴出され、処理部１２０内の微生物の一部が死滅し
て、生物膜が分散し易くなるのに要する時間であり、こ
の時間Ｔ”１には実験等で予め定められた時間が採用さ
れている。尚、この時間Ｔ”１は、コントローラ１３５
が有する記憶部（図示せず）に記憶されている。

【００５５】次に、前述のＳ”６において、所定時間
Ｔ”１（微生物死滅時間）にタイマーのカウント値が達
したと判断した場合には、コントローラ１３５はコンプ
レッサ１３４、オゾン発生器１３６を停止するよう信号
を出力し（Ｓ”７）、それによりコンプレッサ１３４、
オゾン発生器１３６が停止する。

【００５６】次に、コントローラ１３５は圧縮空気供給
管１５２と共通配管１５５とを連通するように第１の切
換弁１３０に信号を出力し（Ｓ”８）、第１の切換弁１
３０はその信号を受けて圧縮空気供給管１５２と共通配
管１５５とを連通させることにより、圧縮空気供給管１
５２と洗浄用配管１５６とが連通する。次にＳ”８の処
理を終えたコントローラ１３５はコンプレッサ１３３を
駆動するよう信号を出力し（Ｓ”９）、その信号を受け
てコンプレッサ１３３は駆動を開始し、圧縮空気を供給
する。圧縮空気は、圧縮空気供給管１５２、共通配管１
５５、洗浄用配管１５６を通って洗浄ノズル１４１の空
気噴出孔１４２から噴出され、処理部１２０内を上昇し
て木炭１１９に衝突することによって、木炭１１９に付
着した汚泥および前述のＳ”４からＳ”６の処理で行わ
れたオゾンガスの供給により剥離しやすくなった微生物
膜が木炭１１９から剥離することにより、処理部１２０
の洗浄が行われる。

【００５７】次に、前述のＳ”９の処理を終えたコント
ローラ１３５は、予め定められた所定時間Ｔ”２（洗浄
時間）にタイマーのカウント値Ｔが達したか否かを判断
し（Ｓ”１０）、達していないと判断した場合には達す
るまでＳ”１０の処理を繰り返し、達したと判断した場
合にはコンプレッサ１３３を停止するよう信号を出力し
て（Ｓ”１１）、コンプレッサ１３３を停止させ、図９
の制御フローのＳ”１に戻る。これにより、処理部１２
０の洗浄が終了し、再び浄化処理が行われる。

【００５８】なお、本発明の第１の実施の形態の例およ
びその変形例では、微生物死滅手段はポンプ手段と空気
噴出手段を両方とも所定時間停止させることにより処理
部中への被処理水の流入を一時的に停止させる一時停止
手段としているが、これに限るものではなく、たとえば
集水管内部に弁を設けて所定時間当該弁を閉じることに
より処理部中への被処理水の流入を一時的に停止させて
もよく、また外体をシャッター等で所定時間覆うことに
より処理部への被処理水の流入を一時的に停止させても
よい。

【００５９】また、本発明の第２の実施の形態の例では
微生物を死滅させる気体としてオゾンガスを用いている
が、これに限るものではなく、たとえば塩素ガス等を用
いてもよい。

【００６０】また、本発明の実施例では接触濾過材とし
て全て木炭を用いているが、たとえばセラミックス等を
用いてもよい。また、本発明の実施の形態の例では、全
てポンプ手段としてリフト管内のエアリフト作用による
もの（エアリフトポンプ）を用いているが、たとえばス
クリュー等によるポンプを用いてもよい。また、空気噴
出手段として全てコンプレッサによるものを用いている
が、たとえば送風機等を用いてもよい。

【００６１】また、洗浄開始時期の判定として全て圧力
センサによる吸込圧力から判定する方法を用いている
が、たとえばタイマー等を用いて予め設定した期間浄化
処理運転を行ったら洗浄開始時期と判定する方法を用い
ても良く、また処理部を水面から吊下する方式の場合に
は浮子を用いて処理部の重量変化を感知して洗浄開始時
期を判定するようにしても良い。

【００６２】本発明の第１の実施の形態の例とその変形
例によれば、微生物を死滅させる手段としてポンプ手段
と空気噴出手段を両方とも所定時間停止させることによ
り処理部２０への被処理水の流入を停止させることを採
用したので、新たな装置を付加することなく発明を実施
できるので、水質浄化装置のコストを上げずに本発明を
実施することができる。

【００６３】本発明の第２の実施の形態の例によれば、
処理部１２０の洗浄時に初期的に一定時間オゾンガスが
付加された空気を噴出することにより、処理部１２０内
の微生物の一部が死滅し微生物膜が分散し易くなるの
で、短時間に処理部１２０の洗浄を行うことができ、水
質浄化装置の稼働率が向上する。

【００６４】

【発明の効果】本発明の水質浄化装置によれば、以下の
効果がある。（１）処理部の洗浄時に接触濾過材に担持された微生物
を死滅させる微生物死滅手段を設けたことにより、従来
の洗浄方法では取れにくかった処理部の目詰まりを解消
し、水質浄化装置の浄化性能が長期間維持できる。ま
た、処理部の浄化性能が長期間維持できるので、処理部
の交換時期が延び、水質浄化装置のランニングコストが
下がる。（２）請求項２の発明によれば、微生物死滅手段として
ポンプ手段と空気噴出手段を両方とも所定時間停止させ
ることにより処理部中への被処理水の流入を一時的に停
止させる一時停止手段を採用したことにより、別途新た
な装置を必要とせず、水質浄化装置のコストを上げずに
効率良く処理部の洗浄を行える。（３）請求項３の発明によれば、微生物死滅手段として
処理部中に前記空気噴出手段より微生物を死滅させる気
体を噴出させる気体噴出手段を採用したことにより微生
物を積極的に死滅させるので、短時間に処理部の洗浄を
効率よく行うことができ、水質浄化装置の稼働率が向上
する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の水質浄化装置の
浄化処理ユニット４を示す縦断面図である。

【図２】本発明の第１の実施の形態の駆動装置６の形
態を示す構成図である。

【図３】本発明の第１の実施の形態のコントローラ３
５の制御構成を示すフローチャートである。

【図４】本発明の第１の実施の形態の変形例のコント
ローラ３５’の制御構成を示すフローチャートである。

【図５】本発明の第２の実施の形態の水質浄化装置の
浄化処理ユニット１０４を示す縦断面図である。

【図６】本発明の第２の実施の形態の水質浄化装置の
浄化処理ユニット１０４を示す横断面図である。

【図７】本発明の第２の実施の形態の駆動装置１０６
の形態を示す構成図である。

【図８】本発明の第２の実施の形態の水質浄化装置の
浄化処理ユニット１０４の洗浄動作を示す縦断面図であ
る。

【図９】本発明の第２の実施の形態のコントローラ１
３５の制御構成を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１水質浄化装置本体２処理水域３被処理水４浄化処理ユニット６駆動装置１５集水管１５ａ集水管の一端１５ｂ集水管の他の一端１７集水部１８集水孔１９木炭（接触濾過材）２０処理部２２リフト管（ポンプ手段）２４空気噴出管（ポンプ手段）２６空気噴出孔（ポンプ手段）３０切換弁３３コンプレッサ３４圧力センサ３５コントローラ３６連結管３７連結管３９連結管４１洗浄ノズル（空気噴出手段）４２空気噴出孔（空気噴出手段）４３チューブ４４ケーブル１０１水質浄化装置１０２処理水域１０３被処理水１０４浄化処理ユニット１０６駆動装置１１５集水管１１５ａ集水管の一端１１５ｂ集水管の他の一端１１７集水部１１７ａ集水部主管１１７ｂ集水部枝管１１８集水孔１１９木炭（接触濾過材）１２０処理部１２２リフト管（ポンプ手段）１２４空気噴出管（ポンプ手段）１２６空気噴出孔（ポンプ手段）１３０第１の切換弁１３１第２の切換弁１３３、１３４コンプレッサ１３５コントローラ１３６オゾン発生器（微生物死滅気体生成手段）１４１洗浄ノズル（空気噴出手段）１４２空気噴出孔（空気噴出手段）１５２圧縮空気供給管１５３オゾンガス供給管１５４浄化用配管１５５共通配管１５６洗浄用配管

フロントページの続き (72)発明者池田英明神奈川県川崎市川崎区富士見１丁目６番３号トキコ株式会社内Ｆターム(参考） 4D003 AA01 BA07 DA21 DA29 DA30 EA01 EA06 EA24 EA25 FA05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被処理水中に配置され、内部に接触濾過
材が収容された処理部と、この処理部中に被処理水を通
過させるポンプ手段と、前記処理部中に空気を噴出させ
る空気噴出手段とからなり、空気噴出手段より噴出され
る空気により前記処理部を洗浄する水質浄化装置におい
て、前記処理部の洗浄時に接触濾過材に担持された微生
物を死滅させる微生物死滅手段を設けたことを特徴とす
る水質浄化装置。
【請求項２】前記微生物死滅手段は、前記ポンプ手段
と前記空気噴出手段を両方とも所定時間停止させること
により前記処理部中への被処理水の流入を一時的に停止
させる一時停止手段であることを特徴とする請求項１記
載の水質浄化装置。
【請求項３】前記微生物死滅手段は、前記空気噴出手
段より前記処理部中に微生物を死滅させる気体を噴出さ
せる気体噴出手段であることを特徴とする請求項１記載
の水質浄化装置。