JP2000176485A

JP2000176485A - 水流分散板及び該水流分散板を備えた静水域用浄化装置

Info

Publication number: JP2000176485A
Application number: JP10362107A
Authority: JP
Inventors: Norihiko Hirano; 平野徳彦
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-12-21
Filing date: 1998-12-21
Publication date: 2000-06-27

Abstract

(57)【要約】【課題】上昇流を均等に周方向に分散させるために好
適な水流変換部材である水流分散板及びこの水流分散板
を設けた水流分散板を備えた静水域用浄化装置の提供。【解決手段】池等１０又は浄化槽１内に沈設された中
空の水中筒４（４ａ、４ｂ）の下方からオゾンガス１２
を吐出して、前記水中筒４（４ａ、４ｂ）に沿う上昇流
１１２、ａを生ぜしめ、前記水中筒４（４ａ、４ｂ）周
辺に対流を形成する構成の静水域用浄化装置に、前記上
昇流１１２、ａが衝突するように前記水中筒４（４ａ、
４ｂ）上方に配設されて、前記上昇流１１２、ａを、前
記水中筒の周囲に均等に分散する分散流１１３、ｄに変
換する水流分散板８（８ａ、８ｂ）を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、池や湖沼等の静水
域の水質浄化を行うために適した静水域用浄化装置に使
用される水流変換用の水流分散板及び該水流分散板を備
えた静水域用浄化装置に関する。

【０００２】更に詳細には、水中に沈設された中空の水
中筒の下方からオゾン等のガスを吐出して、前記水中筒
に沿う上昇流を生ぜしめ、前記水中筒周辺に対流を形成
する構成の静水域用浄化装置において、前記上昇流が衝
突するように前記水中筒上方に配設されて、前記上昇流
を周囲に均等に分散する分散流に変換するための水流分
散板及び該水流分散板が配設された水流分散板を備えた
静水域用浄化装置に関する。

【０００３】

【従来の技術】従来から使用されている池や湖沼等の静
水域の水質を浄化するための装置として、水中ポンプ等
の動力装置を水中に設置するという構成を備えた大型の
濾過装置等がある。しかしながら、この動力装置を水中
に設置するという技術では、動力装置の設置作業に労力
を要するだけでなく、メンテナンス作業も困難となって
しまう。

【０００４】そこで、動力装置であるオゾン発生供給装
置を陸上に設置し、該オゾン発生供給装置から供給され
るオゾンガスを、水中に沈設した中空の水中筒の下方へ
導入することによって、前記水中筒に沿う上昇流を生ぜ
しめ、下層水を水中筒内に巻き込んで上層へ上昇させる
対流を形成する構成の静水域用浄化装置が開発されてい
る（実開平６−３９１９６号報等）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来技術では、上昇流が水中筒から吐出されるだけの構成
であるため、該上昇流を該水中筒周辺に均等に分散させ
ることが困難であり、下層水と上層水の間の対流形成効
率が良くなかった。

【０００６】そこで、本発明は、水中筒内を上昇して吐
出される上昇流を水中筒周辺に均等に分散させるために
好適な水流変換部材である水流分散板及びこの水流分散
板を設けた水流分散板を備えた静水域用浄化装置を提供
することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、以下の手段を採用する。

【０００８】請求項１では、水中に沈設された中空の水
中筒の下方からオゾンガスを吐出して、前記水中筒に沿
う上昇流を生ぜしめ、前記水中筒周辺に対流を形成する
構成の静水域用浄化装置において、前記上昇流が衝突す
るように前記水中筒上方に、前記上昇流を周囲に均等に
分散する分散流に変換する水流分散板を設ける。この手
段によれば、水流分散板の内面に対して、オゾンガスの
浮力により水中筒に沿って上昇してきた上昇流が衝突す
ると、該上昇流は水中筒の周囲に均等に分散する水流に
変換され、下層水と上層水の間の対流が効率よく形成さ
れる。

【０００９】とくに、請求項２では、請求項１記載の水
流分散板を、周縁部が下方に裾広がるように形成して、
笠状の形態を備えるようにしたので、水流分散板に衝突
する水流には、求心作用が生じるため、上昇流は水中筒
の周囲に均等に分散する水流（分散流）に確実に変換さ
れる。

【００１０】請求項３では、請求項２記載の水流分散板
の外口径を前記水中筒の外口径よりも大きく形成する。
この手段によれば、水面に浮上してきた上昇流を、水流
分散板の外側に逃がすことなく確実に捕捉して、分散流
に変換することが可能となる。とくに、前記水中筒が揺
動することによって上昇流の浮上位置が左右方向に多少
ずれてしまった場合でも、水流分散板で上昇流を確実に
捕捉することができる。

【００１１】請求項４では、請求項２又は３記載の水流
分散板の上面にフロート部材を配設することによって、
前記水流分散板が水面に設置されたときに、その周縁部
が水没するように配設する。この手段によれば、周縁部
が水没しているので、水面に浮上してきた上昇流が水面
で自然分散してしまう前に、上昇流を水面付近で捕捉し
て（衝突させて）、水面近くに均等な分散流を形成す
る。

【００１２】請求項５では、請求項１から４のいずれか
に記載の水流分散板を、前記水流分散板の周囲に配設し
た浮力体に連結固定する。この手段によれば、水流分散
板が水平方向に固定されているので、上昇流による押上
げ力によっても、水流分散板の位置が水平方向に移動し
ないので、上昇流を逃がさずに確実に捕捉して、分散流
に変換することが可能となる。また、水中筒にロープ材
等を張設して水流分散板を連結固定すると、池等の水位
の変化によっては、ロープ材等が緩んで水流分散板が移
動してしまうので適当でないが、水流分散板の周囲に、
陸上の灌木等に連結されて固定配置された浮力体を配設
し、この浮力体に水流分散板を連結固定する手段を採用
すれば、常に水中筒の上方位置に水流分散板を設置する
ことが可能となるため、上昇流を水流分散板に確実に衝
突させることができる。

【００１３】請求項６では、微生物の付着担体となる接
触濾材を前記浮力体に垂下し、該接触濾材を分散流で揺
動させるように、請求項５に記載の水流分散板を配設す
る。この手段によれば、水流分散板の周囲に均等に分散
する分散流によって、水流分散板の周囲に配設された接
触濾材が、水草の如きに一斉に揺動して露出面積が増大
し、微生物の付着量が増加する。そして、オゾンガスが
溶解して溶存酸素量が高められた分散流が、接触濾材に
接触すると、接触濾材に付着した微生物のうち、表層の
微生物による池水の好気的処理（アンモニアの硝化等）
が促進されるとともに、内層の微生物による嫌気的処理
（硝酸態窒素の脱窒）が協同的に行われ、効率的な生物
処理が可能となる。

【００１４】請求項７では、請求項６記載の水流分散板
を、炭素繊維を多数束ねた炭素繊維ストランドから構成
された前記接触濾材を揺動させるように配設する。この
手段によれば、炭素繊維は、その表面に大量の微生物は
吸着し、微生物担体としての役割を果たす性質を備えて
いるため、微生物による生物処理を高めて、水を高度に
浄化するという作用を発揮する。また、炭素繊維を多数
束ねて形成された炭素繊維ストランドは、分散流によっ
て揺動させられるとばらけて、露出面積が増大し、大量
の微生物を付着する。

【００１５】請求項８では、池等から汲み上げた水を浄
化して池等に還流する循環型の静水域用浄化装置に、池
近傍の陸上に設置される浄化槽と、池から池水を汲み上
げて、前記浄化槽に送り込む取水装置と、前記浄化槽に
送り込まれた池水にオゾンガスを曝露するオゾン発生供
給装置と、前記浄化槽の上部から溢流してくる浄化水を
池に還流する放水手段を設ける。前記浄化槽には、浄化
槽本体を形成する外筒と、この外筒内中央に、水中に沈
設された中空の水中筒と、前記外筒と前記水中筒の間に
垂設され、上端部が水面から突出する中空の仕切筒と、
浄化槽底部に形成され、沈降汚泥を集積するとともに、
該沈降汚泥の排出手段が設けられたロート部と、を設け
る。そして、前記水中筒内部へは、池水を導入するとと
もにオゾンガスを曝露して、前記水中筒内に上昇流を形
成し、前記水中筒の上方には、請求項１から３のいずれ
かに記載の水流分散板を設ける。この手段で採用される
水中筒は、オゾンガスが曝露されることによって浮力を
得た池水を、その上昇過程で周辺に拡散させることな
く、水中筒に沿う上昇流を形成する。また、オゾンガス
は、溶存酸素（ＤＯ）濃度を高めことによって、池水中
の有機物等の酸化分解を促進し、この有機物分解で発生
した水中のＣＯ₂を空気中へ放出してＣＯ₂濃度を減少さ
せるとともに、池水中のアンモニアの硝化を促進する。
オゾンガス自体は、脱臭・脱色作用を発揮するととも
に、池水中の雑菌類を殺菌し、特に溶存酸素を増加させ
る働きによって、池水中に生息する嫌気性菌を減少させ
るという作用も発揮する。水流分散板は、水中筒内を上
昇してきた上昇流が衝突して水中筒の周辺水域に均等な
分散流を形成する役割を果たし、更には水中筒と仕切筒
の間の水域における汚泥の沈降を円滑化する。

【００１６】請求項９では、請求項８記載の前記水中筒
内の下方領域に導入される池水よりも下方位置からオゾ
ンを吐出する。この手段では、水中筒内に導入された池
水に下方から効率良くオゾンを吐出するので、池水全体
にオゾンを曝露して、上昇流を効率的に形成する。

【００１７】請求項１０では、請求項８又は９に記載の
水流分散板を備えた静水域用浄化装置における水流分散
板を、前記仕切筒又前記外筒に連結固定する。この手段
では、上昇流による押上げ力によっても水流分散板の位
置が水平方向に移動しないため、水中筒上方に常に水流
分散板が配設されているので、上昇流をより確実に捕捉
し、分散流に変換させることが可能となる。

【００１８】請求項１１では、請求項８から１０のいず
れかに記載の水流分散板を備えた静水域用浄化装置に設
けられた前記仕切筒の外側水域に、微生物の付着担体と
なる接触濾材を配設する。この手段では、接触濾材は、
その表面に大量の微生物が吸着して微生物担体としての
役割を果たす。特に、仕切筒の外側の水域は、水中筒内
の水域や水中筒と仕切筒で囲まれた水域よりも溶存酸素
量が減少した水域となるため、接触濾材に付着した微生
物によって嫌気的な生物処理が活発に行われ、池水中の
硝酸態窒素を脱窒して、水を高度に浄化するという作用
を果たす。

【００１９】請求項１２では、請求項１１に記載の水流
分散板を備えた静水域用浄化装置の前記接触濾材を、炭
素繊維材で形成する。炭素繊維は、その表面に大量の微
生物は吸着し、微生物担体としての役割を果たす性質を
備えているため、微生物による生物処理を高めて、水を
高度に浄化するという作用を一層発揮する。

【００２０】請求項１３では、請求項１１又は１２に記
載の水流分散板を備えた静水域用浄化装置の前記接触濾
材を前記外筒内壁に周設する。この手段では、外筒内壁
を有効に活用することにより、水流分散板の周囲におい
て、均等に生物処理を行うことができるようになる。

【００２１】

【発明の実施の形態】次に、本発明に係る水流分散板及
び該水流分散板を備えた静水域用浄化装置の実施形態に
ついて、好適な実施例に基づき、添付図面を参照しなが
ら説明する。図１は、本発明に係る水流分散板の好適な
実施形態を、該水流分散板の一部を切り裂いて示す全体
斜視図、図２は、同水流分散板を池等に配設する場合の
好適な実施形態を池上方から見た平面図、図３は、同実
施形態の図２のＩ−Ｉ矢視図、図４は、本発明に係る水
流分散板を備えた静水域用浄化装置の実施例の全体構成
を示す図、図５は、同実施例で使用する浄化槽本体を斜
め上方から見た部分斜視図、図６は、同浄化槽本体の内
部構成及び水流動態を簡略に示す図、である。

【００２２】まず、図１に示す符号８ａは、本発明に係
る水流分散板の一実施形態を示している。この水流分散
板８ａは、水質浄化を所望する池等１０の水面付近に配
置される部材であって、上方に突き出た天頂部８１に連
設されて下方に裾広がる円形の周縁部８２で構成され、
全体外観が笠状の形態を備えるとともに、その内部８４
には、円錐状の空洞に形成されている。

【００２３】水流分散板８ａの上面８５の周縁部８２や
や上方位置には、周方向にホース状のフロート部材８７
が周設され、固定部材８８により上面８５に固定されて
いる。このフロート部材８７は、水流分散板８を水面に
フロートさせるために設けられた部材である。尚、水流
分散板８ａ（後述する８ｂも同様）にフロート部材を配
設する方法は、水流分散板８を水面に水平にフロートさ
せることができる方法であれば、ホース状のフロート部
材８７に限定されず、水流分散板８ａの内部に浮力部材
を内装する等の適宜の手段が、選択可能である。

【００２４】次に、このフロート部材８７のやや上方に
は、周方向均等間隔に複数のフック８３が螺着等されて
いる。このフック８３は、水流分散板８ａを、後述する
浮力棒材２６（図２参照）に固定するための連結ロープ
２９ａ（図２参照）を締結するために設けられた部材で
ある。尚、フック８３の形状、配設数は、適宜選択でき
るが、配設数については、水流分散板８を確実かつ安定
的に固定するためには、３個以上が好適である。

【００２５】水流分散板８ａの下面８６は、後述する方
法により形成される上昇流１１２（後述、図３参照）が
衝突する部位である。この下面８６は、略円錐状の形状
を備えているため、水流分散板８ａの下方から浮上して
くる上昇流１１２を周縁部８２の内側範囲で捕捉して
（衝突させて）、天頂部８１へ求心してくる水流を形成
して（求心作用）、該水流を周方向に均等に分散する。

【００２６】即ち、水流分散板８ａの下面８６は、その
形状特性により、分散流１１３（図３参照）を効率的に
形成するという作用を発揮する。尚、本出願人の実験に
よれば、水流分散板８ａの縦断面（図示せず）内角は、
１２０〜１５０°に設定するのが好適である。

【００２７】ここで、図２、図３を主に参照して、水流
分散板８ａを池等１０に配設する場合に好適な実施形態
を、具体的に説明する。本実施形態では、図３に示すよ
うに、水流分散板８ａは、水中に沈設された中空の水中
筒４ａの上方位置に、配設される。この水中筒４ａは、
その上端部には浮力部材５が周設されるとともに、その
下端部には水底に着設されるアンカー２８がロープ３０
を介して連結されて、水中に垂直方向に沈設されている
筒状部材であって、下層水を内部に取り込んで、上昇さ
せるために設けられたものである。

【００２８】この水中筒４ａの下端水域においては、陸
上に設置されたオゾン発生供給装置（図示せず）から配
管部材２０を介して導入されたオゾンガス１２が、吐出
され、池水１１に曝露される。このオゾンガス１２の浮
力によって、水中筒４ａに沿った上昇流１１２が形成さ
れる。

【００２９】水流分散板８ａは、この上昇流１１２が衝
突するように、水中筒４ａ上方に配設され、この浮上し
てきた上昇流１１２を捕捉して、天頂部８１へ求心する
水流を形成し、水流分散板８ａの周囲に均等に分散す
る、分散流１１３へ変換する。

【００３０】ここで、水流分散板８ａ（の周縁部８２）
の外口径Ｙ１（図１参照）は、水中筒４ａの外口径Ｚ１
（図３参照）よりも大きく形成されている。この構成に
よれば、水流分散板８ａは、水面に浮上してきた上昇流
１１２を該水流分散板８ａの外側の水域に逃がすことな
く確実に捕捉して、分散流１１３に変換することが可能
となる。とくに、水中筒４ａが、水流（１１１〜１１
４）の影響で揺動することによって、上昇流１１２の浮
上位置が水平方向に多少ずれた場合であっても、水流分
散板８ａで上昇流１１２を確実に捕捉することが可能と
なる。

【００３１】また、水流分散板８ａは、その天頂部８１
及びその周辺部分が水上に露出するとともに、周縁部８
２が水没する構成になるように水面に設置されている。
この周縁部８２を水没させてフロートした配置構成によ
り、水面に浮上してきた上昇流１１２が水面で自然分散
してしまう前に、水流分散板８ａで上昇流１１２を捕捉
して（下面８６に上昇流１１２を衝突させて）、均等な
分散流１１３を確実に形成することができるようにな
る。

【００３２】更に、この水流分散板８ａの外側には、浮
力体としての機能を備えた浮力棒材２６を略六角形（特
に略六角形に限定するものではない）に適宜の手段で組
み付けて、水流分散板８ａと所定間隔（間隔は、池等１
０の規模によるが、庭園等にある小規模の池であれば、
１〜２ｍ程度）を設けて、水流分散板８ａの周囲にフロ
ート配設する。尚、浮力棒材２６は、陸上の灌木等に連
結して、固定して配置する。

【００３３】この略六角形に組み付けられた各浮力棒材
２６のそれぞれの中央箇所には、ロープ材２９ａの一端
を締結するとともに、ロープ材２９ａの他端を水流分散
板８ａの各フック８に締結し、ロープ材２９ａを張設す
る。この構成により、水流分散板８ａは、浮力棒材２６
に固定されてフロート固定され、水平方向に移動しなく
なる。尚、ロープ材２９ａは、組み紐や針金等の中から
適宜に選択可能である。

【００３４】この水流分散板８ａの位置固定方法として
は、上記水中筒４ａの上端と水流分散板８ａの間にロー
プ材等を張設して連結固定する方法も考えられるが、か
かる方法では、池等１０の水位の変化次第で、張設した
ロープ材２９等が緩んでしまって、水流分散板８ａの水
平方向の移動を防止する作用が働かなくなるので、問題
がある。

【００３５】この点、水流分散板８ａの周囲に、陸上の
灌木等に連結されて固定配置されている浮力棒材２６
に、水流分散板８を連結固定するという上記方法を採用
すれば、池等１０の水位変化に関係なく、常に水中筒４
ａの上方に水流分散板８を配設することが可能となるた
め、上昇流１１２を確実に水流分散板８ａの下面８６に
衝突させることができる。

【００３６】ここで、浮力棒材２６には、微生物の付着
担体となる接触濾材２７を垂下させて、池水１１のいわ
ゆる生物処理を行うこともできる。即ち、図２，図３に
示すように、多数の繊維状の接触濾材２７を、水流分散
板８を取り囲むように浮力棒材２６に垂下すれば、分散
流１１３を接触濾材２７に衝突、接触させて、該接触濾
材２７を草の如きに一斉に揺動させることができる。

【００３７】この結果、接触濾材２７がばらけて露出面
積が増大して、微生物の付着量が大幅に増加し、池水１
１が活発に生物処理される。尚、浮力棒材２６に取り付
けられる接触濾材２７の数は、池等１０の水質状況に応
じて、適宜選択できる。

【００３８】生物処理について具体的に説明すると、オ
ゾンガス１２が溶解して溶存酸素量（ＤＯ）が高められ
た分散流１１３が、接触濾材２７に衝突、接触すると、
接触濾材２７に付着した微生物（生物膜）のうち、表層
の微生物（好気的細菌）による池水１１の好気的処理
（アンモニアの硝化等）が促進されるとともに、内層の
微生物（嫌気的細菌）による嫌気的処理（硝酸態窒素の
脱窒）が協同的に行われ、効率的な生物処理が可能とな
る。

【００３９】尚、接触濾材２７としては、炭素繊維（フ
ィラメント）を多数束ねた炭素繊維ストランドが好適で
ある。炭素繊維は、その表面に大量の微生物は吸着し、
微生物担体としての役割を果たすという性質を備えてい
るため、微生物による生物処理をより活発化して、水を
高度に浄化（高度処理）するという作用が十分に発揮さ
れるからである。

【００４０】また、オゾンガス１２自体の作用によって
も、水質が浄化される。即ち、オゾンガス１２が池水１
１に溶解すると、池水１１の溶存酸素（ＤＯ）濃度が高
められて、池水１１中の有機物が酸化分解され、この有
機物の分解で発生した水中のＣＯ₂を空気中へ放出して
ＣＯ₂濃度を減少させる。

【００４１】それとともに、オゾンガス１２は、池水１
１中に生息する嫌気性菌の増殖を抑制する一方、好気性
細菌による池水１１中のアンモニアの硝化を促進する。
更に、オゾンガス１２自体は、池水１１の脱臭・脱色作
用を直接・間接的に発揮する。

【００４２】以上のように、水中に沈設された水中筒４
ａの下方からオゾンガス１２を吐出して、水中筒４ａに
沿った上昇流１１２を生ぜしめ、水中筒４ａ周辺に対流
を形成するという構成の静水域用浄化装置において、上
昇流１１２が衝突するように水中筒４ａ上方に配設し
て、該上昇流１１２を周囲に均等に分散する分散流１１
３に変換するため部材である水流分散板８を設けること
ができる。

【００４３】この手段によれば、水中筒４ａ内に取り込
まれた低温・頻酸素状態の下層水１１１は、オゾンガス
１２が水流の撹拌作用により速やかに溶解し、溶存酸素
量の高い上昇流１１２とされた後、水流分散板８の下面
８６に衝突して分散流１１３へと変換される。

【００４４】そして、この分散流１１３は、水流分散板
８の周囲に配設された接触濾材２７に衝突、接触し、該
接触濾材２７を揺動させながら徐々に下降すると（符号
１１４参照）、再び下層水１１１として水中筒４ａ内に
取り込まれる。

【００４５】この対流によって、池水１１が効率良く循
環するため、池水１１中の溶存酸素量は徐々に増大し、
水質悪化の原因となる有機物質の酸化分解が促進され
る。また、酸素を多く取り込んだ上層水が積極的に下層
水域へ送り込まれるため、下層水域を中心に生息する嫌
気性菌の発生が抑制されるとともに、上層水域で発生す
るアオコ等の藻類が水温の低い下層水域へ運ばれて、そ
の異常繁殖が防止される。

【００４６】尚、オゾンガス１２とともに、凝集剤（図
示せず）を池等１０に投入すれば、アオコ等の藻類を凝
集させて浮上させることも可能である。この浮上してき
たアオコ等を、適宜の手段で回収すれば、池等１０の水
を清澄させることも可能である。また、藻類の体内に固
定されている窒素やリンを池等１０から除去して、富栄
養化を防止することができる。更には、凝集剤は、オゾ
ンガス１２によって酸化された鉄分や微小な浮遊物（Ｓ
Ｓ）をフロック化して沈降させるので、池等１０を、一
層清澄させることもできる。

【００４７】以下、水流分散板８を備えた静水域用浄化
装置の好適な他の実施例について説明する。図４に示す
符号１は、池等１０から取水した池水１１を内部に取り
れて、後述する方法で、水質浄化を行う浄化槽本体を簡
略に示している。

【００４８】以下、浄化槽本体１の具体的構成について
説明する。この浄化槽本体１は、池等１０の近傍の陸上
に設置される装置であって、その外観形状は、コンパク
トにまとまった略円筒状を呈している。

【００４９】具体的には、浄化槽本体１は、上方に開口
する直胴状の外筒２を有している。この外筒２の下方に
は、外筒２から逆円錐状のロート部７が連設され、該ロ
ート部７の下方には、ロート部７部分を保持して、浄化
槽本体１を陸上に固定する設置台２３が設けられた外観
構成を備えている。

【００５０】そして、この該浄化槽本体１には、池等１
０から水質浄化を所望する池水１１を汲み上げて、浄化
槽本体１内部の所定領域（後述）に送り込むためのポン
プ等から構成される取水装置Ｐ１と、浄化槽本体１に送
り込まれるくる池水１１の下方にオゾン１２を吹き込む
オゾン発生供給装置９と、前記外筒２の上端外壁部に形
成され、溢流してくる浄化水１４を一時、貯水する浄化
水槽１３と、該浄化水槽１３から浄化水１６を取水して
池等１０に還流する放水手段（放水管）Ｓと、が連設さ
れている。尚、浄化水槽１３は、必ずしも必要ではな
く、溢流水を放水管Ｓによって直接取水し、直接池等１
０に還流しても良い。

【００５１】次に、浄化槽本体１上方の内部中央には、
上下端部が開放された中空の円筒形状の水中筒４bが設
けられている。具体的には、水中筒４bの上端部４１の
外周にはフロート部材５が周設されるとともに、該上端
部４１が水面２２より沈んだ位置に、水中筒４bが沈設
されている。

【００５２】この水中筒４ｂの水面２２付近には、符号
８ｂで示された水流分散板が配置されている。この水流
分散板８ｂは、水中筒４ｂの外口径Ｚ２よりも外側に裾
広がる笠状の形態をなし、ぞの上面に周設されたフロー
ト部材８７の浮力によって、天頂部８１及びその周辺部
分が水面から露出するとともに、その周縁部８２が水中
に沈められて配置されている。

【００５３】尚、この水流分散板８ｂの外口径Ｙ２は、
図３で示す外筒の外口径Ｘの１／２から１／３の間の長
さに設定するのが好適であり、また、本願出願人が行っ
た実験によると、図１の縦断面に符号αで示される内角
は、１２０〜１５０°に設定するのが好適である。

【００５４】この水流分散板８ｂは、符号Ａに示す水中
筒４の内部水域において発生する上昇流（図６に示す符
号ａ）、即ち、池等１０から導入された池水１１がその
下方からオゾン１２を吹き込れることにより浮力を得て
上昇してくる水流を衝突せしめ、水中筒４ｂの周囲３６
０度方向に均等に分散する水流（符号ｄで示す矢印参
照）を形成し、水中筒４ｂと仕切筒３の間の水域Ｂに均
等な下降流（図２の符号ｂで示す流れ）を形成するとい
う役割を果たす。

【００５５】ここで、水流分散板８ｂを仕切筒３又は外
筒２に連結固定することにより、上昇流ａの押上げ力に
よって、水平方向に移動しまうのを防止することができ
る。例えば、ロープ材２９ｂの一端を、水流分散板８ｂ
の上面に形成８５に設けたフック８３に締結し、多端を
仕切筒３のロープ挿通孔３３に締結して、直交する４方
向それぞれにロープ材２９ｂを張設する。この構成によ
れば、水流分散板８ｂは、上昇流ａの押上げ力を受け止
めて（押上げ力によって水流分散板８ｂが踊ることがな
く）、確実に分散流ｄに変換することができる。

【００５６】次に、外筒２と水中筒４ｂの間には、上端
部３１が水面２２から突出して、水面２２を中央水面２
２１（図３参照）と外周水面２２２（図３参照）に隔絶
するとともに、下端部分３２が水中筒４ｂの下端部分４
２よりも上方位置に止まるように延設されている中空の
仕切筒３が形成されている。

【００５７】ここで、水中筒４ｂの下端部４２は、仕切
筒３の下端部３２よりも下方に延設されているため、水
中筒４ｂと仕切筒３の間の水域Ｂに発生する下降流ｂ
を、下方（ロート部７方向）へスムーズに導いて、汚泥
１７の沈降を円滑化する。また、図６の符号ｅで示す水
流の如きに、水中筒４ｂの下端部４２の周辺水域（下層
水域）から水中筒４ｂ内部への水の取り込みが効率良く
行われるため、浄化水槽１内における池水１１の循環を
効率よく行うことができる。

【００５８】外筒２内周壁には、多孔質のマット状接触
濾材６が周設することができる。接触濾材６は、微生物
担体としての役割を果たして、生物処理による高度な水
質浄化を可能とする。尚、マット状接触濾材６として
は、その表面に生物膜（微生物）２５を強固に、かつ厚
く形成するという性質を有する炭素繊維材が好適であ
る。

【００５９】具体的には、接触濾材６に面する図４、図
６の符号Ｃで示す水域には、仕切筒３によって溶存酸素
量の高い水域Ａ及びＢと仕切られているため、嫌気的条
件の水域を形成することができる。これにより、水中の
硝酸態窒素（ＮＯ₂ ^-等）は、マット状接触濾材６に付着
した（通性）嫌気性細菌の脱窒作用が活発に働いて、窒
素（Ｎ₂）が大気中に放出され、水中の全窒素量が低減
されることになる。

【００６０】次に、浄化槽本体１底部には、フロック化
されたアオコ等からなる沈降汚泥１７を集積するととも
に、該沈降汚泥１７の適宜の排出手段１８が設けられた
既述したロート部７が形成されている。

【００６１】以下、上記した構成の本実施例に係る静水
域用浄化装置の水質浄化方法について説明する。窒素や
リンなどの栄養塩が増加し、汚濁が進行した農業用ため
池、ファームポンド、公園、庭園等の小規模な静水域な
どを含む種々の池等１０の近傍に、上記構成の浄化槽本
体１等を設置する。

【００６２】この池等１０から池水１１を、メッシュ構
造を備え、水中に設置された濾過器等（図示せず）によ
り、落ち葉、水草、ゴミ等の比較的大きな不溶物を除去
しながら、ポンプを備えた取水装置Ｐ１で汲み上げ、浄
化槽本体１内部に形成された水中筒４ｂ内の符号Ａで示
す領域の下方域に、放水管１９を介して導入する。尚、
浄化槽本体１の容積及び池水１１の導入量は、池の大き
さ等に合わせて、適宜選択できるものである。

【００６３】一方、浄化槽本体１の近傍に設置され、大
気中の空気から酸素を取り込んでオゾン（Ｏ₃）ガスを
発生させて供給するオゾン発生供給装置９からは、連絡
管２０を介して、オゾン（Ｏ₃）ガス１２を水中筒４ｂ
内に水域に導入し、吐出する。尚、オゾン発生供給装置
９の種類は、適宜選択可能である。

【００６４】ここで、連絡管２０の吐出口２０１は、放
水管１９の放水口１９１のやや下方に位置するように配
置されている。この構成により、放水口１９１から放水
された池水１１に対して、その下方から効率よくオゾン
ガス１２が曝露されるとともに、オゾンガス１２の浮力
を有効に活用して、矢印ａで示す上昇流を効率良く形成
することができる。

【００６５】この上昇流ａによって撹拌されて速やかに
池水１１に溶け込みながら浮上拡散するオゾンガス１２
は、その拡散過程で、溶存酸素（ＤＯ）濃度を高めて、
池水１１中に残留する農薬やＢＯＤの成分となる有機物
の酸化分解を促進する。そして、この酸化分解により発
生した水中のＣＯ₂を空気中へ放出して水中のＣＯ₂濃度
を減少させるとともに、池水１１中のアンモニアを硝化
して、硝酸態窒素にする。

【００６６】尚、オゾンガス１２自体は、脱臭・脱色作
用を有するとともに、池水１１中の雑菌類を殺菌し、特
に溶存酸素を増加させる働きによって、特に嫌気性菌を
減少させるという作用も発揮する。

【００６７】オゾンガス１２の浮力によって生じた上昇
流ａは、水中筒４ｂに沿って水面２２近くまで上昇する
と、笠状に形成された水流分散板８の下面に衝突して水
中筒４ｂの外側に均等に分散する水流となり、水中筒４
ｂと仕切筒３の間に形成された水域Ｂに、矢印ｂで示す
ような均等な下降流を生じさせる。

【００６８】この水域Ｂにおいては、オゾンガス１２に
よって酸化された鉄分や、微少な浮遊物（ＳＳ）１７を
凝集して、浄化槽底部に形成されたロート部７に沈降さ
せる（図６に示す矢印ｅ）。

【００６９】池等１０が富栄養化し、池水１１にアオコ
が含まれている場合は、アオコ除去作業が、池水１１の
浄化に必要となる。しかし、アオコ自体は小さな単体で
分散して存在する状態である回収が困難である。

【００７０】このため、凝集剤２４を、放水管１９に適
宜の手段で圧入し、アオコを群集化、即ち、フロック化
する。尚、凝集剤２４としては、無機系の凝集剤の他、
キトサン等の天然高分子系のものが、魚毒成分が含まれ
る心配が無い等の理由から、より好適である。

【００７１】凝集剤２４によってフロック化されたアオ
コは、水域Ｂを下降流ｂに導かれながら効率よく沈降
し、ロート部７に汚泥として堆積する。この沈降汚泥
は、堆積量に応じて適宜排出される。

【００７２】これにより、藻類等の体内に固定されてい
る窒素やリンなどの栄養塩を物理的に除去することがで
き、池等１０の富栄養化を有効に防止できる。更には、
アオコを除去することによって、池等１０に還流される
浄化水１６を、より清澄させることができ、池水１１の
水質浄化に寄与する。

【００７３】尚、浄化槽本体１，水中筒４，仕切筒３、
水流分散板８は、何れも、凝集剤２４から保護するた
め、ＦＲＰ、ＰＥ，ＰＶＣ等の耐食材や耐食性塗料によ
り耐食加工されている。

【００７４】また、上述したように、外筒２内壁面に周
設されている多孔質のマット状接触濾材６の表面には、
大量の微生物が強固に吸着し、いわゆる生物膜２５が形
成されることになる。この生物膜２５の働きで、嫌気的
条件の水域Ｃでは、硝酸態窒素の脱窒作用が活発に行わ
れることになる。

【００７５】このように、オゾンガスによる有機物の酸
化分解、脱臭・脱色、殺菌、凝集剤２４等の作用による
汚泥沈降、接触濾材６による生物処理（脱窒）等を経
て、高度に水質浄化された池水１１は、浄化槽１の水域
Ｃの上方から溢流させることによって、浄化水槽１３に
一旦貯水されたのち、該浄化水槽１３から取水され、浄
化水１６として池等１０に放水手段Ｓによって還流され
る。

【００７６】以上、上記した本発明に係る静水域用浄化
装置は、池水の浄化に限定するものではなく、湖、沼、
農業用ため池、ファームポンド、公園や庭園等の観賞用
池、ゴルフ場の池など、広範囲な静水域の水質浄化に適
用される静水域用浄化装置である。

【００７７】

【発明の効果】本願によって開示される発明の効果を説
明すれば、以下の通りである。

【００７８】（１）本発明に係る水流分散板を、池や湖
沼の静水域の水中において水質浄化を行う対流型の静水
域用浄化装置に設ければ、池や湖沼の静水域の水を、オ
ゾンガスの浮力による上昇流の形成及び該上昇流の水流
分散板による水中筒周辺への均等な水流の分散によっ
て、下層水を上昇させて効率的にかつ安定的に対流を形
成することができるため、池等の下層水域に生育する嫌
気性菌の増殖抑制、アオコ等の藻類の繁殖抑制、池水中
の有機物等の酸化分解促進、汚泥の沈降促進等を円滑に
行うことができる。

【００７９】更に、水中筒周辺に配設された接触濾材の
表面に形成された生物膜では、溶存酸素量の高い分散流
を衝突、接触させることによって、生物処理（硝化、脱
窒）を活発に行わせることができるため、高度な水質浄
化を実現できる。

【００８０】（２）本発明に係る水流分散板を、池から
汲み上げた池水を浄化して池に還流する循環型の静水域
用浄化装置に設ければ、水流分散板が、浄化槽に吐出さ
れるオゾンガスにより形成された上昇流を、水中筒周辺
への均等な分散流に変換して安定した対流を形成するた
め、オゾンガスによる池水中の有機物等の酸化分解、汚
泥の沈降、好気的細菌による池水中のアンモニアの硝化
作用、更には、外筒内周壁面に周設された接触濾材に吸
着された微生物（生物膜）による脱窒作用が、安定的に
行われるので、高度な水質浄化を実現できる。

【００８１】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る水流分散板の好適な実施形態を、
該水流分散板の一部を切り裂いて示す全体斜視図

【図２】同水流分散板を池等に配設する場合の好適な実
施形態を池上方から見た平面図

【図３】同実施形態の図２のＩ−Ｉ矢視図

【図４】本発明に係る水流分散板を備えた静水域用浄化
装置の実施例の全体構成を示す図

【図５】同実施例で使用する浄化槽本体を斜め上方から
見た部分斜視図

【図６】同浄化槽本体の内部構成及び水流動態を簡略に
示す図

【符号の説明】

１浄化槽（本体）２外筒３仕切筒４（４ａ、４ｂ）水中筒６（浄化槽設置用の）マット状接触濾材７ロート部８（８ａ、８ｂ）水流分散板９オゾン発生供給装置１０池等の静水域１１池水１２オゾンガス１６浄化水１７沈降汚泥１８排出手段２５生物膜２６浮力棒材２７（浮力棒材垂下用の）接触濾材２９水中筒３２（仕切筒の）下端部４２（水中筒の）下端部８２（水流分散板の）周縁部８５（水流分散板の）上面８７（水流分散板の）フロート部材１１２、ａ上昇流１１３、ｄ分散流Ｐ１取水装置Ｓ放水手段Ｙ（Ｙ１，Ｙ２）（水流分散板の）外口径Ｚ（Ｚ１、Ｚ２）（水中筒の）外口径

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】水中に沈設された中空の水中筒の下方か
らオゾンガスを吐出して、前記水中筒に沿う上昇流を生
ぜしめ、前記水中筒周辺に対流を形成する構成の静水域
用浄化装置において、前記上昇流が衝突するように前記水中筒上方に配設され
て、前記上昇流を前記水中筒の周囲に均等に分散する分
散流に変換することを特徴とする水流分散板。
【請求項２】周縁部が下方に裾広がるように形成され
て、笠状の形態を備えたことを特徴とする請求項１記載
の水流分散板。
【請求項３】前記水流分散板の外口径が、前記水中筒
の外口径よりも大きく形成されたこと特徴とする請求項
２記載の水流分散板。
【請求項４】前記水流分散板の上面にフロート部材が
配設され、水面に設置されたときには、前記周縁部分が
水没するように配設されることを特徴とする請求項２又
は３記載の水流分散板。
【請求項５】前記水流分散板の周囲に配設した浮力体
に連結固定されたことを特徴とする請求項１から４のい
ずれかに記載の水流分散板。
【請求項６】前記浮力体に微生物の付着担体となる接
触濾材を垂下させて、該接触濾材を前記分散流で揺動さ
せることを特徴とする請求項５に記載の水流分散板。
【請求項７】炭素繊維を多数束ねた炭素繊維ストラン
ドから構成された前記接触濾材を揺動させることを特徴
とする請求項６記載の水流分散板。
【請求項８】池等から汲み上げた水を浄化して池等に
還流する循環型の静水域用浄化装置であって、前記静水域用浄化装置には、池近傍の陸上に設置される
浄化槽と、池から池水を汲み上げて、前記浄化槽に送り
込む取水装置と、前記浄化槽に送り込まれた池水にオゾ
ンガスを吐出するオゾン発生供給装置と、前記浄化槽の
上部から溢流してくる浄化水を池に還流する放水手段が
設けられ、前記浄化槽が、浄化槽本体を形成する外筒と、この外筒
内中央に、水中に沈設された中空の水中筒と、前記外筒
と前記水中筒の間に垂設され、上端部が水面から突出す
る中空の仕切筒と、浄化槽底部に形成され、沈降汚泥を
集積するとともに、該沈降汚泥の排出手段が設けられた
ロート部と、から構成され、前記水中筒内部へは、池水を導入するとともにオゾンガ
スを曝露して、前記水中筒内に上昇流を形成する静水域
用浄化装置であって、前記水中筒の上方に、請求項１から４のいずれかに記載
の水流分散板を設けたことを特徴とする水流分散板を備
えた静水域用浄化装置。
【請求項９】前記水中筒内の下方領域に導入される池
水よりも下方位置からオゾンを吐出することを特徴とす
る請求項８記載の水流分散板を備えた静水域用浄化装
置。
【請求項１０】前記水流分散板が、前記仕切筒又前記
外筒に連結固定されたことを特徴とする請求項８又は９
に記載の水流分散板を備えた静水域用浄化装置。
【請求項１１】前記仕切筒の外側の水域には、微生物
の付着担体となる接触濾材が配設されたことを特徴とす
る請求項８から１０のいずれかに記載の水流分散板を備
えた静水域用浄化装置。
【請求項１２】前記接触濾材が炭素繊維材であること
を特徴とする請求項１１に記載の水流分散板を備えた静
水域用浄化装置。
【請求項１３】前記接触濾材が、前記外筒内壁に周設
されたことを特徴とする請求項１１又は１２に記載の水
流分散板を備えた静水域用浄化装置。