JP2001310198A - 浄化処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 自然水流が認められない処理水域であって
も、処理層を流過できる被処理水の領域を遠隔域まで拡
大して、処理水域全体の浄化効率を向上させることが可
能な浄化処理装置を提供する。 【解決手段】 多数の通水孔１５を介して外周の第１の
環状層１０と内周の第２の環状層１１を連通状態で区画
した環状の処理槽１を構成し、前記通水孔１５を介して
第１の環状層１０を湖沼５の被処理水６に連通させ、前
記通水孔１５を介して第２の環状層１１をエアーリフト
通路２に連通させ、浮体４により環状の処理槽１を湖沼
５の水面下に保持する。また、環状の処理槽１の下端部
に、被処理水６を環状の処理槽１に導入させる４台の水
流発生機４２を備えた水流発生手段４０を一体に設け
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、湖沼、池、ダム、
溜池、河川、用水路などの水域において、汚水の浄化処
理を行う浄化処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】湖沼、池、ダム、溜池などの閉鎖性水域
においては、酸素濃度が比較的高い水面近傍にアオコな
どの藻類が発生し、酸素濃度が低い底部近傍ではアオコ
などの藻類や各種生物の死骸が腐敗して汚泥として底部
に堆積し、水質汚染が進行して行く。

【０００３】このため、好気性微生物によって被処理水
中のアオコなどの藻類や有機質浮遊物質、溶解性有機物
質などを酸化分解して効率よく浄化処理するこで、ＢＯ
Ｄ（生物化学的酸素要求量）やＣＯＤ（化学的酸素要求
量）を改善する装置として、特許登録番号第２６７５２
６１号の浄化処理装置が提供されている。

【０００４】前記従来の浄化処理装置は、水流を有する
処理水域の被処理水が流通可能な通水孔を周面に複数有
した筒状の集水体と、この集水体内に略同軸状に設けら
れ下端に前記被処理水が流入される流入孔を有した筒状
のリフト管と、このリフト管に設けられこのリフト管の
下端部近傍に空気を噴出させる空気導出手段と、前記被
処理水が流通可能な集水孔を周面に複数有し前記集水体
を軸方向を上下方向に内包し前記リフト管の上端縁に連
続する流出孔を有する外体と、前記集水体と前記外体と
の間に設けられ好気性微生物を担持する木炭を有し前記
被処理水を厚さ方向に流過させる処理層と、前記外体を
前記処理水域の水面下に保持する浮体とを備え、前記処
理層の木炭の粒径が下流側にしたがって径小に前記処理
水域に複数配設されている。

【０００５】前記従来の浄化処理装置では、処理層を流
過する被処理水の流れがリフト管内での空気の上昇に伴
って被処理水が上昇するエアリフト作用にのみ委ねられ
ている。しかし、自然水流が認められる処理水域であれ
ば、処理層の外周近傍域、詳しくは外体の外周近傍域に
存在する被処理水のみならず、外体の外周遠隔域に存在
する被処理水までも有効に処理層を流過させて、処理水
域の浄化効率を上げることが期待できる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、自然水流が認
められない処理水域であれば、処理層を流過できる被処
理水の領域が外体の外周遠隔域までおよばず、外体の外
周近傍域の狭い範囲に制限され、処理水域全体の浄化効
率を向上させることが困難な欠点を有している。

【０００７】そこで、本発明は、自然水流が認められな
い処理水域であっても、処理層を流過できる被処理水の
領域を遠隔域まで拡大して、処理水域全体の浄化効率を
向上させることができる浄化処理装置を提供することを
目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明に係る浄化処理装置は、処理水域の被処理水
の流通が可能に構成されているとともに、内部に濾材が
充填されている環状の処理槽と、この環状の処理槽の中
心部に上下方向に貫通して形成されているエアーリフト
通路と、このエアーリフト通路の下端部にリフト用の空
気を噴出させる空気噴出手段と、前記環状の処理槽を前
記処理水域の水面下に保持する浮体とを備えた浄化処理
装置において、前記処理水域の被処理水を前記環状の処
理槽に導入させる水流発生手段が設けられていることを
特徴としている。

【０００９】また、前記水流発生手段を前記環状の処理
槽に一体に設けてもよい。

【００１０】請求項１に記載の発明によれば、水流発生
手段の作用によって、環状の処理槽の外周遠隔域に存在
する被処理水を環状の処理槽に導入させることができ
る。このため、環状の処理層を流過できる被処理水の領
域を環状の処理層の遠隔域まで拡大して、処理水域全体
の浄化効率を向上させることができる。

【００１１】請求項２に記載の発明のように、水流発生
手段を環状の処理槽に一体に設けることで、処理水域の
水位が変動しても、環状の処理槽と水流発生手段の相対
位置が変動しないので、被処理水の水流を位置ずれする
ことなく環状の処理槽に効率よく導入させることができ
る。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図
面に基づいて説明する。図１は本発明の一実施の形態を
示す縦断面図、図２は図１のＡ−Ａ線断面図であり、こ
れらの図において、浄化処理装置は、環状の処理槽１
と、エアーリフト通路２と、空気噴出手段３と、環状の
処理槽１を湖沼５などの処理水域の水面下に保持する浮
体４とを備え、水流発生手段４０が設けられている。

【００１３】環状の処理槽１は、湖沼５などの被処理水
６の流通が可能に構成されているとともに、外周側の第
１の環状層１０と、この第１の環状層１０の内周に連通
状態で隣接する内周側の第２の環状層１１の２層に区画
されており、その中心部を上下方向に貫通してエアーリ
フト通路２が形成されている。

【００１４】すなわち、環状の処理槽１は、筒状の外周
壁１２と、エアーリフト通路２の外周を形成する筒状の
内周壁１３と、内外周壁１３，１２の間に配置される筒
状の区画壁１４とを有し、筒状の外周壁１２と筒状の区
画壁１４によって囲まれる環状空間部によって第１の環
状層１０を形成し、筒状の区画壁１４と筒状の内周壁１
３によって囲まれる環状空間部によって第２の環状層１
１を形成している。また、前記各周壁１２，１３，１４
のそれぞれには多数の通水孔１５が穿設されており、第
１の環状層１０と第２の環状層１１の下端部は、多数の
通水孔１６を穿設した環状の底板１７によって閉塞され
ているとともに、第１の環状層１０と第２の環状層１１
の上端部は、環状の上板１８によって閉塞されている。

【００１５】空気噴出手段３は、エアーリフト通路２の
下端部からリフト用の空気を噴出させるためのもので、
出口がエアーリフト通路２の下端部に臨んで上向きに開
口している空気供給管３０と、この空気供給管３０の入
口が接続されるエアーコンプレッサ−またはエアーポン
プによってなる空気供給源３１と、この空気供給源３１
に電力を供給する電源装置３２と、この電源装置３２に
電源を供給する太陽電池３３とを備え、電源装置３２
は、太陽電池３３からの直流電流を交流電流に変換する
インバータ回路を設けた制御部と、空気供給源３１への
供給電力を設定および制御するコントローラと蓄電池と
から構成され、空気供給源３１、電源装置３２、太陽電
池３３などは浮体４に搭載されている。

【００１６】浮体４は、自己の上部が湖沼５の水面より
も上方に位置して環状の処理槽１を湖沼５の水面下に位
置決めできる浮力を有し、その下側に図示していない連
結手段を介して環状の処理槽１が着脱可能に連結されて
いる。

【００１７】一方、前記第１の環状層１０には、多数の
通水孔１５，１６の内径よりも大きい粒径を有する木炭
７が第１濾材として充填され、第２の環状層１１には、
多数の通水孔１５，１６の内径よりも大きい粒径を有す
るカキ殻８が第２濾材として充填されている。

【００１８】なお、浮体４は、風や波浪などによって移
動しないように、図示していないロープまたはワイヤな
どを介して湖沼５の岸に固定されている。

【００１９】水流発生手段４０は、湖沼５の被処理水６
を環状の処理槽１に導入させるためのもので、４本のア
ーム４１Ａ〜４１Ｄと、これらアーム４１Ａ〜４１Ｄそ
れぞれの先端部に設置された４台の電動水流発生機４２
とを備え、環状の処理槽１の下端に一体に設けてある。
すなわち、アーム４１Ａ〜４１Ｄは環状の処理槽１の下
端に取付けられて該処理槽１の半径方向外側に四方に向
けて水平にのびており、電動水流発生機４２はスタンド
４３を介してアーム４１Ａ〜４１Ｄそれぞれの先端部に
設置され、その回転駆動によって発生する水流が矢印Ｆ
で示すように環状の処理槽１に向かうとともに、水流Ｆ
の上下方向の中心部が環状の処理槽１の高さ方向の中央
部に対向するように位置決めされている。

【００２０】なお、前記４台の電動水流発生機４２の水
中モータに対する駆動電力は、前記空気噴出手段３の電
源装置３２から供給される。

【００２１】前記構成によれば、太陽電池３３に所定量
の光量が照射されることで起電力が発生し、この起電力
が電源装置３２の図示していない制御部に供給される。
供給された直流の起電力は制御部のインバータ回路で交
流に変換され、コントローラで予め設定されている所定
量の電力をエアーコンプレッサ−またはエアーポンプに
よってなる空気供給源３１および４台の電動水流発生機
４２に供給してこれらを駆動させる。

【００２２】空気供給源３１の駆動によって、エアーリ
フト通路２の下端部には空気供給管３０の出口から上向
きにリフト用の空気が噴出する。噴出した空気は気泡と
なってエアーリフト通路２を上昇して湖沼５に流出す
る。つまり、気泡とともにエアーリフト通路２内の被処
理水６が一点鎖線矢印で示すように上昇するエアーリフ
トが生じて湖沼５に流出する。その結果、エアーリフト
通路２の圧力が環状の処理槽１の外周域よりも低くな
る。エアーリフト通路２の圧力が低下すると、湖沼５に
おける水面近傍の被処理水６は、実線矢印で示すよう
に、筒状の外周壁１２の多数の通水孔１５を通って第１
の環状層１０に流入し、第１の環状層１０から筒状の区
画壁１４の多数の通水孔１５を通って第２の環状層１１
に流入し、さらに第２の環状層１１から筒状の内周壁１
３の多数の通水孔１５を通ってエアーリフト通路２に流
出して一点鎖線矢印で示すエアーリフトに合流する。す
なわち、湖沼５における水面近傍の被処理水６は、環状
の処理槽１の外周から内周に向けて流過したのち湖沼５
に流出する。

【００２３】第１の環状層１０には、多数の通水孔１
５，１６の内径よりも大きい粒径を有する木炭７が第１
濾材として充填され、また、第２の環状層１１には、多
数の通水孔１５，１６の内径よりも大きい粒径を有する
カキ殻８が第２濾材として充填されているので、第１の
環状層１０を第２の環状層１１に向けて流過する被処理
水６は、木炭７に担持された好気性微生物により、アオ
コなどの藻類や有機質浮遊物質、溶解性有機物質などは
酸化分解して効率よく一次浄化処理される。また、一次
浄化処理された処理水は、第２の環状層１１をエアーリ
フト通路２に向けて流過する間に処理水中の燐がカキ殻
８のカルシウムと化合して効率よく二次浄化処理される
ことになる。さらに、一次・二次浄化処理がなされた処
理水は、一点鎖線矢印で示すように、エアーリフト通路
２を上昇して湖沼５に還流する循環を繰り返し、これに
よって湖沼５の被処理水６の浄化処理がなされる。

【００２４】環状の処理槽１が外周側の第１の環状層１
０と内周側の第２の環状層１１の複数層に区画され、第
１の環状層１０に木炭７が充填され、第２の環状層１１
にカキ殻８が充填されているので、好気性微生物による
有機物質の酸化分解と無機物質の化合を独立して行うこ
とができる。このため、木炭７とカキ殻８の浄化能力を
有効に発揮して、浄化効率を向上させることが可能にな
る。

【００２５】また、環状の処理槽１では、外周部から内
周部に向かうにつれて容積が漸減するので、環状の処理
槽１の外周から内周のエアーリフト通路２に向かって流
れる被処理水６の流速は、内周に向かうにつれて漸増す
る。つまり、第１の環状層１０を流過する被処理水６の
流速よりも第２の環状層１１を流過する被処理水６の流
速が高くなる。このため、第１の環状層１０には低速で
被処理水６を流過させることによって浄化が効率的にな
される木炭７を充填し、第２の環状層１１には高速で被
処理水６を流過させても浄化が効率的になされるカキ殻
８を充填して、浄化効率をより一層向上させることがで
きる。

【００２６】なお、長期間の浄化処理により、木炭７お
よびカキ殻８の浄化能力が低下した場合には、浄化処理
装置を湖沼５の岸辺に移動させ、環状の処理槽１を浮体
４から取り外して、新しい環状の処理槽１を交換して浮
体４に取付ければよい。

【００２７】一方、図示はしていないが、多数のノズル
多重の環状（たとえば四重の環状）に配置した環状の逆
洗ヘッダー管を設け、この環状のヘッダー管を第１の環
状層１０と第２の環状層１１に対応させて底板１７の下
側に上向きに配置し、逆洗空気供給管を介して逆洗ヘッ
ダー管と空気供給源３１を接続して、空気供給源３１を
駆動させることで、多数のノズルから噴出した空気を上
向きに流過させて、木炭７から過剰の好気性微生物を剥
離し、かつカキ殻８から過剰の化合物を剥離する逆洗を
行うことができる。この場合、多数のノズルのそれぞれ
に流量調整弁を設けておき、これら流量調整弁の開度調
整によって各ノズルから噴出する空気の流量を調整する
ことで、木炭７からの好気性微生物の剥離と、カキ殻８
からの化合物の剥離を要望に応じて任意に調整すること
ができる。

【００２８】他方、水流発生手段４０の４台の電動水流
発生機４２が駆動することで、矢印Ｆで示すように、環
状の処理槽１に向かう水流が発生して、環状の処理槽１
の外周遠隔域に存在する被処理水６を環状の処理槽１に
強制的に導入させることができる。したがって、自然水
流が認められない湖沼５であっても、環状の処理層１を
流過できる被処理水６の領域、つまり、第１の環状層１
０および第２の環状層１１を流過して浄化処理される被
処理水６の領域を環状の処理槽１の外周遠隔域まで拡大
して、処理水域全体の浄化効率を向上させることができ
る。しかも、４台の電動水流発生機４２は、回転数制御
によって矢印Ｆで示す水流の流量や流速を調整できるの
で、湖沼５の汚染度または保有水量などの条件に応じて
水流の流量や流速を調整することにより、処理水域全体
の浄化効率をより一層向上させることができる。

【００２９】また、４台の電動水流発生機４２は、アー
ム４１Ａ〜４１Ｄおよびスタンド４３を介して環状の処
理槽１に一体に設けられているので、湖沼５の水位が変
動しても、環状の処理槽１と４台の電動水流発生機４２
の相対位置が変動しない。すなわち、湖沼５の水位変動
にかかわらず水流Ｆの上下方向の中心部を環状の処理槽
１の高さ方向の中央部に対向させることができるので、
被処理水６の水流Ｆを位置ずれすることなく環状の処理
槽１に効率よく導入させることができる。

【００３０】前記実施の形態では、４台の電動水流発生
機４２の回転駆動によって発生する水流（矢印Ｆ）の全
てを環状の処理槽１に向けているが、池や湖沼５の形状
あるいは浄化処理装置の設置位置などによって、図３
（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）で示すように、水流（矢印Ｆ）
の方向を様々に変化させることができる。また、４台の
電動水流発生機４２を使用して説明しているが、電動水
流発生機４２の使用台数は４台にのみ限定されるもので
はなく任意であるとともに、電動水流発生機４２に代え
て流体噴出ノズルを使用してもよい。電動水流発生機４
２に代えた流体噴出ノズルから空気を噴出させる場合
は、空気噴出ノズルと空気噴出手段３の空気供給源３１
とを噴出空気供給ホースで接続すればよく、電動水流発
生機４２に代えた流体噴出ノズルから水を噴出させる場
合は、空気噴出手段３の電源装置３２からの供給電力に
よって運転される水中ポンプから吐出される被処理水６
を噴水ノズルから噴出させればよい。

【００３１】また、太陽電池３３で空気供給源３１に電
力を供給する構成で説明しているが、浮体４を位置決め
するロープやワイヤなどに給電用の電線を取付け、この
電線を通して湖沼５の岸に設けた給電設備から空気供給
源３１に給電するようにしてもよい。なお、太陽電池３
３によって電力を供給する実施例構成の場合、夜間など
では太陽電池３３による起電力が発生せず、蓄電池の蓄
電容量が低下して空気供給源３１を駆動できなくても、
日中にのみ空気供給源３１を駆動できれば十分である。

【００３２】さらに、環状の処理槽１を第１の環状層１
０と第２の環状層１１の二層構造で説明しているが、単
層構造あるいは三層構造以上の複数層構造で構成した環
状の処理槽１にも適用可能である。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る浄化
処理装置は構成されているので、以下のような格別な効
果を奏する。

【００３４】請求項１に記載の発明は、水流発生手段の
作用によって、環状の処理槽の外周遠隔域に存在する被
処理水を環状の処理槽に導入させることができる。この
ため、自然水流が認められない処理水域であっても、環
状の処理層を流過できる被処理水の領域を拡大して、処
理水域全体の浄化効率を向上させることができる。

【００３５】また、請求項２に記載の発明は、処理水域
の水位が変動しても、環状の処理槽と水流発生手段の相
対位置が変動しないので、処理水域の水位変動にかかわ
らず水流の上下方向の中心部を環状の処理槽の高さ方向
の中央部に対向させることができるので、被処理水の水
流を位置ずれすることなく環状の処理槽に効率よく導入
させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態を示す縦断面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。

【図３】水流発生手段によって発生した水流の指向変形
パターンを示す概略平面図である。

【符号の説明】

１ 環状の処理槽 ２ エアーリフト通路 ３ 空気噴出手段 ４ 浮体 ５ 湖沼などの処理水域 ６ 被処理水 ７ 木炭などの第１濾材 ８ カキ殻などの第２濾材 ４０ 水流発生手段

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 処理水域の被処理水の流通が可能に構成
   されているとともに、内部に濾材が充填されている環状
   の処理槽と、この環状の処理槽の中心部に上下方向に貫
   通して形成されているエアーリフト通路と、このエアー
   リフト通路の下端部にリフト用の空気を噴出させる空気
   噴出手段と、前記環状の処理槽を前記処理水域の水面下
   に保持する浮体とを備えた浄化処理装置において、前記
   処理水域の被処理水を前記環状の処理槽に導入させる水
   流発生手段が設けられていることを特徴とする浄化処理
   装置。
2. 【請求項２】 前記水流発生手段が前記環状の処理槽に
   一体に設けられていることを特徴とする請求項１に記載
   の浄化処理装置。