JP2002059187A

JP2002059187A - 底層曝気装置及びその装置を備えた構造体

Info

Publication number: JP2002059187A
Application number: JP2000252829A
Authority: JP
Inventors: Yasuji Uemori; 保治上森; Kimito Fujimura; 公人藤村
Original assignee: Marsima Aqua System Corp
Current assignee: Marsima Aqua System Corp
Priority date: 2000-08-23
Filing date: 2000-08-23
Publication date: 2002-02-26

Abstract

(57)【要約】【課題】浅い河川等の一定方向の水流がある環境下に
使用することができる底層曝気装置等を提供すること。【解決課題】本底層曝気装置は、エアリフトポンプを
用いて上流側の底層から底層水を取り込み曝気する取水
手段と、曝気された底層水を上流側の底層と略同レベル
にある下流側の底層に排水する排水手段とを備え、上記
取水手段は、上昇管１１と、その下部に形成された取り
込み口１６と、取り込み口１６内に散気する散気ディフ
ューザ１７と、上昇管１１内の上部に連通する気水分離
部１５とを備え、上記排水手段は、気水分離部１５に連
通する下降管１２と、その下部に形成された出口１９と
を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、河川等の一定方向
の水流がある環境下で使用される底層曝気装置及びその
装置を備えた構造体に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、ダム湖において水温が急激に変
化する水温躍層が形成されると、水温躍層下方の深層水
には湖面や流入水からの酸素の供給が絶たれる一方、湖
水や底泥に含まれる有機物等の分解に伴い溶存酸素の消
費が進み、深層では無酸素の状態となる。その結果、底
泥に含まれる、鉄、マンガン、硫化水素等が溶出し、出
水による放流の際に異臭を放ったり、上水の異臭、着色
障害の発生の原因となる。また、植物性プランクトンの
栄養源となり易い無機態の窒素、リンが還元状態で溶出
した際には水温躍層が破壊される循環期に表層に浮上
し、新たな栄養源となり、植物性プランクトンの異状発
生による、カビ臭や浄水場の濾過障害等の水質障害の懸
念される。このため、水温躍層を破壊せずに深層水の溶
存酸素濃度を回復させる底層（深層）曝気装置を設置す
ることがある（ダム技術Ｎｏ．１６４（２０００．５）
参照）。

【０００３】ここでは、浮上槽にそれぞれ上部を連通さ
せた上昇管と下降管とを蛇腹で構成し、嫌気状況にある
区域（湖底からある水深までの区域が改善対象域とな
る。）の水を装置内に取り込み、これを曝気して酸素を
溶け込ませた好気状態の水（循環水）を対象域に戻すよ
うにしている。この際、循環水が再度装置内に吸い込ま
れないように、取り込み口と出口とを十分に離すべく、
出口のレベルを取り込み口のレベルよりも高く設置して
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の底層曝
気装置では、浅い河川等の一定方向の流れがある環境下
に使用することができなかった。すなわち、従来装置の
場合、対象区域の水深が浅いときには、取り込み口と出
口とを十分に離すことができないので、適応水深に制限
がある。

【０００５】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、浅い河川等の一定方向の水流がある環境下に使用す
ることができる底層曝気装置及びその装置を備えた構造
体を提供することを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
一定方向の水流がある環境下で使用される底層曝気装置
であって、エアリフトポンプを用いて上流側の底層から
水を取り込んで曝気する取水手段と、曝気された水を上
流側の底層と略同レベルにある下流側の底層に排出する
排水手段とを備えたことを特徴とするものである。

【０００７】上記構成によれば、エアリフトポンプを用
いて上流側の底層から水が取り込まれて曝気され、該曝
気された水が上流側の底層と略同レベルにある下流側の
底層に排出される。このような循環水の流れは、装置外
部の水流に逆らわないものであり、むしろ装置外部の水
流による動圧が積極的に活用されうるものである。すな
わち、上流側の底層から水を取り込む際には水流により
正圧が働きこれがエアリフトポンプの作用を補助するの
で、水の取り込みが容易に行われるようになり、その結
果、エア消費量も少なくなる。その一方、下流側の底層
へ水を排出する際には水流により負圧が働きこれが水の
排出を補助するので、水の排出が容易に行われるように
なる。しかも、水を取り込む位置と水を排出する位置と
は同レベルで互いに反対方向に向いているので、一方流
れのある場所では対象区域の水深が浅くても、曝気され
た水を再度装置に吸い込むことが確実に防止される。

【０００８】例えば、請求項２記載の発明のように、取
水手段は、上流側の底層に向けて開口され、水を取り込
む取り込み口と、取り込み口から取り込まれた水中に散
気して気水混合体を生じさせる散気ディフューザと、気
水混合体を上昇させつつ曝気する上昇管と、上昇管で上
昇させた気水混合体を気水分離して大気開放する気水分
離部とを備え、排水手段は、気水分離部で空気と分離さ
れた水を降下させる下降管と、下流側の底層に向けて開
口され、下降管で降下させた水を排水する排水口とを備
えたものとすればよい。

【０００９】ところで、上記循環水の流量と曝気の空気
量とは略比例関係にあり、曝気量を多くすると流量は多
くなり、その逆に曝気量を少なくすると流量は少なくな
る。一方、酸素の溶け込み量は空気量に比例する。した
がって、溶存酸素量を多くしたいために曝気量を上げる
と、流量も多くなるので、結果的に水の単位体積当たり
の酸素量濃度は大きくならない。このため、流量を固定
したのでは、酸素の溶け込む効率（曝気効率）が低下す
る。水流のある環境下では、流速の季節変動等があるの
で、特にその傾向が顕著となる。そこで、請求項３記載
の発明のように、上昇管と下降管の少なくとも一方の上
部に流量調整用の絞り部を備えれば、簡単に流量調整が
なされるので、上記流速の季節変動等に対処可能とな
る。例えば、上昇管の上端に管内の所要断面積分を覆う
ような蓋を設け、この蓋により上昇管出口面積を加減し
て流量を調整する。これにより、曝気量に関係なく流量
が調整でき、必要な溶存酸素濃度にコントロールされ
る。

【００１０】また、曝気効率は水中に散気される空気の
気泡径を小さくする程良くなる。そのためには、空気を
噴出する散気ディフューザの空気孔の口径を小さくすれ
ばよいが、そうすると、停止中に川底等のヘドロ，粘土
質，水中に浮遊する有機物等により空気孔の目詰まりが
起こりやすく清掃を頻繁にする必要がある。清掃は水中
作業となり、潜水士の手が必要で非常に面倒な作業とな
り、空気孔の口径をあまり小さくできないという制限を
受ける。水流のある環境下では、特に、水流による巻き
上げにより川底等のヘドロ，粘土質が水中に混在し，水
中に浮遊する有機物等も多いので、その傾向が顕著であ
る。そこで、請求項４記載の発明のように、散気ディフ
ューザは上昇管内に吊り下げられた空気供給用のエアホ
ースの先端に取り付けられ、該散気ディフューザはエア
ホースとともに上昇管の上方に引き上げ可能とすれば、
エアーホースを引き上げることにより、散気ディフュー
ザを上昇管の上端から取り出せるので、清掃が容易とな
る。したがって、目詰まりを考慮して口径の大きな空気
孔とする必要がなくなり、口径の小さな空気孔を有する
散気ディフューザの採用が可能とされる。

【００１１】請求項５記載の発明のように、上昇管と下
降管との上部にフロートが取り付けられるとともに、両
管の下部の水流に向かって左右両側にアンカーが取り付
けられていれば、水中に装置を設置すると、水流が作用
しても装置本体は左右から拘束されているので回転しな
い。したがって、水の取り込み口は出口よりも常に上流
側に維持される。

【００１２】請求項６記載の発明のように、河川構造体
に、請求項１〜４のいずれかに記載の底層曝気装置を備
えることができる。河川構造体としては、橋脚や水門ピ
アなどが含まれる。

【００１３】

【発明の実施の形態】（実施形態１）図２は本装置を設
置した河川の横断面図である。

【００１４】従来例では、一定方向の水流がある河川等
でしかも浅層水域については使用できないという問題点
があった。ここで浅層水域とは、水深１０ｍ程度以下の
水域をいい、底層とはこの浅層水域の底から１〜３ｍ程
度の層をいう。通常の河川はこのような環境下にあるも
のが多く、その横断面はすり鉢状となって、両岸から河
川中央部に向かう程水深が深くなっている。

【００１５】本実施形態１に係る底層曝気装置１は、図
２に示すように、河川２の略中央部に浮遊させて使用す
るものであるが、曝気等に用いられるエアは河川岸の上
に設置したエア供給源３からエアホース４で供給され
る。エアホース４は、エアにより水面に浮上しないよう
にしたいわゆる水没式ホースを使用する。

【００１６】本装置１の構成は詳しくは後述するが、河
川２の上流側の底層から水を取り込んで曝気し、その水
を河川２の下流側の底層へ吐出するようになっている。
また、エア供給源３としては、オイルミストを含まない
クリーンなエアを供給するため、いわゆるオイルフリー
タイプのブロアやコンプレッサ等が用いられる。これ
は、河川の底層からの散気させるためのエアを発生させ
るが、その吐出圧と供給量は水深とエアホース４内での
圧力損失を考慮したものである。なお、エア供給源３
は、河川の岸に設置されるので、低騒音型のものとし、
ほぼ連続的に使用されるので、複数台のブロア等を設け
て交互に切り換えて運転するのが好ましい。

【００１７】さらに、エアホース４としては、耐久性に
富むゴムホースやＳＵＳ製ホース等が用いられ、エア供
給源３で発生させたエアを本装置１に供給するために必
要な長さと口径を有している。なお、河川の増水時には
流れが非常に速くなって、上下攪拌が進むので、底層に
おいても貧酸素化しにくい。したがって、本装置１は、
予め設定された河川２の基準レベル（Ｎ．Ｗ．Ｌ）〜低
レベル（Ｌ．Ｗ．Ｌ）間で比較的緩やかではあるが、安
定した一定方向の水流がある時に使用するのが好まし
い。

【００１８】図１は本発明の一実施形態に係る底層曝気
装置の全体構成を示す図であって、（ａ）は上面図、
（ｂ）は側断面図、（ｃ）は底面図、（ｄ）は正面図で
ある。また、図３は散気ディフューザの詳細構成を示す
図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は底面図である。
なお、図中の白抜きの太い矢印は河川の流れ方向を示し
ており、細い矢印は取り込まれる底層水と排出される底
層水の流れ方向を示している。

【００１９】図１（ａ）〜（ｄ）に示すように、本装置
１は、エアリフトポンプを用いて上流側の底層から水を
取り込んで曝気する取水手段と、曝気された水を上流側
の底層と略同レベルにある下流側の底層に排水する排水
手段とを備えたことを特徴とする。

【００２０】本装置１の本体１０は、その大部分が比重
が軽く腐食に強いＦＲＰ（ガラス繊維強化プラスチッ
ク）製等であって、同径でかつ同じ長さの上昇管１１と
下降管１２とを２枚の側板１３，１３で一体化するとと
もに、その上部に各管１１，１２の対向する壁面を一部
切り欠いて中底板１４を設けることにより長円筒形状の
気水分離部１５を形成している。気水分離部１５の上部
は無蓋で大気開放している。この本体１０の上部付近の
両側面にはフロート５０，５０が取り付けられ、本体１
０の下部の両側面にはアンカー６０，６０が取り付けら
れている。

【００２１】上記取水手段は、上昇管１１と、気水分離
部１５と、上昇管１１内の下部に形成された水の取り込
み口１６と、取り込み口１６内に散気する散気ディフュ
ーザ１７と、上昇管１１の上部に形成された流量調整用
の蓋（絞り部）１８とを備え、上記排水手段は、下降管
１２と、下降管１２内の下部に形成された水の出口１９
を備えている。

【００２２】取り込み口１６と出口１９とは互いに反対
方向に開口されているが、その開口形状は縮流を抑えて
圧力損失を少なくするように末広がりになっており、か
つ十分な断面積が与えられている。

【００２３】散気ディフューザ１７は、腐食に強いＳＵ
Ｓ（ステンレス鋼）製等であって、図３（ａ），（ｂ）
に示すように、上記気水分離部１５から引き込まれた空
気供給用のエアホース４に接続された円筒部１７ａと、
この円筒部１７ａから放射状に延びる８本の枝管部１７
ｂとを備え、この枝管部１７ｂの下方に立てた法線に対
し略４５度振り分けで複数の空気孔１７ｃが略等間隔に
形成されている。空気孔１７ｃの口径は後述するエアリ
フトポンプとしての性能面から求められる値に、以下の
観点から求められる値を加味して決定される。

【００２４】すなわち、酸素の溶け込み効率（曝気効
率）は曝気の気泡径を小さくする程良い。そのために
も、空気を噴出する散気ディフューザ１７の空気孔１７
ｃを小さくすればよいが、そうすると、停止中に川底等
のヘドロ，粘土質，水中に浮遊する有機物等により空気
孔１７ｃの目詰まりが起こりやすく清掃を頻繁にする必
要がある。清掃は水中作業となり、潜水士の手が必要で
非常に面倒な作業となり、空気孔１７ｃの口径をあまり
小さくできないという制限を受ける。本実施形態１のよ
うに、水流のある環境下では、特に、水流による巻き上
げにより川底等のヘドロ，粘土質が水中に混在し，水中
に浮遊する有機物等も多いので、その傾向が顕著であ
る。そこで、本実施形態１では、散気ディフューザ１７
は上昇管１１内に吊り下げられた空気供給用のエアホー
ス４の先端に取り付けられ、該散気ディフューザ１７は
エアホース４とともに上昇管の上方に引き上げ可能とし
ている。このようにすれば、エアーホース４を引き上げ
ることにより、散気ディフューザ１７を上昇管１１の上
端から取り出せるので、清掃が容易となる。したがっ
て、目詰まりを考慮して口径の大きな空気孔１７ｃとす
る必要がなくなり、口径の小さな空気孔１７ｃを有する
散気ディフューザ１７の採用が可能とされる。

【００２５】蓋（図１（ａ）中、ハッチングを付して示
している。）１８は、例えば平板状であって、上昇管１
１の上端にある中底板（同図中、蓋１８と逆方向のハッ
チングを付して示している。）１４上をＡ方向にスライ
ドさせて上昇管１１の上端開口面積を調整するようにな
っている。或いは、大きさの異なる蓋１８をいくつか用
意しておいて、適宜取り替えることで上昇管１１の上端
開口面積を調整することとしてもよいし、その他の適当
な絞り機構を設けてもよい。この蓋１８を設けたのは、
以下の理由による。

【００２６】すなわち、上昇管１１内を流れる水（循環
水）の流量と曝気の空気量とは略比例関係にあり、曝気
量を多くすると流量は多くなり、その逆に曝気量を少な
くすると流量は少なくなる。一方、酸素の溶け込み量は
空気量に比例する。したがって、溶存酸素量を多くした
いために曝気量を上げると、流量も多くなるので、結果
的に水の単位体積当たりの酸素量濃度は大きくならな
い。このため、流量を固定したのでは、曝気効率が低下
する。本実施形態１のように水流のある環境下では、流
速の季節変動等があるので、特にその傾向が顕著とな
る。そこで、本実施形態１では、上昇管１１の上端に上
記蓋１８を設け、循環水の流量調整を行うこととしてい
る。

【００２７】フロート５０は、上述したように、本体１
０の上部付近の両側面に取り付けられるが、その寸法形
状等は、大気開放される気水分離部１５の上端を水面上
に出した状態で本体１０を浮遊させるのに十分な浮力を
得るように決定される。フロート５０としては、市販の
ＦＲＰ製ブイ等を使用すればよい。上記したような取り
付け位置としたのは、本体１０が水中でほぼ直立姿勢に
なるようにするとともに、流れがあっても本体１０の上
記姿勢を維持するためである。また、本体１０の上記姿
勢を維持できる限り、フロート５０の取り付け位置と数
は任意に設定できる。例えば、本体１０の上部の周囲に
ドーナッツ状のフロートを１個だけ取り付けてもよい。

【００２８】アンカー６０も、上述したように、本体１
０の下部両側面に取り付けられるが、本体１０へは２本
のアンカーチェーン６１を介して取り付けられる。アン
カー６０としてはコンクリートアンカー等を使用し、ア
ンカーチェーン６１としてはＳＵＳ製チェーン等を使用
すればよい。上記したような取り付け位置としたのは、
上記フロート位置とも相俟って、本体１０が水中でほぼ
直立姿勢になるようにするとともに、流れがあっても本
体１０の取り込み口１６と出口１９との位置が反転しな
いようにするためである。また、本体１０の上記したよ
うな姿勢を保持できる限り、アンカー６０の取り付け位
置と数は任意に設定できる。例えば、水流により本体１
０が下流側に傾斜する角度を少なくするために、本体１
０の下部の上流側にアンカー６０をもう１箇所設けて３
点支持してもよい。

【００２９】以下、上昇管１１と下降管１２内を流れる
水量（流量）等について説明する。

【００３０】上昇管１１内を流れる水量は、その管径、
エア供給量、水深により決定される。本実施形態１で
は、蓋１８を中底板１４上でスライド等させて上昇管１
１の上端開口面積を調整することにより、上昇管１１内
を流れる水量の調整を行う。一方、下降管１２内を流れ
る水量は、上昇管１１と下降管１２とのヘッド差△ｈで
重力落下する。吐出流は河川の流れに乗って拡散する。

【００３１】このような循環水の流れは、装置外部の水
流に逆らったものではなく、むしろ装置外部の水流によ
る動圧が積極的に活用されうるものである。すなわち、
上流側の底層から水を取り込む際には水流により正圧が
働きこれがエアリフトポンプの作用を補助するので、水
の取り込みが容易に行われるようになり、その結果、エ
ア消費量も少なくなる。その一方、下流側の底層へ水を
排出する際には水流により負圧が働きこれが水の排出を
補助するので、水の排出が容易に行われるようになる。

【００３２】上記流量調整用の蓋１８は、流量調整のし
易さという点では、上昇管１１の上部に設けるのが好ま
しい。ただし、上記ヘッド差△ｈで気水分離部１５から
オーバーフローするおそれのない場合には、下降管１２
の上部に蓋１８を設けることも可能であり、その場合、
下降管１２の口径は上昇管１１の最大流量を吐出できる
程度とすればよい。また、下降管１２を上下伸縮自在と
しておき、吐出位置を上下方向に変化可能とすることと
してもよい。

【００３３】以下、本装置１の動作について説明する。

【００３４】本装置１を、図２に示したように、河川の
略中央部に浮遊させて、上流側の底層に取り込み口１６
を開口させ、これと反対側でかつ同レベルの下流側の底
層に出口１９を開口させた状態で、エア供給源３を駆動
し、エアホース４を介して散気ディフューザ１７に空気
を供給する。

【００３５】すると、図１に示すように、取り込み口１
６内で、散気ディフューザ１７から無数の微細な空気泡
が発生する。この空気泡が上昇管１１内の水中を上昇し
ていき、水を攪拌して気水混合体をつくる。その気水混
合体の見かけ上の比重は外部の水の比重よりも小さくな
るので、エアリフトポンプの原理により、気水混合体は
空気泡の浮力と外部の水圧（静圧＋動圧）との作用によ
って押し上げられるようにして取り込み口１６から上昇
管１１を介して気水分離部１５に順次に汲み上げられ
る。

【００３６】その際、上昇管１１内で気水混合体となっ
た空気泡と水とが接触して、空気泡中の酸素が水に溶け
込んで曝気されていくが、空気泡が微細であるほど、水
との接触面積が大きくなるので、高い曝気効率が得られ
る。

【００３７】気水分離部１５に汲み上げられる気水混合
体の流量調整は、上述したように、蓋１８を中底板１４
上でスライド等させて上昇管１１の上端の開口面積を調
整して行う。気水分離部１５に汲み上げられた気水混合
体は、ここで気水分離され、余剰の空気泡が大気開放さ
れる。その際にも、空気泡がはじけるときの飛沫によ
り、酸素が水に溶け込んで曝気されていく。そして、曝
気されて酸素が十分に溶け込んだ水が下降管１２内を上
記ヘッド差△ｈと外部の圧力との作用により重力落下し
ていき、出口１９から外部に吐出される。

【００３８】以上のように、上流側の底層水を曝気して
酸素豊富な水として下流側に流すことで、上下流ともに
貧酸素状況を改善することができる。

【００３９】このとき、一方方向の流れがある場所では
対象区域の水深が浅くても、取り入込み側を上流側に向
け、排水側を下流側に向けているので、曝気された底層
水を再度装置に吸い込むことが確実に防止される。

【００４０】また、上昇管１１の上端部に設けた蓋１８
により上昇管出口面積を加減して流量を調整されるの
で、曝気量に関係なく流量が調整でき、必要な溶存酸素
濃度にコントロールでき、水流のある環境下での流速の
季節変動等にも簡単に対処できる。

【００４１】また、水流のある環境下での水中の浮遊物
により散気ディフューザ１７に目詰まりがあっても、エ
アーホース４を引き上げることにより、散気ディフュー
ザ１７を上昇管１１の上端から取り出せるので、清掃が
容易となる。したがって、目詰まりを考慮して空気孔１
７ｃの口径を大きくとりすぎことがなくなり、小さな口
径の空気孔１７ｃを有する散気ディフューザ１７の採用
が可能となるので、エアリフトポンプとしての性能のみ
ならず、曝気効率をも向上させることができる。

【００４２】また、上昇管１１と下降管１２との上部に
は、フロート５０，５０が取り付けられ、両管の下部の
水流に向かって左右両側にはアンカー６０，６０が取り
付けられているので、本体１０の左右方向が拘束され
る。したがって、水流により本体１０が回転せず、水流
により本体１０が若干傾斜した場合であっても、底層水
の取り込み口１６は出口１９よりも常に上流側に維持さ
れる。必要に応じて、アンカー６０，６０を切り離すこ
とにより、本体１０を簡単に移動させることもできる。

【００４３】（実施形態２）上記実施形態１では、本体
１０をフロート５０，５０で浮遊させる一方、アンカー
６０，６０で川底に固定しているが、通常、河川には道
路橋等がかかっているので、その構造体である橋脚を利
用することができる。その構成例を図４に示す。

【００４４】図４において、符号１００は道路、２００
は橋脚、３００は本装置である。本装置３００は、水の
取り入れ口３０１と、上昇管３０２と、散気ディフュー
ザ３０３と、気水分離室３０４と、空気抜き管３０５
と、下降管３０６と、出口３０７とを備えている。これ
らの詳細構成は上記実施形態１の各要素（１１〜１９）
とほぼ同様であり、上記実施形態１と同様の作用効果を
奏する。

【００４５】本装置３００は、図４に示すように、各要
素は全て橋脚２００の強度を確保できる範囲でそれに内
蔵してもよいし、或いは、橋脚２００に外付けすること
としてもよい。

【００４６】この場合にも、上流の底層水を曝気して酸
素豊富な水として下流に流すことで、上下流ともに貧酸
素状況を改善することができる。また、メンテナンスと
しては、散気ディフューザ３０３の清掃作業が要るが、
上記実施形態１のように、散気ディフューザ３０３を上
昇管３０２の上部に引き上げる構造とすることにより、
その清掃作業が簡単になる。

【００４７】（実施形態３）また、河川用水門を締め切
ると、上流側が滞留域となるので、河川底層部が貧酸素
化する。このような状況下で、水門のフラッシング操作
により底層水を下流側に流出させる等の手段がとられ
る。しかし、その場合、下流側に貧酸素水が流入してく
るので、下流域で貧酸素化することになる。このため、
上流の底層水を曝気して酸素豊富な水として下流に流す
ことで、上下流ともに貧酸素状況を改善することができ
る。その構成例を図５に示す。

【００４８】図５において、符号５００は水門ピア、６
００は本装置を示す。本装置６００は、水取り入れ口６
０１と、上昇管６０２と、散気ディフューザ６０３と、
気水分離室６０４と、空気抜き管６０５と、下降管６０
６と、出口６０７とを備えている。これらの詳細構成は
上記実施形態１の各要素（１１〜１９）とほぼ同様であ
り、上記実施形態１と同様の作用効果を奏する。

【００４９】本装置６００は、図５に示すように、各要
素は全て水門ピア５００の強度を確保できる範囲でそれ
に内蔵してもよいし、扉体６０８自体に内蔵することと
してもよい。或いは、水門ピア５００に外付けすること
としてもよい。

【００５０】この場合にも、上流の底層水を曝気して酸
素豊富な水として下流に流すことで、上下流ともに貧酸
素状況を改善することができる。また、メンテナンスと
しては、散気ディフューザ６０３の清掃作業が要るが、
上記実施形態１のように、散気ディフューザ６０３を上
昇管６０２の上部に引き上げる構造とすることにより、
その清掃作業が簡単になる。

【００５１】なお、上記実施形態１〜３では、散気ディ
フューザ１７として放射形状のものを使用しているが、
リング形状のものを使用してもよい。

【００５２】また、上記実施形態２，３では、河川構造
体として、橋脚や水門ピアを説明したが、本発明の適用
範囲はこれに限らず、例えば堰等の構造体にも応用可能
である。

【００５３】

【発明の効果】請求項１，２記載の発明によれば、一方
方向の流れがある場所では対象区域の水深が浅くても、
取り入込み側を上流側に向け、排水側を下流側に向ける
ことにより、曝気された底層水を再度装置に吸い込むこ
とがなくなるので、浅い河川等の流れのある環境下に使
用することができる。

【００５４】請求項３記載の発明によれば、簡単に流量
調整がなされる。例えば、上昇管の上端部に管内の所要
断面積分を覆うような蓋を設け、この蓋により上昇管出
口面積を加減して流量を調整する。これにより、曝気量
に関係なく流量が調整でき、必要な溶存酸素濃度にコン
トロールできるので、水流のある環境下での流速の季節
変動等にも簡単に対処できる。

【００５５】請求項４記載の発明によれば、水流のある
環境下での水中の浮遊物により散気ディフューザの目詰
まりがあっても、エアーホースを引き上げて散気ディフ
ューザを上昇管の上端から取り出せるので、清掃が容易
となる。したがって、目詰まりを考慮して空気孔の口径
を大きくとりすぎことがなくなり、小さな口径の空気孔
を有する散気ディフューザを採用してエアリフトポンプ
性能と曝気効率をともに向上させることができる。

【００５６】請求項５記載の発明によれば、水流により
本体が傾斜した場合であっても、底層水の取り込み口は
出口よりも常に上流側に維持できる。また、必要に応じ
て、アンカーを切り離すことにより、装置本体を簡単に
移動させることもできる。

【００５７】請求項６記載の発明によれば、橋脚や水門
ピアに装備した場合にも上記請求項１〜４のいずれかの
底層曝気装置と同様の効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る底層曝気装置の全体
構成を示す図であって、（ａ）は上面図、（ｂ）は側断
面図、（ｃ）は底面図、（ｄ）は正面図である。

【図２】本装置を設置した河川の横断面図である。

【図３】散気ディフューザの詳細構成を示す図であっ
て、（ａ）は正面図、（ｂ）は底面図である。

【図４】橋脚に本装置を適用した場合の構成を示す側断
面図である。

【図５】水門ピアに本装置を適用した場合の構成を示す
側断面図である。

【符号の説明】

１底層曝気装置２河川３エア供給源４エアホース１０本体１１上昇管（取水手段）１２下降管（排水手段）１３側板１４中底板１５気水分離部（取水手段）１６取り込み口（取水手段）１７散気ディフューザ（取水手段）１８流量調整用蓋（絞り部）１９出口（排水手段）５０フロート６０アンカー６１アンカーチェーン１００道路２００橋脚３００底層曝気装置５００水門ピア６００底層曝気装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一定方向の水流がある環境下で使用され
る底層曝気装置であって、エアリフトポンプを用いて上
流側の底層から水を取り込んで曝気する取水手段と、曝
気された水を上流側の底層と略同レベルにある下流側の
底層に排出する排水手段とを備えたことを特徴とする底
層曝気装置。
【請求項２】取水手段は、上流側の底層に向けて開口
され、水を取り込む取り込み口と、取り込み口から取り
込まれた水中に散気して気水混合体を生じさせる散気デ
ィフューザと、気水混合体を上昇させつつ曝気する上昇
管と、上昇管で上昇させた気水混合体を気水分離して大
気開放する気水分離部とを備え、排水手段は、気水分離
部で空気と分離された水を降下させる下降管と、下流側
の底層に向けて開口され、下降管で降下させた水を排水
する排水口とを備えたことを特徴とする請求項１記載の
底層曝気装置。
【請求項３】上昇管と下降管の少なくとも一方の上部
に流量調整用の絞り部を備えたことを特徴とする請求項
２記載の底層曝気装置。
【請求項４】散気ディフューザは上昇管内に吊り下げ
られた空気供給用のエアホースの先端に取り付けられ、
該散気ディフューザはエアホースとともに上昇管の上方
に引き上げ可能であることを特徴とする請求項２又は３
記載の底層曝気装置。
【請求項５】上昇管と下降管との上部にフロートが取
り付けられるとともに、両管の下部の水流に向かって左
右両側にアンカーが取り付けられていることを特徴とす
る請求項２〜４のいずれかに記載の底層曝気装置。
【請求項６】河川にあって、請求項１〜４のいずれか
に記載の底層曝気装置を備えたことを特徴とする構造
体。