JP2002355690A - 水質浄化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 堆積した汚泥を洗浄装置によって効率よく排
除でき、目詰まりを十分に解消することができる水質浄
化装置の提供。 【解決手段】 水面１０ｂよりも上側に上部を突出させ
た状態で処理水域１０に設けられ、側部が閉塞されると
ともに内部に水を浄化する処理部１８が設けられた水質
浄化体１３と、水質浄化体１３の上部内側に被処理水を
供給することにより処理部１８に上部から下部への水流
を発生させて被処理水を浄化処理させる給水装置３４
と、処理部１８に下部から空気を噴出させることにより
洗浄処理する洗浄装置３５とを有することにより、浄化
処理時の水流の方向に対し逆方向に洗浄用の空気および
水流を移動させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば湖沼、池、
ダム、溜池、貯水池、河川、用水路、堀、運河、水槽等
において水を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、貯水池、河川、
用水路、堀、運河、水槽等の浄化対象水域において、水
質汚染対策として、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として、浄化対象と
なる処理水域の水面下に配置される水質浄化体と、この
水質浄化体の中央から水を吸引するポンプと、水質浄化
体の下部から空気を噴出させる洗浄装置とを有するもの
がある。

【０００３】この水質浄化装置は、ポンプで水を吸引す
ると、水質浄化体が主として側部外周から被処理水を内
部に吸い込み、吸い込んだ被処理水を中央に向けて移動
させることになり、このように移動する被処理水を水質
浄化体に担時した微生物で浄化するものである。このよ
うな水質浄化装置では、ある程度浄化処理を行うと水質
浄化体に目詰まりを生じることになるため、洗浄装置で
水質浄化体に下部から空気を噴出させ、目詰まりを生じ
させている汚泥を下部から上部への空気の移動により剥
離させ主として水質浄化体の上部から排出させるように
なっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
水質浄化装置では、水質浄化体が主として側部外周から
被処理水を内部に吸い込んで浄化処理を行うものである
ため、汚泥は水質浄化体の側部外周部に多く堆積するこ
とになる。このように側部外周部に多く堆積した汚泥に
対し、洗浄装置によって下部から上部へ空気を移動させ
るのでは汚泥を効率よく排除できず、目詰まりを十分に
解消できないという問題があった。

【０００５】したがって、本発明は、堆積した汚泥を洗
浄装置によって効率よく排除でき、目詰まりを十分に解
消することができる水質浄化装置の提供を目的としてい
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の請求項１記載の水質浄化装置は、水面より
も上側に上部を突出させた状態で処理水域に設けられ、
側部が閉塞されるとともに内部に水を浄化する処理部が
設けられた水質浄化体と、該水質浄化体の上部内側に被
処理水を供給することにより前記処理部に上部から下部
への水流を発生させて該処理部により被処理水を浄化処
理させる給水装置と、前記処理部に下部から空気を噴出
させることにより該処理部を洗浄処理する洗浄装置と、
を有することを特徴としている。

【０００７】これにより、給水装置が、水質浄化体の上
部内側に被処理水を供給することにより処理部に上部か
ら下部への水流を発生させて該処理部により被処理水を
浄化処理させると、処理部の上部に汚泥が多く堆積して
目詰まりを生じることになる。これに対し、洗浄装置が
処理部に下部から空気を噴出させると、空気が処理部を
下部から上部に移動することになり、浄化処理時の水流
の方向に対し逆方向に洗浄用の空気および水流を移動さ
せることができる。

【０００８】本発明の請求項２記載の水質浄化装置は、
請求項１記載のものに関し、前記水質浄化体は、上端部
より下側に前記処理部が設けられており、前記給水装置
は、前記水質浄化体の前記処理部よりも上側に一端部が
開口するとともに他端部が処理水域内に開口する通水管
体と、処理水域の被処理水を前記通水管体の前記他端部
から吸引し前記一端部から吐出させるポンプとからな
り、前記洗浄装置による空気の流れで前記処理部から上
方に排出される汚泥を前記通水管体により前記一端部か
ら受け入れ前記他端部から排出させることを特徴として
いる。

【０００９】このように、給水装置が、処理水域の被処
理水を通水管体で吸引し水質浄化体の上部内側に吐出す
るポンプであり、洗浄装置による空気の流れで処理部か
ら上方すなわち水質浄化体の上部内側に排出される汚泥
を、このポンプ用の通水管体により処理水域に排出させ
る。

【００１０】本発明の請求項３記載の水質浄化装置は、
請求項１記載のものに関し、前記水質浄化体は、上端部
より下側に前記処理部が設けられており、前記給水装置
は、前記水質浄化体の前記処理部よりも上側に一端部が
開口するとともに他端部が処理水域内に開口する通水管
体と、該通水管体内に空気を噴出させることにより生じ
るエアリフトで処理水域の被処理水を前記通水管体の前
記他端部から吸引し前記一端部から吐出させる空気噴出
手段とを有するエアリフトポンプであり、前記洗浄装置
による空気の流れで前記処理部から上方に排出される汚
泥を前記通水管体により前記一端部から受け入れ前記他
端部から排出させることを特徴としている。

【００１１】このように、給水装置が、処理水域の被処
理水を通水管体で吸引し水質浄化体の上部内側に吐出す
るエアリフトポンプであり、洗浄装置による空気の流れ
で処理部から上方すなわち水質浄化体の上部内側に排出
される汚泥を、このエアリフトポンプの通水管体により
処理水域に排出させる。

【００１２】本発明の請求項４記載の水質浄化装置は、
請求項１乃至３のいずれか一項記載のものに関し、前記
水質浄化体は、フロートで支持されて前記処理水域に配
置されていることを特徴としている。

【００１３】このように、水質浄化体がフロートで支持
されて処理水域に配置されているため、処理水域の水位
が変化する場合であっても、給水装置により水質浄化体
の上部内側に供給される被処理水と、水質浄化体の外側
の処理水域との水頭差を一定にできる。

【００１４】本発明の請求項５記載の水質浄化装置は、
請求項４記載のものに関し、前記水質浄化体の前記処理
水域における高さ位置を調整する高さ調整手段を有する
ことを特徴としている。

【００１５】浄化処理時に給水装置により水質浄化体に
上から下への水流を発生させると水質浄化体は下方向に
沈むことになる一方、洗浄処理時に洗浄装置により水質
浄化体に下から上への空気の流れを発生させると水質浄
化体は上方向に浮くことになるため、浄化処理に合わせ
て高さを設定すると、洗浄処理時に汚泥の水質浄化体か
らの排出が困難になってしまうことがあるが、上記によ
り、高さ調整手段で洗浄処理時に最適な高さに水質浄化
体の処理水域における高さ位置を調整することができ
る。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明の第１実施形態の水質浄化
装置を図１〜図３を参照して以下に説明する。

【００１７】図１に示すように、第１実施形態の水質浄
化装置１１は、池あるいは湖沼等の浄化対象としての処
理水域１０の水底１０ａに設置されて使用されるもの
で、水底１０ａに立設される複数の支柱部１２と、これ
ら支柱部１２により支持される水質浄化体１３とを有し
ており、また、陸側に載置され、または図示せぬフロー
トにより処理水域１０に浮かせられる図２に示す駆動装
置１４を有している。なお、以下の説明における上下は
処理水域１０へ配置された状態における上下である。

【００１８】水質浄化体１３は、円筒状または角筒状を
なす外筒体１６を有しており、この外筒体１６は両端開
口部を上下に配置した状態で複数の支柱部１２により支
持されている。この外筒体１６には、上端開口部の内側
全面および下端開口部の内側全面にそれぞれ網状体１７
が展張されている。

【００１９】そして、これら網状体１７の間には、木炭
や活性炭、ゼオライト等の処理材が充填されており、し
かも浄化対象である有機物を分解する好気性の微生物が
担持されて水を浄化処理する処理部１８が形成されてい
る。ここで、処理部１８の側部外周を覆う外筒体１６に
は開口等はなく、その結果、水質浄化体１３の処理部１
８が設けられた範囲の側部全周が完全に閉塞されてい
る。なお、この場合、処理部１８を微生物を担持可能な
処理材で形成しているが、これに限られず、例えば、中
空糸膜等を用いたフィルタとしても良い。

【００２０】また、水質浄化体１３は、外筒体１６の上
側に、この外筒体１６と連続するように取り付けられる
円筒状または角筒状をなす仕切筒体２０を有している。
これにより、水質浄化体１３は、その上端部より下側の
内側に処理部１８が設けられていることになる。なお、
仕切筒体２０と外筒体１６とを一体成形してもよい。

【００２１】そして、水質浄化体１３は、支柱部１２で
支持された状態において、処理水域１０の水面１０ｂよ
りも上側にその上部である仕切筒体２０を全周にわたっ
て突出させており、しかも、処理部１８の上面は、水面
１０ｂよりも低い位置とされる。なお、仕切筒体２０の
上端部は全周にわたって同じ高さとされている。

【００２２】仕切筒体２０には、通水管体２２が円周方
向に少なくとも１つ以上取り付けられている。ここで、
通水管体２２は、仕切筒体２０の下部すなわち処理部１
８よりも上側に、この仕切筒体２０の内側すなわち水質
浄化体１３の内側に開口するように一端部が取り付けら
れている。通水管体２２は、水平方向に沿った状態でこ
の仕切筒体２０に接合される第１管部２３と、この第１
管部２３の仕切筒体２０に対し反対側から鉛直下方に延
出する第２管部２４とを有している。なお、仕切筒体２
０は、この通水管体２２を介する以外では、側部全周が
完全に閉塞されており、しかも、外筒体１６との連結部
分も全周が完全に閉塞されていて、その結果、水質浄化
体１３は、側部全周が通水管体２２を介する以外では完
全に閉塞されている。

【００２３】そして、すべての通水管体２２の第２管部
２４の下部内側位置には、空気噴出管（空気噴出手段）
２６の一端の空気噴出口２７が設けられている。空気噴
出管２６は、他端側が駆動装置１４に連結されており、
この駆動装置１４から供給される空気を空気噴出口２７
から通水管体２２の第２管部２４内に噴出させる。

【００２４】支柱部１２には、洗浄ノズル２９が固定さ
れている。この洗浄ノズル２９には、その一端側の、水
平方向において水質浄化体１３の内側となる位置に、上
方に向けて開口する図示せぬ空気噴出孔が多数形成され
ている。この洗浄ノズル２９は、他端側が駆動装置１４
に連結されており、この駆動装置１４から供給される空
気を空気噴出孔から噴出させる。

【００２５】駆動装置１４は、図２に示すように、空気
噴出管２６および洗浄ノズル２９が連結される電磁式の
三方の切換弁３１と、エアコンプレッサ３２と、これら
を制御するコントローラ３０とを有しており、エアコン
プレッサ３２の空気吐出側も切換弁３１に連結されてい
る。

【００２６】切換弁３１は、エアコンプレッサ３２の吐
出側を、洗浄ノズル２９に連通させることなく空気噴出
管２６に連通させる状態と、空気噴出管２６に連通させ
ることなく洗浄ノズル２９に連通させる状態とに切り換
わるようになっている。

【００２７】ここで、コントローラ３０が、エアコンプ
レッサ３２を駆動状態とするとともに、切換弁３１を、
エアコンプレッサ３２の吐出側を洗浄ノズル２９に連通
させることなく空気噴出管２６に連通させる状態にする
と、エアコンプレッサ３２から空気噴出管２６に圧縮空
気が供給され、この圧縮空気が空気噴出口２７から通水
管体２２の第２管部２４内に噴出され該第２管部２４内
で気泡となって下から上へ移動し、この気泡の移動で、
第２管部２４内に上方への水流すなわちエアリフトが生
じる（図１においてこのときの空気の流れを破線矢印で
水流を実線矢印で示す）。

【００２８】すると、このエアリフトで通水管体２２が
下部開口部から処理水域１０の被処理水を吸引し上部開
口部から水質浄化体１３の仕切筒体２０の内側すなわち
上部内側に供給することになる。その結果、仕切筒体２
０の内側に被処理水が溜まることにより仕切筒体２０の
内側の水面３３の水位が上がり、処理水域１０の水面１
０ｂとの間に水頭差が生じる。この水頭差によって、側
部外周が閉塞された処理部１８に上部から下部への水流
が発生することになり、供給された被処理水が処理部１
８を上部から下部に通過する。その際に、処理部１８内
の木炭等の処理材に担持された好気性微生物に、アオコ
等の藻類や有機質浮遊物質、溶解性有機物質等が分解さ
れて水が浄化処理され、浄化処理された後に、処理部１
８の下部から処理水域１０に排出される。このようにし
て、処理水域１０の水が浄化される。

【００２９】なお、このとき使用されるエアコンプレッ
サ３２、切換弁３１、空気噴出管２６および通水管体２
２が、水質浄化体１３の上部内側に処理水域１０の被処
理水を供給することで処理部１８を通過する水流を発生
させて処理水域１０の被処理水を処理部１８で浄化処理
させるエアリフトポンプ（給水装置）３４を構成してい
る。

【００３０】一方、上記のようにして、処理部１８に上
部から下部への水流を発生させて処理水域１０の被処理
水を処理部１８に通過させて浄化処理を行っていると、
処理部１８に土砂や微生物の排出したフン等からなる汚
泥が堆積して目詰まりを生じることになり、正常な浄化
性能が得られなくなる。なお、処理部１８においては、
最初に被処理水が導入される上面側に最も多く汚泥が堆
積して目詰まりを生じやすい。

【００３１】そして、このように処理部１８に目詰まり
が生じた場合には、コントローラ３０が、エアコンプレ
ッサ３２を駆動状態とするとともに、切換弁３１を、エ
アコンプレッサ３２の吐出側を空気噴出管２６に連通さ
せることなく洗浄ノズル２９に連通させる状態にする
と、エアコンプレッサ３２から供給された圧縮空気が洗
浄ノズル２９の図示せぬ空気噴出孔から噴出させられ、
下方から処理部１８内に入り、側部全周が閉塞されたこ
の処理部１８を通って上方に移動して上部から仕切筒体
２０の内側に出る。この空気の移動で、処理部１８に充
填された処理材の表面と空気が接触し、処理材の表面か
ら汚泥が剥離されるとともに、処理部１８内で下から上
への水流が生じ、処理部１８内の汚泥を、上部から上側
に排出させる。このようにして処理部１８が洗浄される
（図３においてこのときの空気の流れを破線矢印で水流
を実線矢印で示す）。

【００３２】また、洗浄ノズル２９から噴出される空気
による水流で、仕切筒体２０の内側の水面３３の水位が
上がり、処理水域１０の水面１０ｂとの間に水頭差が生
じる。この水頭差によって、仕切筒体２０の内側に溜め
られた汚泥を多く含む水が、通水管体２２の上部開口部
に導入されこの通水管体２２を介して下部開口部から処
理水域１０に水底１０ａに向けて排出されることにな
る。

【００３３】このとき使用されるエアコンプレッサ３
２、切換弁３１および洗浄ノズル２９が、下方から空気
を噴出させることにより水質浄化体１３を洗浄する洗浄
装置３５を構成している。

【００３４】以上に述べた第１実施形態の水質浄化装置
１１によれば、エアリフトポンプ３４が、水質浄化体１
３の上部内側に被処理水を供給することにより処理部１
８に上部から下部への水流を発生させてこの処理部１８
により被処理水を浄化処理させると、特に処理部１８の
上部に汚泥が多く堆積して目詰まりを生じることにな
る。これに対して、洗浄装置３５が処理部１８に下部か
ら空気を噴出させると、空気が処理部１８を下部から上
部に移動することになり、浄化処理時の水流の方向に対
し逆方向に洗浄用の空気および水流を移動させることが
できる。

【００３５】したがって、処理部１８の上部に多く堆積
した汚泥を効率よく排除することができ、目詰まりを十
分に解消することができる。

【００３６】また、処理水域１０の被処理水を通水管体
２２で吸引し水質浄化体１３の上部内側に吐出するエア
リフトポンプ３４を用いており、洗浄装置３５による空
気の流れおよび水流で処理部１８から上方すなわち水質
浄化体１３の上部である仕切筒体２０の内側に排出され
る汚泥を、このエアリフトポンプ３４の通水管体２２に
より処理水域１０に排出させるようになっている。

【００３７】したがって、エアリフトポンプ３４の一部
である通水管体２２を洗浄処理時の汚泥の排出のために
用いることができるため、コストを低減することができ
る。しかも、汚泥の排出を通水管体２２で案内するた
め、汚泥の排出先を上記のように設置場所近傍の水底等
に一定させることができ、汚泥の拡散を防止するととも
にその回収を容易に行うことができる。加えて、洗浄時
も通水管体２２に水流を発生させるため、洗浄時に排出
される汚泥で通水管体２２が詰まってしまうことを防止
できる。

【００３８】加えて、水質浄化体１３は、内部にエアリ
フトポンプ３４の構成を設ける必要がないため、製作が
容易となり、コストをさらに低減することができる。エ
アリフトポンプの構成にしたため、エア駆動源である圧
縮機や配線を水中に設置する必要がなく、一台の圧縮機
で配管により空気を分配することにより被処理水の給
水、及び洗浄時の水の流れを作ることができるので、他
のポンプに比べ安価であり、かつシンプルな構成で被処
理水の給水、及び洗浄時の水の流れを作ることができ
る。また、ファン型のポンプや容積型のポンプ等で圧送
するのと比べ、エアを供給することにより被処理水の給
水、および洗浄時の水の流れを作ることができるので、
省電力化を実現することができる。

【００３９】なお、処理水域１０の被処理水を通水管体
２２で吸引し水質浄化体１３の上部内側に吐出するもの
として、エアリフトポンプ３４ではなく、ファン型のポ
ンプや容積型のポンプ等の他の送液ポンプを用いること
も可能である。

【００４０】本発明の第２実施形態の水質浄化装置を図
４を参照して、第１実施形態との相違部分を中心に以下
に説明する。なお、第１実施形態と同様の部分には同一
の符号を付しその説明は略す。

【００４１】第２実施形態の水質浄化装置１１は、水質
浄化体１３を支柱部で水底１０ａに設置するのではな
く、フロート３７を用いて水面１０ｂの近傍に浮かせて
いる点が第１実施形態に対し主に相違している。すなわ
ち、水質浄化体１３の仕切筒体２０の外側に、水質浄化
体１３を浮かせるためのフロート３７が複数取り付けら
れている。なお、集水管体２２とフロート３７とは、干
渉しないように互いに水平方向における位置をずらして
配置されている。

【００４２】なお、第２実施形態の水質浄化装置の浄化
処理および洗浄処理の各作動は第１実施形態と同様であ
る。

【００４３】第２実施形態の水質浄化装置１１は、第１
実施形態と同様の効果を奏することができる上、水質浄
化体１３がフロート３７で支持されて処理水域１０に配
置されているため、処理水域１０の水位に変化が生じて
も、浄化処理時における浄化処理体１３の水面１０ｂに
対する高さ位置を一定に維持することができ、エアリフ
トポンプ３４により水質浄化体１３の内側に供給される
被処理水の水面３３と外側の水面１０ｂとの水頭差を一
定に維持することができる。

【００４４】したがって、処理部１８を通過する被処理
水の処理量を一定させることができ、浄化処理能力を一
定に維持することができる。

【００４５】すなわち、処理水域１０の水位が変化する
場合には、第１実施形態のように水底１０ａに設置され
るタイプであると、エアリフトポンプ３４により水質浄
化体１３の内側に供給される被処理水の水面３３と外側
の水面１０ｂとの水頭差が変化してしまい、被処理水の
処理部１８への供給量が変化し、浄化処理能力が変化し
てしまうことになるが、第２実施形態では、このような
ことが生じないのである。

【００４６】次に、本発明の第３実施形態の水質浄化装
置を図５〜図７を参照して以下に説明する。

【００４７】図５に示すように、第３実施形態の水質浄
化装置５１は、池あるいは湖沼等の浄化対象としての処
理水域１０に浮かせられて使用されるもので、処理水域
１０に浮かせられる複数のフロート５２と、これらフロ
ート５２同士を連結させる連結部材５５とを有してお
り、連結部材５５に吊下部材５０を介して吊り下げられ
る水質浄化体５３と、連結部材５５上に載置される駆動
装置５４とを有している。

【００４８】水質浄化体５３は、四つの側板部５６Ａ，
５６Ｂ，５６Ｃ，５６Ｄを有しこれらで角筒状をなすと
ともに一つの側板部５６Ａの内側にこれと近接して平行
をなすように仕切板部５６Ｅが設けられた外筒体５６を
有しており、この外筒体５６は、両端開口部を上下に配
置した状態で用いられる。ここで、側板部５６Ａ，５６
Ｂ，５６Ｃ，５６Ｄの上端部の高さは同じとされてお
り、仕切板部５６Ｅのみが、これらより上端部の高さが
低くされている。この外筒体５６には、側板部５６Ｂ，
５６Ｃ，５６Ｄおよび仕切板部５６Ｅで囲まれる、仕切
板部５６Ｅの上端部よりも低い位置の上部開口部の内側
全面と、側板部５６Ｂ，５６Ｃ，５６Ｄおよび仕切板部
５６Ｅで囲まれる下部開口部の内側全面にそれぞれ網状
体５７が展張されている。

【００４９】そして、これら網状体５７の間には、第１
実施形態と同様の処理材等が充填されて水を浄化処理す
る処理部５８が形成されている。この場合も、処理部５
８の側部外周を覆う側板部５６Ｂ，５６Ｃ，５６Ｄおよ
び仕切板部５６Ｅには開口等はなく、水質浄化体５３の
処理部５８が設けられた範囲の側部全周が完全に閉塞さ
れている。なお、外筒体５６の側板部５６Ａ，５６Ｂ，
５６Ｄおよび仕切板部５６Ｅで囲まれた部分は、上下に
開口する排出管部５９とされている。

【００５０】そして、水質浄化体５３は、常に水面１０
ｂよりも上側に、側板部５６Ａ〜５６Ｄおよび仕切板部
５６Ｅの上部を全体として突出させた状態となるように
配置され、しかも、処理部５８の上面は、水面１０ｂよ
りも低い位置に配置される。

【００５１】仕切板部５６Ｅに対し反対側すなわち側板
部５６Ｃ側には、その内側すなわち水質浄化体５３の上
部内側に一端部が開口するとともに他端部が処理水域１
０内に開口する通水管体６２が一つ取り付けられてい
る。通水管体６２は、水平方向に沿った状態で外筒体５
６に接合される第１管部６３と、この第１管部６３の外
端部から鉛直下方に延出する第２管部６４とを有してい
る。

【００５２】そして、通水管体６２の第２管部６４の下
部内側位置には、空気噴出管（空気噴出手段）６６の一
端の空気噴出口６７が設けられている。空気噴出管６６
は、他端側が駆動装置５４に連結されており、この駆動
装置５４から供給される空気を空気噴出口６７から通水
管体６２の第２管部６４内に噴出させる。

【００５３】水質浄化体５３の下方には、洗浄ノズル６
９が設けられている。この洗浄ノズル６９には、その一
端側の、水平方向において水質浄化体５３の内側となる
位置に、上方に向けて開口する図示せぬ空気噴出孔が多
数形成されている。この洗浄ノズル６９は、他端側が駆
動装置５４に連結されており、この駆動装置５４から供
給される空気を空気噴出孔から噴出させる。

【００５４】そして、水質浄化体５３の側板部５６Ｂ，
５６Ｄの外側には、それぞれ内部に空気を貯留可能な伸
縮自在の補助フロート（高さ調整手段）７０が取り付け
られている。これら補助フロート７０は、水質浄化体５
３の処理水域１０における水面１０ｂに対する高さ位置
を一定に維持するように調整するためのもので、それぞ
れに連結された配管７１およびこれら配管７１が合流し
た配管７２を介して駆動装置５４に連結されており、ま
た、他方でそれぞれに連結された配管７３およびこれら
配管７３が合流した配管７４を介して大気開放可能とな
っている。そして、配管７２にはこれを開閉させる電磁
式の開閉弁７６が設けられており、配管７４にもこれを
開閉させる電磁式の開閉弁７７が設けられている。

【００５５】駆動装置５４は、連結部材５５に載置され
るもので、吐出側が三方に分岐して空気噴出管６６と洗
浄ノズル６９と補助フロート７０の配管７２とに連結さ
れるエアコンプレッサ８０と、空気噴出管６６を開閉す
る電磁式の開閉弁８１と、洗浄ノズル６９を開閉する電
磁式の開閉弁８２と、これらを制御するコントローラ８
３とを有しており、コントローラ８３は、補助フロート
７０の開閉弁７６，７７も制御する。

【００５６】次に、コントローラ８３の制御内容につい
て図７のフローチャートを参照して以下に説明する。

【００５７】コントローラ８３は、まず、空気噴出管６
６の開閉弁８１を閉状態とし（ステップＳ１）、洗浄ノ
ズル６９の開閉弁８２を閉状態として（ステップＳ
２）、さらに、補助フロート７０の開放側の開閉弁７７
を閉状態とする一方（ステップＳ３）、補助フロート７
０のエアコンプレッサ８０側の開閉弁７６を開状態とす
るとともに（ステップＳ４）、エアコンプレッサ８０を
駆動状態とする（ステップＳ５）。これにより、エアコ
ンプレッサ８０から両補助フロート７０内に空気が導入
される。

【００５８】ステップＳ５でエアコンプレッサ８０を駆
動状態とした後、コントローラ８３は、運転時間の計測
を開始して（ステップＳ６）、運転時間ｔ１が、両補助
フロート７０に所定量の空気を導入するのに必要な予め
設定された所定時間ｘより小さいか否かを判定し（ステ
ップＳ７）、運転時間ｔ１が所定時間ｘ以上になった
ら、補助フロート７０のエアコンプレッサ８０側の開閉
弁７６を閉状態とする（ステップＳ８）。これにより、
補助フロート７０には、予め設定された量の空気が導入
されることになり、水質浄化体１３には、フロート５２
と補助フロート７０とを合わせた浮力が作用することに
なる。

【００５９】次に、コントローラ８３は、空気噴出管６
６側の開閉弁８１を開状態とする（ステップＳ９）。こ
れにより、エアコンプレッサ８０から空気噴出管６６に
圧縮空気が供給され、この圧縮空気が空気噴出口６７か
ら通水管体６２の第２管部６４内に噴出され該第２管部
６４内で気泡となって下から上へ移動し、この気泡の移
動で、第２管部６４内に上方への水流すなわちエアリフ
トが生じる。

【００６０】すると、このエアリフトで通水管体６２が
下部開口部から処理水域１０の被処理水を吸引し上部開
口部から水質浄化体５３の外筒体５６の側板部５６Ｂ，
５６Ｃ，５６Ｄおよび仕切板部５６Ｅで囲まれた部分の
内側に供給することになる。その結果、側板部５６Ｂ，
５６Ｃ，５６Ｄおよび仕切板部５６Ｅの内側すなわち処
理部５８の上側に被処理水が溜まることによりこの内側
の水面８４の水位が上がり、処理水域１０の水面１０ｂ
との間に水頭差が生じる。この水頭差によって、側部外
周が閉塞された処理部５８に上部から下部への水流が発
生することになり、供給された被処理水が処理部５８を
上部から下部に通過する。その際に、処理部５８内の木
炭等の処理材に担持された好気性微生物に、アオコ等の
藻類や有機質浮遊物質、溶解性有機物質等が分解されて
水が浄化処理され、浄化処理された後に、処理部５８の
下部から処理水域１０に排出される。このようにして、
処理水域１０の水が浄化される（この浄化処理時におけ
る水流を図５において実線矢印で示す）。

【００６１】なお、このとき使用されるエアコンプレッ
サ８０、開閉弁７６、開閉弁８１、開閉弁８２、空気噴
出管６６および通水管体６２が、水質浄化体５３の上部
内側に処理水域１０の被処理水を供給することで処理部
５８を通過する水流を発生させて処理水域１０の被処理
水を処理部５８で浄化処理させるエアリフトポンプ（給
水装置）８５を構成している。

【００６２】また、このとき、フロート５２と補助フロ
ート７０とが浮力を発生させており、これらの浮力で水
質浄化体５３が処理水域１０の水面１０ｂに対する高さ
を浄化処理に最適な高さにする。すなわち、浄化処理に
より処理部５８に上部から下部への水流が発生している
場合には、水質浄化体５３に自重よりも大きい下方向の
力が生じており、この下方向の力に対してフロート５２
と補助フロート７０とが適正な浮力を水質浄化体５３に
付与し、その高さを内側の水面８４と外側の水面１０ｂ
との間に所定の水頭差を生じさせることができる高さに
調整するのである。

【００６３】上記ステップＳ９で、浄化処理を開始した
後、コントローラ８３は、浄化処理の運転継続時間を計
測するために、運転時間をリセットし（ステップＳ１
０）、運転時間の計測を開始して（ステップＳ１１）、
運転時間ｔ２が予め設定された、処理部５８に土砂や微
生物の排出したフン等からなる汚泥が堆積して目詰まり
を生じると判断できる所定時間ｙより小さいか否かを判
定し（ステップＳ１２）、運転時間ｔ２が、この所定時
間ｙ以上となったら、補助フロート７０の大気開放側の
開閉弁７７を開状態とする（ステップＳ１３）。する
と、補助フロート７０の内部が大気開放されるため、補
助フロート７０は処理水域１０からの水圧で縮み、内部
の空気を排出させる。これにより、フロート５２は浮力
を発生させるものの、補助フロート７０は浮力を消失さ
せた状態となり、水質浄化体５３は、水面１０ｂに対す
る高さが低くなる。

【００６４】そして、洗浄ノズル６９側の開閉弁８２を
開状態とし（ステップＳ１４）、空気噴出管６６側の開
閉弁８１を閉状態とする（ステップＳ１５）。すると、
エアコンプレッサ８０から供給された圧縮空気が洗浄ノ
ズル６９の図示せぬ空気噴出孔から噴出させられ、下方
から処理部５８内に入り、側部全周が閉塞されたこの処
理部５８を通って上方に移動して上部から出る。この空
気の移動で、処理部５８に充填された処理材の表面と空
気が接触し、処理材の表面から汚泥が剥離されるととも
に、処理部５８内で下から上への水流が生じ、処理部５
８内の汚泥を、上部から上側に排出させる。このように
して処理部５８が洗浄される（この洗浄処理時における
水流を図５において破線矢印で示す）。

【００６５】また、洗浄ノズル６９から噴出される空気
による水流で、外筒体５６の側板部５６Ｂ，５６Ｃ，５
６Ｄおよび仕切板部５６Ｅで囲まれた部分の内側の水面
８４の水位が上がり、仕切板部５６Ｅを越えて、上記の
ように排出された汚泥を多く含む水が、排出管部５９を
介して処理水域１０に水底に向けて排出されることにな
る。

【００６６】このとき使用されるエアコンプレッサ８
０、開閉弁７６、開閉弁８１、開閉弁８２および洗浄ノ
ズル６９が、下方から空気を噴出させることにより水質
浄化体５３を洗浄する洗浄装置８６を構成している。

【００６７】なお、この洗浄処理時において、洗浄ノズ
ル２９から噴出させられた空気が処理部５８内で下から
上に移動すると、処理部５８すなわち水質浄化体５３に
浮力を生じさせることになる。しかしながら、予めステ
ップＳ１３で補助フロート７０の空気を抜き、浮力を消
失させているため、洗浄処理による浮力が余計に加わっ
ても、処理部５８に排出された汚泥を多く含む水が良好
に仕切板部５６Ｅを越えて、排出管部５９に流出できる
ことになる。言い換えれば、補助フロート７０の浮力を
消失させることにより、洗浄処理により生じる浮力が余
計に加わっても、水質浄化体５３が、処理部５８から排
出される汚泥を多く含む水が良好に仕切板部５６Ｅを越
えることができるように、処理水域１０の水面１０ｂに
対する高さを調整するのである。

【００６８】そして、上記ステップＳ１５で、洗浄処理
を開始した後、コントローラ８３は、洗浄処理の運転継
続時間を計測するために、運転時間をリセットし（ステ
ップＳ１６）、運転時間の計測を開始して（ステップＳ
１７）、運転時間ｔ３が予め設定された、処理部１８の
洗浄が完了したと判断できる所定時間ｚより小さいか否
かを判定し（ステップＳ１８）、運転時間ｔ３が、所定
時間ｚ以上となったら、補助フロート７０の大気開放側
の開閉弁７７を閉じ（ステップＳ１９）、洗浄ノズル６
９側の開閉弁８２を閉じて（ステップＳ２０）、補助フ
ロート７０のエアコンプレッサ８０側の開閉弁７６を開
き（ステップＳ２１）、運転時間をリセットして（ステ
ップＳ２２）、ステップＳ６に進み、補助フロート７０
への空気の導入を行う。

【００６９】以上に述べた第３実施形態の水質浄化装置
５１によれば、洗浄処理時に、浄化処理時の水流の方向
に対し逆方向に洗浄用の空気および水流を移動させるこ
とができるため、目詰まりを十分に解消することができ
るという第１実施形態と同様の効果を奏することができ
る。

【００７０】しかも、浄化処理時に水質浄化体５３は下
方向に沈むことになる一方、洗浄処理時に水質浄化体５
３は上方向に浮くことになるため、浄化処理に合わせて
高さを設定すると、洗浄処理時に汚泥の水質浄化体５３
からの排出が困難になってしまうことがあるが、補助フ
ロート７０が、浄化処理時および洗浄処理時における水
質浄化体５３の処理水域１０における高さ位置を最適な
高さに調整することができ、その結果、水質浄化体５３
から汚泥を良好に排出することができる。

【００７１】なお、本実施の形態では浄化対象物質が有
機物であり、担持される微生物が好気性の微生物である
場合を示したが、それに限らず、浄化対象物質が窒素等
の無機物である場合には、担持する微生物として嫌気性
の微生物が付着されるような充填材を用いれば良い。

【００７２】さらに、本実施の形態では、仕切筒体２０
に取り付けられている通水管体２２が円周方向に２つ設
けられている場合を示したが、それに限らず、複数配置
してもよい。複数配置の際には、円周方向に通水管体を
均等配置させるように取り付ける。それにより、洗浄時
の汚泥を偏りなく通水管体より排出することができる。

【００７３】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の請求項１
記載の水質浄化装置によれば、給水装置が、水質浄化体
の上部内側に被処理水を供給することにより処理部に上
部から下部への水流を発生させて該処理部により被処理
水を浄化処理させると、処理部の上部に汚泥が多く堆積
して目詰まりを生じることになる。これに対し、洗浄装
置が処理部に下部から空気を噴出させると、空気が処理
部を下部から上部に移動することになり、浄化処理時の
水流の方向に対し逆方向に洗浄用の空気および水流を移
動させることができる。

【００７４】したがって、処理部の上部に多く堆積した
汚泥を効率よく排除することができ、目詰まりを十分に
解消することができる。

【００７５】本発明の請求項２記載の水質浄化装置によ
れば、給水装置が、処理水域の被処理水を通水管体で吸
引し水質浄化体の上部内側に吐出するポンプであり、洗
浄装置による空気の流れで処理部から上方すなわち水質
浄化体の上部内側に排出される汚泥を、このポンプ用の
通水管体により処理水域に排出させる。

【００７６】したがって、給水装置の一部である通水管
体を汚泥の排出のために用いることができるため、コス
トを低減することができる。しかも、汚泥の排出を通水
管体で案内するため、汚泥の排出先を一定させることが
でき、汚泥の拡散を防止するとともにその回収を容易に
行うことができる。加えて、洗浄時も通水管体に水流を
発生させるため、洗浄時に排出される汚泥で通水管体が
詰まってしまうことを防止できる。

【００７７】本発明の請求項３記載の水質浄化装置によ
れば、給水装置が、処理水域の被処理水を通水管体で吸
引し水質浄化体の上部内側に吐出するエアリフトポンプ
であり、洗浄装置による空気の流れで処理部から上方す
なわち水質浄化体の上部内側に排出される汚泥を、この
エアリフトポンプの通水管体により処理水域に排出させ
る。

【００７８】したがって、給水装置の一部である通水管
体を汚泥の排出のために用いることができるため、コス
トを低減することができる。しかも、汚泥の排出を通水
管体で案内するため、汚泥の排出先を一定させることが
でき、汚泥の拡散を防止するとともにその回収を容易に
行うことができる。加えて、洗浄時も通水管体に水流を
発生させるため、洗浄時に排出される汚泥で通水管体が
詰まってしまうことを防止できる。また、例えばファン
型のポンプに比べ、排出物によりファンの回転を妨げら
れるといった故障が少なく、安定した運転ができる。

【００７９】本発明の請求項４記載の水質浄化装置によ
れば、水質浄化体がフロートで支持されて処理水域に配
置されているため、処理水域の水位が変化する場合であ
っても、給水装置により水質浄化体の上部内側に供給さ
れる被処理水と、水質浄化体の外側の処理水域との水頭
差を一定にできる。

【００８０】したがって、浄化処理能力を一定に維持す
ることができる。

【００８１】本発明の請求項５記載の水質浄化装置によ
れば、浄化処理時に給水装置により水質浄化体に上から
下への水流を発生させると水質浄化体は下方向に沈むこ
とになる一方、洗浄処理時に洗浄装置により水質浄化体
に下から上への空気の流れを発生させると水質浄化体は
上方向に浮くことになるため、浄化処理に合わせて高さ
を設定すると、洗浄処理時に汚泥の水質浄化体からの排
出が困難になってしまうことがあるが、上記により、高
さ調整手段で洗浄処理時に最適な高さに水質浄化体の処
理水域における高さ位置を調整することができる。

【００８２】したがって、水質浄化体から汚泥を良好に
排出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１実施形態の水質浄化装置を示す
側断面図であって、浄化処理時の空気の流れを破線矢印
で水流を実線矢印でそれぞれ表したものである。

【図２】 本発明の第１実施形態の水質浄化装置の駆動
装置の構成を概略的に示す図である。

【図３】 本発明の第１実施形態の水質浄化装置を示す
側断面図であって、洗浄処理時の空気の流れを破線矢印
で水流を実線矢印でそれぞれ表したものである。

【図４】 本発明の第２実施形態の水質浄化装置を示す
側断面図であって、浄化処理時の空気の流れを破線矢印
で水流を実線矢印でそれぞれ表したものである。

【図５】 本発明の第３実施形態の水質浄化装置を示す
側断面図であって、浄化処理時の水流を実線矢印で洗浄
処理時の水流を破線矢印でそれぞれ表したものである。

【図６】 本発明の第３実施形態の水質浄化装置を示す
平面図である。

【図７】 本発明の第３実施形態の水質浄化装置のコン
トローラの制御内容を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１０ｂ 水面 １０ 処理水域 １１，５１ 水質浄化装置 １３，５３ 水質浄化体 １８，５８ 処理部 ２２，６２ 通水管体 ２６，６６ 空気噴出管（空気噴出手段） ３４，８５ エアリフトポンプ（給水装置） ３５，８６ 洗浄装置 ３７，５２ フロート ７０ 補助フロート（高さ調整手段）

フロントページの続き (72)発明者 岩田 照史 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 (72)発明者 柘植 和夫 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 (72)発明者 福島 大 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 AA06 AB08 BA02 BA07 CA02 DA09 DA22 EA06 EA15 EA16 EA25 FA05 4D029 AA01 AA03 AB06 BB11

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水面よりも上側に上部を突出させた状態
   で処理水域に設けられ、側部が閉塞されるとともに内部
   に水を浄化する処理部が設けられた水質浄化体と、 該水質浄化体の上部内側に被処理水を供給することによ
   り前記処理部に上部から下部への水流を発生させて該処
   理部により被処理水を浄化処理させる給水装置と、 前記処理部に下部から空気を噴出させることにより該処
   理部を洗浄処理する洗浄装置と、を有することを特徴と
   する水質浄化装置。
2. 【請求項２】 前記水質浄化体は、上端部より下側に前
   記処理部が設けられており、 前記給水装置は、前記水質浄化体の前記処理部よりも上
   側に一端部が開口するとともに他端部が処理水域内に開
   口する通水管体と、処理水域の被処理水を前記通水管体
   の前記他端部から吸引し前記一端部から吐出させるポン
   プとからなり、 前記洗浄装置による空気の流れで前記処理部から上方に
   排出される汚泥を前記通水管体により前記一端部から受
   け入れ前記他端部から排出させることを特徴とする請求
   項１記載の水質浄化装置。
3. 【請求項３】 前記水質浄化体は、上端部より下側に前
   記処理部が設けられており、 前記給水装置は、前記水質浄化体の前記処理部よりも上
   側に一端部が開口するとともに他端部が処理水域内に開
   口する通水管体と、該通水管体内に空気を噴出させるこ
   とにより生じるエアリフトで処理水域の被処理水を前記
   通水管体の前記他端部から吸引し前記一端部から吐出さ
   せる空気噴出手段とを有するエアリフトポンプであり、 前記洗浄装置による空気の流れで前記処理部から上方に
   排出される汚泥を前記通水管体により前記一端部から受
   け入れ前記他端部から排出させることを特徴とする請求
   項１記載の水質浄化装置。
4. 【請求項４】 前記水質浄化体は、フロートで支持され
   て前記処理水域に配置されていることを特徴とする請求
   項１乃至３のいずれか一項記載の水質浄化装置。
5. 【請求項５】 前記水質浄化体の前記処理水域における
   高さ位置を調整する高さ調整手段を有することを特徴と
   する請求項４記載の水質浄化装置。