JP2004024946A - 水質浄化装置及びろ材の浄化方法 - Google Patents

Abstract

【課題】河川を流下する異物を除去するろ材３０の出し入れが簡単で、かつ河川へ敷設する施工性が容易な水質浄化装置１０及びろ材の浄化方法を提供すること。
【解決手段】本発明は流水路中に浸漬して用いる水質浄化装置１０であって、本体の外郭となる外函２０と、複数の内函４０と、流下する異物を除去するろ材３０とを具備し、ろ材３０を詰め入れた内函４０を前記外函２０に収容したことを特徴とするものである。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、河川や農業用の用水路等（以下、流水路という）の水質浄化装置及びろ材の浄化方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、河川水の汚濁として、工業排水、農業排水および家庭雑排水等が挙げられている。工業および農業排水については、水質汚濁防止法等によりある程度規制されているが、家庭雑排水においては全体の約２／３がたれ流しの状態で、多くの河川で生活系の汚れが問題視されている。
生活雑排水には、有機物をはじめ栄養塩類等さまざまな成分が含まれており、従来は、その量が河川の自浄能力の許容範囲内に納まっていたが、年々汚濁物質の流入量は増加し、一方では河川の浄化能力は低下している為処理が追いつかず、河川の汚濁は徐々に進行している。
【０００３】
このため、従来は、例えばろ材を収容するためのコンクリート構造物を川床や水辺付近に設置して水質の浄化を図り、河川の自浄能力を幇助してきた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記した浄化技術には、次のような問題点がある。
＜イ＞　ろ材は汚濁水の浄化に伴い目詰まりするため、ろ過作用が徐々に失われる。
コンクリート構造物内に収容されたままろ材は放置されるため、最終的に期待した程の浄化作用が得られない。
＜ロ＞　従来はろ材の目詰まり対策に特別配慮した構造でなかった。そのため、定期的にろ材を洗浄したり、交換しようとすると、そのメンテナンスに多大なコストと労力がかかる。
＜ハ＞　従来の浄化施設は、プレキャスト製のコンクリート構造物をクレーン等の重機を用いて設置しており、設置費用を多く要した。
【０００５】
【発明の目的】
本発明は上記したような従来の問題を解決するためになされたもので、ろ材の交換が容易であって、河川への敷設が簡単であると共に、製作コストが安価で、軽量の水質浄化技術を提供することを目的とする。
特に、ろ材の交換においては、全体をなす一部の交換が可能である水質浄化技術を提供することを目的とする。
本発明は、これらの目的の少なくとも一つを達成するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記のような目的を達成するために、本発明の水質浄化装置は、流水路中に設置する水質浄化装置であって、ろ材を収容する複数の透水性の内函と、ろ材入りの複数の内函を並べて収容する透水性の外函とを具備し、ろ材単位またはろ材入りの内函単位で出し入れ可能に構成したことを特徴とするものである。
【０００７】
また、本発明の前記する水質浄化装置は、ろ材を透水性の収容袋に充填して内函に収容したことを特徴とするものである。
【０００８】
また、本発明のろ材の浄化方法は、ろ材を収容した水質浄化装置内のろ材の浄化方法において、前記した水質浄化装置を使用し、内函内のろ材単位又は外函内のろ材入り内函単位で出し入れすることを特徴とするものである。
【０００９】
【発明の実施の形態１】
＜イ＞全体構成
水質浄化装置１０は、流水路中に設置して水質の浄化を目的とする部材であって、外郭を構成する外函２０内へ、流下する異物を除去するろ材３０を詰め入れた複数の内函４０を収容してなるものである。
水質浄化装置１０を構成する各部材の大きさや設置個数は、河川の規模、水質の汚れ具合等によって適宜選択する。
以下、各部材について詳述する。
【００１０】
＜ロ＞外函
外函２０は、複数の内函４０を収容可能な大きさを有し、透水性の高い材料によって形成する。
外函２０は、たとえば、亜鉛、亜鉛アルミ合金、又はアルミニウムを鍍金した鋼線からなる金網を使用して、上面に開閉自由な蓋２２を備えた、例えば六面からなる方形のかご状に形成する。
外函２０は通常有底構造とするが、水質浄化装置１０を直接川底へ敷設する場合は底面を省略した構造としてもよく、また蓋２２も内空に収容するろ材３０が浮上して流出しなければ、必ずしも備える必要はない。
【００１１】
外函２０内は、透水性の仕切体２３を縦横に設置して、内函４０を収容可能な大きさの複数の区画２１を形成している。
仕切体２３は外函２０の内空を整然と分割する他、外函２０の孕み出しを防止する役割もある。
なお、この仕切体２３は必ずしも備える必要はない。
【００１２】
以上のような外函２０は、側面、底面、蓋など各構成部材の一辺を相互に回転可能に連結して、折畳み式に構成し、現場で箱状に組み立てるようにしてもよい。
或いは、平状および側面と底面の一部を構成する一対のＬ字形網で、突き合せた一対のＬ字形網の開放端を閉鎖する帯状の側網とを組み合わせて箱状に形成したものを用いてもよい。
これによって、より経済的に施工現場への搬入ができるようになる。
外函２０は、特にその素材や形状、寸法等について限定するものではない。
【００１３】
＜ハ＞内函
内函４０は、内部にろ材３０を収容してろ材３０の流出を防止する部材で、透水性の高い材料によって形成する。
内函４０は、たとえば外函２０と同様の金網を使用し、立方体の上面を開放したかご状に形成する。
このとき、内函４０には取っ手等の公知の掛止手段を一体または別体で取り付けてもよい（図示せず）。
また、内函４０はろ材３０を収容した状態で外函２０へ出し入れする際に、容易に変形しないだけの耐力を備えた構造とする。たとえば、二重の線材で金網を構成する構造としてもよい。
内函４０は、構成する各構成部材を先述した外函２０と同様分解して、現場で組み立てるような構成としてもよい。
【００１４】
＜ニ＞ろ材
ろ材３０には、従来より用いられている公知の部材が使用でき、例えばヤシマット３０１、砂利３０２、ロックウール３０３、コンクリート固化体、礫、活性炭３０４等がある。
ろ材３０は種類によって捕捉できる異物の大きさが異なる。そのため、一台の水質浄化装置１０には数種類のろ材３０を収容し、多種の異物をろ過可能とするのが好ましい。
【００１５】
ろ材３０は内函４０に収容して外函２０へ収容するが、このとき、ネット袋等のような透水性の収容袋５０に収容した形態で、内函４０に収容し、外函２０内に収容してもよい。
収容袋５０を用いる場合、収容袋５０の粗度を小さくすると、礫のような大きさの小さいろ材３０も水質浄化装置１０からの目こぼれを懸念する必要なく使用でき、またろ材３０の交換も袋単位に纏めて出し入れできるため効率的である。収容袋５０の大きさは任意とすることができ、たとえばひとつの内函４０内に複数の収容袋５０を収容できる程度の大きさとするとよい。
【００１６】
なお、ろ材３０は、内函４０を用いずに収容袋５０へ充填した形態で外函２０内に収容しても、また収容袋５０も省略したろ材３０を直接外函２０内へ収容する形態としてもよい。
また、ろ材３０を内函４０を用いて外函２０に収容する際、収容袋５０を用いずに直接収容することも可能である。
【００１７】
［使用方法］
つぎに本発明に係る水質浄化装置１０の使用方法について説明する。
【００１８】
＜イ＞　水質浄化装置の搬入
水質浄化装置１０は、各構成部材毎に分解した状態で施工現場に搬入する。
各部材は作業員一人で持ち運び可能な程度の軽重量であり、従来のように、クレーン等の重機を使用する必要がなくなる。
また、分解することで運搬車の荷台の大きさを考慮することなく搬入することができ経済的である。
さらに、単一寸法に形成した各構成部材も繋ぎあわせによっては、水質浄化装置１０の横方向の長さを自在に調整できるため、ヤクモノを製作する必要がなく経済的である。
【００１９】
＜ロ＞　水質浄化装置の設置
水質浄化装置１０が設置可能なように川底を均す。
搬入した各構成部材を組合せて水質浄化装置１０を構成する外函２０を所定数組み立てる。
単一形状の水質浄化装置１０を河川の横断方向に並べて設置するとき、川幅の端部に間隙が生じるときは、たとえば構成部材を重ね合わせる等して長さを調整し、川幅に合致した長さに組み立てる。
このように外函２０は、設置状況に合わせて形成しながら施工することができる。
【００２０】
次に、外函２０内に複数の内函４０を収容する。このとき、ろ材３０入りの収容袋５０は、内函４０にあらかじめ収容しておくか、或いは外函２０に内函４０を収容した後に設置する。
ろ材３０入りの内函４０を外函２０に収容した後、蓋２２を閉めて水質浄化装置１０を完成する。
水質浄化装置１０は、必要に応じてひとつの河川に対して水流方向に、所定の間隔を隔てて複数箇所に設置することが望ましい。
【００２１】
各内函４０は、外函２０へ収容することでひとつの構造体と見立てることができ、これにより、各内函４０間を個別に連結する手間が省ける。
【００２２】
＜ハ＞浄化作用
河川へ設置した水質浄化装置１０は、内部のろ材３０だけでなく、透過構造の外函２０、内函４０、収容袋５０もフィルタ材として機能して、汚濁物を効率よく捕捉して流水を浄化する。
【００２３】
また、水中に浸漬したろ材３０の表面、ろ材３０の間隙、その内部は微生物の棲家となり、水質浄化を助ける。
河川の自浄作用は、主に川床の石や礫の表面に付着した微生物によるものであり、微生物は、石の表面など流水の遅い場所に多種多様な微生物で構成された生物膜を形成して河川水と接触し、接触した水に含まれる有機物を同化による取り込みや酸化分解によって浄化する。
水質浄化装置１０は流下する異物をろ過すると共に、人工的に河川に流速の遅い場所を作り、微生物にとってより酸化分解に快適な場所を提供している。
【００２４】
＜ニ＞ろ材の浄化
汚濁物を捕捉すると、ろ材３０は徐々に目詰まりを起す。またその目詰まりも、流れの上流側が下流側に先行して目詰まりする傾向にある。
このため本発明は、ろ材３０の交換が必要となった範囲に亘り、内函４０単位若しくは収容袋５０単位で取り出して浄化を図るものである。
浄化機能を喪失していないろ材３０も一緒に取り出すのではなく、必要範囲のろ材３０のみを簡単に取り出せるので、メンテナンスコストが安価となる。
【００２５】
取り出した古いろ材３０を新しいろ材３０に取り替えるか、洗浄して目詰まりを除去する。
このろ材３０を該装置の設置作業と同様の要領で、再度外函２０内や内函４０内に収容してセットする。
なお、水質浄化装置１０は平積みだけでなく、必要に応じて多段積みとしてもよい。
【００２６】
【発明の実施の形態２】
次に、水質浄化装置１０に収容するろ材３０の粗度が、河川の上流から下流へ向けて順次小さくなるように、ヤシマット３０１、砂利３０２、ロックウール３０３、活性炭３０４の順序で収容する（図３に示す）。
なお、ヤシマット３０１以外の各ろ材３０は、収容袋５０に収容して内函４０内へ設置した。
【００２７】
測定は、水質浄化装置１０を配置する各下流において川水を１リットル採取し、水素イオン濃度（ｐＨ）、生物化学的酸素要求量（ＢＯＤ）、浮遊物質量（ＳＳ）、溶存酸素量（ＤＯ）について測定した。
【００２８】
表１には、本河川の基準値（河川の利用目的によって分類した場合の「生活環境の保全に関する環境基準」）を示し、表２には本実施例の各水質浄化装置１０における測定結果を示した。
【００２９】
【表１】

【００３０】
【表２】

【００３１】
表２からも明らかなように、本発明を河川に設置した場合、生物化学的酸素要求量（ＢＯＤ）、浮遊物質量（ＳＳ）の各値が低減されている。
溶存酸素量（ＤＯ）の上昇は、微生物の増殖、ついては有機物の酸化分解の助力となる。
また、生物化学的酸素要求量（ＢＯＤ）の低減を図るため、ろ材３０の種類や配列を変えて種種実験したところ、上記したろ材３０の組み合わせと配列が最適であることが判明した。
【００３２】
【発明の効果】
本発明は以上説明したようになるから、次のような効果を得ることができる。
＜イ＞水質浄化装置は、本体の外郭を構成する外函の内空に、ろ材を収容した複数の内函を収容する構成であるため、ろ材の出し入れを簡単に行うことができる。
また、ろ材は部分的に出し入れできるため経済的である。
さらに、本水質浄化装置は簡単な構造で且つ軽量であるため、施工性に優れている。
＜ロ＞また、ろ材を収容袋へ収容することで、内函から外への取り出し作業も容易となり、さらには細かい構造のろ材も使用でき、多種に亘る汚濁物の除去も可能となる。
＜ハ＞ろ材のメンテナンスを省労力で行えるので、コストの低減が可能となるうえに、長期間に亘って良好な浄化機能を持続できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の水質浄化装置の斜視説明図。
【図２】水質浄化装置の実施例の斜視図。
【図３】実施の形態２のろ材配置図。
【符号の説明】
１０・・水質浄化装置
２０・・外函
２３・・仕切体
３０・・ろ材
４０・・内函
５０・・収容袋

Claims (3)

1. 流水路中に設置する水質浄化装置であって、
   ろ材を収容する複数の透水性の内函と、
   ろ材入りの複数の内函を並べて収容する透水性の外函とを具備し、
   ろ材単位またはろ材入りの内函単位で出し入れ可能に構成したことを特徴とする、
   水質浄化装置。
2. 請求項１に記載する水質浄化装置であって、ろ材を透水性の収容袋に充填して内函に収容したことを特徴とする、水質浄化装置。
3. ろ材を収容した水質浄化装置内のろ材の浄化方法において、
   請求項１乃至請求項３の何れかに記載した水質浄化装置を使用し、
   内函内のろ材単位又は外函内のろ材入りの内函単位で出し入れする、
   ろ材の浄化方法。

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