JP2005218970A

JP2005218970A - 水質浄化水路装置

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Publication number: JP2005218970A
Application number: JP2004029985A
Authority: JP
Inventors: Kentaro Kishikawa; 健太郎岸川; Tsukasa Fukushima; 司福島
Original assignee: Fuji Koatsu Concrete KK
Current assignee: Fuji Koatsu Concrete KK
Priority date: 2004-02-05
Filing date: 2004-02-05
Publication date: 2005-08-18

Abstract

【課題】
簡単な構成で浄化効率が良く、浄化能力を長期にわたり保持できて実用性に優れた水質浄化水路装置を提供する。
【解決手段】
水流れ全体を導く水路枠１０に、その長手方向に所要間隔で水の流れを複数段に遮断するように複数の仕切りゲート１４が設けられる。仕切りゲート１４は、それぞれ水路枠１０の底部１０ｂ近縁側に流路孔１２を有し、該水路枠１０の底部付近に流路孔１２間を結ぶように通流する強い流れの洗い出し流Ｆを生起させる。各仕切りゲート間に板面１６ａを水流れに平行な方向に向け、相互に間隔を開けて縦に複数のポーラスコンクリートパネル体を設置する。複数のポーラスコンクリートパネル体は、洗い出し流の一部を分流させつつ反転流とあいまって十分に微小孔内の微生物と接触し、底に含まれる有機物分解を促進させ、さらに、水質を浄化させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、生活排水路、農業用水路その他の水路における水質を浄化する水質浄化水路装置に関する。

農業用水、工業用水、生活用水として利用された後の河川水は、汚濁を受けた後再び流域に戻る。また、畜産排水や森林由来の汚濁物質等も流域に流れ込む。そして、汚濁を受けた河川水は生態系や人間の健康にも大きな影響を与える。一方、湖沼や内海、湾などに戻る水に多量の有機物質が含まれる場合には、窒素やリンが過度に多くなり、富栄養状態となって藍藻類や珪藻類の異常増殖によりアオコの異常発生や、赤潮発生が起こり悪臭発生や魚介類を死滅させる被害を生じさせる。湖や湾等に注ぐ川にはさらに農業、工業、生活用排水路が接続されて流れ込むものや、湖や湾等に直接に流れ込む水路が多く、これらの水路の水質浄化が下流域での利用や、水処理、あるいは、湾や湖での健全な生態系保持に欠かせないといっても過言ではない。従来、水路における水質浄化を意図する提案が例えば特許文献１（特開平６−３３０５５０号）においてなされている。
特開平６−３３０５５０号（明細書０００１、図１）

上記特許文献１の水質浄化水路では、水路内において、貫通孔を有する仕切版をその水路側壁に平行に固定し、仕切版と水路側壁との間に、石、土砂等を投入して水質浄化を企図するものが示されている。しかしながら、この水質浄化水路では水路内を仕切版により排水等が流れる水路部と、浄化用部材としての石等を配置した浄化部とに長手方向に二分割した構造であるから、結局、流路断面が大きな水路側に多くの水が流れ、効率の良い水質浄化機能を行なえないばかりか、石等の多くの浄化用部材を充填すると貫通孔を塞ぎ、流路抵抗を大きくして水路部から浄化部へ殆ど水の流入がなく、浄化効率は低いものであった。また、浄化部には単に小形の石灰石やコンクリートブロックを、不規則に充填しただけであるから、経時的にしかも早期に上流側から流されてくる土砂や、塵類が流れ込んで浄化用石類間の空隙に入り込み、目詰まりを起こして浄化機能をすぐに損なってしまうおそれが高く、結局、有効かつ実用的な水路を構成し得ないという課題があった。さらに、その目詰まり砂除去等のメンテナンスは、頻繁に行なう必要があり、労力や作業コストがかかり、運用上支障をきたすという問題があった。

本発明は、上記従来の課題に鑑みてなされたものであり、その１つの目的は、簡単な構成で浄化効率が良く、浄化能力を長期にわたり保持でき、メンテナンスが殆どフリーで、しかも実用性に優れた水質浄化水路装置を提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明は、水流れ全体を導く水路枠１０の長手方向に所要間隔で設置され水の流れを複数段に遮断するように設けられる複数の仕切りゲートであって、それぞれ水路枠１０の底部１０ａ近縁側に流路孔１２を有し該水路枠の底部付近に流路孔１２間を結ぶように通流する強い流れの洗い出し流Ｆを生起させる仕切りゲート１４と、各仕切りゲート１４間に配置され板面１６ａを水流れに平行な方向に向け、相互に間隔Ｇを開けて縦に設置され水の流れを分流させるように設置される複数のポーラスコンクリートパネル体１６、１６１〜１６５と、を含むことを特徴とする水質浄化水路装置から構成される。水路枠内の水は仕切りゲートによって流れを遮断され、流路断面を大きく狭められて流路孔２から高速で吸引され次段の仕切り段側に放出される。仕切りゲート間の間隔は、上流側の仕切りゲートとこれに対向する仕切りゲートとのそれぞれの流路孔を結ぶように通流する強い流れの洗い出し流Ｆを常時生起させる程度の距離に設定される。仕切り段内に配置される複数のポーラスコンクリートパネル体は、相互に間隔Ｇを置いて水流れに平行に立てて配置される。これによって、流れを分流してポーラスコンクリートにより微生物の機能を介して常に一定の有機物あるいは汚濁原因化合物を分解する。同時に洗い出し流の反転流から一部乱流も生じさせて洗浄すべき未分解の有機物を含む他の水部分と微生物との接触度を大きくし、微生物による栄養分としての有機物の取入れをしやすくさせる。水路は流れがない場合には例えば上流側でポンプ等を介して人工的に流れを生成するか、あるいは、流れやすくするために補助的に強制した流れを作るようにしてもよい。

その際、ポーラスコンクリートパネル体１６、１６１〜１６５は、上流側の仕切りゲート１４の流路孔１２から流入する水を攪拌させるように該ポーラスコンクリートパネル体自体あるいはそれらの板面１６ａ部分に攪拌機能発生部２０を有するようにしてもよい。ポーラスコンクリートパネル体自体に攪拌機能発生部を備えさせるものとしては、例えば、板面部分に格子状、桟状、スリット状、斑点状、スポット状の凹凸をパネル体と一体的に形成したり、あるいはそれらを曲面的に滑らかに形成したもの等が考えられる。また、板面部分に別体として取り付けるようにしても良く、例えば羽根体を取り付けたり、他の小型のポーラスコンクリートブロックを組み付けても良い。攪拌機能発生部は、ポーラスコンクリートパネル体の近傍域で水を攪拌し、ポーラスコンクリートブロックの表面あるいは内部の微生物にそれらの栄養分としての有機物を多く含む水との接触効率を向上させる。

上記の攪拌機能発生部２０は、それぞれのポーラスコンクリートパネル体１６、１６１〜１６５の板面を貫通するように設けられそれらの両面に連通する数個あるいは多数の貫通孔２２，２２１を含むようにするとよい。流れを分流させるポーラスコンクリートパネル体１６、１６１〜１６５自体を貫通する孔とすることにより、水の乱流化とも相俟ってポーラスコンクリートパネル体の微小孔に生息する微生物への水の接触効率を向上させ、水質浄化機能を促進させる。

また、攪拌機能発生部２０は、それぞれのポーラスコンクリートパネル体１６２の成型時に両板面を貫通するように多孔繊維質圧縮体を埋め込み配置した多孔繊維質圧縮体部３２を含むとよい。網目状の多孔繊維質を通過する際に水の流れは複雑に変化して多くの渦流と乱流を生じさせ、微生物と有機物を多く含む水との接触効率を向上させて水質浄化に資する。

また、攪拌機能発生部２０は、ポーラスコンクリートパネル体の少なくとも１つの板面に取り付けられた反転流促進羽根３４を含むとよい。

また、ポーラスコンクリートパネル体１６５は、上端側に出し入れ口３６を有する箱型で設けられ、出し入れ口３６を介して必要に応じてリン吸着材３８が出し入れ自在に配設されることとしてもよい。

また、攪拌機能発生部２０は、それぞれのポーラスコンクリートパネル体自体の板面凹凸構造からなるようにしてもよい。

さらに、ポーラスコンクリートパネル体は、小型ポーラスコンクリート成型ブロック２４を枠状に組み付けて構成した構造体からなるようにしてもよい。

また、対向する両仕切りゲート１４により仕切られた段部には、必要に応じてリン吸着材３８が配設されているようにするとよい。

また、流路孔１２は、水流れ方向に対して芯ずれ位置に配置されるようにするとよい。

本発明は、水流れ全体を導く水路枠の長手方向に所要間隔で設置され水の流れを複数段に遮断するように設けられる複数の仕切りゲートであって、それぞれ水路枠の底部近縁側に流路孔を有し該水路枠の底部付近に流路孔間を結ぶように通流する強い流れの洗い出し流を生起させる仕切りゲートと、各仕切りゲート間に配置され板面を水流れに平行な方向に向け、相互に間隔を開けて縦に設置され水の流れを分流させるように設置される複数のポーラスコンクリートパネル体と、を含むことを特徴とする水質浄化水路装置から構成されるから、複数のポーラスコンクリートパネル体に生息する微生物を介して有機物を分解除去する上に、洗い出し流による水路の底部に形成される一定の土砂等排出流と、ポーラスコンクリートパネル体による所要の配分の分流と、洗い出し流の一部の反転流と、により微生物を介して有効かつ効率良く水質浄化を行なわせ得る。また、水路枠底部の強い流れの洗い出し流により微生物のコロニーであるバイオフィルムの沈殿堆積を防止し、水路枠底部を含む水路枠内部のヘドロ化を確実に防止して、悪臭の発生を生じさせることがない。さらに、それらによって、浄化機能を長期に保持させ、メンテナンスを殆ど不要として実用に供し得る。

また、ポーラスコンクリートパネル体は、上流側の仕切りゲートの流路孔から流入する水を攪拌させるように該ポーラスコンクリートパネル体自体あるいはそれらの板面部分に攪拌機能発生部を有する構成とすることにより、洗い出し流の一部をポーラスコンクリートパネル体の表面部分で乱流化し、ポーラスコンクリートパネル体に生息する微生物を介した有機物分解、ひいては水質浄化を促進させることができる。

また、攪拌機能発生部は、それぞれのポーラスコンクリートパネル体の板面を貫通するように設けられそれらの両面に連通する数個あるいは多数の貫通孔を含む構成とすることにより、ポーラスコンクリートパネル体の表面部分での乱流化を確実に生起し、ポーラスコンクリートパネル体に生息する微生物を介した有機物分解を促進し、水質浄化を実効化あらしめる。

また、攪拌機能発生部は、それぞれのポーラスコンクリートパネル体の成型時に両板面を貫通するように多孔繊維質圧縮体を埋め込み配置した多孔繊維質圧縮体部を含む構成とすることにより、ポーラスコンクリートパネル体の表面部分での水の流れをより複雑化させ、乱流化を確実に生起し、ポーラスコンクリートパネル体に生息する微生物を介した有機質分解機能を十分に利用して水質浄化を促進させることができる。

また、攪拌機能発生部は、ポーラスコンクリートパネル体の少なくとも１つの板面に取り付けられた反転流促進羽根を含む構成とすることにより、洗い出し流の一部の反転流への変換を促進し、反転速度増大を促進させて微生物による水内の未分解の有機物分解を確保し得る。

また、ポーラスコンクリートパネル体は、上端側に出し入れ口を有する箱型で設けられ、出し入れ口を介して必要に応じてリン吸着材が出し入れ自在に配設される構成とすることにより、有機物質や窒素化合物とともに、閉鎖水域で発生しやすく除去しにくいリン成分やリン化合物を同時に除去できる。

また、攪拌機能発生部は、それぞれのポーラスコンクリートパネル体自体の板面凹凸構造からなる構成とすることにより、ポーラスコンクリートパネル体の表面部分での水の流れを複雑化させ、乱流化を確実に生起し、ポーラスコンクリートパネル体に生息する微生物を介した有機物分解除去機能の実効を確保し、水質浄化を促進させることができる。ポーラスコンクリートパネル体自体の板面凹凸構造は、例えば間伐材等の木材や、合成樹脂等を成型時に一部埋め込み状として残の一部を板面から突出させる構造としてもよい。

また、ポーラスコンクリートパネル体は、小型ポーラスコンクリート成型ブロックを枠状に組み付けて構成した構造体からなる構成とすることにより、貫通孔を同時に形成しつつ成型体としてのポーラスコンクリートパネル体の水との接触面積を大きくし、ポーラスコンクリートパネル体に生息する微生物を介した有機物の分解を通じた水質浄化を促進させることができる。

また、対向する両仕切りゲートにより仕切られた段部には、必要に応じてリン吸着材が配設されている構成とすることにより、仕切段のポーラスコンクリートパネル体と、リン吸着材との仕切段ごとの構成の自由度が高く、有機物質や窒素化合物と合わせ、リン化合物を同時に除去できる。

また、流路孔は、水流れ方向に対して芯ずれ位置に配置された構成とすることにより、できるだけ広い範囲の水底部分について、土砂等の洗い出し作用を行わせ、また、蛇行状の流れを生起させることで攪拌作用も行なわせることが可能である。

以下、添付図面を参照しつつ本発明を実施するための最良の形態について説明する。本発明は、水路枠を長手方向に仕切りゲートで仕切って複数の仕切段を設け、それぞれの仕切ゲートの下部に流路孔を形成して水路枠の底部近縁で流路孔間を結ぶように通流する強い流れを生じさせる洗い出し流を生起させるようにし、それぞれの仕切段にポーラスコンクリートパネル体を洗い出し流からの水の流れを分流させるように水の流れと平行に複数設置した水質浄化水路装置である。

図１ないし図６は、本発明の第１実施形態に係る水質浄化水路装置を示しており、図４に示すように、この水質浄化水路装置は、上面を開口した開水路に適用された例を示している。なお、本発明の水質浄化水路装置は、閉水路に適用してもよい。本実施形態において、水質浄化水路装置は、例えばＲＣコンクリート製の水路枠１０を長手方向の複数箇所で遮断するように設けられた、流路孔１２を備えたところの複数の仕切りゲート１４と、仕切りゲート間に配置される複数のポーラスコンクリートパネル体１６と、を有している。水路枠１０は、水路内を流れる河川水や種々の排水等の水流れ全体を下流側に導く水路の外枠であり、本実施形態では勾配差により上流から下流河川域に向けて水が流れるものとしている。本実施形態では水路枠１０は、上面を開口したコ字形に形成されているが、この水路枠は、図２６に示すように水底幅を水面幅より小さくした逆台形状に形成してもよい。以下の実施形態では図示の都合上コ字形状の水路枠で説明するが、すべて図２６のような逆台形状の水路枠にも同様に適用して実施し得る。

水路枠１０の長手方向に所要間隔で、水の流れを複数段に遮断するように複数の仕切りゲート１４が設けられている。図１、４に示すように、仕切りゲート１４は、水路枠内において水流れと直交方向に立てられた例えばＲＣコンクリート板から形成されている。仕切りゲート１４は、水路枠の側壁１０ｂ間に挟まれるようにして水路を遮断するように配置される。この仕切りゲートは、側壁の内面側と仕切りゲート側に設けられた図示しない受溝と突条とを上方からスライドさせて嵌合させる構成や、水路枠の側壁内面側に予め設けたガイドにより水路枠の設定位置に挿入配置される。この仕切りゲート１４の水路枠長手方向間隔は例えば仕切りゲートサイズが横２ｍ、縦１．５ｍとして、２ｍ〜５ｍ程度に設定されて、水路枠内の水の流れを複数段に遮断するように設けられている。仕切りゲートは強度が確保できれば、ポーラスコンクリートあるいは、それに強度補強を施した成型体で構成してもよいし、あるいは、防錆金属やプラスチックなどで構成してもよい。

それぞれの仕切りゲート１４は、水路枠の底部近縁側に流路孔１２を有し該水路枠１０の底部１０ａ付近に流路孔間を結ぶように通流する強い流れの洗い出し流Ｆを生起させる。
図１、２、４、５において、流路孔１２は、底部１０ａに接する部分を円弧状に切り欠いた半円形の孔からなり、仕切りゲートを貫通して当該仕切りゲートの上下の仕切り段を連通させる。図７に示すように水の流れは遮断壁としての仕切りゲートの唯一の開口部分である流路孔１２から次の仕切り段側に出る際に大きな流速で吸引、放出され、これによって、各流路孔１２間を結ぶように通流する強い流れの一定の洗い出し流Ｆが常時流れ、土砂や砂粒等を常に洗い流してそれらが水底に溜まらないようにする。さらに、この強い流れの洗い出し流Ｆは、ポーラスコンクリートパネル体に生息するバイオフィルム微生物群から剥がれ落ちる残渣を下流側に常に洗い流すので、その水路枠底部への沈殿堆積を防止し、水路枠底部のヘドロ化を確実に防止して水質汚濁、悪臭発生原因を除去する。また、洗い出し流Ｆの一部は下流側の仕切りゲートにぶつかり、反転して反転流Ｒとなり、再び洗い出し流Ｆに合流する。流路孔１２の孔形状や大きさは洗い出し機能を阻害しない範囲で任意の形状、大きさに設定できる。

本実施形態において、図５に示すように、それぞれの上流側の仕切りゲートとこれに対向する下流側の仕切りゲートの流路孔１２は、水流れ方向に対して芯ずれ位置に配置されている。これによって、洗い出し流は仕切り段を平面視斜めに蛇行するように流れるから各仕切り段でのできるだけ広い範囲の水底部分について、土砂等の洗い出し作用を行わせ、また、蛇行状の流れを生起させることで攪拌作用も行う。

図１、２において、各仕切りゲート１４間には、複数のポーラスコンクリートパネル体１６を水流れに平行方向に、しかも立てた状態で配置されている。本実施形態において、図２に示すように、ポーラスコンクリートパネル体１６は、ある程度の厚みで成型された長矩形平板状パネル板４個を相互に間隔Ｇを開け、支持ガイド１８を介して立てた状態で板面を水流れに平行にして設置されている。ポーラスコンクリートは、軽量コンクリートに採用される独立気泡成型体としてのコンクリートではなく、通常のコンクリートに比して粗骨材に対する細骨材の割合を極端に低くして２０〜３０％程度の連通空隙率を有する多孔質コンクリートであり、微視的には両方の板面を貫いて自由に水成分が移動し得る成型体である。ポーラスコンクリートの無数の孔には好気性の微生物が着床生息し、水路を流れる水中の有機物は二酸化炭素と水に、また、窒素化合物は窒素ガスに分解される。ポーラスコンクリートパネル体１６は当該仕切り段中の水の流れを平面視で均等に分流させるように設置され、しかも相互の空隙Ｇを保持している。洗い出し流Ｆの一部はこれらの複数のポーラスコンクリートパネル体１６の間隙Ｇ中を上昇して反転し乱流化して再び洗い出し流Ｆに合流する際に各ポーラスコンクリートパネル体１６に十分に接触し、該ポーラスコンクリートパネル体に生息する無数の微生物と接触しそれらの栄養分として取り込まれる。なお、間隙Ｇは必ずしも均等にすることなく、適宜異なるように設定してもよい。

本実施形態において、該ポーラスコンクリートパネル体１６は、上流側の仕切りゲート１４Ａの流路孔１２から流入する水を攪拌させるように該ポーラスコンクリートパネル体の板面部分に攪拌機能発生部２０を設けている。攪拌機能発生部は、ポーラスコンクリートパネル体の近傍域で水を攪拌し、ポーラスコンクリートブロックの表面あるいは内部の微生物とそれらの栄養分としての有機物を多く含む水との接触効率を向上させ、新鮮な水に含まれる有機物の好気性、あるいは嫌気性微生物への取り入れをしやすくさせる。実施形態では、図２，３に示すように、該攪拌機能発生部２０は、ポーラスコンクリートパネル体１６の板面１６ａを貫通するように設けられた数個あるいは多数の貫通孔２２を含む。貫通孔２２は、図６に示すようにポーラスコンクリートパネル体１６相互間の間隙Ｇに流れ込む水の流れに多くの渦流を含む乱流Ｃを生じさせ攪拌機能を起こさせて水を入れ替え、常に新鮮な水がポーラスコンクリートパネル体１６の表面あるいはその内部に浸透して生息する微生物に有効に摂取される有機物を高い効率で接触させ、分解除去機能を実効させる攪拌機能発生手段である。本実施形態では、ほぼ等間隔で配置された多数の貫通孔２２がポーラスコンクリートパネル体の板面を水流れに交差する方向（本実施形態では直交方向）に貫通して設けられている。貫通孔２２はパネル体の開口率と攪拌機能による微生物との接触効率を考慮して任意の孔形状、大きさ、間隙ピッチ、配置態様、密度等を設定するとよい。

次に、本実施形態の水質浄化水路装置の作用について説明すると、例えば、常にある程度の水流れがある場合、図７のように仕切りゲート１４により大きく水路枠内の水の流路断面を狭められた水は、ベルヌーイの定理により各仕切りゲートの流路孔１２から大きな流速で吸引され、当該流路孔１２から次段の仕切段に放出される。これによって、各流路孔１２間を直線的に結ぶように通流する強い一定の流れが洗い出し流Ｆとして流れており、水路の底面に収束する土や砂、あるいは微生物残渣等を常に下流側に向けて洗い出している。このとき、各仕切りゲート１４間には、複数のポーラスコンクリートパネル体１６が水流れに平行方向に、しかも所要の間隙Ｇを隔てて立てた状態で配置されているから、洗い出し流の一部の水は一定割合で分流されかつ、接触面積を大きくしてポーラスコンクリートパネル体１６に十分に接触し、それらの微小孔に生息する微生物に水内の有機物を直接取り込み可能に供給する。また、図６のように、上流側からの水は多数の貫通孔に流れ込みさらに隣接の仕切ゲートの貫通孔を通流する流れともあいまって複雑な流れとなり多くの渦流を生じて乱流化する。これらの貫通孔２２の攪拌機能により、常に新鮮な水が供給されて微生物による有機物分解機能の効率を向上させる。

ポーラスコンクリートパネル体１６は、板状の成型体であって、固定的に水路枠に設置され常時一定の分流を生じさせ、さらに底部の洗い出し流Ｆにより土砂の目詰まりなどがなくメンテナンスがほとんど不要である。また、それ自体に浄化機能を有するポーラスコンクリートパネル体１６自体を接触面積増加のための水流れの整流板として機能させるから、効率よく水質浄化を実現する。のみならず、ポーラスコンクリートパネル体に攪拌機能発生部２０を設けているから、有機物を多く含む新鮮な水あるいは有機物を確実にポーラスコンクリートパネル体の微小孔中の微生物に対して供給し，水質浄化機能の実効を確保し得る。また、芯ずれ位置に仕切ゲートの流路孔を設定することにより、底部での土砂堆積を防止しまた水流攪拌機能も促進させる。なお、図１の実施形態では、上述した矩形の厚板からなるポーラスコンクリートパネル体１６を用いた仕切段構成と、その隣の仕切段には例えばリン吸着材を収容したポーラスコンクリートパネル体を配備させた仕切段とを長手方向に交互に配置させた構成を示している。

なお、図８ないし図１０に示すように、攪拌機能発生部２０としての貫通孔の態様は具体的には種々異ならしめてもよい。図８ないし図１０の例では、ポーラスコンクリートパネル体１６の板厚をやや大きく設定したものを３個仕切段内に設置させ、かつ、それらの貫通孔２２１が縦長の斜めスリット状孔としている。この貫通孔２２１では、水流れ下流側に向けて水平断面で左右いずれかの方向に斜めに形成されている。この貫通孔２２１の例においても図１１に示すように第１実施形態と同様の乱流化による酸素供給量確保作用を得ることができる。

次に、図１２ないし図１４に基づいて、本発明の第２実施形態に係る水質浄化水路装置を説明するが、第１実施形態と同一部材には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
この第２実施形態の水質浄化水路装置は、ポーラスコンクリートパネル体１６の具体的構成が第１実施形態と異なる。この第２実施形態のポーラスコンクリートパネル体は、小型ポーラスコンクリート成型ブロック２４を枠状に組み付けて構成した構造体から形成されている。図１３において、ポーラスコンクリートパネル体１６１は両側の組み付け枠２６に小型ポーラスコンクリート成型ブロック２４としての筒体を挟ませてローラコンベア状に組み付けた構造体からなり、それらの筒体を立てた状態として２個の構造体を枠状に併設して組み付け固定したものである。この際、各小型ポーラスコンクリート成型ブロック２４間には間隙が設けられており、これがポーラスコンクリートパネル体１６を厚さ方向に貫通する貫通孔２２とされる。貫通孔２２としての作用は第１実施形態と同様であり、ポーラスコンクリートパネル体１６１により水の流れを分流させるとともに、攪拌機能発生部としての貫通孔２２による十分な乱流化を介して微生物による有機物分解作用を促進させる。なお、本実施形態において、隣接する上流側の仕切段には吸リン材を充填した収納袋２６が通流孔付きの桟状収容部２８に着脱自在に収容配置されている。本実施形態では、小型ポーラスコンクリート成型ブロック２４は、円筒形であるが、形状，大きさ貫通孔としての隙間大きさ等については任意に設定してもよい。

次に、図１５、１６に基づいて、本発明の第３実施形態を説明するが、第１実施形態と同一部材には同一符号を付し、その説明は省略する。この実施形態では、図８ないし図１０の例と略同様の構成であるが、その際、貫通孔の縦長の斜めスリット状孔には多孔繊維質圧縮体３０が充填されて孔ではなく多孔繊維質圧縮体部３２となっている点が異なる。すなわち、本実施形態の水質浄化水路装置の攪拌機能発生部２０は、それぞれのポーラスコンクリートパネル体１６２の成型時に両板面を貫通するように埋め込み配置された多孔繊維質圧縮体部３２を含む。多孔繊維質圧縮体３０は、例えば粗い網目状の繊維状結合体（例えば、商品名「ヘチマロン」）からなる。該多孔繊維質圧縮体３０は、複雑な網目構造ではあるが板面を貫通する孔を形成しており、これによって、この付近の水は該網目構造により乱流を生じさせ、微生物による有機物分解機能の実効を確保し得る。

次に、図１７ないし図２０に基づいて、本発明の第４実施形態を説明するが、第１実施形態と同一部材には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。この実施形態では、ポーラスコンクリートパネル体１６３は厚板状平板体ではなく、その板面が凹凸構造、特に、本実施形態では曲線状に連続して蛇行するように曲成され、貫通孔が設けられていない点で異なる。すなわち、本実施形態ではポーラスコンクリートパネル体の攪拌機能発生部２０は、それ自身の板面部分の凹凸構造によりその機能を実現させている。すなわち、この実施形態ではポーラスコンクリートパネル体は、平面視でＳ字を連続するように深く曲成させて直列状に接続させた波板形状（図２０参照）からなり、これを仕切段内に立てて配置することにより例えば図１８のように位相が９０度ずれた状態では、隣接するポーラスコンクリートパネル体との間隙Ｇで多くの乱流が生じ攪拌機能を生じさせて有機物を含む新鮮な水を供給して有機物除去機能に資する。なお、この立てて配置される波板状のポーラスコンクリートパネル体１６３は、前記第１、第２、第３実施形態と同様、下端が水路枠の底部に着底して設置されているが、図１９に示すように流路孔１２の外形輪郭よりも上方に下端が位置するようにして、洗い出し流Ｆの直線距離的な空間には該ポーラスコンクリートパネル体の下端部が位置しないようにしてもよい。これは、前記第１、第２、第３実施形態の場合も同様である。また、波板状のポーラスコンクリートパネル体１６３には成型が可能であれば前述した実施形態と同様に貫通孔を設けてもよい。

次に、図２１ないし図２４により本発明の第５実施形態を説明するが、第１実施形態と同一部材には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。この第５実施形態の水質浄化水路装置では、第１実施形態の平板状のポーラスコンクリートパネル体１６の両板面に攪拌機能発生部としての反転流促進羽根３４が設けられた点のみが第１実施形態と異なり、それ以外は第１実施形態の装置と同一である。反転流促進羽根３４は、図７の洗い出し流Ｆの一部が対向する下流側の仕切ゲートの壁に当たって反転する動きを促進させるものであり、図２１に示すように、上流側から流れる洗い出し流Ｆを正面に受けてそれを上方に変向させるように流れ方向に対して外側に膨らむ円弧板により構成されている。これらの円弧板は例えばステンレス板を加工して形成され、ポーラスコンクリートパネル体１６の両板面にビスや釘その他の固定手段により複数個（実施形態では５個）適宜分散されて固定されている。この反転流促進羽根３４によって図７の反転流発生を促進させ、ある程度は乱流化に寄与するとともに、洗い出し流Ｆへ早く合流させて洗い出し流による洗い出し機能を促進し、例えば流れが緩やかな水路等においても洗い出し流を基本とする反転流や乱流化による微生物への有機物取り込みを確実に行なうようにする。反転流促進羽根３４はパネルの片面のみに取り付けてもよい。この第５実施形態においても、ポーラスコンクリートパネル体１６の下端が流路孔１２の外形輪郭よりも上方に位置するようにして、洗い出し流Ｆの直線距離的な空間にポーラスコンクリートパネル体の下端部を位置しないようにし、大きな流れの洗い出し流を形成させてその洗い出し機能を確実に行わせるようにしている。

次に、図２５により本発明の第６実施形態を説明するが、第１実施形態と同一部材には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。この実施形態では、ポーラスコンクリートパネル体１６５は、上端側に出し入れ口３６を有する箱型で設けられ、出し入れ口を介して必要に応じてリン吸着材３８が出し入れ自在に配設されている。箱型のポーラスコンクリートパネル体１６５の内部にはリン吸着材３８が円筒状袋内に取り出し、収納自在に収納される。箱型のポーラスコンクリートパネル体１６５の両面には第５実施形態と同様の反転流促進羽根３４が取り付けられている。これにより、ポーラスコンクリートパネル体である箱型構造により、微生物を介して有機物や窒素化合物を分解し、さらにこれらによっても分解されにくいリン化合物はリン吸着材３８により除去するものである。これによって、有機物に伴う水質汚濁のすべての原因物質をターゲットとして浄化機能を行える。

以上説明した水質浄化水路装置は、上記した実施形態のみの構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した発明の本質を逸脱しない範囲において，任意の改変を行ってもよい。例えば仕切りゲートは通常のセメントによるＲＣコンクリートではなく、例えば網状鉄筋を配筋したポーラスコンクリート板で構成してもよい。

本発明の水質浄化水路装置は、農業，工業，生活用水路、その他の一般排水用の水路に適用して有効にその水質浄化を行える。

本発明の第１実施形態に係る水質浄化水路装置の一部省略斜視説明図である。図１の装置の１つの仕切段における構成の一部切り欠き斜視説明図である。図２のＡ−Ａ線矢視図である。図１の水質浄化水路装置の仕切段の内部を省略して示した仕切りゲート配置構成の斜視説明図である。図４の仕切りゲートの水流れ正面側から見た拡大説明図である。図１の水質浄化水路装置の作用を説明する平面概念説明図である。図１の水質浄化水路装置の仕切りゲートのみを配置させた状態で示す断面作用説明図である。第１実施形態の他のポーラスコンクリートパネル体の例の斜視説明図である。図８の１個のポーラスコンクリートパネル体の例の一部切り欠き斜視説明図である。図９の１個のポーラスコンクリートパネル体の横断面図である。図８のポーラスコンクリートパネル体による水流れ状態を示す説明図である。本発明の第２実施形態に係る水質浄化水路装置の一部省略斜視説明図である。図１２の装置の小型ポーラスコンクリート成型ブロックを組み付けた枠体の斜視説明図である。図１２の装置の小型ポーラスコンクリート成型ブロックを組み付けた枠体を含む仕切り段の隣の段に設置されるリン吸着材収容構成を示す斜視説明図である。本発明の第３実施形態に係る水質浄化水路装置の要部であるポーラスコンクリートパネル体の斜視説明図である。図１５の装置の一部省略拡大横断面図である。本発明の第４実施形態に係る水質浄化水路装置の一部省略斜視説明図である。図１７の装置の平面説明図である。図１８のＢ-Ｂ線断面図である。図１７の装置の１個のポーラスコンクリートパネル体の斜視説明図である。本発明の第５実施形態に係る水質浄化水路装置の一部省略斜視説明図である。図２１のＣ−Ｃ線断面図である。図２１のＤ−Ｄ線断面図である。図２１のポーラスコンクリートパネル体の取付態様の他の例を示す縦断面説明図である。本発明の第６実施形態に係る水質浄化水路装置の一部省略斜視説明図である。本発明の水質浄化水路装置の仕切りゲートの他の構成例を示す斜視説明図である。

符号の説明

１０水路枠
１０ａ底壁
１２流路孔
１４仕切りゲート
１６ポーラスコンクリートパネル体
１６ａ板面
２０攪拌機能発生部
２２貫通孔
２４小型ポーラスコンクリート成型ブロック
３０多孔繊維質圧縮体
３２多孔繊維質圧縮体部
３４反転流促進羽根
３８リン吸着材
１６１第２実施形態のポーラスコンクリートパネル体
１６２第３実施形態のポーラスコンクリートパネル体
１６３第４実施形態のポーラスコンクリートパネル体
１６５第６実施形態のポーラスコンクリートパネル体
Ｆ洗い出し流
Ｇ間隙
Ｒ反転流
Ｃ乱流

Claims

水流れ全体を導く水路枠の長手方向に所要間隔で設置され水の流れを複数段に遮断するように設けられる複数の仕切りゲートであって、それぞれ水路枠の底部近縁側に流路孔を有し該水路枠の底部付近に流路孔間を結ぶように通流する強い流れの洗い出し流を生起させる仕切りゲートと、
各仕切りゲート間に配置され板面を水流れに平行な方向に向け、相互に間隔を開けて縦に設置され水の流れを分流させるように設置される複数のポーラスコンクリートパネル体と、を含むことを特徴とする水質浄化水路装置。
ポーラスコンクリートパネル体は、上流側の仕切りゲートの流路孔から流入する水を攪拌させるように該ポーラスコンクリートパネル体自体あるいはそれらの板面部分に攪拌機能発生部を有することを特徴とする請求項１記載の水質浄化水路装置。
攪拌機能発生部は、それぞれのポーラスコンクリートパネル体の板面を貫通するように設けられそれらの両面に連通する数個あるいは多数の貫通孔を含む請求項２記載の水質浄化水路装置。
攪拌機能発生部は、それぞれのポーラスコンクリートパネル体の成型時に両板面を貫通するように多孔繊維質圧縮体を埋め込み配置した多孔繊維質圧縮体部を含む請求項２記載の水質浄化水路装置。
攪拌機能発生部は、ポーラスコンクリートパネル体の少なくとも１つの板面に取り付けられた反転流促進羽根を含むことを特徴とする請求項２ないし４のいずれかに記載の水質浄化水路装置。
ポーラスコンクリートパネル体は、上端側に出し入れ口を有する箱型で設けられ、出し入れ口を介して必要に応じてリン吸着材が出し入れ自在に配設されることを特徴とする請求項２、３、５のいずれかに記載の水質浄化水路装置。
攪拌機能発生部は、それぞれのポーラスコンクリートパネル体自体の板面凹凸構造からなる請求項１ないし６のいずれかに記載の水質浄化水路装置。
ポーラスコンクリートパネル体は、小型ポーラスコンクリート成型ブロックを枠状に組み付けて構成した構造体からなる請求項１ないし７のいずれかに記載の水質浄化水路装置。
対向する両仕切りゲートにより仕切られた段部には、必要に応じてリン吸着材が配設されていることを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の水質浄化水路装置。
流路孔は、水流れ方向に対して芯ずれ位置に配置されている請求項１ないし９のいずれかに記載の水質浄化水路装置。