JP2007209883A - Water quality improvement apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、内海、港湾、湖沼、池、堀、貯水池、養殖場、水槽、浄化槽等の閉鎖水域に滞留した滞留水の水質を改善する水質改善装置に関するものであり、より詳しくは、流動することのない底層部の滞留水に対して高圧の圧縮空気を送り込むことによって良好な酸素溶存状態に改善する水質改善装置に関するものである。 The present invention relates to a water quality improvement device for improving the quality of stagnant water that has accumulated in closed water areas such as inland seas, harbors, lakes, ponds, moats, reservoirs, farms, aquariums, septic tanks, etc. The present invention relates to a water quality improvement device that improves a good oxygen-dissolved state by sending high-pressure compressed air to the remaining stagnant water in the bottom layer.
従来から、内海、港湾、湖沼、池、堀、貯水池、養殖場、水槽、浄化送等の閉鎖水域では水の交換が行われ難いため、水中の溶存酸素量が極めて少なく、このため有機物が分解され難く、水底には有機分を含む底泥が大量に堆積する。このような有機分を含む底泥は、富栄養化等の水質汚染の原因となり、生息環境の悪化及び周辺への臭気の影響が問題となっていた。 Conventionally, since it is difficult to exchange water in closed water areas such as inland seas, harbors, lakes, ponds, moats, reservoirs, aquaculture farms, aquariums, and purification transports, the amount of dissolved oxygen in the water is extremely low, so organic matter is decomposed It is difficult to do so, and a large amount of bottom mud containing organic components accumulates on the bottom of the water. The bottom mud containing such organic components causes water pollution such as eutrophication, and the deterioration of the habitat environment and the influence of odor on the surroundings have been problems.
そのため、閉鎖水域においては、その水質を改善すべく、底層水に酸素を供給しながら表層水との間で強制的に対流を起こさせる水質改善装置が使用されている。 Therefore, in a closed water area, in order to improve the water quality, a water quality improvement device that forcibly causes convection with surface water while supplying oxygen to the bottom water is used.
例えば、比較的水深の浅い閉鎖水域で使用される水質改善装置としては、図13に示したように、水底に設置された回転軸体50と、その回転軸体50に一方端が取り付けられその回転軸体50から略横向きに延設される長尺管体51と、その長尺管体51に圧縮空気を供給する圧縮空気供給手段52と、圧縮空気供給手段52から長尺管体51まで圧縮空気を送るための配管53と、圧縮空気を所定の方向に向けて吹き出す噴射孔54とを有し、その噴射孔54が、圧縮空気の吹き出しにより長尺管体51に回転方向の推力を与えることができ、かつ長尺管体51上に上昇水流を形成し得るように配設されているものが知られている(特許文献1を参照のこと)。
For example, as shown in FIG. 13, a water quality improvement device used in a closed water area with a relatively shallow water depth is provided with a rotating
これにより、簡単な構造でありながら、圧縮空気の吹き出しによって長尺管体51を回転させつつ長尺管体51から吹き出された圧縮空気Wが水中を上昇することによって、長尺管体51の回転範囲内の底層水を上昇させる水流を形成することで、長尺管体51の回転範囲での水質を改善することができるといった利点を有している。
As a result, the compressed air W blown from the long
また、比較的水深の深い閉鎖水域で使用される比較的規模の大きい水質改善装置としては、図14に示したような、閉鎖性水域から滞留水を汲み上げて送り出す送水ポンプ60と、送水ポンプ60から送り出された水が駆動水として導入され、この水に少なくとも酸素を含む気体を受け入れて、微細な気泡が混入した水を生成しながら送り出す気泡発生器61を地上に備え、気泡発生器61から送り出された気泡混入の水が駆動水として導入され、周囲の滞留水を吸入しながら気泡混入の水と共に噴射する噴流ポンプ62を閉鎖性水域の水底に設置するものが知られている(特許文献2を参照のこと)。
Further, as a relatively large water quality improvement device used in a closed water area having a relatively deep water depth, a
これにより、噴流ポンプ62から噴射された後の気泡は早期に浮上してしまうことはなく、その気泡を含む水は遠方まで到達し得るため、滞留水への酸素の溶解効率がよく、閉鎖性水域全体の滞留水の循環が行える。
しかしながら、特許文献1に記載された水質改善装置にあっては、水質を改善する範囲を広げようとする場合には長尺管体51の長さを長くしなければならないが、そうすると長尺管体51が水の中で回転する際の水の抵抗力が大きくなってしまうため、長尺管体51の強度を上げると共に圧縮空気供給手段52から供給される圧縮空気の供給量を増大しなければならない。しかしながら、特許文献1に記載された水質改善装置には、その構造からして長尺管体51の大きさには限界があり、複数の水質改善装置を使用するにしても、その用途が小規模な貯水池、養殖場等の閉鎖水域の水質改善に限られるものであった。
However, in the water quality improvement apparatus described in
また、特許文献2に記載された水質改善装置にあっては、その性能を効果的に発揮するためには、噴流ポンプ62の出口から気泡混入された水を遠方まで到達させるべく底層部の滞留水に高い圧力で噴射しなければならない。そのためには、容量の大きな気泡発生器61、送水ポンプ60及び噴流ポンプ62が必要となると共に、より広範囲の範囲の水質を改善しようとする場合には、それら大規模な水質改善装置を複数使用しなければならず、機械設備に掛かる費用が嵩むといった問題があった。
Moreover, in the water quality improvement apparatus described in
そこで、この発明は、上記のような従来の水質改善装置の問題点を解消すべく、気泡を発生する圧縮空気供給装置等の機械自体の容量を大きくすることなく、より多くの底層部の滞留水へ酸素の溶け込ます量を増大させることのできる水質改善装置を提供することを課題とする。 Therefore, in order to solve the problems of the conventional water quality improvement apparatus as described above, the present invention does not increase the capacity of a machine itself such as a compressed air supply apparatus that generates bubbles, and more stagnation of the bottom layer portion. It is an object of the present invention to provide a water quality improvement device capable of increasing the amount of oxygen dissolved in water.
上記課題を達成するため、請求項1に記載の発明は、閉鎖水域の底層部の滞留水と高圧の圧縮空気を貯めることのできる空間を有する圧縮空気室と、該圧縮空気室内に圧縮空気を送り込むための空気導入部と、前記圧縮空気室内の圧縮空気を排出するための排出部とを有する水質改善装置であって、圧縮空気室の圧縮空気が底層部の滞留水と広く接触させられることにより酸素を溶存させると共に、前記空気導入部から前記圧縮空気室へ送り込まれた圧縮空気が前記排出部から気泡となって前記閉鎖水域の水面方向に上昇する流れに伴って、前記圧縮空気室内の滞留水を前記排出部から排出させるようにしたことを特徴としている。
In order to achieve the above-mentioned object, the invention described in
請求項2に記載の発明は、閉鎖水域の底層部の滞留水と高圧の圧縮空気を貯めることのできる空間を有する圧縮空気室と、該圧縮空気室内に圧縮空気を送り込むための空気導入部と、前記圧縮空気室内の圧縮空気を排出するための排出部とを有する水質改善装置であって、前記圧縮空気室は、底面が開口した立体形状のカバー体と前記閉鎖水域の水底とで形成され、前記カバー体の開口縁部と前記閉鎖水域の水底との接触部を前記排出部として前記圧縮空気が排出できるようにしたことを特徴としている。
The invention according to
請求項3に記載の発明は、請求項1に記載の構成に加えて、前記圧縮空気室には、前記底層部の滞留水を導入するための水導入部を有し、前記圧縮空気の流れに伴って連続的に前記圧縮空気室の外の滞留水を前記水導入部から導入して前記排出部から排出させるようにしたことを特徴としている。 According to a third aspect of the present invention, in addition to the configuration of the first aspect, the compressed air chamber has a water introducing portion for introducing the retained water in the bottom layer portion, and the flow of the compressed air Accordingly, the stagnant water outside the compressed air chamber is continuously introduced from the water introduction part and discharged from the discharge part.
請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の構成に加えて、前記水導入部と前記排出部との間には、前記圧縮空気室の天井部から下方に向かう仕切壁が設けられており、水圧と空気圧のバランスによって前記滞留水と前記圧縮空気とを隔てる接触界面が形成されるようにしていることを特徴としている。 According to a fourth aspect of the present invention, in addition to the configuration according to the third aspect, a partition wall that extends downward from the ceiling portion of the compressed air chamber is provided between the water introduction portion and the discharge portion. A contact interface that separates the stagnant water and the compressed air is formed by a balance between water pressure and air pressure.
請求項5に記載の発明は、請求項4に記載の構成に加えて、前記水導入部と前記仕切壁との間に少なくとも一つの隔壁が設けられており、隔壁と仕切壁又は隔壁と隔壁とで仕切られた区画内の水位が前記排出部に近いほど高くなるように前記隔壁の高さが設定されていることを特徴としている。 According to a fifth aspect of the invention, in addition to the configuration of the fourth aspect, at least one partition wall is provided between the water introduction portion and the partition wall, and the partition wall and the partition wall or the partition wall and the partition wall are provided. The height of the partition wall is set so that the water level in the section partitioned by is higher as the water level is closer to the discharge part.
請求項6に記載の発明は、請求項4又は5に記載の構成に加えて、前記圧縮空気室が上下に複数配置されており、下段の圧縮空気室と上段の圧縮空気室とは連絡部によって連通されていることを特徴としている。 According to a sixth aspect of the present invention, in addition to the configuration according to the fourth or fifth aspect, a plurality of the compressed air chambers are arranged vertically, and the lower compressed air chamber and the upper compressed air chamber communicate with each other. It is characterized by being connected by.
請求項7に記載の発明は、請求項4又は5に記載の構成に加えて、前記圧縮空気室が並列に配置されており、それぞれの圧縮空気室の一端部に前記水導入部を有し、それぞれの圧縮空気室の他端部は前記排出口を備えた連結部材で一体化されていることを特徴としている。
In addition to the structure of
請求項8に記載の発明は、請求項4又は5に記載の構成に加えて、前記圧縮空気室の底面の中央部に前記水導入部と前記空気導入部を設け、前記圧縮空気室の外周部に前記排出部を設け、前記接触界面を撹拌することのできる攪拌装置を設けたことを特徴としている。 According to an eighth aspect of the present invention, in addition to the configuration of the fourth or fifth aspect, the water introduction portion and the air introduction portion are provided at the center of the bottom surface of the compressed air chamber, and the outer periphery of the compressed air chamber is provided. The discharge part is provided in the part, and a stirring device capable of stirring the contact interface is provided.
この発明は、以上のような構成を有するため、請求項1に記載の発明によれば、空気導入部から圧縮空気室内に送り込まれた圧縮空気が圧縮空気室内に滞留水と圧縮空気とが接触する十分な大きさを有する接触界面が形成され、この境界界面によって滞留水への酸素の供給が促進されると共に、排出部を経由して気泡となって閉鎖水域の水面方向に上昇する流れに伴って、圧縮空気室内の滞留水を排出部から排出させるようにしたので、気泡の上昇過程で滞留水に酸素が溶け込むため、圧縮空気室内に滞留水と圧縮空気とが接触する十分な大きさを有する接触界面が形成され、この境界界面によって滞留水への酸素の供給が促進されるため、気泡を発生する空気圧縮装置等の機械自体の大きさを大きくすることなく、より多くの底層部の滞留水へ酸素の溶け込ます量を増大させることのできる水質改善装置が提供できる。 Since the present invention has the above-described configuration, according to the first aspect of the present invention, the compressed air sent from the air introduction portion into the compressed air chamber comes into contact with the retained water and the compressed air. A contact interface having a sufficient size is formed, and this boundary interface promotes the supply of oxygen to the stagnant water, and also becomes a flow that rises in the direction of the water surface of the closed water area as a bubble via the discharge part. At the same time, the stagnant water in the compressed air chamber is discharged from the discharge portion, so that oxygen is dissolved in the stagnant water during the bubble rising process, so that the stagnant water and the compressed air are sufficiently large to come into contact with the compressed air chamber. A contact interface having an air flow is formed, and the supply of oxygen to the stagnant water is promoted by this boundary interface. Therefore, a larger number of bottom layers can be obtained without increasing the size of the machine itself such as an air compression device that generates bubbles. Retention of Water quality improvement device capable of increasing the amount to dissolve oxygen into the can be provided.
請求項2に記載の発明によれば、請求項1に記載の発明の効果に加えて、圧縮空気室を形成するためのカバー体が簡単な構造のもので足りるため、水質改善装置を製作費が少なくて済む。また、圧縮空気の排出部が閉鎖水域の水底に位置しているため、水底地盤内に圧縮空気が侵入することになり、水底の改質と共に水底に含まれる滞留水へ酸素が溶け込むことにも役立つ。 According to the second aspect of the invention, in addition to the effect of the first aspect of the invention, the cover body for forming the compressed air chamber need only have a simple structure. Is less. In addition, since the discharge part of the compressed air is located at the bottom of the closed water area, the compressed air will enter the bottom of the bottom, and the oxygen will dissolve into the retained water contained in the bottom of the water as well as reforming the bottom. Useful.
請求項3に記載の発明によれば、請求項1に記載の発明の効果に加えて、水導入部から導入された底層部にある滞留水が圧縮空気の流れに伴って排出部から排出されて水面部に至ることで、表層水が水導入部へ導入されるといった連続した循環流を発生させることができるため、より効率的に閉鎖水域の水質が改善される。
According to the invention described in
請求項4に記載の発明によれば、請求項3に記載の発明の効果に加えて、仕切壁の下端部によって圧縮空気室内の水位が規定されて接触界面が形成されるので、この接触界面により滞留水と圧縮空気との接触面積を十分な大きさとすることができ滞留水に酸素が溶け込み易くなるため、より効率的に閉鎖水域の水質が改善される。
According to the invention described in
請求項5に記載の発明によれば、請求項4に記載の発明の効果に加えて、滞留水が隔壁を通過する毎に滞留水内の隔壁の下端部から圧縮空気の気泡が発生し、その気泡がはじける際に発生する渦や乱流により滞留水に酸素が溶け込み易くなるため、より効率的に閉鎖水域の水質が改善される。
According to the invention of
請求項6に記載の発明によれば、請求項4又は5に記載の発明の効果に加えて、圧縮空気室を複数有し、それらの圧縮空気室毎に接触界面が形成されて滞留水と圧縮空気との接触面積を十分な大きさとすることができるため、より効率的に閉鎖水域の水質が改善される。
According to the invention described in
請求項7に記載の発明によれば、請求項4又は5に記載の発明の効果に加えて、圧縮空気室を複数有し、それらの圧縮空気室毎に接触界面が形成されて滞留水と圧縮空気との接触面積を十分な大きさとすることができるため、より効率的に閉鎖水域の水質が改善される。
According to the invention described in
請求項8に記載の発明によれば、請求項4又は5に記載の発明の効果に加えて、圧縮空気室の外周部に複数の排出口を設けた場合であっても、水導入部と空気導入部を圧縮空気室の中央部に一つずつ設けることで水質改善装置を完成することができる。また、撹拌装置の撹拌動作により接触界面に乱流を発生させて高圧の圧縮空気を滞留水に混ぜ合わせるこができ、結果として、酸素の溶け込みが促進され、より水質改善効果が高まる。
According to the invention described in
以下、この発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
[発明の実施の形態1]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
まず、この発明の実施の形態1に係る水質改善装置の構成について説明する。
First, the structure of the water quality improvement apparatus according to
図1は、この発明の実施の形態1に係る水質改善装置の一部断面とした正面図である。図2は、図1のA−A断面図である。
FIG. 1 is a front view showing a partial cross section of a water quality improvement apparatus according to
図1には、圧縮空気3を貯めることのできる空間を有する圧縮空気室4を備えた水質改善槽5を閉鎖水域1の底層部2に設置された状態を示している。水質改善槽5は、天版6と床版7と側壁8で囲まれた直方体をしており、水底9の不陸をなくすために設けた基礎部10の上面に設置されている。水質改善槽5は、一体で形成してもよく、天版6、床版7、側壁8等を別々の部材で形成してもよい。水質改善槽5は、自重で浮力に耐えられる構造が好ましいが、必要に応じて杭やアンカー材によって固定することの他、重垂を加えてもよい。材質としては、比較的質量が高く水中での耐久性のあるコンクリート製や防食塗装を施した鋼製が好適であり、それらの組み合わせとしてもよい。
FIG. 1 shows a state where a water
水質改善槽5の床版7の長手方向の一端部には、閉鎖水域1の底層部2に位置する滞留水12を圧縮空気室4に導入するための水導入部13を有している。水導入部13には水底2の泥や水中のごみが圧縮空気室4に混入しないようにするため、細かな網目を持ったストレーナ14を設けている。また、水質改善槽5の床版7の長手方向の一端部には、大気中に設けた空気圧縮機15から配管16を介して高圧の圧縮空気3を圧縮空気室4に導入するための空気導入部17が設けられている。空気導入部17は管状をしており、ストレーナ14を貫通して水導入部13から圧縮空気室4内へ取り込まれており、その周囲には圧縮空気の噴出孔18が複数が形成されている。配管16は、固定しやすい鋼管や、フレキシブルで配管しやすいゴム製ホース、樹脂製ホースが使用できる。
At one end in the longitudinal direction of the
水導入部13と反対側に相当する水質改善槽5の天版6には、圧縮空気3と滞留水12が排出できる排出部20を有している。圧縮空気室4と排出部20との間には、垂直な平面を形成する仕切壁21が設けられている。仕切壁21は、その下端部で圧縮空気3と圧縮空気室4内に導入された滞留水12と圧縮空気室4内に導入された圧縮空気3との接触界面Sの水位を決めるものであり、仕切壁21の下方が圧縮空気室4と排出部20との連通口22となっている。仕切壁21の下端部は厚み方向に傾斜させることで圧縮空気3が排出部20側へ移動し易いようにすると共に、正面から見て例えば鋸歯状の凹凸を形成することで、圧縮空気3が仕切壁21の下端部を通過する際に気泡Bが発生し易くするとよい。
The
排出部20には、仕切壁21より上方に伸びる筒状の延出部23を設けることで、排出部20から排出する圧縮空気3と滞留水12との流れを特定の方向へ向けると共に、エアーリフト効果を促進させるようにするとよい。
By providing the
圧縮空気室4内への圧縮空気3の送り込みは、空気圧縮機15に備えられた自動制御装置(図示せず)を利用して連続的に行ってもよいし間欠的に行ってもよい。図1では、空気圧縮機15を水質改善槽5の天版6の上部に設けた脚注24で支えた架台25の上に設置しているが、水質改善槽5の近傍の陸地に設置してもよい。
The
なお、水質改善槽5の天版6等に透光性のあるアクリル樹脂等を採用れば、水深が浅くて日光の照射が期待できる箇所において、魚介類や海草類の繁殖を促すことが可能となり、緑色植物の生育環境が整い、生物の光合成による酸素放出を損なうこともない。
If a transparent acrylic resin or the like is used for the
次に、この発明の実施の形態1に係る水質改善装置の作用について説明する。
Next, the operation of the water quality improvement apparatus according to
水質改善槽5を大気中から水平姿勢を保ったまま閉鎖水域1の水底9へと沈めていって基礎部10に設置した場合、その直後の未だ圧縮空気3を圧縮空気室4へ送り込んでいない状態では、閉鎖水域1の底層部2に位置する滞留水12が水圧で水導入部13から圧縮空気室4に入り込んできて、圧縮空気室4内に閉じこめられた大気中の空気の圧力と閉鎖水域1の水圧とがバランスする位置に接触界面Sが形成される。つまり、仕切壁21の下端部よりも高い位置(水面に近い位置)に接触界面Sが形成されるように仕切壁21の高さが設定されている。
When the water
そこで、空気圧縮機15を作動させて空気圧縮機15で高圧の圧縮空気3を製造して、その圧縮空気3を空気導入部17の噴出孔18から圧縮空気室4内に送り込んで行くと、圧縮空気室4内の圧縮空気3に接触界面Sが曝されるので酸素が溶存され、かつ、噴出孔18から出た圧縮空気3が圧縮空気室4内の滞留水12の中を通って気泡Bとなって浮力により上昇していき、圧縮空気室4の圧縮空気3へ放出されることになる。これにより、滞留水12へ圧縮空気3が曝されることで滞留水12へ酸素が供給され底層部2の滞留水12の水質が改善される。そして、圧縮空気室4内の圧縮空気3の量が増えてくると圧縮空気3の圧力が高まっていき、圧縮空気室4の滞留水12の水位(接触界面Sの位置)が次第に下がっていくことになり、ついには、仕切壁21の下端部の位置と一致することになる。
Therefore, when the
その後、連続して高圧の圧縮空気3を圧縮空気室4へ送り続けた場合には、圧縮空気3は仕切壁21の下の連通口22を通って排出部20へ排出される。排出部20から排出される圧縮空気3は仕切壁21を通過することで気泡Bとなりその浮力により水圧の低い水面の方に向かって上昇していくことになるが、このとき圧縮空気室4内の滞留水12が圧縮空気3の上昇に伴って一緒になって水面の方に向かって流れていくことになる。これにより、滞留水12が高圧の圧縮空気3に曝されることで滞留水12へ酸素が供給され、底層部2の滞留水12の水質が改善される。
Thereafter, when the high-pressure
排出部20から排出されて水面まで至った滞留水12は水面で水平方向に方向変換されるため、表層部にあった表層水が水平方向に移動することになる。他方、連続して高圧の圧縮空気3を圧縮空気室4へ送り続けた場合には、圧縮空気室4内の圧縮空気3と滞留水12は仕切壁21の下の連通口22を通って排出部20へ排出されることで、反対側の水導入部13の圧力が低くなるため、水導入部13には底層部2にある滞留水12が次から次へと導入されることになる。そのため、閉鎖水域1の表層部の表層水が水底9近くに設けられている水導入部13へと移動することとなり、結果として、底層部2の滞留水12が表層部の表層水へ移動し、表層部の表層水が底層部2の滞留水12へ移動すると行った対流が生じることになる。これにより、底層部2の滞留水12と表層部の表層水との入れ替えにより閉鎖水域1の水質が改善される。
[発明の実施の形態2]
Since the
[
次に、この発明の実施の形態2に係る水質改善装置の構成について説明する。
Next, the configuration of the water quality improvement apparatus according to
図3は、この発明の実施の形態2に係る水質改善装置の一部断面とした正面図である。図4は、図3のB−B断面図である。
FIG. 3 is a front view showing a partial cross section of the water quality improving apparatus according to
図3に示したように、水導入部13と仕切壁21との間に複数の隔壁26が設けられており、隔壁26と仕切壁21又は隔壁26と隔壁26とで仕切られた圧縮空気室4内の水位が排出部20に近いほど高くなるように(この場合、水深HはH1>H2>H3>H4>H5の関係となる)、隔壁26の高さが設定されている。また、隔壁26の下端部は厚み方向に傾斜させることで圧縮空気3が排出部20側へ移動し易いようにすると共に、正面から見て例えば鋸歯状の凹凸を形成することで、圧縮空気3が仕切壁21の下を通過する際に気泡Bが発生し易くするとよい。
As shown in FIG. 3, a plurality of
図3に示した例では、このような複数の隔壁26を設けることで複数の圧縮空気室4を直列に配置した水質改質槽5を、さらに、図4においては並列に複数配置することで、より水質改善性能を向上させるようにしている。この場合、それぞれの水質改善槽5の長手方向の一端部に水導入部13を有し、水質改善槽5の長手方向の他端部は排出口20を備えた連結部材27で一体化されている。
In the example shown in FIG. 3, by providing such a plurality of
その他の構成は実施の形態1に係る水質改善装置と同様であるため、同じ構成には同じ符号を付してその説明を省略する。
Since the other structure is the same as that of the water quality improvement apparatus which concerns on
次に、この発明の実施の形態2に係る水質改善装置の作用について説明する。
Next, the operation of the water quality improvement apparatus according to
図3及び図4において、水底9に近い左端の第一の圧縮空気室4aへ空気導入部17の噴出孔18から高圧の圧縮空気3が連続して送り込まれると、隔壁26の下端部まで水位が押し下げられ、第一の圧縮空気室4aに貯まっていた圧縮空気3が第二の圧縮空気室4bへ移動するが、このとき圧縮空気3は気泡Bとなって滞留水12の中を通って第二の圧縮空気室4bへ放出される。同様にして、第二の圧縮空気室4bに貯まっていた圧縮空気3が第三の圧縮空気室4cへ移動するが、このとき圧縮空気3は気泡Bとなって滞留水12の中を通って第三の圧縮空気室4cへ放出される。同様にして、第四の圧縮空気室4d、第五の圧縮空気室4eへと順次圧縮空気3が移動していくことになる。
3 and 4, when the high-pressure
実施の形態2では、各圧縮空気室には接触界面S1、S2、S3、S4、S5が形成され、圧縮空気は水圧と同圧力に圧縮されており空気と水面が広く接触することにより空気中の酸素が滞留水12に溶存される。また、隔壁26付近で発生する気泡Bが水面ではじけることによる渦や乱流によって滞留水12に圧縮空気3中の酸素が溶け込むことになるが、その回数が複数回に渡って発生するため、滞留水12に溶け込む酸素量が多くなり、より水質の改善が促進される。
In the second embodiment, contact interfaces S1, S2, S3, S4, and S5 are formed in each compressed air chamber, and the compressed air is compressed to the same pressure as the water pressure. Of oxygen is dissolved in the retained
なお、図3に示した水質改善槽5は横断面を一様として、各区画の圧縮空気室4内の水位が順次高くなるように隔壁26の高さを調整しているが、図5及び図6のように、各圧縮空気室4を水導入部13と排出部20を有するほぼ同一形態のユニット化した水質改善槽5uで構成し、かつ、水質改善槽5uを縦列して圧縮空気室4内の水位の低い方の水質改善槽5uの排出部20と圧縮空気室4内の水位の高い方の水質改善槽5uの水導入部13とを接続するようにしてもよい。この場合には、同様の形態をした水質改善槽5uを組み合わせることで、所望の水質改善装置が得られることになるので、製造が容易となる。
The water
また、図5及び図6に示した水質改善槽5uでは、底面部に相当する床版7を有していない点に特徴がある。
The water
天版6と床版7と側壁8で囲まれた直方体の水質改質槽5を水底9に設けた基礎部10の上に設置した場合には、基礎部10がべた基礎の場合は勿論、独立又は連続した基礎(架台)を使用したとしても、水底9と水質改質槽5の床板7との間隔がほとんどない状態になるため、水底9の活性化が阻害されることになる。
When the rectangular parallelepiped water
これに対して、図5及び図6に示した水質改善槽5uのように、底面部に相当する床版7を有していない水質改善槽5uの側壁8の下端部を水底9に設置した脚柱28で支える構造を採用すれば、水底9と水質改善槽5uとの間の滞留水12に高圧の圧縮空気3によって酸素を溶け込ませることができ、良好な酸素溶存状態に改善することが可能となる。
[発明の実施の形態3]
On the other hand, like the water
図7は、この発明の実施の形態3に係る水質改善装置の一部断面とした正面図である。図8は、図7のD−D断面図である。
FIG. 7: is the front view made into the partial cross section of the water quality improvement apparatus which concerns on
図7には、圧縮空気室4を上下に複数配置した例を示している。下段の圧縮空気室4Lと上段の圧縮空気室4Uとは、下段の圧縮空気室4Lの排出部20と上段の圧縮空気室4Uの水導入部13とを連結する連絡部19によって連通されている。下段の圧縮空気室4Lの水導入部13と下段の圧縮空気室4Uの仕切壁21との間、及び上段の圧縮空気室4Uの水導入部13と上段の圧縮空気室4Uの仕切壁21との間には、複数の隔壁26が設けられており、隔壁26と仕切壁21又は隔壁26と隔壁26とで仕切られた圧縮空気室4a,4b,4c,4d,4e,4f内の水位が排出部20に近いほど高くなるように(この場合、水深HはH1>H2>H3>H4>H5>H6の関係となる)、隔壁26の高さが設定されている。
FIG. 7 shows an example in which a plurality of
仕切壁21や隔壁26の直前に活性炭や牡蠣殻を網袋に詰めた水質浄化材30を配置することで、水質の改善を促進させるようにしている。水質浄化材30は網袋単位で洗浄や交換をすることできるのでメンテナンスが容易である。
Immediately before the
図7に示した例では、階層を2段としているが、水深の深い場所ではより段数を増やしてもよい。 In the example shown in FIG. 7, the hierarchy is two stages, but the number of stages may be increased in a deep water place.
この場合には、圧縮空気3と滞留水12との接触面積の増大と、隔壁26付近で発生する気泡Bが水面ではじけることによる渦や乱流によって滞留水12に圧縮空気3中の酸素が溶け込む機会も増大させることができるため、水質改善槽5の設置面積を増やすことなく、水質の改善が促進される。
[発明の実施の形態4]
In this case, due to an increase in the contact area between the
[
図9は、この発明の実施の形態4に係る水質改善装置の一部断面とした正面図である。
FIG. 9 is a front view of a partial cross section of a water quality improvement apparatus according to
図9において、水質改善槽5の中央部の圧縮空気室4の床版7の中央に水導入部13を有しており、中央部の圧縮空気室4の左右の側壁8,8に隔壁26,26を有し、水質改善槽5の左右の圧縮空気室4の外側にそれぞれ排出部20が設けられている。
In FIG. 9, the
中央部の圧縮空気室4内には隔壁26の下端部より下方に、圧縮空気室4内の滞留水12接触界面Sを強制的に撹拌することのできる垂直方向の回転軸31を有する撹拌翼29が回転自在に設けられている。周方向に等間隔で複数配置される撹拌翼29が支持アーム30を介して回転軸31の下端部に固定されており、回転軸31の中央部は水質改善槽5の天版6に設けた軸受32で支承され、回転軸31の上端部は水質改善槽5の天版6上に設けた駆動部架台33に固定されている駆動モータ34の駆動軸(図示せず)に連結された駆動伝達部35によって回転されるようになっている。回転軸31は中空状をしており、その上部先端には自在継手36を介して圧縮空気3を供給するための配管16が接続されている。そして、配管16から供給された圧縮空気3は回転軸31の中空部を通って、支持アーム30から撹拌翼29の背面に至る空気導入部17を通り、撹拌翼29の背面に上向きに形成された噴出孔18から圧縮空気室4内に排出されるようになっている。
A stirring blade having a vertical
これにより、撹拌翼29による接触界面Sを撹拌する撹拌動作により、接触界面Sに乱流を発生させて高圧の圧縮空気3を滞留水12に混ぜ合わせるこができ、結果として、酸素の溶け込みが促進され、より水質改善効果が高まる。水質改善槽5の中央部の圧縮空気室4内の滞留水12は撹拌翼29に撹拌されながら高圧の圧縮空気3が吹き込まれることになるから、撹拌翼29によって積極的に滞留水12に乱流を発生させている分だけ酸素の溶け込みが促進され、より水質改善効果が高まる。
Thereby, by the stirring operation which stirs the contact interface S by the stirring
なお、図9に示した例では、撹拌翼29の駆動系である駆動モータ34、駆動伝達部35を水中に設けているが、水上に設置してもよい。
[発明の実施の形態5]
In the example illustrated in FIG. 9, the
[
図10は、この発明の実施の形態5に係る水質改善装置の一部断面とした正面図である。
FIG. 10: is the front view made into the partial cross section of the water quality improvement apparatus which concerns on
図10において、水質改善槽5の圧縮空気室4の床版7の中央部に水導入部13を有しており、圧縮空気室4の左右の側壁8,8に排出部20,20を有している。左右の排出部20,20と圧縮空気室4との間には、それぞれ仕切壁21,21が設けられている。
In FIG. 10, the
図10では、水面に浮かんでいる台船37に水質改善槽5をワイヤ等の吊部材38にて吊り下げて、閉鎖水域1の底層部2に設置できるようにしている。
In FIG. 10, the water
台船37の上には空気圧縮機15が設置されている。圧縮空気室4の中央部には、滞留水12の表面である接触界面Sを強制的に撹拌することのできる水平方向の回転軸39を有するスクリュー部材40が回転自在に設けられている。スクリュー部材40の一端部は、圧縮空気室4の中央部の水質改善槽5の天版6に設けられたスクリュー駆動装置41に連結されており、スクリュー部材40の他端部は、水質改善槽5の天版6から下方に向けて設けられた吊下支保部材42に設けた軸受43に支承されている。スクリュー部材40は、その他端部が仕切壁21に接近するだけの長さを有していることが望ましい。また、滞留水12の表面である接触界面Sの水の流れは圧縮空気室4の中央部から仕切壁21へ向かうようにスクリュー部材40の回転方向が決められる。
An
台船37上の空気圧縮機15に接続されている配管16の先端部には空気導入部17が設けられており、圧縮空気室4の床版7の中央にある水導入部13に接近して空気導入部17の噴出孔18が形成されている。
An
これにより、空気導入部17の噴出孔18から供給された高圧の圧縮空気3は、気泡Bとなって浮力によりその位置から真上に滞留水12中を上昇して行くが、水導入部13の上部にはスクリュー部材40が回転しているので、圧縮空気3の気泡Bはスクリュー部材40の翼44に絡みつきくことになる。したがって、空気導入部17から供給された高圧の圧縮空気3は、スクリュー部材40の回転運動によって生じる接触界面S部での移動に伴い、仕切壁21に向かって移動させられて仕切壁21を経て排出部20から排出されることになる。
As a result, the high-pressure
図10で示した例では、スクリュー部材40の翼44による接触界面Sを撹拌する撹拌動作により、接触界面Sに乱流を発生させて高圧の圧縮空気3を滞留水12に混ぜ合わせるこができ、結果として、酸素の溶け込みが促進され、より水質改善効果が高まる。また、水質改善槽5は台船37から吊り下げられているため、設置場所を簡単に移動できる利点がある。
In the example shown in FIG. 10, turbulent flow is generated in the contact interface S by the stirring operation of stirring the contact interface S by the
なお、図10に示した例では、圧縮空気室4を形成する水質改善槽5を台船37から吊り下げて閉鎖水域1の底層部2に設置するようにしているが、設置場所が予め決まっているのであれば、台船37を使わずに水底9に架台を設けて架台の上に設置してもよい。
[発明の実施の形態6]
In the example shown in FIG. 10, the water
[Sixth Embodiment of the Invention]
図11は、この発明の実施の形態6に係る水質改善装置の一部断面とした正面図である。図12は、その平面図である。
FIG. 11: is the front view made into the partial cross section of the water quality improvement apparatus which concerns on
圧縮空気室4は、底面が開口した立体形状のカバー体45と閉鎖水域1の水底9とで形成され、カバー体45の開口縁部46と閉鎖水域1の水底9との接触部を排出部20として圧縮空気3が排出できるようにしている。
The
図11に示した例では、カバー体45が、高圧の圧縮空気3による圧力に耐え得る引張強度を持った、例えばラミネートフィルムゴム製、樹脂製或いは薄い鋼板等で気密状態を保つことのできるドーム状を呈する気密膜でできている。カバー体45の周囲の開口縁部46には浮力に抵抗できる重錘47を設けるか、アンカー材(図示ぜす)を使用して水底9に固定する。開口縁部46の下方には仕切壁21を有し、その下端部には正面から見て鋸歯状の凹凸が形成されている。仕切壁21の一部及び鋸歯状の凹凸は水底9に埋設される。
In the example shown in FIG. 11, the
カバー体45の開口縁部46の近傍には、圧縮空気室4に高圧の圧縮空気3を送り込むための空気導入部17が取り付けられており、空気導入部17には圧縮空気3を排出する噴出孔18が形成されている。
In the vicinity of the opening
図11に示した例では、圧縮空気室4内へ空気導入部17を介して高圧の圧縮空気3が送り込まれると、カバー体45を水底9に固定した当初に圧縮空気室4内に閉じこめられている滞留水12が、圧縮空気3に押し出されるようにして仕切壁21の鋸歯状の凹凸からカバー体45の外側の滞留水12へ排出される。そして、連続して高圧の圧縮空気3を圧縮空気室4内に送り続けると、仕切壁21の一部及びその下端部の鋸歯状の凹凸が水底9に埋設されているため、水底9の表層部に圧縮空気3が侵入すると接触界面Sが当初の水底9より下がり、圧縮空気室4内の水底9に干潟が形成されることになる。
In the example shown in FIG. 11, when the high-pressure
これにより、水底9には圧縮空気3が侵入して酸素が供給されることになるから、水底下の土粒子間に酸素が満たされるので土粒子間に残留する有機物質との酸化が促進されるため圧縮空気室4内の水底9の活性化も行うことができる。
As a result, the
1 閉鎖水域
2 底層部
3 圧縮空気
4 圧縮空気室
5 水質改善槽
6 天版
7 床版
8 側壁
9 水底
10 基礎部
12 滞留水
13 水導入部
15 空気圧縮機
16 配管
17 空気導入部
18 噴出孔
20 排出部
21 仕切壁
22 連通口
26 隔壁
27 連結部材
37 台船
45 カバー部材
46 開口縁部
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