JP2009154071A - 浄化装置 - Google Patents

Abstract

【課題】軽量で構造が簡易であり、耐久性に優れ、現場での組み立て性や運搬性にも優れ、特殊なフロート等によらなくても水に浮くことができ、動力を要しないため経済性、メンテナンス性に優れた浮遊型浄化装置を提供する。
【解決手段】浄化装置１は、主に骨格ブロック３、柱５及び帆７等から構成される。複数の骨格ブロック３は上下方向に対向して組み合わされ、さらに縦横に並べて一体化される。骨格ブロック３の表面には、金属又は金属塩が塗布されている。従って、浄化装置１と接触する汚泥水は、骨格ブロック３の表面に塗布された金属と接触し、金属の殺菌作用によって殺菌され、汚泥水が浄化される。
【選択図】図１

Description

本発明は、軽量で耐久性に優れ、ポンプ等の動力を使用しない、湖沼、池、ダム等の水に浮かべて水を浄化する浄化装置に関するものである。

従来、特に水の流れが少ない湖沼、池及びダムなどには、アオコなどの藻類が大量に発生し、水質を悪化させ、悪臭や景観悪化の要因となっている。このため、湖沼、池及びダムなどの水質を浄化するために、従来から様々な方法が採用されている。

例えば、濾過槽に生物処理用の媒体を収納し、媒体へ循環ポンプによって池水及び水エネルギーにより吸引した空気を供給させることで、有機成分を分解する池水等の浄化装置がある（特許文献１）。

また、内部に濾材が充填されている環状の処理槽の中心部に上下方向にエアーリフト通路を設け、空気噴出手段によって、環状の処理槽中心にリフト用のエアを供給することが可能であり、処理槽に被処理水を導入する水流発生装置を有し、処理槽を処理水域の水面下に保持するための浮体を備えた浄化処理装置がある（特許文献２）。
特開平８−２４８８１号公報 特開２００１−３１０１９８号公報

しかし、特許文献１に記載の池水等の浄化装置は、循環ポンプによって媒体へ水及び空気を供給するものであるため、設備が大掛かりとなり、設備のメンテナンス性や腐食、故障等による浄化装置の耐久性に問題がある。また、浄化装置を水面に浮かせるために、浄化装置の上部外周面にはフロートが設けられるが、浄化装置全体の重量と、浮力とのバランスを取るのが難しく、フロートへの水の浸入等の恐れもあり、長期間に渡って安定して水面へ浮いていることが困難であるという問題がある。

また、特許文献２に記載の浄化処理装置は、空気噴出手段や水流発生装置を駆動する必要があり、これらの電源を太陽電池によってまかなうものであるが、太陽電池等の設備は高価であり、また、メンテナンス性や腐食、故障等による浄化処理装置の耐久性の面から問題がある。また、特許文献１の浄化装置と同様に、浮体によって浄化処理装置を浮かせ、処理層を水中に保持するが、浄化処理装置の重量と浮体による浮力とのバランスを取ることが困難であるという問題がある。また、特許文献１及び、特許文献２ともに、浄化装置が大型かつ複雑であるため、工場で浄化装置を組み立てる必要があり、現場での組み立て性や運搬性にも問題がある。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、軽量で構造が簡易であり、耐久性に優れ、現場での組み立て性や運搬性にも優れ、特殊なフロート等によらなくても水に浮くことができ、動力を要しないため経済性、メンテナンス性に優れた浮遊型浄化装置を提供することを目的とする。

前述した目的を達成するため、本発明は、嵌合部が設けられた基板と、支柱とを有する平面状に並べられた複数の骨格ブロックと、浄化手段と、を具備し、一方の前記骨格ブロックの前記支柱が、他方の前記骨格ブロックの前記嵌合部に嵌合することにより前記複数の骨格ブロックが組合わされ、水に浮かべて使用され、前記浄化手段は水を浄化することを特徴とする浄化装置である。

前記支柱はテーパを有する。また、前記浄化手段は、銀、銅、銀イオン及び銅イオンのいずれか一種以上を含む浄化媒体であり、前記浄化媒体は前記骨格ブロックの表面に塗布されてもよい。

また、前記浄化手段は、樹脂製コルゲートパイプ、カキ殻、木炭、活性炭のいずれか一種以上を含む浄化部材であり、前記浄化部材は前記骨格ブロックにより形成される空間に入れられてもよい。この場合、前記浄化部材は前記支柱内に入れられてもよく、前記骨格ブロックは金網を具備し前記浄化部材は前記金網により前記骨格ブロック内に保持されてもよい。

また、前記骨格ブロックは、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリ塩化ビニルのいずれかにより形成されてもよい。

本発明によれば、装置が主に樹脂からなるため、耐食性に優れ、鉄筋や鋼材がほとんど使用されないため軽量であり、使用される骨格ブロックは、運搬時には重ねて運搬することができ、現場で各骨格ブロック同士を容易に組み立てることが可能であるため、運搬性、組み立て性に優れ、ポンプやモータなどを使用しないため、経済性、メンテナンス性に優れ、故障等の恐れも無く、別途フロート等を有さなくても水に浮かべることができ、被処理水との接触面積も多く、骨格ブロックの支柱がテーパ形状であれば、さざ波などの水位変動によって、支柱内の水が有効に攪拌されるため浄水処理が効果的に進行する浄化装置を得ることができる。

本発明によれば、軽量で構造が簡易であり、耐久性に優れ、現場での組み立て性や運搬性にも優れ、特殊なフロート等によらなくても水に浮くことができ、動力を要しないため経済性、メンテナンス性に優れた浄化装置を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態にかかる浄化装置１について説明する。図１は、第１の実施の形態にかかる浄化装置１を示す図であり、図１（ａ）は、浄化装置１の斜視図、図１（ｂ）は、浄化装置１の正面図である。

浄化装置１は、主に骨格ブロック３、柱５及び帆７等から構成される。複数の骨格ブロック３は上下方向に対向して組み合わされ、さらに縦横に並べて一体化される。浄化装置１の大きさは、使用環境等に応じて適宜設定でき、骨格ブロック３の組み立て個数によって容易に変更することができるが、概ね、４〜５ｍ四方程度の大きさのものが使用できる。

骨格ブロック３の表面には、図示を省略した、浄化媒体である金属又は金属塩が塗布されている。金属又は金属塩は、支柱１１の内部も含め、骨格ブロック３のほぼ全面に塗布される。金属又は金属塩としては、銀、銅またはこれらの塩などの殺菌効果を有する金属等が使用できる。なお、銀、銅等の金属は単体として使用することもできるが、複数種類の金属を混合して使用することもできる。この場合、標準電極電位が異なる金属が接触することで、貴な金属から卑な金属へ電流が流れ、その結果、卑な金属（例えば銅）はイオン化し、水への溶出が進行する。

金属等の塗布方法としては、例えば金属又は金属塩を少量添加した紫外線硬化型塗料を骨格ブロック３へ塗布した後、紫外線を照射して塗膜を硬化させる方法がある。また、骨格ブロック３の材料に予め金属又は金属塩を含む抗菌剤を含有させておくこともできる。更に、ペースト状の金属粒子を骨格ブロック３表面に塗布することもできる。

浄化装置１のほぼ中央には、棒状の柱５が鉛直方向に設けられる。柱５には帆７が設けられる。なお、柱５及び帆７は図に示したような形状に限られない。すなわち、浄化装置１が風を受けて水面を移動できればよい。また、浄化装置１が柱５及び帆７を有さなくても、単体で、又は、他の構造により風力等を利用して水面を移動することが可能であれば、柱５及び帆７を設ける必要は無い。なお、柱５は例えば樹脂製、金属製などが使用でき、帆７としては、布、ビニル等が使用できる。

図２は、骨格ブロック３ａ、３ｂの詳細を示す図である。骨格ブロック３ａ、３ｂは、それぞれ矩形の板状の基板９ａ、９ｂ、及び、支柱１１ａ、１１ｂ等からなる。基板９ａ、９ｂには、複数のリブ１８、及びリブ１８により形成される複数の穴１７が設けられる。また、基板９ａ、９ｂには、それぞれ円形の穴である一対の基板側嵌合部１３ａ、１３ｂが設けられる。さらに、基板９ａ、９ｂには、一対の支柱１１ａ、１１ｂがそれぞれ設けられる。

基板９ｂ上において、一対の基板側嵌合部１３ｂ及び一対の支柱１１ｂは、基板９ｂを縦横の中心線１０により４分割し、４分割された部分のほぼ中央の位置に、それぞれ設けられる。なお、基板９ｂを縦横の中心線１０により４分割した部分の、縦横それぞれの隣り合う部分には、基板側嵌合部１３ｂ同士又は支柱１１ｂ同士が並ぶことがない。すなわち、基板９ｂ上における、一対の基板側嵌合部１３ｂ及び一対の支柱１１ｂの配置位置は、基板９ｂの中心を基準として点対称となる。

また、支柱１１ａ、１１ｂは中空の筒状形状であり、かつ、先端に行くにつれて徐々に径が細くなるテーパ形状である。また、基板側嵌合部１３ａ、１３ｂの穴径は、支柱１１ａ、１１ｂの先端部外径よりもわずかに大きく、支柱１１ａ、１１ｂの先端が、それぞれ基板側嵌合部１３ｂ、１３ａへ挿入され嵌合が可能である。

すなわち、図２に示すように、骨格ブロック３ａと骨格ブロック３ｂを向かい合わせて、骨格ブロック３ａの支柱１１ａの先端が骨格ブロック３ｂの基板嵌合部１３ｂへ挿入されると同時に、骨格ブロック３ｂの支柱１１ｂの先端が、骨格ブロック３ａの基板側嵌合部１３ａへ挿入されるように組み合わせることで、骨格ブロック３ａ、３ｂが上下方向に一体化される。このように、骨格ブロック３ａ、３ｂの一体化は、特殊な固定部材等を使用することなく容易に行うことができる。

また、骨格ブロック３は重ねることができる。図３は、骨格ブロック３が複数個重ねられた状態を示す図である。図２に示すように、骨格ブロック３ａ、３ｂは、支柱１１ａ、１１ｂが中空であり、先端に行くにつれて徐々に細くなるテーパ形状であるため、骨格ブロック３ａ、３ｂを同一方向に向けて重ねれば、支柱１１ｂの上に支柱１１ａがかぶさり、支柱１１ｂが支柱１１ａ内に納まるため、運搬時や保管時には複数の骨格ブロック３を重ねることができる。従って、骨格ブロック３の運搬効率も高い。

ここで、骨格ブロック３ａ、３ｂは、図２に示すような形状に限られず、支柱１１ａ、１１ｂの形状や本数、リブ１８、穴１７の形状等は特定されず、種々の形状の骨格ブロックを使用することができる。なお、骨格ブロック３ａ、３ｂの材質としては、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル等が使用でき、強度等を考慮するとポリプロピレン製が望ましく、骨格ブロック３ａ、３ｂは、例えば、射出成形により成形される。また、骨格ブロック３ａ、３ｂには、紫外線等に対する耐久性の向上のため、材料の樹脂に、カーボンが１〜３％添加されることが望ましい。

なお、本発明にかかる浄化装置１に使用される骨格ブロック３ａ、３ｂとしては、樹脂製の地下貯水施設等に使用される樹脂製骨格ブロックを、そのまま使用することができる。この場合、強度と耐久性に優れ、軽量かつ組み立て性に優れた骨格ブロック３として使用することができる。

図４は、骨格ブロックの組み合わせ方法を示した図である。骨格ブロック３は、図２に示したように、一対の骨格ブロック３を互いに上下に組み合わせてもよいが、以下のように千鳥状に組み合わせることも出きる。すなわち、骨格ブロック３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄがそれぞれ縦横に並べられ、それぞれの支柱１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄが同一方向へ突出するように同一の向きに配置される。次に骨格ブロック３ｅが骨格ブロック３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄと向かい合うように設けられる。すなわち支柱１１ｅが支柱１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄと向かい合うように配置する。

骨格ブロック３ｅは、骨格ブロック３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄに対して、縦横半ピッチずらした位置に配置される。骨格ブロック３ｅの支柱１１ｅは、骨格ブロック３ａの基板側嵌合部１３ａ及び、骨格ブロック３ｃの基板側嵌合部１３ｃにそれぞれ挿入される。同時に、骨格ブロック３ｅの基板側嵌合部１３ｅには、骨格ブロック３ｂの支柱１１ｂ及び、骨格ブロック３ｄの支柱１１ｄがそれぞれ挿入される。

すなわち、図２に示すように、骨格ブロック３を上下方向のみに組み合わせる場合には、縦横方向への骨格ブロック３の組み合わせには、バンド等の固定部材が別途必要となる。しかし、図４に示すように千鳥状に骨格ブロック３を組み合わせることで、上下方向及び縦横方向についても、骨格ブロック３が互いに組み合わされるため、バンド等の固定部材が不要となる。

なお、図４のように千鳥状に骨格ブロック３を組み合わせる場合において、浄化装置１の端部に使用される骨格ブロックについては、例えば、図２に示す骨格ブロックの１／２分割形状、又は１／４分割形状等の骨格ブロックを使用すればよい。この場合、浄化装置１の端部に使用される１／２分割形状、又は１／４分割形状等の骨格ブロックについては、バンド等により縦横に隣接する他の骨格ブロック３と固定すればよい。なお、バンドとしては、金属線やゴムバンドを使用することができる。

次に、浄化装置１の動作について説明する。図５は、浄化装置１が水面２１へ浮いている状態を示す図である。なお、以後の図面においては簡略化のため、骨格ブロック３が図２に示すように上下方向にのみ組み合わされた場合を示す。浄化装置１はそれ自体が水面２１に浮くことができる。例えば、骨格ブロック３がポリプロピレン製であれば、骨格ブロック３の比重は約０．９程度であるため、骨格ブロック３により形成された浄化装置１は、フロート等を設けることなく、浄化装置１の約９割を水面２１下に沈め、浄化装置１上部の一部を水面２１上に露出して水面に浮くことができる。

浄化装置１が水面に浮いた状態で風２３が図中矢印の方向に吹いた場合、浄化装置１は帆７により風２３を受け、矢印Ａ方向へ移動する。この際、浄化装置１の水面２１下においては、浄化装置１の移動方向とは相対的に矢印Ｂ方向へ水が流れる。すなわち、水は、浄化装置１を構成する骨格ブロック３の支柱１１やリブ１８等の間を流れる。

この場合、骨格ブロック３には、支柱１１、リブ１８及びリブ１８により形成される穴１７等が設けられているため、水と骨格ブロック３との接触面積が大きく取れ、また、水が骨格ブロック３を通過する際に、水の乱流が生じやすく、水は、攪拌されながら浄化装置１を通過する。

図６は、浄化装置１が水面２１に浮いた状態における、骨格ブロック３の断面図である。水面２１は、風２３等によってさざ波が生じる。また、浄化装置１が水面２１を風２３により移動する際にも、水面２１に対して、わずかに上下方向へ揺れながら移動する。従って、浄化装置１に対して、水面２１は上下方向に動く（図中矢印Ｃ方向）。

一方、支柱１１は前述の通り、先端に行くにつれて径が徐々に細くなるテーパ形状を有している。このため、水面２１の上下の移動に伴い、支柱１１内の水面も上下動し、さらに、支柱１１のテーパ形状によって、支柱１１内の水は水面２１の上下動に伴って攪拌される（例えば図中矢印Ｄ）。また、前述の通り、骨格ブロック３の支柱１１間においても、支柱１１やリブ１８等によって水の流れが乱れ、例えば矢印Ｅように水が攪拌される。

また、骨格ブロック３の表面には、殺菌効果を有する金属が塗布されている。従って、浄化装置１と接触する汚泥水は、骨格ブロック３の表面に塗布された金属と接触し、金属の殺菌作用によって殺菌され、汚泥水が浄化される。また、池や湖沼等の水には、骨格ブロック３の表面からわずかに溶出する微量の金属イオンが拡散し、金属イオンによって水が殺菌され、アオコ等の藻類を死滅させることができる。

特に、汚泥水と骨格ブロック３との接触部には、水が攪拌されながら通過することにより、常に新しい汚泥水が骨格ブロック３表面へ供給されるため、効率よく汚泥水を殺菌・浄化することができるとともに、溶出した金属イオンを、効果的に池や湖沼等全体に拡散させることができるため、汚泥水を効率良く浄化することができる。

このように、本実施の形態にかかる浄化装置１によれば、池や湖沼の汚泥水を効率良く浄化することができる。また、骨格ブロック３がポリプロピレン製であれば、比重が約０．９であるため、浄化装置１自体が水面２１に浮くことができ、このためフロートや浮力調整が不要となり、さらに、長期に渡り、浄化装置１の大部分を水面下に保持できるため、浄化装置１の浄化効果を長期に渡り維持することができる。

また、骨格ブロック３は樹脂製であり、鉄骨構造等を有しないことから、腐食等の恐れが無く、耐久性に優れ、十分な強度を確保できるとともに、軽量な浄化装置１を得ることができる。また、支柱１１がテーパ形状であるため、水面２１の変動に伴い、支柱１１内の水が攪拌され、常に新しい汚泥水を骨格ブロック３と接触させることができ、このため、汚泥水を骨格ブロック３の表面に塗布された金属との接触により殺菌することができる。

また、支柱１１内の水が攪拌されることで、骨格ブロック３の表面から微量に溶出する金属イオンが攪拌され、池や湖沼等全体に効率よく金属イオンを拡散させることができ、このため、池や湖沼等全体の汚泥水を殺菌により浄化することができる。

また、骨格ブロック３は、運搬時には重ねることができるため、積載効率も良く、また、現場で簡単に組み立てることができる。このため、現場で浄化装置１の大きさを変更することもできる。更にポンプ等の動力を有しないため、故障の恐れが無く、軽量かつ省エネルギーであり、メンテナンス性にも優れ、高強度かつ安価で小型の浄化装置を得ることができる。

次に、第２の実施の形態にかかる浄化装置３０について説明する。以下の実施の形態において、図１〜図６に示す浄化装置１と同一の機能を果たす構成要素には、図１〜図６と同一番号を付し、重複した説明を避ける。第２の実施の形態にかかる浄化装置３０は浄化装置１とほぼ同様の外観を有する。浄化装置３０は、浄化装置１と次の点で異なる。すなわち、浄化装置３０を構成する骨格ブロック３の表面には、金属等は塗布されていない。また浄化装置３０には、浄化部材として、コルゲートパイプ３１が用いられる。

図７はコルゲートパイプ３１を示す斜視図である。コルゲートパイプ３１の内外表面は複数の波形状を有している。コルゲートパイプ３１のサイズは特定しないが、例えば、外径３０ｍｍ程度で長さ３０ｍｍ程度のものが使用できる。コルゲートパイプ３１の材質は特定しないが、例えばポリプロピレン、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル等が使用でき、例えば押出により製造される。

図８は支柱１１にコルゲートパイプ３１が挿入された状態を示す図であり、図８（ａ）は支柱１１の正面断面図、図８（ｂ）は図８（ａ）のＦ−Ｆ断面図である。複数のコルゲートパイプ３１が、支柱１１内へ収められる。支柱１１内に収められるコルゲートパイプ３１は、支柱１１及びコルゲートパイプ３１のサイズにもよるが、一つの支柱１１内に概ね５０〜１００個程度のコルゲートパイプ３１が収められる。

支柱１１の上端及び下端の開口部には、金網３３ａ、３３ｂが設けられる。すなわち、コルゲートパイプ３１は支柱１１内に封じ込められる。金網３３ａ、３３ｂは、コルゲートパイプ３１が抜け落ちない程度のメッシュ粗さであればよく、細かすぎると、水の流れを妨げるため好ましくない。なお、金網３３ａ、３３ｂに代えて、樹脂製のネット等を使用することもできる。

また、コルゲートパイプ３１の径や長さ、支柱１１内へ入れる本数等は、図８に示したものに限られない。また、同一サイズのコルゲートパイプ３１ではなく、複数種のサイズのコルゲートパイプ３１を組み合わせてもよい。

次に、浄化装置３０の動作について説明する。図９は、浄化装置３０が水面２１に浮いた状態における、骨格ブロック３の断面図である。コルゲートパイプ３１は表面に複数の波形状を有し、また、多数のコルゲートパイプ３１が支柱１１内に収められるため、極めて大きな表面積を有する。このため、汚泥水との接触面積が大きい。

浄化装置３０を水面２１へ浮かべておくと、大きな表面積を有するコルゲートパイプ３１の表面には、汚泥水の分解に有効な微生物膜が形成される。次いで、コルゲートパイプ３１の表面の微生物が増殖し、コルゲートパイプ３１表面で原生生物や菌類等が活動を開始する。コルゲートパイプ３１表面に形成された微生物膜は水中の汚濁物質を吸着する。コルゲートパイプ３１表面においては微小生物等も加わって食物連鎖が進行し、汚濁物質が分解される。すなわち、汚泥水が浄化される。

また、前述のとおり、水面２１は、風等によるさざ波や浄化装置３０の移動等の影響で上下方向に変動する（矢印Ｃ方向）。支柱１１は先端に行くにつれて径が細くなるテーパ形状であり、また、支柱１１内に入れられたコルゲートパイプ３１の表面形状が複雑であるため、コルゲートパイプ３１の周囲の水は、水面２１の変動にともない大きく攪拌される（例えば矢印Ｄ方向）。

水面２１近傍で生じたさざ波やこれに伴う水面近傍の水の乱流により、支柱１１内の水は、水面２１近傍で多くの空気を巻き込む。また、多くの空気を巻き込んだ水は、支柱１１内で攪拌され、支柱１１内全体に行き渡る。

従って、コルゲートパイプ３１表面には、常に多くの空気を含んだ水が供給される。また、コルゲートパイプ３１表面に形成した微生物膜は、空気によって活性化する。従って、コルゲートパイプ３１表面に形成された微生物膜は長期に渡り安定に維持されるとともに、空気によって活性化された微生物膜によって、効率的に汚濁水を分解し水を浄化する。すなわち、接触ばっ気作用により、汚泥水が浄化される。

また、支柱１１内の水の流速はそれほど大きくないため、コルゲートパイプ３１表面に形成された微生物膜が脱落することも無く、また流れが速すぎることによる微生物膜の汚泥物質分解効果が消失することもない。なお、コルゲートパイプ３１表面に形成された微生物膜が、長期間の使用に伴い閉塞する場合があるが、この場合、一定期間ごとに浄化装置３０の洗浄等を行なうことで、閉塞を解消することができ、微生物膜を活性な状態に戻すことができる。

第２の実施の形態にかかる浄化装置３０によれば、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。また、接触面積が大きいコルゲートパイプ３１を用い、コルゲートパイプ３１表面に微生物膜が形成され、微生物膜による汚泥物の分解が進行するため、浄化装置３０によって、池や湖沼等の汚泥水の浄化を効率よく行うことができる。

また、支柱１１がテーパ形状であるため、水面２１の変動に伴い、支柱１１内の水が大きく攪拌され、水面２１近傍の水に多くの空気を巻き込ませることができる。このため、コルゲートパイプ３１表面に形成された微生物膜へ十分に空気が供給され、ポンプ等を用いなくても、接触ばっ気効果によって微生物膜が活性化し、効率よく汚泥水の浄化を行なうことができる。

また、コルゲートパイプ３１表面に形成された微生物膜の閉塞による浄化効率の低下に対しては、浄化装置３０の簡単な洗浄を行うことで、閉塞を解消することができ、微生物膜を活性な状態に戻すことができるため、メンテナンス性に優れ、長期に渡り、故障等の恐れがない浄化装置を得ることができる。
尚、必要に応じて、表面に微生物膜を形成したコルゲートパイプ３１を交換することができる。

次に、第３の実施の形態について説明する。第３の実施の形態にかかる浄化装置４０は浄化装置１とほぼ同様の外観を有する。浄化装置４０は、浄化装置１と次の点で異なる。すなわち、浄化装置４０を構成する骨格ブロック３の表面には、金属等は塗布されていない。また浄化装置４０には、浄化部材として、支柱１１内にカキ殻４１が充填される。

図１０は、浄化装置４０が水面２１に浮いた状態における、骨格ブロック３の断面図である。支柱１１内には、カキ殻４１が充填されている。

カキ殻４１は、ある程度の大きさに細かくして充填することで、水との接触面積を大きくすることができ、浄化作用を効率よく得ることができる。但し、あまりに細かくすると、金網３３ａ、３３ｂのメッシュを細かくする必要があるため、水の流れの妨げとなり、また、充填されたカキ殻４１の内部にまで汚泥水が効率よく行き渡らなくなるため、カキ殻４１は、通常カキ殻１個分の大きさであることが望ましい。従って、カキ殻４１をそのまま使用するのが良いが、砕いて使用しても良い。その大きさの下限値は特に定めないが、砕いて使用する場合は、あまりカキ殻４１を小さくしない方が良い。また、大きさ、形状が不揃いなため、特に、特に充填率は定めないが、支柱１１にカキ殻４１相互間に空気を含んだ水が供給できる程度の隙間があれば支柱１１内にいっぱい詰めても良い。

支柱１１の上端及び下端の開口部には金網３３ａ、３３ｂが設けられる。金網３３ａ、３３ｂは、カキ殻４１が抜け落ちない程度のメッシュ粗さであれば良く、細かすぎると水の流れが妨げられるため望ましくない。なお、金網３３ａ、３３ｂに代えて、樹脂製のネット等を使用することもできる。また、支柱１１はカキ殻４１によって完全に満たされていなくても良く、支柱１１内に所定量のカキ殻４１が入れられていればよい。

図１０に示すように、浄化装置４０を水面２１に浮かべておくことで、大きな表面積を有するカキ殻４１の表面には、汚濁水に対して有効な浄化作用を有する微生物膜が形成される。次いで、カキ殻４１表面の微生物が増殖し、カキ殻４１表面で原生生物や菌類等が活動を開始する。カキ殻４１表面に形成された微生物膜は水中の汚濁物質を吸着する。カキ殻４１表面においては微小生物等も加わって食物連鎖が進行し、汚濁物質が分解される。すなわち、汚泥水が浄化される。

また、浄化装置４０を水面２１に浮かべると、前述のとおり、水面２１は上下方向に変動する（矢印Ｃ方向）。また、支柱１１は先端に行くにつれて徐々に径が細くなるテーパ形状であり、また、カキ殻４１の表面形状が複雑であるため、カキ殻４１の周囲の水は、水面２１の変動にともない大きく攪拌される（例えば矢印Ｄ方向）。

水面２１近傍で生じたさざ波やこれに伴う水面近傍の水の乱流により、支柱１１内の水は、水面２１近傍で多くの空気を巻き込む。また、多くの空気を巻き込んだ水は、支柱１１内で攪拌され、支柱１１内全体に行き渡る。

従って、カキ殻４１表面には、常に多くの空気を含んだ水が供給される。また、カキ殻４１表面に形成した微生物膜は、空気によって活性化する。従って、カキ殻４１表面に形成された微生物膜は長期に渡り安定に維持されるとともに、空気によって活性化された微生物膜によって、効率的に汚濁水を分解し水を浄化する。すなわち、接触ばっ気作用により、汚泥水が浄化される。

なお、水は金網３３ａ、３３ｂを容易に通過することができるため、水の抵抗となることはない。また、支柱１１内の水の流速はそれほど大きくないため、コルゲートパイプ３１表面に形成された微生物膜が脱落することも無く、また流れが速すぎることによる微生物膜の汚泥物質分解効果が消失することもない。なお、コルゲートパイプ３１表面に形成された微生物膜が、長期間の使用に伴い閉塞する場合があるが、この場合、一定期間ごとに浄化装置４０の洗浄等を行なうことで、微生物膜を活性な状態に戻すことができる。

第３の実施の形態にかかる浄化装置４０によれば、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。また、表面積が大きいカキ殻４１を用い、カキ殻４１表面に微生物膜が形成され、微生物膜による汚泥物の分解が進行するため、微生物膜による汚泥水の浄化を行うことができる。

また、支柱１１がテーパ形状であるため、水面２１の変動に伴い、支柱１１内の水が大きく攪拌され、水面２１近傍の水に多くの空気を巻き込ませることができる。このためカキ殻４１表面に形成された微生物膜へ十分に空気が供給され、ポンプ等を用いなくても、接触ばっ気効果によって微生物膜が活性化し、効率よく汚泥水の浄化を行なうことができる。

また、カキ殻４１表面に形成された微生物膜の閉塞による浄化効率の低下に対しては、浄化装置４０の簡単な洗浄を行うことで、微生物膜を活性な状態に戻すことができるため、メンテナンス性に優れ、長期に渡り、故障等の恐れがない浄化装置を得ることができる。

次に、第４の実施の形態について説明する。第４の実施の形態にかかる浄化装置５０は、浄化装置１と次の点で異なる。すなわち、浄化装置５０を構成する骨格ブロック３の表面には、金属等は塗布されていない。また浄化装置５０には支柱１１内外、すなわち、骨格ブロック３により形成される空間に、浄化部材として、活性炭５３が充填される。従って、活性炭５３が脱落しないように、浄化装置５０の周囲には金網５１が設けられる。

図１１は、浄化装置５０を示す斜視図である。浄化装置５０は、浄化装置１と異なり、上下の骨格ブロック３で挟まれる空間全体に活性炭５３が充填されるとともに、骨格ブロック３全体を覆うように金網５１が設けられる。

金網５１は、活性炭５３が抜け落ちない程度のメッシュ粗さであれば良く、細かすぎると水の流れが妨げられるため望ましくない。なお、金網５１に代えて、樹脂製のネット等を使用することもできる。また、上下の骨格ブロック３で挟まれる空間全体が活性炭５３によって完全に満たされていなくても良く、上下の骨格ブロック３で挟まれる空間内に所定量の活性炭５３が入れられていればよい。

図１２は、図１１のＧ−Ｇ断面図であり、浄化装置５０が水面２１に浮いた状態おける、骨格ブロック３の断面図である。骨格ブロック３内には、活性炭５３が充填されている。

活性炭５３は、ある程度の大きさに細かくして充填することで、水との接触面積を大きくすることができ、浄化作用を効率よく得ることができる。但し、あまりに細かくすると、金網５１のメッシュを細かくする必要があるため、水の流れの妨げとなり、太すぎると充填率が低くなるため、活性炭５３は３０〜２００ｍｍ程度の大きさの片状であることが望ましい。

図１２に示すように、浄化装置５０を水面２１に浮かべておくことで、多孔質体である活性炭５３の表面には、汚泥物が物理吸着される。すなわち、活性炭吸着作用により水が浄化される。

また、活性炭５３表面は、接触ばっ気作用も有する。すなわち、活性炭５３表面に汚濁水に対して有効な浄化作用を有する微生物膜が形成され、活性炭５３表面で微生物が増殖し、活性炭５３表面で原生生物や菌類等が活動を開始する。活性炭５３表面に形成された微生物膜は水中の汚濁物質を吸着する。活性炭５３表面においては微小生物等も加わって食物連鎖が進行し、汚濁物質が分解される。すなわち、水が浄化される。

特に、活性炭５３は、多孔質細孔構造で吸着作用に富んでおり、活性炭５３に発生した微生物の生育に重要な炭素やミネラル分を含むため、接触ばっ気作用による浄化装置として望ましい。

図１２に示すように、浄化装置５０を水面２１に浮かべると、前述のとおり、水面２１は上下方向に変動する（矢印Ｃ方向）。支柱１１は先端にいくにつれて径が徐々に細くなるテーパ形状であり、また、活性炭５３の表面形状が複雑であるため、活性炭５３の周囲の水は、水面２１の変動にともない攪拌される（例えば矢印Ｄ方向）。

水面２１近傍で生じたさざ波やこれに伴う水面近傍の水の乱流により、支柱１１内の水は、水面２１近傍で多くの空気を巻き込む。また、多くの空気を巻き込んだ水は、支柱１１内で攪拌され、支柱１１内全体に行き渡る。このため、活性炭５３表面には常に多くの空気を含んだ水が供給される。

従って、活性炭５３により、汚泥物の物理吸着が進行するとともに、活性炭５３表面には微生物膜が形成され、更に形成された微生物膜は、空気によって活性化させられる。このため、活性炭５３表面に形成された微生物膜は長期に渡り安定に維持されるとともに、空気によって活性化された微生物膜によって、効率的に汚濁水を分解し水を浄化する。すなわち、活性炭吸着作用及び接触ばっ気作用により、汚泥水が浄化される。

なお、水は金網５１を容易に通過することができるため、水の抵抗となることはない。また、支柱１１内の水の流速はそれほど大きくないため、活性炭５３に吸着された汚泥物質や、活性炭５３表面に形成された微生物膜が脱落することも無く、また流れが速すぎることによる微生物膜の汚泥物質分解効果が消失することもない。なお、活性炭５３表面に形成された微生物膜が、長期間の使用に伴い閉塞する場合があるが、この場合、一定期間ごとに浄化装置５０の洗浄等を行なうことで、微生物膜を活性な状態に戻すことができる。

第４の実施の形態にかかる浄化装置５０によれば、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。また、多孔質体である活性炭５３を用いることで、汚泥物質を活性炭５３表面に物理吸着させることができ、水を浄化することができる。

また、活性炭５３表面に微生物膜が形成され、微生物膜による汚泥物の分解が進行するため、微生物膜による水の浄化を行うことができる。特に、支柱１１がテーパ形状であるため、水面２１の変動に伴い、支柱１１内の水が大きく攪拌され、水面２１近傍の水に多くの空気を巻き込ませることができる。このため、活性炭５３表面に形成された微生物膜へ十分に空気が供給され、ポンプ等を用いなくても接触ばっ気効果によって、微生物膜が活性化し、効率よく汚泥水の浄化を行なうことができる。

また、活性炭５３表面に形成された微生物膜の閉塞による浄化効率の低下に対しては、浄化装置５０の簡単な洗浄を行うことで、微生物膜を活性な状態に戻すことができる。

以上、添付図を参照しながら、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施の形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、第４の実施の形態において、活性炭５３に代えて、一般の木炭を使用することもできる。また、浄化装置３０、４０、５０において、微生物膜の生成床とされる、コルゲートパイプ３１、カキ殻４１、活性炭５３を混合して使用することもできる。また、コルゲートパイプ３１又はカキ殻４１を第４の実施の形態にかかる浄化装置５０のように、支柱１１以外の骨格ブロック３により形成される空間全体に充填してもよく、活性炭５３を、浄化装置３０、４０のように支柱１１内にのみ充填してもよい。

また、微生物膜の生成は望めないが、浄化装置１における骨格ブロック３と同様に、コルゲートパイプ３１表面に金属等を塗布し、支柱１１又は、骨格ブロック３により形成される空間全体に充填することもできる。この場合、浄化装置１と同様に、コルゲートパイプ３１表面における金属の抗菌作用により、水が浄化される。

浄化装置１を示す図で、（ａ）は浄化装置１の斜視図、（ｂ）は浄化装置１の正面図。 骨格ブロック３の組み立て状態を示す斜視図。 骨格ブロック３の重ねた状態を示す斜視図。 骨格ブロック３を千鳥状に重ねて組み立てる状態を示す平面図。 浄化装置１を水に浮かべた状態を示す正面図。 浄化装置１が水に浮いた状態の、支柱１１の断面拡大図。 コルゲートパイプ３１を示す斜視図。 支柱１１にコルゲートパイプ３１を挿入した状態を示す図で、（ａ）は断面図、（ｂ）は（ａ）のＦ−Ｆ断面図。 浄化装置３０が水に浮いた状態の支柱１１内を示す断面図。 浄化装置４０が水に浮いた状態の支柱１１内を示す断面図。 浄化装置５０を示す斜視図。 図１０のＧ−Ｇ断面図。

符号の説明

１、３０、４０、５０………浄化装置
３………骨格ブロック
５………柱
７………帆
９………基板
１１………支柱
１３………基板側嵌合部
１５………支持部
１７………穴
２１………水面
２３………風
３１………コルゲートパイプ
３３………金網
４１………カキ殻
５１………金網
５３………活性炭

Claims (7)

1. 嵌合部が設けられた基板と、支柱とを有する平面状に並べられた複数の骨格ブロックと、
   浄化手段と、
   を具備し、
   一方の前記骨格ブロックの前記支柱が、他方の前記骨格ブロックの前記嵌合部に嵌合することにより前記複数の骨格ブロックが組合わされ、水に浮かべて使用され、前記浄化手段は水を浄化することを特徴とする浄化装置。
2. 前記支柱はテーパを有することを特徴とする請求項１記載の浄化装置。
3. 前記浄化手段は、銀、銅、銀イオン及び銅イオンのいずれか一種以上を含む浄化媒体であり、
   前記浄化媒体は前記骨格ブロックの表面に塗布されることを特徴とする請求項１または請求項２記載の浄化装置。
4. 前記浄化手段は、樹脂製コルゲートパイプ、カキ殻、木炭、活性炭のいずれか一種以上を含む浄化部材であり、
   前記浄化部材は前記骨格ブロックにより形成される空間に入れられることを特徴とする請求項１または請求項２記載の浄化装置。
5. 前記浄化部材は前記支柱内に入れられることを特徴とする請求項４記載の浄化装置。
6. 前記骨格ブロックは金網を具備し
   前記浄化部材は前記金網により前記骨格ブロック内に保持されることを特徴とする請求項４または請求項５記載の浄化装置。
7. 前記骨格ブロックは、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリ塩化ビニルのいずれかにより形成されることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の浄化装置。

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