JP2753714B2 - 清浄原水確保の方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、河川から飲料水等の上水を確保するととも
に、同じ河川に生活排水その他の下水を放流している河
川系において、河川の全流域にわたり、清浄な上水用原
水を確保する方法に関する。

近来、東京の江戸川、大阪の淀川、その他の都市の上
水用水源として利用されている多くの河川において、水
道水として供給される上水と、下水道により集められ下
水処理場で処理された処理排水が、同じ水系で採取、放
流されることが多くなっている。この為、河川の下流で
は上流の下水処理場で処理された非清浄な上水の原水と
して使用せざるを得ない場合が多い。

上流の下水処理場では、当然適切な下水処理がなさ
れ、又、下流の浄水場でも適切な原水処理がなされては
いるが、近年、これらの処理に使用する物質（例えば塩
素）が発ガン性物質（例えばトリハロメタン）等健康に
有害な物質の誘因、またはそれらの生成を助長する物質
の生成要因になることが明らかになったり、下流の住民
が満足する上水になるまでの高度な下水処理を施すこと
が経済的に困難になる（例えば染料排水の処理や残留窒
素の処理）等の現象が発生している。その為、下流住民
の健康が害されたり、コストの高い水道水の使用を余技
なくされたりしている。

本発明は、上述の如き上、下水処理システムの現状の
下で、下流の住民の健康に直接関係する水道水の原水
を、比較的清浄な水系の水から、低コストで恒常的に確
保することを目的としている。

即ち、本発明は、清浄な河川の水と、非清浄な河川の
水の合流箇所から下流にかけ、非透水性で柔軟な薄膜
を、その上縁部が水面に、下縁部が川底にくるように、
浮遊体（浮子）および重錘体（重り）を用いてほぼ垂直
に設置し、合流箇所より下流での河川水の混合を阻止
し、清浄な河川の下流側から上水用の原水を採取し、非
清浄水の下流側に下水処理場からの排水を放流する清浄
原水確保の方法である。

さらに詳しく本発明につき説明すると、この方法は、
BODやCOD,その他の水質の汚染度合いを示す指標の高い
非清浄水の流れる水系と、これらの値が小さく、上水の
水源としてふさわしい清浄水の流れる水系が混合する河
川の合流場所、または健康阻害に対し影響の大きい悪質
な処理下水を排出せざるを得ない下水処理場の排水口か
ら下流にかけて、（通常はその河川の最下流の浄水場の
取水口まで）長大な薄膜を河川の水中にほぼ垂直に張
り、清浄水系と非清浄水系とを分離する方法である。

この薄膜は、その上縁を浮子、または膜自体が構成し
ている浮遊体で水面に吊り上げられ、その薄膜の下縁は
重錘またはそれ自体の一部が構成する重錘体（比重が１
以上）により河川の底に接している。この薄膜の最上流
側は清浄、非清浄の２水系の合流場所により、薄膜自体
が河川の流れの為流出しないように、その場所に固定さ
れている。又、それより下流では、薄膜自体にかかる左
右からの水の圧力に従い、（多くは左右の水系の水量や
川底の地形による）それらの力が釣合う適当な場所に、
言わば河川敷内での水の流れに従って、自然に、無理な
く、展張される。従って薄膜の両側には大きな差圧は加
わらない。薄膜の高さ（深さ）は原則としてその河川の
通常の（例えば洪水等、上水を取水しない時以外の時）
の水面から川底迄の長さをやや超える長さ（場所により
変っていてもよい）である。勿論、河川の正常な水位変
動を考慮して若干長い目にすることもできる。薄膜の材
質は非透水性で、柔軟で、耐候性があり、耐抗張力が大
きく、くりかえしの応力や変形に強く、引き裂きにも強
く、丈夫で、流水との摩擦係数の少ない揆水性のものが
好ましい。

これは単一の材質のものでも、複数の材質からなる複
合膜でもよい。また、１層のものでもよく、２層以上の
複層のものでも良い。例えばナイロンや炭素繊維を用い
た複合膜等である。又、その薄膜の下縁には、比重が１
より大きい重錘が取り付けられているか、その薄膜自体
の一部の比重が１より大きくなっていて水中で沈み、そ
の下の端が河川の底に達する構造であっても良い。

当然乍ら浮子を含む膜全体の比重が１より大きくて、
全体が沈むものでは不可である。

又、この薄膜を浮遊させる為の浮遊体（浮子）は、そ
の形状、材質、構造を特定するものではなく、連結され
ている薄膜の河川の水中に垂れ、その上縁が水面に出る
に十分の浮力を有するものであれば良い。最小限必要な
浮力でも薄膜の上縁が水面とほぼ同じ水準にくることが
望ましい。

この浮子は第５図の如く連続したものでも、第６図の
如く複数の離散したものでも良い。また、その材質も木
材、発砲プラスチック等、材料自体の比重が１より小な
ものは勿論、中空の金属、磁器の壷等材料自体の比重は
１より大きくとも全体としての比重が１より小さくなる
浮遊物でも良い。

薄膜を水中で支え、長時間の使用に耐えるものが望ま
しい。

又、薄膜を水中で、ほぼ垂直に設定する為の重錘も、
その形状、材質、構造を特定するものではない。第５図
に示す如く、連続したものでも、第６図の如く複数の離
散したものでも良い。その材質も金属、陶器、プラスチ
ック、岩石、セメント塊、あるいはこれらの複合物等比
重が１より大きいもので長時間の使用に耐えるものであ
れば良いが、この重錘はあまり過大すぎず、河川の流路
が変わればそれに従って川底に接する位置が自由に変わ
り、結果として薄膜の両面に過大な差圧が生じなり程度
のもの（比重２−３）が望ましい。

更に、この薄膜が流出しないように固定する場所は、
合流地点のみでなく、河川の中の適当な場合に適宜設け
ることができる。その場所は、両河川の流水量は勿論、
薄膜の強度、その構造、膜表面での水との摩擦（付着）
係数、河川の流れの強さ、蛇行や川底の状況、固定場所
での固定方法、固定物（杭等）の構造、強度等に左右さ
れるが、一般的には、１組（１河川を２分割する時に必
要な１連の薄膜構造体の集合。薄膜構造体１個ではな
い）の薄膜構造体の固定場所の数はなるべく少ないこと
が望ましい。（技術的、経済的条件により変化する）こ
れらの固定場所に用いる薄膜構造体の設置装置は木材、
金属等の塔状、棒状、杭状物であり、その下部は河川の
流水中の河川敷の岩石たセメント塊等の基礎に強固に固
定され、洪水時等の激しい水流にも流失しないものであ
る。

しかし、いずれの場所においても、特別な場合（大
水、異状渇水等）を除く正常状態においては、水流に従
って薄膜構造体の位置がほぼ決まり、その結果、非清浄
水系の水が清浄水系に混入しないような場所に固定場所
を設定することが必要である。第７図はその一例であ
り、より上流の一連（１個）の薄膜構造体の下流端が河
川での水の流れに従って、自然に、一つ下流側の一連の
薄膜の固定場所より非清浄水側に来るように設定されて
いる。

本発明による一基の薄膜構造体固定装置から複数連の
薄膜構造体を係留することも可能である。

即ち、本発明を実施するに当たり、必要なら、２連
（２重）の薄膜構造体を設置し、薄膜の一部が破損した
場合の社会的混乱防止に備えることも可能である。

更に又、本発明の薄膜による河川水の流れの分割規制
は、１組の薄膜構造体により分割される２流路に限定さ
れるものでなく、必要により２組以上の薄膜構造体によ
り３以上の流路に分割することも可能であり、複雑な水
系にもある程度対処することができる。

又、本発明の薄膜を河川の中に設定した場合の、各浄
水場の取水口と、下水処理場の排水口の位置と、必要な
付帯設備（河川横断管路）について説明する。第８図に
おいて、２は清浄水の流れる河川、３は非清浄水の流れ
る河川、１はその合流点、５は薄膜構造体（薄膜、浮
子、重錘からなる）、９は既設の浄水場、10は既設の排
水処理場、とする。合流点では左岸の水は清浄、右岸の
水は非清浄であるが、この状態は薄膜構造体５により河
川の下流まで維持される。左岸にある浄水場はそのまま
左岸から水を取り入れれば良いが、右岸の浄水場は河川
の情報に橋として、または河川の底叉は下方にトンネル
として設置した管路11を経て薄膜の反対側である左岸か
ら取水する。

又、河川の右岸にある下水処理場からの排水はそのま
ま右岸に排出するが、左岸にある下水処理場からの排水
は河川の上方に橋として、または河川の底叉は下方にト
ンネルとして設置した管路12を経て右岸側に放出する。
以下順次、河川の中流にある浄水場、下水処理場がこの
原則を守って取水、排水を行なえば、最下流の浄水場ま
で清浄な河川水を原水として確保することが可能とな
る。

本発明の効果は冒頭に述べた如く、上水の為の取水を
その原水としてふさわしい清浄水系から得、処理済み下
水を非清浄水系に放流することにより、下流の住民の健
康を確保できることにある。しかも、上水、下水の水処
理費用を低減できることにある。即ち、近年大都会を始
め、地方の上、下水道が整備されつつあり、また、浄水
場、下水処理場での水処理方法が整備されつつあるが、
一方こらの場所で一般的に処理する手段が必ずしも完全
でなく、一部には発ガン性物質その他の有害物発生の原
因ともなっていることが明らかになりつつある。これを
防ぐには、新たに別に高度な水処理を施した水道水を上
水として供給する必要があるが、そうすれば散水等の雑
用に使う水道水迄が高価なものとなる。また飲料水と雑
用水を分離して各家庭や工場の消費者に供給するとなる
と莫大な費用が必要となる。本発明は、本来上水用原水
としてふさわしい清浄水の流れる河川水を下流の浄水場
まで流す為の工夫であり、これにより多くの住民が末代
まで特別な運転経費を要せず、（補修費は必要）健康維
持に適した飲料水を得ることが可能である。これは極め
て社会的に有意義な事柄である。

又、中、下流において、既存の下水処理の基準でも十
分な水質の雑用水が大量に必要な場合には、それを非清
浄水の河川の下流から採取すれば良い。

又、このことにより、供給上水、放流下水双方の水処
理基準をより合理的に再検討することも可能である。

本発明の方法は、自然エネルギーの一種である河川で
の水流を利用しており、水量の増減にも容易に対処でき
る方法である。流れを仕切る薄膜もその位置を適当に変
更できるから、無理が殆どない。更にまた大洪水等の緊
急の場合にも、河川の放水機能を損なうことが殆どな
い。また、万一本発明の装置が破損しても、一時期、現
在の水処理基準に戻るだけであり、残留放射能等深刻な
危険をもたらすものではない。また、自然エネルギーを
利用する方法であるから、その設備費用も比較的極めて
僅少であり、運転経費も殆ど要らない。

以上の利点に対し、若干のデメリットも考えられるの
でそれについても簡単に説明する。

まず、河川交通の阻害についてであるが、水運が重要
な交通、運搬の手段であった時代ならいざ知らず、現在
の我が国の多くの河川においてはこれらの重要性は極め
て小さい。もし、仮に、本発明の薄膜を川中に設置する
ことにより、渡し船や、特定船舶の通行に支障を生じる
ことがあっても、部分的に、または全体的に若干の規制
を設けたり、船舶運行のための小工夫（例えば薄膜の切
れ目で横断する等）をすれば、その弊害を最小限にする
ことが可能である。次に、漁業については、清浄な水系
と非清浄な水系とそれらの混合する場所が確保されるの
で、むしろ好ましい結果が得られることが期待できる。
さらに又、非清浄水の流れる側の住民の苦情の発生も考
えられるが、むしろ排水処理に対する関心がより高まる
ことにより、全体としてより好ましい社会的な働きかけ
がなされることが期待できる。

以上を総合すると、多くの市民が健康で、安価な上水
を得られる極めて有意義な発明であるといえる。

本発明の方法を、例えば淀川水系に設置するとして具
体的に説明する。淀川では比較的清浄な水は木津川、宇
治川水系であり、非清浄水は桂川水系である。大阪市民
の飲料水の多くを賄う下流の柴島浄水場では、これら三
河川系水及び中流の高槻や茨木等諸都市の下水処理場か
らの排水の混合水を上水の原水として採取している。こ
の為、大阪市民は高いBODの原水からの水道水を飲料水
として用いざるを得ない。本発明の装置を、山崎の三川
合流点から柴島浄水場取水口にわたって設置し、寝屋川
等淀川左岸の下水処理場の排水を右岸に放流し、柴島で
は淀川の左岸から採水するようにすれば、大阪市民は清
浄な木津川や宇治川水系の水を浄水場の原水として利用
できるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の薄膜構造体を河川に設置した場合の河
川の流れに直角な断面図。 第２図は本発明の薄膜構造体を河川に設置した場合の河
川の流れに平行な断面図。 第３図は本発明の薄膜構造体を河川に設置した場合の平
面図。 第４図は本発明の薄膜構造体が河川を清浄水流路側２と
非清浄水流路側３とに分けた状況を示す河川水面の断面
図である。 第５図は本発明の薄膜構造体の一例で、浮子及び重錘が
連続したものの場合。 第６図は本発明の薄膜構造体の一例で、浮子及び重錘が
複数の離散したものの場合。 第７図は河川の流れの中に複数の薄膜構造体からなる１
組の薄膜を設置した場合の平面図。一つ上流側の薄膜の
下流端が非清浄水側になびいている。 第１図から第７図において、１は河川の底、２は河川の
清浄水の流れる側、３は河川の非清浄水の流れる側,4は
浮子、５は薄膜、６は重錘,7は薄膜構造体を河川中に固
定する装置、８はその基礎を示す。 第８図は清浄水系と非清浄水系との合流点より下流での
浄水場と下水処理場の位置と、１組の薄膜構造体で分割
された水系と、取水用、排水用管路の設置状況を示す模
式平面図である。２は清浄水系の河川、３は非清浄水系
の河川、９は浄水場、10は下水処理場、11は薄膜を超え
て河川を横断する清浄原水取り入れ用の管路、12は薄膜
を超えて河川を横断する処理済み下水の排水用管路を示
す。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】清浄な河川の水と、非清浄な河川の水の合
   流箇所から下流にかけ、非透水性で柔軟な薄膜を、その
   上縁部が水面に、下縁部が川底にくるように、浮遊体お
   よび重錘体を用いてほぼ垂直に設置し、合流箇所より下
   流での河川水の混合を阻止し、清浄な河川の下流側から
   上水用の原水を採取し、非清浄水の下流側に下水処理場
   からの排水を放流する清浄原水確保の方法。