JP3078305U - 湖水等の浄化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 管理維持費を大幅に低減し得るとともに、維
持管理が簡単であって、効率よく湖水等を浄化すること
ができる湖水等の浄化装置を提供することを目的とする
ものである。 【解決手段】 空気と取水した水とを混合して湖水中に
排出する気水混合供給系と、湖水を攪拌して渦巻流を発
生させる回転インペラ付水中攪拌装置６とが設けられ、
気水混合供給系から送り込まれる空気と水とを、前記渦
巻流に微細気泡として湖水中に拡散させるために、前記
回転インペラ付水中攪拌装置６の負圧部又は吐出部に、
前記気水混合供給系の排出部を連結してなる湖水等の浄
化装置である。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

本考案は、池水、湖沼水等の自然湖水や人工湖水であるダム湖水或いは河川水 に活性化した空気や薬剤を供給して拡散させて、水質を浄化するための湖水等の 浄化装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

一般に、家庭からの生活排水や各種工場などの産業排水が池、湖沼、河川等の 自然水域に流入すると、湖沼水等の汚濁が進行する。例えば、生活排水中には、 窒素やリンが多量に含まれており、これらの排水が湖沼等の閉鎖性水域に流れ込 むと、植物プランクトンや水草が増殖・枯死して水質の富栄養化が進行して水質 の汚濁が進行する。同様なことが流れの淀んだ河川や堀においても発生する。

【０００３】 従来、池、湖沼等の自然湖水やダム湖水等の人工湖水、或いは河川等では、生 活排水や産業排水に含まれる各種の揮発性物質や有機物等による汚濁を解消する ために、空気を水中に送り込んで、微生物による有機物の酸化分解等を促進させ て、湖水等を浄化することが試みられていた。湖水や河川水の浄化には、空気を 水中に送り込んで拡散するために、ブロワー（送風機）や水流攪拌装置が使用さ れていた。また、水質浄化効率を高めるには、空気を水中に広範囲に拡散させる 必要があり、ブロワーや水流攪拌装置を多数設置して、湖や池等の全体に拡散さ せるようにしなければならなかった。

【０００４】 一方、従来、湖水に殺菌剤や凝集剤等の薬剤を注入して、湖水を殺菌したり、 湖水の浮遊物質を沈降させて湖水を浄化していた。しかし、凝集剤（沈殿薬剤） 等の注入拡散には、薬剤貯留タンクから薬剤注入装置によって、凝集剤等が湖水 中に注入されていた。また、この薬剤には、塩基性塩化アルミニウム（ＰＡＣ） や有機高分子化合物等の凝集剤が使用されており、薬剤の種類によっては、生物 体系に影響を与えることが問題であった。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

上記のように、従来の湖水等の浄化装置では、湖水に空気を供給するブロワー 等の空気供給装置と、湖水を攪拌する水流攪拌装置と、滅菌剤や凝集剤を湖水に 供給する薬剤注入装置とをそれぞれ設置しなければならなかった。従って、それ ぞれの装置には、モータによる駆動装置を設置しなければならないので、それら の制御装置等も必要となり、施設コストが比較的高価となるとともに、大くのエ ネルギーを消費して維持管理費を高騰させる欠点があった。また、薬剤注入装置 では、薬剤を貯留する貯留タンク等を設置する必要があり、一定量の薬剤が湖水 に供給されていた。このようなことから、従来の浄化装置には、装置の簡素化や 管理維持費の抑制の観点から改良の余地があった。

【０００６】 本考案は、上記のような課題に鑑みなされたものであって、管理維持費を抑制 し得るとともに、維持管理が簡便であって、効率よく湖水等を浄化することがで きる湖水等の浄化装置を提供することを目的とするものである。

【０００７】

【解決を解決するための手段】

本考案は、上記課題を達成したものであって、請求項１の考案は、湖沼等から 取水した水に空気を混合して湖水中に排出する気水混合供給系と、湖水を攪拌し て渦巻流を発生させる回転インペラ付水中攪拌装置とが設けられ、前記気水混合 供給系からの空気と水とを攪拌して微細気泡を発生させて湖水中に拡散させるた めに、前記気水混合供給系の排出部を前記回転インペラ付水中攪拌装置の負圧部 又は吐出部に連結してなることを特徴とする湖水等の浄化装置である。

【０００８】 請求項１の考案では、湖水に没している回転インペラ付水中攪拌装置の負圧部 又は吐出部に、気水混合供給系の排出部を連結して、気水混合供給系から排出さ れる空気と水とを、回転インペラ付水中攪拌装置で発生する渦巻流で攪拌するこ とで、空気が湖水中で微細気泡となる。微細気泡は、湖水中に拡散されて、湖水 は好気性となる。好気性の湖水中では、好気性細菌等による生物反応が促進され て有機物が分解され、湖水の浄化が行われる。なお、湖水は、池水、湖沼水等の 自然湖水や人工湖水であるダム湖水或いは河川水を代表として例示されおり、湖 水に限定するものではない。

【０００９】 また、請求項２の考案は、前記気水混合供給系が、湖水を取水する高圧ポンプ と、前記高圧ポンプで取水した水が送り込まれ、空気チェンバーを経由して空気 が吸入されるエジェクターポンプとからなることを特徴とする請求項１に記載の 湖水等の浄化装置である。

【００１０】 請求項２の考案では、高圧ポンプで湖水を取水して真空ポンプであるエジェク ターポンプの供給口から供給することで、その吸入口からエジェクターポンプ内 に空気が吸い込まれ、その吐出口からは、水と空気とが混合されて、回転インペ ラ付水中攪拌装置の負圧部又は吐出部に送り込まれ、回転インペラ付水中攪拌装 置で発生する渦巻流によりさらに攪拌されて微細気泡となって、湖水中に拡散さ れる。湖底近傍から湖水は、高圧ポンプとエジェクターポンプを通して上部に吸 い上げて拡散させることができるために、湖底水と表面水との温度差を無くすこ とができ、藻類の発生を抑制する作用を有する。

【００１１】 また、請求項３の考案は、前記空気チェンバーに滅菌剤と凝集剤との微粉末剤 を充填したことを特徴とする請求項２に記載の湖水等の浄化装置である。

【００１２】 請求項３の考案では、凝集剤或いは滅菌剤と凝集剤との微粉末剤を空気チェン バーに充填することで、これらの薬剤が空気と混合して、エジェクターポンプに 送り込まれて、湖水中に拡散される。

【００１３】 また、請求項４の考案は、請求項１，２又は３に記載の湖水等の浄化装置にお いて、 前記浄化装置がパージ船に設置され、前記パージ船を旋回させて、微細気泡を 湖水中に拡散させるために、前記パージ船をパージ船固定ウェイトで係留し、か つ前記パージ船の船底に前記回転インペラ付水中攪拌装置を設置したことを特徴 とする湖水等の浄化装置である。

【００１４】 請求項４の考案では、湖水に含まれる有機物を分解除去するための浄化装置を パージ船に設置して、パージ船の船底に回転インペラ付水中攪拌装置を設置し、 かつ、パージ船をワイヤーでパージ船固定ウェイトと接続して係留し、パージ船 が自在に旋回し得るようにする。パージ船は、例えば自由クランプに接続された ワイヤーでパージ船固定ウェイトと接続されており、回転インペラ付水中攪拌装 置を駆動させることで、パージ船は、パージ船固定ウェイトを中心として３６０ °旋回する。パージ船の旋回によって、湖水には、微細気泡を広範囲に拡散させ ることができる。湖水は、空気を含む微細気泡が拡散されて好気性となる。

【００１５】 また、請求項５の考案は、前記浄化装置の電源が、商用電源以外に太陽電池及 び／又は風力発電によることを特徴とする請求項１，２，３又は４に記載の湖水 等の浄化装置である。

【００１６】 請求項５の考案では、商用電源以外に太陽電池又は風力発電、あるいは太陽電 池と風力発電とを併せて利用することで、維持管理費を抑制することができる。

【００１７】

【考案の実施の形態】

以下、本考案に係る湖水等の浄化装置の実施の形態について、図面を参照して 説明する。なお、本考案の湖水等の浄化装置は、池水、湖沼水等の自然湖水やダ ム湖水或いは河川水等の水質を浄化するための浄化装置であり、湖水は、池水、 湖沼水等の自然湖水やダム湖水或いは河川水等の代表例である。

【００１８】 （実施形態１） 図１は、本考案に係る湖水等の浄化装置の一実施形態を示す概略図である。同 図は、水中浮遊型旋回移動方式であって、池や湖１に流れ込んだ有機物等を微生 物で分解処理するためのパージ船２による浄化装置を示している。パージ船２は 、船底に自由クランプで接続されたワィヤー４でパージ船固定ウェイト３と接続 されている。パージ船２は、パージ船固定ウェイト３を湖底に投下して係留され 、パージ船固定ウェイト３を中心として旋回し得る。パージ船２には、その底部 に舵板２ａが設けられ、かつ架台５が取り付けられている。架台５には、回転イ ンペラ付水中攪拌機６が載置されている。回転インペラ付水中攪拌機６は、駆動 装置６ａと、駆動装置６ａの駆動により回転するインペラ６ｂとが設けられてい る。

【００１９】 高圧ポンプ７は、パージ船２底部から垂下して池底近傍に配置される。高圧ポ ンプ７は、湖水１ａの漂流物や夾雑物から高圧ポンプ７を保護する網等によるフ ィルタ７ａで囲まれている。高圧ポンプ７は、高圧循環水供給管８を通して、パ ージ船２の船上に設けられたエジェクターポンプ９の供給口９ａに接続され、エ ジェクターポンプ９の吐出口９ｂが気水混合水管１０に接続されて、気水混合供 給系を形成している。気水混合水管１０の端部は、回転インペラ付水中攪拌機６ の負圧部又は吐出部６ｃに連結されている。高圧循環水供給管８には、湖水の流 量を調整するダンパー８ａが設けられている。

【００２０】 パージ船２の船上には、空気チャンバー兼粉末薬剤注入ディスペンサー（以下 、空気・薬剤注入装置）１１が設けられ、空気・薬剤注入装置１１には、薬剤供 給口１１ａと空気供給管１２とが設けられている。空気・薬剤注入室１１の底部 には、空気・薬剤供給管１３が接続され、その他端がエジェクターポンプ９の吸 入口９ｃに接続されている。高圧循環水供給管８には、流量を調整するエアーダ ンパー８ａが設けられている。パージ船２は、ケーシング１５で囲まれ、その上 部は、太陽電池パネル１４で覆われている。太陽電池パネル１４で発生した電力 は、蓄電池１６に充電される。なお、太陽電池パネル１４に加えて、風力発電装 置を設置してもよいし、浄化装置を設置する環境に応じて、何れかを選択しても よい。無論、浄化装置の電源としては、商用電源を用いてもよいし、商用電源で 蓄電池１６を充電して電源としてもよい。

【００２１】 本実施形態の洗浄装置では、高圧ポンプ７で取水された池水１ａが、高圧循環 水供給管８を通して、エジェクターポンプ９の供給口９ａに供給される。エジェ クターポンプ９の吸入口９ｃは、負圧となるので、空気・薬剤供給管１３から空 気が吸い込まれる。エジェクターポンプ９の吐出口９ｂからは、池水１ａと空気 とが混合されて吐出され、気水混合水管１０を通して回転インペラ付水中攪拌機 ６の負圧部（吐出部）６ｃに排出される。空気・薬剤注入装置１１に微粉末状の 薬剤が供給されている場合、その薬剤は空気とともに、気水混合水管１０を通し て回転インペラ付水中攪拌機６の負圧部（吐出部）６ｃに供給される。回転イン ペラ付水中攪拌機６は、インペラ部６ｂの回転によって、渦巻流が発生して、気 水混合水管１０から送り込まれる空気は、微細な気泡となって、水中に拡散され る。パージ船２は、パージ船ワイヤー４で接続されたパージ船固定ウェイト３で 係留されているので、回転インペラ付水中攪拌機６の駆動によって、前方に移動 して旋回運動を行う。パージ船２は、３６０°の旋回運動を行いながら広範囲に 微細気泡を湖水中に拡散させて多量の空気が送り込まれる。湖水は、好気性とな って、好気性細菌が繁殖し、池内の有機物が生物反応によって分解されて、池水 は浄化される。

【００２２】 一方、空気・薬剤注入装置１１から池水１ａに注入される薬剤は、滅菌剤や凝 集剤であって、凝集剤には、生物に悪影響を与えない薬剤が用いられる。例えば 、水中で銀イオン（Ａｇ^＋ ）が遊離する銀化合物粉末、酸化チタン粉末、磁性 体凝集剤等が用いられる。さらに、空気・薬剤注入装置１１には、添加剤として 、水質活性剤等を混入させてもよい。

【００２３】 （実施形態２） 図２は、本考案の他の実施形態を示す湖水等の浄化装置である。同図は、固定 式浄化方式であり、池や湖１の湖水底部１ｂには、回転インペラ付水中攪拌機６ が空気による微細気泡が池全体に拡散されるように多数設置され、かつ湖水１ａ を取水する高圧ポンプ７が設置されている。高圧ポンプ７は、湖水１ａの漂流物 や夾雑物から高圧ポンプ７を保護するフィルタ７ａで囲まれている。高圧ポンプ ７は、その排出口に高圧循環水供給管８が接続され、その他端側がエジェクター ポンプ９の供給口９ａに接続されている。エジェクターポンプ９の吐出口９ｂに は、回転インペラ付水中攪拌機６の設置個数に対応して気水混合水管１０が接続 されて、気水混合供給系を形成している。気水混合水管１０の端部のそれぞれは 、回転インペラ付水中攪拌機６の負圧部又は吐出部６ｃにそれぞれに連結されて いる。回転インペラ付水中攪拌機６は、駆動装置６ａとインペラ６ｂとで構成さ れている。また、高圧循環水供給管８には、流量を調整するエアーダンパー８ａ が設けられている。

【００２４】 また、空気・薬剤注入装置１１が設置され、空気・薬剤注入装置１１には、薬 剤供給口１１ａが設けられ、かつ空気供給管１２が設けられている。空気・薬剤 注入室１１の底部１１ｂには、空気・薬剤の供給量を調整するダンパー１３ａが 設けられて空気・薬剤供給管１３が接続され、その他端がエジェクターポンプ９ の吸入口９ｃに接続されている。これらの動力源は、商用電源が使用されるが、 太陽電池パネルや風力発電を利用してもよく、これらの電力を蓄電池に充電して 電源とする。

【００２５】 本実施形態では、高圧ポンプ７で取水された湖水１ａが、高圧循環水供給管８ を介して、エジェクターポンプ９に供給される。エジェクターポンプ９の吸入口 ９ｃからは、空気・薬剤供給管１３から空気が吸い込まれて、吐出口９ｂから気 水混合水管１０を通して水中攪拌機６の負圧部（吐出部）６ｃに排出される。空 気・薬剤注入装置１１に微粉末状の薬剤が供給されていると、その薬剤は空気と 水とともに攪拌されて、気水混合水管１０を通して水中攪拌機６の負圧部（吐出 部）６ｃに供給される。回転インペラ付水中攪拌機６は、インペラ部６ｂの回転 によって、渦巻流が発生して、気水混合水管１０から送り込まれる空気は、微細 な気泡となって、水中に送り出される。湖底部１ｂには、多数の水中攪拌機６が 設置されているので、空気の微細気泡が水中広く拡散して、好気性細菌が繁殖し 、池内の有機物が分解されて浄化される。

【００２６】 なお、本考案では、エジェクターポンプが真空ポンプであり、高圧ポンプで取 水した湖水を、その供給口からエジェクターポンプ内に供給することによって、 その吸入口が負圧（真空状態）となり、空気・薬剤注入装置から空気と薬剤とを 吸引して、エジェクターポンプ内に引き込まれて、その吐出口から排出されるの で、ブロワー等の空気供給装置を設置することなく、湖水中に空気を送り込むこ とができる。本考案の浄化装置では、ブロワー等の空気供給装置の制御装置を必 要としない。また、エジェクターポンプ内では、空気と水とが擾乱されて排出さ れるので、湖水中にも多量の空気が混入して、湖水を好気性にすることができ、 好気性細菌による生物反応が促進されて有機物の分解反応が促進される。

【００２７】

【考案の効果】

上記記載のように、本考案によれば、以下に列記するように、極めて有益な効 果を生じるものである。 先ず、本考案は、エジェクターポンプの真空エネルギーにより効率的に微細空 気及び微粉末薬剤を湖水中に供給できると同時に、水中攪拌機の渦巻流によって 、広範囲に拡散させることができる利点がある。

【００２８】 また、本考案によれば、ブロワーを使用することなく、エジェクターポンプで 空気を吸い込んで、湖水中に送り込むことによって、大気中の酸素を効率的に湖 水中に供給することができる利点がある。さらに、高圧ポンプで湖底付近から取 水された湖水は、エジェクターポンプを通して、回転インペラ付水中攪拌装置の 負圧部に吸い込まれて攪拌されて拡散しており、湖水の水深方向の攪拌がなされ て、空気による微細気泡の拡散効率が高くなり、湖水の好気性を促進させること ができ、かつ湖水の水深方向の温度差も少なくなり、藻類の発生を抑制できる利 点がある。

【００２９】 また、本考案によれば、回転インペラ付水中攪拌装置の負圧部の真空エネルギ ーによって、空気が引き込まれて、その吐出圧力によって、他の動力エネルギー を要することなく、微細気泡及び凝集剤等を広範囲に拡散することができる利点 がある。

【００３０】 また、本考案によれば、湖水への空気供給方式が、高圧ポンプから供給される 湖水をエジェクターポンプ（真空ポンプ）に通すことで発生する真空エネルギー を利用しており、モータを用いた空気供給装置等を用いることなく、湖水中に空 気を送り込むことができるので、従来のブロワーによる方式と比較して、設備費 用と維持管理費が節約できる利点がある。

【００３１】 また、本考案によれば、添加される殺菌剤及び凝集剤に、銀化合物粉末、酸化 チタン粉末、磁性体凝集粉末を利用することで、生物に対する影響を回避するこ とができる利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る湖水等の浄化装置の実施形態を示
す概略図である。

【図２】本考案に係る湖水等の浄化装置の実施形態を示
す概略図である。

【符号の説明】

１ 湖（池） ２ パージ船 ３ パージ船固定ウェイト ４ ワィヤー ５ 架台 ６ 回転インペラ付水中攪拌機 ６ａ 駆動装置 ６ｂ インペラ ６ｃ 負圧部又は吐出部 ７ 高圧ポンプ ８ 高圧循環水供給管 ９ エジェクターポンプ ９ａ 供給口 ９ｂ 吐出口 ９ｃ 吸入口 １０ 気水混合水管 １１ 空気チェンバー兼粉末薬剤注入ディスペクター
（空気・薬剤注入装置） １２ 空気供給管 １３ 空気・薬剤供給管 １４ 太陽電池パネル １５ ケーシング １６ 蓄電池

Claims (5)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 湖沼等から取水した水に空気を混合して
   湖水中に排出する気水混合供給系と、湖水を攪拌して渦
   巻流を発生させる回転インペラ付水中攪拌装置とが設け
   られ、前記気水混合供給系からの空気と水とを攪拌して
   微細気泡を発生させて湖水中に拡散させるために、前記
   気水混合供給系の排出部を前記回転インペラ付水中攪拌
   装置の負圧部又は吐出部に連結してなることを特徴とす
   る湖水等の浄化装置。
2. 【請求項２】 前記気水混合供給系が、湖水を取水する
   高圧ポンプと、前記高圧ポンプで取水した水が送り込ま
   れ、空気チェンバーを経由して空気が吸入されるエジェ
   クターポンプとからなることを特徴とする請求項１に記
   載の湖水等の浄化装置。
3. 【請求項３】 前記空気チェンバーに滅菌剤と凝集剤と
   の微粉末剤を充填したことを特徴とする請求項２に記載
   の湖水等の浄化装置。
4. 【請求項４】 請求項１，２又は３に記載の湖水等の浄
   化装置において、 前記浄化装置がパージ船に設置され、前記パージ船を旋
   回させて、微細気泡を湖水中に拡散させるために、前記
   パージ船をパージ船固定ウェイトで係留し、かつ前記パ
   ージ船の船底に前記回転インペラ付水中攪拌装置を設置
   したことを特徴とする湖水等の浄化装置。
5. 【請求項５】 前記浄化装置の電源が、商用電源以外に
   太陽電池及び／又は風力発電によることを特徴とする請
   求項１，２，３又は４に記載の湖水等の浄化装置。