JP3082853B2 - 水質浄化装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エアーレーション
効果、河川水の循環効果等により水処理用接触材に付着
した微生物による有機物の酸化分解作用を促進すると共
に植物プランクトンの増殖集積を抑制する水質浄化装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、河川は、水質悪化の一途を辿って
いる。これは、産業排水や生活排水に混入する有機物が
起源の懸濁物質や溶解物質、上層水と底層水との循環不
足により、水の滞留した底層で嫌気状態になったことに
よる底泥からの汚濁物質の発生や、上層では増殖した植
物プランクトン等が水中に多量に浮遊するようになった
こと等が要因とされている。ところで、このような河川
を浄化する水質浄化装置として、河川内に直接水処理用
接触材を設置するようにしたものがある。これには、図
８に示すように、紐材１０１の周囲にループ状小糸体か
らなる水処理用接触材１００を上下に亘って複数放射状
に設け、紐材１０１の上端に浮体１０２を付けて下端を
河底に固定したものや、図９に示すように、自己浮力を
有する横断面菊型の棒状不織布からなる水処理用接触材
１０３を紐材１０１を介して河底に固定したもの等があ
る。これらは、水処理用接触材１００または１０３に、
微生物を付着させ、この付着形成された微生物膜が河川
内の有機物を酸化分解する作用を利用したものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の水質浄化装置は、溶存酸素の少ない河川の底層
部では、水処理用接触材の下部が嫌気化してしまい微生
物が酸欠状態となって繁殖しづらく、このことを解消す
るために河底に散気管１０４を設置してエアーレーショ
ンを行ったとしても、散気管から吹出した気泡が河川の
水流に流されてしまい、気泡と水処理用接触材の接触効
率が悪く、前記問題が解消されない。また、上層水と底
層水の循環の少ない河川では、上記問題と相俟って上層
での植物プランクトンの増殖や底質悪化による水質の悪
化が改善されない。更に、水処理用接触材が無機物等の
付着物で目詰まりを起こした場合に、人力による清掃作
業が必要であり、その作業時間および人件費等の浪費が
大きい。

【０００４】本発明は上記従来事情に鑑みてなされたも
のであり、その目的とする処は、エアーレーションで溶
存酸素を増加しながら河川の上底層水の循環を促進し
て、微生物による有機物の酸化分解作用を河川の諸条件
に拘わらずに効率的に活性化する上、植物プランクトン
の増殖集積を抑制し、長期的には底質の改善効果も具備
する水質浄化装置を提供することにある。また、他の目
的とする処は、大雨降雨時等増水時にも河川の水流を阻
害せず、更に、水処理用接触材付着物の清掃作業を容易
にする水質浄化装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の技術的手段として、請求項１は、上下両端を
開放した防護筒内にその筒芯と一致させて上端を閉口し
下端を開放した内筒を両筒間に空間を確保させた状態で
支持して二重筒を構成し、この二重筒において内筒下端
を防護筒下端よりも上方に位置させ、その二重筒を、水
面に設けた筏や河岸に設けた固定具に吊持部材を介して
水中に没するように吊持し、その二重筒における防護筒
内面または内筒外面に前記空間の幅寸法よりも肉薄な水
処理用接触材を設けて同水処理用接触材と内筒外面との
間または同水処理用接触材と防護筒内面との間に同水処
理用接触材に臨むエアー上昇用案内路を形成し、該内筒
内にエアーを噴出して前記二重筒に浮力を発生させるエ
アー噴出部を備えると共に、前記二重筒の下部に該二重
筒を鉛直状にする錘を設け、内筒下端側にエアー溢出口
を同一円周上に等間隔をおいて複数個開孔していること
を要旨とする。請求項２は、上下両端を開放した防護筒
内にその筒芯と一致させて上端を閉口し下端を開放した
内筒を両筒間に空間を確保させた状態に支持して二重筒
を構成し、この二重筒において内筒下端を防護筒下端よ
りも上方に位置させ、その二重筒における防護筒内面ま
たは内筒外面に前記空間の幅寸法よりも肉薄な水処理用
接触材を設けて同水処理用接触材と内筒外面との間また
は同水処理用接触材と防護筒内面との間に同水処理用接
触材に臨むエアー上昇用案内路を形成し、該内筒内にエ
アーを噴出して前記二重筒に浮力を発生させるエアー噴
出部を備えると共に、その二重筒を、河底に繋ぎ止める
可撓性部材で連結して水中に没入する状態に支持し、内
筒の下端側の同一円周上にエアー溢出口を等間隔をおい
て複数個開孔していることを要旨とする。請求項３は、
請求項１又は２記載の防護筒がその外周に空間を介して
外筒を支持することで中間筒として使用され、該外筒の
上下端をそれぞれ該中間筒の上下端近傍に位置させたこ
とを要旨とする。請求項４は、請求項１記載の防護筒が
その外周に空間を介して外筒を支持することで中間筒と
して使用され、該外筒の上下端をそれぞれ該中間筒の上
下端近傍に位置させると共に、前記二重筒の下部に設け
た前記錘に代えて該外筒の外周下 部に錘を設けたことを
要旨とする。請求項５は、請求項３又は４記載の外筒
が、前記防護筒に対して上下高さ位置調節可能に構成さ
れていることを要旨とする。請求項６は、請求項１乃至
５何れか１項記載の防護筒が、前記内筒に対して上下高
さ位置調節可能に構成されていることを要旨とする。請
求項７は、請求項１乃至６何れか１項記載の内筒が、前
記エアー溢出口を有さないものであることを要旨とす
る。

【０００６】上記技術的手段によれば、本発明は、下記
の作用を奏する。 （請求項１）エアー噴出部から噴出したエアーを、内筒
内に溜めて浮力を発生させることで水中内での水質浄化
装置全体の重量を軽減させ、この浮力と錘とがそれぞれ
二重筒上下で上方向の力と下方向の力として作用し、二
重筒を河川の水流に対抗して鉛直状に保持する。更に、
内筒下端側にエアー溢出口を同一円周上に等間隔をおい
て複数個開孔しているので、内筒内のエアーを内筒の全
周から満遍なく溢出させ、その溢出したエアーがエアー
上昇用案内路を水処理用接触材に全体的に接触しながら
浮上し、これにより、水処理用接触材の全体に付着した
微生物の増殖と微生物による有機物の酸化分解作用とを
活性化させる。その上、エアー上昇用案内路を浮上する
エアーが水の上昇流を発生して、この上昇流により二重
筒下端から水を吸上げてその水を二重筒上端から吐出す
る。更に、エアーの供給量をエアー溢出口から溢出する
エアーの流量よりも増やせば、内筒下端の開口部からも
エアーを溢出するため、エアー溢出口から溢出するエア
ーに内筒下端の開口部から溢出したエアーが加勢されて
前記水の上昇流の流勢を増す。 （請求項２）エアーを継続的に供給すると、内筒内にエ
アーが溜まり、このエアー室の浮力により二重筒を起立
させて鉛直状に保持する。更に、内筒下端側にエアー溢
出口を同一円周上に等間隔をおいて複数個開孔している
ので、内筒内のエアーを内筒全周から満遍なく溢出さ
せ、その溢出したエアーがエアー上昇用案内路を水処理
用接触材に全体的に接触しながら浮上するため、水処理
用接触材の全体に付着した微生物の増殖と微生物による
有機物の酸化分解作用とを活性化させる。その上、エア
ー上昇用案内路を浮上するエアーが水の上昇流を発生し
て、この上昇流により二重筒下端から水を吸上げてその
水を二重筒上端から吐出する。更に、エアーの供給量を
エアー溢出口から溢出するエアーの流量よりも増やせ
ば、内筒下端の開口部からもエアーを溢出するため、エ
アー溢出口から溢出するエアーに内筒下端の開口部から
溢出したエアーが加勢されて前記上昇流の流勢を増す。
また、エアーの供給を止めると、河川水の勢力で二重筒
が傾いたときに内筒下端の開口部からエアーを溢出し、
浮力を弱めて、二重筒は倒伏する。 （請求項３）該水質浄化装置の下端側において中間筒と
外筒の間の水の一部が該装置外の河川水と共に前記エア
ー上昇用案内路に引き込まれるため、中間筒と外筒の間
の空間には下降流が発生する。そして、この下降流によ
って、該水質浄化装置の上端側においては、該装置外の
河川水がエアー上昇用案内路から流出した水の一部と共
に中間筒と外筒の間に引き込まれる。従って、該水質浄
化装置は、エアー上昇用案内路によって河川の底層水を
上層に上昇させると同時に、中間筒と外筒の間の空間に
よって河川の上層水を下層に下降させる。 （請求項４）二重筒の下部の錘に代えて外筒の外周下部
に錘を設けることにより、中間筒と外筒の間の空間に発
生した下降流や、同空間の下方側から前記エアー上昇用
案内路に回り込む水の流れが錘によって阻害されること
がない。 （請求項５）中間筒として使用される防護筒に対する外
筒の上下高さ位置を調節することによって、内筒と防護
筒の間における上下端の開口部と、防護筒と外筒の間に
おける上下端の開口部との位置関係が、上下端のそれぞ
れにおいて可変されるため、防護筒と外筒の間に発生す
る下降流の流勢が調整される。 （請求項６）防護筒を内筒に対して上下高さ位置調節可
能にしているため、防護筒上下端開放部の水深を調節可
能にする。 （請求項７）内筒内に溜まったエアーを内筒の最下端で
ある開口部より溢出させることで、溢出したエアーが、
その全量を防護筒の下端開口部に近い位置から浮上する
ので、防護筒下端開口部での水の吸引力が強まる共に、
エアー上昇用案内路内に発生する水の流勢を増す。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１及び図４は、本発明に係わる
水質浄化装置の一実施の形態を示す。水質浄化装置１０
は、図１に示すように、河川Ａ内の水中に保持手段４に
より鉛直状に吊持された二重筒３と、この二重筒３内に
収容された水処理用接触材１と、二重筒３内の下部に固
定されたエアー噴出部１５とを備え、図４に示すよう
に、河川Ａ内に複数設けられている。

【０００８】二重筒３は、防護筒１３内に内筒２３を耐
腐食性材料からなる複数のボルト７により両筒間に空間
を確保させた状態で固定した二重構造に構成されてお
り、複数のボルト７を緩めることで防護筒１３の上下高
さ位置が調整可能になっている。防護筒１３は、硬質塩
化ビニール管等を長尺状に切断した樹脂管であり、その
周壁の上端側と下端側のそれぞれの位置に、前記する複
数のボルト７と螺合する雌ネジ孔１３ａが同一円周上に
所定の間隔を置いて複数貫通状に形成されている。

【０００９】内筒２３は、防護筒１３よりも径の小さい
硬質塩化ビニール管等の樹脂管を防護筒１３と略同等の
長さに切断し、その上端開口部に同材質の盲栓２３ａを
接着して構成されている。この内筒２３は、防護筒１３
に対してその筒芯を一致させると共に上端部をやや突出
させた状態で、その外周面の上端側と下端側が複数のボ
ルト７の先端面で押圧されることにより固定されてお
り、上下のボルト７の間の外周面には水処理用接触材１
が環状をもって設けられている。そして、内部が後述す
るエアー噴出部１５から噴出するエアー３５を溜めるエ
アー室３５ａとして使用され、周壁下端側の同一円周上
に等間隔をおいて、複数のエアー溢出口２３ｂを穿設し
て、エアー室３５ａのエアー３５をエアー溢出口２３ｂ
から溢出させて水処理用接触材１の内側面に吹き付ける
ように構成してある。

【００１０】水処理用接触材１は、不織布や布等の繊維
質部材であり、その表面に付着する微生物で、接触する
有機物を酸化分解させて水質の浄化を行う周知のもので
ある。この水処理用接触材１は、防護筒１３と内筒２３
との間に確保される前記空間の幅寸法Ｈよりも薄肉な不
織布又は布等の繊維質部材を矩形状に裁断して内筒２３
の外周面に巻き付けてその両端部を接合してあり、内筒
２３に対しては接着せずに上下のボルト７により支える
ようにして、防護筒１３の上下高さ位置を調整する際
に、内筒２３に対する防護筒１３の上下移動を妨げない
ようにしており、防護筒１３の内周面との間に残置され
るエアー上昇用案内路６にその表面が面するようになっ
ている。尚、水処理用接触材１は、防護筒１３の内周面
に設けて前記エアー上昇用案内路６を内筒２３の外周面
との間に形成するようにしてもよく、この場合、内筒２
３に対する防護筒１３の上下移動を妨げることがなくな
るので防護筒１３内周面に接着しても構わない。

【００１１】エアー上昇用案内路６は、水処理用接触材
１の全外周面に臨むと共に、防護筒１３の下端開放部か
ら上端開放部まで連続することになり、エアー溢出口２
３ｂやエアー溢出口２３ｂと内筒２３下端から溢出した
エアー３５が浮上する通路となる。

【００１２】エアー噴出部１５は、多数の気泡状エアー
を噴出して水中の溶存酸素を増加する球状の多孔質部材
であり、エアーストーンとして一般的に市販されている
周知技術のものである。このエアー噴出部１５は、前記
内筒２３の盲栓２３ａの中心に穿設された貫通孔２３ｃ
を貫通する軟質塩化ビニール管等の可撓性の管材からな
るエアー管２５の先端側（一端側）開口部に設けてあ
り、同内筒２３の下端近傍位置に突設状に設けられてい
る固定具３３先端のＣ字状の抱持部３３ｃにエアー管２
５の中途部を抱持することによって内筒２３のやや下方
位置に配置されている。また、このエアー噴出部１５
は、エアー管２５の他端側に接続するエアー圧縮機４５
（図４参照）の作動で内筒２３内にエアー３５を噴出す
る。尚、エアー噴出部１５が噴出するエアー流量は、エ
アー圧縮機４５の吐出圧力を調節することにより可変で
きるようにしている。

【００１３】保持手段４は、盲栓２３ａの上面周端部に
等間隔をおいて取付けたアイボルト等の係止部材８４
と、河岸に繋がれた筏６４とに取付けられた同様な係止
部材８４と、その係止部材８４、８４同士に掛止させた
紐状の吊持部材５４と、防護筒１３の外周面下側に固定
された環状の錘７４とで構成されている。尚、二重筒３
が吊持される部材は、筏６４に限るものではなく、河岸
に固定された固定具（図示せず）であっても構わない。

【００１４】次に、上記構成による水質浄化装置１０の
作用を説明する。エアー噴出部１５より噴出したエアー
３５が内筒２３内にエアー室３５ａを形成し、内筒２３
内でエアー室３５ａと水との境界である水面Ｗがエアー
溢出口２３ｂ以下に位置するようになると、エアー溢出
口２３ｂよりエアー３５が溢出し、この溢出したエアー
３５が、水処理用接触材１の下側内周面に周方向に均等
に吹き付けられて水処理用接触材１内部やエアー上昇用
案内路６内を通過しながら浮上する。また、河川Ａの水
質状況等に応じて、複数のエアー溢出口２３ｂより溢出
するエアー流量よりエアー圧縮機４５より供給されるエ
アー流量を多く設定した場合、更に水面Ｗが下降して内
筒２３の下端開放部からもエアー３５を溢出し、このエ
アー３５も、エアー上昇用案内路６内を浮上しエアー溢
出口２３ｂから溢出したエアー３５に加勢して水の上昇
流の流勢を増大する。

【００１５】そして、上記作用で溢出したエアー３５
が、エアー上昇用案内路６を浮上することで、エアー上
昇用案内路６内に集中したエアーレーションが行われて
溶存酸素を増加し、水処理用接触材１の全体において、
付着した微生物の増殖と微生物による有機物の酸化分解
作用とを活性化して水質を浄化すると共に、エアー上昇
用案内路６内に水の上昇流を発生し、この上昇流により
二重筒３の下端開放部から水を吸い上げ、その水を二重
筒３の上端開放部から吐出して河川Ａ内の循環流の発生
を促し、河川水の滞留が要因で生ずる植物プランクトン
の増殖集積を抑制し、長期的には底質を改善して水質を
浄化する。

【００１６】また、河川Ａの状況に応じて、ボルト７を
緩めることで防護筒１３上下端の開放部の水深を調節可
能であり、例えば、河底Ｂに堆積物が多い場合には、防
護筒１３下端の開放部を河底から離間させることで、吸
い込んだ堆積物で水処理用接触材１が目詰まりするのを
防止でき、河川上底層水の水質分布、植物プランクトン
の発生状態、底泥の堆積状況等、河川の状況に応じて防
護筒１３上下端の開放部を最適な水深に調節できる。

【００１７】更に、長期間使用されて水処理用接触材１
が無機物等の付着物で目詰まりを起こした場合には、エ
アー圧縮機４５の吐出圧力を調節してエアー噴出部１５
から噴出するエアー３５の流量を増大させ、それによっ
て内筒２３下端から溢出させた多量のエアー３５により
水処理用接触材１の付着物を洗浄することができる。

【００１８】また、本実施の形態の水質浄化装置１０
は、図４に示すように、一隻の筏６４に対して複数吊持
されるが、内筒２３内に形成されたエアー室３５ａの浮
力により水中内での重量を軽減されているので、浮力の
弱い小型の筏６４でも多数の水質浄化装置１０を吊持で
き、更に、二重筒３がエアー室３５ａと錘７４により直
立を維持する保持力を有するため、水流ａを受けて二重
筒３が傾斜状に吊持されるのを防止し、常に、防護筒１
３下端の吸い込み部を河底Ｂ近接させると共に防護筒１
３上端の吐き出し部を表層近くに維持して上底層水の循
環を促進する。

【００１９】次に、二重筒３を下方から保持するように
した他の実施の形態の水質浄化装置について説明する。
この態様の水質浄化装置１０’は、図２に示すように、
河川Ａ内の水中に保持手段４’により河底Ｂから鉛直状
に保持される二重筒３と、この二重筒３内に収容された
水処理用接触材１と、二重筒３内の下部に固定されたエ
アー噴出部１５とを備え、図５に示すように、河川Ａ内
に複数設けられている。尚、保持手段４’とエアー噴出
部１５の以外の構成については、上述した実施の形態と
同様であるため、同一の符号を付けて説明を省略する。

【００２０】エアー噴出部１５は、上述した実施の形態
で用いたエアーストーンと同一のものであり、後述する
保持手段４’である可撓性部材３４にナイロンバンド等
の締結部材３４ａで固定したエアー管２５のその一端側
開口部に設けてある。また、このエアー噴出部１５は、
図２に示すよう内筒２３の下端よりも若干下位に配置さ
れており、河底Ｂを這って、他端側が河岸に設置された
エアー圧縮機４５（図５参照）に接続されているそのエ
アー管２５にエアー圧縮機からエアーを供給することに
よって内筒２３内にエアーを噴出するようになってい
る。尚、エアー噴出部１５が噴出するエアー流量は、エ
アー圧縮機４５の吐出圧力を調節することにより可変で
きるようにしている。

【００２１】保持手段４’は、紐あるいは耐腐食性の鎖
等からなる可撓性部材３４であり、内筒２３周壁の下端
側で対向するように穿設された係止孔２３ｄ，２３ｄに
嵌挿固定された長軸状の支杆１４の中央部の基部２４に
一端を取付け、河底Ｂに敷設された固定棒４４に他端を
各々取付けている。

【００２２】次に、この態様の水質浄化装置１０’の作
用を説明する。エアー３５を供給しない状態では、二重
筒３が内筒２３に水が満ちた状態で河底Ｂに対して倒伏
している。この状態から、エアー溢出口２３ｂが溢出可
能なエアー流量よりも多いエアー３５を供給してエアー
噴出部１５よりエアー３５を噴出させると、その噴出圧
と河川水の流勢とで内筒２３内にエアー３５が押し込ま
れてエアー室３５ａを形成し、エアー室３５ａの浮力に
より次第に二重筒３が起立してゆき、エアー室３５ａの
浮力が河川Ａの水流ａの勢力に対抗して二重筒３を鉛直
状に保持するようになる。そして、エアー室３５ａがエ
アー溢出口２３ｂより下位に水面Ｗを位置すようになる
と、エアー溢出口２３ｂからエアー３５が溢出し、この
溢出したエアー３５が、水処理用接触材１の下側内周面
に周方向に対して均等に吹き付けられて水処理用接触材
１内部やエアー上昇用案内路６内を通過しながら浮上す
る。そして、水面Ｗがエアー溢出口２３ｂと内筒２３下
端との間に位置するようにエアー圧縮機４５が供給する
エアー流量を調節して、エアー溢出口２３ｂからのエア
ー３５の溢出を継続している。

【００２３】尚、河川Ａの水質等の状況に応じて、エア
ー圧縮機４５が供給するエアー流量を増加して、更に水
面Ｗを下降させて内筒２３の下端からもエアー３５を溢
出させてもよく。これにより、この内筒２３下端から溢
出したエアー３５も、エアー上昇用案内路６内を浮上し
エアー溢出口２３ｂから溢出したエアー３５に加勢して
水の上昇流の流勢を増大する。

【００２４】また、大雨等で河川Ａが増水して二重筒３
が水流ａを阻害する虞がある場合、エアー３５の供給を
止めることにより、河川水の勢力で二重筒３が傾いたと
きに内筒下端の開口部からエアー３５を溢出して浮力が
弱まり、二重筒３は倒伏する（図３参照）。河川Ａが通
常状態になり再度二重筒３を起立させるときには、上記
したようにエアー３５を再び供給すればよい。

【００２５】尚、この態様の水質浄化装置１０’におい
て、水質を浄化する作用及び、防護筒１３の上下高さ位
置を調節する場合の作用、水処理用接触材１を洗浄する
場合の作用について、上述した二重筒３を吊持するよう
にした実施の形態と同様に奏することは勿論である。

【００２６】また、上記二つの実施の形態において、内
筒２３がエアー溢出口２３ｂを有さない構成としてもよ
く、この場合、内筒２３内に溜まったエアー３５が、そ
の全量を防護筒３の下端開口部に近い位置から浮上する
ので、防護筒３下端開口部での水の吸引力が強まると共
に、エアー上昇用案内路６内に発生する水の流勢を増
し、特に、河川底層の水質改善と河川水の循環促進に効
果を増す。また、上記いずれの実施の形態おいても、防
護筒１３と内筒２３とからなる二重筒３を構成したが、
単筒からなる防護筒１３内に水処理用接触材１を収容す
るように構成してもよく、この場合、例えば、単筒から
なる防護筒１３内周面に水処理用接触材１を接着し、河
底Ｂにスタンド状の支持台を固定し、この支持台の上部
に防護筒１３とエアー噴出部１５を固定するようにすれ
ばよい。これにより、上記二重筒３を備えて構成した実
施の形態と同様に、水質を浄化する作用及び、水処理用
接触材１を洗浄する作用を奏する。

【００２７】次に、図６に示す水質浄化装置２０につい
て説明する。この態様の水質浄化装置２０は、図１に示
した水質浄化装置１０における防護筒１３の外周に空間
を介して外筒４３を支持することで、防護筒１３が内筒
２３と外筒４３の間の中間筒１３’として使用されて、
三重筒状に構成され、上記水質浄化装置１０における防
護筒１３の外周面下側の錘７４に代えて、外筒４３の外
周面下側に錘７４’を設けたものである。尚、中間筒１
３’及び中間筒１３’の内部構成、保持手段４等は、上
記水質浄化装置１０と同一構成であるため、同一箇所に
同符号をつけて重複説明を省略する。

【００２８】外筒４３は、硬質塩化ビニール管等を長尺
状に切断した樹脂管であり、その周壁の上側と下側のそ
れぞれにおいて、中間筒１３’に螺合されたボルト７と
干渉しない位置に、雌ネジ孔４３ａが同一円周上に所定
の間隔を置いて複数貫通状に形成されている。そして、
この外筒４３は、雌ネジ孔４３ａのそれぞれに耐腐食性
材料からなるボルト８が螺合され、これらボルト８を締
め付けることによって、中間筒１３’との間に空間を確
保した状態で固定されており、前記ボルト８の緊緩によ
り中間筒１３’に対する上下高さ位置を調整可能にして
ある。

【００２９】また、錘７４’は、本態様の水質浄化装置
２０では中間筒１３’と外筒４３との間の空間に河川水
の下降流を発生させるために、その障害とならないよう
に、水質浄化装置１０の錘７４よりも径が大きく形成さ
れて外筒４３の下端側に固定してある。

【００３０】而して、この水質浄化装置２０によれば、
図６に示すように、該装置２０の下端側において中間筒
１３’と外筒４３の間の水の一部が該装置２０外の河川
水と共にエアー上昇用案内路６に引き込まれるため、中
間筒１３’と外筒４３の間の空間には下降流が発生す
る。そして、この下降流によって、該装置２０の上端側
においては、該装置２０外の河川水がエアー上昇用案内
路６から流出した水の一部と共に中間筒１３’と外筒４
３の間の空間に引き込まれる。

【００３１】従って、この水質浄化装置２０は、エアー
上昇用案内路６によって河川Ａの底層水を上層に上昇さ
せると同時に、中間筒１３’と外筒４３の間の空間によ
って河川Ａの上層水を下層に下降させるため、上述した
水質浄化装置１０同様の作用効果を備えた上で、河川Ａ
の上底層水の循環をいっそう促進する。

【００３２】また、上記したような三重筒状の構成は、
川底Ｂから鉛直状に保持されるようにした上記水質浄化
装置１０’についても可能であり、この場合の水質浄化
装置２０’を図７に例示する。この水質浄化装置２０’
は、上記水質浄化装置１０’における防護筒１３を中間
筒１３’とし、この中間筒１３’の外周に空間を介して
外筒４３を支持してなる。尚、中間筒１３’及び中間筒
１３’の内部構成、保持手段４’等は上記水質浄化装置
１０’と同様であり、また、外筒４３を中間筒１３’に
支持する構造は水質浄化装置１０’と同様であるため、
それらの構成については同一の符号を付けることで重複
説明を省略する。

【００３３】そして、斯かる水質浄化装置２０’によれ
ば、上記水質浄化装置１０’の作用効果を備えた上で、
上記水質浄化装置２０のように、中間筒１３’と外筒４
３の間の空間によって河川Ａの上層水を下層に下降させ
るため、河川Ａの上底層水の循環をいっそう促進する。

【００３４】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、以下に記載されるような効果を奏する。 （請求項１）防護筒で仕切られた領域内での集中的なエ
アーレーションにより、防護筒内での溶存酸素の濃度を
著しく高めて、水処理用接触材の全体を好気状態に維持
できるので、従来より問題となっていた水処理用接触材
下部の嫌気化を発生しないのは勿論のこと、付着した微
生物の増殖と微生物による有機物の酸化分解作用とが水
処理用接触材の全体にわったって効率よく活性化され、
その上、河川の底層水が防護筒下端の開放部より吸い込
まれて防護筒上端の開放部より吐出されるので、河川の
上底層水の循環を促進して、河川水の滞留による植物プ
ランクトンの増殖集積を抑制すると共に、長期的には底
質の改善効果も具備する秀でた水質浄化能力を有する水
質浄化装置を提供できる。また、長期間の使用により水
処理用接触材が付着物で目詰まりした場合には、エアー
流量を増加して水処理用接触材付着物を洗浄すればよい
ので、人力による清掃作業が必要なくなり、その作業時
間及び人件費等を大幅に削減できる。更に、防護筒と内
筒とで二重筒を構成し、内筒内のエアーの浮力と下部に
設けた錘とで二重筒を鉛直状に保持するようにして、内
筒内のエアーの浮力で水中内での水質浄化装置全体の重
量を軽減できるので、筏を小型化し、頑丈堅固な固定具
を不要にする等、水質浄化装置の支持構造を簡素化し
て、装置全体の設備コストを大幅に低減できる。更に、
エアーの供給量を増やし内筒下端の開口部からもエアー
を溢出させることで、特に、河川水の循環促進による水
質改善効果を増強することも可能である。 （請求項２）そして、防護筒と内筒とからなる二重筒を
河底に可撓性部材で連結し、内筒内に供給したエアーの
浮力で鉛直状に保持するようにしているため、河川の通
常状態時には、エアーを供給して二重筒を鉛直状に保持
しながら水質浄化を行い、大雨降雨時等増水時には、エ
アーの供給を止めれば水流の影響を受けてエアー室内の
エアーが外部に排出されてすぐさま二重筒が倒伏するの
で、河川の水流を阻害せず洪水の危険性を回避した水質
浄化装置を提供できる。 （請求項３）しかも、防護筒を中間筒として使用し、こ
の中間筒と外筒との間に空間を有することで、該空間が
上層水を下層に下降させるため、河川の上底層水の循環
をいっそう促進し、植物プランクトン増殖集積の抑制や
底質の改善等、水質浄化効果をより向上することができ
る。 （請求項４）そして、二重筒の下部の錘に代えて外筒の
外周下部に錘を設けることにより、中間筒と外筒の間の
空間における下降流や、同空間の下方側から前記エアー
上昇用案内路に回り込む水の流れが障害物によって妨げ
られることがなくなる。従って、河川の上底層水が効率
良く循環され、水質浄化効果をよりいっそう向上する。 （請求項５）その上、外筒を防護筒（中間筒）に対して
上下高さ位置調節可能に構成することで、防護筒と外筒
の間に発生する下降流の流勢を調整できるため、河川の
流速、上底層水の水質分布等、河川状態に応じて上底層
水の循環作用を調整できる。 （請求項６）更に、防護筒を内筒に対し上下高さ位置調
節可能にして、防護筒上下端開放部の水深を調節できる
ため、河底の堆積物の状態、河川上底層水の水質分布、
植物プランクトンの発生状態等、河川の状態に応じた最
適な水質浄化を行うことができる。 （請求項７）そして、内筒が前記エアー溢出口を有さな
いものにして、特に、河川底層の水質改善と河川水の循
環促進に効果を増し、その上、加工コストを軽減した水
質浄化装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる水質浄化装置の一実施の形態を
示す縦断面図。

【図２】本発明に係わる水質浄化装置の他の実施の形態
を示す縦断面図。

【図３】図２における水質浄化装置の河川内における倒
伏状態を示す縦断面図。

【図４】図１における水質浄化装置の一使用例を示す正
面図。

【図５】図２における水質浄化装置の一使用例を示す正
面図。

【図６】本発明に係わる水質浄化装置の他の実施の形態
を示す縦断面図。

【図７】本発明に係わる水質浄化装置の他の実施の形態
を示す縦断面図。

【図８】従来の水質浄化装置の一例で、（ａ）は側面
図、（ｂ）は（１）−（１）線断面図を示す。

【図９】従来の水質浄化装置の他例で、（ａ）は側面
図、（ｂ）は（２）−（２）線断面図を示す。

【符号の説明】

１：水処理用接触材 ３：二重筒 ４，４’：保持手段 ６：エアー上昇用
案内路 １０，１０’：水質浄化装置 １３（１３’）：
防護筒（中間筒） １５：エアー噴出部 ２０，２０’：
水質浄化装置 ２３：内筒 ２３ｂ：エアー
溢出口 ４３：外筒 ７４，７４’：
錘

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C02F 3/02 - 3/10 C02F 3/14 - 3/26 C02F 7/00

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上下両端を開放した防護筒内にその筒芯
   と一致させて上端を閉口し下端を開放した内筒を両筒間
   に空間を確保させた状態で支持して二重筒を構成し、こ
   の二重筒において内筒下端を防護筒下端よりも上方に位
   置させ、その二重筒を、水面に設けた筏や河岸に設けた
   固定具に吊持部材を介して水中に没するように吊持し、
   その二重筒における防護筒内面または内筒外面に前記空
   間の幅寸法よりも肉薄な水処理用接触材を設けて同水処
   理用接触材と内筒外面との間または同水処理用接触材と
   防護筒内面との間に同水処理用接触材に臨むエアー上昇
   用案内路を形成し、該内筒内にエアーを噴出して前記二
   重筒に浮力を発生させるエアー噴出部を備えると共に、
   前記二重筒の下部に該二重筒を鉛直状にする錘を設け、
   内筒下端側にエアー溢出口を同一円周上に等間隔をおい
   て複数個開孔していることを特徴とする水質浄化装置。
2. 【請求項２】 上下両端を開放した防護筒内にその筒芯
   と一致させて上端を閉口し下端を開放した内筒を両筒間
   に空間を確保させた状態に支持して二重筒を構成し、こ
   の二重筒において内筒下端を防護筒下端よりも上方に位
   置させ、その二重筒における防護筒内面または内筒外面
   に前記空間の幅寸法よりも肉薄な水処理用接触材を設け
   て同水処理用接触材と内筒外面との間または同水処理用
   接触材と防護筒内面との間に同水処理用接触材に臨むエ
   アー上昇用案内路を形成し、該内筒内にエアーを噴出し
   て前記二重筒に浮力を発生させるエアー噴出部を備える
   と共に、その二重筒を、河底に繋ぎ止める可撓性部材で
   連結して水中に没入する状態に支持し、内筒の下端側の
   同一円周上にエアー溢出口を等間隔をおいて複数個開孔
   していることを特徴とする水質浄化装置。
3. 【請求項３】 前記防護筒がその外周に空間を介して外
   筒を支持することで中間筒として使用され、該外筒の上
   下端をそれぞれ該中間筒の上下端近傍に位置させたこと
   を特徴とする請求項１又は２記載の水質浄化装置。
4. 【請求項４】 前記防護筒がその外周に空間を介して外
   筒を支持することで中間筒として使用され、該外筒の上
   下端をそれぞれ該中間筒の上下端近傍に位置させると共
   に、前記二重筒の下部に設けた前記錘に代えて該外筒の
   外周下部に錘を設けたことを特徴とする請求項１記載の
   水質浄化装置。
5. 【請求項５】 前記外筒が、前記防護筒に対して上下高
   さ位置調節可能に構成されていることを特徴とする請求
   項３又は４記載の水質浄化装置。
6. 【請求項６】 前記防護筒が、前記内筒に対して上下高
   さ位置調節可能に構成されていることを特徴とする請求
   項１乃至５何れか１項記載の水質浄化装置。
7. 【請求項７】 前記内筒が、前記エアー溢出口を有さな
   いものであることを特徴とする請求項１乃至６何れか１
   項記載の水質浄化装置。